JP2010143450A

JP2010143450A - 集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システム

Info

Publication number: JP2010143450A
Application number: JP2008323451A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Yamamoto; 一志山本; Zenji Okazaki; 善次岡崎; Megumi Ninomiya; 恵二宮
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】すでに運用がされている設備へ簡単に取付けることが可能となり、ひとつの検知装置で、複数の移動機器に設定された集電子の磨耗を検出できる集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システムを提供する。
【解決手段】集電子と接触する導体と、前記導体上に被せられた絶縁カバーからなる絶縁トロリに配置される集電子磨耗検出装置おいて、前記絶縁カバーの少なくとも一方の側面に設けられた前記集電子の磨耗状態を検出する磨耗状態検出部と前記磨耗状態検出部と前記導体との距離が一定となるように前記磨耗状態検出部と前記導体との間に配置された連結部とを備え、前記磨耗状態検出部は前記集電子が磨耗によって、前記集電子の位置の変位を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、取り付けが簡単にでき、集電子の磨耗状態を精度良く検出できる集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システムに関するものである。

従来から、例えば、天井走行クレーンやホイスト等の移動機械への電力供給用として絶縁トロリが用いられている。
この絶縁トロリの一般的なものとして図６に記載された形状のものがある。これは、絶縁トロリ９００の断面図であり、導体９０１の一部を図示しない集電子が摺導する被摺動面９０２として露出された状態で導体９０１に絶縁カバー９０３を被せたもので、この被摺動面９０２を摺動する集電子が脱線しないように、前記絶縁カバー９０３には被摺動面９０２の両側に位置する部分に一対の脚部９０４ａ、９０４ｂが設けられている

この絶縁トロリを天井走行クレーンやホイスト等の移動機器の走行路に沿って敷設し、集電子を備えた走行体連結部を介して移動機器へと電力を供給する。

走行体連結部９１０は、図７に示すように、接続部９１１ａに接続部９１１ｂを取付けることで、接続部９１１を構成し、図示しない移動機器に接続するようにしている。接続部９１１ａには起伏自在に動くように２本のアーム９１２が取付けられ、２本のアーム９１２を張力バネ９１３で接続することで揺動可能としている。アーム９１２の先端には集電子を支持する支持体９１５を介して集電子保護部９１６と集電子９１７が備えられている。

集電子９１７は、銅とセラミック等を混合させた導電性の焼結合金からなり、絶縁部材からなる集電子保護部９１６で外からの衝撃から保護するため覆われ、支持されている。集電子９１７には、電源供給線９１８が接続され、電源供給線９１８の他端は移動機器内にある負荷に接続されることとなる。

この集電子９１７が、図６に示したような絶縁トロリ９００の被摺動面９０２部分に摺動することによって、電源供給線９１８を介して図示しない移動機器へと電力を供給する。また、アーム９１２には引張バネ９１３が取付けられ、この引張バネ９１３の引張力により、アーム９１２が上方向に引っ張られ、集電子９１７が絶縁トロリ９００の被摺動面９０２部分に押し付けられるようになっている。

移動機器への電力の供給は、集電子９１７と絶縁トロリ９００の被摺動面９０２とが摺動することによって実現されるため、集電子９１７と絶縁トロリ９００の被摺動面９０２は当然ながら磨耗していく。通常、交換作業効率を考慮して、集電子９１７の材質は絶縁トロリ９００の被摺動面９０２の材質よりも柔らかい材質を使用し、集電子９１７の磨耗の方が、絶縁トロリ９００の被摺動面９０２の磨耗よりも大きくなるようにしている。

そこで、従来は、特許文献１のような方法が示されている、集電子自体の底面から集電子の使用上の磨耗限界位置まで貫通した穴部を形成し、絶縁電線の先端部の被覆を剥がして導体を露出させた部分に絶縁材料をモールドして磨耗検知部を形成し、その磨耗検知部を上記の穴部に挿入することによって磨耗を検出する装置が開発されている。

特開２００３−２３５１０２号公報

しかしながら、従来の装置では、集電子に磨耗検知部を設けているため、すでに運用中の移動機器を一旦停止させて交換作業をする必要があった。また、磨耗検知装置を移動機器の数量だけ準備しなければならず、交換する際の手間とコストがかかっていた。

そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、すでに運用がされている設備へ簡単に取付けることが可能となり、ひとつの検知装置で、複数の移動機器に設定された集電子の磨耗を検出できる集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システムを提供することを目的とする。

この発明の集電子磨耗検出装置の第１の態様は、集電子と接触する導体と、前記導体上に被せられた絶縁カバーからなる絶縁トロリに配置される集電子磨耗検出装置おいて、前記絶縁カバーの少なくとも一方の側面に設けられた前記集電子の磨耗状態を検出する磨耗状態検出部と、前記磨耗状態検出部と前記導体との距離が一定となるように前記磨耗状態検出部と前記導体との間に配置された連結部とを備え、記磨耗状態検出部は前記集電子が磨耗によって、前記集電子の位置の変位を検出することを特徴とする。

この発明の集電子磨耗検出装置の他の態様は、前記磨耗状態検出部は前記絶縁カバーの両側面に設けられたことを特徴とする。

この発明の集電子磨耗検出装置の他の態様は、前記連結部は前記絶縁カバーを覆うように配置されていることを特徴とする。

この発明の集電子磨耗検出装置の他の態様は、前記集電子を保護するように前記集電子の側面には、一体に組み立てられた集電子保護部が設けられており、前記磨耗状態検出部は、前記集電子保護の位置の変位を検出することを特徴とする。

この発明の集電子磨耗検出システムの第１の態様は、集電子磨耗検出装置が配置された前記絶縁トロリの両側に位置補正用ガイドが設けられ、前記集電子の磨耗状態の検出を行う際に、前記位置補正用ガイドにより前記集電子の位置を最適な場所に補正させることを特徴とする。

この発明の集電子磨耗検出システムの他の態様は、前記位置補正用ガイドの少なくとも集電子が入ってくる側の端部は外側に向かって細くなっていることを特徴する。

以上説明したように本発明によれば、集電子の磨耗検出装置を、絶縁トロリ側に配置するようにしたため、すでに運用がされている設備へ簡単に取付けることが可能となり、また、一つの磨耗検知装置で、複数の移動機器に設定された集電子の磨耗状態を検出できる。

図面を参照して本発明の好ましい実施の形態における磨耗検知装置の構成について詳細に説明する。なお、同一機能を有する各構成部については、図示及び説明簡略化のため、同一符号を付して示す。

本発明の集電子磨耗検知装置の実施の形態を、図１、２を用いて以下に説明する。また、図１は本実施形態の集電子磨耗検知装置１００を絶縁トロリに取り付けた状態の断面図を示したものである。図２は（ａ）は、本実施形態の集電子磨耗検知装置１００を絶縁トロリに取り付けた状態を側面から見たときの構成図を示している。また、図２（ｂ）は、本実施形態の集電子磨耗検知装置１００を絶縁トロリに取り付けた状態を上から見たときの構成図を示している。

図１のように、集電子１１１は集電子保護部１１２により走行方向両側を保護するように覆われており、集電子支持体１１０に集電子保護部１１２と共にそれぞれ取り付けられている。この集電子１１１が絶縁トロリ１２０の被摺動面１２１に接触し走行しながら、図示しない移動機器に電力を供給している。

集電子磨耗検知装置１００は、絶縁トロリ１２０に接続し固定するための連結部１０１と、集電子１１１の磨耗を検出する磨耗検出部１０２と磨耗検出部１０２に取り付けれ、集電子保護部１１２の変位を計測する検出センサ１０３で構成されている。

集電子１１１が絶縁トロリ１２０の被摺動面１２１に接触しながら走行すると、集電子１１１は磨耗し、集電子１１１の高さが低くなっていく。集電子１１１の高さが低くなると、集電子１１１が取り付けられている集電子支持体１１０や、集電子支持体１１０に取り付けられている集電子保護部１１２は、集電子１１１の摩擦がない状態と比べて、相対的に位置が変化することになる。具体的には、集電子１１１の磨耗により、絶縁トロリ１２０と集電子支持体１１０もしくは集電子保護部１１２との間の距離が小さくなる。

この集電子支持体１１０もしくは集電子保護部１１２の変位を検出センサ１０３で検出する。検出センサ１０３は、可動部１０３ａと、可動部１０３ａの先端に取り付けられる接触部１０３ｂで構成されている。

図１では、この接触部１０３ｂは集電子保護部１１２と接触させるようにしている。集電子１１１の磨耗による集電子保護部１１２の変位を、接触部１０３ｂを介して可動部１０３ａが上下に動くことにより検出することになる。

接触部１０３ｂは、走行中に集電子支持体１１０が走行方向左右に横揺れするので、横揺れに対応した所定の横幅を有するようにすることが好ましい。また、横揺れによる誤検出を防止するため、接触部１０３ｂは、ある程度クッション性や弾性力のある樹脂等の材料であることが好ましい。また、可動部１０３ａは、金属など剛性の高い材料とすることが好ましい。このようにすることによって、集電子１１１の磨耗による集電子保護部１１２の変位を精度良く検出することが可能となる。

集電子１１１の磨耗に伴う可動部１０３ａの変位により、磨耗検出部１０２が集電子１１１の磨耗状態を判断する。磨耗検出部１０２は可動部１０３ａの変位量と、あらかじめ決められた集電子１１１の磨耗変位閾値とを比較することによって、集電子１１１を交換するべきかの判断を行う。

集電子１１１の交換が必要だと判断すると、磨耗検出部１０２は交換表示部１３０に信号を送り、交換が必要になったことを表示する。磨耗検出部１０２から交換表示部１３０への信号の伝達は、ケーブルなどを用いても良いし、無線で信号を送信することも可能である。

磨耗検出部１０２は、連結部１０１を介して、絶縁トロリ１２０に取り付けられる。図１では、磨耗検出部１０２が強固に絶縁トロリ１２０に取り付けられるように、連結部１０１は、絶縁トロリ１２０の外形形状に対応した連結端部１０１ａを有している。
このように、連結端部１０１ａが絶縁トロリ１２０の外形形状に対応し接続されることにより、絶縁トロリが振動等により動いた場合でも、磨耗検出部１０２や検出センサ１０３と絶縁トロリとの位置関係が常に同じく保たれることとなり、精度良く集電子１１１の磨耗状態を検出することが可能となる。

また、連結端部１０１ａは、絶縁トロリ１２０の側面に形成されている溝部の形状に対応する構造とすることによって、強固な固定が可能となるので好ましい。さらにいうと、連結端部１０１ａは、絶縁トロリ１２０の集電子側に形成されている一対の脚部の形状にまで対応する構造とすることによって、より強固な固定が可能となるのでより好ましい。

図２（ａ）、（ｂ）は、集電子磨耗検知装置１００を絶縁トロリに取り付けた状態について、絶縁トロリの側面および上面から見た構成図を示している。
図１で説明した集電子磨耗検知装置１００は、磨耗検出部１０２の絶縁トロリ１２０へのさらなる強固で、かつ柔軟な固定として、連結部１０１はさらに連結端部１０１ｂを有している。連結端部１０１ｂは、連結部１０１から絶縁トロリに沿って伸びており、その先端には別の連結端部１０１ａが形成されている。

このように、連結部１０１に、さらに連結端部１０１ｂと連結端部１０１ｂの先端に別の連結端部１０１ａを形成することにより、絶縁トロリ１２０を曲げて敷設している箇所等では、磨耗検出部１０２の絶縁トロリ１２０への強固でかつ柔軟な固定を実現することができる。

本発明の集電子磨耗検知装置の実施の別の形態を、図３を用いて以下に説明する。集電子磨耗検知装置２００の実施形態が図１及び図２の実施形態と異なる点は、磨耗検出部１０２を絶縁トロリ１２０の走行方向両側に設けたことである。このようにすることによって、走行中に集電子支持体１１０が走行方向左右に横揺れした場合でも、両側に設けた磨耗検出部１０２の検出センサ１０３の変位量の平均値をとることにより、より精度良く集電子１１１の磨耗状態を検出することが可能となる。

本発明の集電子磨耗検知装置の実施の別の形態を、図４を用いて以下に説明する。集電子磨耗検知装置３００の実施形態は、磨耗検出部１０２ａが光センサになっており、磨耗検出部１０２ａから光を集電子１１１に照射することで、集電子１１１の変位を検出するものである。磨耗検出部１０２ａからの光の照射角度を変化させることで集電子支持体１１０が走行中において走行方向左右に横揺れした場合でも集電子１１１の変位量の変化に柔軟に対応することができるため、より精度良く集電子１１１の磨耗状態を検出することが可能となる。

次に、本発明の磨耗検知システムの実施の形態を、図５（ａ）、（ｂ）を用いて以下に説明する。図５（ａ）は絶縁トロリに集電子磨耗検出装置１００を配置した磨耗検知システムを上から見た図である。また、図６（ｂ）は、磨耗検知システムの断面図である。

図５（ａ）、（ｂ）は、集電子磨耗検出装置１００を配置した絶縁トロリ１２０の両側に位置補正用ガイド１４０をさらに配置した構成となっている。位置補正用ガイド１４０は、集電子支持体１１０が走行中において走行方向左右に横揺れすることを抑制し、集電子１１１の磨耗状態の検出を行う際に、位置補正用ガイド１４０により集電子１１１の位置を最適な場所に補正させることにより、より精度良く集電子１１１の磨耗状態を検出することを可能とするものである。

さらに、位置補正用ガイド１４０は、集電子１１１が入ってくる側の端部１４１が外側に向かって細くなっていることにより、位置補正用ガイド１４０により集電子１１１の位置を最適な場所に補正する際に、集電子支持体１１０に大きな衝撃を与えることがなくなる。また、集電子１１１が出て行く側の端部１４２が外側に向かって細くなっていることにより、集電子１１１が集電子磨耗検出装置１００を通過した後にも、衝撃を与えることがなくなる。

以上説明したように本発明によれば、すでに運用がされている設備へ簡単に取付けることが可能となり、ひとつの検知装置で、複数の移動機器に設定された集電子の磨耗を検出できる集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システムを提供することが可能となる。

なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における集電子磨耗検出装置および集電子磨耗検出システム等の細部構成及び詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の実施形態の集電子磨耗検出装置を示す断面図である。本発明の実施形態の集電子磨耗検出装置を示す側面図、および上面図である。本発明の別の実施形態の集電子磨耗検出装を示す断面図である。本発明の別の実施形態の集電子磨耗検出装を示す断面図である。本発明の別の実施形態の集電子磨耗検出装置を示す上面図および断面である。絶縁トロリの断面図である。走行体連結部を説明する図である。

符号の説明

１００、２００、３００集電子磨耗検出装置
１０１連結部
１０２磨耗検出部
１０３検出センサ
１１０集電子支持体
１１１集電子
１１２集電子保護部
１３０交換表示部
１４０位置補正用ガイド

Claims

集電子と接触する導体と、前記導体上に被せられた絶縁カバーからなる絶縁トロリに配置される集電子磨耗検出装置おいて、
前記絶縁カバーの少なくとも一方の側面に設けられた前記集電子の磨耗状態を検出する磨耗状態検出部と、
前記磨耗状態検出部と前記導体との距離が一定となるように前記磨耗状態検出部と前記導体との間に配置された連結部とを備え、
前記磨耗状態検出部は前記集電子が磨耗によって、前記集電子の位置の変位を検出することを特徴とする集電子磨耗検出装置。
前記磨耗状態検出部は前記絶縁カバーの両側面に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の集電子磨耗検出装置。
前記連結部は前記絶縁カバーを覆うように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の集電子磨耗検出装置。
前記集電子を保護するように前記集電子の側面には、一体に組み立てられた集電子保護部が設けられており、前記磨耗状態検出部は、前記集電子保護の位置の変位を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集電子磨耗検出装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の集電子磨耗検出装置が配置された前記絶縁トロリの両側に位置補正用ガイドが設けられ、前記集電子の磨耗状態の検出を行う際に、前記位置補正用ガイドにより前記集電子の位置を最適な場所に補正させることを特徴とする集電子磨耗検出装システム。
前記位置補正用ガイドの少なくとも集電子が入ってくる側の端部は外側に向かって細くなっていることを特徴する請求項５に記載の集電子磨耗検出システム。