JP5197543B2

JP5197543B2 - 路面用発光ブロック

Info

Publication number: JP5197543B2
Application number: JP2009230756A
Authority: JP
Inventors: 源治山本
Original assignee: 株式会社キクテック
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: JP2011080194A

Description

本発明は、道路使用者を誘導・警告する路面用発光ブロックに関し、特に、ブロック位置確認性に優れて、縁石や路面に配して、視力障害者を含む歩行者等を誘導・警告等するのに好適な路面用発光ブロックに係る。

ここでは、道路使用者が歩行者である場合に適用する歩行者用の発光ブロックを例に採り説明するが、本発明の路面用発光ブロックは、道路使用者が自転車や自動車の運転者である場合にも適用可能である。

歩行者用の発光ブロック（以下、単に「発光ブロック」という。）として、太陽電池を電源とし、発光源を発光ダイオード（ＬＥＤ）とするものが種々提案されている（特許文献１〜４等）。太陽電池にすることにより公共電源（交流電源）を用いる場合の電気配線工事や一次電池取替えが不要になる。また、ＬＥＤは電力消費量が小さいため、太陽電池を電源とするのに適している。

そして、光拡散パイプ内に多数の発光ダイオードを並設した発光ダイオードユニット（棒状照明具）を光源として、照射部を介して照射して必要な照度を確保していた。

このため、太陽電池として高出力のもの、すなわち、相対的に大形のものを使用する必要があり、発光ブロックのハウジングを所望大きさ、例えば、インターロッキングブロックの大きさにあわせ難かった。

このことは、特許文献４において、発光装置（発光ブロック）を縁石ブロックに限定していることと符合する。

さらに、特許文献４では、面状視認（確認）性を確保するために、面発光部（光透過部）に光拡散機能を付与して、面発光部から面発光させることが、提案されている。面発光させることにより、点発光に比して発光ブロックの認識が容易になるとともに意匠性もすぐれている。

特開平８−３９４８号公報（要約等）特開２００３−１３８５３３号公報（請求項４等）特開２００４−２５７１８２号公報（要約等）特開２００６−２０７２７６号公報（請求項１等）

省スペース・省資源等の見地から、発光ブロックに使用する太陽電池は、受光面の小さな低出力化の傾向にあり、対応して発光ダイオード等の光源も可及的に電力消費の小さな低電力消費型のものを必要があり、さらには、発光ブロックの配列個数も離れて配列することが、省資源・エネルギー等の見地から望ましい。

すると、面発光部の輝度（例えば、５〜10nt）が低くなることも相まって、歩行者が、離れた発光ブロック相互を連続的に（つないで）位置認識をすることが困難であることを本発明者らは知見した。歩行者が視覚障害者（弱視者、夜盲症、視野狭窄等）の場合には、その傾向は顕著となる。

このため、発光ブロックからある程度の距離（例えば、1.5〜３ｍ）離れていても、歩行者が発光ブロックの位置を認識可能とする必要がある。

しかし、当該要請に応えられる技術は、本発明者らは、寡聞にして知らない。

本発明は、上記にかんがみて、低輝度の発光ブロックにおいて、面発光を確保しながら、複数の発光ブロックを相互に離して配列しても、歩行者等の道路使用者が発光ブロック相互の連続的な位置認識が容易となる新規な構成の路面用発光ブロックを提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意開発に努力をする過程で、下記構成とすれば、上記課題を解決できることを知見して、下記構成の本発明に想到した。

路面使用者に対して誘導・警告等をするための面発光部を備えた路面用発光ブロックであって、
横置きの面発光部を備えた光透過板と、前記面発光部にたいする低電力消費型の光源と、該光源に電力を供給する太陽電池とを備え、それらがケース（ハウジング）にセットされてなり、
前記面発光部が前記光源により面発光可能な乱反射面部を、上面および下面の少なくとも一方に備えるとともに、前記面発光部に対して前記光源の放射軸線を所定方向に向けることにより、前記路面使用者が前記面発光の確認が困難な閾距離において前記路面用発光ブロックの位置認識が可能なブロック位置明示光線が前記面発光部から放出可能とされている、ことを特徴とする。

本発明の発光ブロックは、上記構成とすることにより、前述の如く、路面に施工した場合、面発光部からの光照射は、上方への面状照射光ばかりでなく、歩行者に対面する線状照射光（ブロック位置明示光線）が存在することにより、歩行者等の路面使用者が発光ブロック相互を離して配列しても、発光ブロック相互の連続的な位置認識が容易となる。即ち、歩行者に対する誘導・警告等の標示機能を十分に発揮できる。

特に、視覚障害者（弱視者や夜盲症）に対する効果は著しく、ユニバーサル（普遍救済）化の要請に適合する。

本発明の一実施形態を示す縦断面図である（図３の１−１線矢視図）。図１の要部拡大図である。同じく横断面図である（図１の３−３線矢視断面図）。同じく平面図である。本発明の発光ブロックの使用態様説明図である。ガラスにおける反射率と入射角との関係を示すグラフ図である。

以下、本発明を図例に示す実施の形態に基づいて説明する。

本実施形態の発光ブロックＢは、歩行者（道路使用者）に対して誘導・警告等をするための面発光部１２を備えたものである。

基本構成は、横置きの面発光部１２を備えた光透過板１４、面発光部１２に対する低電力消費型の光源１６と、該光源１６に電力を供給する太陽電池１８とを備え、それらがケース（ハウジング）２０にセットされている。

ここで、面発光部１２は、通常、水平であるが、前記特許文献４の如く、縁石発光ブロックとする場合は、若干傾斜（例えば10〜15°程度）させてもよい。

本実施形態は、面発光部１２は１個で、光源１６および太陽電池１８は左右に１個ずつ配されている。それらの数および配設態様はこれに限られず、使用する光源、太陽電池の仕様、出力により適宜変更できる。

ここで、低電力消費型の光源１６とは、太陽電池１８で対応可能な低電力消費型であれば特に限定されない。通常、発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用するが、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）その他低電力型の光源も使用可能である。

なお、太陽電池１８および光源１６は、蓄電機能付きの昼夜切り替え回路を備えたコントローラ（制御部）２２に接続されている。

そして、本実施形態では、前記光源１６の照射方向に対面する傾斜入射面２４を備えた下方への光入射用凸部２６を備えているとともに、面発光部１２が前記光源１６の入射光により面発光可能な乱反射面部（光拡散面部）２８、２９を備えている。

図例では光入射用凸部２６は、一対の光源１６、１６に対面する傾斜入射面２４、２４を備えて、垂直断面が下方への左右・前後テーパ断面とされ水平断面が矩形である。

なお、光入射用凸部２６の形状は、図例のものに限られない。即ち、傾斜入射面２４及び光源１６の数は限定されず、それらは1個ずつでもよく（例えば一方通行路に施工するような場合）、さらに、入射面を円錐台形状として全方向に傾斜入射面を備え、光源の数を３個以上とした構成としてもよい（全方向からのブロック位置認識が要求されるような場合）。

ここで、傾斜入射面２４の傾斜角度（水平）βは、傾斜入射面２４に対して光源から入射した入射光が、光透過板１４を通過して面発光部１２の上面から発する屈折透過光、すなわち、ブロック位置明示光線Ｌ２の方向が、発光ブロックＢから所定距離をおいた道路使用者の略目線より下方で胸部より上方の位置になるものとする。目線の位置に近くなるとまぶしさを感じる場合があるため、通常、胸部高さに合せる。例えば、道路使用者が歩行者の場合、ブロック位置明示光線Ｌ２の水平傾斜角度αは、15〜30°の範囲で、望ましくは18〜22°の範囲で適宜設定する。最も望ましくはα＝20〜22°である。

上記ブロック位置明示光線Ｌ２の水平傾斜角度αは、認識可能な距離が異なる場合や、道路使用者が歩行者でない場合、自転車利用者や自動車運転者である場合、当然、上記範囲とは若干異なってくる。

例えば、発光ブロックを容易に認識可能な距離を３ｍに設定して、平均胸部高さ120ｃｍとすると、ブロック位置明示光線Ｌ２の水平傾斜角度αはα＝22°となる。そして、光透過板１４の屈折率ｎ_t＝1.59（ポリカーボネート）、空気中屈折率ｎ_a＝1とした場合、下記の如くなる。

ここで、面発光部からの屈折角θ₂は、tanα＝1.2／３＝0.4であるためα＝22°の余角である68°となる。

そして、面発光部１２の界面における入射角θ₁は、sinθ₁／sinθ₂＝1／ｎ_tであるため、下記の如くになる。

sinθ₁／sin68°＝sinθ₁／0.9272＝1／1.59
sinθ₁＝0.583 ∴θ₁≒36°
したがって、傾斜入射面２４の水平傾斜角度βは、直交入射させるため、透過界面入射角θ₁と等しくなり、β＝36°とすればよい。なお、傾斜入射面２４に対して、光源軸線Ｌ１は、直交させることが最も望ましいが、入射角70°以内、さらには45°以内、さらには、30°以内の範囲で適宜設定できる。

また、光入射用凸部２６の突出高さは、必要な受光面を形成可能であれば特に限定されないが、例えば、２〜８ｍｍ（望ましくは４〜６ｍｍ）とする。

光透過板１４は、耐候性および光透過性の高いものであれば特に限定されず、各種有機ガラス、無機ガラスを使用できる。

ちなみに、光透過板の屈折率ｎ＝1.5とした場合、下記フレネルの反射係数（反射率）の式(1)、(2)から反射率および透過率を求めると、入射角θ₁＝０°で反射率Ｒ：0.04（Ｒ_p＝Ｒ_s）であるのに対し、７０°入射角θ₁＝７０°で、反射率Ｒ：0.185（Ｒ_p＝0.3、Ｒ_s＝0.07）である。

(1) Ｒ_p＝［（ｎ₁cosθ₂−ｎ₂cosθ₁）／（ｎ₁cosθ₂＋ｎ₂cosθ₁）］²
(2) Ｒ_s＝［（ｎ₁cosθ₁−ｎ₂cosθ₂）／（ｎ₁cosθ₁＋ｎ₂cosθ₂）］²
これに対して、本発明の場合、面発光部につながる光入射用凸部２６の光入射面に略直交方向（入射角θ₁＝０°）ないし入射角を総体的に小さくして（例えば45°以内）入射させることができるため、前記ブロック位置の認識のための透過屈折光の輝度を確保し易くなる。

参考として、図６に無機ガラス（屈折率1.5）についての入射角と反射率の関係グラフ図を示す。図６から入射角が70°前後から反射率の増加率が大きくなることが伺える。

なお、上記光透過板の形成材料としては、要求強度により異なる（直接歩行するか縁石であり通常直接歩行しないか）が、各種下記有機ガラスおよび無機ガラス（ｎ：1.50）を使用可能である。屈折率ｎを付記して例示する。

例えば、有機ガラスとしては、ポリカーボネート（ＰＣ）（ｎ：約1.59）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）（ｎ：約1.49）、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート（ｎ：約1.50）、スチレン−メタクリル酸メチル（ｓｔ−ＭＭＡ）（ｎ：約1.56）、ポリ４−メチルペンテン−１（ｎ：約1.46）等を好適に使用できる。

また、光透過板１４の厚みは、要求強度および材料により異なるが、通常、10〜20ｍｍとする。

なお、面発光部１２からの屈折透過光、即ち、ブロック位置明示光線Ｌ２の水平傾斜角度αを前述の如く22°になるように設定しようとして、光透過板１４に光入射用凸部２６を設けず、光入射面を水平面とすることも可能である。しかし、その場合は面発光部１２に下面に対して20°前後（入射角70°前後）で入射させる必要がある。この入射角が70°前後以上となると、光透過板の下面での反射率が高くなって、ブロック位置明示光線のエネルギーが低くなって、発光ブロックＢの位置明示発現のレベルが低下する。

そして、本発明の光透過板１４の面発光部１２は光拡散のために乱反射面部２８、２９を備えている。本実施形態では、乱反射面部は、面発光部の上面に形成された第一乱反射面部２８と下面に形成された第二乱反射面部２９の双方で構成されている。上面の第一乱反射面部２８だけでもよいが、第二乱反射面部２９も形成すれば面発光部１２の面発光輝度を増大させることができる。さらに、上面の第一乱反射面部２８が濡れて乱反射作用が低減したときでも、第二乱反射面部２９が乱反射作用を補完して、光拡散による面発光の発現が可能となる。

上記各乱反射面部２８、２９は、光透過板１４の表面側からのショットブラストや無機酸腐食処理により形成することができる。

なお、乱反射面部は、合せ面の一方が乱反射面部とされた一対のガラスを、該乱反射面部を残して合せガラスとして光透過板としたり、内側が乱反射面部とされたフイルムを、乱反射面部を残して光透過板１４に貼着させたりしても形成できる。

また、光透過板１４を射出成形により製作する場合は、金型の附形面の一部を粗面化しておけば上記乱反射面部を形成可能となる。

なお、面発光部内に光拡散粒子を配することも考えられるが、本発明では、光透過板１４に入射させた光源光を面発光部の上面から所定方向へ屈折透過光として所定方向へ積極的に放射させる必要があるため、不適である。

そして、本実施形態では、内ケース２１と一体化された浅皿形の光源座体部３６が前記面発光部１２の下方側に、光入射用凸部２６に対面して配されている。浅皿形の縁部内面である光源座部３６ａは、光源軸Ｌを所定方向に向けるため所定角度の傾斜面に形成されている。図例では入射角を０°とするため水平傾斜角度36°である。なお、光源座体部３６の光源座部である皿縁部内面３６ａ及び／又は皿底上面３６ｂは、通常、白色反射面部とするが、鏡面部又は乱反射面部としてもよい。

また、前記ハウジングは、アルミダイカスト、強化プラスチック、セラミック等で成形できる。その際、ハウジングの大きさは、インターロッキングブロック（組ブロック）の大きさとすることが望ましい。インターロッキングブロックの所要箇所のみ除去して発光ブロックの路面施工が可能となる。

次に上記発光ブロックの使用態様について説明する。

光透過板１４は中央部に第一・第二乱反射面部２８、２９を備えた面発光部１２とされ、その両側は太陽電池１８、１８の保護パネル部３０とされている。保護パネル部３０の上面には滑り止め凸部３２が複数個形成されている。光透過板の四隅には切欠き取り付け座部３４が形成され、ネジ取り付け可能とされている。

ケース（ハウジング）２０に、コントローラ２２および太陽電池１８が組み付けられた内ケース２１をセット後、光透過板（透明保護パネル）をキャップネジ３４で取り付けて密封状態とする。

そして、夜になると昼夜切替スイッチにより光源（ＬＥＤ）がオンとされ、光源光が光透過板の面発光部１２（光入射用凸部２６）に入射する。

面発光部１２に拡散して入射した光源光は、光透過板１４の上面の第一乱反射面部２８で光拡散されて面発光部１２から透過放射される。さらに、第一乱反射面部２８で乱反射した光は、第二乱反射面部２９さらには白色反射面３６ｂ等との間で再反射を繰り返し、面発光部１２の第一乱反射面部２８を透過して良好な面発光が発現する。

ＬＥＤとして砲弾型で光放射角度が小さい（45°未満）のものでもよいが、チップ型で光放射角度が大きい（60°以上）のものが望ましい。

即ち、ＬＥＤ（光源）１６の出力が小さくても面発光部の発光輝度は視認可能な高さとなる。そして、歩行者が発光ブロックの近く（例えば、１ｍ以内）にいる場合は、発光ブロックを面発光により容易に視認できる。

このとき、光源軸線Ｌ１上の光は面発光部１２の上面での面発光にも使用されるが、面発光部１２からの屈折透過光は、３ｍ離れた位置でも知覚可能なエネルギーが残存してブロック位置明示光線Ｌ２となる。光源軸線Ｌ１上の光は、エネルギーが一番大きく、かつ、光入射用凸部２６の傾斜入射面２４に対して略法線方向（入射角０°）入射するため反射率も小さいためである。

すなわち、当該ブロック位置明示光線（屈折透過光）Ｌ２の傾斜角は22°に設定されているため、発光ブロックＢから３ｍ離れた位置で1.2ｍの高さになる。従って、従来、位置認識ができなかった２〜３ｍ離れた位置の歩行者でも、発光ブロックＢの位置認識が可能となり、（図５参照）。当然、ブロック位置明示光線Ｌ２は、所定の幅を有し、該光線から若干ずれてもブロック位置明示作用を奏する。

＜施工例＞
上記構成の路面用発光ブロックは、１〜３ｍ（望ましく1.5ｍ前後）の所定間隔をおいて路面にインターロッキング施工する。このとき、路面用発光ブロックは、インターロッキングの大きさとされているため、インターロッキング施工されている既設舗装路においても、所定間隔でレンガやコンクリートブロックを本形態の路面用発光ブロックに置き換えて容易に施工できる。

こうして、離して施工した発光ブロックは、前記のような作用により、歩行者等が、発光ブロック相互が離れて配列されていても、発光ブロック相互の連続的な位置認識が容易となる。即ち、歩行者に対する誘導・警告等の標示機能を十分に発揮できる。

１２面発光部
１４光透過板
１６低電力消費型の光源（ＬＥＤ）
１８太陽電池
２０ケース
２２コントローラ
２４光源光の傾斜入射面
２６光入射用凸部
２８（第一）乱反射面部
２９（第二）乱反射面部
Ｌ１光源軸線
Ｌ２ブロック位置明示光線
α ブロック位置明示光線の水平傾斜角度
β 光入射用凸部の傾斜角度

Claims

路面使用者に対して誘導・警告等をするための面発光部を備えた路面用発光ブロックであって、
横置きの面発光部を備えた光透過板と、前記面発光部に対する低電力消費型の光源と、該光源に電力を供給する太陽電池とを備え、それらがケース（ハウジング）にセットされてなり、
前記面発光部が前記光源により面発光可能な乱反射面部を、上面および下面の少なくとも一方に備えているとともに、前記面発光部に対して前記光源の放射軸線を所定方向に向けることにより、前記路面使用者が前記面発光の確認が困難な閾距離において前記路面用発光ブロックの位置認識が可能なブロック位置明示光線が前記面発光部から放出可能とされている、
ことを特徴とする路面用発光ブロック。
前記面発光部が、少なくとも一個の傾斜入射面を備えた下方への光入射用凸部を備え、前記光源が前記傾斜入射面に光源軸線が交差するように配設されていることを特徴とする請求項１記載の路面用発光ブロック。
前記傾斜入射面に対して前記光源軸線の入射角が70°以内になるように設定されていることを特徴とする請求項２記載の路面用発光ブロック。
路面使用者が歩行者である場合において、前記ブロック位置明示光線の水平傾斜角度が、15〜30°を満たすものであることを特徴とする請求項２記載の路面用発光ブロック。
前記乱反射面部が前記面発光部の上面に形成された第一乱反射面部と下面に形成された第二乱反射面部の双方で構成されていることを特徴とする請求項２、３又は４記載の路面用発光ブロック。
前記光入射用凸部の周囲側および下方側の一方又は双方に隙間をおいて又は接して白色反射面が形成されていることを特徴とする請求項２〜５いずれか一記載の路面用発光ブロック。
路面使用者が歩行者である場合において、前記ブロック位置明示光線の水平傾斜角度が、15〜30°を満たすものであることを特徴とする請求項１記載の路面用発光ブロック。
前記乱反射面部が前記面発光部の上面に形成された第一乱反射面部と下面に形成された第二乱反射面部の双方で構成されていることを特徴とする請求項１記載の路面用発光ブロック。
前記面発光部の下方側（裏面側）に隙間をおいて又は接して白色反射面が形成されていることを特徴とする請求項１記載の路面用発光ブロック。
前記ハウジングの大きさが、インターロッキングブロックの大きさとされていることを特徴とする請求項１〜９いずれか一記載の路面用発光ブロック。
請求項１〜１０いずれか一記載の路面用発光ブロックを１〜３ｍの所定間隔おいて路面にインターロッキング施工することを特徴とする路面用発光ブロックの施工方法。