特開 2023-110346 トロリ線用掴線器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023110346

(43)【公開日】2023-08-09

(54)【発明の名称】トロリ線用掴線器

(51)【国際特許分類】

   B60M 1/28 20060101AFI20230802BHJP

   H02G 1/04 20060101ALI20230802BHJP

【ＦＩ】

B60M1/28 K

H02G1/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022011731

(22)【出願日】2022-01-28

(71)【出願人】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000001890

【氏名又は名称】三和テッキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100147267

【弁理士】

【氏名又は名称】大槻 真紀子

(72)【発明者】

【氏名】岡部 源太

(72)【発明者】

【氏名】増井 裕太

(72)【発明者】

【氏名】村上 智史

(72)【発明者】

【氏名】早坂 高雅

(72)【発明者】

【氏名】中村 琢

(72)【発明者】

【氏名】中島 祐樹

【テーマコード（参考）】

5G352

【Ｆターム（参考）】

5G352BA01

5G352BA02

(57)【要約】

【課題】トロリ線Ｔの変形を抑制することができる掴線器１０を提供する。
【解決手段】本発明の掴線器１０は、トロリ線Ｔを掴む掴線部１１と、張線器３０が接続される一対の接続部２５と、を有する。一対の接続部２５は、それぞれがトロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面に対して面対称であり、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面に対して面対称である。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トロリ線を掴む掴線部と、
張線器が接続される一対の接続部と、を有し、
前記一対の接続部は、それぞれが前記トロリ線の中心軸を含む第１平面と交差し、前記トロリ線の中心軸を含み前記第１平面に直交する第２平面の両側に配置される、
トロリ線用掴線器。

【請求項2】

前記第１平面は、水平面である、
請求項１に記載のトロリ線用掴線器。

【請求項3】

前記一対の接続部は、前記第２平面に対して面対称である、
請求項１または２に記載のトロリ線用掴線器。

【請求項4】

前記一対の接続部は、前記第１平面に対して面対称である、
請求項１から３のいずれか１項に記載のトロリ線用掴線器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロリ線用掴線器に関する。

【背景技術】

【0002】

トロリ線は、鉄道車両等の移動体の軌道の上方に配置される電線である。トロリ線は、移動体のパンタグラフに接触して移動体に給電する。トロリ線を部分的に張り替える際などには、トロリ線の切断作業が伴う。トロリ線の切断作業に、一対の掴線器および張線器が使用される。

【0003】

図７および図８は、従来技術のトロリ線の切断作業の説明図である。図７は張線器により張力を印加する前の状態であり、図８は印加した後の状態である。
本願において、直交座標系のＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向が以下のように定義される。Ｚ方向は鉛直方向であり、＋Ｚ方向は上方向である。Ｘ方向およびＹ方向は水平方向である。Ｘ方向は、トロリ線Ｔの延伸方向と平行な方向である。Ｘ方向において、一対の掴線器９０の内側を「内側」と呼び、一対の掴線器９０の外側を「外側」と呼ぶ場合がある。Ｙ方向は、トロリ線Ｔに垂直な方向である。Ｙ方向において、トロリ線Ｔに接近する方向を「内側」と呼び、トロリ線Ｔから離反する方向を「外側」と呼ぶ場合がある。

【0004】

図７に示すように、掴線器９０（例えば、特許文献１および２参照）は、掴線部９１と、レバー９２と、を有する。掴線部９１は、トロリ線Ｔを掴む。レバー９２は、掴線部９１に連結される。レバー９２の先端は、トロリ線Ｔから離れて配置される。レバー９２を回動することにより、掴線部９１が開閉する。一対の掴線器９０が、トロリ線Ｔの切断部分（例えば中央Ｃ）の両側に配置される。以下、一対の掴線器９０の内側のトロリ線Ｔを内側トロリ線Ｔ１と呼び、一対の掴線器９０の外側のトロリ線Ｔを外側トロリ線Ｔ０と呼ぶ。

【0005】

張線器８０は、張力線８１と、巻取機構８２と、を有する。張力線８１は、チェーンやワイヤ等である。張力線８１は、一対の掴線器９０のレバー９２の先端の間に掛け渡される。巻取機構８２は、張力線８１を巻き取ることにより、張力線８１に張力を印加する。
図８に示すように、張力線８１に張力が印加されると、内側トロリ線Ｔ１の張力が緩和される。張力が緩和された状態で、内側トロリ線Ｔ１が切断される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１４５８１８号公報

【特許文献2】特開２０１４－１２８１８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

図７に示すように、レバー９２は、トロリ線Ｔから下方に離れて配置される。一対の掴線器９０のレバー９２の間に掛け渡された張力線８１と、トロリ線Ｔとの間には、ギャップＧが存在する。図８に示すように、張線器８０に張力が印加されると、張力線８１に沿って張力軸が発生する。張線器８０の張力軸と、外側トロリ線Ｔ０の張力軸とが、同じ直線上に配置されると、掴線器９０に作用する張力がつり合う。

【0008】

張力が印加された張力線８１は、上方に移動して、外側トロリ線Ｔ０と同じ直線上に配置される。張力が緩和された内側トロリ線Ｔ１も、上方に移動して、外側トロリ線Ｔ０と同じ直線上から外れる。張力線８１および内側トロリ線Ｔ１の移動は、掴線器９０の回動により実現される。掴線器９０と外側トロリ線Ｔ０との間の回動中心の位置Ｐにおいて、トロリ線Ｔが塑性変形する。

【0009】

トロリ線の変形をシミュレーションにより解析した。
図９は、従来技術の掴線器のシミュレーションモデルの斜視図である。掴線器９０のモデルは、掴線器９０の実物と同様に、掴線部９１と、レバー９２と、を有する。掴線部９１とトロリ線Ｔとの相対位置が固定される。レバー９２は、トロリ線Ｔから離れて配置される。レバー９２の先端に、張線器８０の張力に相当する境界条件が設定される。

【0010】

図１０は、従来技術の掴線器のシミュレーション結果のグラフである。張線器８０の張力に相当する境界条件が解消された後、重力により垂れ下がったトロリ線Ｔの形状が、図１０に示される。図１０の縦軸は、重力による垂れ下がりの変位量である。図１０の横軸は、内側トロリ線Ｔ１の中央ＣからのＸ方向の距離である。Ｘ＝１．５ｍの位置に掴線器９０が配置されている。掴線器９０のＸ方向の外側の位置Ｐで、トロリ線Ｔが－Ｚ方向に変形している。シミュレーションの結果は、実験の結果を再現している。

【0011】

トロリ線Ｔの変形部分は下方に突出している。トロリ線Ｔの変形部分に対して、走行する移動体のパンタグラフが当接すると、変形部分に衝撃力が作用する。これにより、トロリ線Ｔの耐久性が低下する。その対策として、トロリ線Ｔの切断後またはトロリ線Ｔの張替え等の完了後に、トロリ線Ｔの変形部分の修復（クセ直し）が実施される。しかし、この修復作業は煩雑である。

【0012】

本発明が解決しようとする課題は、トロリ線の変形を抑制することができる掴線器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の掴線器は、トロリ線を掴む掴線部と、張線器が接続される一対の接続部と、を有する。一対の接続部は、それぞれがトロリ線の中心軸を含む第１平面と交差し、トロリ線の中心軸を含み第１平面に直交する第２平面の両側に配置される。

【0014】

張線器により一対の接続部に対して均等に張力が印加されると、張線器による張力軸は、第１平面および第２平面の近傍に発生する。すなわち、張線器による張力軸は、トロリ線の中心軸の近傍に発生する。掴線器に作用する張力がつり合う過程で、掴線器がほとんど回動しない。したがって、掴線器に保持されるトロリ線の変形が抑制される。

【0015】

第１平面は、水平面である。
このとき、一対の接続部は、鉛直方向の同じ位置に配置される。これにより、一対の接続部に対する均等な張力の印加が容易である。

【0016】

一対の接続部は、第２平面に対して面対称である。
一対の接続部は、第１平面に対して面対称である。
このとき、一対の張線器による張力軸は、トロリ線の中心軸の位置に発生する。これにより、掴線器が回動しなくても、掴線器に作用する張力がつり合う。したがって、掴線器に保持されるトロリ線の変形が抑制される。

【発明の効果】

【0017】

本発明の掴線器により、トロリ線の変形を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態の掴線器のシミュレーションモデルの斜視図。

【図2】実施形態の掴線器のシミュレーション結果のグラフ。

【図3】実施形態の掴線器の平面図。

【図4】実施形態の掴線器の正面図。

【図5】実施形態の掴線器の側面図。

【図6】実施形態の掴線器の使用方法の説明図。

【図7】従来技術のトロリ線の切断作業の説明図（張線器により張力を印加する前の状態）。

【図8】従来技術のトロリ線の切断作業の説明図（張線器により張力を印加した後の状態）。

【図9】従来技術の掴線器のシミュレーションモデルの斜視図。

【図10】従来技術の掴線器のシミュレーション結果のグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、実施形態の掴線器を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態の掴線器のシミュレーションモデルの斜視図である。実施形態の掴線器１０は、掴線部１１と、一対の接続部２５と、を有する。
掴線部１１は、トロリ線Ｔを掴む部分である。掴線部１１は、Ｘ方向に所定長さの範囲でトロリ線Ｔを掴む。図１のモデルにおいて、掴線部１１とトロリ線Ｔとの相対位置が固定される。

【0020】

接続部２５は、掴線部１１に連結される。接続部２５は、張線器（不図示）が接続される部分である。一対の接続部２５に対して、一対の張線器が接続される。一対の張線器は、一対の接続部２５に対して均等に張力を印加する。図１のモデルにおいて、一対の接続部２５には、一対の張線器の張力に相当する境界条件が設定される。

【0021】

一対の接続部２５は、掴線部１１が掴むトロリ線Ｔと、Ｚ方向の同じ位置に配置される。一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面に含まれる。一対の接続部２５は、掴線部１１が掴むトロリ線Ｔを挟んで、Ｙ方向の両側に配置される。一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面に対して、面対称に配置される。

【0022】

一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面に含まれる。このとき、一対の張線器による張力軸は、Ｚ方向においてトロリ線Ｔと同じ位置に発生する。すなわち、一対の張線器による張力軸と、外側トロリ線Ｔ０の張力軸とが、同じＸＹ平面上に配置される。そのため、掴線器１０がＺ方向に回動しなくても、掴線器１０に作用する張力がつり合う。これにより、掴線器１０と外側トロリ線Ｔ０との間の位置Ｐにおいて、トロリ線ＴのＺ方向への変形が抑制される。

【0023】

図２は、実施形態の掴線器のシミュレーション結果のグラフである。一対の張線器の張力に相当する境界条件が解消された後、重力により垂れ下がったトロリ線Ｔの形状が、図２に示される。図２の横軸および縦軸は、図１０と同様である。Ｘ＝１．５ｍの位置に掴線器１０が配置されている。掴線器１０の外側の位置Ｐにおいて、トロリ線ＴがＺ方向に変形していない。実施形態の掴線器１０によるトロリ線Ｔの変形抑制効果が、シミュレーションにより確認された。

【0024】

一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面に対して、面対称に配置される。一対の張線器は、一対の接続部２５に対して均等に張力を印加する。このとき、一対の張線器による張力軸は、Ｙ方向においてトロリ線Ｔと同じ位置に発生する。すなわち、一対の張線器による張力軸と、外側トロリ線Ｔ０の張力軸とが、同じＸＺ平面上に配置される。そのため、掴線器１０がＹ方向に回動しなくても、掴線器１０に作用する張力がつり合う。これにより、掴線器１０と外側トロリ線Ｔ０との間の位置Ｐにおいて、トロリ線ＴのＹ方向への変形が抑制される。

【0025】

実施形態の掴線器１０の具体例について説明する。
図３は実施形態の掴線器１０の平面図であり、図４は正面図であり、図５は側面図である。掴線器１０は、鉄鋼等の金属材料により形成される。掴線器１０は、掴線部１１と、接続ユニット２０と、を有する。
掴線部１１は、トロリ線Ｔを掴む。図３に示すように、掴線部１１は、一対の掴線片１２を有する。掴線片１２は、Ｘ方向に伸びる。

【0026】

図５に示すように、掴線片１２は、下端部に突起１３を有する。突起１３は、トロリ線Ｔの中心軸に向かって突出する。一対の掴線片１２が、Ｙ方向に並んで配置される。一対の掴線片１２の突起１３が、トロリ線Ｔを掴む。図３に示すように、掴線片１２のＸ方向の外側部分に、締結部材１４が配置される。締結部材１４は、ボルトおよびナットである。締結部材１４のボルトは、一対の掴線片１２をＹ方向に貫通する。締結部材１４は、一対の掴線片１２が接近する方向に締結力を発揮する。

【0027】

接続ユニット２０は、挟持板２１と、一対の接続部２５と、補強板２８と、を有する。
挟持板２１は、平板状に形成され、ＸＺ平面と平行に配置される。挟持板２１のＸ方向の外側部分に、掴線部１１のＸ方向の内側部分が配置される。挟持板２１は、掴線部１１のＹ方向の外側に配置される。一対の挟持板２１が、掴線部１１をＹ方向に挟む。挟持板２１のＸ方向の外側部分に、締結部材２２が配置される。締結部材２２は、ボルトおよびナットである。締結部材２２のボルトは、一対の挟持板２１および一対の掴線片１２をＹ方向に貫通する。締結部材２２は、一対の挟持板２１および一対の掴線片１２がそれぞれ接近する方向に締結力を発揮する。

【0028】

接続部２５は、平板状に形成され、ＸＹ平面と平行に配置される。接続部２５は、挟持板２１のＸ方向の内側部分から、Ｙ方向の外側に伸びる。接続部２５は、挟持板２１に対して溶接等により接続される。接続部２５のＹ方向の外側端部に、接続孔２６が形成される。接続孔２６は、接続部２５をＺ方向に貫通する。一対の接続部２５の接続孔２６に、一対の張線器（不図示）が接続される。

【0029】

図５に示すように、一対の接続部２５は、掴線部１１が掴むトロリ線Ｔと、Ｚ方向の同じ位置に配置される。一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面（第１平面）Ｓ１と交差する。一対の接続部２５は、第１平面Ｓ１に対して面対称である。一対の接続部２５は、掴線部１１が掴むトロリ線Ｔを挟んで、Ｙ方向の両側に配置される。一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面（第２平面）Ｓ２の両側に配置される。一対の接続部２５は、第２平面Ｓ２に対して面対称である。

【0030】

補強板２８は、平板状に形成され、ＸＹ平面と平行に配置される。補強板２８は、接続部２５の下方に配置される。図３に示すように、補強板２８は、挟持板２１のＹ方向の外側に配置される。補強板２８は、挟持板２１および接続部２５に対して、溶接等により接続される。補強板２８のＸ方向の長さは、挟持板２１のＸ方向の長さと同等である。補強板２８のＹ方向の幅は、接続部２５のＹ方向の幅の半分程度である。補強板２８は、接続部２５の剛性を補強する。

【0031】

実施形態の掴線器１０の使用方法について説明する。
図６は、実施形態の掴線器の使用方法の説明図である。トロリ線Ｔの切断部分のＸ方向の両側に、一対の掴線器１０が装着される。一対の掴線器１０の間に、一対の張線器３０が装着される。

【0032】

最初に、掴線器１０の掴線部１１がトロリ線Ｔに装着される。掴線部１１の掴線片１２は、締結部材１４の締結を緩めた状態で配置される。掴線片１２は、トロリ線Ｔの上方に配置される。一対の掴線片１２の突起１３の内側に、トロリ線Ｔが配置される。締結部材１４が締結されて、一対の掴線片１２が相互に接近する。掴線片１２の突起１３がトロリ線Ｔを掴む。

【0033】

次に、掴線器１０の接続ユニット２０が掴線部１１に装着される。接続ユニット２０は、掴線部１１のＹ方向の両側に配置される。接続ユニット２０は、接続部２５がトロリ線ＴとＸＹ平面に平行になるように配置される。接続部２５の姿勢は、トロリ線Ｔの側方からの目視等により確認される。接続部２５の姿勢は、掴線部１１の姿勢に依存するため、掴線部１１の姿勢と共に調整される。締結部材２２が締結されて、一対の挟持板２１が相互に接近する。挟持板２１が掴線部１１に固定されて、接続ユニット２０の装着が完了する。
以上により、トロリ線Ｔに対する一対の掴線器１０の装着が完了する。

【0034】

次に、一対の張線器３０が装着される。図６の例では、張線器３０として、ワイヤターンバックルが採用されている。ワイヤターンバックルは、ワイヤの張力を自在に調節可能である。一対の張線器３０は、トロリ線ＴのＹ方向の両側に配置される。一対の張線器３０は、掴線器１０の一対の接続部２５の接続孔２６に接続される。張線器３０は、少なくとも一方（図６の右側）の掴線器１０に対して、Ｙ軸周りおよびＺ軸周りに回動自在となるように接続される。一対の張線器３０は、掴線器１０に対して、ロードセル３１を介して接続される。ロードセル３１は、張線器３０に印加される張力を測定する。

【0035】

次に、張線器３０に張力が印加される。一対の張線器３０により、掴線器１０の一対の接続部２５に対して均等に張力が印加される。均等な張力の印加は、一対の掴線器１０のロードセル３１が測定する張力に基づいて調整される。

【0036】

一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面に対して面対称である。一対の接続部２５は、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面に対して面対称である。そのため、一対の張線器３０による張力軸は、Ｚ方向およびＹ方向においてトロリ線Ｔの位置に発生する。すなわち、一対の張線器３０による張力軸と、外側トロリ線Ｔ０の張力軸とが、同じ直線上に配置される。この状態で、掴線器１０に作用する張力がつり合うので、掴線器１０は回動しない。したがって、掴線器１０と外側トロリ線Ｔ０との間の位置Ｐにおけるトロリ線Ｔの変形が抑制される。

【0037】

内側トロリ線Ｔ１の張力が緩和された状態で、内側トロリ線Ｔ１が切断される。その後、トロリ線の部分張替えなどが実施される。

【0038】

以上に詳述されたように、実施形態の掴線器１０は、トロリ線Ｔを掴む掴線部１１と、張線器３０が接続される一対の接続部２５と、を有する。一対の接続部２５は、それぞれがトロリ線Ｔの中心軸を含むＸＹ平面に対して面対称であり、トロリ線Ｔの中心軸を含むＸＺ平面に対して面対称である。
張線器３０により一対の接続部２５に対して均等に張力が印加されると、張線器３０による張力軸は、トロリ線Ｔの位置に発生する。この状態で、掴線器１０に作用する張力がつり合うので、掴線器１０は回動しない。したがって、掴線器１０に保持されるトロリ線Ｔの変形が抑制される。

【0039】

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。

【0040】

実施形態の掴線器１０は、接続部２５がＸＹ平面と平行になるように、トロリ線Ｔに装着される。これに対して、掴線器１０は、接続部２５がＸＺ平面と平行になるように、トロリ線Ｔに装着されてもよい。

【符号の説明】

【0041】

Ｓ１…第１平面、Ｓ２…第２平面、Ｔ…トロリ線、１０…掴線器、１１…掴線部、２５…接続部、３０…張線器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】