JP2007231585A - 地下構造物用発光表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光エネルギーを吸収して暗部で発光する性能を有する蓄光物質を利用して、地下構造物の位置を明確に発光により表示できるようにする。また、夜間の災害時に停電したような状況下でも、避難場所への誘導経路などを発光により適切に表示できるようにす
る。
【解決手段】消火栓、マンホールなどの地下構造物の蓋体の表面に設ける発光表示装置について、蓋体１０の表面に、凸部１１の周囲に凹部１２を設けることにより、これらの凸部１１と凹部１２によって表示すべき事項を構成する、図形、文字、記号類より成る表示部１５を形成し、上記凹部１２に、顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂と、その樹脂と比重がほぼ一致し、かつ、淡色系の色調を有する蓄光物質を混合して成る蓄光物質含有樹脂Ｒを充填して発光表示部を形成し、蓄光物質含有樹脂の発光により、凸部１２を囲んでいる発光表示部があらわれるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、消火栓、マンホールなどの地下構造物の蓋体の表面に設ける、発光表示装置に関するものである。

消火栓は、例えば路面や路辺などに設置されており、角筒型や、円筒型などの形態に形成された筺体内に収められ、地上には、通常、蓋だけがあらわれる。蓋には黄色や赤色などの目立ちやすい着色が施されているが、日中はともかく、条件が悪くなると、位置を探し当てるのが困難となる。特に夜間の荒天時、それも近くに灯火が少ないというような条件が重なると、懐中電灯や消防車のライトなどを使用して探し回っても、短時間で探し出すことは望めないといって良い。

なお、道路設備に関しては、ＬＥＤと電源電池を組み込んだ発光装置が知られている。しかしこのような装置は、殆ど太陽電池から成る電源を使用するものであり、太陽電池の大きさに電力と価格が左右されるため、十分な性能を得るにためは自ずとコスト高とならざるを得ない。また、素子の故障や劣化を避けられず、保守点検が不可欠である。

このため、従来は、消火栓筺体の蓋に蛍光塗料を付着させたり（実開昭６３−１５１５６３号）、蓄光体を付着させたり（特開平１０−２５２１１０号）したものが提案されている。しかし、蛍光塗料では、光を受けたときに発光するに過ぎない。蓄光体を付着させた場合、発光性能は改善されるが、上記発明のように３層構造としたのでは蓄光体の層が薄くなり、耐久性に問題を生ずる。また、登録実用新案第３０９９８１７号のものは、顔料と蓄光材と樹脂の混合物を蓋の凹部に充填している。このため、顔料の色調によっては樹脂中に分散している蓄光材への紫外線透過度が害され、光エネルギーを十分に吸収できないという問題を生ずると考えられる。

上記の先行技術にも見られるように、蓄光物質は蛍光物質と比較して、初期コストはやや高いものの、発光時間が長く、保守が不要で、この種の目的に適した光源であるといえる。しかし、これまでは、発光効率の引き出し方や利用方法が適切でない、という理由により、実用性のある発光装置を実現できたとはいえない状況にあった。

実開昭６３−１５１５６３号 特開平１０−２５２１１０号号 実用新案登録第３０９９８１７号

本発明は上記の点に着目して成されたもので、その課題は、光エネルギーを吸収して暗部で発光する性能を有する蓄光物質を利用して、地下構造物の位置を明確に表示できるようにすることである。また、本発明の他の課題は、夜間の災害時に停電したような状況下でも、避難場所への誘導経路などを適切に表示できるようにすることである。

前記の課題を解決するため本発明は、消火栓、マンホールなどの地下構造物の蓋体の表面に設ける発光表示装置であって、凸部の周囲に凹部を有し、これらの凸部と凹部によって表示すべき事項を構成する、図形、文字、記号類より成る表示部を蓋体の表面に形成し、上記凹部に、顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂と、その樹脂と比重がほぼ一致し、かつ、淡色系の色調を有する蓄光物質を混合して成る蓄光物質含有樹脂を充填して発光表示部を形成し、蓄光物質含有樹脂の発光により、凸部を囲んでいる発光表示部の表示があらわれるようにするという手段を講じたものである。

本発明の発光表示装置は、消火栓、マンホールなどの地下構造物の蓋体の表面に設けることを特徴とするものである。蓋体の表面に、蓄光物質による、発光表示部を設けることによって、暗闇の中でも地下構造物を見つけ出すことが容易になり、さらには、地下構造物の表面に設けられている発光表示部の内容を理解することが可能になる。

本発明において、発光表示装置の取り付け対象になる、地下構造物の蓋体の表面には、凸部の周囲に凹部を有するものとし、これらの凸部と凹部によって、表示すべき事項を構成する、図形、文字、記号類より成る表示部を形成する。すなわち、本発明では、表示すべき事項を形成した凸部の周囲を凹部で囲む。表示すべき文字や図柄などを凸部とし、その周囲を凹部で囲む構成とすることにより、表示すべき文字が同じ大きさの凹部である場合と比較して、本発明のように凸部の周囲を凹部で囲む方が、凹部の割合が大きくなり、それだけ明確な発光表示を可能にする。文字の周囲を凹部にした場合と、文字を凹部にした場合の面積を比較すると、本発明の場合のように文字の周囲を凹部にした方が、凹部の比率が大きくなるので、それだけ発光量を増やすことが容易にできるのである。図３の例及び図４の例の一部である図５では、約３：１としたときに最も視認性が良好になる。

そして本発明では、上記凹部に、顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂と、その樹脂と比重がほぼ一致し、かつ、淡色系の色調を有する蓄光物質を混合して成る蓄光物質含有樹脂を充填して発光表示部を形成する。基材樹脂は、透明でなくほぼ乳白色であることを必要とするが、その理由は、透明の場合、蓋体の地色すなわち表面塗色の黒色ないし暗色がそのまま透視され、昼間の視認性が良くないので、この問題を改善するためである。ほぼ乳白色とは、乳色のように薄い白色を中心として、白色の度合いの濃淡の広がりを含める趣旨であるが、要は、光エネルギーの通過効率が良好で、しかも、蓋体の地色と区別できることが必要である。

蓋体の材料は、鉄系金属、樹脂、複合材料等を使用することができる。本発明では、鉄蓋と呼ばれる、鋳鉄を材料として鋳造された、黒色又はそれに近い暗色の色調を有する蓋体を対象とすると、最も好ましい効果を得る。鋳鉄は、ダクタイル鋳鉄を初めとして、各種のものが使用対象となり、特に、表面に黒色塗装を施した鉄蓋は、ほぼ乳白色という発光部の色調と良いコントラストを形成し、昼間の良好な視認性を保証することになる。

基材樹脂が顔料を含んではならない理由は、顔料の粒子により、光エネルギーが蓄光物質に到達するのを妨げ、光エネルギー吸収効率を低下させることを防ぐとともに、蓄光物質の発光が妨害されて発光効率を低下させることを防ぐためである。もし、赤色やオレンジ等濃色の顔料を基材樹脂に混合した場合には、光の透過率が悪化するので光エネルギー吸収効率も悪化し、表面のごく一部の蓄光物質しか有効に発光しないことになる。蓄光物質に対する顔料による光の透過率の悪化は、濃色でなくても妨害要因となるので、あまり好ましくない。顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂という限定から、使用可能な樹脂は限られることになり、例えば透明な樹脂も本発明の対象ではない。この条件を満たす樹脂としては、乳白色を呈するエポキシ樹脂があり、その他、地下構造物用の蓋体に用いられている樹脂の中から選択することができる。

蓄光物質は、基材樹脂に均一に分散させる必要があり、このため基材樹脂との間に比重の近似性が求められる。基材樹脂とほぼ一致する比重とは、均一な分散が得られる範囲のものを言う。蓄光物質は粒状ないし液状の形態を取り得るが、均一な分散には液状の方が都合は良い。しかし、より一般的な粒状の形態の場合には、比重以外の要素も影響する。その内、影響の大きい要因は、蓄光物質の粒径である。機材樹脂と比重がほぼ一致する蓄光物質の中で、分散の良い粒径には或る一定の範囲があり、これを下回ると蓄光物質が基材樹脂表面に浮き上がる傾向となり、これを上回ると蓄光物質が基材樹脂下部に沈殿する傾向となり、好ましくない。蓄光物質は、基材樹脂に均一に分散されることにより、摩耗が進行しても、発光性能に変化がなくなり、耐久性向上に寄与する。

また、蓄光物質は淡色系の色調を有するという条件を満たす必要がある。この淡色系という条件は、基材樹脂のほぼ乳白色という条件と類似しているが、ほぼ白色かそれに近い色調を持ち、基材樹脂との混合時に色調変化の殆どないものである。蓄光物質も、それ自体の色として、ほぼ白色か淡色系の色調を必要とする。これらが満たされることにより、基材樹脂に分散している中で、光エネルギーの透過効率も保証されることになる。

上記の構成を満たすものの内で、顔料を含まない乳白色の基材樹脂が、エポキシ樹脂であり、淡色系の色調を有する蓄光物質が、粒径２５〜５０μｍのパウダー状のアルミン酸ストロンチウムであり、混合比率が、重量比で基材樹脂１０に対して２ないし７の範囲であるという条件は、最も好ましい組み合わせである。エポキシ樹脂は顔料を含まずに乳白色を呈し、アルミン酸ストロンチウムは着色を有するが淡い色調すなわち淡色系であり、分散の良好な範囲と認められる粒径２５〜５０μｍの条件を満たすものを市販品の中から容易に求めることができる。

基材樹脂と蓄光物質との混合比率は、発光という効果を左右するほか、生産コスト、及び生産効率にも影響を及ぼす。混合比率が重量比で、基材樹脂１０に対し蓄光物質２未満では蓄光エネルギーが少なく、弱い光しか得られない、その反面、基材樹脂１０に対し蓄光物質７よりも多くしても蓄光エネルギーは頭打ちとなるのに対してコストは増加し、蓄光物質混合樹脂の流動性が低下し、生産効率が低下する。なお、実験により確かめられ
た、最適混合比率は、基材樹脂：蓄光物質＝１０：５であった。

このような本発明の発光表示装置は、既に触れたように、地下構造物の蓋体の表面に備わるという形態を取る。これにより、一般的には目立たない地下構造物の蓋体に、発光による表示という機能が具備される。その結果、地下構造物の蓋体の位置そのものを、突き止めやすくなる。また、地下構造物の蓋体の表面に備わる表示機能は、表示機能そのものも明瞭であるから、位置だけではなくたとえば道案内のような、新たな機能を発揮することになる。なお、凸部の周囲の凹部は凸部に対して凹んでいる部分のことであるが、凹部の外延を画定する部分は凹部に対して相対的に高くなっていれば良い。

本発明は上記のように構成されかつ作用するものであるから、光エネルギーを吸収し、暗闇では発光する蓄光物質を利用して、地下構造物の位置をより大きく明確に表示することができるようになるという効果を奏する。また、本発明によれば、大きく明確な表示効果により、夜間の災害時に停電した状況下でも、避難場所への誘導経路などを適切に表示できるようにすることができる。特に本発明によれば、黒色又はそれに近い暗色系の蓋体に対して乳白色の基材樹脂と淡色系の蓄光物質から成る蓄光物質含有樹脂を充填して、昼間は乳白色が蓋体との色調の差を向上させ、夜間は蓄光物質による発光によって視認性を向上させるので、昼夜ともに良好な蓋体の視認性を期待することができる。

以下図示の実施形態を参照して、本発明をより詳細に説明する。図１、図２は、地下構造物である消火栓を収めた筐体の開口を塞ぐ蓋体１０に本発明を適用した例１を示しており、その表面には、凸部１１と凹部１２が設けられている。凸部１１は、凹部１２で囲まれており、凹部１２はさらに同じ高さの凸部１１で囲まれている。１３は蓋体外周の凸縁部、１４は蓋体表面の滑り止め凸部であり、これらも凸部ではあるが、本発明における凸部１１は、蓋体表面に表示すべき事項を構成するものである。

例１の蓋体１０はダクタイル鋳鉄製のいわゆる鉄蓋であり、黒色塗装が全面に施されており、真っ黒な外観を有している。例１のものにおける表示部１５は、「消火栓」という文字１６と、消防自動車の図柄１８を有している。この内、「消火栓」という文字１６と囲み枠１７が凸部１１で構成され、これらで囲まれた部分が凹部１２になっている。この囲み枠１７の内側の面積と、「消火栓」という文字１６の面積の比率は、ほぼ３：１である。

これに対して、消防自動車の図柄１８の場合には、消防自動車に特有の形状を表現している各部の輪郭やその装備品などが筋状の凸部１１で構成され、その筋状の凸部１１で囲まれた部分が凹部１２になっている。また、消防自動車の図柄１８の中にも、「水」という文字を丸で囲んだマーク１９を有しており、この場合には、「水」という文字と「○」が凸部１１で構成されている。そして、表示部１５の凹部１２には顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂と、その樹脂と比重がほぼ一致し、かつ、淡色系の色調を有する蓄光物質を混合して成る蓄光物質含有樹脂Ｒが充填され、発光表示部を構成している。

これらの文字、図柄からなる表示部１５は、蓋体１０の表面のほぼ全体に及ぶような大きさ及び配置で設けられている。しかも、例１の場合、文字、図柄の向きは、これらに正対したときに、手鍵穴の設けられた蓋体１０の正面に位置することになるように設けられているので、このことを承知している消防隊員は、迷うことなく蓋体１０を開ける位置に立つことができ、手探りでも的確に開蓋作業を行なうことができる。すなわち、例１のものは誘導機能をも備えている。

図３、図４は、地下構造物であるマンホールの蓋体２０に、本発明を適用した例２を示しており、避難経路の誘導表示機能を具備している。例２の蓋体２０も、また、ダクタイル鋳鉄製のいわゆる鉄蓋であり、黒色塗装が全面に施され、真っ黒な外観を有している。

例２のものにおける表示部２５は、「広域避難所」という一連の文字２６と、避難する人の図柄２８、及び非難方向を示す矢印のマーク２９によって構成されている。この内、「広域避難所」という一連の文字２６と、囲み枠２７、及び人の図柄２８が凸部１１で構成され、これらの凸部１１を囲む部分と、矢印のマーク２９が凹部１２になっている。なお、この囲み枠２７の内側の面積と、「広域避難所」という文字２６の面積の比率も、ほぼ３：１である。マーク２９は、凸部１１で画定されない凹部の例である。

例２のものにおける表示部２５は、蓋体外周の凸縁部１３の内周、かつ、蓋体表面の滑り止め凸部１４のさらに内側に設けられ、まとまっているので、気が動転している状況でも、一連の文字や図柄が何を意味するのかを瞬間的に把握しやすい。例２の場合、表示部の向きが開蓋方向を示唆する必要性は殆どないが、前後左右を、開蓋方向を基準に決めておけるので、製造上は好都合である。そして表示部２５の凹部１２には、例１と同様に、蓄光物質含有樹脂Ｒが充填され発光表示部を構成している。

例１、例２のどちらの場合にも、蓄光物質含有樹脂Ｒとして、顔料を含まない乳白色の基材樹脂はエポキシ樹脂であり、淡色系の色調を有する蓄光物質として、粒径２５〜５０μｍのパウダー状のアルミン酸ストロンチウムから成る蓄光物質含有樹脂を使用している。基材樹脂と蓄光物質との混合比率は、重量比で基材樹脂１０に対して２ないし７の範囲であれば良い。上記の組成からなる蓄光物質含有樹脂を用いて、充填後２４時間経過時点の硬化度を測定したので、その結果を表１に示す。

表１

表１中、ＨＢはブリネル硬さ、を示す。

表１において、基材樹脂：蓄光物質＝１０：１のものも、硬化度は問題ないが、発光強度が不足し、十分な発光表示効果を得ることができない。１０：２になれば十分と認められる表示効果を得ることができ、１０：６までこの傾向は持続する。そして、１０：７以上になると、２４時間経過時点での硬化度が不足気味になるものの、１０：７ではそれまでの９割方の強度が得られるが、１０：８では８割余りに止まり、必要強度に達するのに４８時間を必要とするので、１０：２〜１０：７が好ましい範囲と判断される。

発光の有効性の検査には、上記の組成を有する蓄光物質含有樹脂から成るサンプルに、１０ワットの白色蛍光灯２本を光源とする光線を２０分間照射し、１２０分間経過後、サンプルを４ルックスの場所に配置し、２０ｍの距離から６名の健全な視力を有する検査者による目視検査を実施し、視認状況が可か不可かを評価した。また写真撮影も行なった。その結果、１０：１のものは薄ぼんやりとしており、視認性が良好とは認められなかったが、１０：２では全員がサンプルを明瞭に認めることができた。

上記と同組成の蓄光物質含有樹脂を充填した、例１、例２のものについても、出願人会社工場内のマンホールにて、上記と同様の条件で、日没後、暗くなってから目視検査を実施し、可か不可かを評価した。その結果、白色蛍光灯の光線を２０分間照射し、１２０分間経過後、消火栓蓋の発光を、２０ｍの距離から６名全員が明瞭に目視でき、さらに６ｍの距離になると「消火栓」の文字、消防自動車の形状を視認できるようになることを確認し、実用域に達していることが確認された。本発明の表示発光装置は、消光後持続性が強く、２０時間は持続するので、光が当たったものは、そのときに気付かなくても後で気付くことが可能である。

なお、昼間の目視検査を特には行なっていないが、殆ど真っ黒に近い蓋体１０、２０の中で、ほぼ乳白色の表示部１５、２５は良く目立ち、視認性に問題のないことが確認されている。このように、本発明では顔料を含まず、蓄光物質は均等に分散されるので、蓄光物質への光エネルギーの取り込みが効率良く行なわれ、かつ放出される蓄光エネルギーも遮蔽されないことにより、発光性能を最大限度まで引き出すことが可能になった。

マンホール鉄蓋など地下構造物の蓋体のほか、路上や路辺に設置されている道路設備、土木設備の表面に設ける発光表示に利用可能である。

本発明に係る地下構造物用発光表示装置の例１を示すもので、昼間の状態をあらわす平面図。 図１のものの発光状態をあらわす平面図。 本考案の例２を示すもので、昼間の状態をあらわす平面図。 図１のものの発光状態をあらわす平面図。 本発明における発光面積比を示す平面図。

符号の説明

１０、２０ 蓋体
１１ 凸部
１２ 凹部
１３ 蓋体外周の凸縁部
１４ 蓋体表面の滑り止め凸部
１５、２５ 表示部
１６、２６ 文字
１７、２７ 囲み枠
１８、２８ 図柄
１９、２９ マーク

Claims (4)

1. 消火栓、マンホールなどの地下構造物の蓋体の表面に設ける発光表示装置であって、凸部の周囲に凹部を有し、これらの凸部と凹部によって表示すべき事項を構成する、図形、文字、記号類より成る表示部を蓋体の表面に形成し、上記凹部に、顔料を含まないほぼ乳白色の基材樹脂と、その樹脂と比重がほぼ一致し、かつ、淡色系の色調を有する蓄光物質を混合して成る蓄光物質含有樹脂を充填して発光表示部を形成し、蓄光物質含有樹脂の発光により、凸部を囲んでいる発光表示部があらわれるようにしたことを特徴とする地下構造物用発光表示装置。
2. 蓋体は、鋳鉄を材料として鋳造された、黒色又はそれに近い暗色の色調を有する鉄蓋である請求項１記載の地下構造物用発光表示装置。
3. 顔料を含まない乳白色の基材樹脂は、エポキシ樹脂であり、淡色系の色調を有する蓄光物質は、粒径２５〜５０μｍのパウダー状のアルミン酸ストロンチウムであり、混合比率は、重量比で基材樹脂１０に対して２ないし７の範囲である請求項１記載の地下構造物用発光表示装置。
4. 文字、図柄の向きは、これらに正対したときに、蓋体の正面に位置することになるように設け、迷うことなく蓋体を開ける位置に立ち、手探りでも的確に開蓋作業を行なうことができる誘導機能を発揮する請求項１記載の地下構造物用発光表示装置。
   

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