JPH076031U - 信号灯駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ケーブルの長短に関係なく信号灯に一定の駆
動電圧を供給し得る信号灯駆動装置を提供する。 【構成】 入力端子１は電源６が接続される。出力端子
２はケーブル７及び信号灯８の直列回路が接続される。
電流検出回路３は、出力端子２から流出する電流Ｉを検
出し、電流検出信号Ｓ１を出力する。電圧検出回路４
は、出力端子２の端子電圧Ｅを検出し、電圧検出信号Ｓ
２を出力する。演算部５１は、信号灯８の駆動電流Ｉｓ
と駆動電圧Ｅｓとの関係を記憶し、電流検出信号Ｓ１に
基づき信号灯８の駆動電圧Ｅs1を求め、ケーブル７の抵
抗値Ｒｃを演算し、抵抗値Ｒｃと目標の駆動電流Ｉs2と
を乗算してケーブル７の電圧降下Ｅc2を求め、目標の駆
動電圧Ｅs2を加算した電圧調整信号Ｓ３を出力する。電
圧調整部５２は、出力端子２の端子電圧Ｅを電圧調整信
号Ｓ３に応じた電圧に調整する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、信号灯駆動装置に関し、更に詳しくは、ケーブルの長短に関係なく 信号灯に一定の駆動電圧を供給する技術に係る。

【０００２】

【従来の技術】

交通分野における信号機の信号灯、例えば鉄道分野における出発信号機や入換 信号機等の信号灯は、それぞれの目的から負荷容量、駆動電圧が異なるものが用 いられている。このため、信号灯駆動装置としては、電圧調整の容易なタップ付 きのトランスが一般に用いられている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来の信号灯駆動装置は以下のような問題点を有している。 （Ａ）設計上のケーブルの長さ及びケーブルの単位長さ当たりの抵抗値を考慮し て印加電圧を決定しているので、実際のケーブルの長さが設計上のケーブルの長 さと異なると、ケーブルにおいて予期せぬ電圧降下が発生し、信号灯に印加され る駆動電圧を一定にすることができない。 （Ｂ）電圧調整は段階的となり、しかも設置場所毎にケーブルの長さが異なるた め、電圧調整作業が容易でない。 （Ｃ）電源の電圧変動の影響を直接的に受け、駆動電圧を一定にすることができ ない。

【０００４】 そこで、本考案の課題は、上述した問題点を解決し、ケーブルの長短に関係な く信号灯に一定の駆動電圧を供給し得る信号灯駆動装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上述した課題解決のため、本考案は、入力端子と、出力端子と、電流検出回路 と、電圧検出回路と、制御回路とを含み、ケーブルを介して信号灯を駆動する信 号灯駆動装置であって、 前記入力端子は、電源が接続されるものであり、 前記出力端子は、前記ケーブル及び前記信号灯の直列回路が接続されるもので あり、 前記電流検出回路は、前記出力端子から流出する電流を検出し、電流検出信号 を出力するものであり、 前記電圧検出回路は、前記出力端子の端子電圧を検出し、電圧検出信号を出力 するものであり、 前記制御回路は、演算部と、電圧調整部とを含んでおり、 前記演算部は、前記信号灯の駆動電流と駆動電圧との関係を記憶し、前記電流 検出信号及び前記電圧検出信号が入力され、前記電流検出信号に基づき前記駆動 電流と前記駆動電圧との関係から前記信号灯の前記駆動電圧を求め、前記ケーブ ルの抵抗値を演算し、前記抵抗値と目標の駆動電流とを乗算して前記ケーブルの 電圧降下を求め、前記電圧降下に目標の駆動電圧を加算した電圧調整信号を出力 するものであり、 前記電圧調整部は、前記入力端子と前記出力端子との間の供給ラインに設けら れ、前記電圧調整信号が入力され、前記出力端子の前記端子電圧を前記電圧調整 信号に応じた電圧に調整するものである。

【０００６】

【作用】

入力端子は電源が接続され、出力端子はケーブル及び信号灯の直列回路が接続 され、電流検出回路は、出力端子から流出する電流を検出し、電流検出信号を出 力するものであるから、電流検出信号に基づき信号灯の駆動電流が分かる。

【０００７】 電圧検出回路は、出力端子の端子電圧を検出し、電圧検出信号を出力するもの であるから、電圧検出信号に基づき信号灯の駆動電圧とケーブルの電圧降下とを 加算した電圧が分かる。

【０００８】 演算部は、信号灯の駆動電流と駆動電圧との関係を記憶し、電流検出信号に基 づき駆動電流と駆動電圧との関係から信号灯の駆動電圧を求めるから、信号灯の 駆動電圧とケーブルの電圧降下とを分離でき、ケーブルの電圧降下が分かる。電 流検出信号とケーブルの電圧降下との演算によりケーブルの抵抗値が分かる。

【０００９】 演算部は、ケーブルの抵抗値と目標の駆動電流とを乗算してケーブルの電圧降 下を求めるから、目標駆動電流を流したときのケーブルの電圧降下が分かる。ケ ーブルの電圧降下に目標の駆動電圧を加算した電圧調整信号を出力するから、信 号灯に目標の駆動電流及び駆動電圧を供給するために必要な端子電圧が電圧調整 信号により指令される。

【００１０】 電圧調整部は、入力端子と出力端子との間の供給ラインに設けられ、電圧調整 信号が入力され、出力端子の端子電圧を電圧調整信号に応じた電圧に調整するか ら、目標の駆動電流及び駆動電圧を供給するために必要な端子電圧が出力端子に 得られる。これにより、出力端子の端子電圧が自動調整され、ケーブルの長短に 関係なく信号灯に一定の駆動電圧（目標の駆動電圧）を供給できる。

【００１１】

【実施例】

図１は本考案に係る信号灯駆動装置の構成を示すブロック図である。図におい て、１は入力端子、２は出力端子、３は電流検出回路、４は電圧検出回路、５は 制御回路である。

【００１２】 入力端子１は、電源６が接続される。出力端子２は、ケーブル７及び信号灯８ の直列回路が接続される。Ｒｃはケーブル７の１芯当たりの抵抗値、Ｒｓは信号 灯８の抵抗値である。

【００１３】 電流検出回路３は、出力端子２から流出する電流Ｉを検出し、電流検出信号Ｓ １を出力する。電流検出回路３は電流検出抵抗、変流器またはトロイダルコイル 等の中空コア形変流器で構成できる。

【００１４】 電圧検出回路４は、出力端子４の端子電圧Ｅを検出し、電圧検出信号Ｓ２を出 力する。電圧検出回路４は抵抗分圧回路等で構成できる。

【００１５】 制御回路５は、演算部５１と、電圧調整部５２とを含んでいる。演算部５１は 、信号灯８の駆動電流Ｉｓと駆動電圧Ｅｓとの関係を記憶し、電流検出信号Ｓ１ 及び電圧検出信号Ｓ２が入力され、電流検出信号Ｓ１に基づき駆動電流Ｉｓと駆 動電圧Ｅｓとの関係から信号灯８の駆動電圧Ｅs1を求め、ケーブル７の抵抗値Ｒ ｃを演算し、抵抗値Ｒｃと目標の駆動電流Ｉs2とを乗算してケーブル７の電圧降 下Ｅc2を求め、電圧降下Ｅc2に目標の駆動電圧Ｅs2を加算した電圧調整信号Ｓ３ を出力する。演算部５１はマイクロコンピュータ５１１で構成できる。電流検出 信号Ｓ１及び電圧検出信号Ｓ２は、Ａ／Ｄ変換回路５１２、５１３によりＡ／Ｄ 変換されてマイクロコンピュータ５１１に入力される。

【００１６】 電圧調整部５２は、入力端子１と出力端子２との間の供給ライン１２に設けら れている。電圧調整信号Ｓ３が入力され、出力端子２の端子電圧Ｅを電圧調整信 号Ｓ３に応じた電圧に調整する。入力端子１に交流電源６が供給される場合は、 導通角を制御する位相角制御回路により構成できる。入力端子１に直流電源６が 供給される場合は、ＤＣーＤＣコンバータ回路等により構成できる。

【００１７】 図２は信号灯の駆動電流と駆動電圧との関係を示す図である。図において、横 軸は駆動電圧Ｅｓであり、縦軸は駆動電流Ｉｓである。図１を参照しながら図２ を作用と共に説明する。

【００１８】 信号灯駆動装置に信号灯点灯信号Ｓ0 が入力され、信号灯８が点灯する場合を 想定する。出力端子２には任意の端子電圧Ｅ1 が供給される。

【００１９】 上述したように、入力端子１は、電源６が接続され、出力端子２は、ケーブル ７及び信号灯８の直列回路が接続され、電流検出回路３は、出力端子２から流出 する電流Ｉを検出し、電流検出信号Ｓ１を出力するものであるから、電流検出信 号Ｓ１に基づき端子電圧Ｅ1 が供給された場合の信号灯８の駆動電流Ｉs1が分か る。

【００２０】 電流検出回路３は、出力端子２の端子電圧Ｅ1 を検出し、電圧検出信号Ｓ２を 出力するものであるから、電圧検出信号Ｓ２に基づき信号灯８の駆動電圧Ｅｓと ケーブルの電圧降下Ｅｃ（２＊Ｒｃ＊Ｉs1）とを加算した電圧が分かる。

【００２１】 演算部５１は、信号灯８の駆動電流Ｉｓと駆動電圧Ｅｓとの関係を記憶し、電 流検出信号Ｓ１に基づき駆動電流Ｉｓと駆動電圧Ｅｓとの関係から信号灯８の駆 動電圧Ｅs1を求めるから、信号灯８の駆動電圧Ｅs1とケーブルの電圧降下Ｅc1と を分離でき、ケーブルの電圧降下Ｅc1（Ｅ1 −Ｅs1) が分かる。電流検出信号Ｓ １とケーブルの電圧降下Ｅc1との演算によりケーブルの抵抗値Ｒｃが分かる。ケ ーブルの抵抗値Ｒｃと目標の駆動電流Ｉs2とを乗算してケーブルの電圧降下Ｅc2 を求めるから、目標の駆動電流Ｉs2を流したときのケーブルの電圧降下Ｅc2が分 かる。ケーブルの電圧降下Ｅc2に目標の駆動電圧Ｅs2を加算した電圧調整信号Ｓ ３を出力するから、信号灯８に目標の駆動電流Ｉs2及び駆動電圧Ｅs2を供給する ために必要な端子電圧Ｅ2 が電圧調整信号Ｓ３により指令される。

【００２２】 電圧調整部５２は、入力端子１と出力端子２との間の供給ライン１２に設けら れ、電圧調整信号Ｓ３が入力され、出力端子２の端子電圧Ｅを電圧調整信号Ｓ３ に応じた電圧に調整するから、目標の駆動電流Ｉs2及び駆動電圧Ｅs2を供給する ために必要な端子電圧Ｅ2 が出力端子２に得られる。これにより、出力端子２の 端子電圧Ｅが自動調整され、ケーブル７の長短に関係なく信号灯８に一定の駆動 電圧（目標の駆動電圧Ｅs2）を供給できる。

【００２３】 目標の駆動電圧Ｅs2は、信号灯８の寿命延命のため、定格電圧ＥL の０．９倍 に設定される。この場合でも出力端子２の端子電圧Ｅが容易に自動調整され、信 号灯８の寿命延命を容易に達成できる。

【００２４】 信号灯駆動装置が起動した後は、信号灯８を一度消灯させてから再点灯させる ときに、目標の駆動電圧Ｅs2で信号灯８を駆動できる。

【００２５】 任意の端子電圧Ｅ1 は、設計上のケーブル７の電圧降下と信号灯８の目標の駆 動電圧との加算電圧とすることもできる。

【００２６】 図３は信号灯の駆動電流と抵抗値との関係を示す図である。図２に示した信号 灯の駆動電流と駆動電圧との関係を各駆動電流における抵抗値の関係に置き替え たものである。例えば、駆動電流Ｉｓが１Ａであるときは、図２の駆動電流Ｉｓ が１Ａのところの勾配から信号灯８の抵抗値Ｒｓが１３Ωと求める。これにより 、演算部５１は、電流検出信号Ｓ１から直接的に駆動灯８の駆動電圧Ｅs1が演算 でき、高速処理が可能となる。

【００２７】 図１の実施例の制御回路５は、表示部５３を含んでいる。表示部５３は目標の 端子電圧Ｅs2を表示する。これにより、表示部５３の表示値の経時変化から保守 時期が分かり、保守の容易化が図れる。

【００２８】 制御回路５は、信号灯点灯信号Ｓ0 が入力され、かつ、電流検出信号Ｓ１が得 られないときに信号灯８またはケーブル７の断線と判断し、電圧調整部５２が端 子電圧Ｅの調整を停止させる。これにより、出力端子２の端子電圧Ｅが高電圧に なることが防止される。

【００２９】 また、信号機は、通常、「青」、「黄」、「赤」の信号灯が用いられ、図１の 回路構成が各信号灯に対して採られる。これにより、「青」の信号灯の断線等が 検知された場合には「黄」の信号灯を点灯させ、「黄」の信号灯の断線等が検知 された場合には「赤」の信号灯を点灯させる、いわゆる現示ダウンもできる。

【００３０】 制御回路５は、電流検出信号Ｓ１が得られ、かつ、電圧検出信号Ｓ２が得られ ないときに信号灯８またはケーブル７の短絡と判断し、電圧調整部５２が端子電 圧Ｅの調整を停止させる。これにより、信号灯駆動装置、ケーブルの焼損を防止 できる。

【００３１】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、以下のような効果が得られる。 （ａ）入力端子は、電源が接続され、出力端子は、ケーブル及び信号灯の直列回 路が接続され、電流検出回路は、出力端子から流出する電流を検出し、電流検出 信号を出力するものであるから、電流検出信号に基づき信号灯の駆動電流を知り 得る信号灯駆動装置を提供できる。 （ｂ）電圧検出回路は、出力端子の端子電圧を検出し、電圧検出信号を出力する ものであるから、電圧検出信号に基づき信号灯の駆動電圧とケーブルの電圧降下 とを加算した電圧を知り得る信号灯駆動装置を提供できる。 （ｃ）演算部は、信号灯の駆動電流と駆動電圧との関係を記憶し、電流検出信号 に基づき駆動電流と駆動電圧との関係から信号灯の駆動電圧を求めるものである から、信号灯の駆動電圧とケーブルの電圧降下とを分離し、ケーブルの電圧降下 及びケーブルの抵抗値を知り得る信号灯駆動装置を提供できる。 （ｄ）演算部は、ケーブルの抵抗値と目標の駆動電流とを乗算してケーブルの電 圧降下を求め、ケーブルの電圧降下に目標の駆動電圧を加算した電圧調整信号を 出力するから、信号灯に目標の駆動電流及び駆動電圧を供給するために必要な端 子電圧を電圧調整信号として指令し得る信号灯駆動装置を提供できる。 （ｅ）電圧調整部は、入力端子と出力端子との間の供給ラインに設けられ、電圧 調整信号が入力され、出力端子の端子電圧を電圧調整信号に応じた電圧に調整す るから、出力端子の端子電圧が目標の駆動電流及び駆動電圧を供給するために必 要な端子電圧に自動調整され、ケーブルの長短に関係なく信号灯に一定の駆動電 圧（目標の駆動電圧）を供給し得る信号灯駆動装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る信号灯駆動装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】信号灯の駆動電流と駆動電圧との関係を示す図
である。

【図３】信号灯の駆動電流と抵抗値との関係を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 入力端子 １２ 供給ライン ２ 出力端子 ３ 電流検出回路 ４ 電圧検出回路 ５ 制御回路 ５１ 演算部 ５２ 電圧調整部 ５３ 表示部 ６ 電源 ７ ケーブル ８ 信号灯 Ｓ１ 電流検出信号 Ｓ２ 電圧検出信号 Ｓ３ 電圧調整信号 Ｅ1 、Ｅ2 端子電圧 Ｅs1 駆動電圧 Ｅs2 目標の駆動電圧 Ｉs1 駆動電流 Ｉs2 目標の駆動電流 Ｒｃ ケーブル抵抗 Ｅc1、Ｅc2 ケーブルの電圧降下

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力端子と、出力端子と、電流検出回路
   と、電圧検出回路と、制御回路とを含み、ケーブルを介
   して信号灯を駆動する信号灯駆動装置であって、 前記入力端子は、電源が接続されるものであり、 前記出力端子は、前記ケーブル及び前記信号灯の直列回
   路が接続されるものであり、 前記電流検出回路は、前記出力端子から流出する電流を
   検出し、電流検出信号を出力するものであり、 前記電圧検出回路は、前記出力端子の端子電圧を検出
   し、電圧検出信号を出力するものであり、 前記制御回路は、演算部と、電圧調整部とを含んでお
   り、 前記演算部は、前記信号灯の駆動電流と駆動電圧との関
   係を記憶し、前記電流検出信号及び前記電圧検出信号が
   入力され、前記電流検出信号に基づき前記駆動電流と前
   記駆動電圧との関係から前記信号灯の前記駆動電圧を求
   め、前記ケーブルの抵抗値を演算し、前記抵抗値と目標
   の駆動電流とを乗算して前記ケーブルの電圧降下を求
   め、前記電圧降下に目標の駆動電圧を加算した電圧調整
   信号を出力するものであり、 前記電圧調整部は、前記入力端子と前記出力端子との間
   の供給ラインに設けられ、前記電圧調整信号が入力さ
   れ、前記出力端子の前記端子電圧を前記電圧調整信号に
   応じた電圧に調整するものである信号灯駆動装置。
2. 【請求項２】 前記制御回路は、表示部を含み、前記表
   示部が前記目標の端子電圧を表示するものである請求項
   １に記載の信号灯駆動装置。
3. 【請求項３】 前記制御回路は、前記電流検出信号が得
   られないときに前記信号灯または前記ケーブルの断線と
   判断し、前記電圧調整部が前記端子電圧の調整を停止さ
   せるものである請求項１または２に記載の信号灯駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記制御回路は、前記電流検出信号が得
   られ、かつ、前記電圧検出信号が得られないときに前記
   信号灯または前記ケーブルの短絡と判断し、前記電圧調
   整部が前記端子電圧の調整を停止させるものである請求
   項１または２に記載の信号灯駆動装置。