JP3851649B2 - 自発光型道路標識 - Google Patents

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Description

この発明は、メンテナンスの不要な自発光型道路標識、特に自発光型視線誘導標に関する。
従来道路脇のガードレール等に沿って配置される自発光型視線誘導標は、たとえば特開平11-237853号公報や、特開平8-27737号公報に示されるように、上面(天方向)に太陽電池を設置して、側方(水平方向)にLEDを発光表示するものが大部分である。
この場合、上面の太陽電池の面積を必要となるため、水平方向の厚みが大きくなり、降雪地帯ではこの箇所に積雪し、該積雪がLED発光面に覆い被さり、通行する自動車から見えないという欠点が生じ易い。
また、太陽電池は特に降雪時や曇天時の発電量が小さいので、降雪地帯において自発光型の視線誘導標は、節電のため特開平10-289394号公報に示されるように自動車の接近時のみヘッドライトを感知して発光させるものが知られている。しかし、該構成のものは、視線誘導標のLED発光を遠方から見ることができない欠点があり、またLEDは接近すると運転者の目を眩惑するが上記公知例はこれを考慮していない。
また、冬季凍結による事故発生の危険を知らせるため、道路鋲に温度センサーを設け、所定温度で発光表示の色を変えるものが特開平14−256520号公報により公知である。しかし、道路面の温度を視線表示標に表示させるには、道路面から表示標までの配線が必要になる。
特開平11−237853号公報 特開平8−27737号公報 特開平10−289394号公報 特開平14−256520号公報
本発明は、前記従来の視線誘導標の欠点を改善し、厚みを薄くして降雪が積もらない構造を採用し、また消費電流を微小にして、夜間常時点滅を可能にし、さらに密閉封じされる筐体の中に温度センサーも内蔵して凍結時にLED発光の色を変えて自動車運転者に道路凍結の警告表示をする自発光型視線誘導標を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、本発明の自発光型視線誘導標は、道路脇のガードレール等に沿って配置され、太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路を有する自発光型視線誘導標において、
前記回路は厚み20mm以下の薄型円盤状の筐体に収納されており、前記太陽電池、LED及び高輝度反射シートは該円盤状の筐体平面において太陽電池は中心部にLED及び高輝度反射シートは周辺部に同心円状に配置され、上記筐体平面が水平方向に向けて道路脇に設置されて前記LEDが夜間遠方より視認できることを特徴とする。
さらに、前記筐体の厚みが14mmであり、直径が70〜100mmであること、
前記筐体は、ガラス被膜およびTiOコ−ティングされていることを特徴とする。
また、本発明の自発光型視線誘導標は、前記太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路において、該太陽電池および電気二重層コンデンサからなる電源出力を電流制限用高抵抗を介してLEDを含む充放電回路に放電し、前記高抵抗を介した微弱電流によるLED点滅回路の充放電のみで前記LEDの点滅発光のタイミングを制御することにより夜間常時点灯を可能にしたことを特徴とする。
あるいは、前記太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路において、該太陽電池の発電電圧を監視し、該発電圧によって夜間のヘッドライトの接近を検知して前記LED発光を停止することを特徴とする。
また、前記太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路において、LED点滅回路の入力側にサーミスタを設け、道路が氷結温度に達すると自動的に前記LEDの色表示を変化させることを特徴とする。さらに、前記色表示が、温度域により白、緑、赤の三色であることを特徴とする。
また、特に、前記道路標識が視認誘導標であることを特徴とする。
本発明の道路標識は、薄型円盤状の筐体を縦にして用いているので、積雪が防止でき、豪雪地帯で用いても標識に積雪して表示が見えなくなることがない。
また、該筐体は、ガラス被膜およびTiOコ−ティングされていることにより、白濁することがなく、また汚れも付き難い。
本発明の自発光型道路標識は、前記太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路において、該太陽電池および電気二重層コンデンサからなる電源出力を高抵抗を介してLEDを含む充放電回路に放電し、前記高抵抗を介した微弱電流によるLED点滅回路の充放電のみにより前記LEDの点滅発光のタイミングを制御しているので、従来のようにヘッドライトを検知して自動車接近時のみ点灯して節電を図るといった工夫をすることなく夜間常時点滅を可能にした。
また、太陽電池の発電電圧を監視し、夜間ヘッドライトを検知して前記LED発光を停止することにより、ドライバーの眩惑を防止し、ドライバーの視環境や安全性を損ねることを防止する。
以下、図面を参照し、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
図1に本発明の視線誘導標の概観図を示す。図1(a)において、1は発光ダイオード(LED)、2は太陽電池、3は高輝度反射シートである。図1(b)は、図1(a)の側面図を示し、背面カバ−および回路にLED1や太陽電池2を収納して、前面カバ−4を取り付けてある。図1の視線誘導標は、このまま道路脇の支柱上に単独で設置されたり、あるいは無発光型の従来の反射型表示板上に貼り付けられて用いられる。太陽電池は設置時水平方向を向いており、従来の視線誘導標のように天井部分に太陽電池が設けられていないので、天井部分の面積が小さく、この部分への積雪が殆どない。実施例の水平方向の厚みは14mmであり、20mm以下が推奨される。
上記筐体は、ガラス皮膜でコーティングされ、TiOコ−ティングがなされる。具体的には、上記筐体は環境に配慮したプラスチックで作られ、ガラスコーティング溶液にディッピングされ、最後にTiO溶液が吹き付けられて仕上げられる。ガラスコーティングは厚み10μm程度であり、筐体表面を滑らかにし積雪防止に効果がある。また、TiOの光触媒作用により、上記筐体の表面の汚れは浮いてきて除去され、筐体の清掃の手間が省ける。さらにまた、上記ガラス被膜のコーティングは、プラスチックの白濁を防止し、表示器としての寿命を長くする。
図2は、上記LEDの発光制御回路を示す。該回路は、充電回路10,点灯回路11,発電電圧監視回路13,温度監視スイッチング回路14からなる。充電回路10においては、太陽電池21から発生した電圧は、電圧制限回路22を介して電気二重層コンデンサ23に充電される。なお、電圧制限回路22は、6V以上の電圧のとき、充電電圧を6V以下に調整し、電気二重層コンデンサを保護する保護回路である。
電気二重層コンデンサ23の出力は発電電圧監視回路13に入力される。該発電電圧監視回路13には、電流制限用高抵抗12が設けられており、夜間LEDに流れる電流を微少電流に制限して昼間充電された電気二重層コンデンサの電力で夜中点滅できるように上記電流を制限している。電気二重層コンデンサの充電は、通常7分程度で充電可能である。また、この回路では、自動車が接近したとき、その自動車のヘッドライトによる太陽電池21の発電電圧(起電力)を発電電圧監視回路13で監視し、該発電電圧が所定値以上になるとLEDへの給電を停止する。
この理由は、以下のとおりである。
本発明の視線誘導標は、従来の反射型視線誘導標との併用を前提としている。反射型誘導標は30m以下の至近距離でしか視認できない。一方、自発光型誘導標は300mの距離から視認することができる。従って、降雪時のようにドライバーが視認し難い場合の多い北海道や東北地方の豪雪地帯においては自発光型の誘導標の設置が望まれる。
一方、自発光型誘導標は遠方から視認できるように電源電力の許容範囲でなるべく輝度を上げることが求められるが、輝度を上げると自動車接近時にかえってドライバーに眩しく、運転の邪魔なることが多い。自発光型視線誘導標は発光強度に応じて、ドライバーの視線挙動が変化することが確認されており、発光強度が低いと効果的に視線が誘導されず、一方輝度が高い時は自発光型視線誘導標が直視できないこととなる。特に、視線誘導標の場合LEDの発光角が8〜15°なので、近接して直接目に入ると安全性の面でも問題である。複数個のLEDを使用した自発光型視線誘導標の場合、点滅による発光方式を選択した製品だとしても、玩具店で販売されている「レーザーポインター」と同等の危険性を有するものと考えられ、視線誘導標の過度の発光はドライバーの視環境を損ねる怖れがある。
従って、視線誘導標へ自動車が接近したとき、ドライバーは視線誘導標を反射型視線誘導表示部分により十分視認できるので、本発明の視線誘導標は上記危険を回避するため自発光型の視線誘導標のLEDの発光を停止する構成となっている。また、このことにより、発光の輝度を上げることが可能になり、より遠方から視認できるようになる。
発電電圧監視回路13の出力は、温度監視NANDロジック回路14に入力される。温度監視スイッチ回路14には、サーミスタ24が設けられている。前記図1の視線誘導標筐体内に設けられている該サーミスタ24は、外気温を検知し、道路が凍結するような外気温になると、IC30,31からなるロジック回路に電圧変化信号を送りNAND回路14を動作させて、LEDの発光色を変化させてドライバーに道路凍結警報を発する。IC30,31はこの色変化用のICである。26はブリッジ回路であり、温度設定用可変抵抗25とサーミスタ24のブリッジ出力によりコンデンサ27またはコンデンサ28が前記発電電圧監視回路からの微少電流により充放電を繰り返すことによってLED33、またはLED34を点滅させる。LED33,34は、例えば赤と緑のように異なる発色をする。なお、図2においては、発色は2種類だが、例えば5℃以上では白、0〜5℃では緑、0℃以下では赤のように3色で表示する方が好ましい。
図2の回路図における各部品の役割は、以下のとおりである。
TR1:過充電防止SW
TD1:充電電圧決定用(過充電防止電圧決定)
TR2.TR3:ダーリントン接続・LED発光用ドライバ
TR4.TR5:ダーリントン接続・LED発光用ドライバ
TR6:総合回路電源供給SW(太陽電池動作電圧監視回路)
R1:点滅回路電源供給制限
R2.C1.R3.C2:コンデンサ充電時間の遅延(C1.C2)
R4.R5:コンデンサ放電時間の調整(発光時間調整)
R6.7:電源供給電圧決定
R8.R9:温度監視回路への電流制限
R10….R13:温度監視決定部(電流制限)
C4.C5:IC特性による、動作時間調整用
PD1:逆流防止(太陽電池発電容量により、大きさが変更になる)
CPD:ダイオードブリッジ(単体でも可能)
図2に用いられるIC(74HC132)の回路は図3に示される。該回路において、例えば、該ICの1・2・3PINで1組のNAND回路であり、1番,2番PINがNAND入力、3番がNAND出力となる。
従って、その組み合わせは下記表になる。
該ICには、NAND回路が4つ設けられており、他のPINの関係も図3の通りである。
なお、上記R10….R13:温度監視決定部(電流制限)において、一般に他の温度感知では電圧監視であるが、本回路部は電流値を監視している。電流値により、温度の設定値を変更することができる。又、C27,C28により充電時間が決まる(点滅時間を決定できる。ただし、同一容量の必要がある。)。
また、図2の詳細な回路動作は以下の通りである。
夜間太陽電池の発電がなくなると、監視回路TR6がOFFになりIC30,31に電源を供給し温度監視回路がONになる。IC30の2番PINがONとなり、NAND回路により3番,6番PINがON出力になり温度センサー回路14をONにする。設定温度により、ダイオードブリッジを通り、IC31の1番又は、5番PINをONにする。IC31のFF回路組み合わせによりIC31の8番,、11番PINをON・OFFすることにより点灯回路11をフラッシュ放電させ、LEDを点滅させる。点滅タイミングは、IC31のFF回路の動作時間をC27,28の容量により決定させる。温度センサー部は通電していなくとも外気温度により抵抗値が変化する為、通電すると即動作する。
なお、上記実施例は視認誘導標に関するものであるが、この発明は視認誘導標に限らず、道路位置表示板や誘導板等の他の道路標識にも適用可能である。この場合は、円形に限らず、四角形の表示板でもよい。
本発明の道路標識は、太陽電池及びLEDを用いており、微弱電流で動作させているので夜間常時点滅が可能で、設置後のメンテナンスも不要であり、長寿命である。
また、環境に優しく、降雪時も積雪による不可視状態が回避でき、道路氷結の警告も同時に表示できるので利便性が高い。
さらに、自動車近接時のドライバーの眩惑を防止し、ドライバーの視環境や安全性を損ねることを防止するので、本発明の道路標識の有用度は高い。
本発明の視線誘導標の概観図である。 本発明の視線誘導標のLED発光制御回路を示す図である。 IC(74HC132)の回路の説明図である。
符号の説明
1 LED
2 太陽電池
3 高輝度反射シート
10 充電回路
11 点灯回路
12 高抵抗
13 発電電圧監視回路1
14 温度監視スイッチング回路
21 太陽電池
23 電気二重層コンデンサ
24 サーミスタ
33 LED
34 LED

Claims (4)

  1. 道路脇のガードレール等に沿って配置され、道路脇の支柱上に単独に設定されたり、あるいは無発光型の反射板表示板上に貼り付けて用いられる、太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路を有する自発光型視線誘導標において、
    前記回路は、電気二重層コンデンサをプリント基板と共に収納可能で、かつ立設したとき天井部分への積雪が殆どない、厚み20mm以下で直径が70〜100mmの薄型円盤状の筐体に収納されており、
    前記回路において、該太陽電池および電気二重層コンデンサからなる電源出力を電流制限用高抵抗を介してLEDを含む充放電回路に放電し、前記高抵抗を介した微弱電流によるLED点滅回路の充放電のみで前記LEDの点滅発光のタイミングを制御し、また太陽電池の発電電圧を監視し、該発電電圧により夜間のヘッドライトの接近を検知して前記LED発光を停止することにより、昼間充電された前記電気二重層コンデンサの電源出力で上記LEDの点滅発光を夜間常時動作可能にすると共に
    前記太陽電池、LED及び高輝度反射シートは該円盤状の筐体平面において太陽電池は中心部にLED及び高輝度反射シートは周辺部に同心円状に配置され、上記筐体平面が水平方向に向けて道路脇に設置されて前記LEDが夜間遠方より視認できることを特徴とする自発光型視線誘導標。
  2. 前記筐体は、ガラス被膜およびTiOコ−ティングされていることを特徴とする前記請求項1に記載の自発光型視線誘導標。
  3. 前記太陽電池、電気二重層コンデンサ、LEDからなる回路において、LED点滅回路の入力側にサーミスタを設けて外気温を検知し、道路が氷結温度に達すると自動的に前記LEDの色表示を変化させることを特徴とする前記請求項1又は2に記載の自発光型視線誘導標。
  4. 前記色表示が、温度域により白、緑、赤の三色であることを特徴とする前記請求項3項記載の自発光型視線誘導標。
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