JP6245935B2 - 航空障害灯 - Google Patents

Description

本発明は、建築物や構築物等に設けてその存在を航空機に示す航空障害灯に関する。

従来の航空障害灯は、高層ビル等の建築物、電波塔や煙突等の構築物などに設けており、それらの存在を飛行中の航空機に対して示すことによって航空事故防止を図るものである。この航空障害灯についての実効光度や閃光回数や灯光を視認することができる方向等に関しては、航空法施行規則に規定されている。

図１１は、従来の中光度航空障害灯２００を示している。図１１に示されているように、従来の中光度航空障害灯２００は、航空法施行規則に規定されている性能を満たすために、光源として上下に配設した２つの電球２０２を備えており、電球からの光をガラスレンズ２０１によって規定の方向へ配光していた。この電球２０２は例えば５００Ｗのものが使用されていた。

しかしながら、このような中光度航空障害灯２００では、消費電力が大きく、形状も大きく、質量も大きい等の改善点があった。また、発光はしても所定の実効光度を維持できなくなった電球２０１は交換しなければならない。このため、電球２０１は、総発光時間が１５００時間程度になると交換する必要があり、交換作業を頻繁に行わなければならないという問題点があった。

これらの改善点や問題点に対して、本願の出願人は、特許文献１において、部品点数が少なく製造が容易で安価となり、軽量化を図ることができて取り扱いが容易であるとともに、消費電力が少なく維持管理費の低減も図ることができる航空障害灯を提案した。すなわち、光源にＬＥＤを使用して軽量化と消費電力および維持管理費の低減を図ったものである。

この特許文献１で提案した航空障害灯では、ＬＥＤ光源を上部基板に配設された第１群のＬＥＤと下部基板に配設された第２群のＬＥＤとの２つのグループに分けて配設した構造を有している。

特開２０００−２８５７０２号公報

しかしながら、特許文献１で提案した航空障害灯ではＬＥＤ光源を上下方向に２つのグループに分けているので、それぞれのグループにＬＥＤ基板等を必要とするために部品点数を更に減らすことと共に航空障害灯の高さを低くすることに改善が求められていた。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に着目してなされたもので、部品点数を少なくし、軽量で高さを低くし、消費電力を少なくし、更に光源を交換する間隔を延ばすことができる航空障害灯を提供することを目的としている。

上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、次の各項の発明に存する。
［１］ 建築物や構築物等に設けてその存在を航空機に示す航空障害灯（１）において、
ベース（Ｂ）上に固定された載置プレート（Ｐ）と、
該載置プレート（Ｐ）上に設けた基板（１０）に配設された複数の発光素子（１１）と、
前記載置プレート（Ｐ）から所定の方向へ開いて延びる形状に形成された反射部材（２０）と、
前記発光素子（１１）および反射部材（２０）を覆うように収容する、透光性があるグローブ（３０）と、を備え、
前記複数の発光素子（１１）は、前記反射部材（２０）の外側面（２０ａ）の下方に配設され、
前記反射部材（２０）は、貫通した複数の射光孔（２１）を有し、該射光孔（２１）は、前記発光素子（１１）が発光した光の一部を通過させるとともに、熱対流する空気の流路を兼ねて、前記発光素子（１１）からの光を規定の方向に配光するとともに熱対流による熱拡散を向上させるものであり、
前記載置プレート（Ｐ）は、該載置プレート（Ｐ）を境にして、前記グローブ（３０）とによって形成される空間と、前記ベース（Ｂ）とによって形成される空間との２つの空間を画成し、
前記反射部材（２０）及び前記載置プレート（Ｐ）は、それぞれを貫通して、前記２つの空間を連通する貫通孔（ｐ２）が形成され、
前記ベース（Ｂ）は、前記載置プレート（Ｐ）とによって形成された空間と前記ベース（Ｂ）の外の空間とを連通する貫通孔（ｂ１）が形成されたことを特徴とする航空障害灯（１）。

［２］ 前記射光孔（２１）は、内側面が鏡面処理されていることを特徴とする項［１］に記載の航空障害灯（１）。

［３］ 前記載置プレート（Ｐ）は、熱対流する空気の流路となる複数の空気孔（ｐ１）を前記基板（１０）の周囲に貫通して穿設したことを特徴とする項［１］または［２］に記載の航空障害灯（１）。

［４］ 前記反射部材（２０）は、前記載置プレート（Ｐ）に取り付けられ、前記発光素子（１１）とともにユニット化されたことを特徴とする項［１］，［２］または［３］に記載の航空障害灯（１）。

［５］ 前記複数の発光素子（１１）は、さらに前記反射部材（２０）の内側面を臨む位置にも配設されたことを特徴とする項［１］から［４］の何れか一項に記載の航空障害灯（１）。

前記本発明は次のように作用する。
項［１］に記載の発明によれば、反射部材（２０）の外側面（２０ａ）の下方に配設された発光素子（１１）が発光した光は、光軸に沿って進む。そのような光のうち反射部材（２０）の外側面（２０ａ）に当たった光は反射して反射部材（２０）から規定の方向に拡散する。また、反射部材（２０）を貫通して穿設された複数の射光孔（２１）を通過した光はそれぞれそのまま更に直進する。

これらの光は、反射部材（２０）を覆っているグローブ（３０）を透過して航空障害灯（１）の外部へと進む。このように光源である発光素子（１１）を高さ方向の２グループに分けて配設することなく、ベース（Ｂ）上に設けた基板（１０）に配設してあるので、高さを低くできる。また、反射部材（２０）の所定の方向へ向かう光は、射光孔（２１）を通過した直接光であるので、透光部を通過させた場合に避けることができない減光という光の損失が生じることはない。したがって、発光素子（１１）を必要最小限の数にすることができる。

また、射光孔（２１）及び貫通孔（ｐ２、ｂ１）は光源からの発熱による空気の対流の流路となる。これにより、熱による対流を促進することができるので、光源からの熱を拡散させることができる。

項［２］の発明によれば、さらに射光孔（２１）の内側面が鏡面処理されているで、射光孔（２１）の内側面に当たる角度で射光孔（２１）に進入してきた光は内側面に吸収されることなく反射される。したがって、発光素子（１１）からの光を無駄にすることなく有効に射光孔（２１）を通過させることができる。

項［３］の発明によれば、航空障害灯（１）の内部空間を上方空間と下方空間とに隔てる載置プレート（Ｐ）に複数の空気孔（ｐ１）が貫通して穿設されているので、反射部材（２０）に穿設された複数の射光孔（２１）と相まって航空障害灯（１）の内部空間全体で空気の対流が可能であり、光源からの熱をより一層に拡散して発光素子（１１）の温度上昇を低減させることができる。

項［４］の発明によれば、反射部材（２０）はベース（Ｂ）の載置プレート（Ｐ）に取り付けられており、発光素子（１１）とともにユニット化されているので、メンテナンス性が向上している。

［５］の発明によれば、複数の発光素子（１１）は、さらに反射部材（２０）の内側面を臨む位置にも配設されているので、射光孔（２１）を通過した光に加えて、当該光の方向の光量を増大させることができる。

本発明にかかる航空障害灯によれば、ベースに設けた基板上に配設された発光素子が発光した光は、反射部材によって規定の方向に向けて拡散するとともに、一部は射光孔を通過して進むので、発光素子を高さ方向に２段に設ける必要がなく、航空障害灯の高さを低くすることができるとともに部品点数を少なくして軽量化することができる。

また、光源から発生した熱は、反射部材に穿設された複数の射光孔および載置プレートに穿設された複数の空気孔によって空気の対流が航空障害灯内全体で促進されるので、熱を効果的に拡散させることができる。

本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯を示す断面図であり、ハッチングを省略した図である。 図１の中光度航空障害灯の内部の主要部を示す断面図でありハッチングを省略した図である。 図１における反射部材の縦断面を示す縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯からグローブを外した状態を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯の内部での光源の光路を示す略示図である。 本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯の内部での空気の熱対流を示す略示図である。 本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯の外観を示す側面図である。 図１における収容ケースの内部を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る中光度航空障害灯の変形例の内部の主要部を示す断面図でありハッチングを省略した図である。 図９の変形例からグローブを外した状態を示す平面図である。 従来の航空障害灯の一部を切欠いて示す側面図である。

以下、図面に基づき本発明の好適な一実施の形態を説明する。
各図は本発明の一実施の形態を示している。
図１は、本実施の形態に係る中光度航空障害灯１の構成を示している。
中光度航空障害灯１は、高層ビル等の建築物や電波塔、吊橋などの構築物等に設けてその存在を航空機に示すことにより、航空事故の防止を図っている。

中光度航空障害灯１は、ベースＢの開口縁上に該開口を覆うように載置プレートＰが固定されている。ベースＢの載置プレートＰ上には、光源として発光素子である複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１を配設したＬＥＤ基板１０が設けられている。

載置プレートＰとＬＥＤ基板１０との間には不図示の放熱シートが介装されている。載置プレートＰには、貫通した複数の空気孔ｐ１がＬＥＤ基板１０の周囲に穿設されている。この空気孔ｐ１は、光源のＬＥＤ１１が発生する熱による中光度航空障害灯１内での空気の対流を促進させるためのものである。

図２にも示したように、ベースＢに着脱可能に固定された載置プレートＰには、ＬＥＤ１１の光軸方向でＬＥＤ１１から離れる方向へ向かって開いて延びる形状の反射部材２０が取り付けられている。この反射部材２０の中心と載置プレートＰの中心とは一致している。

ベースＢに取り付けられた載置プレートＰと、該載置プレートＰに取り付けられたＬＥＤ基板１０と、該ＬＥＤ基板１０に取り付けられたＬＥＤ１１と、載置プレートＰに取り付けられた反射部材２０とは、１つのユニットを成している。このため、光源の交換の際やメンテナンスの際にはそれらをまとめてベースＢに着脱できるようになっている。ベースＢには、このユニット全体を覆うように収容するグローブ３０が固定されている。例えば、ホットメルト接着剤によって接着されている。

このグローブ３０をベースＢに固定した状態の中光度航空障害灯１の全体外観が図７に示されている。グローブ３０は、全体が透過性の素材から成り、頂部を有するドーム状に形成されている。このグローブ３０の天井部分は反射部材２０の両開口のうち径の大きい開口の周縁の直上付近から径が急に小さくなって頂部に至っている。頂部およびその周辺部分は光の拡散を大きくする拡散部３１が形成されている。この拡散部３１は、グローブ３０の内面側に同心円状の滑らかな波形を形成したものである。このグローブ３０の素材は、例えばアクリル樹脂である。

図３は、反射部材２０の縦断面を示す縦断面図である。反射部材２０は樹脂で成形されており、両端に開口を有するラッパ状あるいはロート状に形成されている。反射部材２０の外側面２０ａには、ＬＥＤ１１からの光を反射させるためにメッキが施されている。さらに、反射部材２０には、複数の貫通した射光孔２１が穿設されている。射光孔２１は、一つの同一円周上に等間隔に配置されている。

反射部材２０の中心と載置プレートＰの中心とは上記のように一致しているが、この中心とその周辺部分は、径の同じ開口が形成されている。この載置プレートＰの貫通孔ｐ２により、反射部材２０の内側とベースＢとは連通している。また、貫通孔ｐ２の直下のベースＢの底部には、貫通孔ｐ２よりも径の小さい貫通孔ｂ１が穿設されている。このため、反射部材２０の内側面を臨む部分に載置プレートＰはなく、したがって、反射部材２０の内側面を臨む位置にＬＥＤ１１は配置されていない。なお、反射部材２０の内側面を臨む位置にもＬＥＤ１１を配置した変形例については後述する。

反射部材２０の全体形状および射光孔２１の個数や配置は、外側面２０ａで反射したＬＥＤ１１からの光および射光孔２１を通過した光それぞれが航空法施行規則第１２７条に規定されている要件を満たすように拡散するよう形成されている。すなわち、中光度白色航空障害灯にあっては、灯光が、航空白の閃光で、光源の中心を含む水平面下五度より上方のすべての方向から視認できるよう形成されている。また、中光度赤色航空障害灯では、灯光が、航空赤の明滅で、光源の中心を含む水平面下十五度より上方の全ての方向から視認できるよう形成されている。

図４は、ベースＢからグローブ３０を外した状態での中光度航空障害灯１の平面図である。複数のＬＥＤ１１は、反射部材２０の外側面２０ａの下方に配設されている。複数のＬＥＤ１１を搭載した４つのＬＥＤ基板１０は、帯状の円環を４分割した形状に形成されたものである。図示した例では、ＬＥＤ１１は、一つの同一円周上に等間隔に並ぶように配置されている。ＬＥＤ１１それぞれの光軸は反射部材２０の外側面２０ａに向いている。なお、図４において全てのＬＥＤ１１に符号「１１」を付すると煩雑になるので、ＬＥＤ１１の符号は適宜に省略してある。なお、ＬＥＤ１１を搭載するＬＥＤ基板１０は、帯状の円環を４分割した形状に形成されたものとしたが、４分割に限らず他の複数枚に分割した形状のものであってもよい。さらには、ＬＥＤ基板１０は、帯状の円環を分割した形状のものに限られることはない。

また、複数の射光孔２１は、ＬＥＤ１１が発光した光の一部をそのまま通過させる。各射光孔２１の内側面は、反射部材２０の外側面２０ａと同様のメッキを施した鏡面処理がなされている。これにより、ＬＥＤ１１から射光孔２１の内側面に向かう光は、内側面に吸収されて減光することなく、内側面に反射してから射光孔２１を通過する。射光孔２１は、光源によって発生した熱によって対流する空気がＬＥＤ１１の配設されている空間側と反射部材２０を境とした反対側の空間との間を流通する流路を兼ねている。

図５には、複数のＬＥＤ１１が発光した光のうち反射部材２０の外側面２０ａに反射する光の光路Ｌ１、射光孔２１を直接に通過する光の光路Ｌ２、射光孔２１の内側面に反射してから射光孔２１を通過する光の光路Ｌ３、射光孔２１を通過せず外側面２０ａに反射もせずに進む光の光路Ｌ４が示されている。また、図６には、中光度航空障害灯１の内部における熱による空気の対流の様子が示されている。図示したように空気の対流は射光孔２１、空気孔ｐ１、貫通孔ｐ２等を通って中光度航空障害灯１の内部全体に亘っており、熱の拡散を良好に行えることが分かる。

図１，７に示したように、ベースＢにホットメルト接着剤によって接着されたグローブ３０は、その接着部よりも外縁部がネジによって収容ケースＣに着脱可能に固定されている。このネジによる固定箇所と接着部との間には、パッキン１０１が介装されている。これにより、中光度航空障害灯１は、防水性能を有している。

収容ケースＣは、なべ型に形成されたものであり、内側が内部空間４０になっている。図８にも示したように、この内部空間４０には、電源基板４１、ノイズフィルタ４２、外部電源に接続するための端子台４３、該端子台４３に接続されたサージアブソーバー４４等が収容されている。

次に本実施の形態の航空障害灯１の作用を説明する。
図５に示したように、本実施の形態の中光度航空障害灯１によれば、反射部材２０の外側面２０ａの下方に配設されたＬＥＤ１１は、収容ケースＣに収容された電源基板４１等から給電され、制御されながら発光する。

ＬＥＤ１１が発光した光は、反射部材２０の外側面２０ａに反射した後にグローブ３０を透過して中光度航空障害灯１の外部に射光されるものと、反射部材２０の射光孔２１を通過してからグローブ３０を透過して中光度航空障害灯１の外部に射光されるものと、ＬＥＤ１１から反射部材２０に当たる角度よりも小さい角度で射光されてグローブ３０へ直接に至り、グローブ３０を透過して中光度航空障害灯１の外部に射光するものとに分かれる。

中光度航空障害灯１から射光される光は、航空法施行規則第１２７条に規定されている要件を満たすように射光される。このように中光度航空障害灯であっても、本願発明に係る中光度航空障害灯１は、光源であるＬＥＤ１１は、ベースＢに設けたＬＥＤ基板１０上という一平面上に配設したものだけでよいので、高さを低くできる。また、部品点数も減り、軽量化を実現することができる。

中光度航空障害灯１を点灯すると光源が発熱する。これにより、中光度航空障害灯１の内部で空気の対流が発生する。このとき、中光度航空障害灯１は、反射部材２０に穿設された複数の射光孔２１によって反射部材２０を境とする両側の空間が連通し、載置プレートＰに穿設された複数の空気孔ｐ１および中央に開いた貫通孔ｐ２によって載置プレートＰの両側の空間が連通している。

さらに、ベースＢの中央に穿設された貫通孔ｂ１により、ベースＢと載置プレートＰに挟まれた空間と収容ケースＣの内部空間４０とが連通しているので、中光度航空障害灯１の内部全体で空気の対流が生じる。これにより、光源が発生した熱は中光度航空障害灯１の内部に広く拡散して特定の部位に熱が篭ることが無くなるとともに、中光度航空障害灯１からの放熱が良好なものとなる。

中光度航空障害灯１の実効光度を規定の値に維持したり、メンテナンスのためにＬＥＤ１１を交換したりする場合には、ネジをはずしてグローブ３０を収容ケースＣから取り外す。次に電源側と接続されている配線を外す。その後、グローブ３０に接着されているベースＢをグローブ３０から剥離して、別のユニットと交換すればよい。このように、中光度航空障害灯１のメンテナンス等を容易に行うことができる。また、光源がＬＥＤ１１であるので、光源交換の間隔が長くなる。

図９および図１０は、中光度航空障害灯１の光源が異なる変形例を示している。この変形例が上記の実施の形態と異なる点は、反射部材２０の内側面を臨む位置にもＬＥＤ１１を配置した点にある。

図示した例では、ＬＥＤ基板１０ａが反射部材２０の中心の開口内に配設されている。このＬＥＤ基板１０ａは、反射部材２０の中心の開口に沿う帯状の円環を２分割した形状を有している。２つのＬＥＤ基板１０ａそれぞれには、２つのＬＥＤ１１が搭載されている。すなわち、４つのＬＥＤ１１が反射部材２０の内側面を臨む位置に配設されている。これら４つのＬＥＤ１１は、同一円周上に等間隔に配置されている。なお、ＬＥＤ１１を搭載するＬＥＤ基板１０ａは、帯状の円環を２分割した形状に形成されたものとしたが、２分割に限らず他の複数枚に分割した形状のものであってもよい。さらには、ＬＥＤ基板１０ａは、載置プレートＰの貫通孔ｐ２を塞がない形状のものであれば、帯状の円環を分割した形状のものに限られることはない。

このように４つのＬＥＤ１１が配置されているため、反射部材２０の中心と載置プレートＰの中心とが一致している点は上記の例と同じであるが、反射部材２０の中心の開口径は、載置プレートＰの中心の開口径よりも大きく、反射部材２０の開口に沿って配設されている２つのＬＥＤ基板１０ａが形成する内径と載置プレートＰの中心の開口径とが略同じ大きさに形成されている。

この変形例では、射光孔２１を通過した光の他に加えて４つのＬＥＤ１１から直接にグローブ３０の頂部およびその周辺部に向けて射光される。これにより、この方向の光量を増大させることができる。なお、ＬＥＤ１１を４つ配設したのは例示に過ぎず、３つあるいは２つであってもよい。

以上のような本実施の形態に係る中光度航空障害灯１によれば、従来の５００Ｗ電球を２つ使用する中光度航空障害灯に比して、消費電力が約３０Ｗまで低減することができる。変形例においては、反射部材２０の内側面を臨む位置に２つのＬＥＤ１１を配設した場合に、消費電力が約３５Ｗまで低減することができる。また、質量は約４０ｋｇから約１０ｋｇまで約１／４に低減できる。これにより、設置作業性を向上させることができる。さらに、光源を交換するまでの時間が約１，５００時間から３０，０００時間まで長くなり、交換作業回数を大幅に低減することができる。

なお、本実施の形態では、ＬＥＤ１１を一つの同一円周上に等間隔に配置したものを例示したが、中光度航空障害灯１の発光する光が航空法施行規則第１２７条に規定されている要件を満たしさえすれば、二つ以上の円周上に配置してもよいし、光源として均等に発光できる配置であれば特定の円周上に整列した配置としなくてもよい。

同様に、射光孔２１も中光度航空障害灯１の発光する光が航空法施行規則第１２７条に規定されている要件を満たしさえすれば、二つ以上の円周上に配置してもよいし、射光孔２１を通過した光が均等となるような配置であれば特定の円周上に整列するように穿設しなくてもよい。
また、反射部材２０は、樹脂成形したものにメッキを施したものとして説明したが、機能的には金属製のものであってもよい。但し、金属製にした場合、中光度航空障害灯１の軽量化という点では樹脂製のものに比べて劣る。

本発明は、中光度航空障害灯であるが、ＬＥＤを光源とする灯器に広く適用することができる。

１…中光度航空障害灯
Ｂ…ベース
ｂ１…貫通孔
Ｃ…収容ケース
Ｌ１…光路
Ｌ２…光路
Ｌ３…光路
Ｌ４…光路
Ｐ…載置プレート
ｐ１…空気孔
ｐ２…貫通孔
１０…ＬＥＤ基板
１０ａ…ＬＥＤ基板
１１…ＬＥＤ
２０…反射部材
２０ａ…外側面
２１…射光孔
３０…グローブ
３１…拡散部
４０…内部空間
４１…電源基板
４２…ノイズフィルタ
４３…端子台
４４…サージアブソーバー
１０１…パッキン

Claims (5)

1. 建築物や構築物等に設けてその存在を航空機に示す航空障害灯において、
   ベース上に固定された載置プレートと、
   該載置プレート上に設けた基板に配設された複数の発光素子と、
   前記載置プレートから所定の方向へ開いて延びる形状に形成された反射部材と、
   前記発光素子および反射部材を覆うように収容する、透光性があるグローブと、を備え、
   前記複数の発光素子は、前記反射部材の外側面の下方に配設され、
   前記反射部材は、貫通した複数の射光孔を有し、該射光孔は、前記発光素子が発光した光の一部を通過させるとともに、熱対流する空気の流路を兼ねて、前記発光素子からの光を規定の方向に配光するとともに熱対流による熱拡散を向上させるものであり、
   前記載置プレートは、該載置プレートを境にして、前記グローブとによって形成される空間と、前記ベースとによって形成される空間との２つの空間を画成し、
   前記反射部材及び前記載置プレートは、それぞれを貫通して、前記２つの空間を連通する貫通孔が形成され、
   前記ベースは、前記載置プレートとによって形成された空間と前記ベースの外の空間とを連通する貫通孔が形成されたことを特徴とする航空障害灯。
2. 前記射光孔は、内側面が鏡面処理されていることを特徴とする請求項１に記載の航空障害灯。
3. 前記載置プレートは、熱対流する空気の流路となる複数の空気孔を前記基板の周囲に貫通して穿設したことを特徴とする請求項１または２に記載の航空障害灯。
4. 前記反射部材は、前記載置プレートに取り付けられ、前記発光素子とともにユニット化されたことを特徴とする請求項１，２または３に記載の航空障害灯。
5. 前記複数の発光素子は、さらに前記反射部材の内側面を臨む位置にも配設されたことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の航空障害灯。