JP3820201B2 - トロリ線の摩耗模擬試験装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロリ線の摩耗模擬試験装置に係り、特に、電気鉄道用の溝付きトロリ線の摩耗模擬試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロリ線は、導電性が良好で、引張荷重が大きく、かつ、耐摩耗性に優れていることから、電気鉄道の給電架線やクレーンのワイヤなどに多用されている。
【０００３】
電気鉄道の給電架線に用いられるトロリ線は、図２に示すように、両側部に溝２２，２２を有する溝付きトロリ線２１である。このトロリ線２１は電車が通過する際にパンタグラフと摺動するが、この摺動の繰り返しによりトロリ線２１に摩耗が生じる。摩耗が進行すると、トロリ線２１の強度が低下して断線に至るおそれがある。
【０００４】
このため、図３に示すように、溝付きトロリ線本体（以下、トロリ線本体と示す）３２の大弧面部３３の摩耗限度位置（摩耗限度線Ａ−Ａ）に挿入溝３４ａ，３４ｂを形成し、その挿入溝３４ａ，３４ｂに摩耗を検知するための検知線３５，３５を挿入した検知線入りトロリ線３１が用いられている。
【０００５】
このトロリ線３１を用いた摩耗検知システムは、先ず、トロリ線本体３２の摩耗が進行することで検知線３５，３５が露出し、次に、摩耗が更に進行して検知線３５，３５の絶縁被覆層等が削られて導体が露出し、この導体とトロリ線本体が接触して導通（又は断線）することで、検知を行っている。このトロリ線３１において、架線中の摩耗による検知の有無を検証し、摩耗検知システムの有効性を確認することは、トロリ線３１の構造等を決定する重要な因子であることから、実際に架線する前に、摩耗を模擬した試験を行う必要がある。
【０００６】
図４に示すように、従来の摩耗模擬試験装置４１は、円板状の固定装置４２の外周部に、取付け金具４３を介して、試験用トロリ線４４を巻き付けた後、固定装置４２を一定速度で回転させながら、摺動板４５をトロリ線４４に押し付けて摩耗させ、一定回転ごとのトロリ線４４又は摺動板４５の摩耗量の測定を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この試験装置４１において、図３に示したトロリ線３１を用いた場合、試験中は検知線３５，３５もトロリ線３１と共に回転するため、検知線３５，３５の両端部を検知線特性の変化・変動を測定する外部測定器（図示せず）に接続させておくことはできない。また、通電しながら試験を行うと、回転に伴うノイズにより摩耗検知ができない。これらの理由等により、摩耗による検知線特性、即ち摩耗限界に達した際の絶縁特性又は通信特性の連続的な検証を行うことができないことから、検知線特性の変動を検証するたびに回転を停止させる必要があった。つまり、試験装置４１においては、摩耗による検知線特性の変動を連続的に測定・検知（検証）することができないという問題があった。
【０００８】
また、トロリ線４４に対する摺動板４５の押し付けは、スプリング４６を用いて一定荷重で押圧していることから、トロリ線を実際に架線して使用している際に生じる通電アーク摩耗（パンタグラフの摺動板がトロリ線から離線した際に発生するアークによる摩耗）を模擬試験することができないという問題があった。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、通電アーク摩耗を模擬試験可能で、また、検知線入りトロリ線の摩耗による検知線特性の変化を連続的に測定・検知できるトロリ線の摩耗模擬試験装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るトロリ線の摩耗模擬試験装置は、トロリ線に対し摺動板を当接しながら摺動させてトロリ線の摩耗具合いを模擬試験する装置において、直線状に配置・固定されたトロリ線と、そのトロリ線本体に挿入された検知線と、そのトロリ線及び上記摺動板に接続された給電用電源と、検知線に接続された測定器と、摺動板をトロリ線の長手方向に往復移動させる第１移動手段と、摺動板に接続して設けられ、トロリ線に対して摺動板を離間・当接自在に移動させる第２移動手段とを備え、その第２移動手段は、摺動板の自重により摺動板とトロリ線を離線させるシリンダを有するものである。
【００１１】
また、上記各移動手段の内の少なくとも第２移動手段に、その移動タイミングを調節する調節手段を接続してもよい。
【００１３】
以上の構成によれば、通電アーク摩耗を模擬試験することができ、また、検知線入りトロリ線の摩耗による検知線特性の変化を連続的に測定・検知することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適一実施の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１５】
第１の実施の形態に係るトロリ線の摩耗模擬試験装置の概略図を図１に示す。なお、図２，図３と同様の部材には同じ符号を付している。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態に係るトロリ線の摩耗模擬試験装置１１は、天井１２等に取付け金具１３を介して直線状に配置・固定されたトロリ線３１と、そのトロリ線３１と当接する摺動板１８と、その摺動板１８をトロリ線３１に一定圧力で押し付ける押し付け金具（押圧手段）１７と、床面１４等に固定して設けられ、摺動板１８及び押し付け金具１７をトロリ線３１の長手方向に往復移動させる第１シリンダ（第１移動手段）１５と、押し付け金具１７に接続して設けられ、トロリ線３１に対して摺動板１８を離間・当接自在に移動させる第２シリンダ（第２移動手段）１６とを備えたものである。
【００１７】
トロリ線３１の溝３４ａ，３４ｂには検知線３５，３５が挿入されているが（図３参照）、この検知線３５，３５は所定長さの１本の検知線をループ状に折り返して挿入配置したものであり、検知線の両端末は、検知線特性を常時観測・測定する測定器２０に接続されている。
【００１８】
押し付け金具１７はスプリング等の押圧部材（図示せず）を有しており、この押圧部材により、摺動板１８はトロリ線３１に常に一定圧力で押し付けられるため、摺動板１８をスライドさせた時に、摺動板１８とトロリ線３１とが確実に当接することになる。
【００１９】
第１シリンダ１５及び第２シリンダ１６は、それぞれ本体部１５ａ，１６ａ、ピストン部材１５ｂ，１６ｂ、レール部材１５ｃ，１６ｃとで構成される。第１シリンダ１５のピストン部材１５ｂは、第２シリンダ１６の本体部１６ａと接続されており、ピストン部材１５ｂの伸縮に伴って第２シリンダ１６の本体部１６ａが第１シリンダ１５のレール部材１５ｃに沿ってスライドする。また、第２シリンダ１６のピストン部材１６ｂは、押し付け金具１７と接続されており、ピストン部材１６ｂの伸縮に伴って押し付け金具１７が第２シリンダ１６のレール部材１６ｃに沿ってスライドする。さらに、レール部材１５ｃはトロリ線３１の長手方向（図１中では左右方向）に沿って配置され、また、レール部材１６ｃはトロリ線３１の長手方向と垂直な方向（図１中では上下方向）に沿って配置される。ここで、各シリンダ１５，１６は、空圧制御又は油圧制御のどちらであってもよい。また、本実施の形態においては、第１及び第２移動手段として、第１及び第２シンダ１５，１６を用いた場合について説明したが、摺動板１８を、トロリ線３１の長手方向に往復移動、また、トロリ線３１に対して離間・当接自在に移動できるものであれば、特に限定するものではない。
【００２０】
第１シリンダ１５及び第２シリンダ１６による移動距離は、電光式非接触センサなどの位置センサ（図示せず）により調整し、また、各シリンダ１５，１６の移動速度は、空気（又は油）の供給圧力又は速度制御弁により調整する。
【００２１】
各シリンダ１５，１６のシリンダ本体部１５ａ，１６ａには、それらの駆動タイミングを調節する調節装置（調節手段）１９がライン１９ａ，１９ｂを介して接続されている。この調節装置１９としては、各シリンダ１５，１６の駆動タイミングを調節できるものであれば、特に限定するものではない。また、本実施の形態においては、調節装置１９が両シリンダ１５，１６の駆動タイミングを調節する場合について説明したが、調節装置１９は、第２シリンダ１６の駆動タイミングのみを調節するものであってもよい。
【００２２】
摺動板１８は給電ライン１０ａを介して給電用電源１０と、また、トロリ線３１は給電ライン１０ｂを介して給電用電源１０と接続されており、摺動板１８とトロリ線３１とが当接することで、両者が通電するようになっている。
【００２３】
次に、本実施の形態に係るトロリ線の摩耗模擬試験装置１１の作用を説明する。
【００２４】
図１に示した試験装置１１を用いて、通常の摩耗の模擬試験を行う場合は、先ず、第２シリンダ１６への供給圧力を制御して、ピストン部材１６ｂを伸長駆動させると共に、押し付け金具１７をレール部材１６ｃに沿ってスライドさせ、押し付け金具１７に押圧された摺動板１８をトロリ線３１に押し付けて当接させる。これによって、摺動板１８とトロリ線３１とが通電する。
【００２５】
次に、第１シリンダ１５への供給圧力を制御して、ピストン部材１５ｂを伸長駆動させると共に、第２シリンダ１６の本体部１６ａをレール部材１５ｃに沿ってスライドさせ、摺動板１８をトロリ線３１の長手方向に走行させて摩耗模擬試験を行う。ピストン部材１５ｂが最大長さに伸長して、第２シリンダ１６の本体部１６ａがレール部材１５ｃの左端に達したら、今度はピストン部材１５ｂが収縮駆動する。また、ピストン部材１５ｂが最小長さに収縮して、第２シリンダ１６の本体部１６ａがレール部材１５ｃの右端に達したら、今度はピストン部材１５ｂが伸長駆動する。
【００２６】
摩耗模擬試験中の検知線３５の特性は、検知線３５に接続された測定器２０で測定・検知される。
【００２７】
一方、試験装置１１を用いて、アーク摩耗の模擬試験を行う場合は、先ず、前述した通常摩耗の模擬試験の手順で摩耗模擬試験を開始した後、所定のタイミングで、かつ、０．１〜数秒間、第２シリンダ１６への圧力供給を停止する（又は供給を低減する）。この圧力供給の停止（又は供給の低減）のタイミングは、調節装置１９によって行う。
【００２８】
第２シリンダ１６への圧力供給の停止（又は供給の低減）によって、摺動板１８及び押し付け金具１７の自重により、摺動板１８とトロリ線３１とが離線して隙間が生じる（摺動板１８とトロリ線３１との間に離線現象が発生する）。この時、電圧差によって、摺動板１８とトロリ線３１との隙間にアーク放電が発生し、アーク摩耗の模擬試験が行われる。アーク摩耗の摩耗模擬試験中においても、検知線３５の特性は、検知線３５に接続された測定器２０で測定・検知される。
【００２９】
ここで、調節装置１９が第２シリンダ１６のみを調節する場合は、タイマ等を用いて一定間隔で第２シリンダ１６の本体部１６ａへの圧力の供給・停止（又は供給の低減）を調節する。また、調節装置１９が両シリンダ１５，１６を調節する場合は、第１シリンダ１５のピストン部材１５ｂの伸長（又は収縮）具合いに応じて、第２シリンダ１６の本体部１６ａへの圧力の供給・停止（又は供給の低減）を調節する。
【００３０】
本実施の形態の模擬試験装置１１によれば、トロリ線３１は直線状に固定・配置されており、図４に示した試験装置４１におけるトロリ線３１，４４のように回転しないことから、予め、検知線３５をトロリ線３１の端末部から必要長さだけ取り出して（延長させて）おくことで、摩耗模擬試験中に検知線３５を取り出す必要がなくなる。その結果、実際に架線されているのと略同じ状態に配置・固定されたトロリ線３１が、摩耗試験開始から摩耗限界に至るまでの検知線３５の特性の変動を、連続的に（常時）測定・検知（検証）することができる。
【００３１】
また、摩耗模擬試験中、第２シリンダ１６（又は両シリンダ１５，１６）の駆動を調節することで、トロリ線３１から摺動板１８を任意に離線させることができ、通電アーク摩耗を模擬試験することができる。また、第２シリンダ１６（又は両シリンダ１５，１６）の駆動の調節によって、隙間の大きさ又は隙間の発生時間を任意に調節することが可能となると共に、アーク放電の発生位置を任意に調節する、即ちトロリ線３１の常に同じ位置でアーク放電を発生させることも可能となる。
【００３２】
以上、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、他にも種々のものが想定されることは言うまでもない。
【００３３】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、通電アーク摩耗を模擬試験することができ、また、検知線入りトロリ線の摩耗による検知線特性の変化を連続的に測定・検知することができるという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施の形態に係るトロリ線の摩耗模擬試験装置の概略図である。
【図２】 溝付きトロリ線の横断面図である。
【図３】 検知線入りトロリ線の横断面図である。
【図４】 従来のトロリ線の摩耗模擬試験装置の概略図である。
【符号の説明】
１１ 摩耗模擬試験装置
１５ 第１シリンダ（第１移動手段）
１６ 第２シリンダ（第２移動手段）
１７ 押し付け金具（押圧手段）
１８ 摺動板
１９ 調節装置（調節手段）
３１ トロリ線
３５ 検知線

Claims (2)

1. トロリ線に対し摺動板を当接しながら摺動させてトロリ線の摩耗具合いを模擬試験する装置において、直線状に配置・固定されたトロリ線と、そのトロリ線本体に挿入された検知線と、そのトロリ線及び上記摺動板に接続された給電用電源と、検知線に接続された測定器と、摺動板をトロリ線の長手方向に往復移動させる第１移動手段と、摺動板に接続して設けられ、トロリ線に対して摺動板を離間・当接自在に移動させる第２移動手段とを備え、その第２移動手段は、摺動板の自重により摺動板とトロリ線を離線させるシリンダを有することを特徴とするトロリ線の摩耗模擬試験装置。
2. 上記各移動手段の内の少なくとも第２移動手段に、その移動タイミングを調節する調節手段を接続した請求項１記載のトロリ線の摩耗模擬試験装置。

Images