(57)【要約】【課題】地面に立設された支柱の先端部に取り付けられ、道路などを照らすＬＥＤ照明灯であって、長寿命化、省エネルギー化を図ることができ、メンテナンスも容易なＬＥＤ照明灯を提供する。【解決手段】地面に立設された支柱１の先端部１ａに取り付けられるＬＥＤ照明灯２であって、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂと、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂを駆動するための駆動電流を供給する専用電源３１，３２と、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの累積駆動時間をカウントするカウント部３７と、カウントされた累積駆動時間の増加に伴い、駆動電流を増大させる電流制御部３８，３９と、累積駆動時間に応じた駆動電流の電流値レベルを表示する表示部４１と、を備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に立設された支柱の先端部に取り付けられるＬＥＤ照明灯であって、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源を駆動するための駆動電流を供給する電源部と、
前記ＬＥＤ光源の累積駆動時間をカウントするカウント手段と、
カウントされた前記累積駆動時間の増加に伴い、前記駆動電流を増大させる電流制御手段と、
前記累積駆動時間に応じた前記駆動電流の電流値レベルを表示する表示部と、を備えるＬＥＤ照明灯。
【請求項２】
前記電流制御手段は、深夜時間帯の駆動電流を通常時間帯の駆動電流の半分とし、
前記カウント手段は、深夜時間帯の駆動時間を通常時間帯の駆動時間の半分としてカウントすることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤ照明灯。
【請求項３】
前記表示部が、前記支柱の根元部に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤ照明灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられ、道路などを照らすＬＥＤ照明灯に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般道路や高速道路には、夜間に道路を照らすための照明灯が多数設置されている。これらの照明灯の光源には、ナトリウムランプ、水銀灯、セラミックメタルハライドランプ等のＨＩＤ（高輝度放電）ランプが用いられることが多い。また、近年では、省エネルギー化が可能なＬＥＤを光源とした照明灯の開発も行われている。
【０００３】
しかしながら、例えば、青色発光ダイオードと黄色蛍光体による白色光では、黄色蛍光体の熱劣化がＬＥＤ寿命を決定付ける要因となっており、長寿命化のためにはＬＥＤの発熱量を抑制することが必要となる。
【０００４】
以下の特許文献１には、ＬＥＤではないが、ＥＬ素子の長寿命化を図る目的で、ＥＬ素子の近傍に受光素子を設け、その受光素子の出力に応じた出力値と基準値とを比較器に出力し、その比較器の出力をＥＬ駆動部に入力し、ＥＬ素子の発光出力が所定値以上の場合にＥＬ素子の発光出力を所定値になるように制御し、所定値以上の電流がＥＬ素子に加わることを防止することができるＥＬ駆動回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１７３７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、環境問題への意識の高まりから、ＬＥＤ照明灯についても、省エネルギー化及び長寿命化がますます求められており、特許文献１のような駆動回路をＬＥＤ照明灯に適用するなどして、ＬＥＤの発熱量をより一層抑制する必要がある。
【０００７】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その課題は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられ、道路などを照らすＬＥＤ照明灯であって、省エネルギー化、長寿命化を図ることができ、メンテナンスも容易なＬＥＤ照明灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係るＬＥＤ照明灯は、
地面に立設された支柱の先端部に取り付けられるＬＥＤ照明灯であって、
ＬＥＤ光源と、
前記ＬＥＤ光源を駆動するための駆動電流を供給する電源部と、
前記ＬＥＤ光源の累積駆動時間をカウントするカウント手段と、
カウントされた前記累積駆動時間の増加に伴い、前記駆動電流を増大させる電流制御手段と、
前記累積駆動時間に応じた前記駆動電流の電流値レベルを表示する表示部と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係るＬＥＤ照明灯は、電流制御手段を備えており、ＬＥＤ光源を駆動するための駆動電流を制御することができる。電流制御手段は、カウント手段によりカウントされたＬＥＤ光源の累積駆動時間が増加するのに伴い、駆動電流を増大させるように制御することができる。
【００１０】
仮にＬＥＤ光源へ供給される駆動電流の電流値を一定とすると、ＬＥＤ光源からの光量は、累積駆動時間が増加するのに伴い、熱劣化により低下していき、必要とされる光量が得られなくなるとＬＥＤ照明灯の寿命とされる。そのため、従来、所望の累積駆動時間を経過したときに、ＬＥＤ照明灯の光量が、劣化により低下してもなお、必要とされる光量以上となるように、使用期間中の光量は、本来必要とされる光量よりも常に多くなるようにしていた。その結果、ＬＥＤ照明灯の使用期間中、ＬＥＤ光源には必要以上の駆動電流が常に供給され、電力が無駄となり、熱劣化も促進されていた。
【００１１】
本発明に係るＬＥＤ照明灯によれば、累積駆動時間の増加に伴い、光量が低下するのを補うように、駆動電流を増大させていくことができる。これにより、使用開始時の光量を本来必要とされる値に抑えつつ、累積駆動時間が増加していっても光量を使用開始時の値（本来必要とされる値）に維持することができる。これにより、従来のような無駄な電力が抑えられ、ＬＥＤ照明灯の省エネルギー化が可能となる。
【００１２】
また、ＬＥＤ光源の寿命は、上述したように蛍光体の熱劣化が原因となっているが、この熱劣化は、ＬＥＤ光源の発熱量の累積によって生じるので、ＬＥＤ光源の発熱量を抑えることがＬＥＤ照明灯の長寿命化に繋がる。したがって、上述の無駄な電力を生じさせていたＬＥＤ光源の駆動電流を低下させることによって、ＬＥＤ光源の発熱量は抑えられ、その結果、ＬＥＤ照明灯の長寿命化が可能となる。
【００１３】
さらに、本発明に係るＬＥＤ照明灯は、累積駆動時間に応じた駆動電流の電流値レベルを表示する表示部を備える。累積駆動時間の増加に伴い、ＬＥＤ光源は熱劣化していくので、累積駆動時間に応じた駆動電流の電流値レベルは、ＬＥＤ光源の劣化状態を示すと言える。そのため、駆動電流の電流値レベルを表示部で確認することにより、ＬＥＤ光源の劣化状態を容易に判断することができる。したがって、寿命によるＬＥＤ光源の交換の時期を判断することが容易となり、ＬＥＤ照明灯のメンテナンスが容易となる。
【００１４】
本発明に係るＬＥＤ照明灯において、前記電流制御手段は、深夜時間帯の駆動電流を通常時間帯の駆動電流の半分とし、前記カウント手段は、深夜時間帯の累積駆動時間を通常時間帯の累積駆動時間の半分としてカウントすることが好ましい。
【００１５】
深夜時間帯の駆動電流を通常時間帯の駆動電流の半分とすることで、更なる省エネルギー化、長寿命化が可能となる。また、深夜時間帯の累積駆動時間を通常時間帯の累積駆動時間の半分としてカウントすることで、駆動電流を半分とすることにより、劣化の進行が遅くなり、累積駆動時間と劣化状態との相関関係が崩れてしまうのを防ぐことができる。
【００１６】
本発明に係るＬＥＤ照明灯において、前記表示部が、前記支柱の根元部に設けられることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、表示部が支柱の根元部に設けられているので、支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を直接確認しなくとも、地上からＬＥＤ光源の交換時期を判断することができる。したがって、梯子や高所作業車を使用せずに地上で保守点検を行うことができるので、ＬＥＤ照明灯のメンテナンスが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】地面に立設された支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を示す図
【図２】ＬＥＤ照明灯を図１の下方より見た正面図
【図３】専用電源システム収納部の外観構成を示す斜視図
【図４】制御ボックスの外観構成を示す正面図
【図５】制御部の構成を示す機能ブロック図
【図６】累積駆動時間と光量及び駆動電流の関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係るＬＥＤ照明灯の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、地面に立設された支柱の先端部に取り付けられたＬＥＤ照明灯を示す図である。支柱１の先端部１ａにはＬＥＤ照明灯２が取り付けられており、支柱１の根元部１ｂには、専用電源システム収納部３が備えられている。支柱１は空洞となっており、専用電源システム収納部３からＬＥＤ照明灯２へ電力を供給するための電線などが通っている。専用電源システム収納部３の外面には、制御ボックス４が設けられている。
【００２０】
図２は、ＬＥＤ照明灯２を図１の下方より見た正面図である。ＬＥＤ照明灯２の内部には、ＬＥＤユニット（ＬＥＤ光源に相当）２ａ，２ｂが備えられている。本実施形態のＬＥＤ照明灯２は、２つのＬＥＤユニット２ａ，２ｂを備える。図では、ＬＥＤユニット２ａを白抜きの丸で示し、ＬＥＤユニット２ｂをハッチングした丸で示している。本実施形態では、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂが、それぞれ直列に接続された１２個のＬＥＤで構成されている例を示す。ＬＥＤユニット２ａのＬＥＤとＬＥＤユニット２ｂのＬＥＤは、ＬＥＤ照明灯２内部にそれぞれバランスよく配列されている。
【００２１】
２つのＬＥＤユニット２ａ、２ｂには、それぞれ専用電源３１，３２（電源部に相当）から電力が供給されている。そのため、例えば何らかの回路の異常により一方のＬＥＤユニット２ａが点灯不能となった場合にも、もう一方のＬＥＤユニット２ｂは点灯し続けることができる。このとき、ＬＥＤユニット２ｂを最大照度で点灯させることで、全体の照度低下を防ぐことができる。
【００２２】
本実施形態で使用されるＬＥＤは、一例として、青色発光ダイオードと黄色蛍光体による白色ＬＥＤなどが挙げられる。しかしながら、これらの組み合わせに限られるものではなく、例えば、紫色発光ダイオード、並びに赤色、緑色及び青色蛍光体を組み合わせることによる、赤、緑、青の３色の光を混合した白色ＬＥＤなどを使用してもよい。
【００２３】
図３は、専用電源システム収納部３の外観構成を示す斜視図である。専用電源システム収納部３の外面には、制御ボックス４が設けられている。専用電源システム収納部３には、２つの専用電源３１，３２が収納されている。専用電源３１，３２には、地中に埋設されている電源線から電力が供給されている。専用電源３１，３２は、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂにそれぞれ電力を供給する。
【００２４】
図４は、制御ボックス４の外観構成を示す正面図である。制御ボックス４には、不図示の制御部が収納されている。制御ボックス４の表面には、表示部４１が設けられている。表示部４１には、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへ供給される駆動電流の電流値レベルが表示される。また、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへの駆動電流の供給に異常が発生した場合には、異常が表示される。後述するように、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの劣化に伴う光量の低下を補うように、駆動電流を増大させているので、表示部４１に示された駆動電流の電流値レベルは、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの劣化状態を示している。これにより、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの劣化状態を容易に診断することができ、ＬＥＤ照明灯２のメンテナンスが容易となる。
【００２５】
具体的には、図４に示すように、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂに対して、定格電流の１００％に該当する駆動電流が供給されている場合、１００％のランプ４１２が点灯する。同様に、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂに対して、定格電流の９０〜９９％に該当する駆動電流が供給されている場合、９０〜９９％のランプ４１３が点灯し、定格電流の９０％以下に該当する駆動電流が供給されている場合、９０％以下のランプ４１４が点灯する。また、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへの駆動電流の供給に異常が発生した場合には、異常ランプ４１１が点灯する。なお、図のＬ，Ｒには、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂがそれぞれ割り当てられている。ＬＥＤユニット２ａ，２ｂのいずれか一方への駆動電流の供給に異常が発生した場合、ＬまたはＲの異常ランプ４１１が点灯する。また、ランプ４１２，４１３，４１４の色をそれぞれ赤、黄、緑などにしておけば、メンテナンス作業者が見やすくなる。
【００２６】
制御部３３の構成を図５の機能ブロック図により説明する。本実施形態のＬＥＤ照明灯２は、支柱１の柱上に設けられた光センサー（フォトセンサー）１１により周囲の明るさを検出し、暗くなると自動的に点灯し、明るくなると自動的に消灯することができる。光センサー１１から出力された検出信号は、明るさ検出部３４に入力される。明るさ検出部３４は、入力された検出信号に基づいて明るさを検出する。明るさ検出部３４によって検出された明るさに基づいて、電源ＯＮ／ＯＦＦ制御部３５は、電源のオンオフを決定する。電源ＯＮ／ＯＦＦ検出部３６は、電源のオンオフを検出し、電源がオンの場合にはクロック信号を出力する。電源ＯＮ／ＯＦＦ検出部３６から出力されたクロック信号は、カウント部３７（カウント手段に相当）によってカウントされる。カウント部３７は、分周回路３７１、シフトレジスタ３７２、表示制御部３７３を備える。分周回路３７１は、クロック信号を分周する機能を有する。シフトレジスタ３７２は、分周回路３７１の出力をシフトする機能を有する。表示制御部３７３は、制御ボックス４の表面に設けられた表示部４１の表示を制御する機能を有する。
【００２７】
専用電源３１，３２をそれぞれ制御するために、制御部３３には２つの電流制御部３８，３９（電流制御手段に相当）が設けられている。電流制御部３８，３９は、制御端子で専用電源３１，３２とそれぞれ接続されており、専用電源３１，３２からＬＥＤユニット２ａ，２ｂに供給される駆動電流の大きさを制御することができる。シフトレジスタ３７２の出力に応じて、電流制御部３８，３９が、専用電源３１，３２からＬＥＤユニット２ａ，２ｂへ供給される電力を制御する。具体的には、抵抗選択部３８ａ，３９ａが抵抗値を選択し、選択された抵抗値の組合せにより専用電源３１，３２からＬＥＤユニット２ａ，２ｂへ供給される駆動電流の値を変更することができる。また、制御部３３には電源異常検出部５１が設けられており、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへの駆動電流の供給に異常が発生した場合には、表示制御部３７３へ指令を与え、異常ランプ４１１を点灯させることができる。
【００２８】
さらに、制御部３３は、段調光制御を行うことができるように構成されている。本発明の段調光制御とは、車や人の交通量の減少する深夜時間帯、例えば午前１時〜４時のような時間帯に、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの照度を抑え、消費電力を低下させる制御のことを示す。時計手段５２は時間を計ることができ、段調光指令部５３に時間情報が送られる。段調光指令部５３は、時計手段５２から送られた時間情報に基づいて、予め決められた時間になると段調光制御部５４に指令を与える。段調光制御部５４は、電流制御部３８，３９に指令を与え、専用電源３１，３２を制御する。
【００２９】
また、制御部３３は、ＬＥＤ照明灯２の点灯時には専用電源３１，３２から電源が供給されているが、ＬＥＤ照明灯２が点灯していない場合には電源が供給されないので、バックアップコンデンサ５５により電源を保持することができるようにしている。
【００３０】
以下に、本実施形態における駆動電流の制御方法について説明する。図６（ａ）及び（ｂ）は、上段がＬＥＤの光量（照度）と累積駆動時間との関係、下段がＬＥＤの駆動電流と累積駆動時間との関係を示す。一般に、ＬＥＤは、図６（ａ）のように、供給される駆動電流が一定値であれば、累積駆動時間が増加するに連れて、熱劣化により光量は低下していく。
【００３１】
例えば、定格電流の１００％に該当する駆動電流をＬＥＤに供給し続けると、使用開始時のＬＥＤの光量は定格の１００％であるが、累積駆動時間が増加するに連れて光量は低下していく。このＬＥＤにおいては、定格の７０％の光量が必要とされ、劣化により光量が７０％となる累積駆動時間をこのＬＥＤの寿命Ｔ１と仮定する。言い換えると、定格電流の１００％に該当する駆動電流をＬＥＤに供給し続けると、使用開始時の光量は定格の１００％であるが、寿命Ｔ１末期の光量は７０％となる（図６（ａ）参照）。そのため、駆動電流を一定とする従来のＬＥＤ照明灯２では、使用期間中の光量は必要とされる７０％よりも常に多くなり、電力が無駄となっている。
【００３２】
これに対して、図６（ｂ）のように、例えば、使用開始時には定格電流の７０％に該当する駆動電流をＬＥＤに供給すると、ＬＥＤの光量は定格の７０％である。このまま定格電流の７０％に該当する駆動電流をＬＥＤに供給し続けると、ＬＥＤの光量は低下していってしまう。しかし、ＬＥＤに供給する駆動電流を、寿命末期には定格電流の１００％となるように累積駆動時間の増加に伴い増大させていけば、使用開始時から寿命末期までＬＥＤの光量をほぼ一定値（ここでは定格の７０％）に保つことができる。
【００３３】
このように、本発明に係るＬＥＤ照明灯２は、熱劣化によるＬＥＤの光量の低下を補うように、累積駆動時間の増加に伴い、駆動電流を増大させることで、ＬＥＤの光量をほぼ一定値に保つことができる。これにより、劣化を考慮して必要以上の光量を生じさせていた無駄な電力が抑えられ、ＬＥＤ照明灯２の省エネルギー化が可能となる。
【００３４】
また、ＬＥＤの寿命は、蛍光体の熱劣化が原因となっているが、この熱劣化は、ＬＥＤの発熱量の累積によって生じるので、ＬＥＤの発熱量を抑えることが、ＬＥＤの長寿命化に繋がる。ここで、ＬＥＤの発熱量はＬＥＤの駆動電流と比例するので、図６（ａ）及び（ｂ）における斜線部の面積は、発熱量の累積とみなすことができる。これらの面積が一定値となったとき、すなわち、ＬＥＤの発熱量の累積が一定値に達したとき、ＬＥＤは寿命となる。したがって、従来のＬＥＤ照明灯２であれば、駆動電流が一定値（ここでは１００％）なので、寿命がＴ１となるが、本発明のＬＥＤ照明灯２によれば、駆動電流が７０％から１００％へと増大していくので、従来に比べ発熱量が抑えられ、寿命がＴ１よりも長いＴ２となり、ＬＥＤ照明灯２の長寿命化が可能となる。
【実施例】
【００３５】
ＬＥＤ照明灯２の使用開始時の光量を定格の７０％とし、この光量を寿命末期まで維持するようにした。ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへ供給する駆動電流は、累積駆動時間の増加に伴い、定格電流の７０％から１００％へ１％ずつ増大させた。この実施例では、図６（ｂ）の寿命Ｔ２を５７６００時間とした。
【００３６】
ＬＥＤ照明灯２は、光センサー１１により周囲の明るさを検出し、暗くなると自動的に電源がオンされ、点灯する。通常は１日に１回電源がオンされ、電源がオンとなった場合には、カウント部３７によってカウントされる。カウント部３７が日数をカウントし、１６０日が経過するごとに、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂへ供給する駆動電流を１％増大させるようにした。これにより、ＬＥＤ照明灯２の１日の平均点灯時間は約１２時間なので、１２×１６０×３０＝５７６００時間を経過したときに、上記のように駆動電流が定格電流の１００％となる。このように、累積駆動時間の増加に伴い、駆動電流を増大させることで、使用開始時から寿命である５７６００時間経過するまで、ＬＥＤ照明灯２の光量を定格の７０％に維持することができた。
【００３７】
＜別実施形態＞
道路などに設置された複数のＬＥＤ照明灯２を、ネットワークを介して遠隔地で集中管理できるように構成してもよい。この場合、ＬＥＤ照明灯２に電力を供給する専用電源システム収納部３がネットワークに接続されており、各ＬＥＤユニットの駆動電流の情報がネットワークを介して送信され、遠隔地においても駆動電流の電流値レベルを確認することが可能となっている。この構成によれば、ＬＥＤ照明灯２が設置されている現場へ直接行かなくとも保守点検ができ、ＬＥＤ照明灯２のメンテナンスが容易となる。
【００３８】
上記の本実施形態においては、カウント部３７は、累積駆動時間は１日を単位としてカウントしているが、１時間、１分を単位としてカウントしても構わない。この場合、電流制御部３８，３９は、深夜時間帯（例えば午前１時〜４時）の駆動電流を、その他の通常時間帯の駆動電流の半分となるように制御し、カウント部３７は、深夜時間帯の駆動時間を通常時間帯の駆動時間の半分としてカウントすることが好ましい。このように、深夜時間帯の累積駆動時間を通常時間帯の累積駆動時間の半分としてカウントすることで、駆動電流を半分とすることにより、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの劣化の進行が遅くなり、累積駆動時間と劣化状態との相関関係が崩れてしまうのを防ぐことができる。その結果、累積駆動時間に応じた駆動電流の電流値レベルを確認することで、ＬＥＤユニット２ａ，２ｂの劣化状態を正確に判断することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    支柱
１ａ  先端部
１ｂ  根元部
２    ＬＥＤ照明灯
２ａ  ＬＥＤユニット
２ｂ  ＬＥＤユニット
４    制御ボックス
１１    光センサー
３１    専用電源
３２    専用電源
３３    制御部
３７    カウント部
３８    電流制御部
３９    電流制御部
４１    表示部
【図１】
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【図２】
2011081919.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011081919.tif 000007
【図６】
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