(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-28
(45)【発行日】2024-01-12
(54)【発明の名称】点灯システム、及び照明器具
(51)【国際特許分類】
H05B 47/20 20200101AFI20240104BHJP
【FI】
H05B47/20
(21)【出願番号】P 2019207499
(22)【出願日】2019-11-15
【審査請求日】2022-08-22
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002527
【氏名又は名称】弁理士法人北斗特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】八木 佐奈
(72)【発明者】
【氏名】山下 浩司
(72)【発明者】
【氏名】小西 洋史
【審査官】塩治 雅也
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2013/153107(WO,A1)
【文献】特開2017-212071(JP,A)
【文献】特開2018-055876(JP,A)
【文献】特開2012-113877(JP,A)
【文献】特開平08-254573(JP,A)
【文献】特開2007-271438(JP,A)
【文献】特開2018-032474(JP,A)
【文献】特開2018-120750(JP,A)
【文献】特開2008-308122(JP,A)
【文献】特開2014-149165(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H05B 39/00-39/10
H05B 45/00-45/59
H05B 47/00-47/29
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池から供給される電力で光源を点灯させる点灯回路と、
前記電池の電池電圧を検出して、前記電池電圧の検出値のデータを生成する電圧検出部と、
前記電池の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う劣化判定部と、
前記電池の放電開始によって前記電池電圧が立ち下がる前後における前記検出値の低下量、及び前記電池の放電電流に基づいて、前記劣化判定処理に用いる指標を求める指標導出部と、を備え、
前記劣化判定部は、前記指標に基づいて前記劣化判定処理を行
い、
前記劣化判定部は、前記指標の増加傾きを求め、前記指標の増加傾きが閾値以上になれば、前記電池は寿命末期であると判定する
点灯システム。
【請求項2】
前記指標導出部は、前記指標を間欠的に求め、
前記劣化判定部は、間欠的に求めた前記指標の変化量に基づいて前記電池の劣化度合を判定する
請求項1の点灯システム。
【請求項3】
前記指標導出部は、前記指標として、前記電池のインピーダンスを求める
請求項1又は2の点灯システム。
【請求項4】
前記放電電流は、一定値に制御される
請求項1乃至3のいずれか1つの点灯システム。
【請求項5】
前記放電電流は、一定値に制御され、
前記指標導出部は、前記指標として、前記電池電圧の大きさを求める
請求項
1又は2の点灯システム。
【請求項6】
前記閾値は、所定期間における前記指標の増加傾きに基づく値である
請求項1乃至5のいずれか1つの点灯システム。
【請求項7】
電池から供給される電力で光源を点灯させる点灯回路と、
前記電池の電池電圧を検出して、前記電池電圧の検出値のデータを生成する電圧検出部と、
前記電池の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う劣化判定部と、
前記電池の放電開始によって前記電池電圧が立ち下がる前後における前記検出値の低下量、及び前記電池の放電電流に基づいて、前記劣化判定処理に用いる指標を求める指標導出部と、を備え、
前記劣化判定部は、前記指標に基づいて前記劣化判定処理を行い、
前記劣化判定部は、所定期間毎に前記指標の増加量を求め、前記指標の増加量が閾値以上になれば、前記電池は寿命末期であると判定し、
前記閾値は、前回の前記所定期間における前記指標の増加量の2倍である
点灯システム。
【請求項8】
前記指標導出部は、前記指標として、前記電池のインピーダンスを求める
請求項7の点灯システム。
【請求項9】
前記放電電流は、一定値に制御される
請求項7又は8の点灯システム。
【請求項10】
前記放電電流は、一定値に制御され、
前記指標導出部は、前記指標として、前記電池電圧の大きさを求める
請求項7の点灯システム。
【請求項11】
前記劣化判定処理の結果を報知する報知回路、を更に備える
請求項1乃至10のいずれか1つの点灯システム。
【請求項12】
前記報知回路は、前記電池の温度、及び前記電池の放電履歴の少なくとも1つに基づくタイミングで前記劣化判定処理の結果を報知する
請求項11の点灯システム。
【請求項13】
請求項1乃至12のいずれか1つに記載の点灯システムと、
前記点灯システムの出力によって点灯する光源と、
前記点灯システムに前記光源を点灯させるための電力を供給する電池と、
前記点灯システム、前記光源、及び前記電池が取り付けられる本体と、を備える
ことを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、点灯システム、及び照明器具に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に記載の従来の照明装置(照明器具)は、例えば停電時などの非常時に点灯する非常灯であり、非常点灯回路(点灯システム)、及び非常電源である二次電池を備える。非常点灯回路は、外部電源の停電などの非常時に、二次電池を電源として光源を定電流によって点灯させる。このような照明装置では、二次電池により光源が所定時間点灯するかどうかを定期的に点検することが法令等で義務付けられている。
【0003】
そこで、従来の照明装置は、点検時には、所定時間に亘り二次電池によって光源を点灯させ、そのときの二次電池の電圧を検出する。そして、検出した二次電池の電圧を閾値と比較し、その比較結果に基づいて二次電池の状態を判断する。この判断結果に基づき、表示用モニタを点灯制御することで外部に二次電池の寿命等の異常をお知らせする機能を備えた照明装置もあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
防災照明器具などの照明器具では、電池の劣化度合の判定精度の向上が求められている。
【0006】
本開示の目的は、電池の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる点灯システム、及び照明器具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様に係る点灯システムは、点灯回路と、電圧検出部と、指標導出部と、劣化判定部と、を備える。前記点灯回路は、電池から供給される電力で光源を点灯させる。前記電圧検出部は、前記電池の電池電圧を検出して、前記電池電圧の検出値のデータを生成する。前記劣化判定部は、前記電池の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う。前記指標導出部は、前記電池の放電開始によって前記電池電圧が立ち下がる前後における前記検出値の低下量、及び前記電池の放電電流に基づいて、前記劣化判定処理に用いる指標を求める。前記劣化判定部は、前記指標に基づいて前記劣化判定処理を行う。前記劣化判定部は、前記指標の増加傾きを求め、前記指標の増加傾きが閾値以上になれば、前記電池は寿命末期であると判定する。
本開示の一態様に係る点灯システムは、点灯回路と、電圧検出部と、劣化判定部と、指標導出部と、を備える。前記点灯回路は、電池から供給される電力で光源を点灯させる。前記電圧検出部は、前記電池の電池電圧を検出して、前記電池電圧の検出値のデータを生成する。前記劣化判定部は、前記電池の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う。前記指標導出部は、前記電池の放電開始によって前記電池電圧が立ち下がる前後における前記検出値の低下量、及び前記電池の放電電流に基づいて、前記劣化判定処理に用いる指標を求める。前記劣化判定部は、前記指標に基づいて前記劣化判定処理を行う。前記劣化判定部は、所定期間毎に前記指標の増加量を求め、前記指標の増加量が閾値以上になれば、前記電池は寿命末期であると判定する。前記閾値は、前回の前記所定期間における前記指標の増加量の2倍である。
【0008】
本開示の一態様に係る照明器具は、上述の点灯システムと、前記点灯システムの出力によって点灯する光源と、前記点灯システムに前記光源を点灯させるための非常用電力を供給する電池と、本体と、を備える。前記本体は、前記点灯システム、前記光源、及び前記電池が取り付けられる。
【発明の効果】
【0009】
以上説明したように、本開示は、電池の劣化度合の判定精度の向上を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【
図1】
図1は、本開示の第1実施形態に係る点灯システムの構成を示すブロック図である。
【
図2】
図2は、同上の点灯システムが備える放電回路及び電圧検出部を示す回路図である。
【
図3】
図3は、同上の点灯システムが備える電池の放電時の電圧変動を示す波形図である。
【
図4】
図4は、同上の電池の電圧変動の立ち下がりを拡大した波形図である。
【
図5】
図5は、同上の電池の等価回路を示す回路図である。
【
図6】
図6は、同上の電池の劣化判定の第1例の説明図である。
【
図7】
図7は、同上の電池の劣化判定の第2例の説明図である。
【
図8】
図8は、同上の電池のインピーダンスの変化曲線を示す特性図である。
【
図9】
図9は、本開示の第2実施形態に係る点灯システムの構成を示すブロック図である。
【
図10】
図10は、同上の点灯システムを備える照明器具の一部を示すブロック図である。
【
図11】
図11は、同上の点灯システムの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下の実施形態は、一般に点灯システム、及び照明器具に関する。より詳細に、以下の実施形態は、非常時に光源を点灯させる点灯システム、及び照明器具に関する。
【0012】
実施形態において説明する各図は模式的な図であり、各構成要素の大きさ及び厚さのそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。なお、以下の実施形態で説明する構成は本開示の一例にすぎない。本開示は、以下の実施形態に限定されず、本開示の効果を奏することができれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
【0013】
(1)第1実施形態
(1.1)照明器具の概略
実施形態に係る照明器具は、防災照明器具であり、建物の屋内の天井に設けられた埋込孔に埋め込まれる、埋込型の非常灯である。ただし、照明器具は埋込型の非常灯に限定されない。照明器具は、天井に直付けされる露出型の非常灯であってもよいし、誘導灯などの非常灯以外の防災照明器具であってもかまわない。
【0014】
図1は、本実施形態の照明器具1のブロック構成を示す。照明器具1は、点灯システム4として、点灯装置4Aを備える。照明器具1は、点灯装置4Aに加えて、光源2と、電池3と、を更に備える。
【0015】
光源2は、複数の固体発光素子を有する。例えば、光源2は、複数の固体発光素子に相当する複数のLED(Light Emitting Diode)が直列接続されたLEDアレイを有している。なお、光源2は、固体発光素子としてLEDを有する構成に限らない。光源2は、例えば、有機EL(Organic Electro Luminescence、OEL)、又は半導体レーザダイオード(Laser Diode、LD)などの他の固体発光素子を有していてもよい。
【0016】
電池3は、充電可能な蓄電池(二次電池)であり、非常電源に相当する。電池3は、特定の種類の二次電池に限定されないが、電池3は、例えばニッケル・水素電池、又はニッケル・カドミウム電池であることが好ましい。そして、電池3は、停電時に、蓄電している電荷を放電することで、非常用電力を出力することができる。すなわち、停電時に電池3から供給される電力が非常用電力である。
【0017】
点灯装置4Aは、充電回路40と、点灯回路41と、制御回路42Aとを備える。点灯装置4Aは、報知回路43(報知部)を更に備えることが好ましい。また、点灯装置4Aは放電回路44と、直流電源回路45と、停電検出回路46と、受信部47と、モニタランプ48と、操作部49と、温度センサ410とを更に備えることが好ましい。
【0018】
直流電源回路45は、例えば、フライバックコンバータなどのスイッチング電源回路で構成され、外部電源(例えば、商用の電力系統)9から供給される交流電圧を、当該交流電圧の実効値よりも低い直流電圧に変換することが好ましい。充電回路40は、外部電源9から給電されているときに動作し、直流電源回路45から電池3へ充電電流を流すように構成されることが好ましい。点灯回路41は、電池3から供給される直流電流を定電流化して光源2に供給するように構成されることが好ましい。停電検出回路46は、直流電源回路45の出力電圧から外部電源9の停電を検出して制御回路42Aに通知するように構成される。外部電源9は、100V系又は200V系の商用電力系統である。
【0019】
モニタランプ48は、例えば、緑色光を放射する発光ダイオードで構成される。操作部49は、定期点検、及びユーザ点検などの点検を行う点検者などが操作する少なくとも1つの押し釦スイッチなどを有する。操作部49は、押し釦スイッチが操作されることによって制御回路42Aに操作信号を出力する。受信部47は、赤外線を通信媒体とする無線信号を受信し、受信した無線信号から送信フレームを復調して制御回路42Aに渡すように構成される。この無線信号は、点検者などによって操作されるワイヤレス送信器から送信される。
【0020】
なお、定期点検は、法令で定められた期間ごとに実施され、点灯回路41を強制的に動作させ、電池3を規定の時間以上放電させて、光源2による床面照度を確保できているか否かを確認することを目的とする。ユーザ点検は、放電回路44を強制的に動作させ、電池3を短時間放電させて電池3の劣化の程度を確認することを目的とする。
【0021】
放電回路44は、後述のユーザ点検時に電池3を放電させる機能を有する。
図2は、放電回路44の構成例を示す。放電回路44は、オペアンプ44a、抵抗44b~44h、コンデンサ44i、及びトランジスタ44jを備える。トランジスタ44jは、npn型のバイポーラトランジスタである。
【0022】
電池3の両端間には、トランジスタ44jと抵抗44fとの直列回路が接続される。オペアンプ44aの正入力端子には、直流の制御電圧Vc1を抵抗44b~44dの直列回路で分圧した基準電圧Vrが入力される。この基準電圧Vrは、放電回路44によって電池3を放電させたときに、電池3の放電電流Ibの目標値に相当する。オペアンプ44aの負入力端子には、抵抗44fの両端電圧が抵抗44hを介して入力される。抵抗R44fの両端電圧は、電池3の放電電流Ibに比例しており、放電電流Ibの検出値に相当する。オペアンプ44aの負入力端子と出力端子との間には、抵抗44gとコンデンサ44iとの並列回路が接続される。オペアンプ44aの出力端子は、抵抗44eを介してトランジスタ44jのベースに接続される。
【0023】
そして、オペアンプ44aは、放電電流Ibの検出値が目標値に一致するように、トランジスタ44jのベース電流を調整する。この結果、放電回路44は、放電電流Ibが一定の目標値に一致するように、電池3を放電させることができる。点灯回路41とは独立した放電回路44を用いることで、ユーザ点検の実行時に光源2が点灯しないので、不要な光源2の点灯を防ぐことができる。
【0024】
報知回路43は、報知機能を有する報知部であり、例えば、単色の表示素子431と、圧電サウンダなどの発音部432と、表示素子431及び発音部432を駆動する駆動回路433とを備える。駆動回路433は、表示素子431を駆動して発光させ、発音部432を駆動して音を発音させる。なお、報知回路43は、モニタランプ48を表示素子として利用してもかまわない。
【0025】
制御回路42Aは、電圧検出部421、指標導出部422、劣化判定部423、記憶部424、タイマ425、報知制御部426、及び点検制御部427の各機能を有するように構成されている。
【0026】
制御回路42Aは、外部電源9、電池3、又は制御電源から電力を供給されることで動作する。制御回路42Aは、コンピュータシステムを備えることが好ましい。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における制御回路42Aとしての機能の少なくとも一部が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリにあらかじめ記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む一ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、一つ以上のプロセッサ及び一つ以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む一ないし複数の電子回路で構成される。
【0027】
制御回路42Aは、停電検出回路46が停電を検出していないとき、充電回路40を動作させるように構成される。また、制御回路42Aは、停電検出回路46が停電を検出しているとき、充電回路40を停止させて、かつ、電池3から非常用電力を点灯回路41に供給するように構成される。非常用電力を供給された点灯回路41は、非常用電力で光源2を点灯させる非常点灯を実行する。このとき、電池3の充電状態にかかわらず、充電回路40を停止させ、点灯回路41を動作させて光源2を定常点灯(例えば、全点灯)させてもよい。あるいは、充電回路40の充電量が点灯回路41への放電量より十分小さければ(例えばトリクル充電)、充電回路40を停止させず、点灯回路41を動作させて光源2を定常点灯(例えば、全点灯)させてもよい。
【0028】
さらに、制御回路42Aは、操作部49から定期点検の操作信号を受け取った場合、あるいは、受信部47から定期点検信号の送信フレームを受け取った場合、点検者などから定期点検の指示があったと判断する。そして、制御回路42Aは、電池3が満充電状態であれば、予め決められた規定時間に亘って、充電回路40を停止させ、かつ、点灯回路41を動作させて電池3を放電させ、定期点検を行うように構成される。制御回路42Aは、電池3が満充電状態でなければ、まず充電回路40を動作させて電池3を満充電状態にした後に、予め決められた規定時間に亘って、充電回路40を停止させ、かつ、点灯回路41を動作させて電池3を放電させ、定期点検を行う。また、制御回路42Aは、電池3が満充電状態でなければ、充電回路40を動作させて電池3を充電しながら、予め決められた規定時間に亘って、点灯回路41を動作させて電池3を放電させてもよい。また、電池3の充電状態にかかわらず、充電回路40を停止させ、点灯回路41を動作させて光源2を定常点灯(例えば、全点灯)させる場合もある。また、充電回路40の充電量が点灯回路41への放電量より十分小さければ(例えばトリクル充電)、充電回路40を停止させず、点灯回路41を動作させて光源2を定常点灯(例えば、全点灯)させる場合もある。なお、定期点検の実行時に電池3を放電させることは必須ではなく、電池3を放電させることなく実行可能な定期点検であってもよい。
【0029】
制御回路42Aは、操作部49からユーザ点検の操作信号を受け取った場合、あるいは、受信部47からユーザ点検信号の送信フレームを受け取った場合、点検者などからユーザ点検の指示があったと判断する。そして、制御回路42Aは、充電回路40を停止させ、かつ、放電回路44を動作させて電池3を放電させ、ユーザ点検を行うように構成される。また、制御回路42Aは、点検者などによる指示がなくても、周期的にユーザ点検を行ってもよい。
【0030】
(1.2)ユーザ点検
以下、
図2~
図5を用いて、ユーザ点検について説明する。
【0031】
(1.2.1)電圧検出
電圧検出部421は、電池3の正極及び負極に電気的に接続している。
図2は、電圧検出部421の構成の一部を示し、電池3の正極及び負極の間に接続した抵抗421a~421cの直列回路を備える。電池3の両端電圧である電池電圧Vbは、抵抗421a~421cで分圧される。抵抗421a~421cで分圧された電圧は、電池電圧Vbに比例しており、電池電圧Vbの検出値に相当する。そして、電圧検出部421は、電池電圧Vbの検出値をAD変換して、電池電圧Vbの検出値をデジタル値に変換する。電圧検出部421は、デジタル値で表された電池電圧Vbの検出値のデータを指標導出部422へ引き渡す。
【0032】
ユーザ点検が開始されると、制御回路42Aは、放電回路44によって放電電流Ibを一定値に制御しながら、電池3を放電させる。電圧検出部421は、電池電圧Vbを検出し、電池電圧Vbの検出値のデータを指標導出部422へ引き渡す。
【0033】
(1.2.2)指標導出
図3は、放電時の電池電圧Vbの波形X1を示す。波形X1は、電池電圧Vbの時間変化を示す。
図3では、時間t1に放電が開始されると、電池電圧Vbは時間t1において急峻に立ち下がった後、放電が停止する時間t2まで時間の経過に伴って緩やかに低下する。そして、電池電圧Vbは、時間t2において急峻に立ち上がる。時間t1~t2の放電期間T1では、放電電流Ibの値が大きいほど(Cレートが大きいほど)、電池電圧Vbの低下量が大きくなる。なお、
図3の放電期間T1は、数msec~数秒程度である。
【0034】
図4は、
図3の時間t1付近における波形X1の拡大図である。時間t1に放電が開始されると、電池電圧Vbは、時間t1~時間t11までの第1期間T11では急峻に立ち下がる。電池電圧Vbは、時間t11~時間t12までの第2期間T12では傾きを徐々に小さくしながら低下する。時間t12以降、時間の経過に伴って電池3の蓄電量が減少し、電池電圧Vbは、緩やかに低下する。
図4では、第1期間T11における電池電圧Vbの低下量をΔVb11とする。また、第2期間T12における電池電圧Vbの低下量をΔVb12とする。
【0035】
図5は、電池3の等価回路を示す。電池3の等価回路は、内部抵抗のない理想的な電圧源3a、溶液抵抗に相当する第1内部抵抗3b、電荷移動抵抗に相当する第2内部抵抗3c、及び電気二重層に相当するコンデンサ3dで構成される。第2内部抵抗3cとコンデンサ3dとは並列接続されて、RC並列回路3eを構成し、電圧源3aと第1内部抵抗3bとRC並列回路3eとが直列接続される。電池電圧Vbは、電圧源3aと第1内部抵抗3bとRC並列回路3eとの直列回路の両端電圧である。
【0036】
そして、放電開始直後の放電電流Ibは、第1期間T11(
図4参照)では第1内部抵抗3bとコンデンサ3dを主に通り、電池電圧Vbは急峻に立ち下がる。第1期間T11では、電池3の内部抵抗(直流抵抗)は、第1内部抵抗3bで主に構成される。その後、第2期間T12(
図4参照)の放電電流Ibは第1内部抵抗3bとRC並列回路3eを通り、電池電圧Vbは傾きを徐々に小さくしながら低下する。第2期間T12の終了タイミングである時間t12では、電池3の内部抵抗は、第1内部抵抗3bと第2内部抵抗3cとの直列回路で主に構成される。すなわち、第2期間T12の内部抵抗の値は、第1期間T11の内部抵抗の値よりも大きくなる。なお、第1期間T11の開始タイミングである時間t1に、電池3の両端間が放電回路44を通って電気的に導通し、第2期間T12の開始タイミングである時間t11に電池3から放電回路44に放電電流Ibが流れ始める。
【0037】
一般に、電池3の使用時間が経過するにつれて、電池3は劣化し、電池3の容量は低下する。そして、電池3の容量が低下するにつれて、第1内部抵抗3bの抵抗値は増加する。すなわち、第1内部抵抗3bの抵抗値は、電池3の劣化が進むにつれて大きくなる。
【0038】
そこで、指標導出部422は、電池3の内部抵抗が第1内部抵抗3bで主に構成される第1期間T11に電池電圧Vbが立ち下がる前後の電池電圧Vbの低下量ΔVb11、及び放電電流Ibに基づいて、電池3の劣化度合を判定する劣化判定処理に用いる指標を求める。指標導出部422は、低下量ΔVb11及び放電電流Ibに基づいて指標を求めることで、電池3の劣化を精度よく判定可能な指標を生成できる。この結果、点灯装置4Aは、電池3の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【0039】
本実施形態の指標は、電池3のインピーダンスである。第1期間T11では、電池3の内部抵抗が第1内部抵抗3bで主に構成されるので、指標となる電池3のインピーダンスは、電池の劣化が進むにつれて増加する。具体的に、インピーダンスZbは、以下の式1で求められる。
Zb=ΔVb11/Ib ……… 式1
放電回路44による電池3の放電では、放電電流Ibは、放電回路44の仕様によって決まる一定値である。したがって、インピーダンスZbは、電池電圧Vbの低下量ΔVb11に比例する。
【0040】
本指標導出処理では、放電電流Ibは、光源2の非常点灯時に電池3から流れる電流より小さくてもよい。また、数msec~数秒程度の放電期間T1でインピーダンスZbを精度よく求めることができることが、実験によりわかっている。このように、放電電流Ibを小さくし、かつ、放電期間T1を短時間とすることで、ユーザ点検による電池3の劣化を抑えることができる。
【0041】
また、指標導出部422は、電池電圧Vbの立ち下がり(第1内部抵抗3bの電圧降下)に基づいて指標を求めることで、電池3の劣化を精度よく判定可能な指標を生成できる。
【0042】
第1期間T11の長さは、電池3及び放電回路44の各仕様によって決まる設計値にほぼ等しくなる。制御回路42AがRTC(Real Time Clock)を具備している場合、指標導出部422は、RTCの値を周期的に読み取って、カウント値を積算することで、放電回路44による放電を開始した時間t1からの経過時間を計時する計時動作を行うことが好ましい。あるいは、指標導出部422は、カウント値を一定周期(例えば、クロック周波数の周期など)でインクリメントすることで時間t1からの経過時間の計時動作を行うカウンタを有していてもよい。指標導出部422は、放電回路44に対して放電開始を指示したタイミングを時間t1として、計時動作を開始する。
【0043】
制御回路42Aは、ユーザ点検の指示があったとき、又は周期的にユーザ点検を開始し、間欠的にユーザ点検を実行する。指標導出部422は、ユーザ点検が行われる度に、指標である電池3のインピーダンスZbを求め、記憶部424に格納する。すなわち、記憶部424には、インピーダンスZbの履歴が格納される。
【0044】
なお、制御回路42Aは、1回のユーザ点検で、放電回路44による電池3の放電を複数回実行して、指標導出部422は、それぞれのインピーダンスZbを求めてもよい。この場合、指標導出部422は、今回のユーザ点検におけるインピーダンスZbを、複数のインピーダンスZbの平均値、中央値、最大値、又は最小値とする。この結果、指標導出部422は、ノイズの影響を抑制して、インピーダンスZbを求めることができる。
【0045】
(1.2.3)劣化判定
(劣化判定の第1例)
記憶部424には、インピーダンスZbの履歴が格納されており、インピーダンスZbの履歴は、インピーダンスZbの変化量を表している。そこで、劣化判定部423は、インピーダンスZbの変化量に基づいて、電池3の劣化度合を判定する。
【0046】
例えば、電池3がニッケル・水素電池であれば、インピーダンスZbは、電池3の使用開始から暫くの間は殆ど変化しない。しかしながら、電池3の使用開始から時間が経過するにしたがって、インピーダンスZbは低下する。この結果、電池3の満充電容量は、初期状態を100%とすると70%~80%程度に低下している。このタイミングにおいて、インピーダンスZbは急激に増加する。このとき、インピーダンスZbの増加傾きは、初期値(例えば、電池3の使用開始から3年程度経過するまでの増加傾き)の2倍以上になる。
【0047】
そこで、劣化判定部423は、インピーダンスZbの増加傾きを求め、インピーダンスZbの増加傾きが閾値以上になれば、電池3は寿命末期であると判定することが好ましい。
【0048】
具体的に、照明器具1を設置後、又は電池3を新品に交換した後、制御回路42Aは、
図6に示すように、期間T2(例えば1ヶ月)に1回の頻度で周期的にユーザ点検を行うとする。タイマ425は、ユーザ点検が実行されたとき、電池3が交換されたとき、又はユーザ点検が行われる毎に計時値をリセットして、期間T2の計時を開始する。記憶部424には、期間T2毎に求めたインピーダンスZbの履歴が格納される。なお、ユーザ点検の実行頻度は、初期異常を検出するために、法令で定められている点検よりも頻繁に行ってもよい。また、ユーザ点検の実行頻度は、電池3の保証期間内は低頻度で実行し、保証期間外は高頻度で実行してもよい。
【0049】
制御回路42AがRTC(Real Time Clock)を具備している場合、タイマ425は、RTCの値を周期的に読み取って、カウント値を積算することで、経過時間を計時する計時動作を行う。あるいは、タイマ425は、カウント値を一定周期(例えば、クロック周波数の周期など)でインクリメントすることで計時動作を行うカウンタであってもよい。
【0050】
指標導出部422は、期間T2毎に、インピーダンスZb(1)、Zb(2)、Zb(3)、………、Zb(m-2)、Zb(m-1)、Zb(m)を順に求める(mは自然数)。したがって、記憶部424には、インピーダンスZb(1)、Zb(2)、Zb(3)、………、Zb(m-2)、Zb(m-1)、Zb(m)の各データが、インピーダンスZbの履歴として格納されている。
【0051】
劣化判定部423は、Zb(1)~Zb(12)を用いて、増加傾きΔα(m)の平均値を初期傾きK1として求める。増加傾きΔα(m)は、(Zb(m)-Zb(m-1))/T2 で求められる。具体的に、劣化判定部423は、2回目のインピーダンスZb(2)が求められると、1回目のインピーダンスZb(1)に対する2回目のインピーダンスZb(2)の増加傾きΔα(2)を求める。3回目のインピーダンスZb(3)が求められると、1回目のインピーダンスZb(1)に対する3回目のインピーダンスZb(3)の増加傾きΔα(3)を求める。以降、同様に増加傾きΔα(4)~Δα(12)を求める。そして、劣化判定部423は、増加傾きΔα(2)~Δα(12)の平均値を初期傾きK1として求める。初期傾きK1は、増加傾きの初期値である。
【0052】
すなわち、照明器具1を設置後、又は電池3を新品に交換した後の1年間(12ヶ月)に、増加傾きの初期値を求めて、この初期値を初期傾きK1とする。また、初期傾きK1の算定期間は1年間に限定されず、電池3のインピーダンスZbが安定している期間であればよい。
【0053】
劣化判定部423は、初期傾きK1に正の係数γを掛け合わせた値を閾値K10とする。係数γは、例えば2以上、3以下の値であることが好ましい。
【0054】
劣化判定部423は、初期傾きK1を求めた後、m回目(13回目以降)のインピーダンスZb(m)が求められる毎に、m-1回目のインピーダンスZb(m-1)に対する増加傾きΔα(m)を求める。増加傾きΔα(m)は、(Zb(m)-Zb(m-1))/T2 で求められる。そして、劣化判定部423は、増加傾きΔα(m)を閾値K10と比較する。劣化判定部423は、増加傾きΔα(m)が閾値K10以上であれば、電池3の寿命が近い電池寿命状態であると判定する。劣化判定部423は、増加傾きΔα(m)が閾値K10未満であれば、電池3は暫く使用可能な正常状態であると判定する。
図6では、m=m1のときの増加傾きΔα(m1)が閾値K10以上になっている。
【0055】
劣化判定部423が電池3の寿命が近いと判定すると、報知制御部426は、寿命報知を行うように報知回路43を制御する。劣化判定部423が電池3の寿命が近いと判定するとすぐに、報知回路43は寿命報知をしてもよいし、あるいは判定後に予め決められた一定時間が経過したタイミングで寿命報知をしてもよい。制御回路42Aがカレンダー機能を有していれば、電池寿命状態であると判定されてから、気温が高くなる夏季になるまでに、報知回路43が寿命報知を行うことが好ましい。
【0056】
また、劣化判定部423は、電池寿命状態であると判定した後も増加傾きΔα(m)を間欠的に求めてもよい。この場合、閾値K10に1より大きい係数σ(例えば1.5、又は2など)を乗じた値を閾値K11とすると、劣化判定部423は、増加傾きΔα(m)が閾値K11を上回ったか否かを判定する。増加傾きΔα(m)が閾値K11を上回ると、報知制御部426は、電池3の交換を推奨する交換報知を行うように報知回路43を制御する。
【0057】
なお、上述の報知回路43の寿命報知及び交換報知では、表示素子431が点灯又は点滅する。また、報知回路43の寿命報知及び交換報知では、発音部432が音声を出力してもよい。発音部432が出力する音声は、例えば電池3の寿命報知のメッセージ「電池3の寿命が近くなりました。」、電池3の交換報知のメッセージ「電池3を交換してください。」、寿命報知のブザー音、及び交換報知のブザー音などである。
【0058】
点検者は、寿命報知によって、電池3の寿命が近いことを知ることができ、電池3の交換準備、又は電池3の交換を意識できる。さらに、点検者は、交換報知によって、電池3の交換の必要性を意識できる。
【0059】
(劣化判定の第2例)
以下、劣化判定の第2例について説明する。
【0060】
劣化判定部423は、インピーダンスZbの増加量を求め、インピーダンスZbの増加量が閾値以上になれば、電池3は寿命末期であると判定する。
【0061】
例えば、制御回路42Aは、
図7に示すように、期間T2(例えば1ヶ月)に1回の頻度でユーザ点検を行う。この結果、記憶部424には、インピーダンスZb(1)、Zb(2)、Zb(3)、………、Zb(m-2)、Zb(m-1)、Zb(m)の各データが、インピーダンスZbの履歴として格納されている。
【0062】
劣化判定部423は、ユーザ点検が実行されてm回目のインピーダンスZb(m)が求められる毎に、m-1回目のインピーダンスZb(m-1)からの増加量Δβ(m)を求める。劣化判定部423は、インピーダンスZb(m)に増加量Δβ(m)を加算することで、比較値K2(m+1)を求める。そして、劣化判定部423は、m+1回目のインピーダンスZb(m+1)から比較値K2(m+1)を差し引いた差分値を求め、当該差分値が増加量Δβ(m)以上であれば、電池3の寿命が近い電池寿命状態であると判定する。すなわち、劣化判定部423は、増加量Δβ(m)の2倍を閾値K20とし、増加量Δβ(m+1)が閾値K20以上であれば、電池寿命状態であると判定する。劣化判定部423は、増加量Δβ(m+1)が、閾値K20未満であれば、電池3は暫く使用可能な正常状態であると判定する。
図7では、m=m2+1のときに、増加量Δβ(m2+1)が、閾値K20(増加量Δβ(m2)の2倍)以上となっている。
【0063】
報知回路43の寿命報知及び交換報知は、上述の劣化判定の第1例と同様である。
【0064】
(1.3)判定補助
(1.3.1)温度による判定補助
電池3の劣化の速度は、電池3の温度が高いほど速くなる。すなわち、電池3の温度が高いほど、電池3は急激に劣化する。
【0065】
図8は、電池3の使用期間である電源使用期間に対する電池3のインピーダンスZbの変化曲線Y1、Y2を示す。変化曲線Y1は、電池3の温度がQ1℃のときのインピーダンスZbの経時変化を示す。変化曲線Y2は、電池3の温度がQ2℃のときのインピーダンスZbの経時変化を示す。温度Q2は温度Q1より高く、変化曲線Y2においてインピーダンスZbが急激に増加するタイミングt22は、変化曲線Y1においてインピーダンスZbが急激に増加するタイミングt21よりも早くなる。また、変化曲線Y2においてインピーダンスZbが上限値Zbmに達するタイミングt32は、変化曲線Y1においてインピーダンスZbが上限値Zbmに達するタイミングt31よりも早くなる。すなわち、変化曲線Y2では、変化曲線Y1よりも早期に増加傾きが大きくなっている。
【0066】
そこで、点灯装置4Aは、温度センサ410を更に備えることが好ましい。温度センサ410は、電池3の温度を直接又は間接に測定する。例えば、温度センサ410は、電池3に内蔵される、又は電池3の表面に取り付けられる。あるいは、温度センサ410は、点灯装置4Aの筐体内に配置される。あるいは、制御回路42Aが備えるコンピュータシステムの温度測定機能を、温度センサ410として利用してもよい。
【0067】
報知制御部426は、温度センサ410の検出結果(検出温度のデータ)を取得する。報知制御部426は、検出温度が一定温度以上になると、寿命報知のタイミングを、検出温度が一定温度未満のときより早める。例えば、報知制御部426は、電池3の寿命が近いと判定された後、予め決められた一定時間が経過したタイミングで寿命報知を行うのであれば、この一定時間の長さを短くすることで、寿命報知のタイミングを早めることができる。
【0068】
また、劣化判定部423が温度センサ410の検出結果(検出温度のデータ)を取得してもよい。閾値K10に1より大きい係数σを乗じた値である閾値K11を増加傾きΔα(m)が上回ったタイミングで交換報知を行うのであれば、劣化判定部423は、係数σを小さくすることで、交換報知のタイミングを早めることができる。
【0069】
(1.3.2)放電履歴による判定補助
電池3の劣化の速度は、電池3の放電回数及び放電量が多いほど速くなる。すなわち、電池3の放電回数及び放電量が多いほど、電池3は急激に劣化する。
【0070】
そこで、制御回路42Aは、電池3の放電回数及び放電量などの放電履歴を記憶部424に格納する。放電回数は、ユーザ点検、定期点検、停電などの非常点灯などによる放電回数である。放電量は、ユーザ点検、定期点検、及び非常点灯などによって放電された電流量(電流の積算値)である。
【0071】
制御回路42Aは、放電履歴に基づいて、放電回数及び放電量が多いほど、寿命報知のタイミングをより早める。また、制御回路42Aは、放電履歴に基づいて、放電回数及び放電量が多いほど、交換報知のタイミングをより早める。
【0072】
なお、放電履歴は、放電回数及び放電量の少なくとも一方の履歴であればよい。
【0073】
(1.4)通信
点灯装置4Aは、図示しない通信部を備えて、劣化判定部423の判定結果、寿命報知、及び交換報知などの各データを、点検端末へ送信してもよい。点検端末は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、又はタブレット端末などであり、点検者などのユーザが管理する情報端末である。点灯装置4Aと点検端末との間に通信は、無線通信及び有線通信のいずれでもよい。無線通信は、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、又はZigBee(登録商標)などの規格(例えば、IEEE 802.11、IEEE 802.15.1、又はIEEE 802.15.4など)に準拠することが好ましい。有線通信は、イーサネット(Ethernet)(登録商標)などの有線LAN(Local Area Network)、BACnet(登録商標)、又はRS-485などの規格(例えば、IEEE 802.3、又はRS-485など)に準拠することが好ましい。
【0074】
(1.5)定期点検
上述の照明器具1は、誘導灯又は非常用照明器具などの防災照明器具である。誘導灯、及び非常用照明器具に対しては、法令に基づく定期点検が実施されなければならない。誘導灯の定期点検の時期は消防法に規定されており、非常用照明器具の定期点検の時期は建築基準法に規定されている。
【0075】
さらに、誘導灯に搭載されている蓄電池の製造年から所定の年数を超えていなければ、蓄電池の寿命を考慮して、当該誘導灯に対する上述の定期点検において蓄電池の点検の実施は不要となる場合がある。この場合、誘導灯に搭載されている蓄電池の製造年から所定の年数を超えていれば、蓄電池の寿命を考慮して、当該誘導灯に対して上述の定期点検を実施する必要がある。例えば、蓄電池がニッケル・カドミウム電池である場合、蓄電池の製造年から3年を超えていれば、定期点検を実施する必要がある。また、蓄電池がニッケル・水素電池である場合、蓄電池の製造年から5年を超えていれば、定期点検を実施する必要がある。
【0076】
しかしながら、適切な時期(例えば、法令などによって定められた時期)に定期点検が行われているとは言い難いのが実状である。そこで、本実施形態の照明器具1は、蓄電池の寿命を考慮した適切な時期に定期点検を行うために、以下の報知機能、及び自動点検機能を有している。
【0077】
まず、前提として、本実施形態に係る照明器具1では、電池3の使用期間である電源使用期間があらかじめ決められた点検時間を超えていなければ、照明器具1に対する定期点検の実施は不要となる。そこで、制御回路42Aは、電源使用期間が予め決められた点検時間に達した後、下記の報知制御処理、及び点検制御処理を行う。
【0078】
タイマ425は、上述の期間T2の計時を行う機能以外に、電源使用期間、未点検期間、及び器具使用期間をそれぞれ計時する機能を有する。
【0079】
電源使用期間は、電池3の使用期間である。電源使用期間の計時時間は、電池3が新しい電池3に交換された場合にリセットされる。
【0080】
未点検期間は、電池3を放電させる定期点検が完了してからの期間である。未点検期間は、定期点検が実行された後に、同じ電池3に対して再び定期点検(同じ電池3に対する2回目以降の定期点検であり、以降では再定期点検と称す)を実行する時期を決定するために用いられる。未点検期間の計時時間は、定期点検が実行された場合、あるいは電池3が交換された場合にリセットされて、ゼロになる。
【0081】
器具使用期間は、照明器具1の使用期間である。本実施形態において、器具使用期間は、外部電源9から点灯装置4へ電力の供給が開始された時点からの経過時間である。ただし、器具使用期間の起点は、新品の電池3が充電回路40によって満充電された時点であってもかまわない。そして、タイマ425が器具使用期間の計時を開始すると、器具使用期間の計時時間はゼロから時間の経過に伴って増加する。器具使用期間の計時時間は、定期点検の実行時にリセットされない。
【0082】
そして、報知制御部426は、電源使用期間の計時時間を用いて、報知回路43に点検報知を行わせる点検報知制御を行う。点検報知とは、最初の定期点検の実施を人に促す報知をいう。
【0083】
また、報知制御部426は、未点検期間の計時時間を用いて、報知回路43に再点検報知を行わせる再点検報知制御を行う。再点検報知とは、電池3に対する2回目以降の定期点検(再定期点検)の実施を人に促す報知をいう。
【0084】
また、報知制御部426は、器具使用期間の計時時間を用いて、報知回路43に器具交換報知を行わせる器具交換報知制御を行う。器具交換報知とは、照明器具1の交換を人に促す報知をいう。
【0085】
また、報知制御部426は、器具使用期間の計時時間を用いて、報知回路43に交換再報知を行わせる器具交換再報知制御を行う。器具交換再報知とは、照明器具1の交換を、再点検報知よりも強く人に促す報知をいう。
【0086】
また、点検制御部427は、電源使用期間、未点検期間、及び器具使用期間の各計時時間に基づいて充電回路40及び点灯回路41を制御することで、定期点検を自動的に実行する自動点検制御を行う。
【0087】
点検制御部427は、点検報知が実行(例えば開始)されてから第1遅延時間が経過すると、電池3の定期点検を実行する。点検報知が実行された後に、点検者が定期点検を行ってもよい。
【0088】
定期点検が完了すると、タイマ425は、未点検期間の計時を開始する。報知回路43は、未点検期間の計時時間が再点検報知時間に達すると、再点検報知を行う。点検制御部427は、再点検報知が実行(例えば開始)されてから第2遅延時間が経過すると、電池3の再定期点検を実行する。再点検報知が実行された後に、点検者が電池3の再定期点検を行ってもよい。
【0089】
そして、点検制御部427は、定期点検を開始してから規定時間(20分間、30分間又は60分間)が経過した時点における電池3の電圧値、及び光源2に流れる電流値などに基づいて、照明器具1の定期点検を行い、定期点検結果を報知回路43から報知させる。例えば、点検制御部427は、電池3が劣化しており、電池3が正常でない(異常である)と判定すれば、表示素子431の点灯又は点滅、及び発音部432の音声出力の少なくとも一方によって報知する。また、点検制御部427は、光源2が劣化しており、光源2が正常でない(異常である)と判定すれば、表示素子431の点灯又は点滅、及び発音部432の音声出力の少なくとも一方によって報知する。電池3の異常報知時に行われる報知形態、光源2の異常報知時に行われる報知形態とは、互いに異なることが好ましい。
【0090】
また、点検制御部427は、定期点検を開始してから規定時間が経過した時点において、点灯回路41が正常に動作していれば、電池3が正常であると判定してもよい。点検制御部427は、規定時間が経過した時点において、電池3の出力電圧の低下により点灯回路41が正常に動作していなければ、電池3が正常でない(異常である)と判定してもよい。
【0091】
(2)第2実施形態
実施形態1では、点灯システム4の各機能を1つの点灯装置4Aに集約している。一方、第2実施形態の点灯システム4は、点灯装置4Aの各機能を分散させた構成を有する。なお、実施形態1と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。
【0092】
図9は、点灯システム4として、点灯システム4Bを示す。
【0093】
点灯システム4Bの各機能は、照明器具1、サーバ5、及び点検端末6に分散される。
【0094】
照明器具1の制御回路42Bは、電圧検出部421、指標導出部422、タイマ425、報知制御部426、及び点検制御部427を有する。サーバ5は、通信部51、劣化判定部423、及び記憶部424を有する。すなわち、点灯装置4Aの各機能は、照明器具1、及びサーバ5に分散されている。
【0095】
照明器具1とサーバ5とは、インターネットを含むネットワークNT1を介して通信可能に構成されている。照明器具1は通信部411を有し、サーバ5は通信部51を有しており、通信部411と通信部51とがネットワークNT1を介して互いに信号を送信及び受信する。
【0096】
具体的に、照明器具1でユーザ点検が行われると、通信部411は、指標導出部422が求めたインピーダンスZbのデータをサーバ5へ送信する。サーバ5では、通信部51がインピーダンスZbのデータを受信し、インピーダンスZbのデータは記憶部424に格納される。すなわち、サーバ5の記憶部424には、インピーダンスZbの履歴が格納される。そして、サーバ5の劣化判定部423は、インピーダンスZbの変化量に基づいて、電池3の劣化度合を判定し、通信部51は、劣化判定部423の判定結果を照明器具1へ送信する。照明器具1の報知制御部426は、劣化判定部423の判定結果に基づいて、電池3の寿命が近いと判定されると、寿命報知を行うように報知回路43を制御する。
【0097】
また、劣化判定部423は、電池寿命状態であると判定した後も増加傾きΔα(m)を間欠的に求めてもよい。この場合、劣化判定部423は、増加傾きΔα(m)が閾値K11(閾値K10に1より大きい係数σを乗じた値)を上回ったか否かを判定する。増加傾きΔα(m)が閾値K11を上回ると、通信部51は、電池3の交換を推奨する交換報知の要求を照明器具1へ送信する。点灯装置4Bの通信部411が交換報知の要求を受信すると、報知制御部426は、交換報知を行うように報知回路43を制御する。
【0098】
また、通信部411は、上述の(1.3)判定補助に用いられる検出温度、及び放電履歴などの各データをサーバ5へ送信することが好ましい。この場合、サーバ5では、通信部51が検出温度、及び放電履歴などの各データを受信し、検出温度、及び放電履歴などの各データは記憶部424に格納される。劣化判定部423は、検出温度及び放電履歴に基づいて、寿命報知及び交換報知の各タイミングを決定して、判定結果の送信タイミングを調整する。
【0099】
さらに、ネットワークNT1には点検端末6が通信可能に接続されてもよい。点検端末6は、例えばパーソナルコンピュータ、スマートフォン、又はタブレット端末などであり、点検者などが管理する情報端末である。点検端末6は、ネットワークNT1との間で無線通信又は有線通信を可能に構成され、報知回路61を備える。無線通信は、無線LAN、Bluetooth、又はZigBeeなどの規格に準拠することが好ましい。有線通信は、イーサネットなどの有線LAN、BACnet、又はRS-485などの規格に準拠することが好ましい。
【0100】
そして、サーバ5の劣化判定部423の判定結果は、ネットワークNT1を介して点検端末6へ送信される。点検端末6の報知回路61は、寿命報知及び交換報知を行う。報知回路61は、表示画面によって視覚的に寿命報知及び交換報知を行う。さらに、報知回路61は、スピーカが発する音声によって聴覚的に寿命報知及び交換報知を行ってもよい。
【0101】
図10は、実施形態2の照明器具1の一部を示す。照明器具1は、制御基板B1、及び通信基板B2を備える。
【0102】
制御基板B1には、マイクロコンピュータMC1が実装されている。マイクロコンピュータMC1は、電圧検出部421、指標導出部422、タイマ425、報知制御部426、点検制御部427、及び通信インターフェース(通信IF)4201として機能する。通信基板B2には、マイクロコンピュータMC2、及び通信部411が実装されている。マイクロコンピュータMC2は、通信インターフェース(通信IF)4202、及び記憶部4203、として機能する。すなわち、マイクロコンピュータMC1、MC2が、制御回路42Bを構成している。マイクロコンピュータMC1、MC2の各間の通信は、通信IF4201、4202を介して行われる。記憶部4203には、判定補助に用いられる放電履歴などのデータが一時格納される。
【0103】
点灯システム4Bは、1台のサーバ5と、複数の照明器具1とを備えて、1台のサーバ5が、複数の照明器具1の電池3の劣化判定処理を実行して、複数の照明器具1の電池3の劣化度合を管理してもよい。例えば、1台のサーバ5が、オフィスビル、又は商業ビルなどの建造物に設置された複数の照明器具1の電池3の劣化度合を一括して管理する。あるいは、1台のサーバ5が、建造物に設置された複数の照明器具1の電池3の劣化度合を建造物のフロア毎に管理する。
【0104】
図11は、点灯システム4Bの具体的な構成例を示す。なお、
図11では、点灯システム4Bが、1台のサーバ5、及び複数の照明器具1を備えているが、点灯システム4Bは、少なくとも1台の照明器具1を備えていればよい。
【0105】
非常灯又は誘導灯として機能する照明器具1は、防災用インターフェース71と通信可能に構成される。照明器具1と防災用インターフェース71との間の通信は、無線通信又は有線通信で行われる。防災用インターフェース71は、マルチマネージャ72と通信可能に構成される。防災用インターフェース71とマルチマネージャ72との間の通信は、無線通信又は有線通信で行われる。マルチマネージャ72は、ネットワークNT1を介してサーバ5と通信可能に構成される。マルチマネージャ72は、点検端末6と通信可能に構成される。マルチマネージャ72と点検端末6との間の通信は、無線通信又は有線通信で行われる。なお、無線通信は、無線LAN、Bluetooth、又はZigBeeなどの規格に準拠することが好ましい。有線通信は、器具間通信の専用規格、BACnet、イーサネットなどの有線LAN、またはRS-485などの規格に準拠することが好ましい。
【0106】
上述のように、照明器具1とサーバ5とは、防災用インターフェース71、マルチマネージャ72、及びネットワークNT1を介して互いに通信可能に構成される。また、サーバ5と点検端末6との間は、ネットワークNT1及びマルチマネージャ72を介して互いに通信可能に構成される。
【0107】
ワイヤレス送信器73は、点検者が携行する携行端末である。ワイヤレス送信器73は、点検者が操作する押し釦などの操作部を備えて、点検者の操作によって赤外線又は電波を通信媒体とする無線信号を照明器具1へ送信する。無線信号は、ユーザ点検の指示、及び定期点検の指示などを含む。照明器具1は、無線信号を受信すると、無線信号で指示された内容を実行する。
【0108】
(3)照明器具の構造
以下、点灯システム4に含まれる照明器具1の構造について、
図12A~
図12Cを参照して説明する。本実施形態に係る照明器具1は、例えば、天井材や壁材などの造営材に取り付けられており、停電時に避難用の通路などに照明光を照射する。
【0109】
照明器具1は、
図12A~
図12Cに示すように、本体10と、カバー11と、一対の支持具12とを備える。
【0110】
本体10は、
図12A及び
図12Bに示すように、1つの底面(下面)が開口した有底円筒状に形成されている。本体10の側面に一対の支持具12が取り付けられている。本体10の下端には、外向きに突出する円環状のフランジ100が形成されている。
【0111】
一対の支持具12は、
図12A~
図12Cに示すように、長尺の板ばね状に形成されている。各支持具12は、長手方向の一端部で本体10の側面に固定され、かつ、長手方向の他端部が本体10の底面(上面)に近付く向き(上向き)にたわみ可能に構成されている。つまり、本体10は、天井に設けられた埋込孔内に挿入される一対の支持具12と、本体10の下端面に設けられているフランジ100との間で天井材を挟み込むようにして天井材に支持される。
【0112】
カバー11は、
図12A~
図12Cに示すように、本体10のフランジ100の外径よりも大きい円盤状に形成されている。
図12Bに示すように、カバー11の中央には、円形の窓孔110が設けられている。窓孔110には、光源ユニット2Uのレンズ21が貫通している。カバー11は、一対の取付ばねが取り付けられている。カバー11は、
図12Cに示すように、一対の取付ばねにより、本体10の底面を閉塞する状態で本体10に保持される。
【0113】
本体10には、光源2、電池3、及び点灯装置4A(
図1参照)が取り付けられている。より詳細には、
図12Bに示すように、光源ユニット2U、電池ユニット3U、及び点灯ユニット4Uは、本体10内に収容されている。ただし、電池ユニット3Uは、本体10の底面の開口を通して抜き差し可能に本体10内に収容されている。
【0114】
光源ユニット2Uは、
図12Bに示すように、LEDモジュール20及びレンズ21を備える。LEDモジュール20は、光源2が実装された基板を有し、順方向に電圧が印加されることにより、白色、昼白色又は昼光色などの白色系の照明光を放射する。レンズ21は、LEDモジュール20の前方(下方)に配置され、LEDモジュール20から放射される光を集める。
【0115】
図12Bに示す電池ユニット3Uは、複数の素電池を含む電池3(
図1参照)と、電池3を収容する電池ケースとを有する。電池3は、例えば、ニッケル・水素蓄電池又はニッケル・カドミウム蓄電池である。電池ケースは、合成樹脂などの電気絶縁性を有する材料で箱形に形成されており、複数の素電池を内部に収容する。
【0116】
図12Bに示す点灯ユニット4Uは、点灯装置4A(
図1参照)を有する。点灯装置4Aのモニタランプ48から放射される光は、カバー11に設けられた第1孔111を通してカバー11の前方(下方)に出射される。受信部47は、カバー11に設けられた第2孔112を通して無線信号を受信(受光)する。報知回路43の表示素子431から放射される光は、カバー11に設けられた第3孔114を通してカバー11の前方(下方)に出射される。操作部49の各押釦は、カバー11に設けられた3つの操作孔113と1つずつ対向するように配置されている。
【0117】
(4)変形例
ユーザ点検時の放電電流Ibが一定値(又はほぼ一定値)であれば、指標導出部422は、指標として、電池電圧Vbの大きさを求めてもよい。放電電流Ibが一定値であれば、電池電圧Vbの大きさは、インピーダンスZbに比例する。したがって、劣化判定部423は、インピーダンスZbの代わりに、電池電圧Vbの大きさを指標として用いて、電池3の劣化判定を行うことができる。
【0118】
放電回路44の代わりに、点灯回路41と光源2とで構成された放電回路を用いてもよい。制御回路42A又は42Bは、点灯回路41を制御し、点灯回路41が電池3の放電電力を用いて光源2に点灯電力を供給することで、電池3を放電させる。制御回路42A又は42Bは、点灯回路41を制御することで、電池3の放電電流Ibを調整できる。
【0119】
また、放電回路44の代わりに、制御回路42A又は42Bの制御電源回路を放電回路として用いてもよい。
【0120】
また、上述の実施形態、及び変形例の各構成を適宜組み合わせて、点灯システム4を構成してもよい。
【0121】
(5)まとめ
上述の実施形態に係る第1の態様の点灯システム(4)は、点灯回路(41)と、電圧検出部(421)と、指標導出部(422)と、劣化判定部(423)と、を備える。点灯回路(41)は、電池(3)から供給される電力で光源(2)を点灯させる。電圧検出部(421)は、電池(3)の電池電圧(Vb)を検出して、電池電圧(Vb)の検出値のデータを生成する。劣化判定部(423)は、電池(3)の劣化度合を判定する劣化判定処理を行う。指標導出部(422)は、電池(3)の放電開始によって電池電圧(Vb)が立ち下がる前後における検出値の低下量(ΔVb11)、及び電池(3)の放電電流(Ib)に基づいて、劣化判定処理に用いる指標を求める。劣化判定部(423)は、指標に基づいて劣化判定処理を行う。
【0122】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【0123】
また、実施形態に係る第2の態様の点灯システム(4)では、第1の態様において、指標導出部(422)は、指標を間欠的に求める。そして、劣化判定部(423)は、間欠的に求めた指標の変化量に基づいて電池(3)の劣化度合を判定することが好ましい。
【0124】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【0125】
また、実施形態に係る第3の態様の点灯システム(4)では、第1又は第2の態様において、指標導出部(422)は、指標として、電池(3)のインピーダンス(Zb)を求めることが好ましい。
【0126】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化に高い相関を有する電池(3)のインピーダンス(Zb)を指標とすることで、電池(3)の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【0127】
また、実施形態に係る第4の態様の点灯システム(4)では、第1乃至第3の態様のいずれか1つにおいて、放電電流(Ib)は、一定値に制御されることが好ましい。
【0128】
上述の点灯システム(4)は、指標の導出精度が向上する。
【0129】
また、実施形態に係る第5の態様の点灯システム(4)では、第4の態様において、放電電流(Ib)が一定値であるとみなして、指標導出部(422)は、指標として、電池電圧(Vb)の大きさを求めることが好ましい。
【0130】
上述の点灯システム(4)は、放電電流(Ib)が一定値であれば、インピーダンス(Zb)の代わりに電池電圧(Vb)の大きさを指標とすることで、電池(3)の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【0131】
また、実施形態に係る第6の態様の点灯システム(4)では、第1乃至第5の態様のいずれか1つにおいて、劣化判定部(423)は、指標の増加傾き(Δα(m))を求め、指標の増加傾き(Δα(m))が閾値(K10)以上になれば、電池(3)は寿命末期であると判定することが好ましい。
【0132】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合を容易に判定できる。
【0133】
また、実施形態に係る第7の態様の点灯システム(4)では、第6の態様において、閾値(K10)は、所定期間における指標の増加傾き(K1)に基づく値であることが好ましい。
【0134】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合を精度よく判定できるように、閾値(K10)を設定できる。
【0135】
また、実施形態に係る第8の態様の点灯システム(4)では、第1乃至第5の態様のいずれか1つにおいて、劣化判定部(423)は、指標の増加量(Δβ(m+1))を求め、指標の増加量(Δβ(m+1))が閾値(K20)以上になれば、電池(3)は寿命末期であると判定することが好ましい。
【0136】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合を容易に判定できる。
【0137】
また、実施形態に係る第9の態様の点灯システム(4)では、第8の態様において、閾値(K20)は、所定期間における指標の増加量(Δβ(m))に基づく値であることが好ましい。
【0138】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の劣化度合を精度よく判定できるように、閾値を設定できる。
【0139】
また、実施形態に係る第10の態様の点灯システム(4)は、第1乃至第9の態様のいずれか1つにおいて、劣化判定処理の結果を報知する報知回路(43、61)を更に備えることが好ましい。
【0140】
上述の点灯システム(4)は、点検者などのユーザに判定結果を通知できる。
【0141】
また、実施形態に係る第11の態様の点灯システム(4)では、第10の態様において、報知回路(43、61)は、電池(3)の温度、及び電池(3)の放電履歴の少なくとも1つに基づくタイミングで劣化判定処理の結果を報知することが好ましい。
【0142】
上述の点灯システム(4)は、電池(3)の温度、及び電池(3)の放電履歴の少なくとも1つによる電池(3)の劣化の進行を考慮して、判定結果を通知できる。
【0143】
また、実施形態に係る第12の態様の照明器具(1)は、第1乃至第11の態様のいずれか1つの点灯システム(4A)と、点灯システム(4A)の出力によって点灯する光源(2)と、点灯システム(4A)に光源(2)を点灯させるための電力を供給する電池(3)と、点灯システム(4A)、光源(2)、及び電池(3)が取り付けられる本体(10)と、を備える。
【0144】
上述の照明器具(1)は、電池(3)の劣化度合の判定精度の向上を図ることができる。
【符号の説明】
【0145】
2 光源
3 電池
4、4B 点灯システム
4A 点灯装置
41 点灯回路
421 電圧検出部
422 指標導出部
423 劣化判定部
43 報知回路
61 報知回路
10 本体
Vb 電池電圧
ΔVb11 検出値の低下量
Ib 放電電流
Zb 電池のインピーダンス
Δα(m) 指標の増加傾き
K10 閾値
K20 閾値
K1 指標の増加傾き
Δβ(m) 指標の増加量