特許 6437868 灯器

(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】6437868

(24)【登録日】2018年11月22日

(45)【発行日】2018年12月12日

(54)【発明の名称】灯器

(51)【国際特許分類】

   F21S 2/00 20160101AFI20181203BHJP

   F21V 15/04 20060101ALI20181203BHJP

   F21V 31/00 20060101ALI20181203BHJP

   F21V 17/00 20060101ALI20181203BHJP

   F21V 8/00 20060101ALI20181203BHJP

   F21V 5/00 20180101ALI20181203BHJP

   F21V 5/04 20060101ALI20181203BHJP

   F21W 111/06 20060101ALN20181203BHJP

   F21W 111/02 20060101ALN20181203BHJP

   F21Y 115/10 20160101ALN20181203BHJP

【ＦＩ】

   F21S2/00 664

   F21V15/04

   F21V31/00 100

   F21V31/00 200

   F21V17/00 400

   F21V8/00 360

   F21V8/00 310

   F21V5/00 510

   F21V5/04

   F21W111:06

   F21W111:02

   F21Y115:10

【請求項の数】11

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2015-74996(P2015-74996)

(22)【出願日】2015年4月1日

(65)【公開番号】特開2016-195072(P2016-195072A)

(43)【公開日】2016年11月17日

【審査請求日】2018年1月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】390010054

【氏名又は名称】コイト電工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100117330

【弁理士】

【氏名又は名称】折居 章

(74)【代理人】

【識別番号】100160989

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 正好

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100168745

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 彩子

(74)【代理人】

【識別番号】100170346

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 望

(74)【代理人】

【識別番号】100176131

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100197398

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 絢子

(74)【代理人】

【識別番号】100197619

【弁理士】

【氏名又は名称】白鹿 智久

(72)【発明者】

【氏名】服部 啓太

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 将史

【審査官】 杉浦 貴之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１４６９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２２９３３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２１Ｓ ２／００

Ｆ２１Ｓ ８／０２

Ｆ２１Ｖ ５／００

Ｆ２１Ｖ ５／０４

Ｆ２１Ｖ ８／００

Ｆ２１Ｖ １５／０４

Ｆ２１Ｖ １７／００

Ｆ２１Ｖ ３１／００

Ｆ２１Ｗ １１１／０２

Ｆ２１Ｗ １１１／０６

Ｆ２１Ｙ １１５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面と、前記主面に設けられ第１の深さの第１の底面を有する凹部と、を有する第１の灯体と、
前記第１の底面に対向する天板部と、前記天板部から前記第１の底面に向かって突出する柱体部とを有し、前記柱体部の先端が前記第１の底面に固定される第２の灯体と、
前記柱体部の周囲に環状に配置され、前記第１の底面から前記天板部に向かって照明光を出射する複数の点光源と、
透光性材料で構成され前記柱体部が貫通する開口部を有するレンズ本体と、前記レンズ本体の一端部に設けられ前記複数の点光源と対向する環状の光入射部と、前記レンズ本体の他端部の外周縁部に設けられ前記照明光を出射する環状の光出射部と、を有し、前記第１の底面と前記天板部との間に配置されたレンズ部材と
を具備する灯器。

【請求項2】

請求項１に記載の灯器であって、
前記凹部は、前記第１の底面の周囲に設けられ前記第１の深さよりも小さい第２の深さを有する環状の第２の底面をさらに有し、
前記第２の灯体は、前記天板部の周囲に配置され前記第２の底面に支持される環状板部と、前記天板部と前記環状板部との間を相互に連結する複数の連結部と、をさらに有する
灯器。

【請求項3】

請求項２に記載の灯器であって、
前記第２の灯体は、前記第１の深さと同等以上の大きさの高さを有し、
前記環状板部は、前記第２の深さと同一の大きさの厚みを有する
灯器。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１つに記載の灯器であって、
前記天板部と前記レンズ本体との間に配置された弾性部材をさらに具備する
灯器。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載の灯器であって、
前記光入射部は、前記レンズ本体の前記一端部に設けられ前記複数の点光源を収容する環状の溝部で構成される
灯器。

【請求項6】

請求項５に記載の灯器であって、
前記溝部の断面は、半円形状に形成され、
前記複数の点光源は、前記半円の中心部に配置される
灯器。

【請求項7】

請求項５又は６に記載の灯器であって、
前記レンズ本体は、前記一端部から前記他端部に向かうに従って外径及び内径がそれぞれ大きくなる外周面及び内周面を有する環状体で構成される
灯器。

【請求項8】

請求項７に記載の灯器であって、
前記レンズ本体の前記外周面は、径外方へ凸なる形状の第１の曲面で形成され、
前記レンズ本体の前記内周面は、径内方へ凸なる形状の第２の曲面で形成される
灯器。

【請求項9】

請求項７又は８に記載の灯器であって、
前記光出射部は、
前記レンズ本体の前記他端部の外周縁部に設けられた環状の平面部と、
前記環状の平面部の内周縁部から立上り形成された環状の壁部と、を有する
灯器。

【請求項10】

請求項１〜９のいずれか１つに記載の灯器であって、
前記柱体部の外周部に装着され前記レンズ部材の前記開口部に密着する弾性リングをさらに具備する
灯器。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか１つに記載の灯器であって、
前記複数の点光源は、複数のＬＥＤ素子である
灯器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば地面に埋設される埋込型標識灯として使用される灯器に関する。

【背景技術】

【0002】

空港の滑走路や誘導路、ヘリポート、人や車両等が通行する道路等に埋設され、運転手や歩行者の視線誘導を行う埋込型標識灯が広く知られている。埋込型標識灯は、典型的には、その上面が地面（地表面）から突出するように設置され、水平全周方向に規定光度以上の照明光が出射されるように構成される。

【0003】

埋込型標識灯の光源には、特許文献１に記載のように、ハロゲンランプ等の電球光源が広く用いられている。一方、近年においては、メンテナンス性や省電力化、薄型化等を図る目的で、光源にＬＥＤ（Light Emitting Diode）素子を用いた埋込型標識灯の開発が進められている。

【0004】

例えば特許文献２には、発光ダイオードが表面に搭載された下部灯体と、縦断面が略５角形状の略柱状に形成され下部に発光ダイオードを収容する略円柱状の凹部を有するレンズと、下部灯体の上に配置され略円錐状のレンズの上部が上方へ突出するように挿通される挿通孔を有する上部灯体とを備え、レンズの凹部から入射した発光ダイオードの放射光を略円錐状のレンズの上部から出射させるように構成された埋込型標識灯が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５−２８００１７号公報

【特許文献2】特開２００７−１０７３３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

埋込型標識灯は、その投光部が地面から露出するように設置されるため、航空機やヘリコプター等の大きな重量物に踏まれても耐えられる構造が要求される。しかしながら、特許文献２に記載の構造では、重量物が乗り上げたときに生じる荷重がレンズに直接的に加わるため、レンズが破損するおそれがある。

【0007】

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、重量物に対する耐久性を向上させることができる埋込型標識灯に用いて好適な灯器を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る灯器は、第１の灯体と、第２の灯体と、複数の点光源と、レンズ部材とを具備する。
上記第１の灯体は、主面と、凹部とを有する。上記凹部は、上記主面に設けられ、第１の深さの第１の底面を有する。
上記第２の灯体は、上記第１の底面に対向する天板部と、上記天板部から上記第１の底面に向かって突出する柱体部とを有する。上記柱体部の先端は、上記第１の底面に固定される。
上記複数の点光源は、上記柱体部の周囲に環状に配置され、上記第１の底面から上記天板部に向かって照明光を出射する。
上記レンズ部材は、レンズ本体と、環状の光入射部と、環状の光出射部とを有する。上記レンズ本体は、透光性材料で構成され、上記柱体部が貫通する開口部を有する。上記環状の光入射部は、上記レンズ本体の一端部に設けられ、上記複数の点光源と対向する。上記環状の光出射部は、上記レンズ本体の他端部の外周縁部に設けられ、上記照明光を出射する。上記レンズ部材は、上記第１の底面と上記天板部との間に配置される。

【0009】

上記灯器において、レンズ部材は、第１の灯体の凹部に収容されるとともに、上記凹部の第１の底面と第２の灯体の天板部との間に配置される。環状に配置された複数の点光源から出射された照明光は、同じく環状に形成された光入射部を介してレンズ部材の内部へ入射し、光出射部から水平方向及び上方に向けて出射される。

【0010】

一方、第２の灯体は、上記天板部から上記第１の底面に向かって突出し先端が第１の底面に固定される柱体部を有しているため、第２の灯体に乗り上げた重量物の荷重は、柱体部を介して第１の灯体に加わることになる。このように上記柱体部を介して荷重を第１の灯体に逃がし、力を分散させることができるため、耐荷重強度を高めることができる。これにより、重量物に対する耐久性の向上を図ることが可能となる。また、レンズ部材に上記荷重が加わることが回避されるため、レンズ部材の破損が防止される。さらに、レンズ部材に高価な高強度材料を用いる必要がなくなるため、コストの低下を図ることができる。

【0011】

上記凹部は環状の第２の底面を、上記第２の灯体は環状の板部と複数の連結部とを、それぞれさらに有してもよい。
上記第２の底面は、上記第１の底面の周囲に設けられ、上記第１の深さよりも小さい第２の深さを有する。
上記環状板部は、上記天板部の周囲に配置され、上記第２の底面に支持される。上記複数の連結部は、上記天板部と上記環状板部との間を相互に連結する、
これにより、第２の灯体に作用した荷重を第１の灯体へ効率よく逃がすことができるため、レンズ部材を破損から保護しつつ、重量物に対する耐久性をより向上させることが可能となる。また、複数の連結部の間から光出射部を外部へ露出させることができるため、光出射部の投光部としての機能が確保される。

【0012】

上記第２の灯体は、上記第１の深さと同等以上の大きさの高さを有し、上記環状板部は、上記第２の深さと同一の大きさの厚みを有してもよい。
これにより、上記主面が地面と同一平面となるように配置されたとき、地面からの天板部の突出量を小さくすることができる。

【0013】

上記灯器は、上記天板部と上記レンズ本体との間に配置された弾性部材をさらに具備してもよい。
これにより、天板部に加わる衝撃からレンズ部材を保護することが可能となる。

【0014】

上記光入射部は、典型的には、上記レンズ本体の上記一端部に設けられ上記複数の点光源を収容する環状の溝部で構成される。
これにより、光出射部に向けて必要光度の照明光を効率よく導くことができる。上記点光源は、典型的には、ＬＥＤ素子等の半導体発光素子で構成される。

【0015】

この場合、上記溝部の断面は、半円形状に形成され、上記複数の点光源は、上記半円の中心部に配置されてもよい。
これにより、各点光源から放射される照明光を効率よくレンズ本体の内部に入射させることができるため、光利用効率を高めることが可能となる。

【0016】

上記レンズ本体は、上記一端部から上記他端部に向かうに従って外径及び内径がそれぞれ大きくなる外周面及び内周面を有する環状体で構成されてもよい。
光入射部から入射した光は、上記外周面及び内周面で全反射し、かつ、レンズ本体の内部で周方向に均一化されながら光出射部へ導かれる。これにより、レンズ部材の薄型化を実現しつつ、目的とする光度の照明光を全周方向に照射することが可能となる。

【0017】

この場合、上記レンズ本体の上記外周面は、径外方へ凸なる形状の第１の曲面で形成され、上記レンズ本体の上記内周面は、径内方へ凸なる形状の第２の曲面で形成されてもよい。これにより光入射部と光出射部との間の相対位置に依存しない効率的な光学設計が可能となり、設計自由度の向上を図れるようになる。

【0018】

上記光出射部の形状は特に限定されず、例えば、上記レンズ本体の上記他端部の外周縁部に設けられた環状の平面部と、上記環状の平面部の内周縁部から立上り形成された環状の壁部とを有していてもよい。
これにより、天板部の周囲への光出射部の突出が抑えられるため、光出射部に外力が直接的に加わることを効果的に阻止することができる。

【0019】

上記灯器は、上記柱体部の外周部に装着され上記レンズ部材の上記開口部に密着する弾性リングをさらに具備してもよい。
これにより柱体部によるレンズ部材の位置決めが容易となり、組立性の向上を図ることが可能となる。

【発明の効果】

【0020】

以上のように、本発明の灯器によれば、重量物に対する耐久性を向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係る灯器を示す斜視図である。

【図2】上記灯器の平面図である。

【図3】上記灯器の上面側から見た分解斜視図である。

【図4】上記灯器の底面側から見た分解斜視図である。

【図5】図２におけるＡ−Ａ線概略断面図である。

【図6】上記灯器におけるレンズ部材の斜視図である。

【図7】上記レンズ部材の正面図である。

【図8】上記レンズ部材の平面図である。

【図9】上記レンズ部材の底面図である。

【図10】上記レンズ部材を透過する照明光の光線追跡図である。

【図11】上記灯器の断面方向の配光分布特性を示す一実験結果である。

【図12】上記灯器の全周方向の平均配光分布特性を示す一実験結果である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

【0023】

図１は本発明の一実施形態に係る灯器を示す斜視図、図２は灯器の平面（上面）図、図３は上面側から見た灯器の分解斜視図、図４は底面側から見た灯器の分解斜視図、図５は図２におけるＡ−Ａ線概略断面図である。

【0024】

本実施形態では、灯器として、空港の滑走路やヘリポート等に設置される航空標識灯（例えば境界灯、境界誘導灯、誘導路灯）を構成する埋込型標識灯を例に挙げて説明する。

【0025】

［灯器の全体構成］
本実施形態の灯器１は、上部に円盤部を有し、図１に示すように上記円盤部を上方に向けた状態で地面に埋設される。灯器１は、典型的には、図５に示すように、地中に埋設された基台２の内部に収容される形態で地面に設置される。

【0026】

灯器１は、下部灯体１０（第１の灯体）と、上部灯体２０（第２の灯体）と、ＬＥＤ基板３０と、レンズ部材４０（灯器用レンズ）とを有し、これらを上下方向に積み重ねて構成される。後述するように、ＬＥＤ基板３０は、下部灯体１０と上部灯体２０との間に配置され、レンズ部材４０は、上部灯体２０とＬＥＤ基板３０との間に配置される。

【0027】

（下部灯体）
下部灯体１０は、アルミニウム合金等の金属材料で構成され、略円盤状のベース部１１を有する。ベース部１１は、図２及び図５に示すように、地表側に位置する主面１１１と、主面１１１に設けられた凹部１２とを有する。

【0028】

凹部１２は、主面１１１の中央部に形成された円形の有底の段付き孔で構成され、円形の第１の底面１２１と、この第１の底面１２１の周囲に設けられた環状の第２の底面１２２とを有する。第１の底面１２１は、主面１１１から第１の深さで形成され、第２の底面１２２は、主面１１１から第１の深さよりも小さい（浅い）第２の深さで形成される。凹部１２は、レンズ部材４０を収容する第１の空間部Ｓ１を形成する。

【0029】

主面１１１には、ベース部１１を基台２に固定する複数のボルトが各々挿通される複数の挿通孔Ｎ１を有する。各挿通孔Ｎ１は、凹部１２の周囲の複数個所（図示の例では３箇所）に等角度間隔で設けられる。ベース部１１は、主面１１１が地面と略同一平面となるように基台２に固定される。

【0030】

下部灯体１０は、図５に示すように、ベース部１１と同心的に形成された筒部１３と、ベース部１１と筒部１３との間に形成された仕切板部１４とをさらに有する。

【0031】

筒部１３は、ベース部１１よりも小径の略円筒形状を有し、主面１１１とは反対側のベース部１１の裏面１１２に一体的に形成される。筒部１３の内部には、ＬＥＤ基板３０を駆動するドライバ基板５０や電源供給ラインと接続される各種端子部を収容する第２の空間部Ｓ２が形成される。筒部１３の底部は、シールリングＲ５を介して蓋体１５に被覆されている。

【0032】

仕切板部１４は、第１及び第２の空間部Ｓ１，Ｓ２を上下方向に仕切る平板で形成され、その上面で凹部１２の第１の底面１２１が構成される。仕切板部１４には複数の孔（ネジ孔、配線挿通孔）が穿設されており、後述するように所定の孔（配線挿通孔）に挿通された配線ケーブルを介してＬＥＤ基板３０とドライバ基板５０とが相互に電気的に接続される。

【0033】

（上部灯体）
上部灯体２０は、アルミニウム合金等の金属材料で構成され、天板部２１と、柱体部２２とを有する。

【0034】

図５に示すように、天板部２１は、凹部１２の第１の底面１２１に対向し、柱体部２２は、天板部２１の中心から第１の底面１２１に向かって垂直方向に突出するように形成される。柱体部２２は、図４に示すように、基部２２０と先端部２２１とを有する略円柱状に形成される。基部２２０は、天板部２１に向かって外径が大きくなる逆円錐体状に形成され、先端部２２１は、凹部１２の第１の底面１２１に固定される。

【0035】

天板部２１は、第１の底面１２１と同心的な円盤状に形成され、第１の底面１２１の外径と同等以下の大きさの外径を有する。天板部２１は、上記第１の深さ以上の大きさに相当する間隔をおいて第１の底面１２１に上下方向に対向する。

【0036】

柱体部２２は、上記第１の深さ以上の大きさに相当する高さを有し、その先端部２２１は、第２の空間部Ｓ２から仕切板部１４に挿通されたボルトＢ１によって、第１の底面１２１の中心に密着するように固定される。図４及び図５に示すように、柱体部２２の外周面の所定位置には弾性リングＲ１が装着されている。弾性リングＲ１は、典型的には、Ｏリングで構成され、後述するように、レンズ部材４０の内周面に密着する。

【0037】

上部灯体２０は、図１〜図３に示すように、天板部２１の周囲に配置された環状板部２３と、天板部２１と環状板部２３との間を相互に連結する複数の連結部２４とをさらに有する。環状板部２３は、天板部２１と同心的な円環状に形成され、複数の連結部２４を介して天板部２１と一体的に形成される。

【0038】

環状板部２３は、上記第２の深さに相当する厚みを有し、凹部１２の第２の底面１２２に支持される。環状板部２３の裏面の外周縁部には、第２の底面１２２の外周面に密着するシールリングＲ２が装着されており、これにより環状板部２３は、水平方向のガタツキを生じさせることなく凹部１２に収容される。環状板部２３は、図５に示すように、ベース部１１にその裏面１１２から挿通された複数のボルトＢ２によって、第２の底面１２２に密着するように固定される。これにより、環状板部２３の上面は、ベース部１１の主面１１１と略同一平面上に配置される。

【0039】

複数の連結部２４は、天板部２１の周縁から等角度間隔で放射状に突出するように形成される。本実施形態では、天板部２１の上面は、環状板部２３の上面（ベース部１１の主面１１１）から所定の高さ（例えば６ｍｍ以下）だけ上方へ突出するように形成される。複数の連結部２４は、天板部２１の周縁と環状板部２３の上面との間を連結する。そして、各連結部２４の上面は、天板部２１から環状板部２３に向かって下り傾斜となるテーパ面を形成し、それらの下面は、環状板部２３の上面にその内周縁部から外周縁部にわたって一体的に接合される。複数の連結部２４は、環状板部２３の剛性を高めるリブとしての機能をも有する。連結部２４の数は特に限定されず、本例では３個の連結部２４が設けられる。

【0040】

ベース部１１の主面１１１には、図１〜図３に示すように、複数の連結部２４に整列するように放射状に形成された複数の突起部１１３が設けられる。複数の突起部１１３は、凹部１２の周囲に等角度間隔に形成され、その数は、連結部２４の数に対応している。各突起部１１３の上面は、連結部２４の上面と連続するように、主面１１１の外周縁部に向かって下り傾斜となるテーパ面で形成される。各突起部１１３は、連結部２４の上面と略同一幅で形成され、主面１１１の外周縁部における主面１１１からの突出量は、ほぼゼロとされる。これにより、ベース部１１とその周囲の地面との間に段差が生じることを回避することができる。なお、突起部１１３は、必要に応じて省略してもよい。

【0041】

（ＬＥＤ基板）
ＬＥＤ基板３０は、図３及び図５に示すように、凹部１２の第１の底面１２１に配置される。ＬＥＤ基板３０は、複数のＬＥＤ素子３１（点光源）と、これら複数のＬＥＤ素子を支持する回路基板３２とを有する。

【0042】

複数のＬＥＤ素子３１は、図５に示すように、回路基板３２の上面に実装される。複数のＬＥＤ素子３１は、柱体部２２の周囲に環状に配置され、第１の底面１２１から天板部２１に向かって照明光を出射することが可能に構成される。ＬＥＤ素子３１は、砲弾型のパッケージ部品で構成されてもよいし、表面実装型の素子（ＳＭＤ）で構成されてもよい。ＬＥＤ素子３１は、等角度間隔で同一円周上に配列され、その数は特に限定されず、本例では１２個とされる。

【0043】

照明光の色は特に限定されず、灯器１の仕様、用途等に応じて決定される。例えば、灯器１が境界灯として用いられる場合には白又は黄色の照明光を出射することが可能なＬＥＤ素子が用いられ、境界誘導灯として用いられる場合には緑色の照明光を出射することが可能なＬＥＤ素子が用いられる。誘導路灯として用いられる場合には青色の照明光を出射することが可能なＬＥＤ素子が用いられる。

【0044】

回路基板３２は、第１の底面１２１と同等又はこれよりも小径の円盤形状を有し、図３及び図４に示すように、中心部には柱体部２２が貫通する貫通孔３２０が設けられている。回路基板３２の周縁部には切欠き部３２１が形成されており、この切欠き部３２１が第１の底面１２１に設けられた配線挿通孔Ｎ２（図３）に対応するように第１の底面１２１に配置される。回路基板３２の上面には図示しないコネクタが搭載されており、配線挿通孔Ｎ２及び切欠き部３２１に挿通される配線ケーブルを介してドライバ基板５０と電気的に接続される。回路基板３２は、第１の空間部Ｓ１から挿通される複数のネジ部材（図示略）を介して第１の底面１２１に固定される。

【0045】

（レンズ部材）
レンズ部材４０は、第１の空間部Ｓ１に収容される。レンズ部材４０は、天板部２１とＬＥＤ基板３０（あるいは第１の底面１２１）との間に配置される。

【0046】

図６〜図９はレンズ部材４０を示しており、図６は斜視図、図７は正面図、図８は平面図（上面図）、図９は底面図である。

【0047】

レンズ部材４０は、レンズ本体４１と、環状の光入射部４２と、環状の光出射部４３とを有する。レンズ本体４１は、ＬＥＤ基板３０に対向する下端部４１１（一端部または第１の端部）と、天板２１に対向する上端部４１２（他端部または第２の端部）とを有する。光入射部４２はレンズ本体４１の下端部４１１に設けられ、光出射部４３は、レンズ本体４１の上端部４１２の外周縁部に設けられる。

【0048】

レンズ本体４１は、透光性材料で構成され、典型的には、透明なガラス材料あるいはプラスチック材料で構成される。レンズ本体４１は、その中心部に開口部４１０を有しており、図５に示す断面形状を開口部４１０の中心軸に関して回転させた３次元構造体で構成される。レンズ本体４１は、天板部２１と同心的に第１の空間部Ｓ１に配置される。

【0049】

レンズ本体４１の開口部４１０には柱体部２２が貫通しており、開口部４１０の最小径内周面は、柱体部２２の外周面に装着された弾性リングＲ１に密着している。これにより柱体部２２によるレンズ部材４０の位置決めが容易となるため、天板部２２に対するレンズ部材４０の位置精度が高まるとともに、組立性の向上が図れるようになる。

【0050】

また、レンズ部材４０と上部灯体２０との間には、環状の弾性シートＲ３と、環状と弾性部材Ｒ４とがそれぞれ配置されている。弾性シートＲ３は、レンズ本体４１の上端部４１２と天板２１の下面との間に配置され、弾性部材Ｒ４は、レンズ本体４１の外周部と環状板部２３の内周面との間に配置されている。これら弾性シートＲ３及び弾性部材Ｒ４は、第１の空間部Ｓ１への雨水や塵埃の侵入を防止するとともに、上部灯体２０に作用する外力（衝撃荷重）からレンズ部材４０を保護する機能を有する。

【0051】

光入射部４２は、複数のＬＥＤ素子３１と対向するように、レンズ本体４１の下端部４１１に設けられた環状の溝部で構成される。上記溝部の断面は、図５に示すように半円又は略半円形状に形成される。レンズ本体４１の下端部４１１は、図５に示すように、ＬＥＤ基板３０に接触する。ＬＥＤ基板３０上の複数のＬＥＤ素子３１は、光入射部４２を構成する上記環状の溝部の中に収容される。これにより、光出射部４３に向けて必要光度の照明光を効率よく導くことができるとともに、レンズ部材４０との接触による損傷から保護される。

【0052】

また、各ＬＥＤ素子５１は、光入射部４２を構成する上記溝部の半円の中心部に配置される。これにより、各ＬＥＤ素子５１から放射される照明光を効率よくレンズ本体４１の内部に入射させることが可能となるため、光源の光利用効率を高めることが可能となる。

【0053】

一方、光出射部４３は、レンズ本体４１の上端部４１２の外周縁部に設けられ、上記照明光を出射する。レンズ本体４１の上端部４１２の外周縁部は、天板部２１の外径よりも大きな外径を有する。光出射部４３は、その外周縁部に設けられた環状の切欠き部で構成される。そして、光出射部４３は、レンズ本体４１の上端部の周縁部に設けられた環状平面部４３１と、この環状平面部４３１の内周縁部から立上り形成された環状壁部４３２とを有する。

【0054】

環状平面部４３１は、図１及び図２に示すように、上面から見たときに天板部２１の外側に位置する。環状壁部４３２もまた、天板部２１の外側に位置するが、これに限られず、天板部２１の周縁部に対応する位置に設けられてもよい。天板部２１から周囲への光出射部４３の突出が抑えられるため、光出射部４３に外力が直接的に加わることを効果的に阻止することができる。環状壁部４３２は、環状平面部４３１に対して斜めに形成されてもよいし、垂直に形成されてもよい。

【0055】

レンズ本体４１は、下端部から上端部に向かうに従って外径及び内径がそれぞれ大きくなる外周面４１３及び内周面４１４を有する環状体で構成される。これにより、光入射部４２から入射した光を外周面４１１及び内周面４１２で全反射させながら光出射部４３へ容易に導くことが可能となる。

【0056】

本実施形態では、レンズ本体４１の外周面４１３は、径外方へ凸なる形状の曲面（第１の曲面）で形成され、レンズ本体４１の内周面４１４は、径内方へ凸なる形状の曲面（第２の曲面）で形成される。上記第１及び第２の曲面は、典型的には非球面であるが、球面であってもよい。また本実施形態では、第１の曲面（外周面４１３）は、第２の曲面（内周面４１４）よりも曲率が小さく（曲率半径が大きく）形成される。

【0057】

［灯器の動作］
次に、以上のように構成される灯器１の典型的な動作について説明する。

【0058】

灯器１は、図５に示すように基台２の内部に設置される。このとき、灯器１は、ベース部１１の主面１１１が地面と同一平面となるように地面に埋め込まれる。天板部２１の上面は、主面１１１に対して上方に所定の高さ（約６ｍｍ）だけ突出している。

【0059】

ドライバ基板５０は、蓋体１５を介して基台２の内部に収容された電源供給ラインに電気的に接続される。ＬＥＤ基板３０は、仕切板部１４に挿通された配線ケーブルを介してドライバ基板５０に電気的に接続される。複数のＬＥＤ素子３１は、回路基板３２を介して供給されるドライバ基板５０からの入力電流によって同時に発光する。複数のＬＥＤ素子３１から放射された照明光は、レンズ部材４０の光入射部４２を介してレンズ本体４１の内部へ入射し、光出射部４３から出射する。

【0060】

図１０は、光入射部４２から光出射部４３へ至る照明光の光線追跡図である。

【0061】

図１０に示すように、光入射部４２を介してレンズ部材４０の内部に入射したＬＥＤ素子３１からの照明光Ｌは、レンズ部材４０の外周面４１３及び内周面４１４を全反射し、レンズ本体４１の内部で周方向に均一化されながら光出射部４３へ導かれる。これにより、レンズ部材の薄型化を実現しつつ、目的とする光度の照明光を全周方向（径方向外方）に照射することが可能となる。

【0062】

このとき、レンズ部材４０の外周面４１３及び内周面４１４を構成する各々の曲面が、内部反射した照明光Ｌをレンズ部材４０の上端部４１２の外周縁部（光出射部４３）に配向するように各々の曲率が最適化される。これにより光入射部４２と光出射部４３との間の相対位置に依存しない効率的な光学設計が可能となり、設計自由度の向上を図れるようになる。

【0063】

光出射部４３に到達した照明光Ｌは、灯器１の全周方向に水平及びこれよりも所定角度上方に向かって出射する。光出射部４３における環状平面部４３１は、水平方向に略平行に形成されているため、主として、照明光Ｌを斜め上方へ向けて屈折させ、照明光を所定の仰角で出射させる第１の光出射面として機能する。一方、光出射部４３における環状壁部４３２は、水平方向に対して直交あるいは斜めに交差するため、主として、照明光Ｌを水平方向あるいは所定の仰角で出射させる第２の光出射面として機能する。

【0064】

図１１及び図１２は、灯器１の配光分布特性の一例を示しており、図１１は鉛直方向の平均配光図を、図１２は水平方向の平均配光図である。ここでは、照明光Ｌとして境界灯用の白色光を用いた。図１１において縦軸は光度［ｃｄ］を、横軸は角度（仰角）［ｄｅｇ］をそれぞれ表し、実線は測定値を、一点鎖線は航空法で定められる基準値をそれぞれ示す。図１２において周方向の数字は角度［ｄｅｇ］を、丸括弧内の数字は光度［ｃｄ］をそれぞれ表している。

【0065】

図１１及び図１２に示すように、本実施形態の灯器１によれば、水平全周方向に規定光度以上の照明光を照射することができる。
なお、図１２において、０度、１２０度及び２４０度の各方向の光度が他の角度方向と比較して光度が低下しているのは、上部灯体２０の連結部２４の存在が影響するためである。本実施形態では、環状に配列された複数のＬＥＤ素子３１を光源に用いているため、各ＬＥＤ素子３１からの出射光がレンズ部材４０の内部で周方向に拡散しながら光出射部４３へ導かれるため、上記角度方向における光度の低下を抑制することが可能となる。

【0066】

また、本実施形態によれば、灯器１が以下の構成を有しているため、耐荷重性能の向上を実現することができる。

【0067】

すなわち本実施形態の灯器１において、上部灯体２０は、天板部２１から凹部１２の第１の底面１２１に向かって突出し先端部２２１が第１の底面１２１に固定される柱体部２２を有しているため、上部灯体２０に乗り上げた重量物の荷重は、柱体部２２を介して下部灯体１０に加わることになる。このように柱体部２２を介して荷重を下部灯体１０に逃がし、力を分散させることができるため、耐荷重強度が高まり、重量物に対する耐久性の向上を図ることが可能となる。

【0068】

また、上部灯体２０の天板部２１は、複数の連結部２４を介して、凹部１２の第２の底面１２２に支持される環状板部２３に一体的に結合されているため、天板部２１に過度な剛性を要求せずとも上記作用を確保することが可能となる。これにより、天板部２１の厚みを低減できるため、地面からの突出量を抑えることが可能となる。

【0069】

また、環状板部２３は、ベース部１１の主面１１１から第２の底面部１２２までの深さと同一の厚みで形成されているため、主面１１１からの環状板部２３の突出量をほぼゼロにすることができ、主面１１１から天板部２１の突出量の最小化を図ることができる。しかも、複数の連結部２４の間から光出射部４３を外部へ露出させることができるため、光出射部４３の投光部としての機能を確保することができる。

【0070】

さらに、レンズ部材４０に上記荷重が加わることが回避されるため、レンズ部材４０の破損が防止される。さらに、レンズ部材４０に高価な高強度材料を用いる必要がなくなるため、コストの低下を図ることができる。

【0071】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。

【0072】

例えば以上の実施形態では、灯器として、航空標識灯（例えば境界灯、境界誘導灯、誘導路灯）を構成する埋込型標識灯を例に挙げて説明したが、これに限られず、車道や歩道に設置される自発光型の道路鋲、屋内外に設置される各種照明器具等にも本発明は適用可能である。また、上記灯器は、室内の壁や天井に設置された間接照明器具として使用されてもよい。

【0073】

また、以上の実施形態では、レンズ部材４０の光出射部４３に環状平面部４３１及び環状壁面部４３２がそれぞれ設けられたが、これら環状平面部及び環状壁面部が径内方に向かって交互に多段に設けられてもよいし、環状平面部及び環状壁面部の一方が省略されてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１…灯器
１０…下部灯体（第１の灯体）
１１…ベース部
１１１…主面
１２…凹部
１２１…第１の底面
１２２…第２の底面
２０…上部灯体（第２の灯体）
２１…天板部
２２…柱体部
２３…環状板部
２４…連結部
３０…ＬＥＤ基板
３１…ＬＥＤ素子
４０…レンズ部材
４１…レンズ本体
４２…光入射部
４３…光出射部
４３１…環状平面部
４３２…環状壁面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】