JP2011195121A - Ｇ形ｌｅｄ信号電球 - Google Patents

Abstract

【課題】全波整流専用回路を外して２灯直列点灯への適合性を高めるとともに、全波整流専用回路が無くても点灯はちらつかないようにする。
【解決手段】主端子Ｍと副端子Ｓと共通端子Ｃには鉄道のＧ形信号電球と取付互換性を持たせたうえで、主発光部１１の発光ダイオードＭ１〜Ｍ４も、副発光部１２の発光ダイオードＳ１〜Ｓ４も、給電された交流を半波整流しながら端子Ｍ，Ｓから共通端子Ｃへ向かう電流を通過させて発光する正方向半波整流部Ｍ３〜Ｍ４，Ｓ３〜Ｓ４と、その交流を半波整流しながら共通端子Ｃから来て端子Ｍ，Ｓへ去る電流を通過させて発光する逆方向半波整流部Ｍ１〜Ｍ２，Ｓ１〜Ｓ２とに分けて、これらの発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４のみによって全波整流が行われるようにする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、鉄道用のＧ形信号電球を代替しうるＧ形ＬＥＤ信号電球に関し、詳しくは、鉄道用の多灯形色灯信号機に装着されるＧ形信号電球に対する取付互換性や給電互換性を持たせつつ発光部には発光ダイオード（ＬＥＤ）を採用した信号電球であるＧ形ＬＥＤ信号電球に関する。

鉄道用の信号機に装着される信号電球について、フィラメント電球に代えてＬＥＤ電球ユニットを使用する場合が増えている（例えば特許文献１〜６参照）。
鉄道用の信号機のうち多灯形色灯信号機に装着される信号電球としてはＡ形電球やＧ形電球が使用されるが、近年はソケット（口金）の接触性に加えて量産性の良いＧ形電球が多用されている。

ソケットの同じ信号電球であるＧ形電球とＩ形電球が相違するのは、Ｉ形電球はフィラメントや発光ダイオードといった発光部への給電を二端子から行うようになっているのに対し（例えば特許文献１〜４，６参照）、Ｇ形電球は（例えば非特許文献１や特許文献５の図７〜９を参照）、フィラメントかそれに代わる発光ダイオードといった発光部を二つ具えていて、主発光部（一方の発光部）が主端子Ｍ（メインフィラメント端子）と共通端子Ｃ（コモン端子）とに接続されていて両端子Ｍ，Ｃから給電がなされると発光し、副発光部（他方の発光部）が副端子Ｓ（サブフィラメント端子）と共通端子Ｃ（コモン端子）とに接続されていて両端子Ｓ，Ｃから給電がなされると発光するようになっている。

主発光部と副発光部の双方にＬＥＤを用いたＧ形ＬＥＤ信号電球について特許文献５の図８で公知になった構成を本願発明の課題の説明に役立つ程度に説明する。このＧ形ＬＥＤ信号電球４０は（図４（ａ）参照）、主端子Ｍと共通端子Ｃとに接続された主発光部４３も、副端子Ｓと共通端子Ｃとに接続された副発光部４６も、発光ダイオードの直列接続を更に並列接続したものからなるが、主発光部４３は、主端子Ｍへ直に接続されるのでなく、整流回路４２とトランス４１を介して接続されている。副発光部４６は、副端子Ｓへ直に接続されるのでなく、整流回路４５とトランス４４を介して接続されている。

トランス４１，４４は給電された交流の電圧を変換するものであり、整流回路４２，４５は交流を直流に変換するものであり、そのうち整流回路４２は（図４（ｂ）参照）、ダイオードＤ１〜Ｄ４によるブリッジ回路からなり、整流回路４５は（図４（ｂ）参照）、ダイオードＤ５〜Ｄ８によるブリッジ回路からなり、いずれも、点灯ちらつき防止のために全波整流を行うようになっている。
このようなＧ形ＬＥＤ信号電球４０が多灯形色灯信号機には複数個装着され、２灯直列点灯される黄色灯Ｙ１，Ｙ２にもそれぞれＧ形ＬＥＤ信号電球４０が装着される（図４（ｃ）参照）。また、多灯形色灯信号機には、２灯直列点灯に係る片断線時の不正現示を防止するために、電圧平衡器Ｌが設けられて主端子Ｍや副端子Ｓに接続されている。

特開２０００−５２９８８号公報 実用新案登録第３０６８５０２号公報 特開２００２−１７３０２８号公報 特開２００４−１１４９６８号公報 特開２００５−２４７１６０号公報 特開２００９−１１１４号公報

株式会社交友社平成３年７月２０日発行、吉村寛・吉越三郎共著「信号１７版」ｐ．９４〜９８

しかしながら、このような従来のＧ形ＬＥＤ信号電球４０では、発光部４３，４６と給電端子Ｍ，Ｓとの間にトランス４１，４４と整流回路４２，４５が介在していて、その整流回路４２，４５がダイオードブリッジからなるため、その故障状態によっては２灯直列点灯時に視認性が低下することがある。すなわち、２灯直列点灯状態の接続において（図４（ｃ）参照）、部品が正常な場合は、２灯Ｙ１，Ｙ２とも同様な輝度となり安全であるが、例えば一方の黄色灯Ｙ１の整流回路４２のダイオードＤ１がショートモードで故障した場合すなわち整流回路短絡故障の場合を想定すると、次のような状況になる。

この場合、トランス４１からの正方向の電流は、ダイオードＤ１→ダイオードＤ２→トランス４１と流れる循環流となり、主発光部４３には流れないため主発光部４３は発光せず、黄色灯Ｙ１は滅灯となる。ところが、他方の黄色灯Ｙ２において同じ主端子Ｍ側にある主発光部４３は通電されるので黄色灯Ｙ２は滅灯とならない。しかも、フィラメントに多い断線の場合と異なり、整流回路短絡故障では端子Ｍ，Ｓ，Ｃから見た通電量の明確な変化がないので、２灯Ｙ１，Ｙ２の通電量をバランスさせるという電圧平衡器Ｌの不正現示防止機能が活かしきれない。
そのため、整流回路短絡故障では２灯Ｙ１，Ｙ２の視認性が低下するのである。

もっとも、発光部も発光ダイオードを含んでいるので短絡故障の発生が想定されるが、発光部では、複数の発光ダイオードが直列接続されていることから、一部の発光ダイオードの短絡故障の影響が局所にとどまるので、致命的な短絡故障の発生頻度は極めて小さいうえ、発光部の故障では、発光状態の変化と通電量の変化が連動するので、電圧平衡器Ｌの２灯通電量バランス機能が活きる。そのため短絡故障でも視認性の低下が少ない。
そこで、２灯直列点灯への適合性を高めるべく全波整流専用の整流回路の使用を取りやめるとともに全波整流専用回路が無くても点灯ちらつきが防止されるＧ形ＬＥＤ信号電球を実現することが技術的な課題となる。

本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、鉄道のＧ形信号電球と取付互換性のある主端子と副端子と共通端子と、前記主端子と前記共通端子とを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードを有する主発光部と、前記副端子と前記共通端子とを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードを有する副発光部とを備えたＧ形ＬＥＤ信号電球において、前記主発光部および前記副発光部のうち何れか一方または双方における複数の発光ダイオードが、給電された交流を半波整流しながら前記共通端子へ向かう電流を通過させて発光する正方向半波整流部と、その交流を半波整流しながら前記共通端子から来る電流を通過させて発光する逆方向半波整流部とに分かれており、これらの発光ダイオードのみによって全波整流が行われるようになっていることを特徴とする。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は（解決手段２）、上記解決手段１のＧ形ＬＥＤ信号電球であって、前記正方向半波整流部と前記逆方向半波整流部の何れにもツェナーダイオードが逆向きで直列接続されていて、低電圧の電流通過を阻止するようになっていることを特徴とする。

さらに、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は（解決手段３）、上記解決手段１，２のＧ形ＬＥＤ信号電球であって、前記主発光部および前記副発光部のうち発光ダイオードのみによって全波整流が行われるようになった発光部には、高電圧の電流を通過させるバリスタとこのバリスタの短絡故障時に溶断するフューズとを直列接続したものが、並列接続されていることを特徴とする。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は（解決手段４）、上記解決手段１〜３のＧ形ＬＥＤ信号電球であって、前記正方向半波整流部の発光ダイオードと前記逆方向半波整流部の発光ダイオードとが近接配置されていることを特徴とする。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は（解決手段５）、上記解決手段１〜４のＧ形ＬＥＤ信号電球であって、前記正方向半波整流部と前記逆方向半波整流部が何れも複数の発光ダイオードの直列接続を含んでいて、電流が複数の発光ダイオードを通過するようになっていることを特徴とする。

このような本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球にあっては（解決手段１）、全波整流の整流回路と発光ダイオードの発光部とを一体化したことにより、全波整流専用回路が無くなって全波整流専用回路の単独故障も無くなるため、故障の発生頻度が激減するうえ、ダイオードが故障すると発光量が変化すると同時に通電量も変化することから、２灯直列点灯時には通電量変化を補償する電圧平衡器の不正現示防止機能が働いて２灯の通電量がバランスするので、ダイオードが短絡故障しても２灯の視認性の低下が少なくて済む。

また、個々の発光ダイオードは交流全波発光しないが、正方向半波整流部と逆方向半波整流部とが交互に交流半波点灯するため、発光部全体としては交流全波点灯することになるので、点灯ちらつきが全波整流専用回路使用時と同様に防止される。なお、個々の発光ダイオードが交流半波発光になって光量が減少することについては、発光ダイオードの個数を増やしたり、具体化に際して実装される抵抗やツェナーダイオードといった付加部材にて電流値を適宜調整したり、給電する電圧を適宜調整することで、補償すれば良い。
したがって、この発明によれば、点灯ちらつきが全波整流レベルに抑えられていても２灯直列点灯に良く適合するＧ形ＬＥＤ信号電球を実現することができる。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球にあっては（解決手段２）、発光ダイオードに対してその順方向と逆の向きで且つ直列にツェナーダイオードを接続して、低電圧の電流は発光部の発光ダイオードを通過できないようにしたことにより、給電時・点灯時には発光ダイオードの印加電圧ひいては通電量が安定するとともに、非給電時・滅灯時にはケーブル誘起ノイズ等による不所望な点灯が防止される。

さらに、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球にあっては（解決手段３）、フューズが切れれば、故障検知し、ＬＥＤ灯をそのまま使用せず交換するので、バリスタの回線により発光ダイオードを保護することができる。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球にあっては（解決手段４）、正方向半波整流部の発光ダイオードと逆方向半波整流部の発光ダイオードとを近接配置したことにより、点灯ちらつきが上述の時間面だけでなく空間面からも防止される。

また、本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球にあっては（解決手段５）、直列接続された複数の発光ダイオードを電流が通過するようにしたことにより、一部の発光ダイオードの短絡故障の影響が局所にとどまるので、致命的な短絡故障の発生頻度が極めて小さくなる。

本発明の実施例１について、Ｇ形ＬＥＤ信号電球の構造を示し、（ａ）が電球単体の回路図、（ｂ）が発光部における発光ダイオードの配置図である。 多灯形色灯信号機における２灯直列点灯の部分に係る回路図である。 本発明の実施例２について、発光ダイオードの配置図である。 従来のＧ形ＬＥＤ信号電球について、（ａ）が電球単体の回路図、（ｂ）が詳細な回路図、（ｃ）が多灯形色灯信号機における２灯直列点灯の部分に係る回路図である。

このような本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜２により説明する。
図１〜２に示した実施例１は、上述した解決手段１〜５（出願当初の請求項１〜５）を総て具現化したものであり、図３に示した実施例２は、その変形例である。

本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、（ａ）が単体のＧ形ＬＥＤ信号電球１０に係る回路図、（ｂ）が発光部１１，１２における発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４の配置図である。

このＧ形ＬＥＤ信号電球１０は、鉄道のＧ形信号電球と取付互換性のある主端子Ｍと副端子Ｓと共通端子Ｃとを有するソケットと、主端子Ｍと共通端子Ｃとを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードＭ１〜Ｍ４を有する主発光部１１と、副端子Ｓと共通端子Ｃとを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードＳ１〜Ｓ４とを備えていて、鉄道用の多灯形色灯信号機に装着しうるようになっている点で、既述したＧ形ＬＥＤ信号電球４０と同様のものであるが、以下に述べる点では相違している。

すなわち、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０は、主発光部１１について、その発光ダイオードＭ１〜Ｍ４が、主端子Ｍと共通端子Ｃとを介して給電された交流を半波整流しながら主端子Ｍから共通端子Ｃへ向かう電流だけを通過させて発光する発光ダイオードＭ３〜Ｍ４からなる正方向半波整流部と、その交流を半波整流しながら共通端子Ｃから来て主端子Ｍへ去る電流だけを通過させて発光する発光ダイオードＭ１〜Ｍ２からなる逆方向半波整流部とに分かれている点で、従来のＧ形ＬＥＤ信号電球４０と相違する。

また、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０は、副発光部１２について、その発光ダイオードＳ１〜Ｓ４が、副端子Ｓと共通端子Ｃとを介して給電された交流を半波整流しながら副端子Ｓから共通端子Ｃへ向かう電流だけを通過させて発光する発光ダイオードＳ３〜Ｓ４からなる正方向半波整流部と、その交流を半波整流しながら共通端子Ｃから来て副端子Ｓへ去る電流だけを通過させて発光する発光ダイオードＳ１〜Ｓ２からなる逆方向半波整流部とに分かれている点でも、従来のＧ形ＬＥＤ信号電球４０と相違する。

さらに、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０は、それらの発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４のみによって主発光部１１でも副発光部１２でも全波整流が行われるようになっていて、整流回路４２や整流回路４５のような全波整流専用回路がもはや存在しない点でも、従来のＧ形ＬＥＤ信号電球４０と相違する。
そのようなＧ形ＬＥＤ信号電球１０について、図示した実用的で具体的な回路構成例を述べると、以下のようになっている。

主発光部１１は、メインフィラメントに似せて細長いワンチップＩＣに纏められ、その長手方向に等ピッチで一列に発光ダイオードＭ１〜Ｍ４がその順で並べられて、逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２と正方向半波整流部の発光ダイオードＭ３〜Ｍ４とが近接配置されたものとなっている。また、ワイヤボンディング等の配線接続にて、逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２が順方向を同じに揃えて直列接続され、正方向半波整流部の発光ダイオードＭ３〜Ｍ４も順方向を同じに揃えて直列接続されて、正方向半波整流部と逆方向半波整流部が何れも複数の発光ダイオードの直列接続を含んでいて、電流が複数の発光ダイオードを通過するものとなっている。

また、逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２はアノードが共通端子Ｃに接続されカソードが抵抗Ｒ１の一端に接続され、抵抗Ｒ１の他端がツェナーダイオードＺＤ１のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ１のアノードが主端子Ｍに接続されている。さらに、正方向半波整流部の発光ダイオードＭ３〜Ｍ４はカソードが共通端子Ｃに接続されアノードが抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端がツェナーダイオードＺＤ２のアノードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ２のカソードが主端子Ｍに接続されている。これにより、正方向半波整流部と逆方向半波整流部の何れにもツェナーダイオードが逆向きで直列接続されていて、低電圧の電流通過を阻止するものとなっている。

副発光部１２も、メインフィラメントに似せて細長いワンチップＩＣに纏められ、その長手方向に等ピッチで一列に発光ダイオードＳ１〜Ｓ４がその順で並べられて、逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ１〜Ｓ２と正方向半波整流部の発光ダイオードＳ３〜Ｓ４とが近接配置されたものとなっている。また、ワイヤボンディング等の配線接続にて、逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ１〜Ｓ２が順方向を同じに揃えて直列接続され、正方向半波整流部の発光ダイオードＳ３〜Ｓ４も順方向を同じに揃えて直列接続されて、正方向半波整流部と逆方向半波整流部が何れも複数の発光ダイオードの直列接続を含んでいて、電流が複数の発光ダイオードを通過するものとなっている。

また、逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ１〜Ｓ２はアノードが共通端子Ｃに接続されカソードが抵抗Ｒ３の一端に接続され、抵抗Ｒ３の他端がツェナーダイオードＺＤ３のカソードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ３のアノードが副端子Ｓに接続されている。さらに、正方向半波整流部の発光ダイオードＳ３〜Ｓ４はカソードが共通端子Ｃに接続されアノードが抵抗Ｒ４の一端に接続され、抵抗Ｒ４の他端がツェナーダイオードＺＤ４のアノードに接続され、ツェナーダイオードＺＤ４のカソードが副端子Ｓに接続されている。これにより、正方向半波整流部と逆方向半波整流部の何れにもツェナーダイオードが逆向きで直列接続されていて、低電圧の電流通過を阻止するものとなっている。

ここで、抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、それぞれ、半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２，Ｍ３〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４に流れる電流値を制限するものであり、給電電圧や発光ダイオードの発光特性に基づいて適宜な抵抗値のものが選定され回路に組み込まれている。また、ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２，ＺＤ３，ＺＤ４は、主端子Ｍや副端子Ｓと共通端子Ｃとの間に点灯制御用の給電電圧が印加されない滅灯時にケーブル誘起ノイズ等で発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４が不所望に発光するのを阻止するものであるが、給電による本来の通電時間を削りすぎないよう点灯制御用の給電電圧のピーク電圧より降伏電圧の十分に低いものが選定され回路に組み込まれている。

さらに、バリスタＶ１とフューズＦ１とを直列接続したものが、主端子Ｍと共通端子Ｃとに介挿接続されて、主発光部１１及び付加部材Ｒ１，ＺＤ１，Ｒ２，ＺＤ２に対して並列接続状態になっている。また、バリスタＶ２とフューズＦ２とを直列接続したものが、副端子Ｓと共通端子Ｃとに介挿接続されて、副発光部１２及び付加部材Ｒ３，ＺＤ３，Ｒ４，ＺＤ４に対して並列接続状態になっている。これにより、発光ダイオードのみによって全波整流が行われるようになった主発光部１１も副発光部１２も、高電圧の電流を通過させるバリスタとこのバリスタの短絡故障時に溶断するフューズとを直列接続したものが並列接続されたものとなっている。

バリスタＶ１，Ｖ２は、雷や高圧静電気放電などに起因してケーブル等に誘起したサージ電圧から発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４を保護するものであり、発光ダイオードの直列接続Ｍ１〜Ｍ２，Ｍ３〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４の耐圧より降伏電圧の低いものが選定されるが、給電による本来の通電を妨げないよう点灯制御用の給電電圧のピーク電圧より降伏電圧の高いものの中から選定され、両条件を満たして選定されたものが回路に組み込まれている。

この実施例１のＧ形ＬＥＤ信号電球１０について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。
図２は、多灯形色灯信号機における２灯直列点灯の部分に係る回路図である。

Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０は、Ｇ形のフィラメント信号電球や既述のＧ形ＬＥＤ信号電球４０を装着して使用できるところであれば代替可能であり、多灯形色灯信号機には複数個装着され、２灯直列点灯される黄色灯Ｙ１，Ｙ２にもそれぞれＧ形ＬＥＤ信号電球１０が装着される。その際、多灯形色灯信号機に設けられていた電圧平衡器Ｌは、取り外したり改造する必要はなく、そのまま主端子Ｍや副端子Ｓに接続しておけば、２灯直列点灯に係る片断線時の不正現示を防止するのに役立つ。

詳述すると、先ず正常状態では、主端子Ｍ及び副端子Ｓと共通端子Ｃとの間に点灯制御のために交流の給電電圧が印加されると、主端子Ｍ及び副端子Ｓから共通端子Ｃへ順方向の電圧が印加される半周期のときだけ正方向半波整流部の発光ダイオードＭ３〜Ｍ４と正方向半波整流部の発光ダイオードＳ３〜Ｓ４が導通して間欠的に発光し、主端子Ｍ及び副端子Ｓから共通端子Ｃへ逆方向の電圧が印加される残りの半周期のときだけ即ち共通端子Ｃから主端子Ｍ及び副端子Ｓへ順方向の電圧が印加される残りの半周期のときだけ逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２と逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ１〜Ｓ２が導通して間欠的に発光する。こうして、主発光部１１も副発光部１２も全波整流時と同じ周期で発光するので、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０は、ちらつかずに点灯する。

次に、何れかの発光ダイオードが故障した場合、例えば黄色灯Ｙ２のＧ形ＬＥＤ信号電球１０の主発光部１１の逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１〜Ｍ２がオープン故障して発光しなくなった場合、その故障に伴って黄色灯Ｙ１のＧ形ＬＥＤ信号電球１０の主発光部１１の同方向の発光ダイオードＭ３〜Ｍ４への電流も流れなくなり、黄色灯Ｙ２とＹ１の発光量も同じになる。この場合、電圧平衡器の特性上、Ｇ形ＬＥＤ電球Ｙ１のＭ端子→電圧平衡器ＬのＬ２端子→同Ｎ端子→Ｌ１端子→Ｇ形ＬＥＤ電球Ｙ１のＳ端子へのインピーダンスはハイインピーダンスとなるので、この経路では電流が流れず、Ｇ形ＬＥＤ電球１１の副発光部の電流には影響を及ぼさない。したがって、一方が光量低下したとき他方も光量が同じように低下し、一方だけが正常の光量となる現示、いわゆる錯誤現示となる障害を防ぐことができる。

なお、黄色灯Ｙ１，Ｙ２のＧ形ＬＥＤ信号電球１０の主端子Ｍ及び副端子Ｓと共通端子Ｃとの間に給電電圧が印加されないときには、例えば給電電圧の３０Ｖより低い５Ｖや３Ｖといった降伏電圧のツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４が発光部１１，１２に組み合わされているとして、例え外来ノイズがケーブル等を介してＧ形ＬＥＤ信号電球１０に到達したとしても、そのノイズの電圧レベルがツェナーダイオードＺＤ１〜ＺＤ４の上記降伏電圧を超えない限り、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０が誤点灯することはない。

また、落雷などに起因して数千Ｖや数百Ｖといったサージ電圧がケーブル等に誘起されて、それが黄色灯Ｙ１，Ｙ２のＧ形ＬＥＤ信号電球１０にまで飛来したような場合、例えば給電電圧の３０Ｖより高いが発光ダイオードの直列接続部Ｍ１〜Ｍ２，Ｍ３〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ２，Ｓ３〜Ｓ４の耐圧７０Ｖより低い６０Ｖといった降伏電圧のバリスタＶ１，Ｖ２が発光部１１，１２に並列接続状態で組み合わされていることから、サージ電流の大部分がバリスタＶ１，Ｖ２にてバイパスされるので、主発光部１１も、副発光部１２も、過大なサージ電流やサージ電圧に曝されることがなく、安全に保護される。

さらに、サージが過大な場合にはバリスタＶ１，Ｖ２が損傷して短絡故障することもありうるが、バリスタＶ１，Ｖ２がショートするとフューズＦ１，Ｆ２に大きな電流が流れてフューズＦ１，Ｆ２が溶断する。これにより、バリスタＶ１，Ｖ２による短絡故障・ショート故障がフューズＦ１，Ｆ２によって断線故障・オープン故障に故障モード変換されるので、２灯直列点灯時には、電圧平衡器Ｌの２灯通電量バランス機能・不正現示防止機能がより的確に活用されて、視認性の低下が抑制される。

本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、主発光部１１における発光ダイオードＭ１〜Ｍ４と副発光部１２における発光ダイオードＳ１〜Ｓ４とに係る別の配置例を示している。

このＧ形ＬＥＤ信号電球が上述した実施例１のものと相違するのは、発光部１１，１２における発光ダイオードＭ１〜Ｍ４，Ｓ１〜Ｓ４の並び順が各部毎に入れ替わって発光ダイオードの配置において正方向半波整流部と正方向半波整流部とが入り交じっている点である。具体的には、主発光部１１では、発光ダイオードＭ１〜Ｍ４の電気的な接続関係を変更することなく配置だけが変更されて、複数の発光ダイオードが左から右へ逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ１，正方向半波整流部の発光ダイオードＭ３，逆方向半波整流部の発光ダイオードＭ２，正方向半波整流部の発光ダイオードＭ４の順に並んでいる。

また、副発光部１２では左から右へ正方向半波整流部の発光ダイオードＳ３，逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ１，正方向半波整流部の発光ダイオードＳ４，逆方向半波整流部の発光ダイオードＳ２がその順に並んでいる。このような部材配置にあっては、各発光部において正方向半波整流部の発光ダイオードと正方向半波整流部の発光ダイオードとが交互になっているばかりか、主発光部１１と副発光部１２との間でも正方向半波整流部の発光ダイオードと正方向半波整流部の発光ダイオードとが交互になっている。
そのため、個々の発光ダイオードが交流半波発光であっても、Ｇ形ＬＥＤ信号電球１０の点灯状態については、ちらつきが感じられない。

本発明のＧ形ＬＥＤ信号電球は、鉄道用の多灯形色灯信号機において２灯直列点灯される場合を念頭に改良されたものであるが、２灯直列点灯の場合に使用が限定される訳でなく、Ｇ形信号電球の使用されるところであればどこでも使用することができる。

１０…Ｇ形ＬＥＤ信号電球、
１１…主発光部、１２…副発光部、
Ｃ…共通端子（コモン端子）、
Ｍ…主端子（メインフィラメント端子）、
Ｓ…副端子（サブフィラメント端子）、
Ｍ１〜Ｍ２…発光ダイオード（逆方向半波整流部）、
Ｍ３〜Ｍ４…発光ダイオード（正方向半波整流部）、
Ｓ１〜Ｓ２…発光ダイオード（逆方向半波整流部）、
Ｓ３〜Ｓ４…発光ダイオード（正方向半波整流部）、
ＺＤ１〜ＺＤ４…ツェナーダイオード、Ｒ１〜Ｒ４…抵抗、
Ｖ１，Ｖ２…バリスタ、Ｆ１，Ｆ２…フューズ、
４０…Ｇ形ＬＥＤ信号電球、
４１…トランス、４２…整流回路、４３…主発光部、
４４…トランス、４５…整流回路、４６…副発光部、
Ｙ１，Ｙ２…黄色灯、Ｌ…電圧平衡器

Claims (5)

1. 鉄道のＧ形信号電球と取付互換性のある主端子と副端子と共通端子と、前記主端子と前記共通端子とを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードを有する主発光部と、前記副端子と前記共通端子とを介する交流の給電に応じて発光する複数の発光ダイオードを有する副発光部とを備えたＧ形ＬＥＤ信号電球において、前記主発光部および前記副発光部のうち何れか一方または双方における複数の発光ダイオードが、給電された交流を半波整流しながら前記共通端子へ向かう電流を通過させて発光する正方向半波整流部と、その交流を半波整流しながら前記共通端子から来る電流を通過させて発光する逆方向半波整流部とに分かれており、これらの発光ダイオードのみによって全波整流が行われるようになっていることを特徴とするＧ形ＬＥＤ信号電球。
2. 前記正方向半波整流部と前記逆方向半波整流部の何れにもツェナーダイオードが逆向きで直列接続されていて、低電圧の電流通過を阻止するようになっていることを特徴とする請求項１記載のＧ形ＬＥＤ信号電球。
3. 前記主発光部および前記副発光部のうち発光ダイオードのみによって全波整流が行われるようになった発光部には、高電圧の電流を通過させるバリスタとこのバリスタの短絡故障時に溶断するフューズとを直列接続したものが、並列接続されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたＧ形ＬＥＤ信号電球。
4. 前記正方向半波整流部の発光ダイオードと前記逆方向半波整流部の発光ダイオードとが近接配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載されたＧ形ＬＥＤ信号電球。
5. 前記正方向半波整流部と前記逆方向半波整流部が何れも複数の発光ダイオードの直列接続を含んでいて、電流が複数の発光ダイオードを通過するようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたＧ形ＬＥＤ信号電球。

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