JP4200108B2

JP4200108B2 - トンネル照明装置

Info

Publication number: JP4200108B2
Application number: JP2004004970A
Authority: JP
Inventors: 俊介江湖
Original assignee: iwasakidenki; Seiwa Electric Mfg Co Ltd; Koito Industries Ltd
Current assignee: iwasakidenki; Seiwa Electric Mfg Co Ltd; Koito Industries Ltd
Priority date: 2004-01-13
Filing date: 2004-01-13
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2024-01-13
Also published as: JP2005203107A

Description

本発明は、自動車用道路のトンネル内部に設置される照明装置に係り、特に、交通量の比較的少ないトンネルに用いて好適なトンネル照明装置に関する。

トンネルには、高速道路のトンネルおよび第一級の国道のトンネルといったように交通量の多いトンネルの他、山間部等に建設されたトンネルのように、一日の全時間帯全てにわたって或いは一時的に交通量が少ないトンネルがある。これら全てのトンネルには、その交通量の多少にかかわらず、トンネル内部の特殊な条件下における交通の安全、円滑を確保する目的で照明設備としてのトンネル照明装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

かかる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。一般的に、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、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、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。
特開２００３ー２１７８７３号公報

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、一日の全時間帯にわたって、或いは、交通量が少ないトンネルであるにもかかわらず、特に、全長の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、コストの面で問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、平均路面輝度を良好な値に維持しつつ、トンネル照明装置の配置間隔の延長を可能にし、トンネル内部に配置すべきトンネル照明装置の数を減らすことが可能なトンネル照明装置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、本発明は、トンネル内の壁面に設置されるトンネル照明装置において、装置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、前記装置中心から直下方向を鉛直角０度とした場合に、前記トンネルの路面を前記水平角０度を中心に略対称に照明する配光であって前記鉛直角４０度〜７０度の範囲内に最大光度を有する光束が配置された配光の形状を有することを特徴とする。

本発明は、上記発明において、水平角２０度〜６０度、かつ、鉛直角１０度〜３０度の範囲内の光度が１００（cd/1000lm）〜３００（cd/1000lm）である配光の形状を有することを特徴とする。

本発明は、上記発明において、水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内の光度が１５０（cd/1000lm）以上である配光の形状を有することを特徴とする。

本発明は、上記発明において、水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内の光度が４５０（cd/1000lm）以下である配光の形状を有することを特徴とする。

本発明は、上記発明において、装置背後の光度を「１」とした場合に、隣接して配置される２つのトンネル照明装置１の略中間に位置する、高さ約１メートルの壁面での光度が、前記装置背後の光度の１．０倍〜２．５倍となる配光の形状を有することを特徴とする。

本発明によれば、平均路面輝度を良好な値に維持しつつ、トンネル照明装置の配置間隔の延長を可能にし、トンネル内部に配置すべきトンネル照明装置の数を減らすことが可能となる。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるトンネル照明装置１が配設されたトンネル２の構成を模式的に示す断面図であり、図２は、トンネル２の上面図である。また、図３は、トンネル照明装置１の構成を示す図である。

図１に示すように、トンネル２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２の壁面は、コンクリートにより覆われている。また、図１および図２に示すように、トンネル照明装置１は、トンネル２の両壁面のうち、片側の壁面にのみ配置されている（いわゆる片側配列）。

図３に示すように、トンネル照明装置１は、前面が開口した照明装置本体１０と、この照明装置本体１０に開閉自在に取り付けられ、前面ガラス１２が嵌め込まれた窓部１１ａを備える前面枠１１と、照明装置本体１０の内部に収容される反射鏡１３及び光源１４とを備えている。照明装置本体１０は、直方形状に形成され、長辺がトンネル２の交通方向と平行な姿勢で配置される。光源１４は、発光管が略円筒形状のランプであり、その中心が反射鏡１３の焦点位置に配置されると共に、長軸が照明装置本体１０の縦方向と略平行に配置される。すなわち、光源１４の軸方向は、トンネル２の交通方向に対して略垂直と姿勢となっている。この光源１４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等が用いられ、本実施の形態では、約６０Ｗで５０００（lm：ルーメン）の高圧ナトリウムランプを光源１４として用いている。

このトンネル照明装置１は、装置中心Ｏ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２の側壁に取り付けられる。このトンネル照明装置１が取り付けられる取付高さＨは、路面から約５ｍ（メートル）であり、交通方向に沿った配置間隔（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：カンデラ毎平方メートル）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１の構成について詳述する。

図４は、トンネル照明装置１の配光図の一例を示すものであり、トンネル照明装置１の装置中心Ｏを通る鉛直な平面内（鉛直面内）におけるトンネル照明装置１の配光を示す図である。なお、この図において、トンネル照明装置１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１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。

トンネル照明装置１は、水平角０度を中心に路面を装置中心Ｏ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るため、隣接する２つのトンネル照明装置１との距離を大きくとることが可能となる。

発明者は、かかるトンネル照明装置１の配光を、鉛直角４０度〜７０度の範囲内に最大光度を有する配光とすることで、Ｓ／Ｈ比＝４．５を維持しつつ、設計速度が４０（km/h）の下、平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を達成可能であることを実験等により求めている。なお、上記のように、トンネル照明装置１は、水平角０度の軸に対して左右対称な配光を有するため、鉛直角２９０度〜３２０度の範囲内にも最大光度を有する光束が配置される。

このようなトンネル照明装置１の配光は、トンネル照明装置１の照明装置本体１０内に収容される光源１４及び反射鏡１３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１４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、反射鏡１３の反射特性により、光度が最大となる範囲を鉛直角４０度〜７０度の範囲内としている。

このように、本実施の形態によれば、トンネル照明装置１の配光を、装置中心Ｏ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１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Ｌを良好な値に維持しつつ、トンネル照明装置１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１の数を減らすことが可能となる。

特に、トンネル照明装置１が取付角０度でトンネル２の壁面に取り付けた場合には、鉛直角４０度〜７０度の範囲内に最大光度の光束が配置された配光形状とすることで、設計速度が４０（km/h）の下、平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を維持しつつ、トンネル照明装置１の配置間隔の延長を可能にすることができる。

上述した実施の形態は、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及び応用が可能である。
（１）上述した実施の形態において、トンネル照明装置１の配光を、上記の実施の形態にて述べた配光形状に加え、さらに次のようにすることで、総合均斉度Ｕ０、車線軸均斉度ULおよびグレア（ＴＩ値）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。

図５は、本変形例にかかるトンネル照明装置１の配光の一例を示す図であり、水平面内における配光を示す図である。

この図において、水平角２０度〜６０度、かつ、鉛直角１０度〜３０度の範囲内（斜線領域Ａで示す）に配置される光束の光度を、１５０〜３００（cd／1000 lm）とした配光形状とすることで、総合均斉度Ｕ０≧０．４をも達成することが可能となる。

ここで、総合均斉度Ｕ０とは、路面における平均照度と最小照度との比によって規定され、交通方向における明るさのムラの指標として用いられる。すなわち、総合均斉度Ｕ０の値が「１」に近いほど、明暗のムラが無いことを示し、一般的には、総合均斉度Ｕ０≧０．４が求められている。本変形例にあっても、トンネル照明装置１を、上記のような配光形状とすることで、Ｓ／Ｈ比＝４．５及び平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を維持しつつ、総合均斉度Ｕ０≧０．４を達成することが可能となる。

また、図５において、トンネル照明装置１の配光を、上記の実施の形態にて述べた配光形状に加え、さらに、水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内（斜線領域Ｂで示す）に配置される光束の光度を、１５０（cd／1000 lm）以上とした配光形状とすることで、Ｓ／Ｈ比＝４．５及び平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を維持しつつ、車線軸上における均斉度を示す車線軸均斉度ULを良好な値とすることができる。具体的には、発明者らは、このような配光形状とすることで、片側配置における車線軸均斉度ULとして、トンネル照明装置１が配置されている側の車線軸均斉度ULと共に、トンネル照明装置１が配置されていない側の車線軸均斉度ULが約０．４以上を達成可能であることを実験等により求めている。

また、上記斜線領域Ｂの範囲、すなわち、水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内に配置される光束の光度を、４５０（cd／1000 lm）以下とした配光形状とすることで、Ｓ／Ｈ比＝４．５及び平均路面輝度Ｌ≧０．７（cd/m²）を維持しつつ、グレア（ＴＩ値）を１５％以下に抑えることも可能である。ここで、グレアとは、まぶしさの指標を示すものである。そこで、上記のように、水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内に配置される光束の光度を、４５０（cd／1000 lm）以下とした配光形状とすることで、トンネル照明装置１の直下近傍と、隣接するトンネル照明装置１の間との明暗差を抑制し、グレアを低減することが可能となる。

なお、上記斜線領域Ａ及び斜線領域Ｂの各々の範囲内の光度を上記のように制御することで、Ｓ／Ｈ比＝４．５及び平均路面輝度Ｌ≧０．７（ｃｄ/ｍ²）を維持しつつ、総合均斉度Ｕ０、車線軸均斉度ULおよびグレア（ＴＩ値）の全ての値を良好な値とすることが可能である。
（２）また、上述した実施の形態において、トンネル照明装置１の配光を、上記実施の形態にて述べた配光形状に加え、さらに、トンネル照明装置１の背後の壁面に向かう光度と、隣接する２つのトンネル照明装置１の略中間に位置する壁面（トンネル照明装置１の設置側の壁面）での光度とを調整することで、トンネル照明装置１の点灯によって生じる壁面での明暗比を抑制することが可能となる。具体的には、トンネル照明装置１の装置背後の光度を「１」とした場合に、隣接する２つのトンネル照明装置１の略中間に位置する高さ１ｍ（メートル）の壁面での光度を、装置背後の光度の１．０倍〜２．５倍とすることで、壁面での明暗変化をなだらかにし、明暗比を抑制することが可能となる。ここで、壁面における高さ１ｍの地点は、車両を運転するドライバの視線の高さと概ね一致する。従って、この高さ１ｍの壁面における明暗比（明暗のムラ）を抑制することで、ドライバ（運転者）に与える不快感を低減することが可能となる。
（３）また、上述した実施の形態において、トンネル照明装置１をトンネル内の両壁面の片側にのみ配置する片側配列について例示したが、これに限らず、千鳥配列や向き合わせ配列としても良い。
（４）また、上述した実施の形態において、トンネル２として３ｍ幅の車線が２車線設けられた２車線道路について例示したが、当該トンネル照明装置１が設置されるトンネル２の寸法は、これに限らない。すなわち、トンネル２の寸法に変更がある場合には、トンネル照明装置１を壁面に取り付ける際の取付角度θを適宜調整すれば良い。

本発明の実施の形態にかかるトンネル照明装置が配設されるトンネルの断面図である。上記トンネルの上面図である。上記トンネル照明装置の構成を示す図である。上記トンネル照明装置の鉛直面内における配光の一例を示す図である。上記トンネル照明装置の水平面内における配光の一例を示す図である。

符号の説明

１トンネル照明装置
２トンネル
１０照明装置本体
１３反射鏡
１４光源
Ｏ装置中心

Claims

トンネル内の壁面に設置されるトンネル照明装置において、
装置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、前記装置中心から直下方向を鉛直角０度とした場合に、前記トンネルの路面を前記水平角０度を中心に略対称に照明する配光であって前記鉛直角４０度〜７０度の範囲内に最大光度を有する光束が配置された配光の形状を有することを特徴とするトンネル照明装置。
水平角２０度〜６０度、かつ、鉛直角１０度〜３０度の範囲内の光度が１００（cd/1000lm）〜３００（cd/1000lm）である配光の形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のトンネル照明装置。
水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内の光度が１５０（cd/1000lm）以上である配光の形状を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のトンネル照明装置。
水平角７５度〜８５度、かつ、鉛直角３５度〜６５度の範囲内の光度が４５０（cd/1000lm）以下である配光の形状を有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトンネル照明装置。
装置背後の光度を「１」とした場合に、隣接して配置される２つのトンネル照明装置１の略中間に位置する、高さ約１メートルの壁面での光度が、前記装置背後の光度の１．０倍〜２．５倍となる配光の形状を有する
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトンネル照明装置。