JP5016433B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、屋外で使用される照明器具に関する。

従来から、屋外で使用される防犯灯などの照明器具が知られており、例えば特許文献１に開示されているようなものがある。この照明器具は、図４に示すように、絶縁材料から成り基端側にアーム挿入部１０１を有した器具本体１００と、器具本体１００内面から突設されたソケット台１０２に設けられて直管型の蛍光灯１０３ａが着脱自在に装着される一対のソケット１０３と、アーム挿入部１０１に装着されて建物の壁や鋼管ポール、及び電力柱に取り付けられる金属製のアーム１０４とを備え、該アーム１０４に点灯装置１０５やトランス１０６等の電気部品が取り付けられている。而して、点灯装置１０５やトランス１０６等の電気部品から発せられる熱がアーム１０４を介して効率よく放熱されるとともに、アーム１０４により電気部品のアース導通を容易に確保することができる。
特開２００３−７７３３０号公報

ところで、従来から所定の照明範囲における照度を高めるために光源からの光を反射する反射板を上記従来例のような照明器具内に設け、該反射板によって光源からの光が所定の照明範囲に集まるように制御することが行われている。しかしながら、目標とする照度に対して光源の発光面積が小さい場合、大きな反射板を必要とし、コストが増大するという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、コストを増大することなく所定の照明範囲における照度を高めることのできる照明器具を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、上記目的を達成するために、光源が着脱自在に装着されるソケットと、該ソケットを介して光源に点灯電力を供給する点灯装置と、ソケット及び点灯装置を収納する縦横の長さが異なる長尺の器具本体とを備え、道路及び公園、並びに駐車場等の屋外に配設される照明器具であって、器具本体内側の被照射面と対向する面には、長手方向が器具本体の幅方向と平行であって光源からの光を屈折又は全反射させる複数の長尺の透光部材が設けられ、透光部材は、光源から近い部位に設けられて光源からの光を屈折させる屈折部と、光源から遠い部位に設けられて光源からの光を全反射させる全反射部とから成り、全反射部は、その内部を通過する光源からの光が反射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源から遠ざかるにしたがって小さくなるように形成され、その内部を通過する光源からの光が反射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度と、光源からの光の出射角の半分の角度との和が９０度となるように形成され、且つ光源からの光が外部から入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源からの光の出射角と等しくなるように形成されたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、透光部材は、器具本体内側の被照射面と対向する面において光源に最も近い部位を除いた部位に設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、屈折部は、光源からの光が入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源から遠ざかるにしたがって大きくなるように形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３の発明において、屈折部は、光源からの光が入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度をθ、透光部材を成す材料の屈折率をｎ、光源からの光の出射角をφとした時に、θ、ｎ、φが次式を満たすように形成されたことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、器具本体内側の被照射面と対向する面に透光部材を設け、透光部材は、光源から近い部位に設けられて光源からの光を屈折させる屈折部と、光源から遠い部位に設けられて光源からの光を全反射させる全反射部とから成るので、反射板を用いることなく光源からの光を効率良く所定の照明範囲に集めることができ、したがってコストを増大することなく所定の照明範囲における照度を高めることができる。また、光源から全反射部を介して出射される光を所定の照明範囲により効率良く集めることができるとともに、所定の照明範囲から外れて照射される光を低減することができる。更に、光源から全反射部を介して出射される光を器具本体内側の被照射面と対向する面に対して垂直な方向に制御することができ、したがって照明範囲を最も狭めることができる。

請求項２の発明によれば、透光部材を必要としない光源に最も近い部位に透光部材を設けないようにしたので、光源からの光を効率良く所定の照明範囲に集めることができる。

請求項３の発明によれば、光源から屈折部を介して出射される光を所定の照明範囲により効率良く集めることができるとともに、所定の照明範囲から外れて照射される光を低減することができる。

請求項４の発明によれば、光源から屈折部を介して出射される光を器具本体内側の被照射面と対向する面に対して垂直な方向に制御することができ、したがって照明範囲を最も狭めることができる。また、所定の照明範囲から外れて照射される光を低減することができる。

以下、本発明に係る照明器具の実施形態について図面を用いて説明する。但し、以下の説明では、図１における上下左右を上下左右方向と定めるものとする。本実施形態は、例えば自動車や人、或いは自転車等が往来する道路Ａや、公園、駐車場等の屋外に配設される照明器具であって、図１に示すように、絶縁性材料から成り下面が開口した略直方体状のボディ１０及び透光性材料から成り上面が開口した略直方体状のカバー１１の各開口面を突き合わせて成る縦横の長さが異なる長尺の器具本体１と、光源である無電極放電ランプ２ａが着脱自在に装着されるカプラ２と、カプラ２を介して無電極放電ランプ２ａを点灯させるための高周波電力を誘導コイル（図示せず）に供給する点灯装置３と、カプラ２と点灯装置３との間を接続するための結線用部材６と、結線用部材６を介してカプラ２及び点灯装置３と接続され且つ外部電源（図示せず）から引き回される電線（図示せず）が接続される端子部５とを備え、カプラ２及び点灯装置３、並びに結線用部材６及び端子部５は基板４に固定されている。尚、カバー１１は図示しない取付手段によってボディ１０の長手方向の一端部（左端部）に回動自在に取り付けられている。

基板４は、略矩形状に形成され、上面に点灯装置３が固定されるとともに下面に結線用部材６が固定されている。基板４の左端縁には、カプラ２が固定される第一の取付片４０が下方に向かって基板４と一体に形成されており、基板４の右端縁には、端子部５が固定される第二の取付片４１が下方に向かって基板４と一体に形成されている。

ボディ１０の長手方向における両端部には、雌ねじ部（図示せず）を有する一対の支持柱１０ａが各々下方に向かって突設されている。而して、基板４の四隅に設けられたねじ挿通孔（図示せず）と各支持柱１０ａの雌ねじ部とを重ね合わせ、取付ねじ（図示せず）で螺合することで基板４をボディ１０に対して着脱自在に取り付けることができる。

以下、本実施形態を道路Ａ上に配設した場合について説明する。尚、本実施形態は必ずしも道路Ａ上に配設される必要は無く、例えば公園や駐車場等において所定の範囲を照明したい場合にも適用することができる。本実施形態は、器具本体１の右端部、即ち端子部５の近傍にアーム（図示せず）を有し、該アームを道路Ａ上に設置された鋼管ポール８や電力柱などに設けられた取付金具（図示せず）に取り付けることで道路Ａ上に配設される（図２（ａ）参照）。

次に、本実施形態の特徴である透光部材７について説明する。本実施形態のカバー１１の下面、即ち道路Ａと対向する面には、長手方向が通行方向と平行（即ち、長手方向が器具本体１の幅方向と平行）であって無電極放電ランプ２ａからの光を屈折又は全反射させる複数の長尺の透光部材７が設けられている。各透光部材７は、フレネルレンズと同様に合成樹脂シートの表面に多数の凹凸を形成したものであって、凹凸の断面を適宜に設計することによって無電極放電ランプ２ａからの光を屈折又は全反射させて道路Ａ上に出射する。

本実施形態の透光部材７は、図２（ｂ）に示すように、無電極放電ランプ２ａから近い部位、即ちカバー１１下面の左右方向における中央部を挟んだ両側の近傍において無電極放電ランプ２ａからの光を屈折させるように凹凸が形成された屈折部７０と、無電極放電ランプ２ａから遠い部位、即ちカバー１１下面の左右両端部近傍において無電極放電ランプ２ａからの光を全反射させるように凹凸が形成された全反射部７１とから成る。

而して、図２（ａ）に示すように、無電極放電ランプ２ａからの光がこれら屈折部７０及び全反射部７１を通過して屈折又は全反射することで、所定の照明範囲、即ち道路Ａの幅寸法から外れて照射された光が道路Ａの幅寸法内に集まるように照射方向を制御することができる。このように、従来のように反射板を用いることなく光源からの光を制御することができるので、コストを増大することなく所定の照明範囲における照度を高めることができる。

尚、カバー１１の左右方向における中央部を通過する光に対しては、屈折又は全反射による照射方向の制御を必要としないので、カバー１１の左右方向における中央部には透光部材７を設けないようにしている。

ところで、無電極放電ランプ２ａからの光をより効率良く所定の照射範囲に集め、且つ所定の照明範囲から外れて照射される光を低減するためには、屈折部７０を、無電極放電ランプ２ａからの光が入射する入射面７０ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度θが無電極放電ランプ２ａから遠ざかるにしたがって大きくなるように形成するとともに、全反射部７１を、その内部を通過する無電極放電ランプ２ａからの光が反射する反射面７１ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度αが無電極放電ランプ２ａから遠ざかるにしたがって小さくなるように形成するのが望ましい。

更に、照明範囲を最も狭めるには、図３（ａ）に示すように、無電極放電ランプ２ａからの光がカバー１１の下面１１ａから垂直に出射するように制御するのが望ましい。そこで、以下、透光部材７によって無電極放電ランプ２ａからの光をカバー１１の下面１１ａから垂直に出射するように制御する場合について図面を用いて説明する。

先ず、屈折部７０における照射方向の制御について説明する。図３（ｂ）に示すように、屈折部７０において、無電極放電ランプ２ａからの光が入射面７０ａで屈折してカバー１１の下面１１ａから垂直に出射すると仮定すると、入射面７０ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度θと屈折角θ_２との間には次式の関係が成り立つ。

θ＝θ_２
次に、外部（空気）の絶対屈折率を１（厳密には１ではないが、ここでは便宜的に１と定めるものとする）、透光部材７を成す材料の絶対屈折率をｎ（アクリル樹脂の場合、約１．４９）とすると、入射角θ_１と屈折角θ_２との間にはスネルの法則により次式の関係が成り立つ。

ｓｉｎθ_１＝ｎ・ｓｉｎθ_２
また、入射角θ_１と、屈折角θ_２及び無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φとの間には、次式の関係が成り立つ。

θ_１＝θ_２＋φ
上記３つの式より、入射面７０ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度θと、無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φとの間には、次式の関係が成り立つ。

而して、入射面７０ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度θが（１）式を満たすように屈折部７０を形成することで、無電極放電ランプ２ａからの光がカバー１１の下面１１ａから垂直に出射するように制御することができる。したがって、道路Ａにおける照明範囲を最も狭めることができるとともに、照明範囲から外れて照射される光を低減することができる。

次に、全反射部７１における照射方向の制御について説明する。図３（ｃ）に示すように、全反射部７１において、無電極放電ランプ２ａからの光が反射面７１ａで反射してカバー１１の下面１１ａから垂直に出射すると仮定すると、反射面７１ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度αと反射角θ_３との間には次式の関係が成り立つ。

α＝θ_３
次に、無電極放電ランプ２ａからの光が入射面７１ｂに対して垂直に入射すると仮定すると、四角形アにおいて、対向する一対の内角の和が１８０度となることから、入射面７１ｂとカバー１１の下面１１ａとの成す角度βと、無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φとの間には次式の関係が成り立つ。

β＝φ・・・（２）
また、四角形イにおいても、対向する一対の内角の和が１８０度となることから、入射面７１ｂとカバー１１の下面１１ａとの成す角度βと反射角θ_３との間には、次式の関係が成り立つ。

２θ_３＋β＝１８０
上記３つの式より、反射面７１ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度αと、無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φとの間には、次式の関係が成り立つ。

α＋φ／２＝９０・・・（３）
而して、入射面７１ｂとカバー１１の下面１１ａとの成す角度βが無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φと等しく（即ち、（２）式を満たす）、且つ反射面７１ａとカバー１１の下面１１ａとの成す角度αと無電極放電ランプ２ａからの光の出射角φの半分の角度との和が９０度となる（即ち、（３）式を満たす）ように全反射部７１を形成することで、無電極放電ランプ２ａからの光がカバー１１の下面１１ａから垂直に出射するように制御することができる。したがって、道路Ａにおける照明範囲を最も狭めることができるとともに、照明範囲から外れて照射される光を低減することができる。

本発明の照明器具の実施形態を示す断面図である。 同上の指向性の説明図で、（ａ）は全体概略図で、（ｂ）は透光部材の概略図である。 同上の照射方向の制御の具体例を示す図で、（ａ）は概略図で、（ｂ）は屈折部の拡大図で、（ｃ）は全反射部の拡大図である。 従来の照明器具を示す断面図である。

符号の説明

１ 器具本体
１０ ボディ
１１ カバー
２ カプラ（ソケット）
２ａ 無電極放電ランプ（光源）
３ 点灯装置
７ 透光部材
７０ 屈折部
７１ 全反射部

Claims (4)

1. 光源が着脱自在に装着されるソケットと、該ソケットを介して光源に点灯電力を供給する点灯装置と、ソケット及び点灯装置を収納する縦横の長さが異なる長尺の器具本体とを備え、道路及び公園、並びに駐車場等の屋外に配設される照明器具であって、器具本体内側の被照射面と対向する面には、長手方向が器具本体の幅方向と平行であって光源からの光を屈折又は全反射させる複数の長尺の透光部材が設けられ、透光部材は、光源から近い部位に設けられて光源からの光を屈折させる屈折部と、光源から遠い部位に設けられて光源からの光を全反射させる全反射部とから成り、全反射部は、その内部を通過する光源からの光が反射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源から遠ざかるにしたがって小さくなるように形成され、その内部を通過する光源からの光が反射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度と、光源からの光の出射角の半分の角度との和が９０度となるように形成され、且つ光源からの光が外部から入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源からの光の出射角と等しくなるように形成されたことを特徴とする照明器具。
2. 前記透光部材は、器具本体内側の被照射面と対向する面において光源に最も近い部位を除いた部位に設けられたことを特徴とする請求項１記載の照明器具。
3. 前記屈折部は、光源からの光が入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度が、光源から遠ざかるにしたがって大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の照明器具。
4. 前記屈折部は、光源からの光が入射する面と器具本体内側の被照射面と対向する面との成す角度をθ、透光部材を成す材料の屈折率をｎ、光源からの光の出射角をφとした時に、θ、ｎ、φが次式を満たすように形成されたことを特徴とする請求項３記載の照明器具。
   

   

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