照明装置
【課題】省エネルギーで効率のよい照明を行うことができて、蓄電池の容量の目減りを抑制することができる照明装置を提供する。
【解決手段】日が暮れた直後でまだ周辺が明るい時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定して、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。そして、周辺が暗くなると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させ、人々に安心感を与えている。更に、夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。
【解決手段】日が暮れた直後でまだ周辺が明るい時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定して、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。そして、周辺が暗くなると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させ、人々に安心感を与えている。更に、夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昼間に太陽電池の発電電力により蓄電池を充電し、夜間に蓄電池の放電電力により照明を行なう照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
街路灯や常夜灯などの照明装置は、道路わき、公園、庭園等に設置されて、夜間になると点灯し、その周辺を照明する。この種の照明装置としては、商用交流電源の電力により点灯するものだけではなく、太陽電池と蓄電池を組み合わせてなる電源により点灯するものがある。
【０００３】
後者の太陽電池と蓄電池を利用する照明装置は、地震等の災害により商用交流電源が停電しても、点灯が可能であるという利点を有する。尚、前者の商用交流電源を利用する照明装置にも、停電時の点灯を可能にするために蓄電池を備えるものがある。
【０００４】
更に、この種の照明装置を住宅地周辺に設置する場合は、住民が就寝する頃になると点灯を停止するという光害対策を行なうこともある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、太陽電池と蓄電池を利用する照明装置が開示されている。ここでは、公園などに設置される照明装置を想定しており、通常は、昼間に太陽電池の発電電力により蓄電池を充電し、夜間に蓄電池の放電電力により照明を行っている。また、無日照の日々が連続し、蓄電池の放電による夜毎の照明が繰り返されることにより、蓄電池の電力量が５０％程度に減って、蓄電池が過放電状態になったときには、夜の照明を停止して、蓄電池の寿命の低下を防止している。
【０００６】
更に、この照明装置では、地震を検出する地震センサを設けており、地震センサにより地震が検出されると、地震発生直後の一夜に限り、蓄電池が５０％程度の過放電状態であっても、更に蓄電池の電力量が７０〜８０％程度に減るまで、夜間を通しての照明を行い、避難場所などの目印としての役割を果たしている。
【特許文献１】特開平１０−１２０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、地震が検出された非常時には、照明が必ず行われるものの、この非常時の照明態様と通常時の照明態様とが同一であって、両者の間に差違が全くなかった。このため、非常時を優先して、十分な照明を設定したならば、通常時の照明が過剰となって、蓄電池の電力が浪費されてしまった。逆に、通常時を優先して、実用上差し支えない程度に照明を抑えたならば、非常時の照明が不十分になった。
【０００８】
また、この種の照明装置は、その消費電力を抑えるために、日の出まで点灯されずに、夜の１２時位までで消灯されるケースが多い。ところが、人々の生活が夜型にシフトする傾向にあるため、照明装置の点灯をより長時間行って、防犯効果を向上させることが要求されていた。更に、災害時に蓄電池の電力消費量を抑えつつ、照明装置をより長時間点灯することも要求されていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、省エネルギーで効率のよい照明を行うことができて、蓄電池の容量の目減りを抑制することができ、非常時においては目印としての役割を十分に果たすことができ、人々からの期待を裏切ることがない照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、照明部と、この照明部に電力を供給する蓄電池と、この蓄電池に充電電力を供給する太陽電池と、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御する制御部とを備えた照明装置において、前記制御部は、日没を判定する判定手段を有し、この判定手段により日没が判定されると、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御することにより、前記照明部を点灯させ、この日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を調節している。
【００１１】
また、本発明においては、前記制御部は、日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を通常照度及び該通常照度よりも低い低照度のいずれかに設定している。
【００１２】
更に、本発明においては、前記制御部は、日没からの経過時間が一定時間に達するまでは、前記照明部の照度を低照度に設定し、この後に該照明部の照度を通常照度に設定している。
【００１３】
また、本発明においては、前記制御部は、前記照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定した後に、他の一定時間が経過すると、該照明部の照度を通常照度から低照度に再び切替え設定している。
【００１４】
更に、本発明においては、前記判定手段は、前記太陽電池の出力に基づいて日没を判定している。
【００１５】
また、本発明においては、地震を検出する地震センサを備え、前記制御部は、前記地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている。
【００１６】
更に、本発明においては、前記判定手段は、日の出を判定し、前記制御部は、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている状態を、前記判定手段により日の出が検出されたタイミングで終了している。
【００１７】
また、本発明においては、照明部の光源は、ＬＥＤランプである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の照明装置によれば、蓄電池の放電を極力抑えるために、日没からの経過時間に応じて照明部の照度（照明部への供給電力）を調節している。
【００１９】
例えば、日没からの経過時間に応じて、照明部の照度を通常照度に設定したり（標準モードと称す）、照明部の照度を該通常照度よりも低い低照度に設定している（省エネモードと称す）。
【００２０】
日没直後は、まだ空がうっすらと明るく、周囲も完全には暗くならないので、あまり高い照度の照明を必要としない。そこで、日没から一定時間までは、省エネモードを設定して、蓄電池の放電を抑えながら照明を行う。
【００２１】
そして、日没から一定時間以上が経ち、周辺が完全に暗くなったときには、省エネモードから標準モードへと切替え設定し、蓄電池から照明部へと十分な電力を供給して、十分な照明を行い、人々に安心感を与える。
【００２２】
更に、夜が完全に深まり、人々の活動が終わろうとするときには、標準モードから省エネモードへと再び切替え設定して、蓄電池の放電を抑えながら辺りを照明し、防犯効果を維持する。この種の従来の照明装置では、真夜中の人が少ない時間帯になると、消灯されることが多く、防犯効果を全く期待することができなかった。これに対して本発明では、標準モードから省エネモードへと再び切替え設定しているので、蓄電池の放電を抑えながら長時間の照明を行うことができるようになり、防犯の役割を存分に果たすことができる。
【００２３】
尚、省エネモード及び標準モードのそれぞれの時間を変更可能にして、様々な用途に応じることができる様にしても良い。
【００２４】
日没の判定は、太陽電池の出力に基づいて行うことができる。勿論、日没や日の出の判定専用の光センサを用いたり、時刻を基準にして日没や日の出を判定しても良い。
【００２５】
また、地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、標準モードを設定しているので、非常時の照明が不足する様なことはない。
【００２６】
そして、この非常時の照明を日の出のタイミングで終了している。これにより、周囲の人々に違和感を与えずに済む。
【００２７】
また、照明部の光源として、消費電力が低いＬＥＤランプを用いている。このＬＥＤランプの印加電圧を日没直後と深夜に制御して、消費電力を抑えた省エネモードで点灯させ、効率のよい照明を行うことができる。更に、太陽電池と蓄電池の組み合わせからなる電源の電力を有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の照明装置の実施形態１を示す斜視図である。本実施形態の照明装置１は、道路わき、公園、庭園等に設置されて、夜間になると点灯し、その周辺を照明する。
【００３０】
この照明装置１では、支柱２の上部に照明部３及び太陽電池５を設け、支柱２内に複数の蓄電池６及び充放電ユニット７を縦に並べて収容し、支柱２内の下部に地震センサ８を配置している。充放電ユニット７は、制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを備えており、太陽電池５の発電電力を各蓄電池６に充電したり、各蓄電池６の電力を照明部３に供給して、照明部３を点灯させる。地震センサ８は、例えば鋼球を利用した周知の水平感震センサである。
【００３１】
支柱２は、厚さ２ｍｍのステンレス鋼板を板金加工して形成したものであり、四角柱状の中空である。また、ベースプレート１１及び各補強板１２は、ステンレス鋼板を切断加工したものである。
【００３２】
支柱２をベースプレート１１の孔１１ａに通して、支柱２の下端より１ｍの箇所にベースプレート１１を固定し、支柱２の各側壁とベースプレート１１を４個の補強板１２により連結して、支柱２にベースプレート１１を強固に取り付けている。支柱２、ベースプレート１１、及び各補強板１２は、溶接もしくはネジ止めにより相互に固定される。
【００３３】
支柱２の上部は、折れ曲がっており、折り曲げられた箇所の上側が傾斜頭部２ａとなり、下側が垂直胴部２ｂとなっている。
【００３４】
照明部３は、傾斜頭部２ａの３個のＬＥＤランプ２１ａからなる第1ランプユニット２１と、同じく傾斜頭部２ａの３個のＬＥＤランプ２２ａからなる第２ランプユニット２２とを備える。各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａは、同一構造であり、図２に示す様に１８個のＬＥＤ２３を基板２４上で円や多角形のラインに沿って幾何学的に配列し、各ＬＥＤ２３及び基板２４を散光球体２５により覆い、散光球体２５の開口端２５ａに口金２６を固定したものである。各ＬＥＤ２３は、基板２４の配線パターンにより相互に接続され、更に基板２４を介して口金２６に接続されている。散光球体２５は、例えばガラス球体の表面に散光性粒子を塗布したものであり、各ＬＥＤ２３からの光を散乱させる。各ＬＥＤ２３は、例えば半値全幅が１０度程度であり、照明方向の指向性が狭いものの、それらの光が散光球体２５により散乱される。このため、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａとしての指向性は広くなる。
【００３５】
支柱２の傾斜頭部２ａの下側壁板２ｃに６つの円形の孔２７を設け、各孔２７の奥にそれぞれのソケット（図示せず）を配列し固定している。各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａを各孔２７に通して、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａの口金２６をそれぞれのソケットに差し込んで接続し、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａの全てのＬＥＤ２３を各ソケットに接続する。
【００３６】
この状態では、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａは、２０乃至３０度で傾斜している傾斜頭部２ａに対して直交する方向に向き、支柱２の前方近傍に向く。従って、照明部３は、第1及び第２ランプユニット２１、２２により支柱２の前方近傍を照明する。
【００３７】
また、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａが１８個のＬＥＤ２３からなることから、照明部３の消費電力が数Ｗ程度に過ぎず、消費電力を低減することができる。このため、各蓄電池６として、２乃至６個の１２Ｖ長寿命蓄電池を適用すれば、太陽電池５と各蓄電池６との組み合わせからなる電源により、日照時間が殆ど無くても、５乃至１０日にわたって、照明部３を点灯させることが可能になる。このため、照明装置１は、単なる照明としてだけではなく、案内灯、保安灯、地震等の災害時の非常灯などの役目も果たすことができる。
【００３８】
太陽電池５は、支持枠４１により支持されており、この支持枠４１が支柱２の垂直胴部２ｂ上端に突設されたシャフト４２により回転自在に支持されている。
【００３９】
図３は、太陽電池５、支持枠４１、及びシャフト４２等を示す断面図である。太陽電池５は、２０乃至３０年の耐用期間を持つものであり、例えば単結晶又は多結晶の太陽電池セルを太陽光透過率の高い強化ガラス裏面に実装支持し、耐候性白色フィルムを貼り合わせて、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）やシリコーン樹脂等により補強し、更にコネクタボックス５ａを取り付けたものである。支持枠４１は、ステンレス鋼を板金加工して形成されたものであり、太陽電池５の縁を引っ掛けて支持している。また、支持枠４１の中央部が下方に膨らんで中空となっており、太陽電池５並びに支持枠４１の構造強度を増すと共に、デザイン的にも変化を設けている。ここに太陽電池５のコネクタボックス５ａが収納されている。更に、支持枠４１裏面には、太陽電池５の受光面に対して７０度〜４５度傾けて筒状のシャフト受け４３を突設している。
【００４０】
支持枠４１は、その裏面のシャフト受け４３を支柱２の垂直胴部２ｂ上端のシャフト４２に嵌め込むことにより回転自在に支持される。受光面に対して７０度の状態では、太陽電池５の受光面が水平方向に対して２０度傾く。この２０度の傾きは、山影、至近の建物、構造物等により受光障害が多く発生するなど照明装置１の設置環境が悪く、太陽からの直接光が支柱２の上部の太陽電池５に殆ど入射しないときに、この直接光に代わって、空からの間接光を太陽電池５により多く入射させるために設定される。
【００４１】
また、照明装置１の設置環境が良く、太陽からの直接光が支柱２上部の太陽電池５に入射するときには、太陽電池５の受光面を水平方向に対して略３５度傾けるのが良い。
【００４２】
冬季多少の積雪がある地域、及び年間を通してのもしくは１２月や１月等の日射量が極端に少ない地域などでは、積雪の滑雪効果も増大する略４５度傾けるのが良い。
【００４３】
更に、支持枠４１を回転させて、太陽電池５による発電電力が最も大きくなる様に太陽電池５を南の方向近辺に向ける。
【００４４】
次に、太陽電池５、各蓄電池６、充放電ユニット７、及び地震センサ８について述べる。
【００４５】
図４は、太陽電池５、各蓄電池６、充放電ユニット７の制御部７ａとＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂ、及び地震センサ８を概略的に示すブロック図である。ここで、太陽電池５の発電電力は、制御部７ａに供給される。制御部７ａは、太陽電池５の発電電力を各蓄電池６に充電する。また、日没後には、太陽電池５の発電電圧Ｖａが低下することから、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知し、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加し、照明部３を点灯させる。更に、制御部７ａは、日没からの経過時間を計時し、この経過時間に応じて照明部３の照度を調節して、消費電力を抑える。
【００４６】
図５は、充電ユニット７の制御部７ａによる照明部３の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【００４７】
制御部７ａは、日没になると照明部３を点灯している。また、各蓄電池６の放電を極力抑えるために、日没からの経過時間に応じて照明部３の照度（照明部３への供給電力）を調節している。例えば、日没からの経過時間に応じて、照明部３の照度を通常照度に設定したり（標準モードＳ2と称す）、照明部３の照度を該通常照度よりも低い低照度に設定している（省エネモードＳ1と称す）。
【００４８】
この照明部３の照度（照明部３の供給電力）の調節は、例えば照明部３の第１及び第２ランプ２１、２２を共に点灯させたり、第１ランプ２１のみを点灯させかつ第２ランプ２２を消灯させることにより行うことができる。あるいは、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから照明部３へと供給されるパルス状電圧のデューティ比を調節することにより行うことができる。
【００４９】
さて、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知すると、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加して、照明部３を点灯させる。そして、制御部７ａは、日没の時点Ｔ31からの経過時間（照明部３の点灯時間）を計時し、この計時した経過時間が一定時間に達して、時点Ｔaとなるまでは、すなわち日が暮れた直後でまだ周辺が明るく強い照明が必要でない時点Ｔ31〜時点Ｔaの時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定し、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑える。
【００５０】
次に、制御部７ａは、日没から計時した経過時間が一定時間に達して、時点Ｔaになると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させる。これにより、周辺が暗くなっても、照明装置１の照度が増大して、照明装置１の周囲が明るくなり、人々に安心感が与えられる。ただし、照明部３の消費電力が増大し、各蓄電池６の放電量も増大する。
【００５１】
更に、制御部７ａは、時点Ｔaから他の一定時間が経過して、時点Ｔbとなると、この時点Ｔbより時点Ｔ32に達するまでは、すなわち夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時点Ｔb〜時点Ｔ32の時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑える。
【００５２】
そして、制御部７ａは、時点Ｔ32以降で照明部３を消灯させ、無駄な電力の消費を防止している。
【００５３】
この様に日が暮れた直後でまだ周辺が明るい時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定して、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。そして、周辺が暗くなると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させ、人々に安心感を与えている。更に、夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。
【００５４】
尚、照明装置１の保安灯や非常灯としての役目を重視する場合は、明け方近くまで、蓄電池５の残存電力が一定値を下回らない範囲で、省エネモードＳ1での照明を継続しても良い。
【００５５】
あるいは、省エネモードＳ1の照明が行われる時点Ｔ31〜時点Ｔaまでの時間帯及び時点Ｔb〜時点Ｔ32までの時間帯や、標準モードＳ2での照明が行われる時点Ｔa〜時点Ｔbまでの時間帯は、使用用途に合わせて変更してもよい。また、照明部３の消灯を日の出の時点Ｔ33まで延長することによって、照明部３を終夜点灯させることもできる。日の出の判定は、日没と同様に、太陽電池５の発電電圧に基づいて行えば良い。
【００５６】
次に、地震が発生した非常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を述べる。
【００５７】
通常時には、図５のタイミングチャートに示す点灯及び照度の制御を行っていても、地震が発生した非常時には、図５の点灯及び照度の制御の代わりに、図６のタイミングチャートに示す点灯及び照度の制御を行う。
【００５８】
すなわち、制御部７ａは、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したか否かを判定し、地震が発生したと判定すると、図５のタイミングチャートに示す点灯制御の代わりに、図６（ｂ）〜（ｅ）のいずれかのタイミングチャートに示す点灯制御を行う。
【００５９】
図６（ａ）は日没から日の出までを示すタイミングチャートであり、また図６（ｂ）〜（ｅ）は地震発生の様々なタイミングに応じたそれぞれの制御過程を示している。
【００６０】
まず、図６（ｂ）に示す様に日中の時点Ｔ41に地震が発生したものとする。この場合は、制御部７ａは、日中の時点Ｔ41で、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定する。そして、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知すると、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加して、照明部３を点灯させ、標準モードＳ2を設定する。更に、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止して、照明部３を消灯させる。
【００６１】
また、図６（ｃ）に示す様に照明部３の照明が終了した時点Ｔ32以降であってかつ日の出前の時点Ｔ41に地震が発生した場合は、制御部７ａは、時点Ｔ41で、震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定し、このときに太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下であることから、各蓄電池６から照明部３への電力供給を開始して、照明部３を点灯させ、標準モードＳ2を設定する。そして、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止して、照明部３を消灯させる。
【００６２】
更に、図６（ｄ）又は（ｅ）に示す様に標準モードＳ2又は省エネモードＳ1での照明が行われている夜間の時点Ｔ41に地震が発生した場合は、制御部７ａは、この夜間の時点Ｔ41で、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定し、標準モードＳ2を継続設定するか、あるいは省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定する。そして、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止する。
【００６３】
従って、地震が起きた場合は、標準モードＳ2での照明が行われることになる。このため、照明装置１は、案内灯、保安灯、地震等の災害時の非常灯などの役目も果たすことができる。
【００６４】
また、地震が起きたときには、停電が数日に及ぶことがある。このため、制御部７ａは、地震発生の日と同様に、例えば翌々日の日没から日の出まで標準モードＳ2での照明を行う。これにより、地震発生の非常時には、照明装置１による明るい夜間照明が３日続けられることになり、人々に与える印象が大きくなり、照明装置１の避難場所などの目印としての役割を十分に果たすことができる。例えば、照明装置１が公園に設置されている場合は、多くの人々に対して公園が避難場所であることを知らせることができる。
【００６５】
次に、各蓄電池６から照明部３への電力供給の制御を説明する。
【００６６】
照明装置１では、照明部３の点灯及び照度を制御するだけではなく、各蓄電池６の充電状態に応じて各蓄電池６から照明部３への電力供給を制御し、各蓄電池６の過放電や寿命の低下を防止している。
【００６７】
制御部７ａは、各蓄電池６の電圧Ｖｂと、図７に示す様な予め設定された満充電電圧Ｖ０、第１過放電電圧Ｖ１、第２過放電電圧Ｖ２、及び第３過放電電圧Ｖ３とを比較し、この比較結果に基づいて各蓄電池６の充電もしくは放電状態を管理しつつ、各蓄電池６の寿命の低下を防止している。
【００６８】
例えば、昼間に、太陽電池５から各蓄電池６への充電が無制限に行われると、各蓄電池６が過充電状態となって、各蓄電池６の寿命が低下することがある。このため、充制御部７ａは、各蓄電池６が満充電状態となって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが上昇して満充電電圧Ｖ０に達すると、各蓄電池６の充電を停止して、各蓄電池６の寿命の低下を防止している。
【００６９】
また、夜間に、各蓄電池６から照明部３への電力供給が無制限に行われると、各蓄電池６の過放電状態が進行して、各蓄電池６の寿命が低下する。このため、充制御部７ａは、各蓄電池６が５０％程度の過放電状態となり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが低下して第１過放電圧Ｖ１に達すると、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を停止する。これにより、各蓄電池６の過放電状態を抑えて、各蓄電池６の寿命の低下を防止することができる。
【００７０】
また、地震が検出された非常時には、照明装置１の照明が必要であって、このときの照明が各蓄電池６の寿命低下よりも優先される。このため、充制御部７ａは、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したと判定すると、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１に達しても、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を継続して、照明部３を点灯させる。
【００７１】
更に、地震が検出された非常時に、例えば消費電力が比較的多くなる標準モードＳ2での照明部３の照明を行っている状態では、各蓄電池６の電力供給量が多く、照明装置１の照明期間が短くなってしまう。このため、制御部７ａは、各蓄電池６が４０％程度の過放電状態となって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１よりも低い第２過放電電圧Ｖ２に達すると、照明部３の第２ランプユニット２２のみを消灯して、照明部３の照度を通常よりも低く抑える。これにより、非常時の照明部３の消費電力が低減され、照明装置１の照明期間を延長させることができる。
【００７２】
そして、制御部７ａは、各蓄電池６から照明部３への電力供給が続行されて、各蓄電池６が２０％程度の過放電状態となり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２よりも低い第３過放電電圧Ｖ３に達すると、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を停止させ、照明部３を消灯させる。これにより、非常時であっても、各蓄電池６の過放電状態に限度が与えられ、各蓄電池６の再充電が可能になる。
【００７３】
次に、充放電ユニット７の制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの構成と動作を更に詳述する。
【００７４】
図８は、制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂとその周辺を概略的に示す回路図である。図８に示す様に太陽電池５の正極及び負極を制御部７ａの各端子Ａ、Ｇにそれぞれ接続し、各蓄電池６の正極及び負極を制御部７ａの各端子Ｂ、Ｇにそれぞれ接続し、太陽電池５の負極、各蓄電池６の負極、及び端子Ｇを接地している。制御部７ａでは、各端子Ａ、Ｂ間にＦＥＴＱ１と逆電流防止用のダイオードＤ１を直列接続して挿入しており、ＦＥＴＱ１を充電回路７１によりオンオフ制御して、各蓄電池６を充電しつつ、各蓄電池６の過充電を防止する。
【００７５】
また、照明部３の第１ランプユニット２１の正極をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの出力端子Ｄに接続し、第１ランプユニット２１の負極を制御部７ａの端子Ｅ、電流制限抵抗Ｒ１−１、及び端子Ｇを介して接地している。また、照明部３の第２ランプユニット２２の正極をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの出力端子Ｄに接続し、第２ランプユニット２２の負極を制御部７ａの端子Ｆ、電流制限抵抗Ｒ１−２、ＦＥＴＱ３、及び端子Ｇを介して接地している。制御部７ａでは、ＦＥＴＱ２を端子ＧとＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの入力端子Ｃ間に挿入しており、ＦＥＴＱ２を点灯消灯回路７２によりオンオフ制御して、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから第１及び第２ランプユニット２１、２２への電力供給を制御し、第１及び第２ランプユニット２１、２２を点灯させたり消灯させ、日没から一定時間の点灯、地震発生の非常時の点灯、地震が発生していない通常時の点灯状態で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１よりも低くなったときの消灯、及び地震発生の非常時の点灯状態で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電圧Ｖ３よりも低くなったときの消灯等を行なう。
【００７６】
尚、電流制限抵抗Ｒ１−１は、第１ランプユニット２１の電流検出用の抵抗としても用いられる。第１及び第２ランプユニット２１、２２は、同一構成であって、同一電流が流れるため、第１ランプユニット２１の電流を検出すれば、第２ランプユニット２２の電流も分かる。
【００７７】
更に、制御部７ａでは、ＦＥＴＱ３を照度回路７３によりオンオフ制御しており、地震発生の非常時に各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電圧Ｖ２よりも低くなると、第２ランプユニット２２を消灯する。
【００７８】
図９は、制御部７ａの充電回路７１を示す回路図である。また、図１０は、充電回路７１における各信号を示すタイミングチャートである。図９及び図１０を参照しつつ、充電回路７１の動作を説明する。
【００７９】
ここでは、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ３、Ｒ４により分圧し、抵抗Ｒ４の端子電圧を比較器ＣＭＰ１の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２を調節することにより、比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０に達したときの抵抗Ｒ４の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ１は、抵抗Ｒ４の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０に達したか否かを判定することができる。
【００８０】
さて、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０未満のときには、比較器ＣＭＰ１の出力がハイレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｓ端子入力がハイレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がローレベルに維持される。このＱ端子出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ１がオンとなり、太陽電池５から各蓄電池６への電流経路が導通し、各蓄電池６が充電される。
【００８１】
時点Ｔ１で、各蓄電池６が満充電状態になり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０以上になると、比較器ＣＭＰ１の出力がローレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｓ端子入力がローレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになる。
【００８２】
ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになると、図８のＦＥＴＱ１がオンからオフに切り換わって、太陽電池５から各蓄電池６への電流経路が遮断される。これにより、各蓄電池６の充電が停止され、各蓄電池６の過充電が防止される。
【００８３】
また、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになると、発振器ＯＳＣ１の／ＲＳ端子入力もハイレベルになる。これに応答して発振器ＯＳＣ１は、一定周期のパルス信号の出力を開始する。そして、カウンターＣＮＴ１は、発振器ＯＳＣ１からのパルス信号をバイナリーカウントする。
【００８４】
次に、時点Ｔ２で、カウンターＣＮＴ１によりバイナリーカウントされている２進数計数値が予め設定された値、例えば８１９２（＝２14-1）に達すると、カウンターＣＮＴ１は、Ｑ１４端子出力をハイレベルにする。
【００８５】
カウンターＣＮＴ１のＱ１４端子出力がハイレベルになると、ノット回路ＮＯＴ１の出力がローレベルになり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｒ端子入力がローレベルになって、ＲＳフリップフロップＦＦ１がリセットされ、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がローレベルになる。これに伴ってＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｑ端子出力がハイレベルになり、この／Ｑ端子出力のハイレベルによりカウンターＣＮＴ１がリセットされ、カウンターＣＮＴ１のＱ１４端子出力がローレベルに戻り、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｒ端子入力がハイレベルに戻る。これにより、充電回路７１が元の状態に戻される。
【００８６】
以降同様に、各蓄電池６が満充電状態であって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０以上であれば、カウンターＣＮＴ１による発振器ＯＳＣ１のパルス信号の計数期間だけ、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルに維持されて、図８のＦＥＴＱ１がオンからオフに切り換わり、各蓄電池６の充電が停止され、各蓄電池６の過充電が防止される。
【００８７】
尚、各蓄電池６の充電が停止される期間は、発振器ＯＳＣ１の発振周期もしくはカウンターＣＮＴ１のどの出力端子から検出するかを設定することにより調節することができる。
【００８８】
図１１は、制御部７ａの点灯消灯回路７２を示す回路図である。また、図１２及び図１３は、点灯消灯回路７２における各信号を示すタイミングチャートである。図１１、図１２、及び図１３を参照しつつ、点灯消灯回路７２の動作を説明する。
【００８９】
ここでは、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ７、Ｒ８により分圧し、抵抗Ｒ８の端子電圧を比較器ＣＭＰ２の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ６を調節することにより、比較器ＣＭＰ２の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１に達したときの抵抗Ｒ８の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ２は、抵抗Ｒ８の端子電圧と可変抵抗器Ｒ６により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１に達したか否かを判定することができる。
【００９０】
また、太陽電池５の発電電圧Ｖａを各抵抗Ｒ１０、Ｒ１１により分圧し、抵抗Ｒ１１の端子電圧を比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１２を調節することにより、比較器ＣＭＰ３の反転入力端子の電圧レベルを太陽電池５の発電電圧Ｖａが日没後の電圧まで低下したときの抵抗Ｒ１１の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ３は、可変抵抗器Ｒ１２により設定された電圧と抵抗Ｒ１１の端子電圧を比較して、日没後か否かを判定することができる。
【００９１】
更に、地震センサ８の検出出力をローパスフィルタＬＰＦを介して比較器ＣＭＰ４の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１５を調節することにより、比較器ＣＭＰ４の反転入力端子の電圧レベルを地震センサ８により地震が検出されたときのローパスフィルタＬＰＦの出力レベルよりも僅かに高く設定している。従って、比較器ＣＭＰ４は、可変抵抗器Ｒ１５により設定された電圧とローパスフィルタＬＰＦの出力レベルを比較して、地震が発生したか否かを判定することができる。
【００９２】
また、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ２２、Ｒ２３により分圧し、抵抗Ｒ２３の端子電圧を比較器ＣＭＰ６の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２１を調節することにより、比較器ＣＭＰ６の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したときの抵抗Ｒ２３の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ６は、抵抗Ｒ２３の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２１により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したか否かを判定することができる。
【００９３】
また、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ２２、Ｒ２３により分圧し、抵抗Ｒ２３の端子電圧を比較器ＣＭＰ６の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２１を調節することにより、比較器ＣＭＰ６の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したときの抵抗Ｒ２３の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ６は、抵抗Ｒ２３の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２１により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したか否かを判定することができる。
【００９４】
さて、地震が発生していない通常時には、地震センサ８の検出出力が変化せず、比較器ＣＭＰ４の出力がハイレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｒ端子入力もハイレベルとなる。このとき、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がハイレベルであり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持され続ける。
【００９５】
この状態では、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルは、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持されることから、ノア回路ＮＯＲ２からの出力レベルのみに応答して変化する。
【００９６】
図１２の通常時において、昼間は、太陽電池５の発電電圧が高いことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルになっている。このため、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が遮断され、照明部３が消灯される。
【００９７】
図１２の時点Ｔ１１（図５の時点Ｔ31に対応する）で、日没になると、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになり、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がローレベルとなる。
【００９８】
このとき、各蓄電池６の充電状態が良好であれば、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１を超えていることから、比較器ＣＭＰ２の出力がローレベルに維持される。また、カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力がローレベルに初期設定されている。このため、ノア回路ＮＯＲ２の他の２つの入力もローレベルとなる。
【００９９】
従って、ノア回路ＮＯＲ２の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ２の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が導通し、照明部３が点灯される。
【０１００】
また、ノア回路ＮＯＲ１の２つの入力もローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ１の出力レベルがハイレベルとなって、発振器ＯＳＣ２の／ＲＳ端子入力もハイレベルになり、発振器ＯＳＣ２による一定周期のパルス信号の出力が開始される。そして、カウンターＣＮＴ２は、発振器ＯＳＣ２からのパルス信号をバイナリーカウントする。
【０１０１】
次に、図１２の時点Ｔ１２（図５の時点Ｔ32に対応する）で、カウンターＣＮＴ２によりバイナリーカウントされている２進数計数値が予め設定された値、例えば８１９２（＝２14-1）に達すると、カウンターＣＮＴ２は、Ｑ１４端子出力をハイレベルにする。
【０１０２】
カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力がハイレベルになると、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が遮断され、照明部３が消灯される。
【０１０３】
また、ノア回路ＮＯＲ１の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ１の出力がローレベルとなるので、発振器ＯＳＣ２による一定周期のパルス信号の出力が停止され、カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力のハイレベルが維持され、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力も維持される。
【０１０４】
従って、日没になってから、カウンターＣＮＴ２による一定の計数が終了するまで、つまり日没から一定時間だけ照明部３が点灯され、この後に照明部３が消灯される。この一定の点灯時間は、先に述べた様に任意の時間に設定でき、日没から日の出までと設定することもできる。
【０１０５】
この後、図１２の時点Ｔ１３で、日の出になると、太陽電池５の発電電力が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルになり、このハイレベルの出力によりカウンターＣＮＴ２の計数値が初期値に戻り、カウンターＣＮＴ２の出力がローレベルに戻される。
【０１０６】
ただし、カウンターＣＮＴ２の出力がローレベルに戻っても、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルであって、ノア回路ＮＯＲ２の他の１つの入力がハイレベルとなるので、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図８のＦＥＴＱ２がオフのままであり、照明部３が消灯され続ける。
【０１０７】
以降同様に、日々の日没毎に、日没から一定時間だけ照明部３が点灯され、この後に照明部３が消灯される。
【０１０８】
また、無日照の日々が連続し、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費されるばかりで、各蓄電池６の電力量が増えず、このために図１２の時点Ｔ１４で、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になると、比較器ＣＭＰ２の出力がハイレベルになる。
【０１０９】
この場合は、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルに維持されるので、比較器ＣＭＰ３の出力レベルにかかわらず、つまり昼夜にかかわらず、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図８のＦＥＴＱ２がオフのままとなり、照明部３が消灯され続ける。これにより、各蓄電池６の過放電状態が抑えられて、各蓄電池６の寿命の低下が防止される。
【０１１０】
次に、図１３に示す様に時点Ｔ２１で、地震が発生すると、地震センサ８により電流経路が繰り返し遮断され、ローパスフィルタＬＰＦの出力レベルが低下し、比較器ＣＭＰ４の出力がローレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｒ端子入力がハイレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がローレベルとなる。
【０１１１】
このとき、夜間であれば、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになる。また、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３を超えていれば、比較器ＣＭＰ６の出力がローレベルに維持される。このため、ノア回路ＮＯＲ３の他の２つの入力もローレベルとなる。
【０１１２】
従って、ノア回路ＮＯＲ３の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が導通し、照明部３が点灯される。
【０１１３】
尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂは、ＦＥＴＱ４、リアクトル８２、ダイオード８３、及びコンデンサ８４を備えており、図１４に示す様にＦＥＴＱ４をオンにして、ＦＥＴＱ４に電流Ｉｑ４を流し、リアクトル８２にエネルギーを貯め、ＦＥＴＱ４をオフにして、ＦＥＴＱ４の電流Ｉｑ４の流れを止め、リアクトル８２のエネルギーをコンデンサ８４に充電し、これを繰り返して昇圧電圧を出力している。ＶＬはリアクトル８２の電圧、ＩＬはリアクトル８２の電流、ＩＤ２はダイオード８３の電流、Ｖｑ４はＦＥＴＱ４の電圧である。
【０１１４】
次に、図１３の時点Ｔ２２で、日の出になると、太陽電池５の発電電圧が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の他の１つの入力がハイレベルになる。このため、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、照明部３が消灯される。
【０１１５】
また、カウンターＣＮＴ３は、比較器ＣＭＰ３の出力をノット回路ＮＯＴ３を介して入力しており、ノット回路ＮＯＴ３の出力がハイレベルからローレベルに変化したときに計数値を歩進して、日の出の回数を計数する。
【０１１６】
尚、先に述べた様に昼間は、ノア回路ＮＯＲ２の出力もローレベルとなることから、ノア回路ＮＯＲ４の出力が必ずハイレベルとなる。
【０１１７】
次に、図１３の時点Ｔ２３で、日没になると、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになり、ＮＯＲ３の１つの入力がローレベルとなる。
【０１１８】
このときにも、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がローレベルに維持される。また、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３を超えていれば、比較器ＣＭＰ６の出力がローレベルに維持される。このため、ノア回路ＮＯＲ３の他の２つの入力もローレベルとなる。
【０１１９】
従って、ノア回路ＮＯＲ３の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、照明部３が点灯される。
【０１２０】
尚、地震発生の非常時にも、ノア回路ＮＯＲ１、ノア回路ＮＯＲ２、発振器ＯＳＣ２、及びカウンターＣＮＴ２が動作しているものの、ノア回路ＮＯＲ２の出力がハイレベルになっている期間は、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルに必ずなっているので、ノア回路ＮＯＲ２の出力レベルを無視することができる。
【０１２１】
また、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費され、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になり、比較器ＣＭＰ２の出力がハイレベルになったときには、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルになって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルになる。このとき、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルは、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルに維持されることから、ノア回路ＮＯＲ３からの出力レベルのみに応答して変化する。従って、やはりノア回路ＮＯＲ２の出力レベルが無視され、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になっても、ノア回路ＮＯＲ３からの出力レベルにより照明部３の点灯が可能である。
【０１２２】
次に、図１３の時点Ｔ２４で、日の出になると、太陽電池５の発電電圧が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がハイレベルになる。このため、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、照明部３が消灯される。
【０１２３】
また、カウンターＣＮＴ３は、比較器ＣＭＰ３の出力をノット回路ＮＯＴ３を介して入力し、ノット回路ＮＯＴ３の出力がハイレベルからローレベルに変化したときに計数値を歩進して、日の出の回数を計数する。
【０１２４】
以降同様に、日没になると、照明部３が点灯され、日の出になると、照明部３が消灯されて、カウンターＣＮＴ３の計数値が歩進される。
【０１２５】
そして、時点Ｔ２５で、地震が発生してから例えば第３日目の夜が終了して、日の出になると、カウンターＣＮＴ３の計数値が予め設定された値（例えば３）に達して、カウンターＣＮＴ３の出力がハイレベルとなり、単安定発振器ＯＳＣ３のＡ端子入力もハイレベルになり、単安定発振器ＯＳＣ３からＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｓ端子へと１つのパルス信号が加えられる。これに応答してＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がハイレベルに切り換えられる。
【０１２６】
これにより、以降は、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持され続ける。従って、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルがノア回路ＮＯＲ２からの出力レベルのみに応答して変化することになり、地震が発生していない通常時の動作に戻る。
【０１２７】
また、地震発生の非常時に、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費されるばかりで、各蓄電池６の電力量が増えず、このために各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３以下になると、比較器ＣＭＰ６の出力がハイレベルになる。
【０１２８】
この場合は、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がハイレベルに維持されるので、比較器ＣＭＰ３の出力レベルにかかわらず、つまり昼夜にかかわらず、ノア回路ＮＯＲ３のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図６のＦＥＴＱ２がオフのままとなり、照明部３が消灯され続ける。これにより、各蓄電池６の過放電状態に限度が与えられ、各蓄電池６の再充電が可能になる。
【０１２９】
図１５は、制御部７ａの照度回路７３を示す回路図である。
【０１３０】
この照度回路７３では、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ１７、Ｒ１８により分圧し、抵抗Ｒ１８の端子電圧を比較器ＣＭＰ５の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１９を調節することにより、比較器ＣＭＰ５の反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達したときの抵抗Ｒ１８の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ５は、抵抗Ｒ１８の端子電圧と可変抵抗器Ｒ１９により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達したか否かを判定することができる。
【０１３１】
先に述べた様に地震発生の非常時には、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になっても、照明部３が点灯される。従って、照明部３の消費電力も増大することになり、このために短期間で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達してしまい、照明部３の点灯を設定した日数期間継続することができなくなる虞がある。
【０１３２】
そこで、比較器ＣＭＰ５は、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達すると、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換えて、照明部３の第２ランプユニット２２の電流経路を遮断し、第２ランプユニット２２を消灯させる。
【０１３３】
これにより、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に低下してからは、照明部３の消費電力が節減され、照明装置１の照明期間を長くすることができ、大地震による停電が２〜３日程度続いても、夜の照明を繰り返すことが可能になり、人々からの期待を裏切ることがない。
【０１３４】
また、照度回路７３には、タイマー制御回路７３Ａを設けている。このタイマー制御回路７３Ａの出力と比較器ＣＭＰ５の出力は、ワイヤードオアで出力される。
【０１３５】
タイマー制御回路７３Ａは、日没か否かを示す比較器ＣＭＰ３（図１１に示す）の出力を入力しており、この出力がローレベルになると、図５に示す日没の時点Ｔ31からの経過時間を計時し、時点Ｔ31〜時点Ｔaの時間帯に、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換え、第２ランプユニット２２を消灯させる。これにより、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1が設定される。
【０１３６】
そして、タイマー制御回路７３Ａは、図５に示す時点時点Ｔa〜時点Ｔbの時間帯に、ローレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオンに切り換え、第２ランプユニット２２を点灯させる。これにより、標準モードＳ2の照明が行われる。
【０１３７】
更に、タイマー制御回路７３Ａは、図５に示す時点Ｔb〜時点Ｔ32の時間帯に、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換え、第２ランプユニット２２を消灯させる。これにより、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替えられる。
【０１３８】
また、タイマー制御回路７３Ａは、地震が発生したか否かを示すＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力を入力しており、地震発生時の非常時に該出力がローレベルになると、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになっている間、つまり日没から日の出までの間、ローレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオンに切り換え、第２ランプユニット２２を点灯させる。これにより、地震発生時の日没から日の出までの間、標準モードＳ2の照明が行われる。
【０１３９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、地震発生の非常時に、各蓄電池６の放電状態を検出し、この放電状態に応じて照明部３の照度を調節しても良い。これにより、照明部３の照度の上昇と、各蓄電池６の過放電状態の抑制との両立を図ることができる。
【０１４０】
また、照明部３の第１及び第２ランプ２１、２２を共に点灯させて、標準モードＳ2を設定したり、第１ランプ２１のみを点灯させかつ第２ランプ２２を消灯させて、省エネモードＳ1を設定しているが、この代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから照明部３へと供給されるパルス状電圧のデューティ比を調節することにより該各モードを切替え設定しても良い。
【０１４１】
また、各ＬＥＤランプの個数や配置、及びＬＥＤランプの各ＬＥＤの個数や配置を適宜に変更しても良い。また、照明部３の照明方向を適宜に変更したり調節可能な構造を採用しても構わない。また、照明部３の照射光の色を相互に異ならせても良い。
【０１４２】
更に、照明部３として、ＬＥＤランプの代わりに、他の種類の光源を採用しても良い。例えば、光源として蛍光灯を採用しても構わない。この場合は、蛍光灯を点灯させるためにインバータを用い、インバータにより蛍光灯に印加される交流電圧の周波数を変更することにより、蛍光灯の照度を上昇させれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の照明装置の実施形態１を示す斜視図である。
【図２】照明部のＬＥＤランプを示す側面図である。
【図３】太陽電池、支持枠、及びシャフト等を示す断面図である。
【図４】太陽電池、蓄電池、制御部、ＤＣ−ＤＣコンバータ、及び地震センサを概略的に示すブロック図である。
【図５】通常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【図６】地震発生の非常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【図７】蓄電池の満充電電圧、第１過放電電圧、第２過放電電圧、及び第３過放電電圧の高低を示す図である。
【図８】制御部及びＤＣ−ＤＣコンバータとその周辺を概略的に示す回路図である。
【図９】制御部の充電回路を示す回路図である。
【図１０】充電回路における各信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】制御部の点灯消灯回路を示す回路図である。
【図１２】点灯消灯回路における通常時の各信号を示すタイミングチャートである。
【図１３】点灯消灯回路における非常時の各信号を示すタイミングチャートである。
【図１４】ＤＣ−ＤＣコンバータにおける各信号を示すタイミングチャートである。
【図１５】制御部の照度回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１ 照明装置
２ 支柱
３ 照明部
５ 太陽電池
６ 蓄電池
７ 充放電ユニット
７ａ 制御部
７ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ
８ 地震センサ
１１ ベースプレート
１２ 補強板
２１ 第１ランプユニット
２２ 第２ランプユニット
７１ 充電回路
７２ 点灯消灯回路
７３ 照度回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昼間に太陽電池の発電電力により蓄電池を充電し、夜間に蓄電池の放電電力により照明を行なう照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
街路灯や常夜灯などの照明装置は、道路わき、公園、庭園等に設置されて、夜間になると点灯し、その周辺を照明する。この種の照明装置としては、商用交流電源の電力により点灯するものだけではなく、太陽電池と蓄電池を組み合わせてなる電源により点灯するものがある。
【０００３】
後者の太陽電池と蓄電池を利用する照明装置は、地震等の災害により商用交流電源が停電しても、点灯が可能であるという利点を有する。尚、前者の商用交流電源を利用する照明装置にも、停電時の点灯を可能にするために蓄電池を備えるものがある。
【０００４】
更に、この種の照明装置を住宅地周辺に設置する場合は、住民が就寝する頃になると点灯を停止するという光害対策を行なうこともある。
【０００５】
例えば、特許文献１には、太陽電池と蓄電池を利用する照明装置が開示されている。ここでは、公園などに設置される照明装置を想定しており、通常は、昼間に太陽電池の発電電力により蓄電池を充電し、夜間に蓄電池の放電電力により照明を行っている。また、無日照の日々が連続し、蓄電池の放電による夜毎の照明が繰り返されることにより、蓄電池の電力量が５０％程度に減って、蓄電池が過放電状態になったときには、夜の照明を停止して、蓄電池の寿命の低下を防止している。
【０００６】
更に、この照明装置では、地震を検出する地震センサを設けており、地震センサにより地震が検出されると、地震発生直後の一夜に限り、蓄電池が５０％程度の過放電状態であっても、更に蓄電池の電力量が７０〜８０％程度に減るまで、夜間を通しての照明を行い、避難場所などの目印としての役割を果たしている。
【特許文献１】特開平１０−１２０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の照明装置では、地震が検出された非常時には、照明が必ず行われるものの、この非常時の照明態様と通常時の照明態様とが同一であって、両者の間に差違が全くなかった。このため、非常時を優先して、十分な照明を設定したならば、通常時の照明が過剰となって、蓄電池の電力が浪費されてしまった。逆に、通常時を優先して、実用上差し支えない程度に照明を抑えたならば、非常時の照明が不十分になった。
【０００８】
また、この種の照明装置は、その消費電力を抑えるために、日の出まで点灯されずに、夜の１２時位までで消灯されるケースが多い。ところが、人々の生活が夜型にシフトする傾向にあるため、照明装置の点灯をより長時間行って、防犯効果を向上させることが要求されていた。更に、災害時に蓄電池の電力消費量を抑えつつ、照明装置をより長時間点灯することも要求されていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、省エネルギーで効率のよい照明を行うことができて、蓄電池の容量の目減りを抑制することができ、非常時においては目印としての役割を十分に果たすことができ、人々からの期待を裏切ることがない照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、照明部と、この照明部に電力を供給する蓄電池と、この蓄電池に充電電力を供給する太陽電池と、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御する制御部とを備えた照明装置において、前記制御部は、日没を判定する判定手段を有し、この判定手段により日没が判定されると、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御することにより、前記照明部を点灯させ、この日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を調節している。
【００１１】
また、本発明においては、前記制御部は、日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を通常照度及び該通常照度よりも低い低照度のいずれかに設定している。
【００１２】
更に、本発明においては、前記制御部は、日没からの経過時間が一定時間に達するまでは、前記照明部の照度を低照度に設定し、この後に該照明部の照度を通常照度に設定している。
【００１３】
また、本発明においては、前記制御部は、前記照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定した後に、他の一定時間が経過すると、該照明部の照度を通常照度から低照度に再び切替え設定している。
【００１４】
更に、本発明においては、前記判定手段は、前記太陽電池の出力に基づいて日没を判定している。
【００１５】
また、本発明においては、地震を検出する地震センサを備え、前記制御部は、前記地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている。
【００１６】
更に、本発明においては、前記判定手段は、日の出を判定し、前記制御部は、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている状態を、前記判定手段により日の出が検出されたタイミングで終了している。
【００１７】
また、本発明においては、照明部の光源は、ＬＥＤランプである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の照明装置によれば、蓄電池の放電を極力抑えるために、日没からの経過時間に応じて照明部の照度（照明部への供給電力）を調節している。
【００１９】
例えば、日没からの経過時間に応じて、照明部の照度を通常照度に設定したり（標準モードと称す）、照明部の照度を該通常照度よりも低い低照度に設定している（省エネモードと称す）。
【００２０】
日没直後は、まだ空がうっすらと明るく、周囲も完全には暗くならないので、あまり高い照度の照明を必要としない。そこで、日没から一定時間までは、省エネモードを設定して、蓄電池の放電を抑えながら照明を行う。
【００２１】
そして、日没から一定時間以上が経ち、周辺が完全に暗くなったときには、省エネモードから標準モードへと切替え設定し、蓄電池から照明部へと十分な電力を供給して、十分な照明を行い、人々に安心感を与える。
【００２２】
更に、夜が完全に深まり、人々の活動が終わろうとするときには、標準モードから省エネモードへと再び切替え設定して、蓄電池の放電を抑えながら辺りを照明し、防犯効果を維持する。この種の従来の照明装置では、真夜中の人が少ない時間帯になると、消灯されることが多く、防犯効果を全く期待することができなかった。これに対して本発明では、標準モードから省エネモードへと再び切替え設定しているので、蓄電池の放電を抑えながら長時間の照明を行うことができるようになり、防犯の役割を存分に果たすことができる。
【００２３】
尚、省エネモード及び標準モードのそれぞれの時間を変更可能にして、様々な用途に応じることができる様にしても良い。
【００２４】
日没の判定は、太陽電池の出力に基づいて行うことができる。勿論、日没や日の出の判定専用の光センサを用いたり、時刻を基準にして日没や日の出を判定しても良い。
【００２５】
また、地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、標準モードを設定しているので、非常時の照明が不足する様なことはない。
【００２６】
そして、この非常時の照明を日の出のタイミングで終了している。これにより、周囲の人々に違和感を与えずに済む。
【００２７】
また、照明部の光源として、消費電力が低いＬＥＤランプを用いている。このＬＥＤランプの印加電圧を日没直後と深夜に制御して、消費電力を抑えた省エネモードで点灯させ、効率のよい照明を行うことができる。更に、太陽電池と蓄電池の組み合わせからなる電源の電力を有効に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の照明装置の実施形態１を示す斜視図である。本実施形態の照明装置１は、道路わき、公園、庭園等に設置されて、夜間になると点灯し、その周辺を照明する。
【００３０】
この照明装置１では、支柱２の上部に照明部３及び太陽電池５を設け、支柱２内に複数の蓄電池６及び充放電ユニット７を縦に並べて収容し、支柱２内の下部に地震センサ８を配置している。充放電ユニット７は、制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを備えており、太陽電池５の発電電力を各蓄電池６に充電したり、各蓄電池６の電力を照明部３に供給して、照明部３を点灯させる。地震センサ８は、例えば鋼球を利用した周知の水平感震センサである。
【００３１】
支柱２は、厚さ２ｍｍのステンレス鋼板を板金加工して形成したものであり、四角柱状の中空である。また、ベースプレート１１及び各補強板１２は、ステンレス鋼板を切断加工したものである。
【００３２】
支柱２をベースプレート１１の孔１１ａに通して、支柱２の下端より１ｍの箇所にベースプレート１１を固定し、支柱２の各側壁とベースプレート１１を４個の補強板１２により連結して、支柱２にベースプレート１１を強固に取り付けている。支柱２、ベースプレート１１、及び各補強板１２は、溶接もしくはネジ止めにより相互に固定される。
【００３３】
支柱２の上部は、折れ曲がっており、折り曲げられた箇所の上側が傾斜頭部２ａとなり、下側が垂直胴部２ｂとなっている。
【００３４】
照明部３は、傾斜頭部２ａの３個のＬＥＤランプ２１ａからなる第1ランプユニット２１と、同じく傾斜頭部２ａの３個のＬＥＤランプ２２ａからなる第２ランプユニット２２とを備える。各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａは、同一構造であり、図２に示す様に１８個のＬＥＤ２３を基板２４上で円や多角形のラインに沿って幾何学的に配列し、各ＬＥＤ２３及び基板２４を散光球体２５により覆い、散光球体２５の開口端２５ａに口金２６を固定したものである。各ＬＥＤ２３は、基板２４の配線パターンにより相互に接続され、更に基板２４を介して口金２６に接続されている。散光球体２５は、例えばガラス球体の表面に散光性粒子を塗布したものであり、各ＬＥＤ２３からの光を散乱させる。各ＬＥＤ２３は、例えば半値全幅が１０度程度であり、照明方向の指向性が狭いものの、それらの光が散光球体２５により散乱される。このため、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａとしての指向性は広くなる。
【００３５】
支柱２の傾斜頭部２ａの下側壁板２ｃに６つの円形の孔２７を設け、各孔２７の奥にそれぞれのソケット（図示せず）を配列し固定している。各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａを各孔２７に通して、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａの口金２６をそれぞれのソケットに差し込んで接続し、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａの全てのＬＥＤ２３を各ソケットに接続する。
【００３６】
この状態では、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａは、２０乃至３０度で傾斜している傾斜頭部２ａに対して直交する方向に向き、支柱２の前方近傍に向く。従って、照明部３は、第1及び第２ランプユニット２１、２２により支柱２の前方近傍を照明する。
【００３７】
また、各ＬＥＤランプ２１ａ、２２ａが１８個のＬＥＤ２３からなることから、照明部３の消費電力が数Ｗ程度に過ぎず、消費電力を低減することができる。このため、各蓄電池６として、２乃至６個の１２Ｖ長寿命蓄電池を適用すれば、太陽電池５と各蓄電池６との組み合わせからなる電源により、日照時間が殆ど無くても、５乃至１０日にわたって、照明部３を点灯させることが可能になる。このため、照明装置１は、単なる照明としてだけではなく、案内灯、保安灯、地震等の災害時の非常灯などの役目も果たすことができる。
【００３８】
太陽電池５は、支持枠４１により支持されており、この支持枠４１が支柱２の垂直胴部２ｂ上端に突設されたシャフト４２により回転自在に支持されている。
【００３９】
図３は、太陽電池５、支持枠４１、及びシャフト４２等を示す断面図である。太陽電池５は、２０乃至３０年の耐用期間を持つものであり、例えば単結晶又は多結晶の太陽電池セルを太陽光透過率の高い強化ガラス裏面に実装支持し、耐候性白色フィルムを貼り合わせて、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）やシリコーン樹脂等により補強し、更にコネクタボックス５ａを取り付けたものである。支持枠４１は、ステンレス鋼を板金加工して形成されたものであり、太陽電池５の縁を引っ掛けて支持している。また、支持枠４１の中央部が下方に膨らんで中空となっており、太陽電池５並びに支持枠４１の構造強度を増すと共に、デザイン的にも変化を設けている。ここに太陽電池５のコネクタボックス５ａが収納されている。更に、支持枠４１裏面には、太陽電池５の受光面に対して７０度〜４５度傾けて筒状のシャフト受け４３を突設している。
【００４０】
支持枠４１は、その裏面のシャフト受け４３を支柱２の垂直胴部２ｂ上端のシャフト４２に嵌め込むことにより回転自在に支持される。受光面に対して７０度の状態では、太陽電池５の受光面が水平方向に対して２０度傾く。この２０度の傾きは、山影、至近の建物、構造物等により受光障害が多く発生するなど照明装置１の設置環境が悪く、太陽からの直接光が支柱２の上部の太陽電池５に殆ど入射しないときに、この直接光に代わって、空からの間接光を太陽電池５により多く入射させるために設定される。
【００４１】
また、照明装置１の設置環境が良く、太陽からの直接光が支柱２上部の太陽電池５に入射するときには、太陽電池５の受光面を水平方向に対して略３５度傾けるのが良い。
【００４２】
冬季多少の積雪がある地域、及び年間を通してのもしくは１２月や１月等の日射量が極端に少ない地域などでは、積雪の滑雪効果も増大する略４５度傾けるのが良い。
【００４３】
更に、支持枠４１を回転させて、太陽電池５による発電電力が最も大きくなる様に太陽電池５を南の方向近辺に向ける。
【００４４】
次に、太陽電池５、各蓄電池６、充放電ユニット７、及び地震センサ８について述べる。
【００４５】
図４は、太陽電池５、各蓄電池６、充放電ユニット７の制御部７ａとＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂ、及び地震センサ８を概略的に示すブロック図である。ここで、太陽電池５の発電電力は、制御部７ａに供給される。制御部７ａは、太陽電池５の発電電力を各蓄電池６に充電する。また、日没後には、太陽電池５の発電電圧Ｖａが低下することから、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知し、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加し、照明部３を点灯させる。更に、制御部７ａは、日没からの経過時間を計時し、この経過時間に応じて照明部３の照度を調節して、消費電力を抑える。
【００４６】
図５は、充電ユニット７の制御部７ａによる照明部３の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【００４７】
制御部７ａは、日没になると照明部３を点灯している。また、各蓄電池６の放電を極力抑えるために、日没からの経過時間に応じて照明部３の照度（照明部３への供給電力）を調節している。例えば、日没からの経過時間に応じて、照明部３の照度を通常照度に設定したり（標準モードＳ2と称す）、照明部３の照度を該通常照度よりも低い低照度に設定している（省エネモードＳ1と称す）。
【００４８】
この照明部３の照度（照明部３の供給電力）の調節は、例えば照明部３の第１及び第２ランプ２１、２２を共に点灯させたり、第１ランプ２１のみを点灯させかつ第２ランプ２２を消灯させることにより行うことができる。あるいは、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから照明部３へと供給されるパルス状電圧のデューティ比を調節することにより行うことができる。
【００４９】
さて、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知すると、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加して、照明部３を点灯させる。そして、制御部７ａは、日没の時点Ｔ31からの経過時間（照明部３の点灯時間）を計時し、この計時した経過時間が一定時間に達して、時点Ｔaとなるまでは、すなわち日が暮れた直後でまだ周辺が明るく強い照明が必要でない時点Ｔ31〜時点Ｔaの時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定し、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑える。
【００５０】
次に、制御部７ａは、日没から計時した経過時間が一定時間に達して、時点Ｔaになると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させる。これにより、周辺が暗くなっても、照明装置１の照度が増大して、照明装置１の周囲が明るくなり、人々に安心感が与えられる。ただし、照明部３の消費電力が増大し、各蓄電池６の放電量も増大する。
【００５１】
更に、制御部７ａは、時点Ｔaから他の一定時間が経過して、時点Ｔbとなると、この時点Ｔbより時点Ｔ32に達するまでは、すなわち夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時点Ｔb〜時点Ｔ32の時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑える。
【００５２】
そして、制御部７ａは、時点Ｔ32以降で照明部３を消灯させ、無駄な電力の消費を防止している。
【００５３】
この様に日が暮れた直後でまだ周辺が明るい時間帯には、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1を設定して、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。そして、周辺が暗くなると、省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定して、照明部３の照度を十分なレベルに増大させ、人々に安心感を与えている。更に、夜が完全に深まり、人々の生活も終わろうとする時間帯には、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替え設定し、照明部３の照度を抑え、照明部３の消費電力を低減させ、各蓄電池６の放電量を抑えている。
【００５４】
尚、照明装置１の保安灯や非常灯としての役目を重視する場合は、明け方近くまで、蓄電池５の残存電力が一定値を下回らない範囲で、省エネモードＳ1での照明を継続しても良い。
【００５５】
あるいは、省エネモードＳ1の照明が行われる時点Ｔ31〜時点Ｔaまでの時間帯及び時点Ｔb〜時点Ｔ32までの時間帯や、標準モードＳ2での照明が行われる時点Ｔa〜時点Ｔbまでの時間帯は、使用用途に合わせて変更してもよい。また、照明部３の消灯を日の出の時点Ｔ33まで延長することによって、照明部３を終夜点灯させることもできる。日の出の判定は、日没と同様に、太陽電池５の発電電圧に基づいて行えば良い。
【００５６】
次に、地震が発生した非常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を述べる。
【００５７】
通常時には、図５のタイミングチャートに示す点灯及び照度の制御を行っていても、地震が発生した非常時には、図５の点灯及び照度の制御の代わりに、図６のタイミングチャートに示す点灯及び照度の制御を行う。
【００５８】
すなわち、制御部７ａは、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したか否かを判定し、地震が発生したと判定すると、図５のタイミングチャートに示す点灯制御の代わりに、図６（ｂ）〜（ｅ）のいずれかのタイミングチャートに示す点灯制御を行う。
【００５９】
図６（ａ）は日没から日の出までを示すタイミングチャートであり、また図６（ｂ）〜（ｅ）は地震発生の様々なタイミングに応じたそれぞれの制御過程を示している。
【００６０】
まず、図６（ｂ）に示す様に日中の時点Ｔ41に地震が発生したものとする。この場合は、制御部７ａは、日中の時点Ｔ41で、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定する。そして、制御部７ａは、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下となる日没を感知すると、各蓄電池６の電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３に印加して、照明部３を点灯させ、標準モードＳ2を設定する。更に、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止して、照明部３を消灯させる。
【００６１】
また、図６（ｃ）に示す様に照明部３の照明が終了した時点Ｔ32以降であってかつ日の出前の時点Ｔ41に地震が発生した場合は、制御部７ａは、時点Ｔ41で、震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定し、このときに太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎ以下であることから、各蓄電池６から照明部３への電力供給を開始して、照明部３を点灯させ、標準モードＳ2を設定する。そして、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止して、照明部３を消灯させる。
【００６２】
更に、図６（ｄ）又は（ｅ）に示す様に標準モードＳ2又は省エネモードＳ1での照明が行われている夜間の時点Ｔ41に地震が発生した場合は、制御部７ａは、この夜間の時点Ｔ41で、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したものと判定し、標準モードＳ2を継続設定するか、あるいは省エネモードＳ1から標準モードＳ2へと切替え設定する。そして、制御部７ａは、時点Ｔ42で、太陽電池５の発電電圧Ｖａが一定の電圧Ｖｎを超える日の出を感知すると、各蓄電池６から照明部３への電力供給を停止する。
【００６３】
従って、地震が起きた場合は、標準モードＳ2での照明が行われることになる。このため、照明装置１は、案内灯、保安灯、地震等の災害時の非常灯などの役目も果たすことができる。
【００６４】
また、地震が起きたときには、停電が数日に及ぶことがある。このため、制御部７ａは、地震発生の日と同様に、例えば翌々日の日没から日の出まで標準モードＳ2での照明を行う。これにより、地震発生の非常時には、照明装置１による明るい夜間照明が３日続けられることになり、人々に与える印象が大きくなり、照明装置１の避難場所などの目印としての役割を十分に果たすことができる。例えば、照明装置１が公園に設置されている場合は、多くの人々に対して公園が避難場所であることを知らせることができる。
【００６５】
次に、各蓄電池６から照明部３への電力供給の制御を説明する。
【００６６】
照明装置１では、照明部３の点灯及び照度を制御するだけではなく、各蓄電池６の充電状態に応じて各蓄電池６から照明部３への電力供給を制御し、各蓄電池６の過放電や寿命の低下を防止している。
【００６７】
制御部７ａは、各蓄電池６の電圧Ｖｂと、図７に示す様な予め設定された満充電電圧Ｖ０、第１過放電電圧Ｖ１、第２過放電電圧Ｖ２、及び第３過放電電圧Ｖ３とを比較し、この比較結果に基づいて各蓄電池６の充電もしくは放電状態を管理しつつ、各蓄電池６の寿命の低下を防止している。
【００６８】
例えば、昼間に、太陽電池５から各蓄電池６への充電が無制限に行われると、各蓄電池６が過充電状態となって、各蓄電池６の寿命が低下することがある。このため、充制御部７ａは、各蓄電池６が満充電状態となって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが上昇して満充電電圧Ｖ０に達すると、各蓄電池６の充電を停止して、各蓄電池６の寿命の低下を防止している。
【００６９】
また、夜間に、各蓄電池６から照明部３への電力供給が無制限に行われると、各蓄電池６の過放電状態が進行して、各蓄電池６の寿命が低下する。このため、充制御部７ａは、各蓄電池６が５０％程度の過放電状態となり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが低下して第１過放電圧Ｖ１に達すると、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を停止する。これにより、各蓄電池６の過放電状態を抑えて、各蓄電池６の寿命の低下を防止することができる。
【００７０】
また、地震が検出された非常時には、照明装置１の照明が必要であって、このときの照明が各蓄電池６の寿命低下よりも優先される。このため、充制御部７ａは、地震センサ８の検出出力に基づいて地震が発生したと判定すると、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１に達しても、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を継続して、照明部３を点灯させる。
【００７１】
更に、地震が検出された非常時に、例えば消費電力が比較的多くなる標準モードＳ2での照明部３の照明を行っている状態では、各蓄電池６の電力供給量が多く、照明装置１の照明期間が短くなってしまう。このため、制御部７ａは、各蓄電池６が４０％程度の過放電状態となって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１よりも低い第２過放電電圧Ｖ２に達すると、照明部３の第２ランプユニット２２のみを消灯して、照明部３の照度を通常よりも低く抑える。これにより、非常時の照明部３の消費電力が低減され、照明装置１の照明期間を延長させることができる。
【００７２】
そして、制御部７ａは、各蓄電池６から照明部３への電力供給が続行されて、各蓄電池６が２０％程度の過放電状態となり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２よりも低い第３過放電電圧Ｖ３に達すると、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電力供給を停止させ、照明部３を消灯させる。これにより、非常時であっても、各蓄電池６の過放電状態に限度が与えられ、各蓄電池６の再充電が可能になる。
【００７３】
次に、充放電ユニット７の制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの構成と動作を更に詳述する。
【００７４】
図８は、制御部７ａ及びＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂとその周辺を概略的に示す回路図である。図８に示す様に太陽電池５の正極及び負極を制御部７ａの各端子Ａ、Ｇにそれぞれ接続し、各蓄電池６の正極及び負極を制御部７ａの各端子Ｂ、Ｇにそれぞれ接続し、太陽電池５の負極、各蓄電池６の負極、及び端子Ｇを接地している。制御部７ａでは、各端子Ａ、Ｂ間にＦＥＴＱ１と逆電流防止用のダイオードＤ１を直列接続して挿入しており、ＦＥＴＱ１を充電回路７１によりオンオフ制御して、各蓄電池６を充電しつつ、各蓄電池６の過充電を防止する。
【００７５】
また、照明部３の第１ランプユニット２１の正極をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの出力端子Ｄに接続し、第１ランプユニット２１の負極を制御部７ａの端子Ｅ、電流制限抵抗Ｒ１−１、及び端子Ｇを介して接地している。また、照明部３の第２ランプユニット２２の正極をＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの出力端子Ｄに接続し、第２ランプユニット２２の負極を制御部７ａの端子Ｆ、電流制限抵抗Ｒ１−２、ＦＥＴＱ３、及び端子Ｇを介して接地している。制御部７ａでは、ＦＥＴＱ２を端子ＧとＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂの入力端子Ｃ間に挿入しており、ＦＥＴＱ２を点灯消灯回路７２によりオンオフ制御して、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから第１及び第２ランプユニット２１、２２への電力供給を制御し、第１及び第２ランプユニット２１、２２を点灯させたり消灯させ、日没から一定時間の点灯、地震発生の非常時の点灯、地震が発生していない通常時の点灯状態で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電圧Ｖ１よりも低くなったときの消灯、及び地震発生の非常時の点灯状態で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電圧Ｖ３よりも低くなったときの消灯等を行なう。
【００７６】
尚、電流制限抵抗Ｒ１−１は、第１ランプユニット２１の電流検出用の抵抗としても用いられる。第１及び第２ランプユニット２１、２２は、同一構成であって、同一電流が流れるため、第１ランプユニット２１の電流を検出すれば、第２ランプユニット２２の電流も分かる。
【００７７】
更に、制御部７ａでは、ＦＥＴＱ３を照度回路７３によりオンオフ制御しており、地震発生の非常時に各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電圧Ｖ２よりも低くなると、第２ランプユニット２２を消灯する。
【００７８】
図９は、制御部７ａの充電回路７１を示す回路図である。また、図１０は、充電回路７１における各信号を示すタイミングチャートである。図９及び図１０を参照しつつ、充電回路７１の動作を説明する。
【００７９】
ここでは、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ３、Ｒ４により分圧し、抵抗Ｒ４の端子電圧を比較器ＣＭＰ１の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２を調節することにより、比較器ＣＭＰ１の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０に達したときの抵抗Ｒ４の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ１は、抵抗Ｒ４の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０に達したか否かを判定することができる。
【００８０】
さて、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０未満のときには、比較器ＣＭＰ１の出力がハイレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｓ端子入力がハイレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がローレベルに維持される。このＱ端子出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ１がオンとなり、太陽電池５から各蓄電池６への電流経路が導通し、各蓄電池６が充電される。
【００８１】
時点Ｔ１で、各蓄電池６が満充電状態になり、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０以上になると、比較器ＣＭＰ１の出力がローレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｓ端子入力がローレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになる。
【００８２】
ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになると、図８のＦＥＴＱ１がオンからオフに切り換わって、太陽電池５から各蓄電池６への電流経路が遮断される。これにより、各蓄電池６の充電が停止され、各蓄電池６の過充電が防止される。
【００８３】
また、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルになると、発振器ＯＳＣ１の／ＲＳ端子入力もハイレベルになる。これに応答して発振器ＯＳＣ１は、一定周期のパルス信号の出力を開始する。そして、カウンターＣＮＴ１は、発振器ＯＳＣ１からのパルス信号をバイナリーカウントする。
【００８４】
次に、時点Ｔ２で、カウンターＣＮＴ１によりバイナリーカウントされている２進数計数値が予め設定された値、例えば８１９２（＝２14-1）に達すると、カウンターＣＮＴ１は、Ｑ１４端子出力をハイレベルにする。
【００８５】
カウンターＣＮＴ１のＱ１４端子出力がハイレベルになると、ノット回路ＮＯＴ１の出力がローレベルになり、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｒ端子入力がローレベルになって、ＲＳフリップフロップＦＦ１がリセットされ、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がローレベルになる。これに伴ってＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｑ端子出力がハイレベルになり、この／Ｑ端子出力のハイレベルによりカウンターＣＮＴ１がリセットされ、カウンターＣＮＴ１のＱ１４端子出力がローレベルに戻り、ＲＳフリップフロップＦＦ１の／Ｒ端子入力がハイレベルに戻る。これにより、充電回路７１が元の状態に戻される。
【００８６】
以降同様に、各蓄電池６が満充電状態であって、各蓄電池６の電圧Ｖｂが満充電電圧Ｖ０以上であれば、カウンターＣＮＴ１による発振器ＯＳＣ１のパルス信号の計数期間だけ、ＲＳフリップフロップＦＦ１のＱ端子出力がハイレベルに維持されて、図８のＦＥＴＱ１がオンからオフに切り換わり、各蓄電池６の充電が停止され、各蓄電池６の過充電が防止される。
【００８７】
尚、各蓄電池６の充電が停止される期間は、発振器ＯＳＣ１の発振周期もしくはカウンターＣＮＴ１のどの出力端子から検出するかを設定することにより調節することができる。
【００８８】
図１１は、制御部７ａの点灯消灯回路７２を示す回路図である。また、図１２及び図１３は、点灯消灯回路７２における各信号を示すタイミングチャートである。図１１、図１２、及び図１３を参照しつつ、点灯消灯回路７２の動作を説明する。
【００８９】
ここでは、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ７、Ｒ８により分圧し、抵抗Ｒ８の端子電圧を比較器ＣＭＰ２の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ６を調節することにより、比較器ＣＭＰ２の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１に達したときの抵抗Ｒ８の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ２は、抵抗Ｒ８の端子電圧と可変抵抗器Ｒ６により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１に達したか否かを判定することができる。
【００９０】
また、太陽電池５の発電電圧Ｖａを各抵抗Ｒ１０、Ｒ１１により分圧し、抵抗Ｒ１１の端子電圧を比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１２を調節することにより、比較器ＣＭＰ３の反転入力端子の電圧レベルを太陽電池５の発電電圧Ｖａが日没後の電圧まで低下したときの抵抗Ｒ１１の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ３は、可変抵抗器Ｒ１２により設定された電圧と抵抗Ｒ１１の端子電圧を比較して、日没後か否かを判定することができる。
【００９１】
更に、地震センサ８の検出出力をローパスフィルタＬＰＦを介して比較器ＣＭＰ４の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１５を調節することにより、比較器ＣＭＰ４の反転入力端子の電圧レベルを地震センサ８により地震が検出されたときのローパスフィルタＬＰＦの出力レベルよりも僅かに高く設定している。従って、比較器ＣＭＰ４は、可変抵抗器Ｒ１５により設定された電圧とローパスフィルタＬＰＦの出力レベルを比較して、地震が発生したか否かを判定することができる。
【００９２】
また、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ２２、Ｒ２３により分圧し、抵抗Ｒ２３の端子電圧を比較器ＣＭＰ６の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２１を調節することにより、比較器ＣＭＰ６の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したときの抵抗Ｒ２３の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ６は、抵抗Ｒ２３の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２１により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したか否かを判定することができる。
【００９３】
また、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ２２、Ｒ２３により分圧し、抵抗Ｒ２３の端子電圧を比較器ＣＭＰ６の反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ２１を調節することにより、比較器ＣＭＰ６の非反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したときの抵抗Ｒ２３の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ６は、抵抗Ｒ２３の端子電圧と可変抵抗器Ｒ２１により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達したか否かを判定することができる。
【００９４】
さて、地震が発生していない通常時には、地震センサ８の検出出力が変化せず、比較器ＣＭＰ４の出力がハイレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｒ端子入力もハイレベルとなる。このとき、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がハイレベルであり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持され続ける。
【００９５】
この状態では、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルは、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持されることから、ノア回路ＮＯＲ２からの出力レベルのみに応答して変化する。
【００９６】
図１２の通常時において、昼間は、太陽電池５の発電電圧が高いことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルになっている。このため、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が遮断され、照明部３が消灯される。
【００９７】
図１２の時点Ｔ１１（図５の時点Ｔ31に対応する）で、日没になると、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになり、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がローレベルとなる。
【００９８】
このとき、各蓄電池６の充電状態が良好であれば、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１を超えていることから、比較器ＣＭＰ２の出力がローレベルに維持される。また、カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力がローレベルに初期設定されている。このため、ノア回路ＮＯＲ２の他の２つの入力もローレベルとなる。
【００９９】
従って、ノア回路ＮＯＲ２の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ２の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が導通し、照明部３が点灯される。
【０１００】
また、ノア回路ＮＯＲ１の２つの入力もローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ１の出力レベルがハイレベルとなって、発振器ＯＳＣ２の／ＲＳ端子入力もハイレベルになり、発振器ＯＳＣ２による一定周期のパルス信号の出力が開始される。そして、カウンターＣＮＴ２は、発振器ＯＳＣ２からのパルス信号をバイナリーカウントする。
【０１０１】
次に、図１２の時点Ｔ１２（図５の時点Ｔ32に対応する）で、カウンターＣＮＴ２によりバイナリーカウントされている２進数計数値が予め設定された値、例えば８１９２（＝２14-1）に達すると、カウンターＣＮＴ２は、Ｑ１４端子出力をハイレベルにする。
【０１０２】
カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力がハイレベルになると、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が遮断され、照明部３が消灯される。
【０１０３】
また、ノア回路ＮＯＲ１の１つの入力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ１の出力がローレベルとなるので、発振器ＯＳＣ２による一定周期のパルス信号の出力が停止され、カウンターＣＮＴ２のＱ１４端子出力のハイレベルが維持され、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力も維持される。
【０１０４】
従って、日没になってから、カウンターＣＮＴ２による一定の計数が終了するまで、つまり日没から一定時間だけ照明部３が点灯され、この後に照明部３が消灯される。この一定の点灯時間は、先に述べた様に任意の時間に設定でき、日没から日の出までと設定することもできる。
【０１０５】
この後、図１２の時点Ｔ１３で、日の出になると、太陽電池５の発電電力が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルになり、このハイレベルの出力によりカウンターＣＮＴ２の計数値が初期値に戻り、カウンターＣＮＴ２の出力がローレベルに戻される。
【０１０６】
ただし、カウンターＣＮＴ２の出力がローレベルに戻っても、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルであって、ノア回路ＮＯＲ２の他の１つの入力がハイレベルとなるので、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図８のＦＥＴＱ２がオフのままであり、照明部３が消灯され続ける。
【０１０７】
以降同様に、日々の日没毎に、日没から一定時間だけ照明部３が点灯され、この後に照明部３が消灯される。
【０１０８】
また、無日照の日々が連続し、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費されるばかりで、各蓄電池６の電力量が増えず、このために図１２の時点Ｔ１４で、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になると、比較器ＣＭＰ２の出力がハイレベルになる。
【０１０９】
この場合は、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルに維持されるので、比較器ＣＭＰ３の出力レベルにかかわらず、つまり昼夜にかかわらず、ノア回路ＮＯＲ２のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図８のＦＥＴＱ２がオフのままとなり、照明部３が消灯され続ける。これにより、各蓄電池６の過放電状態が抑えられて、各蓄電池６の寿命の低下が防止される。
【０１１０】
次に、図１３に示す様に時点Ｔ２１で、地震が発生すると、地震センサ８により電流経路が繰り返し遮断され、ローパスフィルタＬＰＦの出力レベルが低下し、比較器ＣＭＰ４の出力がローレベルとなり、ＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｒ端子入力がハイレベルとなって、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がローレベルとなる。
【０１１１】
このとき、夜間であれば、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになる。また、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３を超えていれば、比較器ＣＭＰ６の出力がローレベルに維持される。このため、ノア回路ＮＯＲ３の他の２つの入力もローレベルとなる。
【０１１２】
従って、ノア回路ＮＯＲ３の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、各蓄電池６からＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂを介して照明部３への電流経路が導通し、照明部３が点灯される。
【０１１３】
尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂは、ＦＥＴＱ４、リアクトル８２、ダイオード８３、及びコンデンサ８４を備えており、図１４に示す様にＦＥＴＱ４をオンにして、ＦＥＴＱ４に電流Ｉｑ４を流し、リアクトル８２にエネルギーを貯め、ＦＥＴＱ４をオフにして、ＦＥＴＱ４の電流Ｉｑ４の流れを止め、リアクトル８２のエネルギーをコンデンサ８４に充電し、これを繰り返して昇圧電圧を出力している。ＶＬはリアクトル８２の電圧、ＩＬはリアクトル８２の電流、ＩＤ２はダイオード８３の電流、Ｖｑ４はＦＥＴＱ４の電圧である。
【０１１４】
次に、図１３の時点Ｔ２２で、日の出になると、太陽電池５の発電電圧が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の他の１つの入力がハイレベルになる。このため、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、照明部３が消灯される。
【０１１５】
また、カウンターＣＮＴ３は、比較器ＣＭＰ３の出力をノット回路ＮＯＴ３を介して入力しており、ノット回路ＮＯＴ３の出力がハイレベルからローレベルに変化したときに計数値を歩進して、日の出の回数を計数する。
【０１１６】
尚、先に述べた様に昼間は、ノア回路ＮＯＲ２の出力もローレベルとなることから、ノア回路ＮＯＲ４の出力が必ずハイレベルとなる。
【０１１７】
次に、図１３の時点Ｔ２３で、日没になると、太陽電池５が発電しないことから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが低くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになり、ＮＯＲ３の１つの入力がローレベルとなる。
【０１１８】
このときにも、ＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がローレベルに維持される。また、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３を超えていれば、比較器ＣＭＰ６の出力がローレベルに維持される。このため、ノア回路ＮＯＲ３の他の２つの入力もローレベルとなる。
【０１１９】
従って、ノア回路ＮＯＲ３の３つの入力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルとなって、ノア回路ＮＯＲ４の出力がローレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のローレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオンとなり、照明部３が点灯される。
【０１２０】
尚、地震発生の非常時にも、ノア回路ＮＯＲ１、ノア回路ＮＯＲ２、発振器ＯＳＣ２、及びカウンターＣＮＴ２が動作しているものの、ノア回路ＮＯＲ２の出力がハイレベルになっている期間は、ノア回路ＮＯＲ３の出力がハイレベルに必ずなっているので、ノア回路ＮＯＲ２の出力レベルを無視することができる。
【０１２１】
また、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費され、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になり、比較器ＣＭＰ２の出力がハイレベルになったときには、ノア回路ＮＯＲ２の１つの入力がハイレベルになって、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルになる。このとき、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルは、ノア回路ＮＯＲ２の出力がローレベルに維持されることから、ノア回路ＮＯＲ３からの出力レベルのみに応答して変化する。従って、やはりノア回路ＮＯＲ２の出力レベルが無視され、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になっても、ノア回路ＮＯＲ３からの出力レベルにより照明部３の点灯が可能である。
【０１２２】
次に、図１３の時点Ｔ２４で、日の出になると、太陽電池５の発電電圧が上昇することから、比較器ＣＭＰ３の非反転入力端子の電圧レベルが高くなって、比較器ＣＭＰ３の出力がハイレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がハイレベルになる。このため、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルとなり、ノア回路ＮＯＲ４の出力がハイレベルとなる。このノア回路ＮＯＲ４の出力のハイレベルにより図８のＦＥＴＱ２がオフとなり、照明部３が消灯される。
【０１２３】
また、カウンターＣＮＴ３は、比較器ＣＭＰ３の出力をノット回路ＮＯＴ３を介して入力し、ノット回路ＮＯＴ３の出力がハイレベルからローレベルに変化したときに計数値を歩進して、日の出の回数を計数する。
【０１２４】
以降同様に、日没になると、照明部３が点灯され、日の出になると、照明部３が消灯されて、カウンターＣＮＴ３の計数値が歩進される。
【０１２５】
そして、時点Ｔ２５で、地震が発生してから例えば第３日目の夜が終了して、日の出になると、カウンターＣＮＴ３の計数値が予め設定された値（例えば３）に達して、カウンターＣＮＴ３の出力がハイレベルとなり、単安定発振器ＯＳＣ３のＡ端子入力もハイレベルになり、単安定発振器ＯＳＣ３からＲＳフリップフロップＦＦ２の／Ｓ端子へと１つのパルス信号が加えられる。これに応答してＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力がハイレベルに切り換えられる。
【０１２６】
これにより、以降は、ノア回路ＮＯＲ３の出力がローレベルに維持され続ける。従って、ノア回路ＮＯＲ４の出力レベルがノア回路ＮＯＲ２からの出力レベルのみに応答して変化することになり、地震が発生していない通常時の動作に戻る。
【０１２７】
また、地震発生の非常時に、照明部３の点灯により各蓄電池６の電力が消費されるばかりで、各蓄電池６の電力量が増えず、このために各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３以下になると、比較器ＣＭＰ６の出力がハイレベルになる。
【０１２８】
この場合は、ノア回路ＮＯＲ３の１つの入力がハイレベルに維持されるので、比較器ＣＭＰ３の出力レベルにかかわらず、つまり昼夜にかかわらず、ノア回路ＮＯＲ３のローレベルの出力、及びノア回路ＮＯＲ４のハイレベルの出力が維持され、図６のＦＥＴＱ２がオフのままとなり、照明部３が消灯され続ける。これにより、各蓄電池６の過放電状態に限度が与えられ、各蓄電池６の再充電が可能になる。
【０１２９】
図１５は、制御部７ａの照度回路７３を示す回路図である。
【０１３０】
この照度回路７３では、各蓄電池６の電圧Ｖｂを各抵抗Ｒ１７、Ｒ１８により分圧し、抵抗Ｒ１８の端子電圧を比較器ＣＭＰ５の非反転入力端子に加えている。また、定電圧が印加されている可変抵抗器Ｒ１９を調節することにより、比較器ＣＭＰ５の反転入力端子の電圧レベルを各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達したときの抵抗Ｒ１８の端子電圧に設定している。従って、比較器ＣＭＰ５は、抵抗Ｒ１８の端子電圧と可変抵抗器Ｒ１９により設定された電圧を比較して、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達したか否かを判定することができる。
【０１３１】
先に述べた様に地震発生の非常時には、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第１過放電電圧Ｖ１以下になっても、照明部３が点灯される。従って、照明部３の消費電力も増大することになり、このために短期間で各蓄電池６の電圧Ｖｂが第３過放電電圧Ｖ３に達してしまい、照明部３の点灯を設定した日数期間継続することができなくなる虞がある。
【０１３２】
そこで、比較器ＣＭＰ５は、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に達すると、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換えて、照明部３の第２ランプユニット２２の電流経路を遮断し、第２ランプユニット２２を消灯させる。
【０１３３】
これにより、各蓄電池６の電圧Ｖｂが第２過放電電圧Ｖ２に低下してからは、照明部３の消費電力が節減され、照明装置１の照明期間を長くすることができ、大地震による停電が２〜３日程度続いても、夜の照明を繰り返すことが可能になり、人々からの期待を裏切ることがない。
【０１３４】
また、照度回路７３には、タイマー制御回路７３Ａを設けている。このタイマー制御回路７３Ａの出力と比較器ＣＭＰ５の出力は、ワイヤードオアで出力される。
【０１３５】
タイマー制御回路７３Ａは、日没か否かを示す比較器ＣＭＰ３（図１１に示す）の出力を入力しており、この出力がローレベルになると、図５に示す日没の時点Ｔ31からの経過時間を計時し、時点Ｔ31〜時点Ｔaの時間帯に、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換え、第２ランプユニット２２を消灯させる。これにより、照明部３の照度を抑えた省エネモードＳ1が設定される。
【０１３６】
そして、タイマー制御回路７３Ａは、図５に示す時点時点Ｔa〜時点Ｔbの時間帯に、ローレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオンに切り換え、第２ランプユニット２２を点灯させる。これにより、標準モードＳ2の照明が行われる。
【０１３７】
更に、タイマー制御回路７３Ａは、図５に示す時点Ｔb〜時点Ｔ32の時間帯に、ハイレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオフに切り換え、第２ランプユニット２２を消灯させる。これにより、標準モードＳ2から省エネモードＳ1へと再び切替えられる。
【０１３８】
また、タイマー制御回路７３Ａは、地震が発生したか否かを示すＲＳフリップフロップＦＦ２のＱ端子出力を入力しており、地震発生時の非常時に該出力がローレベルになると、比較器ＣＭＰ３の出力がローレベルになっている間、つまり日没から日の出までの間、ローレベルの出力をＦＥＴＱ３のゲートに加えて、ＦＥＴＱ３をオンに切り換え、第２ランプユニット２２を点灯させる。これにより、地震発生時の日没から日の出までの間、標準モードＳ2の照明が行われる。
【０１３９】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、地震発生の非常時に、各蓄電池６の放電状態を検出し、この放電状態に応じて照明部３の照度を調節しても良い。これにより、照明部３の照度の上昇と、各蓄電池６の過放電状態の抑制との両立を図ることができる。
【０１４０】
また、照明部３の第１及び第２ランプ２１、２２を共に点灯させて、標準モードＳ2を設定したり、第１ランプ２１のみを点灯させかつ第２ランプ２２を消灯させて、省エネモードＳ1を設定しているが、この代わりにＤＣ−ＤＣコンバータ７ｂから照明部３へと供給されるパルス状電圧のデューティ比を調節することにより該各モードを切替え設定しても良い。
【０１４１】
また、各ＬＥＤランプの個数や配置、及びＬＥＤランプの各ＬＥＤの個数や配置を適宜に変更しても良い。また、照明部３の照明方向を適宜に変更したり調節可能な構造を採用しても構わない。また、照明部３の照射光の色を相互に異ならせても良い。
【０１４２】
更に、照明部３として、ＬＥＤランプの代わりに、他の種類の光源を採用しても良い。例えば、光源として蛍光灯を採用しても構わない。この場合は、蛍光灯を点灯させるためにインバータを用い、インバータにより蛍光灯に印加される交流電圧の周波数を変更することにより、蛍光灯の照度を上昇させれば良い。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の照明装置の実施形態１を示す斜視図である。
【図２】照明部のＬＥＤランプを示す側面図である。
【図３】太陽電池、支持枠、及びシャフト等を示す断面図である。
【図４】太陽電池、蓄電池、制御部、ＤＣ−ＤＣコンバータ、及び地震センサを概略的に示すブロック図である。
【図５】通常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【図６】地震発生の非常時での照明部の点灯及び照度の制御過程を示すタイミングチャートである。
【図７】蓄電池の満充電電圧、第１過放電電圧、第２過放電電圧、及び第３過放電電圧の高低を示す図である。
【図８】制御部及びＤＣ−ＤＣコンバータとその周辺を概略的に示す回路図である。
【図９】制御部の充電回路を示す回路図である。
【図１０】充電回路における各信号を示すタイミングチャートである。
【図１１】制御部の点灯消灯回路を示す回路図である。
【図１２】点灯消灯回路における通常時の各信号を示すタイミングチャートである。
【図１３】点灯消灯回路における非常時の各信号を示すタイミングチャートである。
【図１４】ＤＣ−ＤＣコンバータにおける各信号を示すタイミングチャートである。
【図１５】制御部の照度回路を示す回路図である。
【符号の説明】
【０１４４】
１ 照明装置
２ 支柱
３ 照明部
５ 太陽電池
６ 蓄電池
７ 充放電ユニット
７ａ 制御部
７ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ
８ 地震センサ
１１ ベースプレート
１２ 補強板
２１ 第１ランプユニット
２２ 第２ランプユニット
７１ 充電回路
７２ 点灯消灯回路
７３ 照度回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明部と、この照明部に電力を供給する蓄電池と、この蓄電池に充電電力を供給する太陽電池と、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御する制御部とを備えた照明装置において、
前記制御部は、日没を判定する判定手段を有し、この判定手段により日没が判定されると、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御することにより、前記照明部を点灯させ、この日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を調節することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を通常照度及び該通常照度よりも低い低照度のいずれかに設定することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記制御部は、日没からの経過時間が一定時間に達するまでは、前記照明部の照度を低照度に設定し、この後に該照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定した後に、他の一定時間が経過すると、該照明部の照度を通常照度から低照度に再び切替え設定することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記太陽電池の出力に基づいて日没を判定することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
地震を検出する地震センサを備え、
前記制御部は、前記地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記判定手段は、日の出を判定し、
前記制御部は、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている状態を、前記判定手段により日の出が検出されたタイミングで終了することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
照明部の光源は、ＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項１】
照明部と、この照明部に電力を供給する蓄電池と、この蓄電池に充電電力を供給する太陽電池と、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御する制御部とを備えた照明装置において、
前記制御部は、日没を判定する判定手段を有し、この判定手段により日没が判定されると、前記蓄電池から前記照明部への電力供給を制御することにより、前記照明部を点灯させ、この日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を調節することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記制御部は、日没からの経過時間に応じて前記照明部の照度を通常照度及び該通常照度よりも低い低照度のいずれかに設定することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記制御部は、日没からの経過時間が一定時間に達するまでは、前記照明部の照度を低照度に設定し、この後に該照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定することを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記照明部の照度を低照度から通常照度に切替え設定した後に、他の一定時間が経過すると、該照明部の照度を通常照度から低照度に再び切替え設定することを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記太陽電池の出力に基づいて日没を判定することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項６】
地震を検出する地震センサを備え、
前記制御部は、前記地震センサにより地震が検出されると、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項７】
前記判定手段は、日の出を判定し、
前記制御部は、日没からの経過時間にかかわらず、前記照明部の照度を通常照度に維持し続けている状態を、前記判定手段により日の出が検出されたタイミングで終了することを特徴とする請求項６に記載の照明装置。
【請求項８】
照明部の光源は、ＬＥＤランプであることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−２４４７１１（Ｐ２００６−２４４７１１Ａ）
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５４１３３（Ｐ２００５−５４１３３）
【出願日】平成１７年２月２８日（２００５．２．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月１４日（２００６．９．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月２８日（２００５．２．２８）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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