(57)【要約】【課題】分岐ラインの接続を簡単にしながら、照明器具を安定して点灯する。光源の交換を簡単かつ容易にして、交換経費を著しく安価にする。【解決手段】トンネルの照明装置は、トンネルに沿って配線しているパワーケーブル１に所定の間隔で複数の照明器具２を連結している。照明器具２は、光源のＬＥＤ３１を内蔵してなる光源部４と、複数の光源部４にサブ分岐ライン６を介して接続している電源部３とを備えている。電源部３は、複数の光源部４に電力を安定化して供給する安定化回路を内蔵する電源回路３０を内蔵している。トンネルの照明装置は、複数の電源部３を、所定の間隔でトンネルに配置して、パワーケーブル１に分岐するように接続しているメイン分岐ライン５を介してパワーケーブル１に接続している。さらに、照明装置は、光源部４を所定の間隔でトンネルに配置すると共に、複数の光源部４をサブ分岐ライン６を介して電源部３に接続している。【選択図】図１
2011142026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネルに沿ってパワーケーブル(1)が配線され、このパワーケーブル(1)に所定の間隔で複数の照明器具(2)を連結してなるトンネルの照明装置であって、
前記照明器具(2)が、光源のＬＥＤ(31)を内蔵してなる光源部(4)と、複数の光源部(4)にサブ分岐ライン(6)を介して接続してなる電源部(3)とを備え、
前記電源部(3)は、複数の光源部(4)に電力を安定化して供給する安定化回路を内蔵する電源回路(30)を内蔵しており、
複数の電源部(3)が、所定の間隔でトンネルに配置されて、前記パワーケーブル(1)に分岐して接続してなるメイン分岐ライン(5)を介してパワーケーブル(1)に接続されており、
さらに、前記光源部(4)は所定の間隔でトンネルに配置されると共に、複数の光源部(4)がサブ分岐ライン(6)を介して電源部(3)に接続してなるトンネルの照明装置。
【請求項２】
前記光源部(4)がコネクタ(35)を介して電源部(3)に接続されてなる請求項１に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項３】
前記パワーケーブル(1)が、商用電源(9)に接続してなる商用パワーケーブル(11)と、商用電源(9)の停電時に起動される自家発電器(20)に接続してなる自家発電パワーケーブル(12)と、商用電源(9)で充電される二次電池(26)を電源として停電時に起動されるＤＣ／ＡＣインバータ(27)に接続してなる無停電パワーケーブル(13)とからなり、
前記無停電パワーケーブル(13)はＤＣ／ＡＣインバータ(27)と自家発電器(20)と商用電源(9)に接続され、前記自家発電パワーケーブル(12)は自家発電器(20)と商用電源(9)に接続され、さらに商用パワーケーブル(11)は商用電源(9)にのみ接続しており、
前記照明器具(2)が、メイン分岐ライン(5)を介して商用パワーケーブル(11)に接続してなる第１の電源部(3A)と、前記メイン分岐ライン(5)を介して自家発電パワーケーブル(12)に接続してなる第２の電源部(3B)と、前記メイン分岐ライン(5)を介して無停電パワーケーブル(13)に接続してなる第３の電源部(3C)とからなり、前記第２の電源部(3B)と第３の電源部(3C)とが、第１の電源部(3A)の間に配置されてなる請求項１または２に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項４】
ひとつの電源部(3)に接続してなる光源部(4)の個数が、２ないし１０個である請求項１ないし３のいずれかに記載されるトンネルの照明装置。
【請求項５】
各々の電源部(3)にパワーケーブル(1)に沿って配線してなる制御信号ケーブル(15)を接続しており、制御信号ケーブル(15)の制御信号で電源部(3)に接続している光源部(4)の点灯状態を制御するようにしてなる請求項１ないし４のいずれかに記載されるトンネルの照明装置。
【請求項６】
前記光源部(4)が、複数のＬＥＤ(31)を固定してなる回路基板(33)と、この回路基板(33)を交換自在に固定してなるケーシング(34)とを備え、前記回路基板(33)がケーシング(34)を介してトンネルに固定してなる請求項１ないし５のいずれかに記載されるトンネルの照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として高速道路のトンネルに設置される照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路のトンネルは、所定の間隔で蛍光灯やナトリウムランプ等の照明器具を固定している。各々の照明器具を点灯するために、トンネルに沿ってパワーケーブルを配線している。このパワーケーブルは、一定の間隔で分岐ラインを接続し、この分岐ラインを照明器具に接続している。（特許文献１参照）
【０００３】
トンネルには、多数の照明器具を固定することから、パワーケーブルには一定の間隔で多数の分岐ラインを接続している。たとえば、照明器具を蛍光灯とする照明装置にあっては、１ｋｍに２００個以上の照明器具が配設されることから、パワーケーブルには２００以上の分岐ラインを接続している。パワーケーブルは、あらかじめ分岐ラインを接続する状態でトンネルに配線され、あるいはトンネルに配線する状態で分岐ラインを接続している。配線の前にパワーケーブルに分岐ラインを接続する方法は、分岐ラインを確実に安定して接続できるが、分岐ラインを接続する間隔を照明器具の間隔に正確に一致させる必要があって、分岐ラインの接続位置に高い精度が要求される。分岐ラインの位置と照明器具の位置がずれると、各々の照明器具に分岐ラインを接続できなくなるからである。トンネルに配線されたパワーケーブルに分岐ラインを接続する方法は、照明器具の位置に合わせて分岐ラインを接続できるが、現場作業であることから安定して確実に接続するのに手間がかかる欠点がある。また、分岐ラインの接続に手間がかかることから、照明器具の取り付けに時間がかかる欠点がある。さらに、トンネルの照明装置は、パワーケーブルに多数の照明器具を接続するので、パワーケーブルによる電圧降下を小さくするために、極めて太い電線を配線する必要がある。とくに、蛍光灯やナトリウム灯の照明器具は、パワーケーブルの電圧降下で供給電圧が低下すると、安定して連続点灯できなくなるので、極めて太くて電気抵抗の小さいパワーケーブルを使用する必要がある。ところが、太いパワーケーブルに分岐ラインを確実に接続するのには相当に手間がかかる。また、パワーケーブルには、３線式や４線式の三相交流が使用されることから、パワーケーブルには、各々の分岐点において、３〜４本の分岐ラインを接続して、照明器具に連結する必要があり、分岐ラインの接続に極めて手間がかかって、この接続コストが相当に高くなる欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の第１の目的は、以上の欠点を解消すること、すなわち、分岐ラインの接続を簡単にしながら、照明器具を安定して点灯できるトンネルの照明装置を提供することにあるる。
【０００６】
さらに、蛍光灯やナトリウムランプは、その寿命が約１００００時間であるから、約１年で交換する必要があって、交換の手間費用が高くなる欠点がある。蛍光灯などの交換には、交通を遮断するので、交換の周期を長くすることが要求される。光源の蛍光灯やナトリウムランプを発光ダイオードに変更することで、寿命を数倍として、交換する周期を相当に長くできる。ただ、光源を発光ダイオードとする照明器具は、発光ダイオードを点灯するために専用の電源回路を内蔵していることから、発光ダイオードのみの交換ができず、照明器具の全体をトンネルから外して発光ダイオードを交換するので、光源の交換に極めて手間がかかる欠点がある。
【０００７】
本発明の第２の目的は、さらに以上の欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、光源の交換を簡単かつ容易にして、交換経費を著しく安価にできるトンネルの照明装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明のトンネルの照明装置は、トンネルに沿って配線しているパワーケーブル１に所定の間隔で複数の照明器具２を連結している。照明器具２は、光源のＬＥＤ３１を内蔵してなる光源部４と、複数の光源部４にサブ分岐ライン６を介して接続している電源部３とを備えている。電源部３は、複数の光源部４に電力を安定化して供給する安定化回路を内蔵する電源回路３０を内蔵している。トンネルの照明装置は、複数の電源部３を、所定の間隔でトンネルに配置して、パワーケーブル１に分岐するように接続しているメイン分岐ライン５を介してパワーケーブル１に接続している。さらに、トンネルの照明装置は、光源部４を所定の間隔でトンネルに配置されると共に、複数の光源部４をサブ分岐ライン６を介して電源部３に接続している。
【０００９】
以上のトンネルの照明装置は、分岐ラインの接続を簡単にしながら、照明器具を安定して点灯できる特徴がある。それは、各々の電源部に複数の光源部を接続することで、電源部の数を光源部の数分の１に減少できるからである。たとえば、ひとつの電源部に３個又は６個の光源部を接続する照明装置にあっては、電源部の数を光源部の１／３又は１／６に減少できるので、電源部をパワーケーブルに接続するメイン分岐ラインを１／３又は１／６に減少してメイン分岐ラインの配線を著しく簡単にできる特徴が実現される。
【００１０】
さらに、以上の照明装置は、光源部に電力を供給する電源部には、出力を安定化するための安定化回路を内蔵しているので、パワーケーブルの電圧降下によって電源部に供給される電圧が低下しても、光源部には所定の電力が供給される。このため、パワーケーブルに電圧降下の大きい、すなわち細い電線を配線しながら、各々の光源部には一定の電力を供給してこれを明るく安定して点灯できる特徴も実現する。このため、パワーケーブルには細い電線を使用しながら、光源部を安定して明るく点灯できる特徴が実現される。
【００１１】
たとえば、光源部を蛍光灯とする照明装置は、照明器具に供給する電圧降下を６％以下とするために、全長を３ｋｍとするトンネルにあっては、２５０ＳＱの４線と極めて太い電線を使用している。これに対して、本発明の照明装置は、電源部に供給する電圧降下が電源部の安定化回路で安定化されて光源部には一定の電圧が供給されるので、同じ長さのトンネルにおいて２２ＳＱの４線と１／１０以下の極めて細いパワーケーブルを使用しながら、光源部を明るく安定して点灯できる特徴がある。
【００１２】
さらにまた、以上のトンネルの照明装置は、光源の交換を簡単かつ容易にして、交換経費を著しく安価にできる特徴も実現する。それは、交換を必要とする光源部が電源部を内蔵しないからである。電源部を内蔵しない光源部は小さくて軽いので、トンネルから簡単に脱着して新しいものに交換できる。
【００１３】
本発明のトンネルの照明装置は、光源部４を、コネクタ３５を介して電源部３に接続することができる。
この照明装置は、各々の光源部をサブ分岐ラインとコネクタを介して電源部に接続しているので、コネクタを外して電源部から簡単に分離して交換できる。このため、光源部を交換するために、トンネルの交通を遮断する時間を極めて短くできるという高速道路の補修として大切な特徴も実現される。
【００１４】
本発明のトンネルの照明装置は、パワーケーブル１を、商用電源９に接続してなる商用パワーケーブル１１と、商用電源９の停電時に起動される自家発電器２０に接続してなる自家発電パワーケーブル１２と、商用電源９で充電される二次電池２６を電源として停電時に起動されるＤＣ／ＡＣインバータ２７に接続してなる無停電パワーケーブル１３とで構成し、無停電パワーケーブル１３をＤＣ／ＡＣインバータ２７と自家発電器２０と商用電源９に接続し、自家発電パワーケーブル１２を自家発電器２０と商用電源９に接続し、さらに、商用パワーケーブル１１を商用電源９にのみ接続することができる。さらに、トンネルの照明装置は、照明器具２が、メイン分岐ライン５を介して商用パワーケーブル１１に接続してなる第１の電源部３Ａと、メイン分岐ライン５を介して自家発電パワーケーブル１２に接続してなる第２の電源部３Ｂと、メイン分岐ライン５を介して無停電パワーケーブル１３に接続してなる第３の電源部３Ｃとを備えて、第２の電源部３Ｂと第３の電源部３Ｃとを、第１の電源部３Ａの間に配置することができる。
【００１５】
以上のトンネルの照明装置は、メイン分岐ラインを簡単に配線して、光源部の交換を簡単にしながら、商用電源の停電時にも、光源部を連続して点灯できる特徴が実現される。それは、商用電源が停電して自家発電器が起動するまでの間の、たとえば、３分〜１０分間は、直ちに起動する無停電電源装置から光源部に電力を供給して光源部を点灯し、自家自発電器が起動した後は、自家発電器で光源部を点灯できるからである。
【００１６】
本発明のトンネルの照明装置は、ひとつの電源部３に接続してなる光源部４の個数を、２ないし１０個とすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、メイン分岐ラインを１／２〜１／１０と少なくできる特徴がある。
【００１７】
本発明のトンネルの照明装置は、各々の電源部３に、パワーケーブル１に沿って配線してなる制御信号ケーブル１５を接続して、制御信号ケーブル１５の制御信号で電源部３に接続している光源部４の点灯状態を制御することができる。
以上のトンネルの照明装置は、制御信号ケーブルから電源部に制御信号を伝送することで、光源部の点灯を制御できる特徴がある。
【００１８】
本発明のトンネルの照明装置は、光源部４が、複数のＬＥＤ３１を固定してなる回路基板３３と、この回路基板３３を交換自在に固定してなるケーシング３４とを備えて、回路基板３３を、ケーシング３４を介してトンネルに固定することができる。
以上のトンネルの照明装置は、回路基板を交換して光源のＬＥＤを交換できるので、交換費用を低減しながら、複数のＬＥＤを簡単に交換できる特徴が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施例にかかるトンネルの照明装置の概略構成図である。
【図２】図１に示すトンネルの照明装置の電力供給部を示す回路図である。
【図３】図１に示すトンネルの照明装置の照明器具を示すブロック図である。
【図４】電源部の電源回路の一例を示す回路図である。
【図５】電源部の電源回路の他の一例を示す回路図である。
【図６】三相交流を全波整流する整流回路の出力波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのトンネルの照明装置を例示するものであって、本発明はトンネルの照明装置を以下のものに特定しない。
【００２１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２２】
図１ないし図３に示すトンネルの照明装置は、トンネルに沿ってパワーケーブル１を配線して、パワーケーブル１に所定の間隔で複数の照明器具２を接続している。照明器具２は、光源のＬＥＤ３１を内蔵している光源部４と、複数の光源部４にサブ分岐ライン６を介して接続している電源部３とを備えている。図１の照明装置は、トンネルの両側にパワーケーブル１を配線している。
【００２３】
パワーケーブル１は、三相交流を照明器具２に伝送するもので、４線又は３線の電線からなる。ただし、パワーケーブル１は、単相の２線の電線とすることもできる。図２は、図１に示す照明装置のパワーケーブル１に電力を供給する電力供給部８を示している。図１においてトンネルの上側に配線しているパワーケーブル１は、商用電源９に接続されて昼間に商用電源９が供給される第１の商用パワーケーブル１１Ａと、商用電源９の停電時に起動される自家発電器２０に接続してなる自家発電パワーケーブル１２と、商用電源９で充電される二次電池２６を電源として停電時に起動されるＤＣ／ＡＣインバータ２７に接続してなる無停電パワーケーブル１３とからなり、これらのパワーケーブル１をトンネルに沿って配線している。トンネルの下側に配線しているパワーケーブル１は、昼間と夜間に商用電源９を供給する第２の商用パワーケーブル１１Ｂと、夜間にのみ商用電源９を供給する第３の商用パワーケーブル１１Ｃからなる２組の商用パワーケーブル１１を配線している。
【００２４】
自家発電器２０は、商用電源９の停電を検出して起動されて、自家発電パワーケーブル１２に商用電源９と同じ電圧の電力を供給する。自家発電器２０は、エンジン２１で発電機２２を駆動するもので、商用電源９の停電を検出してエンジン２１が起動される。この自家発電器２０は、エンジン２１を起動して発電機２２を所定の回転数で回転して、発電機２２から商用電源９と同じ電力を出力するまでに数分の時間を要する。自家発電器２０が正常に運転されるまでの間は、無停電電源装置２５からパワーケーブル１に電力が供給される。
【００２５】
無停電電源装置２５は、停電しない状態の商用電源９で充電される二次電池２６と、この二次電池２６の電力を商用電源９と同じ周波数と電圧の交流に変換するＤＣ／ＡＣインバータ２７とを備えている。二次電池２６は、自家発電器２０が起動するよりも長い時間にわたって光源部４に電力を供給できる電力を蓄える。二次電池２６は、多数の素電池を直列や並列に接続して、充電できる容量を調整している。たとえば、自家発電器２０が起動までに３分を必要とすれば、無停電電源装置２５の二次電池２６から３分よりも長い時間、たとえば５分〜１０分は光源部４に電力を供給できるように二次電池２６の容量を設定している。
【００２６】
無停電電源装置２５のＤＣ／ＡＣインバータ２７は、自家発電器２０のエンジン２１に比較して極めて短時間に、たとえば２０ｍｓｅｃよりも短い時間に起動する。したがって、商用電源９が停電すると、この無停電電源装置２５が電力を供給できる状態となる。その後、自家発電器２０が電力を供給できる状態になった後、無停電電源装置２５は電力の供給を停止する。
【００２７】
無停電パワーケーブル１３は、ＤＣ／ＡＣインバータ２７と自家発電器２０と商用電源９に接続され、自家発電パワーケーブル１２は自家発電器２０と商用電源９に接続され、さらに商用パワーケーブル１１は商用電源９にのみ接続している。商用電源９が停電しない状態においては、商用パワーケーブル１１のみに商用電源９が供給され、商用電源９が停電すると、ＤＣ／ＡＣインバータ２７が起動されて所定の時間は無停電パワーケーブル１３のみに商用電源９と同じ周波数と電圧の交流が供給され、その後、自家発電器２０が起動されると、自家発電器２０から商用電源９と同じ周波数と電圧の交流が自家発電パワーケーブル１２と無停電パワーケーブル１３に供給される。自家発電器２０から商用電源９と同じ交流が出力される状態で、ＤＣ／ＡＣインバータ２７が動作しない状態に切り換えられて、その後は停電が続く状態では、自家発電器２０のみから商用電源９と同じ交流が出力される。
【００２８】
無停電パワーケーブル１３は、入力側を３分岐しており、ひとつの分岐部をリレー７６を介してＤＣ／ＡＣインバータ２７に接続すると共に、他の分岐部をリレー７７を介して自家発電器２０に接続し、さらに他の分岐部をリレー７４を介して商用電源９に接続している。自家発電パワーケーブル１２は、入力側を２分岐しており、一方の分岐部をリレー７８を介して自家発電器２０に接続し、他方の分岐部をリレー７５を介して商用電源９に接続している。さらに、商用パワーケーブル１１は、第１の商用パワーケーブル１１Ａを、リレー７１を介して商用電源９に接続し、第２の商用パワーケーブル１１Ｂをリレー７２を介して商用電源９に接続し、さらに、第３の商用パワーケーブル１１Ｃをリレー７３を介して商用電源９に接続している。商用電源９が停電しない状態において、リレー７１〜７５を制御回路１０で切り換えて、商用電源９からパワーケーブル１に供給する電力をコントロールしている。この制御回路１０は、時間帯に応じてリレー７１〜７５を切り換えて、パワーケーブル１に供給する電力をコントロールしている。
【００２９】
無停電電源装置２５のＤＣ／ＡＣインバータ２７と、自家発電器２０は停電検出回路１９で制御される。停電検出回路１９は、商用電源９の停電を検出して、ＤＣ／ＡＣインバータ２７を動作状態に切り換えると共に、無停電電源装置２５と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７６をオン状態に切り換えて、無停電電源装置２５を無停電パワーケーブル１３に接続する。さらに、停電検出回路１９は、停電を検出して自家発電器２０を起動し、自家発電器２０が起動すると、自家発電器２０と自家発電パワーケーブル１２との間に接続しているリレー７８と、自家発電器２０と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７７とをオン状態に切り換えて自家発電器２０を自家発電パワーケーブル１２と無停電パワーケーブル１３に接続すると共に、無停電電源装置２５と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７６をオフ状態に切り換えて、無停電電源装置２５を無停電パワーケーブル１３から切り離す。
【００３０】
さらに、図１の照明装置は、パワーケーブル１に沿って制御信号ケーブル１５を配線している。この制御信号ケーブル１５は、各々の電源部３に接続している。制御信号ケーブル１５は、各々の電源部３に、光源部４の明るさをコントロールする制御信号を伝送する。図１と図２の照明装置は、制御信号ケーブル１５をタイマ１６に接続している。タイマ１６は、昼間と夜間と深夜とに、光源部４の明るさをコントロールする制御信号を出力する。電源部３は、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、接続している光源部４の点灯状態を制御する。制御信号ケーブル１５は、昼間と、夜間と、深夜とで光源部４の明るさをコントロールする信号を電源部３に入力する。たとえば、光源部４は、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、昼間に最も明るく、夜間の明るさを昼間の明るさの２０％〜７０％、深夜の明るさは、さらに夜間の明るさの２０％〜７０％に制御する。
【００３１】
照明器具２は、商用パワーケーブル１１と、無停電パワーケーブル１３と、自家発電パワーケーブル１２のいずれかに、メイン分岐ライン５を介して電源部３を接続している。電源部３は、商用パワーケーブル１１に接続してなる第１の電源部３Ａと、メイン分岐ライン５を介して自家発電パワーケーブル１２に接続してなる第２の電源部３Ｂと、メイン分岐ライン５を介して無停電パワーケーブル１３に接続してなる第３の電源部３Ｃとからなり、第２の電源部３Ｂと第３の電源部３Ｃとを、第１の電源部３Ａの間に配置している。図１の照明装置は、トンネルの片側に４組、両側で８組の電源部３を配置している。図において上側には右から順番に、第１の電源部３Ａ、第３の電源部３Ｃ、第１の電源部３Ａ、第２の電源部３Ｂを配置している。下側には第１の電源部３Ａを配置している。下側の電源部３は、交互に第２の商用パワーケーブル１１Ｂと第３の商用パワーケーブル１１Ｃに接続している。
【００３２】
電源部３は、複数の光源部４に電力を供給する電源回路３０を内蔵している。図１ないし図３の電源部３は、各々の光源部４に電力を供給する複数の電源回路３０を内蔵しており、各々の電源回路３０が各々の光源部４に電力を供給している。電源回路３０は、光源部４のＬＥＤ３１に一定の電力を安定して供給する安定化回路を内蔵している。図４と図５は、安定化回路を備える電源回路３０を示している。
【００３３】
光源部４は、複数のＬＥＤ３１を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３２である。光源部４は、複数のＬＥＤ３１を回路基板３３に固定している。回路基板３３は、トンネルに固定されるケーシング３４に収納している。光源部４のＬＥＤ３１は寿命があるので、たとえば４年毎に交換する必要がある。光源部４の交換は、ケーシング３４をトンネルから外して光源部４の全体を交換し、あるいはケーシング３４をトンネルに固定する状態で、回路基板３３をケーシング３４から外し、新しいＬＥＤ３１を固定している回路基板３３に交換する。図の光源部４は、サブ分岐ライン６とコネクタ３５を介して電源部３に接続している。この構造は、コネクタ３５を脱着して簡単に光源部４を交換できる特長がある。ただ、光源部は、コネクタを介することなくサブ分岐ラインで直接に電源部に接続することもできる。
【００３４】
図４の電源回路３０は、スイッチング電源である。スイッチング電源は、入力される交流電源を整流して直流に変換する整流回路４１と、整流回路４１の出力側に接続してなるスイッチング素子４２とトランス４３との直列回路と、スイッチング素子４２をオンオフに切り換えるデューティーを制御するスイッチング回路４４と、トランス４３の２次側に出力される交流を整流して光源部４に供給する第２の整流回路４５と、第２の整流回路４５の出力電流をスイッチング回路４４にフィードバックしてスイッチング回路４４のデューティーを制御するフィードバック回路４６とを備えている。以上のスイッチング電源は、出力電流が一定になるようにスイッチング回路４４がスイッチング素子４２をオンオフに切り換えるデューティーをフィードバック回路４６で制御して、光源部４に一定の電流を供給して、光源部４のＬＥＤ３１に流す電流を一定電流に制御する。電源回路３０は、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、光源部４のＬＥＤ３１に流す電流をコントロールして光源部４の明るさを制御する。
【００３５】
図５の電源回路３０は、入力される三相交流電源を全波整流して直流に変換して出力する整流回路５１と、この整流回路５１の出力側に接続される光源部４のＬＥＤ直列回路３２と直列に接続されて、所定の周期でオンオフに切り換えられるスイッチング素子５２と、このスイッチング素子５２と直列に接続しているコイル５３と、スイッチング素子５２をオンオフに切り換えるタイミングを制御するコントロール回路５４とを備えている。この電源部３は、コントロール回路５４がスイッチング素子５２をオンオフに切り換えるデューティーをコントロールして、光源部４に流す電流を一定に制御する。
【００３６】
整流回路５１は、２個のダイオード６２を同じ方向に直列接続してなるダイオード直列回路６１を３列に並列に接続しているダイオードブリッジ６０からなる全波整流回路である。ダイオードブリッジ６０は、３列のダイオード直列回路６１の中間接続点に三相交流を入力して、ダイオード直列回路６１のプラス側とマイナス側とに整流された直流を出力する。ダイオードブリッジ６０の全波整流回路から出力される直流は、図６の実線で示すように、わずかに変動するリップルを含むものではあるが、鎖線で示すように互いに１２０度位相のずれた三相交流を全波整流するので、リップルは少なく、電解コンデンサで平滑化することなく、光源部４を点灯できる。図５の電源回路３０は、整流回路５１の出力側にコンデンサー５６を接続しているが、このコンデンサー５６は、整流回路５１の出力を平滑化するための電解コンデンサではなく、静電容量が小さくて寿命の長いコンデンサー、例えば、静電容量を０．１μＦ〜０．５μＦとするフィルムコンデンサーやセラミックコンデンサー等である。このコンデンサー５６は、必ずしも必要とするものではないが、これを設けることで雑音を少なくできる。
【００３７】
光源部４のＬＥＤ直列回路３２は、直列に接続するＬＥＤ３１の個数で、供給する最低電圧が特定される。たとえば、定格電圧を３ＶとするＬＥＤ３１を２０個直列に接続すると、ＬＥＤ直列回路３２は、少なくとも６０Ｖの電圧を供給して、スイッチング素子５２で電流をコントロールする必要がある。４６０Ｖの三相交流は、電源部３で整流して出力電圧が６００Ｖを超える電圧となる。したがって、この電源部３には、定格電圧を３ＶとするＬＥＤ３１を２００個直列に接続して点灯することができる。ただ、ＬＥＤ直列回路３２に直列接続するＬＥＤ３１の個数を多くすると、いずれかひとつのＬＥＤ３１が断線すると、直列に接続している全てのＬＥＤ３１を点灯できなくなる。したがって、ＬＥＤ直列回路３２は、たとえば１０個〜１００個のＬＥＤ３１を直列に接続して、スイッチング素子５２でＬＥＤ直列回路３２の電流をコントロールする。
【００３８】
図５の光源部４は、複数のＬＥＤ３１を回路基板３３に固定してなるＬＥＤ直列回路３２を光源ユニット３９としている。光源ユニット３９は、回路基板３３に複数のＬＥＤ３１を固定して直列に接続して、コネクタ３５を介して、整流回路５１の出力側とチョークコイルとの間に脱着できるようにしている。光源ユニット３９は、ＬＥＤ３１が劣化して輝度が低下すると回路基板３３をケーシング３４から取り外して新しいものに交換される。この構造の照明装置は、ＬＥＤ３１が劣化するとこの部分のみを交換できるので、ケーシング３４が劣化して使用できなくなるまで、全体を交換する必要がなく、ランニングコストを低減できる。
【００３９】
スイッチング素子４２、５２は、ＦＥＴやトランジスタ等の半導体スイッチング素子で、オンオフに切り換えるデューティーで、ＬＥＤ３１に流れる平均電流を制御する。図４と図５の電源回路３０は、スイッチング素子４２、５２を整流回路４１、５１のマイナス側に接続している。スイッチング素子４２、５２は、オフ時間に対するオン時間を長くして、ＬＥＤ３１の平均電流を大きく、反対にオフ時間に対するオン時間を短くして、ＬＥＤ３１の平均電流を小さくできる。
【００４０】
図５の電源回路３０において、スイッチング素子５２と直列に接続しているコイル５３は、スイッチング素子５２がオンに切り換えられた瞬間にＬＥＤ３１に流れる電流の立ち上がりを緩慢にして、ＬＥＤ３１に流れる電流を平滑化する。コイル５３がＬＥＤ３１の電流の立ち上がりを緩慢にする程度は、コイル５３のインダクタンスで特定される。コイル５３のインダクタンスを大きくして、電流の立ち上がりをより緩慢にできる。ＬＥＤ３１の電流の立ち上がりは、スイッチング素子５２をオンオフに切り換える周波数で特定される。スイッチング素子５２をオンオフに切り換える周波数を低くして、オン時間を長くするほど、コイル５３のインダクタンスを大きくして、電流の立ち上がりを緩慢にする必要がある。したがって、コイル５３のインダクタンスは、スイッチング素子５２をオンオフに切り換える周波数で最適な値に設定される。たとえば、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を５０ｋＨｚとする電源回路にあっては、コイルのインダクタンスを１ｍＨないし２ｍＨとする。コイルは、インダクタンスを１００μＨないし１０ｍＨとして、２０ｋＨｚないし１ＭＨｚの周波数でオンオフに切り換える電流を平均化できる。
【００４１】
さらに、図５に示す電源回路３０は、スイッチング素子５２とコイル５３との接続点を、バイパスダイオード５５を介して整流回路５１のプラス側に接続している。バイパスダイオード５５は、スイッチング素子５２がオフに切り換えられた瞬間に、コイル５３に流れていた電流を整流回路５１のプラス側にバイパスしてＬＥＤ３１を点灯する。したがって、この電源回路３０は、スイッチング素子５２をオフに切り換えた瞬間に、コイル５３に蓄えていた電流のエネルギーでＬＥＤ３１を点灯でき、ＬＥＤ３１を効率よく発光できる。コイル５３に蓄えられる電流のエネルギーは、スイッチング素子５２をオフに切り換える前に流れていた電流の二乗とコイル５のインダクタンスの積に比例して大きくなる。このことから、インダクタンスの大きいコイルは、蓄える電流のエネルギーが大きく、スイッチング素子をオフに切り換えた後の長い時間、ＬＥＤ３１に電流を流して点灯する。このことは、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を低くする電源回路にあっては、コイルのインダクタンスを大きくすることに好都合である。すなわち、スイッチング素子の切り換え周波数を低くする電源回路は、ＬＥＤを点滅する周期が長くなるので、スイッチング素子のオフ時間が長く、すなわちＬＥＤに通電されない時間が長くなるが、大きいインダクタンスのコイルで、ＬＥＤに通電してＬＥＤの点灯時間を長くできるからである。
【００４２】
以上のように、バイパスダイオード５５を備える電源回路３０は、スイッチング素子５２をオフに切り換えた後も、コイル５３に蓄える電流のエネルギーでＬＥＤ３１に電流を流すことができるので、ＬＥＤ３１の電流をより平均化できる特徴がある。さらに、スイッチング素子５２をオフに切り換えた直後に、コイル５３に蓄えている電流のエネルギーを速やかに消費できるので、オフに切り換えた瞬間にスイッチング素子５２に印加されるスパイク電圧を低くして、スイッチング素子５２に耐圧の低い低コストをＦＥＴやトランジスタを使用できる。また、ＦＥＴやトランジスタ等のスイッチング素子５２が、オフに切り換えた瞬間に発生するスパイク電圧で破損するのも防止できる。
【００４３】
コントロール回路５４は、スイッチング素子５２を所定の周波数でオンオフに切り換えるデューティーを変更して、ＬＥＤ３１の電流をコントロールする。コントロール回路５４がスイッチング素子５２をオンオフに切り換える周波数は５０ｋＨｚとする。ただし、この周波数は、人間の可聴周波数よりも高く、たとえば２０ｋＨｚないし１ＭＨｚとすることができる。この周波数が可聴周波数よりも低いと、騒音の原因となり、反対に高すぎるとスイッチング素子に、高い周波数に使用できる高価なものを使用する必要があって部品コストが高くなり、また電力効率も低くなる。したがって、スイッチング素子５２をオンオフに切り換える周波数は、騒音とコストと効率を考慮して前述の範囲に設定される。
【００４４】
コントロール回路５４は、ＬＥＤ直列回路３２に流れる電流を、あらかじめ設定している一定の電流に制御するように、スイッチング素子５２をオンオフに切り換える。コントロール回路５４は、ＬＥＤ直列回路３２の電流を一定にするために、ＬＥＤ直列回路３２の電流を検出する電流検出回路６４と、この電流検出回路６４の検出電流をフィードバックするフィードバック回路６５を備えている。フィードバック回路６５は、検出電流があらかじめ設定している電流となるように、スイッチング素子５２をオンオフに切り換えるデューティーをコントロールする。
【００４５】
さらに、図５のコントロール回路５４は、ＬＥＤ直列回路３２の電流を調整してＬＥＤ３１の輝度をコントロールする調光回路６６を備えている。調光回路６６は、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、ＬＥＤ直列回路３２の電流を調整して、ＬＥＤ３１の輝度をコントロールする。この調光回路１６は、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号に基づいて、ＬＥＤ３１の輝度をコントロールする。調光回路１６は、たとえば、トンネルの入り口や出口が明るいときに、ＬＥＤ３１の輝度を高くして、トンネルの内部を明るくし、反対にトンネルの入り口や出口が暗いときに、ＬＥＤ３１の輝度を低くしてトンネルの内部の輝度を低くする。このトンネルの照明装置は、トンネルの内部と外部の明るさの変化を少なくできるので、ドライバーにトンネル内を見やすくして安全運転できる特徴がある。すなわち、昼間にトンネルの内部を明るくしてドライバーに見やすくし、夜間にはトンネルの照明を暗くして、消費電力を削減しながら、ドライバーにトンネル内を見やすくできる。
【００４６】
以上のトンネルの照明装置は、以下のようにして光源部４を点灯する。
［停電しない状態］
（１）昼間
停電しない昼間においては、全てのパワーケーブル１に商用電源９が供給され、全ての電源部３に商用電源９が供給され、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で全ての光源部４を最も明るく点灯する。このとき、制御回路１０は、リレー７１〜７５をオンに切り換える。光源部４の明るさは、スイッチング素子４２、５２をオンオフに切り換えるデューティーでコントロールされる。
（２）夜間
停電しない夜間において、自家発電パワーケーブル１２と第３の商用パワーケーブル１１Ｃに商用電源９が供給され、自家発電パワーケーブル１２と第３の商用パワーケーブル１１Ｃに接続している電源部３に商用電源９が供給されて、この電源部３に接続している光源部４が点灯される。このとき、制御回路１０は、リレー７４、７３をオンに切り換えて、リレー７１、７２、７５をオフに切り換える。さらに、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、光源部４を昼間の明るさの昼間よりも暗く点灯する。電源部３は、スイッチング素子４２、５２をオンに切り換えるデューティーを昼間よりも小さく、すなわちオン時間を短くして光源部４のＬＥＤ３１の明るさを昼間よりも暗くする。
（３）深夜
停電しない深夜において、自家発電パワーケーブル１２に接続している電源部３にのみ商用電源９が供給されて、この電源部３に接続している光源部４が点灯される。このとき、制御回路１０は、リレー７４のみをオンに切り換えて、リレー７１、７２、７３、７５をオフに切り換える。さらに、制御信号ケーブル１５から入力される制御信号で、光源部４を夜間よりもさらに暗く点灯する。電源部３は、スイッチング素子４２、５２をオンに切り換えるデューティーを夜間よりも小さく、すなわちオン時間を短くして光源部４のＬＥＤ３１の明るさを夜間よりもさらに暗く点灯する。
【００４７】
［停電時］
商用電源９が停電すると、停電検出回路１９が商用電源９の停電を検出する。停電検出回路１９が停電を検出すると、無停電電源装置２５のＤＣ／ＡＣインバータ２７を動作状態に切り換えて、無停電電源装置２５から商用電源９と同じ交流電力を供給できる状態とし、さらに、無停電電源装置２５と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７６をオン状態に切り換えて、無停電電源装置２５を無停電パワーケーブル１３に接続する。この状態になると、無停電パワーケーブル１３に接続している第３の電源部３Ｃに電力が供給され、この第３の電源部３Ｃに接続している光源部４が点灯される。停電状態においては、制御信号ケーブル１５から制御信号が入力されず、第３の電源部３は、光源部４を所定の明るさで点灯する。この状態で、自家発電器２０が起動するまで、光源部４は点灯される。
【００４８】
さらに、停電検出回路１９は、停電を検出して自家発電器２０を起動する。自家発電器２０が起動されると、自家発電器２０と自家発電パワーケーブル１２との間に接続しているリレー７８と、自家発電器２０と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７７とをオン状態に切り換えて自家発電器２０を自家発電パワーケーブル１２と無停電パワーケーブル１３に接続すると共に、無停電電源装置２５と無停電パワーケーブル１３との間に接続しているリレー７６をオフ状態に切り換えて、無停電電源装置２５を無停電パワーケーブル１３から切り離す。この状態になると、自家発電パワーケーブル１２に接続している第２の電源部３Ｂと、無停電パワーケーブル１３に接続している第３の電源部３Ｃとに商用電源９と同じ電力が供給され、第２の電源部３Ｂと第３の電源部３Ｃに接続している光源部４を点灯する。停電が継続する状態にあっては、この状態が保持される。
【００４９】
停電が回復して商用電源９が供給される状態になると、停電検出回路１９はこのことを検出して、無停電パワーケーブル１３に接続しているリレー７６、７７と、自家発電パワーケーブル１２に接続しているリレー７８をオフ状態に切り換えると共に、制御回路１０が、時間帯に応じてリレー７１〜７５をオンオフに切り換えて、所定のパワーケーブル１を商用電源９に接続して、電源部３に電力を供給して光源部４を点灯する。
【符号の説明】
【００５０】
１…パワーケーブル
２…照明器具
３…電源部                          ３Ａ…第１の電源部
３Ｂ…第２の電源部
３Ｃ…第３の電源部
４…光源部
５…メイン分岐ライン
６…サブ分岐ライン
８…電力供給部
９…商用電源
１０…制御回路
１１…商用パワーケーブル            １１Ａ…第１の商用パワーケーブル
１１Ｂ…第２の商用パワーケーブル
１１Ｃ…第３の商用パワーケーブル
１２…自家発電パワーケーブル
１３…無停電パワーケーブル
１５…制御信号ケーブル
１６…タイマ
１９…停電検出回路
２０…自家発電器
２１…エンジン
２２…発電機
２５…無停電電源装置
２６…二次電池
２７…ＤＣ／ＡＣインバータ
３０…電源回路
３１…ＬＥＤ
３２…ＬＥＤ直列回路
３３…回路基板
３４…ケーシング
３５…コネクタ
３９…光源ユニット
４１…整流回路
４２…スイッチング素子
４３…トランス
４４…スイッチング回路
４５…第２の整流回路
４６…フィードバック回路
５１…整流回路
５２…スイッチング素子
５３…コイル
５４…コントロール回路
５５…バイパスダイオード
５６…コンデンサー
６０…ダイオードブリッジ
６１…ダイオード直列回路
６２…ダイオード
６４…電流検出回路
６５…フィードバック回路
６６…調光回路
７１…リレー
７２…リレー
７３…リレー
７４…リレー
７５…リレー
７６…リレー
７７…リレー
７８…リレー
【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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