JP5979354B2 - 融雪リング - Google Patents

Description

本発明は、送電線の外周部に断熱体を介して取り付けられる磁性体材料からなるリング体を備えた融雪リングに関する。

架空送電線の着氷雪対策品として、架空送電線の外周に断熱体を介して取り付けられる融雪リングが知られている（例えば、特許文献１参照）。この融雪リングは、磁性体材料で形成され、送電線の電流によって生じる磁界の変化により発熱し、着雪を防止するとともに付着した雪を溶かすものである。この種のリング体を既設の送電線に取り付けるため、リング体の円筒形状の軸方向に沿って２分割したものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００８−２１４８３号公報 特開平８−２５１７８６号公報

しかし、従来の構成は、送電線の振動・腐食、送電線点検時の宙乗り機通過、雷等の種々のストレスを受けた場合に、リング体の結合部が分割面に沿ってずれてしまうおそれがある。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、既設の送電線に取り付け可能で、その取付状態を維持することができる融雪リングを提供することを目的としている。

上述した課題を解決するため、本発明は、送電線の外周部に断熱体を介して取り付けられる磁性体材料からなるリング体を備えた融雪リングにおいて、前記磁性体材料は、弾性域が相対的に狭いニッケル系又はパーマロイであり、前記リング体は、このリング体の軸方向に位置する側面同士が嵌合自在に形成された一対の先端部を有する開環形状であって、前記一対の先端部から等距離の中間部と一方の前記先端部との間の部分が、前記中間部を基準にして、前記一方の先端部を他方の前記先端部と嵌合する側に起こすように前記リング体の軸方向にねじれ、前記中間部と前記他方の先端部との間の部分が、前記中間部を基準にして、前記他方の先端部を前記一方の先端部と嵌合する側に起こすように前記リング体の軸方向にねじれ、前記リング体の径方向に沿う長さである厚さ、及び、前記リング体の軸方向に沿う長さである幅のそれぞれは一定であり、前記中間部を基準とした前記一方の先端部側のねじれと、前記中間部を基準とした前記他方の先端部側のねじれとは、前記一対の先端部の側面同士が嵌合した嵌合時に相殺されるねじれ量に設定されていることを特徴とする。
この構成によれば、リング体は、既設の送電線に取り付け可能であり、且つ、各先端部が弾性変形した状態で嵌合し、送電線への取り付け状態を維持することができる。

前記リング体は、前記一対の先端部から等距離の中間部を基準にしてねじられた形状を有するので、先端部同士を嵌合させる際に、各先端部のねじりを互いで相殺してねじりを抑えたリング形状にすることができる。
また、前記リング体は、ニッケル系又はパーマロイで形成されるので、弾性域が相対的に狭いニッケル系又はパーマロイで形成されたリング体であっても、既設の送電線に取り付け可能で、その取付状態を維持することができる。
また、上記構成において、前記先端部の先端面は、前記リング体を閉環するように近づけて互いを当接させた際に前記一方の先端部を前記他方の先端部に対して前記リング体の軸方向に相対移動させる傾斜面を有するようにしても良い。この構成によれば、先端面を容易にリング体の軸方向に相対移動させて嵌合させることができる。

また、上記構成において、一対の先端部の側面は、前記傾斜面と平行の段差で係合するようにしても良い。この構成によれば、傾斜面に従って相対移動した先端部を容易に係合させることができるとともに、先端部を外れ難くすることができる。

本発明の融雪リングは、既設の送電線に取り付け可能で、その取付状態を維持することができる。

本発明の実施形態に係る融雪リングの取付状態を示す図である。 （Ａ）は融雪リングの平面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）を上方から見た図である。 （Ａ）はリング体１２の平面図を示し、（Ｂ）は図３（Ａ）を上方から見た図であり、（Ｃ）は図３（Ａ）を左上方から見た図であり、（Ｄ）は図３（Ａ）を右上方から見た図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は先端部同士が嵌合した状態であり、（Ｄ）は比較例を示す図である。 （Ａ）は一対の先端部を連結する直前の状態を示し、（Ｂ）は一対の先端部を近づけた状態を示し、（Ｃ）は一対の先端部を近づけて先端部同士が当接した状態を示し、（Ｄ）は一対の先端部を連結した状態を示す図である。 リング体の取付工具の一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る融雪リングの取付状態を示しており、図２（Ａ）は融雪リング１０の平面図を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）を上方から見た図を示している。
図１に示すように、融雪リング１０は、架空送電線（以下、送電線という）１１の外周部に取り付けられる環状のリング体１２を有している。このリング体１２は、磁性体材料で形成されており、これによって、送電線１１の電流によって生じる磁界の変化により発熱する発熱部材として機能する。このリング体１２の材料には、導体であるニッケル系又はパーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ系）の低キュリー材が使用されている。なお、それ以外の強磁性体材料を用いても良く、発熱部材として機能する磁性体材料を広く適用可能である。

図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、リング体１２の内側には、リング体１２と送電線１１との間に環状の断熱体２１が設けられており、この断熱体２１によりリング体１２の熱が送電線１１に伝わるのを抑制している。
この断熱体２１は、リング体１２の径方向に沿う分割面２１Ａで半割（２分割）され、リング体１２の後述する一対の半円リング部３３，４３に各々接着剤等で取り付けられている。断熱体２１の材料としては、非金属材料で形成されることが望ましく、耐久性やコストの面からポリカーボネート等の樹脂製が好適である。

前掲図１に示すように、融雪リング１０は、既設の送電線１１の長手方向に比較的大きい取り付け間隔（例えば３０ｃｍ）を空けて後付けされ、各リング１０が送電線１１の電流によって生じる磁界の変化で発熱し、送電線１１に付着した雪を溶かすことによって、送電線１１に付着した雪を分断することができる。
この融雪リング１０を用いる方法は、送電線１１全体を着氷雪対策品で覆う必要がないので、部品コストを低減できるとともに、雪対策による送電線重量の増大を抑えることができる、というメリットがある。
なお、図２中、符号Ｃ１は、リング体１２の中心軸を示し、符号Ｃ２は、リング体１２の幅の中央を通って中心軸Ｃ１に直交する直交面を示している。この中心軸Ｃ１は、融雪リング１０の中心軸と一致し、また、送電線１１及び断熱体２１の中心軸とも一致している。以下、説明を判りやすくするため、この中心軸Ｃ１が延びる方向を、リング体１２及び融雪リング１０の軸方向と適宜に表記し、直交面Ｃ２を、リング体１２の中心軸Ｃ１に直交する直交方向と適宜に表記する。

図３は送電線１１に取り付ける前のリング体１２を示している。図３（Ａ）はリング体１２の平面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を上方から見た図を示し、図３（Ｃ）は図３（Ａ）を左上方から見た図を示し、図３（Ｄ）は図３（Ａ）を右上方から見た図を示している。
リング体１２は、一対の先端部３１，４１が開いた開環形状を有しており、その厚さＤ１（図３（Ａ）参照）及び幅Ｗ１（図３（Ｂ）参照）が一定に形成されている。この一対の先端部３１，４１の離間距離Ｌ１（図３（Ａ）参照）は、リング体１２内に入れる送電線１１の直径よりも大きい値に設定されており、これによって、リング体１２の装着時に、リング体１２内に送電線１１を容易に出し入れ自在に形成されている。

このリング体１２は、真円の円弧に沿って延びる一対の半円リング部３３，４３と、一対の半円リング部３３，４３の基端部３５，４５同士をつなぐ連結部５１とを一体に備えている。
一対の半円リング部３３，４３は、半円の円弧形状に形成され、連結部５１は、半円リング部３３，４３よりも平坦形状に形成され、リング体１２を閉環する場合に、この連結部５１で曲がり易くしている。より具体的には、連結部５１は、一対の先端部３１，４１からの距離が等しい中間部５２が、一対の先端部３１，４１の開口側に向けて緩やかに盛り上がる略平坦形状に形成され、この中間部５２を基準にして一対の半円リング部３３，４３が曲がることによって、正面視で真円の閉環形状に容易に曲げることができる。

一対の先端部３１，４１は、内側の側面３１Ａ，４１Ａ同士が嵌合自在に形成され、嵌合することによってリング体１２が閉環する。各先端部３１，４１は、リング体１２の直交面Ｃ２を略境にして一方側と他方側とに振り分けて形成され、対向する側面３１Ａ，４１Ａに凹凸形状の嵌合部が形成される。なお、対向する側面３１Ａ，４１Ａとは反対側の面３１Ｂ，４１Ｂは、直交面Ｃ２に略平行な面に形成される。
各先端部３１，４１の側面３１Ａ，４１Ａは、リング体１２の軸方向Ｃ１に突出する凸部３６，４６と軸方向Ｃ１に凹む凹部３７，４７とによって凹凸形状に形成され、これら凸部３６，４６と凹部３７，４７との間に、所定の角度θ１で傾斜する段差面３１Ｄ，４１Ｄが形成されている。

図４（Ａ）〜（Ｃ）は、先端部３１，４１同士が嵌合した状態を示している。図４（Ａ）に示すように、一方の先端部３１と他方の先端部４１とは、段差面３１Ｄ，４１Ｄで係止する。また、先端部３１，４１の先端面３１Ｆ，４１Ｆ及び基端面３１Ｇ，４１Ｇは、上記段差面３１Ｄ，４１Ｄと平行な面に形成されている。これによって、同図４（Ａ）に示すように、嵌合した状態で、段差面３１Ｄ，４１Ｄを含めて、先端部３１，４１の側面３１Ａ，４１Ａ同士を隙間無く密着可能である。
上記した段差面３１Ｄ，４１Ｄの角度θ１は、リング体１２の中心軸Ｃ１に対して鋭角の角度に設定されており、本実施形態では、３０°に設定している。この角度θ１の段差面３１Ｄ，４１Ｄに沿う方向α（図４（Ａ）参照）が、先端部３１，４１同士を相対移動させる方向に相当している。上記角度θ１が４５°を超えると、嵌め合わせる際に距離が必要になり、リング体１２に負担がかかってしまい、また、０＜θ１（角度θ１が大きくなるに従って）、幅方向の衝撃に強くなる。このため、角度θは、０°〜４５°の範囲内が良く、より好ましくは３０°〜４０°の範囲内（３５°前後）とされる。

この相対移動させる方向αは、一対の先端部３１，４１を、リング体１２の軸方向Ｃ１及び直交方向Ｃ２に同時に移動させる方向に相当しているので、図４（Ｂ）に示すように、リング体１２の直交方向Ｃ２に沿う外力（図中、符号Ｐ１で示す）が作用しただけでは嵌合を外すことができず、また、図４（Ｃ）に示すように、軸方向Ｃ１に沿う外力（図中、符号Ｐ２で示す）が作用した場合にも嵌合を外すことができない。
ここで、図４（Ｂ）に示す外力Ｐ１が作用した場合には、つまり、一対の先端部３１，４１を、リング体１２の直交方向Ｃ２に沿って離そうとする外力Ｐ１が作用した場合には、角度θ１の段差面３１Ｄ，４１Ｄ同士がより密着することとなる。

図４（Ｄ）は比較例を示している。この比較例では、角度θ１をリング体１２の軸方向Ｃ１に対して０°に設定している。この比較例では、リング体１２の直交方向Ｃ２に沿う外力Ｐ１に対しては先端部３１，４１同士を嵌合状態に保持できる一方、リング体１２の軸方向Ｃ１に沿う外力Ｐ２に対しては先端部３１，４１が外れてしまうおそれが生じる。
これに対し、本願実施形態では、リング体１２の軸方向Ｃ１及び直交方向Ｃ２の両方に対して斜めの方向αに力が作用した場合にしか先端部３１，４１同士が相対移動しないので、上記外力Ｐ１，Ｐ２のいずれに対しても先端部３１，４１同士が外れることがない。
しかも、リング体１２は弾性を有するため、一対の先端部３１，４１を嵌合させた場合に、先端部３１，４１には元の形状（図３参照）に戻ろうとする弾性復元力（弾性力とも言う）が作用し、つまり、上記力Ｐ１と同方向に弾性復元力が作用するため、本実施形態では、この弾性復元力Ｐ１を利用して一対の先端部３１，４１同士をより確実に密着させることができる。

本実施形態では、リング体１２の先端部３１，４１同士を嵌合する前の状態では、前掲図３（Ａ）（Ｂ）に示したように、一対の先端部３１，４１が、リング体１２の周方向に沿って離れるとともに互いの先端面３１Ｆ，４１Ｆが向き合うように所定のオフセット量Ｋ１，Ｋ２だけずれた形状に形成されている。
詳述すると、このリング体１２は、図３（Ａ）に示すように、一対の先端部３１，４１の先端面３１Ｆ，４１Ｆからリング体１２に沿って等距離の位置に相当する中間部５２を基準にして、軸方向Ｃ１一方側に設けられる先端部３１を、図３（Ａ）における紙面奥行き側に寝かし、且つ、軸方向Ｃ１他方側に設けられる先端部４１を、図３（Ａ）における紙面手前側に起こすようにねじることによって形成されており、当該リング体１２を型成形する際に、上記のようにねじった形状に形成されている。つまり、上記オフセット量Ｋ１，Ｋ２は、リング体１２のねじれ量に相当している。
なお、図３（Ｂ）において、符号Ｃ３は、ねじれの基準位置を示しており、符号Ｃ１は、リング体１２を閉環したときの中心軸に対応する位置を示している。

一対の先端部３１，４１のオフセット量Ｋ１、Ｋ２は同値に設定されている。このオフセット量Ｋ１，Ｋ２は、各先端部３１，４１を上記のように嵌合させるために軸方向Ｃ１に移動させる最低移動量に相当している。このため、オフセット量Ｋ１，Ｋ２が大きいほど、嵌合に要する先端部３１，４１の移動量（変形量）が増えることになる。
本実施形態のリング体１２は、ニッケル系又はパーマロイの磁性体材料であるため、変形が元に戻る弾性域（弾性変形範囲とも言う）が相対的に狭くなっており、変形量が大きいと、変形が元に戻らない塑性域（塑性変形範囲）に入り易い。発明者らの検討によれば、上記オフセット量Ｋ１，Ｋ２をリング体１２の幅Ｗ１の５０％程度までの範囲に抑えることによって、塑性変形が生じても弾性変形により一対の先端部３１，４１が接触嵌合し、十分に結合できることを確認した。また、リング体１２の直径、幅Ｗ１、厚さＤ１に応じてオフセット量を適宜に変更すれば良い。

図５はリング体１２の一対の先端部３１，４１を連結する過程を示している。図５（Ａ）は一対の先端部３１，４１を連結する直前の状態であり、この状態から、図５（Ｂ）に示すように、一対の先端部３１，４１を、リング体１２を閉環するようにリング体１２の直交面Ｃ２に沿って近づけていく。
上記したように、一対の先端部３１，４１は互いの先端面３１Ｆ，４１Ｆが直交面Ｃ２上で相体するので、直交面Ｃ２に沿って近づけていくと、先端面３１Ｆ，４１Ｆ同士が当接する。この場合、両先端面３１Ｆ，４１Ｆは、相手の先端面３１Ｆ，４１Ｆを嵌合面側に案内する傾斜面に形成されているので、図５（Ｃ）に示すように、一対の先端部３１，４１が、先端面３１Ｆ，４１Ｆに沿ってオフセットされた側と反対側に変形していく（撓んでいく）。その後、連結部５１の中間部５２（図３（Ｂ）参照）を基準して、両先端部３１，４１が各々オフセット量Ｋ１，Ｋ２（図３（Ａ）参照）に相当する量だけ変形すると、図５（Ｄ）に示すように、各先端部３１，４１が他方の先端部４１，３１を乗り越えて、各先端部３１，４１の側面３１Ａ，４１Ａ同士が嵌合し、これによって、先端部３１，４１が連結する。

このようにして、一対の先端部３１，４１を、リング体１２を閉環するようにリング体の直交面Ｃ２に沿って近づけていくだけで、両先端部３１，４１の連結が完了する。
上記したように、本実施形態のリング体１２は、弾性域が相対的に狭いニッケル系又はパーマロイで形成されているため、上記の連結の際に弾性変形と塑性変形の両方が生じる。
この場合、一対の先端部３１，４１がオフセット量Ｋ１，Ｋ２の分、リング体１２の軸方向Ｃ１にも変形した状態で嵌合しているので、リング体１２そのものの弾性復元力を利用して嵌合力を効率よく高めることができ、且つ、先端部３１，４１同士を確実に密着させることができる。

図６は、上記連結を行うためのリング体１２の取付工具７１の一例を示している。この取付工具７１は、開閉自在に連結される一対のプレート７２，７４と、一対のプレート７２，７４を開閉する開閉機構７６とを備えており、各プレート７２，７４の内周縁にリング体１２がセットされる。
開閉機構７６は、各プレート７２，７４の先端部に雌ねじ部材（例えば、ナット）７７，７８を首振り自在に設け、これら雌ねじ部材７７，７８に雄ねじ部材７９を螺合させて構成される。そして、この雄ねじ部材７９を、作業員が手動で、或いは、モータ等の駆動源を用いて回転させることにより、一対のプレート７２，７４を開閉させることができる。この取付工具７１を用いれば、金属製のリング体１２を比較的簡便に変形させて取り付けることができる。

以上説明したように、本実施の形態の融雪リング１０では、リング体１２は、側面３１Ａ，４１Ａ同士が嵌合自在に形成された一対の先端部３１，４１を有する開環形状であって、各先端部３１，４１が離間するとともに互いの先端面３１Ｆ，４１Ｆが向き合うようにねじられた形状を有し、一方の先端部３１を他方の先端部４１に対してリング体１２の軸方向Ｃ１に少なくとも弾性変形させた状態で内側の側面３１Ａ，４１Ａ同士を重ねることによって、両先端部３１，４１を嵌合させているので、各先端部３１，４１が弾性変形した状態で嵌合し、嵌合力を効率よく高めるとともに先端部３１，４１同士を確実に密着させることができる。
このため、送電線１１の振動・腐食、送電線点検時の宙乗り機通過、雷等の種々のストレスを受けた場合でも、先端部３１，４１のずれを防止することができ、取付状態を維持することができる。また、リング体１２は、一対の先端部３１，４１を有する開環形状であるため、既設の送電線１１へ容易に装着できる。また、先端部３１，４１同士を確実に密着させることができるので、送電線１１の電流によってリング体１２を適切に発熱させることが可能である。

さらに、リング体１２は、一対の先端部３１，４１から等距離の中間部５２を基準にしてねじられた形状を有しているので、先端部３１，４１同士を嵌合させる際に、各先端部３１，４１のねじりを互いで相殺して、嵌合時にねじりのないリング形状にすることができる。
また、先端部３１，４１の先端面３１Ｆ，４１Ｆは、リング体１２を閉環するように近づけて互いを当接させた際に一方の先端部３１を他方の先端部４１に対してリング体１２の軸方向Ｃ１に相対移動させる傾斜面を有しているので、先端面３１Ｆ，４１Ｆを容易にリング体１２の軸方向Ｃ１に相対移動させて嵌合させることができる。
すなわち、本実施形態では、一対の先端部３１，４１を近づけるようにリング体１２を閉じていくだけで、自動的に軸方向Ｃ１に相対移動させて先端部３１，４１同士を連結させることが可能である。

さらに、一対の先端部３１，４１の側面３１Ａ，４１Ａは、先端面３１Ｆ，４１Ｆの傾斜面と平行の段差（段差面３１Ｄ，４１Ｄ）で係合するので、先端面３１Ｆ，４１Ｆの傾斜に従って移動した各先端部３１，４１を容易に係合させることができるとともに、先端部３１，４１を外すには段差面３１Ｄ，４１Ｄに沿う斜めの方向α（図４（Ａ）参照）に引き離す必要があり、先端部３１，４１を外れ難くすることが可能である。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述の実施形態において、一対の先端部３１，４１の嵌合形状は、上記の形状に限らず、他の形状を適用しても良い。また、上述の実施形態では、環状の断熱体２１を半割してリング体１２に固定する場合を説明したが、これに限らず、断熱体２１を、先端部３１，４１が開いたリング体１２の内周面に沿って湾曲するＵ字の開環形状にしてリング体１２に固定し、リング体１２と一体に屈曲させるようにしても良い。

１０ 融雪リング
１１ 架空送電線
１２ リング体
２１ 断熱体
３１，４１ 先端部
３１Ａ，３１Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ 側面
３１Ｄ，４１Ｄ 段差面（段差）
３１Ｆ，４１Ｆ 先端面
５２ 中間部
Ｃ１ リング体の軸方向

Claims (4)

1. 送電線の外周部に断熱体を介して取り付けられる磁性体材料からなるリング体を備えた融雪リングにおいて、
   前記磁性体材料は、弾性域が相対的に狭いニッケル系又はパーマロイであり、
   前記リング体は、
   このリング体の軸方向に位置する側面同士が嵌合自在に形成された一対の先端部を有する開環形状であって、前記一対の先端部から等距離の中間部と一方の前記先端部との間の部分が、前記中間部を基準にして、前記一方の先端部を他方の前記先端部と嵌合する側に起こすように前記リング体の軸方向にねじれ、前記中間部と前記他方の先端部との間の部分が、前記中間部を基準にして、前記他方の先端部を前記一方の先端部と嵌合する側に起こすように前記リング体の軸方向にねじれ、
   前記リング体の径方向に沿う長さである厚さ、及び、前記リング体の軸方向に沿う長さである幅のそれぞれは一定であり、前記中間部を基準とした前記一方の先端部側のねじれと、前記中間部を基準とした前記他方の先端部側のねじれとは、前記一対の先端部の側面同士が嵌合した嵌合時に相殺されるねじれ量に設定されていることを特徴とする融雪リング。
2. 前記先端部の先端面は、前記リング体を閉環するように近づけて互いを当接させた際に前記一方の先端部を前記他方の先端部に対して前記リング体の軸方向に相対移動させる傾斜面を有していることを特徴とする請求項１に記載の融雪リング。
3. 前記一対の先端部の側面は、前記傾斜面と平行の段差で係合することを特徴とする請求項２に記載の融雪リング。
4. 前記リング体は、真円の円弧に沿って延びる一対の半円リング部と、一対の半円リング部の基端部同士をつなぐ連結部とを一体に備え、前記一対の半円リング部のそれぞれの端部が、前記一対の先端部をそれぞれ構成し、
   前記連結部は、前記一対の先端部から等距離の前記中間部を含むとともに、前記一対の先端部の側面同士が嵌合した嵌合時に前記真円の円弧に沿って曲がる形状となる、前記一対の先端部の開口側に向けて盛り上がる形状を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の融雪リング。

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