JP5992311B2 - 鉄道車両用の蓄電池装置 - Google Patents

Description

この発明の実施形態は、鉄道車両用の蓄電池装置に関する。

鉄道車両として、例えば、電気車は、主電動機、負荷装置である空調装置、照明機器などに電源を供給する複数の電力変換装置、および、複数の電気機器を制御する制御装置を備えている。近年、停電等により架線から電力供給が得られない状況下であっても、少なくとも隣接する駅まで鉄道車両を移動できるように、電気車に電力を供給する非常走行用の蓄電池装置を備えた駆動システムが提案されている。このような蓄電池装置は、通常、直流電力を蓄える複数の蓄電池、蓄電池への電流の入出力を継断する遮断器、主回路、耐電圧コネクタ（以下、耐圧コネクタと称する）等を備えている。

一般に、蓄電池装置を含む鉄道車両用電気機器は、定期点検時に絶縁性能を確認するために、耐電圧試験を行う。ここで説明する耐電圧試験は、主回路とアース電位との間に規定電圧を印加して耐電圧を測定する試験を示している。耐電圧試験においては、規定電圧印加前の準備として、電気機器である装置内の主回路を同電位とする。すなわち、主回路の必要部位を短絡させる。その後、規定電圧を印加する。

特開２０１０−１３０７７２号公報

前述した蓄電池装置において、蓄電池に接続される主回路は、常時加圧されているため、組立時の感電防止と過充電などのシステム保護を図る必要がある。また、前述した耐電圧試験を行う際にも、遮断器を確実に遮断した状態で、短絡作業および電圧印加を行う必要がある。

そこで、本発明の課題は、感電の発生を防止し、安全性の向上した鉄道車両用の蓄電池装置を提供することにある。

本実施形態によれば、鉄道車両用の蓄電池装置は、電力を蓄電する蓄電池と、前記蓄電池に接続され前記蓄電池の充電を制御する主回路と、前記蓄電池と前記主回路との間に設けられ、これらの間の接続を断続する遮断器と、前記主回路に接続された固定側コネクタと、前記固定側コネクタに接続可能な可動側コネクタであって、前記固定側コネクタに接続された際に前記主回路を短絡する前記可動側コネクタと、を備える耐圧コネクタと、前記耐圧コネクタを覆う開閉可能なカバーと、前記遮断器のオン、オフを切換える切換えスイッチをオフ位置にロックする第１ロック機構であって、キーにより施錠および解錠操作が可能な第１ロック機構と、前記第１ロック機構のキーと共通の前記キーにより施錠および解錠操作が可能に形成され、前記カバーを閉じ位置にロックする第２ロック機構と、を備え、前記第１ロック機構および前記第２ロック機構は、それぞれ施錠状態でのみ前記キーを抜き差し可能に構成され、前記第１ロック機構により前記切換えスイッチを前記オフ位置へロックし、前記第１ロック機構から引き抜いた前記キーにより前記第２ロック機構の解錠操作を可能とするように構成され、前記第１ロック機構は、第１ロック位置と第１解除位置との間を移動可能な第１ロック部材と、前記キーにより回動可能に設けられ、回動に連動して前記第１ロック部材を移動させる第１キーシリンダと、を備え、前記キーおよび前記第１キーシリンダは、前記第１ロック部材を前記第１ロック位置に移動させる第１施錠位置に前記第１キーシリンダが回動した際、前記第１キーシリンダに前記キーを抜き差し可能となるように形成され、前記遮断器の前記切換えスイッチは、オン位置および前記オフ位置へ切換え可能な操作レバーを有し、前記操作レバーおよび前記第１ロック機構の前記第１ロック部材は、前記オン位置に切換えられた前記操作レバーが前記解除位置にある前記第１ロック部材の移動路上に位置し前記第１ロック部材の前記第１ロック位置への移動を規制し、前記オフ位置に切換えられた操作レバーに対して、前記第１ロック位置に移動した前記第１ロック部材が前記操作レバーの前記オン位置側に介在し、前記操作レバーの前記オン位置への切換えを規制するように配置されている。

図１は、第１の実施形態に係る蓄電池装置を備えた電気車制御装置を概略的に示すブロック図。 図２は、電気車の車両およびその床下に艤装された蓄電池装置を概略的に示す断面図。 図３は、前記蓄電池装置の外観を示す斜視図。 図４は、前記蓄電池装置の第１ロック機構および遮断器の切換えスイッチを示す斜視図。 図５は、前記切換えスイッチをオフに切換えた状態および第１ロック機構を示す斜視図。 図６は、前記切換えスイッチをオフに切換えた状態および第１ロック機構により切換えスイッチをオフ位置にロックした状態を示す斜視図。 図７は、前記蓄電池装置の充電装置箱内に設けられた耐圧コネクタ、触手防止カバー、および施錠状態の第２ロック機構を示す斜視図。 図８は、前記耐圧コネクタ、触手防止カバー、および施錠状態の第２ロック機構を示す側面図。 図９は、前記耐圧コネクタ、開放状態の触手防止カバー、および解錠状態の第２ロック機構を示す斜視図。 図１０は、前記耐圧コネクタの固定側コネクタに可動側コネクタを嵌合した状態、開放状態の触手防止カバー、および解錠状態の第２ロック機構を示す斜視図。 図１１は、第２の実施形態に係る蓄電池装置を概略的に示すブロック図。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る鉄道車両用の蓄電池装置について詳細にする。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る蓄電池装置を含む電気車制御装置を模式的に示す図である。
図１に示すように、鉄道車両としての電気車を駆動する電気車制御装置は、例えば、補助電源装置１０、電力変換装置１２、非常走行用の蓄電池装置１４を備えている。これらの補助電源装置１０、電力変換装置１２、蓄電池装置１４は、例えば、車両の床下に艤装されている。

補助電源装置１０は、架線１から集電装置（パンタグラフ）２および接触器１１を介して供給される直流電力を交流電力に変換して電気車の負荷装置１６に出力する。電力変換装置１２は、架線１から集電装置２および接触器１３を介して供給される直流電力を任意の電圧と任意の周波数の３相交流に変換して主電動機１８に供給する。非常走行用の蓄電池装置１４は、停電時等に、蓄えた電力を補助電源装置１０あるいは電力変換装置１２へ供給する。

蓄電池装置１４は、複数の電池モジュールからなる蓄電池２０、電圧検出器２２、蓄電池２０の充電および放電を制御する主回路（制御部）２４、蓄電池２０の入力側および出力側にそれぞれ設けられた遮断器２６、蓄電池装置１４の出力部と主回路２４との間に設けられた接触器（遮断器）２３等を備えている。遮断器２６は、例えば、蓄電池２０の過充電あるいは過放電時に、蓄電池２０の入出力を断続し、装置を保護する。電圧検出器２２は、蓄電池装置１４の入力（又は出力）電圧を測定する。蓄電池装置１４からの出力は、それぞれの接触器１１、１３の後段に接続して、補助電源装置１０および電力変換装置１２に入力される。
なお、補助電源装置１０、電力変換装置１２、および蓄電池装置１４の負極側は、電気車の車輪８を介して軌道６に接地されている。

次に、蓄電池装置１４について詳細に説明する。図２は、電気車の車両床下に艤装された蓄電池装置を概略的に示す図、図３は、蓄電池装置の外観を示す斜視図である。

図２および図３に示すように、蓄電池装置１４は、蓄電池箱３０および充電装置箱３２を有している。蓄電池箱３０は、車両３１の床下において、一側に沿って艤装され、充電装置箱３２は、反対側の側縁に沿って艤装され、蓄電池箱３０と背中合わせに配置されている。

第１筐体としての蓄電池箱３０は、矩形状の天井板３０ａ、一対の側板３０ｂ、３０ｃ、矩形状の底板３０ｄ、および一対の端板３０ｅを有し、全体として細長い矩形箱状に形成されている。天井板３０ａの複数箇所、例えば、５箇所には、蓄電池箱３０を車両３１の床下に艤装するための複数の取付金具、例えば、吊耳３４が固定さていれる。

蓄電池箱３０は、複数の吊耳３４を車両３１の床下にボルト止めすることにより、天井板３０ａが車両３１の床下と対向した状態で、床下に取付けられている。

図３に示すように、蓄電池箱３０内は、長手方向に並ぶ複数、例えば、収納室３５ｂ、３５ｃに仕切られている。これらの複数の収納室の内、収納室３５ｂ内に、図示しない電池モジュールが収納されている。電池モジュールは、直列あるいは並列に接続され、蓄電池２０を構成している。残りの１つの収納室３５ｃには、複数の電気部品、遮断器２６、遮断器２６の切換えスイッチをロックする第１ロック機構６４等が収納配置されている。

蓄電池箱３０の側面には、収納室３５に対応した点検窓が形成される。これらの点検窓は、蓄電池箱３０に脱着自在な矩形板状の点検カバー３８ｂ、３８ｃによって覆われる。点検カバー３８ｂ、３８ｃは、それぞれ一対のヒンジ３９により蓄電池箱３０に回動自在に支持され、ヒンジ３９を軸として開いた状態と閉じた状態を形成する。点検カバー３８ｂ、３８ｃは、閉じた状態において蓄電池箱３０の側板３０ｂを構成する。また、点検カバー３８ｂ、３８ｃは、複数のロックレバー４０により、蓄電池箱３０に取付けおよびロックされている。各点検カバー３８ｂ、３８ｃの表面には、点検カバーを把持するための取手４１が取付けられている。

図１ないし図３に示すように、第２筐体としての充電装置箱３２は、矩形状の天井板３２ａ、一対の側板３２ｂ、３２ｃ、矩形状の底板３２ｄ、および一対の端板３２ｅを有し、矩形箱状に形成されている。天井板３２ａの複数箇所、例えば、４箇所には、充電装置箱３２を車両３１の床下に艤装するための複数の取付金具、例えば、吊耳４４が固定されている。

充電装置箱３２は、複数の吊耳４４を車両３１の床下にボルト止めすることにより、天井板３２ａが車両３１の床下と対向した状態で、床下に取付けられている。充電装置箱３２は、一方の側板３２ｂが車両３１の外側に向いた状態で艤装される。

充電装置箱３２内には、収納室４６が形成される。収納室４６内に、電圧検出器２２、蓄電池２０の入出力を制御する主回路（制御部）２４、蓄電池２０の出力を断続する接触器２３、および、主回路を短絡させるための耐圧コネクタ、この耐圧コネクタを覆う触手防止カバー５０、および触手防止カバーを閉塞位置にロックする第２ロック機構７４等が設けられている。

充電装置箱３２の側面には、収納室４６に対応する点検窓が形成される。この点検窓は、充電装置箱３２に脱着自在な矩形板状の点検カバー４８によって覆われている。点検カバー４８は、一対のヒンジ４９により充電装置箱３２に回動自在に支持され、ヒンジ４９を軸として開いた状態と閉じた状態を形成する。点検カバー４８は、閉じた状態において充電装置箱３２の側板３２ｂを構成している。また、点検カバー４８は、複数のロックレバー５２により、充電装置箱３２に取付けおよびロックされる。点検カバー４８の表面には、点検カバーを把持するための取手５３が取付けられている。

図２に示すように、充電装置箱３２は、車両３１の床下に艤装され、また、充電装置箱内の電気機器は、配線５６およびコネクタ５７を介して、蓄電池箱３０内の電気機器に電気的に接続されている。
なお、本実施形態において、蓄電池装置１４は、独立した蓄電池箱３０と充電装置箱３２とを備える構成としたが、これに限らず、蓄電池箱と充電装置箱とを一体の筐体により構成してもよく、蓄電池装置の設置場所、設置スペースに応じて、変更可能である。

次に、蓄電池装置１４のロック機構（安全装置）について詳細に説明する。蓄電池装置１４を構成する蓄電池箱３０と充電装置箱３２は、それぞれロック機構を備えている。各ロック機構は、共通のロック解除手段によって解除される。共通のロック解除手段によりロック機構が解除されると、アクセス対象物にアクセスすることが可能となる。まず蓄電池箱３０のロック機構について説明し、次に充電装置箱３２のロック機構について説明する。

図４、図５、図６は、蓄電池箱３０内に設けられた遮断器２６の切換えスイッチ６０をロックする第１ロック機構６４を示している。図３および図４に示すように、蓄電池箱３０の収納室３５ｃ内に（２つの）遮断器２６が設置されている。これらの遮断器２６は、蓄電池２０と入力端との間、および蓄電池２０の出力と主回路２４との間に接続され、これらの間の接続を断続する。遮断器２６の前方側（点検窓側）を覆うように板金６２が設けられている。

板金６２には遮断器２６の切換えスイッチ６０が設けられている。切換えスイッチ６０は、操作レバー６１を有しおり、操作レバー６１が板金６２より突出するように設けられている。切換えスイッチ６０は、操作レバー６１を上下に切り換えることにより、遮断器２６をオン、オフ（閉開）することができる。

板金６２の前方側（点検窓側）の側面には、第１ロック機構６４が設けられている。第１ロック機構６４は、本体６７、ラッチ６８、キーシリンダ７０、キー７２を備えるラッチロック６６を有している。ラッチロック６６は、切換えスイッチ６０の近傍で板金６２上に取り付けられている。ラッチロック６６の構成の一部である矩形箱状の本体６７内には、円柱形状のラッチ６８が設けられている。ラッチ６８は、円柱形状であり、本体６７から切換えスイッチ６０側へ移動可能（突没可能）に設けられている。キーシリンダ７０は、本体６７の前方側（点検窓側）に設けられている。キーシリンダ７０は、解除手段であるキー７２の差込部を有しており、差込部はキーシリンダ７０に対して回動自在に設けられ、その回動に連動してラッチ６８が移動する。キー７２は、キーシリンダ７０の差込部へ抜き差し可能であり、差し込んだ状態でキーシリンダを回動させるためのキー７２と、を備えている。そして、切換えスイッチ６０およびラッチロック６６は、蓄電池箱３０の点検窓を通してアクセス可能に配置されている。

上記の構成を有する第１ロック機構６４のロック機能について説明する。ラッチ６８は、ロック部材として機能する。図４および図５には、ラッチ６８が解錠状態になっていることが示されている。また図６にはラッチ６８が施錠状態になっていることが示されている。ラッチ６８は、キー７２によりキーシリンダ７０を回動させることにより、解錠位置と施錠位置との間を移動する。図４および図５に示すラッチ６８は、本体６７側に引き込まれており、操作レバー６１とラッチ６８は離間している。図６に示すラッチ６８は、操作レバー６１がＯＦＦ（下）側に位置している。操作レバー６１のＯＮ（上）側に、本体６７から突出しているラッチ６８が位置している。この施錠状態において、キー７２はキーシリンダ７０より抜き差しが可能となる。

このような構成において通常運転時は、遮断器２６の切換えスイッチ６０はオン状態で、遮断器２６は蓄電池２０と通電状態にある。この通電状態において、ラッチ６８は、切換えスイッチ６０側への移動が操作レバー６１によって規制されている。つまり、切換えスイッチ６０の操作レバー６１がオン位置にある状態では、ラッチ６８が操作レバー６１と干渉し、ラッチロック６６の施錠動作を行うことができない。同時に、キー７２を抜くこともできない。

また、車両の停車時や耐圧試験時は、遮断器２６の切換えスイッチ６０はオフ状態で、遮断器２６と蓄電地２０は電気的接続が遮断状態にある。この遮断状態において、ラッチ６８は、操作レバー６１がラッチ６８の移動路から外れるため、切換えスイッチ６０側への移動が可能となる。この状態で、例えば、キー７２およびキーシリンダ７０が反時計方向に回動することにより、ラッチ６８が施錠位置に突出する。つまり、ラッチ６８が操作レバー６１のオン位置側に位置することになる。これにより、ラッチ６８は、操作レバー６１のオン位置への移動を規制し、操作レバー６１をオフ位置にロックする。また、ラッチ６８が施錠位置へ移動することにより、キーシリンダ７０からキー７２を引き抜き可能となる。

このような構成により、第１ロック機構６４では、遮断器２６の切換えスイッチ６０がオン状態にある場合は、キー７２を抜くことができない。そのため、通電状態において、第２ロック機構７４を解錠することが不可能となる。

次に、図７ないし図１０に示す電装置箱３２内に設けられた耐圧コネクタ７６の接続状態を規制する第２ロック機構７４について説明する。

図３、および図７ないし図９に示すように、充電装置箱３２の収納室４６内において、第２ロック機構７４、第２ロック機構の下部側に位置する耐圧コネクタ７６等、耐圧コネクタ７６等を覆う触手防止カバー５０が設置されている。

耐圧コネクタ７６と保持用コネクタ７８は、板状の支持枠７５の前方側（点検窓側）の側面に設けられている。耐圧コネクタ７６は、固定側コネクタ７６ａと可動側コネクタ７６ａを有しており、可動側コネクタ７６ａは、固定側コネクタ７６ａに対して着脱可能である。耐圧コネクタ７６は、蓄電池２０に接続されている主回路２４を短絡し、主回路を同電位とするために設けられている。固定側コネクタ７６ａには主回路２４の必要部位から延びる配線が接続されている。

固定側コネクタ７６ａは、通常は加圧されている状態である。触手による感電事故を防止するため、固定側コネクタ７６ａ、可動側コネクタ７６ｂおよび保持用コネクタ７８の前面に触手防止カバー５０が設置されている。図７ないし図１０に示すように、触手防止カバー５０は、例えば、金属板の上下を直角に折曲げ、ほぼＵ字形状の断面を有する形状に形成されている。触手防止カバー５０の下端部は、ヒンジ５１により支持枠７５に回動自在に取り付けられている。これにより、触手防止カバー５０は、図７および図８に示すように、固定側コネクタ７６ａ、可動側コネクタ７６ｂおよび保持用コネクタ７８の前面を覆う閉塞位置と、図９および図１０に示すように、固定側コネクタ７６ａ、可動側コネクタ７６ｂおよび保持用コネクタ７８の前面を開放する開放位置と、の間を回動可能に支持されている。

図７ないし図９に示すように、触手防止カバー５０の上端部には、ロック用の係合孔８０が形成されている。触手防止カバー５０の外面には、このカバーを開閉するための取手８１が取り付けられている。支持枠７５に係合部材８２が突設されている。この係合部材は、触手防止カバー５０が閉塞位置に回動された際、触手防止カバーの上部と係合して触手防止カバーを閉塞位置に保持する。

次に、触手防止カバー５０を閉塞位置にロックする第２ロック機構７４について説明する。図７ないし図９に示すように、第２ロック機構７４は、本体８５、ラッチ８６、キーシリンダ８７、キー７２を備えるラッチロック８４を有している。ラッチロック８４は、触手防止カバー５０の上端部近傍で、支持枠７５に取り付けられている。ラッチロック８４の本体８５は、矩形箱状で支持枠７５に取り付けられている。ラッチ８６は、円柱形状であり、本体８５から触手防止カバー５０側へ移動可能（昇降可能）に設けられている。キーシリンダ８７は、本体８５に対して回動自在に設けられキー７２の差込部を有しており、差込部の回動に連動してラッチ８６を移動させる。キー７２は、キーシリンダ８７に抜き差し可能であり、差し込んだ状態でキーシリンダ８７を回動させることができる。キー７２は、第１ロック機構６４のキー７２と同一のキーを用いる。そして、前述した触手防止カバー５０およびラッチロック８４は、充電装置箱３２の点検窓を通してアクセス可能に配置されている。

上記の構成を有する第２ロック機構７４のロック機能について説明する。ラッチ８６はロック部材として機能する。図９、図１０には、ラッチ８６が解錠状態となっていることが示されている。図７、図８には、ラッチ８６が施錠状態になっていることが示されている。ラッチ８６は、キー７２によりキーシリンダ８７を回動させることにより、解錠位置と施錠位置との間を移動する。また、キー７２は、キーシリンダ８７を施錠位置に回動した状態でのみ、キーシリンダ８７に抜き差し可能であり、キーシリンダ８７を解錠位置に回動した状態では、キーシリンダ８７から抜くことができないように構成されている。

図９および図１０に示すラッチ８６は、本体８５内に引き込まれており、ラッチ８６と触手防止カバー５０は離間している。図７および図８に示すラッチ８６は、本体８５から触手防止カバー５０側に突出している。ラッチ８６が触手防止カバー５０の係合孔８０内に挿通することで施錠状態となる。

このような構成において（蓄電池装置１４の）通常運転時は、図７および図８に示すように、耐圧コネクタ７６の可動側コネクタ７６ｂは、固定側コネクタ７６ａから外され、保持用コネクタ７８に嵌合されている。これにより、主回路２４は、短絡することなく、加圧状態となっている。また、触手防止カバー５０は、閉塞位置に回動され、耐圧コネクタ７６の前面を覆い、耐圧コネクタへ触手不能としている。更に、ラッチロック８４は、施錠状態にあり、ラッチ８６が触手防止カバー５０の係合孔８０内に挿通し、触手防止カバー５０を開くことが不可能な状態としている、すなわち、触手防止カバーを閉塞位置にロックしている。

このような構成において（蓄電装置１４の）停止時や耐圧試験時は、図９および図１０に示すように、ラッチロック８４を解錠する。ラッチロック８４を解錠すると、ラッチ８６が本体８５側に引っ込み、触手防止カバー５０の係合孔８０から抜ける。これにより、触手防止カバー５０を開放位置へ回動可能となる。触手防止カバー５０を開放し、保持用コネクタ７８に装着されていた可動側コネクタ７６ｂを固定側コネクタ７６ａへ移動する。これにより、主回路２４は、短絡状態となる。このとき、保持用コネクタ７８と可動側コネクタ７６ａが触手防止カバー５０の回動を抑制することにより、触手防止カバー５０は閉塞位置に位置することができない。そのため、主回路の短絡状態において、装置全体の扉を閉じることが不可能となる。

上記のように構成された蓄電池装置１４のインターロック作用について説明する。前述したように、蓄電池装置１４の通常運転時において、遮断器２６はオン状態（閉状態）で、蓄電池２０と主回路２４とを導通した状態にある。また、第１ロック機構６４のラッチロック６６は解錠状態であり、キーシリンダ７０にキー７２が差し込まれ抜けない状態となっている。一方、耐圧コネクタ７６の可動側コネクタ７６ｂは、固定側コネクタ７６ａから外され、保持用コネクタ７８に嵌合されている。これにより、主回路２４は、短絡することなく、加圧状態となっている。また、触手防止カバー５０は、閉塞位置に回動され、第２ロック機構７４のラッチロック８４により、閉塞位置にロックされている。キーシリンダ８７にキー７２は差し込まれていない。

蓄電池装置１４のメインテナンスにおいて、耐電圧試験を実施する時は、充電装置箱３２の触手防止カバーを開いて固定側コネクタ７６ａに可動側コネクタ７６ｂを接続する必要があるが、そのためには以下の動作を先に行う。まず、蓄電池箱３０の点検カバー３８ｃを外して収納室３５ｃを開放し、遮断器２６の切換えスイッチ６０をオフに切換える。これにより、遮断器２６がオフ（開放）となり、蓄電池２０と主回路２４との接続が遮断され、遮断器以下の回路が無加圧状態となる。次いで、図６に示したように、キー７２を回して第１ロック機構６４のラッチロック６６を施錠し、切換えスイッチ６０の操作レバー６１をオフ位置にロックする。その後、キーシリンダ７０からキー７２を抜き、充電装置箱３２へ持って行く。

充電装置箱３２の点検カバー３８ｃを外して収納室４６を開放する。そして、第１ロック機構６４から持ってきたキー７２を第２ロック機構７４のキーシリンダ８７に差込み、キー７２によりラッチロック８４を解錠する。これにより、ラッチ８６が触手防止カバー５０から引き抜かれてロックを解除し、触手防止カバー５０を開放可能となる。

次いで、図９に示すように、触手防止カバー５０を開放位置に回動させ、耐圧コネクタ７６へのアクセスが可能な状態とする。続いて、図１０に示すように、可動側コネクタ７６ｂを保持用コネクタ７８から取り外し、固定側コネクタ７６ａに嵌合する。これにより、主回路２４が短絡し、同電位となる。
この状態で、蓄電池装置１４の耐圧試験を行う。すなわち、主回路２４とアース電位との間に規定電圧を印加し、蓄電池装置１４の絶縁性能を確認する。また、可動側コネクタ７６ｂが保持用コネクタ７８に装着されている状態では、触手防止カバー５０を閉めるこができない。そのため、作業終了時には、蓄電池装置１４の通常運転時の状態にすることが必要となる。

以上より本実施形態は複数のロック機構と、複数のロック機構に共通した解錠手段を有している。各ロック機構は施錠状態と解錠状態から成る。第１ロック機構を解錠状態から施錠状態にすることで第１条件（遮断器の遮断）をロックし、第２ロック機構を施錠状態から解錠状態にすることで第２条件（主回路の短絡）をロックすることが可能となる。そのため、作業手順が離れた場所で行われたとしても、条件をロックして次作業に進むこととなり、安全性の確保が容易になる。
また第２条件のロックを解除しなければ、第１条件へ戻ることも不可能である。つまり。本実施形態おけるロック機構は、ロックする対象が分離した状態においても、対象のアクセス順序を変えて、アクセスすることが不可能である。そのため、安全性の確保が可能となる。

以上の動作を感電有無の観点で説明すると、初めに遮断器２６をオフすることで、遮断器以下は無加圧状態となり、感電の恐れはなくなる。この状態で、触手防止カバー５０を開けて固定側コネクタ７６ａに触手しても、無加圧状態なので、感電することはない。

以上のように構成された蓄電池装置１４によれば、遮断器２６の切換えスイッチをロックする第１ロック機構６４と、耐圧コネクタ７６を覆う触手防止カバーを閉塞位置にロックする第２ロック機構と、を設け、これらのロック機構を同一のキーで施錠および解錠操作する構成とすることにより、必ず、遮断器２６をオフに切換えて遮断器以下を無加圧状態にした後でなければ、触手防止カバーのロックを解除し、耐圧コネクタ７６へアクセスすることができない構成としている。従って、感電のおそれを無くし、安全性の向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、蓄電池装置１４は、独立して設けられた蓄電池箱３０と充電装置箱３２とを有し、蓄電池箱内に蓄電池２０および遮断器を収納し、充電装置箱内に主回路２４、接触器２３および耐圧コネクタを収納している。このような構成によれば、蓄電池から発生するガスが、充電装置箱内に侵入することがなく、ガスによる主回路および耐圧コネクタの損傷を生じることがない。また、接触器２３の遮断時に発生するガスが蓄電池箱３０内に侵入することを防止し、この発生ガスと蓄電池から発生するガスとの混合を防止することができる。これにより、蓄電池装置１４の信頼性および安全性が向上する。

なお、上述した実施形態において、第１および第２ロック機構は、ラッチロックに限定されることなく、共通のキーにより、ロック部材を切換えるもの、あるいは、共通のキーにより、電気的にロックを開閉するものでもよい。

次に、他の実施形態に係る電力変換装置について説明する。以下に述べる他の実施形態において、上述した第１の実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、異なる部分を中心に詳細に説明する。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係る蓄電池装置１４の全体構成を概略的に示すブロック図である。本実施形態によれば、蓄電池装置１４は、前述した第１および第２ロック機構に加えて、更なる安全装置を備え、２重の安全構造としている。すなわち、蓄電池装置１４は、点検カバー４８の近傍で充電装置箱３２に設けられた点検カバー４８の開放を検知する開放センサ、例えば、マイクロスイッチ９０と、マイクロスイッチ９０からの検知信号に応じて図示しないアクチュエータを作動させ遮断器２６をオフに切換える制御部９２と、を備えている。

点検、メインテナンスの際、点検カバー４８を外すと、マイクロスイッチ９０は点検カバーの開放を検知し、検知信号を制御部９２に送る。制御部９２は、検知信号に応じてアクチュエータを作動させ、遮断器２６をオンからオフへ切換える。これにより、点検カバー４８を外すと、遮断器２６が自動的にオフとなり、主回路２４を負荷圧状態とすることができる。従って、耐圧コネクタ７６等の充電装置箱３２内の機器にアクセスする際、感電のおそれを一層確実に防止することができる。

また、蓄電池箱３０内で点検カバー３８ｃの近傍に、点検カバー３８ｃの開放を検知する開放センサ、例えば、マイクロスイッチ９３を設置してもよい。この場合、点検、メインテナンスの際、蓄電池箱３０から点検カバー３８ｃを外すと、マイクロスイッチ９３は点検カバー３８ｃの開放を検知し、検知信号を制御部９２に送る。制御部９２は、検知信号に応じてアクチュエータを作動させ、遮断器２６をオンからオフへ切換える。従って、点検カバー３８ｃを外すと、遮断器２６が自動的にオフとなり、主回路２４を負荷圧状態とすることができる。これにより、耐圧コネクタ７６等の充電装置箱３２内の機器にアクセスする際、感電のおそれを一層確実に防止することができる。
なお、マイクロスイッチ９０、９３は、少なくとも一方が設けられていればよく、あるいは、２個以上もうけてもよい。

更に、図１１に示すように、蓄電池装置１４は、制御部９２に接続されたタイマー９４を備えていてもよい。この場合、制御部９２は、マイクロスイッチ９０あるいは９３からの開放検知信号を受けると、タイマー９４によりカウントを開始し、所定時間経過後、遮断器２６をオフ（開放）する。これにより、点検カバー３８ｃあるいは４８を開けると、所定時間経過後、自動的に遮断器２６をオフし、遮断器以下を無加圧状態とすることができる。
第２の実施形態において、蓄電池装置１４の他の構成は、前述した第１の実施形態に係る蓄電池装置と同一である。

以上のように構成された第２の実施形態に係る蓄電池装置によれば、点検あるいはメインテナンスの作業を開始した時点で、例えば、点検カバー３８ｃあるいは４８を開放した時点で、遮断器２６を自動的にオフすることができ、前述した第１および第２ロック機構と相まって、一層確実に感電を防止し、蓄電池装置の信頼性および安全性を向上することができる。

本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、蓄電池装置は、車両の床下に設置する場合に限らず、車両内部あるいは車両の天井等に設置するようにしてもよい。
以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］電力を蓄電する蓄電池と、
前記蓄電池に接続され前記蓄電池の充電を制御する主回路と、
前記蓄電池と主回路との間に設けられ、これらの間の接続を断続する遮断器と、
前記主回路に接続された固定側コネクタと、前記固定側コネクタに接続可能な可動側コネクタであって、前記固定側コネクタに接続された際に前記主回路を短絡する可動側コネクタと、を備える耐圧コネクタと、
前記耐圧コネクタを覆う開閉可能なカバーと、
前記遮断器のオン、オフ切換えスイッチをオフ位置にロックする第１ロック機構であって、キーにより施錠および解錠操作が可能な第１ロック機構と、
前記第１ロック機構のキーと共通のキーにより施錠および解錠操作が可能に形成され、前記カバーを閉じ位置にロックする第２ロック機構と、を備え、
前記第１ロック機構および第２ロック機構は、それぞれ施錠状態でのみ前記キーを抜き差し可能に構成され、前記第１ロック機構により前記切換えスイッチをオフ位置へロックし、前記第１ロック機構から引き抜いた前記キーにより前記第２ロック機構の解錠操作を可能とするように構成されている蓄電池装置。
［２］前記第１ロック機構は、ロック位置と解除位置との間を移動可能なロック部材と、前記
キーにより回動可能に設けられ、回動に連動して前記ロック部材を移動させるキーシリンダと、を備え、前記キーおよびキーシリンダは、前記ロック部材をロック位置に移動させる施錠位置に前記キーシリンダが回動した際、前記キーシリンダに前記キーを抜き差し可能となるように形成されている［１］に記載の蓄電池装置。
［３］前記遮断器の切換えスイッチは、オン位置およびオフ位置へ切換え可能な操作レバーを有し、
前記操作レバーおよび前記第１ロック機構のロック部材は、前記オン位置に切換えられた前記操作レバーが前記解除位置にあるロック部材の移動路上に位置し前記ロック部材のロック位置への移動を規制し、前記オフ位置に切換えられた操作レバーに対して、前記ロック位置に移動したロック部材が前記操作レバーのオン位置側に介在し、操作レバーのオン位置への切換えを規制するように配置されている［２］に記載の蓄電池装置。
［４］前記第２ロック機構は、前記カバーと係合可能なロック位置と前記カバーから離間する解除位置との間を移動可能なロック部材と、前記キーにより回動可能に設けられ、回動に連動して前記ロック部材を移動させるキーシリンダと、を備え、前記キーおよびキーシリンダは、前記ロック部材をロック位置に移動させる施錠位置に前記キーシリンダが回動した際、前記キーシリンダに前記キーを抜き差し可能となるように形成されている［１］ないし［３］のいずれか１項に記載の蓄電池装置。
［５］前記蓄電池、遮断器、第１ロック機構を収納した第１筐体と、前記主回路、耐圧コネクタ、カバー、および第２ロック機構を収納した第２筐体と、を備えている［１］ないし［４］のいずれか１項に記載の蓄電池装置。
［６］前記第１筐体は、前記遮断器の切換えスイッチおよび第１ロック機構へのアクセスを許容する点検窓と、前記第１筐体に脱着可能に取り付けられ、前記点検窓を閉じる点検カバーと、を備え、
前記第１筐体に設けられ前記点検カバーの開放を検知する開放センサと、前記開放センサの開放検知に応じて、前記遮断器をオフに切換える制御部と、を更に備えている［５］に記載の蓄電池装置。
［７］前記第２筐体は、前記耐圧コネクタ、カバー、および第２ロック機構へのアクセスを許容する点検窓と、前記第２筐体に脱着可能に取り付けられ、前記点検窓を閉じる点検カバーと、を備え、
前記第２筐体に設けられ前記点検カバーの開放を検知する開放センサと、前記開放センサの開放検知に応じて、前記遮断器をオフに切換える制御部と、を更に備えている［５］又は［６］に記載の蓄電池装置。

１…架線
１０…補助電源装置
１２…電力変換装置
１４…蓄電池装置、
１１、１３、２３…接触器
２０…蓄電池
２２…電圧検出器
２４…主回路（制御部）
２６…遮断器
３０…蓄電池箱
３１…車両
３２…充電装置箱、
５０…触手防止カバー
６０…切換えスイッチ
６１…操作レバー、
６４…第１ロック機構
６６…ラッチロック
６７…本体
６８…ラッチ、
７０…キーシリンダ
７２…キー
７４…第２ロック機構
７６…耐圧コネクタ
７６ａ…固定側コネクタ
７６ｂ…可動側コネクタ
７８…保持用コネクタ
８０…係合孔
８４…ラッチロック
８５…本体
８６…ラッチ
８７…キーシリンダ
９０、９３…マイクロスイッチ
９２…制御部

Claims (5)

1. 電力を蓄電する蓄電池と、
   前記蓄電池に接続され前記蓄電池の充電を制御する主回路と、
   前記蓄電池と前記主回路との間に設けられ、これらの間の接続を断続する遮断器と、
   前記主回路に接続された固定側コネクタと、前記固定側コネクタに接続可能な可動側コネクタであって、前記固定側コネクタに接続された際に前記主回路を短絡する前記可動側コネクタと、を備える耐圧コネクタと、
   前記耐圧コネクタを覆う開閉可能なカバーと、
   前記遮断器のオン、オフを切換える切換えスイッチをオフ位置にロックする第１ロック機構であって、キーにより施錠および解錠操作が可能な第１ロック機構と、
   前記第１ロック機構のキーと共通の前記キーにより施錠および解錠操作が可能に形成され、前記カバーを閉じ位置にロックする第２ロック機構と、を備え、
   前記第１ロック機構および前記第２ロック機構は、それぞれ施錠状態でのみ前記キーを抜き差し可能に構成され、前記第１ロック機構により前記切換えスイッチを前記オフ位置へロックし、前記第１ロック機構から引き抜いた前記キーにより前記第２ロック機構の解錠操作を可能とするように構成され、
   前記第１ロック機構は、第１ロック位置と第１解除位置との間を移動可能な第１ロック部材と、前記キーにより回動可能に設けられ、回動に連動して前記第１ロック部材を移動させる第１キーシリンダと、を備え、前記キーおよび前記第１キーシリンダは、前記第１ロック部材を前記第１ロック位置に移動させる第１施錠位置に前記第１キーシリンダが回動した際、前記第１キーシリンダに前記キーを抜き差し可能となるように形成され、
   前記遮断器の前記切換えスイッチは、オン位置および前記オフ位置へ切換え可能な操作レバーを有し、前記操作レバーおよび前記第１ロック機構の前記第１ロック部材は、前記オン位置に切換えられた前記操作レバーが前記第１解除位置にある前記第１ロック部材の移動路上に位置し前記第１ロック部材の前記第１ロック位置への移動を規制し、前記オフ位置に切換えられた前記操作レバーに対して、前記第１ロック位置に移動した前記第１ロック部材が前記操作レバーの前記オン位置側に介在し、前記操作レバーの前記オン位置への切換えを規制するように配置されている鉄道車両用の蓄電池装置。
2. 前記第２ロック機構は、前記カバーと係合可能な第２ロック位置と前記カバーから離間する第２解除位置との間を移動可能な第２ロック部材と、前記キーにより回動可能に設けられ、回動に連動して前記第２ロック部材を移動させる第２キーシリンダと、を備え、前記キーおよび前記第２キーシリンダは、前記第２ロック部材を前記第２ロック位置に移動させる第２施錠位置に前記第２キーシリンダが回動した際、前記第２キーシリンダに前記キーを抜き差し可能となるように形成されている請求項１に記載の鉄道車両用の蓄電池装置。
3. 前記蓄電池、前記遮断器、および前記第１ロック機構を収納した第１筐体と、前記主回路、前記耐圧コネクタ、前記カバー、および前記第２ロック機構を収納した第２筐体と、を備えている請求項１又は２に記載の鉄道車両用の蓄電池装置。
4. 前記第１筐体は、前記遮断器の前記切換えスイッチおよび前記第１ロック機構へのアクセスを許容する第１点検窓と、前記第１筐体に脱着可能に取り付けられ、前記第１点検窓を閉じる第１点検カバーと、を備え、
   前記第１筐体に設けられ前記第１点検カバーの開放を検知する第１開放センサと、前記第１開放センサの開放検知に応じて、前記遮断器をオフに切換える制御部と、を更に備えている請求項３に記載の鉄道車両用の蓄電池装置。
5. 前記第２筐体は、前記耐圧コネクタ、前記カバー、および前記第２ロック機構へのアクセスを許容する第２点検窓と、前記第２筐体に脱着可能に取り付けられ、前記第２点検窓を閉じる第２点検カバーと、を備え、
   前記第２筐体に設けられ前記第２点検カバーの開放を検知する第２開放センサを更に備え、
   前記制御部は、前記第２開放センサの開放検知に応じて、前記遮断器をオフに切換える請求項４に記載の鉄道車両用の蓄電池装置。

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