JP2009016259A - 照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】設置や保守管理にかかるコストを低減しつつ、光出力を充分に確保することが可能な照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具は、開口を有する略箱状であって内部に４本のランプ１０を収納するボディ２、および、当該ボディ２の開口を閉塞する透光性の窓材５を具備した密閉形の器具本体１と、熱伝導性の良好な金属により形成され、ボディ２とランプ１０とを熱的に結合する放熱部材２０とを備える。放熱部材２０はボディ２に取着される台座部２１と、ランプ１０のガラス管壁に当接する当接部２２とを備え、当接部２２の前面に設けた半円形の凹部２４にパッキン２５を固着し、パッキン２５を介してランプ１０のガラス管壁を当接させることで、ランプ１０の発熱を放熱部材２０を介してボディ２に伝熱させ、ボディ２から外部に放熱させている。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明器具、特にトンネル照明に使用される照明器具に関するものである。

この種のトンネル照明用の照明器具では、ドライバーが安全に運転できるように、トンネル内部で適切な明るさを確保することが重要であり、またコスト低減のためにできるだけ効率の高い照明器具が要求されていた。例えば高速道路のトンネル照明に用いられる照明器具としては、トンネル断面の大きさや制限速度を考慮して、定格ランプ電力が３２Ｗの直管形蛍光ランプを２灯内蔵したものが従来使用されていた（例えば特許文献１参照）。

図４は従来のトンネル照明用の照明器具を示しており、照明器具の器具本体１は、前面（図４中の下面）が開口した略箱状であって、紙面に対して直交する方向に細長い金属製のボディ２と、透光性材料により平板状に形成され、ボディ２の図中右側部に設けた蝶番３を介してボディ２に対して開閉自在に取り付けられた窓材５とで構成される。ボディ２の開口周縁にはパッキン６が取着されており、窓材５を閉じて、ボディ２の図中左側部に設けたラッチ４を閉めることによって、器具本体１の内部を密閉状態に保つようになっている。

この器具本体１の内部には、ボディ２の底面に略平板状の金属製の取付板７がねじ止めされており、この取付板７に取着した支持部材８に、直管形蛍光ランプ１０，１０の口金を着脱自在に装着するランプソケット１１，１１や反射板１３，１３が取り付けられており、２灯の直管形蛍光ランプ１０，１０は図４中の左右方向（施工状態における上下方向）に並べて器具本体１の内部に配設されている。また取付板７には、各蛍光ランプ１０にランプソケット１１を介して点灯電力をそれぞれ供給する点灯装置１２，１２が配設されている。尚、器具本体１は蝶番３が設けられた側を上側、ラッチ４が設けられた側を下側とし、ランプ１０の軸方向が水平方向に対して略平行になるようにしてトンネル内部に設置されている。

ところで、光源として用いられる蛍光ランプ１０には、光出力が周囲温度に応じて変化する性質（周囲温度特性）があり、横軸を周囲温度、縦軸を光出力とした温度−光出力特性は、通常、周囲温度が２５℃のときに最大となり、そこを頂点とした上に凸の曲線となる。また、蛍光ランプ１０の光出力は最冷点の温度によって決まり、直管形の蛍光ランプ１０の場合、最冷点はガラス管壁の口金端部となる。従来の照明器具では、使用温度範囲内で所定の明るさが確保できるような構造を採用しており、特に低温時において光出力が低下しないように、器具本体１に遮熱構造を採用していた。
特開２００４−３１１２５９号公報（段落［００２２］−［００２７］、及び、第１図）

近年、トンネル断面を大きくし、また制限速度を高めた高速道路が建設され始めており、その場合は安全性や視認性などを確保する観点から従来よりもトンネル内の明るさを明るくする必要があった。ここで、トンネル内の明るさを確保するために、照明器具の設置台数を増やすことが考えられるが、照明器具の設置台数を増やすと、設置や保守管理にかかる費用が膨大になるという問題があった。

そこで、照明器具の設置台数を増やす代わりに、各照明器具に収納する蛍光ランプの本数を増やすことで、照明器具１台当たりの明るさを明るくすることが考えられるが、トンネル照明用の照明器具の器具本体は密閉構造となっているため、収納する蛍光ランプの本数を増やすと、点灯時のランプの発熱で器具本体の内部温度が上昇する可能性があった。上述のように蛍光ランプ１０には、光出力が周囲温度に応じて変化する周囲温度特性があるため、器具本体１の内部温度が上昇すると、周囲温度が低い場合には器具本体１の内部温度が常温付近になることで充分な光出力が得られるものの、周囲温度が常温の場合には器具本体１の内部温度が常温よりも高くなることで、光出力が低下してしまうという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、設置や保守管理にかかるコストを低減しつつ、光出力を充分に確保することが可能な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、請求項１の発明は、開口を有する略箱状であって内部にランプを収納するボディ、および、当該ボディの開口を閉塞する透光性の窓材を具備した密閉形の器具本体と、熱伝導性を有し、ランプのガラス管壁に当接する当接部を具備してボディに取着される放熱部材とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、ランプを複数備え、器具本体の内部には、複数のランプが施工状態における上下方向に並べて配設されており、少なくとも施工状態における上側に配設されたランプに対して上記放熱部材を設けたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、ランプは直管形蛍光ランプからなり、当該ランプの最冷点付近に放熱部材の当接部を当接させたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、ボディに取着された放熱部材の当接部をランプのガラス管壁に当接させることによって、ランプの発熱が放熱部材を介してボディに伝熱し、ボディから外部に放熱されるので、周囲温度が常温或いは高温の場合にはランプの温度を下げて、温度上昇による光出力の低下を抑制することができ、ランプの発光効率を高めることができるという効果がある。したがって、密閉形の器具本体の内部に収納するランプの本数を増やした場合でも、点灯時の発熱による温度上昇が抑制され、光出力の低下が抑えられるので、照明器具１台当たりの明るさを高めることができ、例えばトンネル照明に要求される明るさを確保するのに必要な照明器具の台数を減らすことができるから、照明器具の設置や保守管理に必要なコストを低減できるという効果がある。

請求項２の発明によれば、器具本体の内部では施工状態における上側ほど温度が高くなるので、高い位置にあるランプほど周囲温度が高いために、光出力が低下する傾向があるが、施工状態における上側に配設されたランプに対して放熱部材を配設することで、上側に配設されたランプの発熱を放熱部材を介してボディに伝熱させることができ、ランプの温度を低下させて、光出力を高めることができるという効果がある。

請求項３の発明によれば、放熱部材の当接部をランプの最冷点付近に当接させているので、周囲温度が高い場合でも最冷点の温度を下げて、光出力の低下を抑制することができる。

以下に本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

本実施形態の照明器具は、トンネルの壁面に配設されてトンネル内の道路などを照明するために用いられ、この照明器具の器具本体１は、図１に示すように前面（図１中の下面）が開口した略箱状であって、紙面に対して直交する方向に細長い金属製のボディ２と、透光性を有する材料（例えばガラスなど）により平板状に形成され、ボディ２の図中右側部に設けた蝶番３を介してボディ２に対して開閉自在に取り付けられた窓材５とで構成される。ボディ２の開口周縁にはパッキン６が全周に亘って取着されており、窓材５を閉じて、ボディ２の下側部に設けたラッチ４を閉めることによって、器具本体１の内部が密閉状態を保つようになっている。尚、器具本体１は、蝶番３が設けられた側を上側、ラッチ４が設けられた側を下側とし、器具本体１の長手方向が水平方向と略平行になるようにしてトンネル内部に設置される（図３参照）。

ボディ２の内部には、熱伝導性の良好な金属製の取付板７が、ボディ２の底板に対して略並行するように固定されている。なお、ボディ２も熱伝導の良好な金属により形成されており、ボディ２と取付板７とは熱的に結合されている。

取付板７には、直管形の蛍光ランプからなるランプ１０の口金を着脱自在に装着するランプソケット１１が、施工状態における上側部と下側部とにそれぞれ２組ずつ、図示しない支持部材を介して取着されており、ボディ２の内部には計４本のランプ１０がボディ２の長手方向に沿って並設されている。また取付板７には電子安定器をケース内部に収納した点灯装置１２が配設されており、各点灯装置１２からランプソケット１１を介して対応するランプ１０に点灯電力が供給されるようになっている。

また取付板７には、ランプ１０の配光を制御する反射板１３が支持部材１４を介して取着されている。尚、反射板１３は、施工状態における上側部および下側部にそれぞれ配設される２本のランプ１０に対して１つずつ設けられ、２本のランプ１０の配光をそれぞれ制御している。

また更に取付板７には、施工状態において上側に配設される２本のランプ１０に対して、ランプ１０の発熱をボディ２に放熱させるための放熱部材２０が取着されている。放熱部材２０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、取付板７に取着される台座部２１と、台座部２１の前面側（図２（ａ）中の下面側）に取着されてランプ１０に当接させる当接部２２との２つの部品から主に構成されている。台座部２１の左右両側面にはＬ字形の取付金具２３，２３が固着されており、各取付金具２３の孔に通したねじ（図示せず）を取付板７のねじ孔（図示せず）に螺合することによって、放熱部材２０が取付板７に固定され、放熱部材２０が取付板７を介してボディ２に熱的に結合される。

台座部２１および当接部２２は、それぞれ、熱伝導の良好な金属（例えばアルミニウム）により形成されており、取付板７に取着される台座部２１は熱容量を大きくするために、当接部２２に比べて厚み寸法および左右方向の幅寸法が大きくなっている。また当接部２２の前面には、直管形蛍光ランプよりなるランプ１０のガラス管壁に密着（面接触）させるために半円形に凹んだ凹部２４，２４が左右両側に形成されている。ここで、ランプ１０の発光管はガラス製であり、凹部２４の凹曲面とランプ１０のガラス管壁とを直接接触させた場合、発光管が破損する虞があるので、各凹部２４の凹曲面にはパッキン２５を固着し、パッキン２５をガラス管壁に接触させている。なお凹部２４の凹曲面の半径はランプ１０の管径よりも若干大きい寸法に形成されており、凹部２４の凹曲面に厚さが約１ｍｍのパッキン２５を固着しているので、凹部２４内に挿入されたランプ１０のガラス管にパッキン２５を密着させることができるようになっている。また放熱部材２０は、ランプ１０の最冷点付近（すなわち直管形蛍光ランプの口金付近のガラス管壁）で、当接部２２に設けた凹部２４が面接触するように配設されている。

この照明器具はトンネル断面の側壁に設置されて使用されるものであり、図３に施工状態の説明図を示す。ボディ２の背面には、固定ねじ挿通用の挿通孔（図示せず）を両端部に有する帯板状の固定金具１５が長手方向の両側部に取り付けられており、固定金具１５の両端部に側面視の形状が略Ｚ字状に折り曲げ形成された支持脚１６ａ，１６ｂの一端側が固定ねじ（図示せず）を用いて固定されている。そして、各支持脚１６ａ，１６ｂの他端側をトンネル３０の側壁３１に適宜の固定方法で固定することによって、器具本体１がトンネル３０の側壁３１に固定されるのである。一般にトンネル照明用の照明器具は、トンネル３０内で片側の側壁３１の上方位置に設置されており、器具設置側と反対側の路面に光が照射されるように器具本体１を鉛直方向に対して斜めに傾けた状態で設置されている。

このような設置状態では、器具本体１の内部において、複数本（本実施形態では４本）のランプ１０の位置関係は互いに高さが異なっている。器具本体１は密閉構造となっており、点灯時にランプ１０が発生する熱は器具本体１の内部において上側へと伝熱されるため、施工状態において高い位置にあるランプ１０ほど周囲温度が高くなっている。したがって、最冷点方式の蛍光ランプの場合、ランプ１０の周囲温度によって光出力が変化し、高い位置にあるランプほど周囲温度が高くなり、その光出力が低下することになる。そこで、本実施形態では下側に配置される２本のランプ１０に対しては放熱部材２０を設けずに、上側に配置される２本のランプ１０に対して放熱部材２０を設けている。

本実施形態の照明器具は以上のような構成を有しており、密閉形の器具本体１の内部にランプ１０を収納するとともに、ランプ１０のガラス管壁に当接する当接部２２を具備してボディ２に取着される放熱部材２０を備えているので、放熱部材２０の当接部２２に設けた凹部２４の凹曲面とランプ１０のガラス管壁とをパッキン２５を介して面接触することができる。ここで、ボディ２と取付板７と放熱部材２０とが、それぞれ、空気よりも熱伝導率の高い材料で形成されているので、ランプ１０の発熱を放熱部材２０を介してボディ２に効率良く放熱することができる。また放熱部材２０の当接部２２は最冷点付近でランプ１０に当接しているので、ランプ１０の最冷点温度を効率良く下げることができる。

したがって、ランプ１０或いは器具本体１の周囲温度が高い場合でも、ランプ１０の熱を放熱部材２０を介してボディ２に伝熱し、ボディ２から外部に放熱することで、ランプ１０の温度を下げることができ、最冷点方式の蛍光ランプからなるランプ１０の場合は温度（特に最冷点温度）を下げることで、光出力の低下が抑制され、発光効率を高めることができる。而して、器具本体１の内部にランプ１０を２灯収納した従来例に比べてランプの本数を増やした場合でも、器具本体１の内部温度の上昇によるランプの温度上昇を抑制して、光出力の低下を抑えることができるから、照明器具１台当たりの明るさを高めることができる。その結果、例えばトンネル照明に要求される明るさを確保するのに必要な照明器具の台数を減らすことができ、照明器具の設置や保守管理にかかるコストを低減することができる。

なお放熱部材２０は台座部２１と当接部２２との２つの部品から主として構成されており、放熱部材２０の形状（例えば台座部２１や当接部２２の厚み寸法など）を変えることによって、台座部２１や当接部２２の熱容量を変化させて、最適な放熱状態を作りだすことができる。本発明者らは台座部２１や当接部２２の厚み寸法を変化させて実験を行った結果、ランプ１０として定格ランプ電力が３２Ｗの高周波点灯専用形蛍光ランプ（型式：ＦＨＦ３２）を４本用いた照明器具では、ランプ１０に密着させる当接部２２の幅寸法を５ｍｍ、取付板７に取着される台座部２１の幅寸法を１２ｍｍとした場合に所望の放熱効果を得ることができた。この場合、器具本体１の周囲温度が２５℃のときの明るさを１００％とすると、周囲温度が（−１０）℃のときの明るさは１０２％であった。一方、放熱部材２０を設けない場合の常温での明るさは７６％であり、放熱部材２０を設けることで常温および低温時において光出力を増加させ、所望の明るさを確保することができた。また、全てのランプ１０に対して放熱部材２０を設けた場合、常温での明るさは１１０％となり、光出力をさらに増加させることができた。

ところで、本実施形態では、周囲温度が高い上方位置に配置されたランプ１０の熱を放熱部材２０およびボディ２を介して外部に放熱することで、高温になりやすい上側のランプ１０の温度を下げて、光出力の低下を抑制しているが、全てのランプ１０に対して上述の放熱部材２０を設けても良く、下側のランプ１０が発生する熱もボディ２の外部へ放熱することができる。

本実施形態の照明器具の断面図である。 同上に用いる放熱部材を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 同上の施工状態を示す説明図である。 従来の照明器具を示す断面図である。

符号の説明

１ 器具本体
２ ボディ
５ 窓材
１０ ランプ
２０ 放熱部材
２１ 台座部
２２ 当接部
２４ 凹部
２５ パッキン

Claims (3)

1. 開口を有する略箱状であって内部にランプを収納するボディ、および、当該ボディの開口を閉塞する透光性の窓材を具備した密閉形の器具本体と、
   熱伝導性を有し、前記ランプのガラス管壁に当接する当接部を具備して前記ボディに取着される放熱部材とを備えたことを特徴とする照明器具。
2. 前記ランプを複数備え、前記器具本体の内部には、複数のランプが施工状態における上下方向に並べて配設されており、少なくとも施工状態における上側に配設されたランプに対して上記放熱部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記ランプは直管形蛍光ランプからなり、当該ランプの最冷点付近に放熱部材の当接部を当接させたことを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の照明器具。

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