JPH06288Y2 - 鉄道信号灯用駆動回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本願考案は、鉄道信号機の灯火（鉄道信号灯）を点滅現
示させるサイリスタ等の制御整流素子を用いた鉄道信号
灯駆動回路に関する。

従来の技術 鉄道信号機の現示の運用法として、特に海外において
は、信号灯の現示が点灯である場合には列車はスピード
アップしてもよく、また、現示が点滅している場合は列
車はスピードダウンする必要があるものとする現示運用
方法も採用されている。

信号灯は点滅させるための駆動回路の多くは、サイリス
タ又はトライアック等の整流制御素子を用いた構成が採
用されていれ、整流制御素子と信号灯の直列回路に外部
か印加された電圧（点灯指示）を、制御整流素子用ゲー
ト回路から所定周期で整流制御素子に入力されるゲート
制御信号により整流制御素子が同じ周期で通過させるこ
とにより信号灯の点滅を行っている。ここに、整流制御
素子とはサイルスタ（ＳＣＲ）に代表される制御用のゲ
ート端子を持ち、ゲート入力により他の２端子間が導通
・非導通となる半導体素子を指すものとし、他に交流用
のトライアック等を含むものとする。

考案が解決しようとする問題点 ところで、従来の信号機に使用されるサイリスタ又はト
ライアック付の点滅用の駆動回路（フラッシャ回路）
は、次のような問題点を有している。即ち、サイリスタ
（又はトライアック）に短絡故障が生じると信号機の現
示は点灯し続けることになるが、この事態は鉄道で上述
した現示の運用がされている場合は、状況に拘らず列車
スピードアップ可のメッセージとなるから大変に危険な
状態で走行中の列車は極めて安全性に欠け大きな事故を
招きかねない。しかるに、従来の信号機においてはこの
短絡故障に対してフエイルセーフに働くような工夫がな
されていなかった。

本願考案は、上記実情に鑑みてなされたものであって、
非常に危険な整流制御素子の短絡故障に対してフエイル
セーフに働き信号灯が連続点灯とはならない鉄道信号灯
用駆動回路を新規に提案することを目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点は本考案によれば、鉄道信号灯用駆動回路
を、 制御整流素子用ゲート回路(1)と、制御整流素子(2)と、
動作接点(Rya)を具備した緩放リレー(Ry)と、動作抵抗
(R)とを有する鉄道信号灯用駆動回路であって、所定電
源端子から制御整流素子(2)と動作接点(Rya)と信号灯
(L)が順に直列接続され、制御整流素子(2)に緩放リレー
(Ry)が並列接続され、直列接続された動作接点(Rya)と
信号灯(L)に動作抵抗(R)が並列接続され、制御整流素子
用ゲート回路(1)は所定周期の制御信号を発生するもの
であり、制御整流素子(2)は、制御整流素子用ゲート回
路(1)からの制御信号に応じて両端が導通する素子であ
り、緩放リレー(Ry)は、制御整流素子(2)に並列に接続
され、復旧時には所定の遅延時間経過後に動作接点(Ry
a)を開放するものである構成とすることにより解決され
る。

上記構成により、常態では外部から電源が供給される
（駆動指示）と、制御整流素子用ゲート回路からの制御
信号に応じて制御整流素子が導通・非導通を繰返しこれ
に対応して出力側に接続された信号灯に電源から上記動
作接点を経由して供給される電力が継続し（正確には緩
放リレーの駆動コイルを経由或いは非経由する結果増減
し）、信号灯が点滅する。なお、この時緩放リレーの両
端電圧が無くなる周期でも動作接点は遅延動作をするた
め落下（開放）せず点灯が妨げられることはない。

一方、制御整流素子に短絡故障を生じた場合には、恒久
的に緩放リレーの両端電圧が無くなるから、動作接点は
遅延動作後に開放となり電源から信号灯の電路が断たれ
るから確実に消灯（安全側）しフエイルセーフとなる。

なお、交流電源に対応する場合には、制御整流素子(2)
に対して緩放リレー(Ry)が、ブリッジ整流回路(3)を介
して並列接続されるようにする。

実施例 以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図の鉄道信号灯用駆動回路は、制御整流素子用ゲート回
路(1)と制御整流素子(2)とに加えて動作接点(Rya)を具
備した緩放リレー(Ry)及び動作用抵抗(R)を含み構成さ
れ、他の整流回路(3)を備えている。

外部の電源（点滅動作指示信号：実施例では交流可）が
接続される入力の一端(INa)には、交流に対応すべく制
御整流素子であるトライアック(2)が接続されており他
端には緩放リレー(Ry)の動作接点(Rya)が直列に接続さ
れて他端は出力の一端(OUTa)となっている。この出力端
には信号灯(L)が直列接続され直列回路部(SR)を構成し
ている。前記トライアック(2)には緩放リレー(Ry)が並
列接続されているが、実施例では交流電源にも対応する
ために緩放リレー(Ry)のコイルはブリッジ整流回路（ダ
イオードブリッジ（(3)を介して接続されている。即
ち、整流回路(3)の交流端子はトライアック(2)の両端に
並列接続されまた直流端子間には緩放リレー(Ry)が接続
されている。これにより、電源が交流でも緩放リレー(R
y)がトライアック(2)と並列動作する。また、直列接続
された動作接点(Rya)と信号灯(L)に対して並列に動作用
抵抗(R)が接続されている。

緩放リレー(Ry)は、遅延リレーで入力電圧が断たれた場
合に即復旧せず一定時間（緩放時間、遅延時間：後に詳
述）経過後に復旧する。従って、動作接点(Rya)の開放
を遅延する。制御整流素子用ゲート回路(1)は電源印加
により所定周期でゲート制御信号を発生し、トライアッ
ク(2)のゲート端子に入力するもので、例えばフリツプ
フロツプ回路で構成されており信号灯として適宜規定さ
れる周期で規制正しくパルス（ゲート制御信号）を発声
しトライアック(2)に入力する。

周知のようにトライアック(2)は、制御整流素子用ゲー
ト回路(1)からのゲート制御信号に応じて両端が導通す
る（交流可）。動作用抵抗(R)は、トライアック(2)と緩
放リレーの動作接点(Rya)の接点とグランド(G)間（出力
側）に接続されていて回路初期動作時に単独に緩放リレ
ー(Ry)の負荷抵抗となり緩放リレー(Ry)を動作さえる。
なお、緩放リレー(Ry)の動作後は動作接点(Rya)が閉じ
て信号灯(L)も緩放リレー(Ry)の負荷抵抗となる。

以上のように、実施例回路は所定周期でゲート制御信号
を発生する制御整流素子用ゲート回路(1)と、入力され
た該ゲート制御信号に応じて両端が導通するトライアッ
ク(2)と、復旧時には所定の遅延時間経過後に動作接点
(Rya)を開放する緩放リレー(Ry)を動作抵抗(R)そしてブ
リッジ整流回路(3)を具備し、上述した所定の接続がさ
れている。

作用 以下、実施例の鉄道信号灯用駆動回路の作用について説
明する。

故障がない常態では、外部の制御条件として電源から例
えば交流電圧が入力端子に印加されると（駆動指示）、
トライアック(2)は最初は非導通状態にあり電源からの
電流は反サイクルを例にとれば接続点（ａ）−接続点
（ｂ）−接続点（ｃ）−緩放リレー(Ry)−接続点（ｄ）
−接続点（ｅ）−接続点（ｆ）−動作用抵抗(R)の順に
流れ、緩放リレー(Ry)が動作し、その動作接点(Rya)が
閉成され入力端子から信号灯(L)に至る出力回路（直列
回路部SR）が形成される。

一方で、制御整流素子用ゲート回路(1)も動作を開始す
る。そしてパルス信号（ゲート制御信号）を発生し、対
応してトライアック(2)は導通し端子間電圧（電圧降
下）は、第２図（左半分）に示すようにほぼＯＶとな
る。この時には出力側でほぼ入力電圧に近い出力電圧が
得られて信号灯(L)（及び動作抵抗）に印加され十分な
電流が流れ信号灯(L)は点灯する。

次いで、トライアック(2)へのゲート制御信号の印加が
なくなると、トライアック(2)は非導通となり、信号灯
(L)には緩放リレー(Ry)の内部抵抗を介して電力が供給
されるため電流が減じ信号灯(L)のランプフィラメント
はほとんど光らない（消灯）。

なお、本願考案では緩放リレー(Ry)の緩放時間は、トラ
イアック(2)の導通時間以上に選定されている。従っ
て、緩放リレー(Ry)へ十分な電流が供給されないため点
灯時には復旧しようとするが、点灯時間（トライアック
導通時間）より長い遅延時間を持って復旧しようとする
ので動作接点(Rya)が開放となることは無く、連続的に
出力回路が維持される。ちなみに、緩放時間のないリレ
ーを用いると点滅周期でリレーが動作と復旧を繰返すの
で信頼性の点で好ましくない。

結局、正常時には第２図（ａ）〜（ｄ）の前半で示すよ
うに、上述した過程が制御整流素子用ゲート回路(1)か
ら出力されるゲート制御信号（パルス）の有無によって
繰り返され、信号灯(L)は点滅動作する（フラッシ
ャ）。

次に、トライアック(2)が短絡故障をした場合は、第２
図（ａ）〜（ｄ）のの後半から示すように、出力側には
連続した交流が送出されるが、短絡が発生すると接続点
（ａ）と（ｆ）の抵抗値がほぼ０となり従って接続され
ている緩放リレー(Ry)には動作に必要な電流が流れなく
なるため緩放リレー(Ry)が所定遅延時間経過後に復旧し
動作接点(Rya)が開放となり出力回路が開放となり、信
号灯(L)に電流が供給されることはない。結局、トライ
アック(2)の短絡故障に対しては、確実に信号灯(L)が点
灯できない安全側の状態となりフエイルセールとなる
（第２図参照）。

なお、トライアック（制御整流素子）(2)が開放故障し
た場合も信号灯には緩放リレー(Ry)を経由した電流が流
れるのみとなり、十分な電流が流れなくなるため常時消
灯（安全側）となる。

このように、実施例の鉄道信号灯用駆動回路によればト
ライアック(2)が故障しても出力側の信号灯(L)が点灯す
ることはなく、鉄道において列車運行用に供しても安全
である。

なお、以上説明した実施例では、制御入力となる外部電
源が直流であっても良い。また、制御整流素子としてト
ライアックを用いたが同じ制御整流素子のサイリスタを
用いても全く同様な効果を得ることができる。サイリス
タは方向性を有しているが、交流動作させても耐圧内で
あれば問題なく、また半波動作を回避するのであれば２
つのサイリスタを対にして用いれば良い。

また、緩放リレーが無極性であればブリッジ整流回路
(3)は特には必要でなく、有極性の緩放リレーであって
も電源が直流のみである場合には、やはりブリッジ整流
回路(3)は必ずしも必要でなく、緩放リレーの極性を電
源の極性に合わせて制御整流素子に並列接続すれば良
い。

また、実施例での制御整流素子用ゲート回路は、制御入
力となる外部電源入力されて動作を開始する構成とした
が、適宜の別電源を供給して常時動作させておいても良
く、制御入力となる外部電源の供給がなければ信号灯が
点灯することはない。

考案の効果 以上説明したように、本願の鉄道信号灯用駆動回路は、 制御整流素子用ゲート回路(1)と、制御整流素子(2)と、
動作接点(Rya)を具備した緩放リレー(Ry)と、動作用抵
抗(R)とを有し、所定電源端子から制御整流素子(2)と動
作接点(Rya)と信号灯(L)が順に直列接続され、制御整流
素子(2)の緩放リレー(Ry)が並列接続され、直列接続さ
れた動作接点(Rya)と信号灯(L)に動作用抵抗(R)が並列
接続され、制御整流素子用ゲート回路(1)は所定周期の
制御信号を発生するものであり、制御整流素子(2)は制
御整流素子用ゲート回路(1)からの制御信号に応じて両
端が導通する素子であり、緩放リレー(Ry)は、制御整流
素子(2)に並列に接続され、復旧時には所定の遅延時間
経過後に動作接点(Rya)を開放するものである構成とし
たので、 鉄道信号灯の連続点灯が非安全側となる運用法下で信号
灯に用いて有用で、仮に制御整流素子に短絡故障が生じ
た場合でも従来のように信号灯が連結点灯となることが
なく確実に消灯常態となるフエイルセーフな鉄道信号灯
が実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の鉄道信号灯用駆動回路の一実施例を
示す回路図、 第２は、第１図の回路の常態及び故障時でのタイムチャ
ートである。 (1)：制御整流素子用ゲート回路、 (2)：トライアック（制御整流素子）、 (3)：ブリッジ整流回路、 (R)：動作用抵抗、 (Ry)：緩放リレー、 (Rya)：緩放リレーの、動作接点、 (SR)：直流回路部、 (L)：信号灯、

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】制御整流素子用ゲート回路(1)と、制御整
   流素子(2)と、動作接点(Rya)を具備した緩放リレー(Ry)
   と、動作用抵抗(R)とを有する鉄道信号灯用駆動回路で
   あって、 所定電源端子から制御整流素子(2)と動作接点(Rya)と信
   号灯(L)が順に直列接続され、制御整流素子(2)に緩放リ
   レー(Ry)が並列接続され、直列接続された動作接点(Ry
   a)と信号灯(L)に動作用抵抗(R)が並列接続されていて、 制御整流素子用ゲート回路(1)は、所定周期の制御信号
   を発生するものであり、 制御整流素子(2)は、制御整流素子用ゲート回路(1)から
   の制御信号に応じて両端が導通する素子であり、 緩放リレー(Ry)は、制御整流素子(2)に並列に接続さ
   れ、復旧時には所定の遅延時間経路後に動作接点(Rya)
   を開放するものである 鉄道信号灯用駆動回路。
2. 【請求項２】緩放リレー(Ry)が、制御整流素子(2)にブ
   リッジ整流回路(3)を介して並列接続された 請求項１に記載の鉄道信号灯用駆動回路。