JP2011029030A

JP2011029030A - トンネル用照明装置

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Publication number: JP2011029030A
Application number: JP2009174463A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Karasawa; 宜典唐澤
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】トンネル照明装置に蛍光ランプを使用した場合において、光の拡がりを制御し、路肩方向（車道端部方向）も照射することの可能なトンネル照明装置を提供する。
【解決手段】蛍光ランプを光源とし、反射板および点灯装置を具備し、前記光源をトンネル１００の内壁面に配列したトンネル照明装置２００において、前記光源の中心からみた前記トンネルの横断方向を水平角０度とし、前記光源の中心から直下方向を鉛直角０度とした場合に、水平角１１０°、鉛直角７０°の点における光度が１００ｃｄ／１０００ｌｍ以上である。
【選択図】図６

Description

本発明は、トンネル用照明装置に係り、特に、光を有効利用し、高効率の照明を行うことのできるトンネル照明装置に関する。

トンネルには、トンネル内部の特殊な条件下における交通の安全、および円滑な走行を確保するために、照明設備としてのトンネル照明装置が設けられている。
ところで、このようなトンネル照明装置には、トンネルを走行する車両の運転者が前方の障害物を視認するのに必要な明るさを与えるための性能が求められる。この性能を示す指標として平均路面輝度Ｌ（cd/m²）が用いられており、設計速度を４０（km/h）としたとき、交通量の多いトンネルの場合、平均路面輝度Ｌ≧１．５（cd/m²）、また、交通量の比較的少ないトンネルの場合、少なくとも平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を満足することが求められている。

一方、トンネル内部におけるトンネル照明装置の配置間隔（スパン）Ｓ（ｍ）が規定されており、取付高さをＨ（ｍ）とすると、トンネル内部の片側の壁面にのみトンネル照明装置を配置する片側配置においては、Ｓ／Ｈ≦１．５を満足するのが望ましいとされている。
しかしながら、殆どのトンネルにおいては、２４時間連続して照明されており、特に、長いトンネルの場合には、その照明のための費用が膨大となり、コストの面で深刻な問題となっている。
そこで、照明装置の配置間隔を長くするための種々の開発がなされている。
例えば、トンネルの路面を照明する照明装置において、配光の形状を調整することで、スパンを長くし、光源の配置間隔を長くするようにしたものも提案されている（特許文献１）。

特許第４２００１０８号公報

特許文献１においては照明装置の配置間隔を長くする点を解決することが最大の目標となっており、このため、トンネル照明装置の配置間隔の延長を企図し、トンネル内部に配置すべきトンネル照明装置の数を減らすことを目標に、調整がなされている。
しかしながら、光源の設置位置によっては、路肩まで光が到達しにくい場合があった。
例えば、天井のラウンド角が大きいトンネルの場合、天井面積が小さくなっている場合もあり、照明装置をトンネルの天井に設けようとすると、路肩からの距離が長くなり、路肩まで光が到達しにくく、トンネルの側壁を照射するのが困難である。
また、道路幅の広い道路の場合、光源からの光が路肩まで到達するのが困難である場合もあった。
一方、トンネルの幅方向に光が広がりすぎると、トンネルの長手方向への到達距離が短くなるという問題もあった。

本発明は前記実情に鑑みてなされたもので、トンネル照明装置に蛍光ランプを使用した場合において、光の拡がりを制御し、路肩方向（車道端部方向）も照射することの可能なトンネル照明装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、道路長方向への光の伸びを高め、均斉度の高い照明を実現することのできるトンネル照明装置を提供することを目的とする。

そこで本発明は、蛍光ランプを光源とし、反射板および点灯装置を具備し、前記光源をトンネルの内壁面に配列したトンネル照明装置において、前記光源の中心からみた前記トンネルの横断方向を水平角０度とし、前記光源の中心から直下方向を鉛直角０度とした場合に、水平角１１０°、鉛直角７０°の点における光度が１００ｃｄ／１０００ｌｍ以上である。
この構成により、トンネル照明装置が設置されている側の車道端部方向への光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、安全性の高いトンネル内走行を実現することができる。

また本発明は、上記トンネル照明装置において、水平角８５°〜１００°、かつ、鉛直角４５°〜６０°の範囲内の光度が２００cd/１０００lm〜４００cd/１０００lmである配光の形状を有するものを含む。
この構成により、トンネル照明装置が設置されている反対側の車道端部方向への光照射を行うことで、従来低下しがちな光を補完し均斉度を維持することができる。

また本発明は、上記トンネル照明装置において、水平角０°、かつ、鉛直角１０°〜２０°の範囲内の光度が３００cd/１０００lm以上である配光の形状を有するものを含む。
この構成により、トンネル照明装置が設置されている反対側の高さ１ｍまでの壁面に光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、壁面の明るさを維持することができる。

望ましくは、本発明は、上記トンネル照明装置において、前記トンネルの路面を前記水平角０°を中心に道路長に沿った２方向に対して略対称に照明する配光である。
この構成により、道路長方向への光の伸びを高め、均斉度の高い照明を実現することのできるトンネル照明装置を提供するができる。

以上説明してきたように本発明によれば、路端の照度を高め、高度で信頼性の高いトンネル照明装置を提供することが可能となる。

本発明の実施の形態のトンネル照明装置を具備したトンネルを示す断面図本発明の実施の形態のトンネル照明装置の構成を示す図同トンネル照明装置で用いられる反射板を示す図同トンネル照明装置の配光を示す図同トンネル照明装置のランベルト等光度座標における光度分布を示す図上記トンネル照明装置の配光を示す説明図上記トンネル照明装置の配光を示す説明図

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態のトンネル照明装置について説明する。
図１は本発明の実施の形態のトンネル照明装置を具備したトンネルを示す断面図、図２はこのトンネル照明装置で用いられる照明装置の構成を示す図、図３は同トンネル照明装置で用いられる反射板を示す図、図４は同トンネル照明装置の配光を示す図、図５は同トンネル照明装置のランベルト等光度座標における光度分布を示す図、図６および７は上記トンネル照明装置の配光を示す説明図である。

このトンネル照明装置は、図１に示すように、トンネル１００内には、車線幅が３ｍ（メートル）の２車線の道路が設けられ、トンネル１００の壁面は、コンクリートにより覆われ、トンネル照明装置２００は、トンネル１００の両壁面に配置されている（いわゆる両側配列）。ここでトンネルの高さＨは、約５ｍである。１０１は歩道、１０２は車の走行幅である。

図２に示すように、トンネル照明装置２００は、前面が開口した照明装置本体２０５と、この照明装置本体２０５に取り付けられ、照明装置本体２０５の内部に収容され、点灯装置２０１で点灯制御される光源２０２としての球形蛍光ランプと、反射板２０３と、ソケット２０４とを備えてなるものである。照明装置本体２００は、直方形状に形成され、長辺がトンネル１００の交通方向と平行な姿勢で配置される。光源２０２は、発光管が球形のランプであり、その中心が反射板２０３の焦点位置に配置されると共に、長軸が照明装置本体２０５の縦方向と略平行に配置される。そしてこの反射板は複数の反射領域を構成する金属からなる反射片の集合体で構成されており、それぞれが独立して形状可変に構成されている。たとえば図３における反射領域Ａは図４にＡで示すように前方を照射する。また図３における反射領域Ｂは図４にＢで示すように斜め前方を照射する。そして図３における反射領域Ｃは図４にＣで示すように真下を照射する。また図４におけるＤは直接光である。このように反射板２０３を構成する反射領域の調整により、配光方向を制御している。

なお、光源の軸方向は、トンネル１００を走行する車両の走行方向に対して略垂直と姿勢となっている。なお、光源２０２としては、高圧ナトリウムランプやセラミックメタルハライドランプ、蛍光ランプ等が用いられる。

そして、このトンネル照明装置２００は、装置中心の直下方向に対する角度である取付角度θが０度となるようにトンネル１００の側壁に取り付けられる。このトンネル照明装置２００が取り付けられる取付高さＨは、路面から約５ｍであり、交通方向に沿った最大配置間隔（スパン）Ｓは約２２．５ｍである。すなわち、本実施の形態にあっては、Ｓ／Ｈ比がＳ／Ｈ比＝約４．５となっており、従来に比べてスパンが広くなっている。

さらに、本実施の形態にあっては、このＳ／Ｈ比（４．５）を維持しつつ、設計速度を４０（km/h）としたときに、平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を実現可能となっている。この平均路面輝度Ｌの値は、交通量の比較的少ないトンネルの場合に求められる平均路面輝度Ｌを満足するものである。以下、これを実現するためのトンネル照明装置２００の構成について詳述する。

図５は、トンネル照明装置２００のランベルト等光度座標における光度分布を示す図である。なお、この図において、トンネル照明装置２００の直下方向が鉛直角０度、交通方向と平行な方向が鉛直角９０度である。また、この鉛直な平面と垂直をなす平面（水平面）において、トンネル照明装置２００からみて交通方向と垂直な方向のうちの車線側に位置する方向（いわゆる横断方向）が水平角０度、交通方向と平行な方向が水平角９０度である。

なお加えて図６に説明図を示すように、このときの水平角Φ、鉛直角θが、水平角Φ＝１１０°、鉛直角θ＝７０°の点Ａ０（図５参照）における光度は１００ｃｄ／１０００ｌｍ以上となるように反射板を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている側の車道端部方向への光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、安全性の高いトンネル内走行を実現することができる。

また、図７に説明図を示すように、水平角Φ＝８５°〜１００°、かつ、鉛直角θ＝４５°〜６０°の範囲内の領域Ｂ０（図５参照）における光度が２００cd/１０００lm以上、４００cd/１０００lm以下となるように反射板を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている反対側の車道端部方向への光照射を行うことで、従来低下しがちな光を補完し均整度を維持することができる。

また、水平角Φ＝０°、かつ、鉛直角θ＝１０°〜２０°の範囲内領域Ｃ０（図５参照）の光度が３００cd/１０００lm以上となるように反射板を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている反対側の高さ１ｍまでの壁面に光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、壁面の明るさを維持することができる。

また、水平角Φ＝１８０°、かつ、鉛直角θ＝−４５°〜−１５°の範囲内領域Ｄ０（図５参照）の光度が１８０cd/１０００lm以下であるのが望ましい。
これにより、トンネル照明装置が設置されている直下方向の光を制限することで、道路軸の均斉度（車線軸均斉度＝車線中央の最小輝度／車線中央の最大輝度）を低下させないようにすることができる。

これにより路面輝度の総合均斉度＝最小輝度／最大輝度が０．４以上、車線軸均斉度＝車線中央の最小輝度／車線中央の最大輝度が０．６以上、グレア（ＴI）が１５％以下、路面輝度と高さ１ｍまでの壁面輝度の比は、路面がコンクリート舗装で、内装板がない場合に１：０．６以上、内装板がある場合に１：１以上となる。
また路面がアスファルト舗装では、１：１.５以上となる。

トンネル照明装置２００は、水平角０度を中心に路面を装置中心からみて左右対称に照明すると共に、この図に示されるように、鉛直下方向のうち、特に、鉛直角０度から所定角度の範囲内で交通方向及び交通方向の反対方向の各々に、最大光度を有する配光形状を有している。従って、交通方向及び交通方向の反対方向において、広い範囲に光を照射することができ、隣接する２つのトンネル照明装置２００同士も間隔を大きくとることが可能となる。

なお、トンネル照明装置の配置は前記実施の形態では千鳥配列とした。

前述したように、このようなトンネル照明装置２００の配光は、トンネル照明装置２００の照明装置本体２０５内に収容される光源２０２及び反射板２０３により実現される。具体的には、長軸を有するランプ光源である光源２０２を、その長軸が交通方向に対して略垂直となるように配置することで、交通方向及び交通方向の反対方向への配光を増加させると共に、反射板２０３の反射特性により、光度分布を調整している。

以上のように、本実施の形態によれば、路肩つまり道路端部の照明を確実にし、運転者が安心して走行を続けられるようにすることが可能となる。また、トンネル照明装置２００の配光を、装置の中心を中心に車線軸方向に鉛直な断面を水平角０度の面とした場合に、水平角０度を中心として左右に略対称に照明すると共に、鉛直下方向のうち、特に、鉛直角０度から所定角度の範囲内で交通方向及び交通方向の反対方向の各々に、最大光度を有する光束を配置した配光形状を有するようにしたため、交通方向及び交通方向の反対方向において、広い範囲に光を照射することができ、隣接する２つのトンネル照明装置２００との距離を大きくとることが可能となる。従って、平均路面輝度を良好な値に維持しつつ、トンネル照明装置２００の配置間隔（スパン）の延長を可能にし、トンネル内部に配置すべきトンネル照明装置２００の数を減らすことが可能となる。

上記実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形可能である。
また、前記実施の形態における、要件のすべてをみたすようにトンネル照明装置２００の配光を調整することで、総合均斉度、車線軸均斉度およびグレアをいずれか或いは全てを良好な値とすることが可能である。

一方、それぞれの要件のうちのひとつを満たすようにしてもよい。

(変形例１)
すなわち、図６に説明図を示したように、このときの水平角Φ、鉛直角θが、水平角Φ＝１１０°、鉛直角θ＝７０°の点Ａ０（図５参照）における光度は１００ｃｄ／１０００ｌｍ以上とする。
これにより、トンネル照明装置が設置されている側の車道端部方向への光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、安全性の高いトンネル内走行を実現することができる。

(変形例２)
また、図７に説明図を示すように、水平角Φ＝８５°〜１００°、かつ、鉛直角θ＝４５°〜６０°の範囲内の領域Ｂ０（図５参照）における光度が２００cd/１０００lm以上、望ましくは、４００cd/１０００lm以下となるように反射片を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている反対側の車道端部方向への光照射を行うことで、従来低下しがちな光を補完し均整度を維持することができる。

(変形例３)
また、水平角Φ＝０°、かつ、鉛直角θ＝１０°〜２０°の範囲内領域Ｃ０（図５参照）の光度が３００cd/１０００lm以上となるように反射片を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている反対側の高さ１ｍまでの壁面に光を照射することで、従来低下しがちな光を補完し、壁面の明るさを維持することができる。

(変形例４)
また、水平角Φ＝１８０°、かつ、鉛直角θ＝−４５°〜−１５°の範囲内領域Ｄ０（図５参照）の光度が１８０cd/１０００lm以下であるように反射板を調整する。
これにより、トンネル照明装置が設置されている直下方向の光を制限することで、道路軸の均斉度（車線軸均斉度＝車線中央の最小輝度／車線中央の最大輝度）を低下させないようにすることができる。

以上のように、変形例１乃至４に示した個々の要件を満たすように反射片を調整してもよいし、複数の要件を満たすように反射片を調整してもよい。

１００トンネル
２００トンネル照明装置
２０１点灯装置
２０２光源
２０３反射板
２０４ソケット
２０５照明装置本体

Claims

蛍光ランプを光源とし、反射板および点灯装置を具備し、前記光源をトンネルの内壁面に配列したトンネル照明装置において、
前記光源の中心からみた前記トンネルの横断方向を水平角０度とし、前記光源の中心から直下方向を鉛直角０度とした場合に、
水平角１１０°、鉛直角７０°の点における光度が１００ｃｄ／１０００ｌｍ以上であるトンネル照明装置。
請求項１に記載のトンネル照明装置であって、
水平角８５°〜１００°、かつ、鉛直角４５°〜６０°の範囲内の光度が２００cd/１０００lm〜４００cd/１０００lmである配光の形状を有するトンネル照明装置。
請求項１に記載のトンネル照明装置であって、
水平角０°、かつ、鉛直角１０°〜２０°の範囲内の光度が３００cd/１０００lm以上である配光の形状を有するトンネル照明装置。