JP5344739B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

本発明は、照明器具に係り、特に、照射方向を変更可能な照明装置に関する。

近年、環境配慮の観点から、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いた照明器具が注目されてきている。
ＬＥＤの特徴は、省電力・長寿命で光に指向性があることが上げられる。従来から用いられている高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプなどの高輝度放電ランプ（ＨＩＤ）に比べると、光量は、遥かに落ちるが、ＬＥＤの特徴を生かしつつ多灯使用することで光量を補い街路灯や道路灯に使用できるレベルとなってきている。

従来のＨＩＤを光源として用いた街路灯、道路灯は設置された状態で照射方向を変更することが困難であった。これは、光源として用いられているランプ全体から出る光を光学的に設計された反射板を用いて制御しており、一旦照明器具を設置したあとは反射板の形状変更が困難であり、照明器具の配光制御が困難であるためであった。
他方、照明器具の光害に対する問題があり、住宅や農作物及び漁業関係にはしばしば悪影響を及ぼすことがあった。

例えば、街灯や道路灯の設置後の光害に対しては、光を飛ばしたくない方向に、器具側でルーバーや遮光板を取り付けて対応している。これは、出射した光を遮光する方法であるため、光が無駄になるという問題があった。
このように、従来の照明器具では光の照射方向が変更できないため、ルーバーや遮光板を使用し、外観の悪化や光効率を落としてでもこの問題に対応していた。
一方、ＬＥＤを光源として用い、照度分布を均整化するために、配光変更操作手段を備えたビデオ撮影用の投光装置が提案されている（特許文献１）
特開2004-241287号公報

上記投光装置は、複数の発光ダイオードを搭載した基板を１グループとして複数グループ用意し、この基板を傾動させるようにしたものである。
この投光装置では、照射方向を変更するものではなく、比較的小さな領域に均一な照度分布を形成するために、各グループの光源を器具の法線に対して傾斜させるものであり、照射領域における照度分布は制御できるとしても、投光装置全体としての照射方向を制御することは不可能であった。

このように、街灯や道路灯の設置後の光害に対しては、光の照射方向が変更できないため、ルーバーや遮光板を使用し、外観の悪化や光効率を落としてでもこの問題に対応するしかなく、照射方向を変更できる照明器具が望まれていた。
例えば、取付固定される筐体の内部に発光ユニットとを設けた照明器具では、照明対象によって光軸を調整する必要があるが、筐体が位置決めされた状態では調整することが困難であった。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、ＬＥＤの特徴を生かし、光効率や外観を損なうことなく、設置後においても光軸を調整し、光の照射方向を調整可能な照明器具を提供することを目的とする。

そこで本発明の照明器具は、筐体と、前記筐体内に設けられる複数の発光ユニットとを有する照明器具であって、前記筐体内部に装着された回動可能な複数の軸部を具備し、前記軸部の各々は歯車を構成し、前記発光ユニットの各々は、前記軸部の各々に対して光軸が所定の角度をなすように傾斜して取り付けられており、前記歯車の回動に伴って水平方向に同時に回動することを特徴とする。
この構成によれば、筐体の内部に設けられて回動自由な複数の軸部を有し、軸部の各々は歯車を構成し、複数の発光ユニットの各々はその光軸が軸部の各々に対し傾斜して取付けられており、歯車の回動に伴って水平方向に同時に回動するため、筐体を調整することがなく、発光ユニットの照射方向を容易に調整することができる。

以上説明してきたように、本発明によれば、筐体の内部に設けられて回転自由な軸部を有し、発光ユニットはその光軸が軸部に対し傾斜して取付けられているため、光の照射方向を容易に調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
本実施の形態の支柱付照明器具は、図１に概要図、図２にこの支柱付照明器具のワイド配光状態、図３に片側配光状態、図４にフロント配光状態のＬＥＤ光源部を示す斜視図、図５に全体図を示す。図６は、本実施の形態で用いられる光軸変更のための駆動手段の概略図、図７は発光ユニット内部を示す図、図８および９はスライド金具４２と位置決め金具４１光軸変更工程を示す説明図、図１０乃至図１２は発光ユニットの光軸の変動を示す説明図。

本実施の形態１の支柱付照明器具は、筐体４５と、前記筐体４５内に設けられる発光ユニット４０（４０ａ〜４０ｄ、４０ｓ）とを有する照明器具であって、筐体４５内部に装着された回動可能な軸部を具備し、前記発光ユニットは、第１乃至第４の発光ユニット群４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄからなる４つのグループと、固定発光ユニット４０ｓとで構成されており、固定発光ユニットを除いて４つの発光ユニット群はグループ毎に発光ユニットが前記軸部としての回転軸４２に対して光軸Ｃが所定の角度をなすように傾斜して光軸Ｃの方向を揃えたまま、取り付けられたことを特徴とする。

すなわち、発光ユニット４０の光軸Ｃが回転軸４２に対し、傾斜して取付けられており、回転軸４２を回転させることで、容易に照射方向を変更できるように構成されたものである。

図６に、この駆動手段の概略図を示す。ここで１つのユニットは発光ユニット４０、歯車、回転軸から構成される。ここでは図８および図９に示すように、３組の発光ユニット４０を１つのスライド金具４２Ａで組み付ける。スライド金具４２Ａは調整し易いように、ツマミを設けておく。
そして、位置決め金具４１を取り付ける。

最後に、スライド金具４２Ａをスライドさせることにより、歯車４３が回転し、各グループの発光ユニット群４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、図８（ａ）乃至（ｃ）および図９（ａ）乃至（ｃ）に示すように光軸Ｃが回転し、配光を変更することができる。すなわち、この発光ユニットは、グループ毎に発光ユニットが同一の初期位置をもつ歯車と、各歯車に係合するようにとりつけられた、スライド金具とを具備し、発光ユニットが光軸の方向を揃えたまま回動可能に構成されている。
この構成によれば、スライド金具のスライドにより、歯車が回転し、所望の姿勢角を持つように発光ユニットが回転することで、光軸が回転する。
図８（ａ）乃至（ｃ）はスライド距離に従って光軸Ｃ方向が順次変化する発光ユニット４０を示す。ここで図８（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ図９（ａ）乃至（ｃ）に対応する。

このようにして、光軸Ｃの方向が調整される発光ユニット４０の姿勢を図１０乃至図１２に示す。図１０乃至図１２において、（ａ）は歯車側から見た平面図、（ｂ）は歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図である。これらの図から明らかなように、位置決め金具４１をセットすることでスライド金具４２Ａが、所定の距離だけ移動し、この移動距離に従って歯車が回転することで、各発光ユニット群の光軸Ｃが連動して動く。

この光軸Ｃの方向が変化することで、この支柱付照明器具の光源の発光方向が変わる。例えば４つの発光ユニット群４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄのうち、内側の２つ第２および第３の発光ユニット群４０ｂ、４０ｃの発光ダイオードは光軸方向が変化し、他の発光ユニット群の発光ダイオードは光軸が固定としておく。

そしてワイド配光状態としたい場合には、図２に示すように、第２および第３の発光ユニット群４０ｂ、４０ｃの光軸方向すなわち出射方向をそれぞれＡ、Ｂとし、拡がりのある配光を得る。

また片側配光状態としたい場合には、図３に示すように、第２の発光ユニット群４０ｂの出射方向を内側に向けＡ`とし、第３の発光ユニット群４０ｃの出射方向はワイド配光と同様にＢのままとすることで、片側配光状態を得る。

さらに、フロント配光状態としたい場合には、図４に示すように、第２の発光ユニット群４０ｂの出射方向を片側配光の場合と同様、内側に向けＡ`とし、第３の発光ユニット群４０ｃの出射方向はワイド配光と同様、内側に向けＢ`とすることで、フロント配光状態を得る。

図５は、本発明の支柱付照明器具に係る街灯１を示すものであり、この街灯１は、支柱部２と、灯体部３とを備えており、灯体部３が、ＬＥＤ光源部４と、ＬＥＤ光源部より支柱部に向かって錐状に張り出してなる反射面を有する反射板部５とを備えている。

また、この街灯１には、図５に示すように、点検口１１と、ケーブル保護管１２と、ベースプレート１３と、アンカーボルト１４とを備えており、アンカーボルト１４をコンクリート基礎１５の中に埋設させてなるものである。なお、点検口１１は地中からの電源ケーブルと後述する照明用のリード線４０５の接続部を点検するためのものであり、蓋がネジで支柱部２に固定される。

また、本実施の形態の街灯１は、ベースプレート方式で設置してあるが、コンクリート基礎１５中に支柱部２の下部を埋め込む埋込方式であってもよい。なお、同図中符号１６は電源穴を示す。

支柱部２には、前述のケーブル保護管１２が配設されており、このケーブル保護管１２内の電源ケーブルを灯体部３の後述するＬＥＤ光源部４と接続させてある。なお、本実施の形態の支柱部２では、灯体部３も含んだ全高（Ｈ）が、地面からＸ１ｍとなっており、後述する灯体部３の高さ（ｈ）が相当程度削減できるので、従来に比べて高さ寸法もかなり削減可能となっているが、特にこの長さに限定されるものではない。

灯体部３は、支柱部２の上部に設けられており、下端部を略中心として路面上などの被照射範囲に光を照射するようになっている。この灯体部３には、図５に示すように、ＬＥＤ光源部４と、支柱部２に向かって錘状に張り出している反射板部５と、支柱部２と外郭７の間に設置される透光性カバー６とを備えている。

ＬＥＤ光源部４は、図２乃至４に示したように、１３個の発光ユニット４０ａ乃至４０ｄ、４０ｓを配列して形成され、所望の方向の照明を実現できる。

ＬＥＤ光源部４を構成する発光ユニット４０は、図７に示すように、ＬＥＤ基板４０１、これに実装されたＬＥＤ４０２、ＬＥＤ４０２へ給電する電源ユニット４０３、及びこれらを収容するハウジング４０４を備えたＬＥＤ発光ユニット４０ａと、このハウジング４０４の出光部分である開口に取り付けたレンズ４０ｂとを備えている。

ＬＥＤ基板４０１は、ＬＥＤ４０２を実装するためのものであり、本実施の形態では材質として主にガラスエポキシ樹脂を使用しており、基板の背面には、ダイオード、コンデンサ、抵抗などが実装されている。

電源ユニット４０３は、リード線４０５を介してＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されている。

レンズ４０ｂは、ＬＥＤ４０２の配光を制御するためのものであり、材質には、例えばアクリル樹脂（透明）などを使用している。本実施の形態のレンズ４０ｂは、ＬＥＤ４０２から広角で出射した光のうち、特に光軸近傍、つまり中央側寄りを透過する光を収斂させることで、所望の配向分布に制御する。

反射板部５は、図５に示すように、ＬＥＤ光源部４より下方の支柱部２に向かって錐状(例えば、円錐状又は６角錐状など)に張り出している反射面を有しており、この反射面が発光ユニット４０から出射する光の方向をできるだけ支柱部２に向けることができるので、支柱部２近傍の周囲に位置する人に眩しさを与えるのを防止できる。

透光性カバー６は、ＬＥＤ光源部４、反射板部５などの内部部品を保護し、雨水を止水し、ＬＥＤ光源部４からの光を透過させるものであり、本実施の形態では、材質として透明のアクリル樹脂を用いている。特に、本実施の形態の透光性カバー６には、屋外で使用すると紫外線で劣化し、透明アクリルが黄変することを防止するために、紫外線吸収剤入りのアクリル樹脂を使用している。

次に、この発光ユニットの光軸変更を含む発光ユニットの駆動手段について説明する。ここで光軸Ｃを変更するための駆動手段は、図８に上面概略図を示すように、スライド金具４２Ａに位置決め金具４１をセットすることで、所望の位置までスライド金具４２Ａをスライドさせ、歯車４３を回転させる。この歯車の回転に伴い、並列的に取り付けられた発光ユニットは互いに同じ姿勢角を保ちながら、各発光ユニットの光軸が変化する。図８の上面概略図は、図９の正面図に対応しており、図８（ａ）乃至（ｃ）に示すように、順次光軸を変化させていく。このとき図８（ａ）乃至（ｃ）の側面図はそれぞれ図８（ａ）乃至（ｃ）に相当する。

このようにして、スライド金具４２Ａをスライドさせることにより、歯車４３が回転し、各グループの発光ユニット群４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、図８（ａ）乃至（ｃ）および図９（ａ）乃至（ｃ）に示すように光軸Ｃが回転し、配光を変更することができる。図８（ａ）乃至（ｃ）はスライド距離に従って光軸Ｃ方向が順次変化する発光ユニット４０を示す。ここで図８（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれ図９（ａ）乃至（ｃ）に対応する。

一方、図１０（ａ）および（ｂ）は、図８（ａ）および９（ａ）の状態における、歯車側から見た平面図および、歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図に対応する。Ｏは歯車の回転方向を示す。
一方、図１１（ａ）および（ｂ）は、図８（ｂ）および９（ｂ）の状態における、歯車側から見た平面図および、歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図に対応する。
一方、図１２（ａ）および（ｂ）は、図８（ｃ）および９（ｃ）の状態における、歯車側から見た平面図および、歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図に対応する。
このようにして、位置決め金具４１をセットすることでスライド金具４２Ａが、所定の距離だけ移動し、この移動距離に従って歯車が回転することで、各発光ユニット群の光軸Ｃが連動して動き、図２-４に一例を示したように、ワイド配光、片側配光、フロント配光などの配光を調整することが可能となる。

このように、光軸Ｃの方向が変化することで、この支柱付照明器具の光源の発光方向が変わる。例えば４つの発光ユニット群４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄのうち、内側の２つ第２および第３の発光ユニット群４０ｂ、４０ｃの発光ダイオードは光軸方向が変化し、他の発光ユニット群の発光ダイオードは光軸固定としておく。

以上説明したように、本実施の形態の照明器具によれば、筐体の内部に設けられて回転自由な軸部を有し、発光ユニットはその光軸が軸部に対し傾斜して取付けられているため、設置後においても、光の照射方向を容易に調整することができる。

なお、前記実施の形態では、複数の発光ユニットを領域ごとにグループ化し、発光ユニット群として発光ユニット群毎に光軸を揃え、連動させるようにしたが、領域は周縁部と中間部と中心部というように、同心円状に分割してもよいし、また必ずしも近接する発光ユニットを同じグループとする必要はなく、点状にピックアップして同じグループとなるようにしてもよい。
また、発光ユニットを１つずつ独立して光軸回転するようにしてもよい。
なお、光軸の方向を変更する手段としては前記実施の形態に限定されることなく適宜選択可能である。

以上説明してきたように、本発明によれば、光の照射方向を容易に調整することができるため、街路灯や道路灯などにおいても、無駄なエネルギー消費をなくし、光害のない良好な照明を実現することができる。

本発明の実施の形態の支柱付照明器具の要部概要図 この支柱付照明器具のワイド配光状態のＬＥＤ光源部を示す斜視図 この支柱付照明器具の片側配光状態のＬＥＤ光源部を示す斜視図 この支柱付照明器具のフロント配光状態のＬＥＤ光源部を示す斜視図 本発明の実施の形態１の支柱付照明器具の全体図 本発明の実施の形態１の支柱付照明器具における発光ユニットの光軸の回転駆動を行う駆動手段の概略図 同発光ユニットの断面説明図 同発光ユニットの駆動手段と光軸の回転駆動を示す説明図 同発光ユニットの駆動手段と光軸の回転駆動を示す説明図 同発光ユニットの光軸の方向が調整される発光ユニットの姿勢変化を示す図、（ａ）は歯車側から見た平面図、（ｂ）は歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図 同発光ユニットの光軸の方向が調整される発光ユニットの姿勢変化を示す図、（ａ）は歯車側から見た平面図、（ｂ）は歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図 同発光ユニットの光軸の方向が調整される発光ユニットの姿勢変化を示す図、（ａ）は歯車側から見た平面図、（ｂ）は歯車４３の回転軸に平行な方向から見た発光ユニットの側面図

符号の説明

１ 街灯
２ 支柱部
３ 灯体部
４ ＬＥＤ光源部
５ 反射板部
４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、４０ｄ 発光ユニット群
Ｃ 光軸

Claims (1)

1. 筐体と、前記筐体内に設けられる複数の発光ユニットとを有する照明器具であって、
   前記筐体内部に装着された回動可能な複数の軸部を具備し、
   前記軸部の各々は歯車を構成し、
   前記発光ユニットの各々は、前記軸部の各々に対して光軸が所定の角度をなすように傾斜して取り付けられており、前記歯車の回動に伴って水平方向に同時に回動する照明器具。

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