JP2009145952A - 発光体カバー、信号機、ヘッドライト - Google Patents

Abstract

【課題】少ない電力で効率良く氷雪の付着を防ぐ。
【解決手段】発光体としてのＬＥＤをカバーする透明な発光体カバー８を備えた信号機において、発光体カバー８を、透明なカバー本体１０と、カバー本体１０に設けられ、通電により発熱する面状の発熱体９とで構成した。発熱体９は、ステンレススチール製の帯状薄膜と、帯状薄膜の両端部に形成された電極とを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、発光体カバー、信号機、ヘッドライトに関する。

従来、発熱体を備えた信号機がある（下記特許文献参照）。

この信号機は支柱と信号機本体とからなる。信号機本体は支柱に取り付ける取付枠及び取付具を介して支柱に取り付けられる。

信号機本体の表側には青、黄、赤色の３つの発光部が設けられている。発光部の光源として白熱電球やＬＥＤが使用される。発光部は庇を有するとともに、光源を覆う透明カバーを有する。

信号機本体の裏側にはシート状の発熱体が接着剤で貼着されている。発熱体は酸化錫を主体とする半導体等の熱交換素子である。
特開２００５−１１２１７号公報

上記従来の信号機では、信号機本体の裏側に配置された発熱体からの熱によって信号機本体の表側に配置された発光部の透明カバーの温度を高くして、透明カバーに氷雪が付着するのを防ぐ方法が採用されている。

しかし、発熱体の位置する信号機本体の裏側から透明カバーの位置する信号機本体の表側までの伝熱路は長く、しかも光源と透明カバーとの間には空間があり、伝熱効率が悪い。

したがって、発光部の透明カバーに氷雪が付着するのを防ぐには、発熱体の大きな発熱量を要し、発熱体の電力消費量が著しく大きくなる。

しかも、上記公報には発熱体を３０℃以下に加熱して氷雪を除去する旨の記載があるが、例えばＬＥＤ信号機では光源のＬＥＤの発熱量が少ないため、氷雪を除去できる温度まで発光部の透明カバーを加熱することは到底困難である。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は少ない電力で効率良く氷雪の付着を確実に防ぐことができる発光体カバー、信号機、ヘッドライトを提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、発光体をカバーする発光体カバーにおいて、透光性を有するカバー本体と、前記カバー本体に設けられ、通電により発熱する面状発熱体とを備え、前記面状発熱体が、ステンレススチール製帯状薄膜と、前記ステンレススチール製帯状薄膜の両端部に形成された電極とを有することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発光体カバーにおいて、前記カバー本体の中心領域に前記ステンレススチール製帯状薄膜が所定のカーブを描くように配置され、前記電極が前記カバー本体の外周縁に配置されていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発光体カバーにおいて、前記面状発熱体が前記カバー本体の内面に貼付される樹脂製フィルムを有し、前記ステンレススチール製帯状薄膜が前記樹脂製フィルム上に形成されていることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の発光体カバーと、 前記発光体としてのＬＥＤとを備えていることを特徴とする信号機である。

請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の発光体カバーを備えていることを特徴とするヘッドライトである。

この発明によれば、少ない電力で効率良く氷雪の付着を防ぐことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１はこの発明の一実施形態に係る発光体カバーを備えた信号機の正面図、図２は図１の信号機の発光部の分解斜視図、図３は図２の発光部の発光体カバーの縦断面図、図４は発光体カバーの発熱体の平面図である。なお、図１には左から右へ青、黄、赤色の順に発光部が配置され、青色の発光部の光源だけが発光している状態が示されている。

この信号機は、アーム１を介して図示しない支柱に取り付けられ、青色の光を発光する発光部２と、黄色の光を発光する発光部３と、赤色の光を発光する発光部４と、３つの発光部２，３，４を保持する信号機本体５とを備えている。

信号機本体５は発光部２，３，４のそれぞれに対応するひさし５ａを有するとともに、発光部２，３，４の点灯等を制御する制御ユニット（図示せず）が内蔵されている。

発光部２，３，４の構成は発光体のＬＥＤ６の種類が異なる点以外で共通するので、以下、発光部２についてだけ説明する。

発光部２は図２に示すようにケース７と発光体カバー８と弾性シール部材１１とを備えている。

ケース７は例えば樹脂でほぼ円筒状に形成され、複数のＬＥＤ６を保持する。

複数のＬＥＤ６は、ケース７の前側に位置する凸面７ａ上に、その中心を中心とする同心円上に等間隔に配置されている。

ＬＥＤ６は青色の光を発する発光ダイオードである。なお、発光部３のＬＥＤは黄色の光を発する発光ダイオードであり、発光部４のＬＥＤは赤色の光を発する発光ダイオードである。

ケース７の外周面には複数のばね性を有する突状片７ｂが周方向へ等間隔に設けられている。

発光体カバー８はカバー本体１０と発熱体（面状発熱体）９とを有する。

カバー本体１０は例えばアクリル樹脂でほぼ球面状に形成されている。カバー本体１０の外周面には複数の孔１０ａが周方向へ等間隔に設けられている。孔１０ａには突状片７ｂを係合可能である。

発熱体９はシート状であり、カバー本体１０の内面に接着されている。

発熱体９は、図４に示すように、ステンレススチール製の帯状薄膜９ａと、この帯状薄膜９ａの両端部に形成された電極９ｂ，９ｃと、樹脂製フィルム９ｄとを有する。

帯状薄膜９ａは樹脂製フィルム９ｄ上に形成されている。帯状薄膜９ａの全長は約２，８００mm、幅は約２〜３mm、厚さは約３０μｍである。

樹脂製フィルム９ｄは例えばポリイミドを帯状に形成してなる。その幅は約４mm、厚さは約２５μｍである。

樹脂製フィルム９ｄが接着剤でカバー本体１０の内面に貼り付けられ、帯状薄膜９ａが樹脂製フィルム９ｄとカバー本体１０との間に配置される。

帯状薄膜９ａは、カバー本体１０の中心部に位置する円形の領域（中心領域）に帯状薄膜９ａが所定のカーブ（図４参照）を描くように配置されている。そのカーブの曲率半径はＬＥＤ６の配列の円弧の曲率半径にほぼ等しい。

電極９ｂ，９ｃは発光体カバー８の外周縁に配置されている（図３参照）。

弾性シール部材１１は例えばゴム等の弾性材料でほぼ環状に形成され、ケース７と発光体カバー８との結合部をシールする。

信号機を組み立てるには、まず、あらかじめＬＥＤ６が保持されたケース７に発光体カバー８を装着する。

このとき、ケース７の突状片７ｂを発光体カバー８の孔１０ａに挿入する。ケース７の突状片７ｂはばね力により発光体カバー８の孔１０ａの部分に係合する。

次に、ケース７と発光体カバー８との結合部に弾性シール部材１１を装着する。その結果、ケース７と発光体カバー８とが結合されるとともに、ケース７と発光体カバー８との結合部がシールされ、発光部２内への雨水の浸入が阻止される。

最後に、発光部２，３，４を信号機ケース５に装着する。

例えば発光部２のＬＥＤ６に図示しない電源から電力を供給すると、ＬＥＤ６から青色の光が出射される。発光部２が点灯状態のとき、他の２つの発光部３，４は消灯状態に維持される。このとき信号機を見る車両の運転手や歩行者は、図１に示すように、発光部２の発光体カバー８のカバー本体１０に貼り付けられている発熱体９を認識することはできない。したがって、発熱体９によって信号機の視認性が低下することはない。

発熱体９の帯状薄膜９ａに電極９ｂ，９ｃを介して例えば図示しない交流電源から電力を供給すると、帯状薄膜９ａが発熱し（７０℃）、発光体カバー８が加熱される。その結果、発光体カバー８に氷雪が付着するのを防ぐことができる。なお、発熱体９へ供給する電力を制御することにより広い範囲で発光体カバー８の温度設定をすることが可能である。

次に、この実施形態の発熱体９の温度特性を公知の面状発熱体と比較して説明する。

図５はこの実施形態の発熱体９と公知の面状発熱体との温度特性を比較した図である。図５において縦軸及び横軸はそれぞれ温度（単位：℃）及び時間（単位：秒）を示す。また、実線ａはこの実施形態の発熱体９の温度特性を示し、破線ｂは公知の面状発熱体の温度特性を示す。

公知の面状発熱体は、カーボン粉末にバインダー（インク又は塗料状の有機化学系粘着物）を混錬したものをフィルムにシルク印刷したものである。温度特性の比較の実験に用いた公知の面状発熱体と実施形態の発熱体９との形状、大きさは同じである。実験時の環境温度は２２℃である。この面状発熱体に供給された電力は2,6W（100V、26mmA）である。

この実施形態の発熱体９に供給された電力は0,0324W（24V、12,01mmA）である。

図５に示すように、公知の面状発熱体では、３０℃に達するまでに約２３秒、４０℃に達するまでに約７０秒、４５℃に達するまでに約１３０秒かかった。

この実施形態の発熱体９では、３０℃に達するまでに約６秒、４０℃に達するまでに約１２秒、４５℃に達するまでに約１５秒かかった。

この実験結果から、公知の面状発熱体に較べ、この実施形態の発熱体９の方が少ない電力で迅速に加熱され、しかも高温になることがわかる。

この実施形態によれば、少ない電力で効率良く氷雪の付着を確実に防ぐことができる。

とりわけ、降雪量の多い地域の信号機の発光体カバーとして好適である。

なお、上述の実施形態では、発熱体９をカバー本体８に貼り付けたが、発熱体９をカバー本体１０に一体成形（いわゆるモールドイン成形）してもよい。

また、発光体として電球に較べ発熱量の少ないＬＥＤ６を採用したが、迅速かつ効率よく発光体カバー８の温度を高くすることができるので、ＬＥＤ６の不利（発熱量が少ないため氷雪を除去しにくいという不利）を補うことができるため、消費電力が少なく、耐久性に優れたＬＥＤ信号機の普及を強力にサポートすることができる。

なお、上述の実施形態はこの発明の発光体カバーを信号機に適用したものであるが、信号機以外にも例えば車両のヘッドライト、外灯、発光体使用の道路標識等、様々な発光体のカバーとしてもこの発明を適用することができる。

図１はこの発明の一実施形態に係る発光体カバーを備えた信号機の正面図である。 図２は図１の信号機の発光部の分解斜視図である。 図３は図２の発光部の発光体カバーの縦断面図である。 図４は発光体カバーの平面図である。 図５はこの実施形態の発熱体と公知の面状発熱体との温度特性を比較した図である。

符号の説明

６ ＬＥＤ（発光体）
８ 発光体カバー
９ 発熱体
９ａ 帯状薄膜
９ｂ，９ｃ 電極
９ｄ 樹脂製フィルム
１０ カバー本体

Claims (5)

1. 発光体をカバーする発光体カバーにおいて、
   透光性を有するカバー本体と、
   前記カバー本体に設けられ、通電により発熱する面状発熱体とを備え、
   前記面状発熱体が、ステンレススチール製帯状薄膜と、前記ステンレススチール製帯状薄膜の両端部に形成された電極とを有する
   ことを特徴とする発光体カバー。
2. 前記カバー本体の中心領域に前記ステンレススチール製帯状薄膜が所定のカーブを描くように配置され、
   前記電極が前記カバー本体の外周縁に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の発光体カバー。
3. 前記面状発熱体が前記カバー本体の内面に貼付される樹脂製フィルムを有し、
   前記ステンレススチール製帯状薄膜が前記樹脂製フィルム上に形成されている
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の発光体カバー。
4. 請求項１〜３のいずれか1項記載の発光体カバーと、
   前記発光体としてのＬＥＤと
   を備えていることを特徴とする信号機。
5. 請求項１〜３のいずれか1項記載の発光体カバーを備えていることを特徴とするヘッドライト。

Images