(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽光を受光可能に配設される太陽電池と、該太陽電池の起電力を蓄電する蓄電体と、該蓄電体から供給される電力により発光する発光体と、昼と夜を判別する信号を出力する昼夜判定回路と、標準時刻電波を受信する受信回路と、該受信回路に接続されたアンテナと、該受信回路の受信した標準時刻電波に基づき発光体の点滅のタイミングを制御する制御手段と、前記太陽電池、蓄電体、発光体、昼夜判定回路、受信回路、アンテナ及び制御手段を収納する金属ケースと、を備え、標準時刻電波を受信し、該標準時刻電波に基づき点滅のタイミングを制御する自発光式道路鋲において、
該金属ケースの開口された上部が透明板で閉鎖され、該透明板の真下に前記太陽電池が配設され、該金属ケース内の該太陽電池の真下に該アンテナが配設され、該金属ケースの開口された上部の周縁部にフランジが形成され、該フランジの対向する２辺に切欠き部が形成されたことを特徴とする自発光式道路鋲。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路のカーブ部分の中央線沿い或いは外側線などに沿って設置される自発光式道路鋲に関し、特に複数の道路鋲を、受信した標準時刻電波に基づき同期をとって点滅動作させる自発光式道路鋲に関する。
【０００２】
【従来の技術】
道路上のカーブ箇所の中央線上或いは外側線上に沿って、複数の自発光式道路鋲を所定の間隔で設置する場合があるが、このような自発光式道路鋲では、運転者の視線をカーブに沿って誘導し或いは運転者の注意を喚起するために、それらの道路鋲を一斉に同期をとって点滅し、或いは順にタイミングを取りながら時間をずらして点滅動作させることが行われている。
【０００３】
間隔をおいて設置された複数の自発光式道路鋲を、一斉に点滅動作或いは順次点灯を行うためには、各自発光式道路鋲が同期をとって動作する必要がある。このために、従来では各道路鋲を有線で或いは無線で結び、同期を取ることが行われていたが、前者のものでは、各道路鋲の間に通信線路を実際に敷設する必要があって、敷設工事が大掛かりとなる問題があった。また、後者のものでは、無線通信機を各道路鋲に内蔵させる必要があり、そのための回路が大型化しまたその回路の消費電力が増大して、大型の電源装置を必要とするなどの問題があった。
【０００４】
そこで、従来、特開2000−282424号公報などにおいて、標準時刻電波（全国に向けて常時送信されており、各地で受信可能な電波信号）を受信し、その受信信号を同期信号として使用する発光標示装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、自発光式道路鋲の同期点灯動作にこのような標準時刻電波を使用する場合、道路鋲のケーシング内にその受信回路とアンテナを収納し、収納したアンテナで標準時刻電波を受信することになるが、アンテナの受信感度を考慮して、従来は、合成樹脂製ケースが使用されていた。しかしながら、自発光式道路鋲は道路内に埋設されるため、合成樹脂製ケースでは強度や耐久性に問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するものであり、良好な強度と耐久性を有し、電波を安定して受信し同期点滅動作を安定して行うことができる自発光式道路鋲を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の自発光式道路鋲は、太陽光を受光可能に配設される太陽電池と、太陽電池の起電力を蓄電する蓄電体と、蓄電体から供給される電力により発光する発光体と、昼と夜を判別する信号を出力する昼夜判定回路と、標準時刻電波を受信する受信回路と、受信回路に接続されたアンテナと、受信回路の受信した標準時刻電波に基づき発光体の点滅のタイミングを制御する制御手段と、前記太陽電池、蓄電体、発光体、昼夜判定回路、受信回路、アンテナ及び制御手段を収納する金属ケースと、を備え、標準時刻電波を受信し、標準時刻電波に基づき点滅のタイミングを制御する自発光式道路鋲において、金属ケースの開口された上部が透明板で閉鎖され、透明板の真下に前記太陽電池が配設され、金属ケース内の太陽電池の真下にアンテナが配設され、金属ケースの開口された上部の周縁部にフランジが形成され、フランジの対向する２辺に切欠き部が形成されたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】
上記構成の自発光式道路鋲は、道路における例えばカーブ部分の中央線に沿って或いは外側線に沿って複数個が所定の間隔で埋設される。各道路鋲は、昼夜判定回路が夜を判定すると、制御手段の制御動作により受信回路が動作し、受信回路はアンテナを介して標準時刻電波を受信する。そして、その標準時刻電波のタイミングに同期して、発光体を点滅動作させる。したがって、各道路鋲は離れて設置されていても、相互に同期をとって同時に点滅を行い、或いは順に点滅動作を行うことができる。
【００１０】
この種の自発光式道路鋲は、金属ケースを筐体とし内部にアンテナを装着することになるため、長波の標準時刻電波は受信しにくい場合があるが、アンテナを金属ケース内の上方位置である太陽電池の真下に配置し、アンテナの上方には太陽電池と透明板の非金属部材を配設する構造としたから、アンテナは金属ケース内にあっても、アンテナの上方が金属部分で包囲されることはない。このため、標準時刻電波を良好に受信することができ、複数の道路鋲を相互に同期をとって点滅動作させることができる。また、金属ケースを使用できるから、合成樹脂製ケースを使用する場合に比べ、強度や耐久性を向上させることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は自発光式道路鋲Ｌの平面図を示し、図２はその正面図を、図３はその側面図を示している。１は道路鋲の金属ケースであり、上方が開口した容器状に、例えばアルミダイキャストにより形成され、埋設して設置するために、下部にはアンカーピン１ｃが設けられている。
【００１２】
また、この金属ケース１の上部周縁部には、道路面へ埋設した際に地中への不要な沈下を防ぐため等にフランジ１ａが設けられているが、図１に示すように、このフランジ１ａは正面側と背面側において切り欠かれ、切欠き部１ｂを形成している。金属ケース１のフランジ１ａはその内部に配設されるアンテナの受信状態に悪影響を与えるが、この切欠き部１ｂはこのアンテナの受信状態に悪影響を回避するようにしている。また、金属ケース１の上部が開口する内部形状は、内部から上方に向かって開くように開放形状をしている。
【００１３】
金属ケース１内の底部には電気を蓄える蓄電体（例えば電気二重層コンデンサ）７が配設され、蓄電体７の上に制御回路の回路基板６が配設され、回路基板６の上方に、２本のアンテナを収納したアンテナケース５が配設される。図５に示すように、アンテナケース５内には平面上に直角配置された２つの凹部が形成されそれらの凹部に、アンテナ８，９が収納される。アンテナ８，９は、バー状のコアにアンテナコイルを巻装したバーアンテナで、両アンテナ８，９は平面視で直角位置関係となるように、つまり一端を接近させ、他端を約９０度開いた状態に配置される。アンテナ８，９は、周波数４０ｋＨｚの長波で所定の場所から全国に向けて送信される標準電波を受信するように構成されている。
【００１４】
さらに、金属ケース１の内部は、上方に向かって開くように、上部広がり形状に形成されている。また、アンテナ８，９及びアンテナケース５が金属ケース１内に設置された場合、その上方が少なくとも対向する２辺において充分に開口するように、金属ケース１の上部形状は設計されている。
【００１５】
すなわち、図４に示すように、アンテナ８，９及びアンテナケース５の位置を金属ケース１内でできるだけ上方位置に配置するようにし、金属ケース１のフランジ１ａの２辺に切欠き部１ｂを設けることにより、アンテナケース５の上面の角部から金属ケース１の内縁部を通る直線の水平線に対する角度θ（アンテナの上方開放角度）を、約１３０度に設定している。
【００１６】
このように、アンテナの上方開放角度θを広くすることにより、アンテナ８，９の周囲を囲う金属ケース１の包囲率をできる限り少なくして、アンテナ８，９の上方を開放し、電波を受信しやすくしている。なお、アンテナ８，９のケース１内での高さ位置は、できるだけ高い位置が受信感度にとってはよいが、試作実験によれば、金属ケース１の上面から約５ｃｍ以内にアンテナ８，９を配置すれば、標準時刻電波を受信することは可能であり、金属ケース１内の底部にアンテナを配置した場合には標準時刻電波の受信は不可能であった。この場合、金属ケースの高さは約１２ｃｍで、透明板と太陽電池の厚さは約２ｃｍ程度であるから、金属ケース内でのアンテナの位置は中間位置より上になれば、標準時刻電波の受信は可能である。
【００１７】
アンテナケース５の上方に、太陽電池（太陽電池パネル）３が水平に配設され、太陽電池３の両側位置（前後位置）に発光体４が配設される。太陽電池３は薄いシリコンを基板する半導体であって、非金属であるから電波の受信に悪影響を与えることはない。太陽電池３の両側に配置される発光体４としては、例えば赤色の発光ダイオードが使用され、複数個の発光ダイオードが両側に並設される。
【００１８】
そして、上記のように、蓄電体７、アンテナケース５、回路基板６、発光体４及び太陽電池３を収納した金属ケース１の上部に、シール材２ａを溝に嵌めた状態で、透明板２がその上部開口部を閉鎖するように被せられ、固定ボルト２ｂにより透明板２が金属ケース１上に締め付け固定される。
【００１９】
図６は上記回路基板６に設けられる制御回路のブロック図を示している。この図６に示すように、太陽電池３は、その正極側が逆流防止用ダイオード１７を介して定電圧充電回路１２に接続され、蓄電体７が定電圧充電回路１２の出力側に接続され、太陽電池３で発生した起電力が定電圧充電回路１２を通して蓄電体７に蓄電される。蓄電体７には、電気二重層コンデンサ、小形密閉式鉛蓄電池など小形のものが使用される。
【００２０】
点灯制御回路１３は、発光体４の点灯と消灯または点滅動作を制御する回路であり、点灯制御回路１３には昼夜判別回路１１が接続されている。点灯制御回路１３は、昼夜判別回路１１が太陽電池３の起電力に基づき夜を判別したとき、受信回路１５からの標準電波の受信信号（標準時刻信号）に基づき、その受信信号のタイミングに同期して、発光体４を点灯させるように動作する。昼夜判別回路１１は、太陽電池３の起電力を検出し、予め設定した基準電圧よりその起電圧が高い場合、昼と判断し、その起電圧が低い場合、夜と判断し、その判別信号を点灯制御回路１３に送るように構成される。太陽電池３は太陽光を受けて発電し、その起電力を定電圧充電回路１２を通して蓄電体７に蓄電する。夜間になると、蓄電体７から放電される電力を受信回路１５に供給すると共に、点灯制御回路１３を通して発光体４に供給可能とする。
【００２１】
２本のアンテナ８，９は、金属ケース１内で水平に配置されると共に、その水平面内で相互に略直角関係をなすように配置され、切換回路１４に接続される。切換回路１４は、２本のアンテナ８，９を切り換え、何れか一方のアンテナを機能させるもので、切換制御回路１６によって切換制御が行われる。切換制御回路１６は、受信回路１５が標準電波を受信した際の受信信号レベルに応じた信号を入力し、その受信信号レベルに応じて、つまりより高いレベルで受信信号が得られるように２本のアンテナ８，９の接続を切り換え、２本のアンテナ８，９のうち何れか受信感度の良い方のアンテナのみを、切換回路１４を介して受信回路１５に接続するように構成される。切換制御回路１６は例えばマイクロプロセッサにより構成することができる。
【００２２】
このような自発光式道路鋲Ｌは、図７に示すように、例えば道路のカーブ部分の側縁部に沿って、所定の間隔で埋設される。昼間、金属ケース１内上部の太陽電池３が太陽光を受けて起電力を発生すると、定電圧充電回路１２を通してその電力が蓄電体７に送られ充電する。昼間、昼夜判別回路１１が昼間を検出している間、点灯制御回路１３は点灯制御を行わない。
【００２３】
夜間になって、昼夜判別回路１１が夜の判定信号を出力すると、点灯制御回路１３は受信回路１５を制御して、標準電波の受信動作を行う。受信回路１５は、標準電波の受信信号のレベルに対応した信号を切換制御回路１６に送り、切換制御回路１６は、切換回路１４を動作させて、２本のアンテナ８，９のうち、より高い受信レベルが得られるアンテナに切換えて使用する。
【００２４】
道路のカーブ部分に沿って埋設される各自発光式道路鋲Ｌの水平面上での向きは、様々な方向となって、指向性のある１本のアンテナのみを使用すると、受信不可能な道路鋲Ｌが生じる可能性があるが、アンテナは水平面上に直角配置された２本のアンテナ８，９が選択して機能するから、全ての道路鋲Ｌにおいてよりよい状態で標準時刻電波を受信可能となる。また、この自発光式道路鋲Ｌは金属ケース１を使用し、その内部にアンテナ８，９を配置しているものの、アンテナ８，９及びアンテナケース５の上方開放角度が大きく開放されて、金属部分の悪影響を受けず、受信回路１５は標準時刻電波を受信することができる。
【００２５】
受信回路１５が夜間、標準時刻電波を受信すると、その受信信号が点灯制御回路１３に送られ、点灯制御回路１３はこの受信信号を入力すると、この受信信号つまり標準時刻電波に同期して発光体４を点滅駆動する。このように各自発光式道路鋲Ｌが同じ標準時刻電波を受信しその受信信号に同期して発光体４を点滅動作することにより、同じカーブ部分に埋設された全ての自発光式道路鋲の点滅動作を同期して、つまり一斉に点灯・消灯の動作を行い、或いは順に点灯するような動作を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の自発光式道路鋲によれば、金属ケースを使用するから、合成樹脂ケースにアンテナや受信回路を収納した道路鋲に比べ、強度や耐久性を向上させることができる。また、金属ケースの開口された上部を透明板で閉鎖し、透明板の真下に太陽電池を配設し、太陽電池の真下にアンテナを配設すれば、アンテナの上方が金属部分で包囲されず充分に開放され、非金属の太陽電池と透明板が配設されるだけであるので、金属ケースを使用し金属ケース内にアンテナ及び受信回路を収納しても、金属ケース内の受信回路はアンテナを介して標準時刻電波を安定して受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す自発光式道路鋲の平面図である。
【図２】同自発光式道路鋲の正面図である。
【図３】同自発光式道路鋲の右側面図である。
【図４】図１のIV-IV断面図である。
【図５】図４のV-V断面図である。
【図６】制御回路のブロック図である。
【図７】自発光式道路鋲を道路に配置して状態の説明図である。
【符号の説明】
１−金属ケース
２−透明板
３−太陽電池
４−発光体
５−アンテナケース
６−回路基板
７−蓄電体
８−アンテナ
９−アンテナ
【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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