JP6552214B2 - 電車線のテンションバランサ - Google Patents

Description

この発明は、温度変化等により伸縮する電車線を一定の張力で支持するためのテンションバランサに関するものである。

電車線は、温度変化による伸縮や、クリープ、電車線の摩耗による弾性伸び、さらに経年による支持物の傾斜などにより、張力が影響を受けるため、電車線の張力を一定範囲に保持する手段を講じる必要がある。
従来、例えば特許文献１に記載のテンションバランサは、支柱に固定したばねケースに、一端をばねケースの上端に、他端をばね受け板に当接させた縦方向に圧縮変形するばねを収容すると共に、ばね受け板に結合したリンクロッドをばねケースに出入り自在に挿入する。回動アームは、ばねケースに固定したフレームに枢着し、またリンクロッドを連結すると共に、電車線につながるテンションロッドを連結し、電車線に張力を付与するようにばね力で回転付勢する。
このテンションバランサにおいては、電車線の伸縮によって、回動アームがフレームとの枢着点を中心に回動すると、リンクロッドはばね受部との連結点を中心に傾斜回動しながら、ばねケースを出入りする。しかし、ばねケースは支柱に固定されているため、リンクロッドとばねケースの軸方向とが一致せず、リンクロッドはばね受部のばねケースの軸に沿った引き上げを阻害される。
これに対して、特許文献２に記載のテンションバランサは、リンクロッドに相当する内側可動部を挿通したばねケースに相当する外側筐体の下端を支柱に回転可能に軸支している。

特開2009-166583号公報 特開2012-101667号公報

上記従来のテンションバランサにおいては、いずれも使用するばねがコイルばねであるから、高張力を得るためにコイルばねの線材が太くなり、重量も大きくなる。大重量のコイルばねは自重によるたわみのためばねケースと摩擦接触し、回動アームに対するリンクロッドの追従が阻害されるし、経年の性能低下を招くおそれがある。また、特許文献２に記載のように外側筐体を回動可能に軸支しても、外側筐体の軸支点と回動連結部の枢着点との距離が長く、外側筐体の軸に対して内側可動部の軸が一致するように追随し難く、外側筐体の出入り口と内側可動部との摺動抵抗が大きくなるおそれがある。
そこで本発明は、コイルばねを使用することなく、小型軽量に構成すると共に、ケースの軸に対してロッドの軸が一致するように追随し易く、摺動抵抗を低減するテンションバランサを提供する。

この発明においては、上記従来の問題点を解決するため、電車線Ｔの一端部を電車線Ｔの伸縮量にかかわらずほぼ一定の張力を維持したまま支持するテンションバランサ１を構成する。構築物に上下に回転可能に軸支されたケース４を、作動油が充填される油圧室６と圧縮ガスが封入されるガス圧室７とにベローズ５で仕切り、油圧室６に出入り可能にロッド８を挿入してガス圧ばね２を構成する。構築物Ｐに回転自在に枢着し、この枢着点から距離をおいて電車線Ｔを引き留め、枢着点周りの電車線Ｔの張力を受け留める位置にガス圧ばね２のロッド８が連結して回転アームを構成する。電車線Ｔの許容範囲の伸縮に伴う回転アーム３の回転変位に対して、ガス圧ばねのガス圧室７の膨張，収縮によるロッド８の出入りに伴う回転アーム３の回転変位がほぼ同等に構成した。
回転アーム３の枢着点からロッド８の連結点までの長さが、回転アーム３の枢着点から電車線Ｔの連結点までの長さより短くして、ロッド８のストロークを短くした。
ガス圧ばね２は、構築物Ｐに支持されるフレーム９に枢着し、このフレーム９に、回転アーム３の回転変位を指示するインジケータ１４を備えた。

この発明においては、ガス圧ばねでロッドを付勢するので、小型軽量で簡易の構成にも関わらず、電車線を所定の張力で支持することができる。また、コイルばねを使用しないので、従来のようなコイルばねとケースとの摩擦接触が発生せず、ケースがロッドの出入り動に良好に追随し、電車線の伸縮に対する円滑な対応動作を維持できる。さらに、ケースの上部を回転可能に軸支するので、ロッドと回転アームの連結点とケースの軸支点との距離が短縮されて、ロッドの出入り動に対するケースの追随がより円滑になり、ケースとロッドの摺動抵抗を低減することができる。回転アームの枢支点からロッドの連結点までの長さが、回転アームの枢支点から電車線Ｔの連結点までの長さより短くすれば、電車線の伸縮に対するガス圧ばねのロッドのストロークを小さく構成できるから、ガス圧ばねの小型化を図ることができるという効果を有する。

本発明に係るテンションバランサの斜視図である。 図１のテンションバランサの正面図である。 図１のテンションバランサの側面図である。 図１のテンションバランサの平面図である。 ガス圧ばねの断面図である。

本発明の実施の一形態を図面を参照して説明する。
図１ないし図４において、テンションバランサ１は、鉄道線路の側部に立設された構築物である支柱Ｐに支持されるガス圧ばね２と、同じく支柱Ｐに支持され、電車線Ｔ及びガス圧ばね２が連結される回転アーム３を具備している。

ガス圧ばね２は、図５に示すように、円筒状のケース４と、ケース４内を作動油が充填される油圧室６と窒素ガスが充填されるガス圧室７とに仕切るベローズ５と、ケース４の油圧室６に出入り自在に挿入されるロッド８とを具備する。ケース４は、支柱Ｐ周りに締め付け固定される上下二つの固定バンド１０に結合された下部フレーム９に縦方向に回転自在に軸支される。下部フレーム９は、間隔を置いて対向する左右一対のブラケット９ａ，９ａの上端部に支持軸９ｂでケース４を軸支する。ベローズ５は軸線方向に伸縮可能な円筒状をなし、開口端がケース４の油圧室６側の端蓋に固着され、閉塞端が軸線方向に中間部付近で終結して、作動油が気密に充填される。ロッド８はケース４の端蓋を摺動可能に貫通して一端側がベローズ５内に挿入され、ケース４外に突出する他端側がケース４の端面とロッド８の端部に固定された伸縮自在のカバー１１で覆われる。

回転アーム３は、左右に間隔を置いて平行に対向するアーム片３ａが、枢軸３ｂ，３ｃ，３ｄにより結合して構成される。アーム片３ａは、異なる長さの三辺からなるほぼ直角三角形の各辺を構成する帯板鋼材が環状に連続して構成される。枢軸３ｂは回転アーム３の直角部を上部フレーム１２に縦方向に回転自在に支持する。上部フレーム１２は、支柱Ｐ周りに締め付け固定される上下二つの固定バンド１３に固定される。枢軸３ｃは、回転アーム３の上端角部に電車線Ｔを連結する。枢軸３ｄは、回転アーム３の斜辺部の下端にロッド８の上端部を回転自在に連結する。回転アーム３の枢支点（枢軸３ｂ）からロッド８の連結点（枢軸３ｄ）までの長さは、回転アーム３の枢支点（枢軸３ｂ）から電車線Ｔの連結点（枢軸３ｃ）までの長さより短い。上部フレーム１２には、電車線Ｔの伸縮長を指示するインジケータ１４を備える。インジケータ１４は、回転アーム３に表示された指針が上部フレーム１２上に表示された目盛を指示する。

このテンションバランサ１は、回転アーム３を所定気温において電車線に所定の張力がかかる基準の姿勢位置（図２の実線）に配置するようにガス圧ばね２及び回転アーム３を調整して設置される。この回転アーム３の基準の姿勢位置は、直角部を挟む短辺をほぼ水平に、長辺をほぼ垂直に配置したものである。
夏季などに気温が高くなった場合、ガス圧ばね２のケース４内の窒素ガスが膨張してガス圧室７を拡張し、ベローズ５の縮小変形に伴う油圧室６内の加圧によりロッド８を押し出す。ケース４外のロッド８の伸長により、回転アーム３が枢軸３ｂを中心に回転移動する。一方、気温に対応して電車線Ｔの伸びが生じて回転アーム３が枢軸３ｂを中心に回転移動する。このとき、電車線Ｔとロッド８との伸長量による回転アーム３の回転変位が同じになるように設置時に調整すれば、電車線Ｔの張力は一定となる。
一方、冬季などに気温が低くなった場合、ガス圧ばね２のケース４内の窒素ガスが収縮してガス圧室７を縮小し、ベローズ５の拡大変形に伴う油圧室６内の減圧によりロッド８が引き込まれる。ケース４の外部のロッド８の短縮により、ロッド８の枢軸３ｃと回転アーム３の枢軸３ｂとの距離が狭まるように回転アーム３が枢軸３ｂを中心に回転移動する。電車線Ｔの縮みとロッド８の短縮量が同じになるから電車線Ｔの張力は一定となる。
ガス圧ばね２は、従来のコイルばねと比較して、窒素ガス、作動油を使用することで軽量化でき、このため自重によるロッド８とケース４の摺動抵抗が小さく、電車線の伸縮に円滑に追従する。また、ガス圧ばね２の支持軸９ｂを回転アーム３の枢軸３ｂの近くに配置したことで、ケース４の軸に対してロッド８の軸が一致し易くより円滑に追随する。さらに、回転アーム３の枢支点（枢軸３ｂ）からロッド８の連結点（３ｄ）までの長さが、回転アーム３の枢支点（枢軸３ｂ）から電車線Ｔの連結点（枢軸３ｃ）までの長さより短いので、回転アーム３の回転変位による枢軸３ｄの変位量が枢軸３ｃの変位量より小さくなるので、電車線Ｔの伸縮に対するガス圧ばね２のロッド８のストロークを小さく構成でき、ガス圧ばね２の小型化を図れる。

１ テンションバランサ
２ ガス圧ばね
３ 回転アーム
３ｂ 枢軸
３ｃ 枢軸
３ｄ 枢軸
４ ケース
５ ベローズ
６ 油圧室
７ ガス圧室
８ ロッド
９ 下部フレーム
９ｂ 支持軸
１０ 固定バンド
１３ 固定バンド
１２ 上部フレーム
１４ インジケータ
１４ａ 指針
１４ｂ 目盛
Ｐ 支柱
Ｔ 電車線

Claims (3)

1. 電車線の一端部を電車線の伸縮量にかかわらずほぼ一定の張力を維持したまま構築物に支持するテンションバランサであって、
   前記構築物に枢支されたガス圧ばねと、前記構築物に枢支され前記ガス圧ばねと前記電車線の一端部を連結する回転アームとを具備し、
   前記ガス圧ばねは、圧縮ガスが封入されるケースと、当該ケースに出入り自在に挿入され突出方向に前記圧縮ガスの反力が生じるロッドとを具備し、当該ロッドを上方に向け、前記ケースの上部において前記構築物に枢支され、
   前記回転アームは、前記構築物への枢着点から延出する第１の腕に前記電車線が係止され、前記第１の腕に対して所定角度を置いて前記枢着点から延出する第２の腕に前記ガス圧ばねのロッドが枢着され、
   前記電車線の温度変化による伸縮に伴う前記回転アームの回転変位に対して、前記ガス圧ばねの圧縮ガスの膨張、収縮による前記ロッドの出入りに伴う前記回転アームの回転変位を同期させるように設定されることを特徴とする電車線のテンションバランサ。
2. 前記回転アームの枢着点からロッドの枢着点までの長さが、前記回転アームの枢着点から前記電車線の係止点までの長さより短いことを特徴とする請求項１に記載の電車線のテンションバランサ。
3. 前記ガス圧ばねは、前記構築物に支持されるフレームに枢着され、
   前記フレームには、前記回転アームの回転変位を指示するインジケータを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電車線のテンションバランサ。

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