JP2011216365A

JP2011216365A - 着脱冶具

Info

Publication number: JP2011216365A
Application number: JP2010084211A
Authority: JP
Inventors: Sachihiro Ikezawa; 幸博池澤
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-27
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP5556312B2

Abstract

【課題】端子に確実かつ安定的に仮設電源装置を接続させ、取り外すことができる着脱冶具を提供する。
【解決手段】負荷ケーブル２２の圧着端子２２１ａ，２２２ａ自体ではなく締結部材である十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａに磁性部７２を嵌着させることとしたのでより広い接触面積を確保し、磁力による安定した接続を図ることができる。また、十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａの溝３２２ａａに嵌合する突起７２１ａを磁性部７２の凹面形状７２１に設けたので、その突起７２１ａが溝３２２ａａに引っかかって反力を生じ、磁性部７２が頭部３２２ａの表面を滑るのを止めることができる。これにより確実に第１及び第２の端子３２，３３への第２の直流電源装置５の接続を図ることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、負荷が接続された端子に仮設電源装置を接続及び取り外し可能とする着脱冶具に関する。

従来、既設電源装置への仮設電源装置の並列接続は、例えば既設電源装置から負荷に接続されている電源ケーブルの被覆をカッターナイフ等で切り取り、導電部を露出させ、同様に露出させた仮設電源装置からの電源ケーブルの先端を接続していた。
しかしながら、上述の方法では電源ケーブルには電流が流れており、被覆を切り取るために刃物を使用するなど大きな危険が伴う等の問題があった。
そこで、ボルトにより導電部に締結されている電源側ケーブル端子または負荷側ケーブル端子に、電磁力による電磁接触子の移動により導電接触子を圧着させて、直流電源からの直流電力を導電接触子を介して電源側ケーブル端子または負荷側ケーブル端子に供給してなる仮設電源接続装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００７−６６７８０号公報（段落[０００５]及び図５、図６）

しかしながら、特許文献１に記載のように導電接触子を負荷側ケーブル端子などに圧着させて、直流電源からの直流電力を導電接触子を介して電源側ケーブル端子または負荷側ケーブル端子に供給すると以下の問題が生じ得る。
ボルトにより導電部に締結されている負荷側ケーブル端子などには、導電接触子を圧着させる面積が極めて少なく、接続が不完全となる他、圧着される導電接触子の保持そのものが容易でないという問題が考えられる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、端子に確実かつ安定的に仮設電源装置を接続させ、取り外すことができる着脱冶具を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る着脱冶具は、磁性部と、本体部とを具備する。
着脱冶具は、負荷の圧着端子が接続された端子に仮設電源装置を接続及び取り外し可能とするものである。
前記端子は、端子部材とねじとを有し、前記ねじは、頭部と前記頭部より径が小さく前記端子部材を通る足部とを有し、前記頭部と前記端子部材との間に前記圧着端子を挟むようにして前記圧着端子を前記端子部材に圧着する。
磁性部は、前記頭部を覆う凹面形状を有し、磁力により前記頭部に前記凹面形状を嵌着可能である。
本体部は、前記磁性部と前記仮設電源装置とを導通させる。
着脱冶具は、前記磁性部を前記頭部に嵌着することで前記頭部と前記仮設電源装置とを導通させる。

ここで、負荷の圧着端子が接続された端子は、基板表面に配置された端子部材の上に後述する負荷ケーブルの圧着端子を載せて、その上からねじの足部を圧着端子及び端子部材を通して基板に螺着することで、負荷ケーブルの圧着端子が端子部材に圧着されることとなる。例えば端子が第１から第４の端子を有し、第１及び第２の端子に負荷ケーブルの圧着端子が接続され、第３及び第４の端子に既設電源装置が接続されているとする。このとき、第１の端子と第３の端子とが各々の端子部材で導通しており、第２の端子と第４の端子も同様であるとすると、負荷には第１から第４の端子を介して既設電源装置からの電流が流れることとなる。なお、第１から第４の端子を有するとし、それに負荷と既設電源装置とが接続されているとしたが、勿論、その組合せが複数あっても良く、例えば第１及び第２の端子を含む複数の端子が負荷側に並び、それと対向するように既設電源装置側に第３及び第４の端子を含む複数の端子が並んでいても良い。

磁性部は、その凹面形状によりねじの頭部を覆い、その形状と磁力により当該頭部に嵌着し、安定した接続を可能とする。例えばねじの頭部が半球状の形状であれば、その頭部に磁力によりしっかり固定するために当該頭部が密着するような半球状に凹んだ凹面形状を有することが望ましい。これによりねじの頭部に当該凹面形状を持つ磁性部を嵌着可能である。また、頭部が多角柱状の形状であれば、上記凹面形状は当該多角柱状に凹んだ凹面形状であることが好ましい。なお、磁性部は磁性体であることは勿論であるが、導電性もあることが必要である。ねじも同様に磁性体でありかつ、導電性が必要である。

また、ねじの頭部により圧着端子をその下の端子部材に圧着して最も安定的に導通できるのは、当該頭部が直接接する圧着端子の部分であると考えられる。したがって、できるだけ当該頭部を大きくし、当該頭部が接していない圧着端子の部分を小さくすることが複数の端子を併設する場合に特に必要とされる。一方、磁力により安定して接続するには、できるだけ接触面積を広くすることが必要であるが、上記のように負荷ケーブルの圧着端子がねじからはみ出る面積よりねじの頭部の方がより広い面積を有している。したがって、当該ねじの頭部の方が、ねじからはみ出る圧着端子より安定的に磁力で接続できる。以上から負荷ケーブルの圧着端子自体ではなく締結部材であるねじの頭部に磁性部を嵌着させることでより安定した接続を確保したものである。

本体部は、例えば作業者が掴み易いように太めの保持部と、それより細く当該保持部と磁性部とをつなぐ連結部と、保持部と連結部とを貫通し磁性部と仮設電源装置とを導通させる導通部材とを備える。これにより、仮設電源装置からの電流は当該導通部材を通り、磁性部に流れることとなるので、保持部などを絶縁材料で形成でき、安全に作業ができる。

したがって、着脱冶具は仮設電源装置からの電流が本体部の導通部材を流れて磁性部まで届き、磁性部をねじの頭部に嵌着することで当該磁性部からねじの頭部まで仮設電源装置の電流が更に流れることになる。

これにより、例えば上記したように第１及び第２の端子に負荷ケーブルの圧着端子が接続され、第３及び第４の端子に既設電源装置が接続されているとする。このときに当該第１及び第２の端子の各々のねじの頭部に仮設電源装置が接続された着脱冶具の磁性部を一つずつ嵌着すれば、当該既設電源装置を無停電で新しい電源装置に取替えることが可能となる。また、仮設電源装置を第１の端子と第２の端子とに接続するので、第３の端子及び第４の端子に接続されている既設電源装置取り外しの邪魔にもならない。

前記頭部は、前記足部と反対側面に溝を有し、前記磁性部は、前記溝に嵌合する突起を前記凹面形状に有してもよい。

ねじは、例えば十字穴付きなべねじであれば、その半球状の頭部にはプラスねじ回しで回せるように十字穴を形成する溝が設けられている。したがって、この溝に丁度収まる十字状の突起を磁性部の当該頭部を覆う凹面形状に設けることで、磁性部の嵌着をより確実なものとすることができる。特に半球状の頭部の場合、磁力だけの吸着力だと着脱冶具に何らかの大きな外力が働くと磁性部による磁力がその外力に負けて頭部の面を滑ってしまい着脱冶具が外れてしまう可能性がある。これに対し、溝に嵌合する突起が磁性部にあると、その突起が溝に引っかかって反力を生じ、当該滑りを止めることができ、より確実に端子への仮設電源装置の接続を図ることができる。

なお、突起は頭部の溝の全体に嵌合する必要は必ずしもなく、例えば十字状の溝であれば交差する直線状の突起の内の一つの直線状の突起でもよいし、十字状の溝の各端部近くに嵌合する４つの突起であってもよい。これにより、例えば一つの直線状の突起であればマイナスねじにも対応できるし、４つの突起であれば多少サイズの異なる十字状の溝にも横滑りせずしっかり嵌着できることとなる。

前記磁性部は、前記頭部の形状に合わせて交換可能に前記本体部に保持されてもよい。

上記したようにねじの頭部は、半球状または多角柱状の頭部やプラスねじ（十字穴付きなべねじ）、マイナスねじなど複数の種類がある。したがって、着脱冶具の磁性部は当該頭部に確実に嵌着するためには通常、複数の形状を備える必要があり、着脱冶具を本体部と磁性部に分けて当該磁性部を本体部に着脱可能としてねじの形状に合わせて交換可能としたものである。これにより、ねじの頭部の形状毎に異なる着脱冶具を用意しなくても済みコスト軽減や作業性を向上できることになる。

前記負荷は、前記圧着端子を備える負荷ケーブルを有し、前記本体部は、前記負荷ケーブルに固定する固定バンドを有してもよい。

負荷は、例えば回路等の直流負荷自体と当該直流負荷に接続された負荷ケーブルとからなり、当該負荷ケーブルの圧着端子が端子に接続されている。着脱冶具の本体部には例えば帯状の固定バンドが設けられており、その固定バンドを当該着脱冶具の磁性部が嵌着されたねじに接続された負荷ケーブルに巻きつけて、或は縛り付けて当該着脱冶具を固定する。

これにより、万が一ねじとの嵌着が不十分であったり、何かしらの予想外の外力が働いてもその着脱冶具が給電中に外れたりすることを防ぎ、負荷の停電、別回路とのショート等の不具合の発生を防止することができる。

前記磁性部は、前記凹面形状の凹みの深さを前記頭部の高さより小さくしてもよい。

例えばねじの頭部が半球状であるときに磁性部がその半球状の高さと全く同じ大きさの深さの凹面形状を有するとすると、製造誤差やねじの螺着加減などにより磁性部の凹面形状の深さの方が頭部の高さより若干大きい場合が生じえる。この場合、磁性部を当該頭部に被せると磁性部が圧着対象である圧着端子の表面に接触する場合が起こり、磁性部による頭部への嵌着が不十分となる虞が生じる。

そこで例えば、ねじの頭部の高さより小さく磁性部の凹面形状の深さを形成しておけば、製造誤差やねじの螺着加減などにより凹面形状の深さが若干大きくなっても圧着対象である圧着端子の表面に接触する可能性を軽減でき、ねじへの磁性部の嵌着がより確実となる。

以上のように、本発明では、端子に確実かつ安定的に仮設電源装置を接続させ、取り外すことができる。

本発明の一実施形態に係る直流電源装置取替えシステムを示すブロック図である。各端子に負荷ケーブル及び電源ケーブルが接続された状態を示す概略斜視図である。図２の一部断面図である。（ａ）は着脱冶具に電源ケーブルを接続した状態の概略斜視図であり、（ｂ）は本体部から磁性部を取り外した状態の概略斜視図である。第１の端子または第２の端子に着脱冶具が嵌着した状態の概略断面図である。着脱冶具を用いて第１の直流電源装置を第３の直流電源装置に無停電で取替える方法のフローチャートである。第１の直流電源装置を取替える前の状態を示すブロック図である。第２の端子に第２の電源部のマイナス側に接続された着脱冶具を接続した状態のブロック図である。第１、第２の端子に第２の電源部のプラス側に接続された着脱冶具、マイナス側に接続された着脱冶具を接続した状態のブロック図である。第１、第２の端子に第２の電源部のプラス側に接続された着脱冶具、マイナス側に接続された着脱冶具を接続した状態の概略斜視図である。第１の直流電源装置のスイッチを切った状態のブロック図である。第１の直流電源装置を取り外した状態のブロック図である。第３及び第４の端子に第３の直流電源装置を接続した状態のブロック図である。第１及び第２の端子から第２の直流電源装置を外した状態のブロック図である。（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る着脱冶具と電源ケーブルを示す概略図であり、（ｂ）は、着脱冶具の磁性部を本体部から外した状態を示す概略図である。固定バンドを負荷ケーブルに巻きつけた状態を示す概略図である。本発明の他の実施形態に係る着脱冶具の磁性部を示す概略図である。磁性部が六角ボルトに嵌着された状態を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、以下実施形態を説明するにあたっては本着脱冶具が用いられた直流電源装置取替えシステムを使って説明するが、勿論、本着脱冶具が用いられるのは当該直流電源装置取替えシステムに限られるものではない。

図１は、本発明の一実施形態に係る直流電源装置取替えシステムを示すブロック図である。

直流電源装置取替えシステム１は、負荷２と、当該負荷２の後述する圧着端子が接続された端子としての第１及び第２の端子３２，３３とその第１の端子３２に導通した第３の端子３４及び第２の端子３３に導通した第４の端子３５とを備えた端子台３とを備える。また、直流電源装置取替えシステム１はその第３及び第４の端子３４，３５に接続された第１の直流電源装置４と、その第１及び第２の端子３２，３３に接続可能な仮設電源装置としての第２の直流電源装置５とを備える。さらに直流電源装置取替えシステム１は、第１の直流電源装置４と取替え可能な第３の直流電源装置６と、第２の直流電源装置５を第１及び第２の端子３２，３３に接続及び取り外し可能とする着脱冶具７，７を備える。

図２は、各端子に負荷ケーブル及び電源ケーブルが接続された状態を示す概略斜視図である。

負荷２は、図１に示すように直流負荷２１とその直流負荷２１に接続された負荷ケーブル２２を備え、当該負荷ケーブル２２はプラス側負荷ケーブル２２１とマイナス側負荷ケーブル２２２とを有する。また、プラス側負荷ケーブル２２１の一端には図２に示すように圧着端子２２１ａが備えられており、マイナス側負荷ケーブル２２２の一端には圧着端子２２２ａが備えられている。

端子台３は、例えば図２に示すように基板３１と、当該基板３１上に設けられた第１の端子から第４の端子３２、３３，３４，３５とを備えている。また、第１の端子３２は第３の端子３４と、第２の端子３３は第４の端子３５と夫々後述するように導通している。

図３は、図２の一部断面図である。

第１の端子３２は、例えば図２及び図３に示すように基板３１に配置された薄板状の端子部材としての第１端子部材３２１と、当該第１端子部材３２１に設けられた孔を通し基板３１に螺着可能なねじとしての十字穴付きなべねじ３２２とを備えている。当該十字穴付きなべねじ３２２は、半球状の頭部３２２ａと当該頭部に続く足部３２２ｂとを有する。頭部３２２ａと第１端子部材３２１との間にプラス側負荷ケーブル２２１の板状の圧着端子２２１ａを挟んで足部３２２ｂを基板３１に螺着すると、プラス側負荷ケーブル２２１の圧着端子２２１ａは第１端子部材３２１に圧着され、当該第１端子部材３２１に導通する。

同じく端子としての第２の端子３３は、例えば図２及び図５に示すように第１の端子３２と同様に、基板３１に配置された端子部材としての第２端子部材３３１と、当該基板３１に螺着可能なねじとしての十字穴付きなべねじ３３２とを備える。また、当該十字穴付きなべねじ３３２は、半球状の頭部３３２ａと当該頭部に続く足部３３２ｂとを有する。頭部３３２ａと第２端子部材３３１との間にマイナス側負荷ケーブル２２２の板状の圧着端子２２２ａを挟んで足部３３２ｂを基板３１に螺着すると、圧着端子２２２ａは第２端子部材３３１に圧着され、当該第２端子部材３３１に導通する。

第１の直流電源装置４は、図１に示すように第１の電源部４１と、当該第１の電源部４１の電流を第３及び第４の端子３４，３５に供給する電源ケーブル４２とを備えている。第１の電源部４１には例えば出力電圧１０８ボルトのバッテリー４１１と、そのバッテリー４１１の電流の供給をオン、オフするスイッチ４１２と、オン、オフされた電流を電源ケーブル４２に接続するプラス側コネクタ４１３及びマイナス側コネクタ４１４を有する。また、電源ケーブル４２には、プラス側電源ケーブル４２１とマイナス側電源ケーブル４２２とを有する。そのプラス側電源ケーブル４２１の一端には、プラス側コネクタ４１３に接続する図示しないコネクタとその反対側に例えば図２に示すように第３の端子３４に接続する板状の圧着端子４２１ａを備えている。さらにマイナス側電源ケーブル４２２の一端には、マイナス側コネクタ４１４に接続する図示しないコネクタとその反対側に板状の圧着端子４２２ａを備えている。

第３の端子３４は、例えば図２及び図３に示すように第１の端子３２と同様、基板３１に配置された第３端子部材３４１と、当該基板３１に螺着可能な十字穴付きなべねじ３４２とを備え、当該十字穴付きなべねじ３４２は、半球状の頭部３４２ａと足部３４２ｂとを有する。頭部３４２ａと第３端子部材３４１との間にプラス側電源ケーブル４２１の板状の圧着端子４２１ａを挟んで足部３４２ｂを基板３１に螺着すると、圧着端子４２１ａは第３端子部材３４１に圧着され，当該第３端子部材３４１に導通する。ここで、第１端子部材３２１と第３端子部材３４１とは導通しているので、結局、第１の直流電源装置４からの電流は第３の端子３４及び第１の端子３２を介して負荷２に流れることが可能となる。

第４の端子３５は、図２に示すように第３の端子３４と同様、基板３１に配置された第４端子部材３５１と、当該基板３１に螺着可能な十字穴付きなべねじ３５２とを備え、当該十字穴付きなべねじ３５２は、半球状の頭部３５２ａと図示しない足部とを有する。頭部３５２ａと第４端子部材３５１との間にマイナス側電源ケーブル４２２の板状の圧着端子４２２ａを挟んで足部を基板３１に螺着すると、圧着端子４２２ａは第４端子部材３５１に圧着され、当該第４端子部材３５１に導通する。ここで、第２端子部材３３１と第４端子部材３５１とは導通しているので、結局、負荷２からの電流は第２の端子３３及び第４の端子３５を介して第１の直流電源装置４に流れることが可能となる。

第２の直流電源装置５は、図１に示すように第２の電源部５１と、当該第２の電源部５１の電流を供給する電源ケーブル５２とを備えている。

ここで、第２の電源部５１には例えば出力電圧１０８ボルトのバッテリー５１１と、そのバッテリー５１１のプラス側に接続され第２の電源部５１の電源電圧Ｅ_２を調整する調整部５１２と、外部からの電流を阻止する整流素子５１３とを有する。また、当該整流素子５１３に接続されたコネクタ５１４と、バッテリー５１１のマイナス側に接続されたコネクタ５１５とを備えている。当該調整部５１２には例えばシリコンダイオードの電圧降下などを利用した電圧調整回路が用いられている。

また、第２の電源部５１の電源電圧Ｅ_２は第１の電源部４１の電源電圧であるＥ_１より低く（Ｅ_２＜Ｅ_１）なるように調整部５１２で設定されている。したがって、第２の直流電源装置５が第１及び第２の端子３２，３３に着脱冶具７により第１の直流電源装置４と並列接続されても、当該電圧差と電流の流入を防ぐ整流素子５１３とを備えるので、直流電源装置のダメージや消耗を防止することができる。

整流素子５１３は、接続された調整部５１２からの電流は流すが、逆方向に流れ込む電流は当該調整部５１２へ流さないものであり、例えば逆流防止ダイオードが用いられる。

図４（ａ）は、着脱冶具に電源ケーブルを接続した状態の概略斜視図であり、図４（ｂ）は、本体部から磁性部を取り外した状態の概略斜視図である。

電源ケーブル５２は、プラス側電源ケーブル５２１とマイナス側電源ケーブル５２２とを備え、例えば図４に示すように当該プラス側電源ケーブル５２１の一端にコネクタ５２１ａ、他端にコネクタ５２１ｂを有し、マイナス側電源ケーブル５２２の一端にコネクタ５２２ａ、他端にコネクタ５２２ｂを有する。これによって、第２の電源部側のコネクタ５１４，５１５にコネクタ５２１ｂ、５２２ｂが接続され、後述する着脱冶具７に残りのコネクタ５２１ａと５２２ａが接続され、第２の電源部５１からの電流が着脱冶具７に流れることとなる。

着脱冶具７は、例えば図４に示すように電源ケーブルのコネクタ５２１ａまたは５２２ａが接続される本体部７１と、当該本体部７１に着脱可能で第１の端子３２と第２の端子３３に嵌着可能な磁性部７２とを備えている。

本体部７１は、例えば図４（ａ）に示すように作業者が掴み易いように太めの保持部７１１と、それより細く保持部７１１と磁性部７２とをつなぐ連結部７１２と、当該保持部７１１及び連結部７１２を貫通する導通部材７１３とを備える。

保持部７１１は、プラス側電源ケーブル５２１のコネクタ５２１ａに接続する図示しないコネクタを有し、導通部材７１３は、その図示しないコネクタと磁性部７２とを導通する。また、保持部７１１と連結部７１２の少なくとも表面は絶縁材により形成されており、磁性部７２を螺着可能なように連結部７１２の先端表面はねじ部７１２ａが設けられている。

図５は、第１の端子または第２の端子に着脱冶具が嵌着した状態の概略断面図である。

磁性部７２は、第１の端子３２や第２の端子３３との接触面が、例えば図４及び図５に示すように第１の端子３２の十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａを覆うことができるように連結部７１２側の反対側が凹面形状７２１をなしている。当該頭部３２２ａの頭頂部には十字状の溝３２２ａａが形成されているので、その溝３２２ａａに丁度収まる十字状の突起７２１ａが当該凹面形状７２１の中央に設けられている。

これにより、着脱冶具７に何らかの大きな外力が働き、磁性部７２の凹面形状７２１が頭部３２２ａを滑ろうとしても突起７２１ａが溝３２２ａａに引っかかり反力を生じさせるので、当該滑りを止めることができる。したがって、第１及び第２の端子３２，３３により確実に着脱冶具７を嵌着できる。また、磁性部７２は磁性を帯びており導電性を有する必要があるので、例えば鉄等の金属で形成されている。

さらに負荷ケーブルの圧着端子２２１ａ，２２２ａを第１及び第２端子部材３２１，３３１に圧着して導通させるためには、図２のような十字穴付きなべねじ３２２、３３２に限られるものではない。例えばマイナスねじでもよく、その場合、磁性部７２は図４（ｂ）に示すようにマイナス状の突起７２１ｂが上述した凹面形状７２１の中央に形成され、当該マイナスねじの頭部を確実に嵌着できるようになっている。

なお、上記した突起は頭部の溝の全体に嵌合する必要は必ずしもなく、例えば十字状の溝３２２ａａであれば交差する二つの直線状の突起の内の一つの直線状の突起７２１ｂでもよいし、十字状の溝３２２ａａの４つの端部近くに嵌合する４つの突起であってもよい。これにより、例えば一つの直線状の突起であればマイナスねじにも対応できるし、４つの突起であれば多少サイズの異なる十字状の溝にも横滑りせずしっかり嵌着できることとなる。

また、図５に示すように磁性部７２は圧着端子２２１ａ，２２２ａ表面に当接しない程度に若干離間して嵌着されることが好ましい。

例えば、ねじが十字穴付きなべねじ３２２であるときに磁性部７２がその頭部３２２ａの高さと全く同じ大きさの深さの凹面形状７２１を有するとする。そうすると、そのねじの製造誤差やねじの螺着加減などにより磁性部７２の凹面形状７２１の深さの方が頭部３２２ａの高さより若干大きい場合が生じえる。この場合、磁性部７２を当該頭部３２２ａに被せると磁性部７２が圧着対象である圧着端子２２１ａの表面に接触する場合が起こり、磁性部７２による頭部３２２ａへの嵌着が不十分となる虞が生じる。

そこで例えば、十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａの高さ（最大高さ）より小さく磁性部７２の凹面形状７２１の深さ(最大深さ)を形成する。そうすれば製造誤差やねじの螺着加減などにより凹面形状７２１の深さが頭部３２２ａの高さより若干大きくなっても圧着対象である圧着端子２２１ａの表面に接触する可能性を軽減できる。これにより十字穴付きなべねじ３２２への磁性部７２の嵌着がより確実となる。

第３の直流電源装置６は、例えば図１に示すように第３の電源部６１と、当該第３の電源部６１の電流を第３及び第４の端子３４，３５に供給する電源ケーブル６２とを備えている。電源部６１には例えば出力電圧１０８ボルトのバッテリー６１１と、そのバッテリー６１１の電流を電源ケーブル６２に接続するプラス側コネクタ６１２及びマイナス側コネクタ６１３を有する。また、電源ケーブル６２には、プラス側電源ケーブル６２１とマイナス側電源ケーブル６２２とを有する。そのプラス側電源ケーブル６２１の一端には、プラス側コネクタ６１２に接続する図示しないコネクタとその反対側に第３の端子３４に接続する圧着端子６２１ａを備えている。さらにマイナス側電源ケーブル６２２の一端には、マイナス側コネクタ６１３に接続する図示しないコネクタとその反対側に圧着端子６２２ａを備えている。

また、第３の電源部６１の電源電圧Ｅ_３は第２の電源部５１の電源電圧であるＥ_２より高く（Ｅ_２＜Ｅ_３）設定されている。したがって、第３の直流電源装置６が図１３に示すように第１の直流電源装置４が取り外された第３及び第４の端子３４，３５に接続され、負荷２に対して第２の直流電源装置５と並列接続となっても、当該電圧差と電流の流入を防ぐ整流素子５１３とによって、直流電源装置のダメージや消耗を防止できる。

以上のように、負荷ケーブル２２の圧着端子２２１ａ，２２２ａ自体ではなく締結部材である十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａに磁性部７２を嵌着させることとしたのでより広い接触面積を確保し、磁力による安定した接続を図ることができる。

また、十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａの溝３２２ａａに嵌合する突起７２１ａが磁性部７２の凹面形状７２１にあるので、その突起７２１ａが溝３２２ａａに引っかかって反力を生じ、磁性部７２が頭部３２２ａの表面を滑るのを止めることができる。これにより確実に第１及び第２の端子３２，３３への第２の直流電源装置５の接続を図ることができる。

さらに十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａの高さより小さく磁性部７２の凹面形状７２１の深さを形成しておけば、製造誤差やねじの螺着加減などにより凹面形状７２１の深さが若干大きくなっても圧着端子２２１ａの表面に接触する可能性を軽減できる。これにより十字穴付きなべねじ３２２への磁性部７２の嵌着がより確実となる。

また、第２の直流電源装置５の電源電圧Ｅ_２を第１及び第３の直流電源装置４，６の夫々の電源電圧であるＥ_１，Ｅ_３より低くし、かつ、電流の流入を防ぐ整流素子５１３を備えることとしたので、詳しくは後述するが直流電源装置のダメージや消耗を防止しながら無停電で直流電源装置を取替えられる。

次に、本着脱冶具を用いて第１の直流電源装置を第３の直流電源装置に無停電で取替える方法及び動作について説明する。

図６は、着脱冶具を用いて第１の直流電源装置を第３の直流電源装置に無停電で取替える方法のフローチャートである。

図７は、第１の直流電源装置を取替える前の状態を示すブロック図である。

まず、前提として直流電源取替えシステム１は、図７のように第１の直流電源装置４が第３の端子及び第４の端子３４，３５に接続され、負荷２が第１の端子及び第２の端子３２，３３に接続されている。

最初に、第１の直流電源装置４の第１の電源部４１の電源電圧Ｅ_１及び第３の直流電源装置６の第３の電源部６１の電源電圧Ｅ_３を計測する（ＳＴ１０１）。そして、第２の直流電源装置５の第２の電源部５１の電源電圧Ｅ_２を調整部５１２によりＥ_２＜Ｅ_１かつＥ_２＜Ｅ_３となるように調整する（ＳＴ１０２）。ここで、Ｅ_２の下限値としては用いられる直流負荷２１によって異なるが、少なくとも直流負荷２１に要請される最低電圧以上であることが当然必要とされる。

次に、図４（ａ）（ｂ）に示すように二つの着脱冶具７，７の本体部７１に十字状の突起７２１ａが凹面形状７２１に形成された磁性部７２を夫々螺着して固定する。そして、内一つの本体部７１のコネクタに第２の直流電源装置５のプラス側電源ケーブル５２１のコネクタ５２１ａを接続し、残りの本体部７１のコネクタにマイナス側電源ケーブル５２２のコネクタ５２２ａを接続する。さらにＥ_２＜Ｅ_１かつＥ_２＜Ｅ_３となるように調整した第２の直流電源装置５の第２の電源部５１のコネクタ５１５にマイナス側電源ケーブル５２２のコネクタ５２２ｂを接続する（ＳＴ１０３）。

図８は、第２の端子に第２の電源部のマイナス側に接続された着脱冶具を接続した状態のブロック図である。

マイナス側電源ケーブル５２２に接続された着脱冶具７の凹面形状７２１の部分を第２の端子３３の十字穴付きなべねじ３３２の半球状の頭部３３２ａに当該磁性部７２の磁力を利用して嵌着させる（ＳＴ１０４）。この際、図２に示すように第２の端子３３の十字穴付きなべねじの頭部３３２ａには、十字状の溝３３２ａａが形成されており、図５のように磁性部７２の凹面形状７２１の十字状の突起７２１ａが当該溝３３２ａａに嵌りこみ、安定的に接続状態を維持できる。

即ち、図５に示すように負荷ケーブル２２の圧着端子２２１ａ，２２２ａ自体ではなく締結部材である十字穴付きなべねじ３３２の頭部３３２ａに磁性部７２を嵌着させることとしたのでより広い接触面積を確保し、磁力による安定した接続を図ることができる。また、十字穴付きなべねじ３３２の頭部３３２ａの溝３３２ａａに嵌合する突起７２１ａが磁性部７２の凹面形状７２１にあるので、その突起７２１ａが溝３３２ａａに引っかかって反力を生じ、磁性部７２が頭部３３２ａの表面を滑るのを止めることができる。

この状態は図２の当初の状態と第２の端子３３に着脱冶具７が接続されている点が異なるが、当該接続されているのは負荷２のマイナス側である第２の端子３３に第２の直流電源装置５のマイナス側のみが接続されているのに過ぎない。従って、負荷２には相変わらず第１の直流電源装置４１からの電流が流れる一方、当該第１の直流電源装置４１から第２の電源部５１への電流の流れもなく、逆に第２の電源部５１から第１の直流電源装置４１への電流の流れもない。

図９は、第１、第２の端子に第２の電源部のプラス側に接続された着脱冶具、マイナス側に接続された着脱冶具を接続した状態のブロック図であり、図１０はその状態の概略斜視図である。

次に、第２の直流電源装置５の第２の電源部５１のコネクタ５１４にプラス側電源ケーブル５２１のコネクタ５２１ｂを接続する（ＳＴ１０５）。そしてプラス側電源ケーブル５２１に接続された着脱冶具７の凹面形状７２１の部分を第１の端子３２の十字穴付きなべねじ３２２の半球状の頭部３２２ａに当該磁性部７２の磁力を利用して嵌着させる（ＳＴ１０６）。この際、十字穴付きなべねじ３２２の頭部３２２ａには、十字状の溝３２２ａａが形成されており、図５に示すように第２の端子３３と同様に磁性部７２の凹面形状７２１の十字状の突起７２１ａが当該溝３２２ａａに嵌りこみ、安定的に接続状態を維持できる。

上記の接続により、図９、図１０に示すように第１の直流電源装置４と第２の直流電源装置５とは第１の端子３２と第２の端子３３とに並列接続されることとなる。しかし、第１の直流電源装置４の電源電圧E_１は第２の直流電源装置５の電源電圧E_２より高いので、第１の端子３２の電位は第２の直流電源装置５の着脱冶具７の電位より高くなり、第２の直流電源装置５からは当該第１の端子３２へ電流が流れない。逆に第１の直流電源装置４から第１の端子３２を介して第２の直流電源装置５へ電流は、当該第２の直流電源装置の整流素子５１３、例えばダイオードによって止められるので流れない。

したがって、第２の直流電源装置５を第１及び第２の端子３２，３３に接続しても当該第２の直流電源装置５から電流は流れず、第１の直流電源装置４から相変わらず電流が負荷２に一定供給されることとなり、不要な第２の直流電源装置５の消耗を防ぐことができる。さらに第２の直流電源装置５に第１の直流電源装置４から電流が流れ込まないので、当該第２の直流電源装置５がダメージを受けることもないし、負荷２への電圧、電流が変化することもない。

また、上記のようにマイナス側電源ケーブル５２２の着脱冶具７を第２の端子３３に嵌着した後、プラス側電源ケーブル５２１の着脱冶具７を第１の端子３２に嵌着することで、万が一、第２の直流電源装置５の電流が流れても無用な事故を防ぐことができる。

図１１は、第１の直流電源装置のスイッチを切った状態のブロック図である。

次に、第１の直流電源装置４のスイッチ４１２を切る（ＳＴ１０７）と、第３の端子３４に導通している第１の端子３２にはそれまで第１の直流電源装置４により供給された電流が無くなる。その結果、それまで第１の端子３２の電位の方が第２の直流電源装置５による電位より高いため第１の端子３２に流れなかった第２の直流電源装置５による電流が着脱冶具７を介して流れるようになり、それが負荷２に流れる。

すなわち、第２の直流電源装置５は少なくとも第１の直流電源装置４の電流供給を停止するときには第１及び第２の端子３２，３３に接続されているので、第３及び第４の端子側で第１の直流電源装置４が外されるか否かに関わらず負荷２には電流が停電せず流れる。

図１２は、第１の直流電源装置を取り外した状態のブロック図である。

第３及び第４の端子３４，３５から第１の直流電源装置４を取り外す（ＳＴ１０８）。即ち、図１０に示す第３及び第４の端子３４，３５の十字穴付きなべねじ３４２，３５２を基板３１からねじ回し等で外し、電源ケーブル４２の圧着端子４２１ａ，４２２ａを第３及び第４端子部材３４１，３５１から外す。この際、既に第１及び第２の端子３２，３３には第２の直流電源装置５が接続されており、負荷２へは当該第２の直流電源装置５からの電流が流れているので、電源ケーブル４２の圧着端子４２１ａ，４２２ａを外しても停電はしない。

図１３は、第３及び第４の端子に第３の直流電源装置を接続した状態のブロック図である。

次に、図１３に示すように第３及び第４の端子３４，３５に第３の直流電源装置６を接続する（ＳＴ１０９）。即ち、第３及び第４端子部材３４１，３５１と十字穴付きなべねじ３４２，３５２の頭部３４２ａ，３５２ａとの間に電源ケーブル６２の圧着端子６２１ａ，６２２ａを挟むように当該十字穴付きなべねじ３４２，３５２を基板３１に螺着する。

上記の接続により、第３の直流電源装置６は第１及び第２の端子３２，３３にも導通するので第２の直流電源装置５と第３の直流電源装置６とは第１の端子３２と第２の端子３３とに並列接続されることとなる。すると、第３の直流電源装置６の電源電圧E_３は第２の直流電源装置５の電源電圧E_２より高いので、それまでの第２の直流電源装置５の電源電圧E_２による第１の端子３２の電位より、当該第３の直流電源装置６の電源電圧E_３の電位の方が高いことになる。したがって、第３の直流電源装置６から第１の端子３２に電流が流れ込み、第１の端子３２の電位が第２の直流電源装置５の電源電圧E_２による電位より高くなり、第２の直流電源装置５からは当該第１の端子３２へ電流が流れなくなる。

したがって、不要な第２の直流電源装置５の消耗を防ぐことができる。逆に第３の直流電源装置４から第１の端子３２を介して第２の直流電源装置５へ電流は、当該第２の直流電源装置の整流素子５１３、例えばダイオードによって止められるので流れない。

図１４は、第１及び第２の端子から第２の直流電源装置を外した状態のブロック図である。

最後に図１４に示すように第１及び第２の端子３２，３３から第２の直流電源装置５を外す（ＳＴ１１０）ことで、第１の直流電源装置４を新しい第３の直流電源装置６に取替える作業が終了する。即ち、第１及び第２の端子３２，３３の十字穴付きなべねじ３２２，３３２の頭部３２２ａ，３３２ａに嵌着されていた着脱冶具７，７を当該頭部３２２ａ，３３２ａから外し、第２の直流電源装置５の第２の電源部５１から電源ケーブル５２を外して作業が終了する。

この際、第２の直流電源装置５から第１の端子３２への電流の流れは止まっており、負荷２への電流の供給は第１の端子３２を介して第３の直流電源装置６からとなっている。したがって、当該第２の直流電源装置５を第１及び第２の端子３２，３３から外しても負荷２へ電流の供給は停電することなく、第３の直流電源装置６からの所定の電流が流れることとなる。

以上から、第１、第２及び第３の直流電源装置４，５，６のダメージや無駄な消耗も無く、無停電で第１の直流電源装置４を新しい第３の直流電源装置６に取替えることが可能となる。

なお、上述の説明では負荷２と第１の直流電源装置４とそれらを接続する第１から第４の端子３２〜３５の組合せを一つとして説明したが、その組合せを複数有してもよい。第２の直流電源装置５の接続、第１の直流電源装置４の取り外し、第３の直流電源装置６の接続、第２の直流電源装置５の取り外しを順次その組合せごとに行うようにしてもよい。

これにより、第１の直流電源装置４が複数有る場合も一つしかない場合と同様に当該第１の直流電源装置４及び第３の直流電源装置６の電源電圧より低い電源電圧の第２の直流電源装置５により、無停電でかつ、安全で低コストに直流電源装置の交換が可能となる。勿論、一つ一つ直流電源装置を取替える必要はなく、複数の第１の直流電源装置４とその数に対応する第２の直流電源装置５、第３の直流電源装置６を一つのグループとして、当該グループごとに取替え作業をしても良い。

図１５（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る着脱冶具と電源ケーブルを示す概略図であり、図１５（ｂ）は、着脱冶具の磁性部を本体部から外した状態を示す概略図である。

ここで着脱冶具の本体部以外は、上述した着脱冶具７と同様であるので同一の符号を用いその説明は省略する。

本体部８１は、例えば図１５（ａ）に示すように作業者が掴み易いように太めの保持部８１１と、それより細く保持部８１１と磁性部７２とをつなぐ連結部８１２と、その連結部８１２に一端が巻き付け固定された固定バンド８１３と、当該保持部８１１から連結部８１２を貫通する導通部材８１４とを備える。

保持部８１１は、プラス側電源ケーブル５２１のコネクタ５２１ａに接続する図示しないコネクタを有し、導通部材８１４はその図示しないコネクタと磁性部７２とを導通する。また、保持部８１１と連結部８１２の少なくとも表面は絶縁材により形成されており、図１５（ｂ）に示すように磁性部７２を螺着可能なように連結部８１２の先端表面はねじ部８１２ａが設けられている。

図１６は、固定バンドを負荷ケーブルに巻きつけた状態を示す概略図である。

固定バンド８１３は、全体として帯状であり連結部８１２に巻き付けた側と反対側端部をマジックテープ（登録商標）のように着脱自在としている。これにより、例えば図１６に示すようにマイナス側負荷ケーブル２２２の保護キャップ２２２ｂに外側から回り込んでその着脱自在の端部を連結部８１２に巻き付けた部分に固定することで、着脱冶具７を第２の端子３３に確実に嵌着した状態を保持できる。また、接続すべき負荷ケーブル２２に当該固定バンド８１３をつなぐことで接続の誤りを防止できる。

なお、図１６では負荷ケーブル２２の端子側部分が圧着端子２２２ａから略垂直に曲がった状態で固定された保護キャップ２２２ｂが設けられているが、勿論、圧着端子２２２ａから真っ直ぐそのまま略水平に固定されている保護キャップであっても良い。例えば図１０のような場合でも固定バンド８１３により着脱冶具７を第２の端子３３に確実に保持できる。但し、より好ましくは図１６のように着脱冶具７の連結部８１２と固定すべき部分が略平行となっているほうが良い。また、図１６ではマジックテープ（登録商標）を用いたが、単なる帯を縛って固定しても良い。

また、図１６に示すように第１の端子３２に嵌着された着脱冶具７も第２の端子３３に嵌着された着脱冶具７と同様に固定バンド８１３が備えられている。

図１７は、本発明の他の実施形態に係る着脱冶具の磁性部を示す概略図であり、図１８は当該磁性部が六角ボルトに嵌着された状態を示す概略断面図である。

ここで着脱冶具の磁性部以外は、上述した着脱冶具７と略同様であるので同一の符号を用いその説明は省略する。

上記第１及び第２の端子３２，３３では十字穴付きなべねじ３２２，３３２やマイナスねじを用いたが六角ボルト３２４，３３４でもよい。ただし、その場合磁性部９２はその頭部３２４ａ，３３４ａにしっかり嵌着可能であることが必要である。

したがって、磁性部９２は、第１の端子３２との接触面が六角ボルト３２４の頭部３２４ａを覆うことができるように連結部７１３側と反対側に図１７に示すような六角形に窪んだ凹面形状９２１を有している。また、磁性部９２は着脱冶具７の導通部材７１３の先端部が図１８に示すように六角ボルト３２４の頭部３２４ａに直接当接可能なように中央に貫通孔９２２が設けられている。その貫通孔９２２に連結部７１２の先端部のねじ部７１２ａが螺着され、凹面形状９２１側に図１７（ａ）に示すように当該連結部７１２内の導通部材７１３の端部が現れる。これにより、第２の直流電源装置５を確実に第１及び第２の端子３２，３３に導通させることができる。尚、図１８に示すように磁性部９２は圧着部材２２１ａ，２２２ａ表面に当接しない程度に若干離間して嵌着されることが好ましい。圧着部材２２１ａ，２２２ａ表面に当接すると磁力による嵌着が不十分となる虞がある。

本発明に係る実施形態は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態が考えられる。

例えば上記の各実施形態に係る着脱冶具７は、いずれも一つの端子に一つの着脱冶具が嵌着される構成となっている。しかし、第１の端子３２に磁性部７２が嵌着してプラス側電源ケーブルに導通し、第２の端子３３は別の磁性部７２が嵌着してマイナス側電源ケーブルに導通するが、当該二つの磁性部は互いに絶縁されて一つの筺体に収納してもよい。これにより、当該二つの磁性部を備えた着脱冶具は一つの磁性部しかない場合よりも二箇所で磁力により嵌着するので、好ましい接続状態をより安定的に保持することが可能となる。

また、上記の各実施形態に係る第３の電源部６１は、第１の電源部４１のようなスイッチについて特に言及しなかったが、第１の電源部４１と同様にスイッチを設けてもよい。逆に第１の電源部４１にスイッチ４１２を設けないで第３及び第４の端子３４，３５から第１の直流電源装置４を取り外すことで当該第１の直流電源装置４からの電流の供給を停止してもよい。

また、上記各実施形態に係る電源装置はいずれも直流電源装置として説明したが、負荷に接続された端子に確実かつ安定的に仮設電源装置を接続させ、取り外すことができる着脱冶具を提供することにあり、係る仮設電源装置は交流電源装置であってもよい。

２…負荷
２２…負荷ケーブル
２２１ａ，２２２ａ…圧着端子
３２…第１の端子（端子に相当）
３３…第２の端子（端子に相当）
３２１…第１端子部材（端子部材に相当）
３３１…第２端子部材（端子部材に相当）
３２２，３３２…十字穴付きなべねじ(ねじに相当)
３２２ａ，３３２ａ…頭部
３２２ａａ，３３２ａａ…溝
３２２ｂ，３３２ｂ…足部
５…第２の直流電源装置（仮設電源装置に相当）
７…着脱冶具
７１，８１…本体部
７２，９２…磁性部
７２１，９２１…凹面形状
７２１ａ，７２１ｂ…突起
８１３…固定バンド

Claims

負荷の圧着端子が接続された端子に仮設電源装置を接続及び取り外し可能とする着脱冶具であって、
前記端子は、端子部材とねじとを有し、
前記ねじは、頭部と前記頭部より径が小さく前記端子部材を通る足部とを有し、前記頭部と前記端子部材との間に前記圧着端子を挟むようにして前記圧着端子を前記端子部材に圧着し、
前記頭部を覆う凹面形状を有し、磁力により前記頭部に前記凹面形状を嵌着可能な磁性部と、
前記磁性部と前記仮設電源装置とを導通させる本体部と
を具備し、
前記磁性部を前記頭部に嵌着することで前記頭部と前記仮設電源装置とを導通させる着脱冶具。
請求項１に記載の着脱冶具であって、
前記頭部は、前記足部と反対側面に溝を有し、
前記磁性部は、前記溝に嵌合する突起を前記凹面形状に有する着脱冶具。
請求項１又は請求項２に記載の着脱冶具であって、
前記磁性部は、前記頭部の形状に合わせて交換可能に前記本体部に保持される着脱冶具。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の着脱冶具であって、
前記負荷は、前記圧着端子を備える負荷ケーブルを有し、
前記本体部は、前記負荷ケーブルに固定する固定バンドを有する着脱冶具。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の着脱冶具であって、
前記磁性部は、前記凹面形状の凹みの深さが前記頭部の高さより小さい着脱冶具。