JP2008305773A

JP2008305773A - 表示灯

Info

Publication number: JP2008305773A
Application number: JP2007182079A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Sato; 修一佐藤
Original assignee: NISSHIN KASEI KOGYO KK
Current assignee: NISSHIN KASEI KOGYO KK
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2008-12-18

Abstract

【課題】太陽電池が発生した電力を蓄電器に充電し、その蓄電器からの電力供給によって発光ダイオードを点灯させる表示灯に係り、長時間の点灯を持続できる表示灯を提供する。
【解決手段】器体１と、前記器体１の開口部に覆設された透明カバー４と、前記透明カバー４の内側に配設された太陽電池８と、前記太陽電池８の起電力で充電されるように前記器体１に内設された蓄電器１４と、前記蓄電器１４からの電力供給で点灯するように前記透明カバー４の内側に配設された発光ダイオード１０と、蓄光性材料を混合して形成され前記発光ダイオード１０の光が照射されるように前記透明カバー４の内側に配置された半透明の蓄光板１１と、前記蓄電器１４の充放電調節および前記発光ダイオード１０の間欠点灯調節をするように前記器体１に内設された制御回路１５とからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、太陽電池が発生した電力を蓄電器に充電し、その蓄電器からの電力供給によって発光ダイオードを点灯させる表示灯に係り、長時間の点灯を持続できる表示灯に関するものである。

太陽電池が発生した電力を電気二重層コンデンサ等の蓄電器に充電し、この蓄電器からの電力供給で発光ダイオードを点灯させる夜間表示灯は、実に様々な場所や様々な用途で利用されている。例えば、自動車や歩行者などの交通に関連するものとしては、路面に描かれた区画線や駐車場の境界線に沿って敷設したものはもちろんのこと、文字や図形が描かれた案内表示や注意表示などを路面に埋設したもの、車輪止めブロックや縁石ブロック等に埋設して夜間に歩行者の転倒防止をするものなど枚挙に暇がない。このような表示灯に関する公知技術としては、下記特許文献に記載されているものがある。
特開２００１−２２２２４５号公報特開２００２−５８１７７号公報

ところで上記のような表示灯では、例えば雨天や曇天などの理由で昼間の日照時間が短くて太陽電池が十分な電力を発生できなかった場合に、蓄電器に充電された電力では夜間の発光ダイオードの点灯を朝まで持続させられないことが問題であった。発光ダイオードの点灯継続時間を延長させるには、大面積の太陽電池を使用して多くの電力を発生させ、且つ大容量の蓄電器に充電して昼間に蓄えられる電力量を増加させる方法が考えられる。しかしながら、この方法では太陽電池や蓄電器の大型化に伴ってコストが嵩むことが問題となってしまう。また、太陽電池に頼らずに送電線から電力供給する方法も考えられるが、そうすると表示灯の設置場所が送電線の付近に限られてしまうことが問題となる。

そこで、本発明は上記のような課題を解決するための表示灯を提供するもので、太陽電池と、前記太陽電池の起電力で充電される蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給で点灯する発光ダイオードと、前記発光ダイオードの光が照射されるように配置された蓄光部材と、前記蓄電器の充放電調節および前記発光ダイオードの間欠点灯調節をする制御回路とからなることを特徴とする。

また本発明は、器体と、前記器体の開口部に覆設された透明カバーと、前記透明カバーの内側に配設された太陽電池と、前記太陽電池の起電力で充電されるように前記器体に内設された蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給で点灯するように前記透明カバーの内側に配設された発光ダイオードと、蓄光性材料を混合して形成され前記発光ダイオードの光が照射されるように前記透明カバーの内側に配置された半透明の蓄光板と、前記蓄電器の充放電調節および前記発光ダイオードの間欠点灯調節をするように前記器体に内設された制御回路とからなることを特徴とする。

請求項１に記載の表示灯では、発光ダイオードの光が照射されるように配置された蓄光部材が発光ダイオードの光の一部を吸収して蓄光し、さらに発光ダイオードが消光しても蓄光部材が発光することで表示灯の点灯状態が維持される。従って、発光ダイオードを継続的に点灯させる必要はなくなり、発光ダイオードを間欠的に点灯させて蓄電器の電力消費を節約しながら、表示灯の点灯状態を長時間持続させることが可能となる。また、大面積の太陽電池や大容量の蓄電池の導入は不要であるためコストを低く抑えたままで表示灯の点灯持続時間を延長できる。

請求項２に記載の表示灯では、器体と前記器体の開口部に覆設された透明カバーからなる密閉容器体に、表示灯を点灯させるために必要な部材を全て内蔵したことで、電力発生や蓄電等に外部装置を必要とせずに表示灯単体で独立して機能させることが可能となる。

図１は本発明の表示灯の外観斜視図であり、図２は本発明の表示灯の縦断面図である。また、図３は本発明の表示灯の電気回路の概略を示したブロック図である。

１は合成樹脂等の強度が高い材料で形成された器体である。この器体１は、側壁が低くて扁平な略長方形状の盤状部２と、側壁が高くて容積のある鉢状部３から構成されており、この鉢状部３は前記盤状部２の下面中央に設けられた開口部に垂設されている。前記器体１の盤状部２の上面は略長方形状に大きく開口しており、この開口部に高強度で透光性が高いポリカーボネート等の光を通す材料で形成された透明カバー４が覆設されている。この透明カバー４の外周縁は合成ゴム等の弾力性のある材料で作られたパッキン５を介して前記盤状部２の上面の開口部周縁に隙間なく密着されている。このようにパッキン５を介して前記器体１と前記透明カバー４を接合することで密閉容器体が形成されている。

前記透明カバー４の中央部は特殊曲面レンズ状に形成した受光面６である。この受光面６によって太陽光が斜めに差し込んでいる場合や直接太陽光が当たらず散乱光しか得られない場合でも、光を効率よく集光できるようになっている。また、前記透明カバー４の右部と左部は投光面７であり、これら二面の投光面７は前記受光面６の両側に一面ずつ併設されている。

太陽の光エネルギーを電力に変換する太陽電池８は、前記受光面６の内側にて前記器体１の盤状部２の中央に水平に配設されている。この太陽電池８が発生した電力によって充電される電気二重層コンデンサからなる蓄電器１４は前記器体１の鉢状部３に内設されている。さらに、この蓄電器１４は充電された電力を発光ダイオード１０に供給することができる。

点灯部１３は前記投光面７の内側にて前記器体１の盤状部２の右部と左部に其々設けられ、前記太陽電池の両側に併設されるように水平に配置されている。この点灯部１３は基板９上に配設した発光ダイオード１０と該発光ダイオード１０の上面に配置した半透明の蓄光板１１から構成されるハイブリッド構造をしている。蓄光板１１は蛍光粉の一種である粉末状の蓄光顔料を合成樹脂に添加して形成した薄い板状の部材であり、発光ダイオード１０からの光の一部を吸収し蓄光する。蓄光された蓄光板１１は長時間にわたって発光し、この光の吸収と発光は半永久的に何度でも繰り返される。

制御回路１５は前記器体１の盤状部２に配設された前記太陽電池８の下に内設されている。この制御回路１５はプログラム可能なＩＣ等の電子素子を搭載しており蓄電器１４の充放電調節および発光ダイオード１０の間欠点灯調節を自在に制御可能である。

次に本発明の表示灯の使用状態を説明する。充放電調節を行なう制御回路１５は太陽電池８の起電力を監視しており、この起電力が一定の電圧以上の場合は蓄電器１４に充電を行い、また、この起電力が一定の電圧以下の場合は蓄電器１４を放電して発光ダイオード１０に電力を供給する。

発光ダイオード１０は制御回路１５によって間欠点灯調節され、例えば一分間発光した後に三分間消光するといった動作を繰り返す。この場合、最初の一分間は発光ダイオード１０の発光により表示灯が点灯すると同時に、その光の一部が蓄光板１１に吸収される。次の三分間は発光ダイオード１０は消光するが、蓄光板１１の発光によって表示灯の点灯状態が維持される。このような間欠点灯では、電力消費が多いのは最初の一分間だけであり、次の三分間は電力消費が非常に少ない。従って、発光ダイオード１０を継続点灯した場合と比較して、蓄電器１４の単位時間当たりの放電量を約四分の一に低減できる。つまり蓄電器１４の電力消費を抑えることによって表示灯の発光持続時間を約４倍に延長することが可能となる。なお、発光ダイオード１０の点灯時間と消灯時間は間欠点灯調節をする制御回路１５に搭載された電子素子によって任意に設定可能であり、一分間の発光と三分間の消光に限られたものではない。

発光ダイオード１０の発光色は、赤、黄、白、緑、青などを用途に応じて選択できる。さらには、可視光線に伴って赤外線や紫外線等の不可視光線を含む光を発光する発光ダイオードまたは不可視光線のみを発光する発光ダイオードと、これらの不可視光線を吸収して蓄光することで可視光線を発光する蓄光顔料とを組み合わせることもできる。また、合成樹脂に添加する蓄光顔料の発光色は、赤、緑、青やその他の色から選択でき、さらには異なる発光色の蓄光顔料を適切な配分で添加して所望の発光色を合成することもできる。このようにして形成された蓄光板１１の表面は、図１に示したように、任意の文字１２ａや任意の図形１２ｂを印刷可能である。従って、設置場所や設置目的によって適切な発光色が選択でき、また適切な文字１２ａや図形１２ｂを描くことができるため、本発明の表示灯を活用できる範囲は大変広い。

本発明の表示灯の最も基本的な設置方法は、路面や床面等への設置において透明カバー４の上面と設置面を同じ高さにして、受光面６と投光面７を露出させた状態で埋設する方法である。この方法では路面や床面等に段差を生ずることなく表示灯を埋設できるので自動車や歩行者は表示灯の上を安全に問題なく移動できる。従って、車道や駐車場または歩道等における誘導灯や注意灯および警告灯などの用途としての設置に適している。また、駐車場の車輪止めブロックや車道と歩道の境に設けられた縁石ブロック等に埋設して歩行者の転倒を防止する注意灯としての用途や、コンクリート製の交差点ノーズに埋設して自動車の衝突事故防止の注意灯とすることもできる。

応用例としては、器体１の両側を軸支できる支持部を有する土台を壁面や支柱等に固設し、この土台に器体１を着脱自在かつ回動自在に軸着する方法がある。この方法は表示灯を埋設する方法と違い、固設した土台に表示灯を後付けするために表示灯の取り付けや取り外しが簡単にできる。また、器体１を軸着したことで受光面６と投光面７の向きを変えることができ、例えば垂直な面に土台を設置した場合でも受光面６と投光面７を太陽光の照射をしやすい角度や表示の見やすい角度に自在に調節できる。

本発明の表示灯は、器体１と透明カバー４をパッキン５を介して密着することで密閉容器体を形成したために高い防水性を備えている。従って、雨天時に水に濡れる屋外での運用においても全く問題がない。さらに、防波堤や消波ブロック等の海水がかかる場所などの塩害地域での運用も可能である。

また、太陽の光エネルギーを電力に変換するので外部からの電力供給が不要であるとともに無公害の電気二重層コンデンサを採用したために環境にやさしく長寿命であり、ランニングコストフリーかつメンテナンスフリーを実現していることも特徴である。さらに工夫次第で、立体交差の高さ制限表示やバス停表示、消防空地表示、カーブ表示などの注意灯や警告灯としての利用や、交通以外の用途においては非常口案内や避難場所案内、消火栓表示などの案内灯としての利用もでき、さらには自動販売機の防犯用途、鉄塔の高さ表示など色々な応用ができる汎用的な表示灯である。

本発明の実施形態である表示灯の外観斜視図。本発明の実施形態である表示灯の縦断面図。本発明の実施形態である表示灯の電気回路の概略を示したブロック図。

符号の説明

１器体
４透明カバー
８太陽電池
１０発光ダイオード
１１蓄光板
１４蓄電器
１５制御回路

Claims

太陽電池と、前記太陽電池の起電力で充電される蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給で点灯する発光ダイオードと、前記発光ダイオードの光が照射されるように配置された蓄光部材と、前記蓄電器の充放電調節および前記発光ダイオードの間欠点灯調節をする制御回路とからなることを特徴とする表示灯。
器体と、前記器体の開口部に覆設された透明カバーと、前記透明カバーの内側に配設された太陽電池と、前記太陽電池の起電力で充電されるように前記器体に内設された蓄電器と、前記蓄電器からの電力供給で点灯するように前記透明カバーの内側に配設された発光ダイオードと、蓄光性材料を混合して形成され前記発光ダイオードの光が照射されるように前記透明カバーの内側に配置された半透明の蓄光板と、前記蓄電器の充放電調節および前記発光ダイオードの間欠点灯調節をするように前記器体に内設された制御回路とからなることを特徴とする表示灯。