JP6636731B2 - 航空灯 - Google Patents

Description

本発明は、飛行場に設置され、光により航空機を導くようにして、その航行を視覚的に支援するための航空灯に関し、そのうち特に、飛行場灯火の一種である滑走路灯に関する。

従来、空港の滑走路や誘導路等に設置される航空灯として、例えば、滑走路の両端に設置されて滑走路の輪郭を示すための滑走路灯が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このような滑走路灯は、灯体の両側より２方向へ向けて光を照射するように構成され、その光源は、一般的には高出力のハロゲンランプ等の電球が用いられていた。

前記光源であるハロゲンランプ等の電球は、消費電力が大きいだけでなく、定格寿命も比較的短いため、断線による交換作業が度々発生するという問題があった。かかる交換作業は、空港の運行を妨げないようにするため頻度がなるべく少ない方が良い。
そこで、ハロゲンランプ等の電球の欠点を解消し得る光源として、消費電力が低く定格寿命も長いＬＥＤ（発光ダイオード）への交換が希求されていた。

ところで、滑走路灯は、２方向へ光を照射する光色の違いにより、滑走路における設置箇所や用途が区別されていた。すなわち、滑走路灯のうち２方向の光が白色光／黄色光の組み合わせは、滑走路の両端付近に設置され、また、白色光／白色光の組み合わせは、滑走路の中央付近に設置されていた。しかも、２方向へ光を照射する水平角度は、それぞれの組み合わせ毎に異なる所定角度で設置する旨の仕様があった。

また、前記滑走路灯とは別に、その灯体や２方向への光の照射等の基本的な構成は共通するが、光色の組み合わせが前記滑走路灯とは異なる滑走路末端灯も知られている。滑走路末端灯は、離陸または着陸する航空機に滑走路の進入端および終端を示す灯火であり、光色により用途が区別されていた。

すなわち、滑走路末端灯では、２方向への光のうち緑色光は、滑走路の進入端に向けて使用する一方、赤色光は、滑走路の終端に向けて使用する。この滑走路末端灯でも、２方向へ光を照射する水平角度が、前記滑走路灯の水平角度とは異なる所定角度に設置する旨の仕様があった。

特開平７−１６１２０８号公報

しかしながら、前述したような特許文献１に記載の滑走路灯ないし滑走路末端灯における光源を、従来のハロゲンランプ等の電球からＬＥＤに交換する場合には、単に光源を入れ替えれば済むことはなく、次のような問題の発生が予想される。

すなわち、滑走路灯等の灯体は、防水性が必要となるために密閉構造であるが、ＬＥＤは高い発熱源となるため、密閉された灯体内においてＬＥＤ自体や他の関連部品を保護するためにも、より十分な放熱対策を施す必要があった。また、放熱対策のための構造として、部品点数や組立工数が増えてしまうと、コストアップの要因になる虞があった。さらに、灯体内の限られたスペースでは、放熱対策のための構造と干渉しないように、他の関連部品の配置がいっそう重要となる。

さらに、前述した従来の滑走路灯等では、飛行場の現場に設置する時に、その都度、設置箇所や用途に応じて異なる水平角度に配光方向を細かく調整しなければならなかった。このような水平角度の調整作業は、煩わしく時間がかかり、飛行場の運行に支障を来す虞があった。しかも、従来の滑走路灯等では、その設置時に具体的な水平角度を示唆するような工夫もなかった。

本発明は、以上のような従来の技術の有する問題点に着目してなされたものであり、光源を電球からＬＥＤ等の半導体素子に交換する場合に、部品点数や組立工数を徒に増やすことなく放熱対策を施すことが可能であり、既存の灯体内の限られたスペースを有効活用して、放熱対策のための構造や他の部品との干渉を防ぐことができ、また、現場に設置する時に、配光方向を定める所望の水平角度に容易かつ確実に設定することが可能で、迅速に取り付け作業を行うことができる航空灯を提供することを目的としている。

前述した目的を達成するための本発明の要旨とするところは、以下の各項の発明に存する。
［１］飛行場に設置され、光により航空機を導くための航空灯（１０）において、
灯体（３０）を支える取付台（２０）と、前記灯体（３０）内に配され半導体素子からなる光源（４０）と、該光源（４０）が発する熱を放熱するヒートシンク（５０）と、を有し、
前記ヒートシンク（５０）は、前記取付台（２０）上に別体として設けられ、その両側に前記光源（４０）を取り付ける板状の側面部（５２，５３）を備え、両側面部（５２，５３）の内面間に、前記光源（４０）からの熱を放熱する複数のフィン（５４）を一体に並設してなり、
前記光源（４０）は、少なくとも前記ヒートシンク（５０）の両側に支持され、両側方向へ光を照射することを特徴とする航空灯（１０）。

［２］前記ヒートシンク（５０）は、前記取付台（２０）上に他の関連部品を納める収納空間を確保すべく、前記複数のフィン（５４）が前記収納空間を回避して配されたことを特徴とする前記［１］に記載の航空灯（１０）。

［３］前記ヒートシンク（５０）は、その前後に位置する前記各フィン（５４）に、前記収納空間に連通する開口部（５５）を開設したことを特徴とする前記［２］に記載の航空灯（１０）。

［４］前記取付台（２０）上の収納空間にて、前記関連部品として、前記光源（４０）に対する電源供給用の部品（６１）を、取付ブラケット（６０）によって上から押さえる状態で前記取付台（２０）上に固定したことを特徴とする前記［２］または［３］に記載の航空灯（１０）。

［５］前記取付台（２０）上の収納空間にて、前記関連部品として、前記光源（４０）の点灯制御用の回路基板（６２）を、前記取付ブラケット（６０）上に取り付けたことを特徴とする前記［４］に記載の航空灯（１０）。

［６］前記取付台（２０）は、所定の設置箇所に略水平に固定され、
前記取付台（２０）上に前記ヒートシンク（５０）を組み付ける時に、前記取付台（２０）に対する前記ヒートシンク（５０）の水平角度を、予め定められた複数のパターンの中から何れか任意に選択した一のパターンに設定する水平角度設定手段を備えることを特徴とする前記［１］，［２］，［３］，［４］または［５］に記載の航空灯（１０）。

［７］前記水平角度設定手段は、前記取付台（２０）および前記ヒートシンク（５０）に設けられ、前記複数のパターンごとに、互いに異なる位置で合致する複数組のネジ（７１）およびネジ孔（７２，７３）からなることを特徴とする前記［６］に記載の航空灯（１０）。

［８］前記ネジ孔（７２，７３）は、
前記取付台（２０）に円周方向に沿って複数設けられ、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに対応した組をなす固定側ネジ孔（７２）と、
前記ヒートシンク（５０）に複数設けられ、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに前記組をなす固定側ネジ孔（７２）に対して選択的に合致する取付側ネジ孔（７３）とを含み、
前記ネジ（７１）は、前記複数のパターンに共通し、前記ヒートシンク（５０）の取付側ネジ孔（７３）に貫通して、前記取付台（２０）の固定側ネジ孔（７２）に係合する複数の取付ネジ（７１）であることを特徴とする前記［７］に記載の航空灯（１０）。

次に、前述した解決手段に基づく作用を説明する。
前記［１］に記載の航空灯（１０）では、取付台（２０）によって灯体（３０）は支えられ、灯体（３０）内に光源（４０）が配される。ここで光源（４０）を、従来のハロゲンランプ等の電球の代わりに半導体素子を用いたことにより、例えばＬＥＤに代表される半導体素子の特性として、低消費電力、長寿命であり、交換等の手間や電力費を安価に抑えることができる。

その代わり、灯体（３０）内においては、高発熱源となる半導体素子を用いた光源（４０）の温度上昇をなるべく抑制して、光源（４０）自体や他の関連部品を保護するために、十分な放熱対策が必要となる。かかる放熱対策として、本航空灯（１０）では、光源（４０）が発する熱を放熱するヒートシンク（５０）を備える。ここでヒートシンク（５０）は、取付台（２０）上に別体として設けられる。これにより、取付台（２０）上におけるヒートシンク（５０）の取付位置や取付向きを変えることができ、何れの仕様にも合致させることが可能となる。

ヒートシンク（５０）が、何れかの部位で取付台（２０）に接していれば、ヒートシンク（５０）が受けた熱は、そのまま取付台（２０）にも伝わる。従って、取付台（２０）の表裏面も放熱面となり、ヒートシンク（５０）のみならず取付台（２０）から周囲への放熱有効面積も増え、よりいっそう放熱効率を高めることができる。ここでヒートシンク（５０）の形態は、その放熱性能を高めるべく、灯体（３０）の内壁間近まで全体的に広がるような大きさないし形状にすると良い。

そして、光源（４０）は、ヒートシンク（５０）自体を支持体として利用し、ヒートシンク（５０）の少なくとも両側に支持すれば、両側方向へ光を照射することができる。すなわち、両側の光源（４０）の間にヒートシンク（５０）が配され、光源（４０）を取り付ける支持体を別部品として用意する必要はない。しかも、両側の光源（４０）から発せられた熱は、そのまま直接ヒートシンク（５０）に伝わるため、より迅速に放熱することが可能となる。このような航空灯（１０）は、そのまま滑走路灯ないし滑走路末端灯として利用することができる。

前記ヒートシンク（５０）としては、具体的には例えば、両側に光源（４０）を取り付ける板状の側面部（５２，５３）を備え、各側面部（５２，５３）の内面間に、前記光源（４０）からの熱を放熱する複数のフィン（５４）を一体に並設してなるものが適している。ここで両側面部（５２，５３）の外面側は、それぞれ比較的広い面積を確保できるため、これらの外面側に沿って光源（４０）を容易に取り付けることができる。

また、前記灯体（３０）内には、他にも関連部品を収める必要があるが、前記［２］に記載した航空灯（１０）によれば、取付台（２０）上に他の関連部品を納める収納空間を確保すべく、ヒートシンク（５０）の複数のフィン（５４）を、前記収納空間を回避するように配する。これにより、予め確保された収納空間では、ヒートシンク（５０）のフィン（５４）等に干渉することなく、関連部品を配置させることができる。

前記ヒートシンク（５０）では、その両側の側面部（５２，５３）の前後に位置する各フィン（５４）が、それぞれ前面部と後面部となる。ここで前記［３］に記載したように、前後に位置して前面部と後面部となる各フィン（５４）に、それぞれ前記収納空間に連通する開口部（５５）を開設すると良い。かかる開口部（５５）を通じて、前記収納空間に容易に関連部品を配設することができる。

このような取付台（２０）上の収納空間では、前記［４］に記載したように、関連部品として、光源（４０）に対する電源供給用の部品（６１）を、取付ブラケット（６０）によって上から押さえる状態で取付台（２０）上に固定すると良い。これにより、電源供給用の部品（６１）を確実に固定することができ、しかも、部品（６１）が発した熱を取付台（２０）へ効率良く伝達させることが可能となる。

また、前記［５］に記載したように、関連部品には光源（４０）の点灯制御用の回路基板（６２）があるが、この回路基板（６２）は、前記取付台（２０）上の収納空間にて、前記取付ブラケット（６０）上に取り付けると良い。すなわち、電源供給用の部品（６１）を固定する取付ブラケット（６０）を、回路基板（６２）を支持する構造と兼用することができる。

また、前記［６］に記載の航空灯（１０）は、所定の設置箇所に取付台（２０）を略水平に固定するが、ここで取付台（２０）の水平方向における向き（方向性）は、該取付台（２０）上に組み付けるヒートシンク（５０）の水平角度との関係で、該角度の一律の基準とすべく特定の向きとなるように予め定めておくと良い。

ヒートシンク（５０）を介して取付台（２０）上に配される光源（４０）の配光特性は、航空灯（１０）の用途や設置箇所に応じて異なる仕様に合わせる必要がある。この仕様に合わせて、灯体（３０）の水平角度を定めることになるが、取付台（２０）上にヒートシンク（５０）を組み付ける時に、水平角度設定手段により、前もって取付台（２０）に対するヒートシンク（５０）の水平角度を所望の角度に設定することができる。

すなわち、水平角度設定手段では、例えば前記取付台（２０）の特定の向きを基準として、前記仕様に対応するような複数のパターンの水平角度を用意しておき、この中から何れか任意に選択した一のパターンの水平角度でヒートシンク（５０）を取付台（２０）上に組み付ける。後は、組み上がったユニットを予め定めた特定の向きに単に固定するだけで良く、現場でその都度、細かな角度調整を行う必要はない。

前記水平角度設定手段は、具体的には例えば、前記［７］に記載したように、取付台（２０）およびヒートシンク（５０）に設けられ、前記複数のパターンごとに、互いに異なる位置で合致する複数組のネジ（７１）およびネジ孔（７２，７３）とすれば良い。このような簡易な構成により、取付台（２０）に対してヒートシンク（５０）を所望の水平角度に容易かつ確実に設定することができる。

より詳しくは、前記［８］に記載したように、前記ネジ孔（７２，７３）は、取付台（２０）側に円周方向に沿って複数設けた固定側ネジ孔（７２）と、ヒートシンク（５０）に複数設けた取付側ネジ孔（７３）とを組み合わせる。ここで固定側ネジ孔（７２）は、円周方向に並ぶ何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに対応した組をなす。一方、取付側ネジ孔（７３）は、前記複数のパターンごとに、前記組をなす固定側ネジ孔（７２）に対して選択的に合致するように配されている。なお、円周方向は同一円周上に限られない。

また、前記ネジ（７１）は、前記複数のパターンに共通した複数の取付ネジ（７１）である。この取付ネジ（７１）を、前記ヒートシンク（５０）にある複数の取付側ネジ孔（７３）のうち、所望の水平角度に対応した組みをなす取付側ネジ孔（７３）に貫通させて、さらに、前記取付台（２０）にある複数の固定側ネジ孔（７２）のうち、前記組をなす取付側ネジ孔（７３）に選択的に合致するものに係合させる。これにより、ヒートシンク（５０）を取付台（２０）に対して所望の水平角度で容易かつ確実に固定することができる。

本発明に係る航空灯によれば、光源を従来の電球からＬＥＤ等の半導体素子に交換する場合に、部品点数や組立工数を徒に増やすことなく放熱対策を施すことが可能であり、既存の灯体内の限られたスペースを有効活用して、放熱対策のための構造と他の部品との干渉を防ぐことができる。
また、航空灯を現場に設置する時に、仕様に沿った配光方向を定める所望の水平角度に容易かつ確実に設定することが可能であり、現場において迅速に航空灯の取り付け作業を行うことができる。

本発明の実施の形態に係る滑走路灯の灯体、取付台およびヒートシンクを含む全体を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を図１と別方向から示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を図２と別方向から示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を図３と別方向から示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す左側面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す右側面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す背面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の取付台およびヒートシンクを含む主要部を示す底面図である。 図６のXII−XII線断面図である。 図８のXIII−XIII線断面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の台座、灯体、取付台およびヒートシンクを含む全体を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の水平角度設定手段を模式的に示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る滑走路灯の水平角度設定手段を示す説明図である。 滑走路における滑走路灯の設置箇所および水平角度を示す説明図である。

以下、図面に基づき、本発明を代表する実施の形態を説明する。
図１〜図１６は本発明の実施の形態を示している。
本実施の形態に係る航空灯は、飛行場に設置され、光により航空機を導くようにして、その航行を視覚的に支援するものであり、その用途に応じて各種タイプが存在するが、以下に、飛行場灯火の一種である滑走路灯１０に適用した場合を例に説明する。

滑走路灯１０は、滑走路の長手方向に延びる両側に沿って設置され、離陸または着陸しようとする航空機に滑走路の輪郭を示すための灯火である。滑走路灯１０は、その両側方向（２方向）へ光を照射するように構成されている。かかる滑走路灯１０の２方向への光は、滑走路の両側に沿った設置箇所に応じて、白色光ないし黄色光が組み合わされていた。

すなわち、図１７に示すように、滑走路灯１０のうち２方向の光が白色光／黄色光の組み合わせは、滑走路１の両端付近に設置され、また、白色光／白色光の組み合わせは、滑走路１の中央付近に設置されていた。ここで各滑走路灯１０の２方向への配光は、国土交通省が定める仕様（航空局仕様書）に合った所定の光柱特性を実現するように、各滑走路灯１０の水平角度は規定されていた。

また、滑走路灯１０とほぼ同一構成の航空灯として、用途や設置箇所が異なる滑走路末端灯がある。滑走路末端灯では、２方向の光が緑色光／赤色光の組み合わせである。かかる滑走路末端灯は、滑走路１の両端に設置され、滑走路１の進入端を示す側では緑色光、滑走路１の終端を示す側では赤色光が、それぞれに所定の光柱特性で配光されるように、同じく前記仕様に従い水平角度が規定されていた。

図１〜図３、図１４に示すように、滑走路灯１０は、滑走路１の路面上における所定の位置に予め固定される台座１１と、該台座１１に対して略水平に固定され、灯体３０を支える取付台２０と、該取付台２０上に所定の水平角度で組み付けるヒートシンク５０と、該ヒートシンク５０を介して取付台２０上に配され半導体素子からなる光源４０と、を有して成る。

図１４に示すように、台座１１は、その下部１１ａが円筒状に形成され、その上部１１ｂは上面が開口した椀状に形成されている。椀状の上部１１ｂの上半部は、下半部に対して全周方向に亘り水平面に対する傾き角度を微調整可能に連結されている。これにより、後述する光源４０の仰角（灯光角度）を微調整できる。なお、上半部の可動ないし固定の切り換えは締結ネジ１２で行う。

台座１１における上部１１ｂの上半部開口側が、取付台２０を取り付ける所定の設置箇所となる。台座１１は、滑走路１の路面下に埋設される支柱１３を介して設置される。支柱１３は、過度の力がかかると途中で折れ曲がる強度に設定され、航空機等が滑走路灯１０に万一接触した場合に折れ曲がることで、航空機等に損傷を与えることがない。なお、台座１１や支柱１３は、例えばアルミニウム合金等の金属で形成される。

図２、図６、図１２に示すように、取付台２０は、前記台座１１の上部１１ｂの上端開口面に合致する円盤状に形成されている。取付台２０は、前記台座１１等と同じくアルミニウム合金等の金属で形成され、後述するヒートシンク５０とは別体となっている。図１１に示すように、取付台２０の略中央には、後述する関連部品から延びる電源線やアース線を下方へ挿通させる連通孔２１が開設されている。

図１１、図１２に示すように、取付台２０の外周縁には、段状のフランジ部２３が設けられている。このフランジ部２３の両端に、それぞれ取付ネジ２２を係合させる一対の取付孔２４，２４が設けられている。すなわち、取付台２０は、略水平な状態でフランジ部２３の両端が、前記台座１１の上半部開口側に対して取付ネジ２２で固定される。

取付台２０の水平方向における取付向き（方向性）は、該取付台２０上に組み付けるヒートシンク５０の水平角度との関係で、該水平角度の一律の基準とすべく特定の向きに予め設定される。具体的には例えば、取付台２０の両端の取付ネジ２２間を結ぶ直径ラインが、滑走路１（図１７参照）の長手方向に延びるセンターライン１ａに対して、直交する向きに定められている。ここで取付台２０にて、図１５に示すように、両端の取付ネジ２２間を結ぶ直径ラインと直交する直径ライン、すなわちセンターライン１ａと平行な直径ラインを水平角度の基準線Ｌとする。

取付台２０上に配される光源４０の配光特性は、前述したように設置箇所や用途に応じて異なる仕様に合わせる必要がある。この仕様に合わせて、滑走路灯１０の水平角度を定めることになるが、取付台２０上にヒートシンク５０を組み付ける時に、取付台２０に対するヒートシンク５０の水平角度を、予め定められた複数のパターンの中から何れか任意に選択した一のパターンに設定する水平角度設定手段を備えている。

ここで「複数のパターン」とは、前記仕様で定められた、滑走路灯ないし滑走路末端灯における主光柱を滑走路１の内側へ傾ける内向き角（水平角度）の種類である。詳しくは図１７に示すように、滑走路灯１０のうち白色光／黄色光、黄色光／白色光、白色光／白色光は、それぞれ４．５度である。また、滑走路灯１０とほぼ同一構成の滑走路末端灯では、緑色光は３．５度、赤色光は０度と定められている。これら具体的な水平角度は、前述した取付台２０の基準線Ｌに対する光源４０の光柱の傾きである。なお、赤色光は、他の光色に比べて見え辛いので、センターライン１ａと平行な０度に定められている。

このような仕様に対応すべく、本実施の形態では図１５、図１６に示すように、滑走路灯１０のうち白色光／黄色光、黄色光／白色光、白色光／白色光は、それぞれ２．５度（仕様上は４．５度）、滑走路末端灯の緑色光は５度（仕様上は３．５度）、赤色光は０度と定め、これらの水平角度を予め定めた３つのパターンとする。なお、実施の形態における水平角度と、仕様上の内向き角（水平角度）は多少異なるが、これは設計上の理由によるものであり、実際の光源４０の配光は、後述するレンズアレイ４２の配光制御やＬＥＤ電流調整によって、仕様上の配光規格に合致するように調整される。

水平角度設定手段は、図１５、図１６に示すように、取付台２０およびヒートシンク５０に設けられ、前記複数のパターンごとに、互いに異なる位置で合致する複数組の取付ネジ７１およびネジ孔７２，７３からなる。ここでネジ孔７２，７３のうち固定側ネジ孔７２が取付台２０に設けられている。取付台２０のフランジ部２３には、前記取付孔２４を間にして、両側にそれぞれ複数組（本実施の形態では３組）の固定側ネジ孔７２が円周方向に沿って設けられている。

図１５では、各固定側ネジ孔７２の配置を模式的に示したが、このように本来は各固定側ネジ孔７２を同一円周上に沿って並べることが好ましい。ところが、同一円周上に並べると、水平角度が僅かしか違わない場合に、ネジ孔同士が重なる虞がある。そのため、図１６に示すように、同一円周上では重なり合うほど近い固定側ネジ孔７２は、それぞれ中心より異なる半径の円周上に並べて半径方向にずらしている。

このような固定側ネジ孔７２は、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに対応した組をなすものである。具体的には、図１５に模式的に示した例では、滑走路灯１０のうち白色光／黄色光、黄色光／白色光、白色光／白色光に相当するパターン１の水平角度の場合には、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの固定側ネジ孔７２が組みをなす。

また、滑走路末端灯の緑色光（／赤色光）に相当するパターン２の水平角度の場合には、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの固定側ネジ孔７２が組みをなす。さらに、滑走路末端灯の赤色光（／緑色光）に相当するパターン３の水平角度の場合には、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの固定側ネジ孔７２が組みをなす。

一方、水平角度設定手段を構成するネジ孔７２，７３のうち取付側ネジ孔７３は、ヒートシンク５０側に設けられている。詳しくは後述するが、取付側ネジ孔７３は、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに前記組をなす固定側ネジ孔７２に対して選択的に合致するように配置されている。また、取付ネジ７１は、前記複数のパターンに共通する４本が用意されているが、その数は任意の設計事項である。

ヒートシンク５０は、光源４０を支持する構造を兼ねるものであり、後述する灯体３０内にちょうど収まる形態に形成され、例えばアルミニウム合金等の金属により前記取付台２０とは別体として構成されている。詳しく言えばヒートシンク５０は、図１，図１２，図１３に示すように、両側に光源４０を取り付ける板状の側面部５２，５３を備え、両側面部５２，５３の内面間に、それぞれ外面側の光源４０からの熱を放熱する複数のフィン５４を一体に並設してなる。

各側面部５２，５３は、それぞれ略矩形の板状であり、それぞれ上方へ向かって僅かに内側へ傾斜している。また、両側面部５２，５３は、互いに平行ではなく、台形状の上面部５１を間にして、平面視で互いに平行でない対辺をなすように配置されている。上面部５１では、両側面部５２，５３間に亘る各フィン５４の上端縁とその間の隙間が交互に並んでいる。言い換えれば、上面部５１より各フィン５４は下方へ垂下している。

各フィン５４のうち、外側となる前後に位置するフィン５４ａ，５４ｂは、両側面部５２，５３と共にヒートシンク５０の外周をなす。すなわち、前端にあるフィン５４ａは前面部、後端にあるフィン５４ｂは後面部となる。前後のフィン５４ａ，５４ｂの下端は、両側面部５２，５３の下端と同じ高さ位置まで延びており、ヒートシンク５０の下面側開口として連なる。また、前後に位置するフィン５４ａ，５４ｂには、内部に連通する開口部５５が上下２段に開設されている。

各フィン５４のうち、前後のフィン５４ａ，５４ｂ以外の内側に位置するものは、図１３に示すように、何れも下面側開口まで垂下することなく、それぞれ下端が同じ高さ位置に揃えられている。これにより、ヒートシンク５０の内部に、前記取付台２０上で他の関連部品を納める収納空間が確保される。すなわち、各フィン５４は、収納空間を回避するように配されている。

各フィン５４は、前後のフィン５４ａ，５４ｂを含め、それぞれの具体的な形状や厚さ、それに数や互いの間隔は、放熱シミュレーションに基づいて図示した最適な形態に設計しているが、これに限るものではなく、適宜定め得る設計事項である。なお、取付台２０上の収納空間に配設する他の関連部品については後述する。

ヒートシンク５０の両側である両側面部５２，５３には、それぞれ光源４０が設けられており、この両側の光源４０の光柱（配光）方向は、それぞれの外面と直交する方向となる。ここで両側面部５２，５３は、前述したように互いに平行ではなく、台形の平行でない対辺をなす。そのため、ヒートシンク５０の両側からの配光方向は、直線上に並ぶ１８０度反対方向ではなく、ヒートシンク５０の中心を間にして１８０度未満の鈍角で交わる方向となる。かかる角度は、前記仕様に対応させるためである。

このようなヒートシンク５０を前記取付台２０に組み付ける時に、前記台座１１との取付関係で向き（方向性）が一義的に定まる取付台２０に対して、ヒートシンク５０を前記仕様に合わせた水平角度で取り付けることが重要となる。そして、この水平角度は、前述の水平角度設定手段によって、予め定められた複数のパターンの中から何れか任意に選択した一のパターンに設定される。

ヒートシンク５０の下端側開口のうち、前後のフィン５４ａ，５４ｂの下端縁に沿って、それぞれ外側へ折曲する取付片部５６が一体に設けられている。両側の取付片部５６は、前記取付台２０のフランジ部２３に対接させて固定する部位であり、各取付片部５６には、前記水平角度設定手段を構成する取付側ネジ孔７３が設けられている。

ここで取付側ネジ孔７３は、図１６に示すように、前端のフィン５４ａにある取付片部５６では、その両側にそれぞれ複数組（本実施の形態では２組）が直線上に並ぶように設けられている。また、後端のフィン５４ｂにある取付片部５６でも、その両側にそれぞれ複数組（本実施の形態では３組）が直線上に並ぶように設けられている。なお、前端のフィン５４ａの取付片部５６において、その一端側の取付側ネジ孔７３ａのみ、誤差の調整用に２つのネジ孔が連なるような長孔とされている。

このような取付側ネジ孔７３は、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに前記組をなす固定側ネジ孔７２に対して、選択的に合致するように配置されている。ここで取付側ネジ孔７３の数は少ないほど良いが、前述した取付台２０側にある各固定側ネジ孔７２と重なり合うように配置させるために、それぞれ異なる位置に複数設ける必要がある。

具体的には、図１６において、前記パターン１の水平角度でヒートシンク５０を取付台２０に組み付ける場合は、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの取付側ネジ孔７３，７３ａが組みをなす。また、前記パターン２の水平角度で組み付ける場合は、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの取付側ネジ孔７３，７３ａが組みをなす。さらに、前記パターン３の水平角度で組み付ける場合は、図中で取付ネジ７１を係合させた４つの取付側ネジ孔７３，７３ａが組みをなす。

光源４０は、半導体発光素子から構成されている。ここで半導体発光素子とは、半導体を用いた発光素子であり、本実施の形態で採用したＬＥＤのほか、有機ＥＬ、ＬＤ（半導体レーザ）等が該当する。ＬＥＤは、具体的には例えば表面実装型のＬＥＤチップであり、その構成は一般的であるので詳細な説明は省略するが、チップ表面と直交する光軸を中心に所定角度の放射範囲（光柱特性）で光を出射する発光素子である。もちろん、発光素子を略砲弾型のモールドに埋め込んだＬＥＤランプとしても良い。

本実施の形態に係る光源４０は、４枚のＬＥＤ基板４１Ａ〜４１Ｄを有している。ヒートシンク５０の両側である両側面部５２，５３には、それぞれ多数のＬＥＤを実装したメインのＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂが取り付けられている。また、ヒートシンク５０の前後にあるフィン５４ａ，５４ｂには、それぞれ１つのＬＥＤだけ実装した補助的なＬＥＤ基板４１Ｃ，４１Ｄが取り付けられている。個々のＬＥＤは図示省略したが、各ＬＥＤ基板４１Ａ〜４１Ｄ上に実装されている。これらのＬＥＤ基板４１Ａ〜４１Ｄは、それぞれ直列に接続されており、後述の回路基板６２によって点灯制御される。

ヒートシンク５０の両側のＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂは、両側面部５２，５３の外面上に広く拡がる縦長の矩形であり、その表面上に配線回路が形成され、該配線回路上に複数のＬＥＤが実装されている。各ＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂは、それぞれヒートシンク５０の両側面部５２，５３の外面上に直に取り付けられている。なお、光色（例えば白色光）によっては全てのＬＥＤを点灯させる必要はなく、必要な光度を得られる数だけＬＥＤを点灯すれば足りる。

両側のＬＥＤ基板４１Ａ，４１ＢにおけるＬＥＤの発光色は、適宜選択し得る設計事項である。本実施の形態では、滑走路灯ないし滑走路末端灯に関する前記仕様に則り、前述したように白色光ないし黄色光、あるいは緑色光ないし赤色光が組み合わされている。ＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂの表面上における各ＬＥＤの具体的なレイアウトも、適宜選択できる設計事項であるが、本実施の形態では、ＬＥＤ基板４１の全域に分散するように配置されている。

各ＬＥＤは図面中には示されていないが、各ＬＥＤの前には、次述するレンズアレイ４２の凸レンズ部４３が個々に対応するように配置されるため、図１に示すレンズアレイ４２の凸レンズ部４３の配置が、そのままＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂ上のＬＥＤの配置と対応している。ここでレンズアレイ４２が、真円形ではなく縦長の楕円形であるのは、後述する灯体３０を被せた際に、該灯体３０の内周壁と干渉しないように、両側方向の幅を少し狭めたことによる。

一方、レンズアレイ４２を、灯体３０の内周壁と干渉しない程度の直径の真円形にすると、必然的に表面積が小さくなり、数多のＬＥＤに対応させることができなくなる。かかる場合、光色（例えば赤色光）によっては、必要な光度を得られなくなる。このように、限られたスペース内での広い表面積を確保すべく、縦長の楕円形としたが、もちろん具体的な形象は真円形ないし楕円形に限られるものではない。

レンズアレイ４２は、各ＬＥＤからの照射光を所定の光柱光度特性になるように配光制御するものであり、各ＬＥＤの直ぐ前方を覆う状態に配置されている。レンズアレイ４２は、具体的には例えば、薄板状で無色透明なベース板上に、個々のＬＥＤに対応する凸レンズ部４３を一体成形したものである。ここで凸レンズ部４３が、個々のＬＥＤに対応して、それぞれの照射光を光軸方向に収束させる等して、所定の光柱光度特性になるように配光制御する。

また、ヒートシンク５０の前後のＬＥＤ基板４１Ｃ，４１Ｄは、空港における航空機の誘導に直接関係するものではなく、前記仕様に応じて設ける必要が生じたものである。これらのＬＥＤ基板４１Ｃ，４１Ｄは、横長のブラケット状に形成され、その表面上に１つだけＬＥＤが実装されている。各ＬＥＤ基板４１Ｃ，４１Ｄは、それぞれヒートシンク５０の前後のフィン５４ａ，５４ｂにある開口部５５を上下に２分割する境界部分に取り付けられている。

ＬＥＤは指向性の強い配光特性があり、電球と異なり光軸より広範囲には光が広がらないため、前述したメインのＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂを設けていない前後の面は必然的に暗くなる。ところが、前述の仕様では、滑走路灯の全周に亘り所定の光度以上に光らせる必要があることが定められている。このような仕様に反しないために、ヒートシンク５０の前後も、補助的にＬＥＤ基板４１Ｃ，４１Ｄを設けて光らせる必要があった。

図１に示すように、灯体３０は、前記取付台２０に対向する下面側が開口したドーム状のグローブとして形成されている。灯体３０は、前記取付台２０等とは異なり、ガラス等の透明材質によって一体成形される。灯体３０は、前記取付台２０上のヒートシンク５０等を上から包囲する状態で収納する内部空間を備えている。灯体３０は、その全周に亘り外部へ光を照射することができるが、実際には光源４０が対向する位置から外部へ光を照射することになる。

灯体３０の下面側開口が、取付台２０上に取り付ける部位となる。ここで灯体３０の下面側開口の周縁は、取付台２０の外縁上に載置された状態で、該取付台２０の下方に重なる前記台座１１の上部１１ｂの上半部開口の周縁と共に、それぞれ重なり合う外周を全周に亘って締結する締付バンド３３によって固定される。締付バンド３３の両端には、互いに着脱自在に係合するクランプ３４が備わっている。

また、光源４０に対する電源供給用の部品として、取付台２０上には、光源４０に対する電源供給用のトランス６１や、光源４０の点灯制御用の回路基板６２のほか、手動で操作する切替スイッチ６３等も配設されている。ここでトランス６１は、外部にある定電流源から給電された所定の大きさの電流を下げてＬＥＤ基板４１に供給するものである。図１３に示すように、トランス６１は、取付台２０上におけるフランジ部２３の内側の凹みに嵌った状態で、取付ブラケット６０によって上から押さえられた状態で固定されている。なお、取付ブラケット６０は、ヒートシンク５０の前後のフィン５４ａ，５４ｂにある開口部５５を２分割する境界部分の間に架設されている。

また、取付ブラケット６０の上面部には、前記回路基板６２がスペーサーを介して離隔した状態でネジ止めされている。さらに、取付ブラケット６０の上面部の一端側に、切替スイッチ６３が、別の取付ブラケット６４を介して離隔した状態に配設されている。このように関連部品を取り付けた状態の取付ブラケット６０の周囲を囲むように、前記ヒートシンク５０のフィン５４が延びている。なお、関連部品に接続されたケーブルやコード類は、前記取付台２０にある連通孔２１を通って下方へ延び、前記台座１１の内部を通って、その下端側から外部に延出している。

次に、本実施の形態に係る滑走路灯１０の作用について説明する。
滑走路灯１０の光源４０は、従来のハロゲンランプ等の電球の代わりに、半導体素子であるＬＥＤを用いている。これにより、ＬＥＤの特性として、低消費電力、長寿命であり、交換等の手間が少なくなり、消費電力も安価に抑えることができる。ただし、密閉された灯体３０内においては、高発熱源となるＬＥＤの温度上昇をなるべく抑制して、ＬＥＤ自体や他の関連部品を保護するために、十分な放熱対策が必要となる。

かかる放熱対策として、本滑走路灯１０では、光源４０が発する熱を放熱するヒートシンク５０を備える。ヒートシンク５０が取付台２０に一体に組み付けられることで、ヒートシンク５０が受けた熱は、そのまま取付台２０にも迅速に伝わる。従って、ヒートシンク５０からの発熱を放熱するための構造は、ヒートシンク５０だけに限られず、取付台２０もそのまま活用できる。このように、取付台２０の表裏面も放熱面となり、ヒートシンク５０のみならず取付台２０から周囲への放熱有効面積も増え、よりいっそう放熱効率を高めることができる。

光源４０は、ヒートシンク５０自体を支持体として利用し、ヒートシンク５０の両側に支持されることで両側方向へ光を照射する。すなわち、両側の光源４０の主要部をなす２つのＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂは、それぞれヒートシンク５０の両側面部５２，５３の外面上に直接取り付けられる。従って、光源４０を取り付ける支持体を別部品として用意する必要はなく、部品点数や組立工数を削減することができる。しかも、両側の光源４０から発せられた熱は、そのまま直接ヒートシンク５０に伝わるため、より迅速に放熱することが可能となる。

詳しく言えば、光源４０のＬＥＤが点灯中に発生した熱は、ヒートシンク５０の両側面部５２，５３の外面側より内面側に伝わり、内面側の間に並設された各フィン５４に伝達されて放熱される。ここで、前後のフィン５４ａ，５４ｂに伝達された熱は、これらのフィン５４ａ，５４ｂから取付台２０へ直接伝達される。取付台２０は、灯体３０を支える円盤状であり、その表面積が大きく特に底面側は取付台２０外部に露出するため、ヒートシンク５０からフィン５４ａ，５４ｂを介して伝達された熱は速やかに放散される。これにより、いっそう放熱効率を高めることができる。

ヒートシンク５０内で各フィン５４間の隙間は、ヒートシンク５０内で上下方向に連なる通気空間を形成する。これにより、各フィン５４の放熱により加熱された空気が上昇する際、その流れが途中で遮られたり滞留することなく円滑に上昇する。さらに、ヒートシンク５０の上面部５１では、各フィン５４の上端縁の間が隙間として開口しているため、ヒートシンク５０内に熱がこもることを防止することができる。

また、ヒートシンク５０内の収納空間に配された各関連部品の位置関係は、ＬＥＤ基板４１Ａ，４１Ｂの大半の部分が、トランス６１や回路基板６２よりも上方に位置する。従って、密閉された灯体３０内で、各フィン５４からの放熱により加熱され上昇する空気がトランス６１等に向かうことはなく、トランス６１等が加熱される事態を防止することができる。

このように、トランス６１等の関連部品は、取付台２０上にてヒートシンク５０の内側に確保された収納空間に納められている。ここでヒートシンク５０の各フィン５４は、両側のフィン５４を除いて、それぞれ下端縁が前記収納空間を回避する高さ位置に揃えられている。このように、予め確保された収納空間には、関連部品をヒートシンク５０のフィン５４等に干渉しないように配設することができる。

詳しく言えば、関連部品のうちトランス６１は、収納空間にて取付台２０上に取付ブラケット６０で上から押さえられた状態で固定される。これにより、トランス６１を確実に固定することができ、しかも、トランス６１が発した熱を、取付ブラケット６０を介して取付台２０へ効率良く伝達させることが可能となる。

また、取付ブラケット６０の上面部には、前記回路基板６２がスペーサーを介して離隔した状態でネジ止めされている。このように、トランス６１を固定する取付ブラケット６０を、そのまま回路基板６２も支持する構造として兼用することができる。さらに、取付ブラケット６０の上面部の一端側には、切替スイッチ６３が別の取付ブラケット６４で離隔した状態に配設することができる。

次に、滑走路灯１０の設置について説明する。
滑走路灯１０は、図１７に示すように、滑走路１の長手方向に延びる両側に沿って設置される。滑走路１の両側に沿った所定の設置箇所には、予め台座１１が固設されており、この台座１１に対して取付台２０を取り付ける。ここで取付台２０の取付向き（方向性）は、その基準線Ｌが滑走路１のセンターライン１ａと平行な向きに定められている。なお、取付台２０と台座１１の対接部位には、前述の特定の向きでしか対接しない凹凸等を設けると良い。

滑走路灯１０の両側方向への配光特性は、その設置箇所や用途（滑走路末端灯）に応じて異なる仕様に合わせる必要がある。この仕様に合わせて、従来の滑走路灯では、異なる水平角度のものが複数用意されていた。本滑走路灯１０では、光源４０の配光を定めるヒートシンク５０を、取付台２０とは別体として設けて、後から組み合わせることにより、部品を共通化している。

すなわち、取付台２０上に別体のヒートシンク５０を組み付ける時に、取付台２０に対するヒートシンク５０の水平角度を調整できるようにして、何れの仕様にも合致させることが可能となる。従って、従来では仕様に応じて複数用意していた灯体内部の主要構造を、共通化した取付台２０とヒートシンク５０によって簡単に構成することができる。

取付台２０上にヒートシンク５０を組み付ける時には、水平角度設定手段により、取付台２０に対するヒートシンク５０の水平角度を所望の角度に設定することができる。水平角度設定手段では、取付台２０の基準線Ｌ（特定の向き）を基準として、前記仕様に応じて予め用意した複数のパターンの中から、何れか任意に選択した一のパターンの水平角度に設定することができる。

詳しくは図１６に示すように、白色光／白色光等の組み合わせに相当するパターン１の水平角度とする場合は、ヒートシンク５０側では図示した組をなす４つの取付側ネジ孔７３，７３ａに取付ネジ７１を貫通させる。かかる配置の取付ネジ７１を、取付台２０側で図示した組をなす４つの固定側ネジ孔７２に係合する。

ここで組をなす４つの固定側ネジ孔７２が、前記組をなす取付側ネジ孔７３，７３に選択的に合致し、それ以外には合致しないため、取付ネジ７１を間違って係合することはない。他のパターン２，３においても同様に、取付台２０に対してヒートシンク５０を、それぞれパターンごとの水平角度で容易かつ確実に固定することができる。なお、取付台２０やヒートシンク５０には、それぞれ組み付け時の便宜のために、方向性を示す印７４，７５が設けられている。

以上のように、滑走路灯１０の配光方向を定める水平角度の調整は、取付台２０にヒートシンク５０を組み付ける製造時に前もって設定しておくことができる。その結果、滑走路灯１０を設置する現場では、前もって組み上がったユニットを、前記台座１１に対して一律の向きに単に位置決めして取り付けるだけで良い。これにより、滑走路灯１０における水平角度の設定を容易かつ確実に行うことができ、迅速に滑走路灯１０の取付作業を行うことができる。もちろん、設置時のみならず、メンテナンスないし交換時における取付作業も、迅速に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は前述したような実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。例えば、前記実施の形態では、航空灯として滑走路灯（滑走路末端灯）を例に説明したが、航空灯の種類は滑走路灯に限らず、他に各種の航空灯にも広く適用することができる。

また、光源４０を構成する半導体発光素子はＬＥＤに限定されることはなく、他の半導体発光素子としてＬＤ（半導体レーザ）等を備えた構成であっても良い。
なお、光源４０を交換する場合には、取付台２０とヒートシンク５０ごと交換すれば良く、かかる交換作業は容易にかつ迅速に行うことができる。

本発明に係る航空灯は、２方向を照らす滑走路灯や滑走路末端灯に限られることなく、他の様々な航空灯にも幅広く適用することができる。

１０…滑走路灯
１１…台座
２０…取付台
２１…連通孔
２２…取付ネジ
２３…フランジ部
２４…取付孔
３０…灯体
４０…光源
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ…ＬＥＤ基板
４２…レンズアレイ
４３…凸レンズ部
５０…ヒートシンク
５１…上面部
５２，５３…側面部
５４…フィン
５５…開口部
５６…取付片部
６０…取付ブラケット
６１…トランス
６２…回路基板
６３…切替スイッチ
６４…取付ブラケット
７１…取付ネジ
７２…固定側ネジ孔
７３，７３ａ…取付側ネジ孔

Claims (8)

1. 飛行場に設置され、光により航空機を導くための航空灯において、
   灯体を支える取付台と、前記灯体内に配され半導体素子からなる光源と、該光源が発する熱を放熱するヒートシンクと、を有し、
   前記ヒートシンクは、前記取付台上に別体として設けられ、その両側に前記光源を取り付ける板状の側面部を備え、両側面部の内面間に、前記光源からの熱を放熱する複数のフィンを一体に並設してなり、
   前記光源は、少なくとも前記ヒートシンクの両側に支持され、両側方向へ光を照射することを特徴とする航空灯。
2. 前記ヒートシンクは、前記取付台上に他の関連部品を納める収納空間を確保すべく、前記複数のフィンが前記収納空間を回避して配されたことを特徴とする請求項１に記載の航空灯。
3. 前記ヒートシンクは、その前後に位置する前記各フィンに、前記収納空間に連通する開口部を開設したことを特徴とする請求項２に記載の航空灯。
4. 前記取付台上の収納空間にて、前記関連部品として、前記光源に対する電源供給用の部品を、取付ブラケットによって上から押さえる状態で前記取付台上に固定したことを特徴とする請求項２または３に記載の航空灯。
5. 前記取付台上の収納空間にて、前記関連部品として、前記光源の点灯制御用の回路基板を、前記取付ブラケット上に取り付けたことを特徴とする請求項４に記載の航空灯。
6. 前記取付台は、所定の設置箇所に略水平に固定され、
   前記取付台上に前記ヒートシンクを組み付ける時に、前記取付台に対する前記ヒートシンクの水平角度を、予め定められた複数のパターンの中から何れか任意に選択した一のパターンに設定する水平角度設定手段を備えることを特徴とする請求項１，２，３，４または５に記載の航空灯。
7. 前記水平角度設定手段は、前記取付台および前記ヒートシンクに設けられ、前記複数のパターンごとに、互いに異なる位置で合致する複数組のネジおよびネジ孔からなることを特徴とする請求項６に記載の航空灯。
8. 前記ネジ孔は、
   前記取付台に円周方向に沿って複数設けられ、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに対応した組をなす固定側ネジ孔と、
   前記ヒートシンクに複数設けられ、何れか少なくとも２つが、前記複数のパターンごとに前記組をなす固定側ネジ孔に対して選択的に合致する取付側ネジ孔とを含み、
   前記ネジは、前記複数のパターンに共通し、前記ヒートシンクの取付側ネジ孔に貫通して、前記取付台の固定側ネジ孔に係合する複数の取付ネジであることを特徴とする請求項７に記載の航空灯。

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