JPS6030725Y2 - 鉄道車両の電気加熱導線および制御導線の少なくとも一方の自動接続用ケ−ブルコネクタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、車両の機械的連結過程の際または連結過程後
、接触子保持体中に保持される押圧接触子または差込み
接触子をもつ接触子箱の相互接触によりこれらの接触子
が係合し、電気導線の接続のほかに、複数の光ファイバ
の接続用の円筒状挿入片を使用して、光学的指令伝送用
光ファイバも自動的にいっしょに接続可能であり、これ
らの光ファイバが円筒状挿入片に環状に配列されかつ平
行に整列されて取付けられている、鉄道車両の電気加熱
導線および制御導線の少なくとも一方の自動接続用ケー
ブルコネクタに関する。

１ツエー・ニー・ファウガラス工業年鑑ヨ１０３、１９
７師第２−３号２−３月号１１４ないし１２４ページか
ら、鉄道用自動電気ケーブルコネクタにおいて電気導線
のほかに光ファイバもいっしょに接続することは既に公
知である。

この場合光ファイバを介して制御情報が車両から車両へ
伝送される。

そこでは光ファイバの接続は、精密研摩されたファイバ
端部を精確に中心合わせして突合わせる差込み接続部に
よって行なわれる。

いわゆる固定光ファイバコネクタに対しては、現在減衰
の少ない接続に関する問題はもはやない。

光ファイバは非常に狭い公差で差込みコネクタおよび回
転コネクタ中をきわめて精確に通すことができる。

これに反し自動ケーブルコネクタでは、差込みコネクタ
を荒っぽい鉄道運転に合わせ、長時間にわたって必要な
狭い公差で精確に導き、高度の摩耗によって伝送品質が
低下しないようにするには困難がある。

光ファイバの有効部分は例えば２００μであり、許容中
心ずれの限界値は充分小さい。

同じように最小角度ずれも許される。

これらの値は差込み接続部に精密６出し装置を使用して
非常に狭い公差によってのみ得られ、これらの値は電気
コネクタにおける公差に対する高度の要求をはるかに越
えている。

摩耗によりこのような差込み接続部の寿命は短く、制作
が著しく高価になる。

汚れの問題はさらに重大である。

１つの塵埃粒子も光伝送を完全に不能にする。

なぜならば、この粒子は大ていの場合ファイバの直径よ
り大きいか、ファイバ端部の突合わせの際少なくとも高
度研摩の端部を傷つけて、減衰が許容できない値をとる
ようにするからである。

光ファイバの端部が直接に接続される公知のケーブルコ
ネクタでは、これらの問題を処理せねばならない。

ここでは中心合わせが特別な案内ピンにより行なわれ、
機械的に損傷し易い摺動構造が密封したがって防塵を行
なうようにする。

ここにはまだかなりの欠点がある。

これに対し本考案の課題は、自動ケーブルコネクタに使
用できかつ保守および交換が容易で上述の問題を確実に
解決する信頼性のある光フアイバコネクタを提供するこ
とにある。

最初にあげた種類のコネクタにおいてこのような課題を
解決するため本考案によれば、円筒状挿入片が、ケーブ
ルコネクタ半休の付属する接触子保持体内に自在継手状
に支持されて中心を合わせて結合可能であり、かつ光線
を広げるレンズプラグを備えた光フアイバ繊維を保持し
、各円筒状挿入片の前に、すべてのレンズ系を湿気、曇
りまたは塵埃に対して共通に密封するガラス板が設けら
れ、かつ軸線方向に延びて圧縮空気接続部をもつ中心孔
を経て外部から継続的に空気を当てられることができる
。

本考案によれば、環状に配列して取付けられた複数の光
ファイバをもつコネクタ挿入片は、付属する接触子保持
体内に自在継手状に支持されているので、鉄道車両の反
覆されるあらっぽい連結過程においても、光ファイバの
精確に同軸的な自動接続が可能にある。

しかも光ファイバにそれぞれ固定的に対応して設けられ
るレンズ系に対して共通なガラス板がコネクタ挿入片の
前に設けられて、鉄道車両には常に存在する圧縮空気源
から空気を継続的に当てられるので、塵埃や雨雪にさら
される苛酷な条件のもとで運転される車両に使用しても
、湿気、曇りあるいは塵埃のため光伝送能力を低下する
ことがない。

またそれぞれ複数の光ファイバをまとめて接続すること
により、公差の角度誤差に及ぼす影響は少なくなる。

すなわちコネクタ挿入片において、構成部分の取付は基
部を大きくかつ製作精度を同じくした場合、たとえ小さ
くても常に生ずる角度ずれをさらに小さくすることがで
き、製作精度を減する場合この角度ずれを少なくとも維
持することができる。

さらに光線を広げて再び集束するレンズプラグの使用に
より、光フアイバ端部の突合わせは不要になり、またそ
れに伴う問題はなくなる。

接続を行うレンズ系とこれらレンズ系の間で光フアイバ
直径の数倍に広がる平行光線（レーザ光線）との間隔は
問題とならない。

同様にコネクタ挿入片のずれは、光線直径が広がる場合
容易に制御でき塵埃粒子がレンズ系を完全に覆ったり傷
つけたりすることもない。

本考案の有利な構成では、各挿入片が光ファイバのレン
ズプラグの収容筒とこれに軸線方向に取付けられる延長
管とからなり、１延長管がその端部に中高の外側環状隆
起をもち、この環状隆起により挿入片が、接触子保持体
内に固定的に組込まれた案内管の部分に、この案内管と
収容筒との間に設けられた多孔質ゴム環の戻し力に抗し
て移動できるように支持されている。

さらに収容筒を円柱部分と中ぐりにより形成される円筒
部分とから構威し、円柱部分がその中心軸線を通る中心
孔をもち、平行にかつ等間隔で環状に複数のレンズプラ
グ用収容孔がこの中心孔のまわりに設けられ、レンズの
保護手段を収容しかつ精密６出しを行なうように円筒部
分が形成されているようにするのがよい。

特に好ましい構成では、レンズ保護装置としてガラス板
が用いられ、このガラス板が収容筒の円筒部分の底面に
当り、周囲を収容筒の内壁に対して密封され、かつガラ
ス板の中心孔へ通されて収容筒の円柱部分の中心孔へね
じ込まれる空気吹出し用ノズルボルトのフランジを介し
て取付けられている。

さらにガラス板上へ狭い間隙をおいて穴あき覆い板が載
せられ、この穴あき覆い板の中心孔を貫通するノズルボ
ルトとこのボルトへはめられるナツトとにより、穴あき
覆い板が取付は可能であると非常に有利である。

常に空気を吹出すことにより、ガラス板は常に塵埃およ
び曇りのない状態に保たれる。

本考案のそれ以外の有利な特徴および構成は、図面につ
いて以下の説明から明らかになる。

第１図は、完全に組立てられているが光ファイバおよび
それに取付けられるレンズプラグを除いた光フアイバコ
ネクタを断面で示している。

ケーブルコネクタ（第７図および第８図）の接触子保持
体０１へ押込まれて光フアイバコネクタ挿入片２．５を
収容する案内管は１で示されている。

このコネクタ挿入片は、直径を小さくされた部分３上に
はめられて皿ねじ４により取付けられる後部延長管５を
もつ前部収容筒２を含んでいる。

光フアイバコネクタ２，５は、延長管５の後端にある中
高の環状隆起６を介して、案内管１内にカルダン継手状
に揺動可能に支持されている。

収容筒２の前部すなわち円筒部分２ａにある外周溝７に
挿入された多孔質ゴム環８は案内管１に対して支えられ
て、心出しと密封を行なう。

光フアイバコネクタ２，５は前から案内管１へ挿入可能
である。

押圧ばね９の予荷重を受けている差込み継手１０が軸方
向の取付けを行なう。

第２図は後部延長管５の部分における差込み継手１０を
斜視図で示している。

押圧ばね９の力に抗して光フアイバコネクタ挿入片２，
５を挿入する際、案内管１にはめられた案内ピン１１が
延長管５の案内溝１２を通って滑り、光フアイバコネク
タ挿入片２，５の回動後ばね９の力によって拘束溝１３
へはまる。

案内溝１２は管５の後端から環状隆起６を越える所まで
軸線方向に延び、周方向溝を介してこの案内溝１２につ
ながる拘束溝１３は再び軸線方向に環状隆起６のほぼ中
央まで戻っている。

これらの溝は延長管５の壁を貫通してはいない。

押圧ばね９は延長管５の外側肩部１４と案内管１の内側
肩部１５とに支えられている。

これまで述べた部分は普通の精度および公差で製作でき
るが、光ファイバのレンズプラグをはめるために設けら
れている収容筒２のみを高い精度で旋削加工部品として
製作せねばならない。

このため特に第３図、第３ａ図、第３ｂ図および第４図
に示すように、この収容筒２はレボルバのマガジン筒と
類似な形状をしている。

すなわち収容筒２は後部円柱部分２ｂと前部円筒部分２
ａとからなり、円柱部分２ｂに中心孔１６をもち、この
中心孔のまわりにここでは４つの少し大きい直径のレン
ズプラグ用収容孔１７が環状に配置されている。

これら収容孔１７の軸線は、角度ずれの公差が１０°を
越えてはならないので、相互にかつ中心孔１６に対して
精確に平行に延びていなければならず、円筒部分２ａの
底面１８に対しても直角を非常に精確に維持しなければ
ならない。

収容筒２の前部は円筒部分２ａとして底面１８の所まで
中ぐりされて、薄い壁縁だけが残るようにする。

この壁縁は精密心出しに用いられ、このため２つの切欠
き２０をもち、それにより環状弁１９が形成される。

これらの爪１９は周方向にそれぞれ９０°の円弧長にわ
たって延び、９０°の円弧長をもつ切欠き２０に同じ円
弧長の環状溝１９がそれぞれ続いている。

残っている環状弁１９と切欠き２０は水平中心面および
中心垂直面に対してそれぞれ対称である。

２つの対応するコネクタ半休の２つの収容筒２はこうし
て精密心出しされてかみ合うことができる。

案内をいっそうよくするため、環状弁１９の縁２１は切
欠き２０の方へ面取りされている。

軸線方向および半径方向に向くスリットあるいは穴２２
は、接続過程における異物排除に役立ち、また接続状態
における空気逃がし口として用いられる。

円筒部分２ａ内において底面１８、しかも収容孔１７内
にある４つのレンズプラグのここには図示してないレン
ズの直前に、特定の波長を通す特殊ガラス製の屈折のな
い光学ガラス板２３が当っている。

このガラス板２３はレンズに塵埃が付着したり凝縮物が
生成しないようにし、このためレンズとガラス板２３と
の間に残る空間をできるだけ小さくして、絶対湿度が結
露にとって不充分であるようにする。

組立ては空気湿気の少ない部屋で行なうことができる。

さらに排気することも可能である。ガラス板２３は密封
して挿入され、そのため周囲に密封片２４を設けられ、
この密封片２４が中ぐり部の内側溝へはまっている。

周囲の密封片２４は同時にガラスと金属との膨張係数の
差を補償することができる。

ガラス板２３は中心孔２５をもち、収容筒２の中心孔１
６へねじ部２８によりねじ込まれるいわゆるノズルボル
ト２７の取付はフランジ２６を介して取付けられている
。

中ぐり部内にあるガラス板２３の前にはさらに穴あき覆
い板２９が取付けられている。

この穴あき覆い板２９は、第５図かられかるように中心
軸線のまわりに等間隔で円形に配置された４つの穴３０
をもち、これらの穴３０は収容筒２の収容孔１７と光学
的に一直線をなしていなければならない。

穴あき覆い板２９は中心軸線を通る中心孔３１をもち、
この中心孔３１は２段３２および３３でガラス板２３の
方へ直径を増大している。

最後の直径段３３には、狭い間隙３４を残して取付はフ
ランジ２６が一部はまっている（第６図）。

これに対し取付はフランジ２６からコネクタ側の方へ、
すなわちガラス板２３から遠ざかる方へ、ノズルボルト
２７の直径も同様に２つの段３５および３６で減少して
いる。

穴あき覆い板２９の直径段３２とノズルボルト２７の直
径段３６との間には密封Ｏリング３７があり、同様に穴
あき覆い板２９とガラス板２３との間において外径の所
にＯリング３８がある。

穴あき覆い板２９はナツト３９によりノズルボルト２７
のねじ部をもつ端部に保持される。

ノズルボルト２７は内端の側に中心孔４０をもち、この
中心孔４０を通して空気が吹出される。

この空気は半径方向ノズル孔４１を通った後、直径段部
３３と３５により形成される環状室４２へ入り、そこか
ら矢印方向に狭い間隔３４を経てガラス板２３に沿って
流れる。

そこから空気は穴あき覆い板２９の穴３０を通って外部
へ出る。

空気の流速により、すべての塵埃および湿気がガラス板
２３の外側にたまるのを回避される。

ガラス板２３の内側およびレンズプラグが、既に述べた
ように気密に包囲される。

場合によっては暖かい空気を吹出すこともできる。

しかし使用中ガラス板２３の清掃が必要な場合には、こ
のガラス板２３を露出させるために、ナツト３９をはず
して穴あき覆い板２９を除去しさえすればよい。

特に極端な条件例えば冬期には、密封されたレンズ−ガ
ラス板部分の内部曇りおよび着氷を回避するため、収容
筒２を加熱することが必要なこともある。

そのため収容筒２に２つの盲穴４３，４４を備え、これ
らの盲穴へ加熱素子を挿入することができる（第３ｂ図
および第４図）。

なお場合によってはガラス板を低周波振動させて、外側
に塵埃が付着するのを防止することも可能である。

その場合収容筒２の後部に小さい電磁石装置、（図示せ
ず）を取付ける。

静電除塵装置も別の可能性を与える。

このため例えば穴あき覆い板とノズルボルトの貫通部を
改造して穴あき覆い板の縁とノズルボルトとの間に高電
圧を印加する（静電除塵）。

第７図および第８図には完成したコネクタ半休（保護板
なし）が正面図および平面図で示されており、これから
ケーブルコネクタ内における第１図の光フアイバコネク
タの配置がわかる。

ここで使用される押圧電気接触子は５０で示され、これ
らのうち１つだけが詳細に示され、また５１，５２でコ
ネクタの案内ピンが示されている。

光フアイバコネクタからは環状爪１９のみが突出し、接
続の際対応するコネクタ半休の対応する切欠きへ精密６
出しして上述したようにはまる。

その際両方のコネクタ挿入片は押圧ばね９の力に抗して
互いに押戻される。

光フアイバケーブルおよび光フアイバコネクタへの圧縮
空気給部は、鎖線のようにホース５３内に保護して設け
られる。

車両への光フアイバケーブルの接続は通常の固定コネク
タにより個々に行なオ）れる。

レンズの損傷あるいは曇りにより、ガラス板２３の清掃
によっても除去されない障害が生じた場合には、コネク
タ挿入片２，５を差込み継手１０を介して簡単に取外し
て交換することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は完全に組立てた状態における光フアイバケーブ
ルなしの光フアイバコネクタの中心軸線を通る断面図、
第２図は第１図のＸ部分の拡大詳細図、第３図は収容筒
の中心軸線を通る断面図、第３ａ図は第３図による収容
筒の正面図、第３ｂ図は収容筒を第３図のＣ−Ｄ線に沿
って切断した断面図、第４図は第３ｂ図の切断数Ａ−Ｂ
に沿って切断した収容筒の断面図、第５図は穴あき覆い
板の中心軸数を通る断面図、第６図はコネクタの空気導
通部分の断面図、第７図は接触子をもちかつ光フアイバ
コネクタを組込まれたケーブルコネクタの正面図、第８
図はこのケーブルコネクタの平面図である。 ０１・・・・・・接触子保持体、１・・・・・・案内管
、２・・・・・・収容筒、５・・・・・・延長管、６・
・・・・・環状隆起、１０・・・・・・差込み継手、２
３・・・・・・ガラス板、２５，２７゜４０・・・・・
・中心孔、２９・・・・・・穴あき覆い板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ■ 車両の機械的連結過程の際または連結過程後、接触
   子保持体中に保持される押圧接触子または差込み接触子
   をもつ接触子箱の相互接触によりこれらの接触子が係合
   し、電気導線の接続のほかに、複数の光ファイバの接続
   用の円筒状挿入片を使用して、光学的指令伝送用光ファ
   イバも自動的にいっしょに接続可能であり、これらの光
   ファイバが円筒状挿入片に環状に配列されかつ平行に整
   列されて取付けられているものにおいて、円筒状挿入片
   ２，５が、ケーブルコネクタ半休の付属する接触子保持
   体０１内に自在継手状に支持されて中心を合わせて結合
   可能であり、かつ光線を広げるレンズプラグを備えた光
   フアイバ繊維を保持し、各円筒状挿入片２．５の前に、
   すべてのレンズ系を湿気、曇りまたは塵埃に対して共通
   に密封するガラス板２３が設けられ、かつ軸線方向に延
   びて圧縮空気接続部をもつ中心孔２５，２７．４０を経
   て外部から継続的に空気を当てられることができること
   を特徴とする、鉄道車両の電気加熱導線および制御導線
   の少なくとも一方の自動接続用ケーブルコネクタ。 ２ 各挿入片２，５が光ファイバのレンズ、プラグの収
   容筒２とこれに軸線方向に取付けられる延長管５とから
   なり、延長管５がその端部に中高の外側環状隆起６をも
   ち、この環状隆起６により挿入片２，５が、接触子保持
   体０１内に固定的に組込まれた案内管１の部分に、この
   案内管１と収容筒２との間に設けられた多孔質ゴム環８
   の戻、し力に抗して移動できるように支持されているこ
   とを特徴とする、実用新案登録請求の範囲第１項に記載
   のコネクタ。 ３ 挿入片２，５がばね９の予荷重を受ける差込み継手
   １０により案内管１と延長管５との間で軸線方向に支持
   され、このため延長管５がその端部に対向する軸線方向
   案内溝１２をもち、この軸線方向案内溝１２が角形に向
   きを変えた後軸線方向に戻る拘束溝１３をもち、案内管
   １に案内ピン１１が設けられていることを特徴とする、
   実用新案登録請求の範囲第２項に記載のコネクタ。 ４ 差込み継手１０の対向する案内溝１２が延長管５の
   端部から環状隆起６を越える所まで延び、拘束溝１３が
   環状隆起６のほぼ中央まで戻っていることを特徴とする
   、実用新案登録請求の範囲第３項に記載のコネクタ。 ５ 差込み継手１０が延長管５を包囲する押圧ばね９の
   力を受けており、このばね９が一方では延長管５の外側
   肩部１４に支えられ、他方では案内管１の内側肩部１５
   に支えられていることを特徴とする、実用新案登録請求
   の範囲第３項または第４項に記載のコネクタ。 ６ 収容筒２が円柱部分２ｂと中ぐりにより形成される
   円筒部分２ａとから構成され、円柱部分２ｂがその中心
   軸線を通る中心孔１６をもち、平行にかつ等間隔で環状
   に複数のレンズプラグ用収容孔１７がこの中心孔１６の
   まわりに設けられ、レンズの保護手段を収容しかつ精密
   心出しを行なうように円筒部分２ａが形成されているこ
   とを特徴とする、実用新案登録請求の範囲第２項に記載
   のコネクタ。 ７ 円筒部分２ａの環状壁の前部に９０°の円弧長の切
   欠き２０により同じ円弧長の環状爪１９が形成され、接
   続過程においてこれらの環状爪１９が精密心出しのため
   対応する光フアイバコネクタ挿入片の対応する光フアイ
   バコネクタ挿入片の対応する切欠き２０へはまることを
   特徴とする、実用新案登録請求の範囲第６項に記載のコ
   ネクタ。 ８ 環状爪１９が容易な保合と心出しのためそれぞれ外
   方へ面取りされ、それにより切欠き２０の方へ傾斜する
   縁２１をもっていることを特徴とする、実用新案登録請
   求の範囲第７項に記載のコネクタ。 ９ ガラス板２３が収容筒２の円筒部分２ａの底面１８
   に当り、周囲を収容筒２の内壁に対して密封（密封片２
   ４）され、かつガラス板２３の中心孔２５へ通されて収
   容筒２の円柱部分２ｂの中心孔１６へねじ込まれる空気
   吹出し用ノズルボルト２７のフランジ２９を介して取付
   けられていることを特徴とする、実用新案登録請求の範
   囲第６項に記載のコネクタ。 １０ ガラス板２３上へ狭い間隙をおいて穴あき覆い
   板２９が載せられ、この穴あき覆い板２９の中心孔３１
   を貫通するノズルボルト２７とこのボルトへはめられる
   ナツト３９とにより、穴あき覆い板２９が取付は可能で
   あることを特徴とする、実用新案登録請求の範囲第９項
   に記載のコネクタ。 １１ 穴あき覆い板２９の中心孔３１の直径が２つの
   段３２および３３で増大し、逆にノズルボルト２７の直
   径が取付はフランジ２６からコネクタ側の方へ２つの段
   ３５および３６で減少し、穴あき覆い板２９をノズルボ
   ルト２７上へはめる際、この穴あき覆い板２９の大きい
   方の段３３によりノズルボルト２７の取付はフランジ２
   ６が狭い間隙３４を形成しながら一部包囲され、また環
   状室４２が形成され、穴あき覆い板２９の小さい方の段
   ３２とノズルボルト２７の小さい方の段３６とを介して
   密封環３７用の空間が形成されるように、直径の段付け
   が行なわれることを特徴とする、実用新案登録請求の範
   囲第１噸に記載のコネクタ。 １２ ノズルボルト２７が軸線方向に延びる空気接続
   用中心孔４０をもち、この中心孔４０から周囲に分布し
   て設けられる複数の半径方向ノズル孔４１が出て、環状
   室４２へ空気を供給し、この環状室４２から空気流が取
   付はフランジ２６にある狭い間隙３４を通りかつガラス
   板２３に沿って半径方向へ導かれ、穴あき覆い板２９の
   穴３０を通って軸線方向の外部へ導かれることを特徴と
   する、実用新案登録請求の範囲第１１項に記載のコネク
   タ。 １３ 収容筒１２の円柱部分２ｂが加熱素子を収容する
   盲穴４３．４４をもっていることを特徴とする、実用新
   案登録請求の範囲第６項に記載のコネクタ。 １４ ガラス板２３が塵埃除去に加えてまたはそのた
   めにのみ振動せしめられることを特徴とする、実用新案
   登録請求の範囲第１項に記載のコネクタ。 １５ ガラス板２３を作用する電磁振動装置を介して
   このガラス板が振動可能であることを特徴とする、実用
   新案登録請求の範囲第■項に記載のコネクタ。 １６ 塵埃を除去するため静電除塵装置が設けられてい
   ることを特徴とする、実用新案登録請求の範囲第１傾に
   記載のコネクタ。 １７ 穴あき覆い板２９およびノズルボルト２７が、静
   電除塵装置の電極形成のために使用できるように構成さ
   れかつ互いに絶縁されていることを特徴とする、実用新
   案登録請求の範囲第１６項に記載のコネクタ。