(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から透光部材に照射された光がグローブを透過し放光する信号表示灯において、
上記透光部材に設けられ、光源からの光を透過光、およびグローブに向かう反射光に分岐させる第１の反射面と、
この第１の反射面からの透過光をグローブに向けて全反射する第２の反射面と、
上記透光部材を支持する支柱と、を備え、
この支柱に延設されるテーパ状傾斜面に上記第２の反射面が設けられることを特徴とする信号表示灯。
【請求項２】
請求項１に記載の信号表示灯において、
上記支柱および透光部材の嵌合部同士が互いに嵌合することにより、透光部材が支柱に取り付けられていることを特徴とする信号表示灯。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動機械、生産ライン、駐車場、危険な場所などに設置され、材料の不足、ワークの詰まり、満車、危険等の各種の状態を信号報知するための信号表示灯に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の信号表示灯には、例えば、円筒形状のものがある。図８の断面図に示す信号表示灯９０では、その円周面全体から光を放光できる略円筒状のグローブ９１と、このグローブ９１内に配置されたＬＥＤ等の光源９２と、この光源９２からの光をグローブ９１へ向けて全反射する複数の全反射面９３、９４とが設けられている。
【０００３】
この信号表示灯９０では、光を各全反射面９３，９４に対応する複数の位置（各位置に対応するグローブ９１の範囲９５，９６を図示した。）で分散して反射し放光させることにより、単一の全反射面を有するものに比べて、視認性を高めることができるようにしている。このために、複数の全反射面９３，９４は、グローブ９１の円筒形状の軸方向に互いに離間して、階段状に配置されている。また、光源９２からの光が軸方向に照射されることに対応し、複数の全反射面９３，９４は互いに重ならないように径方向にずらして配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、複数の全反射面９３，９４は互いに径方向にずらされているので、各全反射面９３，９４の大きさが広くされると、信号表示灯が大型化する傾向にある。
一方で、大型化を防止するために、各全反射面９３，９４が小さくされると、これに応じて、各全反射面９３，９４からの反射光が届く範囲が狭くなる結果、予め定めた強さの光を視認できる範囲であって信号表示灯の周囲の範囲であるいわゆる視野角が狭くなる。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、広い視野角による高い視認性を確保しつつ、小型化できる信号表示灯を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、光源（１１）から透光部材（１２）に照射された光がグローブ（１５）を透過し放光する信号表示灯（１）において、上記透光部材に設けられ、光源からの光を透過光、およびグローブに向かう反射光に分岐させる第１の反射面（１６）と、この第１の反射面からの透過光をグローブに向けて全反射する第２の反射面（１７）と、上記透光部材を支持する支柱（１４）と、を備え、この支柱に延設されるテーパ状傾斜面（４５）に上記第２の反射面が設けられることを特徴とする信号表示灯を提供する。
【０００７】
この発明によれば、複数の反射面を用いて、各反射面に対応する複数の位置から分散放光でき、信号表示灯の高い視認性を確保することができる。
また、第１の反射面で光を透過できるので、各反射面の大きさを確保しつつ第１の反射面と第２の反射面とを光源から見て重なるように配置できる結果、複数の全反射面を配置した従来の構成に比べて、各反射面の大きさに応じたいわゆる視野角を広く確保しつつ信号表示灯を小型化することができる。
【００１０】
また、透光部材を支柱に組み付けるだけで、両反射面を互いに位置合わせした状態で容易且つ簡便に組み立てることができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の信号表示灯において、上記支柱（１４）および透光部材（１２）の嵌合部（４４，４８）同士が互いに嵌合することにより、透光部材が支柱に取り付けられていることを特徴とする信号表示灯を提供する。
【００１１】
この発明によれば、嵌合部同士を嵌めることにより、透光部材を支柱へ容易に取り付けることができる。嵌合部同士が直接係合できるので、両反射面を精度良く位置合わせできる。しかも、各嵌合部は対応する支柱および透光部材と一体に形成できるので、構造を簡素化できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態の信号表示灯を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の信号表示灯の外観斜視図である。なお、各図には、必要に応じて上下方向を示す矢印Ｘを図示している。
信号表示灯１は、上下に積層され発光して信号を表示する複数の表示部２と、表示部２の頂部に載置されるカバー３と、表示部２の下方に連設されて点滅等のための回路基板等を収容するケース４と、ケース４の下面から下方に延びるポール５と、このポール５の下端部を機器等へ取り付けるための取付部材６とを有している。カバー３および表示部２は、例えば、これらを貫通する長尺ねじ（図示せず）によりケース４に固定されている。
【００１３】
図２は、図１に示す表示部２の断面図である。
各表示部２は、光を発する複数の光源１１と、光源１１からの光を導く透光部材１２と、この透光部材１２からの光を反射する反射部材１３と、反射部材１３と透光部材１２と光源１１とを互いに接続するための支柱１４と、これら各部を覆いつつ光を透過するグローブ１５とを有している。表示部２は、略円柱形状をなし、その外周面はグローブ１５により形成され、その外周面のほぼ全体に信号の表示面を有している。各表示部２では、光源１１から透光部材１２に照射された光が、透光部材１２および反射部材１３を介して、グローブ１５を透過し放光される。
【００１４】
各表示部２は、透光部材１２に設けられた第１の反射面１６と、反射部材１３に設けられた第２の反射面１７とを有している。第１の反射面１６は、光源１１からの光をそのままほぼ直進する透過光、およびグローブ１５に向かう反射光に分岐させる。また、第２の反射面１７は、第１の反射面１６からの透過光をグローブ１５に向けて全反射する。
グローブ１５は、メタクリル樹脂等の透光性の合成樹脂からなる。グローブ１５は、赤、青、黄等の色に着色してもよいし、無色透明としてもよい。グローブ１５は、薄肉の円筒形状に形成されている。
【００１５】
グローブ１５の内周面３１は、縦リブ形状の多数の拡散レンズを全周にわたって有している。すなわち、内周面３１は、軸方向に延びたとい状の凹面部を周方向に並べて形成され、各凹面部に対応するグローブ１５の領域が拡散レンズをそれぞれ構成している。各拡散レンズは、グローブ１５の内側から径方向に進む光を、周方向に拡散投光する。
また、グローブ１５の外周面３２は、周方向に延びる横リブ形状の多数の拡散レンズを全周面にわたって有している。すなわち、外周面３２は、周方向に延びたとい状の凹面部を軸方向に並べて形成され、各凹面部に対応するグローブ１５の領域が拡散レンズをそれぞれ構成している。拡散レンズは、グローブ１５内を透過した光を軸方向に拡散投光する。これらの内周面３１および外周面３２の拡散レンズの形状は、光を拡散させる公知の形状を利用できる。
【００１６】
光源１１は、表示部２の軸方向（矢印Ｘ参照）の上端部に固定されている。光源１１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）からなり、表示部２と同心の円形に並べられている。ＬＥＤからの光は、赤、緑等の有色としても、白色としてもよい。ＬＥＤの投光軸が表示部２の軸方向に沿うようにして、各ＬＥＤは基板１８に下向きに取り付けられている。
基板１８には、接続用端子３５，３６が立設されている。これらの端子３５，３６は、表示部２同士を連結した状態で、隣接する表示部２の基板同士を接続するためのものであり、これらの端子３５，３６を通じて、ケース４内の回路基板と各表示部２の基板１８とが電気的につながり回路を構成する。なお、上述の接続用端子を含む構成は、特開平７−２８２６０５号公報に記載された構成と同様のものである。また、この構成に代えて、各基板１８への給電および信号伝達にリード線等を利用してもよい。
【００１７】
透光部材１２は、環状部材であり、中央に軸方向に延びる嵌合孔４０（図３参照）を有している。透光部材１２は、周方向を切る断面形状が略直角三角形形状に形成されている。
透光部材１２は、例えば、メタクリル樹脂等の透光性の合成樹脂からなり、無色透明である。
透光部材１２は、光源１１からの光を内部に入射させる入射面４１と、この入射面４１から内部に入った光の一部を内面反射する上述の第１の反射面１６と、第１の反射面１６で反射された光を出射する出射面４２とを有している。透光部材１２の内部に、光を導く光路が形成されている。
【００１８】
入射面４１は、軸方向の上端面にあり、光源１１と対向した平坦面により形成されている。出射面４２は、グローブ１５の内周面３１と対向して配置され、円周面からなる。第１の反射面１６は、円錐面からなるテーパ状傾斜面４３に形成されている。
透光部材１２では、光源１１からの光（図２のＬ１参照）は入射面４１を透過して内部を進み、第１の反射面１６へ到達する。光源１１からの光の一部は、第１の反射面１６で略直角に進路を曲げて、グローブ１５に向けて内面反射し、反射光（図２のＬ２参照）になる。また、残りの光は、第１の反射面１６でほぼ直進して透過し、透過光（図２のＬ３参照）となる。
【００１９】
ここで、第１の反射面１６で透過する光と反射される光との割合は、透光部材１２の材質や、第１の反射面１６とこれに入る光線との角度等により適宜決められる。
支柱１４は、透光部材１２の嵌合孔４０を挿通し、軸方向に延びる円筒形状の柱状部材である。支柱１４の下端に延設される反射部材１３の円錐面等のテーパ状傾斜面４５に第２の反射面１７が設けられている。支柱１４と反射部材１３とは、一体に形成されており、上方および下方に隣接する表示部２、カバー３およびケース４と連結するための連結部材１９を構成している。連結部材１９の支柱１４の上端部で、光源１１を取り付ける基板１８と接続されている。この基板１８を介して、上方の表示部２の連結部材１９が連結されている。また、連結部材１９の反射部材１３の下端部には、下方に隣接する表示部２の基板１８の外周縁部３７等が嵌まる嵌合凹部４６が形成されている。このように、支柱１４等を介して、光源１１、第１の反射面１６および第２の反射面１７が互いに位置合わせされている。
【００２０】
反射部材１３は、円錐台形状に形成され、その外周面のテーパ状傾斜面４５は、透光部材１２のテーパ状傾斜面４３と対向するように形成されている。テーパ状傾斜面４５および支柱１４の外周面４７は、例えば、アルミニウム蒸着が施され、これにより光を全反射する全反射面とされ、その一部に第２の反射面１７が設けられている。
第２の反射面１７は、光源１１から見て第１の反射面１６と重なるように配置されて、第１の反射面１６と比較してほぼ同程度に、より詳細には第１の反射面１６よりもやや大きく形成されている。また、第２の反射面１７が、軸方向に進む光を径方向の外方へ向けて略直角に進路を曲げて全反射させるように、テーパ状傾斜面４５は軸方向と所定角度をなして形成されている。
【００２１】
また、第１および第２の反射面１６，１７は、側方となる径方向から見たときに、その大部分同士が互いに重なり合わないようにして配置されている。これにより、第２の反射面１７からの反射光は、第１の反射面１６によりほとんど遮られることなく、直接グローブ１５に入射することができる。
また、第１および第２の反射面１６，１７は、側方となる径方向から見たときに、グローブ１５の上下方向の大部分と重なり合っている。これにより、両反射面１６，１７が互いに協働して、グローブ１５のほぼ全体に向けて光を反射できるようにされている。
【００２２】
支柱１４および透光部材１２には、互いに接続するための接続構造２０が設けられている。図２および図３を参照する。
この接続構造２０は、支柱１４および透光部材１２にそれぞれ形成された互いに嵌合する嵌合部４８，４４を有している。これらの嵌合部４４，４８同士が互いに嵌合することにより、透光部材１２が支柱１４に取り付けられている。
支柱１４の嵌合部４８は、支柱１４の上端近傍の外周面に形成された嵌合円周面からなる。また、支柱１４の上端近傍には、係合爪４９が形成されている。なお、図２は、嵌合部４８および係合爪４９がともに図示される断面とされている。嵌合円周面と、係合爪４９とは、周方向に並んで形成されている。支柱１４には、その上端部から所定深さで上下方向に延びる溝が形成され、この溝が、嵌合円周面と、係合爪４９とを離間させている。これにより、係合爪４９は、その弾性による可撓性を有している。係合爪４９は、径方向の外方に突出した鉤状に形成されている。また、支柱１４には、透光部材１２を受けて支持する環状の座部５０が形成されている。
【００２３】
透光部材１２の嵌合部４４は、その中央に形成された嵌合孔４０の周縁部である。
接続構造２０では、透光部材１２の嵌合孔４０に支柱１４の上部を嵌め込み、支柱１４の座部５０に嵌合孔４０の周縁部の下面を当接させると、嵌合孔４０の周縁部と支柱１４の嵌合円周面とが直接に嵌まり合う。これにより透光部材１２が径方向にがたつきなく位置決めされる。また、同時に嵌合孔４０の周縁部が、座部５０と係合爪４９との間に挟持されて係合され、これにより、透光部材１２が軸方向にがたつきなく位置決めされる。
【００２４】
なお、接続構造２０は、上述の構造に限定されない。例えば、図４の斜視図に示すように、透光部材１２が、支柱１４を挿通させる環状をなし、且つ径方向に沿って分割された複数の分割体２１，２２を互いに嵌め合わせて構成されるようにしてもよい。分割体２１，２２同士の嵌合には、互いに嵌合するピン２３と孔２４とを設けてもよい。この他、接続構造２０は、公知の構造を利用できる。
表示部２では、光源１１からの光は、軸方向に下方に向けて照射される。光源１１からの光は、周囲からの視認性を得るのに十分な強さで且つ広い角度範囲で照射される。上述の強さの光の照射範囲内に、第１の反射面１６の径方向のほぼ全域が含まれる。光は第１の反射面１６で透過光と反射光とに分岐される。
【００２５】
第１の反射面１６の分岐後の透過光（図２のＬ３参照）は、第２の反射面１７で全反射され（図２のＬ４参照）、グローブ１５の下部から主に放光される。また、第１の反射面１６での分岐後の反射光は（図２のＬ２参照）、透光部材１２の内部を進み、出射面４２を透過して、グローブ１５の上部から主に放光される。このように、光源１１からの光はグローブ１５のほぼ全体から満遍なく広く放光され、しかも、光源１１からの光は、確実に外部へ放光される。
【００２６】
また、第１および第２の反射面１６，１７は、軸方向に離間して配置されているので、各反射面１６，１７による反射光、特に、光源１１からの光のなかでも強い光は、軸方向に互いに離間する複数の位置でグローブ１５を通り、分散して放光される。従って、複数の強い光により、信号表示灯１の視認性を高めることができる。
また、表示部２では、複数の光源１１が周方向に並んでいるので、グローブ１５には、周方向に延びる帯状の光が放光される。
【００２７】
また、光源１１からの光で、両反射面１６，１７に向けられない光は、直接にグローブ１５を透過して、または、支柱１４の反射面で反射されてグローブ１５から放光される。
また、図５（ａ）に示す本発明の実施形態と、図５（ｂ）に示す軸方向にずらした複数の全反射面９３，９４を設けた従来の構成とを、グローブの大きさを同じとして比較する。本発明では、拡がり角度Ｄ１の範囲の単一の光源１１からの光は、第１の反射面１６で、光の拡がり角度を維持されて反射され、または透過し（反射光の拡がり角度範囲Ｄ２＝透過光の拡がり角度範囲Ｄ３＝Ｄ１）、透過光はそのまま第２の反射面１７で反射される。その結果、光源１１からの上述の光は、グローブ１５の外周面３２で、図５にハッチングを施したように２つの大きなスポット状になる。これに対して、従来の構成では、拡がり角度Ｄ１の範囲の単一の光源１１からの光は、その中の一部の光が全反射面９３で反射され（角度範囲Ｄ５）、残りの光が全反射面９４で反射される（角度範囲Ｄ６）。その結果、光源からの光がグローブ１５の外周面３２で、本発明の場合に比べて小さな２つのスポット状になる。
【００２８】
第２実施形態の信号表示灯は、図６の断面図に示すように、第１実施形態の透光部材１２の入射面４１に凸レンズ２５を形成している。
第２実施形態は、第１実施形態と以下の点で異なり、それ以外の点については、同様に構成されているものであり、同じ符号を付して説明を省略する。また、以下で説明する他の実施形態についても同様である。
透光部材１２は、入射面４１に形成された凸湾曲面５１を有している。この凸湾曲面５１は、光源１１と対向する位置に配置され、複数の光源１１に対応して複数個が設けられている。各凸湾曲面５１に対応する透光部材１２の領域が上述の凸レンズ２５を構成している。光源１１からの光は、透光部材１２内部で収束するように、凸湾曲面５１で屈折して内部に入射される。入射面４１を透過するときに凸レンズ２５により収束された光の一部は、第１の反射面１６により、グローブ１５に向けて内面反射され、残りの光は第１の反射面１６を透過し第２の反射面１７に向かう。
【００２９】
第３実施形態の信号表示灯は、図７の断面図に示すように、第１実施形態の透光部材１２の入射面４１に凹レンズ２６を形成している。
透光部材１２は、入射面４１に形成された凹湾曲面５２を有している。この凹湾曲面５２は、光源１１と対向する位置に配置され、複数の光源１１に対応して複数個が設けられている。各凹湾曲面５２に対応する透光部材１２の領域が上述の凹レンズ２６を構成している。光源１１からの光は、透光部材１２内部で拡散するように、凹湾曲面５２で屈折して内部に入射される。入射面４１を透過するときに凹レンズ２６により拡散された光の一部は、第１の反射面１６により、グローブ１５に向けて内面反射され、残りの光は第１の反射面１６を透過し第２の反射面１７に向かう。
【００３０】
このように本発明の各実施形態によれば、互いに離間した複数の反射面１６，１７を用いて、各反射面１６，１７に対応するグローブ１５の複数の位置から分散放光でき、信号表示灯１の高い視認性を確保することができる。
また、第１反射面１６で光を透過できるので、各反射面１６，１７の大きさを広く確保しつつ第１反射面１６と第２反射面１７とを光源１１から見て重なり合わせて配置できる。その結果、複数の全反射面を径方向にずらした従来の構成に比べて、各反射面１６，１７の大きさに応じて決まるいわゆる視野角を広く確保しつつ信号表示灯１を小型化することができる。
【００３１】
換言すれば、信号表示灯１の大きさをほぼ同じにする場合には、各反射面１６，１７を大きくできるので、これに応じていわゆる視野角を広くできる結果、視認性を高めることができる。
なお、通例、反射面の大きさと視野角とはほぼ比例関係にある。というのは、光源１１からの光が、視認性を得るのに十分な強さで且つ反射面に対応する角度範囲よりも十分に広い角度範囲に向けて照射されるからである。
【００３２】
また、第２の反射面１７は全反射面であり、特に第１の反射面１６からの透過光を全反射できるので、光が無駄に透過されることを防止できる。従って、第２の反射面１７に代えて第１の反射面１６と同様の光を透過させつつ反射する反射面を設ける場合に比べて、最大効率で光を確実に有効利用することができる。
また、第２の反射面１７が光をグローブ１５に向けて全反射するので、光の有効利用に好ましい。
【００３３】
また、第２実施形態では、光を収束させる凸レンズ２５により、光を強めることができるので、視認性をより一層高めることができる。
また、第３実施形態では、光を拡散させる凹レンズ２６により、光の拡がり角度範囲を広げることができるので、より一層満遍なく放光することができる。
しかも、第２および第３実施形態では、透光部材１２を各レンズ２５，２６の支持部材に兼用できるので、透光部材１２とは別にレンズの支持部材を設けずに済む結果、信号表示灯１の構造を簡素化できる。
【００３４】
また、各実施形態では、透光部材１２を支柱１４に組み付けるだけで、両反射面１６，１７を互いに位置合わせした状態で容易且つ簡便に組み立てることができる。
また、接続構造２０は、支柱１４および透光部材１２の嵌合部４８，４４同士を嵌めることにより、透光部材１２を支柱１４へ容易に取り付けることができる。
【００３５】
また、嵌合部４８，４４同士が直接係合できるので、両反射面１６，１７を精度良く位置合わせできる。さらに、嵌合部４８，４４同士は、がたつきなく嵌合できるので、確実に高精度に位置合わせできる。
しかも、各嵌合部４８，４４は対応する支柱１４および透光部材１２と一体に形成できるので、構造を簡素化できる。
なお、光源１１は軸線上に一つを配置してもよいし、複数の同心円上に配置するようにしてもよい。
【００３６】
また、第１の反射面１６および第２の反射面１７の少なくとも一方を、複数設けてもよい。また、第１の反射面１６および第２の反射面１７の間隔は特に限定されない。例えば、両反射面１６，１７の大部分同士が、径方向から見たときに、互いに重なり合って配置されていてもよい。また、両反射面１６，１７が、径方向から見たときに、互いに重なり合わずに配置されていてもよい。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す信号表示灯の外観斜視図である。
【図２】図１に示す表示部の断面図である。
【図３】接続構造の斜視図である。
【図４】接続構造の変形例の斜視図である。
【図５】図１に示す表示部の光の放光状態を示す模式図であり、（ａ）に本発明の実施形態での状態を図示し、（ｂ）に従来の構造での放光状態を図示している。
【図６】本発明の第２実施形態を示す信号表示灯の主要部の断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態を示す信号表示灯の主要部の断面図である。
【図８】従来の信号表示灯の主要部の断面図である。
【符号の説明】
１  信号表示灯
１１  光源
１２  透光部材
１４  支柱
１５  グローブ
１６  第１の反射面
１７  第２の反射面
２５  凸レンズ
２６  凹レンズ
４１  入射面
４４  透光部材の嵌合部
４５  テーパ状傾斜面
４８  支柱の嵌合部
Ｌ１  光源からの光
Ｌ２  第１の反射面での反射光
Ｌ３  透過光
Ｌ４  第２の反射面での反射光
【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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【図８】
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