JPH0784151B2 - 剛体トロリ線 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は走行中の電車等に電気を供給するために、軌道
と平行に敷設される剛体トロリ線に関する。特に集電面
の耐摩耗性を向上させるために、集電面にステンレス鋼
製の集電板を設けた剛体トロリ線に関する。

（従来技術及びその課題） 第８図は従来例を示しており、ステンレス鋼製の集電板
41を銅又はアルミニウム製の凸状トロリ主材40に熱間押
出加工により圧接した構造である。

この第８図の構造では集電板41の摩耗が限界にきた時に
は、トロリ線全体を交換しなければならず、取替え作業
等の保守に時間がかかる。しかも次のような技術的課題
もある。

トロリ主材40と集電板41の熱膨脹係数の差により、温度
変化時にバイメタル効果が生じ、トロリ線全体が歪み、
それにより線長さ方向端部で集電板41とトロリ主材40が
長さ方向にずれたり、剥離したしすることがあり、通電
不良の原因になる。

またカーブ軌道に対応してトロリ線を湾曲加工する場合
には、加工時にトロリ主材40と集電板41とが長さ方向に
ずれてしまい、それにより集電板41の剥離あるいは座屈
が生じる。

第９図の従来例は、ステンレス鋼製の集電板47をコの字
状に形成してアルミニウム製の補強部材46に被せ、アル
ミニウム製のトロリ主材45の両耳部45a間に集電板47を
嵌め、耳部45aをかしめることにより集電板47をトロリ
主材45に固着した構造である。

この第９図の構造でも集電板47の摩耗が限界にきた時に
は剛体トロリ線全体を交換しなければならず、取替え作
業等の保守に時間がかかる。

また第８図と同様熱膨脹係数の差により集電板41のず
れ、剥離あるいは座屈が生じ易い。さらに集電板47は補
強部材46に単に被せられているだけであるので、集電板
47と補強部材46間には殆んど面圧が付与されておらず、
それにより集電時の電気抵抗が高くなることがあり、集
電板47が焼けることが考えられる。即ちステンレス鋼は
アルミニウムあるいは銅よりも導電性が低いため、上記
のようにステンレス鋼製の集電板47を備える場合には、
通電性を良好に保つために両者間の接触面の面圧を十分
に確保することが要求される。

（発明の目的） 本発明の目的は、導電性の高いトロリ主材にステンレス
製の集電板を設ける剛体トロリ線において、集電板の摩
耗時の保守、交換を容易に行えるようにすると共に、熱
膨脹係数の差等による集電板のずれによる剥離等を防止
し、さらに集電板とトロリ主材との間で優れた通電性を
確保できるようにすることである。

（目的を達成するための技術的手段） 上記目的を達成するために本願請求項１記載の発明は、
断面形状が凸形に形成された導電性の高い銅又はアルミ
ニウム等からなるトロリ主材と、集電面を形成する耐摩
耗性良好なステンレス鋼等からなる集電板とを備えた剛
体トロリ線において、集電板を、両側壁を有する断面形
状コの字状に形成すると共にトロリ主材の集電面側の頭
部に被せ、トロリ主材及び集電板の両側壁に結合用ピン
挿入用のピン孔をそれぞれ形成し、結合用ピンの非挿入
時における集電板側壁のピン孔の位置をトロリ主材のピ
ン孔の位置に対して集電面側に僅かに偏心させることに
より、結合用ピン挿入時におけるピンの復元力でもって
集電板をトロリ主材に押し付け、ボルト及び該ボルトに
取り付けられるナット並びにワッシャにより上記結合用
ピンの両端及び集電板の両側壁を挾持するようにしてい
る。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
結合用ピンとして、断面形状Ｃ形の中空の割ピンを挿入
し、ナット及びワッシャに突起を形成し、該突起を上記
割ピンの両端に挿入している。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
集電板が被せられるトロリ主材頭部のトロリ主材長さ方
向に垂直な断面形状を、ピン長さ方向両端部に溝部を有
するＨ状に形成し、上記溝部の内面をピン長さ方向の中
央部側に行くに従いピン中心線側に来るようにテーパー
状に形成している。

（作用） 例えばピン挿入前の集電板のピン孔をトロリ主材のピン
孔よりも集電面側に偏心させて結合用ピンを上記両孔に
挿入し、従って結合用ピンが撓み、それによる復元力
（ばね作用）により集電板とトロリ主材の集電面側の端
面とを常に圧接するようにしているので、集電板とトロ
リ主材との間の通電性を良好に確保する。

またボルト、ナット及びワッシャを外し、ピンを抜くこ
とにより集電板とトロリ主材とを分解でき、それにより
集電板摩耗時には集電板のみを交換でき、保守が容易で
ある。

さらにナット及びワッシャにより結合用ピンの両端並び
に集電板の両側を挾持しているので、ピンの脱落防止、
集電板両側壁の開き防止及び集電板とトロリ主材との長
さ方向のずれ等を阻止できる。したがって集電性能が良
い。

また集電板が被せられるトロリ主材の頭部のトロリ線長
さ方向に垂直な断面形状を、ピン方向両端部に溝部を有
するＨ状に形成し、上記溝部の内面をピン方向の中央部
側に行くに従いピン中心線側に来るようにテーパ状に形
成することにより、ピンはその両端部と中央部との３点
支持になる。従ってピンの撓みにより効果的なばね作用
が期待でき、一方ピンが集電板側壁とトロリ主材頭部の
間で剪断される心配はない。

（実施例） 第１図は本発明を適用した剛体トロリ線の縦断拡大図を
示しており、この第１図において、剛体トロリ線９は導
電性の良い銅製のトロリ主材10と、ステンレス鋼製の集
電板13等から構成されている。トロリ主材10は基端部
（第１図右端部）にフランジ部11を一体に有し、それに
より断面形状が概ね凸状（Ｔ字状）に形成されており、
集電面Ｈ側の先端部には膨出状の頭部12が一体に形成さ
れている。頭部12はピン長さ方向（第１図の上下方向）
の両端部にそれぞれ溝部12b（該溝部12bはトロリ主材10
の長さ方向に連続して設けられている）を有し、それに
より中央部にくびれ部（ウエブ）12aを形成している。
即ち頭部12は断面形状が概ねＨ形状になっており、上記
くびれ部12aに上下方向に貫通するピン孔15が形成され
ている。また溝部12bの内面はくびれ部12a側に行くに従
いピン孔中心線O1側にくるようにテーパー状に形成され
ている。いい換えると溝12bの幅Ｄはくびれ部12a側に行
くに従い狭くなるようにテーパー状に形成されている。

集電板13は両側壁14を一体に備えることにより断面形状
が概ねコの形状に形成されており、前記トロリ主材10の
頭部12に被せられると共に、両側壁14にはピン孔16が形
成されている。

集電板側壁14のピン孔16の中心線O2はトロリ主材10のピ
ン孔15の中心線O1に対してわずかな偏心量ｃだけ、集電
面Ｈに偏心している。上記両孔15、16には断面形状Ｃ形
の中空の割ピン27が貫通されており、これにより集電板
13とトロリ主材10とを結合している。ピン27の両端部に
はテーパーが形成されており、前述のように両孔15、16
が互いにずれていてもピン孔15、16に挿入し易いように
なっている。

頭部12の隣のトロリ主材10部分には筒ナット挿入孔30が
形成されており、該挿入孔30には筒ナット17が例えば下
方から挿入されている。筒ナット17はトロリ主材10の側
面に当接するフランジ部17a及び集電板側壁14に当接す
るアーム21を一体に備えている。アーム21にはピン27の
端部の内周面に突入する突起22が形成されており、ナッ
ト17の回り止めの役目をしている。筒ナット17の上端部
はトロリ主材10を貫通して上方に延び出し、そこにワッ
シャ23が嵌合すると共にボルト19が螺合している。ボル
ト頭部19aには６角穴26が形成されている。ボルト頭部1
9aで押え付けられるワッシャ23はトロリ主材基端部側に
折り曲げ部23aを有し、折り曲げ部23aの先端がトロリ主
材10の側面に当接している。ワッシャ23の先端部にはピ
ン27の端部の内周面に突入する突起24が形成されてお
り、ワッシャ23の回り止めの役目をしている。

第２図は第１図のII矢視図であり、集電板13のピン孔16
はトロリ線長さ方向に長い長孔になっており、それによ
り例えばトロリ線を曲線状に曲げ加工する時に、集電板
13とトロリ主材10との長さ方向のずれ等を吸収し、ピン
27に無理な荷重がかからないようになっている。

第３図は第１図のIII矢視図であり、筒ナット17のフラ
ンジ部17a及びアーム部21の形状を明確にしている。

第４図は分解時の斜視図を示しており、集電板13のピン
孔（長孔）16は例えば40cm間隔で配置されており、トロ
リ主材10のピン孔15も集電板13側のピン孔16に対応して
40cm間隔で配置されている。

集電板13の集電面Ｈ及びトロリ主材10の頭部12の先端面
はどちらもなだらか円弧状に形成されているが、第５図
に誇張して示すように組み付け前においては、トロリ主
材頭部12の曲率半径R1に対して集電板13の曲率半径R2の
方が僅かに大きく形成されており、組み付け時のピン27
の挿入により集電板13の集電面部分が撓み、それにより
曲率半径が頭部12の曲率半径R1と略同じになる。

第７図は剛体トロリ線の使用例を示しており、タイヤ式
電卓の電気供給用に使用した例である。この第７図にお
いて、電車１は走行用のタイヤ２並びに脱落防止用のガ
イド輪５を備え、軌道装置の軌道面３上を走行するよう
になっている。軌道面３の側方には軌道側壁又はパラペ
ット７（以下パラペットと称す）が設けられており、該
パラペット７に支持装置８を介して複数本の剛体トロリ
線９が支持されている。該剛体トロリ線９は軌道と平行
に配置され、電車１の集電シュー４が当接する。

該実施例の作用を具体的に説明すると、第１図の両ピン
孔15、16は集電板13側のピン孔16が集電面側に来るよう
にずれているため、組み付け時には第６図に誇張して示
すようにピン27の中央部はトロリ主材10のピン孔15の集
電面Ｈ側の端面に圧接し、一方ピン27の両端部は側壁14
のピン孔16の集電面Ｈとは反対側（矢印Ａ方向側）の端
面に圧接し、それによりピン27は両端部が集電面Ｈ側
に、中央部が集電面側と反対側にくるように撓む。従っ
てピン27の復元力（ばね作用）によりピン両端部は集電
板13を矢印Ａ方向側に付勢し、集電板13をトロリ主材10
の頭部先端面に圧接し、一定の面圧を確保する。従って
ステンレス鋼製集電板13と銅製トロリ主材10との間の公
的な通電性が確保できる。

しかもトロリ主材10の頭部12の形状を、ピン長さ方向両
端部に溝部12bを有するＨ状に形成し、上記溝部12bの内
面をピン長さ方向の中央部側に行くに従いピン中心線側
に来るようにテーパ状に形成することにより、ピン27は
その両端部と中央部との３点で支持されることになる。
従ってピン27の撓みによる大きなばね効果が期待でき、
一方ピン27が集電板側壁14とトロリ主材頭部12の間で剪
断される心配はない。

また集電板13の第５図の曲率半径R2をトロリ主材頭部12
の曲率半径R1より僅かに大きくしていることにより、組
み付け時のピン27の作用による集電板13の撓みにより、
一層集電板13の頂壁部分とトロリ頭部12の端面が強く圧
接し、両者13、12間の通電性が向上する。ちなみに集電
板13はその頂壁部分においては板圧方向に電気が流れる
ためパスが短かくなり、通電性が良い。ちなみに側壁14
に沿う方向に電気が流れる場合には、電気抵抗が大きい
が、本発明では上記のようにピン27のばね作用及び集電
板13自体のばね作用により、電気抵抗の少ない頂壁部分
での面圧を十分に確保できるため、通電性が良い。

組み付け時においては、第１図のボルト19を利用してナ
ット17及びワッシャ23によりピン27の両端を挾持してい
るので、電車のシューによる振動あるいは衝撃等によっ
てピン27が脱落することはない。またナット17及びワッ
シャ23により集電板13の両側壁14を挾持しているので、
集電板14の開きを阻止し、それによるピン27の抜けを防
止する。

集電板13とトロリ主材10とを組み付ける時には、集電板
13をトロリ主材頭部12に被せ、ピン27をその先端テーパ
ー部分を利用して集電板側壁14のピン孔16及び頭部12の
ピン孔15に打ち込む。そして筒ナット17をトロリ主材10
の孔30に挿入すると共に突起22をピン27の端部に係合
し、一方上方からワッシャ23を嵌合すると共にボルト19
を螺合し、ワッシャ23の突起24をピン27の端部の挿入す
る。上記各突起22、24とピン27の両端部との係合によ
り、ボルト締め付け時のナット17及びワッシャ23の回り
止めがなされる。

また集電板13のピン孔16を長孔にしていることにより、
剛体トロリ線の曲げ加工時に集電板13とトロリ主材10と
の軸方向の位置がずれても、ピン27の破損を防止でき、
また両者13、10間の残留応力を軽減でき、集電板13の座
屈等を防止できる。

集電板13が摩耗して取り替える場合には、ボルト19、ナ
ット17及びワッシャ23を外すと共にピン27を抜くことに
より、第４図のように集電板13を外し、集電板13のみを
新しい物と取り替える。

（別の実施例） （１）第４図に仮想線で示すように、集電板13のピン孔
16間並びにトロリ主材10のピン孔15間に、例えば等間隔
を隔てて３個ずつ予備のピン孔15a,16a（いわゆる捨
孔）を形成しておく。

剛体トロリ線は例えば定尺が例えば7.5mであり、それら
を順次継ぎ足してゆくが、寸法の現地合わせ等では乱尺
品が出て定尺物を切断したりする。その時できるだけ端
部に近い箇所に結合用ピン27を配置するために上記予備
のピン孔15a、16aを利用する。

（２）トロリ主材としては導電性の高いアルニニウムを
利用することもできる。

（３）結合用ピン27としては中実のピンを使用すること
もできる。

（３）本考案は第４図のトロリ主材頭部のように両側に
溝12bを形成したものに限定されるものではなく、溝12b
のないトロリ主材頭部を備えた剛体トロリ線にも適用で
きる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によると： （１）ステンレス製の集電板１を結合ピン27を利用して
導電性の高いトロリ主材10に機械的に結合しているの
で、集電面Ｈが摩耗した時には、集電板13をトロリ主材
10から外して集電板13のみを新しい物と取り替えればよ
い。従って取替え作業、即ちトロリ線の保守が容易であ
る。

しかも従来のような軸方向のずれによる剥離等を防止で
きる。

（２）集電板13をトロリ主材10に対して取り外せるよう
にしているにもかかわらず、集電板13とトロリ主材10と
の間の良好な通電性能を確保でき、電車等に対する集電
性能が良い。

即ち一般にステンレス鋼は銅あるいはアルミニウムに比
べて耐摩耗性が高い代わりに導電性は低いが、集電板側
壁14のピン孔16を、トロリ主材10のピン孔15に対して僅
かに集電面側にずらし、組み付け時における結合ピン27
の撓みによる復元力（ばね作用）で、集電板13とトロリ
主材10との接触面の面圧を十分に確保しているので、常
に集電板13とトロリ主材10との通電性を良好に確保で
き、集電性能等が良い。

（３）ボルト19及び該ボルト19に取り付けられるナット
並にワッシャ23により結合用ピン27の両端及び集電板13
の両側壁を挾持するようにしているので、振動や衝撃等
によりピン27の脱落を防止でき、また集電板13の開きも
防止してピン27の集電板13からの抜けも防止できる。さ
らに集電板側壁14に対する締め付けにより、集電板13と
トロリ主材10との軸方向のずれを抑え、少なくできる。

（４）請求項２記載の発明では、上記（１）（２）
（３）の効果に加え、断面形状Ｃ形の結合ピン27を利用
することにより、撓みによるばね作用を効果的に発揮で
き、集電板13とトロリ主材10の間の面圧を一層に効果的
に確保できる。

また、断面形状Ｃ形の中空の結合ピン27を利用すると共
に、ワッシャ23及びナット17の各起部22、24をピン27の
両端部に係合しているので、ボルト19等な回り止めにな
り、集電板13をトロリ主材10へ取り付ける作業の能率が
向上する。

（５）請求項３記載の発明では、上記（１）（２）
（３）の効果に加え、集電板が被せられるトロリ主材頭
部12の形状を、ピン長さ方向両端部に溝部12bを有する
Ｈ状に形成し、上記溝部12bの内面をピン長さ方向の中
央部側に行くに従いピン中心線側に来るようにテーパー
状に形成しているので、ピン27を中央部と両端部の３点
で支持して撓ませることができ、ピン27の撓みによるば
ね作用が一層効果的に発揮でき、またピン27が剪断され
るのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した剛体トロリ線の縦断面拡大
図、第２図は第１図のII矢視図、第３図は第１図のIII
矢視図、第４図は分解時の剛体トロリ線の斜視図、第５
図は集電板とトロリ主材との曲率半径の相違を誇張して
示す縦断面部分図、第６図はピンの撓みを誇張して示す
縦断面略図、第７図は剛体トロリ線の使用例であり、タ
イヤ式電車用軌道の縦断面図、第８図及び第９図は従来
例の縦断面図である。10……トロリ主材、12b……溝
部、13……集電板、14……側壁、15……ピン孔、16……
ピン孔、17……筒ナット、19……ボルト、22……突起、
23……ワッシャ、24……突起

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面形状が凸形に形成された導電性の高い
   銅又はアルミニウム等からなるトロリ主材と、集電面を
   形成する耐摩耗性良好なステンレス鋼等からなる集電板
   とを備えた剛体トロリ線において、集電板を、両側壁を
   有する断面形状コの字状に形成すると共にトロリ主材の
   集電面側の頭部に被せ、トロリ主材及び集電板の両側壁
   に結合用ピン挿入用のピン孔をそれぞれ形成し、結合用
   ピンの非挿入時における集電板側壁のピン孔の位置をト
   ロリ主材のピン孔の位置に対して集電面側に僅かに偏心
   させることにより、結合用ピン挿入時におけるピンの復
   元力でもって集電板をトロリ主材に押し付け、ボルト及
   び該ボルトに取り付けられるナット並びにワッシャによ
   り上記結合用ピンの両端及び集電板の両側壁を挾持する
   ようにしていることを特徴とする剛体トロリ線。
2. 【請求項２】結合用ピンとして、断面形状Ｃ形の中空の
   割ピンを挿入し、ナット及びワッシャに突起を形成し、
   該突起を上記割ピンの両端に挿入した請求項１記載の剛
   体トロリ線。
3. 【請求項３】集電板が被せられるトロリ主材頭部のトロ
   リ主材長さ方向に垂直な断面形状を、ピン長さ方向両端
   部に溝部を有するＨ状に形成し、上記溝部の内面をピン
   長さ方向の中央部側に行くに従いピン中心線側に来るよ
   うにテーパー状に形成した請求項１記載の剛体トロリ
   線。