JP2004127751A - 投光器 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成により光の有効利用を図る。
【解決手段】ランプ２と、このランプを囲むようにかつ、二層に配置している椀形の第１及び第２の反射鏡３，４と、椀形のセード５と椀形の放熱反射板６とを備えており、各反射鏡３，４は光軸方向に投射開口部３ａ１，４ａ１を設けると共に、凹面状の反射鏡面３ｂ，４ｂを有しており、第１の反射鏡３はランプ２を内包しており、第２の反射鏡４はランプの基部を囲み、ランプからの光は各反射鏡３，４で反射して投射開口部３ａ１，４ａ１から投光可能であり、セード５は放熱反射板６を所定の間隙１３をあけてその外側を囲み、放熱反射板６は所定の間隙１４をあけて第１の反射鏡３を囲んでおり、上記セード及び放熱反射板のそれぞれの外周面には換気孔５ａ，６ａを設けてある。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば文化施設、商業施設、工場、建築工事現場、駐車場、公園、道路、住宅などの照明に使用される投光器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、投光器は、例えば特開平８−２７３４０３号公報に開示されているように、ランプを囲むように椀形の反射鏡を有しており、このランプから出る可視光線を放物面となっている反射鏡面に反射させて、反射光線を光軸と平行に投射開口部から投射するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の投光器によれば、ランプの真下の水平面照度が比較的低く、ランプからの光の有効利用を図る観点から改善の余地がある。また放電ランプを使用している他の投光器において、光の有効利用を図るために、上記放電ランプを横向きに配置する例がある。しかしながら、この種の従来例では反射鏡の投射開口部の口径が大きくなるために投光器が大形となる新たな課題が生じる。
本発明の目的は、簡単な構成により光の有効利用を図ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の投光器は、ランプと、このランプを囲むようにかつ、多層に配置している反射鏡とを具備しているものである。各層に対応する反射鏡がそれぞれランプから出る光を反射可能である。上記各反射鏡は光軸方向に投射開口部を設けると共に、凹面状の反射鏡面を有している。反射鏡面の表面は、複数の凹部を所定ピッチを置いて連続して形成したり、凹部のない単なる鏡面仕上げをしたりするなど適宜の処理が施されている。上記ランプからの光は上記各反射鏡で反射して上記投射開口部から投光可能である。
【０００５】
【作用】
各層に対応する反射鏡の反射鏡面のそれぞれがランプから出る光を反射して、投射開口部から投光し、複数の反射鏡による反射光を所定方向に配光することにより照度が高められる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１に示す本発明に係る投光器１は、ランプ２、多層に配置される反射鏡（第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４）、セード５、放熱反射板６及びランプホルダ７を備えている。
ランプ２として、図１及び図２に示す例ではセラミックハライドランプが使用されている。ランプ２は発光部２ａから発光され、特に上下両端部２ｂ，２ｃから発光放射率が高い。ランプ２はソケット８に取り付けられている。ソケット８は、キャップ状のランプホルダ７にブラケット（図示せず。）を介して保持されている。ソケット８はランプホルダ７内に収納してあるインバーター９に電気的に接続されている。
ランプホルダ７は、その頂部に取り付けてあるチェーン吊り具１０によって天井などの保持手段（図示せず。）に吊り下げられている。ランプホルダ７は、上下両側外周面全周にそれぞれ複数の放熱孔７ａ１，７ａ２を間隔をおいて設けてある。
【０００７】
第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４は、光軸方向（図１下側方向）に投射開口部３ａ１，４ａ１を有する椀形に形成されており、ランプ２を中心として二段に重ねられて配置されている。第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４は、頂部の端部がランプホルダ７の下端部に着脱可能に取り付けられている。
第１の反射鏡３は、図１、図３及び図４に示すように凹面状の反射鏡面３ｂを有している。反射鏡面３ｂは範囲Ｄ１に亘ってその表面全面に凹部３ｂ１を連続して形成してある。図１、図３及び図４には、凹部３ｂ１の一部のみが図示され、全ての凹部の表示は省略されている。凹部３ｂ１は、図５及び図６に示すように、その断面が半円形に、平面が円形に形成されており、しかも密に反射鏡面３ｂに配置されている。第１の反射鏡３の投光側の投射開口部３ａ１には透光性保護板１１を取り付けてある。第１の反射鏡３は、頂部側（図３上側）も開口部３ａ２を有している。開口部３ａ２は放熱用として利用される。
第２の反射鏡４は、図１、図７及び図８に示すように凹面状の反射鏡面４ｂを有している。反射鏡面４ｂは範囲Ｄ２に亘ってその表面全面に凹部４ｂ１を連続して形成してある。図１、図７及び図８では、凹部４ｂ１の一部のみが図示され、全ての凹部の表示は省略されている。凹部４ｂ１の断面や平面形状や配置構成は、上記第１の反射鏡３の凹部３ｂ１のそれらと同一である。第２の反射鏡４は、頂部側（図７上側）も開口部４ａ２を有している。この開口部４ａ２は放熱用として利用される。
【０００８】
ここで、ランプ２、第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４の相互関係について説明する。
ランプ２、第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４はランプ２を中心として同心的に配置されている。第１の反射鏡３及び第２の反射鏡４はその頂部側に位置しているランプ２を囲んでいる。すなわち、第１の反射鏡はランプ２を内包するように囲み、また第２の反射鏡４はランプの一部（基部）を囲んでいる。ランプ２の発光部２ａを含む本体は第２の反射鏡４の開口部４ａ１より下方に露出されている。第２の反射鏡４は第１の反射鏡３内の頂部側にかつ所定間隔を置いて重ねられて配置されている。第１の反射鏡３の内周面と、第２の反射鏡４の投射開口部４ａ１の外周縁との間に隙間１２（図１）が開けられている。第２の反射鏡４内の熱気は上昇して隙間１２を通じてランプホルダ７内へ放出される。
【０００９】
図１に示すように、セード５及び放熱反射板６はいずれも椀形に形成されており、各頂部がランプホルダ７に保持されている。セード５は間隙１３を開けて放熱反射板６を覆っている。セード５には、図９に示すように、その外周面の対向する二箇所に複数のスリット状の換気孔５ａを貫通状態に開けてある。各換気孔５ａはセード５の外部空間及び間隙１３と連なっている。また放熱反射板６は間隙１４を開けて第１の反射鏡３を覆っている。放熱反射板６には、図１０に示すように、その外周面の対向する二箇所に複数のスリット状の換気孔６ａを貫通状態に開けてあり、各換気孔が各間隙１３，１４と連なっている。セード５の換気孔５ａと放熱反射板６の換気孔６ａとの配置については、図９及び図１０に示すように、互いに重ならないように図示の例では９０°位置をずらしている。
高温に加熱された第１の反射鏡３の外周面から発する熱気が間隙１４内の空気の温度を上昇させるから、この間隙内の熱気が放熱反射板６の換気孔６ａを経て間隙１３へ流出し、さらに流出された熱気は放熱反射板６の外周面に沿って移動してセード５の換気孔５ａからセード５外へ効率的に排出可能となる。
【００１０】
次に、投光器１の作用について説明する。
図２に示すように、ランプ２の発光部２ａから出た光線は、一方では第１の反射鏡３の反射鏡面３ｂに反射されて投射開口部３ａ１から図下方に向けて投射され、他方では、第２の反射鏡４の反射鏡面４ｂに反射されて投射開口部４ａ１から図下方に向けて投射される。このように、第２の反射鏡４の反射鏡面４ｂによる反射光線によって、ランプ２の真下に集光でき、真下の水平面照度を著しく高めることが可能となるから、消費電力を低く抑えることができて、省エネルギーに寄与する。この結果、消費電力の少ないランプであっても光の有効利用が図られることになるから、比較的消費電力の少ないランプを使用しても必要な照明度を確保できる。
ランプ２の発光部２ａは発光発熱が多いが、図１に示すランプの上端部２ｂ及び下端部２ｃからの発光放射率が特に強く、第１の反射鏡３の反射鏡面３ｂ（各凹部３ｂ１の内面及び互いに隣接する凹部間の面）と、第２の反射鏡４の反射鏡面４ｂとによって、光通量、光度、照度が著しく高められ、省エネルギーに貢献すると共に、ＣＯ２の排出量が大幅に削減された。
因みに、本発明による省エネルギー及びＣＯ２の排出量の削減を明らかにするために、ランプとしてセラミックハライドランプと水銀灯を用いて消費電力の比較実験をした。
図１１には、ランプに１５０ｗセラミックハライドランプを１００台使用した場合の年間の積算電力曲線を示している。
また、図１２には、ランプに１２００ｗ水銀灯を１００台使用した場合の年間の積算電力曲線を示している。
図１１及び図１２において、図左側の縦軸を電力量（ＫＷＨ）とし、右側の縦軸をＣＯ２排出量（トン）とし、Ｓ１はＣＯ２排出量を示す曲線部であり、Ｓ２が負荷曲線部である。
またランプ２から放出される熱により第１の反射鏡３内は温度上昇され、熱気は第１及び第２の反射鏡３，４の開口部３ａ２，４ａ２を経てランプホルダ７の放熱孔７ａ１，７ａ２より外気に放出される。
一方、ランプ２からの放出熱によって、第１の反射鏡３の反射鏡面３ｂは高温に加熱され、このために熱伝導によって第１の反射鏡３が熱せられて、その外表面が高熱になって、周辺の空気を熱せられ、間隙１４内の熱気は放熱反射板６の換気孔６ａを通過してセード５の換気孔５ａを経て外気に放出される。このために、第１の反射鏡３、放熱反射板６及びセード５の高温化を抑制することができ、経時的な部位の劣化を抑え、本投光器１の耐久性を向上することができる。高温化の抑制によって、ランプ２の長寿命化が図られる。
【００１１】
反射鏡は多層に配置するものであり、図１の例では第１の反射鏡３と第２の反射鏡４とを用いて組み合わせたが、このような二層構造に限られず、三層以上でも良い。図１１に示す反射鏡では三層構造としており、第１の反射鏡３と第２の反射鏡４との間に第３の反射鏡１５を配置して、ランプ２からの光の有効利用を図るようにしている。第３の反射鏡１５も、第１及び第２の反射鏡３，４と同様に凹状の反射鏡には凹部（図示せず。）を形成してある。
【００１２】
本投光器１の保持方法はチェーン吊り具１０により天井などから吊り下げて使用するものに限られず、支持アームなどによって横向きや斜め方向に保持するなど適宜であることは当然である。
ランプ２は、上記比較例に示すように、特にセラミックハライドランプを用いると、省エネルギー及びＣＯ２の排出量削減の効果が発揮されることが明らかになったが、もちろんセラミックハライドランプに限られず、メタルハライドランプ、高輝度放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプその他の光源を選択的に使用しても良い。
第２の反射鏡４はランプ２の基部を覆う構成であったが、ランプ全体を内包するように囲む形態であっても良い。
反射鏡面３ｂ，４ｂの凹部３ｂ１，４ｂ１の断面や平面の各形状、配置ピッチは図５及び図６に示す形態に限定されない。各反射鏡面の他の例として、図１４に示すように、凹部３１ｂ１と凸部３１ｂ２とを交互に連続して形成した凹凸面である反射鏡面３１ｂであっても良い。さらに、反射鏡面３ｂ，４ｂは凹部３ｂ１，４ｂ１又は凹部３１ｂ１及び凸部３１ｂ２のない単なる鏡面仕上げであっても良い。
換気孔５ａ，６ａの形状はスリットに限られず、配置に関しても例えば換気孔５ａと換気孔６ａとが互いに対向するようにしても良く、図示の例に限定されない。
なお、本発明は、投光器の他に、ダウライト、反射セード、街路灯などの反射型照明器具に適用可能である。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、反射鏡を多層に配置してランプを囲むようにしているので、簡単な構成でランプから出る光の有効利用が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る投光器を示す一部切欠正面図である。
【図２】第１の反射鏡の反射光と第２の反射鏡の反射光の配光パターンを示す図である。
【図３】第１の反射鏡を示す一部切欠拡大正面図である。
【図４】第１の反射鏡の拡大底面図である。
【図５】第１の反射鏡における反射鏡面の一部を拡大して示す断面図である。
【図６】第１の反射鏡における反射鏡面の一部を拡大して示す底面図である。
【図７】第２の反射鏡を示す一部切欠拡大正面図である。
【図８】第２の反射鏡の拡大底面図である。
【図９】セードの平面図である。
【図１０】放熱反射板の平面図である。
【図１１】ランプにセラミックハライドランプを使用した場合の年間の積算電力曲線を示す図である。
【図１２】ランプに水銀灯を使用した場合の年間の積算電力曲線を示す図である。
【図１３】反射鏡の多層構造の他の実施の形態を示す概略構成図である。
【図１４】第１の反射鏡における反射鏡面の他の実施の形態であって、その一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　投光器
２　　　　　　　ランプ
３　　　　　　　第１の反射鏡（反射鏡）
３ａ１　　　　　投射開口部
３ｂ　　　　　　反射鏡面
３ｂ１　　　　　凹部
４　　　　　　　第２の反射鏡（反射鏡）
４ａ１　　　　　投射開口部
４ｂ　　　　　　反射鏡面
４ｂ１　　　　　凹部
５　　　　　　　セード
５ａ　　　　　　換気孔
６　　　　　　　放熱反射板
６ａ　　　　　　換気孔
７　　　　　　　ランプホルダ
１３，１４　　　間隙
１５　　　　　　第３の反射鏡（反射鏡）
３１ｂ　　　　　反射鏡面
３１ｂ１　　　　凹部
３１ｂ２　　　　凸部

Claims (7)

1. ランプと、このランプを囲むようにかつ、多層に配置している反射鏡とを具備しており、
   上記各反射鏡は光軸方向に投射開口部を設けると共に、凹面状の反射鏡面を有しており、
   上記ランプからの光は上記各反射鏡で反射して上記投射開口部から投光可能である
   ことを特徴とする投光器。
2. 各反射鏡面の表面には凹部が連続して形成されていることを特徴とする請求項１記載の投光器。
3. 反射鏡は第１の反射鏡と第２の反射鏡とから構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の投光器。
4. 反射鏡は、第１の反射鏡と、この第１の反射鏡より内側に位置している第２の反射鏡とから構成されており、上記第１の反射鏡はランプを内包するように囲む形態であり、第２の反射鏡は上記第１の反射鏡の頂部側に配置されかつ少なくとも上記ランプの一部を囲む形態であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の投光器。
5. セードと放熱反射板とを備えており、上記セードは上記放熱反射板を所定の間隙をあけてその外側を囲み、上記放熱反射板は所定の間隙をあけて最も外側に位置している上記反射鏡を囲んでいることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の投光器。
6. セードと放熱反射板とを備えており、上記セードは上記放熱反射板を所定の間隙をあけてその外側を囲み、上記放熱反射板は所定の間隙をあけて最も外側に位置している上記反射鏡を囲んでおり、上記セード及び放熱反射板のそれぞれの外周面には換気孔を設けてあることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の投光器。
7. ランプはセラミックハライドランプであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の投光器。

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