特許 7294212 ケーブル接続装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-12

(45)【発行日】2023-06-20

(54)【発明の名称】ケーブル接続装置

(51)【国際特許分類】

   H02G 15/10 20060101AFI20230613BHJP

   H02G 1/14 20060101ALI20230613BHJP

   H01R 31/06 20060101ALI20230613BHJP

   H01R 4/70 20060101ALI20230613BHJP

【ＦＩ】

H02G15/10

H02G1/14

H01R31/06 P

H01R31/06 A

H01R4/70 Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020063260

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021164255

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】川瀬 裕介

(72)【発明者】

【氏名】相島 幸則

(72)【発明者】

【氏名】大田和 健一

【審査官】神田 太郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１４３０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１０１５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９５７５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｇ １５／１０

Ｈ０２Ｇ １／１４

Ｈ０１Ｒ ３１／０６

Ｈ０１Ｒ ４／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

凸形状に形成されるとともに前記凸形状の端面に第１導体が露出された第１接続部および凹形状に形成されるとともに前記凹形状の内面に第２導体が露出された第２接続部と導電可能に接続されるケーブル接続装置であって、
前記第１接続部が挿入可能な凹形状を有する第１端子部と、前記第２接続部に挿入可能な凸形状を有する複数の第２端子部と、を少なくとも有する構造体と、
前記構造体の内部に配置されるとともに長尺形状に形成された導電性を有する内部導体であって、前記内部導体の側面が前記第１端子部の内面に露出し、前記内部導体の端面が前記第２端子部の端面に露出する内部導体と、
前記第１接続部の前記第１導体と前記内部導体の側面とを導電可能に固定する第１固定部と、
が設けられているケーブル接続装置。

【請求項2】

前記構造体における前記内部導体を跨いだ前記第１端子部の反対側には、前記内部導体の側面が露出する開口部が設けられ、
前記内部導体には、前記開口部および前記第１端子部に開口するとともに前記第１固定部が挿通可能な貫通孔が設けられ、
前記第１固定部は前記貫通孔に挿通され、前記第１接続部の前記第１導体と前記内部導体とを導電可能に固定する請求項１記載のケーブル接続装置。

【請求項3】

前記開口部を閉塞し、前記内部導体と前記構造体の外部とを絶縁可能とする絶縁栓が更に設けられている請求項２記載のケーブル接続装置。

【請求項4】

前記構造体の周囲に配置されるとともに前記第１接続部を有する基部に着脱可能とされ、前記基部に取り付けられたときに前記構造体を支える支持部が更に設けられている請求項１から３のいずれか１項に記載のケーブル接続装置。

【請求項5】

前記内部導体における前記第２端子部の端面に露出している面には、前記第２接続部の固定に用いられる第２固定部がさらに設けられている請求項１から４のいずれか１項に記載のケーブル接続装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両に用いられて好適なケーブル接続装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電気機器に適用される機器直結形のケーブル終端接続部であって、分岐するケーブルの数を増設可能な終端接続部が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５９５０７４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

その一方で、鉄道車両においても集電装置を用いて集電した電力を車両の各所へ供給するケーブルが用いられている。鉄道車両用のケーブルを鉄道車両に敷設する際には、電気機器の場合と同様に、ケーブルとケーブル以外の機器とを接続する終端接続部や、ケーブル同士を接続する中間接続部が必要に応じて用いられている。

【0005】

なお、以降で中間接続部および終端接続部を区別しない場合には単に接続部と表記する。また、接続部はターミネーション（ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）またはジョイント（ｊｏｉｎｔ）とも表記される。

【0006】

ビルなどの施設に配置される電気機器と比較して、鉄道車両は車両走行による振動および衝撃が発生するという違いがある。特許文献１に開示されている終端接続部では、車両走行による振動および衝撃に対して接続部の機械的な強度が不足するおそれがあった。

【0007】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、鉄道車両に用いることが容易な機械的強度を確保しやすいケーブル接続装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のケーブル接続装置は、凸形状に形成されるとともに前記凸形状の端面に第１導体が露出された第１接続部および凹形状に形成されるとともに前記凹形状の内面に第２導体が露出された第２接続部と導電可能に接続されるケーブル接続装置であって、前記第１接続部が挿入可能な凹形状を有する第１端子部と、前記第２接続部に挿入可能な凸形状を有する複数の第２端子部と、を少なくとも有する構造体と、前記構造体の内部に配置されるとともに長尺形状に形成された導電性を有する内部導体であって、前記内部導体の側面が前記第１端子部の内面に露出し、前記内部導体の端面が前記第２端子部の端面に露出する内部導体と、前記第１接続部の前記第１導体と前記内部導体の側面とを導電可能に固定する第１固定部と、が設けられている。

【発明の効果】

【0009】

本発明のケーブル接続装置によれば、内部導体はその側面が第１端子部の第１導体と固定され、第１端子部における第１接続部の端面の位置から、内部導体が複数の第２端子部のそれぞれに向かって延びている。そのため、第２端子部を第１端子部に近づけやすくなり、鉄道車両に用いることが容易な機械的強度を確保しやすくなるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係るケーブル接続装置の構成を説明する分解図である。

【図2】図１のケーブル接続装置が機器、第１ケーブルおよび第２ケーブルに接続された状態を説明する模式図である。

【図3】第１ケーブルおよび第２ケーブルが異なる姿勢で接続された状態を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

この発明の一実施形態に係るケーブル接続装置について、図１から図３を参照しながら説明する。本実施形態ではケーブル接続装置１が、鉄道車両に用いられる例に適用して説明する。具体的には、パンタグラフなどの集電装置を用いて集電した電力を車両の各所へ供給するケーブル（例えば、超高圧ケーブル）の接続に用いられる例に適用して説明する。このケーブルは、鉄道車両の屋根上や、床下や、車両と車両との間の側面などに敷設される。

【0012】

本実施形態のケーブル接続装置１が適用される鉄道車両は、交流電源を用いる鉄道車両である。より具体的には、単相交流電源を用いる鉄道車両である。なお、三相交流電源を用いる鉄道車両であってもよい。

【0013】

交流電源の周波数は５０Ｈｚや６０Ｈｚの商用周波数であってもよいし、商用周波数以外の周波数であってもよい。交流電源の電圧は２０ｋＶや２５ｋＶなどを例示することができるが、これらの電圧以外の電圧であってもよい。

【0014】

ケーブル接続装置１は、図１に示すように、機器５０に着脱可能に接続される。また、ケーブル接続装置１には、第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂが着脱可能に接続される。機器５０は鉄道車両に搭載される機器を例示することができる。第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂは、鉄道車両に供給される交流電源の電圧（例えば２０ｋＶや２５ｋＶ）に対応した定格電圧を有するものである。

【0015】

なお、第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂにおける導体や、絶縁体や、シールドや、シースなどを含む構成は公知の構成を用いることができる。また、導体や、絶縁体や、シールドや、シースを形成する材料も公知の材料を用いることができる。

【0016】

機器５０には、壁部５１と、基部５２と、ケーブル接続装置１との接続に用いられる接続端末（第１接続部）５３と、が設けられている。
壁部５１は機器５０の外形を形成するとともに、基部５２や接続端末５３などを支持する部材である。基部５２は、後述する支持部４０が着脱可能に取り付けられる部材である。

【0017】

接続端末５３はケーブル接続装置１との接続に用いられる部材である。接続端末５３は、後述する第１端子部１１に挿入される凸形状に形成された端末であり、公知の規格に対応する形状を有している。公知の規格としては、欧州規格（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｎｏｒｍ）のＥＮ５０１８１などを例示することができる。

【0018】

本実施形態では、壁部５１から突出して設けられる円筒形状および円錐台形状を足し合わせた形状に形成された端末部５４と、端末部５４の内部に配置され端末部５４の端部に露出する面を有する導体（第１導体）５５と、導体５５の露出する面に設けられ後述する第１固定部２５との固定に用いられるボルト孔５６とが、接続端末５３に設けられている例に適用して説明する。

【0019】

第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂには、ケーブル接続装置１との接続に用いられる終端接続部（第２接続部）６１Ａ，６１Ｂが設けられている。終端接続部６１Ａ，６１Ｂは、後述する第２端子部１５Ａ，１５Ｂが挿入される凹形状に形成された端末であり、公知の規格に対応する形状を有している。公知の規格としては、欧州規格（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｎｏｒｍ）のＥＮ５０１８１などを例示することができる。

【0020】

本実施形態では、第１ケーブル６０Ａまたは第２ケーブル６０Ｂと直交して配置された筒状部材であって、第２端子部１５Ａ，１５Ｂと対応する円錐状の内周面を有る接続凹部６２が設けられた終端部６３と、第１ケーブル６０Ａまたは第２ケーブル６０Ｂの導体と導電可能であり接続凹部６２の端面に露出する接続端子（第２導体）６４と、ケーブル接続装置１への固定に用いられる第２固定部２１に対応する第２ボルト６５とが、終端接続部６１Ａ，６１Ｂに設けられている例に適用して説明する。

【0021】

ケーブル接続装置１には、図１に示すように、構造体１０と、内部導体２０と、絶縁栓３０と、支持部４０と、が設けられている。
構造体１０は、ケーブル接続装置１の外形を構成する部材である。構造体１０の内部には内部導体２０が配置されている。構造体１０は内部導体２０と外部とを絶縁する部材でもある。構造体１０を形成する材料としては、絶縁性のエポキシ樹脂を例示することができる。

【0022】

構造体１０には、第１端子部１１と、第２端子部１５Ａ，１５Ｂと、開口部１７と、キャップ部１９と、が設けられている。
第１端子部１１は、構造体１０に凹形状に形成された部分であり、構造体１０における機器５０と対向する面に形成されている。第１端子部１１は、機器５０の接続端末５３が着脱される部分である。

【0023】

第１端子部１１は、接続端末５３の外形と対応する円錐台形状の内周面を有する凹形状に形成されている。第１端子部１１における内周面には絶縁部１２が層状に形成されている。第１端子部１１における底部には内部導体２０が露出している。

【0024】

構造体１０における第１端子部１１の周囲には段差が形成され、当該段差には第１端子部１１の周囲を囲う遮蔽部１３が設けられている。遮蔽部１３は、ケーブル接続装置１が機器５０に配置された際に、基部５２と接触する部材である。遮蔽部１３は、基部５２と接触することによりケーブル接続装置１の外部から第１端子部１１に異物が侵入することを防止するものである。

【0025】

第２端子部１５Ａ，１５Ｂは、突出して形成された構造体１０の部分であり、終端接続部６１Ａ，６１Ｂが着脱される部分である。第２端子部１５Ａ，１５Ｂは、終端接続部６１Ａ，６１Ｂの接続凹部６２の内面形状と対応する円錐台状の形状を有している。第２端子部１５Ａ，１５Ｂにおける端面には内部導体２０が露出している。

【0026】

開口部１７は、構造体１０における内部導体２０を跨いだ第１端子部１１と反対側に形成され、内部に絶縁栓３０が着脱可能に配置される凹部である。開口部１７の底面には、内部導体２０が露出している。本実施形態では、開口部１７は内部導体２０に向かって径が小さくなる円錐台状に形成された内面を有している例に適用して説明する。

【0027】

キャップ部１９は開口部１７の開口を覆う部材である。キャップ部１９は、開口部１７の開口に応じた形状に形成された板状の部材であり、縁には折り曲げ部が設けられている。本実施形態のようにキャップ部１９が設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。

【0028】

内部導体２０は、構造体１０の内部に配置される部材である。内部導体２０は導電性を有する材料、例えば銅から形成されている。内部導体２０は、第２端子部１５Ａ，１５Ｂの間をつないで配置され、側面が第１端子部１１の内面に露出している。

【0029】

内部導体２０の第２端子部１５Ａ，１５Ｂにおける露出面は、終端接続部６１Ａ，６１Ｂと導電可能に接触する面である。内部導体２０の第２端子部１５Ａ，１５Ｂにおける露出面のそれぞれには、終端接続部６１Ａ，６１Ｂとの固定に用いられる第２固定部２１が設けられている。第２固定部２１は、終端接続部６１Ａ，６１Ｂの第２ボルト６５に対応するボルト孔である。

【0030】

第１端子部１１の内面に露出している内部導体２０の側面は、接続端末５３の導体５５と導電可能に接触する面である。内部導体２０には、開口部１７および第１端子部１１に開口する貫通孔２２が設けられている。貫通孔２２は、後述する第１固定部２５が挿通される孔である。貫通孔２２における開口部１７側の開口には、径が広がる段差形状を有する座繰りが設けられていてもよい。

【0031】

第１固定部２５は、内部導体２０および導体５５を導電可能に接触した状態で固定する部材である。本実施形態では、第１固定部２５が、円周面に雄ネジが形成された棒状の部材であって、貫通孔２２に挿通され導体５５のボルト孔５６に螺合されるネジ部材と、ネジ部材に螺合されるナット部材の組合せである例に適用して説明する。

【0032】

絶縁栓３０は開口部１７に配置される部材であって、開口部１７を閉塞する絶縁部材である。絶縁栓３０は第１固定部２５の周囲を覆う部材でもある。絶縁栓３０を形成する材料としては、絶縁性のエポキシ樹脂を例示することができる。

【0033】

支持部４０は、基部５２に取り付けられた構造体１０を支える部材である。支持部４０は、基部５２に対して着脱可能に固定される構成を有している。支持部４０には、構造体１０に接触して構造体１０を押える第１鍔部４１と、基部５２に接触して固定に用いられる貫通孔を有する第２鍔部４２と、が設けられている。支持部４０は一体に形成された部材であってもよいし、複数の部材から構成されるものであってもよい。

【0034】

次に、上記の構成からなるケーブル接続装置１と機器５０との接続、ケーブル接続装置１に対する第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂの接続について図２および図３を参照しながら説明する。

【0035】

ケーブル接続装置１は、機器５０の接続端末５３に接続される。具体的には、接続端末５３が第１端子部１１に挿入される。このとき接続端末５３の導体５５が、第１端子部１１に露出する内部導体２０と導電可能に接触する。

【0036】

第１固定部２５が内部導体２０の貫通孔２２に挿通され、先端がボルト孔５６に螺合される。このとき、第１固定部２５のナット部は内部導体２０の開口部１７側に配置されている。内部導体２０と導体５５とは第１固定部２５により固定される。

【0037】

絶縁栓３０が開口部１７に嵌めこまれ、支持部４０により構造体１０が支えられる。具体的には、基部５２との間に構造体１０を挟んで支持部４０が配置され、第１鍔部４１が構造体１０に押し当てられ、第２鍔部４２が基部５２に押し当てられる。第２鍔部４２の貫通孔にボルトが挿通され、当該ボルトが基部５２のボルト孔に締め込まれる。その後、開口部１７の開口がキャップ部１９により閉塞される。

【0038】

また、ケーブル接続装置１に第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂが取り付けられる。具体的には、終端接続部６１Ａ，６１Ｂの接続凹部６２に第２端子部１５Ａ，１５Ｂが挿入される。終端接続部６１Ａ，６１Ｂの第２ボルト６５が内部導体２０の第２固定部２１に締め込まれる。第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂの接続端子６４は、内部導体２０と導電可能に接触し、第１ケーブル６０Ａおよび第２ケーブル６０Ｂはケーブル接続装置１に固定される。

【0039】

上記の構成のケーブル接続装置１によれば、第２端子部１５Ａ，１５Ｂを第１端子部１１に近づけやすくなる。そのため、第２端子部１５Ａ，１５Ｂが第１端子部１１から離れている場合と比較して、ケーブル接続装置１における振動や衝撃に対する機械的な強度を確保しやすくなる。

【0040】

内部導体２０は、その側面が第１端子部１１の導体５５と固定される。第１端子部１１における接続端末５３の端面の位置から、内部導体２０が第２端子部１５Ａ，１５Ｂのそれぞれに向かって延びている（言い換えると分岐している。）。

【0041】

当該端面から分岐することにより、接続端末５３の端面から離れた位置から分岐している場合と比較して、第２端子部１５Ａ，１５Ｂを第１端子部１１に近づけて配置しやすくなる。つまり、ケーブル接続装置１における振動や衝撃に対する機械的な強度を確保しやすくなる。

【0042】

ケーブル接続装置１は、２つの第２端子部１５Ａ，１５Ｂを有している。そのため、機器５０にケーブル接続装置１を接続することにより、並列に接続される他の機器へ分岐する端子を提供することができる。また、鉄道車両の特別高圧システム改造時にケーブル接続装置１を利用することで、増設されるシステムへの電力供給を分岐することができる。

【0043】

内部導体２０における開口部１７に露出する領域に貫通孔２２を設けることにより、接続端末５３の導体５５と内部導体２０との導電可能な固定を行いやすくなる。具体的には、開口部１７から第１固定部２５を貫通孔２２に挿通させる。挿通させた第１固定部２５の端部を、第１端子部１１に配置された接続端末５３の導体５５に係合させる。第１固定部２５により導体５５と内部導体２０とを導通可能に接触させ、接触した状態で導体５５および内部導体２０を固定する。

【0044】

開口部１７を閉塞する絶縁栓３０を設けることにより、絶縁栓３０を設けない場合と比較して、内部導体２０の絶縁を保ち易くなる。さらに、構造体１０の外部から開口部１７の内部に異物の侵入を防ぎやすくなる。

【0045】

支持部４０を設けることにより、基部５２に取り付けられた支持部４０により構造体１０を支持することができる。そのため、支持部４０を設けない場合と比較して、ケーブル接続装置１における振動や衝撃に対する機械的な強度をさらに確保しやすくなる。

【0046】

第２固定部２１を設けることにより、他の方法で固定する場合と比較して、終端接続部６１Ａ，６１Ｂを第２端子部１５Ａ，１５Ｂに固定する作業を行いやすくなる。また、構造体１０に固定される終端接続部６１Ａ，６１Ｂの相対姿勢を、図３に示すように、第２固定部２１を中心として回転した所望の相対姿勢に設定しやすくなる。図３では、第１ケーブル６０Ａが紙面から手前に向かって延びる姿勢とされ、第２ケーブル６０Ｂが紙面から奥に向かって延びる姿勢とされている例が示されている。

【0047】

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本実施形態では、ケーブル接続装置１には２つの第２端子部１５Ａ，１５Ｂが設けられている例に適用して説明したが、３つ以上の第２端子部が設けられてもよく、第２端子部の数を限定するものではない。

【符号の説明】

【0048】

１…ケーブル接続装置、 １０…構造体、 １７…開口部、 １１…第１端子部、 １５Ａ，１５Ｂ…第２端子部、 ２０…内部導体、 ２１…第２固定部、 ２２…貫通孔、 ２５…第１固定部、 ３０…絶縁栓、 ４０…支持部、 ５３…接続端末（第１接続部）、 ６１Ａ，６１Ｂ…終端接続部（第２接続部）

【図1】

【図2】

【図3】