JPH07201210A - 信号表示灯の光源構造 - Google Patents

信号表示灯の光源構造

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JPH07201210A
JPH07201210A JP5353877A JP35387793A JPH07201210A JP H07201210 A JPH07201210 A JP H07201210A JP 5353877 A JP5353877 A JP 5353877A JP 35387793 A JP35387793 A JP 35387793A JP H07201210 A JPH07201210 A JP H07201210A
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light
signal
light source
reflecting
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Shozo Hitora
昇三 人羅
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Patlite Corp
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    • Y10S362/80Light emitting diode

Abstract

(57)【要約】 【構成】信号表示灯にはLEDと反射部材の組み合わせ
による光源構造が組み込まれている。反射部材によるL
ED光の反射放光が各色の信号光として表示され、機械
等の状況表示をおこなう。この信号表示灯の光源構造
は、適宜離間した複数の反射部材21、22、23、2
4をLED1の有効視野角内に配して成る。この構成で
LED光を所定の投光方向にこれら複数の反射部材2
1、22、23、24で反射投光することができる。 【効果】所定の投光方向からは反射部材2の反射面数と
同数のLED光の反射放光が視認できる。また、外光入
射による疑似点灯がない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動機械、ロボット、
生産ライン、駐車場、危険な場所などに設置され、例え
ば材料の不足、ワークづまり、満車、危険などのような
各種の状態を信号報知するための信号表示灯の光源構造
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】この種の信号表示灯は、各色の光を信号
光として放光することにより信号の報知を行ない、これ
によって、生産ラインの作業者などの安全を保持した
り、自動機械などのメンテナンスに利用したりするため
に設置される。図8は、従来の信号表示灯にLEDを採
用して構成した事例である。(特公昭57−93392
号公報)この事例では、LED71cを複数個連接して
棒状光源71とし、棒状光源71を円周状に立設して表
示部7を構成している。取付台73上に表示部7を載置
し、周囲をフィルタケース72で覆う。LEDの点灯駆
動は内蔵する駆動回路74でおこなう。この図の例で
は、96個のLEDを周囲に向けて配列し、周囲へ信号
光を放光するようになっている。この構成により、LE
D71cから発生した光は、フィルタケース72を透過
して周囲に放光される。周囲の任意方向からこの信号表
示灯を見ると、何れの方向からも1個乃至複数個の棒状
光源81のLED71cがそれぞれ点状に視認される。
【0003】図9は、LED光を周囲へ直接放光せず、
反射板を使用して周方向に反射させて信号表示灯を構成
した事例である。(実開平4−108806号公報)図
9に示すようにLED81を上下に対向して円状に複数
個立設し、中空筒状の支柱の中央近傍を膨出した反射面
82、82を上下のLEDに対向して設け、これらの周
囲を拡散性レンズを有するグローブ83で覆って信号表
示灯を構成している。この構成により、LED81から
発生した光は、反射面82により周方向へ反射され、グ
ローブ83を透過して周囲へ放光される。周囲の任意方
向からこの信号表示灯を見ると、何れの方向からも反射
面82、82に相当する略面状の光源が視認される。
【0004】その他同種の事例として、多数個のLED
が植設された配線基板を層状に配置した構成の実開平3
−124519号公報、多数個のLEDが植設された配
線基板を他角柱状に組み合わせた構成の実開平3−66
75号公報などが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の信号表示灯の光源構造では、周囲へLED光を直接放
光するか、あるいは単純に反射放光するのみであった。
従って、多くのLEDを視認してもらうためには図8の
ように多くのLEDを用いる必要がある。しかしこの構
成では光源が点状として視認され、見栄えの良いもので
はなかった。また、図9の構成でもグローブでLED光
を拡散させることで光源が横長の略面状の視認状態とな
り見栄え、視認性とも向上したが、視認性の点において
LED光を反射放光する構成と直接放光する構成の違い
による差はなかった。
【0006】また、上記LEDを採用した信号表示灯は
消費電力が少なく、白熱電球のように振動による断線や
電球切れに伴うメンテナンスが不必要である。ところ
が、LED自体の輝度不足のために多数のLEDを使用
しないと実用に耐えず、従ってLEDを増やすほど消費
電力の増加や発熱量の増大が問題となり、また高輝度の
LEDを採用すれば信号表示灯が高価となる問題があっ
た。
【0007】そこで本発明の目的は、上述の技術的課題
を解決し、LED素子を光源として用いつつ、数少ない
LEDで視認性良好な信号表示灯を得る光源構造を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するための請求項1記載の信号表示灯の光源構造
は、適宜離間させた複数の反射部材をLEDの有効放射
角内に配し、LED光を所定の投光方向にこれら複数の
反射部材で反射投光するように構成したことを特徴とす
る。上記の構成によれば、所定の投光方向からは反射部
材の反射面数と同数のLED光の反射放光が視認でき
る。
【0009】また、請求項2記載の信号表示等の光源構
造は、上記LED複数個を直線状に配列し、複数の反射
部材を階段状に形成し、所定の投光方向を覆った拡散フ
ィルタを通じて信号光を投光するよう構成したことを特
徴とする。この構成により所定の投光方向からは反射部
材の反射面数と同数のLED光の反射放光が帯状に視認
できる。
【0010】次に、請求項3記載の信号表示等の光源構
造は、上記LED複数個を円周状に配列し、複数の反射
部材を階段状に形成して周囲を覆った拡散フィルタを通
じて信号光を投光するよう構成したことを特徴とする。
また、請求項4記載の信号表示灯の光源構造は、上記L
ED複数個を多角形状に配列し、対応する複数の反射部
材を多角形状に配設するとともに階段状に形成して周囲
を覆った拡散フィルタを通じて信号光を投光するよう構
成したことを特徴とする。これらの構成により周囲から
は反射部材の反射面数と同数のLED光の反射放光が帯
状に視認できる。
【0011】さらに、請求項5記載の信号表示等の光源
構造は、上記複数の反射部材とLED保持部を一体に形
成し、反射部材へのLEDの放射角度が該LED保持部
によって所定の投光方向へ規制されていることを特徴と
する。これによりLEDとそれぞれの反射部材との角度
が製造組立時に決定され、別途角度調整などの調整工程
を必要としないものである。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を以下、図面に従って説明す
る。図1は本発明の信号表示灯の光源構造の第1の実施
例を示す断面図、図2は外観斜視図である。この信号表
示灯は前方を開口した中空直方体状のケース3内に光源
として複数個のLED1a、1b、1c、1d・・・
と、LED光を反射放光する反射部材2と、制御基板4
2等が内蔵され、ケース前面の開口に信号光を拡散する
拡散フィルタ5を嵌め込んで構成されている。
【0013】反射部材2は、LED光を所定の投光方向
に反射するための部材である。反射部材は射出成形品や
アルミニウム等の金属板等が用いられ、反射効率を良く
するためにアルミニウム等の蒸着処理を施すことが通常
である。図1に示す反射部材2は、信号表示灯前面へと
信号光11、12、13を反射する複数の反射面21、
22、23、24部分と、LED保持部25と、ケース
3への係止部分を一体に成形され、表面に上記蒸着処理
を施している。これら反射面は、信号光11を反射する
第1の反射面21と、信号光12を反射する第2の反射
面22と、信号光13を反射する第3のの反射面23
と、信号光14を反射する第4の反射面24であり、平
滑面で構成されている。また、反射面角度は信号表示灯
前面へと信号光を反射するよう決定される。なお、上記
複数の反射面は、LED1の有効放射角15内に、適宜
離間させるとともに順次角度を変えて階段状に配設され
ている。有効放射角はLEDによって差があるが、広視
野角LEDの場合20度乃至40度程度のLEDが一般
的に供給されている。反射面を放物面で構成してもよい
が、上記反射面21、22、23、24を放物面で構成
すると所定の投光方向以外の角度では視認性が著しく劣
ってしまう。平滑面で反射面を構成すると、所定の投光
方向より上下に多少ずれても各段の反射面からの反射投
光を見ることができる。投光範囲が限定された用途以外
の通常の信号表示灯では本実施例のように反射面を平滑
面で構成することが望ましい。
【0014】ケース3の上面、および下面には反射部材
2を係止する係止孔31、32、33が設けられてい
る。反射部材2の上辺縁の係止部27はケース3の上面
係止孔31に、反射部材2の下辺縁の係止部26はケー
ス3の下面係止孔32に、反射部材2のLED保持部2
5下部の係止部28はケース3の下面係止孔33にそれ
ぞれ嵌め込まれ保持される。ケース3内にこの反射部材
2をセットするには反射部材2を撓ませてケース内へ挿
入し、所定の係止孔に各係止部を嵌めればよい。
【0015】この信号表示灯への電源線は制御基板42
へと配線されている。制御回路、電源回路などが制御基
板42に含まれ、複数のLED1a、1b、1c、1d
・・への回路がLED基板41に含まれている。
【0016】上記構成によってLED光は、機械の故障
など各種の状態表示などの表示用に赤色、黄色、橙色な
どの信号光として視認させたい所定方向へと放光される
ことになる。信号光の着色は、LED光による場合と、
着色した拡散フィルタによる場合、及び両者の組み合わ
せの場合があり、使用状況に応じて選択される。図1に
於いて拡散フィルタ5には縦方向の拡散用リブ51が内
面側に多数設けられ、信号光を横方向に拡散している。
このとき信号光は上下方向に4本の帯状光源として視認
されることとなる。また拡散用リブには、縦横のレンズ
形状からなるリブやフレンネルレンズ形状など通常用い
られるリブ形状を適宜採用することで上記光源の見掛け
上の大きさを変えることができる。
【0017】図3は第2の実施例を示す信号表示灯の光
源構造の断面図であり、図4は信号表示灯の外観斜視
図、図5は拡散フィルタ5の斜視図である。この実施例
の信号表示灯は円柱状の光源構造と、円筒状の拡散フィ
ルタを採用した構成となっている。
【0018】図3において、1はLED、2は反射部
材、5は拡散フィルタである。複数個のLED1を円周
状に直立して配列し、上方の有効視野角内に複数の反射
面を階段状に積層し、縦方向のレンズ状の拡散用リブ5
1を内周面に多数連設した拡散フィルタ5でこれらの外
周を覆って信号表示灯の光源構造とし、信号光は周囲全
周へと放光される。この光源構造の反射部材2は、信号
表示灯の周囲へと信号光11、12、13を反射する複
数の反射面21、22、23部分と、LED保持部25
を一体に成形した中空の略漏斗状を呈する。反射部材2
の表面には蒸着処理が施されており反射効率を向上させ
ている。これら反射面は、信号光11を反射する第1の
反射面21と、信号光12を反射する第2の反射面22
と、信号光3を反射する第3の反射面23であり、それ
ぞれ円錐状曲面で構成されている。また、反射面角度は
信号表示灯の外周略水平方向へと信号光を反射するよう
決定される。なお、上記複数の反射面はLED1の有効
放射角内に配設される。
【0019】上記第2の実施例の信号表示灯の全体構成
は、図4に示すように前記光源構造を収容した拡散フィ
ルタ5を3段積層して本体ケース62上に設け、上端に
ヘッドカバーを組み付けて表示部分とし、本体ケース6
2下部にポール63と取付台64を組み付けて取付部分
としている。このように本発明の信号表示灯の光源構造
を積層することで積層式信号表示灯とすることが可能で
ある。また、第1の実施例も同様に積層式とすることが
できる。
【0020】上記信号表示灯に組み付けられる拡散フィ
ルタ5は、図5に示すように拡散用リブ51を内周面に
設けている。信号光11、12、13は、各反射面によ
って周方向へ反射され、拡散用リブ51によって拡散さ
れることで各反射面に対応した3段の帯状光源として視
認され、本来点状のLED光源が白熱電球の如く面状の
大きい光源の視認状態となり視認性が大きく向上したも
のである。
【0021】また、上記構成においてLED複数個を、
例えば四角形などの多角形状に配列し、複数の反射部材
を階段状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタを通じて
信号光を投光するよう構成しても同様の作用効果が得ら
れる。この場合、拡散フィルタやケースなどは円筒形状
でもよいが、LEDの配列と同様の多角形状とすれば信
号光の拡散状態がより好適である。また、図3に示す略
円錐状の反射部材と、多角形状の拡散フィルタの組み合
わせでも同様である。
【0022】次に、信号光の配光図を図6に示してい
る。いずれも本発明の範疇となるもので、まず図6
(1)は、前記第1の実施例で紹介した構成である。こ
の構成によれば、LED1を斜めに立設することで対応
する複数の反射部材21、22、23を略縦方向に配設
でき、光源構造全体の横幅が狭くなり、商品の薄型化に
寄与する構成となった。また、各反射部材の上下幅が大
きくできたことで、信号光の上下方向の視認角度も大き
くなる。図6(2)の構成は、前記第2の実施例で紹介
した構成である。本構成は、LED1を垂直に立設し、
反射部材21、22、23を順次階段状に配設した。そ
れぞれの反射部材の上下間隔を狭くすることで、商品の
縦方向を小さくすることができ、LEDを直立させるの
で製造上簡単となった。さらに図6(3)の構成は、L
ED1を垂直に立設し、反射部材21、22、23を階
段状に略並列配置した。LED光は反射部材21の背面
側を通過して反射部材22へ、また反射部材22の背面
側を通過して反射部材23へ到達し、所定の投光方向へ
と反射される。本構成は各段の縦方向の反射面幅を広く
する手段としても有効である。以上に配光例の代表例と
して3例を示したが、LEDと反射部材の配設角度を変
更するなどの配光の応用で各種使用態様にあわせて変更
すればよい。
【0023】図7は、LED光の放射特性図である。例
示したLEDは、何れも広放射角LEDといわれるもの
である。LEDの放射角としては、最高輝度の半分の輝
度のある範囲までを指すことが多い。通常のLEDで1
0度から30度、広放射角LEDの場合で20度乃至4
0度程度の放射角があるとされている。ところが近年L
EDの高輝度化に伴ってLED放射角といわれていた最
高輝度の半分の輝度の範囲を越えても信号表示に使用で
きるようになってきている。信号表示灯での有効放射角
は、上記LED放射角に10度乃至20度程広く設定し
て、各種のLEDを採用することができる。放射特性図
の横軸はLED正面からの角度、縦軸は最高輝度と比較
した輝度の割合を示している。因みに0.4の縦軸位置
であれば最高輝度の4割の輝度が得られる角度であるこ
とを表している。
【0024】例示した図7(1)のLEDは、LED放
射角とされる最高輝度の半分の角度は15度近傍であ
る。LEDの正面から左右に各15度の幅で最高輝度の
半分の輝度が得られるので、LED視野角は30度であ
る。信号表示灯に採用できる有効放射角は40度乃至5
0度程の範囲となる。この範囲の幅は採用するLEDの
最高輝度、光色などによるばらつきである。図7(2)
に例示したLEDは、LEDの正面より左右に10数度
の角度に振れた範囲で最高輝度を示している。LED視
野角は50度程度、信号表示灯に採用できる有効放射角
は60数度までは十分可能である。このような放射特性
のLEDは高輝度の放射範囲が広いので、多数個の反射
部材との組み合わせで本発明の光源構造を提供する場合
に好適である。その他各種の放射特性のLEDは、反射
部材との相関位置、角度や反射部材の大きさなどの条件
を考慮してそれぞれ本発明の光源構造に有効に利用する
ことができる。
【0025】本発明の実施例による説明は上述のとおり
だが、本発明は上記説明に限定されるものではなく、例
えば複数の反射部材を一体に成形しても、別体で設けて
連結手段によって一体的に構成されてLED保持部と連
結されていてもよく、反射部材とLEDとの相対位置の
決定がされていればよい。また直方体のケースに収納し
た例を示したが、これもケースの形態に応じて信号表示
灯の光源構造を収容できるので、例えば丸型や三角形状
の表示面を有した信号表示灯も提供できる。その他本願
発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更と、同種
の商品への採用が可能である。
【0026】
【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、L
EDを採用した信号表示灯の光源を大きく、強力に視認
させることができる。また使用するLED数が従来のL
ED式信号表示灯より大幅に減少したので、信号表示灯
の低価格化に寄与するものとなった。これによって白熱
電球の信号表示灯をLED式の信号表示灯に置換できる
用途が増大し、低消費電力で、メンテナンスの必要が少
ない信号表示灯を視認性良く、安価に提供するなど実施
上効果の大なるものである。さらに反射部材とLED保
持部を一体的に形成したことで、本信号表示灯に必要な
LEDと反射面の角度管理が容易となり、製造工程上も
角度の調整工程が不要となる効果を得られた。また、本
発明に係る光源構造を信号表示灯に組み込む場合、上部
にLEDを設けて下部に反射板を配設すれば信号表示灯
を斜め下方から視認した時にLEDの直接光が視認でき
るので視認範囲が広くなる。さらに同様の構成時、逆に
下部にLEDを配して上部に反射板を配設時にはなおの
こと外光入射による疑似点灯がなく、点灯、非点灯の差
が明確である。従って、信号表示灯の視認性向上の一助
となっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す信号表示灯の断面
図である。
【図2】上記信号表示灯の構成を示す全体斜視図であ
る。
【図3】本発明の第2の実施例を示す信号表示灯の断面
図である。
【図4】上記信号表示灯の構成を示す全体斜視図であ
る。
【図5】上記信号表示灯の拡散フィルタを示す斜視図で
ある。
【図6】本発明の信号光配光の実施例を示す配光図であ
る。
【図7】LEDの放射特性を示す放射特性図である。
【図8】従来の信号表示灯を示す外観斜視図である。
【図9】上記とは別の従来の信号表示灯を示す外観斜視
図である。
【符号の説明】
1 LED 11、12、13 信号光 2 反射部材 21 第1の反射面 22 第2の反射面 23 第3の反射面 24 第4の反射面 25 LED保持部 5 拡散フィルタ 51 拡散用リブ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】LEDと、LED光を所定の投光方向に反
    射する複数の反射部材を設け、それぞれの反射部材を適
    宜離間させて配するとともに、該反射部材は該LEDの
    有効放射角内に配置していることを特徴とする信号表示
    灯の光源構造。
  2. 【請求項2】上記LED複数個を直線状に配列し、複数
    の反射部材を階段状に形成し、所定の投光方向を覆った
    拡散フィルタを通じて信号光を投光するよう構成したこ
    とを特徴とする請求項1記載の信号表示灯の光源構造。
  3. 【請求項3】上記LED複数個を円周状に配列し、複数
    の反射部材を階段状に形成し、周囲を覆った拡散フィル
    タを通じて信号光を投光するよう構成したことを特徴と
    する請求項1記載の信号表示灯の光源構造。
  4. 【請求項4】上記LED複数個を多角形状に配列し、対
    応する複数の反射部材を多角形状に配設するとともに階
    段状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタを通じて信号
    光を投光するよう構成したことを特徴とする請求項1記
    載の信号表示灯の光源構造。
  5. 【請求項5】上記複数の反射部材は、LEDの放射角度
    を規制するLED保持部をそれぞれ一体に形成している
    ことを特徴とする請求項1ないし請求項4記載の信号表
    示灯の光源構造。
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