JP2011000939A - 床下機器箱配線構造 - Google Patents

Abstract

【課題】床下機器箱を通した電線の配線作業を簡単にした床下機器箱配線構造を提供すること。
【解決手段】車体の床下に設置された床下機器箱を貫通して配線される電線の当該貫通部をシールするものであり、床下機器箱１に形成された複数の挿入孔２に電線８を保持して装着するシール部材５が、内部に空間をもった弾性材の殻部材１０と、その殻部材１０内に装填する弾性材の装填部材２０とからなるものであって、殻部材１０は、装填口１１の周囲に外側へ張り出したフランジ部１２と、挿入孔２に嵌り合う嵌合部１３と、中空環形状の受け部１４とが形成され、装填部材２０は、電線８を保持する通し孔２５と、殻部材１０の内部から嵌合部１３を挿入孔２の周面に押さえ付ける軸部２１と、受け部１４をフランジ部１２の反対側で床下機器箱の壁面に当てるように変形させる拡径部２２が形成された床下機器箱配線構造。
【選択図】 図５

Description

本発明は、車体の床下に設置された床下機器箱を貫通して電線を通し、その貫通部をシールするための床下機器箱配線構造に関し、特に床下機器箱を通した電線の配線作業を簡単にした床下機器箱配線構造に関する。

鉄道車両には、車体台枠の下に床下機器箱が設置され、その中には車両を制御するインバータ、コンバータ、制御基板、継電器、検出器、コンデンサ等が床下機器として設けられている。床下機器箱の内部には端子台が設けられ、外からの電線と床下機器とが電気的に接続されている。その電線が床下機器箱を貫通して中の床下機器に接続される場合、その貫通部分には絶縁物で電線を挟み込み、周辺には例えば図１０に示すような防水・防塵のためのシール処理を施した配線が行われている。図１０は、下記特許文献２に記載された床下機器箱配線構造について示した図である。

床下機器箱１０１は、複数の電線１０２を通す大きく開いた開口部１１１が形成され、その開口部１１１は電線１０２を保持したクリート１０３によって塞がれている。クリート１０３は、上下に分割された一対のブロック体によって構成され、その合わせ面には電線１０２を挟み込むための半円形状の溝が形成されている。そうしたクリート１０３は、電線１０２を保持した状態で上下方向に貫通するボルト１０６によって一体に固定され、更に複数本のボルト１０５によって床下機器箱１０１に取り付けられている。そして、電線１０２を挟む上下の合わせ面や床下機器箱１０１との間にはパテ埋めによるシール処理を施したシール部１０４が形成されている。

特開２００６−１６８５３４号公報 特開２００５−１４２４７２号公報

しかしながら、クリート１０３を使用した従来の床下機器箱配線構造では、シール処理を伴う配線作業に関して工数が多いという問題の他、シール部１０４が剥がれてしまう問題もあった。つまり、床下機器箱１０１の開口部１１１を形成し、そこをクリート１０３で塞ぐ構造では、クリート１０３自体が分割された部材であることも含め、パテ埋めする箇所が多くなってしまっていた。そのため、隙間を生じさせないように行っていたパテ埋めは、作業に時間を要し手間のかかるものであった。また、気密にパテ埋めした場合であっても、電線１０２が何かに引っ張られたり、鉄道車両走行時の振動によって撓んだ電線１０２が揺れて動くと、それによってパテ埋めした部分に負荷がかかってシール部１０４が剥がれてしまい、気密性が損なわれることになる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、床下機器箱を通した電線の配線作業を簡単にした床下機器箱配線構造を提供することを目的とする。

本発明に係る床下機器箱配線構造は、車体の床下に設置された床下機器箱を貫通して配線される電線の当該貫通部をシールするものであり、前記床下機器箱には複数の挿入孔が形成され、その挿入孔に着脱可能に装着され当該挿入孔を通した前記電線を保持するシール部材を有し、そのシール部材が、内部に空間をもった弾性材の殻部材と、その内部に装填して当該殻部材を前記床下機器箱の挿入孔部分に押し付ける弾性材の装填部材とからなるものであって、前記殻部材は、装填部材を挿入するために開いた装填口の周囲に外側へ張り出したフランジ部と、前記装填口から前記装填部材の挿入方向に延びて前記床下機器箱の挿入孔に嵌り合う嵌合部と、その嵌合部に連続する中空環形状の受け部とが形成され、前記装填部材は、前記電線を保持する通し孔と、前記殻部材の内部から前記嵌合部を前記挿入孔の周面に押さえ付ける軸部と、前記殻部材の内部から前記受け部を前記フランジ部の反対側で前記床下機器箱の壁面に当てるように変形させる拡径部が形成されたものであることを特徴とする。

また、本発明に係る床下機器箱配線構造は、前記受け部が、前記装填口の反対側に電線を通す開口部分が前記殻部材の内側に入り込んでおり、前記装填部材の挿入に伴って当該開口部分が押されて前記受け部が変形するようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る床下機器箱配線構造は、前記受け部が、前記装填口の反対側に形成された開口部分に、電線を保持する筒状の保持部が当該殻部材の外側に延びる方向に形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る床下機器箱配線構造は、前記装填部材が、前記通し孔を構成する筒状部と、その一端側から複数の方向へ広がり他端側へ戻るように反り上がった板状の形出し部とを有し、その形出し部の外側形状が、前記軸部と拡径部の機能を果たす形状で形成されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る床下機器箱配線構造は、前記装填部材が、筒状部が軸方向に沿って二分割された一対の半割れ部材からなり、その半割れ部材には、両者を連結させる連結手段が設けられたものであることが好ましい。

よって、本発明によれば、床下機器箱に対して複数の電線を配線する場合でも、それぞれの挿入孔に対してシール部材を備えた電線を通し、箱内でその電線を接続した後、挿入孔に殻部材を嵌め合わせ、その殻部材に装填部材を挿入するだけでよいため、ネジ止めやパテ埋めなどの煩わしい作業を必要とせずに簡単なシール配線が可能になる。特に、殻部材を先に挿入孔へ装着して装填部材を入れるため、大きな抵抗を受ける装填部材の挿入であっても、弾性材の殻部材に対して行うようにすることで装填し易い。

実施形態の床下機器箱を示した図である。 床下機器箱に配線を行った実施形態の床下機器箱配線構造を示した図である。 グロメットとピンからなるシール部材を示した斜視図である。 床下機器箱への配線時の電線とシール部材を示した図である。 床下機器箱への配線後の電線とシール部材を示した図である。 シール部材を構成するピンの第２案を示した斜視図である。 床下機器箱への配線後の電線とシール部材を示した図である。 シール部材を構成するピンの第３案を示した平面図である。 シール部材を構成するピンの第３案を示した平面図である。 従来の床下機器箱配線構造を示した図である。

次に、本発明に係る床下機器箱配線構造について一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態の床下機器は、前記従来例と同様に鉄道車両の車体床下に設けられたものであって、床下機器箱の中にはインバータや制御基板等の機器が設置され、外からの電線と接続されている。鉄道車両は、走行中に水の跳ね返りを受けるなどして床下機器箱が水を被ってしまうため、床下機器箱配線構造では、電線を伝うなどして水が浸入しないように電線挿入部にシール構造が施されている。

本実施形態の床下機器箱１には、図１に示すように、複数の電線を通す面に電線１本毎に挿入孔２があけられている。各々の挿入孔２には図２に示すように電線８が通り、床下機器箱１内の機器に接続されている。挿入孔２には、その隙間を気密に塞ぐためのグロメット１０とピン２０からなるシール部材５が取り付けられ、電線８は、このシール部材５を通して挿入孔２を貫通している。

図３は、そうしたシール部材を構成するグロメットとピンを示した斜視図である。また、図４及び図５は、床下機器箱に対するシール部材の取り付けを段階的に示した断面図である。シール部材５は、床下機器箱１の挿入孔２に対してグロメット１０を直接嵌め合わせ、そのグロメット１０内にピン２０を装填することで、電線８を保持した状態で気密に挿入孔２を塞ぐようにしたものである。

グロメット１０は、ピン２０を装填する空間をもった立体形状の殻部材であって、ゴムや軟質樹脂（熱可塑性エストラマ）などによって形成された弾性を有するものである。そのグロメット１０は、上方に大きく開口した円形の装填口１１が形成され、その周囲には外側へ傘のように張り出したフランジ部１２が形成されている。フランジ部１２の内側にはその付け根部分に装填口１１の大きさの円筒状の嵌合部１３が設けられ、床下機器箱１の挿入孔２に嵌り合う大きさで形成されている。そして、嵌合部１３には径を大きくした浮き輪のような中空環形状の受け部１４が連続し、中心部には電線８を保持する筒状の保持部１５が形成されている。

受け部１４は、図４及び図５に示すように、ピン２０をグロメット１０の中に装填させる前後で形状が変化するように構成されている。ピン２０を装填させる前の図４に示す状態では、保持部１５が受け部１４側に入り込んでおり、グロメット１０内部に突き当部１６が形成されている。受け部１４は、その保持部１５がある中心部分が内側に巻き込んでおり、径方向の寸法が小さく挿入孔２を通りやすくなっている。そして、図５に示すようにグロメット１０の中にピン２０が装填された場合には、突き当部１６を介して保持部１５が押し下げられ、受け部１４がピン２０の形状に倣って外周側が持ち上がり、床下機器箱１に沿って張り出すようになっている。

一方、グロメット１０内に装填するピン２０は、中心に電線８が貫通する通し孔２５が形成され、その外形は、グロメット１０の嵌合部１３に対応する円柱形状の軸部２１と、受け部１４内に対応する円周状に張り出した拡径部２２が形成されている。拡径部２２は、挿入方向である図４の下方に向けて大きく傾斜し、逆の上側にも小さく傾斜し、挿入と取り出しができるようになっている。そして、ピン２０は、グロメット１０と同一の材質又は硬度を高くした軟質樹脂若しくは硬質樹脂によって形成されている。

次に、こうしたシール部材５を使用した床下機器箱１への配線作業では、先ず図３に示すように、予め電線８にグロメット１０とピン２０を通しておき、その状態で電線８の先端を床下機器箱１の挿入孔２に通して内部で端子に接続する。その後、先に電線８を滑らせたグロメット１０を挿入孔２へ取り付ける。このとき、グロメット１０とピン２０は床下機器箱１の外側にあり、グロメット１０は、挿入孔２に対して受け部１４や保持部１５側が向いている。グロメット１０を挿入孔２へ押し込むことにより、受け部１４が中心側に押さえ込まれながら通過し、図４に示すようにして取り付けられる。

グロメット１０は、受け部１４が床下機器箱１の内部（図面下側）へと入り、嵌合部１３が挿入孔２に嵌り合い、床下機器箱１の外側ではフランジ部１２が当たっている。そして、こうしたグロメット１０に対しピン２０が装填される。ピン２０は、拡径部２２が挿入孔２よりも大きいため、強く押し込むことによって変形させて挿入する。挿入孔２を通った拡径部２２は、グロメット１０の受け部１４内で元の形に戻る。そのとき、ピン２０が突き当部１６を押し下げることにより、その拡径部２２に合わせてグロメット１０の受け部１４が横向きに張り出すように変形する。

これにより、シール部材５は、図５に示すようにグロメット１０の嵌合部１３が挿入孔２に気密に嵌り込み、フランジ部１２と受け部１４とで床下機器箱１を挟み込むようにして床下機器箱１の挿入孔２をシールする。また、ピン２０と電線８との間では、通し孔２５の孔径を調整することにより、弾性力によって電線８を気密に保持し、特に図５に示すようにグロメット１０に装填させることにより、外側からの反力を受けたピン２０が圧縮され、電線８をより気密に保持することになる。

このように、本実施形態の床下機器配線構造では、床下機器箱１に対して図２に示すように複数の電線８を配線する場合でも、それぞれ挿入孔２に対してシール部材５を備えた電線８を通し、箱内でその電線８を接続した後、挿入孔２にグロメット１０とピン２０を装着させるだけである。従って、図１０に示すクリート１０３を使用した従来構造では、ネジ止めやパテ埋めなどの煩わしい作業が必要であったが、本実施形態によれば配線作業を極めて単純な作業で済ませられる。特に、殻部材のグロメット１０を先に挿入孔２へ装着してピン２０を出し入れするため、大きな抵抗を受けるピン２０の着脱であっても、弾性材のグロメット１０に対して行うようにしたことで着脱し易いものとなった。

また、シール処理も単にグロメット１０を挿入孔２へ装着するだけの作業であるため、組み付け品質が平準化でき、安定した防水性能を得ることができる。また、グロメット１０やピン２０は弾性材で形成されているため、電線８が床下機器箱１の外側で振れるなどした場合でも、気密性を保ったまま変形する。従って、シール部分に隙間が生じて水の浸入などを許してしまうようなことはなく、シールの性能が損なわれるようなこともない。更に、本実施形態の床下機器配線構造では、電線８の交換を個別に行うことが可能であり、しかもシール部材５は簡単に着脱することができるため、その点でも取り扱いが簡単で便利である。

次に、シール部材５を構成するピンについて変形例を説明する。図６は、ピンの第２案を示した斜視図である。ピン３０は、中心に電線８を通して保持するための筒状部３１を有し、その筒状部３１の一端側から四方へ広がり、他端側へ戻るように反り上がった板状の形出し部３２が形成されている。この筒状部３１は、前記ピン２０の通し孔２５を構成し、形出し部３２が、ピン２０の軸部２１と拡径部２２に対応している。従って、形出し部３２の外側形状は、軸部２１と拡径部２２の形状に合わせて形成されている。また、ピン３０は、図３に示すピン２０と同じように弾性材で形成されるものであるが、ブロック体であるピン２０に対し、薄肉形状であって特に形出し部３２は板バネのように当該形状による弾性を有している。従って、ピン３０は、ピン２０よりも硬めの材質を使用するようにしてもよい。

このピン３０を使用して配線する場合は、図３に示したピン２０に代えてピン３０とグロメット１０とに電線８を通す。そして、図４に示すようにグロメット１０を床下機器箱１の挿入孔２に取り付け、それに対してピン３０を装填させる。このとき形出し部３２は挿入孔２よりも径方向に大きいが、強く押し込むことによって内側に撓められながら入り、ピン３０がグロメット１０の突き当部１６を押し下げる。

挿入された形出し部３２は、形を戻すことで図７に示すようにグロメット１０の受け部１４を横向きに広げ、これによってグロメット１０は内側から押されて形を変え、図示するように挿入孔２に装着される。すなわち、グロメット１０の嵌合部１３が挿入孔２に気密に嵌り込み、フランジ部１２と受け部１４とで床下機器箱１を挟み込むようにして床下機器箱１の挿入孔２をシールしている。また、ピン３０と電線８との間では、筒状部３１によって電線８が気密に保持される。

ピン３０とグロメット１０との組合せによるシール部材は、前記ピン２０の場合と同様に、配線作業を極めて単純な作業で済ませられる他、組み付け品質の平準化や安定した防水性能を得ることができる。また、弾性材で形成されているため、電線８の動きによってシール部分に隙間が生じて水の浸入などを許してしまうようなことはなく、シールの性能が損なわれるようなこともない。そして特に、ピン３０の形出し部３２がバネ状になっているため、グロメット１０への出し入れが容易で扱いやすい。

図６に示したピン３０からは、更に図８及び図９に示すような変形例が考えられる。図８及び図９は、ピンの第３案と第４案をそれぞれ示した平面図である。図８に示す第３案のピン３５は、ピン３０を中心の筒状部３１を軸方向に沿って２分割したものであり、その半割れ部材３１ａ，３１ｂにそれぞれフック３６ａと係合孔３６ｂを備える連結部３６が形成されている。また、図９に示す第４案のピン３８は、一組の隣り合う形出し部３２の間に、筒状部３１を軸方向に切り欠いた切り欠部３９が形成されている。

こうしたピン３５，３８では、電線８を強く密着して保持する筒状部３１であっても、その電線８を通す煩わしい作業が必要なくなり、取り扱いが極めて容易である。すなわち、ピン３５であれば半割れ部材３１ａ，３１ｂによって電線８を挟み込み、連結部３６のフック３６ａと係合孔３６ｂを嵌め合わせればよい。ピン３８にあっては、切り欠部３９から電線８を嵌め込めばよい。ただし、ピン３８は、装着状態で切り欠部３９による隙間が生じてしまうので、その隙間を埋めるためのシール部材やテープによる防水処理が必要になる。

以上、本発明に係る床下機器配線構造の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、グロメット１０には電線８を保持する保持部１５が形成されているが、省略したものであってもよい。
また、ピン２０は、拡径部２２は円形であるが、全周ではなく例えば４方向に突き出すように形成したものであってもよい。

１ 床下機器箱
２ 挿入孔
８ 電線
１０ グロメット
１１ 装填口
１２ 挿入孔
１３ 嵌合部
１４ 受け部
１５ 保持部
２０ ピン
２１ 軸部
２２ 拡径部
２５ 通し孔

Claims (5)

1. 車体の床下に設置された床下機器箱を貫通して配線される電線の当該貫通部をシールする床下機器箱配線構造において、
   前記床下機器箱には複数の挿入孔が形成され、その挿入孔に着脱可能に装着され当該挿入孔を通した前記電線を保持するシール部材を有し、そのシール部材が、内部に空間をもった弾性材の殻部材と、その内部に装填して当該殻部材を前記床下機器箱の挿入孔部分に押し付ける弾性材の装填部材とからなるものであって、
   前記殻部材は、装填部材を挿入するために開いた装填口の周囲に外側へ張り出したフランジ部と、前記装填口から前記装填部材の挿入方向に延びて前記床下機器箱の挿入孔に嵌り合う嵌合部と、その嵌合部に連続する中空環形状の受け部とが形成され、前記装填部材は、前記電線を保持する通し孔と、前記殻部材の内部から前記嵌合部を前記挿入孔の周面に押さえ付ける軸部と、前記殻部材の内部から前記受け部を前記フランジ部の反対側で前記床下機器箱の壁面に当てるように変形させる拡径部が形成されたものであることを特徴とする床下機器箱配線構造。
2. 請求項１に記載する床下機器箱配線構造において、
   前記受け部は、前記装填口の反対側に電線を通す開口部分が前記殻部材の内側に入り込んでおり、前記装填部材の挿入に伴って当該開口部分が押されて前記受け部が変形するようにしたものであることを特徴とする床下機器箱配線構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載する床下機器箱配線構造において、
   前記受け部は、前記装填口の反対側に形成された開口部分に、電線を保持する筒状の保持部が当該殻部材の外側に延びる方向に形成されたものであることを特徴とする床下機器箱配線構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載する床下機器箱配線構造において、
   前記装填部材は、前記通し孔を構成する筒状部と、その一端側から複数の方向へ広がり他端側へ戻るように反り上がった板状の形出し部とを有し、その形出し部の外側形状が、前記軸部と拡径部の機能を果たす形状で形成されたものであることを特徴とする床下機器箱配線構造。
5. 請求項４に記載する床下機器箱配線構造において、
   前記装填部材は、筒状部が軸方向に沿って二分割された一対の半割れ部材からなり、その半割れ部材には、両者を連結させる連結手段が設けられたものであることを特徴とする床下機器箱配線構造。

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