(57)【要約】      （修正有）【課題】既存の信号機に対して設置可能であり、簡易な構造で効率よく着雪を防止することが可能な着雪防止装置を提供する。【解決手段】ヒートパネル５の鉛直方向の直線上に、支持部７が配置され、打撃板１５が、ヒートパネルの後方面方向に平行に突出して配置される。駆動部によって、打撃部を動作させて打撃板の突出部を打撃することで、ヒートパネルへ撃力を付与する。打撃部の打撃位置Ｆが、ヒートパネルの吊り下げ位置Ｇから、距離Ｉだけずれた直線Ｈ上となるため、ヒートパネルは上方に向けた力（矢印Ｊ）とともに、回転方向の力（矢印Ｋ）を受ける。このような回転方向の力を付与すると、ヒートパネルの面に垂直な方向（面方向）への力（矢印Ｌ）を付与することができ、融解した着雪の水滴を確実に落下させることができる。【選択図】図５
0003215024.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
通電によって加熱可能なヒートパネルと、
前記ヒートパネルにパルス状の撃力を付与する少なくとも一つの駆動部と、を具備し、
前記駆動部は、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を前記ヒートパネルへ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。
【請求項２】
一つの前記駆動部が、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を同時に付与することを特徴とする請求項１記載の着雪防止装置。
【請求項３】
前記ヒートパネルは、前記ヒートパネルの面方向に略平行に突出する打撃板を具備し、
前記駆動部は、前記打撃板を打撃することで、前記ヒートパネルへ撃力を付与し、
前記ヒートパネルは、枠体の上部の支持部で支持され、前記支持部は、前記枠体に対して、前記ヒートパネルの上下方向およびこれと垂直な面方向に対して、前記ヒートパネルの動作を許容し、
前記打撃板の打撃位置が、前記ヒートパネルの面方向に対して、前記支持部の位置からずれた位置であり、前記駆動部が前記打撃板を打撃することで、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を付与することが可能であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の着雪防止装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の着雪防止装置を用いた信号機の着雪防止構造であって、
前記信号機の表示灯の前面に前記ヒートパネルが配設されることを特徴とする信号機着雪防止構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、特に雪国において、信号機などへの着雪を防止するための着雪防止装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境の変化に伴い、冬季における豪雪が問題となっている。豪雪は、道路交通の障害物となるばかりではなく、交通信号機のランプに着雪することで、信号色発光を遮り、交通信号を視認することができない事態をまねく。このため、交通信号機の着雪対策が望まれる。
【０００３】
このような、着雪対策としては、信号機を覆うようなフードやカバーを設ける方法がある（例えば特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
また、発熱体を用いた方法がある（例えば特許文献３、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０５０２５号公報
【特許文献２】実開２００９−１９０５５４号公報
【特許文献３】実用新案登録第３１６１８７７号公報
【特許文献４】特開２０１２−１０８８６１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１や特許文献２のように、大掛かりなフード等を設ける方法は、着雪が起こりにくくなるとしても、一度着雪が起こると、着雪部が成長し、信号機の視認性を妨げることとなる。
【０００７】
また、特許文献３のように、熱源として赤外線を用いる場合、電気エネルギーを光に変換するため、変換と吸収に係る効率が悪く、発光面の着雪を除去する十分な熱量を得るには、極めて多量の電気エネルギーを要する困難さがある。
【０００８】
また、特許文献４は、カバーを設けて、熱源となる光を吸収して発熱させる暗色部を形成するものであるが、光をエネルギー伝達手段に用いる場合の効率の悪さ、およびこのような物を被せることによる通常時における信号機の視認性の妨げとなる。
【０００９】
本考案は、このような問題に鑑みてなされたもので、既存の信号機に対して設置可能であり、簡易な構造で効率よく着雪を防止することが可能な着雪防止装置等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】
【００１０】
前述した目的を達するために第１の考案は、通電によって加熱可能なヒートパネルと、前記ヒートパネルにパルス状の撃力を付与する少なくとも一つの駆動部と、を具備し、前記駆動部は、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を前記ヒートパネルへ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である。
【００１１】
一つの前記駆動部が、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を同時に付与することが望ましい。
【００１２】
前記ヒートパネルは、前記ヒートパネルの面方向に略平行に突出する打撃板を具備し、前記駆動部は、前記打撃板を打撃することで、前記ヒートパネルへ撃力を付与し、前記ヒートパネルは、枠体の上部の支持部で支持され、前記支持部は、前記枠体に対して、前記ヒートパネルの上下方向およびこれと垂直な面方向に対して、前記ヒートパネルの動作を許容し、前記打撃板の打撃位置が、前記ヒートパネルの面方向に対して、前記支持部の位置からずれた位置であり、前記駆動部が前記打撃板を打撃することで、前記ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を付与することが可能であることが望ましい。
【００１３】
第１の考案によれば、上下方向成分のパルス状の撃力が付与されるため、ヒートパネルに付着している水滴や融雪等を確実に落とすことができる。また、上下方向と垂直なヒートパネルの面方向成分の撃力も付与されるため、ヒートパネルに付着した水滴や雪を弾き飛ばすことができる。したがって、ヒートパネルの表面に付着した雪を融かしつつ、効率よく、水滴を除去することができる。
【００１４】
特に、駆動部が、ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を同時に付与することで、より効率よく、水滴の除去を行うことができる。
【００１５】
また、駆動部が、打撃板を打撃することで、ヒートパネルへ撃力を付与する場合において、打撃板の打撃位置を、ヒートパネルの支持部の位置から面方向にずれた位置とすることで、駆動部が打撃板を打撃すると、ヒートパネルの上下方向成分と、これと垂直な面方向成分の撃力を一るの駆動部で同時に付与することが可能である。このため、装置の構造が簡易となる。
【００１６】
第２の考案は、第１の考案にかかる着雪防止装置を用いた信号機の着雪防止構造であって、前記信号機の表示灯の前面に前記ヒートパネルが配設されることを特徴とする信号機着雪防止構造である。
【００１７】
第２の考案によれば、信号機の表示灯の前面への着雪を抑制することができる。
【考案の効果】
【００１８】
本考案によれば、既存の信号機に対して設置可能であり、簡易な構造で効率よく着雪を防止することが可能な着雪防止装置等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】着雪防止装置１を示す正面図。
【図２】着雪防止装置１の一部透視図。
【図３】着雪防止装置１の断面図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、着雪防止装置１の動作を示す図。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、ヒートパネル５の動作を示す図。
【図６】着雪防止装置１を用いて観測された加速度成分の図。
【図７】信号機の着雪防止構造３０を示す概略図。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本考案の実施形態について説明する。図１は、着雪防止装置１の正面図である。着雪防止装置１は、主に、ヒートパネル５と駆動部９を有する。ヒートパネル５は、通電によって加熱することが可能であり、例えば、電熱線が配置されてもよいが、表面に導電性の塗料が塗布されることが望ましい。
【００２１】
この場合、例えば、透明なポリカーボネート等の樹脂材の一方の表面に、シルクスクリーン印刷等によって耐候性を有する導電材料を塗布し、その後、部材の全体を耐候性向上のための樹脂コーティング加工することで、ヒートパネル５を得ることができる。この際、導電材料は、例えば、細かな格子状に塗布されることで、光の透過性を確保しつつ、ヒートパネル５の全体を効率よく加熱することができる。
【００２２】
ヒートパネル５は、略矩形の枠体３の前面に配置される。ヒートパネル５は、枠体３の上方において幅方向（図中左右方向）に掛け渡された枠体３ａに対して支持部７で支持される。すなわち、ヒートパネル５は、上方から吊り下げられるようにして枠体３ａに支持される。
【００２３】
図３（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図である。支持部７は、略Ｌ字状の枠体３ａに設けられる。支持部７は、主に、ボルト部７ａとナット部７ｂを有する。ヒートパネル５の上部に固定されたボルト部７ａは、枠体３ａに設けられた孔に下方から挿通され、孔の上方でナット部７ｂによって支持される。枠体３ａは、ヒートパネル５の上下方向に対して略垂直な方向であって、枠体３の前方に突出し、当該部位に孔が設けられる。このように、ボルト部７ａには、孔の上部にのみナット部７ｂが設けられるため、ボルト部７ａは、枠体３ａに対して上方には移動可能である。
【００２４】
なお、支持部７は、例えば、ヒートパネル５の上部の２カ所に配置される。支持部７は、ヒートパネル５の幅方向の中心に対して、対称な位置に配置される。支持部７の詳細は後述する。
【００２５】
ヒートパネル５と枠体３との間には、所定の間隔で緩衝部材２１が配置される。緩衝部材２１は、例えばスポンジなどの容易に変形が可能であるとともに、ヒートパネル５と枠体３とが直接衝突することを防止する部材である。したがって、緩衝部材２１は、前述したように、ヒートパネル５が例えば上方に移動することを許容することができる。
【００２６】
図２は、枠体３ａおよび支持部７を透視した状態を示す図であり、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。ヒートパネル５の上部には、打撃板１５が接合される。図３（ｂ）に示すように、打撃板１５は、略Ｌ字状であり、ヒートパネル５の上下方向に対して略垂直な後方に突出する部位を有する。
【００２７】
また、枠体３には、固定板２５が接合され、固定板２５には、駆動部９が配置される。駆動部９は、例えば、モータ、回転体１１、アーム１３、バネ１７等から構成される。固定板２５の背面側には、図示を省略したモータが固定され、回転体１１を回転させる。回転体１１は、例えば周方向に２カ所、径方向に突出する突出部１１ａを有し、突出部１１ａが所定の速度で回転する。
【００２８】
回転体１１の近傍には、アーム１３が配置される。アーム１３は、支点１９を回転中心として回動可能である。アーム１３の一方の端部（図中右側の端部）は、回転体１１の回転によって突出部１１ａと接触可能な距離に配置される。アーム１３の支点１９を挟んだ他方の端部には、バネ１７が接続される。アーム１３の他方の端部は、バネ１７によって上方に引き上げられた状態で保持される。
【００２９】
図３（ｂ）に示す様に、アーム１３の他端近傍には、打撃部２３が設けられる。打撃部２３は、打撃板１５の下方に配置される。なお、通常時において、打撃部２３の先端は、打撃板１５の下面と接触する。
【００３０】
次に、駆動部９の動作について説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、駆動部９の動作を示す部分断面図（図は打撃板１５の位置における上下方向の断面図を示す）である。図４（ａ）に示すように、ヒートパネル５（図中点線で示す）の上部には、打撃板１５が接合される。
【００３１】
前述したように、アーム１３の一方の端部近傍には、回転体１１が配置され、モータによって回転する（図中矢印Ｃ方向）。アーム１３は、回転体１１とは接触しないが、回転体１１に設けられた突出部１１ａとは接触可能である。すなわち、アーム１３の端部と回転体１１の回転中心との距離よりも、回転体１１の径は小さく、突出部１１ａの径は大きい。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、回転体１１が回転すると、回転体１１とともに突出部１１ａが回転し、アーム１３の端部と接触する。この状態でさらに回転体１１が回転すると、アーム１３の端部は、突出部１１ａによって上方に押し上げられる（図中矢印Ｄ）。アーム１３の一方の端部が押し上げられると、アーム１３は、支点１９を回転中心として回転する。すなわち、アーム１３の他方の端部は下方に押下げられる（図中矢印Ｅ）。
【００３３】
この際、アーム１３の他端には、バネ１７が接続される。バネ１７は、上部が固定板２５（枠体３）に固定され、下端がアーム１３に接続される。このため、アーム１３の端部が下方に押し下げられると、バネ１７が伸長する。すなわち、アーム１３の他端がバネ１７による引張力に対抗して下方に押し下げられる。
【００３４】
さらに、回転体１１が回転すると、図４（ｃ）に示すように、所定量のエネルギーがバネ１７に蓄えられた状態で、突出部１１ａがアーム１３の端部から外れると、バネ１７によってアーム１３が元の位置に高速で戻される。この際、アーム１３の下方に設けられた打撃部２３が、打撃板１５の下面と衝突して打撃する（図中矢印Ｆ）。なお、打撃部２３と打撃板１５は、共に金属製である。このように、打撃部２３によって、打撃板１５を介して、ヒートパネル５にパルス状の撃力が付与される。
【００３５】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、ヒートパネル５に対して撃力が付与される前後の状態を示す概念図である。図５（ａ）に示すように、通常時において、ヒートパネル５の鉛直方向の直線Ｇ上に、支持部７が配置される。すなわち、ヒートパネル５と支持部７のボルト部７ａは、一直線上に配置され、ヒートパネル５は、まっすぐに吊り下げられる。
【００３６】
一方、前述したように、打撃板１５は、ヒートパネル５の後方に突出する。より詳細には、打撃板１５は、ヒートパネル５の上下方向に略垂直であって、ヒートパネル５の面方向に略平行な方向に突出する。打撃部２３（図示省略）の打撃位置Ｆは、ヒートパネル５の吊り下げ位置Ｇから、ヒートパネル５の面方向に対して距離Ｉだけずれた直線Ｈ上となる。すなわち、打撃板１５の打撃位置が、ヒートパネル５の面方向に対して、支持部７の位置から後方にずれた位置となる。
【００３７】
この状態から、駆動部９によって、打撃部２３を動作させて打撃板１５を打撃することで、ヒートパネル５へ撃力を付与することができる。この際、図５（ｂ）に示すように、ヒートパネル５の重心（直線Ｇ上）からずれた位置において、打撃板１５の下面から上方に向けて撃力が加わることで、その力がヒートパネル５に直接作用せず、打撃板１５の長さ（距離Ｉ）を介してヒートパネル５に伝わる。したがって、ヒートパネル５には、上方に向けた力（図中矢印Ｊ）とともに、回転方向の力（図中矢印Ｋ）が付与されることとなる。このような現象は、剛体への力の作用が並進運動と回転運動を生じることで説明される。
【００３８】
このような回転方向の力が付与されると、ヒートパネル５の面に垂直な方向（面方向）へ力（図中矢印Ｌ）が付与されたのと同様の効果が得られる。すなわち、一つの駆動部９によって打撃部２３を動作させて打撃板１５を打撃することで、ヒートパネル５の上下方向成分（鉛直方向成分）と、これと垂直な面方向成分（水平方向成分）のパルス状の撃力を同時に付与することができる。
【００３９】
なお、前述したように、支持部７においては、ボルト部７ａが、枠体３ａに設けられた孔２７に挿通され、枠体３ａの上部においてナット部７ｂと固定される。このため、ボルト部７ａは、枠体３ａに対して上方に移動可能である。また、孔２７のサイズは、ボルト部７ａの径に対して十分に大きく、ボルト部７ａとの間にクリアランスが生じている。このため、前述したように、ヒートパネル５に回転方向の力が加わった際に、ヒートパネル５の面方向への動作も許容される。すなわち、支持部７は、枠体３ａに対して、ヒートパネル５の上下方向およびこれと垂直な面方向に対して、ヒートパネル５の動作を許容する。
【００４０】
ここで、ヒートパネル５に付着した雪は加熱され、融解した水滴は、ヒートパネル５の前面との摩擦力が重力よりも大きいため、ヒートパネル５の前面に付着した状態を維持する。これに対し、ヒートパネル５に外力を付与することで、水滴にも外力が付与される。水滴に付与される外力（加速度）が摩擦力よりも大きくなると、重力も加わって水滴が落下移動を開始する。水滴が一度移動を開始すれば、動摩擦が静摩擦よりも小さいため、水滴は落下しやすくなる。
【００４１】
ここで、水滴に付与される外力の大きさを考慮する。水滴が外力によって周期的に動くとすると、外力の振幅が大きく、周波数が高い方が水滴に作用する力を大きくすることができる。特に、水滴へ力を付与する効果は周波数の２乗で作用するため、高い周波数で外力を付与することが望ましい。
【００４２】
しかし、高い周波数で大きな振幅を実現することは、構造的にも消費エネルギー及びコスト的にも限界がある。したがって、高い周波数で外力を付与するためには、小さな振幅とせざるを得ない。
【００４３】
これに対し、本考案では、単一周波数運動ではなく、パルス状の撃力を利用する。例えば、本実施形態では、三角波のパルス波と近似することができる。このようなパルス波をフーリエ展開すると、多くの周波数成分に分解される。すなわち、パルス状の撃力を水滴に付与すると、単一周波数運動では得ることが困難な、きわめて高い周波数成分による外力を水滴に付与することができる。
【００４４】
例えば、パルス幅（時間）を１／１００秒の三角波とすると、０〜２００Ｈｚの範囲に強い力が分布する。これは、単一周波数運動では得ることが困難であり、前述したように、周波数の２乗で水滴に力が作用するため、水滴の振り落とし効果を向上させることができる。すなわち、本考案におけるパルス状の撃力とは、単一周波数運動ではなく、複数の周波数成分を含むパルス状の動作を付与することで得られるものである。
【００４５】
前述した実施例では、打撃板１５を打撃部２３によって打撃させることで、ヒートパネル５にはパルス状の上下方向の撃力が付与される。この動作は、短時間で収束して、ヒートパネル５に付着した水滴に対して、下方へ落下させる加速度と力を与える。このため、水滴を効率よく落下させることができる。
【００４６】
また、上下方向の撃力に加えて、ヒートパネル５の面方向にも力が付与される。この作用を受けると、樹脂製のヒートパネル５は、曲げ変形し、その後、復元と変形を繰り返しながら収束する。このように、ヒートパネル５は、面方向の力に対しては変形を伴って面方向へ振動する。この際、付着した水滴を弾き飛ばす効果を得ることができる。なお、パルス状の撃力を、所定の間隔で繰り返し付与することで、ヒートパネル５の全面において連続して水滴に撃力を付与することができる。
【００４７】
実際に、３５ｃｍ角のヒートパネルに撃力を付与した際の、鉛直方向の加速度と、面に垂直な方向の加速度を測定した。図６は、ヒートパネルの略中央に加速度センサを取り付けてそれぞれの方向の加速度を測定した結果を示す図である。図中Ｚは、鉛直方向の加速度であり、図中Ｙは、面に垂直な方向の加速度である。なお、感度は３００ｍＶ／ｇ（ｇ：重力加速度）とした。
【００４８】
鉛直方向の加速度は、ヒートパネル面の付着物を落下させる方向に作用していることが確認された。一方、面に垂直の方向には、ヒートパネル自体の変形に伴う振動が生じ、減衰振動を伴った加速度の作用が確認された。また、いずれの波形にも、高い周波数成分が含まれていた。
【００４９】
以上、本実施の形態によれば、ヒートパネル５に鉛直方向の撃力を付与することで、ヒートパネル５によって融解した着雪の水滴を確実に落下させることができる。この際、単にヒートパネル５を振動（単一周波数運動）させる場合と比較して、小さなエネルギーで効果的に水滴を落下させることができる。
【００５０】
また、さらにヒートパネル５の面方向へも撃力を付与することで、ヒートパネル５に付着した水滴を弾き飛ばすことができる。特に、上下方向と面方向の二方向に同時に撃力を付与することで、両者の効果を効率よく得ることができる。
【００５１】
特に、一つの駆動部９（モータ）によって、同時に２方向への撃力を付与するため、構造が簡易である。なお、コストやレイアウトに問題がないようであれば、ヒートパネル５の鉛直方向の撃力を付与する駆動部と、これと垂直なヒートパネル５の面方向に撃力を付与する駆動部とを別々に配置してもよい。この場合には、撃力を同時に付与しなくてもよい。
【００５２】
なお、着雪防止装置１の制御部は、例えばヒートパネル５の温度（例えば前面温度）を検出して、温度が所定以上の場合にはヒートパネル５への通電および駆動部９の駆動を停止してもよい。この場合、同制御部は、ヒートパネル５の温度が所定以下の場合には、ヒートパネル５への通電および駆動部９の駆動を開始する。
【００５３】
次に、着雪防止装置１を用いた信号機の着雪防止構造について説明する。図７は、信号機の着雪防止構造３０を示す図である。信号機３１の各表示灯の前面にそれぞれ着雪防止装置１が配設される。ヒートパネル５に通電し、駆動部９を動作させると、ヒートパネル５の前面と接触する雪が融解されて、駆動部９によってパルス状の撃力を付与することで、確実に雪および水滴を下方に落下させて除去することができる。
【００５４】
なお、信号機の表示灯ごとに着雪防止装置１を配置せずに、３つの表示灯を一台の着雪防止装置１で対応してもよい。また、信号機が、縦方向に３つのライトが並んでいる場合にも、３つのヒートパネル５を一体で構成してもよい。このように、一つの駆動部９で３つの表示灯を覆うヒートパネル５の全体にパルス状の撃力を付与してもよい。
【００５５】
信号機の着雪防止構造３０によれば、信号機３１への着雪を効率よく防止することができる。なお、着雪防止装置１は、信号機に限られず、各種の表示板にも適用可能である。
【００５６】
以上、添付図を参照しながら、本考案の実施の形態を説明したが、本考案の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、実用新案登録請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本考案の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５７】
１………着雪防止装置
３、３ａ………枠体
５………ヒートパネル
７………支持部
７ａ………ボルト部
７ｂ………ナット部
９………駆動部
１１………回転体
１１ａ………突出部
１３………アーム
１５………打撃板
１７………バネ
１９………支点
２１………緩衝部材
２３………打撃部
２５………固定板
２７………孔
３０………信号機の着雪防止構造
３１………信号機
【図１】
0003215024.tif 000003
【図２】
0003215024.tif 000004
【図３】
0003215024.tif 000005
【図４】
0003215024.tif 000006
【図５】
0003215024.tif 000007
【図６】
0003215024.tif 000008
【図７】
0003215024.tif 000009