JP7410786B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、通常は外部交流電源に接続された状態で使用され、停電時には非常灯となる照明器具に関する。

一般家庭においては、夜間の停電時等に使用するための懐中電灯を保管していることが多いが、その保管場所は必ずしも普段の生活活動を行っているエリアになく、災害による夜間の停電時に迅速に行動できないおそれがある。

これに対して、特許文献１では、懐中電灯タイプの非常灯を組み込んだ形態の電気スタンドが提案されている。この電気スタンドは、二次電池を内蔵する懐中電灯タイプの電灯部を、充電器を内蔵するベース部に対して電気的および機械的に着脱可能に取り付けたものであり、通常時は、ベース部を一般家庭の電源（商用電源）のコンセントに接続することにより、充電器で二次電池を充電する状態で電気スタンドとして使用される。そして、停電時には、電灯部が二次電池の電力で自動点灯して非常灯となり、この電灯部をベース部から取り外して懐中電灯のように持ち運べるようになっている。したがって、この電気スタンドを普段の生活活動を行っているエリアに設置しておけば、夜間の停電時にも迅速に行動できるようになる。

国際公開第２００７／０３２１８７号公報

ところで、特許文献１で提案されている電気スタンドでは、停電でないときにも電灯部を取り外して懐中電灯として使用することができる。しかし、通常時に電灯部を懐中電灯として使用する場合は、電灯部をベース部から取り外したときに、停電時と同様に商用電源からの電力供給が停止して電灯部が自動点灯するので、実際に点灯が必要になるまでは電灯部に設けられているスイッチを操作して消灯させておくことになり、そのスイッチ操作を面倒に感じることがある。また、電灯部を取り外したときに消灯させることを忘れていると、二次電池の電圧が低下して必要なときに点灯できなくなるおそれもある。

そこで、本発明は、通常は外部交流電源に接続された状態で使用され、停電時には自動点灯する非常灯となり、かつ通常時には自動点灯させることなく外部交流電源から切り離して使用できる照明器具を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、外部交流電源の交流電流を直流電流に変換するコンバータと、前記コンバータを介して外部交流電源から供給される電力により充電される二次電池と、前記外部交流電源または二次電池から供給される電力により点灯するランプと、前記ランプの点灯と消灯を切り替えるスイッチと、前記外部交流電源からの電力の供給状態および前記スイッチの状態に基づいて前記ランプの点灯と消灯を制御するマイクロコントローラとを備えた照明器具において、前記マイクロコントローラは、前記外部交流電源からの電力の供給が停止したときに、その供給電力の電圧が正常時のレベルからそれよりも低い所定のレベルになるまでの遷移時間を測定し、前記遷移時間が所定の基準時間以上の場合は前記ランプを二次電池で点灯させ、前記遷移時間が前記基準時間よりも短い場合は前記スイッチの状態に基づいてランプを二次電池で点灯させるかまたは消灯させるものである構成を採用した。この構成は、外部交流電源の停電の場合、供給電力の電圧低下の速度が、コンバータに含まれるコンデンサの放電作用の影響により、通常時の外部交流電源からの切り離しの場合よりも遅くなるという知見に基づいてなされたものである。

上記の構成によれば、通常は外部交流電源に接続された状態で使用される照明器具において、外部交流電源からの供給電力の電圧低下時の遷移時間に対する基準時間を適切に設定することにより、外部交流電源からの電力供給の停止が停電（コンバータの入力側での電力供給遮断）の場合はランプが二次電池で自動点灯し、着脱可能な電灯部の取り外し等（コンバータの出力側での電力供給遮断）の場合は、ランプが自動点灯しないようにすることができる。すなわち、停電時には自動点灯する非常灯となり、かつ通常時には自動点灯させることなく外部交流電源から切り離して使用できるようになる。

ここで、前記コンバータとしては、前記二次電池、ランプ、スイッチおよびマイクロコントローラを備えた器具本体と別体で、その器具本体に接続されるＡＣ－ＤＣアダプタを採用することができる。このようにすれば、通常時に、器具本体を自動点灯させることなくＡＣ－ＤＣアダプタから切り離して使用できるものとなる。

また、前記二次電池、ランプ、スイッチおよびマイクロコントローラを含む電灯部が、前記コンバータを含むベース部に対して着脱可能に取り付けられている構成とすることもきる。このようにすれば、通常時に、電灯部を自動点灯させることなくベース部から取り外して使用できるものとなる。

本発明の照明器具は、上述したように、外部交流電源からの電力の供給が停止したときに、その供給電力の電圧低下の遷移時間が基準時間以上の場合はランプを二次電池で自動点灯させ、遷移時間が基準時間よりも短い場合にはランプが自動点灯しないようにしたものであるから、通常は外部交流電源に接続された状態で使用され、停電時には自動点灯するが、通常時の消灯中にコンバータの出力側で電力供給が遮断された場合は自動点灯しないものとなる。

したがって、ランプや二次電池等を含む器具本体とＡＣ－ＤＣアダプタとで構成した照明器具において、その器具本体をＡＣ－ＤＣアダプタから切り離して使用する場合や、ランプや二次電池等を含む電灯部とコンバータを含むベース部とで構成した照明器具において、その電灯部をベース部から取り外して使用する場合に、ランプが自動点灯することがなく、消灯のためのスイッチ操作が不要となるし、無駄な点灯による二次電池の電圧低下を防止することができる。

第１実施形態の照明器具の通常の使用状態を示す側面図 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ図１の照明器具の別の使用状態の説明図 図１の照明器具のランプ制御のフローチャート 第２実施形態の照明器具の側面図 第３実施形態の照明器具の側面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１実施形態の照明器具を示す。この照明器具は、図１に示すように、器具本体１と、入力側を外部交流電源（この例では商用電源）のコンセントに接続され、出力側を器具本体１に接続されるＡＣ－ＤＣアダプタ２とからなる。その器具本体１は、後述するように懐中電灯としても使用可能な電灯部３と、電灯部３が着脱可能に取り付けられるスタンド４とからなる。そして、その電灯部３に対して、スタンド４とＡＣ－ＤＣアダプタ２をまとめてベース部５と称する。

前記電灯部３は、テーパ筒状の前ケース１１ａと有底円筒状の後ケース１１ｂを軸方向で接続したケース１１と、前ケース１１ａの内側に取り付けられるランプ１２と、後ケース１１ｂの上面から突出するように設けられる第１のスイッチ１３と、後ケース１１ｂに内蔵される二次電池１４およびマイクロコントローラ１５とを備えており、その後ケース１１ｂの下部がスタンド４の上部に着脱可能かつ鉛直面内で回動可能に取り付けられている。そのランプ１２にはＬＥＤランプが用いられ、二次電池１４にはリチウムイオン電池が用いられている。

前記ランプ１２は外部交流電源または二次電池１４から供給される電力により点灯するようになっており、二次電池１４はＡＣ－ＤＣアダプタ２を介して外部交流電源から供給される電力により充電されるようになっている。また、第１のスイッチ１３はランプ１２の点灯と消灯を切り替えるためのものであり、マイクロコントローラ１５は、後述するように、外部交流電源からの電力の供給状態および第１のスイッチ１３の状態に基づいてランプ１２の点灯と消灯を制御するものである。

前記スタンド４は、電灯部３を取り付けられる円筒状の支柱１６と、支柱１６が立設される円盤状の基台１７と、基台１７の上面側に設けられる第２のスイッチ１８とを備えており、その基台１７がＡＣ－ＤＣアダプタ２に接続されている。そして、その基台１７から支柱１６の内部を通り、支柱１６の途中部から引き出されたＵＳＢケーブル１９の先端のＵＳＢコネクタ２０が、電灯部３の後ケース１１ｂの後端面に設けられたＵＳＢポート（図示省略）に差し込まれるようになっている。また、第２のスイッチ１８は、電灯部３の第１のスイッチ１３と同じくランプ１２の点灯と消灯を切り替えるためのものであり、その第２のスイッチ１８の状態に基づいてランプ１２の点灯と消灯を制御するマイクロコントローラ（図示省略）が基台１７に内蔵されている。

前記ＡＣ－ＤＣアダプタ２は、直方体状の本体部２１と、本体部２１から突出するＡＣプラグ２２と、本体部２１からＡＣプラグ２２と反対の側に延びる出力ケーブル２３と、出力ケーブル２３の先端に取り付けられたＤＣプラグ２４とからなる。そして、そのＡＣプラグ２２が外部交流電源のコンセントに差し込まれ、ＤＣプラグ２４がスタンド４の基台１７の側面に設けられたプラグ差込口（図示省略）に差し込まれることにより、外部交流電源から入力される交流電流を本体部２１で直流電流に変換して器具本体１へ出力するコンバータの役割を果たすようになっている。

この照明器具は、上記の構成であり、通常は、図１に示したように、器具本体１の電灯部３が電気的および機械的にスタンド４に接続され、スタンド４がＡＣ－ＤＣアダプタ２を介して外部交流電源に接続された状態で、電気スタンドとして使用される。そして、このように通常使用している間に、ＡＣ－ＤＣアダプタ２を介して外部交流電源から供給される電力により電灯部３の二次電池１４が充電され、通常使用中に停電になったときには自動点灯して非常灯としての役割を果たす。また、必要に応じて、図２（ａ）に示すように、器具本体１をＡＣ－ＤＣアダプタ２から切り離して外部交流電源のコンセントがない場所で電気スタンドとして使用したり、図２（ｂ）に示すように、電灯部３をスタンド４のＵＳＢケーブル１９から切り離したうえで、電灯部３をスタンド４（ベース部５）から取り外して懐中電灯として使用したりすることもできる。

次に、上述した各使用状態での電灯部３のマイクロコントローラ１５によるランプ１２の制御方法を、図３に基づいて説明する。なお、マイクロコントローラ１５による制御のスタートの条件は、ＡＣ－ＤＣアダプタ２が外部交流電源および器具本体１に接続されていること、二次電池１４の電圧が所定値（この例では３Ｖ）以上であること、およびランプ１２が消灯状態にあることとなっている。

マイクロコントローラ１５による制御がスタートすると、まず、外部電圧（外部交流電源から電灯部３へ供給される電力の電圧）が正常時のレベル（この例では２．５Ｖ以上）であるかどうか、すなわち外部交流電源から正常に電力が供給されているかどうかを判定する（ステップＳ１）。

そして、ステップＳ１で正常に電力が供給されていれば、第１のスイッチ１３の状態に応じて、外部交流電源でランプ１２を点灯させるか消灯させる（ステップＳ２～４）。なお、このときには、スタンド４の基台１７に内蔵されたマイクロコントローラも、第２のスイッチ１８の状態に基づいてランプ１２の点灯と消灯を制御するようになっている。すなわち、ランプ１２の点灯と消灯を切り替えるスイッチが２つある電気スタンドとして使用することができる。

一方、ステップＳ１で外部交流電源からの電力供給が停止したと判定したときは、外部電圧が正常時のレベルからそれよりも低い所定のレベル（この例では２．０Ｖ未満）になるまでの遷移時間を測定し（ステップＳ５～７）、その遷移時間が所定の基準時間（この例では１００msec）以上かどうかを判定する（ステップＳ８）。

このステップＳ８の判定は、外部交流電源の停電の場合は、ＡＣ－ＤＣアダプタ２に含まれるコンデンサの放電作用の影響により、供給電力の電圧低下の速度が、器具本体１のＡＣ－ＤＣアダプタ２からの切り離しや電灯部３のベース部５からの取り外しによるＡＣ－ＤＣアダプタ２の出力側（二次電池１４の入力側）での電力供給遮断の場合よりも遅くなるという知見に基づいて、遷移時間が所定の基準時間以上の場合に外部交流電源の停電が生じているとするものである。

そして、ステップＳ８で停電と判定すれば、外部電圧が正常時のレベルに戻るまで、すなわち復電するまで二次電池１４でランプ１２を自動点灯させ（ステップＳ９～１０）、復電後はステップＳ２に戻るようにする。

一方、ステップＳ８で停電でないと判定したときは、外部交流電源からの電力供給が回復するまで、第１のスイッチ１３の状態に応じて二次電池１４でランプ１２を点灯させるか消灯させ（ステップＳ１１～１４）、電力供給が回復すれば復電の場合と同じくステップＳ２に戻るようにする。なお、このときも、器具本体１をＡＣ－ＤＣアダプタ２から切り離した場合は、第２のスイッチ１８でもランプ１２の点灯と消灯を切り替えることができる。

この照明器具は、上述したように、通常は外部交流電源に接続された状態で使用され、停電時にはランプ１２が自動点灯するが、通常時の消灯中に二次電池１４の入力側で電力供給が遮断された場合はランプ１２が自動点灯しないようにしたので、器具本体１をＡＣ－ＤＣアダプタ２から切り離して使用する場合や、電灯部３をベース部５から取り外して使用する場合に、従来の自動点灯したランプを消灯させるスイッチ操作が不要であり、無駄な点灯によって二次電池１４の電圧が低下するおそれもなく、便利で扱いやすいものとなっている。

図４は第２実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態をベースとし、そのＡＣ－ＤＣアダプタ２の代わりに、外部交流電源のコンセントに差し込まれるプラグ２５ａを有するＡＣ電源コード２５をスタンド４の基台２６に固定的に接続している。その基台２６には、ＡＣ電源コード２５を介して送られてくる外部交流電源の交流電流を直流電流に変換するコンバータ２７が内蔵されており、第１実施形態と同じ第２のスイッチ１８が設けられている。したがって、スタンド４とＡＣ電源コード２５が電灯部３に対するベース部５となっている。また、通常は外部交流電源に接続された状態で使用され、停電時には非常灯となり、電灯部３をベース部５から取り外して懐中電灯として使用できる点は第１実施形態と同じである。

そして、ＡＣ電源コード２５のプラグ２５ａを外部交流電源のコンセントから抜くと、停電と判定してランプ１２が自動点灯するので、外部交流電源のコンセントがない場所で使用するときは常時点灯状態となるが、懐中電灯として使用する場合には、第１実施形態と同じくランプ１２が自動点灯せず、第１のスイッチ１３の操作でランプ１２の点灯と消灯を切り替えることができる。

図５は第３実施形態を示す。この実施形態は、第１実施形態と異なる形状・部品配置の器具本体６を、第１実施形態と同じＡＣ－ＤＣアダプタ２に接続したものである。その器具本体６が電灯部７と電灯部７が取り付けられるスタンド８とからなる点は、第１実施形態と同様である。

前記電灯部７は、矩形平板状のケース２８の下面の前端側に開口２８ａを形成し、その開口２８ａの内側に図示省略したランプ（ＬＥＤランプ）を取り付けたものであり、第１実施形態のようなスイッチは設けられておらず、二次電池およびマイクロコントローラも内蔵されていない。そして、ケース２８の後端近傍の下面側でスタンド８の上端部に着脱不能かつ鉛直面内で回動可能に取り付けられ、スタンド８と電気的および機械的に接続されている。

前記スタンド８は、側面視で正面が直線的に傾斜し、背面が上端から正面と平行に延びて途中から正面と離れる方向に延び、全体として下端に近づくほど広幅となるように形成されている。そして、その正面の下端近傍に、電灯部７のランプの点灯と消灯を切り替えるためのスイッチ２９が設けられている。また、図示は省略するが、このスタンド８の内部に、二次電池（リチウムイオン電池）と、外部交流電源からの電力の供給状態およびスイッチ２９の状態に基づいてランプの点灯と消灯を制御するマイクロコントローラが設けられている。

この第３実施形態も、第１実施形態と同様に、通常はスタンド８がＡＣ－ＤＣアダプタ２を介して外部交流電源に接続された状態で電気スタンドとして使用され、通常使用中の停電時にはランプが自動点灯して非常灯の役割を果たすようになっている。また、器具本体６をＡＣ－ＤＣアダプタ２から切り離して外部交流電源のコンセントがない場所で使用することができ、そのときにランプが自動点灯しない点も第１実施形態と同じである。

なお、上述した各実施形態では、スイッチの切り替えを入（点灯）と切（消灯）のみとしたが、例えば押圧するごとに点灯のうちの複数のモードと消灯が順に変化するタイプのスイッチを採用することもできる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１、６ 器具本体
２ ＡＣ－ＤＣアダプタ
３、７ 電灯部
４、８ スタンド
５ ベース部
１１、２８ ケース
１２ ランプ
１３ 第１のスイッチ
１４ 二次電池
１５ マイクロコントローラ
１６ 支柱
１７、２６ 基台
１８ 第２のスイッチ
１９ ＵＳＢケーブル
２５ ＡＣ電源コード
２７ コンバータ
２９ スイッチ

Claims (3)

1. 外部交流電源の交流電流を直流電流に変換するコンバータと、前記コンバータを介して外部交流電源から供給される電力により充電される二次電池と、前記外部交流電源または二次電池から供給される電力により点灯するランプと、前記ランプの点灯と消灯を切り替えるスイッチと、前記外部交流電源からの電力の供給状態および前記スイッチの状態に基づいて前記ランプの点灯と消灯を制御するマイクロコントローラとを備えた照明器具において、
   前記マイクロコントローラは、前記外部交流電源からの電力の供給が停止したときに、その供給電力の電圧が正常時のレベルからそれよりも低い所定のレベルになるまでの遷移時間を測定し、前記遷移時間が所定の基準時間以上の場合は前記ランプを二次電池で点灯させ、前記遷移時間が前記基準時間よりも短い場合は前記スイッチの状態に基づいてランプを二次電池で点灯させるかまたは消灯させるものであることを特徴とする照明器具。
2. 前記コンバータが、前記二次電池、ランプ、スイッチおよびマイクロコントローラを備えた器具本体と別体で、その器具本体に接続されるＡＣ－ＤＣアダプタであることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 前記二次電池、ランプ、スイッチおよびマイクロコントローラを含む電灯部が、前記コンバータを含むベース部に対して着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の照明器具。

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