JP2015016532A - 撚線研磨機 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の撚線の酸化皮膜を短時間に十分に除去することができる撚線研磨機を提供する。
【解決手段】撚線研磨機１は、ブラシ２と、駆動部３と、本体４と、支持部５とを有する。駆動部３は、ブラシ２を回転駆動する。本体４は、ブラシ２及び駆動部３を保持する。支持部５は、本体４を撚線Ｗに着脱可能に支持する。本体は、支持部５によって、撚線Ｗの周りを回転可能に、撚線Ｗに支持される。ブラシ２は、本体４が撚線Ｗに支持された状態で、撚線Ｗに押圧され、押圧部分における周方向が撚線Ｗの外層素線の長手方向と略同一となるように設定されている。これにより、ブラシ２のブラシ毛材が撚線の外層素線間の溝に入り込む。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属製の撚線を磨くための撚線研磨機に関する。

従来から、鉄道において、き電線等の電線として金属製の撚線（より線）が用いられている。撚線は、複数の素線を撚り合わせて製造される。撚線は、別の線と接続するために、例えば、コネクタ金具が取り付けられる。コネクタ金具は、一対の金具を有し、撚線を挟んでボルト締めされる。アルミ線や銅線等の金属製の撚線は、大気中の酸素で表面が酸化され、酸化皮膜で覆われている。酸化皮膜は、電気抵抗が高い。酸化皮膜で覆われた撚線は、コネクタ金具を取り付けると、通電時に、酸化皮膜の電気抵抗によって発熱するので、温度が上昇して断線するおそれがある。このため、撚線は、コネクタ金具を取り付ける前に、サンドペーパやワイヤブラシで表面を磨き、酸化皮膜を除去する必要がある。撚線を圧縮接続管を用いて接続する場合も、圧縮接続管を取り付ける前に、撚線を磨く必要がある。撚線は、磨いた箇所に酸化皮膜が残ると、素線の酸化や腐食が進行するので、酸化皮膜を十分に除去する必要がある。しかしながら、撚線をワイヤブラシやサンドペーパで磨いて酸化皮膜を十分に除去する作業には、時間が掛かる。また、き電線等の電線は高所に設けられているため、撚線をワイヤブラシやサンドペーパで磨く作業は容易ではない。

トロリ線の表面を磨くための工具として、筒状のブラシを有する表面研磨装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。トロリ線は、単芯電線であり、ハンガを取り付けるための溝を有する。トロリ線の溝の方向は、トロリ線の長手方向である。この表面研磨装置でトロリ線を擦ることによって、トロリ線の表面及び溝内が磨かれる。一方、撚線は、素線長手方向が撚線長手方向に対して一定の角度を成しており、外層素線間に形成される溝の方向が撚線長手方向と一致しない。このため、このようなトロリ線用の表面研磨装置を撚線に用いると、撚線長手方向に撚線を磨くので、外層素線間の溝を磨くことが難しく、溝内の酸化皮膜を十分に除去できない。

また、高圧電線を回転ブラシで磨く研磨装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。この研磨装置を用いると、モータが回転ブラシを駆動するので、高圧電線を磨く時間が手作業よりも短縮される。しかしながら、このような研磨装置を撚線に用いると、回転ブラシで撚線長手方向に撚線を磨くので、外層素線間の溝を磨くことが難しく、溝内の酸化皮膜を十分に除去できない。溝内の酸化皮膜の除去が不十分な撚線にコネクタ金具を取り付けると、撚線がコネクタ金具との取付箇所における温度上昇によって断線するおそれがある。

特開平９−１６８９５９号公報 特開平６−１６５３３６号公報

本発明は、上記問題を解決するものであり、金属製の撚線の酸化皮膜を短時間に十分に除去することができる撚線研磨機を提供することを目的とする。

本発明の撚線研磨機は、金属製の撚線を磨くためのものであって、ブラシと、前記ブラシを回転駆動する駆動部と、前記ブラシ及び駆動部を保持する本体と、前記本体を撚線に着脱可能に支持する支持部とを備え、前記本体は、前記支持部によって撚線の周りを回転可能に支持され、前記ブラシは、前記本体が撚線に支持された状態で、撚線に押圧され、押圧部分における周方向が撚線の外層素線の長手方向と略同一となるように設定されていることを特徴とする。

この撚線研磨機において、前記支持部は、前記本体に対して回動可能な２つのアーム部を有し、各々の前記アーム部は、一対の接触子を有し、前記各対の接触子は、相互離隔が撚線径より大きく、前記アーム部の回動によって、撚線を挟持しない状態と、撚線を挟持する状態とが切り替えられることが好ましい。

この撚線研磨機において、前記本体は、撚線を押圧する方向に変位可能に前記ブラシを保持し、該ブラシを撚線に押圧する弾性体を有することが好ましい。

この撚線研磨機において、前記本体は、前記ブラシが撚線に押圧される力を調整する押圧力調整部を有することが好ましい。

この撚線研磨機において、前記各々の接触子は、両フランジローラの形状を有することが好ましい。

この撚線研磨機において、前記各対の接触子のうち、前記本体に近い側の接触子は、前記アーム部に固定されていることが好ましい。

この撚線研磨機において、前記本体は、撚線の周りを手動で回転させるための持ち手金具を有することが好ましい。

本発明の撚線研磨機によれば、ブラシが駆動部によって回転駆動されるので、撚線の酸化皮膜を短時間に除去することができる。また、ブラシは撚線への押圧部分における周方向が撚線の外層素線の長手方向と略同一となるように設定されているので、ブラシ毛材が撚線の外層素線間の溝に入り込み、外層素線の外側表面だけでなく、外層素線間の溝内の酸化皮膜を除去することができる。

本発明の一実施形態に係る撚線研磨機の正面図。 同撚線研磨機の背面図。 同撚線研磨機におけるブラシの角度設定を示す底面図。 同撚線研磨機におけるアーム部の動作を示す正面図。 同撚線研磨機における接触子の断面図。 同撚線研磨機における接触子の変形例を示す側面図。 同撚線研磨機の平面図。

本発明の一実施形態に係る撚線研磨機を図１乃至図７を参照して説明する。図１及び図２に示されるように、撚線研磨機１は、金属製の撚線Ｗを磨くためのものである。撚線研磨機１によって磨く撚線Ｗは、例えば、鉄道の電車線路における、き電線等の架線である。撚線研磨機１は、架線等を磨くために用いられる場合、架線研磨機と呼ばれることがある。

撚線研磨機１は、ブラシ２と、駆動部３と、本体４と、支持部５とを有する。駆動部３は、ブラシ２を回転駆動する。本体４は、ブラシ２及び駆動部３を保持する。支持部５は、本体４を撚線Ｗに着脱可能に支持する。本体４は、支持部５によって、撚線Ｗの周りを回転可能に、撚線Ｗに支持される。ブラシ２は、本体４が撚線Ｗに支持された状態で、撚線Ｗに押圧される。

ブラシ２が撚線Ｗに押圧されているとき、図３に示されるように、ブラシ２は、押圧部分における周方向αが撚線の外層素線の長手方向βと略同一となるように設定されている。

図４に示されるように、支持部５は、前記本体に対して回動可能な２つのアーム部６、７を有する。一方のアーム部６は、一対の接触子６１、６２を有する。他方のアーム部７は、一対の接触子７１、７２を有する。対を成す接触子６１、６２は、相互離隔Ｓが撚線径Ｄより大きい。接触子６１、６２は、アーム部６の回動によって、撚線Ｗを挟持しない状態と、撚線Ｗを挟持する状態（図１参照）とが切り替えられる。同様に、対を成す接触子７１、７２は、相互離隔Ｓが撚線径Ｄより大きい。接触子７１、７２は、アーム部７の回動によって、撚線Ｗを挟持しない状態（図４参照）と、撚線Ｗに接触して撚線Ｗを挟持する状態（図１参照）とが切り替えられる。

本体４は、撚線Ｗを押圧する方向に変位可能にブラシ２を保持する。本体４は、ブラシ２を撚線Ｗに押圧する弾性体４１を有する。

本体４は、ブラシ２が撚線Ｗに押圧される力を調整する押圧力調整部８を有する。

図５は、図１におけるＸ−Ｘ線断面における接触子６１の断面を示す。接触子６１は、両フランジローラの形状を有する。すなわち、接触子６１は、撚線Ｗと接触するローラ面６１１の両側にローラ面６１１よりも径が大きいフランジ６１２、６１３を有する。接触子６２、７１、７２も同様に、両フランジローラの形状を有する。

本実施形態では、接触子６１、６２、７１、７２のローラ面の断面形状は、Ｕ字形としている。なお、図６に示されるように、接触子６１、６２、７１、７２のローラ面の断面形状をＶ字形としてもよい。

一対の接触子６１、６２のうち、本体４に近い側の接触子６２は、アーム部６に固定されている（図１参照）。すなわち、接触子６２は、アーム部６に対して回転しない。同様に、一対の接触子７１、７２のうち、本体４に近い側の接触子７２は、アーム部７に固定されている。なお、これらの接触子６１、７１を、それぞれ、回転可能にアーム部６、７に取り付けてもよい。

本体４から遠い側の接触子６１、７１は、それぞれ、回転可能にアーム部６、７に取り付けられている。なお、これらの接触子６１、７１をアーム部６、７に固定してもよい。

図７に示されるように、本体４は、撚線Ｗの周りを手動で回転させるための持ち手金具４３を有する。

各構成をさらに詳述する。ブラシ２は、複数のブラシ毛材を有し、回転力等により、ブラシ毛材の先端で研磨対象物を磨く研磨体である（図１参照）。本実施形態では、ブラシ２は、厚みを有する円盤状のホイールブラシとしている。ホイールブラシは、放射状のブラシ毛材を有する。ブラシ２は、ホイールブラシに限定されず、例えば、カップブラシや皿型ブラシであってもよい。ブラシ２をカップブラシ又は皿型ブラシとした場合、ブラシ毛材は、放射方向に対して角度を成すが、ブラシ２を回転させると、遠心力で外周方向にしなり、研磨対象物を磨く。ブラシ２は、交換可能であり、研磨対象物の材質に応じて適切なブラシ毛材を有するものが用いられる。例えば、撚線Ｗが硬アルミ撚線又は硬銅撚線の場合、ステンレス製のブラシ毛材を有するブラシ２が用いられる。撚線Ｗが鋼撚線の場合、鉄製のブラシ毛材を有するブラシ２が用いられる。ブラシ毛材の材質は、金属に限定されず、例えば、樹脂、動物の毛等であってもよい。ブラシ２は、駆動部３の先端部にある回転軸に取り付けられる。

駆動部３は、モータ３１及び蓄電池３２等を有する。モータ３１は、ブラシ２を回転する。蓄電池３２は、モータ３１に電力を供給する。本実施形態では、駆動部３として、ディスクグラインダから砥石を取り外したものを用いている。駆動部３は、金属バンドを有する取付台３３を介して本体４に枢設される。

撚線研磨機１における前側は、駆動部３の先端部が向いている側であり、後ろ側は、駆動部３の後端部がある側である。

本体４は、正面視でＵ字形状のフレームを有する。このフレームは、金属板から成る。本体４におけるＵ字形状のフレームの２つの上端部に、支持部５が取り付けられる。

支持部５は、２つのアーム部６、７で構成される。アーム部６、７は、長尺状の金属板を有し、基端部が本体４に取り付けられる。前側のアーム部６は、一対の接触子６１、６２と、金属板の先端から延出するロッド６３と、ロッド先端のニギリ玉６４とを有する。同様に、後ろ側のアーム部７は、一対の接触子７１、７２と、金属板の先端から延出するロッド７３と、ロッド先端のニギリ玉７４とを有する。

アーム部６は、本体４との間に弾性体６５を有する。弾性体６５は、引きばねであり、アーム部６の仰角θ１を小さくする回動方向にアーム部６を付勢する。アーム部７は、本体４との間に弾性体７５を有する。弾性体７５は、引きばねであり、アーム部７の仰角θ２を小さくする回動方向にアーム部７を付勢する。なお、弾性体６５、７５として、引きばねに替えて、ねじりばねをアーム部６、７の基端部と本体４との間に設け、アーム部６、７の仰角θ１、θ２を小さくする回動方向に付勢してもよい。

本体４の前後方向のほぼ中央、すなわち、Ｕ字形状のフレームで囲まれた部分にブラシ２が位置する。撚線研磨機１は、ブラシ２を１つ有するので、複数のブラシを有するよりも軽量化される。駆動部３は、取付台３３を介して本体４に回動可能に保持されている。駆動部３が回動することにより、ブラシ２は、図１の上下方向、すなわち、撚線Ｗを押圧する方向に変位する。ブラシ２は、撚線Ｗに押圧される部分以外がブラシカバー２１で覆われている。ブラシカバー２１は、駆動部３の先端近傍に固定されている。ブラシカバー２１と本体４との間に、弾性体４１が設けられている。本実施形態では、弾性体４１は、引きばねである。弾性体４１は、ブラシカバー２１を介して、ブラシ２を撚線Ｗに押圧する。なお、弾性体４１として、引きばねに替えて、ねじりばねを取付台３３に設け、ブラシ２が撚線Ｗを押圧するように駆動部３を付勢してもよい。

押圧力調整部８は、ブラシカバー２１から前方に延出するレバー部８１と、レバー部８１の先端に螺挿されたねじ棒８２と、ねじ棒８２の一端に設けられた調整ノブ８３と、本体４に固定された突片８４とを有する。レバー部８１の動きは、本体４のフレームに平行に設けられたガイド部材４２によって上下方向にガイドされる。突片８４には、貫通孔が設けられている。ねじ棒８２は、中間部が突片８４に設けられた貫通孔に挿通されている。調整ノブ８３は、貫通孔の径よりも大きい。調整ノブ８３が突片８４に係止されることにより、ねじ棒８２の上方への最大変位が制限される。ねじ棒８２の上方への最大変位が制限されることによって、レバー部８１及びブラシカバー２１を介して、ブラシ２が撚線Ｗを押圧する変位が制限され、ブラシ２が撚線Ｗに押圧される力が制限される。調整ノブ８３を持ってねじ棒８２を回し、レバー部８１先端と調整ノブ８３との間の距離を増減することによって、ブラシ２が撚線Ｗに押圧される力が調整される。

ブラシカバー２１は、前端部にレバー部受け部材２２を有する。レバー部受け部材２２は、ブラシ２の回転面に直交する方向に長い長孔を有する。レバー部８１の基端は、その長孔にねじ２３によって留められている。レバー部受け部材２２の長孔におけるねじ２３を留める位置を変えることによって、ブラシカバー２１のヨー角、すなわち、ブラシ２における撚線Ｗへの押圧部分における周方向αが調整される。なお、このような調整用の長孔を、レバー部受け部材２２ではなく、レバー部８１の基端に設けてもよい。

ちなみに、鉄道における電車線路に用いられる撚線は、線種にかかわらず撚り角度が概ね同じであるので、撚線の線種ごとにブラシ２における周方向αを調整する必要はほとんど無い。

持ち手金具４３は、金属棒を曲げ加工したものであり、両端部が中間部に対して直角方向に曲げられて本体４の背面に溶接等で固定され、中間部が略水平に支持されている。

上記のように構成された撚線研磨機１の使用方法を説明する。撚線研磨機１のユーザは、左右の手でニギリ玉６４、７４をそれぞれ握って撚線研磨機１を持つ。ブラシ２、駆動部３、本体４の重量によって、アーム部６、７は、略鉛直となる（図４参照）。ユーザがニギリ玉６４、７４の相互間隔を調整することによってアーム部６、７を略鉛直にしてもよい。アーム部６、７が略鉛直になると、対を成す接触子６１、６２は、上下に位置する。同様に、接触子７１、７２は、上下に位置する。上下に位置する接触子６１、６２、及び接触子７１、７２は、相互離隔Ｓが撚線径Ｄよりも大きいため、撚線Ｗの上方に接触子６１、７１を、撚線Ｗの下方に接触子６２、７２を配置することができる。ユーザは、上側の接触子６１、７１を撚線Ｗに掛ける。本体４は、アーム部６、７によって撚線Ｗから吊下げられる。

ユーザは、ニギリ玉６４、７４を握って、上側の接触子６１、７１を撚線Ｗに掛けた状態で、ブラシ２が磨く部分に位置するように撚線研磨機１を移動させる。本実施形態では、本体から遠い側、すなわち、上側の接触子６１、７１が回転可能にアーム部６、７に取り付けられているので、上側の接触子６１、７１を撚線Ｗに掛けた状態で、撚線研磨機１を容易に移動することができる。

ユーザは、前側のアーム部６を前方（図４の矢印Ａ１の方向）に倒す。アーム部６は、接触子６１、６２によって撚線Ｗを挟持する。弾性体６５は、接触子６１、６２が撚線Ｗを挟持する力を生じる（図１参照）。

ユーザは、駆動部３の電源スイッチをオンにする。ブラシ２は、回転を始める。

ユーザは、後ろ側のアーム部７を後方（矢印Ａ２の方向）に倒す。アーム部７は、接触子７１、７２によって撚線Ｗを挟持する。弾性体７５は、接触子７１、７２が撚線Ｗを挟持する力を生じる（図１参照）。ブラシ２は、弾性体４１によって撚線Ｗに押圧され、回転によって撚線Ｗを磨く。

撚線研磨機１は、撚線Ｗからの反力によって、後ろ向きの力が掛かる。本体に近い側、すなわち、下側の接触子６２、７２は、アーム部６に固定されており、アーム部６に対して回転しないので、接触子６２及び接触子７２と、撚線Ｗとの間の摩擦力が撚線Ｗからの反力に対抗する。ユーザがニギリ玉６４、７４に力を加えて撚線Ｗからの反力に対抗してもよい。

ブラシ２は、撚線Ｗへの押圧部分における周方向αが撚線Ｗの外層素線の長手方向βと略同一となるように設定されているので、ブラシ２のブラシ毛材が撚線Ｗの外層素線間の溝に入り込み、外層素線の外側表面の酸化皮膜だけでなく、外層素線間の溝内の酸化皮膜が除去される。ブラシ２の撚線Ｗへの押圧部分における周方向αが撚線Ｗの外層素線の長手方向βと略同一（α≒β）とは、数学的に厳密な同一を必要とせず、回転するブラシ２で撚線Ｗの外層素線間の溝内が磨かれる程度の実質的な同一で足りる。

ユーザは、一方の手で前側のニギリ玉６４を握り、他方の手で持ち手金具４３を持ち、撚線研磨機１を撚線Ｗの周りをゆっくりと回転させる。接触子６１、６２、７１、７２は、両フランジローラの形状を有するので、撚線研磨機１を撚線Ｗの周りを回転させるとき、撚線Ｗから外れることが防止される（図５参照）。

撚線Ｗの酸化皮膜が除去されたことは、撚線表面の色で判断することができる。

撚線Ｗの酸化皮膜の除去が完了したら、ユーザは、駆動部３の電源スイッチをオフにする。ブラシ２は、回転を停止する。

ユーザは、ニギリ玉６４、７４の相互間隔を縮め、アーム部６、７を略鉛直にする（図４参照）。ユーザは、撚線研磨機１を撚線Ｗから外す。

以上、本実施形態に係る撚線研磨機１によれば、ブラシ２が駆動部３によって回転駆動されるので、撚線Ｗの酸化皮膜を短時間に除去することができる。また、ブラシ２は撚線Ｗへの押圧部分における周方向αが撚線Ｗの外層素線の長手方向βと略同一となるように設定されているので、ブラシ毛材が撚線Ｗの外層素線間の溝に入り込み、外層素線の外側表面だけでなく、外層素線間の溝内の酸化皮膜を除去することができる。

撚線研磨機１は、アーム部６、７を回動することによって、撚線Ｗに容易に着脱することができる。

ブラシ２が弾性体４１によって撚線Ｗに押圧されるので、押圧力にユーザの個人差が生じず、撚線Ｗの酸化皮膜の除去について、ユーザの個人差が生じ難い。

ブラシ２の撚線Ｗへの押圧力が押圧力調整部８によって調整されるので、適切な押圧力で撚線Ｗを磨くことができる。これにより、過小な押圧力によって酸化皮膜の除去が不十分になることや、過大な押圧力によって撚線Ｗの素線を損傷することが防がれる。

接触子６１、６２、７１、７２は、ローラの形状を有するので、アーム部６、７の角度にかかわらず撚線Ｗへの接触面積が一定となり、安定した接触が確保される。さらに、接触子６１、６２、７１、７２は、両フランジローラの形状を有するので、撚線Ｗから外れることが防がれる。

本体４に近い側の接触子６２、７２がアーム部６、７に固定されているので、撚線Ｗとの間の摩擦力によって撚線Ｗからの反力に対抗することができる。

本体４が撚線Ｗの周りを手動で回転させるための持ち手金具４３を有するので、撚線研磨機１を撚線１の周りを容易に回転させることができる。

本発明の実施例として、鉄道の電車線路における撚線を磨くための撚線研磨機１を製作した。ブラシ２には、直径１００ｍｍのワイヤブラシを用いた。駆動部３には、回転数が毎分１００００回転のディスクグラインダを用いた。接触子６１、６２、７１、７２には、撚線径１１ｍｍ〜２４ｍｍに対応できる両フランジローラを用いた。撚線研磨機１の総重量は、６ｋｇであり、高所作業で用いることが容易な重量となった。この撚線研磨機１を用いて、撚線を磨いたところ、約５０秒で酸化皮膜を十分に除去できた。撚線の外層素線の外側表面だけでなく、外層素線間の溝内の酸化皮膜が除去された。また、磨いた後の撚線における酸化皮膜の除去状態に、ユーザによる差は生じなかった。

（比較例）
実施例と同じ線種の撚線を撚線研磨機１を用いずに磨いた。撚線の外層素線の外側表面をサンドペーパで磨き、外層素線間の溝内を隙間ブラシ（ワイヤブラシ）を用いて磨いた。酸化皮膜を除去するのに約５分かかった。

実施例に示されるように、撚線研磨機１を用いることにより、撚線Ｗの酸化皮膜を短時間に十分に除去することができた。

なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、撚線研磨機１を用いて研磨する撚線Ｗは、鉄道の電車線路における撚線に限定されず、例えば、送電網における撚線であってもよい。

１ 撚線研磨機
２ ブラシ
３ 駆動部
４ 本体
４１ 弾性体
４３ 持ち手金具
５ 支持部
６ アーム部
６１、６２ 接触子
７ アーム部
７１、７２ 接触子
８ 押圧力調整部
Ｓ 相互離隔

Claims (7)

1. 金属製の撚線を磨くための撚線研磨機であって、
   ブラシと、
   前記ブラシを回転駆動する駆動部と、
   前記ブラシ及び駆動部を保持する本体と、
   前記本体を撚線に着脱可能に支持する支持部とを備え、
   前記本体は、前記支持部によって撚線の周りを回転可能に支持され、
   前記ブラシは、前記本体が撚線に支持された状態で、撚線に押圧され、押圧部分における周方向が撚線の外層素線の長手方向と略同一となるように設定されていることを特徴とする撚線研磨機。
2. 前記支持部は、前記本体に対して回動可能な２つのアーム部を有し、
   各々の前記アーム部は、一対の接触子を有し、
   前記各対の接触子は、相互離隔が撚線径より大きく、前記アーム部の回動によって、撚線を挟持しない状態と、撚線を挟持する状態とが切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の撚線研磨機。
3. 前記本体は、撚線を押圧する方向に変位可能に前記ブラシを保持し、該ブラシを撚線に押圧する弾性体を有することを特徴とする請求項２に記載の撚線研磨機。
4. 前記本体は、前記ブラシが撚線に押圧される力を調整する押圧力調整部を有することを特徴とする請求項３に記載の撚線研磨機。
5. 前記各々の接触子は、両フランジローラの形状を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の撚線研磨機。
6. 前記各対の接触子のうち、前記本体に近い側の接触子は、前記アーム部に固定されていることを特徴とする請求項５のいずれか一項に記載の撚線研磨機。
7. 前記本体は、撚線の周りを手動で回転させるための持ち手金具を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の撚線研磨機。
   
   

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