JP4919982B2 - Ｌｅｄ照明灯 - Google Patents

Description

本発明は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられ、道路などを照らすＬＥＤ照明灯に関するものである。

一般道路や高速道路には、夜間に道路を照らすための照明灯が多数設置されている。これらの照明灯の光源には、ナトリウムランプ、水銀灯、セラミックメタルハライドランプ等のＨＩＤ（高輝度放電）ランプが用いられることが多い。また、近年では、省エネルギー化が可能なＬＥＤを光源とした照明灯の開発も行われている。

しかしながら、例えば、青色発光ダイオードと黄色蛍光体による白色光では、黄色蛍光体の熱劣化がＬＥＤ寿命を決定付ける要因となっており、長寿命化のためにはＬＥＤの発熱量を抑制することが必要となる。

以下の特許文献１には、ＬＥＤではないが、ＥＬ素子の長寿命化を図る目的で、ＥＬ素子の近傍に受光素子を設け、その受光素子の出力に応じた出力値と基準値とを比較器に出力し、その比較器の出力をＥＬ駆動部に入力し、ＥＬ素子の発光出力が所定値以上の場合にＥＬ素子の発光出力を所定値になるように制御し、所定値以上の電流がＥＬ素子に加わることを防止することができるＥＬ駆動回路が開示されている。

特開２０００−１７３７６７号公報

近年、環境問題への意識の高まりから、ＬＥＤ照明灯についても、省エネルギー化及び長寿命化がますます求められており、特許文献１のような駆動回路をＬＥＤ照明灯に適用するなどして、ＬＥＤの発熱量をより一層抑制する必要がある。さらには、ＬＥＤ照明灯には、メンテナンスし易く、維持コストがかからないといった要求も満たす必要がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられ、道路などを照らすＬＥＤ照明灯であって、長寿命化、省エネルギー化を図ることができ、メンテナンスも容易なＬＥＤ照明灯を提供することである。

上記課題を解決するため本発明に係るＬＥＤ照明灯は、
地面に立設された支柱の先端部に取り付けられるＬＥＤ照明灯であって、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源からのＬＥＤ光を受光する受光素子と、
前記受光素子の出力に基づいて、前記ＬＥＤ光源からの光量が一定値となるようにＬＥＤ光源の駆動電流を制御する電流制御部と、
前記駆動電流の電流値レベルを表示する電流表示部と、を備え、
前記電流表示部が、前記支柱の根元部に設けられることを特徴とする。

上記の構成によれば、受光素子は、ＬＥＤ光源からのＬＥＤ光を受光することができる。ＬＥＤ光の光量に応じた受光素子の出力に基づいて、電流制御部は、ＬＥＤ光源からの光量が一定値となるようにＬＥＤ光源の駆動電流を制御する。

ＬＥＤ光源からの光量（光束）は、仮にＬＥＤ光源の駆動電流の値を一定とすると、使用年数を重ねるごとに熱劣化により低下していき、光量が基準値以下となるとＬＥＤ照明灯の寿命とされる。そのため、希望の使用年数に達したときに光量が基準値以上となるように、使用期間中の光量は、本来必要な基準値よりも多くなるようにしており、電力が無駄となっている。したがって、使用年数を重ねるごとに低下していき、最終的に基準値となるはずのＬＥＤ光源からの光量を、使用開始時から基準値のまま一定値となるように、ＬＥＤ光源の駆動電流を制御する。これにより、無駄な電力が抑えられ、ＬＥＤ照明灯の省エネルギー化が可能となる。例えば、具体的な駆動電流の制御としては、熱劣化によるＬＥＤ光源からの光量の低下と反比例するように、駆動電流を増大させて光量を一定値に保つ例が挙げられる。

また、ＬＥＤ光源の寿命は、上述したように蛍光体の熱劣化が原因となっているが、この熱劣化は、ＬＥＤ光源の発熱量の累積によって生じるので、ＬＥＤ光源の発熱量を抑えることがＬＥＤ照明灯の長寿命化に繋がる。したがって、上述の無駄な電力を生じさせているＬＥＤ光源の駆動電流を低下させることによって、ＬＥＤ光源の発熱量は抑えられ、その結果、ＬＥＤ照明灯の長寿命化が可能となる。

さらに、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、ＬＥＤ光源の駆動電流の電流値レベルを表示する電流表示部を備える。この構成によれば、ＬＥＤ光源からの光量が一定値となるように制御された駆動電流の電流値レベルを、電流表示部を通して確認することができるので、蛍光体の熱劣化によりＬＥＤ照明灯が寿命に達したことを駆動電流の電流値レベルに基づいて判断することができる。例えば、熱劣化によるＬＥＤ光源からの光量の低下を補うように、駆動電流を増大させていき、駆動電流の電流値レベルが定格値に達したことを電流表示部で確認することで、ＬＥＤ照明灯が寿命に達したと判断する例が挙げられる。したがって、寿命によるＬＥＤ光源の交換の時期を判断することが容易となり、ＬＥＤ照明灯のメンテナンスが容易となる。

本発明に係るＬＥＤ照明灯において、前記電流表示部が、前記支柱の根元部に設けられることが好ましい。

この構成によれば、電流表示部が支柱の根元部に設けられているので、支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を直接確認しなくとも、地上からＬＥＤ光源の交換時期を判断することができる。したがって、梯子や高所作業車を使用せずに地上で保守点検を行うことができるので、ＬＥＤ照明灯のメンテナンスが容易となる。

＜第１実施形態＞
本発明に係るＬＥＤ照明灯の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を示す図である。支柱１の先端部１ａにはＬＥＤ照明灯２が取り付けられており、支柱１の根元部１ｂには、制御ボックス（電流制御部に相当）３が備えられている。支柱１は空洞となっており、不図示の電源盤からＬＥＤ照明灯２へ電力を供給するための電線などが通っている。電源盤は、外光センサーやタイマーなどを備えており、明暗や時間に応じて、ＬＥＤ照明灯２を自動で点灯及び消灯させることができる。また、ひとつの電源盤に複数のＬＥＤ照明灯２を接続させて、集中管理することもできる。

図２は、ＬＥＤ照明灯２の構成を示す断面図である。ＬＥＤ照明灯２の内部には、ＬＥＤユニット（ＬＥＤ光源に相当）４が備えられている。ＬＥＤユニット４は、一例として、青色発光ダイオードと黄色蛍光体による白色ＬＥＤなどが挙げられる。しかしながら、これらの組み合わせに限られるものではなく、例えば、紫色発光ダイオード、並びに赤色、緑色及び青色蛍光体を組み合わせることによる、赤、緑、青の３色の光を混合した白色ＬＥＤなどをＬＥＤユニット４としてもよい。また、ＬＥＤ照明灯２の内部には、受光素子５が備えられている。受光素子５は、ＬＥＤユニット４からの光を受光し、その受光量に応じた出力を発生することができる。受光素子５から発生した出力は、支柱１内部の電線を通して制御ボックス３へ送られる。なお、受光素子５は、外乱を防ぎ、可能な限りＬＥＤユニット４からの光のみを受光できるように、ＬＥＤユニット４の近傍に配置される。受光素子５としては、例えば、フォトトランジスタ、フォトダイオードなどが用いられる。

図３は、制御ボックス３で行われる制御の構成を示すブロック図である。ＬＥＤユニット４は、不図示の電源盤から送られる駆動電流によって駆動して発光する。このＬＥＤユニット４からの光を受光素子５が受光し、その受光量に応じた出力を発生する。受光素子５の出力と、ＬＥＤユニット４からの光による地面照度との相関をあらかじめ取っておき、受光素子５の出力に基づいて、ＬＥＤユニット４の駆動電流をフィードバック制御することにより、ＬＥＤユニット４からの光量が一定値となるように、すなわち、地面照度が一定となるようにする。

具体的には、図４（ａ）のように、従来のＬＥＤ照明灯２は、ＬＥＤユニット４の駆動電流が一定値Ｉ１であれば、使用年数を重ねるごとに熱劣化によりＬＥＤユニット４の光量はＬ１からＬ２へと低下していく。一方、本発明に係るＬＥＤ照明灯２は、熱劣化によるＬＥＤユニット４の光量の低下を補うように、図４（ｂ）のように、ＬＥＤユニット４の駆動電流の値をＩ２からＩ１へと増大させていくことで、ＬＥＤユニット４の光量を一定値Ｌ２に保つことができる。

従来のＬＥＤ照明灯２では、図４（ａ）に示すように、希望の使用年数（例えば１０年）に達したときにＬＥＤユニット４の光量が基準値（例えばＬ２）以上となるように、使用期間中の光量は、本来必要な基準値よりも多くなるようにしており、電力が無駄となっている。これに対して、本発明に係るＬＥＤ照明灯２によれば、図４（ｂ）に示すように、使用年数を重ねるごとに低下していき、最終的に基準値（例えばＬ２）となるはずのＬＥＤユニット４からの光量を、使用開始時から基準値のまま一定値となるように、ＬＥＤユニット４の駆動電流を制御することができる。これにより、必要な基準値以上の光量を生じさせていた無駄な電力が抑えられ、ＬＥＤ照明灯２の省エネルギー化が可能となる。

また、ＬＥＤユニット４の寿命は、蛍光体の熱劣化が原因となっているが、この熱劣化は、ＬＥＤユニット４の発熱量の累積によって生じるので、ＬＥＤユニット４の発熱量を抑えることが、ＬＥＤ照明灯２の長寿命化に繋がる。ここで、ＬＥＤユニット４の発熱量は、ＬＥＤユニット４の駆動電流と比例するので、図４（ａ）及び（ｂ）における斜線部の面積は発熱量の累積とみなすことができる。これらの面積が一定値となったとき、すなわち、ＬＥＤユニット４の発熱量の累積が一定値に達したとき、ＬＥＤユニット４は寿命となる。したがって、従来のＬＥＤ照明灯２であれば、駆動電流が一定値Ｉ１なので、使用年数が１０年で寿命となるが、本発明のＬＥＤ照明灯２によれば、駆動電流値がＩ１よりも小さいＩ２からＩ１へと増大していくので、発熱量が抑えられ使用年数が１２年で寿命となり、ＬＥＤ照明灯２の長寿命化が可能となる。

さらに、本発明に係るＬＥＤ照明灯２は、ＬＥＤユニット４の駆動電流の電流値レベルを表示する電流表示部６を制御ボックス３内に備える。電流表示部６としては、駆動電流の値をそのまま表示しても、図５に示すように駆動電流の値に応じたレベルを表示してもよい。又は、駆動電流の値に応じてランプの色が変更するようにしてもよく、駆動電流の電流値レベルが確認可能であればいずれの形態でもよい。この構成によれば、ＬＥＤユニット４の光量が一定値となるように制御された駆動電流の電流値レベルを、電流表示部６を通して確認することができる。したがって、例えば、本実施形態では、蛍光体の熱劣化によるＬＥＤユニット４の光量の低下を補うように駆動電流を増大させていき、駆動電流の電流値がＩ１に達するとＬＥＤ照明灯２が寿命に達したと判断するようにしておけば、寿命によるＬＥＤユニット４の交換の時期を判断することが容易となり、ＬＥＤ照明灯２のメンテナンスが容易となる。また、電流表示部６は、支柱１の根元部１ｂに設けられているので、支柱１の先端部１ａに取り付けられたＬＥＤ照明灯２を直接確認しなくとも、地上からＬＥＤユニット４の交換時期を判断することができ、ＬＥＤ照明灯２のメンテナンスは容易である。

＜第２実施形態＞
図６に示すように、道路などに設置された複数のＬＥＤ照明灯２を、ネットワークを介して遠隔地で集中管理できるように構成してもよい。この場合、ＬＥＤ照明灯２に電力を供給する電源盤７がネットワークに接続されており、各ＬＥＤユニット４の駆動電流の電流値レベルが制御ボックス３から電源盤７へ送られ、ネットワークを介して遠隔地で電流値レベルを確認することが可能となっている。この構成によれば、ＬＥＤ照明灯２が設置されている現場へ直接行かなくとも保守点検ができ、ＬＥＤ照明灯２のメンテナンスが容易となる。

＜第３実施形態＞
ＬＥＤユニット４の駆動電流の値が設定値を超えると、制御ボックス３又は電源盤７から無線で信号を発するように構成してもよい。この構成によれば、図７に示すように、この無線信号をＬＥＤ照明灯２の近くを走行する計測車によって受信することができるので、作業者による電流表示部６の目視確認に比べ、容易に、また安全にメンテナンスを行うことができる。

地面に立設された支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を示す図 ＬＥＤ照明灯の構成を示す断面図 本発明に係る制御の構成を示すブロック図 ＬＥＤ光源の光量と駆動電流の関係を示す図 電流表示部の一例を示す図 第２実施形態を示す概略構成図 第３実施形態を示す概略構成図

符号の説明

１ 支柱
１ａ 先端部
１ｂ 根元部
２ ＬＥＤ照明灯
３ 制御ボックス
４ ＬＥＤユニット
５ 受光素子
６ 電流表示部
７ 電源盤

Claims (1)

1. 地面に立設された支柱の先端部に取り付けられるＬＥＤ照明灯であって、
   ＬＥＤ光源と、
   前記ＬＥＤ光源からのＬＥＤ光を受光する受光素子と、
   前記受光素子の出力に基づいて、前記ＬＥＤ光源からの光量が一定値となるようにＬＥＤ光源の駆動電流を制御する電流制御部と、
   前記駆動電流の電流値レベルを表示する電流表示部と、を備え、
   前記電流表示部が、前記支柱の根元部に設けられることを特徴とするＬＥＤ照明灯。

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