JP5307732B2 - 鉄道車両の連結のために構成された列車連結器のコネクタ及び連結ブロック - Google Patents

Description

本発明は、列車連結器の連結ブロックに支持されたコネクタに関し、このコネクタは、列車連結器によって互いに連結された列車車輌に取り付けられたデータ通信ネットワークを連結するようになっている。

旅行中、インターネットによってコミュニケーションを求める顧客要求に応ずるために、ブロードバンドネットワークは、高速データ通信のために列車車輌に設置されることができる。個々に列車車輌に設置されたネットワークは、データ通信ネットワークの管理のために必要であるハードウェア装置及びソフトウェアを共有するためにインター接続可能であることが好ましい。この目的のためのコネクタは、いくつかの特定の要求を受けなければならない。

第１に、コネクタは、少なくともイーサネット（登録商標）規格ＩＥＥＥ８０２．３ｕに従ってデータ転送能力を提供し、１秒につき１００メガビットのデータ転送能力を必要とする。

高速データ転送は、１００ＭＨｚの周波数で信号の伝導を必要とし、従って、コネクタは、隣接するコネクタなどの他の電磁源から干渉を避けるために電磁遮蔽を必要とする。
コネクタは、連結動作及び列車の走行中に発生する力学的荷重及び振動や、湿気、ちり、過度の温度を含む環境ストレスにさらに耐えなければならない。

好ましくは、この目的のためのコネクタは、列車車輌の連結／非連結時のデータ通信ネットワークの自動的連結／非連結のために配置されなければならない。

本発明の目的は、列車連結器の連結ブロックにコネクタを提供することであり、前記コネクタ及び連結ブロックは、列車に互いに連結された列車車輌間に１００ＭＨｚの周波数範囲で信号を伝導することができる。

本発明の他の目的は、列車連結器の連結ブロックにコネクタを提供することであり、コネクタは、容易且つ個々に取り替えることができる。
本発明のさらに他の目的は、１００ＭＨｚの周波数で信号を伝導することができ、列車の列車車輌の連結／非連結時の自動的連結／非連結のために配置された、列車連結器の連結ブロックにコネクタを提供することである。

これらの目的の一つあるいはいくつかは、添付の特許請求の範囲に画定されたコネクタ及び連結ブロックで達成される。
概要的に、本発明は、連結された列車車輌に別々に取り付けられたデータ通信ネットワーク間でデータ信号を伝導するコネクタを提供する。コネクタは、列車連結器の連結ブロックに取り付けられるように配置されたコンタクトホルダと、コンタクトホルダの前端部に挿入するように配置された金属コンタクトハウジングとを備える。金属コンタクト部材が、金属コンタクトハウジングに取り付けられると共に、金属コンタクトハウジングを通ってコンタクトホルダの後端部に取り付けられたコンダクタターミネーションまで電気的に絶縁されて伸びる。

この解決法により、課題の高周波のための電磁遮蔽されたコネクタが、連結ブロックの連結ブロックの修正を必要とせずに所望の位置に取り付けられることが達成される。換言すれば、同じコンタクトホルダは、１００Ｍビット／秒のデータコンダクタを連結するようになっている電磁遮蔽されたコネクタの取り付けに、あるいは、電力導体の接続に適応する強固なコネクタの取り付けに任意的に使用されることができる。

コンタクトホルダは連結ブロックに取り付けられたままであるが、金属コンタクトハウジング及び金属コンタクト部材は、そのコンタクトホルダから一体に取り外し可能である。従って、摩損又は損傷したコネクタは、連結ブロックから連結ホルダを取り外すことなく、連結ブロックの前面から個々に取り換えることができる。その解決法は、軽減されたメンテナンス時間及び改善された経済性の両方に関して利益を提供する。

金属コンタクトハウジングは、連結の際に金属コンタクト部材の前方にある連結するコネクタと係合するために、金属コンタクト部材の前方に伸びる方が好ましい。金属コンタクト部材は、このように損傷から保護され、連結する金属コンタクト部材との誘導連結を提供する。
好適一実施態様では、金属コンタクト部材は、直径を有する金属本体と、金属本体から伸びる小径のロッドとを備える。金属本体は、金属コンタクトハウジングを通って軸方向中央ボアに取り付けられ、ロッドは、金属コンタクトハウジングの後端部の外側に軸方向に伸びる。金属本体及びロッドは、一体形成することができ、また、適当な金属又は金属合金材の構成で作ることができる。ある適当な金属は、ステンレス鋼であり、他の適当な金属は、例えば、銅（cupper）である。
この実施態様の構造は、小さな寸法にも関わらず信頼できる動作を提供し、コンタクト部材の直径は、ロッド区分が約１ｍｍか１ｍｍ以下で、本体区分が約３ｍｍの範囲である。
コンタクトホルダは、金属コンタクトハウジングの後端部を取り付けるように配置された前シートと、前シートから隔離した後シートとを有する。後シートは、ケーブルコンダクタを取り付けるように配置され、前シートから後シートまで伸びる通路は、後シートの中に金属コンタクト部材のロッドを通過させるように配置されている。
この実施態様は、高周波データ転送のためあるいは低周波での電力の転送のためのコネクタの指示の制限されない万能性を提供する。
コンタクト部材は、金属コンタクトハウジングの前端部から金属コンタクトハウジングを通って中央ボアの中に挿入される。コンタクト部材は、金属コンタクトハウジングを通って中央ボアに形成された前ショルダと後ショルダとの間で軸方向に抑止され、絶縁材料で作られたスペーサ要素が、前及び後ショルダと、金属コンタクト部材の本体の両端部との間に配置されている。
スペーサ要素の一方は、弾性材料で作られ、半径方向の寸法で撓むことができる。半径方向の圧縮によって挿入されるが、可撓性スペーサ要素は、前ショルダの背後で半径方向に拡張されるのを許容され、これによって、前ショルダの背後にコンタクト部材の本体を抑止する。
上記実施態様は、可撓性スペーサ部材が前ショルダの背後にカチッと嵌るまで、金属コンタクトハウジングの前端部からの、コンタクト部材に支持されたスペーサ要素を有するコンタクト部材の挿入による簡単な取り付けを提供する。
スペーサ要素は、金属コンタクト部材に有益に共軸に支持され、金属コンタクトハウジングとの同軸に関連した金属コンタクト部材の中心を生じる。このようにして、スペーサ要素は、コンタクト部材の本体と、コンタクトハウジングを貫通するボアの周囲の壁との間に環状隙間の形成を確実にし、その隙間によって、コンタクト部材は、コンタクトハウジングから電気的に隔離される。
コネクタにおいては、金属コンタクトハウジングが雌コンタクト形状であり、コンタクト部材は、金属コンタクト部材の本体の前端部から伸びたコンタクトピンを備える。
コネクタにおいては、金属コンタクトハウジングが雄コンタクト形状であり、コンタクト部材は、金属コンタクト部材の本体の前端部に取り付けられるコンタクトスリーブを備える。
上記記載のように変形して、コネクタの利用可能な寸法を最適に利用される。

類似的に、本発明は、列車連結器の連結ブロックを提供する。複数のコネクタは、連結ブロックの前面に配置され、列車連結器によって互いに連結された列車車輌を電気的連結するために、対応する連結ブロックのコネクタと接合するようになっている。連結ブロックのコネクタの少なくともいくつかは、上述のように変形して、電磁遮蔽された金属コンタクトを介して、１００ＭＨｚの周波数範囲で信号を伝導するのに有効である。

列車連結器及び列車車輌のデータ通信ネットワークは、同様に提供され、上述したように連結ブロックとコネクタを介して１００Ｍビット／秒でデータ転送を達成する。
本発明は、添付の図面に関連して以下に詳細に説明される。

図１は、その前面が連結作動時に連結する列車連結器の対応する連結ブロックと連結するために前方に向いている、連結ブロックを有する列車連結器を示す。 図２は、概略的に示された、連結ブロックの断面図である。 図３ａは、本発明にかかる一対の互いに連結されたコネクタの縦断面図である。 図３ｂは、本発明にかかる一対の互いに連結されたコネクタの縦断面図である。

列車連結器１が示された図１に関し、列車連結器は、ドローバー２及び連結器ヘッド３を備える。作動中、ドローバー２は、図面に省略された列車車輌のシャシに取り付けられ、連結器ヘッドは、連結する列車連結器の対応する連結器ヘッドに連結するように配置されている。
連結ブロック４は、連結器ヘッドに支持され、連結ブロック４の前面に前方に向いた複数のコネクタ５を備える。図示しないが、作動中、コネクタの一群は列車車輌から連結ブロックの後面に伸びるということを理解されよう。連結ブロック及びコネクタの配置は、連結しかつ対応的に装着される列車連結器に連結する際に、対応する連結ブロックの連結コネクタとの自動式連結を提供する。従って、上記連結モードでは、連結ブロック及びコネクタは、互いに連結された列車車輌間で電力及び信号を伝達する。
連結ブロック４に支持されたコネクタ５は、共軸関係に連結できる雌状接触部及び雄状接触部を含んでいると概ね説明される。従って、コネクタ５は、典型的に、回転対称形状であり、いくつかの態様で共通の構造を含み、その根拠に対し、別の方法で述べられないなら、以下の説明が雌コネクタ及び雄コネクタの両方に関して理解可能である。
コネクタ５は、互いに連結された列車車輌間の動作制御のための電力及び／又は信号の伝達のために使用される。列車車輌の増大する多数の機能に役立つために、コネクタ５は、連結ブロックに大量に供給されるように設計される。コネクタは、隣接するコネクタ間にいくぶん制限された空間を残して図示のように並列した水平で且つ垂直な列で配置されている。
コネクタ５は、図２の断面図でわかるように、コンタクトホルダ６によって連結ブロック４の中に個々に取り付けられる。連結ブロック４には、コンタクトホルダ６が本体７に取り付けられる。本体７は、絶縁材料で作られ、連結ブロックに固定されている。より明確には、コンタクトホルダ６は、本体７を貫通して形成されたシート８に挿入される。図示の実施態様では、コンタクトホルダ６は、シートの中にカチッと嵌るように配置されている。この目的のために、コンタクトホルダは、スリーブ９として形成された前端部を有し、スリーブ９は、コンタクトホルダの前端部に軸方向スロット１０が取り付けられる結果、半径方向の寸法で圧縮できる。半径方向に突出したリップ１１は、前端部に終端する。前端部の半径方向の圧縮によって、コンタクトホルダは連結ブロックの後側からシート８の中に挿入されることができる。スロット付き前端部がその圧縮されていない形状に戻ると、リップ１１はシート８の前端部を画定する縁部と係合する。
コンタクトホルダ６は、コネクタ５の後端部を挿入するように構成された第１前シート１２を備える。コンタクトホルダとコネクタ間の係合は、取り外し可能であり、例えば螺子結合を含む。取り付けられた状態では、コンタクトホルダ６の前方スリーブ形状部分は、コネクタの外面に内面的に支持され、その目的のために、コネクタは、半径方向に突出したショルダ１３を有するように形成されることができる。ショルダ１３は、半径方向に拡張し連結ブロックへのコンタクトホルダの締結を強固にするため、スロット付き前端部を押圧するために僅かに円錐形にすることができる。
コンタクトホルダ６の反対側端部に配置された第２後シート１４は、第１前シート１２から分離される。この第２後シート１４は、コンタクトホルダ６への伝導体の挿入のために配置され、第２後シート１４を通って電気がコネクタ５に伝達される。
この説明を通じて、５０Ｈｚの周波数で振動する湾曲状信号によって典型的に特徴付けられる列車車輌機能の動作を制御する電力及び／又は信号を導くための有効なコネクタを有する連結ブロックが開示されている。イーサネット（登録商標）規約に基づく１００Ｍｂｉｔ／秒のブロードバンド容量でデータを転送することは、１０００００Ｈｚ又は１００ＭＨｚの周波数で振動する矩形波の実行を要する。このような状況のもとで、コネクタ５は、アンテナとして動き、それによって外部の電磁場及び働きが干渉し、信号にノイズが生じ、それは連結領域で周囲の金属スクリーンによって保護されなければならない。

列車車輌のブロードバンド収容力でデータ通信ネットワークをつなぐために修正されたコネクタ５’が、縦のセクションで連結する一対のコネクタを示す図３ａ及び図３ｂに示されている。各コネクタ５’は、コンタクトホルダ６の前端部に挿入されるように配置された金属コンタクトハウジング２０と、コンタクトハウジングに配置されたコンタクト部材２１とを備え、コンタクト部材２１は、コンタクトハウジングを通ってコンタクトホルダ６の後端部に設置されたコンダクタターミネーション２２まで伸びる。金属コンタクトハウジング２０は、前シート１２に取り外し可能に取り付けられ、コンダクタターミネーションは、上述のようにコンタクトホルダの後シート１４に収容される。

コンタクト部材２１は、コンタクトハウジング２０を通って中央ボア２３に支持され、コンタクトハウジング２０の後端部から挿入可能である。コンタクト部材は、第１直径を有する本体２４と、第１直径よりも小さい第２直径を有するロッド２５とを備え、ロッドは、後方向に本体から伸びる。本体２４は、両方の軸方向においてボアの内側に抑止される。この目的のために、ボア２３は、ボアの半径方向の寸法に関係して作られた前及び後ショルダ２６、２７を有する。ポリマー材料などの絶縁材料で作られたスペーサ要素２８、２９が、半径方向のショルダと、本体２４の両端部との間に挿入される。少なくとも一つのスペーサ要素２８は、弾性材料で作られ、半径方向の寸法で撓むことができ、半径方向の圧縮によって、ボアの中に挿入できる。半径方向の圧縮によって挿入されるが、可撓性スペーサ要素は、前ショルダの背後で半径方向に拡張されるのを許容され、これによって、前ショルダ２６の背後にコンタクト部材の本体２４を軸方向に抑止する。

図示の実施態様では、スペーサ要素２８、２９は、コンタクト部材２１に共軸に支持され、コンタクトハウジングを貫通するボアのコンタクト部材の中心を提供する。スペーサ要素は、このように、コンタクトハウジングの内側のコンタクト部材の電気的な隔離を提供する環状隙間３０の形成を確実にする。

ロッド２５の後端部３１がコンタクトハウジングの後端部の外側に突出するように、ロッド２５は、本体２４からコンタクトハウジング２０を貫通して伸びる。絶縁材料で作られたチューブ３２は、ロッドと同軸に動き、金属コンタクトハウジング２０からロッドの隔離を提供する。ロッドの後端部３１は、通路３３を介して、コンタクトホルダの後シート１４の中に突出し、後シート１４の中に収容されるコンダクタターミネーション２２と係合する。コンダクタターミネーション２２は、絶縁材料で作られた中間配置されたスリーブ３４によって後シートに固定配置された、図示のようなプラグソケットにすることができる。本明細書中のコンダクタ３５は、典型的に、４つのワイヤーイーサネット（登録商標）回路に含まれた単一のコンダクタであるが、本コネクタは、他のアプリケーションでも使用があるかもしれない。

図３ａの左側図では、雌形状のコンタクトハウジング２０を有するコネクタ５’が示されている。このコンタクト部材２１は、コンタクト部材の本体２４の前端部から雌コンタクトハウジングの開口内にわずかな距離まで伸びるコンタクトピン３６を含む。図３ｂの右側図では、雄形状のコンタクトハウジング２０を有するコネクタ５’が示されている。このコンタクト部材２１は、雄コンタクトハウジングの端部の内面からわずかな距離でコンタクト部材本体２４の端部に取り付けられるコンタクトスリーブ３７を含む。連結動作では、伸張したコンタクトハウジング２０は、関連したコンタクト部材２１の前方にある連結するコネクタと接触され、連結しない状況と同様に、連結動作において関連したコンタクト部材２１の案内を提供する。

連結動作において電気接触を確実にするために、図３ａ及び図３ｂにおいて符号３８で示すような可撓性接触要素又はワイヤースリーブをコンタクトスリーブ３７に挿入することができる。また、接触面は、一般的に同じ目的のためにめっきされることができる。

列車連結器に支持された連結ブロックにコネクタ５’を導入することにより、列車連結器及び連結ブロックは、相互連結された鉄道車両間のブロードバンドコミュニケーションの容量が提供される。また、鉄道車両間の１００メガビットのデータインターフェースの供給は、実際問題として、列車車輌へのブロードバンド能力の挿入の前提条件であり、それは、本発明の電磁遮蔽されたコネクタ５’によって実現される。

１ 列車連結器
２ ドローバー
３ 連結器ヘッド
４ 連結ブロック
５ コネクタ
６ コンタクトホルダ
７ 本体
８ シート
９ スリーブ
１０ スロット
１１ リップ
１２ シート
１３ ショルダ
１４ シート
１５−１９ （使用せず）
２０ コンタクトハウジング
２１ コンタクト部材
２２ コンダクタターミネーション
２３ 中央ボア
２４ 本体
２５ ロッド
２６ 前ショルダ
２７ 後ショルダ
２８ スペーサ要素
２９ スペーサ要素
３０ 環状隙間
３１ 後端部
３２ チューブ
３３ 通路
３４ スリーブ
３５ コンダクタ
３６ コンタクトピン
３７ コンタクトスリーブ

Claims (12)

1. 列車連結器の連結ブロック（７）に取り付けられるように配置されたコンタクトホルダ（６）を備え、連結された列車車輌に別々に取り付けられたデータ通信ネットワーク間で信号を伝導するコネクタ（５）であって、
   前記コネクタ（５）は、
   前記コンタクトホルダ（６）の前端部に挿入するように配置された金属コンタクトハウジング（２０）と、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）を通って前記コンタクトホルダ（６）の後端部に取り付けられたコンダクタターミネーション（２２）まで電気的に絶縁されて伸びる、前記金属コンタクトハウジング（２０）に取り付けられた金属コンタクト部材（２１）と、を備え、
   前記金属コンタクト部材（２１）は、直径を有する金属本体（２４）と、前記金属本体（２４）から伸びる小径のロッド（２５）とを備え、
   前記金属本体（２４）は、前記金属コンタクトハウジング（２０）を通って軸方向中央ボア（２３）に取り付けられ、
   前記ロッド（２５）は、前記金属コンタクトハウジング（２０）の後端部の外側に軸方向に伸びる、コネクタ。
2. 請求項１記載のコネクタにおいて、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）及び前記金属コンタクト部材（２１）は、前記連結ブロック（７）に取り付けられたままである前記コンタクトホルダ（６）から一体に取り外し可能である、コネクタ。
3. 請求項１又は２記載のコネクタにおいて、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）は、連結の際に前記金属コンタクト部材（２１）の前方にある連結するコネクタと係合するために、前記金属コンタクト部材（２１）の前方に伸びる、コネクタ。
4. 請求項１記載のコネクタにおいて、
   前記コンタクトホルダ（６）は、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）の後端部を取り付けるように配置された前シート（１２）と、
   ケーブルコンダクタターミネーション（２２）を取り付けるように配置された、前記前シート（１２）から隔離した後シート（１４）と、
   前記後シート（１４）の中に前記金属コンタクト部材（２１）の前記ロッド（２５）を通過させるために、前記前シート（１２）から前記後シート（１４）まで伸びる通路（３３）とを備える、コネクタ。
5. 請求項４記載のコネクタにおいて、
   前記金属コンタクト部材（２１）の前記本体（２４）は、前記金属コンタクトハウジング（２０）を通って前記ボア（２３）に形成された前ショルダ（２６）と後ショルダ（２７）との間で軸方向に抑止され、
   絶縁材料で作られたスペーサ要素（２８、２９）が、前記前及び後ショルダ（２６、２７）と、前記金属コンタクト部材（２１）の前記本体（２４）の両端部との間に配置されている、コネクタ。
6. 請求項５記載のコネクタにおいて、
   前記スペーサ要素（２８、２９）は、前記金属コンタクト部材（２１）に支持され、前記金属コンタクトハウジング（２０）との同軸に関連した前記金属コンタクト部材（２１）の中心を生じ、前記スペーサ要素（２８、２９）は、前記ボア（２３）と、前記金属コンタクト部材（２１）の前記本体（２４）との間に環状隙間（３０）を確実にする、コネクタ。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載のコネクタにおいて、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）は雌形状であり、前記金属コンタクト部材（２１）は、前記金属コンタクト部材（２１）の前記本体（２４）の前端部から伸びたコンタクトピン（３６）を備える、コネクタ。
8. 請求項１乃至６のうちのいずれか一つに記載のコネクタにおいて、
   前記金属コンタクトハウジング（２０）は雄形状であり、前記金属コンタクト部材（２１）の前記本体（２４）の前端部に取り付けられるコンタクトスリーブ（３７）を備える、コネクタ。
9. 列車連結器の連結ブロック（４；７）であって、
   前記列車連結器によって互いに連結された列車車輌を電気的連結するために、対応する連結ブロックのコネクタと接合するようになっている、前記連結ブロック（４；７）の前面に配置された複数のコネクタ（５；５’）を備え、
   前記連結ブロックは、前記コネクタ（５’）の少なくともいくつかは、請求項１乃至８のうちのいずれか一つに記載の電磁遮蔽された前記金属コンタクト部材（２１）を介して、１００ＭＨｚの周波数範囲で信号を伝導するのに有効であるという点で特徴付けられている、連結ブロック。
10. 請求項９記載の連結ブロックにおいて、
    前記電磁遮蔽された金属コンタクト部材（２１）は、４つのワイヤーイーサネット（登録商標）ケーブルに含まれた単一のリード線に別々に連結されている、連結ブロック。
11. 請求項９又は１０に記載の連結ブロック（４；７）を備える列車連結器。
12. 請求項９又は１０に記載の連結ブロック（４；７）を含むデータ転送インターフェースを備える列車車輌のデータ通信ネットワーク。

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