JP2008311116A - Ｌｅｄ標識灯 - Google Patents

Abstract

【課題】結露の発生を防止してプリズムにより周方向の配光制御を行うＬＥＤ標識灯を提供する。
【解決手段】ＬＥＤ標識灯１は、基板７に実装された発光ダイオード２と、内部空間９およびこの内部空間９に外表面３ｂ側の外気が通気する孔１０を有し、内部空間９で発光ダイオード２を被うようにして基板７に対して設けられ、発光ダイオード２からの放射光が所定の配光の形成に主として寄与しない部位に孔１０が形成されているプリズム３と、一端側開口４ｃの取付部８に基板７が配設された筒状の灯体４と、プリズム３を内包し灯体４の一端側開口４ｃを覆うようにして灯体４の一端側４ａに着脱可能に取り付けられた透光性の保護カバー５を具備している。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリズムにより配光制御されるＬＥＤ標識灯に関する。

飛行機等を誘導する地上型航空標識灯は、近年、光源にハロゲンランプなどの白熱ランプに代えて発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。例えば、筒状のホルダーに周方向に所定の間隔をもって並列する発光ダイオードからなる多数の光源群を配置した航空障害灯が提案されている(特許文献１参照。)。この従来技術の航空障害灯において、ホルダーは、カバー内に収納され、カバー内において上方に開口されているものであり、発光ダイオードからの発生熱がホルダーに伝達され、この伝達熱がホルダーの内外側面からカバー内に放散されるものである。

上記の航空障害灯は、周方向の配光がホルダーの周りに配置した多数の発光ダイオードからの放射光により形成されるので、発光ダイオードの数量が多く、高価になるとともに大型化するという欠点を有する。これを解消するため、例えば配光制御用のプリズムを使用するものが提案されている。
特開平１１−２６０１１９号公報（第３頁、第１図）

プリズムは、発光ダイオードを被うように設けられるので、発光ダイオードからの熱が放熱されにくい。また、発光ダイオードの数量が少なく、その発熱量が小さくなることにより、プリズムが温められなくなってプリズムの内部空間と外表面との間の温度差が大きくなり、プリズムに結露が生じるおそれがある。

本発明は、結露の発生を防止してプリズムにより周方向の配光制御を行うＬＥＤ標識灯を提供することを目的とする。

請求項１に記載のＬＥＤ標識灯の発明は、光軸に対して周方向に光を放射する構造に形成され、基板に実装された発光ダイオードと；発光ダイオードが配設される内部空間およびこの内部空間に外表面側の外気が通気する孔を有し、内部空間で発光ダイオードを被うようにして基板に対して設けられ、発光ダイオードからの放射光が所定の配光の形成に主として寄与しない部位に孔が形成されているプリズムと；一端側開口に取付部を有し、当該取付部に発光ダイオードが外方側となるようにして基板を配設している筒状の灯体と；プリズムを内包し灯体の一端側開口を覆うようにして灯体の一端側に着脱可能に取り付けられた透光性の保護カバーと；を具備していることを特徴とする。

本発明および以下の各発明において、特に言及しない限り、各構成は以下による。

発光ダイオードは、１個であってもよく、複数個であってもよい。

「プリズムが基板に対して設けられる」とは、プリズムが基板に配設されていてもよく、基板が配設されている灯体の取付部に配設されていてもよいことを意味する。

「所定の配光の形成に主として寄与しない部位」とは、このプリズムの部位に孔が形成されていなく発光ダイオードからの放射光が導かれても、所定の配光パターンに対する変化が極めて小さいものである部位を意味する。

本発明によれば、孔の形成部位が発光ダイオードからの放射光によって形成される所定の配光に主として寄与しないプリズムの部位であるので、発光ダイオードから放射された光により灯体の周方向に所定の配光が得られる。また、発光ダイオードからの熱が孔を介してプリズムの内部空間から外表面側の外気に放熱されるので、発光ダイオードの温度上昇が抑制されるとともに、プリズムの内部空間側および外表面側の温度差が小さくなってプリズムでの結露の発生が抑制される。

請求項２に記載のＬＥＤ標識灯の発明は、請求項1記載のＬＥＤ標識灯において、プリズムは、灯体の一端側端面から外方に突出するようにして設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、プリズムから出射される発光ダイオードからの放射光が灯体の一端側でケラレルことなく、灯体の周方向に放射される。

請求項３に記載のＬＥＤ標識灯の発明は、請求項１または２記載のＬＥＤ標識灯において、孔は、発光ダイオードの光軸の延長線上またはその延長線の近傍に形成されていることを特徴とする。

孔は、発光ダイオードの光軸の延長線の近傍に形成されるときは、複数個に形成されてもよい。

本発明によれば、発光ダイオードからの光が光軸の周方向に放射され、孔が発光ダイオードの光軸の延長線上またはその延長線の近傍に形成されているので、灯体の周方向に所定の配光が容易に得られる。

請求項１の発明によれば、所定の配光の形成に主として形成しないプリズムの部位に孔が形成され、この孔がプリズムの内部空間と外表面側の外気を通気させるので、発光ダイオードの温度上昇を抑制することができて発光ダイオードを長寿命化させることができるとともに、プリズムに結露が発生することが抑制でき、結露による屈折によって所定の配光パターンが崩れることを防止することができる。

請求項２の発明によれば、プリズムから灯体の周方向に放射された発光ダイオードからの光が灯体の一端側でケラレルことがないので、発光ダイオードからの放射光を所定の配光で灯体の周方向に効率よく出射することができる。

請求項３の発明によれば、光が光軸の周方向に放射される発光ダイオードであって、プリズムに形成される孔が発光ダイオードの光軸の延長線上またはその延長線の近傍に形成されているので、比較的簡素な構成で、プリズムでの結露の発生を防止して灯体の周方向に所定の配光を形成することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１ないし図５は、本発明の一実施の形態を示し、図１はＬＥＤ標識灯の一部切り欠き概略側面図、図２はＬＥＤ標識灯の保護カバーを取り外した状態の概略側面図、図３はＬＥＤ標識灯の保護カバーを取り外した状態の概略上面図、図４はプリズムを示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略縦断面図、図５は発光ダイオードからの放射光による配光図である。

図１において、ＬＥＤ標識灯１は、地上型航空標識灯であり、発光ダイオード２、プリズム３、灯体４および保護カバー５を有して構成されている。

発光ダイオード２は、ＬＥＤ標識灯１の配設場所などに応じて赤色、青色や緑色などの色光を放射する構造に形成されている。そして、図２に示すように、レンズ６を具備する構造に形成されている。これにより、主として自身の光軸(図中、上方向)に対する周方向に光を放射する。発光ダイオード２は、1個が円形状の基板７に実装されている。

基板７は、灯体４の一端側開口４ｃに設けられた取付部としての台座８に図示しないねじにより取り付けられている。そして、発光ダイオード２は、灯体４の内部に配設されている点灯ユニット１５から給電されて所定の光度比率(例えば、定格の１０％の光度比率)で点灯する。

プリズム３は、例えばアクリル樹脂からなり、図４に示すように、一対の耳部３ａ，３ａを有して外形がドーム状に形成されている。そして、内部に発光ダイオード２が配設される内部空間９およびドーム状の外表面３ｂに孔１０がそれぞれ形成されている。内部空間９は、円柱状の内部空間９ａおよび略砲弾状の内部空間９ｂに形成されている。内部空間９ａは、発光ダイオード２を被うことのできる大きさに形成されている。内部空間９ｂには、外表面３ｂから孔１０が形成されている。

孔１０は、内部空間９と外表面３ｂ側の外気を通気するものであり、円柱状に形成され、図４（ａ）に示すように、外表面３ｂに三角形の頂点の位置となるようにして３個形成されている。この３個の中心部位は、プリズム３が発光ダイオード２を被ったときの発光ダイオード２の光軸の延長線上に位置するものである。すなわち、３個の孔１０は、当該延長線の近傍に形成されている。

そして、プリズム３は、内部空間９で発光ダイオード２を被うようにして灯体４の台座８に固定されている。すなわち、図３に示すように、耳部３ａ、３ａの孔１１，１１を介してねじ１２が台座８に螺着されている。そして、プリズム３が台座８に固定された状態で、発光ダイオード２の光軸の延長線上にプリズム３の外表面３ｂに形成された３個の孔１０の中心が位置するものである。また、その中心は、灯体４の一端側開口４ｃの中心上に位置するものである。また、プリズム３は、台座８に固定された状態で、図２に示すように、灯体４の一端側４ａの端面４ａａから灯体４の外方に突出するように設けられている。

プリズム３は、発光ダイオード２から放射された光を灯体４の周方向側に屈折して出射するものである。すなわち、プリズム３は、発光ダイオード２から光軸の周方向に放射された光をさらに光軸から遠ざかる方向に屈折する。これにより、図５に示すように、発光ダイオード２からの光が主として灯体４の周方向に出射された所定の配光パターンが得られる。そして、プリズム３は、灯体４の一端側４ａの端面４ａａから灯体４の外方に突出しているので、プリズム３から出射された光が灯体４の一端側４ａでケラレルことがなく、当該出射光が所定の配光の形成にほぼ寄与している。したがって、プリズム３に形成された孔１０は、発光ダイオード２からの放射光が所定の配光の形成に主として寄与しない外表面３ｂの部位に形成されているものである。

灯体４は、例えばアルミニウム(Ａｌ)からなり、図２に示すように、一端側４ａの内側に、内方に突出する突出部１３を略円筒状に形成している。そして、内部に例えばアルミニウム(Ａｌ)からなる収納箱１４を配設している。収納箱１４には、カレントトランスＴ１および点灯ユニット１５が収納されている。点灯ユニット１５は、発光ダイオード２を点灯する回路部品を有して構成されている。

灯体４の突出部１３には、略円盤状の土台１６がねじ１７により固定されている。土台１６は、収納箱１４を溶接により一体に取り付けて、台座８を図３に示すねじ１８により固定している。台座８には、発光ダイオード２が灯体４の外方側となるようにして配設された基板７および内部空間９で発光ダイオード２を被うようにして設けられたプリズム３がそれぞれ固定されている。

そして、灯体４の一端側４ａは、段部１９に形成され、この段部１９の外表面に９０°間隔で凸部２０が形成されている。そして、図１に示すように、プリズム３を内包し灯体４の一端側開口４ｃを覆うようにして、段部１９の凸部２０に保護カバー５が取り付けられている。保護カバー５は、凸部２０の押圧力により固定され、その押圧力に対抗することにより段部１９から取り外される。すなわち、保護カバー５は、灯体４の一端側４ａの段部１９に着脱可能に取り付けられているものである。保護カバー５は、透光性の例えばポリカーボネート樹脂からなり、略砲弾形に形成されている。プリズム３から出射された光は、保護カバー４を通過して灯体４の周方向に主として出射される。

そして、灯体４の他端側４ｂには、一部が他端側４ｂの内部に挿入された略円筒状の可折接手２１がねじ２２により取り付けられている。灯体４の他端側４ｂの内部に挿入された可折接手２１の部分は、収納箱１４の一部を包囲している。可折接手２１は、例えばアルミニウム(Ａｌ)からなっている。そして、可折接手２１の一端部２１ａからは、点灯ユニット１５の回路部品に接続されているコネクタ２３付きの電源コード２４が導出されている。

電源コード２４を介して交流定電流電源から例えば所定の電流（例えば、４．８Ａ）が点灯ユニット１５に供給されると、トランスＴ１などの回路部品で電流調整され、発光ダイオード４が所定の光度比率（例えば、定格の１０％の光度比率）で点灯する。発光ダイオード４から放射された放射光は、プリズム３で屈折され、保護カバー５を透過して灯体４の主として周方向側の外方に出射される。

次に、本発明の一実施の形態の作用について述べる。

電源コード２４を介して点灯ユニット１５が給電されると、発光ダイオード２が所定の光度比率（定格の１０％の光度比率）で点灯する。発光ダイオード２は、主として自身の光軸の周方向に光を放射するとともに、熱を放出する。

発光ダイオード２からの熱は、プリズム３の内部空間９の温度を上昇させた後、孔１０からプリズム３の外表面３ｂ側の外気(保護カバー５の内部空間)に放出される。これにより、発光ダイオード２の温度上昇が抑制されて、発光ダイオード２が長寿命化される。また、発光ダイオード２からの熱がプリズム３の外表面３ｂ側に伝達されて、外表面３ｂと内部空間９の内表面との温度差(温度勾配)が小さくなり、かつ外表面３ｂ側と内部空間９の内表面側が通気するので、外表面３ｂが結露しにくくなる。このように、プリズム３に内部空間９と外表面３ｂ側の外気が通気する孔１０を設けることにより、発光ダイオード２を長寿命化させることができるとともに、プリズム３での結露の発生を抑制することができる。

そして、発光ダイオード２から放射された光は、プリズム３の内部空間９の内表面および外表面３ｂで屈折されてプリズム３から外方に出射される。このとき、プリズム３は、発光ダイオード２の光軸から遠ざかる方向に放射光を屈折する。すなわち、発光ダイオード２は、主として自身の光軸に対する周方向に光を放射しているので、発光ダイオード２からの光は、プリズム３により、さらに光軸の周方向側に出射されるようになる。

そして、孔１０は、当該光軸の延長線の近傍の外表面３ｂの部位に形成されているので、当該部位に導光される発光ダイオード２からの光量は非常に小さいものであり、所定の配光の形成に主として寄与しないものである。これにより、図５に示すように、灯体４の周方向に所定の配光が得られる。そして、プリズム３での結露の発生が抑制されるので、結露した水滴によってプリズム３の外表面３ｂでの屈折が変化するということがなく、所定の配光が崩れることが防止される。このように、主として自身の光軸の周方向に光を放射する構造を有する発光ダイオード２と、発光ダイオード２からの光により得られる所定の配光の形成に主として寄与しない部位に孔１０が形成されたプリズム３とを有することにより、プリズム３での結露を防止して灯体４の周方向に所定の配光を得ることができる。

また、プリズム３は、灯体４の一端側４ａの端面４ａａから灯体４の外方に突出するようにして、台座８に固定されているので、プリズム３から出射された光が灯体４の一端側４ａでケラレルことがなく、所定の配光で灯体４の周りを効率よく照明することができる。

なお、孔１０は、発光ダイオード２の光軸の延長線上のプリズム３の外表面３ｂに１個形成してもよい。この場合であっても、上述と同様な作用、効果が得られる。

本発明の一実施の形態を示すＬＥＤ標識灯の一部切り欠き概略側面図。 同じく、ＬＥＤ標識灯の保護カバーを取り外した状態の概略側面図。 同じく、ＬＥＤ標識灯の保護カバーを取り外した状態の概略上面図。 同じく、プリズムを示し、（ａ）は概略上面図、（ｂ）は概略縦断面図。 同じく、発光ダイオードからの放射光による配光図。

符号の説明

１…ＬＥＤ標識灯
２…発光ダイオード
３…プリズム
４…灯体
５…保護カバー
８…取付部としての台座
９…内部空間
１０…孔

Claims (3)

1. 光軸に対して周方向に光を放射する構造に形成され、基板に実装された発光ダイオードと；
   発光ダイオードが配設される内部空間およびこの内部空間に外表面側の外気が通気する孔を有し、内部空間で発光ダイオードを被うようにして基板に対して設けられ、発光ダイオードからの放射光が所定の配光の形成に主として寄与しない部位に孔が形成されているプリズムと；
   一端側開口に取付部を有し、当該取付部に発光ダイオードが外方側となるようにして基板を配設している筒状の灯体と；
   プリズムを内包し灯体の一端側開口を覆うようにして灯体の一端側に着脱可能に取り付けられた透光性の保護カバーと；
   を具備していることを特徴とするＬＥＤ標識灯。
2. プリズムは、灯体の一端側端面から外方に突出するようにして設けられていることを特徴とする請求項1記載のＬＥＤ標識灯。
3. 孔は、発光ダイオードの光軸の延長線上またはその延長線の近傍に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のＬＥＤ標識灯。

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