JP2008135219A - 照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源の保守および点検が容易であるとともに、反射板の反射効率を長期間に亘って一定に保持できる照明装置を提供する。
【解決手段】照明装置１０は、アーク長Ｌが３ｍｍ以下である放電ランプ１６と、放電ランプ１６から出射された光を所定方向へ反射させるリフレクタ１８と、リフレクタ１８で反射された光を照射対象１２，１４へ向けてさらに反射させる反射板２０を有する反射装置２２とを備えている。そして、反射装置２２は、放電ランプ１６から離間して配設されており、反射板２０には、光触媒を含む防汚層５６が形成されている。したがって、反射装置２２を高所に配設する場合でも放電ランプ１６を低所に配設することができ、また、放電ランプ１６から出射された光を反射板２０に照射することによって、防汚層５６の自浄作用を発揮させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光源から出射された光をリフレクタで反射させて反射板に集光し、反射板でさらに反射させて照射対象へ照射する、照明装置に関する。

街路灯または庭園灯のような屋外用の照明装置としては、支柱の上端部に光源を取り付けた構造の「ポール灯」が幅広く用いられている。しかし、このような「ポール灯」では、作業者の手が届かない高所に光源が配設されているため、光源の保守および点検が不便である。

そこで、従来から光源の保守および点検が容易な屋外用の照明装置が種々開発されており、その一例が特許文献１に開示されている。特許文献１の照明装置は、支柱の高さ方向の中間部に光源を取り付けるとともに、支柱の上端部に反射板を取り付け、光源から出射された光を反射板で反射させて照射対象へ照射するようにしたものである。
特開２００２−２６０４１０号

特許文献１に記載された従来の照明装置では、支柱の高さ方向の中間部に光源を取り付けるようにしていたので、光源の保守および点検は容易である。しかし、支柱の上端部に反射板を取り付けていたので、反射板に汚れが付着した場合には、これを洗い落とす作業が困難であり、汚れの蓄積により反射板の反射効率が徐々に低下し、照射対象へ照射される光量が減少するという問題があった。

それゆえに、本発明の主たる解決課題は、光源の保守および点検が容易であるとともに、反射板の反射効率を長期間に亘って一定に保持できる、照明装置を提供することである。

請求項１に記載した発明は、「アーク長Ｌが３ｍｍ以下である放電ランプ１６と、前記放電ランプ１６から出射された光を所定方向へ反射させるリフレクタ１８と、前記リフレクタ１８で反射された光を照射対象１２，１４へ向けてさらに反射させる反射板２０を有する反射装置２２とを備える、照明装置１０であって、前記反射装置２２は、前記放電ランプ１６から離間して配設されており、前記反射板２０には、光触媒を含む防汚層５６が形成されている、照明装置１０」である。

本発明によれば、反射装置２２と放電ランプ１６とを離間して配設するようにしているので、保守および点検における作業性を考慮して放電ランプ１６の設置位置を設定するとともに、照射対象１２，１４に対する光の照射角度を考慮して反射装置２２の設置位置を設定することができる。

また、放電ランプ１６のアーク長Ｌが３ｍｍ以下と短いため、放電ランプ１６から出射された光の光路が不所望に広がることはなく、当該光を反射板２０に対して無駄なく集光できる。つまり、放電ランプ１６のアーク長Ｌが長い場合には、アーク３８（図３）の一端から出射された光と他端から出射された光との間で「光路のズレ」が大きくなるため、全体として光路が不所望に広がることになるが、アーク長Ｌが短い本発明では、「光路のズレ」を小さくすることができるので、全体として光路の広がりを抑制でき、反射板２０に対する集光率を高めることができる。

さらに、反射板２０には、光触媒を含む防汚層５６が形成されているので、放電ランプ１６から出射された光が反射板２０に当たると、光触媒の浄化作用によって反射板２０に付着した汚れが分解される。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した「照明装置１０」において、「前記反射装置２２は、前記光を異なる方向へ反射させる複数の前記反射板２０を有している」ことを特徴とする。

本発明は、複数の反射板２０によって光を複数の方向へ照射可能にしたものである。本発明によれば、上述のように、反射板２０に対する集光率を高めることができるので、光を複数の方向へ分けて照射するにもかかわらず、各方向において十分な光量を確保できる。

請求項３に記載した発明は、請求項１または２に記載した「照明装置１０」において、「少なくとも１つの前記反射板２０は、前記光を異なる方向へ反射させる複数の反射面２０ｂを有している」ことを特徴とする。

本発明は、複数の反射面２０ｂによって光を異なる方向へ反射させるようにしたものである。

請求項４に記載した発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載した「照明装置１０」において、「前記反射装置２２は、前記反射板２０の角度を変更する角度変更機構５４，２０ａを備えている」ことを特徴とする。

本発明は、光の照射角度を適宜変更可能にしたものである。角度変更機構５４，２０ａは、作業者の手作業によって角度調整されるものの他、サーボモータ等によって自動的に角度調整されるものであってもよい。

請求項１〜４に記載した発明によれば、反射装置２２と放電ランプ１６とを離間して配設するようにしているので、反射装置２２を高所に配設する場合でも、放電ランプ１６を保守および点検が容易な低所に配設することができる。また、放電ランプ１６のアーク長Ｌが３ｍｍ以下と短いため、放電ランプ１６から反射装置２２までの光路長が長くなった場合でも、光の損失を抑えることができ、光の照射対象１２，１４において十分な光量を確保できる。

また、反射装置２２を構成する反射板２０においては、光触媒による自浄作用が働くので、反射装置２２を高所に配設した場合でも、反射板２０に対する汚れの付着を抑制でき、反射板２０における光の反射効率を長期間に亘って一定に保持できる。

図１は、本発明が適用された照明装置１０を示す概念図である。この照明装置１０は、街路１２を照らす「屋外灯」の機能と看板１４を照らす「看板照明」の機能とを併有するものであり、光源となる放電ランプ１６と、放電ランプ１６から出射された光を所定方向へ反射させるリフレクタ１８と、リフレクタ１８で反射された光を照射対象（街路１２または看板１４）へ向けてさらに反射させる反射板２０を有する反射装置２２とを備えている。

放電ランプ１６は、図２に示すように、球状の発光部２４と、発光部２４の両端部に設けられた棒状の封止部２６とを有する石英ガラス製の放電容器２８を備えている。そして、放電容器２８における各封止部２６の内部には、一端が発光部２４の内部へ突出した電極棒３０と、一端が外部へ突出したリード棒３２と、電極棒３０の他端とリード棒３２の他端とを電気的に接続するモリブデン箔３４とが配設されており、発光部２４の内部へ突出した電極棒３０の端部には、タングステン等の高融点金属からなる電極３６ａ，３６ｂが設けられている。さらに、発光部２４の内部には、０．１５ｍｇ／ｍｍ^３以上の高圧水銀と、アルゴン等の希ガスと、ヨウ素，臭素，塩素，フッ素等のハロゲンとが封入されている。

照明装置１０において、放電ランプ１６から出射された光をリフレクタ１８で反射させて反射装置２２の反射板２０へ効率よく集光させるためには、光路の広がりを抑える必要がある。しかし、放電ランプ１６のアーク長Ｌが長い場合には、図３中の破線で示すように、アーク３８の一端から出射された光と他端から出射された光との間で「光路のズレ」が大きくなり、全体として光路が不所望に広がることになる。そこで、本実施例では、放電ランプ１６のアーク長Ｌを「３ｍｍ以下」と短くすることによって「光路のズレ」を小さくし、光路の広がりを抑えて集光率を高めるようにしている。

また、照明装置１０において、反射板２０に形成された防汚層５６の自浄作用（後述）を有効に発揮させるためには、放電ランプから出射される光が「波長３００〜４００ｎｍの紫外線」を含むことが望ましい。そこで、本実施例では、図４のグラフから分かるように、「波長３００〜４００ｎｍの紫外線」を含む光を出射可能な放電ランプ１６を用いるようにしている。

リフレクタ１８（図２）は、放電ランプ１６から出射された光を反射させて反射装置２２の２つの反射板２０へ照射するものであり、アルミニウム等の金属からなる回転放物線状（放物線を回転させたときにできる形状）のリフレクタ本体４０を有している。そして、リフレクタ本体４０の内面には、鏡面状の反射面４２が形成されており、リフレクタ本体４０の中央部には、放電ランプ１６の封止部２６が挿通される筒状のランプ取付部４４が形成されている。

なお、リフレクタ本体４０の材質は、金属に代えてホウケイ酸ガラス等が用いられてもよく、リフレクタ本体４０の形状は、回転放物線状に代えて回転半円状または回転半楕円状等であってもよい。さらに、リフレクタ１８における開口部１８ａの内周形状は、特に限定されるものではなく、円形，楕円形または四角形等のような任意の形状でよい。ただし、リフレクタ本体４０の形状については、平行光を反射できる点において、回転放物線状であることが望ましい。

放電ランプ１６をリフレクタ１８に取り付ける際には、放電ランプ１６の一方の封止部２６がリフレクタ１８のランプ取付部４４に挿通され、この封止部２６とランプ取付部４４とがセメント４６によって接合される。そして、リフレクタ１８の開口部１８ａには、ホウケイ酸ガラス等のような透光性材料からなる板状のカバー４８が取り付けられる。

反射装置２２は、リフレクタ１８から与えられた光を反射させて照射対象（街路１２または看板１４）へ照射するものであり、図５に示すように、ビル５０（図１）の壁面等に取り付けられる板状の取付部材５２と、取付部材５２に対して回動軸５４を介して角度変更可能に取り付けられた２枚の反射板２０とによって蝶番状に構成されている。

各反射板２０は、回動軸５４によって回動自在に支持される軸受け部２０ａを有しており、各反射板２０における反射面（光を反射させる面）２０ｂには、光触媒を含む防汚層５６が形成されている。反射板２０の形状は、特に限定されるものではなく、本実施例のような平板状の他、湾曲板状または球状等であってもよい。

反射装置２２において、回動軸５４と軸受け部２０ａとの接合部には、不所望に回動されることのないように所定の摩擦力が作用している。したがって、反射板２０は、その自重だけで回動されることはないが、外部から力が加えられた際には力の方向へ回動され、傾斜角度α，βが変更されることになる。つまり、本実施例では、回動軸５４および軸受け部２０ａが反射板２０の角度を変更する「角度変更機構」として機能する。なお、回動軸５４と軸受け部２０ａとの接合部には、反射板２０の回動を禁止するためのストッパーが設けられてもよい。

防汚層５６は、反射面２０ｂに付着した汚れを光触媒の浄化作用によって分解するものである。この防汚層５６は、具体的には、光触媒としての酸化チタン(ＴｉＯ_２)を含む薄膜であり、ゾル−ゲル法，真空蒸着法，イオンプレーティング法，ＣＶＤ法またはスパッタリング法等によって反射板２０の反射面２０ｂに形成されている。なお、酸化チタン(ＴｉＯ_２)は白色顔料として用いることも可能なため、反射面２０ｂを白色塗装する場合には、酸化チタン(ＴｉＯ_２)を含む塗料を反射面２０ｂに塗布するようにしてもよい。

光触媒の浄化作用は、最近注目されるようになってきたものであるが、その基本原理は以下の通りである。すなわち、光触媒に所定波長の紫外線を含む光が照射されると、光触媒中の電子がエネルギーを受けて励起され、この電子が空気中へ逃げることによってホール（正孔）が生成される。そして、このホール（正孔）が水分を酸化させることによって活性酸素種が生成され、強い酸化力が生じるようになる。そのため、活性酸素種の近くに有機物の汚れが付着していると、有機物から電子が奪われる（酸化される）ことになり、有機物は最終的には二酸化炭素や水に分解されて除去されることになる。

このような浄化作用を発揮する光触媒としては、酸化チタン(ＴｉＯ_２)，酸化亜鉛(ＺｎＯ)または酸化タングステン(ＷＯ_３)等の金属酸化物が知られているが、これらの中でも、酸化力が強く、物性的に安定しており、しかも安価である点において、酸化チタン(ＴｉＯ_２)が最も適している。そこで、本実施例では、上述のように、防汚層５６に含まれる光触媒として酸化チタン(ＴｉＯ_２)を用いるようにしている。

また、光触媒の浄化作用は、所定波長の紫外線が照射されることによって発揮されるが、光触媒が酸化チタン(ＴｉＯ_２)である場合には、「波長３００〜４００ｎｍの紫外線」が必要であることが知られている。そこで、本実施例では、上述のように、「波長３００〜４００ｎｍの紫外線」を含む光（図４）を出射可能な放電ランプ１６を用いるようにしている。

照明装置１０を設置する際には、放電ランプ１６とリフレクタ１８とによって構成された光源ユニットＡを保守および点検が容易な低所に配設するとともに、反射装置２２をビル５０の壁面等の高所に配設する。このとき、光源ユニットＡから出射される光の光軸ａが反射装置２２における回動軸５４の中央を通過するように、光源ユニットＡおよび反射装置２２の位置関係を調整する。また、反射装置２２においては、一方の反射板２０で反射された光が街路１２へ照射され得るように当該反射板２０と光軸ａとが成す角度αを調整するとともに、他方の反射板２０で反射された光が看板１４へ照射され得るように当該反射板２０と光軸ａとが成す角度βを調整する。

照明装置１０の点灯スイッチ（図示省略）を入れると、放電ランプ１６の電極３６ａ，３６ｂ間でアーク放電が発生し、放電ランプ１６がアーク長３ｍｍ以下の点光源となる。そして、電極３６ａ，３６ｂ間で発生した光が放電ランプ１６の外部へ出射され、リフレクタ１８で反射されて反射装置２２へ与えられる。反射装置２２においては、２つの反射板２０が異なる角度α，βで傾斜しているため、各反射板２０に与えられた光は、傾斜角度α，βに応じた方向へ反射され、それぞれ異なる照射対象（街路１２または看板１４）へ照射される。

なお、上述の実施例では、２つの反射板２０を有する反射装置２２を用いるようにしているが、反射板２０の数は適宜変更可能であり、図６に示すように３つであってもよく、１つまたは４つ以上であってもよい。また、少なくとも１つの反射板２０には、図７に示すように、異なる反射角度を有する複数の反射面２０ｂを形成するようにしてもよい。

そして、各反射板２０の傾斜角度は、サーボモータ等によって自動調整できるようにしてもよい。この場合には、回動軸５４，軸受け部２０ａおよびサーボモータ等が「角度変更機構」として機能することになる。

また、照明装置１０の照射対象は適宜変更可能であり、街路１２または看板１４のいずれか一方だけを照らすようにしてもよいし、街路，看板，庭園，建物，駐車場または駐車中の自動車等のうちの任意の１つまたは複数を照らすようにしてもよい。

また、上述の実施例では、反射装置２２をビル５０（図１）の壁面等に取り付けるようにしているが、図８〜図１０に示すように、反射装置２２を地面等に立設される支柱５８の上端部に取り付けるようにしてもよいし、橋または高架等の構造物（図示省略）に取り付けるようにしてもよい。

図８に示す照明装置６０は、支柱５８の高さ方向の中間部に光源ユニットＡ（放電ランプ１６およびリフレクタ１８）を組み込むとともに、支柱５８の上端部に反射装置２２を組み込んだものである。この照明装置６０において、光源ユニットＡから出射された光は、反射装置２２の反射板２０で反射され、街路，庭園または駐車場等の照射対象へ照射されることになる。

図９に示す照明装置６２は、照射対象（図９では街路１２）に沿って複数の支柱５８を配設するとともに、各支柱５８の上端部に反射装置２２を組み込み、さらに、各支柱５８から離れた一箇所に各反射装置２２に対応する複数の光源ユニットＡ（放電ランプ１６およびリフレクタ１８）を集約的に配設したものである。この照明装置６２では、複数の反射装置２２に対応する複数の光源ユニットＡを一箇所に集約的に配設するようにしているので、光源ユニットＡの保守および点検が容易である。

図１０に示す照明装置６４は、照明装置６２（図９）の変形であり、少なくとも１つの反射装置２２には、複数（図１０では２つ）の光源ユニットＡ（放電ランプ１６およびリフレクタ１８）が対応している。したがって、複数の光源ユニットＡが対応している反射装置２２では、複数の光源ユニットＡからの光を反射させることができ、照射対象を特に明るく照射することができる。なお、１つの反射装置２２に対応する複数の光源ユニットＡにおいては、全ての光源ユニットＡを同時に点灯させる必要はなく、時間または季節等に応じて任意の数を点灯させるようにしてもよい。

照明装置を示す概念図 放電ランプおよびリフレクタを示す断面図 「光路のズレ」を示す概念図 放電ランプから出射される光の波長分布を示すグラフ 反射装置を示す斜視図 他の反射装置（反射板が３枚）を示す斜視図 他の反射装置（一方の反射板に反射面が４つ）を示す正面図 他の照明装置を示す概念図 他の照明装置を示す概念図 他の照明装置を示す概念図

符号の説明

１０，６２，６４… 照明装置
１２… 街路
１４… 看板
１６… 放電ランプ
１８… リフレクタ
２０… 反射板
２０ａ… 軸受け部
２０ｂ… 反射面
２２… 反射装置
２４… 発光部
２６… 封止部
３６ａ，３６ｂ… 電極
３８… アーク
５２… 取付部材
５４… 回動軸
５６… 防汚層
５８… 支柱
Ａ… 光源ユニット

Claims (4)

1. アーク長が３ｍｍ以下である放電ランプと、前記放電ランプから出射された光を所定方向へ反射させるリフレクタと、前記リフレクタで反射された光を照射対象へ向けてさらに反射させる反射板を有する反射装置とを備える、照明装置であって、
   前記反射装置は、前記放電ランプから離間して配設されており、前記反射板には、光触媒を含む防汚層が形成されている、照明装置。
2. 前記反射装置は、前記光を異なる方向へ反射させる複数の前記反射板を有している、請求項１記載の照明装置。
3. 少なくとも１つの前記反射板は、前記光を異なる方向へ反射させる複数の反射面を有している、請求項１または２記載の照明装置。
4. 前記反射装置は、前記反射板の角度を変更する角度変更機構を備えている、請求項１ないし３のいずれかに記載の照明装置。
   

Images