| 【発明の名称】 |
信号灯 |
| 【発明者】 |
【氏名】竹野 雄造
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| 【要約】 |
【課題】交通信号灯器の信号灯として使用されている白熱電球よりも省電力かつ長寿命であり、しかも白熱電球のソケットに着脱できる信号灯を提供する。
【解決手段】複数の同色の発光ダイオード９０、９０を光束が前方に向くように配設した前方照明発光ダイオード群６０と、複数の同色の発光ダイオード９０、９０を、前方照明発光ダイオード群６０の後方において光束が外側に向くように軸対称に配設し、夫々の光軸が反射鏡の焦点にほぼ収束するように配設した複数の後方照明発光ダイオード群８０、８０を同軸に取付けるとともに、交流電源接続用プラグ端子７４と発光ダイオード端子の間に、整流装置１０２と電圧調整装置１０３を組込む。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 交通信号灯器に白熱電球の代りに装着される発光灯であって、複数の同色の発光ダイオードを夫々の光束が前方に向くように配設してなる前方照明発光ダイオード群と、前方照明発光ダイオード群の後方において光束が外側に向くように軸対称に配設され、夫々の光軸が反射鏡の焦点にほぼ収束するように配設された複数の同色の発光ダイオードよりなる後方照明発光ダイオード群と、後方照明発光ダイオード群の後方に設けられた交流電流接続用プラグとを有し、交流電流接続用プラグのプラグ端子と発光ダイオード端子の間に整流装置と電圧調整装置を組込むと共に、前方及び後方発光ダイオード群の外径を反射鏡の開口を通ることができるように設定したことを特徴とする信号灯。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車道の交差点等に設置される交通管制用の交通信号灯器に取付けられる信号灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】交通信号灯器の最も一般的なものは、車道交差点の道縁に直立された柱上に赤，黄、青の三色の照明を横一列に並ベたものである【０００３】従来この信号灯器の各照明は、交流１００Ｖ（ボルト）、７０Ｗ（ワット）程度の白熱電球をケーシング後端のソケットに接続して白熱させ発光させる構造となっている。
【０００４】ケーシングの前面には円形の開口が形成され、この開口に赤や黄や青に着色された透明板からなるフィルターを取付けて、白熱電球から発光された白色光を夫々赤、黄、青色の光に変換して外部に放射するようにしている。
【０００５】また、交通信号灯器内には通常反射鏡が内蔵され、後方に向かう白熱電球からの光を反射させて前方に放射する。
【０００６】ここで使用されている白熱電球は、家庭等で日常的に使用されているものと略同構造であって安価であり、ソケットへの着脱も容易であるという利点がある。
【０００７】また、一種類の白熱電球で赤、黄、青の三種類の照明に使用でき、従って予備灯としてもただ一種類の白熱電球を準備しておけばよいという利点もある。
【０００８】
【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、白熱電球の寿命は一年程度と短い上、供給電力に対する発光効率が低いという問題がある。
【０００９】また、夕方これらのフィルターに低位置にある太陽光、すなわち西日が入射した場合には、反射鏡により反射された光がフィルターを再び透過して赤、黄、青色の光となって車輌の運転者の目に入り、消灯している信号までが点灯しているかのような現象が生じて運転者の操縦判断を誤らせる恐れがある。
【００１０】これらの不都合を解消するため、白熱電球の代わりにケーシングの開口に相当する面積領域に多数の発光ダイオードを並ベて発光させる信号灯が提案されているが、この信号灯は使用する発光ダイオードの数量があまりにも大きくてコスト高となり、また、白熱電球を取付ける従来のケーシングが使用できなくなって新たにケーシングを作り直す必要があり、設備投資が甚大な額に上るため問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため、この発明は、複数の同色の発光ダイオードを夫々の光束が前方に向くように配設してなる前方照明発光ダイオード群と、前方照明発光ダイオード群の後方において光束が外側に向くように軸対称に配設され、夫々の光軸が反射鏡の焦点にほぼ収束するように配設された複数の同色の発光ダイオードよりなる後方照明発光ダイオード群と、後方照明発光ダイオード群の後方に設けられた交流電流接続用プラグとを有し、交流電流接続用プラグのプラグ端子と発光ダイオード端子の間に整流装置と電圧調整装置を組込むと共に、前方及び後方発光ダイオード群の外径を反射鏡の開口を通ることができるように設定し、交通信号灯器に白熱電球の代りに装着するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明について説明する。なお、説明の都合上、最初に従来の信号灯器について詳細に説明する。
【００１３】図５において、従来から使用されている信号灯器のケーシング１は、本体部１１と蓋部１２とがボルト１３により連結された構造で、本体部１１の前面１１ａには開口１１ｂが形成され、赤、黄、青色等に着色された透明板からなるフィルター２が装着されている。
【００１４】また、ケーシング１の内部には開口１１ｂと同心に、かつ前方に向けて反射鏡３が取付けられている。
【００１５】反射鏡３は、前方の円筒部３ａと円筒部に接続された湾曲面部３ｂとからなり、湾曲面部３ｂは円筒部３ａの中心軸を中心にして、放物線を回転させてできる放物線回転面或いは放物線回転面に近似した球面の形状をなし、この内面は鏡面加工されて光の反射率が大きくなっている。
【００１６】湾曲面部３ｂの中央には円形の開口３ｃが形成され、後述するように、この開口３ｃは白熱電球５が通過できる大きさを有している。
【００１７】ケーシング１の蓋部１２の後面１２ａの中央には交流電流に接続されたソケット４が取付けられ、このソケット４には白熱電球５のプラグ５１がねじ込まれている。
【００１８】ソケット４の外周には反射鏡３の開口３ｃの内径とソケット４の外径との間の隙間を埋めるようにして小反射鏡４１が取付けられていて、白熱電球から放射された光の最大限の利用が図られている。
【００１９】また、白熱電球５のフィラメント５２の位置は、反射鏡３の湾曲面部３ｂの焦点位置になるように設定されている【００２０】上記した構成の信号灯器は、交流電源のスイッチ回路（図示せず）が閉じられて白熱電球に電力が供給されると、フィラメント５２が白熱して矢印に示したように白色光を放射し、その前方光は直接フィルター２の方向に進み、後方光は反射鏡３の湾曲面部３ｂ及び小反射鏡４１により反射してフィルター２の方向に進む。
【００２１】矢印方向に進んだ光はフィルター２により赤、黄、青色等の光に交換されてから外部に放射され、信号灯器としての作用をする。
【００２２】白熱電球に供給される電力としては、交流１００Ｖ（ボルト）、７０Ｗ（ワット）程度が使用されるのが一般的である。
【００２３】この信号灯器の使用中に白熱電球５のフィラメント５２が断線した場合には、ボルト１３を外して白熱電球を取付けたまま蓋部１２を取り外し、白熱電球を新規のものと交換する。
【００２４】このとき、白熱電球の外径よりも反射鏡の開口３ｃの内径の方が大きいので白熱電球は難なく開口３ｃを通過することができる。
【００２５】一方、上記した従来の白熱電球の代りに用いられるこの発明による信号灯１００は、図１に示すように、一つの前方照明発光ダイオード群６０と三つの後方照明発光ダイオード群８０、８０、８０とを同心かつ平行に積重ねた構造となっている。
【００２６】なお、図１及び図４においては、図面を明瞭にするため、ダイオード９０が比較的疎に描かれているが、実際にはもっと密に配設されている。
【００２７】信号灯が放射する照明の色は赤、黄、青のうち任意のものが選択されて使用されるが、ここでは赤色のものについて説明する。他のものについては後述する発光ダイオードの種類が異なるだけであり構造的には赤色についてのものと相違はない。
【００２８】信号灯１００の前端には電気絶縁体からなる円板状の第１基盤６１が取付けられ、この第１基盤６１には多数の赤色に発光する発光ダイオード９０がその光束が前方（第１基盤６１と逆方向）を向くように配設されて前方照明発光ダイオード群６０を構成している。
【００２９】ここで第１基盤６１の外径は反射鏡３の中心に形成された開口３ｃの内径よりも小さい寸法に設定されている。
【００３０】また、第１基盤６１の裏面には例えばプリント配線により電気配線が施されていて、第１基盤６１に開口した多数の取付穴の一つに挿入された発光ダイオード９０の端子（足）に半田付けにより接続される。
【００３１】一方、前方照明発光ダイオード群６０の後側には、支柱７２を介して、電気絶縁体からなる円板状の第２基盤７１が取付けられ、この第２基盤７１上には、後述するように、発光ダイオード９０を作動させるために必要な回路素子７３、７３が取付けられ、配線が施されて電気回路７０が構成されている。
【００３２】更に、第２基盤７１の後側には、接続筒７５、７５を介して、電気絶縁体からなる複数の円板状の第３基盤８１、８１が同軸かつ平行に装着されているが、これらの基盤８１、８１の外径は反射鏡の開口３ｃの内径よりも小さく、かつ、後方の基盤ほど外径が小さくなっている。
【００３３】そして、夫々の第３基盤８１の外周部には、多数の赤色発光ダイオード９０が、光束を後方外側に向けて軸対称に配設され、後方照明発光ダイオード群８０を構成している。
【００３４】後方照明発光ダイオード群８０を構成する夫々の発光ダイオード９０は、信号灯をケーシング１に装着したとき、その光軸、すなわち光束の中心軸の延長が、反射鏡の湾曲面部３ｂの焦点位置に収束するように取付けてある。
【００３５】また、各第３基盤８１の裏面には、例えばプリント配線により電気配線が施され、前記したように発光ダイオード９０の端子に電力が供給されるように接続されている。
【００３６】更に、後方照明発光ダイオード群８０、８０の後方には接続筒７５を介してプラグ７４が接続されている。
【００３７】このプラグ７４は白熱電球５用のプラグ５１と同形状、同仕様のもので、ソケット４に連結することにより、交流電流を信号灯１００に供給する。
【００３８】他方、図２及び図３はこの信号灯の電気結線図を示し、図２において符号１０１はソケット４に連結されたプラグ５１の端子を示し、交流電源に接続されている。
【００３９】供給された交流電力は、整流装置１０２により直流に変換され、さらに電圧調整装置１０３により発光ダイオード９０を作動させるのに適正な電圧に調整されて出力端子１０４に印加される。
【００４０】ここで使用される整流装置１０２及び電圧調整装置１０３はトランジスタ、ダイオードや電気抵抗器等の回路素子が組み合わされて構成され、それ自体周知であるから、更に詳細な説明は省略する。
【００４１】上記二つの出力端子１０４、１０４間には５本の分岐線１０５が並列に接続され、夫々の分岐線には約３０個の赤色発光ダイオード９０が直列に接続されている。
【００４２】この実施例では分岐線１０５を５本とし、１本の分岐線には約３０個の発光ダイオードを直列に接続しているが、分岐線の本数や１本の分岐線に接続される発光ダイオードの数量はこれに限定されるものではなく信号灯器の使用状況等に応じて任意に設定できる。
【００４３】上記回路により、出力端子１０４、１０４間に印加された端子電圧は、１本の分岐線に接続された発光ダイオードに対してほぼ均等に配分されて印加され、発光ダイオードを作動させて赤色光を放射させる。
【００４４】図４はこの発明の信号灯１００を、従来から使用されている信号灯器に白熱電球５の代わりに取付けた状態を示している。
【００４５】この場合は赤、黄、青等に着色された透明板からなるフィルター２は不要となり、代わりに無色透明な保護板１１０が取付けられる。
【００４６】前方照明発光ダイオード群から放射された赤色光は矢印に示すように直接保護板１１０の方向に進み、後方照明発光ダイオード群８０、８０から放射された赤色光は湾曲面部３及び小反射鏡４１により反射されてから保護板１１０の方向に進む。
【００４７】矢印方向に進んだ光はそのまま保護板１１０を透過して外部に放射され、信号灯器としての作用をなす。
【００４８】発光ダイオード９０の１個当りの消費電力は０．１Ｗ（ワット）程度であり、信号灯１個似付き１６０個の発光ダイオードを使用するとすれば大凡１６Ｗとなり、白熱電球５の消費電力よりもかなり小さい。
【００４９】また、発光ダイオード９０の使用寿命は５年以上と大きく、白熱電球の平均寿命は１年よりもかなり大きい。
【００５０】更にまた、発光ダイオード９０のうち１個が破損した場合には、その破損した発光ダイオードに直列に接続された残りの発光ダイオードが消灯するだけで済み、他の並列に接続された発光ダイオードは破損した発光ダイオードとは関係なく発光を持続する。
【００５１】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、この発明による信号灯は、前方照明発光ダイオード群と後方照明発光ダイオード群を同軸に積層し、かつ外径を反射鏡の開口３ｃの内径以内に収め、さらにプラグ７４を白熱電球と同形状、同仕様のものとしたため、従来から使用されているケーシングにそのまま着脱して使用できる。
【００５２】また、前方照明発光ダイオード群が及び後方照明発光ダイオード群に発光ダイオードを使用したため、消費電力が小さくて済み、省エネルギー効果があるとともに使用寿命が大きく、信号灯の保守、点検が極めて容易かつ簡単になる。
【００５３】更にまた、多数の発光ダイオードにより照明するから、一部が破損して消灯しても他部は発光を持続でき、白熱電球のように破損時に完全に消灯してしまうということがない、等種々の効果を奏する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０９０１８４
【氏名又は名称】常盤電業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年６月２２日（１９９８．６．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７８０９７
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 岳雄
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１１７０６（Ｐ２０００−１１７０６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月１４日（２０００．１．１４） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−１９１０４３ |
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