JP5832333B2 - 蛍光灯型ｌｅｄ照明装置 - Google Patents

Description

本発明は、既存の蛍光灯に代替して使用可能なＬＥＤ（発光ダイオード）光源の照明装置に関する。

室内や屋外などの照明装置として蛍光灯が多用されているが、停電などの非常時には蛍光灯が点灯しないので、商用施設や宿泊施設などにおいては避難誘導用に非常灯を設置することが建築基準法で定められている。

しかしながら、従来の非常灯は通常時の照明装置としての蛍光灯とは別個に設置されるため、実際上その設置個数ないし設置場所が限られ、したがって非常時は暗闇の中で限られた場所に設置されたわずかな数の非常灯が点灯しているにすぎない状態となる。たとえば地下鉄や地下街などで地震や火災による停電事故が発生した場合を想定すると、人間の心理として明るい場所に移動しようとするので、群集心理も働いて、その場所にいる全員が非常灯の点灯場所に殺到して思わぬ事故につながる危険性が懸念される。

近年では、既存の蛍光灯に代替して使用可能なＬＥＤ照明装置も提案されており（下記特許文献１，２など）、消費電力の削減などによる省エネや、ＣＯ２削減などによるエコ性、また水銀などの有害物質を含まないなどの安全性に優れていることから今後の更なる普及が期待されているが、このＬＥＤ照明装置について停電等非常時に対する対応はこれまでほとんど考慮されていなかった。

特開２００４−１９２８３３号公報 特開２００４−３０３６１４号公報

したがって、本発明が解決しようとする課題は、既存の蛍光灯に代替して使用可能なＬＥＤ光源の照明装置に停電などの非常時に自動点灯させる機能を付加し、地下鉄や地下街などで地震や火災による停電事故が発生したような場合であってもそこにいる各人が安全に且つ安心して避難できるようにして不慮の事故を防止することである。

この問題を解決するため、請求項１に係る本発明は、蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能な照明装置であって、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でＬＥＤを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでＬＥＤを発光させる第二の電源回路と、ＬＥＤの点消灯を制御する制御手段とを有し、制御手段は、施設内分電盤から交流電力が供給されているか否かと、施設内分電盤からの交流電力線に設けられる外部スイッチの点消灯操作状態と、バッテリ残量とを検知して、施設内分電盤から交流電力が供給されており且つ外部スイッチが点灯操作されているときはバッテリ残量に基づいて第一の電源回路でＬＥＤを発光させると共にバッテリを充電する第一の通常点灯モードまたは第二の電源回路でＬＥＤを発光させる第二の通常点灯モードでＬＥＤを発光させ、施設内分電盤から交流電力が供給されているが外部スイッチが消灯操作されているときはＬＥＤを通常消灯させ、施設内分電盤から交流電力が供給されていないときは外部スイッチが点灯操作されているか消灯操作されているかにかかわらず第二の電源回路でＬＥＤを非常灯として発光させるようにＬＥＤの点消灯を制御し、施設内分電盤から交流電力が供給されているか否かを、前記交流電力線とは別に施設内分電盤から直接入力されるように設けた停電検知用入力線からの電力供給情報を得て判別することを特徴とする蛍光灯型ＬＥＤ照明装置である。

請求項１記載の本発明によれば、ＬＥＤ照明装置を通常点灯モード／通常消灯モード／非常点灯モードのいずれで動作させるべきかを制御手段が自動的に判別するので、ＬＥＤ点消灯を状況に応じて的確に制御することができる。たとえば、停電などの非常時において、通常の消灯スイッチ操作によらずに第一の電源回路からの電力が供給停止されたときには、制御手段が非常点灯モードであることを自動判別し、ＬＥＤ照明装置に内蔵されたバッテリを駆動してＬＥＤを発光させるように制御するので、従来の非常灯のように停電場所におけるごく一部のみが点灯されるのではなく、停電場所に設置されている複数のＬＥＤ照明装置をすべて点灯させることができる。したがって、地下鉄や地下街などで地震や火災による停電事故が発生したような場合であっても、そこにいる各人が安全に且つ安心して避難することができる効果がある。また、商店やオフィスなどで営業中や業務時間内に停電などのために突然消灯した場合も、瞬時にバッテリ駆動に切り替えてすべてのＬＥＤ照明装置を点灯させることができるので、通常業務に支障を来たすことがない。

本発明の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置の概略構造図である。 このＬＥＤ照明装置を用いたシステム構成図である。 このＬＥＤ照明装置における通常点灯時の制御を概略的に示すフローチャートである。 このＬＥＤ照明装置における通常点灯時の制御を説明する図である。 停電時に微弱電流を流して簡便な非常灯としての機能を持たせた実施形態における通常点灯／消灯モード時の制御チャートである。 この実施形態における非常点灯モード時の制御チャートである。 ブレーカーセンサを設けて正式な非常灯としての機能を持たせた実施形態の制御回路図である。 この実施形態における通常点灯／消灯モード時の制御チャートである。 この実施形態における非常点灯モード時の制御チャートである。 他の実施形態によるＬＥＤ照明装置のソケット装着状態を示す図である。 図１０の実施形態においてＬＥＤ照明装置が通常点灯モードにあるとき（ａ）、通常消灯モードにあるとき（ｂ）および非常点灯モードにあるとき（ｃ）の各通電状態を示す図である。 通常消灯モード時の制御フローを示すフローチャートである。 夜間時間帯にバッテリ充電を行うようにした通常消灯モード時の制御フローを示すフローチャートである。 本発明の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置のカバー構造および内部構造の一例を示す概略断面図である。

図１および図２を参照して本発明の実施形態について詳述する。ＬＥＤ照明装置１０は、既存の蛍光灯に代替して使用可能であり、その寸法および形状は既存の蛍光灯と略同一であって、既存の蛍光灯用に設けられている一対のソケット間に装着可能である。ＬＥＤ照明装置１０は、断面略円筒形を有するカバー１１の内部にＬＥＤ実装基板（図示せず）が収容固定されており、ＬＥＤ２２からの射出光をカバー１１に透過または拡散させて照明する。一実施形態において、カバー１１は、略半周で分割された２部材、すなわち、ポリカーボネートなどの光透過、光半透過または光拡散性を有するプラスチック材料で形成されるカバー部材と、アルミニウムなどの放熱性材料で形成されるヒートシンクとで構成され、カバー部材にＬＥＤ実装基板が内蔵され、ヒートシンクに後述するバッテリその他の電源回路が内蔵される。

ＬＥＤ照明装置１０は、特許文献１，２などに公知のように、口金部１２を介して既存蛍光灯用のソケット（図示せず）に装着されたときに、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力をＬＥＤ駆動回路１５に供給して、基板上のＬＥＤ２２を発光させる電源回路（第一の電源回路１３）を有する。この第一の電源回路１３は、交流電力を直流電力変換するＡＣ−ＤＣコンバータ２４（図２参照、図１では図示省略）、ＡＣ−ＤＣコンバータ２４から出力される直流電力を整流する整流器１６、該直流電力を所定電圧に変換する電圧トランス１７、一時的に蓄電して電力供給を安定化させるためのバッファとして働く電解コンデンサ１８（図１参照，図２ではいずれも図示省略）などを含んで構成される。後述するように、通常時は、既存蛍光灯照明設備として壁などに設けられている外部スイッチ２７がＯＮとされることにより、第一の電源回路１３から直流電力がＬＥＤ駆動回路１５に供給されてＬＥＤ２２を発光させることによってＬＥＤ照明装置１０が点灯し、スイッチ２７のＯＦＦによって電力供給が停止することによって消灯する。

ＬＥＤ照明装置１０は、さらに、バッテリ１９でＬＥＤ２２を発光させる第二の電源回路２０を有する。バッテリ１９によるＬＥＤ点灯時間を最大化させるために、バッテリ１９は照明カバー１１内に収容可能な小型でありながらできるだけ大きな電池容量を有するものが好ましく、現時点ではリチウムイオンバッテリの使用が最適である。そして、スイッチコントローラ１４は、第一の電源回路１３に設けられたＩＣスイッチ２５をあらかじめ設定された条件の下で開閉制御することにより、ＬＥＤ２２の点灯に用いる電源回路１３，２０の切替などの制御を行う。チャージコントローラ２１は、バッテリ１９内の電圧および電流を検知することによりバッテリ残量を常時モニターし、バッテリ残量が上限閾値または下限閾値に達したときにはその旨を知らせる信号をスイッチコントローラ１４に与える。あるいは、内部ＩＣスイッチ２５に製品仕様またはユーザによる設定値としてバッテリ残量の上限閾値および下限閾値を記憶させておき、チャージコントローラ２１からのバッテリ残量検知信号を受けて上限閾値／下限閾値に達したことを判断しても良い。また、特にリチウムイオンバッテリは充放電時の電圧を厳密に制御する必要があるので、チャージコントローラ２１は、たとえば、充電時は４．２Ｖ、放電時は３．０Ｖの電圧を維持するようにコントロールする。これらスイッチコントローラ１４およびチャージコントローラ２１（本発明の「制御手段」を構成する）による具体的な制御について以下に詳述する。

まず、図３に示すフローチャートを参照して、制御の概略的な流れを説明する。当該施設内の全部または任意区画された一部のＬＥＤ照明装置１０群を点灯させるための通常の操作（後述する外部スイッチ２７：ＯＮ）が行われたことを前提として（Ｓ１００）、Ｓ１０１で、複数のＬＥＤ照明装置１０が設置されたオフィスや店舗などの施設内において所要の交流電力が通電しているか否かを確認する。これは、たとえば、当該施設内の全部または任意区画された一部のＬＥＤ照明装置１０群に交流電力を供給する交流電力線に電流計および／または電圧計を接続し、交流電力線に流れる電流値および／または電圧値を常時モニターすることによって行うことができる。

通電が確認されたとき（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）は、Ｓ１０２で、ＬＥＤをバッテリ１９のみで点灯開始するに十分なバッテリ充電が残っているか否かを確認する。すなわち、バッテリ１９によるＬＥＤ点灯開始に必要なバッテリ残量について上限閾値を定めておき、この上限閾値を下回っているとき（Ｓ１０２：Ｎｏ）は、各ＬＥＤ照明装置１０に供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力を用いてＬＥＤ駆動回路１５を駆動してＬＥＤ２２を点灯させると共にバッテリ１９を充電させる第一の通常点灯モードに制御する（Ｓ１０３）。一例として、このときのＬＥＤ照明装置１０の全光束は２５００Ｌｍであり、消費電力は２２〜２５Ｗ程度である。第一の通常点灯モードでの作動中、Ｓ１０４で、バッテリ残量をモニターし、バッテリ残量が上限閾値以上に復活する（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）まで、この第一の通常点灯モードでの作動が継続される。

一方、バッテリ残量が閾値以上であるとき（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）は、バッテリ１９のみでＬＥＤ駆動回路１５を駆動してＬＥＤ２２を発光させる第二の通常点灯モードに制御する（Ｓ１０５）。第二の通常点灯モードにおいては、一例として、ＬＥＤ照明装置１０の全光束は１９００Ｌｍであり、このときは交流電力を使用しないので消費電力はゼロである。第二の通常点灯モードでの作動中、Ｓ１０６で、バッテリ残量をモニターし、バッテリ残量が所定の下限閾値以上である限り（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、この第二の通常点灯モードでの作動が継続される。

第一の通常点灯モードでの動作中にバッテリ１９が充電された結果バッテリ残量が上限閾値以上に復活したとき（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）は、第一の通常点灯モードから第二の通常点灯モードに切り替える。また、第二の通常点灯モードでの動作中にバッテリ１９が放電していってバッテリ残量が下限閾値を下回ったとき（Ｓ１０６：Ｎｏ）は、第二の通常点灯モードから第一の通常点灯モードに切り替える。

Ｓ１０１で通電が確認されないとき（Ｓ１０１：Ｎｏ）は、Ｓ１０７で、通常の消灯操作による非通電であるのか、非常時停電によるのかを判別する。この判別の具体的手法については後に詳述する。ここで非常時停電によるものではないと判断されたとき（Ｓ１０７：Ｎｏ）は、当該施設内の全部または任意区画された一部のＬＥＤ照明装置１０群を消灯させるための通常の操作（後述する外部スイッチ２７：ＯＦＦ）によるものであるので、通常消灯モードとしてＬＥＤ照明装置１０を消灯する（Ｓ１１１）。このときも、停電でない限りはＬＥＤ照明装置１０に交流電力を供給してバッテリ１９を充電する（後述）。

非常時停電であると判断されたとき（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）は、Ｓ１０８で、非常点灯モードとしてＬＥＤ照明装置１０を制御する。このときのＬＥＤ照明装置１０は非常灯として機能するものであるから、全光束は４００〜５００Ｌｍ程度で実用上十分であり、バッテリ１９のみでＬＥＤ駆動回路１５を駆動してＬＥＤ２２を発光させるので消費電力はゼロである。この非常点灯モードでＬＥＤ照明装置１０を点灯させているとバッテリ１９が徐々に放電していくので、Ｓ１０９で、ＬＥＤをバッテリ１９のみで非常灯として点灯を継続するに十分なバッテリ充電が残っているか否かを確認する。すなわち、非常灯としての点灯を継続して行うために必要なバッテリ残量について下限閾値を定めておき、この下限閾値を上回っている（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）間は非常灯としての点灯を継続するが、これを下回ったとき（Ｓ１０９：Ｎｏ）にはＬＥＤ照明装置１０を強制消灯するように制御する（Ｓ１１０）。これによってバッテリ１９の完全放電を防ぐことができる。

なお、Ｓ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６およびＳ１０９で行うバッテリ残量チェックは、バッテリ１９の電圧値および／または電流値を常時または一定のインタバルでモニターすることによって行うことができ、単一のセンサを用いて実施可能である。たとえば、上限閾値（たとえば満充電に対して９０％の電圧値）以上または未満であることを知らせる信号を送出してこれに基づいてＳ１０２およびＳ１０４での判別を行い、下限閾値（たとえば満充電に対して２０％の電圧値）以上または未満であることを知らせる信号を送出してこれに基づいてＳ１０６での判別を行い、下限閾値（たとえば満充電に対して１０％の電圧値）以上または未満であることを知らせる信号を送出してこれに基づいてＳ１０９での判別を行うようにすることができる。Ｓ１０６およびＳ１０９での判別に用いる下限閾値は同一であっても良いが、上記例示のようにＳ１０９で用いる下限閾値の方をより低い値に設定して、バッテリ１９の完全放電を防止しながら、非常灯としての機能をより長時間確保するような設定とすることが好ましい。

この照明装置１０の点消灯のために施設内の壁などに設置されている外部スイッチ２７がＯＮとされているときの制御、すなわち、図３のフローチャートにおける通常点灯モード時の制御Ｓ１０３〜Ｓ１０６について、図３と共に図４を参照して説明する。このとき、スイッチコントローラ１４は、バッテリ１９の充電状態に応じて（図３：Ｓ１０２で判別される）、施設内分電盤２６から各ＬＥＤ照明装置１０に供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力を用いてＬＥＤ駆動回路１５を駆動してＬＥＤ２２を点灯させると共にバッテリ１９を充電させる第一の通常点灯モード（図３：Ｓ１０３，図４（ａ））と、バッテリ１９が十分に充電されている状態のときに交流電力を消費せずにバッテリ１９のみでＬＥＤ駆動回路１５を駆動してＬＥＤ２２を点灯させる第二の通常点灯モード（図３：Ｓ１０５，図３（ｂ））とを、内部ＩＣスイッチ２５を開閉制御することによって切り替える。

より具体的には、施設内分電盤２６からの通電が正常に行われている状態（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）において外部スイッチ２７がＯＮであるときは、第一の通常点灯モードでＬＥＤ２２を点灯させている間にバッテリ１９が徐々に充填され、バッテリ残量が所定の上限閾値に達したことを知らせる検知信号をチャージコントローラ２１から受けたとき(Ｓ１０４：Ｙｅｓ)に、スイッチコントローラ１４は、内部ＩＣスイッチ２５をＯＦＦにして第一の通常点灯モードから第二の通常点灯モードに切り替える。そして、第二の通常点灯モードでＬＥＤ２２を点灯させている間にバッテリ１９は徐々に消耗していき、バッテリ残量が下限閾値に達したことを知らせる検知信号をチャージコントローラ２１から受けたとき（Ｓ１０６：Ｎｏ）に、スイッチコントローラ１４は、内部ＩＣスイッチ２５をＯＮにして第二の通常点灯モードから第一の通常点灯モードに切り替える。あるいは、第一の通常点灯モードおよび第二の通常点灯モードでＬＥＤ２２を点灯させる時間インタバル（たとえば、第一の通常点灯モードで１時間ＬＥＤ点灯させた後、第二の通常点灯モードで３時間ＬＥＤ点灯させるサイクルを繰り返す）を設定しておいて、この時間インタバルで第一の通常点灯モードと第二の通常点灯モードを切り替えても良い。この場合は、バッテリ残量による制御を併用し、第二の通常点灯モードで点灯している間にバッテリ残量が所定の下限閾値に達したときにはその設定時間内であっても第一の通常点灯モードに強制的に切り替えてバッテリ１９の過放電を防ぐようにすることが好ましい。

上記通常点灯時から外部スイッチ２７がＯＦＦにされると、照明装置１０に供給される電力が瞬時に停止するので、スイッチコントローラ１４はこれを検知したとき（Ｓ１０１：Ｎｏ）に、ＬＥＤ駆動回路１５をＯＦＦにしてＬＥＤ２２を消灯させる。このように、主電源からの交流電力供給が正常に行われている限り、外部スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに連動してＬＥＤ２２が点灯／消灯し、通常時の点灯／消灯が行われる。

本発明の蛍光灯型ＬＥＤ照明装置１０は、停電時など主電源からの交流電力供給が途絶えたときには、その時点では仮に第一の電源回路１３による通常点灯モード（第一の通常点灯モード）でＬＥＤ２２を点灯させていたとしても、これを強制的に第二の電源回路２０に切り替えてバッテリ１９でＬＥＤ２２を点灯させて非常灯として機能させる。非常灯は、商用施設や工業施設、宿泊施設などにおいて建築基準法上設置が義務付けられており、停電時に室内や廊下を照らす避難誘導用の照明装置である。この法律上の設置義務に基づいて非常灯は、外部スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず、停電時には一定の照度（たとえば床面で１ルクス以上）を数十分から数時間程度点灯状態を維持しなければならず、このために通常点灯用の交流電力線２線（うち１線は非常灯用と兼用）とは別に非常灯用に３線目の電力線を引いている。

しかしながら、上述のような公共施設ではない一般の商店やオフィスなどでは、外部スイッチ２７がＯＮ状態であって通常点灯（第一の通常点灯モードまたは第二の通常点灯モードによる）しているときに突如停電により消灯した場合に、非常灯としてＬＥＤ２２を点灯させれば実際上十分に有効に機能すると考えられる。また、設置対象施設の床面積やフロア数によっては非常灯用の電力線自体が引かれていない場合もあり、このような場合にも簡便な非常灯として機能させるシステム構成が有効である。これらの観点から、本発明の一実施形態にあっては、スイッチコントローラ１４が微弱電流を回路に流すことにより停電を判断することで、簡便な非常灯としての機能を与えるように構成されている。以下、この実施形態の構成および作用について、図１〜図３に加えて図５および図６を参照して説明する。

既述した説明と一部重複するが、図２に示す構成を有する複数個のＬＥＤ照明装置１０が主電源（交流電力）に接続されているシステムにおいて、外部スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに連動してＬＥＤ２２を点灯／消灯させる通常点灯／消灯モード時の制御について再度説明する。このとき、施設内分電盤２６はＯＮである。そして、スイッチコントローラ１４は、外部スイッチ２７がＯＮのときはバッテリ残量に基づいて内部ＩＣスイッチ２５をＯＮ／ＯＦＦ制御し、交流電力を変換して得た直流電力（通常電源）により第一の電源回路１３を介してＬＥＤ点灯する第一の通常点灯モードでの通常点灯（図３：Ｓ１０３，図４（ａ））と、バッテリ１９に蓄電された直流電力（バッテリ電源）により第二の電源回路２０を介してＬＥＤ点灯する第二の通常点灯モードでの通常点灯（図３：Ｓ１０５，図４（ｂ））とを所定の制御条件の下で切り替える（図５：状態Ａ−１）。

この状態から外部スイッチ２７がＯＦＦになると、スイッチコントローラ１４は、照明装置１０への電力供給が瞬時に停止したことを検知し（Ｓ１１）、微弱電流を主電源の交流電力回路に流す（Ｓ１２）が、外部スイッチ２７がＯＦＦであるのでサーキットブレーク状態である（流した微弱電流が帰ってこない）ことを検知する（Ｓ１３）。この場合、スイッチコントローラ１４は、外部スイッチ２７のＯＦＦ操作による通常消灯であると判断し、いずれの通常点灯モードであっても（すなわち第一の通常点灯モードでの点灯時であるか第二の通常点灯モードでの点灯時であるかにかかわらず）、ＬＥＤ駆動回路１５をＯＦＦにしてＬＥＤ２２を消灯させる（図５：状態Ａ−２）。なお、瞬時に電力停止したことの検知は、スイッチコントローラ１４が電圧を常時モニターし、瞬時の急激な電圧低下を検知することで行うことができる（以下においても同じ）。

通常点灯状態（Ａ−１）において停電が発生したときの制御について、図６を参照して説明する。この制御が、図３のフローチャートにおいてＳ１０７およびそれ以降のステップで実行される。この場合も、スイッチコントローラ１４は、照明装置１０への電力供給が瞬時に停止したことを検知する（Ｓ１４）ので、微弱電流を主電源の交流電力回路に流す（Ｓ１５）が、施設内分電盤２６への電源供給が途絶えているとしても外部スイッチ２７はＯＮであって回路そのものは成立しているのでサーキットブレーク状態ではない（流した微弱電流が回路を通じて帰ってくる）ことを検知する（Ｓ１６）。この場合、スイッチコントローラ１４は、停電が発生したと判断し、外部スイッチ２７がＯＮである限り、内部ＩＣスイッチ２５のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず（言い換えれば第一の通常点灯モードでの点灯時であるか第二の通常点灯モードでの点灯時であるかにかかわらず）、ＬＥＤ駆動回路１５を駆動させる。内部ＩＣスイッチ２５がＯＮ／ＯＦＦいずれであっても第二の電源回路２０は閉じた回路として成立しているので、バッテリ１９を電源としてＬＥＤ２２を点灯させて非常灯として機能させることができる（図６：状態Ａ−３）。

この実施形態において、外部スイッチ２７がＯＦＦであるとき（図５：状態Ａ−２）に停電が生じても、そもそも照明装置１０への電力供給が行われていない状態であるので、スイッチコントローラ１４には瞬時電力停止の検知信号（Ｓ１４）が入力されない。このため、この実施形態では、外部スイッチ２７がＯＦＦであるときに停電が生じても、ＬＥＤ２２を点灯させて非常灯として機能させることはできない。

次に、正式な非常灯としての機能を持たせた実施形態の構成および作用について、図７〜図９を参照して説明する。この実施形態による照明システムの構成（図７）は上述実施形態による照明システムの構成（図２）とほぼ同様であるが、照明装置１０内のＡＣ−ＤＣコンバータ２４に通電される電力線２９，３０からの電流とは別にもう一本の電力線３１からの電流を検知することで、施設内分電盤２６が通電状態にあるか否かを検知するブレーカーセンサ２８が接続され、その検知信号がスイッチコントローラ１４に入力されるように構成されている。

このシステムにおいて複数個のＬＥＤ照明装置１０が主電源（交流電力）に接続されているときの、外部スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦに連動してＬＥＤ２２を点灯／消灯させる通常点灯／消灯モード時の制御について説明する。このとき、施設内分電盤２６はＯＮである。そして、スイッチコントローラ１４は、外部スイッチ２７がＯＮのときはバッテリ残量に基づいて内部ＩＣスイッチ２５をＯＮ／ＯＦＦ制御し、通常電源による第一の通常点灯モードでの通常点灯（図３：Ｓ１０３，図４（ａ））と、バッテリ電源による第二の通常点灯モードでの通常点灯（図３：Ｓ１０５，図４（ｂ））とを所定の制御条件の下で切り替える（図８：状態Ｂ−１）。

この状態から外部スイッチ２７がＯＦＦにされると、スイッチコントローラ１４は、照明装置１０への電力供給が瞬時に停止したことを検知する（Ｓ２１）と共に、３線目の電力線３１から通常通りに電力が供給されていることをブレーカーセンサ２８からの信号（Ｓ２２）によって確認する。この場合、スイッチコントローラ１４は、外部スイッチ２７のＯＦＦ操作による通常消灯であると判断し、いずれの点灯モードであってもＬＥＤ駆動回路１５をＯＦＦにしてＬＥＤ２２を消灯させる（図８：状態Ｂ−２）。このときの制御は、先述の実施形態について図５を参照して説明した通常点灯／消灯モード時の制御と実質的に同じである。

通常点灯状態（Ｂ−１）または通常消灯状態（Ｂ−２）において停電が発生したときの制御について、図９を参照して説明する。この場合、スイッチコントローラ１４は、瞬時電力停止の検知信号（Ｓ２３）の入力有無にかかわらず（言い換えれば外部スイッチ２７のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず）、３線目の電力線３１からの電力供給が途絶えたことをブレーカーセンサ２８からの信号（Ｓ２４）によって確認する。この場合、スイッチコントローラ１４は、停電が発生したと判断してＬＥＤ駆動回路１５を駆動させ、バッテリ１９を電源としてＬＥＤ２２を点灯させて非常灯として機能させることができる（図９：状態Ｂ−３）。

この実施形態によれば、外部スイッチＯＮによる通常点灯状態（Ｂ−１）であっても（すなわち、内部ＩＣスイッチ２５のＯＮ／ＯＦＦにかかわらず、言い換えれば第一の通常点灯モードによる通常点灯であるか第二の通常点灯モードによる通常点灯であるかにかかわらず）、また外部スイッチ２７ＯＦＦによる通常消灯状態（Ｂ−２）であっても、停電が発生したことをブレーカーセンサ２８が検知するので、バッテリ１９を電源としてＬＥＤ照明装置１０を非常灯として点灯させることができる。

図１０および図１１に、停電の発生を判別する（図３：Ｓ１０７）ための別の実施形態が示されている。この実施形態においても、図７〜図９に示す実施形態と同様に、ＬＥＤ照明装置１０内のＡＣ−ＤＣコンバータ２４に通電されて前述の第一の通常点灯モードにおいてＬＥＤ照明装置１０を点灯させると共にバッテリ１９を充電するための電力線２９，３０からの電流とは別に、もう一本の電力線３１からの電流が、蛍光灯設置用器具の長手方向左右両端にあるソケット３２，３２にそれぞれ２つ設けられている口金差込口３２ａ，３２ｂのうちのいずれか一方（図１０，図１１では口金差込口３２ａ）に通電している。したがって、施設内分電盤２６からの交流電力供給が行われている（言い換えれば停電状態ではない）限り、両端のソケット３２，３２間にＬＥＤ照明装置１０が装着されたとき（すなわち、各ソケット３２の口金差込口３２ａ，３２ｂにそれぞれＬＥＤ照明装置１０の各口金部１２の口金ピン１２ａ，１２ｂが差し込まれたとき）に、口金差込口３２ａおよび口金ピン１２ａを介して、電力線３１からの電流がＬＥＤ照明装置１０内に通電する。この実施形態では、ＬＥＤ制御装置１０に内蔵されたＩＣチップ３３が３本の電力線２９,３０，３１の通電状態に基づいて停電の有無を判別する。このＩＣチップは本発明の「制御手段」を構成し、先述の実施形態におけるスイッチコントローラ１４に対応するものである。ＬＥＤ照明装置１０に内蔵される他の部材や要素は、図１０および図１１では図示省略されている。なお、上記説明では、電力線３１からの電流を両端のソケット３２，３２の一方の口金差込口３２ａに通電させるものとしたが、両端のソケット３２，３２の口金差込口３２ａ，３２ｂの両方に通電させても良いし、片側のソケット３２の一方または両方の口金差込口３２ａ，３２ｂに通電させても良い。

外部スイッチ２７がＯＮであって施設内分電盤２６から各ＬＥＤ照明装置１０に交流電力が供給されているときは、３線すべてが通電状態であるので、このときは通常点灯モードでの制御を行い（図１１（ａ））、既述したように主としてバッテリ残量に応じて、第一の電源回路１３を介してＬＥＤ点灯する第一の通常点灯モード（図３：Ｓ１０３，図４（ａ））と、バッテリ電源により第二の電源回路２０を介してＬＥＤ点灯する第二の通常点灯モード（図３：Ｓ１０５，図４（ｂ））とを所定の制御条件の下で切り替える。

施設内分電盤２６からの交流電力線は通電しているが外部スイッチ２７がＯＦＦであるときは、電力線３１のみが通電状態であるので、このときは通常消灯モードでの制御を行い（図１１（ｂ））、ＬＥＤ照明装置１０を消灯する（Ｓ１１１）と共に、電力線３１から供給される交流電力でバッテリ１９を充電する。

電力線２９，３０，３１のすべてが非通電であるとき（図１１（ｃ））は、外部スイッチ２７がＯＮ／ＯＦＦいずれであっても、施設内分電盤２６からの交流電力線自体が通電していないことを示しているので、このときは非常時停電である（Ｓ１０７：Ｙｅｓ）と判別して、Ｓ１０８以降の制御を行う。このとき、ＬＥＤ照明装置１０は、バッテリ１９の残量が下限閾値を下回らない限り（Ｓ１０９：Ｙｅｓ）、バッテリ電源により非常灯として点灯を続ける。このとき、タイマーを併用して、非常灯としての点灯開始後所定時間（たとえば３０分）を経過したときに、バッテリ残量が下限閾値以上であっても自動消灯させるに制御しても良い。

なお、この実施形態では、ＩＣチップ３３が、３本の交流電力線２９，３０，３１の通電状態を検知し、その検知結果を基にして停電の有無を判別するので、図３のフローチャートにおけるＳ１０１とＳ１０７のステップを同時に実行している。

以上に幾つかの実施形態を提示して説明したように、スイッチコントローラ１４による制御の下で、通常の消灯スイッチ操作によらずに消灯したときには、ＬＥＤ２２をバッテリ１９で点灯させるので、非常灯として機能させることができる。従来の非常灯は通常照明である蛍光灯とは別個にごく一部に設置されるので、停電場所においてその非常灯のみが点灯するにすぎないが、本発明によれば、停電が発生した交流電源回路に接続されたすべてのＬＥＤ照明装置１０を非常灯として点灯させることができるので、特に地下鉄や地下街などで地震や火災による停電事故が発生したような場合であっても、パニックを生じさせることなく円滑に避難誘導できるメリットがある。また、一般のオフィスなどでも有用な照明システムとして構築することができる。

図１２は、停電ではない通常非通電時（Ｓ１０７：Ｎｏ）に外部スイッチ２７がＯＦＦされたときに実行される通常消灯モード（図３：Ｓ１１１）の制御フローを示すフローチャートである。まず、Ｓ１１２で、バッテリ残量を確認する。所定の下限閾値（たとえば満充電に対して２０％の電圧値）未満であることが確認されたとき（Ｓ１１２：Ｎｏ）は、交流電力線３１から供給される交流電力を用いてバッテリ１９を充電する（Ｓ１１３）。これによってバッテリ残量が所定の上限閾値（たとえば満放電に対して９０％の電圧値）まで復活したとき（Ｓ１１４：Ｙｅｓ）は、Ｓ１１２に戻り、下限閾値を下回った（Ｓ１１２：Ｎｏ）ときにバッテリ充電（Ｓ１１３）を再開する。

このように外部スイッチ２７がＯＦＦのときに交流電力でバッテリ１９を充電する制御を行う実施形態の場合、夜間など電気料金が安い時間帯にバッテリ充電を行うようにしてコストダウンを図ることが好ましい。たとえば、東京電力の場合は午後１０時から午前８時までが夜間時間となって電気料金が安くなるので、この夜間時間帯にバッテリ充電を行い、これによって実質的に満充電されたバッテリ１９を用いて夜間時間帯以外（昼間）にＬＥＤ照明装置１０を点灯させる（第二の通常点灯モード）ようにすれば、電気料金を最大限に削減することが可能となる。

たとえば、図１０および図１１に示す実施形態によれば、外部スイッチ２７がＯＮの場合はもちろん、外部スイッチ２７がＯＦＦの場合であっても交流電力線３１を用いてバッテリ１９を充電することができるので、ＩＣチップ３３のクロック機能を活用することで、夜間電力を利用してバッテリ１９を充電する機能を持たせることができる。このときは電力線３１のみが通電状態となる（図１１（ｂ））から、この状態を検地して通常消灯モード（Ｓ１１１）での制御が開始される。この場合の制御フローが図１３に示されている。この制御フローは図１２に示す制御フローと近似しているが、通常消灯モード（Ｓ１１１）に入ったときに、現在時刻が夜間時間帯であるか否かを判別するステップＳ１１５が追加されている。Ｓ１１５で夜間時間帯であると判断したとき（Ｓ１１５：Ｙｅｓ）には、先述のバッテリ残量チェックのステップＳ１１２に移行してバッテリ充電のための制御を実行するが、夜間時間帯でないとき（Ｓ１１５：Ｎｏ）は夜間時間帯に入るまで待機する。

上述の制御は一例であり、電気料金の高い時間帯（昼間時間帯など）と安い時間帯（夜間時間帯など）とが設定されている場合において、夜間時間帯にバッテリ１９を充電して、昼間時間帯が始まるまでにバッテリ１９が満充電されるような制御であれば、いかなる制御手法を採用しても良い。たとえば、電流値や電圧値などから把握されるバッテリ残量と、昼間時間帯開始時刻までの残り時間とに基づいて、夜間時間帯が終了する直前で満充電となるように充電時の電力を調整することも可能である。たとえば、午前６時に充電処理を開始し、バッテリ１９の電流値および／または電圧値などに基づいて充電電力を調整しながら、夜間時間帯の終了直前にバッテリ１９が満充電されるようにすると、最も効率的な充電制御を行うことができる。また、ＬＥＤ照明装置１０設置施設の電力会社との契約体系に併せて時間設定を任意に変更することができる。

ところで、このＬＥＤ照明装置１０には通信制御チップ２３が内蔵されている（図１，図２参照）。通信制御チップ２３には、各ＬＥＤ照明装置１０に固有のＩＰアドレスが付与されているので、インターネットなどのネットワークでデータ送受信可能に接続された管理サーバ（図示せず）は、特定のＬＥＤ照明装置１０からその通信制御チップ２３を介して送信されてきたデータを受信したときに、その固有のＩＰアドレスを参照することによって発信元のＬＥＤ照明装置１０を特定することができる。また、管理サーバから特定のＬＥＤ照明装置１０に制御用のデータを送信することも可能である。したがって、管理サーバは、その管理下にあるＬＥＤ照明装置１０で実行される制御内容（たとえば各種制御に用いる設定値）を、すべてのＬＥＤ照明装置１０について一元的に設定変更したり、固有のＩＰアドレスを元に特定のＬＥＤ照明装置１０のみについて設定変更したり、固有のＩＰアドレスを元に各ＬＥＤ照明装置１０を別個独立的に設定変更することが可能となる。

より具体的には、たとえば店舗内の各照明設置場所ごとにＬＥＤ照明装置１０を一元的に遠隔管理することも可能である。すなわち、日本は南北にも東西にも長く、各地によって日の出・日の入りの時間が異なり、日照時間も異なることから、地域や時間帯によって店内で必要な光量が異なることがある。また、店舗の設置環境や、ドアなどの開口部の向き、季節、その日の天気などによっても店内で必要とされる光量は千差万別且つ時々刻々と変化する。このようなリアルタイムの変化に対しては、個々のＬＥＤ照明装置１０に内蔵される制御プログラムによる制御では対応しきれないことが多く、多数の店舗を全国展開しているチェーン店などでは全体として無視できない無駄を生ずることになる。これに対応するために、店舗の位置情報（緯度経度）とその位置の日照データ、開口部の向き、照明設置位置、季節、その日の天気予報データなどの各種情報と各ＬＥＤ照明装置１０とを一意に対応付ける固体識別ＩＤを各ＬＥＤ照明装置１０に設定しておく。このようにすることにより、個々のＬＥＤ照明装置１０に内蔵される制御プログラムに依存することなく、各店舗内のそれぞれの設置位置のＬＥＤ照明装置１０を管理サーバで一括管理することが可能になる。各ＬＥＤ照明装置１０に設定した固体識別ＩＤに格納された各種情報は、管理サーバからの遠隔操作によって随時変更可能である。

一方、突然の天候変化や近隣建物での緊急工事など当初の設定では想定していなかった事情が現地で発生した場合、管理サーバ側ではこれらの状況を正確に把握することが困難であり、管理サーバからの設定で制御することが必ずしも適切ではない場合もある。これに対処するため、通信制御チップ２３に対して、管理サーバからの信号とＬＥＤ照明装置１０自身が持つ情報との間に所定条件で優先順位を設定しておくことにより、突然の状況変化にも対応できる照明制御を行うことが可能となる。

以上に述べたシステム構成は本発明の応用の例示にすぎない。固有のＩＰアドレスやＩＤが付与されたＬＥＤ照明装置１０と管理サーバとがインターネットなどでデータ送受信可能に接続されているので、管理サーバから制御信号を特定または任意のＬＥＤ照明装置１０に送信することによってそれらＬＥＤ照明装置１０を個別または一律的に点灯・消灯させ、あるいはその他ＬＥＤ照明装置１０に内蔵または関連付けられた機器などを作動させるように遠隔制御することが可能であり、また、ＬＥＤ照明装置１０からの送信データを受信した管理サーバはその送信元のＬＥＤ照明装置１０を瞬時に特定した上で自動保守点検や防犯などに有効利用することが可能である。

図１４は、本発明による蛍光灯型ＬＥＤ照明装置１０のカバー構造および内部構造の好適な一例を示す概略断面図である。この実施形態によれば、断面略半円筒形に形成されたアルミニウム製ヒートシンク３４の空間内に第一の電源回路１３、バッテリ１９、第二の電源回路２０などを含む電源部が収容され、このヒートシンク３４の平板部３５上に高反射シート３６を介して、多数のＬＥＤ２２を実装したＬＥＤ実装基板３７が固定されている。また、半透明ポリカーボネート製のＬＥＤカバー３８が断面略半円筒形に形成され、その両端の係止片３９，３９をヒートシンク３４の両端の係止部４０，４０に係止することによって、全体として断面が真円の蛍光灯形状を形成している。

ところで、既存蛍光灯の平均外径は３２．５ｍｍであるので、既存の蛍光灯設置用器具に装着するためには、本発明のＬＥＤ照明装置１０の外形も３２．５ｍｍを超えないようにすることが好ましい。しかしながら、一方、バッテリ１９として好適に使用される高容量のリチウムイオンバッテリは、現時点で製造されている最も小型のものでも約１５ｍｍ径であるため、ヒートシンク３４とＬＥＤカバー３８をいずれも半円（１８０度）で分割した形状とすると、ヒートシンク３４にバッテリ１９を収容し切れなくなるおそれがある。一方、ヒートシンク３４が半円を超える形状とすると、ＬＥＤカバー３８が相対的に小さくなり、ＬＥＤ２２からの発光を広角度で拡散させることが困難になる。そこで、図１４に示す好適なカバー構造においては、外周においてはヒートシンク３４とＬＥＤカバー３８とを半円で接続しながら、ヒートシンク３４の平板部３５を半円を超えてＬＥＤカバー３８に変位させて設けることによってバッテリ１９のための収容空間をより大きくした構造が採用されている。外周ではＬＥＤカバー３８が半円領域を確保しているため、高反射シート３６による反射とも相俟って、ＬＥＤ２２からの発光を効率的に拡散・反射させることで最大２７０°の広角度に光を拡散させることが可能である。また、外観的にはヒートシンク３４とＬＥＤカバー３８がいずれも半円筒形状を有するように見えるので、見た目の違和感がない。

１０ 蛍光灯型ＬＥＤ照明装置
１１ カバー
１２ 口金部
１２ａ，１２ｂ 口金ピン
１３ 第一の電源回路
１４ スイッチコントローラ（制御手段）
１５ ＬＥＤ駆動回路
１６ 整流器
１７ 電圧トランス
１８ 電解コンデンサ
１９ バッテリ
２０ 第二の電源回路
２１ チャージコントローラ（制御手段）
２２ ＬＥＤ
２３ 通信制御チップ
２４ ＡＣ−ＤＣコンバータ
２５ 内部ＩＣスイッチ（制御手段）
２６ 施設内分電盤
２７ 外部スイッチ
２８ ブレーカーセンサー
２９，３０ 交流電力線
３１ 停電検知用入力線
３２ ソケット
３２ａ，３２ｂ 口金差込口
３３ ＩＣチップ（判別手段および制御手段）
３４ ヒートシンク
３５ 平板部
３６ 高反射シート
３７ ＬＥＤ実装基板
３８ ＬＥＤカバー
３９ 係止片
４０ 係止部

Claims (1)

1. 蛍光灯用に設けられた一対のソケット間に装着可能な照明装置であって、該ソケットから供給される交流電力を変換・整流して得られる直流電力でＬＥＤを発光させる第一の電源回路と、内蔵するバッテリでＬＥＤを発光させる第二の電源回路と、ＬＥＤの点消灯を制御する制御手段とを有し、制御手段は、施設内分電盤から交流電力が供給されているか否かと、施設内分電盤からの交流電力線に設けられる外部スイッチの点消灯操作状態と、バッテリ残量とを検知して、施設内分電盤から交流電力が供給されており且つ外部スイッチが点灯操作されているときはバッテリ残量に基づいて第一の電源回路でＬＥＤを発光させると共にバッテリを充電する第一の通常点灯モードまたは第二の電源回路でＬＥＤを発光させる第二の通常点灯モードでＬＥＤを発光させ、施設内分電盤から交流電力が供給されているが外部スイッチが消灯操作されているときはＬＥＤを通常消灯させ、施設内分電盤から交流電力が供給されていないときは外部スイッチが点灯操作されているか消灯操作されているかにかかわらず第二の電源回路でＬＥＤを非常灯として発光させるようにＬＥＤの点消灯を制御し、施設内分電盤から交流電力が供給されているか否かを、前記交流電力線とは別に施設内分電盤から直接入力されるように設けた停電検知用入力線からの電力供給情報を得て判別することを特徴とする蛍光灯型ＬＥＤ照明装置。