JP7453092B2 - 照明器具 - Google Patents

Description

特許法第３０条第２項適用 令和２年７月１３日発行、株式会社遠藤照明「ＬＥＤＺ Ｐｒｏ．４」カタログ、第８１０頁

本発明は、地面に立設する柱状の照明器具に関する。

従前より、夜の景観を演出する場合などに用いられる屋外照明の一つとして柱状の照明器具が普及しており、特許文献１には、地面に立設する電源ポールの天部に照明部が固定された照明器具が開示されている。

特開平５－２１０４３号公報

しかしながら、上述の照明器具では、天部が点灯し周囲をある程度明るく照らすものの、照明器具の根元部分に光が及ばず暗くなってしまい、照明器具の周囲において明るさムラが感じられやすいという問題がある。

本発明は、係る問題に鑑みてなされたものであり、器具自身の根元から遠くまで明るさムラが感じられないよう照らすことができる照明器具を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る照明器具は、地面に立設される筒状の筐体を備えた照明器具であって、前記筐体の側面に設けられた開口部と、前記筐体内部における前記開口部よりも上の位置に、下向きに、傾斜させて配された光源部と、前記光源部が発する光を、前記開口部側へ反射する反射板とを備え、前記開口部から出射される光は、前記反射板により反射されずに自身の近傍を照明する直接光と、前記光源部が発する光が前記反射板により反射されて遠方を照明する反射光とを含み、前記光源部は、前記傾斜における傾斜角が、前記地面を照らした前記直接光及び前記反射光による照度分布が、滑らかに変化するよう調整されている。

上述の構成により、本発明に係る照明器具は、照明器具自身の根元から遠くまで明るさムラが感じられないよう照らすことができる。

本発明の一実施形態に係る照明器具の全体を示す正面図である。 （ａ）照明器具が備える片面配光ユニットの斜視図、（ｂ）片面配光ユニットの内部構成の一部を省略した断面を示す模式図、（ｃ）照明器具が備える両面配光ユニットの斜視図、（ｄ）両面配光ユニットの内部構成を省略した断面を示す模式図である。 （ａ）照明器具が備える反射板の平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同底面図、（ｄ）同側面図、（ｅ）同斜視図、（ｆ）反射板が備えるファセットの断面を示す模式図である。 （ａ）両面配光ユニットにおける光源から出力される光の光路を示す図、（ｂ）反射板により反射される光の水平方向の光路を示す図、（ｃ）反射板の形状について説明するための図である。 （ａ）片面配光ユニットを発光させた場合の配光分布のシミュレーションの算出条件及び結果を示す図、（ｂ）シミュレーションによる床面照度分布を示す図である。

＜１．第１の実施形態＞
＜１．１．構成＞
以下、本発明の一実施形態に係る照明器具１について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る照明器具１の全体を示す正面図である。

照明器具１は、円筒形状を有し、地面などの設置対象に取り付けられる屋外用ポール灯である。照明器具１は、上から順に、それぞれが円筒状のトップユニット、中間ユニット及びベースユニットが積み重ねられて成る。図１に示すように、トップユニットは一例として片面配光ユニット２であり、中間ユニットは一例として両面配光ユニット３であり、ベースユニットは、一例としてポールユニット５である。

＜片面配光ユニット２＞
図２（ａ）は、片面配光ユニット２の斜視図であり、図２（ｂ）は、片面配光ユニット２の内部構成の一部を省略した断面を示す模式図である。

片面配光ユニット２は、図２（ａ）に示すように円筒状の筐体２１に開口部２２が設けられて成り、開口部２２は、乳白色の透光性カバー２３で筐体２１の内側より塞がれている。また、片面配光ユニット２は、図２（ｂ）に示すように、筐体２１の内部に、取付部材２５、光源部２６、反射板２８及び収納部２９を備える。

取付部材２５は、光源部２６を取り付けるための板状の部材である。取付部材２５は、上端が筐体２１の中心軸近辺に位置し、下端が開口部２２よりも上の位置で開口部２２に近接する。取付部材２５は、水平に対して所定の傾斜角θ１で傾斜するように構成されている。傾斜角θ１は、最低限１０度以上を確保し、１５度以上４５度以下が望ましいが、３０度以上３５度以下の範囲がより望ましい。

光源部２６は、基板部２６１と発光部２６２とから成り（図３（ｃ）参照）、図２（ｂ）に示すように、発光部２６２が下方を向くように取付部材２５に取り付けられる。発光部２６２は、一例としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）で構成されている。

図３（ａ）は、反射板２８の平面図であり、図３（ｂ）は、同正面図であり、図３（ｃ）は、同底面図であり、図３（ｄ）は、同側面図であり、図３（ｅ）は、同斜視図であり、図３（ｆ）は、反射板２８が備えるファセット２８５の断面を示す模式図である。なお、図３（ａ）、図３（ｃ）～図３（ｅ）には、反射板２８との位置関係を示すために、光源部２６も示している。

反射板２８は、図３(ａ)から図３（ｅ）に示すように、平板状で、中央部分がアーチ状に切り欠かれた板部２８１と、板部２８１の切り欠かれた部分から連続する反射部２８３とを備える。板部２８１は、図３（ａ）、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、水平方向からθ１傾けられた状態で、図２（ｂ）に示すように、光源部２６と共に取付部材２５に取り付けられる。

反射部２８３は、水平断面がアーチ状でありアーチの弧長が下にいくほど短くなるシェル形状の曲面で構成されている。これにより、反射板２８が筐体２１内にコンパクトに収まる構成とすることができる。反射部２８３の内面は、マトリックス状に配列された複数のファセット２８５で構成されている。

ファセットは、通常、光源からの光を均一に分散させるために凸状の構成とするが、ファセット２８５は、図３（ｆ）に断面を模式的に示すように、表面部分が、上部が凹状の凹状部２８６、下部が凸状の凸状部２８７で構成される。

図３（ｆ）に示すように、ファセット２８５における上側の凹状部２８６に当たる光Ｌ１は、下向きに反射する（光Ｌ２）。これにより、上方向、ユーザの視線方向への光を低減してユーザが眩しく感じるのを防ぐことができる。また、ファセット２８５は、凸状の凸状部２８７を備えることで光を均一に分散させる機能も担保している。すなわち、ファセット２８５は、全体として、色ムラや光ムラを防ぎつつ、上方向、ユーザの視線方向への光を低減してユーザが眩しく感じるのを防ぐことができる。ファセット２８５において、凹状部２８６と凸状部２８７の長さの比は、より高い効果が得られる３：７で構成しているが、これに限定されず、凹状部２８６の比率を、２：８以上４：６以下の範囲で増減してもよい。 収納部２９には、各種回路、配線、端子台など光源部２６の発光に必要な部材が収納されている。

＜両面配光ユニット３＞
図２（ｃ）は、両面配光ユニット３の斜視図であり、図２（ｄ）は、両面配光ユニット３の内部構成の一部を省略した断面を示す模式図である。

両面配光ユニット３は、図２（ｃ）に示すように、円筒状の筐体３１に２個の開口部３２ａ及び開口部３２ｂが設けられ、開口部３２ａは、乳白色の透光性カバー３３ａで筐体３１の内側より塞がれ、開口部３２ｂは、乳白色の透光性カバー３３ｂで筐体３１の内側より塞がれている。両面配光ユニット３は、図２（ｄ）に示すように、筐体３１内部に２個の光源部３６ａ及び光源部３６ｂ、並びに、２個の光源部３６ａ及び光源部３６ｂのそれぞれに対応する２個の反射板３８ａ及び反射板３８ｂを備え、さらに収納部４１を備える。

両面配光ユニット３において、光源部３６ａが発する光は、直接又は反射板３８ａにより反射されて、開口部３２ａを通じて両面配光ユニット３外に出射され、光源部３６ｂが発する光は、直接又は反射板３８ｂにより反射されて、開口部３２ｂを通じて両面配光ユニット３外に出射される。

両面配光ユニット３は、片面配光ユニット２が備える発光機構（光源部、反射板、開口部、透光性カバーより成る）を２個分備え、片面配光ユニット２のように、側面の一方側を照らすだけでなく、その反対側も照らすことができるようにしたものである。光源部３６ａ及び光源部３６ｂは、光源部２６と同様の機能を有し、反射板３８ａ及び反射板３８ｂは、反射板２８と同様の機能を有し、開口部３２ａ及び開口部３２ｂは、開口部２２と同様の機能を有し透光性カバー３３ａ及び透光性カバー３３ａは、透光性カバー２３と同様の機能を有する。

収納部４１には、各種回路、配線、端子台など光源部３６ａ及び光源部３６ｂの発光に必要な部材が収納されている。

＜ポールユニット５＞
ポールユニット５は、円筒状の筐体５１を備え、下端部分が地中に埋設されることにより、残りの部分が地面から立設する。ポールユニット５の上端に、両面配光ユニット３が積み重ねられ、両面配光ユニット３の上にさらに片面配光ユニット２が積み重ねられることにより、照明器具１において両面配光ユニット３及び片面配光ユニット２が光を発する部分の高さを高くすることができる。そして、ポールユニット５における筐体５１の長手方向の長さを適宜変更することにより、照明器具１における光を発する部分の高さを適宜変更することができる。

＜１．２．光路＞
以下、以上のように構成された照明器具１における片面配光ユニット２の光源部２６から発せられる光の光路について図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照しながら説明する。

図４（ａ）は、片面配光ユニット２における光源部２６から出力される光の光路の一例を示す図であり、図４（ｂ）は、光源部２６から出力され反射板２８により反射される光の水平方向の光路の一例を示す図である。

図４（ａ）に示すように、光源部２６から発せられる光は、光の一部が、一例として光路Ｌ１１として示すように、反射板２８により反射された後、開口部２２から照明器具１外へ出射する反射光となり、残りは、一例として光路Ｌ１２として示すように、反射板２８には反射されずに、開口部２２から照明器具１外へ出射する直接光となる。

照明器具１では、光源部２６の水平方向に対する傾斜角θ１を変更することにより、直接光の量と反射光の量のバランスが調整される。そして、上述の通り、傾斜角θ１を３０度～３５度にすることにより、直接光による照度分布と反射光による照度分布とを合わせた場合に、それらの境界が明確になることなく、照明器具１による全体の照度分布として、自身の根元から遠方に向けて滑らかに変化させることができる。

また、反射板２８は、反射部２８３の水平方向の断面がアーチ状になっているため、図４（ｂ）に示すように、光源部２６から一旦紙面向かって左側方向に発せられる光が、反射板２８によって、紙面向かって右側方向へと反射され（光路Ｌ３１）、また、光源部２６から一旦紙面向かって右側方向に発せられる光が、反射板２８によって、紙面向かって左側方向へと反射される（光路Ｌ３２）というように、入射方向とは逆方向にクロスして反射するので、光の水平方向における照射範囲を、このような反射をさせない場合に比べて広げることができる。

反射板２８は、より詳細には図４（ｃ）に示すように、反射板２８の曲率中心ＰＡと、光源部２８の発光中心ＰＯとの距離Ｌと、反射板２８の曲率半径Ｒとの比を、
Ｒ：Ｌ ＝ Ｘ：１ （Ｘ：正の数）
と表す場合に、Ｘ＝２．９としている。Ｘは、２．５以上３．５以下とするのがよく、２．８以上３．０以下とするのがより望ましい。これらにより、光の広がりを確保しつつ光を前方へ届けられる位置関係となる。また、Ｘを２．９とするのがより望ましい。これにより、より光の広がりを確保しつつ光を前方へ届けられる位置関係となる。

ここで、Ｘが２．５より小さい場合、小さくなるなるほど（ＰＡがＰＯから離れていくほど）反射板が平坦になるため、光の広がりがなくなっていき、Ｘが３．５より大きい場合、大きくなるほど（ＰＡがＰＯに接近するほど）反射板の曲率がきつくなり、光を遠くへ反射して飛ばしにくくなることから光の伸びがなくなってしまう。

＜１．３．照度分布のシミュレーション＞
図５（ａ）は、片面配光ユニット２を発光させた場合の、配光分布のシミュレーションの算出条件及び結果を示す図である。このシミュレーションにおいて、片面配光ユニット２における反射板の位置は床面から４５０ｍｍの高さとし、光源部の光束は４００ｌｍとしている。

図５（ｂ）は、図５（ａ）のシミュレーション結果における床面照度分布を示す図である。図５（ｂ）に示すように、照明器具１によれば、その照度は、急激に変化することなく、片面配光ユニット２自身の根元から距離が離れるに従い滑らかに減少していくことがわかる。

＜２．変形例＞
以上、本発明に係る照明器具の実施形態を説明したが、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。更に、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例示した照明器具を以下のように変形することも可能であり、本発明が上述の実施形態で示した通りの照明器具に限られないことは勿論である。

（１）上述の実施形態では、照明器具１において、トップユニットを片面配光ユニット２で構成し、中間ユニットを両面配光ユニット３で構成し、ベースユニットをポールユニット５で構成したが、これに限らず、中間ユニットを複数設けてもよいし、複数の中間ユニットの間に、発光機能を有しないポールユニットを設けてもよい。

また、トップユニットを両面配光ユニット３で構成してもよいし、中間ユニットを片面配光ユニット２で構成してもよい。また、中間ユニットを省略する構成としてもよい。

（２）上述の実施形態では、光源にＬＥＤを用いていたが、これに限らず、他の光源であってもよい。例えば、有機ＥＬ又は有機ＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ又はＯｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、電界放出ディスプレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などであってもよい。

（３）上述の実施形態及び各変形例を、部分的に組み合せてもよい。

＜３．発明の抽出＞
以下、更に本発明の一実施形態としての照明器具の構成及びその変形例と効果について説明する。

（１）本発明の一実施形態に係る照明器具は、地面に立設される筒状の筐体を備えた照明器具であって、前記筐体の側面に設けられた開口部と、前記筐体内部における前記開口部よりも上の位置に、下向きに、傾斜させて配された光源部と、前記光源部が発する光を、前記開口部側へ反射する反射板とを備え、前記開口部から出射される光は、前記反射板により反射されずに自身の近傍を照明する直接光と、前記光源部が発する光が前記反射板により反射されて遠方を照明する反射光とを含み、前記光源部は、前記傾斜における傾斜角が、前記地面を照らした前記直接光及び前記反射光による照度分布が、滑らかに変化するよう調整されている。

この構成によれば、照明器具自身の根元から遠くまで明るさムラが感じられないよう照らすことができる。

（２）また、前記傾斜角は、１５度以上４５度以下であるとしてもよい。

この構成によれば、照明器具自身の根元から遠くまで明るさムラがより感じられないよう照らすことができる。

（３）また、前記傾斜角は、３０度以上３５度以下であるとしてもよい。

この構成によれば、照明器具自身の根元から遠くまで明るさムラがより感じられないよう照らすことができる。

（４）また、前記反射板は、シェル形状を有することとしてもよい。

この構成によれば、反射板を筐体内にコンパクトに収めることができる。

（５）また、前記反射板の曲率半径と、前記反射板の曲率中心と前記光源部の発光中心との距離との比が、２．５対１以上３．５対１以下であることとしてもよい。

この構成によれば、光の広がりを確保しつつ光を前方へ届けられる。

（６）また、前記比は、２．８対１以上３．０対１以下であることとしてもよい。

この構成によれば、より光の広がりを確保しつつ光を前方へ届けられる。

（７）また、前記反射板は、表面に複数のファセットを備え、それぞれのファセットは、垂直方向の断面が、上部の凹状部と下部の凸状部が緩やかにつながることとしてもよい。

この構成によれば、色ムラや光ムラを防ぎつつ、上方向、ユーザの視線方向への光を低減してユーザが眩しく感じるのを防ぐことができる。

（８）また、前記凹状部と前記凸状部との長さの比は２：８以上４：６以下であることとしてもよい。

この構成によれば、より、色ムラや光ムラを防ぎつつ、上方向、ユーザの視線方向への光を低減してユーザが眩しく感じるのを防ぐことができる。

（９）また、水平方向の断面が凹状であることとしてもよい。

この構成によれば、光の水平方向における照射範囲を広げることができる。

１ 照明器具
２ 片面配光ユニット
３ 両面配光ユニット
４ ポールユニット
２１、３１、５１ 筐体
２２、３２ａ、３２ｂ 開口部
２３、３３ａ、３３ｂ 透光性カバー
２５ 取付部材
２６、３５ａ、３６ｂ 光源部
２８、３８ａ、３８ｂ 反射板
２９、４１ 収納部
３１、５１ 筐体
２６１ 基板部
２６２ 発光部
２８１ 板部
２８３ 反射部
２８５ ファセット
２８６ 凹状部
２８７ 凸状部
Ｌ１、Ｌ２ 光
Ｌ１１、Ｌ１２ 光路

Claims (8)

1. 地面に立設される筒状の筐体を備えた照明器具であって、
   前記筐体の側面に設けられた開口部と、
   前記筐体内部における前記開口部よりも上の位置に、下向きに、傾斜させて配された光源部と、
   取付部材に前記光源部と共に取り付けられ、前記光源部が発する光を、前記開口部側へ反射する反射板とを備え、
   前記反射板は、水平方向の断面がアーチ状の反射板であり、
   前記光源部は、前記アーチ状の反射板の凹側に配され、
   前記開口部から出射される光は、前記反射板により反射されずに自身の近傍を照明する
   直接光と、前記光源部が発する光が前記反射板により反射されて遠方を照明する反射光と
   を含み、
   前記光源部は、前記傾斜における傾斜角が、前記地面を照らした前記直接光及び前記反射光による照度分布が、滑らかに変化するよう調整されている
   照明器具。
2. 前記傾斜角は、１５度以上４５度以下である
   請求項１記載の照明器具。
3. 前記傾斜角は、３０度以上３５度以下である
   請求項２記載の照明器具。
4. 前記反射板は、シェル形状を有しており、
   前記反射板は、前記光源部と対で配される
   請求項１記載の照明器具。
5. 地面に立設される筒状の筐体を備えた照明器具であって、
   前記筐体の側面に設けられた開口部と、
   前記筐体内部における前記開口部よりも上の位置に、下向きに、傾斜させて配された光源部と、
   前記光源部が発する光を、前記開口部側へ反射する反射板とを備え、
   前記開口部から出射される光は、前記反射板により反射されずに自身の近傍を照明する直接光と、前記光源部が発する光が前記反射板により反射されて遠方を照明する反射光とを含み、
   前記光源部は、前記傾斜における傾斜角が、前記地面を照らした前記直接光及び前記反射光による照度分布が、滑らかに変化するよう調整されており、
   前記反射板は、前記反射板の曲率半径と、前記反射板の曲率中心と前記光源部の発光中心との距離との比が、２．５対１以上３．５対１以下である
   照明器具。
6. 前記比は、２．８対１以上３．０対１以下である
   請求項５記載の照明器具。
7. 前記反射板は、表面に複数のファセットを備え、
   それぞれのファセットは、垂直方向の断面が、上部の凹状部と下部の凸状部が緩やかに
   つながる
   請求項１記載の照明器具。
8. 前記凹状部と前記凸状部との長さの比は２：８以上４：６以下である
   請求項７記載の照明器具。