JPH1116403A - 投光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】商用交流電源と二次電池とを切換使用でき、使
い易さの向上を図れるとともに二次電池の保護も図れ、
非常用に適した投光装置を提供する。 【解決手段】二次電池２と、商用交流電源に接続される
入力端を備えるとともに交流出力端と直流出力端とを備
えた電源回路２１と、この電源回路の直流出力端と二次
電池２との間に設けられて直流出力端の出力で二次電池
２を充電する過充電防止機能付き充電回路２２と、商用
交流電源が正常の期間には電源回路２１の交流出力端に
投光用のランプ１１を接続して交流での点灯を可能と
し、商用交流電源が停電したときには二次電池２にラン
プ１１を強制接続して直流で点灯させる切換回路２３
と、二次電池２にランプ１１を接続して点灯させている
ときに二次電池２の端子電圧が所定レベルまで低下した
時点でランプ１１を二次電池２から切り離す過放電防止
回路２４とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非常時や夜間工事
等において照明装置や表示装置として用いられる投光装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】非常時や夜間工事等において照明装置や
表示装置として用いられる投光装置には、可搬性を備え
ていること、電源の得られない場所でも使用できるこ
と、扱い易い構造であることなどの点が要望される。

【０００３】このようなことから、従来のこの種の投光
装置は、二次電池を内蔵した可搬タイプに形成され、常
時、商用交流電源を電源として二次電池が充電されるよ
うに管理される。そして、非常時を含む必要時に、二次
電池の出力でランプを点灯させるようにしている。

【０００４】しかしながら、上記のように構成された従
来の投光装置には次のような問題があった。すなわち、
従来の投光装置では、商用交流電源の使えない場所での
使用に重点をおき、二次電池の出力のみでランプを点灯
させる構成を採用している。このため、長時間に亘って
ランプを所定の明るさで点灯させることが困難で、使い
難いという問題があった。たとえば、非常事態発生を考
察してみても、多くの非常事態発生場所では、非常時に
おいても商用交流電源を使用できる。このような場所で
は、二次電池の出力でランプを点灯させるより、商用交
流電源を使ってランプを点灯させることが好ましい。し
かし、従来の投光装置では商用交流電源を使ってランプ
を点灯させることができないという不便さがあった。ま
た、従来の投光装置では、二次電池に対する保護も不十
分で、往々にして充電不能に陥らせるという問題もあっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の投
光装置にあっては、使用条件が大幅に限定されているた
めに使い難く、また二次電池に対する保護も不十分であ
った。そこで本発明は、商用交流電源と二次電池とを切
換使用でき、使い易さの向上を図れるとともに二次電池
の保護も図れ、たとえば非常用に適した投光装置を提供
することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る投光装置は、投光用のランプと、二次
電池と、商用交流電源に接続される入力端を備えるとと
もに交流出力端と直流出力端とを備えた電源回路と、こ
の電源回路の前記直流出力端と前記二次電池との間に設
けられて上記直流出力端の出力で上記二次電池を充電す
る過充電防止機能付き充電回路と、前記商用交流電源が
正常の期間には前記電源回路の前記交流出力端に前記ラ
ンプを接続して交流での点灯を可能とし、上記商用交流
電源が停電したときには前記二次電池に上記ランプを強
制接続して直流で点灯させる切換回路と、前記二次電池
に前記ランプを接続して直流で点灯させているときに上
記二次電池の端子電圧が所定レベルまで低下した時点で
上記ランプを上記二次電池から切り離す過放電防止回路
とを備えている。

【０００７】なお、前記した各要素の全てをたえばば背
負ったり、手に持ったりして運べる携帯容器に搭載した
構成であるとより好ましい。上記のように構成された投
光装置では、商用交流電源が正常の期間には電源回路の
交流出力端に投光用のランプを接続し、このランプを交
流で点灯させることができる。このように、ランプを交
流で点灯させているとき、二次電池は充電回路を介して
充電される。そして、ランプを交流で点灯させていると
き、何らかの原因で商用交流電源が停電したときには、
切換回路が動作して二次電池にランプを強制接続し、直
流でランプを点灯させる。

【０００８】したがって、この投光装置を非常事態発生
場所で使用する場合を例にとると、非常事態発生場所で
商用交流電源を使える間は、この商用交流電源でランプ
を点灯させることができ、商用交流電源が停電した時点
から二次電池を電源としてランプを点灯させることがで
きるので、従来の装置に比べて投光時間を大幅に長くで
きることになる。また、過充電防止手段および過放電防
止手段を設けているので、二次電池の保護を確実に図る
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を説明する。図１には本発明の一実施形態に係
る投光装置を局部的に切開した正面図が示されている。

【００１０】同図において、１は密閉防水構造に形成さ
れた箱体を示している。この箱体１は、図２に示すよう
に、人Ａが背嚢等の背負い具Ｓに入れて自由に運ぶこと
ができる大きさに形成されている。そして、この箱体１
内に、充電可能な二次電池２や図３に示す点灯制御回路
２０等が収容されている。

【００１１】箱体１の左右両側には、図２に示すように
背負い状態で両肩上に突出させることが可能に上下方向
に伸縮自在な伸縮ポスト３，４が設けられている。これ
ら伸縮ポスト３，４は、箱体１の左右両側部にそれぞれ
止め金５で固定された外管３ａ，４ａと、これら外管３
ａ，４ａ内に回転および上下動可能に嵌挿された内管３
ｂ、４ｂとで構成されている。そして、外管３ａ，４ａ
の上端部には、内管３ｂ、４ｂを任意の伸縮高さ位置に
締着固定するための止めネジ６が螺挿されている。

【００１２】各伸縮ポスト３，４における内管３ｂ、４
ｂの上端部には、俯仰角を調整できるヒンジ具７ａ，８
ａを介して投光ライト７，８が固定されている。投光ラ
イト７，８は、投光カバー９を有する笠体１０と、この
笠体１０内に配置されたランプ１１と、笠体１０の前面
開口部にランプ１１を覆うように嵌め込まれた投光レン
ズ１２とから構成されている。

【００１３】なお、図１中、１３は後述する点灯制御回
路２０を交流点灯モードに設定するためのスイッチを示
し、１４は同じく点灯制御回路２０の過放電防止回路を
動作状態に設定するためのスイッチを示し、１５は投光
ライト７，８を２灯点灯状態に設定するためのスイッチ
を示し、１６は箱体１に設けられた取っ手を示してい
る。

【００１４】点灯制御回路２０は、図３に示すように、
商用交流電源に接続される入力端を備えるとともに交流
出力端と直流出力端とを備えた電源回路２１と、この電
源回路２１の直流出力端と二次電池２との間に設けられ
て二次電池２を充電する過充電防止機能付き充電回路２
２と、商用交流電源が正常の期間には電源回路２１の交
流出力端にランプ１１を接続して交流での点灯を可能と
し、商用交流電源が停電したときには二次電池２にラン
プ１１を強制接続して直流で点灯させる切換回路２３
と、二次電池２にランプ１１を接続して直流で点灯させ
ているときに二次電池２の端子電圧が所定レベルまで低
下した時点でランプ１１を二次電池２から切り離す過放
電防止回路２４とを含んで構成されている。

【００１５】電源回路２１はトランス３１を備えてい
る。トランス３１は、一次巻線３２，二次巻線３３およ
び三次巻線３４を備えている。そして、一次巻線３２の
両端はフューズ３５、十分に長いケーブルおよび差込プ
ラグ３６を介して通常の商用交流電源である１００Ｖラ
インのコンセントに接続できるようになっている。な
お、前述した箱体１内には、ケーブルを自動巻取りする
機構が設けられている。また、二次巻線３３の両端には
ダイオードをブリッジ結線して構成された全波整流回路
３７の入力端が接続されている。

【００１６】すなわち、この電源回路２１は、全波整流
回路３７の出力端が直流出力端を構成し、三次巻線３４
の両端が交流出力端を構成し、さらに全波整流回路３７
の出力端子(-) と三次巻線３４の一方の出力端子とを共
通に接続したものとなっている。

【００１７】全波整流回路３７の出力端子間には前述し
たスイッチ１３を介してリレー３８のコイル３９が接続
されている。このリレー３８の常開接点３８ａ、常閉接
点３８ｂおよび共通接点３８ｃは、前述した切換回路２
３を構成している。すなわち、常開接点３８ａは三次巻
線３４の他方の出力端子に接続されている。また、共通
接点３８ｃは一方においては一方のランプ１１を介して
全波整流回路３７の出力端子(-) に接続されており、他
方においてはスイッチ１５および他方のランプ１１を介
して全波整流回路３７の出力端子(-) に接続されてい
る。

【００１８】全波整流回路３７の出力端子間には、さら
に別のリレー４０のコイル４１が接続されており、また
直流出力が送出されているときだけ発光する発光ダイオ
ード４２も接続されている。

【００１９】リレー４０の常開接点４０ａ、常閉接点４
０ｂおよび共通接点４０ｃは、前述した切換回路２３の
機能の一部を分担し、商用交流電源が停電したとき、二
次電池２にランプ１１を強制接続して直流で点灯させる
役目を果たすとともに後述するように過放電防止回路２
４の一部を構成している。

【００２０】全波整流回路３７の出力端子間には、前述
した過充電防止機能付き充電回路２２を介して二次電池
２が接続されている。過充電防止機能付き充電回路２２
は次のように構成されている。

【００２１】すなわち、全波整流回路３７の出力端子
(+) を抵抗４４，サイリスタ４５，二次電池２を直列に
介して全波整流回路３７の出力端子(-) に接続してい
る。また、全波整流回路３７の出力端子(+) を抵抗４
６，発光ダイオード４７を介してサイリスタ４５のアノ
ードに接続し、このアノードを抵抗４８，ダイオード４
９を介してサイリスタ４５のゲートに接続し、さらにダ
イオード４９のアノードを抵抗５０、サイリスタ５１を
介して全波整流回路３７の出力端子(-) に接続してい
る。一方、二次電池２の両端間に可変抵抗５２，抵抗５
３，ツェナーダイオード５４，抵抗５５からなる直列回
路を接続し、ツェナーダイオード５４のアノードをサイ
リスタ５１のゲートに接続している。

【００２２】上記構成から判るように、この過充電防止
機能付き充電回路２２は、常時は、抵抗４４，サイリス
タ４５を介して二次電池２を充電する。そして、二次電
池２の端子電圧がツェナーダイオード５４を導通させる
値まで上昇した時点でサイリスタ５１を導通させ、この
導通に伴わせてサイリスタ４５のゲート電位をターンオ
ンしないレベルまで低下させることによって充電を停
止、つまり過充電を防止するようにしている。

【００２３】なお、サイリスタ５１を導通させるレベル
は、可変抵抗５２によって調整される。また、抵抗４
４，サイリスタ４５からなる直列回路と並列に接続され
た抵抗５６，ダイオード５７からなる直列回路は、二次
電池２の漏洩損失分を補償するためのものである。

【００２４】二次電池２のプラス端子は、リレー５８の
常開接点５８ａおよび共通接点５８ｃ介して前述したリ
レー３８の常閉接点３８ｂに接続されている。リレー５
８は、前述したリレー４０の常閉接点４０ｂと二次電池
２のマイナス端子との間にスイッチ１４を介して接続さ
れている。

【００２５】リレー５８の共通接点５８ｃと二次電池２
のマイナス端子との間には、ＰＮＰトランジスタ５９の
エミッタ・コレクタ，抵抗６０，ダイオード６１，コン
デンサ６２からなる直列回路が接続されている。そし
て、トランジスタ５９のベースは、抵抗６３，ツェナー
ダイオード６４を介して二次電池２のマイナス端子に接
続されている。

【００２６】コンデンサ６２は、後述するように、商用
交流電源が停電したときに二次電池２にランプ１１を強
制接続して直流で点灯させるための切換に必要な初期エ
ネルギを供給するためのものである。また、ツェナーダ
イオード６４は、二次電池２にランプ１１を接続して直
流で点灯させているときに二次電池２の端子電圧が所定
レベルまで低下した時点でランプ１１を二次電池２から
切り離して過放電を防止するためのトリガーを与えるも
のである。

【００２７】なお、リレー４０の常開接点４０ａは二次
電池２のプラス端子に接続されている。また、図３中６
５は二次電池２の端子電圧を視覚的に確認するための発
光ダイオードを示し、６６はランプ１１の端子電圧を確
認するための直流電圧計を示し、６７はコードを介して
遠隔地に給電可能とするコンセントを示し、６８はテス
ト用のスイッチを示している。

【００２８】次に、上記のように構成された投光装置の
使用例、ここでは非常用の照明装置として用いる場合の
例を説明する。非常用の照明装置の場合、一般的には、
建屋内の特定の場所に何時でも持ち出すことができるよ
うに保管される。この例の場合、保管場所において、差
込プラグ３６を商用交流電源である１００Ｖラインのコ
ンセントに接続した状態で保管される。ここで、保管状
態においては、スイッチ１３がオフ、スイッチ１４がオ
ン、スイッチ１５がオフに設定されているものとする。

【００２９】商用交流電源への接続によって、トランス
３１の二次巻線３３および三次巻線３４に交流電圧が現
れる。このため、全波整流回路３７の出力端子間に直流
出力が現れる。この直流出力によって、まずリレー４０
のコイル４１が励磁される。この結果、共通接点４０ｃ
が常開接点４０ａに接続された状態となる。

【００３０】一方、全波整流回路３７の出力端子間に直
流出力が現れると、抵抗４４，抵抗４８を介してサイリ
スタ４５にゲート電流が供給される。この結果、サイリ
スタ４５がターンオンして二次電池２へ充電が開始され
る。また、コンデンサ６２へも充電が開始される。この
とき、リレー５８のコイルは励磁されていないので、共
通接点５８ｃが常閉接点５８ｂに接続されている状態に
ある。したがって、二次電池２は無負荷状態に保持され
ている。

【００３１】充電開始時点からの時間経過にしたがって
二次電池２の端子電圧が徐々に上昇する。そして、二次
電池２の端子電圧がツェナーダイオード５４を導通させ
る値まで上昇すると、サイリスタ５１が導通する。この
導通によってサイリスタ４５のゲート電位がターンオン
に必要なレベル以下まで低下し、この結果、二次電池２
への充電が停止する。したがって、過充電が防止され
る。

【００３２】二次電池２やコンデンサ６２の端子間に漏
洩電流が流れると、この漏洩分は抵抗５６，ダイオード
５７からなる回路を介して補充される。したがって、二
次電池２およびコンデンサ６２の端子電圧はほぼ一定に
保たれる。

【００３３】なお、二次電池２への充電状態の確認およ
びランプ１１の断線チェックは次のようにして随時行う
ことができる。すなわち、テスト用のスイッチ６８をオ
ン操作すると、リレー５８のコイルが励磁され、この結
果、共通接点５８ｃが常開接点５８ａに接続される。こ
のため、二次電池２が規定レベルに充電されているとき
には、発光ダイオード６５が点灯して規定レベルに充電
されていることを知らせる。またこのとき、一方のラン
プ１１が点灯するので、このランプの健全性をチェック
することができる。スイッチ１５をオン操作すると、他
方のランプ１１の健全性のチェックと直流電圧計６６の
指針から二次電池２の正確な端子電圧を知ることができ
る。

【００３４】このように、特定の場所に保管されている
ときには、二次電池２が一定レベルに充電され、待機状
態に保持される。なお、このような待機状態にあると
き、もしも商用交流電源が停電したときには次のように
動作する。すなわち、商用交流電源が停電すると、コイ
ル４１の励磁が解かれるため、共通接点４０ｃと常閉接
点４０ｂとが接続状態となる。このため、コンデンサ６
２に貯えられていたエネルギでリレー５８のコイルが励
磁され、その結果、共通接点５８ｃが常開接点５８ａに
接続された状態となる。したがって、一方のランプ１１
が二次電池２の両端に自動的に接続されて点灯すること
になり、特に夜間時に停電が発生した場合に自動的に必
要な照明が得られ、非常用としての機能を十分に発揮す
ることになる。

【００３５】上記のように、二次電池２の出力でランプ
１１を点灯させていると、二次電池２の端子電圧が徐々
に低下する。この端子電圧がツェナーダイオード６４の
ツェナー電圧以下まで低下すると、ツェナーダイオード
６４が非導通になるため、トランジスタ５９がオフす
る。この結果、リレー５８のコイルは励磁が解かれ、共
通接点５８ｃが常閉接点５８ｂ側に切り換わる。このた
め、ランプ１１が二次電池２から切り離され、過放電に
よる弊害の発生が未然に防止される。

【００３６】前述した待機状態にあるとき、保管場所か
ら離れた場所において照明を必要とするような非常事態
が発生した場合には、コンセントから差込プラグ３６を
引き抜き、図２に示すように、背負い具Ｓに入れて現場
へ運ぶ。

【００３７】この場合、差込プラグ３６をコンセントか
ら引き抜くと、商用交流電源が停電した場合と全く同じ
条件となるので、先に説明した場合と同様に一方のラン
プ１１が二次電池２の両端に自動的に接続されて点灯す
る。したがって、現場へ行く着くまでに必要な照明を確
保できることになる。

【００３８】現場に到着したとき、次の２つの選択が可
能である。すなわち、現場によっては商用交流電源が全
く使えない場所もあるし、商用交流電源が健在である場
所もある。前者では必然的に二次電池２の出力だけでラ
ンプ１１を点灯させることになる。

【００３９】一方、後者では、差込プラグ３６を商用交
流電源のコンセントに差し込む。なお、商用交流電源が
健在か否かの判定は、差込プラグ３６を商用交流電源の
コンセントに差し込み、発光ダイオード４２の発光を確
認するだけで簡単に行える。

【００４０】商用交流電源の健在が確認されたときに
は、まずスイッチ１３をオン操作する。この操作によっ
てリレー３８のコイル３９が励磁され、その結果、共通
接点３８ｃが常開接点３８ａに接続される。こうなる
と、ランプ１１は、三次巻線３４の出力、つまり交流出
力で点灯することになる。

【００４１】このとき、リレー４０のコイル４１は励磁
されているので、共通接点４０ｃと常開接点４０ａとが
接続状態にあり、またスイッチ１４はオン状態にあるが
リレー５８のコイルは非励磁状態にある。このため、二
次電池２およびコンデンサ６２は、負荷が取り除かれた
状態で充電されている状態にある。

【００４２】このように、商用交流電源が健在の現場で
は、この電源を有効に使用してランプ１１を交流で点灯
させることができ、その間に二次電池２を充電すること
ができる。

【００４３】上記のような状態において、もしも商用交
流電源が停電した場合には、コイル３９の励磁が解かれ
るので、共通接点３８ｃが常閉接点３８ｂに接続された
状態に切り換わり、またコイル４１の励磁が解かれるの
で、共通接点４０ｃが常閉接点４０ｂに接続された状態
に切り換わる。このため、コンデンサ６２に貯えられて
いたエネルギでリレー５８のコイルが励磁され、その結
果、共通接点５８ｃが常開接点５８ａに接続された状態
となる。したがって、今度は、ランプ１１が二次電池２
の両端に自動的に接続されて点灯することになる。

【００４４】この点灯状態は過放電防止回路２４が動作
するまで維持される。勿論、途中で商用交流電源が回復
すると、ランプ１１を交流点灯させ、その間に二次電池
２を充電するモードに切り換わる。

【００４５】このように、商用交流電源が健全の期間に
は電源回路２１の交流出力端に投光用のランプ１１を接
続し、このランプ１１を交流で点灯させることができる
ようにしている。そして、ランプ１１を交流で点灯させ
ているとき、二次電池２は充電回路２２を介して充電さ
れる。ランプ１１を交流で点灯させているとき、何らか
の原因で商用交流電源が停電したときには、切換回路２
３が動作して二次電池２にランプ１１を強制接続し、二
次電池２の出力でランプ１１を点灯させる。

【００４６】したがって、非常事態発生場所で商用交流
電源を使える間は、この商用交流電源でランプ１１を点
灯させることができ、また商用交流電源が停電した時点
から二次電池２を電源としてランプ１１を点灯させるこ
とができるので、使用できる時間を大幅に長くできる。
さらに、二次電池２に対する過充電および過放電を防止
する回路を設けているので、二次電池２の寿命も向上さ
せることができる。

【００４７】なお、上述した例では本発明に係る投光装
置を非常時における照明用として用いているが、夜間工
事における照明用などの非常時以外においても使用でき
ることは勿論であり、また表示用として利用することも
できる。さらに、背負って運ぶものに限らず、手に持っ
て運ぶものにも適用できることは勿論である。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、商用交
流電源と二次電池とを切換使用できるので、使い易さの
向上を図れるとともに二次電池の保護も図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る投光装置を一部切欠
して示す正面図

【図２】同投光装置の使用形態の一例を説明するための
図

【図３】同投光装置に組み込まれた点灯制御回路の回路
図

【符号の説明】

１…箱体 ２…二次電池 ３，４…伸縮ポスト ７，８…投光ライト １１…ランプ １３，１４，１５…スイッチ ２０…点灯制御回路 ２１…電源回路 ２２…過充電防止機能付き充電回路 ２３…切換回路 ２４…過放電防止回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】投光用のランプと、 二次電池と、 商用交流電源に接続される入力端を備えるとともに交流
   出力端と直流出力端とを備えた電源回路と、 この電源回路の前記直流出力端と前記二次電池との間に
   設けられて上記直流出力端の出力で上記二次電池を充電
   する過充電防止機能付き充電回路と、 前記商用交流電源が正常の期間には前記電源回路の前記
   交流出力端に前記ランプを接続して交流での点灯を可能
   とし、上記商用交流電源が停電したときには前記二次電
   池に上記ランプを強制接続して直流で点灯させる切換回
   路と、 前記二次電池に前記ランプを接続して直流で点灯させて
   いるときに上記二次電池の端子電圧が所定レベルまで低
   下した時点で上記ランプを上記二次電池から切り離す過
   放電防止回路とを具備してなることを特徴とする投光装
   置。
2. 【請求項２】前記各要素の全てを携帯容器に搭載した構
   成であることを特徴とする請求項１に記載の投光装置。