(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止部と移動体との間で双方のカプラを互いに接続する接続装置であって、
静止部側カプラを有し、これを、前記移動体の移動方向と交差する方向から当該移動体に向けて首振り可能に取り付けた静止部側接続器と、
前記静止部側カプラと互いに案内可能な形態の移動体側カプラを前記移動体の所定位置から前記静止部側接続器に向けて首振り可能に取り付けるとともに、前記移動体の位置が所望の停止位置を含む所定領域にあるとき当該移動体側カプラを前記静止部側カプラと突き合わせて接続を成す移動体側接続器と、
前記移動体の移動に伴って前記移動体側カプラが前記静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、前記移動体に設けられた移動体側駆動部材と係合して作動することにより、前記静止部側接続器の首振り姿勢が前記移動体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる静止部側接続補助装置と、
前記移動体の移動に伴って前記移動体側カプラが前記静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、前記静止部に設けられた静止部側駆動部材と係合して作動することにより、前記移動体側接続器の首振り姿勢が前記静止部側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる移動体側接続補助装置と
を備えたことを特徴とする接続装置。
【請求項２】
前記静止部側接続器には、首振り動作に伴って重りが移動して首振り終端の姿勢を維持するモーメントを付与する姿勢維持装置が設けられている請求項１記載の接続装置。
【請求項３】
前記静止部側接続補助装置は前記静止部側接続器と遊動可能に係合しており、前記静止部側接続器が既に前記移動体側カプラを迎え入れる姿勢の場合には前記移動体側駆動部材との係合による作動量が遊動範囲内に収まる請求項１記載の接続装置。
【請求項４】
前記静止部側駆動部材及び移動体側駆動部材は、前記移動体の双方向移動に対応して移動方向に各々一対設けられている請求項１記載の接続装置。
【請求項５】
前記静止部側接続器及び移動体側接続器はそれぞれ電気接続用の電極を具備し、各電極は、カプラ同士の接離により互いに接続又は分離される請求項１記載の接続装置。
【請求項６】
前後に互いに離隔して配置された２台の台車によって炉体の両端を回転可能に支持して成る混銑車における、台車と炉体との間の接続装置であって、
台車側カプラを有し、これを、前記炉体の径方向外方から当該炉体に向けて首振り可能に取り付けた台車側接続器と、
前記台車側カプラと互いに案内可能な形態の炉体側カプラを前記炉体の外周上の所定位置から外方に向けて首振り可能に取り付けるとともに、前記炉体の回転位置が所望の停止位置を含む所定領域にあるとき当該炉体側カプラを前記台車側カプラと突き合わせて接続を成す炉体側接続器と、
前記炉体の回転に伴って前記炉体側カプラが前記台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、前記炉体に設けられた炉体側駆動部材と係合して作動することにより、前記台車側接続器の首振り姿勢が前記炉体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる台車側接続補助装置と、
前記炉体の回転に伴って前記炉体側カプラが前記台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、前記台車に設けられた台車側駆動部材と係合して作動することにより、前記炉体側接続器の首振り姿勢が前記台車側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる炉体側接続補助装置と
を備えたことを特徴とする接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止部と移動体との間で双方のカプラを互いに接続する接続装置に関し、特に、製鉄所構内で使用される混銑車の台車と炉体との間の空気管等の接続装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
混銑車は、２台の台車間に樽形の炉体を回転可能に支持したものである。このような混銑車は１両若しくは２両以上連結され、高炉で溶銑を受け入れた後、無線操縦の機関車に牽引されて製鉄所構内を移送される。転炉の所定位置に到着すると、台車の車輪に歯止めをかけるか又は停留ブレーキをかけ、その後、台車に搭載されたモータにより炉体を回転させて炉口を下へ向け、溶銑を受鋼鍋へ流入させる。停留ブレーキの操作信号並びに炉体を回転させるための電力及び制御信号は、上記所定位置において設けられている地上側電気連結器から、混銑車に設けられた車上側電気連結器への電気接続を行うことにより、提供される。停留ブレーキに必要な空気圧は、機関車に搭載されたコンプレッサから空気配管を介して供給される。
【０００３】
上記停留ブレーキは、通常、混銑車１両につき１台の台車にのみ装備される。従って、機関車に連結する混銑車が１両のみの場合には、停留ブレーキ付きの台車を機関車側に連結すれば、他方の台車に空気配管を設ける必要はない。しかしながら、混銑車が２両以上連結されることもあるため、回転体である炉体を介して２台の台車間、及び、複数の混銑車間で空気管接続を行い得る構成が必須となる。停留ブレーキは、空気圧が失われるとブレーキがかかり、所定の空気圧を供給することによりブレーキが解放されるものである。従って、炉体と台車との間での空気管接続装置は、炉体の回転中には接続が切れてもよいが、炉体が所定の回転停止位置にあって発車可能なときは接続されているものであることを要する。
【０００４】
そのため、当該空気管接続装置は、炉体の回転運動に基づいて移動する炉体側空気管カプラを、炉体の回転停止位置で自動的に台車側空気管カプラに接続させ、回転停止位置を外れると、互いに自動的に分離されるように構成されている。このような接続装置には一般的に空気圧シリンダや電動シリンダ等が使用され、そのための動力源が必要とされる。但し、重量の大きい炉体を正確に所定の回転停止位置で停止させることは容易ではないので、回転停止位置が回転方向の前後に多少ずれても接続可能とする必要がある。そこで、回転停止位置の前後所定範囲のどこで炉体が停止しても接続が可能なように、炉体が回転停止位置に接近すると、台車側空気管カプラを上記所定範囲の前端部へ移動させて、炉体側空気管カプラを待ち受けるように構成する。こうして、両カプラを上記所定範囲内で互いに接続させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、炉体と共に回転して円運動する炉体側空気管カプラに対して、炉体の軸方向から接続を試みることは本来容易なことではなく、複雑な構造と、高い製造精度とが要求される。従って、製造精度が少しでも不足すると、確実に接続することができない。さらに、作業者がどのように操作するかによって炉体の回転方向や回転量が異なってくるため、所望の接続動作をさせることは容易でない。かかる理由から、実際には、空気管の接続に失敗する場合がある。さらにまた、この接続装置のための特別な動力源を必要とする場合には、装置全体が大掛かりなものとなり好ましくない。
【０００６】
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、混銑車の台車と炉体とのような静止部と移動体（回転体等）との間で、特別な動力源を必要とすることなく、確実に双方のカプラ同士を接続することができる接続装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、静止部と移動体との間で双方のカプラを互いに接続する接続装置であって、静止部側カプラを有し、これを、前記移動体の移動方向と交差する方向から当該移動体に向けて首振り可能に取り付けた静止部側接続器と、前記静止部側カプラと互いに案内可能な形態の移動体側カプラを前記移動体の所定位置から前記静止部側接続器に向けて首振り可能に取り付けるとともに、前記移動体の位置が所望の停止位置を含む所定領域にあるとき当該移動体側カプラを前記静止部側カプラと突き合わせて接続を成す移動体側接続器と、前記移動体の移動に伴って前記移動体側カプラが前記静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、前記移動体に設けられた移動体側駆動部材と係合して作動することにより、前記静止部側接続器の首振り姿勢が前記移動体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる静止部側接続補助装置と、前記移動体の移動に伴って前記移動体側カプラが前記静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、前記静止部に設けられた静止部側駆動部材と係合して作動することにより、前記移動体側接続器の首振り姿勢が前記静止部側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる移動体側接続補助装置とを備えたものである（請求項１）。
【０００８】
上記のように構成された接続装置では、共に首振り可能な静止部側接続器の静止部側カプラと移動体側接続器の移動体側カプラとを、互いに突き合わせることにより、カプラ同士が接続される。静止部側接続補助装置は、移動体の移動に伴って移動体側カプラが静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、静止部側接続器の首振り姿勢が移動体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる。また、移動体側接続補助装置は、移動体の移動に伴って移動体側カプラが静止部側カプラと接続可能な位置に接近するとき、移動体側接続器の首振り姿勢が静止部側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる。従って、両接続器は互いに常に相手方を迎え入れる姿勢で両カプラ同士を突き合わせる。
【０００９】
また、上記接続装置（請求項１）において、静止部側接続器には、首振り動作に伴って重りが移動して首振り終端の姿勢を維持するモーメントを付与する姿勢維持装置が設けられていてもよい（請求項２）。
この場合、移動した重りが付与するモーメントにより、そのときの静止部側接続器の姿勢が維持される。
【００１０】
また、上記接続装置（請求項１）において、静止部側接続補助装置は静止部側接続器と遊動可能に係合しており、静止部側接続器が既に移動体側カプラを迎え入れる姿勢の場合には移動体側駆動部材との係合による作動量が遊動範囲内に収まるようにしてもよい（請求項３）。
この場合、静止部側接続補助装置が移動体側駆動部材によって作動させられても、当該静止部側接続補助装置は静止部側接続器に対して遊動し、静止部側接続器の姿勢を変化させない。
【００１１】
また、上記接続装置（請求項１）において、静止部側駆動部材及び移動体側駆動部材は、移動体の双方向移動に対応して移動方向に各々一対設けられていてもよい（請求項４）。
この場合、移動体がいずれの移動方向に移動しても、移動体側駆動部材と静止部側接続補助装置との係合、及び、静止部側駆動部材と移動体側接続補助装置との係合が確保される。
【００１２】
また、上記接続装置（請求項１）において、静止部側接続器及び移動体側接続器はそれぞれ電気接続用の電極を具備し、各電極は、カプラ同士の接離により互いに接続又は分離されるものであってもよい（請求項５）。
この場合、カプラ同士の接離により自動的に電極同士の接離も行われる。
【００１３】
また、本発明は、前後に互いに離隔して配置された２台の台車によって炉体の両端を回転可能に支持して成る混銑車における、台車と炉体との間の接続装置であって、
台車側カプラを有し、これを、前記炉体の径方向外方から当該炉体に向けて首振り可能に取り付けた台車側接続器と、前記台車側カプラと互いに案内可能な形態の炉体側カプラを前記炉体の外周上の所定位置から外方に向けて首振り可能に取り付けるとともに、前記炉体の回転位置が所望の停止位置を含む所定領域にあるとき当該炉体側カプラを前記台車側カプラと突き合わせて接続を成す炉体側接続器と、前記炉体の回転に伴って前記炉体側カプラが前記台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、前記炉体に設けられた炉体側駆動部材と係合して作動することにより、前記台車側接続器の首振り姿勢が前記炉体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる台車側接続補助装置と、前記炉体の回転に伴って前記炉体側カプラが前記台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、前記台車に設けられた台車側駆動部材と係合して作動することにより、前記炉体側接続器の首振り姿勢が前記台車側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる炉体側接続補助装置とを備えたものであってもよい（請求項６）。
【００１４】
上記のように構成された接続装置（請求項６）では、共に首振り可能な台車側接続器の台車側カプラと炉体側接続器の炉体側カプラとを、互いに突き合わせることにより、カプラ同士が接続される。台車側接続補助装置は、炉体の回転に伴って炉体側カプラが台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、台車側接続器の首振り姿勢が炉体側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる。また、炉体側接続補助装置は、炉体の回転に伴って炉体側カプラが台車側カプラと接続可能な回転位置に接近するとき、炉体側接続器の首振り姿勢が台車側接続器を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させる。従って、両接続器は互いに常に相手方を迎え入れる姿勢で両カプラ同士を突き合わせる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１８は、機関車１に、本発明の一実施形態による接続装置（空気管接続装置）を搭載する混銑車２を１両連結した混銑車編成車両を示す側面図である。まず、混銑車の構造及び動作について説明する。図において、機関車１はアンテナ１ａを備えており、無線操縦により運転される。混銑車２は、前後に互いに離隔して配置された２台の台車２１，２２と、溶銑を入れる炉口２３ａを上部に備えた炉体２３とによって構成されており、台車２１，２２は炉体２３の両端を回転可能に支持している。車両間の連結部には、連結器３が設けられ、この連結器３の近傍に電気空気接続装置４が設けられている。連結器３同士を連結することにより、電気空気接続装置４同士も互いに接続され、電気接続及び空気接続がなされる。台車２１は、車体下部に停留ブレーキ５を備えている。なお、電気空気接続装置４は、機関車１内及び台車２１内の電気回路及び空気回路と、ケーブル６及び空気管７を介してそれぞれ接続されている。また、台車２２の後部の電気空気接続装置４は、台車２２内の電気回路及び空気回路と、ケーブル６及び空気管７を介して接続されている。混銑車２を２両以上連結する場合には、図示の混銑車２の後部に他の混銑車が増結される。
【００１６】
台車２１と炉体２３との空気接続、及び、台車２２と炉体２３との空気接続は、空気管接続装置８を介して行われている（詳細後述）。また、この空気管接続装置８には電気接続装置としての機能も付加されている（詳細後述）。一対の空気管接続装置８は、台車２１と炉体２３との間、及び、炉体２３と台車２２との間で、双方の空気管７及びケーブル６をそれぞれ互いに接続する。
機関車１の後部、並びに、混銑車２の前後部には、錠解放シリンダ９が設けられ、空気圧の給排により、連結器３の錠解放及び施錠を行うことができる。また、台車２１の下部には、ブレーキシリンダ１０が設けられ、空気圧の給排により、停留ブレーキ５の解除及び作動を行わせることができる。
【００１７】
図１９は、上記混銑車編成車両の空気回路図である。図において、機関車１には、圧縮空気を供給する空気源１１から電磁弁１２を介して錠解放シリンダ９に接続される空気回路が設けられている。また、空気源１１から電気空気接続装置４を介して台車２１の空気管７に接続される空気回路が設けられている。台車２１内の空気管７は、さらに、一方の空気管接続装置８、炉体２３の空気管７、他方の空気管接続装置８を介して、台車２２の空気管７に接続されている。空気管接続装置８において空気管７同士を接続することにより、ケーブル６（図１８）同士も接続されるようになっている。ケーブル６は、主として錠解放シリンダ９やブレーキシリンダ１０を動作させるための信号の伝送に用いられる。
【００１８】
台車２１においては、錠解放及びブレーキ制御を行う空気圧制御装置２１１が空気管７に接続され、さらに、この空気圧制御装置２１１に、台車２１における連結器３の錠解放シリンダ９、及び、停留ブレーキ５を駆動するブレーキシリンダ１０が接続されている。
一方、台車２２は、錠解放を行うための空気圧制御装置２２１、及び、台車２２における連結器３の錠解放シリンダ９を備えている。
【００１９】
上記空気圧制御装置２１１からブレーキシリンダ１０に所定の空気圧が供給されないときは、ブレーキシリンダ１０内のばねの力により停留ブレーキ５が作動している。所定の空気圧がブレーキシリンダ１０に供給されると、ピストンがばねに抗して駆動され、停留ブレーキ５が解除される。また、空気圧制御装置２１１から錠解放シリンダ９に所定の空気圧が供給されないときは、錠解放シリンダ９内のばねの力により連結器３をロックし、連結器３同士が外れることを防止している。所定の空気圧が錠解放シリンダ９に供給されると、ピストンがばねに抗して駆動され、連結器３のロックが解除される。
また、上記空気圧制御装置２２１においても同様に錠解放シリンダ９が動作して、連結器３のロック、又はロック解除が行われる。
【００２０】
なお、図示していないが、一方の台車２１には炉体２３を回転させるためのモータが搭載されているとともに、車両側面に車上側電気連結器が設けられている。一方、地上側の所定位置には、地上側電気連結器が設けられており、これを電気連結指令に応じて車上側電気連結器と接続することにより、停留した混銑車２の炉体２３を回転させるための電力及び制御信号を提供することができる。
【００２１】
上記のように構成された混銑車編成車両（機関車１及び混銑車２）は、図１８に示すように連結された状態において各連結器３にはロックがかかり、停留ブレーキ５が作動している。機関車１は、走行開始時など停留ブレーキ５を解除する必要が生じたとき、停留ブレーキ緩解信号を混銑車２に送る。これを受けた台車２１の制御盤（図示せず。）は、空気圧制御装置２１１を動作させ、停留ブレーキ５を解放する。これにより、混銑車２は発進可能な状態となる。
【００２２】
高炉で炉体２３に溶銑を受け入れた後、混銑車２は、機関車１に牽引されて転炉へ移送される。転炉の所定位置に到着すると、リモコン操縦器から機関車１にブレーキ指令が送信される。ブレーキ指令を受けた機関車１は、ブレーキ指令信号を混銑車２に送る。これを受けた台車２１の制御盤は、ブレーキ緩解用電磁弁２１３をオフ動作させ、停留ブレーキ５を作動させる。停留ブレーキ５の作動により、混銑車２は所定位置に停留した状態となる。このようにして、混銑車２の停留ブレーキ装置５を、機関車１からの電気制御信号により制御することができる。従って、人が混銑車２に近づくことなく、安全に混銑車２を停留させることができる。
その後、地上側電気連結器から、混銑車２に設けられた車上側電気連結器への電気接続が行われ、台車２１に搭載されたモータにより炉体２３を回転させて炉口２３ａを下へ向け、溶銑を受鋼鍋へ流入させる。
【００２３】
また、連結器３の錠解放については、リモコン操縦器から機関車１に錠解放指令が送信されると、機関車１は、錠解放指令信号を混銑車２に送る。これを受けた台車２１及び２２の制御盤（図示せず。）は、対応する錠解放用電磁弁２１６又は２２３を動作させ、対応する連結器３の錠を解放する。錠解放により、連結器３を外すことができる。このようにして、連結器３の錠を、機関車１からの電気制御信号により制御することができる。従って、人が混銑車２に近づくことなく、安全に錠解放を行うことができる。
【００２４】
次に、上記空気管接続装置８の構成について図１〜図１３を参照して詳細に説明する。
図１は、接続された状態の空気管接続装置８を、図１８のＡ−Ａ線方向に見た正面図である。また、図２は、図１に示す空気管接続装置を、平面的に最も見やすい状態で示した平面図（但し、一部省略あり。）である。図１及び図２において、空気管接続装置８は、台車側（すなわち静止部側）接続器８Ｓと、炉体側（すなわち回転体側）接続器８Ｒとにより、構成されている。炉体２３をその回転軸方向端から見たときの真上を１２時の方角とすれば、台車側接続器８Ｓは、３時又は９時の方角に配置される。また、炉体２３（図１）の回転軸方向をＺ方向として、これに直交する２方向のうち水平方向をＸ方向、鉛直方向をＹ方向とする。
【００２５】
台車側接続器８Ｓは、台車２１（図１８）に沿って鉛直に取り付けられた支持基部８０１と、この支持基部８０１に対して垂直（すなわち水平）に取り付けられた支持桁８０２と、支持桁８０２の先端に設けられた軸８０３を中心としてＸＹ平面上を所定範囲で首振り（回動）可能に取り付けられた接続器本体部８０４と、この接続器本体部８０４に沿って負ぶさるように取り付けられた姿勢維持装置８０５と、支持桁８０２に挿通された軸８０６（図２）の一端に取り付けられた駆動アーム８０７と、軸８０６の他端と軸８０３との間に設けられた遊動リンク機構８０８とを備えている。また、炉体２３の外周上に一対（図１には１個のみ図示）取り付けられている駆動カム（回転体側駆動部材）８０９も台車側接続器８Ｓとしての一機能を担い、これが、炉体２３の回転に伴って、駆動アーム８０７の端部に回転自在に取り付けられているローラ８１０と係脱する。
【００２６】
接続器本体部８０４は、軸８０３に取り付けられたベースプレート８１１と、その上に固定されたガイド板８１２（図２）と、ガイド板８１２により案内され、その長手方向に移動可能なスライダ８１３と、スライダ８１３の一端にパイプ８１４を介して接続された台車側空気管カプラ８１５と、スライダ８１３の他端側に装着された圧縮ばね８１６とを備えている。スライダ８１３及び台車側空気管カプラ８１５にはそれぞれ通孔８１３ａ及び通孔８１５ａが設けられており、これらの通孔は互いに連通している。台車側の空気管７（図１）は、この通孔８１３ａに接続される。なお、接続器本体部８０４の外側端部には、当該接続器本体部８０４の回動のバランスをとるためのバランスウェイト８１７が取り付けられている。
【００２７】
図３は、図１から上記遊動リンク機構８０８のみを抜き出して示す図である。図３において（図２も参照）、遊動リンク機構８０８は、音叉のような形態のフォーク８１８と、平板状のレバー８１９とにより構成され、レバー８１９の端部に回動自在に取り付けられたローラ８２０が、フォーク８１８の凹部８１８ａ内に収まっている。凹部８１８ａの幅はローラ８２０の直径より十分に大きく、従って、図示のようにローラ８２０が凹部８１８ａ内で遊動可能な状態となっている。また、凹部８１８ａの深さは、フォーク８１８及びレバー８１９がそれぞれ固定点である軸８０３及び８０６を中心に自由に回動できるように、十分に確保されている。なお、レバー８１８の端部は、ローラ８２０が凹部８１８ａから抜けるのを防止する塞ぎ板８２１が取り付けられている。また、レバー８１９の根元側には、レバー８１９を反時計回り方向に戻そうとする作用をする重り８２２が取り付けられている。
【００２８】
図１に戻り、姿勢維持装置８０５は、長手方向に直交する断面から見て直方形の筒体であり、当該断面から見て、矩形の通路を形成する。この通路に挿入された重りローラ８２３は、装置全体の傾きに従って転動し、どちらか一方の端部に落ち着く。図示のように右上がりの姿勢のときは、重りローラ８２３は左端側に移動しているが、逆に、右下がりの姿勢になると重りローラ８２３は右端側に移動する。この姿勢維持装置８０５により、台車側接続器８Ｓの首振り動作における首振り終端の姿勢を維持するモーメントが付与され、台車側接続器８Ｓは、他に外力が付与されない限り、そのときの姿勢を維持する。
【００２９】
次に、炉体側接続器８Ｒは、炉体２３の外周上に取り付けられた支持台８３１と、支持台８３１上に取り付けられ、内部に通孔８３２ａが形成された軸部材８３２と、この軸部材８３２を回転軸としてＸＹ平面上を所定範囲で首振り（回動）可能に取り付けられ、常時通孔８３２ａと連通している通孔８３３ａを有する炉体側空気管カプラ８３３と、この炉体側空気管カプラ８３３に取り付けられ、左右対称なテーパ面８３４ａ（図１）を有する一対のガイド部材８３４とを備えている。また、炉体側接続器８Ｒはさらに、転換金具８３５と、ストッパ８３６と、ストッパ８３６の当て部材８３７と、転換金具８３５用の一対の、ローラ付駆動片（静止部側駆動部材）８３８とを、駆動用部材として備えている。炉体側の空気管７（図１８）は、上記通孔８３２ａに接続される。
【００３０】
上記転換金具８３５は、直角三角形状の板材を図１のＺ軸方向に互いにずらして左右対称に配置した形態であり、炉体側空気管カプラ８３３の底面（ガイド部材８３４が取り付けられている端部と反対側の端部）に取り付けられている。台形状に曲げ加工されたストッパ８３６は、炉体側空気管カプラ８３３の底面に取り付けられており、両端部８３６ａのいずれかが当て部材８３７に当接することにより炉体側空気管カプラ８３３の回り止めを成している。ローラ付駆動片８３８は、支持基部８０１に取り付けられた板材８３９の端部に取り付けられ、かつ、図１における支持桁８０２に対して上下対称となるように、一対取り付けられている。一対のローラ付駆動片８３８は、図２に示すようにＺ軸方向に互いにずらして配置され、炉体２３の回転に伴って、それぞれが対応する転換金具８３５の三角形板に係合する。
【００３１】
図４は、炉体側空気管カプラ８３３と台車側空気管カプラ８１５との接続部を拡大した断面図である。前述のように炉体側空気管カプラ８３３は軸部材８３２に対して回動可能であり、両者の隙間はＯリング８４０により気密に封止されている。通孔８３２ａはＴ字状となっており、炉体側空気管カプラ８３３と接する側には周溝８３２ｂが設けられることにより、炉体側空気管カプラ８３３が回動しても、通孔８３２ａと、炉体側空気管カプラ８３３の通孔８３３ａとは互いに常に連通している。パイプ８１４を嵌入させる台車側空気管カプラ８１５は、パイプ８１４の溝に向けて取り付けられたボルト８４２によって、パイプ８１４から軸方向に外れないように保持されている。パイプ８１４の溝表面とボルト８４２の先端との間には一定の隙間が残されており、これによって、台車側空気管カプラ８１５は若干の傾動が可能である。従って、炉体側空気管カプラ８３３と台車側空気管カプラ８１５とは、互いに僅かに傾いても接続面の密着が可能である。また、パイプ８１４と台車側空気管カプラ８１５とは、Ｏリング８４１の介装により気密を維持している。台車側空気管カプラ８１５の端面にはＯリング８４２が装着され、炉体側空気管カプラ８３３と台車側空気管カプラ８１５との当接部分の気密を維持している。
【００３２】
上記のような空気管接続装置８の構成により、台車側接続器８Ｓは炉体２３の移動（回転）方向と交差する方向すなわち径方向外方から当該炉体２３に向けて首振り動作が可能であり、炉体側接続器８Ｒは炉体２３の外周上の所定位置から外方すなわち台車側接続器８Ｓに向けて首振り動作が可能である。また、このような双方の首振り範囲内で両者は、台車側空気管カプラ８１５と炉体側空気管カプラ８３３とを互いに突き合わせて空気管接続を成すことができる。以下、このような空気管接続について説明する。
【００３３】
図５〜図１３は、空気管接続装置８の動作過程を示す図である。なお、各図は動作説明に必要な部分のみを表示し、図１より簡略化している。
まず、図５は、図１に示す空気管接続装置の接続前の状態を示す図である。図において、接続器本体部８０４は軸８０３を中心として右下がりの姿勢となっており、重りローラ８２３は姿勢維持装置８０５の右端側にある。また、台車側空気管カプラ８１５は斜め下を向いている。逆に、レバー８１９及び駆動アーム８０７は軸８０６を中心として右上がり状態である。ここで、炉体２３が反時計回り方向に回転すると、炉体２３の外周上に取り付けられている一対の駆動カム８０９と、炉体側接続器８Ｒとが一緒に回転運動する。なお、炉体側接続器８Ｒはまだローラ付駆動片８３８から離れた位置にある。
【００３４】
一方（下方）の駆動カム８０９がローラ８１０に当接すると、これ以降の炉体２３の回転により、駆動アーム８０７及びレバー８１９が軸８０６を中心として時計回り方向に回動し始める。これにより、レバー８１９の先端に設けられたローラ８２０が凹部８１８ａの上方内壁に転接しながらフォーク８１８を持ち上げる。こうして、接続装置本体部８０４が反時計回り方向に回動する。この結果、接続装置本体部８０４は、図６に示す姿勢となり、重りローラ８２３が姿勢維持装置８０５後方へ移動する。これによって台車側接続器８Ｓの重心が後方（左方）へ移動して、反時計回り方向に回動しようとする。
【００３５】
続いて図７では、台車側接続器８Ｓが反時計回り方向への回動端に達し、重りローラ８２３により、安定してこの姿勢を維持する。このときの接続器本体部８０４は、接近してくる炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢に変化しており、台車側空気管カプラ８１５は、接続待機位置にある。また、このときのローラ８２０はフォーク８１８の凹部８１８ａ内に収まっているだけで、フォーク８１８を押し上げる力は付与していない。すなわち、ローラ８２０は凹部８１８ａ内で遊動可能な状態となっている。
上記のようにして、駆動カム８０９から、ローラ８１０、駆動アーム８０７及び軸８０６を介して設けられた遊動リンク機構８０８（レバー８１９、ローラ８２０、フォーク８１８）、及び、姿勢維持装置８０５は、台車側接続器８Ｓを、炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢に変化させる台車側接続補助装置として機能する。
【００３６】
続いて図８では、ローラ８１０が駆動カム８０９に乗り上げるが、前述のように他方側のローラ８２０は凹部８１８ａ内で遊動している。従って、台車側接続器８Ｓの姿勢に影響はない。また、このとき、炉体側接続器８Ｒの転換金具８３５の一方（右側）がローラ付駆動片８３８に当接し、これにより、炉体側接続器８Ｒは反時計回り方向に回動し始め、図９に示すように急速に姿勢を変える。
【００３７】
炉体２３の回動に伴ってさらに炉体側接続器８Ｒは、図９に示すように、台車側接続器８Ｓを迎え入れる姿勢に変化し、ガイド部材８３４のテーパ面８３４ａと台車側空気管カプラ８１５とが互いに案内し合って、炉体側接続器８Ｒと台車側接続器８Ｓとは互いに突き合わせられるように当接する。さらに若干炉体２３が回転すると、圧縮ばね８１６に抗して台車側空気管カプラ８１５が押し込まれ、両カプラ（８１５，８３３）が端面同士を圧接させた状態となる。この時点で、空気管接続が成立する（図１０）。このとき、炉体２３の中心からみた炉体側接続器８Ｒは、水平線Ｌに対して角度θｒ（１０度）を成している。また、台車側接続器８Ｓの接続器本体部８０４は水平線Ｌに対して角度θｓ（約３０度）を成している。
【００３８】
上記角度θｒの位置で炉体２３が停止すれば、図１０に示す状態のままで空気管接続完了となるが、さらに炉体２３が回転した場合には、台車側空気管カプラ８１５と炉体側空気管カプラ８３３が互いに圧接したまま、双方とも首振り動作し、図１１に示す接続限度位置まで空気管接続の状態を維持する。この位置は、炉体側接続器８Ｒについては水平から角度θｒ、台車側接続器８Ｓについては水平から角度θｓの位置であり、これは、水平線Ｌに対して図１０に示す状態と対称な位置である。炉体２３が炉口２３ａを正確に真上にして停止したときは、台車側接続器８Ｓ及び炉体側接続器８Ｒが水平一直線の状態となる。従って、この空気管接続装置８（８Ｓ，８Ｒ）は、炉体２３の停止位置が、理想的な停止位置に対して±θｒ（本例では±１０度）内で停止すれば、確実に空気管接続を行うことができる。なお、図１１に示す位置からさらに炉体２３が回転すると、炉体側接続器８Ｒは台車側接続器８Ｓから離れ、空気管接続が断たれる。
【００３９】
上記の空気管接続装置８によれば、炉体側接続器８Ｒが台車側接続器８Ｓに接近すると、台車側接続補助装置（駆動カム８０９、ローラ８１０、駆動アーム８０７、軸８０６、レバー８１９、ローラ８２０、フォーク８１８、及び、姿勢維持装置８０５）により、台車側接続器８Ｓを、炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢に変化させるとともに、炉体側接続器８Ｒも、転換金具８３５をローラ付駆動片８３８と係合させて成る炉体側接続補助装置によって、台車側接続器８Ｓを迎え入れる姿勢に変化させることにより、確実な空気管接続を可能としている。
【００４０】
なお、上記の接続動作説明では、最初に台車側接続器８Ｓが図５に示す姿勢にあることを前提としたが、台車側接続器８Ｓが最初から炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢（図７）にあるときは、もはや姿勢を変える動作は必要ない。この場合には、駆動カム８０９に駆動アーム８０７及びレバー８１９が駆動されても、レバー８１９のローラ８２０がフォーク８１８の凹部８１８ａ内で遊動するのみである。すなわち、上記台車側接続補助装置は、台車側接続器８Ｓが炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢でないときはこれを迎え入れる姿勢に変化させるが、既に迎え入れる姿勢であるときには有意義な動作をしないことにより、迎え入れの姿勢を維持させる。
また、このことは炉体側接続器８Ｒについても同様であり、炉体側接続器８Ｒが最初から台車側接続器８Ｓを迎え入れる姿勢（図１０）にあるときは、転換金具８３５がローラ付駆動片８３８を素通りして、そのままの姿勢で炉体側空気管カプラ８３３が台車側空気管カプラ８１５と接続される。すなわち、上記炉体側接続補助装置（８３５，８３８）は、炉体側接続器８Ｒが台車側接続器８Ｓを迎え入れる姿勢でないときはこれを迎え入れる姿勢に変化させるが、既に迎え入れる姿勢であるときには有意義な動作をしないことにより、迎え入れの姿勢を維持させる。
【００４１】
次に、炉体２３の回転方向が時計回り方向である場合について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は、空気管接続装置の接続前の状態を示す図である。図において、接続器本体部８０４は軸８０３を中心として右上がりの姿勢となっており、重りローラ８２３は姿勢維持装置８０５の左端側にある。また、台車側空気管カプラ８１５は斜め上を向いている。逆に、レバー８１９及び駆動アーム８０７は軸８０６を中心として右下がり状態である。ここで、炉体２３が時計回り方向に回転すると、駆動カム８０９と、炉体側接続器８Ｒとが一緒に回転運動する。なお、炉体側接続器８Ｒはまだ下方のローラ付駆動片８３８から離れた位置にある。
【００４２】
駆動カム８０９がローラ８１０に当接すると、これ以降の炉体２３の回転により、駆動アーム８０７及びレバー８１９が軸８０６を中心として反時計回り方向に回動し始める。これにより、レバー８１９の先端に設けられたローラ８２０が凹部８１８ａの下方内壁に転接しながらフォーク８１８を押し下げる。こうして、接続装置本体部８０４が時計回り方向に回動する。この結果、図１３に示すように台車側接続器８Ｓが反時計回り方向への回動端に達し、重りローラ８２３により、安定してこの姿勢を維持する。
【００４３】
このときの接続器本体部８０４は、接近してくる炉体側接続器８Ｒを迎え入れる姿勢に変化しており、台車側空気管カプラ８１５は、接続待機位置にある。また、このときのローラ８２０は、フォーク８１８の凹部８１８ａ内に収まっているだけであり、遊動可能な状態となっている。また、このとき、炉体側接続器８Ｒの転換金具８３５の一方（図８と逆側）がローラ付駆動片８３８に当接し、これにより、炉体側接続器８Ｒは時計回り方向に回動し始め、図９に示した場合と同様に（但し、逆向きに）急速に姿勢を変える。
【００４４】
以下、図９〜図１１の動作と逆向きに同様な動作が行われ、空気管接続が行われる。また、台車側接続器８Ｓや炉体側接続器８Ｒが最初から相手方を迎え入れる姿勢であった場合には、そのままの姿勢を維持して空気管接続が行われる。
このようにして、炉体２３の回転方向に関わらず、常に確実に空気管接続を行うことができる。すなわち、現場で操作者がどのように炉体２３を回転させたとしても、一定範囲内（本例では±１０度以内）で停止させれば確実に空気管接続を行うことができる。
【００４５】
次に、電極の接続について説明する。既出の各図では図示を省略したが、台車側接続器８Ｓ及び炉体側接続器８Ｒにはそれぞれ電気接続用の電極が取り付けられている。図１４及び図１５はそれぞれ、図１等に示した台車側接続器８Ｓ及び炉体側接続器８Ｒにそれぞれ台車側電極１３Ｓ及び炉体側電極１３Ｒが取り付けられた様子を示す正面図及び側面図である。図において、台車側電極１３Ｓは、台車側接続器８Ｓのスライダ８１３に取り付けられた支持部１３１と、この支持部１３１の端部から垂直に設けられた一対の絶縁部１３２と、絶縁部１３２の外側に取り付けられ、パイプ８１４の軸方向に平行に伸びた一対二組の板ばね１３３と、導体からなり、各板ばね１３３の先端に取り付けられた一対の台車側接触子１３４と、一端が台車側接触子１３４に接続され、他端が圧着端子１３５と共に絶縁部１３２に共締めされる導体部１３６とを備えている。なお、例えば板ばね１３３自身を導体とすれば、導体部１３６を不要にすることも可能である。圧着端子１３５には台車側の電線が圧着接続される。
【００４６】
一方、炉体側電極１３Ｒは、左右対称に一対設けられ、その各々は、導体からなる一対の炉体側接触子１３７を３枚の絶縁部１３８で挟み込み、絶縁に配慮しつつ炉体側接続器８Ｒのガイド部材８３４に取り付けたものである。炉体側接触子１３７には圧着端子１３９が取り付けられ、この圧着端子１３９に炉体側の電線が圧着接続される。
【００４７】
上記のように構成された台車側電極１３Ｓ及び炉体側電極１３Ｒは、空気管接続の動作により図１６及び図１７に示すように互いに接続される。このとき、板ばね１３３が内側に撓んで台車側接触子１３４が、炉体側接触子１３７と所定の接触圧をもって接触する。これによって良好な電気的接続がなされる。また、空気管の分離により、台車側接触子１３４と炉体側接触子１３７とが互いに分離される。
【００４８】
なお、上記実施形態の空気管接続装置は混銑車の台車と炉体との間での空気管接続に用いたが、これに限られることなく、静止部と回転体との間で双方の空気管を互いに接続する場合に広く適用することができる。
また、上記実施形態では移動体が回転体（炉体）であるが、回転に限らず、例えば直線的な移動体に対しても同様に、双方のカプラが互いに相手を迎え入れるように動作するよう構成することができる。さらに、接続されるカプラは空気管用のみならず、各種流体用や電気接続用にも適用することができる。
【００４９】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明は以下の効果を奏する。
請求項１の接続装置によれば、共に首振り可能な静止部側接続器の静止部側カプラと移動体側接続器の移動体側カプラとが、静止部側接続補助装置及び移動体側接続補助装置によって、相手方を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させられるので、その結果、両接続器は互いに常に相手方を迎え入れる姿勢で両カプラ同士を突き合わせる。従って、確実にカプラ同士を接続することができる。さらに、本接続装置は、特別な動力源を必要とせず、移動体の動きに応じて動作するものであるため、比較的簡素な構成で常に安定した動作を確保することができる。
【００５０】
請求項２の接続装置によれば、移動した重りが付与するモーメントにより、そのときの静止部側接続器の姿勢が維持されるので、安定した姿勢により確実にカプラを接続することができる。
【００５１】
請求項３の接続装置によれば、静止部側接続補助装置が移動体側駆動部材によって作動させられても、当該静止部側接続補助装置は静止部側接続器に対して遊動し、静止部側接続器の姿勢を変化させない。従って、静止部側接続器の姿勢を変化させる必要がない場合には、姿勢に影響を与えず、接続を妨げない。
【００５２】
請求項４の接続装置によれば、移動体がいずれの移動方向に移動しても、移動体側駆動部材と静止部側接続補助装置との係合、及び、静止部側駆動部材と移動体側接続補助装置との係合が確保されるので、移動方向に関わらず確実にカプラ同士を接続することができる。
【００５３】
請求項５の接続装置によれば、カプラ同士の接離により自動的に電極同士の接離も行われるので、電気接続も確実に実行され、便利である。
【００５４】
請求項６の接続装置によれば、共に首振り可能な台車側接続器の台車側カプラと炉体側接続器の炉体側カプラとが、台車側接続補助装置及び炉体側接続補助装置によって、相手方を迎え入れる姿勢でない場合にはこれを迎え入れる姿勢に変化させられるので、その結果、両接続器は互いに常に相手方を迎え入れる姿勢で両カプラ同士を突き合わせる。従って、確実にカプラ同士を接続することができる。さらに、本接続装置は、特別な動力源を必要とせず、炉体の動きに応じて動作するものであるため、比較的簡素な構成で常に安定した動作を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における、接続された状態の空気管接続装置を、図１８のＡ−Ａ線方向に見た正面図である。
【図２】図１に示す空気管接続装置を、平面的に最も見やすい状態で示した平面図（但し、一部省略あり。）である。
【図３】図１から遊動リンク機構のみを抜き出して示す図である。
【図４】図１における炉体側空気管カプラと台車側空気管カプラとの接続部を拡大した断面図である。
【図５】上記空気管接続装置の動作を示す図であり、反時計回り方向への炉体の回転により炉体側接続器が台車側接続器に接近する様子を示す。
【図６】図５の状態からさらに炉体が回転し、台車側接続器の姿勢が変化する途中の状態を示す図である。
【図７】図６の状態からさらに炉体が回転し、台車側接続器が炉体側接続器を迎え入れる姿勢に変化した状態を示す図である。
【図８】図７の状態からさらに炉体が回転し、炉体側接続器が首振りを開始する状態を示す図である。
【図９】図８の状態からさらに炉体が回転し、炉体側接続器が台車側接続器を迎え入れる姿勢に変化する状態を示す図である。
【図１０】図９の状態からさらに炉体が回転し、空気管接続が成立した状態を示す図である。
【図１１】図１０の状態からさらに炉体が回転し、台車側接続器及び炉体側接続器が空気管接続を維持できる終端の位置に達した状態を示す図である。
【図１２】図５〜図１１とは別に、上記空気管接続装置の動作を示す図であり、時計回り方向への炉体の回転により炉体側接続器が台車側接続器に接近する様子を示す。
【図１３】図１２の状態から炉体が回転し、台車側接続器が炉体側接続器を迎え入れる姿勢に変化し、かつ、炉体側接続器が首振りを開始する状態を示す図である。
【図１４】上記台車側接続器及び炉体側接続器にそれぞれ台車側電極及び炉体側電極が取り付けられた様子を示す正面図である。
【図１５】上記台車側接続器及び炉体側接続器にそれぞれ台車側電極及び炉体側電極が取り付けられた様子を示す側面図である。
【図１６】図１４の状態から、台車側電極及び炉体側電極が互いに接続された状態を示す正面図である。
【図１７】図１５の状態から、台車側電極及び炉体側電極が互いに接続された状態を示す側面図である。
【図１８】機関車に、上記空気管接続装置を搭載する混銑車を１両連結した混銑車編成車両を示す側面図である。
【図１９】図１８に示す混銑車編成車両の空気回路図である。
【符号の説明】
２    混銑車
８    空気管接続装置
８Ｓ    台車側（静止部側）接続器
８Ｒ    炉体側（回転体側）接続器
１３Ｓ    台車側電極
１３Ｒ    炉体側電極
２１，２２    台車
２３    炉体
８０５    姿勢維持装置
８０６    軸
８０７    駆動アーム
８０８    遊動リンク機構
８０９    駆動カム（回転体側駆動部材）
８１０    ローラ
８１５    台車側空気管カプラ（静止部側カプラ）
８１８    フォーク
８１９    レバー
８２０    ローラ
８２３    重りローラ
８３３    炉体側空気管カプラ（回転体側カプラ）
８３５    転換金具
８３８    ローラ付駆動片（静止部側駆動部材）
【図１】
0003938716.tif 000002
【図２】
0003938716.tif 000003
【図３】
0003938716.tif 000004
【図４】
0003938716.tif 000005
【図５】
0003938716.tif 000006
【図６】
0003938716.tif 000007
【図７】
0003938716.tif 000008
【図８】
0003938716.tif 000009
【図９】
0003938716.tif 000010
【図１０】
0003938716.tif 000011
【図１１】
0003938716.tif 000012
【図１２】
0003938716.tif 000013
【図１３】
0003938716.tif 000014
【図１４】
0003938716.tif 000015
【図１５】
0003938716.tif 000016
【図１６】
0003938716.tif 000017
【図１７】
0003938716.tif 000018
【図１８】
0003938716.tif 000019
【図１９】
0003938716.tif 000020