(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源をＬＥＤとした交通信号灯器に取り付けられる電熱回路付き透光カバーであって、
少なくとも当該ＬＥＤの光の照射方向に、光を透過する透光体層と、抵抗発熱する電熱回路を当該ＬＥＤから照射された光を遮らない位置に配してなる発熱導体層とを積層してなり、
当該発熱導体層は、めっき法により当該透光体層上に積層形成されてなるものであり、
当該交通信号灯器に着脱自在に取り付けられるものであることを特徴とする交通信号灯
器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項２】
前記透光体層との間に前記発熱導体層を挟み込んで封止する透光性の封止体層を積層した請求項１に記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項３】
前記透光体層及び／又は前記封止体層は、ポリカーボネートからなる請求項１又は請求項２に記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項４】
外表面に撥水膜を形成した請求項１〜請求項３のいずれかに記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項５】
前記電熱回路付き透光カバーの温度を検出する温度検出手段を備え、当該温度検出手段の検出温度に基づいて前記電熱回路への通電を制御し、当該電熱回路付き透光カバーを融雪温度に加熱する請求項１〜請求項４のいずれかに記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項６】
少なくとも外表面に振動を付与する振動手段を備えた請求項１〜請求項５のいずれかに記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【請求項７】
前記電熱回路は、その中央部の回路線幅が、その外周部の回路線幅よりも狭い請求項１〜請求項６のいずれかに記載の交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーに関し、具体的には、降雪時においても外表面への着雪を防止して視認性を確保することの出来る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、寒冷地においては、降雪時に交通信号灯器のレンズ外表面に雪が付着し、視認性の低下を招くという問題が生じていた。また、近年においては、交通信号灯器に用いる光源として、節電効果や視認性に優れ、寿命が長い等のメリットを有することから電球型からＬＥＤ型への移行が進んでいる。ＬＥＤは白熱電球に比して発熱量が少ないため、光源としてＬＥＤを用いた場合は、降雪時に交通信号灯器のレンズ外表面に付着した雪が更に溶け難くなり、視認性が損なわれることとなる。以上の問題を考慮し、寒冷地においては、降雪時における交通信号灯器のレンズへの着雪対策が種々講じられている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、着雪を防止出来ると共に、清掃の負担を軽減することの出来る交通信号灯器等の表示装置について開示がされている。特許文献１に開示の表示装置は、表示パネルの上方位置にフードを設け、更に表示パネルの外表面又は当該フードの表面に撥水塗料を塗布することによって、当該表示パネルの外表面が降雪時に雪で覆われないようにしたものである。
【０００４】
また、特許文献２には、寒冷地や冬場において道路表示灯等の表示パネルに対する着雪を防止するための透明導電膜が開示されている。特許文献２に開示の透明導電膜は、透明基板に形成されたものであって、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を主原料とし、窒素とケイ素酸化物が添加されており、透明発熱体として用いることを特徴としたものである。
【０００５】
また、上述した特許文献１及び特許文献２に開示されている内容以外にも、様々な着雪対策が講じられている。例えば、交通信号灯器のレンズ外表面に対して着雪をし難くするために、当該レンズの形状を半球状としたり、表面をフラット状とした表示器を路面に向けてやや傾けて設置する方法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２５５１９５号公報
【特許文献２】特開２０１４−７１００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示されるように、交通信号灯器のレンズの上方位置にフードを設けたとしても、吹雪いた時にはフードで雪を確実に遮ることが出来ず、当該レンズの外表面に着雪が生じてしまう。また、当該レンズの外表面や当該フードに撥水性塗料を塗布したとしても、雪の付着を防ぐ効果は、雨水の付着を防止する効果に比べて十分に得ることが出来ない。また、雪の付着を防ぐ効果も２年足らずで薄れ、撥水効果を長期間安定して実現することが出来ない。また、当該レンズ外表面の除雪や清掃を行う場合には、ブラシ等で外表面が擦られるため、撥水性塗料が剥ぎ取られて撥水効果が損なわれてしまう。
【０００８】
また、特許文献２に開示されるように、道路表示灯等の表示パネルに対する着雪を防止するために、透明導電膜を透明発熱体として用いた場合には、電気コストの増大を招くと共に透過率の低減を招いてしまう。また、透明導電膜は、耐屈曲性に劣るため、曲面を有する部材への適用には難がある。
【０００９】
また、交通信号灯器のレンズ形状を半球状としても、吹雪いた時にレンズに着雪し、十分な着雪防止効果を得ることが出来ない。また、交通信号灯器の表示器の表面をフラット状とし、且つ当該表示器を路面に向けてやや傾けて設置した場合には、当該表示器の裏側に雪が積もり、この積もった雪により形成される氷柱が人や車に落下する等して安全性に欠けるという問題がある。
【００１０】
そこで、本件発明は、上述した問題に鑑み、安全且つ安価に、優れた着雪防止効果を長期間安定して発揮することの出来る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー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】
【００１１】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、光源をＬＥＤとした交通信号灯器に取り付けられる電熱回路付き透光カバーであって、少なくとも当該ＬＥＤの光の照射方向に、光を透過する透光体層と、抵抗発熱する電熱回路を当該ＬＥＤから照射された光を遮らない位置に配してなる発熱導体層とを積層してなり、当該発熱導体層は、めっき法により当該透光体層上に積層形成されてなるものであり、当該交通信号灯器に着脱自在に取り付けられるものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、前記透光体層との間に前記発熱導体層を挟み込んで封止する透光性の封止体層を積層したことが好ましい。
【００１３】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーにおいて、前記透光体層及び／又は前記封止体層は、ポリカーボネートからなることが好ましい。
【００１４】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、外表面に撥水膜を形成したことが好ましい。
【００１５】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、前記電熱回路付き透光カバーの温度を検出する温度検出手段を備え、当該温度検出手段の検出温度に基づいて前記電熱回路への通電を制御し、当該電熱回路付き透光カバーを融雪温度に加熱することが好ましい。
【００１６】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、少なくとも外表面に振動を付与する振動手段を備えたことが好ましい。
【００１７】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーにおいて、前記電熱回路は、その外周部よりもその中央部の回路線幅を狭くしたことが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、安全面及びコスト面に優れ、且つ、優れた着雪防止効果及び凍結防止効果を長期間安定して発揮することが出来る。従って、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、光源をＬＥＤとした交通信号灯器に取り付けることで降雪時における視認性障害に伴う事故を低減させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーを正面からみたときの電熱回路の配線パターンを例示した図である。
【図２】本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーの交通信号灯器への取付方法の一実施例を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーの一実施形態について説明する。
【００２１】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、光源をＬＥＤとした交通信号灯器に取り付けられる電熱回路付き透光カバーであって、少なくとも当該ＬＥＤの光の照射方向に、光を透過する透光体層と、抵抗発熱する電熱回路を当該ＬＥＤから照射された光を遮らない位置に配してなる発熱導体層とを積層してなる。
【００２２】
図１は、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーを正面からみたときの電熱回路の配線パターンを例示した図である。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、少なくとも交通信号灯器が備えるＬＥＤ１４からの光の照射方向に、光を透過する透光体層２と、通電により抵抗発熱する電熱回路を有する発熱導体層３とを積層してなる。ここで、本件発明の透光体層２は、ガラスやアクリル樹脂等の透光性を備えたものを適宜用いることが出来る。また、本件発明の発熱導体層３の電熱回路３ａは、その材質として体積抵抗率が大きく且つ抵抗温度係数（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）が小さいものを採用することが好ましく、例えば抵抗発熱可能な金属材であって、鉄、ニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、及びこれらの合金等からなる導電性材料を好適に用いることが出来る。なお、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、透光体層２と発熱導体層３との積層配置位置に関して限定されない。仮に、発熱導体層３を透光体層２のＬＥＤ１４から照射された光が出射される側の面に形成する場合には、当該発熱導体層の電熱回路の周囲を絶縁被覆で覆うことが、耐久性を確保する上で望ましい。
【００２３】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、ＬＥＤ１４から照射された光を遮らない位置に電熱回路３ａを配することで、寒冷地の冬期に屋外で用いたとしても着雪や凍結を防ぎながら、優れた視認性を確保することが可能となる。例えば、本件発明の発熱導体層３は、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を正面から見たときにＬＥＤ１４の配置位置と重ならぬよう回避した位置に電熱回路３ａを配し、このときに電熱回路３ａをグリッドメッシュ（図１（ａ）参照のこと。）やハニカムメッシュ（図１（ｂ）参照のこと。）等のメッシュ状としたり、九十九折り状（図１（ｃ）参考のこと。）や渦巻き状等とすることが出来る。ここで、電熱回路３ａをメッシュ状の形状とした場合には、西日等の強い光を遮り、視認性の低下を防ぐことが出来る。
【００２４】
ここで、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１において、電熱回路３ａは、その中央部の回路線幅が、その外周部よりも狭いことが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、その大きさにもよるが、その外周側よりもその中央側の方が電熱回路３ａの電気抵抗が低くなり温度が低くなりやすい。しかし、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、その中央付近の電熱回路の回路線幅を狭くして発熱量が大きくなるよう調整することで、その外表面において温度むらが生じるのを抑制することが出来る。
【００２５】
参考までに、発熱導体層の電熱回路３ａには電源から電気を供給するための電極（不図示）が設けられ、電熱回路３ａは、当該電極に電圧が印加されることでジュール抵抗により発熱する。電熱回路は、その厚さに関して、抵抗率を大きくして発熱量を大きくするために、極力薄くすることが好ましいが、耐久性や電熱回路３ａに印加する電圧の大きさ（出力）等を考慮した上で適宜設定することが出来る。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、電熱回路３ａに印加する電圧を調整して４０℃程度まで昇温することが可能であり、極寒地で用いたとしても優れた視認性を得ることが出来る。
【００２６】
なお、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーにおいて、電熱回路３ａは、めっき法により透光体層２上に積層形成されてなるものである。例えば、物理的蒸着法により透光体層の表面に金属被膜（下地層）を形成した後に、フォトリソグラフィ法、レーザー加工法、パターン印刷法、めっき法等を適宜採用して回路パターンを形成する方法を採用することが出来る。これらの回路パターン形成方法は、従来公知の方法であるため、ここでの説明は省略する。
【００２７】
そして、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、交通信号灯器１０に着脱自在に取り付けられるものである。
【００２８】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、着脱自在に交通信号灯器１０に取り付けられるため、降雪のない時期には取り外すことができ、また、破損した場合でも迅速に交換することが出来る。また、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を用いずに交通信号灯器１０のレンズ１２の外表面に撥水塗料を塗布しただけでは雨風や砂埃等に曝されて２年程度しか効果が得られないが、交通信号灯器に着脱自在な交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を用い、定期的に交換することで、常に外表面の撥水性を高めた状態に維持することが出来る。
【００２９】
図２は、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーの交通信号灯器への取付方法の一実施例を説明するための概略断面図である。例えば、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、図２に示す如く、交通信号灯器１０のレンズ１２を覆うようにして交通信号灯器１０に着脱可能に取り付けることが出来る。また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、図２に示す如く取付補助部材５を介して交通信号灯器１０に取り付けることが出来る。図２において、取付補助部材５は、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を係止した状態で、交通信号灯器の筐体１１に固定されたナット７にボルト６を締結して固定されているが、本件発明における交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の交通信号灯器１０への取付方法はこれに限定されない。例えば、ボルト６の代わりに蝶ナットを用いたり、取付補助部材５を用いずに交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を交通信号灯器の筐体１１に直接取り付けることも出来る。また、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を交通信号灯器１０に取り付ける際に、ボルト６等を配する位置に関しても適宜変更することが出来る。
【００３０】
なお、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を交通信号灯器１０に取り付けるに際してボルト６を用いる場合には、交通信号灯器１０の振動によりボルト６が弛み脱落する恐れがあるが、ボルト６による締結部を複数箇所設けると共にボルト６に落下防止用のワイヤー等を連結することによりこの問題を解消することが出来る。
【００３１】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、上述したように、少なくとも交通信号灯器１０に備わるＬＥＤ１４からの光の照射方向に透光体層２と発熱導体層３とを積層して設ければよく、例えばこれらの外周に縁部１ａを設けることが出来る。交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、このような構成とすることで、耐久性の向上を図ることができ、表示器がフラットな所謂フラット型と称される交通信号灯器１０に対してしっかりと取り付けることが可能となる。ここで、フラット型の交通信号灯器１０は、光源として主にＬＥＤ１４が用いられ、ＬＥＤ１４がケース１３内に設けられた基板１５に取り付けられる。ＬＥＤは白熱電球に比して発熱量が少ないため、光源としてＬＥＤ１４を用いた場合は降雪時にレンズ１２の外表面に着雪して視認性の低下を招きやすいが、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を用いればこのような問題が生じない。
【００３２】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、透光体層２との間に発熱導体層３を挟み込んで封止する透光性の封止体層４を積層したことが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、発熱導体層３を透光体層２と封止体層４との間に挟み込む構造とすることで、発熱導体層３を適切に保護し、耐久性の向上を図ることが可能となる。なお、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、発熱導体層３を透光体層２のＬＥＤ１４から照射された光が出射される側の面に形成する場合には、外表面の部材を封止体層４とすることも出来る。
【００３３】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１において、透光体層２及び／又は封止体層４は、ポリカーボネートからなることが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、透光体層２及び／又は封止体層４が透明性、耐衝撃性、耐熱性等に優れたポリカーボネートであることで、優れた視認性及び耐久性を得ることが出来る。また、ポリカーボネートはガラスやアクリル樹脂に比べて表面粗さが大きいため、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、外表面の部材（透光体層又は封止体層）をポリカーボネート製とすることで、より撥水性に適したフラクタル構造を形成することができ、優れた難着雪性を得ることが出来る。
【００３４】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、その外表面に撥水膜を形成したことが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、その外表面に凸凹形状を有する膜を形成することで優れた撥水性が得られ、水や雪の付着を効果的に防ぐことが出来る。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、外表面の凸凹形状を従来公知の手法を用いて形成することができ、外表面に対して超微粒子を堆積させる等することで、撥水性に適した微細な凸凹形状を形成することが出来る。例えば、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、その外表面に微細な凹凸を有する高分子基材と、この高分子基材上に気相法により形成して表面粗さを５〜２００ｎｍの範囲とすることで、高い撥水性を発現させることが可能となる。また、上述した撥水膜を形成したとしても優れた透光性を維持することが出来る。
【００３５】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーの外表面には、大きな凸凹に微小な凸凹が形成されたフラクタル構造が形成されることで、撥水性をより向上させることが出来る。一般的に知られるＷｅｎｚｅｌの理論によれば、このような凸凹形状は、基材表面の実質的な表面積が増大して濡れに伴う表面エネルギーの変化が強調され、撥水性の更なる向上を図ることが出来るとされている。また、一般的に知られるＣａｓｓｉｅの理論によれば、このような凸凹形状は、毛管現象により微小凹部に水が侵入出来ないことで、隣接する微小凸部の間隙の空気が閉じ込められた空隙の面積割合が大きくなり、撥水性の更なる向上を図ることが出来るとされている。
【００３６】
ちなみに、固体表面の濡れ性の指標としては、測定の簡便性を理由から、主に水滴の接触角で判断がされる。一般的に、撥水性は、固体表面に対する水滴の接触角が９０°以上を言い、１１０°〜１５０°が高撥水、それ以上が超撥水とされる。固体表面が平坦な場合に、フッ素系材料等を用いた撥水性塗料を塗布することによって得られる接触角は、１００°程度である。しかし、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、外表面に微細な凸凹形状を備えた膜を形成することで、固体表面に対する水滴の接触角を１００°以上にすることが出来る。
【００３７】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の温度を検出する温度検出手段を備え、当該温度検出手段の検出温度に基づいて電熱回路３ａへの通電を制御し、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１を融雪温度とするものであることが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、例えば、温度センサー８を交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面に取り付けて交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の温度を検出し、別途設けられる汎用のマイクロコンピュータにより構成される制御装置（不図示）がこの検出された結果に基づき電熱回路３ａへの通電を制御して交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面に付着した雪等を融雪する構成とすることが出来る。
【００３８】
また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、少なくとも外表面に振動を付与する振動手段を備えたことが好ましい。本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、ピエゾモータ等の振動装置９を用いた振動手段を構成に備え、当該振動手段により交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１に振動を与えることで、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１外表面への着雪を防止する効果を更に発揮することが出来る。このときに、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、例えば、交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面に取り付けた温度センサー８によりマイナスの温度が検出されたときに、上述した制御手段がこの検出された結果に基づきピエゾモータ等の振動装置を駆動させて交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面に付着した雪を落とす構成とすることが出来る。また、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１は、例えば、別途設けられる湿度を検出する湿度検出手段が交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面の湿度を検出し、この検出された結果に基づき上述した制御装置が振動装置９を駆動させて交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー１の外表面に付着した雨水を落とす構成とすることも出来る。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーによれば、安全面及びコスト面に優れ、且つ、優れた着雪防止効果を長期間安定して発揮することが出来る。従って、本件発明に係る交通信号灯器用電熱回路付き透光カバーは、特に寒冷地に設置される交通信号灯器に好適に用いることが出来る。
【符号の説明】
【００４０】
１    交通信号灯器用電熱回路付き透光カバー
１ａ  縁部
２    透光体層
３    発熱導体層
３ａ  電熱回路
４    封止体層
５    取付補助部材
６    ボルト
７    ナット
８    温度センサー
９    振動装置
１０  交通信号灯器
１１  筐体
１２  レンズ
１３  ケース
１４  ＬＥＤ
１５  基板
【図１】
0006675750.tif 000002
【図２】
0006675750.tif 000003