JPH07230709A

JPH07230709A - 信号表示灯の光源構造

Info

Publication number: JPH07230709A
Application number: JP6041909A
Authority: JP
Inventors: Shozo Hitora; 昇三人羅
Original assignee: Patlite Corp
Current assignee: Patlite Corp
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1995-08-29
Anticipated expiration: 2020-02-23
Also published as: JP3622224B2

Abstract

(57)【要約】【構成】信号表示灯にはＬＥＤと反射面の組み合わせに
よる光源構造が組み込まれている。反射面によるＬＥＤ
光の反射放光が各色の信号光として表示され、機械等の
状況表示をおこなう。この信号表示灯の光源構造は、信
号表示灯の斜め下方向へ信号光１１ａ、１２ａ、１３ａ
を反射する複数の斜方反射面２１ａ、２２ａ、２３ａ部
分と、信号表示灯横方向へ信号光１１ｂ、１２ｂ、１３
ｂを反射する複数の側方反射面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ
部分をＬＥＤ１の有効視野角内に配して成る。【効果】所定の投光方向及び所定の投光斜め下方向から
反射面の数と同数ののＬＥＤ光の反射放光が視認できる
ため、人間の目より高く、もしくは低く信号表示灯が取
付けられた場合にも良好な視認を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動機械、ロボット、
生産ライン、駐車場、危険な場所などに設置され、例え
ば材料の不足、ワークづまり、満車、危険などのような
各種の状態を信号報知するための信号表示灯の光源構造
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の信号表示灯は、各色の光を信号
光として放光することにより信号の報知を行ない、これ
によって、生産ラインの作業者などの安全を保持した
り、自動機械などのメンテナンスに利用したりするため
に設置される。図８は、従来の信号表示灯にＬＥＤを採
用して構成した事例である。（特公昭５７−９３３９２
号公報）この事例では、ＬＥＤ７１ｃを複数個連接して
棒状光源７１とし、棒状光源７１を円周状に立設して表
示部７を構成している。取付台７３上に表示部７を載置
し、周囲をフィルタケース７２で覆う。ＬＥＤの点灯駆
動は内蔵する駆動回路７４でおこなう。この図の例で
は、９６個のＬＥＤを周囲に向けて配列し、周囲へ信号
光を放光するようになっている。この構成により、ＬＥ
Ｄ７１ｃから発生した光は、フィルタケース７２を透過
して周囲に放光される。周囲の任意方向からこの信号表
示灯を見ると、何れの方向からも１個乃至複数個の棒状
光源８１のＬＥＤ７１ｃがそれぞれ点状に視認される。

【０００３】図９は、ＬＥＤ光を周囲へ直接放光せず、
反射板を使用して周方向に反射させて信号表示灯を構成
した事例である。（実開平４−１０８８０６号公報）図
９に示すようにＬＥＤ８１を上下に対向して円状に複数
個立設し、中空筒状の支柱の中央近傍を膨出した反射面
８２、８２を上下のＬＥＤに対向して設け、これらの周
囲を拡散性レンズを有するグローブ８３で覆って信号表
示灯を構成している。この構成により、ＬＥＤ８１から
発生した光は、反射面８２により周方向へ反射され、グ
ローブ８３を透過して周囲へ放光される。周囲の任意方
向からこの信号表示灯を見ると、何れの方向からも反射
面８２、８２に相当する略面状の光源が視認される。

【０００４】その他同種の事例として、多数個のＬＥＤ
が植設された配線基板を層状に配置した構成の実開平３
−１２４５１９号公報、多数個のＬＥＤが植設された配
線基板を多角柱状に組み合わせた構成の実開平３−６６
７５号公報などが知られている。

【０００５】ところが、これら従来の信号表示灯の光源
構造では、周囲へＬＥＤ光を直接放光するか、あるいは
単純に反射放光するのみであった。従って、多くのＬＥ
Ｄを視認してもらうためには図８のように多くのＬＥＤ
を用いる必要がある。しかしこの構成では光源が点状と
して視認され、見栄えの良いものではなかった。また、
図９の構成でもグローブでＬＥＤ光を拡散させることで
光源が横長の略面状の視認状態となり見栄え、視認性と
も向上したが、視認性の点においてＬＥＤ光を反射放光
する構成と直接放光する構成の違いによる差はなかっ
た。

【０００６】また、上記ＬＥＤを採用した信号表示灯は
消費電力が少なく、白熱電球のように振動による断線や
電球切れに伴うメンテナンスが不必要である。ところ
が、ＬＥＤ自体の輝度不足のために多数のＬＥＤを使用
しないと実用に耐えず、従ってＬＥＤを増やすほど消費
電力の増加や発熱量の増大が問題となり、また高輝度の
ＬＥＤを採用すれば信号表示灯が高価となる問題があっ
た。

【０００７】この問題に対しては、出願人の特許願平成
５年第３５３８７７号に係る発明がある。この発明を図
１０を用いて説明する。この信号表示灯は、ケース１３
０内に光源としてＬＥＤ１１０と、ＬＥＤ光を反射放光
する反射部材１２０と、制御基板１４２等が内蔵され、
ケース前面の開口に信号光を拡散する拡散フィルタ１５
１を嵌め込んで構成されている。

【０００８】反射部材１２０は信号表示灯前面へ信号光
１１１、１１２、１１３、１１４をを反射する複数の反
射面１２１、１２２、１２３、１２４部分と、ＬＥＤ保
持部１２５と、係止部１２６、１２７、１２８と係止孔
１３１、１３２、１３３から成る係止部分を一体に形成
している。これら反射面は、信号光１１１を反射する第
１の反射面１２１と、信号光１１２を反射する第２の反
射面１２２と、信号光１１３を反射する第３の反射面１
２３と、信号光１１４を反射する第４の反射面１２４で
あり、平滑面で構成されている。反射角度は、信号表示
灯前面へと信号光を反射するよう決定される。この信号
表示灯への電源線１４３は、制御基板１４２へと配線さ
れている。制御回路、電源回路などが制御基板１４２に
含まれ、ＬＥＤ１１０への回路がＬＥＤ基板１４１に含
まれている。

【０００９】上記構成によって、ＬＥＤ光は機械の故障
など各種の状態表示などの表示用に赤色、黄色、橙色、
緑色、青色などの信号光として視認させたい所定方向へ
と放光される。

【発明が解決しようとする課題】

【００１０】しかしながら、この先行技術では信号光が
信号表示灯の横方向にしか放光されないため、信号表示
灯が人間の目より上部もしくは下部に取付けられている
場合に、視認性が劣るという欠点があった。特に、自動
機械、ロボット等は大型のものが多く、高位置に信号表
示灯が取付けられた場合において、斜め下にも放光する
ことが望まれていた。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、数の少ないＬＥＤを光源として用いて、信
号表示灯が人間の目より上部もしくは下部に取付けられ
ている場合に視認性の良好な信号表示灯を得る光源構造
を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】上記の目的を
達成するための請求項１記載の信号表示灯の光源構造
は、ＬＥＤと、ＬＥＤ光を所定の投光方向に反射する複
数の反射面を設け、それぞれの反射面を適宜離間させて
配し、該反射面は斜方反射面と側方反射面から成るとと
もに該ＬＥＤの有効放射角内に配置していることを特徴
とする。

【００１３】上記の構成によれば、所定の投光方向及び
所定の投光斜め下方向から反射面の数と同数のＬＥＤ光
の反射放光が視認できる。

【００１４】また、請求項２記載の信号表示等の光源構
造は、上記ＬＥＤ複数個を直線状に配列し、複数の反射
面を階段状に形成し、所定の投光方向を覆った拡散フィ
ルタを通じて信号光を投光するよう構成したことを特徴
とする。

【００１５】この構成により所定の投光方向及び所定の
投光斜め下方向から反射面の数と同数のＬＥＤ光の反射
放光が帯状に視認できる。

【００１６】次に、請求項３記載の信号表示灯の光源構
造は、上記ＬＥＤ複数個を円周状に配列し、複数の反射
面を階段状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタを通じ
て信号光を投光するよう構成したことを特徴とする。ま
た、請求項４記載の信号表示灯の光源構造は、上記ＬＥ
Ｄ複数個を多角形状に配列し、対応する複数の反射面を
多角形状に配設するとともに階段状に形成し、周囲を覆
った拡散フィルタを通じて信号光を投光するよう構成し
たことを特徴とする。

【００１７】これらの構成により周囲及び斜め下方向か
ら反射面の数と同数のＬＥＤ光の反射放光が帯状に視認
できる。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を以下、図面に従って説明す
る。図１は本発明の信号表示灯の光源構造の第１の実施
例を示す断面図、図２は外観斜視図である。この信号表
示灯は前方を開口した中空直方体状のケース３内に光源
として複数個のＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ・・・
と、ＬＥＤ光を反射放光する反射部材２と、制御基板４
２等が内蔵され、ケース前面の開口に信号光を拡散する
拡散フィルタ５を嵌め込んで構成されている。

【００１９】反射部材２は、ＬＥＤ光を所定の投光方向
に反射するための部材である。反射部材は射出成形品や
アルミニウム等の金属板等が用いられ、反射効率を良く
するためにアルミニウム等の蒸着処理を施すことが通常
である。図１に示す反射部材２は、信号表示灯斜め下方
向へ信号光１１ａ、１２ａ、１３ａを反射する複数の斜
方反射面２１ａ、２２ａ、２３ａ部分と、信号表示灯横
方向へ信号光１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを反射する複数の
側方反射面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ部分と、ＬＥＤ保持
部２５と、ケース３への係止部分を一体に形成し、表面
に上記蒸着処理を施している。これら反射面は、信号光
１１ａ、１１ｂを反射する第一の反射面２１ａ、２１ｂ
と、信号光１２ａ、１２ｂを反射する第二の反射面２２
ａ、２２ｂと、信号光１３ａ、１３ｂを反射する第三の
反射面２３ａ、２３ｂであり、それぞれの反射面は、平
滑面で構成されている。

【００２０】斜方反射面２１ａ、２２ａ、２３ａは、各
々側方反射面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂを所定角度下方向
に曲げて形成したものである。また斜方反射面２１ａ、
２２ａ、２３ａの反射面角度は、信号表示灯前面斜め下
方向へと信号光を反射するよう決定され、側方反射面２
１ｂ、２２ｂ、２３ｂの反射面角度は、信号表示灯前面
横方向へと信号光を反射するよう決定される。斜方反射
面による信号光の反射角度は、図１では水平面に対して
斜め下略４０°の方向である。一般的には、水平面に対
して、斜め下方向へ１０°〜８０°の範囲内で、信号表
示灯の取付け位置の高さや作業者の位置に応じて、適宜
決定される。なお、上記複数の反射面はＬＥＤ１の有効
放射角１５内に、適宜離間させるとともに順次角度を変
えて階段状に配設されている。有効放射角はＬＥＤによ
って差があるが、広視野角ＬＥＤの場合、２０度乃至４
０度程度のＬＥＤが一般的に供給されている。

【００２１】上記それぞれの反射面は、放物面で構成し
てもよいが、上記反射面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２
ｂ、２３ａ、２３ｂを放物面で構成すると所定の投光方
向以外の角度では視認性が著しく劣ってしまう。平滑面
で反射面を構成すると、所定の投光方向より上下に多少
ずれても各段の反射面からの反射投光を見ることができ
る。投光範囲が限定された用途以外の通常の信号表示灯
では本実施例のように反射面を平滑面で構成することが
望ましい。

【００２２】ケース３の上面、および下面には反射部材
２を係止する係止孔３１、３２、３３が設けられてい
る。反射部材２の上辺縁の係止部２７はケース３の上面
係止孔３１に、反射部材２の下辺縁の係止部２６はケー
ス３の下面係止孔３２に、反射部材２のＬＥＤ保持部２
５下部の係止部２８はケース３の下面係止孔３３にそれ
ぞれ嵌め込まれ保持される。ケース３内にこの反射部材
２をセットするには反射部材２を撓ませてケース内へ挿
入し、所定の係止孔に各係止部を嵌めればよい。

【００２３】この信号表示灯への電源線は制御基板４２
へと配線されている。制御回路、電源回路などが制御基
板４２に含まれ、複数のＬＥＤ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ
・・への回路がＬＥＤ基板４１に含まれている。

【００２４】上記構成によってＬＥＤ光は、機械の故障
など各種の状態表示などの表示用に赤色、黄色、橙色、
緑色、青色などの信号光として視認させたい所定横方向
へと放光されるとともに、斜め下方向にも放光される。
信号光の着色は、ＬＥＤ光による場合と、着色した拡散
フィルタによる場合、及び両者の組み合わせの場合があ
り、使用状況に応じて選択される。

【００２５】図１において拡散フィルタ５は、信号光を
拡散するためのレンズ形状の透明体もしくは半透明体で
ある。拡散フィルタ５には、内面側に縦方向の拡散用リ
ブ５１が多数設けられ信号光を横方向に拡散している。
このとき信号光は、上下方向に３本の帯状光源として、
及び斜め下方向に３本の帯状光源として、視認されるこ
ととなる。

【００２６】図３は第２の実施例を示す信号表示灯の光
源構造の断面図であり、図４は信号表示灯の外観斜視
図、図５は拡散フィルタ５の斜視図である。この実施例
の信号表示灯は円柱状の光源構造と、円筒状の拡散フィ
ルタを採用した構成となっている。

【００２７】図３において、１はＬＥＤ、２は反射部
材、５は拡散フィルタである。複数個のＬＥＤ１を円周
状に直立して配列し、上方の有効視野角内に複数の反射
面を階段状に積層し、縦方向のレンズ状の拡散用リブ５
１を内周面に多数連設した拡散フィルタ５でこれらの外
周を覆って信号表示灯の光源構造とし、信号光は周囲全
周へと放光される。

【００２８】この光源構造の反射部材２は、信号光１１
ａ、１２ａ、１３ａを信号表示灯の周囲斜め下方向へと
反射する複数の斜方反射面２１ａ、２２ａ、２３ａ部分
と、信号光１１ｂ、１２ｂ、１３ｂを信号表示灯の周囲
横方向へと反射する複数の側方反射面２１ｂ、２２ｂ、
２３ｂ部分と、ＬＥＤ保持部２５を一体に形成した中空
の略漏斗状を呈する。これら反射面は、信号光１１ａ、
１１ｂを反射する第一の反射面２１ａ、２１ｂと、信号
光１２ａ、１２ｂを反射する第二の反射面２２ａ、２２
ｂと、信号光１３ａ、１３ｂを反射する第三の反射面２
３ａ、２３ｂであり、それぞれ円錐状曲面で構成されて
いる。また斜方反射面２１ａ、２２ａ、２３ａの反射面
角度は信号表示灯の外周斜め下方向へと信号光を反射す
るよう決定され、側方反射面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの
反射面角度は、信号表示灯の外周略水平方向へと信号光
を反射するよう決定される。なお、上記複数の反射面は
ＬＥＤ１の有効放射角内に配設される。

【００２９】上記第２の実施例の信号表示灯の全体構成
は、図４に示すように前記光源構造を収容した拡散フィ
ルタ５を３段積層して本体ケース６２上に設け、上端に
ヘッドカバーを組み付けて表示部分とし、本体ケース６
２下部にポール６３と取付台６４を組み付けて取付部分
としている。このように本発明の信号表示灯の光源構造
を積層することで積層式信号表示灯とすることが可能で
ある。また、第１の実施例も同様に積層式とすることが
できる。

【００３０】上記信号表示灯に組み付けられる拡散フィ
ルタ５は、図５に示すように拡散用リブ５１を内周面に
設けている。信号光１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、
１３ａ、１３ｂは、各反射面によって周方向へ反射さ
れ、拡散用リブ５１によって拡散されることで各反射面
に対応した６段の帯状光源として、本来点状のＬＥＤ光
源が白熱電球の如く面状の大きい光源の視認状態となり
視認性が大きく向上したものである。

【００３１】また、上記構成においてＬＥＤ複数個を、
例えば四角形などの多角形状に配列し、複数の反射面を
階段状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタを通じて信
号光を投光するよう構成しても同様の作用効果が得られ
る。この場合、拡散フィルタやケースなどは円筒形状で
もよいが、ＬＥＤの配列と同様の多角形状とすれば信号
光の拡散状態がより好適である。また、図３に示す略円
錐状の反射部材と、多角形状の拡散フィルタの組み合わ
せでも同様である。

【００３２】次に、信号光の配光図を図６に示してい
る。いずれも本発明の範疇となるもので、まず、図６
（１）は、前記第１の実施例で紹介した構成である。こ
の構成によれば、ＬＥＤ１を斜めに立設することで、対
応する複数の反射面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、
２３ａ、２３ｂを略縦方向に配設でき、光源構造全体の
横幅が狭くなり、商品の薄型化に寄与する構成となっ
た。また、各反射面の上下幅を大きくできたことで、信
号光の上下方向の視認角度も大きくなる。

【００３３】図６（２）の構成は、前記第２の実施例で
紹介した構成である。本構成は、ＬＥＤ１を垂直に立設
し、反射面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ、
２３ｂを順次階段状に配設した。それぞれの反射面の上
下間隔を狭くすることで商品の縦方向を小さくすること
ができ、ＬＥＤを直立させるので、製造上簡単となっ
た。

【００３４】さらに、図６（３）の構成は、ＬＥＤ１を
垂直に立設し、反射面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２
ｂ、２３ａ、２３ｂを階段状に略並列配置した。ＬＥＤ
光は反斜面２１ａ、２１ｂの背面側を通過して反射面２
２ａ、２２ｂへ、また反射面２２ａ、２２ｂの背面側を
通過して反射面２３ａ、２３ｂへ到達し、所定の投光方
向へと反射される。本構成は各段の縦方向の反射面幅を
広くする手段としても有効である。

【００３５】以上に配光例の代表例として３例を示した
が、ＬＥＤと反射面の配設角度を変更するなどの配光の
応用で各種使用態様にあわせて変更すればよい。

【００３６】図７は、ＬＥＤ光の放射特性図である。例
示したＬＥＤは、何れも広放射角ＬＥＤといわれるもの
である。ＬＥＤの放射角としては、最高輝度の半分の輝
度のある範囲までを指すことが多い。通常のＬＥＤで１
０度から３０度、広放射角ＬＥＤの場合で２０度乃至４
０度程度の放射角があるとされている。ところが近年Ｌ
ＥＤの高輝度化に伴ってＬＥＤ放射角といわれていた最
高輝度の半分の輝度の範囲を越えても信号表示に使用で
きるようになってきている。信号表示灯での有効放射角
は、上記ＬＥＤ放射角に１０度乃至２０度程広く設定し
て、各種のＬＥＤを採用することができる。放射特性図
の横軸はＬＥＤ正面からの角度、縦軸は最高輝度と比較
した輝度の割合を示している。因みに０．４の縦軸位置
であれば最高輝度の４割の輝度が得られる角度であるこ
とを表している。

【００３７】例示した図７（１）のＬＥＤは、ＬＥＤ放
射角とされる最高輝度の半分の角度は１５度近傍であ
る。ＬＥＤの正面から左右に各１５度の幅で最高輝度の
半分の輝度が得られるので、ＬＥＤ視野角は３０度であ
る。信号表示灯に採用できる有効放射角は４０度乃至５
０度程の範囲となる。この範囲の幅は採用するＬＥＤの
最高輝度、光色などによるばらつきである。

【００３８】図７（２）に例示したＬＥＤは、ＬＥＤの
正面より左右に１０数度の角度に振れた範囲で最高輝度
を示している。ＬＥＤ視野角は５０度程度、信号表示灯
に採用できる有効放射角は６０数度までは十分可能であ
る。このような放射特性のＬＥＤは高輝度の放射範囲が
広いので、多数個の反射面との組み合わせで本発明の光
源構造を提供する場合に好適である。

【００３９】その他各種の放射特性のＬＥＤは、反射面
との相関位置、角度や反射面の大きさなどの条件を考慮
してそれぞれ本発明の光源構造に有効に利用することが
できる。

【００４０】本発明の実施例による説明は上述のとおり
だが、本発明は上記説明に限定されるものではなく、例
えば複数の反射面を一体に形成しても、別体で設けて連
結手段によって一体的に構成されてＬＥＤ保持部と連結
されていてもよく、反射面とＬＥＤとの相対位置の決定
がされていればよい。また斜方反射面と側方反射面が接
している例を示したが、離れていてもかまわない。拡散
フィルタは、横方向または縦横方向の拡散用リブを設け
たり、外側に拡散用リブを設ける等、通常用いられるリ
ブ形状を適宜採用すればよく、フィルム状レンズを採用
するなど実施例以外の構成でも同様の作用効果を得られ
る。さらに、反射面を光源の上部に配置する例を示した
が、人間の目より低く信号表示灯が取付けられた場合等
に斜め上にも放光するように、光源の下部に反射面を配
置する構成も可能である。その他本願発明の要旨を変更
しない範囲で種々の設計変更と、同種の商品への採用が
可能である。

【００４１】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので、人
間の目より高く、もしくは低く信号表示灯が取付けられ
た場合にも良好な視認を得ることができる。また使用す
るＬＥＤ数が従来のＬＥＤ式信号表示灯より大幅に減少
したので、信号表示灯の低価格化に寄与するものとなっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す信号表示灯の断面
図である。

【図２】上記信号表示灯の構成を示す全体斜視図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例を示す信号表示灯の断面
図である。

【図４】上記信号表示灯の構成を示す全体斜視図であ
る。

【図５】上記信号表示灯の拡散フィルタを示す斜視図で
ある。

【図６】本発明の信号光配光の実施例を示す配光図であ
る。

【図７】ＬＥＤの放射特性を示す放射特性図である。

【図８】従来の信号表示灯を示す外観斜視図である。

【図９】上記とは別の従来の信号表示灯を示す外観斜視
図である。

【図１０】上記とは別の従来の信号表示灯の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ＬＥＤ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ
信号光１５有効放射角２反射部材２１ａ、２２ａ、２３ａ斜方反射面２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ側方反射面２５ＬＥＤ保持部５拡散フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＥＤと、ＬＥＤ光を所定の投光方向に反
射する複数の反射面を設け、それぞれの反射面を適宜離
間させて配し、該反射面は斜方反射面と側方反射面から
成るとともに、該ＬＥＤの有効放射角内に配置している
ことを特徴とする信号表示灯の光源構造。
【請求項２】上記ＬＥＤ複数個を直線状に配列し、複数
の反射面を階段状に形成し、所定の投光方向を覆った拡
散フィルタを通じて信号光を投光するよう構成したこと
を特徴とする請求項１記載の信号表示灯の光源構造。
【請求項３】上記ＬＥＤ複数個を円周状に配列し、複数
の反射面を階段状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタ
を通じて信号光を投光するよう構成したことを特徴とす
る請求項１記載の信号表示灯の光源構造。
【請求項４】上記ＬＥＤ複数個を多角形状に配列し、対
応する複数の反射面を多角形状に配設するとともに階段
状に形成し、周囲を覆った拡散フィルタを通じて信号光
を投光するよう構成したことを特徴とする請求項１記載
の信号表示灯の光源構造。