特許 7499463 点灯装置、照明装置、及び照明器具

(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】2024-06-06

(45)【発行日】2024-06-14

(54)【発明の名称】点灯装置、照明装置、及び照明器具

(51)【国際特許分類】

   H05B 47/00 20200101AFI20240607BHJP

   F21S 9/02 20060101ALI20240607BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240607BHJP

   H02J 7/34 20060101ALI20240607BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20240607BHJP

   F21Y 115/15 20160101ALN20240607BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20240607BHJP

【ＦＩ】

H05B47/00

F21S9/02 200

H02J7/00 Y

H02J7/34 G

F21Y115:10

F21Y115:15

F21Y115:30

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2020109988

(22)【出願日】2020-06-25

(65)【公開番号】P2022022533

(43)【公開日】2022-02-07

【審査請求日】2023-03-20

(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】山下 浩司

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 敦士

【審査官】野木 新治

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－１４２１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０４０９６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１３９２２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｂ ４７／００

Ｆ２１Ｓ ９／０２

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｈ０２Ｊ ７／３４

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

Ｆ２１Ｙ １１５／１５

Ｆ２１Ｙ １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部電源の停電時に電池の放電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する電圧検出回路と、
前記電圧検出回路の検出結果に基づいて前記電池の管理を行う電池管理部と、を備え、
前記電池管理部は、前記光源の点灯時に、前記電池の放電特性のプラトー領域における前記電池電圧の変化に基づいて、前記電池電圧が電圧閾値に低下するまでに要する放電時間を予測し、前記放電時間の予測結果に基づく報知信号を出力する
点灯装置。

【請求項2】

前記電池管理部は、複数のタイミングのそれぞれにおける前記電池電圧に基づいて、前記電池電圧の変化を予測する予測式を作成し、前記予測式を用いて前記放電時間を予測する
請求項１の点灯装置。

【請求項3】

前記電池管理部は、前記予測式として、前記電池電圧を時間の一次式で表した一次関数の式を作成する
請求項２の点灯装置。

【請求項4】

前記電池管理部は、前記予測式の切片に基づいて、前記電池の劣化度合を判定する
請求項２又は３の点灯装置。

【請求項5】

前記電池管理部は、前記電池電圧の低下の傾きが基準範囲内であれば、前記電池電圧の低下は前記プラトー領域における前記電池電圧の変化であると判定する
請求項１乃至４のいずれか１つの点灯装置。

【請求項6】

前記電池管理部は、前記電圧閾値として、前記プラトー領域における前記電池電圧の値を用いる
請求項１乃至５のいずれか１つの点灯装置。

【請求項7】

前記電池管理部は、前記電池の放電特性のプラトー領域の時間長さに基づいて、前記電池の劣化度合を判定する
請求項１乃至６のいずれか１つの点灯装置。

【請求項8】

前記報知信号を受け取って、前記放電時間の予測結果に基づく報知を行う報知部を更に備える
請求項１乃至７のいずれか１つの点灯装置。

【請求項9】

前記報知部は、前記電池が放電しているときに前記報知を行う
請求項８の点灯装置。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか１つの点灯装置と、
前記光源と、
前記電池と、を備える
照明装置。

【請求項11】

前記電池は、リチウムイオン電池である
請求項１０の照明装置。

【請求項12】

前記電池は、前記光源と別体に構成される
請求項１０又は１１の照明装置。

【請求項13】

請求項１０乃至１２のいずれか１つの照明装置と、
前記点灯装置、前記光源、及び前記電池の少なくとも１つ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、点灯装置、照明装置、及び照明器具に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に記載の残容量推定装置は、Ｎｉ－ＭＨバッテリの残容量を推定する。この残容量推定装置が行う残容量推定方法は、Ｎｉ－ＭＨバッテリの現在の残容量における温度と内圧とを測定することにより、温度に対する内圧の変化率を求める。さらに、該変化率と残容量との間の予め定めた相関関係に基づいて、測定により得られた変化率の値に対応する残容量を求め、その求めた残容量をＮｉ－ＭＨバッテリの現在の残容量として推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平７－６３８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述の残容量推定方法では、電池（Ｎｉ－ＭＨバッテリ）の温度及び内圧をそれぞれ測定するために、圧力センサ及び温度センサを備える必要があった。したがって、上述の残容量推定方法に基づいて電池の放電時間を予測しようとすると、必要な部品の数が多くなるという課題があった。

【0005】

本開示の目的は、部品の数を抑えて電池の放電時間を予測することができる点灯装置、照明装置、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】

【0006】

本開示の一態様に係る点灯装置は、点灯回路と、電圧検出回路と、電池管理部と、を備える。前記点灯回路は、外部電源の停電時に電池の放電電力で光源を点灯させる。前記電圧検出回路は、前記電池の電池電圧を検出する。前記電池管理部は、前記電圧検出回路の検出結果に基づいて前記電池の管理を行う。前記電池管理部は、前記光源の点灯時に、前記電池の放電特性のプラトー領域における前記電池電圧の変化に基づいて、前記電池電圧が電圧閾値に低下するまでに要する放電時間を予測し、前記放電時間の予測結果に基づく報知信号を出力する。

【0007】

本開示の一態様に係る照明装置は、上述の点灯装置と、前記光源と、前記電池と、を備える。

【0008】

本開示の一態様に係る照明器具は、上述の照明装置と、前記点灯装置、前記光源、及び前記電池の少なくとも１つが取り付けられる本体と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

以上説明したように、本開示は、部品の数を抑えて電池の放電時間を予測す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、本開示の実施形態に係る点灯装置を備える照明装置の構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、同上の照明装置が備える電池の放電特性の一例を示す特性図である。

【図3】図３は、同上の点灯装置が行う放電時間の予測処理を説明するための図である。

【図4】図４Ａ～図４Ｄは、同上の点灯装置の報知動作を示す図である。

【図5】図５は、同上の点灯装置による電池の劣化判定処理を説明するための図である。

【図6】図６Ａは、照明器具の上面図である。図６Ｂは、照明器具の下面図である。図６Ｃは、照明器具の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の実施形態は、一般に点灯装置、照明装置、及び照明器具に関する。より詳細に、以下の実施形態は、電池の放電電力を用いて光源を点灯させる点灯装置、照明装置、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】

（実施形態）
（１）照明装置の概略
図１は、本実施形態の点灯装置４を備える照明装置１のブロック構成を示す。照明装置１は、点灯装置４に加えて、光源２と、電池３と、を更に備える。

【0014】

光源２は、少なくとも１つの固体発光素子を備える。例えば、光源２は、複数の固体発光素子として、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が直列接続されたＬＥＤアレイを有する。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。

【0015】

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。本実施形態の電池３は、リチウムイオン電池である。電池３をリチウムイオン電池とすることで、電池３の小型化と大容量化とを両立させることができる。

【0016】

点灯装置４は、外部電源（例えば、商用の電力系統）９から供給される外部電力を用いて、電池３を充電する。また、点灯装置４は、電池３の放電電力を用いて、光源２を点灯させる。

【0017】

（２）点灯装置
（２．１）点灯装置の構成
点灯装置４は、図１に示すように、フィルタ４ａ、コンバータ４ｂ、定電圧回路４ｃ、充電回路４ｄ、第１制御電源回路４ｅ、第２制御電源回路４ｆ、点灯回路４ｇ、電圧検出回路４ｈ、制御回路４ｊ、及び報知部４ｋを備える。

【0018】

コンバータ４ｂは、外部電源（例えば、商用の電力系統）９からフィルタ４ａを介して交流の入力電圧Ｖｉを供給され、交流の入力電圧Ｖｉを直流の第１中間電圧Ｖｄ１に変換する。コンバータ４ｂは、スイッチング電源回路であり、例えば絶縁型のフライバックコンバータなどで構成される。コンバータ４ｂが出力する直流の第１中間電圧Ｖｄ１は、外部電源９から供給される交流の入力電圧Ｖｉの実効値よりも低いことが好ましい。本実施形態の外部電源９は、１００Ｖ系又は２００Ｖ系の商用電力系統である。

【0019】

フィルタ４ａは、外部電源９とコンバータ４ｂとの間の電路において、電流及び電圧に含まれる不要な周波数の成分（ノイズ、及び高調波成分など）を減衰させる。

【0020】

定電圧回路４ｃは、コンバータ４ｂが出力する直流の第１中間電圧Ｖｄ１を、直流の第２中間電圧Ｖｄ２に変換する。定電圧回路４ｃは、第２中間電圧Ｖｄ２の大きさを予め決められた一定値に制御する。

【0021】

充電回路４ｄは、定電圧回路４ｃから第２中間電圧Ｖｄ２を供給され、電池３へ充電電流Ｉｃを流すように構成されている。充電回路４ｄの動作は、制御回路４ｊによって制御される。

【0022】

第１制御電源回路４ｅは、定電圧回路４ｃが出力する第２中間電圧Ｖｄ２を、直流の第１制御電圧Ｖｃ１に変換する。第１制御電源回路４ｅは、スイッチング電源回路又はリニア電源回路で構成され、第２中間電圧Ｖｄ２を第１制御電圧Ｖｃ１に降圧することが好ましい。第１制御電源回路４ｅは、外部電源９が通電し、第２中間電圧Ｖｄ２が生成されているときに、第１制御電圧Ｖｃ１を生成する。第１制御電圧Ｖｃ１は、制御回路４ｊを動作させるために制御回路４ｊに供給される。すなわち、第１制御電圧Ｖｃ１は、外部電源９の通電時に制御回路４ｊを動作させるための制御電圧である。

【0023】

第２制御電源回路４ｆは、電池３の電圧である直流の電池電圧Ｖｂを、直流の第２制御電圧Ｖｃ２に変換する。第２制御電源回路４ｆは、スイッチング電源回路又はリニア電源回路で構成され、電池電圧Ｖｂを第２制御電圧Ｖｃ２に降圧することが好ましい。第２制御電圧Ｖｃ２は、制御回路４ｊを動作させるために制御回路４ｊに供給される。すなわち、第２制御電圧Ｖｃ２は、外部電源９の停電時に制御回路４ｊを動作させるための制御電圧である。

【0024】

なお、本実施形態では、上述の第１制御電圧Ｖｃ１及び第２制御電圧Ｖｃ２の各大きさは等しい。そこで、以降の説明では、制御回路４ｊの制御電圧として、第１制御電圧Ｖｃ１と第２制御電圧Ｖｃ２とを区別しないときは、制御電圧Ｖｃと称す。

【0025】

点灯回路４ｇは、外部電源９の停電時に電池３の放電電力で光源２を点灯させるように構成されている。本実施形態では、点灯回路４ｇは、電池３から供給される直流電流を定電流化し、負荷電流Ｉｏとして光源２に供給する。点灯回路４ｇの動作は、制御回路４ｊによって制御される。

【0026】

電圧検出回路４ｈは、電池電圧Ｖｂを検出し、電池電圧Ｖｂの検出結果を含む電圧検出信号Ｙａを制御回路４ｊへ出力する。例えば、電圧検出回路４ｈは、直列接続された複数の抵抗器を備えて、電池電圧Ｖｂを複数の抵抗器によって分圧した分圧電圧を、電圧検出信号Ｙａとして制御回路４ｊへ出力する。

【0027】

制御回路４ｊは、充放電制御部４１、及び電池管理部４２を備える。制御回路４ｊ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４ｊ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）を含む一乃至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乃至複数の電子回路で構成される。

【0028】

充放電制御部４１は、充電回路４ｄ及び点灯回路４ｇを制御する制御機能、及び外部電源９の停電を検出する停電検出機能を有する。

【0029】

本実施形態では、充放電制御部４１は、第１制御電圧Ｖｃ１を監視し、第１制御電圧Ｖｃ１が所定電圧以上であれば、外部電源９は通電状態であり、第１制御電圧Ｖｃ１が所定電圧未満であれば、外部電源９は停電状態であると判定する。なお、充放電制御部４１は、第１中間電圧Ｖｄ１又は第２中間電圧Ｖｄ２の大きさに基づいて、外部電源９の停電を検出してもよい。

【0030】

そして、充放電制御部４１は、外部電源９が通電状態であれば、点灯回路４ｇの動作を停止し、充電回路４ｄを動作させる。また、充放電制御部４１は、外部電源９が停電状態であれば、充電回路４ｄの動作を停止し、点灯回路４ｇを動作させる。すなわち、点灯装置４は、外部電源９の通電時に、光源２を消灯し、外部電源９から供給される外部電力を用いて電池３を充電する。また、点灯装置４は、外部電源９の停電時に、電池３の充電を停止し、電池３の放電電力によって光源２を点灯させる。

【0031】

また、充放電制御部４１は、照明装置１の点検を指示されると、充電回路４ｄの動作を停止し、点灯回路４ｇを動作させる。すなわち、点灯装置４は、照明装置１の点検時に、電池３の充電を停止し、電池３の放電電力によって光源２を点灯させる。なお、照明装置１の点検は、法令で定められた期間ごとに実施される定期点検、及びユーザによって行われるユーザ点検などがある。

【0032】

電池管理部４２は、電圧検出回路４ｈの検出結果に基づいて電池３の管理を行う電池管理機能を有する。本実施形態の電池管理部４２は、ＡＤ変換機能を有し、アナログの電圧検出信号ＹａにＡＤ変換を施すことで、デジタルの電圧検出信号を生成する。すなわち、電池管理部４２は、サンプリング周期毎に電池電圧Ｖｂのサンプル値を生成する。電池管理部４２は、サンプリング周期毎の複数のタイミングのそれぞれにおける電池電圧Ｖｂのサンプル値に基づいて電池電圧Ｖｂを監視する。そして、電池管理部４２は、光源２の点灯時に、電池電圧Ｖｂの変化に基づいて、電池電圧Ｖｂが電圧閾値に低下するまでに要する放電時間を予測し、放電時間の予測結果に基づく報知信号Ｙｂを報知部４ｋに出力する。

【0033】

報知部４ｋは、報知信号Ｙｂを受け取って、放電時間の予測結果に基づく報知を行う報知機能を有する。例えば、報知部４ｋは、少なくとも１つのＬＥＤを有する表示素子４０１を備え、表示素子４０１の点灯、消灯、又は点滅などによって、報知を行う。

【0034】

（２．２）電池管理部の動作
（２．２．１）放電時間の予測
電池３は、上述のように、外部電源９の通電時に充電され、外部電源９の停電時及び照明装置１の点検時に放電する。電池３には、停電時及び点検時に、規定時間（２０分間、３０分間又は６０分間）に亘って光源２を点灯させ続けるだけの能力が求められる。

【0035】

そこで、電池管理部４２は、光源２の点灯時に、電池電圧Ｖｂの変化に基づいて、電池電圧Ｖｂが電圧閾値に低下するまでに要する放電時間を予測する。

【0036】

本実施形態では、電池３はリチウムイオン電池であり、図２は、電池３の放電特性Ｙｄ（電池電圧Ｖｂの時間変化）を示す。開始時間ｔ０に電池３の放電が開始されると、光源２が消灯状態から点灯状態に移行する。電池電圧Ｖｂは、開始時間ｔ０の直後において急激に低下した後、ほぼ平坦に緩やかに低下する状態がしばらく続き、放電末期になると再び急激に低下する。電池３の放電特性Ｙｄにおいて、電池電圧Ｖｂがほぼ平坦に緩やかに低下する領域を、プラトー領域ＰＲという。プラトー領域ＰＲは、放電による電池電圧Ｖｂの低下傾きが、プラトー領域ＰＲの前後の各領域に比べて小さく、電池電圧Ｖｂがほぼ平坦に低下する領域である。

【0037】

電池管理部４２は、電池電圧Ｖｂの変化特性から、プラトー領域ＰＲを抽出する。具体的に、図３に示すように、上述の放電特性Ｙｄを有する電池３が開始時間ｔ０に放電を開始すると、電池管理部４２は、電圧検出信号ＹａをＡＤ変換して、サンプリング周期毎に電池電圧Ｖｂのサンプル値Ｙｓを生成する。電池管理部４２は、電池電圧Ｖｂのサンプル値Ｙｓに基づいて、電池電圧Ｖｂの変化を監視しており、電池電圧Ｖｂの低下の傾きが基準範囲内であれば、電池電圧Ｖｂの低下はプラトー領域ＰＲにおける電池電圧Ｖｂの変化であると判定する。基準範囲は、新品の電池３のプラトー領域における電池電圧Ｖｂの低下傾きを求め、新品の電池３の低下傾きを含む所定範囲としておく。例えば、照明装置１に新品の電池３が装着された後に、電池管理部４２が電池３の放電特性を測定する。そして、電池管理部４２が、この測定結果に基づいて基準範囲のデータを生成し、基準範囲のデータを制御回路４ｊのメモリに格納する。また、複数の電池３の各放電特性を予め外部の装置で測定し、この測定結果に基づく基準範囲のデータを制御回路４ｊのメモリに格納してもよい。また、電池３の仕様に基づくシミュレーション結果に基づく基準範囲のデータを、制御回路４ｊのメモリに格納してもよい。したがって、電池管理部４２は、電池電圧Ｖｂの低下の傾きからプラトー領域ＰＲを抽出するので、プラトー領域ＰＲを精度よく抽出することができる。

【0038】

そして、電池管理部４２は、プラトー領域ＰＲの始点ｔ１以降において、予め決められた数以上の電池電圧Ｖｂのサンプル値Ｙｓを取得すると、複数のサンプル値Ｙｓに基づいて、電池電圧Ｖｂの変化を予測する予測式を作成する。例えば、電池管理部４２は、複数のサンプル値Ｙｓに直線補間を施すことで、電池電圧Ｖｂを時間の一次式で表した一次関数の式を、予測式Ｆｏ（図３参照）として作成する。予測式Ｆｏは、例えばＶｂ＝αｔ＋βで表される（α、βは定数）。電池管理部４２は、予測式Ｆｏを一次関数の式とすることで、予測式Ｆｏを容易に作成できる。なお、電池管理部４２は、最小二乗法などを用いて複数のサンプル値Ｙｓから求めた近似曲線の式を、予測式としてもよい。

【0039】

次に、電池管理部４２は、予測式Ｆｏを用いて、放電時間Ｔａを予測する。電池管理部４２は、予測式Ｆｏを用いて、放電の開始時間ｔ０から、電池電圧Ｖｂが予め決められた電圧閾値Ｋ１に低下するまでの時間を、放電時間Ｔａとして予測する。電圧閾値Ｋ１のデータは、制御回路４ｊのメモリに格納されている。本実施形態では、電圧閾値Ｋ１は、プラトー領域ＰＲにおける電池電圧Ｖｂの値である。例えば、複数の電池３（複数の電池３のそれぞれは新品であることが好ましい）の各放電特性を予め外部の装置で測定し、この測定結果に基づく代表的なプラトー領域に属する電池電圧Ｖｂの値を、電圧閾値Ｋ１とする。電池管理部４２は、電圧閾値Ｋ１をプラトー領域ＰＲ内の値とすることで、プラトー領域ＰＲにおける電池電圧Ｖｂの変化を抽出できる。

【0040】

上述のように、電池管理部４２は、電池３の放電特性Ｙｄのプラトー領域ＰＲにおける電池電圧Ｖｂの変化に基づいて、放電時間Ｔａを予測する。したがって、電池管理部４２は、放電時間Ｔａを精度よく予測できる。

【0041】

電池管理部４２は、予測した放電時間Ｔａを予め決められた規定時間（２０分間、３０分間又は６０分間）と比較し、比較結果に基づく報知信号Ｙｂを生成する。報知部４ｋは、報知信号Ｙｂに基づいて、表示素子４０１を点灯、消灯、又は点滅させる。図４Ａ～図４Ｄは、表示素子４０１による報知動作の一例を示す。

【0042】

予測した放電時間Ｔａが、規定時間より長い第１時間以上であれば、図４Ａに示すように表示素子４０１は連続消灯する。予測した放電時間Ｔａが、規定時間以上、かつ、規定時間より長い第１時間未満であれば、図４Ｂに示すように表示素子４０１は、比較的長い周期Ｔ１で点滅する。予測した放電時間Ｔａが、規定時間より短い第２時間以上、かつ、規定時間未満であれば、図４Ｃに示すように表示素子４０１は、周期Ｔ１より短い周期Ｔ２で点滅する。予測した放電時間Ｔａが、第２時間未満であれば、図４Ｄに示すように表示素子４０１は、周期Ｔ２より短い周期Ｔ３で点滅する。すなわち、予測した放電時間Ｔａが短い程、表示素子４０１の点滅周期が短くなる。例えば、周期Ｔ１＝４秒、周期Ｔ２＝１秒、周期Ｔ３＝０．５秒である。

【0043】

なお、報知部４ｋは、音声による報知動作を行ってもよい。音声による報知動作は、例えばブザー音の断続動作、又はメッセージ「もうすぐ消灯します。」などである。

【0044】

また、報知部４ｋは、電池３が放電しているときに報知を行うことが好ましい。すなわち、電池管理部４２は、電池３が放電し、光源２が点灯している間に、放電時間Ｔａを予測して、報知信号Ｙｂを生成する。そして、報知部４ｋは、電池３が放電し、光源２が点灯している間に、報知動作を行う。したがって、ユーザは、電池３が放電し切る前に、放電時間Ｔａの予測結果を知ることができる。

【0045】

上述のように、点灯装置４は、電池電圧Ｖｂに基づいて電池３の放電時間Ｔａを予測でき、圧力センサ及び温度センサを備える必要がない。したがって、点灯装置４は、部品の数を抑えて電池３の放電時間Ｔａを予測することができる。

【0046】

また、ユーザは、報知部４ｋの報知動作によって、電池３を用いて規定時間に亘って光源２を点灯可能であるか否かを知ることができる。この結果、ユーザは、電池３の交換準備、及び電池３の交換の必要性を意識できる。

【0047】

また、電池３にリチウムイオン電池を用いることで、ニッケル・水素電池を用いる場合に比べて、プラトー領域における電池電圧Ｖｂの変化量を大きくできる。したがって、電池３にリチウムイオン電池を用いることで、電池管理部４２は、予測式Ｆｏを容易に作成できる。電池３にニッケル・水素電池を用いると、プラトー領域における電池電圧Ｖｂの変化量が小さくなり過ぎて、予測式Ｆｏの作成が困難になる。

【0048】

（２．２．２）電池の劣化判定
図５は、異なる２つの電池３の各放電特性Ｙｄとして、放電特性Ｙｄ１及び放電特性Ｙｄ２を示す。放電特性Ｙｄ１の放電時間ＴａをＴａ１とし、放電特性Ｙｄ２の放電時間ＴａをＴａ２とすると、放電時間Ｔａ２は、放電時間Ｔａ１よりも短い。すなわち、図５においては、放電特性Ｙｄ２を有する電池３は、放電特性Ｙｄ１を有する電池３よりも劣化している。なお、図５では、放電特性Ｙｄ１に対応する電池電圧Ｖｂのサンプル値ＹｓをＹｓ１、放電特性Ｙｄ２に対応する電池電圧Ｖｂのサンプル値ＹｓをＹｓ２で表す。

【0049】

そこで、電池管理部４２は、上述の予測式Ｆｏを用いて、電池３の劣化度合を判定する。具体的に、電池管理部４２は、予測式Ｆｏの切片に基づいて、電池３の劣化度合を判定する。放電特性Ｙｄ１に対応する予測式ＦｏをＦｏ１、放電特性Ｙｄ２に対応する予測式ＦｏをＦｏ２とすると、予測式Ｆｏ１の切片はＶｂ１であり、予測式Ｆｏ２の切片はＶｂ２であり、Ｖｂ１＞Ｖｂ２の関係にある。そして、電池管理部４２は、切片の値が小さい程、電池３の劣化度合が大きい（劣化が進んでいる）と判定する。図５においては、放電特性Ｙｄ２を有する電池３は、放電特性Ｙｄ１を有する電池３よりも劣化している。

【0050】

また、電池管理部４２は、プラトー領域の時間長さに基づいて、電池３の劣化度合を判定してもよい。図５において、放電特性Ｙｄ１のプラトー領域ＰＲはＰＲ１であり、放電特性Ｙｄ２のプラトー領域ＰＲはＰＲ２であり、ＰＲ１の時間長さ＞ＰＲ２の時間長さの関係にある。そして、電池管理部４２は、プラトー領域ＰＲの時間長さが短い程、電池３の劣化度合が大きい（劣化が進んでいる）と判定する。図５においては、放電特性Ｙｄ２を有する電池３は、放電特性Ｙｄ１を有する電池３よりも劣化している。

【0051】

電池管理部４２は、電池３の劣化度合に応じた報知信号Ｙｂを生成する。報知部４ｋは、報知信号Ｙｂに基づいて、表示素子４０１を点灯、消灯、又は点滅させる。この場合、報知部４ｋは、放電時間Ｔａの予測結果の報知動作と、電池３の劣化度合の報知動作とを異ならせる。例えば、報知部４ｋは、表示素子４０１の光色を、放電時間Ｔａの予測結果の報知時と、電池３の劣化度合の報知時とで異ならせる。

【0052】

また、報知部４ｋは、音声による報知動作を行ってもよい。音声による報知動作は、例えばブザー音の断続動作、又はメッセージ「電池が劣化しています。電池を交換して下さい。」などである。

【0053】

したがって、ユーザは、報知部４ｋの報知動作によって、電池３の劣化度合を知ることができる。この結果、ユーザは、電池３の交換準備、及び電池３の交換の必要性を意識できる。

【0054】

（３）照明器具の構造
図６Ａ～図６Ｃに示す照明器具Ｅ１は、集合住宅の各住戸、戸建て住宅、オフィスビル、及び商業施設などの建物に設置された電池内蔵型の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。

【0055】

以下、光源２、電池３、及び点灯装置４を備える照明器具Ｅ１の構造の一例について、図６Ａ～図６Ｃを参照して説明する。本実施形態に係る照明器具Ｅ１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。

【0056】

照明器具Ｅ１は、図６Ａ～図６Ｃ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。

【0057】

本体１０は、図６Ａ及び図６Ｂ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。

【0058】

一対の支持具１２は、図６Ａ～図６Ｃ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。

【0059】

カバー１１は、図６Ａ～図６Ｃ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６Ｂ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６Ｃ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。

【0060】

本体１０には、光源２、電池３、及び点灯装置４（図１参照）が取り付けられている。より詳細には、図６Ｂ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。

【0061】

光源ユニット２Ｕは、図６Ｂ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（図１参照）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。

【0062】

図６Ｂ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、リチウムイオン電池である。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。

【0063】

図６Ｂに示す点灯ユニット４Ｕは、点灯装置４（図１参照）を有する。カバー１１には１つの孔１１１ａ、及び３つの孔１１１ｂが形成されており、点灯装置４の表示素子４０１は、孔１１１ａに対向して配置されている。表示素子４０１から放射される光は、孔１１１ａを通してカバー１１の下方に出射される。３つの孔１１１ｂには、図示しない他の３つの表示素子がそれぞれ対向して配置されている。他の３つの表示素子は、照明器具Ｅ１の光源２を強制点灯させる点検の結果に応じて点灯、消灯、又は点滅する。他の３つの表示素子から放射される光は、３つの孔１１１ｂをそれぞれ通してカバー１１の下方に出射される。なお、照明器具Ｅ１の点検は、法令で定められた期間ごとに実施される定期点検、及びユーザによって行われるユーザ点検などがある。本実施形態では、表示素子４０１の光色は、他の３つの表示素子の光色とは異なることが好ましい。例えば、他の３つの表示素子の光色が緑及び赤であれば、表示素子４０１の光色は、緑及び赤以外の色（例えば青色）になる。

【0064】

（４）変形例
照明器具は、図６Ａ～図６Ｃの照明器具Ｅ１のような光源２、電池３、及び点灯装置４を１つの本体１０に収容した電池内蔵型の防災照明器具に限定されない。照明器具は、光源２及び点灯装置４と電池３とを別体に構成し、点灯装置４は、当該建物に設置されている電池３から電源供給を受けて光源２を非常点灯させる電源別置型の防災照明器具であってもよい。また、制御回路４ｊを本体から分離し、制御回路４ｊは、複数の照明器具のそれぞれの電池３の充電及び放電、並びに光源２の点灯及び消灯を制御してもよい。この場合、制御回路４ｊは、建物毎又は建物のフロア毎に設置されることが好ましい。

【0065】

また、電池３は、特定の種類の二次電池に限定されず、例えばニッケル・水素電池、又は鉛蓄電池であってもよい。

【0066】

また、点灯装置４は、フィルタ４ａ、コンバータ４ｂ、定電圧回路４ｃ、充電回路４ｄ、第１制御電源回路４ｅ、第２制御電源回路４ｆ、点灯回路４ｇ、電圧検出回路４ｈ、温度検出回路４ｉ、及び制御回路４ｊなどの各回路を有する。点灯装置４は、上述の各回路を１つの装置に含む構成、及び複数の装置に各回路を分散させる構成のいずれであってもよい。

【0067】

また、図１では、点灯装置４が報知部４ｋを備える構成を示しているが、点灯装置４以外の機器が報知部の機能を備えていてもよい。例えば、点灯装置４が通信部を備えて、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、又は専用端末などの情報端末へ報知信号Ｙｂを送信してもよい。情報端末は、報知信号Ｙｂに基づいて、放電時間Ｔａの予測結果の報知動作、又は、放電時間Ｔａの予測結果及び電池３の劣化度合の各報知動作を行う。点灯装置４と情報端末との間の通信は、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）などの規格に準拠していることが好ましい。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）の規格に準拠していることが好ましい。なお、無線通信及び有線通信は、専用の通信規格であってもよい。

【0068】

（５）まとめ
上述の実施形態に係る第１の態様の点灯装置（４）は、点灯回路（４ｇ）と、電圧検出回路（４ｈ）と、電池管理部（４２）と、を備える。点灯回路（４ｇ）は、外部電源（９）の停電時に電池（３）の放電電力で光源（２）を点灯させる。電圧検出回路（４ｈ）は、電池（３）の電池電圧（Ｖｂ）を検出する。電池管理部（４２）は、電圧検出回路（４ｈ）の検出結果に基づいて電池（３）の管理を行う。電池管理部（４２）は、光源（２）の点灯時に、電池電圧（Ｖｂ）の変化に基づいて、電池電圧（Ｖｂ）が電圧閾値（Ｋ１）に低下するまでに要する放電時間（Ｔａ）を予測し、放電時間（Ｔａ）の予測結果に基づく報知信号（Ｙｂ）を出力する。

【0069】

上述の点灯装置（４）は、部品の数を抑えて電池（３）の放電時間（Ｔａ）を予測することができる。

【0070】

また、実施形態に係る第２の態様の点灯装置（４）では、第１の態様において、電池管理部（４２）は、複数のタイミングのそれぞれにおける電池電圧（Ｖｂ）に基づいて、電池電圧（Ｖｂ）の変化を予測する予測式（Ｆｏ）を作成することが好ましい。電池管理部（４２）は、予測式（Ｆｏ）を用いて放電時間（Ｔａ）を予測する。

【0071】

上述の点灯装置（４）は、電池電圧（Ｖｂ）のサンプル値（Ｙｓ）に基づいて、予測式（Ｆｏ）を作成できる。

【0072】

また、実施形態に係る第３の態様の点灯装置（４）では、第２の態様において、電池管理部（４２）は、予測式（Ｆｏ）として、電池電圧（Ｖｂ）を時間の一次式で表した一次関数の式を作成することが好ましい。

【0073】

上述の点灯装置（４）は、予測式（Ｆｏ）を容易に作成できる。

【0074】

また、実施形態に係る第４の態様の点灯装置（４）では、第２又は第３の態様において、電池管理部（４２）は、予測式（Ｆｏ）の切片に基づいて、電池（３）の劣化度合を判定することが好ましい。

【0075】

上述の点灯装置（４）は、電池（３）の劣化度合を容易に判定できる。

【0076】

また、実施形態に係る第５の態様の点灯装置（４）では、第１乃至第４の態様のいずれか１つにおいて、電池管理部（４２）は、電池（３）の放電特性（Ｙｄ）のプラトー領域（ＰＲ）における電池電圧（Ｖｂ）の変化に基づいて、放電時間（Ｔａ）を予測することが好ましい。

【0077】

上述の点灯装置（４）は、放電時間（Ｔａ）を精度よく予測できる。

【0078】

また、実施形態に係る第６の態様の点灯装置（４）では、第５の態様において、電池管理部（４２）は、電池電圧（Ｖｂ）の低下の傾きが基準範囲内であれば、電池電圧（Ｖｂ）の低下はプラトー領域（ＰＲ）における電池電圧（Ｖｂ）の変化であると判定することが好ましい。

【0079】

上述の点灯装置（４）は、プラトー領域（ＰＲ）を精度よく抽出することができる。

【0080】

また、実施形態に係る第７の態様の点灯装置（４）では、第５又は第６の態様において、電池管理部（４２）は、電圧閾値（Ｋ１）として、プラトー領域（ＰＲ）における電池電圧（Ｖｂ）の値を用いることが好ましい。

【0081】

上述の点灯装置（４）は、プラトー領域（ＰＲ）における電池電圧（Ｖｂ）の変化を抽出できる。

【0082】

また、実施形態に係る第８の態様の点灯装置（４）では、第５乃至第７の態様のいずれか１つにおいて、電池管理部（４２）は、電池（３）の放電特性（Ｙｄ）のプラトー領域（ＰＲ）の時間長さに基づいて、電池（３）の劣化度合を判定することが好ましい。

【0083】

上述の点灯装置（４）は、電池（３）の劣化度合を容易に判定できる。

【0084】

また、実施形態に係る第９の態様の点灯装置（４）は、第１乃至第８の態様のいずれか１つにおいて、報知信号（Ｙｂ）を受け取って、放電時間（Ｔａ）の予測結果に基づく報知を行う報知部（４ｋ）を更に備えることが好ましい。

【0085】

上述の点灯装置（４）は、電池（３）の交換準備、及び電池（３）の交換の必要性を、ユーザに意識させることができる。

【0086】

また、実施形態に係る第１０の態様の点灯装置（４）では、第９の態様において、報知部（４ｋ）は、電池（３）が放電しているときに報知を行うことが好ましい。

【0087】

上述の点灯装置（４）は、電池（３）が放電し切る前に、放電時間（Ｔａ）の予測結果をユーザに報知することができる。

【0088】

また、実施形態に係る第１１の態様の照明装置（１）は、第１乃至第１０の態様のいずれか１つの点灯装置（４）と、光源（２）と、電池（３）と、を備える。

【0089】

上述の照明装置（１）は、部品の数を抑えて電池（３）の放電時間（Ｔａ）を予測することができる。

【0090】

また、実施形態に係る第１２の態様の照明装置（１）では、第１１の態様において、電池（３）は、リチウムイオン電池であることが好ましい。

【0091】

上述の照明装置（１）は、予測式（Ｆｏ）を容易に作成できる。また、照明装置（１）は、電池（３）の小型化と大容量化とを両立させることができる。

【0092】

また、実施形態に係る第１３の態様の照明装置（１）では、第１１又は第１２の態様において、電池（３）は、光源（２）と別体に構成されることが好ましい。

【0093】

上述の照明装置（１）は、電源別置型の照明装置を構成できる。

【0094】

また、実施形態に係る第１４の態様の照明器具（Ｅ１）は、第１１乃至第１３の態様のいずれか１つの照明装置（１）と、点灯装置（４）、光源（２）、及び電池（３）の少なくとも１つが取り付けられる本体（１０）と、を備える。

【0095】

上述の照明器具（Ｅ１）は、部品の数を抑えて電池（３）の放電時間（Ｔａ）を予測することができる。

【符号の説明】

【0096】

Ｅ１ 照明器具
１ 照明装置
２ 光源
３ 電池
４ 点灯装置
４ｇ 点灯回路
４ｈ 電圧検出回路
４ｋ 報知部
４２ 電池管理部
９ 外部電源
１０ 本体
Ｆｏ 予測式
Ｋ１ 電圧閾値
ＰＲ プラトー領域
Ｔａ 放電時間
Ｖｂ 電池電圧
Ｙｂ 報知信号
Ｙｄ 放電特性

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】