(57)【要約】      （修正有）【課題】必要なカラーコーンのみに商用電源のないところでも照明できるカラーコーン照明ラバーベースを得る。【解決手段】カラーコーンのラバーベース200に発光ダイオード210と太陽電池220と二次電池と充電発光制御回路を備えたカラーコーン照明ラバーベース200を構成し、照明したいカラーコーンに被せる。昼間は太陽電池220により二次電池を過充電しないように充電制御回路により充電制御し、照明が必要なときに二次電池により電力を得て過放電しないようにし、発光制御回路240により発光ダイオード210を点灯又は点滅する。カラーコーン表面は遠方から照らされた場合に、よく視認できるように赤い再帰性反射面を構成する。発光ダイオード210は、目の残光特性を利用しデューティの低い瞬時値が大きく平均電流の非常に小さい電流によりパルス点灯し、限られた太陽電池の面積の発電による充電電力で実効視認特性を高める。【選択図】図１
2008280824.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラーコーンのラバーベースに中心斜め上方に向けて取り付けた発光ダイオードと、ラバーベース表面に太陽電池と、ラバーベース内部に二次電池と充電発光制御回路とを備え、昼間は太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御したことを特徴とするカラーコーン照明ラバーベース。
【請求項２】
カラーコーンのラバーベースの上に更に重ねられるワッシャ形状の防水ケースに中心斜め上方に向けて取り付けた発光ダイオードと防水ケース表面に太陽電池と、防水ケース内部に二次電池と充電発光制御回路とを備え、昼間は太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御したことを特徴とするカラーコーン照明ラバーベース。
【請求項３】
上記請求項１又は２に記載のカラーコーン照明ラバーベースをカラーコーンに被せ、昼間は太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御したことを特徴とするカラーコーン照明ラバーベースを用いたカラーコーン照明システム。
【請求項４】
上記カラーコーンの表面を凹ませた反射材で構成し上記発光ダイオードの光が鏡面反射させ遠方からよく視認できるように反射面を構成したことを特徴とする請求項３に記載のカラーコーン照明システム。
【請求項５】
上記充電発光制御回路により二次電池の充電量を検知し充電量が少ない日は発光ダイオードの点滅パルス電流のデューティ比を下げて点滅させ充電量が多い日と同等の時間点滅させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカラーコーン照明システム。
【請求項６】
上記カラーコーンに赤のフィルタを付加した光再帰性反射材を付けて遠方から照らした場合によく視認できるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーコーン照明システム。
【請求項７】
上記カラーコーンとそのラバーベースに重なる位置に穴を開けておき設置場所に杭を打ち固定することで強風時及び盗難防止のための固定とができるようにしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカラーコーン照明システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、必要なカラーコーン（登録商標）のみに商用電源のないところでも照明できるカラーコーン照明ラバーベース及びこれを用いたカラーコーン照明システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  カラーコーンは赤色のプラスチックで円錐形状に台座を持つ形状に成形されている。野外では、風で吹き飛ばされないようにこれに被せる形で風対策として重いゴムで数ｃｍの厚さに成形された略正方形にカラーコーンの入る孔を中央に持つ形状のラバーベースを乗せて設置される。そして交通規制や事故現場、工事現場等で注意喚起、危険表示、行き先方向指示に有効に使用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  しかし、夜間においては視認性に欠け十分な安全性を維持できない欠点がある。通常は上部に乾電池式照明や内照ケーブルなどを設備し夜間の視認性を高めているが、それぞれ電池や電源が必要であり、電池では長期間の使用には交換が必要であり、商用電源が引けないところでは不便である。商用電源が引けても多数設置は不便であり、また雨、ぬかるみでは感電しないようにするのが大変である。商用電源を使うタイプでは電源が引き込めない場所での設置はできない。さらに現場における撤去作業に時間がかかり、安全作業監視員の配置が必要となり、撤去作業における配線コードの処理など現場での交通事故の危険性が大きい。【０００４】  また、電池式のキャップ方式の照明は赤色照明によるものもあるがいたずら等で損壊されたり、設置場所に固定されていないので盗難にあったりすることもある。また上部が重たく重量比率的に問題があり強風で飛ばされる可能性もある。転倒や飛ばされる事故を防止するためにラバーバースが開発され活用されているが、重いゴムで強風時における重りとして十分なラバーベースであるが、重量バランスの問題は解決されていない。さらに、上部照明や内部照明のカラーコーンは重ねて収納することが出来ない。【０００５】  本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、これらの問題を解決し、無電源で照明ができ、電池・電源を必要としない、撤去作業は単体の撤去作業で済み現場作業が容易であり、カラーコーン底部に設置することからカラーコーンの重量バランスは改善され従来品よりも強風に耐え、盗難被害に遭いにくく、収納は重ねて収納することができる構造であるカラーコーンの照明方法を開発した。
【課題を解決するための手段】
【０００６】請求項１によるカラーコーン照明ラバーベースは、カラーコーンのラバーベースに中心斜め上方に向けて取り付けた発光ダイオードと、ラバーベース表面に太陽電池と、ラバーベース内部に二次電池と充電発光制御回路とを備え昼間太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御する。
請求項２によるカラーコーン照明ラバーベースは、カラーコーンのラバーベースの上に更に重ねられるワッシャ形状の防水ケースに中心斜め上方に向けて取り付けた発光ダイオードと防水ケース表面に太陽電池と、防水ケース内部に二次電池と充電発光制御回路とを備え、昼間太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御する。
請求項３によるカラーコーン照明システムは、カラーコーン照明ラバーベースをカラーコーンに被せ、昼間太陽電池により二次電池を過充電しないように充電発光制御回路により充電制御し照明が必要なときに二次電池により電力を得て二次電池を過放電しないように充電発光制御回路により発光ダイオードを点灯又は点滅制御する。
請求項４によるカラーコーン照明システムは、カラーコーンの表面を凹ませた反射材で構成し上記発光ダイオードの光が鏡面反射させ遠方からよく視認できるように反射面を構成する。
請求項５によるカラーコーン照明システムは、充電発光制御回路により二次電池の充電量を検知し充電量が少ない日は発光ダイオードの点滅パルス電流のデューティ比を下げて点滅させ充電量が多い日と同等の時間点滅させる。
請求項６によるカラーコーン照明システムは、カラーコーンに赤のフィルタを付加した光再帰性反射材を付けて遠方から照らした場合によく視認できるようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカラーコーン照明システム。
請求項６によるカラーコーン照明システムは、カラーコーンとそのラバーベースに重なる位置に穴を開けておき設置場所に杭を打ち固定することで強風時及び盗難防止のための固定とができるようにする。
【発明の効果】
【０００７】  ラバーベースの構造体にＬＥＤ、ソーラーシステムを配備し、インバーター、ホトトランジスターリレーを取り付けることで昼間に充電し蓄電させ、夜間にＬＥＤ照明を点灯・点滅させる構造をもたせることで、カラーコーンを下部からアップライト照明を行う構造を作ることができる。
プラスチック樹脂成形品としてラバーカバーの上部に覆うような形状で分離させた場合、現場における設置・移動も簡便に行うことができる利点がある。夜間にＬＥＤが自動点滅することで視認性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】［実施の形態の構成］
図１は、本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースの外観図、図２は、本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースを用いたカラーコーン照明システムの使用状態を示す説明図、図３は、本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースを用いたカラーコーン照明システムの半断面図、図４は、本発明の実施の形態のＡ矢印から見たＬＥＤ配置を示す外観図である。
図１〜４において１００は例えばプラスチック等でブロー成形されたカラーコーン、１０１は反射効率向上のため設けられた凹部、１０２はカラーコーン１００の表面に設けられた反射材、１０３はカラーコーン１００の表面の一部に設けられた光再帰性反射材、１７０、２７０は盗難防止のためカラーコーン１００，ラバーベース２００に設けられた孔で杭などで地面に固定するための物である。２１０は発光ダイオード（以下ＬＥＤと称す）であり、カラーコーン１００を照明する赤色の照明光２１１を発する。２２０は太陽電池、２３０は二次電池、２４０は発光制御回路等の回路である。２５０はＬＥＤ２１０、太陽電池２２０以外の発光制御回路等２４０を納める防水ケースである。
ラバーベース２００の構造体にＬＥＤ２１０、太陽電池２２０等からなるソーラーシステムを配備し、発光制御回路２４０を取り付けることで昼間に充電し蓄電させ、夜間にＬＥＤ照明を点灯・点滅させる構造をもたせることで、カラーコーンを下部からアップライト照明を行う構造を作ることができる。
プラスチック樹脂成形品としてラバーベース２００の上部に覆うような形状で重いラバーベース２００から分離させた場合、現場における設置・移動も簡便に行うことができる利点がある。【０００９】  ＬＥＤ２１０の使用個数は４隅２連の場合は８個であり３連式の場合は１２個であるが各赤色ＬＥＤの使用電力量は０．０２〜０．０５Ｗ／ｈであることから１〜２．５ＶＡの電池の容量があればデューティ比２０％の晴天でない日が最大３日続いた場合を考えると、夜間１２時間×３日の点滅点灯は可能であり、本発明の太陽電池２２０部分の総面積である２００ｃｍ２では昼間の日照時間４時間と積算した場合年間の日射量１ｋＷ／ｍ２、入射角平面に対しｓｉｎ３０°＝０．５、発電効率がアモルファスシリコン太陽電池にて１０％である平均値を発電電力に変換した場合４Ｗｈを発電する。この発電電力をコンバータにて昇圧し二次電池へ蓄電させることで夜間の使用時間は確実に補完させるが、劣化や緊急時の使用の場合に備えて別途日常の充電方式を備えることは必要である。ＬＥＤ２１０の使用個数は上記の例に限らずＬＥＤ２１０の配光曲線とカラーコーン１００の反射特性で必要な照度が得られるようにする。【００１０】  カラーコーン１００の視認性はＬＥＤ２１０の点滅照明により確保され、反射材１０２として高輝度反射シートを貼り付け場合はカラーコーン１００自体が反射照明となり１５０ｍ以上の安全な視認距離を確保することができる。
０．０１〜１ｍｓ程度のストロボ光が人間の目に連続点灯と同じように良く残る残像現象を利用しかつ点滅方式はマルチバイブレータによるブロッキング発信（弛緩発信器）を用いてデューティ比を大きく下げて０．５〜２秒に一度０．０１〜１ｍｓ程度フラッシュ方式による点滅をさせる。デューティ比を大きく下げても安定して発振動作するマルチバイブレータ回路により消費電力を連続点灯の１／５００〜１／２０００００にできる。こうすることによりカラーコーン１００のベース上に水平に設置できる太陽電池２２０の面積１００ｃｍ２で実用的な夜間点灯時間を得ることができる。さらに水平でなく設置時に南向き仰角４５°〜６０°に向けられるようにすれば雨が流れやすく雨により埃も流し溜まりにくくでき、同時に冬の弱い光に垂直に光を当てられるので最大の発電が可能で年間を通じて発電量を平均にできる。さらに、太陽電池２２０の太陽光入射面であるガラス面２２１には水性無機シリカ剤（株式会社ＮＴＲＣ製商標）を塗布して親水基の皮膜を縮合させることで０．２〜１μｍの皮膜を形成させる。水性無機シリカ剤はナノ単位の微細シリカであり、皮膜形成面は親水性を保持しており、接触角が１０度程度であることから汚れと皮膜形成面の間に水が入ると汚れを表面から浮かせることができる。その水は雨や車両の通行による跳ね水などでよく、埃汚れや油脂汚れが自然に落ちる自己クリーニング性を持たせることができ、埃や汚れが原因の発電効率の低下を防止することができる。本装置に塗布する無機シリカ剤は太陽光に豊富に含まれる紫外線波長の３００ｎｍを中心とする波長で最大の防汚特性を保有しており、紫外線劣化が発生しにくくその効果は長期にわたり維持できる。使用する保護膜形成塗料は水性無機シリカ剤（株式会社ＮＴＲＣ製）若しくは親水基シリコンや酸化チタン配合の親水基塗料でも同様の性能が確保されればいずれの塗料を使用してもよい。【００１１】図５は、本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースブロック図、図６は、本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベース回路図である。逆流防止回路２６０にはダイオ−ドを用い太陽電池２２０の発電していない場合の逆流を防ぐ。
図５の発光制御回路に図６に示す一般的なマルチバイブレータ回路２５１を用いてデューティ比を大きく下げて０．５〜２ｓに一度０．０１〜１ｍｓ程度フラッシュ方式による点滅をさせることで、小型の小電流しか通電できない発光ダイオード２１０でも平均電流を非常に少なくして大電流のパルス電流により、より明視距離を伸ばすことができる。マルチバイブレータ回路は教科書に載っている基本回路なので説明を省く。さらに発光制御回路はＣＤＳ等を用いて設置場所の明るさを検知するようにして夜間のみ動作するようにして節電をはかる。電源は小電力のソーラーシステム若しくは少しでも交換回数を減らしたい乾電池・少しでもコストダウンのため小さい充電式電池が効果的に使用可能となる。乾電池の１．５Ｖとニッケルカドミウム蓄電池１．２Ｖ、ニッケル水素蓄電池１．２Ｖは現場の使用状況に応じて例えばニッケル水素蓄電池１．２Ｖがないとき臨時に同じサイズのアルカリ乾電池を使うというようにＬＥＤ２１０の点灯回路の電源電圧を１．２Ｖ×ｎ（電池個数）にて設計しておけば双方の入れ替えも可能である。これらの電池の重量は現行のゴムラバー製の重しと同じ効果があり軽量のカラーコーンの転倒や散逸を防止することにもなる。マルチバイブレータ回路の代わりにトランスを用いた弛緩発振回路で昇圧も同時に行っても良い。この場合には回路全体の電圧を下げて構成できるので都合がよい。【００１２】  また二次電池２３０としてニッケル水素電池のサンヨー電気製エネループ（登録商標）を用いることで通常のニッケル水素電池に比べて充放電回数が大きくでき、自己放電が特に小さいので、予め充電したカラーコーンのベースあるいはエネループを保管しておき、必要に応じて現場に設置するようにできる。こうすることでカラーコーン全体を保管するより保管体積を大きく減らすことができる。また、エネループはメモリ効果が少ないため完全放電し終わる前に繰り返し充電ができることが特徴であり、環境問題からも廃棄物処理の問題やエネルギー資源の有効利用ができるエコロジー対策製品を提供することが可能である。さらには、メモリ効果のある二次電池は充電容量を新品時に回復するため煩雑なリフレッシュ動作を要求されるが、現場で使うのに煩雑なリフレッシュ動作を要求されないメモリ効果が少ないエネループは最適である。メモリ効果のある二次電池を煩雑なリフレッシュ動作をせずに使用するには、最初から充電容量の減少を見込んで大容量の二次電池を使用することになるのでコストアップになり、環境負荷も大きくなり、自己放電も大きくなるがこれを防止できる効果がある。【００１３】  図７は本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースのブロック図である。
太陽電池２２０の１個は０．５Ｖしかないので昇圧回路を用いて二次電池２３０の充電に最適な電圧へ昇圧することで必要な太陽電池２２０の直列個数を減らし、かつ充電制御回路を用いて過充電防止を図りながら効率よく短時間で充電することができる。太陽電池２２０は直列にしている個数の１個が例えば落ち葉、泥などで汚されると高内部抵抗となり発電電力を大幅に損なう。昇圧コンバータ回路を用いることで同一の発電電力を得る場合でも直列個数を減らして大面積の太陽電池２２０を少ない個数で直列にする。そうすることで落ち葉、泥で太陽電池面が覆われ高内部抵抗となる可能性を減らし確実に発電できる。本システムに使用する二次電池２３０は鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン蓄電池を使用しそれぞれ予備充電をしておき交換式、あるいは太陽電池による使用現場での充電式を用いることも可能である。また、別途大きなソーラーパネルを設けラバーベースの構造体まで電線を引くことでその電力で蓄電池を昇圧（コンバータ）回路により充電に最適な電圧にして充電することにより蓄電での長期間使用を確保する。【００１４】  カラーコーンの視認性は点滅照明により確保され、赤色のフィルタを掛けた再帰性高輝度反射シートを貼り付けた場合はカラーコーン自体が赤色の反射器となり自動車、バイク、自転車のヘッドライトにより照射光は正対する鏡のようにそのまま反射光として集中して入射光の方向へ赤色光を反射するので夜間１５０ｍ以上の視認距離を確保することができる。【００１５】［実施の形態の変形例］
本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではカラーコーンをプラスチックの成型品を使用したが、紙あるいはプラスチック版の組み立て式カラーコーン（図示しない）を用いても良い。紙の場合は防水加工を施すことで安価にでき、より保管スペースを節約できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースの外観図である。
【図２】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースを用いたカラーコーン照明システムの使用状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースを用いたカラーコーン照明システムの半断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のＡ矢印から見たＬＥＤ配置を示す外観図である。
【図５】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベース回路図である。
【図７】本発明の実施の形態のカラーコーン照明ラバーベースブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】１００  カラーコーン
１０１  凹部
１０２  反射材
１０３  赤フィルタ
１０４  光再帰性反射材
１７０  ２７０  孔
２００  ラバーベース
２１０  発光ダイオード
２１１  照射光
２２０  太陽電池
２２１  ガラス面
２３０  二次電池
２３１  昇圧回路
２３２  充電制御回路
２４０  発光制御回路
２５１  マルチバイブレータ
２６０  逆流防止回路
２７０  防水ケース
【図１】
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【図２】
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【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】
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