(57)【要約】【課題】照明器具の直下のみではなく、その周辺についても明部を生じさせる照明器具。【解決手段】側面に第１配置面、第２配置面を有する柱体状の基盤と、複数の第１ＬＥＤおよび複数の第２ＬＥＤを具備し、複数の第１ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、第１配置面上に基盤の長手方向に列状に配置され、複数の第２ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、第２配置面上に基盤の長手方向に列状に配置され、第１ＬＥＤの光軸方向と第２ＬＥＤの光軸方向とがなす角度は、第１ＬＥＤの第１広がり角度と第２ＬＥＤの第２広がり角度との和を２で除算した値より小さい照明器具。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に第１配置面、第２配置面を有する柱体状の基盤と、
複数の第１ＬＥＤおよび複数の第２ＬＥＤを具備し、
前記複数の第１ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記第１配置面上に前記基盤の長手方向に列状に配置され、
前記複数の第２ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記第２配置面上に前記基盤の長手方向に列状に配置され、
前記第１ＬＥＤの光軸方向と前記第２ＬＥＤの光軸方向とがなす角度は、第１ＬＥＤの第１広がり角度と第２ＬＥＤの第２広がり角度との和を２で除算した値以下である照明器具。
【請求項２】
側面に湾曲面を有する柱体状の基盤と、
複数の第１ＬＥＤおよび複数の第２ＬＥＤを具備し、
前記複数の第１ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記湾曲面上に前記基盤の長手方向に列状に配置され、
前記複数の第２ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記湾曲面上に前記基盤の長手方向に列状に配置され、
前記複数の第１ＬＥＤの光軸方向と前記複数の第２ＬＥＤの光軸方向とがなす角度は、第１ＬＥＤの第１広がり角度と第２ＬＥＤの第２広がり角度との和を２で除算した値以下である照明器具。
【請求項３】
請求項１記載の照明器具であって、
前記基盤は、三角柱状であることを特徴とする照明器具。
【請求項４】
請求項１〜３何れかに記載の照明器具であって、
前記複数の第１ＬＥＤおよび前記第２ＬＥＤはそれぞれ、一列ずつ配置されていることを特徴とする照明器具。
【請求項５】
請求項１〜４何れかに記載の照明器具であって、
前記基盤は、高熱伝導性を有することを特徴とする照明器具。
【請求項６】
請求項１〜５何れかに記載の照明器具であって、
透光性および防水性を有するカバー部により被覆されていることを特徴とする照明器具。
【請求項７】
請求項６記載の照明器具であって、
前記カバー部の表面は、フロスト加工がされていることを特徴とする照明器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばとう道内を照明するための照明器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル内の照明として、防水構造を施した蛍光灯を天井に配置させて使用していた。蛍光灯には様々な種類がある。
【特許文献１】特開２００７−３２８９６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常の蛍光灯の寿命は８０００時間程度である。また通信ケーブルなどを布設しているトンネル（とう道）では、結露などで更に寿命時間が短くなり、頻繁に蛍光灯が切れる。とう道内での作業中に蛍光灯が切れると、安全性の面から作業に支障が生じる。また、蛍光灯の交換作業コストもかかる。
【０００４】
そこで、蛍光灯の替わりに発光ダイオード（Light Emitting Diode、以下、単に「ＬＥＤ」という。）を用いることが考えられる。ＬＥＤは寿命が約４００００時間であり、交換の必要があまり無く、小型軽量なので、交換工事コストが低い。また、蛍光灯と比較すると、消費電力が少なく、高照度なので、それらの点でもメリットがある。
【０００５】
図１にＬＥＤを用いた場合の照明空間の簡略化した断面図を示す。一点鎖線で示した箇所が照明空間になる。図１の例では基盤２をとう道の天井に設置し、基盤２の一面にＬＥＤ４を図１の奥方向に一列に配置させた例である。ＬＥＤの照明光は指向性が高く、つまり、照明光の広がり角θ（図１記載）が小さく、照射できる範囲が狭いという特性がある。従って、被照明面について、ＬＥＤ４の直下のみに照明光があたり（図１の太線部分）、周辺には照明光が当たらない。よって、暗部（周辺）で作業を行う場合には安全性に問題がある。また、以下の説明では、被照射面において、照明光が当たる領域を明部といい、照明光が当たらない領域を暗部という。
【０００６】
そこで、図２に示すように、明部を広げるために、薄型ドーム形状であり透光性のあるアクリル板６を、ＬＥＤ４を囲むように設置することが考えられる。このアクリル板６の設置により、照明光の広がり角θを大きくすることができ（図２ではθ’と記載）、直下のみではなく、周辺にも照明光を照明することができる。しかし、ＬＥＤ４よりの照明光がアクリル板６を通過することで、照明光の照度が落ちるという問題や、アクリル板６の材料コストや加工コストがかかるという問題がある。
【０００７】
本願の発明では、長寿命、低消費電力、高照度、暗部が少ない、製作コストおよび交換コストが安価、を同時に達成できる照明器具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の照明器具は側面に第１配置面、第２配置面を有する柱体状の基盤と、複数の第１ＬＥＤおよび複数の第２ＬＥＤを具備している。前記複数の第１ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記第１配置面上に前記基盤の長手方向に列状に配置される。前記複数の第２ＬＥＤは、互いに光軸方向が一致するように、前記第２配置面上に前記基盤の長手方向に列状に配置される。前記第１ＬＥＤの光軸方向と前記第２ＬＥＤの光軸方向とがなす角度は、第１ＬＥＤの第１広がり角度と第２ＬＥＤの第２広がり角度との和を２で除算した値より小さい。
【発明の効果】
【０００９】
上記の構成による照明器具により、直下のみではなく、周辺にも照明光を照明することができ暗部も少なく出来る。また、ＬＥＤを用いているので当該照明器具は長寿命、低消費電力、高照度となる。また当該照明器具は長寿命であることから照明器具の交換の必要が無いので、結果として交換コストは安価になる。また、当該照明器具の構成が簡易なので製作コストも安価である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、発明を実施するための最良の形態を示す。なお、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行う過程には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１１】
図３に実施例１の照明器具１００の斜視図を示し、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃにそれぞれ照明器具１００を取り付け台２００に取付け、カバー部７００（後述する）を装着させた場合のα方向、β方向、γ方向から見た平面図（以下、「三面図」という。）を示す。この発明の照明器具は、例えば、とう道内の作業する領域を照明するものであり、当該被照明面の上方（例えば、とう道の天井）に設置されるものである。作業する領域とは、天井と対向する面である地面やとう道の側壁面である。また、この実施例の照明器具１００は、第１ＬＥＤ１０２を複数個と、第２ＬＥＤ１０４を複数個と、基盤１０６とを有する。また、この実施例では第１ＬＥＤ１０２、第２ＬＥＤ１０４としてそれぞれ、ＬＥＤチップを用いているが、通常のＬＥＤを用いても良い。この実施例では基盤１０６は三角柱状であり、基盤１０６の側面のうち２面をそれぞれ、第１配置面１０６ａ、第２配置面１０６ｂとし、残りの一面を取り付け面１０６ｃとする。そして、複数の第１ＬＥＤ１０２はそれぞれの光軸方向が一致するように、第１配置面１０６ａ上に基盤１０６の長手方向に沿って配置され、複数の第２ＬＥＤ１０４はそれぞれの光軸方向が一致するように、第２配置面１０６ｂ上に基盤１０６の長手方向に沿って配置される（図４Ａ、図４Ｂ参照）。なお、図３は簡略化して記載しているので、図３記載の第１ＬＥＤの個数は、図４記載の第１ＬＥＤのそれより少ない。列状に並べられた複数の第１ＬＥＤ、第２ＬＥＤをそれぞれ、まとめて第１ＬＥＤ列１０２０、第２ＬＥＤ列１０４０という。なお、基盤の形状として、少なくとも側面に第１配置面、第２配置面、取り付け面を有している柱体状の形状であればよいが、三角柱状であれば、基盤の製作コストは安くしやすい。
【００１２】
次に取り付け台２００について説明する。この例では、取り付け台２００は取り付け板２０２、第１固定部２０４、第２固定部２１２、電源部２０６、ケーブル収容部２０８、を有する。取り付け板２０２の両面のうち、一面を取り付け面２０２ａとし、もう一方の面を反対面２０２ｂとする。そして、反対面２０２ｂの一端には第１固定部２０４が取り付けられ固定される。そして、取り付け板２０２の両端面のうち、第１固定部２０４が設置されている側と反対側の端面２０２ｃには、ケーブル収容部２０８が取り付け固定される。この例ではケーブル収容部２０８は直方体状であり、６面のうち１面には、第１固定部２０４と対向する位置に第２固定部２１２が取り付け固定される。反対面２０２ｂの中央より、ケーブル収容部２０８よりの位置には電源部２０６が取り付けられる。
【００１３】
図５に簡略化した回路図を示す。プラグ２１０は、外部からの電力を電源部２０６に供給する。この例では、プラグ２１０は３層構造である。電源部２０６は、入力された電流を交流から直流に変換し、当該直流電流を第１ＬＥＤ列１０２０および第２ＬＥＤ列１０４０に供給する。この例では、第１ＬＥＤ列１０２０、第２ＬＥＤ列１０４０の順で直列に接続されている。
【００１４】
ケーブル収容部２０８には、プラグ２１０から電源部２０６までのケーブル、および電源部２０６から第１ＬＥＤ列１０２０までのケーブルを保護しているケーブル保護管を収容している。ケーブル収容部２０８、電源部２０６は防水加工されている。また、第１固定部２０４および第２固定部２１２は、それぞれ切り欠き部２０４ａ、２１２ａが設けられ、これら切り欠き部を貫通したねじ（図示せず）により、とう道の天井に固定される。
【００１５】
図６に、照明器具１００をとう道５０の天井５０Ａに設置させた場合の照明空間の簡略化した図を示す。図６の例の場合の被照明面は、天井５０Ａと対向する地面５０Ｃおよびとう道の側壁面５０Ｂとなる。複数の第１ＬＥＤ１０２、複数の第２ＬＥＤ１０４は、それぞれ図６の奥方向に列状に並んでいるとする。図６に示すように、上述の照明器具１００の構成であると、第１ＬＥＤ１０２の第１光軸１０２ａと第２ＬＥＤ１０４の第２光軸１０４ａとが被照明面に向かうに従って離れるように、第１ＬＥＤおよび第２ＬＥＤは配置されることになる。
【００１６】
ここで、第１光軸１０２ａと第２光軸１０４ａとがなす角度ωと弟１ＬＥＤの第１広がり角度θ１と第２ＬＥＤの第２広がり角度θ２との関係について説明する。角度ωは、図６のように断面的に見た場合の第１光軸１０２ａの方向と第２光軸１０４ａの方向とがなす角度を示す。また、第１ＬＥＤ、第２ＬＥＤからの照明光が形成する照明空間は略円錐形状となり、第１ＬＥＤ、第２ＬＥＤからの照明光が形成する照明空間についての円錐の母線をそれぞれ第１母線１０２ｃ、第２母線１０４ｃとする。また、第１広がり角度θ１は、第１光軸１０２ａと母線１０２ｃとがなす角度θ１／２を２倍した値である。同様に、第２広がり角度θ２は、第２光軸１０４ａと母線１０４ｃとがなす角度θ２／２を２倍した値である。そして、ωは、第１広がり角度θ１と第２広がり角度θ２との和を２で除算した値より小さい、つまり、以下の式（１）を満たせばよい。
ω≦（θ１＋θ２）／２    （１）
【００１７】
ここで、式（１）の根拠について説明する。１つの第１ＬＥＤ１０２および１つの第２ＬＥＤ１０４が被照明面を照明することで生じる明部をそれぞれ、１０２ｂ、１０４ｂとする。また、明部１０２ｂと明部１０４ｂとが重複する明部を重複明部３００とする。重複明部３００が生じるようにω、θ１、θ２を決めれば、照明器具１００の直下部分に明部が生じ、かつ、周辺にも明部が生じる。そして結果として、作業者の作業において安全性が向上する。
【００１８】
また、ω＝（θ１＋θ２）／２の場合、つまり、図６の記載において、第１母線、第２母線が２点鎖線で示している場合には、計算上は重複明部３００は生じない。しかし、第１ＬＥＤと第２ＬＥＤの間隔（数ｃｍ）と照明器具１００と地面５０Ｃとの間隔（２ｍ程度）の違いを考慮すれば、照明器具１００の直下部分も十分な照度となる。従って、式（１）を満たせば良いことが分かる。
【００１９】
また、上記説明では、複数の第１ＬＥＤ、複数の第２ＬＥＤをそれぞれ、第１配置面、第２配置面上に一列に配置させた例を説明した。複数の第１ＬＥＤ、複数の第２ＬＥＤを配列させる列の数は２以上でもよいが、一列に配列させることが最も効率よく明部を広くできる。
【００２０】
また、蛍光灯でも複数の種類がある発光色をＬＥＤの蛍光体の種類を選択することで用途に応じた照明光の選択ができる（例えば、演色性改善、昼色光、または電球色など）。また、上記照明器具１００は両端に蛍光灯と互換性のあるダミーの口金を取り付けることで、別電源になるが、従来の（蛍光灯用の）取り付け器具に入れることも可能である。
【００２１】
この照明器具の構成であれば、蛍光灯照明と比較して、電力は２０パーセント削減でき、電力を給電するためのケーブルの断面積を約半分にできることが、実験的に判明している。そして上述したように、蛍光灯照明と比較して、照明器具としての寿命が頗る長くすることができ、取替え工事コスト等が安くなる。
【００２２】
また蛍光灯照明と比較して照度も上げることもできる。また、ＬＥＤの特性上、長寿命、高照度となる。また、ＬＥＤの指向性を考慮して、ＬＥＤを２列に配列することで、照明器具の直下のみを明部とするのではなく、当該明部の周辺も明部にすることができる。従って、暗部を少なくでき、安全性も向上する。
【００２３】
また、基盤が三角柱状である場合には、当該基盤の構造が単純であることから基盤の作成コストも頗る安くなる。そして、第１配置面、第２配置面に第１ＬＥＤ列、第２ＬＥＤ列を配置させることは作業も簡易であり、当該配置コストも安い。
【００２４】
また、ＬＥＤを２列配列させた（つまり、複数の第１ＬＥＤ、複数の第１ＬＥＤをそれぞれ一列ずつ配置）場合に、照明領域を広げながら、ＬＥＤの数を少なくできる。従って、製作コストを抑えたいときに適している。
【００２５】
つまり、この実施例の照明器具の構成であれば、長寿命、低消費電力、高照度、暗部が少ない、製作コストが安価、を同時に達成できる。
【００２６】
［変形例］
図７に照明器具の変形例である照明器具５００の照明空間を示す。図７に示すように、基盤を湾曲面を有する略半円柱状としてもよい。図７では、照明器具５００の基盤、湾曲面をそれぞれ６００、６００ａと示す。この場合には、湾曲面６００ａ上に第１ＬＥＤ列１０２０、第２ＬＥＤ列１０４０を配置させてもよい。そして、照明器具５００についても上記式（１）を満たすように構成すれば、実施例１で述べた照明器具１００と同じ効果を得ることができる。
【実施例２】
【００２７】
ＬＥＤは一般的に発熱性を有する。そして、この発熱によりとう道内で作業を行う作業者に危険が生じる場合があったり、この発熱により照明器具に不具合が生じる場合がある。そこで、この実施例２では、上記基盤１０６、６００の素材として、高熱伝導性を有するもの（例えば、アルミニウム）を用いる。このように、ＬＥＤの発熱を基盤１０６、基盤６００により放熱することで、作業者の安全性や照明器具の不具合を防ぐことが出来る。
【実施例３】
【００２８】
この実施例３では、実施例１、実施例２で説明した照明器具に防水構造を施したものを説明する。図８、図９にそれぞれ、照明器具１００、照明器具５００をカバー部７００で被覆したものを示す。カバー部７００は透光性および防水性を有するものであり、例えば、透明なアクリル板である。この例ではカバー部７００の形状は、薄型の中空六角柱体状であるが、この形状に限られない。なお、本実施例のカバー部７００には、ＬＥＤからの光を広げる効果は求められていないため、図２に示したアクリル板６よりも薄く出来るので、照度が低下する問題は生じにくい。
【００２９】
従来の蛍光灯照明は頻繁に交換しなければならず、防水のために用いていたカバー部７００も着脱可能な状態で蛍光灯に取り付けられていた。従って、隙間が生じてしまい、当該隙間から液体などが侵入するので防水性の面では、完全なものではなかった。ところが、ＬＥＤの寿命時間は４００００時間であり、従来の蛍光灯照明と比べて、寿命時間が長く、取替え作業を殆どしなくても良い。従って、カバー部７００を着脱可能な状態で取り付けるのではなく、取り付け台２００と一体的に取り付けることが出来、照明器具１００を完全に被覆できる。従って、雨水などの液体がカバー部７００内に侵入することはなく、従来の蛍光灯照明よりもより防水性の高い防水処理を施すことができるようになる。
【００３０】
また、カバー部７００の外表面７００ａをフロスト処理（表面に微細な凹凸を設けることで曇りガラス状にする処理）を施すことで、ＬＥＤよりの照明光をより均一なものにすることが出来る。
【００３１】
［具体的使用態様］
次に、上述した照明器具をとう道内で使用した場合を説明する。以下の説明では、照明器具１００を用いた場合を説明する。とう道の進行方向と、基盤１０６の長手方向（複数の第１のＬＥＤおよび複数の第２のＬＥＤの配列方向）と、が垂直（第１の使用態様）または平行（第２の使用態様）になるように、照明器具１００を配置させる。
【００３２】
第１の使用態様を図１０に示す。図１０の例では、とう道の進行方向と複数の第１および第２のＬＥＤの配列方向（基盤１０６の長手方向）とが垂直になるように、照明器具１００を設置する。そして、作業者の全ての作業領域が明部になるように、複数の照明器具１００は一定の間隔ごとに配置される。この使用態様は、とう道の幅が基盤の長手方向の長さより長い場合などに有効である。
【００３３】
次に、図１１に第２の使用態様を示す。図１１の例では、とう道の進行方向と第１のＬＥＤ、第２のＬＥＤの配列方向（基盤１０６の長手方向）とが平行になるように照明器具１００を配置させる。この使用態様は、とう道の幅が基盤の長手方向の長さより短い場合に有効である。このように、とう道の幅、明部を生じさせたい箇所を考慮して、照明器具の向きを変更して設置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】ＬＥＤを一列に配列させた場合の照明空間を示した図。
【図２】ＬＥＤを一列に配列させアクリル板を装着した場合の照明空間を示した図。
【図３】本実施例の照明器具の斜視図。
【図４】本実施例の照明器具などの三面図。
【図５】本実施例の簡略化した回路図。
【図６】本実施例の照明器具の照明空間を示した図。
【図７】変形例の照明器具の照明空間を示した図。
【図８】本実施例の照明器具にカバー部を装着させた場合を示した図。
【図９】変形例の照明器具にカバー部を装着させた場合を示した図。
【図１０】とう道内での照明器具の第１の使用態様を示した図。
【図１１】とう道内での照明器具の第２の使用態様を示した図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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