(57)【要約】  車両内配線ケーブル１１ａと列車情報送受信装置との間に介在する電気コネクタであって、車両内配線ケーブル１１ａには、列車情報を伝達する複数の信号線４１と信号線４１の周囲を取り囲む導電性のシールド層４５とが内包され、シールド層４５には、シールド接地線３２の一端が接続され、列車情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、信号線４１と電気的に接続される複数のプラグピンが配設され、電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース１２ａは、シールド接地線３２の他端へ接続されると共に、信号線４１とプラグピンとが電気的に接続されたとき列車情報送受信装置の筐体を通じて接地される。
2012070150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタであって、
前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、
前記シールド層には、接地線の一端が接続され、
前記信号線は、電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、
前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、
前記コネクタケースは、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続されることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記コネクタケースは、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に前記コネクタハウジングの内周面または外周面と接触して、前記コネクタハウジングと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記コネクタケースには、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、固定部材を用いて前記端子を固定する端子台が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記端子台は、前記コネクタケースの内部、かつ、前記開口部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電気コネクタ。
【請求項５】
列車を構成する複数の車両に搭載され相互に連携して列車情報の送受信を行う情報送受信装置と、
前記車両に敷設され、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とを内包する車両内ケーブルと、
前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタと、
を備え、
前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、
前記シールド層には、接地線の一端が接続され、
前記信号線は、電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、
前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、
前記コネクタケースは、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続されることを特徴とする列車情報送受信システム。
【請求項６】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記コネクタケースは、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に前記コネクタハウジングの内周面または外周面と接触して、前記コネクタハウジングと電気的に接続されていることを特徴とする請求項５に記載の列車情報送受信システム。
【請求項７】
前記コネクタケースには、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、固定部材を用いて前記端子を固定する端子台が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の列車情報送受信システム。
【請求項８】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記端子台は、前記開口部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の列車情報送受信システム。
【請求項９】
列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタの接続方法であって、
前記車両内ケーブルに内包された導電性のシールド層に所定の接地線の一端が接続する工程と、
前記車両内ケーブル内に内包され前記列車情報を伝達する複数の信号線を、電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続する工程と、
前記接地線の他端を前記コネクタケースに着脱可能に接続する工程と、
前記情報送受信装置の筐体接地が施す工程と、
前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンと、前記コネクタピンと、が嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と前記コネクタケースとを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする電気コネクタの接続方法。
【請求項１０】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記情報送受信装置の筐体と前記コネクタケースとを電気的に接続する工程には、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に、前記コネクタケースが前記コネクタハウジングの内周面または外周面と電気的に接続される工程が含まれること特徴とする請求項９に記載の電気コネクタの接続方法。
【請求項１１】
前記コネクタケースには、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、前記端子と前記コネクタケースとを電気的に接続する端子台が設けられており、
前記接地線の他端を前記コネクタケースに着脱可能に接続する前の工程には、前記固定部材を用いて前記端子を端子台に固定する工程が含まれること特徴とする請求項９に記載の電気コネクタの接続方法。
【請求項１２】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記固定部材を用いて前記端子を端子台に固定する工程には、前記コネクタケースの内部、かつ、前記開口部の近傍に設けられた前記端子台に前記端子を固定する工程が含まれること特徴とする請求項１１に記載の電気コネクタの接続方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車情報送受信装置間にて送受信され情報を伝送するシールドケーブルに配設された電気コネクタ、この電気コネクタを用いた列車情報送受信システム、およびこの電気コネクタの接続方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多数の外部機器と接続される電気装置においては、当該装置本体の大きさが制約される中で、様々な種類の信号線が高密度で配線されているのが一般的である。特に鉄道車両に搭載される電気装置の一つである列車情報送受信装置は、機能が異なる複数の機器との間でアナログ信号から高速デジタル信号まで種々の信号を伝送するために、複数の信号線を１つのコネクタに集約している。従って、１つのコネクタには複数種類の信号が混在する場合がある。【０００３】
ここで、信号の伝送媒体の一つであるシールドケーブルの構造は、主に、信号を伝送する導体とこの導体を覆うシールド（シールド層）とで構成されている。例えば特許文献１に示される従来技術では、シールド層を列車情報送受信装置のフレームグランドに接地すべく、以下のような手法が採用されていた。【０００４】
第１の手法としては、列車情報送受信装置から最も遠い位置（例えば、車両間の連結部分に設置されるコネクタ）でシールド層をピッグテール状に加工し、このピッグテールを車体に接地する手法である。第２の手法としては、列車情報送受信装置付近でシールド層をピッグテール状に加工すると共にピッグテールの端部にコネクタピンを配設することによって、コネクタが列車情報送受信装置に接続された際、このコネクタピンと列車情報送受信装置の基板に実装されたＧＮＤ線と列車情報送受信装置のフレームグランドとを通じて接地をとる手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００７／００７４９５号（段落００３５〜００４２、図７〜１０）
【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、従来の第１の手法は、列車情報送受信装置から遠い位置で接地しているため、列車情報送受信装置近傍にてシールド層に印加されるノイズをグランドに逃がしきれず、そのノイズが列車情報送受信装置に影響を与える虞があるという問題点があった。他方、従来の第２の手法は、シールド層を基板経由でフレームグランドに接続しているため、シールド層からのノイズが基板上の半導体素子などに輻射するなどして列車情報送受信装置に影響を与える虞があるという問題点があった。【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、車両内配線ケーブルに印加されるノイズが列車情報送受信装置に与える影響を低減可能な電気コネクタ、列車情報送受信システム、および電気コネクタの接続方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタであって、前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、前記シールド層には、接地線の一端が接続され、前記信号線は、電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、前記コネクタケースには、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、車両内配線ケーブルのシールド層に接続された接地線は、コネクタケースに接続され、車両内配線ケーブルの信号線と列車情報送受信装置に配設されたコンタクトとが接続されたとき列車情報送受信装置の筐体を通じてフレームグランドに接地されるようにしたので、車両内配線ケーブルに印加されるノイズが列車情報送受信装置に与える影響を低減することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施の形態にかかる列車情報送受信システムの全体を示す図である。
【図２】図２は、図１に示される列車情報送受信システムの車両間連結部分を示す図である。
【図３】図３は、図２に示される列車情報送受信装置の外観図である。
【図４】図４は、車両内配線ケーブルとして用いられるツイストペアケーブルの断面図である。
【図５】図５は、従来のシールド層の一般的な接地態様を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態によるシールド層の接地態様を説明するための図である。
【図７】図７は、電気コネクタの筐体と車両内配線ケーブルとの関係を説明するための図である。
【図８】図８は、電気コネクタの構造と車両内配線ケーブルの加工部との関係を説明するための図である。
【図９】図９は、車両内配線ケーブルの加工部から接地線の端子までの長さを説明するための図である。
【図１０】図１０は、列車情報送受信装置の筐体に形成されたコネクタハウジングを示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示されるコネクタハウジングに電気コネクタを装着した状態を示す図である。
【図１２】図１２は、接地線の長さとＷＤＴの動作回数との関係を示す図である。
【図１３】図１３は、加工部からケーブル導入面までの距離を変えた状態を示す図である。
【図１４】図１４は、ケーブルクランプを備えたコネクタケースを示す図である。
【図１５】図１５は、コネクタケース内部に形成された端子台の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明にかかる電気コネクタ、列車情報送受信システム、および電気コネクタの接続方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態にかかる列車情報送受信システムの全体を示す図であり、列車情報送受信システムと列車との関係を概念的に表すものである。列車情報送受信システムは、主たる構成として、列車を構成する複数の車両１のそれぞれに搭載された列車情報送受信装置１０（以下単に「送受信装置１０」と称する）と、送受信装置１０同士を接続する伝送路１１と、を有して構成されている。
【００１３】
送受信装置１０は、相互に連携して列車搭載機器を監視等するために各種情報（列車情報）を制御すると共に車両１間を渡って列車情報を送受信する。なお、図１に示される送受信装置１０は、両先頭車両には各２台搭載され、先頭車両以外の車両１には各１台搭載されているが、例えば、複数の車両１に１台設置する態様でもよい。
【００１４】
図２は、図１に示される列車情報送受信システムの車両間連結部分を示す図である。図２には、連結された隣り合う２つの車両１が示され、これらの車両１にはそれぞれ送受信装置１０が搭載されている。これらの送受信装置１０の間には伝送路１１が敷設されている。
【００１５】
より詳細には、伝送路１１は、車両内配線ケーブル１１ａ（以下単に「配線ケーブル１１ａ」と称する）と、車両１間を渡るジャンパケーブル１１ｂと、車両１の対向する側に配設され配線ケーブル１１ａとジャンパケーブル１１ｂとの間に介在するコネクタ３１とから成なる。
【００１６】
配線ケーブル１１ａの一端は送受信装置１０に接続され、他端はコネクタ３１に接続されている。配線ケーブル１１ａとジャンパケーブル１１ｂは、コネクタ３１を介して接続されている。従って、図２の左側に示される一の車両１に搭載された送受信装置１０と、図２の右側に示される他の車両１に搭載された送受信装置１０とは、以下のように接続されている。すなわち、これらの送受信装置１０は、一の車両１内に敷設された配線ケーブル１１ａと、一の車両１に配設されたコネクタ３１と、ジャンパケーブル１１ｂと、他の車両１に配設されたコネクタ３１と、他の車両１内に敷設された配線ケーブル１１ａとを経由して接続されている。
【００１７】
図３は、図２に示される列車情報送受信装置１０の外観図である。図３に示される筐体３は、送受信装置１０の筐体を示し、その上部側面には配線ケーブル１１ａが複数接続されている。配線ケーブル１１ａの一端は、コネクタ加工され、筐体３に着脱可能に接続されている。電気コネクタ１２の詳細に関しては後述する。
【００１８】
電気コネクタ１２の下側側面には列車情報等を用いて各種処理を実行するＣＰＵボードなどが配設され、例えば、このＣＰＵボードと電気コネクタ１２とは、後述するプリント基板４６に接続されている。なお、図３に示される電気コネクタ１２には１本の配線ケーブル１１ａが接続されているが、１つの電気コネクタ１２に２本以上の配線ケーブル１１ａを接続する場合もある。以下の説明では、電気コネクタ１２と配線ケーブル１１ａと送受信装置１０の筐体３との電気的な接続関係を説明する。
【００１９】
図４は、車両内配線ケーブル１１ａとして用いられるツイストペアケーブルの断面図である。ツイストペアケーブルは、導体４１ａの周りに絶縁層４１ｂを被覆した２本の絶縁電線（信号線４１）を撚り合せ、その周りをシールド層４５で覆い、さらにその周りをシース（保護被覆）３４で被覆した構造となっている。このシールド層４５の接地態様に関して以下説明する。
【００２０】
図５は、従来のシールド層の一般的な接地態様を説明するための図であり、図５に示される車両１には複数の配線ケーブル１１ａが敷設され、送受信装置１０には各配線ケーブル１１ａに配設された複数の電気コネクタ１２が接続されている。
【００２１】
送受信装置１０の右側には上述した第１の手法によって接地された配線ケーブル１１ａが示されている。すなわち、送受信装置１０から最も遠い位置において、シールド接地線３２ａの一端が図４に示したシールド層４５に接続されると共に、シールド接地線３２ａの他端が車体に接続されている。シールド接地線３２ａの他端の接続先は、例えば、コネクタ３１が車両１用の接地端子台としも機能するため、このコネクタ３１でもよい。
【００２２】
このように、第１の手法では、配線ケーブル１１ａの片側のみ接地（片端接地）している。片端接地の場合、配線ケーブル１１ａ上に電位差が生じるため、両端接地の場合に比べて耐ノイズ性が低下するものの、鉄道車両では高電圧を扱うため、両端接地とした場合には地絡電流など一端から他端へ回り込む可能性がある。配線ケーブル１１ａは、このような鉄道車両特有の事情により、片端接地されているのが一般的である。
【００２３】
送受信装置１０の左側には第２の手法によって接地された配線ケーブル１１ａが示されている。すなわち、シールド接地線３２ｂの一端は図４に示したシールド層４５に接続され、シールド接地線３２ｂの他端は、その端部に配設されたコネクタピンと、後述する送受信装置１０の基板とを通じて、送受信装置１０のフレームグランド（筐体接地３３）に接地される。なお、送受信装置１０内の点線は、基板に実装されたＧＮＤ線を表し、シールド接地線３２ｂは、このＧＮＤ線を通じて筐体接地３３に接地される。
【００２４】
図６は、本発明の実施の形態によるシールド層の接地態様を説明するための図である。図５と同様に、図６に示される車両１には複数の配線ケーブル１１ａが敷設され、送受信装置１０には各配線ケーブル１１ａに配設された複数の電気コネクタ１２が接続されている。図５との相違点は、シールド層４５（図４参照）に接続されシールド接地線３２（以下単に「接地線３２」と称する）の他端が、電気コネクタ１２の筐体である導電性のコネクタケース１２ａ（以下単に「ケース１２ａ」と称する）に接続されている点である。
【００２５】
このように構成することによって、配線ケーブル１１ａの近傍に設置された各種機器からシールド層４５に印加されたノイズは、電気コネクタ１２の筐体と送受信装置１０の筐体とを通じて、筐体接地３３に流れる。すなわち、このノイズは、送受信装置１０の基板を経由せずに筐体接地３３に流れることとなる。以下、本実施の形態にかかる電気コネクタ１２の構造を詳細に説明する。
【００２６】
図７は、電気コネクタ１２の筐体と車両内配線ケーブル１１ａとの関係を説明するための図であり、図８は、電気コネクタ１２の構造と車両内配線ケーブル１１ａの加工部１６との関係を説明するための図である。また、図９は、車両内配線ケーブル１１ａの加工部１６から接地線３２の端子１２ｃまでの長さを説明するための図である。
【００２７】
図７および図８において、電気コネクタ１２のケース１２ａは、例えば、横方向の幅が縦方向の幅よりも狭く形成された直方体である。簡単のため、図７および図８に示されるケース１２ａは、ケーブル導入面２０、上面２１、下面２２、および側面２３にて構成された６面体であるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
ケーブル導入面２０には、信号線４１と接地線３２とを導入可能に形成された開口部２４が設けられている。ケース１２ａの側面２３には、接地線３２の端部に配設された導電性の端子１２ｃが端子取付用ビス（固定部材）１２ｂにて着脱可能に接続されている。端子１２ｃを端子取付用ビス１２ｂで固定するのは、メンテナンス制を考慮してのことである。なお、本実施の形態では、一例として、端子取付用ビス１２ｂを用いてケース１２ａに端子１２ｃを接続しているが、ビスに限定されるものではなく、ビス以外の締結部材、あるいは固定部材を用いてもよい。
【００２９】
また、ケース１２ａには、複数のコネクタピン（例えばジャックピン）を配設可能に形成されたピン穴１４を有するコネクタ接続部１２ｄが取り付けられている。コネクタピンは、導電性のコネクタケース１２ａ内に配設され、コネクタケース１２ａと電気的に絶縁された状態で配設されている。このコネクタ接続部１２ｄは、ピン穴１４の面を除き、ケース１２ａに取り囲まれる形でケース１２ａの内部に取り付けられている。
【００３０】
配線ケーブル１１ａは、ケース１２ａの開口部２４付近にて、図４に示されるシース３４が剥がされ、シールド層４５がピッグテール状に加工される。ピッグテール状に加工されたシールド層４５には、シールドクランプ５２を用いて接地線３２が接続される。なお、図７〜図９では、シールド層４５と接地線３２とが電気的に接続された状態のみ示しており、ピッグテール状に加工した部分は図示を省略している。配線ケーブル１１ａからの各信号線４１は、その先端がピン加工され、コネクタ接続部１２ｄの所定位置に埋設される。
【００３１】
なお、配線ケーブル１１ａの加工部１６は、シールド層４５を加工する位置を示しており、シールド層４５と接地線３２とが電気的に接続されている部分である。図８には、この加工部１６からケーブル導入面２０までの距離Ｌ１が示され、図９には、加工部１６から端子１２ｃまでにおける接地線３２の長さＬ２が示されている。距離Ｌ１および長さＬ２に関しては後述する。
【００３２】
図１０は、列車情報送受信装置１０の筐体３に形成されたコネクタハウジング１７を示す図である。筐体３には、外部に突出する複数の接触ピン１５（例えばプラグピン）を取り囲み筐体３と電気的に接続された導電性のコネクタハウジング１７（以下単に「ハウジング１７」と称する）が形成されている。各接触ピン１５は、後述するプリント基板４６と電気的に接続されていると共に筐体３と電気的に絶縁されており、図８に示したピン穴１４に挿入可能に配置されている。
【００３３】
ここで、図１０に示されるハウジング１７と図８に示されるケース１２ａとの寸法に関して説明する。図１０において、ハウジング１７の先端から筐体３の表面までの長さに相当する深さｄ２は、例えば数ｍｍ〜十数ミリ程度であり、図８に示されるケース１２ａの先端部からの所定の長さｄ１に相当する。図１０に示されるハウジング１７の内周面の幅ｗ２は、図８に示されるケース１２ａの外周面の幅ｗ１と概略一致する寸法に形成されている。図１０に示されるハウジング１７の内周面の高さｈ２は、図８に示されるケース１２ａの外周面の高さｈ１と概略一致する寸法に形成されている。
【００３４】
ハウジング１７をこのような形状にすることによって、ケース１２ａの外周面を凸部と見立て、ハウジング１７の内周面を凹部と見立てた場合、凸部と凹部が嵌合し、かつ、ケース１２ａの外周面とハウジング１７の内周面とが面接触する。すなわち、ケース１２ａは、接触ピン１５とコネクタピンとが嵌合した状態にて、ハウジング１７の内周面に接触可能に形成されている。なお、ケース１２ａは、その外周面の全て面がハウジング１７の内周面と接触するように形成するのが望ましいが、一部の面だけ（例えば側面２３）だけが接触するように形成してもよい。その場合でも、ピン穴１４に配設されたピンを介して接地をとる従来の第２の手法に比べて、インピーダンスが大幅に低減され、また、列車の走行中の振動に対して、電気コネクタ１２の機械的および電気的な接続が安定する、という効果を奏する。
【００３５】
なお、ハウジング１７を設けずに、ケース１２ａを接触ピン１５へ装着することも可能である。この場合、コネクタ接続部１２ｄを取り囲むケース１２ａの先端部が、筐体３に点接触することとなるため、ハウジング１７を用いた場合に比べてインピーダンスが大きくなるものの、このインピーダンスは、従来の第２の手法によるインピーダンスよりも小さな値となる。
【００３６】
図１１は、図１０に示されるコネクタハウジング１７に電気コネクタを装着した状態を示す図である。図１１には、送受信装置１０の筐体３と、筐体３の内部に設置されたプリント基板４６とが示されている。筐体３の筐体接地３３には、プリント基板４６に実装されたＧＮＤ線（図示せず）が接続されている。さらに、図１１には、第２の手法による「従来のシールド接地線」と、本実施の形態にかかる接地線３２とが示されている。
【００３７】
記号Ａで示される点線は、図１１に示される「従来のシールド接地線」を介して筐体接地３３に流れるノイズの経路を表している。すなわち、配線ケーブル１１ａに印加されたノイズは、「従来のシールド接地線」と、プリント基板４６に実装されたＧＮＤ線と、を経由して筐体接地３３に流れる。
【００３８】
他方、記号Ｂで示される点線は、本実施の形態にかかる電気コネクタ１２を用いた場合のノイズの経路を表している。すなわち、配線ケーブル１１ａに印加されたノイズは、プリント基板４６を経由することなく、端子１２ｃ、ケース１２ａ、および筐体３を経由して筐体接地３３に流れる。
【００３９】
次に、図８および図９に示した距離Ｌ１および長さＬ２に関して説明する。まず、距離Ｌ１に関して説明する。図８に示すように、ケース１２ａの外部で接地線３２の接続を行った場合、配線ケーブル１１ａの周囲に配設された各種機器からのノイズが、シールドが施されていない信号線４１に印加されるため、距離Ｌ１は極力短くすることが望ましい。
【００４０】
ただし、図８に示される開口部２４には、信号線４１と接地線３２とを合わせて１０本程度導入される場合もある。距離Ｌ１を短くするほど、各種機器からのノイズの影響を受けにくくなるものの、複数のケーブルを開口部２４へスムーズに導入することが困難になるだけでなく、ケース１２ａの組立てが容易ではない。従って、距離Ｌ１は、耐ノイズ性とケース１２ａの組立性とを両立可能な長さに設定することが望ましい。
【００４１】
他方、接地線３２の長さＬ２は、接地線３２をケース１２ａの内部（例えば側面２３）に接続する際の施工性を考慮して、余裕を見込む長さに設定されている。長さＬ２が長くなるほど、端子１２ｃを接続する位置の自由度が増し接地線３２の施工性が向上するものの、接地線３２のインピーダンスが大きくなるため耐ノイズ性が低下することとなる。従って、長さＬ２は、接地線３２の施工性と耐ノイズ性とを両立可能な長さに設定することが望ましい。
【００４２】
発明者は、実験を通じて最適な距離Ｌ１および長さＬ２を発見した。以下、図１２を用いて説明する。
【００４３】
図１２は、接地線３２の長さＬ２とＷＤＴ（ウォッチドッグタイマ）の動作回数との関係を示す図である。図１２に示される表は、列車情報送受信システムを模擬的に再現した環境下で、本実施の形態にかかる電気コネクタ１２を用いて、バーストイミュニティ試験を実施したものである。このバーストイミュニティ試験は、ＩＥＣ６２２３６−３−２（鉄道車両に搭載される機器の電磁両立性）に準拠するものであり、例えば、±２ｋＶ、５ｋＨｚのノイズをケーブルに印加したときに機器が誤動作したか否かを判定するものである。
【００４４】
図１２に示されるデータは、例えば図１１に示すように接地線３２を接続し、接地線３２の長さＬ２を１２０〜２２０ｍｍの範囲で変更し、＋２ｋＶのノイズと−２ｋＶのノイズとをそれぞれ印加したときのＷＤＴの動作回数を示すものである。「判定」は、ＷＤＴが１回でもカウントされたとき「ＮＧ」としている。
【００４５】
例えば、ＮＯ．１においてＬ２が２２０ｍｍの場合、＋２ｋＶおよび−２ｋＶの何れのノイズに対してもＮＧとなる。
【００４６】
ＮＯ．２においてＬ２が８０ｍｍの場合、＋２ｋＶおよび−２ｋＶの何れのノイズに対してもＷＤＴ動作回数は０となる。これは、接地線３２のインピーダンスが十分に低減され耐ノイズ性が向上したことに起因すると考えられる。
【００４７】
次に、判定が「ＯＫ」となる範囲を確認するためにＬ２を８０ｍｍより長くした場合の動作を確認した。
【００４８】
ＮＯ．３〜４はＬ２が１６０〜１８０ｍｍとした場合のデータであるが、判定は何れも「ＮＧ」となる。
【００４９】
ＮＯ．５〜６では、確認のため、Ｌ２が１４０ｍｍのときの試験を２度実施したが、判定は何れの「ＯＫ」となる。
【００５０】
次に、１４０〜１６０ｍｍの間に関しても確認すべくＮＯ．７〜９までの試験を行った。
【００５１】
ＮＯ．７においてＬ２を１５０ｍｍとした場合の判定は「ＮＧ」となる。このときのＷＤＴ動作回数は、−２ｋＶのとき５回となる。一方、ＮＯ．８は、Ｌ２を１５０ｍｍのままとして、距離Ｌ１の区間にシールド銅テープを施した場合のデータである。しかしながら、判定は「ＮＧ」となる。
【００５２】
ＮＯ．９は、Ｌ２を再び１４０ｍｍとした場合のものである。ここでは、接地線３２の長さＬ２（図９参照）は変えずに、シールドクランプ５２の位置を変更して、ケース１２ａから加工部１６までの距離を長くした場合のものである。なお、シールドクランプ５２は、図８においてシールド層４５と接地線３２とが接続される部分を示す。以下、図１３を用いて詳細に説明する。
【００５３】
図１３は、加工部１６からケーブル導入面２０までの距離を変えた状態を示す図であり、上側の図は、シールドクランプ５２の位置がケース１２ａに近いときの距離Ｌ１（Ｌ１ａ）を示し、下側の図は、シールドクランプ５２の位置をケース１２ａから遠ざけたときの距離Ｌ１（Ｌ１ｂ）を示す。
【００５４】
より具体的には、図１２のＮＯ．１〜８は、接地線３２の長さＬ２が１４０ｍｍ、かつ、距離Ｌが図１３に示されるＬ１ａのときのデータである。
【００５５】
一方、図１２のＮＯ．９のデータは、接地線３２の長さＬ２が１４０ｍｍ、かつ、距離Ｌ１が図１３に示されるＬ１ｂのときのデータである。距離Ｌ１ｂは、シールドクランプ５２の位置を距離Ｌ１ａよりも５０ｍｍ遠ざけたものであり、例えば６５ｍｍである。ＮＯ．９のＷＤＴ動作回数は、＋２ｋＶに対して０回だが−２ｋＶに対して６回となる。すなわち、接地線３２の長さＬ２が同一であっても、距離Ｌ１をＬ１ａからＬ１ｂに変更した場合（すなわち加工部１６の位置を遠ざけた場合）、耐ノイズ性が低下することが分かる。
【００５６】
ＮＯ．１０のデータは、距離Ｌ１ｂとしたままで、接地線３２の長さＬ２を１４０ｍｍから１２０ｍｍに短縮したものである。このときのＷＤＴ動作回数は、＋２ｋＶおよび−２ｋＶの何れのノイズに対しても０となった。接地線３２の長さＬ２を２０ｍｍ短くするだけでも接地線３２のインピーダンスが低減され耐ノイズ性が向上したことが分かる。
【００５７】
このように、加工部１６からケーブル導入面２０までの距離Ｌ１が６５ｍｍ以下であり、かつ、加工部１６から端子１２ｃまでにおける接地線３２の長さＬ２が１２０ｍｍ以下、となるように構成した場合、耐ノイズ性とケース１２ａの組立性とを両立可能である。
【００５８】
次に、ケーブルクランプ５０を備えたケース１２ａを採用した場合に関して説明する。図１４は、ケーブルクランプ５０を備えたケース１２ａを示す図である。図１４に示されるケース１２ａにはケーブルクランプ５０が取り付けられている。このケーブルクランプ５０は、複数のケーブル（信号線４１および接地線３２）を包縛するためのものであり、ケース１２ａと電気的に接続された状態で、図８に示した開口部２４付近に取り付けられた導電性の部材である。
【００５９】
図１４に示されるケース１２ａおよびケーブルクランプ５０は、全体として一つの導電体のみなすことができる。この場合、加工部１６からケーブルクランプ５０までの距離は、図８に示した距離Ｌ１と見なすことができる。
【００６０】
なお、加工部１６からケーブルクランプ５０までの区間は、ケーブル全体を保護するための保護ネット（図示せず）で覆われるのが一般的である。この場合、保護ネットの一端は、ケーブルクランプ５０とケーブルとの間に入り込み、ケーブルクランプ５０にて固定される。従って、加工部１６にて加工された接地線３２などのケーブルは、保護ネットの内部に収納された状態でケース１２ａの内部に導入される。換言すると、接地線３２の端部を、ケーブルクランプ５０に接続した場合、或いはケース１２ａの外部に接続したとき、接地線３２などを保護することができない。
【００６１】
本実施の形態にかかる電気コネクタ１２は、ケース１２ａの内部に接地線３２を接続する態様であるので、加工部１６からケーブルクランプ５０までの区間を保護ネットによって保護することが可能であり、かつ、信号線４１の耐ノイズ性を向上させることが可能である。
【００６２】
図１５は、コネクタケース内部に形成された端子台５１の断面を示す図であり、例えば、ケース１２ａの側面２３に接続される端子１２ｃを、ケース１２ａの上面２１（図８参照）から見た状態である。この端子台５１は、端子１２ｃとケース１２ａとを電気的に接続するものであり、ケース１２ａと端子１２ｃとの間に介在し、端子取付用ビス１２ｂを用いて端子１２ｃを固定する。なお、端子取付用ビス１２ｂは、端子台５１に形成された雌ねじ部に螺入される。
【００６３】
ケース１２ａの内周面に端子台５１を設けることにより、端子取付用ビス１２ｂをケース１２ａの側面２３へ螺入する際の作業性が向上すると共に、端子取付用ビス１２ｂのトルク管理が容易になる。端子１２ｃをケース１２ａに堅固に固定できるため、結果として、接地線３２とケース１２ａとの間の接触インピーダンスを低減することが可能である。
【００６４】
なお、端子１２ｃを接続する位置は、例えば、図８に示される開口部２４の直近、かつ、ケース１２ａの側面２３が望ましい。ケース１２ａの上面２１あるいは下面２２に端子１２ｃを接続することも可能ではあるが、この場合、ケース１２ａの下面２２あるいは上面２１に形成された点検口（図示せず）からケース１２ａの内部配線の状態を確認することが困難となる。また、開口部２４から遠い位置に接地線３２を接続した場合、接地線３２が必然的に長くなるためインピーダンスが増大する。これらの観点から、端子１２ｃは、開口部２４の直近、かつ、ケース１２ａの側面２３に接続することが望ましい。
【００６５】
以下、動作を説明する。図８に示されるケース１２ａの外部では、接地線３２の一端がシールド層４５に接続され、ケース１２ａの開口部２４には、接地線３２と信号線４１が導入される。ケース１２ａの内部に導入された接地線３２の他端は、ケース１２ａの最も広い面である側面２３に、端子１２ｃおよび端子取付用ビス１２ｂを用いて接続される。また、信号線４１の端部は、コネクタ接続部１２ｄに形成されたピン穴１４に配設可能に加工される。このとき、加工部１６からケーブル導入面２０までの距離Ｌ１は、例えば６５ｍｍ以下に設定され、加工部１６から端子１２ｃまでにおける接地線３２の長さＬ２（図９参照）は、例えば、１２０ｍｍ以下に設定される。
【００６６】
他方、送受信装置１０の筐体３には、図１１に示すように筐体接地３３が施されると共に、図１０に示すように信号線４１と電気的に接続される複数の接触ピン１５（接触ピン）が配設される。
【００６７】
そして、上記のように構成されたケース１２ａを接触ピン１５に接続したとき、シールド層４５は、図１１に示すように、接地線３２、端子１２ｃ、ケース１２ａ、および筐体３を介して筐体接地３３に接続される。
【００６８】
さらに、図１０に示されるように、接触ピン１５を取り囲み、かつ、ケース１２ａの外周面と嵌合可能に形成された導電性のハウジング１７を、筐体３に形成した場合には、ケース１２ａは、信号線４１と接触ピン１５とが接続されたとき、ハウジング１７を通じて接地される。すなわち、シールド層４５は、図１１に示すように、接地線３２、端子１２ｃ、ケース１２ａ、および筐体３を介して筐体接地３３に接続される。
【００６９】
さらに、図１５に示される端子台５１を設けた場合、シールド層４５は、接地線３２、端子１２ｃ、端子台５１、ケース１２ａ、および筐体３を介して筐体接地３３に接続される。
【００７０】
なお、上記説明では、一例として、コネクタピンをジャックピンとし、接触ピン１５をプラグピンとして説明したが、コネクタピンがプラグピンであり、接触ピン１５がジャックピンの場合でもよい。
【００７１】
以上に説明したように、本実施の形態にかかる電気コネクタおよび列車情報送受信システムは、接触ピン１５とコネクタピンとが嵌合した状態にて、送受信装置１０の筐体３と電気的に接続されると共に、ケース１２ａと接地線３２の他端に配設された導電性の端子１２ｃとの間に介在し端子取付用ビス１２ｂを用いて端子１２ｃを固定する端子台５１が設けられているケース１２ａを備えるようにしたので、配線ケーブル１１ａ内のシールド層４５を伝搬するノイズを、送受信装置１０内部の電気回路に通さずにフレームグランド（筐体接地３３）に逃がすことができる。特に、送受信装置１０の近傍で配線ケーブル１１ａに印加されるノイズを効果的に筐体接地３３へ逃がすことが可能である。また、図８に示したコネクタ接続部１２ｄにおけるフレームグランド用のピンが不要となるため、他の信号線をより多く電気コネクタ１２に取り込むことが可能である。
【００７２】
また、本実施の形態にかかる電気コネクタ１２は、接触ピン１５とコネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に、接地線３２が接続されているコネクタケース１２ａとハウジング１７とが電気的が接続されて筐体接地が完了するように構成されている。すなわち、接触ピン１５がコネクタピンに挿入される前に、シールド層４５のアースを施すようにしてノイズ対策を行っている。そのため、本実施の形態にかかる電気コネクタ１２は、車両内配線ケーブルに印加されるノイズが列車情報送受信装置に与える影響を効果的に抑制することが可能である。
【００７３】
なお、本実施の形態では、ハウジング１７の内周面がケース１２ａの外周面に電気的に接触する態様として説明したが、ハウジング１７の外周面がケース１２ａの内周面に電気的に接触するように構成しても同様の効果を奏する。
【００７４】
なお、本実施の形態に示した電気コネクタおよび列車情報送受信システムは、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明は、列車情報送受信装置に装着される電気コネクタと列車情報送受信システムとに適用可能であり、特に、シールドケーブルに印加されるノイズが情報送受信装置に与える影響を低減できる発明として有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１  車両
３  筐体
１０  列車情報送受信装置
１１  伝送路
１１ａ  車両内配線ケーブル（車両内ケーブル）
１１ｂ  ジャンパケーブル
１２  電気コネクタ
１２ａ  コネクタケース
１２ｂ  端子取付用ビス（固定部材）
１２ｃ  端子
１２ｄ  コネクタ接続部
１４  ピン穴
１５  接触ピン
１６  加工部
１７  コネクタハウジング
２０  ケーブル導入面
２１  上面
２２  下面
２３  側面
２４  開口部
３１  コネクタ
３２、３２ａ、３２ｂ  シールド接地線
３３  筐体接地
３４  シース
４１  信号線
４１ａ  導体
４１ｂ  絶縁層
４５  シールド層
４６  プリント基板
５０  ケーブルクランプ
５１  端子台
５２  シールドクランプ
【図１】
2012070150.tif 000003
【図２】
2012070150.tif 000004
【図３】
2012070150.tif 000005
【図４】
2012070150.tif 000006
【図５】
2012070150.tif 000007
【図６】
2012070150.tif 000008
【図７】
2012070150.tif 000009
【図８】
2012070150.tif 000010
【図９】
2012070150.tif 000011
【図１０】
2012070150.tif 000012
【図１１】
2012070150.tif 000013
【図１２】
2012070150.tif 000014
【図１３】
2012070150.tif 000015
【図１４】
2012070150.tif 000016
【図１５】
2012070150.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月20日(2012.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタであって、前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、前記シールド層には、接地線の一端が接続され、前記信号線は、横方向の幅が縦方向の幅よりも狭く形成された電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され、かつ、前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、前記コネクタケースには、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続され、前記コネクタケースの側面には、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、固定部材を用いて前記端子を固定する端子台が設けられ、前記導電性の端子は、その中心部に前記固定部材が挿通され、かつ、平板状に形成されていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタであって、
前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、
前記シールド層には、接地線の一端が接続され、
前記信号線は、横方向の幅が縦方向の幅よりも狭く形成された電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され、かつ、前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、
前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、
前記コネクタケースは、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続され、
前記コネクタケースの側面には、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、固定部材を用いて前記端子を固定する端子台が設けられ、
前記導電性の端子は、その中心部に前記固定部材が挿通され、かつ、平板状に形成されていることを特徴とする電気コネクタ。
【請求項２】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記コネクタケースは、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に前記コネクタハウジングの内周面または外周面と接触して、前記コネクタハウジングと電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気コネクタ。
【請求項３】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記端子台は、前記コネクタケースの内部、かつ、前記開口部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の電気コネクタ。
【請求項４】
列車を構成する複数の車両に搭載され相互に連携して列車情報の送受信を行う情報送受信装置と、
前記車両に敷設され、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とを内包する車両内ケーブルと、
前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタと、
を備え、
前記車両内ケーブルには、前記列車情報を伝達する複数の信号線と前記信号線の周囲を取り囲む導電性のシールド層とが内包され、
前記シールド層には、接地線の一端が接続され、
前記信号線は、横方向の幅が縦方向の幅よりも狭く形成された電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設され、かつ、前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続され、
前記情報送受信装置の筐体には、筐体接地が施されると共に、前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンが配設され、
前記コネクタケースは、前記接地線の他端が着脱可能に接続されると共に、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と電気的に接続され、
前記コネクタケースの側面には、前記接地線の他端に配設された導電性の端子と前記コネクタケースとの間に介在し、固定部材を用いて前記端子を固定する端子台が設けられ、
前記導電性の端子は、その中心部に前記固定部材が挿通され、かつ、平板状に形成されていることを特徴とする列車情報送受信システム。
【請求項５】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記コネクタケースは、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に前記コネクタハウジングの内周面または外周面と接触して、前記コネクタハウジングと電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の列車情報送受信システム。
【請求項６】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記端子台は、前記開口部の近傍に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載の列車情報送受信システム。
【請求項７】
列車を構成する複数の車両に搭載された情報送受信装置が車両内ケーブルを介して相互に連携して列車情報を送受信すべく、前記車両内ケーブルと前記情報送受信装置との間に介在する電気コネクタの接続方法であって、
前記車両内ケーブルに内包された導電性のシールド層に所定の接地線の一端が接続する工程と、
前記車両内ケーブル内に内包され前記列車情報を伝達する複数の信号線を、横方向の幅が縦方向の幅よりも狭く形成された電気コネクタの筐体である導電性のコネクタケース内に配設し、かつ、前記コネクタケースと電気的に絶縁されたコネクタピンに接続する工程と、
前記接地線の他端に接続された平板状の導電性の端子を、前記コネクタケースの側面に形成された端子台に固定部材を用いて着脱可能に接続する工程と、
前記情報送受信装置の筐体接地を施す工程と、
前記情報送受信装置の筐体と電気的に絶縁されており前記コネクタピンと電気的に接続される複数の接触ピンと、前記コネクタピンと、が嵌合した状態にて、前記情報送受信装置の筐体と前記コネクタケースとを電気的に接続する工程と、
を含むことを特徴とする電気コネクタの接続方法。
【請求項８】
前記情報送受信装置の筐体には、前記接触ピンの周りを取り囲み、かつ、前記コネクタケースの外周面と嵌合可能に形成された導電性のコネクタハウジングが配設され、
前記情報送受信装置の筐体と前記コネクタケースとを電気的に接続する工程には、前記接触ピンと前記コネクタピンとが嵌合して電気的に接続する直前に、前記コネクタケースが前記コネクタハウジングの内周面または外周面と電気的に接続される工程が含まれることを特徴とする請求項７に記載の電気コネクタの接続方法。
【請求項９】
前記コネクタケースには、前記信号線と前記接地線とを取り込む開口部が形成され、
前記固定部材を用いて前記端子を端子台に固定する工程には、前記コネクタケースの内部、かつ、前記開口部の近傍に設けられた前記端子台に前記端子を固定する工程が含まれることを特徴とする請求項７に記載の電気コネクタの接続方法。
【国際調査報告】
2012070150.tif 000018
2012070150.tif 000019
2012070150.tif 000020
2012070150.tif 000021