特許 7437972 架空線用テンションバランサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-15

(45)【発行日】2024-02-26

(54)【発明の名称】架空線用テンションバランサ

(51)【国際特許分類】

   B60M 1/26 20060101AFI20240216BHJP

【ＦＩ】

B60M1/26 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020031650

(22)【出願日】2020-02-27

(65)【公開番号】P2021133822

(43)【公開日】2021-09-13

【審査請求日】2022-08-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000004640

【氏名又は名称】日本発條株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】田生 陽平

(72)【発明者】

【氏名】原田 崇史

(72)【発明者】

【氏名】佐々 治

【審査官】笹岡 友陽

(56)【参考文献】

【文献】特開平０９－０２４７５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４７６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１８７１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４１８５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｍ １／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

径方向に隙間を有した状態で同軸状に配置された外側の第１の筒部材および内側の第２の筒部材を少なくとも含む同軸状に配置された複数の筒部材と、
前記第１の筒部材に対する前記第２の筒部材の軸方向への動きに対して弾性力を与えるコイルばねと、
前記コイルばねを軸方向に圧縮して支持するばね座金と、
前記第１の筒部材と前記第２の筒部材を軸方向に摺動可能に支持する支持部材と、
を備える架空線用テンションバランサにおいて、
前記支持部材は、軸方向に互いに分離されて並んだ第１の支持部材と第２の支持部材とからなり、前記第１の支持部材は、前記ばね座金に支持されるか、または前記第１、または第２の筒部材に固定され、前記第２の支持部材は、前記コイルばねによって前記第１の支持部材側に付勢されることで前記第１の支持部材と共にボールを回転自在に支持し、前記ボールの一部を前記ばね座金よりも前記第１の筒部材側または前記第２の筒部材側に突出させたことを特徴とする架空線用テンションバランサ。

【請求項2】

前記ばね座金と前記支持部材は一体となって前記コイルばねを支持することを特徴とする請求項１に記載の架空線用テンションバランサ。

【請求項3】

前記コイルばねは軸方向に複数設けられ、前記コイルばね同士の間に補助座金を介在させたことを特徴とする請求項１に記載の架空線用テンションバランサ。

【請求項4】

前記筒部材に溶融アルミニウムメッキを施したことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の架空線用テンションバランサ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、架空線にテンションを与える架空線用テンションバランサに関する。

【背景技術】

【0002】

コイルばねにより、鉄道等の架空線に張力を与える架空線用テンションバランサが知られている。例えば、特許文献１には、同軸状に配置された複数の筒状の部材の間にコイルばねを介装した架空線用テンションバランサが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－２９６７９５号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、従来の架空線用テンションバランサでは次のような課題が提起されている。すなわち、主に架空線用テンションバランサの筒状の部材の内周面とコイルばねを支持するばね座金との摩擦抵抗により、架空線用テンションバランサの伸縮時のたわみ－荷重特性にヒステリシス損失が生じる。従来の架空線用テンションバランサでは、そのヒステリシス損失のために、設定された荷重の範囲内で架空線の伸縮量の増大に対応するストローク長を確保することができない場合がある。

【0005】

このような背景において、本発明は、たわみ－荷重特性のヒステリシス損失を低減することによって、設定された荷重の範囲内でのストローク長の増大化需要に対応することができる架空線用テンションバランサを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、径方向に隙間を有した状態で同軸状に配置された外側の第１の筒部材および内側の第２の筒部材を少なくとも含む同軸状に配置された複数の筒部材と、第１の筒部材に対する第２の筒部材の軸方向への動きに対して弾性力を与えるコイルばねと、コイルばねを軸方向に圧縮して支持するばね座金と、第１の筒部材と前記第２の筒部材を軸方向に摺動可能に支持する支持部材と、を備える架空線用テンションバランサにおいて、支持部材は、軸方向に互いに分離されて並んだ第１の支持部材と第２の支持部材とからなり、第１の支持部材は、ばね座金に支持されるか、または第１、または第２の筒部材に固定され、第２の支持部材は、コイルばねによって第１の支持部材側に付勢されることで第１の支持部材とともにボールを回転自在に支持し、ボールの一部をばね座金よりも第１の筒部材側または第２の筒部材側に突出させたことを特徴とする。

【0007】

本発明の架空線用テンションバランサにあっては、支持部材は、ボールを回転自在に支持し、ボールの一部をばね座金よりも第１の筒部材側または第２の筒部材側に突出させているから、ばね座金が第１の筒部材側に振れたときにボールが第１の筒部材または第２の筒部材の内周面に接触し、第２の筒部材の第１の筒部材に対する相対移動に対応してボールが回転する。その際の摩擦抵抗は、ボールと支持部材との摩擦抵抗のみであるから、摩擦抵抗が小さい。したがって、たわみ－荷重特性のヒステリシス損失が低減され、設定された荷重の範囲内でストローク長を増大することができる。

【0008】

ここで、ばね座金と支持部材は一体となってコイルばねを支持することができる。具体的には、ばね座金に支持部材を接触させ、支持部材にコイルばねの端部を接触させることにより、コイルばねは支持部材とばね座金とによって支持される。また、支持部材によってばね座金を構成することができる。たとえば、支持部材を皿ばねで構成し、２枚の支持部材を向かい合わせてそれらの縁部にボールを回転自在に支持することができる。さらに、コイルばねは軸方向に複数設けることができ、コイルばね同士の間に支持部材を介在させることができる。また、第１の筒部材に溶融アルミニウムメッキなどの摩擦係数を下げる表面処理を施すと、ボールの第１の筒部材に対する転がり摩擦抵抗が低減され、たわみ－荷重特性のヒステリシス損失をさらに低減することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、設定された荷重の範囲内でストローク長を増大し、架空線の伸縮量の増大に対応することができる架空線用テンションバランサが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の架空線用テンションバランサの側断面図である。

【図2】図１のII-II線断面図である。

【図3】図２の矢印IIIで示す部分の拡大図である。

【図4】図３の変更例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（構成）
以下、本発明が適用される架空線用テンションバランサの基本構造の一例について説明する。図１には、架空線用テンションバランサ１００が示され、図２には、その断面構造が示されている。架空線用テンションバランサ１００は、同軸状に配置された４つの筒部材である外側筒部材（第１の筒部材）１０１、第１中間筒部材（第２の筒部材）１０２、第２中間筒部材１０３、および内側筒部材１０４とを備えている。

【0012】

外側筒部材１０１と第１中間筒部材１０２との隙間には、圧縮された状態にある外側コイルばね１０５が収容されている。外側コイルばね１０５の左端は、第１中間筒部材１０２の外周に溶接された外側ばね座金１０２ａに接触する外側補助座金２０１に接触している。外側補助座金２０１は、２枚の環状の支持部材２０１ａの間にボール２０１ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０１ｂの一部は支持部材２０１ａから外側筒部材１０１側に突出し、ボール２０１ｂの径方向先端は、外側ばね座金１０２ａよりも外側筒部材１０１側に突出している。

【0013】

また、外側コイルばね１０５の右端では、外側筒部材１０１の内面に外側ばね座金１０２ａが溶接され、外側ばね座金１０２ａには、外側補助座金２０１が接触している。外側補助座金２０１は、２枚の環状の支持部材２０１ａの間にボール２０１ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０１ｂの一部は支持部材２０１ａから第１中間筒部材１０２側に突出し、ボール２０１ｂの径方向先端は、外側ばね座金１０２ａよりも第１中間筒部材１０２側に突出している。

【0014】

第１中間筒部材１０２と第２中間筒部材１０３との隙間には、圧縮された状態にある中間コイルばね１０６が収納されている。図１に示す状態において、中間コイルばね１０６の左端は、第２中間筒部材１０３の外周に溶接された中間ばね座金１０３ａに接触する中間補助座金２０２に接触している。中間補助座金２０２は、２枚の環状の支持部材２０２ａの間にボール２０２ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０２ｂの一部は支持部材２０２ａから第１中間筒部材１０２側に突出し、ボール２０２ｂの径方向先端は、中間ばね座金１０３ａよりも第１中間筒部材１０２側に突出している。

【0015】

また、中間コイルばね１０６の右端では、第１中間筒部材１０２の内面に中間ばね座金１０３ａが溶接され、中間ばね座金１０３ａには、中間補助座金２０２が接触している。外側補助座金２０２は、２枚の環状の支持部材２０２ａの間にボール２０２ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０２ｂの一部は支持部材２０２ａから第２中間筒部材１０３側に突出し、ボール２０２ｂの径方向先端は、外側ばね座金１０３ａよりも第２中間筒部材１０３側に突出している。

【0016】

第２中間筒部材１０３と内側筒部材１０４との隙間には、圧縮された状態にある内側コイルばね１０７が収納されている。図１に示す状態において、内側コイルばね１０７の左端は、内側筒部材１０４の外周に溶接された内側ばね座金１０４ａに接触する内側補助座金２０３に接触している。内側補助座金２０３は、２枚の環状の支持部材２０３ａの間にボール２０３ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０３ｂの一部は支持部材２０３ａから第２中間筒部材１０３側に突出し、ボール２０３ｂの径方向先端は、中間ばね座金１０４ａよりも第２中間筒部材１０３側に突出している。

【0017】

また、内側コイルばね１０７の右端では、第２中間筒部材１０３の内面に内側ばね座金１０４ａが溶接され、内側ばね座金１０４ａには、内側補助座金２０３が接触している。内側補助座金２０３は、２枚の環状の支持部材２０３ａの間にボール２０３ｂを回転自在に支持したもので、ボール２０３ｂの一部は支持部材２０３ａから内側筒部材１０４側に突出し、ボール２０１ｂの径方向先端は、内側ばね座金１０４ａよりも内側筒部材１０４側に突出している。

【0018】

なお、外側コイルばね１０５、中間コイルばね１０６、内側コイルばね１０７が筒部材と接触する部分には、両者間の相対的な滑りを阻害しないように潤滑剤であるグリスが塗布あるいは充填されている。潤滑剤は、潤滑機能を有するものであればグリスに限定されない。

【0019】

図１における内側筒部材１０４の右端端面には、架空線取付け部材１０８が固定されている。架空線取付け部材１０８は、ボルト１０８ａを備え、このボルト１０８ａを利用して図示を省略した架空線が架空線取付け部材１０８に取り付けられる。架空線としては、鉄道用の架線が挙げられるが、他の用途の電力用架空線、信号伝送用の架空線、支持用の架空線等であってもよい。

【0020】

また、架空線用テンションバランサ１００は、支柱側取付け部材１０９によって支柱（図示略）に支持される。すなわち、外側筒部材１０１の左端開口部には蓋体１１１が固定され、蓋体１１１によって開口部が閉塞されることにより、第１中間筒部材１０２、第２中間筒部材１０３および内側筒部材１０４が外側筒部材１０１から抜け出ないようになっている。支柱側取付け部材１０９は、蓋体１１１に溶接によって固定され、蓋体１１１は、外側筒部材１０１に形成された取付け孔に図の上方から差し込まれたＵ字棒１１０によって外側筒部材１０１から抜き出ないように強固に支持されている。支柱側取付け部材１０９には、ボルト１０９ａが取り付けられ、ボルト１０９ａによって架空線用テンションバランサ１００は支柱に取り付けられる。なお、図中符号１１２は、外側筒部材１０１に溶接された補強部材である。

【0021】

（架空線用テンションバランサの機能）
図１に示す架空線用テンションバランサ１００の架空線取付け部材１０８に架空線が取り付けられる。この状態において、架空線の重みおよび架空線を図の右方向に引く力により、架空線取り付け部材１０８が図の右方向に相対的に引かれる。

【0022】

一方、外側コイルばね１０５、中間コイルばね１０６、および内側コイルばね１０７は圧縮状態にあるので、内側筒部材１０４、第２中間筒部材１０３、および第１中間筒部材１０２をそれぞれ図の右の方向に引き出すには、外側コイルばね１０５、中間コイルばね１０６、内側コイルばね１０７の弾性力に打ち勝つ力が必要となる。この力の反力が、架空線取付け部材１０８に取り付けられた架空線に作用する張力、すなわち架空線を図の左の方向に引っ張る張力となる。こうして、図１の右方向に向かって張り渡される図示省略した架空線を図の左方向に引っ張る張力が働く。例えば、架空線の伸縮や上下動が生じると、架空線取り付け部材１０８が図の左右に動くが、それが外側コイルばね１０５、中間コイルばね１０６、および内側コイルばね１０７の伸縮により吸収される。

【0023】

架空線取付け部材１０８が図の左右に移動すると、内側筒部材１０４、第２中間筒部材１０３、および第１中間筒部材１０２が図の左右に移動する。その際に、内側筒部材１０４、第２中間筒部材１０３、および第１中間筒部材１０２は互いに固定されておらず、コイルばねで支持されている構造のため、自重等によりわずかに傾きが生じ、軸方向と直交する方向に振れる。従来では、そのときにばね座金が筒部材の内周面と接触するためにたわみ－荷重特性のヒステリシス損失が大きいという課題があった。

【0024】

上記構成の架空線用テンションバランサ１００では、内側筒部材１０４、第２中間筒部材１０３、および第１中間筒部材１０２が軸方向と直交する方向に振れたときに、内側補助座金２０３のボール２０３ｂが第２中間筒部材１０３の内周面に接触し、中間補助座金２０２のボール２０２ｂが第１中間筒部材１０２の内周面に接触し、外側補助座金２０１のボール２０１ｂが外側筒部材１０１の内周面に接触する。この場合、それら接触における摩擦抵抗は、ばね座金１０２ａ，…が外側筒部材１０１，…と接触する際の摩擦抵抗よりも小さい。したがって、たわみ－荷重特性のヒステリシス損失が低減され、設定された荷重の範囲内でストローク長を増大することができる。

【0025】

（変更例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
たとえば、上記実施形態では、外側ばね座金１０２ａを設けているが、これを省略して外側補助座金２０１の左端側支持部材２０１ａを第１中間筒部材１０２に溶接することができる。中間ばね座金１０３ａおよび内側ばね座金１０４ａについても同様である。

【0026】

外側ばね座金１０２ａを支持部材２０１ａによって構成することができる。たとえば、図４に示すように、支持部材２０１ａを皿ばねで構成し、２枚の支持部材２０１ａを向かい合わせてそれらの縁部にボール２０１ｂを回転自在に支持する。そして、左端の支持部材２０１ａを第１中間筒部材１０２に溶接する。中間ばね座金１０３ａおよび内側ばね座金１０４ａについても同様である。このような構成では、上記実施形態における外側ばね座金１０２ａ，…を省略して部品点数を減らすことができる。

【0027】

外側筒部材１０１，…に溶融アルミニウムメッキなどの摩擦係数を下げる表面処理を施すことにより、ボール２０１ａの外側筒部材１０１に対する転がり摩擦抵抗が低減され、たわみ－荷重特性のヒステリシス損失をさらに低減することができる。また、外側コイルばね１０５，…は軸方向に複数設けることができ、外側コイルばね１０５，…同士の間に外側補助座金２０１，…を配置することができる。

【産業上の利用可能性】

【0028】

本発明は、架空線用テンションバランサに利用することができる。

【符号の説明】

【0029】

１００…架空線用テンションバランサ、１０１…外側筒部材（第１の筒部材）、１０２…第１中間筒部材（第２の筒部材）、１０２ａ…外側ばね座金、１０３…第２中間筒部材、１０３ａ…中間ばね座金、１０４…内側筒部材、１０４ａ…内側ばね座金、１０５…外側コイルばね、１０６…中間コイルばね、１０７…内側コイルばね、１０８…架空線取付け部材、１０８ａ…ボルト、支柱側取付け部材…１０９、ボルト…１０９ａ、１１０…Ｕ字棒、１１１…蓋体、１１２…補強部材、２０１…外側補助座金、２０１ａ…支持部材、２０１ｂ…ボール、２０２…中間補助座金、２０２ａ…支持部材、２０２ｂ…ボール、２０３…内側補助座金、２０３ａ…支持部材、２０３ｂ…ボール。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】