JP6970436B2 - ランプ - Google Patents
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Description
本発明は、ランプに関する。
従来から、空港等において、着陸する航空機の滑走路への誘導に、キセノンランプを用いた閃光装置が用いられている（特許文献１〜４参照）。
前述のキセノンランプを、発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプに置き換えられれば、寿命を大幅に伸ばし、消費電力を削減することも可能である。しかしながら、ＬＥＤランプは、キセノンランプと比較して、発光時の発熱量が少ないため、例えば、北海道、アラスカ等の寒冷地等では、ランプの前面を覆う光透過性カバーに雪が付着したり、その付着した雪が溶解した後、凍結したりして、閃光装置としての機能を損なう場合がある。
そこで、本発明は、雪の付着や溶解した雪の凍結を防止可能なＬＥＤを用いたランプの提供を目的とする。
前記目的を達成するために、本発明のランプは、
光源であるＬＥＤモジュールと、
ヒートシンクと、
熱移送手段と、
配光手段と、
開口部を有する筐体と、
光透過性カバーとを含み、
前記ＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを実装する実装面を有するＬＥＤ基板とを含み、
前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板に対し、前記実装面の反対側に配置され、
前記配光手段は、前記ＬＥＤモジュールの光照射側に配置され、
前記筐体の内部に、前記ＬＥＤモジュール、前記ヒートシンク及び前記配光手段が配置され、
前記筐体の開口に、前記光透過性カバーが配置され、
前記熱移送手段は、熱伝導部と放熱部とを有し、前記熱伝導部は、前記ヒートシンクの熱が伝導されるように配置され、前記放熱部は、前記光透過性カバーに前記熱を放熱できるように配置されていることを特徴とする。
光源であるＬＥＤモジュールと、
ヒートシンクと、
熱移送手段と、
配光手段と、
開口部を有する筐体と、
光透過性カバーとを含み、
前記ＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを実装する実装面を有するＬＥＤ基板とを含み、
前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板に対し、前記実装面の反対側に配置され、
前記配光手段は、前記ＬＥＤモジュールの光照射側に配置され、
前記筐体の内部に、前記ＬＥＤモジュール、前記ヒートシンク及び前記配光手段が配置され、
前記筐体の開口に、前記光透過性カバーが配置され、
前記熱移送手段は、熱伝導部と放熱部とを有し、前記熱伝導部は、前記ヒートシンクの熱が伝導されるように配置され、前記放熱部は、前記光透過性カバーに前記熱を放熱できるように配置されていることを特徴とする。
本発明によれば、雪の付着や溶解した雪の凍結を防止可能なＬＥＤを用いたランプを提供することができる。
以下、本発明のランプについて、図面を参照して詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の説明に限定されない。なお、以下の図１から図５において、同一部分には、同一符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。
［実施形態１］
本実施形態は、航空機着陸誘導閃光装置に用いられるランプの一例である。図１に、本実施形態のランプの構成の一例を示す。図示のように、このランプ１０は、光源であるＬＥＤモジュール１１と、ヒートシンク１２と、熱移送手段１３と、配光手段１４と、開口部を有する筐体１５と、光透過性カバー１６とを含む。図１に示すランプ１０では、熱移送手段１３は、ヒートパイプであり、図２（Ａ）において同様である。ただし、本発明のランプにおいて、前記熱移送手段は、熱を移送可能であればいかなるものであってもよく、ヒートパイプに限定されない。配光手段１４は、ＬＥＤモジュール１１が発した光を、例えば、反射、集光、拡散等により、光透過性カバー１６側へと送る手段である。図１に示すランプ１０では、配光手段１４は、リフレクタであり、図２（Ａ）において同様である。本発明のランプにおいて、前記配光手段は、例えば、図５に示すように、レンズ１４ａであってもよい。また、本発明のランプにおいて、前記配光手段として、リフレクタとレンズとを併用してもよい。ＬＥＤモジュール１１は、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを実装する実装面（図１においては、左側の面）を有するＬＥＤ基板とを含む。ヒートシンク１２は、前記ＬＥＤ基板に対し、前記実装面の反対側（図１においては、ＬＥＤモジュール１１の右側）に配置されている。リフレクタ１４は、ＬＥＤモジュール１１の光照射側（図１においては、前記実装面が位置する左側）に配置されている。ＬＥＤモジュール１１、ヒートシンク１２及びリフレクタ１４は、筐体１５の内部に配置されている。光透過性カバー１６は、筐体１５の開口に配置されている。ヒートパイプ１３は、熱伝導部１３ａと放熱部１３ｂとを有し、熱伝導部１３ａは、ヒートシンク１２の熱が伝導されるように配置され、放熱部１３ｂは、光透過性カバー１６に熱を放熱できるように配置されている。
本実施形態は、航空機着陸誘導閃光装置に用いられるランプの一例である。図１に、本実施形態のランプの構成の一例を示す。図示のように、このランプ１０は、光源であるＬＥＤモジュール１１と、ヒートシンク１２と、熱移送手段１３と、配光手段１４と、開口部を有する筐体１５と、光透過性カバー１６とを含む。図１に示すランプ１０では、熱移送手段１３は、ヒートパイプであり、図２（Ａ）において同様である。ただし、本発明のランプにおいて、前記熱移送手段は、熱を移送可能であればいかなるものであってもよく、ヒートパイプに限定されない。配光手段１４は、ＬＥＤモジュール１１が発した光を、例えば、反射、集光、拡散等により、光透過性カバー１６側へと送る手段である。図１に示すランプ１０では、配光手段１４は、リフレクタであり、図２（Ａ）において同様である。本発明のランプにおいて、前記配光手段は、例えば、図５に示すように、レンズ１４ａであってもよい。また、本発明のランプにおいて、前記配光手段として、リフレクタとレンズとを併用してもよい。ＬＥＤモジュール１１は、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを実装する実装面（図１においては、左側の面）を有するＬＥＤ基板とを含む。ヒートシンク１２は、前記ＬＥＤ基板に対し、前記実装面の反対側（図１においては、ＬＥＤモジュール１１の右側）に配置されている。リフレクタ１４は、ＬＥＤモジュール１１の光照射側（図１においては、前記実装面が位置する左側）に配置されている。ＬＥＤモジュール１１、ヒートシンク１２及びリフレクタ１４は、筐体１５の内部に配置されている。光透過性カバー１６は、筐体１５の開口に配置されている。ヒートパイプ１３は、熱伝導部１３ａと放熱部１３ｂとを有し、熱伝導部１３ａは、ヒートシンク１２の熱が伝導されるように配置され、放熱部１３ｂは、光透過性カバー１６に熱を放熱できるように配置されている。
ＬＥＤモジュール１１は、従来の航空機着陸誘導閃光装置用のキセノンランプと同程度の輝度を有するように、前記ＬＥＤ基板の実装面に、複数のＬＥＤが実装されたものであればよく、前記ＬＥＤ基板の大きさ及び材質、前記ＬＥＤの数等は、特に制限されない。
ヒートシンク１２の形成材料としては、例えば、金属があげられる。前記金属としては、例えば、アルミニウム及びその合金、マグネシウム及びその合金、鉄及びその合金、銅及びその合金、チタン及びその合金等があげられる。また、ヒートシンク１２の形成材料としては、例えば、高熱伝導性フィラーを含有させた樹脂でもよい。前記樹脂としては、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）等があげられる。さらに、ヒートシンク１２の形成材料としては、例えば、グラファイト又は炭素繊維等と、アルミニウム又は銅等の金属との複合材料でもよい。
図１に示すように、ヒートパイプ１３の放熱部１３ｂは、光透過性カバー１６側に配置され、ヒートパイプ１３の熱伝導部１３ａは、その一端が、ヒートシンク１２と熱的に接続されていることが好ましい。ヒートパイプ１３としては、例えば、自励振動式ヒートパイプ等があげられ、市販品を用いてもよい。
リフレクタ１４の形成材料としては、例えば、アルミニウム及びその合金、マグネシウム及びその合金等の金属；ＰＣ、ＰＢＴ等の樹脂；等があげられる。リフレクタ１４としては、例えば、反射面にメッキ、高反射塗料の塗布等の高反射加工を施すことで、反射効率を向上させたものを用いてもよい。例えば、ランプ１０において、リフレクタ１４が、図１に示すような筒状であり、ＬＥＤモジュール１１及びヒートシンク１２は、リフレクタ１４の一方（図１においては、右側）の開口に、ＬＥＤモジュール１１の前記実装面がリフレクタ１４の筒内を向くように配置されていてもよい。図１には、一方の開口面積が、他方の開口面積よりも狭い筒状（例えば、傘状）のリフレクタ１４を例示しているが、リフレクタ１４の２つの開口面積は、同じであってもよい。また、リフレクタ１４の断面形状は、図１に例示するような円弧状であってもよいし、直線状であってもよい。
筐体１５の形成材料としては、例えば、アルミニウム、樹脂等があげられる。
例えば、図１に示すように、ランプ１０において、ヒートパイプ１３は、リフレクタ１４と筐体１５との間に配置され、ヒートパイプ１３の放熱部１３ｂは、光透過性カバー１６の内面と、リフレクタ１４の光照射側（図１においては、左側）の開口との間に配置されていてもよい。
光透過性カバー１６の形成材料としては、ＬＥＤモジュール１１から照射された光の大部分を透過可能であればいかなるものを用いてもよいが、例えば、ガラス等があげられる。
本実施形態のランプ１０によれば、ヒートパイプ１３が、熱伝導部１３ａと放熱部１３ｂとを有し、熱伝導部１３ａが、ヒートシンク１２の熱が伝導されるように配置され、放熱部１３ｂが、光透過性カバー１６に熱を放熱できるように配置されていることにより、光透過性カバー１６への雪の付着や溶解した雪の凍結を防止可能である。また、本実施形態のランプ１０によれば、筐体１５内の熱の伝達に、故障が懸念されるファン等を用いる必要がないため、例えば、前記ＬＥＤの耐用年数である２０〜３０年程度の期間、筐体１５内のメンテナンスを行う必要がない。
図１に示すように、放熱部１３ｂは、ランプ１０設置時の上下方向において、下方向側に配置されていることが好ましい。この場合、例えば、熱せられた空気が下方向から上方向へと向かうことを利用して、放熱部１３ｂから放熱された熱を効果的に光透過性カバー１６に伝え、且つ、筐体１５内に一方向の熱の対流を生じさせることが可能である。ただし、放熱部１３ｂは、ランプ１０設置時の上下方向において、上方向側に配置されてもよいし、下方向側と上方向側との間の位置に配置されてもよい。また、ランプ１０は、ヒートパイプ１３及びその放熱部１３ｂを複数含むものであってもよい。
つぎに、図３及び図４を用いて、本実施形態のランプ１０の設置例について説明する。本実施形態のランプ１０は、例えば、さらに、アーム２３及び脚部２１を含み、脚部２１により、地面に設置されてもよい。また、本実施形態のランプ１０は、例えば、ＬＥＤモジュール１１に電力を供給するためのケーブル２２を含んでもよい。さらに、図３に示すランプ１０は、図４に示すように、地面に設置されたポール３１上に設置されてもよい。
本実施形態のランプ１０は、例えば、１分間に１２０回の点滅が可能なように構成される。本実施形態のランプ１０は、例えば、複数の滑走路を有する大型空港に設置される場合には、航空機の進入する方向から滑走路末端に向かって、約３０ｍおきに、８〜２９灯程度設置される。また、本実施形態のランプ１０は、例えば、航空機の発着が少なく、短い滑走路が１つのみの小型の空港に設置される場合には、滑走路末端の短手方向両側に１灯ずつ、２灯が同時に閃光（点滅）するように設置される。さらに、本実施形態のランプ１０は、例えば、航空機が真っ直ぐに滑走路に進入できない空港に設置される場合には、滑走路への進入路上の要所要所に、例えば、数ｋｍごとに設置される。さらに、本実施形態のランプ１０は、例えば、国土交通省の基準仕様に準じて、明るさが３段階に切り替えられるように構成される。この３段階の明るさのうち、最も明るいＨｉｇｈは、例えば、霧、雨等で視界不良の昼間に、最も暗いＬｏｗは、例えば、夜間に、中間のＭｉｄｄｌｅは、例えば、夕方等に用いられる。
［実施形態２］
本実施形態は、航空機着陸誘導閃光装置に用いられるランプの別の例である。図２に、本実施形態のランプの構成の一例を示す。図２（Ａ）は、本実施形態のランプの構成の一例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すランプにおける熱線ヒータの配置例を説明する図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すとおり、本実施形態のランプ１０は、光透過性カバー１６に、放熱部１３ｂと熱的に接続された熱線ヒータ１７が配置されている以外は、図１に示す実施形態１のランプ１０と同様である。
本実施形態は、航空機着陸誘導閃光装置に用いられるランプの別の例である。図２に、本実施形態のランプの構成の一例を示す。図２（Ａ）は、本実施形態のランプの構成の一例を示す断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示すランプにおける熱線ヒータの配置例を説明する図である。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すとおり、本実施形態のランプ１０は、光透過性カバー１６に、放熱部１３ｂと熱的に接続された熱線ヒータ１７が配置されている以外は、図１に示す実施形態１のランプ１０と同様である。
熱線ヒータ１７は、熱伝導性の高い材料（例えば、ニクロム線等）で形成されていることが好ましく、電力の供給を受けて発熱する材料で形成されていてもよい。後者において、例えば、光透過性カバー１６が電熱防曇ガラスで形成されている場合には、熱線ヒータ１７を、銀等からなる導電性ペーストを光透過性カバー１６の内面にプリントすることで形成することも可能である。また、熱線ヒータ１７は、特に限定するものではないが、例えば、図２（Ｂ）に示すように、少なくとも光透過性カバー１６の中央部に配置されていることが好ましい。
本実施形態のランプ１０によれば、光透過性カバー１６に、熱線ヒータ１７が配置されていることにより、光透過性カバー１６への雪の付着や溶解した雪の凍結を、より効果的に防止可能である。
［実施形態３］
本実施形態は、信号機に用いられるランプの一例である。本実施形態のランプは、信号機に設置する信号灯に適した輝度及び大きさ等とすること以外、図１及び図２に示す実施形態１及び２のランプ１０と同様である。ＬＥＤは、連続点灯及び点滅（閃光）点灯の双方が可能であり、また、発光色も自由に選択できることから、本発明のランプは、例えば、寒冷地等における信号灯としても好適に利用可能である。
本実施形態は、信号機に用いられるランプの一例である。本実施形態のランプは、信号機に設置する信号灯に適した輝度及び大きさ等とすること以外、図１及び図２に示す実施形態１及び２のランプ１０と同様である。ＬＥＤは、連続点灯及び点滅（閃光）点灯の双方が可能であり、また、発光色も自由に選択できることから、本発明のランプは、例えば、寒冷地等における信号灯としても好適に利用可能である。
本発明のランプは、航空機着陸誘導閃光装置及び信号機以外にも、雪の付着や溶解した雪の凍結の防止が求められる種々の用途に利用可能である。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年１１月１１日に出願された日本出願特願２０１５−２２１０４５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
本発明によれば、雪の付着や溶解した雪の凍結を防止可能なＬＥＤを用いたランプを提供することができる。本発明のランプは、例えば、航空機着陸誘導閃光装置、信号機をはじめとした、雪の付着や溶解した雪の凍結の防止が求められる種々の用途に利用可能である。
１０ ランプ
１１ ＬＥＤモジュール
１２ ヒートシンク
１３ 熱移送手段（ヒートパイプ）
１３ａ 熱伝導部
１３ｂ 放熱部
１４ 配光手段（リフレクタ）
１４ａ 配光手段（レンズ）
１５ 筐体
１６ 光透過性カバー
１７ 熱線ヒータ
１１ ＬＥＤモジュール
１２ ヒートシンク
１３ 熱移送手段（ヒートパイプ）
１３ａ 熱伝導部
１３ｂ 放熱部
１４ 配光手段（リフレクタ）
１４ａ 配光手段（レンズ）
１５ 筐体
１６ 光透過性カバー
１７ 熱線ヒータ
Claims (7)
- 光源であるＬＥＤモジュールと、
ヒートシンクと、
熱移送手段と、
配光手段と、
開口部を有する筐体と、
光透過性カバーとを含み、
前記ＬＥＤモジュールは、複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤを実装する実装面を有するＬＥＤ基板とを含み、
前記ヒートシンクは、前記ＬＥＤ基板に対し、前記実装面の反対側に配置され、
前記配光手段は、前記ＬＥＤモジュールの光照射側に配置され、
前記筐体の内部に、前記ＬＥＤモジュール、前記ヒートシンク及び前記配光手段が配置され、
前記筐体の開口に、前記光透過性カバーが配置され、
前記熱移送手段は、熱伝導部と放熱部とを有し、前記熱伝導部は、前記ヒートシンクの熱が伝導されるように配置され、前記放熱部は、前記光透過性カバーに前記熱を放熱できるように配置されており、
前記熱移送手段が、ヒートパイプを含み、
前記光透過性カバーに、前記放熱部と熱的に接続された熱線ヒータが配置されていることを特徴とするランプ。 - 前記放熱部は、前記ランプ設置時の下方向に配置される請求項１記載のランプ。
- 前記配光手段が、リフレクタ及びレンズの少なくとも一方を含む請求項１又は２に記載のランプ。
- 前記リフレクタは、筒状であり、
前記ＬＥＤモジュール及び前記ヒートシンクは、前記リフレクタの光源側開口に、前記実装面を前記リフレクタの光照射側の開口側に向けて配置されている請求項３記載のランプ。 - 前記放熱部は、前記熱移送手段の一端に形成されており、
前記熱移送手段の他端は、前記ヒートシンクと熱的に接続されている請求項１から４のいずれか一項に記載のランプ。 - 前記熱移送手段は、前記リフレクタと前記筐体との間に配置され、前記放熱部は、前記光透過性カバーの内面と、前記リフレクタの光照射側の開口との間に配置されている請求項３から５のいずれか一項に記載のランプ。
- 航空機着陸誘導閃光装置に用いられる請求項１から６のいずれか一項に記載のランプ。
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