JP4846471B2 - トロリ線の吊架装置 - Google Patents

Description

電車線の吊架方式架線構造において、吊架線又は補助吊架線の下に、電車のパンタグラフが摺動するトロリ線を吊り持ちするための吊架装置に関し、特にパンタグラフ通過時のトロリ線の振動を吸収するダンパの機能を持ったトロリ線の吊架装置に係るものである。

電車線における吊架方式架線構造では、吊架線から垂下したハンガイヤと称される吊架装置により、電車のパンタグラフが摺動するトロリ線を吊り持ちする。吊架装置は、所定の間隔、例えば4.5ｍおきに設けられ、これにより、トロリ線をレールにほぼ平行になるように吊っている。このような架線システムにおいては、パンタグラフ通過時のトロリ線の振動がトロリ線とパンタグラフとの間の離線発生の原因となる。トロリ線の振動を抑制することは、トロリ線とパンタグラフ間の離線の低減、電車の集電性能向上に寄与し、またトロリ線の波状摩耗の発生防止にも効果があることが知られている。特に高速運転の場合、トロリ線の振動を抑制することは重要である。従来、摩擦抵抗力とばね圧によるダンパ機能を持つ防振型のトロリ線吊架装置が知られている（特許文献１参照）。この架線構造では、補助吊架線に吊ったシリンダ内に、ピストンとばねとを挿入し、ピストンがばね圧を受けるようにする。ピストンには、シリンダとの摩擦抵抗力による振動吸収機能を持つピストンリングを設ける。そして、このピストンのピストンロッドの下端にトロリ線を結合し、補助吊架線の下方にトロリ線を吊り持つ。
また、磁気作動により運動を制御するトロリ線吊架装置が知られている（特許文献２）。図９に示すように、このトロリ線吊架装置１０１は、一端側が吊架線Ｍに連結され、他端側に開口１０３を持つ非磁性の筒状ケーシング１０２を有する。ケーシング１０２内に、円筒状ハウジング１０４が配置される。ハウジング１０４は、磁性体から成り、縦方向のスロット１０５を有し、それにより半径方向に収縮可能である。ハウジング１０４内にピストン１０６が軸線方向に相対移動自在に挿入され、ばね１０７で上方へ付勢される。ロッド１０８は開口１０３を貫通して外方へ伸び、トロリ線Ｔに連結される。ピストン１０６の磁気吸着部１０９は、永久磁石１１０によって励磁されてハウジング１０４の内周に磁気吸着する。磁気吸着部１０９によってハウジング１０４を半径方向に収縮させることで、ピストン１０６を抱持させ、ピストン１０６とハウジング１０４との相対移動を制動する。
特開平６−１７１４０２号公報 特表２００５−５０１２０７号公報

特許文献２に記載されたトロリ線吊架装置（図９）においては、ハウジング１０４が円筒状で、帯状体１１１が断面円弧状であるため、ピストン１０６の外周との十分な接触面積を確保するためには、部材間の高度の機械的許容誤差が要求される結果、製作が容易でなく、また高価になるという問題点がある。また、ピストン１０６の摩耗が進行すると、隣接する帯状体１１１間が接触して、ピストン１０６を把持できなくなり、制動力が得られなくなるという問題点がある。従って、本発明は、頻繁な保守点検、部材交換の必要がなく、構造が比較的簡単で高度の機械的精度を必要としないために製造が容易であり、比較的安価に得られるダンパ機能を備えたトロリ線の吊架装置を提供することを目的としている。

この発明においては、上記課題を解決するため、一端側がトロリ線又はこのトロリ線の上方の吊架線の何れかに連結され、他端側に開口を有する非磁性の筒状ケーシングと、このケーシング内に、当該ケーシングの縦軸に沿って相対向して伸びるように一対配置され、相互に平行に対向する摩擦面を有し、摩擦面を相互に接近可能に構成された磁性体から成る帯状体と、これら一対の帯状体間に縦軸方向に相対移動自在に挿入され、ケーシングの他端側の開口を貫通してケーシングの外方へ伸び、外方端が吊架線又はトロリ線の何れかに連結されるロッド部を備えたピストンと、一対の帯状体間に縦軸方向に伸縮自在に挿入され、一端がケーシングに係止され、他端がピストンに係止された圧縮ばねとを具備させてトロリ線の吊架装置を構成する。ピストンは、永久磁石によって励磁されて帯状体の摩擦面に磁気吸着する磁気吸着面を含み、それによって帯状体を相互に接近させて、ピストンの磁気吸着面に吸着させ、トロリ線と吊架線の相対振動に伴うピストンと帯状体との相対移動を制動する。

図1を参照して、この発明の吊架装置１において、ばね１０は、常時ロッド部７２を介してトロリ線Ｔを所定の力で引き上げている。パンタグラフの通過によりトロリ線Ｔが押し上げられると、ロッド部７２を介してピストン７が押し上げられて帯状体間を上昇する。パンタグラフが通過してトロリ線Ｔの押し上げ力がなくなると、ピストン７の上昇が止まり、今度はトロリ線Ｔの荷重による下向きの力が作用するから、ピストン７は、ばね１０を圧縮して帯状体６，６間を下降する。一対の帯状体６，６は、ピストン７の永久磁石７４による磁力で相互に引き寄せられ、その内側の摩擦面６３がピストン７の磁気吸着面７５に所定の圧力で接触している。従って、ピストン７が上昇、下降する間、帯状体６との間に所定の摩擦抵抗が生じ、これがトロリ線Tの制振力として作用する。ピストン７と帯状体６との摺動の繰り返しにより摺動部が摩耗しても、帯状体６が磁力により接近して常時一定の圧力でピストン７に接触するので、長期にわたって一定の摩擦抵抗が得られる。帯状体６とピストン７との間の機械的精度が相対的に低くても、上記のような作用により長期にわたって一定の摩擦抵抗が得られる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１はトロリ線の吊架装置の断面図、図２はその側面図、図３及び図４は夫々ダンパの異なる動作状態の断面図、図５は図４におけるV−V断面図、図６は図４におけるVI−VI断面図、図７はトロリ線吊架装置の一部の斜視図、図８は架線構造全体を示す正面図である。

図８に本考案に係る電車線の吊架方式架線構造を示す。図８において、Ｔはトロリ線で、電車のパンタグラフ（図示しない）が下面を摺接する。Ｍは吊架線で、トロリ線Ｔの上方にこれと並行して架設される。Ｃは保護カバーで、吊架線Ｍに固着される。１はトロリ線吊架装置で、互いに所定間隔をおいて吊架線Ｍとトロリ線Ｔとの間に設けられる。吊架装置１は、吊架線Ｍの下方にトロリ線Ｔを吊支している。

図１，図２において、吊架装置１は、ダンパ２と、ダンパ２を吊架線Ｍに連結するハンガ３と、ダンパ２をトロリ線Ｔに結合する把持部材としてのイヤー４とを具備する。

図３，図４を参照して、ダンパ２について詳しく説明する。筒状のケーシング５は、ステンレススチール、アルミニウムのような非磁性の素材から成り、一端側（図において上端）に引手５２付きのふた５１を有し、他端側（図において下端）に開口５４を備えたふた５３を有する。図示の実施形態において、ケーシング５の断面形状は円形であるが、これに限定されない。

このケーシング５内に、鋼板のような磁性体から成る一対の帯状体６が収容されている。帯状体６は、細長の鋼板をその両長辺から内側に等距離の位置で、両長辺に沿って同一方向へほぼ直角に屈曲させてなり、平滑な主板部６１とその両縁の直角に起立する平行一対の起立片６２とを有する。起立片６２は、帯状体６の剛性を高めるとともに、位置規制の役割を果たす。帯状体６は、起立片６２を内側に向け、主板部６１を相互に平行に対向させて、ケーシング５の縦軸に沿って伸びるように一対配置される。主板部６１の内側面が摩擦面６３となる。帯状体６は、摩擦面６３を相互に接近させることができるように、ケーシング５内に半径方向に移動自在に収容される。帯状体６とふた５１との間には合成樹脂製のバッファ８が介設され、ふた５３との間には合成樹脂製のワッシャ９が介設される。

ピストン７は、一対の帯状体６の間に、軸線方向摺動可能に挿入される本体７１と、本体７１の一端からケーシング５の縦軸に沿って延出するロッド７２とを有する。ピストン本体７１は、フッ素樹脂のような合成樹脂製のブロック７３と、２つの永久磁石ディスク７４とを含む。ブロック７３は、図６，７に示すように、縦軸に沿う２組の平行な対向側面７５・７５，７６・７６を有するほぼ四角柱状体で、そのうちの１組の対向側面７５が、帯状体６の摩擦面６３と接触する磁気吸着面である。永久磁石ディスク７４は、ブロック７３の凹部７７内に挿入され、圧入された鋼板製のキャップ７８で凹部７７内に保持される。ブロック７３の他の対向側面７６・７６は、帯状体６の起立片６２に沿い、帯状体６の相対移動を規制する。

ロッド７２は、一端側において、ボルト７９でブロック７３に固着され、他端側が、ケーシングのふた５３の開口５４を貫通してケーシング５の外方へ伸びる。ロッド７２の他端は、把持部材であるイヤー４に結合される。イヤー４は、一対のイヤー片４１でトロリ線Ｔを挟み、ボルト４２にて締め付けることによってトロリ線Ｔを把持する。一対のイヤー片４１に結合されたソケット４３にロッド７２の他端が挿入され、ピン４４で接続される。

圧縮ばね１０は、ケーシング５内において、ロッド７２を巻くように、一対の帯状体６間に配置され、一端がブロック７３の下端に係止され、他端がワッシャ９を介してふた５３に係止される。圧縮ばね１０は、常時は図３に示すように圧縮され、ピストン７を図において上向きに押し上げており、したがってロッド７２をケーシング５内へ引き込む方向の付勢力を与えている。ばね１０は、吊架線Ｍとトロリ線Ｔとの間が所定の距離になるように、吊架線Ｍの下にトロリ線Ｔを吊った状態で、所定量圧縮されている。図４には、ばね１０の最大伸張状態を示したが、ばね１０を残してピストン７がこれよりも上方に押し上げられることもある。

ハンガ３は、中間においてＵ字状に湾曲したステンレススチール等の非磁性金属製の帯板３１で構成される。帯板３１は、湾曲部において吊架線Ｍに掛けられ、吊架線Ｍの下方に位置する両端が、引き手５２を貫通するピン３２にてふた５１に結合される。ハンガの構造はこれに限定されない。

このような構成による実施形態の作用について説明する。図示しない電車のパンタグラフがトロリ線Ｔに接しながら通過すると、このパンタグラフはトロリ線Ｔを押上げるから、トロリ線Ｔを吊っているロッド７２が上昇する。ロッド７２が上昇すると、ばね１０が伸張し、ピストン７が押し上げられて帯状体６，６間を上昇する。パンタグラフが通過してトロリ線Ｔの押し上げ力がなくなると、ピストン７の上昇が止まり、今度はトロリ線Ｔの荷重による下向きの力が作用するから、ピストン７は、ばね１０を圧縮しつつ、帯状体６，６間を下降する。帯状体６は、ピストン７の永久磁石ディスク７４による磁力で相互に接近し、その摩擦面６３がピストン７の磁気吸着面７５に所定の圧力で接触している。従って、ピストン７が上昇、下降する間、帯状体６との間に所定の摩擦抵抗が生じ、これがトロリ線Ｔの制振力として作用し振動を減衰する。ピストン７と帯状体６との摺動の繰り返しにより接触部が摩耗しても、帯状体６，６が磁力により接近して常時一定の圧力でピストン７に接触するので、長期にわたって一定の摩擦抵抗が得られる。

このようなことから、ダンパ２が、トロリ線Ｔの上下方向の振動を吸収し、パンタグラフに対する衝撃、すなわちトロリ線Ｔに対する衝撃を緩和し、パンタグラフやトロリ線Ｔおよびトロリ線Ｔと吊架線Ｍ間に用いられた各部品の損傷も軽減されることになる。

また、帯状体６の摩擦面６３およびピストン７の磁気吸着面７５の双方が平面であるから、帯状体６とピストン７との間の機械的精度が相対的に低くても、相互間の安定した接触が確保され、上記のような作用により長期にわたって一定の摩擦抵抗が得られる。帯状体６が一対のみで構成され、部品点数が少なく、また鋼製の平板を直角に屈曲することにより比較的容易に製作できるから、安価に得られる。

なお、ダンパ２は上下逆方向に取付け、ロッド７２を吊架線Ｍに連結するとともに、ケーシング５をトロリ線Ｔ側に連結しても、前記実施形態と同様の効果を奏する。

以上説明したとおり、本発明によれば、トロリ線Ｔの上下方向の振動がばね力と摩擦抵抗により良好に吸収緩和されて、パンタグラフに対する離線の低減及びトロリ線の波状摩耗の発生防止を図ることができる。また振動による金具の疲労・緩みを低減させて保安度及び集電性が向上し、さらにはパンタグラフの舟体に受ける衝撃力が小さくなるため軽量化できるなど、高速化に対応できる。帯状体がピストンの磁力により接近して相互の配置が自動的に調整されるので、部材の摩耗に伴う頻繁な保守点検、部材交換の必要がなく、構造が比較的簡単で高度の機械的精度を必要としないために、製造が容易であり、比較的安価に得られるという効果を奏する。

トロリ線の吊架装置の断面図である。 トロリ線の吊架装置の側面図である。 ダンパの動作状態の一部の断面図である。 ダンパの別の動作状態の一部の断面図である。 図４におけるV−V断面図である。 図４におけるVI−VI断面図である。 トロリ線の吊架装置の一部の斜視図である。 架線構造全体を示す正面図である。 従来のトロリ線吊架装置の一例を示す正面図である。

符号の説明

１ 吊架装置
２ ダンパ
３ ハンガ
３１ 帯板
３２ ボルト・ナット
３３ ピン
４ イヤー（把持部材）
４１ イヤー片
４２ ボルト
４３ ソケット
４４ ピン
５ ケーシング
５１ ふた
５２ 引手
５３ ふた
５４ 開口
６ 帯状体
６１ 主板部
６２ 起立片
６３ 摩擦面
７ ピストン
７１ ピストン本体
７２ ロッド
７３ ブロック
７４ 永久磁石ディスク
７５ 対向側面（磁気吸着面）
７６ 対向側面
７７ 凹部
７８ キャップ
７９ ボルト
８ バッファ
９ ワッシャ
１０ 圧縮ばね
Ｃ 保護カバー
Ｍ 吊架線
Ｔ トロリ線

Claims (5)

1. 一端側がトロリ線又はこのトロリ線の上方の吊架線の何れか一方に連結され、他端側に開口を有する非磁性の筒状ケーシングと、
   このケーシング内に、当該ケーシングの縦軸に沿って、平行に伸びるように相対向して一対配置され、相互に平行に対向する平坦な摩擦面を有し、摩擦面を相互に接近可能に構成された磁性体から成る帯状体と、
   前記ケーシングの他端側の開口を貫通してケーシングの外方へ伸び、外方端が前記吊架線又はトロリ線のうちの前記ケーシングの一端側が連結されない何れかに連結されるロッド部を備え、前記一対の帯状体間に前記縦軸方向に相対移動自在に介入し、永久磁石によって励磁されて前記帯状体の摩擦面に磁気吸着するように摩擦面に沿う一組の対向側面に平坦な磁気吸着面をそれぞれ有するほぼ四角柱状体からなるピストンと、
   前記一対の帯状体間に前記縦軸方向に伸縮自在に挿入され、一端が前記ケーシングに係止され、他端が前記ピストンに係止された圧縮ばねとを具備し、
   前記ピストンの磁気吸着面と前記帯状体の摩擦面との磁気吸着によって帯状体が相互に接近して、ピストンの磁気吸着面に吸着し、ピストンと帯状体との相対移動を制動することを特徴とするトロリ線の吊架装置。
2. 前記筒状ケーシングの一端側が、ハンガを介して前記吊架線に連結され、
   前記ピストンのロッド部の一端が、把持部材を介して前記トロリ線に連結されることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の吊架装置。
3. 前記ピストンが、合成樹脂製の本体と、この本体に埋設された複数の永久磁石とを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のトロリ線の吊架装置。
4. 前記帯状体が、前記ピストンの前記磁気吸着面以外の一対の対向側面に沿う一対のガイド面を有することを特徴とする請求項１ないし３に記載のトロリ線の吊架装置。
5. 一端側に引手付きのふたを有し、他端側に開口を備えたふたを有する非磁性の筒状ケーシングと、
   このケーシング内に、当該ケーシングの縦軸に沿って、平行に伸びるように相対向して一対配置され、相互に平行に対向する摩擦面を有し、摩擦面を相互に接近可能に構成された磁性体から成る帯状体と、
   これら一対の帯状体間に前記縦軸方向に相対移動自在に介入し、前記ケーシングのふたの開口を貫通してケーシングの外方へ伸びるロッド部を備えたピストンと、
   前記ケーシング内に配置され、一端がケーシングの他端側の前記ふたに係止され、他端が前記ピストンに係止された圧縮ばねと、
   前記ケーシングの一端側の引手又は前記ピストンのロッド部の外方端の何れか一方に両端が結合され、中間においてＵ字状に湾曲し、湾曲部において吊架線に掛け止められる帯板状ハンガと、
   前記ケーシングの一端側の引手又は前記ピストンのロッド部の外方端のうちの前記ハンガが結合されない何れかに一端側が連結され、他端側においてトロリ線を把持する把持部材と、を具備し、
   前記ピストンが、前記縦軸に沿う２組の平行な対向側面を有するほぼ四角柱状の合成樹脂製の本体と、この本体に埋設された複数の永久磁石とを含み、本体の前記対向側面のうちの１組の対向側面が前記帯状体の摩擦面に磁気吸着する磁気吸着面であり、ピストンと帯状体との摩擦抵抗により相対移動を制動することを特徴とするトロリ線の吊架装置。

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