鉄道用ヘッドライト
【課題】 ＬＥＤ式ライトを使用しつつ、十分な照明量を保持する鉄道用ヘッドライトを提供することである。
【解決手段】 実施形態のヘッドライトは、ハイビーム用基盤１２ａ上に設置されたハイビーム用ライト１３ａと、ロービーム用基盤１２ｂ上に設置されたロービーム用ライト１３ｂと、ハイビーム用ライト１３ａが進行方向に、取付枠またはハイビーム用鏡筒１４ａ、 を介して取り付けられるハイビーム用基盤１２ａ側面と平行に設置されるハイビーム用レンズ１５ａと、ロービーム用ライト１３ｂ進行方向に、取付枠またはロービーム用鏡筒１４ｂを介して取り付けられ、ハイビーム用レンズ１５ａとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズ１５ｂとを有している。
【解決手段】 実施形態のヘッドライトは、ハイビーム用基盤１２ａ上に設置されたハイビーム用ライト１３ａと、ロービーム用基盤１２ｂ上に設置されたロービーム用ライト１３ｂと、ハイビーム用ライト１３ａが進行方向に、取付枠またはハイビーム用鏡筒１４ａ、 を介して取り付けられるハイビーム用基盤１２ａ側面と平行に設置されるハイビーム用レンズ１５ａと、ロービーム用ライト１３ｂ進行方向に、取付枠またはロービーム用鏡筒１４ｂを介して取り付けられ、ハイビーム用レンズ１５ａとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズ１５ｂとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、鉄道用のヘッドライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の進歩発展に伴い、一般にパワーＬＥＤと呼ばれるＬＥＤ式ライトが広く市販されるようになった。このパワーＬＥＤは、鉄道車両の先頭に取り付けられるヘッドライトに求められるような光量を発することが可能であり、このパワーＬＥＤを用いた鉄道用ヘッドライトが開発され始めている。
【０００３】
また、鉄道車両が、特に夜間などにヘッドライトを点灯させて走行する場合、歩行者や対向車などに向けて必要以上に強い光を向けるのは好ましくない。そのため、ヘッドライトには光が直進するハイビームと、光がレール方向に向うロービームとを切り替える機能を持たせるとともに、さらには光量を調節することで、上記のような状況に対応してきた。
【０００４】
以下に従来の技術として一般的に使用されてきたシールドビームと呼ばれる鉄道用ヘッドライトについて説明する。シールドビームは反射鏡とガラスとで密封された電球の内部に、上下、二つのフィラメントを配置されている。この上下に分かれた２つのフィラメントの電源として、電球後部に点灯回路用の端子が設けられている。この点灯回路は、車両側でのスイッチを切換える事により、上下のどちらかを点灯させることが可能となる。このとき、反射鏡のほぼ焦点付近に配置されたフィラメントを点灯させた場合は、光が直進するのでハイビームになる。また、反射鏡の焦点から上方に偏倚した位置にあるフィラメントを点灯させた場合は、光が反射鏡内で下向きに反射されるので、光がやや下向きになるのでロービームになる。さらに、必要により、ハイビームに対してロービームのフィラメントに流す電流が小さくなるようにフィラメントを設計して、光量を小さくすることで、歩行者や対向車への配慮を行ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術は、１つの発光器具に対して複数の発光源が用いられているため、その発光器具が有する焦点以外を使用した発光源の光は外部へと効果的に伝えられていなかった。そのため、ＬＥＤ式ライトを使用すると、ＬＥＤ式ライトの発光量の使用率が低くなり、多くのＬＥＤ式ライトを使用しなければ十分な照明量が得られないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ＬＥＤ式ライトを使用しつつ、十分な照明量を保持する鉄道用ヘッドライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のヘッドライトは、ハイビーム用基盤上に設置されたハイビーム用ライトと、ロービーム用基盤上に設置されたロービーム用ライトと、ハイビーム用ライトが進行方向に、取付枠を介して取り付けられるハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、ロービーム用ライト進行方向に、取付枠を介して取り付けられ、ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、を有する鉄道用ヘッドライト。ＬＥＤ式ライトを使用しつつ、十分な照明量を保持する鉄道用ヘッドライトを有している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の車両側面図。
【図２】第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図３】第２の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図４】第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図５】第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの変形例を示す側面図。
【図６】第４の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図７】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図。
【図８】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図。
【図９】題５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図１０】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図。
【図１１】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図。
【図１２】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。
【図１３】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第１電気回路図。
【図１４】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第２電気回路図。
【図１５】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの照明範囲図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態のヘッドライトを図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１乃至図３を参照し、詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の車両側面図である。図２は、第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。図３は、第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの変形例を示す側面図である。
【００１２】
（構成）
鉄道車両の先頭部には、車上から前方の確認、あるいは、地上から列車の接近を認知することを主たる目的とするヘッドライトが配置されている。またその光源として、ヘッドランプが内蔵されている。そのヘッドライトの配置位置について図１を用いて例を示す。
【００１３】
図１には、鉄道車両１に設けられる運転室２の上部にヘッドランプ３が配置されている。このヘッドランプは、ここでは図示しない運転者のスイッチ扱いにより、ハイビームとロービームを切り換えることができる。
【００１４】
運転操作を行う運転者が運転室２により確保できる視野範囲を前方視野４とする。その前方視野４に対して、ハイビームにすると照射角５となり、ロービームにすると照射角６となる。ハイビームは遠方を照射し、ロービームは、水平よりもやや下方を照射する。
【００１５】
次にヘッドランプの構造について詳細に説明する。図２のヘッドランプは、取付板１１、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用発光部１３ａ、 ロービーム用発光部１３ｂ、ハイビーム用鏡筒１４ａ、ロービーム用鏡筒１４ｂ、ハイビーム用レンズ１５ａ、ロービーム用レンズ１５ｂを有している。
【００１６】
取付板１１の一側面には、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａとロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂが天井部側から床下側に向かって上下に取り付けられる。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａの取付板１１と接していない側面には、ハイビーム用発光部１３ａが設置される。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａと、ハイビーム用発光部１３ａを覆うように、ハイビーム用鏡筒１４ａの一端部が取付板１１に固定される。ハイビーム用鏡筒１４ａの別端部は取付板１１より突出するように設けられる。また、ハイビーム用鏡筒１４ａが取付板１１とは接していない端部、つまり突出している側の端部には、ハイビーム用鏡筒１４ａと同様の径を有する凸レンズのハイビーム用レンズ１５ａが設置される。
【００１７】
また、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの取付板１１と接していない側面には、ロービーム用発光部１３ｂが取り付けられる。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと、ロービーム用発光部１３ｂを覆うように、ロービーム用鏡筒１４ｂの一端部が取付板１１に取付板１１に固定される。またロービーム用鏡筒１４ｂの別端部は取付板１１より突出するように設けられる。このとき、ロービーム用鏡筒１４ｂは、突出している端部が、取付板１１の端部よりもやや下方のレール方向に位置している。そのため、取付板１１と接しているロービーム用鏡筒１４ｂの開口部は、突出している側のロービーム用鏡筒１４ｂの開口部より大きくなっている。また、ロービーム用鏡筒１４ｂの突出している側の端部には、ロービーム用鏡筒１４ｂと同様の径を有する凸レンズのロービーム用レンズ１５ｂが設置される。
【００１８】
（作用）
次に本実施形態の構成による作用を説明する。図２に示すように、ハイビーム用発光部１３ａ及びロービーム用発光部１３ｂの光は分散するように放出される。放出された光はハイビーム用鏡筒１４ａ及びロービーム用鏡筒１４ｂによって、それぞれの鏡筒内部に留まることになる。鏡筒内部に留められた光は、凸レンズのハイビーム用レンズ１５ａと、ハイビーム用レンズ１５ｂによって一点に収束され外部へと放出される。このとき、ハイビーム用鏡筒１４ａの開口部が直進方向に開口しているため、ハイビーム用鏡筒１４ａよりハイビームが放出されることになる。また、ロービーム用鏡筒１４ｂの１つの開口部がレール方向に向かっているため、ロービームが放出されることになる。
【００１９】
（効果）
以上述べた実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００２０】
ここでは説明を簡略化するために、ハイビーム用とロービーム用のヘッドランプを上下の場合のみ説明したが、ハイビームとロービーム用のヘッドランプの位置については、横、斜めなどその他の配置も可能であり、その場合も本実施形態の効果は得られる。
【００２１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図３は、第２の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である尚、図１乃至２と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本実施形態は、第１の実施形態とは、傾斜用取付板を有する点が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００２３】
（構成）
取付板１１ａにＬ字型の傾斜用取付板１１ｂが設けられている。傾斜用取付板１１ｂは鉄道車両１の天井側から床下側に向かって傾斜が低くなっていくように、傾斜用取付板１１ｂに取り付けられている。傾斜用取付板１１ｂは、進行方向に対向して広い側面を有する。その側面を傾斜面１１１ｂとする。傾斜面１１１ｂの取付板１１側とは反対側の側面に、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂが設けられる。また、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの傾斜用取付面１１１ｂとは反対側の側面に、ロービーム用発光部１３ｂが設けられる。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと、ロービーム用発光部１３ｂを覆うように、ロービーム用鏡筒１４ｃの端部が取付面１１１ｂに取り付けられる。またロービーム用レンズ１５ｃがロービーム用鏡筒１４ｃの先端に設けられる。
【００２４】
次に、図４を用いて、図３で説明した発光部と、電源部の一体化について説明する。発光部は、傾斜用取付板１１ｂ、放熱フィン１８、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用鏡筒１４ａ、ロービーム用鏡筒１４ｂ、ハイビーム用レンズ１５ａ、ロービーム用レンズ１５ｂを有している。電源部は、電源側取付枠１７ａ、電源側取付板１７ｂ、安定化電源２１ｄ、コネクタ２５を有している。取付板１１ｂの一側面にハイービーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ等が取り付けてある構成は図３と同様である。取付板１１ｂの別側面にはＬＥＤから発生する熱を放散するための放熱フィン１８が設けられている。放熱フィン１８は板状のものを複数枚用いることや、取り付けられていない側面が波形状を有しているものを用いることが可能である。取付板１１ｂの放熱フィン１８が取り付けられている側面の外周部には、電源側取付板２７ａ、２７ｂが設けられる。電源側取付板２７ａ、２７ｂの取付板１１ｂと接続されていない端部には、ヘッドライトのハイビームやロービームの切換制御を行う安定化電源２１ｄが設置される。また安定化電源２１ｄの、取付板１１ｂと反対側の側面には、鉄道車両１がヘッドライトに電力を供給するためのコネクタ２５が設置される。
【００２５】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００２６】
さらに本実施形態では、傾斜用取付板を用いることでハイビーム用とロービーム用に用いる部品が共通となり、標準化が可能となる。そのため、製造工程の簡易化が図れる。
【００２７】
またここでは図示しないが、コネクタ２５と安定化電源２１ｄの間をリード線によって繋げる構成も可能である。その場合、鉄道車両１側に既存に設けられているブラグ等の構成に対応可能で、互換性を向上することができる。
【００２８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図５は第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至４と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施形態は、第１の実施形態とは、鏡筒が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００３０】
（構成）
図５に示すように、本実施形態は取付板１１ｂ上に板状の取付枠１７ａが設けられる。取付枠１７ａの一端部は取付板１１ｂに固定され、別端部は取付板１１ｂより直進方向に突出するように位置している。取付枠１７ａの突出している先端部の先には一体型レンズ１６が取り付けられる。一体型レンズ１６は、２つのレンズとそのレンズ間を接続する接続部材１１６ｃで構成される。２つのレンズは上下に位置し、その上側がハイビーム用レンズ１１６ａ、下側がロービーム用レンズ１１６ｂである。このときハイビーム用レンズ１１６ａは、放出される光が直進方向に平行となるように、取付板１１ｂと並行に配置されている。また、ロービーム用レンズ１１６ｂは、放出される光がレール方向、やや下向きとなるよう、ロービーム用レンズ１１６ｂの下側部分と取付板１１ｂ間の距離が、ロービーム用レンズ１１６ｂの上側部分と取付板１１ｂの距離のほうが長くなるように傾斜を有して設置されている。また、接続部材１１６ｃは、例えば取付枠１７ａと同様の材料で構成される。
【００３１】
上記の取付枠１７ａは、板状に限定されず、棒状、筒状を用いることでも本実施形態の効果を得ることは可能である。また、複数枚の板状の取付枠１７ａを使用することでも可能である。
【００３２】
また、上記の一体型レンズ１６は、ハイビーム用レンズ１１６ａ、ロービーム用レンズ１１６ｂ、接続部材１１６ｃの材料を統一することで構成することも可能である。
【００３３】
（作用）
本実施形態の構成を用いると、ハイビーム用発光部１３ａ及びロービーム用発光部１３ｂからの光は取付枠１７ａ内で留まり、その後、ハイビーム用レンズ１１６ａ、ロービーム用レンズ１１６ｂの焦点を通して、外部へと放出されることになる。
【００３４】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００３５】
さらに、個々のＬＥＤに対応して鏡筒を設けることがないため、製造部品の削減、製造工程の簡易化を図ることが可能となる。
【００３６】
さらに図６を、図５の変形例として示す。図６に示した防水一体型レンズ１６ａは、取付枠１７ａと接続部材１１６ｃが一体化されたものである。レンズ以外の鏡筒部分を一体化し、取付板１１ｂに固定することで防水性が高くなる。そのため、製造部品の削減、製造工程の簡易化を図りつつも、防水性の高い鉄道用ヘッドライトを提供することが可能となる。
【００３７】
また、これまでの実施形態で述べられたヘッドライトを電源一体型とし、鉄道車両１に組み込む際は、ハイビーム用ヘッドライトとロービーム用のヘッドライトを配置、組み合わせを変更することで、全体形状を丸型や角型など自由に決められる。そのため、既存の鉄道車両１の形状に合わせることが可能であるため、高い互換性を有しているといえる。また、新たなデザインに合わせて自由な形状にすることも可能である。
【００３８】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図７は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図である。図８は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図である。図９は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至６と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態は、第２の実施形態のヘッドライトを複数組み合わせた構成となっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００４０】
（構成）
図７、図８、図９に、取付板４０、第１固定穴４１、第２固定穴４２、配線穴４３、ハイビーム用ヘッドランプ４４、ロービーム用ヘッドランプ４５について示す。取付板４０は八角形の鉄板であり、第１固定穴４１と第２固定穴４２、配線穴４３を有している。第１固定穴４１は鉄道車両１側とヘッドライト全体をネジ等を使用して固定するための固定穴である。第２固定穴は放熱フィン１８と取付板４０を固定するための固定穴である。また、配線穴４３は、取付板４０の背面側に設置される電源と電気的に接続するための配線を通す穴である。取付板４０上には、ハイビーム用ヘッドランプ４４とロービーム用ヘッドランプ４５が複数個設置される。まず、ハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して４つ設置される。この列を第１列ハイビーム４４ａとする。次に第１列ハイビーム列４４ａの下側に、２つのロービーム用ヘッドランプ４５が設置される。この列を第１ロービーム列４５ａとし、ロービーム用ヘッドランプ４５は並んだハイビーム用ヘッドランプ４４の中央下に位置している。次に第１ロービーム列４５ａの下側に、ハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して４つ設置される。この列を第２ハイビーム列４４ｂとする。また同様に、第２ハイビーム列４４ｂの下側に、２つのロービーム用ヘッドランプ４５が配置された第２ロービーム列４５ｂが位置している。また、その第２ロービーム列４５ｂの下側には、４つのハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して並んでいる第３ハイビーム列４４ｃが位置する。
【００４１】
また図９に示すように取付板４０の背面側には、電源側取付板４７及び電源４６が設置されている。取付板４０のヘッドランプが設置されていない面には放熱フィン１８が設けてあり、その放熱フィンを囲うように板状の電源側取付板４７が取り付けられる。電源側取付板４７の取付板４０と固定されていない端部には電源４６が設置される。
【００４２】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００４３】
本実施形態は第２の実施形態のヘッドライトを例として複数組み合わせたが、その他の実施形態で述べられたヘッドライトの形状を用いることも可能である。
【００４４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１０は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図である。図１１は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図である。図１２は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至９と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態は、第１の実施形態のヘッドライトを取り付ける台が異なっている。以下、その点で説明する。
【００４６】
（構成）
図１０、図１１、図１２に示すように、本実施形態の取付台５０は、正面から見た開口部５０ａが、周囲が緩やかな曲線で構成された四角形であり、凹部を有する箱型の形状を有している。この取付台５０の開口部５０ａ形状は、例えば丸型に近い形でもよい。取付台５０の開口部５０ａには、開口部５０ａを覆うように透明な保護板５０ｂが設けられている。また、ヘッドライトを車体側に設けられた保護ガラスなどにより防水された部位で使用する場合などにおいては、この保護板５０ｂは省略可能となる。
【００４７】
取付台５０の一方の側面には第４の実施形態と同様にヘッドライトが取り付けられている。また、図１２に示すように、取付台５０のもう一方の側面には、放熱フィン５８と、放熱フィン５８を囲うように電源側取付板５７が設けられている。また、放熱フィン５８と対向する電源側取板５７の側面には、電源支持棒５７ａが複数本、取り付けられている。電源支持棒５７ａの、電源側取付板５７とは接続されていないもう端部には、板状の電源取付板５６が設けられている。電源取付板５６の側面上でかつ、電源支持棒５７ａが取り付けられていない側面には、鉄道車両１側の電力供給源と接続されるヘッドライト用電源５６ａ、５６ｂ、５６ｃが取り付けられる。
【００４８】
またここでは図示しないが、第２の実施形態で述べたコネクタ２５、及びその取付け台となっている定化電源２１ｄの外枠、電源側取付枠２７ａ、２８ｂを、ヘッドライト用電源５６ａ、５６ｂ、５６ｃを覆うように、電源取付板５６上に追加することも可能となる。そのときコネクト２５と電源との接続は、第２の実施形態と同様にリード線を介することで鉄道車両１側のブラグ等に対応することが可能となる。（作用）
本実施形態の取付台５０は、凹部部分にヘッドライトを設け、その凹部部分を覆うように保護板５０ｂが設けられているため、鉄道車両１の走行するときに、雨、雪などの外部からの異物の進入を防ぎ、ヘッドライトを保護する。
【００４９】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００５０】
本実施形態は第２の実施形態のヘッドライトを例として複数組み合わせたが、その他の実施形態で述べられたヘッドライトの形状を用いることも可能である。
【００５１】
（第６の実施形態）
第６の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１３は、第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第１電気回路図である。尚、図１乃至１２と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５２】
本実施形態は、第１から第５の実施形態に適応する電気回路について説明する。
【００５３】
（構成）
図１３に、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用安定化電源２１ａ、一体型安定化電源２１ｃ、安定化電源２１ｄ、配線用遮断器２３、切換スイッチ２４、ハイビーム用端子２４ａ、ロービーム用端子２４ｂを有する本実施形態の電気回路を示す。
【００５４】
配線用遮断機２３と切換スイッチ２４が接続され、切換スイッチ２４は、切換によってハイビーム用端子２４ａまたはロービーム用端子２４ｂと接続される。切換は運転室の操作指令によって行われる。ハイビーム用端子２４ａは、ハイビーム用安定化電源２１ａを介してハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａと接続される。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａの負側端子は接地装置と接続される。また、ロービーム用端子２４ｂは、ロービーム用安定化電源２１ｂを介してロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと接続される。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの負側端子は接地装置と接続される。
【００５５】
（作用）
このような回路は、電源より供給される電力は、切換スイッチ２４によってハイビーム側かロービーム側に送られることになる。切換スイッチ２４が、運転室からの指令によりハイビーム用端子２４ａと接続された場合、供給された電力はＤＣ−ＤＣコンバータであるハイビーム用安定化電源２１ａを介して、適切な直流電圧に変換される。変換された直流電圧はハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａに供給され、ハイビーム用ＬＥＤが点灯する。また、切換スイッチ２４が、運転室からの指令によりロービーム用端子２４ｂに接続された場合、供給された電力はＤＣ−ＤＣコンバータであるロービーム用安定化電源２１ｂを介して、適切な直流電圧に変換される。変換された直流電圧はロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂに供給され、ロービーム用ＬＥＤが点灯する。
【００５６】
このとき切換スイッチ２４は既存車両に設備として搭載されていることがあるため、その既存車両設備を使用してハイビーム用ＬＥＤまたはロービーム用ＬＥＤの点灯を行うことが可能となる。
【００５７】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００５８】
また図１４に図１３の変形例を示す。図１４は、ハイビーム用安定化電源２１ａ、ロービーム用安定化電源２１ｂの代わりに、一体型安定化電源２１ｃが取り付けられている。一体型安定化電源２１ｃは、ハイビーム用安定化電源２１ａ、ロービーム用安定化電源２１ｂが共通化したものである。共通化することで軽量化を図ることが可能なる。
【００５９】
以上述べてきた鉄道用ヘッドランプには、踏み切り内の障害物の有無を検知する踏切障害物検知装置の誤検知を回避する効果もある。踏切障害物検知装置は、検知周波数を有しており、鉄道車両１のヘッドライトの周波数が検知周波数と近い場合、誤検知を誘発する恐れがあった。前述したＬＥＤを使用した鉄道用ヘッドライトは、路線ごとにヘッドライトからスイッチング周波数を自由に設定することや、走行中に路線データ等の運行情報によりスイッチング周波数変更したりすることも可能であるため、このような誤検知を回避できる。
【００６０】
また、ここでは図示しないが、ＬＥＤの発光色としては、白に限らず、アンバー、黄、赤、青、緑などがある。従来使用してきたシールドビームに近い使用感を実現するには、アンバーを用いると、いわゆる電球色になり、違和感がない。また、車両の後尾に配置されている後部標識灯は、赤であることが求められているので、赤のＬＥＤを用いると、後部標識灯の機能を満たすことも可能となる。
【００６１】
また、少なくとも１つの実施形態を用いることで、図１５のようにヘッドライトの左右の角度を変えることが可能である。図１５は、車両を上面から見た場合の、光の左右方向への広がりについて示したものである。レール７を走行する鉄道車両１に進行方向側面にヘッドランプ３ａが設けられている。実施形態の構成を用いることにより、各路線などの使用環境に適した光束、たとえば、第１照射角８ａや第２照射角８ｂなどの様々な角度を有する鉄道車両１を実現することが可能である。または、車両側での車体設計時に光軸設定を行うのではなく、車体のランプ取付面は、たとえば、車両の進行方向に対して９０度で標準化しておき、車両や路線などの状況により、ランプ正面のレンズを交換することで、上下・左右、あるいは斜め方向の必要な角度に光を向けることが可能となる。
【００６２】
上記で説明された全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。そのため、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 鉄道車両
２ 運転室
３ ヘッドランプ
３ａ ヘッドランプ
４ 前方視野
５ ハイビーム照射角
６ ロービーム照射角
７ レール
８ａ 第１照射角
８ｂ 第２照射角
１１ 取付板
１１ａ 傾斜用取付板
１１１ｂ 傾斜面
１２ａ ハイビーム用ＬＥＤ基盤
１２ｂ ロービーム用ＬＥＤ基盤
１３ａ ハイビーム用発光部
１３ｂ ロービーム用発光部
１４ａ ハイビーム用鏡筒
１４ｂ ロービーム用鏡筒
１４ｃ ロービーム用鏡筒
１５ａ ハイビーム用レンズ
１５ｂ ロービーム用レンズ
１５ｃ ロービーム用レンズ
１６ 一体型レンズ
１６ａ 防水一体型レンズ
１７ａ 取付枠
１７ｂ 取付枠
１８ 放熱フィン
２１ａ ハイビーム用安定化電源
２１ｃ 一体型安定化電源
２１ｄ 安定化電源
２２ａ ロービーム用安定化電源
２３ 配線用遮断器
２４ 切換スイッチ
２５ コネクタ
２７ａ 電源側取付枠
２７ｂ 電源側取付枠
１１６ａ ハイビーム用レンズ
１１６ｂ ロービーム用レンズ
１１６ｃ 接続部材
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、鉄道用のヘッドライトに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の進歩発展に伴い、一般にパワーＬＥＤと呼ばれるＬＥＤ式ライトが広く市販されるようになった。このパワーＬＥＤは、鉄道車両の先頭に取り付けられるヘッドライトに求められるような光量を発することが可能であり、このパワーＬＥＤを用いた鉄道用ヘッドライトが開発され始めている。
【０００３】
また、鉄道車両が、特に夜間などにヘッドライトを点灯させて走行する場合、歩行者や対向車などに向けて必要以上に強い光を向けるのは好ましくない。そのため、ヘッドライトには光が直進するハイビームと、光がレール方向に向うロービームとを切り替える機能を持たせるとともに、さらには光量を調節することで、上記のような状況に対応してきた。
【０００４】
以下に従来の技術として一般的に使用されてきたシールドビームと呼ばれる鉄道用ヘッドライトについて説明する。シールドビームは反射鏡とガラスとで密封された電球の内部に、上下、二つのフィラメントを配置されている。この上下に分かれた２つのフィラメントの電源として、電球後部に点灯回路用の端子が設けられている。この点灯回路は、車両側でのスイッチを切換える事により、上下のどちらかを点灯させることが可能となる。このとき、反射鏡のほぼ焦点付近に配置されたフィラメントを点灯させた場合は、光が直進するのでハイビームになる。また、反射鏡の焦点から上方に偏倚した位置にあるフィラメントを点灯させた場合は、光が反射鏡内で下向きに反射されるので、光がやや下向きになるのでロービームになる。さらに、必要により、ハイビームに対してロービームのフィラメントに流す電流が小さくなるようにフィラメントを設計して、光量を小さくすることで、歩行者や対向車への配慮を行ってきた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２７１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術は、１つの発光器具に対して複数の発光源が用いられているため、その発光器具が有する焦点以外を使用した発光源の光は外部へと効果的に伝えられていなかった。そのため、ＬＥＤ式ライトを使用すると、ＬＥＤ式ライトの発光量の使用率が低くなり、多くのＬＥＤ式ライトを使用しなければ十分な照明量が得られないという問題が生じていた。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、ＬＥＤ式ライトを使用しつつ、十分な照明量を保持する鉄道用ヘッドライトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態のヘッドライトは、ハイビーム用基盤上に設置されたハイビーム用ライトと、ロービーム用基盤上に設置されたロービーム用ライトと、ハイビーム用ライトが進行方向に、取付枠を介して取り付けられるハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、ロービーム用ライト進行方向に、取付枠を介して取り付けられ、ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、を有する鉄道用ヘッドライト。ＬＥＤ式ライトを使用しつつ、十分な照明量を保持する鉄道用ヘッドライトを有している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の車両側面図。
【図２】第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図３】第２の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図４】第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図５】第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの変形例を示す側面図。
【図６】第４の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図７】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図。
【図８】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図。
【図９】題５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図。
【図１０】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図。
【図１１】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図。
【図１２】第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。
【図１３】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第１電気回路図。
【図１４】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第２電気回路図。
【図１５】第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの照明範囲図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態のヘッドライトを図面を参照して説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１乃至図３を参照し、詳細に説明する。図１は、第１の実施形態の車両側面図である。図２は、第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。図３は、第１の実施形態の鉄道用ヘッドライトの変形例を示す側面図である。
【００１２】
（構成）
鉄道車両の先頭部には、車上から前方の確認、あるいは、地上から列車の接近を認知することを主たる目的とするヘッドライトが配置されている。またその光源として、ヘッドランプが内蔵されている。そのヘッドライトの配置位置について図１を用いて例を示す。
【００１３】
図１には、鉄道車両１に設けられる運転室２の上部にヘッドランプ３が配置されている。このヘッドランプは、ここでは図示しない運転者のスイッチ扱いにより、ハイビームとロービームを切り換えることができる。
【００１４】
運転操作を行う運転者が運転室２により確保できる視野範囲を前方視野４とする。その前方視野４に対して、ハイビームにすると照射角５となり、ロービームにすると照射角６となる。ハイビームは遠方を照射し、ロービームは、水平よりもやや下方を照射する。
【００１５】
次にヘッドランプの構造について詳細に説明する。図２のヘッドランプは、取付板１１、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用発光部１３ａ、 ロービーム用発光部１３ｂ、ハイビーム用鏡筒１４ａ、ロービーム用鏡筒１４ｂ、ハイビーム用レンズ１５ａ、ロービーム用レンズ１５ｂを有している。
【００１６】
取付板１１の一側面には、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａとロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂが天井部側から床下側に向かって上下に取り付けられる。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａの取付板１１と接していない側面には、ハイビーム用発光部１３ａが設置される。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａと、ハイビーム用発光部１３ａを覆うように、ハイビーム用鏡筒１４ａの一端部が取付板１１に固定される。ハイビーム用鏡筒１４ａの別端部は取付板１１より突出するように設けられる。また、ハイビーム用鏡筒１４ａが取付板１１とは接していない端部、つまり突出している側の端部には、ハイビーム用鏡筒１４ａと同様の径を有する凸レンズのハイビーム用レンズ１５ａが設置される。
【００１７】
また、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの取付板１１と接していない側面には、ロービーム用発光部１３ｂが取り付けられる。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと、ロービーム用発光部１３ｂを覆うように、ロービーム用鏡筒１４ｂの一端部が取付板１１に取付板１１に固定される。またロービーム用鏡筒１４ｂの別端部は取付板１１より突出するように設けられる。このとき、ロービーム用鏡筒１４ｂは、突出している端部が、取付板１１の端部よりもやや下方のレール方向に位置している。そのため、取付板１１と接しているロービーム用鏡筒１４ｂの開口部は、突出している側のロービーム用鏡筒１４ｂの開口部より大きくなっている。また、ロービーム用鏡筒１４ｂの突出している側の端部には、ロービーム用鏡筒１４ｂと同様の径を有する凸レンズのロービーム用レンズ１５ｂが設置される。
【００１８】
（作用）
次に本実施形態の構成による作用を説明する。図２に示すように、ハイビーム用発光部１３ａ及びロービーム用発光部１３ｂの光は分散するように放出される。放出された光はハイビーム用鏡筒１４ａ及びロービーム用鏡筒１４ｂによって、それぞれの鏡筒内部に留まることになる。鏡筒内部に留められた光は、凸レンズのハイビーム用レンズ１５ａと、ハイビーム用レンズ１５ｂによって一点に収束され外部へと放出される。このとき、ハイビーム用鏡筒１４ａの開口部が直進方向に開口しているため、ハイビーム用鏡筒１４ａよりハイビームが放出されることになる。また、ロービーム用鏡筒１４ｂの１つの開口部がレール方向に向かっているため、ロービームが放出されることになる。
【００１９】
（効果）
以上述べた実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００２０】
ここでは説明を簡略化するために、ハイビーム用とロービーム用のヘッドランプを上下の場合のみ説明したが、ハイビームとロービーム用のヘッドランプの位置については、横、斜めなどその他の配置も可能であり、その場合も本実施形態の効果は得られる。
【００２１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図３は、第２の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である尚、図１乃至２と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２２】
本実施形態は、第１の実施形態とは、傾斜用取付板を有する点が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００２３】
（構成）
取付板１１ａにＬ字型の傾斜用取付板１１ｂが設けられている。傾斜用取付板１１ｂは鉄道車両１の天井側から床下側に向かって傾斜が低くなっていくように、傾斜用取付板１１ｂに取り付けられている。傾斜用取付板１１ｂは、進行方向に対向して広い側面を有する。その側面を傾斜面１１１ｂとする。傾斜面１１１ｂの取付板１１側とは反対側の側面に、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂが設けられる。また、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの傾斜用取付面１１１ｂとは反対側の側面に、ロービーム用発光部１３ｂが設けられる。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと、ロービーム用発光部１３ｂを覆うように、ロービーム用鏡筒１４ｃの端部が取付面１１１ｂに取り付けられる。またロービーム用レンズ１５ｃがロービーム用鏡筒１４ｃの先端に設けられる。
【００２４】
次に、図４を用いて、図３で説明した発光部と、電源部の一体化について説明する。発光部は、傾斜用取付板１１ｂ、放熱フィン１８、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用鏡筒１４ａ、ロービーム用鏡筒１４ｂ、ハイビーム用レンズ１５ａ、ロービーム用レンズ１５ｂを有している。電源部は、電源側取付枠１７ａ、電源側取付板１７ｂ、安定化電源２１ｄ、コネクタ２５を有している。取付板１１ｂの一側面にハイービーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ等が取り付けてある構成は図３と同様である。取付板１１ｂの別側面にはＬＥＤから発生する熱を放散するための放熱フィン１８が設けられている。放熱フィン１８は板状のものを複数枚用いることや、取り付けられていない側面が波形状を有しているものを用いることが可能である。取付板１１ｂの放熱フィン１８が取り付けられている側面の外周部には、電源側取付板２７ａ、２７ｂが設けられる。電源側取付板２７ａ、２７ｂの取付板１１ｂと接続されていない端部には、ヘッドライトのハイビームやロービームの切換制御を行う安定化電源２１ｄが設置される。また安定化電源２１ｄの、取付板１１ｂと反対側の側面には、鉄道車両１がヘッドライトに電力を供給するためのコネクタ２５が設置される。
【００２５】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００２６】
さらに本実施形態では、傾斜用取付板を用いることでハイビーム用とロービーム用に用いる部品が共通となり、標準化が可能となる。そのため、製造工程の簡易化が図れる。
【００２７】
またここでは図示しないが、コネクタ２５と安定化電源２１ｄの間をリード線によって繋げる構成も可能である。その場合、鉄道車両１側に既存に設けられているブラグ等の構成に対応可能で、互換性を向上することができる。
【００２８】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図５は第３の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至４と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施形態は、第１の実施形態とは、鏡筒が異なっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００３０】
（構成）
図５に示すように、本実施形態は取付板１１ｂ上に板状の取付枠１７ａが設けられる。取付枠１７ａの一端部は取付板１１ｂに固定され、別端部は取付板１１ｂより直進方向に突出するように位置している。取付枠１７ａの突出している先端部の先には一体型レンズ１６が取り付けられる。一体型レンズ１６は、２つのレンズとそのレンズ間を接続する接続部材１１６ｃで構成される。２つのレンズは上下に位置し、その上側がハイビーム用レンズ１１６ａ、下側がロービーム用レンズ１１６ｂである。このときハイビーム用レンズ１１６ａは、放出される光が直進方向に平行となるように、取付板１１ｂと並行に配置されている。また、ロービーム用レンズ１１６ｂは、放出される光がレール方向、やや下向きとなるよう、ロービーム用レンズ１１６ｂの下側部分と取付板１１ｂ間の距離が、ロービーム用レンズ１１６ｂの上側部分と取付板１１ｂの距離のほうが長くなるように傾斜を有して設置されている。また、接続部材１１６ｃは、例えば取付枠１７ａと同様の材料で構成される。
【００３１】
上記の取付枠１７ａは、板状に限定されず、棒状、筒状を用いることでも本実施形態の効果を得ることは可能である。また、複数枚の板状の取付枠１７ａを使用することでも可能である。
【００３２】
また、上記の一体型レンズ１６は、ハイビーム用レンズ１１６ａ、ロービーム用レンズ１１６ｂ、接続部材１１６ｃの材料を統一することで構成することも可能である。
【００３３】
（作用）
本実施形態の構成を用いると、ハイビーム用発光部１３ａ及びロービーム用発光部１３ｂからの光は取付枠１７ａ内で留まり、その後、ハイビーム用レンズ１１６ａ、ロービーム用レンズ１１６ｂの焦点を通して、外部へと放出されることになる。
【００３４】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００３５】
さらに、個々のＬＥＤに対応して鏡筒を設けることがないため、製造部品の削減、製造工程の簡易化を図ることが可能となる。
【００３６】
さらに図６を、図５の変形例として示す。図６に示した防水一体型レンズ１６ａは、取付枠１７ａと接続部材１１６ｃが一体化されたものである。レンズ以外の鏡筒部分を一体化し、取付板１１ｂに固定することで防水性が高くなる。そのため、製造部品の削減、製造工程の簡易化を図りつつも、防水性の高い鉄道用ヘッドライトを提供することが可能となる。
【００３７】
また、これまでの実施形態で述べられたヘッドライトを電源一体型とし、鉄道車両１に組み込む際は、ハイビーム用ヘッドライトとロービーム用のヘッドライトを配置、組み合わせを変更することで、全体形状を丸型や角型など自由に決められる。そのため、既存の鉄道車両１の形状に合わせることが可能であるため、高い互換性を有しているといえる。また、新たなデザインに合わせて自由な形状にすることも可能である。
【００３８】
（第４の実施形態）
第４の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図７は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図である。図８は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図である。図９は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至６と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００３９】
本実施形態は、第２の実施形態のヘッドライトを複数組み合わせた構成となっている。以下、その点について詳細に説明する。
【００４０】
（構成）
図７、図８、図９に、取付板４０、第１固定穴４１、第２固定穴４２、配線穴４３、ハイビーム用ヘッドランプ４４、ロービーム用ヘッドランプ４５について示す。取付板４０は八角形の鉄板であり、第１固定穴４１と第２固定穴４２、配線穴４３を有している。第１固定穴４１は鉄道車両１側とヘッドライト全体をネジ等を使用して固定するための固定穴である。第２固定穴は放熱フィン１８と取付板４０を固定するための固定穴である。また、配線穴４３は、取付板４０の背面側に設置される電源と電気的に接続するための配線を通す穴である。取付板４０上には、ハイビーム用ヘッドランプ４４とロービーム用ヘッドランプ４５が複数個設置される。まず、ハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して４つ設置される。この列を第１列ハイビーム４４ａとする。次に第１列ハイビーム列４４ａの下側に、２つのロービーム用ヘッドランプ４５が設置される。この列を第１ロービーム列４５ａとし、ロービーム用ヘッドランプ４５は並んだハイビーム用ヘッドランプ４４の中央下に位置している。次に第１ロービーム列４５ａの下側に、ハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して４つ設置される。この列を第２ハイビーム列４４ｂとする。また同様に、第２ハイビーム列４４ｂの下側に、２つのロービーム用ヘッドランプ４５が配置された第２ロービーム列４５ｂが位置している。また、その第２ロービーム列４５ｂの下側には、４つのハイビーム用ヘッドランプ４４が取付板４０の長手方向に隣接して並んでいる第３ハイビーム列４４ｃが位置する。
【００４１】
また図９に示すように取付板４０の背面側には、電源側取付板４７及び電源４６が設置されている。取付板４０のヘッドランプが設置されていない面には放熱フィン１８が設けてあり、その放熱フィンを囲うように板状の電源側取付板４７が取り付けられる。電源側取付板４７の取付板４０と固定されていない端部には電源４６が設置される。
【００４２】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００４３】
本実施形態は第２の実施形態のヘッドライトを例として複数組み合わせたが、その他の実施形態で述べられたヘッドライトの形状を用いることも可能である。
【００４４】
（第５の実施形態）
第５の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１０は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの正面図である。図１１は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの傾斜図である。図１２は、第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの側面図である。尚、図１乃至９と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００４５】
本実施形態は、第１の実施形態のヘッドライトを取り付ける台が異なっている。以下、その点で説明する。
【００４６】
（構成）
図１０、図１１、図１２に示すように、本実施形態の取付台５０は、正面から見た開口部５０ａが、周囲が緩やかな曲線で構成された四角形であり、凹部を有する箱型の形状を有している。この取付台５０の開口部５０ａ形状は、例えば丸型に近い形でもよい。取付台５０の開口部５０ａには、開口部５０ａを覆うように透明な保護板５０ｂが設けられている。また、ヘッドライトを車体側に設けられた保護ガラスなどにより防水された部位で使用する場合などにおいては、この保護板５０ｂは省略可能となる。
【００４７】
取付台５０の一方の側面には第４の実施形態と同様にヘッドライトが取り付けられている。また、図１２に示すように、取付台５０のもう一方の側面には、放熱フィン５８と、放熱フィン５８を囲うように電源側取付板５７が設けられている。また、放熱フィン５８と対向する電源側取板５７の側面には、電源支持棒５７ａが複数本、取り付けられている。電源支持棒５７ａの、電源側取付板５７とは接続されていないもう端部には、板状の電源取付板５６が設けられている。電源取付板５６の側面上でかつ、電源支持棒５７ａが取り付けられていない側面には、鉄道車両１側の電力供給源と接続されるヘッドライト用電源５６ａ、５６ｂ、５６ｃが取り付けられる。
【００４８】
またここでは図示しないが、第２の実施形態で述べたコネクタ２５、及びその取付け台となっている定化電源２１ｄの外枠、電源側取付枠２７ａ、２８ｂを、ヘッドライト用電源５６ａ、５６ｂ、５６ｃを覆うように、電源取付板５６上に追加することも可能となる。そのときコネクト２５と電源との接続は、第２の実施形態と同様にリード線を介することで鉄道車両１側のブラグ等に対応することが可能となる。（作用）
本実施形態の取付台５０は、凹部部分にヘッドライトを設け、その凹部部分を覆うように保護板５０ｂが設けられているため、鉄道車両１の走行するときに、雨、雪などの外部からの異物の進入を防ぎ、ヘッドライトを保護する。
【００４９】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００５０】
本実施形態は第２の実施形態のヘッドライトを例として複数組み合わせたが、その他の実施形態で述べられたヘッドライトの形状を用いることも可能である。
【００５１】
（第６の実施形態）
第６の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図１３は、第１〜第５の実施形態の鉄道用ヘッドライトの第１電気回路図である。尚、図１乃至１２と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。
【００５２】
本実施形態は、第１から第５の実施形態に適応する電気回路について説明する。
【００５３】
（構成）
図１３に、ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａ、ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂ、ハイビーム用安定化電源２１ａ、一体型安定化電源２１ｃ、安定化電源２１ｄ、配線用遮断器２３、切換スイッチ２４、ハイビーム用端子２４ａ、ロービーム用端子２４ｂを有する本実施形態の電気回路を示す。
【００５４】
配線用遮断機２３と切換スイッチ２４が接続され、切換スイッチ２４は、切換によってハイビーム用端子２４ａまたはロービーム用端子２４ｂと接続される。切換は運転室の操作指令によって行われる。ハイビーム用端子２４ａは、ハイビーム用安定化電源２１ａを介してハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａと接続される。ハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａの負側端子は接地装置と接続される。また、ロービーム用端子２４ｂは、ロービーム用安定化電源２１ｂを介してロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂと接続される。ロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂの負側端子は接地装置と接続される。
【００５５】
（作用）
このような回路は、電源より供給される電力は、切換スイッチ２４によってハイビーム側かロービーム側に送られることになる。切換スイッチ２４が、運転室からの指令によりハイビーム用端子２４ａと接続された場合、供給された電力はＤＣ−ＤＣコンバータであるハイビーム用安定化電源２１ａを介して、適切な直流電圧に変換される。変換された直流電圧はハイビーム用ＬＥＤ基盤１２ａに供給され、ハイビーム用ＬＥＤが点灯する。また、切換スイッチ２４が、運転室からの指令によりロービーム用端子２４ｂに接続された場合、供給された電力はＤＣ−ＤＣコンバータであるロービーム用安定化電源２１ｂを介して、適切な直流電圧に変換される。変換された直流電圧はロービーム用ＬＥＤ基盤１２ｂに供給され、ロービーム用ＬＥＤが点灯する。
【００５６】
このとき切換スイッチ２４は既存車両に設備として搭載されていることがあるため、その既存車両設備を使用してハイビーム用ＬＥＤまたはロービーム用ＬＥＤの点灯を行うことが可能となる。
【００５７】
（効果）
以上述べた少なくともひとつの実施形態のヘッドライトによれば、異なる傾斜を有するレンズに対応し、それぞれのＬＥＤを設置することにより、ＬＥＤライトの光量を充分に利用することができ、かつ必要な照明量を提供することが可能となる。
【００５８】
また図１４に図１３の変形例を示す。図１４は、ハイビーム用安定化電源２１ａ、ロービーム用安定化電源２１ｂの代わりに、一体型安定化電源２１ｃが取り付けられている。一体型安定化電源２１ｃは、ハイビーム用安定化電源２１ａ、ロービーム用安定化電源２１ｂが共通化したものである。共通化することで軽量化を図ることが可能なる。
【００５９】
以上述べてきた鉄道用ヘッドランプには、踏み切り内の障害物の有無を検知する踏切障害物検知装置の誤検知を回避する効果もある。踏切障害物検知装置は、検知周波数を有しており、鉄道車両１のヘッドライトの周波数が検知周波数と近い場合、誤検知を誘発する恐れがあった。前述したＬＥＤを使用した鉄道用ヘッドライトは、路線ごとにヘッドライトからスイッチング周波数を自由に設定することや、走行中に路線データ等の運行情報によりスイッチング周波数変更したりすることも可能であるため、このような誤検知を回避できる。
【００６０】
また、ここでは図示しないが、ＬＥＤの発光色としては、白に限らず、アンバー、黄、赤、青、緑などがある。従来使用してきたシールドビームに近い使用感を実現するには、アンバーを用いると、いわゆる電球色になり、違和感がない。また、車両の後尾に配置されている後部標識灯は、赤であることが求められているので、赤のＬＥＤを用いると、後部標識灯の機能を満たすことも可能となる。
【００６１】
また、少なくとも１つの実施形態を用いることで、図１５のようにヘッドライトの左右の角度を変えることが可能である。図１５は、車両を上面から見た場合の、光の左右方向への広がりについて示したものである。レール７を走行する鉄道車両１に進行方向側面にヘッドランプ３ａが設けられている。実施形態の構成を用いることにより、各路線などの使用環境に適した光束、たとえば、第１照射角８ａや第２照射角８ｂなどの様々な角度を有する鉄道車両１を実現することが可能である。または、車両側での車体設計時に光軸設定を行うのではなく、車体のランプ取付面は、たとえば、車両の進行方向に対して９０度で標準化しておき、車両や路線などの状況により、ランプ正面のレンズを交換することで、上下・左右、あるいは斜め方向の必要な角度に光を向けることが可能となる。
【００６２】
上記で説明された全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。そのため、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 鉄道車両
２ 運転室
３ ヘッドランプ
３ａ ヘッドランプ
４ 前方視野
５ ハイビーム照射角
６ ロービーム照射角
７ レール
８ａ 第１照射角
８ｂ 第２照射角
１１ 取付板
１１ａ 傾斜用取付板
１１１ｂ 傾斜面
１２ａ ハイビーム用ＬＥＤ基盤
１２ｂ ロービーム用ＬＥＤ基盤
１３ａ ハイビーム用発光部
１３ｂ ロービーム用発光部
１４ａ ハイビーム用鏡筒
１４ｂ ロービーム用鏡筒
１４ｃ ロービーム用鏡筒
１５ａ ハイビーム用レンズ
１５ｂ ロービーム用レンズ
１５ｃ ロービーム用レンズ
１６ 一体型レンズ
１６ａ 防水一体型レンズ
１７ａ 取付枠
１７ｂ 取付枠
１８ 放熱フィン
２１ａ ハイビーム用安定化電源
２１ｃ 一体型安定化電源
２１ｄ 安定化電源
２２ａ ロービーム用安定化電源
２３ 配線用遮断器
２４ 切換スイッチ
２５ コネクタ
２７ａ 電源側取付枠
２７ｂ 電源側取付枠
１１６ａ ハイビーム用レンズ
１１６ｂ ロービーム用レンズ
１１６ｃ 接続部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイビーム用基盤上に設置されたハイビーム用ライトと、
ロービーム用基盤上に設置されたロービーム用ライトと、
前記ハイビーム用ライトが進行方向に、取付枠を介して取り付けられる前記ハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、
前記ロービーム用ライト進行方向に、取付枠を介して取り付けられ、前記ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、
を有する鉄道用ヘッドライト。
【請求項２】
前記ハイビーム用ライトに取り付けられる前記取付枠と前記ロービーム用ライトに取り付けられる前記取付枠が一体化されている請求項１記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項３】
前記ハイビーム用ライトに取り付けられる前記取付枠である前記ハイビーム用ライトを囲むように設置されるハイビーム用鏡筒と、
ロービーム用ライトに取り付けられる前記取付枠である前記ロービーム用ライトを囲むように設置されるロービーム用鏡筒と、
前記ハイビーム用鏡筒の、前記ハイビーム用ライトが設置されている端部とは反対側の先端部に、前記ハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、
前記ロービーム用鏡筒の、前記ロービーム用ライトが設置されている端部とは反対側の先端部に、前記ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、
を有する請求項１記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項４】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトを複数組み合わせた請求項１乃至３記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項５】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトが取り付けられる取付け板を有する請求項１乃至４記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項６】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトが凹部部分に取り付けられる取付台を有する請求項１乃至４記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項１】
ハイビーム用基盤上に設置されたハイビーム用ライトと、
ロービーム用基盤上に設置されたロービーム用ライトと、
前記ハイビーム用ライトが進行方向に、取付枠を介して取り付けられる前記ハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、
前記ロービーム用ライト進行方向に、取付枠を介して取り付けられ、前記ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、
を有する鉄道用ヘッドライト。
【請求項２】
前記ハイビーム用ライトに取り付けられる前記取付枠と前記ロービーム用ライトに取り付けられる前記取付枠が一体化されている請求項１記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項３】
前記ハイビーム用ライトに取り付けられる前記取付枠である前記ハイビーム用ライトを囲むように設置されるハイビーム用鏡筒と、
ロービーム用ライトに取り付けられる前記取付枠である前記ロービーム用ライトを囲むように設置されるロービーム用鏡筒と、
前記ハイビーム用鏡筒の、前記ハイビーム用ライトが設置されている端部とは反対側の先端部に、前記ハイビーム用基盤側面と平行に設置されるハイビーム用レンズと、
前記ロービーム用鏡筒の、前記ロービーム用ライトが設置されている端部とは反対側の先端部に、前記ハイビーム用レンズとは異なる角度で設置されるロービーム用レンズと、
を有する請求項１記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項４】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトを複数組み合わせた請求項１乃至３記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項５】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトが取り付けられる取付け板を有する請求項１乃至４記載の鉄道用ヘッドライト。
【請求項６】
前記ハイビーム用ライトと前記ロービーム用ライトが凹部部分に取り付けられる取付台を有する請求項１乃至４記載の鉄道用ヘッドライト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−８２２４２（Ｐ２０１３−８２２４２Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２１６４３（Ｐ２０１１−２２１６４３）
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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