JP5520137B2

JP5520137B2 - 非常用照明装置および非常用照明器具

Info

Publication number: JP5520137B2
Application number: JP2010120930A
Authority: JP
Inventors: 浩司山下; 洋司立野; 誠成田; 純松▲崎▼
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-05-26
Filing date: 2010-05-26
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2030-05-26
Also published as: JP2011249132A

Description

本発明は、光源に発光ダイオードを用いた非常用照明装置および非常用照明器具に関するものである。

従来、火災等による停電時に照明を確保する目的で、常備されている２次電池（バッテリ電源）の電力を用いて光源を非常点灯させる非常用照明装置が提供されている。光源が蛍光ランプやハロゲン電球で構成されたものが一般的に用いられていた。しかし、近年ベース照明やダウンライトのような一般照明の省エネルギー化、長寿命化を目的として、光源の発光ダイオード化が進んでいる。そこで、光源に発光ダイオードを用いた非常用照明装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

従来の非常用照明装置は、火災発生時などに周囲温度が変化しても安全性を確保できるように、光源に用いる発光ダイオードの温度特性を考慮して、常温時に照射される光の床面照度が１．５ｌｘ以上となるように設定されている。

特開２００７−１７３０６１号公報

しかし、火災発生時には周囲温度が上昇するのと同時に、建造物が高温になるため煙が発生して視界が悪くなる。さらに、非常用照明装置から照射される白色の光は煙で反射されるため床面に届きにくく、通路や物体の視認性が低下する問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、煙が発生している場合でも視認性を高くすることができる非常用照明装置および非常用照明器具を提供することにある。

本発明の非常用照明装置は、同一色で発光する１乃至複数の半導体素子で各々構成され、互いに異なる色で発光する複数の発光素子群を有し、前記発光素子群の１つは発光色が白色である点灯部と、２次電池と、商用電源からの電源供給により前記２次電池を充電する充電回路部と、商用電源からの電源供給・遮断を検出する電源検出部と、前記２次電池を入力電源として前記点灯部の前記複数の発光素子群に各々電力を供給する点灯回路部と、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出すると、前記点灯回路部を駆動させて前記発光素子群を発光させる制御部と、煙濃度を検出する煙感知器の検出結果に基づいて、煙の発生有無を判断する煙判断部とを備え、前記制御部は、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合には、発光色が白色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色の光を放射させ、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していると判断した場合には、発光色が白色と異なる色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色とは異なる色の光を放射させ、前記発光素子群に供給する電流を、前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合よりも大きくすることを特徴とする。

この非常用照明装置において、前記煙判断部が、煙が発生していると判断した場合、前記点灯部から放射される光の発光波長は、少なくとも５８９ｎｍを含むことが好ましい。

本発明の非常用照明器具は、非常用照明装置と、当該非常用照明装置が取り付けられる器具本体とを備え、前記非常用照明装置は、同一色で発光する１乃至複数の半導体素子で各々構成され、互いに異なる色で発光する複数の発光素子群を有し、前記発光素子群の１つは発光色が白色である点灯部と、２次電池と、商用電源からの電源供給により前記２次電池を充電する充電回路部と、商用電源からの電源供給・遮断を検出する電源検出部と、前記２次電池を入力電源として前記点灯部の前記複数の発光素子群に各々電力を供給する点灯回路部と、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出すると、前記点灯回路部を駆動させて前記発光素子群を発光させる制御部と、煙濃度を検出する煙感知器の検出結果に基づいて、煙の発生有無を判断する煙判断部とを備え、前記制御部は、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合には、発光色が白色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色の光を放射させ、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していると判断した場合には、発光色が白色と異なる色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色とは異なる色の光を放射させ、前記発光素子群に供給する電流を、前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合よりも大きくすることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、煙が発生している場合でも視認性を高くすることができるという効果がある。

本発明の非常用照明装置のブロック構成を示す図である。同上の赤・緑・青色の発光ダイオードを備えた非常用照明装置のブロック構成を示す図である。本発明の非常用照明器具の外観を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１に本発明の実施形態の非常用照明装置１のブロック構成図を示す。本実施形態の非常用照明装置１は、点灯部２と点灯回路部３と制御部４と停電検出部５と充電回路部６と２次電池Ｅとで構成されている。

充電回路部６は、商用電源ＡＣからの電源供給により２次電池Ｅを充電する。

点灯部２は、互いに異なる色で発光する２つの発光素子群２１，２２で構成されている。発光素子群２１は白色の光を放射する発光ダイオード（半導体発光素子）２１ａ，２１ｂが直列接続されることで構成されている。発光素子群２２は、発光波長が５８９ｎｍを含む黄色の光を放射する発光ダイオード２２ａ，２２ｂが直列接続されることで構成されている。また、各々の発光素子群２１，２２は点灯回路部３に接続されている。

点灯回路部３は、２次電池Ｅを入力電源として、発光素子群２１にＬＥＤ電流Ｉ１、発光素子群２２にＬＥＤ電流Ｉ２を供給する。点灯回路部３は、ｎｐｎ型トランジスタからなるスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と抵抗（限流要素）Ｒ１，Ｒ２とで構成されている。スイッチング素子Ｑ１は、コレクタが２次電池Ｅの正極に接続され、ベースが制御部４に接続され、エミッタが抵抗Ｒ１を介して発光素子群２１の発光ダイオード２１ａのアノードに接続されている。スイッチング素子Ｑ２は、コレクタが２次電池Ｅの正極に接続され、ベースが制御部４に接続され、エミッタが抵抗Ｒ２を介して発光素子群２２の発光ダイオード２２ａのアノードに接続されている。そして、制御部４からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のベースに出力される制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂに応じて、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオン・オフして、発光素子群２１，２２にＬＥＤ電流Ｉ１，Ｉ２が供給される。

停電検出部５（電源検出部）は、商用電源ＡＣからの電源供給状態を監視しており、電源供給・遮断を示す検出信号Ｓ１を制御部４に出力している。

制御部４は、外部に設けられた煙感知器８に接続される煙判断部７を備えている。煙感知器８は煙濃度を検出しており、煙濃度を示す煙検出信号Ｓ３を煙判断部７に出力している。煙判断部７は煙検出信号Ｓ３に基づいて、煙の発生有無を判断する。そして、制御部４は停電検出部５の検出結果と煙判断部７の判断結果とに基づいて制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを出力し、点灯回路部３の動作を制御することで、点灯部２を点灯制御している。

まず、商用電源ＡＣから電源供給され、かつ煙が発生していない場合について説明する。停電検出部５が商用電源ＡＣからの電源供給を検出し、制御部４に電源供給を示す検出信号Ｓ１が出力されると、制御部４は電源供給状態であると判断する。また、煙感知器８から煙判断部７に出力される煙検出信号Ｓ３が示す煙濃度が所定値未満の場合、煙判断部７は煙が発生していないと判断する。すると、制御部４はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフさせる制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂを出力する。発光素子群２１，２２はスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がオフしているため、電力が供給されず消灯している。したがって、商用電源ＡＣから電力が供給され煙が発生していない場合は、点灯部２は消灯している。

次に、商用電源ＡＣの遮断による停電が発生し、かつ煙が発生していない場合について説明する。停電検出部５が停電を検出し、制御部４に停電を示す検出信号Ｓ１が出力されると、制御部４は停電状態であると判断する。また、煙感知器８から煙判断部７に出力される煙検出信号Ｓ３が示す煙濃度が所定値未満の場合、煙判断部７は煙が発生していないと判断する。すると、制御部４はスイッチング素子Ｑ１をオンさせる制御信号Ｓ２ａ、スイッチング素子Ｑ２をオフさせる制御信号Ｓ２ｂを出力する。したがって、発光素子群２１にＬＥＤ電流Ｉ１が供給されて、発光ダイオード２１ａ，２１ｂから白色の光が放射される。発光素子群２２はスイッチング素子Ｑ２がオフしているため、電力が供給されず消灯している。したがって、停電が発生し、かつ煙が発生していない場合は、点灯部２から白色の光が放射される。

次に、火災などによって停電が発生し、かつ煙が発生している場合について説明する。停電検出部５が停電を検出し、制御部４に停電を示す検出信号Ｓ１が出力されると、制御部４は停電状態であると判断する。また、煙感知器８から煙判断部７に出力される煙検出信号Ｓ３が示す煙濃度が所定値以上の場合、煙判断部７は煙が発生していると判断する。すると、制御部４はスイッチング素子Ｑ１をオフさせる制御信号Ｓ２ａ、スイッチング素子Ｑ２をオンさせる制御信号Ｓ２ｂを出力する。したがって、発光素子群２２にＬＥＤ電流Ｉ２が供給されて、発光ダイオード２２ａ，２２ｂから黄色の光が放射される。発光素子群２１はスイッチング素子Ｑ１がオフしているため、電力が供給されず消灯している。したがって、停電が発生し、かつ煙が発生している場合は、点灯部２から黄色の光が放射される。

このように、本実施形態の非常用照明装置１は、煙の発生有無によって、停電時に点灯部２から放射される光の色を切り替えている。煙判断部７が、煙が発生していないと判断した場合は、点灯部２から白色の光が放射される。白色の光は物体の色の認識性が高いので、非常時に周囲の状況を確認しやすく、安全性が向上する。

また、煙判断部７が、煙が発生していると判断した場合は、点灯部２から黄色の光が放射される。煙が発生している状況において、白色の光は煙で反射され通路や物体の視認性が低下するのに対して、黄色の光は煙に対する透過性が高く通路や物体を認識しやすい。そのため、火災などによって煙が発生した非常時において、より安全に避難することができる。

なお、本実施形態では発光ダイオード２１ａ，２１ｂを発光させることで黄色の光を放射しているが、煙に対する透過性の高い色である例えば発光波長が５８９ｎｍ近傍の光であればよい。

また、国内で非常用照明装置として用いるには、日本照明器具工業会の非常用照明器具技術基準（ＪＩＬ５５０１），誘導灯器具及び避難誘導システム用装置技術基準（ＪＩＬ５５０２）に適合させる必要があり、周囲温度１４０℃以上で床面照度が１ｌｘ以上を確保しなければならない。しかし、点灯部２から放射される光の色を白色から黄色に切り替えることによって照度が低下する場合がある。また、発光素子群２１の白色の発光ダイオード２１ａ，２１ｂと、発光素子群２２の黄色の発光ダイオード２２ａ，２２ｂとで電流に対する発光効率が異なる場合がある。そこで、黄色の光を放射する場合でも、日本照明器具工業会の非常用照明器具技術基準（ＪＩＬ５５０１），誘導灯器具及び避難誘導システム用装置技術基準（ＪＩＬ５５０２）に適合するように、本実施形態の非常用照明装置１は以下の電流制御を行っている。

本実施形態の非常用照明装置１は、黄色を発光する発光素子群２２に供給するＬＥＤ電流Ｉ２を、白色を発光する発光素子群２１に供給するＬＥＤ電流Ｉ１よりも大きくしている。ＬＥＤ電流Ｉ２をＬＥＤ電流Ｉ１よりも大きくする方法として、以下の方法例がある。

制御部４からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に出力する制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂをＰＷＭ信号で構成する。そして、制御信号Ｓ２ａ，Ｓ２ｂのデューティを変動させ、スイッチング素子Ｑ２のオンデューティをスイッチング素子Ｑ１のオンデューティよりも大きくする。

また、発光素子群２２に直列接続された抵抗Ｒ２の大きさを、発光素子群２１に直列接続された抵抗Ｒ２１よりも小さくなるように構成してもよい。

上記の方法によって、ＬＥＤ電流Ｉ２をＬＥＤ電流Ｉ１よりも大きくすることができる。それによって、黄色の光を放射する発光素子群２２の発光ダイオード２２ａ，２２ｂの輝度が増加し、日本照明器具工業会の非常用照明器具技術基準（ＪＩＬ５５０１），誘導灯器具及び避難誘導システム用装置技術基準（ＪＩＬ５５０２）に適合させることができる。また、発光素子群２２の発光ダイオード２２ａ，２２ｂの輝度を大きくすることで、煙の発生によって視界が悪い場合でも、煙に対する透過性の高い光が強く放射されるので、通路や物体の視認性を向上させることができる。

また、本実施形態の非常用照明装置１はＬＥＤ電流Ｉ２の上限値を設定している。そのため、ＬＥＤ電流Ｉ２を供給して黄色の光を放射する場合に、２次電池Ｅによる点灯時間が所定時間よりも短くなることを防止すると共に、所定照度を確保することができる。

また、図２に示すように複数の発光素子群２３〜２５を備え、発光素子群２３〜２５が放射する光の合成比率を変化させることで、点灯部２から放射される光の色を変化させる構成としてもよい。図２に示す非常用照明装置１の点灯部２は、発光素子群２３〜２５で構成されている。発光素子群２３は赤色の発光ダイオード２３ａ，２３ｂで構成され、発光素子群２４は緑色の発光ダイオード２４ａ，２４ｂで構成され、発光素子群２５は青色の発光ダイオード２５ａ，２５ｂで構成されている。また、各々の発光素子群２３〜２５は点灯回路部３に接続されている。

点灯回路部３は、発光素子群２３にＬＥＤ電流Ｉ３，発光素子群２４にＬＥＤ電流Ｉ４，発光素子群２５にＬＥＤ電流Ｉ５を供給することで、各々の発光素子群２３〜２５を発光させている。また、点灯回路部３は制御部４から出力される制御信号Ｓ２に基づいて、ＬＥＤ電流Ｉ３〜Ｉ５の値を制御するドライバを備えている。そして、各ＬＥＤ電流Ｉ３〜Ｉ５の値を制御して、発光素子群２３〜２５から放射される赤色・緑色・青色の光の混合比率を変化させることがで、光の色を変化させることができる。そのため、白色の光または黄色の光を放射させることができ、点灯部２から放射される光の色を細かく設定することができる。なお、発光素子群２３〜２５が放射する赤色・緑色・青色の光を合成させて、光の色を変化させる技術は周知の技術であるので詳細な説明は省略する。

次に、上述の非常用照明装置１を備えた非常用照明器具９の外観図を図３に示す。非常用照明器具９は、上述の非常用照明装置１と、非常用照明装置１が取り付けられる器具本体１０とで構成されている。非常用照明器具９はダウンライトであり、非常用照明装置１を収納した器具本体９が天井に埋め込まれる。そして、非常用照明装置１に備えられた点灯部２が床面を照射する。

１非常用照明装置
２点灯部
３点灯回路部
４制御部
５停電検出部
６充電回路部
７煙判断部
８煙感知器
２１，２２発光素子群
２１ａ，２１ｂ発光ダイオード
２２ａ，２２ｂ発光ダイオード
Ｅ２次電池
Ｒ１，Ｒ２抵抗
Ｑ１，Ｑ２スイッチング素子

Claims

同一色で発光する１乃至複数の半導体素子で各々構成され、互いに異なる色で発光する複数の発光素子群を有し、前記発光素子群の１つは発光色が白色である点灯部と、
２次電池と、
商用電源からの電源供給により前記２次電池を充電する充電回路部と、
商用電源からの電源供給・遮断を検出する電源検出部と、
前記２次電池を入力電源として前記点灯部の前記複数の発光素子群に各々電力を供給する点灯回路部と、
前記電源検出部が商用電源の遮断を検出すると、前記点灯回路部を駆動させて前記発光素子群を発光させる制御部と、
煙濃度を検出する煙感知器の検出結果に基づいて、煙の発生有無を判断する煙判断部とを備え、
前記制御部は、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合には、発光色が白色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色の光を放射させ、前記電源検出部が商用電源の遮断を検出し、かつ前記煙判断部が煙が発生していると判断した場合には、発光色が白色と異なる色の前記発光素子群に電流を供給して前記点灯部から白色とは異なる色の光を放射させ、前記発光素子群に供給する電流を、前記煙判断部が煙が発生していないと判断した場合よりも大きくする
ことを特徴とする非常用照明装置。
前記煙判断部が煙が発生していると判断した場合、前記点灯部から放射される光の発光波長は、少なくとも５８９ｎｍを含むことを特徴とする請求項１記載の非常用照明装置。
請求項１または２に記載の非常用照明装置と、当該非常用照明装置が取り付けられる器具本体とを備えることを特徴とする非常用照明器具。