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非常用照明器具 - 東芝ライテック株式会社
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発明の名称 非常用照明器具
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−5001(P2007−5001A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−180361(P2005−180361)
出願日 平成17年6月21日(2005.6.21)
代理人 【識別番号】100101834
【弁理士】
【氏名又は名称】和泉 順一
発明者 田野 紀貴
要約 課題
本発明は、非常時に点灯する性能を確保しながら、常用時の点灯も可能であって、かつ、汎用性を高めることができる非常用照明器具を提供する。

解決手段
本実施形態によれば、常夜灯として使用する場合は、最低限の照度で発光ダイオード7、70を点灯させるので、発光ダイオード7、70の寿命の短縮を抑制することができる。また、非常時の配光101は、常用時の配光100よりも広がるように配光可変手段8によって可変されるので、非常用照明器具1の設置台数を多くする必要がなく、かつ、非常時の安全性の確保を高めることができる。また、常用時は、非常時に比べて比較的狭い範囲の空間を照らすことができるようになっているで、病室のような複数の人が存在する空間において、好適な常夜灯として用いれる。このように、複数の要求仕様を満たすことができ、汎用性が高い非常用照明器具1を得ることができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
照射開口を備える器具本体と;
器具本体の照射開口と対向するように設けられる発光ダイオードと;
外部電源の異常時に非常用電源からの電力供給により発光ダイオードを点灯させる非常用点灯回路と;
常用時に外部電源からの電力供給により、発光ダイオードを点灯させる常用点灯回路と;
非常時と常用時とで照射開口から照射される配光を可変する配光可変手段と;
を具備していることを特徴とする非常用照明器具。
【請求項2】
配光可変手段は、非常時の配光が常用時と比較して広角となるように可変することを特徴とする非常用照明器具。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は非常用電源を内蔵した非常用照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、非常用照明器具としては、外部電源の停電時等の非常時又は内蔵した非常用電源の点検時にランプを点灯させる専用形(例えば特許文献1参照)と、非常時と常用時の両方でランプを点灯する併用形(例えば特許文献2参照)が知られている。
【0003】
そして、併用形は、常用時にベース照明として使用されるとともに、非常時に、常用時の点灯レベルを100%としたときに、その20〜50%程度の低出力で規定時間点灯するように使用されるものである。
【0004】
一方、上記専用形の非常用照明器具の光源としては、ハロゲン電球を用いたものが一般的である。それは、照明器具として天井面から臨む比率、又は天井から突出配置される照明器具を極力小さくすることが好適であったためである。
【0005】
すなわち、専用形の照明器具は、照明器具として使用されないことが多いため、照明器具自体はできるだけ小形なものとし、照明器具自体を目立たせないような考慮がなされているものである。したがって、器具本体と小形化することができる小形なハロゲン電球が用いられていた。
【特許文献1】特開平4−147507号公報
【特許文献2】特開2002−170424号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
一方、専用形といっても、天井に設置されている限りは、常用時であっても照明器具として用いれることができれば利便性および汎用性が高まるものである。
【0007】
しかしながら、ハロゲン電球は寿命が比較的短いので、仮に常用時等でも点灯可能として、点灯と消灯とを繰返すと、比較的短期間に寿命に到ってしまい、重要な非常時に点灯しないという現象が発生する虞があった。したがって、従来は、専用形においては、非常時に点灯する信頼性を確保するためにも、非常時のみにハロゲン電球を点灯させ、常用時には一切点灯させないような仕様となっていた。
【0008】
また、仮にハロゲン電球を用いた従来技術のような非常用照明器具を常用時でも点灯可能なように構成したとしても、非常時の要求仕様を優先して考慮しなくてはならない。すなわち、非常時には、安全上、比較的広い領域に光が照射されることが好ましいものである。したがって、仮に常用時にも点灯可能な照明器具として用いたとしても、比較的広範囲な配光となるものしか実現することができず、汎用性が低いものであった。
【0009】
本発明は上記に鑑みなされたものであり、非常時に点灯する性能を確保しながら、常用時の点灯も可能であって、汎用性を高めることができる非常用照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
請求項1に記載の非常用照明器具によれば、照射開口を備える器具本体と;器具本体の照射開口と対向するように設けられる発光ダイオードと;外部電源の異常時に非常用電源からの電力供給により発光ダイオードを点灯させる非常用点灯回路と;常用時に外部電源からの電力供給により、発光ダイオードを点灯させる常用点灯回路と;非常時と常用時とで照射開口から照射される配光を可変する配光可変手段と;を具備していることを特徴とする。
【0011】
また請求項2に記載の非常用照明器具によれば、配光可変手段は、非常時の配光が常用時と比較して広角となるように可変することを特徴とする。
【0012】
本発明及び以下の発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【0013】
器具本体は、取付壁である例えば天井面又は壁面に埋め込まれるものであってもよいし、天井面又は壁面に直接取付けられるものであってもよく、構成及び機構は特に限定しない。
【0014】
非常用電源は、外部電源が例えば停電したり、又は非常用電源の点検時等に発光ダイオードを所定時間の間点灯させるための電源を非常用点灯回路に供給する手段であって、充電池又は電気二重層コンデンサ等を適宜用いることができる。
【0015】
また非常用電源を常用時は充電する充電回路を備えるものであってもよい。そして、この充電回路は、例えば商用電源を整流して直流電圧を得て非常用電源を充電する。なお、非常用電源および充電回路は、器具本体に内蔵されていてもよいし、また別置形であってもよい。
【0016】
非常用点灯回路は、外部電源の異常時の他に、非常用電源の寿命点検や発光ダイオードの点灯有無を点検する等の点検時にも動作するように設けられていてもよい。
【0017】
常用点灯回路は、常用時に発光ダイオードを点灯させる際に、非常用点灯回路で点灯される発光ダイオードの点灯レベルよりも低い点灯レベルで点灯させるように構成することもできる。これは、電球と比較して相対的に長寿命である発光ダイオードを光源として用いるとはいっても、常用時に過負荷の状態で点灯させると短寿命となってしまうので、これでは、非常時の信頼性を確保することができない。したがって、常用時は、非常時よりも低いレベルで点灯させることにより、発光ダイオードが寿命に到るまでの期間を延ばすことができるため、常夜灯のような補助照明として当該非常用器具を用いることができるようになる。
【0018】
配光可変手段は、常用時と非常時とで配光を可変することができるものであるが、適宜配光を可変させることができるものであってもよい。すなわち、常用時及び非常時とで配光の可変を所望しない場合には、常用時及び非常時の配光を共に一定とすることができるものであってもよい。
【0019】
本発明の作用について説明する。常用時は、例えば商用電源からの電力供給によって、非常用電源が充電回路を介して充電されている。そして、例えば、器具本体の外部であって、壁面等に設けられている電源スイッチをONすると、商用電源の電力供給によって、常用点灯回路を介して発光ダイオードに電力が供給されて、発光ダイオードが点灯する。
【0020】
一方、非常時には、例えば停電検出手段の検出によって、発光ダイオードへの電力供給が商用電源から非常用電源へと切替わり、当該非常用電源からの電力が非常用点灯回路を介して発光ダイオードへ供給されて、発光ダイオードが点灯する。
【0021】
そして、常用時と非常時の配光は、配光可変手段によって、配光が可変することができる。つまり、例えば、非常時の配光を常用時に比べて広がるようにすると、非常時は、比較的広範囲の空間を照らすことができるので、安全性の確保を高めることができる。一方、常用時は、例えば、非常時に比べて比較的狭い範囲の空間を照らすことができるので、病室のような複数の人が存在する空間に補助灯(常夜灯)として用いることができる。
【0022】
本発明によれば、非常用照明器具の光源に発光ダイオードを用いたことにより、全体として小形であって、かつ、常用時にも照明器具として用いることができる非常用照明器具を得ることができる。また、非常時と常用時とで配光を可変することができるので、小形であっても、複数の要求仕様を満たすことができる汎用性の高い非常用照明器具を得ることができる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、非常用照明器具の光源に発光ダイオードを用いたことにより、全体として小形であって、かつ、常用時にも照明器具として好適に用いることができる非常用照明器具を得ることができる。また、非常時と常用時とで配光を可変することができるので、小形であっても複数の要求仕様を満たすことができる汎用性の高い非常用照明器具を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
図1は本発明の一実施形態に係る非常用照明器具の回路構成を示す概略説明図、図2はこの非常用照明器具1を天井面2に配設した状態を示す部分縦断面図、図3は図2の非常用照明器具の底面図、図4(a)(b)は図1の非常用照明器具1の要部である配光可変手段8を拡大した部分断面図である。なお、図4(a)は常用時の状態を示し、(b)は非常時を示すものである。
【0025】
各図に示すように非常用照明器具1は、天井面2に埋設される、例えば円筒状の器具本体3を具備しており、この天井面2の図2中下方を照明するようになっている。
【0026】
非常用照明器具1は天井面2の図2中下方を臨む器具本体3の下面3aに、環状の外向フランジ4を一体に突設する一方、器具本体3の胴部下部外面に、図3中上下一対の帯板状の係止ばね5,5を固着している。これら一対の係止ばね5,5と外向フランジ4とにより天井面2を図2中上下方向で弾性的に挟持させることにより、非常用照明器具1を天井面2に固定している。
【0027】
図3に示すように非常用照明器具1は、その下面3aの図中右側にて、図2中下方に開口する例えば円形状の照射開口を備える凹部6を形成し、この凹部6の底部中央部には発光ダイオード7及び配光可変手段8を配設している。
【0028】
発光ダイオード7は、図4に示すように、例えば50lm/Wの発光効率と4万〜6万時間の長寿命を有し、基板71に実装されたLEDチップ72を包含するようにレンズ73が設けられているLEDユニット70から形成されている。そして、天井面2の図2中下方へLEDチップ72からの光が照射するようになっている。
【0029】
配光可変手段8は、図4に示すように、一次側トランスを含む器具本体側回路81、その器具本体側回路81と対向するように設けられる二次側トランスを含むLED側回路82、LEDユニット保持部83から形成されている。すなわち、可飽和形であって鉄心と巻線からなる一次側トランスが後述する常用点灯回路19と直接的に電気的接続されている。また、LEDユニット70側には、上記と同じく可飽和形であって鉄心と巻線からなる二次側トランスが設けられている。
【0030】
またLEDユニット保持部83は、内部にLEDユニット70が上下に移動可能な程度の領域84を有するように設けられるものである。そして、器具本体側回路81と反対側にはLEDユニット側回路82及び基板71と係合する係合段部85,86が夫々設けられており、器具本体1の照射開口と略同位置に位置する投光開口87が形成されている。なお、投光開口87は、レンズ73の最大径と略同じか若しくは若干大きくなるように形成されている。
【0031】
また図3に示すように器具本体3の下面3aには、発光ダイオード7の反対側にて、バッテリー収納部9を配設していおり、そのバッテリ収納部9は、開閉蓋13により覆われている。この開閉蓋13は、その一端、例えば図3中右端を図示しないヒンジピン等により回動可能に枢着する一方、その反対側の図3中左端側の開口端部に図示しない係止機構を設けており、この開閉蓋13により収納凹部11の開口を閉じるように押し込むことにより、この開閉蓋13を係止機構により係止させて閉じる一方、開閉ボタン14を図2中上方へ押し込むことにより、その係止機構の係止状態を解除させ、開閉蓋14をヒンジピン回りに回動させて収納凹部11を開口させるようになっている。
【0032】
なお、図2中符号15は電源端子台、図2〜図4中、符号16は点検ボタンである。点検ボタン16はそのオン操作時に、後述する点検回路から、外部電源停電を擬似した停電擬似信号を停電検出回路に与えることにより、発光ダイオード7が外部電源の停電時に規定時間点灯するか否かを点検するための押しボタンスイッチである。
【0033】
図1はこの非常用照明器具1の電気的構成を示すブロック図である。この図1に示すように非常用照明器具1は、図示しない商用電源等の外部電源に接続される電源端子台15に、停電検出回路17、充電回路18、常用点灯回路19を接続している。
【0034】
停電検出回路17は電源端子台15に印加される外部電源の電圧が所定時間所定値以下であることを検出したときに、外部電源の停電が発生したとして停電検出信号を切替回路21に与えるものである。
【0035】
充電回路18は外部電源の交流を所定電圧の直流に変換してバッテリー10に給電し、充電するものである。バッテリー10には非常用点灯回路20が接続されている。
【0036】
非常用点灯回路20は外部電源の停電の非常時に、バッテリー10を電源として発光ダイオード7を規定照度(例えば1lx)で規定時間(例えば20〜30分)点灯させる回路である。外部電源停電時の規定照度と規定時間は建築基準法により規定されている。
【0037】
常用点灯回路19は外部電源が電源端子台15に正常に給電されている常用時に、外部電源の交流を所定電圧の直流に変換して非常点灯時よりも低い点灯レベルで発光ダイオード7を点灯させる回路である。すなわち、常用点灯回路19は、非常用点灯回路20により発光ダイオード7が点灯されるときの点灯レベルを100%としたときに、その20〜50%程度で発光ダイオード7を点灯させるものであり、例えば0.2〜0.3lx程度の照度で常夜灯等として点灯させるものである。また常用点灯回路19は、発光ダイオード7へ直流を供給する経路とは別に、後述する配光/切替制御回路21へ外部電源の交流を供給する経路も備えているものである。
【0038】
そして、常用点灯回路19と非常用点灯回路20は配光/切替制御回路21を介して発光ダイオード7にそれぞれ接続されている。
【0039】
配光/切替制御回路21は、外部電源が正常時には、発光ダイオード7を常用点灯回路19に常用時接続している一方、外部電源の停電等非常時に、その停電を検出する停電検出回路17からの停電検出信号を受けて、発光ダイオード7を常用点灯回路19から非常用点灯回路20に切り替えて接続し、その接続を規定時間保持するものである。
【0040】
また、配光/切替制御回路21は、常用時には、常用点灯回路19を介して器具本体側回路81の一次側コイルに電力を供給するように構成されており、非常時には、前記器具本体側回路81には電力を供給しないように構成されているものである。
【0041】
また、点検回路22は点検ボタン16が押し込まれる等ON操作されたときに、停電擬似信号を停電検出回路17に与え、停電検出回路17から擬似の停電検出信号を切替回路21に与え、この切替回路21により発光ダイオード7を常用点灯回路19から非常用点灯回路20へ切り替えて規定時間接続することにより、発光ダイオード7が非常時に点灯するか否かを点検するものである。
【0042】
そして、停電検出回路17、充電回路18、常用点灯回路19、非常用点灯回路20、配光/切替制御回路21、点検回路22をそれぞれ構成する基板や電気部品はバッテリー収納部9よりも図2中上方の器具本体3内に配設される。
【0043】
本実施形態の作用について説明する。
【0044】
まず、非常用照明器具1の図示しない壁スイッチ等のメインスイッチをON操作すると、商用電源等の外部電源が正常時には、外部電源により充電回路18を介してバッテリー10が常時充電される一方、配光/制御切替回路21により発光ダイオード7を常用点灯回路19に接続しているので、発光ダイオード7は常用点灯回路19により低い点灯レベルで点灯され、例えば0.2lxまたは0.3lxの照度が得られる。すなわち、非常用照明器具1を常夜灯として使用することができる。
【0045】
そして、非常用照明器具1がこのように常夜灯として使用されている時、または使用されていない時に、外部電源が停電等すると、その停電が停電検出回路により検出され、停電検出信号が配光/切替制御回路21に与えられる。
【0046】
このために、配光/切替制御回路21は発光ダイオード7を常用点灯回路19から非常用点灯回路20に切替接続し、バッテリー10を電源として発光ダイオード7を規定時間、通常点灯よりも高い点灯レベルで点灯させる。これにより、非常灯として要求される規定照度(例えば1lx)を規定時間得ることができる。
【0047】
一方、上記と同様に、非常用照明器具1の図示しない壁スイッチ等のメインスイッチをON操作すると、商用電源等の外部電源が正常時には、外部電源の電力を直接ないし適正な閾値に変換された交流が常用点灯回路19を介して器具本体側回路81の一次側トランスに供給される。すると、一次側トランスとLEDユニット側回路82の二次側トランス間とで磁気回路が形成されて磁気結合し、LEDユニット70は、器具本体側回路81と直接接し、投光開口87の上方に離間する形態で保持される。
【0048】
そして、外部電源が停電等になり、その停電が停電検出回路17により検出され、停電検出信号が配光/切替制御回路21に与えられると、二次側トランスへの電力の供給が停止するので、一次側トランスと二次側トランスとの間の磁気回路が消滅する。すると、LEDユニット70は、投光開口87側である下方へ移動し、LEDユニット側回路82及び基板71が段部85,86に係合することで移動が停止する。なお、このとき非常用点灯回路20からの電力は、バネ性を有する電線87を介してLEDユニット70に供給されているので、LEDユニット70のLEDチップ72は、点灯することができる。したがって、投光開口87と略同位置でLEDユニット70からの光が下方へ照射されることになる。
【0049】
そしてさらに、外部電源の停電等が終了し、外部電源が正常に復帰した場合には、再び常用点灯回路19を介して器具本体側回路81の一次側トランスに供給されて、LEDユニット側回路82の二次側トランス間とで磁気回路が形成されることで、LEDユニット70が器具本体側回路81に移動し、投光開口87とは上方に離間する形態で保持される。
【0050】
したがって、常用時においては、LEDユニット70からの光が投光開口87から下方へ照射する際の配光100は、非常時においてLEDユニット70からの照射される光が投光開口87から下方へ照射する際の配光101よりも狭くなるようになっている。
【0051】
本実施形態によれば、規定の非常点灯の性能を確保しつつ、常用時に常夜灯としても可能である。しかも、常夜灯として使用する場合は、最低限の照度で発光ダイオード7を点灯させるので、発光ダイオード7の寿命の短縮を抑制することができると共に、常夜灯として仮に毎晩点灯させる場合でも発光ダイオード7を過負荷で点灯させないので、非常用照明器具1の安全性と信頼性を低下させることがない。
【0052】
また、発光ダイオード7は例えば50lm/Wと高効率であるので、バッテリー10の電力消耗も抑制することができる。このために、バッテリー10の小形軽量化を図ることができる。
【0053】
また、非常点灯の機会は、常用点灯に比較する格段に少ない。したがって、発光ダイオード7が長寿命であることを考慮すると、常用時よりも非常時にバッテリー10からの電力供給が過負荷となるように発光ダイオード7を点灯させるようにしたとしても、発光ダイオード7の早期短寿命化を招く虞が少ない。その結果、発光ダイオード7を必要最小限個数にて構成することができるので、発光ダイオード7およびこの発光ダイオード7から配光を制御する配光制御手段の小形化が可能である。
【0054】
そしてまた、常用時と非常時の配光は、配光可変手段8によって、配光が可変することができる。つまり、非常時の配光は、比較的広範囲の空間を照らすことができるようになっているので、非常用照明器具1の設置台数を多くする必要がなく、かつ、非常時の安全性の確保を高めることができる。一方、常用時は、非常時に比べて比較的狭い範囲の空間を照らすことができるようになっているで、病室のような複数の人が存在する空間において、非常用照明器具1からの光が寝ている人に対して不所望に照射されることを抑制することがきる快適な常夜灯として用いれる。このように、複数の要求仕様を満たすことができる汎用性の高い非常用照明器具1を得ることができる。
【0055】
また、配光可変手段8は、いわゆる電磁誘導作用とLEDユニット83との係合保持構造を用いて実現しているので、複雑な構成とならずに容易に配光を可変することができる。
【0056】
なお、本実施形態においては、常用時と非常時とで配光を可変する構成となっているが、配光を可変させるか否かの設定を配光/切替制御回路21で設定することも可能である。このような形態であれば、複数の配光の組合わせが可能となるので、さらに汎用性を高めることができる。
【0057】
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本実施形態の非常用照明器具の回路構成を示した概略説明図
【図2】同上非常用照明器具を天井面に配設した状態を示す部分縦断面図
【図3】同上非常用照明器具の底面図
【図4】同上非常用照明器具の配光可変手段を示す概略説明図
【符号の説明】
【0059】
1・・・非常用照明器具、3・・・器具本体、7・・・発光ダイオードであるLED、8・・・配光可変手段、10・・・非常用電源であるバッテリ、18・・・充電回路、19・・・常用点灯回路、20・・・非常用点灯回路、




 

 


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