JP7190127B2

JP7190127B2 - 表示灯

Info

Publication number: JP7190127B2
Application number: JP2018156424A
Authority: JP
Inventors: 真紀田村; 克彦関; 圭吾二俣
Original assignee: Sekisui Jushi Corp; Shimada Precision Co Ltd
Current assignee: Sekisui Jushi Corp; Shimada Precision Co Ltd
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2022-12-15
Anticipated expiration: 2038-08-23
Also published as: JP2020030989A

Description

本発明は、道路や鉄道などで実施される夜間の工事、点検などを行っていることを知らせるために用いる表示灯に関する。

例えば、誘導灯として、手で握るための把持部及びこの把持部の先端側に設けられた投光本体部を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この誘導灯では、把持部は長い円筒状に形成され、投光本体部はその長手方向に配設された複数の投光部を有している。各投光部内には、ＬＥＤから構成される発光体及び円錐状鏡面を有する光分散手段が内蔵されており、この発光体からの光は、光分散手段により全周方向に拡散された後に、対応する投光部の全周から外方に投射される。

また、表示灯として、点灯用光源と、点灯用光源からの光を反射するリフレクタと、リフレクタの開口部を被う前面レンズとを備え、この前面レンズにシリンドリカルレンズを用いたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この表示灯においては、前面レンズが投光部として機能し、点灯用光源からの光は、リフレクタによりその開口部に反射され、前面レンズ（シリンドリカルレンズ）を通過する際に表示灯の横方向に拡がるように拡散され、この前面レンズ（投光部）から横方向に拡がった状態で外方に投射される。

特開２０００－２２２９０１号公報実願平１－１３０８４号（実開平２－１０４５０３号）のマイクロフィルム

例えば、軌道工事などにおいては、工事中の安全性を確保するために、電車の運転手に工事中であることを知らせる必要あり、そのために、例えば８００ｍ程度の遠方からでも視認できる表示灯が強く望まれている。

しかし、上述した従来の誘導灯では、発光体（ＬＥＤ）からの光が投光本体部の投光部の全周から外方に投射されるために、発光体からの光が全周方向に分散され、遠方まで投光しようとすると、発光体（ＬＥＤ）自体の出力を大きくする、又は発光体（ＬＥＤ）の個数を多くする必要があり、またこのように構成した場合、消費電力が大きくなり、電源として容量の大きい電池が必要となり、その結果、これらのことに関連して、製造コストも高くなる。

また、上述した従来の表示灯では、投光部からの光が横方向に拡がった状態（換言すると、上下方向に収束した状態）で投射されるために、作業者が表示灯を持って横方向に振る際に、手に持った状態の表示灯が例えば上方向（又は下方向）に傾いていると、表示灯の投光部からの光は、水平方向前方に投射されず、この水平方向から幾分上方（又は幾分下方）に向けて投射され、遠方から近づいてくる電車の運転手は、この表示灯からの投射光を視認することができず、充分な安全性を確保することができない。

本発明の目的は、発光体からの光を投光部から効果的に投射し、作業者が手で持った状態で横方向に振ったときに遠方から視認することができる表示灯を提供することである。

本発明の表示灯は、手で握るための把持部と、発光体からの光を外方に投光する投光部を有する投光本体部とを備えた表示灯であって、
前記把持部は長尺状に形成されており、且つ前記投光部は上下方向に長い形状に形成されており、
前記投光本体部は、前記把持部の先端側に設けられ、前記発光体からの光が前記投光部を通して前方に投射されるように構成されており、
前記投光本体部には、前記発光体を備えたＬＥＤ基板が設けられ、前記発光体に対応して前記ＬＥＤ基板に反射部材が取り付けられ、前記反射部材の反射部の前面側には、レンズ部を有する前面投光カバーが設けられており、
前記反射部材の前記反射部は、前記発光体に対して前記前面投光カバーとは反対側に配設された楕円弧状反射部と、前記楕円弧状反射部の両端部に配設された一対の平面状反射部とを有し、前記反射部材の前記反射部及び前記前面投光カバーの前記レンズ部が配光部を構成しており、
前記投光部からの投射光は、前記反射部材の前記反射部における反射及び前記前面投光カバーの前記レンズ部における屈折による配光調整により、前記投光部の上下方向の拡がりがその幅方向の拡がりよりも大きくなるように投射されることを特徴とする表示灯である。

この表示灯においては、投光本体部は、発光体からの光が入射する配光部を備えており、配光部は、その屈折及び／又は反射によって、発光体から配光部を通して投光部から投射される光を投光部の幅方向の拡がりがその上下方向の拡がりよりも収束した状態となるように構成することが好ましく、このように構成することにより、投光部からの投射光をこの投光部の上下方向に拡がり且つその幅方向に収束した状態とすることができる。

また、前記発光体を投光本体部内に投光部の上下方向に間隔をおいて複数配設し、複数の発光体の各々に対応して前記反射部材の前記反射部が配置されていることが好ましく、且つ、上述したように投光部を上下方向に長い形状に形成しているので、このように構成することにより、表示灯からの投射光を強くして遠方からの視認をより容易にすることができるとともに、この投射光を上下方向に拡がったものとすることができる。

更に、投光本体部の投光部から投射される光を幅方向にはほとんど拡がらずにほぼ平行に投射し、上下方向上方への上拡がり角度を２０～４５度とし、上下方向下方への下拡がり角度を５～４０度とし、上拡がり角度を下拡がり角度よりも５～１５度大きくすることにより、作業者が表示灯を手で持って普通に横方向に振った場合、水平方向前方の遠くから見たときに上下方向に細長い投射光として容易に視認することができる。

更にまた、投光部を投光本体部の対向する外面に１８０度の間隔をおいて設けることにより、水平方向前方及び後方（例えば、前方から近づく電車の運転手及び後方から近づく電車の運転手）の遠くからこの表示灯の投射光を視認することができる。

本発明に係る表示灯によれば、投光本体部の投光部からの投射光は、投光部の上下方向の拡がりがその幅方向の拡がりよりも大きくなるように構成されているので、作業者が表示灯を手で持って横方向に振ったとき、水平方向前方の遠くからでもこの投射光を容易に視認することができる。

本発明に従う表示灯の一実施形態を示す正面図。図１の表示灯を示す背面図。図１の表示灯の投光部の一部を切り欠いて示す斜視図。図１の表示灯における反射部材及びそれに関連する構成を示す斜視図。図１の表示灯における回路基板、反射部材及び前面投光カバーを分解して示す分解断面図。図１の表示灯における投射光のＸ方向の拡がりを説明するための図。図１の表示灯における投射光のＹ方向の拡がりを説明するための図。図１の表示灯における投射光の上下方向の拡がりを説明するための図。図９（ａ）は、図１の表示灯における投射光の明るさを示す図、図９（ｂ）は、この投射光のＹ方向の配光分布を示す配光分布図、図９（ｃ）は、この投射光のＸ方向の配光分布を示す配光分布図。図１０（ａ）は、従来の表示灯における投射光の明るさを示す図、図１０（ｂ）は、この投射光のＹ方向の配光分布を示す配光分布図、図１０（ｃ）は、この投射光のＸ方向の配光分布を示す配光分布図。本発明に従う表示灯の他の実施形態における投射光の上下方向の拡がりを説明するための図。

以下、添付図面を参照して、本発明に従う表示灯の一実施形態について説明する。図１及び図２において、図示の表示灯２は、全体の軸方向（図１及び図２において左右方向）に延びており、その一端部（基部）に、手で握るための把持部４が設けられ、この把持部４の先端側に投光本体部６が設けられている。把持部４は長尺状に形成され、その裏面の一部領域８を除き、長手方向に間隔をおいて多数のＣ字状突部１０が設けられ、これら突部１０を設けることにより、作業者が把持しやすくなっている。

投光本体部６の前面には、そのほぼ全長にわたって投光部１２が設けられ、この投光部１２は、上記軸方向（即ち、その長手方向）に長く延びている。投光部１２及びそれに関連する構成については、後述する。この表示灯２の背面には、電源スイッチ１４、パワーモードスイッチ１６及び充電端子部（図示せず）が設けられ、充電端子部は、端子カバー１８により覆われている。

次に、図１とともに図３～図５を参照して、投光本体部６及びそれに関連する構成について説明する。投光本体部６は中空筒状の投光ハウジング２０を備え、この投光ハウジング２０の前面側に略矩形状の投光開口が設けられ、この投光開口を覆うように前面投光カバー２２が一対の取付ねじ２４により取り付けられている。また、投光ハウジング２０の裏面には矩形状の裏面開口が設けられ、この裏面開口に裏面カバー２６が複数の取付ねじ２８により取り付けられている。

この投光ハウジング２０内には、発光体としてのＬＥＤ３０が投光本体部６（投光ハウジング２０）の長手方向に間隔をおいて複数（この実施形態では、８個）配設されている。更に説明すると、裏面カバー２６の内面にはＬＥＤ基板３２が取り付けられ、このＬＥＤ基板３２の表面に実質上等間隔をおいて複数のＬＥＤ３０が取り付けられ、これらＬＥＤ３０は、表示灯２内に内蔵される電源電池（図示せず）からの電力により点灯される。

このＬＥＤ基板３２には反射部材３４が取り付けられ、この反射部材３４は、ＬＥＤ３０からの光を配光する配光部の一部として機能する。図示の反射部材３４は、投光部１２に対応して細長く、複数のＬＥＤ３０の各々に対応する８つ反射部３６Ａ～３６Ｈを有している（図４参照）。これら反射部３６Ａ～３６Ｈが長手方向に連続的に設けられ、各反射部３６Ａ（３６Ｂ～３６Ｈ）に対応してＬＥＤ３０が配設されている（図3参照）。

反射部３６Ａ（３６Ｂ～３６Ｈ）は、対応するＬＥＤ３０の背面側（前面投光カバー２２とは反対側）に配設された楕円弧状反射部３８と、この楕円弧状反射部３８の両端部に配設された一対の平面状反射部４０とを有し、これら楕円弧状反射部３８及び一対の平面状反射部４０の内表面がＬＥＤ３０からの光を反射する反射面として機能する。

このような反射部材３４では、図５から理解されるように、反射部材３４の前面側においては、平面状反射部４０の下端部に設けられた取付突部４３をＬＥＤ基板３２の取付スリット（図示せず）に挿入することにより取り付けられる。また、この反射部材３４の背面側においては、ＬＥＤ基板３２と反射部材３４との間にスペーサ４２を介在させ、これらを通して取付用ねじ４１を挿通した後、その雄ねじ部４４に雌ねじ部（図示せず）を有する固定用部材４６を螺着することにより取り付けられ、このようにして反射部材３４がＬＥＤ基板３２に取外し可能に取り付けられる。

このように構成することにより、複数（この形態では、８個）のＬＥＤ３０に対して一つの反射部材３４で対応することができ、反射部材３４に関連する構成を簡単に、またその組付作業も容易にすることができる。このような反射部材３４は、合成樹脂の一体成形により形成し、その表面に鏡面処理を施すことにより形成することができる。

この前面投光カバー２２は、投光部１２の投光開口を覆う前面カバー部４８と、この前面カバー部４８の内面側に配設されたレンズ部５０とを有し、このレンズ部５０は、反射部３６Ａ（３６Ｂ～３６Ｈ）とともに配光部を構成している。この形態では、前面カバー部４８及びレンズ部５０が一体的に構成され、このように構成することにより、その構成の簡略化及び取付作業の容易化を図っており、このような前面投光カバー２２は、合成樹脂の一体成形により形成することができる。

この形態では、レンズ部５０は、多数のシリンドリカルレンズから構成され、これらシリンドリカルレンズは、前面投光カバー２２の長手方向（図１及び図３において左右方向、図５及び図６において紙面に対して垂直な方向、図７において上下方向であるＹ方向）に連続的に設けられ、前面投光カバー２２の幅方向（Ｘ方向）に直線状に延びている。尚、前面投光カバー２２の前面カバー部４８とレンズ部５０とを別体に構成し、このレンズ部５０を前面カバー部４８の内側に近接乃至接触して配設するようにしてもよい。

この実施形態では、ＬＥＤ３０からの光は、上述の配光部（反射部３６Ａ～３６Ｈ及びレンズ部５０）によって、次のように投光されるように配光調整される。即ち、ＬＥＤ３０からの光は、反射部材３４（反射部３６Ａ～３６Ｈ）による反射及びレンズ部５０による屈折を利用して、投光本体部６の投光部１２の幅方向（図３においてＸ方向）において、図６に示すように、外側にほとんど拡がらずに前面投光カバー２２の略全幅でもってほぼ直線状に投光されるように配光調整され、またこの投光部１２の長手方向（図３においてＹ方向）において、図７に示すように、外側に幾分拡がって前面投光カバー２２の全長幅から斜め方向両側（即ち、上下方向上側及び下側）に直線状に拡がるように配光調整され、このように構成することより、投光部１２からの光は、この投光部１２の長手方向（換言すると、使用状態において上下方向であって、図３のＹ方向）の拡がりがその幅方向（換言すると、使用状態において横方向であって、図３のＸ方向）の拡がりよりも大きくなるように投射される。

尚、投光本体部６の投光部１２からの投射光の上述した配光は、反射部材３４の反射部３６Ａ～３６Ｈ（楕円弧状の反射部３８及び一対の平面状の反射部４０）の形状を適宜に変更することにより、またレンズ部５０の形状を適宜に変更することにより、所望の通りに調整することができる。

反射部材３４の反射部３６Ａ～３６Ｈ及び前面投光カバー２２のレンズ部５０により配光調整された光は、表示灯２の前面（投光部１２）から図８に示すように投光される。例えば、作業者は、この表示灯２を使用する際に、投光本体部６が上となるように把持部４を握って横方向に振るようにして用い、このように用いる場合、表示灯２（投光本体部６）からの投射光を前方から目視できるようにするためには、図８に示すように、前方に向けて投射する使用状態において、上下方向（投光本体部６の長手方向）に幾分拡がるように配光調整するのが望ましい。

この実施形態では、表示灯２からの投射光の上下方向上方への上拡がり角度α１（図８参照）は、例えば２５度に配光調整され、また上下方向下方への下拡がり角度α２（図８参照）は、例えば２５度に配光調整されている。尚、この上拡がり角度α１及び下拡がり角度α２は、表示灯２の使用目的などに応じて、５～４５度の適宜の角度に配光調整される。

このように配光調整された表示灯２では、投光本体部６からの投射光の配光分布は、図９に示すようになり、Ｙ方向（投光本体部６の長手方向）の幅は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように広く、またＸ方向（投光本体部６の幅方向）の幅は、図９（ａ）及び図９（ｃ）に示すように狭く、全体として投光本体部６の長手方向に細長い光となって投射される。

これに対して、従来の表示灯（反射部材しか用いていないもの）の配光分布は、Ｙ方向の幅は、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように狭く、またＸ方向の幅は、図１０（ａ）及び図１０（ｃ）に示すように狭く、全体として点状の光となって投射され、その明るさのピークは、上述の表示灯２よりも大きくなる。

このような配光分布の表示灯２は、例えば、軌道工事（線路工事）の現場において前方から近づいてくる電車の運転手に工事中であることを知らせるために用いられ、このような用途に用いる場合、例えば、投射場所（表示灯２を振る位置）から約８００ｍ前方において、この表示灯２（投光本体部６）からの投射光の上下方向の幅が広いが、その横方向の幅がこの上下方向の幅よりも狭くなるように配光調整され、表示灯２からの投射光をこのように配光調整することにより、作業者が表示灯２を手で持って横方向に振った場合、約８００ｍの前方からでもこの表示灯２の投射光を視認することができるようになり、軌道工事現場の安全を確保することができる。

この表示灯２においては、複数のＬＥＤ３０は二つのグループに分けられ、例えば、投光本体部６の先端側の４つのＬＥＤ３０が第１グループを構成し、その基部側（把持部４側）の４つのＬＥＤ３０が第２グループを構成する。この表示灯２において、電源スイッチ１４（図２参照）を一度押圧すると、電源がオンとなって表示灯２は通常の点灯状態となり、第１グループのＬＥＤ３０と第２グループのＬＥＤとが交互に点滅するようになる。尚、この電源スイッチ１４を再度押圧すると、電源がオフとなって第１及び第２グループのＬＥＤ３０の交互点滅の状態が終了する。

また、パワーモードスイッチ１６（図２参照）を押圧してこの押圧状態を保持したときには、電源がオンとなって表示灯２はパワーモードの点灯状態となり、第１及び第２グループのＬＥＤ３０が同じ点滅状態となる。尚、このパワーモードスイッチ１６の押圧状態を解除すると、電源がオフとなって第１及び第２グループのＬＥＤ３０の同時点滅の状態が終了する。尚、複数のＬＥＤ３０の点滅パターンについては、上述した２つのパターンに限定されず、種々のパターンに設定することができる。

このような表示灯を手で持って横方向に振る場合、作業者は無意識のうちに投光本体部を上方向よりも下方向に傾けて振る傾向にある。従って、表示灯（投光本体部）からの投射光を前方からより確実に目視できるようにするためには、図１１に示すように配光調整するのが望ましい。

図１１を参照して、この実施形態の表示灯２Ａでは、ＬＥＤ３０（図５参照）からの投射光は、上下方向上方への上拡がり角度α１１（図１１参照）が２０～４５度となるように配光調整され、このような拡がり角度α１１となるように調整することにより、この表示灯２Ａを無意識に下側に傾けて振ったとしても、表示灯２Ａ（投光本体部６Ａ）からの投射光を前方から確実に視認することができる。この拡がり角度α１１が４５度よりも大きくなると、表示灯２Ａからの投射光が上下方向上方に無駄に拡がるようになり、またこの拡がり角度α１１が２０度よりも小さくなると、無意識に下側に大きく傾いたときに、表示灯２Ａからの投射光を前方から視認することができなくなる。

また、この表示灯２からの投射光の上下方向下方への下拡がり角度α２１は、５～４０度であって、上述の上拡がり角度α１１よりも５～１５度小さい角度に配光調整され、このような下拡がり角度α２１とすることにより、この表示灯２を無意識に上側に傾けて振ったとしても、表示灯２Ａ（投光本体部６Ａ）からの投射光を前方から確実に視認することができる。この下拡がり角度α２１が４０度よりも大きくなると、表示灯２Ａ（投光本体部６Ａ）からの投射光が上下方向下方に無駄に拡がるようになり、またこの下拡がり角度α２１が５度よりも小さくなると、無意識に上側に大きく傾いたときに、表示灯２Ａからの投射光を前方から視認することができなくなる。

以上、本発明に従う表示灯の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。

例えば、図示の実施形態では、発光体としてのＬＥＤ３０を投光本体部６の長手方向に８個並べて用いているが、この発光体（ＬＥＤ３０）は一つ又は２つ以上の適宜の数を配設することができる。また、この実施形態では、複数（８個）のＬＥＤ３０の各々に対応して反射部３６Ａ～３６Ｈを設けているが、このような構成に代えて、２つ、３つ又は４つのＬＥＤ３０に対応して反射部を設けるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、光の反射を利用する反射部材３４（反射部３６Ａ～３６Ｈ）及び光の屈折を利用するレンズ部５０の組合せから配光部を構成しているが、例えば反射部材３４により所望の配光を得ることができる場合には、レンズ部を省略するようにしてもよく、或いはレンズ部５０により所望の配光を得ることができる場合には、反射部材３４を省略するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、投光本体部６の前面側に投光部１２を設けているが、この前面側の投光部１２（前面側投光部）に加えて裏面側にも裏面側投光部（図示せず）を設けるようにしてもよい。この場合、投光本体部１２の対向する外面に１８０度の間隔をおいて一対の投光部１２（前面側投光部及び裏面側投光部）が配置され、一方の投光部１２（例えば、前面側投光部）からの投射光は、例えば前方から近づく電車の運転者に知らせるために用いられ、また他方の投光部１２（例えば、後面側投光部）からの投射光は、例えば後方から近づく電車の運転者に知らせるために用いられる。

更に、上述した実施形態では、この表示灯２を夜間の軌道工事中であることを知らせるための例に適用して説明しているが、このような適用例に限定されず、例えば、夜間の踏切などにおいて事故が発生したことを知らせるため、夜間の道路工事中であることを知らせるため、夜間の高速道路などにおいて車両が故障したことを知らせるためなどに広く適用することができる。

２，２Ａ表示灯
４把持部
６，６Ａ投光本体部
１２投光部
２２前面投光カバー
３０ＬＥＤ（発光体）
３４反射部材
３６Ａ～３６Ｈ反射部
５０レンズ部

Claims

手で握るための把持部と、発光体からの光を外方に投光する投光部を有する投光本体部とを備えた表示灯であって、
前記把持部は長尺状に形成されており、且つ前記投光部は上下方向に長い形状に形成されており、
前記投光本体部は、前記把持部の先端側に設けられ、前記発光体からの光が前記投光部を通して前方に投射されるように構成されており、
前記投光本体部には、前記発光体を備えたＬＥＤ基板が設けられ、前記発光体に対応して前記ＬＥＤ基板に反射部材が取り付けられ、前記反射部材の反射部の前面側には、レンズ部を有する前面投光カバーが設けられており、
前記反射部材の前記反射部は、前記発光体に対して前記前面投光カバーとは反対側に配設された楕円弧状反射部と、前記楕円弧状反射部の両端部に配設された一対の平面状反射部とを有し、前記反射部材の前記反射部及び前記前面投光カバーの前記レンズ部が配光部を構成しており、
前記投光部からの投射光は、前記反射部材の前記反射部における反射及び前記前面投光カバーの前記レンズ部における屈折による配光調整により、前記投光部の上下方向の拡がりがその幅方向の拡がりよりも大きくなるように投射されることを特徴とする表示灯。
前記発光体は、前記投光本体部内に前記投光部の前記上下方向に間隔をおいて複数配設され、複数の発光体の各々に対応して前記反射部材の前記反射部が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の表示灯。
前記投光本体部の前記投光部から投射される光は、前記幅方向にはほとんど拡がらずにほぼ平行に投射され、前記上下方向上方への上拡がり角度は２０～４５度であり、前記上下方向下方への下拡がり角度は５～４０度であり、前記上拡がり角度は前記下拡がり角度よりも５～１５度大きいこと特徴とする請求項１又は２に記載の表示灯。
前記投光部は、前記投光本体部の対向する外面に１８０度の間隔をおいて設けられていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の表示灯。