(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フードと、拡散板と、露出計との組合せを有するＬＥＤを用いた信号機のライトパワーチェッカーであって、
フードは、信号機の光源であるＬＥＤユニットから発する光を露出計の受光部に導くためのものであり、信号機・表示器類の発光源であるＬＥＤユニットの信号灯カバー又はレンズにあてがう大径側の開口部と、露出計の受光部に臨ませる小径側の開口部とを有する内径が円錐形の筒であり、
拡散板は、フード内に設置され、大径側の開口部に入射したＬＥＤユニットの光を拡散し、ＬＥＤユニットの光を少なくとも露出計の受光部の全面に均等に入射させるものであり、
露出計は、受光部に入射した光をＥＶ値として表示する機能を有するものであり、フードに取り付けられ、フードを支えてライトパワーチェッカーの握り部となるものであることを特徴とするＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカー。
【請求項２】
スリーブを有し、
スリーブは、露出計本体の受光部を覆って定位置に固定するものであり、フランジを有し、
フランジは、フードを脱着可能に取付けるものであり、
露出計の本体は、その受光部を小径側の開口部に向き合わせてスリーブ内に差し込まれているものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカー。
【請求項３】
２種類以上のフードを有するＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカーであって、
２種類以上のフードは、大径側の開口部の開口径を互いに異ならせたものであり、信号機・表示器類のＬＥＤユニットの信号灯カバー又はレンズの大小に応じてスリーブに付け替えられるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカー。
【請求項４】
２種類以上のフードは、その大径側の開口部から露出計の受光部までの距離は一定に規定されていることを特徴とする請求項３に記載のＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカー。
【請求項５】
露出計は、信号機・表示器類の使用現場にて信号機・表示器類の明るさをＥＶ値として表示し、そのＥＶ値の実測値は、事前に定められた信号機・表示器類の視認距離を確保できなくなる可能性のあるＥＶ値の下限値と比較されるものであることを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道信号機、交通信号機及び表示器類の発光源に用いられるＬＥＤユニットの明るさをチェックするライトパワーチェッカーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道信号機の色灯信号機には、専ら信号電球が使用されていたが、ＬＥＤ（発光ダイオード）に赤色、黄色、青色の３色が実用化されてから鉄道信号機の発光源にＬＥＤが導入されるようになって久しい。ＬＥＤは、電球のフィラメントのようにいきなり断芯することがなく、長時間使用すると次第に光度が低下するものの、電球に比べてはるかに長寿命であり、電球の寿命が１００〜５０００時間であるといわれているのに対し、ＬＥＤは一般には３万〜１０万時間と考えられている。
【０００３】
このため、発光源にＬＥＤを用いた信号機では、電球交換などの作業は不要であり、このため信号機の保守、管理が容易となり、作業員の人手を大幅に削減することが可能である。このような理由から、信号電球のＬＥＤ化は、益々進んでゆくものと思われる。このような事情は交通信号機やＬＥＤを発光源とする表示器類についても全く同じである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、信号機には、見通し距離（視認距離）が定められている。
信号灯は、一般に視角が小さいため、点光源として扱われているが、この点光源として信号灯からの光が観測者の眼に生ずる照度は、距離の２乗および大気中の光の減衰によって低くなる。この照度が識別域値照度まで低下する距離が可視距離（見通し距離）となる。また、域値照度は、背景の輝度、光源と背景の色度差に関係するため、個人差や観測条件によっても左右される。信号灯の場合の見通し距離とは、直線で明確に確認できる距離をいう。
【０００５】
多灯形色灯信号機の見通し距離は、組合せレンズの焦点に信号電球のＧ型３０Ｖ４５Ｗを定格の０．８倍の電圧で点灯し、日光の輝いているときレンズの中心線上より６００ｍはなれた位置で明確に確認でき、その拡散角度は中心線上より各３度以上となっている。なお、４現示および５現示の機構には、電圧平衡器を使用して定格電圧の１．２倍の電圧で点灯していずれもの電球が片断芯しても６００ｍの位置より不正現示が認められないものとなっている（「信号装置・信号リレー」  Ｐ４３  平成４年社団法人  日本鉄道電気技術協会発行参照）。ＬＥＤを発光源に用いた信号灯についても同様の扱いで見通し距離（視認距離）を６００ｍに定めている。
【０００６】
ところで、ＬＥＤは電球に比べて長寿命であるが、時間の経過とともに徐々に光度が低下して暗くなってくるという問題があるのは前述のとおりである。その原因は様々であるが、必ずしも発光体の劣化が原因とは限らない。むしろ、ＬＥＤの透明樹脂カバーの濁りや透明樹脂カバー表面の汚れあるいはＬＥＤユニットの信号灯カバーの汚れなどが原因となって発光効率が低下してくる場合が多い。
【０００７】
ＬＥＤの光度が或る値以下に低下すると、視認距離を確保できない場合が生じ、列車の安全運行に支障をきたすことになる。ＬＥＤは信号電球に比べて長寿命ではあるが、かといって、何ら管理されることなくそのままに長期間放置されたのでは視認距離が確保されなくなって列車の安全運行上極めて危険である。
【０００８】
このように、ＬＥＤが信号電球に比べて長寿命であっても、定期的な検診を怠ることはできないのである。とはいえ、ＬＥＤの発光効率の低下が透明樹脂カバーの濁りや透明樹脂カバー表面の汚れなどが原因のときには、電気的には全く変化がないので、ＬＥＤへの通電電流の電流値を測定してみてもその値は正常時とかわらないため、電流値では発光効率の低下を検知できない。
【０００９】
ＬＥＤを含む信号機回路の異常を検知する装置として、電圧、電流を監視し、雷害などが原因で回路異常が生じたときに警報を発生させるようなシステムは従来より知られていたが、ＬＥＤが電気的に正常である限り、光度が低下してもそれを検知する方法は知られていなかった。
【００１０】
本発明の目的は、信号機・表示器類の発光源に用いられたＬＥＤユニットの発光効率の低下を簡易に検査できるＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカーを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明によるＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカーにおいては、フードと、拡散板と、露出計との組合せを有するＬＥＤを用いた信号機のライトパワーチェッカーであって、
フードは、信号機の光源であるＬＥＤユニットから発する光を露出計の受光部に導くためのものであり、信号機・表示器類の発光源であるＬＥＤユニットの信号灯カバー又はレンズにあてがう大径側の開口部と、露出計の受光部に臨ませる小径側の開口部とを有する内径が円錐形の筒であり、
拡散板は、フード内に設置され、大径側の開口部に入射したＬＥＤユニットの光を拡散し、ＬＥＤユニットの光を少なくとも露出計の受光部の全面に均等に入射させるものであり、
露出計は、受光部に入射した光をＥＶ値として表示する機能を有するものであり、フードに脱着可能に取り付けられ、フードを支えてライトパワーチェッカーの握り部となるものである。
【００１４】
また、スリーブを有し、
スリーブは、露出計本体の受光部を覆って定位置に固定するものであり、フランジを有し、
フランジは、フードを脱着可能に取付けるものであり、
露出計の本体は、その受光部を小径側の開口部に向き合わせてスリーブ内に差し込まれているものである。
【００１５】
また、２種類以上のフードを有するＬＥＤを用いた信号機・表示器類のライトパワーチェッカーであって、
２種類以上のフードは、大径側の開口部の開口径を互いに異ならせたものであり、信号機・表示器類のＬＥＤユニットの信号灯カバー又はレンズの大小に応じてスリーブに付け替えられるものである。
また、２種類以上のフードは、その大径側の開口部から露出計の受光部までの距離は一定に規定されているものである。
【００１６】
また、露出計は、信号機・表示器類の使用現場にて信号機・表示器類の明るさをＥＶ値として表示し、そのＥＶ値の実測値は、事前に定められた信号機・表示器類の視認距離を確保できなくなる可能性のあるＥＶ値の下限値と比較されるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に鉄道信号機の信号灯の明るさをチェックするライトパワーチェッカーに適用した場合の実施の形態を図によって説明する。図１〜４において、本発明によるライトパワーチェッカーは、フード１と露出計２との組合せからなるものである。
【００１８】
フード１は、信号機の信号灯カバー又はレンズの表面にあてがって、信号機の発光源であるＬＥＤから発する光を受光する大径側の開口部３と、露出計２の受光部４を臨ませる小径側の開口部５とを有する一定長さの内径が円錐形の筒である。信号機の信号灯は、基板表面に多数のＬＥＤを配列したＬＥＤユニットと、前面を覆うカバーとからなるものである。色灯信号機の場合には、カバーに透明カバーが用いられるが、それ以外の信号機に用いられるカバーは透明には限らず、また信号レンズが用いられるものもあるため、本発明においては、ＬＥＤユニットの信号灯カバー又はレンズとした。
【００１９】
信号灯のＬＥＤユニットの大きさは、信号機の種類によって、大小様々である。本発明のライトパワーチェッカーにおいては、信号灯カバー又はレンズの大きさに適合させるため、大径側の開口部の口径を異ならせた大小２種類以上のフードを準備している。図１中１ａは、１よりも大径のフードを示している。
【００２０】
フード１の大径側開口部３の外端縁には、カバー保護材６を取付けている。カバー保護材６は、たとえば環状のゴムのような緩衝材であり、信号灯カバー又はレンズにフード１の端縁を押し付けたときの衝撃力を緩和して信号灯カバー又はレンズの破損を防止するためのものである。
【００２１】
露出計２は、受光部４に入射した光をＥＶ値として表示する機能を有している。露出とは、カメラのレンズを通してフィルム面に適正な光をあたえること、具体的には「フィルム感度」に合った必要な光を「絞りとシャッタースピード」を使ってフィルムに与えることをいうのである。本発明に使用する露出計には、カメラの露出計を用いるのであるが、もとより撮影のための露出値を得るのではなく、受光部４に入射した光をＥＶ値として表示するために用いているものであって、この目的に適合する露出計には入射光式露出計がある。
【００２２】
入射光式露出計は、被写体に当たる光を直接測光する形式の露出計であり、測定された明るさは、ＥＶ値にて表示される。ＥＶ値は、Exposure  Value  の略であり。測光の単位を表す。数値が大きくなるほど被写体は明るくなる。ＩＳＯ１００のフィルムで絞り１．４、シャッタースピード１／２秒をＥＶ１と規定している。本発明においては、露出計本来の機能である被写体にあたる光を直接測光するのではなく、信号機の発光源に用いられたＬＥＤが発する光を測光するのである。
【００２３】
この実施形態においては、露出計２に市販品（セコニック社製  マルチマスターＬ−４０８）を用いた例を示している。この露出計は、図５に示すように縦長の略直方体でその本体７の正面上部に受光部４を有し、本体７の１側面には、電源スイッチである測光ボタン８と、その直下には測光値をデジタル表示する表示窓９が設けられている。
【００２４】
この露出計２は、図６に示すようにスリーブ１０を用いてフード１に脱着可能に取付けられる。スリーブ１０は、露出計本体７の受光部４を覆う角型の筒であり、後面および側面一部が開放され、側面開放部に通じて露出計の本体７を差し込む凹所１１を下面に有し、開放された後面を塞ぐ蓋部１２を開閉可能に備えている。蓋部１２の内面にはクッション１４が取付けられている。
【００２５】
取付けに際しては、図６に示すように、スリーブ１０の先端開口に形成されたフランジ部分１５にフード１の小径側開口部５の口縁をあてがってボルト・ナットで締付け固定し、凹所１１を通して露出計の本体７をスリーブ１０内に差し込み、その受光部４をフード１の小径側開口部５に向き合わせる。スリーブ１０にフード１を取付ける手段は、ボルト・ナットに限るものではなく、ネジによって脱着可能に結合してもよい。
【００２６】
なお、本発明の実施形態に用いた露出計２には、図５に示すように表示窓９の上部に照明比などの測定に用いる光球Ｂが側面に突出して設置されている。光球Ｂは、露出計本体７をスリーブ１０内に差し込んだときに、スリーブ１０の側面開口部内に受入れられるが、本発明においてはこの光球Ｂを使用しないのでその突出表面を固定金具１３で覆い、使用できないようにしている。
【００２７】
固定金具１３は、スリーブ１０の後部を塞ぐ蓋部１２に止められるが、蓋部１２は、その内面に貼り付けられたクッション１４で露出計本体７の背面一部を抑えてスリーブ１０の後部開口を覆い、固定金具１３の立ち上がり部分を挟んで蓋部１２のブラケット１２ａと、スリーブ１０の側面に張り出したブラケット１０ａ間をねじ１６で緊締し、スリーブ１０を露出計本体７に定着させる。これによって、露出計の本体７は、フード１に一体に組みつけられる。
【００２８】
露出計の本体７とフード１とを一体に組付けるための取付け構造は、あくまで露出計の本体７の構造や形状によって設定される問題であって、必ずしも上記の取付け構造に限られるものではない。
【００２９】
本発明において、フード１は、信号機の光源（ＬＥＤユニット）の発する光を露出計２の受光部４に導くためのものであるが、製造されたすべてのフード１について、図１に示すように、その大径側の開口部３から露出計２の受光部４までの距離Ｌを一定に規定していることが重要である。発光源の光度の大きさは、光源と測定面との距離に大きく影響されるからである。
【００３０】
フード１の大径側の開口部３から露出計２の受光部４までの距離をすべてのフードについて同じに統一しておくことにより、ライトパワーチェッカーに用いるフードに互換性が得られる。なお、フード１内には図２に示すように拡散板１７を設置している。拡散板１７は、大径側の開口部３に入射したＬＥＤユニットの光を拡散し、ＬＥＤユニットより発する光を少なくとも露出計の受光部４の全面に均等に入射させるものである。その設置に際しては、小径側開口部５の口縁に拡散板１７をあてがい、その外周縁を抑え板１７ａで抑え、これをネジ止めすることによって固定している。
【００３１】
フード１と露出計２とが組み合わされた本発明によるライトパワーチェッカーは、露出計の本体７がフード１を支える握り部となる。ＬＥＤ信号機の明るさをチェックするときには、図７に示すように露出計本体７を握り、フード１の先端（大径側開口部３）を信号機１８の信号灯カバー又はレンズ１９に押し付け、信号機１８の電源を投入するとともに、測光ボタン８を１回押して露出計２の電源を投入する。
【００３２】
これによって、信号機１８の発光したＬＥＤユニットの光が拡散板１７を通して露出計２の受光部４に入射され、その露出値（ＥＶ値）が露出計２の表示窓９にデジタル表示される。
【００３３】
本発明においては、視認距離を確保できなくなる可能性のある露出値（ＥＶ値）を事前に定めておき、信号機が一定期間使用された後、信号機の使用現場にて信号機の明るさを測定し、そのＥＶ値を読み取り、予め定めたＥＶ値の下限値と、実測値とを比較する。
【００３４】
実測値が下限値を下回ったときには、信号機が視認距離を確保できない可能性がある。その原因が信号灯前面の透明カバーの汚れによるものであるときには、透明カバーを清掃し、また、ＬＥＤの樹脂カバーの汚れ、濁り、ＬＥＤの劣化によるものであるときには、信号機のＬＥＤユニットを新品のユニットと交換することによって対処する。
【００３５】
表１にＬＥＤユニットの明るさと、ＥＶ値の実測値との関係を示す。
表１は、定格電流でＬＥＤユニットの全ＬＥＤを点灯させたとき、定格電流の１／２でＬＥＤユニットの全ＬＥＤを点灯させたとき、さらに赤色発光のＬＥＤ（１種類）と黄色発光のＬＥＤとについては、定格電流でＬＥＤユニットの１／２のＬＥＤを点灯させたときのそれぞれの輝度値と、ＥＶ値の実測値を表１に示す。表１中、輝度値（ｃｄ／ｍ２）は、ミノルタ株式会社製の分光放射輝度計ＣＳ−１０００を用いて測定した値である。またＥＶ値は、セコニック株式会社製の入射光式露出計Ｌ−４０８を用いて測定した値である。なお、定格電流は２０ｍＡである。
【００３６】
【表１】
0003718835.tif 000002
【００３７】
表１の値は、実際の信号機に用いられたＬＥＤの経時的な変化の実測値ではないが、定格電流で全ＬＥＤを点灯させたときの輝度値に対して定格電流の１／２のＬＥＤを点灯させたときのＬＥＤユニットの輝度値は、明るさがもとの輝度値の半分以下に低下したときに相当し、何れの色のＬＥＤについてもＥＶ値は約１程度低下していることが分かる。さらに定格電流でＬＥＤユニットの１／２のＬＥＤを点灯させたときにおいては、色によって明るさにバラツキがあるもののＥＶ値は約１程度低下していることがわかる。
【００３８】
信号灯カバー又はレンズの口径が大きい信号機や、信号灯カバー又はレンズの口径が小さい信号機の明るさの経時的な変化を測定する場合には、大径側開口部の口径がそれぞれの信号灯カバー又はレンズの口径に応じた大きさの開口を有するフードに付け替えて、同様に各信号機のＬＥＤユニットが発する光のＥＶ値を測定し、その測定値が、規定の値を上回っているかどうかを測定する。以上、実施形態において、鉄道信号機のＬＥＤユニットの明るさをチェックする場合について説明したが、交通信号機のＬＥＤユニットその他ＬＥＤユニットを発光源とする表示器類の明るさのチェックに用いる場合も全く同じである。
【００３９】
さらに、本発明によるライトパワーチェッカーに用いた露出計の示すＥＶ値が、正規の値を示しているかどうかは、図８に示すように、標準光源２０を用いて露出計２が示すＥＶ値をチェックすることによって確認できる。図８は、標準光源２０を拡散板２１で覆い、その上面にフード１の大径側開口部３を重ね、拡散板２１を通過した光を露出計２の受光部４に受光して標準光源２０が発する光のＥＶ値を測定している。
【００４０】
【発明の効果】
以上のように本発明は、事前試験において、視認距離を確保できなくなる可能性のある露出値（ＥＶ値）を予め定めておき、使用現場にてライトパワーチェッカーを信号機・表示器類の発光源にあてがい、各信号機・表示器類のＬＥＤユニットが発する光のＥＶ値を測定し、実測値と、予め定めた下限値とを比較し、実測値が下限値を下回ったときには、信号灯前面の透明カバーを清掃し、ＬＥＤの劣化によるときには、ＬＥＤユニットを交換することによって、鉄道信号機の視認距離が確保できなくなるといった危険な事態を未然に防止することができる。
【００４１】
また、本発明によるときには、高価な光度計や照度計によらず、カメラの露出計を用い、ＬＥＤユニットの明るさを露出値（ＥＶ値）に置き換えて表示するため、特に市販のカメラの露出計を用いて実測値と、予め定めた下限値とを比較するのみで、ＬＥＤユニットの明るさを簡易に正確に評価できる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態を示すライトパワーチェッカーの側面図である。
【図２】本発明の１実施形態を示すライトパワーチェッカーの正面図である。
【図３】本発明の１実施形態を示すライトパワーチェッカーの背面図である。
【図４】図３のＡ矢視図である。
【図５】本発明のライトパワーチェッカーに用いる露出計の１例を示す図である。
【図６】露出計をスリーブに組付ける要領を示す図である。
【図７】信号機の明るさを測定する要領を示す図である。
【図８】露出計が示すＥＶ値をチェックする要領を示す図である。
【符号の説明】
１  フード
２  露出計
３  大径側開口部
４  露出計の受光部
５  小径側開口部
６  カバー保護材
７  露出計の本体
８  測光ボタン
９  表示窓
１０  スリーブ
１１  凹所
１２  蓋部
１３  固定金具
１４  クッション
１５  フランジ部分
１６  ねじ
１７  拡散板
１８  信号機
１９  信号灯カバー又はレンズ
２０  標準光源
２１  拡散板
【図１】
0003718835.tif 000003
【図２】
0003718835.tif 000004
【図３】
0003718835.tif 000005
【図４】
0003718835.tif 000006
【図５】
0003718835.tif 000007
【図６】
0003718835.tif 000008
【図７】
0003718835.tif 000009
【図８】
0003718835.tif 000010