(57)【要約】【課題】積雪時であっても、融雪して投光窓からの照射光の妨げになることを防止し、かつ、ヒータのための格別な電力線の施工を必要としない標識灯を提供する。 【解決手段】発光ダイオード１０７と電気的に直列関係に接続されて定電流電源装置９から給電され、投光窓５２からの照射光を阻害する雪を溶かすヒータ１０８と、ヒータ１０８の温度を検知し、検知温度が所定値以上の場合にはヒータをバイパスする電気回路を形成する温度検知手段１０９とを有する。発光ダイオード点灯用にてヒータに給電できるとともに、ヒータの不要時には給電を停止する。【選択図】 図３
2011216312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光窓および収容空間を有する標識灯本体と；
標識灯本体の収容空間内に設けられ、出力可変の定電流電源装置から給電されて照射光を投光窓から照射する半導体発光素子と；
半導体発光素子と電気的に直列関係に接続されて定電流電源装置から給電され、投光窓からの照射光を阻害する雪を溶かすヒータと；
ヒータの温度を検知し、検知温度が所定値以上の場合にはヒータをバイパスする電気回路を形成する温度検知手段と；
を具備していることを特徴とする標識灯。
【請求項２】
前記定電流電源装置は、複数段に出力を切換えられるものであり、かつ、前記ヒータは定電流電源装置の最低レベルの出力（出力０を除く）によって所定の熱量を生じるように選定されていることを特徴とする請求項２記載の標識灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源として発光ダイオード等の半導体発光素子を用いた標識灯に関する。
【背景技術】
【０００２】
空港の滑走路、誘導路等に埋込み設置される標識灯は、規格にて規定された配光範囲で、かつ、規定された大きさの光度の光を投光窓から照射して誘導標識をパイロットに認識させるものである。したがって、降雪または積雪時にも上記規格を満たす光を照射する必要がある。しかし、積雪時には除雪車で滑走路等の除雪を行うものの、標識灯の凹んだ投光窓には除雪しきれない雪（ときには氷）が残留することがある。この場合、規格化された配光範囲、光度の光を照射できなくなる虞がある。標識灯の光源が従来の電球の場合には、電球からの熱線により融雪が可能であったが、発光ダイオードはその照射光に熱線を殆んど含まないため、照射光による融雪は期待できない。
【０００３】
このため、ヒータ（電熱部材）を備えた標識灯が特許文献１に提案されている。特許文献１には、投光窓に設けられるプリズムのような透光性部材の外周にヒータを設けることが示されている。そして、このヒータにより透光性部材の外面側の雪を溶かすので、積雪時でも所定の誘導標識を行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０８２９６号公報（図１、００１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、雪を溶かすという点では有効であると認められるが、電熱部材に給電する電源装置については詳細に言及されておらず、改良の余地があった。
【０００６】
すなわち、空港の標識灯システムは、共通の定電流電源装置に対して複数個の標識灯を直列接続するようになっている。また、標識灯からの光強度を調整するために定電流電源装置の出力を制御するようになっている。このような空港の標識灯システムにおいて、新たに電熱部材用に電力線を配線することは、多大の労力と費用が必要であるため、極めて困難である。
【０００７】
また、定電流電源装置の出力から電熱部材に給電するように構成すると、例えば光源と並列的に電熱部材を接続すると光源への給電量に影響を与え、光源から所定の光出力を得られなくなる虞がある。また、例えば光源と直列的に電熱部材を接続しても、光源の点灯時には電熱部材が常に作動することになり、例えば冬季以外では無駄に電力を消費するばかりでなく、他の機器に熱的悪影響を与える虞もある。
【０００８】
本発明は、格別な配線を施さなくてもヒータに対して適切に所要の電力を供給できる標識灯を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１記載の標識灯は、投光窓および収容空間を有する標識灯本体と；標識灯本体の収容空間内に設けられ、出力可変の定電流電源装置から給電されて照射光を投光窓から投光する半導体発光素子と；半導体発光素子と電気的に直列的な関係に接続されて定電流電源装置から給電され、投光窓からの照射光を阻害する雪を溶かすヒータと；ヒータの温度を検知し、検知温度が所定値以上の場合にはヒータをバイパスする電気回路を形成する温度検知手段と；を具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明および以下の発明において、各用語の意味ないし定義はつぎのとおりである。
【００１１】
標識灯は、滑走路等に埋込まれる埋込形であっても、地上に立設される地上形であってもよい。
【００１２】
半導体発光素子は、１個でも複数個であってもよい。この半導体発光素子はＥＬ素子や半導体レーザを含むものである。また、投光窓には密閉用の透光部材が設けられるが、これは、透明ガラスであっても、制光用のプリズム、レンズ、カラーフィルタ等を設けてもよい。さらには、必要に応じて反射体を半導体発光素子の周囲や背面側に設けるようにしてもよい。
【００１３】
ヒータは種類や形状あるいは設置箇所が限定されるものではなく、標識灯本体の形状や標識灯が設置される地域の環境等に応じて適宜選定可能である。
【００１４】
ヒータが電気的に直列的な関係に接続されるとは、直接直列接続される場合の他、他の電気部品を介して直列接続される場合も含むことを意味する。
【００１５】
温度検知手段は、ヒータの温度を検知するものであるが、この検知は直接的であっても間接的であってもよい。また、温度検知手段は、ヒータの温度に応じてバイパス回路の形成、開放を行ういわゆる復帰形であるものであるが、バイパス回路の形成、開放温度にはヒステリシス特性を持たせることが好ましい。このような温度検知手段としては、例えばサーモスイッチ、バイメタルを主として構成することができる。しかし、本発明においては、これらに限定されるものではなく、半導体スイッチやリレーを用いるなど当業者であれば適宜設計可能である。
【００１６】
また、所定温度とは、投光窓からの照射光を阻害する雪を溶かせる熱量を生じ得る温度であり、これは絶対値ではなく、標識灯の形状、標識灯の設置地域の環境等によって溶かすべき雪の量が異なることが想定されるから、これらに応じて設定することが好ましい。一方、積雪となる冬季以外にヒータに電力を供給することは、電力の無駄や他の器機への悪影響が懸念されることから、所定温度はこのような積雪時期とそれ以外の時期との温度差を考慮して設定することが好ましい。
【００１７】
請求項２記載の標識灯は、請求項１記載の発光装置において、前記定電流電源装置は複数段に出力を切換えられるものであり、かつ、前記ヒータは定電流電源装置の最低レベルの出力（出力０を除く）によって所定の熱量を生じるように選定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１記載の発明によれば、雪による誘導標識阻害の問題をなくし、また、ヒータのために格別に電力線を設けることなく、ヒータに対して適切な電力を供給することが可能となる。
【００１９】
請求項２記載の発明によれば、定電流電源装置の出力が調光制御等により最低のレベルに設定されているときでも所要の発熱量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る標識灯の平面図。
【図２】図１のＡ‐Ａ´‐Ｂ‐Ｂ´‐Ｃに沿って断面し、Ａ‐Ａ´面、Ｂ‐Ｂ´面、Ｂ´‐Ｃ面をそれぞれ正面視した状態を示す断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る標識灯の電気回路構成を示す回路図。
【図４】定電流電源装置の出力の一例を示す波形図。
【図５】ヒータおよび温度検知手段の一実施例を示す斜視図。
【００２１】
図１〜図５を参照して本発明の一実施形態を説明する。
【００２２】
１は標識灯で、この標識灯１は、航空標識灯あるいは埋込形航空標識灯などとも呼ばれるものであり、設置部としての空港の滑走路や誘導路などの路面に埋込設置される。投光方向は、一方向あるいは複数方向例えば対称的な２方向（図１のア方向およびイ方向）に光線を照射して、滑走路の中心線などを示すようになっている。そして、この標識灯１は、空港の滑走路などの路面の所定位置に埋設される基台２と、この基台２上に設置された間座３ａ、３ｂと、間座３ａ、３ｂ上に設置された調整リング４と、調整リング４の上方から着脱可能で、かつ、大部分が調整リング４および間座３ａ、３ｂの内側空間に落とし込まれるようにして取り付けられる標識灯本体５とを備えている。
【００２３】
基台２は、例えば、アルミニウム合金などの鋳物などにて形成されており、円筒状の周面部２１と、この周面部２１の底部を覆う底面部２２とが一体に形成されている。そして、この基台２の内側には、上側を開口した配線収納部２３が形成されている。さらに、周面部２１の上端側には、内側に向かって基台フランジ部２４が円環状に突設され、この基台フランジ部２４の上面が平滑な平面に形成されている。
【００２４】
そして、配線収納部２３には外部電線Ｗ１に接続される配線(内部リード線)Ｗ２が収納されている。
【００２５】
間座３ａは、例えばアルミニウム合金などの鋳物などにて環状に形成され、基台２の上面部に複数個のねじ３ａ１（図２では１個のみが示されている。）によって固定されている。また、間座３ａは立上り壁３ａ２の内周面にねじ部３ａ３が形成されている。
【００２６】
間座３ｂは、例えば、アルミニウム合金などの鋳物などにて環状に形成され、外周面に間座３ａのねじ部３ａ３に螺合するねじ部３ｂ１を有するとともに、一箇所または複数箇所にねじ部３ｂ１を貫通するねじ孔３ｂ２を有している。この間座３ｂは、ねじ部３ｂ１を間座３ａのねじ部３ａ３に螺合させながら間座３ａの立上り壁３ａ２内を進退することにより、調整リング４の取付け高さを調整できる。そして、所望の高さに取付けられた状態で、ねじ孔３ｂ２にねじ３ｂ３をねじ込み、間座３ａの立上り壁３ａ２の内面に当接することにより、間座３ｂの位置固定がなされる。
【００２７】
調整リング４は、例えばアルミニウム合金などの鋳物などにて環状に形成されるとともに、例えば４箇所に長孔４１が形成され、間座３ｂにねじ４２によって固定される。間座３ｂには、このねじ４２に対応する４個のねじ孔が形成されている。前記長孔４１は、調整リング４の取付け向きの微調整用として機能する。
【００２８】
標識灯本体５は、内部の収容空間５１および投光窓５２（本実施形態では２個）を備え、収容空間５１には発光ダイオード５３および所要の光学系を収容している。また、本実施形態の標識灯本体５は、上部灯体５４と、この上部灯体５４の下部に装着される下部灯体５５とを備えて全体として円盤状をなしている。
【００２９】
上部灯体５４は、例えばアルミニウム合金などの鋳物などにて形成され、上面が略平面状をなし、この上面部の周囲には、上面部の外周部から外周の縁部に向かって上面が下降傾斜するフランジ部状をなしている。さらに、上部外周部には、ねじ孔５６が形成され、ねじ孔５６の上端面の周囲にはねじ収納部が凹設されている。さらに、この上部外周部の下面には、下方に向かって開口する有底のねじ孔５７が形成されている。
【００３０】
下部灯体５５は、例えばアルミニウム合金などの鋳物などにて形成され、平面円形状の底面部５８と、この底面部５８の外周部から立ち上げられた略円筒状の周面部５９と、この周面部５９の上端部から外周側に突設された円環板状すなわちフランジ部である下部外周部６０とが一体に形成されている。そして、この下部外周部６０には、下側から挿入されるねじ６１の軸部が挿通するとともに径大な頭部が係止される孔であるねじ挿通孔６２が形成されている。また、底面部５８には、受電端子台６３が取付けられている。
【００３１】
前記投光窓５２は、収容空間５１から上部灯体５４の外側に連通するように形成されている。また、投光窓５２は、水平方向よりやや上向き（図２参照）に光を照射するようになっており、上部灯体５４の上面部には投光窓５２から上向きに傾斜する光導出用の凹部６４が形成されている。
【００３２】
また、投光窓５２には、レンズ６５が設けられている。すなわち、レンズ６５はレンズホルダ６６に支持され、このレンズホルダ６６は、ねじなどの取付け手段にて上部灯体５４に固定されている。
【００３３】
これらの上部灯体５４および下部灯体５５は、ねじ挿通孔６２およびねじ孔５７を介してねじ６１により固着され、一体化されている。この際、上部灯体５４および下部灯体５５間にＯリング状のガスケット等を介在させて密閉化するようにしている。
【００３４】
このよう構成された標識灯本体５は、下側部を調整リング４および間座３ａ、３ｂの内側に挿入した状態で、外周部が調整リング４上に載置され、さらに、外周部を貫通するねじ孔５６を介するねじ６７により上側から調整リング４に締付け固定される。また、この固定に際しては、Ｏリング状のガスケット等を調整リング４と標識灯本体５との間に介在させて密閉状態を得るようにしている。
【００３５】
つぎに、７はヒータであり、本実施形態では投光窓５２およびこの投光窓５２に連なる凹部６４の下方（図２）に設けられている。これにより、投光窓５２およびこの投光窓５２に連なる凹部６４に雪が積もった場合でも、この雪を溶かすことができる。
【００３６】
なお、上記ヒータ７に加えて、図１および図２に模式的に示すように、調整リング４の長孔４１を避けた位置であって、調整リング４の外面から露出しないよう調整リング４内部に形成した空間部に複数個例えば８個のヒータ８を設けてもよい。この場合、標識灯本体５全体を加熱することが可能であり、一層融雪に効果的なものとなる。
【００３７】
以上のような標識灯１を設置する際は、路面の設置場所に基台２の直径より大きい内径の大きい埋設孔(ボーリング孔)を形成するとともに、この埋設孔に電力供給用の電線(外部リード線)Ｗ1を引き込む。この電線(外部リード線)Ｗ1をパッキン等により水密状態を保持して基台２内に引込み、配線(内部リード線)Ｗ２とコネクタ等の周知の手段を用いて接続する。
【００３８】
そして、この基台２に、間座３ａ、３ｂを、さらに調整リング４を上述した手順にて取付ける。その際、図２において、調整リング４の上端面が路面と略同一面となるように調整リング４の高さが間座３ａ、３ｂによって調整される。その後、調整リング４に標識灯本体５を上側から取付ける。標識灯本体５内への電気的な接続については、図示および詳細な説明は省略するが、配線(内部リード線)Ｗ２を受電端子台６３に接続することにより行えることは容易に理解されることである。
【００３９】
なお、標識灯本体５内における電気接続は、上部灯体５４および下部灯体５５の固着の前に済ませておくことは当然である。
【００４０】
つぎに、本実施形態の電気回路構成を説明する。９は定電流電源装置であり、本実施形態では、位相制御形のものである。すなわち、位相制御を行う位相制御手段９１が交流電源ｅに接続されており、位相制御手段９１の導通位相を導通制御手段９２にて制御するようになされている。例えば、図４に示すように導通位相をａ、ｂ、ｃの何れかに選択することにより、出力電流を６．６［Ａ］、５．２［Ａ］、４．１［Ａ］の何れかに設定可能になっている。９３はトランスであり、９４は出力電流（負荷電流）を検出して導通制御手段９２に供給して定電流化のために負帰還制御するための電流検出手段である。
【００４１】
１０は標識灯の構成を示している。標識灯１０は、複数個が定電流電源装置９に対して直列接続されている。図３では２個のみを示し他は図示を省略してある。標識灯１０は、まず、可飽和形の絶縁トランス１０１を介して定電流電源装置９の出力を入力するようになっている。これにより、仮に、ある標識灯が故障により開放状態になっても、可飽和形の絶縁トランス１０１が短絡状態になって他の標識灯に給電可能になっている。
【００４２】
なお、可飽和形の絶縁トランス１０１は、構造上においては、標識灯１０の内部に配置されていても、図２の実施形態のように標識灯１の外部に配置されていてもよい。図２の実施形態においても、基台２内に配置するようにしてもよい。
【００４３】
可飽和形の絶縁トランス１０１の出力はＡＣ／ＤＣ変換装置１０２によって平滑化された直流電圧に変換される。ＡＣ／ＤＣ変換装置１０２は、整流装置と平滑コンデンサとによって構成することもできるし、半導体スイッチング素子を用いてチョッパやインバータによって構成することもできる。
【００４４】
可飽和形の絶縁トランス１０１の出力は電流検出装置１０３によって検出され、この電流検出装置１０３の検出信号は電流判定装置１０４に入力される。電流判定装置１０４では、入力された電流信号から定電流電源装置９の出力電流が上記の６．６［Ａ］、５．２［Ａ］、４．１［Ａ］の何れかであるかを判定する。この電流判定装置１０４は、可飽和形の絶縁トランス１０１の出力の導通位相を検知するようにしても、出力電流の実効値を検知するようにしたものでもよい。
【００４５】
この電流判定装置１０４の判定結果に基づきＰＷＭ制御装置１０５がＰＷＭ信号を点灯制御装置１０６に対して出力する。点灯制御装置１０６では、例えばＰＷＭ信号に応じたデューティ比でオンオフするスイッチング素子を有している。
【００４６】
前記ＰＷＭ制御装置１０５は、定電流電源装置９が従来の電球光源に対応している場合、点灯制御装置１０６の出力値が発光ダイオード１０７に適合するものに変換する機能を備える。すなわち、電球と発光ダイオードとでは、出力値に対する光出力特性が異なるため、ＰＷＭ制御装置１０５に、出力値の変換プログラムを持たせ、発光ダイオードの場合にも所要の光出力となるようなＰＷＭ信号を出力するようになされている。例えば、定電流電源装置９の導通位相が上記ａ、ｂ、Ｃのいずれかに選択され、出力電流が６．６［Ａ］、５．２［Ａ］、４．１［Ａ］の何れかに設定されており、電球光源の相対光出力がそれぞれ１００％、２５％、５％に設定されている場合、発光ダイオードの相対光出力もそれぞれ１００％、２５％、５％となるようにＰＷＭ信号によって変換する。
【００４７】
なお、発光ダイオード１０７の調光制御手段としては、ＰＷＭ制御の他、電圧供給電圧の波高値を制御するもの等どのようなものでもよい。したがって、点灯制御装置１０６も各種変形可能である。
【００４８】
点灯制御装置１０６の出力側には、複数個の発光ダイオード１０７（図３では２個のみ例示してある。）と、ヒータ１０８および温度検知手段１０９の並列回路とが直列的に設けられている。ヒータ１０８は、定電流電源装置９の出力が最低のレベルすなわち本実施形態においては４．１［Ａ］であって、これに応じて発光ダイオード１０７に給電される電力（前述の発光ダイオード用に変換された出力）にても、標識灯本体の投光窓からの照射光を阻害する雪を溶かせるだけの熱量を発生するように選定されている。
【００４９】
温度検知手段１０９はヒータ１０８の温度を検知し、この検知温度が予め設定された温度になると、接点を閉じてヒータ１０８をバイパスする回路を形成する。設定温度は記述の諸条件に応じて決定できるものであり、例えば数十度〜数百度の内から決定することができる。
【００５０】
なお、本実施形態においては、定電流装置９の出力が最低レベル以外の６．６［Ａ］や５．２［Ａ］に設定されると、ヒータ１０８の温度が設定温度を超えることがあり、この場合にも、ヒータ１０８をバイパスする回路を形成することがある。
【００５１】
このような温度検知手段およびヒータの一例としては、図５に示すような、セメント抵抗１１およびバイメタルスイッチ１２からなるものを使用することができる。
【００５２】
以上のように構成された標識灯１０は、降雪時のような温度条件においては、発光ダイオード１０７が点灯されるとヒータ１０８にも給電されて発熱する。これによって、標識灯の投光窓近辺に雪が存在している場合には、この雪を溶かして投光窓からの光照射を阻害することを防止する。
【００５３】
また、定電流電源装置９に対して、ヒータ１０８を発光ダイオード１０７と直列的に接続しているため、発光ダイオード１０７への給電量を変化させることがなく、所要の光出力を維持することができる。
【００５４】
定電流電源装置９の出力が切換えられて、大きくなるとヒータ１０７の温度が設定値以上に上昇することになり、温度検知手段１０９はバイパス回路を形成する。これにより、ヒータ１０７の発熱は停止する。ヒータ１０７の温度が再度設定値（ヒステリシスを考慮した設定温度が好ましい。）を下回ると、温度検知手段１０９はバイパス回路を開放して、ヒータ１０８に給電する。
【００５５】
また、冬季以外の季節では、温度検知手段１０９の検知温度が設定温度以上になるか、あるいは、ヒータ１０８の温度が早期に設定温度になるので、ヒータ１０８の作動を停止できるか、作動時間を短縮化できる。このため、無駄な電力消費をなくせるか低減でき、他の機器への熱影響も軽減できる。
【００５６】
なお、本発明における定電流電源装置は、位相制御形以外の例えば共振形やチョッパ形等どのようなものでもよく、したがって、ＰＷＭ制御装置や点灯制御装置も定電流電源装置に合せて変形可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１、１０…標識灯、２…基台、３ａ、３ｂ…間座、４…調整リング、５…標識灯本体、５１…収容空間、５２…投光窓、５３…発光ダイオード、５４…上部灯体、５５…下部灯体、７、８、１０８…ヒータ、９…定電流電源装置、１０９…温度検知手段。
【図１】
2011216312.tif 000003
【図２】
2011216312.tif 000004
【図３】
2011216312.tif 000005
【図４】
2011216312.tif 000006
【図５】
2011216312.tif 000007