鉄道車両における電気連結器の保護装置
【課題】電気連結器を外部空間にさらすことなく、それらの連結を可能とする。
【解決手段】機械的連結器１Ａ，１Ｂの連結後、第１の特高分併箱３Ａが、エアシリンダ１７の駆動によって第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に移動し、絶縁シール材５のリップ先端部が第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触する。シャッター部材４Ａ，４Ｂが、エアシリンダ１１Ａ，１１Ｂの駆動によって閉位置から開位置へ回転し、開口部３Ａａ，３Ｂａを開放する。特高分併箱３Ａ，３Ｂおよび絶縁シール材５にて覆われ密閉された状態で、ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂの駆動によって特高コネクタ２Ａ，２Ｂが互いに接近するように移動して、電気的に連結する。
【解決手段】機械的連結器１Ａ，１Ｂの連結後、第１の特高分併箱３Ａが、エアシリンダ１７の駆動によって第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に移動し、絶縁シール材５のリップ先端部が第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触する。シャッター部材４Ａ，４Ｂが、エアシリンダ１１Ａ，１１Ｂの駆動によって閉位置から開位置へ回転し、開口部３Ａａ，３Ｂａを開放する。特高分併箱３Ａ，３Ｂおよび絶縁シール材５にて覆われ密閉された状態で、ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂの駆動によって特高コネクタ２Ａ，２Ｂが互いに接近するように移動して、電気的に連結する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両における電気連結器の保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道においては、複数の鉄道車両を連結して編成が構成されるが、この１つの編成内では一括した給電を行っている。そして、ダイヤの運行や車両配備の事情などにより、編成を複数併結して走行することがあるが、編成を複数併結して走行する場合でも、編成毎にその一編成で一括した給電が行われる。
【０００３】
そこで、そのような編成を複数併結して走行する際に、各編成の先頭車両に、電力ケーブルを接続するための車両用ケーブル接続装置を予め設け、これらの車両用ケーブル装置同士を接続して一つの編成の電力ケーブルと他の編成の電力ケーブルとを接続することにより、前記一つの編成より前記他の編成に電力を供給することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４７５０９８号公報（段落００２３〜００２７及び図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、通常時にはコネクタ部をカバーにて保護しているが、連結時にはカバーが開放された状態で接続を行うので、接続直前にはコネクタ部がカバーにて保護されていない状態になる。つまり、連結時に、コネクタ部付近に異物があると、その異物を通じて放電してしまうので、安全上改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電気連結器を、外部空間にさらすことなく、連結することもできる鉄道車両における電気連結器の保護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】
【０００６】
請求項１の発明は、先頭車両それぞれの先頭部に設けられ相互に連結される第１及び第２の機械連結器と、前記先頭車両間での高圧給電のために前記先頭車両それぞれの先頭部に設けられ前記機械連結器の連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器とを備える鉄道車両における電気連結器の保護装置であって、前記第１及び第２の電気連結器の周囲を覆い前面に連結用の開口部を有する第１及び第２の箱体と、前記各箱体の前面を開閉可能に覆い、前記開口部を閉塞する閉位置と前記各箱体内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる第１及び第２のシャッター部材と、前記第１及び第２の箱体のうちの一方の箱体の前記開口部の周囲に取り付けられる絶縁シール材と、前記各シャッター部材を、前記閉位置と開位置との間で移動させる第１及び第２のアクチュエータと、前記各箱体に設けられ前記各箱体に対し各電気連結器を移動させて前記両電気連結器を相互に連結させる第３及び第４のアクチュエータとを備えることを特徴とする。ここで、第１〜第４のアクチュエータは、作業者が、ボタン操作などによる手動で駆動するようにしてもよいし、マイクロコンピュータを用いて一定の順序で自動的に駆動するようにしてもよい。
【０００７】
このようにすれば、機械連結器の連結後、まず、両箱体の間が絶縁シール材で埋められた状態で、第１及び第２のアクチュエータによってシャッター部材が前記開口部を開放する開位置に移動させられ、その後、第３及び第４のアクチュエータによって前記電気連結器を相互に連結させるので、前記両電気連結器の周囲の密閉性を確保した状態で、電気連結器相互の連結が行われる。
【０００８】
また、電気連結器の周囲は箱体で覆われ、箱体の開口部はシャッター部材にて閉塞されているので、箱体内つまり電気連結器の周囲にゴミなどが侵入するのが回避される。
【０００９】
請求項２に記載のように、前記両箱体のうち他方の箱体を連結方向に進退させる第５のアクチュエータと、前記他方の箱体を前記連結方向に移動可能に支持する支持手段とを有する構成とすることもできる。
【００１０】
このようにすれば、第５のアクチュエータによって他方の箱体を前記一方の箱体に対し接近させるので、絶縁シール材でシールする箱体間の間隔が短くなり、シール性が高まる。また、前記他方の箱体が支持手段によって支持されつつ進退されるので、箱体の進退が確実となる。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記各シャッター部材が回転可能に支持され、前記各電気連結器は、前記各箱体内に移動可能に支持される第１及び第２の可動台上に支持され、前記各可動台と前記各シャッター部材との間に前記第１及び第２のアクチュエータがそれぞれ設けられている構成とすることもできる。
【００１２】
このようにすれば、シャッター部材の開閉を簡単な構造で行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載のように、前記各箱体内の上部に、前記各シャッター部材が開位置にあるときに前記各シャッター部材が収納される空間部が設けられている構成とすることもできる。
【００１４】
このようにすれば、シャッター部材が開位置とされるときに、スペース的に余裕がある各箱体内の上部の空間部に収納される。
【００１５】
請求項５に記載のように、前記各開口部は、ラッパ形状の第１及び第２の筒状部材にて形成されている構成とすることもできる。
【００１６】
このようにすれば、前記開口部は、ラッパ形状の筒状部材にて形成されているので、奥まった位置に電気連結器が収納され、ゴミなどの侵入を回避して保護する上で有利となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、機械連結器の連結後、まず、両箱体の間が絶縁シール材で埋められた状態で、第１及び第２のアクチュエータによってシャッター部材が前記開口部を開放する開位置に移動させられ、その後、第３及び第４のアクチュエータによって前記電気連結器を相互に連結させるようにしているので、前記両電気連結器の周囲の密閉性を確保した状態で、電気連結器相互の連結を行うことができ、安全上有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る鉄道車両における電気連結器の保護装置の一実施の形態を示す説明図で、連結器が連結された状態を示す。図２〜図５はそれぞれ第１の電気連結器である第１の特高コネクタ周辺の断面側面図、断面平面図、正面図及び断面正面図、図６〜図９はそれぞれ第２の電気連結器である第２の特高コネクタ周辺の断面側面図、断面平面図、正面図及び断面正面図である。
【００２０】
図１〜図９に示すように、相互に連結される先頭車両（図示せず）それぞれの先頭部に第１及び第２の機械連結器１Ａ，１Ｂが設けられ、その第１及び第２の機械転結器１Ａ，１Ｂの上側に、前記先頭車両間での高圧給電のために機械連結器１Ａ，１Ｂの連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器である第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂが設けられている。なお、第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂの後端部（非連結側端部）には高圧（例えば２５０００Ｖ）ケーブルＣ１，Ｃ２が接続されている。
【００２１】
第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は、第１及び第２の箱体である特高分併箱３Ａ，３Ｂにて覆われている。各特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面部分には、連結用の開口部３Ａａ，３Ｂａを有する構成とされている。なお、特高分併箱３Ａ，３Ｂは、前面部分を含む下側箱部３ＡＡ，３ＢＡに対し、上側箱部３ＡＢ，３ＢＢが上側から嵌め込まれ結合されて構成される。
【００２２】
各特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面（開口部３Ａａ，３Ｂａ）は、第１及び第２のシャッター部材４Ａ，４Ｂにて開閉可能に覆われている。各シャッター部材４Ａ，４Ｂは、開口部３Ａａ，３Ｂａを閉塞する閉位置と、各特高分併箱３Ａ，３Ｂ内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる構成とされている。
【００２３】
第２の特高分併箱３Ｂの前面であって開口部３Ｂａの周囲全体に亘って環状の絶縁シール材５が取り付けられている。よって、第１及び第２の特高分併箱３Ａ，３Ｂが接近した状態では、絶縁シール材５の先端リップ部が弾性的に撓んで、特高分併箱３Ａの前面であって開口部３Ａａの周囲に弾性接触して、特高分併箱３Ａ，３Ｂ間を絶縁シールする構成とされている。この状態では、両特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は密閉状態となり、電気的に絶縁シールされ、ゴミなどの侵入も回避される。
【００２４】
開口部３Ａａ，３Ｂａは、内方になるほど径が小さくなるラッパ形状の筒状部材６Ａ，６Ｂにて形成されている。第１の特高分併箱３Ａの前面であって開口部３Ａａの周囲には、連結時の位置決めのために、３つの係合ピン７Ａ，７Ｂ，７Ｃが設けられている。そして、第２の特高分併箱３Ｂには係合ピン７Ａ〜７Ｃに対応して係合孔部８Ａ，８Ｂ，８Ｃがそれぞれ設けられている。
【００２５】
シャッター部材４Ａ，４Ｂは、開口部３Ａａ，３Ｂａを開閉可能に覆う中空蓋状のシャッター部４Ａａ，４Ｂａと、このシャッター部４Ａａ，４Ｂａの両側部に先端部が連接される１対のアーム部４Ａｂ，４Ｂｂとを有する。
【００２６】
また、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内の上部に、シャッター部材４Ａ，４Ｂのシャッター部４Ａａ，４Ｂａが開位置にあるときに収納される空間部Ｓ１，Ｓ２が設けられている（図２，図６参照）。よって、開位置では、シャッター部４Ａａ，４Ｂａが、デッドスペースである特高分併箱３Ａ，３Ｂの上部空間部Ｓ１，Ｓ２内に収納される。
【００２７】
シャッター部材４Ａ，４Ｂのアーム部４Ａｂ，４Ｂｂの基端部は、特高分併箱３Ａ，３Ｂの内側に回転可能に支持される。具体的には、特高分併箱３Ａ，３Ｂの下側箱部３ＡＡ，３ＢＡの左右側部において上方に突出する支持ブラケット部３Ａｂ，３Ｂｂに回転可能に支持されている(支持ブラケット３Ａｂについては図１３参照）。
【００２８】
そして、特高分併箱３Ａ，３Ｂの底面部とシャッター部材４Ａ，４Ｂのアーム部４Ａｂ，４Ｂｂとの間に、シャッター部材４Ａ，４Ｂを開閉動作させる第１及び第２のアクチュエータであるエアシリンダ１１Ａ，１１Ｂが設けられている。このエアシリンダ１１Ａ，１１Ｂは、ピストンロッド１１Ａａ，１１Ｂａの先端に連結部材１２Ａ，１２Ｂを有し、その連結部材１２Ａ，１２Ｂが、アーム部４Ａｂ，４Ｂｂの基端部付近に固定された被連結部４Ａｃ，４Ｂｃに回転可能に連結されている。機械連結器１Ａ，１Ｂの連結後、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの間が絶縁シール材５で埋められた状態でシャッター部材４Ａ，４Ｂが開口部３Ａａ，３Ｂａを開放させる。この開口部３Ａａ，３Ｂａが開放された状態でも、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの間が絶縁シール材５で埋められているので、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの内部空間は外部空間とは遮断されている。
【００２９】
第１の特高分併箱３Ａは、第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向において移動可能に支持手段である複数のフリーベアリング１３(例えば株式会社エイテック製）にて支持されるともに、底面に、基台１４上の係止部材１５に移動可能に係合する係合部材１６が設けられている。第１の特高分併箱３Ａは、第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に第５のアクチュエータであるエアシリンダ１７によって進退される構成となっている。ここで、フリーベアリング１３を用いるのは、連結時においてＸ，Ｙ及びＺ方向における位置のズレを吸収できるように、それらの方向に変位可能に支持するためである。
【００３０】
特高コネクタ２Ａ，２Ｂは、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内に移動可能に支持される、エア駆動方式の第１及び第２のロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂ（第３及び第４のアクチュエータ、例えば太陽鉄工株式会社製）の可動部１８Ａａ，１８Ｂａ（可動台）上に支持され、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内において特高コネクタ２Ａ，２Ｂが特高分併箱３Ａ，３Ｂに対し移動するようになっている。そして、シャッター部材４Ａ，４Ｂの開放動作後に、ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂによって特高コネクタ２Ａ，２Ｂが相互に接近するように移動せしめられ、連結される。
【００３１】
続いて、上記装置の動作について説明する。
【００３２】
（機械連結器連結）
まず、先頭車両同士が接近することで、機械的連結器１Ａ，１Ｂが、図１０に示すように、相互に連結される。この状態では、特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面同士の間には隙間があり、第２の特高分併箱３Ｂ側の絶縁シール材５の先端リップ部は第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触していない。
【００３３】
（特高分併箱連結）
機械的連結器１Ａ，１Ｂの連結後、第１の特高分併箱３Ａが、フリーベアリング１３によってＸ，Ｙ及びＺ方向に変位可能に支持されつつ、エアシリンダ１７の駆動によって第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に移動せしめられる。これにより、図１１に示すように、絶縁シール材５のリップ先端部が第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触する状態になる。また、係合ピン７Ａ〜７Ｃと係合孔部８Ａ，８Ｂ，８Ｃとの係合関係で両分併箱３Ａ，３Ｂの位置決めが行われる。
【００３４】
（分併箱シャッター開）
それから、図１２に示すように、シャッター部材４Ａ，４Ｂが、エアシリンダ１１Ａ，１１Ｂの駆動によって閉位置から開位置へ回転せしめられ、開口部３Ａａ，３Ｂａが開放される。この状態では、両特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は、両分併箱３Ａ，３Ｂの間も含めて密閉状態となり、電気的に絶縁シールされ、ゴミなどの侵入も回避される。
【００３５】
（特高コネクタ連結）
ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂの駆動によって可動部１８Ａａ，１８Ｂａが移動する。これにより特高コネクタ２Ａ，２Ｂが互いに接近するように移動して、図１に示すように、電気的に連結される。この連結動作は、特高分併箱３Ａ，３Ｂおよび絶縁シール材５にて周囲が覆われ密閉された状態で行われることになる。
【００３６】
前記実施の形態は、次のように変更することも可能である。
【００３７】
(i)前記実施の形態では、機械連結器１Ａ，１Ｂが連結された後、第１の特高分併箱３Ａを移動させて、絶縁シール材５が第１の特高分併箱５の前面に弾性接触し、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの隙間を埋めるようにしているが、両特高分併箱とも移動させるようにしてもよいのはもちろん、機械連結器１Ａ，１Ｂが連結された状態で、一方の特高分併箱に設けた絶縁シール材が他方の特高分併箱の前面に弾性接触するように構成することも可能である。
【００３８】
(ii)前記実施の形態では、機械転結器１Ａ，１Ｂの上側に特高コネクタ２Ａ，２Ｂ（特高コネクタ）が設けられている高速鉄道車両（新幹線）に適用したものであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、通常の車両（在来線）にも適用可能であり、また、特高コネクタを機械連結器の上側以外の位置に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る鉄道車両における電気連結器の保護装置の一実施の形態を示す説明図で、連結器が連結された状態を示す。
【図２】第１の電気連結器である第１の特高コネクタ周辺の断面側面図である。
【図３】同断面平面図である。
【図４】同正面図である。
【図５】同断面正面図である。
【図６】第２の電気連結器である第２の特高コネクタ周辺の断面側面図である。
【図７】同断面平面図である。
【図８】同正面図である。
【図９】同断面正面図である。
【図１０】第１及び第２の特高分併箱が連結された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１１】第１及び第２の特高分併箱のシャッター部材が開放された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１２】第１及び第２の特高分併箱の特高コネクタが連結された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１３】第１の特高分併箱を構成する下側箱部の側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１Ａ，１Ｂ 機械連結器
２Ａ，２Ｂ 特高コネクタ
３Ａ，３Ｂ 特高分併箱（箱体）
３Ａａ，３Ｂａ 開口部
４Ａ，４Ｂ シャッター部材
５ 絶縁シール材
１１Ａ，１１Ｂ エアシリンダ（第１及び第２のアクチュエータ）
１７ エアシリンダ（第５のアクチュエータ）
１８Ａ，１８Ｂ ロッドレスシリンダ（第３及び第４のアクチュエータ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両における電気連結器の保護装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鉄道においては、複数の鉄道車両を連結して編成が構成されるが、この１つの編成内では一括した給電を行っている。そして、ダイヤの運行や車両配備の事情などにより、編成を複数併結して走行することがあるが、編成を複数併結して走行する場合でも、編成毎にその一編成で一括した給電が行われる。
【０００３】
そこで、そのような編成を複数併結して走行する際に、各編成の先頭車両に、電力ケーブルを接続するための車両用ケーブル接続装置を予め設け、これらの車両用ケーブル装置同士を接続して一つの編成の電力ケーブルと他の編成の電力ケーブルとを接続することにより、前記一つの編成より前記他の編成に電力を供給することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３４７５０９８号公報（段落００２３〜００２７及び図５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、通常時にはコネクタ部をカバーにて保護しているが、連結時にはカバーが開放された状態で接続を行うので、接続直前にはコネクタ部がカバーにて保護されていない状態になる。つまり、連結時に、コネクタ部付近に異物があると、その異物を通じて放電してしまうので、安全上改善の余地がある。
【０００５】
そこで、本発明は、電気連結器を、外部空間にさらすことなく、連結することもできる鉄道車両における電気連結器の保護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】
【０００６】
請求項１の発明は、先頭車両それぞれの先頭部に設けられ相互に連結される第１及び第２の機械連結器と、前記先頭車両間での高圧給電のために前記先頭車両それぞれの先頭部に設けられ前記機械連結器の連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器とを備える鉄道車両における電気連結器の保護装置であって、前記第１及び第２の電気連結器の周囲を覆い前面に連結用の開口部を有する第１及び第２の箱体と、前記各箱体の前面を開閉可能に覆い、前記開口部を閉塞する閉位置と前記各箱体内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる第１及び第２のシャッター部材と、前記第１及び第２の箱体のうちの一方の箱体の前記開口部の周囲に取り付けられる絶縁シール材と、前記各シャッター部材を、前記閉位置と開位置との間で移動させる第１及び第２のアクチュエータと、前記各箱体に設けられ前記各箱体に対し各電気連結器を移動させて前記両電気連結器を相互に連結させる第３及び第４のアクチュエータとを備えることを特徴とする。ここで、第１〜第４のアクチュエータは、作業者が、ボタン操作などによる手動で駆動するようにしてもよいし、マイクロコンピュータを用いて一定の順序で自動的に駆動するようにしてもよい。
【０００７】
このようにすれば、機械連結器の連結後、まず、両箱体の間が絶縁シール材で埋められた状態で、第１及び第２のアクチュエータによってシャッター部材が前記開口部を開放する開位置に移動させられ、その後、第３及び第４のアクチュエータによって前記電気連結器を相互に連結させるので、前記両電気連結器の周囲の密閉性を確保した状態で、電気連結器相互の連結が行われる。
【０００８】
また、電気連結器の周囲は箱体で覆われ、箱体の開口部はシャッター部材にて閉塞されているので、箱体内つまり電気連結器の周囲にゴミなどが侵入するのが回避される。
【０００９】
請求項２に記載のように、前記両箱体のうち他方の箱体を連結方向に進退させる第５のアクチュエータと、前記他方の箱体を前記連結方向に移動可能に支持する支持手段とを有する構成とすることもできる。
【００１０】
このようにすれば、第５のアクチュエータによって他方の箱体を前記一方の箱体に対し接近させるので、絶縁シール材でシールする箱体間の間隔が短くなり、シール性が高まる。また、前記他方の箱体が支持手段によって支持されつつ進退されるので、箱体の進退が確実となる。
【００１１】
請求項３に記載のように、前記各シャッター部材が回転可能に支持され、前記各電気連結器は、前記各箱体内に移動可能に支持される第１及び第２の可動台上に支持され、前記各可動台と前記各シャッター部材との間に前記第１及び第２のアクチュエータがそれぞれ設けられている構成とすることもできる。
【００１２】
このようにすれば、シャッター部材の開閉を簡単な構造で行うことができる。
【００１３】
請求項４に記載のように、前記各箱体内の上部に、前記各シャッター部材が開位置にあるときに前記各シャッター部材が収納される空間部が設けられている構成とすることもできる。
【００１４】
このようにすれば、シャッター部材が開位置とされるときに、スペース的に余裕がある各箱体内の上部の空間部に収納される。
【００１５】
請求項５に記載のように、前記各開口部は、ラッパ形状の第１及び第２の筒状部材にて形成されている構成とすることもできる。
【００１６】
このようにすれば、前記開口部は、ラッパ形状の筒状部材にて形成されているので、奥まった位置に電気連結器が収納され、ゴミなどの侵入を回避して保護する上で有利となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、機械連結器の連結後、まず、両箱体の間が絶縁シール材で埋められた状態で、第１及び第２のアクチュエータによってシャッター部材が前記開口部を開放する開位置に移動させられ、その後、第３及び第４のアクチュエータによって前記電気連結器を相互に連結させるようにしているので、前記両電気連結器の周囲の密閉性を確保した状態で、電気連結器相互の連結を行うことができ、安全上有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る鉄道車両における電気連結器の保護装置の一実施の形態を示す説明図で、連結器が連結された状態を示す。図２〜図５はそれぞれ第１の電気連結器である第１の特高コネクタ周辺の断面側面図、断面平面図、正面図及び断面正面図、図６〜図９はそれぞれ第２の電気連結器である第２の特高コネクタ周辺の断面側面図、断面平面図、正面図及び断面正面図である。
【００２０】
図１〜図９に示すように、相互に連結される先頭車両（図示せず）それぞれの先頭部に第１及び第２の機械連結器１Ａ，１Ｂが設けられ、その第１及び第２の機械転結器１Ａ，１Ｂの上側に、前記先頭車両間での高圧給電のために機械連結器１Ａ，１Ｂの連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器である第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂが設けられている。なお、第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂの後端部（非連結側端部）には高圧（例えば２５０００Ｖ）ケーブルＣ１，Ｃ２が接続されている。
【００２１】
第１及び第２の特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は、第１及び第２の箱体である特高分併箱３Ａ，３Ｂにて覆われている。各特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面部分には、連結用の開口部３Ａａ，３Ｂａを有する構成とされている。なお、特高分併箱３Ａ，３Ｂは、前面部分を含む下側箱部３ＡＡ，３ＢＡに対し、上側箱部３ＡＢ，３ＢＢが上側から嵌め込まれ結合されて構成される。
【００２２】
各特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面（開口部３Ａａ，３Ｂａ）は、第１及び第２のシャッター部材４Ａ，４Ｂにて開閉可能に覆われている。各シャッター部材４Ａ，４Ｂは、開口部３Ａａ，３Ｂａを閉塞する閉位置と、各特高分併箱３Ａ，３Ｂ内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる構成とされている。
【００２３】
第２の特高分併箱３Ｂの前面であって開口部３Ｂａの周囲全体に亘って環状の絶縁シール材５が取り付けられている。よって、第１及び第２の特高分併箱３Ａ，３Ｂが接近した状態では、絶縁シール材５の先端リップ部が弾性的に撓んで、特高分併箱３Ａの前面であって開口部３Ａａの周囲に弾性接触して、特高分併箱３Ａ，３Ｂ間を絶縁シールする構成とされている。この状態では、両特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は密閉状態となり、電気的に絶縁シールされ、ゴミなどの侵入も回避される。
【００２４】
開口部３Ａａ，３Ｂａは、内方になるほど径が小さくなるラッパ形状の筒状部材６Ａ，６Ｂにて形成されている。第１の特高分併箱３Ａの前面であって開口部３Ａａの周囲には、連結時の位置決めのために、３つの係合ピン７Ａ，７Ｂ，７Ｃが設けられている。そして、第２の特高分併箱３Ｂには係合ピン７Ａ〜７Ｃに対応して係合孔部８Ａ，８Ｂ，８Ｃがそれぞれ設けられている。
【００２５】
シャッター部材４Ａ，４Ｂは、開口部３Ａａ，３Ｂａを開閉可能に覆う中空蓋状のシャッター部４Ａａ，４Ｂａと、このシャッター部４Ａａ，４Ｂａの両側部に先端部が連接される１対のアーム部４Ａｂ，４Ｂｂとを有する。
【００２６】
また、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内の上部に、シャッター部材４Ａ，４Ｂのシャッター部４Ａａ，４Ｂａが開位置にあるときに収納される空間部Ｓ１，Ｓ２が設けられている（図２，図６参照）。よって、開位置では、シャッター部４Ａａ，４Ｂａが、デッドスペースである特高分併箱３Ａ，３Ｂの上部空間部Ｓ１，Ｓ２内に収納される。
【００２７】
シャッター部材４Ａ，４Ｂのアーム部４Ａｂ，４Ｂｂの基端部は、特高分併箱３Ａ，３Ｂの内側に回転可能に支持される。具体的には、特高分併箱３Ａ，３Ｂの下側箱部３ＡＡ，３ＢＡの左右側部において上方に突出する支持ブラケット部３Ａｂ，３Ｂｂに回転可能に支持されている(支持ブラケット３Ａｂについては図１３参照）。
【００２８】
そして、特高分併箱３Ａ，３Ｂの底面部とシャッター部材４Ａ，４Ｂのアーム部４Ａｂ，４Ｂｂとの間に、シャッター部材４Ａ，４Ｂを開閉動作させる第１及び第２のアクチュエータであるエアシリンダ１１Ａ，１１Ｂが設けられている。このエアシリンダ１１Ａ，１１Ｂは、ピストンロッド１１Ａａ，１１Ｂａの先端に連結部材１２Ａ，１２Ｂを有し、その連結部材１２Ａ，１２Ｂが、アーム部４Ａｂ，４Ｂｂの基端部付近に固定された被連結部４Ａｃ，４Ｂｃに回転可能に連結されている。機械連結器１Ａ，１Ｂの連結後、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの間が絶縁シール材５で埋められた状態でシャッター部材４Ａ，４Ｂが開口部３Ａａ，３Ｂａを開放させる。この開口部３Ａａ，３Ｂａが開放された状態でも、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの間が絶縁シール材５で埋められているので、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの内部空間は外部空間とは遮断されている。
【００２９】
第１の特高分併箱３Ａは、第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向において移動可能に支持手段である複数のフリーベアリング１３(例えば株式会社エイテック製）にて支持されるともに、底面に、基台１４上の係止部材１５に移動可能に係合する係合部材１６が設けられている。第１の特高分併箱３Ａは、第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に第５のアクチュエータであるエアシリンダ１７によって進退される構成となっている。ここで、フリーベアリング１３を用いるのは、連結時においてＸ，Ｙ及びＺ方向における位置のズレを吸収できるように、それらの方向に変位可能に支持するためである。
【００３０】
特高コネクタ２Ａ，２Ｂは、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内に移動可能に支持される、エア駆動方式の第１及び第２のロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂ（第３及び第４のアクチュエータ、例えば太陽鉄工株式会社製）の可動部１８Ａａ，１８Ｂａ（可動台）上に支持され、特高分併箱３Ａ，３Ｂ内において特高コネクタ２Ａ，２Ｂが特高分併箱３Ａ，３Ｂに対し移動するようになっている。そして、シャッター部材４Ａ，４Ｂの開放動作後に、ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂによって特高コネクタ２Ａ，２Ｂが相互に接近するように移動せしめられ、連結される。
【００３１】
続いて、上記装置の動作について説明する。
【００３２】
（機械連結器連結）
まず、先頭車両同士が接近することで、機械的連結器１Ａ，１Ｂが、図１０に示すように、相互に連結される。この状態では、特高分併箱３Ａ，３Ｂの前面同士の間には隙間があり、第２の特高分併箱３Ｂ側の絶縁シール材５の先端リップ部は第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触していない。
【００３３】
（特高分併箱連結）
機械的連結器１Ａ，１Ｂの連結後、第１の特高分併箱３Ａが、フリーベアリング１３によってＸ，Ｙ及びＺ方向に変位可能に支持されつつ、エアシリンダ１７の駆動によって第２の特高分併箱３Ｂと連結する方向に移動せしめられる。これにより、図１１に示すように、絶縁シール材５のリップ先端部が第１の特高分併箱３Ａの前面に弾性接触する状態になる。また、係合ピン７Ａ〜７Ｃと係合孔部８Ａ，８Ｂ，８Ｃとの係合関係で両分併箱３Ａ，３Ｂの位置決めが行われる。
【００３４】
（分併箱シャッター開）
それから、図１２に示すように、シャッター部材４Ａ，４Ｂが、エアシリンダ１１Ａ，１１Ｂの駆動によって閉位置から開位置へ回転せしめられ、開口部３Ａａ，３Ｂａが開放される。この状態では、両特高コネクタ２Ａ，２Ｂの周囲は、両分併箱３Ａ，３Ｂの間も含めて密閉状態となり、電気的に絶縁シールされ、ゴミなどの侵入も回避される。
【００３５】
（特高コネクタ連結）
ロッドレスシリンダ１８Ａ，１８Ｂの駆動によって可動部１８Ａａ，１８Ｂａが移動する。これにより特高コネクタ２Ａ，２Ｂが互いに接近するように移動して、図１に示すように、電気的に連結される。この連結動作は、特高分併箱３Ａ，３Ｂおよび絶縁シール材５にて周囲が覆われ密閉された状態で行われることになる。
【００３６】
前記実施の形態は、次のように変更することも可能である。
【００３７】
(i)前記実施の形態では、機械連結器１Ａ，１Ｂが連結された後、第１の特高分併箱３Ａを移動させて、絶縁シール材５が第１の特高分併箱５の前面に弾性接触し、両特高分併箱３Ａ，３Ｂの隙間を埋めるようにしているが、両特高分併箱とも移動させるようにしてもよいのはもちろん、機械連結器１Ａ，１Ｂが連結された状態で、一方の特高分併箱に設けた絶縁シール材が他方の特高分併箱の前面に弾性接触するように構成することも可能である。
【００３８】
(ii)前記実施の形態では、機械転結器１Ａ，１Ｂの上側に特高コネクタ２Ａ，２Ｂ（特高コネクタ）が設けられている高速鉄道車両（新幹線）に適用したものであるが、本発明はそれに限定されるものではなく、通常の車両（在来線）にも適用可能であり、また、特高コネクタを機械連結器の上側以外の位置に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る鉄道車両における電気連結器の保護装置の一実施の形態を示す説明図で、連結器が連結された状態を示す。
【図２】第１の電気連結器である第１の特高コネクタ周辺の断面側面図である。
【図３】同断面平面図である。
【図４】同正面図である。
【図５】同断面正面図である。
【図６】第２の電気連結器である第２の特高コネクタ周辺の断面側面図である。
【図７】同断面平面図である。
【図８】同正面図である。
【図９】同断面正面図である。
【図１０】第１及び第２の特高分併箱が連結された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１１】第１及び第２の特高分併箱のシャッター部材が開放された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１２】第１及び第２の特高分併箱の特高コネクタが連結された状態を示す、図１と同様の説明図である。
【図１３】第１の特高分併箱を構成する下側箱部の側面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１Ａ，１Ｂ 機械連結器
２Ａ，２Ｂ 特高コネクタ
３Ａ，３Ｂ 特高分併箱（箱体）
３Ａａ，３Ｂａ 開口部
４Ａ，４Ｂ シャッター部材
５ 絶縁シール材
１１Ａ，１１Ｂ エアシリンダ（第１及び第２のアクチュエータ）
１７ エアシリンダ（第５のアクチュエータ）
１８Ａ，１８Ｂ ロッドレスシリンダ（第３及び第４のアクチュエータ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先頭車両それぞれの先頭部に設けられ相互に連結される第１及び第２の機械連結器と、前記先頭車両間での高圧給電のために前記先頭車両それぞれの先頭部に設けられ前記機械連結器の連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器とを備える鉄道車両における電気連結器の保護装置であって、
前記第１及び第２の電気連結器の周囲を覆い前面に連結用の開口部を有する第１及び第２の箱体と、
前記各箱体の前面を開閉可能に覆い、前記開口部を閉塞する閉位置と前記各箱体内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる第１及び第２のシャッター部材と、
前記第１及び第２の箱体のうちの一方の箱体の前記開口部の周囲に取り付けられる絶縁シール材と、
前記各シャッター部材を、前記閉位置と開位置との間で移動させる第１及び第２のアクチュエータと、
前記各箱体に設けられ前記各箱体に対し各電気連結器を移動させて前記両電気連結器を相互に連結させる第３及び第４のアクチュエータとを備えることを特徴とする鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項２】
前記両箱体のうち他方の箱体を連結方向に進退させる第５のアクチュエータと、前記他方の箱体を前記連結方向に移動可能に支持する支持手段とを有することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項３】
前記各シャッター部材が回転可能に支持され、
前記各電気連結器は、前記各箱体内に移動可能に支持される第１及び第２の可動台上に支持され、
前記各可動台と前記各シャッター部材との間に前記第１及び第２のアクチュエータがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項４】
前記各箱体内の上部に、前記各シャッター部材が開位置にあるときに前記各シャッター部材が収納される空間部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項５】
前記各開口部は、ラッパ形状の第１及び第２の筒状部材にて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項１】
先頭車両それぞれの先頭部に設けられ相互に連結される第１及び第２の機械連結器と、前記先頭車両間での高圧給電のために前記先頭車両それぞれの先頭部に設けられ前記機械連結器の連結の際に相互に連結される第１及び第２の電気連結器とを備える鉄道車両における電気連結器の保護装置であって、
前記第１及び第２の電気連結器の周囲を覆い前面に連結用の開口部を有する第１及び第２の箱体と、
前記各箱体の前面を開閉可能に覆い、前記開口部を閉塞する閉位置と前記各箱体内に収納され前記開口部を開放する開位置とを択一的にとる第１及び第２のシャッター部材と、
前記第１及び第２の箱体のうちの一方の箱体の前記開口部の周囲に取り付けられる絶縁シール材と、
前記各シャッター部材を、前記閉位置と開位置との間で移動させる第１及び第２のアクチュエータと、
前記各箱体に設けられ前記各箱体に対し各電気連結器を移動させて前記両電気連結器を相互に連結させる第３及び第４のアクチュエータとを備えることを特徴とする鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項２】
前記両箱体のうち他方の箱体を連結方向に進退させる第５のアクチュエータと、前記他方の箱体を前記連結方向に移動可能に支持する支持手段とを有することを特徴とする請求項１記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項３】
前記各シャッター部材が回転可能に支持され、
前記各電気連結器は、前記各箱体内に移動可能に支持される第１及び第２の可動台上に支持され、
前記各可動台と前記各シャッター部材との間に前記第１及び第２のアクチュエータがそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項４】
前記各箱体内の上部に、前記各シャッター部材が開位置にあるときに前記各シャッター部材が収納される空間部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【請求項５】
前記各開口部は、ラッパ形状の第１及び第２の筒状部材にて形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道車両における電気連結器の保護装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−２４１６７３（Ｐ２００９−２４１６７３Ａ）
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８８９９３（Ｐ２００８−８８９９３）
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月２２日（２００９．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月３１日（２００８．３．３１）
【出願人】（０００２２１６１６）東日本旅客鉄道株式会社 (833)
【出願人】（００００００９７４）川崎重工業株式会社 (1,710)
【Ｆターム（参考）】
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