JP5945565B2

JP5945565B2 - 照明システム

Info

Publication number: JP5945565B2
Application number: JP2014120231A
Authority: JP
Inventors: 達哉三輪
Original assignee: 有限会社日本ホスピック
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: JP2016001637A

Description

本発明は、電磁シールド室に対して設置される照明システムに関する。

ＭＲＩ（核磁気共鳴画像法）装置が配置されたＭＲＩ室を始めとした電磁シールド室では、器具により生じるノイズがＭＲＩ装置に悪影響を及ぼすため、市販のＬＥＤ照明器具の設置は不可能であった。具体的に、ＬＥＤは直流で駆動するため、商用電源の交流電流から直流電流に変換するＡＣ−ＤＣ変換器を照明器具それぞれに備えなければならず、そこで生じるノイズがＭＲＩ装置を始めとした装置の動作に悪影響を及ぼす為である。

従来から、蛍光灯は電磁シールド室の照明として用いることが出来ず、特開２００４−２５３３０２号公報に記載のように、電磁シールド室内で使用する装置の動作に悪影響を及ぼさないハロゲンランプや白熱ランプを光源とするもののみ使用する事ができる。しかしながら、消費電力あたりの照度が蛍光灯に比べ低く、十分な室内照度を得るためには相当数の照明器具を設置する必要があり、それに伴い電力量や発熱量が増加するという問題がある。

特開２００４−２５３３０２号公報

しかしながら、電磁シールド室の一つであるＭＲＩ室には常時強磁場を発生しているＭＲＩ装置が配置されているため、ランプ交換等の照明のメンテナンスを行うことは、細心の注意が必要とされ作業者の負担となっている。例えば、ＭＲＩ装置に工具・脚立等が引き寄せられ、吸着することなどに注意する必要がある。また、従来の光源ランプの寿命は約１０００〜２０００時間と短いためメンテナンスの頻度が多く多大なメンテナンスコストがかかっていた。そこで、寿命が長く、消費電力あたりの輝度が高いＬＥＤ照明器具の電磁シールド室への利用が求められている。

また、ＬＥＤ照明器具を電磁シールド室に配置する場合、特許公開２０１３−７７７２２のようにノイズを除去するために、ＬＥＤ照明器具に対してノイズを除去するノイズフィルタ及び所定電流を提供するためのＡＣ−ＤＣ変換器が複数必要となる。また、ノイズフィルタとＡＣ−ＤＣ変換器とをつなぐ配線もＬＥＤ照明器具の数だけ必要となる。この構成では、部品点数も設置スペースも増加し、コスト及びメンテナンスの面で課題が残る。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、電磁シールド室の性能及び室内で使用される装置の動作に悪影響を与えず、コスト削減、メンテナンス性の向上及び省エネルギー化が可能な照明システムを提供することを目的とする。

本発明の照明システムは、電磁シールド室外に配置され交流電流を直流電流に変換する電源装置と、前記電磁シールド室を区画する壁部に配置され、前記電源装置から供給された直流電流のノイズを除去するノイズフィルタと、前記電源装置と前記ノイズフィルタとをつなぐ一対の配線を有する第一配線部と、前記電磁シールド室内に配置された複数の直流照明器具と、前記電磁シールド室内に配置され前記フィルタを通じ供給された直流電流を前記複数の直流照明器具に所定電流で供給するドライブユニットと、前記ノイズフィルタと前記ドライブユニットとをつなぐ一対の配線を有する第二配線部と、前記ドライブユニットと前記複数の直流照明器具とをつなぐ第三配線部と、を備え、前記第三配線部は、前記直流照明器具の数に応じた複数の一対の配線を有し、前記ドライブユニットは、カレントミラー回路を有することを特徴とする。

この構成によれば、ノイズフィルタによりノイズが除去された直流電流を照明器具に供給できるため、電磁シールド室の照明に、ＬＥＤ照明器具などの省エネルギーで長寿命の直流照明器具を用いることができる。これにより、ＭＲＩ装置が配置されているなどで作業に相当の注意が必要な部屋に対して、ランプ交換等のメンテナンスの回数を減らすことができる。これによりメンテナンス作業に起因する吸着事故を引き起こすリスクを低減させる事にもつながる。

また、本発明によれば、複数の直流照明器具に対して１つのドライブユニット及びノイズフィルタが設けられているため、各直流照明器具それぞれに対してＡＣ−ＤＣ変換器とノイズフィルタを準備する必要がなく、システムのコンパクト化、配線の省力化、部品点数の削減、及びコストの削減が可能となる。また、電磁シールド室内での作業において、点検作業が１つのドライブユニットを対象にすれば足り、注意が必要な電磁シールド室内での作業を簡易化でき、ひいてはメンテナンス性を向上させることができる。

特に本発明では、ドライブユニットにカレントミラー回路を搭載させているため、複数の直流照明器具に対して、安定して定電流を供給することができる。

本実施形態の照明システムの構成を示す構成図である。本実施形態のドライブユニットの回路構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。本実施形態の照明システムは、電磁シールド室Ｚ、ここではＭＲＩ室に用いられる。電磁シールド室Ｚとは、内壁面に電磁波シールド面Ｚ１が設置されている部屋であり、外部からの電磁波を遮断する事、及び内部に設置する各種装置から発する電磁波を遮断し、外部に漏洩させない事を目的とした部屋である。

本実施形態の照明システムは、図１に示すように、電源装置１と、ノイズフィルタ２と、第一配線部３と、ＬＥＤ照明器具４と、ドライブユニット５と、第二配線部６と、第三配線部７と、を備えている。

電源装置１は、商用電源Ｘから供給される交流電流を直流電流に変換するいわゆるＡＣ−ＤＣ変換器である。電源装置１は、電磁シールド室Ｚ外（例えば機械室）に配置されている。電源装置１は、照明のスイッチＹがオンになると、電流変換して所定の電圧の直流電流を出力する。

ノイズフィルタ２は、第二配線部６を流れる直流電流から電源装置１で生じるノイズや外来ノイズを除去するノイズフィルタである。ノイズフィルタ２は、電磁シールド室Ｚの壁部（ここでは内壁面、すなわち電磁波シールド面）Ｚ１に設置されている。ノイズフィルタ２は、例えばＲＦフィルタである。なお、ノイズフィルタ２は、壁部の外壁面（電磁シールド室Ｚ外側の面）に設置されても良い。ノイズフィルタ２が壁部の内壁面又は外壁面に設置されることで、壁部内に設置される場合と比較して、本体が露出しているためメンテナンス性が向上する。ノイズフィルタ２は、例えば金属製の板（シールド板）を介して壁面に固定（例えばねじ止め固定）されている。第一配線部３は、壁部内の配管を通じるなどしてノイズフィルタ２に接続されている。

第一配線部３は、電源装置１とノイズフィルタ２とをつなぐ配線部分であり、一対の配線で構成されている。第一配線部３は、電磁シールド室Ｚ外に配置されている。ＬＥＤ照明器具４は、ＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）を用いた照明器具である。複数のＬＥＤ照明器具４が電磁シールド室Ｚ内の天井（あるいは壁面）に設置されている。

ドライブユニット５は、複数のＬＥＤ照明器具４に定電流（所定電流）を供給する装置である。ドライブユニット５は、電磁シールド室Ｚ内に配置されている。ドライブユニット５の詳細は後述する。第二配線部６は、ノイズフィルタ２とドライブユニット５とをつなぐ配線部分であり、一対の配線で構成されている。第二配線部６は、電磁シールド室Ｚ内に配置されている。

第三配線部７は、ドライブユニット５と複数のＬＥＤ照明器具４とをつなぐ配線部分であり、ＬＥＤ照明器具４の数に応じた複数の配線（一対の配線）で構成されている。例えばＬＥＤ照明器具４が１０個設置される場合、第三配線部７は２０本の配線（１０組の配線）で構成される（２灯式の場合さらに倍）。第三配線部７は、電磁波シールド面Ｚ１と天井（あるいは壁）の間の空間を介してＬＥＤ照明器具４に接続されている。

本実施形態では、電磁シールド室Ｚ内に１つの区画された空間が設けられている。区画は壁や扉等による物理的な区画でも良く、床にラインを引いたり目印になるものを設置したりするなどの目印による区画でも良い。当該区画された空間を作業空間Ｒと称する。本実施形態では、電磁シールド室Ｚ内に壁や扉で区画された作業室が形成されており、当該作業室が作業空間Ｒとなる。ノイズフィルタ２、ドライブユニット５、及び第二配線部６は、作業空間（作業室）Ｒ内に配置されている。

ここで、ドライブユニット５についてさらに説明する。ドライブユニット５は、図２に示すように、主に、ファン部５１と、第一照明スイッチ５２と、第二照明スイッチ５３と、レギュレータ部５４と、カレントミラー回路５５と、を備えている。

ファン部５１は、一端が配線Ｂ１に接続され、他端が配線Ｂ２に接続された冷却用のファンである。配線Ｂ１は、第二配線部６のうち正の電圧が印加されるプラス側の配線に接続されている。配線Ｂ２は、第二配線部６のうちマイナス側の配線に接続されている。ファン部５１は、例えば制御装置（図示せず）により必要に応じてオン／オフされる。なお、説明において、一端は一方端子、他端は他方端子を意味する。

第一照明スイッチ５２は、複数のＬＥＤ照明器具４で構成された一組のＬＥＤ照明器具４群をオン／オフするためのスイッチである。第一照明スイッチ５２の一端は配線Ｂ１に接続され、第一照明スイッチ５２の他端はレギュレータ部５４及びＬＥＤ照明器具４の一端に接続されている。なお、第一照明スイッチ５２の一端にはコンデンサＣ１の一端が接続されており、コンデンサＣ１の他端は配線Ｂ２に接続されている。

第二照明スイッチ５３は、複数のＬＥＤ照明器具４で構成された上記とは別の一組のＬＥＤ照明器具４群をオン／オフするためのスイッチである。第二照明スイッチ５３の一端は配線Ｂ１に接続され、第二照明スイッチ５３の他端は上記とは別のレギュレータ部５４及びＬＥＤ照明器具４の一端に接続されている。なお、第二照明スイッチ５３の一端にはコンデンサＣ２の一端が接続されており、コンデンサＣ２の他端は配線Ｂ２に接続されている。第二照明スイッチ５３からＬＥＤ照明器具４までの回路構成は、第一照明スイッチ５２側と同様であるため、説明は省略する。

レギュレータ部５４は、所定の電流を出力する装置であって、本実施形態では可変三端子レギュレータを採用している。レギュレータ部５４は、本体部５４１と、第一抵抗５４２と、第二抵抗５４３と、を備えている。本体部５４１の入力端子は配線Ｂ１に接続され、本体部５４１の出力端子は第一抵抗５４２の一端に接続され、本体部５４１の調整端子は第一抵抗５４２の他端及び第二抵抗５４３の一端に接続されている。第一抵抗５４２の他端は、第二抵抗５４３の一端に接続されている。第二抵抗５４３の他端は、カレントミラー回路５５の入力端子に接続されている。第一抵抗５４２及び第二抵抗５４３の抵抗値により、出力される電流値を設定することができる。なお、本体部５４１の調整端子には、コンデンサＣ３の一端が接続されており、コンデンサＣ３の他端は配線Ｂ２に接続されている。

カレントミラー回路５５は、第一トランジスタ５５１と、複数の第二トランジスタ５５２と、複数の抵抗５５３と、を備えている。第一トランジスタ５５１は、ダイオード接続（コレクタ端子とベース端子とが接続）されたトランジスタである。第一トランジスタ５５１のコレクタ端子は、カレントミラー回路５５の入力端子であって、レギュレータ部５４の出力端子に接続されている。第一トランジスタ５５１のエミッタ端子は、抵抗５５３を介して配線Ｂ２に接続されている。第一トランジスタ５５１のベース端子は、複数の第二トランジスタのベース端子に接続されている。

第二トランジスタ５５２は、第一トランジスタと同構成のトランジスタである。カレントミラー回路５５には、ＬＥＤ照明器具４の数と同数の第二トランジスタ５５２が配置されている。つまり、１つのＬＥＤ照明器具４に対して１つの第二トランジスタ５５２が接続されている。具体的に、第二トランジスタ５５２のコレクタ端子は、ＬＥＤ照明器具４の他端に接続されている。そして、ＬＥＤ照明器具４の一端は、第一照明スイッチ５２を介して配線Ｂ１に接続されている。第二トランジスタ５５２のエミッタ端子は、抵抗５５３を介して配線Ｂ２に接続されている。このように、ドライブユニット５は、ＬＥＤ照明器具４の数に応じたトランジスタを有している。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、電磁シールド室外に電源装置１を置き、さらにノイズフィルタ２によりノイズが除去された直流電流を照明器具に供給できるため、電磁シールド室Ｚの照明に、ＬＥＤ照明器具などの省エネルギーで長寿命の直流照明器具を用いることができる。これにより、ＭＲＩ装置が配置されているなどで作業に相当の注意が必要な部屋に対して、ランプ交換等のメンテナンスの回数を減らすことができる。すなわち、本実施形態によれば、電磁シールド室Ｚのメンテナンス性を向上させることができる。これによりメンテナンス作業に起因する吸着事故を引き起こすリスクを低減させる事にもつながる。

また、本実施形態によれば、複数台の照明器具であっても、電源装置１、ドライブユニット５及びノイズフィルタ２は全て１台ずつで賄う事が出来る。従来のように照明器具毎にＡＣ−ＤＣ変換器とノイズフィルタを準備する必要がなく、部品点数の削減及びコストの削減が可能となる。また、ノイズフィルタからドライブユニットまでの配線が１対の配線で足りるため、省スペースでコンパクトな配置が可能となり、配線作業の省力化も実現する。また、電磁シールド室Ｚ内での作業において、点検作業が１つのドライブユニットを対象にすれば足り、注意が必要な電磁シールド室Ｚ内での作業を簡易化でき、ひいてはメンテナンス性を向上させることができる。

特に本実施形態では、照明器具として汎用品であるＬＥＤ照明器具４を用いており、コスト増加を抑制しつつ省エネルギー及び長寿命を容易に実現することができる。加えて、本実施形態では、ドライブユニット５がカレントミラー回路５５を有しているため、安定して複数のＬＥＤ照明器具４に定電流を供給することができる。

また、本実施形態によれば、ノイズフィルタ２及びドライブユニット５が作業空間Ｒ内に配置されているため、配線や装置などを１つの空間に集めることができ、コンパクトな配置が可能となる。さらに、メンテナンススペースが確保でき、１つのスペースでノイズフィルタ２及びドライブユニット５のメンテナンスが可能であるため、メンテナンス性も向上する。

本発明は、上記実施形態に限られない。例えば照明器具は、ＬＥＤ照明器具４だけでなく、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いた有機ＥＬ照明器具であっても良い。つまり、本発明では、省エネルギーや長寿命を実現できる直流の照明器具を用いることができる。また、作業空間Ｒを設けなくても良い。カレントミラー回路５５は、上記構成以外のカレントミラー回路でも良い。

１：電源装置、２：ノイズフィルタ、３：第一配線部、
４：ＬＥＤ照明器具（直流照明器具）、５：ドライブユニット、
５５：カレントミラー回路、６：第二配線部、７：第三配線部、
Ｚ：電磁シールド室、Ｒ：作業空間

Claims

電磁シールド室外に配置され交流電流を直流電流に変換する電源装置と、
前記電磁シールド室を区画する壁部に配置され、前記電源装置から供給された直流電流のノイズを除去するノイズフィルタと、
前記電源装置と前記ノイズフィルタとをつなぐ一対の配線を有する第一配線部と、
前記電磁シールド室内に配置された複数の直流照明器具と、
前記電磁シールド室内に配置され前記ノイズフィルタを通じ供給された直流電流を前記複数の直流照明器具に所定電流で供給するドライブユニットと、
前記ノイズフィルタと前記ドライブユニットとをつなぐ一対の配線を有する第二配線部と、
前記ドライブユニットと前記複数の直流照明器具とをつなぐ第三配線部と、
を備え、
前記第三配線部は、前記直流照明器具の数に応じた複数の一対の配線を有し、
前記ドライブユニットは、カレントミラー回路を有することを特徴とする照明システム。
請求項１において、
前記直流照明器具は、ＬＥＤ照明器具である照明システム。
請求項１又は２において、
前記電磁シールド室は、物理的又は目印により区画された１つの作業空間を有し、
前記ノイズフィルタ及び前記ドライブユニットは、前記作業空間に配置されている照明システム。