JPH09156299A - 装飾用模擬暖炉 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 暖炉の燃焼を視覚的に模擬する。 【構成】 再帰反射板（１５）の上にネオン・フリッカ
ー・ランプ（１３）の発光した電極像を形成させるとと
もに、点滅する赤色ランプ（１４）で再帰反射板（１
５）を照明する。さらに、再帰反射板（１５）の上の映
像を格子（１６）で反射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は装飾用の模擬暖炉に関す
る。特に光学的な手段によって暖炉の燃焼を視覚的に模
擬する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種の暖房器具や空調機器の普及に伴っ
て薪炭類を燃焼させる暖炉を使用する機会は少なくなっ
て来た。しかし、一方、暖炉がもつイメージを残したい
という要望は依然としてつづき、それを反映して暖炉の
イメージを視覚的に模擬しようとする工夫が多数、開示
されている。また、これらは実際の燃焼あるいは加熱を
利用する方法と、暖房の熱源とは無関係に行なう方法と
に分けることができる。まず、前者については次のよう
な案が開示されている。実開昭６２−６２１０２での考
案は模擬薪の下方からガスバーナーで実際にこれを赤熱
させる方法である。実開昭６３−１０８００２および実
開平３−４２９１１も類似の方法である。次に、特開平
３−２６７６２５、特開平３−２７４３２４、特開平３
−２９１４０５および実開平３−２０２０１は炎色反応
剤を加熱して炎の視覚効果を高める手段である。また、
特開昭５８−８０２８４では赤外線ランプ・ヒーターの
入力をパルス信号で変動せしめて発熱と共に明るさを変
化させている。さらに、特開平４ー２６０７２９では３
本の赤外線ランプ・ヒーターの発熱、発光を不規則に変
化させ、耐熱ガラス面および反射鏡で明暗変化を視覚化
している。

【０００３】一方、暖房の熱源とは無関係に燃焼を模擬
する方法としては次のような案が示されている。実開昭
５７ー１８６４１２および実開昭５７ー１８６４１３に
よる考案は本体の内部に多数の銀モールを置き、赤色ラ
ンプの照明の下にこれを回転させてその反射光を利用す
る方法である。これに対して、実開昭６２ー１７３６０
７では薪の模型の中に置いた赤色ランプを点滅させる方
法が、また、実開平５ー３６２０１では薪などの模型を
置いた赤色ガラス板の下から電球によってこれを照明す
る方法が示されている。さらに、特開平３ー８７５２４
ではすりガラスの内部に複数の白熱電球を置き、夫々の
電源にゆらぎ電圧を加えることで各電球の照度を変化さ
せて炎のゆらぎを模擬する案が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在の暖房機器では安
全性の必要から燃焼室や熱源体は機器の内部に封じ込め
温風のみを送り出す方式が一般化している。従って、燃
焼の視覚的模擬を行なうにしても暖房用の熱源とは無関
係に、かつ、燃焼や発熱を必要としない手段で行なうこ
とが望まれる。すなわち、光学的な手段による模擬方式
が最も望ましく、その範囲で炎のゆらぎや明暗変化を極
力、写実的に模擬することが基本的な課題である。ま
た、小型化、軽量化の可能性も重要な要素であり、その
ために可能な限り、可動部分を減らす工夫も必要であ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】以上の課題に対して本発
明では次のような手段によって暖炉の燃焼を光学的に模
擬する。まず、炎の模擬に対応する手段としては従来か
ら装飾用に実用されているネオン・フリッカー・ランプ
を利用することができる。このランプは電極のまわりで
黄赤色に発光したネオン・ガスが炎のようにゆれ動くの
で実際の炎によく似た印象を与える。しかし、そのまま
では炎の数が１個のみであり、さらに、ランプのガラス
管がそのまま見えてしまうので本発明の目的には適さな
い。これを解決するために透明な再帰反射板を用いる。
再帰反射板は本来は入射光を全反射させて光源方向へ送
り返すことを目的とした反射器であるが本発明ではこれ
をレンズとして用いる。すなわち、多数の三角すい形素
子が配列された反射素子面を観察者に、平面側をランプ
に向けて配置する。このような配置によれば後述のよう
に、ランプの内部で発光してゆれ動くネオン・ガスの像
のみが再帰反射板の上で３個、正三角形状に並んで形成
され、かつ、ランプのガラス管は全反射効果のために見
えにくくなるので極めて好都合である。像の数をさらに
ふやすためにはランプの背後に反射鏡をおく手段が有効
である。必要があればランプの数をふやしてもよい。

【０００６】次に燃焼の模擬をさらに写実的にするため
に再帰反射板を点滅する赤色ランプで照明し、これに伴
う赤色光の明暗変化と炎の像とを重ね合わせて表示させ
る。すなわち、点滅する赤色ランプを再帰反射板の背後
で、かつ、その像が観察者からは直接、見えない場所に
置いてこれを照明する。このような手段によれば再帰射
板が赤く照らされたり、暗くなったりすると共に炎の像
がこれに重なって見えるので内部で火が燃えているとい
う情景が極めて写実的に表示される。

【０００７】さらに、本発明ではこれに加えて暖炉での
燃焼という印象を一層強めるために再帰反射板の前面に
薄板で構成した格子を設ける。かつ、格子の表面には金
属材料の使用またはメッキによって金属性の光沢を与え
る。このような手段によるならば再帰反射板上での光源
像が格子面でさらに追加的に反射されるので暖炉での燃
焼という印象を一層強めることができる。

【０００８】本発明では別の構成品として再帰反射板の
代わりに、一方の表面に多数の凹凸パターンを形成させ
た透明な拡散板を用いることもできる。この場合には凹
凸面に形成される光源像は炎の形にならず、多数の光点
に分割されてしまうが光源がゆれ動く印象は保たれるの
で本発明の目的は達せられる。また、本発明の光源とし
てネオン・フリッカー・ランプの代わりに、バイブラ・
ランプを使うこともできる。バイブラ・ランプでは点灯
時に発光したフィラメントが磁石との相互作用によって
揺れ動くので再帰反射板または上記の拡散板の上に揺れ
動く光源像をつくることができ本発明の目的が達せられ
る。さらに、他の光源として点滅する赤色や黄色の発光
ダイオードを使うこともできる。この場合の光源像は点
滅する多数の光点の配列となり、炎のゆらぎは模擬され
ないが火花が点滅しているという印象を与えることがで
きるので本発明の目的が達成される。

【０００９】

【作用】本装置の電源を入れるとネオン・フリッカー・
ランプが点灯し、かつ、赤色ランプが点滅する。その結
果、再帰反射板の上に複数個の炎の像が形成されて揺れ
動き、同時に赤色光の明暗変化が繰り返される。これら
の映像は格子の表面でさらに追加して反射されるので内
部で燃焼が行なわれているかのような視覚的印象が得ら
れる。光源としてバイブラ・ランプまたは発光ダイオー
ドを用いる場合も写実性はフリッカー・ランプほどには
ならないが暖炉での燃焼という印象は保つことができ
る。

【００１０】

【実施例】本発明はネオン・フリッカー・ランプ（１
３）および赤色ランプ（１４）を光源とし、その前面に
再帰反射板（１５）を、さらに、その前面に薄板で構成
された格子（１６）を配置して構成する。全体は一つの
本体ケース（１）に収納する。本発明の全体図および主
要構成品の配置は図１乃至図４の通りである。ネオン・
フリッカー・ランプ（１３）は装飾電球の一種で電極の
まわりで黄赤色に発光したネオン・ガスが揺れ動くのが
特徴である。赤色ランプ（１４）は通常の小型電球でよ
い。これを点滅器によって点滅させる。点滅器は通常の
バイメタル式のものでもよいし、電子回路でもよい。

【００１１】再帰反射板は一方の面は平面とし、他方の
面に三角すい形をした多数の再帰反射素子を形成させた
反射器であり、入射光を全反射させるのが本来の目的で
ある。しかし、本発明ではこれをレンズとして用いる。
すなわち、透明な再帰反射板（１５）をネオン・フリッ
カー・ランプ（１３）の前面、観察者側におき、かつ、
反射素子面を観察者に、平面側をランプに向けて配置す
る。このような配置によれば、後述のように、反射素子
面の上に発光した電極部の像が３個、正三角形状に並ん
で形成される。かつ、ランプのガラス管は反射素子での
全反射効果のために観察者側からは見えにくくなるので
３個の炎の像のみが際立って見える。光源像がこのよう
に３個形成されるのは再帰反射素子（４）の形状のため
である。その説明は末尾に要約する。炎の像をふやすに
はランプの背後に反射鏡（１７）を置くのが有効であ
る。反射された光源像が再帰反射板の上で数が３倍にな
って形成される。なお、像の数をふやすためにフリッカ
ー・ランプの数をふやすことも、勿論、有効である。

【００１２】さらに、模擬暖炉の写実性を高めるもう一
つの手段として再帰反射板（１５）の前面に表面に光沢
をつけた格子（１６）を設ける。格子（１６）は薄板で
構成し、さらに、金属製にするか、あるいはメッキによ
って金属性の光沢を与える。具体的な格子の材料として
はアルミ製のハニカム・コア材を用いるのが現実的であ
る。このような手段によれば再帰反射板の上の映像が格
子によってさらに反射されるのであたかも暖炉の内部で
燃焼が起きているかのような印象を強めることができ
る。

【００１３】本発明では別の構成品として再帰反射板の
代わりに一方の表面に凹凸パターンを形成させた透明な
拡散板（２１）を用いることができる。その具体的な例
としてはシャンデリア灯用のランプ・フードがある。た
だし、この種の拡散板を使うと光源の像は多数の光点に
分割されるので炎の形を保存することはできない。しか
し、それでも光源が揺れ動く印象を保つことができるの
で本発明の目的は達成される。また、ネオン・フリッカ
ー・ランプの代わりにバイブラ・ランプを用いることも
できる。バイブラ・ランプは磁石との相互作用を利用す
ることで通電時にフィラメントが発光しながら揺れ動く
ようにした装飾電球である。バイブラ・ランプを用いる
場合はもはや炎の形は模擬できないが、この場合も光源
が揺れ動くという印象を保つことができる。さらに、別
の光源として、点滅する赤色または黄色の発光ダイオー
ド・ランプ（２３）を使うこともできる。この場合の光
源像は点滅する複数の光点の配列となり炎のゆらぎは模
擬されないが、点滅の周期を調節することで内部で火花
が点滅しているという印象を与えることができる。発光
ダイオード・ランプは必要に応じ単数または複数個を支
持枠（２４）に取付けて配置する。

【００１４】再帰反射素子（４）の形状と形成される光
源像の関係は次の通りである。図５は再帰反射板（１
５）の一部の平面図、図６は図５のＢ−Ｂ線上にある再
帰反射素子（４）をＣ−Ｃ線上にある素子をとり除いて
Ｃ−Ｃ線断面から見た図である。また、図７乃至図９は
１個の反射素子（４）の断面の拡大図であり、図９は図
８のＤ−Ｄ線での断面図である。これらに見られる通
り、再帰反射素子（４）は互いに直角に交わる３つの面
をもつ三角プリズムを形成している。図７において断面
形の左端と右端の傾斜角を夫々、３０度と６０度にする
のは図５に示される互いに直交する３つの面の面積を等
しくするためである。

【００１５】このような反射素子の配列に対して平面側
から光が入射した場合の経路は入射角によって異なる。
図６にその概要を、図７乃至図９に詳細を示す。図６に
見られるように入射角が小さい光線については光は２回
の反射で全反射され入射方向と平行な経路をとって光源
方向に戻る。すなわち、再帰反射の場合であり、その様
子は図８および図９の通りである。再帰反射になる入射
角の限界は末尾に示すようにガラスまたはプラスティッ
クの場合、約２８度と計算される。

【００１６】一方、入射角が２８度以上の光については
全反射にならず、図６に示されるように板を通過して夫
々、異なった方向に出射する。その中で素子面側の観察
者の目に入るのは図６の真上に向かう光線であり、従っ
てこの経路に対応する素子面が光って見える。さらに、
Ｂ−Ｂ以外の断面でこれと同じ条件をもつ素子面は本反
射素子が平面的に１２０度ずつ回転した３つの平面をも
つことから明らかなように、１２０度の回転毎にあらわ
れる。すなわち、図５においては光源（３）を中心とし
てＢ−Ｂ線と１２０度をなす他の２つの線上において
も、Ｂ−Ｂ線上と同様な光線経路となるから夫々の線上
にも輝点があらわれ、従って正三角形状に並んだ３個の
輝点からなる光源像（７）が得られる。このように再帰
反射板を通して見られる光源像は光源を重心とした正三
角形状に並んで観察される。正三角形の大きさは反射板
と光源との距離が大きいほど大きくなる。なお、図５に
おいて３つの輝点を結ぶ三角形の各辺上にある素子の稜
線（１２）が薄く光って見えるが、これは３つの輝点か
らの二次的な反射によるものである。

【００１７】再帰反射となる限界入射角は次のように計
算される。

【００１８】

【数１】

【００１９】

【数２】

【００２０】

【数３】

【００２１】

【外１】

【００２２】

【外２】

【００２３】ここで〔外１〕は空気の屈折率（近似的に
１．０）、〔外２〕は再帰反射素子（４）の屈折率（ガ
ラスまたはプラスティックでは１．５ないし１．６）、
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは法線（１０）と光線（９）のなす
角である。角ａは再帰反射素子（４）への入射角であ
り、角ｄは出射角である。〔外２〕を１．５とすると、
〔数１〕および〔数２〕に基づいて角ａが２８度以上の
場合は光線（９）は屈折して図７に示されるように再帰
反射素子（４）の表面（５）からでるが、角ａが２８度
以下になると角ｄの計算式は〔数３〕のようになり、こ
れは光線（９）が外部に出られなくなることを示す。こ
の場合、光線（９）は図８および図９で示されるように
素子の各面で全反射されて入射した方向と平行な経路を
とって光源の方向へ戻る。

【００２４】

【発明の効果】本発明によって暖炉の中での燃焼を視覚
的に模擬することができる。本装置は備品として単独に
使用してもよいし、暖房機器に組み込むこともできる。
本装置を使えば実物の暖炉を使用しなくても室内に暖炉
のイメージをもたらし、装飾効果を高めることができ
る。本装置の作動には燃焼や発熱を伴わないので極めて
安全である。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の外観の斜視図である。

【図２】実施例の縦断面図である。

【図３】実施例の縦断面図である。

【図４】実施例の縦断面図である。

【図５】再帰反射板（１５）の平面図である。

【図６】図５のＢ−Ｂ線上の再帰反射素子（４）をＣ−
Ｃ断面から見た図である。

【図７】再帰反射素子（４）の拡大図である。

【図８】図７と同じ。ただし、光線経路が図７と異な
る。

【図９】図８のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１ 本体ケース ３ 光源 ４ 再帰反射素子 ５ 表面 ６ 裏面 ７ 光源像 ９ 光線 １０ 法線 １２ 稜線 １３ ネオン・フリッカー・ランプ １４ 赤色ランプ １５ 再帰反射板 １６ 格子 １７ 反射鏡 ２１ 拡散板 ２２ バイブラ・ランプ ２３ 発光ダイオード・ランプ ２４ 支持枠

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ア）多数の三角すい形素子の配列から
   なる再帰反射素子面を観察者に、平面側を光源に向けて
   配置した透明な再帰反射板（１５）と、（イ）再帰反射
   板（１５）の反射素子面に近接して設置され、かつ、光
   沢のある表面をもつ薄板でつくられた格子（１６）と、
   （ウ）光源としてネオン・フリッカー・ランプ（１
   ３）、および点滅する赤色ランプ（１４）から構成さ
   れ、光源を点灯したとき、再帰反射板の上にネオン・フ
   リッカー・ランプの発光した電極像が３個、正三角形状
   に並んで形成され、また、点滅する赤色ランプによって
   再帰反射板が平面側から照明され、さらに、再帰反射板
   上の映像が格子の表面で反射されることによって燃焼の
   視覚的模擬を行なうことを特徴とする装飾用模擬暖炉。
2. 【請求項２】 請求項１に加えて、ネオン・フリッカー
   ・ランプ（１３）の背後に反射鏡（１７）を設置するこ
   とによって再帰反射板に形成される光源像の数をふやす
   ことを特徴とする装飾用模擬暖炉。
3. 【請求項３】 請求項１および請求項２において再帰反
   射板（１５）の代わりに、一方の表面に多数の凹凸パタ
   ーンを形成させた透明な拡散板（２１）を用い、かつ凹
   凸パターン面側を観察者へ向けて配置することによって
   凹凸パターン面の上にネオン・フリッカー・ランプの発
   光した電極像が多数、分割されて形成されることを特徴
   とする装飾用模擬暖炉。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３においてネオン・
   フリッカー・ランプ（１３）の代わりに、通電時に発光
   したフィラメントがゆれ動くように工夫されたバイブラ
   ・ランプ（２２）を光源とすることによって再帰反射板
   または拡散板の上に視覚的にゆれ動く光源像をつくるこ
   とを特徴とする装飾用模擬暖炉。
5. 【請求項５】 請求項１乃至請求項３においてネオン・
   フリッカー・ランプ（１３）の代わりに、点滅する発光
   ダイオード・ランプ（２３）を光源とすることによって
   再帰反射板または拡散板の上に点滅する光源像をつくる
   ことを特徴とする装飾用模擬暖炉。