JP5405204B2 - 擬似回転警告灯 - Google Patents

Description

本発明は、緊急車両や工事車両等に装備される警告灯、特に、反射鏡を回転させることなく、光源の電気的制御によって警告光を擬似的に回転させる擬似回転警告灯に関する。

従来、反射鏡をモータで回転する警告灯が知られている。例えば、図１８に示す従来の警告灯５１は、固定軸５２の上端に光源ベース５３を設け、光源ベース５３の上に電球５４を設置し、電球５４からの光を反射する反射鏡５５をターンテーブル５６と一緒にモータ５７で回転させるように構成されている。特許文献１には、図１８と同様の回転駆動機構を用いて、ＬＥＤ光源からの光を回転させる警告灯が記載されている。

また、従来、回転駆動機構を使用しないで、光源の電気的制御により警告光を擬似的に回転させる擬似回転警告灯も知られている。例えば、特許文献２，３の擬似回転警告灯は、支柱の上端に基台を垂直に取り付け、基台に発光色が異なる複数のＬＥＤ光源を円形に配列し、各ＬＥＤ光源の駆動電流を順次制御し、基台表面からの拡散光を水平軸線の周りで擬似的に回転させるようになっている。

特開２００７−２９４２７１号公報 特開２００３−６８１０５号公報 特開２００８−２０３３８５号公報

ところが、従来の警告灯５１によると、反射鏡５５をモータ５７で回転しているので、モータ５７が電力を消費する、可動部に故障や回転音が発生しやすい、反射鏡５５の回転軸線が振れた場合に光量が不均一になって配光むらが発生する、などの問題点があった。また、従来の擬似回転警告灯は、ＬＥＤ光源からの光が基台の表面で拡散するので、遠方になるほど警告光の回転が不明瞭になり、車載警告灯などの用途において、充分な視認性が得られないという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、回転駆動機構を必要としない構成によって、遠方からの視認性に優れた回転警告光を生成できる擬似回転警告灯を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は次のような擬似回転警告灯を提供する。
（１）垂直軸線の周りに配列された複数の半導体光源と、各半導体光源の光を垂直軸線の周辺に放射する複数の放射部材と、半導体光源および放射部材を定位置に固定するホルダと、放射部材からの光が回転して見えるように、各半導体光源に流れる電流を順次制御する光源回路とを備えたことを特徴とする擬似回転警告灯。

ここで、半導体光源としては、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＬＤ（レーザーダイオード）、有機または無機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）等の発光素子を備えた光源を使用できる。放射部材としては、半導体光源からの光を反射する反射鏡、または、半導体発光素子の光でそれ自体が面発光する発光パネルを使用できる。

（２）複数の放射部材に、それぞれ、半導体光源の一部の光を隣接する放射部材と同じ向きに放射する放射面を形成した（１）に記載の擬似回転警告灯。

（３）光源回路が隣接する半導体光源を所定時間同時に点灯させる（２）に記載の擬似回転警告灯。

（４）放射部材に反射鏡を使用し、反射鏡が半導体光源からの光を水平面を含む下向きに反射させる（３）に記載の擬似回転警告灯。

（５）半導体光源よりも反射鏡の外側となる位置にレンズを設け、レンズが反射鏡に入射しない光を捕集する（４）に記載の擬似回転警告灯。

上記（１）の擬似回転警告灯によれば、半導体光源の光を擬似的に回転させて、放射部材で垂直軸線の周辺に放射するので、回転駆動機構を必要としない構成により、遠方からの視認性に優れた回転警告光を生成できるという効果がある。

上記（２）の擬似回転警告灯によれば、半導体光源からの一部の光を隣接する放射部材で同じ向きに放射し、幅広の回転警告光を生成できるという効果がある。

上記（３）の擬似回転警告灯によれば、隣接する半導体光源を所定時間同時に点灯させ、回転警告光を垂直軸線周りで滑らかに流転させることができるという効果がある。

上記（４）の擬似回転警告灯によれば、半導体光源からの光を反射鏡で下向きに反射させ、特に、車両に搭載した場合に、車体近辺を明るく照明できるという効果がある。

上記（５）の擬似回転警告灯によれば、反射鏡に入射しない光をレンズで捕集し、光の利用効率を高めることができるという効果がある。

本発明の一実施形態を示す車載警告灯の斜視図である。 図１の警告灯の光源ユニットを示す平面図である。 光源ユニットの内部を示す図２の３−３線断面図である。 反射鏡の形状を示す図３の４−４線断面図である。 ＬＥＤ光源からの光を擬似的に回転させる原理を示す模式図である。 ＬＥＤ光源に流す電流の制御例を示すグラフである。 ステップ付き反射鏡を備えた光源ユニットの変更例を示す横断面図である。 複数のＬＥＤ光源を備えた反射鏡の変更例を示す縦断面図である。 発光パネルを備えた光源ユニットの変更例を示す横断面図である。 発光パネルを示す図９の光源ユニットの部分正面図である。 集光レンズを備えた光源ユニットの変更例を示す斜視図である。 図１１の光源ユニットの内部を示す縦断面図である。 二つの反射面を備えた反射鏡の変更例を示す縦断面図である。 図１３の反射鏡による配光パターンを例示する模式図である。 集光レンズの変更例を示す反射鏡の縦断面図である。 図１５の集光レンズによる配光パターンを例示する模式図である。 図１の警告灯が装備された車両の側面図である。 従来の回転駆動機構付き警告灯を示す斜視図である。

以下、本発明を車載警告灯に具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。図１に示すように、この車載警告灯１は、緊急車両や工事車両等の車体４０（図１７参照）の屋根等に設置されるシャーシ２を備えている。シャーシ２には透明なグローブ３とホルダ４が設けられ、ホルダ４上に光源ユニット５が取り付けられている。そして、光源ユニット５が擬似的に回転する警告光を生成し、この回転警告光で車体の全周域を照明するようになっている。

図２、図３に示すように、光源ユニット５は平面六角形のベース６を備えている。ベース６上には放射部材としての６つの反射鏡７と光源基板８とが配設され、光源基板８上に半導体光源であるＬＥＤ光源９が装着されている。反射鏡７およびＬＥＤ光源９は、光源ユニット５の中心を通る垂直軸線Ｖの周りに等角度をおいて配列されている。そして、ホルダ４が反射鏡７およびＬＥＤ光源９をシャーシ２に対する定位置に固定している。

図３、図４に示すように、各反射鏡７は、それぞれ同じ形状、つまり光源ユニット５の中心から外側に向かって広がる半切円錐形に成形され、ＬＥＤ光源９からの光を垂直軸線Ｖの周辺に放射する。反射鏡７の周壁には３つの反射面７ａ，７ｂ，７ｃが形成され、それぞれがＬＥＤ光源９からの光を水平面を含む下向きに反射させる。したがって、図１７に示すように、車載警告灯１からの警告光で車体４０の近辺を明るく照明することができる。

図４において、中央の反射面７ａはＬＥＤ光を前方（視認者側）に反射させ、左右の反射面７ｂ，７ｃがＬＥＤ光を互いに交差する状態で両側方に反射させる。そして、前方に向かう反射光Ａ１は、隣接する反射鏡７から側方に向かう反射光と同じ向きとなる。すなわち、図５に示すように、反射鏡７Ａから前方に向かう反射光Ａ１は、円周方向の前後に隣接する反射鏡７Ｆ，７Ｂから側方へ向かう反射光Ｆ３，Ｂ２と平行になる。このため、隣接する反射鏡７Ｆ，７Ａ，７Ｂから遠方の視認者Ｍに向けて幅広の警告光を照射することができる。

反射鏡７からの光が回転して見えるように、各ＬＥＤ光源９に流れる電流は光源回路１１（図１参照）によって、図６に示すように制御される。ここで、反射鏡７Ａに対応するＬＥＤ光源Ａの電流は、０から点灯開始値まで一気に上昇し、点灯開始値からピーク値まで徐々に上昇し、ピーク値から消灯開始値まで徐々に下降したのち、０まで一気に下降する。続くＬＥＤ光源Ｂ〜Ｆも同じパターンで順次制御され、６つのパターンを一周期とし、警告光が垂直軸線Ｖの周りで一回転する。

警告光が隣接する反射鏡７から同時に発生するように、光源回路１１は６つのパターンを部分的にラップさせ、隣接するＬＥＤ光源９を所定時間同時に点灯させる。これにより、図５において、視認者Ｍから見て左側の反射鏡７Ｆからの反射光Ｆ３が減衰に向かうに従って正面側の反射鏡７Ａに反射光Ａ１が発生し、この反射光Ａ１が減衰に向かうに従って右側の反射鏡７Ｂに反射光Ｂ２が発生する。このため、警告光を反射鏡７Ｆ→反射鏡７Ａ→反射鏡７Ｂへと滑らかに流転させ、垂直軸線Ｖの全周に切れ目のない回転警告光を生成できる。なお、隣接する２つまたは３つのＬＥＤ光源９を一組とし、各組ごとに電流を制御することもできる。

この実施形態の車載警告灯１は、ＬＥＤ光源９の電気制御により光源ユニット５からの警告光を擬似的に回転させているので、従来のようなモータ付き回転駆動機構を省くことができる。したがって、消費電力を節減し、回転音をなくし、故障を減らし、メンテナンスを容易にできる。また、反射鏡７とＬＥＤ光源９をホルダ４で固定し、両者の相対変位による配光むらを防止し、遠方からの視認性に優れた回転警告光を生成できるうえ、警告光の回転方向、速度、光量、点滅パターンを容易に変更することもできる。

次に、光源ユニット５の幾つかの変更例を図７〜図１６に基づいて説明する。図７に示す光源ユニット５では、反射鏡７の周壁内面に一つまたは複数の偏光ステップ１３が設けられている。反射鏡７Ａの偏光ステップ１３は、ＬＥＤ光源９からの光の一部を左右両側方に偏向させ、偏向後の反射光Ａ２，Ａ３を隣接する反射鏡７Ｆ，７Ｂから前方へ向かう反射光Ｆ１，Ｂ２と同じ向きとなるように出射する。したがって、図５に示す光源ユニット５と同様に、幅広の回転警告光を生成できる。

図８に示す光源ユニット５では、一つの反射鏡７に３つのＬＥＤ光源９が配設され、それぞれの光が対応する反射面７ａ，７ｂ，７ｃに入射するようになっている。６つの反射鏡７を備えた光源ユニット５の場合は（図５参照）、合計１８個のＬＥＤ光源９に流れる電流を順次制御することで、より精細な回転警告光を生成することができる。

図９、図１０に示す光源ユニット５では、反射鏡７にかえ、放射部材として薄型の発光パネル１５が使用されている。発光パネル１５の内部には、縦方向に複数のＬＥＤ光源９が埋設されている。発光パネル１５の放射面には、ＬＥＤ光源９からの光を回転方向に拡散できるように、縦長の散光ステップ１６が横方向に複数配列されている。発光パネル１５は、３枚を一組とし、合計１８枚で光源ユニット５に６つの放射セル１７Ａ〜１７Ｆを区画形成している。

そして、各放射セル１７において、３枚の発光パネル１５は外向きに開くように組み合わされ、中央の発光パネル１５がＬＥＤ光を前方に向けて出射し、左右の発光パネル１５がＬＥＤ光を側方に向けて出射するようになっている。前方に向かう光量を増やすために、中央の発光パネル１５を相対的に幅広に形成し、左右の発光パネル１５を相対的に幅狭に形成するのが好ましい。

図１１、図１２に示す光源ユニット５では、反射鏡２１にマルチステップの反射面２２が用いられ、ＬＥＤ光源９よりも反射鏡２１の外側となる位置に集光レンズ２３が設けられている。集光レンズ２３は、ＬＥＤ光源９からの光のうち反射面２２に入射しない光を捕集し、水平面よりも下向きに出射する。したがって、ＬＥＤ光源９からの光を有効に利用し、特に、車体の近辺を明るく照明することができる。

図１３、図１４に示す光源ユニット５では、反射鏡２５にマルチステップの第一反射面２６と、変形放物面からなる第二反射面２７とが設けられている。第一反射面２６は、ＬＥＤ光源９からの光を水平面を含む下向きに反射し、反射鏡２５の前方照射域に拡散パターンＰを形成する。第二反射面２７は、反射鏡２５の基端収束部に凹設され、ＬＥＤ光源９からの光を集め、それより前方に位置する集光レンズ２８に入射させる。

集光レンズ２８は、第一反射面２６に入射しない光と、第二反射面２７からの光とを捕集し、略水平な平行光として反射鏡２５の前方へ出射し、第一反射面２６が形成した拡散パターンＰの中心部に高輝度のホットゾーンＨを形成する。したがって、この変更例によれば、ＬＥＤ光源９からの光を有効に利用し、中心部が明るい優れた視認性の配光パターンを生成することができる。

図１５、図１６に示す光源ユニット５では、集光レンズ３０として凹レンズが用いられている。この集光レンズ３０は、ＬＥＤ光源９からの光のうち、反射鏡２１の反射面２２に入射しない光を捕集し、水平面よりも上向きに拡散させ、マルチステップの反射面２２が形成した拡散パターンＰの上部に比較的大きなホットゾーンＨを形成する。したがって、ＬＥＤ光源９からの光を有効に利用し、拡散パターンＰ中の光量が不足する部分に光を補充することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するように、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、警告灯の用途や構成を適宜に変更することも可能である。
（１）図１に示すような擬似回転警告灯を、航空機や船舶用の警光灯、生産ライン用の標識灯、商業設備用の広告灯などに適用すること。
（２）図１に示す車載警告灯１をパトカー等の屋根に設置される警告装置の横長グローブに内装すること。

（３）図２に示す光源ユニット５を三角形、四角形、五角形、それ以上の多角形に形成すること。
（４）図３に示す反射鏡７は、ベース６と一体に樹脂で成形してもよく、ベース６と別体に樹脂やアルミ等の軽量材料で成形してもよい。
（５）反射鏡７の全体形状を半切多角錐とすること。
（６）図９、図１０に示す発光パネル１５に有機または無機ＥＬパネルを使用すること。

１ 車載警告灯
２ シャーシ
４ ホルダ
５ 光源ユニット
７，２１，２５ 反射鏡
９ ＬＥＤ光源
１１ 光源回路
１５ 発光パネル
２３，２８，３０ 集光レンズ
Ｖ 垂直軸線

Claims (4)

1. 垂直軸線の周りに配列された複数の半導体光源と、各半導体光源の光を垂直軸線の周辺に放射する複数の放射部材と、半導体光源および放射部材を定位置に固定するホルダと、放射部材からの光が回転して見えるように、各半導体光源に流れる電流を順次制御する光源回路とを備え、
   前記複数の放射部材に、それぞれ、半導体光源の一部の光を隣接する放射部材と同じ向きに放射する放射面を形成したことを特徴とする擬似回転警告灯。
2. 前記光源回路が隣接する半導体光源を所定時間同時に点灯させる請求項１記載の擬似回転警告灯。
3. 前記放射部材に反射鏡を使用し、反射鏡が半導体光源からの光を水平面を含む下向きに反射させる請求項２記載の擬似回転警告灯。
4. 前記半導体光源よりも反射鏡の外側となる位置にレンズを設け、レンズが反射鏡に入射しない光を捕集する請求項３記載の擬似回転警告灯。

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