JP6875901B2 - Tension balancer - Google Patents
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Description
本発明は、電気鉄道の架線にかかる張力を一定に保持するテンションバランサに関する。 The present invention relates to a tension balancer that keeps the tension applied to an overhead wire of an electric railway constant.
電気鉄道の架線は、温度変化による伸縮や、経年変化した支持物の傾斜などによる弛みや張りの影響を受けてしまうので、コイルバネによって架線にかかる張力を一定に保持する機能を有するテンションバランサが用いられている。
また、コイルバネの代わりに渦巻きバネを使用したテンションバランサが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
この特許文献1のテンションバランサは、ケース内に収容され、そのケース内に外周端が取り付けられている渦巻きバネと、渦巻きバネの内周端に連結されている中心軸と、中心軸の両端に固定されたインボリュート溝車と、一端側がインボリュート溝車に捲回され、他端側が架線に繋がれるケーブル等を備えて構成されている。
Since the overhead wire of an electric railway is affected by slack and tension due to expansion and contraction due to temperature changes and inclination of the support that has changed over time, a tension balancer that has the function of keeping the tension applied to the overhead wire constant by a coil spring is used. Has been done.
Further, a tension balancer using a spiral spring instead of a coil spring has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
The tension balancer of
そして、気温が上がり、架線が膨張した場合、渦巻きバネが巻かれ、ケーブルをインボリュート溝車に巻き取るようにテンションバランサが作動し、架線の膨張量を補正するようになっている。
また、気温が下がり、架線が収縮した場合、渦巻きバネが緩み、ケーブルをインボリュート溝車から送り出すようにテンションバランサが作動し、架線の収縮量を補正するようになっている。
このように、渦巻きバネの巻きと緩めによるトルクによってケーブルの長さ調整をするようにテンションバランサが作動して、架線にかかる張力を一定に保持するようになっている。
Then, when the temperature rises and the overhead wire expands, a spiral spring is wound and a tension balancer operates so as to wind the cable around the involute groove wheel to correct the expansion amount of the overhead wire.
In addition, when the temperature drops and the overhead wire contracts, the spiral spring loosens and the tension balancer operates so as to send the cable out of the involute groove wheel to correct the contraction amount of the overhead wire.
In this way, the tension balancer operates so as to adjust the length of the cable by the torque generated by winding and loosening the spiral spring, so that the tension applied to the overhead wire is kept constant.
しかしながら、上記特許文献1のテンションバランサの場合、ケーブルの巻き取りや送り出しを繰り返すうちにケーブルが摩耗することがあり、その摩耗が進行するとケーブルが破断するおそれがあるので、定期的にメンテナンスを行わなければならず、その管理の煩雑さが問題になることがあった。
However, in the case of the tension balancer of
本発明の目的は、耐久性に優れたテンションバランサを提供することである。 An object of the present invention is to provide a tension balancer having excellent durability.
上記目的を達成するため、この発明は、
架線にかかる張力を一定に保持するためのテンションバランサであって、
支持構造物に固定されるケース体と、
前記ケース体内に収容され、そのケース体内に外周端が係止されている渦巻きバネと、
前記渦巻きバネの内周端に連結されている中心軸と、
前記中心軸の端部に連結されている回動レバーと、
前記回動レバーに当接して移動する移動体を案内する溝が形成されている溝カム部材と、
前記移動体に一端部が繋がれ、他端部に架線が繋がれる連結部材が設けられている張力伝達部材と、
を備え、
前記架線が膨張した場合、前記渦巻きバネが緩む方向に前記中心軸が回転し、前記回動レバーが前記移動体を前記支持構造物側に近付ける方向に回動し、
前記架線が収縮した場合、前記渦巻きバネが巻かれる方向に前記中心軸が回転し、前記回動レバーが前記移動体を前記支持構造物から遠ざける方向に回動するように構成されているようにした。
In order to achieve the above object, the present invention
It is a tension balancer for keeping the tension applied to the overhead wire constant.
The case body fixed to the support structure and
A spiral spring that is housed inside the case and whose outer peripheral end is locked inside the case.
The central axis connected to the inner peripheral end of the spiral spring and
A rotating lever connected to the end of the central shaft,
A groove cam member having a groove formed to guide a moving body that abuts on the rotating lever and moves.
A tension transmission member provided with a connecting member having one end connected to the moving body and an overhead wire connected to the other end.
With
When the overhead wire expands, the central axis rotates in the direction in which the spiral spring loosens, and the rotating lever rotates in the direction in which the moving body approaches the support structure side.
When the overhead wire contracts, the central axis rotates in the direction in which the spiral spring is wound, and the rotating lever is configured to rotate in a direction away from the supporting structure. did.
このテンションバランサは、架線が膨張した場合、架線が繋がれている張力伝達部材が繋がれた移動体(例えば、カムフォロア)を支持構造物側に近付ける方向に回動レバーが回動し、架線が収縮した場合、架線が繋がれている張力伝達部材が繋がれた移動体(例えば、カムフォロア)を支持構造物から遠ざける方向に回動レバーが回動するように構成されている。
かかる構成のテンションバランサは、架線にかかる張力を一定に保持することが可能であることは勿論のこと、従来技術(特許文献1)のテンションバランサのケーブルのような、摩耗が進行して破断してしまうような部材を備えていないので、耐久性に優れたテンションバランサとして好適に用いることができる。
つまり、耐久性に優れているテンションバランサであれば、頻繁に点検や整備を行わなくてもよく、メンテナンス管理者の負担を軽減することができる。
In this tension balancer, when the overhead wire expands, the rotation lever rotates in the direction of bringing the moving body (for example, a cam follower) to which the tension transmission member to which the overhead wire is connected is connected to the support structure side, and the overhead wire is rotated. When contracted, the rotation lever is configured to rotate in a direction that moves the moving body (for example, a cam follower) to which the tension transmission member to which the overhead wire is connected is connected from the support structure.
It goes without saying that the tension balancer having such a configuration can maintain a constant tension applied to the overhead wire, and as in the case of the tension balancer cable of the prior art (Patent Document 1), wear progresses and the tension balancer breaks. Since it is not provided with a member that can be used as a tension balancer, it can be suitably used as a tension balancer having excellent durability.
That is, if the tension balancer has excellent durability, it is not necessary to perform frequent inspections and maintenance, and the burden on the maintenance manager can be reduced.
なお、テンションバランサが架線にかかる張力を一定に保持するとは、架線張力を所定値(規定値)に保持することは勿論のこと、架線張力を所定範囲内(規定範囲内)の値に保持することも含むものとする。
つまり、テンションバランサは、架線にほぼ一定の張力を付与するように保持する機能を有している。
When the tension balancer keeps the tension applied to the overhead wire constant, it means that the overhead wire tension is not only held at a predetermined value (specified value) but also the overhead wire tension is maintained within a predetermined range (specified range). It shall also include.
That is, the tension balancer has a function of holding the overhead wire so as to apply a substantially constant tension.
また、望ましくは、
前記中心軸の両端部は、前記ケース体の側面から水平方向に突き出ており、
前記回動レバーと前記移動体と前記溝カム部材は、前記ケース体の両側にそれぞれ設けられており、
前記移動体の両端は、前記溝を通じて前記溝カム部材の両側に露出しており、
前記張力伝達部材が、前記溝カム部材を挟む配置で対を成し、前記移動体の両端に繋がれているようにする。
こうすることで、架線にかかる張力が、張力伝達部材を介して架線の延在方向に沿う向きでテンションバランサに作用するので、テンションバランサは良好に作動する。
Also, preferably
Both ends of the central axis project horizontally from the side surface of the case body.
The rotating lever, the moving body, and the groove cam member are provided on both sides of the case body, respectively.
Both ends of the moving body are exposed on both sides of the groove cam member through the groove.
The tension transmitting members are paired with each other so as to sandwich the groove cam member so as to be connected to both ends of the moving body.
By doing so, the tension applied to the overhead wire acts on the tension balancer in the direction along the extending direction of the overhead wire via the tension transmission member, so that the tension balancer operates satisfactorily.
また、望ましくは、
前記溝は、前記中心軸よりも前記支持構造物に近付く方向と前記支持構造物から遠ざかる方向に延在しつつ、前記支持構造物から遠ざかるほど前記中心軸から垂直方向に離間するよう傾斜した形状を呈するようにする。
こうすることでテンションバランサは、より良好に作動する。
具体的には、従来技術のコイルバネに代えて渦巻きバネを採用したテンションバランサとし、中心軸が回転されると渦巻きバネが巻かれて回転トルクが働く性質を利用して、渦巻きバネのトルクを架線張力に変換し、張力変動率を下げて架線張力を一定に保つ構造としたので、このテンションバランサはより良好に作動する。
Also, preferably
The groove extends in a direction closer to the support structure than the central axis and in a direction away from the support structure, and is inclined so as to be vertically separated from the central axis as the distance from the support structure increases. To present.
This will allow the tension balancer to work better.
Specifically, a tension balancer that uses a spiral spring instead of the conventional coil spring is used, and the torque of the spiral spring is applied to the overhead wire by utilizing the property that the spiral spring is wound and the rotational torque acts when the central axis is rotated. This tension balancer operates better because it is converted into tension, the tension fluctuation rate is lowered, and the overhead wire tension is kept constant.
また、望ましくは、
前記溝は、前記渦巻きバネのバネ特性に応じ、下記の式(1)のFが一定になる条件を満たす形状に形成されているようにする。
F=T/(L・cosθ) ・・・(1)
ここで、F[N]は前記架線にかかる水平方向の張力、T[N・m]は前記渦巻きバネの回転トルク、L[m]は前記中心軸と前記移動体との距離、θは垂直向きの前記回動レバーを基準に前記移動体が当接している前記回動レバーの回転角度である。
こうすることでテンションバランサは、精度よく作動する。
具体的には、従来技術のコイルバネに代えて渦巻きバネを採用したテンションバランサとし、中心軸が回転されると渦巻きバネが巻かれて回転トルクが働く性質を利用して、渦巻きバネのトルクを架線張力に変換し、張力変動率を下げて架線張力を一定に保つ構造としたので、このテンションバランサは精度よく作動する。
Also, preferably
The groove is formed in a shape that satisfies the condition that F in the following formula (1) becomes constant according to the spring characteristics of the spiral spring.
F = T / (L · cosθ) ・ ・ ・ (1)
Here, F [N] is the tension in the horizontal direction applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque of the spiral spring, L [m] is the distance between the central axis and the moving body, and θ is vertical. It is the rotation angle of the rotating lever with which the moving body is in contact with reference to the rotating lever in the direction.
By doing so, the tension balancer operates with high accuracy.
Specifically, a tension balancer that uses a spiral spring instead of the conventional coil spring is used, and the torque of the spiral spring is applied to the overhead wire by utilizing the property that the spiral spring is wound and the rotational torque acts when the central axis is rotated. This tension balancer operates with high accuracy because it has a structure that converts it into tension, lowers the tension fluctuation rate, and keeps the overhead wire tension constant.
また、望ましくは、
前記溝は、前記中心軸よりも前記支持構造物に近付く方向と前記支持構造物から遠ざかる方向に延在し、前記中心軸を軸心にした円弧形状を呈しているようにする。
こうすることでテンションバランサは、より良好に作動する。
具体的には、従来技術のコイルバネに代えて渦巻きバネを採用したテンションバランサとし、中心軸が回転されると渦巻きバネが巻かれて回転トルクが働く性質を利用して、渦巻きバネのトルクを架線張力に変換し、張力変動率を下げて架線張力を一定に保つ構造としたので、このテンションバランサはより良好に作動する。
Also, preferably
The groove extends in a direction closer to the support structure and away from the support structure than the central axis, and has an arc shape with the central axis as the axis.
This will allow the tension balancer to work better.
Specifically, a tension balancer that uses a spiral spring instead of the conventional coil spring is used, and the torque of the spiral spring is applied to the overhead wire by utilizing the property that the spiral spring is wound and the rotational torque acts when the central axis is rotated. This tension balancer operates better because it is converted into tension, the tension fluctuation rate is lowered, and the overhead wire tension is kept constant.
また、望ましくは、
前記溝は、前記渦巻きバネのバネ特性に応じ、下記の式(10)のFが一定になる条件を満たす形状に形成されているようにする。
F=(T・cosθ)/L ・・・(10)
ここで、F[N]は前記架線にかかる水平方向の張力、T[N・m]は前記渦巻きバネの回転トルク、L[m]は前記中心軸と前記移動体との距離、θは垂直向きの前記回動レバーを基準に前記移動体が当接している前記回動レバーの回転角度である。
こうすることでテンションバランサは、精度よく作動する。
具体的には、従来技術のコイルバネに代えて渦巻きバネを採用したテンションバランサとし、中心軸が回転されると渦巻きバネが巻かれて回転トルクが働く性質を利用して、渦巻きバネのトルクを架線張力に変換し、張力変動率を下げて架線張力を一定に保つ構造としたので、このテンションバランサは精度よく作動する。
Also, preferably
The groove is formed in a shape that satisfies the condition that F in the following formula (10) becomes constant according to the spring characteristics of the spiral spring.
F = (T · cos θ) / L ・ ・ ・ (10)
Here, F [N] is the tension in the horizontal direction applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque of the spiral spring, L [m] is the distance between the central axis and the moving body, and θ is vertical. It is the rotation angle of the rotating lever with which the moving body is in contact with reference to the rotating lever in the direction.
By doing so, the tension balancer operates with high accuracy.
Specifically, a tension balancer that uses a spiral spring instead of the conventional coil spring is used, and the torque of the spiral spring is applied to the overhead wire by utilizing the property that the spiral spring is wound and the rotational torque acts when the central axis is rotated. This tension balancer operates with high accuracy because it has a structure that converts it into tension, lowers the tension fluctuation rate, and keeps the overhead wire tension constant.
本発明によれば、耐久性に優れたテンションバランサが得られる。 According to the present invention, a tension balancer having excellent durability can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明に係るテンションバランサの実施形態について詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the tension balancer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, although the embodiments described below are provided with various technically preferable limitations for carrying out the present invention, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
電気鉄道の架線(例えばトロリ線)は、気温や日照の変動や、流れる負荷電流に起因する発熱などによって伸縮する。
架線に弛みが発生すると集電装置の集電状況が悪化したり、架線に高い張力がかかると断線したりするおそれがあるので、そのような架線の張力を一定の値に保持するためにテンションバランサが用いられている。
Overhead lines of electric railways (for example, trolley lines) expand and contract due to fluctuations in temperature and sunshine, heat generated by the flowing load current, and the like.
If the overhead wire is loose, the current collecting condition of the current collector may deteriorate, and if a high tension is applied to the overhead wire, the wire may be broken. Therefore, tension is used to maintain the tension of the overhead wire at a constant value. A balancer is used.
(実施形態1)
実施形態1のテンションバランサ100は、図1、図2(a)(b)、図3に示すように、支柱などの支持構造物1に固定されるケース体10と、ケース体10内に収容され、そのケース体10内に外周端21が係止されている渦巻きバネ20と、渦巻きバネ20の内周端22に連結され、その両端部が前記ケース体から突き出ている中心軸30と、中心軸30の両端部に連結されている回動レバー40と、回動レバー40に当接して移動する移動体としてのカムフォロア50を案内する溝61が形成されている溝カム部材60と、カムフォロア50に一端部71が繋がれ、他端部72に架線が繋がれる連結部材80が設けられている張力伝達部材70等を備えて構成されている。
なお、回動レバー40とカムフォロア50と溝カム部材60は、ケース体10の両側にそれぞれ対を成して設けられている。
(Embodiment 1)
As shown in FIGS. 1, 2 (a), (b), and 3, the
The
ケース体10は、その内部に渦巻きバネ20を収容している略円筒状のケースである。
このケース体10は、取付器具90によって支持構造物1に固定されている。
The
The
取付器具90は、ケース体10を支持している腕金具91と、腕金具91が取り付けられている縦材92と、縦材92の上端と下端に固設されている横材93と、横材93を支持構造物1に固定するためのUボルト94とナットなどを備えている。
なお、腕金具91は、支持構造物1に対するケース体10の位置や向きを調製可能に縦材92に取り付けられている。
The mounting
The arm metal fitting 91 is attached to the
渦巻きバネ20は、図3に示すように、所謂ぜんまいばねであり、巻かれた渦巻きが元に戻ろうとする復元力を駆動源として利用可能な部材である。
この渦巻きバネ20は、巻かれた渦巻きが元に戻ろうとする復元力で中心軸30を回転させ、その中心軸30に連結されている回動レバー40を支持構造物1側に傾倒させる付勢力を有している。
As shown in FIG. 3, the
The
中心軸30は、その両端部がケース体10の側面から水平方向に突き出る向きに取り付けられ、ケース体10に軸支されている。
この中心軸30の端部に回動レバー40の基部が軸着されている。
Both ends of the
The base of the
回動レバー40は、溝カム部材60の溝61に沿って移動するカムフォロア50に当接するように渦巻きバネ20によって付勢されており、カムフォロア50の移動に追従するように回動する。
また、回動レバー40の先端には、カムフォロア50のそれ以上の移動を規制するストッパー41が設けられている。
The
Further, a
溝カム部材60は、中心軸30と垂直な板状部材であり、カムフォロア50を案内する溝61が形成されている。
溝カム部材60の溝61は、図2(b)に示すように、溝カム部材60における中心軸30に対応する位置よりも上側に形成されており、その中心軸30よりも支持構造物1に近付く方向と支持構造物1から遠ざかる方向に延在しつつ、支持構造物1から遠ざかるほど中心軸30から垂直方向に離間するよう傾斜している。
なお、溝61の形状についての詳細は後述する。
The
As shown in FIG. 2B, the
The details of the shape of the
また、溝61に沿って移動可能に溝カム部材60に取り付けられているカムフォロア50の両端は、溝61を通じて溝カム部材60の両側に露出している。
なお、溝カム部材60は、所定の固定具によって取付器具90の腕金具91に固定されている。
Further, both ends of the
The
張力伝達部材70は、例えば、細い鋼棒などのロッド部材であり、その一端部71がカムフォロア50に繋がれ、他端部72に連結部材80が繋がれている。
具体的には、張力伝達部材70は、溝カム部材60を挟む配置で対を成しており、一対の張力伝達部材70の一端部71がそれぞれカムフォロア50の両端に繋がれており、一対の張力伝達部材70の他端部72が連結部材80に繋がれている。
そして、左右一対の連結部材80は、大型の連結部材81によって連結されており、この大型の連結部材81に架線が繋がれるようになっている。
なお、カムフォロア50の両端に一対の張力伝達部材70の一端部71が繋がれ、また、一対の張力伝達部材70の他端部72が繋がれている左右一対の連結部材80が連結部材81に繋がれているので、架線にかかる張力が、張力伝達部材70を介して架線の延在方向に沿う向きでテンションバランサ100に作用するようになり、テンションバランサ100は良好に作動するようになる。
The
Specifically, the
The pair of left and right connecting
A pair of left and right connecting
次に、実施形態1のテンションバランサ100の動作について説明する。
Next, the operation of the
テンションバランサ100の連結部材81に繋がれている架線が膨張した場合、例えば図4に示すように、渦巻きバネ20が緩む方向に中心軸30が回転し、架線が繋がれている張力伝達部材70が繋がれたカムフォロア50を支持構造物1側に近付ける方向に回動レバー40が回動する。
つまり、膨張した架線の弛みを取るように、渦巻きバネ20が復元しようとする力で中心軸30を回転させ、回動レバー40を図中反時計回りに回動させ、カムフォロア50を支持構造物1側に近付ける方向に移動させる。
When the overhead wire connected to the connecting
That is, the
また、テンションバランサ100の連結部材81に繋がれている架線が収縮した場合、例えば図5に示すように、渦巻きバネ20が巻かれる方向に中心軸30が回転し、架線が繋がれている張力伝達部材70が繋がれたカムフォロア50を支持構造物1から遠ざける方向に回動レバー40が回動する。
つまり、収縮した架線に引き寄せられるように、カムフォロア50が支持構造物1から遠ざかる方向に移動することに伴い、回動レバー40を図中時計回りに回動させ、渦巻きバネ20を巻き締めるように中心軸30を回転させる。
Further, when the overhead wire connected to the connecting
That is, as the
このように動作するテンションバランサ100によって、架線にかかる張力が一定に保持されるようになっている。
以下に、実施形態1のテンションバランサ100が、架線にかかる張力を一定に保持する仕組みについて説明する。
The
Hereinafter, the mechanism by which the
上述したように、溝カム部材60の溝61は、溝カム部材60における中心軸30に対応する位置よりも上側に形成されており、その中心軸30よりも支持構造物1に近付く方向と支持構造物1から遠ざかる方向に延在しつつ、支持構造物1から遠ざかるほど中心軸30から垂直方向に離間するよう傾斜した形状を呈するように形成されている。
この溝61の形状を詳細に説明すると、溝61は、渦巻きバネ20のバネ特性に応じ、下記の式(1)のFが一定になる条件を満たす形状に形成されている。
F=T/(L・cosθ) ・・・(1)
ここで、F[N]は架線にかかる水平方向の張力(架線張力)、T[N・m]は渦巻きバネ20の回転トルク(ばねトルク)、L[m]は中心軸30とカムフォロア50との距離(腕長さ)、θは垂直向きの回動レバー40を基準にカムフォロア50が当接している回動レバー40の回転角度である。
As described above, the
Explaining the shape of the
F = T / (L · cosθ) ・ ・ ・ (1)
Here, F [N] is the horizontal tension (overhead wire tension) applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque (spring torque) of the
そして、図6に示すように、回動レバー40が垂直向きにあるとき(θ=0°)、モーメントのつり合いより、下記の式(2)が成立する。
T1=F1・L1 ・・・(2)
(T1=F1・l1=F1・L1・cos0°)
つまり、下記の式(3)が成立する。
F1=T1/(L1・cos0°) ・・・(3)
Then, as shown in FIG. 6, when the
T1 = F1, L1 ... (2)
(T1 = F1, l1 = F1, L1, cos0 °)
That is, the following equation (3) holds.
F1 = T1 / (L1 ・ cos0 °) ・ ・ ・ (3)
また、回動レバー40の回転角度がθであるとき、モーメントのつり合いより、下記の式(4)、式(5)が成立する。
T2=F2・L2・cosθ ・・・(4)
l2=L2・cosθ ・・・(5)
つまり、下記の式(6)が成立する。
F2=T2/(L2・cosθ) ・・・(6)
Further, when the rotation angle of the
T2 = F2 ・ L2 ・ cosθ ・ ・ ・ (4)
l2 = L2 ・ cosθ ・ ・ ・ (5)
That is, the following equation (6) holds.
F2 = T2 / (L2 ・ cosθ) ・ ・ ・ (6)
図6中のl1、l2は、中心軸30の高さ位置からカムフォロア50が位置する溝61までの垂直方向の距離(溝垂直高さ)である。
実施形態1のテンションバランサ100における、上記した式(1)に関するデータを表Iに示す。
L1 and l2 in FIG. 6 are vertical distances (groove vertical height) from the height position of the
Table I shows the data related to the above formula (1) in the
このようにテンションバランサ100は、架線にかかる張力を一定に保持することが可能になっている。
そして、本実施形態のテンションバランサ100は、従来技術(特許文献1)のテンションバランサのケーブルのような、摩耗が進行して破断してしまうような部材を備えていないので、耐久性に優れたテンションバランサとして好適に用いることができる。
つまり、耐久性に優れている本実施形態のテンションバランサ100であれば、頻繁に点検や整備を行わなくてもよく、メンテナンス管理者の負担を軽減することができる。
In this way, the
The
That is, the
なお、支柱などの支持構造物1が経年変化によって傾斜するなどした場合は、縦材92に対する腕金具91の取り付け具合を調製し、支持構造物1に対するケース体10や溝カム部材60の配置を調整し、テンションバランサ100が所定の姿勢となるように調製すればよい。
If the
(実施形態2)
次に、本発明に係るテンションバランサの実施形態2について説明する。なお、実施形態1と同一部分には同符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
(Embodiment 2)
Next, the second embodiment of the tension balancer according to the present invention will be described. The same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and only different parts will be described.
実施形態2のテンションバランサ100は、図7、図8(a)(b)に示すように、上述した実施形態1のテンションバランサ100とは異なる溝カム部材60を備えている。
実施形態2のテンションバランサ100の溝カム部材60の溝61は、図8(b)に示すように、溝カム部材60における中心軸30に対応する位置よりも上側に形成されており、その中心軸30を軸心にした円弧形状を呈し、中心軸30よりも支持構造物1に近付く方向と支持構造物1から遠ざかる方向に延在している。
なお、溝61の形状についての詳細は後述する。
As shown in FIGS. 7 and 8 (a) and 8 (b), the
As shown in FIG. 8B, the
The details of the shape of the
次に、実施形態2のテンションバランサ100の動作について説明する。
Next, the operation of the
テンションバランサ100の連結部材81に繋がれている架線が膨張した場合、例えば図9に示すように、渦巻きバネ20が緩む方向に中心軸30が回転し、架線が繋がれている張力伝達部材70が繋がれたカムフォロア50を支持構造物1側に近付ける方向に回動レバー40が回動する。
つまり、膨張した架線の弛みを取るように、渦巻きバネ20が復元しようとする力で中心軸30を回転させ、回動レバー40を図中反時計回りに回動させ、カムフォロア50を支持構造物1側に近付ける方向に移動させる。
When the overhead wire connected to the connecting
That is, the
また、テンションバランサ100の連結部材81に繋がれている架線が収縮した場合、例えば図10に示すように、渦巻きバネ20が巻かれる方向に中心軸30が回転し、架線が繋がれている張力伝達部材70が繋がれたカムフォロア50を支持構造物1から遠ざける方向に回動レバー40が回動する。
つまり、収縮した架線に引き寄せられるように、カムフォロア50が支持構造物1から遠ざかる方向に移動することに伴い、回動レバー40を図中時計回りに回動させ、渦巻きバネ20を巻き締めるように中心軸30を回転させる。
Further, when the overhead wire connected to the connecting
That is, as the
このように動作するテンションバランサ100によって、架線にかかる張力が一定に保持されるようになっている。
以下に、実施形態2のテンションバランサ100が、架線にかかる張力を一定に保持する仕組みについて説明する。
The
Hereinafter, the mechanism by which the
上述したように、溝カム部材60の溝61は、溝カム部材60における中心軸30に対応する位置よりも上側に形成されており、その中心軸30よりも支持構造物1に近付く方向と支持構造物1から遠ざかる方向に延在しつつ、中心軸30を軸心にした円弧形状を呈するように形成されている。
この溝61の形状を詳細に説明すると、溝61は、渦巻きバネ20のバネ特性に応じ、下記の式(10)のFが一定になる条件を満たす形状に形成されている。
F=(T・cosθ)/L ・・・(10)
ここで、F[N]は架線にかかる水平方向の張力(架線張力)、T[N・m]は渦巻きバネ20の回転トルク(ばねトルク)、L[m]は中心軸30とカムフォロア50との距離(腕長さ)、θは垂直向きの回動レバー40を基準にカムフォロア50が当接している回動レバー40の回転角度である。
As described above, the
Explaining the shape of the
F = (T · cos θ) / L ・ ・ ・ (10)
Here, F [N] is the horizontal tension (overhead wire tension) applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque (spring torque) of the
そして、図11に示すように、回動レバー40が垂直向きにあるとき(θ=0°)、モーメントのつり合いより、下記の式(11)が成立する。
T1=F1・L1=(F1/cos0°)・L1 ・・・(11)
つまり、下記の式(12)が成立する。
F1=(T1・cos0°)/L1 ・・・(12)
Then, as shown in FIG. 11, when the
T1 = F1, L1 = (F1 / cos0 °), L1 ... (11)
That is, the following equation (12) holds.
F1 = (T1 ・ cos0 °) / L1 ・ ・ ・ (12)
また、回動レバー40の回転角度がθであるとき、モーメントのつり合いより、下記の式(13)が成立する。
T2=(F2/cosθ)・L2 ・・・(13)
つまり、下記の式(14)が成立する。
F2=(T2・cosθ)/L2 ・・・(14)
Further, when the rotation angle of the
T2 = (F2 / cosθ) ・ L2 ・ ・ ・ (13)
That is, the following equation (14) holds.
F2 = (T2 ・ cosθ) / L2 ・ ・ ・ (14)
図11中のl1、l2は、中心軸30の高さ位置からカムフォロア50が位置する溝61までの垂直方向の距離(溝垂直高さ)である。
実施形態2のテンションバランサ100における、上記した式(10)に関するデータを表IIに示す。
L1 and l2 in FIG. 11 are vertical distances (groove vertical height) from the height position of the
Table II shows the data related to the above formula (10) in the
このようにテンションバランサ100は、架線にかかる張力を一定に保持することが可能になっている。
そして、本実施形態のテンションバランサ100は、従来技術(特許文献1)のテンションバランサのケーブルのような、摩耗が進行して破断してしまうような部材を備えていないので、耐久性に優れたテンションバランサとして好適に用いることができる。
つまり、耐久性に優れている本実施形態のテンションバランサ100であれば、頻繁に点検や整備を行わなくてもよく、メンテナンス管理者の負担を軽減することができる。
In this way, the
The
That is, the
なお、支柱などの支持構造物1が経年変化によって傾斜するなどした場合は、縦材92に対する腕金具91の取り付け具合を調製し、支持構造物1に対するケース体10や溝カム部材60の配置を調整し、テンションバランサ100が所定の姿勢となるように調製すればよい。
If the
なお、以上の実施の形態においては、移動体としてカムフォロア50を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、移動体としてガイドローラ等を用いてもよい。
In the above embodiment, the
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。 In addition, it goes without saying that the specific detailed structure and the like can be changed as appropriate.
1 支持構造物
10 ケース体
20 渦巻きバネ
21 外周端
22 内周端
30 中心軸
40 回動レバー
41 ストッパー
50 カムフォロア(移動体)
60 溝カム部材
61 溝
70 張力伝達部材
71 一端部
72 他端部
80 連結部材
90 取付器具
91 腕金具
92 縦材
93 横材
94 Uボルト
100 テンションバランサ
1
60
Claims (6)
支持構造物に固定されるケース体と、
前記ケース体内に収容され、そのケース体内に外周端が係止されている渦巻きバネと、
前記渦巻きバネの内周端に連結されている中心軸と、
前記中心軸の端部に連結されている回動レバーと、
前記回動レバーに当接して移動する移動体を案内する溝が形成されている溝カム部材と、
前記移動体に一端部が繋がれ、他端部に架線が繋がれる連結部材が設けられている張力伝達部材と、
を備え、
前記架線が膨張した場合、前記渦巻きバネが緩む方向に前記中心軸が回転し、前記回動レバーが前記移動体を前記支持構造物側に近付ける方向に回動し、
前記架線が収縮した場合、前記渦巻きバネが巻かれる方向に前記中心軸が回転し、前記回動レバーが前記移動体を前記支持構造物から遠ざける方向に回動するように構成されていることを特徴とするテンションバランサ。 It is a tension balancer for keeping the tension applied to the overhead wire constant.
The case body fixed to the support structure and
A spiral spring that is housed inside the case and whose outer peripheral end is locked inside the case.
The central axis connected to the inner peripheral end of the spiral spring and
A rotating lever connected to the end of the central shaft,
A groove cam member having a groove formed to guide a moving body that abuts on the rotating lever and moves.
A tension transmission member provided with a connecting member having one end connected to the moving body and an overhead wire connected to the other end.
With
When the overhead wire expands, the central axis rotates in the direction in which the spiral spring loosens, and the rotating lever rotates in the direction in which the moving body approaches the support structure side.
When the overhead wire contracts, the central axis rotates in the direction in which the spiral spring is wound, and the rotating lever is configured to rotate in a direction away from the supporting structure. A characteristic tension balancer.
前記回動レバーと前記移動体と前記溝カム部材は、前記ケース体の両側にそれぞれ設けられており、
前記移動体の両端は、前記溝を通じて前記溝カム部材の両側に露出しており、
前記張力伝達部材が、前記溝カム部材を挟む配置で対を成し、前記移動体の両端に繋がれていることを特徴とする請求項1に記載のテンションバランサ。 Both ends of the central axis project horizontally from the side surface of the case body.
The rotating lever, the moving body, and the groove cam member are provided on both sides of the case body, respectively.
Both ends of the moving body are exposed on both sides of the groove cam member through the groove.
The tension balancer according to claim 1, wherein the tension transmitting members form a pair in an arrangement that sandwiches the groove cam member and are connected to both ends of the moving body.
F=T/(L・cosθ) ・・・(1)
ここで、F[N]は前記架線にかかる水平方向の張力、T[N・m]は前記渦巻きバネの回転トルク、L[m]は前記中心軸と前記移動体との距離、θは垂直向きの前記回動レバーを基準に前記移動体が当接している前記回動レバーの回転角度である。 The tension balancer according to claim 3, wherein the groove is formed in a shape satisfying the condition that F of the following formula (1) becomes constant according to the spring characteristics of the spiral spring.
F = T / (L · cosθ) ・ ・ ・ (1)
Here, F [N] is the tension in the horizontal direction applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque of the spiral spring, L [m] is the distance between the central axis and the moving body, and θ is vertical. It is the rotation angle of the rotating lever with which the moving body is in contact with reference to the rotating lever in the direction.
F=(T・cosθ)/L ・・・(10)
ここで、F[N]は前記架線にかかる水平方向の張力、T[N・m]は前記渦巻きバネの回転トルク、L[m]は前記中心軸と前記移動体との距離、θは垂直向きの前記回動レバーを基準に前記移動体が当接している前記回動レバーの回転角度である。 The tension balancer according to claim 5, wherein the groove is formed in a shape satisfying the condition that F of the following formula (10) becomes constant according to the spring characteristics of the spiral spring.
F = (T · cos θ) / L ・ ・ ・ (10)
Here, F [N] is the tension in the horizontal direction applied to the overhead wire, T [Nm] is the rotational torque of the spiral spring, L [m] is the distance between the central axis and the moving body, and θ is vertical. It is the rotation angle of the rotating lever with which the moving body is in contact with reference to the rotating lever in the direction.
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