特許 7367592 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】2023-10-16

(45)【発行日】2023-10-24

(54)【発明の名称】ケーブル接続装置

(51)【国際特許分類】

   H02G 15/10 20060101AFI20231017BHJP

   H02G 1/14 20060101ALI20231017BHJP

   H01R 31/06 20060101ALI20231017BHJP

【ＦＩ】

H02G15/10

H02G1/14

H01R31/06 P

H01R31/06 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020063259

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021164254

(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】特開平０５－２４４７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－３０８０７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－１０３０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０７０４４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０５７６３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｇ １５／１０

Ｈ０２Ｇ １／１４

Ｈ０１Ｒ ３１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１接続部と第２接続部とに導電可能に接続されるケーブル接続装置であって、
導電性を有する中心導体と、
絶縁性を有する材料から形成され、前記中心導体の周囲を覆う構造体と、
前記構造体の周囲を覆う筺体と、
前記筺体および前記構造体に凹状に形成された部分であって、凹状の内面に前記中心導体が前記第１接続部と導電可能に露出する第１端子部と、
前記筺体から突出して形成された前記構造体の部分であって、突出部分の端部に前記中心導体が前記第２接続部と導電可能に露出し、当該中心導体の露出面に前記第２接続部の固定に用いられる１つの第２固定部が設けられている第２端子部と、
を有し、
前記筺体には前記第２端子部が突出する開口部が設けられ、
前記開口部における前記筺体と前記第２端子部との隙間を塞ぐ遮蔽部が、前記筺体に対して着脱可能に設けられている、
ケーブル接続装置。

【請求項2】

前記筺体における前記第１端子部と隣接する領域には、前記第１接続部の固定に用いられる複数の第１固定部が設けられている請求項１記載のケーブル接続装置。

【請求項3】

前記中心導体はＴ字状に形成され、
２つの前記第１端子部が前記中心導体の２つの端部に設けられ、
１つの前記第２端子部が前記中心導体の１つの端部に設けられている請求項１又は請求項２に記載のケーブル接続装置。

【請求項4】

前記中心導体は直線状またはＬ字状に形成され、
１つの前記第１端子部が前記中心導体の一方の端部に設けられ、
１つの前記第２端子部が前記中心導体の他方の端部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。

【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】

ビルの各フロアを貫いて敷設され各フロアに電力を供給するケーブルであって、各フロアに分岐する分岐接続部を有する幹線ケーブルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平５－２４４７１５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、ケーブル同士を接続する中間接続部や、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】

ビルなどの設備と比較して、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に開示されている分岐接続部では、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、第１接続部と第２接続部とに導電可能に接続されるケーブル接続装置であって、導電性を有する中心導体と、絶縁性を有する材料から形成され、前記中心導体の周囲を覆う構造体と、前記構造体の周囲を覆う筺体と、前記筺体および前記構造体に凹状に形成された部分であって、凹状の内面に前記中心導体が前記第１接続部と導電可能に露出する第１端子部と、前記筺体から突出して形成された前記構造体の部分であって、突出部分の端部に前記中心導体が前記第２接続部と導電可能に露出し、当該中心導体の露出面に前記第２接続部の固定に用いられる１つの第２固定部が設けられている第２端子部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明のケーブル接続装置によれば、第２端子部の中心導体に第２接続部が固定されるため、構造体に第２接続部を固定する場合と比較して機械的強度を確保しやすくなり、鉄道車両に用いることが容易に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がケーブルに接続された状態を示す断面図である。

【図2】図１のケーブル接続装置の構成を説明する側面図である。

【図3】ケーブル接続装置の構成を説明するＶ－Ｖ’断面視図である。

【図4】ケーブル接続装置の構成を説明するＷ－Ｗ’断面視図である。

【図5】遮蔽部の構成を説明する断面視図である。

【図6】３つの端子を有するケーブル接続装置の他の構成を説明する図である。

【図7】ガイシが設けられたケーブル接続装置の構成を説明する図である。

【図8】２つの端子を有するケーブル接続部の構成を説明する図である。

【図9】２つの端子を有するケーブル接続部の他の構成を説明する図である。

【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９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には、図１に示すように、第１ケーブル５０Ａ、第２ケーブル５０Ｂおよび第３ケーブル６０が着脱可能に接続される。第１ケーブル５０Ａ、第２ケーブル５０Ｂ、および、第３ケーブル６０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５０Ａ、第２ケーブル５０Ｂおよび第３ケーブル６０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】

第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂには、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）５１Ａ，５１Ｂが設けられている。接続端末５１Ａ，５１Ｂは、後述する第１端子部２１Ａ，２１Ｂに挿入される凸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。

【0017】

本実施形態では、第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂの端部に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５２Ａ，５２Ｂと、第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂの導体と導電可能であり端末部５２Ａ，５２Ｂの先端から突出した先端部５３Ａ，５３Ｂとが、接続端末５１Ａ，５１Ｂに設けられている例に適用して説明する。

【0018】

第３ケーブル６０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）６１が設けられている。終端接続部６１は、後述する第２端子部２２が挿入される凹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。

【0019】

本実施形態では、第３ケーブル６０と直交して配置された筒状部材であって、第２端子部２２と対応する円錐状の内周面を有る接続凹部６３が設けられた終端部６２と、第３ケーブル６０の導体と導電可能であり接続凹部６３の端面に露出する接続端子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３１に対応する第２ボルト６５とが、終端接続部６１に設けられている例に適用して説明する。

【0020】

ケーブル接続装置１には、図２から図４に示すように、筺体１０と、構造体２０と、中心導体３０と、が設けられている。
筺体１０は、ケーブル接続装置１の外形を構成する部材である。筺体１０の内部には構造体２０および中心導体３０が収納されている。筺体１０を形成する材料としては、アルミニウム合金を例示することができる。

【0021】

筺体１０は、内部に構造体２０が配置される概略筒状の形状を有し、筒状の両端には第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂが着脱される第１端子部２１Ａ，２１Ｂを構成する開口が設けられている。

【0022】

筒状の筺体１０における側面には、後述する第２端子部２２が筺体１０の内部から外部に向かって突出する開口部１１が形成されている。開口部１１における筺体１０の内側から外側に向かって広がる段差には、遮蔽部１７の固定に用いられる遮蔽ねじ孔１２が設けられている。

【0023】

遮蔽部１７は、開口部１１における筺体１０と第２端子部２２との隙間を塞ぐ部材である。本実施形態では、遮蔽部１７が、第２端子部２２が挿通される貫通孔を有するリング板状に形成されている例に適用して説明する。遮蔽部１７には、図５に示すように、筺体１０との固定に用いられる遮蔽鍔部１８が設けられている。

【0024】

筺体１０には、鉄道車両への固定に用いられる固定鍔部１３が設けられている。本実施形態では筺体１０における四隅のそれぞれに固定鍔部１３が設けられている例に適用して説明する。固定鍔部１３には、鉄道車両への固定の際に用いられる貫通孔が設けられている。

【0025】

筺体１０における第１端子部２１Ａ，２１Ｂを構成する開口が設けられた端面であって、当該開口の周囲には、接続端末５１Ａ，５１Ｂの固定に用いられるボルト孔である第１固定部１５が複数設けられている。

【0026】

本実施形態では、第１端子部２１Ａ，２１Ｂを中心とした円周上に、等間隔に６つの第１固定部１５が設けられている例に適用して説明する。なお、第１固定部１５が設けられる数は６つよりも多くてもよいし、少なくてもよい。

【0027】

構造体２０は筺体１０と中心導体３０の間に配置される部材であり、筺体１０と中心導体３０との間を絶縁する部材である。構造体２０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。

【0028】

構造体２０には、第１端子部２１Ａ，２１Ｂと、第２端子部２２と、が設けられている。
第１端子部２１Ａ，２１Ｂは、筺体１０および構造体２０に凹状に形成された部分であり、筒状の筺体１０における両端に形成されている。第１端子部２１Ａ，２１Ｂは、第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂの接続端末５１Ａ，５１Ｂが着脱される部分である。

【0029】

第１端子部２１Ａ，２１Ｂは、接続端末５１Ａ，５１Ｂの外形と対応する円筒形状および円錐台形状を足し合わせた内周面を有する凹形状に形成されている。凹状の接続端末５１Ａ，５１Ｂにおける底部には、先端部５３Ａ，５３Ｂが差し込まれる凹みが形成され、当該凹みには中心導体３０が露出している。

【0030】

第２端子部２２は、筺体１０における開口部１１から突出して形成された構造体２０の部分であり、終端接続部６１が着脱される部分である。第２端子部２２は、終端接続部６１の接続凹部６３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２２における端面には中心導体３０が露出している。

【0031】

中心導体３０は構造体２０の内部に配置される部材である。中心導体３０は導電性を有する材料、例えば銅から形成されている。中心導体３０は、第１端子部２１Ａ，２１Ｂの間をつないで配置され、第１端子部２１Ａ，２１Ｂの内面に露出している。第１端子部２１Ａ，２１Ｂの内面に露出している中心導体３０は、接続端末５１Ａ，５１Ｂの先端部５３Ａ，５３Ｂと導電可能に接触する。

【0032】

中心導体３０は、第１端子部２１Ａ，２１Ｂの間から第２端子部２２に向かって延びている。言い換えると中心導体３０はＴ字状に形成されている。第２端子部２２に向かう中心導体３０は、第２端子部２２の内部を通り第２端子部２２の端面に露出している。

【0033】

第２端子部２２の端面に露出している中心導体３０は、終端接続部６１の接続端子６４と導電可能に接触する。第２端子部２２における接続端子６４と接触する面には、接続端子６４との固定に用いられる１つの第２固定部３１が設けられている。第２固定部３１は、終端接続部６１の第２ボルト６５に対応するボルト孔である。

【0034】

第２固定部３１は、第１固定部１５と比較して孔の径が大きなボルト孔である。言い換えると、第２固定部３１は、第１固定部１５よりも径が太く大きなボルトに対応したボルト孔である。

【0035】

次に、上記の構成からなるケーブル接続装置１に対する第１ケーブル５０Ａ、第２ケーブル５０Ｂおよび第３ケーブル６０の接続について説明する。
第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂは、図１に示すように、ケーブル接続装置１の第１端子部２１Ａ，２１Ｂに接続される。具体的には、接続端末５１Ａ，５１Ｂが第１端子部２１Ａ，２１Ｂに挿入される。このとき先端部５３Ａ，５３Ｂが、第１端子部２１Ａ，２１Ｂに露出する中心導体３０と導電可能に接触する。

【0036】

また、第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂは、第１固定部１５および第１固定部１５に対応するボルト（図示せず。）を用いて、ケーブル接続装置１の筺体１０に固定される。

【0037】

第３ケーブル６０は、ケーブル接続装置１の第２端子部２２に接続される。具体的には、終端接続部６１の接続凹部６３に第２端子部２２が挿入される。終端接続部６１の第２ボルト６５が中心導体３０の第２固定部３１に螺合される。第３ケーブル６０の接続端子６４は、中心導体３０と導電可能に接触し、第３ケーブル６０はケーブル接続装置１に固定される。

【0038】

上記の構成のケーブル接続装置１によれば、第２端子部２２における中心導体３０が露出する面に１つの第２固定部３１が設けられている。この第２固定部３１を用いて終端接続部６１を第２端子部２２に固定することができる。言い換えると、第２端子部２２の中心導体３０に終端接続部６１が固定される。

【0039】

ここで、ケーブル接続装置１の周囲には他の機器が配置され、ケーブルの接続作業を行う空間が少ない。１つの第２固定部３１を用いて終端接続部６１を第２端子部２２に固定することにより、複数の第２固定部を用いて固定を行う場合と比較して、狭い空間での固定作業が行いやすい。

【0040】

また、第２端子部２２に接続される第３ケーブル６０は、ケーブル接続装置１が配置された鉄道車両の機器に接続される。連結された２つの鉄道車両をわたって敷設される場合がある第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂと比較して、第２端子部２２と第３ケーブル６０との接続部分に求められる機械的強度は低い。

【0041】

そのため、１つの第２固定部３１を用いて終端接続部６１を第２端子部２２に固定することでも当該接続部分に求められる機械的強度を確保しやすい。例えば、第２固定部３１に螺合されるボルトの径を太くし、当該接続部分に求められる機械的強度を確保することができる。また、第２固定部３１に螺合されるボルトの径を太くしても、使用されるボルトの数が１つでありケーブル接続装置１が大型化しにくい。

【0042】

第１端子部２１Ａ，２１Ｂの周囲に複数の第１固定部１５を設けて接続端末５１Ａ，５１Ｂの固定に用いることにより、１つの第１固定部を用いてケーブル接続装置１に接続端末５１Ａ，５１Ｂを固定する場合と比較して、機械的強度を確保しやすい。

【0043】

上述のように第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂの少なくとも一方は、連結された２つの鉄道車両をわたって敷設される場合がある。ケーブル接続装置１が配置された鉄道車両内でケーブルが敷設される場合と比較して、第１端子部２１Ａ，２１Ｂと第１ケーブル５０Ａおよび第２ケーブル５０Ｂとの接続部分は、鉄道車両の走行による振動や衝撃や、車両の屈曲による外力を受けやすい。

【0044】

複数の第１固定部１５を設けて接続端末５１Ａ，５１Ｂの固定に用いることにより、１つの第１固定部１５を用いて固定する場合と比較して、当該接続部分に求められる機械的強度を確保しやすい。

【0045】

また、複数の第１固定部１５を設けて固定することにより、第１固定部１５に螺合されるボルトの径を細くしても当該接続部分に求められる機械的強度を確保しやすい。そのため、当該接続部分に求められる機械的強度を確保しつつ、ケーブル接続装置１の大型化を抑制しやすい。

【0046】

遮蔽部１７を設けることにより、開口部１１からケーブル接続装置１の内部に異物が侵入することを防ぎやすくなる。また、開口部１１を設けることにより、開口部１１を設けない場合と比較して、第２端子部２２を有する構造体２０を取り付けやすくなり、ケーブル接続装置１を製造しやすくなる。

【0047】

開口部１１に配置された遮蔽部１７は、筺体１０の外面と同一の面を構成している。そのため、遮蔽部１７が筺体１０の外面から突出している場合と比較して、筺体１０に近い位置に終端接続部６１を接続することができる。

【0048】

中心導体３０をＴ字状に形成することにより、ケーブル接続装置１を３つの端子を有する分岐用接続部として用いることができる。具体的には、２つの第１端子部２１Ａ，２１Ｂと、１つの第２端子部２２を有する分岐用接続部として用いることができる。

【0049】

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、ケーブル接続装置１は、上述の実施形態のように第１端子部２１Ａおよび第１端子部２１Ｂを直線状に延びる中心導体３０の端部に配置し、第２端子部２２を分岐した中心導体３０の端部に配置してもよいし、図６に示すように、直線状に延びる中心導体３０の端部に第１端子部２１Ａおよび第２端子部２２を配置し、分岐した中心導体３０の端部に第１端子部２１Ｂを配置してもよい。

【0050】

例えば、ケーブル接続装置１は、図７に示すように、直線状に延びる中心導体３０の端部に第１端子部２１Ａおよび第２端子部２２を配置し、分岐した中心導体３０の端部にガイシ７１および接続端子７２を配置したものであってもよい。

【0051】

例えば、ケーブル接続装置１は、図８に示すように、直線状に延びる中心導体３０の端部に第１端子部２１Ａおよび第２端子部２２を配置したものであってもよい。また、ケーブル接続装置１は、図９に示すように、Ｌ字状に延びる中心導体３０の端部に第１端子部２１Ａおよび第２端子部２２を配置したものであってもよい。

【0052】

中心導体３０を直線状またはＬ字状に形成することにより、ケーブル接続装置１の一端に接続端末５１Ａをつなぎ、他端に終端接続部６１をつなぐことができる。

【符号の説明】

【0053】

１…ケーブル接続装置、 １０…筺体、 １１…開口部、 １７…遮蔽部、 １５…第１固定部、 ２０…構造体、 ２１Ａ，２１Ｂ…第１端子部、 ２２…第２端子部、 ３０…中心導体、 ３１…第２固定部、 ５１Ａ，５１Ｂ…接続端末（第１接続部）、 ６１…終端接続部（第２接続部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】