JP2018103710A - 鉄道車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】鉄道車両の製造作業やメンテナンス作業を容易にしつつ、個々の室内照明装置を共通化して且つ常用と非常用との二種類の照明を設ける。【解決手段】室内照明群の第1及び第2室内照明装置の各々は、天井板の客室側の面に取り付けられる筐体と、回路基板及び前記回路基板に実装された複数のLED素子を有し、前記筐体に固定された少なくとも1つのLEDモジュールと、第1及び第2電線と、を備える。前記室内照明群が有する前記LEDモジュールは、第1LEDモジュールと、第2LEDモジュールと、を含む。前記第1電線は、前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続され、前記第2電線は、前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続される。【選択図】図4

Description

本発明は、室内照明を備えた鉄道車両に関する。
一般的な鉄道車両では、室内照明としての複数の灯具が天井板の下面に車両長手方向に並べて取り付けられ、天井板の上側に複数の電源ユニット(インバータ)が配置され、天井板に形成された開口を通して複数の電源ユニットが複数の灯具にそれぞれ接続されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2008−149970号公報
鉄道車両には、数種類の給電系統が存在しており、給電ラインから供給される電源が電源ユニットで直流に変換されて給電される常用灯具と、バッテリからなどの電源から供給される直流が給電される非常用灯具とが設けられる。そのため、常用灯具と非常用灯具とで異なる配線を行わねばならず、天井板の上側の天井内部での配線及び艤装作業が多くなり、車両製造及びメンテナンスの作業性が悪くなる。また、常用灯具と非常用灯具とを異なる種類の灯具とすると、灯具を構成する部品の種類が増加するため、灯具を構成する部品を共通化することが求められる。
そこで本発明は、鉄道車両の製造作業やメンテナンス作業を容易にしつつ、個々の室内照明装置を共通化して且つ常用と非常用との二種類の照明を設けることを目的とする。
本発明の一態様に係る鉄道車両は、鉄道車両の客室を形成する天井板を有する車体と、互いに直列接続された第1及び第2室内照明装置を有する室内照明群と、前記第1及び第2室内照明装置に直列接続された電源ユニットと、を備え、前記第1及び第2室内照明装置の各々は、前記天井板の客室側の面に取り付けられる筐体と、回路基板及び前記回路基板に実装された複数のLED素子を有し、前記筐体に固定された少なくとも1つのLEDモジュールと、第1及び第2電線と、を有し、前記室内照明群が有する前記LEDモジュールは、第1LEDモジュールと、第2LEDモジュールと、を含み、前記第1電線は、前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続され、前記第2電線は、前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続される。
前記構成によれば、複数の室内照明装置が直列接続されるので、配線及び艤装作業が少なくなり、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にできる。しかも、室内照明群において第1電線から給電されるLEDモジュールと第2電線から給電されるLEDモジュールとが夫々存在するため、室内照明群を構成する各室内照明装置を共通化しながらも、常用LEDモジュールと非常用LEDモジュールとを設定することができる。
本発明によれば、鉄道車両の製造作業やメンテナンス作業を容易にしつつ、個々の室内照明装置を共通化して且つ常用と非常用との二種類の照明を設けることができる。
第1実施形態に係る鉄道車両の概略側面図である。 図1に示す鉄道車両の第1室内照明装置の断面図である。 図1に示す鉄道車両の室内照明群を下方から見た部分斜視図である。 図1に示す鉄道車両の室内照明群の回路を説明する模式図である。 第2実施形態に係る鉄道車両の室内照明群の回路を説明する模式図である。 第3実施形態に係る鉄道車両の室内照明群の回路を説明する模式図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る鉄道車両1の概略側面図である。図1に示すように、鉄道車両1は、レール方向に延びた車体2と、車体2の一端部及び他端部を夫々支持する一対の台車3とを備える。車体2は、台枠4と、台枠4の車幅方向両側から上方に延びた一対の側構体5と、台枠4の車両長手方向両側から上方に延びた妻構体6と、側構体5及び妻構体6の上端に接続された屋根構体7と、屋根構体7の下方に配置されて客室Sに面した天井板8とを備える。
車体2の端部には、電源ユニット9が設置されている。例えば、電源ユニット9は、車体2の端部に取りけられ、例えば、客室Sの一端側に配置された妻構体6へ客室S側から設置される。但し、電源ユニット9は、妻構体6の近傍であれば他の箇所に配置されてもよい。台枠4の下方には車体2に取り付けられたバッテリ10も配置されている。電源ユニット9は、地上設備(例えば、架線又は第三軌条)から集電した電力を直流電力に変換して且つ所定の電圧に変換する機能と、バッテリ10からの直流電力を所定の電圧に変換する機能とを有する。
天井板8の客室S側の面(以下、下面8aと称する)には、車両長手方向に並べられた第1室内照明装置11及び第2室内照明装置12を有する室内照明群50が取り付けられている。第1室内照明装置11及び第2室内照明装置12は、互いに直列接続されている。電源ユニット9は、第1室内照明装置11及び第2室内照明装置12に直列接続されている。第1室内照明装置11は「常用」であり、第2室内照明装置12は「非常用」である。
非常用の室内照明装置12は、車両の電源故障時である非常時において、バッテリ10等より給電を受けて一定時間点灯し、最低限の室内の明るさを確保する役割を持つ照明器具であるが、電源故障時以外の通常時も、常用の室内照明装置11と同様に点灯し照明器具としての役割を担っている。
車体2には、電源ユニット9で直流電力に変換して且つ所定の電圧に変換した電力を給電する常用車体電線W1と、電源ユニット9でバッテリ10からの直流電力を所定の電圧に変換した電極を給電する非常用車体電線W2とが敷設されている。第1室内照明装置11は、常用車体電線W1に電気的に接続され、第2室内照明装置12は、非常用車体電線W2に電気的に接続されている。
図2は、図1に示す鉄道車両1の第1室内照明装置11の断面図である。図3は、図1に示す鉄道車両1の室内照明群50を下方から見た斜視図である。図2及び3に示すように、室内照明群50の全体が、天井板8よりも客室S側に配置され、図示しない固定具(例えば、ネジ等)により天井板8の下面8aに取り付けられている。第1室内照明装置11と第2室内照明装置12とは、互いの接続形態を変えることで常用と非常用とに使い分けられており、個々の構造自体は互いに同じである。
第1室内照明装置11は、筐体21と、複数の第1LEDモジュール22と、第1プラス電線23と、第1マイナス電線24と、第2プラス電線25と、第2マイナス電線26とを備える。
筐体21は、天井板8の下面8aに沿って車両長手方向に延びる。筐体21は、上方に向けて窪んで下方に開放された光源収容部21aと、光源収容部21aの車幅方向両側において下方に窪んで上方に開放された一対の溝部21bとを有する。1つの筐体21の光源収容部21aには、複数(図3では3個)の第1LEDモジュール22が筐体長手方向に並んで収容されている。第1LEDモジュール22は、筐体21に固定されている。
第1LEDモジュール22は、回路基板22aと、回路基板22aに実装されて通電により発光する複数のLED素子22bとを備える。回路基板22aは、絶縁板と、前記絶縁板の表面に形成された回路導体とを有し、回路基板22aの下面には、絶縁性及び光反射性を有する表層が設けられている。LED素子22bは、回路基板22aの下面に実装され、前記表層を通過して前記回路導体と接続されている。複数のLED素子22bは、筐体長手方向(車両長手方向)に間隔をあけて並んでいるとともに、筐体幅方向(車幅方向)にも間隔をあけて並んでいる。
筐体21の光源収容部21aには、第1プラス電線23、第1マイナス電線24、第2プラス電線25、及び第2マイナス電線26も収容されている。電線23〜26の各々は、導線28と、導線28を被覆する絶縁被覆29とを有し、導線28の両端部にはコネクタ30が接続されている。第1プラス電線23は、プラス側の常用車体電線W1に電気的に直列接続され、第2プラス電線25は、プラス側の非常用車体電線W2に電気的に直列接続されている。また、第1マイナス電線24は、マイナス側の常用車体電線W1に電気的に直列接続され、第2マイナス電線26は、マイナス側の非常用車体電線W2に電気的に直列接続されている。
電線23〜26は、筐体21の一端部から他端部まで筐体長手方向に延びている。即ち、電線23〜26は、複数(図3では3個)のLEDモジュール22に沿って連続して延びている。電線23〜26及びコネクタ30は、筐体21の上端よりも下方に配置されている。具体的には、電線23〜26及びコネクタ30は、筐体21の下面側に配置されている。一例として、電線23〜26は、各LED素子22bの間の隙間を通って筐体長手方向に延びている。即ち、LED素子22bと電線23〜26とは、客室Sから見て互いにずれて配置されている。
第1プラス電線23は、第1LEDモジュール22の回路基板22aのプラス導体に中継導体(図示せず)を介して電気的に接続され、第1マイナス電線24は、第1LEDモジュール22の回路基板22aのマイナス導体に中継導体(図示せず)を介して電気的に接続されている。即ち、第1LEDモジュール22には、第1プラス電線23及び第1マイナス電線24により電力が供給される。第2プラス電線25及び第2マイナス電線26は、第1LEDモジュール22の回路基板22aに電気的に接続されていない。即ち、第2プラス電線25及び第2マイナス電線26は、常用の第1室内照明装置11において筐体21の一端部から他端部まで筐体長手方向に通過している。
第2室内照明装置12は、筐体21と、複数の第2LEDモジュール32と、第1プラス電線35と、第1マイナス電線36と、第2プラス電線33と、第2マイナス電線34とを備える。前述した通り、第2室内照明装置12は、第1室内照明装置11との接続形態を工夫することで非常用の室内照明装置として機能するが、その構造自体は第1室内照明装置11と同じである。第2LEDモジュール32は、第1LEDモジュール22と同様に回路基板22a及びLED素子22bを備えるが、電力供給源が第1LEDモジュール22とは異なる。
構造及び配置に関しては、第1プラス電線35は第2プラス電線25と同じ、第1マイナス電線36は第2マイナス電線26と同じ、第2プラス電線33は第1プラス電線23と同じ、第2マイナス電線34は第1マイナス電線24と同じである。即ち、第2LEDモジュール32には、第2プラス電線33及び第2マイナス電線34が中継導体(図示せず)を介して電気的に接続され、第1プラス電線35及び第1マイナス電線36は電気的に接続されていない。即ち、第1プラス電線35及び第1マイナス電線36は、非常用の室内照明装置12において筐体21の一端部から他端部まで筐体長手方向に通過している。第1LEDモジュール22及び第2LEDモジュール32を電線に電気的に接続させる中継導体の位置を共通化すれば、第1LEDモジュール22と第2LEDモジュール32は、共通のLEDモジュールが使用できる。
図4は、図1に示す鉄道車両1の室内照明群50の回路を説明する模式図である。図3及び4に示すように、第1室内照明装置11同士を直列接続する場合、一の第1室内照明装置11の電線23〜26と別の第1室内照明装置11の電線23〜26とは、構造的には、互いにストレート結線される。他方、第1室内照明装置11と第2室内照明装置12とを直列接続する場合、構造的には以下のようにクロス結線が用いられる。
第1室内照明装置11の第1プラス電線23は、第2室内照明装置12の第1プラス電線35にコネクタ30を介して直列接続され、第1室内照明装置11の第1マイナス電線24は、第2室内照明装置12の第2マイナス電線36にコネクタ30を介して直列接続される。第1室内照明装置11の第2プラス電線25は、第2室内照明装置12の第2プラス電線33にコネクタ30を介して直列接続され、第1室内照明装置11の第2マイナス電線26は、第2室内照明装置12の第2マイナス電線34にコネクタ30を介して直列接続される。
即ち、第1室内照明装置11の第1プラス電線23と第2室内照明装置12の第1プラス電線35との結線と、第1室内照明装置11の第2プラス電線25と第2室内照明装置12の第2プラス電線33との結線とがクロスしており、かつ、第1室内照明装置11の第1マイナス電線24と第2室内照明装置12の第1マイナス電線36との結線と、第1室内照明装置11の第2マイナス電線26と第2室内照明装置12の第2マイナス電線34との結線とが互いにクロスしている。これにより、第1プラス電線23及び第1プラス電線35は、架線からの電力が電源ユニット9の補助回路及び常用車体電線W1を介して供給される常用電線として機能し、かつ、第2プラス電線25及び第2プラス電線33は、バッテリ10からの電力が非常用車体電線W2を介して供給される非常用電線として機能する。
以上に説明した構成によれば、複数の室内照明装置11,12が直列接続されるので、配線及び艤装作業が少なくなり、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にできる。しかも、電線23〜26,33〜36を含めた第1及び第2室内照明装置11,12が互いに同構造であり、かつ、室内照明群50において第1プラス電線23及び第1マイナス電線24から給電される第1LEDモジュール22と第2プラス電線33及び第2マイナス電線34から給電される第2LEDモジュール32とが夫々存在するため、室内照明群50を構成する各室内照明装置11,12を共通化しながらも、常用のLEDモジュール11と非常用のLEDモジュール12とを設定することができる。
また、第1室内照明装置11の第1プラス電線23及び第2プラス電線25と、第2室内照明装置12の第1プラス電線35及び第2プラス電線33とは、互いにクロス結線されているので、室内照明装置11,12の共通化と常用/非常用のLEDモジュール22,32の設置とを簡易に実現できる。また、各電線23〜26,33〜36は、筐体21に収容され、第1室内照明装置11のコネクタ30は、第2室内照明装置12のコネクタ30に対して筐体21の上端よりも下方にて結合される。そのため、コネクタ30を含めた室内照明装置11,12の構成を共通化しながらも、常用/非常用のLEDモジュール22,32を実現するためのコネクタ30の結合作業を天井板8より下側で行うことができ、作業性が向上する。
(第2実施形態)
図5は、第2実施形態に係る鉄道車両の室内照明群150の回路を説明する模式図である。図5に示すように、本実施形態の室内照明群150は、少なくとも、複数の第1室内照明装置111と、1つの第2室内照明装置112とを備える。第1室内照明装置111は、筐体(図示せず)と、複数の第1LEDモジュール122と、第1プラス電線123と、第2プラス電線125と、第1プラス電線123と第2プラス電線125との間に配置された共通マイナス電線127とを備える。第1プラス電線123は、プラス側の常用車体電線W1に電気的に直列接続され、第2プラス電線125は、プラス側の非常用車体電線W2に電気的に直列接続されている。共通マイナス電線127は、常用車体電線W1及び/又は非常用車体電線W2のマイナス側の車体電線に電気的に接続されている。
第1プラス電線123は、第1LEDモジュール122の回路基板のプラス導体に中継導体を介して電気的に接続され、共通マイナス電線127は、第1LEDモジュール122の回路基板のマイナス導体に中継導体を介して電気的に接続されている。即ち、第1LEDモジュール122には、第1プラス電線123及び共通マイナス電線127により電力が供給される。第2プラス電線125は、第1LEDモジュール122の回路基板に電気的に接続されていない。即ち、第2プラス電線125は、常用の第1室内照明装置111において筐体の一端部から他端部まで筐体長手方向に単に通過している。
第2室内照明装置112は、筐体(図示せず)と、複数の第2LEDモジュール132と、第1プラス電線135と、第2プラス電線133と、第1プラス電線135と第2プラス電線132との間に配置された共通マイナス電線137とを備える。第2室内照明装置112の構造自体は、第1室内照明装置111の構造と同じであるが、互いの接続形態を工夫することで、第1室内照明装置111は常用として機能し、第2室内照明装置112は非常用として機能する。即ち、第2LEDモジュール132には、第2プラス電線133及び共通マイナス電線137が中継導体(図示せず)を介して電気的に接続され、第1プラス電線135は電気的に接続されていない。即ち、第1プラス電線135は、非常用の室内照明装置112において筐体の一端部から他端部まで筐体長手方向に単に通過している。
第1室内照明装置111同士を直列接続する場合、一の第1室内照明装置111の電線23〜26と隣接する別の第1室内照明装置11の電線23〜26とは、構造的には互いにストレート結線される。他方、第1室内照明装置111と第2室内照明装置112とを直列接続する場合、構造的には以下のようにクロス結線が用いられる。
第1室内照明装置111の第1プラス電線123は、第2室内照明装置112の第1プラス電線135にコネクタを介して直列接続され、第1室内照明装置111の第2プラス電線125は、第2室内照明装置112の第2プラス電線133にコネクタを介して直列接続され、第1室内照明装置111の共通マイナス電線127は、第2室内照明装置112の共通マイナス電線137にコネクタを介して直列接続される。
即ち、第1室内照明装置111の第1プラス電線123と第2室内照明装置112の第1プラス電線135との結線と、第1室内照明装置111の第2プラス電線125と第2室内照明装置12の第2プラス電線133との結線とが互いにクロスしている。これにより、第1プラス電線123及び第1プラス電線135は、架線からの電力が電源ユニット9の補助回路及び常用車体電線W1を介して供給される常用電線として機能し、かつ、第2プラス電線125及び第2プラス電線133は、バッテリからの電力が非常用車体電線W2を介して供給される非常用電線として機能する。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
(第3実施形態)
図6は、第3実施形態に係る鉄道車両の室内照明群の回路を説明する模式図である。図6に示すように、本実施形態の室内照明群250は、第1室内照明装置213及び第2室内照明装置213を備える。即ち、第1室内照明装置213と第2室内照明装置213とは、互いに同構造である。室内照明装置213の各々は、筐体(図示せず)と、少なくとも1つの第1LEDモジュール222と、少なくとも1つの第2LEDモジュール232と、第1プラス電線223と、第2プラス電線225と、第1マイナス電線224と、第2マイナス電線226とを備える。第1プラス電線223は、プラス側の常用車体電線W1に電気的に直列接続され、第2プラス電線225は、プラス側の非常用車体電線W2に電気的に直列接続されている。第1マイナス電線224及び第2マイナス電線226は、マイナス側の車体電線を介してマイナス回路(アース回路)に電気的に接続されている。
第1プラス電線223は、第1LEDモジュール222の回路基板のプラス導体に中継導体を介して電気的に接続され、第1マイナス電線224は、第1LEDモジュール222の回路基板のマイナス導体に中継導体を介して電気的に接続されている。但し、第1プラス電線223及び第1マイナス電線224は、第2LEDモジュール232の回路基板には電気的に接続されていない。
第2プラス電線225は、第2LEDモジュール232の回路基板のプラス導体に中継導体を介して電気的に接続され、第2マイナス電線226は、第2LEDモジュール232の回路基板のマイナス導体に中継導体を介して電気的に接続されている。但し、第2プラス電線225及び第2マイナス電線226は、第1LEDモジュール232の回路基板には電気的に接続されていない。
一の室内照明装置213の各電線223〜226と隣接する別の室内照明装置213の各電線223〜226とは、互いにストレート結線されている。具体的には、一の室内照明装置213の第1プラス電線223は、隣接する別の室内照明装置213の第1プラス電線233に直列接続され、一の室内照明装置213の第1マイナス電線224は、隣接する別の室内照明装置213の第1マイナス電線224に直列接続され、何時の室内照明装置213の第2プラス電線225は、隣接する別の室内照明装置213の第2プラス電線225に直列接続され、一の室内照明装置213の第2マイナス電線226は、隣接する別の室内照明装置213の第2マイナス電線226に直列接続される。
以上の構成によれば、1つの室内照明装置212に第1LEDモジュール222と第2LEDモジュール232とを混在させることで、室内照明装置213の共通化と、常用のLEDモジュール222及び非常用のLEDモジュール232の設置とを簡易に実現できる。また、第1LEDモジュール222及び第2LEDモジュール232を電線に電気的に接続させる中継導体の位置を回転対称で共通化すれば、第1LEDモジュール222と第2LEDモジュール232は、共通のLEDモジュールが使用できる。なお、他の構成は前述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。前記各実施形態は互いに任意に組み合わせてもよく、例えば1つの実施形態中の一部の構成又は方法を他の実施形態に適用してもよく、実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。室内照明装置は、車両長手方向に延びて配置されなくても他の方向に延びて配置されてもよい。また、天井板のうち室内照明装置が取り付けられる部分は、水平でなくても水平方向に対して斜めに傾斜していてもよい。また、複数の電線の並び順序(常用/非常用、プラス/マイナス)は、特に限定されない。
1 鉄道車両
8 天井板
11,111,213 第1室内照明装置
12,112,213 第2室内照明装置
21 筐体
22,122,222 第1LEDモジュール
22a 回路基板
22b LED素子
23,35,123,135,223 第1プラス電線
24,36,223 第1マイナス電線
25,33,125,133,225 第2プラス電線
26,34,226 第2マイナス電線
28 導線
29 絶縁被覆
30 コネクタ
32,132,232 第2LEDモジュール
50,150,250 室内照明群
S 客室

Claims (5)

  1. 鉄道車両の客室を形成する天井板を有する車体と、
    互いに直列接続された第1及び第2室内照明装置を有する室内照明群と、
    前記第1及び第2室内照明装置に直列接続された電源ユニットと、を備え、
    前記第1及び第2室内照明装置の各々は、
    前記天井板の客室側の面に取り付けられる筐体と、
    回路基板及び前記回路基板に実装された複数のLED素子を有し、前記筐体に固定された少なくとも1つのLEDモジュールと、
    第1及び第2電線と、を有し、
    前記室内照明群が有する前記LEDモジュールは、第1LEDモジュールと、第2LEDモジュールと、を含み、
    前記第1電線は、前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続され、
    前記第2電線は、前記第1LEDモジュールに対して電気的に接続されず且つ前記第2LEDモジュールに対して電気的に接続される、鉄道車両。
  2. 前記第1LEDモジュールは、前記第1室内照明装置に設けられ、
    前記第2LEDモジュールは、前記第2室内照明装置に設けられ、
    前記第1室内照明装置の前記第1電線及び前記第2電線と、前記第2室内照明装置の前記第1電線及び前記第2電線とは、互いにクロス結線されている、請求項1に記載の鉄道車両。
  3. 前記第1及び第2室内照明装置の各々は、前記第1LEDモジュール及び前記第2LEDモジュールを有し、
    前記第1室内照明装置の前記第1電線及び前記第2電線と、前記第2室内照明装置の前記第1電線及び前記第2電線とは、互いにストレート結線されている、請求項1に記載の鉄道車両。
  4. 前記第1及び第2電線の各々は、導線と、前記導線を被覆する絶縁被覆とを有し、前記導体の両端部には一対のコネクタが接続されており、
    前記第1及び第2電線は、前記筐体に収容され、
    前記第1室内照明装置の前記コネクタは、前記第2室内照明装置の前記コネクタに対して前記筐体の上端よりも下方にて結合される、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の鉄道車両。
  5. 前記第1電線は、架線からの電力が補助回路を介して供給される常用電線であり、
    前記第2電線は、バッテリからの電力が供給される非常用電線である、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の鉄道車両。
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