(57)【要約】【要  約】【課  題】  電気連結器の進退を水平方向として位置合せを容易にし、連結、解放作業を効率化する。【解決手段】  機械連結器１の両側下方に進行方向でかつ水平なガイドバー31を取り付けるとともに、電気連結器の両脇に前記ガイドバー31に沿ってスライド可能なスライドブロック32を取り付け、電気連結器２を進行方向に進退させる進退シリンダ33を備えて構成する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の機械連結器（１）に付設される前面に開閉可能な蓋（22）を有する電気連結器（２）において、連結される一対の電気連結器（1a、1b）の少なくとも一方に対して、機械連結器（１）の近傍に進行方向でかつ水平なガイドバー（31）を取り付けるとともに、前記電気連結器（２）の周辺に前記ガイドバー（31）に沿ってスライド可能なスライドブロック（32）を取り付け、電気連結器（２）を進行方向に進退させる進退手段（33）を備えたことを特徴とする電気連結器。
【請求項２】
前面の蓋（22）が、相手側の電気連結器に接近、離反することにより開閉する請求項１に記載の電気連結器。
【請求項３】
前面の蓋（22）が、電気連結器自身の進退により開閉する請求項１に記載の電気連結器。
【請求項４】
箱体（21）前面の開口表面の下側両脇ならびに下部に弾性シート（212）を貼り付けるとともに、蓋（22）裏側のこの弾性シート（212）に当たる部分（224a）を機械加工して一平面とし、さらに蓋（22）が回動降下した状態で支持軸（222）よりも上の部分に存在する側板（224）と箱体（21）との隙間をふさぐふさぎ部材（225）を側板（224）に取り付けた請求項１ないし３のいずれかに記載の電気連結器。
【請求項５】
円筒状の前板（220）の降下状態における頂部裏面に垂直下方に延びる水返しのための板部材（227）を取り付けた請求項４に記載の電気連結器。
【請求項６】
円筒状の前板（220）の降下状態における底部裏面に前方に向けて延びる水切りのための折り返し部材（228）を取り付けてなる請求項４または５に記載の電気連結器。
【請求項７】
箱体の内部に電気ヒータ（26）を配置した請求項１ないし６のいずれかに記載の電気連結器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連結運転を行う鉄道車両において電気回路あるいは空気管路の接続、切り離しをワンタッチで行う場合に使用する電気連結器に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両には動力用、制御用、通信用などの直流、交流、高圧、低圧さまざまの電線、ブレーキ用の空気管などが引き通されており、これらは車両の連結、解放に伴い接続、切り離しを行わなければならない。従来、これらの電線や空気配管（以下、特記する場合のほか空気管は電気回路に含めるものとする）は作業員による手作業で連結、切り離しを行っていたが、安全性の向上ならびに作業時間の短縮のため、機械連結器に電気連結器を付設し、車両の連結、解放とほぼ同時に電気回路の接続、切り離しを行えるようにすることが一般的となっている。
【０００３】
その一例として、特許文献１に記載されている機械連結器に付設された電気連結器を図面により簡単に説明する。図11は正面図、図12は側面図で、１は密着式の機械連結器、２は電気連結器、21はその箱体、22は電気連結器の前面要部を覆う開閉可能な蓋、221は蓋22を閉じる方向に付勢する蓋ばね、222は蓋22を回転支持する支持軸、23は相手車両の電気連結器に押し当てられる押し棒、223は押し棒23に取り付けられたカムに押されて蓋22を開閉するカムローラ、231は押し棒の戻しばね、25は相手車両の押し棒に押し当てられる当て板、Ｐは電気回路の接触片、Ｃはこれに接続されるケーブルである。
【０００４】
蓋22は、電気連結器が使用されていないとき、特にこの連結器が編成の先頭にある場合などに水滴や塵埃が接触片Ｐに付着して、絶縁不良や連結時の接続不良を招くのを防止することを目的としている。しかし、電気連結器はすべての車両に備えられているとは限らず、備えている場合でも双方の電気連結器が同一構造のものでなければ使用できないから、押し棒23によって相手側の電気連結器の当て板25を検知するのである。そして両側の電気連結器が接近することによって押し棒23が押し込まれる力でカムローラ223を介して蓋22が開いて箱体21の上方に退避し、逆に分離する場合には押し棒23が戻しばね231により戻されると同時に蓋22が蓋ばね221によって下降して前面を覆う構造となっている。
【０００５】
さらに特許文献１には、蓋22を閉じた場合の防水性、防塵性を高めるための手段が記載されている。図13は特許文献１に記載の発明の電気連結器において蓋が閉じられる瞬間を示す概念図、図14は蓋22の側面図、図15は図14におけるＢ部分を示す部分断面図である。円筒面である前板220と扇形の側板224とは溶接で組み立てられているから蓋22そのものには隙間はないが、蓋22が閉じた状態においては蓋の頂部、底部、両側面の4か所と箱体との間に隙間が生じる可能性がある。
【０００６】
図13に示されるように、４か所の隙間のうち支持軸222より低い部分については、箱体21の開口を完全にふさいでやればよいわけであるから、蓋22の縁部と箱体21とを密着させればよい。一方、支持軸222より上の部分については、円筒状の蓋22が回転しながらくぐりぬける空間との隙間であるから、回転の支障にならず、閉じた状態において各隙間がふさがれるようなふさぎ部材225を蓋22の所定位置に取り付ければよい。
【０００７】
まず蓋22の頂部については、侵入した水滴が前板220の裏面に沿って前方へ流れないように裏側から下方に水返し（板部材）227を取り付け、蓋の両側面の上半分については隙間の形状に合わせたふさぎ部材225を側板224に取り付けている。蓋の底部については、前板220を流下した水が気流に乗って内部に侵入しないように前板220の底部裏側に前方に向けて折り返した水切り板（折り返し部材）228を取り付けている。蓋22の両側面の下半分については、蓋22が回転、降下したとき側板224の切り込みが箱体21の表面に当たる構造であるから、図15に符号224aで示されている垂直線の部分と水切り板228の背面とが一平面となるように機械加工し、さらにこれらの部分が当たる箱体21前面開口の下側縁に沿って横長Ｕ字状にゴムシート（弾性シート）212を貼り付け、蓋が密着するようにしている。
【０００８】
また、特許文献２には、特に図示しないが、寒冷地を走行する車両に対して、電気連結器内部の水分が結露し、凍結することを防止するため、箱体21内部の隙間に電気ヒータを配置することが記載されている。
【０００９】
特許文献１に記載の発明の例では、電気連結器２は機械連結器に対してボルト等の結合手段で一体に結合されていた。これはわが国において広く普及している回り子式の密着連結器の特性に基づくものである。すなわち、回り子式密着連結器は連結器内部の回り子が回転することで連結、解放が行われるので、連結、解放の際連結器本体は列車進行方向に接近、離反するのみで左右に動くことがないから、機械連結器と同時に電気連結器の連結、解放を行っても何ら問題がないのであるが、世界各国で採用されている自動連結器や密着連結器の多くはそうではなく、連結、解放の瞬間に必ず連結器本体が首振り動作を行うので、一体に結合されていると電気連結器も首を振ってしまい、せまい間隔で密に配置されている接触片を損傷してしまう。そこでこのような連結器の場合、連結の際は機械連結器を連結した後に電気連結器を連結し、解放の際はまず電気連結器を解放してから機械連結器を解放するというようにタイミングをずらす必要がある。
【００１０】
特許文献３には、このような車両に対応する電気連結器が記載されている。図16は特許文献３に記載の発明を示す機械連結器および電気連結器の側面図で、機械連結器１の下部に片側２枚ずつの吊りリンク41が取り付けられていて、電気連結器２はこの吊りリンク41を介して機械連結器１に吊り下げて取り付けられ、進退シリンダ43によって前進、後退可能となっている。連結する車両の内、少なくとも片側についてはこのような進退機構を設けて前進、後退を可能とし、解放状態では電気連結器２は後退位置としておいて、連結の際は機械連結器１を連結した後、電気連結器２を前進させて連結し、解放の際は機械連結器１の解放に先だって電気連結器２を解放するのである。なお、電気連結器２の連結状態を保持するため機械式のフック42を設け、フック用シリンダ44によりこれを操作するようになっている。
なお、路線によって車両の向きが一定している場合は片側の電気連結器は機械連結器に固定することもできるが、方向転換があるなど、車両の向きが不定である路線ではすべての電気連結器２を進退可能としなければならない。
【特許文献１】特開２００２−２２５７０５号公報
【特許文献２】実開平６−６５１４１号公報
【特許文献３】実開昭５２−４３２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図14に示したように吊りリンクを介して電気連結器を機械連結器に取り付けると、進退の移動機構は簡単ではあるが、移動の軌跡が円弧状となるので、移動中にわずかながら上下方向にも動きが発生し、特に両側の電気連結器が進退する車両の場合、位置合せが難しいという問題点がある。電気連結器の連結、解放を機械連結器とはタイミングをずらして行う連結器構造においては、電気連結器の連結、解放の作業時間は車両そのものの連結、解放の作業時間にそのまま影響する。
【００１２】
本発明は、移動方向を完全な水平方向とすることによって位置合せを容易にし、車両の連結、解放作業を効率化することのできる電気連結器の取り付け構造を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、鉄道車両の機械連結器に付設される前面に開閉可能な蓋を有する電気連結器において、連結される一対の電気連結器の少なくとも一方に対して、機械連結器の近傍に進行方向でかつ水平なガイドバーを取り付けるとともに、前記電気連結器の周辺に前記ガイドバーに沿ってスライド可能なスライドブロックを取り付け、電気連結器を進行方向に進退させる進退手段を備えたことを特徴とする電気連結器であって、前面の蓋は相手側の電気連結器に接近、離反することにより、あるいは電気連結器自身の進退により開閉するものであることが望ましく、さらに望ましくは箱体前面の開口表面の下側両脇ならびに下部に弾性シートを貼り付けるとともに、蓋裏側のこの弾性シートに当たる部分を機械加工して一平面とし、さらに蓋が回動降下した状態で支持軸よりも上の部分に存在する側板と箱体との隙間をふさぐふさぎ部材を側板に取り付けた前記の電気連結器であるか、あるいはまた円筒状の前板の降下状態における頂部裏面に垂直下方に延びる水返しのための板部材を取り付けた前記の電気連結器であるか、また円筒状の前板の降下状態における底部裏面に前方に向けて延びる水切りのための折り返し部材を取り付けてなる前記の電気連結器であるか、さらにまた、箱体の内部に電気ヒータを配置した前記の電気連結器である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、片側移動、両側移動のいずれかにかかわりなく、電気連結器は水平方向に移動するので位置合せが容易で、車両の連結、解放作業が効率化されるという、すぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明では、機械連結器の近傍、例えば両側下方に進行方向で水平なガイドバーを取り付けるとともに電気連結器の箱体の周辺、例えば両脇に前記ガイドバーに挿通されてスライド可能なスライドブロックを取り付け、進退機構を設けて電気連結器を機械連結器に対して車両進行方向に進退可能とした。進退の移動はガイドバーによってほぼ完全な水平移動であり、連結位置による高さ方向のずれは発生しない。また、従来どおりの相手車両の電気連結器検知手段を備えるとともに、防水性、防塵性の高い構造とし、かつ寒冷地においての使用が予想される場合には箱体の内部に結露、凍結防止のための電気ヒータを備えることが望ましい。この場合、前記特許文献２に記載されているように、箱体を電気接点部分を囲む内枠と、開閉機構を囲む外枠の二重構造とし、その中間に電気ヒータを配置するのがもっとも好ましい。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第1の実施例を図1ないし図6により説明する。図1は連結、解放を行う一対の機械連結器1a、1bならびに電気連結器2a、2bを示す側面図で、22は電気連結器前面の蓋、24は前記の押し棒に代わる押しレバー、25は当て板、３は電気連結器の進退機構で、31は機械連結器の両側下方に進行方向に、かつ水平に取り付けられたガイドバー、32は電気連結器の箱体の両脇に取り付けられ、前記ガイドバー31に挿通されてスライド可能なスライドブロックである。
【００１７】
本発明の電気連結器はさまざまな構造の自動連結器に対応するため、機械連結器とはタイミングをずらして連結、解放を行う構造とし、一対の電気連結器のうち少なくとも片側のものに進退機構を設けている。図１の実施例では車両の向きが一定である路線の場合として右側の電気連結器2bについては進退機構を設けず、機械連結器1bに固定して取り付けている。
【００１８】
車両が接近して機械連結器1a、1bが連結された後、図示しない進退シリンダによって左側の電気連結器2aを右側に前進させると、それぞれの押しレバー24が相手の当て板25に接触し、押されて蓋22が開き、電気連結器2a、2bが連結される。解放の場合は進退機構３によりまず電気連結器を解放し、ついで車両が移動して機械連結器が解放される。
【００１９】
図２はこの実施例における左側の電気連結器2aを示す正面図、図３は同じく平面図で、Ｐは電気回路の接触片、211は接触片Ｐが植え込まれた絶縁台を囲んで配置されたガスケット、220は蓋22の前板、222は蓋22を回転させる支持軸、24は蓋22を開閉させる押しレバーで、追って詳しく説明するように第１アーム241、第２アーム242の２本のアームで構成される。244は第１アーム、第２アーム242の共通の回転軸、245は第２アーム242の先端部を蓋22に係合するピンである。26は箱体21内部の空間に配置された電気ヒータ、32は進退機構の一部を構成するスライドブロックである。なお、特に図示しないがこの実施例おける右側の電気連結器2bについては，スライドブロックがないだけでその他はすべて図２、図３と同一である。
【００２０】
図示しない進退手段、すなわち空圧、電動あるいは油圧の進退シリンダによってガイドバー31に沿ってスライドブロック32を水平移動させることにより電気連結器2aは右側の電気連結器2bと連結される。進退シリンダをそのまま付勢しておくことによって連結状態を維持することもできるが、機械的なフック等のロック手段によって連結状態を保持するようにしてもよい。
【００２１】
つづいて図4ないし6により押しレバー24を説明する。図４は解放状態における電気連結器２の側面図、図５は連結状態における電気連結器２の側面図、図６は第１アーム241と第２アーム242の斜視図である。図6に示すように、第１アーム241は角孔で回転軸244に取り付けられ、第２アーム242は丸孔で回転自在に回転軸244に嵌められているが、第２アーム242は戻しばね243で蓋を閉じる方向（図4における時計回り）に付勢されている。回転軸244に取り付けられる孔回りに第１アームでは斜め方向に回転角約175度分の凹部241aが形成され、一方第２アーム242では180度分の凸部が形成されている。したがって第１アーム241と第２アーム242との間には約5度の遊びがあるから、押しすぎによって蓋が破損するおそれはない。
【００２２】
蓋22の開閉機構については、これまで図11、12で説明した従来の技術におけるものを含めて相手側の電気連結器に接近、離反することにより開閉を行うものについて説明してきたが、電気連結器の進退手段を利用して、電気連結器自身の進退により開閉を行うことも出来る。以下図面によりその実施例を説明する。
【００２３】
図7ａ〜７ｄは機械連結器１に付設された片側の電気連結器２を示す側面図で、各符号はこれまで説明したもののほか、27が開閉機構、271は蓋22の側板に取り付けられたガイドピン、272は機械連結器１に取り付けられた部材に設けられたガイド溝である。ガイドピン271はガイド溝272を貫通しており、図７ａ〜７ｄに順を追って示すように、電気連結器２が進退シリンダ33により前進するに従いガイドピン271は前進するがガイド溝272は移動しないのでガイドピン271が後方へ引かれる形となり支持軸222を回転中心として蓋22が上方へ開く。
【００２４】
図8ａ〜８ｄは同じく電気連結器の進退手段を利用して、電気連結器自身の進退により開閉を行う開閉機構の例である。図7の場合とは異なり、蓋22は電気連結器２ではなく進退しない機械連結器１に取り付けられており、蓋22の側板に設けられたガイド溝282に電気連結器２の箱体21に取り付けられたガイドピン281が貫通している。図８ａ〜８ｄに順を追って示すように、電気連結器２が進退シリンダ33により前進するに従いガイドピン281が前進し、一方蓋22は前進しないので上方へ持ち上げられる形となり支持軸222を回転中心として蓋22が上方へ開く。
【００２５】
その他、ガスケット211についても、特に図示しないが例えばタイヤのチューブのように中空構造で空気の出し入れ自在とし、蓋が閉まっている状態、あるいは連結状態では内部に空気を送って膨らませて密着性を高めることが望ましい。ただし連結、解放作業の際にはガスケット211が密着していると蓋の開閉に支障があるので、一時空気を抜くようにするとよい。
【実施例２】
【００２６】
つぎに図９、10により本発明の第２の実施例を説明する。図9はこの実施例における片側の電気連結器２を示す正面図、図10は同じく平面図で、各符号はこれまで説明したものの他、29a、29bは電気連結器２の面合わせ機構である。押し棒23による蓋22の開閉機構はさきに図11、12で説明したものと同じである。またガイドバー31、スライドブロック32によって水平移動する進退機構は第１の実施例と同じであるが、この実施例ではガイドバー31を図示しない機械連結器の下部中央に1本のみとしているので、スライドブロック32も電気連結器２の上面中央に1基のみである。このため電気連結器２が前進する過程でガイドバー31を中心として揺動する可能性があるので、電気連結器２の両脇に面合わせ機構を設け、オス側のピン29aとメス側の孔29bとが接近した状態で嵌合し、各接触片Ｐが正しく接触するようにしている。図10に進退シリンダ33の一部が示されている。212は蓋22の当り面に取り付けられた横長Ｕ字状のゴムシートである。
【００２７】
なお、以上いずれの実施例においても、特に説明しないが蓋22の頂部、底部には図12において説明したものと同様の水返し（227）、水切り板（228）、側面についてはふさぎ部材（225）を取り付けるとともに蓋22の両側面の下半分については機械加工を行い、防水性、防塵性を向上させることが望ましい。
【００２８】
これまで蓋については円筒状のものばかり説明してきたが、平面状とすることも可能である。また蓋の開閉を電気連結器の進退とは独立に、機械的に、空圧により、あるいは電気的に行うことももちろん可能である。
【００２９】
また、電気連結器２が機械連結器1の下方にある例についてのみ説明したが、路線の事情により、連結器高さや床面高さの関係で電気連結器２を機械連結器1の側面や上面に設ける場合もあるので、ガイドバー31の位置は電気連結器２の取り付け位置に対応して適宜決定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例における機械連結器ならびに電気連結器を示す側面図である。
【図２】本発明の第１の実施例における電気連結器を示す正面図である。
【図３】本発明の第１の実施例における電気連結器を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例における電気連結器を示す側面図である。
【図５】同じく本発明の第１の実施例における電気連結器を示す側面図である。
【図６】本発明の第１の実施例における押しレバーを示す斜視図である。
【図７ａ】実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図７ｂ】実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図７ｃ】実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図７ｄ】実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図８ａ】他の実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図８ｂ】他の実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図８ｃ】他の実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図８ｄ】他の実施例の蓋の開閉機構を示す機械連結器および電気連結器の側面図である。
【図９】本発明の第２の実施例における電気連結器を示す正面図である。
【図１０】本発明の第２の実施例における電気連結器を示す平面図である。
【図１１】従来の技術を示す機械連結器に付設された電気連結器の正面図である。
【図１２】従来の技術を示す機械連結器に付設された電気連結器の側面図である。
【図１３】従来の技術において蓋が閉じられる瞬間を示す電気連結器の概念図である。
【図１４】従来の技術を示す電気連結器の蓋の側面図である。
【図１５】図12におけるＢ部分を示す部分断面図である。
【図１６】他の従来の技術を示す機械連結器に付設された電気連結器の側面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    機械連結器
２    電気連結器
３、４    進退機構
21    箱体
22    蓋
23    押し棒
24    押しレバー
25    当て板
26    ヒータ
27、28    開閉機構
29a    ピン（面合わせ機構）
29b    孔（面合わせ機構）
31    ガイドバー
32    スライドブロック
33、43    進退シリンダ（進退手段）
34    ロック手段
41    吊りリンク
42    フック
44    フック用シリンダ
211    ガスケット
212    ゴムシート（弾性シート）
220    前板
221    蓋ばね
222    支持軸
223    カムローラ
224    側板
225    ふさぎ部材
227    水返し（板部材）
228    水切り板（折り返し部材）
241    第１アーム
242    第２アーム
243    戻しばね
244    回転軸
245    ピン
271、281    ガイドピン
272、282    ガイド溝
Ｃ    ケーブル
Ｐ    接触片
【図１】
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【図２】
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【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７ａ】
2005138611.tif 000009
【図７ｂ】
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【図７ｃ】
2005138611.tif 000011
【図７ｄ】
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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図８ｃ】
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【図８ｄ】
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【図９】
2005138611.tif 000017
【図１０】
2005138611.tif 000018
【図１１】
2005138611.tif 000019
【図１２】
2005138611.tif 000020
【図１３】
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【図１４】
2005138611.tif 000022
【図１５】
2005138611.tif 000023
【図１６】
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