(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機装置に接続される電線の端子部と他の電気機器に接続される第２の電線の端子部とを電気的に接続する接続部分が内蔵される端子箱であって、
前記第２の電線が挿通させられる挿通部を有する密閉空間であって、当該密閉空間内に挿通させられた前記第２の電線の端子部が前記電線の端子部と電気的に接続された状態で配置された密閉空間と、
前記密閉空間内に充填される充填材と
を具備し、
前記密閉空間内部において、当該密閉空間外部から内部へ前記挿通部を挿通させられた前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部が当該挿通部の側に向くように当該第２の電線をほぼＵ字状に湾曲させた状態で前記充填材により保持されている
ことを特徴とする回転電機装置の端子箱。
【請求項２】
前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部側における一部分が前記密閉空間を構成する内壁に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機装置の端子箱。
【請求項３】
前記第２の電線が挿通させられる挿通部を有する密閉空間を有する端子箱内部において、回転電機装置に接続される電線の端子部と他の電気機器に接続される第２の電線の端子部とを電気的に接続する方法であって、
前記第２の電線を、前記密閉空間外部から内部に挿通して、当該第２の電線の端子部が当該挿通部の側に向くようにほぼＵ字状に湾曲させ、当該端子部と前記電線の端子部とを電気的に接続した後、前記密閉空間内に充填材を充填し、充填した前記充填材によって前記第２の電線の端子部を固定保持するようにした
ことを特徴とする回転電機装置の端子接続方法。
【請求項４】
前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部側における一部分が前記密閉空間を構成する内壁に沿って配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の回転電機装置の端子接続方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度発電機などの発電機、および電動モータなどの回転電機装置の端子箱および回転電機装置の端子接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、様々な分野で振動モータが使用されている。このような振動モータは、モータの回転軸等に偏心おもりを設けることにより、振動を発生させるものである。
【０００３】
ところで、上述したような振動モータでは、その用途として振動することになるが、この振動により当該振動モータのリード線と電源等からの電力供給線と接続する端子部が振動してしまい、両者の接続構造が破損してしまうことが考えられる。そこで、従来では、端子箱内部において端子部に次のような工程を実施することにより、接続構造を強固なものとし、これにより振動等に起因する接続構造の破損を抑制していた。
【０００４】
まず、端子箱内においてリード線と電力供給線とを絶縁被覆付きスリーブ等を用いて接続した後、この接続部分に絶縁チューブを被せる。そして、インシュロックで接続部分を覆っている絶縁チューブを縛った後、端子箱内部の空間にスポンジ等の詰物を充填する。また、端子箱の内壁にゴムシート等の弾性シートを貼り付ける。このような加工を接続部分に施すことにより、振動等に耐えうる強固な接続構造を実現しているのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した手法によれば、強固な接続構造を実現することはできるものの、多くの工程および多種の部品が必要となり、製造コストが増加してしまう。
【０００６】
また、振動モータ以外にも、列車等に搭載される速度発電機など、振動の発生しうるモータや発電機などの回転電機装置の端子部としては、上述したような強固な接続構造が要求され、他の回転電機装置においても、振動モータと同様にコストの増加といった問題が生じることになる。
【０００７】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、コストの増加を招くことなく、強固な接続構造を実現することが可能な回転電機装置の端子箱および回転電機装置の端子接続方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の回転電機装置の端子箱は、回転電機装置に接続される電線の端子部と他の電気機器に接続される第２の電線の端子部とを電気的に接続する接続部分が内蔵される端子箱であって、前記第２の電線が挿通させられる挿通部を有する密閉空間であって、当該密閉空間内に挿通させられた前記第２の電線の端子部が前記電線の端子部と電気的に接続された状態で配置された密閉空間と、前記密閉空間内に充填される充填材とを具備し、前記密閉空間内部において、当該密閉空間外部から内部へ前記挿通部を挿通させられた前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部が当該挿通部の側に向くように当該第２の電線をほぼＵ字状に湾曲させた状態で前記充填材により保持されていることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載の回転電機装置の端子箱は、前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部側における一部分が前記密閉空間を構成する内壁に沿って配置されていることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の回転電機装置の端子接続方法は、前記第２の電線が挿通させられる挿通部を有する密閉空間を有する端子箱内部において、回転電機装置に接続される電線の端子部と他の電気機器に接続される第２の電線の端子部とを電気的に接続する方法であって、前記第２の電線を、前記密閉空間外部から内部に挿通して、当該第２の電線の端子部が当該挿通部の側に向くようにほぼＵ字状に湾曲させ、当該端子部と前記電線の端子部とを電気的に接続した後、前記密閉空間内に充填材を充填し、充填した前記充填材によって前記第２の電線の端子部を固定保持するようにしたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の回転電機装置の接続方法は、前記第２の電線は、当該第２の電線の端子部側における一部分が前記密閉空間を構成する内壁に沿って配置されていることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
Ａ．第１実施形態
まず、図１は本発明の第１実施形態に係る振動モータ（図示略）の端子箱およびその内部の構造を示す平断面図であり、図２はその側断面図である。図１および図２に示すように、略直方体状の端子箱１０は、蓋部１１により上面側が閉じられると、その内部に略直方体状の密閉空間が形成されるようになっており、端子接続等の作業を行う場合には、蓋部１１が開放された状態で行われることになる。
【００１３】
端子箱１０の内壁には、振動モータのリード線（電線）１３の端部側が挿通される挿通孔１２が形成されており、この挿通孔１２を介してリード線１３の一端部が端子箱１０により形成される密閉空間内に配置されている。この挿通孔１２は、このようにリード線１３が挿通させられた後、シリコンコンパウンド等で塞がれ、これにより端子箱１０の内部の密閉状態が維持されるようになっている。
【００１４】
また、端子箱１０の内壁には、図示せぬ電源機器等に一端が接続されるケーブル（第２の電線）１４が挿通させられる挿通孔１５が形成されている。この挿通孔１５を介してケーブル１４の他端側が端子箱１０により形成される密閉空間内に配置されている。この挿通孔１５は、このようにケーブル１４が挿通させられた後、シリコンコンパウンド等で塞がれ、これにより端子箱１０の内部の密閉状態が維持されるようになっている。
【００１５】
このように挿通孔１２および挿通孔１５から端子箱１０内部の密閉空間内に案内配置されたリード線１３とケーブル１４は、絶縁被覆スリーブ１６内において接続され、これにより振動モータと電源機器等が電気的に接続され、振動モータに電力を供給することができる。
【００１６】
このようにリード線１３とケーブル１４とを絶縁被覆スリーブ１６を用いて接続するところまでは、従来の端子箱の構造と同じであるが、本実施形態に係る端子箱１０では、この後、上述した従来の工法のように、絶縁チューブを被せたり、インシュロックで縛ったりする等の作業が行われない。すなわち、絶縁被覆スリーブ１６によりリード線１３とケーブル１４とを接続した後、端子箱１０内の密閉された空間内に詰物材１７を充填している。つまり、蓋部１１を開放した状態で端子箱１０内に詰物材１７を隙間なく詰め込んだ後、蓋部１１により端子箱１０の上面を閉じることにより、密閉空間内に隙間なく詰物材１７を充填させている。このような詰物材１７としては、粘性のあるシリコンゴム、ガラス玉や樹脂（例えば、プラスチック）製の玉などの耐熱性および絶縁性に優れたものを用いることが好ましい。
【００１７】
このように端子箱１０により形成される密閉空間内に詰物材１７を隙間なく充填させると、この密閉空間内に配置されたケーブル１４、リード線１３およびこれらの接続部分である端子部の位置が充填された詰物材１７により固定保持される。つまり、本実施形態では、このような詰物材１７を充填させることにより、端子箱１０内の密閉空間内において、リード線１３、ケーブル１４およびこれらの端子部を固定保持しているのである。
【００１８】
本実施形態では、振動モータが動作する等により端子箱１０に振動が生じた場合にも、この振動が粒状の詰物材１７により吸収されてリード線１３、ケーブル１４およびこれらの端子部分にはほとんど影響を与えなくなり、振動に起因する接続構造の破損等を抑制することができる。詳細に説明すると、密閉空間に充填される詰物材１７は、一体物ではなく粘性のあるシリコンゴム等が多数存在するものであるため、端子箱１０に振動が生じた場合にも、多数の詰物材１７が移動等することにより振動が吸収され、リード線１３とケーブル１４の接続部分に振動による大きな外力が作用することを抑制しているのである。
【００１９】
また、このように振動に起因する接続構造の破損を抑制することは従来の構造でも可能であったが、従来では、このような強固な接続構造を実現するために、多数の部品および工程を必要としていた。これに対し、本実施形態に係る端子箱１０では、絶縁被覆スリーブ１６を用いてリード線１３とケーブル１４の端子部を接続した後、チューブを被せる作業やインシュロックによる固定作業等を行うことなく、詰物材１７を充填させるといった簡易な作業で強固な接続構造を実現することができる。また、このように作業が簡易となるとともに、チューブ、インシュロックおよびゴムシートなどの部品を用意する必要がないため、製造コストを低下させることができる。
【００２０】
Ｂ．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態に係る速度発電機の端子箱について説明する。まず、図３は速度発電機の概略構成を示す図であり、同図に示すように、この速度発電機３２は、列車の速度等を検出するためのものであり、列車の車軸３０の一端側に連結されており、車軸３０と同じ速度で同軸状で回転する回転円板３１を有している。速度発電機３２は、この回転円板３１の回転速度を検出することにより列車の速度を検出している。
【００２１】
回転円板３１は、車軸３０に軸中心から偏心して設けられた連結軸３０ａにより車軸３０と連結されている。図４に示すように、回転円板３１は、円盤状の部材であり、その中央部には速度発電機３２の本体部と連結される連結部３１ａが設けられている。また、回転円板３１は、外周側から連結部３１ａに向けてＵ字状の溝３１ｂが形成されている。ここで、溝３１ｂの幅は上述した連結軸３０ａの径とほぼ同じ大きさになされており、この溝３１ｂに連結軸３０ａが嵌挿されている。これにより、図３に示す車軸３０の回転に伴って車軸３０の軸を中心として回転する連結軸３０ａによって回転円板３１が回転させられるようになっている。
【００２２】
このように回転円板３１の溝３１ｂに連結部３１ａを連結させることにより、車軸３０の回転を速度発電機３２側に伝達することになるが、列車の車軸３０の回転速度は大きいものであるため、回転円板３１の溝３１ｂにおける連結軸３０ａの接触部分に加わる力も大きいものとなる。従来では、このような回転円板として、剛性の高い鉄板製のものを使用しているのが一般的であった。しかしながら、近年の列車の高速化等に伴って回転円板３１に加わる力は大きく、連結部３１ａが係合される溝部分に亀裂が生じたりして損傷することが多発している。そこで、この速度発電機３２においては、回転円板３１の材質として、例えばポリアセタールなどの樹脂を用いている。これにより、剛性を高くして回転円板の損傷を抑制するのではなく、連結軸３０ａから受ける衝撃を回転円板３１で吸収することにより、回転円板３１の損傷を低減することができる。すなわち、この速度発電機３２では、単に剛性の高いものを回転円板３１として採用するわけではなく、ある程度の弾性を有し、衝撃を吸収することが可能な樹脂製のものを採用し、損傷等を低減しているのである。また、このような樹脂製の回転円板３１は、一体成形により簡易に作製することが可能である。
【００２３】
速度発電機３２は、上述した車軸３０と同軸状に配置された円筒状の筐体部３３を有しており、当該筐体部３３内部に発電機構等が配置されることになる。ここで、筐体部３３は、円筒状の筒部３３ａと、筒部３３ａの回転円板３１側の面を覆うように設けられるエンドカバー３３ｂとを有しており、エンドカバー３３ｂにより筒部３３ａの回転円板３１側の面が閉じられている。
【００２４】
従来の速度発電機においても、円筒状の筒部と、これの回転円板側の面を覆うエンドカバーを有する筐体が一般的に用いられているが、従来の構造では、エンドカバーが筒部に皿ネジ等により固定されているだけであった。上述したように車軸３０近傍に設けられる速度発電機３２には振動などの大きな力が加わることが多く、皿ネジのみによる固定では皿ネジがゆるんでエンドカバーが脱落してしまうといった問題が発生していた。そこで、図５に示すように、この速度発電機３２においては、ボルト５０を用いてエンドカバー３３ｂを筒部３３ａに固定している。ここで、固定に用いるボルト５０は、その頭の部分にステンレス鋼等からなるかがり線５１を挿通させたものである。そして、図示のように２つのボルト５０の頭の部分にかがり線５１を挿通させることにより、これら２つのボルト５０の緩みを抑制している。このようなかがり線５１を用いることにより、列車の車軸３０近傍といった振動等が発生する部位に速度発電機３２が取り付けられた場合にも、エンドカバー３３ｂが筒部３３ａから脱落するといったことを抑制することができる。
【００２５】
図６に示すように、上述した筐体部３３の内部には、列車の車軸３０と同軸状で回転自在になされた誘導子６０が設けられている。誘導子６０は、上記回転円板３１と連結されており、回転円板３１の回転に伴って回転するようになっている。誘導子６０の外縁には、凹凸が等間隔毎に形成されており、このような凹凸が形成された外縁の外周側には、所定のギャップを隔てて発電部６１が設けられている。発電部６１は、磁極片６１ａと、磁極片６１ａに券回されるコイル６１ｂとを有しており、誘導子６０が回転した場合には、誘導子６０と発電部６１との間に発生する磁界により発電部６１に起電力が生じる、つまり発電するようになっている。コイル６１ｂに生じる起電力は、コイル口出線（電線）６１ｃ等を介して図示せぬ検出回路に供給されるようになっている。ここで、コイル６１ｂに生じる起電力量は、誘導子６０の回転速度に応じたものになるため、コイル６１ｂに生じた起電力の量を検出することにより、誘導子６０の回転速度、つまり車軸３０の回転速度を検出することができるようになっている。なお、発電部６１の発電構成は、従来の一般的な速度発電機と同様であるため、その詳細な構造についての説明は省略する。
【００２６】
発電部６１は、ハウジング６２の内周側に当該内周側が開放する箱状に形成された発電部保持部６２ａに保持されている。ハウジング６２における発電部保持部６２ａの反対側（外周側）には、上述したコイル６１ｂからのコイル口出線６１ｃの端子部と、図示せぬ検出回路等に接続されるケーブル６４の端子部とが配置される端子箱部６２ｂが形成されている。端子箱部６２ｂは外周側が開放した箱状であり、当該開放側が蓋６２ｃによって閉じられることにより、ほぼ密閉した空間が形成されるようになっている。このように端子箱部６２ｂ等により形成される空間内に、コイル口出線６１ｃの端子部とケーブル（第２の電線）６４の端子部とが挿通配置され、端子箱部６２ｂ内部において両者が接続されるようになっているが、これについては後述する。
【００２７】
このようにハウジング６２は、大別すると、発電部６１を保持する発電部保持部６２ａと、端子箱部６２ｂとを有するものであるが、従来の速度発電機においては、これらの発電部保持部と端子箱部とを個別に作製した後、両者をボルト等で固定することにより作製されていた。したがって、作業工程が多く、コストの増加を招いてしまうといった問題があった。また、上述したように速度発電機は、振動が多く発生する部位に取り付けられるものであるため、発電部保持部と端子箱部とを固定するボルト等がゆるんでしまうといったこともあり、さらには２つの部品を作製した後に組み立てるといった手法では、製品の寸法誤差等が大きくなってしまう。そこで、この速度発電機３２においては、発電部保持部６２ａおよび端子箱部６２ｂからなるハウジング６２を一体成形して作製するようにし、上述したような工程の複雑さやボルト等の緩みの発生等といった問題を解消している。
【００２８】
次に、端子箱部６２ｂ内におけるコイル口出線６１ｃとケーブル６４との接続構造について図６および図７を参照しながら説明する。従来の端子箱内部におけるケーブルとコイル口出線の接続構造としては、両者の端子部を端子台に載置し、導電部材等で両者を接続する構造があった。このような接続構造では、振動の多発する速度発電機の接続構造として使用すると、断線等が生じてしまうことがある。このような接続構造の破損を低減するために、コイル口出線６１ｃとケーブル６４の接続構造として、上述した第１実施形態のように両者を絶縁被覆スリーブ１６で接続した後、詰物材１７を充填するといった手法で採用するようにしてもよいが、本実施形態では、次のような手法により両者を接続している。
【００２９】
図示のように、本実施形態では、端子箱部６２ｂ内部に挿入孔６２ｄを挿通して侵入しているケーブル６４をほぼ１８０°、つまりＵ字状に湾曲させ、ケーブル６４の端子部が挿入孔６２ｄ側に向く状態とする。この際、図７に示すように、ケーブル６４が端子箱部６２ｂの内壁に沿って湾曲するように、インシュロック６６でケーブル６４を固定すれば、容易、かつより確実にケーブル６４を湾曲させた状態で保持することができる。一方、端子箱部６２ｂ内部に挿入孔６２ｅを挿通して侵入しているコイル口出線６１ｃも湾曲させ、その端子部をケーブル６４の端子部の挿入孔６２ｄ側に配置する。この状態で、コイル口出線６１ｃの端子部とケーブル６４の端子部をはんだ付け等により接続している。このように両者を接続した後、端子箱部６２ｂ内の密閉空間内にシリコン充填材７０を充填して端子箱部６２ｂ内におけるケーブル６４、コイル口出線６１ｃおよびこれらの接続部分を固定保持している。
【００３０】
本実施形態では、ケーブル６４をＵ字状に湾曲させているので、ケーブル６４が振動した場合にも、その先端部分であるコイル口出線６１ｃとの接続部分が振動してしまうことを抑制することができる。このように接続部分の振動を低減することができるので、接続構造が破損してしまうといった問題を低減することができる。また、端子箱部６２ｂ内にはシリコン充填材７０が充填され、これによりコイル口出線６１ｃが固定保持されているので、コイル口出線６１ｃの振動を抑制することも可能である。このようにケーブル６４およびコイル口出線６１ｃの両者が振動することを抑制することができるので、これらの接続部分に振動による力が加わることが低減され、より強固な接続構造を実現できるのである。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コストの増加を招くことなく、強固な接続構造を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態に係る振動モータの端子箱付近を示す平断面図である。
【図２】  前記振動モータの端子箱付近を示す側断面図である。
【図３】  本発明の第２実施形態に係る速度発電機の概略構成を示す図である。
【図４】  前記速度発電機の構成要素である回転円板を示す正面図である。
【図５】  前記速度発電機の構成要素である筐体部の筒部にエンドカバーを固定する方法を説明するための図である。
【図６】  前記速度発電機の構成要素である発電部近傍を示す断面図である。
【図７】  前記速度発電機の端子箱を示す平断面図である。
【符号の説明】
１０……端子箱
１１……蓋部
１２……挿通孔
１３……リード線
１４……ケーブル
１５……挿通孔
１６……絶縁被覆スリーブ
１７……詰物材
３０……車軸
３０ａ……連結軸
３１……回転円板
３１ｂ……溝３１
３２……速度発電機３２
３３……筐体部
３３ａ……筒部
３３ｂ……エンドカバー
５０……ボルト
５１……かがり線
６０……誘導子
６１……発電部
６１ｃ……コイル口出線
６２……ハウジング
６２ａ……発電部保持部
６２ｂ……端子箱部
６４……ケーブル
７０……シリコン充填材
【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７】
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