JP6020824B2

JP6020824B2 - 縁石鋲

Info

Publication number: JP6020824B2
Application number: JP2013110152A
Authority: JP
Inventors: 匡史佐藤; 美保恵佐藤; 進堀野
Original assignee: IMPACT CO.,LTD.
Current assignee: IMPACT CO.,LTD.
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2016-11-02
Anticipated expiration: 2033-05-24
Also published as: JP2014227772A

Description

本発明は、縁石鋲に関する。

従来、車道と歩道の境界や中央分離帯等に配置される縁石の上部に取り付けられる縁石鋲が知られている。縁石鋲は自動車のヘッドライト光を反射する反射板を備え、自動車のヘッドライトの反射光によって安全なドライブ環境を提供する。

このような縁石鋲に関し、太陽電池で昼間に発生した起電力を蓄電池に充電して、夜間に蓄電池からの電力で発光ダイオードを点灯させる自発光式道路表示装置が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２０００−０６４２３４号公報

ところで、蓄電池に充電可能な電力は限られているため、この限られた電力をいかに効率良く使用して道路表示機能を実現するかが重要である。しかしながら、特許文献１に記載された技術では、蓄電池の電力が全て放電されると、発光ダイオードによる道路表示機能が失われてしまう問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、太陽電池で昼間に発生した起電力に基づいて効率良く夜間に点灯を行う縁石鋲を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る縁石鋲は、縁石の上部に取り付けられる縁石鋲であって、自然光を受光して光電変換する太陽電池と、前記太陽電池の起電力を充電する蓄電装置と、前記蓄電装置から放電される電力に基づいて点灯する発光体と、前記発光体の光が照射される蓄光部と、自然光の照度を検出する照度センサと、前記照度センサにより検出された照度に応じて、前記発光体による点灯を制御する制御回路と、を有し、前記発光体は、第１発光体と、前記第１発光体と異なる第２発光体とを有し、前記第１発光体は、当該縁石鋲の天面に配設された前記蓄光部に向かって光を照射し、前記第２発光体は、当該縁石鋲の側面に配設され、当該第２発光体の光を入射して側面発光を行う柱状導光体に向かって光を照射することを特徴とする。

また上記の目的を達成するために、前記制御回路は、前記第１発光体の発光態様と前記第２発光体の発光態様とを異ならせるよう、前記発光体による点灯を制御することを特徴とする。

また上記の目的を達成するために、前記制御回路は、前記照度センサにより検出された照度が所定の照度より小さい場合に、前記発光体による点灯を開始することを特徴とする。

また上記の目的を達成するために、前記制御回路は、前記照度センサにより検出された照度に応じて前記発光体の発光態様が切り替わるよう、前記発光体による点灯を制御することを特徴とする。

本発明によれば、太陽電池で昼間に発生した起電力に基づいて効率良く夜間に点灯を行うことができる。

本実施形態に係る縁石鋲の一例を示す概略外観図である。本実施形態に係る縁石鋲の一例を示す鉛直断面図である。本実施形態に係る柱状導光体の構成例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。

［縁石鋲の外観］
図１は、本実施形態に係る縁石鋲の一例を示す概略外観図である。

図１に示す縁石鋲１は、枠体２、第１反射板３、第２反射板４、太陽電池５、蓄光部６、照度センサ７、上面カバー８、柱状導光体９、側面カバー１０を有する外観構成である。この蓄光縁石鋲１は、車道と歩道の境界や中央分離帯等に配置される縁石の上部に取り付けられる。

枠体２は、長方形状の天面と、天面よりも広い面積で長方形状の底面と、底面から天面に向かって略テーパー状に傾斜するよう形成された４つの側面とを有する。この枠体２は、一定の強度を有する例えばポリカーボネート等の合成樹脂で作製される。

この枠体２の内部には、太陽電池５の起電力を充電する蓄電装置１１、蓄電装置１１から放電される電力に基づいて点灯する発光体１２、１３、蓄電装置１１による充放電及び発光体１２、１３の点灯を制御する制御回路１４等（図２参照）が収納される。

第１反射板３は、自動車のヘッドライトを反射させるための反射板であり、この第１反射板３が設置される面は、車両の進行方向に垂直な面である。この第１反射板３は、例えばプリズムレンズ型の反射板である。図１に示す例では、第１反射板３は枠体２の側面に沿って枠体２に内設され、柱状導光体９の背面側の部分が柱状導光体９に沿って湾曲して形成されている。

第２反射板４は、柱状導光体９により出射された光を効率良く縁石鋲１の外部に出射させるための反射板であり、この第２反射板４が設置される面は、車両の進行方向に平行な面である。この第２反射板４は、例えば鏡面仕上げされたステンレスやアルミニウム等で形成される。図１に示す例では、第２反射板４は第１反射板３と同様に枠体２の側面に沿って枠体２に内設され、柱状導光体９の背面側の部分が柱状導光体９に沿って湾曲して形成されている。

太陽電池５は、光起電力効果を利用し、自然光（太陽光）を受光して光電変換により直接電力に変換する電力機器である。この太陽電池５は、枠体２の天面の略中央に内設される。

蓄光部６は、自然光や枠体２の内部に配置された発光体１２（図１では不図示）の光が照射されてその光エネルギーを吸収し、吸収した光エネルギーを可視光に変換し、光エネルギーの供給が停止した後も一定時間光を放出することにより発光し続ける蓄光性材料を含む板状の部材である。この蓄光部６は、枠体２の天面において太陽電池５の周囲に配設される。

この蓄光部６は、例えば蓄光材料から成る蓄光層と、蓄光層の上層に形成される透明保護層の２層構成で形成される。蓄光層はアルミン酸ストロンチウムを母結晶とし、これにケイ素、リン、カルシウム、セリウム、ユーロピウム、ディスプロシウム等を添加した材料等によって形成される。一方、透明保護層は、蓄光層の損傷や劣化を防止し、蓄光層からの発光を拡散させて輝度を向上させるべく、透過性の良い透明塗料や透明な紫外線不透過樹脂等によって形成される。

照度センサ７は、自然光の照度を検出するセンサである。照度センサ７による検出情報は枠体２の内部の制御回路１４（図２参照）に送られる。なお、照度センサ７は、太陽電池５に一体的に組み込まれていても良い。この場合、太陽電池５が自然光の照度を検出する。

上面カバー８は、太陽電池５及び蓄光部６に覆設され、これら太陽電池５及び蓄光部６を保護するカバー部材である。この上面カバー８は合わせガラス等で形成される。ここでいう合わせガラスとは、複数の板ガラスの間に紫外線不透過性の樹脂等の中間膜を挟んで接着した例えば厚さ６ｍｍの合わせガラスである。

柱状導光体９は、枠体２の側面の上下方向略中央において枠体２の外周に亘って内設され、枠体２の内部の発光体１３（図３参照）から出射された光を入射して側面発光を行う円柱状又は多角柱状の部材である。この柱状導光体９は、例えば透明性アクリル系樹脂又はガラス系樹脂、ゲル、石英等である。発光体１３が紫外線ＬＥＤである場合には、この柱状導光体７は石英であることが好ましい。

側面カバー１０は、第１反射板３（又は第２反射板４）及び柱状導光体９に覆設され、これら第１反射板３及び柱状導光体９を保護するカバー部材である。この側面カバー１０も上記の上面カバー８と同様に、合わせガラス等で形成することができる。

以上に示す縁石鋲１は、車道と歩道の境界や中央分離帯等に配置される縁石の上部に取り付けられる。

［縁石鋲の内部構成］
図２は、本実施形態に係る縁石鋲の一例を示す断面図である。図２では、図１の断面ＡＡ’における縁石鋲１の断面図を示している。

図２に示すように縁石鋲１は、図１で示した各構成要素に加え、蓄電装置１１、発光体１２、１３（以下、「第１発光体１２」、「第２発光体１３」ともいう。）、制御回路１４、光拡散部１５、第３反射板１６を有する構成である。

蓄電装置１１は、太陽電池５の起電力を充電する装置であり、例えば電気二重層のコンデンサーである。この蓄電装置１１は太陽電池５と配線材で接続されていて、太陽電池５が発電した電力を蓄える。また、蓄電装置１１は制御回路１４を介して電力を各発光体１２、１３に供給する。なお、蓄電装置１１は、鉛蓄電池、アルカリ蓄電池等の蓄電池であっても良い。

第１発光体１２は、蓄電装置１１から放電される電力に基づいて点灯し、蓄光部５の裏側から蓄光部５に向かって光を照射する装置である。例えば紫外光を照射する紫外線ＬＥＤ（Light Emitting Diode）である。図２に示す例では、３個の第１発光体１２を設けた例を示しているが、中央の１個のみ設けても良いし、４個以上設けても良い。なお、第１発光体１２として紫外線ＬＥＤを使用する場合、蓄光部６が吸収する光エネルギーが大きくなるため、蓄光部６における蓄光を効率的に実施することができる。

第２発光体１３は、蓄電装置１１から放電される電力に基づいて点灯し、柱状導光体９に向かって光を照射する装置である。例えば紫外光を照射する紫外線ＬＥＤである。なお、この第２発光体１３と柱状導光体９との位置関係については図３を用いて詳細に後述する。

制御回路１４は、プログラム可能なＩＣ等の電子素子を搭載し、蓄電装置１１の充放電や各発光体１２、１３の点灯制御を行う回路である。この制御回路１４は、照度センサ７により検出された照度に応じて、蓄電装置１１による充放電及び各発光体１２、１３の点灯を制御する。この制御回路１４は、蓄電装置１１の電圧を昇圧させる昇圧回路を有することが好ましい。

光拡散部１５は、第１発光体１２の上部に取り付けられ、第１発光体１２により発された光を拡散させるためのキャップ部材であり、石英等によって形成される。この光拡散部１５が設けられることによって、第１発光体１２の周囲を均一に光らせることができる。なお、光拡散部１５を設ける代わりに、略円柱形状の第１発光体１２の先端表面（図中上部）において下に凸状の円錐孔を凹設してもよい。この場合、当該円錐孔の表面において第１発光体１２により発される光は拡散され、第１発光体１２の周囲を均一に光らせることができる。また、光拡散部１５を設けないことにより、枠体２の内部スペースを有効活用することができる。

なお、第１発光体１２から照射される光を効率的に蓄光部６に入射させるために、この第１発光体１２の側面にアルミニウムを蒸着させることによって反射層を形成してもよい。具体的には、第１発光体１２の光が太陽電池５の裏面に照射されずに蓄光部６に入射されるよう、反射層を形成する。

第３反射板１６は、鏡面コーティングされた板材であり、例えばアルミシート等によって形成される。この第３反射板１６には、第１発光体１２と同じ個数の貫通孔が設けられており、各貫通孔に第１発光体１２が挿通されている。この第３反射板１６の上面は光を反射可能であるため、第１発光体１２から発された光が第３反射板１６の上面に入射すると、入射した光は反射されて外側に導かれる。なお、図２に示す第３反射板１６は平坦状に形成されているが、このような形状に限定されるものではない。例えば、この第３反射板１６を下に凸状に構成することによって、第３反射板１６の上面に入射した光が効率良く反射されて外側に導かれるようにしてもよい。

また枠体２の側面内面のうち、蓄光部６と第３反射板１６との間の部分にも、アルミシート等によって鏡面コーティングさせることが好ましい。これにより、第１発光体１２から発された光や第３反射板１６の上面で反射された光が、枠体２の内面に入射すると、入射した光は反射される。

これら光拡散部１５及び第３反射板１６を組み合わせることによって、第１発光体１２から照射される光を、効率良く且つ蓄光部６に対して均一に照射させることができる。また第１発光体１２、第２発光体１３が紫外線ＬＥＤである場合には、上面カバー８や側面カバー１０を紫外線不透過性の中間膜を挟んだ合わせガラスとすることにより、紫外線が縁石鋲１の外部に照射されることを防ぐことができる。

［柱状導光体の構成］
図３は、本実施形態に係る柱状導光体の構成例を示す図である。図３では、図１の断面ＢＢ’における縁石鋲１の断面図を示している。

図３に示すように柱状導光体９は、縁石鋲１の周囲に亘ってＬ字状に屈曲した２つの柱状導光体９Ａ、９Ｂからなる。また第２発光体１３は、各柱状導光体９Ａ、９Ｂにそれぞれ光を入射させる第２発光体１３Ａ、１３Ｂからなる。

柱状導光体９Ａ、９Ｂは、共にガラス、石英ガラス、アクリル、シリコーンゲルのいずれかあるいはこれらの組み合わせからなる。この柱状導光体９Ａ、９Ｂは、無色透明、有色透明又は半透明であり場合により反射層が長手方向に沿って設けられる。また、各柱状導光体９Ａ、９Ｂの屈曲部には外側からアルミニウムを蒸着させること等によって反射層１７Ａ、１７Ｂを形成する。

第２発光体１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ柱状導光体９Ａ、９Ｂの端部に光を入射するように配置される。ただし、柱状導光体９Ａ、９Ｂの端部表面と第２発光体１３Ａ、１３Ｂとを完全に密接することはできないのである程度の隙間をおいて配置される。

柱状導光体９Ａの端部と第２発光体１３Ａとの間の空間は、柱状導光体９Ａに屈折率が近い透明ゲル等を配設することが好ましい。これにより、第２発光体１３Ａから柱状導光体９Ａに入射する光の不要な反射を低減することができる。なお、柱状導光体９Ｂの端部と第２発光体１３Ｂとの間の空間においても、同様に透明ゲル等を配設することが好ましい。

なお、図３に示す例では、２対の組み合わせ（柱状導光体９Ａと第２発光体１３Ａ、柱状導光体９Ｂと第２発光体１３Ｂ）を配置させた例を示しているが、この場合に限らない。一方の歩道側の柱状導光体９Ａと第２発光体１３Ａのみを設けることによって、少ない消費電力で歩道の通行者に対する道路表示機能を高めることができる。

柱状導光体９Ａ、９Ｂは、ゲルを使用する場合は、他の材質を後述するクラッドとし、ゲルをコアとして充填することなどが考えられる。なお、柱状導光体９Ａ、９Ｂに光を入射する第２発光体１３Ａ、１３Ｂが紫外線ＬＥＤである場合は、石英が好ましい。

柱状導光体９Ａ、９Ｂは、例えば、コアと呼ばれる中心部分と、このコアを被覆するクラッドとの二層構造により構成しても良い。コアはクラッドより、屈折率が高い材料でできている。このため、コアとクラッドの境界面に臨界角よりも大きな入射角で進入する光は境界面で反射され、柱状導光体９Ａ、９Ｂ全体に広がっていくこととなる。一方で、臨界角よりも小さな入射角で進入する光は、柱状導光体９Ａ、９Ｂの外側へ出射されるので、柱状導光体９Ａ、９Ｂの側面全体が明るく光ることになる。

あるいは、柱状導光体９Ａ、９Ｂは、単層構造としてもよい。この場合、柱状導光体９Ａ、９Ｂの構成材料は、空気よりも屈折率が高いので、柱状導光体９Ａ、９Ｂの外部の空気との境界面に臨界角よりも大きな入射角で進入する光は境界面で反射され、柱状導光体９Ａ、９Ｂ全体に広がっていくこととなる。一方で、臨界角よりも小さな入射角で進入する光は、柱状導光体９Ａ、９Ｂの外側へ出射されるので、柱状導光体９Ａ、９Ｂの側面全体が明るく光ることになる。

［制御回路１４の制御］
続いて、本実施形態に係る制御回路１４の制御について説明する。

制御回路１４は、太陽電池５の起電力を蓄電装置６に充電する制御を行うとともに、照度センサ７により検出された照度に応じて、第１発光体１２や第２発光体１３による点灯を制御する。

具体的には、制御回路１４は、照度センサ７により検出された照度が所定の照度、例えば夕方の屋外の照度である約１０００ルクスより小さい場合に、第１発光体１２や第２発光体１３による点灯を開始する。これにより、道路表示機能が求められる夕方以降において、蓄光部５からの発光や柱状導光体９からの発光によって道路表示機能を実現することができる。

なお、制御回路１４は、第１発光体１２を間欠的に点灯させることが好ましい。例えば一分間発光した後に五分間消光する動作を繰り返す。これにより、最初の一分間では、第１発光体１２の発光により蓄光部６は発光及び蓄光を行う。次の五分間では、第１発光体１２は消灯するが、蓄光部６の発光によって道路表示機能が維持される。

また、制御回路１４は、照度センサ７により検出された照度に応じて、実行される間欠制御を切り替えても良い。すなわち、照度センサ７により検出された照度が低いほど、第１発光体１２を消光させる時間が短くなるよう間欠制御を切り替えてもよい。例えば照度が所定値より低い夕方時においては、一分間発光した後に十分間消光する動作を繰り返すこととし、照度がさらに低い夜間時においては、一分間発光した後に五分間消光する動作を繰り返すよう間欠制御を切り替える。これにより、外の明るさに応じて蓄電装置１１に蓄えられた電力を有効利用することができる。

また、制御回路１４は、第１発光体１２の発光態様と第２発光体１３の発光態様とを異ならせるよう制御してもよい。すなわち、例えば第１発光体１２については上記のように間欠的に点灯制御を行う一方、第２発光体１３については照度センサ７により検出された照度が低いほど、第２発光体１３の発光強度が高くなるよう制御を行っても良い。また、第１発光体１２が消光している間にのみ第２発光体１３を発光させるよう制御しても良い。これにより、外の明るさ等に応じて蓄電装置１１に蓄えられた電力を有効利用することができる。

制御回路１４は、照度センサ７により検出された照度に応じて第１発光体１２や第２発光体１３の発光態様が切り替わるよう、第１発光体１２や第２発光体１３による発光を制御してもよい。すなわち、例えば上記のように照度センサ７により検出された照度が低いほど、第１発光体１２を消光させる時間が短くなるよう間欠制御を切り替えてもよいし、第２発光体１３の発光強度が高くなるよう制御を行っても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。

例えば、道路の端（道路と側溝との境界）に配置された縁石、又は、港湾の海との境界に配置された縁石などの公共設備又は建物の外表面などに設置・固定されるものでもよい。また、地中埋め込み式の道路表示装置であっても良い。

また、上記実施形態で示した縁石鋲１が備える各構成要素を、駐車場等に設置された車輪止めに組み込んでもよい。更には、照度センサ７に代えて自動車が接近したことを検知する物体検知センサを組み込む構成としてもよい。この場合、制御回路１４は、例えば物体検知センサによって自動車の接近を検知した場合に、発光体による点灯を開始する。これにより、ドライバーは当該車輪止めの点灯を視認して、容易に自動車を駐車させることができる。

１縁石鋲
５太陽電池
６蓄光部
７照度センサ
９柱状導光体
１１蓄電装置
１２第１発光体
１３第２発光体
１４制御回路

Claims

縁石の上部に取り付けられる縁石鋲であって、
自然光を受光して光電変換する太陽電池と、
前記太陽電池の起電力を充電する蓄電装置と、
前記蓄電装置から放電される電力に基づいて点灯する発光体と、
前記発光体の光が照射される蓄光部と、
自然光の照度を検出する照度センサと、
前記照度センサにより検出された照度に応じて、前記発光体による点灯を制御する制御回路と、
を有し、
前記発光体は、第１発光体と、前記第１発光体と異なる第２発光体とを有し、
前記第１発光体は、当該縁石鋲の天面に配設された前記蓄光部に向かって光を照射し、
前記第２発光体は、当該縁石鋲の側面に配設され、当該第２発光体の光を入射して側面発光を行う柱状導光体に向かって光を照射することを特徴とする縁石鋲。
前記制御回路は、前記第１発光体の発光態様と前記第２発光体の発光態様とを異ならせるよう、前記発光体による点灯を制御することを特徴とする請求項１に記載の縁石鋲。
前記制御回路は、前記照度センサにより検出された照度が所定の照度より小さい場合に、前記発光体による発光を開始することを特徴とする請求項１に記載の縁石鋲。
前記制御回路は、前記照度センサにより検出された照度に応じて前記発光体の発光態様が切り替わるよう、前記発光体による発光を制御することを特徴とする請求項１に記載の縁石鋲。