JP2021002916A - 照明装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施の形態の非常灯1000を示す斜視図、図2は、図1の非常灯1000から光源部300、枠部400を外した状態を示す斜視図である。
非常灯1000は、器具本体100と、器具本体100を天井などの取り付けるための取付部200と、停電などの非常時に点灯する光源部300と、器具本体100に光源部300を取り付ける枠部400とを備える。
器具本体100は、円筒形状かつ有底の筒体110(筐体ともいう。)と、この筒体110の内部に取り付けられ、外部から引き込まれた外部電線が接続される端子台(図示していない。)と、この端子台に電気的に接続され、筒体110に格納された回路ユニット部120と、この回路ユニット部120に電気的に接続され、筒体110に格納された電池130と、を有する。
回路ユニット部120は、ケース121と、ケース121の内部に格納される回路部500と、回路部500に実装されたモニタランプLa、Lb、Lcと、回路部500に実装された点検スイッチSW1、SW2を備える。
取付部200は、V字状に折り曲げられて形成されたバネ材であり、折曲部を境に、一端側が器具本体100(筒体110)の側面に取り付けられ、他端側が天井などの被取付部に形成された取付穴の内壁に押し当てられて、器具本体100を天井などに固定する機能を有する。
光源部300は、レンズ310と、レンズ310の内側に配置される発光ダイオード320(図示していない)とを備える。なお、発光ダイオードが発する光の配光制御方法に応じて、レンズ310以外の光学部品(反射板や拡散板など)を用いる場合がある。
枠部400は、光源部300(レンズ310)が露出する窓部410(開口部)とモニタランプLa〜Lcが露出するモニタランプ窓420と点検スイッチSW1、SW2が露出する点検スイッチ窓430が形成され、筒体110の開口部111に取り付けられることにより、筒体110の開口部111を閉塞するカバーとしての機能を有する。
図3は、図1の非常灯1000の筒体110に格納されている回路ユニット部120の回路構成と電池130と光源部300の配線を示すブロック図である。
制御部540は、電池130の電池電圧を検出する電池電圧検出部541と、DC−DCコンバータの出力を監視し、模擬的に商用電源21が供給されているか否かを検知する停電検出部542と、電池130が正常に充電されているか否かをLEDからなる充電モニタ11aに電池充電検出信号を出力して、電池モニタ11を点灯/消灯させる電池モニタ信号出力部543aと、光源部300の異常を検出した時にLEDからなるランプモニタ11bを点灯/消灯させるランプモニタ信号出力部543bと、点検中にLEDからなる点検モニタ11cを点灯/消灯させる点検モニタ信号出力部543cと、DCDCコンバータ512の出力をオン/オフする遮断回路47を制御する信号を出力する遮断回路制御部544と、DC−DCコンバータ29の動作を制御(オン/オフ信号を出力)するDC−DCコンバータ2、制御回路部30と、非常点灯時のDC−DCコンバータ29の出力を検出する出力電圧検出部545と、点検スイッチSW1、SW2からの信号を入力する点検スイッチ信号入力部546と、充電回路25の充電電流を切替える充電電流切替部547と、点灯回路530の動作を制御する点灯回路制御部548と、を備えている。
なお、制御部540は、外部電源が供給されているときは制御電源部550が生成する制御電源Vccで動作し、外部電源が供給されていないときは電池130の電力で動作する。
また、制御部540は、点検スイッチSW2のスイッチ操作により、電池130が寿命であるかをチェックし、その結果をモニタランプLa、Lb、Lcで表示する点検機能を有している。また、制御部540は、点検機能での点検結果の表示のほかに、光源部300が寿命であるか否か、電池130が正常に充電できているか否かなど、機器内の動作状況をモニタランプLa、Lb、Lcに表示する機能も有している。
図4は、回路ユニット部120の動作のフローチャートを示す図である。
商用電源ACが供給されているとき、DCDCコンバータ512は、整流回路22で整流した電圧を昇圧または降圧して、電池130を充電するに足りる電圧に変換する。
DCDCコンバータ512で変換した電圧は、制御電源部550でさらに制御用電源として適正な電圧(例えば、直流電圧10V)に変換され、制御部540の制御電源Vccとして入力される。 なお、制御スイッチ560は、外部電源が入力されている場合のデフォルト設定はオン状態である。
制御部540は、停電検出部542にDCDCコンバータ512の電圧が入力されており、この状態のとき、制御部540は、停電ではないと判断する。
このとき、制御部540は、遮断回路制御部544からスイッチ制御信号を出力し、このスイッチ制御信号により制御スイッチ560をオン状態にする。この制御スイッチ560を介して、充電回路520にDCDCコンバータ512の電圧が入力され、電池130を充電する。また、充電回路520が電池130を正常に充電しているとき、制御部540は、モニタランプLc(充電モニタLc)を点灯させる。
図5は、電池130の充電電流の特性を示す図である。
充電回路25は、2種類の充電電流を設定することができるようになっている。
一つ目は、電池130の充電が消費された状態から満充電まで充電する第一のトリクル充電である。この第一のトリクル充電を行う際の電流値は、1/20ItmA〜1/30ItmAである。
二つ目は、第一のトリクル充電で電池130を満充電した後、自己放電などにより充電量が低下した分を補うための第二のトリクル充電であり、いわゆる補充電である。この第二のトリクル充電を行う際の電流量は、1/66It〜1/50ItmAである。
充電回路520は、制御部540から充電電流を制御する信号が出力され、この信号に基づき第一のトリクル充電または第二のトリクル充電の電流値を選択して、電池130を充電する。
タイマーは、充電回路25が第一のトリクル充電の電流値で電池130を充電した時間をカウントする。
カウントする時間(規定時間)は電池が確実に満充電になる時間とし、規定時間を過ぎたら、第二のトリクル充電の電流値に切替えて、電池130の充電を継続する。
なお、満充電の設定は、充電電流×時間が電池の容量の220%以下になるようにする。
たとえば、
非常灯の時 1/25ItmA×48時間=192%
誘導灯の時 1/25ItmA×24時間=96%
である。ここで、充電時間である24時間、48時間は、一般社団法人照明工業会の規格(JIL5501、JIL5502)などで定められた規定の充電時間であり、必ずしも第一のトリクル充電を行う充電時間は24時間あるいは48時間に限定されるものではない。
また、電池130を充電する充電時間、充電容量は、実際には、非常点灯時に放電する電流と時間に最低限必要なだけ充電をすれば良い。このようにすることによって、充電回路520も電池130も、負担が少なくできる。
なお、第一のトリクル充電を行っているときに、瞬時停電や点検スイッチSW1、SW2による点検動作などによって、第一のトリクル充電が一時的に遮断された場合、瞬時停電や点検動作などから復帰した後、再び第一のトリクル充電の電流値で規定時間の充電を行なう。この場合、瞬時停電や点検動作の時間(放電時間)によっては、電池130に残っている電池残量があるため、電池130が満充電に達した状態で第一のトリクル充電を行う場合もあり得るが、トリクル充電は元々継続して充電する事が可能な電流値であるから、電池130及び電池130の周囲温度が所定温度(例えば40℃)以下であれば、電池130の寿命を著しく悪化させることはない。また、急速充電を再開する場合のように、電池130の充電状態を分析して急速充電の時間を変えたりする必要がない。
図6において、縦軸が100%のとき、電池メーカが推奨する寿命年数が維持できることを差し、率が下がることに寿命年数が短くなることを指している。横軸は電池130が置かれている環境における周囲温度を指しているが、電池130の温度は、その周囲温度より高くなる。なお、従来の充電電流による電池の温度上昇と本実施の形態の充電電流における電池の温度上昇については、後述する。この図6によれば、周囲温度約40℃を境に急激に電池の寿命が短くなることが分かる。
図12、図13のように、充電抵抗と呼ばれる抵抗Rを充電電流切替部547からの信号でスイッチSW3をオンオフすることで、抵抗R1と抵抗R2の抵抗の接続を制御し充電電流を切替える。
このように、抵抗R1と抵抗R2の接続を切り替えるだけで、第一のトリクル充電と第二のトリクル充電とを容易に切り替えることができ、制御部540を簡素化できる。
この場合は、DCDCコンバータ512の出力をオン/オフする遮断回路560を制御する信号を出力する遮断回路制御部544により遮断回路560の操作により実現することが可能となり、容易に電池130をパルス充電することができる。
本実施の形態は、実施の形態1により、第一のトリクル充電後の充電動作の変形例である。よって、実施の形態1の充電動作と相違する部分について説明する。
第二のトリクル充電にて、電池130が自己放電した放電分を補い、電池130が満充電状態となるように維持しようとするが、例えば、周囲温度の影響による電池130の温度が上昇した場合、電池130の充電効率が低下して電池130の充電量が規定充電量よりも低くなってしまう場合がある。このような環境(電池130の周囲温度が高い状態)が断続的に継続した場合、第二のトリクル充電による補充電では、電池130に充電された電池容量が徐々に低下してしまう場合がある。そのため、第一のトリクル充電から第二のトリクル充電に切り替わったのち、定期的(例えば1カ月おき)に第一のトリクル充電にて、規定時間の充電を行うようにして、電池130に充電された充電容量が満充電(あるいは規定容量以上)状態に戻るようにする。
このようにすることによって、第二のトリクル充電で補充電を行っても電池130の充電量(mAh)が低下してしまった場合(特に高温の場合)であっても、電池130の充電量(mAh)を規定充電量以上に回復させることができ、電池130の充電量(mAh)が足りなくなることはない。
この場合でも、電池130の温度を測定するようなことはしなくて良く、特別な電圧検出なども不要である。
Claims (5)
- 電池と、
前記電池の電力で光源を点灯させる点灯回路と、
前記点灯回路が前記光源を点灯させたときに消費する消費電力量に相当またはそれ以上の充電量を微小な充電電流かつ充電規定時間で充電する充電回路と、
前記電池、前記点灯回路及び前記充電回路を格納する筐体と、
を備えた照明装置。 - 電池と、
前記電池を充電する充電回路と、
前記電池と前記充電回路とを格納する筐体と、を有し、
前記充電回路は、0.05ItmA以下で24時間以上前記電池を充電する照明装置。 - 電池と、
前記電池を充電する充電回路と、
前記電池と前記充電回路とを格納する筐体と、を有し、
前記充電回路は、1/20ItmA以下で24時間以上前記電池を充電し、前記電池を満充電した後は、1/50ItmA以下で前記電池を補充電する照明装置。 - 電池と、
前記電池を充電する充電回路と、
前記電池と前記充電回路とを格納する筐体と、
前記電池の温度または前記電池の周囲温度を測定する温度センサを有し、
前記充電回路は、前記温度センサが測定した温度が規定温度以下となるように充電電流を制御する照明装置。 - 規定温度は40℃である請求項4に記載の照明装置。
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