JP6626432B2 - 鉄道車両の室内照明装置及びそれを備えた鉄道車両 - Google Patents

鉄道車両の室内照明装置及びそれを備えた鉄道車両 Download PDF

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Description

本発明は、鉄道車両の室内照明装置及びそれ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
しかし、従来構成では、電源ユニット及び配線が天井板の上側に設けられるため、天井板に電源ユニット用の開口を形成する必要が生じるとともに、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、車両製造作業やメンテナンス作業が煩雑になる。
そこで本発明は、鉄道車両の室内照明の構造を工夫して、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にすることを目的とする。
本発明の一態様に係る鉄道車両の室内照明装置は、鉄道車両の天井板の客室側の面に取り付けられ、車両長手方向に延びる筐体と、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、前記筐体に収容された状態で前記筐体の一端部から他端部まで筐体長手方向に延び、前記筐体の上端よりも下方に配置され、前記LEDモジュールに電力を供給する少なくとも1つの電線と、を備える。
前記構成によれば、光源にLED素子を用いることで空いた筐体内のスペースにおいて、電線が筐体の長手方向に延びて筐体の上端よりも下方に配置され、その筐体が天井板に客室側から取り付けられるので、天井板への装置取付作業や配線作業等を客室側から行うことができ、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にできる。
本発明によれば、室内照明装置の工夫された構成により車両製造作業やメンテナンス作業が容易になる。
第1実施形態に係る複数の室内照明装置等を搭載した鉄道車両の概略側面図である。 図1に示す鉄道車両の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装置等を下方から見た斜視図である。 第2実施形態に係る鉄道車両の室内照明装置の断面図である。 図4に示す鉄道車両の室内照明装置等を下方から見た斜視図である。 第3実施形態に係る鉄道車両の室内照明装置の断面図である。 第4実施形態に係る鉄道車両の室内照明装置の断面図である。
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実施形態に係る複数の室内照明装置11,12等を搭載した鉄道車両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、複数の室内照明装置11,12が車両長手方向に並べられた状態で取り付けられている。室内照明装置11,12は、互いに直列接続されている。室内照明装置11は常用であり、室内照明装置12は非常用である。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。
常用の室内照明装置11は、常用車体電線W1に電気的に接続され、非常用の室内照明装置12は、非常用車体電線W2に電気的に接続されている。一対の室内照明装置11,11の間及び一対の室内照明装置11,12の間には、室内照明装置11,12とは異なる電気機器13が配置されている。電気機器13は、室内照明装置11,12に直列接続されている。即ち、電気機器13は、常用車体電線W1(又は非常用車体電線W2)から室内照明装置11(及び/又は室内照明装置12)を介して供給される電力で動作する。
図2は、図1に示す鉄道車両1の室内照明装置11の断面図である。図3は、図1に示す鉄道車両1の室内照明装置11,12等を下方から見た斜視図である。常用の室内照明装置11と非常用の室内照明装置12とは、電線の接続形態以外は互いに同じ構成であるので、主に常用の室内照明装置11について説明する。なお、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。
図2及び3に示すように、室内照明装置11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。常用の室内照明装置11は、筐体21と、複数の常用LEDモジュール22と、常用プラス電線23と、常用マイナス電線24と、非常用プラス電線25と、非常用マイナス電線26と、光透過カバー27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)の常用LEDモジュール22が筐体長手方向に並んで収容されている。常用LEDモジュール22は、筐体21に固定されている。
常用LED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、常用プラス電線23、常用マイナス電線24、非常用プラス電線25、及び非常用マイナス電線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。常用プラス電線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、非常用プラス電線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。なお、常用マイナス電線24及び非常用マイナス電線26も、マイナス側の車体電線(図示せず)を介して電源ユニット9に電気的に接続されている。
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。電線23〜26は、光源収容部21aにおいて常用LEDモジュール22の筐体幅方向両側に分かれて配置されている。一例として、常用プラス電線23及び常用マイナス電線24は、非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26よりも回路基板22aに近い位置に配置されうる。また、一例として、常用プラス電線23は、常用マイナス電線24又は非常用マイナス電線26のいずれか一方とともに回路基板22aの一方側に配置され、非常用プラス電線25は、常用マイナス電線24又は非常用マイナス電線26のいずれか他方とともに回路基板22aの他方側に配置されうる。なお、マイナス電線は常用および非常を1つの電線で共用した場合には、その共用マイナス電線が常用プラス電線23及び非常用プラス電線25とともに回路基板22aの一方側に配置されてもよい。
常用プラス電線23は、常用LED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、常用マイナス電線24は、常用LED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、常用LEDモジュール22には、常用プラス電線23及び常用マイナス電線24により電力が供給される。非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26は、常用LED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、非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26は、常用の室内照明装置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単に通過している。光透過カバー27は、常用LEDモジュール22及び電線23〜26を下方から覆うように筐体21に係止されて光源収容部21aを閉鎖している。
非常用の室内照明装置12は、筐体21と、複数の非常用LEDモジュール32と、常用プラス電線23と、常用マイナス電線24と、非常用プラス電線25と、非常用マイナス電線26と、光透過カバー27とを備える。なお、非常用の室内照明装置12において、常用の室内照明装置11の構成と共通する構成については同一符号を付して詳細な説明を省略する。非常用LEDモジュール32は、常用LEDモジュール22と同一の回路基板22a及びLED素子22bを備えるが、電力供給源が常用LEDモジュール22とは異なる。
具体的には、非常用LEDモジュール32には、非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26が中継導体(図示せず)を介して電気的に接続され、常用プラス電線23及び常用マイナス電線24は電気的に接続されていない。即ち、常用プラス電線23及び常用マイナス電線24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単に通過している。
電気機器13は、一対の室内照明装置11,12により車両長手方向に挟まれたものと、一対の室内照明装置11,11により車両長手方向に挟まれたものとがある。電気機器13は、予備灯、スピーカ、センサ又は監視カメラなどである。電気機器13は、例えば、室内照明装置11,12と車幅方向の幅が同じである。電気機器13は、両側に夫々隣接する室内照明装置11,12の常用プラス電線23及び常用マイナス電線24に電気的に直列接続されている。なお、その代わりに、電気機器13は、両側に夫々隣接する室内照明装置11,12の非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26に電気的に直列接続されてもよい。また、電気機器13用の通信用電線などが別途、室内照明装置11、12を介して接続してもよい。
以上に説明した構成によれば、光源にLED素子22bを用いることで空いた筐体21内のスペースにおいて、電線23〜26が筐体長手方向に延びて筐体21の上端よりも下方に配置され、その筐体21が天井板8に客室S側から取り付けられるので、天井板8への装置取付作業や配線作業等を客室S側から行うことができ、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にできる。
また、複数のLEDモジュール22(又は32)にわたって電線23〜26が連続して延設されるので、隣接するLEDモジュール22(又は32)の間にコネクタ配置のためのギャップを設ける必要が無くなり、暗部が発生しない。また、1つの筐体21に複数のLEDモジュール22(又は32)が固定される構成であるため、筐体21の長手方向の長さを変えてLEDモジュール22,32の個数を変えるだけで、異なる長さの室内照明装置同士でもLEDモジュール22,32を共用できる。
また、コネクタ30は、筐体21の上端よりも下方に配置されるので、隣接する他の室内照明装置11,12又は車体電線W1,W2とのコネクタ結合作業を天井板8より下側で行うことができ、車両製造作業やメンテナンス作業を容易にできる。
また、電線23〜26が下方に開放された光源収容部21aに収容されるので、天井板8から筐体21を取り外さずに電線23〜26にアクセスでき、メンテナンス等の作業性が向上する。また、電線23〜26とLEDモジュール22,32とが互いに近接配置され、配線を短くできる。
また、複数の室内照明装置11,12が、車体2の長手方向に並べられた状態で互いに直列接続され、天井板8の下面8aに取り付けられるとともに、電源ユニット9が、車体2の端部に設置され、複数の室内照明装置11,12に直列接続されているので、個々の室内照明装置11,12ごとに電源ユニットを設けずに済み、天井板8の上側の屋根裏空間での配線を大幅に低減できる。
また、常用プラス電線23及び常用マイナス電線24は、非常用LEDモジュール32の回路基板に対して電気的に接続されない状態で非常用LEDモジュール32に沿って延び、かつ、常用LEDモジュール22の回路基板22aに対して電気的に接続された状態で常用LEDモジュール22に沿って延びる一方、非常用プラス電線25及び非常用マイナス電線26は、非常用LEDモジュール32の回路基板に対して電気的に接続された状態で非常用LEDモジュール32に沿って延び、かつ、常用LEDモジュール22の回路基板22aに対して電気的に接続されない状態で常用LEDモジュール22に沿って延びる。よって、天井板8よりも客室S側において電線23〜26の全てを筐体21にコンパクトに収容することができる。
また、室内照明装置11,12とは異なる電気機器13が、一対の室内照明装置11,12の間及び一対の室内照明装置11,11の間に配置されて、室内照明装置11,12に直列接続されているので、電源ユニット9から室内照明装置11,12を介して得られる電力を室内照明装置11,12とは異なる電気機器13に供給でき、車両全体として配線を低減できる。また、電気機器13用の通信用電線などが別途、室内照明装置11,12を介して接続する場合も、天井板8よりも客室S側において全ての電線を筐体21にコンパクトに収容することができる。
光透過カバー27を乳白色カバーや拡散光カバーとすれば、LEDモジュール22,32の表面や側部に電線が配置されていても、乗客から気づかれにくい利点があり、さらにLEDモジュール22,32の表層の色と電線の色が近似であればさらに効果が高い。
(第2実施形態)
図4は、第2実施形態に係る鉄道車両の室内照明装置111の断面図である。図5は、図4に示す鉄道車両の室内照明装置111等を下方から見た斜視図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図4及び5に示すように、本実施形態の室内照明装置111では、筐体121における電線23〜26の収容位置が第1実施形態のものと異なる。筐体121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121は、上方に向けて窪んで下方に開放された光源収容部121aと、光源収容部121a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121bとを有する。
光源収容部121aには、LEDモジュール22が収容され、一対の溝部121bには、電線23〜26が収容されている。電線23〜26は、筐体121の溝部121bの上端及び光源収容部121aの上面よりも下方に配置されることで、天井板8の下面8aよりも下方に配置されている。電線23〜26が下方に窪んだ溝部121bに収容されることで、電線23〜26の自重が筐体121により受け止められ、電線23〜26を保持するための部材を減らす又は無くすことができる。
一例として、一方の溝部121bには、常用プラス電線23が、常用マイナス電線24又は非常用マイナス電線26のいずれか一方とともに収容され、他方の溝部121bには、非常用プラス電線25が、常用マイナス電線24又は非常用マイナス電線26のいずれか他方とともに収容されうる。また、電線23〜26は、1つの溝部121bに収容されてもよい。
光源収容部121aには電線23〜26が収容されないので、筐体121を大型化することなくLEDモジュール22の幅寸法を大きくしたり、あるいは、光源収容部121aの筐体幅方向の寸法を小さくして室内照明装置111をコンパクト化したりすることが可能になる。例えば、LEDモジュール22と筐体121(光源収容部121aの側面)との間の筐体幅方向の隙間(距離)は、電線23〜26の各々の外径よりも小さく設定し得る。
電線23,24(又は25,26)をLEDモジュール22の回路基板22aに電気的に接続する中継導体(図示せず)は、筐体121のうちLEDモジュール22が収容される空間と電線23,24(又は25,26)が収容される空間とを仕切る部分に形成された孔を通過する。光源収容部121aを閉鎖する光透過カバーは、設けられないが設けてもよい。
複数の室内照明装置111は、車両長手方向に隙間Gをあけて並べられており、一対の室内照明装置111の電線23〜26のコネクタ30同士は、隙間Gにおいて互いに接続されている。そして、一対の室内照明装置111の筐体121の互いに対向する端部には、コネクタ30を下方から覆い隠すようにカバー140が取り付けられている。但し、隣接する室内照明装置111が隙間をあけずに並べられて、コネクタ30が溝部121bに収容された構成としてもよく、その構成の場合にはカバー140は不要となる。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装置211の断面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図6に示すように、室内照明装置211の筐体221は、上方に向けて窪んで下方に開放された光源収容部221aと、光源収容部221a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側溝部221bと、光源収容部221aの真上において下方に窪んで上方に開放された中央溝部221cとを有する。
光源収容部221aには、LEDモジュール22が収容され、一対の側溝部221bには、それぞれ電線25,26が収容され、中央溝部221cには、電線23,24が収容されている。電線23,24(又は25,26)をLEDモジュール22の回路基板22aに電気的に接続する中継導体(図示せず)は、筐体221のうちLEDモジュール22が収容される空間と電線23,24(又は25,26)が収容される空間とを仕切る部分に形成された孔を通過する。この構成によれば、1つの側溝部221bに収容される電線本数が1本のみになるので、側溝部221bの筐体幅方向の寸法を小さくでき、室内照明装置211をコンパクト化できる。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。
(第4実施形態)
図7は、第4実施形態に係る鉄道車両の室内照明装置311の断面図である。なお、第1実施形態と共通する構成については同一符号を付して説明を省略する。図7に示すように、室内照明装置311の筐体321は、上方に向けて窪んで下方に開放された光源収容部321aと、光源収容部321a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側溝部321bとを有する。光源収容部321aには、LEDモジュール322及び電線23〜26が収容されている。LEDモジュール322では、複数のLED素子22bが回路基板22aの下面に幅方向に隙間をあけて設けられている。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。LEDモジュール322には、第1実施形態と同様に、電線23,24(又は25,26)が中継導体(図示せず)を介して電気的に接続されている。
この構成によれば、光源収容部321aにおいて電線23〜26はLEDモジュール322の側方に配置されないので、筐体321を大型化することなくLEDモジュール322の幅寸法を大きくしたり、あるいは、光源収容部321a及び溝部321bの筐体幅方向の寸法を小さくして室内照明装置311をコンパクト化したりすることが可能になる。
なお、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い。例えば1つの実施形態中の一部の構成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、電源ユニットは、車体の両端部に夫々設けてもよい。その場合、一方の電源ユニットからは車体の片側半分に配置された室内照明装置に給電し、他方の電源ユニットからは車体の他側半分に配置された室内照明装置に給電する構成にするとよい。また、常用マイナス電線と非常用マイナス電線とは1つの電線にて共用化してもよい。また、全ての電線が光源収容部に収容される場合には、筐体には上方に開放された溝部を形成しなくてもよい。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
2 車体
8 天井板
9 電源ユニット
11,12,111,211,311 室内照明装置
13 電気機器
21,121,221,321 筐体
21a,121a,221a,321a 光源収容部
21b,121b,221b,321b,321c 溝部
22 常用LEDモジュール
22a 回路基板
22b LED素子
23〜26 電線
28 導線
29 絶縁被覆
30 コネクタ
32 非常用LEDモジュール
S 客室

Claims (7)

  1. 鉄道車両の天井板の客室側の面に取り付けられ車両長手方向に延びる筐体と、
    前記天井板の客室側であって前記筐体の上端より下方に固定される回路基板及び前記回路基板の下面筐体幅方向に隙間を空けて実装された複数のLED素子を有する少なくとも1つのLEDモジュールと、
    前記筐体に収容された状態で前記筐体の一端部から他端部まで筐体長手方向に延び、前
    記筐体の前記上端よりも下方であって、前記複数のLED素子の前記隙間に配置され、前記LEDモジュールに電力を供給する少なくとも1つの電線と、を備え
    前記筐体は、前記天井板に向けて窪んで前記客室に向けて開放された光源収容部を有し、
    前記LEDモジュール及び前記電線の両方が、前記光源収容部に収容される鉄道車両の室内照明装置。
  2. 前記少なくとも1つのLEDモジュールは、複数のLEDモジュールを含み、
    前記複数のLEDモジュールは、筐体長手方向に並んで前記筐体に固定され、
    前記電線は、前記複数のLEDモジュールに沿って連続して延びている、請求項1に記載の鉄道車両の室内照明装置。
  3. 前記電線は、導線と、前記導線を被覆する絶縁被覆とを有し、前記導線の端部にはコネクタが接続されており、
    前記コネクタは、前記筐体の前記上端よりも下方に配置される、請求項1又は2に記載の鉄道車両の室内照明装置。
  4. 前記筐体は、前記客室に向けて窪んで前記天井板に向けて開放された溝部をさらに有し、
    前記電線が、前記溝部に収容されている、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の鉄道車両の室内照明装置。
  5. 前記天井板を有する車体と、
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の室内照明装置であって、前記車体に並べられた状態で互いに直列接続され、前記天井板の前記客室側の面に取り付けられた複数の室内照明装置と、
    前記車体の端部に設置され、前記複数の室内照明装置に直列接続された電源ユニットと、を備える、鉄道車両。
  6. 前記複数の室内照明装置の前記LEDモジュールは、常用LEDモジュールと非常用LEDモジュールとを含み、
    前記少なくとも1つの電線は、常用電線と非常用電線とを含み、
    前記常用電線は、前記非常用LEDモジュールの前記回路基板に対して電気的に接続されない状態で前記非常用LEDモジュールに沿って延び、かつ、前記常用LEDモジュールの前記回路基板に対して電気的に接続された状態で前記常用LEDモジュールに沿って延び、
    前記非常用電線は、前記非常用LEDモジュールの前記回路基板に対して電気的に接続された状態で前記非常用LEDモジュールに沿って延び、かつ、前記常用LEDモジュールの前記回路基板に対して電気的に接続されない状態で前記常用LEDモジュールに沿って延びる、請求項5に記載の鉄道車両。
  7. 前記室内照明装置とは異なる電気機器であって、前記複数の室内照明装置に含まれる一対の室内照明装置の間に配置され、前記一対の室内照明装置に直列接続された電気機器を更に備える、請求項5又は6に記載の鉄道車両。
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