歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ
【課題】複数のＬＥＤでもって歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射する。
【解決手段】ＬＥＤランプは、開口部４３を四角形としてなる凹面鏡の反射器４の中心部に設けてなるソケット５にねじ込んで交換自在に連結される。ＬＥＤランプは、ソケット５にねじ込んで連結される外周に雄ネジ１２を設けてなる連結部１１と、連結部１１に固定してなる複数のＬＥＤ２を備えるランプ本体１０とからなる。ランプ本体１０は、長方形である複数枚の側面基板１５Ａを多角形の筒状に配置し、かつ先端面を前面基板１５Ｂで閉塞してなる多角筒体１５を備えている。この多角筒体１５は、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に配置して、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定しており、幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。
【解決手段】ＬＥＤランプは、開口部４３を四角形としてなる凹面鏡の反射器４の中心部に設けてなるソケット５にねじ込んで交換自在に連結される。ＬＥＤランプは、ソケット５にねじ込んで連結される外周に雄ネジ１２を設けてなる連結部１１と、連結部１１に固定してなる複数のＬＥＤ２を備えるランプ本体１０とからなる。ランプ本体１０は、長方形である複数枚の側面基板１５Ａを多角形の筒状に配置し、かつ先端面を前面基板１５Ｂで閉塞してなる多角筒体１５を備えている。この多角筒体１５は、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に配置して、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定しており、幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者用信号機の電球に代わって使用される光源をＬＥＤとするランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号機用のランプには電球が使用される。電球は発光効率が低いので、電力消費が大きい欠点がある。また、寿命が数千時間と短いことから、定期的に交換する必要があってメンテナンスに手間がかかる欠点もある。さらにメンテナンスを簡単にするために、電球の寿命を長く設計すると、発光効率が急激に低下して消費電力が大きくなる欠点がある。電球の発光効率と寿命とは互いに相反する特性であって、両者を同時に満足できない。この欠点を解決するために、交通用信号機に、電球に代わって使用されるＬＥＤランプが開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される、交通用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプは、図１に示すように、多数のＬＥＤ９２を筒体９５の側面９５Ａと先端面９５Ｂとに固定している。このＬＥＤランプ９１は、歩行者用信号機に電球に代わって使用されて、前面ガラス９９の全面を均一な明るさに照射できない欠点がある。それは、筒体９５の後端部に多数のＬＥＤ９２を固定して、先端部に固定しないからである。
【０００５】
歩行者用信号機は、円形の凹面鏡であって、開口部の周囲を四角形としている反射鏡の中心に電球を配置している。電球に代わって図１に示すＬＥＤランプ９１がセットされると、前面ガラス９９の中心部が明るく周囲が暗くなる。それは、図２に示すように、凹面鏡である反射鏡９４を前面から見るとき、中心部の半径（ｒ１）は、外周部の半径（ｒ２）に比べて小さく、中心部から外周部に向かって次第に半径が大きくなるにもかかわらず、小さい中心部を多数のＬＥＤ９２で照射するからである。たとえば、図３に示すように、中心部の半径（ｒ）に対して半径を２倍とする領域に、円周方向に同じ個数のＬＥＤ８２を配置すると、反射鏡８４を前面から見た場合に、半径が大きくなる外周部において円周方向に並ぶＬＥＤ８２の間隔（ｄ２）は、中心部において円周方向に配列されるＬＥＤ８２の間隔（ｄ１）よりも広くなって暗くなり、前面ガラス９９の明るさに斑ができる。
【０００６】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数のＬＥＤでもって歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる歩行者用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプは、表面で光を反射する凹面鏡４０であって開口部４３を四角形としてなる反射器４の中心部に設けてなるソケット５にねじ込んで交換自在に連結される、光源をＬＥＤ２とするＬＥＤランプである。ＬＥＤランプは、ソケット５にねじ込んで連結される外周に雄ネジ１２を設けてなる連結部１１と、この連結部１１に固定してなる複数のＬＥＤ２を備えるランプ本体１０とからなる。ランプ本体１０は、長方形である複数枚の側面基板１５Ａを多角形の筒状に配置し、かつ先端面を前面基板１５Ｂで閉塞してなる多角筒体１５を備えている。この多角筒体１５は、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に配置して、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定しており、幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。
【０００８】
以上のＬＥＤランプは、複数のＬＥＤでもって歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる特徴がある。それは、長方形である複数枚の側面基板を多角形の筒状に配置して、その先端面を前面基板で閉塞して多角筒体とし、側面基板と前面基板の表面に複数のＬＥＤを固定し、さらに側面基板には、長手方向に離して複数のＬＥＤを固定して、幅方向に配置するＬＥＤの個数を、後端よりも先端に多くしているからである。
【０００９】
本発明のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａに、長手方向に離して３列にＬＥＤ２を配置し、先端側に位置する第１列には２個又は３個のＬＥＤ２を横方向に離して配置し、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ２を配置することができる。
さらに、本発明のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａが、第１列に２個又は３個、第２列に２個、第３列には１個のＬＥＤ２を配置することができる。
以上のＬＥＤランプは、少ない数のＬＥＤで歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる。
【００１０】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５を五角形以上の多角形とすることができる。
以上のＬＥＤランプは、反射器に連結する位置を問わず、開口部を四角形とする反射器の全面を均一に明るく照射できる。
【００１１】
本発明のＬＥＤランプは、ランプ本体１０が、連結部１１に一体構造の基板ホルダ２０を備えて、この基板ホルダ２０に側面基板１５Ａの後端部を連結することができる。側面基板１５Ａは、基板ホルダ２０に係止される係止凹部１５ａを後端から前方に離れた位置に有し、基板ホルダ２０は、側面基板１５Ａの背面に位置する連結壁２３を有すると共に、側面基板１５Ａの後端を挿入して連結する嵌入部２７を有し、さらに、連結壁２３は、側面基板１５Ａに設けている係止凹部１５ａに案内される係止凸部２３ａを有し、後端が嵌入部２７に案内された側面基板１５Ａの係止凹部１５ａに、基板ホルダ２０の係止凸部２３ａを案内して側面基板１５Ａを抜けない状態で基板ホルダ２０に連結することができる。さらに、前面基板１５Ｂには、側面基板１５Ａの先端を挿入する連結穴１５ｃを設けて、側面基板１５Ａの先端を前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに挿入して、側面基板１５Ａを基板ホルダ２０に連結することができる。
以上のＬＥＤランプは、簡単かつ容易に、しかも振動などを受けても側面基板を外れないように基板ホルダに連結できる特徴がある。
【００１２】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５に連結してなる複数のＬＥＤ２を直列に接続すると共に、直列接続しているＬＥＤ２と並列に接続してなる、ＬＥＤ２の異常時にＯＮ状態となるバイパス回路６を備えて、ＬＥＤ２の異常時にバイパス回路６をオン状態として、直列接続してなる他のＬＥＤ２を点灯することができる。
以上のＬＥＤランプは、いずれかのＬＥＤが故障しても全体のＬＥＤが消灯されず、安全に歩行者用信号機を内部から照射できる特徴がある。
【００１３】
本発明のＬＥＤランプは、バイパス回路６を複数のＬＥＤ２の直列回路と並列に、又はひとつのＬＥＤ２と並列に接続し、かつ、バイパス回路６を並列に接続してなるＬＥＤ２の個数を、側面基板１５Ａの先端部で後端部よりも多くすることができる。
以上のＬＥＤランプは、いずれかのＬＥＤが故障しても、前面ガラスの明るさの斑を少なくできる特徴がある。
【００１４】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５が、互いに隣接する側面基板１５Ａの間に冷却隙間２８を設けることができる。
以上のＬＥＤランプは、冷却隙間に空気を対流させて、側面基板に配置されるＬＥＤを効率よく冷却できる特徴がある。
【００１５】
本発明のＬＥＤランプは、基板ホルダ２０に多角筒体１５をカバーする透明カバー１６を連結すると共に、この透明カバー１６には、多角筒体１５を構成する側面基板１５Ａの間に設けた冷却隙間２８と対向する位置に換気口１７を設けることができる。
以上のＬＥＤランプは、多角筒体をカバーする透明カバーに、多角筒体の冷却隙間と対向する換気口を設けているので、側面基板の間の冷却隙間に流れる空気流を透明カバーの外部にスムーズに換気して、側面基板やＬＥＤの発熱を効率よく冷却できる特徴がある。
【００１６】
本発明のＬＥＤランプは、基板ホルダ２０に多角筒体１５をカバーする透明カバー１６を連結し、透明カバー１６の先端部の表面を、光を乱反射する無数の凹凸面として、先端部を除く部分を、表面を平滑面とすることができる。
以上のＬＥＤランプは、点光源のＬＥＤを使用しながら、前面ガラスを輝度斑なく明るく照射できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の歩行者用信号機の断面図である。
【図２】図１に示す歩行者用信号機の反射鏡を前面から見た図である。
【図３】従来の歩行者用信号機の反射鏡の中心部と外周部に同数のＬＥＤが配置される状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるＬＥＤランプを電球に代わって使用する歩行者用信号機の一例を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す歩行者用信号機の反射器の背面斜視図である。
【図６】図４に示す歩行者用信号機の反射器からランプホルダを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図７】図５に示す反射器からランプホルダを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図８】図４に示す歩行者用信号機の反射器とランプホルダの連結構造を示す水平断面図である。
【図９】図８に示すＬＥＤランプとランプホルダの連結構造を示す断面図である。
【図１０】図９に示すＬＥＤランプとランプホルダの断面図である。
【図１１】図９に示すＬＥＤランプの透明カバーを取り除いた図である。
【図１２】図１０に示すＬＥＤランプのＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】図１１に示すＬＥＤランプの多角筒体の分解斜視図である。
【図１４】図８に示す歩行者用信号機の反射器を前面から見た状態を示す図であって、凹面鏡に映るＬＥＤの配置を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例にかかるＬＥＤランプの透明カバーを取り除いた図である。
【図１６】図１５に示すＬＥＤランプを備える歩行者用信号機の反射器を前面から見た状態を示す図であって、凹面鏡に映るＬＥＤの配置を示す図である。
【図１７】本発明の一実施例にかかるＬＥＤランプの概略回路図である。
【図１８】複数のＬＥＤを前面基板と側面基板に配置する状態を示す図である。
【図１９】バイパス回路の原理を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための歩行者用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプを例示するものであって、本発明はＬＥＤランプを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
本発明のＬＥＤランプを使用してなる歩行者用信号機を図４ないし図８に示す。ＬＥＤランプ１は、反射器４の中心部に設けているソケット５に、電球に代わって交換できるように連結される。図の歩行者用信号機は、ランプホルダ３を介してソケット５を反射器４に連結している。
【００２０】
歩行者用信号機は、表面で光を反射する反射器４の中心部に脱着穴４１を設けて、この脱着穴４１に、ソケット５を連結しているランプホルダ３を脱着できるように連結している。ＬＥＤランプ１は、直接には反射器４に連結されず、ソケット５を設けているランプホルダ３に交換できるように連結される。歩行者用信号機は、ＬＥＤランプ１を交換するときにランプホルダ３を反射器４から外す。反射器４から外されたランプホルダ３は、ソケット５に連結している古い電球を外し、電球に代わってＬＥＤランプ１を連結する。ソケット５に新しいＬＥＤランプ１を連結する状態で、ランプホルダ３は反射器４の脱着穴４１に連結される。図６と図７は、反射器４から外したランプホルダ３とＬＥＤランプ１を示している。
【００２１】
反射器４は、表面で光を反射する凹面鏡４０であって、開口部４３を四角形としている。反射器４は金属板をプレス加工して製作され、内面にクロームメッキなどの金属メッキをして、光を効率よく反射するようにしている。凹面鏡４０の反射器４は、球面ないし放物面の形状とし、かつ開口縁部には四角形の垂直面４４を設けて、開口部４３を四角形としている。垂直面４４は、球面ないし放物面に設けられるので、その境界はアーチ状となる。四角形の開口部４３は、図８に示すように、パッキン４８、４９を介して四角形の前面ガラス９で水密構造に密閉される。図の前面ガラス９は、前面に配置される透明ガラス９Ａの内側に、青色（または緑色）や赤色に着色されたフィルター９Ｂを積層している。透明ガラス９Ａとフィルター９Ｂの積層体である前面ガラス９は、外周縁に沿って、断面形状を溝側とするリング状のパッキン４８を被覆している。さらに、パッキン４８で被覆された前面ガラス９の外周部を、反射器４の開口部４３に設けた段差部４５の内側に嵌合させる状態で挿入している。さらに、前面ガラス９の外周部が嵌入された段差部４５の外側を、断面形状を溝側とするリング状のパッキン４９で被覆して水密構造に密閉している。
【００２２】
凹面鏡４０の反射器４は、その中心にランプホルダ３を挿入する脱着穴４１を設けている。脱着穴４１は、ランプホルダ３を連結する円筒状の筒状突出部４２を外側に突出して設けている。円筒状の筒状突出部４２は四角形の垂直面４４を含む方向に突出しており、この内側にランプホルダ３が挿入される。筒状突出部４２の内形は、ランプホルダ３の外形にほぼ等しく、ランプホルダ３を、円筒状の筒状突出部４２である周壁の内側に挿入して、定位置に連結できる構造としている。周壁にランプホルダ３が挿入して連結され、このランプホルダ３にＬＥＤランプ１が連結される。筒状突出部４２は、ＬＥＤランプ１や電球を挿通できる大きさとしている。
【００２３】
ランプホルダ３は、金属板をプレス加工して製作される。ランプホルダ３は、反射器４の中心に、後方に突出するように設けている筒状突出部４２の内側に挿入して連結される円筒状の連結筒部３２を有する。この連結筒部３２の前面は、反射器４の脱着穴４１を閉塞するリングプレート３１を設けている。さらにリングプレート３１には、中心に内側筒体３３を連結してランプホルダ３に中心孔３４を設けている。中心孔３４を構成する内側筒体３３の後端、すなわち中心孔３４の底部には、電球をねじ込んで連結するソケット５を固定している。ソケット５は、電球の雄ネジ１２をねじ込んで連結するために、内面に雌ネジ５２を設けている。
【００２４】
以上の歩行者用信号機は、以下のようにしてランプを交換する。
（１）図６と図７に示すように、ランプホルダ３を反射器４の筒状突出部４２から引き抜いて反射器４から外す。
（２）反射器４から外された状態で、ランプホルダ３のランプを新しいものに交換する。
（３）その後、ランプホルダ３の連結筒部３２を反射器４の筒状突出部４２に挿入して、反射器４に連結する。ランプホルダ３を反射器４の開口部４１に挿入する状態で、ランプホルダ３を固定するために、反射器４には弾性バネからなる連結具８を設けている。
【００２５】
以上のようにして、電球に代わって使用される、すなわち電球から交換されるＬＥＤランプ１は、図９ないし図１３に示すように、ランプホルダ３のソケット５にねじ込んで連結される連結部１１と、この連結部１１に固定しているランプ本体１０とを備える。連結部１１は、外周に雄ネジ１２を設けて、ソケット５の雌ネジ５２にねじ込んで連結できるようにしている。さらに、連結部１１は電球と同じように、外周面と先端とに、互いに絶縁して電極１３、１４を設けている。
【００２６】
ランプ本体１０は、連結部１１に一体構造の基板ホルダ２０を備え、この基板ホルダ２０の前方に、側面基板１５Ａ及び前面基板１５Ｂからなる多角筒体１５を固定している。多角筒体１５の側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂは、その表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、多角筒体１５をカバーするように基板ホルダ２０に透明カバー１６を連結している。
【００２７】
基板ホルダ２０は、ランプホルダ３の中心孔３４に挿入される円柱状の挿入部２１の一端に、円盤状の鍔部２２を連結してなる形状にプラスチックで一体成形している。挿入部２１は、ランプホルダ３の中心孔３４に挿入できるように、その外形を中心孔３４の外形より小さくしている。中心孔３４に挿入される挿入部２１は、その先端に、連結部１１を被せて固定している。
【００２８】
鍔部２２は、多角筒体１５の側面基板１５Ａを固定している。図の鍔部２２は、前面から突出する連結壁２３を設けている。連結壁２３は、側面基板１５Ａの背面側に位置して設けている。さらに、鍔部２２は、連結壁２３に対向して嵌着凸部２６を設けており、連結壁２３と嵌着凸部２６との間を、側面基板１５Ａの後端を挿入して連結する嵌入部２７としている。嵌入部２７は、側面基板１５Ａを挿入して定位置に配置するので、その間隔を側面基板１５Ａの厚さにほぼ等しく、正確には側面基板１５Ａの厚さよりもわずかに広くしている。
【００２９】
図１２と図１３のＬＥＤランプ１は、６枚の側面基板１５Ａを六角筒状に配置して、多角筒体１５を六角筒状としている。したがって、基板ホルダ２０には、六角筒状に連結壁２３を配置して、その外側に嵌着凸部２６を設けている。
【００３０】
嵌入部２７に挿入された側面基板１５Ａを抜けないように連結するために、連結壁２３は、側面基板１５Ａの係止凹部１５ａに案内される係止凸部２３ａを設けている。図１３の側面基板１５Ａは両側に係止凹部１５ａを設けているので、連結壁２３の両側に係止凸部２３ａを設けている。側面基板１５Ａは、後端から前方に離れた位置に係止凹部１５ａを設けているので、係止凸部２３ａはこの係止凹部１５ａを案内される位置に配置される。後端を嵌入部２７に挿入している側面基板１５Ａは、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して、基板ホルダ２０に抜けないように連結される。ただ、側面基板１５Ａは、傾く姿勢で基板ホルダ２０から抜ける、いいかえると、傾ける姿勢で後端を嵌入部２７に挿入し、その後、鍔部２２に対して垂直姿勢として、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して抜けない状態となる。側面基板１５Ａは、先端を前面基板１５Ｂに連結して、互いに傾斜しないように連結される。
【００３１】
側面基板１５Ａを多角筒体１５に固定するために、前面基板１５Ｂは、図１３に示すように、側面基板１５Ａの先端を挿入する連結穴１５ｃを設けている。図の側面基板１５Ａは、先端部に複数の連結突出部１５ｂを設けているので、前面基板１５Ｂには各々の連結突出部１５ｂを挿入して連結する複数の連結穴１５ｃを設けている。側面基板１５Ａの先端に設けた連結突出部１５ｂが前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに挿入されて、側面基板１５Ａはその先端が互いに連結される。この状態で、六角筒状の多角筒体１５を構成する６枚の側面基板１５Ａは、その先端が広がらないように、すなわち傾動しない状態で基板ホルダ２０に連結される。傾動しない側面基板１５Ａは、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａが案内されて、基板ホルダ２０に抜けないように固定される。
【００３２】
さらに、図１０ないし図１２のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａを貫通する止ネジ２４を連結壁２３にねじ込んで、止ネジ２４で側面基板１５Ａを基板ホルダ２０に確実に固定している。止ネジ２４が緩まない状態で、側面基板１５Ａは基板ホルダ２０から外れることはない。さらに、以上のＬＥＤランプ１は、仮に止ネジ２４が緩んでも、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して、抜けないように基板ホルダ２０に連結される。したがって、ＬＥＤランプは、必ずしも止ネジを介して側面基板を連結壁に固定する必要はなく、止ネジを省略することもできる。さらに、側面基板は、接着して連結壁に固定することもできる。
【００３３】
以上の多角筒体１５は、鍔部２２に対して垂直姿勢に固定されて、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に、すなわち、多角筒体１５の中心軸と、連結部１１の中心軸とが同一直線状に配置されるように、多角筒体１５は基板ホルダ２０に固定される。
【００３４】
また、図のＬＥＤランプ１は、多角筒体１５を六角筒状とするが、この多角筒体は、五角形以上の多角形の筒状とすることもできる。
【００３５】
各々の側面基板１５Ａは、連結突出部１５ｂを前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに連結して、前面基板１５Ｂに電気接続している。この側面基板１５Ａは、連結突出部１５ｂに導電部（図示せず）を設け、この導電部を前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに設けている導電部（図示せず）にハンダ付けして電気接続する。図１３のＬＥＤランプ１は、複数の連結突出部１５ｂを前面基板１５Ｂに連結するので、側面基板１５Ａのプラス側とマイナス側とを前面基板１５Ｂに連結することができる。この構造は、側面基板１５Ａを前面基板１５Ｂに物理的に固定すると共に、前面基板１５Ｂに電気接続できる。ただ、本発明のＬＥＤランプは、側面基板を接着し、あるいはＬ金具や止ネジ等の固定補助部品を介して互いに固定することもできる。
【００３６】
多角筒体１５に配置される側面基板１５Ａは、互いに隣接する側面基板１５Ａの間に冷却隙間２８を設けている。冷却隙間２８のある多角筒体１５は、ＬＥＤランプ１を水平姿勢に配置する状態で、冷却隙間２８に空気を対流させて、側面基板１５Ａ、すなわちＬＥＤ２を効率よく冷却できる。
【００３７】
多角筒体１５は、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定し、かつ幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。幅方向に配置するＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端で多くするのは、凹面鏡４０の反射器４の半径が、先端に向かって大きくなるからである。
【００３８】
図１１と図１３のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａの長手方向に離して３列にＬＥＤ２を配置して、先端側に位置する第１列には２個のＬＥＤ２ａを横方向に離して配置して、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ２ｃを配置している。さらに、図のＬＥＤランプ１は、第２列にも２個のＬＥＤ２ｂを配置している。すなわち、図のＬＥＤランプ１は、第１列と第２列に２個、第３列に１個のＬＥＤ２を配置している。
【００３９】
図１４は、凹面鏡４０の反射器４を前面から見て、凹面鏡４０に写るＬＥＤ２の位置を●で示している。この図に示すように、側面基板１５Ａの長手方向に配置している第１列、第２列、第３列のＬＥＤ２は、外側から次第に内側に配置される状態で凹面鏡４０に写る。反射器４の最も外側に写る第１列のＬＥＤ２ａは、最も大きな円周上に配置され、第２列のＬＥＤ２ｂはその内側の円周上に、さらに第３列のＬＥＤ２ｃは第２列のＬＥＤ２ｂの円周よりも内側にあって最も小さい円周上に配置される。小さい円周と大きい円周に同じ個数のＬＥＤを配置すると、小さい円周上のＬＥＤは間隔が狭くなる。それは、円周の長さが短くなるからである。
【００４０】
図９ないし図１３のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａの第３列に１個、第２列と第１列に２個のＬＥＤ２を配置するので、これを前面から見ると図１４に示すように、最も小さい円周には６個、中間と最外周には１２個のＬＥＤ２が配置される。したがって、小さい円周の明るさと大きな円周の明るさの差を少なくして、前面を均一な明るさにできる。すなわち、前面ガラス９の前面を均一に明るく照射できる。さらに、図１５と図１６に示すように、側面基板１５Ａの第１列に３個、第２列に２個、第３列に１個のＬＥＤ２を配置することで、前面から見てより均一な明るさとして、前面ガラス９をさらに均一に明るくできる。
【００４１】
図１３のＬＥＤランプ１は、さらに前面基板１５Ｂには４個のＬＥＤ２を固定して、全体で３４個のＬＥＤ２を多角筒体１５に固定している。本発明のＬＥＤランプは、多角筒体に固定するＬＥＤの個数を特定するものではないが、多角筒体に固定するＬＥＤの個数を変更して、全体の明るさを調整することができる。また、多角筒体に固定するＬＥＤ自体の消費電力を変更して、全体の明るさを調整することもできる。
【００４２】
側面基板１５Ａ及び前面基板１５Ｂに固定されるＬＥＤ２は、好ましくは、基板実装型であるチップタイプのＬＥＤ２を使用する。チップタイプのＬＥＤ２は、基板の正確な位置に、簡単に実装できる特徴がある。さらに、チップタイプのＬＥＤ２は、広い指向特性を有しており、照射される光が広く拡散される特性があるので、砲弾型の集光部を有するＬＥＤに比較して、斑なく均一に前面ガラスを照射できる特徴がある。すなわち、ＬＥＤランプは、広い指向性を有するタイプのＬＥＤを配置することで、ＬＥＤから照射される光を広く拡散して、前面ガラスを斑なく均一に明るく照射できる。ただ、本発明のＬＥＤランプは、使用するＬＥＤを、必ずしもチップタイプのＬＥＤとする必要はなく、集光部を有するＬＥＤ（例えば、砲弾型のＬＥＤ）を使用することもできる。
【００４３】
図１７はＬＥＤランプ１の概略回路図を、図１８は複数のＬＥＤ２を前面基板１５Ｂと側面基板１５Ａに配置する配置図を示している。これらの図に示すようにＬＥＤランプ１は、連結部１１の外周面と先端とに設けた電極１３、１４を整流回路１８に接続し、整流回路１８の出力側に、複数のＬＥＤ２と定電流素子１９を直列に接続している。このＬＥＤランプ１は、商用電源を整流回路１８で脈流に変換して複数のＬＥＤ２を点灯する。定電流素子１９は、ＬＥＤ２の電流が一定の電流値以上にならないように安定化する。
【００４４】
整流回路１８は、ダイオードブリッジ１８Ａである。ダイオードブリッジ１８Ａは、入力される交流電源を直流に変換して、複数のＬＥＤ２を直列接続してなる直列回路のプラス側とマイナス側に整流された直流を出力する。直列に接続するＬＥＤ２の個数は、供給される電源電圧とＬＥＤ２の定格電圧で特定される。たとえば、商用電源としてＡＣ１００Ｖの交流電源を供給するＬＥＤランプは、定格電圧を３ＶとするＬＥＤを、３０個〜４０個直列に接続して点灯できる。図のＬＥＤランプ１は３４個のＬＥＤ２を備えているので、全てのＬＥＤ２を直列に接続している。ただ、複数のＬＥＤは、直列と並列とに接続することもできる。
【００４５】
多数のＬＥＤ２を直列に接続しているＬＥＤ２の直列回路は、ひとつのＬＥＤが切れると全体のＬＥＤが点灯しなくなる。いずれかのＬＥＤが切れる確率は、直列に接続しているＬＥＤの個数が多くなると高くなる。歩行者用信号機は、ＬＥＤランプ１が切れて点灯できない状態では、交通事故の原因となる。したがって、いかなる状態においても、ＬＥＤランプ１を確実に点灯することが大切である。この弊害は複数のＬＥＤを並列に接続することで解消できる。並列接続しているＬＥＤは、いずれかのＬＥＤが切れても並列に接続しているＬＥＤが消灯することがない。ただ、ＬＥＤを並列に接続する回路構成は、ＬＥＤに供給する電圧を商用電源を整流した電圧よりも低くする必要があるので、商用電源の電圧を降下してＬＥＤに供給する電源回路を必要とする。この電源回路には、主としてスイッチング電源が使用される。スイッチング電源は整流回路に比較して回路構成が複雑で高価になる。また、整流回路に比較すると寿命が短くなる欠点もある。内蔵している電解コンデンサが経時的に劣化するからである。
【００４６】
商用電源をダイオードの整流回路で整流してＬＥＤに直接に供給する回路構成は極めて簡単で、安価に製造できる特徴がある。とくに、ダイオードで整流した脈流を電解コンデンサで平滑化しない整流回路は、経時的に劣化する部品がなく、長時間にわたって故障することなく安定に動作する。ただ、この回路構成は、商用電源を整流するので出力電圧がＬＥＤの点灯電圧に比較して相当に高くなる。たとえば、１００Ｖの商用電源が整流された脈流はピーク電圧が約１４０Ｖと相当に高くなる。この電圧でＬＥＤを点灯するには、多数のＬＥＤを直列に接続して、各々のＬＥＤに印加される電圧を低くする必要がある。ただ、前述したように多数のＬＥＤを直列に接続する回路構成は、いずれかひとつのＬＥＤが切れると、直列に接続している他の全てのＬＥＤが点灯されなくなる。
【００４７】
ＬＥＤ２に並列に接続しているバイパス回路６は、図１９に示すように、切れたＬＥＤ２’をバイパスさせて、他のＬＥＤ２が消えるのを防止する。バイパス回路６は、図１９の（ａ）で示すように、並列に接続しているＬＥＤ２が切れない状態ではＯＦＦ、また、図１９の（ｂ）で示すように、ＬＥＤ２が切れた状態でＯＮに切り換えられる。バイパス回路６は、並列に接続しているＬＥＤ２の両端の電圧を検出する電圧検出部６１と、この電圧検出部６１でオンオフに制御させるスイッチング素子６２とを備えている。電圧検出部６１は、ＬＥＤ２が切れて入力電圧が正常電圧を超えると、スイッチング素子６２をＯＮに切り換えて、切れたＬＥＤ２’に電流をバイパスさせる。ＬＥＤ両端の電圧は、ＬＥＤ２が切れない状態ではＬＥＤ２の点灯電圧の１．５〜４Ｖとなる。しかしながら、ＬＥＤ２が切れると、切れたＬＥＤ２’の両端がオープン状態となって、点灯電圧よりも高くなる。電圧検出部６１は、ＬＥＤ両端の電圧が点灯電圧よりも高くなると、スイッチング素子６２をＯＮに切り換えて、切れたＬＥＤ２’にバイパスして電流を流す回路を設ける。スイッチング素子６２がＯＮに切り換えられると、切れたＬＥＤ２’の両端の電圧は低下する。この状態においても、スイッチング素子６２はＯＮ状態に保持されて、切れたＬＥＤ２’にバイパスさせるように電流を流す状態が保持される。
【００４８】
バイパス回路６は、図１３と図１０に示すように、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの裏面に実装されて、切れたＬＥＤにバイパスするように通電する。
【００４９】
バイパス回路６は、全てのＬＥＤと並列に接続するのを理想とする。ただ、全てのＬＥＤと並列にバイパス回路を制御すると、ＬＥＤと同じ数のバイパス回路を必要として、部品コストが高くなる。
【００５０】
図１８と図１９のＬＥＤランプ１は、バイパス回路６を複数ＬＥＤ２の直列回路と並列に接続して、バイパス回路６の数をＬＥＤよりも少なくしている。図１８と図１９のＬＥＤランプ１は、少ないＬＥＤ２と並列に接続する少数ＬＥＤバイパス回路６Ａと、この少数ＬＥＤバイパス回路６Ａよりも多数のＬＥＤ２の直列回路と並列に接続している多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂとしている。図のＬＥＤランプ１は、少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを１個のＬＥＤ２と並列に接続して、多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂは２個のＬＥＤ２の直列回路と並列に接続している。図示しないが、少数ＬＥＤバイパス回は２個以上のＬＥＤの直列回路と並列に接続し、多数ＬＥＤバイパス回路を少数ＬＥＤバイパス回路よりも多数のＬＥＤの直列回路と並列に接続することもできる。
【００５１】
図１９のＬＥＤランプは、バイパス回路６を並列に接続しているＬＥＤ２の個数を、側面基板１５Ａの先端部で後端部よりも多くしている。すなわち、多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂは側面基板１５Ａの先端部のＬＥＤ２の直列回路に接続され、少数ＬＥＤバイパス回路６Ａは、側面基板１５Ａの後端部のＬＥＤ２と並列に接続している。図１９のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａの両側に長手方向に並ぶ第１列のＬＥＤ２ａと第２列のＬＥＤ２ｂを直列に接続して、これらのＬＥＤ２ａ、２ｂの直列回路に多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂを並列に接続して、第３列に配置する１個のＬＥＤ２ｃと並列に少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを接続している。したがって、１枚の側面基板１５Ａには、２組の多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂと１組の少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを実装している。
【００５２】
また、前面基板１５Ｂに設けているＬＥＤ２は、２個のＬＥＤ２ｄを直列に接続して、これらのＬＥＤ２ｄの直列回路に多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂを並列に接続している。ただ、前面基板に設けているＬＥＤは、各々のＬＥＤに少数ＬＥＤバイパス回路を並列に接続、すなわち、１個のＬＥＤと並列に少数ＬＥＤバイパス回路を接続することもできる。
【００５３】
以上のＬＥＤランプ１は、第３列のＬＥＤ２ｃが切れて点灯しなくなると、切れたＬＥＤ２’のみ消灯されて他の全てのＬＥＤ２を点灯できる。また、第１列と第２列に配置するいずれかのＬＥＤ２が切れて点灯しなくなると、切れたＬＥＤ２’に対して、側面基板１５Ａの長手方向に並ぶひとつのＬＥＤ２のみが消灯され、すなわち、２個のＬＥＤ２が消灯して他の全てのＬＥＤ２が点灯される。２個のＬＥＤ２は、側面基板１５Ａの長手方向に並ぶので、ひとつのＬＥＤ２が切れて消灯しても、前面ガラス９の明るさの不均一を最小にできる。それは、前面ガラス９を前から見る状態で、第１列と２列のＬＥＤ２の間隔は、第１列目や第２列目に円周上に並ぶＬＥＤ２の間隔よりも狭くなるからである。
【００５４】
ただし、多数ＬＥＤバイパス回路は、必ずしも側面基板の長手方向に並ぶ２個のＬＥＤの直列回路と並列に接続することなく、側面基板の横方向に隣接するＬＥＤの直列回路と並列に接続することができ、また、２個のＬＥＤの直列回路と並列に接続することなく、３個以上のＬＥＤの直列回路と並列に接続することができる。また、少数ＬＥＤバイパス回路も、必ずしも１個のＬＥＤと並列に接続することなく、多数ＬＥＤバイパス回路が並列に接続しているＬＥＤの直列回路よりも少数のＬＥＤの直列回路と並列に接続することもできる。
【００５５】
透明カバー１６は、基板ホルダ２０に配置された複数のＬＥＤ２の発光を外部に透過できる透光性を有する。透明カバー１６は、基板ホルダ２０の前方に固定している複数の基板からなる多角筒体１５を内部に収納できる形状にプラスチックやガラスで成形している。図９と図１０の透明カバー１６は、円筒部１６Ａの先端に球面部１６Ｂを設けた形状に成形しており、円筒部１６Ａの内部に、基板ホルダ２０に固定される多角筒体１５を収納している。透明カバー１６の先端部の球面部１６Ｂの表面は、光を乱反射する無数の凹凸面として、先端部を除く部分となる円筒部１６Ａは、表面を平滑面としている。平滑面は、ＬＥＤ２の光を効率よく透過して、前面ガラス９を明るく照射し、乱反射する凹凸面は、前面基板１５Ｂに固定しているＬＥＤ２の光を散乱させて、前面ガラス９の表面を均等な明るさに照射する。
【００５６】
この透明カバー１６は、基板ホルダ２０の前方に固定されて、内部に収納される光源であるＬＥＤ２の発光を外部に透過させる。透明カバー１６は、接着して、あるいは、ねじ込んで、あるいはまた係止構造で、基板ホルダ２０の鍔部２２の外周縁部に固定される。
【００５７】
さらに、図の透明カバー１６は、内部の空気を換気する換気口１７を開口している。図１２に示す透明カバー１６は、多角筒体１５を構成する側面基板１５Ａの間に設けた冷却隙間２８と対向する位置にスリット状の換気口１７を設けている。このように、多角筒体１５の冷却隙間２８と対向する位置に換気口１７を設けている透明カバー１６は、側面基板１５Ａの間の冷却隙間２８に流れる空気流を透明カバー１６の外部にスムーズに換気して、側面基板１５ＡやＬＥＤ２の発熱を効率よく冷却する。さらに、図１２に示す透明カバー１６は、多角筒体１５の冷却隙間２８と対向する位置に設けた換気口１７同士の間にも換気口１７を設けている。このように、多数の換気口１７を設けた透明カバー１６は、どの位置で停止されても、内部の空気を確実に換気できる。さらに、図に示す換気口１７は、透明カバー１６の円筒部１６Ａから球面部１６Ｂに向かってスリットの幅が広くなるように開口している。このように、換気口１７の開口面積を球面部１６Ｂに向かって大きくする透明カバー１６は、電子部品が多く配置される前面基板１５Ｂを効率よく放熱できる。
【符号の説明】
【００５８】
１…ＬＥＤランプ
２…ＬＥＤ ２’…切れたＬＥＤ
２ａ…ＬＥＤ
２ｂ…ＬＥＤ
２ｃ…ＬＥＤ
２ｄ…ＬＥＤ
３…ランプホルダ
４…反射器
５…ソケット
６…バイパス回路 ６Ａ…少数ＬＥＤバイパス回路
６Ｂ…多数ＬＥＤバイパス回路
８…連結具
９…前面ガラス ９Ａ…透明ガラス
９Ｂ…フィルター
１０…ランプ本体
１１…連結部
１２…雄ネジ
１３…電極
１４…電極
１５…多角筒体 １５Ａ…側面基板
１５ａ…係止凹部
１５ｂ…連結突出部
１５Ｂ…前面基板
１５ｃ…連結穴
１６…透明カバー １６Ａ…円筒部
１６Ｂ…球面部
１７…換気口
１８…整流回路 １８Ａ…ダイオードブリッジ
１９…定電流素子
２０…基板ホルダ
２１…挿入部
２２…鍔部
２３…連結壁 ２３ａ…係止凸部
２４…止ネジ
２６…嵌着凸部
２７…嵌入部
２８…冷却隙間
３１…リングプレート
３２…連結筒部
３３…内側筒体
３４…中心孔
４０…凹面鏡
４１…脱着穴
４２…筒状突出部
４３…開口部
４４…垂直面
４５…段差部
４８…パッキン
４９…パッキン
５２…雌ネジ
６１…電圧検出部
６２…スイッチング素子
８２…ＬＥＤ
８４…反射鏡
９１…ＬＥＤランプ
９２…ＬＥＤ
９４…反射鏡
９５…筒体 ９５Ａ…側面
９５Ｂ…先端面
９９…前面ガラス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行者用信号機の電球に代わって使用される光源をＬＥＤとするランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
交通信号機用のランプには電球が使用される。電球は発光効率が低いので、電力消費が大きい欠点がある。また、寿命が数千時間と短いことから、定期的に交換する必要があってメンテナンスに手間がかかる欠点もある。さらにメンテナンスを簡単にするために、電球の寿命を長く設計すると、発光効率が急激に低下して消費電力が大きくなる欠点がある。電球の発光効率と寿命とは互いに相反する特性であって、両者を同時に満足できない。この欠点を解決するために、交通用信号機に、電球に代わって使用されるＬＥＤランプが開発されている。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２６５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載される、交通用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプは、図１に示すように、多数のＬＥＤ９２を筒体９５の側面９５Ａと先端面９５Ｂとに固定している。このＬＥＤランプ９１は、歩行者用信号機に電球に代わって使用されて、前面ガラス９９の全面を均一な明るさに照射できない欠点がある。それは、筒体９５の後端部に多数のＬＥＤ９２を固定して、先端部に固定しないからである。
【０００５】
歩行者用信号機は、円形の凹面鏡であって、開口部の周囲を四角形としている反射鏡の中心に電球を配置している。電球に代わって図１に示すＬＥＤランプ９１がセットされると、前面ガラス９９の中心部が明るく周囲が暗くなる。それは、図２に示すように、凹面鏡である反射鏡９４を前面から見るとき、中心部の半径（ｒ１）は、外周部の半径（ｒ２）に比べて小さく、中心部から外周部に向かって次第に半径が大きくなるにもかかわらず、小さい中心部を多数のＬＥＤ９２で照射するからである。たとえば、図３に示すように、中心部の半径（ｒ）に対して半径を２倍とする領域に、円周方向に同じ個数のＬＥＤ８２を配置すると、反射鏡８４を前面から見た場合に、半径が大きくなる外周部において円周方向に並ぶＬＥＤ８２の間隔（ｄ２）は、中心部において円周方向に配列されるＬＥＤ８２の間隔（ｄ１）よりも広くなって暗くなり、前面ガラス９９の明るさに斑ができる。
【０００６】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、複数のＬＥＤでもって歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる歩行者用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプは、表面で光を反射する凹面鏡４０であって開口部４３を四角形としてなる反射器４の中心部に設けてなるソケット５にねじ込んで交換自在に連結される、光源をＬＥＤ２とするＬＥＤランプである。ＬＥＤランプは、ソケット５にねじ込んで連結される外周に雄ネジ１２を設けてなる連結部１１と、この連結部１１に固定してなる複数のＬＥＤ２を備えるランプ本体１０とからなる。ランプ本体１０は、長方形である複数枚の側面基板１５Ａを多角形の筒状に配置し、かつ先端面を前面基板１５Ｂで閉塞してなる多角筒体１５を備えている。この多角筒体１５は、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に配置して、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定しており、幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。
【０００８】
以上のＬＥＤランプは、複数のＬＥＤでもって歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる特徴がある。それは、長方形である複数枚の側面基板を多角形の筒状に配置して、その先端面を前面基板で閉塞して多角筒体とし、側面基板と前面基板の表面に複数のＬＥＤを固定し、さらに側面基板には、長手方向に離して複数のＬＥＤを固定して、幅方向に配置するＬＥＤの個数を、後端よりも先端に多くしているからである。
【０００９】
本発明のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａに、長手方向に離して３列にＬＥＤ２を配置し、先端側に位置する第１列には２個又は３個のＬＥＤ２を横方向に離して配置し、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ２を配置することができる。
さらに、本発明のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａが、第１列に２個又は３個、第２列に２個、第３列には１個のＬＥＤ２を配置することができる。
以上のＬＥＤランプは、少ない数のＬＥＤで歩行者用信号機の前面ガラスを均一に明るく照射できる。
【００１０】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５を五角形以上の多角形とすることができる。
以上のＬＥＤランプは、反射器に連結する位置を問わず、開口部を四角形とする反射器の全面を均一に明るく照射できる。
【００１１】
本発明のＬＥＤランプは、ランプ本体１０が、連結部１１に一体構造の基板ホルダ２０を備えて、この基板ホルダ２０に側面基板１５Ａの後端部を連結することができる。側面基板１５Ａは、基板ホルダ２０に係止される係止凹部１５ａを後端から前方に離れた位置に有し、基板ホルダ２０は、側面基板１５Ａの背面に位置する連結壁２３を有すると共に、側面基板１５Ａの後端を挿入して連結する嵌入部２７を有し、さらに、連結壁２３は、側面基板１５Ａに設けている係止凹部１５ａに案内される係止凸部２３ａを有し、後端が嵌入部２７に案内された側面基板１５Ａの係止凹部１５ａに、基板ホルダ２０の係止凸部２３ａを案内して側面基板１５Ａを抜けない状態で基板ホルダ２０に連結することができる。さらに、前面基板１５Ｂには、側面基板１５Ａの先端を挿入する連結穴１５ｃを設けて、側面基板１５Ａの先端を前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに挿入して、側面基板１５Ａを基板ホルダ２０に連結することができる。
以上のＬＥＤランプは、簡単かつ容易に、しかも振動などを受けても側面基板を外れないように基板ホルダに連結できる特徴がある。
【００１２】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５に連結してなる複数のＬＥＤ２を直列に接続すると共に、直列接続しているＬＥＤ２と並列に接続してなる、ＬＥＤ２の異常時にＯＮ状態となるバイパス回路６を備えて、ＬＥＤ２の異常時にバイパス回路６をオン状態として、直列接続してなる他のＬＥＤ２を点灯することができる。
以上のＬＥＤランプは、いずれかのＬＥＤが故障しても全体のＬＥＤが消灯されず、安全に歩行者用信号機を内部から照射できる特徴がある。
【００１３】
本発明のＬＥＤランプは、バイパス回路６を複数のＬＥＤ２の直列回路と並列に、又はひとつのＬＥＤ２と並列に接続し、かつ、バイパス回路６を並列に接続してなるＬＥＤ２の個数を、側面基板１５Ａの先端部で後端部よりも多くすることができる。
以上のＬＥＤランプは、いずれかのＬＥＤが故障しても、前面ガラスの明るさの斑を少なくできる特徴がある。
【００１４】
本発明のＬＥＤランプは、多角筒体１５が、互いに隣接する側面基板１５Ａの間に冷却隙間２８を設けることができる。
以上のＬＥＤランプは、冷却隙間に空気を対流させて、側面基板に配置されるＬＥＤを効率よく冷却できる特徴がある。
【００１５】
本発明のＬＥＤランプは、基板ホルダ２０に多角筒体１５をカバーする透明カバー１６を連結すると共に、この透明カバー１６には、多角筒体１５を構成する側面基板１５Ａの間に設けた冷却隙間２８と対向する位置に換気口１７を設けることができる。
以上のＬＥＤランプは、多角筒体をカバーする透明カバーに、多角筒体の冷却隙間と対向する換気口を設けているので、側面基板の間の冷却隙間に流れる空気流を透明カバーの外部にスムーズに換気して、側面基板やＬＥＤの発熱を効率よく冷却できる特徴がある。
【００１６】
本発明のＬＥＤランプは、基板ホルダ２０に多角筒体１５をカバーする透明カバー１６を連結し、透明カバー１６の先端部の表面を、光を乱反射する無数の凹凸面として、先端部を除く部分を、表面を平滑面とすることができる。
以上のＬＥＤランプは、点光源のＬＥＤを使用しながら、前面ガラスを輝度斑なく明るく照射できる特徴がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の歩行者用信号機の断面図である。
【図２】図１に示す歩行者用信号機の反射鏡を前面から見た図である。
【図３】従来の歩行者用信号機の反射鏡の中心部と外周部に同数のＬＥＤが配置される状態を示す図である。
【図４】本発明の一実施例にかかるＬＥＤランプを電球に代わって使用する歩行者用信号機の一例を示す分解斜視図である。
【図５】図４に示す歩行者用信号機の反射器の背面斜視図である。
【図６】図４に示す歩行者用信号機の反射器からランプホルダを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図７】図５に示す反射器からランプホルダを取り外した状態を示す分解斜視図である。
【図８】図４に示す歩行者用信号機の反射器とランプホルダの連結構造を示す水平断面図である。
【図９】図８に示すＬＥＤランプとランプホルダの連結構造を示す断面図である。
【図１０】図９に示すＬＥＤランプとランプホルダの断面図である。
【図１１】図９に示すＬＥＤランプの透明カバーを取り除いた図である。
【図１２】図１０に示すＬＥＤランプのＸＩＩ−ＸＩＩ線断面図である。
【図１３】図１１に示すＬＥＤランプの多角筒体の分解斜視図である。
【図１４】図８に示す歩行者用信号機の反射器を前面から見た状態を示す図であって、凹面鏡に映るＬＥＤの配置を示す図である。
【図１５】本発明の他の実施例にかかるＬＥＤランプの透明カバーを取り除いた図である。
【図１６】図１５に示すＬＥＤランプを備える歩行者用信号機の反射器を前面から見た状態を示す図であって、凹面鏡に映るＬＥＤの配置を示す図である。
【図１７】本発明の一実施例にかかるＬＥＤランプの概略回路図である。
【図１８】複数のＬＥＤを前面基板と側面基板に配置する状態を示す図である。
【図１９】バイパス回路の原理を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための歩行者用信号機に電球に代わって使用されるＬＥＤランプを例示するものであって、本発明はＬＥＤランプを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１９】
本発明のＬＥＤランプを使用してなる歩行者用信号機を図４ないし図８に示す。ＬＥＤランプ１は、反射器４の中心部に設けているソケット５に、電球に代わって交換できるように連結される。図の歩行者用信号機は、ランプホルダ３を介してソケット５を反射器４に連結している。
【００２０】
歩行者用信号機は、表面で光を反射する反射器４の中心部に脱着穴４１を設けて、この脱着穴４１に、ソケット５を連結しているランプホルダ３を脱着できるように連結している。ＬＥＤランプ１は、直接には反射器４に連結されず、ソケット５を設けているランプホルダ３に交換できるように連結される。歩行者用信号機は、ＬＥＤランプ１を交換するときにランプホルダ３を反射器４から外す。反射器４から外されたランプホルダ３は、ソケット５に連結している古い電球を外し、電球に代わってＬＥＤランプ１を連結する。ソケット５に新しいＬＥＤランプ１を連結する状態で、ランプホルダ３は反射器４の脱着穴４１に連結される。図６と図７は、反射器４から外したランプホルダ３とＬＥＤランプ１を示している。
【００２１】
反射器４は、表面で光を反射する凹面鏡４０であって、開口部４３を四角形としている。反射器４は金属板をプレス加工して製作され、内面にクロームメッキなどの金属メッキをして、光を効率よく反射するようにしている。凹面鏡４０の反射器４は、球面ないし放物面の形状とし、かつ開口縁部には四角形の垂直面４４を設けて、開口部４３を四角形としている。垂直面４４は、球面ないし放物面に設けられるので、その境界はアーチ状となる。四角形の開口部４３は、図８に示すように、パッキン４８、４９を介して四角形の前面ガラス９で水密構造に密閉される。図の前面ガラス９は、前面に配置される透明ガラス９Ａの内側に、青色（または緑色）や赤色に着色されたフィルター９Ｂを積層している。透明ガラス９Ａとフィルター９Ｂの積層体である前面ガラス９は、外周縁に沿って、断面形状を溝側とするリング状のパッキン４８を被覆している。さらに、パッキン４８で被覆された前面ガラス９の外周部を、反射器４の開口部４３に設けた段差部４５の内側に嵌合させる状態で挿入している。さらに、前面ガラス９の外周部が嵌入された段差部４５の外側を、断面形状を溝側とするリング状のパッキン４９で被覆して水密構造に密閉している。
【００２２】
凹面鏡４０の反射器４は、その中心にランプホルダ３を挿入する脱着穴４１を設けている。脱着穴４１は、ランプホルダ３を連結する円筒状の筒状突出部４２を外側に突出して設けている。円筒状の筒状突出部４２は四角形の垂直面４４を含む方向に突出しており、この内側にランプホルダ３が挿入される。筒状突出部４２の内形は、ランプホルダ３の外形にほぼ等しく、ランプホルダ３を、円筒状の筒状突出部４２である周壁の内側に挿入して、定位置に連結できる構造としている。周壁にランプホルダ３が挿入して連結され、このランプホルダ３にＬＥＤランプ１が連結される。筒状突出部４２は、ＬＥＤランプ１や電球を挿通できる大きさとしている。
【００２３】
ランプホルダ３は、金属板をプレス加工して製作される。ランプホルダ３は、反射器４の中心に、後方に突出するように設けている筒状突出部４２の内側に挿入して連結される円筒状の連結筒部３２を有する。この連結筒部３２の前面は、反射器４の脱着穴４１を閉塞するリングプレート３１を設けている。さらにリングプレート３１には、中心に内側筒体３３を連結してランプホルダ３に中心孔３４を設けている。中心孔３４を構成する内側筒体３３の後端、すなわち中心孔３４の底部には、電球をねじ込んで連結するソケット５を固定している。ソケット５は、電球の雄ネジ１２をねじ込んで連結するために、内面に雌ネジ５２を設けている。
【００２４】
以上の歩行者用信号機は、以下のようにしてランプを交換する。
（１）図６と図７に示すように、ランプホルダ３を反射器４の筒状突出部４２から引き抜いて反射器４から外す。
（２）反射器４から外された状態で、ランプホルダ３のランプを新しいものに交換する。
（３）その後、ランプホルダ３の連結筒部３２を反射器４の筒状突出部４２に挿入して、反射器４に連結する。ランプホルダ３を反射器４の開口部４１に挿入する状態で、ランプホルダ３を固定するために、反射器４には弾性バネからなる連結具８を設けている。
【００２５】
以上のようにして、電球に代わって使用される、すなわち電球から交換されるＬＥＤランプ１は、図９ないし図１３に示すように、ランプホルダ３のソケット５にねじ込んで連結される連結部１１と、この連結部１１に固定しているランプ本体１０とを備える。連結部１１は、外周に雄ネジ１２を設けて、ソケット５の雌ネジ５２にねじ込んで連結できるようにしている。さらに、連結部１１は電球と同じように、外周面と先端とに、互いに絶縁して電極１３、１４を設けている。
【００２６】
ランプ本体１０は、連結部１１に一体構造の基板ホルダ２０を備え、この基板ホルダ２０の前方に、側面基板１５Ａ及び前面基板１５Ｂからなる多角筒体１５を固定している。多角筒体１５の側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂは、その表面に複数のＬＥＤ２を固定している。さらに、多角筒体１５をカバーするように基板ホルダ２０に透明カバー１６を連結している。
【００２７】
基板ホルダ２０は、ランプホルダ３の中心孔３４に挿入される円柱状の挿入部２１の一端に、円盤状の鍔部２２を連結してなる形状にプラスチックで一体成形している。挿入部２１は、ランプホルダ３の中心孔３４に挿入できるように、その外形を中心孔３４の外形より小さくしている。中心孔３４に挿入される挿入部２１は、その先端に、連結部１１を被せて固定している。
【００２８】
鍔部２２は、多角筒体１５の側面基板１５Ａを固定している。図の鍔部２２は、前面から突出する連結壁２３を設けている。連結壁２３は、側面基板１５Ａの背面側に位置して設けている。さらに、鍔部２２は、連結壁２３に対向して嵌着凸部２６を設けており、連結壁２３と嵌着凸部２６との間を、側面基板１５Ａの後端を挿入して連結する嵌入部２７としている。嵌入部２７は、側面基板１５Ａを挿入して定位置に配置するので、その間隔を側面基板１５Ａの厚さにほぼ等しく、正確には側面基板１５Ａの厚さよりもわずかに広くしている。
【００２９】
図１２と図１３のＬＥＤランプ１は、６枚の側面基板１５Ａを六角筒状に配置して、多角筒体１５を六角筒状としている。したがって、基板ホルダ２０には、六角筒状に連結壁２３を配置して、その外側に嵌着凸部２６を設けている。
【００３０】
嵌入部２７に挿入された側面基板１５Ａを抜けないように連結するために、連結壁２３は、側面基板１５Ａの係止凹部１５ａに案内される係止凸部２３ａを設けている。図１３の側面基板１５Ａは両側に係止凹部１５ａを設けているので、連結壁２３の両側に係止凸部２３ａを設けている。側面基板１５Ａは、後端から前方に離れた位置に係止凹部１５ａを設けているので、係止凸部２３ａはこの係止凹部１５ａを案内される位置に配置される。後端を嵌入部２７に挿入している側面基板１５Ａは、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して、基板ホルダ２０に抜けないように連結される。ただ、側面基板１５Ａは、傾く姿勢で基板ホルダ２０から抜ける、いいかえると、傾ける姿勢で後端を嵌入部２７に挿入し、その後、鍔部２２に対して垂直姿勢として、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して抜けない状態となる。側面基板１５Ａは、先端を前面基板１５Ｂに連結して、互いに傾斜しないように連結される。
【００３１】
側面基板１５Ａを多角筒体１５に固定するために、前面基板１５Ｂは、図１３に示すように、側面基板１５Ａの先端を挿入する連結穴１５ｃを設けている。図の側面基板１５Ａは、先端部に複数の連結突出部１５ｂを設けているので、前面基板１５Ｂには各々の連結突出部１５ｂを挿入して連結する複数の連結穴１５ｃを設けている。側面基板１５Ａの先端に設けた連結突出部１５ｂが前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに挿入されて、側面基板１５Ａはその先端が互いに連結される。この状態で、六角筒状の多角筒体１５を構成する６枚の側面基板１５Ａは、その先端が広がらないように、すなわち傾動しない状態で基板ホルダ２０に連結される。傾動しない側面基板１５Ａは、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａが案内されて、基板ホルダ２０に抜けないように固定される。
【００３２】
さらに、図１０ないし図１２のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａを貫通する止ネジ２４を連結壁２３にねじ込んで、止ネジ２４で側面基板１５Ａを基板ホルダ２０に確実に固定している。止ネジ２４が緩まない状態で、側面基板１５Ａは基板ホルダ２０から外れることはない。さらに、以上のＬＥＤランプ１は、仮に止ネジ２４が緩んでも、係止凹部１５ａに係止凸部２３ａを案内して、抜けないように基板ホルダ２０に連結される。したがって、ＬＥＤランプは、必ずしも止ネジを介して側面基板を連結壁に固定する必要はなく、止ネジを省略することもできる。さらに、側面基板は、接着して連結壁に固定することもできる。
【００３３】
以上の多角筒体１５は、鍔部２２に対して垂直姿勢に固定されて、その中心軸を連結部１１の雄ネジ１２と同軸に、すなわち、多角筒体１５の中心軸と、連結部１１の中心軸とが同一直線状に配置されるように、多角筒体１５は基板ホルダ２０に固定される。
【００３４】
また、図のＬＥＤランプ１は、多角筒体１５を六角筒状とするが、この多角筒体は、五角形以上の多角形の筒状とすることもできる。
【００３５】
各々の側面基板１５Ａは、連結突出部１５ｂを前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに連結して、前面基板１５Ｂに電気接続している。この側面基板１５Ａは、連結突出部１５ｂに導電部（図示せず）を設け、この導電部を前面基板１５Ｂの連結穴１５ｃに設けている導電部（図示せず）にハンダ付けして電気接続する。図１３のＬＥＤランプ１は、複数の連結突出部１５ｂを前面基板１５Ｂに連結するので、側面基板１５Ａのプラス側とマイナス側とを前面基板１５Ｂに連結することができる。この構造は、側面基板１５Ａを前面基板１５Ｂに物理的に固定すると共に、前面基板１５Ｂに電気接続できる。ただ、本発明のＬＥＤランプは、側面基板を接着し、あるいはＬ金具や止ネジ等の固定補助部品を介して互いに固定することもできる。
【００３６】
多角筒体１５に配置される側面基板１５Ａは、互いに隣接する側面基板１５Ａの間に冷却隙間２８を設けている。冷却隙間２８のある多角筒体１５は、ＬＥＤランプ１を水平姿勢に配置する状態で、冷却隙間２８に空気を対流させて、側面基板１５Ａ、すなわちＬＥＤ２を効率よく冷却できる。
【００３７】
多角筒体１５は、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの表面に複数のＬＥＤ２を固定している。側面基板１５Ａは、長手方向に離して複数のＬＥＤ２を固定し、かつ幅方向に配置されるＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端に多くしている。幅方向に配置するＬＥＤ２の個数を、後端よりも先端で多くするのは、凹面鏡４０の反射器４の半径が、先端に向かって大きくなるからである。
【００３８】
図１１と図１３のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａの長手方向に離して３列にＬＥＤ２を配置して、先端側に位置する第１列には２個のＬＥＤ２ａを横方向に離して配置して、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ２ｃを配置している。さらに、図のＬＥＤランプ１は、第２列にも２個のＬＥＤ２ｂを配置している。すなわち、図のＬＥＤランプ１は、第１列と第２列に２個、第３列に１個のＬＥＤ２を配置している。
【００３９】
図１４は、凹面鏡４０の反射器４を前面から見て、凹面鏡４０に写るＬＥＤ２の位置を●で示している。この図に示すように、側面基板１５Ａの長手方向に配置している第１列、第２列、第３列のＬＥＤ２は、外側から次第に内側に配置される状態で凹面鏡４０に写る。反射器４の最も外側に写る第１列のＬＥＤ２ａは、最も大きな円周上に配置され、第２列のＬＥＤ２ｂはその内側の円周上に、さらに第３列のＬＥＤ２ｃは第２列のＬＥＤ２ｂの円周よりも内側にあって最も小さい円周上に配置される。小さい円周と大きい円周に同じ個数のＬＥＤを配置すると、小さい円周上のＬＥＤは間隔が狭くなる。それは、円周の長さが短くなるからである。
【００４０】
図９ないし図１３のＬＥＤランプ１は、側面基板１５Ａの第３列に１個、第２列と第１列に２個のＬＥＤ２を配置するので、これを前面から見ると図１４に示すように、最も小さい円周には６個、中間と最外周には１２個のＬＥＤ２が配置される。したがって、小さい円周の明るさと大きな円周の明るさの差を少なくして、前面を均一な明るさにできる。すなわち、前面ガラス９の前面を均一に明るく照射できる。さらに、図１５と図１６に示すように、側面基板１５Ａの第１列に３個、第２列に２個、第３列に１個のＬＥＤ２を配置することで、前面から見てより均一な明るさとして、前面ガラス９をさらに均一に明るくできる。
【００４１】
図１３のＬＥＤランプ１は、さらに前面基板１５Ｂには４個のＬＥＤ２を固定して、全体で３４個のＬＥＤ２を多角筒体１５に固定している。本発明のＬＥＤランプは、多角筒体に固定するＬＥＤの個数を特定するものではないが、多角筒体に固定するＬＥＤの個数を変更して、全体の明るさを調整することができる。また、多角筒体に固定するＬＥＤ自体の消費電力を変更して、全体の明るさを調整することもできる。
【００４２】
側面基板１５Ａ及び前面基板１５Ｂに固定されるＬＥＤ２は、好ましくは、基板実装型であるチップタイプのＬＥＤ２を使用する。チップタイプのＬＥＤ２は、基板の正確な位置に、簡単に実装できる特徴がある。さらに、チップタイプのＬＥＤ２は、広い指向特性を有しており、照射される光が広く拡散される特性があるので、砲弾型の集光部を有するＬＥＤに比較して、斑なく均一に前面ガラスを照射できる特徴がある。すなわち、ＬＥＤランプは、広い指向性を有するタイプのＬＥＤを配置することで、ＬＥＤから照射される光を広く拡散して、前面ガラスを斑なく均一に明るく照射できる。ただ、本発明のＬＥＤランプは、使用するＬＥＤを、必ずしもチップタイプのＬＥＤとする必要はなく、集光部を有するＬＥＤ（例えば、砲弾型のＬＥＤ）を使用することもできる。
【００４３】
図１７はＬＥＤランプ１の概略回路図を、図１８は複数のＬＥＤ２を前面基板１５Ｂと側面基板１５Ａに配置する配置図を示している。これらの図に示すようにＬＥＤランプ１は、連結部１１の外周面と先端とに設けた電極１３、１４を整流回路１８に接続し、整流回路１８の出力側に、複数のＬＥＤ２と定電流素子１９を直列に接続している。このＬＥＤランプ１は、商用電源を整流回路１８で脈流に変換して複数のＬＥＤ２を点灯する。定電流素子１９は、ＬＥＤ２の電流が一定の電流値以上にならないように安定化する。
【００４４】
整流回路１８は、ダイオードブリッジ１８Ａである。ダイオードブリッジ１８Ａは、入力される交流電源を直流に変換して、複数のＬＥＤ２を直列接続してなる直列回路のプラス側とマイナス側に整流された直流を出力する。直列に接続するＬＥＤ２の個数は、供給される電源電圧とＬＥＤ２の定格電圧で特定される。たとえば、商用電源としてＡＣ１００Ｖの交流電源を供給するＬＥＤランプは、定格電圧を３ＶとするＬＥＤを、３０個〜４０個直列に接続して点灯できる。図のＬＥＤランプ１は３４個のＬＥＤ２を備えているので、全てのＬＥＤ２を直列に接続している。ただ、複数のＬＥＤは、直列と並列とに接続することもできる。
【００４５】
多数のＬＥＤ２を直列に接続しているＬＥＤ２の直列回路は、ひとつのＬＥＤが切れると全体のＬＥＤが点灯しなくなる。いずれかのＬＥＤが切れる確率は、直列に接続しているＬＥＤの個数が多くなると高くなる。歩行者用信号機は、ＬＥＤランプ１が切れて点灯できない状態では、交通事故の原因となる。したがって、いかなる状態においても、ＬＥＤランプ１を確実に点灯することが大切である。この弊害は複数のＬＥＤを並列に接続することで解消できる。並列接続しているＬＥＤは、いずれかのＬＥＤが切れても並列に接続しているＬＥＤが消灯することがない。ただ、ＬＥＤを並列に接続する回路構成は、ＬＥＤに供給する電圧を商用電源を整流した電圧よりも低くする必要があるので、商用電源の電圧を降下してＬＥＤに供給する電源回路を必要とする。この電源回路には、主としてスイッチング電源が使用される。スイッチング電源は整流回路に比較して回路構成が複雑で高価になる。また、整流回路に比較すると寿命が短くなる欠点もある。内蔵している電解コンデンサが経時的に劣化するからである。
【００４６】
商用電源をダイオードの整流回路で整流してＬＥＤに直接に供給する回路構成は極めて簡単で、安価に製造できる特徴がある。とくに、ダイオードで整流した脈流を電解コンデンサで平滑化しない整流回路は、経時的に劣化する部品がなく、長時間にわたって故障することなく安定に動作する。ただ、この回路構成は、商用電源を整流するので出力電圧がＬＥＤの点灯電圧に比較して相当に高くなる。たとえば、１００Ｖの商用電源が整流された脈流はピーク電圧が約１４０Ｖと相当に高くなる。この電圧でＬＥＤを点灯するには、多数のＬＥＤを直列に接続して、各々のＬＥＤに印加される電圧を低くする必要がある。ただ、前述したように多数のＬＥＤを直列に接続する回路構成は、いずれかひとつのＬＥＤが切れると、直列に接続している他の全てのＬＥＤが点灯されなくなる。
【００４７】
ＬＥＤ２に並列に接続しているバイパス回路６は、図１９に示すように、切れたＬＥＤ２’をバイパスさせて、他のＬＥＤ２が消えるのを防止する。バイパス回路６は、図１９の（ａ）で示すように、並列に接続しているＬＥＤ２が切れない状態ではＯＦＦ、また、図１９の（ｂ）で示すように、ＬＥＤ２が切れた状態でＯＮに切り換えられる。バイパス回路６は、並列に接続しているＬＥＤ２の両端の電圧を検出する電圧検出部６１と、この電圧検出部６１でオンオフに制御させるスイッチング素子６２とを備えている。電圧検出部６１は、ＬＥＤ２が切れて入力電圧が正常電圧を超えると、スイッチング素子６２をＯＮに切り換えて、切れたＬＥＤ２’に電流をバイパスさせる。ＬＥＤ両端の電圧は、ＬＥＤ２が切れない状態ではＬＥＤ２の点灯電圧の１．５〜４Ｖとなる。しかしながら、ＬＥＤ２が切れると、切れたＬＥＤ２’の両端がオープン状態となって、点灯電圧よりも高くなる。電圧検出部６１は、ＬＥＤ両端の電圧が点灯電圧よりも高くなると、スイッチング素子６２をＯＮに切り換えて、切れたＬＥＤ２’にバイパスして電流を流す回路を設ける。スイッチング素子６２がＯＮに切り換えられると、切れたＬＥＤ２’の両端の電圧は低下する。この状態においても、スイッチング素子６２はＯＮ状態に保持されて、切れたＬＥＤ２’にバイパスさせるように電流を流す状態が保持される。
【００４８】
バイパス回路６は、図１３と図１０に示すように、側面基板１５Ａと前面基板１５Ｂの裏面に実装されて、切れたＬＥＤにバイパスするように通電する。
【００４９】
バイパス回路６は、全てのＬＥＤと並列に接続するのを理想とする。ただ、全てのＬＥＤと並列にバイパス回路を制御すると、ＬＥＤと同じ数のバイパス回路を必要として、部品コストが高くなる。
【００５０】
図１８と図１９のＬＥＤランプ１は、バイパス回路６を複数ＬＥＤ２の直列回路と並列に接続して、バイパス回路６の数をＬＥＤよりも少なくしている。図１８と図１９のＬＥＤランプ１は、少ないＬＥＤ２と並列に接続する少数ＬＥＤバイパス回路６Ａと、この少数ＬＥＤバイパス回路６Ａよりも多数のＬＥＤ２の直列回路と並列に接続している多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂとしている。図のＬＥＤランプ１は、少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを１個のＬＥＤ２と並列に接続して、多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂは２個のＬＥＤ２の直列回路と並列に接続している。図示しないが、少数ＬＥＤバイパス回は２個以上のＬＥＤの直列回路と並列に接続し、多数ＬＥＤバイパス回路を少数ＬＥＤバイパス回路よりも多数のＬＥＤの直列回路と並列に接続することもできる。
【００５１】
図１９のＬＥＤランプは、バイパス回路６を並列に接続しているＬＥＤ２の個数を、側面基板１５Ａの先端部で後端部よりも多くしている。すなわち、多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂは側面基板１５Ａの先端部のＬＥＤ２の直列回路に接続され、少数ＬＥＤバイパス回路６Ａは、側面基板１５Ａの後端部のＬＥＤ２と並列に接続している。図１９のＬＥＤランプは、側面基板１５Ａの両側に長手方向に並ぶ第１列のＬＥＤ２ａと第２列のＬＥＤ２ｂを直列に接続して、これらのＬＥＤ２ａ、２ｂの直列回路に多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂを並列に接続して、第３列に配置する１個のＬＥＤ２ｃと並列に少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを接続している。したがって、１枚の側面基板１５Ａには、２組の多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂと１組の少数ＬＥＤバイパス回路６Ａを実装している。
【００５２】
また、前面基板１５Ｂに設けているＬＥＤ２は、２個のＬＥＤ２ｄを直列に接続して、これらのＬＥＤ２ｄの直列回路に多数ＬＥＤバイパス回路６Ｂを並列に接続している。ただ、前面基板に設けているＬＥＤは、各々のＬＥＤに少数ＬＥＤバイパス回路を並列に接続、すなわち、１個のＬＥＤと並列に少数ＬＥＤバイパス回路を接続することもできる。
【００５３】
以上のＬＥＤランプ１は、第３列のＬＥＤ２ｃが切れて点灯しなくなると、切れたＬＥＤ２’のみ消灯されて他の全てのＬＥＤ２を点灯できる。また、第１列と第２列に配置するいずれかのＬＥＤ２が切れて点灯しなくなると、切れたＬＥＤ２’に対して、側面基板１５Ａの長手方向に並ぶひとつのＬＥＤ２のみが消灯され、すなわち、２個のＬＥＤ２が消灯して他の全てのＬＥＤ２が点灯される。２個のＬＥＤ２は、側面基板１５Ａの長手方向に並ぶので、ひとつのＬＥＤ２が切れて消灯しても、前面ガラス９の明るさの不均一を最小にできる。それは、前面ガラス９を前から見る状態で、第１列と２列のＬＥＤ２の間隔は、第１列目や第２列目に円周上に並ぶＬＥＤ２の間隔よりも狭くなるからである。
【００５４】
ただし、多数ＬＥＤバイパス回路は、必ずしも側面基板の長手方向に並ぶ２個のＬＥＤの直列回路と並列に接続することなく、側面基板の横方向に隣接するＬＥＤの直列回路と並列に接続することができ、また、２個のＬＥＤの直列回路と並列に接続することなく、３個以上のＬＥＤの直列回路と並列に接続することができる。また、少数ＬＥＤバイパス回路も、必ずしも１個のＬＥＤと並列に接続することなく、多数ＬＥＤバイパス回路が並列に接続しているＬＥＤの直列回路よりも少数のＬＥＤの直列回路と並列に接続することもできる。
【００５５】
透明カバー１６は、基板ホルダ２０に配置された複数のＬＥＤ２の発光を外部に透過できる透光性を有する。透明カバー１６は、基板ホルダ２０の前方に固定している複数の基板からなる多角筒体１５を内部に収納できる形状にプラスチックやガラスで成形している。図９と図１０の透明カバー１６は、円筒部１６Ａの先端に球面部１６Ｂを設けた形状に成形しており、円筒部１６Ａの内部に、基板ホルダ２０に固定される多角筒体１５を収納している。透明カバー１６の先端部の球面部１６Ｂの表面は、光を乱反射する無数の凹凸面として、先端部を除く部分となる円筒部１６Ａは、表面を平滑面としている。平滑面は、ＬＥＤ２の光を効率よく透過して、前面ガラス９を明るく照射し、乱反射する凹凸面は、前面基板１５Ｂに固定しているＬＥＤ２の光を散乱させて、前面ガラス９の表面を均等な明るさに照射する。
【００５６】
この透明カバー１６は、基板ホルダ２０の前方に固定されて、内部に収納される光源であるＬＥＤ２の発光を外部に透過させる。透明カバー１６は、接着して、あるいは、ねじ込んで、あるいはまた係止構造で、基板ホルダ２０の鍔部２２の外周縁部に固定される。
【００５７】
さらに、図の透明カバー１６は、内部の空気を換気する換気口１７を開口している。図１２に示す透明カバー１６は、多角筒体１５を構成する側面基板１５Ａの間に設けた冷却隙間２８と対向する位置にスリット状の換気口１７を設けている。このように、多角筒体１５の冷却隙間２８と対向する位置に換気口１７を設けている透明カバー１６は、側面基板１５Ａの間の冷却隙間２８に流れる空気流を透明カバー１６の外部にスムーズに換気して、側面基板１５ＡやＬＥＤ２の発熱を効率よく冷却する。さらに、図１２に示す透明カバー１６は、多角筒体１５の冷却隙間２８と対向する位置に設けた換気口１７同士の間にも換気口１７を設けている。このように、多数の換気口１７を設けた透明カバー１６は、どの位置で停止されても、内部の空気を確実に換気できる。さらに、図に示す換気口１７は、透明カバー１６の円筒部１６Ａから球面部１６Ｂに向かってスリットの幅が広くなるように開口している。このように、換気口１７の開口面積を球面部１６Ｂに向かって大きくする透明カバー１６は、電子部品が多く配置される前面基板１５Ｂを効率よく放熱できる。
【符号の説明】
【００５８】
１…ＬＥＤランプ
２…ＬＥＤ ２’…切れたＬＥＤ
２ａ…ＬＥＤ
２ｂ…ＬＥＤ
２ｃ…ＬＥＤ
２ｄ…ＬＥＤ
３…ランプホルダ
４…反射器
５…ソケット
６…バイパス回路 ６Ａ…少数ＬＥＤバイパス回路
６Ｂ…多数ＬＥＤバイパス回路
８…連結具
９…前面ガラス ９Ａ…透明ガラス
９Ｂ…フィルター
１０…ランプ本体
１１…連結部
１２…雄ネジ
１３…電極
１４…電極
１５…多角筒体 １５Ａ…側面基板
１５ａ…係止凹部
１５ｂ…連結突出部
１５Ｂ…前面基板
１５ｃ…連結穴
１６…透明カバー １６Ａ…円筒部
１６Ｂ…球面部
１７…換気口
１８…整流回路 １８Ａ…ダイオードブリッジ
１９…定電流素子
２０…基板ホルダ
２１…挿入部
２２…鍔部
２３…連結壁 ２３ａ…係止凸部
２４…止ネジ
２６…嵌着凸部
２７…嵌入部
２８…冷却隙間
３１…リングプレート
３２…連結筒部
３３…内側筒体
３４…中心孔
４０…凹面鏡
４１…脱着穴
４２…筒状突出部
４３…開口部
４４…垂直面
４５…段差部
４８…パッキン
４９…パッキン
５２…雌ネジ
６１…電圧検出部
６２…スイッチング素子
８２…ＬＥＤ
８４…反射鏡
９１…ＬＥＤランプ
９２…ＬＥＤ
９４…反射鏡
９５…筒体 ９５Ａ…側面
９５Ｂ…先端面
９９…前面ガラス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面で光を反射する凹面鏡(40)であって開口部を四角形としてなる反射器(4)の中心部に設けてなるソケット(5)にねじ込んで交換自在に連結される、光源をＬＥＤ(2)とする歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプであって、
前記ソケット(5)にねじ込んで連結される外周に雄ネジ(12)を設けてなる連結部(11)と、この連結部(11)に固定してなる複数のＬＥＤ(2)を備えるランプ本体(10)とからなり、
前記ランプ本体(10)は、長方形である複数枚の側面基板(15A)が多角形の筒状に配置され、かつ先端面が前面基板(15B)で閉塞されてなる多角筒体(15)を備え、
この多角筒体(15)は、その中心軸を前記連結部(11)の雄ネジ(12)と同軸に配置して、側面基板(15A)と前面基板(15B)の表面に複数のＬＥＤ(2)を固定しており、
さらに、前記側面基板(15A)は、長手方向に離して複数のＬＥＤ(2)が固定されると共に、幅方向に配置されるＬＥＤ(2)の個数を、後端よりも先端に多くしてなる歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記側面基板(15A)に、長手方向に離して３列にＬＥＤ(2)が配置され、先端側に位置する第１列には２個又は３個のＬＥＤ(2)が横方向に離して配置され、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ(2)を配置してなる請求項１に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記側面基板(15A)に、第１列と第２列に２個、第３列には１個のＬＥＤ(2)を配置してなる請求項２に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記多角筒体(15)が五角形以上の多角形である請求項１ないし３のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記ランプ本体(10)が、前記連結部(11)に一体構造の基板ホルダ(20)を備えており、この基板ホルダ(20)に前記側面基板(15A)の後端部を連結しており、
前記側面基板(15A)は基板ホルダ(20)に係止される係止凹部(15a)を後端から前方に離れた位置に有し、
前記基板ホルダ(20)は、側面基板(15A)の背面に位置する連結壁(23)を有すると共に、側面基板(15A)の後端を挿入して連結する嵌入部(27)を有し、さらに連結壁(23)には、前記側面基板(15A)に設けている係止凹部(15a)に案内される係止凸部(23a)を有し、
後端が嵌入部(27)に案内された前記側面基板(15A)の係止凹部(15a)に、基板ホルダ(20)の係止凸部(23a)が案内されて側面基板(15A)が抜けない状態で基板ホルダ(20)に連結され、
さらに、前記前面基板(15B)には側面基板(15A)の先端を挿入する連結穴(15c)が設けられ、側面基板(15A)の先端が前面基板(15B)の連結穴(15c)に挿入されて、側面基板(15A)が基板ホルダ(20)に連結されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記多角筒体(15)に連結してなる複数のＬＥＤ(2)が直列に接続されると共に、直列接続しているＬＥＤ(2)と並列に接続してなる、ＬＥＤ(2)の異常時にＯＮ状態となるバイパス回路(6)を備えており、ＬＥＤ(2)の異常時にバイパス回路(6)がオン状態となって、直列接続してなる他のＬＥＤ(2)を点灯するようにしてなる請求項１ないし５のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記バイパス回路(6)が複数ＬＥＤ(2)の直列回路と並列に、又はひとつのＬＥＤ(2)と並列に接続され、
かつ、バイパス回路(6)が並列に接続してなるＬＥＤ(2)の個数が、側面基板(15A)の先端部で後端部よりも多くしてなる請求項１ないし６のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記多角筒体(15)が、互いに隣接する側面基板(15A)の間に冷却隙間(28)を設けてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項９】
前記基板ホルダ(20)に多角筒体(15)をカバーする透明カバー(16)を連結しており、この透明カバー(16)が、前記多角筒体(15)を構成する側面基板(15A)の間に設けた冷却隙間(28)と対向する位置に換気口(17)を設けてなる請求項８に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記基板ホルダ(20)に多角筒体(15)をカバーする透明カバー(16)を連結しており、透明カバー(16)の先端部の表面が光を乱反射する無数の凹凸面で、先端部を除く部分が表面を平滑面としてなる請求項１ないし９のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項１】
表面で光を反射する凹面鏡(40)であって開口部を四角形としてなる反射器(4)の中心部に設けてなるソケット(5)にねじ込んで交換自在に連結される、光源をＬＥＤ(2)とする歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプであって、
前記ソケット(5)にねじ込んで連結される外周に雄ネジ(12)を設けてなる連結部(11)と、この連結部(11)に固定してなる複数のＬＥＤ(2)を備えるランプ本体(10)とからなり、
前記ランプ本体(10)は、長方形である複数枚の側面基板(15A)が多角形の筒状に配置され、かつ先端面が前面基板(15B)で閉塞されてなる多角筒体(15)を備え、
この多角筒体(15)は、その中心軸を前記連結部(11)の雄ネジ(12)と同軸に配置して、側面基板(15A)と前面基板(15B)の表面に複数のＬＥＤ(2)を固定しており、
さらに、前記側面基板(15A)は、長手方向に離して複数のＬＥＤ(2)が固定されると共に、幅方向に配置されるＬＥＤ(2)の個数を、後端よりも先端に多くしてなる歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項２】
前記側面基板(15A)に、長手方向に離して３列にＬＥＤ(2)が配置され、先端側に位置する第１列には２個又は３個のＬＥＤ(2)が横方向に離して配置され、後端側に配置される第３列には１個のＬＥＤ(2)を配置してなる請求項１に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項３】
前記側面基板(15A)に、第１列と第２列に２個、第３列には１個のＬＥＤ(2)を配置してなる請求項２に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項４】
前記多角筒体(15)が五角形以上の多角形である請求項１ないし３のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項５】
前記ランプ本体(10)が、前記連結部(11)に一体構造の基板ホルダ(20)を備えており、この基板ホルダ(20)に前記側面基板(15A)の後端部を連結しており、
前記側面基板(15A)は基板ホルダ(20)に係止される係止凹部(15a)を後端から前方に離れた位置に有し、
前記基板ホルダ(20)は、側面基板(15A)の背面に位置する連結壁(23)を有すると共に、側面基板(15A)の後端を挿入して連結する嵌入部(27)を有し、さらに連結壁(23)には、前記側面基板(15A)に設けている係止凹部(15a)に案内される係止凸部(23a)を有し、
後端が嵌入部(27)に案内された前記側面基板(15A)の係止凹部(15a)に、基板ホルダ(20)の係止凸部(23a)が案内されて側面基板(15A)が抜けない状態で基板ホルダ(20)に連結され、
さらに、前記前面基板(15B)には側面基板(15A)の先端を挿入する連結穴(15c)が設けられ、側面基板(15A)の先端が前面基板(15B)の連結穴(15c)に挿入されて、側面基板(15A)が基板ホルダ(20)に連結されてなる請求項１ないし４のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項６】
前記多角筒体(15)に連結してなる複数のＬＥＤ(2)が直列に接続されると共に、直列接続しているＬＥＤ(2)と並列に接続してなる、ＬＥＤ(2)の異常時にＯＮ状態となるバイパス回路(6)を備えており、ＬＥＤ(2)の異常時にバイパス回路(6)がオン状態となって、直列接続してなる他のＬＥＤ(2)を点灯するようにしてなる請求項１ないし５のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項７】
前記バイパス回路(6)が複数ＬＥＤ(2)の直列回路と並列に、又はひとつのＬＥＤ(2)と並列に接続され、
かつ、バイパス回路(6)が並列に接続してなるＬＥＤ(2)の個数が、側面基板(15A)の先端部で後端部よりも多くしてなる請求項１ないし６のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項８】
前記多角筒体(15)が、互いに隣接する側面基板(15A)の間に冷却隙間(28)を設けてなる請求項１ないし７のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項９】
前記基板ホルダ(20)に多角筒体(15)をカバーする透明カバー(16)を連結しており、この透明カバー(16)が、前記多角筒体(15)を構成する側面基板(15A)の間に設けた冷却隙間(28)と対向する位置に換気口(17)を設けてなる請求項８に記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【請求項１０】
前記基板ホルダ(20)に多角筒体(15)をカバーする透明カバー(16)を連結しており、透明カバー(16)の先端部の表面が光を乱反射する無数の凹凸面で、先端部を除く部分が表面を平滑面としてなる請求項１ないし９のいずれかに記載される歩行者用信号機の電球に代わって使用されるＬＥＤランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１１−２４３４６５（Ｐ２０１１−２４３４６５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１５８２２（Ｐ２０１０−１１５８２２）
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（３９１０１６８８６）日本フネン株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１９日（２０１０．５．１９）
【出願人】（３９１０１６８８６）日本フネン株式会社 (30)
【Ｆターム（参考）】
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