JP5638663B1 - バルーン型照明装置及び投光機 - Google Patents

Abstract

【課題】バルーンの形状を維持し、光源及びこれを安定して点灯させるための電源制御回路などの冷却に必要な気流を発生させ、屋内使用時の騒音を抑制することで屋外と屋内の共用が可能なバルーン型照明装置を提供する。【解決手段】バルーン型照明装置１は、バルーン２と、バルーン２を膨らませる送風機３と、バルーン２内に配置される光源４と、光源４及び送風機３を駆動し送風機３の送風経路に配置される電源制御回路５とを備え、送風機３の送風能力を少なくとも二段階に切り換える送風能力切り換え手段２０を備え、送風能力切り換え手段２０によって送風機３の送風能力が最小に切り換えられた際に、発生する騒音が５０ｄＢ以下であり、バルーン２の内部と外部の空気圧の差が０．４ｈＰａ以上である。【選択図】図２

Description

本発明は、バルーン型照明装置及び投光機に関するものである。

従来知られるバルーン型投光機は、発電機を搭載する台車と、台車に立設した伸縮支柱と、伸縮支柱の上端に装備されるバルーンと、バルーンに内蔵した照明機器とを備え、発電機と照明機器とを通電可能に構成している。このようなバルーン型投光機は、バルーンの光拡散作用によって、眩しさを感じさせることなく、光を広範囲に照射することができる利点を有する（例えば、下記特許文献１参照）。このようなバルーン型投光機は、バルーンの展開状態を維持するために、バルーン内部に空気を送り込む送風機を備えている。

特開２００５−１５０１２３号公報

前述したバルーン型投光機は、一般に夜間屋外の工事現場で使用されることが多く、特に道路工事現場用の照明では車の運転手への安全面から前述した高い防眩効果が求められている。このように夜間の工事現場などの屋外で使用されることが多いバルーン型投光機は、多少の風が吹いてもバルーン形状を適正に維持できるように出力の高い送風機を用いてバルーン内部に比較的高い圧力で空気を供給している。

このようなバルーン型投光機は、前述した防眩効果によって柔らかい光を照射することができるので、工事現場などの屋外での使用だけでなく、災害時の避難所などの非常用照明として屋内でも使用されることが多くなってきた。この際に、前述した屋外での使用を前提としたバルーン型投光機では、屋外での使用では何ら問題にならなかった送風機の作動音が屋内での使用時には耳障りな騒音になってしまうことが問題になっている。

これに対しては、バルーンの展開に送風機を用いないで骨組みを収納・展開自在にしたものが提案されている（特開２００８−２７７０９５号公報参照）。しかしながら、バルーンに設けられる送風機は、バルーンを膨らませるためだけでなく、その気流によってバルーン内部の発熱源である光源や光源を発光させるための電源制御回路などを冷却する働きがあり、数百Ｗ以上の出力の光源を備える投光機では、光源や電源制御回路などの正常な動作を確保するためには送風機による冷却は不可欠なものとなっている。

本発明は、このような事情に対処したバルーン型照明装置或いはバルーン型投光機を提供することを課題とするものである。すなわち、バルーンの形状を維持することができ、光源及びこれを安定して点灯させるための電源制御回路などの冷却に必要な気流を発生させることができ、屋内使用時の騒音を抑制することができるバルーン型照明装置或いはバルーン型投光機を提供すること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

バルーンと、前記バルーンを膨らませる送風機と、前記バルーン内に配置される光源と、前記光源及び前記送風機を駆動し前記送風機の送風経路に配置される電源制御回路とを備え、前記送風機の送風能力を少なくとも二段階に切り換える送風能力切り換え手段を備え、該送風能力切り換え手段によって前記送風機の送風能力が最小に切り換えられた際に、発生する騒音が５０ｄＢ以下であり、前記バルーンの内部と外部の空気圧の差が０．４ｈＰａ以上であることを特徴とするバルーン型照明装置。

このような特徴を有するバルーン型照明装置は、送風機の送風能力を少なくとも二段階に切り換える送風能力切り換え手段を備えるので、用途に応じて送風能力を切り換えて使用することができる。その際に、風のない屋内で使用するために送風能力を最小に切り換えた場合、発生する騒音が５０ｄＢ以下になるので耳障りな騒音を抑止することができ、バルーンの内部と外部の空気圧の差が０．４ｈＰａ以上になるので、バルーンの形状維持と電源制御回路などの冷却の両方を確保することができる。

これによって、夜間の屋外で使用する場合には、送風機の送風能力を高くして屋外の風に対してもバルーンの形状維持を確保しながら適正な照明を行うことができ、屋内での使用に際しては、騒音によるストレスを感じることなくバルーンの形状維持と電源制御回路などの冷却を確保しながら適正な照明を行うことができる。

本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置の内部構造を示した説明図である。 図１に示したバルーン型照明装置における電源制御回路の機能を示したブロック図である。 本発明の他の実施形態に係るバルーン型照明装置の内部構造を示した説明図である。 （ａ），（ｂ）は、図３に示したバルーン型照明装置における電源制御回路の機能を示したブロック図である。 バルーン型照明装置の送風能力切り換え手段の他の例を示した説明図である。 （ａ），（ｂ）は、前述した本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置を備えた投光機（バルーン型投光機）を示した説明図である。

本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置は、従来技術と同様に、バルーンと、バルーンを膨らませる送風機と、バルーン内に配置される光源と、光源及び送風機を駆動し送風機の送風経路に配置される電源制御回路とを備えている。そして、送風機の送風能力を少なくとも二段階に切り換える送風能力切り換え手段を備えている。

本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置は、このような送風能力切り換え手段を備えることで、必要に応じて送風機の送風能力を切り換えることを可能にしており、屋外では騒音を気にすることなく送風機を高い送風能力で駆動して、バルーンの内部と外部との空気圧差を０．９ｈＰａ以上に保ち、風のあるところでもバルーンの形状を維持できるようにし、屋内では送風機の送風能力を抑えて騒音を５０ｄＢ以下にしながら、バルーンの内部と外部の空気圧の差を０．４ｈＰａ以上に保ち、風の無い屋内でのバルーンの形状維持と電源制御回路などの冷却が可能なようにしている。このような本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置は、比較的小型の送風機を用いた場合でも、騒音の抑制が必要となる屋内と風の中でのバルーンの形状維持が必要となる屋外の両方での使用が可能になる。

送風能力切り換え手段の一つの形態は、送風機の回転数を少なくとも二段階に切り換えることで送風能力を切り換えるものである。具体的には、送風機を定格電力での使用と駆動電力を抑制した使用とで切り換えることで回転数を切り換えるものである。送風機が直流電動機を用いたものの場合は、ＰＭＷ（Pulse Width Modulation）制御によって駆動電力を多段に制御することが可能であるが、これに限らず、単に入力電圧を多段に切り換えるものであってもよい。送風機が交流電動機を用いたものの場合は、周波数変換器で周波数を低下させて回転数を低下させることが可能であるが、これに限らず、単に電圧を低下させて回転数を低下させるものであってもよい。

また、送風能力切り換え手段の他の形態は、送風能力の異なる複数の送風機を選択的に切り換えることで送風能力を切り換えるものである。この場合は送風能力とこれに応じて騒音特性が異なる複数の送風機を多段に設置し、これを適宜選択して作動させる。この場合、最も送風能力の小さい送風機は、これを作動させた場合、発生する騒音が５０ｄＢ以下でバルーンの内部と外部との空気圧の差が０．４ｈＰａ以上で、且つ電源制御回路などを冷却するのに十分な風量を確保できるものを選択する。

このような特徴を有する本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置は、屋外での工事用照明等に用いる以外に、屋内イベント用の照明や災害時・非常時の屋内避難所などでの照明のように、騒音を嫌う屋内での使用が可能になる。これによって、照明装置としての設備稼働率を高めることができ、投資効率の高い照明装置を提供することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置の内部構造を示した説明図である。バルーン型照明装置１は、バルーン２と、バルーン２を膨らませる送風機３と、バルーン２内に配置される光源４と、光源４及び送風機３を駆動し送風機３の送風経路に配置される電源制御回路５とを備えている。このバルーン型照明装置１は、光源４が高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）４Ａであり、中心部に配置される枠体のほぼ中央に光源４である高輝度放電ランプ４Ａが設置され、枠体６の下部に、光源４と送風機３とに電力を供給する電源制御回路５が設置されている。枠体６の上端部と下端部にはバルーン２を取り付けるための上部シート７と下部シート８が固定されており、この上部シート７と下部シート８に取り付け手段を介してバルーン２が取り付けられている。下部シート８からは電源制御回路５に接続される入力電源用コネクタ９が引き出されている。また、上部シート７の上には保護カバー１１が取り付けられている。

このようなバルーン型照明装置１においては、送風機３は下部シート８の外側の空気を吸引してバルーン２内に送風しているが、その送風経路に電源制御回路５と光源４が配置されており、バルーン２を膨らませるための送風機３の気流によって光源４と電源制御回路５が冷却されている。

図２は、図１に示したバルーン型照明装置における電源制御回路の機能を示したブロック図である。電源制御回路５は、ＡＣ電源の入力電源１０によって光源４である高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ）４Ａと送風機３を駆動するものであり、電源回路５Ａ、ＨＩＤランプ用安定器５Ｂ、送風機駆動電源制御回路５Ｃを備えている。そして、送風能力切り換え手段２０としての送風機回転切換スイッチ５Ｄ及び送風機制御信号発生部５Ｅを備えている。これによると、送風機回転切換スイッチ５Ｄが操作されると、送風機制御信号発生部５Ｅから切換信号が送風機駆動電源制御回路５Ｃに送られることになり、送風機３の駆動電力が多段に切り換えられて送風機３の回転数（送風能力）が多段階に切り換えられる。ここで、送風機駆動電源制御回路５Ｃは送風機３の内部に設けられる場合があり、この場合は、送風機制御信号発生部５Ｅが発生する切換信号は送風機３の入力端子に送られることになる。

図３は、本発明の他の実施形態に係るバルーン型照明装置の内部構造を示した説明図である。バルーン型照明装置１Ａは、バルーン２と、バルーン２を膨らませる送風機３０と、バルーン２内に配置される光源４０と、光源４０及び送風機３０を駆動し送風機３０の送風経路に配置される電源制御回路５０とを備えている。また、前述した実施形態と同一部位については同一符号を付して重複説明を省略する。

バルーン型照明装置１Ａは、光源４０として基板４０Ｂに複数配列したＬＥＤ４０Ａを採用している。ＬＥＤ４０Ａは平板状の基板４０Ｂに実装されており、この基板４０Ｂを多角柱状に接合することで周囲に光を放出する光源４０を構成している。ＬＥＤ４０Ａを光源４０とした場合には、瞬時点灯が可能になり、点灯・消灯をいつでも何度でも繰り返すことができるので、ＨＩＤランプを光源とする場合と比較して高い利便性を得ることができる。また、複数のＬＥＤ４０Ａを選択的に点灯させるか個々のＬＥＤの駆動電力を低下させることで任意に発光量を調整することができる。これによって、災害時や非常時の屋内での使用に際しては、その状況に応じて最適な発光量を設定することができ、高い利便性が得られるだけで無く消費電力の低減化やバッテリ駆動時の長時間点灯が可能になる。

図３に示したバルーン型照明装置１Ａは、送風機３０の吸引気流がＬＥＤ４０Ａを実装した基板（ヒートシンク）４０Ｂを組み合わせた多角柱の内側を通過するように構成されており、その多角柱の下側に電源制御回路５０が配置されている。これによると、送風機３０の吸引気流は、先ず電源制御回路５０を冷却し、次にＬＥＤ４０Ａを表面に実装した基板（ヒートシンク）４０Ｂを冷却して、最後にバルーン２を膨らませる。なお、送風機３０の位置は図示の例に限らず、電源制御回路５０の下部や電源制御回路５０と光源４０の間などでも構わない。

電源制御回路５０は、送風能力切り換え手段２０となる、送風機３０の出力を切り換える送風機回転切換スイッチ５１と、光源４０の出力を変更できるＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２を備えている。このような電源制御回路５０を備えることで、送風機３０の出力を送風機回転切換スイッチ５１で切り換えて、屋外の使用では定格消費電力で使用し、騒音を嫌う屋内では、出力を低下させて、風の無いところでバルーン２の形状を維持できるようにバルーン２の内部と外部の空気圧差を０．４ｈＰａ以上にしながら、騒音を５０ｄＢ以下にして使うことができる。また、ＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２によってＬＥＤ４０Ａの発光量を任意に調整することができる。

図４（ａ），（ｂ）は、図３に示したバルーン型照明装置における電源制御回路の機能を示したブロック図である。図４（ａ），（ｂ）に示した電源制御回路５０は、前述した送風機回転切換スイッチ５１とＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２を備えると共に、電源回路５０Ａ、ＬＥＤ点灯電源制御回路５０Ｂ、送風機駆動電源制御回路５０Ｃ、調光信号発生部５０Ｄ、送風機制御信号発生部５０Ｅを備え、送風機３０とＬＥＤ４０Ａを駆動制御するものである。

電源制御回路５０の図４（ａ）に示した例は、送風機回転切換スイッチ５１の切り換え操作によって送風機制御信号発生部５０Ｅから切り換え制御信号が送風機駆動電源制御回路５０Ｃに送られることで、送風機３０の出力が多段階に切り換えられる。また、ＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２の切り換え操作によって調光信号発生部５０Ｄから切り換え制御信号がＬＥＤ点灯電源制御回路５０Ｂに送られることで、ＬＥＤ４０Ａの出力が多段階に切り換えられる。

電源制御回路５０の図４（ｂ）に示した例は、図４（ａ）に示した例と同様に、送風機回転切換スイッチ５１の切り換え操作によって送風機３０の出力が多段階に切り換えられ、ＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２の切り換え操作によってＬＥＤ４０Ａの出力が多段階に切り換えられるが、更に、送風機回転切換スイッチ５１の切り換え操作が行われたときに、送風機制御信号発生部５０Ｅから切り換え制御信号が調光信号発生部５０Ｄに送られる。すなわち、送風機回転切換スイッチ５１の切り換え操作に応じて調光信号発生部５０Ｄから切り換え制御信号がＬＥＤ点灯電源制御回路５０Ｂに送られ、ＬＥＤ４０Ａの出力が切り換えられる。

図４（ｂ）に示した電源制御回路５０を備えたバルーン型照明装置１Ａは、大容量のＬＥＤ４０Ａを用いた場合などの例であり、送風機３０の送風能力を低く切り換えた際に、ＬＥＤ４０Ａへの供給電力を冷却可能な状態まで自動で減光して発熱量を抑える機能を持たせたものである。具体的には、出力８００ＷのＬＥＤ４０Ａを用いる場合には、送風機３０の送風能力を騒音が５０ｄＢ以下になるように低下させることに対応して、ＬＥＤ４０Ａの出力を例えば６００Ｗに低下させる。なお、この際、ＬＥＤ供給電力切換スイッチ５２によって予めＬＥＤ４０Ａの出力が低く切り換えられている場合には、送風機回転切換スイッチ５１によって送風機３０の送風能力が低く切り換えられた場合にもＬＥＤ４０Ａの出力はそのままに維持される。

また、電源制御回路５０は、入力電源１０Ａが交流電源（ＡＣ電源）であっても直流電源（ＤＣ電源）であっても接続可能な電源入力端子５０Ｇと、電源入力端子５０Ｇに接続された入力電源１０ＡがＡＣ電源であるかＤＣ電源であるかを判別して、いずれか一方の入力電源に変換する入力電源判別変換回路（入力電源判別手段）５０Ｆを備えている。バルーン型照明装置１Ａの光源４０は、消費電力が大きいため、通常は商用電源或いは発電機の電源（ＡＣ電源）を用いて使用することが多いが、停電を伴った非常時の避難所などの屋内で用いられる場合には、騒音や排気ガスの発生が嫌われるため発電機が使用できない場合があり、二次電池（ＤＣ電源）を電源に用いなければならない場合がある。また、非常時の避難場所などで用いられる場合には不特定多数の人がバルーン型照明装置１Ａを操作することが考えられる。このような事情に対応するためには、前述した電源入力端子５０Ｇと入力電源判別変換回路５０Ｆを備えて誤接続が起こらないようにすることが有効である。

図５は、バルーン型照明装置の送風能力切り換え手段の他の例を示した説明図である。図５に示した例は、送風能力の異なる複数の送風機を選択的に切り換えることで送風能力を切り換えるものである。この例では、比較的送風能力の高い送風機３Ａと比較的送風能力の低い送風機３Ｂとを備え、各送風機３Ａ，３Ｂへの電力供給を電源制御回路５００が行っており、電源制御回路５００が送風能力切り換え手段２０となる送風機切換スイッチ５０１を備えている。図示において前述の説明と同一の部位については同一符号を付して重複説明を省略する。

送風機切換スイッチ５０１は、送風機３Ａ，３Ｂへの電力供給を切り換えるスイッチであり、屋内での使用時には比較的送風能力の低い送風機３Ｂを選択的に駆動させる。送風機３Ｂは、発生する騒音を５０ｄＢ以下にしながら、バルーン２の内部と外部の空気圧の差を０．４ｈＰａ以上にすることができる送風能力を有するものである。

図５に示した例の具体的な構成では、送風機３Ａ，３Ｂは隔壁１２で囲まれた一つの空間に設置され、送風機３Ａを作動させる場合には、送風機３Ｂの気道の外側に設定された弁１３を送風機３Ａの気流で押し上げて気道を拡大するようになっている。送風機３Ｂを作動させる場合には、弁１３は自重で下がり、送風機３Ｂの外側の軌道が閉止される。弁１３により気道が閉止された後は、バルーン２内部の空気圧で弁１３が押さえ付けられることになるので、弁１３の閉止状態がより確実なものとなり、バルーン２内部からの空気の流出を防止することができる。このように、弁１３は自重と気流で動作するので動作のための特別な駆動手段を設ける必要が無い。

図６（ａ），（ｂ）は、前述した本発明の実施形態に係るバルーン型照明装置を備えた投光機（バルーン型投光機）を示した説明図である。図６（ａ）に示した投光機１００は、台車１０１に取り付けられた伸縮支柱１０３の上にバルーン型照明装置１，１Ａが設置されている。図示の例では、台車１０１には発電機や二次電池などの電源装置１０２が搭載されている。図６（ｂ）に示した投光機１００Ａは、三脚１０４に取り付けた伸縮支柱１０３Ａ上にバルーン型照明装置１，１Ａが設置されている。

以下に、バルーン型照明装置の他の形態例を説明する。前述したバルーン型照明装置は、送風能力切り換え手段を備えているが、これに限らず、例えば１８Ｗ以下の消費電力が比較的小さい送風機を用いて、発生する騒音を５０ｄＢ以下にしながら、バルーンの内部と外部との空気圧の差を風のある屋外でバルーン形状を大きく崩すことのない圧力差に維持でき、且つバルーン内部などで所望の冷却効果を得るのに十分な風量を確保できる送風機を用いたものであってもよい。

具体的には、駆動電力が１８Ｗ以下であって発生する騒音が５０ｄＢ以下の送風機であって、バルーンの内部と外部の空気圧の差が０．９ｈＰａ以上になる送風機を選択して用いることで、屋外と屋内での共用が可能なバルーン型照明装置を得ることができる。この場合、バルーンの大きさや構造などが異なると、それに合わせて送風機を選定することが必要になる。

また、定格消費電力が大きな大型の送風機を用いる場合であっても、その稼働電力を抑えて送風機の回転数を落として使用することで、低騒音であっても所望の風量を確保できる使用形態、すなわち、発生する騒音を５０ｄＢ以下にして、バルーンの内部と外部との空気圧の差を０．９ｈＰａ以上にする使用形態が可能になる。

このような送風機の選択或いは送風機の使用形態によって、夜間の屋外での使用と屋内での非常照明としての使用を共用できるバルーン型照明装置を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１，１Ａ：バルーン型照明装置，２：バルーン，
３，３Ａ，３Ｂ，３０：送風機，
４，４０：光源，４Ａ：高輝度放電ランプ（ＨＩＤランプ），
４０Ａ：ＬＥＤ，４０Ｂ：基板，
５，５０，５００：電源制御回路，
５Ｄ：送風機回転切換スイッチ，５Ｅ：送風機制御信号発生部，
５１：送風機回転切換スイッチ，５２：ＬＥＤ供給電力切換スイッチ，
５０Ｇ：電源入力端子，５０Ｆ：入力電源判別変換回路（手段），
５０１：送風機切換スイッチ，
６：枠体，
１０，１０Ａ：入力電源，
２０：送風能力切り換え手段，
１００，１００Ａ：バルーン型投光機

Claims (6)

1. バルーンと、前記バルーンを膨らませる送風機と、前記バルーン内に配置される光源と、前記光源及び前記送風機を駆動し前記送風機の送風経路に配置される電源制御回路とを備え、
   前記送風機の送風能力を少なくとも二段階に切り換える送風能力切り換え手段を備え、
   該送風能力切り換え手段によって前記送風機の送風能力が最小に切り換えられた際に、発生する騒音が５０ｄＢ以下であり、前記バルーンの内部と外部の空気圧の差が０．４ｈＰａ以上であることを特徴とするバルーン型照明装置。
2. 前記送風能力切り換え手段は、前記送風機の回転数を少なくとも二段階に切り換えることを特徴とする請求項１記載のバルーン型照明装置。
3. 前記送風能力切り換え手段は、送風能力の異なる複数の送風機を選択的に切り換えることを特徴とする請求項１記載のバルーン型照明装置。
4. 前記電源制御回路は、前記送風能力切り換え手段が前記送風機の送風能力を下げる切り換えを行った場合に、その切り換えに応じて前記光源への電力供給を抑えて減光を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のバルーン型照明装置。
5. 前記電源制御回路は、交流電源と直流電源のいずれにも接続可能な電源入力端子と、前記電源入力端子に接続された入力電源が交流電源であるか直流電源であるかを判別して、いずれか一方の入力電源に変換する入力電源判別変換手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバルーン型照明装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載されたバルーン型照明装置を支柱上に設置したことを特徴とするバルーン型投光機。

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