(57)【要約】  架線からの電力を集電する集電装置と、前記集電装置に接続され、車両の屋根上に設置された回路遮断ユニットと、前記回路遮断ユニットに接続された複数の電力ケーブルと、を備え、前記回路遮断ユニットは、前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置され、前記複数の電力ケーブルが接続された分岐ジョイントと、を有している、鉄道車両。
2012095895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線からの電力を集電する集電装置と、
前記集電装置に接続され、車両の屋根上に設置された回路遮断ユニットと、
前記回路遮断ユニットに接続された複数の電力ケーブルと、を備え、
前記回路遮断ユニットは、
前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、
前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置され、前記複数の電力ケーブルが接続された分岐ジョイントと、を有している、鉄道車両。
【請求項２】
前記回路遮断器の前記端子部と前記分岐ジョイントとは、平面視で互いに重なる位置に配置されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記分岐ジョイントと、前記回路遮断器の前記端子部を下方から支持する支持体とが一体的に形成されており、
前記支持体は、前記分岐ジョイントから上方に向けて延びて前記回路遮断器の前記端子部に接続される支持導体と、前記支持導体を覆う碍子とを有している、請求項１又は２に記載の鉄道車両。
【請求項４】
複数の車両を互いに連結可能な鉄道車両であって、
前記回路遮断器が配置された車両の床下または車室内に搭載された変圧器をさらに備え、
前記複数の電力ケーブルは、前記複数の車両のうち前記回路遮断器が配置された車両の一方側に隣接する車両に向けて配線される第１電力ケーブルと、前記回路遮断器が配置された車両の他方側に隣接する車両に向けて配線される第２電力ケーブルと、前記変圧器に接続するための第３電力ケーブルとを含み、
前記回路遮断器は、回路を開閉する本体部と、前記本体部から突出する前記端子部とを有し、当該端子部は、前記本体部から一方側に突出する入力側の端子部と、前記本体部から他方側に突出する出力側の端子部とを備え、
前記分岐ジョイントは、少なくとも前記入力側の端子部に接続され、
前記入力側の端子部に接続された前記分岐ジョイントには、前記第１電力ケーブル及び前記第２電力ケーブルが接続され、前記出力側の端子部には、前記第３電力ケーブルが電気的に接続されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記電力ケーブルの先端部に装着されて前記分岐ジョイントに嵌合接続されるケーブルコネクタをさらに備え、
前記ケーブルコネクタは、その嵌合方向が前記電力ケーブルの長手方向に対して略直交する、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記分岐ジョイントは、絶縁体に複数に分岐した導体が埋設されており、かつ、前記分岐ジョイントは、前記回路遮断器の前記端子部に電気的に接続されるベース部と、前記ベース部から外方に分岐して突出した複数のジョイントコネクタ部とを有し、
前記導体は前記ジョイントコネクタ部の先端から露出しており、
前記ケーブルコネクタは、ハウジングを有し、
前記ハウジングは、前記電力ケーブルの長手方向に対して略直交する方向を嵌合方向とする嵌合口が形成された嵌合筒部と、前記嵌合筒部に略直交するように連続して前記電力ケーブルの先端部が挿入されたベース筒部とを有し、
前記嵌合筒部が前記ジョイントコネクタ部に嵌合された状態で、前記電力ケーブルの先端部に設けられた接続端子に前記導体が接続されている、請求項５に記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記ジョイントコネクタ部は、車幅方向に向けて突出している、請求項６に記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記ケーブルコネクタは、前記ベース筒部に対して略直交して配置される前記嵌合筒部と略同一直線上で反対方向に突出する作業用筒部を有し、
前記作業用筒部には、前記導体と前記接続端子との接続箇所と連通する作業用開口が形成されており、前記作業用開口には絶縁栓が取り付けられている、請求項７に記載の鉄道車両。
【請求項９】
アレスタと、前記アレスタの先端部に装着されて前記ジョイントコネクタ部に嵌合接続されるアレスタコネクタとをさらに備え、
前記アレスタコネクタは、ハウジングを有し、
前記ハウジングが前記ジョイントコネクタ部に嵌合された状態で、前記アレスタの先端部に設けられた接続端子に前記導体が接続されている、請求項６乃至９のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項１０】
前記ハウジングの各々は、互いに同一形状である、請求項６乃至１０のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項１１】
集電装置を備えていない第２の車両に互いに連結可能な鉄道車両であって、
前記鉄道車両は、複数の前記回路遮断ユニットを備え、
前記複数の回路遮断ユニットのうち１つは、当該鉄道車両用の回路遮断ユニットであり、残りの少なくとも１つは、前記第２の車両用の回路遮断ユニットである、請求項１乃至１０に記載の鉄道車両。
【請求項１２】
複数の車両が互いに連結されてなる編成列車の集電装置に接続され、前記複数の車両のうち少なくとも１つの車両の屋根上に設置される回路遮断ユニットであって、
所定以上の電流が流れた場合に回路を遮断する回路遮断器と、
前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置された分岐ジョイントと、を備えている、回路遮断ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回路遮断ユニットおよびそれを備えた鉄道車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の鉄道車両において、架線から電力を集電するパンタグラフや、真空遮断器（ＶＣＢ）、アレスタ（避雷器）の各高圧機器のレイアウトは種々のものが提案されている。例えば、特許文献１に記載された鉄道車両では、パンタグラフは車両の屋根上に配置され、真空遮断器やアレスタ等のいくつかの高圧機器は主変圧器や主変換装置や主電動機等とともに車両の床下に搭載されていた。特許文献１の鉄道車両では、パンタグラフにより集電された電力は、屋根上から床下に向けて配線される電力ケーブルを介して各高圧機器に供給される。特に、比較的高速で走行する鉄道車両（以下、単に高速鉄道車両という）では、このようなレイアウトが採用されることも多い。また、日本以外の国の特急列車の場合には、真空遮断器やアレスタや気中終端接続部等を全て屋根上に搭載したものがある。【０００３】
複数の車両が互いに連結された高速鉄道車両では、屋根上に設置されたパンタグラフは高速走行時の騒音源になりやすいため、連結された車両の数よりもパンタグラフの数を少なくしている。そのため、車両の屋根上には複数の電力ケーブルを分岐接続するための分岐ジョイントを設け、その分岐ジョイントに接続された一部の電力ケーブルを他の車両に向けて配線し、パンタグラフで集電した電力を他の車両にも分配している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３６１４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の鉄道車両は、車両の床下に主変圧器や主変換装置や電動機や台車等の他の機器が多数搭載され、かつ、高圧機器は絶縁離隔の都合で大きいものになるため、車両の床下にはあまりスペースがなく、機器類のレイアウト自由度が低い。また、各高圧機器をメンテナンスする際には、作業者は車両の床下に潜り込まなければならないため、メンテナンス作業性も良くない。さらに、パンタグラフと高圧機器とは屋根上と床下とに分かれて配置されているため、互いを接続する電力ケーブルは長くなる。かかる電力ケーブルには架線から供給される高電圧が印加されるため、安全性および回路保護の観点から、高圧機器は出来るだけ電気的上流側に配置することが好ましい。【０００６】
これに対して、従来床下に配置されていた高圧機器を車両の屋根上に移動させる場合には、各機器の配置レイアウトの自由度は少ないという問題があった。すなわち、屋根上で配線される高電圧用の電力ケーブルは太く、屈曲配線が容易でないため、屋根上に設置される機器が多くなると、それらを太い電力ケーブルで互いに接続するためのレイアウトに自由度が制限される。【０００７】
そこで本発明は、車両の屋根上に高圧機器を設置しながらも各機器のレイアウト自由度を向上させることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る鉄道車両は、架線からの電力を集電する集電装置と、前記集電装置に接続され、車両の屋根上に設置された回路遮断ユニットと、前記回路遮断ユニットに接続された複数の電力ケーブルと、を備え、前記回路遮断ユニットは、前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置され、前記複数の電力ケーブルが接続された分岐ジョイントと、を有している。【０００９】
前記構成によれば、分岐ジョイントが回路遮断器の下方に配置されて、回路遮断器と分岐ジョイントとが一体化されているため、回路遮断器と分岐ジョイントとが立体的かつコンパクトにユニット化され、機器占有面積を小さくすることができる。よって、車両の屋根上に回路遮断器を設置しながらも各機器のレイアウト自由度を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、車両の屋根上に回路遮断器を設置しながらも各機器のレイアウト自由度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る鉄道車両を概略的に示した側面図である。
【図２】図１に示す鉄道車両の電気系統を示した模式図である。
【図３】図１に示す鉄道車両の第４両目の車両の屋根及びその上に設置された機器を示した鉛直断面図である。
【図４】図１に示す鉄道車両の第４両目の車両の屋根及びその上に設置された機器を示した平面図である。
【図５】図３及び４に示す回路遮断ユニットを拡大して示した斜視図である。
【図６】図５に示す回路遮断ユニットの側面図である。
【図７】図６に示す回路遮断ユニットの平面図である。
【図８】図７に示す入力側の分岐ジョイント及びその周囲を拡大して示した水平断面図である。
【図９】図７に示す出力側の分岐ジョイント及びその周囲を拡大して示した水平断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る鉄道車両の第４両目の車両の屋根及びその上に設置された機器を示した平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る鉄道車両の第４両目の車両の屋根及びその上に設置された機器を示した鉛直断面図である。
【図１２】図１１に示す鉄道車両の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る鉄道車両１０を概略的に示した側面図である。図１に示すように、鉄道車両１０は、複数の車両１〜８（７〜８両目は不図示）が互いに連結されてなる編成列車である。両先頭車（第１両目及び第８両目）を除く各車両２〜７には、走行駆動用の主電動機２２（図２参照）が設けられている。また、第４両目には、車両屋根上にパンタグラフが設けられている。なお、本実施の形態では、一例として８両編成の鉄道車両を示しているが、両数や主電動機やパンタグラフ等の各機器の配置はこれに限られない。
【００１４】
図２は図１に示す鉄道車両１０の電気系統を示した模式図である。図２に示すように、第４両目の車両４の屋根上には、架線から電力を集電する集電装置１１と、その集電装置１１に接続された回路遮断ユニット１２Ａとが設置されている。回路遮断ユニット１２Ａは、集電装置１１に接続される真空遮断器（ＶＣＢ）からなる回路遮断器１３（高電圧遮断器）と、その回路遮断器１３の入力側に接続された分岐ジョイント１６と、その回路遮断器１３の出力側に接続された分岐ジョイント１７とを備え、分岐機能付き回路遮断ユニットとしている。回路遮断器１３は、集電装置１１と後述する主変圧器２０との間の回路に接続されている。回路遮断器１３は、所定以上の電流が流れた場合に当該回路を遮断する。入力側の分岐ジョイント１６には、第３両目の車両３を介して第２両目の車両２に電力を分配するため第１電力ケーブル２５と、第５両目の車両５を介して第６両目の車両６に電力を分配するため第２電力ケーブル２６とが接続されている。第１電力ケーブル２５は、第２両目の車両２の屋根上に設置された回路遮断ユニット１２Ｂに接続され、第２電力ケーブル２６は、第６両目の車両６の屋根上に設置された回路遮断ユニット１２Ｃに接続されている。
【００１５】
出力側の分岐ジョイント１７には、アレスタ１８（避雷器）と、各車両２，４，６毎に屋根上から床下に向けて配線された第３電力ケーブル２７とが接続されている。アレスタ１８は、電気部品に絶縁破壊が生じるのを防ぐためのものであり、落雷等による異常電流が生じたときのみ回路をアースに接続して放電する。本実施の形態において、アレスタ１８はプラグイン型としている。第２，４，６両目の各車両２，４，６の床下には、主変圧器２０が設けられ、主変圧器２０は、第３電力ケーブル２７を介して回路遮断ユニット１２Ａ〜Ｃの分岐ジョイント１７に接続されている。両先頭車両１、８を除く各車両には、主変換装置２１と、主変換装置２１に接続されて車輪を駆動する主電動機２２とが搭載されている。なお、主変圧器２０は、床下ではなく車室内に配置してもよい。
【００１６】
図３は図１に示す鉄道車両１０の第４両目の車両４の屋根３０及びその上に設置された機器を示した鉛直断面図である。図４は図１に示す鉄道車両１０の第４両目の車両４の屋根３０及びその上に設置された機器を示した平面図である。図３及び４に示すように、車両４の屋根３０の上面には、集電装置１１及び回路遮断ユニット１２Ａが配置されている。集電装置１１は、屋根３０の上面に設置された４つの支持碍子３２によって支持されている。なお、屋根３０上には、鉄道車両１０が走行中、支持碍子３２及び回路遮断ユニット１２Ａに風が直接当たるのを抑制する風除け（図示せず）が設けられる。
【００１７】
回路遮断ユニット１２Ａは、集電装置１１と車両長手方向に隣り合った状態で設置されている。回路遮断ユニット１２Ａは、その長手方向が車両長手方向（進行方向）に沿うように配置されている。回路遮断ユニット１２Ａに接続された第１電力ケーブル２５は、集電装置１１の下方で支持碍子３２の間を通過するように第３両目の車両３（図１参照）に向けて車両長手方向に沿って配線されている。回路遮断ユニット１２Ａに接続された第２電力ケーブル２６は、第５両目の車両５（図１参照）に向けて車両長手方向に沿って配線されている。回路遮断ユニット１２Ａに接続された第３電力ケーブル２７は、第４両目の車両４の車端部に向けて車両長手方向に沿って配線されている。なお、集電装置１１からのケーブルは、回路遮断器１３の入力側の端子部１３ｂまたは後述する分岐ジョイント１６のジョイントコネクタ部１６ｅに接続される。
【００１８】
図５は図３及び４に示す回路遮断ユニット１２Ａを拡大して示した斜視図である。図６は図５に示す回路遮断ユニット１２Ａの側面図である。図７は図６に示す回路遮断ユニット１２Ａの平面図である。図５〜７に示すように、回路遮断ユニット１２Ａは、回路遮断器１３、支持体３４，３５及び分岐ジョイント１６，１７を一体的に備えている。支持体３４と分岐ジョイント１６（あるいは、支持体３５と分岐ジョイント１７）とは後述するように一体的に形成され、回路遮断器１３と各支持体３４，３５とは互いに着脱可能に接続されている。回路遮断器１３は、回路を開閉する本体部１３ａと、本体部１３ａから略水平方向の一方側（車両３側）に突出する入力側の端子部１３ｂと、本体部１３ａから略水平方向の他方側（車両５側）に突出する出力側の端子部１３ｃと、本体部１３ａに下方から接続して開閉機能を作動させるアクチュエータ１３ｄと、そのアクチュエータ１３ｄの下端に接続されてアクチュエータ１３ｄを制御する制御ボックス１３ｅとを備えている。本体部１３ａ及び端子部１３ｂ，１３ｃは、屋根３０の上面から上方に距離を離して配置されている。制御ボックス１３ｅの下面には、屋根３０の上面に当接する脚部１３ｆが突設されている。また、制御ボックス１３ｅの上面には、平面視で制御ボックス１３ｅよりも大きいプレート３８が固定されている。
【００１９】
回路遮断器１３の端子部１３ｂ，１３ｃには、それらを下方から支持するようにそれぞれ支持体３４，３５が垂設されている。支持体３４，３５は、碍子形ケーブルヘッドのような構造である。即ち、支持体３４，３５は、後述する分岐ジョイント１６，１７からそれぞれ上方向に向けて延びる支持導体３６と、その支持導体３６の周囲を覆う碍子３７とを有しており、碍子３７の上端から上方に突出した支持導体３６の上端が端子部１３ｂ，１３ｃと接続している。詳細には図示しないが、碍子３７は、支持導体３６の外周にエポキシ樹脂等の硬質の絶縁体で形成され、硬質の絶縁体の外周にさらに、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）等の絶縁性の熱収縮チューブを被覆し、複数の襞部を備えた状態で形成されている。プレート３８のうち平面視で制御ボックス１３ｅより長手方向に食み出した突出部分の上面には碍子３７の下端側が金具を介して図示しないボルト等により固定されている。各支持体３４、３５と後述する各分岐ジョイント１６，１７は一体的に形成されている。分岐ジョイント１６，１７は、制御ボックス１３ｅよりも上下寸法が小さいため、屋根３０の上面から離間している。そして、端子部１３ｂ，１３ｃと支持体３４，３５と分岐ジョイント１６，１７とは、それぞれ平面視で互いに重なる位置に配置されている。
【００２０】
図８は図７に示す入力側の分岐ジョイント１６及びその周囲を拡大して示した水平断面図である。図９は、図７に示す出力側の分岐ジョイント１７及びその周囲を拡大して示した水平断面図である。なお、２つの分岐ジョイント１６，１７は互いに同一構造であるため、以下では主に分岐ジョイント１６について説明する。図８に示すように、分岐ジョイント１６は、支持導体３６の下端に一体に設けられる導体４１と、その導体４１を被覆する絶縁体４２とを有している。導体４１は、支持導体３６の下端部が連設された基部４１ａと、基部４１ａから車幅方向一方に向けて平行に突出した２つの分岐部４１ｂ，ｃと、基部４１ａから車幅方向他方に向けて平行に突出した２つの分岐部４１ｄ，ｅとを有し、平面視で略Ｈ形状を呈している。
【００２１】
そして、絶縁体４２は、エポキシ樹脂等の硬質の絶縁物により形成され、支持体３４と一体的に形成されている。すなわち、支持導体３６と導体４１が一体に形成された導体部と、碍子３７の襞部の内部の絶縁体と分岐ジョイント１６の絶縁体４２とが一体に形成される絶縁部とは、モールドにより一体的に形成される。分岐ジョイント１６全体としても平面視で略Ｈ形状を呈するような形状で導体４１を被覆している。即ち、形状的には、分岐ジョイント１６は、支持体３４の下端部に連設されたベース部１６ａと、ベース部１６ａから車幅方向一方に向けて突出した２つのジョイントコネクタ部１６ｂ，ｃと、ベース部１６ａから車幅方向他方に向けて突出した２つのジョイントコネクタ部１６ｄ，ｅとを有している。
【００２２】
ジョイントコネクタ部１６ｂ〜ｅは、先端に向けて縮径するように略円錐状に形成されている。ジョイントコネクタ部１６ｂ〜ｅにおける絶縁体４２には導体４１が埋設されており、それぞれの先端４２ｂ〜ｅから導体４１の分岐部４１ｂ〜ｅの先端が露出している。なお、ジョイントコネクタ部１６ｂ〜ｅにおける絶縁体４２の先端４２ｂ〜ｅから露出した分岐部４１ｂ〜ｅの先端面には、所定の深さでボルト穴（図示せず）が形成されている。
【００２３】
図８及び９に示すように、第１〜３電力ケーブル２５〜２７の先端部にはケーブルコネクタ５０，６０，７０が装着され、プラグイン型のアレスタ１８の先端部にはアレスタコネクタ８０が装着されている。これらコネクタ５０，６０，７０，８０は、それぞれエチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）又はシリコーンゴム等の弾性絶縁材からなるＴ形状のハウジング５１を有し、各ハウジング５１は全て同一形状である。図示しないが、ハウジング５１の中央部内周側には、接続端子４７の近傍を覆うように、かつ、内周側が露出するように内部半導電層が形成され、ハウジング５１の外周には、外部半導電層が形成されている。内部半導電層と外部半導電層はハウジング５１に一体に形成されており、当業者にとって既知の構成である（例えば、特開平９−３０８０７５号公報、特開２００４−９６９２９号等参照）。内部半導電層は半導電性のエチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）又は半導電性のシリコーンゴムで形成され、外部半導電層は、半導電性もしくは導電性の塗料、又は半導電性のエチレンプロピレンゴム（ＥＰゴム）もしくは半導電性のシリコーンゴムで形成される。
【００２４】
ハウジング５１は、各電力ケーブル２５〜２７又はプラグイン型のアレスタ１８の先端部が挿入されるベース筒部５１ａと、ベース筒部５１ａに略直交するように連続して先端に嵌合口５１ｅが形成された嵌合筒部５１ｂと、ベース筒部５１ａに略直交して嵌合筒部５１ｂと略同一直線上で反対方向に突出する作業用筒部５１ｃを有している。各筒部５１ａ〜ｃの内部空間は、互いに連通して全体としてＴ形状を呈している。ハウジング５１には、各電力ケーブル２５〜２７の長さ方向に略直交する方向を嵌合方向とするように嵌合口５１ｅが形成されている。嵌合筒部５１ｂの内周面は、ここでは分岐ジョイント１６の分岐部４１ｂ〜ｅの外形に沿うように略円錐状に形成されている。作業用筒部５１ｃには、嵌合口５１ｅと反対側に開口する作業用開口５１ｄが形成されており、作業用開口５１ｄには後述する絶縁栓５５及びキャップ５２が着脱可能に取り付けられている。
【００２５】
電力ケーブル２６の先端部では、被覆４４が剥ぎ取られてケーブル絶縁体４５が露出するとともにケーブル絶縁体４５の先端からケーブル導体４６が露出しており、ケーブル導体４６には先端部の近傍に接続孔４７ａを有する接続端子４７が圧縮して結合されている。接続端子４７はハウジング５１の内部に位置し、ケーブル導体４７に圧縮される圧縮部分は環状に形成され、先端部分は板状に形成されている。この接続端子４７付き電力ケーブル２６をハウジング５１のベース筒部５１ａに挿入し、接続端子４７の先端部がハウジング５１の嵌合筒部５１ｂの内部空間に露出し、接続端子４７の接続孔４７ａの中心が、嵌合筒部５１ｂの内部空間の中心とほぼ一致するように、接続端子４７付き電力ケーブル２６にハウジング５１が固定される。これにより、ケーブルコネクタ６０が形成される。絶縁栓５５は、エポキシ樹脂等の硬質の絶縁体からなる絶縁栓本体５５ａと、絶縁栓本体５５ａの先端側に、先端面が露出するように絶縁栓本体５５ａ内に埋設される金属製の固定用埋込金具５５ｂと、絶縁栓本体５５ａの後端側（キャップ５２が取り付けられる側）に、後端部分が露出するように絶縁栓本体５５ａ内に埋設される金属製の作業用埋込金具５５ｃを備える。固定用埋込金具５５ｂの先端部分は、ナット５４を収容する溝とボルト５３を固定するための雌ねじが形成されている。ジョイントコネクタ部１６ｂの導体４１の分岐部４１ｂの先端にはボルト５３が螺合されており、ボルト５３は分岐部４１ｂの先端から突出している。
【００２６】
ケーブルコネクタ６０をジョイントコネクタ部１６ｂに接続する際には、嵌合筒部５１ｂをジョイントコネクタ部１６ｂに嵌合する。そうすると、ハウジング５１の内部空間に露出した接続端子４７の接続孔４７ａにはボルト５３が挿通される。そして、ボルト５３の接続孔４７ａから突出した部分に作業用開口５１ｄを介してナット５４を締結することで、接続端子４７と導体４１とが接続される。なお、コネクタ６０をジョイントコネクタ部１６ｂから離脱させる際の作業は、上記接続作業の逆の手順を行うだけでよい。なお、電力ケーブルもプラグイン型のアレスタも接続せず、使用しないジョイントコネクタ部（例えば、図７の場合、ジョイントコネクタ部１６ｄ，ｅ及び１７ｂ，ｃ）には、絶縁キャップ（不図示）等で塞げばよい。
【００２７】
図９に示すように、プラグイン型のアレスタ１８は、その外形が略円柱状であり、その長手方向の一端部に高圧側の接続端子１８ａが設けられ、他端部にアース端子１８ｂ（図５参照）が設けられている。高圧側の接続端子１８ａには接続孔１８ｃが形成されている。アレスタコネクタ８０のジョイントコネクタ部１７ｄへの接続作業は、ケーブルコネクタ６０のジョイントコネクタ部１６ｂへの接続作業と同様である。プラグイン型のアレスタ１８を使用しない場合は、別途アレスタを設け、ジョイントコネクタ部１７ｄは絶縁キャップ（不図示）等で塞げばよい。プラグイン型のアレスタ１８を使用しない場合でも本発明の効果を有するが、プラグイン型のアレスタ１８を使用した場合は、取り付けの作業性及び鉄道車両における各高圧機器の省スペース化の観点からより好ましい。
【００２８】
以上に説明した構成によれば、従来、床下に配置されていた高圧機器を屋根上に配置しても、各高圧機器を高圧ケーブルで互いに接続する必要がないため、車両製作時及びメンテナンス時における作業性を向上させるとともに、各機器のレイアウト自由度を向上させることができる。特に、分岐ジョイント１６，１７が回路遮断器１３の下方に配置されて、回路遮断器１３と分岐ジョイント１６，１７とが一体化されているので、回路遮断器１３と分岐ジョイント１６，１７とが立体的かつコンパクトにユニット化され、平面視における機器占有面積を小さくすることができる。
【００２９】
また、ケーブルコネクタ５０，６０，７０は、その嵌合方向が第１〜３電力ケーブル２５〜２７の長さ方向に略直交する方向となるように構成されている。このため、太くて曲げにくい高電圧の電力ケーブル２５〜２７であっても、あまり余長を設けずに済み、さらに省スペース化を図ることができる。具体的には、ゴム製の紡錘形状のストレスコーンをエポキシ樹脂製のブッシングの受容口に圧縮装置により押し付ける、いわゆるプレハブジョイント（例えば、特開２００１−１７７９７５号公報等参照）の場合と異なり、電力ケーブルの曲げ半径のスペース及び組み立て時の電力ケーブルの大幅な引き戻しスペースが不要となる分、省スペース化を図ることができる。また、各コネクタ５０，６０，７０，８０の各ハウジング５１は、全て同一形状であるので、部品の共通化を図ることができる。さらに、各コネクタ５０，６０，７０，８０とジョイントコネクタ部１６ｃ，１６ｂ，１７ｅ，１７ｄとは、作業用開口５１ｄを介してボルト５３及びナット５４を締結することで互いに接続されるので、着脱作業を容易に行うことができる。
【００３０】
なお、前述した実施形態では、各分岐ジョイント１６，１７はそれぞれ４つのジョイントコネクタ部１６ｂ〜ｅ及び１７ｂ〜ｅを有し、その突出方向を車幅方向としているが、それに限定されるものではなく、ジョイントコネクタ部の個数や突出方向等は車両の仕様に応じて適宜変更してもよい。例えば、ジョイントコネクタ部が突出する方向は車両の長手方向等であってもよい。また、本実施の形態のように、プラグイン型のアレスタ１８を、出力側の分岐ジョイント１７に接続する場合や、アレスタをプラグイン型とせず別途、回路遮断器１３より下流側に設ける場合は、入力側の端子部１３ｂに接続される分岐ジョイントとしては第１電力ケーブル２５及び第２電力ケーブルを接続するための２つのジョイントコネクタ部を有すればよい。また、本実施の形態のようなプラグイン型のアレスタ１８でないアレスタを車両に取り付ける場合は、図７の場合のジョイントコネクタ部１７ｄを使用しなくなるため、出力側の端子部１３ｃに接続する電力ケーブルが第３電力ケーブル２７のみであれば、出力側の端子部１３ｃに接続されるのは分岐ジョイントである必要はなく、ジョイントコネクタ部が１つあればよい。また、ケーブルコネクタ５０，６０，７０及びアレスタコネクタ８０を雌コネクタとし、ジョイントコネクタ部１６ｂ〜ｅ，１７ｂ〜ｅを雄コネクタとしているが、その雌雄を逆にしてもよい。また、本実施の形態では、ケーブルコネクタ５０、６０、７０又はアレスタコネクタ８０として、Ｔ形状のハウジング５１について説明しているが、作業用開口５１ｄの無い、すなわち絶縁栓５５を必要としない、Ｌ形状のハウジングでもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図１０は本発明の第２実施形態に係る鉄道車両の第４両目の車両１０４の屋根３０及びその上に設置された機器を示した平面図である。図１０に示すように、第４両目の車両１０４の屋根３０には、集電装置１１と、複数の回路遮断ユニット１２Ａ，１２Ｂとが設置されている。一方の回路遮断ユニット１２Ａは、第４両目の車両１０４の主変圧器２０（図２参照）に接続するものであり、他方の回路遮断ユニット１２Ｂは、集電装置のない第２両目の車両の主変圧器２０に接続するものである。２つの回路遮断ユニット１２Ａ，１２Ｂは、その長手方向が車両長手方向に沿うようにして車幅方向に並んで配置されている。回路遮断ユニット１２Ａ，１２Ｂの夫々の回路遮断器１３の入力側には、集電装置１１が接続されている。回路遮断ユニット１２Ａには、第４両目の車両１０４の主変圧器２０に電力を供給するための第３電力ケーブル２７がケーブルコネクタ７０を介して接続されている。回路遮断ユニット１２Ｂには、回路遮断器１３の下流側において、第２両目の車両の主変圧器２０に電力を供給するための第１電力ケーブル２５がケーブルコネクタ５０を介して接続されている。また、回路遮断ユニット１２Ｂには、回路遮断器１３の上流側において、第６両目の車両の主変圧器２０に電力を供給するための第２電力ケーブル２６がケーブルコネクタ６０を介して接続されている。
【００３２】
このような構成とすることで、第２両目の車両の屋根上に回路遮断ユニット１２Ｂを設置する必要がなくなる。よって、回路遮断ユニット１２Ｂに走行風が直接当たるのを抑制する風除けを第２両目の車両の屋根上に設ける必要がなくなり、高速走行に有利となる。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３３】
（第３実施形態）
図１１は本発明の第３実施形態に係る鉄道車両の第４両目の車両２０４の屋根１３０及びその上に設置された機器を示した鉛直断面図である。図１２は図１１に示す鉄道車両の平面図である。図１１及び１２に示すように、車両２０４の屋根１３０の上面には上方が開口した凹部３１が形成されており、その凹部３１は、車両長手方向に沿って長い矩形状の底壁部３１ｅと、その底壁部３１ｅの四辺からそれぞれ上方に向けて立設された垂直壁部３１ａ〜ｄとを有している。凹部３１には、集電装置１１及び回路遮断ユニット１２Ａが配置されている。集電装置１１は、凹部３１の底壁部３１ｅに設置された４つの支持碍子３２によって支持されている。支持碍子３２及び回路遮断ユニット１２Ａの高さは、凹部３１の垂直壁部３１ａ〜ｄの高さ以下に設定されている。即ち、凹部３１の垂直壁部３１ａ〜ｄが、集電装置１１の支持碍子３２及び回路遮断ユニット１２Ａに走行中、風が直接当たるのを抑制する風除けの役目を果たしている。なお、他の構成は前述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明に係る鉄道車両及び回路遮断ユニットは、車両の屋根上に回路遮断器を設置しながらも各機器のレイアウト自由度を向上させることが可能となる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できる鉄道車両に広く適用すると有益である。
【符号の説明】
【００３５】
１〜６  車両
１０  鉄道車両
１１  集電装置
１２Ａ〜Ｃ  回路遮断ユニット
１３  回路遮断器
１３ａ  本体部
１３ｂ，ｃ  端子部
１６，１７  分岐ジョイント
１６ａ，１７ａ  ベース部
１６ｂ〜ｅ，１７ｂ〜ｅ  ジョイントコネクタ部
１８  アレスタ
１８ａ  接続端子
２０  主変圧器
２５  第１電力ケーブル
２６  第２電力ケーブル
２７  第３電力ケーブル
３０  屋根
３６  支持導体
３７  碍子
４１  導体
４２  絶縁体
４２ｂ〜ｄ  先端
４７  接続端子
５０，６０，７０  ケーブルコネクタ
５１  ハウジング
５１ａ  ベース筒部
５１ｂ  嵌合筒部
５１ｃ  作業用筒部
５１ｄ  作業用開口
５２  キャップ
８０  アレスタコネクタ
【図１】
2012095895.tif 000003
【図２】
2012095895.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2012095895.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2012095895.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年3月27日(2013.3.27)
【手続補正１】
【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】
架線からの電力を集電する集電装置と、
前記集電装置に接続され、車両の屋根上に設置された回路遮断ユニットと、
前記回路遮断ユニットに接続された複数の電力ケーブルと、を備え、
前記回路遮断ユニットは、
前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、
前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置され、前記複数の電力ケーブルが接続された分岐ジョイントと、を有している、鉄道車両。
【請求項２】
前記回路遮断器の前記端子部と前記分岐ジョイントとは、平面視で互いに重なる位置に配置されている、請求項１に記載の鉄道車両。
【請求項３】
前記分岐ジョイントと、前記回路遮断器の前記端子部を下方から支持する支持体とが一体的に形成されており、
前記支持体は、前記分岐ジョイントから上方に向けて延びて前記回路遮断器の前記端子部に接続される支持導体と、前記支持導体を覆う碍子とを有している、請求項１又は２に記載の鉄道車両。
【請求項４】
複数の車両を互いに連結可能な鉄道車両であって、
前記回路遮断器が配置された車両の床下または車室内に搭載された変圧器をさらに備え、
前記複数の電力ケーブルは、前記複数の車両のうち前記回路遮断器が配置された車両の一方側に隣接する車両に向けて配線される第１電力ケーブルと、前記回路遮断器が配置された車両の他方側に隣接する車両に向けて配線される第２電力ケーブルと、前記変圧器に接続するための第３電力ケーブルとを含み、
前記回路遮断器は、回路を開閉する本体部と、前記本体部から突出する前記端子部とを有し、当該端子部は、前記本体部から一方側に突出する入力側の端子部と、前記本体部から他方側に突出する出力側の端子部とを備え、
前記分岐ジョイントは、少なくとも前記入力側の端子部に接続され、
前記入力側の端子部に接続された前記分岐ジョイントには、前記第１電力ケーブル及び前記第２電力ケーブルが接続され、前記出力側の端子部には、前記第３電力ケーブルが電気的に接続されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項５】
前記電力ケーブルの先端部に装着されて前記分岐ジョイントに嵌合接続されるケーブルコネクタをさらに備え、
前記ケーブルコネクタは、その嵌合方向が前記電力ケーブルの長手方向に対して略直交する、請求項１乃至４のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項６】
前記分岐ジョイントは、絶縁体に複数に分岐した導体が埋設されており、かつ、前記分岐ジョイントは、前記回路遮断器の前記端子部に電気的に接続されるベース部と、前記ベース部から外方に分岐して突出した複数のジョイントコネクタ部とを有し、
前記導体は前記ジョイントコネクタ部の先端から露出しており、
前記ケーブルコネクタは、ハウジングを有し、
前記ハウジングは、前記電力ケーブルの長手方向に対して略直交する方向を嵌合方向とする嵌合口が形成された嵌合筒部と、前記嵌合筒部に略直交するように連続して前記電力ケーブルの先端部が挿入されたベース筒部とを有し、
前記嵌合筒部が前記ジョイントコネクタ部に嵌合された状態で、前記電力ケーブルの先端部に設けられた接続端子に前記導体が接続されている、請求項５に記載の鉄道車両。
【請求項７】
前記ジョイントコネクタ部は、車幅方向に向けて突出している、請求項６に記載の鉄道車両。
【請求項８】
前記ケーブルコネクタは、前記ベース筒部に対して略直交して配置される前記嵌合筒部と略同一直線上で反対方向に突出する作業用筒部を有し、
前記作業用筒部には、前記導体と前記接続端子との接続箇所と連通する作業用開口が形成されており、前記作業用開口には絶縁栓が取り付けられている、請求項７に記載の鉄道車両。
【請求項９】
アレスタと、前記アレスタの先端部に装着されて前記ジョイントコネクタ部に嵌合接続されるアレスタコネクタとをさらに備え、
前記アレスタコネクタは、ハウジングを有し、
前記ハウジングが前記ジョイントコネクタ部に嵌合された状態で、前記アレスタの先端部に設けられた接続端子に前記導体が接続されている、請求項６乃至８のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項１０】
前記ハウジングの各々は、互いに同一形状である、請求項６乃至９のいずれかに記載の鉄道車両。
【請求項１１】
架線からの電力を集電する集電装置を備えた第１の車両と集電装置を備えていない第２の車両とを互いに連結可能な鉄道車両であって、
前記第１の車両は、前記集電装置に接続されて前記第１の車両の屋根上に設置された第１及び第２の回路遮断ユニットと、前記第１の車両の床下または車室内に搭載された変圧器とを備え、
前記第１及び第２の回路遮断ユニットは、前記屋根の上方に配置され、前記集電装置に接続される回路に接続された回路遮断器と、前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置された分岐ジョイントとを有し、
前記第１の回路遮断ユニットの前記分岐ジョイントに接続された電力ケーブルが、前記第１の車両の前記変圧器に接続され、前記第２の回路遮断ユニットの前記分岐ジョイントに接続された電力ケーブルが、前記第２の車両に向けて配線される、鉄道車両。
【請求項１２】
複数の車両が互いに連結されてなる編成列車の集電装置に接続され、前記複数の車両のうち少なくとも１つの車両の屋根上に設置される回路遮断ユニットであって、
所定以上の電流が流れた場合に回路を遮断する回路遮断器と、
前記回路遮断器の端子部に一体的に接続された状態で前記回路遮断器の下方に配置された分岐ジョイントと、を備えている、回路遮断ユニット。
【国際調査報告】
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2012095895.tif 000016
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