標識灯点灯システム
【課題】
離間した位置に配設される点灯ユニットから延在する直流線路に接続する標識灯の接触部が雨などに曝されたときに直流電蝕による磨耗が生じにくくした標識灯点灯システムを提供する。
【解決手段】
標識灯点灯システムは、直流線路に接続する接触部T1、T2、全波整流回路FWR1およびＬＥＤ光源LSを備えた標識灯MLと、標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路DCLを経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段DOCおよび直流電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段ALSを備えた点灯ユニットOUとを具備している。
離間した位置に配設される点灯ユニットから延在する直流線路に接続する標識灯の接触部が雨などに曝されたときに直流電蝕による磨耗が生じにくくした標識灯点灯システムを提供する。
【解決手段】
標識灯点灯システムは、直流線路に接続する接触部T1、T2、全波整流回路FWR1およびＬＥＤ光源LSを備えた標識灯MLと、標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路DCLを経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段DOCおよび直流電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段ALSを備えた点灯ユニットOUとを具備している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源を用いた標識灯点灯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば空港に設置されて航空機の誘導のために用いられる埋込型標識灯のように、設置する場所によっては路盤の構造上の制約から比較的薄型の標識灯が要求される場合がある。標識灯においては、内部空間が狭隘になるなどの理由で光度制御回路などの付属または関連する回路を備えた点灯ユニットを標識灯から分離して、離間した位置に設置した例えばハンドホールなどに収容する構成が採用されることがある。
【０００３】
ところで、光源に発光ダイオードを用いた標識灯の場合においては、発光ダイオードは直流点灯されるために、上述の構成の場合、標識灯から離間した位置に配設される点灯ユニットから直流点灯電流を出力するように構成される。したがって、点灯ユニットと標識灯の間を接続する電力線が直流線路になるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、埋込型標識灯は、路面に設置される基台と灯器とで構成されるものが一般的である。この場合、基台が路面に対して固定的に埋設され、灯器が基台に対して着脱可能に搭載される。そして、基台には電源端子が配設され、点灯ユニットから延在する電力線が電源端子に接続する。灯器にはそれが基台に取り付けられたときに電源端子に接触して接続する受電端子が配設される。なお、灯器は、基台から取り外されて灯器メンテナンスが行われる。
【特許文献１】特開２００７−３０８９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば雨天時またはその直後の灯器メンテナンスなどにおいて、標識灯に配設されて点灯ユニットから延在する直流線路に接続する接触部、例えば基台の電源端子および灯器の受電端子が雨水などに曝された場合、それらの正負極性となる端子間に漏電および電蝕現象が生じ、その結果、接触部が腐食磨耗に至る状況を招く可能性がある。特に直流電蝕では正負極性の対をなす端子のうち片方が摩耗減少して導通不良を起こしやすくなる
。
【０００６】
本発明は、離間した位置に配設される点灯ユニットから延在する直流線路に接続する標識灯の接触部が雨などに曝されたときに直流電蝕による磨耗が生じにくくした標識灯点灯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の標識灯点灯システムは、直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えた標識灯と；標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路を経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段および直流電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段を備えた点灯ユニットと；を具備していることを特徴としている。
【０００８】
本発明は、以下の態様を許容する。
【０００９】
標識灯は、少なくとも直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えていればよく、埋込形および地上形など多様な形態に適応させることができる。
【００１０】
直流線路に接続する接触部は、後述する点灯ユニットから直流線路を経由して出力される直流点灯電流を標識灯が受電するために、標識灯に配設されて直流線路に直接的または間接的に接触して接続する手段である。標識灯が例えば基台とこの基台に搭載される灯器とから構成される場合、接触部は、既述のように基台に配設される電源端子と灯器に配設される受電端子からなる。この場合、電源端子は、直流線路に接続し、受電端子は全波整流回路に接続する。そうして、基台に灯器を装着したときに、電源端子と受電端子が接触して直流線路への接続が形成される。しかし、標識灯は、基台と灯器に分かれて構成されていなくてもよい。
【００１１】
全波整流回路は、正負極性が交番し、かつ接触部を経由して入力する直流点灯電流を整流して単極性の直流電流に変換してからＬＥＤ光源に供給する手段である。また、全波整流回路を備えていることにより、標識灯設置の際の直流線路が無極性化され、配線極性の誤接続によってＬＥＤ光源が損傷しないように保護することもできる。
【００１２】
ＬＥＤ光源は、標識灯としての光源の少なくとも一部として機能する。使用するＬＥＤ光源の数、配光特性、発光光量などの仕様は、ＬＥＤ光源単独またはプリズム、光学フィルタなどの適宜の光学手段と協働して、標識灯として所定の光学特性を満足するように構成されていればよく、その余の構成について特段限定されない。
【００１３】
さらに、標識灯は、以上説明した直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源に加えて他の回路手段を備えていることが許容される。例えば、外来サージ電圧を吸収する過電圧保護回路などを付加することができる。
【００１４】
さらにまた、標識灯は、その１個または複数個を後述する点灯ユニットに対して接続することができる。複数個の標識灯を接続する場合、それらを直列接続および並列接続の態様のいずれであってもよい。複数個の標識灯が互いに離間した位置に配設されている場合には、直列接続の態様であれば、点灯ユニットおよび隣接する標識灯との間の配線が単線となり、簡素化される。
【００１５】
点灯ユニットは、標識灯から分離した位置に配設されるとともに、少なくとも直流点灯回路手段および正負切換手段を備えている。点灯ユニットが標識灯から分離した位置に配設されることにより、標識灯の内部に点灯ユニットを収容するためのスペースを削減できるので、その分標識灯を薄型化できる。そのため、例えば路盤構造が標識灯に薄型であることを要求するような制約がある場合には、これに効果的に対応することが可能になる。このような理由から、標識灯から分離した位置とは、点灯ユニットの標識灯との間の離間距離の長さが問題でなく、自由に設定可能である。例えば空港用の標識灯では、標識灯が航空機の走路に配設されるが、走路に隣接する芝生内の地面に埋設されたハンドホール内などに点灯ユニットを配設することができる。しかし、本発明において、標識灯は、薄型化されたものに限定されない。
【００１６】
直流点灯回路手段は、標識灯に直流点灯電流を供給してそのＬＥＤ光源を点灯させるとともに、標識灯として所定の動作をさせるために標識灯の光度などが所要の程度になるように直流点灯電流の大きさを制御する回路手段である。
【００１７】
点灯ユニットに対する電源供給は、適当な既知の各種電源を用いて行うことができる。例えば、空港用の標識灯の場合、航空灯火点灯用定電流電源（ＣＣＲ）を用いた直列給電方式が採用されているので、直流点灯回路手段は、カレントトランスを介してＣＣＲから延在する直列給電線路に挿入されて電源の供給を受け、交流を整流して直流に変換する。
【００１８】
また、ＣＣＲを用いて点灯ユニットに給電する直列給電方式においては、周囲の明るさに応じて所定の光度になるようにＣＣＲの調光タップを切り換えることができる。この場合、点灯ユニット側においてＣＣＲから供給される交流電流を常時監視して、ＣＣＲから供給される交流電流値を検出して調光タップがどの値に設定されているかを判別することができるので、調光タップを判別したら、これに対応した調光度で標識灯を作動するようにＬＥＤ光源に供給する直流点灯電流を変化させればよい。
【００１９】
ＬＥＤ光源に供給する直流点灯電流は、同一調光タップであれば、これを点灯中一定値に維持することが望ましい。そのためには、直流点灯電流を負帰還制御するなどの制御を行えば一定化することができる。また、調光レベルに応じたＰＷＭ制御など調光制御手段を用いて標識灯の光度を所望の値に制御することができる。ＰＷＭ制御することで直流点灯電流が単極性のパルス波形すなわち矩形波になる。なお、ＰＷＭ制御信号の繰り返し周波数は、例えば数百ないし数ｋＨｚに設定することができる。
【００２０】
ＣＣＲを用いた直列給電方式の場合、調光タップに応じてＣＣＤから供給される電流の値は、白熱電球を光源として用いる場合の光度−電流特性に対応している。これに対して、ＬＥＤ光源の場合には、光度−電流特性が上記と異なり、所要電流値が小さくなる傾向にあるので、調光タップによっては程度が異なるが、点灯ユニットから見るとＣＣＲから供給される電流に余剰電流が含まれていることになる。このため、この余剰電流を点灯ユニット側においてバイパスさせるように負荷調整回路を点灯ユニットに付加することができる。
【００２１】
一方、点灯ユニットは、一般的にＬＥＤ光源に直流点灯電流を供給する主回路と主回路などに定電圧を供する補助電源回路とを備えているので、ＣＣＲを用いた直列給電方式の場合、主回路に対しては主カレントトランスを、また補助電源回路に対しては副カレントトランスを、それぞれ直列給電路に直列に挿入する。
【００２２】
上述の余剰電流は、主回路においてカレントトランスの２次側においてバイパスされるが、補助電源回路の場合、最大調光度のタップ３であっても点灯ユニットを正常に起動する必要があるために、必然的に余剰電流が大きくなる。そのため、副カレントトランスの２次側において余剰電流をバイパスさせると、銅損が多くなる。この問題を回避するためには、副カレントトランスの１次側に余剰電流バイパス回路を配設することができる。そうすれば、余剰電流による副カレントトランスの銅損をなくすことができる。
【００２３】
正負切換手段は、直流点灯電流を標識灯に供給する際に、適当な時間ごとに直流点灯電流の極性を正負交互に切り換えて点灯ユニットから交番出力させる。このため、点灯ユニットから出力される直流点灯電流は、適当な時間ごとにその正負の極性が反転すなわち交番する。
【００２４】
直流点灯電流の極性が反転すなわち交番する周期は、標識灯の直流で線路に接続する接触部、例えば基台の電源端子と灯器の受電端子とが雨水などに曝された場合において、直流電食による磨耗が実質的に発生しないか、またはたとえ発生したとしても電気的接続に実用的な意味で影響するまで進展しない程度の時間間隔であればよく、この場合幅広く時間間隔を選定することができる。このため、本発明において時間間隔の数値は特段限定されない。例えば、商用交流電源程度の周期である１０〜２０ｍ秒程度から２日程度までの範囲の時間間隔であることを許容する。
【００２５】
ＰＷＭ制御信号の繰り返し周波数を分周して直流点灯電流の正負極性の交番切り換えのための周波数を得ることができる。そうすれば、交番切り換えの周期が１０〜２０ｍ秒程度以上である場合に対応させることが容易になる。このように直流点灯電流のＰＷＭ制御と直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを連動して制御する場合、直流点灯電流の休止期間中に極性切り換えを行うことができる。
【００２６】
また、直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行う回路手段として、例えば４辺にスイッチング素子を接続したブリッジ形スイッチング回路やラッチングリレーなどを用いることができる。ブリッジ形スイッチング回路を用いる場合、交番切り換えの周期が１０〜２０ｍ秒程度にする場合に好適である。
【００２７】
さらに、直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行う回路手段としてラッチングリレーを用いる場合、標識灯点灯システムの電源投入ごとにラッチングリレーを動作させて直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行うことができる。したがって、例えば空港用の標識灯は、一般に夕方薄暮から夜間にかけて点灯されるので、特段の操作を行うことなしに１日に１回電源の投入に連動して直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを２日の周期で行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、標識灯から分離した位置に配設された点灯ユニットが正負切換手段を備えていて標識灯に供給する直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるので、直流線路に接続する標識灯の接触部が雨水などに曝されたときに直流電蝕による磨耗を生じにくくした標識灯点灯システムを提供することができる。
【００２９】
点灯ユニットは、その直流点灯回路手段がＰＷＭ制御回路を含み、正負切換手段がＰＷＭ制御の繰り返し周波数を分周した周波数で直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるように構成すれば、比較的短い時間間隔で直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させやすくなるため、標識灯の接触部が雨水などに曝されたときに直流電蝕による磨耗がより一層生じにくくなる。
【００３０】
正負切換手段は、ＰＷＭ制御された直流点灯電流の休止期間中にその正負極性を切り換えるように構成すれば、正負極性を切り換える際のスイッチングが容易になり、スイッチング損失も低減する。
【００３１】
正負切換手段は、点灯ユニットに対する電源投入ごとに直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるように構成すれば、特段の操作を行うことなしに電源の投入に連動して直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００３３】
図１ないし図４は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第１の形態を示し、図１は標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図、図２は正負切換手段の回路図、図２は各部の電圧波形図、図４は標識灯の略図的断面図である。
【００３４】
本形態の標識灯点灯システムは、標識灯ＭＬおよび点灯ユニットＯＵを具備し、定電流電源ＣＣＲから直列給電方式により電源の供給を受ける例えば空港などに用いることができる。
【００３５】
標識灯ＭＬは、図１に示すように、接触部Ｔ１、Ｔ２、全波整流回路ＦＷＲ１、ＬＥＤ光源ＬＳおよび過電圧保護回路ＶＰを備えている。接触部Ｔ１、Ｔ２は、標識灯ＭＬが直流線路ＤＣＬに接触して接続するための手段であり、それぞれ図４に示すように電源端子ｔ１および受電端子ｔ２からなる。全波整流回路ＦＷＲ１は、ブリッジ形整流回路からなり、その交流入力端が直流線路ＤＣＬに直列接続する。ＬＥＤ光源ＬＳは、任意個数の発光ダイオードからなり、全波整流回路ＦＷＲ１の直流出力端間に接続する。過電圧保護回路ＶＰは、全波整流回路ＦＷＲ１の直流出力端間においてＬＥＤ光源ＬＳに並列接続して、主として外来サージがＬＥＤ光源ＬＳに流入しないように吸収する。
【００３６】
また、標識灯ＭＬは、その複数が直流線路ＤＣＬに直列接続されるが、図４に示すような構造を有している。すなわち、標識灯ＭＬは、基台１および灯器２から構成され、基台１の開口部に灯器２が搭載されるように取り付けられる。
【００３７】
基台１は、周段部１ａを有する薄皿状をなしていて、予め路面に埋設される。そして、その周側面の一部に配設した防水ブッシング１ｂから図１に示す直流線路ＤＣＬを構成するケーブルを液密に導入して、底面部に配設した電源端子ｔ１に接続する。なお、電源端子ｔ１は、受形接触子からなる。
【００３８】
灯器２は、蓋体２ａおよび底板２ｂを覆合してそれらの間の内部に内部空間が形成されていて、基台１の周段部１ａに周縁を支持されてボルト２ｃにより取り付けられる。そして、上記内部空間にＬＥＤ光源ＬＳおよび図示を省略するが、図１における全波整流回路ＦＷＲ１および過電圧保護回路ＶＰが収容されている。また、底板２ｂの外面に受電端子ｔ２が電源端子ｔ１に対向する位置に配設されている。なお、受電端子ｔ２は、図４に点線で示すように、差込み形接触子を備えている。このため、基台１に対して灯器２を所定の位置関係にして支持させると、受電端子ｔ２が電源端子ｔ１内に挿入されることにより、それらが相互に接触して、標識灯ＭＬが直流線路ＤＣＬに対して直列に挿入された状態で接続する。灯器２の蓋体２ａは、投光窓２ａ１を有していて、投光窓にプリズム２ｄが液密に配設されている。
【００３９】
再び図１に戻って説明すると、点灯ユニットＯＵは、直流点灯回路手段ＤＯＣおよび正負切換手段ＡＬＳを備えている。なお、点灯ユニットＯＵは、その複数が互いに後述する直列給電線路ＳＳＬに直列接続される。また、各直流点灯回路手段ＤＯＣから出力される交番化された直流点灯電流が直流線路ＤＣＬを経由して直列接続された複数の標識灯ＫＬに対して供給される。
【００４０】
直流点灯回路手段ＤＯＣは、主カレントトランスＣＴ１、全波整流器ＦＷＲ２、負荷調整回路ＬＲＣ１、平滑回路ＳＭＣ１、ＰＷＭ制御回路ＰＷＭ、負荷電流検出回路ＬＣＤおよび補助電源回路ＡＶＳを備えている。
【００４１】
主カレントトランスＣＴ１は、その１次巻線が定電流電源ＣＣＲの出力端から延在する直列給電線路ＳＳＬに直列接続する。なお、１つの点灯ユニットＯＵにおいて後述する副カレントトランスＣＴ２およびＣＴ３とが直列給電線路ＳＳＬに直列接続する。
【００４２】
供給全波整流器ＦＷＲ２は、主カレントトランスＣＴ１の２次巻線から得られる交流電圧を整流する。
【００４３】
負荷調整回路ＬＲＣ１は、直列給電線路ＳＳＬから主カレントトランスＣＴ１および全波整流回路ＦＷＲ２を介して得られる電流から、後述する負荷電流検出回路ＬＣＤによって検出された直流点灯電流を形成する電流を除いた電流すなわち余剰電流を、バイパスして直列給電線路ＳＳＬに帰還する。
【００４４】
平滑回路ＳＭＣ１は、直流点灯電流を形成するのに必要な電流を平滑化する。
【００４５】
ＰＷＭ制御回路ＰＷＭは、副カレントトランスＣＴ３、入力電流検出回路ＩＣＤ、入力電流判定回路ＩＣＪ、ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧおよびＰＷＭスイッチング回路ＰＳＣからなる。入力電流検出回路ＩＣＤは、副カレントトランスＣＴ３を介して直列給電線路ＳＳＬに流れる入力電流を検出する。入力電流判定回路ＩＣＪは、入力電流検出回路ＩＣＤで検出した入力電流のレベルを判定して定電流電源ＣＣＲの調光タップがどの値に設定されているかを判定する。ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧは、判定した定電流電源ＣＣＲの調光タップに基づいて、それに対応するＰＷＭ制御信号を発生する。ＰＷＭスイッチング回路ＰＳＣは、定電流電源ＣＣＲの調光タップに対応したＰＷＭ制御信号によりスイッチング動作をしてＰＷＭ制御された直流点灯電流を図１に示す端子Ａ、Ｂ間に出力する。
【００４６】
負荷電流検出回路ＬＣＤは、直流点灯電流検出器ＣＤおよびこの直流点灯電流検出器ＣＤの検出出力に基づいて直流点灯電流のレベルを判定するレベル判定回路ＬＪＣにより構成されていて、負荷電流である直流点灯電流を検出して負荷調整回路ＬＲＣ１に制御入力することで、内部の端子Ａ、Ｂ間に流れる直流点灯電流の波高値を一定に保持する。
【００４７】
補助電源回路ＡＶＳは、副カレントトランスＣＴ２、全波整流回路ＦＷＲ３、負荷調整回路ＬＲＣ２、平滑化回路ＳＭＣ２および定電圧化回路ＣＶＣからなる。副カレントトランスＣＴ２は、直列給電線路ＳＳＬから補助電源電圧を形成するための電流を得る。全波整流回路ＦＷＲ３は、上記補助電源電圧を形成するための電圧を平滑化する。負荷調整回路ＬＲＣ２は、定電流電源ＣＣＲの調光タップが最低出力状態のときであっても所要の定電圧を確保できる電流を除いた残余の余剰電流をバイパスして直列給電路ＳＳＬに帰還する。負荷調整回路ＬＲＣ２から出力された所要の定電圧を得るのに必要な電流は、平滑化回路ＳＭＣ２で平滑化され、定電圧化回路ＣＶＣで定電圧が形成される。この定電圧は、直流点灯回路手段ＤＯＣおよび後述する正負切換手段ＡＬＳにおいて必要な回路部分に供給される。
【００４８】
正負切換手段ＡＬＳは、図１に回路ブロックとして示し、また図２に回路図を示すように、分周回路ＦＤＣ、フリップフロップ回路ＦＦおよびブリッジ形スイッチング回路ＢＳＣからなる。
【００４９】
分周回路ＦＤＣは、ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧから出力される図３の（ａ）に示すＰＷＭ制御信号を分周し、さらに分周された信号をフリップフロップ回路ＦＦでカウントして同じく（ｂ）および（ｃ）に示す低周波で、かつ位相が互いに１８０度ずれた切換制御信号Ｓ１とＳ２とを形成する。
【００５０】
ブリッジ形スイッチング回路ＢＳＣは、フルブリッジ形インバータのようにブリッジ回路の４辺にそれぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を挿入してなり、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４を、例えば切換制御信号Ｓ１を供給してオンさせ、またＱ２およびＱ３を、切換制御信号Ｓ２を供給して１８０間隔で交互にオンさせるように構成される。
【００５１】
また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、図３に示すように、例えばＦＥＴからなり、補助電源回路ＡＶＳの副カレントトランスＣＴ２からダイオードＤ１およびコンデンサＣ１を介して平滑化された直流電圧を得て、これを各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のドレイン−ソース間に印加して駆動する。そして、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４のフォトトランジスタを対応するＦＥＴのドレイン−ゲート間に接続して、上記駆動を制御するように構成している。一方、フリップフロップ回路ＦＦの一対の出力端にトランジスタＱ５、Ｑ６を経由してフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４の発光ダイオードを切換制御信号Ｓ１、Ｓ２で交互に発光させるように構成している。
【００５２】
したがって、フリップフロップ回路ＦＦの一対の出力端の一方に出力が生じると、それに接続するフォトカプラＰＣ１およびＰＣ４の発光ダイオードと、フォトカプラＰＣ２およびＰＣ３の発光ダイオードとが交互に点灯し、これらの発光ダイオードに光結合して対応しているフォトトランジスタがオンするので、それらに接続する各ＦＥＴすなわちスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とＱ２、Ｑ３とが交互にオンする。
【００５３】
そうして、点灯ユニットＯＵの図１に示す出力端子Ｃ、Ｄ間に交番化された直流点灯電流が出力され、直流線路ＤＣＬを経由して複数の標識灯ＭＬの内部で単極性の直流電流に変換されてからＬＥＤ光源ＬＳを付勢して点灯させる。
【００５４】
図５は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第２の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図である。なお、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５５】
本形態は、正負切換手段ＡＬＳがラッチングリレーＬＲｙにより構成されている。すなわち、点灯ユニットＯＵの内部の端子Ａ、Ｂ間に出力されるＰＷＭ制御された直流電流をラッチングリレーＬＲｙによって点灯ユニットＯＵの出力端子Ｃ、Ｄ間に交番化して出力する。ラッチングリレーＬＲｙは、補助電源回路ＡＶＳから定電圧が出力されたときにだけ作動してリレー接点を交互に切り換える。
【００５６】
本形態においては、ラッチングリレーＬＲｙは、定電流電源ＣＣＲの電源が投入されたときに点灯ユニットＯＵの直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させる。したがって、本形態は、１日に１回定電流電源ＣＣＲの電源を投入する場合に、２日に１回の周期で直流点灯電流が交番出力されるようにする場合に好適である。
【００５７】
図６は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第３の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブ回路図である。なお、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
本形態は、補助電源回路ＡＶＳの余剰電流がカレントトランスＣＴ２の１次側でバイパスされるように構成されている。すなわち、カレントトランスＣＴ２の１次側において余剰電流をバイパスするようにした余剰電流バイパス回路ＳＣＢを配設している点が本形態における特徴的構成である。
【００５９】
余剰電流バイパス回路ＳＣＢは、全波整流器ＦＷＲ４、トランジスタＱ７、第１の定電圧回路ＣＶ１、第１のスイッチング回路ＳＣおよびフォトカプラＰＣ５を備えて構成されている。
【００６０】
全波整流器ＦＷＲ４は、その交流入力端がカレントトランスＣＴ２の１次巻線と並列に接続している。トランジスタＱ７は、全波整流器ＦＷＲ４の直流出力端間に接続されている。第１の定電圧回路ＣＶ１は、補助電源回路ＡＶＳの全波整流器ＦＷＲ３の直流出力端に接続したダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２からなる直列回路の平滑コンデンサＣ２の両端間に接続している。
【００６１】
第１のスイッチング回路ＳＣは、第１の定電圧回路ＣＶ１に並列接続し、第１の定電圧回路ＣＶ１が所定電圧に到達したときにオンする。フォトカプラＰＣ５は、その発光ダイオードが第１のスイッチング回路ＳＣがオンしたときに発光するように接続され、そのフォトトランジスタが前記トランジスタＱ７のコレクタ−ベース間に接続している。
【００６２】
なお、図中図１と同一部分について同一符号を付した回路部分のうち、定電圧回路ＣＶＣと上記第１の定電圧回路ＣＶ１とは、前者が後者より優先されて動作するように回路定数が選定されている。
【００６３】
そうして、定電流電源ＣＣＲに点灯ユニットＯＵが接続している状態で直列給電線路ＳＳＬに交流電流が流れると、優先して第１の定電圧回路ＣＶ１が作動して第１のスイッチング回路ＳＣがオンすると、これに伴いフォトカプラＰＣ５が作動してトランジスタＱ７がオンし、全波整流器ＦＷＲ４を介して余剰電流が直列給電路ＳＳＬに帰還される。換言すれば、第１の定電圧回路ＣＶ１で粗い定電圧化により余剰電流をカレントトランスＣＴ２の１次側において直列給電路ＳＳＬに帰還し、補助電源回路ＡＶＳが作動して精密な定電圧がなされて各機能回路に印加される。そのため、カレントトランスＣＴ２の２次巻線に流れる余剰電流が非常に小さくなる。その結果、カレントトランスの２次巻線を調光タップの低いレベル、例えば調光タップ３で設計できるから、２次巻線の小形化を図ることができる。
【００６４】
ところで、図６において、主カレントトランスＳＴ１に接続する直流点灯回路手段ＤＯＣと直流線路ＤＣＬとの間に正負切換手段ＡＬＳが介在していないので、標識灯ＭＬには単極性の直流電流が供給されるが、所望により図１および図５に示すような正負切換手段ＡＬＳを介在させることができるのはいうまでもない。
【００６５】
本形態において、負荷調整回路ＬＲＣ２は、スイッチング素子Ｑ８およびこれを制御するスイッチング制御回路ＳＣＣにより構成されている。
【００６６】
なお、参考まで本形態によらない場合には、定電流電源ＣＣＲの調光タップが５のときには、直列給電路ＳＳＬ、したがってカレントトランスＣＴ２の１次巻線には６．６（Ａ）の電流が流れるが、２次巻線はタップ３のときの電流４．１Ａで設計された２次電流に対して、約１．６倍値（＝６．６Ａ／４．１Ａの比）が流れるため、巻線に伴う銅損ロスが多くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第１の形態における標識灯の略図的断面図
【図２】同じく標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図
【図３】同じく正負切換手段の回路図
【図４】同じく各部の電圧波形図
【図５】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第２の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図
【図６】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第３の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブ回路図
【符号の説明】
【００６８】
ML…標識灯、ＯＵ…点灯ユニット、ＣＣＲ…定電流電源、ＦＷＲ１…全波整流回路、ＬＳ…ＬＥＤ光源、ＤＣＬ…直流線路、ＳＳＬ…直列給電線路、Ａ、Ｂ…端子、Ｃ、Ｄ…出力端子、ＣＴ１…主カレントトランス、ＦＷＲ２…全波整流回路、ＬＲＣ１…負荷調整回路、ＤＯＣ…直流点灯回路手段、ＡＬＳ…正負切換手段、ＳＭＣ１…平滑回路、ＰＷＭ…ＰＷＭ制御回路、ＬＣＤ…負荷電流検出回路、ＡＶＳ…補助電源回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤ光源を用いた標識灯点灯システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば空港に設置されて航空機の誘導のために用いられる埋込型標識灯のように、設置する場所によっては路盤の構造上の制約から比較的薄型の標識灯が要求される場合がある。標識灯においては、内部空間が狭隘になるなどの理由で光度制御回路などの付属または関連する回路を備えた点灯ユニットを標識灯から分離して、離間した位置に設置した例えばハンドホールなどに収容する構成が採用されることがある。
【０００３】
ところで、光源に発光ダイオードを用いた標識灯の場合においては、発光ダイオードは直流点灯されるために、上述の構成の場合、標識灯から離間した位置に配設される点灯ユニットから直流点灯電流を出力するように構成される。したがって、点灯ユニットと標識灯の間を接続する電力線が直流線路になるのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、埋込型標識灯は、路面に設置される基台と灯器とで構成されるものが一般的である。この場合、基台が路面に対して固定的に埋設され、灯器が基台に対して着脱可能に搭載される。そして、基台には電源端子が配設され、点灯ユニットから延在する電力線が電源端子に接続する。灯器にはそれが基台に取り付けられたときに電源端子に接触して接続する受電端子が配設される。なお、灯器は、基台から取り外されて灯器メンテナンスが行われる。
【特許文献１】特開２００７−３０８９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば雨天時またはその直後の灯器メンテナンスなどにおいて、標識灯に配設されて点灯ユニットから延在する直流線路に接続する接触部、例えば基台の電源端子および灯器の受電端子が雨水などに曝された場合、それらの正負極性となる端子間に漏電および電蝕現象が生じ、その結果、接触部が腐食磨耗に至る状況を招く可能性がある。特に直流電蝕では正負極性の対をなす端子のうち片方が摩耗減少して導通不良を起こしやすくなる
。
【０００６】
本発明は、離間した位置に配設される点灯ユニットから延在する直流線路に接続する標識灯の接触部が雨などに曝されたときに直流電蝕による磨耗が生じにくくした標識灯点灯システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の標識灯点灯システムは、直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えた標識灯と；標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路を経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段および直流電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段を備えた点灯ユニットと；を具備していることを特徴としている。
【０００８】
本発明は、以下の態様を許容する。
【０００９】
標識灯は、少なくとも直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えていればよく、埋込形および地上形など多様な形態に適応させることができる。
【００１０】
直流線路に接続する接触部は、後述する点灯ユニットから直流線路を経由して出力される直流点灯電流を標識灯が受電するために、標識灯に配設されて直流線路に直接的または間接的に接触して接続する手段である。標識灯が例えば基台とこの基台に搭載される灯器とから構成される場合、接触部は、既述のように基台に配設される電源端子と灯器に配設される受電端子からなる。この場合、電源端子は、直流線路に接続し、受電端子は全波整流回路に接続する。そうして、基台に灯器を装着したときに、電源端子と受電端子が接触して直流線路への接続が形成される。しかし、標識灯は、基台と灯器に分かれて構成されていなくてもよい。
【００１１】
全波整流回路は、正負極性が交番し、かつ接触部を経由して入力する直流点灯電流を整流して単極性の直流電流に変換してからＬＥＤ光源に供給する手段である。また、全波整流回路を備えていることにより、標識灯設置の際の直流線路が無極性化され、配線極性の誤接続によってＬＥＤ光源が損傷しないように保護することもできる。
【００１２】
ＬＥＤ光源は、標識灯としての光源の少なくとも一部として機能する。使用するＬＥＤ光源の数、配光特性、発光光量などの仕様は、ＬＥＤ光源単独またはプリズム、光学フィルタなどの適宜の光学手段と協働して、標識灯として所定の光学特性を満足するように構成されていればよく、その余の構成について特段限定されない。
【００１３】
さらに、標識灯は、以上説明した直流線路に接続する接触部、全波整流回路およびＬＥＤ光源に加えて他の回路手段を備えていることが許容される。例えば、外来サージ電圧を吸収する過電圧保護回路などを付加することができる。
【００１４】
さらにまた、標識灯は、その１個または複数個を後述する点灯ユニットに対して接続することができる。複数個の標識灯を接続する場合、それらを直列接続および並列接続の態様のいずれであってもよい。複数個の標識灯が互いに離間した位置に配設されている場合には、直列接続の態様であれば、点灯ユニットおよび隣接する標識灯との間の配線が単線となり、簡素化される。
【００１５】
点灯ユニットは、標識灯から分離した位置に配設されるとともに、少なくとも直流点灯回路手段および正負切換手段を備えている。点灯ユニットが標識灯から分離した位置に配設されることにより、標識灯の内部に点灯ユニットを収容するためのスペースを削減できるので、その分標識灯を薄型化できる。そのため、例えば路盤構造が標識灯に薄型であることを要求するような制約がある場合には、これに効果的に対応することが可能になる。このような理由から、標識灯から分離した位置とは、点灯ユニットの標識灯との間の離間距離の長さが問題でなく、自由に設定可能である。例えば空港用の標識灯では、標識灯が航空機の走路に配設されるが、走路に隣接する芝生内の地面に埋設されたハンドホール内などに点灯ユニットを配設することができる。しかし、本発明において、標識灯は、薄型化されたものに限定されない。
【００１６】
直流点灯回路手段は、標識灯に直流点灯電流を供給してそのＬＥＤ光源を点灯させるとともに、標識灯として所定の動作をさせるために標識灯の光度などが所要の程度になるように直流点灯電流の大きさを制御する回路手段である。
【００１７】
点灯ユニットに対する電源供給は、適当な既知の各種電源を用いて行うことができる。例えば、空港用の標識灯の場合、航空灯火点灯用定電流電源（ＣＣＲ）を用いた直列給電方式が採用されているので、直流点灯回路手段は、カレントトランスを介してＣＣＲから延在する直列給電線路に挿入されて電源の供給を受け、交流を整流して直流に変換する。
【００１８】
また、ＣＣＲを用いて点灯ユニットに給電する直列給電方式においては、周囲の明るさに応じて所定の光度になるようにＣＣＲの調光タップを切り換えることができる。この場合、点灯ユニット側においてＣＣＲから供給される交流電流を常時監視して、ＣＣＲから供給される交流電流値を検出して調光タップがどの値に設定されているかを判別することができるので、調光タップを判別したら、これに対応した調光度で標識灯を作動するようにＬＥＤ光源に供給する直流点灯電流を変化させればよい。
【００１９】
ＬＥＤ光源に供給する直流点灯電流は、同一調光タップであれば、これを点灯中一定値に維持することが望ましい。そのためには、直流点灯電流を負帰還制御するなどの制御を行えば一定化することができる。また、調光レベルに応じたＰＷＭ制御など調光制御手段を用いて標識灯の光度を所望の値に制御することができる。ＰＷＭ制御することで直流点灯電流が単極性のパルス波形すなわち矩形波になる。なお、ＰＷＭ制御信号の繰り返し周波数は、例えば数百ないし数ｋＨｚに設定することができる。
【００２０】
ＣＣＲを用いた直列給電方式の場合、調光タップに応じてＣＣＤから供給される電流の値は、白熱電球を光源として用いる場合の光度−電流特性に対応している。これに対して、ＬＥＤ光源の場合には、光度−電流特性が上記と異なり、所要電流値が小さくなる傾向にあるので、調光タップによっては程度が異なるが、点灯ユニットから見るとＣＣＲから供給される電流に余剰電流が含まれていることになる。このため、この余剰電流を点灯ユニット側においてバイパスさせるように負荷調整回路を点灯ユニットに付加することができる。
【００２１】
一方、点灯ユニットは、一般的にＬＥＤ光源に直流点灯電流を供給する主回路と主回路などに定電圧を供する補助電源回路とを備えているので、ＣＣＲを用いた直列給電方式の場合、主回路に対しては主カレントトランスを、また補助電源回路に対しては副カレントトランスを、それぞれ直列給電路に直列に挿入する。
【００２２】
上述の余剰電流は、主回路においてカレントトランスの２次側においてバイパスされるが、補助電源回路の場合、最大調光度のタップ３であっても点灯ユニットを正常に起動する必要があるために、必然的に余剰電流が大きくなる。そのため、副カレントトランスの２次側において余剰電流をバイパスさせると、銅損が多くなる。この問題を回避するためには、副カレントトランスの１次側に余剰電流バイパス回路を配設することができる。そうすれば、余剰電流による副カレントトランスの銅損をなくすことができる。
【００２３】
正負切換手段は、直流点灯電流を標識灯に供給する際に、適当な時間ごとに直流点灯電流の極性を正負交互に切り換えて点灯ユニットから交番出力させる。このため、点灯ユニットから出力される直流点灯電流は、適当な時間ごとにその正負の極性が反転すなわち交番する。
【００２４】
直流点灯電流の極性が反転すなわち交番する周期は、標識灯の直流で線路に接続する接触部、例えば基台の電源端子と灯器の受電端子とが雨水などに曝された場合において、直流電食による磨耗が実質的に発生しないか、またはたとえ発生したとしても電気的接続に実用的な意味で影響するまで進展しない程度の時間間隔であればよく、この場合幅広く時間間隔を選定することができる。このため、本発明において時間間隔の数値は特段限定されない。例えば、商用交流電源程度の周期である１０〜２０ｍ秒程度から２日程度までの範囲の時間間隔であることを許容する。
【００２５】
ＰＷＭ制御信号の繰り返し周波数を分周して直流点灯電流の正負極性の交番切り換えのための周波数を得ることができる。そうすれば、交番切り換えの周期が１０〜２０ｍ秒程度以上である場合に対応させることが容易になる。このように直流点灯電流のＰＷＭ制御と直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを連動して制御する場合、直流点灯電流の休止期間中に極性切り換えを行うことができる。
【００２６】
また、直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行う回路手段として、例えば４辺にスイッチング素子を接続したブリッジ形スイッチング回路やラッチングリレーなどを用いることができる。ブリッジ形スイッチング回路を用いる場合、交番切り換えの周期が１０〜２０ｍ秒程度にする場合に好適である。
【００２７】
さらに、直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行う回路手段としてラッチングリレーを用いる場合、標識灯点灯システムの電源投入ごとにラッチングリレーを動作させて直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを行うことができる。したがって、例えば空港用の標識灯は、一般に夕方薄暮から夜間にかけて点灯されるので、特段の操作を行うことなしに１日に１回電源の投入に連動して直流点灯電流の正負極性の交番切り換えを２日の周期で行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、標識灯から分離した位置に配設された点灯ユニットが正負切換手段を備えていて標識灯に供給する直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるので、直流線路に接続する標識灯の接触部が雨水などに曝されたときに直流電蝕による磨耗を生じにくくした標識灯点灯システムを提供することができる。
【００２９】
点灯ユニットは、その直流点灯回路手段がＰＷＭ制御回路を含み、正負切換手段がＰＷＭ制御の繰り返し周波数を分周した周波数で直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるように構成すれば、比較的短い時間間隔で直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させやすくなるため、標識灯の接触部が雨水などに曝されたときに直流電蝕による磨耗がより一層生じにくくなる。
【００３０】
正負切換手段は、ＰＷＭ制御された直流点灯電流の休止期間中にその正負極性を切り換えるように構成すれば、正負極性を切り換える際のスイッチングが容易になり、スイッチング損失も低減する。
【００３１】
正負切換手段は、点灯ユニットに対する電源投入ごとに直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させるように構成すれば、特段の操作を行うことなしに電源の投入に連動して直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００３３】
図１ないし図４は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第１の形態を示し、図１は標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図、図２は正負切換手段の回路図、図２は各部の電圧波形図、図４は標識灯の略図的断面図である。
【００３４】
本形態の標識灯点灯システムは、標識灯ＭＬおよび点灯ユニットＯＵを具備し、定電流電源ＣＣＲから直列給電方式により電源の供給を受ける例えば空港などに用いることができる。
【００３５】
標識灯ＭＬは、図１に示すように、接触部Ｔ１、Ｔ２、全波整流回路ＦＷＲ１、ＬＥＤ光源ＬＳおよび過電圧保護回路ＶＰを備えている。接触部Ｔ１、Ｔ２は、標識灯ＭＬが直流線路ＤＣＬに接触して接続するための手段であり、それぞれ図４に示すように電源端子ｔ１および受電端子ｔ２からなる。全波整流回路ＦＷＲ１は、ブリッジ形整流回路からなり、その交流入力端が直流線路ＤＣＬに直列接続する。ＬＥＤ光源ＬＳは、任意個数の発光ダイオードからなり、全波整流回路ＦＷＲ１の直流出力端間に接続する。過電圧保護回路ＶＰは、全波整流回路ＦＷＲ１の直流出力端間においてＬＥＤ光源ＬＳに並列接続して、主として外来サージがＬＥＤ光源ＬＳに流入しないように吸収する。
【００３６】
また、標識灯ＭＬは、その複数が直流線路ＤＣＬに直列接続されるが、図４に示すような構造を有している。すなわち、標識灯ＭＬは、基台１および灯器２から構成され、基台１の開口部に灯器２が搭載されるように取り付けられる。
【００３７】
基台１は、周段部１ａを有する薄皿状をなしていて、予め路面に埋設される。そして、その周側面の一部に配設した防水ブッシング１ｂから図１に示す直流線路ＤＣＬを構成するケーブルを液密に導入して、底面部に配設した電源端子ｔ１に接続する。なお、電源端子ｔ１は、受形接触子からなる。
【００３８】
灯器２は、蓋体２ａおよび底板２ｂを覆合してそれらの間の内部に内部空間が形成されていて、基台１の周段部１ａに周縁を支持されてボルト２ｃにより取り付けられる。そして、上記内部空間にＬＥＤ光源ＬＳおよび図示を省略するが、図１における全波整流回路ＦＷＲ１および過電圧保護回路ＶＰが収容されている。また、底板２ｂの外面に受電端子ｔ２が電源端子ｔ１に対向する位置に配設されている。なお、受電端子ｔ２は、図４に点線で示すように、差込み形接触子を備えている。このため、基台１に対して灯器２を所定の位置関係にして支持させると、受電端子ｔ２が電源端子ｔ１内に挿入されることにより、それらが相互に接触して、標識灯ＭＬが直流線路ＤＣＬに対して直列に挿入された状態で接続する。灯器２の蓋体２ａは、投光窓２ａ１を有していて、投光窓にプリズム２ｄが液密に配設されている。
【００３９】
再び図１に戻って説明すると、点灯ユニットＯＵは、直流点灯回路手段ＤＯＣおよび正負切換手段ＡＬＳを備えている。なお、点灯ユニットＯＵは、その複数が互いに後述する直列給電線路ＳＳＬに直列接続される。また、各直流点灯回路手段ＤＯＣから出力される交番化された直流点灯電流が直流線路ＤＣＬを経由して直列接続された複数の標識灯ＫＬに対して供給される。
【００４０】
直流点灯回路手段ＤＯＣは、主カレントトランスＣＴ１、全波整流器ＦＷＲ２、負荷調整回路ＬＲＣ１、平滑回路ＳＭＣ１、ＰＷＭ制御回路ＰＷＭ、負荷電流検出回路ＬＣＤおよび補助電源回路ＡＶＳを備えている。
【００４１】
主カレントトランスＣＴ１は、その１次巻線が定電流電源ＣＣＲの出力端から延在する直列給電線路ＳＳＬに直列接続する。なお、１つの点灯ユニットＯＵにおいて後述する副カレントトランスＣＴ２およびＣＴ３とが直列給電線路ＳＳＬに直列接続する。
【００４２】
供給全波整流器ＦＷＲ２は、主カレントトランスＣＴ１の２次巻線から得られる交流電圧を整流する。
【００４３】
負荷調整回路ＬＲＣ１は、直列給電線路ＳＳＬから主カレントトランスＣＴ１および全波整流回路ＦＷＲ２を介して得られる電流から、後述する負荷電流検出回路ＬＣＤによって検出された直流点灯電流を形成する電流を除いた電流すなわち余剰電流を、バイパスして直列給電線路ＳＳＬに帰還する。
【００４４】
平滑回路ＳＭＣ１は、直流点灯電流を形成するのに必要な電流を平滑化する。
【００４５】
ＰＷＭ制御回路ＰＷＭは、副カレントトランスＣＴ３、入力電流検出回路ＩＣＤ、入力電流判定回路ＩＣＪ、ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧおよびＰＷＭスイッチング回路ＰＳＣからなる。入力電流検出回路ＩＣＤは、副カレントトランスＣＴ３を介して直列給電線路ＳＳＬに流れる入力電流を検出する。入力電流判定回路ＩＣＪは、入力電流検出回路ＩＣＤで検出した入力電流のレベルを判定して定電流電源ＣＣＲの調光タップがどの値に設定されているかを判定する。ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧは、判定した定電流電源ＣＣＲの調光タップに基づいて、それに対応するＰＷＭ制御信号を発生する。ＰＷＭスイッチング回路ＰＳＣは、定電流電源ＣＣＲの調光タップに対応したＰＷＭ制御信号によりスイッチング動作をしてＰＷＭ制御された直流点灯電流を図１に示す端子Ａ、Ｂ間に出力する。
【００４６】
負荷電流検出回路ＬＣＤは、直流点灯電流検出器ＣＤおよびこの直流点灯電流検出器ＣＤの検出出力に基づいて直流点灯電流のレベルを判定するレベル判定回路ＬＪＣにより構成されていて、負荷電流である直流点灯電流を検出して負荷調整回路ＬＲＣ１に制御入力することで、内部の端子Ａ、Ｂ間に流れる直流点灯電流の波高値を一定に保持する。
【００４７】
補助電源回路ＡＶＳは、副カレントトランスＣＴ２、全波整流回路ＦＷＲ３、負荷調整回路ＬＲＣ２、平滑化回路ＳＭＣ２および定電圧化回路ＣＶＣからなる。副カレントトランスＣＴ２は、直列給電線路ＳＳＬから補助電源電圧を形成するための電流を得る。全波整流回路ＦＷＲ３は、上記補助電源電圧を形成するための電圧を平滑化する。負荷調整回路ＬＲＣ２は、定電流電源ＣＣＲの調光タップが最低出力状態のときであっても所要の定電圧を確保できる電流を除いた残余の余剰電流をバイパスして直列給電路ＳＳＬに帰還する。負荷調整回路ＬＲＣ２から出力された所要の定電圧を得るのに必要な電流は、平滑化回路ＳＭＣ２で平滑化され、定電圧化回路ＣＶＣで定電圧が形成される。この定電圧は、直流点灯回路手段ＤＯＣおよび後述する正負切換手段ＡＬＳにおいて必要な回路部分に供給される。
【００４８】
正負切換手段ＡＬＳは、図１に回路ブロックとして示し、また図２に回路図を示すように、分周回路ＦＤＣ、フリップフロップ回路ＦＦおよびブリッジ形スイッチング回路ＢＳＣからなる。
【００４９】
分周回路ＦＤＣは、ＰＷＭ制御信号発生回路ＰＳＧから出力される図３の（ａ）に示すＰＷＭ制御信号を分周し、さらに分周された信号をフリップフロップ回路ＦＦでカウントして同じく（ｂ）および（ｃ）に示す低周波で、かつ位相が互いに１８０度ずれた切換制御信号Ｓ１とＳ２とを形成する。
【００５０】
ブリッジ形スイッチング回路ＢＳＣは、フルブリッジ形インバータのようにブリッジ回路の４辺にそれぞれスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を挿入してなり、スイッチング素子Ｑ１およびＱ４を、例えば切換制御信号Ｓ１を供給してオンさせ、またＱ２およびＱ３を、切換制御信号Ｓ２を供給して１８０間隔で交互にオンさせるように構成される。
【００５１】
また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、図３に示すように、例えばＦＥＴからなり、補助電源回路ＡＶＳの副カレントトランスＣＴ２からダイオードＤ１およびコンデンサＣ１を介して平滑化された直流電圧を得て、これを各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のドレイン−ソース間に印加して駆動する。そして、フォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４のフォトトランジスタを対応するＦＥＴのドレイン−ゲート間に接続して、上記駆動を制御するように構成している。一方、フリップフロップ回路ＦＦの一対の出力端にトランジスタＱ５、Ｑ６を経由してフォトカプラＰＣ１〜ＰＣ４の発光ダイオードを切換制御信号Ｓ１、Ｓ２で交互に発光させるように構成している。
【００５２】
したがって、フリップフロップ回路ＦＦの一対の出力端の一方に出力が生じると、それに接続するフォトカプラＰＣ１およびＰＣ４の発光ダイオードと、フォトカプラＰＣ２およびＰＣ３の発光ダイオードとが交互に点灯し、これらの発光ダイオードに光結合して対応しているフォトトランジスタがオンするので、それらに接続する各ＦＥＴすなわちスイッチング素子Ｑ１、Ｑ４とＱ２、Ｑ３とが交互にオンする。
【００５３】
そうして、点灯ユニットＯＵの図１に示す出力端子Ｃ、Ｄ間に交番化された直流点灯電流が出力され、直流線路ＤＣＬを経由して複数の標識灯ＭＬの内部で単極性の直流電流に変換されてからＬＥＤ光源ＬＳを付勢して点灯させる。
【００５４】
図５は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第２の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図である。なお、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５５】
本形態は、正負切換手段ＡＬＳがラッチングリレーＬＲｙにより構成されている。すなわち、点灯ユニットＯＵの内部の端子Ａ、Ｂ間に出力されるＰＷＭ制御された直流電流をラッチングリレーＬＲｙによって点灯ユニットＯＵの出力端子Ｃ、Ｄ間に交番化して出力する。ラッチングリレーＬＲｙは、補助電源回路ＡＶＳから定電圧が出力されたときにだけ作動してリレー接点を交互に切り換える。
【００５６】
本形態においては、ラッチングリレーＬＲｙは、定電流電源ＣＣＲの電源が投入されたときに点灯ユニットＯＵの直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させる。したがって、本形態は、１日に１回定電流電源ＣＣＲの電源を投入する場合に、２日に１回の周期で直流点灯電流が交番出力されるようにする場合に好適である。
【００５７】
図６は、本発明の標識灯点灯システムを実施するための第３の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブ回路図である。なお、図１と同一部分については同一符号を付して説明は省略する。
【００５８】
本形態は、補助電源回路ＡＶＳの余剰電流がカレントトランスＣＴ２の１次側でバイパスされるように構成されている。すなわち、カレントトランスＣＴ２の１次側において余剰電流をバイパスするようにした余剰電流バイパス回路ＳＣＢを配設している点が本形態における特徴的構成である。
【００５９】
余剰電流バイパス回路ＳＣＢは、全波整流器ＦＷＲ４、トランジスタＱ７、第１の定電圧回路ＣＶ１、第１のスイッチング回路ＳＣおよびフォトカプラＰＣ５を備えて構成されている。
【００６０】
全波整流器ＦＷＲ４は、その交流入力端がカレントトランスＣＴ２の１次巻線と並列に接続している。トランジスタＱ７は、全波整流器ＦＷＲ４の直流出力端間に接続されている。第１の定電圧回路ＣＶ１は、補助電源回路ＡＶＳの全波整流器ＦＷＲ３の直流出力端に接続したダイオードＤ２および平滑コンデンサＣ２からなる直列回路の平滑コンデンサＣ２の両端間に接続している。
【００６１】
第１のスイッチング回路ＳＣは、第１の定電圧回路ＣＶ１に並列接続し、第１の定電圧回路ＣＶ１が所定電圧に到達したときにオンする。フォトカプラＰＣ５は、その発光ダイオードが第１のスイッチング回路ＳＣがオンしたときに発光するように接続され、そのフォトトランジスタが前記トランジスタＱ７のコレクタ−ベース間に接続している。
【００６２】
なお、図中図１と同一部分について同一符号を付した回路部分のうち、定電圧回路ＣＶＣと上記第１の定電圧回路ＣＶ１とは、前者が後者より優先されて動作するように回路定数が選定されている。
【００６３】
そうして、定電流電源ＣＣＲに点灯ユニットＯＵが接続している状態で直列給電線路ＳＳＬに交流電流が流れると、優先して第１の定電圧回路ＣＶ１が作動して第１のスイッチング回路ＳＣがオンすると、これに伴いフォトカプラＰＣ５が作動してトランジスタＱ７がオンし、全波整流器ＦＷＲ４を介して余剰電流が直列給電路ＳＳＬに帰還される。換言すれば、第１の定電圧回路ＣＶ１で粗い定電圧化により余剰電流をカレントトランスＣＴ２の１次側において直列給電路ＳＳＬに帰還し、補助電源回路ＡＶＳが作動して精密な定電圧がなされて各機能回路に印加される。そのため、カレントトランスＣＴ２の２次巻線に流れる余剰電流が非常に小さくなる。その結果、カレントトランスの２次巻線を調光タップの低いレベル、例えば調光タップ３で設計できるから、２次巻線の小形化を図ることができる。
【００６４】
ところで、図６において、主カレントトランスＳＴ１に接続する直流点灯回路手段ＤＯＣと直流線路ＤＣＬとの間に正負切換手段ＡＬＳが介在していないので、標識灯ＭＬには単極性の直流電流が供給されるが、所望により図１および図５に示すような正負切換手段ＡＬＳを介在させることができるのはいうまでもない。
【００６５】
本形態において、負荷調整回路ＬＲＣ２は、スイッチング素子Ｑ８およびこれを制御するスイッチング制御回路ＳＣＣにより構成されている。
【００６６】
なお、参考まで本形態によらない場合には、定電流電源ＣＣＲの調光タップが５のときには、直列給電路ＳＳＬ、したがってカレントトランスＣＴ２の１次巻線には６．６（Ａ）の電流が流れるが、２次巻線はタップ３のときの電流４．１Ａで設計された２次電流に対して、約１．６倍値（＝６．６Ａ／４．１Ａの比）が流れるため、巻線に伴う銅損ロスが多くなる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第１の形態における標識灯の略図的断面図
【図２】同じく標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図
【図３】同じく正負切換手段の回路図
【図４】同じく各部の電圧波形図
【図５】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第２の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブロック回路図
【図６】本発明の標識灯点灯システムを実施するための第３の形態を示す標識灯点灯システムの全体を示すブ回路図
【符号の説明】
【００６８】
ML…標識灯、ＯＵ…点灯ユニット、ＣＣＲ…定電流電源、ＦＷＲ１…全波整流回路、ＬＳ…ＬＥＤ光源、ＤＣＬ…直流線路、ＳＳＬ…直列給電線路、Ａ、Ｂ…端子、Ｃ、Ｄ…出力端子、ＣＴ１…主カレントトランス、ＦＷＲ２…全波整流回路、ＬＲＣ１…負荷調整回路、ＤＯＣ…直流点灯回路手段、ＡＬＳ…正負切換手段、ＳＭＣ１…平滑回路、ＰＷＭ…ＰＷＭ制御回路、ＬＣＤ…負荷電流検出回路、ＡＶＳ…補助電源回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えた標識灯と；
標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路を経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段および直流点灯電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段を備えた点灯ユニットと；
を具備していることを特徴とする標識灯点灯システム。
【請求項２】
点灯ユニットは、直流点灯回路手段がＰＷＭ制御回路を含み、正負切換手段がＰＷＭ制御の繰り返し周波数を分周した周波数で直流電流の正負極性を切り換えて交番出力させることを特徴とする請求項１記載の標識灯点灯システム。
【請求項３】
正負切換手段は、ＰＷＭ制御された直流電流の休止期間中にその正負極性を切り換えることを特徴とする請求項２記載の標識灯点灯システム。
【請求項４】
正負切換手段は、点灯ユニットに対する電源投入ごとに直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させることを特徴とする請求項１記載の標識灯点灯システム。
【請求項１】
全波整流回路およびＬＥＤ光源を備えた標識灯と；
標識灯から分離した位置に配設され、直流点灯電流を直流線路を経由して標識灯に供給し、ＬＥＤ光源を点灯させる直流点灯回路手段および直流点灯電流を標識灯に供給する際にその正負極性を切り換えて交番出力させる正負切換手段を備えた点灯ユニットと；
を具備していることを特徴とする標識灯点灯システム。
【請求項２】
点灯ユニットは、直流点灯回路手段がＰＷＭ制御回路を含み、正負切換手段がＰＷＭ制御の繰り返し周波数を分周した周波数で直流電流の正負極性を切り換えて交番出力させることを特徴とする請求項１記載の標識灯点灯システム。
【請求項３】
正負切換手段は、ＰＷＭ制御された直流電流の休止期間中にその正負極性を切り換えることを特徴とする請求項２記載の標識灯点灯システム。
【請求項４】
正負切換手段は、点灯ユニットに対する電源投入ごとに直流点灯電流の正負極性を切り換えて交番出力させることを特徴とする請求項１記載の標識灯点灯システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１９２３６４（Ｐ２０１０−１９２３６４Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３７５６９（Ｐ２００９−３７５６９）
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２０日（２００９．２．２０）
【出願人】（０００００３７５７）東芝ライテック株式会社 (2,710)
【Ｆターム（参考）】
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