JP5360621B2

JP5360621B2 - 街灯用ｌｅｄ照明装置

Info

Publication number: JP5360621B2
Application number: JP2011503814A
Authority: JP
Inventors: 恭三渡部; 博志岡田
Original assignee: KYORITSU ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: KYORITSU ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2009-03-07
Filing date: 2010-03-08
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2030-03-08
Also published as: WO2010104046A1; KR20110134460A; CN102341643A; KR101669698B1; CN102341643B; JPWO2010104046A1

Description

本発明は、街灯用の照明装置であって、少ない消費電力でも充分な照明が可能であり、且つ災害時の停電の際には外部電池（例えば自動車用バッテリー）から電力を供給できる街灯用ＬＥＤ照明装置に関するものである。

従来、道路や舗道等の路面を照明する街灯には、高輝度ランプや蛍光ランプが光源として用いられてきた。また、この光源の光を路面に均一に照射させるために反射鏡が使用されている。

そのため、ランプを駆動させるためには１００Ｗを越える消費電力を必要とし、しかもランプの寿命が短いため多大の経費が掛かると同時に、環境負荷が大きいという問題があった。また、災害などによる停電時の効果的な電力供給手段が望まれている。

そこで、複数の発光ダイオードを配置した２個の発光ユニットからなる照明装置と、この照明装置に電力を供給するソーラー発電装置と、発電された電気を蓄電するバッテリー装置を備える安全確保システムが提案されている（特許文献１参照。）。

特開２００６−２７７９７９号公報

しかしながら、上記特許文献１に提案されている装置は、消費電力が９Ｗ以下に設定するものであり、地上から３．５ｍの高さであれば、１ルクスの照度を確保可能であるが、道路に使用する街灯では通常８ｍ以上の高さの支柱が使用されるため、照度が不足するという問題があった。また、災害時に、ソーラー発電装置や風力発電装置による給電は便利であるが、装置が高価であり、全ての街灯に採用できるものではなかった。

上記の問題点に鑑み本発明者らは、消費電力の少ないＬＥＤ照明器具を複数使用して最適な取付け位置で一体に構成し、少ない電力量で街灯に必要な照度を確保することが可能であり、ポール内に設けた電源装置によって災害などの停電時には、外部の電源（自動車のバッテリーなど）から電力を供給することができる街灯用ＬＥＤ照明装置を提供するに至った。

このため本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置は、高さ８ｍ以上のポールの先端に接続金具を介して取付けられた４個のＬＥＤ照明器具と、前記ポール内に取付けられ、前記ＬＥＤ照明器具に電力を供給する電源装置からなり、前記ＬＥＤ照明器具は複数のＬＥＤ素子がマトリックス状に配置された矩形金属基板を中央底部に配置し、該基板の周囲から光照射方向に段部を持って拡径する光反射板から構成され、前記ＬＥＤ照明器具はその後端部をＶ字の角度でポールの先端に２個対向して取付け、且つ２列近接して取付けられることを第一の特徴とする。

また、前記ＬＥＤ照明器具は、複数のＬＥＤ素子を金属基板の表面に実装したＬＥＤ基板を有し、１照明器具あたりの消費電力量が２５Ｗ未満であることを第二の特徴とする。

そして、前記電源装置は、ポール内に取付けられ、前記ＬＥＤ照明器具とケーブルを介して接続する２個の電源ユニットと、該電源ユニットに外部商用電源と接続する入力ケーブルとからなり、前記電源ユニットは夫々２個のＬＥＤ照明器具と接続し、また１の電源ユニットは自動切換え装置を介して電源変換器と接続し外部電池から電力供給可能とし、通常時は外部商用電源から前記電源ユニットを介して４個のＬＥＤ照明器具に電力を供給し、停電時には前記自動切換え装置を介して外部電池から２個のＬＥＤ照明器具に電力を供給可能とすることを第三の特徴とする。

しかも、前記４個のＬＥＤ照明器具は、その器具本体の後端側にカバーをさらに備え、且つそのカバー表面には遮熱塗装が施されていることを第四の特徴とする。

本発明に係る街灯用ＬＥＤ照明装置によれば、４個のＬＥＤ照明器具をポールの先端にその後端部をＶ字の角度で２個対向して取付ける構成であるため、道路用の街灯であっても広い範囲を所定の照度で照射することができるという効果を有する。しかも、１個あたりの消費電量が２５Ｗ未満であり、電力使用量を軽減できると共に、ランプの寿命が長く経済的であり、環境負荷が小さい。

そして、電源装置は、ポール内に取付けられ、前記ＬＥＤ照明器具とケーブルを介して接続する２個の電源ユニットと、該電源ユニットに外部商用電源と接続する入力ケーブルとから構成され、電源ユニットは夫々２個のＬＥＤ照明器具と接続し、また１の電源ユニットは自動切換え装置を介して電源変換装置と接続し外部電池から電力供給可能とするため、災害などで停電が生じ外部商用電源から照明装置に電力が供給させなくても、車のバッテリーなどから電力を供給できるという優れた効果を有する。尚、停電が復旧すると、４個のＬＥＤ照明器具全てが点灯するため、通電が確認され、バッテリーからの電力の供給は不要となり、バッテリーとの接続を解除すると、自動切換え装置によって自動的に外部商用電源との接続となる。

さらに、４個のＬＥＤ照明器具は、その器具本体の後端側にカバーをさらに備え、且つそのカバー表面には遮熱塗装が施されているため、ＬＥＤ照明器具の内部温度上昇が抑えられ、温度上昇によるＬＥＤ素子の劣化防止が図られるという優れた効果を有する。

本発明に係る街灯用ＬＥＤ照明装置の一実施例を示す斜視図である。ＬＥＤ基板を示す平面図である。本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置の電源装置の構成を示す説明図である。本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置を使用して地面を照射した際の照度分布図である。本発明に係る街灯用ＬＥＤ照明装置の他の実施例を示す側面説明図である。

以下、本発明を実施例を示す図面を参照しながら説明するが、本発明が本実施例に限定されないことは言うまでもない。図１は本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置の一実施例を示す斜視図、図２はＬＥＤ基板の平面図、図３はＬＥＤ照明装置の電源装置の構成を示す説明図、図４は本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置を使用して地面を照射した際の照度分布図である。

図１は、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置の照明器具を示す斜視図であり、（ａ）は４個のＬＥＤ照明器具を取付た状態を示す斜視図を示し、（ｂ）は側面図を示している。図に示すように、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置１は、街灯用の支柱２を挿通して固定する固定部材３と、この固定部材３に取付金具４を介して取り付けらるＬＥＤ照明器具５と、照明器具カバー（図示せず）から構成されている。

支柱２は、通常の街灯用に使用される金属製筒体であり、その先端部が略Ｌ字状に湾曲して四角柱状の固定部材３に挿通して接続し、他端部は地面に固定される。また支柱２内部の所定位置には後述する電源装置が設置され、ケーブル配線によってＬＥＤ照明器具５と接続する。尚、本実施例に使用した支柱２の地上からの高さは１０ｍである。

固定部材３は、金属製の柱状体からなり、前記支柱２の先端部を挿通して接続固定され、固定部材３の両端部には、後述するＬＥＤ照明器具５が取付金具４によって斜め下方向の光照射となる角度で、且つ正面視Ｖ字形状となる位置に夫々２個取付けられる。本実施例において取付金具４によるＬＥＤ照明器具の取付角度は地面に対して夫々５０°とした。

ＬＥＤ照明器具５は、一端側を開放したアルミ、鉄などの金属製筐体６と、この筐体６の底部に取付けられた矩形のＬＥＤ基板７と、このＬＥＤ基板７の周囲から開放部に向けて段部８を有して拡径する反射板９とからなり、固定部材３及び支柱２から給電用ケーブル（図示せず）を介して電力が供給されＬＥＤ基板７から光照射される。この反射板９はアルミ表面に高純度のチタン及びシリコンをコーティングし反射率が９０％以上とされたものであり、ＬＥＤ基板７から照射される光を効率よく反射し、また段部８により複数の間接照明を形成して開放部から照射する。尚、ＬＥＤ照明器具５の開放側には防水用の透明板１０が夫々取付けられる。

図２は、ＬＥＤ基板７を示しており、アルミ又は鉄製の基板本体１１に絶縁体を介して回路が形成され、さらにＬＥＤ素子１２が表面に実装されている。本発明に使用されるＬＥＤ基板７の消費電力は２５Ｗ未満であり、４個のＬＥＤ照明器具５が消費する電力合計は１００Ｗ未満となり、従来の街灯用のランプと比較し極めて省電力となる。

図３は、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置の電源装置の構成を示しており、破線で囲まれた部分が支柱２内部に取付けられた電源装置１３を示している。図に示すように商用電源１４からケーブル１５を介して２つのＬＥＤ電源ユニット１６、１６に接続し、このＬＥＤ電源ユニット１６から夫々給電用ケーブル１７を介してＬＥＤ基板７に電力が供給される。この際、ＬＥＤ電源ユニット１６は夫々２個のＬＥＤ基板７と接続しており、一方のＬＥＤ電源ユニット１６は、自動切換え装置１８を介して電源変換器（ＤＣ／ＡＣインバータ）１９と接続し、プラグコード２０を介してバッテリー２１と接続可能とされている。また、電源変換器１９を介してコンセント２２が設置されＡＣ１００Ｖが利用可能とされ、例えば携帯電話などの充電器用に利用できる。

上記の構成の電源装置１３を使用した、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置の動作を説明すると、通常時は商用電源１４からＡＣ１００Ｖ或いは２００Ｖの電力が、ケーブル１５を介してＬＥＤ電源ユニット１６に送られ、さらに給電用ケーブル１７を介してＬＥＤ基板７に供給されて全てのＬＥＤ照明器具が点灯する。そして、地震などによる停電が発生し、商用電源からの電力が供給できない場合には、作業者は支柱からプラグコード２０を引き出して自動車等のバッテリー２１と接続を行なう。この接続操作によって自動切換え装置１８が起動して自動的に商用電源１４との接続からバッテリー２１との接続に切換わり、バッテリー２１の直流電力が電源変換器１９によって直流から交流に変換されてＬＥＤ電源ユニット１６に供給され、さらに接続されている２個のＬＥＤ基板７に供給される。すなわち自動車用のバッテリー２１によって２個のＬＥＤ照明器具を点灯させることが可能となる。

停電が復旧すると、商用電源１４から電力供給が再開され、給電用ケーブル１７を介してＬＥＤ電源ユニット１６に電力が供給され、点灯していない２個のＬＥＤ照明器具も点灯し、全てのＬＥＤ照明器具から光照射が再開されるため、作業者は停電が復旧したことを確認することができる。そしてプラグコード２０と外部バッテリー２１との接続を解除することによって、自動切換え装置１８が起動して自動的にバッテリー２１との接続から商用電源１４との接続に切換わり、商用電源１４によって全てのＬＥＤ照明器具が点灯する。

図４は、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置を地上から１０ｍの高さに設置した状態で点灯させて地面を照射した際の照度分布図を示す図であり、図中の数字は照度を表し、単位はｌｘ（ルクス）である。また、縦、横の長さは夫々５０ｍであり、破線の四角の一辺は２ｍである。尚、使用したＬＥＤ照明器具の消費電力は９９Ｗである。

測定を行なった結果、最大照度は３２．９６ｌｘ、最小照度は０．０１ｌｘであった。また、左右２５ｍの位置で１．２ｌｘ以上であり、街灯用照明装置として十分使用できるものである。

上記の構成からなる本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置は、消費電力の少ないＬＥＤ照明器具を使用しているため、電力使用量を軽減できると共に、ランプの寿命が長く経済的であり、環境負荷が小さい。しかも４個のＬＥＤ照明器具をポールの先端にその後端部をＶ字の角度で２個対向して取付ける構成であるため、道路用の街灯であっても広い範囲を所定の照度で照射することができる。また、商用電力と自動車用バッテリーなどを自動切換え装置によって切換えて使用できるため、災害時の停電の際に好適に使用される。

図５は、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置１の他の実施例を示しており、図に示すようにＬＥＤ照明器具５の筐体６の後端側には、金属製のカバー２３がそれぞれ取り付けられており、このカバー２３と固定部材３の表面には遮熱塗料（図示せず）が塗布されている。

上記の構成からなる本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置を使用して、周囲環境温度の上昇によるＬＥＤ基板に対する影響確認テストを行なった。加熱手段として投光器を使用し、ＬＥＤ照明器具のカバー面側から加熱を行った。尚、比較例として通常の塗装を行なったものを使用し、また測定は図５に示すＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの位置で行なった。結果を表１に示す。

表に示すように、本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置は、日射などの外部環境温度上昇があってもＬＥＤ基板の上昇を抑制することが可能であり、ＬＥＤ素子の劣化防止ができる。

以上の構成からなる本発明の街灯用ＬＥＤ照明装置は、消費電力の少ないＬＥＤ照明器具を複数使用して最適な取付け位置で一体に構成し、少ない電力量で街灯に必要な照度を確保することが可能であり、ポール内に設けた電源装置によって災害などの停電時には、外部の電源（自動車のバッテリーなど）から電力を供給することができる。

本発明に係る街灯用ＬＥＤ照明装置によれば、消費電力の少ないＬＥＤ照明器具を複数使用して最適な取付け位置で一体に構成し、少ない電力量で街灯に必要な照度を確保することが可能であり、ポール内に設けた電源装置によって災害などの停電時には、外部の電源（自動車のバッテリーなど）から電力を供給することができる街灯用ＬＥＤ照明装置を提供するとができる。

１街灯用ＬＥＤ照明装置
２支柱
３固定部材
４取付金具
５ＬＥＤ照明器具
６筐体
７ＬＥＤ基板
８段部
９反射板
１０透明板
１１基板本体
１２ＬＥＤ素子
１３電源装置
１４商用電源
１５ケーブル
１６ＬＥＤ電源ユニット
１７給電用ケーブル
１８自動切換え装置
１９電源変換器
２０プラグコード
２１バッテリー
２２コンセント
２３カバー

Claims

街灯用の照明装置であって、高さ８ｍ以上のポールの先端に接続金具を介して取付けられた４個のＬＥＤ照明器具と、前記ポール内に取付けられ、前記ＬＥＤ照明器具に電力を供給する電源装置からなり、前記ＬＥＤ照明器具は、複数のＬＥＤ素子が矩形金属板にマトリックス状に配置され消費電力量が２５Ｗ未満になるようにされたＬＥＤ基板を中央底部に配置し、該基板の周囲から光照射方向に段部を持って拡径する光反射板から構成され、前記ＬＥＤ照明器具は、斜め下方向の光照射となる角度で２個を並列させ、且つ光照射される方向が交差しないよう異なる方向を向いて、その後端側に遮熱塗装が施されたカバーと共に前記接続金具に保持され、前記電源装置は、前記ＬＥＤ照明器具とケーブルを介して接続する電源ユニットと、該電源ユニットに外部商用電源と接続する入力ケーブルとからなり、前記電源ユニットは、少なくとも自動切換え装置及び電源変換器を介して外部電池と接続して電力供給可能とし、前記電源変換器に接続されるコンセントを備えて外部電池から電力出力可能とし、通常時は外部商用電源から前記電源ユニットを介して４個のＬＥＤ照明器具に電力を供給し、停電時には前記自動切換え装置を介して外部電池から２個のＬＥＤ照明器具に電力を供給可能とすると共に前記コンセントにより外部電池の電力を出力可能とすることを特徴とする街灯用ＬＥＤ照明装置。