JP5681530B2

JP5681530B2 - 非常用照明器具

Info

Publication number: JP5681530B2
Application number: JP2011046675A
Authority: JP
Inventors: 松▲崎▼　純; 純松▲崎▼; 山下　浩司; 浩司山下; 伸介皆木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2011-03-03
Publication date: 2015-03-11
Anticipated expiration: 2031-03-03
Also published as: JP2012185932A

Description

本発明は、光源として発光ダイオードなどの半導体発光素子を用いる非常用照明器具に関する。

近年、フィラメントを有する電球に変わって、半導体発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称す）を光源として採用する照明器具が普及してきている。ＬＥＤは、従来の電球に比べて寿命が長く、消費電力が小さいという利点があるが、点灯時の発熱量が比較的大きく、ＬＥＤ自身の発熱による温度上昇でＬＥＤの発光効率が低下して、所望の照度が得られないという課題があった。

そこで、ＬＥＤを光源とし、放熱性を向上させた照明装置が提供されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載された照明装置は、光源となるＬＥＤが基板の表面に実装されており、このＬＥＤのリード線に接するように熱伝導性グラファイトが設けられている。ＬＥＤから発生した熱は、熱伝導性グラファイトを介して放熱体及び器具本体に伝えられ、さらに外部に放熱される。これにより、ＬＥＤ及び照明装置の温度上昇を抑制して、ＬＥＤの発光効率の低下を抑制している。

ところで、電球を用いた誘導灯や非常灯などの非常用照明器具では、非常用電源の電源供給時における点灯時間や、その際の床面照度が規定されている。消防法施行規則及び建築基準法施工令に基づいて定められた、社団法人日本照明器具工業会ＪＩＬ５５０１「非常用照明器具技術基準」によれば、１４０℃の雰囲気で３０分間以上、１ｌｘ以上の床面照度を継続維持することが求められる。

この種の非常用照明器具として、光源としてＬＥＤを採用し器具本体に断熱材を備えることで、上述の規定を満足させる非常用照明装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。特許文献２に記載された非常用照明装置は、熱交換媒体を有する熱交換手段が設けられており、ＬＥＤの点灯による発熱は、熱交換媒体によって吸熱され、熱交換手段により外部に放熱される。また熱交換手段及びＬＥＤは、断熱部材により外気と遮断されているので、火災によって周囲の温度が高くなった場合であっても、ＬＥＤの温度上昇を抑制して発光効率の低下を防止している。

特開２００３−１００１１０号公報特開２００６−５４０７７号公報

しかしながら、特許文献１の照明装置では、ＬＥＤの点灯によって発生する熱を外部に放熱するための熱伝導性グラファイトや放熱体が必要であった。また、特許文献２の非常用照明装置では、ＬＥＤの点灯によって発生する熱を外部に放熱するための熱交換手段が必要であった。すなわち、この種の照明器具では、ＬＥＤからの熱を放熱するために照明器具を構成する部品点数が増加し、照明器具の大型化や外観意匠が損なわれるという問題があった。

また、上述のような非常用照明器具には、非常用電源となる蓄電池と、非常用電源を満充電状態に保つための充電回路を搭載する必要がある。この充電回路を構成する電子部品には、電解コンデンサや巻線部品などの電子部品が含まれており、充電回路の温度が高くなると、これらの電子部品の期待寿命が短くなるといった問題もあった。さらには、充電回路の温度が上昇することで蓄電池の温度も上昇し、蓄電池の期待寿命が短くなるといった問題があった。

本発明は、上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、器具の外観意匠を損なうことなく、小型化や長寿命化が可能な非常用照明器具を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願の非常用照明器具では、器具本体と、半導体発光素子からなる光源と、充電可能な非常用電源と、商用電源からの電源供給により前記非常用電源を充電する充電回路と、前記商用電源の停電時に前記非常用電源を電源として前記光源を点灯させる点灯回路とを備え、前記器具本体は、前記光源及び前記充電回路を収納する第１の収納空間と、前記非常用電源及び前記点灯回路を収納する第２の収納空間とを備え、前記器具本体には、前記器具本体の内部の空間を前記第１の収納空間と前記第２の収納空間とに分離し、かつ前記第１の収納空間と前記第２の収納空間とを熱的に分離する隔壁が設けられたことを特徴とする。

この非常用照明器具において前記器具本体は、一端側が開口した筒状のボディと、前記ボディの内面側に形成される空間を分離して前記第１、第２の収納空間を構成する前記隔壁とを備え、前記第１の収納空間に前記開口を設けることが好ましい。

また、光源が表面に実装された回路基板の背面側に、充電回路が配置されることが好ましく、この場合には、回路基板と隔壁との間に放熱部材を介在させ、充電回路を光源の放熱経路の一部としてなることが好ましい。

この非常用照明器具によれば、非常用電源を充電時に発熱する部位と、光源を点灯する際に発熱する部位を効率よく分散でき、器具の外観意匠を損なうことなく、小型化や長寿命化が可能となる。

本願の実施の形態にかかる非常用照明器具を示す概略断面図である。同非常用照明器具の別例を示す概略断面図である。同非常用照明器具の別例を示す概略断面図である。同非常用照明器具のさらに別例を示す概略断面図である。

以下に本願の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態にかかる非常用照明器具は、図１に示すように、天井面に直付けされ、下方の床面を照射領域として設定されている。また本実施の形態にかかる非常用照明器具は、光源１、光源基板２（回路基板）、充電回路基板３、点灯回路基板４、蓄電池５、器具本体１０、及び、カバー１１をその構成要素として備える。なお、以下の説明においては、図１における上下を非常用照明器具の上下として説明を行う。

器具本体１０は、一端側（図１の下側）が開口し、且つ、他端側（同上側）が閉塞した筒状に形成されている。この器具本体１０の下側には、透光性を有する材料で形成されたカバー１１が、開口を覆うようにして取り付けられている。

また器具本体１０は、器具本体１０の内面側に形成される空間を上下方向に分離する隔壁１２が設けられている。この分離された空間のうち、カバー１１側に形成される空間（すなわち、図１の下方側の空間）を収納空間Ｓ１（第１の収納空間）とし、他方側の空間（すなわち、図１の上方側の空間）を収納空間Ｓ２（第２の収納空間）とする。収納空間Ｓ１には、光源１、光源基板２、及び、充電回路基板３が収納され、収納空間Ｓ２には、点灯回路基板４及び蓄電池５が収納される。また収納空間Ｓ１、Ｓ２は、隔壁１２により互いに熱的に分離されている。

光源１は、例えば、複数個のＬＥＤ１ａ（発光ダイオード）により構成されており、光源基板２の表面に実装されている。光源基板２は、アルミニウムや銅などで形成された金属基板が基材として用いられ、光源１が下方側となるように器具本体１０の収納空間Ｓ１に配置されている。また光源基板２は、電線Ｌ２を介して充電回路基板３に電気的に接続されている。この充電回路基板３は、電線Ｌ３を介して点灯回路基板４に電気的に接続されている。而して、光源基板２には、電線Ｌ２、Ｌ３及び充電回路基板３を介して、点灯回路基板４から光源１を点灯させるための点灯電力が入力される。

充電回路基板３は、表面に電解コンデンサや巻線部品などの電子部品が実装されており、これらの電子部品により蓄電池５を充電する充電回路３ａが構成されている。この充電回路３ａは、電線Ｌ１、Ｌ２及び点灯回路基板４を介して商用電源からの電力供給を受けて動作し、商用電源の通電中は微弱な電流を蓄電池５に流し続けることで蓄電池５を満充電に保つトリクル充電方式が用いられる。ここで、蓄電池５は図示しない電線を介して点灯回路基板４に接続されており、充電回路基板３は、電線Ｌ２を介して電源が供給されると、電線Ｌ２及び点灯回路基板４を介して蓄電池５を充電する。

点灯回路基板４には、商用電源の停電時に、蓄電池５を電源とし、光源１を点灯させるための点灯電力を出力する点灯回路４ａが実装されている。この点灯回路基板４からの出力は、電線Ｌ２、充電回路基板３、及び、電線Ｌ３を介して光源基板２に送られ、光源１が点灯する。

蓄電池５は、例えばニッケル水素電池などの二次電池や、電気二重層コンデンサなどの蓄電素子からなり、商用電源からの電力供給が行われない場合に光源１を点灯させるための非常用電源である。この蓄電池５は、上述のように、充電回路基板３によって商用電源からの電力供給がある通常時には満充電状態に保たれている。

本実施の形態にかかる非常用照明器具は、上述のように構成され、商用電源からの電力供給がある通常時には充電回路３ａが動作して蓄電池５が満充電に保たれており、通常時は充電回路３ａを構成する電子部品や蓄電池５が発熱する。このとき、光源１及び点灯回路４ａは停止しているから、光源１や点灯回路基板４は周囲温度とほぼ同じであり、充電回路３ａの熱が電線Ｌ３を介して光源基板２に伝わるから、充電回路３ａによる発熱が光源基板２を介して放熱される。なお、電線Ｌ３は、線径を太くするなどして熱伝導性が高めてある。また、充電回路基板３は収納空間Ｓ１に収納され、蓄電池５は収納空間Ｓ２に収納されており、また収納空間Ｓ１、Ｓ２は互いに熱的に分離されているので、充電回路基板３からの熱が蓄電池５に与える影響を低減することができる。これにより、充電回路基板３に実装された電子部品（充電回路３ａを構成する電子部品）及び蓄電池５の温度上昇が抑制され、これらの電子部品の期待寿命が長くなり、非常用照明器具の寿命を長くすることができる。

また、商用電源の停電時には、充電回路３はその動作を停止し、蓄電池５を非常用電源として点灯回路基板４が動作して、点灯回路基板４から供給される点灯電力により光源１が点灯する。これにより、点灯回路基板４を構成する電子部品や光源１が発熱する。ここで、光源１は収納空間Ｓ１に収納され、点灯回路基板４は収納空間Ｓ２に収納されているので、点灯回路基板４の発熱が光源１に与える影響を低減することができ、光源１の発光効率の低下を抑制して非常用照明器具として必要な光量を保つことができる。

上述のように、本実施の形態にかかる非常用照明器具では、同時に動作するものを熱的に分離された別々の空間に分散配置することで、各回路の温度上昇を抑制することができる。したがって、従来のような放熱部材を減らすことができるので、器具全体を小型化することができ、外観意匠を損なうことなく、また、長寿命化が可能となる。

なお、図２に示すように、光源基板２と充電回路基板３を一体とし（実装基板６）、この１枚の実装基板６の下面側に光源１を配置し、上面側に充電回路３ａを構成する電子部品を実装するようにしてもよい。このようにすれば、実装基板６としてガラスエポキシを基材として用いた場合などで材料費を低減することができ、低コストな非常用照明器具を提供することができる。

この場合には、例えば、図３に示すように、実装基板６と隔壁との間に、例えばシリコーン樹脂などからなる放熱部材７を設けてもよい。ここで器具本体１０は、下面の一部が中央方向に陥没した凹部１０ａを有する箱状に形成されており、凹部１０ａとカバー１１とにより収納空間Ｓ１が形成されている。また、器具本体１０の内側に形成された空間に収納空間Ｓ２が形成されており、収納空間Ｓ１と収納空間Ｓ２とは、凹部１０ａの底面及び側面である隔壁１２により分離されている。このようにすることで、充電回路基板３及び放熱部材７を光源１の放熱経路とすることができ、器具本体１０の凹部１０ａを介して、光源１からの熱を効率よく外部に放熱することができる。また、図１、２に示した非常用照明器具と比べて、電線Ｌ２の線径を細くするなどして実装基板６と点灯回路基板４との熱結合を疎にすれば、発熱量が最も多い光源１を器具本体１０の外側に隔離して放熱効果を高めると同時に、点灯回路基板４の温度上昇を抑制できる。

また、本実施の形態では、天井面に直付けされた非常用照明器具を例に説明を行ったが、例えば、図４に示すように、器具本体１０の後方側が天井面に埋設される埋め込み型の非常用照明器具であってもよい。

１光源
１ａＬＥＤ（半導体発光素子）
２光源基板
３充電回路基板
３ａ充電回路
４点灯回路基板
４ａ点灯回路
５蓄電池（非常用電源）
１０器具本体
１１カバー
１２隔壁

Claims

器具本体と、半導体発光素子からなる光源と、充電可能な非常用電源と、商用電源からの電源供給により前記非常用電源を充電する充電回路と、前記商用電源の停電時に前記非常用電源を電源として前記光源を点灯させる点灯回路とを備え、
前記器具本体は、前記光源及び前記充電回路を収納する第１の収納空間と、前記非常用電源及び前記点灯回路を収納する第２の収納空間とを備え、
前記器具本体には、前記器具本体の内部の空間を前記第１の収納空間と前記第２の収納空間とに分離し、かつ前記第１の収納空間と前記第２の収納空間とを熱的に分離する隔壁が設けられたことを特徴とする非常用照明器具。
前記器具本体は、一端側が開口した筒状のボディと、前記ボディの内面側に形成される空間を分離して前記第１、第２の収納空間を構成する前記隔壁とを備え、前記第１の収納空間に前記開口が設けられたことを特徴とする請求項１記載の非常用照明器具。
前記光源が表面に実装された回路基板の背面側に、前記充電回路が配置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の非常用照明器具。
前記回路基板と前記隔壁との間に放熱部材を介在させ、前記充電回路を前記光源の放熱経路の一部としてなることを特徴とする請求項３記載の非常用照明器具。