(57)【要約】      （修正有）【課題】ＡＣ電源喪失時にも交通信号機の駆動を維持する省スペースかつ低コストな停電補償機能付電源開閉函を提供する。【解決手段】商用電源と交通信号制御機の間に設置される停電補償機能付電源開閉函の筐体４内に、電源入力側に商用ＡＣ電源１２又は発電機電源１３に切り替え自在の商用／発電機切替スイッチ５と、前記ＡＣ電源１２の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに制御信号を発信する停電監視電源入出力制御回路と、制御信号を受信してＡＣ電源からバックアップ用電源へ切り替える電源入出力切替回路６と、バックアップ用電源としての蓄電池７と、この蓄電池７の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバーター９と、ＡＣ電源の電圧が一定値以上である場合に蓄電池７に電力を充電する蓄電池充電器８を備え、商用電源の喪失時に自動的にバックアップ用電源に切り替えて交通信号機の駆動を維持する。【選択図】図２
0003213062.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
通常時にはＡＣ電源により駆動され、このＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに、自動的にバックアップ用電源に切り替えて信号機の駆動を維持するために設置されている電源開閉函（停電補償機能付）において、その筐体内に、
ａ．電源入力側に商用電源（ＡＣ電源）又は発電機電源（ＡＣ電源）に切り替え自在の商用／発電機切替スイッチを備えていること、
ｂ．前記ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに制御信号を発信する停電監視電源入出力制御回路を備えていること、
ｃ．前記制御信号を受信して前記ＡＣ電源からバックアップ用電源（ＤＣ電源）又はこのバックアップ用電源（ＤＣ電源）から前記ＡＣ電源へ切り替える電源入出力切替回路を備えていること、
ｄ．前記バックアップ用電源としての蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバーターと、前記ＡＣ電源の電圧が一定値以上である場合に前記蓄電池に電力を充電する蓄電池充電器を備えていること、
を特徴とする電源開閉函（停電補償機能付）。
【請求項２】
前記蓄電池として車両用鉛蓄電池を用いること、を特徴とする請求項１に記載の電源開閉函（停電補償機能付）。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、商用ＡＣ電源を用いて交通信号機を駆動する交通信号制御装置において、商用ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下したとき又は消失したときに、筐体の内部に備えたバックアップ用電源を用いて交通信号制御機に電力を供給して交通信号機の駆動を維持し、交通安全に寄与する電源のバックアップ手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、交通信号機の電源には通常商用電源が使用されているため、地震などの災害による停電により商用電源が喪失すると、交通信号制御機へ電力を供給することができずに交通信号機が停止してしまい、交通障害が発生する。
【０００３】
この様な状況を避けるため、発電機によるバックアップ電源が設置され、停電等の商用電源喪失時にはこの発電機の電力により信号灯を点灯する交通信号機も存在するが、それらは交通信号機全体において少数である。
【０００４】
また、商用電源が回復するまでは警察官が手信号で交通整理を行う手段もあるが、動員できる警察官の人数にも限りがあるため、交通信号機に代わる手段としては十分とはいえない。
【０００５】
そこで、従来の交通信号機において、停電時の対策として交通信号機の周囲にバックアップ用電源を別置きし、ＡＣ電源喪失時にはこのバックアップ用電源の収容されたバックアップ用電源函から延長されたケーブルを自動電源切替開閉函に取り付けられたコネクタに接続することによってバックアップ用電源に切り替える手段が提案されている（実用新案登録第３１８９３６８号）。
【０００６】
しかし、交通信号機の周囲は人間や自動車、自転車は勿論、荷物を運搬する台車や車椅子等も通行するため、バックアップ用電源函が安全な交通の妨げとなってしまう虞があり、特に子供や高齢者、体の不自由な人達にとって危険である。
【０００７】
また、ＡＣ電源が喪失した後にバックアップ用電源函を自動電源切替開閉函のところに運んでくるのでは、安全な交通のために一時の機能喪失も許されない交通信号機の駆動を維持する、という目的を達成し得ない。
【０００８】
その他にも、交通信号機の制御回路を収めた筐体内にバックアップ用のバッテリーを収容しておき、ＡＣ電源喪失時に自動的に電源切替装置が作動してバテリー側に電源を切り替えるバックアップ電源装置の提案がある（特開２００７−３４５３８号）。
【０００９】
しかし、このバックアップ手段には次のような問題がある。
１．交差点の大きさは一定ではなく、そのために同一方向に向けられた信号灯の数も必ずしも一個ではないため、定型の信号灯の場合、バッテリーの容量は大き目に設定されている。このため、小さな容量で済む交差点においても、大きな交差点用と同等のバッテリーが用いられており、この場合には過剰なバックアップ電源となる。
【００１０】
２．バックアップ手段の無い既設の信号装置にバックアップ手段を後付けする際、コストがかかる。
【００１１】
ＡＣ電源喪失時にバックアップ用の発電機を用いる手段もあるが、発電機のエンジンを始動させるには数十秒かかるため、その間の交通信号機は消灯したままであり、また、発電機を駆動させた場合には騒音や排気ガス等、環境への影響があり、特に夜間の騒音問題は深刻である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第３１８９３６８号公報
【特許文献２】特開２００７−３４５３８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
本考案は、ＡＣ電源喪失時にも交通信号機の駆動を維持するための手段として、省スペースかつ低コストな電源開閉函（停電補償機能付）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】
【００１４】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の考案は、通常時にはＡＣ電源により駆動され、このＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに、自動的にバックアップ用電源に切り替えて信号機の駆動を維持するために設置されている電源開閉函（停電補償機能付）において、その筐体内に、ａ．電源入力側に商用電源（ＡＣ電源）又は発電機電源（ＡＣ電源）に切り替え自在の商用／発電機切替スイッチを備えていること、ｂ．前記ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに制御信号を発信する停電監視電源入出力制御回路を備えていること、ｃ．前記制御信号を受信して前記ＡＣ電源からバックアップ用電源（ＤＣ電源）又はこのバックアップ用電源（ＤＣ電源）から前記ＡＣ電源へ切り替える電源入出力切替回路を備えていること、ｄ．前記バックアップ用電源としての蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバーターと、前記ＡＣ電源の電圧が一定値以上である場合に前記蓄電池に電力を充電する蓄電池充電器を備えていること、を特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の電源開閉函（停電補償機能付）において、前記蓄電池として車両用鉛蓄電池を用いること、を特徴とするものである。
【考案の効果】
【００１６】
本考案によると、筐体内に電源のバックアップ機能を内蔵した電源開閉函（停電補償機能付）を商用ＡＣ電源と交通信号制御機間に設置することにより、通常時は勿論、地震等の災害により商用ＡＣ電源が喪失した時にも、交通信号機に対して安定した電力の供給を行うことができる。
【００１７】
また、本考案に係る電源開閉函（停電補償機能付）は、図４に示す従来の電源開閉函の機能に加えて蓄電池や回路等を加えるという僅かな変更により電源の自動的なバックアップが可能となるため、既設の電源開閉函と置き換えて設置する場合又は新設する場合の費用を抑えることができる。
【００１８】
また、蓄電池として安価な車両用鉛蓄電池を用いることにより、定期的な電池交換の費用を、蓄電池として一般的なリチウム電池を用いる場合に比べて約１０分の１に抑えることができると共に、パトカーや一般の車両のバッテリーと接続をしての長時間のバックアップ運用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施例の説明図
【図２】本考案に係る制御回路を示すブロック図
【図３】本考案に係るバックアップ及び充電フローの説明図
【図４】従来の電源開閉函の回路を示すブロック図
【考案を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】
図１〜図４に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。
【００２１】
図１は交差点に設置された交通信号機、本発明に係る電源開閉函（停電補償機能付）、交通信号制御機を示すものであり、符号の１は支柱２に取り付けられた信号灯、３は電源開閉函（停電補償機能付）であって、この電源開閉函（停電補償機能付）３は、図２に示すように金属製の筐体４内に、商用／発電機切替スイッチ５、電源入出力切替回路６、蓄電池７、蓄電池充電器８、ＤＣ／ＡＣインバーター９、停電監視電源入出力制御回路１０が収容されている。
【００２２】
符号の１２は通常時に交通信号機に電力を供給する商用ＡＣ電源である。
【００２３】
また、符号の１１は交通信号制御機であって、信号灯１の点灯、点滅等の制御を行う回路からなり、この構成は一般的なものである。
【００２４】
符号の１４は電源開閉函（停電補償機能付）３と交通信号制御機１１を結ぶ二次電源ケーブル、符号の１５は交通信号制御機１１と信号灯１を結ぶ信号灯ケーブルである。
【００２５】
以上に説明した交通信号制御装置は、通常時は商用ＡＣ電源１２から供給される電力に依存し、この電源にトラブルが発生したときに発電機電源１３に切り替り、この発電機電源１３から信号灯１へ電力が供給される。
【００２６】
そして、商用ＡＣ電源１２及び発電機電源１３にトラブルが発生し、電圧が一定値以下に低下すると、電源入出力切替回路６がこれを感知し、直ちに電源切替スイッチ６−１を商用／発電機端６−２から蓄電池端６−３側に切り替えて電力の供給を維持して信号灯１の点灯を維持する。
【００２７】
以上がバックアップの原理であるが、蓄電池７の容量は蓄電池充電器８で監視されていて、この容量が一定値以下に低下すると、商用ＡＣ電源１２又は発電機電源１３からの電力が蓄電池７へ自動的に充電される。
【００２８】
図３の（Ａ）はバックアップ電源への切り替えフローの説明図であり、（Ｂ）は蓄電池への充電フローの説明図である。
【実施例２】
【００２９】
蓄電池７として車両用鉛蓄電池を用いることにより、蓄電池として一般的なリチウム電池を用いる場合に比べ、定期的に行われる蓄電池の交換にかかる費用を抑えることができる。
【００３０】
その他の構成は実施例１と同じ構成である。
【符号の説明】
【００３１】
１    信号灯
２    支柱
３    電源開閉函（停電補償機能付）
４    筐体
５    商用／発電機切替スイッチ
６    電源入出力切替回路
６−１  電源切替スイッチ
６−２  商用／発電機端
６−３  蓄電池端
７    蓄電池
８    蓄電池充電器
９    ＤＣ／ＡＣコンバーター
１０  停電監視電源入出力制御回路
１１  交通信号制御機
１２  商用ＡＣ電源
１３  発電機電源
１４  二次電源ケーブル
１５  信号灯ケーブル
【図１】
0003213062.tif 000003
【図２】
0003213062.tif 000004
【図３】
0003213062.tif 000005
【図４】
0003213062.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月10日(2017.8.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
通常時にはＡＣ電源により駆動され、このＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに、自動的にバックアップ用電源に切り替えて信号機の駆動を維持するために設置されている停電補償機能付電源開閉函において、その筐体内に、ａ．電源入力側にＡＣ電源である商用電源又はＡＣ電源である発電機電源に切り替え自在の商用／発電機切替スイッチを備えていること、ｂ．前記ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに制御信号を発信する停電監視電源入出力制御回路を備えていること、ｃ．前記制御信号を受信して前記ＡＣ電源からＤＣ電源であるバックアップ用電源又はＤＣ電源であるこのバックアップ用電源から前記ＡＣ電源へ切り替える電源入出力切替回路を備えていること、ｄ．前記バックアップ用電源としての蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバーターと、前記ＡＣ電源の電圧が一定値以上である場合に前記蓄電池に電力を充電する蓄電池充電器を備えていること、以上のａ．〜ｄ．の構成からなる停電補償機能付電源開閉函。
【請求項２】
前記蓄電池として車両用鉛蓄電池を用いること、を特徴とする請求項１に記載の停電補償機能付電源開閉函。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、商用ＡＣ電源を用いて交通信号機を駆動する交通信号制御装置において、商用ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下したとき又は消失したときに、筐体の内部に備えたバックアップ用電源を用いて交通信号制御機に電力を供給して交通信号機の駆動を維持し、交通安全に寄与する電源のバックアップ手段に関する。
【背景技術】
【０００２】図４に示すように、交通信号機の電源には通常商用電源が使用されているため、地震などの災害による停電により商用電源が喪失すると、交通信号制御機へ電力を供給することができずに交通信号機が停止してしまい、交通障害が発生する。【０００３】この様な状況を避けるため、発電機によるバックアップ電源が設置され、停電等の商用電源喪失時にはこの発電機の電力により信号灯を点灯する交通信号機も存在するが、それらは交通信号機全体において少数である。【０００４】また、商用電源が回復するまでは警察官が手信号で交通整理を行う手段もあるが、動員できる警察官の人数にも限りがあるため、交通信号機に代わる手段としては十分とはいえない。【０００５】そこで、従来の交通信号機において、停電時の対策として交通信号機の周囲にバックアップ用電源を別置きし、ＡＣ電源喪失時にはこのバックアップ用電源の収容されたバックアップ用電源函から延長されたケーブルを自動電源切替開閉函に取り付けられたコネクタに接続することによってバックアップ用電源に切り替える手段が提案されている（実用新案登録第３１８９３６８号）。【０００６】しかし、交通信号機の周囲は人間や自動車、自転車は勿論、荷物を運搬する台車や車椅子等も通行するため、バックアップ用電源函が安全な交通の妨げとなってしまう虞があり、特に子供や高齢者、体の不自由な人達にとって危険である。【０００７】また、ＡＣ電源が喪失した後にバックアップ用電源函を自動電源切替開閉函のところに運んでくるのでは、安全な交通のために一時の機能喪失も許されない交通信号機の駆動を維持する、という目的を達成し得ない。【０００８】その他にも、交通信号機の制御回路を収めた筐体内にバックアップ用のバッテリーを収容しておき、ＡＣ電源喪失時に自動的に電源切替装置が作動してバテリー側に電源を切り替えるバックアップ電源装置の提案がある（特開２００７−３４５３８号）。【０００９】しかし、このバックアップ手段には次のような問題がある。１．交差点の大きさは一定ではなく、そのために同一方向に向けられた信号灯の数も必ずしも一個ではないため、定型の信号灯の場合、バッテリーの容量は大き目に設定されている。このため、小さな容量で済む交差点においても、大きな交差点用と同等のバッテリーが用いられており、この場合には過剰なバックアップ電源となる。【００１０】２．バックアップ手段の無い既設の信号装置にバックアップ手段を後付けする際、コストがかかる。【００１１】ＡＣ電源喪失時にバックアップ用の発電機を用いる手段もあるが、発電機のエンジンを始動させるには数十秒かかるため、その間の交通信号機は消灯したままであり、また、発電機を駆動させた場合には騒音や排気ガス等、環境への影響があり、特に夜間の騒音問題は深刻である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第３１８９３６８号公報
【特許文献２】特開２００７−３４５３８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】本考案は、ＡＣ電源喪失時にも交通信号機の駆動を維持するための手段として、省スペースかつ低コストな停電補償機能付電源開閉函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】
【００１４】上記目的を達成するため、請求項１に記載の考案は、通常時にはＡＣ電源により駆動され、このＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに、自動的にバックアップ用電源に切り替えて信号機の駆動を維持するために設置されている停電補償機能付電源開閉函において、その筐体内に、ａ．電源入力側にＡＣ電源である商用電源又はＡＣ電源である発電機電源に切り替え自在の商用／発電機切替スイッチを備えていること、ｂ．前記ＡＣ電源の電圧が一定値以下に低下した際又は消失したときに制御信号を発信する停電監視電源入出力制御回路を備えていること、ｃ．前記制御信号を受信して前記ＡＣ電源からＤＣ電源であるバックアップ用電源又はＤＣ電源であるこのバックアップ用電源から前記ＡＣ電源へ切り替える電源入出力切替回路を備えていること、ｄ．前記バックアップ用電源としての蓄電池と、この蓄電池の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣインバーターと、前記ＡＣ電源の電圧が一定値以上である場合に前記蓄電池に電力を充電する蓄電池充電器を備えていること、以上のａ．〜ｄ．の構成からなることを特徴とするものである。【００１５】また、請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の停電補償機能付電源開閉函において、前記蓄電池として車両用鉛蓄電池を用いること、を特徴とするものである。
【考案の効果】
【００１６】本考案によると、筐体内に電源のバックアップ機能を内蔵した停電補償機能付電源開閉函を商用ＡＣ電源と交通信号制御機間に設置することにより、通常時は勿論、地震等の災害により商用ＡＣ電源が喪失した時にも、交通信号機に対して安定した電力の供給を行うことができる。【００１７】また、本考案に係る停電補償機能付電源開閉函は、図４に示す従来の電源開閉函の機能に加えて蓄電池や回路等を加えるという僅かな変更により電源の自動的なバックアップが可能となるため、既設の電源開閉函と置き換えて設置する場合又は新設する場合の費用を抑えることができる。【００１８】また、蓄電池として安価な車両用鉛蓄電池を用いることにより、定期的な電池交換の費用を、蓄電池として一般的なリチウム電池を用いる場合に比べて約１０分の１に抑えることができると共に、パトカーや一般の車両のバッテリーと接続をしての長時間のバックアップ運用も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本考案の実施例の説明図
【図２】本考案に係る制御回路を示すブロック図
【図３】本考案に係るバックアップ及び充電フローの説明図
【図４】従来の電源開閉函の回路を示すブロック図
【考案を実施するための形態】
【実施例１】
【００２０】図１〜図４に基づいて本考案の実施例を詳細に説明する。【００２１】図１は交差点に設置された交通信号機、本考案に係る停電補償機能付電源開閉函、交通信号制御機を示すものであり、符号の１は支柱２に取り付けられた信号灯、３は停電補償機能付電源開閉函であって、この停電補償機能付電源開閉函３は、図２に示すように金属製の筐体４内に、商用／発電機切替スイッチ５、電源入出力切替回路６、蓄電池７、蓄電池充電器８、ＤＣ／ＡＣインバーター９、停電監視電源入出力制御回路１０が収容されている。【００２２】符号の１２は通常時に交通信号機に電力を供給する商用ＡＣ電源である。【００２３】また、符号の１１は交通信号制御機であって、信号灯１の点灯、点滅等の制御を行う回路からなり、この構成は一般的なものである。【００２４】符号の１４は停電補償機能付電源開閉函３と交通信号制御機１１を結ぶ二次電源ケーブル、符号の１５は交通信号制御機１１と信号灯１を結ぶ信号灯ケーブルである。【００２５】以上に説明した交通信号制御装置は、通常時は商用ＡＣ電源１２から供給される電力に依存し、この電源にトラブルが発生したときに発電機電源１３に切り替り、この発電機電源１３から信号灯１へ電力が供給される。【００２６】そして、商用ＡＣ電源１２及び発電機電源１３にトラブルが発生し、電圧が一定値以下に低下すると、電源入出力切替回路６がこれを感知し、直ちに電源切替スイッチ６−１を商用／発電機端６−２から蓄電池端６−３側に切り替えて電力の供給を維持して信号灯１の点灯を維持する。【００２７】以上がバックアップの原理であるが、蓄電池７の容量は蓄電池充電器８で監視されていて、この容量が一定値以下に低下すると、商用ＡＣ電源１２又は発電機電源１３からの電力が蓄電池７へ自動的に充電される。【００２８】図３の（Ａ）はバックアップ電源への切り替えフローの説明図であり、（Ｂ）は蓄電池への充電フローの説明図である。
【実施例２】
【００２９】蓄電池７として車両用鉛蓄電池を用いることにより、蓄電池として一般的なリチウム電池を用いる場合に比べ、定期的に行われる蓄電池の交換にかかる費用を抑えることができる。【００３０】その他の構成は実施例１と同じ構成である。
【符号の説明】
【００３１】１    信号灯２    支柱３    停電補償機能付電源開閉函４    筐体５    商用／発電機切替スイッチ６    電源入出力切替回路６−１  電源切替スイッチ６−２  商用／発電機端６−３  蓄電池端７    蓄電池８    蓄電池充電器９    ＤＣ／ＡＣコンバーター１０  停電監視電源入出力制御回路１１  交通信号制御機１２  商用ＡＣ電源１３  発電機電源１４  二次電源ケーブル１５  信号灯ケーブル