JP2015065045A

JP2015065045A - 航空標識灯

Info

Publication number: JP2015065045A
Application number: JP2013198461A
Authority: JP
Inventors: 智嗣田部井; Tomotsugu Tabei; 本多　宏一; Koichi Honda; 宏一本多
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-04-09

Abstract

【課題】実施形態は、設置面からの高さを低減することが可能な航空標識灯を提供する。
【解決手段】実施形態に係る航空標識灯は、投光窓を有する上部灯体と、前記上部灯体に接続された下部灯体と、前記下部灯体の内部に配設された発光素子と、を備える。そして、前記上部灯体は、前記発光素子の放射光を前記投光窓から出射させる反射部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、航空標識灯に関する。

航空標識灯に用いられる光源は、ハロゲンランプなどの電球から発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）等の固体光源に置き換えられようとしている。これにより、消費電力を抑えると共に、標識灯の小型化を実現できる。例えば、滑走路に埋設される航空標識灯では、路面を平坦化するためにその突出高を低くすることが期待されている。しかしながら、光源から放射される光を直接投光窓から出射する従来の方式では、ＬＥＤを用いたとしても突出高の低減は不十分であった。

特開２００４−１２４４４２号公報

実施形態は、設置面からの高さを低減することが可能な航空標識灯を提供する。

実施形態に係る航空標識灯は、投光窓を有する上部灯体と、前記上部灯体に接続された下部灯体と、前記下部灯体の内部に配設された発光素子と、を備える。そして、前記上部灯体は、前記発光素子の放射光を前記投光窓から出射させる反射部を有する。

実施形態は、設置面からの高さを低減することが可能な航空標識灯を実現する。

実施形態に係る航空標識灯を表す模式図。実施形態に係る航空標識灯の部品を表す模式図。実施形態に係る光源ユニットを表す模式図。実施形態に係る光源ユニットの配置を表す模式図。実施形態の第１変形例に係る航空標識灯を表す模式図。実施形態の第２変形例に係る航空標識灯を表す模式図。実施形態の第３変形例に係る航空標識灯を表す模式図。比較例に係る航空標識灯を表す模式断面図。

以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。図面中の同一部分には、同一番号を付してその詳しい説明は適宜省略し、異なる部分について説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。

図１は、実施形態に係る航空標識灯１を表す模式図である。図１（ａ）は、航空標識灯１の外形を表す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中に示したＡ−Ａ線に沿った断面図である。

図１（ａ）に表すように、航空標識灯１は、投光窓１３を有する上部灯体１０と、上部灯体１０に接続された下部灯体２０と、を備える。上部灯体１０は、例えば、上面視において円形の形状を有し、投光窓１３からその径方向に光を出射する。投光窓１３は、円形の中心から径方向に向くように設けられる。この例では、円の中心に対して対称に設けられるが、これに限定される訳ではない。投光窓１３は、航空標識灯１を設置する場所に対応して好適な位置に設けられる。また、下部灯体２０は、例えば、上部灯体１０よりも小さい径の円筒状に設けられる。

図１（ｂ）に表すように、下部灯体２０の内部には、光源ユニット３０が配設される。光源ユニット３０は、発光素子３３を含む。発光素子３３は、例えば、ＬＥＤである。発光素子３３は、ＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）であってもよい。光源ユニット３０は、例えば、下部灯体２０の底面２３の上に配設される。これにより、発光素子３３の放出する熱を下部灯体２０を介して外部に効率良く放散させることができる。

また、上部灯体１０には、反射部１７が設けられる。図１（ｂ）中に示すように、発光素子３３から放射された光ＬＡ_１およびＬＡ_２は、反射部１７により伝播方向を変えられ、投光窓１３から外部に出射される。投光窓１３は、上部灯体１０に取り付けられたプリズム１５の端面である。

反射部１７は、例えば、上部灯体１０の上面１０ａから下方に突出した形状に設けられ、下部灯体２０の底面２３に向き合う。そして、反射部１７の表面１７ａには、例えば、蒸着法を用いて図示しない反射膜を形成する。反射膜には、例えば、金属膜、または、誘電体多層膜を用いることができる。反射膜として誘電体多層膜を用いることにより、発光素子３３の放射光を分光することができる。これにより、特定の波長の光をプリズム１５に入射させ、投光窓１３を介して外部に出射させることが可能となる。

航空標識灯１を設置する場合、下部灯体２０および上部灯体１０の下面１０ｂは、地面に埋設される。そして、航空標識灯１は、水平に近い角度で光を出射する。例えば、設置面ＧＦに対する投光窓１３から出射される光の仰角θは、３．５〜４．５度である。また、航空標識灯１が設置される滑走路などの路面は、平坦であることが求められる。したがって、設置面ＧＦから突出する上部灯体１０の高さＨ_１を低くすることが望ましい。

例えば、図８に表す比較例に係る航空標識灯５では、上部灯体１０の内部に光源ユニット７５が配設される。そして、光源ユニット７５に配設された発光素子３３の放射光を直接プリズム６３に入射させ、投光窓６５から外部に出射する構造を有する。このような構造において、発光素子３３の放射光を効率良く投光窓６５から出射させるには、設置面ＧＦに対する投光窓６５の傾斜を大きくすることが望ましい。このため、上部灯体１０は、設置面ＧＦに対して一定の突出高Ｈ_２を有する必要がある。

これに対し、実施形態に係る航空標識灯１では、発光素子３３を下部灯体２０の底面２３に配設し、反射部１７によりその放射光の伝播方向を変えてプリズム１５に入射させ、投光窓１３から出射させる。そして、反射部１７の形状を好適に制御することにより、プリズム１５に入射する放射光の配光を狭めることが可能となる。これにより、設置面ＧＦに対する投光窓１３の傾斜を小さくすることができ、上部灯体１０の突出高Ｈ_１を航空標識灯５の突出高Ｈ_２よりも低くすることができる。

実施形態では、発光素子として白色光源を用いた場合でも、反射部１７に設ける反射膜の種類を変えることにより投光窓１３から出射される光の色を切替ることができる。また、反射部１７は、例えば、所定の形状に成形された上部灯体１０の一部に反射膜を蒸着することにより形成できる。このため、その構造は単純化され、部品点数の低減が可能となる。

さらに、下部灯体２０に光源ユニット３０を直接固定する構造であるため、放熱性能を向上させることができる。例えば、航空標識灯５に比べて、光源ユニット３０の近傍の温度上昇を約１６％低減することが可能となる。下部灯体２０には、光源ユニットを点灯させる回路ユニットを直接固定しても良い。

以下、図２〜図４を参照して、航空標識灯１の構造を詳細に説明する。
図２は、実施形態に係る航空標識灯１の部品を表す模式図である。同図に表すように、上部灯体１０は、その本体と、プリズム１５と、を有する。プリズム１５は、上部灯体の下面１０ｂから上面１０ａに連通するように設けられた開口に挿入される。

一方、下部灯体２０には、複数の光源ユニット３０が配設される。光源ユニット３０は、例えば、下部灯体２０の底面２３にネジ止めされる。そして、光源ユニット３０の位置、および、その光軸は、反射部１７の形状に適合し、投光窓１３からの光出力が最大となるように調整される。

図３は、実施形態に係る光源ユニット３０を表す模式図である。同図に表すように、光源ユニット３０は、発光素子３３が配設された基板３７と、導光体３５と、を含む。発光素子３３は、例えば、青色ＬＥＤチップを内蔵したＳＭＤモジュールである。導光体３５は、発光素子３３の放射光を集光する凹面反射板３６を含む。

導光体３５は、発光素子３３を囲むように、基板３７の上に取り付けられる。また、基板３７の上には、導光体３５を固定するためのガイド３９が設けられる。

図４は、実施形態に係る光源ユニット３０の配置を表す模式図である。図４（ａ）は、上部灯体１０の内部を表す斜視図である。図４（ｂ）は、下部灯体２０の内面を表す平面図である。

図４（ａ）に示すように、上部灯体１０の内面に設けられた反射部１７は、例えば、凸形状を有し、その側面１７ｆおよび１７ｇがそれぞれプリズム１５に向き合うようにＹ方向に延在する。そして、側面１７ｆおよび１７ｇにおいて、発光素子３３の放射光を反射し、プリズム１５の方向に導く。

図４（ｂ）に表すように、下部灯体２０の底面２３には、例えば、２つの光源ユニット３０ａおよび３０ｂが配設される。各光源ユニット３０の基板３７ａおよび３７ｂには、それぞれ２つの発光素子３３ａおよび３３ｂが配設される。発光素子３３ａおよび３３ｂには、それぞれ導光体３５が配設される。

以下の説明において、発光素子３３と表現する場合は、発光素子３３ａおよび３３ｂを包括して表し、発光素子３３ａもしくは３３ｂと表現する場合は、それぞれを個別に表す。他の要素についても同じである。

発光素子３３ａおよび３３ｂは、基板３７の上にＹ方向に並べて配置される。そして、基板３７ａおよび３７ｂは、Ｘ方向に並べて配置される。すなわち、基板３７ａの上に配置された発光素子３３ａおよび３３ｂの放射光は、反射部１７の一方の側面１７ｇに向かって伝播し、その伝播方向を変えられる。そして、その側面１７ｇに向き合うプリズム１５を通過し、投光窓１３から外部に放射される。一方、基板３７ｂの上に配置された発光素子３３ａおよび３３ｂの放射光は、反射部１７の他方の側面１７ｆに向かって伝播し、その伝播方向を変えられる。そして、その側面１７ｆに向き合うプリズム１５を通過し、投光窓１３から外部に放射される。

この例では、同じ基板３７に配設された発光素子３３ａおよび３３ｂの放射光は、反射部１７の同じ側面で反射される。そして、各発光素子３３と、その放射光を反射する側面と、の間の距離は、等距離である。これにより、発光素子３３の放射光を効率良く投光窓１３から放射させることができる。

次に、図５〜図７を参照して、実施形態の変形例に係る航空標識灯２〜４を説明する。図５は、実施形態の第１変形例に係る航空標識灯２を表す模式図である。図５（ａ）は、下部灯体２０を表す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図５（ａ）に示すように、下部灯体２０は、その底面２３に配設された２つの光源ユニット３０ａおよび３０ｂを含む。各光源ユニット３０の基板３７には、それぞれ２つの発光素子３３ａおよび３３ｂが配設される。各発光素子３３に対して、１つの導光体３５（第１導光体）が配設される。

この例では、４つの発光素子３３の配光を制御する第２導光体（以下、導光体４０）が設けられる。すなわち、航空標識灯２は、４つの発光素子３３の放射光を反射部１７に導く導光体４０をさらに備える。

図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、導光体４０は、円筒状の導光管であり、２つの光源ユニット３０を囲む。また、導光体４０は、下部灯体２０の底面２３から上部灯体１０に設けられた反射部１７の方向に延在する。そして、導光体４０は、その内面４３が発光素子３３の放射光を反射するように形成する。例えば、導光体４０の内面に、銀（Ａｇ）等を含む反射膜を形成しても良いし、導光体４０の材料として、アルミニウム等の可視光に対する反射率の高い金属を用いても良い。これにより、投光窓１３から出射される光の配光パターンを好適に変更することができる。

図６は、実施形態の第２変形例に係る航空標識灯３を表す模式図である。図６（ａ）は、下部灯体２０を表す平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＣ−Ｃ線に沿った断面図である。

図６（ａ）に示すように、下部灯体２０は、その底面２３に配設された４つの光源ユニット３０ａ〜３０ｄを含む。各光源ユニット３０の基板３７には、それぞれ２つの発光素子３３ａおよび３３ｂが配設される。各発光素子３３に対して、１つの導光体３５が配設される。同図に表すように、基板３７ａ〜３７ｄは、Ｘ、Ｙ方向に並べて配置される。

基板３７ａおよび３７ｄのペア、および、基板３７ｂおよび３７ｃのペアは、それぞれＹ方向に並べて配置される。基板３７ａおよび３７ｄの上に配設された４つの発光素子３３の放射光は、反射部１７の一方の側面１７ｇでプリズム１５の方向に反射され、プリズム１５を通過して投光窓１３から出射される。一方、基板３７ｂおよび３７ｃの上に配設された４つの発光素子３３の放射光は、反射部１７の他方の側面１７ｆで反射され、プリズム１５を通過して投光窓１３から出射される。この例でも、各発光素子３３と、その放射光を反射する側面と、の間の距離は、等距離である。これにより、発光素子３３の放射光を効率良く投光窓１３から放射させることができる。

さらに、航空標識灯３は、８つの発光素子３３の配光を制御する導光体４５を備える。導光体４５は、８つの発光素子３３の放射光を反射部１７に導く。図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、導光体４５は、略方形の導光管であり、４つの光源ユニット３０を囲む。また、導光体４５は、下部灯体２０の底面２３から上部灯体１０に設けられた反射部１７の方向に延在する。そして、導光体４５は、その内面４７が発光素子３３の放射光を反射するように形成される。

このように、光源ユニット３０の配置に対応して、導光管の形状を変化させることにより、投光窓１３から出射される光の配光パターンを好適に変更することができる。

図７は、実施形態の第３変形例に係る航空標識灯４を表す模式図である。図７（ａ）は、下部灯体２０を表す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示すＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

図７（ａ）に示すように、下部灯体２０は、その底面２３に配設された４つの光源ユニット３０ａ〜３０ｄを含む。基板３７ａ、３７ｄのペア、および、基板３７ｂ、３７ｃのペアは、それぞれＹ方向に並べて配置される。そして、基板３７ａ、３７ｄのペアと、基板３７ｂ、３７ｃのペアとは、Ｘ方向に隔離して配置される。

さらに、図７（ｂ）に表すように、各光源ユニット３０は、発光素子３３の光軸ＣＬが反射部１７の側面に向くように傾けて配置される。各光源ユニット３０の傾きは、各光源ユニット３０と、下部灯体２０の底面２３と、の間に配置されたスペーサ５３により好適に調整することができる。

例えば、図４（ａ）に表す反射部１７に対し、ここに示すように、下部灯体２０の底面２３における光源ユニット３０の配置を変更することにより、投光窓１３から出射する配光を好適に制御することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１〜５・・・航空標識灯、１０・・・上部灯体、１０ａ・・・上面、１０ｂ・・・下面、１３、６５・・・投光窓、１５、６３・・・プリズム、１７・・・反射部、１７ａ・・・反射部の表面、１７ｆ、１７ｇ・・・反射部の側面、２０・・・下部灯体、２３・・・底面、３０、３０ａ〜３０ｄ、７５・・・光源ユニット、３３、３３ａ、３３ｂ・・・発光素子、３５、４０、４５・・・導光体、３６・・・凹面反射板、３７、３７ａ〜３７ｄ・・・基板、３９・・・ガイド、４３・・・導光体の内面、５３・・・スペーサ

Claims

投光窓を有する上部灯体と；
前記上部灯体に接続された下部灯体と；
前記下部灯体の内部に配設された発光素子と；
を備え、
前記上部灯体は、前記発光素子の放射光を前記投光窓から出射させる反射部を有する航空標識灯。
前記反射部は、前記発光素子の放射光を分光し、所定の波長の光を前記投光窓から出射させる請求項１記載の航空標識灯。
前記下部灯体は、前記反射部に向き合う底面を有し、
前記発光素子は、前記底面上に配設される請求項１または２に記載の航空標識灯。
前記発光素子の放射光を前記反射部に導く導光体をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１つに記載の航空標識灯。
前記導光体は、前記発光素子を囲み、前記反射部の方向に延びる筒状の導光管である請求項４記載の航空標識灯。