JP5198516B2 - トンネル照明灯具 - Google Patents
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Description
近年のLED(発光ダイオード)灯具類は高効率化され、蛍光灯の発光効率に近づきつつあり、従来の蛍光灯照明灯具に比較して長寿命、小電力点灯、配光の自由度などの特長を有し、現在、一般道や高速道路におけるトンネル用照明は蛍光灯が主流であるが、新たなトンネル用LED照明灯具の開発によって、さらに長寿命化が実現化できれば、ランプ交換費用の低減を図り、低消費電力のLED照明灯具を開発することで電気料金などのランニングコストの低減や、二酸化炭素排出量の削減にも貢献することができる上、停電による消灯から瞬時に再点灯でき、トンネル内の走行安全性を高めることができ、しかも連続調光制御が可能となり、理想的な車両走行環境の創造に有効であるなどの理由から、早期の実用化に期待が寄せられている。
(従来の技術)
こうした状況を反映し、その打開策となるような提案もこれまでに散見されない訳ではない。
例えば、下記の特許文献1(1)ないし(5)に提案されているものに代表されるように、LED照明の特長である配光の自由度を活かし、各LEDの光軸角度を任意の角度に調節自在とする角度調節機構を設け、所望の姿勢に支持して例えば、遠距離照明用、中距離照明用、近距離照明用などに夫々適した照明を可能としてなるものや、同特許文献1(6)に見られるような、実装基板とLEDとの間に、角度調節用のスペーサーを介在させ、調節角度の異なるスペーサーを組み合わせることにより、複数の光軸角度を選択するよう組立て可能としてなるものなどが散見される。
上述したとおり、従前までに提案のある各種LED照明灯具類は、何れも、LEDの寿命が、高温や過剰電流によって大幅に短縮してしまうという特性に着目したものではなく、実際に使用すると、LEDが早期の段階で寿命を迎え、従来型の蛍光灯照明灯具に比較してメンテナンスコストが高く、消費電力が増大し、二酸化炭素排出量も削減できないという致命的な問題を抱えており、蛍光灯照明灯具などに代替する照明器具とするには、それらの課題を解決しない限り、この長寿命、小電力点灯、配光の自由度などの特長を有する折角のLED照明灯具類の普及、拡大は望めず、長年に亘って道路関係の照明に係わってきたものの責任において、その解決策を模索し続けてきたもので、特にその放熱手段や道路事情に合わせた配光具合は大きな課題となっている。
そこで、この発明は、放熱性能に秀れると共に、道路事情に合わせて最適な配光を可能とし、定格電流内での連続調光制御が可能で長寿命、且つ消費電力を抑えて保守点検や整備の頻度を低減し、ランニングコストを削減し、二酸化炭素の発生を抑えることができる新たなLED照明技術の開発はできないものかとの判断から、逸速くその開発、研究に着手し、長期に渡る試行錯誤と幾多の試作、実験とを繰り返してきた結果、今回、遂に新規な構造のLED照明灯具を実現化することに成功したものであり、以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構成を詳述することとする。
図面に示すこの発明を代表する実施例からも明確に理解されるように、この発明のトンネル照明灯具は、基本的に次のような構成から成り立っている。
即ち、底面開口筐体状の軽金属製箱型本体を有し、該箱型本体の天面内壁には、同箱型本体のトンネル内設置姿勢において、トンネル内車両走行方向に対して夫々所定角度をなして並ぶようにした複数条のLED取付区画を形成し、これら各LED取付区画に対応する本体天面外壁に放熱フィンを一体形成し、それらLED取付区画以外の本体天面内壁適所には、上向き凸状下向き開口状の部品収納用凹部を形成し、当該本体天面内壁の各取付区画には、夫々ベース下面に複数個のLEDモジュールが光軸調整スペーサーで各々所望の照射角度にて一列または複数列に配し、各LEDモジュール発光・制御用の配線基板をベース上面に装着したベースレールからなるLEDユニットを着脱自在に装着すると共に、各配線基板に接続する調光ユニットおよびLED用電源入力部などの各発熱部品の一部または全部を前記各部品収納用凹部内に配した上、当該箱型本体の底面開口縁には、強化ガラス製平板透明カバーを開閉可能に被着、密閉してなるものとした構成を要旨とするトンネル照明灯具である。
箱型本体は、LEDユニット、配線基板および調光ユニットなどの各部品を防塵、防水可能とするよう収容し、トンネル内壁面の適所に設置可能とすると共に、LEDユニットが発する照射光を所望の路面適所に向けて照射可能とする機能を担うものであり、底面開口筐体状のものとし、その天面内壁には、トンネル内設置姿勢において、トンネル内車両走行方向に対して夫々所定角度をなして並ぶようにした複数条のLED取付区画を形成し、これら各LED取付区画に対応する本体天面外壁に放熱フィンを一体形成し、それらLED取付区画以外の本体天面内壁適所には、上向き凸状下向き開口状の部品収納用凹部を形成してなるものとすべきであり、収容部品類を保護する上で充分な強度と、LEDユニットや調光ユニットなどが発する熱を効率的に外部に放熱可能とするものとしなければならず、例えばアルミニウム合金やチタン合金、マグネシウム合金、ベリリウム合金などといった熱伝導率および耐食性に秀れ、できるだけ軽量なものとして製造可能な金属素材製のものとするのが望ましいが、肉厚を薄く設定するなどして軽量化可能であれば、ステンレス鋼製のものとすることも可能である外、外周壁などの必要箇所に鍍金やアルマイト処理、塗装、その他の防錆処理を施したものとしたり、また、トンネル内壁面への設置を容易にするよう、フランジ状の取付脚や繋着金具類などの取付部を適所に設けたものなどとしたりすることもできる。
また、LEDモジュールのLED用電源入力部は、各LEDユニット単位での電源入力のオン・オフ制御または連続調光制御を可能なものとすることができるが、LED用電源入力部を1個のLED毎に設け、調光ユニットが、各LED用電源入力部毎にオン・オフ制御または連続調光制御可能にすることもできる。
以下では、図面に示すこの発明を代表する実施例と共に、その構造について詳述することとする。
以上のとおりの構成からなるこの発明のトンネル照明灯具1は、図1ないし図23に夫々示してあるように、各LEDユニット4,4,……夫々の各LEDモジュール5,5,……毎に、互換性のある垂直スペーサー70および傾斜スペーサー71から適宜選択的した光軸調整スペーサー7を自由に組み込み、各々のLEDモジュール5,5,……の照射方向を個別に設定することができ、しかもベースレール6毎に、LEDユニット4,4,……の配置や個数を個別に設定することができるから、図1および図2のとおり、各ベースレール6にLEDユニット4,4,……を4個ずつ配列し、各LEDユニット4,4,……の照射方向を平板透明カバー9面に直角に交叉する仮想直線(図示せず)が、トンネル内設置姿勢でトンネル内の照明対象路面上に交叉する位置付近に集光照射可能な角度姿勢に支持し、一般道路トンネル用の片側車線設置に適するよう設定したり、または、図3および図4に示すとおり、各ベースレール6にLEDモジュール5,5,……を5個1列に配設したものと、4個1列に配設したものとを適宜設定し、且つ、平行な複数条をなす各LED取付区画21,21,……の中、1条置きとなるLEDユニット4,4に垂直スペーサー70,70,……を組み込み、それ以外のLEDユニット4,4に傾斜スペーサー71,71,……を組み込み、プロビーム配光を実現化して高速道路トンネル用の設置に適するよう設定したものとすることが可能となり、箱型本体2、LEDモジュール5,5,……、ベースレール6,6,……、光軸調整スペーサー7,7,……、調光ユニット8、および、平板透明カバー9などの主要部品を共通か、または、互換性を有する部品かの何れかからなるものとしてあるから、生産性、部品管理およびメンテナンス効率を格段に高めたものとすることができる。
叙述の如く、この発明のトンネル照明灯具は、その新規な構成によって所期の目的を遍く達成可能とするものであり、しかも製造も容易で、効率的且つ低コストで生産可能であり、従前からの蛍光灯照明灯具技術に比較してメンテナンスコストおよび消費電力を大幅に削減し、二酸化炭素排出量を低減することができる上、LEDの格段の延命化を達成し、保守作業量の軽減化と車線を封鎖して行うメンテナンス作業の頻度を大幅に減少して長期に渡ってメンテナンスフリーとすることができるという理由から、国道や市町村道のような各種一般道路を管理する公共団体はもとより、自動車専用道路や高速道路などのトンネルを管理する企業や道路管理業界にあっても、高く評価され、広範に渡って利用、普及していくものになると予想される。
2 箱型本体
20 同 天面内壁
21 同 LED取付区画
22 同 天面外壁
23 同 放熱フィン
24 同 部品収納用凹部
25 同 底面開口縁
26 同 取付部
3 配線基板
4 LEDユニット
5 LEDモジュール
50 同 LED
51 同 放熱ホルダ
52 同 凹面ミラー
53 同 環状枠
54 同 LED用電源入力部(発熱部品)
6 ベースレール
60 同 ベース下面
61 同 ベース上面
62 同 凹条部
63 同 凸条部
7 光軸調整スペーサー
70 同 垂直スペーサー
71 同 傾斜スペーサー
72 同 放熱グリス
73 同 ネジ
8 調光ユニット
80 同 調光制御回路
81 同 劣化補正回路
82 同 照度センサー
83 同 調光ユニット用電源入力部(発熱部品)
9 平板透明カバー
90 同 パッキン
91 同 バックル
L3 配線基板の長さ寸法
W3 配線基板の幅寸法
L6 ベースレールの長さ寸法
W6 ベースレールの幅寸法
Claims (8)
- 底面開口筐体状の軽金属製箱型本体を有し、該箱型本体の天面内壁には、同箱型本体のトンネル内設置姿勢において、トンネル内車両走行方向に対して夫々所定角度をなして並ぶようにした複数条のLED取付区画を形成し、これら各LED取付区画に対応する本体天面外壁に放熱フィンを一体形成し、それらLED取付区画以外の本体天面内壁適所には、上向き凸状下向き開口状の部品収納用凹部を形成し、当該本体天面内壁の各取付区画には、夫々ベース下面に複数個のLEDモジュールが、垂直スペーサーおよび傾斜スペーサーの中から何れか一方を適宜選択した光軸調整スペーサーで各々所望の照射角度にて一列または複数列に配し、各LEDモジュール発光・制御用の配線基板をベース上面に装着したベースレールからなるLEDユニットであって、複数条並んで装着したLEDユニットの中、1条置き配置となる各LEDユニットの各LEDモジュールを夫々光軸調整スペーサーである垂直スペーサーで支持し、それら以外の各LEDユニットの各LEDモジュールを、トンネル内走行車両の後方から前方路面上に向けて照射可能な角度姿勢に支持可能とする光軸調整スペーサーである傾斜スペーサーを介して各ベースレールに装着するようにしたLEDユニットを、夫々着脱自在に装着すると共に、各配線基板に接続する調光ユニットおよびLED用電源入力部などの各発熱部品の一部または全部を前記各部品収納用凹部内に配した上、当該箱型本体の底面開口縁には、強化ガラス製平板透明カバーを開閉可能に被着、密閉してなるものとしたことを特徴とするトンネル照明灯具。
- 各LEDユニットの各LEDモジュールが夫々、箱型本体に装着した平板透明カバー面に直角に交叉する仮想直線が、トンネル内設置姿勢でトンネル内の照明対象路面上に交叉する位置付近に集光照射可能な角度姿勢に支持可能とする光軸調整スペーサーを介して各ベースレールに装着してなるものとした、請求項1記載のトンネル照明灯具。
- 各LEDモジュールが、LED、LEDを光軸調整スペーサーに装着可能とする放熱ホルダ、および、該放熱ホルダに装着したLEDの周囲に装着可能な凹面ミラーからなるものとした、請求項1または2何れか一項記載のトンネル照明灯具。
- 光軸調整スペーサーが、垂直スペーサーから傾斜スペーサーへ、且つ、傾斜スペーサーから垂直スペーサーへと、自在に変更可能な互換性を確保してなるものとした、請求項1ないし3何れか一項記載のトンネル照明灯具。
- 光軸調整スペーサーである傾斜スペーサーが、ベースレールに対して直角に交叉する軸心回りに360°回転可能で、同軸心回りの何れの向きにも姿勢変更、固定可能としてなるものとした、請求項1ないし4何れか一項記載のトンネル照明灯具。
- 調光ユニットが、LED用電源入力部からの電力供給量を、昼間100%、夜間50%、深夜25%に自動制御するよう設定してなるものとした、請求項1ないし5何れか一項記載のトンネル照明灯具。
- 調光ユニットが、調光制御回路、劣化補正回路、照度センサーおよび調光ユニット用電源入力部を有してなるものとした、請求項1ないし6何れか一項記載のトンネル照明灯具。
- 調光ユニットが、劣化補正回路、照度センサーを有し、設置場所の実際の照度を自動検知し、その検知照度値を当該設置場所の照明基準照度と比較し、設置当初に過剰となる光量分を該照明基準照度付近まで自動的に減光制御し、この自動検知および減光制御を長期間に渡って継続的に繰り返すと共に、LEDの寿命劣化や照明器具の汚れなどに起因する減光の進展に応じて、制御減光量を自動的に漸減制御し、当該照明基準照度付近の検知照度値を自動的に維持可能とするものとしてなる、請求項1ないし7何れか一項記載のトンネル照明灯具。
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