丸型コネクタ、地上子、及びケーブルコネクタ
【課題】作業の迅速化に寄与し得る通信用の丸型コネクタ、これを使用した地上子、及び該丸型コネクタと接続されるケーブルコネクタを提供する。
【解決手段】本発明に係る丸型コネクタは、円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む。一対の収納孔は、端面の反対面に開口し、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。第１の位置決め部は、端面の中心に設けられ、第２の位置決め部は、端面の中心と端縁の間に設けられている。発明に係る丸型コネクタによれば、接続対象物のケーブルコネクタと、第１の位置決め部により端面の中心を合わせて、第２の位置決め部により端面の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタの角度によらず、ケーブルコネクタを簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【解決手段】本発明に係る丸型コネクタは、円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む。一対の収納孔は、端面の反対面に開口し、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。第１の位置決め部は、端面の中心に設けられ、第２の位置決め部は、端面の中心と端縁の間に設けられている。発明に係る丸型コネクタによれば、接続対象物のケーブルコネクタと、第１の位置決め部により端面の中心を合わせて、第２の位置決め部により端面の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタの角度によらず、ケーブルコネクタを簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子による通信に使用される丸型コネクタと、該丸型コネクタを実装し、列車制御に供される地上子と、該丸型コネクタと接続されるケーブルコネクタとに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上子は、鉄道線路に沿って数多く設置されて、列車の車上装置に制御電文を送信する装置であり、安全な鉄道運行にとって必要不可欠である。この地上子は、大きく分けると、有電源地上子と無電源地上子とが存在する。
【０００３】
有電源地上子は、複数台が１台の符号処理器と接続された形態で運用され、この符号処理器から、電力だけでなく、送信すべき電文も供給される。
【０００４】
一方、無電源地上子は、通信可能な他装置と接続されることがなく、いわゆるスタンドアローンの形態で運用され、近傍を通過する列車から電力波を受信して動作する。このため、無電源地上子は、装置内メモリに予め記録された制御電文を列車に送信する。
【０００５】
前者については、親装置である符号処理器が施設内に設置されているから、電文の書き込み（あるいは書換）は非常に容易である。これとは対照的に、後者は、線路内に設置されているため、電文の書き込みは非常に困難である。これは、屋外という過酷な環境条件に加えて、列車が通過しない時間帯（主に夜間）のうちに迅速に完了しなければならないという時間的制約が伴うからである。
【０００６】
一般的に、書き込み作業は、まず、地上子を線路上から回収して、背面（地面側の表面）の蓋を取り外した後、露出したコネクタに通信ケーブルを接続して行われる。したがって、このような煩雑な作業を多くの地上子について行うには、莫大な労力と時間を必要とするという問題があった。
【０００７】
また、書き込み時の通信に関しては、一般的に、ＤＳＵＢコネクタなどを介した電気的接続による手法が多く用いられているが、環境条件を考慮した場合、例えば特許文献１に開示されているように、非接触通信が可能で、かつ、ノイズ耐性のある光素子による通信を利用する手法が望ましいと考えられている。これを実現するには、地上子と通信ケーブルを接続したときに、発光素子と受光素子の対向位置、及び間隔が正確に決定されることが要求される。しかし、特許文献１や他の文献には、この要求を満たし得る接続構造は何ら開示されていない。
【０００８】
更に、この種の素子は、確実なデータの送受信を担保するために、２個を組み合わせて二重に設けられるのが一般的である。したがって、これらを、雨水等に対する地上子の封止構造に最適な丸型コネクタの端面に露出させて設けるとすれば、コネクタを地上子に固定したときの端面の（回転方向の）角度によって、発光素子、または受光素子の位置が変化してしまい、素子同士の位置合わせは、なおさら困難となり、迅速な作業の障害となる。
【０００９】
もっとも、このような問題は、地上子の電文の書き込み作業に限られず、情報の書き込み、及び／または読み出しを行うために、光素子による通信を必要とする他の作業についても同様に存在し得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、作業の迅速化に寄与し得る通信用の丸型コネクタ、これを使用した地上子、及び該丸型コネクタと接続されるケーブルコネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１．丸型コネクタ
上述した課題を解決するため、本発明に係る丸型コネクタは、円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む。
【００１３】
前記一対の収納孔は、前記端面の反対面に開口し、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられている。前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられている。
【００１４】
本発明に係る丸型コネクタによれば、一対の収納孔を備えるから、これに光素子、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。また、一対の収納孔は、端面の反対面に開口しているから、収納した一対の光素子を外気に曝すことがなく、素子の劣化を抑制することができる。
【００１５】
この一対の収納孔は、端面から見て、その中心を挟むように設けられているため、取り付けたときのコネクタの端面の角度によって位置が異なる。
【００１６】
そこで、本発明に係る丸型コネクタは、端面の中心に第１の位置決め部を設けるとともに、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部を設けるという特徴的な構成によって、上述した位置決めの問題を解決している。
【００１７】
具体的には、まず、丸型コネクタと同様の構成を備えたケーブルコネクタを用意する。すなわち、このケーブルコネクタは、端面の中心に第１の位置決め部が、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子を収納する一対の収納孔が、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。そして、丸型コネクタとケーブルコネクタは、第１の位置決め部、第２の位置決め部、一対の収納孔の端面における位置が、互いに鏡面対象の関係にある。
【００１８】
次に、丸型コネクタの第１の位置決め部に、ケーブルコネクタの第１の位置決め部を合わせ、第１の位置決め部を中心としてケーブルコネクタを回転させる。そして、回転により丸型コネクタの第２の位置決め部とケーブルコネクタの第２の位置決め部の位置が合致する。
【００１９】
ここで、第１の位置決め部と第２の位置決め部の形状としては、例えば凸形状、または凹形状を挙げることができる。すなわち、仮に、丸型コネクタの第１及び第２の位置決め部を凹形状とすれば、ケーブルコネクタの第１及び第２の位置決め部を凸形状とするとよい。これにより、丸型コネクタとケーブルコネクタは、互いの第１及び第２の位置決め部を嵌合させることができる。
【００２０】
したがって、丸型コネクタの一対の収納孔は、ケーブルコネクタの一対の収納孔と対向する位置に、正確に位置決めされる。
【００２１】
このように、本発明に係る丸型コネクタによれば、接続対象物のケーブルコネクタと、第１の位置決め部により端面の中心を合わせて、第２の位置決め部により端面の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタの角度によらず、ケーブルコネクタを簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【００２２】
２．地上子
上述した課題を解決するため、本発明に係る地上子は、本体部と、接続部とを含む。前記本体部は、情報を記憶する記憶部を収納している。前記接続部は、コネクタを含み、前記本体部の側方に設けられている。
【００２３】
前記コネクタは、一対の光素子が前記一対の収納孔に収納された、上記の丸型コネクタであり、前記端面が露出している。前記記憶部は、前記コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から前記光素子を介して、情報が書き込まれ、あるいは、読み出される。
【００２４】
本発明に係る地上子によれば、接続部が本体部の側方に設けられ、この接続部は端面が露出したコネクタを含むから、上述した従来技術とは異なり、線路上から回収することなく、現場で外部装置のケーブルコネクタを接続することができる。該外部装置としては、例えば、電文を書き込むための書き込み装置が挙げられる。
【００２５】
そして、本発明に係る地上子は、本体部に情報を記憶する記憶部を収納し、コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から光素子を介して、記憶部に情報が書き込まれ、あるいは、記憶部から情報が読み出される。このため、本発明に係る地上子は、上述したような外部からの電文の書き込み作業などを行うことができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る地上子によれば、上述した丸型コネクタを含むので、これと同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
３．ケーブルコネクタ
上述した課題を解決するため、本発明に係るケーブルコネクタは、収容体と、回転体と、弾性部材とを含む。
【００２８】
前記収容体は、その内部に前記回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含む。
【００２９】
前記回転体は、円形状の端面と、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、一対の収納孔とを含む。前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられている。また、前記一対の収納孔は、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられている。
【００３０】
前記弾性部材は、前記回転体の回転軸方向において、前記回転体を前記収容体に対して付勢する。
【００３１】
本発明に係るケーブルコネクタは、収容体が、その内部に回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含むから、収容体を接続対象物に固定したまま、回転体だけを自由に回転させることができる。
【００３２】
また、本発明に係るケーブルコネクタは、回転体の端面に一対の収納孔を備えるから、これに光素子、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。
【００３３】
そして、回転体は、円形状の端面の中心に第１の位置決め部が、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子を収納する一対の収納孔が、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。したがって、本発明に係るケーブルコネクタは、既に述べたように、上述したような丸型コネクタと接続するにあたって、簡便で正確な位置決めを可能とする。
【００３４】
さらに、本発明に係るケーブルコネクタは、回転体の回転軸方向において、回転体を収容体に対して付勢する弾性部材を含むから、回転体を回転させて、第１及び第２の位置決め部がそれぞれ丸型コネクタの第１及び第２の位置決め部と一致したときに、弾性部材の弾性力によって回転体の端面を丸型コネクタの端面に押し当てることができる。これにより、それぞれの第１及び第２の位置決め部が互いに合わさった状態で回転体をロックすることができるから、回転体の一対の収納孔と丸型コネクタの一対の収納孔が対向状態に保持され、さらに、これらの一対の光素子も対向状態に保持される。
【００３５】
また、回転体の端面を丸型コネクタの端面に押し当てることによって、それぞれの一対の収納孔の間の距離を常に所定値にすることができるため、これらの一対の光素子も所定間隔をおいて対向し、一対の光素子による正常な通信を担保することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上述べたように、本発明によれば、作業の迅速化に寄与し得る通信用の丸型コネクタ、これを使用した地上子、及び該丸型コネクタとの接続に適したケーブルコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る地上子の上面図である。
【図２】本発明に係る地上子の側面図である。
【図３】本発明に係る地上子の正面図である。
【図４】地上子の内部構成（回路基板）の下面図である。
【図５】地上子の内部構成（コイル）の下面図である。
【図６】図１の６−６線における断面図である。
【図７】本発明に係る丸型コネクタの（ａ）正面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）背面図である。
【図８】図７の８−８線における断面図である。
【図９】本発明に係るケーブルコネクタの（ａ）背面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図である。
【図１０】図９の１０−１０線における断面図である。
【図１１】ケーブルコネクタの接続時の地上子の接続面の正面図（位置決め未完了）、
【図１２】図１１の１２−１２線における断面図である。
【図１３】ケーブルコネクタの接続時の地上子の接続面の正面図（位置決め完了）、
【図１４】図１３の１４−１４線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は本発明に係る地上子の上面図、図２は側面図、図３は正面図である。図１に示されるように、地上子１は、上面視で略長方形状を有し、取付用の金具を介し、その長片が線路２の枕木３と平行になるように設置される。地上子１の寸法は、典型的には、幅Ｗ１＝５３０（ｍｍ）、長さＬ１＝２２５（ｍｍ）、高さＨ１＝１０３（ｍｍ）である。
【００３９】
地上子１は、略直方体形状の本体部１１と、この本体部１１の側方に設けられた接続部１０と、平板状の延出部１２とを含む。地上子１の筐体は、エポキシ樹脂などの硬質樹脂により一体成形されている。
【００４０】
本体部１１は、地上子の機能を実現するための電子回路やコイルなどの主要部品が収納されている。本体部１１の高さｈは、典型的には、６０（ｍｍ）である。
【００４１】
接続部１０は、電文の書き込み装置などの外部装置と通信を行うための構造を備えている。接続部１０は、本体部１１より小型の略直方体形状を有し、線路２に対向する本体部１１の側面に、互いの辺の中心を合わせて隣接している。接続部１０の寸法は、典型的には、幅Ｗ２＝１００（ｍｍ）、長さＬ２＝９２（ｍｍ）である。
【００４２】
延出部１２は、本体部１１の側面の該隣接部分の両側部分から接続部１０の端まで、接続部１０の両側面と隣接して延在している。延出部１２の中心には、固定用の貫通孔１２１が設けられている。また、本体部１１にも、下面側の空洞部１１０と連通する３つの固定用の貫通孔１１１が設けられている。延出部１２の厚さＤは、典型的には２２（ｍｍ）である。
【００４３】
接続部１０は、レール２側に接続面１０１を有しており、この接続面１０１に、本発明に係る丸型コネクタ５の端面が露出して、外部装置接続用のケーブルコネクタと接続可能に構成されている。したがって、上述した従来技術とは異なり、電文情報の書き込み作業などを行うにあたって、地上子１をレール２上から回収する必要はない。
【００４４】
図３に示されるように、接続面１０１は、コネクタ５を取り付けるためのコネクタ取付穴１０１ａと、外部装置接続用のケーブルコネクタを固定するためのケーブルコネクタ固定部１０１ｂとを含む。ケーブルコネクタ固定部１０１ｂは、具体的には、コネクタ取付穴１０１ａの周囲に設けられた４個の螺子穴から構成される。もっとも、ケーブルコネクタ固定部１０１ｂとしては、螺子孔に限定されるものではなく、嵌合機構などの他の固定手段を採用してもよい。
【００４５】
また、図２を参照すると理解されるように、接続部１０は、高さ寸法Ｈ１が本体部１１の高さ寸法ｈより大きい。接続部１０は、本体部１１の上面より高い部分に、第２コネクタ４が挿入接続されている。第２コネクタ４は、近傍の器具箱から延びており、第２コネクタ４を介して、地上子１から外部に故障情報などが送信される。
【００４６】
図４〜図６には、地上子１の内部構造が示されている。本体部１１の内部には、略矩形状の回路基板１３と、ループ状のコイル１４１，１４２とが収納されている。図６を参照して理解されるように、回路基板１３は、本体部１１の下方に設けられており、コイル１４１，１４２は、本体部１１の上方に設けられている。
【００４７】
回路基板１３は、本体部の上面板に対して、ゴムなどからなる複数の弾性部材９０によって支持されており、これにより外部からの衝撃から保護されている。さらに、本体部１１の下部は、エポキシ樹脂からなる蓋部７１〜７３によって二重に覆われるとともに、本体部１１の内部は、ポリウレタンなどの軟質樹脂６３によって充填されており、これによっても衝撃からの保護の効果が得られるとともに、雨水からの保護、及び温度変化や湿度変化などの外気の影響からの保護の効果も得られる。
【００４８】
また、コイル１４１，１４２は、車上子の電力波受信用の第１コイル１４１と、電文信号送信用の第２コイル１４２とが含まれる。第１コイル１４１は、本体部１１の外周壁に沿って巻きまわされており、一方、第２コイル１４２は、第１コイル１４１の中央において、８字形状に巻きまわされている。第１コイル１４１の一端には、蓋部７１，７２との間に、既に述べたような弾性部材９０が設けられている。
【００４９】
一方、回路基板１３には、電子部品１３１と接続パッド１３２が該板面に設けられている。電子部品１３１には、車上子へ送信する電文信号を周波数変調する変調部や、外部装置との通信を処理する通信処理部や、電文情報を記憶する記憶部である不揮発性メモリなどが含まれる。不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭが一般的であるが、ＦＲＡＭであってもよい。
【００５０】
また、接続パッド１３２は、回路基板１３に形成された配線を介して、通信処理部などの電子部品１３１に接続されるとともに、コネクタ５、及び第２コネクタ４から延びているリード線５ａ，４ａが電気的に接続されている。リード線５ａ，４ａは、収容部１０２と本体部１１を連通させる貫通孔１５を介して、本体部１１へと導かれている。
【００５１】
リード線５ａ，４ａは、接続部１０の内部に設けられた収容部１０２に、部分的に収容されている。これにより、リード線５ａ，４ａの余った長さ部分は、本体部１１内に巻き回すことなく、効率よく収容されるので、構造が煩雑になることを回避できる。
【００５２】
収容部１０２はエポキシ樹脂などの充填材６１によって充填され、貫通孔１５はパテなどの充填材６２によって充填されており、これにより、リード線５ａ，４ａを外部からの衝撃などによるダメージから保護している。さらに、接続部１０の下部は、エポキシ樹脂などからなる蓋部７４によって覆われており、同様にリード線５ａ，４ａを保護している。
【００５３】
また、収容部１０２には、防水パッキンにより覆われた第２コネクタ４が挿入される。第２コネクタ４の先端部は、収容部１０２内に存在し、ここからリード線４ａが延びている。
【００５４】
収容部１０２の内壁には、上述したコネクタ取付穴１０１ａが開口している。コネクタ取付穴１０１ａは、内壁に螺子溝６４が設けられ、これがコネクタ５と螺合するようになっている。コネクタ取付穴１０１ａは、ケーブルコネクタを接続しないとき、内部を装置外の雰囲気から遮断するために、ゴムなどからなるコネクタ蓋６３により気密に封止されている。
【００５５】
次に、本発明に係る丸型コネクタ５について説明する。図７には、コネクタ５の外観が例示されている。丸型コネクタ５は、略円筒状の筐体を有し、円形状の端面５０と、一対の収納孔５３と、第１及び第２の位置決め部５１，５２と、中空部５６と、突出部５５とを含む。
【００５６】
丸型コネクタ５の筐体は、好ましくは、無色透明のポリカーボネイトにより一体に射出形成され、外気からの保護、及び耐熱性と耐衝撃性の観点から最適に構成されている。丸型コネクタ５の寸法は、例えば、端面５０の直径Ｒｒ＝３３．９（ｍｍ）、円筒部の高さＨｒ＝２４（ｍｍ）である。
【００５７】
コネクタ５の外周側面には螺子溝５４が設けられており、これが上述したコネクタ取付穴１０１ａの螺子溝６４と螺合する。したがって、コネクタ５は、防水性に優れた接合構造を備える。コネクタ５の取付にあたっては、螺子溝５４を、薄い防水パッキンなどの防水シール材で覆っておき、防水性を向上させておくと好ましい。
【００５８】
端面５０には、その中心を横切るように溝５７が形成されており、コネクタ５の取付時、この溝５７にドライバー等のツールをあてがって、コネクタ５を容易に回転させることができる。さらに、端面５０には、外周沿いにテーパ５０ａが設けられており、コネクタ５の取付時に端面５０を指で押さえやすくなっている。
【００５９】
また、突出部５５は、端面５０から見て、外周側面の端縁から奥に向かって延在する４つの薄板部位である。この４つは円周上で等間隔に設けられている。突出部５５は、取付時に、上述した収容部１０２の内部に位置するので、収容部１０２を充填材６１により充填したときに、コネクタ５の回転止めとして機能する。
【００６０】
図８にはコネクタ５の断面が表されている。図８を参照して理解されるように、一対の収納孔５３は、端面５０の反対面５０ｂだけに開口した略円柱状の孔であり、端面５０から見て、その中心を挟むように対称な位置に設けられている。一対の収納孔５３は、筐体の射出成形時に貫通孔として形成してもよいが、この場合、外気を遮断するために、端面５０上の開口を別の透過性部材で閉塞する必要がある。
【００６１】
一対の収納孔５３には、一対の光素子５０１が収納されている。光素子５０１としては、典型的には、発光ダイオードなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子が挙げられるが、これに限定されることはなく、光を媒体とする通信に用いられる素子が広く含まれる。
【００６２】
収納孔５３の先端部には、その内壁と光素子５０１との間に隙間５３ａが生ずる。望ましくは、この隙間５３ａにアルゴンなどの希ガスを封入することによって、光素子５０１を腐食などの好ましくない化学反応から保護するとよい。
【００６３】
一対の光素子５０１は、上述したリード線５ａと電気的に接続されている。リード線５ａは、正極及び負極のペア線を互いに捻り合わせてなる縒り線となっており、これにより電気信号の雑音耐力を向上している。
【００６４】
一対の光素子５０１が受光素子である場合、コネクタ５とケーブルコネクタを接続したとき、外部から光素子５０１を介して、電子部品１３１のうち、記憶部である不揮発性メモリ１３１に電文情報が書き込まれる。一方、一対の光素子５０１が発光素子である場合、該電文情報が読み出される。もっとも、一対の光素子５０１として発光素子及び受光素子を１個ずつ採用した場合、双方向通信が可能となるので、書き込みと読み出しの両方が可能となる。
【００６５】
一対の光素子５０１は、共通の基板５０２に固定された状態で収納されている。この基板５０２は、硬質樹脂などで形成され、リード線５ａの一方の端部とともに、コネクタ５の端面５０から見て、奥に設けられた中空部５６に収納されている。基板５０２は、光素子５０１を安定に保持するとともに、端面５０の反対面５０ｂと当接することによって、収納孔５３の挿入方向において、光素子５０１の位置決めを行うことができる。
【００６６】
また、中空部５６は、一対の収納孔５３と連なり、外周側面により囲まれている。中空部５６は、ウレタンなどの軟質樹脂５０３により充填されており、衝撃などから、光素子５０１だけでなく、光素子５０１とリード線５ａのはんだ接続部も保護している。
【００６７】
本発明に係る丸型コネクタ５の最も特徴的部分は、端面５０に設けられた位置決め構造にある。丸型コネクタ５は、上述したように、取付時に回転するから、端面５０の角度θ（図７（ａ）を参照）にばらつきが生ずる。したがって、一対の収納孔５３、及びその中の一対の光素子５０１の位置にもばらつきが生ずるため、ケーブルコネクタを接続するにあたって、光素子同士の位置決めが非常に困難となる。端面５０の第１及び第２の位置決め部５１，５２は、この問題を解決するものである。以下に詳細を述べる。
【００６８】
端面５０は、上述したようにコネクタ取付穴１０１ａから露出し、ケーブルコネクタの接続時に、その端面と対向する。第１及び第２の位置決め部５１，５２は、ケーブルコネクタに備えられた一対の光素子が、上述した一対の収納孔５３と対向するように位置決めするための構成である。
【００６９】
第１の位置決め部５１は、円筒状の凹部であり、端面５０の中心に設けられている。第１の位置決め部５１は、ケーブルコネクタの接続時、中心同士の位置合わせに供される。
【００７０】
一方、第２の位置決め部５２は、端面５０の半径方向に延びる溝状の凹部であり、端面５０の中心と端縁の中間付近から端面５０の端縁まで延設されている。第２の位置決め部５２は、ケーブルコネクタの接続時、その端面の角度合わせに供される。したがって、第２の位置決め部５２は、必ずしも溝状である必要はなく、端面５０の中心と端縁の間にあれば、如何なる形状の窪みでもよい。
【００７１】
図８を参照して理解されるように、第１の位置決め部５１は、端面５０からの深さ寸法が、第２の位置決め部５２の深さ寸法より大きく、本発明に係るケーブルコネクタとの接続に適した構造となっている。
【００７２】
本発明に係るケーブルコネクタの外観は、図９に例示されており、その内部構造は、図１０に例示されている。ケーブルコネクタ８は、塩化ビニルなどの硬質樹脂からなる筐体を有し、収容体８１と、回転体８２と、取手部８３と、弾性部材８５とを含む。ケーブルコネクタ８の寸法は、例えば、全長Ｌｓ＝１５５（ｍｍ）、直径Ｒｓ＝４７４（ｍｍ）である。
【００７３】
収容体８１は、その内部に回転体８２を、回転軸Ａを中心として回転自在に保持するための円筒部８１１と、接続対象物に対して固定するための固定部８１０とを含む。
【００７４】
固定部８１０は、収容体８１の一端において外周側面から連なる鍔状部位であって、螺子止めのための４つの貫通孔８１０ａが等間隔に設けられている。したがって、貫通孔８１０ａに螺子９１を挿通し、これを、上述した地上子１のケーブルコネクタ固定部１０１ｂ（つなり、螺子穴）に螺合することによって、固定部８１０を地上子１の接続面１０１に固定することができる。
【００７５】
回転体８２は、円筒部８１１の中に収容された筒体８２ｂと、筒体８２ｂの一端面に被せるように設けられたキャップ形状の蓋体８２ａと、筒体８２ｂの内部に収納された一対の光素子９３と、一対の光素子９３を固定する基板９３０とを含む。
【００７６】
蓋体８２ａは、接続対象物と対向する円形状の端面８２１と、端面８２１の端縁から回転軸Ａ方向に連なる外周側部８２１ａと、第１の位置決め部８２２と、第２の位置決め部８２３と、一対の開口８２４とを含む。
【００７７】
蓋体８２ａは、図１０に示されるように、断面視で略コ字形状を有し、外周側部８２５により筒体８２ｂの一端が蓋体８２ａに嵌合され、さらに、端面８２１からの３箇所の螺子止め９４により固定されている。
【００７８】
一対の開口８２４は、接続対象物に対する通信媒体の光が通る窓部分であって、端面８２１から見て、その中心を挟むように対称に設けられている。
【００７９】
第１の位置決め部８２２と第２の位置決め部８２３は、上述したコネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２に対応する部位であり、本発明に係るケーブルコネクタ８の特徴的部分である。
【００８０】
第１の位置決め部８２２は、凸形状を有し、端面８２１の中心に設けられている。第１の位置決め部８２２は、接続時に接続対象物との間で中心同士の位置合わせに供される。すなわち、第１の位置決め部８２２は、接続時にコネクタ５の第１の位置決め部５１と合致する。第１の位置決め部８２２の高さ寸法は、コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２に従い、第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きく設定されている。
【００８１】
一方、第２の位置決め部８２３は、凸形状を有し、端面８２１の中心と端縁の間に設けられている。第２の位置決め部５２は、接続時に端面８２１の角度合わせに供される。すなわち、第２の位置決め部８２３は、接続時にコネクタ５の第２の位置決め部５２と合致することによって、一対の光素子９３が露出する一対の開口８２４を、コネクタ５の一対の収納孔５３に対向させることができる。
【００８２】
一対の光素子９３は、既に述べたように、典型的には発光素子、あるいは受光素子であり、発光素子を採用した場合、ケーブルコネクタ８は電文情報の書き込みに用いることができる。一対の光素子９３は、蓋体８２ａと接する筒体８２０の端面に設けられた一対の収納孔８２４に収納されている。
【００８３】
一対の収納孔８２５は、円柱状の貫通孔であって、蓋体８２ａの端面８２１に設けられた一対の開口８２４と、開口面の位置が合致している。これにより、一対の光素子９３は、一対の開口８２４を介して、接続対象物との間で光の送信、あるいは受信を行うことができる。
【００８４】
取手部８３は、筒状部材であって、筒体８２ｂと、互いの鍔部８２０，８３０を介して接続され、収容体８１の外部に、回転軸Ａを中心として回転自在に設けられている。このため、回転体８２は、取手部８３と連動して回転し、接続作業が容易な構成となっている。もっとも、取手部８３に代えて、回転体８２の背面につまみ等を設けてもよい。
【００８５】
筒体８２ｂの鍔部８２０は、筒体８２ｂの取手部８３側の一端の外周側面から延設されており、他方、取手部８３の鍔部８３０は、取手部８３の筒体８２ｂ側の一端の外周側面から延設されている。鍔部８２０，８３０同士は、４つの螺子９２により接続されている。もっとも、取手部８３と筒体８２ｂの接続手段は、このような構造に限定されるものではなく、嵌合機構やギア機構などの他の適当な手段を採用し得るのは言うまでもない。
【００８６】
取手部８３は、内部にケーブル８４が挿通され、さらに、ケーブル８４の先端部分は、筒体８２ｂの空洞部８２６に至る。空洞部８２６において、ケーブル８２２の被覆からリード線９３１が露出している。リード線９３１は、上述した縒り線であって、一対の光素子９３と電気的に接続されている。これにより、ケーブルコネクタ８は、接続対象物から光信号を受信し、あるいは接続対象物に光信号を送信することができる。なお、ケーブル８４の他端は、電文の書き込み装置などと接続されている。
【００８７】
本発明に係るケーブルコネクタ８のさらなる特徴的部分は弾性部材８５である。弾性部材８５は、回転体８２の回転軸Ａ方向において、回転体８２を収容体８１に対して付勢する。図１０を参照して理解されるように、本実施形態における弾性部材８５としては、スプリング（バネ）を例示しているが、ゴムなどの他の弾性部材も採用し得る。
【００８８】
弾性部材８５は、収納体８１と回転体８２との間に生ずる隙間８５ａに収納されている。詳しく述べると、隙間８５ａは、蓋体８２ａの外周側部８２１ａの端面と、これに対向する円筒部８１１の肉厚端部８１１ａの端面と、筒体８２ｂの外周面の一部と、これと対向する円筒部８１１の内周面の一部とによって取り囲まれた筒状空間である。言い換えれば、スプリング８５は、筒体８２ｂの外周面に巻きまわされているのである。もっとも、弾性部材８５の配置は、このような態様に限定されることはなく、回転体８２を収容体８１に対して付勢する限り、如何なる態様であってもよい。
【００８９】
弾性部材８５は、第１の位置決め部８２２と第２の位置決め部８２３が接続対象物の所定位置、つまりコネクタ５の第１の位置決め部５１と第２の位置決め部５２とにそれぞれ合致したときに、回転体８２をロックする機能を備える。
【００９０】
次に、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８の作用効果について具体的に説明する。ここでは、上述した地上子１に取り付けられた丸型コネクタ５に、上記のケーブルコネクタ８を接続する場合を例に挙げる。その前提として、ケーブルコネクタ８の第１及び第２の位置決め部８２２，８２３、一対の開口８２４及び収納孔８２５は、それぞれ、コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２、一対の収納孔５３と鏡面対象の位置関係にあるものとする。
【００９１】
まず、図１１と図１２に示されるように、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２をコネクタ５の第１の位置決め部５１に合わせ、ケーブルコネクタ８の螺子９１を地上子１のケーブルコネクタ固定部１０１ｂに螺合させる。なお、図では、固定に２個の螺子９１を用いているが、４個の螺子９１を用いてもよい。
【００９２】
この螺合によりケーブルコネクタ８の固定部８１０は地上子１の接続面１０１に固定されるから、弾性体８５の弾性力が作用して、ケーブルコネクタ８の端面８２１は、地上子１のコネクタ５の端面５０に押し付けられる。ここで、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２の高さ寸法は、第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きいため、ケーブルコネクタ８は、その端面８２１をコネクタ５の端面５０に対して略平行に保ったまま、第１の位置決め部８２２の先端部がコネクタ５の第１の位置決め部５１に嵌入されるとともに、第２の位置決め部８２３がコネクタ５の端面５０と当接する。この当接のため、ケーブルコネクタ８の端面８２１とコネクタ５の端面５０の間には間隔Ｓが生ずる。
【００９３】
本実施形態では、好適な位置合わせを実現するために、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２の高さ寸法が第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きいものとしているが、必ずしも、このような構成とする必要はない。上記の高さ寸法の関係を満たさずとも、例えば、図１２に示された態様とは異なり、ケーブルコネクタ８の端面８２１をコネクタ５の端面５０に対して傾斜させたままであっても、第１の位置決め部８２２の嵌入はなされ得るからである。さらに言えば、逆に、コネクタ５の端面５０において、第１及び第２の位置決め部５１，５２の各開口面の高さ位置を調節してもよい。
【００９４】
次に、図１１と図１２に示された状態では、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５及び開口８２４の位置が、コネクタ５の一対の収納孔５３の位置と合っていないため、ケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３をコネクタ５の第２の位置決め部５２に合わせるべく、回転軸Ａを中心として取手部８３を方向Ｒに回転させる必要がある。この回転より、回転体８２も連動して回転するため、第２の位置決め部８２３の位置は中心周りに変化する。
【００９５】
そして、両者の位置が合致したとき、図１３と図１４に示されるように、弾性体８５の弾性力が作用して、回転体８２と取手部８３が方向ｄに移動する。この移動により、ケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３は、コネクタ５の第２の位置決め部５２に嵌入されて、取手部８３、及び回転体８２がロックされる。
【００９６】
ここで、ケーブルコネクタ８とコネクタ５の各部の配置が鏡面対象であるから、ロック時、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５、及び一対の開口８２４の位置は、コネクタ５の一対の収納孔５３の位置と合致する。このとき、作業者は、ロックの手ごたえを取手部８３から感知できるため、位置合わせの完了を容易に認識することができ、作業効率が向上する。
【００９７】
さらに、回転体８２の端面８２１は、弾性体８５の弾性力によって丸型コネクタ５の端面５０に向かって押し当られるから、それぞれの一対の収納孔５３，８２５の間の距離、つまり光素子５０１，９３間の距離を常に所定値にすることができる。これにより、ケーブルコネクタ８の一対の光素子９３は、コネクタ５の一対の光素子５０１と所定間隔をおいて対向した状態に保持され、コネクタ５及びケーブルコネクタ８は、通信可能な一組の接合コネクタとして機能する。
【００９８】
このように、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８によれば、地上子１に丸型コネクタ５を取り付けたときの端面５０の角度θのばらつきにも関わらず、ケーブルコネクタ８の固定部８１０を地上子１の接続面１０１に固定し、取手部８３を回転させるという手順だけで、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８の接続作業を迅速かつ正確に行うことができる。そして、上述したように電文などの情報を地上子１に書き込み、あるいは地上子１から読み出すことができる。
【００９９】
最後に、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８の各効果を個別に述べておく。
【０１００】
（１）丸型コネクタ
本発明に係る丸型コネクタ５によれば、一対の収納孔５３を備えるから、これに光素子５０１、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。また、一対の収納孔５３は、端面５０の反対面５０ｂに開口しているから、収納した一対の光素子５０１を外気に曝すことがなく、素子５０１の劣化を抑制することができる。
【０１０１】
この一対の収納孔５３は、端面５０から見て、その中心を挟むように設けられているため、取り付けたときのコネクタ５の端面５０の角度θによって位置が異なる。
【０１０２】
そこで、本発明に係る丸型コネクタ５は、端面５０の中心に第１の位置決め部５１を設けるとともに、端面５０の中心と端縁の間に第２の位置決め部５２を設けるという特徴的な構成によって、上述した位置決めの問題を解決している。
【０１０３】
具体的には、まず、丸型コネクタ５と同様の構成を備えたケーブルコネクタ８を用意する。すなわち、このケーブルコネクタ８は、端面８２１の中心に第１の位置決め部８２２が、端面８２１の中心と端縁の間に第２の位置決め部８２３がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子９３を収納する一対の収納孔８２５が、端面８２１から見て、その中心を挟むように設けられている。そして、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８は、第１の位置決め部５１，８２２、第２の位置決め部５２，８２３、一対の収納孔５３，８２５の端面５０，８２１における位置が、互いに鏡面対象の関係にある。
【０１０４】
次に、丸型コネクタ５の第１の位置決め部５１に、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２を合わせ、第１の位置決め部８２２を中心としてケーブルコネクタ８を回転させる。そして、回転により丸型コネクタ５の第２の位置決め部５２とケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３の位置が合致する。
【０１０５】
ここで、第１の位置決め部５１，８２２と第２の位置決め部５２，８２３の形状としては、例えば凸形状、または凹形状を挙げることができる。すなわち、仮に、丸型コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２を凹形状とすれば、ケーブルコネクタ８の第１及び第２の位置決め部８２２，８２３を凸形状とするとよい。これにより、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８は、互いの第１及び第２の位置決め部５１，５２，８２２，８２３を嵌合させることができる。
【０１０６】
したがって、丸型コネクタ５の一対の収納孔５３は、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５と対向する位置に、正確に位置決めされる。
【０１０７】
このように、本発明に係る丸型コネクタ５によれば、接続対象物のケーブルコネクタ８と、第１の位置決め部５１により端面５０の中心を合わせて、第２の位置決め部５２により端面５０の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタ５の角度によらず、ケーブルコネクタ８を簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【０１０８】
（２）地上子
本発明に係る地上子１によれば、接続部１０が本体部１１の側方に設けられ、この接続部１０は端面５０が露出したコネクタ５を含むから、上述した従来技術とは異なり、線路Ｒ上から回収することなく、現場で外部装置のケーブルコネクタ８を接続することができる。該外部装置としては、例えば、電文を書き込むための書き込み装置が挙げられる。
【０１０９】
そして、本発明に係る地上子１は、本体部１１に情報を記憶する記憶部１３１を収納し、コネクタ５にケーブルコネクタ８を接続したとき、外部から光素子５０１を介して、記憶部１３１に情報が書き込まれ、あるいは、記憶部１３１から情報が読み出される。このため、本発明に係る地上子１は、上述したような外部からの電文の書き込み作業などを行うことができる。
【０１１０】
さらに、本発明に係る地上子１によれば、上述した丸型コネクタ５を含むので、これと同様の作用効果を得ることができる。
【０１１１】
（３）ケーブルコネクタ
本発明に係るケーブルコネクタ８は、収容体８１が、その内部に回転体８２を回転自在に保持するための円筒部８１１と、接続対象物１に対して固定するための固定部８１０とを含むから、収容体８１を接続対象物１に固定したまま、回転体８２だけを自由に回転させることができる。
【０１１２】
また、本発明に係るケーブルコネクタ８は、回転体８２の端面８２１に一対の収納孔８２５を備えるから、これに光素子９３、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。
【０１１３】
そして、回転体８２は、円形状の端面８２１の中心に第１の位置決め部８２２が、端面８２１の中心と端縁の間に第２の位置決め部８２３がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子９３を収納する一対の収納孔８２５が、端面８２１から見て、その中心を挟むように設けられている。したがって、本発明に係るケーブルコネクタ８は、既に述べたように、上記の丸型コネクタ５と接続するにあたって、簡便で正確な位置決めを可能とする。
【０１１４】
さらに、本発明に係るケーブルコネクタ８は、回転体８２の回転軸方向において、回転体８２を収容体８１に対して付勢する弾性部材８５を含むから、回転体８２を回転させて、第１及び第２の位置決め部８２２，８２３がそれぞれ丸型コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２と一致したときに、弾性部材８５の弾性力によって回転体８２の端面８２１を丸型コネクタ５の端面５０に押し当てることができる。これにより、それぞれの第１及び第２の位置決め部５１，５２．８２２，８２３が互いに合わさった状態で回転体８２をロックすることができるから、回転体８２の一対の収納孔８２５と丸型コネクタ５の一対の収納孔５３が対向状態に保持され、さらに、これらの一対の光素子５０１，９３も対向状態に保持される。
【０１１５】
また、回転体８２の端面８２１を丸型コネクタ５の端面５０に押し当てることによって、それぞれの一対の収納孔５３，８２５の間の距離を常に所定値にすることができるため、これらの一対の光素子５０１，９３も所定間隔をおいて対向し、一対の光素子９３による正常な通信を担保することができる。
【０１１６】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 地上子
１０ 接続部
１０１ａ コネクタ取付穴
１０１ｂ ケーブルコネクタ固定部
６４ 螺子溝
１１ 本体部
１０２ 収容部
６１，６２ 充填材
４ａ，５ａ リード線
１５ 貫通孔
５ 丸型コネクタ
５０ 端面
５０ｂ 反対面
５１ 第１の位置決め部
５２ 第２の位置決め部
５３ 一対の収納孔
５０１ 一対の光素子
５０２ 基板
５４ 螺子溝
５５ 突出部
５６ 中空部
５０３ 軟質樹脂
８ ケーブルコネクタ
８１ 収容体
８１０ 固定部
８１０ａ 貫通孔
８２ 回転体
８２１ 端面
８２２ 第１の位置決め部
８２３ 第２の位置決め部
８２４ 一対の開口
８２５ 一対の収納孔
９３ 一対の光素子
９３０ 基板
８３ 取手部
８５ 弾性部材
Ａ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光素子による通信に使用される丸型コネクタと、該丸型コネクタを実装し、列車制御に供される地上子と、該丸型コネクタと接続されるケーブルコネクタとに関する。
【背景技術】
【０００２】
地上子は、鉄道線路に沿って数多く設置されて、列車の車上装置に制御電文を送信する装置であり、安全な鉄道運行にとって必要不可欠である。この地上子は、大きく分けると、有電源地上子と無電源地上子とが存在する。
【０００３】
有電源地上子は、複数台が１台の符号処理器と接続された形態で運用され、この符号処理器から、電力だけでなく、送信すべき電文も供給される。
【０００４】
一方、無電源地上子は、通信可能な他装置と接続されることがなく、いわゆるスタンドアローンの形態で運用され、近傍を通過する列車から電力波を受信して動作する。このため、無電源地上子は、装置内メモリに予め記録された制御電文を列車に送信する。
【０００５】
前者については、親装置である符号処理器が施設内に設置されているから、電文の書き込み（あるいは書換）は非常に容易である。これとは対照的に、後者は、線路内に設置されているため、電文の書き込みは非常に困難である。これは、屋外という過酷な環境条件に加えて、列車が通過しない時間帯（主に夜間）のうちに迅速に完了しなければならないという時間的制約が伴うからである。
【０００６】
一般的に、書き込み作業は、まず、地上子を線路上から回収して、背面（地面側の表面）の蓋を取り外した後、露出したコネクタに通信ケーブルを接続して行われる。したがって、このような煩雑な作業を多くの地上子について行うには、莫大な労力と時間を必要とするという問題があった。
【０００７】
また、書き込み時の通信に関しては、一般的に、ＤＳＵＢコネクタなどを介した電気的接続による手法が多く用いられているが、環境条件を考慮した場合、例えば特許文献１に開示されているように、非接触通信が可能で、かつ、ノイズ耐性のある光素子による通信を利用する手法が望ましいと考えられている。これを実現するには、地上子と通信ケーブルを接続したときに、発光素子と受光素子の対向位置、及び間隔が正確に決定されることが要求される。しかし、特許文献１や他の文献には、この要求を満たし得る接続構造は何ら開示されていない。
【０００８】
更に、この種の素子は、確実なデータの送受信を担保するために、２個を組み合わせて二重に設けられるのが一般的である。したがって、これらを、雨水等に対する地上子の封止構造に最適な丸型コネクタの端面に露出させて設けるとすれば、コネクタを地上子に固定したときの端面の（回転方向の）角度によって、発光素子、または受光素子の位置が変化してしまい、素子同士の位置合わせは、なおさら困難となり、迅速な作業の障害となる。
【０００９】
もっとも、このような問題は、地上子の電文の書き込み作業に限られず、情報の書き込み、及び／または読み出しを行うために、光素子による通信を必要とする他の作業についても同様に存在し得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１１７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、作業の迅速化に寄与し得る通信用の丸型コネクタ、これを使用した地上子、及び該丸型コネクタと接続されるケーブルコネクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
１．丸型コネクタ
上述した課題を解決するため、本発明に係る丸型コネクタは、円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む。
【００１３】
前記一対の収納孔は、前記端面の反対面に開口し、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられている。前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられている。
【００１４】
本発明に係る丸型コネクタによれば、一対の収納孔を備えるから、これに光素子、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。また、一対の収納孔は、端面の反対面に開口しているから、収納した一対の光素子を外気に曝すことがなく、素子の劣化を抑制することができる。
【００１５】
この一対の収納孔は、端面から見て、その中心を挟むように設けられているため、取り付けたときのコネクタの端面の角度によって位置が異なる。
【００１６】
そこで、本発明に係る丸型コネクタは、端面の中心に第１の位置決め部を設けるとともに、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部を設けるという特徴的な構成によって、上述した位置決めの問題を解決している。
【００１７】
具体的には、まず、丸型コネクタと同様の構成を備えたケーブルコネクタを用意する。すなわち、このケーブルコネクタは、端面の中心に第１の位置決め部が、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子を収納する一対の収納孔が、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。そして、丸型コネクタとケーブルコネクタは、第１の位置決め部、第２の位置決め部、一対の収納孔の端面における位置が、互いに鏡面対象の関係にある。
【００１８】
次に、丸型コネクタの第１の位置決め部に、ケーブルコネクタの第１の位置決め部を合わせ、第１の位置決め部を中心としてケーブルコネクタを回転させる。そして、回転により丸型コネクタの第２の位置決め部とケーブルコネクタの第２の位置決め部の位置が合致する。
【００１９】
ここで、第１の位置決め部と第２の位置決め部の形状としては、例えば凸形状、または凹形状を挙げることができる。すなわち、仮に、丸型コネクタの第１及び第２の位置決め部を凹形状とすれば、ケーブルコネクタの第１及び第２の位置決め部を凸形状とするとよい。これにより、丸型コネクタとケーブルコネクタは、互いの第１及び第２の位置決め部を嵌合させることができる。
【００２０】
したがって、丸型コネクタの一対の収納孔は、ケーブルコネクタの一対の収納孔と対向する位置に、正確に位置決めされる。
【００２１】
このように、本発明に係る丸型コネクタによれば、接続対象物のケーブルコネクタと、第１の位置決め部により端面の中心を合わせて、第２の位置決め部により端面の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタの角度によらず、ケーブルコネクタを簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【００２２】
２．地上子
上述した課題を解決するため、本発明に係る地上子は、本体部と、接続部とを含む。前記本体部は、情報を記憶する記憶部を収納している。前記接続部は、コネクタを含み、前記本体部の側方に設けられている。
【００２３】
前記コネクタは、一対の光素子が前記一対の収納孔に収納された、上記の丸型コネクタであり、前記端面が露出している。前記記憶部は、前記コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から前記光素子を介して、情報が書き込まれ、あるいは、読み出される。
【００２４】
本発明に係る地上子によれば、接続部が本体部の側方に設けられ、この接続部は端面が露出したコネクタを含むから、上述した従来技術とは異なり、線路上から回収することなく、現場で外部装置のケーブルコネクタを接続することができる。該外部装置としては、例えば、電文を書き込むための書き込み装置が挙げられる。
【００２５】
そして、本発明に係る地上子は、本体部に情報を記憶する記憶部を収納し、コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から光素子を介して、記憶部に情報が書き込まれ、あるいは、記憶部から情報が読み出される。このため、本発明に係る地上子は、上述したような外部からの電文の書き込み作業などを行うことができる。
【００２６】
さらに、本発明に係る地上子によれば、上述した丸型コネクタを含むので、これと同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】
３．ケーブルコネクタ
上述した課題を解決するため、本発明に係るケーブルコネクタは、収容体と、回転体と、弾性部材とを含む。
【００２８】
前記収容体は、その内部に前記回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含む。
【００２９】
前記回転体は、円形状の端面と、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、一対の収納孔とを含む。前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられている。また、前記一対の収納孔は、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられている。
【００３０】
前記弾性部材は、前記回転体の回転軸方向において、前記回転体を前記収容体に対して付勢する。
【００３１】
本発明に係るケーブルコネクタは、収容体が、その内部に回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含むから、収容体を接続対象物に固定したまま、回転体だけを自由に回転させることができる。
【００３２】
また、本発明に係るケーブルコネクタは、回転体の端面に一対の収納孔を備えるから、これに光素子、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。
【００３３】
そして、回転体は、円形状の端面の中心に第１の位置決め部が、端面の中心と端縁の間に第２の位置決め部がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子を収納する一対の収納孔が、端面から見て、その中心を挟むように設けられている。したがって、本発明に係るケーブルコネクタは、既に述べたように、上述したような丸型コネクタと接続するにあたって、簡便で正確な位置決めを可能とする。
【００３４】
さらに、本発明に係るケーブルコネクタは、回転体の回転軸方向において、回転体を収容体に対して付勢する弾性部材を含むから、回転体を回転させて、第１及び第２の位置決め部がそれぞれ丸型コネクタの第１及び第２の位置決め部と一致したときに、弾性部材の弾性力によって回転体の端面を丸型コネクタの端面に押し当てることができる。これにより、それぞれの第１及び第２の位置決め部が互いに合わさった状態で回転体をロックすることができるから、回転体の一対の収納孔と丸型コネクタの一対の収納孔が対向状態に保持され、さらに、これらの一対の光素子も対向状態に保持される。
【００３５】
また、回転体の端面を丸型コネクタの端面に押し当てることによって、それぞれの一対の収納孔の間の距離を常に所定値にすることができるため、これらの一対の光素子も所定間隔をおいて対向し、一対の光素子による正常な通信を担保することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上述べたように、本発明によれば、作業の迅速化に寄与し得る通信用の丸型コネクタ、これを使用した地上子、及び該丸型コネクタとの接続に適したケーブルコネクタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る地上子の上面図である。
【図２】本発明に係る地上子の側面図である。
【図３】本発明に係る地上子の正面図である。
【図４】地上子の内部構成（回路基板）の下面図である。
【図５】地上子の内部構成（コイル）の下面図である。
【図６】図１の６−６線における断面図である。
【図７】本発明に係る丸型コネクタの（ａ）正面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）背面図である。
【図８】図７の８−８線における断面図である。
【図９】本発明に係るケーブルコネクタの（ａ）背面図、（ｂ）側面図、及び（ｃ）正面図である。
【図１０】図９の１０−１０線における断面図である。
【図１１】ケーブルコネクタの接続時の地上子の接続面の正面図（位置決め未完了）、
【図１２】図１１の１２−１２線における断面図である。
【図１３】ケーブルコネクタの接続時の地上子の接続面の正面図（位置決め完了）、
【図１４】図１３の１４−１４線における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は本発明に係る地上子の上面図、図２は側面図、図３は正面図である。図１に示されるように、地上子１は、上面視で略長方形状を有し、取付用の金具を介し、その長片が線路２の枕木３と平行になるように設置される。地上子１の寸法は、典型的には、幅Ｗ１＝５３０（ｍｍ）、長さＬ１＝２２５（ｍｍ）、高さＨ１＝１０３（ｍｍ）である。
【００３９】
地上子１は、略直方体形状の本体部１１と、この本体部１１の側方に設けられた接続部１０と、平板状の延出部１２とを含む。地上子１の筐体は、エポキシ樹脂などの硬質樹脂により一体成形されている。
【００４０】
本体部１１は、地上子の機能を実現するための電子回路やコイルなどの主要部品が収納されている。本体部１１の高さｈは、典型的には、６０（ｍｍ）である。
【００４１】
接続部１０は、電文の書き込み装置などの外部装置と通信を行うための構造を備えている。接続部１０は、本体部１１より小型の略直方体形状を有し、線路２に対向する本体部１１の側面に、互いの辺の中心を合わせて隣接している。接続部１０の寸法は、典型的には、幅Ｗ２＝１００（ｍｍ）、長さＬ２＝９２（ｍｍ）である。
【００４２】
延出部１２は、本体部１１の側面の該隣接部分の両側部分から接続部１０の端まで、接続部１０の両側面と隣接して延在している。延出部１２の中心には、固定用の貫通孔１２１が設けられている。また、本体部１１にも、下面側の空洞部１１０と連通する３つの固定用の貫通孔１１１が設けられている。延出部１２の厚さＤは、典型的には２２（ｍｍ）である。
【００４３】
接続部１０は、レール２側に接続面１０１を有しており、この接続面１０１に、本発明に係る丸型コネクタ５の端面が露出して、外部装置接続用のケーブルコネクタと接続可能に構成されている。したがって、上述した従来技術とは異なり、電文情報の書き込み作業などを行うにあたって、地上子１をレール２上から回収する必要はない。
【００４４】
図３に示されるように、接続面１０１は、コネクタ５を取り付けるためのコネクタ取付穴１０１ａと、外部装置接続用のケーブルコネクタを固定するためのケーブルコネクタ固定部１０１ｂとを含む。ケーブルコネクタ固定部１０１ｂは、具体的には、コネクタ取付穴１０１ａの周囲に設けられた４個の螺子穴から構成される。もっとも、ケーブルコネクタ固定部１０１ｂとしては、螺子孔に限定されるものではなく、嵌合機構などの他の固定手段を採用してもよい。
【００４５】
また、図２を参照すると理解されるように、接続部１０は、高さ寸法Ｈ１が本体部１１の高さ寸法ｈより大きい。接続部１０は、本体部１１の上面より高い部分に、第２コネクタ４が挿入接続されている。第２コネクタ４は、近傍の器具箱から延びており、第２コネクタ４を介して、地上子１から外部に故障情報などが送信される。
【００４６】
図４〜図６には、地上子１の内部構造が示されている。本体部１１の内部には、略矩形状の回路基板１３と、ループ状のコイル１４１，１４２とが収納されている。図６を参照して理解されるように、回路基板１３は、本体部１１の下方に設けられており、コイル１４１，１４２は、本体部１１の上方に設けられている。
【００４７】
回路基板１３は、本体部の上面板に対して、ゴムなどからなる複数の弾性部材９０によって支持されており、これにより外部からの衝撃から保護されている。さらに、本体部１１の下部は、エポキシ樹脂からなる蓋部７１〜７３によって二重に覆われるとともに、本体部１１の内部は、ポリウレタンなどの軟質樹脂６３によって充填されており、これによっても衝撃からの保護の効果が得られるとともに、雨水からの保護、及び温度変化や湿度変化などの外気の影響からの保護の効果も得られる。
【００４８】
また、コイル１４１，１４２は、車上子の電力波受信用の第１コイル１４１と、電文信号送信用の第２コイル１４２とが含まれる。第１コイル１４１は、本体部１１の外周壁に沿って巻きまわされており、一方、第２コイル１４２は、第１コイル１４１の中央において、８字形状に巻きまわされている。第１コイル１４１の一端には、蓋部７１，７２との間に、既に述べたような弾性部材９０が設けられている。
【００４９】
一方、回路基板１３には、電子部品１３１と接続パッド１３２が該板面に設けられている。電子部品１３１には、車上子へ送信する電文信号を周波数変調する変調部や、外部装置との通信を処理する通信処理部や、電文情報を記憶する記憶部である不揮発性メモリなどが含まれる。不揮発性メモリは、ＥＥＰＲＯＭが一般的であるが、ＦＲＡＭであってもよい。
【００５０】
また、接続パッド１３２は、回路基板１３に形成された配線を介して、通信処理部などの電子部品１３１に接続されるとともに、コネクタ５、及び第２コネクタ４から延びているリード線５ａ，４ａが電気的に接続されている。リード線５ａ，４ａは、収容部１０２と本体部１１を連通させる貫通孔１５を介して、本体部１１へと導かれている。
【００５１】
リード線５ａ，４ａは、接続部１０の内部に設けられた収容部１０２に、部分的に収容されている。これにより、リード線５ａ，４ａの余った長さ部分は、本体部１１内に巻き回すことなく、効率よく収容されるので、構造が煩雑になることを回避できる。
【００５２】
収容部１０２はエポキシ樹脂などの充填材６１によって充填され、貫通孔１５はパテなどの充填材６２によって充填されており、これにより、リード線５ａ，４ａを外部からの衝撃などによるダメージから保護している。さらに、接続部１０の下部は、エポキシ樹脂などからなる蓋部７４によって覆われており、同様にリード線５ａ，４ａを保護している。
【００５３】
また、収容部１０２には、防水パッキンにより覆われた第２コネクタ４が挿入される。第２コネクタ４の先端部は、収容部１０２内に存在し、ここからリード線４ａが延びている。
【００５４】
収容部１０２の内壁には、上述したコネクタ取付穴１０１ａが開口している。コネクタ取付穴１０１ａは、内壁に螺子溝６４が設けられ、これがコネクタ５と螺合するようになっている。コネクタ取付穴１０１ａは、ケーブルコネクタを接続しないとき、内部を装置外の雰囲気から遮断するために、ゴムなどからなるコネクタ蓋６３により気密に封止されている。
【００５５】
次に、本発明に係る丸型コネクタ５について説明する。図７には、コネクタ５の外観が例示されている。丸型コネクタ５は、略円筒状の筐体を有し、円形状の端面５０と、一対の収納孔５３と、第１及び第２の位置決め部５１，５２と、中空部５６と、突出部５５とを含む。
【００５６】
丸型コネクタ５の筐体は、好ましくは、無色透明のポリカーボネイトにより一体に射出形成され、外気からの保護、及び耐熱性と耐衝撃性の観点から最適に構成されている。丸型コネクタ５の寸法は、例えば、端面５０の直径Ｒｒ＝３３．９（ｍｍ）、円筒部の高さＨｒ＝２４（ｍｍ）である。
【００５７】
コネクタ５の外周側面には螺子溝５４が設けられており、これが上述したコネクタ取付穴１０１ａの螺子溝６４と螺合する。したがって、コネクタ５は、防水性に優れた接合構造を備える。コネクタ５の取付にあたっては、螺子溝５４を、薄い防水パッキンなどの防水シール材で覆っておき、防水性を向上させておくと好ましい。
【００５８】
端面５０には、その中心を横切るように溝５７が形成されており、コネクタ５の取付時、この溝５７にドライバー等のツールをあてがって、コネクタ５を容易に回転させることができる。さらに、端面５０には、外周沿いにテーパ５０ａが設けられており、コネクタ５の取付時に端面５０を指で押さえやすくなっている。
【００５９】
また、突出部５５は、端面５０から見て、外周側面の端縁から奥に向かって延在する４つの薄板部位である。この４つは円周上で等間隔に設けられている。突出部５５は、取付時に、上述した収容部１０２の内部に位置するので、収容部１０２を充填材６１により充填したときに、コネクタ５の回転止めとして機能する。
【００６０】
図８にはコネクタ５の断面が表されている。図８を参照して理解されるように、一対の収納孔５３は、端面５０の反対面５０ｂだけに開口した略円柱状の孔であり、端面５０から見て、その中心を挟むように対称な位置に設けられている。一対の収納孔５３は、筐体の射出成形時に貫通孔として形成してもよいが、この場合、外気を遮断するために、端面５０上の開口を別の透過性部材で閉塞する必要がある。
【００６１】
一対の収納孔５３には、一対の光素子５０１が収納されている。光素子５０１としては、典型的には、発光ダイオードなどの発光素子、フォトダイオードなどの受光素子が挙げられるが、これに限定されることはなく、光を媒体とする通信に用いられる素子が広く含まれる。
【００６２】
収納孔５３の先端部には、その内壁と光素子５０１との間に隙間５３ａが生ずる。望ましくは、この隙間５３ａにアルゴンなどの希ガスを封入することによって、光素子５０１を腐食などの好ましくない化学反応から保護するとよい。
【００６３】
一対の光素子５０１は、上述したリード線５ａと電気的に接続されている。リード線５ａは、正極及び負極のペア線を互いに捻り合わせてなる縒り線となっており、これにより電気信号の雑音耐力を向上している。
【００６４】
一対の光素子５０１が受光素子である場合、コネクタ５とケーブルコネクタを接続したとき、外部から光素子５０１を介して、電子部品１３１のうち、記憶部である不揮発性メモリ１３１に電文情報が書き込まれる。一方、一対の光素子５０１が発光素子である場合、該電文情報が読み出される。もっとも、一対の光素子５０１として発光素子及び受光素子を１個ずつ採用した場合、双方向通信が可能となるので、書き込みと読み出しの両方が可能となる。
【００６５】
一対の光素子５０１は、共通の基板５０２に固定された状態で収納されている。この基板５０２は、硬質樹脂などで形成され、リード線５ａの一方の端部とともに、コネクタ５の端面５０から見て、奥に設けられた中空部５６に収納されている。基板５０２は、光素子５０１を安定に保持するとともに、端面５０の反対面５０ｂと当接することによって、収納孔５３の挿入方向において、光素子５０１の位置決めを行うことができる。
【００６６】
また、中空部５６は、一対の収納孔５３と連なり、外周側面により囲まれている。中空部５６は、ウレタンなどの軟質樹脂５０３により充填されており、衝撃などから、光素子５０１だけでなく、光素子５０１とリード線５ａのはんだ接続部も保護している。
【００６７】
本発明に係る丸型コネクタ５の最も特徴的部分は、端面５０に設けられた位置決め構造にある。丸型コネクタ５は、上述したように、取付時に回転するから、端面５０の角度θ（図７（ａ）を参照）にばらつきが生ずる。したがって、一対の収納孔５３、及びその中の一対の光素子５０１の位置にもばらつきが生ずるため、ケーブルコネクタを接続するにあたって、光素子同士の位置決めが非常に困難となる。端面５０の第１及び第２の位置決め部５１，５２は、この問題を解決するものである。以下に詳細を述べる。
【００６８】
端面５０は、上述したようにコネクタ取付穴１０１ａから露出し、ケーブルコネクタの接続時に、その端面と対向する。第１及び第２の位置決め部５１，５２は、ケーブルコネクタに備えられた一対の光素子が、上述した一対の収納孔５３と対向するように位置決めするための構成である。
【００６９】
第１の位置決め部５１は、円筒状の凹部であり、端面５０の中心に設けられている。第１の位置決め部５１は、ケーブルコネクタの接続時、中心同士の位置合わせに供される。
【００７０】
一方、第２の位置決め部５２は、端面５０の半径方向に延びる溝状の凹部であり、端面５０の中心と端縁の中間付近から端面５０の端縁まで延設されている。第２の位置決め部５２は、ケーブルコネクタの接続時、その端面の角度合わせに供される。したがって、第２の位置決め部５２は、必ずしも溝状である必要はなく、端面５０の中心と端縁の間にあれば、如何なる形状の窪みでもよい。
【００７１】
図８を参照して理解されるように、第１の位置決め部５１は、端面５０からの深さ寸法が、第２の位置決め部５２の深さ寸法より大きく、本発明に係るケーブルコネクタとの接続に適した構造となっている。
【００７２】
本発明に係るケーブルコネクタの外観は、図９に例示されており、その内部構造は、図１０に例示されている。ケーブルコネクタ８は、塩化ビニルなどの硬質樹脂からなる筐体を有し、収容体８１と、回転体８２と、取手部８３と、弾性部材８５とを含む。ケーブルコネクタ８の寸法は、例えば、全長Ｌｓ＝１５５（ｍｍ）、直径Ｒｓ＝４７４（ｍｍ）である。
【００７３】
収容体８１は、その内部に回転体８２を、回転軸Ａを中心として回転自在に保持するための円筒部８１１と、接続対象物に対して固定するための固定部８１０とを含む。
【００７４】
固定部８１０は、収容体８１の一端において外周側面から連なる鍔状部位であって、螺子止めのための４つの貫通孔８１０ａが等間隔に設けられている。したがって、貫通孔８１０ａに螺子９１を挿通し、これを、上述した地上子１のケーブルコネクタ固定部１０１ｂ（つなり、螺子穴）に螺合することによって、固定部８１０を地上子１の接続面１０１に固定することができる。
【００７５】
回転体８２は、円筒部８１１の中に収容された筒体８２ｂと、筒体８２ｂの一端面に被せるように設けられたキャップ形状の蓋体８２ａと、筒体８２ｂの内部に収納された一対の光素子９３と、一対の光素子９３を固定する基板９３０とを含む。
【００７６】
蓋体８２ａは、接続対象物と対向する円形状の端面８２１と、端面８２１の端縁から回転軸Ａ方向に連なる外周側部８２１ａと、第１の位置決め部８２２と、第２の位置決め部８２３と、一対の開口８２４とを含む。
【００７７】
蓋体８２ａは、図１０に示されるように、断面視で略コ字形状を有し、外周側部８２５により筒体８２ｂの一端が蓋体８２ａに嵌合され、さらに、端面８２１からの３箇所の螺子止め９４により固定されている。
【００７８】
一対の開口８２４は、接続対象物に対する通信媒体の光が通る窓部分であって、端面８２１から見て、その中心を挟むように対称に設けられている。
【００７９】
第１の位置決め部８２２と第２の位置決め部８２３は、上述したコネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２に対応する部位であり、本発明に係るケーブルコネクタ８の特徴的部分である。
【００８０】
第１の位置決め部８２２は、凸形状を有し、端面８２１の中心に設けられている。第１の位置決め部８２２は、接続時に接続対象物との間で中心同士の位置合わせに供される。すなわち、第１の位置決め部８２２は、接続時にコネクタ５の第１の位置決め部５１と合致する。第１の位置決め部８２２の高さ寸法は、コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２に従い、第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きく設定されている。
【００８１】
一方、第２の位置決め部８２３は、凸形状を有し、端面８２１の中心と端縁の間に設けられている。第２の位置決め部５２は、接続時に端面８２１の角度合わせに供される。すなわち、第２の位置決め部８２３は、接続時にコネクタ５の第２の位置決め部５２と合致することによって、一対の光素子９３が露出する一対の開口８２４を、コネクタ５の一対の収納孔５３に対向させることができる。
【００８２】
一対の光素子９３は、既に述べたように、典型的には発光素子、あるいは受光素子であり、発光素子を採用した場合、ケーブルコネクタ８は電文情報の書き込みに用いることができる。一対の光素子９３は、蓋体８２ａと接する筒体８２０の端面に設けられた一対の収納孔８２４に収納されている。
【００８３】
一対の収納孔８２５は、円柱状の貫通孔であって、蓋体８２ａの端面８２１に設けられた一対の開口８２４と、開口面の位置が合致している。これにより、一対の光素子９３は、一対の開口８２４を介して、接続対象物との間で光の送信、あるいは受信を行うことができる。
【００８４】
取手部８３は、筒状部材であって、筒体８２ｂと、互いの鍔部８２０，８３０を介して接続され、収容体８１の外部に、回転軸Ａを中心として回転自在に設けられている。このため、回転体８２は、取手部８３と連動して回転し、接続作業が容易な構成となっている。もっとも、取手部８３に代えて、回転体８２の背面につまみ等を設けてもよい。
【００８５】
筒体８２ｂの鍔部８２０は、筒体８２ｂの取手部８３側の一端の外周側面から延設されており、他方、取手部８３の鍔部８３０は、取手部８３の筒体８２ｂ側の一端の外周側面から延設されている。鍔部８２０，８３０同士は、４つの螺子９２により接続されている。もっとも、取手部８３と筒体８２ｂの接続手段は、このような構造に限定されるものではなく、嵌合機構やギア機構などの他の適当な手段を採用し得るのは言うまでもない。
【００８６】
取手部８３は、内部にケーブル８４が挿通され、さらに、ケーブル８４の先端部分は、筒体８２ｂの空洞部８２６に至る。空洞部８２６において、ケーブル８２２の被覆からリード線９３１が露出している。リード線９３１は、上述した縒り線であって、一対の光素子９３と電気的に接続されている。これにより、ケーブルコネクタ８は、接続対象物から光信号を受信し、あるいは接続対象物に光信号を送信することができる。なお、ケーブル８４の他端は、電文の書き込み装置などと接続されている。
【００８７】
本発明に係るケーブルコネクタ８のさらなる特徴的部分は弾性部材８５である。弾性部材８５は、回転体８２の回転軸Ａ方向において、回転体８２を収容体８１に対して付勢する。図１０を参照して理解されるように、本実施形態における弾性部材８５としては、スプリング（バネ）を例示しているが、ゴムなどの他の弾性部材も採用し得る。
【００８８】
弾性部材８５は、収納体８１と回転体８２との間に生ずる隙間８５ａに収納されている。詳しく述べると、隙間８５ａは、蓋体８２ａの外周側部８２１ａの端面と、これに対向する円筒部８１１の肉厚端部８１１ａの端面と、筒体８２ｂの外周面の一部と、これと対向する円筒部８１１の内周面の一部とによって取り囲まれた筒状空間である。言い換えれば、スプリング８５は、筒体８２ｂの外周面に巻きまわされているのである。もっとも、弾性部材８５の配置は、このような態様に限定されることはなく、回転体８２を収容体８１に対して付勢する限り、如何なる態様であってもよい。
【００８９】
弾性部材８５は、第１の位置決め部８２２と第２の位置決め部８２３が接続対象物の所定位置、つまりコネクタ５の第１の位置決め部５１と第２の位置決め部５２とにそれぞれ合致したときに、回転体８２をロックする機能を備える。
【００９０】
次に、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８の作用効果について具体的に説明する。ここでは、上述した地上子１に取り付けられた丸型コネクタ５に、上記のケーブルコネクタ８を接続する場合を例に挙げる。その前提として、ケーブルコネクタ８の第１及び第２の位置決め部８２２，８２３、一対の開口８２４及び収納孔８２５は、それぞれ、コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２、一対の収納孔５３と鏡面対象の位置関係にあるものとする。
【００９１】
まず、図１１と図１２に示されるように、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２をコネクタ５の第１の位置決め部５１に合わせ、ケーブルコネクタ８の螺子９１を地上子１のケーブルコネクタ固定部１０１ｂに螺合させる。なお、図では、固定に２個の螺子９１を用いているが、４個の螺子９１を用いてもよい。
【００９２】
この螺合によりケーブルコネクタ８の固定部８１０は地上子１の接続面１０１に固定されるから、弾性体８５の弾性力が作用して、ケーブルコネクタ８の端面８２１は、地上子１のコネクタ５の端面５０に押し付けられる。ここで、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２の高さ寸法は、第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きいため、ケーブルコネクタ８は、その端面８２１をコネクタ５の端面５０に対して略平行に保ったまま、第１の位置決め部８２２の先端部がコネクタ５の第１の位置決め部５１に嵌入されるとともに、第２の位置決め部８２３がコネクタ５の端面５０と当接する。この当接のため、ケーブルコネクタ８の端面８２１とコネクタ５の端面５０の間には間隔Ｓが生ずる。
【００９３】
本実施形態では、好適な位置合わせを実現するために、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２の高さ寸法が第２の位置決め部８２３の高さ寸法より大きいものとしているが、必ずしも、このような構成とする必要はない。上記の高さ寸法の関係を満たさずとも、例えば、図１２に示された態様とは異なり、ケーブルコネクタ８の端面８２１をコネクタ５の端面５０に対して傾斜させたままであっても、第１の位置決め部８２２の嵌入はなされ得るからである。さらに言えば、逆に、コネクタ５の端面５０において、第１及び第２の位置決め部５１，５２の各開口面の高さ位置を調節してもよい。
【００９４】
次に、図１１と図１２に示された状態では、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５及び開口８２４の位置が、コネクタ５の一対の収納孔５３の位置と合っていないため、ケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３をコネクタ５の第２の位置決め部５２に合わせるべく、回転軸Ａを中心として取手部８３を方向Ｒに回転させる必要がある。この回転より、回転体８２も連動して回転するため、第２の位置決め部８２３の位置は中心周りに変化する。
【００９５】
そして、両者の位置が合致したとき、図１３と図１４に示されるように、弾性体８５の弾性力が作用して、回転体８２と取手部８３が方向ｄに移動する。この移動により、ケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３は、コネクタ５の第２の位置決め部５２に嵌入されて、取手部８３、及び回転体８２がロックされる。
【００９６】
ここで、ケーブルコネクタ８とコネクタ５の各部の配置が鏡面対象であるから、ロック時、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５、及び一対の開口８２４の位置は、コネクタ５の一対の収納孔５３の位置と合致する。このとき、作業者は、ロックの手ごたえを取手部８３から感知できるため、位置合わせの完了を容易に認識することができ、作業効率が向上する。
【００９７】
さらに、回転体８２の端面８２１は、弾性体８５の弾性力によって丸型コネクタ５の端面５０に向かって押し当られるから、それぞれの一対の収納孔５３，８２５の間の距離、つまり光素子５０１，９３間の距離を常に所定値にすることができる。これにより、ケーブルコネクタ８の一対の光素子９３は、コネクタ５の一対の光素子５０１と所定間隔をおいて対向した状態に保持され、コネクタ５及びケーブルコネクタ８は、通信可能な一組の接合コネクタとして機能する。
【００９８】
このように、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８によれば、地上子１に丸型コネクタ５を取り付けたときの端面５０の角度θのばらつきにも関わらず、ケーブルコネクタ８の固定部８１０を地上子１の接続面１０１に固定し、取手部８３を回転させるという手順だけで、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８の接続作業を迅速かつ正確に行うことができる。そして、上述したように電文などの情報を地上子１に書き込み、あるいは地上子１から読み出すことができる。
【００９９】
最後に、本発明に係る丸型コネクタ５、地上子１、及びケーブルコネクタ８の各効果を個別に述べておく。
【０１００】
（１）丸型コネクタ
本発明に係る丸型コネクタ５によれば、一対の収納孔５３を備えるから、これに光素子５０１、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。また、一対の収納孔５３は、端面５０の反対面５０ｂに開口しているから、収納した一対の光素子５０１を外気に曝すことがなく、素子５０１の劣化を抑制することができる。
【０１０１】
この一対の収納孔５３は、端面５０から見て、その中心を挟むように設けられているため、取り付けたときのコネクタ５の端面５０の角度θによって位置が異なる。
【０１０２】
そこで、本発明に係る丸型コネクタ５は、端面５０の中心に第１の位置決め部５１を設けるとともに、端面５０の中心と端縁の間に第２の位置決め部５２を設けるという特徴的な構成によって、上述した位置決めの問題を解決している。
【０１０３】
具体的には、まず、丸型コネクタ５と同様の構成を備えたケーブルコネクタ８を用意する。すなわち、このケーブルコネクタ８は、端面８２１の中心に第１の位置決め部８２２が、端面８２１の中心と端縁の間に第２の位置決め部８２３がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子９３を収納する一対の収納孔８２５が、端面８２１から見て、その中心を挟むように設けられている。そして、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８は、第１の位置決め部５１，８２２、第２の位置決め部５２，８２３、一対の収納孔５３，８２５の端面５０，８２１における位置が、互いに鏡面対象の関係にある。
【０１０４】
次に、丸型コネクタ５の第１の位置決め部５１に、ケーブルコネクタ８の第１の位置決め部８２２を合わせ、第１の位置決め部８２２を中心としてケーブルコネクタ８を回転させる。そして、回転により丸型コネクタ５の第２の位置決め部５２とケーブルコネクタ８の第２の位置決め部８２３の位置が合致する。
【０１０５】
ここで、第１の位置決め部５１，８２２と第２の位置決め部５２，８２３の形状としては、例えば凸形状、または凹形状を挙げることができる。すなわち、仮に、丸型コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２を凹形状とすれば、ケーブルコネクタ８の第１及び第２の位置決め部８２２，８２３を凸形状とするとよい。これにより、丸型コネクタ５とケーブルコネクタ８は、互いの第１及び第２の位置決め部５１，５２，８２２，８２３を嵌合させることができる。
【０１０６】
したがって、丸型コネクタ５の一対の収納孔５３は、ケーブルコネクタ８の一対の収納孔８２５と対向する位置に、正確に位置決めされる。
【０１０７】
このように、本発明に係る丸型コネクタ５によれば、接続対象物のケーブルコネクタ８と、第１の位置決め部５１により端面５０の中心を合わせて、第２の位置決め部５２により端面５０の角度を決定することができるから、取付時の丸型コネクタ５の角度によらず、ケーブルコネクタ８を簡便に、かつ正確に接続することができ、作業の迅速化に寄与し得る。
【０１０８】
（２）地上子
本発明に係る地上子１によれば、接続部１０が本体部１１の側方に設けられ、この接続部１０は端面５０が露出したコネクタ５を含むから、上述した従来技術とは異なり、線路Ｒ上から回収することなく、現場で外部装置のケーブルコネクタ８を接続することができる。該外部装置としては、例えば、電文を書き込むための書き込み装置が挙げられる。
【０１０９】
そして、本発明に係る地上子１は、本体部１１に情報を記憶する記憶部１３１を収納し、コネクタ５にケーブルコネクタ８を接続したとき、外部から光素子５０１を介して、記憶部１３１に情報が書き込まれ、あるいは、記憶部１３１から情報が読み出される。このため、本発明に係る地上子１は、上述したような外部からの電文の書き込み作業などを行うことができる。
【０１１０】
さらに、本発明に係る地上子１によれば、上述した丸型コネクタ５を含むので、これと同様の作用効果を得ることができる。
【０１１１】
（３）ケーブルコネクタ
本発明に係るケーブルコネクタ８は、収容体８１が、その内部に回転体８２を回転自在に保持するための円筒部８１１と、接続対象物１に対して固定するための固定部８１０とを含むから、収容体８１を接続対象物１に固定したまま、回転体８２だけを自由に回転させることができる。
【０１１２】
また、本発明に係るケーブルコネクタ８は、回転体８２の端面８２１に一対の収納孔８２５を備えるから、これに光素子９３、すなわち、発光素子、または受光素子を収納し、上述した二重化された通信を実現することができる。
【０１１３】
そして、回転体８２は、円形状の端面８２１の中心に第１の位置決め部８２２が、端面８２１の中心と端縁の間に第２の位置決め部８２３がそれぞれ設けられ、さらに、一対の光素子９３を収納する一対の収納孔８２５が、端面８２１から見て、その中心を挟むように設けられている。したがって、本発明に係るケーブルコネクタ８は、既に述べたように、上記の丸型コネクタ５と接続するにあたって、簡便で正確な位置決めを可能とする。
【０１１４】
さらに、本発明に係るケーブルコネクタ８は、回転体８２の回転軸方向において、回転体８２を収容体８１に対して付勢する弾性部材８５を含むから、回転体８２を回転させて、第１及び第２の位置決め部８２２，８２３がそれぞれ丸型コネクタ５の第１及び第２の位置決め部５１，５２と一致したときに、弾性部材８５の弾性力によって回転体８２の端面８２１を丸型コネクタ５の端面５０に押し当てることができる。これにより、それぞれの第１及び第２の位置決め部５１，５２．８２２，８２３が互いに合わさった状態で回転体８２をロックすることができるから、回転体８２の一対の収納孔８２５と丸型コネクタ５の一対の収納孔５３が対向状態に保持され、さらに、これらの一対の光素子５０１，９３も対向状態に保持される。
【０１１５】
また、回転体８２の端面８２１を丸型コネクタ５の端面５０に押し当てることによって、それぞれの一対の収納孔５３，８２５の間の距離を常に所定値にすることができるため、これらの一対の光素子５０１，９３も所定間隔をおいて対向し、一対の光素子９３による正常な通信を担保することができる。
【０１１６】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【符号の説明】
【０１１７】
１ 地上子
１０ 接続部
１０１ａ コネクタ取付穴
１０１ｂ ケーブルコネクタ固定部
６４ 螺子溝
１１ 本体部
１０２ 収容部
６１，６２ 充填材
４ａ，５ａ リード線
１５ 貫通孔
５ 丸型コネクタ
５０ 端面
５０ｂ 反対面
５１ 第１の位置決め部
５２ 第２の位置決め部
５３ 一対の収納孔
５０１ 一対の光素子
５０２ 基板
５４ 螺子溝
５５ 突出部
５６ 中空部
５０３ 軟質樹脂
８ ケーブルコネクタ
８１ 収容体
８１０ 固定部
８１０ａ 貫通孔
８２ 回転体
８２１ 端面
８２２ 第１の位置決め部
８２３ 第２の位置決め部
８２４ 一対の開口
８２５ 一対の収納孔
９３ 一対の光素子
９３０ 基板
８３ 取手部
８５ 弾性部材
Ａ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む丸型コネクタであって、
前記一対の収納孔は、前記端面の反対面に開口し、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられ、
前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、
前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられた、
丸型コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載された丸型コネクタであって、
さらに一対の光素子を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記一対の収納孔に収納されている、
丸型コネクタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された丸型コネクタであって、
さらに基板を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記基板に固定されている、
丸型コネクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された丸型コネクタであって、
前記第１の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
丸型コネクタ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載された丸型コネクタであって、
前記第２の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
丸型コネクタ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載された丸型コネクタであって、
外周側面に螺子溝が設けられている、
丸型コネクタ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載された丸型コネクタであって、
さらに、中空部を含み、
前記中空部は、前記一対の収納孔と連なり、前記外周側面により囲まれている、
丸型コネクタ。
【請求項８】
請求項７に記載された丸型コネクタであって、
前記中空部が、軟質樹脂により充填された、
丸型コネクタ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載された丸型コネクタであって、
さらに、１以上の突出部を含み、
前記１以上の突出部は、前記端面から見て、外周側面の端縁から奥に向かって延在する、
丸型コネクタ。
【請求項１０】
本体部と、接続部とを含む地上子であって、
前記本体部は、情報を記憶する記憶部を収納しており、
前記接続部は、コネクタを含み、前記本体部の側方に設けられており、
前記コネクタは、請求項２乃至９の何れかに記載された丸型コネクタであり、前記端面が露出しており、
前記記憶部は、前記コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から前記光素子を介して、情報が書き込まれ、あるいは、読み出される、
地上子。
【請求項１１】
請求項１０に記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに、前記コネクタを取り付けるためのコネクタ取付穴を含み、
前記コネクタ取付穴は、内壁に螺子溝が設けられている、
地上子。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに、ケーブルコネクタを固定するためのケーブルコネクタ固定部を含む、
地上子。
【請求項１３】
請求項１２に記載された地上子であって、
前記ケーブルコネクタ固定部は、１以上の螺子穴を含む、
地上子。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３の何れかに記載された地上子であって、
前記コネクタは、外周側面が防水シール材により覆われている、
地上子。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４の何れかに記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに収容部を含み、
前記収容部は、内壁に前記コネクタ取付穴が開口している、
地上子。
【請求項１６】
請求項１５に記載された地上子であって、
前記光素子は、リード線と電気的に接続されており、
前記リード線は、前記収容部に部分的に収容される、
地上子。
【請求項１７】
請求項１６に記載された地上子であって、
さらに、貫通孔を含み、
前記貫通孔は、前記収容部と前記本体部を連通させており、
前記リード線は、前記貫通孔を通って前記本体部へと導かれている、
地上子。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７の何れかに記載された地上子であって、
前記収容部は、充填材によって充填されている、
地上子。
【請求項１９】
収容体と、回転体と、弾性部材とを含むケーブルコネクタであって、
前記収容体は、その内部に前記回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含み、
前記回転体は、円形状の端面と、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、一対の収納孔とを含み、
前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、
前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられ、
前記一対の収納孔は、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられ、
前記弾性部材は、前記回転体の回転軸方向において、前記回転体を前記収容体に対して付勢する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたケーブルコネクタであって、
さらに一対の光素子を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記一対の収納孔に収納されている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載されたケーブルコネクタであって、
さらに基板を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記基板に固定されている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記第１の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２３】
請求項１９乃至２２の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記第２の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２４】
請求項１９乃至２３の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記固定部は、前記収容体の外周面に設けられた鍔状部位であって、螺子止めのための貫通孔が設けられている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２５】
請求項１９乃至２４の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
さらに取手部を含み、
前記取手部は、前記収容体の外部に回転自在に設けられており、
前記回転体は、前記取手部と連動して回転するように構成されている、
ケーブルコネクタ。
【請求項１】
円形状の端面と、一対の収納孔と、第１及び第２の位置決め部とを含む丸型コネクタであって、
前記一対の収納孔は、前記端面の反対面に開口し、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられ、
前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、
前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられた、
丸型コネクタ。
【請求項２】
請求項１に記載された丸型コネクタであって、
さらに一対の光素子を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記一対の収納孔に収納されている、
丸型コネクタ。
【請求項３】
請求項１または２に記載された丸型コネクタであって、
さらに基板を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記基板に固定されている、
丸型コネクタ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載された丸型コネクタであって、
前記第１の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
丸型コネクタ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載された丸型コネクタであって、
前記第２の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
丸型コネクタ。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れかに記載された丸型コネクタであって、
外周側面に螺子溝が設けられている、
丸型コネクタ。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載された丸型コネクタであって、
さらに、中空部を含み、
前記中空部は、前記一対の収納孔と連なり、前記外周側面により囲まれている、
丸型コネクタ。
【請求項８】
請求項７に記載された丸型コネクタであって、
前記中空部が、軟質樹脂により充填された、
丸型コネクタ。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れかに記載された丸型コネクタであって、
さらに、１以上の突出部を含み、
前記１以上の突出部は、前記端面から見て、外周側面の端縁から奥に向かって延在する、
丸型コネクタ。
【請求項１０】
本体部と、接続部とを含む地上子であって、
前記本体部は、情報を記憶する記憶部を収納しており、
前記接続部は、コネクタを含み、前記本体部の側方に設けられており、
前記コネクタは、請求項２乃至９の何れかに記載された丸型コネクタであり、前記端面が露出しており、
前記記憶部は、前記コネクタにケーブルコネクタを接続したとき、外部から前記光素子を介して、情報が書き込まれ、あるいは、読み出される、
地上子。
【請求項１１】
請求項１０に記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに、前記コネクタを取り付けるためのコネクタ取付穴を含み、
前記コネクタ取付穴は、内壁に螺子溝が設けられている、
地上子。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに、ケーブルコネクタを固定するためのケーブルコネクタ固定部を含む、
地上子。
【請求項１３】
請求項１２に記載された地上子であって、
前記ケーブルコネクタ固定部は、１以上の螺子穴を含む、
地上子。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３の何れかに記載された地上子であって、
前記コネクタは、外周側面が防水シール材により覆われている、
地上子。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４の何れかに記載された地上子であって、
前記接続部は、さらに収容部を含み、
前記収容部は、内壁に前記コネクタ取付穴が開口している、
地上子。
【請求項１６】
請求項１５に記載された地上子であって、
前記光素子は、リード線と電気的に接続されており、
前記リード線は、前記収容部に部分的に収容される、
地上子。
【請求項１７】
請求項１６に記載された地上子であって、
さらに、貫通孔を含み、
前記貫通孔は、前記収容部と前記本体部を連通させており、
前記リード線は、前記貫通孔を通って前記本体部へと導かれている、
地上子。
【請求項１８】
請求項１５乃至１７の何れかに記載された地上子であって、
前記収容部は、充填材によって充填されている、
地上子。
【請求項１９】
収容体と、回転体と、弾性部材とを含むケーブルコネクタであって、
前記収容体は、その内部に前記回転体を回転自在に保持するための円筒部と、接続対象物に対して固定するための固定部とを含み、
前記回転体は、円形状の端面と、第１の位置決め部と、第２の位置決め部と、一対の収納孔とを含み、
前記第１の位置決め部は、前記端面の中心に設けられ、
前記第２の位置決め部は、前記端面の中心と端縁の間に設けられ、
前記一対の収納孔は、前記端面から見て、その中心を挟むように設けられ、
前記弾性部材は、前記回転体の回転軸方向において、前記回転体を前記収容体に対して付勢する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２０】
請求項１９に記載されたケーブルコネクタであって、
さらに一対の光素子を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記一対の収納孔に収納されている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載されたケーブルコネクタであって、
さらに基板を含んでおり、
前記一対の光素子は、前記基板に固定されている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２２】
請求項１９乃至２１の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記第１の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２３】
請求項１９乃至２２の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記第２の位置決め部は、凸形状、または凹形状を有する、
ケーブルコネクタ。
【請求項２４】
請求項１９乃至２３の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
前記固定部は、前記収容体の外周面に設けられた鍔状部位であって、螺子止めのための貫通孔が設けられている、
ケーブルコネクタ。
【請求項２５】
請求項１９乃至２４の何れかに記載されたケーブルコネクタであって、
さらに取手部を含み、
前記取手部は、前記収容体の外部に回転自在に設けられており、
前記回転体は、前記取手部と連動して回転するように構成されている、
ケーブルコネクタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６００６５（Ｐ２０１２−６００６５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４４４９（Ｐ２０１０−２０４４４９）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＲＡＭ
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＦＲＡＭ
【出願人】（０００００４６５１）日本信号株式会社 (720)
【Ｆターム（参考）】
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