JP2007066828A - 発光タイル、発光ユニットおよび発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明効果が比較的高く、しかも軟らかい光を発するタイプにも容易に変更することができ、電池の交換が不要な発光タイルを提供すること。
【解決手段】 容器状のタイル本体１１の上面開口に透光性の蓋体１２が配置され、この蓋体１２の裏面側に額縁状の太陽電池パネル１３と、この太陽電池パネル１３からの電力を蓄電する電気二重層コンデンサ１６と、前記タイル本体１１の底部の略中央部に上向きに配置されている１個の発光ダイオード１５とが配置されている。この発光ダイオード１５には反射板１４が設けられている。夜間では、電気二重層コンデンサ１６にて蓄電された電力により発光ダイオード１５を点灯させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は発光タイルおよび発光ユニットに関するものであり、さらに詳しくは、道路や塀などに埋め込み、道案内などとして用いられる発光タイル、この発光タイルに好適に用いられる発光ユニットおよびこの発光ユニットを用いた発光装置に関するものである。

特開２０００−２９０９４５号公報（特許第３６２８２０８号） 特開平７−１４４１１号公報 特開平１１−１７５０１４号公報

特許文献１には、図１８に示すような、下向きに開口する透明な箱形の本体１０１と、その内部に額縁状に配置した複数枚の太陽電池１０２と、その下面に配置した面状発光体１０３と、太陽電池１０２が発生する電力を蓄電し、面状発光体に電力を供給する電気二重層コンデンサ１０４とを備えた発光タイル１００が開示されている。なお、符号１０５は充填剤である。
面状発光体１０３は、図１９に示すように、透明プレート１０６と、その透明プレートの端面にそれぞれ内向きに配置した複数個の発光ダイオード１０７と、透明プレート１０６の下面に貼り付けた反射シート１０８とからなる。

この発光タイル１００は発光ダイオード１０７から発せられる光が透明プレート１０６内を反射シート１０８の反射や表面で反射されながら進行し、それによって面状発光体１０３の上面全体が軟らかく光るものである。

他方、特許文献２には、図２０に示す太陽電池式発光灯１１０が開示されている。このものは、透明な有底筒状の収容容器１１１と、その内部に配置される太陽電池１１２と、太陽電池１１２が発生する電力を蓄電する二次電池１１３と、高輝度発光ダイオードなどの負荷発光体１１４と、太陽電池の出力を検知して負荷発光体１１４を自動点灯／自動消灯させると共に、点灯時に負荷発光体を点滅させる制御部１１５とを備えている。符号１１６は収容容器１１１に接着される底蓋である。

特許文献１の発光タイル１００は、電池交換の必要がなく、しかも薄く構成できるので埋め込み工事が容易である利点がある。しかしながら、この特許文献１では、透明プレート１０６の端面に発光ダイオード１０７を配置し、該発光ダイオード１０７の光を透明プレート１０６内を進行させてその進行方向とは直交する方向に光を投光させており、そのため、透明プレート１０６（発光タイル１００）の上面が軟らかく光るだけであり、発光タイルとしての照明機能が低くなるという問題を有している。

他方、特許文献２の太陽電池式発光灯１１０は、アルカリ電池やリチウム電池などの二次電池を用いているので、充放電の繰り返しにより、消耗し、二次電池を交換する必要がある。そのため、道路や壁などに埋め込む使用方法には適しないという問題がある。

また、特許文献３においては、ケースの中央部に太陽電池部が配置され、この太陽電池部の周囲を発光ダイオードからの光を透光させる透光部としている。ケースの周囲を透光部としているために、複数の発光ダイオードが必要となり、特に高輝度タイプの発光ダイオードを使用する場合には、該高輝度の発光ダイオードは高価なため、発光タイル全体として高価になるという問題があった。

本発明は上述の問題点に鑑みて提供したものであって、少なくとも以下の目的を備えた発光タイルおよび発光ユニットを提供するものである。
（１）照明効果が比較的高く、しかも軟らかい光を発するタイプにも容易に変更することができ、電池の交換が不要な発光タイルを提供すること。
（２）高価な高輝度タイプの発光ダイオードを使用する場合でも、安価な発光タイルを提供すること。
（３）これらの発光タイルに適する発光ユニットを提供すること。
（４）この発光ユニットを適用する発光装置を提供すること。

そこで、本発明の発光タイルでは、容器状のタイル本体１１と、このタイル本体１１の上面開口に塞ぐように配置され、透光性を備えているタイル蓋体１２と、このタイル蓋体１２の裏面側に配置された額縁状の太陽電池パネル１３と、この太陽電池パネル１３が発生した電力を蓄電する電気二重層コンデンサ１６と、前記タイル本体１１の底部の略中央部に上向きに配置されている発光ダイオード１５と、前記太陽電池パネル１３に形成した貫通孔２９に設けた光センサー３０と、この光センサー３０の出力が所定値以下の場合に前記電気二重層コンデンサ１６の蓄積電力を前記発光ダイオード１５へ供給して該発光ダイオード１５を光らせると共に、所定値を超える場合は前記発光ダイオード１５への電力供給を停止する制御手段とを備えていることを特徴としている。

請求項２に記載の発光タイルでは、前記発光ダイオード１５からの光を太陽電池パネル１３によって囲まれる範囲に向かって反射させる反射板１４を備えていることを特徴としている。

請求項３に記載の発光タイルでは、前記タイル蓋体１２における太陽電池パネル１３で囲まれる範囲に、多数の突起１７からなるアクセント１８が一体成形で設けられていることを特徴としている。

請求項４に記載の発光タイルでは、前記タイル蓋体１２の下方に光拡散シート３３が配置されていることを特徴としている。

請求項５に記載の発光タイルでは、前記反射板１４が下向きの円錐状であって外側に若干の凸の湾曲面を備えていることを特徴としている。

請求項６に記載の発光タイルでは、前記反射板１４が合成樹脂製の一体成形品であり、少なくとも反射面４４には金属蒸着を施していることを特徴としている。

請求項７に記載の発光タイルでは、前記タイル本体１１およびタイル蓋体１２が熱可塑性樹脂製であり、両者の当接面が、閉曲線に沿って超音波溶着で結合されていることを特徴としている。

請求項８に記載の発光タイルでは、前記超音波で結合した閉曲線の内部側で、両者の当接面の間にシールパッキン２８が介在されていることを特徴としている。

また、請求項９に記載の本発明の発光ユニットでは、貫通孔２９を備えた太陽電池パネル１３と、この太陽電池パネル１３が発生した電力を蓄電する電気二重層コンデンサ１６と、この電気二重層コンデンサ１６の電力により発光する発光ダイオード１５と、前記太陽電池パネル１３に形成した貫通孔２９に設けた光センサー３０と、この光センサー３０の出力が所定値以下の場合に前記電気二重層コンデンサ１６の蓄積電力を前記発光ダイオード１５へ供給して該発光ダイオード１５を光らせると共に、所定値を超える場合は前記発光ダイオード１５への電力供給を停止する制御手段とを備えていることを特徴としている。

請求項１０に記載の発光ユニットでは、前記貫通孔２９を含めた前記太陽電池パネル１３の表面全体に、透光性を有する合成樹脂層６２が設けられていることを特徴としている。

請求項１１に記載の発光装置では、前記発光ユニットと、この発光ユニットを密封するケースとからなることを特徴としている。

請求項１に記載の発光タイルによれば、太陽電池パネル１３で発電した電力を電気二重層コンデンサ１６に蓄電するようにしている。そのため、二次電池のように交換する必要がなく、道路や壁などに埋め込むような使用方法に適する。また、上向きに配置した発光ダイオード１５から発せられた光を、タイル蓋体１２を通して上方に照射する。そのため、たとえば通路の壁際に埋め込んで、壁を照らすために使用しうる。
さらにはタイル本体１１の底部の略中央部に配置した発光ダイオード１５の上向きの光を点灯させて太陽電池パネル１３で囲まれる略四角形状の範囲を投光していることで、広い面積でもって発光タイル１０の面を光らすことができ、遠くからでも容易に視認することができる。特に、発光ダイオード１５を１個とする場合は、高価な高輝度タイプの発光ダイオードを使用しても、全体のコストを大幅に上げることにはならず、安価な発光タイル１０を提供することができる。しかも、高輝度タイプの発光ダイオード１５を用いれば、発光タイル１０の面を一層明るく光らすことができる。なお、上記の構成の発光タイル１０は、光拡散シート３３を加えるだけで、容易に軟らかな光を出すタイプに変更することもできる。

請求項２の発光タイルによれば、タイル本体１１の底部の発光ダイオード１５から投光される直接の光と反射板１４にて反射される光の両方で太陽電池パネル１３にて囲まれる略四角形状の範囲を投光していることで、一層広い面積でもって発光タイル１０の面を光らすことができ、遠くからでも容易に視認することができる。

請求項３に記載の発光タイルによれば、タイル蓋体１２における太陽電池パネル１３で囲まれる範囲に、多数の突起１７からなるアクセント１８が一体成形で設けているので、上方に照射される発光ダイオード１５の光の一部はタイル蓋体１２の突起１７がない部分を通り、そのまま上方に放射され、一部は突起１７内に入って上端から放射される。そのため、タイル蓋体１２内や突起１７内で光が乱反射を行なって多数の突起１７が光り輝き、側方からもよく視認でき、アクセント効果および意匠効果が高い。

請求項４に記載の発光タイルによれば、タイル蓋体１２の下方に光拡散シート３３を配置しているので、発光ダイオード１５の光が広い面に拡がり、比較的柔らかな光でタイル蓋体１２全体が明るくなる。また、光拡散シート３３は、太陽電池パネル１３とタイル本体１１の間などに配置できるので、光拡散シート３３を備えていないタイプと備えているタイプの部品を共通にすることができる。そのため部品管理が容易であり、受注状況により二種類の製品を製造することができる。

請求項５に記載の発光タイルによれば、反射板１４が下向きの円錐状であって外側に若干の凸の湾曲面を備えているで、光を収束して放射したり、平行光線で上方に放射することができるので、明るく照らすことができ、照明効果が向上する。

請求項６に記載の発光タイルによれば、反射板１４が合成樹脂製の一体成形品であり、少なくとも反射面４４には金属蒸着を施しているので、取り扱いや組立が容易である。

請求項７に記載の発光タイルによれば、タイル本体１１およびタイル蓋体１２が熱可塑性樹脂製であり、両者の当接面が、閉曲線に沿って超音波溶着で結合しているので、道路や塀などに埋め込んで使用する場合、開けることが困難であり、そのため、いたずらされにくい。また、このように開けにくい形態であっても、太陽電池パネル１３で発生する電力を電気二重層コンデンサ１６で蓄電し、発光ダイオード１５を点灯させる構成であるから、実質的にメンテナンスフリーであるので問題はない。

請求項８に記載の発光タイルによれば、前記超音波で結合した閉曲線の内部側で、両者の当接面の間にシールパッキン２８を介在しているので、雨水やほこりなどに対するシール効果が高く、耐久性が向上する。

請求項９に記載の発光ユニットによれば、太陽電池パネル１３で発電した電力を電気二重層コンデンサ１６に蓄電するようにしている。そのため、二次電池のように交換する必要がない。また、太陽電池パネル１３に形成した貫通孔に光センサー３０を設けているので、別個に光センサーを取り付けるスペースや構成が不要である。すなわち太陽電池パネル１３も光センサー３０も、太陽に向けて配置するので、両者を一緒に取り扱うようにすることで、取り付ける手間やスペースが省ける。特に、ケースの開口部や枠に太陽電池パネル１３を嵌合させる場合は、光センサー３０のプリント基板６０までの配線を太陽電池パネル１３の配線と同様に行なうことができる。また、光センサー３０を外部に露出する開口部などを別個に設ける必要がない。なお、貫通孔２９は小さくてよいので、太陽電池パネル１３の発電力はほとんど変わらない。

請求項１０に記載の発光ユニットによれば、前記貫通孔２９を含む太陽電池パネル１３の表面全体に、透光性を有する合成樹脂層６２が設けられているので、太陽電池パネル１３の表面のセルおよび光センサー３０を保護することができ、しかも光センサー３０の機能を損なわない。

請求項１１に記載の発光装置によれば、発光ユニットを種々の用途に適用できる。すなわち、太陽電池パネル１３、光センサー３０、発光ダイオード１５、電気二重層コンデンサ１６および発光させるモードを切り替える制御回路等で構成している発光ユニットを、発光タイル１０、６３道路鋲６４、縁石鋲６５、保安灯６６、６７の種々の用途に適用することができるものであり、そのため、回路（発光ユニット）を共通化でき、その結果、部品管理も容易となり、製品としてのコストも安価にすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の発光タイルの一実施形態を示す一部切り欠き斜視図、図２は要部構成部材の分解斜視図、図３はその発光タイルの一部切り欠き平面図、図４は図２のII−II線断面図、図５は図１の発光タイルの本体および蓋体の要部断面図、図６は本発明の発光タイルの他の実施形態を示す断面図、図７は発光タイルの電気回路図、図８および図９はそれぞれその発光タイルの使用方法を示す斜視図、図１０は本発明の実施形態における一部を切り欠いた発光タイルの平面図、図１１は本発明の実施形態における発光装置の分解斜視図、図１２は本発明の実施形態における発光装置のカバーの裏面斜視図、図１３は図１２に示す要部断面図、図１４は本発明の実施形態における発光装置の分解斜視図、図１５は本発明の実施形態における発光装置の斜視図、図１６は本発明の実施形態における発光装置の斜視図、図１７は図１６に示す断面図である。

図１に示す発光タイル１０は、四角容器状のタイル本体１１と、その上部開口を塞ぐ蓋体１２と、それらで構成されるケース内にそれぞれ収容される太陽電池パネル１３、反射板１４、発光ダイオード１５、電気二重層コンデンサ１６などから構成されている。タイル本体１１は、角形の箱状であり、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン３元ポリマー系樹脂）などの耐久性を備えた合成樹脂の成形品である。蓋体１２はポリカーボネートなどの透明で、強度が高く、耐久性を備えた合成樹脂から形成されている。上記発光タイル１０は、本発明の発光装置でもある。

偏平で略口字状に形成されている太陽電池パネル１３の下面側には図２に示すように、略円錐状に形成されている反射板１４と、合成樹脂製からなる内ケース５１が配置されている。
この反射板１４は、全体的に薄板から構成され、反射板１４の上部は四角状のフランジ４０が一体に外側方に向かって形成されている。また、フランジ４０の内側の縁部より下方に向かって円錐部４１が形成されていて、この円錐部４１の内面を反射面４４としており、また円錐部４１は外側に若干湾曲して形成されている。また、反射板１４の円錐部４１の下部の頂部４２は四角形状に形成されている。そして、この反射板１４の頂部４２には図４に示すように、上下に貫通する挿通孔４３が穿孔されており、この挿通孔４３に発光ダイオード１５の発光頭部１５ａを挿通して反射面４４側に臨ませている。これにより、発光ダイオード１５を上向き、つまり蓋体１２側に向かって投光するように配置される。

なお、反射板１４はたとえば合成樹脂の一体成形品で形成し、その表面にアルミニウムなどの金属を蒸着して形成しているが、金属板や通常の鏡などで反射板１４を構成するようにしても良い。
このように、反射板１４が合成樹脂製の一体成形品であり、少なくとも反射面４４には金属蒸着を施しているので、取り扱いや組立が容易である。また、反射板１４が下向きの円錐状であって外側に若干の凸の湾曲面を備えているで、光を収束して放射したり、平行光線で上方に放射することができるので、明るく照らすことができ、照明効果が向上する。

内ケース５１は、上下を開口した略四角筒状の枠体５２と、この枠体５２の上部の周囲の外側面より一体に延出形成したフランジ５３とで構成されており、水平方向に形成されている該フランジ５３には周囲に沿って円形の穴５４が複数個穿設されている。この穴５４に上記電気二重層コンデンサ１６の上部が挿入されて位置決めされる。

枠体５２の上部であってフランジ５３より上方に突出している四角形状に形成されたリブ５５の内側には一段落とした段差部５６が形成されていて、この段差部５６上に上記反射板１４のフランジ４０の周縁部が載置されて、内ケース５１の上部に反射板１４が位置決めされるようになっている。

また、内ケース５１の枠体５２の内面の下部には舌片５７が図２及び図４に示すように対向する形で一体に突出形成されており、この舌片５７間であって舌片５７の下面側に電子部品を実装したプリント基板６０がネジ止めにて固定される。さらに、枠体５２の下端面には、太陽電池パネル１３からのリード線や、光センサー３０からのリード線を内ケース５１の枠体５２内に導出するための略半円形の切り欠き部６１が形成されている。
なお、内ケース５１は図４に示すように、タイル本体１１の底部には内ケース５１の枠体５２の面積とほぼ同じ面積の凹部２３が浅く凹設されていて、この凹部２３内に枠体５２が挿入配置され、内ケース５１がタイル本体１１の底部に位置決めされるようになっている。

蓋体１２は図３に示すように、中央部の矩形状の領域に、多数の突起１７を略格子状に形成したアクセント１８が一体に設けられている。突起１７は球状ないし半球状であり、隣接する突起１７同士は突条ないしリブ１９によって連結されている。また、この実施形態では蓋体１２の周囲に縦壁２０が一体に設けられてる。

タイル本体１１の周囲壁２１の上面と蓋体１２の縦壁２０の下面との間には、シート状のシールパッキン２２が介在されている。ただし図５に示すように、タイル本体１１および蓋体１２を超音波溶着で接合するようにしてもよい。その場合はタイル本体１１と蓋体１２には熱可塑性樹脂を用いる。この実施形態では、タイル本体１１の縦壁２０の上端にＶ溝２５を形成し、蓋体１２の周囲壁２２の下面にそのＶ溝２５と嵌合する断面Ｖ字状の突条２６を設けている。そしてＶ溝２５に突条２６を嵌合させて超音波溶着している。Ｖ溝２５および突条２６は、図３の平面図で見ると矩形状などの閉曲線に形成する。

このように超音波溶着すると、組立後は蓋体１２を取り外せなくなり、いたずらされない。また、このように密閉しても、発光タイル１０は交換を要する部品がなく、メンテナンスフリーであるので問題ない。材料によっては超音波溶着に代えて、高周波溶着を採用してもよく、また、接着剤で接着してもよい。ボルトで締結する場合は、ボルトの頭部に硬化性の充填剤を充填するなどして、開けられないようにするのが好ましい。
このように、タイル本体１１およびタイル蓋体１２が熱可塑性樹脂製であり、両者の当接面が、閉曲線に沿って超音波溶着で結合しているので、道路や塀などに埋め込んで使用する場合、開けることが困難であり、そのため、いたずらされにくい。また、このように開けにくい形態であっても、太陽電池パネル１３で発生する電力を電気二重層コンデンサ１６で蓄電し、発光ダイオード１５を点灯させる構成であるから、実質的にメンテナンスフリーであるので問題はない。

図５の実施形態では、さらにタイル本体１１の縦壁２０の上端に凹溝２７を形成し、その凹溝２７にＯリングなどのゴム製のシールパッキン２８を嵌合させ、タイル本体１１と蓋体１２でシールパッキン２８を挟み付けて内部をシールする。それにより内部の電子部品は雨水やほこりなどに対するシール効果が高く、耐久性が向上する。なお、凹溝２７は、Ｖ溝２５よりも内側に形成する。

図１に戻って、太陽電池パネル１３は額縁状で、１枚の板から構成されている。そして１枚の基板に複数個のセルを一体に形成している。各セルは、プリント配線により、直列あるいは並列に連結され、電力を取り出す線は太陽電池パネル１３の下側であって内ケース５１の底部に配置されるプリント基板６０に接続されている。セルの配線は、たとえば３個のセルを直列に連結し、それらを２組並列に接続する。

太陽電池パネル１３の一部には図４に示すように小径の貫通孔２９が形成されており、その貫通項２９の内部あるいは下側にフォトトランジスタなどの光センサー３０が配置されている。この光センサー３０は、周囲が暗くなると発光ダイオード１５を自動的に点灯し、明るくなると自動的に消灯させるためのセンサーとして使用するものである。光センサー３０の先端を貫通孔２９内に挿入する場合は、貫通孔２９の内径は光センサー３０の外径よりいくらか大きくする。
さらに太陽電池パネル３０の表面には、セルを保護するための透明なＥＶＡ樹脂（エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂）などの合成樹脂層６２が設けられている。この合成樹脂層６２は、貫通孔２９の上面にも設けられている。そのため、貫通孔２９は透明窓の形態となり、光センサー３０を保護することができる。貫通孔２９に合成樹脂を充填して硬化させ、光センサー３０を太陽電池パネル３０に一体化させてもよい。

前記電気二重層コンデンサ１６は円柱状の形態を備え、図１の実施形態ではタイル本体１１の対向する角部に３個ずつ縦向きに配置している。電気二重層コンデンサ１６の容量は、全体として太陽電池の発電量の１日分を蓄電できる程度とする。電気二重層コンデンサ１６、光センサー３０および太陽電池パネル１３からのそれぞれのリード線等は切り欠き部６１を介して内ケース５１内に導出されてプリント基板６０に接続される。そして、前述のように光センサー３０の出力に応じて、太陽電池パネル１３が発電した電力を電気二重層コンデンサ１６へ充電するモードと、電気二重層コンデンサ１６から放電して発光ダイオード１５を発光させるモードを切り替えるように制御される。
発光ダイオード１５としては、高輝度タイプの発光ダイオードが好ましい。また、単に発光（点灯）／消灯を切り替えるだけでなく、発光時に点滅させることもできる。なお、プリント基板６０は、太陽電池パネル１３の下面側であって、内ケース５１の外側に配設するようにしても良い。
前記太陽電池パネル１３、光センサー３０、発光ダイオード１５、電気二重層コンデンサ１６および発光させるモードを切り替える制御回路は、本発明の発光ユニットを構成している。

つぎに図６を参照して発光タイルの他の実施形態を説明する。図６に示す発光タイル１０は、蓋体１２の下面側に光拡散シート３３を配置したものである。光拡散シート３３は、保形性があって半透明の乳白色の合成樹脂シート、あるいは発泡樹脂シートなどが用いられる。模様入りの半透明の合成樹脂シートを採用することもできる。このような光拡散シート３３を設けることにより、発光ダイオード１５の光を拡散し、柔らかな光を放出する作用を奏する。
光拡散シート３３は厚さ０．３〜５ｍｍ程度の薄いものであるので、他の部品は共用することができる。０．３〜０．５ｍｍの薄いシート（フィルム）状のものは、透過する光が柔らかく光る。２〜５ｍｍの板状のものは、透過光が綺麗に拡散する。そのため、顧客の要望に応じて光拡散シート３３付きのものと、ないものとに容易に切り替えることができる。なお、光拡散シート３３は蓋体１２の下面に接着するようにしても良い。

このように、タイル蓋体１２の下方に光拡散シート３３を配置しているので、発光ダイオード１５の光が広い面に拡がり、比較的柔らかな光でタイル蓋体１２全体が明るくなる。また、光拡散シート３３は、太陽電池パネル１３とタイル本体１１の間などに配置できるので、光拡散シート３３を備えていないタイプと備えているタイプの部品を共通にすることができる。そのため部品管理が容易であり、受注状況により二種類の製品を製造することができる。

図７は発光タイル１０の電気回路図を示し、６個の電気二重層コンデンサ１６を直並列接続した両端間に太陽電池パネル１３からの正極側と負極側が接続され、また、電気二重層コンデンサ１６の両端間に、過充電防止用のツエナーダイオードＺＤ１とトランジスタＱ１の直列回路が接続されている。さらに、太陽電池パネル１３の正極側と負極側との間には、フォトトランジスタからなる光センサー３０と抵抗Ｒ１との直列回路が接続され、光センサー３０のエミッタからはシュミット回路で構成したインバータゲートＧ１と抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ２のベースに接続されている。
また、インバータゲートＧ１の出力端は、シュミット回路で構成したインバータゲートＧ２と抵抗Ｒ２を介して上記トランジスタＱ１のベースに接続されている。さらには、トランジスタＱ２のコレクタは、抵抗Ｒ４を介して発光ダイオード１５に接続されている。

図７の回路において、昼間では太陽により太陽電池パネル１３が発電を行ない電気二重層コンデンサ１６を充電しており、同時に光センサー３０つまりフォトトランジスタはオンしている。光センサー３０がオンしているので、インバータゲートＧ１の入力側はＨレベルとなっている。そのため、インバータゲートＧ１の出力はＬレベルとなって、トランジスタＱ２はオフ状態となっていて、発光ダイオード１５はオンされず、消灯している。
なお、インバータゲートＧ１の出力がＬレベルのため、インバータゲートＧ２の出力はＨレベルとなってトランジスタＱ１をオン駆動している。そして、電気二重層コンデンサ１６の両端間の電圧がツエナーダイオードＺＤ１のツエナー電圧を超えた場合には、トランジスタＱ１がオン状態なので、太陽電池パネル１３からの電流は電気二重層コンデンサ１６をバイパスして、ツエナーダイオードＺＤ１及びトランジスタＱ１に流れて、電気二重層コンデンサ１６の過充電を防止している。

次に、夜間になると、太陽電池パネル１３による電気二重層コンデンサ１６への充電は停止され、また、光センサー３０はオフとなり、インバータゲートＧ１の入力はＬレベルとなる。インバータゲートＧ１の入力がＬレベルであると、インバータゲートＧ１の出力がＨレベルとなるので、トランジスタＱ２をオンさせる。このトランジスタＱ２がオンすることで、発光ダイオード１５がオン駆動されて点灯する。
そして、朝になって、光センサー３０がオンすると、上述したようにトランジスタＱ２がオフされて、発光ダイオード１５は消灯する。なお、図７の回路においては、発光ダイオード１５の点灯（発光）／消灯の場合を示しているが、発振回路等を付加して発光ダイオード１５を所定の周期で点滅動作させるようにしても良い。

上記のように構成される発光タイル１０は、たとえば図８に示すように、塀３５に埋め込んで夜間の照明に使用したり、門柱に埋め込んで門柱灯として用いることができる。図３の蓋体１２の上面の多数の突起１７からなるアクセントは、このような場合に美観を向上させ、発光タイルのエクステリア製品としての価値を向上させる。図６の発光タイル１０についても同様である。

図９は発光タイル１０を通路３６における塀３５に沿った位置に配列する場合を示している。このように塀３５に近い位置で通路３６に埋め込む場合は、発光タイル１０から上方に出て来る光が塀３５を部分的に照らす。そのため、足もと灯として使用するだけでなく、塀３５および通路３６の美観を向上することができる。発光タイル１０を通路などの地面に埋め込む場合は、蓋体１２の多数の突起１７が滑り止めの作用をする。

このように本実施形態では、太陽電池パネル１３で発電した電力を電気二重層コンデンサ１６に蓄電するようにしており、そのため、二次電池のように交換する必要がなく、道路や壁などに埋め込むような使用方法に適する。また、上向きに配置した発光ダイオード１５から発せられた光および反射板１４で反射された光を、タイル蓋体１２を通して上方に照射する。そのため、たとえば通路の壁際に埋め込んで、壁を照らすために使用することができる。

さらには、タイル本体１１の底部の略中央部に配置した発光ダイオード１５を点灯させると共に、反射板１４にて太陽電池パネル１３にて囲まれる略四角形状の範囲を投光していることで、広い面積でもって発光タイル１０の面を光らすことができ、遠くからでも容易に視認することができる。特に、発光ダイオード１５は１個としているので、高価な高輝度タイプの発光ダイオードを使用しても、全体のコストを大幅に上げることにはならず、安価は発光タイル１０を提供することができる。しかも、高輝度タイプの発光ダイオード１５と反射板１４とにより、発光タイル１０の面を一層明るく光らすことができる。

また、タイル蓋体１２における太陽電池パネル１３で囲まれる範囲に、多数の突起１７からなるアクセント１８が一体成形で設けているので、上方に照射される発光ダイオード１５の光の一部はタイル蓋体１２の突起１７がない部分を通り、そのまま上方に放射され、一部は突起１７内に入って上端から放射される。そのため、タイル蓋体１２内や突起１７内で光が乱反射を行なって多数の突起１７が光り輝き、側方からもよく視認でき、アクセント効果および意匠効果が高い。

図１０に示す発光タイル６３は、発光ダイオード１５を４個、ほぼ正方形の角の位置となるように配置している。このように発光ダイオード１５の個数は２個以上でも良く、その場合は充分な明るさが得られるので、反射板を省略することもできる。

前述の太陽電池パネル１３、光センサー３０，発光ダイオード１５、電気二重層コンデンサ１６および制御回路からなる発光ユニットは、図１などの発光タイル１０だけでなく、図１１、図１２及び図１３に示す道路鋲６４、図１４に示す縁石鋲６５，図１５に示す道路工事現場などに用いる保安灯６６、図１６及び図１７に示す保安灯６７など、各種の発光装置に採用することができ、同様の作用効果を奏することができる。

これらの発光装置に用いる太陽電池パネル１３においても、貫通孔２９が形成され、その貫通孔２９の内部あるいは下方に光センサー３０が設けられており、貫通孔２９を含む太陽電池パネル１３の表面全体に透明な合成樹脂層（図１の符号６２参照）が設けられている。太陽電池パネル１３は額縁状にする必要はなく、矩形状を始め、円形や楕円形など、種々の形状にすることができる。矩形状にする場合は、太陽電池パネル１３のコーナー部など、セルに影響しない部位に貫通孔２９を形成するのが好ましい。

いずれの発光装置においても、発光ユニット６８は耐候性および防水性が高いケース内に収容するのが好ましい。図１１、図１２及び図１３に示す道路鋲６４では、発光ユニット６８は、アルミダイキャストなどの金属製或いは合成樹脂製の有底筒状のケース本体（下ケース）６９の中に収容される鍔付き有底筒状の内ケース７０に取り付けられる。そしてポリカーボネートなどの透明度および強度が高い合成樹脂製のカバー（上ケース）７１で上から押さえられる。太陽電池パネル１３の下方には、ほぼ同形状のプリント基板７２が配線によって連結されている。プリント基板７２の下面側に各種の電子素子が取り付けられ、発光ダイオード１５のリード線１５ｂはそのプリント基板７２の下面側に連結されている。また、光センサー３０のリード線３０ａも図１１に示すように、プリント基板７２の下面側に回り配線をして接続している。この道路鋲６４では、プリント基板７２の角を切り欠いているので、回り配線がし易い。さらにプリント基板７２の下面側に電気二重層コンデンサ１６が連結され、軟質の合成樹脂や接着剤で固定されている。

図１２に示すように、カバー７１には太陽電池パネル１３が収容される中央の凹部７３および発光ダイオード１５が収容される８か所の凹部７４が形成されている。内ケース７０には、図１３に示すように高さの異なる突片７５、７６が突設され、発光ダイオード１５は突片７５、７６とカバー７１の間に挟み込まれ、斜め上向きに固定される。それにより発光ダイオード１５の光軸は図１１に示すカバー７１の傾斜面７７の方向を正確に向く。突片７５、７６の先端には、Ｖ字状ないし円弧状の切り欠きが形成されており、円柱状の発光ダイオード１５の外周面をしっかりと保持することができる。内ケース７０とカバー７１は、超音波溶着により密封され、カバー７１とケース本体６９の間は無端状のゴムシール７８でシールされるので、発光ユニット６８は二重にシールされる。

図１４の発光装置は縁石鋲６５である。この縁石鋲６５では、内ケース７０の上面に太陽電池パネル１３が配置され、ケース本体（下ケース）６９に電気二重層コンデンサ１６を載置する凹部８１が設けられている。内ケース７０の下面側にも、電気二重層コンデンサ１６に被せて位置決め用の凹部が上記凹部８１と同様に設けてある。この実施形態では、透明なカバー７１とケース本体６９の周縁同士が周縁に沿って超音波溶着あるいは高周波溶着されている。太陽電池パネル１３の下方にプリント基板７２が連結され、そのプリント基板に４個の発光ダイオード１５のリード線が連結されている。この実施形態では、発光ダイオード１５はケース本体６９と内ケース７０に互いに向き合うように突設される突片７５、７６の間に挟着される。
なお、内ケース７０に配置された太陽電池パネル１３とカバー７１の内面との間には、０．５〜２ｍｍ程度、特に、１ｍｍ前後の隙間を設けるのが好ましい。それによりカバー７１が踏まれて変形しても、太陽電池パネル１３に触れることがなく、破損する恐れがない。発光タイル１０、６３や道路鋲６４でも同様の隙間を設けるのが好ましい。ただし、縁石鋲６５の場合は、人や車が乗ることは想定していないため、カバー７１が比較的薄く、そのため、上記の隙間をあける安全対策が有用である。

図１５に示す保安灯６６は、上下が軸方向となっている円筒状のケース８３内に、前述と同様の発光ユニット６８が収容されている。太陽電池パネル１３はケース８３の上面に向かって配置され、発光ダイオード１５は放射状に、たとえば６個程度、保持されている。このものも前述と同様の作用効果を奏する。

図１６および図１７に示す保安灯６７は、前後が軸方向となっている薄い円筒状のケース８２を備えている。このケース８２は前後一対の半体８２ａ、８２ｂを組み合わせて構成しており、たとえば６個の発光ダイオード１５が各半体８２ａ、８２ｂの内面に突設される突片（図１７の７５、７６）の間に挟着され、放射状に６個程度配置されている。さらに軸心方向に前後に１個ずつ、発光ダイオード１５が配置されている。図１５の保安灯６６および図１６および図１７の保安灯６７のケース８２は、透明な合成樹脂で構成され、通常は赤色などの色がつけられている。なお、図１６及び図１７に示す符号８３は、円錐状の反射面を備えた反射部材である。それにより発光ダイオード１５の光を前後方向から視認し易くなる。

前記の道路鋲６４、縁石鋲６５、保安灯６６、６７の制御回路では、通常は発光ダイオード１５を点滅させる回路が設けられている。交差点の中央に埋め込む道路鋲６４では、前後の発光ダイオードと左右の発光ダイオードは、交互に点滅する。センターライン用の道路鋲６４では、発光ダイオードは前後のみに設けられている。

このように、図１０以降における発光タイル６３、道路鋲６４、縁石鋲６５、保安灯６６、６７においても、発光タイル１０の場合と同様に、太陽電池パネル１３で発電した電力を電気二重層コンデンサ１６に蓄電するようにしている。そのため、二次電池のように交換する必要がない。また、太陽電池パネル１３に形成した貫通孔に光センサー３０を設けているので、別個に光センサーを取り付けるスペースや構成が不要である。すなわち太陽電池パネル１３も光センサー３０も、太陽に向けて配置するので、両者を一緒に取り扱うようにすることで、取り付ける手間やスペースが省ける。特に、ケースの開口部や枠に太陽電池パネル１３を嵌合させる場合は、光センサー３０のプリント基板６０までの配線を太陽電池パネル１３の配線と同様に行なうことができる。また、光センサー３０を外部に露出する開口部などを別個に設ける必要がない。なお、貫通孔２９は小さくてよいので、太陽電池パネル１３の発電力はほとんど変わらない。

また、図１０以降における発光タイル６３、道路鋲６４、縁石鋲６５、保安灯６６、６７においても、貫通孔２９を含む太陽電池パネル１３の表面全体に、透光性を有する合成樹脂部６２を設けているので、太陽電池パネル１３の表面のセルおよび光センサー３０を保護することができ、しかも光センサー３０の機能も損なわないという利点を有している。

さらには、前記太陽電池パネル１３、光センサー３０、発光ダイオード１５、電気二重層コンデンサ１６および発光させるモードを切り替える制御回路等で構成している発光ユニットを、発光タイル１０、６３道路鋲６４、縁石鋲６５、保安灯６６、６７の種々の用途に適用することができるものであり、そのため、回路（発光ユニット）を共通化でき、その結果、部品管理も容易となり、製品としてのコストも安価にすることができる。

本発明の実施の形態における一部を切り欠いた発光タイルの分解斜視図である。 本発明の実施の形態における反射板及び内ケースの斜視図である。 本発明の実施の形態における発光タイルの平面図である。 本発明の実施の形態における図３のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態における発光タイルの要部拡大断面図である。 本発明の実施の形態における光拡散シートを設けた場合の発光タイルの断面図である。 本発明の実施の形態における発光タイルの電気回路図である。 本発明の実施の形態における発光タイルの使用例を示す図である。 本発明の実施の形態における発光タイルの使用例を示す図である。 本発明の実施形態における一部を切り欠いた発光タイルの平面図である。 本発明の実施形態における発光装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態における発光装置のカバーの裏面斜視図である。 本発明の実施形態における発光装置のカバーの要部断面図である。 本発明の実施形態における発光装置の分解斜視図である。 本発明の実施形態における発光装置の斜視図である。 本発明の実施形態における発光装置の斜視図である。 本発明の実施形態における発光装置の断面図である。 従来例の発光タイルの断面図である。 従来例の発光タイルの説明図である。 他の従来例の発光タイルの断面図である。

符号の説明

１０ 発光タイル
１１ タイル本体
１２ 蓋体
１３ 太陽電池パネル
１４ 反射板
１５ 発光ダイオード
１６ 電気二重層コンデンサ
１７ 突起
１８ アクセント
２８ シールパッキン
２９ 貫通孔
３０ 光センサー
３３ 光拡散シート
４４ 反射面
５１ 内ケース
５２ 枠体
５３ フランジ
５４ 円形の穴
５５ リブ
５６ 段差部
５７ 舌片
６０ プリント基板
６１ 切り欠き部
６２ 合成樹脂層
６３ 発光タイル
６４ 道路鋲
６５ 縁石鋲
６６、６７ 保安灯
６８ 発光ユニット
６９ ケース本体
７０ 内ケース
７１ カバー
７２ プリント基板
７３、７４ 凹部
７５、７６ 突片
７７ 傾斜面
７８ ゴムシール
８１ 凹部
８２ ケース
８２ａ、８２ｂ 半体

Claims (11)

1. 容器状のタイル本体（１１）と、
   このタイル本体（１１）の上面開口に塞ぐように配置され、透光性を備えているタイル蓋体（１２）と、
   このタイル蓋体（１２）の裏面側に配置された額縁状の太陽電池パネル（１３）と、
   この太陽電池パネル（１３）が発生した電力を蓄電する電気二重層コンデンサ（１６）と、
   前記タイル本体（１１）の底部の略中央部に上向きに配置されている発光ダイオード（１５）と、
   前記太陽電池パネル（１３）に形成した貫通孔（２９）に設けた光センサー（３０）と、
   この光センサー（３０）の出力が所定値以下の場合に前記電気二重層コンデンサ（１６）の蓄積電力を前記発光ダイオード（１５）へ供給して該発光ダイオード（１５）を光らせると共に、所定値を超える場合は前記発光ダイオード（１５）への電力供給を停止する制御手段
   とを備えていることを特徴とする発光タイル。
2. 前記発光ダイオード（１５）からの光を太陽電池パネル（１３）によって囲まれる範囲に向かって反射させる反射板（１４）を備えていることを特徴とする請求項１に記載の発光タイル。
3. 前記タイル蓋体（１２）における太陽電池パネル（１３）で囲まれる範囲に、多数の突起（１７）からなるアクセント（１８）が一体成形で設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発光タイル。
4. 前記タイル蓋体（１２）の下方に光拡散シート（３３）が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光タイル。
5. 前記反射板（１４）が下向きの円錐状であって外側に若干の凸の湾曲面を備えていることを特徴とする請求項２に記載の発光タイル。
6. 前記反射板（１４）が合成樹脂製の一体成形品であり、少なくとも反射面（４４）には金属蒸着を施していることを特徴とする請求項５に記載の発光タイル。
7. 前記タイル本体（１１）およびタイル蓋体（１２）が熱可塑性樹脂製であり、両者の当接面が、閉曲線に沿って超音波溶着で結合されていることを特徴とする請求項１に記載の発光タイル。
8. 前記超音波で結合した閉曲線の内部側で、両者の当接面の間にシールパッキン（２８）が介在されていることを特徴とする請求項７に記載の発光タイル。
9. 貫通孔（２９）を備えた太陽電池パネル（１３）と、この太陽電池パネル（１３）が発生した電力を蓄電する電気二重層コンデンサ（１６）と、この電気二重層コンデンサ（１６）の電力により発光する発光ダイオード（１５）と、前記太陽電池パネル（１３）に形成した貫通孔（２９）に設けた光センサー（３０）と、この光センサー（３０）の出力が所定値以下の場合に前記電気二重層コンデンサ（１６）の蓄積電力を前記発光ダイオード（１５）へ供給して該発光ダイオード（１５）を光らせると共に、所定値を超える場合は前記発光ダイオード（１５）への電力供給を停止する制御手段とを備えていることを特徴とする発光ユニット。
10. 前記貫通孔（２９）を含めた前記太陽電池パネル（１３）の表面全体に、透光性を有する合成樹脂層（６２）が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の発光ユニット。
11. 請求項９または１０の何れかに記載の発光ユニットと、この発光ユニットを密封するケースとからなることを特徴とする発光装置。

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