JP2009135009A - 照明器具及び照明制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】光源の寿命や装置の故障等の不具合の場合、光源を点灯した状態で報知するようにし、安全性を確保できる照明器具及び照明制御システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、光源７と、光源７を調光可能に点灯させる点灯回路１３と、光源７からの照射光を検知する照度センサ１１を有し、この照度センサ１１の出力に基づき、光源７からの照射光が所定の照度となるように、調光出力信号を前記点灯回路１３に送出して調光制御する照度制御装置１０と、前記調光出力信号が調光比１００％の状態の場合に、その検出結果を受けて報知する報知手段１２とを備える照明器具１である。
【選択図】図６

Description

本発明は、トンネル用の照明等に適する照明器具及び照明制御システムに関する。

従来、街路灯等に用いられる高圧放電ランプの故障や寿命によってこのランプが正常に点灯しなかったことを検出するランプ不点検出装置に関し、保守作業員の作業効率を向上させるため、不点検出結果を、発光素子を発光させて表示するものが知られている（特許文献１参照）。これは、街路灯は夜間に通電されるため、ランプの不具合を見つけるには夜間の時間帯に不点をチェックしておき、昼間の時間帯に不具合のある街路灯のランプを交換するという作業が２重手間となる非能率を改善するものである。
特開平５−２１１０９６号公報

しかしながら、特許文献１に示されたものは、ランプが不点になった場合に表示するものである。したがって、一般的には、夜間の時間帯に不点になると、その時間帯は不点状態の暗いままとなり、保安、安全性等の問題が生じる。特に、トンネル用の照明器具にあっては、不点の状態は、車両の運転者の視覚環境を悪化させ、著しく安全性の低下を招くこととなる。

そこで、本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、光源の寿命や装置の故障等の不具合の場合、光源を点灯した状態で報知するようにし、安全性を確保できる照明器具及び照明制御システムを提供することを目的とする。

請求項１に記載の照明器具は、光源と；光源を調光可能に点灯させる点灯回路と；光源からの照射光を検知する照度センサを有し、この照度センサの出力に基づき、光源からの照射光が所定の照度となるように、調光出力信号を前記点灯回路に送出して調光制御する照度制御装置と；前記調光出力信号が調光比１００％の状態の場合に、その検出結果を受けて報知する報知手段と；を具備することを特徴とする。

光源は、例えば、蛍光ランプ、メタルハラルドランプや高圧ナトリウムランプ等の高圧放電ランプ、無電極放電ランプのような放電ランプ、ハロゲンランプのような白熱電球やＬＥＤ等、いずれでも適用できる。調光出力信号は、概略的には、調光を司る信号を意味し、例えば、いわゆるＰＷＭ回路、周波数制御回路、調光制御回路等と指称される回路から出力される信号であり、限定的に解釈されるものではない。また、この調光出力信号を照度制御装置から点灯回路へ直接的に送出しても、他の回路手段を介して間接的に送出してもよい。報知手段は、視覚的に外部に表示するものや音で知らせるものを含む。

請求項２に記載の照明器具は、請求項１に記載の照明器具において、前記報知手段は、表示手段であり、この表示手段は外部から視認可能であり、かつ照明器具の光学系から外れた領域に配設されていることを特徴とする。

請求項３に記載の照明制御システムは、光源と、光源を調光可能に点灯させる点灯回路と、光源からの照射光を検知する照度センサを有し、この照度センサの出力に基づき、光源からの照射光が所定の照度となるように、調光出力信号を前記点灯回路に送出して調光制御する照度制御装置と、前記調光出力信号が調光比１００％の状態の場合に、その検出結果を受けて報知する報知手段とを備える親照明器具と；光源と、光源を調光可能に点灯させる点灯回路とを備える子照明器具と；親照明器具の照度制御装置から送出される調光出力信号を子照明器具の点灯回路に伝送する伝送手段と；を具備することを特徴とする。伝送手段は、有線、無線を問わない。

本発明は、光源の寿命末期等の不具合の場合、光源を点灯した状態で報知手段によって報知するようにしたので、メンテナンス性が向上するとともに、安全性を確保できる照明器具及び照明制御システムを提供することができる。

以下、本発明の照明器具の第１の実施形態について図１乃至図７を参照して説明する。図１は、トンネルに照明器具を設置した状態を示す構成図、図２は、照明器具を示す斜視図、図３は、同正面図、図４は、同側面図、図５は、照明器具の蓋体を開いて示す側面図、図６は、ブロック図、図７は、フローチャートである。

図１において、車両が走行する道路トンネルＴｕを示している。トンネル内の壁面に複数の照明器具１が設置されている。照明器具１内には光源が収納されており、照明器具１からの照射光で路上の障害物や先行車両の視認を確保できるようになっている。

図２乃至図５において、照明器具１は、図１に示したように、例えば、トンネルの側壁面や天井面に設置されるトンネル用照明器具である。照明器具１は、プレス成型によって略矩形の箱形状に形成されたステンレス製等の筐体２と、この筐体２の開口部２ａを覆う蓋体３とで構成されている。筐体２は、正面全体が開口されて長方形状の開口部２ａが形成され、また、この開口部２ａの反対側の外面には、照明器具１設置用の取付脚４が設けられている。

蓋体３は、強化処理された矩形状のガラス板からなり、蓋体３の全体が透光部となるように枠体が設けられない構成となっている。そして、蓋体３の周縁には環状のパッキン３ａが接着により取付けられている（図５参照）。したがって、パッキン３ａが劣化した場合には、防水性を維持できない可能性があるが、その場合には、この蓋体３を交換部品として換えればよい。パッキン３ａはシリコーン樹脂製で、蓋体３を閉じた場合に筐体２の開口部２ａに圧着して弾性変形するようになっている。さらに、蓋体３は、係止手段によって開閉可能、かつ開口部２ａを閉塞状態で係止するように筐体２に取付けられている。この係止手段は、蓋体３の長辺の一側を回動可能に連結するヒンジ５と、開口部２ａを閉塞した蓋体３の長辺の他側を筐体２に係止するラッチ６とを備えている。蓋体３が開口部２ａを閉塞するように係止された状態では、蓋体３の周縁のパッキン３ａを、筐体２の開口部２ａが弾性変形するように押圧することによって開口部２ａの防水性が保たれている。

ヒンジ５は、蓋体３にねじ止め固定されるヒンジ金具５ａと筐体２にねじ止め固定されるヒンジ金具５ｂとがヒンジ軸５ｃによって回動可能に連結されている。ラッチ６は、蓋体３にねじ止め固定される引掛金具６ａと、筐体２にねじ止め固定されるラッチ金具６ｂとを備えている。ラッチ金具６ｂは、引掛金具６ａに着脱可能に引っ掛けられて、その係止操作で蓋体３を筐体２側に密着させる機能を有している。また、筐体２の周面部には、照明器具１の内部へ配線を通しながら防水性を保つ防水コネクタ２ｂが取付けられている。

以上のように照明器具１は、水や砂塵等にさらされる厳しい環境下で使用されるので、水や砂塵等が照明器具内部に侵入しないように密閉性が保たれるように構成されている。

次に照明器具１内部には、光源として２灯の片口金形の蛍光ランプ７、この蛍光ランプ７と光学的に対向配置され、開口部２ａに向け拡開した反射体８、蛍光ランプ７を点灯させる点灯回路１３等が収納されている。さらに、反射体８と筐体２の底内壁との間には、照度制御装置１０が設けられている。この照度制御装置１０は、蛍光ランプ７の照度を調光制御するもので、照度センサ１１を備えている。照度センサ１１は、フォトトランジスタやフォトダイオード等からなる光電変換素子であり、蛍光ランプ７から照射された光の光量に応じた電流又は電圧を生成する機能を有する。そして、反射体８には、蛍光ランプ７の照射光を透過させる透過孔８ａが形成され、この透過孔８ａに対向して照度センサ１１が配置されている。したがって、透過孔８ａを透過した蛍光ランプ７の照射光の照度を照度センサ１１で検知できるようになっている。

また、筐体２の開口部２ａの近傍には、報知手段としてＬＥＤからなる表示手段１２が配設されている。この表示手段１２は、蛍光ランプ７の寿命末期や照度制御装置１０の故障をＬＥＤを点灯することによって外部に視覚的に報知するものである。さらに、この表示手段１２は、反射体８の開口縁８ｂの外側の位置に配設されており、すなわち、蛍光ランプ７からの照射光及び反射体８からの反射光の影響の少ない位置に配設されている。換言すれば、表示手段１２は、照明器具１の光学系から外れた領域に、かつ外部から視認可能な位置に配設されている。したがって、表示手段１２の表示が視認し易く、保守作業員の作業効率が向上する効果を奏する。

次に、図６のブロック図において、照明器具１は、点灯回路１３と照度制御装置１０とを備えている。点灯回路１３は、整流平滑回路１４及びインバータ回路１５とからなり、整流平滑回路１４は、電源入力端子１６から供給された商用交流電源を整流平滑して直流電源を生成する。インバータ回路１５は、この直流電源を所定の周波数の高周波交流電源に変換し、蛍光ランプ７を点灯させる点灯高周波電源を供給する。

照度制御装置１０は、蛍光ランプ７からの照射光の光量を検知する照度センサ１１を備えている。この照度センサ１１には、照度センサ１１が検知した照度信号の出力を受信する制御手段１７が接続されている。制御手段１７は、中央演算処理装置等から構成され、照度制御装置１０全般の信号処理を行う機能を有する。そして、制御手段１７は、ＰＷＭ回路１８に接続されている。ＰＷＭ回路１８は、制御手段１７から出力される所定レベルの照度信号をそのレベルに応じてパルス幅変調した調光信号を生成する。続いて、ＰＷＭ回路１８は、周波数制御回路１９に接続されている。周波数制御回路１９は、ＰＷＭ回路１８から受けた調光信号を調光制御信号に変換し、その信号を調光制御信号監視手段２０を経由して調光制御信号出力手段２１からインバータ回路１５に供給する。これによって、インバータ回路１５の高周波交流電源の変換周波数を制御する。なお、周波数制御回路１９は、点灯回路１３側に配置してもよい。

調光制御信号監視手段２０は、調光制御信号の調光比を監視する機能を有し、所定の条件（調光制御信号の調光比１００％）が満たされたとき、それを検出し、表示手段１２のＬＥＤに点灯信号を出力する。

次に、図６及び図７のフローチャートを参照して、照明器具１をトンネル内に設置し、照明する場合の点灯制御動作について説明する。まず、照明器具１は、省エネの見地から制御盤（図示しない）によって、時刻、外の明るさ又は交通量を勘案し、調光制御されるようになっている。例えば、昼の時間帯は、調光比８０％、夕刻の時間帯は、調光比４０％、深夜の時間帯は、調光比２０％と設定されるようになっており、これら調光指令信号は、制御盤から照度制御装置１０の制御手段１７に入力されるようになっている。

昼の時間帯において、調光比８０％で調光制御される場合を例にとり説明する。調光比８０％の調光指令信号が制御盤から制御手段１７に入力されると（図７、Ｓ１）、制御手段１７は、その信号を基準値として記憶するとともに、ＰＷＭ回路１８に伝送する。ＰＷＭ回路１８は、８０％の調光信号を周波数制御回路１９に送出する。周波数制御回路１９は、その信号を受け調光制御信号を調光制御信号監視手段２０、調光制御信号出力手段２１を経てインバータ回路１５に送出する。これにより、蛍光ランプ７は、周波数変換された高周波交流電源の供給を受け８０％の調光比で調光されて点灯する（Ｓ２）。

続いて、蛍光ランプ７からの照射光の光量を照度センサ１１が検出すると、照度センサ１１はその検出結果に応じた照度信号を出力する（Ｓ３）。制御手段１７では、照度センサ１１からの出力値と、記憶されていた８０％の調光基準値とを比較演算し（Ｓ４）、比較演算結果（差）を８０％の調光基準値に加え、結果的には、比較演算結果（差）を８０％のＰＷＭ信号に加えて補正し（Ｓ５）、調光信号を周波数制御回路１９に送出する。周波数制御回路１９は、補正された調光信号に基づき、補正された調光制御信号を生成する（Ｓ６）。ここで、蛍光ランプ７は、点灯時間の経過とともに光出力が低下してくる特性を有している。したがって、点灯時間の経過とともに低下する光出力を補償するように制御手段１７による補正の割合をプラス方向に増大して光出力の補償補正を行う。つまり、光出力が低下してきた分を光出力が増加するように補正して調光比を８０％から徐々に増大して、所期の調光比８０％のときの照度が得られるように維持している。

補正された調光制御信号が調光比１００％に達したか否か（Ｓ７）を調光制御信号監視手段２０によって監視している。すなわち、調光比１００％を検出した場合は（Ｓ８）、蛍光ランプ７が２０％分の光出力を低下したことになり、これは点灯時間の経過による寿命末期状態であると判定し、表示手段１２のＬＥＤを点灯するとともに（Ｓ９）、調光比１００％の調光制御信号をインバータ回路１５に送出し、蛍光ランプ７を点灯する（Ｓ１０）。調光比が１００％未満のときには、例えば、９０％であれば、調光制御装置１０が故障しているか否かを判断する（Ｓ１１）。この故障の判断は、調光制御信号の調光比が変化しない、又は照度センサ１１から照度信号が出力されない等の現象を制御手段１７が診断することにより行われる。そして、フェールセーフのため調光制御装置１０が故障している場合には、調光比１００％の調光制御信号が出力されるようになっている（Ｓ８）。したがって、この場合にも表示手段１２のＬＥＤを点灯するとともに（Ｓ９）、調光比１００％の調光制御信号をインバータ回路１５に送出し、蛍光ランプ７を点灯する（Ｓ１０）。一方、調光制御装置１０が故障していない場合には、補正された調光制御信号（調光比９０％）に基づいて蛍光ランプ７を点灯する（Ｓ１２）。したがって、表示手段１２の点灯により蛍光ランプ７の交換時期が判断でき、蛍光ランプ７を交換することができる。この場合、蛍光ランプ７を交換しても表示手段１２が消灯しない場合は、調光制御装置１０の故障であると分かるため、調光制御装置１０の修理対応をすればよい。

以上のように本実施形態によれば、調光制御できる照度制御装置１０を備え、蛍光ランプ７が不点になる前の寿命末期の場合に、調光比１００％の状態を検出して表示手段１２で知らせることができ、事前に蛍光ランプ７の交換を行うことができる。また、点検作業において、その表示も見易く、作業効率の向上が期待できる。同様に、照度制御装置１０が故障した場合にも調光比１００％の状態を検出して表示手段１２で知らせることができる。双方の場合において、不具合を表示手段１２が表示するので、それを見て対応処理でき、メンテナンス性に優れるとともに、蛍光ランプ７は点灯した状態であり、安全性を確保し得るものであり、トンネル用照明器具に要求される高い安全性を満足できるものである。

次に、本発明の照明器具の第２の実施形態について図８を参照して説明する。図８は、ブロック図であり、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し詳細な説明は省略する。本実施形態では、図６に示す調光制御信号監視手段２０に替え、調光信号監視手段２０−２をＰＷＭ回路１８と周波数制御回路１９との間に接続している。調光信号監視手段２０−２は、ＰＷＭ回路１８から出力される調光信号の調光比を監視する機能を有し、調光信号の調光比が１００％になった場合に、それを検出し、表示手段１２のＬＥＤに点灯信号を出力する。

したがって、蛍光ランプ７が寿命末期状態である場合、調光制御装置１０が故障している場合には、調光比１００％の調光信号が出力されるので、これを調光信号監視手段２０−２が検出して、表示手段１２のＬＥＤを点灯する。以上のように本実施形態によれば、第１の実施形態と同様な効果を奏することができる。

次に、本発明の照明制御システムの実施形態について図９を参照して説明する。図９は、ブロック図であり、第１の実施形態と同一又は相当部分には、同一符号を付し詳細な説明は省略する。本実施形態では、上述の照明器具を親照明器具１とし、伝送手段である伝送信号線３０によって、照度制御装置１０からの調光制御信号を複数の子照明器具１ａ・・・に供給して、子照明器具１ａ・・・を点灯制御するものである。なお、伝送手段は、無線であってもよい。

子照明器具１ａ・・・は、整流平滑回路１４及びインバータ回路１５を備える点灯回路１３と、蛍光ランプ７とから構成されている。そして、親照明器具１の照度制御装置１０から調光制御信号が伝送信号線３０を介してインバータ回路１５に入力されるようになっている。したがって、蛍光ランプ７は、この調光制御信号によって点灯制御される。

以上のような構成によれば、親照明器具１をトンネル内の１箇所に設置し、あと全てを子照明器具１ａ・・・としたり、親照明器具１をトンネルの入口付近、中間付近、出口付近の３箇所に設置して、この親照明器具１に複数の子照明器具１ａ・・・を従属させて設置したりすることが可能となる。この場合、子照明器具１ａ・・・は、親照明器具１の照度制御装置１０に従い点灯制御される。

よって、本実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、個々の照明器具に照度制御装置１０を設ける必要がなくなるので、コストを低減することが可能となる。また、保守点検作業も効率的となる。特に長大なトンネルの場合にその効果は大である。さらに、蛍光ランプ７の寿命末期には、表示手段１２の表示に従い一斉にランプ７を交換することができ、トンネル内全体の明るさのばらつきを低減できる。

なお、上述の各実施形態において、報知手段としてＬＥＤの表示手段について説明してきたが、音によって報知するようにしてもよい。また、ＬＥＤ等の表示手段を用いる場合は、ランプが寿命末期状態であるときはＬＥＤ等を点灯させ、調光制御装置が故障状態であるときはＬＥＤ等を点滅させる、又は状態に応じて点灯色を変える等によって、つまり、状態に応じて表示態様を変えて識別できるようにしてもよい。さらに、例えば、常時はＬＥＤ等を青色で点灯表示し、ランプが寿命末期、調光制御装置が故障のときは、消灯させるような表示態様も許容する。

本発明は、トンネル用照明器具に好適だが、これに限らず、街路灯等の屋外用照明器具、さらには、ビル内等の照明器具に適用可能である。

トンネルに照明器具を設置した状態を示す構成図である。 本発明の照明器具の第１の実施形態を示す斜視図である。 同正面図である。 同側面図である。 同照明器具の蓋体を開いて示す側面図である。 同ブロック図である。 同フローチャートである。 本発明の照明器具の第２の実施形態を示すブロックである。 本発明の照明制御システムの実施形態を示すブロックである。

符号の説明

７・・・光源（蛍光ランプ）、 １０・・・照度制御装置、
１１・・・照度センサ、１２・・・報知手段（表示手段）、
１３・・・点灯回路、３０・・・伝送手段（伝送信号線）

Claims (3)

1. 光源と；
   光源を調光可能に点灯させる点灯回路と；
   光源からの照射光を検知する照度センサを有し、この照度センサの出力に基づき、光源からの照射光が所定の照度となるように、調光出力信号を前記点灯回路に送出して調光制御する照度制御装置と；
   前記調光出力信号が調光比１００％の状態の場合に、その検出結果を受けて報知する報知手段と；
   を具備することを特徴とする照明器具。
2. 前記報知手段は、表示手段であり、この表示手段は外部から視認可能であり、かつ照明器具の光学系から外れた領域に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の照明器具。
3. 光源と、光源を調光可能に点灯させる点灯回路と、光源からの照射光を検知する照度センサを有し、この照度センサの出力に基づき、光源からの照射光が所定の照度となるように、調光出力信号を前記点灯回路に送出して調光制御する照度制御装置と、前記調光出力信号が調光比１００％の状態の場合に、その検出結果を受けて報知する報知手段とを備える親照明器具と；
   光源と、光源を調光可能に点灯させる点灯回路とを備える子照明器具と；
   親照明器具の照度制御装置から送出される調光出力信号を子照明器具の点灯回路に伝送する伝送手段と；
   を具備することを特徴とする照明制御システム。

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