特開 2022-24754 発光部の故障検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022024754

(43)【公開日】2022-02-09

(54)【発明の名称】発光部の故障検出システム

(51)【国際特許分類】

   B25J 19/06 20060101AFI20220202BHJP

【ＦＩ】

B25J19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020127531

(22)【出願日】2020-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】501428545

【氏名又は名称】株式会社デンソーウェーブ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】寺中 雄哉

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS01

3C707AS06

3C707DS01

3C707ES03

3C707KS37

3C707KV04

3C707MS14

3C707MS15

3C707MT04

(57)【要約】      （修正有）

【課題】発光部が設けられる基板と発光部を流れる電流が流れ込む基板とを接続する配線の本数を増やすことなく、しかも素子の特性ばらつきに影響されずに発光部の故障を検出することができる発光部の故障検出システムを提供する。
【解決手段】ロボットは、ＬＥＤ基板１７と、ＬＥＤ基板１７と電気配線２１を介して接続されたＬＥＤ駆動基板１９とを備える。ＬＥＤ基板１７には、いずれかのＬＥＤ１６に故障が生じたことに基づき故障時電流を生成する電流生成回路４１，４２が設けられ、故障時電流は複数のＬＥＤ１６を流れる電流とともにＬＥＤ基板１７からＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む。ＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む電流は電流検出部３６により検出され、制御部４０は、検出された電流値が複数のＬＥＤ１６の正常時にＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む最大電流よりも大きい閾値よりも大きい場合に、複数のＬＥＤ１６のいずれかに故障が生じたことを検出する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに並列に接続された複数の発光部と、
前記複数の発光部が設けられた第１基板と、
前記第１基板と電気配線を介して接続された第２基板とを備え、
前記第２基板には、前記複数の発光部を流れる電流が前記第１基板から前記電気配線を通じて流れ込むロボットシステム、に適用される発光部の故障検出システムであって、
前記第１基板には、いずれかの前記発光部に故障が生じたことに基づき故障時電流を生成する電流生成部が設けられ、
前記電流生成部により生成された前記故障時電流は、前記第１基板から前記電気配線を通じて前記第２基板に流れ込むようになっており、
前記電流生成部は、いずれかの前記発光部の故障時に前記第１基板から前記第２基板に流れ込む電流が、前記複数の発光部の正常時に前記第２基板に流れ込む最大の電流として想定される最大電流よりも大きくなるよう前記故障時電流を生成するものであり、
前記第２基板には、前記第１基板から前記電気配線を通じて流れ込む電流を検出する電流検出部が設けられ、
前記電流検出部により検出された電流値が前記最大電流よりも大きく設定された所定の閾値よりも大きい場合に、前記複数の発光部のいずれかに故障が生じたことを検出する故障検出部を備えることを特徴とする発光部の故障検出システム。

【請求項2】

前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、
前記故障検出部は、前記電流検出部により検出された電流値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記各発光部のいずれかにショート故障及びオープン故障のいずれかが生じたと検出する請求項１に記載の発光部の故障検出システム。

【請求項3】

前記第２電流生成部により生成される前記故障時電流は、前記第１電流生成部により生成される前記故障時電流よりも大きい請求項２に記載の発光部の故障検出システム。

【請求項4】

前記複数の発光部には、それぞれ抵抗が直列に接続され、
前記複数の発光部を流れる電流は、それぞれ前記電気配線を通じて前記第２基板に流れ込むようになっており、
前記電流生成部は、前記発光部と前記抵抗との中間点の電圧が当該発光部が故障した場合の電圧である故障時電圧になったことに基づき、前記故障時電流を生成する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発光部の故障検出システム。

【請求項5】

前記電流生成部は、前記電気配線に並列に接続されるとともに共通の所定電圧が印加される第１電気経路と第２電気経路とを備え、前記中間点の電圧が前記故障時電圧になったことに基づいて、前記第１電気経路を開状態とし且つ前記第２電気経路を閉状態とすることで、前記第２電気経路に前記故障時電流を流して当該故障時電流を生成するものである請求項４に記載の発光部の故障検出システム。

【請求項6】

前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、
前記故障時電圧として、ショート故障が発生した場合の第１故障時電圧と、オープン故障が発生した場合の第２故障時電圧とが定められており、
前記第１電流生成部の前記第１電気経路は、前記第１故障時電圧が印加されることに基づき、当該第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を含み、
前記第２電流生成部の前記第１電気経路は、前記第２故障時電圧が印加されることに基づき、当該第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を含む請求項５に記載の発光部の故障検出システム。

【請求項7】

前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、
前記第２電流生成部の前記第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値が、前記第１電流生成部の前記第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値よりも小さくされていることで、前記第２電流生成部により生成される前記故障時電流は、前記第１電流生成部により生成される前記故障時電流よりも大きくされている請求項５又は６に記載の発光部の故障検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の発光部を備えるロボットシステムに適用される発光部の故障検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、ロボットの動作状態をＬＥＤ（発光部）により表示することで、作業者にロボットに近づいても問題がないかどうか知らせることが行われている。こうした状態表示用のＬＥＤはＬＥＤ用の基板（以下、ＬＥＤ基板という）に実装されて設けられる。

【0003】

状態表示用のＬＥＤは故障に備えて複数設けられることがある。この場合、これらのＬＥＤは並列接続され、ＬＥＤ駆動回路により共通に駆動される。ＬＥＤ駆動回路は駆動回路用の基板（以下、ＬＥＤ駆動基板という）に実装され、ＬＥＤ基板と電気配線を介して接続される。

【0004】

ここで、ＬＥＤを複数備える構成であっても、いずれか１つのＬＥＤに故障が生じた時点で故障の検出を行い、それを作業者に知らせるようにするのが望ましい。かかる故障の検出方法としては、例えば各ＬＥＤに故障検出用の配線を取り付ける方法が考えられる。この場合、故障検出用の配線を介して各ＬＥＤの故障をそれぞれ検出することが可能となる。

【0005】

なお、特許文献１には、照明を流れる電流を検出し、その検出した電流値に基づき照明の故障を検出する方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－８７３６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、各ＬＥＤに故障検出用の配線を取り付ける上述の方法では、配線の本数がＬＥＤの個数分だけ増えることになるため、それらの配線がつながる基板やコネクタを変更する必要が生じると考えられる。特に故障検出用の配線を後付けする場合には、基板の変更の影響が大きく、配線の増加は望ましくない。

【0008】

そこで、各ＬＥＤを流れる電流をＬＥＤ駆動基板において検出し、その検出した電流値に基づきいずれかのＬＥＤに故障が生じたか否かを検出することが考えられる。すなわち、各ＬＥＤを流れる電流は電気配線を介してＬＥＤ基板からＬＥＤ駆動基板に流れ込む。そのため、いずれかのＬＥＤに故障が発生し、当該ＬＥＤを流れる電流が変化した場合には、ＬＥＤ駆動基板に流れ込む電流も変化すると考えられる。そのため、ＬＥＤ駆動基板に流れ込む電流を検出すれば、その検出した電流値に基づきいずれかのＬＥＤに故障が生じたことを検出することが可能となる。

【0009】

しかしながら、ＬＥＤや、ＬＥＤと直列接続される抵抗等の素子の特性にはばらつきがあるため、各ＬＥＤの正常時にＬＥＤ駆動基板に流れ込む電流にもある程度のばらつきがあることが想定される。そのため、各ＬＥＤの正常時にＬＥＤ駆動基板に流れ込む電流値と、いずれかのＬＥＤに故障が生じた際にＬＥＤ駆動基板に流れ込む電流値とを切り分ける閾値の設定が難しいと考えられ、その結果、ＬＥＤの故障を上手く検出することができない場合が想定される。

【0010】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光部が設けられる基板と発光部を流れる電流が流れ込む基板とを接続する配線の本数を増やすことなく、しかも素子の特性ばらつきに影響されずに発光部の故障を検出することができる発光部の故障検出システムを提供することを主たる目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決すべく、第１の発明は、互いに並列に接続された複数の発光部と、前記複数の発光部が設けられた第１基板と、前記第１基板と電気配線を介して接続された第２基板とを備え、前記第２基板には、前記複数の発光部を流れる電流が前記第１基板から前記電気配線を通じて流れ込むロボットシステム、に適用される発光部の故障検出システムであって、前記第１基板には、いずれかの前記発光部に故障が生じたことに基づき故障時電流を生成する電流生成部が設けられ、前記電流生成部により生成された前記故障時電流は、前記第１基板から前記電気配線を通じて前記第２基板に流れ込むようになっており、前記電流生成部は、いずれかの前記発光部の故障時に前記第１基板から前記第２基板に流れ込む電流が、前記複数の発光部の正常時に前記第２基板に流れ込む最大の電流として想定される最大電流よりも大きくなるよう前記故障時電流を生成するものであり、前記第２基板には、前記第１基板から前記電気配線を通じて流れ込む電流を検出する電流検出部が設けられ、前記電流検出部により検出された電流値が前記最大電流よりも大きく設定された所定の閾値よりも大きい場合に、前記複数の発光部のいずれかに故障が生じたことを検出する故障検出部を備えることを特徴とする。

【0012】

第１の発明によれば、複数の発光部が互いに並列に接続され、それら複数の発光部を流れる電流が第１基板から電気配線を通じて第２基板に流れ込む。第１基板には電流生成部が設けられ、いずれかの発光部に故障が生じた場合、それに基づき当該電流生成部により故障時電流が生成される。故障時電流は第１基板から電気配線を通じて第２基板に流れ込む。そのため、発光部の故障発生時には、複数の発光部を流れる電流に加え、故障時電流が第１基板から第２基板に流れ込む。

【0013】

また、故障時電流は、いずれかの発光部の故障時に第１基板から第２基板に流れ込む電流が複数の発光部の正常時に第２基板に流れ込む最大電流よりも大きくなるように生成される。複数の発光部の正常時に第２基板に流れ込む電流は素子の特性ばらつきによりある程度ばらつくものであるが、このようにすることで、そのばらつきにかかわらず、いずれかの発光部の故障時には複数の発光部の正常時よりも第２基板に流れ込む電流を大きくすることができる。

【0014】

第２基板に流れ込む電流は電流検出部により検出される。そして、その検出された電流値が上記最大電流よりも大きく設定された所定の閾値よりも大きい場合に複数の発光部のいずれかに故障が生じたことが検出される。この場合、素子の特性ばらつきにかかわらず発光部の故障を検出することができる。また、このような故障検出の方法では、発光部ごとに故障検出用の配線を設ける必要がない。そのため、第１基板と第２基板とを接続する配線の本数が増えることなく、発光部の故障を検出することが可能となる。

【0015】

なお、「複数の発光部が設けられた第１基板」とは、「複数の発光部が設けられた１つの第１基板」だけでなく、「複数の発光部が設けられた複数の第１基板」を含む意味である。つまり、複数の発光部は１つの第１基板に集約して設けられていてもよいし、複数の第１基板に分散して設けられていてもよい。

【0016】

第２の発明は、前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、前記故障検出部は、前記電流検出部により検出された電流値が前記所定の閾値よりも大きい場合に、前記各発光部のいずれかにショート故障及びオープン故障のいずれかが生じたと検出することを特徴とする。

【0017】

第２の発明によれば、いずれかの発光部にショート故障及びオープン故障のいずれが発生した場合にも故障検出を行うことができる。

【0018】

第３の発明は、前記第２電流生成部により生成される前記故障時電流は前記第１電流生成部により生成される前記故障時電流よりも大きいことを特徴とする。

【0019】

発光部にショート故障が生じた場合にはその発光部を流れる電流が正常時よりも大きくなるのに対し、発光部にオープン故障が生じた場合にはその発光部を電流が流れなくなる。そのため、オープン故障時には大きな故障時電流を生成する必要があるのに対し、ショート故障時にはそれほど大きな故障時電流を生成する必要がない。そこで、第３の発明では、こうした点に鑑み、オープン故障時に第２電流生成部により生成される故障時電流をショート故障時に第１電流生成部により生成される故障時電流よりも大きくしている。この場合、ショート故障時及びオープン故障時のそれぞれにおいて生成される故障時電流を適正な大きさとすることができる。例えば、ショート故障時の故障時電流をオープン故障時の故障時電流と同じ大きさとした場合、ショート故障時の故障時電流が無駄に大きくなることになるが、上記の構成とすればこうした無駄が生じるのを回避することが可能となる。

【0020】

第４の発明は、前記複数の発光部には、それぞれ抵抗が直列に接続され、前記複数の発光部を流れる電流は、それぞれ前記電気配線を通じて前記第２基板に流れ込むようになっており、前記電流生成部は、前記発光部と前記抵抗との中間点の電圧が当該発光部が故障した場合の電圧である故障時電圧になったことに基づき、前記故障時電流を生成することを特徴とする。

【0021】

第４の発明では、複数の発光部にそれぞれ抵抗が直列に接続されている。かかる構成では、発光部にショート故障やオープン故障等の故障が生じた際、発光部と抵抗との中間点の電圧が変化する。そこで、第４の発明では、この点に着目し、上記中間点の電圧が、発光部が故障した場合の故障時電圧になったことに基づき、故障時電流を生成するようにしている。これにより、発光部が故障したタイミングで故障時電流を具体的に生成することが可能となる。

【0022】

第５の発明は、前記電流生成部は、前記電気配線に並列に接続されるとともに共通の所定電圧が印加される第１電気経路と第２電気経路とを備え、前記中間点の電圧が前記故障時電圧になったことに基づいて、前記第１電気経路を開状態とし且つ前記第２電気経路を閉状態とすることで、前記第２電気経路に前記故障時電流を流して当該故障時電流を生成するものであることを特徴とする。

【0023】

第５の発明によれば、電流生成部が、電気配線に並列に接続され、共通の所定電圧が印加される第１電気経路と第２電気経路とを備える。そして、発光部と抵抗との中間点の電圧が故障時電圧になったことに基づき、第１電気経路が開状態とされ且つ第２電気経路が閉状態とされ、それにより第２電気経路に故障時電流が流れ当該故障時電流が生成される。この場合、電流の流れる経路を切り替えることで故障時電流を生成することができる。

【0024】

第６の発明は、前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、前記故障時電圧として、ショート故障が発生した場合の第１故障時電圧と、オープン故障が発生した場合の第２故障時電圧とが定められており、前記第１電流生成部の前記第１電気経路は、前記第１故障時電圧が印加されることに基づき、当該第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を含み、前記第２電流生成部の前記第１電気経路は、前記第２故障時電圧が印加されることに基づき、当該第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を含むことを特徴とする。

【0025】

発光部の故障時電圧は当該発光部がショート故障した場合とオープン故障した場合とで異なる電圧となる。そこで、発光部がショート故障した場合の故障時電圧を第１故障時電圧、オープン故障した場合の故障時電圧を第２故障時電圧とした場合、第６の発明では、第１電流生成部においては、第１故障時電圧が印加されることに基づき第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を設け、第２電流生成部においては、第２故障時電圧が印加されることに基づき第１電気経路を開状態とするスイッチング手段を設けるようにした。これにより、ショート故障が生じた場合には、それに基づきスイッチング手段により第１電流生成部の第１電気経路が開状態とされ且つ第２電気経路が閉状態とされる。そのため、この場合には、第２電気経路に故障時電流が流れ、当該故障時電流が生成される。また、オープン故障が生じた場合には、それに基づき、スイッチング手段により第２電流生成部の第１電気経路が開状態とされ且つ第２電気経路が閉状態とされる。そのため、この場合には、第２電気経路に故障時電流が流れ、当該故障時電流が生成される。このような構成によれば、スイッチング手段を用いて上記第２の発明を具体的に実現することが可能となる。

【0026】

第７の発明は、前記電流生成部として、前記発光部にショート故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第１電流生成部と、前記発光部にオープン故障が生じたことに基づき前記故障時電流を生成する第２電流生成部とを備え、前記第２電流生成部の前記第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値が、前記第１電流生成部の前記第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値よりも小さくされていることで、前記第２電流生成部により生成される前記故障時電流は、前記第１電流生成部により生成される前記故障時電流よりも大きくされていることを特徴とする。

【0027】

第７の発明によれば、第２電流生成部の第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値が第１電流生成部の第２電気経路に含まれる抵抗の抵抗値よりも小さくされていることで、第２電流生成部により生成される故障時電流が第１電流生成部により生成される故障時電流よりも大きくされている。この場合、各抵抗の抵抗値を調整するという簡単な手法で、第２電流生成部により生成される故障時電流を第１電流生成部により生成される故障時電流よりも大きくすることができる。これにより、上記第３の発明を具体的に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】ロボットの概要を示す斜視図。

【図2】ＬＥＤ装置を示す斜視図。

【図3】ＬＥＤ装置の電気的構成を示す図。

【図4】比較例のＬＥＤ駆動基板の電気経路に流れ込む電流値を示す図。

【図5】ＬＥＤ駆動基板の電気経路に流れ込む電流値を示す図。

【図6】ＬＥＤ基板に設けられた回路を示す回路図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係るロボットは、例えば産業用ロボットとして機械組立工場などの組立システムや人と一緒に作業を行う協働空間にて用いられる。

【0030】

まず図１に基づき、ロボットの概要について説明する。図１はロボットの概要を示す斜視図である。

【0031】

図１に示すように、ロボット１０は、所定の設置場所に設置されるベース１１と、そのベース１１により動作可能に支持されたアーム１２とを備える。アーム１２は、ベース１１の上部に連結され、サーボモータ（図示略）の駆動により動作されるようになっている。また、アーム１２の先端部には、物品を把持するハンド部１３が設けられている。

【0032】

ベース１１及びアーム１２の下部の内部には、発光部としてのＬＥＤ１６（発光ダイオード）を備えるＬＥＤ装置１５が設けられている。以下、ＬＥＤ装置１５について図２に基づき説明する。図２は、ＬＥＤ装置１５を示す斜視図である。なお、図２では便宜上、ロボット１０を二点鎖線で示している。

【0033】

図２に示すように、ＬＥＤ装置１５は、複数のＬＥＤ１６と、それら各ＬＥＤ１６が設けられた複数のＬＥＤ基板１７と、各ＬＥＤ１６を駆動する駆動回路１８（図３参照）が設けられたＬＥＤ駆動基板１９とを備える。本実施形態では、ＬＥＤ１６が４つ設けられ、ＬＥＤ基板１７が２つ設けられている。そして、各ＬＥＤ基板１７にそれぞれ２つのＬＥＤ１６が実装されている。なお、各ＬＥＤ基板１７が第１基板に相当し、ＬＥＤ駆動基板１９が第２基板に相当する。

【0034】

各ＬＥＤ基板１７はそれぞれ電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９と接続されている。各電気配線２１には、その両端部にコネクタ２２ａ，２３ａが設けられている。コネクタ２２ａはＬＥＤ基板１７に設けられたコネクタ２２ｂと接続され、コネクタ２３ａはＬＥＤ駆動基板１９に設けられたコネクタ２３ｂと接続されている。これにより、電気配線２１は、各コネクタ２２ａ，２２ｂを介してＬＥＤ基板１７と接続され、各コネクタ２３ａ，２３ｂを介してＬＥＤ駆動基板１９と接続されている。

【0035】

ＬＥＤ１６は、発光することにより作業者にロボット１０の動作状態を表示するものである。ＬＥＤ１６は、ロボット１０の動作状態に応じて点灯や点滅等、異なる発光態様で発光するようになっている。これにより、作業者はＬＥＤ１６の発光態様に基づき、ロボット１０の動作状態を確認することが可能となっている。

【0036】

ベース１１とアーム１２との境界部の外周部には、各ＬＤＥ１６から発せられる光を透過する窓部２５（図１参照）が設けられている。窓部２５は、ベース１１の外周方向に延びる環状に形成され、光拡散性を有している。各ＬＥＤ１６から発せられる光は窓部２５を透過する際に拡散され、その拡散された光により窓部２５全体がリング状に光るようになっている。

【0037】

続いて、ＬＥＤ装置１５の電気的構成について図３に基づき説明する。図３は、ＬＥＤ装置１５の電気的構成を示す図である。

【0038】

まず、ＬＥＤ基板１７に設けられた回路の構成について説明する。本実施形態では、各ＬＥＤ基板１７の回路構成がいずれも同じ構成となっている。ＬＥＤ基板１７には、電源端子３１に接続された複数の電気経路Ｌ１，Ｌ２が設けられている。電源端子３１は、図示しない定電圧電源と接続され、その定電圧電源の電源電圧（例えば５Ｖ）が印加されている。

【0039】

各電気経路Ｌ１，Ｌ２は並列に配置され、電源端子３１と電気配線２１とを互いに接続している。各電気経路Ｌ１，Ｌ２にはそれぞれ抵抗３２とＬＥＤ１６とが設けられている。抵抗３２とＬＥＤ１６とは直列に接続され、抵抗３２がＬＥＤ１６よりも電源端子３１側に配置されている。抵抗３２は、ＬＥＤ１６に流れる電流を制限する制限抵抗とされている。また、ＬＥＤ１６は、アノード側が抵抗３２を介して電源端子３１に接続される向きで設けられている。

【0040】

各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２、すなわち４つの電気経路Ｌ１，Ｌ２は互いに並列に配置されている。そして、それら各電気経路Ｌ１，Ｌ２にそれぞれＬＥＤ１６が配置されている。したがって、４つの各ＬＥＤ１６は互いに並列に接続されている。また、各電気経路Ｌ１，Ｌ２における抵抗３２は同一種類（同一仕様）の抵抗であり、その抵抗値の公称値はいずれも同じ大きさとされている。各電気経路Ｌ１，Ｌ２におけるＬＥＤ１６は同一種類（同一仕様）のＬＥＤであり、その順方向電圧Ｖｆの公称値はいずれも同じ大きさとされている。

【0041】

続いて、ＬＥＤ駆動基板１９に設けられた回路の構成について説明する。

【0042】

ＬＥＤ駆動基板１９には、各ＬＥＤ基板１７の電気配線２１と接続された電気経路Ｌ３が設けられている。電気経路Ｌ３は、各電気配線２１を介して各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２とそれぞれ接続されている。また、電気経路Ｌ３は電気配線２１との接続側とは反対側においてグランドに接続されている。

【0043】

電気経路Ｌ３には、各ＬＥＤ１６を駆動する駆動回路１８を構成するスイッチング素子３５が設けられている。スイッチング素子３５は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴからなる。スイッチング素子３５がオンされると、各ＬＥＤ基板１７の電源端子３１より各電気経路Ｌ１，Ｌ２に電流が流れ、それにより電気経路Ｌ１，Ｌ２上の各ＬＥＤ１６が発光する。各ＬＥＤ基板１７にて各電気経路Ｌ１，Ｌ２を流れる電流はそれぞれ電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0044】

電気経路Ｌ３には、電流検出部３６が設けられている。電流検出部３６は、例えば周知の電流センサからなる。電流検出部３６は、電気経路Ｌ３を流れる電流を検出するものであり、つまりは各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２から電気配線２１を通じて電気経路Ｌ３に流れ込む電流を検出するものである。これにより、各ＬＥＤ１６を流れる電流が電流検出部３６により検出されるようになっている。

【0045】

スイッチング素子３５は、制御部４０によってオンオフ（開閉）駆動される。制御部４０は、ＣＰＵやＲＯＭ等を有するマイクロコンピュータである。制御部４０は、ロボット１０の動作状態に基づきスイッチング素子３５をオンオフ駆動することで、各ＬＥＤ１６を発光制御する。また、制御部４０には、電流検出部３６からの検出結果が逐次入力される。制御部４０は、電流検出部３６により検出される電流値に基づき、各ＬＥＤ１６のうちいずれかに故障が発生したことを検出する。

【0046】

続いて、ＬＥＤ１６に故障が生じたことを検出するための構成について説明する。

【0047】

ＬＥＤ１６の故障には、ショート故障（短絡故障）とオープン故障（断線故障）とがある。上述した構成において、各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合、そのＬＥＤ１６が設けられた電気経路Ｌ１（又はＬ２）では、当該電気経路を流れる電流が当該ＬＥＤ１６の正常時に流れる電流よりも大きくなる。そのため、この場合には、各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２から電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流（詳しくは電流の総和）が、各ＬＥＤ１６の正常時よりも大きくなると考えられる。

【0048】

一方、各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じると、そのＬＥＤ１６が設けられた電気経路Ｌ１（又はＬ２）では電流が流れなくなる。そのため、この場合には、各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２から電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流（詳しくは電流の総和）が、各ＬＥＤ１６の正常時よりも小さくなると考えられる。

【0049】

このため、各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２からＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流を電流検出部３６により検出するようにすれば、その検出した電流値に基づき各ＬＥＤ１６のうちいずれかにショート故障又はオープン故障が生じたことを検出することが可能であると考えられる。

【0050】

しかしながら、ＬＥＤ１６の順方向電圧Ｖｆの実際値の大きさや抵抗３２の抵抗値の実際値の大きさにはある程度のばらつきがあるため、各ＬＥＤ１６の正常時に各ＬＥＤ基板１７の電気経路Ｌ１，Ｌ２からＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流にはある程度のばらつきがあることが想定される。そのため、図４の比較例に示すように、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値の範囲といずれかのＬＥＤ１６のショート故障時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値の範囲とが一部重複したり、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値の範囲といずれかのＬＥＤ１６のオープン故障時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値の範囲とが一部重複したりすることが想定される。そうなると、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値とＬＥＤ１６のショート故障時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値とを切り分ける閾値の設定が困難となり、また同様に、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値とＬＥＤ１６のオープン故障時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値とを切り分ける閾値の設定が困難になると考えられる。したがって、単に、電気経路Ｌ３に流れ込む電流値を検出し、その検出した電流値に基づきＬＥＤ１６のショート故障又はオープン故障を検出するのは困難であると考えられる。

【0051】

そこで、本ＬＥＤ装置１５には、こうした点に鑑み、ＬＥＤ１６や抵抗３２の特性ばらつきに影響されることなく、ＬＥＤ１６にショート故障又はオープン故障が生じたことを検出するための構成が設けられている。以下では、その構成について説明する。

【0052】

各ＬＥＤ基板１７には、第１電流生成回路４１と第２電流生成回路４２とがそれぞれ設けられている。第１電流生成回路４１は、当該回路４１と同じＬＥＤ基板１７に設けられた各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合にショート故障時電流ｉｓを生成する回路である。第１電流生成回路４１により生成されたショート故障時電流ｉｓは電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。したがって、各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合には、各ＬＥＤ１６を流れる電流に加え、ショート故障時電流ｉｓが電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0053】

ＬＥＤ装置１５における各ＬＥＤ１６（換言するとすべてのＬＥＤ１６）の正常時に各ＬＥＤ基板１７から電気経路Ｌ３に流れ込む最大の電流である最大電流ｉ（ｍａｘ）を想定した場合、ショート故障時電流ｉｓは、ＬＥＤ１６のショート故障時に各ＬＥＤ基板１７からＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流が上記最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きくなるように、その大きさが設定されている。そのため、図５に示すように、いずれかのＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合に電気経路Ｌ３に流れ込む電流は各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流よりも大きくなる。詳しくは、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流にはばらつきがあるが、そのばらつきにかかわらず、いずれかのＬＥＤ１６のショート故障時には各ＬＥＤ１６の正常時よりも電気経路Ｌ３に流れ込む電流が大きくなる。

【0054】

第２電流生成回路４２は、当該回路４２と同じＬＥＤ基板１７に設けられた各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合にオープン故障時電流ｉｏを生成する回路である。第２電流生成回路４２により生成されたオープン故障時電流ｉｏは電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。したがって、各ＬＥＤ１６のうちいずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合には、それ以外の各ＬＥＤ１６を流れる電流に加え、オープン故障時電流ｉｏが電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0055】

オープン故障時電流ｉｏは、ＬＥＤ１６のオープン故障時に各ＬＥＤ基板１７からＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む電流が各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きくなるように、その大きさが設定されている。そのため、図５に示すように、いずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合に電気経路Ｌ３に流れ込む電流は各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流よりも大きくなる。すなわち、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流のばらつきにかかわらず、いずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合には各ＬＥＤ１６の正常時よりも電気経路Ｌ３に流れ込む電流が大きくなる。

【0056】

また、オープン故障時電流ｉｏはショート故障時電流ｉｓよりも大きい電流とされている（ｉｏ＞ｉｓ）。詳しくは、オープン故障時電流ｉｏは、いずれかのＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合に電気経路Ｌ３に流れ込む電流が、いずれかのＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合に電気経路Ｌ３に流れ込む電流と略同じ大きさとなるように、その大きさが設定されている。

【0057】

上記のように、いずれかのＬＥＤ１６にショート故障又はオープン故障が生じた場合に各ＬＥＤ基板１７から電気経路Ｌ３に流れ込む電流は、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きくなっている。そのため、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値と、いずれかのＬＥＤ１６の故障時（ショート故障時又はオープン故障時）に電気経路Ｌ３に流れ込む電流値とを切り分ける閾値αの設定が可能となっている。この閾値αは、図５に示すように、各ＬＥＤ１６の正常時に電気経路Ｌ３に流れ込む最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きい値に設定され、詳しくは最大電流ｉ（ｍａｘ）と、ＬＥＤ１６の故障時に電気経路Ｌ３に流れ込む最小の電流として想定される最小電流との間の値に設定されている。

【0058】

本ＬＥＤ装置１５では、制御部４０が、上記の閾値αに基づいてＬＥＤ１６の故障検出を行う。制御部４０は、電流検出部３６により検出された電流値が閾値αよりも大きい場合に各ＬＥＤ１６のうちいずれかに故障が生じたと検出する。したがって、制御部４０が故障検出部に相当する。また、制御部４０は、ＬＥＤ１６の故障を検出した場合、報知部３８に故障が生じたことを報知させる報知処理を行う。報知部３８は、例えばブザー音等の音声により故障の報知を行うスピーカからなる。これにより、いずれかのＬＥＤ１６が故障した時点で作業者は故障があったことを知ることができる。

【0059】

続いて、第１電流生成回路４１及び第２電流生成回路４２の構成について図６を用いて説明する。図６は、ＬＥＤ基板１７に設けられた回路を示す回路図である。なお、以下の説明では、ＬＥＤ基板１７に設けられた各ＬＥＤ１６のうち一方をＬＥＤ１６Ａ、他方をＬＥＤ１６Ｂともいう。

【0060】

まず、第１電流生成回路４１について説明する。

【0061】

図６に示すように、第１電流生成回路４１は、電源端子４４に接続された電気経路Ｌ４を備える。電気経路Ｌ４は、各電気経路Ｌ１，Ｌ２と並列に設けられ、電源端子４４と電気配線２１とを互いに接続している。また、電源端子４４は、上述した電源端子３１と共通の定電圧電源（５Ｖ電源）に接続されている。

【0062】

電気経路Ｌ４には、抵抗４５とダイオード４６とが設けられている。抵抗４５とダイオード４６とは直列に接続され、抵抗４５がダイオード４６よりも電源端子４４側に配置されている。抵抗４５は、その抵抗値が電気経路Ｌ１，Ｌ２の抵抗３２よりも小さくされ、例えば１００Ωに設定されている。また、ダイオード４６は、アノード側が抵抗４５を介して電源端子４４に接続されている。

【0063】

電気経路Ｌ４においてダイオード４６のカソード側には、２つのスイッチング素子４８Ａ，４８Ｂが接続されている。これらのスイッチング素子４８Ａ，４８ＢはＮＰＮ型のバイポーラトランジスタであり、互いに並列に接続されている。各スイッチング素子４８Ａ，４８Ｂは、コレクタがダイオード４６のカソードに接続され、エミッタが電気配線２１に接続されている。この場合、電気経路Ｌ４には、スイッチング素子４８Ａを経由する電気経路Ｌ４（ａ）と、スイッチング素子４８Ｂを経由する電気経路Ｌ４（ｂ）とが含まれている。

【0064】

第１電流生成回路４１は、電源端子５１Ａに接続された電気経路Ｌ５（ａ）と、電源端子５１Ｂに接続された電気経路Ｌ５（ｂ）とを備える。電気経路Ｌ５（ａ）は電気経路Ｌ４（ａ）と並列に設けられている。この場合、電気経路Ｌ５（ａ）が第１電気経路に相当し、電気経路Ｌ４（ａ）が第２電気経路に相当する。また、電気経路Ｌ５（ｂ）は電気経路Ｌ４（ｂ）と並列に設けられている。この場合、電気経路Ｌ５（ｂ）が第１電気経路に相当し、電気経路Ｌ４（ｂ）が第２電気経路に相当する。これら各電気経路Ｌ５（ａ），Ｌ５（ｂ）はそれぞれ電源端子５１Ａ，５１Ｂと電気配線２１とを互いに接続している。

【0065】

電源端子５１Ａ，５１Ｂは、上述した各電源端子３１，４４と共通の定電圧電源（５Ｖ電源）に接続されている。したがって、互いに並列配置された各電気経路Ｌ４（ａ），Ｌ５（ａ）には共通の定電圧（５Ｖ）が印加され、互いに並列配置された各電気経路Ｌ４（ｂ），Ｌ５（ｂ）には共通の定電圧（５Ｖ）が印加されている。

【0066】

電気経路Ｌ５（ａ）には抵抗５２Ａとスイッチング素子５５Ａとが設けられ、電気経路Ｌ５（ｂ）には抵抗５２Ｂとスイッチング素子５５Ｂとが設けられている。抵抗５２Ａ，５２Ｂとスイッチング素子５５Ａ，５５Ｂとは直列に接続され、抵抗５２Ａ，５２Ｂがスイッチング素子５５Ａ，５５Ｂよりも電源端子５１Ａ，５１Ｂ側に配置されている。抵抗５２Ａ，５２Ｂは、その抵抗値が抵抗３２よりも十分に大きな値とされており、例えば１．１ｋΩに設定されている。

【0067】

各スイッチング素子５５Ａ，５５Ｂは、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。各スイッチング素子５５Ａ，５５Ｂは、ドレインが抵抗５２Ａ，５２Ｂに接続され、ソースが電気配線２１に接続されている。この場合、スイッチング素子５５Ａ，５５Ｂのソースは電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に接続され、ひいては電気配線２１及び電気経路Ｌ３を介してグランドに接続されている。また、スイッチング素子５５Ａ，５５Ｂと抵抗５２Ａ，５２Ｂとの間にはスイッチング素子４８Ａ，４８Ｂのベースが接続されている。

【0068】

スイッチング素子５５Ａのゲートは電気経路Ｌ１における抵抗３２とＬＥＤ１６Ａとの間の中間点Ｎ１に接続されている。これにより、スイッチング素子５５Ａのゲートには、電気経路Ｌ１における中間点Ｎ１の電圧がゲート電圧として印加される。これと同様に、スイッチング素子５５Ｂのゲートは電気経路Ｌ２における抵抗３２とＬＥＤ１６Ｂとの間の中間点Ｎ２に接続されている。これにより、スイッチング素子５５Ｂのゲートには、電気経路Ｌ２における中間点Ｎ２の電圧がゲート電圧として印加される。

【0069】

続いて、第１電流生成回路４１の作用について説明する。以下では、ＬＥＤ１６Ａにショート故障が生じた場合における作用について説明する。

【0070】

ＬＥＤ１６Ａの正常時には、電気経路Ｌ１における抵抗３２とＬＥＤ１６Ａとの中間点Ｎ１の電圧がＬＥＤ１６Ａの順方向電圧Ｖｆとなる。そのため、この場合には、順方向電圧Ｖｆがゲート電圧としてスイッチング素子５５Ａのゲートに印加される。スイッチング素子５５Ａは、順方向電圧Ｖｆがゲートに印加される場合にはオンとされる。そのため、ＬＥＤ１６Ａの正常時にはスイッチング素子５５Ａがオンとされる。スイッチング素子５５Ａのオン状態では、電気経路Ｌ５（ａ）が閉状態（接続状態）とされ、電源端子５１Ａから抵抗５２Ａ及びスイッチング素子５５Ａを通じて電流が流れる。この電流は抵抗５２Ａの抵抗値が大きな値に設定されている関係で微小電流となっている。また、ＬＥＤ１６Ａの正常時には、スイッチング素子４８Ａがオフ状態とされ、電気経路Ｌ４（ａ）が開状態（遮断状態）とされている。そのため、電気経路Ｌ４（ａ）には電流が流れていない。

【0071】

一方、ＬＥＤ１６Ａにショート故障が生じた場合には、電気経路Ｌ１における上記中間点Ｎ１の電圧が０Ｖ（第１故障時電圧に相当）となる。そのため、この場合には、スイッチング素子５５Ａのゲート電圧が０Ｖとなり、スイッチング素子５５Ａがオフとされる。換言すると、この場合、電気経路Ｌ５（ａ）が開状態とされる。なお、スイッチング素子５５Ａがスイッチング手段に相当する。

【0072】

スイッチング素子５５Ａがオフとされると、電源端子５１Ａからの微小電流はスイッチング素子４８Ａのベースにベース電流として供給される。これにより、スイッチング素子４８Ａはオンとされ、電気経路Ｌ４（ａ）が閉状態とされる。電気経路Ｌ４（ａ）が閉状態とされると、電源端子４４から電気経路Ｌ４（ａ）を通じて電流が流れる（図６の点線矢印を参照）。この電流は、上述したショート故障時電流ｉｓとなっており、第１電流生成回路４１においては、この電流が流れることでショート故障時電流ｉｓが生成される。生成されたショート故障時電流ｉｓは電気経路Ｌ４（ａ）から電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0073】

以上が、ＬＥＤ１６Ａにショート故障が生じた場合の作用である。なお、ＬＥＤ１６Ｂにショート故障が生じた場合の作用は、ＬＥＤ１６Ａにショート故障が生じた場合と基本的に同様であるため、ここでは簡単な説明にとどめる。ＬＥＤ１６Ｂにショート故障が生じた場合には、電気経路Ｌ２における抵抗３２とＬＥＤ１６Ｂとの中間点Ｎ２の電圧が０Ｖ（第１故障時電圧に相当）とされ、それにより、スイッチング素子５５Ｂのゲート電圧が０Ｖとされる。これにより、スイッチング素子５５Ｂ（スイッチング手段に相当）がオフとされ、電気経路Ｌ５（ｂ）が開状態とされる。すると、それに伴いスイッチング素子４８Ｂのベースにベース電流が供給され、その結果、スイッチング素子４８Ｂがオンとされる。これにより、電気経路Ｌ４（ｂ）が閉状態とされ、電源端子５１Ｂから電気経路Ｌ４（ｂ）を通じてショート故障時電流ｉｓが流れる。つまり、この場合、ショート故障時電流ｉｓが生成される。生成されたショート故障時電流ｉｓは電気経路Ｌ４（ｂ）から電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0074】

続いて、第２電流生成回路４２について説明する。

【0075】

第２電流生成回路４２は、電源端子５７Ａに接続された電気経路Ｌ６（ａ）と、電源端子５７Ｂに接続された電気経路Ｌ６（ｂ）とを備える。これらの電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）は、各電気経路Ｌ１，Ｌ２と並列に設けられ、電源端子５７Ａ，５７Ｂと電気配線２１とを互いに接続している。また、電源端子５７Ａ，５７Ｂは、上述した電源端子３１と共通の定電圧電源（５Ｖ電源）に接続されている。

【0076】

電気経路Ｌ６（ａ）にはスイッチング素子５８Ａが設けられ、電気経路Ｌ６（ｂ）にはスイッチング素子５８Ｂが設けられている。各スイッチング素子５８Ａ，５８Ｂは、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタである。各スイッチング素子５８Ａ，５８Ｂのエミッタは電源端子５７Ａ，５７Ｂに接続され、各スイッチング素子５８Ａ，５８Ｂのコレクタには共通の抵抗５９が接続されている。この場合、各電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）はいずれも抵抗５９を経由した経路となっている。抵抗５９は、その抵抗値が電気経路Ｌ１，Ｌ２の抵抗３２よりも小さくなっている。また、抵抗５９の抵抗値は、第１電流生成回路４１（電気経路Ｌ４）の抵抗４５の抵抗値よりも小さくされ、例えば５６Ωに設定されている。

【0077】

第２電流生成回路４２は、電源端子５７Ａに接続された電気経路Ｌ７（ａ）と、電源端子５７Ｂに接続された電気経路Ｌ７（ｂ）とを備える。電気経路Ｌ７（ａ）は電気経路Ｌ６（ａ）と並列に設けられている。この場合、電気経路Ｌ７（ａ）が第１電気経路に相当し、電気経路Ｌ６（ａ）が第２電気経路に相当する。また、電気経路Ｌ７（ｂ）は電気経路Ｌ６（ｂ）と並列に設けられている。この場合、電気経路Ｌ７（ｂ）が第１電気経路に相当し、電気経路Ｌ６（ｂ）が第２電気経路に相当する。これら各電気経路Ｌ７（ａ），Ｌ７（ｂ）はそれぞれ電源端子５７Ａ，５７Ｂと電気配線２１とを互いに接続している。

【0078】

電源端子５７Ａ，５７Ｂは、上述した各電源端子３１と共通の定電圧電源（５Ｖ電源）に接続されている。したがって、互いに並列配置された各電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ７（ａ）には共通の定電圧（５Ｖ）が印加され、互いに並列配置された各電気経路Ｌ６（ｂ），Ｌ７（ｂ）には共通の定電圧（５Ｖ）が印加されている。

【0079】

電気経路Ｌ７（ａ）にはスイッチング素子６１Ａと抵抗６２Ａとが設けられ、電気経路Ｌ７（ｂ）にはスイッチング素子６１Ｂと抵抗６２Ｂとが設けられている。スイッチング素子６１Ａ，６１Ｂと抵抗６２Ａ，６２Ｂとは直列に接続され、スイッチング素子６１Ａ，６１Ｂが抵抗６２Ａ，６２Ｂよりも電源端子５７Ａ，５７Ｂ側に配置されている。

【0080】

各スイッチング素子６１Ａ，６１Ｂは、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。各スイッチング素子６１Ａ，６１Ｂは、ソースが電源端子５７Ａ，５７Ｂに接続され、ドレインが抵抗６２Ａ，６２Ｂを介して電気配線２１に接続されている。抵抗６２は、その抵抗値が抵抗３２よりも十分に大きな値とされており、例えば１．１ｋΩに設定されている。また、スイッチング素子６１Ａ，６１Ｂと抵抗６２Ａ，６２Ｂとの間にはスイッチング素子５８Ａ，５８Ｂのベースが接続されている。

【0081】

スイッチング素子６１Ａのゲートは電気経路Ｌ１における抵抗３２とＬＥＤ１６Ａとの中間点Ｎ１に接続されている。これにより、スイッチング素子６１Ａのゲートには、電気経路Ｌ１における中間点Ｎ１の電圧がゲート電圧として印加される。これと同様に、スイッチング素子６１Ｂのゲートは電気経路Ｌ２における抵抗３２とＬＥＤ１６Ｂとの中間点Ｎ２に接続されている。これにより、スイッチング素子６１Ｂのゲートには、電気経路Ｌ２における中間点Ｎ２の電圧がゲート電圧として印加される。

【0082】

続いて、第２電流生成回路４２の作用について説明する。以下では、ＬＥＤ１６Ａにオープン故障が生じた場合における作用について説明する。

【0083】

ＬＥＤ１６Ａの正常時には、上述したように、電気経路Ｌ１における抵抗３２とＬＥＤ１６Ａとの中間点Ｎ１の電圧がＬＥＤ１６Ａの順方向電圧Ｖｆとなる。そのため、この場合には、順方向電圧Ｖｆがゲート電圧としてスイッチング素子６１Ａのゲートに印加される。スイッチング素子６１Ａは、順方向電圧Ｖｆがゲートに印加される場合にはオンとされる。そのため、ＬＥＤ１６Ａの正常時にはスイッチング素子６１Ａがオンとされる。スイッチング素子６１Ａのオン状態では、電気経路Ｌ７（ａ）が閉状態とされ、電源端子５７Ａからスイッチング素子６１Ａ及び抵抗６２Ａを通じて電流が流れる。この電流は抵抗６２Ａの抵抗値が大きな値に設定されている関係で微小電流となっている。また、ＬＥＤ１６Ａの正常時には、スイッチング素子５８Ａがオフ状態とされ、電気経路Ｌ６（ａ）が開状態とされている。そのため、電気経路Ｌ６（ａ）には電流が流れていない。

【0084】

一方、ＬＥＤ１６Ａにオープン故障が生じた場合には、電気経路Ｌ１における中間点Ｎ１の電圧が電源端子３１の電圧、つまり電源電圧である５Ｖ（第２故障時電圧に相当）となる。そのため、この場合には、スイッチング素子６１Ａのゲート電圧が５Ｖとなり、スイッチング素子６１Ａがオフとされる。換言すると、この場合、電気経路Ｌ７（ａ）が開状態とされる。なお、スイッチング素子６１Ａがスイッチング手段に相当する。

【0085】

スイッチング素子６１Ａがオフとされると、電源端子５７Ａからの微小電流はスイッチング素子５８Ａのエミッタにエミッタ電流として供給される。これにより、スイッチング素子５８Ａはオンとされ、電気経路Ｌ６（ａ）が閉状態とされる。電気経路Ｌ６（ａ）が閉状態とされると、電源端子５７Ａから電気経路Ｌ６（ａ）を通じて電流が流れる（図６の点線矢印を参照）。この電流は、上述したオープン故障時電流ｉｏとなっており、第２電流生成回路４２においては、この電流が流れることでオープン故障時電流ｉｏが生成される。生成されたオープン故障時電流ｉｏは電気経路Ｌ６（ａ）から電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0086】

また、オープン故障時電流ｉｏが流れる電気経路Ｌ６（ａ）上の抵抗５９は、上述したように、その抵抗値が第１電流生成回路４１の電気経路Ｌ４（ａ），Ｌ４（ｂ）上の抵抗４５よりも小さくなっている。そのため、この抵抗値の違いにより、オープン故障時電流ｉｏはショート故障時電流ｉｓよりも大きな電流となっている（ｉｏ＞ｉｓ）。

【0087】

以上が、ＬＥＤ１６Ａにオープン故障が生じた場合の作用である。なお、ＬＥＤ１６Ｂにオープン故障が生じた場合の作用は、ＬＥＤ１６Ａにオープン故障が生じた場合と基本的に同様であるため、ここでは簡単な説明にとどめる。ＬＥＤ１６Ｂにオープン故障が生じた場合には、電気経路Ｌ２における抵抗３２とＬＥＤ１６Ｂとの中間点Ｎ２の電圧が５Ｖ（第２故障時電圧に相当）とされ、それにより、スイッチング素子６１Ｂのゲート電圧が５Ｖとされる。これにより、スイッチング素子５８Ｂ（スイッチング手段に相当）がオフとされ、電気経路Ｌ７（ｂ）が開状態とされる。すると、それに伴いスイッチング素子５８Ｂのエミッタにエミッタ電流が供給され、その結果、スイッチング素子５８Ｂがオンとされる。これにより、電気経路Ｌ６（ｂ）が閉状態とされ、電源端子５７Ｂから電気経路Ｌ６（ｂ）を通じてオープン故障時電流ｉｏが流れる。つまり、この場合、オープン故障時電流ｉｏが生成される。生成されたオープン故障時電流ｉｏは電気経路Ｌ６（ｂ）から電気配線２１を介してＬＥＤ駆動基板１９の電気経路Ｌ３に流れ込む。

【0088】

以上、詳述した本実施形態の構成によれば、以下の優れた効果が得られる。

【0089】

各ＬＥＤ基板１７に、ＬＥＤ基板１７に設けられた各ＬＥＤ１６のうちいずれかに故障が生じたことに基づき故障時電流ｉｓ，ｉｏを生成する電流生成回路４１，４２を設けた。そして、生成した故障時電流ｉｓ，ｉｏが、各ＬＥＤ１６を流れる電流とともに、ＬＥＤ基板１７から電気配線２１を通じてＬＥＤ駆動基板１９に流れ込むようにした。また、電流生成回路４１，４２では、いずれかのＬＥＤ１６で故障が生じた場合に各ＬＥＤ基板１７からＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む電流が（ＬＥＤ装置１５における）各ＬＥＤ１６の正常時にＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きくなるよう、故障時電流ｉｓ，ｉｏを生成するようにした。各ＬＥＤ１６の正常時にＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む電流はＬＥＤ１６や抵抗３２（素子）の特性ばらつきによりある程度ばらつくものであるが、このようにすることで、そのばらつきにかかわらず、いずれかのＬＥＤ１６で故障が生じた場合には各ＬＥＤ１６の正常時よりもＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む電流を大きくすることができる。

【0090】

ＬＥＤ駆動基板１９に流れ込む電流は電流検出部３６により検出される。そして、その検出された電流値が上記最大電流ｉ（ｍａｘ）よりも大きく設定された閾値αよりも大きい場合に各ＬＥＤ１６のいずれかに故障が生じたことが検出される。この場合、素子１６，３２の特性ばらつきにかかわらずＬＥＤ１６の故障を検出することができる。また、このような故障検出の方法では、ＬＥＤ１６ごとに故障検出用の配線を設ける必要がない。そのため、配線の本数が増えることなく、ＬＥＤ１６の故障を検出することが可能となる。

【0091】

また、配線の増加が発生しないことで、配線がつながるコネクタをＬＥＤ基板１７に設けたり、またそれに伴いＬＥＤ基板１７を変更したりするといったことを行う必要がない。そのため、ＬＥＤ基板１７側の構成に影響を与えるのを抑えつつ、ＬＥＤ基板１７に電流生成回路４１，４２を組み込む等するだけで、比較的簡単に故障検出の構成を導入することができる。特に、既存のＬＥＤ基板１７に故障検出の構成を後付けする場合には、その後付けを容易に行うことができる。

【0092】

電流生成回路として、ＬＥＤ１６にショート故障が生じたことに基づきショート故障時電流ｉｓを生成する第１電流生成回路４１と、ＬＥＤ１６にオープン故障が生じたことに基づきオープン故障時電流ｉｏを生成する第２電流生成回路４２とを設けた。これにより、いずれかのＬＥＤ１６にショート故障及びオープン故障のいずれが生じた場合にも故障検出を行うことができる。

【0093】

ＬＥＤ１６にショート故障が生じた場合にはそのＬＥＤ１６を流れる電流が正常時よりも大きくなるのに対し、ＬＥＤ１６にオープン故障が生じた場合にはそのＬＥＤ１６を電流が流れなくなる。そのため、オープン故障時には大きな故障時電流を生成する必要があるのに対し、ショート故障時にはそれほど大きな故障時電流を生成する必要がない。そこで、こうした点に鑑み、上記実施形態では、オープン故障時に生成されるオープン故障時電流ｉｏをショート故障時に生成されるショート故障時電流ｉｓよりも大きくした。この場合、ショート故障時及びオープン故障時のそれぞれにおいて生成される故障時電流ｉｓ，ｉｏを適正な大きさとすることができる。例えば、ショート故障時電流ｉｓをオープン故障時電流ｉｏと同じ大きさとした場合、ショート故障時電流ｉｓが無駄に大きくなることになるが、上記の構成とすればこうした無駄が生じるのを回避することが可能となる。

【0094】

電気経路Ｌ１，Ｌ２上においてＬＥＤ１６と抵抗３２とが直列に配置されている構成では、ＬＥＤ１６にショート故障やオープン故障が生じた際、電気経路Ｌ１，Ｌ２におけるＬＥＤ１６と抵抗３２との中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が変化する。具体的には、ショート故障が生じた際には中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が０Ｖ（第１故障時電圧）となり、オープン故障が生じた際には中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が５Ｖ（第２故障時電圧）となる。そこで、上記の実施形態では、この点に着目し、中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が０Ｖになったことに基づき、第１電流生成回路４１によりショート故障時電流ｉｓを生成し、中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が５Ｖになったことに基づき、第２電流生成回路４２によりオープン故障時電流ｉｏを生成するようにした。これにより、ＬＥＤ１６がショート故障したタイミングでショート故障時電流ｉｓを具体的に生成することが可能となり、また、ＬＥＤ１６がオープン故障したタイミングでオープン故障時電流ｉｏを具体的に生成することが可能となる。

【0095】

第１電流生成回路４１に、電気配線２１に並列に接続され、共通の所定電圧（５Ｖ）が印加される電気経路Ｌ４（ａ）と電気経路Ｌ５（ａ）とを設けた。そして、ＬＥＤ１６Ａと抵抗３２との中間点Ｎ１の電圧が０Ｖ（第１故障時電圧）になったことに基づき、電気経路Ｌ５（ａ）を開状態とし且つ電気経路Ｌ４（ａ）を閉状態とすることで、電気経路Ｌ４（ａ）にショート故障時電流ｉｓを流し当該故障時電流ｉｓを生成するようにした。この場合、電流の流れる電気経路を切り替えることでショート故障時電流ｉｓを生成することができる。なお、かかる効果は、電気経路Ｌ４（ｂ），Ｌ５（ｂ）側でも同様に得ることができる。

【0096】

また、第２電流生成回路４２にも、上記第１電流生成回路４１と同様、電気配線２１に並列に接続され、共通の所定電圧（５Ｖ）が印加される電気経路Ｌ６（ａ）と電気経路Ｌ７（ａ）とを設けた。そして、ＬＥＤ１６Ａと抵抗３２との中間点Ｎ１の電圧が５Ｖ（第２故障時電圧）になったことに基づき、電気経路Ｌ７（ａ）を開状態とし且つ電気経路Ｌ６（ａ）を閉状態とすることで、電気経路Ｌ６（ａ）にオープン故障時電流ｉｏを流し当該故障時電流ｉｏを生成するようにした。この場合、電流の流れる電気経路を切り替えることでオープン故障時電流ｉｏを生成することができる。なお、かかる効果は、電気経路Ｌ６（ｂ），Ｌ７（ｂ）側でも同様に得ることができる。

【0097】

第２電流生成回路４２の電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）に含まれる抵抗５９の抵抗値を第１電流生成回路４１の電気経路Ｌ４（ａ），Ｌ４（ｂ）に含まれる抵抗４５の抵抗値よりも小さくすることで、第２電流生成回路４２により生成されるオープン故障時電流ｉｏを第１電流生成回路４１により生成されるショート故障時電流ｉｓよりも大きくした。この場合、各抵抗４５，５９の抵抗値を調整するという簡単な手法で、オープン故障時電流ｉｏをショート故障時電流ｉｓよりも大きくすることができる。

【0098】

第１電流生成回路４１においては、各電気経路Ｌ４（ａ），Ｌ４（ｂ）を共通の抵抗４５を経由する経路とし、第２電流生成回路４２においては、各電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）を共通の抵抗５９を経由する経路とした。この場合、各電気経路Ｌ４（ａ），Ｌ４（ｂ）において抵抗４５の共用化を図ることができ、各電気経路Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）において抵抗５９の共用化を図ることができるため、電流生成回路４１，４２の構成の簡素化を図ることができる。

【0099】

本発明は上記実施形態に限らず、例えば次のように実施されてもよい。

【0100】

（１）上記実施形態では、電気経路Ｌ１，Ｌ２において抵抗３２をＬＥＤ１６よりも電源端子３１側に配置したが、これを逆にして、ＬＥＤ１６を抵抗３２よりも電源端子３１側に配置してもよい。かかる構成では、ＬＥＤ１６と抵抗３２との中間点Ｎ１，Ｎ２の電圧が、ＬＥＤ１６のショート故障時に５Ｖ（第１故障時電圧に相当）になり、オープン故障時に０Ｖ（第２故障時電圧に相当）になる。そのため、ショート故障時用の第１電流生成回路として、上記実施形態における第２電流生成回路４２を用い、オープン故障時用の第２電流生成回路として、上記実施形態における第１電流生成回路４１を用いるようにする。また、第２電流生成回路により生成される故障時電流が第１電流生成回路により生成される故障時電流よりも大きくなるよう、各電流生成回路の抵抗４５，５９の抵抗値を設定するようにする。

【0101】

（２）上記実施形態では、第１電流生成回路４１において、電気経路Ｌ１におけるＬＥＤ１６と抵抗３２との中間点Ｎ１の電圧が０Ｖとなった場合に電気経路Ｌ４（ａ）（第２電気経路に相当）を閉状態とするために２つのスイッチング素子４８Ａ，５５Ａ（スイッチング手段に相当）を用いたが、これを変更してもよい。例えば、スイッチング素子５５Ａを不具備とするとともに、ＬＥＤ基板１７上に中間点Ｎ１の電圧を検出する電圧センサと、電圧センサにより検出した電圧が０Ｖとなった場合にスイッチング素子４８Ａにゲート電流を出力しスイッチング素子４８Ａをオン状態とする制御部とを設ける構成が考えられる。かかる構成においても、中間点Ｎ１の電圧が０Ｖになった場合に、電気経路Ｌ４（ａ）が閉状態とされる。なお、かかる構成は、電気経路Ｌ２における中間点Ｎ２の電圧が０Ｖになった場合に電気経路Ｌ４（ｂ）を閉状態とする際にも同様に適用することができる。

【0102】

また、第２電流生成回路４２において、電気経路Ｌ１における中間点Ｎ１の電圧が５Ｖになった場合に電気経路Ｌ６（ａ）（第２電気経路に相当）を閉状態とする際や、電気経路Ｌ２における中間点Ｎ２の電圧が５Ｖになった場合に電気経路Ｌ６（ｂ）（第２電気経路に相当）を閉状態とする際にも、上記電圧センサを用いた構成を適用することが可能である。

【0103】

（３）第２電流生成回路４２により生成されるオープン故障時電流ｉｏは、必ずしも第１電流生成回路４１により生成されるショート故障時電流ｉｓよりも大きくする必要はなく、例えばショート故障時電流ｉｓと同じ大きさとしたり、ショート故障時電流ｉｓより小さくしたりしてもよい。これらの場合には、各ＬＥＤ基板１７からＬＥＤ駆動基板１９（電気経路Ｌ３）に流れ込む電流がオープン故障時よりもショート故障時の方が大きくなる。そのため、電気経路Ｌ３に流れ込む電流を検出すれば、その検出した電流に基づいてショート故障とオープン故障とのいずれが生じているかを検出することが可能となる。

【0104】

（４）上記実施形態では、複数（４つ）のＬＥＤ１６を２つのＬＥＤ基板１７に設けたが、複数のＬＥＤ１６を３つ又は４つのＬＥＤ基板１７に設けてもよい。また、複数のＬＥＤ１６を１つのＬＥＤ基板１７に集約して設けてもよい。これらいずれの場合であっても、ＬＥＤ基板１７に、そのＬＥＤ基板１７に設けられたいずれかのＬＥＤ１６に故障が生じたことに基づき故障時電流を生成する電流生成回路４１，４２を設けることで、複数のＬＥＤ１６のいずれかに故障が生じたことを検出することが可能となる。

【0105】

（５）第１電流生成回路４１及び第２電流生成回路４２のうちいずれか一方だけを設けることで、ショート故障及びオープン故障のうちいずれか一方だけを検出するようにしてもよい。

【0106】

（６）ロボットには白熱球等、ＬＥＤ以外の発光部が設けられる場合がある。そこで、そのようなＬＥＤ以外の発光部に本発明の故障検出システムを適用してもよい。

【0107】

（７）上記実施形態では、ＬＥＤ基板１７とＬＥＤ駆動基板１９とがいずれもロボット１０（ロボットシステムに相当）内部に設けられていたが、ＬＥＤ基板はロボット１０内部に設けられる一方、ＬＥＤ駆動基板はロボット１０の外部に設けられる場合もある。例えば、ロボット１０と離れた位置にＬＥＤ駆動基板を内蔵したＬＥＤ駆動装置が設けられる場合が考えられる。このような構成では、ロボット１０とＬＥＤ駆動装置とが電気配線を介して接続されることでロボットシステムが構成される。そこで、こうした構成のロボットシステムに本発明の故障検出システムを適用してもよい。

【符号の説明】

【0108】

１０…ロボット、１６…ＬＥＤ（発光部）、１７…ＬＥＤ基板（第１基板）、１９…ＬＥＤ駆動基板（第２基板）、２１…電気配線、４１…第１電流生成回路（第１電流生成部）、４２…第２電流生成回路（第２電流生成部）、４５…抵抗、５５Ａ，５５Ｂ…スイッチング素子（スイッチング素子）、５９…抵抗、６１Ａ，６１Ｂ…スイッチング素子（スイッチング素子）、Ｌ４（ａ），Ｌ４（ｂ）…電気経路（第２電気経路）、Ｌ５（ａ），Ｌ５（ｂ）…電気経路（第１電気経路）、Ｌ６（ａ），Ｌ６（ｂ）…電気経路（第２電気経路）、Ｌ７（ａ），Ｌ７（ｂ）…電気経路（第１電気経路）、Ｎ１，Ｎ２…中間点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】