JP5374409B2 - 鉄道車両のバッテリー格納装置 - Google Patents

Description

本発明は、鉄道車両の主に床下に配備されるバッテリー（通常、二次電池）の格納装置に関するものである。ただし、本発明の対象とするバッテリー格納装置は、二次電池用に限定されない。

この種のバッテリーは、停電時のバックアップとして非常電源用に鉄道車両に搭載されている。このため、上記バッテリーは常時充電し、停電時には確実に使用できる状態を確保する必要がある。したがって、バッテリーの電解液が不足しないように、定期的にメンテナンスが行われる。こうしたメンテナンスは、通常、床下に設置されているバッテリー格納ケースからバッテリーをトレイごと引き出して行われている。

ところで、鉄道車両は走行中に動揺することから、格納ケース内でバッテリーが動揺しないように格納位置でトレイが固定されるようになっている。一方、メンテナンス時はトレイを格納ケースから外方（車両外側）へ引き出し、バッテリーの電解液の量や電解液の状態などを目視により確認し、必要に応じて電解液の補充等をする必要がある。このため、格納ケースからバッテリーをトレイとともに引き出した位置で、保持しなければならない。

しかし、バッテリーは非常に重く、従来、その重量を支えて任意の位置で固定できるトレイの引き出し装置は実施されていない。そこで、従来は、図示は省略するが、格納ケース内においてトレイの両側面にトレイをスライドさせるための可動機構を取り付け、格納位置と引き出し位置の２箇所でトレイが固定されるようにしていた。

その他の先行技術として、車体に配設される正面開口の格納ボックスにバッテリー載置用のトレイが抜止めして引出し可能に収納される車両のバッテリー格納装置において、上記格納ボックスには操作ノブを有するワイヤケーブルと、このワイヤケーブルに連繋して上記操作ノブの引操作で解除動作する係合爪を備えたキャッチャとを付設し、このキャッチャの係合爪に係止されるラッチピンを上記トレイに付設してトレイを収納状態に保持するロック機構を構成するとともに、収縮状態のガスステーを介して上記トレイを押出し可能に格納ボックスに支持した構造の車両のバッテリー格納装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

実公昭６０−１５０７７２号公報

しかしながら、従来の上記構造ではつぎのような点で改良すべき余地がある。
（１）トレイの可動機構を取り付けるためのスペースが必要になる分、格納ケースが大きくなる。
（２）可動機構の操作時は、一方の手でトレイを押さえて移動させながら、他方の手でトレイの押さえる場所から離れた箇所にある可動機構を操作しなければならないが、鉄道車両の床下での作業で熟練を要する上に、重量のあるトレイを片方の手で支持しながら前記可動機構を解除する作業は安全性および安定性を欠く。

また、上記特許文献１の車両のバッテリー格納装置ではつぎのような不都合がある。
（ａ）トレイのロック機構が、トレイを定位置に固定する係止爪を有するキャッチャを、操作ノブをワイヤーケーブルを介して操作することによりトレイ側に付設されたラッチピンとの係合を解除する構造からなるので、構造が複雑である。
（ｂ）一方の手で操作ノブを操作しながら、他方の手でトレイを支持する必要がある。
（ｃ）トレイの引き出しをガスステーを介して行うようにしているので、トレイを格納位置に押し込む際に大きな力で押し込む必要がある。
（ｄ）ロック機構を解除する機構がバッテリーの上方に配置されるために、格納装置の高さが高くなる。

本発明は上述の点に鑑みなされたもので、バッテリー格納ケースを大きくする必要がないことおよび、バッテリーを搭載するトレイの移動作業とトレイを所定位置に固定したりその固定状態を解除したりする操作とを容易にし、熟練の有無に拘わらず安全かつ簡単に行えるようにすることを可能にする、鉄道車両のバッテリー格納装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために本発明に係る鉄道車両のバッテリー格納装置は、鉄道車両の主に床下に取り付けられるバッテリー格納ケース内の前後方向に沿ってバッテリー搭載用トレイが移動可能に装填されるバッテリー格納装置において、複数台のバッテリーが幅方向に一定間隔をあけて搭載される前記トレイの幅方向の中央部付近で前記バッテリー間の前後方向に、ストッパー杆をトレイ前面から後端にわたり配置し、前記ストッパー杆をその前端寄りを支点として上下動可能に取り付け、ストッパー杆の前端に操作部を設けるとともに、前記トレイより後方へ突出させた前記ストッパー杆の後端にストッパー片を下向きに吊設し、前記バッテリー格納ケースの底面上に前記ストッパー杆に沿って前後方向にガイドレールを設け、このガイドレールに前記ストッパー片の下端部が嵌入可能な溝を複数箇所設けたことを特徴としている。

上記の構成を有する本発明に係る鉄道車両のバッテリー格納装置によれば、前記ストッパー杆前端の操作部を片方の手でもっていったん押し下げた後に前方へ引っ張れば、前記格納ケース内からバッテリーがトレイに搭載された状態で引き出される。この状態で操作部の押し下げを解除すれば後端のストッパー片はガイドレール上をスライド（摺動）し、溝の位置でストッパー杆の自重により溝内に嵌入してトレイが固定される。この状態でトレイは格納ケースから少なくとも一部が引き出されている。したがって、トレイ上のバッテリーの電解液の量や状態を点検したり電解液を補充したりできる。また、同様に操作部を押し下げれば、ストッパー片の下端部が溝から抜けてトレイが移動可能になるので、トレイを前方へ引き出せばつぎの溝の位置でトレイが固定される。ガイドレールには複数のストッパー片用溝を設けており、例えば、ガイドレールの最後端位置、中間位置および最前端位置に設定すれば、格納ケースに対するトレイの完全収納状態、中間引き出し状態および完全引き出し状態でトレイが固定される。したがって、複数台のバッテリーの点検を効率的に行うことができる。

一方、最前位置まで引き出されたトレイの格納は、前面の操作部を片手で押し下げながら格納ケース内の後端まで押し込めばよい。

請求項２に記載のように、前記ガイドレールの最後端および最前端の少なくとも２箇所に、前記ストッパー片用溝を設けることができる。

このようにすれば、格納ケースに対するトレイの完全収納状態および完全引き出し状態でトレイが固定されるので、トレイ全体を引き出してバッテリーの残りの部分を点検することができる。このため、点検作業が容易で、複数台のバッテリーの点検を効率的に行うことができる。なお、前記ガイドレールの前後方向の中間位置にも前記ストッパー片用溝を設ければ、トレイを途中まで引き出して中間引き出し状態でバッテリーの一部の点検を行うことができる。

請求項３に記載のように、前記ストッパー杆の一対をそれぞれ複数のバッテリーが前後方向に沿って連続する１組のバッテリーユニットを挟んで平行に配置するとともに、各ストッパー杆の前端寄りを前記トレイに対し上下方向に揺動回転可能に設け、前記各ストッパー杆の前端に跨って共通のバー状操作部を取り付け、前記バー状操作部を押し下げることで前記ストッパー杆後端のストッパー片が上昇し、前記操作部をもって前記トレイを前後方向に移動できるようにすることができる。

このようにすれば、１本のバー状操作部を片方または両方の手で持ちながら押し下げたり前方へ引っ張ったり後方へ押し込んだりすることで、バッテリーを格納ケースから取り出して電解液の量や状態を点検したり、電解液が不足する場合は補充したりすることができる。

本発明に係る鉄道車両のバッテリー格納装置には、つぎのような優れた効果がある。

・バッテリー間の隙間を利用して操作機構を設けたので、バッテリー格納ケースを大きくする必要がない。

・バッテリーを搭載するトレイの移動作業と、トレイを所定位置に固定したりその固定状態を解除したりする操作とがそれぞれ容易になり、熟練の有無に拘わらず片手または両手で操作部を持ちながら安全かつ簡単に行えるようにできる。

本発明の実施形態に係るバッテリー格納装置１を示す斜視図で、バッテリー７を搭載していないトレイ６を格納ケース２から引き出した状態を表している。 本発明の実施形態に係るバッテリー格納装置１を示す側面図で、バッテリー７を搭載したトレイ６を格納ケース２から引き出した状態を表している。 トレイ６を示す斜視図である。 図４（ａ）はトレイ６を示す側面図、図４（ｂ）はストッパーレバー９の動作を概略的に示す側面図である。 本発明の実施形態に係るバッテリー格納装置が電車の床下に設置された状態を示す底面図である。 図５のＣ−Ｃ線断面図で，拡大して表している。 スライドレールの一例を示すもので、図７（ａ）は図７（ｃ）のａ−ａ線拡大断面図、図７（ｂ）は平面図、図７（ｃ）は正面図で、スライドレールの最伸張状態を表している。 本発明の実施形態に係るバッテリー格納装置１を示す斜視図で、バッテリー７を搭載したトレイ６を格納ケース２から引き出した状態を表している。

以下、本発明に係る鉄道車両のバッテリー格納装置について実施の形態を図面に基づいて説明する。

図５に示すように、鉄道車両としての電車２１の床下にバッテリー格納装置１が車幅方向に設置されている。このバッテリー格納装置１は格納ケース２を備え、図６に示すように格納ケース２は四角筒形で前方が開口しており、通常、図６のように格納ケース２の前方開口３を電車２１の側方（外側）に向けて台枠２２の下部に取り付けられている。図２に示すように、格納ケース２の前方開口３には上縁部に蓋板４の上端縁部４ａが上下方向に開放可能にヒンジ５により取り付けられている。蓋板４は跳ね上げ式で，上方へ約１２０°回転させた状態で開放位置に保持される。また、元の下方位置へ回転させて閉鎖した状態で閉鎖位置に保持される。

格納ケース２内には，図１に示すように前方より見て横長のトレイ６が前後方向にスライド可能に装着されている。トレイ６の本体は、図３および図４に示すように長方形状の底板６ｃの周囲に枠板６ｂを備えた浅い箱形である。本例では、図８に示すようにトレイ６上に縦長のバッテリー７が幅方向に一定間隔（中央の１組と左右両側の２組との間に間隔）をあけて５組搭載される。各組のバッテリー７は５個ずつからなり、５個のバッテリー７が前後方向に一連に連続し直列に接続されたバッテリーユニットが構成されている。トレイ６の両側面の上端から水平な側辺６ｄがそれぞれ側方に張り出して設けられている。格納ケース２内において、図１のようにトレイ６の両側面にスライドレール８が配設され、トレイ６はその両側のスライドレール８に支持されて前後方向にスライドする。

トレイ６の幅方向の中央部において、図８に示すように中央に搭載されるバッテリー７を挟むように一対の断面逆Ｌ形で板状のストッパー杆９がそれぞれ隣接するバッテリー７との間隙（元々設けられたスペース）を通して前後方向に配置されている。各ストッパー杆９は、前端寄りでトレイ６の底板６ｃ上に立設された支持具１０の上端部で支軸１０ａにより上下方向に揺動回転可能に支持されている。この状態で，各ストッパー杆９は前端から後端にかけて下向きに傾斜している。各ストッパー杆９の前端部分はトレイ前面（前方の枠板６ｂ）の上方より前方へわずかに突出し、後端部分は後方の枠板６ｂの開口６ｅ（図４）を貫通して後方へ突出している。

格納ケース２内の底面上に、トレイ６側の各ストッパー杆９に対応する位置にガイドレール１１が固定されている。各ストッパー杆９の後端に、板状のストッパー片１２の上端部が枢着されている。ストッパー片１２は横向きで縦向きのガイドレール１１に直交し、ガイドレール１１上をストッパー片１２の下端が摺動しながら移動する。図２に示すように、ガイドレール１１の前端位置と後端位置および中間位置にストッパー片用溝１１ａ〜１１ｃが形成されており、各溝１１ａ〜１１ｃでストッパー片１２が自重により嵌入する。なお、ストッパー片用溝１１ａ〜１１ｃを設ける位置は３箇所に限るものではなく、２箇所、４箇所あるいは５箇所であってもよい。要するに、前後端以外の中間位置はトレイ６を一部引き出して固定した状態でバッテリー７の電解液等を点検するためのもので、中間位置に１箇所以上あれば好ましいが、省くこともできる。

各ストッパー杆９の前端部には、共通のパイプ状操作部１３が両方のストッパー杆９に跨って連接金具１３ａにより一体に取り付けられている。この構成により，ストッパー片１２がストッパー片用溝１１ａ〜１１ｃに嵌入した状態で操作部１３を押し下げることにより各ストッパー杆９の後端のストッパー片１２が持ち上がってストッパー片用溝１１ａ〜１１ｃより抜け出し、トレイ６が移動可能状態となる。このため、一つの操作部１３を介してトレイ６を前後方向に移動させることができる。

なお、図３中の符号１４は留め金で、トレイ６が格納ケース２の終端まで押し込まれた状態で、図４に示すように格納ケース２の底板から立ち上がった前枠部に係止され、トレイ６が固定される。符号１５はストッパーで、各ストッパー杆９が後方枠板６ｂを貫通する開口６ｅの周囲を覆い、各ストッパー杆９の上がり過ぎを防止する。

また、スライドレール８は市販品を使用することができる。例えば、図７に示すように外レール８ａに中間レール８ｃが内装され、中間レール８ｃに内レール８ｂが内装されている。外レール８ａと中間レール８ｃ間および中間レール８ｃと内レール８ｂ間にボールベアリング８ｄがそれぞれボールリテーナ８ｅを介して装着されている。スライドレール８は内外レール８ａ・８ｂを備え、一方のレール８ａは格納ケース２の内面に取り付けられ、他方のレール８ｂはトレイ６の両側枠板６ｂの外面に取り付けられている。本例では、トレイ６上に搭載された５組のバッテリー７をスムーズに移動するため、ボールベアリング内蔵のスライドレールを用いたが，これに限定するものではなく、ガイドレールなどのスライド機構を用いてもよく、トレイ６自身に車輪を取り付け台車形式にしてもよい。

上記のようにして本実施形態に係るバッテリー格納装置１が構成されるが、このバッテリー格納装置１は下記のように使用される。

作業者が定期的にバッテリー７を点検するが、電車２１の床下に設置されている格納ケース２の蓋板４を上方に跳ね上げ、前方開口３を開放する。この状態で、トレイ６の前面の操作部１３を片手で持って押し下げた後、前方へ引き出す。操作部１３を押し下げることで，ストッパー杆９の後端のストッパー片１２が後端の溝１１ａから抜け出し、トレイ６が前方へ引き出し可能な状態になるので、操作部１３を持って前方へ引き出す。ストッパー片１２がガイドレール１１上を摺動し、ストッパー杆９およびストッパー片１２の自重により、中間位置の溝１１ｂに嵌入してトレイ６が固定される。この状態で、作業者は一部引き出されたトレイ６上の５組のバッテリー７を点検することができる。トレイ６上の各組のバッテリー７は、図８のように必然的に点検用に間隔を空けて搭載されているので、透明なバッテリー容器内の状態や電解液の量などを点検することができる。同様にして、操作部１３を持ってトレイ６を最前位置まで引き出し、バッテリー７を点検することができ、また電解液が不足していれば補充することができる。トレイ６を定位置まで引き出した状態で、トレイ６が固定されるので、作業者は両手がフリーになり、バッテリー７の点検や電解液の補充等を熟練を要すことなく容易にかつ安全に行うことができる。このようにして点検作業が終了すれば、操作部１３を押し下げた状態のまま、トレイ６を格納ケース２内の後端まで押し込めば、ストッパー片１２が後端の溝１１ａに嵌入し固定されるので、蓋板４を下方へ旋回して前方開口３を閉じれば作業が終了する。

以上に本発明に係る鉄道車両のバッテリー格納装置の一実施形態を示したが、下記のように実施することもできる。

・前記実施形態では、一対のストッパー杆を設けて各ストッパー杆に吊設したストッパー片によりトレイを定位置に固定するようにしたが、ストッパー杆は１本でもよく、３本以上でもよい。ただし、３本以上のストッパー杆についても共通の１つの操作部で操作できるようにする必要がある。

・ストッパー杆は板状に限らず、棒状であってもよい。

・トレイ６は前後方向の奥行きを短くして横長形状にしたが、奥行きの深い縦長形状にすることもできる。

１ バッテリー格納装置
２ 格納ケース
３ 前方開口
４ 蓋板
５ ヒンジ
６ トレイ
６ｂ 枠板
６ｃ 底板
６ｄ 側辺
６ｅ 開口
７ バッテリー
８ スライドレール（スライド機構）
９ ストッパー杆
１０ 支持具
１０ａ 支軸
１１ ガイドレール
１１ａ〜１１ｃ ストッパー片用溝
１２ 板状ストッパー片
１３ パイプ状操作部
１３ａ 連接金具
１４ 留め金
１５ ストッパー
２１ 電車（鉄道車両）
２２ 台枠

Claims (3)

1. 鉄道車両に取り付けられるバッテリー格納ケース内の前後方向に沿ってバッテリー搭載用トレイが移動可能に装填されるバッテリー格納装置において、
   複数台のバッテリーが幅方向に一定間隔をあけて搭載される前記トレイの幅方向の中央部付近で前記バッテリー間の前後方向に、ストッパー杆をトレイ前面から後端にわたり配置し、前記ストッパー杆をその前端寄りを支点として上下方向に揺動回転可能に取り付け、ストッパー杆の前端に操作部を設けるとともに、前記トレイより後方へ突出させた前記ストッパー杆の後端にストッパー片を下向きに吊設し、前記バッテリー格納ケースの底面上に前記ストッパー杆に沿って前後方向にガイドレールを設け、このガイドレールに前記ストッパー片の下端部が嵌入可能な溝を複数箇所設けたことを特徴とする鉄道車両のバッテリー格納装置。
2. 前記ガイドレールの最後端および最前端の少なくとも２箇所に、前記ストッパー片用溝を設けた請求項１に記載の鉄道車両のバッテリー格納装置。
3. 前記ストッパー杆の一対をそれぞれ複数のバッテリーが前後方向に沿って連続する１組のバッテリーユニットを挟んで平行に配置するとともに、各ストッパー杆の前端寄りを前記トレイに対し上下方向に揺動回転可能に設け、前記各ストッパー杆の前端に跨って共通のバー状操作部を取り付け、前記バー状操作部を押し下げることで前記ストッパー杆後端のストッパー片が上昇し、前記操作部をもって前記トレイを前後方向に移動できるようにした請求項１または２に記載の鉄道車両のバッテリー格納装置。

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