JP4889546B2 - トロリ線の摺動面切削装置 - Google Patents

Description

この発明は、トロリ線のパンタグラフとの摺動面であるトロリ線下面を平滑に切削するための装置に関するものである。

例えば、剛体トロリ線においては、断面Ｔ字形で、比較的断面積の大きい変形しにくい長尺の導体から構成され、トンネルの天井部に固定される。このトロリ線の下面を摺動するパンタグラフを介して電車に駆動電力が供給される。トロリ線の下面には、溶接継ぎ目や支持点での凹凸、施工誤差による初期的な凹凸、パンタグラフの摺動による波状摩耗などの後発的な凹凸が生じる。このような凹凸があると、トロリ線の下面とパンタグラフとの接触が不完全になり、電力の供給が不安定になるので、定期的に切削して平滑になるように維持、管理する必要がある。
従来のトロリ線摺動面切削装置は、線路上を走行可能な台車上に昇降可能に枠体を設け、この枠体上に前後一対の押し上げローラを水平に支持し、押し上げローラ間に上下位置を変更可能に、かつモータ駆動で水平回転自在に砥石を設けて、この砥石をトロリ線の下面（摺動面）に圧接して、トロリ線を切削するものがある（特許文献１）。
特開２００４−９８２０８号公報

上記従来のトロリ線摺動面切削装置では、台車を走行させながら切削作業を行うが、トロリ線の終端部で台車が停止する際に、トロリ線に砥石を接触させたままであると、トロリ線に微少な凹凸を形成したり、トロリ線を傷つけて、摺動面の平滑を阻害する場合があり、このような凹凸等により、トロリ線とパンタグラフとの接触が不完全になったり、離線によりアークが生じて乗降客に不快感を与えるおそれがある。
従って、本発明は、トロリ線の終端部などで台車が停止する前の減速状態でトロリ線から砥石を自動的に離し、トロリ線の平滑化を確実にし、その作業負担を軽減するトロリ線摺動面切削装置を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、第１の発明においては、台車２の走行速度を速度センサ１４で検知し、この速度センサ１４により台車２の停止前の減速する途上の所定の速度を検知したら、位置調整機構１８により砥石１６をトロリ線Ｔから離れた高さ位置に配置するようにトロリ線Ｔの摺動面切削装置１を構成した。
第２の発明においては、枠体上に、トロリ線Ｔを押し上げるように線路と直交する方向に水平にローラ１０を設け、このローラ１０の外周に一又は等間隔に複数のスリット１０ｂを設け、押し上げローラ１０に臨むように配置した速度センサ１４によりスリット１０ｂを検出し、これをカウントすることにより線路上を走行する台車２の走行速度を算出してコントローラが位置調整機構１８に砥石１６を下降動作させるように構成した。

本発明においては、線路上に台車を走行させながら切削作業を行って、トロリ線の終端部で台車を停止させる場合、速度センサにより停止前の所定の減速速度を検知して、位置調整機構により砥石をトロリ線から離した高さ位置に自動的に下降させるので、トロリ線の凹凸や傷を防止することができ、トロリ線とパンタグラフとの接触を良好にすると共に、その作業負担を軽減することができる。

図１乃至図４において、摺動面切削装置１は、台車２の上に組み立てられ、線路上を矢印の方向（前後方向）に走行することができる。台車２上には、枠体を構成するスライドベース３、支持フレーム４及び揺動枠５が順次設けられている。

スライドベース３は、台車２の上に、線路の延長方向と直交する方向（左右方向）に延びるように設けられたガイドレール６に沿って左右に移動自在である。このスライドベース３は、図示しない横行用モータ、ボールナット、ねじ棒等からなる伝動機構を備え、剛体トロリ線Ｔが線路に対して水平方向左右に変位する場合に、ガイドレール６上で、左右に移動して、トロリ線Ｔに追従する。

支持フレーム４は、ガイドロッド４ａによりスライドベース３上に連結され、スライドベース３に対して垂直に昇降自在である。支持フレーム４を昇降動作させるためのエアシリンダ７が、スライドベース３と支持フレーム４との間に介設されている。エアシリンダ７は、中間部においてトラニオン軸受８によりスライドベース３に枢支され、ロッド７ａの先端が支持フレーム４の下面に結合されている。

支持フレーム４上には、左右方向の支軸９により、揺動枠５が揺動自在に軸支され、かつ水平にバランスするように設けられている。図２乃至図４及び図６は、支持フレーム４より上の部分を示している。

揺動枠５上には、上方に位置するトロリ線Ｔを押し上げるための前後一対の押し上げローラ１０が設けられている。これらの押し上げローラ１０，１０は、支軸９の前後の対称位置に、左右方向に水平に支持されている。押し上げローラ１０はローラベース１１上にブラケット１１ａにより軸支され、ガイドロッド１２ａによりガイド筒１２ｂに上下動自在に支持される。図５に示すように、押し上げローラ１０の端部には鍔部１０ａが形成されており、この外周に円周方向等間隔に軸線方向の四つのスリット１０ｂを有する。ローラベース１１と揺動枠５との間には、トロリ線Ｔに対する押し上げローラ１０の押圧力を検知するためのロードセル１３が介設されている。エアシリンダ７の空気圧は、トロリ線Ｔに対する押し上げローラ１０の押圧力が設定値になった状態で固定される。

ローラベース１１上には、センサブラケット１５を介して速度センサ１４が設けられている。この速度センサ１４は、台車の走行速度を検出するために、押し上げローラ１０の鍔部１０ａに臨むように配置され、スリット１０ｂの通過を検知する。速度センサ１４の検知信号は摺動面切削装置１の図示しない操作盤内のコントローラに入力され、カウントされて走行速度が算出され、停止前に減速していく途上の予め設定された速度に至ったら、砥石１６をトロリ線から十分離れた高さ位置に下降させるようにコントローラにより位置調整機構１８を動作させる。

図４及び図６に示すように、砥石１６は、押し上げローラ１０，１０間に位置しトロリ線Ｔの下面を研削するために昇降自在に設けられる。砥石１６は円筒形で、揺動枠５に位置調整機構１８を介して垂直に支持された回転軸１７上に固着されている。位置調整機構１８はスリーブ１９、軸受け筒２０、ボールナット２１、軸受け２２、ねじ棒２３、伝動歯車対２４、モータ２５から構成されている。即ち、回転軸１７は、外周に相対回転自在に被挿されたスリーブ１９と共に、揺動枠５の軸受け筒２０内に昇降自在に支持されている。スリーブ１９は、軸受け筒２０とキー結合され、相対回転することができない。スリーブ１９の側面には、ボールナット２１が固着されている。軸受け筒２０は、揺動枠５に垂直に固定され、図９に示すように、一部にスリーブ１９のボールナット２１を上下動自在に突出させる切欠２０ａを備える。軸受け筒２０には、切欠２０ａの下端側に位置して軸受け２２が固着され、この軸受け２２に下端部を支持されたねじ棒２３が、ボールナット２１に螺合している。ねじ棒２３は、揺動枠５上のモータ２５に伝動歯車対２４を介して結合されている。軸受け筒２０から下方へ突出した回転軸１７の下端は、ベルト２６を介して駆動モータ２７に結合されている。カウンタウエイト２８は、駆動モータ２７の対向部に位置調整自在に設けられており、水平復元機構２９と協働して、揺動枠５を水平にバランスさせる。砥石１６の外周には、切削による粉塵の飛散を防ぐためのフード３０が設けられている。図２に示すように、フード３０には、削屑を吸引する集塵機を接続するための吸入口３１が砥石１６の回転方向に対応する位置に設けられ、必要に応じてこれを使用することができる。
なお、スライドベース３と支持フレーム４との間に介設される支持フレーム４の昇降駆動手段として、エアシリンダ７に代えて、サーボモータ等の他の各種のモータを採用することができる。

図７，図８に示すように、軸受け筒２０には、ボールナット２１の可動範囲の上下端部及び中間部に上限、下限、原点リミットスイッチ３２ａ，３２ｂ，３２ｃが設けられている。上限、下限リミットスイッチ３２ａ，３２ｂは砥石１６に対応するボールナット２１の上限、下限位置を検知するもので、特に上限リミットスイッチ３２ａを逸脱すると砥石１６の摩耗が検知される。原点リミットスイッチ３２ｃは、砥石１６の位置調整を行うモータ２５の回転をカウントして砥石１６の変位の基準点とするものである。

砥石１６の側部には、砥石１６の上面（切削面）の上下位置を検知する砥石位置センサ３３が設けられている。この砥石位置センサ３３は、トロリ線の延線方向側部に位置し、フード３０に固着されたブラケット３４上に固定されている。砥石位置センサ３３は、レーザを砥石１６の上面に照射することによりその位置を検出する。

この摺動面切削装置１は、線路上で台車２を走行させつつ、連続的にトロリ線Ｔの摺動面を切削する。即ち、エアシリンダ７により支持フレーム４を一定圧力で押し上げ、砥石１６をトロリ線Ｔの摺動面に圧接しつつ線路に沿って進行する。剛体トロリ線Ｔは、パンタグラフの偏摩耗を防ぐために、パンタグラフに対する接触位置を所定範囲で左右方向にずらすべく、一径間毎に左右に屈折するように配置されている。このように、トロリ線Ｔが線路に対して水平方向左右に変位している場合には、スライドベース３をガイドレール６上で、左右に動かして、砥石１６を適正位置に配置する。トロリ線Ｔが前後方向上下に傾斜している箇所においては、前後一対の押し上げローラ１０により、揺動枠５がトロリ線Ｔの傾斜に従って傾斜し、常時トロリ線Ｔとの平行状態が維持されるから、砥石１６はトロリ線Ｔの傾斜に沿って、これを均等に切削する。エアシリンダ７で支持フレーム４もろとも押し上げローラ１０を昇降させることで、押し上げローラ１０の剛体トロリ線Ｔに対する押圧力が一定に維持される。

砥石１６の切り込み量は、モータ２５で砥石１６の切削面の高さを調整することにより行う。この切削制御は、押し上げローラ１０をトロリ線Ｔに押し当てた後モータ２５で砥石１６をトロリ線Ｔの最下面の高さ位置である初期位置に配置してから開始する。そして、砥石位置センサ３３により切砥石１６の上面位置を監視しながら、トロリ線Ｔを予め設定した切り込み量である基準切削代より大きくならないように、かつ予め設定された最小切削代より小さくならないように、モータ２５を制御して砥石１６を位置調整する。

砥石１６の切削面はそれ自体の摩耗により下方へ変位するため、これに応じて砥石１６を上昇移動させるが、砥石１６の切削面の高さが最小切削代を保持できなくなった場合には、上限リミットスイッチ３２ａによりこの砥石１６の上限位置が検知され、エラー表示して、砥石１６の交換等の必要な対処を促す。

また、砥石１６のトロリ線Ｔに対する押圧力の制御は、砥石１６を回転させる駆動モータ２７の負荷電流であるインバータ電流を検知することにより行う。砥石１６が所定の押圧力を越えた場合には、モータ２５で砥石１６を下降動作させて、適切な押圧力の接触位置に配置し、駆動モータ２７の過負荷を防止する。
上記のような砥石１６の位置調整のための変位は、初期位置における原点リミットスイッチ３２ｃの位置を基準にモータ２５の回転をカウントすることにより制御する。
なお、本実施形態では切削装置１を剛体トロリ線Ｔに適用したが、これに限定するものでなく、通常の張力を与えたトロリ線に対しても適用できる。

作業中の台車の走行速度は、速度センサ１４が押し上げローラ１０のスリット１０ｂを検知して、操作盤内のコントローラのカウンタがカウントし、走行速度が算出される。この走行速度が、予め設定されている停止前の所定の速度以下になったら、コントローラにより位置調整機構１８を動作させて、砥石１６をトロリ線Ｔから十分離れた高さ位置に下降させる。従って、トロリ線Ｔの終端部で切削作業を中止するために台車を停止させる場合、停止前の減速した所定の速度で自動的に砥石１６がトロリ線Ｔから離れるので、その後の切削を回避する。

本発明は、トロリ線の終端部などで自動的に円滑に切削作業を中止するのに有効である。

摺動面切削装置の正面図である。 摺動面切削装置の上部の背面図である。 摺動面切削装置の上部の側面図である。 摺動面切削装置の上部の斜視図である。 （ａ）は押し上げローラの端部の正面図、（ｂ）は側面図である。 摺動面切削装置の上部の断面図である。 位置調整機構の正面図である。 位置調整機構の側面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 摺動面切削装置
２ 台車
３ スライドベース
４ 支持フレーム
４ａ ガイドロッド
５ 揺動枠
７ エアシリンダ
９ 支軸
１０ 押し上げローラ
１０ａ 鍔部
１０ｂ スリット
１１ ローラベース
１２ａ ガイドロッド
１２ｂ ガイド筒
１３ ロードセル
１４ 速度センサ
１６ 砥石
１７ 回転軸
１８ 位置調整機構
１９ スリーブ
２０ 軸受け筒
２１ ボールナット
２２ 軸受け
２３ ねじ棒
２４ 伝動歯車対
２５ モータ
２７ 駆動モータ
Ｔ 剛体トロリ線

Claims (2)

1. 線路上を走行可能な台車上に、線路に対して直交方向に移動可能に、かつ昇降可能に設けられ、台車の走行に伴い線路の上方に架設されたトロリ線に追従可能な枠体と、
   この枠体上に、上下位置を変更可能に、かつ駆動モータで水平回転自在に支持され、上面を前記トロリ線下面に圧接可能に設けられた砥石とを備え、
   前記トロリ線下面のパンタグラフとの摺動面を平滑に切削するトロリ線の摺動面切削装置において、
   前記台車の走行速度を検知するための速度センサと、
   この速度センサにより停止前の所定の減速速度を検知したら、前記砥石をトロリ線から離れた高さ位置に配置する位置調整機構とを具備することを特徴とするトロリ線の摺動面切削装置。
2. 前記枠体上に、トロリ線を押し上げるように線路と直交する方向に水平に回転自在に支持され、外周に一又は等間隔に複数のスリットを有し、線路上を走行する台車の移動に伴い回転するローラを備え、
   前記速度センサがスリットを検出すべく前記ローラに臨むように位置し、
   前記位置調整機構に、前記速度センサが検知した回転するスリットをカウントすることにより速度を算出するコントローラを備えていることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の摺動面切削装置。

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