JP3081267U - 発光型信号機用発光ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 既設の発光型信号機に対して互換使用を可能
とし、表示特性の向上や省電力化或いは保守性の向上を
図る。 【解決手段】 既存の発光型信号機５０から着色レンズ
部材５７と電球５９とを取り外した状態で互換使用され
る。集光レンズ部材５６よりも小径で第１の有色発光素
子群４を搭載した第１の発光素子基板２と、この第１の
発光素子基板よりも大径でかつ集光レンズ部材の内径よ
りもやや小径で外周の環状領域３ａ内に第２の有色発光
素子群５を搭載した第２の円盤状発光素子基板３と、こ
れら発光素子基板の支持部材６とを備える。第１の発光
素子基板と第２の発光素子基板とが、集光レンズ部材の
内部空間に収納される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、鉄道用等の電球を光源とした既設の発光型信号機に互換使用される 多数個の有色発光素子を光源とした発光ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

鉄道には、車両の安全運行を確保するために、種々の保安用信号機や表示灯、 警報灯等の各種の信号機が線路に沿って設置されている。信号機には、電車等の 運転手や自動車の運転手或いは歩行者等が夜間時等においても表示が確認可能な ように、内部に光源を備えた発光型信号機が数多く設置されている。従来の発光 型信号機は、一般に白熱電球、ナトリウム球管或いはその他の種々の電球が光源 として用いられている。

【０００３】 例えば図４に示した発光型信号機５０は、線路に沿って設置された支柱５１に 上下の支持ブラケット部材５２ａ、５２ｂを介して信号機本体５３が取り付けら れている。信号機本体５３は、一般に充分な機械的強度や耐腐食性、耐久性等を 有する鋳物によって筐体５４が成形されており、この筐体５４の内部に緑色、黄 色及び赤色の３色の発光表示部５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）が縦３連に収納 されてなる。発光型信号機５０は、各発光表示部５５が選択的に点灯されること によって、所定の信号表示を行う。

【０００４】 発光表示部５５は、図５に示すように、集光レンズ部材５６と、着色レンズ部 材５７と、筐体５４に取り付けられる電灯座５８と、Ｇ型電球５９とを備えてい る。発光表示部５５は、筐体５４に取り付けられるホルダ部材６０によって、集 光レンズ部材５６を前面側にして着色レンズ部材５７が重ね合わせ状態で組み合 わされてなる。発光表示部５５は、電灯座５８に取り付けられたＧ型電球５９が レンズ組立体の内方に配置されてなる。

【０００５】 集光レンズ部材５６は、ガラスや透明な合成樹脂材によって断面が放物線形状 を呈する略椀形に形成された部材であり、表面が円滑面として構成されるととも に、内面が多数の同心円を階段状に連続して形成されてなる。集光レンズ部材５ ６は、Ｇ型電球５９から出射された光を、上述した内面の構成によって中心に向 かって集光するように作用して効率的な表示が行われるようにする。

【０００６】 着色レンズ部材５７は、集光レンズ部材５６とほぼ同等の曲率の放物線形状を 呈する部材であり、各発光表示部５５に対応して緑色、黄色又は赤色に着色され ている。着色レンズ部材５７は、ホルダ部材６０によって中心軸を一致させて集 光レンズ部材５６に対して中心軸を一致させて組み合わされる。着色レンズ部材 ５７は、詳細を省略するが表面が粗面に形成されることによって、内面側から入 射されるＧ型電球５９からの射光を拡散して集光レンズ部材５６に入射させる。

【０００７】 電灯座５８は、筐体５４の裏面を閉塞する裏蓋部材６１を取り外した状態で、 筐体５４に対して着脱される。電灯座５８は、着色レンズ部材５７の内方に位置 してその内面と平行に対峙して筐体５４に取付ねじ６２によって固定される。電 灯座５８には、集光レンズ部材５６や着色レンズ部材５７の中心軸上に位置して 電球取付孔５８ａが設けられており、この電球取付孔５８ａ内にソケット部材６ ３が装着されている。電灯座５８には、背面側に端子取付部５８ｂが一体に突設 されており、この端子取付部５８ｂ上に電源コード６５が接続される一対のねじ 状の端子部材６４が立設されている。

【０００８】 Ｇ型電球５９は、口金がソケット部材６３にねじ込まれることによって、電灯 座５８に装着される。Ｇ型電球５９は、この状態において集光レンズ部材５６と 着色レンズ部材５７との中心軸上に位置される。Ｇ型電球５９には、ソケット部 材６３から引き出したリード線６３ｃを介して電源が投入されることによって点 灯する。Ｇ型電球５９からの出射光は、上述したように着色レンズ部材５７へと 入射され、この着色レンズ部材５７を透過する際に所定の着色光とされるととも に表面で拡散されて集光レンズ部材５６に入射される。Ｇ型電球５９からの出射 光は、上述したように集光レンズ部材５６によって集光され、発光表示部５５を 所定の色に発光させる。

【０００９】 ソケット部材６３は、上述したＧ型電球５９の口金がねじ込まれる受け金６３ ａや、この受け金６３ａの背面側にはめ込まれて接続されるソケット本体６３ｂ 等からなる。ソケット部材６３は、ソケット本体６３ｂからリード線６３ｃが引 き出され、このリード線６３ｃの先端に設けられた端子６３ｄが端子部材６４に 接続される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、発光型信号機５０においては、光源として用いるＧ型電球５９に球 切れが生じた場合には、信号の発光表示が行われなくなって重大事故を引き起こ す虞れや電車の運行に支障を来すといった問題を生じさせる。発光型信号機５０ においては、断芯器等によってＧ型電球５９の球切れの状態が監視されており、 球切れを検出すると直ちに緊急の保守対応が行われる。

【００１１】 発光型信号機５０は、発光表示部５５のＧ型電球５９を取り付けたり交換した りする場合に、筐体５４から裏蓋部材６１が開けられる。発光型信号機５０は、 取付ねじ６２を外して筐体５４から電灯座５８を取り外した後に、Ｇ型電球５９ の交換が行われる。鉄道会社等においては、一般に所定の期間を定めて各種の発 光型信号機について電球を定期的に交換する対応を図っているが、電球の球切れ の頻度が多く緊急の保守対応を頻繁に余儀なくされ大きな負担となっている。

【００１２】 各種の発光型信号機においては、上述した問題を解決するために、光源として 各種の電球と比較して寿命が長く発熱量や消費電力も小さいといった特性を有す る発光素子（ＬＥＤ：light-emitting diode、発光ダイオード）を多数個用いた ものが提案されている。かかる発光型信号機は、表示特性の向上や省電力化が図 られるとともに、発光素子の一部に球切れを生じても直ちに表示作用が損なわれ ることが無いので保守性にも優れるといった種々の利点がある。

【００１３】 しかしながら、かかる新型の発光型信号機は、いずれも光源に発光素子を用い た独自の装置として開発されたものであり、既設の発光型信号機との互換性が図 られておらず信号機本体の全体交換が必要となる。新型の発光型信号機は、電球 を用いた既設の発光型信号機の変換のために、鉄道会社等に対して、装置費用、 交換費用或いはケーブル交換等の莫大な設備投資を強いるでその対応がなかなか 促進されていない状況にある。

【００１４】 発光型信号機５０は、上述したように信号機本体５３の筐体が鋳物で成形され た数１０Ｋｇを超える重量物であり、高い支柱５１の上端部から取り外して新型 の信号機本体と交換する作業が危険であるとともに多大な労力と費用を強いてい る。また、発光型信号機５０は、交換した信号機本体５３を産業廃棄物として処 理するるために、多大な処理費用を必要とする。

【００１５】 したがって、本考案は、既設の発光型信号機に対して信号機本体の全体交換を 必要とせずに互換使用が図られ、表示特性の向上や省電力化或いは保守性の向上 が図られるようにする発光型信号機用発光ユニットを提供することを目的に提案 されたものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

上述した目的を達成する本考案に係る発光型信号機用発光ユニットは、重ね合 わせ状態で組み合わされる略椀形の集光レンズ部材及び着色レンズ部材と、筐体 に取り付けられる電灯座と、レンズ組立体の中心軸上に位置して電灯座に装着さ れる電球とからなる各色発光部を備える既存の発光型信号機に対して、着色レン ズ部材と電球とを取り外した状態で互換使用される。発光型信号機用発光ユニッ トは、集光レンズ部材の内径よりも小径とされた第１の円盤状発光素子基板と、 第１の発光素子基板よりも大径でかつ集光レンズ部材の内径よりも小径とされた 第２の円盤状発光素子基板と、第１の発光素子基板の主面全体に配列して搭載さ れる多数個の第１の有色発光素子群と、第２の発光素子基板の主面上に第１の発 光素子基板の外径よりも大きな環状領域内に配列して搭載される多数個の第２の 有色発光素子群と、第１の発光素子基板と第２の発光素子基板とを同軸上で互い に平行に対峙させた状態で支持する支持部材とを備えて構成される。

【００１７】 以上のように構成された本考案に係る発光型信号機用発光ユニットによれば、 支持部材が電灯座を介して筐体に取り付けられることにより、第１の発光素子基 板と第２の発光素子基板とが、集光レンズ部材に対してその内面に各有色発光素 子群の搭載面を向けかつ内部空間内に収納される。発光型信号機用発光ユニット によれば、既存の発光型信号機の筐体等を共用するとともに信頼性の高い多数個 の有色発光素子を備えることで、支柱に対して信号機本体の取外し・取付作業が 不要であり、装置費用、交換費用或いは廃棄処理費用等の負担を軽減して発光素 子の一部に球切れを生じても直ちに信号表示作用が損なわれることが無く、省電 力化が図られるとともに保守性に優れた発光型信号機を構成する。発光型信号機 用発光ユニットによれば、多数個の有色発光素子群が集光レンズ部材の内部に収 納された構造であることから、集光レンズ部材の全体から効率的な発光表示が行 われて視認性の向上が図られるようになる。

【００１８】

【考案の実施の形態】

以下、本考案の実施の形態として図面に示した発光型信号機用発光ユニット１ （以下、発光ユニット１と略称する。）について詳細に説明する。発光ユニット １は、上述した既存の発光型信号機５０に対して着色レンズ部材５７を取り外し た状態でＧ型電球５９に代えて用いられることにより、信号機本体５３の交換を 不要として互換使用される。発光ユニット１は、図１乃至図３に示すように、第 １の発光素子基板２と、第２の発光素子基板３と、第１の発光素子基板２に搭載 された多数個の第１の発光素子群４と、第２の発光素子基板３に搭載された多数 個の第２の発光素子群５とを備えている。

【００１９】 発光ユニット１には、支持基板６と、この支持基板６に対して第１の発光素子 基板２と第２の発光素子基板３とを取り付ける４本の支柱部材７（７ａ、７ｄ） とが備えられる。支持基板６は、支柱部材７の一端部を固定するとともに、後述 するように電灯座５８を介して信号機本体５３の筐体５４に固定される。

【００２０】 第１の発光素子基板２は、円盤状を呈しており、図１に示すようにその外径が 発光型信号機５０に備えられた放物断面形状の集光レンズ部材５６の中心部より もやや外周側の内径とほぼ同径に形成されている。第１の発光素子基板２には、 詳細を省略するが一方の主面２ａ上に適宜の配線パターンが形成されており、こ の配線パターンによって互いに並列に接続されて多数個の第１の発光素子群４が 実装されている。

【００２１】 第１の発光素子基板２には、図示を省略するが主面２ａ側の配線パターンの一 端に他方の主面２ｂ側に貫通するスルーホールが設けられており、主面２ｂ側か ら接続リード８が引き出されている。第１の発光素子基板２には、図２に示すよ うに４隅に位置して取付孔が形成されており、支柱部材７の先端部にねじ止め固 定される。

【００２２】 第２の発光素子基板３も、円盤状を呈しており、その外径が第１の発光素子基 板２の外径よりも大きくかつ集光レンズ部材５６の内部空間５６ａの開口部の内 径よりもやや小径とされている。第２の発光素子基板３には、一方の主面３ａの 第１の発光素子基板２の外周部よりも外側となる環状領域３ｂ上に適宜の配線パ ターンが形成されており、この配線パターンによって互いに並列に接続されて多 数個の第２の発光素子群５が実装されている。第２の発光素子基板３にも、第１ の発光素子基板２の取付孔に対応位置して４個の取付孔が形成されており、これ ら取付孔に支柱部材７が貫通される。

【００２３】 第２の発光素子基板３には、他方の主面３ｃに、第１の発光素子群４や第２の 発光素子群５の駆動回路や、落雷時に各発光素子群４、５や駆動回路を保護する サージ回路等を構成する適宜の電子部品９が搭載されている。第２の発光素子基 板３には、図示しないが主面３ａ側の配線パターンに端子部が形成されており、 第１の発光素子基板２側からの接続リード８の一端が接続される。第２の発光素 子基板３には、主面３ａ側の配線パターンの一端に他方の主面３ｃ側に貫通する スルーホールが設けられており、主面３ｃ側から電源リード１０が引き出されて いる。電源リード１０は、先端に端子１０ａが設けられており、後述するように 電灯座５８の端子部材６４に接続される。

【００２４】 第１の発光素子群４や第２の発光素子群５に用いられる各発光素子は、例えば 視野角が５°〜３０°の汎用狭指向特性を有し、外径寸法が３ｍｍ〜５ｍｍ、明 るさが１カンデラ〜３カンデラの仕様を有している。各発光素子は、発光ユニッ ト１が取り付けられる緑色、黄色及び赤色の各発光表示部５５に対応して、それ ぞれ緑色発光素子、黄色発光素子及び赤色発光素子がそれぞれ用いられる。

【００２５】 発光ユニット１は、図２及び図３に示すように、第１の発光素子基板２の内側 に第２の発光素子基板３を位置させて互いに平行に対峙するようにして重ね合わ された状態で支柱部材７によって組み合わされてなる。第１の発光素子基板２と 第２の発光素子基板３とは、互いにその中心を一致されて同軸上に位置し、第１ の発光素子群４と第２の発光素子群５とを搭載したそれぞれの主面２ａ、３ａを 前方側へと向けられて組み合わされる。第１の発光素子基板２と第２の発光素子 基板３とは、図１に示すように集光レンズ部材５６の内部空間５６ａに収納され るようにその対向間隔が規定される。

【００２６】 発光ユニット１は、第１の発光素子基板２の外周部に第２の発光素子基板３の 環状領域３ｂが全周に亘って延在する構造となっている。発光ユニット１は、上 述したように第１の発光素子基板２の主面２ａに第１の発光素子群４が搭載され るとともに、その外周部に延在する第２の発光素子基板３の環状領域３ｂに第２ の発光素子群５が搭載されている。したがって、発光ユニット１は、集光レンズ 部材５６の内部空間５６ａに第１の発光素子基板２と第２の発光素子基板３とが 収納された状態において、その内周面に第１の発光素子群４と第２の発光素子群 ５とが近接するとともに内部空間５６ａの全域に配列した構造となる。

【００２７】 発光ユニット１は、第１の発光素子基板２と第２の発光素子基板３とを組み合 わせた各支柱部材７の先端部が、支持基板６にねじ止め固定される。支持基板６ は、一端側６ａに各支柱部材７を固定した状態において他端部６ｂが第２の発光 素子基板３の外周から突出するに足る長さを有している。支持基板６には、他端 部６ｂに取付孔６ｃが形成されている。

【００２８】 以上のように構成された発光ユニット１は、既設の発光型信号機５０から着色 レンズ部材５７とＧ型電球５９とを取り外して、これらと交換して取り付けられ る。発光型信号機５０は、筐体５４から裏蓋部材６１が開けられ、取付ねじ６５ をはずして電灯座５８が筐体５４から取り出されるとともに、ホルダ部材６０か ら着色レンズ部材５７が取り外される。発光型信号機５０は、これら着色レンズ 部材５７とＧ型電球５９を除く全ての構成部材がそのまま利用されて、発光ユニ ット１を備えた新規な発光型信号機を構成する。

【００２９】 発光型信号機５０には、筐体５４に発光ユニット１が取り付けられる。発光ユ ニット１は、支持基板６がその取付孔６ｃを筐体５４の取付部５４ａに設けた取 付孔５４ｂに対応位置された後に、この支持基板６の背面側に電灯座５８が当て がわれる。発光ユニット１は、電灯座５８が取付部５４ａに取付ねじ６２によっ て取り付けられると、この電灯座５８に挟まれて筐体５４に固定される。発光型 信号機５０は、各発光表示部５５に対応してそれぞれの発光ユニット１を筐体５ ４内に収納した後に裏蓋部材６１が閉じられる。

【００３０】 発光ユニット１は、この状態で支柱部材７を介して支持基板６に取り付けられ た第１の発光素子基板２と第２の発光素子基板３とが、着色レンズ部材５７を取 り外した集光レンズ部材５６の内部空間５６ａ内に収納される。発光ユニット１ は、集光レンズ部材５６の内面に近接した状態で第１の発光素子基板２に搭載さ れた第１の発光素子群４が配置される。発光ユニット１は、第１の発光素子群４ に対してやや奥まった外周領域に位置して、第２の発光素子基板３に搭載された 第２の発光素子群５が配置される。

【００３１】 発光ユニット１は、第１の発光素子群４と第２の発光素子群５とから出射され る所定の色の出射光が集光レンズ部材５６に入射され、この集光レンズ部材５６ によって集光されて所定の信号表示を行うようにする。発光ユニット１は、集光 レンズ部材５６の内方に第１の発光素子群４と第２の発光素子群５とを配置した 構造の場合に、出射光の拡散及び集光が不充分となって輝度にバラツキを生じて 視認性を劣化させることがある。発光ユニット１は、上述したように集光レンズ 部材５６の内面に近接して第１の発光素子群４と第２の発光素子群５とを配列し た構成を採用することで集光レンズ部材５６による集光作用を低下させるように している。したがって、発光ユニット１は、集光レンズ部材５６が単なるカバー 部材として作用するようになり視認性の向上が図られるようになっている。

【００３２】 発光ユニット１は、光源として多数個の有色発光素子を用いることによって、 第１の発光素子群４や第２の発光素子群５の一部に球切れを生じても直ちに信号 表示の作用が損なわれることは無い。したがって、発光ユニット１は、電車の運 行を停止させて緊急の保守対応を不要とすることが可能となるとともに、省電力 化が図られるようになる。発光ユニット１は、既存の発光型信号機５０に互換使 用することが可能であり、莫大な設備投資や信号機本体５３の廃棄費用を強いる ことが無い。

【００３３】 なお、上述した実施の形態として示した発光ユニット１は、緑色、黄色及び赤 色の発光表示部５５を備える発光型信号機５０への適用例を示したが、この適用 例に限定されるものでは無いことは勿論である。発光ユニット１は、その他の発 光型信号機にも適用されることは勿論であり、また鉄道用発光型信号機ばかりで なく道路用発光型信号機等にも適用可能である。

【００３４】

【考案の効果】

以上詳細に説明したように、本考案にかかる発光型信号機用発光ユニットによ れば、既存の発光型信号機の筐体等を共用するとともに信頼性の高い多数個の有 色発光素子を備えることで、支柱に対して信号機本体の取外し・取付作業が不要 であり、装置費用、交換費用或いは廃棄処理費用等の負担を軽減して発光素子の 一部に球切れを生じても直ちに信号表示作用が損なわれることが無く、省電力化 が図られるとともに保守性に優れた新規な発光型信号機を構成することが可能と なる。発光型信号機用発光ユニットによれば、多数個の有色発光素子群が集光レ ンズ部材の内部に収納された構造であることから、集光レンズ部材の全体から効 率的な発光表示が行われて視認性の向上が図られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施の形態として示す発光型信号機用
発光ユニットを既存の発光信号機に組み込んだ状態を示
す要部縦断面図である。

【図２】同発光型信号機用発光ユニットの正面図であ
る。

【図３】同発光型信号機用発光ユニットの側面図であ
る。

【図４】既存の発光型信号機の要部側面図である。

【図５】同発光型信号機の発光表示部を示す要部縦断面
図である。

【符号の説明】

１ 発光ユニット、２ 第１の発光素子基板、３ 第２
の発光素子基板、４第１の発光素子群、５ 第２の発光
素子群、６ 支持基板、７ 支柱部材、８接続リード、
９ 電子部品、１０ 電源リード、５０ 発光型信号
機、５１ 支柱、５３ 信号機本体、５４ 筐体、５５
発光表示部、５６ 集光レンズ部材、５７ 着色レン
ズ部材、５８ 電灯座、５９ Ｇ型電球

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 重ね合わせ状態で組み合わされる略椀形
   の集光レンズ部材及び着色レンズ部材と、筐体に取り付
   けられる電灯座と、上記レンズ組立体の中心軸上に位置
   して上記電灯座に装着される電球とからなる各色発光部
   を備える既存の発光型信号機に対して、上記着色レンズ
   部材と電球とを取り外した状態で互換使用され、 上記集光レンズ部材の内径よりも小径とされた第１の円
   盤状発光素子基板と、 上記第１の発光素子基板よりも大径でかつ上記集光レン
   ズ部材の内径よりもやや小径とされた第２の円盤状発光
   素子基板と、 上記第１の発光素子基板の主面全体に配列して搭載され
   る多数個の第１の有色発光素子群と、 上記第２の発光素子基板の主面上に、上記第１の発光素
   子基板の外径よりも大きな環状領域内に配列して搭載さ
   れる多数個の第２の有色発光素子群と、 上記第１の発光素子基板と第２の発光素子基板とを同軸
   上で互いに平行に対峙させた状態で支持する支持部材と
   を備え、 上記支持部材を上記電灯座を介して上記筐体に取り付け
   ることによって、上記第１の発光素子基板と第２の発光
   素子基板とが、上記集光レンズ部材に対してその内面に
   上記各有色発光素子群の搭載面を向けかつ内部空間内に
   収納されることを特徴とする発光型信号機用発光ユニッ
   ト。