| 【発明の名称】 |
航空障害灯 |
| 【発明者】 |
【氏名】町田 裕之
|
| 【要約】 |
【課題】部品点数を低減して製造も容易にしコストダウンを図り、軽量化を図って取り扱いを容易にし、さらに、消費電力を低減して維持管理費の低減も図る。
【解決手段】第１群のＬＥＤ１が、それぞれ下方へ向けて光を発するように、上部基板２の下面に搭載される。第２群のＬＥＤ１が、それぞれ上方へ向けて光を発するように、上部基板２から下方に間隔をあけて配設された下部基板３の上面に搭載される。上部基板２と下部基板３との間には、反射配光制御部５が設けられる。反射配光制御部５は、上部基板２の第１群のＬＥＤ１から発せられた光の少なくとも大部分と下部基板３の第２群のＬＥＤ１から発せられた光の少なくとも大部分を反射して、第１群及び第２群のＬＥＤ１から発せられてグローブ４を介して外部へ出射される光の上下方向の配光を所望の配光に制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 多数の発光素子を備えた航空障害灯において、前記多数の発光素子のうちの第１群の発光素子がそれぞれ下方へ向けて光を発するように搭載された上部基板と、前記上部基板から下方に間隔をあけて配設された下部基板であって、前記多数の発光素子のうちの残りの第２群の発光素子がそれぞれ上方へ向けて光を発するように搭載された下部基板と、グローブと、前記上部基板と前記下部基板との間に設けられ、前記第１群の発光素子から発せられた光の少なくとも大部分と前記第２群の発光素子から発せられた光の少なくとも大部分を反射して、前記第１群及び第２群の発光素子から発せられて前記グローブを介して外部へ出射される光の上下方向の配光を所望の配光に制御する反射配光制御部とを備えたことを特徴とする航空障害灯。
【請求項２】 前記反射配光制御部は、水平方向に対して略々７．５゜上方の方向の光度が最も大きくなるように、前記配光を制御することを特徴とする請求項１記載の航空障害灯。
【請求項３】 前記第２群の発光素子のうちの前記下部基板の外周付近に搭載された発光素子から出射された光の少なくとも一部が前記反射配光制御部にて反射されることなく外部へ出射されることを特徴とする請求項１又は２記載の航空障害灯。
【請求項４】 前記上部基板の熱を外部へ放熱させる上部放熱部と、前記下部基板の熱を外部へ放熱させる下部放熱部とを備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の航空障害灯。
【請求項５】 前記第１群の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器が、前記上部基板に対する上側の空間であって、前記第１群及び第２群の発光素子及び前記反射配光制御部が配設されている空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設され、前記第２群の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器が、前記下部基板に対する下側の空間であって、前記第１群及び第２群の発光素子及び前記反射配光制御部が配設されている空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の航空障害灯。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、航空障害灯に関し、特に、多数の発光素子を光源とする航空障害灯に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】航空障害灯は、航空機に対して障害物の存在を知らせるため、高層ビル、送電鉄塔、大きな煙突などの建造物等に設置される灯器である。航空障害灯では、水平から所定角度（例えば、７．５゜）上方の方向に所定光度（例えば、３０ｃｄ）以上の主ビームが出射されるように構成される。
【０００３】従来から、例えば実開平４−１０２１１３号公報に開示されたように、筒状面に沿って配設された多数のＬＥＤと、これらの多数のＬＥＤをカバーするように設けられたグローブとを備えた航空障害灯が知られている。
【０００４】このような航空障害灯では、十分な輝度を確保するため、非常に多くのＬＥＤが用いられ、各ＬＥＤが水平から前記所定角度上方の方向に向かうように配設され、ＬＥＤから発せられた光がそのままグローブを通過して外部に出射されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の航空障害灯では、各ＬＥＤから発する光の全体が、航空障害灯として要求される光の強度分布を形成するのに有効に用いられていたわけではなく、各ＬＥＤから発する光のうちかなりの部分が航空障害灯として不要であるかあるいはさほど光度を要しない上方又は下方の方向にも放出されていた。
【０００６】このため、従来の航空障害灯では、ＬＥＤの数を非常に多くしなければ、航空障害灯として要求される光の強度分布を得ることはできなかった。このようにＬＥＤの数が非常に多かったため、部品点数が増大するとともに製造に手数を要し、高価なものとなっていた。また、多くのＬＥＤを用いる場合にはＬＥＤの寿命を延ばすためにＬＥＤから発する熱を効率良く外部に放熱する必要があるが、ＬＥＤの数が非常に多くて発熱量が大きかったため、その放熱構造の重量が増大し、部品点数が多いことと相俟って、航空障害灯全体の重量が増大し、高所へ設置する際などの取り扱いが困難であった。さらに、ＬＥＤの数が非常に多かったため、消費電力が大きくなり、電気料金などの維持管理費も大きく、不経済であった。
【０００７】また、前記従来の航空障害灯では、多数のＬＥＤが筒状面に沿って配設するために、前記筒状面の軸方向に長く延びる多数の帯状の基板上にそれぞれ１列又は複数列のＬＥＤを搭載され、これらの帯状の基板が前記筒状面の円周に渡って並設されていた。このように多数の基板が用いられていたので、この点からも部品点数が増大するとともに、配線が複雑となって製造に手数を要し、高価なものとなっていた。
【０００８】さらに、前記従来の航空障害灯では、多数のＬＥＤが筒状面に沿って配設されて多数のＬＥＤがグローブでカバーされていたため、ＬＥＤから発する熱を効率良く外部に放熱することは困難であった。
【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品点数が少なく製造が容易で安価となり、軽量化を図ることができて取り扱いが容易であるとともに、消費電力が少なく維持管理費の低減も図ることができる航空障害灯を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による航空障害灯は、多数の発光素子とを備えた航空障害灯において、前記多数の発光素子のうちの第１群の発光素子がそれぞれ下方へ向けて光を発するように搭載された上部基板と、前記上部基板から下方に間隔をあけて配設された下部基板であって、前記多数の発光素子のうちの残りの第２群の発光素子がそれぞれ上方へ向けて光を発するように搭載された下部基板と、グローブと、反射配光制御部とを備えたものである。前記反射配光制御部は、前記上部基板と前記下部基板との間に設けられ、前記第１群の発光素子から発せられた光の少なくとも大部分と前記第２群の発光素子から発せられた光の少なくとも大部分を反射して、前記第１群及び第２群の発光素子から発せられて前記グローブを介して外部へ出射される光の上下方向の配光を所望の配光に制御するものである。
【００１１】この第１の態様によれば、多数の発光素子から発せられた光の少なくとも大部分は、直接にグローブを介して外部に出射されるのではなく、反射配光制御部にて反射された後にグローブを介して外部に出射される。したがって、この配光制御部によって、多数の発光素子から発せられた光の配光を、航空障害灯に要求される光強度分布に合わせて調節することができる。このため、従来に比べて、各発光素子から発せられる光を、航空障害灯に要求される光強度分布を形成するために有効に用いることができる。その結果、従来に比べて、少ない発光素子で航空障害灯に要求される光強度分布を得ることができ、発光素子の数を大幅に減らすことができる。
【００１２】このように、前記第１の態様によれば、発光素子の数を大幅に減らすことができるので、部品点数が減り製造も容易となり、安価となる。また、発光素子の数が減って発熱量が減るため、その放熱構造の重量を減らすことができ、部品点数が減ることと相俟って、航空障害灯全体の重量が軽量化され、高所へ設置する際などの取り扱いが容易となる。さらに、発光素子の数が減るため、消費電力が少なくなり、電気料金などの維持管理費も低減され、経済的である。
【００１３】また、前記第１の態様によれば、多数の発光素子を２つの群に分けてそれぞれ上部基板と下部基板とに搭載しているので、発光素子を搭載する基板の数を２つにすることができ、しかも、上部基板及び下部基板は平板として構成することができる。このように基板の数を従来に比べて大幅に減らすことができるので、この点からも、部品点数が減るとともに、配線が簡単となって製造が容易となり、コストダウンを図ることができる。
【００１４】さらに、前記第１の態様によれば、多数の発光素子は、グローブの付近に配設されているのではなく、上部及び下部に配設されているので、発光素子からの発熱を効率良く外部に放熱することができる。
【００１５】本発明の第２の態様による航空障害灯は、前記第１の態様による航空障害灯において、前記反射配光制御部は、水平方向に対して略々７．５゜上方の方向の光度が最も大きくなるように、前記配光を制御するものである。
【００１６】反射配光制御部がこの第２の態様のように配光を制御すれば、航空機から視認し易くなるので、好ましい。
【００１７】本発明の第３の態様による航空障害灯は、前記第１又は第２の態様による航空障害灯において、前記第２群の発光素子のうちの前記下部基板の外周付近に搭載された発光素子から出射された光の少なくとも一部が前記反射配光制御部にて反射されることなく外部へ出射されるものである。
【００１８】この第３の態様のように、下部基板の外周付近に搭載された発光素子から出射された光の少なくとも一部が反射配光制御部にて反射されることなく外部へ出射されるようにすれば、水平方向に対して比較的大きい角度をなす上方に対しても所望の光度を確保することができ、好ましい。
【００１９】本発明の第４の態様による航空障害灯は、前記第１乃至第３のいずれかの態様による航空障害灯において、前記上部基板の熱を外部へ放熱させる上部放熱部と、前記下部基板の熱を外部へ放熱させる下部放熱部とを備えたものである。
【００２０】この第４の態様のように、上部放熱部及び下部放熱部を設ければ、発光素子から発する熱を一層効率良く外部に放熱することができ、発光素子の寿命を一層延ばすことができる。
【００２１】本発明の第５の態様による航空障害灯は、前記第１乃至第４のいずれかの態様による航空障害灯において、（１）前記第１群の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器が、前記上部基板に対する上側の空間であって、前記第１群及び第２群の発光素子及び前記反射配光制御部が配設されている空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設され、（２）前記第２群の発光素子に流れる電流を制限する電流制限抵抗器が、前記下部基板に対する下側の空間であって、前記第１群及び第２群の発光素子及び前記反射配光制御部が配設されている空間に対して熱的に実質的に分離された空間に配設されたものである。
【００２２】この第５の態様によれば、第１群及び第２群の発光素子が配設されている空間に対して熱的に実質的に分離された上側空間及び下側空間にそれぞれ、第１群の発光素子用の電流制限抵抗器及び第２群の発光素子用の電流制限抵抗器が配設されているので、それらの電流制限抵抗器からの発熱によって発光素子の雰囲気が加熱されることがなくなり、電流制限抵抗器からの発熱は発光素子にほとんど伝導されなくなる。したがって、発光素子の温度を一層抑えて発光素子の寿命を一層延ばすことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態による航空障害灯について、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態による航空障害灯を示す一部切欠概略正面図である。
【００２４】本実施の形態による航空障害灯は、多数の発光素子としてのＬＥＤ１と、上部基板２と、上部基板２から下方に間隔をあけて配設された下部基板３と、グローブ４と、上部基板２と下部基板３との間に設けられた反射配光制御部５とを備えている。
【００２５】上部基板２及び下部基板３として、アルミ基板等の熱伝導性を有する円盤状の基板が用いられている。上部基板２の下面には、前記多数のＬＥＤ１のうちの第１群のＬＥＤ１が、それぞれ下方へ向けて光を発するように搭載されている。下部基板３の上面には、前記多数のＬＥＤ１のうちの残りの第２群のＬＥＤ１が、それぞれ上方へ向けて光を発するように搭載されている。
【００２６】上部基板２は金属材料（熱伝導性材料）からなるの上部基板支持部材６の下面（後述する円板部８の下面）に取り付けられ、下部基板３は金属材料（熱伝導性材料）からなる下部基板支持部材７の上面（後述する円板部１０の上面）に取り付けられている。上部基板支持部材６は、下側の円板部８と、該円板部８から一体に上方に突設された円筒部９とから構成されている。円筒部９の外周には後述するナット１３が螺合される雄ねじ部９ａが形成されている。下部基板支持部材７は、円板部１０と、円板部１０の外周部分から下方に突出するように形成された放熱フィン１１とから構成されている。放熱フィン１１は、円周方向に断続的に設けられるとともに径方向に間隔あけて２列設けられているが、このような構成に限定されるものではない。本実施の形態では、この下部基板支持部材７が、下部基板３の熱を外部へ放熱させる下部放熱部を構成している。
【００２７】支持部材６，７の円板部８，１０の中央にはそれぞれねじ孔が形成され、これらのねじ孔に、パイプ状の支柱１２の両端部に形成した雄ねじ部がそれぞれ螺合されることによって、支持部材６，７が支柱１２を介して一体に連結されている。支柱１２は、強度の点から金属材料で構成されているが、熱伝導性を有しない材料で構成してもよい。なお、基板２，３には、支柱１２が挿通される挿通孔が形成されている。支柱１２の両端部付近には内外を連通する配線用の連通孔１２ａ，１２ｂが形成されている。
【００２８】反射配光制御部５は、支柱１２に挿通された状態で支柱１２に固着されている。反射配光制御部５は、図１に示すように、上部基板２の第１群のＬＥＤ１から発せられた光の少なくとも大部分と下部基板３の第２群のＬＥＤ１から発せられた光の少なくとも大部分を反射して、第１群及び第２群のＬＥＤ１から発せられてグローブ４を介して外部へ出射される光の上下方向の配光を所望の配光に制御するように、構成されている。本実施の形態では、反射配光制御部５は支柱１２を軸とした回転体となっており、その表面は全て反射面となっている。反射配光制御部５は、例えば、アルミニウムの中実体に表面研磨加工を施したり、板金を用いて成形し表面研磨加工を施したり、樹脂部材の表面にアルミニウム等を蒸着させたりすることによって、製造することができる。
【００２９】本実施の形態では、反射配光制御部５は、水平方向に対して略々７．５゜上方の方向の光度が最も大きくなるように、設計されている。また、図１に示すように、下部基板３に搭載された第２群のＬＥＤ１のうちの下部基板３の外周付近に搭載されたＬＥＤ１から出射された光の一部が反射配光制御部５にて反射されることなく外部へ出射されるように、反射配光制御部５の大きさ、下部基板３の大きさ及びＬＥＤ１の配置が定められている。もっとも、本発明では必ずしもこのように設定しておく必要はない。
【００３０】グローブ４は、例えば樹脂製の赤色透明部材からなり、上方向に向かってやや先細り（必ずしも先細りでなくてもよい。）の円筒状部と、該円筒状部の下端部に形成されたフランジ部と、前記円筒状部の上端から内側に向かう上側水平部とを有している。この上側水平部には上部基板支持部材６の円筒部９が挿通される挿通穴が形成され、該上側水平部が上部基板支持部材６の円板部８の外周部分に係止されている。グローブ４の上側水平部は、円筒部９の外周の雄ねじ部９ａにナット１３が螺合されることによって、ナット１３と円板部８の外周部分との間に挟持されている。また、ナット１３によりグローブ４が下方に押しつけられることによって、グローブ４の下端部のフランジ部が下部基板支持部材７の外周部分に押しつけられている。グローブ４の上側水平部と円板部８との間は、Ｏリング１４により水密に保たれている。なお、グローブ４の下端部のフランジ部は、当該フランジ部を挿通して下部基板支持部材７の外周部分にねじ止めしたリング状の押さえ板によって、当該外周部分に固定してもよい。グローブ４の下端部のフランジ部と下部基板支持部材７の外周部分との間は、Ｏリング１５により水密に保たれている。このグローブ４によって、第１群及び第２群のＬＥＤ１及び反射配光制御部５の取り付け空間Ａが外部から画成されている。
【００３１】上部基板支持部材６の円筒部９には、円筒部９の内部空間Ｂを閉塞するとともに円筒部９及びナット１３を覆う金属材料（熱伝導性材料）からなる下側に開口したカップ状のカバー部材１６が、ねじ１７にて固定されている。円筒部９とカバー部材１６との間には、円筒部９の内部空間Ｂを水密に保つリング状のパッキン１８が設けられている。本実施の形態では、このカバー部材１６と前記上部基板支持部材６とが、上部基板２の熱を外部へ放熱させる上部放熱部を構成している。
【００３２】下部基板支持部材７下方には、下部基板支持部材７を支持する支持体１９が設けられている。支持体１９は、金属材料（熱伝導性材料）で一体に構成されており、上側に開口したカップ状の上側支持体２０と、図１中の紙面手前側に外部に開口した空間Ｃを内部に有する四角柱状の下側支持体２１とを有している。空間Ｃの開口は、ねじ２２にて固定された閉塞板２３及び図示しないパッキンによって水密に閉塞されている。上側支持体２０の上側のフランジ部と下部基板支持部材７の円板部１０とが、図示しないねじによって固定されている。これらの間は、リング状のパッキン２４により水密に保たれている。
【００３３】下側支持体２１の下部にはフランジ部２５が形成され、フランジ部２５にボルト挿通穴２６が形成されており、当該航空障害灯の取り付け場所の台座などに固定することができるようになっている。上側に開口したカップ状の上側支持体２０の内側の空間Ｄと前記空間Ｃとは、連通穴２７にて連通されている。また、空間Ｃは、連通穴２８を介して、下側支持体２１の下面から外部に連通している。
【００３４】以上の説明からわかるように、前記空間Ｂは、第１群及び第２群のＬＥＤ１及び反射配光制御部５が配設されている空間Ａに対する上側の空間であって、空間Ａに対して熱的に実質的に分離された空間となっている。空間Ａと空間Ｂとの間に熱伝導性材料からなる上部基板支持部材６が介在しているので、上部基板支持部材６が熱シールドとして作用することにより、空間Ａと空間Ｂとが熱的に実質的に分離されているのである。また、前記空間Ｄは、第１群及び第２群のＬＥＤ１及び反射配光制御部５が配設されている空間Ａに対する下側の空間であって、空間Ａに対して熱的に実質的に分離された空間となっている。空間Ａと空間Ｄとの間に熱伝導性材料からなる下部基板支持部材７が介在しているので、下部基板支持部材７が熱シールドとして作用することにより、空間Ａと空間Ｄとが熱的に実質的に分離されているのである。
【００３５】前記空間Ｄには、下部基板支持部材７に搭載された第２群のＬＥＤ１の電流を制限する電流制限抵抗器３０及び電源回路（その部品は図示せず）を搭載した電源回路基板３１が設けられている。さらに、上部基板支持部材６の円筒部９の内部空間Ｂには、上部基板２に搭載された第１群のＬＥＤ１の電流を制限する電流制限抵抗器３２を搭載した基板３３が設けられている。また、前記空間Ｃには、端子台３４が設けられている。
【００３６】図面には示していないが、電源線が、外部から連通穴２８を挿通して端子台３４に接続されている。端子台３４と電源回路基板３１との間が、電線で接続されている。電源回路基板３１と下部基板３との間が、支柱１２の下端及び連通孔１２ｂを経由した電線で接続されている。電源回路基板３１と上部基板２との間が、支柱１２の下端、支柱１２の内部及び連通孔１２ａを経由した電線で接続されている。電源回路基板３１と基板３３との間が、支柱１２の下端、支柱１２の内部及び上端を経由した電線で接続されている。基板３３と上部基板２との間が、支柱１２の上端及び連通孔１２ａを経由した電線で接続されている。これらの接続によって、所定の電気回路が構成され、所定電流が第１群及び第２群のＬＥＤ１に流れることによって当該ＬＥＤ１が点灯するようになっている。
【００３７】以上のように構成された本実施の形態による航空障害灯によれば、第１群及び第２群のＬＥＤ１から発せられた光の少なくとも大部分は、直接にグローブ４を介して外部に出射されるのではなく、反射配光制御部５にて反射された後にグローブ４を介して外部に出射される。したがって、この配光制御部５によって、ＬＥＤ１から発せられた光の配光を、航空障害灯に要求される光強度分布に合わせて調節することができる。このため、従来に比べて、各ＬＥＤ１から発せられる光を、航空障害灯に要求される光強度分布を形成するために有効に用いることができる。その結果、従来に比べて、少ないＬＥＤ１で航空障害灯に要求される光強度分布を得ることができ、ＬＥＤ１の数を大幅に減らすことができる。
【００３８】このように、本実施の形態によれば、ＬＥＤ１の数を大幅に減らすことができるので、部品点数が減り製造も容易となり、安価となる。
【００３９】ところで、上部基板２に搭載された第１群のＬＥＤ１からの発熱は、上部放熱部を構成する上部基板支持部材６及びカバー部材１６から外部に放熱され、下部基板３に搭載された第２群のＬＥＤ１からの発熱は、下部放熱部を構成する下部基板支持部材７の円板部１０を介して放熱フィン１１から外部に放熱される。したがって、ＬＥＤ１からの発熱の放熱が効率良く行われ、しかも、前述したようにＬＥＤ１の数が減って発熱量が減るため、放熱構造を構成する支持部材６，７等の厚みを薄くするなどによってその重量を減らすことができ、部品点数が減ることと相俟って、当該航空障害灯全体の重量が軽量化され、高所へ設置する際などの取り扱いが容易となる。
【００４０】さらに、ＬＥＤ１の数が減るため、消費電力が少なくなり、電気料金などの維持管理費も低減され、経済的である。
【００４１】また、本実施の形態によれば、多数のＬＥＤ１を２つの群に分けてそれぞれ上部基板２と下部基板３とに搭載しているので、ＬＥＤ１を搭載する基板２，３の数を２つにすることができ、しかも、上部基板２及び下部基板３は平板として構成することができる。このように基板２，３の数を従来に比べて大幅に減らすことができるので、この点からも、部品点数が減るとともに、配線が簡単となって製造が容易となり、コストダウンを図ることができる。
【００４２】さらに、本実施の形態では、下部基板３に搭載された第２群のＬＥＤ１のうちの下部基板３の外周付近に搭載されたＬＥＤ１から出射された光の一部が反射配光制御部５にて反射されることなく外部へ出射されるので、水平方向に対して比較的大きい角度をなす上方に対しても所望の光度を確保することができる。
【００４３】さらにまた、本実施の形態によれば、第１群及び第２群のＬＥＤ１が配設されている空間Ａに対して熱的に実質的に分離された上側空間Ｂ及び下側空間Ｄにそれぞれ、第１群のＬＥＤ１用の電流制限抵抗器３２及び第２群のＬＥＤ１用の電流制限抵抗器３０が配設されているので、それらの電流制限抵抗器３２，３０からの発熱によってＬＥＤ１の雰囲気が加熱されることがなくなり、電流制限抵抗器３２，３０からの発熱はＬＥＤ１にほとんど伝導されなくなる。したがって、ＬＥＤ１の温度を一層抑えてＬＥＤ１の寿命を一層延ばすことができる。
【００４４】以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明では、ＬＥＤ４に代えて他の発光素子を用いてもよい。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、部品点数が少なく製造が容易で安価となり、軽量化を図ることができて取り扱いが容易となるとともに、消費電力が少なく維持管理費の低減も図ることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】３９００１００５４
【氏名又は名称】小糸工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年３月３０日（１９９９．３．３０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６７７０
【弁理士】
【氏名又は名称】四宮 通
|
| 【公開番号】 |
特開２０００−２８５７０２（Ｐ２０００−２８５７０２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−８７９３６ |
|