JP2010129199A

JP2010129199A - トンネル用照明器具及びそれを用いたトンネル用照明システム

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Publication number: JP2010129199A
Application number: JP2008299531A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Karasawa; 宜典唐沢
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2008-11-25
Filing date: 2008-11-25
Publication date: 2010-06-10
Anticipated expiration: 2028-11-25
Also published as: JP5279464B2

Abstract

【課題】無電極放電灯を有するトンネル用照明器具において、無電極放電灯の消灯時に歩行に必要な程度の照度を確保でき、無電極放電灯の点灯時に瞬時点灯できるようにする。
【解決手段】照明器具１は、筐体２内に配設される無電極放電灯４と、無電極放電灯４を装着するためのソケット５と、ソケット５に補助光源であるＬＥＤユニット７から熱を伝導するための伝熱板６と、伝熱板６に装着されるＬＥＤユニット７と、電力供給のための点灯回路８と、点滅制御のための制御ユニット９とを備える。無電極放電灯の消灯時にＬＥＤユニット７を点灯しておくことにより、ＬＥＤユニット７からの熱を伝熱板６を介してソケット５に伝えて無電極放電灯４を加熱することができる。従って、無電極放電灯４を消灯しているときは、歩行に必要な程度の照度を確保できると共に、無電極放電灯４の点灯時は立上り時間を短くして瞬時点灯することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、無電極放電灯を備えたトンネル用照明器具及びそれを用いたトンネル用照明システムに関する。

近年、トンネル用照明器具においては、照明用ランプとして、電極を有して発光する水銀ランプやナトリウムランプ等に替わって、電極を無くし、寿命を長くしてメンテナンスの少ない、高効率な無電極放電灯が使用されている。

このようなトンネル用照明器具として、無電極放電灯がトンネル入口付近に設けられた車が通過するゲート上部に取り付られ、トンネル入口を照明することにより、トンネルの内部と外部との照度の緩和を図った照明器具が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなトンネル用照明器具においては、無電極放電灯はガスが封入されたバブル内に高周波電磁界を発生させて封入ガスを励起させることにより発光させるので、無電極放電灯の温度が低い状態では、電源投入から光束が立ち上がるまでに時間を要し、定常点灯状態に至るまでの時間が比較的長く、定常点灯状態に至るまでは低光束となる。このため、このようなトンネル用照明器具は、消灯状態から再点灯された時に、直ぐに定常点灯状態にすることが困難であり、瞬時点灯することができない。

従って、このようなトンネル用照明器具がトンネル内に配設されたトンネル用照明システムにおいては、例えば、省電力のため、閑散期や夜間などに、トンネル内の照明器具を車の通行状況などに合わせてオン、オフするように制御する際、オフ状態からオン状態になったときに、直ぐに定常点灯状態にはならず、光量不足のため、運転者が車両速度を抑えることが必要となるなど、走行に支障をきたすことがある。また、トンネル用照明器具をオフしたとき、トンネル内の歩行者の歩行に必要な照度が得られない。
特開２００２−２２７６００号公報

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、無電極放電灯を備えたトンネル用照明器具において、無電極放電灯の消灯時に歩行に必要な程度の照度を確保でき、無電極放電灯の点灯時に瞬時点灯することができるトンネル用照明器具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、無電極放電灯と、前記無電極放電灯を取り付けるためのソケットと、前記無電極放電灯を点灯するための点灯回路とを、有するトンネル用照明器具であって、トンネル内を照明するための補助光源と、前記補助光源からの熱を伝えるための伝熱板と、を有し、前記伝熱板は前記ソケットに接触してなるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のトンネル用照明器具と、道路を通過する車両を検知する車両検知センサと、前記車両検知センサによる車両検知情報に基づいてトンネルの照明制御を行う制御部と、を有するトンネル用照明システムであって、前記制御部は、前記車両検知センサが少なくともトンネルに進入する車両を検知しないときは、前記補助光源を点灯させ、前記車両を検知すると前記無電極放電灯を点灯させるものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載のトンネル用照明システムにおいて、前記無電極放電灯が点灯しているときは、前記補助光源に対する電力供給を停止させるものである。

請求項４の発明は、請求項２に記載のトンネル用照明システムにおいて、前記車両検知センサは、トンネルの入口手前及び出口後方の所定距離の地点に配設され、前記制御部は、前記車両検知センサがトンネルに進入する車両を検知すると、前記無電極放電灯を点灯させ、トンネル内から抜け出た車両を検知すると、前記無電極放電灯を消灯するように制御し、これらの点灯、消灯制御に連動して前記無電極放電灯が消灯しているときは、前記補助光源を点灯させるものである。

請求項１の発明によれば、無電極放電灯の消灯時は補助光源を点灯しておくことにより、歩行に必要な程度の照度を確保できると共に、補助光源からの熱を伝熱板によりソケットに伝えて無電極放電灯を加熱できるので、無電極放電灯の点灯立上り時間を短くでき、瞬時に定常点灯状態とすることができる。

請求項２の発明によれば、車両を検知しない時には、補助光源の点灯により、歩行者が歩行できる程度の明るさを確保することができると共に、車両を検知した時に無電極放電灯を点灯させ、それ以外では消灯させることにより省電力化を図りつつ、無電極放電灯を加熱しておくことができる。このため、車両検知時における無電極放電灯の瞬時点灯が可能になり、点灯遅れ等による運転者の車両運転への影響を避けることができる。

請求項３の発明によれば、無電極放電灯と同時に補助光源を点灯させないので、不要な電力消費を防止することができる。

請求項４の発明によれば、トンネル内に車両が存在する際には、無電極放電灯が点灯され、トンネル内での車両の故障、事故等により車両が長期にトンネル内に滞在する場合にも点灯が維持されるので、安全を確保できると共に、経済的な制御を行うことができる。また、歩行者に対しては、無電極放電灯が点灯していなくても、トンネル内の補助光源により歩行できるレベルの明るさを確保することができる。

以下、本発明の一実施形態に係るトンネル用照明器具及びそれを用いたトンネル用照明システムについて、図面を参照して説明する。図１は本実施形態のトンネル用照明システムに用いられる照明器具１の使用状態を示し、図２は同照明器具１の構成を示す。

図１に示すように、照明器具１は、トンネル１００内の両側面の天上側に設置され、両側面側からトンネル内の車道及び歩道を照らす防噴流型照明器具を成す。

図２に示すように、照明器具１は、一面が開口した矩形の筐体２と、筐体２内に設置される反射板３と、反射板３に覆われるように配設される無電極放電灯４と、無電極放電灯４を装着するためのソケット５と、ソケット５に補助光源であるＬＥＤユニット７から熱を伝導するための伝熱板６と、伝熱板６に取り付けられるＬＥＤユニット７と、無電極放電灯４及びＬＥＤユニット７に対して電力供給と点滅制御とをそれぞれ行う点灯回路８及び制御ユニット９とを備える。

無電極放電灯４は、その口金部がソケット５に装着される。ソケット５は、反射板３に取り付けられる。無電極放電灯４がソケット５に装着された状態で、無電極放電灯４からの光が反射版３で反射されて、筺体２の開口に向けて照射されるようになっている。無電極放電灯４は、無電極白色照明光源が用いられ、例えば、パナソニック電工株式会社製無電極放電灯「エバーライト」などを使用することができる。

伝熱板６は、金属板等の熱伝導性の良い部材からなり、ソケット５に熱的に結合した状態で取り付けられる。これにより、ＬＥＤユニット７からの熱が伝熱板６を介してソケット５、さらには無電極放電灯４に効率よく伝導される。なお、伝熱板６とソケット５とを、金属又は熱伝導の良い樹脂部材等により一体化形成してもよい。

ＬＥＤユニット７は、ＬＥＤ７１と、ＬＥＤ７１を装着するＬＥＤ保持台７２と、ＬＥＤ７１からの光を筺体２の開口に向けて反射する補助反射板７３とを有する。ＬＥＤ７１は、白色光源を成し、歩行に必要な程度の照度が得られる点灯電力（例えば、１０ワット程度以下）により発光される。また、ＬＥＤ保持台７２は、熱伝導の良い部材から構成され、ＬＥＤ７１からの熱を効率よく伝熱板６に伝達するように伝熱板６に密着して取り付けられる。ＬＥＤユニット７は、無電極放電灯４が消灯されているときに補助照明として点灯される。

点灯回路８は、外部から電源ライン１１を介して電源供給され、無電極放電灯４及びＬＥＤユニット７にそれぞれ点灯電力を供給する。制御ユニット９は、照明点滅用の電子リレーを内蔵し、制御ライン１２を介して外部から入力された点滅用の制御信号に基づく電子リレー制御により、点灯回路８を制御して無電極放電灯４とＬＥＤユニット７の点灯、消灯を切替える。

上記のように構成された照明器具１においては、無電極放電灯４が消灯している間は、ＬＥＤ７１に電源を供給して点灯しておくことにより、歩行に必要な程度の照度を確保できる。また、点灯されたＬＥＤ７１の発光熱は、ＬＥＤ７１からＬＥＤ保持台７２、伝熱板６、及びソケット５を通じて無電極放電灯４の口金部に伝導される。これにより、無電極放電灯４は消灯中においても加熱され、ある程度の温度（例えば、５０℃）以上に保持される。従って、無電極放電灯４を点灯する際、立上り時間を短くでき、瞬時に定常点灯状態とすることができる。無電極放電灯４は、後述するように、車両検知信号に基づいて点灯制御される。

次に、上記のような照明器具を用いたトンネル用照明システム（以下、本照明システムという）について、図面を参照して説明する。図３は本実施形態の照明システムの構成を示し、図４は車両検知センサ（車両センサという）の設置状態を示し、図５は照明器具１とＬＥＤユニット７の点灯、消灯の時間的切替状態を示す。

図３に示すように、本照明システムは、トンネル１００内を照明する照明器具１と、トンネルに出入する道路を通過する車両を検知する車両センサ４１（上り側４１ａ、下り側４１ｂ）、４２（上り側４２ａ、下り側４２ｂ）と、車両センサ４１、４２による車両検知情報に基づいてトンネル１００の照明制御を行うシステム制御部５０（制御部）とを有する。ここでは、図中の左から右の方向を車線の上り側とし、上り側では、車両はトンネル１００の上り側の入口１０１から出口１０２に向けて（下り側はその逆）走行する。

照明器具１は、トンネル１００内の道路（ここでは、対向２車線とする）の両側に沿って複数台が順次配置されている。各照明器具１間は信号ライン５１により互いに接続されている。

車両センサ４１、４２は、トンネル１００の入口１０１手前及び出口１０２後方の所定距離（ここでは、約１５０ｍ）の地点に配設される。この車両センサ４１、４２としては、例えば、電波レーダ等のアクティブセンサが使用される。なお、トンネル１００の入口１０１、出口１０２から１５０ｍの区間には分岐路は存在しないものとする。Ｎ１，Ｎ２、ｎ１、ｎ２は、検知される車両の数を示し、これは後述する。

システム制御部５０は、各照明器具１及び車両センサ４１、４２と信号ライン５１により互いに接続され、車両センサ４１、４２で検知された車両検知情報に基づく検知信号により、各照明器具１の制御ユニット９を制御して無電極放電灯４及びＬＥＤユニット７を点滅制御する。また、システム制御部５０は、車両センサ４１、４２からの検知信号間の時間計測を基に無電極放電灯４又はＬＥＤユニット７の点灯を維持させる演算機能も有する。

図４に示すように、車両センサ４１（４１ａ、４１ｂ）、４２（４２ａ、４２ｂ）は、車道の両側にそれぞれ設置されたＬ字型の各ポール４３に固定され、ポール４３の下を通過する車両を検知し、この検知信号をポール４３内等に配設された信号ライン５１を介してシステム制御部５０に伝える。なお、信号ライン５１は、有線でも無線でもよい。

本照明システムにおける照明器具１の点灯制御について、図５を参照して説明する。ここでは、システム制御部５０は、車両センサ４１、４２による検知信号に基づき、制御信号を発生して照明器具１を点灯制御し、車両センサ４１、４２がトンネルに進入する車両を検知しないときは、ＬＥＤユニット７を点灯させ、車両を検知すると無電極放電灯４を点灯させる。

システム制御部５０は、車両センサ４１が車両を検知する時間ｔ１までは、無電極放電灯４を消灯し、ＬＥＤユニット７を点灯しておく。これにより、無電極放電灯４は点灯される前に予め加熱されている。時間ｔ１で、車両センサ４１により、入口１０１の手前１５０ｍで車両が検知されると、点滅の制御信号（ＯＮ信号）を発して無電極放電灯４をオンさせる。このとき、ＬＥＤユニット７を直ぐにオフせず、無電極放電灯４の光束が立ち上がる時間ｔ２（立上り所要時間をΔｔとする）までは、点灯を維持し、無電極放電灯４を加熱し続ける。これにより、無電極放電灯４の立ち上りを加速すると共に、無電極放電灯４の立ち上がるまでの光束不足を補うようにしている。

また、システム制御部５０は、時間ｔ２で無電極放電灯４の光束が立ち上がるとＯＦＦ信号を発してＬＥＤユニット７を消灯させる。ここで、例えば、車両センサ４１で１台の車両を検知してから、所定のトンネル通過予測時間（後述の設定走行時間に対応）を経過しても、他の車両を検知しないときは、車両センサ４１により検知された車両がトンネル１００を抜き出て、トンネル通過予測時間後の時間ｔ３で車両センサ４２により検知されると、システム制御部５０はＯＦＦ信号を発して無電極放電灯４を消灯し、略同時にＬＥＤユニット７を点灯させる。

上記立上り所要時間をΔｔは、ＬＥＤユニット７によって無電極放電灯４を温める温度が高いほど短くできる。例えば、ＬＥＤユニット７により温められるソケット５の保温温度が５０℃以上になるように設計されれば、無電極放電灯４の光出力は、通常使用出力の９０％以上近くになり、定常点灯状態に近くなる。従って、立上り所要時間Δｔは、短くでき、ほぼ無電極放電灯４の点灯直後にＬＥＤユニット７を消灯することができる。なお、立上り所要時間Δｔは、例えば、システム施工時に照度センサにより無電極放電灯４の電源投入後、その照度が所定照度になる時間を測定して求めるようにしてもよい。

ここで、トンネル１００の入口１０１で車両センサ４１（４１ａ、４１ｂ）（図３参照）により車両をＮ１（又はｎ２）台検出し、出口１０２で車両センサ４２（４２ａ、４２ｂ）により車両をＮ２（又はｎ１）台を検出したときにおける無電極放電灯４とＬＥＤユニット７の点灯制御について説明する。システム制御部５０は、車両センサ４１、４２による車両検知に基いてカウントされるトンネルへの進入と通過の各車両数を比較することにより点灯制御を行う。

ここでは、トンネル１００内を通過する車両の速度を一定の所定速度Ｖ（ｋｍ／時間）として設定し、トンネル長はＲメートル（ｍ）とする。このとき、車両が所定速度Ｖで車両センサ４１、４２間の距離（Ｒ＋３００）メートルを通過する時間をＴ_０（設定走行時間という）とすると、Ｔ_０＝（Ｒ＋３００）／（Ｖ×１０００／３６００）となり、Ｔ_０は一定時間となる。この設定走行時間Ｔ_０は、車両センサ４１、４２間における車両のトンネル通過の見込み時間とし、車両センサ４１で検知された車両が設定走行時間Ｔ_０後にトンネルを通り抜け、トンネル内には存在しないと見なす時間である。なお、所定速度Ｖは、トンネルの土木設計時に決定される道路の設計速度や、交通規制速度等を基に設定される速度であり、道路環境等に応じて変更される。

ここで、車両センサ４１がトンネル進入車両の台数Ｎ１のカウントを開始すると、車両センサ４２は車両センサ４１のカウント開始時間から設定走行時間Ｔ_０を経過以降からトンネル１００を抜き出た車両の台数Ｎ２をカウントする。これにより、車両センサ４１と車両センサ４２が同じ車両を順次検知してカウントするようにできる。なお、下り車線側においても、車両センサ４２を入口側とし、車両センサ４１を出口側としてそれぞれ台数ｎ１、ｎ２を同様にカウントする。

このとき、システム制御部５０は、例えば、上り車線側で車両センサ４１ａがＮ１台をカウントした時間から設定走行時間Ｔ_０＋α（αは、車両速度ばらつき等を吸収するための余裕時間としている）の後に、車両センサ４２ａがＮ２台をカウントしたとき、及び上り側と同じ時間帯に、下り車線側で車両センサ４２ｂによりｎ１台をカウント開始した時間から設定走行時間Ｔ_０＋αの後に、車両センサ４２ａがｎ２台を検知したとき、上り、下りのそれぞれの台数がＮ１＝Ｎ２、かつｎ１＝ｎ２となった時点で、トンネル内（上下２車線とも）に車両が存在しないとして、無電極放電灯４を消灯し、ＬＥＤユニット７を点灯する。また、台数がＮ１＝Ｎ２、かつｎ１＝ｎ２となるまでは、無電極放電灯４の点灯を維持する。なお、車道が一方通行の場合は、Ｎ１＝Ｎ２が成立したとき、無電極放電灯４を消灯し、ＬＥＤユニット７を点灯する。

このように、本実施形態のトンネル照明システムによれば、車両を検知しない時には、ＬＥＤユニット７の点灯により、歩行者に対して無電極放電灯４が点灯していなくても、歩行できる程度の照度を確保することができる。また、車両を検知した時に無電極放電灯４を点灯させ、それ以外では消灯させることにより省電力化を図りつつ、無電極放電灯４を加熱しておくことができる。このため、車両検知時における無電極放電灯４の瞬時点灯が可能になり、点灯遅れ等による運転者の車両運転への影響を避けることができる。

また、トンネル内に車両が存在する際には、無電極放電灯４が点灯され、トンネル内での車両の故障、事故等により車両が長期にトンネル内に滞在する場合にも点灯が維持されるので、安全を確保できると共に、経済的な制御を行うことができる。

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態において、補助光源をトンネル側面と平行に常時走行方向に照射することにより、運転者に対する視線誘導灯として利用することができる。また、設定走行時間は雨、霧等の天候状態や車両の渋滞状態によってその値を変えることができる。また、車両センサによる検知車両の台数情報により、車両の停滞状況を把握して、トンネル内への交通制限などを行うこともできる。

本発明の一実施形態に係るトンネル用照明システムに用いられる照明器具の使用状態を示す図。同照明器具の斜視図。トンネル用照明システムの構成図。同システムにおける車両検知センサの設置状態を示す図。同システムにおける無電極放電灯とＬＥＤユニットの点灯制御のタイムチャート図。

符号の説明

１トンネル用照明器具
４無電極放電灯
５ソケット
６伝熱板
７ＬＥＤユニット（補助光源）
７１ＬＥＤ
８点灯回路
９制御ユニット
４１、４１ａ、４１ｂ、４２、４２ａ、４２ｂ車両検知センサ
５０システム制御部（制御部）

Claims

無電極放電灯と、前記無電極放電灯を取り付けるためのソケットと、前記無電極放電灯を点灯するための点灯回路とを、有するトンネル用照明器具であって、
トンネル内を照明するための補助光源と、
前記補助光源からの熱を伝えるための伝熱板と、を有し、
前記伝熱板は前記ソケットに接触してなることを特徴とするトンネル用照明器具。
請求項１に記載のトンネル用照明器具と、道路を通過する車両を検知する車両検知センサと、前記車両検知センサによる車両検知情報に基づいてトンネルの照明制御を行う制御部と、を有するトンネル用照明システムであって、
前記制御部は、
前記車両検知センサが少なくともトンネルに進入する車両を検知しないときは、前記補助光源を点灯させ、前記車両を検知すると前記無電極放電灯を点灯させることを特徴とするトンネル用照明システム。
前記無電極放電灯が点灯しているときは、前記補助光源に対する電力供給を停止させることを特徴とする請求項２に記載のトンネル用照明システム。
前記車両検知センサは、トンネルの入口手前及び出口後方の所定距離の地点に配設され、
前記制御部は、前記車両検知センサがトンネルに進入する車両を検知すると、前記無電極放電灯を点灯させ、トンネル内から抜け出た車両を検知すると、前記無電極放電灯を消灯するように制御し、これらの点灯、消灯制御に連動して前記無電極放電灯が消灯しているときは、前記補助光源を点灯させることを特徴とする請求項２に記載のトンネル用照明システム。