トンネルの照明装置
【課題】極めて簡単な回路構成としながら、多数のＬＥＤを効率よく点灯して、メンテナンスを簡単にして、ランニングコストを著しく低減する。
【解決手段】トンネルの照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。トンネルの照明装置は、整流回路１の出力側に、ＬＥＤ直列回路３とスイッチング素子４とコイル５との直列回路を接続しており、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換えてＬＥＤ１３を点灯する。
【解決手段】トンネルの照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。トンネルの照明装置は、整流回路１の出力側に、ＬＥＤ直列回路３とスイッチング素子４とコイル５との直列回路を接続しており、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換えてＬＥＤ１３を点灯する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に設けられる照明装置に関し、とくに光源を発光ダイオード（本明細書においてＬＥＤと記載）とするトンネルの照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源に使用するトンネルの照明装置は開発されている（特許文献１参照）。
この公報のトンネルの照明装置は、赤色光を発するＬＥＤと緑色光を発するＬＥＤと青色光を発するＬＥＤとの３種類のＬＥＤを備え、赤色、緑色、青色のＬＥＤを点灯、消灯、及び調光して、ＬＥＤの色温度を変化させるようにしている。この照明装置は、ＬＥＤの色温度を調整してドライバーが安全又は快適に運転することができる特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４２１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のトンネルの照明装置は、長い領域を均等な明るさとするために、三相交流の電源を配線して、蛍光灯やナトリウム灯などを点灯している。トンネルの照明装置は、たとえば、光源を蛍光灯とするトンネルにあっては、一般的には、６ｋＷ／ｋｍの電力を消費する。したがって、長さを１ｋｍとするトンネルは、約６ｋＷの電力を消費する。電源の電圧が低くなると、同じ電力を供給するための電流が大きくなって、電力ロスが大きくなるので、トンネルの照明装置は、たとえば２４０Ｖの三相交流を供給している。
【０００５】
蛍光灯やナトリウム灯を光源とする照明装置は、電流が増加して電気抵抗が小さくなるので、電流が増加するのを制限するためにチョークコイルを直列に接続している。したがって、この照明装置を三相交流に接続すると、チョークコイルによって力率が低下して電力効率が悪くなる欠点がある。また、ＬＥＤを光源に使用する照明装置は、ＬＥＤを点灯するために、入力される商用電源を、ＬＥＤを点灯する直流の電圧と電流に変換する電源回路を必要とする。この電源回路は、入力される交流を直流に変換するために、交流を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑化するための電解コンデンサを必要とする。この電源回路は、電解コンデンサで平滑化された直流をＬＥＤに供給している。さらに、この電源回路は、ＬＥＤに流す電流を一定にコントロールする定電流回路を内蔵しており、この定電流回路でＬＥＤの電流を一定にコントロールして、ＬＥＤを一定の電流で点灯している。
【０００６】
ところで、ＬＥＤの１個の消費電力は、数Ｗ以下と、蛍光灯やナトリウム灯に比較して極めて小さい。このため、ＬＥＤを光源に使用するトンネルの照明装置は、多数のＬＥＤを使用して、トンネル内を所定の明るさとする必要がある。
【０００７】
多数のＬＥＤを点灯するトンネルの照明装置は、トンネル内に所定の間隔で電源回路を配置して、各々の電源回路で複数のＬＥＤを点灯する。この回路構成によると、トンネルに多数の電源回路を設けるので、電源回路のコストが相当に高くなる。さらに、各々の電源回路は、整流回路の出力を平滑化する電解コンデンサを設けているので、この電解コンデンサが経時的に劣化して、電源回路の寿命を短くする原因となる。ＬＥＤを点灯する簡単な回路の電源回路は、入力される交流を、ＬＥＤの点灯電圧にトランスで変換し、トランスの出力を整流回路のダイオードで整流した後、電解コンデンサで平滑化して直流とするものである。この電源回路は、回路構成を簡単にできるが、大きなトランスを必要とするので、部品コストが高く、かつ重くて簡単に設置できない欠点がある。この回路構成によらず、電源回路をスイッチング電源とすることもできる。スイッチング電源は、入力される交流をダイオードで整流して直流に変換し、この直流をスイッチング素子でオンオフにスイッチングして交流に変換し、変換された交流をトランスでＬＥＤの点灯電圧とし、トランスの出力を整流回路で整流した後、電解コンデンサで平滑化し、さらに出力電流を一定とするように出力電流をフィードバックしてスイッチング素子をオンオフに切り換えるデューティーを制御している。このスイッチング電源は、電解コンデンサを必要とすることに加えて、回路構成が極めて複雑で高価になる欠点がある。
【０００８】
ところで、ＬＥＤの寿命は、蛍光灯やナトリウム灯に比較して相当に長いので、ＬＥＤを光源とする照明装置は、メンテナンスを簡単にして、メンテナンス費用を削減できる特徴がある。ただ、電解コンデンサは、経時的に劣化してその寿命がＬＥＤよりも短いので、電解コンデンサのメンテナンスに手間と費用がかかる欠点がある。とくに、トンネルは長いので、多数の電源回路を一定の間隔で設けることから、高価な電源回路を使用すると、全体の設備コストが極めて高くなり、また各々の電源回路の電解コンデンサのメンテナンスにも極めて手間がかかる欠点がある。
【０００９】
トンネルに設ける電源回路を少なくして、１組の電源回路で多数のＬＥＤを点灯することで、電源回路を簡単にしてメンテナンスを簡素化できる。ただ、ひとつの電源回路で多数のＬＥＤを点灯するほど、電源回路の電力効率が低下する弊害がある。それは、発光ダイオードを電源回路に接続するリード線の電圧降下が大きくなって電力損失が増加するからである。
【００１０】
以上のように、トンネルの照明装置は、多数のＬＥＤを点灯することから、多数のＬＥＤを点灯する回路を簡素化して、メンテナンスを簡単かつ容易に、しかも経済的にすることが大切である。本発明は、このことを実現することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な回路構成としながら、多数のＬＥＤを効率よく点灯して、メンテナンスを簡単にして、ランニングコストを著しく低減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】
【００１１】
本発明のトンネルの照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。トンネルの照明装置は、整流回路１の出力側に、ＬＥＤ直列回路３とスイッチング素子４とコイル５との直列回路を接続しており、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換えてＬＥＤ１３を点灯する。
【００１２】
以上のトンネルの照明装置は、極めて簡単な回路構成としながら、多数のＬＥＤを効率よく点灯して、メンテナンスを簡単にし、ランニングコストを著しく低減して、長期間にわたってトンネルを明るく照射できる特徴がある。それは、以上の照明装置が、三相交流を全波整流して変動の少ない直流に変換し、電解コンデンサで平滑化することなく、全波整流された出力を、スイッチング素子とコイルとを介して、複数のＬＥＤを直列に接続しているＬＥＤ直列回路に供給して、ＬＥＤを点灯するからである。この照明装置は、三相交流として入力される商用電源を電圧調整することなく、スイッチング素子で電流をコントロールしながらＬＥＤ直列回路に供給する。スイッチング素子をオンオフして、ＬＥＤ直列回路の電流変化を緩やかにするために、スイッチング素子と直列にコイルを接続している。したがって、スイッチング素子をオンオフに切り換えて、ＬＥＤに流れる平均電流をコントロールでき、また、ＬＥＤに流れる電流の急激な変化を防止できる。この照明装置は、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を高くすることで、ＬＥＤの平均電流の変動を少なくできる。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、２０ｋＨｚないし１ＭＨｚとして、ＬＥＤの電流をほぼ一定に制御できる。
【００１３】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６が、ＬＥＤ直列回路３に流れる電流を定電流となるようにスイッチング素子４をオンオフに切り換えることができる。
以上のトンネルの照明装置は、スイッチング素子でＬＥＤの電流を一定に制御するので、ＬＥＤの電流をコントロールするために専用のスイッチング素子を設けることなく、ひとつのスイッチング素子でもって、ＬＥＤの供給する電力を最適値にコントロールできる特徴がある。
【００１４】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６が、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整してＬＥＤ１３の輝度をコントロールする調光回路１６を備えて、この調光回路１６でＬＥＤ１３の輝度をコントロールすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、調光回路でＬＥＤの輝度をコントロールできるので、たとえば昼間と夜間にＬＥＤの輝度を最適な明るさに調整できる特徴がある。
【００１５】
本発明のトンネルの照明装置は、調光回路１６が、明るさを検出する明るさセンサ１７を備えて、明るさセンサ１７の信号でＬＥＤ１３の電流を調整して発光強度をコントロールすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、明るさセンサでＬＥＤの輝度がコントロールされるので、夜間に輝度を昼間よりも低くすることができ、ドライバーに安全なようにトンネルの輝度をコントロールできる。
【００１６】
本発明のトンネルの照明装置は、コイル５のインダクタンスを１００μＨないし１０ｍＨとすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、コイルのインダクタンスによって、ＬＥＤに流れる電流をほぼ一定にコントロールできる特徴がある。また、コイルのインダクタンスが小さいので、コイルを小型で安価にできる特徴もある。
【００１７】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換える周波数を、２０ｋＨｚないし１ＭＨｚとすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を高くするので、ＬＥＤに流れる電流をほぼ一定に制御して、ＬＥＤを効率よく発光できる特徴がある。
【００１８】
さらに、本発明のトンネル照明装置は、ＬＥＤ直列回路３を、複数のＬＥＤ１３を回路基板に固定してなる光源ユニット１８とし、この光源ユニット１８を脱着自在に連結するコネクタ１９を設けて、コネクタ１９に光源ユニット１８を脱着できるように連結する構造とすることができる。
以上のトンネル照明装置は、三相交流電源を全波整流して直流に変換する整流回路を備えることから整流回路に電解コンデンサを設ける必要がなく、整流回路をＬＥＤよりも長寿命にできるので、ＬＥＤを光源ユニットとして交換することで、照明装置のランニングコストを低減して、極めて長い時間にわたってトンネルを明るく照明できる特徴がある。
【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使用状態を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるトンネルの照明装置の回路図である。
【図３】複数の光源部を備えるトンネルの照明装置のブロック図である。
【図４】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の斜視図に示すトンネルの照明装置は、トンネルに配線している三相交流の商用電源の電源ライン２０に整流回路１を接続して、各々の整流回路１に複数のＬＥＤからなる光源部２を接続して三相交流の電源で複数のＬＥＤを点灯している。複数の光源部２は、トンネルの内側に均一に光を照射するように所定の間隔で固定されて、トンネル内を明るくに照射する。光源部２は、たとえば、１ｋｍの距離に対する消費電力を６ｋＷ／ｋｍとするように、トンネル内に所定の間隔で固定される。ただし、トンネルは、用途や場所、あるいは明るさなどによって要求される明るさが異なり、さらにＬＥＤの発光効率も一定ではないので、光源部の１ｋｍあたりの消費電力は、６ｋＷ／ｋｍには特定されず、６ｋＷ／ｋｍよりも大きく、あるいは小さくすることもできる。
【００２３】
トンネルの照明装置の回路図を図２に示している。この照明装置は、トンネルに配線している三相交流の商用電源で複数のＬＥＤ１３を点灯する。照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続している光源部２とを備えている。照明装置は、図３のブロック図に示すように、整流回路１に複数の光源部２を並列に接続して、複数の光源部２のＬＥＤ１３を１組の整流回路１の出力で点灯する。
【００２４】
整流回路１に複数の光源部２を並列に接続する照明装置は、整流回路１の許容電流を大きくして、並列に接続できる光源部２の個数を大きくできる。整流回路１から出力できる最大電流は、ダイオード１２の許容電流で特定される。したがって、ダイオード１２に許容電流の大きいものを使用して、整流回路１に並列に接続する光源部２の個数を多くできる。たとえば、負極電流を３００ｍＡとする光源部２を１０組の並列に接続して、整流回路１の出力電流は３Ａとなるので、整流回路１のダイオード１２の許容電流を３Ａよりも大きくして、１０組の光源部２を並列に接続できる。たとえば、１組の光源部２に２０個のＬＥＤ１３を直列する照明装置は、整流回路１に１０組の光源部２を並列に接続して、１組の整流回路１で、２００個のＬＥＤ１３を点灯できる。ダイオードは、大きな許容電流のものが低コストであるので、この照明装置は、整流回路に多数の光源部を並列に接続して、１組の整流回路で多数のＬＥＤを点灯できる。とくに、本発明の照明装置は、ＬＥＤ１３を点灯するために、入力される三相交流の電圧に変更するトランスを必要としないので、多数のＬＥＤ１３を点灯するために、製造コストが高くなる大出力のトランスを設けることなく、安価なダイオード１２の許容電流を大きくして、多数のＬＥＤ１３を点灯できる。
【００２５】
整流回路１は、２個のダイオード１２を同じ方向に直列接続してなるダイオード直列回路１１を３列に並列に接続しているダイオードブリッジ１０からなる全波整流回路である。ダイオードブリッジ１０は、３列のダイオード直列回路１１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１１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１０の全波整流回路から出力される直流は、図４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、ＬＥＤ１３を点灯できる。図２の照明装置の整流回路１は、出力側にコンデンサー８を接続しているが、このコンデンサー８は、整流回路１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８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などの特徴がある。
【００２６】
光源部２は、整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。
【００２７】
ＬＥＤ直列回路３は、直列に接続するＬＥＤ１３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ＬＥＤ１３を２０個直列に接続すると、ＬＥＤ直列回路３は、少なくとも６０Ｖの電圧を供給して、スイッチング素子４で電流をコントロールする必要がある。４６０Ｖの三相交流は、整流回路１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、この整流回路１には、定格電圧を３ＶとするＬＥＤ１３を２００個直列に接続して点灯することができる。ただ、ＬＥＤ直列回路に直列接続するＬＥＤの個数を多くすると、いずれかひとつのＬＥＤが断線すると、直列に接続している全てのＬＥＤを点灯できなくなる。したがって、ＬＥＤ直列回路は、たとえば１０個〜１００個のＬＥＤを直列に接続して、スイッチング素子でＬＥＤ直列回路の電流をコントロールする。
【００２８】
図２の光源部２は、複数のＬＥＤ１３を回路基板に固定してなるＬＥＤ直列回路３を光源ユニット１８としている。光源ユニット１８は、回路基板に複数のＬＥＤ１３を固定して直列に接続して、コネクタ１９を介して、整流回路１の出力側とコイル５との間に脱着できるようにしている。光源ユニット１８は、ＬＥＤ１３が劣化して輝度が低下すると新しいものに交換される。この構造の照明装置は、ＬＥＤが劣化するとこの部分のみを交換できるので、整流回路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。
【００２９】
スイッチング素子４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、ＬＥＤ１３に流れる平均電流を制御する。図２の光源部２は、スイッチング素子４を整流回路１のマイナス側に接続している。スイッチング素子４は、オフ時間に対するオン時間を長くして、ＬＥＤ１３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、ＬＥＤ１３の平均電流を小さくできる。
【００３０】
スイッチング素子４と直列に接続しているコイル５は、スイッチング素子４がオンに切り換えられた瞬間にＬＥＤ１３に流れる電流の立ち上がりを緩慢にして、ＬＥＤ１３に流れる電流を平滑化する。コイル５がＬＥＤ１３の電流の立ち上がりを緩慢にする程度は、コイル５のインダクタンスで特定される。コイル５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。ＬＥＤ１３の電流の立ち上がりは、スイッチング素子４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４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５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５のインダクタンスは、スイッチング素子４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とする光源部にあっては、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。
【００３１】
さらに、図２に示す光源部２は、スイッチング素子４とコイル５との接続点を、バイパスダイオード７を介して整流回路１のプラス側に接続している。バイパスダイオード７は、スイッチング素子４がオフに切り換えられた瞬間に、コイル５に流れていた電流を整流回路１のプラス側にバイパスしてＬＥＤ１３を点灯する。したがって、この光源部２は、スイッチング素子４をオフに切り換えた瞬間に、コイル５に蓄えていた電流のエネルギーでＬＥＤ１３を点灯でき、ＬＥＤ１３を効率よく発光できる。コイル５に蓄えられる電流のエネルギーは、スイッチング素子４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、ＬＥＤ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光源部にあっては、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光源部は、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。
【００３２】
以上のように、バイパスダイオード７を備える光源部２は、スイッチング素子４をオフに切り換えた後も、コイル５に蓄える電流のエネルギーでＬＥＤ１３に電流を流すことができるので、ＬＥＤ１３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４をオフに切り換えた直後に、コイル５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４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４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。
【００３３】
コントロール回路６は、スイッチング素子４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、ＬＥＤ１３の電流をコントロールする。コントロール回路６がスイッチング素子４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４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。
【００３４】
コントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３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４をオンオフに切り換える。コントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３の電流を一定にするために、ＬＥＤ直列回路３の電流を検出する電流検出回路１４と、この電流検出回路１４の検出電流をフィードバックするフィードバック回路１５を備えている。フィードバック回路１５は、検出電流があらかじめ設定してる電流となるように、スイッチング素子４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。
【００３５】
さらに、図２のコントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整してＬＥＤ１３の輝度をコントロールする調光回路１６を備えている。調光回路１６は、入力される信号で、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整して、ＬＥＤ１３の輝度をコントロールする。図の調光回路１６は、明るさを検出する明るさセンサ１７を備えており、この明るさセンサ１７の信号でＬＥＤ１３の電流を調整して発光強度をコントロールしている。明るさセンサ１７は、トンネルの入り口や出口の明るさを検出する。この調光回路１６は、トンネルの入り口や出口が明るいときに、ＬＥＤ１３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、ＬＥＤ１３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。
【符号の説明】
【００３６】
１…整流回路
２…光源部
３…ＬＥＤ直列回路
４…スイッチング素子
５…コイル
６…コントロール回路
７…バイパスダイオード
８…コンデンサー
９…三相交流電源
１０…ダイオードブリッジ
１１…ダイオード直列回路
１２…ダイオード
１３…ＬＥＤ
１４…電流検出回路
１５…フィードバック回路
１６…調光回路
１７…明るさセンサ
１８…光源ユニット
１９…コネクタ
２０…電源ライン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル内に設けられる照明装置に関し、とくに光源を発光ダイオード（本明細書においてＬＥＤと記載）とするトンネルの照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤを光源に使用するトンネルの照明装置は開発されている（特許文献１参照）。
この公報のトンネルの照明装置は、赤色光を発するＬＥＤと緑色光を発するＬＥＤと青色光を発するＬＥＤとの３種類のＬＥＤを備え、赤色、緑色、青色のＬＥＤを点灯、消灯、及び調光して、ＬＥＤの色温度を変化させるようにしている。この照明装置は、ＬＥＤの色温度を調整してドライバーが安全又は快適に運転することができる特徴がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４２１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のトンネルの照明装置は、長い領域を均等な明るさとするために、三相交流の電源を配線して、蛍光灯やナトリウム灯などを点灯している。トンネルの照明装置は、たとえば、光源を蛍光灯とするトンネルにあっては、一般的には、６ｋＷ／ｋｍの電力を消費する。したがって、長さを１ｋｍとするトンネルは、約６ｋＷの電力を消費する。電源の電圧が低くなると、同じ電力を供給するための電流が大きくなって、電力ロスが大きくなるので、トンネルの照明装置は、たとえば２４０Ｖの三相交流を供給している。
【０００５】
蛍光灯やナトリウム灯を光源とする照明装置は、電流が増加して電気抵抗が小さくなるので、電流が増加するのを制限するためにチョークコイルを直列に接続している。したがって、この照明装置を三相交流に接続すると、チョークコイルによって力率が低下して電力効率が悪くなる欠点がある。また、ＬＥＤを光源に使用する照明装置は、ＬＥＤを点灯するために、入力される商用電源を、ＬＥＤを点灯する直流の電圧と電流に変換する電源回路を必要とする。この電源回路は、入力される交流を直流に変換するために、交流を整流する整流回路と、整流回路の出力を平滑化するための電解コンデンサを必要とする。この電源回路は、電解コンデンサで平滑化された直流をＬＥＤに供給している。さらに、この電源回路は、ＬＥＤに流す電流を一定にコントロールする定電流回路を内蔵しており、この定電流回路でＬＥＤの電流を一定にコントロールして、ＬＥＤを一定の電流で点灯している。
【０００６】
ところで、ＬＥＤの１個の消費電力は、数Ｗ以下と、蛍光灯やナトリウム灯に比較して極めて小さい。このため、ＬＥＤを光源に使用するトンネルの照明装置は、多数のＬＥＤを使用して、トンネル内を所定の明るさとする必要がある。
【０００７】
多数のＬＥＤを点灯するトンネルの照明装置は、トンネル内に所定の間隔で電源回路を配置して、各々の電源回路で複数のＬＥＤを点灯する。この回路構成によると、トンネルに多数の電源回路を設けるので、電源回路のコストが相当に高くなる。さらに、各々の電源回路は、整流回路の出力を平滑化する電解コンデンサを設けているので、この電解コンデンサが経時的に劣化して、電源回路の寿命を短くする原因となる。ＬＥＤを点灯する簡単な回路の電源回路は、入力される交流を、ＬＥＤの点灯電圧にトランスで変換し、トランスの出力を整流回路のダイオードで整流した後、電解コンデンサで平滑化して直流とするものである。この電源回路は、回路構成を簡単にできるが、大きなトランスを必要とするので、部品コストが高く、かつ重くて簡単に設置できない欠点がある。この回路構成によらず、電源回路をスイッチング電源とすることもできる。スイッチング電源は、入力される交流をダイオードで整流して直流に変換し、この直流をスイッチング素子でオンオフにスイッチングして交流に変換し、変換された交流をトランスでＬＥＤの点灯電圧とし、トランスの出力を整流回路で整流した後、電解コンデンサで平滑化し、さらに出力電流を一定とするように出力電流をフィードバックしてスイッチング素子をオンオフに切り換えるデューティーを制御している。このスイッチング電源は、電解コンデンサを必要とすることに加えて、回路構成が極めて複雑で高価になる欠点がある。
【０００８】
ところで、ＬＥＤの寿命は、蛍光灯やナトリウム灯に比較して相当に長いので、ＬＥＤを光源とする照明装置は、メンテナンスを簡単にして、メンテナンス費用を削減できる特徴がある。ただ、電解コンデンサは、経時的に劣化してその寿命がＬＥＤよりも短いので、電解コンデンサのメンテナンスに手間と費用がかかる欠点がある。とくに、トンネルは長いので、多数の電源回路を一定の間隔で設けることから、高価な電源回路を使用すると、全体の設備コストが極めて高くなり、また各々の電源回路の電解コンデンサのメンテナンスにも極めて手間がかかる欠点がある。
【０００９】
トンネルに設ける電源回路を少なくして、１組の電源回路で多数のＬＥＤを点灯することで、電源回路を簡単にしてメンテナンスを簡素化できる。ただ、ひとつの電源回路で多数のＬＥＤを点灯するほど、電源回路の電力効率が低下する弊害がある。それは、発光ダイオードを電源回路に接続するリード線の電圧降下が大きくなって電力損失が増加するからである。
【００１０】
以上のように、トンネルの照明装置は、多数のＬＥＤを点灯することから、多数のＬＥＤを点灯する回路を簡素化して、メンテナンスを簡単かつ容易に、しかも経済的にすることが大切である。本発明は、このことを実現することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、極めて簡単な回路構成としながら、多数のＬＥＤを効率よく点灯して、メンテナンスを簡単にして、ランニングコストを著しく低減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】
【００１１】
本発明のトンネルの照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。トンネルの照明装置は、整流回路１の出力側に、ＬＥＤ直列回路３とスイッチング素子４とコイル５との直列回路を接続しており、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換えてＬＥＤ１３を点灯する。
【００１２】
以上のトンネルの照明装置は、極めて簡単な回路構成としながら、多数のＬＥＤを効率よく点灯して、メンテナンスを簡単にし、ランニングコストを著しく低減して、長期間にわたってトンネルを明るく照射できる特徴がある。それは、以上の照明装置が、三相交流を全波整流して変動の少ない直流に変換し、電解コンデンサで平滑化することなく、全波整流された出力を、スイッチング素子とコイルとを介して、複数のＬＥＤを直列に接続しているＬＥＤ直列回路に供給して、ＬＥＤを点灯するからである。この照明装置は、三相交流として入力される商用電源を電圧調整することなく、スイッチング素子で電流をコントロールしながらＬＥＤ直列回路に供給する。スイッチング素子をオンオフして、ＬＥＤ直列回路の電流変化を緩やかにするために、スイッチング素子と直列にコイルを接続している。したがって、スイッチング素子をオンオフに切り換えて、ＬＥＤに流れる平均電流をコントロールでき、また、ＬＥＤに流れる電流の急激な変化を防止できる。この照明装置は、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を高くすることで、ＬＥＤの平均電流の変動を少なくできる。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、２０ｋＨｚないし１ＭＨｚとして、ＬＥＤの電流をほぼ一定に制御できる。
【００１３】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６が、ＬＥＤ直列回路３に流れる電流を定電流となるようにスイッチング素子４をオンオフに切り換えることができる。
以上のトンネルの照明装置は、スイッチング素子でＬＥＤの電流を一定に制御するので、ＬＥＤの電流をコントロールするために専用のスイッチング素子を設けることなく、ひとつのスイッチング素子でもって、ＬＥＤの供給する電力を最適値にコントロールできる特徴がある。
【００１４】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６が、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整してＬＥＤ１３の輝度をコントロールする調光回路１６を備えて、この調光回路１６でＬＥＤ１３の輝度をコントロールすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、調光回路でＬＥＤの輝度をコントロールできるので、たとえば昼間と夜間にＬＥＤの輝度を最適な明るさに調整できる特徴がある。
【００１５】
本発明のトンネルの照明装置は、調光回路１６が、明るさを検出する明るさセンサ１７を備えて、明るさセンサ１７の信号でＬＥＤ１３の電流を調整して発光強度をコントロールすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、明るさセンサでＬＥＤの輝度がコントロールされるので、夜間に輝度を昼間よりも低くすることができ、ドライバーに安全なようにトンネルの輝度をコントロールできる。
【００１６】
本発明のトンネルの照明装置は、コイル５のインダクタンスを１００μＨないし１０ｍＨとすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、コイルのインダクタンスによって、ＬＥＤに流れる電流をほぼ一定にコントロールできる特徴がある。また、コイルのインダクタンスが小さいので、コイルを小型で安価にできる特徴もある。
【００１７】
本発明のトンネルの照明装置は、コントロール回路６がスイッチング素子４をオンオフに切り換える周波数を、２０ｋＨｚないし１ＭＨｚとすることができる。
以上のトンネルの照明装置は、スイッチング素子をオンオフに切り換える周波数を高くするので、ＬＥＤに流れる電流をほぼ一定に制御して、ＬＥＤを効率よく発光できる特徴がある。
【００１８】
さらに、本発明のトンネル照明装置は、ＬＥＤ直列回路３を、複数のＬＥＤ１３を回路基板に固定してなる光源ユニット１８とし、この光源ユニット１８を脱着自在に連結するコネクタ１９を設けて、コネクタ１９に光源ユニット１８を脱着できるように連結する構造とすることができる。
以上のトンネル照明装置は、三相交流電源を全波整流して直流に変換する整流回路を備えることから整流回路に電解コンデンサを設ける必要がなく、整流回路をＬＥＤよりも長寿命にできるので、ＬＥＤを光源ユニットとして交換することで、照明装置のランニングコストを低減して、極めて長い時間にわたってトンネルを明るく照明できる特徴がある。
【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使用状態を示す断面斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるトンネルの照明装置の回路図である。
【図３】複数の光源部を備えるトンネルの照明装置のブロック図である。
【図４】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の斜視図に示すトンネルの照明装置は、トンネルに配線している三相交流の商用電源の電源ライン２０に整流回路１を接続して、各々の整流回路１に複数のＬＥＤからなる光源部２を接続して三相交流の電源で複数のＬＥＤを点灯している。複数の光源部２は、トンネルの内側に均一に光を照射するように所定の間隔で固定されて、トンネル内を明るくに照射する。光源部２は、たとえば、１ｋｍの距離に対する消費電力を６ｋＷ／ｋｍとするように、トンネル内に所定の間隔で固定される。ただし、トンネルは、用途や場所、あるいは明るさなどによって要求される明るさが異なり、さらにＬＥＤの発光効率も一定ではないので、光源部の１ｋｍあたりの消費電力は、６ｋＷ／ｋｍには特定されず、６ｋＷ／ｋｍよりも大きく、あるいは小さくすることもできる。
【００２３】
トンネルの照明装置の回路図を図２に示している。この照明装置は、トンネルに配線している三相交流の商用電源で複数のＬＥＤ１３を点灯する。照明装置は、入力される三相交流電源９を全波整流して直流に変換して出力する整流回路１と、この整流回路１の出力側に接続している光源部２とを備えている。照明装置は、図３のブロック図に示すように、整流回路１に複数の光源部２を並列に接続して、複数の光源部２のＬＥＤ１３を１組の整流回路１の出力で点灯する。
【００２４】
整流回路１に複数の光源部２を並列に接続する照明装置は、整流回路１の許容電流を大きくして、並列に接続できる光源部２の個数を大きくできる。整流回路１から出力できる最大電流は、ダイオード１２の許容電流で特定される。したがって、ダイオード１２に許容電流の大きいものを使用して、整流回路１に並列に接続する光源部２の個数を多くできる。たとえば、負極電流を３００ｍＡとする光源部２を１０組の並列に接続して、整流回路１の出力電流は３Ａとなるので、整流回路１のダイオード１２の許容電流を３Ａよりも大きくして、１０組の光源部２を並列に接続できる。たとえば、１組の光源部２に２０個のＬＥＤ１３を直列する照明装置は、整流回路１に１０組の光源部２を並列に接続して、１組の整流回路１で、２００個のＬＥＤ１３を点灯できる。ダイオードは、大きな許容電流のものが低コストであるので、この照明装置は、整流回路に多数の光源部を並列に接続して、１組の整流回路で多数のＬＥＤを点灯できる。とくに、本発明の照明装置は、ＬＥＤ１３を点灯するために、入力される三相交流の電圧に変更するトランスを必要としないので、多数のＬＥＤ１３を点灯するために、製造コストが高くなる大出力のトランスを設けることなく、安価なダイオード１２の許容電流を大きくして、多数のＬＥＤ１３を点灯できる。
【００２５】
整流回路１は、２個のダイオード１２を同じ方向に直列接続してなるダイオード直列回路１１を３列に並列に接続しているダイオードブリッジ１０からなる全波整流回路である。ダイオードブリッジ１０は、３列のダイオード直列回路１１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１１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１０の全波整流回路から出力される直流は、図４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、ＬＥＤ１３を点灯できる。図２の照明装置の整流回路１は、出力側にコンデンサー８を接続しているが、このコンデンサー８は、整流回路１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８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などの特徴がある。
【００２６】
光源部２は、整流回路１の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ１３を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路３と、このＬＥＤ直列回路３と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ１３の電流を調整するスイッチング素子４と、このスイッチング素子４と直列に接続してなるコイル５と、スイッチング素子４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６とを備えている。
【００２７】
ＬＥＤ直列回路３は、直列に接続するＬＥＤ１３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ＬＥＤ１３を２０個直列に接続すると、ＬＥＤ直列回路３は、少なくとも６０Ｖの電圧を供給して、スイッチング素子４で電流をコントロールする必要がある。４６０Ｖの三相交流は、整流回路１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、この整流回路１には、定格電圧を３ＶとするＬＥＤ１３を２００個直列に接続して点灯することができる。ただ、ＬＥＤ直列回路に直列接続するＬＥＤの個数を多くすると、いずれかひとつのＬＥＤが断線すると、直列に接続している全てのＬＥＤを点灯できなくなる。したがって、ＬＥＤ直列回路は、たとえば１０個〜１００個のＬＥＤを直列に接続して、スイッチング素子でＬＥＤ直列回路の電流をコントロールする。
【００２８】
図２の光源部２は、複数のＬＥＤ１３を回路基板に固定してなるＬＥＤ直列回路３を光源ユニット１８としている。光源ユニット１８は、回路基板に複数のＬＥＤ１３を固定して直列に接続して、コネクタ１９を介して、整流回路１の出力側とコイル５との間に脱着できるようにしている。光源ユニット１８は、ＬＥＤ１３が劣化して輝度が低下すると新しいものに交換される。この構造の照明装置は、ＬＥＤが劣化するとこの部分のみを交換できるので、整流回路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。
【００２９】
スイッチング素子４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、ＬＥＤ１３に流れる平均電流を制御する。図２の光源部２は、スイッチング素子４を整流回路１のマイナス側に接続している。スイッチング素子４は、オフ時間に対するオン時間を長くして、ＬＥＤ１３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、ＬＥＤ１３の平均電流を小さくできる。
【００３０】
スイッチング素子４と直列に接続しているコイル５は、スイッチング素子４がオンに切り換えられた瞬間にＬＥＤ１３に流れる電流の立ち上がりを緩慢にして、ＬＥＤ１３に流れる電流を平滑化する。コイル５がＬＥＤ１３の電流の立ち上がりを緩慢にする程度は、コイル５のインダクタンスで特定される。コイル５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。ＬＥＤ１３の電流の立ち上がりは、スイッチング素子４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４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５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５のインダクタンスは、スイッチング素子４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とする光源部にあっては、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。
【００３１】
さらに、図２に示す光源部２は、スイッチング素子４とコイル５との接続点を、バイパスダイオード７を介して整流回路１のプラス側に接続している。バイパスダイオード７は、スイッチング素子４がオフに切り換えられた瞬間に、コイル５に流れていた電流を整流回路１のプラス側にバイパスしてＬＥＤ１３を点灯する。したがって、この光源部２は、スイッチング素子４をオフに切り換えた瞬間に、コイル５に蓄えていた電流のエネルギーでＬＥＤ１３を点灯でき、ＬＥＤ１３を効率よく発光できる。コイル５に蓄えられる電流のエネルギーは、スイッチング素子４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、ＬＥＤ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光源部にあっては、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光源部は、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。
【００３２】
以上のように、バイパスダイオード７を備える光源部２は、スイッチング素子４をオフに切り換えた後も、コイル５に蓄える電流のエネルギーでＬＥＤ１３に電流を流すことができるので、ＬＥＤ１３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４をオフに切り換えた直後に、コイル５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４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４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。
【００３３】
コントロール回路６は、スイッチング素子４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、ＬＥＤ１３の電流をコントロールする。コントロール回路６がスイッチング素子４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４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。
【００３４】
コントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３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４をオンオフに切り換える。コントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３の電流を一定にするために、ＬＥＤ直列回路３の電流を検出する電流検出回路１４と、この電流検出回路１４の検出電流をフィードバックするフィードバック回路１５を備えている。フィードバック回路１５は、検出電流があらかじめ設定してる電流となるように、スイッチング素子４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。
【００３５】
さらに、図２のコントロール回路６は、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整してＬＥＤ１３の輝度をコントロールする調光回路１６を備えている。調光回路１６は、入力される信号で、ＬＥＤ直列回路３の電流を調整して、ＬＥＤ１３の輝度をコントロールする。図の調光回路１６は、明るさを検出する明るさセンサ１７を備えており、この明るさセンサ１７の信号でＬＥＤ１３の電流を調整して発光強度をコントロールしている。明るさセンサ１７は、トンネルの入り口や出口の明るさを検出する。この調光回路１６は、トンネルの入り口や出口が明るいときに、ＬＥＤ１３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、ＬＥＤ１３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。
【符号の説明】
【００３６】
１…整流回路
２…光源部
３…ＬＥＤ直列回路
４…スイッチング素子
５…コイル
６…コントロール回路
７…バイパスダイオード
８…コンデンサー
９…三相交流電源
１０…ダイオードブリッジ
１１…ダイオード直列回路
１２…ダイオード
１３…ＬＥＤ
１４…電流検出回路
１５…フィードバック回路
１６…調光回路
１７…明るさセンサ
１８…光源ユニット
１９…コネクタ
２０…電源ライン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される三相交流電源(9)を全波整流して直流に変換して出力する整流回路(1)と、この整流回路(1)の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ(13)を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路(3)と、このＬＥＤ直列回路(3)と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ(13)の電流を調整するスイッチング素子(4)と、このスイッチング素子(4)と直列に接続してなるコイル(5)と、前記スイッチング素子(4)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(6)とを備えており、
前記整流回路(1)の出力側に、前記ＬＥＤ直列回路(3)と前記スイッチング素子(4)と前記コイル(5)との直列回路を接続しており、前記コントロール回路(6)がスイッチング素子(4)をオンオフに切り換えてＬＥＤ(13)を点灯するようにしてなるトンネルの照明装置。
【請求項２】
前記コントロール回路(6)が、ＬＥＤ直列回路(3)に流れる電流を定電流となるようにスイッチング素子(4)をオンオフに切り換える請求項１に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項３】
前記コントロール回路(6)が、前記ＬＥＤ直列回路(3)の電流を調整してＬＥＤ(13)の輝度をコントロールする調光回路(16)を備えており、この調光回路(16)でＬＥＤ(13)の輝度をコントロールするようにしてなる請求項１又は２に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項４】
前記調光回路(16)が、明るさを検出する明るさセンサ(17)を備えており、明るさセンサ(17)の信号でＬＥＤ(13)の電流を調整して発光強度をコントロールするようにしてなる請求項３に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項５】
前記コイル(5)のインダクタンスが１００μＨないし１０ｍＨである請求項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】
前記コントロール回路(6)が前記スイッチング素子(4)をオンオフに切り換える周波数が２０ｋＨｚないし１ＭＨｚである請求項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。
【請求項７】
前記ＬＥＤ直列回路(3)が、複数のＬＥＤ(13)を回路基板に固定してなる光源ユニット(18)で、この光源ユニット(18)を脱着自在に連結するコネクタ(19)を備えており、このコネクタ(19)に光源ユニット(18)を脱着自在に連結してなる請求項１ないし６のいずれかに記載されるトンネル照明装置。
【請求項１】
入力される三相交流電源(9)を全波整流して直流に変換して出力する整流回路(1)と、この整流回路(1)の出力側に接続してなる複数のＬＥＤ(13)を直列に接続してなるＬＥＤ直列回路(3)と、このＬＥＤ直列回路(3)と直列に接続してなるオンオフに切り換えられてＬＥＤ(13)の電流を調整するスイッチング素子(4)と、このスイッチング素子(4)と直列に接続してなるコイル(5)と、前記スイッチング素子(4)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(6)とを備えており、
前記整流回路(1)の出力側に、前記ＬＥＤ直列回路(3)と前記スイッチング素子(4)と前記コイル(5)との直列回路を接続しており、前記コントロール回路(6)がスイッチング素子(4)をオンオフに切り換えてＬＥＤ(13)を点灯するようにしてなるトンネルの照明装置。
【請求項２】
前記コントロール回路(6)が、ＬＥＤ直列回路(3)に流れる電流を定電流となるようにスイッチング素子(4)をオンオフに切り換える請求項１に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項３】
前記コントロール回路(6)が、前記ＬＥＤ直列回路(3)の電流を調整してＬＥＤ(13)の輝度をコントロールする調光回路(16)を備えており、この調光回路(16)でＬＥＤ(13)の輝度をコントロールするようにしてなる請求項１又は２に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項４】
前記調光回路(16)が、明るさを検出する明るさセンサ(17)を備えており、明るさセンサ(17)の信号でＬＥＤ(13)の電流を調整して発光強度をコントロールするようにしてなる請求項３に記載されるトンネルの照明装置。
【請求項５】
前記コイル(5)のインダクタンスが１００μＨないし１０ｍＨである請求項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】
前記コントロール回路(6)が前記スイッチング素子(4)をオンオフに切り換える周波数が２０ｋＨｚないし１ＭＨｚである請求項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。
【請求項７】
前記ＬＥＤ直列回路(3)が、複数のＬＥＤ(13)を回路基板に固定してなる光源ユニット(18)で、この光源ユニット(18)を脱着自在に連結するコネクタ(19)を備えており、このコネクタ(19)に光源ユニット(18)を脱着自在に連結してなる請求項１ないし６のいずれかに記載されるトンネル照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−７７００９（Ｐ２０１１−７７００９Ａ）
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３０３９１（Ｐ２００９−２３０３９１）
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（５９１１０４２９５）藤崎電機株式会社 (13)
【出願人】（５０１４９７２６４）西日本高速道路エンジニアリング四国株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月１４日（２０１１．４．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２日（２００９．１０．２）
【出願人】（５９１１０４２９５）藤崎電機株式会社 (13)
【出願人】（５０１４９７２６４）西日本高速道路エンジニアリング四国株式会社 (17)
【Ｆターム（参考）】
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