JP2009258759A - ソーラー式警告灯 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソーラー発電の効率を保つことができ、バッテリー寿命を延ばして表示可能な時間を長くすると共に、より認識し易い表示を可能とするソーラー式警告灯を提供することである。
【解決手段】 ＬＥＤ発光体８は、基板８５に装着されるＬＥＤ（発光ダイオード）８１と発光表示面となる表面パネル８０とを備えている。また、表面パネル８０には、ＬＥＤ８１が発光する光の光源から所定角度範囲内の中央部の光束を集束する凸レンズ体８２が形成されており、ＬＥＤ８１を被覆するように設けられるプリズム体８３を備えている。このプリズム体８３は、側方放射光となる前記所定角度範囲外の光を前記凸レンズ体８２が位置する正面方向に投射して、小径のＬＥＤ８１の発光する光の視野角を拡げる機能を発揮する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ＬＥＤ表示装置を用いた警告灯に関し、特に屋外で使用容易とするためにソーラーパネルとバッテリーを内蔵したソーラー式警告灯に関するものである。

ＬＥＤ（発光ダイオード）は、スペクトル半値幅が狭いため高い色純度を有する半導体素子であり、小型で効率が良く鮮やかな色に発光する発光素子である。また、近年、青色ＬＥＤが実用化され、それにより赤、緑、青の３原色のＬＥＤが揃い、これらのＬＥＤを用いてフルカラーの表示を行うことが可能となっている。

また、ＬＥＤは、消費電力が少なく発熱せず、寿命が長いので、各種の表示部分に使用されており、道路標識や、ビル内部の案内標識等に好適に適用されている。これらの表示装置が表示する内容は、例えば、「工事中」や「この先で事故発生」等の予め定められた一定の文句であって、内蔵するメモリに記憶された表示内容を表示している。

さらに、単に矢印状に配設したＬＥＤ発光体や、標識枠内に複数配設したLED発光体の、発光部と発光順を制御することでも、屋外に設置する表示装置を構成することができる。

そのために、予め複数の表示データを記憶しておくメモリと、表示するデータを指示する表示指示手段と、指示されたデータをメモリから取り出しで表示装置に表示する制御装置とを備えた構成とされている。

また、屋外に設置する表示灯や警告灯であれば、バッテリーやソーラーパネルを搭載していることが好ましい。

しかし、単にバッテリーやソーラーパネルを搭載しているだけでは不十分であり、より寿命が長く、太陽の位置や方向に係らずに発電機能を有する構成であることが好ましい。

さらに、指向性が高く一方向に向けて発光するＬＥＤ発光体による警告表示を認識し易くしておくことが肝要である。

そのために、ソーラーパネルを備えバッテリーを内蔵すると共に、光透過性を有する柱状部片の中心へ向けて照射されるＬＥＤ発光体からの光を、柱状部片で屈折・散乱してそのほぼ全体から放射するとした警告灯が既に出願されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−２０３０１４号公報

しかし、ソーラーパネルを警告灯枠体の一定の位置に設置した構成では、設置する場所や方向によって、ソーラー発電の効率が悪化する虞がある。また、ＬＥＤ発光体からの光を単に屈折・散乱させるだけでは、表示機能としては不十分である。そのために、設置する場所にかかわらずにソーラー発電の効率を保ち、表示時間の寿命を延ばし、より認識し易い表示を行うソーラー式警告灯が求められている。

本発明の目的は、上記問題を解決するために、ソーラー発電の効率を保つことができ、バッテリー寿命を延ばして表示可能な時間を長くすると共に、より認識し易い表示を可能とするソーラー式警告灯を提供することである。

上記の目的を達成するために請求項１に係る発明は、ソーラーパネルとバッテリーを備える警告灯であって、脚体の上部に表示盤を装着し、前記表示盤の表面に複数のＬＥＤ発光体を配設したＬＥＤ表示部を設け、前記表示盤の内部に、所定の発光パターンを表示するよう前記ＬＥＤ発光体の発光を制御するＬＥＤ表示制御部と、パターン化された表示内容を格納しておくメモリ部とを設けると共に、前記ＬＥＤ発光体が、ＬＥＤ（発光ダイオード）と、該ＬＥＤが発光する光の光源から所定角度範囲内の中央部の光束を集束する凸レンズ体と、前記所定角度範囲外の光の視野角を規定するプリズム体とを備えていることを特徴とする。

上記の構成を有する請求項１に係る発明によれば、中央部の光束を集束する凸レンズ体を介して中央部の明視度を向上し正面輝度を明るくすることができる。また、所定角度範囲外の光の視野角を規定するプリズム体を介することで、側方放射光を集光し、所定の視野角で発光表示するＬＥＤ発光体を得ることができる。

請求項２に係る発明は、前記ＬＥＤ表示部が光透過性を有する材質からなる表面パネルを備えており、前記凸レンズ体が前記表面パネルの裏側または表側の一方に、もしくは両側に凸レンズ状に突出して一体成形されていることを特徴とする。

上記の構成を有する請求項２に係る発明によれば、表面パネルが表示盤としての機能とレンズとしての機能とを備えるので、部品点数を減らすことができ、コンパクトなＬＥＤ発光体を形成することができる。

請求項３に係る発明は、前記プリズム体が、前記ＬＥＤを一体的に被覆する第一円筒部と該円筒部からテーパ状に拡がる拡径部と該拡径部に連なり前記凸レンズ体の外縁部を被覆する第二円筒部とを備える筒内面部と、前記ＬＥＤ部に位置する第一外周部と該第一外周部に連なり急に拡径する第一テーパ部と該第一テーパ部に連なり徐々に拡径する第二外周部と該第二外周部に連なり前記表面パネルに当接する前端面に至る第二テーパ部とを備えて全体が筒状体とされ、前記プリズム体に入射した光を、前記凸レンズ体およびプリズム体の前記前端面部に投射して、発光する視野角を規定していることを特徴とする。

上記の構成を有する請求項３に係る発明によれば、筒内面部が、光源から所定角度範囲内の中央部の光束をそのまま挿通させるので、中央部の光束には干渉せずに、そのまま凸レンズ体を介して正面に向けて発光する。また、プリズム体の第一外周部と第一テーパ部と第二外周部とを介して所定角度範囲外の光を集光して、凸レンズ体が位置する正面方向に投射して、表面パネルに当接する前端面から光を放射するプリズム体を備えるので、正面輝度を高めて明るくし、側方放射光を集束可能なＬＥＤ発光体を備える警告灯となる。

請求項４に係る発明は、前記帯状外枠と前記帯状連結部とに複数配設される前記ＬＥＤ発光体を、それぞれ点滅させるか、順に点滅させるか、順に流れるように発光させるかの制御を行うことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項４に係る発明によれば、前記帯状外枠と前記帯状連結部とに複数配設されるＬＥＤ発光体を点滅あるいは発光させると共に、その順序やタイミングを制御することで、認識容易で多様なパターンの表示が可能となる。

請求項５に係る発明は、前記バッテリーを前記ソーラーパネルに組み付けて一体化したことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項５に係る発明によれば、バッテリーがソーラーパネルに一体化されているので、装置の小型化が可能となり外観もすっきりとしたソーラー式警告灯を得ることができる。

請求項６係る発明は、中央枠部の裏面に、オン・オフ切替スイッチと、点灯パターン切替スイッチと点灯時間帯切替スイッチとを設けることができる。

上記の構成を有する請求項６に係る発明によれば、オン・オフ切替スイッチにより必要な時に警告灯を稼動して警告表示することができ、点灯パターン切替スイッチにより、必要とされる表示内容に切り替えることができる。さらには点灯時間帯切替スイッチを介して、昼間または夜間等の必要な時間帯に表示するよう予め設定しておくことができる。

請求項７に係る発明は、前記バッテリーをニッケル水素バッテリーとしたことを特徴としている。

上記の構成を有する請求項７に係る発明によれば、もともと消費電力の小さなＬＥＤ発光体を用いているので、大容量のニッケル水素バッテリーで長時間の発光を可能にする電力を供給することができる。また、大容量であるので小型することができ、ソーラーパネルに組み込んで一体化することも可能となる。さらには、ソーラーパネルで発電した電気を充電することで、バッテリー寿命をさらに長くすることができる。

前記ソーラーパネルとバッテリーを備える警告灯であって、脚体の上部に表示盤を装着し、前記表示盤の表面に複数のＬＥＤ発光体を配設したＬＥＤ表示部を設け、前記表示盤の内部に、所定の発光パターンを表示するよう前記ＬＥＤ発光体の発光を制御するＬＥＤ表示制御部と、パターン化された表示内容を格納しておくメモリ部とを設けると共に、前記表示盤の頂部に該盤と平行に設けられる支持軸を介して前記ソーラーパネルを装着して、該ソーラーパネルの受光面が鉛直方向の上下に傾倒自在となる構成とすることができる。

このようにすれば、ソーラーパネルの受光面が上下に傾動するので、前記受光面を上下の任意の位置に傾倒し旋回することが可能となって、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることができ発電効率を維持可能となる。さらに、複数のＬＥＤ発光体の発光を制御することで、認識し易い表示を行うことができる。

前記表示盤の中心部を、脚体の上部に配設する支軸に取り付けて一点止めとし、前記支軸周りに所定の角度範囲旋回自在な構成とすることができる。

このようにすれば、ソーラーパネルの受光面が上下に傾動することに加えて、表示盤がその盤面に対して左右に旋回することになるので、前記受光面を上下左右の任意の位置に傾倒し旋回することが可能となって、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることがさらに容易となり、発電効率をさらに向上することができる。

前記表示盤を、帯状外枠と中央枠部と該中央枠部と前記帯状外枠とに連結される複数の帯状連結部とを備えた枠体から構成し、前記支軸を前記中央枠部に設け、前記ＬＥＤ発光体を前記帯状外枠と前記帯状連結部とに複数配設することができる。

このようにすれば、帯状外枠と複数の帯状連結部とに設けるＬＥＤ発光体の発光の順やタイミングを制御することで、多様なパターンの表示が可能となる。

前記バッテリーを前記中央枠部に装着してもよい。

このようにすれば、中央枠部に大きなバッテリー装着部を設けることで、より大きなバッテリーを装着可能であり、より大型のソーラー式警告灯を構成することができる。

前記枠体を、八個の帯状外枠と八本の帯状連結部を備えて頂部が水平とされる正八角形の外形を有する多角形枠体とし、前記中央枠部にバッテリーとＬＥＤ表示制御部とメモリ部を装着して前記旋回角度を左右それぞれ４５°で合計９０°とすると共に、頂部にある水平状の帯状外枠に前記ソーラーパネルを傾倒自在に装着することができる。

このようにすれば、八角形の枠体の頂部に位置する水平状の一辺にソーラーパネルを容易に装着でき、この枠体を一辺分旋回させることで、４５°の旋回角度となる。

前記脚体が、折り畳み自在な三脚と、上下に伸長自在な支柱を備えており、前記支柱の上部に、前記中央枠部を首振り自在に装着することができる。

このようにすれば、三脚を折り畳んで支柱を短縮しておくとコンパクトになって持ち運び容易となる。また、三脚を設置可能な任意の場所に容易に設置可能であり、所望される高さに警告灯を設置することができる。

上記したように本発明によれば、ソーラーパネルの受光面を鉛直方向の上下に傾倒自在な構成としたので、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることができ発電効率を維持可能となる。さらに、正面輝度を明るくし側方放射光を集光して正面視に優れたＬＥＤ発光体を複数備えたＬＥＤ表示部としたので、このＬＥＤ発光体の点滅と発光の順序とタイミングを制御することで、認識し易い表示を行うことができる。

本発明に係るソーラー式警告灯の一例を示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明に係るソーラー式警告灯の裏面側のスイッチ部を示しており、（ａ）は正立状態を示し、（ｂ）は４５°旋回した状態を示す。 本発明に係るソーラー式警告灯のシステムブロック図その１を示している。 本発明に係るソーラー式警告灯のシステムブロック図その２を示している。 ＬＥＤ発光体の一例を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は光路を示す概略説明図である。 ＬＥＤ発光体を複数備える表示部の一例を示す断面図である。

以下、本発明に係るソーラー式警告灯の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１には、本発明に係るソーラー式警告灯の一例を示しており、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。図２には本発明に係るソーラー式警告灯の裏面側のスイッチ部を示しており、（ａ）は正立状態を示し、（ｂ）は４５°首振りした状態を示す。図３は本発明に係るソーラー式警告灯のシステムブロック図その１を示し、図４は本発明に係るソーラー式警告灯のシステムブロック図その２を示している。

図１に示すソーラー式警告灯１は、ソーラーパネルとバッテリーを備える警告灯であって、脚体２と、該脚体２の上部に表示盤３を備えている。また、表示盤３の表面には、複数のＬＥＤ発光体８を配設しているＬＥＤ表示部３０が設けられており、表示盤３の内部には、前記ＬＥＤ発光体８の発光を制御して所定の表示内容に制御するＬＥＤ表示制御部６と、パターン化された表示内容を格納しておくメモリ部７とが設けられている。さらに、前記表示盤３の頂部に前記ソーラーパネル４を設置している。

また、前記表示盤３には、環状に設ける外側発光部と、複数の半径方向に設ける内側発光部とが配設されている。そのために、前記表示盤３を円板状あるいは多角形板状として、この表面に前記内側発光部と前記外側発光部とを設ける構成としてもよいが、本実施の形態に示すように、帯状外枠３１と中央枠部３２と該中央枠部３２と前記帯状外枠３１とに連結される複数の帯状連結部３３とを備えた枠体とすることも可能である。この構成であれば、前記ＬＥＤ発光体８をそれぞれ帯状の枠体である前記帯状外枠３１と前記帯状連結部３３とに配設して、表示盤３の表面にＬＥＤ表示部３０を所望の形状に形成することができる。

そのために、帯状外枠３１と帯状連結部３３とに多数設置されるそれぞれのＬＥＤ発光体８の点滅と発光の順序やタイミングを制御することで、多様なパターンの表示（点滅表示やスクロール表示）が可能となり、容易に認識可能となるＬＥＤ表示を行うことができる。つまり、枠体の表面全体をＬＥＤ表示部３０とすることができる。

帯状外枠３１は円環状であっても、多角形状であってもよく、外形に沿ってＬＥＤ発光体８が連続して配設される構成であればよい。しかし、多角形状であれば頂部に位置する水平部に矩形のソーラーパネル４を設置容易となり好適となる。

そのために、多角形とされる帯状外枠３１の頂部にある帯状外枠３１Ａを水平とし該帯状外枠３１Ａに前記ソーラーパネル４を装着している。この際に、前記帯状外枠３１Ａの上部に水平な上辺に沿う支持軸４２を設けて、該支持軸４２を介してソーラーパネル４の受光面４１を鉛直方向の上下（図中の矢印Ｄ１方向）に傾倒自在としている。この構成であれば、ソーラーパネルの受光面が上下に傾動するので、前記受光面を上下の任意の位置に傾倒し旋回することが可能となって、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることができ発電効率を維持可能となる。

さらに、表示盤３を脚体２の上部に設ける支軸３４を介して所定の角度範囲旋回自在として、ソーラーパネルの受光面が上下に傾動することに加えて、表示盤がその盤面に対して左右に旋回する構成とすることができる。この構成であれば、前記受光面を上下左右の任意の位置に傾倒し旋回することが可能となって、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることがさらに容易となる。

そのために、帯状外枠３１を有する表示盤３の中心部を、前記脚体２の上部に配設する支軸に取り付けて一点止めとし、前記支軸周りの前記傾倒方向とは直交する方向（図中の矢印Ｄ２方向）に旋回自在な構成としている。

上記したように、表示盤３の頂部に該盤と平行に設けられる支持軸４２を介してソーラーパネル４を装着すると共に、ソーラーパネル４の受光面４１が鉛直方向の上下に、前記表示盤３の旋回方向と直交する方向に傾倒自在となる構成としたので、表示盤３がその盤面に対して左右に旋回し、ソーラーパネルの受光面４１が上下に傾動する構成となり、前記受光面を上下左右の任意の位置に傾倒し旋回することが可能となる。そのために、ソーラーパネル４の受光面４１を太陽の方向に対応した任意の位置に向けることができる。

また、ソーラーパネル４を表示盤３の裏面（ＬＥＤ表示部３０の裏側）に接するまで傾動可能な構成として、コンパクトに収納可能としている。

多角形の帯状外枠３１を八個の帯状外枠からなる正八角形とすると、一辺分の角度が４５°となるので、この表示盤３を一辺分回転さすことで、４５°の旋回角度を容易に実現することができる。そのために、表示盤３の中心部に支軸３４を設け、支柱２２の先端部に回転自在に取り付けることでＤ２方向に首振りして旋回自在となる。

このように、表示盤３を正多角形として、左右に一辺分に相当する角度だけ旋回する構成としておくと、ＬＥＤ表示部３０の外観レイアウトが同一となり、常時同じレイアウトのＬＥＤ表示を行うことができる。

また、旋回を許可して旋回角度を規制する長孔状ガイド溝３６を中央枠部３２の裏面に設けており、セットネジ３５を用いて固定している。そのために、セットネジ３５を緩めると長孔状ガイド溝３６の範囲内で旋回自在となり、その範囲内の所定位置で表示盤３を固定することができる。この際に、前記セットネジ３５を蝶ナット状として手動で回動可能なセットネジとすると、特殊な工具を用いることなく表示盤３の旋回操作を行うことができ好適である。

表示盤３が正八角形であれば、正八角形の枠体の一辺を頂部に水平に配置して、この辺にソーラーパネル４を装着し、この表示盤３を丁度一辺分左右に旋回さすことで、４５°の旋回角度となって好適である。また、左右それぞれ４５°旋回可能として、左右合計で９０°の旋回角度とすると共に、鉛直方向の上下に傾倒することで広範囲にソーラーパネル４を移動可能となり、任意の所望される方向に指向させることができる。

ＬＥＤ表示部３０となる表示盤３を支持する脚体２は、折り畳み自在な三脚２１と、上下に伸長自在な支柱２２を備える構成であり、前記支柱２２の上部に、表示盤３の中央枠部３２を旋回自在に装着している。そのために、三脚２１を折り畳んで支柱２２を短縮しておくとコンパクトになって持ち運び容易となる。また、三脚２１を介して任意の場所に容易に設置可能であり、支柱２２を伸縮して所望される任意の高さに警告灯を設置することができる。

ＬＥＤ表示を行うための電装品として、表示盤３の中央枠部３２にＬＥＤ表示制御部６とメモリ部７を装着している。また、バッテリー５が小型であれば、このバッテリー５をソーラーパネル４に組み込んで、ソーラーパネル４と一体化することができる。また、ソーラーパネル４とは別体として前記中央枠部３２内に配設することができる。さらに大型のバッテリーを用いる際には、その設置場所には拘らずに脚体２の任意の位置に設ける構成とすることもできる。

ただ、バッテリー５をソーラーパネル４に組み込んで一体化した構成であれば、装置の小型化が可能となり、外観もすっきりとしたソーラー式警告灯を得ることができ好適である。

ソーラーパネル４により得られた電力は、コード４３とプラグ４４を介して中央枠部３２内の電装品に送電されている。また、ソーラーパネル４が発電する電力を用いてＬＥＤを表示することも、バッテリー５を充電することも可能な構成としている。さらに、バッテリーとしてニッケル水素バッテリーを採用することで、小型で大容量のバッテリー５とすることができる。

また、ＬＥＤ表示部３０の消費電力を低くすることで、ニッケル水素バッテリー型のバッテリー５をソーラーパネル４に組み込んで一体化可能な程度の大きさとすることができる。

上記したように、ニッケル水素バッテリーであれば、小型で大容量のバッテリー５を得ることができるので、ソーラーパネル４と一体化することも、中央枠部３２に実装することも容易であり好適である。

もともと消費電力の小さなＬＥＤ発光体を用いているので、大容量のニッケル水素バッテリーを用いることでＬＥＤの発光時間を長くすることができる。例えば、一旦満充電したニッケル水素型のバッテリー５であれば、その後連続１５日間のＬＥＤ表示が可能であった。また、ソーラーパネル４で発電した電気を用いて必要に応じてバッテリーを充電することで、バッテリー寿命をさらに長くすることができる。

さらに、必要な時に必要な表示を行うために、図２（ａ）に示すように、中央枠部３２の裏面に、オン・オフ切替スイッチ５１と、点灯パターン切替スイッチ５２と点灯時間帯切替スイッチ５３とを設けている。この構成であれば、オン・オフ切替スイッチにより必要な時に警告灯を稼動して警告表示することができ、点灯パターン切替スイッチにより、必要とされる表示内容に切り替えることができる。さらには、点灯時間帯切替スイッチを介して、昼間または夜間等の必要な時間帯に表示するよう予め設定しておくことができ好適である。

また、図２（ｂ）に示すように、表示盤３は、支軸３４周りに一体的に旋回可能な構成としているので、帯状外枠３１Ａにソーラーパネル４を装着した状態のまま、電装品になんら負担を掛けずに左右に首振りして旋回することができる。

上記のような構成のソーラー式警告灯１のシステムについて、まず図３に示すブロック図その１から説明する。

ソーラー式警告灯の制御を行うＬＥＤ表示制御部６には、必要な電力をソーラーパネル６から直接給電することも、バッテリー５（ニッケル水素電池）から給電することも可能としている。また、バッテリー５の容量を随時チェックする電圧検出部５５、および、ソーラーパネル４からの電力を給電して充電する充電制御部５４を介して、バッテリー５の電圧が低下してきたら、必要な電力を給電して充電する構成としている。これらの制御もＬＥＤ表示制御部６が制御している。

上記の構成であれば、バッテリー５を過充電することもなく安全であると共に、ソーラーパネル４が発電する電力を有効に利用し活用することができ、好適である。また、バッテリー５の電圧を表示する電圧モニターランプ５６を設けて、バッテリー５の電力残量を常時チェック可能としておくこともできる。

ソーラー式警告灯の操作面（本実施の形態においては中央枠部３２の裏面）には、電源スイッチ入力部となるオン・オフ切替スイッチ５１と、表示内容を切り替える点灯パターン切替スイッチ５２と、夜間か昼間かもしくは昼夜連続して表示するかを切り替える点灯時間帯切替スイッチ５３とが設けられている。

これらの、オン・オフ切替スイッチ５１、点灯パターン切替スイッチ５２、点灯時間帯切替スイッチ５３により設定される稼動条件は、全て、メモリ部７を有するＬＥＤ表示制御部６に通信され、所定の表示を行うための制御指令が生成されて、該制御指令により所定の表示がＬＥＤ表示部３０に表示される。

表示パターンとしては、帯状外枠３１に環状に多数設置されたＬＥＤ発光体８を順に点滅していく表示や、全体を一斉に点滅する表示や、右回りあるいは左回りに順に流れるように発光させるスクロール表示や、中心部から外枠に向かう複数の帯状連結部３３に設置されたＬＥＤ発光体８を、例えば外側から内側へ向けて順に点滅したりスクロールしたりする表示が考えられる。

また、昼間と夜間との明るさを自動調整する輝度変更機能を設けることも、電装品の発熱を監視する過熱防止機能や過電流保護機能を設けて、異常を検知したら電源を自動的に遮断する構成とすることもできる。

さらに、これらの表示パターンを予め予め複数設定してメモリ部７に格納しておき、工事中に対応した表示や、この先行き止まりに対応した表示や、事故発生に対応した表示などを任意に設定して表示することができる。

点滅の際の順送り速度や点灯時間なども任意の速度や時間に設定可能であることはもちろん、スクロールする際の速度も任意に設定可能である。

また、ソーラーパネル４とバッテリー５とが一体化されたもののシステムを、図４のソーラー式警告灯のシステムブロック図その２に示す。

この図から明らかなように、ソーラーパネル４により充電されたバッテリー５により、ＬＥＤ表示に必要な電力が供給され、充電制御部５４と電圧検出部５５を介して、バッテリー５の電圧が低下してきたら、必要な電力を給電して充電する構成としている。その他の構成については、前述したシステムブロック図その１と同様である。

次に、ＬＥＤ発光体８について図５および図６から説明する。

図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ発光体８は、基板８５に装着されるＬＥＤ（発光ダイオード）８１と発光表示面となる表面パネル８０とを備えている。また、表面パネル８０には、ＬＥＤ８１が発光する光の光源から所定角度範囲内の中央部の光束を集束する凸レンズ体８２が形成されており、ＬＥＤ８１を被覆するように設けられるプリズム体８３を備えている。このプリズム体８３は、側方放射光となる前記所定角度範囲外の光を前記凸レンズ体８２が位置する正面方向に投射して、小径のＬＥＤ８１の発光する光の視野角を拡げる機能を発揮する。

プリズム体８３は筒状体であって、ＬＥＤ８１を一体的に被覆する第一円筒部８３ａと該円筒部８３ａからテーパ状に拡がる拡径部８３ｂと該拡径部８３ｂに連なり前記凸レンズ体８２の外縁部を被覆する第二円筒部８３ｃとを備える筒内面部８４と、前記ＬＥＤ部に位置する第一外周部８３ｄと該第一外周部８３ｄに連なり急に拡径する第一テーパ部８３ｅと該第一テーパ部８３ｅに連なり徐々に拡径する第二外周部８３ｆと該第二外周部８３ｆに連なり前記表面パネル８０に当接する前端面８３ｈに至る第二テーパ部８３ｇを備えている。

また、表面パネル８０に設ける凸レンズ体８２の周囲に相当する、前記表面パネル８０の裏側の前記プリズム体の当接する位置の周囲に、前端面８３ｈおよび第二テーパ部８３ｇの配設位置を規定する突起ガイド８６を設け、前記前端面８３ｈの当接位置を規定する構成としている。突起ガイド８６の形状は、特に限定されないが、前端面８３ｈの外周をすっぽり収容可能な内径と、前端面８３ｈに当接して滑らすことのできるテーパ状の案内面とを有する環状の突起形状であることが好ましい。

前記凸レンズ体８２は、光透過性を有する表面パネル８０の裏側または表側の一方に、もしくは両側に凸レンズ状に突出して一体成形して設けることができる。また、図示するように、表面パネル８０の裏側に凸レンズ状に突出して設けると、表示面となる表面パネル８０の表側が滑らかな表示面となって、良好な表示が可能であると共に、汚れ難く、掃除しやすくなって、好適である。

前端面８３ｈの内径は凸レンズ体８２の外縁部に合致する程度の大きさが好ましく、この凸レンズ体８２の外縁部と前記突起ガイド８６の内径部との間に、前端面８３ｈを係合させて位置固定可能な構成となる。

そのために、ＬＥＤ８１と該ＬＥＤ８１を被覆するように装着されるプリズム体８３と凸レンズ体８２とが所望される正しい位置関係となり、ＬＥＤ８１から発光される光のうち、光源８１ａから所定角度範囲内の中央部の光束は前記筒内面部８４を挿通し、直接凸レンズ体８２に投射される。また、所定角度範囲外の光は、プリズム体８３に入射し内部を反射して、凸レンズ体８２が位置する正面方向に投射されることになり、凸レンズ体８２および、表面パネル８０に当接する前端面８３ｈ部から放射される。

上記したように、側方放射光となる所定角度範囲外の光を集束して、プリズム体８３の前端面８３ｈ部から放射する構成としているので、ＬＥＤ８１の発光する光をこの前端面８３ｈの大きさに揃えて発光する表示部となって、発光輝度を保った状態で、発光表示する視野角を規定することができる。

図５（ｂ）にその光路の概略を示しているが、前記筒内面部８４を挿通する光は、直接凸レンズ体８２に投射されて集束された発光８００となる。また、プリズム体８３を経由する光は、反射されて凸レンズ体８２部からの発光８１０と、前記前端面８３ｈ部から放射される発光８２０とになる。

上記したように、光源８１ａから投射される光は、凸レンズ体８２部領域に相当する中央発光部Ａ１と、その周囲に位置し前記前端面８３ｈ部に相当する外輪発光部Ｂ１とに集束される構成となっている。つまり、光源８１ａから投射される光は、凸レンズ体８２を介して正面輝度を明るくし、プリズム体８３を介して視野角を拡げていることになる。

そのために、本発明に係るＬＥＤ発光体８を所定間隔離間して複数配設することで、正面輝度が明るく視認容易な表示部を形成することが可能となる。

図６にその一例を示す。この例では、ＬＥＤ発光体８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅを縦一列に並べて配設したものを示している。枠体８８に複数の支持部材８７を介して基板８５が保持されており、この基板８５に複数のＬＥＤ発光体８（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ）が装着されている。それぞれのＬＥＤ発光体８へはケーブルＣＡを介して制御信号伝達や給電が行われており、ケーブルＣＡは接続プラグ８９と本体制御ケーブルＣＢを介して制御装置に連結されている。

上記の構成であれば、図示しない制御装置により、それぞれのＬＥＤ発光体８（８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ）の発光のタイミングと発光時間、発光順をそれぞれ自在に設定し制御することが可能であって、一斉に点灯したり、点滅を繰り返したり、順に点灯してスクロール表示することも可能となる。

複数のＬＥＤ発光体８はそれぞれ、ＬＥＤ８１Ａと凸レンズ体８２Ａとプリズム体８３Ａを備えるＬＥＤ発光体８Ａ、ＬＥＤ８１Ｂと凸レンズ体８２Ｂとプリズム体８３Ｂを備えるＬＥＤ発光体８Ｂ、ＬＥＤ８１Ｃと凸レンズ体８２Ｃとプリズム体８３Ｃを備えるＬＥＤ発光体８Ｃ、ＬＥＤ８１Ｄと凸レンズ体８２Ｄとプリズム体８３Ｄを備えるＬＥＤ発光体８Ｄ、ＬＥＤ８１Ｅと凸レンズ体８２Ｅとプリズム体８３Ｅを備えるＬＥＤ発光体８Ｅとからなっている。

前記凸レンズ体８２Ａ〜８２Ｅは、光透過性を有する表面パネル８０の裏側または表側の一方に、もしくは両側に凸レンズ状に一体成形することができる。また、前述した突起ガイド８６もそれぞれの対応する位置に一体成形される構成であり、複数のＬＥＤ発光体を所望の所定位置に揃えて、コンパクトで低コストのＬＥＤ表示部を得ることができる。

上記したように本発明によれば、ＬＥＤの光源から発光される所定角度範囲内の中央部の光束を集束する凸レンズ体と、前記所定角度範囲外の光を前記凸レンズ体が位置する正面方向に投射するプリズム体とを備えたＬＥＤ発光体としたので、正面輝度を明るくし側方放射光を集光して正面視に優れたＬＥＤ発光体を得ることができる。さらに、複数のＬＥＤ発光体を配設すると共に、それぞれのＬＥＤとプリズム体に対応した凸レンズ体と突起ガイドを一体成形した表面パネルを用いたＬＥＤ表示部としたので、認識し易い表示が可能なＬＥＤ表示部を得ることができる。

また、本発明に係るソーラー式警告灯によれば、ソーラーパネルの受光面を鉛直方向の上下に傾倒自在とすると共に、ソーラーパネルを装着する表示盤を前記傾倒方向とは直交する方向に旋回自在な構成としたので、ソーラーパネルの受光面を太陽の方向に向けることが容易となり発電効率を維持可能となる。そのために、本発明に係るソーラー式警告灯を設置する場所や方角に応じた最適な方向にソーラーパネルの受光面を固定することが可能となり、任意の場所に設置可能なソーラー式警告灯となる。さらに、複数のＬＥＤ発光体の点滅と発光とスクロールの仕方とタイミングを制御することで、表示内容に対応した認識し易い表示を行うことができる。

また、バッテリーとしてニッケル水素バッテリーを採用しているので、大容量となり長時間のＬＥＤ表示が可能となる。さらに、ソーラーパネルを備えて、表示に必要な電力をソーラーパネルから直接給電することも、バッテリーを充電することも可能としているので、さらに長時間ＬＥＤ表示を行うことができる。

そのために、本発明に係るソーラー式警告灯は、いつでもどこでも使用可能な標識灯ともなり、道路標識や保安標識として好適に適用可能となる。

上記のように、本発明によれば、ソーラー発電の効率を保つことができ、バッテリー寿命を延ばして表示可能な時間を長くすると共に、より認識し易い表示が可能となるソーラー式警告灯を得ることができる。

１ ソーラー式警告灯
２ 脚体
３ 表示盤
４ ソ−ラーパネル
５ バッテリー
６ ＬＥＤ表示制御部
７ メモリ部
８ ＬＥＤ発光体
３０ ＬＥＤ表示部
３１ 帯状外枠
３２ 中央枠部
３３ 帯状連結部
３４ 支軸
４１ 受光面
４２ 支持軸
５１ オン・オフ切替スイッチ
５２ 点灯パターン切替スイッチ
５３ 点灯時間帯切替スイッチ
８０ 表面パネル
８１ ＬＥＤ
８２ 凸レンズ体
８３ プリズム体
８３ｈ 前端面
８４ 筒内面部
８６ 突起ガイド

Claims (7)

1. ソーラーパネルとバッテリーを備える警告灯であって、
   脚体の上部に表示盤を装着し、前記表示盤の表面に複数のＬＥＤ発光体を配設したＬＥＤ表示部を設け、前記表示盤の内部に、所定の発光パターンを表示するよう前記ＬＥＤ発光体の発光を制御するＬＥＤ表示制御部と、パターン化された表示内容を格納しておくメモリ部とを設けると共に、
   前記ＬＥＤ発光体が、ＬＥＤ（発光ダイオード）と、該ＬＥＤが発光する光の光源から所定角度範囲内の中央部の光束を集束する凸レンズ体と、前記所定角度範囲外の光の視野角を規定するプリズム体とを備えていることをを特徴とするソーラー式警告灯。
2. 前記ＬＥＤ表示部が光透過性を有する材質からなる表面パネルを備えており、前記凸レンズ体が前記表面パネルの裏側または表側の一方に、もしくは両側に凸レンズ状に突出して一体成形されていることを特徴とする請求項１に記載のソーラー式警告灯。
3. 前記プリズム体が、前記ＬＥＤを一体的に被覆する第一円筒部と該円筒部からテーパ状に拡がる拡径部と該拡径部に連なり前記凸レンズ体の外縁部を被覆する第二円筒部とを備える筒内面部と、前記ＬＥＤ部に位置する第一外周部と該第一外周部に連なり急に拡径する第一テーパ部と該第一テーパ部に連なり徐々に拡径する第二外周部と該第二外周部に連なり前記表面パネルに当接する前端面に至る第二テーパ部とを備えて全体が筒状体とされ、前記プリズム体に入射した光を、前記凸レンズ体およびプリズム体の前記前端面部に投射して、発光する視野角を規定していることを特徴とする請求項１または２に記載のソーラー式警告灯。
4. 前記帯状外枠と前記帯状連結部とに複数配設される前記ＬＥＤ発光体を、それぞれ点滅させるか、順に点滅させるか、順に流れるように発光させるかの制御を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のソーラー式警告灯。
5. 前記バッテリーを前記ソーラーパネルに組み付けて一体化したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のソーラー式警告灯。
6. 中央枠部の裏面に、オン・オフ切替スイッチと、点灯パターン切替スイッチと点灯時間帯切替スイッチとを設けていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のソーラー式警告灯。
7. 前記バッテリーをニッケル水素バッテリーとしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のソーラー式警告灯。

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