(57)【要約】【課題】建設機械用の作業灯として好適な、コンパクトで耐久性に優れたプロジェクタ型の投光器を提供する。【解決手段】２つの焦点を有するリフレクタ３の第１焦点ｆ１の近傍にコの字形支持具４ａを設置し、２個の発光ダイオード４を背中合わせに配置するとともに、第２焦点ｆ２に投光レンズ６を配置する。リフレクタ３は、底部となる後端部を切断除去した形状に構成するとともに、その前端にフランジ３ａを形成して緩衝ゴムで支承する。リフレクタの後端部の切断除去によって生じた余裕空間に発光ダイオードの制御回路５を配設する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの焦点を有するリフレクタをランプハウジング内に備え、前記ランプハウジングにおける前記リフレクタが反射する光の出射方向に投光レンズを備えたプロジェクタ型作業灯において、
前記リフレクタの第１の焦点近傍には２個又はそれ以上の発光ダイオードを背中合わせに配置し、かつ前記リフレクタの第２の焦点には非球面凸形の投光レンズを配置するとともに、
前記ランプハウジング内の前記リフレクタの裏面側に前記発光ダイオードの点灯を制御する制御回路を設置することを特徴とする建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項２】
発光ダイオードは、リフレクタの中心軸に対して背中合わせに対称に２個配置されることを特徴とする請求項１に記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項３】
２個の発光ダイオードは、コの字形支持具の平行２辺の相対向する２面に互いに出射方向を反対にして設置されており、かつ該コの字形支持具はリフレクタに対して緩衝部材を介することなく固定されていることを特徴とする請求項２に記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項４】
リフレクタは開口端にフランジが形成された金属製からなり、該フランジが前記ランプハウジングに対し緩衝部材を介して支承されることを特徴とする請求項１ないし３に記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項５】
ランプハウジングの前面開口部に、環状のレンズリテーナが水密かつ着脱可能に装着されるとともに、該レンズリテーナに対して前記投光レンズが緩衝部材を介して水密に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項６】
リフレクタの反射面は焦点を共有する複数の曲面を組み合わせて構成されてなり、それぞれの曲面で反射された複数の光束が、投光レンズによって集光され、所定の上下方向拡散角度と所定の左右方向拡散角度とを合成した配光が得られることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【請求項７】
リフレクタは底部となる後端部を切断除去された形状をなし、この切断除去によって形成された余裕空間に制御回路が設置されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れかに記載した建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ショベルローダ等の建設機械用の作業灯として改良した投光器に関するものであり、その他にも産業車両や荷役車両にも適用することできるものである。
【背景技術】
【０００２】
建設機械に搭載して使用される作業灯は、激しい振動を受け、かつ外部障害物に衝突されたり、土砂や泥水を被ったりするので、耐振動性、耐衝撃性、及び耐水性に優れていることが必要である。それに加え、作業灯内部の保守点検が可能な構造であることが求められている。
上記の特性を備えた作業灯として、特開平１０−２１７８４５号公報（特許第４０４７４１１号として登録）に開示された作業灯の灯体支持方法及び同支持構造が公知となっている。
【０００３】
上記公知発明の特徴的な構成は、前面レンズの脱着が可能なようにランプハウジングを密閉するとともに、特殊な砲弾形キャップラバーによって光源バルブを弾性的に防振支持したことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１７８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の公知発明に係る灯体支持構造は、従来の灯体支持構造に比して光源バルブの防振効果が格段に優れ、これにより光源バルブの寿命が延びるという実用的価値が高いものであった。
しかしながら、光源バルブをいくら防振しても、フィラメントを用いたバルブの寿命には限界があった。本発明は以上に述べた事情に鑑みて為されたものであって、その目的は、前記公知発明よりも長寿命で、かつコンパクトで光度の大きい作業灯を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は次のように構成されている。
【０００７】
本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、２つの焦点を有するリフレクタをランプハウジング内に備え、前記ランプハウジングにおける前記リフレクタが反射する光の出射方向に投光レンズを備えたプロジェクタ型作業灯において、前記リフレクタの第１の焦点近傍には２個又はそれ以上の発光ダイオードを背中合わせに配置し、かつ前記リフレクタの第２の焦点には非球面凸形の投光レンズを配置するとともに、前記ランプハウジング内の前記リフレクタの裏面側に前記発光ダイオードの点灯を制御する制御回路を設置することを特徴とする。
このように、作業灯の光源として発光ダイオードを用いることにより、従来例の白熱フィラメント形バルブに比して寿命が長く、しかも作業灯がプロジェクタ型に構成されているからコンパクトで高い光度が得られる。さらに、発光ダイオードを２個又はそれ以上リフレクタの第１の焦点近傍に配置することにより、発光ダイオードからの光をリフレクタの全域に反射させて光度の大きい作業灯が得られる。その上、発光ダイオードとリフレクタ等からなる光学部材がランプハウジングで保護されているから建設現場などの悪環境に耐え得る。
【０００８】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、発光ダイオードを、リフレクタの中心軸に対して背中合わせに対称に２個配置することを特徴とする。
これにより、少ない数の発光ダイオードからの光を効率よくリフレクタで反射させて明るい作業灯とすることができる。
【０００９】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、２個の発光ダイオードを、コの字形支持具の平行２辺の相対向する２面に互いに出射方向を反対にして設置しており、かつ該コの字形支持具はリフレクタに対して緩衝部材を介することなく固定されていることを特徴とする。
これにより、２個の発光ダイオードが背中合わせに設置される。１個の発光ダイオードの場合には出射される光束をリフレクタの有効反射面の全域に入射させることはできないが、背中合わせに配置された２個の発光ダイオードから出射される光束によれば、有効反射面の略全域に入射させることができる。これにより、作業灯として必要な投光性能（とりわけ高光度）が得られる。
【００１０】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、リフレクタが開口端にフランジが形成された金属製からなり、該フランジが前記ランプハウジングに対し緩衝部材を介して支承されることを特徴とする。
これにより、リフレクタが金属製であるから耐振動性に優れ、経年変化（老化変質）せず、かつ反射面の形成に好適である。その上、金属製で比重が大きいから、比較的剛性の大きい緩衝部材で支持しても共振周波数を低く設定し易い。このため、激しい振動や衝撃を受ける建設機械用の作業灯として好適である。
【００１１】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、ランプハウジングの前面開口部に、環状のレンズリテーナが水密かつ着脱可能に装着されるとともに、該レンズリテーナに対して前記投光レンズが緩衝部材を介して水密に取り付けられていることを特徴とする。
このように、レンズリテーナをランプハウジングに対して着脱可能とすることにより、該レンズリテーナを取り外して内部の光学部材を保守点検することができ、しかも作業灯としての使用状態ではランプハウジングが外気に対して密閉されているから、建設工事現場などの苛酷な環境に耐え得る。
【００１２】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、リフレクタの反射面が焦点を共有する複数の曲面を組み合わせて構成されてなり、それぞれの曲面で反射された複数の光束が、投光レンズによって集光され、所定の上下方向拡散角度と所定の左右方向拡散角度とを合成した配光が得られることを特徴とする。
これにより、投射される照明光束の上下方向拡散角度及び左右方向拡散角度を任意に設定することができ、作業灯として好適な配光特性が得られる。
【００１３】
また、本発明に係る建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、リフレクタは底部となる後端部を切断除去された形状をなし、この切断除去によって形成された余裕空間に制御回路が設置されていることを特徴とする。
これにより、作業灯として必要かつ充分な反射面を形成することができ、作業灯全体の外形寸法をコンパクトならしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態である作業灯のリフレクタの支持構造を省略した側断面図に、リフレクタの光軸及び焦点を付記した図である。
【図２】本発明の作業灯における主要な光学部材及び制御用の部材を表す分解斜視図である。
【図３】本発明の作業灯におけるリフレクタの支持構造を省略した平断面図である。
【図４】本発明の作業灯における正面図である。
【図５】本発明の作業灯におけるリフレクタ支持部の詳細を示し、図５（Ａ）は分解斜視図、図５（Ｂ）は組み立てた状態の断面図である。
【図６】本発明の作業灯における投光レンズの支持構造を示し、一部を切断して描いた分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態を示す建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯の側断面図である。プロジェクタ型作業灯は、光源からの光を凸レンズを使って配光する構造であり、本発明のプロジェクタ型作業灯は、合成樹脂製のランプハウジング１に、２つの焦点ｆ１、ｆ２を有するリフレクタ３と、投光レンズ６を配置する構造である。
【００１６】
前記リフレクタ３は、その基本形状が作業灯の光軸Ｘ−Ｘを中心軸とする回転楕円面からなり、その２つの焦点のうち第１焦点ｆ１に光源を設置するとともに、第２焦点ｆ２に投光レンズ６を設置する。
通常の回転楕円面を中心軸に直角な面で切断すると、その断面は円形である。しかし回転楕円面の変形例として、これを中心軸と直角な方向に若干押し潰すと前記の断面が楕円になる。このような押し潰された形状の回転楕円面も、２つの焦点を有するリフレクタの構成として公知であり、本発明にあってはこの断面が楕円の回転楕円面からなるリフレクタを用いることとする。前記リフレクタ３の詳細な形状については図２を参照して、該リフレクタの支持構造については図５を参照して、それぞれ後に詳しく説明する。
【００１７】
前記ランプハウジング１には、その前面開口部を覆って環状のレンズリテーナ２が装着されており、その前面開口部とレンズリテーナ２の間にはレンズパッキン１１を介在させて水密を保っている。さらに、該レンズリテーナ２に対し、レンズパッキン１１を介して投光レンズ６のフランジ６ａが装着され、その上から押さえリング１２によって抜け止めされている。この投光レンズ支持構造部分については、図６を参照して後に詳しく述べる。
【００１８】
リフレクタ３の第１焦点ｆ１近傍に２個の発光ダイオード４を配置する。リフレクタ３において焦点は点であって、２個の発光ダイオードを同時に１つの焦点に設置することはできないことから、焦点そのものではなく、焦点近傍に２個の発光ダイオード４を配置することとする。この焦点近傍とは、実用上の精度において焦点と見做し得る直近の箇所の意である。
【００１９】
本実施形態においては、２個の発光ダイオード４を配置するコの字形支持具４ａを、緩衝部材を介在させずにリフレクタ３に直接固着し、これにより外部振動により作業灯が振動しても、リフレクタ３と発光ダイオード４は一体的に振動することから、リフレクタ３で反射する光は一定の配光を維持することができる。
図１及び図４に示すごとく、コの字形支持具４ａのコの字の平行２辺の外側にそれぞれ１個の発光ダイオード４が背中合わせに（主たる出射方向を反対に向けて）リフレクタ３の中心軸、すなわち光軸Ｘ−Ｘに対して対称に装着される。図４において光軸は、点Ｘを通り紙面に直交している。
図１に示すリフレクタ３の内側に仮想線（点線）で示した区域は、リフレクタとしての有効な反射面３ｃである。出射角が限定されている１個の発光ダイオードからの光束によって反射面３ｃの全域を照射することは困難であるが、本発明にあっては、第１焦点近傍に２個の発光ダイオード４を相対向させて配置することにより、反射面３ｃの略全域を照射し得るようにしている。
【００２０】
従来例のプロジェクタ型灯具においては、１個の白熱フィラメントランプから出射する光束を有効に利用するため、リフレクタ３の底部（後端部）を含めた全域に反射面を形成するが、本実施形態は２個の発光ダイオードから出射する光束により、作業灯として好適な配光特性を得ることができることから、必要かつ充分な区域（図１の点線部）のみに反射面３ｃを形成し、仮想線（２点鎖線）で示した底部である後端部ｅについては、不要な部分として切断除去して平らにした構造としている。
【００２１】
このようにしてリフレクタの後端部が切断除去されて生じた余裕空間に、前記発光ダイオード４の制御回路５を配置し、ランプハウジング１に取り付けている。符号７を付して示した部材は、外部からの給電用の電線である。
制御回路５は、ランプハウジング１の内部に配置されて外部の泥水や土砂から保護され、かつリフレクタ３の外側に位置せしめて光路を妨げないようにする。なお、リフレクタ３の裏面側とは反射面３ｃの反対側をいう。
【００２２】
投光レンズ６は非球面の凸レンズである。この凸レンズはプロジェクタ型灯具用として開発された公知の部材である。
この投光レンズ６は、その光軸を前記リフレクタ３の中心軸、すなわち光軸Ｘ−Ｘに一致させて、第２焦点ｆ２に配置される。ランプハウジング１に対し継手８を介してネジ付ロッド９が取り付けられており、これにより図示しない建設機械（例えばショベルローダ）に搭載され、建設機械用の作業灯として使用に供される。
【００２３】
図２は、本実施形態における発光ダイオード、リフレクタ、投光レンズ等からなる光学部材及び発光ダイオードを点灯制御する制御用の部材を表している。
リフレクタ３の内面に形成されている反射面３ｃは回転楕円面を基本形状とする。リフレクタが単純な回転楕円面の場合は、光軸Ｘ−Ｘに直交する面によって切断した切口は円になるが、本発明のごとくリフレクタ３が変形回転楕円面である場合には、光軸Ｘ−Ｘに直交する面による切口は楕円になる。
本実施形態においては、リフレクタ３の反射面の切口（フランジ３ａの開口部に相当）に２個の楕円形の反射面α、βが現れている。この図から理解されるように、本実施形態におけるリフレクタ３の反射面は、回転楕円面を上下に押し潰した形状の曲面と、回転楕円面を左右に押し潰した形状の曲面との複合面であって、双方の曲面は焦点を共有している。
【００２４】
前記の押し潰した形状の曲面について、以下に詳述する。
リフレクタ３の中心軸、すなわち作業灯の光軸Ｘの上に２つの点ｆ１，ｆ２をとる。Ｘ軸を含む平面上に、前記２つの点からの距離の和が一定となる点を求めて繋ぐと、前記２点を焦点とする楕円が得られる。そして、該楕円をＸ軸の周りに回転させると、２点ｆ１，ｆ２を焦点とする回転楕円面を得る。
【００２５】
図２に示すごとく、前記２つの曲面を反射面α、反射面βとし、発光ダイオード４から出射して縦長の反射面αで反射された光束は、投光レンズ６で集光されて縦長の投射光束となり、また横長の反射面βで反射された光束は、投光レンズ６で集光されて横長の投射光束になる。これら２種類の投射光束が重畳された結果、作業灯として好適な投光特性（例えば上下方向の拡散角３０度、左右方向の拡散角６０度）が得られる。そして、この上下方向の拡散角度と、左右方向の拡散角度とを満足させるようにリフレクタ３の反射面形状を設定することが望ましい。
本実施形態においては反射面αと反射面βとを組み合わせてリフレクタ３の反射面を形成したが、さらに３個又はそれ以上の反射面を組み合わせることもできる。
また、図２の実施形態では、反射面αと反射面βとの間に凹状の反射面γを設けることにより、作業灯としてより好適な照射範囲を形成することができた。
【００２６】
本実施形態においては、上述のようにして設定したリフレクタ反射面に基づき、金型を作って、板金のプレス加工により所望の反射特性を有する金属製のリフレクタ３を製作し、その内面に表面処理を施して反射面を形成した。このプレス加工に際して、４辺形のフランジ３ａを一体成形し、その４隅それぞれに切欠３ｂを設けた。この切欠の用法については図５を参照して後に説明する。
【００２７】
図３は本実施形態の作業灯の平断面図であって、主要な構成部材は図１で説明した通りである。投光レンズ６のフランジ６ａに嵌着されている緩衝部材兼密閉部材であるレンズパッキン１１は、押さえリング１２を介して押さえネジ１３によりレンズリテーナ２に圧し付けられている。この部分の詳細は、図６を参照して後に述べる。
【００２８】
本実施形態の作業灯の正面図である図４に示すごとく、リテーナ取付ネジ２ａは、環状のレンズリテーナ２をランプハウジング１の前面開口部に対し水密かつ着脱可能に装着している。上記レンズリテーナ２に対して投光レンズ６が、（図３参照）緩衝部材を兼ねるレンズパッキン１１を介して水密に取り付けられている。
【００２９】
図５はリフレクタ３の支承構造を示す（図１〜３とはリフレクタの左右が逆になっている。）。図２で説明したように、金属製のリフレクタ３の前端に方形のフランジ３ａが形成され、該フランジ３ａの４隅には切欠３ｂが形成されている。
図５（Ａ）はリフレクタ３の支承構造の分解斜視図であって、切欠３ｂの１個所を示している。この切欠３ｂに係合する溝を備える緩衝ゴム１５が、リフレクタ支持ネジ１６によって図外のランプハウジング１に取り付けられる。
図５（Ｂ）はリフレクタ３の支承構造の組立状態の断面図であって、リフレクタ３のフランジ３ａが、ランプハウジング１に対し緩衝ゴム１５を介して支承されている状態が表されている。
【００３０】
図６は、投光レンズ６の支持構造を示す分解斜視図であり、組み付け作業の手順に従って以下に説明する。
投光レンズ６の周囲に一体的に形成されているフランジ６ａに、断面コの字状の可撓性を有する環状のレンズパッキン１１を嵌め合わせる。
投光レンズ６に装着されたレンズパッキン１１を、環状のレンズリテーナ２の段差付き開口２ｂ内に挿入し、段差部に嵌め込む。
段差部に嵌め込まれたレンズパッキン１１を押さえリング１２で抜け止めする。
押さえネジ１３を矢印ａのように押さえリング１２のネジ孔に挿通し，矢印ｂのようにレンズリテーナ２に螺入して締め付ける。
投光レンズ６は、その前面がランプハウジング１の外部に露出しているので、土砂や礫の衝突を受けて損傷する虞がある。このため、該投光レンズ６を上述のごとく着脱交換可能に装着することが望ましい。
【００３１】
なお、上述した実施形態にあっては、２個の発光ダイオードをリフレクタの中心軸に対して背中合わせに対称に２個配置したが、これに限定されることなく、２個の発光ダイオードをハの字形に配置したり、また３個以上の発光ダイオードを適宜に組み合わせて配置したりすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の建設機械・産業車両用プロジェクタ型作業灯は、建設機械・産業車両用の投光器を製造する産業において利用することができるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１…ランプハウジング    ２…レンズリテーナ    ２ａ…リテーナ取付ネジ    ２ｂ…段差付き開口    ３…リフレクタ    ３ａ…フランジ    ３ｂ…切欠    ３ｃ…反射面    ４…発光ダイオード    ４ａ…コの字形支持具    ５…制御回路    ６…投光レンズ    ６ａ…フランジ    ７…電線    ８…継手    ９…ネジ付ロッド    １０…ベローズ    １１…レンズパッキン    １２…押さえリング    １３…押さえネジ    １４…ナット    １５…緩衝ゴム    １６…リフレクタ支持ネジ    ｅ…後端部    ｆ１…リフレクタの第１焦点    ｆ２…リフレクタの第２焦点    Ｘ…光軸    α…反射面    β…反射面
【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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