JP2018142646A - 制御箱、および制御箱の組み立て方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配線の作業負担を軽減することができる制御箱、および制御箱の組み立て方法を提供することである。【解決手段】実施形態の制御箱は、箱枠と、仕切り部材と、複数の支持具と、電線とを持つ。箱枠は、電子機器を収容する。仕切り部材は、前記箱枠内を仕切るとともに、開口部が形成される。複数の支持具は、電線を支持する。また、複数の支持具は、前記箱枠内の空間が前記仕切り部材で仕切られた第１の空間と第２の空間とのそれぞれに固定される。電線は、前記複数の支持具により支持され、前記開口部を通過するとともに、前記電子機器と接続される。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、制御箱、および制御箱の組み立て方法に関する。

鉄道車両には、電子機器を接続する電線が搭載される。この電線は、車両の振動により破損することを防止するため、箱枠の一部に固定される。電線を固定する作業は、箱枠の内部で行うが、作業スペースが狭く、固定箇所も多い。そのため、従来では、電線固定具に電線を固定し、固定された電線固定具を筐体に取り付けていた。しかしながら、筐体内の空間が仕切り部材で仕切られている場合、強度の面から仕切り部材に大きな開口部を形成することができず、電線固定部に固定された電線をそれぞれの空間にまたがって配線することが、作業の上で困難な場合があった。

特開平６−１７８４１１号公報

本発明が解決しようとする課題は、配線の作業負担を軽減することができる制御箱、および制御箱の組み立て方法を提供することである。

実施形態の制御箱は、箱枠と、仕切り部材と、複数の支持具と、電線とを持つ。箱枠は、電子機器を収容する。仕切り部材は、前記箱枠内を仕切るとともに、開口部が形成される。複数の支持具は、電線を支持する。また、複数の支持具は、前記箱枠内の空間が前記仕切り部材で仕切られた第１の空間と第２の空間とのそれぞれに固定される。電線は、前記複数の支持具により支持され、前記開口部を通過するとともに、前記電子機器と接続される。

実施形態の制御箱１０が搭載される鉄道車両１を側面から見た模式図。 制御箱１０の構成を説明するための図。 支持具１６０による電線の支持方法を説明するための図。 支持具１６０が仕切り部材１４０の開口部１４２に取り付けられる例を説明するための図。 分岐結合端子１９０が設けられた支持具１６０ｅの一例を示す図。 接地端子１９１が設けられた支持具１６０ｆの一例を示す図。

以下、実施形態の制御箱、および制御箱の組み立て方法を、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態の制御箱１０が搭載される鉄道車両１を側面から見た模式図である。制御箱１０は、例えば、鉄道車両１の底部１ａに配置される。集電装置２は、架線からの電力を制御箱１０に供給する。制御箱１０は、例えば、図示しない電力変換部と、制御部とを収容する。電力変換部は、例えば、インバータを構成する半導体素子と、半導体素子をオンオフ制御するスイッチング回路とを含む。電力変換部には、制御部から走行用モータ３に発生させる牽引トルクを指示するトルク指令値が供給される。電力変換部は、トルク指令値に基づいて半導体素子をオンオフ制御することで、集電装置２から供給された電力を電動モータ駆動用の交流電力に変換して、走行用モータ３に供給する。これにより、制御箱１０は、走行用モータ３にトルクを発生させ、鉄道車両１を矢印方向（Ｘ方向）に走行させる。

次に、制御箱１０の構成について説明する。図２は、制御箱１０の構成を説明するための図である。図２は、Ｙ方向から箱枠１００を見た図である。制御箱１０は、例えば、箱枠１００と、電子機器１２０と、仕切り部材１４０と、支持具１６０とを備える。箱枠１００は、例えば、１つの面が開閉可能に形成され、開けた面から箱枠１００内に電子機器１２０や支持具１６０が収容される。箱枠１００は、例えば、鉄やステンレス等の金属で形成される。箱枠１００は、電子機器１２０を収容する。電子機器１２０は、例えば、電源装置やインバータ等である。

仕切り部材１４０は、箱枠１００内を仕切るとともに、少なくとも電線１８０を通過させる大きさの開口部１４２が形成されている。仕切り部材１４０は、例えば箱枠１００内部に螺子止めされてもよく、溶接されてもよい。

支持具１６０は、電線１８０を支持する。支持具１６０による電線１８０の支持方法の詳細については、後述する。支持具１６０は、鉄やステンレス等の金属、または樹脂等で形成される。電線１８０は、複数の支持具１６０で支持される。電線１８０を支持する複数の支持具１６０は、仕切り部材１４０により仕切られた空間１０１ａおよび１０１ｂのそれぞれにおいて固定される。例えば、空間１０１ａでは、支持具１６０ａおよび１６０ｂが、予め箱枠１００および／または仕切り部材１４０に設けられたボス１１０に螺子止めされる。また、空間１０１ｂでは、支持具１６０ｃが、箱枠１００に設けられたボス１１０に螺子止めされる。なお、支持具１６０は、螺子の代わりに、リベットやボルトを用いて箱枠１００に固定されてもよい。

また、支持具１６０は、開口部１４２を通過可能な形状およびサイズで形成されていると好適である。こうすれば、作業者は、開口部１４２に電線１８０を通過させるために、電線１８０を支持した支持具１６０を、開口部１４２を介して一方の空間から他方の空間にくぐらせることができる。これにより、作業者は、開口部１４２に電線１８０を容易に通過させることができる。

また、支持具１６０が可撓性の樹脂で形成されている場合には、作業者は、支持具１６０を曲げながら開口部１４２を通過させることができ、狭い空間であっても容易に電線１８０を配線することができる。

電線１８０には、例えば、接続される電子機器１２０の接続部に合わせて、端部にコネクタ１８１または圧着端子１８２が形成されている。これらを用いて、作業者は、固定された支持具１６０に支持された電線を電子機器１２０に接続することができる。

次に、支持具１６０による電線１８０の支持方法について、図を用いて説明する。図３は、支持具１６０による電線の支持方法を説明するための図である。支持具１６０は、例えば、固定部１６１と、凸部１６２とを備える。固定部１６１には、螺子またはリベットの軸部が通過する穴部１６１ａが形成されている。

凸部１６２の両壁部には、それぞれ開口部１６３ａおよび１６３ｂが形成されている。作業者は、支持する対象の電線１８０を凸部１６２の頂部１６２ａでまとめるとともに、開口部１６３ａおよび１６３ｂを通過させた結束バンド１６４で電線１８０を固定する。これにより、電線１８０は、支持具１６０に保持される。

また、凸部１６２の高さｈ１は、箱枠１００の内面から所定の距離だけ離間するように形成されている。これにより、制御箱１０内の底面に、結露等により水が溜まった状態となったとしても、電線１８０（特に電線１８０の接続部）が水に浸かることなく、電気的にショートすることを抑制することができる。また、凸形状とすることで、支持具１６０としての強度も効率的に強くすることができる。

なお、支持具１６０は、凸部１６２に代えて、電線１８０を箱枠１００の内面から離間させることができる形状であればよい。

また、支持具１６０は、電線１８０を二箇所以上で固定可能な形状およびサイズで形成される。例えば、支持具１６０は、棒状に形成される。これにより、振動等によって電線１８０が箱枠１００内で予期せぬ変位をすることを抑制することができる。

また、支持具１６０は、開口部１４２に取り付けられてもよい。図４は、支持具１６０ｄが仕切り部材１４０の開口部１４２に取り付けられる例を説明するための図である。例えば、支持具１６０ｄは、仕切り部材１４０に形成された開口部１４２の対向する辺同士を連結する位置に固定される。これにより、支持具１６０ｄは、電線１８０を支持するだけでなく、仕切り部材１４０の開口部１４２付近の強度を向上させることができ、箱枠１００全体の強度も向上させることができる。

また、支持具１６０には、電線１８０を複数に分岐させたり、複数の電線１８０を結合させるための端子が設けられてもよい。図５は、分岐結合端子１９０が設けられた支持具１６０ｅの一例を示す図である。支持具１６０ｅの頂部１６２ａには、分岐結合端子１９０が螺子止めまたは接着により取り付けられている。分岐結合端子１９０は、例えばワゴ端子である。

分岐結合端子１９０は、電線１８０ａから得られる電流を、電線１８０ｂおよび１８０ｃに分配する。また、分岐結合端子１９０は、電線１８０ｂおよび１８０ｃから得られる電流を合わせて電線１８０ａに流入させる。

このように、分岐結合端子１９０を支持具１６０ｅに設けることで、作業者は、支持具１６０ｅを箱枠１００に取り付ける前に、電線１８０が分岐したり結合した形で支持具１６０ｅに取り付けておくことができる。したがって、箱枠１００に支持具１６０を固定した後の作業を削減することができ、制御箱１０全体の組み立て作業の作業効率を向上させることができる。

また、支持具１６０には、電線１８０のアーム線と接続して接地させる接地端子が設けられてもよい。図６は、接地端子１９１が設けられた支持具１６０ｆの一例を示す図である。この場合、支持具１６０ｆおよびボス１１０は、鉄やステンレス等の導電体で形成される。この結果、支持具１６０ｆと、箱枠１００とは電気的に接続される。

支持具１６０ｆの頂部１６２ａには、接地端子１９１が設けられている。例えば、電線１８０ｄは、例えば、シールド線であり、電気を流す内部導線１８０ｅと、内部導線１８０ｅに外部からの電磁的ノイズが侵入するのを抑制するグランド線１８０ｆとを備える。内部導線１８０ｅは、分岐結合端子１９０に接続される。グランド線１８０ｆは、接地端子１９１に接続される。

グランド線１８０fから流れる電流は、接地端子１９１、支持具１６０ｆおよびボス１１０を経由して箱枠１００に流れる。これにより、箱枠１００に接地端子を設ける必要がなくなり、更にグランド線１８０ｆの長さを短くすることもできる。

なお、支持具１６０は、分岐結合端子１９０や接地端子１９１だけでなく、リレー回路や増幅回路、抵抗素子等の電気品が設けられていてもよい。

また、支持具１６０は、ボス１１０上に螺子止めされるのではなく、接着剤や両面テープを用いて箱枠１００に接着されてもよい。

また、支持具１６０は、開口部１４２を通過可能な形状であれば、棒状に形成されるだけでなく、少なくとも一部を折り曲げ或いは湾曲させた形状に形成されてもよい。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、制御箱１０は、電子機器１２０を収容する箱枠１００と、箱枠１００内を仕切るとともに、開口部１４２が形成された仕切り部材１４０と、電線１８０を支持する複数の支持具１６０であって、箱枠１００内の空間が仕切り部材１４０で仕切られた第１の空間１０１ａと第２の空間１０１ｂとのそれぞれに固定される複数の支持具１６０と、複数の支持具１６０により支持され、開口部１４２を通過するとともに、電子機器１２０と接続された電線１８０と、を持つことにより、配線の作業負担を軽減することができる。また、少なくとも一つの実施形態によれば、配線施設作業の大半を箱枠１００の外で行うことができ、箱枠１００内の決められた空間内での作業を減らすことができるため、制御箱１０の製造工程を削減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…制御箱、１００…箱枠、１０１ａ、１０１ｂ…空間、１２０…電子機器、１４０…仕切り部材、１４２…開口部、１６０…支持具、１８０…電線

Claims (7)

1. 電子機器を収容する箱枠と、
   前記箱枠内を仕切るとともに、開口部が形成された仕切り部材と、
   電線を支持する複数の支持具であって、前記箱枠内の空間が前記仕切り部材で仕切られた第１の空間と第２の空間とのそれぞれに固定される複数の支持具と、
   前記複数の支持具により支持され、前記開口部を通過するとともに、前記電子機器と接続された電線と、
   を備える制御箱。
2. 前記支持具は、前記開口部を通過可能な形状およびサイズで形成されている、
   請求項１に記載の制御箱。
3. 前記支持具は、前記箱枠の内面から離間した位置で前記電線を保持する、
   請求項１または２に記載の制御箱。
4. 前記支持具は、前記電線を二箇所以上で固定可能な形状で形成されている、
   請求項１から３のうち何れか１項に記載の制御箱。
5. 前記支持具は、前記開口部の対向する辺同士を連結する位置で固定されている、
   請求項１から４のうち何れか１項に記載の制御箱。
6. 前記支持具は、導電体で形成されるとともに、前記箱枠に電気的に接続され、
   前記支持具により支持される電線のグランド線が、前記支持具に接続されている、
   請求項１から５のうち何れか１項に記載の制御箱。
7. 支持具に電線を取り付け、
   前記支持具を、箱枠内の空間を仕切る仕切り部材に形成された開口部にくぐらせて、前記仕切り部材で仕切られた各空間で前記支持具を固定し、
   前記支持具に取り付けられた前記電線を前記箱枠に収容された電子機器に接続させる、
   制御箱の組み立て方法。

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