JP4885695B2 - 航空灯火 - Google Patents

Description

本発明は、航空灯火の照明技術に関し、特に滑走路やヘリポートで利用される埋設型の航空灯火の照明技術に関する。

一般に、飛行場またはその周辺地域には、飛行機やヘリコプターなどの航空機の離着陸や飛行場内での移動・駐機を援助するために、滑走路やヘリポート、あるいはその進入路、誘導路、エプロンなどの位置を指示する各種航空灯火が設置されている。このような航空灯火のうち航空機が接近する場所に設置される航空灯火については、航空機の離着陸や移動に支障を来すことのないよう、灯体の一部が路面に埋め込まれる埋込型の航空灯火が用いられる。

従来、このような埋込型航空灯火として、灯体下面の中央部に光源を取り付けるとともに、灯体上面の周部や中央部に窓部を設け、光源からの光を窓部を介して外部へ出射するものが提案されている（例えば、特許文献１など参照）。また、このような航空灯火では、灯体内部を黒色に塗装することにより光を吸収していた。

特開２００５−１０５５９５号公報

このような航空灯火は、航空機の離着陸や移動が行われる路面に埋め込まれるため、灯体上面を航空機により押圧される可能性があり、灯体壁部をある程度肉厚にして灯体強度を高める必要がある。したがって、灯体上面に設けられた窓部の開口面積が制限されるために光源からの光を上下角度方向において広い角度範囲に出射することができないという問題点があった。また、灯体内の空間が狭いため、光源からの光を外部へ効率よく導くことができないという問題点があった。

このような航空灯火では、その使用目的によっては、上下角度方向において広い出射角度範囲が要求される場合がある。例えば、ヘリポートの周縁部に境界灯として配置される場合、例えばヘリコプターの着陸時には上空から着陸するまでの期間にわたり、継続して境界灯を確認する必要がある。このため、航空灯火として、上下角度方向において広い角度範囲で光を出射する必要がある。
また、航空灯火は、降雨や霧などにより十分な視界が得られない状況であっても、航空機に対して確実に位置を指示する必要があるため、十分な光量が必要とされる。この場合、十分な光量の光を出射する光源を用いればよいが、光源の大型化やコストアップ、さらには消費電力の増大といった問題が生ずる。したがって、光源からの光を灯体内で吸収せず、効率よく外部へ出射する必要がある。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、光源からの光を上下角度方向において広い角度範囲で効率よく出射でき、また灯体内の空間が狭くても光源からの光を外部へ効率よく導くことができる航空灯火を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる航空灯火は、光源が内部に配置されるとともに、箱状の基台に取り付けられる蓋状の灯体と、灯体に設けられて光源からの光を灯体の外側へ出射する透光部と、光源を取り囲む灯体の内壁面からなり、光源からの光を反射して透光部から灯体の外側へ出射する反射部とを備え、透光部に、光源からの光を上方に出射する上部透光部を設け、上部透光部を形成する灯体の内壁面からなり、反射部からの反射光を再度反射して出射する補助反射部を備えている。

また、本発明にかかる他の航空灯火は、光源が内部に配置されるとともに、箱状の基台に取り付けられる蓋状の灯体と、灯体に設けられて光源からの光を灯体の外側へ出射する透光部と、光源を取り囲む灯体の内壁面からなり、光源からの光を反射して透光部から灯体の外側へ出射する反射部とを備え、透光部に、光源からの光を上方に出射する上部透光部と、光源からの光を斜め上方に出射する側部透光部を設け、反射部を、椀状に形成された内壁面を上下に分割して形成した、曲率の異なる上部反射部と下部反射部から構成し、上部反射部により光源からの光を上部透光部に対して反射し、下部反射部により光源からの光を側部透光部に対して反射するようにしたものである。

本発明によれば、光源を取り囲む灯体の内壁面からなる反射部により、光源からの光が反射して透光部から灯体の外側へ出射される。この際、具体的構成としては、透光部に、光源からの光を上方に出射する上部透光部を設け、上部透光部を形成する灯体の内壁面からなり、反射部からの反射光を再度反射して出射する補助反射部を備えたものである。あるいは、透光部に、光源からの光を上方に出射する上部透光部と、光源からの光を斜め上方に出射する側部透光部を設け、反射部を、椀状に形成された内壁面を上下に分割して形成した、曲率の異なる上部反射部と下部反射部から構成し、上部反射部により光源からの光を上部透光部に対して反射し、下部反射部により光源からの光を側部透光部に対して反射するようにしたものである。
これにより、光源からの光を上下角度方向において広い角度範囲で効率よく出射することができるとともに、灯体内の空間が狭くても光源からの光を外部へ効率よく導くことができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図１〜３を参照して、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火について説明する。図１は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す平面図である。図２は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す正面視断面図(II-II)である。図３は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す底面視断面図(III-III)である。

この航空灯火１０は、飛行機やヘリコプターなどの航空機の離着陸や飛行場内での移動・駐機を援助するために、滑走路やヘリポート、あるいはその進入路、誘導路、エプロンなどの位置を指示する灯火であって、灯体の一部が路面に埋め込まれる埋込型の灯火である。

図１に示すように、航空灯火１０は、光源４が内部に配置されて、箱状の基台１に取り付けられる蓋状の灯体２と、この灯体２に設けられて光源４からの光を灯体２の外側へ出射する透光部２Ｈ，２Ｊを有している。
本実施の形態は、光源４を取り囲む灯体２の内壁面からなり、光源４からの光を反射して透光部２Ｈ，２Ｊから灯体２の外側へ出射する反射部２Ｅ，２Ｆを備えたものである。

[航空灯火の構成]
次に、図１〜３を参照して、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の構成について説明する。
航空灯火１０は、光源４が内部に収納配置されて、路面９に埋設された基台１に取り付けられる灯体２と、この灯体２に設けられて光源４からの光を灯体２の外側へ出射する透光部２Ｈ，２Ｊから構成される。

基台１は、金属の溶接物などからなり、上部が開口した箱状、ここでは有底円筒状をなし、飛行場の滑走路、滑走路やヘリポート、あるいはその進入路、誘導路、エプロンなどの路面９に埋設される。
基台１の下側部には、光源４に対して電源を供給する配線８を導入するための導入口１Ａ〜１Ｃが設けられている。また、基台１の上端には、開口の周縁から内側に向かって、灯体２取付用のフランジ部１Ｄが突設され、補強用のリブ１Ｅが設けられている。

灯体２は、全体として基台１の開口部と嵌合する蓋状、ここでは略円盤状をなし、下部灯体２１と、この下部灯体２１の上面に固定される上部灯体２２から構成されている。
下部灯体２１は、全体として略円環状をなし、上部灯体２２を固定するための皿部２Ａと、この皿部２Ａの下面から下方に向かって突設された筒部２Ｂとが、アルミ鋳物などにより一体に形成されている。
皿部２Ａの外周部には３つの取付穴が設けられおり、環状のパッキン１３を介して基台１のフランジ部１Ｄに設けられた取付穴と対向して基台１に載置された下部灯体２１が、これら取付穴を挿通するボルト１１とこれら螺合するナット１２により、基台１に固定されている。

皿部２Ａの上面中央部には、立設された光源４の下部から中程側部までを収納する光源収納部２Ｄが、筒部２Ｂ内部の端子収納部２Ｃに連通して形成されている。この光源収納部２Ｄは、上方向に拡開するよう椀状に形成されている。また、光源収納部２Ｄの内壁面には、光源４からの光を反射して灯体２の外側へ射出する反射部が形成されている。この反射部は、鋳造された下部灯体２１の壁面をそのまま用いてもよいが、光源収納部２Ｄの内壁面を金属加工あるいは研磨して得られた金属面により形成してもよく、メッキ処理で鏡面を形成してもよい。

上記反射部は、椀状に形成された光源収納部２Ｄの内壁面を上下に分割して形成した、異なる凹曲面からなる下部反射部２Ｅと上部反射部２Ｆからなり、水平の段差面を介して下部反射部２Ｅと上部反射部２Ｆが連接している。
下部反射部２Ｅは、全体として椀型の底部が切断された環状をなしている。下部反射部２Ｅの下端は端子収納部２Ｃと接続しており、下部反射部２Ｅの上端は上部反射部２Ｆの下端と接続している。
上部反射部２Ｆは、全体として椀型の底部が切断された環状をなしている。上部反射部２Ｅの上端は上部灯体２２の凹部２Ｇと接続している。

上部灯体２２は、全体として略円盤状をなし、中央部下面に設けられた逆椀型の凹部２Ｇ、中央部上面に設けられた上部透光部２Ｈ、および外周部に設けられた側部透光部２Ｊが、アルミ鋳物などにより一体に形成されている。
上部灯体２２の下面外周部には、ネジ穴（図示せず）が設けられており、下部灯体２１の取付穴（図示せず）と対向して、皿部２Ａに環状のパッキン２４を挟んで載置された上部灯体２２が、この取付穴を挿通して上記ネジ穴とする螺合するネジ２３により、皿部２Ａの上面に固定されている。

上部灯体２２と下部灯体２１の上面には、灯体２の中央部から等角度間隔で、下部灯体２１の外周部に向かって伸遠する６つの稜部２Ｋが形成されており、稜部２Ｋの上面は、外周部に向かって下方へ傾斜している。
凹部２Ｇは、その下端が下部灯体２１の光源収納部２Ｄに接続しており、光源４の上部を収納する。また、凹部２Ｇは、その上端が上部透光部２Ｈと接続しており、光源４からの直接光や反射部２Ｅ，２Ｆからの反射光を、灯体２の外側上方へ導く。

上部透光部２Ｈは、凹部２Ｇの上端と上部灯体２２の上面とを上下に貫通する円筒穴からなり、その内壁に補助反射部２Ｉが形成されている。この補助反射部２Ｉは、鋳造された上部灯体２２の壁面をそのまま用いてもよいが、上部透光部２Ｈの内壁面を金属加工あるいは研磨して得られた金属面により形成してもよく、メッキ処理で鏡面を形成してもよい。
上部透光部２Ｈの上端開口部には、円盤状のレンズ６１が嵌着されている。このレンズ６１は、ガラスなどの透明部材からなり、上部透光部２Ｈを覆うように環状のパッキン６Ａを介して上部灯体２２の上面に固着されている。

側部透光部２Ｊは、凹部２Ｇと連通するよう、稜部２Ｋの間に形成された平面視略扇型の凹部とからなり、皿部２Ａの外周部に向かって上方へ傾斜している。この側部透光部２Ｊには、凹部２Ｇとの連通部に環状のレンズ６２が嵌着されている。このレンズ６２は、ガラスなどの透明部材からなり、上部灯体２２が下部灯体２１へ固定された状態で、環状のパッキン６Ｂ，６Ｃを介して上部灯体２２と下部灯体２１により上下から挟持されている。

取付板３は、平面視略円盤皿状をなし、中央部上面には上方に向かって突設された円形の凸部３Ａが形成されており、凸部３Ａの裏側下面には凹部３Ｂが形成されている。下部灯体２１の筒部２Ｂには、その下端先端に３つのネジ穴が形成されており、取付板３に形成された取付穴を挿通するネジ３１がネジ穴に螺合することにより、環状のパッキン３２を介して取付板３が筒部２Ｂの下端に固定されている。

凸部３Ａには、配線８を取り付けるための１対の端子４２と、この端子４２と光源４のソケット４１と電気的に接続する端子板４３が設けられている。端子４２は、取付板３に形成された端子穴を挿通するボルトとナットからなる。凹部３Ｂには、端子４２を絶縁するためにシリコン樹脂などの充填材３３が充填されている。
光源４は、円筒状のフィラメント４Ａを有するハロゲン電球などの高輝度光源からなりソケット４１に嵌合されて、光源収納部２Ｄおよび凹部２Ｇの中央部に直立した状態で支持される。ソケット４１は、端子板４３により取付板３から上方へ突設するよう固定されている。光源４としては、球体が透明ガラスからなる透明球のほか、球体ガラスにフロスト処理を施したフロスト球を用いてもよい。

[航空灯火の動作]
次に、図４〜図７を参照して、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の動作について説明する。図４は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火から出射される直接光を示す説明図である。図５は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の上部透光部から出射される反射光を示す説明図である。図６は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の上部透光部から出射される再反射光を示す説明図である。図７は、本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の側部透光部から出射される反射光を示す説明図である。

まず、図４を参照して、航空灯火１０から出射される直接光７Ａ，７Ｂについて説明する。
光源４のフィラメント４Ａの上端から出た光の一部は、凹部２Ｇ、上部透光部２Ｈ、およびレンズ６１を介して灯体２の上方へ向けて出射される。この直接光７Ａは、上下角度方向において真上方向から斜め上方まで拡がりを持つものの、真上方向θａ１からフィラメント４Ａの上端と上部透光部２Ｈの内壁上端部２Ｈａを結ぶ角度θａ２までの角度範囲θａに制限される。

また、光源４のフィラメント４Ａの側部から出た光の一部は、光源収納部２Ｄ、レンズ６２、および側部透光部２Ｊを介して灯体２の斜め上方へ向けて出射される。この直接光７Ｂはレンズ６２の光学特性にも依存するが、上下角度方向においてフィラメント４Ａの下端と側部透光部２Ｊの内壁上端部２Ｊａを結ぶ角度θｂ１から、フィラメント４Ａの上端と側部透光部２Ｊの内壁下端部２Ｊｂを結ぶ角度θｂ２の角度範囲θｂに制限される。
したがって、光源４が透明球である場合、光源４からの直接光は、角度範囲θａ，θｂに制限され、θａとθｂの間の角度範囲には出射されない。

次に、図５を参照して、上部反射部２Ｆで反射され上部透光部２Ｈから出射される反射光７Ｃについて説明する。
光源４のフィラメント４Ａの側部から出た光の一部は、光源収納部２Ｄを介してその内壁に形成されている上部反射部２Ｆで反射され、この反射光７Ｃは、凹部２Ｇ、上部透光部２Ｈ、およびレンズ６１を介して灯体２の斜め上方へ向けて出射される。
この際、上下角度方向において、上部反射部２Ｆの上端部２Ｆａと上部透光部２Ｈの内壁上端部２Ｈａを結ぶ角度θｃ２が、フィラメント４Ａの上端と上部透光部２Ｈの内壁上端部２Ｈａを結ぶ角度θａ２より低い角度となる位置に、上部反射部２Ｆが形成されている。

これにより、反射光７Ｃは、光源４の上端からの直接光７Ａと比較して、上下角度方向において直接光７Ａより低い角度範囲θｃへ、灯体２の斜め上方へ向けて出射することができ、全体として広い角度範囲θａ，θｃへ光を出射することが可能となる。また角度範囲θａとθｃが重なる範囲では光の光量を増やすことができる。また、光源４としてフロスト球を用いた場合、下部反射部２Ｅからの反射光も上部透光部２Ｈを介して灯体２の斜め上方へ向けて出射されるため、上部透光部２Ｈを介して灯体２の斜め上方へ向けて出射される光の光量を大幅に増やすことができる。

次に、図６を参照して、上部反射部２Ｆおよび補助反射部２Ｉで反射され上部透光部２Ｈから出射される反射光７Ｄについて説明する。
光源４のフィラメント４Ａの側部から出た光の一部は、光源収納部２Ｄを介してその内壁に形成されている上部反射部２Ｆで反射され、その一部の反射光が凹部２Ｇを介して上部透光部２Ｈの内壁に形成されている補助反射部２Ｉで再反射され、この反射光７Ｄは、レンズ６１を介して灯体２の斜め上方へ向けて出射される。
この際、上下角度方向において、上部透光部２Ｈの内壁下端部２Ｈｂ（補助反射部２Ｉの下端）と上部透光部２Ｈの内壁上端部２Ｈａを結ぶ角度θｄ２が、フィラメント４Ａの上端と上部透光部２Ｈの内壁上端部２Ｈａを結ぶ角度θａ２より低い角度となる位置に、補助反射部２Ｉが形成されている。

これにより、反射光７Ｄは、光源４の上端からの直接光７Ａと比較して、上下角度方向において直接光７Ａより低い角度θｄ２までの角度範囲θｄで、灯体２の斜め上方へ向けて出射することができる。したがって、上下角度方向において反射光７Ｃよりさらに低い角度範囲θｄへ光を出射することができ、全体として広い角度範囲θａ，θｃ，θｄへ光を出射することが可能となる。また角度範囲θｃとθｄが重なる範囲では光の光量を増やすことができる。
また、レンズ６１の表面にプリズム処理やフロスト処理を施すことにより、上部透光部２Ｈから斜め上方へ向けて出射される光の光束を拡散させることができ、より広い範囲へ光を出射することが可能となる。

次に、図７を参照して、下部反射部２Ｅで反射され側部透光部２Ｊから出射される反射光７Ｅについて説明する。
光源４のフィラメント４Ａの側部から出た光の一部は、光源収納部２Ｄを介してその内壁に形成されている下部反射部２Ｅで反射された後、レンズ６２および側部透光部２Ｊを介して灯体２の斜め上方へ向けて出射される。この際、下部反射部２Ｅが、フィラメント４Ａとレンズ６２を結ぶ後方延長線上に位置しているため、反射光７Ｄは、上下角度方向において直接光７Ｂとほぼ等しい角度θｅ１からθｅ２までの角度範囲θｅで出射される。

これにより、側部透光部２Ｊから出射される光の光量を増やすことができる。また下部反射部２Ｅの位置を、フィラメント４Ａとレンズ６２を結ぶ延長線上より下方に配置することにより、直接光７Ｂより斜め上方に反射光７Ｅを出射することができ、上下角度方向においてより広い角度範囲へ光を出射することが可能となる。

このように、本実施の形態は、光源４を取り囲む下部灯体２１の内壁面からなる反射部２Ｅ，２Ｆを設けて、光源４からの光を反射して透光部２Ｈ，２Ｊから灯体２の外側へ出射するようにしたので、光源からの光を上下角度方向において広い角度範囲で効率よく出射することができるとともに、灯体内の空間が狭いため光源からの光を外部へ効率よく導くことができる。
また、従来は黒色に塗装することにより光を吸収していた下部灯体２１の内壁面を利用して反射部２Ｅ，２Ｆを形成したので、別途反射鏡を設ける必要がなく、反射鏡を灯体内部に収納するスペースがない場合でも、光源４からの光を外部へ効率よく導くことができる。また別個の部品として反射鏡が不要なため、航空灯火全体のコストダウンを実現できる。

本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す平面図である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す正面視断面図(II-II)である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火を示す底面視断面図(III-III)である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火から出射される直接光を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の上部透光部から出射される反射光を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の上部透光部から出射される再反射光を示す説明図である。 本発明の一実施の形態にかかる航空灯火の側部透光部から出射される反射光を示す説明図である。

符号の説明

１０…航空灯火、１…基台、１Ａ〜１Ｃ…導入口、１Ｄ…フランジ部、１Ｅ…リブ、１１…ボルト、１２…ナット、１３…パッキン、２…灯体、２１…下部灯体、２２…上部灯体、２３…ネジ、２４…パッキン、２Ａ…皿部、２Ｂ…筒部、２Ｃ…端子収納部、２Ｄ…光源収納部、２Ｅ…下部反射部、２Ｆ…上部反射部、２Ｇ…凹部、２Ｈ…上部透光部、２Ｈａ…内壁上端部、２Ｈｂ…内壁下端部、２Ｉ…補助反射部、２Ｊ…側部透光部、２Ｊａ…内壁上端部、２Ｊｂ…内壁下端部、２Ｋ…稜部、３…取付板、３Ａ…凸部、３Ｂ…凹部、３１…ネジ、３２…パッキン、３３…充填材、４…光源、４Ａ…フィラメント、４１…ソケット、４２…端子、４３…端子板、６１…レンズ、６２…レンズ、６Ａ〜６Ｃ…パッキン。

Claims (2)

1. 光源が内部に配置されるとともに、箱状の基台に取り付けられる蓋状の灯体と、
   前記灯体に設けられて前記光源からの光を前記灯体の外側へ出射する透光部と、
   前記光源を取り囲む前記灯体の内壁面からなり、前記光源からの光を反射して前記透光部から前記灯体の外側へ出射する反射部と
   を備え、
   前記透光部は、前記光源からの光を上方に出射する上部透光部を有し、
   前記上部透光部を形成する前記灯体の内壁面からなり、前記反射部からの反射光を再度反射して出射する補助反射部をさらに備える
   ことを特徴とする航空灯火。
2. 光源が内部に配置されるとともに、箱状の基台に取り付けられる蓋状の灯体と、
   前記灯体に設けられて前記光源からの光を前記灯体の外側へ出射する透光部と、
   前記光源を取り囲む前記灯体の内壁面からなり、前記光源からの光を反射して前記透光部から前記灯体の外側へ出射する反射部と
   を備え、
   前記透光部は、前記光源からの光を上方に出射する上部透光部と、前記光源からの光を斜め上方に出射する側部透光部を有し、
   前記反射部は、前記椀状に形成された前記内壁面を上下に分割して形成した、異なる凹曲面からなる上部反射部と下部反射部からなり、
   前記上部反射部は前記光源からの光を前記上部透光部に対して反射し、前記下部反射部は前記光源からの光を前記側部透光部に対して反射する
   ことを特徴とする航空灯火。

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