JP7397764B2 - 自動点滅器の切替制御装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動点滅器に関し、特に、自動点滅器の故障に関する。

駅などの施設や道路脇に設置される照明灯では、自動点滅器を用いて点灯時間帯を制限している。自動点滅器は、一定照度を閾値としてＯＮ又はＯＦＦに切り替わるスイッチであり、日中では点灯せず、周囲が暗くなると点灯する。また、タイマーを組み込むことによって、点灯不要な時間（真夜中など）になると消灯させることができる（例えば、特許文献１参照）。

照明設備が不点灯状態になる場合、その原因として、ランプ切れとともに自動点滅器の故障（経年劣化も含む）がある。照明設備を復旧させるために作業者が現場に赴き、不点探査装置を使って回路電圧を測定し、故障個所を特定する（特許文献２参照）。自動点滅器の故障である場合には新しい自動点滅器に交換する。故障検知装置を自動点滅器に組み込むことも可能であり、出力電圧や回路間を流れる電流から故障個所を検出し、ダイオード発光によって故障個所を知らせる（特許文献３参照）。

特開昭５７－８８４９０号 特開２０１３－１４３２８９号公報 特開２０１０－１３５２５７号公報

鉄道の無人駅、バス停などの建物・施設などでは、人が駐在していないために作業員などが定期的に点検を行う必要がある。これらの施設は広範囲に点在するため、頻繁に点検することが難しい。したがって、自動点滅器の故障による不点灯状態が長期間放置される事態が生じる。

また、自動点滅器の故障は、不点灯状態だけでなく、日中でも点灯維持される状態（以下、不消灯状態という）が発生することもある。この場合、自動点滅器の経年劣化が早まり、また、不要な時間帯の点灯によって無駄な電力消費が生じてしまう。

したがって、自動点滅器の故障に対して適切に対処できることが求められる。

本発明の一態様である自動点滅器の切替制御装置は、自動点滅器を備えた照明灯、照明装置（照明設備）に適用可能であり、二次側で照明器具と接続する自動点滅器を、複数の自動点滅器の間で自動切り替え可能な切替制御部を備える。切替制御部は、二次側で照明器具と接続する自動点滅器に対し、照度または照度に応じた値（抵抗値など）が所定値以下のときにＯＦＦ状態である（以下、第１の故障という）と、照度または照度に応じた値が所定値超えのときにＯＮ状態である（以下、第２の故障という）とを検知可能である。

そして、本発明の切替制御部は、第１の故障が検知されると、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替える。また、第２の故障が検知されると、同様に故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替える。例えば、切替制御部は、自動点滅器の出力用非接地側電線の通電状態または電圧に基づいて、第１の故障および第２の故障を検知することが可能であり、電源供給する自動点滅器を、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替えることができる。

例えば自動点滅器の動作時間を制限するタイマーを設けた構成にする場合、第１および第２の故障両方を検知できるように、自動点滅器をタイマーより電源側に配置して、自動点滅器の出力用非接地側電線をタイマーに接続させる構成にすることができる。

第１の故障および第２の故障両方を検出する構成としては、照度または照度に応じた値が所定値以下の時刻を推定し、それ以降自動点滅器がＯＮ状態にならないときに故障と判断することが可能であり、また、照度または照度に応じた値が所定値超えの時刻を推定し、それ以降ＯＦＦ状態にならないときに故障と判断することができる。したがって、切替制御部が第１および第２の故障を検知する時間帯をそれぞれ設定する監視タイマーを設ける構成にすることができる。

例えば、監視タイマーは、照度または照度に応じた値が所定値以下と推定される推定点灯時間を含む第１の時間帯と、照度または照度に応じた値が所定値を超えると推定される推定消灯時間を含む第２の時間帯で、切替制御部を動作させ、また、日の出および日の入り時間に応じて、故障検出器の起動時間および停止時間を調整可能にしてもよい。

不点灯状態、不消灯状態が夕方、朝において速やかに解消するようにするため、例えば監視タイマーが、照度または照度に応じた値が所定値以下と推定される推定点灯時間より後に、切替制御部を動作させ、照度または照度に応じた値が所定値を超えると推定される推定消灯時間より後に、切替制御部を起動させることができる。

本発明の他の態様である自動点滅器の切替制御方法は、二次側で照明器具と接続する自動点滅器に対し、照度または照度に応じた値が所定値以下のときにＯＦＦ状態である第１の故障と、照度または照度に応じた値が所定値超えのときにＯＮ状態である第２の故障とを検知し、第１の故障または第２の故障が検知されると、照明器具と接続する自動点滅器を、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替える。

本発明によれば、自動点滅器を備えた照明設備などにおいて、自動点滅器の故障に対して適切に対処することができる。

本実施形態である照明灯を示した図である。 自動点滅器盤における電気回路（リレー回路）を概略的に示した図である。 自動点滅器の切替制御装置の概略的ブロック図である。 自動点滅器とタイマーとの接続関係を示した図である。 自動点滅器の切替制御のフローを示した図である。 自動点滅器の切替制御のタイムチャートを 示した図である。 切替制御装置のリレーシーケンスの一例を示した図である。

以下、図面を用いて本実施形態について説明する。図１は、本実施形態である照明灯を示した図である。

照明灯（照明装置）１０は、柱１５の先端部にランプ（光源）２０が設けられた単独柱式の照明灯であり、例えば無人駅舎のプラットホームなどに設置される。柱１５の下方には、自動点滅器盤１００と自動点滅器制御盤２００とが設置され、また、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂが、露出するように柱１５に取り付けられている。照明灯１０は、薄暗くなる夕方から点灯し、駅舎の利用終了時間帯（真夜中など）に合わせて消灯する。明け方、まだ薄暗い時間に再び点灯し、明るくなると消灯する。

図２は、自動点滅器盤１００における電気回路（リレー回路）を概略的に示した図である。

自動点滅器盤１００には、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂを動作させる自動点滅器動作制御部回路３０が構成されている。自動点滅器動作制御回路３０には、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）３２Ａ、電磁接触器（ＭＣ）３３、配線用遮断器３２Ｂが設けられ、電源３８（図２では図示せず）からランプ２０（図１）へ電源ラインＬ（電路）を通じて電源供給される。

また、電源ラインＬ’によって、制御電源３９から配線用遮断器３４を介して自動点滅器５０Ａ、５０Ｂへ電源が供給されている。自動点滅器制御盤２００に設けられた切替制御装置４０は、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂを動作制御する装置であり、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂへ電源供給し、後述するように故障を検知して自動点滅器５０Ａ、５０Ｂを切り替え制御する。

タイマー３７は、自動点滅器切替制御装置４０を介して自動点滅器５０Ａまたは自動点滅器５０Ｂと接続し、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂの動作時間（時間帯）を設定可能である。タイマー３７の接点３７Ａは、スイッチ回路３６を介して電磁接触器３３の接点３５（Ｒ）と接続し、グラウンド側の電源ラインが電磁接触器３３の接点３５（Ｓ）と接続する。自動点滅器５０ＡがＯＮ状態にあって、かつタイマー３７が動作（起動）している間、ランプ２０が点灯する。

図３は、自動点滅器の切替制御装置４０の概略的ブロック図である。

切替制御装置４０は、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂの動作状態を監視する時間を設定する監視タイマー４１、４２と、電源と負荷（ランプ２０）との間の電源ラインに接続する自動点滅器を、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂとの間で切り替える制御部４４とを備え、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂの一方に対し、配線用遮断回路（ＭＣＢ）４３を介して電源が供給される。

自動点滅器切替制装置４０には端子台４５Ａ、４５Ｂが設けられ、自動点滅器５０Ａ、５０Ｂと接続する接続線（電源ライン）６０が接続されている。図３に示す接続線６０の電源ライン６０Ａ、６０Ｂは、自動点滅器５０Ａの入力側端子に接続される電源ラインであり、それぞれ非接地側電源ライン、接地側電源ラインで構成される。電源ライン６０Ｃは、自動点滅器５０Ａの出力側端子と接続し、自動点滅器５０Ａの動作時に非接地側電源ラインとして電源が出力される。自動点滅器５０Ｂについても同じ構成である。

自動点滅器５０Ａ、５０Ｂ内部には、明るさを検知し、接点５４Ａ、５４ＢのＯＮ／ＯＦＦを切り替え制御するＣｄｓ回路５３Ａ、５３Ｂが設けられている。Ｃｄｓ回路５３Ａ、５３Ｂが、所定値（閾値）以下の照度を検知すると、接点５４Ａ、５４ＢをＯＮに切り替え、所定値超えの照度のときには接点５４Ａ、５４ＢをＯＦＦに切り替える。なお、バイメタルなどの抵抗値に基づいてＯＮ／ＯＦＦ切り替えを行うように構成してもよい。

制御部４４は、自動点滅器５０Ａとの非接地側電源ライン６０Ｃの通電状態あるいは電圧を検出することによって、接点５４Ａの開閉状態を検知する。接点５４Ａの開閉状態から自動点滅器５０Ａが故障であることを検知すると、自動点滅器５０Ｂに対して電源供給し、電源ラインＬとの接続を切り替える。また、制御部４４は、自動点滅器５０Ａが故障した場合、図示しない警告表示部に対して警告表示を行う。また、自動点滅器５０Ａの切替を、図示しないリセットスイッチによってリセット可能である。

図４は、自動点滅器５０Ａ（または自動点滅器５０Ｂ）とタイマー３７との接続関係を示した図である。

自動点滅器５０Ａは、その一次側が電源と接続し、二次側がタイマー３７と接続している。タイマー３７によって設定された自動点滅器５０Ａの動作時間帯では、自動点滅器５０Ａが周囲の照度（の暗さ）に応じてＯＮ／ＯＦＦに切り替わることが可能となる。上述したように、接点５４ＡがＯＮ状態になるとランプ２０が自動点灯し、接点５４ＡがＯＦＦ状態になるとランプ２０が自動消灯する。

自動点滅器５０Ａの故障には、接点５４ＡのＯＮ／ＯＦＦ状態両方に関して生じる。すなわち、一定照度以下になって接点５４Ａが閉じなければならないのに開いている状態と、一定照度を越えて接点５４Ａが開かなければならないのに閉じている状態がある。自動点滅器切替制御装置４０は、監視タイマー４１、４２、非接地側電源ライン６０Ｃの通電状態あるいは電圧を検知して、２つの故障パターンをそれぞれ検知する。

なお、自動点滅器切替制御装置４０は、電磁リレー、リードリレーなどを含む公知の機械式リレーによって構成することが可能であり、例えば、図７に示すリレーシーケンス図で表される機械式リレーによって構成することができる。また、ＣＰＵなどの演算処理装置を備えた制御部によって切り替え制御してもよい。

図５は、自動点滅器の切替制御のフローを示した図である。図６は、自動点滅器の切替制御のタイムチャートを示した図である。以下、自動点滅器の切替制御装置４０の動作について説明する。

自動点滅器５０Ａには常時電源が供給されているが、タイマー３７によってランプ２０への電源供給が制限される、すなわち点灯制限される。ここでは、１５：００～２４：００と、４：３０～７：００の時間帯を、タイマー３７の起動する時間帯として設定している。１５：００（あるいは４：３０）になるとタイマー３７が起動し（Ｓ１０１）、自動点滅器５０Ａの明るさ検知に基づいて点灯／消灯が可能な状態が、２４：００（あるいは７：００）まで続けられる（Ｓ１０２）。

監視タイマー４１は、不点灯状態（第１の故障）を検知できる時間帯に制御部４４を動作させ、切替制御部４４は、監視タイマー４１によって設定された時間帯に応じて起動、停止する。ここでは、１８：００～２４：００の時間帯で動作する（Ｓ１０３）。一方、監視タイマー４２は、不消灯状態（第２の故障）を検知できる時間帯を設定可能であり、ここでは６：３０～８：００の時間帯が設定される。なお、監視タイマー４１、４２の動作時間帯は、一年間の日の入り、日の出時刻を考慮して定めてもよく、また、季節に応じて動作時間帯を調整してもよい。

自動点滅器５０Ａが正常に動作する場合、所定の明るさ以下になると、自動点滅器５０Ａのスイッチ切替によって点灯する。図６（Ａ）では、時刻１６：００に点灯に切り替わっている。タイマー３７が時刻２４：００で動作停止することによって、時刻２４：００に消灯する。タイマー３７が時刻４：３０になって再び起動すると、自動点滅器５０Ａが所定の明るさを越えたことを検知することによって、自動点滅器５０Ａのスイッチが切り替わり、消灯する。図６（Ａ）では、時刻６：００に消灯している。

監視タイマー４１が動作している間、制御部４４は、自動点滅器５０ＡのＯＮ／ＯＦＦ状態を検知する。監視タイマー４１の動作時間帯に自動点滅器５０ＡがＯＦＦ状態である場合、不点灯状態であると判断し（Ｓ１０４）、自動点滅器５０Ｂへの電源供給に切り替えて自動点滅器５０Ｂをタイマー３７に接続させる。それとともに、警告表示部において故障を知らせる（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。

図６（Ｂ）では、監視タイマー４１の起動直後（１８：００）に不点灯状態が検知され、自動点滅器５０Ｂへの切り替えによって点灯したことを示している。不点灯状態が検知されない限り、タイマー３７により設定された時間帯で点灯、消灯が切り替えられる（Ｓ１０７）。

監視タイマー４２が動作している間、制御部４４は、自動点滅器５０ＡのＯＮ／ＯＦＦ状態を検知する（Ｓ１０８）。自動点滅器５０Ａが監視タイマー４２の動作時間帯にＯＮ状態である場合、不消灯状態であると判断し（Ｓ１０９）、故障を知らせる表示をするとともに、自動点滅器５０Ａから自動点滅器５０Ｂへ電源供給を切り替え、電源ラインＬと接続させる（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。図６（Ｃ）では、監視タイマー４２の起動直後（６：３０）に不消灯状態が検知され、自動点滅器５０Ｂへの切り替えによって消灯したことを示している。不消灯状態が検知されない限り、自動点滅器５０Ａが通常動作する。

このように本実施形態によれば、自動点滅器を用いて自動点灯、自動消灯する照明灯１０において、使用する自動点滅器を自動点滅器５０Ａ、５０Ｂとの間で切り替え可能な切替制御装置４０を備えている。切替制御装置４０は、監視タイマー４１、４２、制御部４４を備え、監視タイマー４１によって設定された夕方～夜中の時間帯で自動点滅器５０ＡがＯＦＦ状態の場合、また、監視タイマー４２によって設定された朝方の時間帯で自動点滅器５０ＡがＯＮ状態の場合、制御部４４は、自動点滅器５０Ａから自動点滅器５０Ｂへ切り替える。なお、３つ以上の自動点滅器を切り替えるように構成してもよい。

２つの自動点滅器５０Ａ、５０Ｂをあらかじめ用意することにより、無人駅などに配置された照明設備において故障が生じても、適切な照明を維持することができる。また、不点灯状態だけでなく不消灯状態も検知することで、経年劣化の抑制および電力消費削減を図ることができる。また、自動点滅器５０Ａをタイマー３７より電源側に配置し、自動点滅器５０Ａには常時電源供給しながら、タイマー３７によって点灯制限している。タイマー３７の影響で自動点滅器５０Ａの電源ＯＮ／ＯＦＦが強制的に切り替わることがないため、自動点滅器５０Ａの故障発生リスクを抑えながら、不点灯状態、不消灯状態の両方を検知することができる。なお、タイマー３７を自動点滅器５０Ａより電源側に配置するように構成してもよい。この場合、監視タイマー４１、４２の監視時間帯は、ランプ２０（負荷）の動作時間帯に合わせる、すなわちタイマー３７の動作時間帯に合わせて設定すればよい。

さらに、監視タイマー４１、４２によって監視時間を設定することにより、日の入り、日の出時刻付近で推定される自動点滅器の（正常な場合の）ＯＮ／ＯＦＦ状態と、検知されＯＮ／ＯＦＦ状態との違いから、不点灯状態、不消灯状態を検知することができる。

照明灯に関しては、単柱式だけでなく電柱共架式の照明灯で構成することも可能であり、また、高速道路や一般道などに設置することも可能である。さらには、駅舎の待合室やバス停留所などに装備された照明装置、照明設備に対しても適用することができる。

１０ 照明灯
２０ ランプ（照明器具）
３７ タイマー
４０ 自動点滅器の切替制御装置
４１、４２ 監視タイマー
４４ 制御部
５０Ａ、５０Ｂ 自動点滅器

Claims (9)

1. 二次側で照明器具と接続する自動点滅器に対し、照度または照度に応じた値が所定値以下のときにＯＦＦ状態である第１の故障と、照度または照度に応じた値が所定値超えのときにＯＮ状態である第２の故障とを検知可能であって、前記照明器具と接続する自動点滅器を、複数の自動点滅器の間で自動切り替え可能な切替制御部を備え、
   前記切替制御部が、第１の故障または第２の故障が検知されると、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替えることを特徴とする自動点滅器の切替制御装置。
2. 前記自動点滅器の動作時間帯を設定するタイマーをさらに備え、
   前記自動点滅器の出力用非接地側電線が、前記タイマーに接続されていることを特徴とする請求項１に記載の自動点滅器の切替制御装置。
3. 前記切替制御部が前記第１および第２の故障を検知する時間帯をそれぞれ設定する監視タイマーをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の自動点滅器の切替制御装置。
4. 前記監視タイマーが、照度または照度に応じた値が所定値以下と推定される推定点灯時間より後に、前記切替制御部を動作させることを特徴とする請求項３に記載の自動点滅器の切替制御装置。
5. 前記監視タイマーが、照度または照度に応じた値が所定値を超えると推定される推定消灯時間より後に、前記切替制御部を起動させることを特徴とする請求項３または４に記載の自動点滅器の切替制御装置。
6. 前記切替制御部が、前記自動点滅器の出力用非接地側電線の通電状態または電圧に基づいて、第１の故障および第２の故障を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の自動点滅器の切替制御装置。
7. 前記切替制御部が、電源供給する自動点滅器を、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の自動点滅器の切替制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の自動点滅器の切替制御装置と、複数の自動点滅器と、照明器具とを備えたことを特徴とする照明装置。
9. 二次側で照明器具と接続する自動点滅器に対し、照度または照度に応じた値が所定値以下のときにＯＦＦ状態である第１の故障と、照度または照度に応じた値が所定値超えのときにＯＮ状態である第２の故障とを検知し、
   第１の故障または第２の故障が検知されると、前記照明器具と接続する自動点滅器を、故障の検知された自動点滅器から他の自動点滅器へ切り替えることを特徴とする自動点滅器の切替制御方法。

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