JP4439376B2

JP4439376B2 - 照明装置

Info

Publication number: JP4439376B2
Application number: JP2004315799A
Authority: JP
Inventors: 雄士島田
Original assignee: Eye Lighting Systems Corp
Current assignee: Eye Lighting Systems Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006127959A

Description

本発明は、高速撮影時に用いて好適な照明装置に係り、特に、この照明装置の冷却技術に関する。

従来、インバータ電源を用いてランプを点灯させることで、フリッカー（ちらつき）を抑制した照明装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の照明装置は、フリッカーが低減されることから、高速度撮影時の照明に適し、例えば車両衝突試験場の照明装置などに用いられている。
特開平８−０９６７６３号公報

しかしながら、高速度撮影時にあっては、シャッタースピードが速くなる（１秒当たりのコマ数が多くなる）につれて、撮影に必要な光量が増加するため、高出力な照明装置が必要となるものの、単純に出力を上げると、照明装置内部が高温になり、ランプや当該ランプ周辺部が熱により破損してしまう、といった問題がある。
また、低出力な照明装置の台数を多くすれば、全体の光量を増加させることができるものの、照明装置の台数が増えた分だけ、コストが増大する、といった問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、照明装置の冷却を可能とし、以ってランプの高出力化が可能な照明装置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、ランプ及び反射鏡を収容する灯体ケースの背面側に、前記ランプの点灯を制御する電気回路を収容する制御箱を、前記灯体ケースとは独立させて空間を設けて支持し、前記制御箱と前記灯体ケースとの間を通風管で連結すると共に、前記灯体ケースの光出射面を覆うカバーガラスを備え、前記灯体ケースとカバーガラスとの間に隙間を設け、前記制御箱にファンを設け、前記ファンが、前記制御箱内に冷却風を取り込み、前記冷却風により前記制御箱内を冷却すると共に、前記通風管を通して前記灯体ケース内の前記ランプに向けて冷却風を送り、この冷却風を分けて前記ランプの発光管及び前記ランプの接続端子部のそれぞれを冷却し、この冷却風を前記カバーガラスに衝突させて、前記灯体ケースと前記カバーガラスとの間の隙間を通じて排出する構成としたことを特徴とする照明装置を提供する。

また本発明は、上記発明において、前記灯体ケースには、前記制御箱側から前記通風管を通じて送られてきた冷却風の一部を前記ランプの発光管に向かって流す中央方向制御体と、前記ランプの接続端子部に向かって流すランプ端子部制御体を設けたことを特徴とする。

また本発明は、上記発明において、前記灯体ケースには、前記制御箱側から前記通風管を通じて送られてきた冷却風の一部を、前記反射鏡と前記灯体ケースの内側面との間に流す上下方向制御体を更に設けたことを特徴とする。

本発明によれば、照明装置の冷却を可能とし、以ってランプの高出力化が可能な照明装置が提供される。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る照明装置１の正面図、図２は左側面図、図３は平面図である。照明装置１は、例えば車両衝突試験場などでの高速撮影時に用いて好適なものであり、図１乃至図３に示すように、灯体２と、この灯体２に設けられたランプの点灯を制御するインバータ回路や始動器（イグナイタ）等の電子・電気回路を収納する制御箱３とを備えている。

灯体２は、筐体としての灯体ケース４と、この灯体ケース４の正面（光出射面）を覆う正面カバー５とを備えている。灯体ケース４の背面４Ａ側には、図２及び図３に示すように、支持棒１０により灯体ケース４との間に隙間を設けて制御箱３が支持される。このように、灯体ケース４と制御箱３との間に隙間を設けることで、灯体ケース４から制御箱３への熱伝導を防止し、制御箱３内の電子・電気回路の熱損傷を防止できる。

灯体ケース４の背面４Ａと制御箱３とは、テフロン（登録商標）等の耐熱性及び絶縁性に優れた部材が筒状に形成されてなる２本の配線管１１により接続され、制御箱３の電気・電子回路から延びる電気配線が配線管１１を通って、灯体ケース４に導入される。灯体ケース４の背面４Ａと制御箱３との間には、さらに、制御箱３から灯体ケース４の内部に冷却風を送るための通風管１２が設けられているが、これについては後述する。

灯体ケース４は、その正面が図１に示すように矩形の四隅が切り落とされた形状に形成され、また、側面視略台形状、上面視矩形状に形成されると共に、正面の略全面が開口し、全体として背面から正面にかけて拡開する形状に形成されている。灯体ケース４の上面及び底面の各々には、図３に示すように、放熱のための排気口１３が形成されている。この排気口１３には多数のルーバー１４が取り付けられている。また、図１及び図２に示すように、灯体ケース４の底面には、本照明装置１を、三脚やリフターなどの照明装置支持具に取り付けるための取付アーム６が設けられている。

上記正面カバー５は、カバー基材１５と、カバーガラス１６とを備え、灯体ケース４に設けられた掛止具１７により灯体ケース４正面に着脱自在に固定される。カバー基材１５は鋼板などの板状部材から形成され、その面内に開口部１５Ａが形成されると共に、この開口部１５Ａの左右両側には、正面カバー５の着脱を容易とするための把持部１８が設けられている。また、開口部１５Ａの周りには、ガラス支持部材１９が適宜の数（図示例では６つ）設けられ、これらのガラス支持部材１９が上記カバーガラス１６を、カバー基材１５との間に多少の隙間ができるように支持する。したがって、灯体ケース４の内部の熱は、上記排気口１３に加え、カバーガラス１６とカバー基材１５との隙間からも外部に放出されることになる。

図４は灯体２の内部構成を示す正面図、図５は側断面面、図６は横断面図である。これらの図に示すように、灯体ケース４の内部には、２つのランプ固定部３０と、１枚の反射鏡３１と、２枚の側反射鏡３２（前掲図１）とが設けられている。ランプ固定部３０は、灯体ケース４の左内側面４Ｅ及び右内側面４Ｆのそれぞれに、ばね３４を用いてランプ２０の灯軸を調芯可能に取り付けられている。ランプ２０は、細長の外管２１と、この外管２１の略真中に内設される発光管２２とを有し、外管２１の左右両端側２１Ａが着脱可能にランプ固定部３０に固定される。また、ランプ２０の左右両端側２１Ａにはランプ接続端子部２３が設けられ、各ランプ接続端子部２３には、制御箱３から灯体ケース４に引き込まれた電気配線が接続される。本照明装置１を光源にして高速撮影を行う際に、十分な光量を確保するために、ランプ２０としては、例えばメタルハライドランプ（メタハラとも呼ばれる）等のＨＩＤランプ（High Intensity Discharge Lamps：高輝度放電灯）を用いるのが好適である。

上記反射鏡３１及び側反射鏡３２は例えばアルミニウム板から形成される。反射鏡３１は、図５に示すように、断面視Ｕ字状に形成され、ランプ２０の上方、下方及び背後を囲うように、灯体ケース４の上内側面４Ｂ、奥内側面４Ｃ及び下内側面４Ｄに沿って、なおかつ、これらの内側面４Ｂ、４Ｃ及び４Ｄとの間に隙間を設けて配置されている。また、上内側面４Ｂ及び下内側面４Ｄと、反射鏡３１とのそれぞれの間には、排出口１３からの光漏れを防止するための遮光板３５が設けられている。側反射鏡３２は、前掲図１に示すように、灯体ケース４の左内側面４Ｅ及び右内側面４Ｆのそれぞれに沿うように、正面カバー５に取り付けられ、これらの反射鏡３１及び側反射鏡３２によりランプ２０の周囲が囲まれる。

次いで、照明装置１の冷却構造について説明する。
本照明装置１では、強制空冷により灯体ケース４内部を冷却することとしている。具体的には、図６に示すように、制御箱３と灯体ケース４とが通風管１２により接続されると共に、通風管１２を通して制御箱３から灯体ケース４に向けて冷却風を送る送風ファン４０が制御箱３内に配設されている。また、制御箱３の左右両側面３Ａには、前掲図２に示すように、エアーフィルタが内設された吸気口４１が形成されると共に、上記送風ファン４０は、制御箱３と通風管１２との接続口１２Ｂに面して配置され、送風ファン４０の作動に伴って、吸気口４１から制御箱３内に冷却風（外気）が吸込まれ、通風管１２から灯体ケース４内部に向けて冷却風が送られる。通風管１２と灯体ケース４の背面４Ａとの接続口１２Ａは発光管２２と対向する位置に形成され、通風管１２の接続口１２Ａからランプ２０に向けて冷却風が吹き出される。また、灯体ケース４への送風時には、吸気口４１から吸気された冷却風によって、制御箱３内の各種電気・電子回路も冷却されるため、これら電気・電子回路の熱損傷が防止される。

一方、灯体ケース４内部には、通風管１２を介して制御箱３から送られた冷却風の流れる方向を制御するランプ中央方向制御体（整流体）４２、上下方向制御体（整流体）４３、及び、ランプ接続端子部方向制御体（整流体）４４が設けられている。
ランプ中央方向制御体４２は、図６に示すように、通風管１２から灯体ケース４に吹き込む冷却風をランプ２０の発光管２２の方向、及び、灯体ケース４の左右方向に導くものである。すなわち、ランプ中央方向制御体４２は、図４に示すように、通風管１２の接続口１２Ａ開口面の略全面を覆う程度の大きさの上面視略矩形状を有し、図５及び図６に示すように、通風管１２の接続口１２Ａと対向配置される。このランプ中央方向制御体４２の面内には、図４に示すように、通風管１２の接続口１２Ａの開口面積よりも小さい通風穴４２Ａが形成され、ランプ中央方向制御体４２は、通風穴４２Ａと通風管１２の接続口１２Ａとが、正面側から見て重なるように配置される。さらに、ランプ中央方向制御体４２よりも正面側には、遮蔽板４５（図４には図示せず）が、通風穴４２Ａの開口面と対向して配置されている。

したがって、図６に矢印で示すように、通風管１２から灯体ケース４内部に吹き込まれた冷却風は、ランプ中央方向制御体４２背面と灯体ケース４の奥内側面４Ｃとの間の隙間を通って灯体ケース４の左右方向に向かう冷却風と、ランプ中央方向制御体４２の通風穴４２Ａ（図４参照）を通ってランプ２０の発光管２２に向かう冷却風とに分流される。このとき、発光管２２の方向に流れる冷却風は、ランプ中央方向制御体４２と遮蔽板４５との間の隙間を通って灯体ケース４の左右両側に向かって流れることになる。

ランプ中央方向制御体４２の左右両側には、遮蔽板４５を回り込んで発光管２２に向かう冷却風の流れを作るための制御板４２Ｂがそれぞれ設けられ、これらの制御板４２Ｂにより、ランプ中央方向制御体４２の通風穴４２Ａから流入した冷却風が発光管２２に向かって流れ、この冷却風により発光管２２が冷却されることとなる。また、遮蔽板４５の正面側の面上には、当該遮蔽板４５の背面側から正面側に回り込んだ冷却風を発光管２２に向かってスムーズにガイドするための、断面視三角形状の風向体４６が設けられ、この風向体４６を設けることで、発光管２２に向かう冷却風の流量を増大させ、冷却効果を高めることが可能となる。

上記上下方向制御体４３は、通風管１２からの冷却風を灯体ケース４の上下方向に分流するものである。すなわち、上下方向制御体４３は、図５に示すように、略矩形の板材が側面視略「Ｖ」字形状に折り曲げ加工されてなり、その「Ｖ」字の谷部４３Ｂがランプ中央方向制御体４２の通風穴４２Ａに位置する姿勢で、ランプ中央方向制御体４２と遮蔽板４５との間に配置される。したがって、ランプ中央方向制御体４２の通風穴４２Ａを通過した冷却風の一部が、上下方向制御体４３により灯体ケース４の上下方向に分流され、反射鏡３２と遮光板３５との間を流れ、これにより、反射鏡３２が冷却される。また、上下方向制御体４３により、通風管１２から灯体ケース４に流れ込んだ冷却風が、遮蔽板４５に衝突して通風管１２を逆流するのが防止される。

また、ランプ中央方向制御体４２は、図４及び図５に示すように、上下の両縁が正面に向かって折り曲げられてなる折り曲げ片４２Ｃを有し、上下方向制御体４３によって上下に分流された冷却風が、折り曲げ片４２Ｃによって灯体ケース４の正面に向かってスムーズに流れるようにガイドされるようになっている。

ランプ接続端子部方向制御体４４は、通風路１２から灯体ケース４に吹き込む冷却風のうち、上記ランプ中央方向制御体４２背面と灯体ケース４の奥内側面４Ｃとの間の隙間を通って灯体ケース４の左右方向に向かう冷却風を、ランプ接続端子部２３に向かって流れるようにするものである。具体的には、図６に示すように、ランプ接続端子部方向制御体４４は、灯体ケース４の奥内側面４Ｃの左右両側に各々設けられる正面視略矩形の板材である。ランプ接続端子部方向制御体４４は、一端の縁部が断面視半円弧状に折り曲げられて風向制御部４４Ａが形成され、この風向制御部４４Ａによって、ランプ接続端子部２３に向かって冷却風が流れ、ランプ接続端子部２３の冷却が行われる。

以上の構成の下、例えば、ランプ２０に約４ｋＷ（従来は約２ｋＷ）のメタルハライドランプを用いると共に、送風ファン４０に最大風量約２．５（ｍ³／ｍｉｎ²）²：５０Ｈｚ駆動、最大風量約２．９（ｍ³／ｍｉｎ²）²：６０Ｈｚ駆動、及び、ファン開口約１０５ｍｍのファンを用いた場合、ランプ接続端子部２３付近で風速約０．３ｍ／ｓ、ランプ２０の発光管２２付近で風速約０．７８ｍ／ｓの冷却風の流れが得られた。
また、周囲温度（環境温度）が３５℃の状態で送風ファン４０を停止した場合、ランプ接続端子部２３の温度上昇値が約２３２．５℃（温度上昇規格値：２１５℃）、及び、発光管２２の表面の温度上昇値が約１０５２．９℃（温度上昇規格値：９３５℃）となるのに対して、送風ファン４０を駆動した場合には、ランプ接続端子部２３の温度上昇値が約１６７．７℃、発光管２２の表面の温度上昇値が約８４５．６℃まで抑えられ、温度上昇値の規格内に抑えることが可能となる。また、制御箱３内にあっては、送風ファン４０を停止した場合、温度上昇値が約４８．８℃（温度上昇規格値：４０℃）であるのに対して、送風ファン４０を駆動した場合には、温度上昇値が約７．２℃まで抑えられ、制御箱３内も十分に冷却される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、送風ファン４０が、制御箱３内に冷却風を取り込み、冷却風により制御箱３内を冷却すると共に、灯体ケース４に冷却風を送り、この冷却風によりランプ２０の発光管２２及びランプ接続端子部２３が冷却される構成としたため、灯体ケース４及び制御箱３のそれぞれの冷却が可能となり、以って、ランプ２０の大出力化が可能となる。また、１つの送風ファン４０により、灯体ケース４内部のみならず制御箱３内をも冷却する構成としたため、ファン数が少なくなり、装置コストを抑えられる。

また、本実施の形態によれば、制御箱３側から送られてきた冷却風の一部を、反射鏡３１と灯体ケース４の上下内側面４Ｂ、４Ｄとの間に流す上下方向制御体４３を灯体ケース４に設ける構成としたため、ランプ２０のみならず反射鏡３１の冷却も可能とし、反射鏡３１の熱損傷を防止することができる。
また、本実施の形態によれば、カバーガラス１６を灯体ケース４（より正確にはカバー基材１５）に対して隙間を設けて配置する構成としたため、灯体ケース４内部の放熱性能をより高められる。

なお、上述した実施の形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の範囲内で任意に変形及び応用が可能である。例えば、本実施の形態では、ランプ２０として、両端にランプ接続端子部２３を有するものを例示したが、これに限らず、一端にだけランプ接続端子部２３を有するものを用いる構成としても良い。この構成においては、ランプ接続端子部２３付近を固定すべく、ランプ固定部３０が、灯体ケース４の左右内側面４Ｆ、４Ｅのうちのいずれか一方に設けられると共に、このランプ接続端子部２３に冷却風を送風可能にランプ端子部方向制御体４４が配置される。

本発明の実施の形態に係る照明装置の正面図である。同照明装置の左側面図である。同照明装置の平面図である。同照明装置の内部構成を示す正面図である。同照明装置の内部構成を示す側断面図である。同照明装置の内部構成を示す横断面図である。

符号の説明

１照明装置
２灯体
３制御箱
４灯体ケース
５正面カバー
１２通風管
１６カバーガラス
２０ランプ
２２発光管
２３ランプ接続端子部
３１反射鏡
４０送風ファン
４２ランプ中央方向制御体
４３上下方向制御体
４４ランプ端子部方向制御体

Claims

ランプ及び反射鏡を収容する灯体ケースの背面側に、前記ランプの点灯を制御する電気回路を収容する制御箱を、前記灯体ケースとは独立させて空間を設けて支持し、前記制御箱と前記灯体ケースとの間を通風管で連結すると共に、前記灯体ケースの光出射面を覆うカバーガラスを備え、前記灯体ケースとカバーガラスとの間に隙間を設け、前記制御箱にファンを設け、前記ファンが、前記制御箱内に冷却風を取り込み、前記冷却風により前記制御箱内を冷却すると共に、前記通風管を通して前記灯体ケース内の前記ランプに向けて冷却風を送り、この冷却風を分けて前記ランプの発光管及び前記ランプの接続端子部のそれぞれを冷却し、この冷却風を前記カバーガラスに衝突させて、前記灯体ケースと前記カバーガラスとの間の隙間を通じて排出する構成としたことを特徴とする照明装置。
前記灯体ケースには、前記制御箱側から前記通風管を通じて送られてきた冷却風の一部を前記ランプの発光管に向かって流す中央方向制御体と、前記ランプの接続端子部に向かって流すランプ端子部制御体を設けたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
前記灯体ケースには、前記制御箱側から前記通風管を通じて送られてきた冷却風の一部を、前記反射鏡と前記灯体ケースの内側面との間に流す上下方向制御体を更に設けたことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。