(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロイダルレンズと、複数の光源としてのＬＥＤと、該複数のＬＥＤが前記トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に配置された回路基板と、前記トロイダルレンズと一体に形成され、前記トロイダルレンズの焦点の円弧と前記複数のＬＥＤが配置された円弧が一致するように前記回路基板を位置決めして収容した枠体とを備えるＬＥＤ式灯具ユニットであって、
複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置することができ、該配置によって前記トロイダルレンズが単一の円環を形成する扇形状に形成され、
前記枠体が、前記トロイダルレンズの上下一側縁から前記扇形の中心部に延長され、前記回路基板が水平に位置決め固定された扇形状の水平板と、前記トロイダルレンズの長手方向の両側縁部から前記扇形の中心部に延長された側板と、前記扇形の中心部に延長された前記水平板及び前記側板の延長端を相互に連結する連結板とを有し、前記連結部に、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットが組み付けられてＬＥＤ式灯具を形成する支柱に対する取付部が形成されている
ことを特徴とするＬＥＤ式灯具ユニット。
【請求項２】
前記側板は、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置したとき互いに隣接する当該ＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部を有する
ことを特徴とする請求項１記載のＬＥＤ式灯具ユニット。
【請求項３】
複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に積み重ねたとき互いに隣接する当該ＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部を備える
ことを特徴とする請求項１又は２記載のＬＥＤ式灯具ユニット。
【請求項４】
前記側板に、前記回路基板に配置された両端の前記ＬＥＤを収容する開口を形成した
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ式灯具ユニット。
【請求項５】
前記側板に、前記回路基板に配置された両端の前記ＬＥＤを収容するとともに、該収容したＬＥＤの発する光を前記トロイダルレンズに直接入射させる窓孔を形成した
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ式灯具ユニット。
【請求項６】
複数の請求項１〜５の何れかに記載の前記ＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に複数積み重ねて構成した
ことを特徴とする灯台用ＬＥＤ式灯具。
【請求項７】
複数の請求項１〜５の何れかに記載の前記ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置するとともに鉛直方向に積み重ねて構成した
ことを特徴とする灯台用ＬＥＤ式灯具。
【請求項８】
請求項７記載のＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置した
ことを特徴とするＬＥＤ式灯台。
【請求項９】
塔上のフード内の収容した複数の請求項６記載の前記灯台用ＬＥＤ式灯具を、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した状態から相互の角度位置関係を保って離間するように径方向に移動した位置に設置した
ことを特徴とするＬＥＤ式灯台。
【請求項１０】
前記灯台用ＬＥＤ式灯具の陸側又は港側に配置される前記ＬＥＤ式灯具ユニットの数を０とするか、又は海上向きに配置される前記ＬＥＤ式灯具ユニットの数よりも少なくした
ことを特徴とする請求項８又は９に記載のＬＥＤ式灯台。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤ式灯具ユニット、灯台用ＬＥＤ式灯具及びＬＥＤ式灯台に係り、特に、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を使用した灯台用ＬＥＤ式灯具を形成するのに適したＬＥＤ式灯具ユニット、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを組み立てて構成した灯台用ＬＥＤ式灯具、及び該灯台用ＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置したＬＥＤ式灯台に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源にＬＥＤを利用したこの種のＬＥＤ式灯具は、消費電力が少なく断線事故が少ないため、海上航路標識用の灯具として適用されるようになってきた。従来、この種のＬＥＤ式灯具として、ＬＥＤをその発する光がいずれも水平方向に向くように回路基板の水平円周上に複数放射状に配置し、その外方にＬＥＤの発する光を水平全周方向に集束するレンズを配置して構成したユニットを複数積み重ねたものが知られている（例えば、特許文献1参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１３５１０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のＬＥＤ式灯具は、回路基板の水平円周上に複数のＬＥＤを放射状に配置したユニットを、灯具として必要な光度となるように複数積み重ねて構成されているので、３６０度の全周方向に光を発射することが必要とされる海上航路標識用の灯具、すなわち、海上に浮かべた海上ブイとして使用するには適している。
【０００４】
なお、上述した従来のＬＥＤ式灯具を、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台などに適用した場合、不要な発光を抑え電源の電力消費を低減することによって、高価な太陽電池や蓄電池の小型化のため、港側或いは陸側のＬＥＤの全部或いは一部を点灯させないようにして使用することが考えられる。しかしながら、組み込まれている大量のＬＥＤを点灯しないままにして使用される灯具は、コストパフォーマンスが良くなく、必要以上に高価なものとなってしまう問題がある。
【０００５】
そこで、灯台の設置場所に応じて、回路基板の水平円周上に放射状に配置すべきＬＥＤのうち点灯されないＬＥＤを組み込まず、点灯されないＬＥＤが組み込まれないユニットを別個に制作することも考えられるが、このような対処の仕方では、多品種少量生産となってしまい、ユニットのコストを低減することができず、点灯しない大量のＬＥＤを組み込んだ灯具と変わらず高価なものとなってしまう。
【０００６】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台などに適用した場合、コストアップすることなく灯台用ＬＥＤ式灯具に点灯されないＬＥＤが組み込まれないようにできるＬＥＤ式灯具ユニットを提供することを課題としている。
【０００７】
本発明はまた、上述した現状に鑑み、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台などに適用した場合、コストアップすることなく灯台用ＬＥＤ式灯具に点灯されないＬＥＤが組み込まれないようにできるＬＥＤ式灯具ユニットを使用してコストダウンを図った灯台用ＬＥＤ式灯具及び該灯台用ＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置したＬＥＤ式灯台を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためになされた請求項１に係るＬＥＤ式灯具ユニットは、トロイダルレンズと、複数の光源としてのＬＥＤと、該複数のＬＥＤが前記トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に配置された回路基板と、前記トロイダルレンズと一体に形成され、前記トロイダルレンズの焦点の円弧と前記複数のＬＥＤが配置された円弧が一致するように前記回路基板を位置決めして収容した枠体とを備えるＬＥＤ式灯具ユニットであって、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置することができ、該配置によって前記トロイダルレンズが単一の円環を形成する扇形状に形成され、前記枠体が、前記トロイダルレンズの上下一側縁から前記扇形の中心部に延長され、前記回路基板が水平に位置決め固定された扇形状の水平板と、前記トロイダルレンズの長手方向の両側縁部から前記扇形の中心部に延長された側板と、前記扇形の中心部に延長された前記水平板及び前記側板の延長端を相互に連結する連結板とを有し、前記連結部に、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットが組み付けられてＬＥＤ式灯具を形成する支柱に対する取付部が形成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、ＬＥＤ式灯具ユニットは、トロイダルレンズと複数の光源としてのＬＥＤと回路基板と枠体とを備え、回路基板には複数のＬＥＤがトロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に配置され、トロイダルレンズと一体に形成された枠体には、トロイダルレンズの焦点の円弧と複数のＬＥＤが配置された円弧が一致するように回路基板が位置決めして収容されており、複数のＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置することができ、この配置によってトロイダルレンズが単一の円環を形成する扇形状に形成されているので、必要な角度方向に必要な光度の光を発射することができる数のＬＥＤ式灯具ユニットを、水平面上に隣接して配置するとともに積み重ねることによって、必要な角度方向に必要な光度の光を発射することができる灯台用ＬＥＤ式灯具を構成することができ、必要な数のＬＥＤ式灯具ユニットを、トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて配置することができる。
【００１１】
また、請求項１記載の発明によれば、枠体が扇形状の水平板と側板と連結板とを有し、トロイダルレンズの上下一側縁から扇形の中心部に延長された水平板とトロイダルレンズの長手方向の両側縁部から前記扇形の中心部に延長された側板の延長端が連結板により連結され、水平板には回路基板が水平に位置決め固定され、連結部には複数のＬＥＤ式灯具ユニットが組み付けられてＬＥＤ式灯具を形成する支柱に対する取付部が形成されているので、各ＬＥＤ式灯具ユニットは十分な強度を有するものとして構成され、必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる数のＬＥＤ式灯具ユニットを、その連結部の取付部を支柱に取り付けることで、トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置するとともに積み重ねることができる。
【００１２】
請求項２に係るＬＥＤ式灯具ユニットは、請求項１記載のＬＥＤ式灯具ユニットにおいて、前記側板は、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置したとき互いに隣接する当該ＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、側板が有する嵌合部は、複数のＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置したとき互いに隣接するＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めするので、トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの複数のＬＥＤが等間隔で放射状に配置される水平面は同一面に保たれることができる。
【００１４】
請求項３に係るＬＥＤ式灯具ユニットは、請求項１又は２記載のＬＥＤ式灯具ユニットにおいて、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に積み重ねたとき、互いに隣接する当該ＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明によれば、ＬＥＤ式灯具ユニットが備える嵌合部が、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に積み重ねたとき互いに隣接するＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めするので、鉛直方向に積み重ねたＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズの曲率半径の中心は一致された状態に保たれることができる。
【００１６】
請求項４に係るＬＥＤ式灯具ユニットは、請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ式灯具ユニットにおいて、前記側板に、前記回路基板に配置された両端の前記ＬＥＤを収容する開口を形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、側板には、回路基板に配置された両端のＬＥＤを収容する開口が形成されているので、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤは、側板の存在にもかかわらず、トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に連続して配置されることができる。
【００１８】
請求項５に係るＬＥＤ式灯具ユニットは、請求項１〜３の何れかに記載のＬＥＤ式灯具ユニットにおいて、前記側板に、前記回路基板に配置された両端の前記ＬＥＤを収容するとともに、該収容したＬＥＤの発する光を前記トロイダルレンズに直接入射させる窓孔を形成したことを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、側板には、回路基板に配置された両端のＬＥＤを収容するとともに、該収容したＬＥＤの発する光をトロイダルレンズに直接入射させる窓孔が形成されているので、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤは、側板の存在にもかかわらず、トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に連続して配置され、しかも、側板に邪魔されることなく、窓孔に配置されたＬＥＤが発する光が隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズにも入射されることができる。
【００２０】
請求項６に係る灯台用ＬＥＤ式灯具は、複数の請求項１〜５の何れかに記載の前記ＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に複数積み重ねて構成したことを特徴とする。
【００２１】
請求項６記載の発明によれば、灯台用ＬＥＤ式灯具は、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを鉛直方向に複数積み重ねて構成されるので、必要な光度の光を放射することができる。
【００２２】
請求項７に係る灯台用ＬＥＤ式灯具は、複数の請求項１〜５の何れかに記載の前記ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置するとともに鉛直方向に積み重ねて構成したことを特徴とする。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、灯台用ＬＥＤ式灯具は、複数のＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置するとともに鉛直方向に積み重ねて構成されるので、必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる。
【００２４】
請求項８に係るＬＥＤ式灯台は、請求項７記載のＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置したことを特徴とする。
【００２５】
請求項８記載の発明によれば、ＬＥＤ式灯台は、ＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置されるので、必要な光度の光を必要な角度方向に放射することができる。
【００２６】
請求項９に係るＬＥＤ式灯台は、塔上のフード内の収容した複数の請求項６記載の前記灯台用ＬＥＤ式灯具を、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットを前記トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した状態から相互の角度位置関係を保って離間するように径方向に移動した位置に設置したことを特徴とする。
【００２７】
請求項９記載の発明によれば、ＬＥＤ式灯台は、塔上のフード内の収容した複数の灯台用ＬＥＤ式灯具が、複数の当該ＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した状態から相互の角度位置関係を保って離間するように径方向に移動した位置に設置されて構成されているので、フードの半径がトロイダルレンズの曲率半径に比べて大きな場合であっても、フード内径に相当する外形を有する灯台用ＬＥＤ式灯具を備えたＬＥＤ式灯台として機能されることができる。
【００２８】
請求項１０に係るＬＥＤ式灯台は、請求項８又は９に記載のＬＥＤ式灯台において、前記灯台用ＬＥＤ式灯具の陸側又は港側に配置される前記ＬＥＤ式灯具ユニットの数を０とするか、又は海上向きに配置される前記ＬＥＤ式灯具ユニットの数よりも少なくしたことを特徴とする。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、ＬＥＤ式灯台は、灯台用ＬＥＤ式灯具の陸側又は港側に配置されるＬＥＤ式灯具ユニットの数が０とするか、又は海上向きに配置されるＬＥＤ式灯具ユニットの数よりも少なくされているので、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台が構成されることができる。
【発明の効果】
【００３０】
請求項１記載の発明によれば、必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる数のＬＥＤ式灯具ユニットを、水平面上に隣接して配置するとともに積み重ねることによって、必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる灯台用ＬＥＤ式灯具を構成することができるので、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台などに適用した場合、コストアップすることなく灯台用ＬＥＤ式灯具に点灯されないＬＥＤが組み込まれないようにできるＬＥＤ式灯具ユニットを提供することができる。また、必要な数のＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて配置できるので、従来と変わらない形状の灯具も構成することができる。
【００３１】
また、請求項１記載の発明によれば、各ＬＥＤ式灯具ユニットは十分な強度を有するものとして構成され、各必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる数のＬＥＤ式灯具ユニットを、その連結部の取付部を支柱に取り付けることで、トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置したり、積み重ねることができるので、必要な角度方向に必要な光度の光を放射することができる十分に堅牢な灯台用ＬＥＤ式灯具を容易に構成することができる。
【００３２】
請求項２記載の発明によれば、トロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの複数のＬＥＤが等間隔で放射状に配置される水平面は同一面に保たれるので、ＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置して灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤが発する光の上下方向の発散角度は同一に保たれることができる。
【００３３】
請求項３記載の発明によれば、鉛直方向に積み重ねたＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズの曲率半径の中心は一致された状態に保たれるので、鉛直方向に積み重ねて灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、積み重ねられたＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤが発する光の水平方向の発散角度は同一に保たれることができる。
【００３４】
請求項４記載の発明によれば、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤは、側板の存在にもかかわらず、トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に連続して配置されるので、ＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置して灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの境目でも、他の部分と同様にＬＥＤが等間隔で配置されることができる。
【００３５】
請求項５記載の発明によれば、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤは、側板の存在にもかかわらず、トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に連続して配置され、しかも、側板に邪魔されることなく、窓孔に配置されたＬＥＤが発する光が隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズにも入射されるので、ＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置して灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの境目でも、他の部分と同様にＬＥＤが等間隔で配置され、しかも、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズから発散される光度に差異がなくなり、周方向での光度が均一に保たれることができる。
【００３６】
請求項６記載の発明によれば、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを積み重ねることにより、必要な光度の光を放射する灯台用ＬＥＤ式灯具が得られる。
【００３７】
請求項７記載の発明によれば、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置するとともに積み重ねることにより、必要な角度方向に必要な光度の光を放射する灯台用ＬＥＤ式灯具が得られる。
【００３８】
請求項８記載の発明によれば、複数のＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置するとともに積み重ねたうえで、塔上のフード内に収容することにより、コストアップすることなく必要な光度の光を必要な角度方向に放射するＬＥＤ式灯台が得られる。
【００３９】
請求項９記載の発明によれば、フードの半径がトロイダルレンズの曲率半径に比べて大きな場合であっても、フード内径に相当する外形を有する灯台用ＬＥＤ式灯具を備えたＬＥＤ式灯台として機能されるので、フード内径に応じたＬＥＤ式灯具ユニットを用意する必要がなく、コストダウンを図ることができる。
【００４０】
請求項１０記載の発明によれば、陸側の灯火が必要とされない岬の先端などに設置される灯台や、利用者から灯台までの距離が近い港側或いは陸側の光度を低減することができる港の防波堤に設置される灯台が構成されるので、コストアップすることなく灯台用ＬＥＤ式灯具に点灯されないＬＥＤが組み込まれないようにでき、灯台用ＬＥＤ式灯具を塔上のフード内に収容して設置したＬＥＤ式灯台を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明に係るＬＥＤ式灯具ユニットの一実施形態を示す斜視図である。同図において、ＬＥＤ式灯具ユニット１０は、円筒レンズ（シリンドリカルレンズ）を長手方向に湾曲させたレンズであるトロイダルレンズ１１と、複数の光源としてのＬＥＤ１２と、複数のＬＥＤ１２がトロイダルレンズ１１の焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に配置されたプリント回路基板１３と、透明な樹脂材料の一体成型によってトロイダルレンズ１１と一体に形成され、トロイダルレンズ１１の焦点の円弧と複数のＬＥＤ１２が配置された円弧が一致するように回路基板１３を位置決めして収容した枠体１４とを備えている。
【００４２】
ＬＥＤ式灯具ユニット１０は、図２に簡略化して示すように、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０をトロイダルレンズ１１の曲率半径の中心Ｏを一致させて水平面上に隣接して配置することができ、この配置によってトロイダルレンズ１１が単一の円環を形成する扇形状に形成されている。図示の例では、６０度に広がった扇形に形成されているが、上記条件を満たすものであれば、３０度、４５度などの角度でもよい。
【００４３】
プリント回路基板１３は、図３の斜視図及び図４の断面図に示すように、複数のＬＥＤ１２がトロイダルレンズ１１の焦点の円弧と同一形状の円弧上に例えば２度の等間隔で放射状に配置された円弧状のＬＥＤ搭載プリント回路基板１３ａと、ＬＥＤ搭載プリント回路基板１３ａと、この回路基板１３ａに配置された複数のＬＥＤ１２を点灯駆動するＬＥＤ駆動回路を構成する電子部品１３ｃとを搭載した駆動回路搭載プリント回路基板１３ｂを有する。
【００４４】
駆動回路搭載プリント回路基板１３ｂは、この回路基板１３ｂ上に搭載された円弧状のＬＥＤ搭載プリント回路基板１３ａに配置されたＬＥＤ１２がトロイダルレンズ１１の焦点の円弧に位置するように、スペーサ１３ｃを介して水平板１４ａ上にねじ１３ｄとナット１３ｅによって水平に固定されている。
【００４５】
なお、図１において、１５は回路基板１３上の駆動回路の動作とＬＥＤ１２の点灯に必要な電力を供給するための電力線と、ＬＥＤ点灯のための制御信号を伝送する信号線とを有するケーブルであり、ケーブル１５の端末にはコネクタ１６が設けられている。端末にコネクタ１６を有するケーブル１５は、後述する支柱の中空部を通じて導かれ、ＬＥＤを所定の周期で間欠点灯させる制御部や太陽電池などによって充電される蓄電池に接続される。
【００４６】
枠体１４は、図５の斜視図に示すように、トロイダルレンズ１１の下側縁から扇形の中心部に延長され、回路基板１３が水平に位置決め固定される扇形状の水平板14ａと、トロイダルレンズ１１の長手方向の両側縁部から扇形の中心部に延長された側板１４ｂ及び１４ｃと、扇形の中心部に延長された水平板１４ａ並びに側板１４ｂ及び１４ｃの延長端を相互に連結する連結板１４ｄとを有する。連結部１４ｄには、詳細には後述するように、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０が組み付けられてＬＥＤ式灯具を形成する支柱に対する取付部が形成されている。
【００４７】
なお、図示の例では、軽量化のために側板１４ｂ及び１４ｃと連結板１４ｄには孔が穿たれており、連結板１４ｄに穿った孔を通じてケーブル１５が引き出されている。また、水平板１４ａはトロイダルレンズ１１の下側縁から扇形の中心部に延長されているが、上側縁から延長されていてもよい。
【００４８】
枠体１４の側板１４ｂ及び１４ｃは、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０をトロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置したとき互いに隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部１４ｂ１及び１４ｃ１をそれぞれ有し、図１に示す例では、嵌合部１４ｂ１及び１４ｃ１は凸部と凹部とからなっている。
【００４９】
また、各ＬＥＤ式灯具ユニット１０は、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０を鉛直方向に積み重ねたとき互いに隣接するＬＥＤ式灯具ユニット間で相互に嵌合して位置決めする嵌合部１１ａ及び１１ｂを備え、図１及び図４に示す例では、嵌合部１１ａ及び１１ｂがトロイダルレンズ１１の上縁に沿って突出された凸部と下縁に沿って窪まされた凹部とからなっている。
【００５０】
上述した６０度の扇形状ＬＥＤ式灯具ユニット１０によって３６０度の全周方向にＬＥＤ１２の光を放射する灯台用ＬＥＤ式灯具を構成するには、図６に示すように、６個のＬＥＤ式灯具ユニット１０が、トロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置されるように、各ＬＥＤ式灯具ユニット１０の枠体１４の連結部１４ｄに形成された取付部であるねじ挿通孔１４ｄ１を通じて挿入したねじ１４ｅを円筒状の支柱２０のねじ孔２１にねじ込み固定される。
【００５１】
この取付の際に、側板１４ｂ及び１４ｃの嵌合部１４ｂ１及び１４ｃと、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０の側板１４ｃ及び１４ｂの嵌合部１４ｃ１及び１４ｂ１とが相互に嵌合してに位置決めするので、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの複数のＬＥＤが等間隔で放射状に配置される水平面は同一面に保たれ、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０を水平面上に隣接して配置して灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０のＬＥＤ１２が発する光の上下方向の発散角度は同一に保たれることができる。したがって、６個のＬＥＤ式灯具ユニット１０が円筒状の支柱２０にねじ固定された状態では、全体を一枚の円盤として取り扱うことができる。
【００５２】
また、上述した６０度の扇形状ＬＥＤ式灯具ユニット１０によって、２４０度の角度方向に必要な光度の光を放射する灯台用ＬＥＤ式灯具を構成するには、図７に示すように、２４０度の角度方向に光を放射するのに必要な４個のＬＥＤ式灯具ユニット１０が、トロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置されるように、各ＬＥＤ式灯具ユニット１０の枠体１４の連結部１４ｄに形成された取付部であるねじ挿通孔１４ｄ１を通じて挿入したねじ１４ｅを円筒状の支柱２０のねじ孔２１にねじ込み固定されるとともに、必要な光度の光を放射するのに必要な４個のＬＥＤ式灯具ユニット１０が、トロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて鉛直方向に積み重ねられて配置されるように、各ＬＥＤ式灯具ユニット１０の枠体１４の連結部１４ｄに形成された取付部であるねじ挿通孔１４ｄ１を通じて挿入したねじ１４ｅを円筒状の支柱２０のねじ孔２１にねじ込み固定される。なお、図示の場合、１２０度の範囲には、ＬＥＤ式灯具ユニット１０が１つも配置されていないが、この範囲に、モニタ用として例えば１段分、或いは、光度を低減するため段数を少なくしたＬＥＤ式灯具ユニット１０を配置してもよい。
【００５３】
この取付の際に、トロイダルレンズ１１の上縁に沿って突出された凸部と下縁に沿って窪まされた凹部とからなる嵌合部１１ａ及び１１ｂが互いに嵌合して鉛直方向に積み重ねたとき互いに隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０間で相互に位置決めされて、鉛直方向に積み重ねたＬＥＤ式灯具ユニットのトロイダルレンズ１１の曲率半径の中心は一致された状態に保たれることができる。したがって、鉛直方向に積み重ねて灯台用ＬＥＤ式灯具を構成しても、積み重ねられたＬＥＤ式灯具ユニット１０のＬＥＤ１２が発する光の水平方向の発散角度は同一に保たれることができる。
【００５４】
ＬＥＤ式灯具ユニット１０を水平面上に隣接して配置したとき、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０間に枠体１４の側板１４ｂ及び１４ｃが存在することになり、枠体１４内に収容されるＬＥＤ搭載回路基板１３ａはその分小さくなり、回路基板１３ａの円弧上に等間隔で放射状に配置されたＬＥＤ１２が全て側板１４ｂ及び１４ｃの内側に有ると、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０間において、トロイダルレンズ１１から放射される光度が他の部分に比べて小さくなり、光度の欽一性が崩れるようになる。このような光度の均一性の崩れを防ぐには、図８に示すように、ＬＥＤ式灯具ユニット１０の枠体１４の側板１４ｂ及び１４ｃにＬＥＤ搭載回路基板１３ａの両端部とそこに配置されたＬＥＤ１２とを収容する開口１４ｂ２及び１４ｃ２を形成すればよい。
【００５５】
このような開口１４ｂ２及び１４ｃ２を形成することにより、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニットのＬＥＤは、側板の存在にもかかわらず、トロイダルレンズの焦点の円弧と同一の円弧上に等間隔で放射状に連続して配置されることができ、ＬＥＤ式灯具ユニットを水平面上に隣接して配置して構成した灯台用ＬＥＤ式灯具において、隣接するＬＥＤ式灯具ユニットの境目でも、他の部分と同様にＬＥＤ１２が等間隔で配置されることができ、周方向での光度の欽一性が保たれる。
【００５６】
また、光度の均一性の崩れを防ぐには、図９に示すように、ＬＥＤ式灯具ユニット１０の枠体１４の側板１４ｂ及び１４ｃにＬＥＤ搭載回路基板１３ａの両端部とそこに配置されたＬＥＤ１２とを収容し、収容したＬＥＤ１２の発する光をトロイダルレンズ１１に直接入射させる窓孔１４ｂ３及び１４ｃ３を形成すればよい。このような窓孔１４ｂ３及び１４ｃ３を形成することにより、水平面上に隣接して配置した隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０のＬＥＤ１２は、側板１４ｂ及び１４ｃの存在にもかかわらず、側板１４ｂ及び１４ｃに邪魔されることなく、窓孔１４ｂ３及び１４ｃ３に配置されたＬＥＤ１２が発する光が隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０のトロイダルレンズ１１にも入射され、ＬＥＤ式灯具ユニット１０を水平面上に隣接して配置して構成した灯台用ＬＥＤ式灯具において、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０の境目でも、他の部分と同様にＬＥＤ１２が等間隔で配置され、しかも、隣接するＬＥＤ式灯具ユニット１０のトロイダルレンズ１１から発散される光度に差異がなくなり、周方向での光度が均一に保たれる。
【００５７】
上述したように、ＬＥＤ式灯具ユニット１０をトロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置するとともに鉛直方向に積み重ねてＬＥＤ式灯具が構成されるが、図１０に示すように、９０度の扇形状ＬＥＤ式灯具ユニット１０′により構成したＬＥＤ式灯具が塔上のガラス製のフード３０内に収容して設置されたとき、大型の灯台のため、ガラス製のフード３０の図示しない屋根を支える柱３１が設けられている場合には、指向性の高いＬＥＤが発する光が柱３１によって遮られ、灯台の外に放射されなくなる部分ができてしまう。
【００５８】
このような場合には、図１１に示すように、塔上のフード３０内の収容した複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０′を必要な光度分積み重ねて構成した灯台用ＬＥＤ式灯具を、複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０′をトロイダルレンズ１１の曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した状態から相互の角度位置関係を保って離間するように径方向に移動した位置に、支持体２１によって相互の位置関係を保って支柱２０′に設置すればよい。積み重ねて構成した灯台用ＬＥＤ式灯具を径方向に移動した位置に設置する構成は、移動した位置に固定できれば、図１１に示すもので以外の構成でもよい。
【００５９】
この構成によって、フード３０の半径がトロイダルレンズ１１の曲率半径に比べて大きな場合であっても、フード３０内径に相当する外形を有する灯台用ＬＥＤ式灯具を備えたＬＥＤ式灯台として機能されることができ、フード３０の屋根を支持する柱３１が存在しても、ＬＥＤ１２が発する光が柱３１によって遮られることがなく、フード内径に応じたＬＥＤ式灯具ユニット１０を用意する必要がなくなり、コストダウンを図ることができる。
【００６０】
上述した実施形態の複数のＬＥＤ式灯具ユニット１０を使用して構成したＬＥＤ式灯具では、ＬＥＤの劣化や断線により灯具の光度が低下する障害が発生し、修理を行う必要が生じた場合、一段全体を交換することなしに障害が発生したユニットを交換することにより復旧が可能で、部分的な交換が可能であるので、コストの削減が可能となり、補修部品も一段全体でなく、ユニットで用意すれば済むので、この点からもコストを低減する効果がある。
【００６１】
また、灯具を構成するユニットで製造することにより、一段３６０度の灯具を構成するために必要な数だけ量産効果が生じ、製造コストの低減がかのうである。同時に、製造に使用する金型も小さくて済むことから、かなが多大が安価となり、取り扱いも容易である。
【００６２】
さらに、ＬＥＤ搭載回路基板１３ａの原板は、１ｍ四方の定尺で販売されており、基板製造メーカは定尺から適当な寸法で分割して使用することになるが、３６０度のユニットの場合、ＬＥＤ搭載回路基板１３ａ′の直径は約４５ｃｍとなり、図１２の（ａ）に示すように、定尺１ｍ四方の基板を５０ｃｍ四方に４分割し、その上にパターンを描き一段分のユニットを製造することになる。この場合、定尺の基板から４個のユニットしか製造することができない。これに対し、９０度の扇形状ユニットの場合には、図１２（ｂ）に示すように、３３ｃｍ四方のプリント基板で一段分の灯具が製造できるので、定尺の基板から９段分の扇形状ユニットを製造できるようになり、ＬＥＤ搭載回路基板の製造のコストダウンが可能となる。
【００６３】
さらに、３６０度のユニットを１枚の基板や金型で製造すると、製造時に発生する基板などのゆがみがＬＥＤの発光方向に影響を与え、全体に水平を維持することが困難である。これに対し、分割して製造すれば、取り扱う基板の大きさが小さいので基板に起因する光の放射方向に与える影響は小さくなる。また、複数の基板で一段を構成するので、つなぎ部分で微調整が可能で、基板のゆがみの影響を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るＬＥＤ式灯具ユニットの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１のＬＥＤ式灯具ユニットをトロイダルレンズの曲率半径の中心を一致させて水平面上に隣接して配置した状態を示す簡略平面図である。
【図３】図１のＬＥＤ式灯具ユニットの回路基板を示す斜視図である。
【図４】図１のＬＥＤ式灯具ユニットの断面図である。
【図５】図１のＬＥＤ式灯具ユニットの枠体を示す斜視図である。
【図６】放射角度３６０度１段の灯台用ＬＥＤ式灯具を示す分解斜視図である。
【図７】放射角度２４０度４段の灯台用ＬＥＤ式灯具の組み立てを示す斜視図である。
【図８】ＬＥＤ式灯具ユニットの一部分の変形例を示す平面図である。
【図９】ＬＥＤ式灯具ユニットの一部分の他の変形例を示す平面図である。
【図１０】塔上のフード内に灯台用ＬＥＤ式灯具を設置して構成したＬＥＤ式灯台の一実施形態を示す平面図である。
【図１１】塔上のフード内に灯台用ＬＥＤ式灯具を設置して構成したＬＥＤ式灯台の他の実施形態を示す平面図である。
【図１２】本発明によるＬＥＤ式灯具ユニットの効果を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  ＬＥＤ式灯具ユニット
１１  トロイダルレンズ
１１ａ、１１ｂ  嵌合部
１２  ＬＥＤ（発光ダイオード）
１３  回路基板（プリント回路基板）
１４  枠体
１４ａ  水平板
１４ｂ、１４ｃ  側板
１４ｄ  連結板
１４ｂ１、１４ｃ１  嵌合部
１４ｂ２、１４ｃ２  開口
１４ｂ３、１４ｃ３  窓孔
３０  フード
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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