(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前端を内側に折り曲げた係止部（351 ）を有する外筒（35）と、後端付近を前記係止部（351 ）の開口よりも大きい大断面部（312 ）とし棒状の前端接触部（311 ）を前記係止部（351 ）の開口から前方に貫通させ、前記大断面部（312 ）を前記係止部（351 ）に係止される接触片（31）と、前記外筒（35）の後端に固着された中継端子（36）と、前記接触片（31）の後端部と前記中継端子（36）との間に挿入される圧縮ばね（32）とから構成される電気連結器用の可動式接触片組立体（３）を絶縁台（25）に植え込み、この絶縁台（25）の孔（251 ）から前記接触片（31）の前端接触部（311 ）を突出させてなる電気連結器であって、この前端接触部（311 ）を、後方の前記大断面部（312 ）に接続し前方に向けて細くなるテーパ部（311b）と、これに接続し、このテーパ部（311b）の前端と同径の細径部（311a）とで構成し、押し込まれた状態において前記前端接触部（311 ）を相手側車両の接触片に合わせて首振り可能とした電気連結器において、
前記前端接触部（311 ）を突出させる絶縁台（25）の孔（251 ）を前方に向けて広がるテーパ状としたことを特徴とする電気連結器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両等の電気車両、天井クレーンを始めとする産業機械等において電気回路の接続、切り離しをワンタッチで行う場合に使用される電気連結器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両等の電気車両、天井クレーンを始めとする産業機械等において、電気回路の接続、切り離しを効率よく行いたい部分に、ワンタッチ式の電気連結器が使用される。その一例として、電車等の車両を遠隔操作で自動連結するために機械連結器に付設される自動電気連結器の例を図面により説明する。
【０００３】
複数の車両を連結して構成する電車列車、気動車列車等においては、各車両間に動力用、制御用、信号用等の直流、交流、高圧、低圧さまざまな電線が引き通されているが、これらは車両そのものの連結、切り離しと同時に接続、切り離しを行わなければならない。従来、これらの電線は空気配管とともに作業員によって手作業で連結、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・切り離しと同時に電気配線の接続・切り離しも行えるようにすることが一般的となっている。
【０００４】
図４は機械連結器に電気連結器を付設した状態を示す正面図、図５は同じく側面図で、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は電気連結器正面を覆う蓋、221 は蓋を閉じる方向に付勢する蓋ばね、222 は蓋を回転支持する支持軸、232 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、23は押し棒、231 は押し棒23の戻しばね、24は相手車両の押し棒に押し当てられる当て板、３は電気回路の接触片組立体、５はこれに接続するケーブルである。
【０００５】
この電気連結器は、機械連結器１が連結されない状態では前面が蓋22に覆われているが、車両が連結直前の距離まで接近すると両側の車両の押し棒23が相手車両の当て板24に当たって押され、押し棒23に取り付けられたカムによってカムローラ232 が押されて蓋22が支持軸222 を回転中心として上方に開き、蓋22の内側にあった接触片組立体３の先端が露出し、機械連結器１の連結された状態で両側の車両の接触片組立体３が接触して電気回路がつながるようになっている。車両間に引き通される配線は数本から多いものでは二百本以上に及ぶため、電気連結器２の内部には無数の接触片組立体３が所定の間隔を以て縦横に配置されている。
【０００６】
図６は図５のものとはやや外形が異なるが同様の電気連結器の内部を示す断面図で、各符号はこれまで説明したものの他、211 は箱体前面の開口部周囲に取り付けられた防水用のガスケット、25、26は箱体内部に設けられた前後２段（本明細書において電気連結器２の相手車両に接続される側を前、車体側を後という）の絶縁台、４は各接触片組立体３に接続される車体配線である。ちなみにＡＡで示した位置が連結面である。電気連結器２は機械連結器１にボルト等により一体に結合され、機械連結器１が連結状態で隙間の生じない密着式連結器であれば両側の車両の電気連結器の位置関係も上下左右方向、さらに車両間隔の方向でも所定の誤差範囲内で決まるから、同じ回路の接触片が正しく接続されることになる。
【０００７】
なお、少なくとも一方の接触片組立体を長さ方向に可動式とし、連結状態ではばねによってやや押し込まれて接触するようにするのが普通である。また、ピン状のものが相互に押し合う突き合わせ方式であっても、先端部分は一方が凸、他方が凹になって凹凸部を嵌合させ、これらの構成によって接触を確実に行うようにするのが一般的である。
【０００８】
図７は図６における１本の可動式接触片組立体３の部分を詳細に示す電気連結器要部の部分断面図である。各符号はこれまでに説明したものの他、31は接触片、32は圧縮ばね、34は撚り線、35は外筒、36は中継端子、361 はその後端に設けられたねじ部、39はねじ部361 にねじ接続されるケーブル側端子である。
接触片31は棒状の前端接触部311 の後端付近に円形、あるいは六角形状の大断面部312 を形成し、これに続く最後端に圧着端子313 を備えている。中継端子36は接触片31の大断面部分とほぼ同じ断面の本体後方にねじ部361 を接続し、さらに後端に圧着端子362 を備えている。本体とねじ部361 の中央を孔が貫通している。外筒35は内面が接触片31の大断面部312 および中継導体36本体部分と同一形状で、前端を内側に折り曲げて係止部351 を形成している。接触片31の棒状の前端接触部311 はこの係止部351 の開口から前方に貫通しているが後端の大断面部312 が前記の係止部351 によって外筒35に係止されているので接触片31は前方に飛び出すことはない。一方外筒35は後端部分で溶接、ろう付け等により中継端子36に固着されている。外筒35が金属製の場合、その表面に、絶縁性向上のため樹脂製チューブを被覆してもよい。
【０００９】
圧縮ばね32はステンレス鋼線、ピアノ線等の硬鋼線材で、接触片31の大断面部312 と中継端子36本体部分との間に挿入されており、接触片31は外力によって押されれば図７の矢印の方向に押し込まれる。
このとき、接触片31の前端接触部311 は一律な断面の棒状であから、押し込まれても外筒35の係止部351 の内側や絶縁台25の孔251 との間の隙間が変化することはなく、これらに案内されてまっすぐに押し込まれる。
【００１０】
ステンレス鋼線や硬鋼線材は導電性がよくないので、圧縮ばね32そのものを電気回路の一部として使用することは好ましくないため、接触片31の圧着端子313 と中継端子36の圧着端子362 との間に導電性の撚り線34が取り付けられるのが普通である。接触片31が図７の矢印の方向に押し込まれても、撚り線34がたわむことで前記接触片31の圧着端子313 と中継端子36の圧着端子362 との導通は維持される。中継端子36のねじ部361 にはケーブル側端子39がねじ込まれ、このケーブル側端子39には車体配線４が接続されているから、中継端子36とケーブル側端子39とはねじ込まれた端面およびねじ部を通じて導通しており、全体として接触片31が長さ方向に移動しても接触片31と車体側電線51とは常に電気的に導通状態が維持される。
【００１１】
機械連結器１が解放されれば、接触片はばねによって押し戻され、図７の状態に復帰する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４ないし図７に示した従来の電気連結器の場合、すでに説明したように電気連結器自体は機械連結器に従属して位置が決まり、電気連結器独自に位置合わせを行うことはない。かりに箱体の部分等で両側の電気連結器相互も位置合わせを行えば接触片の接続にとっては好都合であるが、そのためには機械連結器と電気連結器との結合をフレシキブルなものとしなければならず、構造上現実的でない。
【００１３】
したがって機械連結器が許容誤差の範囲内で磨耗している等の理由により電気連結器の接触片の位置にずれが生じてもやむを得ないものとして、接触片の寸法を小さくできなかったり、絶縁台に接触片を配置する間隔をあまりせまくできないので、電気連結器を小型化する上で障害となっていた。
本発明はこのような問題点を解消し、接触片の位置ずれを多少許容できる構造とすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前端を内側に折り曲げた係止部を有する外筒と、後端付近を前記係止部の開口よりも大きい大断面部とし棒状の前端接触部を前記係止部の開口から前方に貫通させ、前記大断面部を前記係止部に係止される接触片と、前記外筒の後端に固着された中継端子と、前記接触片の後端部と前記中継端子との間に挿入される圧縮ばねとから構成される電気連結器用の可動式接触片組立体を絶縁台に植え込み、この絶縁台の孔から前記接触片の前端接触部を突出させてなる電気連結器であって、この前端接触部を、後方の前記大断面部に接続し前方に向けて細くなるテーパ部と、これに接続し、このテーパ部と同径の細径部とで構成し、押し込まれた状態において前記前端接触部を相手側車両の接触片に合わせて首振り可能とした電気連結器において、前記前端接触部を突出させる絶縁台の孔を前方に向けて広がるテーパ状としたことを特徴とする電気連結器である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明では、接触片の前端接触部が大断面部に接続する部分を前方に向けて細くなるテーパ状としたことにより、接触片が少しでも押し込まれると外筒前端の係止部の開口と接触片との間に隙間が生じるため、接触片が中心軸に対して傾いて首を振ることができるので、相手車両の接触片がやや芯がずれていてもこれに合わせて先端凸部が相手側の凹面に嵌合し、接触を行うことができる。
【００１６】
【実施例】
図１は、本発明の実施例の接触片組立体付近を示す電気連結器の部分断面図である。従来の技術である図７との相違は主として接触片31の部分であるので、図２によりこの接触片31を説明する。図２は接触片31の側面図で、外筒35の係止部351 の開口から前方に貫通する前端接触部311 は、従来は一様な断面の棒状であったが、本発明においては、後方の大断面部312 に接続し前方に向けて細くなるテーパ部311bと、これに接続し、このテーパ部311bの前端と同径の細径部311aとで構成した。
【００１７】
図３は、接触片31（先端形状は凸状）が相手車両の接触片（図示しないが、先端形状は凹面状）によって押され、やや押し込まれた状態である。従来の一様断面の接触片であれば、押し込まれても位置によって寸法が変わらないから半径方向に隙間が生じることはなかったが、本発明においては接触片31が押し込まれることにより径の小さい部分と周囲の空間との間に隙間が生じる。その結果、まっすぐ奥に押されるだけでなく、図３に示すように上下左右に振れることができる。したがって寸法ｃで示した範囲内で相手の位置にずれがあっても接触を保つことが可能である。
【００１８】
寸法例を示すと、従来の一様に径7.0 ｍｍである棒状の前端接触部311 に対して、本発明ではテーパ部311bの根本の最も太い部分の径を7.0 ｍｍ、テーパ部311bの長さ8.5 ｍｍで前方の細径部311aの径を4.0 ｍｍとしたことにより、前端接触部311 の全長29.5ｍｍとして先端での芯ずれはおよそ片側 5ｍｍ程度まで許容できることになった。なお設計上の連結面までの押し込み代は7.2 ｍｍである。さらに、従来直孔であった絶縁台25の孔251 を、前方に向けて広がるテーパ状とすることにより、接触片31はいっそう自由に首を振ることができる。
【００１９】
以上先端が凸状の接触片の例で説明したが、先端を凹面状とした接触片の場合であっても可動式であれば状況は同じであり、本発明が適用できることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、機械連結器によって生じる電気連結器の芯ずれが多少あっても接触片同士が接続されるので、接触片の寸法を小さくでき、また絶縁台への接触片を配置する間隔をせまくできるので電気連結器が小型化されるなどのすぐれた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例における接触片組立体付近を示す電気連結器の部分断面図である。
【図２】本発明の実施例における接触片の側面図である。
【図３】本発明の実施例における接触片組立体の要部を示す電気連結器の部分断面図である。
【図４】本発明に係わる機械連結器に電気連結器を付設した状態を示す正面図である。
【図５】本発明に係わる機械連結器に電気連結器を付設した状態を示す側面図である。
【図６】本発明に係わる電気連結器の断面図である。
【図７】従来の技術における可動式接触片組立体付近を示す電気連結器の部分断面図である。
【符号の説明】
１    機械連結器
２    電気連結器
３    （可動式）接触片組立体
４    車体配線
５    ケーブル
21    箱体
22    蓋
23    押し棒
24    当て板
25、26    絶縁台
31    接触片
32    圧縮ばね
34    撚り線
35    外筒
36    中継端子
39    ケーブル側端子
211   ガスケット
221   蓋ばね
222   支持軸
223   カムローラ
231   戻しばね
251   （絶縁台の）孔
311   （接触片の）前端接触部
311a  （前端接触部の）細径部
311b  （前端接触部の）テーパ部
312   （接触片の）大断面部
313 、362     圧着端子
351   （外筒の）係止部
361   （中継端子の）ねじ部
【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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