| 【発明の名称】 |
照明器具用カバーおよび照明器具 |
| 【発明者】 |
【氏名】松田 良太郎
【氏名】石渡 富繁
【氏名】小島 浩之
【氏名】高野 安春
【氏名】石崎 有義
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| 【要約】 |
【課題】照明器具に用いられるカバーにおいて、外表面の汚れを分解、除去することによって長期にわたって器具効率を維持することができ、また害虫の誘引作用を低減させる照明器具用カバーおよび照明器具を提供する。
【解決手段】透光性カバー本体１の少なくとも１面に透光性酸化金属を主体とする紫外線吸収膜２を設け、その外表面もしくは紫外線吸収膜２の対向面に光触媒膜３を形成する。紫外線吸収膜２は３６０ｎｍの透過率が５〜５０％、３８０ｎｍの透過率が８５％以下となるように塗布されている。また、透光性カバーの３６０ｎｍの透過率は５〜２０％、３８０ｎｍの透過率が７０％以下、総合可視透過率が７５％に構成されている。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】照明器具本体の投光開口に装着される透光性カバー本体と；透光性カバー本体の少なくとも一面に形成され、３６０ｎｍの透過率が５〜５０％、３８０ｎｍの透過率が８５％以下となる透光性酸化金属を主成分とする紫外線吸収膜と；紫外線吸収膜の外表面または紫外線吸収膜と対向した透光性カバー本体の外表面に形成される光触媒膜と；を具備していることを特徴とする照明器具用カバー。
【請求項２】照明器具本体の投光開口に装着される透光性カバー本体と；透光性カバー本体の少なくとも一面に形成され、透光性酸化金属を主成分とする紫外線吸収膜と；紫外線吸収膜の外表面または紫外線吸収膜と対向した透光性カバー本体の外表面に形成される光触媒膜と；を具備している照明器具用カバーであって、３６０ｎｍの透過率が５〜２０％、３８０ｎｍの透過率が７０％以下、総合可視光透過率が７５％以上であることを特徴とする照明器具用カバー。
【請求項３】投光開口を備えた照明器具本体と；照明器具本体内部に配設された光源ランプと；光源ランプの発光を反射して所望の配光を形成するように照明器具本体内部に設けられた反射体と；少なくとも光触媒膜が外部に位置するように配置されて、投光開口を覆う請求項１または２記載の照明器具用透光性カバーと；を具備していることを特徴とする照明器具。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒膜を備えた照明器具用透光性カバーおよびこれを用いた照明器具に関する。
【従来の技術】道路照明灯、街路灯および灯光器などのような照明器具の多くは、照明器具本体に固定されている反射鏡に対してたとえば水銀ランプ、メタルハライドランプのような高圧放電ランプや、蛍光ランプを光学上作用的に配置し、照明器具本体の前面に透光カバーを配置して構成している。
【０００２】しかしながら、このような光源ランプは紫外線を含む光放射が多く、透光性カバーもこのような紫外線を透過している場合が多い。このような紫外線としては、特に３８０ｎｍ付近の紫外線が多いが、害虫が好む波長であるため特に夏季はショウジョウバエ、ニカメイガなどの害虫が誘引されやすく、景観が害され環境が悪化する、さらには農作物の被害が発生する虞がある。
【０００３】一方、特に屋外に配置される照明器具の透光性カバーの少なくとも外面に光触媒膜を形成することにより、透光性カバーの外面に付着する汚れを分解して除去できる。このため、透光性カバーの清掃のインターバルを長くすることができるから、メンテナンス費用を低減できる利点があることが知られている。
【０００４】このため、特開平１１−２２４５１４号公報には、透光性カバーの両面もしくは内外面の少なくとも片面に誘虫作用を抑制する透明性金属酸化物を主成分とする薄膜を形成した照明器具、また誘虫作用を抑制する透明性金属酸化物を主成分とする薄膜の外表面に光触媒作用を有する酸化チタン膜を被着している照明器具（従来例１）が記載されている。
【０００５】また、特開平１０―２７５５０８号公報には、４００ｎｍ以下の光透過率を低減した前面ガラスの表面に光触媒膜を施して構成した照明器具（従来例２）が記載されている。
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例１、および従来例２に開示されている照明器具では、３６０ｎｍ付近の紫外線透過率がほとんど抑えられている。図５に従来例２に記載された照明器具の前面ガラスの透過率を示す。図５からも明らかなように、紫外線の透過率がほとんど抑えられており特に３６０ｎｍ付近は３％程度しか透過していないことが分かる。このため、照明器具の透光カバーなどに光触媒が塗布されていても、光触媒膜まで光源から発生する紫外線が到達することができない。このため、光源からの紫外線によって生ずる光触媒膜による照明器具のセルフクリーニング機能を生かすことができないため、照明器具に付着した汚れを分解することが十分ではなく、照明の照度が低下するまたは器具のメンテナンスが煩雑になるなどの問題があった。
【０００６】このため、本発明では、照明器具において誘虫作用を低減させるとともに、塗布した光触媒作用を低減させることがなく、器具効率を長期にわたって維持し、器具のメンテナンスを省力化することのできる照明器具用透光性カバーおよびこれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【課題を達成するための手段】請求項１の発明の照明器具用カバーは、照明器具本体の投光開口に装着される透光性カバー本体と；透光性カバー本体の少なくとも一面に形成され、３６０ｎｍの透過率が５〜５０％、３８０ｎｍの透過率が８５％以下となる透光性酸化金属を主成分とする紫外吸収膜と；紫外吸収膜の外表面または紫外吸収膜と対向した透光性カバー本体の外表面に形成される光触媒膜と；を具備している。
【０００７】本発明および以下の各発明において、特に指定しない限り用語の定義および技術的意味は次による。
【０００８】透光性カバー本体とは、照明器具用透光性カバーから紫外線吸収膜および光触媒膜などを取り除いた残部、換言すれば紫外線吸収膜および光触媒膜などを形成する前の状態をいう。
【０００９】また、透光性カバー本体は、透明性および光拡散性のいずれでもよい。透明性である場合に、外面および内面のいずれか一方または両方に、光制御用の手段たとえばプリズム、レンズまたは光拡散用の多数の凸部または凹部などを形成してもよい。
【００１０】さらに、透光性カバー本体は、四角形、円形など任意所望の形状を採用でき、透光性カバー本体は、照明器具本体との間に器具空間を形成するのであれば、どのような構造であってもよい。たとえば、照明器具本体の前面開口を閉鎖する平板状であってもよいし、照明器具本体の前面開口から前方へ膨出するような形状であってもよい。
【００１１】紫外線吸収膜は、３６０ｎｍの透過率が５〜５０％好ましくは５〜２０％、３８０ｎｍの透過率が８５％以下好ましくは６０％以下となるようにＺｎＯのような透光性酸化金属を主成分とする紫外吸収膜を形成する。例えばＺｎＯを用いた場合には、粒径が１０〜５０ｎｍ程度のものが好ましく、さらに膜厚を１００〜１０００ｎｍ、好ましくは１５０〜５００ｎｍに形成するとで上記のような透過率を持つ紫外線吸収膜を形成することができる。
【００１２】光触媒膜は、光触媒作用を有する金属酸化物にて形成された薄膜である。ここで、光触媒作用を有する金属酸化物としては、たとえば ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＷＯ３、ＬａＲｈＯ３、ＦｅＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＦｅ２Ｏ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＲｕＯ２などの微粒子、もしくは２種以上の微粒子混合系が挙げられる。特に、結晶性ＴｉＯ２を主体とした微粒子たとえば平均粒径５〜７０ｎｍ程度のもの、さらにはアナターゼ型結晶のＴｉＯ２が好ましい。なお、前記光触媒膜の厚さは１００〜３００ｎｍ、好ましくは１５０〜２００ｎｍである。また、全記光触媒膜は、Ｐ、Ｂ、Ａｌ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｋの酸化物中から選ばれた少なくとも１種を含んでいると光触媒膜の膨脹係数がガラス基体の膨脹係数と近くなるため、耐剥離性が向上する。
【００１３】また、紫外線吸収膜および光触媒膜を塗布する方法は、特に限定しないがスピンコート、ディップコート、ロールコート、スプレーコートなど透光性カバー本体の形状などによって適宜選択できる。
【００１４】光触媒膜は、紫外線吸収膜の外表面および紫外線吸収膜と対向した透光性カバー本体の外表面のに形成のどちらでも形成することができる。ただし、光触媒膜が照明器具用カバーの外表面となるように形成することで、照明器具の外部から付着する汚れを光触媒のセルフクリーニング効果で除去することができる。
【００１５】さらに、前記透光性カバー本体面に光触媒膜を直接設ける構成の場合は、直接光触媒膜を設けても良いが、透光性カバー本体の表面と光触媒膜との間に、ＳｉＯ２層を下地層として介在・配置することも許容する。
【００１６】また、紫外線吸収膜の外表面に光触媒膜を設ける構成の場合は、直接紫外線吸収膜の外表面に光触媒膜を設けても良いが、紫外線吸収膜と光触媒膜との間にＳｉＯ２等の下地層を設けることも許容する。または照明器具用カバーが破損したような場合にカバーの飛散を防止するためフッ素樹脂を透光性カバー本体と光触媒膜の間に介在させるまたはフッ素樹脂材に光触媒効果を有する酸化金属粉末を混合させて膜として形成することも許容する。
【００１７】請求項１の発明によれば、紫外線吸収膜は、光触媒膜が光触媒作用を呈する紫外線、３６０ｎｍの透過を許容できるように透光性カバー本体に形成されているため、光触媒膜には光源から発生する３６０ｎｍの紫外線が照射されるので、光触媒効果を得ながら、害虫の好む３８０ｎｍを低減させることができる照明器具用のカバーを提供することができる。
【００１８】請求項２の発明は、照明器具本体の投光開口に装着される透光性カバー本体と；透光性カバー本体の少なくとも一面に形成され、透光性酸化金属を主成分とする紫外線吸収膜と；紫外線吸収膜の外表面または紫外線吸収膜と対向した透光性カバー本体の外表面に形成される光触媒膜と；を具備している照明器具用カバーであって、３６０ｎｍの透過率が５〜２０％、３８０ｎｍの透過率が７０％以下、総合可視光透過率が７５％以上であることを特徴とする。
【００１９】請求項２の発明によれば、光触媒膜表面まで３６０ｎｍの紫外線を透過させることができるため、光触媒作用の効果を妨げることなく害虫の好む３８０ｎｍの紫外線を低減させることのできる照明器具用カバーを提供することができる。
【００２０】請求項３の発明の照明器具は、投光開口を備えた照明器具本体と；照明器具本体内部に配設された光源ランプと；光源ランプの発光を反射して所望の配光を形成するように照明器具本体内部に設けられた反射体と；少なくとも光触媒膜が外部に位置するように配置されて、投光開口を覆う請求項１または２記載の照明器具用透光性カバーと；を具備している。
【００２１】照明器具本体体は、投光開口を備えていれば、どのような構造であってもよい。さらに、照明器具用透光性カバーを灯体に装着するのに金属製または合成樹脂製などの枠体を照明器具用透光性カバーの一部として周縁部に備えていてもよい。
【００２２】光源ランプは、既知の各種光源ランプから任意に選択して用いることができる。たとえば、蛍光ランプおよび低圧ナトリウムランプなどの低圧放電ランプ、高圧ナトリウムランプ、メタルハライドランプおよび水銀ランプなどの高圧放電ランプおよび電球などを用いることができる。
【００２３】反射体は、所望の配光を形成するために用いられ、光源ランプの種類および所望の配光によって様々な形状および構造を採用することができる。たとえば、単一構造の反射体、複数に分離分割された反射体などを用いることができる。また、要すれば照明器具本体の内面を反射体として作用させることができる。さらに、反射体の表面は、鏡面および光拡散面たとえば白色系の面のいずれであってもよい。また、反射体は、照明器具本体および照明器具用透光性カバーのいずれの側に装着してもよい。また、光源ランプを反射体に装着可能な構成にすることも許容する。
【００２４】照明器具用の透光性カバーの光触媒膜は、照明器具本体内部に配置された光源ランプと非対向面に配置されている。つまり照明器具に透光性カバーを装着した状態において光触媒膜が外表面に形成されている。このように構成することによって、照明器具に収納されている光源ランプが発生する紫外線によって照明器具の透光性カバーの外表面に付着した汚れを分解・除去することができるものである。
【００２５】請求項３の発明によれば、誘虫作用を低減させるとともに、塗布した光触媒作用を低減させることのなく、器具効率を長期にわたって維持し、器具のメンテナンスを省力化することのできる照明器具用透光性カバーおよびこれを用いた照明器具を提供することを目的とする。
【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態である照明器具用カバーを図１を参照して説明する。図１は照明器具用カバー１０の断面図である。透光性カバー本体１は、ほう珪酸ガラスを厚さ４ｍｍ、直径４００ｍｍの円板状に成形したものである。透光性カバー本体１の片面には、酸化亜鉛を主体とした紫外線吸収膜２が形成されている。また、透光性カバー本体１の紫外線吸収膜２と対向した面には酸化チタンを主体とした光触媒膜３が形成されている。
【００２６】酸化亜鉛からなる紫外線吸収膜２を形成する際、ガラス基板１を１２００ｒｐｍの速度で回転させ、ガラス基板１の中心から酸化亜鉛およびシリカ、ジルコニア等の微粒子を混同した溶剤を点下してスピンコート法により膜状に形成し、その後５００℃にて加熱することによって膜厚２００〜５００ｎｍ、膜の硬さが２〜４Ｈの紫外線吸収膜２を形成している。
【００２７】次に、紫外線吸収膜２の対面に光触媒膜３を形成する工程を説明する。紫外線吸収膜２を形成したガラス基板１を反転して、紫外線吸収膜２を形成するのと同様にスピンコート法で形成される。光触媒溶剤は、粒径５〜３０ｎｍの酸化チタンと結合剤であるシリカを混合したものを使用し、ガラス基板１を１２００ｒｐｍにて回転させ膜状に形成している。その後３５０℃で加熱することによって膜厚１００〜２００ｎｍ、膜の硬さが３〜４Ｈの光触媒薄膜３を形成した。
【００２８】このように形成された、各工程での紫外および可視光の透過率を図２に示す。図２において、Ａで表したものがほう珪酸ガラスにて形成されたガラス基板１の透過率、Ｂはガラス基板１に紫外線吸収膜２を施した状態での透過率、Ｃはガラス基板１の片面に紫外線吸収膜２を対向面に光触媒薄膜３施した状態での透過率をしめす。
【００２９】ガラス基板１にほう珪酸ガラスを用いたことでＡに現れたとおり、４００ｎｍ以下の紫外線を透過していることが分かる。ほう珪酸ガラスは耐熱性効果も優れており照明器具に内蔵する光源の熱にも十分耐えることができることから照明器具の前面ガラスに多用されているものである。また、紫外線を透過することから、照明器具用カバー１０の外表面に光触媒膜を形成した場合、光触媒膜まで３６０ｎｍの紫外線を到達させることができる。このため、光触媒のセルフクリーニング効果を機能させることができるものである。
【００３０】このガラス基板に紫外線吸収膜を形成した状態での透過率Ｂによれば、虫が好む３８０ｎｍ付近の透過率が８５％以下になっており、害虫の誘引作用が低減され害虫が近付くのを低減している。また、３６０ｎｍの透過率が１５％程度であるため光源から３６０ｎｍ付近の紫外線を透過してその外側に設けられる光触媒膜に到達させていることが分かる。光触媒膜はこの様に到達された３６０ｎｍ付近の紫外線によってセルフクリーニング機能を作用させている。
【００３１】Ｃに示された透過率のように、光触媒膜をさらに塗布することによって３８０ｎｍ付近の透過率をさらに低減させている。これによって透光性カバーの３８０ｎｍ付近の透過率が６０％以下となることから、害虫の誘引作用がさらに低減されて害虫が近付くのを低減することができる。また、光触媒膜を塗布しているため透光性カバーに付着する汚れを分解できる効果がある。また、この状態で可視光平均透過率は８０％以上となり、高い器具効率を長期にわたって維持できるものである。
【００３２】次に、本発明の第２実施形態である照明器具用カバーを図３を参照して説明する。なお図１と同一部分については同一符号を付して説明を省略する。透光性カバー本体１の片面には、酸化亜鉛を主体とした紫外線吸収膜２が２００〜５００ｎｍ形成されている。また、紫外線吸収膜２の外表面には酸化チタンを主体とした光触媒膜３が１００〜２００ｎｍ形成されている。紫外線吸収膜２と光触媒３の屈折率はそれぞれ２．１、２．２と高屈折率である。このため上記の膜厚に形成することによって、特に非視感度曲線の高い５５０ｎｍ付近での透過率が向上し、可視光全体の透過率が８０％以上となるように形成することができる。
【００３３】紫外線吸収膜２の外表面に光触媒膜３を形成する際、両者の膜の屈折率が略同等となるように形成し、また両者の膜厚の合計が１００〜２００ｎｍとなることが望ましい。このように形成することで比視感度曲線のピークである５５０ｎｍの透過率を干渉などによって低下させない透光性カバー１０を形成することができる。
【００３４】次に、本発明の第３実施形態である照明器具を図４を参照して説明する。図４は、第１の実施形態の照明器具用カバー１０を前面ガラスに用いた投光器の例である。器具本体１１の内部にはメタルハライドランプ１２収納され投光開口側には照明器具用カバー１０が図示しないパッキンを介して器具本体１１に取りつけられている。器具本体１１の内面はメタルハライドランプ１２が効率良く投光開口側に向けられるように反射面が施されている。また、器具本体１１の首部には、取り付け金具１３が取り付けられ、器具本体１１を設置し所望の配光となるように取り付け可能となっている。
【００３５】器具本体１１に照明器具用カバー１０が取りつけられるときには、光触媒膜が光源と対向した面の外側に塗布されていなければならない。外側に光触媒膜を施したことによって、照明器具の外部の汚れを光源から透過される紫外線によって分解、除去できるため長期にわたって器具効率を維持できる照明器具を提供できる。また、害虫が好む紫外線もカットしているため害虫が近付くのを低減できる照明器具を提供できる。
【発明の効果】請求項１の発明によれば、紫外線吸収膜によって光触媒のセルフクリーニング機能に必要な紫外線を全てカットすることなく、光触媒膜に必要な紫外線を透過させているので、照明器具に付着する汚れを分解、除去することができ、また害虫が好む紫外線を低減させることから害虫を近づけることのない照明器具用カバーを提供できる。
【００３６】請求項２の発明によれば、光触媒のセルフクリーニング機能を十分に装しながら、可視光透過率を確保でき、照明器具用カバーとして害虫が好む紫外線を十分カットすることができる照明器具用カバーを提供することができる。
【００３７】請求項３の発明によれば、照明器具カバーの外表面に付着した汚れを光源から発生する紫外線を利用して分解、除去することができ長期にわたって器具効率を維持でき、害虫を近づけることを低減できる照明器具を提供することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３７５７
【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社
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| 【出願日】 |
平成１３年２月１４日（２００１．２．１４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１００１０１８３４
【弁理士】
【氏名又は名称】和泉 順一
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| 【公開番号】 |
特開２００２−２４５８１８（Ｐ２００２−２４５８１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年８月３０日（２００２．８．３０） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３６６９６（Ｐ２００１−３６６９６） |
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