特開 2018-116590 鉄道用表示器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-116590(P2018-116590A)

(43)【公開日】2018年7月26日

(54)【発明の名称】鉄道用表示器

(51)【国際特許分類】

   G08G 1/095 20060101AFI20180629BHJP

【ＦＩ】

   G08G1/095 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-8048(P2017-8048)

(22)【出願日】2017年1月20日

(71)【出願人】

【識別番号】000221616

【氏名又は名称】東日本旅客鉄道株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】599166448

【氏名又は名称】株式会社ヤシマキザイ

(71)【出願人】

【識別番号】390008350

【氏名又は名称】東邦シートフレーム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】特許業務法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石川 辰弥

(72)【発明者】

【氏名】坂井 雅伸

(72)【発明者】

【氏名】山際 勝

(72)【発明者】

【氏名】永井 善也

(72)【発明者】

【氏名】中村 幸満

(72)【発明者】

【氏名】服部 哲也

(72)【発明者】

【氏名】鎌鹿 智教

(72)【発明者】

【氏名】中村 雄也

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 成巨

【テーマコード（参考）】

5H181

【Ｆターム（参考）】

5H181AA01

5H181GG13

5H181GG16

(57)【要約】

【課題】透明導電膜が形成された透明板を有するカバーによって表示部が覆われた中継信号機や線路表示器等の大型の鉄道用表示器において、電源設備の増強を行うことなく、着雪による表示部の視認性低下を防ぐ。
【解決手段】鉄道用表示器１の表示部２ａは、所定間隔を空けて二次元的に広がるように配列された複数のランプ２２ａ〜２２ｇによって構成され、透明導電膜３５ａ〜３５ｃは、透明板３４における、複数のランプ２２ａ〜２２ｇのうち直線状に並ぶ第１ランプ群２２ｂ，２２ｄの前方部位と、第１ランプ群２２ｂ，２２ｄと隣り合いつつ当該第１ランプ群２２ｂ，２２ｄと平行に並ぶ第２ランプ群２２ｆ、２２ａ，２２ｇの前方部位とに、各ランプ群のランプ２２ｂ，２２ｄが並ぶ方向に延びる帯状となるよう設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

前面に表示部を有する表示器本体と、
前記表示部を覆う透明板および前記透明板の表面に設けられ外部電源からの電力の供給を受けて発熱する透明導電膜を有するカバーと、を備えた鉄道用表示器であって、
前記表示部は、所定間隔を空けて二次元的に広がるように配列された複数のランプによって構成され、
前記透明導電膜は、前記透明板における、前記複数のランプのうち直線状に並ぶ第１ランプ群の前方部位と、前記第１ランプ群と隣り合いつつ当該第１ランプ群と平行に並ぶ第２ランプ群の前方部位とに、各ランプ群の前記ランプが並ぶ方向に延びる帯状となるよう設けられていることを特徴とする鉄道用表示器。

【請求項2】

隣り合う前記透明導電膜の間の間隙の幅は、前記透明導電膜の短手方向の長さの３分の１程度となっていることを特徴とする請求項１に記載の鉄道用表示器。

【請求項3】

前記透明導電膜の各辺は、鉛直線に対し傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の鉄道用表示器。

【請求項4】

複数の前記透明導電膜は、
何れも長手方向の長さが等しくなっており、
それぞれの両端部に一対の金属電極が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の鉄道用表示器。

【請求項5】

前記透明導電膜の温度が所定の上限温度を超えた場合に、当該透明導電膜への通電を遮断するサーモスタットを備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の鉄道用表示器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、屋外に設けられる鉄道用の表示器に関し、特に、表示部がカバーで覆われた表示器に関する。

【背景技術】

【0002】

線路の脇には、信号機をはじめとする各種表示器が設けられているが、積雪地帯においては、これらの表示器に雪が付着し、表示器の視認性が低下してしまうという問題があった。表示機の視認性が低下すると、列車の安全な通行に支障をきたしてしまう。そこで、従来は、作業員が線路上を巡回し、表示器に雪が付着していたらそれを手等で掻き取る、といった対策が採られていた。
近年、表示器の表示部を覆う透明板と、透明板の内側面にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）等で形成された透明導電膜と、を備えた表示器用カバー（特許文献１参照）が提案されている。この表示器用カバーを備えた表示器であれば、透明導電膜に通電することで、透明導電膜が発熱して透明板を暖め、透明板に付着した雪を解かすので、表示部の視認性低下を防ぐことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−０５９６４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された従来の表示器用カバーは、透明板の内側面全体に透明発熱体が形成されていた。特許文献１に記載されているのは、閉塞信号機のような比較的小型の信号機に用いるものであったが、中継信号機、線路表示器、入換信号機等の大型の表示器に用いようとすると、表示器用カバーおよび形成する透明導電膜が大型化してしまう。透明導電膜を所定温度となるまで発熱させるための電力は透明導電膜の面積に比例するので、表示器用カバーの大型化は、消費電力の増大につながってしまう。このため、設置の際に電源設備の増強を必要とする等、設置に手間がかかってしまう。

【0005】

大型化した表示器用カバーの消費電力を低減する方法としては、透明導電膜への通電量を下げる、或いは、表示にあまり影響を与えない透明板の周縁部に透明導電膜を形成しないようにする（透明導電膜を一回り小さくする）、といったものが考えられる。しかし、通電量を下げた場合、発熱量が低下するので、付着した雪を十分に融かすことができないおそれがある。一方、透明板の周縁部に透明導電膜を形成しない方法では、表示器の種類（ランプ等の配置）によっては、透明導電膜をどうしても周縁部まで形成しなければならず、その結果、透明導電膜の削減面積が小さくなってしまい、消費電力を電源設備の補強が不要となる程度にまで低減できない場合があった。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、透明導電膜が形成された透明板を有するカバーによって表示部が覆われた中継信号機や線路表示器等の大型の鉄道用表示器において、電源設備の増強を行うことなく、着雪による表示部の視認性低下を防ぐことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、前面に表示部を有する表示器本体と、前記表示部を覆う透明板および前記透明板の表面に設けられ外部電源からの電力の供給を受けて発熱する透明導電膜を有するカバーと、を備えた鉄道用表示器であって、前記表示部は、所定間隔を空けて二次元的に広がるように配列された複数のランプによって構成され、前記透明導電膜は、前記透明板における、前記複数のランプのうち直線状に並ぶ第１ランプ群の前方部位と、前記第１ランプ群と隣り合いつつ当該第１ランプ群と平行に並ぶ第２ランプ群の前方部位とに、各ランプ群の前記ランプが並ぶ方向に延びる帯状となるよう設けられていることを特徴とする。

【0008】

本発明によれば、透明板における、背後に透明導電膜が形成されない部位が、透明板の周縁部だけでなく、中央部（ランプ同士の間の前方）にも形成されるので、透明板全体に透明導電膜を形成したカバーと比べて消費電力が低くなることは勿論、透明板の周縁部に透明導電膜を形成しないカバーと比べても、消費電力を低減することができる。一方、透明板におけるランプの前方には透明導電膜が形成されており、付着した雪が融かされるので、ランプによる表示の視認性は確保される。このため、電源設備を増強することなく、着雪による表示部の視認性低下を防ぐことができる。

【0009】

なお、上記発明において、隣り合う前記透明導電膜の間の間隙の幅は、前記透明導電膜の短手方向の長さの３分の１程度となっているものとしてもよい。
このようにすれば、透明導電膜からの熱が背後に透明導電膜が形成されていない部位にも十分に届き、背後に透明導電膜が形成された部位に付着した雪だけでなく、それらの部位の間にある、背後に透明導電膜が形成されていない部位に付着した雪も融かされる。このため、表示部の視認性をより一層確保することができる。

【0010】

また、上記発明において、前記透明導電膜の各辺は、鉛直線に対し傾斜しているものとしてもよい。
このようにすれば、透明板に付着した雪の層は、略帯状に開口するよう融かされることになるが、透明導電膜の各辺が傾斜しているので、付着した雪の層にできた略帯状の開口の各辺も傾斜することになる。このため、水はその場にとどまることなく開口のへりに沿って流れ落ちていくので、水が透明板の表面で凍結してしまうのを防ぐことができる。

【0011】

また、上記発明において、複数の前記透明導電膜は、何れも長手方向の長さが等しくなっており、それぞれの両端部に一対の金属電極が形成されているものとしてもよい。
このようにすれば、各透明導電膜における電極同士の距離が等しくなるので、各金属電極に同じ電圧を印加すると、各透明導電膜が等しく発熱するので、透明板における、一部の透明導電膜の前方部位のみ雪が融けずに残ってしまう、或いは、過剰に熱せられて電力が無駄になってしまう、といった事態になるのを防ぐことができる。

【0012】

また、上記発明において、前記透明導電膜の温度が所定の上限温度を超えた場合に、当該透明導電膜への通電を遮断するサーモスタットを備えるものとしてもよい。
このようにすれば、透明板が不必要に加熱されるのを防ぐことができ、消費電力をより一層抑えることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、電源設備の増強を行うことなく、着雪による表示部の視認性低下を防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態に係る鉄道用表示器の正面図である。

【図2】図１の鉄道用表示器の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態に係る鉄道用表示器１の構成について説明する。図１は鉄道用表示器１の正面図、図２は図１の側面図である。なお、図１，２には、鉄道用表示器１として中継信号機を例示したが、本発明は、線路表示器等、線路脇に設けられる表示器全般に適用可能である。
本実施形態の鉄道用表示器１は、図１，２に示したように、表示器本体２、表示器本体２の前面に設けられたカバー３等で構成されている。この鉄道用表示器１は、線路脇に立設された図示しない支柱等に、前面が線路の延長方向（列車の向かってくる方向）を向くように固定される。

【0016】

表示器本体２は、箱型の筐体２１、筐体２１の前面に設けられた複数のランプ２２ａ〜２２ｇ等で構成されている。また、表示器本体２は、図示しないケーブルによって図示しない外部の制御装置と電気的に接続されている。

【0017】

複数のランプ２２ａ〜２２ｇは、筐体２１の前面に所定間隔を空けて２次元的に分布するように配置されている。本実施形態の場合、図１に示したように、第１ランプ２２ａが筐体２１の前面中央部に、第２，第３ランプ２２ｂ，２２ｃが第１ランプの上下に、第４，第５ランプ２２ｄ，２２ｅが第１ランプ２２ａの左右に、第６，第７ランプ２２ｆ，２２ｇが第１ランプ２２ａの右上および左下にそれぞれ設けられている。
各ランプ２２ａ〜２２ｇの上には、図２に示したように、庇２３が前方に延びるように設けられているが、無くてもよい。

【0018】

前述したように、複数のランプ２２ａ〜２２ｇは、２次元的に分布するよう配置されているので、直線状に並ぶランプ２２ａ〜２２ｇを一括りにしたランプ群を複数設定することができる。このようなランプ群が、互いに平行に複数並ぶよう設定することを考えたとき、本実施形態の場合、第２ランプ２２ｂおよび第４ランプ２２ｄを第１ランプ群、第６ランプ２２ｆ、第１ランプ２２ａおよび第７ランプ２２ｇを第２ランプ群、第５ランプ２２ｅおよび第３ランプ２２ｃを第３ランプ群とするパターンが考えられる。ランプ群をこのように設定すると、ランプ群を構成する各ランプ２２ａ〜２２ｇは、鉛直線に対し傾斜して並ぶことになる。

【0019】

カバー３は、箱状のケース３１、ケース３１の前面に設けられたクリアヒート部３２等で構成されている。また、カバー３は、ケーブル３３（図２参照）によって図示しない外部の電源と接続されている。

【0020】

ケース３１は、全てのランプ２２ａ〜２２ｇを覆うことができる形状となっている。本実施形態の場合、図１に示したように、正面視の形状が、表示器本体２の前面の直径とほぼ等しい長さの辺を有する正方形をしている。また、前後方向の厚みが、庇２３を収納できるよう庇２３の前後方向の長さよりも長くなっている。また、前面が、一の対角線の延長方向に傾斜している。また、ケース３１は、前面がケース３１の正面視形状よりも一回り小さい形状に開口しており、背面が表示器本体２の前面の輪郭よりも一回り小さい形状に開口している。

【0021】

このケース３１は、表示器本体２の前面に、正面視ひし形となるように固定されている。こうすることで、ケース３１の上面に雪が付着しにくくなる。また、表示器本体２に固定されたケース３１の前面は、下方に向かうに従い後方へ向かうように傾斜（前傾）している。なお、前面の傾斜角度については後述する。このケース３１が表示器本体２に固定されると、表示器本体２前面の周縁部を除く部分がケース３１背面の開口から視認可能となる。以下、表示器本体２前面の、ケース３１背面の開口から視認可能となる部分を表示部２ａと称する。

【0022】

クリアヒート部３２は、ケース３１の前面に嵌め込まれた透明板３４、透明板３４の内側面に形成された複数の透明導電膜３５ａ〜３５ｃ、透明導電膜の両端部に形成された金属電極３６ａ，３６ｂ、サーモスタット３７等で構成されている。クリアヒート部３２の面積は、従来の閉塞信号機に設けられるクリアヒート部に比べ約２．８倍の大きさとなっている。

【0023】

透明板３４は、例えばアクリルやポリカーボネート、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の透明な樹脂でケース３１の前面と略等しい形状に形成されている。透明板３４の厚さは、風等で破損しない程度の強度を得られさえすれば任意である。
また、透明板３４は、前面が前傾したケース３１に嵌め込まれているため、上方に向かうに従って表示器本体２から離れるように傾斜している。傾斜角度について検討するための実験では、透明板３４の前傾角度を５°以上にすると、透明板３４を鉛直にした場合に比べて雪が融けてできた水が滞りにくく、比較的良好な結果が得られた。一方、透明板３４の前傾角度を５°未満にすると、着雪した雪や、雪が融けてできた水が比較的残存しやすいことが分かった。つまり、ケース３１の前面および透明板３４の前傾角度は５°以上とするのが好ましい。

【0024】

透明導電膜３５ａ〜３５ｃは、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）やＦＴＯ（フッ素ドープ酸化錫）等の導電性を有する透明材料からなる。各透明導電膜３５ａ〜３５ｃは、透明板３４の内側面に複数形成されている。本実施形態の場合、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃは、透明板３４の一辺の長さと同程度の長さを有する帯状となっている。また、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの幅は、ランプ２２ａ〜２２ｇの径と同程度になっている。こうすることで、良好な融雪性能を発揮するので、表示部２ａの視認性を損なうことなく省エネが期待できる。また、第１透明導電膜３５ａが第１ランプ群２２ｂ，２２ｄの前方を通るように、第２透明導電膜３５ｂが第２ランプ群２２ｆ，２２ａ，２２ｇの前方を通るように、第３透明導電膜３５ｃが第３ランプ群２２ｅ，２２ｃの前方を通るようにそれぞれ配置されている。

【0025】

前述したように、各ランプ群を構成する複数のランプは、斜めに、かつ互いに平行となるように並んでいるので、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃも、ランプの並びに沿って斜めに延びるように、かつ互いに平行となるように配置されることになる。このように設けられた隣り合う透明導電膜同士の間には、細長く延びる間隙ｇが生じる。そして、この間隙ｇは、正面から見たときに、表示部２ａの前を通っている。間隙ｇの幅ｄは、透明導電膜３５ａ〜３５ｃの３分の１程度とするのが好ましい。なお、間隙ｇの幅ｄをこのようにした場合、電力密度を３００Ｗ／ｍ^２未満に下げると着雪が発生する確率が高まることが分かってきたので、間隙ｇの幅ｄをこのようにする場合には、併せて電力密度を３００Ｗ／ｍ^２以上とするのが好ましい。なお、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの各短辺は、一直線上に並ぶように揃えられている。

【0026】

金属電極３６ａ，３６ｂは、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの長手方向両端部に、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃに跨って延びる直線状となるように、かつ、互いに平行に延びるように形成されている。各金属電極３６ａ，３６ｂには、ケーブル３３の一端が接続されている。
なお、図１には、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの金属電極３６ａ，３６ｂが一体化したものを例示したが、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃに個別に金属電極３６ａ，３６ｂを設けるようにしてもよい。

【0027】

サーモスタット３７は、外部の電源と金属電極３６ａ，３６ｂとの間に介在しており、透明導電膜３５ａ〜３５ｃの温度が所定の下限温度（例えば３０°程度）以下となった時に導通を開始し、所定の上限温度（例えば４０°程度）以上となった時に遮断するように構成されている。

【0028】

このように構成された本実施形態の鉄道用表示器１は、透明導電膜３５ａ〜３５ｃの温度が所定の下限温度以下であった場合に、透明導電膜３５ａ〜３５ｃに通電を開始する。すると、透明導電膜３５ａ〜３５ｃが発熱し始める。この時、透明板３４の前面に雪が付着していれば、その雪が熱によって融かされていく。
前述したように、金属電極３６ａ，３６ｂは各透明導電膜３５ａ〜３５ｃに跨って設けられており、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの形状（長手・短手方向の長さ）は等しいので、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃにはそれぞれ等しい電圧が印加され、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃは等しく発熱する。従って、透明導電膜３５ａ〜３５ｃ前方の各部位が均一に温められる。

【0029】

また、前述したように、本実施形態の鉄道用表示器１は、隣り合う透明導電膜の間の間隙ｇの幅（透明導電膜同士の距離）ｄが、透明導電膜３５ａ〜３５ｃの３分の１程度となっている。間隙ｇの幅を狭くし過ぎると、表示部２ａの前方全体に透明導電膜を形成しているのと大差なくなり、消費電力を十分に低減することができない。一方、間隙ｇの幅を広くし過ぎると、透明板３４の間隙ｇ前方の部位に付着した雪が融かされず、暖められた部位を跨がって橋のように繋がってしまう現象が生じてしまう。しかし、本実施形態のようにすることで、間隙ｇの前方部位にも、透明導電膜３５ａ〜３５ｃからの熱が十分に届くようになるので、背後に透明導電膜３５ａ〜３５ｃが形成された部位に付着した雪だけでなく、間隙ｇの前方部位に付着した雪も融かされる。その結果、透明板３４の前面全体に付着した雪の層には、雪が一部融けることによって、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃおよび間隙ｇを合わせた矩形状の開口が形成される。この開口からは、表示部２ａがほぼ全体的に視認可能となる。

【0030】

このように、本実施形態の鉄道用表示器１は、透明板３４における、背後に透明導電膜３５ａ〜３５ｃが形成されない部位が、透明板３４の周縁部（図１の透明板３４における右下および左上の部位）だけでなく、中央部（ランプ２２ａ〜２２ｇの間の前方）にも形成されるので、透明板３４全体に透明導電膜を形成したカバーと比べて消費電力が低くなることは勿論、透明板の周縁部に透明導電膜を形成していないカバーと比べても、消費電力を低減することができる。

【0031】

一方、透明板３４におけるランプ２２ａ〜２２ｇの前方には透明導電膜３５ａ〜３５ｃが形成されており、付着した雪が融かされるので、少なくともランプ２２ａ〜２２ｇによる表示の視認性は確保される。特に、本実施形態の場合は、ランプ２２ａ〜２２ｇだけでなく、ランプとランプの間も視認可能となるので、表示部２ａ全体がほぼ視認可能となる。
すなわち、本実施形態の鉄道用表示器１は、従来よりも少ない透明導電膜の形成面積で、表示部２ａの前方全体に透明導電膜を形成したのと同程度の視認性を確保することができる。言い換えれば、電源設備を増強することなく、着雪による表示部２ａの視認性低下を防ぐことができる。
また、閉塞信号機のような小型の信号機に適用すれば、従来と同程度の視認性を確保しつつ、従来よりも消費電力を低減することもできる。

【0032】

また、雪の層が融けてできた水は、透明板３４の表面を流れ落ちていく。前述したように、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃは、各辺が傾斜しているので、雪の層が融けてできた矩形状の開口の各辺も傾斜する。このため、雪が融けてできた水はその場にとどまることなく開口のへりに沿って流れ落ちていく。このため、水が透明板３４の表面で凍結してしまうのを防ぐことができる。
また、各透明導電膜３５ａ〜３５ｃの傾斜により、透明導電膜３５ａ，３５ｂの下方に間隙ｇが存在することになる、このため間隙ｇの前方部位において雪が融けずに残っても、その上の透明導電膜３５ａ，３５ｂの前方部位において雪が融けてできた水が、下方（間隙ｇの前方部位）へ流れ落ちていくので、水によって残った雪を流し効率よく除去することができる。

【0033】

また、透明導電膜３５ａ〜３５ｃの温度が所定の上限温度を超えた場合、サーモスタット３７が透明導電膜３５ａ〜３５ｃへの通電を遮断するので、透明板３４が不必要に加熱されるのが防止される。このため、カバー３の消費電力をより一層抑えることができる。

【0034】

以上、本発明を実施形態に基づいて具体的に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、上記実施形態では、帯状の透明導電膜を、直線状に一列に並ぶ複数のランプの並びに沿って延びるように設けたが、ランプ２２ａ〜２２ｇ毎に、或いは、２次元的に分布する複数のランプの分布に沿って、矩形状に広がる透明導電膜を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態では、帯状の透明導電膜を斜めに配置することにより、各辺が傾斜するようにしていたが、透明導電膜を鉛直方向或いは水平方向に延びるように配置してもよい。その場合には、下端の辺のみ傾斜させるとよい。
また、上記実施形態では、厚みのある箱状のケース３１を用いたが、表示器本体２の表示部２ａに庇２３が無い等、表示部２ａが平坦な場合には、箱型のケース３１を用いず、厚みのない枠体にクリアヒート部３２を設けるようにしてもよい。

【符号の説明】

【0035】

１ 鉄道用表示器
２ 表示器本体
２ａ 表示部
２１ 筐体
２２ａ〜２２ｇ ランプ
２３ 庇
３ カバー
３１ ケース
３２ クリアヒート部
３３ ケーブル
３４ 透明板
３５ａ〜３５ｃ 透明導電膜
３６ａ，３６ｂ金属電極
３７ サーモスタット
ｇ 隣り合う透明導電膜の間の間隙
ｄ 間隙の幅

【図1】

【図2】