JP2011204455A - トンネル照明器具及び同器具のグレア抑制方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の反射板を使用しつつ視機能低下グレアを容易に抑制するトンネル照明を提供する。
【解決手段】トンネル照明器具１は、配光がトンネル縦断方向に広げられた広スパン形のトンネル照明器具であって、本体１０と、トンネル横断方向に沿って配置されるランプ２０と、内側に光源が略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板３０と、ランプ２０を本体１０上で支持するためのソケット取付金具４０と、反射板３０を本体１０上で支持するための反射板取付金具５０とを備える。ソケット取付金具４０や反射板取付金具５０により、ランプ２０が反射板３０の光軸上から車両進行方向反対側又は奥側に相対的に位置ずれて配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は自動車用トンネルの基本照明に使用されるトンネル照明器具に係り、既存の反射板を使用しつつ視機能低下グレアを容易に抑制することが可能な広スパン形のトンネル照明器具等に関する。

従来のトンネル照明器具については、トンネル横断方向にのみ配光を制御した器具であったが、高輝度光源及び高機能反射鏡を用いて配光がトンネル縦断方向に広げられたものが製造開発されるに至っている（例えば、特許文献１参照）。このような広スパン形のトンネル照明器具を用いてトンネル照明を行なった場合、設置台数を大幅に削減されて低コスト化を図ることが可能になり、良好な視認性を確保することが可能になる。

特開２００５−２０３３０２号公報

ところで、近年にトンネル照明設備の設計要領((社) 日本道路協会: 「道路照明施設設置基準」参照) の基準改定が行なわれ、平均路面輝度が従来の１／２となり、輝度均斉度が０．４以上、視機能低下グレアが１５％以下の性能指標が要求されている。

この点、既に施工されているトンネル照明設備をこの新基準に適合するように改造する対策として、広スパン形のトンネル照明器具で配列の間を抜いて照明に寄与する器具台数を従来の１／２にする方法が考えられている。

しかしながら、平均路面輝度及び輝度均斉度については別として視機能低下グレアを新基準内に抑えることが困難である。もっとも、広スパン形のトンネル照明器具（主として反射鏡）を新たに設計し直すと、新基準に適合させることは可能であるものの、同器具の開発費用や全面取り替え工事費用等により大幅なコスト高を招来するのは明らかである。

本発明は上記背景に鑑みて創作されたものであり、その目的とするところは、既存の反射板を使用しつつ視機能低下グレアを容易に抑制することが可能なトンネル照明器具及び同器具のグレア抑制方法を提供することにある。

本発明に係るトンネル照明器具は、配光がトンネル縦断方向に広げられた広スパン形のトンネル照明器具であって、略トンネル横断方向に沿って配置される光源と、内側に光源が略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板とを備え、光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側及び／又は同板の奥側に相対的に位置ずれして配置されている。

この発明によると、光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側及び／又は同板の奥側に相対的に位置ずれして配置された構成となっているので、器具配光の車両進行方向の鉛直角７０°度付近のピークを抑えることが可能となり、これに伴って視機能低下グレアが抑制される。しかも光源の反射板に対する相対的な位置を若干調整するだけで実現されることから、反射板を最初から設計し直す必要がなく既存の反射板を用いることが可能となり、これに伴って大幅な低コスト化が図られる。

光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側に相対的に位置ずれして配置されている場合の上記トンネル照明器具は、正面の開口が透明な照明カバーにより塞がれた本体と、前記光源を本体上に支持するための部材であり且つ光源支持用の先端側が前記反射板に形成された開口に挿通可能であり基端側が固定された光源取付部材とを更に備え、光源取付部材には、反射板の開口の縁に接触するのを避けるための切欠きを形成すると良い。

この発明によると、光源取付部材に反射板の開口の縁が接触するのを避けるための切欠きが形成された構成となっているので、光源の反射板に対する位置調整を容易に行なうことが可能となる。

本発明に係るトンネル照明器具のグレア抑制方法は、光源を本体上で支持するための光源取付部材及び／又は反射板を本体上で支持するための反射板取付部材に関する取付穴の位置関係を設計変更して、光源を反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側に相対的に位置ずれして配置するようにした。また、光源取付部材及び／又は反射板取付部材に関する取付穴の位置関係や長さ寸法を設計変更して、光源が反射板の光軸上から同板の奥側に相対的に位置ずれして配置するようにしてもかまわない。

この発明によると、光源取付部材や反射板取付部材に関する取付穴の位置関係や長さ寸法を設計変更するだけで、光源の反射板に対する相対的な位置関係が調整され、これに伴って視機能低下グレアを抑制することが可能になる。反射板を最初から設計し直す必要がなく既存の反射板を用いることが可能となり、これに伴って大幅な低コスト化が図られる。

本発明の実施形態を説明するための図であって、（ａ）はトンネル照明器具の正面図、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ線の断面図である。 同トンネル照明器具に使用されたランプの反射板に対する位置ずれを説明するための図であって、図１（ａ）中のＢ−Ｂ線の模式的端面図である。 他のトンネル照明器具に使用されたランプの反射板に対する位置ずれを説明するための図２に対応する図である。 上記トンネル照明器具に使用された下側反射板取付金具を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 上記トンネル照明器具に使用された上側反射板取付金具を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 上記トンネル照明器具に使用された下側ソケット取付金具を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 上記トンネル照明器具に使用された上側ソケット取付金具を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。 上記トンネル照明器具がトンネル照明に使用されている様子を示す模式図である。 図８中のＣ−Ｃ線の模式的端面図である。 図１及び図２に係るトンネル照明器具の配光特性図である。 図１及び図２に係るトンネル照明器具の路面輝度分布図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、特許請求の範囲に記載された発明の構成要素と実施形態発明の構成要素との対応関係で不明なものについては後記する符号の説明の欄において併せて示すものとする。

ここに例として挙げるトンネル照明器具１は、図８及び図９に示すように自動車用のトンネルＴの基本照明として使用されるもので、配光がトンネル縦断方向に広げられた広スパン形のトンネル照明器具である。ここではトンネルＴのトンネル照明設備を設計要領の新基準に適合させるために、既に施工されているトンネル照明器具の配列の間を抜いて照明に寄与する器具台数を１／２とし、当該照明器具に対して改造を加えている。改造を加えた後のものをトンネル照明器具１としている。図８及び図９中Ｓは上下一車線で両側に路肩（歩道）を有したトンネルＴの片側の坑口、ＣＡＲは坑口ＳからトンネルＴに進入した走行車道を走行する車両を示している。

なお、車両Ｃが走行車道又は追越車道を走行する方向をトンネル縦断方向（車両進行方向側）とし、これに直交する方向をトンネル横断方向としている。

図１はトンネル照明器具１を示している。図中１０は本体、２０はランプ、２１はソケット、３０は反射板、４０はソケット取付金具、５０は反射板取付金具、６０はケーブルコネクタ、６１は安定器，６２は始動器、６３は端子台、６４はスイッチ、６５はユニット台を示している。これらの主要な部品によりトンネル照明器具１が構成されている。

本体１０については、正面に開口１０１が形成されたフランジ付き箱状体であって、開口１０１の全面が透明ガラスの照明カバー１１により塞がれている。本体１０の裏面には合計２本の取付金具１２が、本体１０の正面側のフランジ部分にはパッキン１３が各々取り付けられている。本体１０の上側面には照明カバー１１を開閉自在にするためのヒンジ１４が、本体１０の下側面には照明カバー１１の閉状態を維持するためのラッチ１５及びケーブルクランド６０が各々取り付けられている。本体１０の内底面には、安定器６１、始動器６２の他にユニット台６５等が取り付けられている。ユニット台６５の表面上には端子台６３及びスイッチ６４の他にソケット取付金具４０及び反射板取付金具５０等が取り付けられている。

ランプ２０については、両側口金タイプの直管状の高圧ナトリウムランプであって、ソケット２１及びソケット取付金具４０により本体１０上に支持されている。トンネル照明器具１がトンネルＴの壁面に取り付けられた状態では（図８及び図９参照）、ランプ２０がトンネル横断方向に沿って配置される。

反射板３０については、横断面略凹状の反射鏡であって、その表面にはランプ２０から出力された光を効率良く反射させるために表面処理が施されている。具体的には、ランプ２０の光を反射させる正面視略楕円状をなしたカップ部３１と、カップ部３１の上端縁に形成されたフランジ部３２とを有している。カップ部３１の底面にはソケット取付金具４０の上部分を通すための開口３３、３４が形成されている。カップ部３１の内面には複数の段差が形成され、横断面内において左右対称に湾曲している。カップ部３１には内側にランプ２０が長さ方向に沿って配置される。ランプ２０から出力された光はカップ部３１の内面により反射され、その結果、配光がトンネル縦断方向（車両進行方向側及び車両進行方向反対側）にも広げられる。

反射板取付金具５０については、図１に示すように反射板３０を本体１０上に支持するためのアングル部材であり、ユニット台６５上にねじ止め固定されている。同金具５０の先端側が反射板３０の裏面に当接している一方、同金具５０の後端側がユニット台６５の表面上に当接している。反射板取付金具５０は、具体的には、図４に示された下側反射板取付金具５１Ａと、図５に示された上側反射板取付金具５２Ａとを有しており、反射板３０が両金具により下から支持されている。

下側反射板取付金具５１Ａは、図４に示すような形状のアングル部材５１１を有するもので、アングル部材５１１の上側水平面５１１１には反射板３０をねじ止めするための取付穴５１３が形成され、アングル部材５１１の下側水平面５１１２には同金具５１をユニット台６５の面上にねじ止めするための取付穴５１２が形成されている。

上側反射板取付金具５２Ａは、図５に示すような形状のアングル部材５２１を有するもので、アングル部材５２１の下側水平面５２１１には反射板３０をねじ止めするための取付穴５２３が形成され、アングル部材５２１の垂直面５２１２には同金具５２を後記する上側ソケット取付金具４２Ａ（図１（ｂ）参照）にねじ止めするための取付穴５２２が形成されている。上側反射板取付金具５２Ａは、下側反射板取付金具５１Ａとは異なり、上側ソケット取付金具４２Ａを介してユニット台６５の表面上にねじ止めされている。

ソケット取付金具４０については、図１に示すようにランプ２０をソケット２１を通じて本体１０上に支持するためのアングル部材であり、ユニット台６５上にねじ止め固定されている。同金具４０の先端側にはソケット３１がねじ止めされ、同金具４０の先端側が反射板３０に形成された開口３３、３４に各々挿通可能となっている。同金具４０の後端側がユニット台６５の表面上に当接している。ソケット取付金具４０は、具体的には、反射板３０の開口３３に通される図６に示された下側ソケット取付金具４１Ａと、反射板３０の開口３４に通される図７に示された上側ソケット取付金具４２Ａとを有している。

下側ソケット取付金具４１Ａは、図６に示すような形状のアングル部材４１１を有するもので、アングル部材４１１の上側水平面４１１１にはソケット２１をねじ止めするための取付穴４１３が形成され、アングル部材４１１の下側水平面４１１２には同金具４１Ａをユニット台６５の表面上にねじ止めするための取付穴４１２が形成されている。また、図６（ｂ）に示すようにアングル部材４１１の幅方向の両側には、反射板３０の開口３３の縁に接触するのを避けるための半円弧状の切欠き４１４、４１４が形成されている。

上側ソケット取付金具４２Ａは、図７に示すような形状のアングル部材４２１を有するもので、アングル部材４２１の上側水平面４２１１にはソケット２１をねじ止めするための取付穴４２３が形成され、アングル部材４２１の下側水平面４２１２には同金具４２Ａをユニット台６５の表面上にねじ止めするための取付穴４２２が形成されている。アングル部材４２１には上側反射板取付金具５２Ａをねじ止めするための取付穴５２２に対応した取付穴４２５が形成されている。また、図７（ｂ）に示すようにアングル部材４２１の幅方向の両側には、反射板３０の開口３４の縁に接触するのを避けるための半円弧状の切欠き４２４、４２４が形成されている。

図４（ａ）に示されているように下側反射板取付金具５１に形成された取付穴５１２が同金具５１の中心線上から図中左寄りに配置されている。同様に、図５（ｂ）に示されているように上側反射板取付金具５２に形成された取付穴５２２が同金具５２の中心線上から図中左寄りにずれて配置され、図５（ａ）に示されているように上側反射板取付金具５２に形成された取付穴５２３が同金具５２の中心線上から図中右寄りに配置されている。

ところで、ランプ２０については図２中破線で示されているように反射板３０の光軸上（図面の紙面上に対して垂直）上に配置されるのが一般的である。本案例においては、図２中実線で示されようにランプ２０が反射板３０の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側にずれて配置されている。この位置ずれ量を図中αとして示している。これは、反射板３０を支持する金具として下側反射板取付金具５１Ａ及び上側反射板取付金具５２Ａを使用し、反射板３０が本来の位置より車両進行方向反対側にαだけ位置ずれして配置されるからである。

なお、ランプ２０の反射板３０に対する車両進行側の位置ずれ量αについては、トンネル照明器具１Ａにより最終的に得られる視機能低下グレアの程度に応じて適宜調整すれば良い。

このような構成のトンネル照明器具１を便宜上トンネル照明器具１Ａとして表すものとする。また、トンネル照明器具１Ａの変形例を便宜上トンネル照明器具１Ｂとして表すものとする。

以下、トンネル照明器具１Ｂをトンネル照明器具１Ａと異なる点を中心として図３を参照して説明する。

トンネル照明器具１Ｂにおいては、図３中実線で示されるようにランプ２０が反射板３０の光軸上から奥側にずれて配置されている。この位置ずれ量を図中βとして示している。これは、反射板３０を支持する金具として下側反射板取付金具５１Ｂ及び上側反射板取付金具５２Ｂを使用し、ソケット２１を支持する金具として下側ソケット取付金具４１Ｂ及び上側ソケット取付金具４２Ｂを使用したからである。

下側反射板取付金具５１Ｂ及び上側反射板取付金具５２Ｂを図４及び図５を借りて説明する。下側反射板取付金具５１Ｂ及び上側反射板取付金具５２Ｂが上記金具とは異なるのは、下側反射板取付金具５１Ｂの取付穴５１２、上側反射板取付金具５２Ｂの取付穴５２２、５２３であり、各金具の中心線に対して対称配置されている点である。

下側ソケット取付金具４１Ｂ及び上側ソケット取付金具４２Ｂを図６及び図７を借りて説明する。下側ソケット取付金具４１Ｂ及び上側ソケット取付金具５２Ｂが上記とは異なるのは、１）アングル部４１１、４２３の長さ寸法（図６（ｃ）及び図７（ｃ）中の上下方向の高さ寸法）が短くされている点、２）切欠き４１４、４２４が形成されていない点（図６（ｂ）及び図７（ｂ）中の破線参照）のみである。

なお、ランプ２０の反射板３０に対する奥側の位置ずれ量βについては、トンネル照明器具１Ｂにより最終的に得られる視機能低下グレアの程度に応じて適宜調整すれば良い。

上記した構成のトンネル照明器具１の使用方法を図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９に示すトンネル照明設備において、照明方式は対称照明式、器具配置は側壁配置形、器具配列は向い合わせ配列を採用した。道路幅Ｗは７ｍである。トンネル照明器具１のランプ２０の全光束は１４０００Ｌｍ、同器具１の配置間隔Ｌは１９．４ｍ、同器具１の取付高さＭは４．８ｍ、同器具１の取付角は５０°( 走行車道照明用器具) 、４７°（追越車道照明用器具）とした。

このようなトンネル照明設備においてトンネル照明器具１Ａ（本実施形態では反射板３０を車両進行方向反対側に位置ずれした場合の位置ずれ量α＝１０ｍｍ）を用いた場合の照明特性は図１０（配光特性図）及び図１１（路面輝度分布図）に示す通りである。なお、図１０及び図１２中に示す実線は道路横断方向の配光、破線は道路縦断方向の配光を各々示している。

具体的には、トンネル照明器具１Ａの場合、トンネルＴ内の車道の平均路面輝度については４．６５ｃｄ／ｍ² となった。ここではトンネルＴ内のトンネル照明器具の配列の間を抜いて照明に寄与する器具台数を１／２としたので（図８中破線参照）、上記平均路面輝度は従来の約１／２の値を示している。また、輝度均斉度については０．７５０となった。更に、視機能低下グレアの程度を示すＴＩ値（相対閾値）については１４．４％（走行車線視） 、１４．２％（追越車線視）となった。

なお、トンネル照明器具１Ｂ（本実施形態ではランプ２０を奥側に移動して位置ずれした場合の位置ずれ量β＝５ｍｍ）を用いた場合の照明特性についてもトンネル照明器具１Ａの場合と同様結果が得られることが確かめられている。

このようにトンネル照明器具１Ａ、１Ｂについてはトンネル照明設備の設計要領の基準改定に係る新基準を全てクリアしている。特に視機能低下グレアが従来とは異なり大きく抑制されているのは、図１０の配光曲線に示されているように器具配光の車両進行方向の鉛直角７０°度付近のピークが無くなっている点からも明らかである。なお、ランプ２０としてセラミックメタルハライドランプ等の光源を用いた場合も同様の結果が得られることが確かめられている。

また、トンネルＴに既に取り付けられていた旧基準に係るトンネル照明器具と新基準に係るトンネル照明器具１とを対比すると、ソケット取付金具４０及び反射板取付金具５０の構成のみが異なる。よって、旧基準に係るトンネル照明器具を新基準に適合するように改造するに当たり、これらの金具等を設計変更するだけで視機能低下グレアが抑制される。

具体的には、反射板取付金具５１Ａ、５１Ｂの取付穴５１２、５２２、５２３等の位置関係を設計変更して、ランプ２０を反射板３０の光軸上から車両進行方向反対側に相対的に位置ずれして配置するようにすると、トンネル照明器具１Ａの視機能低下グレアが抑制される。これは、反射板取付金具５０の取付穴５１２、５２２、５２３等ではなくソケット取付金具４０Ａ、４０Ｂの取付穴４１２、４１３、４２３、４２２、４２５の位置関係を設計変更しても同様である。また、ソケット取付金具４０の長さ寸法を設計変更して、ランプ２０を反射板３０の光軸上から奥側に相対的に位置ずれして配置するようにすると、トンネル照明器具１Ｂの視機能低下グレアが抑制される。これは、反射板取付金具５１Ａ、５１Ｂの長さ寸法を設計変更しても同様である。

要するに、旧基準に係るトンネル照明器具を新基準に適合するように改造するに当たり、反射板３０等を新たに設計し直す必要がなく、全面取り替え工事が不要になる点も含めて大幅な低コスト化を図ることが可能になる。

なお、本発明に係るトンネル照明器具については、上記実施形態に限定されず、配光がトンネル縦断方向に広げられた広スパン形のものであり且つ光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側及び／又は同板の奥側に相対的に位置ずれして配置された構成であれば良く、本体の構造、光源の種類、反射板の形状だけでなく、光源を本体上に支持する光源取付部材の形状、反射板を本体上に支持する反射板取付部材の形状についても任意に設計変更可能である。また、光源取付部材や反射板取付部材の取付穴の形状を円弧状等にして光源の反射板に対する位置を調整可能なようにしても良い。これらは本発明に係るトンネル照明器具の視機能低下グレア抑制方法についても全く同様である。

１ トンネル照明器具
１０ 本体
２０ ランプ（光源）
３０ 反射板
４０ ソケット取付金具（光源取付部材）
５０ 反射板取付金具（反射板取付部材）

Claims (5)

1. 配光がトンネル縦断方向に広げられた広スパン形のトンネル照明器具において、略トンネル横断方向に沿って配置される光源と、内側に光源が略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板とを備え、光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側及び／又は同板の奥側に相対的に位置ずれして配置されていることを特徴とするトンネル照明器具。
2. 光源が反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側に相対的に位置ずれして配置されている場合の請求項１記載のトンネル照明器具において、正面の開口が透明な照明カバーにより塞がれた本体と、前記光源を本体上に支持するための部材であり且つ光源支持用の先端側が前記反射板に形成された開口に挿通可能であり基端側が固定された光源取付部材とを更に備え、光源取付部材には、同部材が前記反射板の開口の縁に接触するのを避けるための切欠きが形成されていることを特徴とするトンネル照明器具。
3. 正面の開口が透明な照明カバーにより塞がれた本体と、本体内に略トンネル横断方向に沿って配置される光源と、光源が内側に略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板とを備え、配光がトンネル縦断方向に広げられた構造を有した広スパン形のトンネル照明器具の視機能低下グレア抑制方法において、光源を本体上で支持するための光源取付部材及び／又は反射板を本体上で支持するための反射板取付部材に関する取付穴の位置関係を設計変更して、光源を反射板の光軸上から同板の幅方向の車両進行方向反対側に相対的に位置ずれして配置したことを特徴とするトンネル照明器具のグレア抑制方法。
4. 正面の開口が透明な照明カバーにより塞がれた本体と、本体内に略トンネル横断方向に沿って配置される光源と、光源が内側に略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板とを備え、配光がトンネル縦断方向に広げられた構造を有した広スパン形のトンネル照明器具の視機能低下グレア抑制方法において、光源を本体に対して固着するための光源取付部材及び／又は反射板を本体に対して固着するための反射板取付部材の長さ寸法を設計変更して、光源が反射板の光軸上から同板の奥側に相対的に位置ずれして配置したことを特徴とするトンネル照明器具のグレア抑制方法。
5. 正面の開口が透明な照明カバーにより塞がれた本体と、本体内に略トンネル横断方向に沿って配置される光源と、光源が内側に略長さ方向に沿って配置された横断面略凹状の反射鏡である反射板とを備え、配光がトンネル縦断方向に広げられた構造を有した広スパン形のトンネル照明器具の視機能低下グレア抑制方法において、光源を本体に対して固着するための光源取付部材及び／又は反射板を本体に対して固着するための反射板取付部材に関する取付穴の位置関係を設計変更して、光源が反射板の光軸上から同板の奥側に相対的に位置ずれして配置したことを特徴とするトンネル照明器具のグレア抑制方法。

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