JP2016011064A - セクションインシュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】セクションの取替え作業を容易化し作業時間を大幅に低減することができるセクションインシュレータを実現する。
【解決手段】異なる電源系統から電力を受ける２本のトロリ線の端部間を絶縁体で接続するデッドセクション部に使用されるセクションインシュレータにおいて、対向するトロリ線の端部に結合金具を介して接続される棒状のセクション本体１１と、セクション本体の少なくとも底面を覆うようにセクション本体に装着される本体カバー１３Ａ，１３Ｂと、本体カバーをセクション本体に着脱可能に取り付けるためのボルト１４とを設けるようにした。
【選択図】図３

Description

本発明は、電車線路のデッドセクション部に用いられるセクションインシュレータに関するものである。

電車線路において異なる電源系統から給電する場合、電源系統に対応する区間ごとに通電を遮断するデッドセクション部を設け、走行する電車に対して、交流サイクルの位相の違い等による影響を及ぼすことなく、安定的な電力供給を行なうために、セクションインシュレータと呼ばれる絶縁体（絶縁性のロッド）によりトロリ線間を接続している。
セクションインシュレータ（以下、単にセクションと称する）は、トロリ線と同様に、高速で移動する電車のパンタグラフの摺動面が接触するため、使用によって摩耗したり破損したりすることがあり、現場にて取り替える作業が行われている。

初期のセクションは木製であったが、耐久性等の観点からＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製のものに置き換えられるようになった。ＦＲＰ製のセクションは耐久性に関しては比較的充分な特性を有しており、従来、セクションの交換の頻度はそれほど多いものではなかった。ところが、近年、パンタグラフの摺動面にカーボングラファイト製のすり板（カーボンスライダー）を用いたパンタグラフが使用されるようになってきた。カーボンスライダーは耐摩耗性に劣る一方、ＦＲＰ製セクションの表面にはミクロの凹凸があるため、カーボンスライダーがセクションに摺接した際にカーボンが摩耗してセクションの表面に付着して、セクションの絶縁性が低下し交換頻度が多くなるという新たな課題が発生した。

従来の一般的なセクション取替方法は、デッドセクション部内の取り替え対象のセクションを含む所定区間の一端に、セクションを上下に挟んでボルトで締結する取替工具本体を取り付け、他端にトロリ線を接続する張線器を取り付け、取替工具本体と張線器とをワイヤーロープで接続し、張線器を操作して、区間の張力を張線器から接続金具までの間に預けた上で、その区間のセクションを取り替えるというものであった（例えば特許文献１）。

上記従来の取替方法は、セクションに取替工具本体と押さえ板とで挟み込んでボルトで締め付け固定するため、セクションに大きな負担がかかり傷つき易いとともに、トロリ線を張線器に接続するため、トロリ線にも負担がかかり、傷つくおそれがあった。
そこで、セクションやトロリ線に負担をかけず、傷付けることなく確実に装着でき、セクションを新しいものに簡単にかつ安全に交換できるセクション交換装置及び交換方法に関する発明が提案されている（例えば特許文献２）。

特開２００３−２０５７７１号公報 特開２０１２−０１６９６１号公報

特許文献２に記載されている発明は、隣接するトロリ線の突き合わせた端部間に、複数のセクションを接続したデッドセクション部のセクション相互を接続する中継金具に、セクションの間隙の対応位置に係止ボルトを貫通させる係止孔を設けるとともに、係止ボルトには、中継金具間のセクションを交換するための交換装置の端部をそれぞれ装着し、交換装置は、交換対象となるセクションの両端部に上部からそれぞれ嵌合する一対の取付金具と、取付金具の両側にそれぞれ係合し、一端部が係止ボルトに係止される接続アームと、セクションに沿って接続アームの他端部間に接続されるターンバックルとを設けるようにしたものである。

特許文献２の発明は、特許文献１に記載されている方法に比べて、比較的簡単にかつ安全にセクションを新しいものに交換できるという利点を有するものの、セクションの取替えの際にトロリ線の張力を仮受けする複数の部品を設けた構造であるとともに多くの工具を必要とするため、取替え作業に多くの手間とコストがかかるという課題がある。また、特許文献２の発明は、直流電車線路ではなく交流電車線路のデッドセクション部に設けられるセクションのみを対象としたものである。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたもので、セクションの取替え作業を容易化し作業時間を大幅に低減することができるセクションインシュレータを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、カーボンの付着を抑制して交換頻度を減らすことができるセクションインシュレータを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、直流電車線路および交流電車線路のデッドセクション部に適用することができるセクションインシュレータを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、セクションとトロリ線とを接続する金具の摩耗を低減することができるセクションインシュレータを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、
異なる電源系統から電力を受ける２本のトロリ線の端部間を絶縁体で接続するデッドセクション部に使用されるセクションインシュレータにおいて、
隣接するトロリ線のそれぞれの端部に結合金具を介して接続される絶縁性を有する棒状のセクション本体と、
前記セクション本体の少なくとも底面を覆うように前記セクション本体に装着される絶縁性の本体カバーと、
前記本体カバーを、前記セクション本体に着脱可能に取り付けるための取付け手段と、を備えるようにした。

上記した手段によれば、トロリ線から掛かる張力をセクション本体で受けることができるため、セクションを取り換える必要が生じた際に、セクション本体をトロリ線間に付けた状態のまま本体カバーのみを取り換えればよいので、セクションの取替え作業を容易化し作業時間を大幅に低減することができる。

ここで、望ましくは、前記セクション本体は断面が矩形状をなし、前記本体カバーは、前記セクション本体の側面から底面の一部にかけて接触する断面がＬ字状をなす一対のカバー部材からなり、
前記一対のカバー部材は、前記セクション本体に接合された状態で底面接触部位の対向端部間に隙間が生じるように幅が設定されているようにする。

かかる構成によれば、セクション本体と本体カバーとの接合部に侵入した雨水が、一対のカバー部材の底壁の隙間から抜け易くなるため、雨水による絶縁性の低下や凍結を防止することができる。

さらに、望ましくは、前記本体カバーは、フッ素樹脂により形成されているようにする。
かかる構成によれば、フッ素樹脂は摩擦抵抗が小さく良好な摺動性を有するため、カーボングラファイト製のすり板を用いたパンタグラフが摺動した際に本体カバーにカーボンが付着するのを大幅に減らして絶縁性が低下するのを回避することができる。

また、前記本体カバーは、繊維強化プラスチックにより形成され、長手方向と交差する方向の複数の溝が底面に形成されているようにしても良い。
かかる構成によれば、繊維強化プラスチックは耐摩耗性が良好であるため、摩耗による取替えの頻度を少なくすることができるとともに、カーボングラファイト製のすり板を用いたパンタグラフが摺動した際にカーボンがセクションに接合された本体カバーに付着したとしても、底面に形成された溝によって絶縁性が低下するのを回避することができる。

また、望ましくは、前記結合金具に対応して設けられ、パンタグラフを前記結合金具に接触させることなくトロリ線から前記本体カバーへ摺動させる導電性のアークホーンと、
前記アークホーンを前記結合金具に固定するための固定手段と、
前記アークホーンを、前記トロリ線に結合するためのホーン支持金具と、
備え、前記ホーン支持金具には、前記トロリ線の底面に対する前記アークホーンの底面の高さを調整可能な高さ調整手段が設けられているようにする。

このような構成によれば、アークホーンによって放電の衝撃などからセクション本体を保護することができるとともに、パンタグラフが結合金具を摺動するのを回避できるため、結合金具の摩耗や損傷を防止することができ、セクションインシュレータ全体の耐久性を向上させることができる。

本発明のセクションインシュレータによれば、セクションの取替え作業を容易化し作業時間を大幅に低減することができる。また、カーボンの付着を抑制して交換頻度を減らすことができる。さらに、本発明のセクションインシュレータは、直流電車線路および交流電車線路のデッドセクション部に適用することができるという効果がある。
また、本発明によれば、セクションインシュレータとトロリ線とを接続する金具の摩耗を低減することができるセクション部の絶縁装置を実現することができる。

本発明に係るセクションインシュレータを用いたデッドセクション部の一実施形態を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。 図１のセクションインシュレータを構成するセクション本体の一例を示す底面図である。 図１のセクションインシュレータを構成するセクション本体および本体カバーの詳細を示すもので、（Ａ）は分解斜視図、（Ｂ）は組み付けた状態の斜視図である。 図１のセクションインシュレータの結合部の詳細を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図である。 図１のセクションインシュレータを構成するトロリ線結合金具の拡大側面図である。 図１のセクションインシュレータを構成するトロリ線結合金具の拡大斜視図である。 図１のセクションインシュレータを構成するホーン支持金具の詳細を示す拡大斜視図である。 図１のセクションインシュレータを構成するホーン支持金具の詳細を示すもので、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。

本発明に係るセクションインシュレータの一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図３は、本発明を、直流電車線路のデッドセクション部に設けられるセクションインシュレータ（以下、単にセクションと称する）に適用した場合の一実施形態を示すものである。なお、図２は図１のセクションの左側半分を拡大して示す。

図１ないし図３に示すように、本実施形態のセクション１０は、ＦＲＰのような絶縁材料からなるロッド状のセクション本体１１と、該セクション本体１１を隣接する電力系統区間のトロリ線４０の端部に結合するための一対の結合金具１２Ａ，１２Ｂと、セクション本体１１の両側面および下面を覆う絶縁材料からなる一対の本体カバー１３Ａ，１３Ｂと、該本体カバー１３Ａ，１３Ｂをセクション本体１１に結合するための複数の取付けボルト１４、セクション本体１１の両端を結合金具１２Ａ，１２Ｂに固定するためのボルト１５などから構成されている。

また、本実施形態のセクション１０は、放電の衝撃などからセクションを保護するためのアークホーン３０Ａ，３０Ｂおよびアークホーン３０Ａ，３０Ｂをトロリ線４０に取り付けるためのホーン支持金具３１Ａ，３１Ｂを備える。アークホーン３０Ａ，３０Ｂは銅などの導電材料により形成される。
上記ＦＲＰ製のセクション本体１１は、長さがおよそ８０ｃｍで、図３に示すように、断面は縦４ｃｍ×幅３ｃｍの矩形状とされ、本体カバー１３Ａ，１３Ｂは、厚みが約５ｍｍで、セクション本体１１の側面と下面を被覆できるようにＬ字状に形成されている。セクション本体１１の断面を矩形状としたのは、加工性を考慮したためで、機能の観点からは矩形状に限定されず円形等であってもよい。その場合、本体カバー１３Ａ，１３Ｂの形状もセクション本体１１の断面形状に対応した形状とする。

上記本体カバー１３Ａ，１３Ｂの両端部の近傍には、セクション本体１１に接合した状態で固定するためのボルトが挿通される取付け穴１３ａが２個ずつ並んで形成されている。また、セクション本体１１の対応する位置にもボルト挿通穴１１ａが形成されている。なお、本体カバー１３Ａ，１３Ｂに設けられる取付け穴１３ａは、長手方向の長穴としてもよい。これにより、セクション本体１１に張力が作用して変形している状態でも、取付け穴１３ａとボルト挿通穴１１ａにボルトを容易に挿通することができる。

また、上記本体カバー１３Ａ，１３Ｂは、セクション本体１１の長さよりも短い例えば約５０ｃｍのような長さとする。これは、セクション本体１１の両端に、トロリ線との結合部を確保するためである。また、本体カバー１３Ａ，１３Ｂのそれぞれ幅は、セクション本体１１の側面と下面に接するように接合された際に、下辺の対向する端部間に数ｍｍの隙間が生じるような大きさに設定される。本体カバー１３Ａ，１３Ｂの対向端部間に隙間が生じるようにしたのは、セクション本体１１と本体カバー１３Ａ，１３Ｂとの間に侵入した雨水が速やかに抜けるようにするためである。
なお、本体カバーは、上面が開口したコの字状の断面形状とし、底壁に所定の間隔をおいて水抜き用の細孔を形成したものであってもよい。

セクション本体１１は、高い絶縁性と引っ張り強度を有する材料により構成されており、トロリ線より掛かる約１トンの張力を支えることができるように、断面積が設定されている。また、本体カバー１３Ａ，１３Ｂは、高い絶縁性と良好な摺動性を有する材料または高い絶縁性と耐摩耗性を有する材料により構成するのが望ましい。前者の材料の例としては、例えばテフロン（登録商標）と呼ばれる４フッ化エチレン樹脂等のフッ素樹脂がある。また、後者の材料の例としては、例えばＦＲＰがある。

特に、本体カバー１３Ａ，１３Ｂの材料としてテフロン（登録商標）を使用した場合には、パンタグラフとの摺動性が良好となり、パンタグラフにカーボンスライダーが使用されている電車が走行する線路に適用した場合に、カーボンの付着を大幅に減らして絶縁性が低下するのを回避することができる。
一方、本体カバー１３Ａ，１３Ｂの材料としてＦＲＰを使用した場合には、パンタグラフが摺接する底面に、図４に示すように、互いに平行をなす複数の溝１３ａを形成するのが望ましい。ＦＲＰで本体カバー１３Ａ，１３Ｂを形成した場合、パンタグラフにカーボンスライダーが使用されていると、ＦＲＰの表面にはミクロの凹凸があるため、カーボンが付着し易くなるが、接触面に溝１３ｂが形成されていることでカーボンが付着しても絶縁性の低下を抑制することができる。

次に、セクション本体１１の端部とトロリ線とを結合する結合金具１２Ａ，１２Ｂについて、図５および図６を用いて説明する。
結合金具１２Ａ（１２Ｂ）は、トロリ線の端部を締結するトロリ線締結部２１と、上記セクション本体１１の端部と着脱可能に結合されるセクション結合部２２とからなる。トロリ線締結部２１は、トロリ線４０の端部が挿通されるパイプ２１ａと該パイプ２１ａを保持する保持部２１ｂとを備え、パイプ２１ａはセクション結合部２２と反対側の端の水平部と、該水平部から湾曲しながら斜め上方へ突出する湾曲部とを有する。トロリ線４０の端部はパイプ２１ａの水平部から挿入され、変形しながら湾曲部を通過して上方へ突出するように結合される。パイプ２１ａの湾曲部には、締め付けボルト２３が設けられており、トロリ線４０の端部をパイプ２１ａに挿通してから、締め付けボルト２３を回して先端をトロリ線４０の外周に押し付けることで抜けを防止するように構成されている。

セクション結合部２２は、パイプ２１ａの保持部２１ｂから、セクション本体１１の幅よりも僅かに広い間隔をおいて水平部と反対方向へ突出するように形成された一対の挟持片２２ａ，２２ａと、該挟持片２２ａ，２２ａの先端側を橋渡しする横架部２２ｂとを備え、挟持片２２ａ，２２ａには結合ボルト１５が挿通される挿通穴２２ｃが２個形成されている。また、挟持片２２ａ，２２ａの外側面には、放電の衝撃などからセクション保護するためのアークホーン３０を取り付けるためのボルトが螺合可能なボス部２２ｄが設けられている。

アークホーン３０Ａ，３０Ｂは、図１（Ｂ）に示すように、平面視で細長いＵ字状なし、側方から見たときに両端がそれぞれ上方へ跳ね上がったような形状をなすように形成されており、セクション本体１１の両端部近傍に、互いに対向するように一対設けられている。また、アークホーン３０Ａ，３０Ｂの中央よりも少しセクション本体側に寄った位置に、ホーンを前記結合金具１２Ａ，１２Ｂの側面に固定するためのホーン固定金具３２Ａ，３２Ｂ（図１，図６）が、また反対側の端部の近傍位置に、ホーンをトロリ線に結合するためのホーン支持金具３１Ａ，３１Ｂが設けられている。
このうち、ホーン支持金具３１Ａ（３１Ｂ）は結合金具１２Ａ（１２Ｂ）の側面に位置する取付け片３２ａ，３２ｂを備え、該取付け片３２ａ，３２ｂは、図６に示すように、セクション本体１１の端部に取り付けられる上記結合金具１２Ａ（１２Ｂ）の側面に接するようにして取り付けられ、ボルトにより固定される。

上記ホーン支持金具３１Ａ（３１Ｂ）には、図７および図８に示すように、アークホーン３０Ａ（３０Ｂ）を把持可能な一対の平行なホーン把持片３１ａ，３１ｂと、ホーン把持片３１ａ，３１ｂ同士を結合する結合部３１ｃが設けられ、この結合部３１ｃには、トロリ線４０を両側から前後２か所で挟持するアーム３３ａ，３３ｂが設けられている。そして、アーム３３ａ，３３ｂの前後両端には、２個の締め付け用ねじ３４ａ，３４ｂが螺着されており、ねじ３４ａ，３４ｂを回すことでアーム３３ａ，３３ｂの前後両端でトロリ線４０を挟持するように構成されている。また一対のホーン把持片３１ａ，３１ｂの上部には、結合部３１ｃに対して取付け片３１ａ，３１ｂの高さを調整するための高さ調整ねじ３５ａ，３５ｂが設けられている。

アークホーン３０Ａ（３０Ｂ）は、上記高さ調整ねじ３５ａ，３５ｂに螺合されているナット３６ａ，３６ｂを回すことで上下位置を調整可能とされ、アークホーン３０Ａ（３０Ｂ）の下面がトロリ線４０の下面よりも少しだけ下方に来るように設定される。これにより、パンタグラフがトロリ線４０からアークホーン３０Ａ（３０Ｂ）へ円滑に摺接するようになる。
また、アークホーン３０Ａ（３０Ｂ）の中央部分もその下面が結合金具１２Ａ，１２Ｂやセクション本体１１の下面よりも僅かに下方に来るように、取付け片３２ａ，３２ｂ（図６参照）の位置が設定されており、これにより、パンタグラフが結合金具１２Ａ，１２Ｂの下面を摺動しないよう高さが調整される。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、アークホーンを設けたセクションインシュレータについて説明したが、アークホーンを設けない構成してもよい。また、セクション本体底面の本体カバー接合部位を削って高さを低くして、本体カバーの底面とセクション本体の底面との段差が小さくなるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、本発明を直流電車線路のデッドセクション部に設けられるセクションインシュレータに適用した場合について説明したが、本発明は交流電車線路のセクションインシュレータにも適用することができる。交流電車線路のセクションインシュレータに適用する場合、アークホーンを設けないようにしてもよいし、連続する複数のセクションインシュレータのうち両側２つのセクションインシュレータにおいて始端側と終端側にのみアークホーンを設けるようにしてもよい。

１０ セクションインシュレータ
１１ セクション本体
１２Ａ，１２Ｂ 結合金具
１３Ａ，１３Ｂ 本体カバー
１３ａ 取付け穴
１３ｂ 溝
１４ 取付けボルト
３０ アークホーン
３１Ａ，３１Ｂ ホーン支持金具
４０ トロリ線

Claims (5)

1. 異なる電源系統から電力を受ける２本のトロリ線の端部間を絶縁体で接続するデッドセクション部に使用されるセクションインシュレータであって、
   隣接するトロリ線のそれぞれの端部に結合金具を介して接続される絶縁性を有する棒状のセクション本体と、
   前記セクション本体の少なくとも底面を覆うように前記セクション本体に装着される絶縁性の本体カバーと、
   前記本体カバーを、前記セクション本体に着脱可能に取り付けるための取付け手段と、を備えることを特徴とするセクションインシュレータ。
2. 前記セクション本体は断面が矩形状をなし、前記本体カバーは、前記セクション本体の側面から底面の一部にかけて接触する断面がＬ字状をなす一対のカバー部材からなり、
   前記一対のカバー部材は、前記セクション本体に接合された状態で底面接触部位の対向端部間に隙間が生じるように幅が設定されていることを特徴とする請求項１に記載のセクションインシュレータ。
3. 前記本体カバーは、フッ素樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセクションインシュレータ。
4. 前記本体カバーは、繊維強化プラスチックにより形成され、長手方向と交差する方向の複数の溝が底面に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセクションインシュレータ。
5. 前記結合金具に対応して設けられ、パンタグラフを前記結合金具に接触させることなくトロリ線から前記本体カバーへ摺動させる導電性のアークホーンと、
   前記アークホーンを前記結合金具に固定するための固定手段と、
   前記アークホーンを、前記トロリ線に結合するためのホーン支持金具と、
   備え、前記ホーン支持金具には、前記トロリ線の底面に対する前記アークホーンの底面の高さを調整可能な高さ調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセクションインシュレータ。

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