(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5705100
(24)【登録日】2015年3月6日
(45)【発行日】2015年4月22日
(54)【発明の名称】球体形警報灯
(51)【国際特許分類】
B61L 29/28 20060101AFI20150402BHJP
F21S 2/00 20060101ALI20150402BHJP
F21Y 101/02 20060101ALN20150402BHJP
【FI】
B61L29/28 C
F21S2/00 435
F21Y101:02
【請求項の数】6
【全頁数】10
(21)【出願番号】特願2011-276045(P2011-276045)
(22)【出願日】2011年12月16日
(65)【公開番号】特開2013-126786(P2013-126786A)
(43)【公開日】2013年6月27日
【審査請求日】2013年6月28日
(73)【特許権者】
【識別番号】591228649
【氏名又は名称】交通システム電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100075144
【弁理士】
【氏名又は名称】井ノ口 壽
(72)【発明者】
【氏名】山田 義和
(72)【発明者】
【氏名】佐賀 国弘
(72)【発明者】
【氏名】若林 尚道
【審査官】
奥隅 隆
(56)【参考文献】
【文献】
特開2006−293645(JP,A)
【文献】
特開2005−247133(JP,A)
【文献】
特開2006−034327(JP,A)
【文献】
特開2011−028018(JP,A)
【文献】
特開平10−119096(JP,A)
【文献】
実開平05−079537(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B61L 29/00−29/32
F21S 2/00
F21Y 101/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光の反射を利用した球体形警報灯であって、
透明導光板の面に多数の円錐形状の孔を設けるとともに前記透明導光板の側部に複数のLEDを配置し、
前記複数のLEDが発する光を前記透明導光板の側部より透明導光板内に導き、前記円錐形状の孔との境界面で前記導かれたLEDからの光を反射し、該反射光を前記透明導光板の多数の円錐形状の孔を有する面の反対面から出射することにより反射光を利用した表示器を構成し、
前記透明導光板の上側および下側の側部に前記LEDを配置し、
前記透明導光板の円錐形状の孔を半円状に配置し、円錐形状の孔で形成される半円の直径側になる前記透明導光板の一辺をそれぞれ突き合わせ前記透明導光板の複数を360度の範囲で所定角度間隔で放射状に配置することにより、後方側に位置する透明導光板から出射する光が前方側に位置する透明導光板を透過し、いずれの方向から見ても出射する光の形状が略球形に視認できるように構成したことを特徴とする球体形警報灯。
【請求項2】
光の反射を利用した球体形警報灯であって、
透明導光板の面に多数の円錐形状の孔を設けるとともに前記透明導光板の側部に複数のLEDを配置し、
前記複数のLEDが発する光を前記透明導光板の側部より透明導光板内に導き、前記円錐形状の孔との境界面で前記導かれたLEDからの光を反射し、該反射光を前記透明導光板の多数の円錐形状の孔を有する面の反対面から出射することにより反射光を利用した表示器を構成し、
前記透明導光板の円錐形状の孔を半円状に配置し、該配置した透明導光板2枚を相互に円錐形状の孔が向き合うように突き合わせ、前記2枚の透明導光板の側部に配置したLEDからの光を前記円錐形状の孔との境界面で反射させることにより、2枚突き合わせた透明導光板の両側の面から光を出射させる矩形状の表示体を形成し、
前記表示体の上側および下側の側部に前記LEDを配置し、
該表示体の円錐形状の孔で形成される半円の直径側になる一辺をそれぞれ突き合わせ前記表示体の複数を360度の範囲で所定角度間隔で放射状に配置することにより、後方側に位置する表示体の透明導光板から出射する光が前方側に位置する表示体の透明導光板を透過し、いずれの方向から見ても出射する光の形状が略球形に視認できるように構成したことを特徴とする球体形警報灯。
【請求項3】
前記透明導光板または前記表示体の上方および下方にLEDを配置するためのLED実装基板を設け、
前記LED実装基板に接続するためのケーブルを外部より引き込み、該ケーブルはパイプ中心軸内を通り端子を介してLED実装基板に接続することを特徴とする請求項1または2記載の球体形警報灯。
【請求項4】
前記透明導光板はメタクリル樹脂であり、前記円錐形状の孔はディンプル加工で形成することを特徴とする請求項1,2または3記載の球体形警報灯。
【請求項5】
前記円錐形状の孔の頂部は略90度であり、前記透明導光板内に導かれるLEDの光の進行方向を略90度変えることにより、前記透明導光板を垂直に配置した場合、水平方向に光を出射し視認性を向上させることを特徴とする請求項1,2,3または4記載の球体形警報灯。
【請求項6】
前記透明導光板のLEDを配置した側部から前記円錐形状の孔が形成されるまでの距離が近ければ円錐形状の孔を小さくし、距離が大きくなるにしたがって前記円錐形状の孔の形状を大きくすることにより、前記透明導光板に開けた多数の円錐形状の孔でそれぞれ反射する光は、いずれも明るさの差が少ないことを特徴とする請求項1,2,3,4または5記載の球体形警報灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、周囲いずれの方向からも円形に見えるように警報表示を行う
球体形警報灯、さらに詳しくいえば、電車の接近を報知するため鉄道の踏切に設置される踏切警報灯に適用可能な
球体形警報灯に関する。
【背景技術】
【0002】
全方位警報灯として踏切警報灯は、踏み切りを渡る通行者,踏み切りを横切る車両に対し、列車の接近を赤色の点滅発光により報知するものであり、通常踏切警報機柱に交互に点滅する2つの灯器を1組として設置される。
この種の従来例として幾つかの踏切警報灯が提案されている。
その1つの例は、複数の赤色発光のLED実装基板が多面体を形成する基板取付枠に取り付けられ、この基板取付枠に取り付けられたLED実装基板の組み合わせによって多面形構造が形成されている。多数のLEDが実装された長方形のLED実装基板はせん光灯の発光面として多面体の形状で全方位に向けられているものである。
【0003】
他の例は、360度のすべての方向からの視認を可能にするために、両面に半円形状に多数のLEDを実装した複数のLED基板を等角度間隔に配置して構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2010−179664号公報
【特許文献2】特開2005−247133号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
さて、上記0002の段落で述べた例は、360度各方向から視認するためにLED実装基板を多面形状に配置するのに多面形を形成するための複雑な基板取付枠が必要である。そのため構造が複雑で製造工程を効率的に組むことが困難であるという欠点がある。
【0006】
また、上記0003の段落で述べた例は、放射状にLED基板を配置し、その各基板の表裏両面にLEDを半円形状に多数配置しなければならない。そのため、折角低消費電力のLEDを用いながらも警報灯として使用効率が十分に生かし切れていない。
本発明の目的は上記の既存全方位警報灯とは全く異なる手段で全方位
から視認可能な警報灯を実現するものであり、併せて上記各問題を解決するものである。本発明では、透明導光板に円錐形の孔を多数施し、円錐形の孔を加工した複数枚の透明導光板を放射状に配置し、透明導光板の側部にLEDを配置しLED光を放射することにより、360度各方向いずれから見ても略球形の表示を実現することが可能な、構造が簡易で製造工程も容易となる
球体形警報灯を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的を達成するために本発明の請求項1は光の反射を利用した
球体形警報灯であって、透明導光板の面に多数の円錐形状の孔を設けるとともに前記透明導光板の側部に複数のLEDを配置し、前記複数のLEDが発する光を前記透明導光板の側部より透明導光板内に導き、前記円錐形状の孔との境界面で前記導かれたLEDからの光を反射し、該反射光を前記透明導光板の多数の円錐形状の孔を有する面の反対面から出射することにより反射光を利用した表示器を構成
し、前記透明導光板の上側および下側の側部に前記LEDを配置し、前記透明導光板の円錐形状の孔を半円状に配置し、円錐形状の孔で形成される半円の直径側になる前記透明導光板の一辺をそれぞれ突き合わせ前記透明導光板の複数を360度の範囲で所定角度間隔で放射状に配置することにより、後方側に位置する透明導光板から出射する光が前方側に位置する透明導光板を透過し、いずれの方向から見ても出射する光の形状が略球形に視認できるように構成したことを特徴とする。
本発明の請求項2は
光の反射を利用した球体形警報灯であって、透明導光板の面に多数の円錐形状の孔を設けるとともに前記透明導光板の側部に複数のLEDを配置し、前記複数のLEDが発する光を前記透明導光板の側部より透明導光板内に導き、前記円錐形状の孔との境界面で前記導かれたLEDからの光を反射し、該反射光を前記透明導光板の多数の円錐形状の孔を有する面の反対面から出射することにより反射光を利用した表示器を構成し、前記
透明導光板の円錐形状の孔を
半円状に配置し、該配置した透明導光板2枚を相互に円錐形状の孔が向き合うように突き合わせ、前記2枚の透明導光板の側部に配置したLEDからの光を前記円錐形状の孔との境界面で反射させることにより、2枚突き合わせた透明導光板の両側の面から光を出射させる
矩形状の表示体を形成し、前記表示体の上側および下側の側部に前記LEDを配置し、該表示体の円錐形状の孔で形成される半円の直径側になる一辺をそれぞれ突き合わせ前記表示体の複数を360度の範囲で所定角度間隔で放射状に配置することにより、後方側に位置する表示体の透明導光板から出射する光が前方側に位置する表示体の透明導光板を透過し、いずれの方向から見ても出射する光の形状が略球形に視認できるように構成したことを特徴とする
。
本発明の
請求項3は
請求項1または2記載の発明において
前記透明導光板または前記表示体の上方および下方にLEDを配置するための
LED実装基板を設け、
前記LED実装基板に接続するためのケーブルを外部より引き込み、該ケーブルはパイプ中心軸内を通り端子を介してLED実装基板に接続することを特徴とする。
本発明の
請求項4は
請求項1,2または3記載の発明において前記透明導光板はメタクリル樹脂であり、前記円錐形状の孔はディンプル加工で形成することを特徴とする。
本発明の
請求項5は
請求項1,2,3または4記載の発明において前記円錐形状の孔の頂部は略90度であり、前記透明導光板内に導かれるLEDの光の進行方向を略90度変えることにより、前記透明導光板を垂直に配置した場合、水平方向に光を出射し視認性を向上させることを特徴とする。
本発明の
請求項6は
請求項1,2,3,4または5記載の発明において前記透明導光板のLEDを配置した側部から前記円錐形状の孔が形成されるまでの距離が近ければ円錐形状の孔を小さくし、距離が大きくなるにしたがって前記円錐形状の孔の形状を大きくすることにより、前記透明導光板に開けた多数の円錐形状の孔でそれぞれ反射する光は、いずれも明るさの差が少ないことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
上記構成によれば、直接発光源による踏切警報灯に比べ、LEDの照明面の均一化が図れる。また、省エネおよび安価な機器の製造が可能となり、全方位いずれから見ても球形状の表示を見ることができる。さらに踏切警報灯に限らずLEDを利用した表示器に応用でき立体的な表現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】本発明による
球体形警報灯の実施の形態を示す踏切警報灯の主構成図で、踏切警報灯の表示器部分の斜視図である。
【
図2】
図1の表示器の導光板の詳細を説明するための図である。
【
図3】
図2の導光板に形成された円錐形の孔の詳細図である。
【
図4】
図2の導光板を2枚突き合わせた状態を示す断面図である。
【
図5】本発明にかかる踏切警報灯の組み立てを説明するための各部品の分解斜視図である。
【
図6】本発明にかかる踏切警報灯のLED実装基板のLED素子実装部分の詳細を示す図である。
【
図7】本発明にかかる踏切警報灯の外枠筒の構成の詳細を説明するための図である。
【
図8】本発明にかかる踏切警報灯の実施の形態を一部破断して示した正面図である。
【
図9】本発明にかかる踏切警報灯の下部のLED実装基板のケーブルの接続構造を説明するための図である。
【
図10】本発明にかかる踏切警報灯を取り付けた踏切警報機柱の全体図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。
図1は本発明による
球体形警報灯の実施の形態を示す踏切警報灯の主構成図で、踏切警報灯の表示器部分の斜視図である。
図2は
図1の表示器の導光板の詳細図である。
導光板1は矩形状の板状透明体であり、メタクリル樹脂が用いられる。導光板1は多数の円錐形の孔101が設けられ、円錐形の孔101は
図2に示すように半円形になるように配置されている。LED照明光は導光板1の上側部102と下側部103の面から導光板1内に照射される。円錐形の孔101は導光板1の上側部102および下側部103に近い位置では小さく距離が遠くなるほど大きくなるように形成されている。
このように円錐形の孔101を配置したのは、上側部102および下側部103から入射するLED照射光が途中に形成されている円錐形の孔101で邪魔されることなく、導光板1の中央部104付近までより多くの光量が到達するようにするためである。これにより導光板1の、円錐形の孔101が配置されている形状に対応する面全体において円錐形のそれぞれの孔からの反射光は明るさの差異が少なくなり、光のムラが少ない一様に近い導光板の出射表示面を形成することができる。
【0011】
上側部102および下側部103から円錐形の孔101が形成される距離L1,L2は全方位何れの位置から見ても、LED照明光による表示部分が球形に浮いて見えるようにするため一定の寸法をとる必要がある。
図2に示す導光板1を2枚、それぞれの円錐形の孔101の形成面が向き合うように突き合わせて、一対の導光板を作り、この一対の導光板1−1,1−2、1−3,1−4〜1−23,1−24(合計で12枚)を、パイプ中心軸16にその長手方向の側部を合わせて等角度間隔で360度全周に放射状に配置することにより、
図1に示す表示器2が構成される。
【0012】
図3に円錐形の孔の詳細を示す。
円錐形の孔101はその頂角が直角であり、頂角の位置は導光板1の反対面(円錐形の孔101の形成面に対し)近くまで及んでいる。したがって導光板1中を伝搬し導光板1と円錐形の孔101の境界面に入射した光は導光板1の反対面から直角方向に出射する。
図4にその様子が示されている。一対の導光板1−1,1−2に入射したLED光はそれぞれ導光板1−1,1−2の円錐形の孔101の形成面に対して反対側の面から放出されることになり、一対の導光板両面から視認することができる。
【0013】
図5は本発明にかかる踏切警報灯の組み立てを説明するための各部品の分解斜視図である。
表示器2の上部側部および下部側部を押さえるための導光板押さえ板(内側)3aおよび3bは円板形状をしており、該押さえ板3aおよび3bに表示器2の多数の上部側部および下部側部を挿通するための放射状の貫通溝301が設けられている。さらに導光板押さえ板(内側)3aおよび3bをその上から押さえるための導光板押さえ板(外側)4aおよび4bは導光板押さえ板(内側)3aおよび3bより少し大きな円板形状で、該押さえ板4aおよび4bには貫通溝301に対応する位置に放射形状の貫通溝401が設けられている。
【0014】
円板状のLED実装基板5aおよび5bには上記貫通溝301,401に対応する位置にそれぞれ直線状に配列させられたLED素子501が多数実装されている。LED素子501はLED実装基板5aおよび5bに形成されている配線パターン(図示されていない)に接続され、LED点滅制御の電源電圧が供給されるようになっている。LED実装基板5aおよび5bのLED実装の反対面に取り付けられている端子502a,502bは外部からのケーブル17(
図9参照)を接続するための接続部である。
【0015】
軸固定金具6aおよび6bは表示器組み立てを完成させるために上下から固定するものである。導光板押さえ板3a,3b,4a,4b,LED実装基板5a,5bおよび軸固定金具6a,6bは中央部にパイプ中心軸16を挿通するための貫通孔を有している。パイプ中心軸16は表示器2の上下に突出する軸端部161,162を有しており、この軸端部161,162を上記導光板押さえ板3a,3bの孔に差し入れ、この上から
図7(b)に示す外枠筒を被せ、さらに軸端部161,162を導光板押さえ板4a,4b,LED実装基板5a,5bおよび軸固定金具6a,6bの孔に順番に差し入れる。軸端部161,162に設けられているネジに平座金7a,7bを介在してナット8a,8bを締め付けることにより表示器組み立てが完成する。
【0016】
図6は本発明にかかる踏切警報灯のLED実装基板のLED素子実装部分の詳細を示す図である。
導光板押さえ板(内側)3aの貫通溝301に一対の導光板1−1,1−2の上端部(上部の側部)が差し込まれ、その上に導光板押さえ板(外側)4aの貫通溝401が重ねられ、LED実装基板5a上に一列に配置されたLED素子501が貫通溝401内に位置付けられることになる。LED素子501の光は導光板1−1,1−2の側部から効率良く導光板内部に入射する。
【0017】
図7は本発明にかかる踏切警報灯の外枠筒の構成の詳細を説明するための図である。
外枠筒10は表示器の周囲を覆い、表示器内に雨や塵埃などが侵入することを防止するものである。
外枠筒10は
図7(a)に示すように光を透過するブラウンスモーク色の円筒形状であり、この色は赤色の光が通りやすくLEDの発する光を所定の赤色に見えるようにする。外枠筒10の上下の縁部に防水パッキン9a,9bが嵌め込まれる。嵌め込まれた状態を
図7(b)に示す。防水パッキン9a,9bには
図7(c)に示すようにそれぞれ筒端部収容溝901,902が設けられている。表示器2はこのような構成の外枠筒部分が被せられる。
【0018】
図8は本発明にかかる踏切警報灯の実施の形態を一部破断して示した正面図である。
外枠筒10を取り付けた表示器2の上部のLED実装基板5a,軸固定金具6a部分を覆うように上部カバー12が被せられ、上部カバー12の端部内周面121が導光板押さえ板4aの外周部402に嵌合して取り付けられる。さらに表示器2へ雨が当たらないように導光板押さえ板4aの上方に屋根形のフード11が被せられる。フード11はネジ111によって上部カバー12に固定される。
上部カバー12の中央には接続座13が固定されている。接続座13は後述の警報機柱20(
図10参照)に接続するための部材で、その内部にはLED実装基板に接続するケーブルが外部より引き込まれる。
【0019】
外枠筒10を被せた表示器2の下部のLED実装基板5b,軸固定金具6b部分を覆うように下部カバー15が被せられ、下部カバー15の端部内周面151が導光板押さえ板4bの外周部403に嵌合して取り付けられる。さらに下部カバー15内への雨の侵入を防止するため下部カバー押さえ14が導光板押さえ板4bの外周部403上面に係合するように取り付けられる。下部カバー押さえ14はネジ141によって下部カバー15に固定される。
【0020】
図9は本発明にかかる踏切警報灯の下部のLED実装基板のケーブルの接続構造を説明するための図である。
LED実装基板5bおよび軸固定金具6bは導光板押さえ板(外側)4b,LED実装基板5bおよび軸固定金具6bとの間が一定の間隔になるように取り付けられ、LED実装基板5bの電気的性能を確保している。上側のLED実装基板5a部分の構成も同様である。
ケーブル17はパイプ中心軸16内を通って引き出されたもので、端子502bに接続されている。
【0021】
図10は本発明にかかる踏切警報灯を取り付けた踏切警報機柱の全体図である。
踏切脇に立てられている警報機柱20の上部に2つの踏切警報灯19が装備されている。電車が接近すると、踏切警報灯19にその信号情報がケーブルによって伝達され、踏切警報灯19が点滅動作を開始する。電車が通過すれば、踏切警報灯19は動作を停止する。視点位置が警報機柱20の周囲360度の何れの位置であっても踏切警報灯19の表示部分は球形に浮いて見え、踏切警報灯19に対し水平位置ではなく見上げる位置(矢印21,22)であっても下部カバー15で遮られない角度であれば表示部分の球形が欠けて見えることはない。
なお、太陽光が踏切警報灯19に当たり導光板1の長手辺の側部105(
図2参照)に入射した場合、この太陽光の入射により表示器が点灯したように見える可能性がある。これを防止するために導光板1の長手辺の側部105に太陽光が入射しないような光入射防止手段を施している。側部105の面に光が通過しないような表面処理を施すか、梨地のようなざらざら面に加工して入射する太陽光を散乱させ、入射を防止するか、または側部105に光を反射や吸収する膜を塗布もしくは貼付したりするものである。
【0022】
以上の実施の形態では導光板1を矩形状としているが、パイプ中心軸側の長手辺に対向する外側の長手辺の形状を直線ではなく曲線形状にしても良い。また、LED照明光を当てる側を導光板1の上側部と下側部の面の例を示しているが、上側と下側のいずれかの側部のみでもよい。かかる場合は外から見える光の強さは上側部と下側部の両側に設けた場合に比較しLED照明光を設けない側に近い導光板の面から出射する光は弱くなるが、実用上問題がなければ、このような構成も可能である。
さらに、円錐形の孔の頂部を90度にした例を示したが、頂部の角度は必ずしも90度にする必要はなく、視認方向を変えるため他の角度に設定することも可能である。
【0023】
また、多数の円錐形の孔が作る形状を半円とした例を示したが、その形状は半円に限ることはなく例えば半楕円,星形の半分など他の形状にすることも可能である。なお、他の形状にした場合には球形に見えないことになる。
一対の導光板12枚を全周等角度で配置した例を示したが、一対の導光板の数は12枚に限定されるものではなく、これよりも多くまたは少なくしても良い。例えば、4枚〜11枚を配置しても良いが、枚数が少ないと、見る方向によっては表示部分の形状が立体的ではなく楕円球に見えることになる。一方、枚数を増やすと表示器の明るさが増加し、より完全な球体形に近づくが、要求される性能,仕様との兼ね合いで枚数を決める必要がある。
【産業上の利用可能性】
【0024】
電車の接近を報知するため鉄道の踏切に設置される踏切警報灯などに適用可能な
球体形警報灯である。
【符号の説明】
【0025】
1,1−1〜1−24 導光板
101 円錐形の孔
2 表示器
3a,3b 導光板押さえ板(内側)
4a,4b 導光板押さえ板(外側)
5a,5b LED実装基板
6a,6b 軸固定金具
7a,7b 平座金
8a,8b ナット
9a,9b 防水パッキン
10 外枠筒(透過性ブラウンスモーク色)
11 フード
12 上部カバー
13 接続座
14 下部カバー押さえ
15 下部カバー
16 パイプ中心軸
17 ケーブル
19 踏切警報灯
20 警報機柱