JP5650065B2 - traffic lights - Google Patents
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Description
本発明は、信号機に関する。 The present invention relates to a traffic light.
近年、信号機において、低消費電力、長寿命、視認性の高さといった利点を得るため、光源を従来の電球に代え、発光ダイオードを使用したものが使用されている。これら発光ダイオード式信号機では、多数の発光ダイオードが信号機の発光面上に平面的に配置されている。このような発光ダイオード式信号機では、発光ダイオードの素子あたりの発光輝度が向上すると、発光ダイオードの総数を削減することができるが、発光ダイオードの数が減少すると、発光面を観た際の粒状感が増すことが予想される。 In recent years, in order to obtain advantages such as low power consumption, long life, and high visibility in traffic lights, those using light emitting diodes instead of conventional light bulbs have been used. In these light emitting diode type traffic lights, a large number of light emitting diodes are arranged in a plane on the light emitting surface of the traffic light. In such a light emitting diode type traffic light, the total number of light emitting diodes can be reduced if the light emission luminance per element of the light emitting diode is improved, but if the number of light emitting diodes is reduced, the graininess when viewing the light emitting surface is observed. Is expected to increase.
これに対し、発光ダイオードからの光線を導光板を使用して平面的に拡散することにより、少ない発光ダイオードであっても違和感のない平面発光が得られると考えられる。 On the other hand, it is considered that planar light emission with no sense of incongruity can be obtained even with a small number of light emitting diodes by diffusing light rays from the light emitting diodes in a planar manner using a light guide plate.
特許文献1には、交通標識の表示が付された交通標識であって、白色発光のLEDを導光板の入光端面に配置し、導光板の出光面に取り付けられた表示を面発光させるものが記載されている。
上述したように、発光ダイオード式信号機ではそもそも消費電力が従来の電球を使用した信号機に比して低いため、その発熱量は小さいものとなる。加えて、導光板を使用した形式とすると、発熱源である発光ダイオードが発光面外に配置されることとなるため、発光面の温度上昇は極めて低いものに留まる。 As described above, since the power consumption of a light emitting diode type traffic light is lower than that of a traffic light using a conventional light bulb, the amount of heat generated is small. In addition, when the light guide plate is used, the light emitting diode as a heat generation source is disposed outside the light emitting surface, so that the temperature rise on the light emitting surface remains extremely low.
このような信号機を寒冷地に設置すると、冬季に発光面に付着した雪や氷が解けることなく残存し、発光面が視認できなくなってしまう。さりとて、氷雪を融解するためにヒータ等の発熱源を設けることは、信号機のコスト増を招くほか、そもそも発光ダイオードを採用した契機である低消費電力という利点を損なうことになる。 When such a traffic light is installed in a cold region, snow and ice attached to the light emitting surface remain in the winter without melting, and the light emitting surface becomes invisible. In the meantime, providing a heat source such as a heater to melt ice and snow not only increases the cost of the traffic light but also detracts from the advantage of low power consumption, which is an opportunity to adopt a light emitting diode.
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、発光ダイオードと導光板を用いた信号機において、冬季の発光面の視認性を確保することである。 This invention is made | formed in view of this situation, The subject which it is going to solve is ensuring the visibility of the light emission surface of winter in the traffic signal using a light emitting diode and a light-guide plate.
上記課題を解決するために、本発明に係る信号機は、端面から入射した光の向きを変え、前面より出光させる導光板と、前記導光板の端面に面して配置される複数の発光ダイオードと、発光面を有する透明のカバーと、前記導光板の前側に配置されるとともに、前記発光面において前記カバーの背面に接触し、前記発光ダイオードと熱的に接続されて前記発光ダイオードから発せられた熱を前記発光面の少なくとも一部の領域である加熱領域に伝える伝熱部材と、を有する灯器を備える。 In order to solve the above problems, a traffic light according to the present invention includes a light guide plate that changes the direction of light incident from an end surface and emits light from the front surface, and a plurality of light emitting diodes that are arranged to face the end surface of the light guide plate. a transparent cover having a light emitting surface, wherein disposed on the front side of the light guide plate Rutotomoni, in contact with the rear surface of said cover at said light emitting surface, is emitted from the light emitting diode and thermally connected to with the light emitting diode comprising a lighting device having a heat transfer member transferring heat to the heating zone at least a portion of a region of the light emitting surface.
上記本発明によれば、発光ダイオードと導光板を用いた信号機において、冬季の発光面の視認性を確保することができる。 According to the present invention, the visibility of the light emitting surface in winter can be ensured in a traffic light using a light emitting diode and a light guide plate.
図1は、本発明の一実施形態に係る信号機1の正面斜視図である。図示した信号機1は赤黄緑の3色を発光する一般的な縦型信号機であり、ケース10の前面に設けられた開口11から、3つの発光面12が見えている。なお、本明細書で「発光面」とは、信号機1の発光が視認される面を指しており、図示した信号機1において、上側に配置される発光面12は赤色に、中央に配置される発光面12は黄色に、下側に配置される発光面12は緑色に発光する。また、各発光面12の上部から両側部にかけては、庇13が設けられる。
FIG. 1 is a front perspective view of a
なお、本実施形態では、信号機1として3灯式の縦型信号機を示したが、これに限定するものでなく、発光面12の数及びその発色は任意であり、また、複数の発光面12が水平方向に配置される横型信号機であってもよい。また、図示の発光面12は円形であるが、これに限定するものではなく、他の形状、例えば角型であってもよい。
In the present embodiment, a three-lamp type vertical traffic signal is shown as the
図2は、信号機1の背面分解斜視図である。ケース10は、前ケース10F及び後ケース10Rからなっており、その内部に発光面12の数に対応した数の灯器2を収容している。灯器2の数は本実施形態では3台である。ケース10の材質は特に限定されないが、本実施形態では金属、例えば鋼板により製造されている。庇13は前ケース10Fに溶接或いはネジ止め等の適宜の方法で取り付けられている。また、前ケース10Fには、灯器2を固定するための灯器固定部14が適宜設けられている。本実施形態では、灯器2はネジ止めにより前ケース10Fに固定されるため、灯器固定部14は雌ネジである。また、後ケース10Rには、灯器2から延びる電気配線をケース10の外部に引き出すための配線孔15が設けられている。
FIG. 2 is an exploded rear perspective view of the
なお、本明細書において、「灯器」とは、一の発光面12(図1参照)に対応して設けられる一単位の発光器具を指すものとする。従って、複数の発光面12を有する信号機1は、発光面12に応じた数の灯器2を有することになる。
In the present specification, the “lamp” refers to a unit of light emitting device provided corresponding to one light emitting surface 12 (see FIG. 1). Therefore, the
図3は、灯器2の正面斜視図である。本実施形態では、灯器2は、発光ダイオードの発色光が異なること、また発色の異なる発光ダイオードの輝度に応じて発光ダイオードの数及び配置密度が変更されることを除いては、全て同じ構造であるため、ここでは、図2の下側に配置された緑色に発光する灯器2を代表として示した。
FIG. 3 is a front perspective view of the
灯器2は、本実施形態では、図示の通り概ね6角形の外形を有するハウジング28内に種々の部材を収容した構造となっている。灯器2の前面側には透明のカバー21が見えており、カバー21はネジ210によりハウジング28に固定されている。また、カバー21の前面には発光面12が前面側に凸となる形状で突き出しており、発光面12の外周を囲むようにガスケット20が設けられている。ハウジング28の外周の適宜の位置には、ハウジング取付部280が設けられ、ハウジング28を前ケース10Fに取り付けられるようになっている。本実施形態では、ハウジング取付部280は、ネジ止めのための穴を有する突起である。
In the present embodiment, the
図4は、灯器2の分解斜視図であり、図3に示したものと同じ灯器2を示している。灯器2は、前面から、ガスケット20、カバー21、伝熱部材22、スペーサ23、光学シート群24、導光板25及び反射シート26をこの順に配置し、断熱部材27と共にハウジング28内に収容した構造となっている。なお、同図では、電気配線や電子部品の類は図示を省略している。
FIG. 4 is an exploded perspective view of the
ガスケット20は、カバー21の発光面12の周囲に配置され、カバー21と前ケース10F(図2参照)の間に挟み込まれることで、前ケース10Fとカバー21との隙間を液密に封止する。ガスケット20の材質や配置方法は特に限定されないが、本実施形態では、黒色のゴム製の輪である。ガスケット20としては、一般的なOリング等の環状シール材を用いてもよいし、カバー21又は図2に示す前ケース10Fの開口11の周縁に適宜のコーキング材等のシール材を塗布することによりガスケット20としてもよい。なお、本実施形態のガスケット20が黒色であるのは、耐候性に優れること、カバー21の前面への光の漏れ出しを防止できることによるが、特にその色を限定するものではない。
The
カバー21は、灯器2の内部構造を外部環境から保護する透明の板状部材であり、ガラスあるいは合成樹脂製としてよい。なお、後述するように、カバー21の背面に伝えられた熱をその前面に伝えるには、カバー21の熱伝導性がよい材料が好ましい一方、カバー21の厚みが増加するとカバー21の厚み方向の熱抵抗が増加する。そのため、カバー21の強度を確保出来る厚さとした際の厚さ方向の熱抵抗を勘案して、カバー21の適切な材料を選択するとよい。本実施形態では、カバー21を合成樹脂であるポリカーボネート製とし、その発光面12における厚さは2mmである。また、カバー21の前面において、前ケース10Fの開口11(図2参照)より露出する部分である発光面12は、前側に凸となる形状となっている。これは、後述するように、前ケース10Fの前面と発光面12との間に段差が生じないようにするための構造である。
The
伝熱部材22は、導電性に優れた材料、例えば、アルミなどの金属製の部材であり、カバー21の背面側に配置される。伝熱部材22は、多角形状、ここでは6角形の外形を有しており、その各辺は背面側に折り曲げられた載置部220となっている。載置部220の内面には複数の発光ダイオードが設けられる。また、伝熱部材22の発光面12と重なり合う領域は、図示のように複数の開口が設けられたハニカムメッシュとなっており、伝熱部材22の背面側に設けられた導光板25から出射した光線を透過するようになっている。かかるハニカムメッシュは、灯器2の組み立て時にはカバー21の背面に熱的に接触し、発光ダイオードの発光時の発熱を載置部220からハニカムメッシュに伝え、さらに、カバー21の背面に伝える。これにより、発光ダイオードからの発熱を利用してカバー21を温め、特に冬季において、発光面12の前面に付着した氷雪を溶融しあるいは付着を防止することにより、発光面12の視認性を確保する。
The
以降、本明細書では、発光ダイオードの発光時の発熱が伝熱部材22に伝えられる主たる領域を加熱領域と呼び、それ以外の領域を非加熱領域と呼ぶこととする。加熱領域は、発光面12の少なくとも一部を覆う領域であり、発光面12の全面が加熱領域であってもよい。本実施形態では、図示のように、伝熱部材22のハニカムメッシュが上下に区切られており、上側のハニカムメッシュには載置部220からの熱は伝わりづらく、下側のハニカムメッシュには載置部220からの熱が伝わりやすくなっている。この構造の詳細は後述するが、従って、この例では、加熱領域は、発光面12の下側半分である。加熱領域における伝熱部材22の部分、この例で言うとハニカムメッシュの下側半分は、カバー21に熱を伝える伝熱部221となっている。換言すれば、伝熱部221は、発光面12の少なくとも一部の領域である加熱領域において発光ダイオードと熱的に接続され、導光板25から出射した光線を透過する複数の開口が設けられた部分である。また、本実施形態では、伝熱部221はカバー21の背面に接触することにより、カバー21と熱的に接続されている。ここで、カバー21は薄い平板形状であり、その厚さ方向に比べ、面内方向での熱伝導はあまり生じない。従って、カバー21は、加熱領域においては温められるが、非加熱領域ではあまり温められないことになる。したがって、非加熱領域は、加熱領域に比して発光ダイオードからの伝熱量が小さい領域であるということもできる。
Hereinafter, in this specification, a main region where heat generated during light emission of the light emitting diode is transmitted to the
なお、ここでは、発光ダイオードからの熱を、載置部220と一体に構成され、カバー21の加熱領域の背面に接触する伝熱部221を有する伝熱部材22を用いてカバー21を温める構造としたが、カバー21を温める構造はかかる構造に限定されなくともよい。すなわち、発光ダイオードとカバー21の双方に熱的に接続された状態で配置され、発光ダイオードから発せられた熱をカバー21の加熱領域、すなわち、発光面12の少なくとも一部の領域に伝える伝熱構造であればどのようなものであってもよい。例えば、ハニカムメッシュや金属製のワイヤーなどをインサート成型などによりカバー21の内部にあらかじめ埋め込んでおいたものを伝熱部221とし、灯器2の組み立て時に載置部220と伝熱部221が熱的に接触するようにしてもよい。あるいは、カバー21の加熱領域の背面に導電性ペーストなどの熱伝導性の高い材料を用いて、光線を透過する複数の開口を有するパターンを印刷などにより形成して伝熱部221とし、かかる伝熱部221と載置部220を熱的に接触させるようにしてもよい。さらには、カバー21自体を省略し、伝熱部材22が直接露出し、付着する氷雪を融解するようにしてもよいが、氷雪の脱落の容易さや耐久性の点からは、カバー21を設けた方が好ましいと言える。
Here, the structure in which the heat from the light emitting diode is configured integrally with the mounting
また、本実施形態では、伝熱部材22は図示のように多角形状となっているが、これは、伝熱部材22の形状が多角形であれば、その辺に設けられる載置部220が平面となるため、発光ダイオードの搭載が容易であることによる。なお、多角形としては、ここで示した例のように6角形に限定されず、7角形、8角形など他の形状としてもよい。多角形の辺の数には特に上限はないが、載置部220が平面となることの利点を享受するためには、12角形位が実用上の上限である。もちろん、伝熱部材22を多角形でなく、円形としてもよい。その場合には、載置部220は曲面となる。また、灯器2全体の形状はこの伝熱部材22の形状に合わせたものであるから、伝熱部材22の形状を6角形以外の形状とした場合には、灯器2全体の形状もそれに合わせてよい。
In the present embodiment, the
スペーサ23は、伝熱部材22と導光板25の間、本実施形態では光学シート群24の前に設けられ、伝熱部材22と導光板25とを熱的に隔離するために設けられる部材であり、合成樹脂等の熱伝導性の低い材料で作成される。また、このスペーサ23の裏面を、光を反射する反射面としてもよい。この場合、導光板25の発光面12に対応する部分以外の部分から前面側に出射した光は反射され、再度導光板25へと入射するため、光の利用効率を上げることができる。なお、スペーサ23は必須の部材ではなく、伝熱部材22と導光板25とが熱的に隔離されてさえいれば、省略してもよい。例えば、光学シート群24が十分な断熱性を備えていれば、スペーサ23は不要である。もちろん、スペーサ23以外の方法により伝熱部材22と導光板25とを熱的に隔離し、なおかつ、スペーサ23を設けるようにしてもよい。この場合、裏面が反射面となっているスペーサ23であれば光の利用効率が向上する効果が得られる。あるいは、スペーサ23の位置に、スペーサとしての機能を持たない単なる反射シートを設けてもよい。
The
光学シート群24は、導光板25からの光線の状態を制御するための部材であり、必要に応じて、拡散シート、プリズムシート等を適宜選択し使用する。もちろん、不要であれば省略してもよい。
The
導光板25は、側面である外周の端面から入射した光の向きを変え、前面からおおむね均一に出光させる光学部材であり、透明な合成樹脂製の板状をしている。本実施形態では、アクリル樹脂製の6角形板である。そして、導光板25の背面には、導光板25内部を全反射を繰り返して進む光線の反射方向を前面に向かう方向に変えるための適宜の光反射構造が設けられている。この例では、光反射構造として反射インクを適宜のパターンで導光板25の背面に印刷しているが、これに換え、溝あるいはディンプル等の立体構造を設けてもよい。また、導光板25の前面は平坦面であってもよいし、導光板25から出光する光の向きを制御する適宜の構造を設けてもよい。本実施形態では、導光板25の前面は平坦面である。
The
反射シート26は、導光板25の背面側に出射した光を反射し、再度導光板25内に導入することにより、光線の利用効率を高める部材である。反射シート26は、鏡面あるいは白色の反射面を前面に有する。本実施形態では、反射シート26は、ポリエチレンテレフタラート樹脂製の白色シートである。なお、反射シート26は必須のものでなく、灯器2に入光した外光、例えば西日の光線が灯器2内部で反射し、灯器2が点灯しているかのように見えるいわゆる疑似点灯が問題となる場合にはこれを省略してもよい。あるいは、反射シート26に換え、光を反射させず吸収する吸収面を前面に持つ吸収シートを代わりに配置してもよい。反射面、吸収面の可視光線の反射率は特に限定されず、合目的的に設定してよいが、本明細書では便宜的に、入射光の90%以上を反射する面を反射面、入射光の50%以上を吸収する面を吸収面とする。
The
断熱部材27は、ハウジング28の外周に沿ってその内面に配置され、カバー21及び伝熱部材22とハウジング28を熱的に絶縁し、伝熱部材22が持つ熱がハウジング28に伝わり散逸しないようにするための部材である。断熱部材27の材質は、断熱性を有するものであれば特に限定されないが、CRゴムスポンジや発泡スチロール樹脂等が好適に用いられる。断熱部材27の下端には、後述するハウジング28の伝熱突起283を収容する切欠270が設けられている。
The
なお、断熱部材27の構造や形状はここで図示したものに限定されない。例えば、断熱部材27を一体のものでなく、複数の部材に分割してもよいし、不定型状の断熱材(例えばグラスウール)を伝熱部材22とハウジング28の間に詰めるようにしてもよい。或いは、断熱部材27を省略し、伝熱部材22をハウジング28と直接接触しないように支持して、空間で隔てられるようにしてもよい。
The structure and shape of the
ハウジング28は、以上説明したガスケット20、カバー21、伝熱部材22、スペーサ23、光学シート群24、導光板25、反射シート26及び断熱部材27を収容する容器である。ハウジング28の材質は特に限定されず、ポリカーボネート、ABS樹脂などの合成樹脂や、鋼板などの金属で形成される。しかし、灯器2の信号灯後方への断熱性を考慮すれば、合成樹脂などの熱伝導性の低い材質で形成されるのがより好ましい。ハウジング28が開口している前面側の周縁には、すでに述べたハウジング取付部280が設けられている。また、ハウジング28の内面の適宜の位置には、取付ボス281が前側に突き出すように設けられており、カバー21を固定するネジを受容するようになっている。さらに、背面に設けられた穴282は、ハウジング28外部から電気配線を内部に引き込むためのものである。
The
さらに、ハウジング28の最も下側に位置する縁に、ハウジング28の内面側に突出する伝熱突起283が設けられている。伝熱突起283は、伝熱部材22と接触し、この部分において伝熱部材22とハウジング28を熱的に接触させる下部伝熱構造である。図4では伝熱突起283はハウジング28の一部分が突出している部分として示されているが、ハウジング28が合成樹脂等の熱伝導性の低い材質で形成されている場合、伝熱突起283が形成されている部分に金属部材を設けるなどして、下部伝熱構造の熱伝導性を高めるようにしてもよい。
Furthermore, a
図5は、図1のV−V線による信号機1の部分断面図である。なお、同図では、後ケース10Rは図示を省略した。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the
ハウジング28は、ハウジング取付部280を前ケース10Fの背面にネジ284により取り付けることで固定される。このとき、カバー21と前ケース10Fの間にガスケット20が挟まれ圧縮されることで、灯器2は前ケース10Fに液密に取り付けられる。カバー21の発光面12は前面側に凸となっており、前ケース10Fの開口11内に突き出す。この結果、前ケース10Fの前面と発光面12は連続的な平面となり、それぞれの間に段差が形成されない。なお、この構造は、発光面12に付着した氷雪が重力により発光面12表面を下方に滑り落ちて脱落する際に、表面の凹凸に引っかかってその脱落が妨げられることがないようにするためのものである。従って、ここで言う「段差が形成されない」との表現は、上記目的である氷雪の脱落を妨げる程度の段差が形成されないことを意味している。具体的には、前ケース10Fの前面と発光面12の前後方向の位置の差は、1mm以下とすれば合目的的であり、より好ましくは、0.5mm以下とする。さらに、図5に示したように、発光面12と前ケース10Fの前面の傾きをも等しいものとすると、発光面12に付着した氷雪の脱落を妨げないためよい。なお、この条件は発光面12の外周縁において満たされていればよく、前ケース12Fの前面の発光面12から離れた位置における傾きは問題とならない。また、「傾きが等しい」との表現もまた合目的的に氷雪の脱落を妨げる程度の傾きの差がないことを意味しており、具体的には、発光面12と前ケース10Fの前面の傾きの差が10度以下、より好ましくは5度以下とするとよい。
The
カバー21の発光面12の背面は、図5に示すように、前側に凹形状となっている。この構造は必須のものではないが、発光面12においてカバー21の厚みが厚いと、伝熱部材22により発光面12の背面に伝えられた熱がその前面に伝わりにくくなるため、発光面におけるカバー21の厚みを薄くしその厚さ方向の熱伝導性能を向上させる効果がある。なお、かかる構造は、付帯的に、カバー21の使用材料の削減及び成形時の変形の抑制をもたらす。
As shown in FIG. 5, the back surface of the
伝熱部材22は、その周囲に載置部220が設けられ、その内面に発光ダイオード223を実装した発光ダイオード基板222が取り付けられる。発光ダイオード基板222の材質は特に限定されないが、熱伝導性に優れた材料がよく、本実施形態では、表面に絶縁被覆を施したアルミニウム基板を用いている。発光ダイオード223はここではいわゆる発光ダイオードパッケージを発光ダイオード基板222に実装したものとしているが、これに換え、発光ダイオード基板222上に直接発光ダイオード素子を形成するようにしてもよい。発光ダイオード基板222と載置部220の間は、熱伝導グリースを塗布して両者間の熱抵抗を低減するようにすることが好ましい。なお、発光ダイオード基板222を省略し、発光ダイオード223を直接載置部220の内面に配置するようにしても差し支えない。
The
また、伝熱部材22の発光面12に対応する部分は、カバー21の凹形状に対応して凸形状となっており、伝熱部221がカバー21の背面に接触するようになっている。伝熱部221とカバー21の背面は、間に空気層が形成されないように接着剤の使用や熱融着などの適宜の方法によって接着され、熱的に接続されているのが好ましい。また、伝熱部221とカバー21の背面との間に、熱伝導グリースを塗布して両者間の熱抵抗を低減するようにすることも好ましい。さらに、伝熱部221或いは伝熱部材22の背面は、反射面としてよい。これは、伝熱部221のハニカムメッシュは導光板25から前方に出射する光を遮るため、伝熱部221により光線の吸収が生じると光線の利用効率が低下するが、伝熱部221にあたった光線を反射して導光板25側に戻し、導光板25の背面の光反射構造あるいは反射シート26により再度反射させて灯器2の前方に取り出すことにより、光線の利用効率の低下を抑制するためである。
Further, the portion of the
伝熱部材22の下側に位置する載置部220は、さらに後方に延びたのち折り曲げられ、変換回路基板取付部224が形成されている。変換回路基板取付部224には、変換回路基板225が取り付けられる。変換回路基板225は、外部の制御盤から信号機に送られる交流電流を、発光ダイオード223の点灯に適した直流電流に変換する変換回路が実装された基板である。変換回路基板225自体の形状は、かかる変換回路の実装ができればどのようなものであってもよいが、本実施形態では、伝熱部材22に熱的に接触するように取り付けられている。これは、発光ダイオード223には及ばないものの、変換回路もまた発熱源であるため、その熱を伝熱部材22に伝えて利用するためである。さらに、変換回路基板225を伝熱部材22の下部に取り付けるのは、発光面12の下部に設けられる伝熱部221及び、後述する下部伝熱構造である伝熱突起283により近い位置に変換回路基板225を配置するためである。なお、変換回路基板取付部224及び変換回路基板225は、ハウジング28や導光板25と熱的に接触しないようそれらから隙間をもたせるように配置されている。
The mounting
図中上部に示すように、伝熱部材22の載置部220とハウジング28との間には、断熱部材27が挟み込まれている。これに対し、図中下部に示す下部伝熱構造の部分においては、載置部220とハウジング28の伝熱突起283とが直接接触し、伝熱部材22の熱がハウジング28の下部に伝えられるようになっている。これは、発光ダイオード223及び変換回路の熱の一部を、下部伝熱構造を通して、前ケース10Fに伝えることにより、灯器2の下側において、前ケース10Fをわずかながらも温めるための構造である。このことにより、灯器2の発光面12で溶融するなどして前ケース10Fの下部に流れ落ちた水が再度氷結することによる氷柱の形成が抑制される。なお、この伝熱突起283を含む下部伝熱構造は必須のものではなく、氷柱の形成が問題とならなければ省略してもよい。また、図2に示すように、複数の灯器2が縦に配置される形式の信号機1では、最も下側に配置される灯器2において下部伝熱構造を有していればよく、他の灯器2では下部伝熱構造を省略してもよい。さらに、下部伝熱構造の具体的構成は、伝熱部材22からハウジング28の下部に熱を伝えるものであればどのようなものであってもよく、例えば、伝熱突起283に換えて、板ばね等の弾性金属部材により両者を接触させるようにするなどしてもよい。
As shown in the upper part of the drawing, a
伝熱部材22の背面側には、スペーサ23により熱的に隔離された状態で、光学シート群24、導光板25及び反射シート26がこの順に配置されている。
On the back side of the
図6は、伝熱部材22の背面斜視図である。同図に示すように、伝熱部材22の加熱領域に対応する部分はハニカムメッシュ状とされ、伝熱部221となっている。かかる伝熱部221は、発光ダイオード223が実装された発光ダイオード基板222を載置した載置部220に連続し、発光面12の周辺外側に位置する周辺部226と多数の箇所で接続されており、それら多数の箇所を通じて流入する熱が伝熱部221の全域に伝わるようになっている。そして、伝熱部221とカバー21の背面とは熱的に接触しているため、加熱領域においては、伝熱部材22からの熱がカバー21の発光面12に直接伝えられることになる。
FIG. 6 is a rear perspective view of the
一方、伝熱部材22の非加熱領域に対応する部分もまたハニカムメッシュ状とされた非伝熱部228となっている。この非伝熱部228は、加熱領域において伝熱部221により光線の一部が遮られるため、非加熱領域においても同様に光線の一部を遮ることにより、加熱領域と非加熱領域における光線量の差による輝度の差を解消するため設けられる。すなわち、非伝熱部228は、発光面から出射する光線量を抑制する光抑制構造である。
On the other hand, a portion corresponding to the non-heated region of the
しかしながら、非伝熱部228の構造を伝熱部221と同じものとすると、非伝熱部228においても発光ダイオード223からの熱をカバー21の背面に伝えることとなってしまう。そこで、図示のように、伝熱部221と非伝熱部228とは梁などの構造で接続されることなく互いに隙間が設けられており、なおかつ、非伝熱部228と周辺部226を少数の梁227により接続することにより(図示したものでは4本。手前側(図中左側)のものは隠れているため見えない)、周辺部226と接続している部分の断面積が小さく、載置部220からの熱が伝熱部221に比して伝わりにくい構造としている。このため、非伝熱部228はほとんど温度上昇することなく、発光ダイオード223からの熱の大半は周辺部226を通って伝熱部221へと伝えられる。そのため、非加熱領域においては、伝熱部材22からの熱は、加熱領域あるいはカバー21の発光面12の外側の領域からカバー21の面内の熱伝導によりわずかに流入するにすぎない。すなわち、非加熱領域においては、伝熱部材22からの熱がカバー21の発光面12に直接伝わらない。
However, if the structure of the
なお、本実施形態においては、加熱領域を発光面12の全面ではなく、一部分、この場合は下側を覆う形状としている。これについて説明すると、特に条件の厳しい寒冷地であって、気温がセ氏0度を大きく下回る状況においては、発光ダイオード223による総発熱量が不足するため、発光面12の全面を水の融点であるセ氏0度以上に昇温することができない場合が生じる。この場合には、発光面12の前面に付着した氷雪を融解できず、発光面12の前面に氷雪が付着し、その発光が視認できなくなる。そこで、加熱領域を発光面12の一部の領域とすることにより、加熱領域に発光ダイオード223からの熱を集中させ、カバー21の一部分を水の融点以上に加温することにより、当該一部分においては氷雪を融解除去する。それにより、少なくとも加熱領域においては発光面12が視認できるようになり、発光面12の全面が氷雪におおわれ全く視認できないという状況は回避される。なお、以上の説明より明らかなように、信号機1の設置環境によっては、寒さがあまり厳しくなく、発光ダイオード223の総発熱量が発光面12の全面を水の融点まで昇温できる場合もあり得る。この場合には、加熱領域を、発光面12の全面としてもよい。
In the present embodiment, the heating region has a shape that covers not the entire surface of the
また、本実施形態では、加熱領域は発光面12の下側の領域である。この加熱領域の形状が意図しているのは、発光面12表面に付着した氷雪を容易に脱落させることである。すなわち、発光面12の前面に付着した氷雪は、加熱領域においては、発光面12と接している部分が溶融するので、重力により発光面12の表面を下方に滑り落ちて脱落する。このとき、加熱領域のさらに下方に非加熱領域があり、その部分において氷雪が発光面12の前面に強固に付着しているならば、加熱領域において付着した氷雪が下方の氷雪に支えられて滑り落ちることができず、結局発光面12表面に付着した氷雪を脱落させることができないと考えられる。従って、加熱領域のさらに下方に非加熱領域があってはならないことになる。すなわち、加熱領域は発光面12の下側の部分である、ということは、加熱領域の鉛直上方に非加熱領域が存在し、且つ、加熱領域の鉛直下方に非加熱領域が存在しない、ということを意味する。
In the present embodiment, the heating region is a region below the
なお、図6で示した例では、加熱領域は半円形状であるが、加熱領域が発光面12の下側の部分でありさえすれば、かかる形状は特に限定されない。加熱領域と非加熱領域との境界線の位置は信号機1の設置環境等に応じて適宜選択すればよく、また、境界線の向きも必ずしも水平方向でなくともよい。また、加熱領域の形状はここで示したものに限定されず、他の形状であってもよい。例えば、発光面12の外周を環状に縁取る形状であっても、鉛直方向に延びる帯状の形状であってもよい。
In the example shown in FIG. 6, the heating region has a semicircular shape, but the shape is not particularly limited as long as the heating region is a lower portion of the
なお、本実施形態では、発光ダイオード223を伝熱部材22の全周、すなわち、多角形状の伝熱部材22の全ての辺に設けたが、必ずしもこれに限定されない。例えば、伝熱部材22が偶数角形の場合、発光ダイオード223を伝熱部材22の対向する辺のうち、一の辺に設け、他の辺については発光ダイオード223を設けないようにしてもよい。図7は伝熱部材22が正六角形の場合の例を示しており、発光ダイオード223は、図中下側の3辺に設けられている。このとき、発光ダイオードが設けられていない辺の載置部220の内周面を反射面229とすることにより、一の辺上の発光ダイオード223から導光板25に入射し対向する他の辺に向けて出射する光線は、反射面229により反射され、再度導光板25に入光するから、より少ない発光ダイオード223により効率よく均一な発光が得られる。なお、反射面229はこの例では載置部220の内周面に設けたが、導光板25の端面に直接設けるようにしてもよい。また、反射面229は、載置部220に適宜の表面処理を施すことにより作成しても、適宜の反射シートを用いることにより作成してもよい。
In addition, in this embodiment, although the
さらに、この場合、発光ダイオード223を設ける辺を、図7に示したように、加熱領域、すなわち伝熱部221の近傍とすることが好ましい。これにより、発光ダイオード223からの熱を効率よく伝熱部221へと伝えることができる。このことは、定量的には、発光ダイオード223は導光板25の周囲の一部分において端面に面するように設けられ、加熱領域に面する位置における発光ダイオード223の発熱量の総量は、非加熱領域に面する位置における発光ダイオード223の発熱量の総量より大きい、と言い換えることができる。任意の発光ダイオード223が加熱領域に面しているか、非加熱領域に面しているかは、当該発光ダイオード223から伝熱部材22の中心を見たときに伝熱部221又は非伝熱部228のいずれが見えるかにより判断してよい。また、さらに、発光ダイオード223が設けられた周囲の一部分に対向する位置に反射面229が設けられることが好ましいといえる。
Further, in this case, it is preferable that the side where the
また、本実施形態では、上述した光抑制構造を、伝熱部材22に設けた非伝熱部228としたが、光抑制構造はこれに限定されない。例えば、伝熱部材22を図8に示すように、非加熱領域において単なる開口を有する形状としてもよい。この場合、光抑制構造としては、図4を参照し、導光板25の前面又は導光板25の前側に配置された部材であるカバー21の非加熱領域に対応する部分に、伝熱部221と同様の遮光パターンを印刷するか、伝熱部221の光線透過率と同程度の光線透過率となるよう単色に塗装したものを用いてもよい。又は、適宜のシート、すなわち、非加熱領域において光線透過率を抑制する色彩あるいはパターンを有するシートを導光板25の前側となる位置に配置してもよい。例えば、光学シート群24の一部として追加してもよい。或いは、導光板25の背面の光反射構造のパターンを加熱領域と非加熱領域において異なるものとし、非加熱領域において導光板25の前面より出射する光線量を加熱領域における光線量より少ないものとすることにより、光抑制構造としてもよい。さらには、加熱領域と非加熱領域間の光線量の差異が実用上問題とならない場合には、光抑制構造自体を省略してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the light suppression structure mentioned above was set to the non-heat-
続いて、信号機1の変形例を示す。図1に示した信号機1では、発光面12は平面となっている。この場合、設置環境によっては、強い外光、例えば、西日が発光面12にあたった場合、信号機1を観察する方向によっては、その反射により発光面12の発光色が視認できない状況が発生する可能性がある。図9は、西日等の強い外光による反射光を抑制した信号機1の変形例を示す正面斜視図である。図示のとおり、本変形例では、信号機1のケース10の前面及び各発光面12が曲面となっている。さらに詳しく言うと、ケース10の前面及び各発光面12は、鉛直方向に直線的であり、水平方向に曲線的となる曲面である。ここでは、ケース10の前面及び各発光面12は水平方向に対して、前側に凸となる曲面であるから、信号機1は全体として全面が凸となるかまぼこ型をしている。なお、図8では、各発光面12に十字線をいれ、その曲がり方を明示しているが、これは理解を容易にするためのものであり、実際にはかかる十字線は存在しない。
Subsequently, a modification of the
このように、発光面12を曲面とすると、強い外光が発光面12にあたった場合にも、特定の方向に当該外光を反射することがないため、西日等の強い外光による反射光が抑制され発光面12の発光色が視認できる。一方で、冬季に発光面12に付着する氷雪を考慮すると、発光面12に付着した氷雪は脱落する際には鉛直方向に落下することから、発光面12が鉛直方向に曲がっていると、氷雪の脱落を妨げることになる。そこで、本変形例では、発光面12を鉛直方向に直線的であり、水平方向に曲線的となる曲面とし、氷雪の脱落を妨げず、かつ、西日等の強い外光による反射光を抑制するのである。
As described above, when the
ところで、以上説明した実施形態において、例えば図6に示されるように、伝熱部221の形状は多数の正六角形穴が密に配列されたハニカムメッシュとなっているが、必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち、伝熱部221の全面に熱を伝導し、かつ、複数の開口により光線を透過する構造であればいかなるものであってもよい。もっとも、このような構造では、できる限り開口の占める面積の割合を大きくすることが光線の利用効率の点から好ましい一方、伝熱部221を構成する各部分の断面積ができるだけ大きくかつ発熱源からの距離ができるだけ小さいものとすることが熱伝導性の点からは好ましい。このような観点からは、開口の占める面積に対し使用材料が最小とするハニカムメッシュ形状が最適解ではあるが、実用上問題がない限りでは、例えば、図10Aに示すような多数の丸穴が密に配置されたパンチングメッシュ形状、図10Bに示すような格子形状、図10Cに示すような多数のスリットを有する形状であってもよい。
Incidentally, in the embodiment described above, for example, as shown in FIG. 6, the shape of the
以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示であり、当業者は種々の変形を行ってもよい。例えば、各部材の形状や寸法上の比率、発光ダイオードの配置密度や個数等は信号機に要求される性能・用途や設置環境に応じて適宜変更してよい。 The specific configuration shown in the embodiment described above is an exemplification, and those skilled in the art may make various modifications. For example, the shape and dimensional ratio of each member, the arrangement density and the number of light emitting diodes, and the like may be appropriately changed according to the performance / use and installation environment required for the traffic light.
なお、以上説明した本発明の実施形態の一つの観点においては、加熱領域は、発光面の一部の領域である。このようにすると、条件の厳しい寒冷地であっても、少なくとも加熱領域においては氷雪を溶解し、発光面の視認性を確保することができる。 In addition, in one viewpoint of embodiment of this invention demonstrated above, a heating area | region is a partial area | region of a light emission surface. In this way, even in cold regions with severe conditions, ice and snow can be melted at least in the heating region, and the visibility of the light emitting surface can be ensured.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、伝熱構造が、導光板から出射された光線を透過する複数の開口を有する伝熱部と、発光ダイオードが載置され前記伝熱部と熱的に接続した載置部とを有する。これにより、発光ダイオードからの熱を伝熱部に伝えるとともに、伝熱部において光線を前面側に透過することができる。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the heat transfer structure includes a heat transfer unit having a plurality of openings that transmit light emitted from the light guide plate, and the heat transfer unit on which a light-emitting diode is mounted. And a thermally connected mounting portion. Thereby, while transferring the heat from a light emitting diode to a heat-transfer part, a light ray can be permeate | transmitted to the front side in a heat-transfer part.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、伝熱構造は多角形状の伝熱部材であり、載置部は前記伝熱部材の辺から後方に延びる平板状の部分である。これにより、伝熱構造を一体の部材により構成することができる。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, a heat-transfer structure is a polygonal heat-transfer member, and a mounting part is a flat plate-shaped part extended back from the side of the said heat-transfer member. Thereby, a heat-transfer structure can be comprised by an integral member.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、発光面の加熱領域以外の領域である該非加熱領域において、前記発光面から出射する光線量を抑制する光抑制構造を有する。これにより、加熱領域と非加熱領域における光線量の差を補償できる。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, it has the light suppression structure which suppresses the light quantity emitted from the said light emission surface in this non-heating area | region which is areas other than the heating area | region of a light emission surface. Thereby, the difference of the light amount in a heating area | region and a non-heating area | region can be compensated.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、光抑制構造は、伝熱構造に設けられ、導光板から出射した光線を透過する複数の開口が設けられ、伝熱部に比して載置部からの熱が伝わりにくい非伝熱部であるか、前記導光板の表面又は前記導光板の前側に配置された部材に施された印刷又は塗装であるか、前記導光板の前側に配置されたシートであるか、若しくは、前記導光板の背面に形成された光反射構造である。これにより、加熱領域と非加熱領域における光線量の差を補償できる。 Further, according to another aspect of the embodiment of the present invention, the light suppression structure is provided in the heat transfer structure, and is provided with a plurality of openings that transmit light emitted from the light guide plate, and is mounted in comparison with the heat transfer unit. It is a non-heat-transfer part where heat from the placement part is difficult to be transmitted, or is printing or painting applied to the surface of the light guide plate or a member arranged on the front side of the light guide plate, or arranged on the front side of the light guide plate Or a light reflecting structure formed on the back surface of the light guide plate. Thereby, the difference of the light amount in a heating area | region and a non-heating area | region can be compensated.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、発光ダイオードは導光板の周囲の一部分において前記導光板の端面に面するように設けられ、加熱領域に面する位置における前記発光ダイオードの発熱量の総量は、非加熱領域に面する位置における前記発光ダイオードの発熱量の総量より大きい。これにより、より少ない発光ダイオードにより効率よく均一な発光が得られる。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the light emitting diode is provided to face the end surface of the light guide plate in a part of the periphery of the light guide plate, and the amount of heat generated by the light emitting diode at the position facing the heating region. Is greater than the total amount of heat generated by the light emitting diodes at the position facing the non-heated region. Thereby, uniform light emission can be obtained efficiently with fewer light emitting diodes.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、伝熱構造の背面は反射面である。これにより、光線の利用効率が高まる。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, the back surface of a heat-transfer structure is a reflective surface. Thereby, the utilization efficiency of a light ray increases.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、伝熱構造と導光板の間は空間又は断熱材により隔てられている。これにより、伝熱構造の熱が導光板側に逃げることがない。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the heat transfer structure and the light guide plate are separated by a space or a heat insulating material. Thereby, the heat of the heat transfer structure does not escape to the light guide plate side.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、灯器は、ハウジングと、伝熱構造と前記ハウジングの間に配置され前記伝熱構造から前記ハウジングへの伝熱を妨げる断熱部材と、を備える。これにより、伝熱構造の熱がハウジング側に逃げることがない。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the lamp includes a housing, and a heat transfer structure and a heat insulating member disposed between the housing and preventing heat transfer from the heat transfer structure to the housing. Prepare. Thereby, the heat of the heat transfer structure does not escape to the housing side.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、灯器の下部において、伝熱構造の熱をハウジングに伝える下部伝熱構造を有する。これにより、氷柱の発生を抑制できる。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, it has the lower heat-transfer structure which transfers the heat of a heat-transfer structure to a housing in the lower part of a lamp. Thereby, generation | occurrence | production of an icicle can be suppressed.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、灯器は、交流電流を直流電流に変換する変換回路を有する変換回路基板を備え、前記変換回路基板は、伝熱構造の下部に熱的に接触するように配置される。これにより、氷柱の発生をより一層抑制できる。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the lamp includes a conversion circuit board having a conversion circuit that converts an alternating current into a direct current, and the conversion circuit board is thermally provided at a lower portion of the heat transfer structure. It arrange | positions so that it may touch. Thereby, generation | occurrence | production of an ice column can be suppressed further.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、信号機は、灯器を収容し、発光面を露出させる開口を前面に有するケースと、伝熱構造の前側に配置され、加熱領域において前記伝熱構造と熱的に接続される透明のカバーと、を備え、前記カバーの前記発光面は前方に凸形状であり、前記発光面の外周縁において、前記発光面と前記ケースの前面との間に段差が形成されない。これにより、発光面に付着した氷雪の脱落を妨げない。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the traffic light is disposed on the front side of the case that houses the lamp and has an opening that exposes the light emitting surface on the front side, and the heat transfer structure, and the heat transfer area is configured to transmit the light transmission surface. A transparent cover thermally connected to the thermal structure, wherein the light emitting surface of the cover is convex forward, and at the outer periphery of the light emitting surface, between the light emitting surface and the front surface of the case No step is formed on the surface. Thereby, falling off of the ice and snow adhering to the light emitting surface is not prevented.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、カバーの発光面の背面は凹形状である。これにより、発光面におけるカバーの厚みが薄くなる。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, the back surface of the light emission surface of a cover is concave shape. This reduces the thickness of the cover on the light emitting surface.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、発光面の外周縁において、前記発光面とケースの前面の傾きが等しい。これにより、発光面に付着した氷雪の脱落を妨げない。 Moreover, in another viewpoint of embodiment of this invention, the inclination of the said light emission surface and the front surface of a case is equal in the outer periphery of a light emission surface. Thereby, falling off of the ice and snow adhering to the light emitting surface is not prevented.
また、本発明の実施形態の別の観点においては、発光面の前面は、鉛直方向に直線的であり、水平方向に曲線的となる曲面である。こうすれば、氷雪の脱落を妨げることなく西日等の強い外光による反射光を抑制できる。 In another aspect of the embodiment of the present invention, the front surface of the light emitting surface is a curved surface that is linear in the vertical direction and curved in the horizontal direction. In this way, it is possible to suppress the reflected light caused by strong external light such as the western sun without preventing the fall of ice and snow.
1 信号機、2 灯器、10 ケース、10F 前ケース、10R 後ケース、11 開口、12 発光面、13 庇、14 灯器固定部、15 配線孔、20 ガスケット、21 カバー、22 伝熱部材、23 スペーサ、24 光学シート群、25 導光板、26 反射シート、27 断熱部材、28 ハウジング、210 ネジ、220 載置部、221 伝熱部、222 発光ダイオード基板、223 発光ダイオード、224 変換回路基板取付部、225 変換回路基板、226 周辺部、227 梁、228 非伝熱部、229 反射面、270 切欠、280 ハウジング取付部、281 取付ボス、282 穴、283 伝熱突起、284 ネジ。
1 traffic light, 2 lamps, 10 case, 10F front case, 10R rear case, 11 opening, 12 light emitting surface, 13 mm, 14 lamp fixing part, 15 wiring hole, 20 gasket, 21 cover, 22 heat transfer member, 23 Spacer, 24 Optical sheet group, 25 Light guide plate, 26 Reflective sheet, 27 Heat insulation member, 28 Housing, 210 Screw, 220 Placement part, 221 Heat transfer part, 222 Light emitting diode substrate, 223 Light emitting diode, 224 Conversion circuit
Claims (16)
前記導光板の端面に面して配置される複数の発光ダイオードと、
発光面を有する透明のカバーと、
前記導光板の前側に配置されるとともに、前記発光面において前記カバーの背面に接触し、前記発光ダイオードと熱的に接続されて前記発光ダイオードから発せられた熱を前記発光面の少なくとも一部の領域である加熱領域に伝える伝熱部材と、
を有する灯器を備える信号機。 A light guide plate that changes the direction of light incident from the end face and emits light from the front face;
A plurality of light emitting diodes arranged facing the end face of the light guide plate;
A transparent cover having a light emitting surface;
Is disposed in front of the light guide plate Rutotomoni, in contact with the rear surface of said cover at said light emitting surface, the light emitting diode and thermally connected to the heat emitted from the light emitting diode of at least a portion of said light emitting surface A heat transfer member that transmits to the heating area,
A traffic light comprising a lamp having
ハウジングと、
前記伝熱部材と前記ハウジングの間に配置され前記伝熱部材から前記ハウジングへの伝熱を妨げる断熱部材と、
を備える請求項1乃至9のいずれかに記載の信号機。 The lamp is
A housing;
A heat insulating member disposed between the heat transfer member and the housing to prevent heat transfer from the heat transfer member to the housing;
A traffic light according to any one of claims 1 to 9.
交流電流を直流電流に変換する変換回路を有する変換回路基板を備え、
前記変換回路基板は、前記伝熱部材の下部に熱的に接触するように配置される請求項11に記載の信号機。 The lamp is
A conversion circuit board having a conversion circuit for converting alternating current into direct current;
The traffic light according to claim 11, wherein the conversion circuit board is disposed so as to be in thermal contact with a lower portion of the heat transfer member .
前記カバーの前記発光面は前方に凸形状であり、
前記発光面の外周縁において、前記発光面と前記ケースの前面との間に段差が形成されない請求項1乃至12のいずれかに記載の信号機。 Housing the lamp device, comprising a cases having an opening for exposing the light emitting surface on the front,
The light emitting surface of the cover is convex forward,
The traffic light according to any one of claims 1 to 12, wherein no step is formed between the light emitting surface and the front surface of the case at an outer peripheral edge of the light emitting surface.
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