(57)【要約】【課題】断線による融雪効果の消滅を抑止し、簡便な機構で既存の交通信号灯に設置可能で、装置の作動に必要な消費電力を抑制する交通信号灯融雪装置を提供する。【解決手段】交通信号灯１１１に取り付けられ、発熱させるためのヒータ１４を有し、ヒータ１４は、両極間に通電経路１４３を複数設ける交通信号灯融雪装置Ａからなる。  ヒータ１４は、発光ダイオードを光源とする交通信号灯１１１に取り付けられ、ヒータ１４は、２枚に重ねられた矩形状の透明板１３、１６との間に挟まれて固定される。ヒータ１４へ通電を制御して発熱を制御する制御部２１を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通信号灯に取り付け発熱させるためのヒータを有し、ヒータは、両極間に通電経路を複数設けることを特徴とする交通信号灯融雪装置。
【請求項２】
発光ダイオードを光源とする交通信号灯に取り付けられ、
２枚に重ねられた矩形状の透明板と、
該２枚に重ねられた矩形状の透明板の間に挟まれて固定された発熱させるためのヒータと、
該ヒータへ通電を制御して発熱を制御する制御部と、
を備える請求項１記載の交通信号灯融雪装置。
【請求項３】
前記制御部は、外気温を検出するための検出部と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の交通信号灯融雪装置。
【請求項４】
前記制御部は、設定された温度以下になると前記ヒータへの通電を開始し、設定された温度をより高くなると前記ヒータへの通電を停止する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３のいずれかに記載の交通信号灯融雪装置。
【請求項５】
前記透明板の面には、撥水シートまたは親水シートと、を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４のいずれかに記載の交通信号灯融雪装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交通信号の融雪装置に係る。詳細には、着雪する雪を融雪する交通信号灯融雪装置に係る。
【背景技術】
【０００２】
消費電力の抑制や、発光部の発光部の高寿命化の観点から、発光部に発光ダイオードを使用した交通信号灯が採用されている。
白熱灯に比べ、発光ダイオードを使用すると、発光部の発熱量が小さくなり、省エネ化には有効であるが、着雪により信号の発光色が認識できなくなる問題がある。
【０００３】
そこで、融雪防止策として、
特許第６１３４４０１号公報「着雪防止装置、信号機着雪防止構造」（特許文献１）が知られている。同発明は、
「一対の透明板と、
一対の前記透明板の間の隙間に封入される液体と、
前記隙間に配設され、通電可能な発熱用の電線と、
を具備するヒートパネルと、
前記ヒートパネルに、前記ヒートパネルの面に平行な上下方向の撃力を付与する駆動部と、を具備し、
前記駆動部は、前記ヒートパネルにパルス状の撃力を付与することが可能であることを特徴とする着雪防止装置。」とからなる。また、同文献図１の図示がある。
【０００４】
更に、特許第５８２４２１７号公報「交通信号用灯器」（特許文献２）も知られている。同発明は、
「庇状フードの無い交通信号用灯器であって、
発光部の前方を覆い、前方に突出した凸形状を有する透光性のドーム部であって、当該ドーム部の内面の少なくとも上部側から側方側にかけて前記発光部寄りに暗色部を有するドーム部を備え、
前記ドーム部の前記暗色部によって、前記発光部の光が吸収され且つ上面視および側面視において遮光範囲が設けられた交通信号用灯器。」からなる。同文献図１乃至図２２の図示がある。
同「交通信号用灯器」（特許文献２）は、発光部を覆うドーム状の部材で囲う機構からなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６１３４４０１号公報
【特許文献２】特許第５８２４２１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
「着雪防止装置、信号機着雪防止構造」（特許文献１）は、ヒートパネルと、ヒートパネルに打撃を与える駆動装置を備えている。そのため、信号機自体の重量増加の懸念が問題点として有する。さらに、ヒートパネルに備えられた発熱する電線は、１本の発熱回路を蛇行させて構成しているため、途中の発熱回路が１箇所でも断線すると、全ての通電が途切れ発熱ができず融雪効果がなくなる懸念が問題点として有する。
「交通信号用灯器」（特許文献２）は、発光部を覆うドーム状の部材で囲う機構からなる。そのため、一度着雪が発生すると、着雪部分が成長し信号灯の発光部の視認性が悪化する問題点を有した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、
交通信号灯に取り付け発熱させるためのヒータを有し、ヒータは、両極間に通電経路を複数設ける交通信号灯融雪装置、
からなる。
【０００８】
この発明は更に、
発光ダイオードを光源とする交通信号灯に取り付けられ、
２枚に重ねられた矩形状の透明板と、
該２枚に重ねられた矩形状の透明板の間に挟まれて固定された発熱させるためのヒータと、
該ヒータへ通電を制御して発熱を制御する制御部と、
を備える。
【０００９】
この発明は更に、
前記制御部は、外気温を検出するための検出部と、
を備える。
【００１０】
この発明は更に、
前記制御部は、設定された温度以下になると前記ヒータへの通電を開始し、設定された温度をより高くなると前記ヒータへの通電を停止する。
【００１１】
この発明は更に、
前記透明板の面には、撥水シートまたは親水シートと、
を備える。
【発明の効果】
【００１２】
断線による融雪効果の消滅を抑止し、簡便な機構で既存の交通信号灯に設置可能で、装置の作動に必要な消費電力を抑制する交通信号灯融雪装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態に係る第１実施例の部品の取付け順序を示した斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態に係る第１実施例のヒータアッセンブリの取り付けを示した斜視図である。
【図３】この発明の実施の形態に係る第１実施例の取付け状態の正面図である。
【図４】この発明の実施の形態に係る第１実施例の取付け状態の側面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る第１実施例の取付け状態の平面図である。
【図６】この発明の実施の形態に係る第１実施例の使用状態の正面図である。
【図７】この発明の実施の形態に係る第１実施例の工程図である。
【図８】この発明の実施の形態に係る第１実施例の概念図である。
【図９】この発明の実施の形態に係る第１実施例のヒータの正面図である。
【図１０】この発明の実施の形態に係る第２実施例のヒータの正面図である。
【図１１】この発明の実施の形態に係る第３実施例のヒータの正面図である。
【図１２】この発明の実施の形態に係る第４実施例のヒータの正面図である。
【図１３】この発明の実施の形態に係る第５実施例のヒータの底面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係る交通信号灯融雪装置の実施の一形態に係る第１実施例を、図１ないし図９に基づいて説明する。
１１は、信号灯本体である。１１１は、交通信号灯である。交通信号灯１１１は、信号灯本体１１を組み合わせて構成する。この実施の形態では、信号灯本体１１を青色、黄色、赤色の３個組み合わせて交通信号灯１１１を構成する。交通信号灯１１１は、柱３１の上部に支持されて道路に設置されている。
１１２は、信号発光部である。信号発光部１１２は、信号灯本体１１の中央部に円形状に設けられていて、信号発光部１１２は予め指定された色を発光させることができる。信号発光部１１２は、発光ダイオードを光源とし、この実施の形態では、交通信号灯１１１は、発光ダイオードを光源とする信号灯本体１１を備えている。
【００１５】
１２は、発熱体取付基部である。発熱体取付基部１２は、交通信号灯１１１に取り付けられる交通信号灯融雪装置の取付基部である。発熱体取付基部１２は、矩形状の板に信号発光部１１２を塞がないように円形状の孔が設けられている。発熱体取付基部１２に設けた孔の周囲には、信号発光部１１２側に向けて折り返し部１２１が設けられていて、折り返し部１２１は、信号灯本体１１に取り付けられる。
１３は、内側透明板である。内側透明板１３は矩形状で透明な板の絶縁体であり、発熱体取付基部１２に取り付けられる。内側透明板１３は透明な板であるため、信号発光部１１２の発光色を変更する影響は出ない。この実施の形態では、内側透明板１３は透明なポリカーボネイトからなる。
【００１６】
１４は、ヒータである。ヒータ１４は内側透明板１３の外側の面に取り付けられ、通電させることで発熱させる。ヒータ１４は炭素材料を含むフッ素ゴム、または、炭素材料を含むウレタンゴムを薄いフィルム状に形成したものである。この実施の形態において、フィルムの膜厚は、４０ないし１００μｍである。さらにフィルムに電極を取付けて印加させることで、フィルム面全体にほぼ均一な発熱特性を発現させることが可能である。ヒータ１４は、材料特性から内側透明板１３に直接ヒータ１４を印刷または塗布して発熱面を形成することも可能である。ヒータ１４は、フィルム状からなるため、どのような形にでも形成することが可能で、通電させることで任意に形成した形状の面全体を均一に発熱させることが可能である。
【００１７】
ヒータ１４には、図９に図示するように、電極１４１と１４２の両極が設けられる。この実施の形態においては、電極１４１は陽極であり、電極１４２は陰極である。一方の電極１４１と他方の電極１４２との間に、複数の通電可能な通電経路１４３を設けて、全体として格子状からなる。格子状のヒータ１４は、信号発光部１１２の発光を遮ることなく、道路上の歩行者及び自動車運転者に確実に発光色を認識させることができる。ヒータ１４は、電極１４１と１４２の両極間に設けられた通電経路１４３に通電することで、通電経路１４３全体が均一に発熱する。
この実施の形態では格子状の通電経路１４３で説明したが、抵抗値を調整すれば種々の形状に変形させても均一な発熱特性を得ることができる。すなわち、信号発光部１１２の発光を遮らなければ、通電経路１４３の形状は任意に設定できる。
ヒータ１４の使用電力は、この実施の形態では４０Ｗであるが、使用する環境によって、任意に変更し、発熱温度を変更することができる。
【００１８】
図９に図示する第１実施例では、抵抗値の調整をせずとも均一な発熱を実現可能であるが、ヒータ１４のフィルム膜厚、電極長さ、電極間距離を変更することで任意の発熱特性を発現させることが可能である。詳細には、昇温速度、表面保持温度、必要電力を任意に変更させることができる。通電経路１４３の形状や電極から通電経路１４３の距離によって均一な発熱特性が得られない場合は、複数ある通電経路１４３の抵抗値を調整し、各通電回路で一様な通電を得る必要がある。抵抗値の調整は、電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど格子部の幅を広く設ける、又は、膜厚を厚く設けることで可能である。抵抗値の調整で、複数ある通電回路の全体に通電が実現でき、結果として通電回路全体の発熱を均一にできる。
通電経路１４３は、面全体が発熱し、且つ、複数の通電経路１４３からなるため、通電経路１４３の格子部の一部分が切れても他の格子部に通電しつづけ、発熱することが可能である。これは、断線が生じても直ちに融雪機能が失われず、道路上の歩行者及び自動車運転者からの信号発光部１１２の視認性を維持でき、道路上の交通往来の規律を維持できる。
【００１９】
１６は、外側透明板である。この実施の形態では外側透明板１６は、透明なポリカーボネイトからなる。
ヒータ１４は、内側透明板１３、外側透明板１６の２枚に重ねられた矩形状の透明板の間に挟まれて固定される。外側透明板１６は矩形状で透明な板の絶縁体であるため、信号発光部１１２の発光色を変更する影響は出ない。ヒータ１４を、絶縁体である内側透明板１３と外側透明板１６で挟むことにより、水および雨水や、埃等の導電性の異物と触れて電気抵抗値の変動による発熱効率が低下することを防ぐ。さらに、透明なシーリング剤（図示せず）を内側透明板１３と外側透明板１６の間の端部に塗布してヒータ１４を囲うように絶縁することで、微細な異物の侵入をも防いでヒータ１４の発熱熱効率を維持できる。
【００２０】
信号灯本体１１を複数備えた交通信号灯１１１に設置された外側透明板１６は、隣接した互いの板の端部を近接させて配置されている。近接配置させることによって、外側透明板１６の面が延長するようにフラットな面が一様に形成され、凹凸部は形成されていない。凹凸部が無いことで、風によって形成される、凹部への雪の吹き溜まりと、凸部への雪庇を防止することができ、信号発光部１１２の視認性を維持させる。
１７は、撥水シートである。外側透明板１６の直接外部環境にさらされる面には、撥水性の性質を有した撥水シート１７が取付けられる。撥水シート１７は透明な素材であり、信号発光部１１２の発光色を変更することがない。
【００２１】
撥水シート１７としては、厚さ５０〜５５μｍのＰＥＴ基材に超撥水層を有するシートを用いる。撥水層の水による接触角は１５０度以上のものが望ましい。接触角度によって、フィルムに付着した水を玉状にさせて下方への落下を積極的に促す。玉状になった水の落下中には、フィルム上に付着している塵や埃等を吸着し、自己清掃効果がある。水の落下後のフィルムには、水分が残ることが無い。撥水層のＰＥＴ基材側とは反対側の面には粘着層があり、容易に対象物に張り付けることが可能である。光の透過率は９０％以上を確保し、視認性を低下させることが無いものである。
【００２２】
ここで雪の性質の説明をする。雪は、水および水滴を基点として結合し固まる性質があり、水分を吸収した雪は、自らの水の表面張力で他の雪をさらに結合させてしまう。このため、ヒータ１４で外側透明板１６に付着した雪を溶かし、水となった雪を素早く下方に流す必要がある。
そこで、撥水シート１７は、降雪時の連続的に付着する雪をヒータ１４で溶かして、液体に変化させた雪を玉状にさせて素早く下方に落下させることができる。撥水シート１７は、外側透明板１６の面上の水分を落下させることで雪の付着を防止し、確実に信号発光部１１２の発光色を歩行者や自動車運転者に視認させる。
【００２３】
この発明の実施の形態のように撥水シート１７として説明したが、変形例として親水性の性質を有した親水シート１７ａでも同様の効果を得る。親水シート１７ａに付着した水分は膜状に引き伸ばされた後、自らの重量で下方に膜状のまま落下する。水分が落下した後の親水シート１７ａ上には水分が残存しないので、雪が水分と結合し付着することがなく、信号発光部１１２の発光色を歩行者や自動車運転者に安定して視認させることに寄与する。
親水シート１７ａとしては、厚さ５０〜５５μｍのＰＥＴ基材に超親水層を有するシートが適当である。
【００２４】
すでに路上に設置している交通信号灯１１１及び信号灯本体１１への融雪装置の設置は、発熱体取付基部１２、内側透明板１３、ヒータ１４、外側透明板１６、撥水シート１７を積層して、アッセンブリ品とした交通信号灯融雪装置Ａを構成した後に取付される。交通信号灯融雪装置Ａは、フィルム状のヒータ１４をはじめ、内側透明板１３、外側透明板１６といった簡便な部品で構成されているので、重量の増加が抑えられている。交通信号灯融雪装置Ａを軽量に構成することで、既存の交通信号灯に容易に取り付けが可能で、交通信号灯１１１へ設置後の柱３１への負担が軽く、風で柱３１が揺さぶられる揺動モーメントの大幅な増加を防ぐ。
１５１は、ボルトである。１５２は、ナットである。交通信号灯融雪装置Ａは、ボルト１５１、ナット１５２で、交通信号灯融雪装置Ａに備えられた発熱体取付基部１２を信号灯本体１１に固定され、既存の交通信号灯１１１に容易に設置が可能である。
【００２５】
交通信号灯融雪装置Ａは、青色、黄色、赤色の信号灯本体１１それぞれに設けることができる。この実施の形態のように、交通信号灯融雪装置Ａの設置は信号灯本体１１が３個の交通信号灯には限定はされず、１個以上の信号灯本体１１があれば実施可能である。また、交通信号灯融雪装置Ａを故障や保守メンテナンス等で取り外す場合は、取り外す対象の交通信号灯融雪装置Ａのみを取り外せば良い。このため、道路上に設けられた交通信号灯１１１の信号灯本体１１の数が異なる場合でも臨機応変に対応できるとともに、交換品として準備する部品も交通信号灯融雪装置Ａのみで済む。
【００２６】
図３に図示される制御部２１は、ヒータ１４へ通電を制御して発熱を制御する。
２２は、検出部である。制御部２１は、外気温を検出するための検出部２２を備えている。検出部２２は、温度センサーからなり、外気温を検出する。図８に示す電源２３は、制御部２１に供給される電源であり、制御部２１で電源２３の回路制御を行った後にヒータ１４に供給される。
制御部２１は、検出部２２によって外気温を検出し、予め設定された温度と比較する。制御部２１は検出部２２で検出された外気温が、設定された温度以下であると判断すると前記ヒータ１４への通電を開始し、設定された温度より高いと判断すると前記ヒータ１４への通電を停止する。
図６に示すように、制御部２１は、交通信号灯１１１を支持する柱３１に取り付けられる。
【００２７】
図７および図８にしたがって、工程を説明する。この実施の形態の説明においては判断基準温度を２度Ｃとして説明する。
制御を開始すると、外気温が２度Ｃ以下かを判断する。信号機への着雪は、外気温が２〜０度Ｃの時が着雪しやすい。０度Ｃ未満の雪はさらさらとしているが、０度Ｃ以上であるとべたべたとした雪となるため、雪同士がくっつきやすく着雪し堆積するため、信号発光部１１２の視認を妨げになる。
【００２８】
２度Ｃ以下の場合は、ヒータ１４青色用にオン状態を取らせる。一定時間経過後、ヒータ１４青色用にオフ状態を取らせる。ヒータ１４青色用をオフ後にヒータ１４黄色用にオン状態を取らせる。一定時間経過後、ヒータ１４黄色用にオフ状態を取らせる。ヒータ１４黄色用をオフ後にヒータ１４赤色用にオン状態を取らせる。一定時間経過後、ヒータ１４赤色用にオフ状態を取らせる。工程は、更に、制御の開始位置にリターンされる。
２度Ｃ未満の場合は、ヒータ１４の加熱はスルーされ、工程はリターンされる。
【００２９】
ヒータ１４の通電時間は、信号発光部１１２の発光時間とは関連は無く独立した制御をしていて、任意の時間に設定することができる。また、信号灯本体１１を間欠的に通電することで、余熱を利用して融雪ができ、消費する電力を低減することが可能になっている。
この実施の形態では判断基準温度を２度Ｃとして説明したが、地域による雪質や風による冷却状況および風による雪の貼り付き状況等の使用環境にあわせて、判断基準温度を任意の温度に設定できる。
【００３０】
図１０に、正面図を図示するのは、この発明の実施の形態に係る第２実施例のヒータ１４である。第２実施例では、ヒータ１４は変形格子状からなり電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど格子部の通電経路１４３ａ乃至１４３ｉ間の幅を広く設ける。
図１１に、正面図を図示するのは、この発明の実施の形態に係る第３実施例のヒータ１４である。第３実施例では、ヒータ１４は変形格子状からなり電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど通電経路１４３ａ乃至１４３ｅの幅を広く設けるとともに、長くなる。
【００３１】
図１２に、正面図を図示するのは、この発明の実施の形態に係る第４実施例のヒータ１４である。第４実施例では、ヒータ１４は略円形からなり、中間地点までは電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど通電経路１４３ａ乃至１４３ｅの幅を広く設け、それ以後は、電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど通電経路１４３ｅ乃至１４３ｉの幅を狭く設ける。
図１３に、正面図を図示するのは、この発明の実施の形態に係る第５実施例のヒータ１４である。第５実施例では、電極１４１と電極１４２から遠ざかるほど膜厚を厚く設ける。
第２実施例乃至第５実施例では、複数ある通電経路１４３ａ乃至１４３ｉの抵抗値を調整し、各通電回路で一様な通電を得る。抵抗値の調整で、複数ある通電回路の全体に通電が実現でき、結果として通電回路全体の発熱を均一にできる。
【００３２】
この発明に係る実施の形態では、
一度雪の付着が始まると、そこから雪の付着が成長していくが、この発明の実施の形態では、撥水シート１７または親水シート１７ａを備え表面がフラットであるため、吹き溜まり等の発生がない。
この発明の実施の形態では、発光部一灯ごとに取付けが可能である。そのため、メンテナンスが容易となり、簡便な装置構造からなる。
この発明の実施の形態では、タイマー制御による間欠通電であるため、電力の消費を抑える制御をしている。
この発明の実施の形態では、設定温度以下にならないとヒータは発熱しない。
この発明の実施の形態では、既存の信号灯に取付けが可能である。
この発明の実施の形態では、表面は撥水または親水作用で雪の付着の発生要因となる水をあらかじめ落とす。
【符号の説明】
【００３３】
１１    信号灯本体
１１１  交通信号灯
１２    発熱体取付基部
１３    内側透明板
１４    ヒータ
１４１  電極
１４２  電極
１４３  通電経路
１４３ａ  通電経路
１４３ｂ  通電経路
１４３ｃ  通電経路
１４３ｄ  通電経路
１４３ｅ  通電経路
１４３ｆ  通電経路
１４３ｇ  通電経路
１４３ｈ  通電経路
１４３ｉ  通電経路
１６    外側透明板
２１    制御部
Ａ  交通信号灯融雪装置
【図１】
2019128673.tif 000003
【図２】
2019128673.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019128673.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019128673.tif 000011
【図１０】
2019128673.tif 000012
【図１１】
2019128673.tif 000013
【図１２】
2019128673.tif 000014
【図１３】
2019128673.tif 000015