JP2016177879A - 標識灯および標識灯システム - Google Patents

Abstract

【課題】発光素子の異常および点灯制御回路の異常のいずれの場合の異常点灯状態でもより高い信頼性で定電流電源装置に対して報知する標識灯および標識灯システムを提供する。
【解決手段】点灯制御回路15は、点灯回路31、および、制御部35を備える。点灯回路31は、発光素子16の点灯状態を制御する。制御部35は、リレー19のコイル部19aへの信号により接点部19bの開閉を制御する。点灯制御回路15は、開放装置14を介して定電流電源装置11から給電されて点灯回路31により発光素子16の点灯状態を制御する。点灯制御回路15は、制御部35が起動するとコイル部19aに信号を出力して接点部19bを閉成させる。点灯制御回路15は、発光素子16が異常点灯状態であることを検出すると制御部35からコイル部19aへの信号の遮断により接点部19bを開放させる。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、発光素子と、発光素子の点灯状態を制御する点灯制御回路とを有する標識灯およびこれを備えた標識灯システムに関する。

従来、例えば空港の滑走路や誘導路などに配置される標識灯として電球式の標識灯を用い、これら標識灯と、既存の定電流電源装置とにより構成される標識灯システムとして、日常点検およびメンテナンスにおいて、不点灯(異常点灯)の標識灯の発見を容易にするため、定電流電源装置で標識灯の点灯状態を監視しているものがある。この監視システムは、電球式標識灯の不点灯要因である電球フィラメントの断線を利用している。すなわち、標識灯入力には定電流電源装置に接続された可飽和装置であるゴム被覆絶縁トランスがあり、電球式標識灯の場合、このゴム被覆絶縁トランスの二次側に接続されるのは電球フィラメントであるため、フィラメント断線での不点灯によりゴム被覆絶縁トランスの二次側が開放状態となることから、この断線によりゴム被覆絶縁トランスの二次側が開放されるときに、ゴム被覆絶縁トランスが飽和するまで高電圧が生じ、この高電圧によって生じる一次側の電圧波形歪を定電流電源装置に設けられた検出回路により検出することで、標識灯の不点灯(負荷断芯)を監視している。

近年、標識灯は、省エネルギー化などの観点から電球式からＬＥＤ式へと置換されてきている。標識灯の電球式からＬＥＤ式に置換するにあたり、多くの場合において更新の必要がない配線およびゴム被覆絶縁トランスなどのインフラや定電流電源装置は既存のまま運用される。このため、標識灯の負荷断芯監視システムも既存のまま使用できることが望まれる。ＬＥＤ式標識灯であっても、電球式標識灯と同様に電流電源装置からゴム被覆絶縁トランスを介し接続する構成となるため、既存インフラでの使用は問題ないものの、標識灯入力に点灯制御回路が必要となり、単にＬＥＤの不点灯では電球式標識灯のフィラメント断線のように入力開放には至らない場合がある。このため、既存の負荷断芯監視システムが使用できない。

そこで、例えば点灯制御回路の異常を検出したときに、ゴム被覆絶縁トランスの二次側を開放する開放装置を動作させることで擬似的な断線状態として、上記の負荷断芯監視システムを使用できるようにする構成が考えられる。

しかしながら、例えば点灯制御回路側からの信号により開閉する半導体スイッチやリレーなどの電気式スイッチを開放装置として用いる場合、例えば通常の常開(Ａ接点型)のリレーを開放装置として用いると、初期導通がないため、起動時の点灯制御回路の電源を定電流電源装置から取ることができない。また、常閉(Ｂ接点型)のリレーを開放装置として用いると、点灯制御回路の起動はできるものの、開放装置の開状態を保持するために電源が必要となる一方で、開放装置の開放後には定電流電源装置側と点灯制御回路とが遮断されることで電源がなくなり、電気的条件による開放の保持ができなくなるとともに、開放動作が点灯制御回路からの動作信号によるため、点灯制御回路自体が故障しているときや接続不良などのときに開放保護とならない。さらに、常閉のリレーに開放状態を保持するためのラッチを設ける場合には、このラッチが機械的衝撃に弱いことから、振動や衝撃などにより切り換えの誤動作が懸念され、誤開放したときに電源を失い復帰できないなど、信頼性に乏しい。したがって、別途の保護回路などが必要になり、大型化および複雑化を招くおそれがある。

特開２０１４−１８２８８３号公報

本発明が解決しようとする課題は、発光素子の異常および点灯制御回路の異常のいずれの場合の異常点灯状態でもより高い信頼性で定電流電源装置に対して報知する標識灯およびこれを備えた標識灯システムを提供することである。

実施形態の標識灯は、電力波形を監視することで異常点灯状態であるかどうかを検出する検出回路を備えた定電流電源装置に対して可飽和装置を介して接続される標識灯である。この標識灯は、発光素子と、開放装置と、点灯制御回路とを有する。開放装置は、保護素子、および、リレーを備える。保護素子は、過電流の継続時に開放する。リレーは、保護素子と並列に接続された常開の接点部と信号によりこの接点部を閉状態に保持するコイル部とを有する。点灯制御回路は、点灯回路、および、制御部を備える。点灯回路は、発光素子の点灯状態を制御する。制御部は、リレーのコイル部への信号により接点部の開閉を制御する。そして、この点灯制御回路は、開放装置を介して定電流電源装置から給電されて点灯回路により発光素子の点灯状態を制御する。また、この点灯制御回路は、制御部が起動するとコイル部に信号を出力して接点部を閉成させる。さらに、この点灯制御回路は、発光素子が異常点灯状態であることを検出すると制御部からコイル部への信号の遮断により接点部を開放させる。

本発明によれば、起動時やリレーの誤動作時には開放装置の保護素子によって点灯制御回路の電源を確保して制御部からの信号によりリレーの接点部を確実に閉状態とすることができるとともに、発光素子の異常により異常点灯状態となった場合と、点灯制御回路の異常により異常点灯状態となった場合とのいずれの場合でも、リレーの接点部の開放により保護素子に電流が継続的に流れてこの保護素子が開放することで可飽和装置と点灯制御回路との接続を開放し、定電流電源装置の検出回路により検出する電力波形に歪を発生させることができるので、発光素子の異常および点灯制御回路の異常のいずれの場合の異常点灯状態でもより高い信頼性で定電流電源装置に対して報知することが期待できる。

一実施形態の標識灯を備えた標識灯システムを示す回路図である。

以下、一実施形態の構成を、図面を参照して説明する。

図１において、標識灯10は、交流の定電流電力を供給する定電流電源装置(ＣＣＲ)11から定電流電力を供給する給電ラインに一次側が直列に接続された、例えば可飽和装置としてのゴム被覆絶縁トランスなどの少なくとも１つの絶縁トランス12の二次側に接続されている。なお、図１には１つの絶縁トランス12のみを示し、他は省略している。そして、標識灯10は、これら定電流電源装置11および絶縁トランス12とともに、標識灯システムを構成している。

そして、標識灯10は、絶縁トランス12の二次側に遮断器である開放装置14を介して入力端子が接続され、点灯制御回路15により、この入力端子に入力される定電流電力を所定の点灯電力に変換して発光素子16に供給する。また、この標識灯10は、発光素子16とともに、図示しない反射鏡および／またはレンズなどにより構成される光学系部、この光学系部からの光を外部へと透光するガラスなどの図示しない出射部、および、点灯制御回路15などが、図示しない筐体に一体的に内包されて構成される。

開放装置14は、点灯制御回路15の入力側に互いに並列に接続された保護素子としてのヒューズ18と、開閉素子としてのリレー19とを備えている。この開放装置14は、例えば絶縁トランス12の二次側と標識灯10(点灯制御回路15)の入力端子の高圧側との間に挿入されている。すなわち、この開放装置14は、定電流電源装置11から標識灯10(点灯制御回路15)への電力供給経路の一部をなしている。

ヒューズ18は、標識灯10(標識灯システム)の起動時の点灯制御回路15の起動用の電力を定電流電源装置11から点灯制御回路15に伝達するものである。このヒューズ18は、起動時などの瞬時電流(過渡電流)には耐えて溶断せず、定常電流(過電流)が所定時間以上継続したときに(永続的過電流により)溶断して開放する、定電流定格ヒューズである。すなわち、このヒューズ18は、動作電流以下の電流が所定時間以上継続したときにのみ溶断するようになっている。具体的に、このヒューズ18としては、例えば耐雷ヒューズなどが用いられる。

リレー19は、点灯制御回路15と電気的に接続されるコイル部19aと、このコイル部19aの励磁によって開閉が切り換わる接点部19bとを備えた、常開(Ａ接点型)のリレーである。すなわち、このリレー19は、コイル部19aの通電(コイル部19aへの信号(リレー動作信号)の入力)により接点部19bを閉状態に保持するように構成されている。

また、点灯制御回路15は、発光素子16を点灯制御するもので、入力端子(開放装置14)に対して一次側が直列に接続される(第１および第２の)電流トランス(変流トランス)すなわちカレントトランス21，22の二次側に接続されている。すなわち、この点灯制御回路15は、開放装置14の後段、すなわち二次側に接続されている。これらカレントトランス21，22は、絶縁トランス12から入力される定電流電力の電流値を所定の電流値に変換する。また、カレントトランス21の二次側には、点灯制御回路15が接続されている。そして、点灯制御回路15は、カレントトランス21の二次側に、交流の定電流電力を整流する整流回路24、負荷調整回路25、および平滑回路27などが接続されている。なお、負荷調整回路25と平滑回路27との間に、発光素子16側(後段)を入力電圧から切り離して保護する保護回路を備えていてもよい。

負荷調整回路25は、電圧検出回路である主電圧検出回路30で検出される電圧、発光素子16を点灯させる点灯回路31に接続された点灯電流検出回路32で検出した点灯電流の波高値を波高値変換回路33で検出した検出値、および、この点灯電流の平均値を平均値変換回路34で検出した検出値に基づいて、例えばＣＰＵ(マイコン)によって構成された制御部35によりフィードバック制御され、発光素子16に供給する電力の電圧を制御する。この負荷調整回路25は、絶縁トランス12の二次側であるカレントトランス21の二次側の高圧側と低圧側との間に接続されて電流の一部をバイパスさせるための例えば半導体スイッチであり、制御部35からバッファ回路36を介して供給された主電圧制御信号であるＨ／Ｌ信号によりスイッチングされて高圧側と低圧側とを短絡／開放することで、発光素子16への印加電圧が所定値を超えないように定電圧化している。

主電圧検出回路30は、点灯制御回路15(点灯回路31)の出力電圧である主電圧を検出し、この検出した主電圧(この主電圧に対応する値)を制御部35に入力し、制御部35は負荷調整回路25の出力電圧を、バッファ回路36を介して調整する。

点灯回路31は、発光素子16を点灯させるものである。ここで、標識灯10の場合、色度規格が規定されており、ＬＥＤなどの発光素子16は、波高値が変わると色度が変化する特性を有するため、点灯回路31は、発光素子16の調光段階に応じて一般的にＰＷＭ(パルス幅変調)制御を行い、発光素子16の調光段階に拘らず、発光素子16への入力電流の波高値(ピーク値)は一定としている。すなわち、本実施形態において、この点灯回路31は、スイッチング素子を備え、このスイッチング素子が制御部35によってバッファ回路38を介して開閉されることで発光素子16の点灯時間のデューティ比を変え、発光素子16を所定の光度(光度範囲)で点灯させる。

波高値変換回路33および平均値変換回路34は、それぞれ検出した点灯電流の波高値(この波高値に対応する値)および平均値(この平均値に対応する値)を制御部35に入力するようになっている。

平滑回路27は、整流回路24で整流された定電流電力を平滑する、例えば平滑コンデンサである。この平滑回路27には、主電圧から第１の制御電圧である１５Ｖの動作電圧を生成する(第１の)制御電源回路としての１５Ｖ電源回路47と、この１５Ｖ電源回路47から第２の制御電圧である５Ｖの動作電圧を生成する(第２の)制御電源回路としての５Ｖ電源回路48とが接続されているとともに、これら制御電圧(これら制御電圧に対応する電圧)を検出する制御電圧検出回路49が接続されている。１５Ｖ電源回路47からは、１５Ｖの動作電圧が供給され、５Ｖ電源回路48からは５Ｖの動作電圧(Vcc)が例えば制御部35に供給される。さらに、制御電圧検出回路49は、検出した制御電圧(これら制御電圧に対応する値)を制御部35に入力するようになっている。

また、カレントトランス22の二次側には、定電流電源装置11の入力電流(入力電流の実効値)、あるいはこの定電流電源装置11の入力電流に対応する電流(電流の実効値)を検出する電流検出回路51が増幅回路52を介して接続されている。この電流検出回路51は、例えば１５Ｖ電源回路47から電源が供給されている。そして、この電流検出回路51で検出された定電流電力の電流値が増幅回路52を介して制御部35に入力され、制御部35はこの電流値に応じて点灯回路31を制御する。なお、この電流検出回路51により検出される入力電流は、例えば２．８Ａ〜６．６Ａを通常動作範囲として発光素子16の調光に使用する。

そして、制御部35は、(バッファ回路36を介して)負荷調整回路25、主電圧検出回路30、(バッファ回路38を介して)点灯回路31、(波高値変換回路33および平均値変換回路34を介して)点灯電流検出回路32、制御電圧検出回路49、(増幅回路52を介して)電流検出回路51、および、開放装置14のリレー19のコイル部19aとそれぞれ電気的に接続され、各検出値により各部の動作状態を監視しながら点灯回路31により発光素子16の点灯状態を制御するとともに、開放装置14のリレー19のコイル部19aへの信号(通電)により接点部19bの開閉を制御するようになっている。

発光素子16としては、標識灯10の設置場所に応じて、例えば白色、赤色、緑色、青色、黄色などの所定の色の光を発するＬＥＤなどの半導体発光素子が用いられる。本実施形態では、複数の発光素子16が互いに直列に接続され、発光素子16全体として発光ユニット(灯体)を構成している。図１においては、発明をより明確にするために発光素子16を２つ図示しているが、以下、発光素子16は２つに限定されるものではなく、３つ以上を直列に接続してもよいし、１つのみで用いてもよい。この発光素子16がＬＥＤの場合には、複数のＬＥＤ素子を基板に実装して蛍光体を含む封止部材で覆うＣＯＢ(Chip On Board)方式、ＬＥＤ素子が搭載された接続端子付きのＳＭＤ(Surface Mount Device)パッケージを基板に実装する方式など、いずれを用いてもよい。なお、発光素子16は、砲弾型のＬＥＤであってもよい。

定電流電源装置11は、例えば図示しないサイリスタなどの制御素子の位相制御により、複数の調光段階に対応して複数段階、例えば５段階の定電流を出力可能となっている。そして、この定電流電源装置11は、出力電力波形、すなわち絶縁トランス12の一次側の電力波形(電圧波形または電流波形)を監視し、この電力波形の波形歪に基づいて発光素子16が異常点灯状態であるかどうかを検出する検出回路55を備えている。この検出回路55は、ＬＥＤ式などの発光素子16を用いる標識灯10に置き換える以前の、従来用いていた電球式の標識灯の断芯を検出するための回路をそのまま適用したものである。なお、以下、異常点灯状態とは、全ての発光素子16が完全に点灯しない状態(不点灯状態)、一部(所定数以上)の発光素子16が点灯しない状態(一部不点灯状態)、および、発光素子16が所定の光度範囲よりも小さい光度で点灯した状態(暗点灯状態)などの正しく点灯していない状態などの、各種の状態を含むものとする。

次に、一実施形態の動作を説明する。

絶縁トランス12では、定電流電源装置11から供給される高圧の一次側電源を低圧の二次側電源に変換する。このとき、開放装置14では、リレー19の接点部19bが開放されているものの、ヒューズ18が接続されていることにより、このヒューズ18を介して定電流電源装置11から各標識灯10の点灯制御回路15へと(カレントトランス21，22を介して)給電され、電源が制御部35および点灯回路31側に供給される。そして、起動した制御部35がリレー19のコイル部19aに信号を出力することでこのコイル部19aが励磁され、接点部19bが閉成する。この結果、開放装置14では、ヒューズ18とリレー19とが並列に接続されることとなり、定電流電源装置11からの電力は、主としてリレー19を介して点灯制御回路15へと供給される。すなわち、定電流電源装置11から点灯制御回路15への電力供給経路が、制御部35の起動によってヒューズ18からリレー19に切り換わる。同時に、制御部35が定電流電源装置11からの入力電流と発光素子16に流す電流(マージンを含む)との対応を示す制御テーブルを予め記憶しており、この制御テーブルを参照して電流検出回路51で検出した入力電流に応じてＰＷＭ信号を設定し(バッファ回路38を介して)、点灯回路31の動作を制御することで、発光素子16の点灯電流を制御して発光素子16を入力電流に応じた所定の調光点灯状態で点灯させる。このとき、制御部35では、主電圧検出回路30で検出した主電圧、点灯電流検出回路32、波高値変換回路33および平均値変換回路34で検出した点灯電流の波高値および平均値により発光素子16の点灯状態を監視し、これら検出した主電圧や点灯電流の波高値および平均値に応じて(バッファ回路36を介して)負荷調整回路25に信号を出力してこの負荷調整回路25を開閉することで、発光素子16に供給される電流値を各調光段階で一定となるように制御する。例えば、発光素子16は、周囲環境に応じて設定された定電流電源装置11からの出力電流の段階に対応して調光される。本実施形態では、例えば発光素子16は、１００％、２５％、５％、１％および０．２％の５段階のいずれかに調光される。

ここで、定電流電源装置11の出力電力波形に生じた歪を介して異常点灯状態(不点灯状態)を検出する構成の場合、発光素子16を用いた(ＬＥＤ式などの)標識灯10では、供給電源側と発光素子16との間に点灯制御回路15が介在するので、発光素子16の異常が直接判断しにくく、点灯制御回路15側での措置が必要となる。したがって、発光素子16の異常点灯時に従来の電球(白熱ランプ)と同様な条件を発生させるためには、点灯制御回路15の入力側を開放して、電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことが必要となる。また、標識灯10の異常点灯は、発光素子16自体の故障だけでなく、点灯制御回路15の故障も要因として考えられるため、どちらの場合においても点灯制御回路15の入力側を開放して、電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことが必要となる。この場合、点灯制御回路15からの信号などによる直接制御では、点灯制御回路15の故障時に信号制御ができなくなり異常点灯状態になっても開放装置14を動作することができない。

そこで、本実施形態の標識灯10および標識灯システムでは、発光素子16が故障した場合、点灯制御回路15が故障した場合、あるいは定電流電源装置11が故障した場合など、標識灯10(発光素子16)の異常点灯状態時には、制御部35からリレー19のコイル部19aへの信号を意図的に遮断、または、制御部35からリレー19のコイル部19aへの信号が結果的に遮断されることで、リレー19の動作が停止して接点部19bが開状態に復帰し、すなわち定電流電源装置11から点灯制御回路15への電力供給経路がリレー19からヒューズ18に切り換わり、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放し、電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことで、検出回路55による異常の検出を可能とする。

具体的に、例えば発光素子16がオープン(開放)による故障によって異常点灯状態となった場合、あるいは点灯回路31と発光素子16との間の配線不良の場合には、発光素子16に電流が流れず、点灯制御回路15から見て負荷が無限大になるため、定電流電源装置11に接続された点灯制御回路15の入力電圧が上昇する。したがって、制御部35は、この入力電圧の上昇に伴う主電圧検出回路30での検出電圧が所定電圧以上になったことを検出した場合、あるいは波高値変換回路33により検出した発光素子16の入力電流が所定電流以下になったことを検出した場合に、上記の発光素子16がオープン(開放)による故障、あるいは点灯回路31と発光素子16との間の配線不良により発光素子16が点灯していない不点灯状態であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

また、発光素子16がショート(短絡)による故障(短絡故障)によって異常点灯状態となった場合、発光素子16に供給される主電圧が低下する。したがって、制御部35は、主電圧検出回路30により検出した主電圧が所定値、例えば全ての発光素子16が正常点灯したときの出力電圧の５０％以下に低下した場合(換言すれば、半数以上の発光素子16が短絡故障した場合)に、上記の発光素子16のショート(短絡)による故障で不点灯状態であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

さらに、制御部35では、電流検出回路51で検出した定電流電源装置11からの入力電流と、平均値変換回路34で検出した発光素子16の点灯電流との対応を制御部35に記憶されている制御テーブルを利用して確認することで、発光素子16を正しく点灯させるように点灯制御回路15(点灯回路31)が制御されているかどうかを確認している。したがって、この対応が不一致の場合、すなわち制御部35に記憶されている制御テーブルから逸脱している場合に、制御部35は、点灯制御回路15の電流検出回路51またはこの電流検出回路51の電源となる１５Ｖ電源回路47の故障、あるいは平均値変換回路34の故障などにより発光素子16が正しく点灯していない異常点灯状態であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

また、例えば発光素子16が開放にまでは至らないものの開放に近い故障を生じて逆起電力が発生している場合、あるいは点灯回路31が故障している場合には、発光素子16の点灯電流の波高値(ピーク値)が低下し、発光素子16が所定の光度範囲よりも小さい光度で点灯する、暗点灯状態となる。したがって、制御部35は、波高値変換回路33で検出した発光素子16の点灯電流の波高値が所定値、例えば正常の発光素子16の点灯電流の波高値の５０％以下になった場合に、上記の発光素子16の逆起電力故障、あるいは点灯回路31の故障により発光素子16が暗点灯状態(異常点灯状態)であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

さらに、例えば点灯制御回路15の整流回路24、平滑回路27、あるいは点灯回路31が故障している場合には、発光素子16の点灯電流が変化し、結果として発光素子16の点灯電流の波高値(ピーク値)が低下する。したがって、制御部35は、波高値変換回路33で検出した発光素子16の点灯電流の波高値が所定値、例えば通常の発光素子16の点灯電流の波高値の５０％以下になった場合に、これら整流回路24、平滑回路27、あるいは点灯回路31の故障であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

また、制御部35またはこの制御部35の電源となる５Ｖ電源回路48が故障している場合には、制御部35が正常に動作しないことでリレー19のコイル部19aへの信号が遮断されてリレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。

さらに、制御部35は、電流検出回路51で検出した入力電流が所定値以上の状態が所定時間以上継続した場合、定電流電源装置11の故障により過電流が流入している、あるいは電流検出回路51の故障により入力電流の検出が不正確であるものと判断し、リレー19のコイル部19aへの信号を遮断する。この結果、リレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18が溶断し、開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放する。なお、この制御部35での判断の規準となる所定値および所定時間は、例えば定電流電源装置11において過電流を遮断するかどうかの判断基準(例えば７．５Ａ、１０ｍｓｅｃ)に基づいて設定され、本実施形態では、例えば、７．５Ａ、１０ｓｅｃとする。このように点灯制御回路15に過電流が入力する場合、基本的に標識灯10の上位に位置する定電流電源装置11自体に故障が発生している状況が想定され、電球式の標識灯の場合には、フィラメントが切れることで動作が停止するものの、発光素子16を用いる標識灯10の場合には、整流回路24や平滑回路27などの電源回路あるいは発光素子16の異常発熱などにより動作を確実に停止することができないおそれがある。さらに、過電流が入力した場合、標識灯10側から定電流電源装置11へと異常を報知することも考えられるものの、定電流電源装置11自体が故障している場合、このような報知をしても定電流電源装置11側で保護動作が行えないおそれがある。そのため、過電流の入力時には、制御部35がリレー19のコイル部19aへの信号を意図的に遮断、または、結果的にリレー19のコイル部19aへの信号が遮断されることで、常開のリレー19の接点部19bが開放され、ヒューズ18のみに継続して電流が流れることでヒューズ18が溶断して開放装置14が絶縁トランス12の二次側を開放することにより、上位に位置する定電流電源装置11に異常が発生した場合でも、標識灯10が確実に動作を停止できる。

すなわち、上記一実施形態では、ヒューズ18と常開のリレー19の接点部19bとを並列に接続して、定電流電源装置11と点灯制御回路15への電力供給経路の一部をなす開放装置14を構成する。そして、起動時には、ヒューズ18を介して定電流電源装置11から点灯制御回路15(制御部35)へと瞬時的な給電を可能として点灯制御回路15の起動電力を確保し、この電力により制御部35が起動すればリレー19のコイル部19aに信号を出力して接点部19bを閉じてリレー19を短絡させることで、ヒューズ18に流れる電流をリレー19にバイパスしてヒューズ18の溶断を防止しつつ、定電流電源装置11からの電力を、リレー19を介して点灯制御回路15に供給する。すなわち、開放装置14は、ヒューズ18を起動時の瞬時的な(一時的な)導通のみとすることで、溶断から保護する。一方、発光素子16の故障(異常)による発光素子16の異常点灯を制御部35が検出したときには、制御部35がリレー19のコイル部19aへの信号を遮断することにより、リレー19の動作が停止して接点部19bが開き、ヒューズ18に電流が継続して流れてヒューズ18を溶断させることで入力側を開放する。また、点灯制御回路15の故障(異常)による発光素子16の異常点灯を制御部35が検出した場合でも、制御部35がリレー19のコイル部19aへの信号を遮断することで、同様の動作を行うことができるとともに、点灯制御回路15の故障(異常)や未接続などにより制御部35が正常に動作しない場合や制御部35が起動しない場合でも、制御部35からリレー19のコイル部19aへの信号が供給されない(遮断される)ことで、同様の動作を行うことができる。

このように、上記一実施形態によれば、起動時やリレー19の誤動作時には開放装置14のヒューズ18によって点灯制御回路15の電源を確保してリレー19の接点部19bを確実に閉状態とすることができるとともに、発光素子16の異常により異常点灯状態となった場合と、点灯制御回路15の異常により異常点灯状態となった場合とのいずれの場合でも、リレー19の接点部19bの開放によりヒューズ18に電流が継続的に流れてこのヒューズ18が開放することで絶縁トランス12と点灯制御回路15との接続を開放できる。したがって、この開放により電球式の標識灯の断芯と同様の状態を作り出すことで、この絶縁トランス12の一次側の電力波形(電圧波形、あるいは電流波形)、すなわち定電流電源装置11の出力電力波形に歪を生じさせ、定電流電源装置11の検出回路55がこの波形歪を検出することにより、発光素子16の異常および点灯制御回路15の異常のいずれの場合の異常点灯状態でもより高い信頼性で定電流電源装置11に対して報知することが可能になる。

すなわち、開放装置14を、起動時やリレー19の誤動作時の通電用および異常点灯状態での絶縁トランス12(定電流電源装置11)と点灯制御回路15との接続の開放用のヒューズ18と、通常動作時(正常点灯状態)での通電用の常開のリレー19とで構成することにより、点灯制御回路15や発光素子16などの点灯状態に応じてヒューズ18とリレー19とを定電流電源装置11から点灯制御回路15への電力供給経路として使い分けることができ、必要なときにのみリレー19の接点部19bを導通させる電力を確保できる。また、常開のリレー19を用いることで開放装置14が一旦開放して点灯制御回路15の電源が喪失した後にリレー19の導通が誤って復帰する可能性を低減し、開状態を保持するためのラッチなどの複雑な構成を用いることなく信頼性の高い報知が可能になる。

また、定電流電源装置11を用いる場合、この定電流電源装置11から点灯制御回路15へと供給される電流は、点灯制御回路15側に異常が生じている場合でも略一定となるため、単にヒューズを電力供給経路に用いる場合、このヒューズを過電流によって溶断させることが容易でない。そこで、本実施形態では、定常電流が所定時間継続して流れるだけで溶断するヒューズ18を用い、正常点灯状態のときにはヒューズ18に殆ど電流を流さないようにし、異常点灯状態のときにはヒューズ18にのみ電流を流すようにすることで、定電流電源装置11を用いる標識灯システムであっても、ヒューズ18を確実に溶断させることができる。

この結果、既存の定電流電源装置11と電球式の標識灯を設置した空港に対し、既存の定電流電源装置11、電源ラインなどの各種インフラ、および、検出回路55を用いる断芯監視システムの更新を行うことなく、電球式の標識灯からＬＥＤ式の標識灯10への置換が可能になる。

また、リレー19は、ヒューズ18を介して定電流電源装置11から点灯制御回路15へと供給された電力により起動した制御部35からのコイル部19aへの信号によって接点部19bが閉成される、換言すれば、定電流電源装置11からの電力がまずヒューズ18を介して点灯制御回路15に供給され、この電力により制御部35が起動し、この起動した制御部35からの信号によりリレー19の接点部19bが閉成されるシーケンスとなるので、リレー19の接点部19bを閉成するための制御部35(点灯制御回路15)の電源をヒューズ18によって確保しつつ、リレー19の接点部19bが閉成したときにはヒューズ18を溶断から確実に保護できる。

そして、上記説明したように、この標識灯10および標識灯システムは、発光素子16の故障時だけでなく、負荷調整回路25を含む点灯制御回路15の各部の故障時や定電流電源装置11の故障時など多岐に亘る故障モード(異常点灯状態)でも確実に検出可能として、フェールセーフを図ることができる。

本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

10 標識灯
11 定電流電源装置
12 可飽和装置としての絶縁トランス
14 開放装置
15 点灯制御回路
16 発光素子
18 保護素子としてのヒューズ
19 リレー
19a コイル部
19b 接点部
31 点灯回路
35 制御部

Claims (3)

1. 電力波形を監視することで異常点灯状態であるかどうかを検出する検出回路を備えた定電流電源装置に対して可飽和装置を介して接続される標識灯であって、
   発光素子と；
   過電流の継続時に開放する保護素子、および、この保護素子と並列に接続された常開の接点部と信号によりこの接点部を閉状態に保持するコイル部とを有するリレーを備えた開放装置と；
   前記発光素子の点灯状態を制御する点灯回路、および、前記リレーの前記コイル部への信号により前記接点部の開閉を制御する制御部を備え、前記開放装置を介して定電流電源装置から給電されて前記点灯回路により前記発光素子の点灯状態を制御するとともに、前記制御部が起動すると前記コイル部に信号を出力して前記接点部を閉成させ、前記発光素子が異常点灯状態であることを検出すると前記制御部から前記コイル部への信号の遮断により前記接点部を開放させる点灯制御回路と；
   を具備していることを特徴とする標識灯。
2. リレーは、保護素子を介して定電流電源装置から点灯制御回路へと供給された電力により起動した制御部からのコイル部への信号によって接点部が閉成される
   ことを特徴とする請求項１記載の標識灯。
3. 電力波形を監視することで発光素子が異常点灯状態であるかどうかを検出する検出回路を備えた定電流電源装置と；
   この定電流電源装置の出力端間に直列に接続される少なくとも１つの可飽和装置と；
   この可飽和装置を介して前記定電流電源装置に接続される請求項１または２記載の標識灯と；
   を具備していることを特徴とする標識灯システム。

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