JP5539049B2

JP5539049B2 - 街路灯

Info

Publication number: JP5539049B2
Application number: JP2010134163A
Authority: JP
Inventors: 雄士島田; 忠宏神尾; 裕一木元; 伸之馬場
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2010-06-11
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-06-11
Also published as: JP2011258516A

Description

本発明は、ＬＥＤ光源を備えた街路灯に関する。

近年のＬＥＤ光源の高出力化、高寿命化に伴い、ＬＥＤ光源を光源に採用した照明器具が普及しつつある。光源を納めた灯具本体を屋外に立設したポールに支持して地面を照明する街路灯においても例外ではなく、光源にＬＥＤ光源を採用したＬＥＤ街路灯が各種提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２１８１８２号公報

ＨＩＤランプを光源とした街路灯においては、グローブの材質にフロストガラスを採用し、グローブの表面全体を均一な輝度で発光させることで意匠性を高めたものがある。しかしながら、ＬＥＤを光源とした場合、ＬＥＤ光源に近い箇所の輝度が高まりグローブ表面の輝度分布が崩れてしまい、意匠性が損なわれる、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ＬＥＤ光源を光源に備えつつも意匠性を損なうことがない街路灯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、灯具本体を有する街路灯であって、前記灯具本体の側面の複数の光出射面には、それぞれに平面状の光拡散性カバーを設け、平面状の照射光を出射するＬＥＤ光源モジュールを、前記光出射面よりも上側に、前記光出射面のそれぞれごとに対向する位置に、それぞれの照射光が灯具本体内で交差して前記光拡散性カバーのそれぞれに入射するように設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記街路灯において、前記ＬＥＤ光源モジュールは、平面状の発光面から照射光を出射する表面実装型のＬＥＤと、当該ＬＥＤを囲み照射光の出射範囲を前記ＬＥＤの発光面よりも大きな範囲に拡大して出射する反射鏡とを備えることを特徴とする。

また本発明は、上記街路灯において、前記ＬＥＤ光源モジュールは、それぞれ前記光拡散性カバーの略全範囲に照射光を入射し前記光拡散性カバーの前記光出射面を均一に発光させることを特徴とする。

本発明によれば、灯具本体の側面の光出射面には、それぞれに光拡散性カバーを設ける構成としたため、輝点が非常に小さいＬＥＤを光源とする場合であっても、光拡散性カバーで光を拡散させて照明することができる。
これに加え、光拡散性カバーを平面状とするとともに、平面状の照射光を出射するＬＥＤ光源モジュールを光源としたため、光拡散性カバーを均一に照射することができ、光拡散性カバーの輝度ムラを抑えることができる。このとき、ＬＥＤ光源モジュールの照射光が灯具本体内で交差して光拡散性カバーのそれぞれに入射するように各ＬＥＤ光源モジュールを設けているため、ＬＥＤ光源モジュールが直近の光拡散性カバーを直接照射する構成に比べて、ＬＥＤ光源モジュールから光拡散性カバーまでの距離を大きくとることができる。これにより、ＬＥＤ光源モジュールの照射光が十分に拡げられて光拡散性カバーの広い範囲を均一に照射するため、光拡散性カバーの輝度ムラをより目立たなくし、意匠性を高めることができる。

本実施形態に係る街路灯の全体構成を示す図である。灯具本体の構成を示す図である。図３は灯具本体の分解図である。交換用光源ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ上面視図、正面視図及び底面視図である。ＬＥＤ光源ユニットの構成を示す図であり、（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ正面視図、側面視図及び平面視図である。ＬＥＤ光源モジュールの発光部の構成を示す図である。光源をＬＥＤ光源モジュールに置き変えた街路灯の照明の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、光源リプレイス対象の街路灯１の全体構成を示す図である。
街路灯１は、屋外の地面Ｇに立設された支柱たるポール３と、このポール３の上端部３Ａに当該ポール３と同軸に固定された灯具本体５とを備えている。ポール３には、灯具本体５にランプ点灯電力を供給する安定器などを納める収納部４が地面Ｇから所定高さに設けられている。

図２は灯具本体５の構成を示す図であり、図３は灯具本体５の分解図である。なお、図２には、光源をＬＥＤ光源に置き換えた後の灯具本体５を示し、また置き換え前の状態を適宜に仮想線で示している。
灯具本体５は、断面多面体（本実施形態では６面体）であって上部が開口した筒状のグローブ７と、当該グローブ７の上部を覆う着脱自在な蓋体としての笠９とを備えている。グローブ７は、下部が上部よりも若干縮径した六角柱状の筒体であり、各側面が光出射面を構成する。これら各側面にガラス嵌込用開口１１を設けたグローブ枠体１３と、各ガラス嵌込用開口１１に嵌め込まれるカバーガラス１５とを備え、このカバーガラス１５から光を放射して地面Ｇを照明する。このカバーガラス１５には、光拡散性カバーの一例たるフロストガラスが用いられており、照明時には、カバーガラス１５の全面が全体的に略均一に明るくなり意匠性の向上が図られている。

グローブ枠体１３の底部１７には、ポール３の上端部３Ａを挿入固定する筒状の取付金具１９が設けられており、この取付金具１９と同軸に、ソケット台取付孔部２１が設けられている。ＬＥＤ光源へのリプレイス前においては、ソケット台取付孔部２１にソケット台２３が取り付けられ、このソケット台２３を収納部４に納めた安定器からポール３の内部を通じて引き出した電気配線（図示せず）と結線し、このソケット台２３にランプ光源たるＨＩＤランプ２５を取り付けられて使用する。ＨＩＤランプ２５の取り付けは、上記笠９をグローブ７から取り外して、当該グローブ７の上部の開口１４からＨＩＤランプ２５をグローブ７の内部に入れてソケット台２３に取り付ける。その後、グローブ７に笠９を取り付けて開口１４を塞ぐ。この笠９は中空円錐状に形成され、グローブ７の開口１４の上方に内部空間Ｓを形成する。

また、街路灯１の光源をＬＥＤ光源に置き換える場合には、ＨＩＤランプ２５及びソケット台２３を灯具本体５から取り外す。また、収納部４の安定器をＬＥＤ光源用の点灯装置に置き換え、この点灯装置からポール３の中を通して上端部３Ａからグローブ７の上部の開口１４まで配線２７を引き出す。そして、このグローブ７の開口１４に、光源交換用の交換用光源ユニット１０を取り付け配線２７と結線した後、笠９をグローブ７に取り付けることで、ＬＥＤ光源へのリプレイスが完了する。この配線２７は、グローブ枠体１３のガラス嵌込用開口１１同士の間を上下に伸びる枠部２８に沿って取り付けることで外部から配線２７が見えることがなく、また点灯時に配線２７が影になることもない。

図４は交換用光源ユニット１０の構成を示す図であり、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）はそれぞれ上面視図、正面視図及び底面視図である。
交換用光源ユニット１０は、グローブ７の開口１４の内側に入り込む環状の環状フレーム３０の周上に、グローブ７の開口１４の上縁部１４Ａ（図３）に引っ掛かって係合する複数の係合片３２を略等間隔に設けた係合フレーム体（係合部材）３４を備え、この係合フレーム体３４に複数のＬＥＤ光源モジュール３６を備えたＬＥＤ光源ユニット３８を支持して構成されている。
環状フレーム３０は、グローブ７の開口１４の上縁部１４Ａと同じ上面視六角形状に形成されており、係合フレーム体３４を開口１４に取り付ける際には、環状フレーム３０と開口１４の角部或いは直線部同士を係合させることで、グローブ７に対して交換用光源ユニット１０が位置決めされる。また環状フレーム３０には、落下防止用ワイヤ取付片４２が設けられており、図２に示すように、この落下防止用ワイヤ取付片４２には、落下防止用ワイヤ４４の一端が固定され他端が笠９の例えば天頂部９Ａに固定される。これにより、係合フレーム体３４とグローブ７の開口１４の係合が外れた場合でも、交換用光源ユニット１０の落下が防止される。

ＬＥＤ光源ユニット３８は、係合フレーム体３４の略中央、すなわちグローブ７の中心Ｋと略同じ位置に支持したベース板４０に、この中心Ｋの周囲に複数のＬＥＤ光源モジュール３６を設けて構成されている。
図５は、ＬＥＤ光源モジュール３６の構成を示す図であり、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）はそれぞれ正面視図、側面視図及び平面視図である。また図６は、発光部５２の主要構成を模式的に示す図であり、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はそれぞれ正面、側面及び平面からみた模式図である。
ＬＥＤ光源モジュール３６は、高熱伝導材から成る略箱形のケース体５０を備え、その正面に発光部５２が設けられている。発光部５２は、図６に示すように、ＬＥＤチップ５６と反射鏡５４との組を横並びに１組設けて構成されている。
ＬＥＤチップ５６は、実装基板５７上に実装された平面視矩形の薄板形状を成した、いわゆる平面実装型ＬＥＤとして構成されており、その上面全体が発光面５６Ａとして形成され、面状の照射光を出射する。本実施形態では、このＬＥＤチップ５６には、矩形平面型のセラミックパッケージの実装面上に青色ＬＥＤ素子を実装し黄色蛍光体を分散させた蛍光体樹脂で封止し、青色ＬＥＤ光源の青色発光色と黄色蛍光体の蛍光色との混色によって平面状に白色光を発光する白色ＬＥＤを用いている。

反射鏡５４は、断面矩形の筒状体であり、下端部５４Ａ側にＬＥＤチップ５６が配置され、上端部５４Ｂが出射口として機能する。この反射鏡５４は、下端部５４Ａの開口がＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａと略同一寸法に形成され、この下端部５４Ａ側から上端部５４Ｂにかけて拡開し、上端部５４Ｂの出射口の面積がＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａよりも大きくなっている。そして、ＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａから出射された照射光は、図６（Ｃ）に示すように、反射鏡５４の内側面に入射して反射し、上端部５４Ｂの出射口から出射される。これにより、ＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａから出射された照射光の出射範囲が、反射鏡５４の上端部５４Ｂの開口面積まで拡大される（拡大範囲を図６（Ａ）に斜線部分で示す）。この結果、発光部５２にあっては、ＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａの高輝度範囲が反射鏡５４の上端部５４Ｂの開口面積まで拡張されることから、発光投影面積が大きくなり、この発光部５２を平面視したときの輝度ムラが低減されることとなる。
発光部５２には、かかるＬＥＤチップ５６と反射鏡５４の組が略一定間隔で所定の配列方向Ｌに並べて配置されており、これらＬＥＤチップ５６及び反射鏡５４からの平面状の白色光により発光部５２の全面が略均一に全体的に発光して、配列方向Ｌに伸びた平面光の照射光を出射する１つの擬似的な光源となるように形成されている。これにより、グローブ７の広範囲に均一に照射光を入射することができ、グローブ７での輝度ムラを低減することができる。

上記ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれは、グローブ７の側面の長手方向にＬＥＤチップ５６及び反射鏡５４の配列方向Ｌを合わせて側面全体に光を効率良く照射すべく、この配列方向Ｌが上下に向く姿勢で、係合フレーム体３４の中心Ｋに対して放射状に、より具体的にはグローブ７の側面のそれぞれの対向位置に配置されるように上記ベース板４０に取り付けられている。この取付構造について詳述すると、ベース板４０には、ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれの取り付け位置に角度調整板５８が設けられており、この角度調整板５８にＬＥＤ光源モジュール３６のケース体５０の側面５０Ａ（図５）がボルトで、放射光の指向方向を上下方向に変更可能に傾動角度調整自在に固定される。具体的には、このケース体５０の側面５０Ａには、所定間隔でボルト５９、６１が設けられており、一方のボルト５９で角度調整板５８に止めされるとともに、他方のボルト６１が角度調整板５８に設けた円弧状の切欠溝６０（図４（Ｂ））に挿入され、このボルト５９を緩めることで当該ボルト５９を回動中心にしてＬＥＤ光源モジュール３６が上下に傾動自在となっている。

ＬＥＤ光源ユニット３８は、図２に示すように、交換用光源ユニット１０の取付後に、各ＬＥＤ光源モジュール３６がグローブ７のガラス嵌込用開口１１の上端位置Ｐｕ、すなわちグローブ７の側面における光透過領域の上端位置Ｐｕよりも上側に位置するように係合フレーム体３４に支持されている。これにより、ＬＥＤ光源モジュール３６がグローブ７の外側から見えにくくなり、またフロストガラスたるカバーガラス１５に影となって映り込むことがないため意匠性を向上させることができる。

また、各ＬＥＤ光源モジュール３６は、上端位置Ｐｕよりも上側の取付位置から斜め下方に位置するグローブ７の側面のカバーガラス１５に光を照射するように傾動角度を調整して取り付けられる。すなわち、各ＬＥＤ光源モジュール３６は、それぞれ放射光が斜め下方を指向するように取り付けられることから効率良く地面Ｇが照射することができる。これにより、ＨＩＤランプに比べて光束量が少ないＬＥＤ光源モジュール３６に光源をリプレイスした場合でも、地面Ｇの照度低下を抑えることができる。
特に、本実施形態の灯具本体５では、蓋体としての笠９が内側に、ＬＥＤ光源ユニット３８を収容可能な内部空間Ｓを有する構成であることから、ＬＥＤ光源ユニット３８を上端位置Ｐｕよりも更に上側に配置できる。これにより、各ＬＥＤ光源モジュール３６の放射光の指向方向を、グローブ７のガラス嵌込用開口１１の下端１１ａで遮蔽が生じない程度まで鉛直下向き方向に傾けたときの鉛直角α（図７参照）を小さくできるため、放電ランプに比べて指向性があるＬＥＤ光源であっても灯具本体５の直下近傍を照明できる。

また交換用光源ユニット１０により光源をリプレイスする際には、グローブ７の中に、図２に示すように、底部１７を覆う補助反射板６６が設けられており、底部１７に入射する光成分を反射して外部に取り出すことができる。この補助反射板６６は、グローブ７のガラス嵌込用開口１１の下端１１ａよりも下側に配置され、照明時にフロストガラスたるカバーガラス１５に影となって映らないようになっている。

ここで、交換用光源ユニット１０にあっては、複数のＬＥＤ光源モジュール３６をグローブ７の中心Ｋの周囲（すなわち、グローブ７の上部の開口１４に沿って）に、各カバーガラス１５と対向する位置に配置する構成としている。この構成において、各ＬＥＤ光源モジュール３６が直近のカバーガラス１５に光を放射する構成とすると、フロストガラスたるカバーガラス１５の面内では、ＬＥＤ光源モジュール３６の発光部５２に近い箇所だけ輝度が高くなって、全面を略均一な輝度に維持できなくなり意匠性が低下する。

そこで、本実施形態では、図７に示すように、複数のＬＥＤ光源モジュール３６を、それぞれがグローブ７の中心Ｋを挟んで対向する側のカバーガラス１５に照射光を入射するように光放射方向Ｍを当該中心Ｋに向けた姿勢（すなわち、各ＬＥＤ光源モジュール３６の照射光が灯具本体５の中で交差する姿勢）で配置して光源を構成することとしている。換言すれば、グローブ７のカバーガラス１５（平面な側面）ごとに、当該カバーガラス１５から光を外部に放射するＬＥＤ光源モジュール３６をグローブ７の中心Ｋを挟む位置に配置する構成としている。
これにより、カバーガラス１５と、このカバーガラス１５に光を入射するＬＥＤ光源モジュール３６までの距離を遠くなり、拡がった放射光をカバーガラス１５に入射できるからカバーガラス１５の面内での輝度分布の平準化を図ることができる。
このとき、各ＬＥＤ光源モジュール３６の放射光の鉛直方向（配列方向Ｌ）の拡角βを、カバーガラス１５の上下方向の全長に亘って光を入射する角度、或いはそれ以上とし、また同様に、水平平行の拡角（図示せず）もカバーガラス１５の幅方向の全長に亘って光を入射する角度、或いはそれ以上とするように、ＬＥＤ光源モジュール３６の反射鏡５４を形成することで、カバーガラス１５の面内での輝度を均一にすることができる。特に、本実施形態では、ＬＥＤ光源モジュール３６の発光部５２が全体的に略均一な輝度で発光する構成であるため、カバーガラス１５の面内の輝度分布をより均一にできる。

ただし、各ＬＥＤ光源モジュール３６の放射光の鉛直方向（配列方向Ｌ）の拡角βを、カバーガラス１５の上下方向の全長に亘って光を入射する角度、或いはそれ以上とした場合、ＬＥＤ光源モジュール３６の取付高が低くなるほど、ＬＥＤ光源モジュール３６の放
射光の範囲に、他のＬＥＤ光源モジュール３６が入り込み影となる。そこで、各ＬＥＤ光源モジュール３６は、上記上端位置Ｐｕよりも上側であって、その下端部３６Ａが他のＬＥＤ光源モジュール３６の光の放射範囲に入り込まない高さに配置されるように構成されており、これにより、カバーガラス１５に影が生じることなく意匠性が損なわれることがない。

このように、本実施形態によれば、灯具本体５が備えるグローブ７の上部の開口１４に着脱自在に係合する係合フレーム体３４を備えて交換用光源ユニット１０を構成したため、該交換用光源ユニット１０をグローブ７の開口１４に係合させ蓋体たる笠９を被せるだけで簡単に街路灯１の光源をＬＥＤ光源に置き換えることができる。
また、係合フレーム体３４には、グローブ７の上部から下方に向けて光を照射し地面Ｇを照らすようにＬＥＤ光源モジュール３６が設けられていることから、灯具本体５に反射板などを別途に設けることなく、光源置き換え後の各ＬＥＤ光源モジュール３６で地面Ｇを効率良く照らすことができ、地面Ｇの照度低下を防止することができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれを、グローブ７の側面の光透過領域の上端位置Ｐｕよりも上側に位置するように係合フレーム体３４に設ける構成としたため、これにより、ＬＥＤ光源モジュール３６がグローブ７の外側から見えにくくなり、またフロストガラスたるカバーガラス１５に影となって映り込むことがないため意匠性を向上させることができる。
これに加え、ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれを、グローブ７の側面の光透過領域の上端位置Ｐｕよりも上側に配置することで、各ＬＥＤ光源モジュール３６の放射光の指向方向を鉛直下向き方向に傾けたときの鉛直角αを小さくできるため、放電ランプに比べて指向性があるＬＥＤ光源であっても灯具本体５の直下近傍を照明できる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれを、光放射方向Ｍを上下方向に可変に傾動自在に設けたため、グローブ７の開口１４から底部１７までの深さ（側面の高さ）に応じて、グローブ７の側面に放射光を入射するように各ＬＥＤ光源モジュール３６の傾きを調整することができる。これにより、交換用光源ユニット１０を、深さの異なるグローブ７を備えた各街路灯１に共通して用いることができる。

また、本実施形態によれば、グローブ７の中に底部１７を覆う補助反射板６６を設ける構成としたため、底部１７に入射する光成分を反射して外部に取り出すことができ、光源交換による照度不足を補うことができる。

また本実施形態によれば、灯具本体５のグローブ７の側面には、それぞれに光拡散性カバーから成るカバーガラス１５を設ける構成としたため、輝点が非常に小さいＬＥＤチップ５６を光源とする場合であっても、カバーガラス１５で光を拡散させて照明することができ輝度ムラが抑えられる。これに加え、カバーガラス１５を平面状とするとともに、平面状の照射光を出射するＬＥＤ光源モジュール３６を光源としたため、カバーガラス１５を均一に照射することができ、カバーガラス１５の輝度ムラを抑えることができる。このとき、ＬＥＤ光源モジュール３６の照射光が灯具本体５内で交差してカバーガラス１５のそれぞれに入射するように各ＬＥＤ光源モジュール３６を設けているため、ＬＥＤ光源モジュール３６が直近のカバーガラス１５を直接照射する構成に比べて、ＬＥＤ光源モジュール３６からカバーガラス１５までの距離を大きくとることができる。これにより、ＬＥＤ光源モジュール３６の照射光が十分に拡げられてカバーガラス１５の広い範囲を均一に照射するため、カバーガラス１５の輝度ムラをより目立たなくし、意匠性を高めることができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ光源モジュール３６のそれぞれが、平面状の発光面５６Ａから照射光を出射する表面実装型のＬＥＤチップ５６と、当該ＬＥＤチップ５６を囲み照射光の出射範囲をＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａよりも大きな範囲に拡大して出射する反射鏡５４とを備える構成した。この構成により、ＬＥＤチップ５６の発光面５６Ａの高輝度範囲が反射鏡５４により拡張されることから、発光投影面積が大きくなり、ＬＥＤチップ５６を平面視したときの輝度ムラを低減することができる。

また本実施形態によれば、ＬＥＤ光源モジュール３６は、それぞれカバーガラス１５の略全範囲に照射光を入射しカバーガラス１５の全体を均一に発光させる構成としたため、ＬＥＤを光源とする場合であっても、カバーガラス１５に影や輝度ムラ等が生じることがなく意匠性を高めることができる。

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、任意に変形及び応用が可能である。
上述した実施形態では、ポール３の上端部３Ａに灯具本体５を固定した街路灯１を例示したが、これに限らず、ポール３の上部に水平方向に延びるアームを設け、当該アームに灯具本体５を支持した、いわゆる懸垂型の街路灯１にも本発明を適用することができる。

１街路灯
３ポール
５灯具本体
７グローブ
１１ガラス嵌込用開口
１１ａ下端
１３グローブ枠体
１５カバーガラス（光拡散性カバー）
３６ＬＥＤ光源モジュール
３８ＬＥＤ光源ユニット
５２発光部
５４反射鏡
５６ＬＥＤチップ
５６Ａ発光面
Ｇ地面
Ｋ中心
Ｌ配列方向
Ｍ光放射方向
Ｐｕ上端位置

Claims

灯具本体を有する街路灯であって、
前記灯具本体の側面の複数の光出射面には、それぞれに平面状の光拡散性カバーを設け、
平面状の照射光を出射するＬＥＤ光源モジュールを、前記光出射面よりも上側に、前記光出射面のそれぞれごとに対向する位置に、それぞれの照射光が灯具本体内で交差して前記光拡散性カバーのそれぞれに入射するように設けた
ことを特徴とする街路灯。
前記ＬＥＤ光源モジュールは、
平面状の発光面から照射光を出射する表面実装型のＬＥＤと、当該ＬＥＤを囲み照射光の出射範囲を前記ＬＥＤの発光面よりも大きな範囲に拡大して出射する反射鏡とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の街路灯。
前記ＬＥＤ光源モジュールは、それぞれ前記光拡散性カバーの略全範囲に照射光を入射し前記光拡散性カバーの前記光出射面を均一に発光させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の街路灯。