(57)【要約】【課題】降雪時にランプへの着雪を防止して確実に視認することができる信号灯の着雪防止装置を提供するものである。【解決手段】金属ケース２の前後面に窓枠３Ａ、３Ｂを形成して、ここに耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂを取付けて金属ケース２内を密閉し、この金属ケース２を、縦方向に３個のランプ１５を取付けた信号灯１３の前面に接合したフードカバー１４の内側に取付け、金属ケース２内を信号灯１３のランプ１５にそれぞれ対応して３個に分割し、分割した各空間部２１Ａ〜２１Ｃの底部側に赤外線ヒーター７をそれぞれ取付けると共に、最下部に位置する空間部２１Ｃの底部側を信号灯側に拡大させて側面Ｌ形の空間部を形成して信号灯１３の下部との間の隙間をほぼ塞ぐように構成し、前記金属ケース２内の赤外線ヒーター７で各空間部２１Ａ〜２１Ｃの空気を高温に加熱して、金属ケース２の前面の耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂに付着した雪を融雪するようにしたものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空平板状の金属ケースの前後面に窓枠を形成して、この窓枠に耐熱ガラス板を取付けて金属ケース内を密閉し、この金属ケースを、縦方向に複数のランプを取付けた信号灯の前面に接合したフードカバーの内側に取付け、前記金属ケース内を信号灯のランプにそれぞれ対応して複数に分割して、分割した各空間部の底部側に電熱ヒーターをそれぞれ取付けると共に、最下部に位置する空間部の底部側を信号灯側に拡大させて側面Ｌ形の空間部を形成して信号灯下部との間の隙間をほぼ塞ぐように構成され、前記金属ケース内の電熱ヒーターで各空間部の空気を高温に加熱して、金属ケース前面の耐熱ガラス板に付着した雪を融雪するようにしたことを特徴とする信号灯の着雪防止装置。
【請求項２】
フードカバーの内側に電熱ヒーター線を接合して、フードカバーを加熱するようにしたことを特徴とする請求項１記載の信号灯の着雪防止装置。
【請求項３】
金属ケースの前後面に信号灯のランプにそれぞれ対応した窓枠を円形に形成して、ここに円形の耐熱ガラス板を取付けたことを特徴とする請求項１記載の信号灯の着雪防止装置。
【請求項４】
金属ケースの正面が、前方に傾斜してフードカバーに取付けられていることを特徴とする請求項１記載の信号灯の着雪防止装置。
【請求項５】
電熱ヒーターが、発熱線をガラス管内に挿着した赤外線ヒーターで形成され、この赤外線ヒーターを、密閉した金属ケースの各空間部の窓枠部分を避けた位置に取付けたことを特徴とする請求項１記載の信号灯の着雪防止装置。
【請求項６】
赤外線ヒーターのガラス管の表面を黒色に塗装したことを特徴とする請求項５記載の信号灯の着雪防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号灯の表面に付着した雪を融かす着雪防止装置の改良に関するものである。                                                        
【背景技術】
【０００２】
積雪地帯の道路や鉄道の線路に沿って多数の信号灯が設置されているが、信号灯のフードカバーの上に積もった雪が、信号灯の前方に垂れ下がってきて前方を遮って視認性が悪くなる問題がある。このためフードカバーの上に発熱体を取付けて、積雪センサーの信号により、発熱体に通電してフードカバーを加熱して融雪する装置（特許文献１）がある。
【０００３】
しかしながら、吹雪の時や、列車の通過時に巻上げられた雪が、信号灯のレンズ面に直接付着すると視認性が悪くなる問題がある。このため、レンズ面のガラスを、発熱線を挟み込んだ熱線入りガラスで形成して、付着した雪を融雪することも考えられている。この熱線入りガラスは、最高温度が５０℃程度にしか上昇せず、また最高温度に上昇するまでに６０分程度かかるため即効性に欠け、しかも外気温が氷点下３０℃以下の場所では、ガラスの表面温度が上がらず、着雪を防止することができない問題があった。またガラスの表面温度を上げるため、発熱線への通電量を増やして高温にすると、熱線入りガラスは電熱線がガラスに密着しているので１８０℃以上になると局部的に高温となって膨張し、ガラスが割れる問題があり実用化できなかった。
【０００４】
このため本発明者は、図５ないし図７に示す信号灯の着雪防止装置（特許文献２）を先に開発した。これは上部が半円形に形成された中空平板状の金属ケース２の前面に円形の窓枠３Ａが３個上下に間隔をおいて取付けられ、金属ケース２の背面には図６に示すように、上部が半円形に形成された長方形の窓枠３Ｂが取付けられている。ケース前面の３個の円形の窓枠３Ａには、それぞれ３枚の円形の耐熱ガラス板４Ａが嵌め込まれ、またケース背面の窓枠３Ｂには、上部が半円形に形成された１枚の耐熱ガラス板４Ｂが嵌め込まれて、密閉した空間部が形成されている。
【０００５】
また中空平板状の金属ケース２内の、上下に隣接する円形の窓枠３Ａ、３Ａの間の窓枠３Ａを避けた位置と、内側底部に、３本の赤外線ヒーター７が横方向に取付けられている。また信号灯１３は、前面に赤、黄、青の３個のランプ１５を縦方向に配置し、ここを囲むように背面板１６が取付けられ、この背面板１６の前面にランプ１５を囲むようにフードカバー１４が取付けられている。このフードカバー１４の内側に前記着雪防止装置１が取付けられている。
【０００６】
この着雪防止装置１は図６に示すように、降雪時に赤外線ヒーター７に通電すると発熱して、中空平板状に形成された金属ケース２内の狭い空間内の空気が加熱される。金属ケース２内の空気が加熱されると、耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂも加熱され、この表面からも放熱するが、耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂの表面温度が例えば５℃以上に保持されるように温度を設定すると、表面に付着した雪は融雪されて付着が防止される。
【０００７】
またランプ１５の前方と側方を囲むようにフードカバー１４が取付けられているのでこの間に雪が侵入しない。この結果、着雪防止装置１の前後２枚の耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂを透過して信号灯１３のランプ１５の光を遠くからでも視認することができる。
【０００８】
このように、中空平板状をなす金属ケース２内の狭い空間の空気を赤外線ヒーター７で加熱するので、短時間で効率よく加熱され、この加熱空気により耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂが全面が均一に加熱され、従来の熱線入りガラスのようにガラス面が局部的に加熱されて破損することがなく、高温度に加熱して表面に付着した雪を急速に融雪させることができる。
【０００９】
しかしながら実験の結果、外気温が低い吹雪の時には図７に示すように、耐熱ガラス板４Ａの前面で融けた雪が水滴となって流下し、金属ケース２の底面コーナー部で凍結して氷柱１８が発生し、更に底面に沿って信号灯１３側に流れて、コーナー部で凍結して氷柱１８が発生する。氷柱１８が一旦発生すると、ここに雪１９が付着して、次第に成長し、最下段の耐熱ガラス板４Ａの前面を覆う問題が発生した。
【００１０】
この原因について調べたところ、金属ケース２が縦長の中空平板状に形成されているため、赤外線ヒーター７で加熱された空気が上昇し金属ケース２の底部側の温度が上がらない。また金属ケース２の底部と、信号灯１３の底部との間に隙間があるため、ここから冷気が侵入して冷やされ、金属ケース２の底部側の温度が上がらず、ここで氷柱１８が発生するためであると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−３０３３９９号公報
【特許文献２】特開２００８−３０５０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は上記問題を改善し、氷点下３０℃以下で吹雪の場合でも、ランプへの着雪を防止すると共に、金属ケースの底面部での氷柱の発生を防止して、ランプを確実に視認することができる信号灯の着雪防止装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１記載の信号灯の着雪防止装置は、中空平板状の金属ケースの前後面に窓枠を形成して、この窓枠に耐熱ガラス板を取付けて金属ケース内を密閉し、この金属ケースを、縦方向に複数のランプを取付けた信号灯の前面に接合したフードカバーの内側に取付け、前記金属ケース内を信号灯のランプにそれぞれ対応して複数に分割して、分割した各空間部の底部側に電熱ヒーターをそれぞれ取付けると共に、最下部に位置する空間部の底部側を信号灯側に拡大させて側面Ｌ形の空間部を形成して信号灯下部との間の隙間をほぼ塞ぐように構成され、前記金属ケース内の電熱ヒーターで各空間部の空気を高温に加熱して、金属ケース前面の耐熱ガラス板に付着した雪を融雪するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項２記載の信号灯の着雪防止装置は、請求項１において、フードカバーの内側に電熱ヒーター線を接合して、フードカバーを加熱するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項３記載の信号灯の着雪防止装置は、請求項１において、金属ケースの前後面に信号灯のランプにそれぞれ対応した窓枠を円形に形成して、ここに円形の耐熱ガラス板を取付けたことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項４記載の信号灯の着雪防止装置は、請求項１において、金属ケースの正面が、前方に傾斜してフードカバーに取付けられていることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項５記載の信号灯の着雪防止装置は、請求項１において、電熱ヒーターが、発熱線をガラス管内に挿着した赤外線ヒーターで形成され、この赤外線ヒーターを、密閉した金属ケースの各空間部の窓枠部分を避けた位置に取付けたことを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項６記載の信号灯の着雪防止装置は、請求項５において、赤外線ヒーターのガラス管の表面を黒色に塗装したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る請求項１記載の信号灯の着雪防止装置によれば、信号灯の前面にランプを囲むようにフードカバーを取付け、このフードカバーの内側のランプの前方に着雪防止装置を取付け、着雪防止装置の金属ケース内を複数に分割して狭い空間部に形成し、ここにそれぞれ電熱ヒーターを取付けたので、各空間部内の空気を電熱ヒーターにより急速に効率よく加熱できる。更に最下段の空間部の底部側は、信号灯側に拡大させて側面Ｌ形状に形成され、信号灯との間の隙間を加熱された空間部で塞いだ形状となっているので、ここでの放熱が少なく流下してきた水滴は氷柱にならずに落下させ、最下段の耐熱ガラス板の前面が雪で覆れる問題を解消することができる。
【００２０】
また請求項２記載の信号灯の着雪防止装置によれば、フードカバーの内側に電熱ヒーター線を接合して、フードカバーを加熱するようにしたので、この上に積もった雪が融雪されて水滴となって落下し、ヒサシ状に成長して耐熱ガラス板の前面を氷柱や雪が覆うのを防止できる。
【００２１】
また請求項３記載の信号灯の着雪防止装置によれば、金属ケースの前後面に信号灯のランプにそれぞれ対応した窓枠を円形に形成して、ここに円形の耐熱ガラス板を取付けたので、ガラスに比べて熱伝導性の良い金属ケースの金属部分の面積が広くなって、各空間部を急速に加熱することができる。
【００２２】
また請求項４記載の信号灯の着雪防止装置によれば、このフードカバーの内側に取付けた着雪防止装置の金属ケースの正面が、前方に傾斜して取付けられているので、耐熱ガラス板で反射した太陽光線が下方に反射し眩しくない。
【００２３】
また請求項５記載の信号灯の着雪防止装置によれば、電熱ヒーターが、発熱線をガラス管内に挿着した赤外線ヒーターで形成され、この赤外線ヒーターを、密閉した金属ケースの各空間部の窓枠部分を避けた位置に取付けられているので、空間部を急速に加熱すると共に、信号灯ランプの視認性を保持することができる。
【００２４】
また請求項６記載の信号灯の着雪防止装置によれば、赤外線ヒーターのガラス管表面には黒色の塗料が塗布されて、発熱線からの光が各空間部内に漏れないように遮蔽されているので、ランプの光の透過が妨げられず視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下本発明の実施の一形態を図１ないし図４を参照して詳細に説明する。信号灯１３は、前面に赤、黄、青の３個のランプ１５を縦方向に配置し、ここを囲むように背面板１６が取付けられ、この背面板１６の前面にランプ１５を囲むようにフードカバー１４が取付けられている。このフードカバー１４の内側に着雪防止装置１０が取付けられている。
【００２６】
この着雪防止装置１０は、アルミニウム板やステンレス鋼板などで形成され、図１に示すように上部が半円形に形成された中空平板状の金属ケース２の前面に３個の円形の窓枠３Ａが縦方向に間隔をおいて取付けられている。また図２に示すように金属ケース２の背面にも同様に、円形の窓枠３Ｂが３個上下に間隔をおいて取付けられている。ケース前面と背面の３個の円形の窓枠３Ａ、３Ｂには、それぞれ円形の耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂが嵌め込まれている。この窓枠３Ａ、３Ｂに取付た耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂは信号灯１３の３個のランプ１５に対応して、その前方に位置するように配置され、耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂを通して前方からランプ１５が透過して見えるようになっている。前記耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂは面状に熱を加えた場合に、６００℃以下の温度でガラス面が破損しない程度の耐熱性を有するものを使用する。
【００２７】
また中空平板状の金属ケース２内の、上下に隣接する円形の窓枠３Ａ、３Ａの間には仕切板２０が設けられ、３個の空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃが形成されている。最下部に位置する空間部２１Ｃの底部側は、図３に示すように信号灯１３側に拡大させて側面Ｌ形状に形成され、信号灯１３との間の隙間をほぼ塞いだ形状となっている。またこの側面Ｌ形状に形成された空間部２１Ｃを構成する金属ケース２の前面下部コーナーにはアール部２３が形成されている。
【００２８】
各空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの内側底部には窓枠３Ａ、３Ｂを避けた位置に、赤外線ヒーター７がそれぞれ横方向に取付けられている。また赤外線ヒーター７は図４に示すように、炭素繊維やニクロム線などの発熱線５を中空円筒状の耐熱性のガラス管６内に装着したもので、その左右両端に接続端子８が取付けられ、この接続端子８はリード線を介して図示しない電源に接続されている。
【００２９】
またガラス管６の表面には、黒色の塗料１２が塗布され、発熱線５からの光が空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ内に漏れないように遮蔽している。また最上部の空間部２１Ａには温度センサー１１が設けられ、これは図示しない制御装置に接続され、金属ケース２内の温度が例えば１００℃以下になると電源のスイッチがオンして赤外線ヒーター７に通電され、２００℃を越えると電源のスイッチがオフして赤外線ヒーター７が停止するようになっている。
【００３０】
またフードカバー１４の内側には、図２に示すように電熱ヒーター線２４が蛇行して取付けられ、フードカバー１４を加熱するようになっている。このフードカバー１４の内側に取付けた着雪防止装置１０は、金属ケース２の正面が、前方に傾斜して取付けられている。
【００３１】
上記構成の信号灯の着雪防止装置１０は、降雪時に図示しない電源をオンして赤外線ヒーター７に通電すると、発熱線５が発熱して金属ケース２内の狭い各空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの空気が加熱されると共に、放射熱により耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂが急速に加熱される。従って図６に示す従来の金属ケース２は、対流により上下で温度差を生じ、特に下部側の温度が上昇しにくいが、本発明は金属ケース２内を３個に分割して狭い空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを形成しているので、上下の温度差が少なく、特に最下段の空間部２１Ｃの温度を従来に比べて高く保持することができる。更に背面側の耐熱ガラス板４Ｂが円形に形成され、ガラスに比べて熱伝導性の良い金属ケース２の金属部分の面積が広くなっているので、空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを急速に加熱することができる。
【００３２】
また内側から加熱された耐熱ガラス板４Ａの表面は外気に晒されているので、この表面から放熱する。信号灯１３を氷点下３０℃以下の場所に設置する場合には、各耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂの表面温度が例えば５℃以上に保持されるように赤外線ヒーター７の温度を設定すると、表面に付着した雪は融雪されて付着が防止される。また図２に示すように、ランプ１５の前方と側方を囲むようにフードカバー１４が取付けられ、しかも最下部に位置する空間部２１Ｃの底部側は、信号灯１３側に拡大させて側面Ｌ形状に形成され、信号灯１３の下部との間の隙間をほぼ塞いだ形状となっているので、ランプ１５の前方の空間への雪の侵入と、温度の低下を防止することができる。
【００３３】
またこの側面Ｌ形状に形成された空間部２１Ｃを構成する金属ケース２の前面下部コーナーにはアール部２３が形成され、図７に示す従来のように尖った部分がないので、ここからの放熱が少なく、氷柱の発生を防止できる。更に空間部２１Ｃの底部側は、信号灯１３側に拡大させて側面Ｌ形状に形成され、信号灯１３との間の隙間を加熱された空間部で塞いだ形状となっているので、ここでの放熱が少なく流下してきた水滴は氷柱にならず落下させることができる。この結果、空間部２１Ｃの底部側での氷柱が発生せず、氷柱の成長によりここに雪が付着して、最下段の耐熱ガラス板４Ａの前面を覆う問題を解消することができる。
【００３４】
またフードカバー１４の内側には、図２に示すように電熱ヒーター線２４が蛇行して取付けられ、フードカバー１４を加熱するようになっているので、この上に積もった雪が融雪されて水滴となって落下するので、ヒサシ状に成長して着雪防止装置１０の前面を覆うことを防止できる。
【００３５】
また図４に示すように、ガラス管６の表面には黒色の塗料１２が塗布され、発熱線５からの光が空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ内に漏れないように遮蔽されているので、ランプ１５の光の透過が妨げられない。更にこのフードカバー１４の内側に取付けた着雪防止装置１０は、金属ケース２の正面が、前方に傾斜して取付けられているので、耐熱ガラス板４Ａで反射した太陽光線が下方に反射し眩しくない。
【００３６】
また、降雪センサーのオン・オフ動作では車両通過時間が速いので、降雪センサー単独では間に合わないが、本発明の着雪防止装置１０は、温度センサー１１により耐熱ガラス板の表面温度が、例えば融雪する５℃以上に常時保持されているので、車両通過時間や運行間隔に関係なく信号灯１３のランプ１５の着雪を防止することができる。
【００３７】
この結果、激しい吹雪の時でも、着雪防止装置１０の前後２枚の耐熱ガラス板４Ａ、４Ｂを透過して信号灯１３のランプ１５の光を遠くからでも視認することができ、運転の安全性を大幅に向上させることができる。
【００３８】
なお上記説明では、電熱ヒーターとして赤外線ヒーター７を用いた場合について示したが、ニクロム線や、カーボン面状発熱体、抵抗金属面状発熱体などを用いることができ、また透明な抵抗薄膜を用いても良い。また上記説明では、赤、黄、青の３色のランプ１５に対応して３個の空間部２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを形成した場合について示したが、赤、青の２色のランプ１５に対応して２個の空間部２１Ａ、２１Ｂを形成したものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の一形態による信号灯の着雪防止装置を示す正面図である。
【図２】図１の信号灯の着雪防止装置を示す縦断側面図である。
【図３】図２の着雪防止装置の要部を拡大して示す縦断側面図である。
【図４】図１の信号灯の着雪防止装置を拡大して示す水平断面図である。
【図５】従来の信号灯の着雪防止装置を示す正面図である。
【図６】図５の信号灯の着雪防止装置を示す縦断側面図である。
【図７】図６の着雪防止装置の要部を拡大して示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  着雪防止装置１                                          
２  金属ケース                                              
３Ａ、３Ｂ  窓枠                                            
４Ａ、４Ｂ  耐熱ガラス板                            
５    発熱線                                                
６    ガラス管                                              
７    赤外線ヒーター    
８    接続端子                                              
９    リード線                                              
１０  着雪防止装置                                          
１１  温度センサー                                          
１２  塗料                                                  
１３  信号灯                                                
１４  フードカバー                                          
１５  ランプ                                                
１６  背面板    
１８  氷柱                                          
１９  雪                      
２０  仕切板      
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  空間部                                
２３  アール部      
２４  電熱ヒーター線  
【図１】
2011165108.tif 000003
【図２】
2011165108.tif 000004
【図３】
2011165108.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011165108.tif 000008
【図７】
2011165108.tif 000009