特許 7334950 表示灯

(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】

(24)【登録日】2023-08-21

(45)【発行日】2023-08-29

(54)【発明の名称】表示灯

(51)【国際特許分類】

   E01F 9/00 20160101AFI20230822BHJP

【ＦＩ】

E01F9/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019184318

(22)【出願日】2019-10-07

(65)【公開番号】P2021059886

(43)【公開日】2021-04-15

【審査請求日】2022-09-30

(73)【特許権者】

【識別番号】591040052

【氏名又は名称】株式会社キャットアイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中出 宏

(72)【発明者】

【氏名】谷本 享彗

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－３２２９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３１９８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１００２４２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｆ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に向けて光を発光する光源と、
前記光源を覆い、前記光源からの前記光を透過させる透明部分を含む本体と、
前記本体内に設けられ、前記光源からの前記第１方向の前記光を前記透明部分に向かう第２方向に反射させる反射部とを備え、
前記反射部は、前記第１方向に沿って前記光源から離れるにつれて拡幅するテーパ部を含み、前記テーパ部は多段状の表面を含み、前記多段状の表面は、外側に位置する外面と、内側に位置する内面とを有し、
前記外面は、前記第１方向に対して斜めに傾斜する複数の外側傾斜面と、前記第１方向に対して略平行に延在する複数の透過面とを含み、前記複数の外側傾斜面と前記複数の透過面とが交互に並ぶように形成され、
前記内面は、前記第１方向に対して斜めに傾斜する複数の反射面と、前記第１方向に対して前記複数の反射面よりも小さな角度で斜めに傾斜する複数の内側傾斜面とを含み、前記複数の反射面と前記複数の内側傾斜面とが交互に並ぶように形成され、
前記光源から前記第１方向に沿って前記反射部に入射した前記光は前記複数の反射面において前記第２方向に反射され、前記複数の反射面と略同じ高さに位置する前記複数の透過面を透過した後、前記透明部分を透過する、表示灯。

【請求項2】

前記本体および前記テーパ部は、透明樹脂を一体成形することにより形成される、請求項１に記載の表示灯。

【請求項3】

前記テーパ部は、前記第２方向に直交する平面に関して対称な形状を有し、前記透明部分は、前記テーパ部に対して前記第２方向の両側に形成される、請求項１または請求項２に記載の表示灯。

【請求項4】

前記光源は、前記第１方向に前記光を発光するＬＥＤを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の表示灯。

【請求項5】

前記反射部に対して前記光源の反対側に設けられ、前記光源に電力を供給する太陽電池をさらに備えた、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の表示灯。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、表示灯に関する。

【背景技術】

【0002】

ＬＥＤのような指向性の高い光源の光を所定の方向に反射させて視認性を確保する表示灯が従来から知られている。たとえば、実用新案登録第２５７９２２１号公報（特許文献１）においては、光源を覆う本体内に設けられ、光源から発光された光の進行方向を変化させ、相反する方向に向かう少なくとも２つの光束を発生させる光束発生手段を備えた表示灯が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】実用新案登録第２５７９２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

視認性を確保しつつ、製造コストおよびランニングコストをさらに低減した表示灯が求められる。製造コストおよびランニングコストを低減するための方策として、光源に含まれる発光素子の数を少なくする、部品点数を低減する、反射面の表面処理（たとえばアルミ蒸着など）を簡素化ないし省略するなどが考えられる。表示灯の視認性を確保しながらこれらを実現することが課題となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示において、「表示灯」は、工事現場等において一時的に用いられる「工事灯」、および道路構造物等に恒久的に設置される「表示灯」を両方とも含む。本開示において、「表示灯」は、光源の点滅または点灯により危険場所等の情報を通行人に知らせるものである。

【0006】

本開示に係る表示灯は、第１方向に向けて光を発光する光源と、上記光源を覆い、上記光源からの光を透過させる透明部分を含む本体と、上記本体内に設けられ、上記光源からの上記第１方向の光を上記透明部分に向かう第２方向に反射させる反射部とを備える。

【0007】

１つの態様において、上記反射部は、上記第１方向に沿って上記光源から離れるにつれて拡幅するテーパ部を含み、上記テーパ部は複数の反射面を含む多段状の表面を有する。

【0008】

１つの態様において、上記本体および上記テーパ部は、透明樹脂を一体成形することにより形成される。

【0009】

１つの実施態様において、上記テーパ部は、上記第２方向に直交する平面に関して対称な形状を有し、上記透明部分は、上記テーパ部に対して上記第２方向の両側に形成される。

【0010】

１つの態様において、上記反射部は、上記第１方向に対して斜め方向に交差する第１反射面および第２反射面を含み、上記第２反射面は、上記第１方向に沿って上記第１反射面から離間している。

【0011】

１つの態様において、上記第２反射面は、上記第１方向に沿って上記第１反射面よりも上記光源から離れた位置にあり、かつ、上記第２方向に沿って上記第１反射面よりも上記光源の光軸から離れた位置にある。

【0012】

１つの態様において、上記光源は、上記第１方向に上記光を発光するＬＥＤを含む。
１つの態様において、上記表示灯は、上記反射部に対して上記光源の反対側に設けられ、上記光源に電力を供給する太陽電池をさらに備える。

【発明の効果】

【0013】

本開示によれば、表示灯の視認性を確保しながら、その製造コストおよびランニングコストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】１つの実施態様に係る表示灯の上面図である。

【図2】図１におけるII－II断面図である。

【図3】図１におけるIII－III断面図である。

【図4】図１に示す表示灯の底面図である。

【図5】１つの実施態様に係る表示灯に含まれる本体の斜視図である。

【図6】図５に示す本体の上面図である。

【図7】図６におけるＡ－Ａ断面図（その１）である。

【図8】図６におけるＡ－Ａ断面図（その２）である。

【図9】図７，図８の断面図における反射部を拡大して示す図である。

【図10】図９に示す反射部の一部をさらに拡大して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本開示の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

【0016】

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本開示の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本開示にとって必ずしも必須のものではない。

【0017】

図１は、本実施態様に係る表示灯の上面図である。図２は、図１におけるII－II断面図であり、図３は、図１におけるIII－III断面図である。また、図４は、図１に示す表示灯の底面図である。

【0018】

図１～図４に示すように、表示灯１は、支持部材１００と、本体２００と、蓋部材３００と、太陽電池４００と、光源５００と、電源６００と、固定部材７００とを含む。

【0019】

本実施の形態に係る表示灯１は、典型的には工事現場等において一時的に用いられる工事灯であるが、道路構造物等に恒久的に設置される表示灯であってもよい。表示灯１は、光源５００の点滅ないし点灯により危険場所等の情報を通行人に伝えるものである。

【0020】

一例として、支持部材１００は樹脂からなる部材である。樹脂としては、たとえばＡＢＳ樹脂を用いることができるが、必ずしもこれに限定されない。支持部材１００は不透明な部材であってもよいし、透明な部材であってもよい。

【0021】

一例として、支持部材１００は略円筒形状を有する。図２，図３に示すように、支持部材１００の中空部分に電源６００を収納することができる。支持部材１００の底部（本体２００とは反対側の端部）には、突起１１０が設けられる。たとえば、路上に載置する三角コーンの頂部に設けたアダプタに支持部材１００を嵌め込むことにより、表示灯１が三角コーンに取付られる。このとき、突起１１０は抜け止めとして機能し得る。表示灯１は三角コーン以外にも取付可能である。たとえば、固定金具を用いて支持部材１００を工事用支柱に固定することができる。

【0022】

本体２００は、反射部２１０と、透明部分２２０と、外嵌部分２３０とを含む。本体２００は、光源５００を覆う。一例として、本体２００は、反射部２１０、透明部分２２０、および外嵌部分２３０が一体成形された樹脂部材である。樹脂としては、たとえばポリカーボネートを用いることができるが、必ずしもこれに限定されない。本体２００は、複数の部材から構成してもよい。本体２００の一部が不透明であってもよい。

【0023】

反射部２１０（テーパ部）は、表示灯１の軸方向である矢印ＤＲ１方向（第１方向）に沿って光源５００から離れるにつれて（図１～図３中の上側に向かうにつれて）拡幅するテーパ形状を有する。反射部２１０は、光源５００からの矢印ＤＲ１方向の光を透明部分２２０に向かう矢印ＤＲ２方向（第２方向）に向けて反射させる。

【0024】

反射部２１０は、第１部分２１１と第２部分２１２とを含み、第１部分２１１と第２部分２１２とは、矢印ＤＲ２方向に直交する平面に関して対称な形状を有する。これにより、矢印ＤＲ２方向に沿って相反する二方向に向けて光源５００の光を反射させることができる。第１部分２１１および第２部分２１２は、多段上の表面を有する。

【0025】

反射部２１０の形状は、図２，図３に示す第１部分２１１および第２部分２１２からなる形状に限定されない。一例として、反射部２１０は、略逆円錐状（光源５００から離れるにつれて半径が大きくなる円錐形状）に形成されてもよい。この場合、光源５００からの光は全周方向（３６０°）に向けて反射される。反射部２１０は、略逆三角錐状（光源５００から離れるつれて側辺間の距離が大きくなる三角錐形状）に形成されてもよい。この場合、光源５００からの光は異なる三方向に向けて反射される。

【0026】

透明部分２２０は、矢印ＤＲ２方向に反射された光を透過させるように透明に形成される。透明部分２２０は、反射部２１０に対して矢印ＤＲ２方向の両側に形成される。すなわち、透明部分２２０は、反射部２１０の第１部分２１１に対向する第１部分２２１と、反射部２１０の第２部分２１２に対向する第２部分２２２とを含む。透明部分２２０は、反射部２１０から出射された矢印ＤＲ２方向の光を透過させ、表示灯１の外部に出射させる。これが通行者から視認可能な光となる。

【0027】

外嵌部分２３０は、略円筒状に形成される。外嵌部分２３０は、支持部材１００の上部（光源５００側の端部）に外嵌される。これにより、本体２００が支持部材１００に取付けられ、光源５００が本体２００内に収納される。

【0028】

蓋部材３００は、本体２００の上部（支持部材１００とは反対側の端部）の開口を塞ぐように設けられる。蓋部材３００は、接着や嵌合などの方法により本体２００に固定される。一例として、蓋部材３００はたとえばポリカーボネートなどの透明樹脂からなる透明部材であるが、これには限定されない。蓋部材３００を透明部材とすることで、蓋部材３００の直下に位置する太陽電池４００による発電が可能となる。

【0029】

太陽電池４００は、本体２００内に収納される。太陽電池４００により発電された電力は、光源５００を発光させる電力として利用可能である。太陽電池４００は、光源５００からみて矢印ＤＲ１方向に位置する。

【0030】

光源５００から矢印ＤＲ１方向に発光された光は、太陽電池４００の裏面４００Ａに達する。太陽電池４００の裏面４００Ａを、光源５００からの光を反射可能に形成する（たとえば白色に形成する）ことにより、光源５００から反射部２１０に直接入射する光に加えて、裏面４００Ａに達して反射された光も反射部２１０に入射させ、最終的には矢印ＤＲ２方向に向けて出射させることができる。この結果、表示灯１全体として発光効率が向上し、通行者からの視認性が向上し得る。

【0031】

光源５００は、反射部２１０の第１部分２１１と第２部分２１２との境界の直下に位置する。光源５００は、２つのＬＥＤ５１０，５２０（発光素子）を含むが、発光素子の数は必ずしも２つに限定されず、単数であってもよいし、３つ以上であってもよい。ＬＥＤ以外の発光素子が用いられてもよい。発光素子としてＬＥＤ５１０，５２０を用いることで、消費電力を低減し、表示灯１のランニングコストを低減し得る。また、発光素子としてＬＥＤ５１０，５２０を用いることで、指向性の高い光を発光することができる。

【0032】

ＬＥＤ５１０，５２０は、互いに異なる色（たとえば緑色と赤色）の光を発光するが、同色の光を発光するものであってもよい。ＬＥＤ５１０，５２０が異なる色の光を発光することにより、表示灯１は二色の光を出射することができるので、通行者からの視認性が向上し得る。

【0033】

ＬＥＤ５１０，５２０からの矢印ＤＲ１方向の光は反射部２１０に入射し、図２中の領域Ａから表示灯１の外側に出射される。ＬＥＤ５１０，５２０は、所定の発光パターンで点滅するものであってもよいし、点灯するものであってもよい。ＬＥＤ５１０，５２０が同じタイミングで点滅ないし点灯するものであってもよいし、互いに異なるタイミングで点滅ないし点灯するものであってもよい。

【0034】

光源５００は、基板上に設置される。基板には、太陽電池４００および電源６００からの電力が供給され、かかる電力が光源５００に供給されて光源５００が発光する。

【0035】

一例として、電源６００は、ニッケル水素充電池であるが、電源６００の態様はこれに限定されない。太陽電池４００において発電された電力を電源６００に蓄電可能である。これにより、太陽電池４００で発電された電力を効率よく利用することができるので、表示灯１のランニングコストを低減し得る。

【0036】

固定部材７００は、図４に示すように、支持部材１００と本体２００との接続部分に設けられ、支持部材１００と本体２００とを固定するために用いられる。一例として、固定部材７００は４個所に設けられたボルトであるが、固定部材７００の設置数は４個所に限定されない。固定部材７００は、たとえばピン等であってもよい。固定部材７００により、支持部材１００と本体２００とが固定され、支持部材１００、本体２００、蓋部材３００により密閉空間が形成される。この密閉空間内に光源５００と反射部２１０とが設けられ、発光および所定方向（矢印ＤＲ２方向）に向けた反射が実現される。

【0037】

次に、図５～図９を用いて、本体２００の構造、とりわけ反射部２１０の構造についてさらに詳細に説明する。

【0038】

図５は本体２００の斜視図であり、図６は本体２００の上面図である。図５，図６に示すように、本体２００においては、外嵌部分２３０から透明部分２２０（第１部分２２１、第２部分２２２）が立ち上がる。透明部分２２０の頂部に開口が設けられ、その開口内に略Ｖ字形の溝部が形成される。

【0039】

図７，図８は、図６におけるＡ－Ａ断面図である。図９は、反射部２１０を拡大して示す図である。図１０は、反射部２１０の一部をさらに拡大して示す図である。図７～図１０に示すように、上記略Ｖ字形状の溝部の表面が多段状の形状を有し、これが光源５００からの光を反射する反射面を構成する。

【0040】

反射部２１０の第１部分２１１および第２部分２１２は、Ｖ字形状の外側に位置する外面２１１α，２１２αと、Ｖ字形状の内側に位置する内面２１１β，２１２βとを各々有する。光源５００の中心（光軸）は、反射部２１０の中心軸ＣＬ上に位置している。

【0041】

外面２１１α，２１２αは、矢印ＤＲ１方向（中心軸ＣＬ）に対して斜めに傾斜する外側傾斜面Ａ１～Ａ７と、矢印ＤＲ１方向に対してほぼ平行に延在する透過面Ｂ１～Ｂ７とを含む。外側傾斜面Ａ１～Ａ７と透過面Ｂ１～Ｂ７とは、交互に並ぶように形成される。たとえば、外側傾斜面Ａ１，Ａ２の間に透過面Ｂ１が形成されている。換言すると、複数の透過面Ｂ１～Ｂ７の間を繋ぐように外側傾斜面Ａ２～Ａ７が形成される。たとえば、透過面Ｂ１，Ｂ２の間を繋ぐように外側傾斜面Ａ２が形成されている。

【0042】

内面２１１β，２１２βは、矢印ＤＲ１方向に対して斜めに傾斜する反射面Ｃ１～Ｃ７と、矢印ＤＲ１方向に対して反射面Ｃ１～Ｃ７よりも小さな角度で斜めに傾斜する内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６とを含む。反射面Ｃ１～Ｃ７と内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６とは交互に並ぶように形成される。たとえば、内側傾斜面Ｄ１，Ｄ２の間に反射面Ｃ２が形成されている。換言すると、複数の反射面Ｃ１～Ｃ７の間を繋ぐように内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６が形成される。たとえば、反射面Ｃ１，Ｃ２の間を繋ぐように内側傾斜面Ｄ１が形成されている。

【0043】

外側傾斜面Ａ１～Ａ７、透過面Ｂ１～Ｂ７、反射面Ｃ１～Ｃ７、および内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６の数は、図７～図９に示すものに限定されない。すなわち、多段形状の段差の数は任意に変更可能である。

【0044】

一例として、内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６の矢印ＤＲ１方向に対する傾斜角度は、光源５００から離れるにつれて大きくなる。たとえば、図７中のθ１～θ５（互いに対向する内側傾斜面Ｄ１～Ｄ５の交差角度）は、θ１，θ２，θ３，θ４，θ５の順で徐々に大きくなる。ただし、本開示の範囲はこれに限定されない。

【0045】

一例として、反射面Ｃ１～Ｃ６の矢印ＤＲ１方向の幅は略一定である。同様に、内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６の矢印ＤＲ１方向の幅も略一定である。たとえば、図８中のＬｃ１～Ｌｃ６（反射面Ｃ１～Ｃ６の矢印ＤＲ１方向の幅）は略一定であり、図８中のＬｄ１～Ｌｄ６（内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６の矢印ＤＲ１方向の幅）も略一定である。本実施の形態においては、反射面Ｃ１～Ｃ７の矢印ＤＲ１方向の幅（Ｌｃｎ）よりも内側傾斜面Ｄ１～Ｄ６の矢印ＤＲ１方向の幅（Ｌｄｎ）の方が大きいが、本開示の範囲はこれに限定されない。

【0046】

光源５００から矢印ＤＲ１方向に沿って反射部２１０に入射した光は、反射面Ｃ１～Ｃ７において矢印ＤＲ２方向に反射され、反射部２１０の外面２１１α，２１２αに向かう。図１０に示すように、反射面Ｃ１において矢印ＤＲ２方向に反射した光は、略同じ高さ（図７～図１０における上下方向の位置）に位置する透過面Ｂ１を透過し、そのまま透明部分２２０を透過する。同様に、反射面Ｃ２において矢印ＤＲ２方向に反射した光は、透過面Ｂ２を透過し、そのまま透明部分２２０を透過する。これらの光が通行者に視認され得る。なお、反射光は外側傾斜面Ａ１～Ａ７も透過するが、透過面Ｂ１～Ｂ７からの光の方が光量が多いため、通行者は主として透過面Ｂ１～Ｂ７からの光を視認し得る。

【0047】

図９，図１０に示すように、反射部２１０は、第１～第７反射面Ｃ１～Ｃ７を含む。第１～第７反射面Ｃ１～Ｃ７は、矢印ＤＲ１方向に対して斜めに傾斜している。第２反射面Ｃ２は、矢印ＤＲ１方向に沿って第１反射面Ｃ１から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第１反射面Ｃ１よりも中心軸ＣＬ（光源５００の光軸）から離れた位置にある。第３反射面Ｃ３は、矢印ＤＲ１方向に沿って第２反射面Ｃ２から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第２反射面Ｃ２よりも中心軸ＣＬから離れた位置にある。第４反射面Ｃ４は、矢印ＤＲ１方向に沿って第３反射面Ｃ３から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第３反射面Ｃ３よりも中心軸ＣＬから離れた位置にある。第５反射面Ｃ５は、矢印ＤＲ１方向に沿って第４反射面Ｃ４から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第４反射面Ｃ４よりも中心軸ＣＬから離れた位置にある。第６反射面Ｃ６は、矢印ＤＲ１方向に沿って第５反射面Ｃ５から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第５反射面Ｃ５よりも中心軸ＣＬから離れた位置にある。第７反射面Ｃ７は、矢印ＤＲ１方向に沿って第６反射面Ｃ６から離間し、かつ矢印ＤＲ２方向に沿って第６反射面Ｃ６よりも中心軸ＣＬから離れた位置にある。

【0048】

このように、表示灯１においては、光源５００から縦方向（矢印ＤＲ１方向）に出射された光を横方向（矢印ＤＲ２方向）に反射させるための複数の反射面Ｃ１～Ｃ７、およびその反射光を透過させる複数の透過面Ｂ１～Ｂ７が、互いに離間した状態で縦方向（矢印ＤＲ１方向）に断続的に延びるように形成されている。この結果、光源５００からの光の出射領域を縦方向（矢印ＤＲ１方向）に拡大することができ、同じ光量であっても、通行者からの表示灯１の視認性を向上させることができる。よって、光源５００を小型化した（すなわち、発光素子の数を増大させない）状態においても、十分な視認性を確保することができる。また、反射面における反射効率を高めるために従来から行なわれていたアルミ蒸着膜の形成を省略することも可能である。以上のことは、表示灯１の製造コストおよびランニングコストを低減することに寄与し得る。

【0049】

以上、本開示の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0050】

１ 表示灯、１００ 支持部材、１１０ 突起、２００ 本体、２１０ 反射部、２１１ 第１部分、２１２ 第２部分、２１１α，２１２α 外面、２１１β，２１２β 内面、２２０ 透明部分、２２１ 第１部分、２２２ 第２部分、２３０ 外嵌部分、３００ 蓋部材、４００ 太陽電池、４００Ａ 裏面、５００ 光源、５１０，５２０ ＬＥＤ、６００ 電源、７００ 固定部材、Ａ１～Ａ７ 外側傾斜面、Ｂ１～Ｂ７ 透過面、Ｃ１～Ｃ７ （第１～第７）反射面、Ｄ１～Ｄ６ 内側傾斜面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】