JP6040017B2 - 架空線用テンションバランサ - Google Patents

Description

本発明は、架空線にテンションを与える架空線用テンションバランサに関する。

コイルばねにより、架空線に張力（テンション）を与える架空線用テンションバランサが知られている。例えば、特許文献１には、コイルばねを用いた形式において、内部に進入した雨水を排水する構造の架空線用テンションバランサが示されている。

特開平２００９−２９６７９５号公報

特許文献１に記載されたようなコイルばねを用いた架空線用テンションバランサは、同軸状に配置された複数の筒状の部材により構成された伸縮構造を有している。この構造では、スムーズな伸縮を可能とするために内側の筒状の部材と外側の筒状の部材との間に僅かな隙間が設けられている。

このような構造の架空線用テンションバランサを砂漠地帯等の砂塵の多い地域で用いた場合、上記の隙間から砂塵が内部に入り込み、テンションバランサとしての動作が阻害される場合がある。すなわち、コイルばねを用いた架空線用テンションバランサは、ばねの伸縮をスムーズに行うために、コイルばねにグリス等の潤滑剤が塗布されている。内部に砂塵が入り込むと、この潤滑剤が砂塵と結合して半固形物となる。この半固形物や砂塵は、コイルばねと筒状部材との間の摺動摩擦を増大させ、また筒状の部材間の摺動摩擦を増大させる。これら摺動摩擦の増大は、架空線用テンションバランサの機能を低下させる。例えば、架空線用テンションバランサは、架空線の上下動に合わせて伸縮し、この上下動を抑制する機能、および架空線が温度変化によって伸縮するのを吸収する機能を有するが、上記の砂塵の影響があると、この動作が適切に行えなくなる。

このような背景において、本発明は、砂塵の影響を受け難い架空線用テンションバランサを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、隙間を有した状態で同軸状に配置された内側の第１の筒部材および外側の第２の筒部材を少なくとも含む同軸状に配置された複数の筒部材と、前記第２の筒部材に対する前記第１の筒部材の軸方向への動きに対して弾性力を与えるコイルばねと、前記隙間への砂塵の侵入を防止する防砂手段とを備え、前記第２の筒部材の内側には、フランジ部が設けられており、前記防砂手段は、柔軟性のある部材により構成され、かつ、前記フランジ部に圧縮され押し付けられていることを特徴とする架空線用テンションバランサである。

請求項１に記載の発明によれば、防砂手段により、内側と外側の筒部材の間への砂塵の入り込みが防止される。また、防砂手段が柔軟性を有しているので、第１の筒部材外周面に対する密着性と摺動性が同時に得られ、防砂機能と第２の筒部材に対する第１の筒部材の軸方向における相対的な移動が妨げられない機能が同時に得られる。ここで、同軸配置された筒部材は、２つに限定されず３つ以上あってもよい。この場合、径方向で隣接する２つの筒部材に着目し、本発明を適用すればよい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記防砂手段は、前記第２の筒部材の側に取り付けられ、前記第１の筒部材の外周に対して摺動可能であることを特徴とする。請求項２に記載の発明によれば、防砂手段が内側の第１の筒部材の外側を摩擦しながら相対的に移動するので、砂塵の侵入を防止しつつ、第２の筒部材に対する第１の筒部材の軸方向における相対的な移動が許容される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記防砂手段は、金属メッシュまたは細線を用いたブラシにより構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記防砂手段は、前記第１の筒部材の外周を弾性的に押した状態であることを特徴とする。請求項４に記載の発明によれば、防砂手段の第１の筒部材外周面に対する密着性が確保され、高い防砂効果を得ることができる。また、請求項４に記載の発明によれば、第１の筒部材の移動を許容しつつ、第１の筒部材が動いても隙間が発生し難い構造が得られる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記防砂手段は、前記第１の筒部材に対して圧縮され押し付けられた状態を有することを特徴とする。請求項５に記載の発明によれば、防砂手段の緩みや脱落が生じ難い構造が得られる。

本発明によれば、砂塵の影響を受け難い架空線用テンションバランサが提供される。

実施形態の架空線用テンションバランサの側面図である。 実施形態の架空線用テンションバランサの側断面図である。 図２の一部を拡大した拡大図である。 金属メッシュ成形品の一例を示す平面図（Ａ）および（Ｂ）である。 他の例の拡大図である。 他の例の拡大図である。

（構成）
以下、本発明が適用される架空線用テンションバランサの基本構造の一例について説明する。図１には、架空線用テンションバランサ１００が示され、図２には、その断面構造が示されている。架空線用テンションバランサ１００は、同軸状に配置された３つの筒部材である外側筒部材１０１と中央筒部材１０２と内側筒部材１０３とを備えている。

外側筒部材１０１と中央筒部材１０２との隙間には、圧縮された状態にあるコイルばね１０４が収められている。コイルばね１０４の左端は、中央筒部材１０２の外側フランジ部１０２ａに接触し、コイルばね１０４の右端は、外側筒部材１０１の内側フランジ部１０１ａに接触している。ここで、内側フランジ部１０１ａは、外側筒部材１０１と一体となっており、外側筒部材１０１の一部として捉えることができる。勿論、内側フランジ部１０１ａを外側筒部材１０１と別部材としてもよいが、構造としては一体化されている。このことは、後述する内側フランジ部１０２ｂにおいても同じである。

中央筒部材１０２と内側筒部材１０３との隙間には、圧縮された状態にあるコイルばね１０５が収納されている。図２に示す状態において、コイルばね１０５の左端は、内側筒部材１０３の外側フランジ部１０３ａに接触し、コイルばね１０５の右端は、中央筒部材１０２の内側フランジ部１０２ｂに接触している。コイルばね１０４と１０５が、筒部材と接触する部分には、両者間の相対的な滑りを阻害しないように潤滑剤であるグリスが塗布あるいは充填されている。潤滑剤は、潤滑機能を有するものであればグリスに限定されない。

図１における内側筒部材１０３の右端端面には、架空線取り付け部材１０６が固定されている。架空線取り付け部材１０６は、ボルト孔１０６ａを備え、このボルト孔１０６ａを利用して図示省略した架空線が架空線取り付け部材１０６に取り付けられる。架空線としては、鉄道用の架線が挙げられるが、他の用途の電力用架空線、信号伝送用の架空線、支持用の架空線等であってもよい。

また、架空線用テンションバランサ１００は、支持部材１０７によって支柱２００に支持されている。すなわち、支持部材１０７のフランジ部１０７ａが固定部材であるＵ棒１０８によって押さえられ、支持部材１０７が外側筒部材１０１に対して相対的に図の左方向に動かないようにされている。なおＵ棒１０８は、外側筒部材１０１に形成された取り付け孔に図の上方から差し込まれることで、外側筒部材１０１に取り付けられている。支持部材１０７には、ボルト孔１０７ｂが設けられており、このボルト孔１０７ｂを利用して、ボルト２０３により、架空線用テンションバランサ１００が取り付け部材２０２に取り付けられ、取り付け部材２０２が取り付けバンド２０１により支柱２００に取り付けられている。

外側筒部材１０１の上部には、棒状の吊り部材２０４の一端が取り付けられ、吊り部材２０４の図示省略した他端は、支柱２００の図示省略した上部に固定されている。図１および図２では、省略されているが、架空線取り付け部材１０６には、図の右方向に延在して架設される架空線の一端が取り付けられる。

図１には、内側筒部材１０３の右端の端面に、支持部材２０５を介して取り付けられた目盛板２０６が示されている。目盛板２０６は、架空線用テンションバランサ１００の設置状態において、外側筒部材１０１に対する内側筒部材１０３の変位量を確認するために利用される。

図２の円形の破線Ａで囲った部分を拡大した状態が図３に示されている。図３に示すように、外側筒部材１０１の内側フランジ部１０１ａには、締結部材（この例では、タッピングビス）３０３により、固定部材３０２が取り付けられている。固定部材３０２は円環状の板金であり、固定部材３０２と内側フランジ部１０１ａの間には、ステンレスメッシュで構成された防砂部材３０１が軸方向において挟まれて保持されている。

図４（Ａ）には、防砂部材３０１を構成するステンレスメッシュの成形品３０１ａが示されている。ステンレスメッシュの成形品３０１ａは、ステンレスメッシュを図示する円環形状に加工し、それに波付け加工を施したものである。防砂部材３０１は、ステンレスメッシュの成形品３０１ａを複数枚積層することで構成されている。波付け加工されたステンレスメッシュの成形品３０１ａを複数枚積層した防砂部材３０１は、厚み方向への圧縮に対して弾性的に反発する柔軟性を有している。

図４（Ｂ）には、環状ではなく、環状を半割りした形状に加工したステンレスメッシュの成形品３０１ｂが示されている。ステンレスメッシュの成形品３０１ｂを用いて防砂部材３０１を構成することもできる。

図３に示す取り付け状態において、防砂部材３０１は、固定部材３０２によって厚み方向（図３の左右の方向）に圧縮されている。また、環状（トロイダル形状）を有する防砂部材３０２の内径は、中央筒部材１０２の外径よりもやや小さい寸法（例えば、５％〜１５％程度小さな寸法）に設定されている。このため、防砂部材３０１は、自身の弾性により、中央筒部材１０２の外周を弾性的に締め付け押した状態で密着している。また、防砂部材３０１は、固定部材３０２により、内側フランジ部１０１ａに軸方向から圧力が加えられながら押さえ付けられている。また、図３に示すように、防砂部材３０１が中央筒部材１０２に接触する付近は、防砂部材３０１が自身の弾性により、軸方向に広がっている。

防砂部材３０１は、柔軟性を有し、またステンレスメッシュにより構成されているので、中央筒部材１０２の外周に接触した状態で、中央筒部材１０２に対して摺動することが可能である。また、防砂部材３０１は、圧縮されることで目が詰まり、砂塵を遮断する防砂効果が高められている。また、防砂部材３０１を用いた防砂構造は、周方向の全体に渡って設けられている。ここでは、図２の破線で囲ったＡの部分の防砂構造について説明したが、同様な防砂構造は、中央筒部材１０２と内側筒部材１０３の間の隙間部分にも設けられている。

（架空線用テンションバランサの機能）
図１および図２に示す架空線用テンションバランサ１００の架空線取り付け部材１０６に架空線が取り付けられる。この状態において、架空線の重みおよび架空線を図の右方向に引く力により、架空線取り付け部材１０６が図の右方向に相対的に引かれる。

一方、コイルばね１０４および１０５は圧縮状態にあるので、内側筒部材１０３を中央筒部材１０２から図の右の方向に引き出し、さらに中央筒部材１０２を外側筒部材１０１から図の右の方向に引き出すには、コイルばね１０４および１０５の弾性力に打ち勝つ力が必要となる。この力の反力が、架空線取り付け部材１０６に取り付けられた架空線に作用する張力、すなわち架空線を図の左の方向に引っ張る張力となる。こうして、図１の右方向に向かって張り渡される図示省略した架空線を図の左方向に引っ張る張力が働く。例えば、架空線の伸縮や上下動が生じると、架空線取り付け部材１０６が図の左右に動くが、それがコイルばね１０４および１０５の伸縮により吸収される。

（優位性）
防砂部材３０１により、内側筒部材１０３と中央筒部材１０２との間の隙間３０４への砂塵の侵入が抑えられる。また、防砂部材３０１は、柔軟性を有しているので、中央筒部材１０２に接触しつつ摺動が可能であり、中央筒部材１０２の軸方向における動きが阻害されない。また、中央筒部材１０２が軸方向で動いても、防砂作用は失われない。また、柔軟性を有する防砂部材３０１は、軸中心の方向に向かって中央筒部材１０２の外周を押しているので、隙間３０４がより厳重に塞がれ、中央筒部材１０２に対して摺動可能でありながら、隙間３０４への砂塵の侵入を効果的に防ぐことができる。また、防砂部材３０１は、固定部材３０２により、軸方向で圧縮された状態で内側フランジ部１０１ａに押し付けられて固定されているので、目が詰まることによる砂塵を遮断する効果の向上、および図３の状態からの位置ずれや脱落が生じ難い構造が得られている。

（変形例１）
図５には、防砂部材として、ブラシを用いた場合の例が示されている。図５に示す構造では、ブラシ４０１が保持部材４０２に取り付けられている。保持部材４０２は、締結部材（この例では、タッピングビス）４０３により、外側筒部１０１の内側フランジ部１０１ａに固定されている。

ブラシ４０１は、柔軟性を有する多数のステンレス細線により構成されており、円環状を有する保持部材４０２の内側から軸中心の方向に向かって各細線が密集した状態で延在する状態とされている。ブラシ４０１の先端部分で構成される内径は、中央筒部材１０２の外径よりも小さな寸法に設定されている。したがって、保持部材４０２を介してブラシ４０１を内側フランジ部１０１ａに取り付けた状態において、ブラシ４０１の先端は、中央筒部材１０２の外周に接触し、更に図５に示されているように自身の柔軟性により曲がった状態となる。この構造によれば、ブラシ４０１が中央筒部材１０２に押し付けられ、外側部材１０１の内側フランジ部１０１ａと中央筒部材１０２外周の間の隙間３０４が、ブラシ４０１により確実に塞がれる構造が得られている。

また、この構造では、中央筒部材１０２が外側筒部材１０１に対して、軸方向で移動すると、ブラシ４０１が中央筒部材１０２に接触した状態で移動（摺動）する。こうして、防砂効果を維持した状態での中央筒部材１０２の外側筒部材１０１に対する移動が可能とされている。

（変形例２）
図５には、防砂部材として、フェルト状に金属繊維を加工したものを用いた場合の例が示されている。図５に示す構造では、金属フェルト５０１が保持部材５０２に取り付けられている。保持部材５０２は、締結部材（この例では、タッピングビス）５０３により、外側筒部材１０１の内側フランジ部１０１ａに固定されている。

金属フェルト５０１は、金属繊維をフェルト状に加工したもので、ステンレスメッシュを積層した構造の防砂部材３０１と同様に柔軟性を有している。金属フェルト５０１は、保持部材５０２に取り付けられ、中央筒部材１０２に保持部材５０２により押さえ付けられている。この場合も中央筒部材１０２が外側筒部材１０１に対して、軸方向で移動すると、金属フェルト５０１が中央筒部材１０２に対して摺動する。金属フェルト５０１の代わりに無機繊維（例えば、セラミックス繊維）により構成されたフェルトを用いることも可能である。

（その他）
防砂部材３０１として、ステンレスメッシュを用いる例を示したが、耐久性が得られるのであれば、他の材料を用いることもできる。例えば、無機繊維を利用して防砂部材３０１を構成することも可能である。

図４には、ステンレスメッシュの成形品３０１ａや３０１ｂを用いて防砂部材３０１を構成する例を示したが、成形されていないステンレスメッシュを用いて図３と同様な構造を得ることもできる。この場合も柔軟性を確保するために、波付け加工を施したステンレスメッシュを用いることが好ましい。また、固定部材３０２は、外側筒部材１０１の円筒部分に固定することも可能である。固定部材３０２の外側筒部材１０１への固定は、ボルトとナットによる方法、リベットによる方法、溶接による方法、接着剤による方法であってもよい。同軸状に配置される筒部材の数は、２つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

防砂効果を高めるために、防砂部材３０１、ブラシ４０１または金属フェルト５０１に樹脂を含ませても良い。また、防水性を高めるために防砂部材３０１、ブラシ４０１または金属フェルト５０１に撥水性のコーティング剤を塗布してもよい。

図３の構造において、ステンレスメッシュにより構成される防砂部材３０１の代わりに、図５のブラシ４０１を用い、固定部材３０２と内側フランジ部１０１ａの間にブラシ４０１は挟まれて保持される構造とすることもできる。この場合、ブラシ４０１は、外側筒部材１０１の一部（内側フランジ部１０１ａ）に圧縮され押し付けられた状態となる。

本発明は、架空線用テンションバランサに利用することができる。

１００…架空線用テンションバランサ、１０１…外側筒部材、１０１ａ…内側フランジ部、１０２…中央筒部材、１０３…内側筒部材、１０４…コイルばね、１０５…コイルばね、１０６…架空線取り付け部材、１０８…Ｕ棒、２００…支柱、２０１…取り付けバンド、２０２…取り付け部材、２０３…ボルト、２０４…吊り部材、２０５…支持部材、２０６…目盛板、３０１…防砂部材、３０１ａ…ステンレスメッシュの成形品、３０１ｂ…ステンレスメッシュの成形品、３０２…固定部材、３０３…締結部材、３０４…隙間、４０１…ブラシ（防砂部材）、４０２…保持部材、４０３…締結部材、５０１…金属フェルト、５０２…保持部材、５０３…締結部材。

Claims (5)

1. 隙間を有した状態で同軸状に配置された内側の第１の筒部材および外側の第２の筒部材を少なくとも含む同軸状に配置された複数の筒部材と、
   前記第２の筒部材に対する前記第１の筒部材の軸方向への動きに対して弾性力を与えるコイルばねと、
   前記隙間への砂塵の侵入を防止する防砂手段と
   を備え、
   前記第２の筒部材の内側には、フランジ部が設けられており、
   前記防砂手段は、柔軟性のある部材により構成され、かつ、前記フランジ部に圧縮され押し付けられていることを特徴とする架空線用テンションバランサ。
2. 前記防砂手段は、前記第２の筒部材の側に取り付けられ、前記第１の筒部材の外周に対して摺動可能であることを特徴とする請求項１に記載の架空線用テンションバランサ。
3. 前記防砂手段は、金属メッシュまたは細線を用いたブラシにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の架空線用テンションバランサ。
4. 前記防砂手段は、前記第１の筒部材の外周を弾性的に押した状態であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の架空線用テンションバランサ。
5. 前記防砂手段は、前記第１の筒部材に対して圧縮され押し付けられた状態を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の架空線用テンションバランサ。

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