JP6975588B2 - トロリ線用塗布装置 - Google Patents

Description

この発明は、トロリ線用塗布装置に関し、例えばトロリ線への着氷防止対策として凍結防止剤を塗布するトロリ線用塗布装置に利用して有効な技術に関する。

鉄道の軌道設備においては、寒冷期にトロリ線に氷や雪が付着し、トロリ線とパンタグラフとの間の導電不良でアークが発生したり集電機能が低下したりするおそれがあるため、着氷防止対策としてトロリ線に凍結防止剤を塗布することが行われている。
現在実施されている凍結防止剤の塗布の仕方としては、軌陸車や絶縁タワーを用いて作業員がウエス等に凍結防止剤を含ませ手作業で塗布したり噴霧装置で吹き付けたりして行なっている。しかし、かかる塗布方法は、作業者の負担が大きいとともに作業に時間がかかる。また、ノズルが目詰まりを起こしたり、噴霧された凍結防止剤が空気中に飛散して作業者や環境への悪影響や、凍結防止剤の無駄が多いという課題がある。そこで、トロリ線に沿ってレール上を移動可能な車両や軌陸車等にトロリ線用塗布装置を取り付け、移動しながら連続的に凍結防止剤を塗布する技術が提案されている。

従来提案されているトロリ線用塗布装置に関する発明としては、例えば特許文献１や２に開示されているものがある。このうち、特許文献１に記載されているトロリ線用塗布装置は、スタンドによって搖動可能に支持されたロッドの先端に、水平軸回りに回転可能なブラシとガイドローラを備えた塗布ユニットを取り付けるとともに、ロッドの他端にウェイトと引っ張りばねを設けて、ウェイトの力で塗布ユニットのブラシをトロリ線へ下方から押し付けながら、スタンドを搭載した車両を移動させて連続的に凍結防止剤を塗布するようにしている。

また、特許文献２に記載されているトロリ線用塗布装置は、エアシリンダによって昇降されるリンクの先端に垂直な軸の回りに回転可能な２対のブラシとガイドローラを備えた塗布ユニットを取り付け、トロリ線の左右からブラシを押し付けて台車を移動させながら凍結防止剤を連続的に塗布するようにしている。

特開昭６１−２４７５２８号公報 特開平０６−６４５３４号公報

一方、架空電車線方式の鉄道軌道においては、トロリ線同士をダブルイヤーと呼ばれる金具で連結している箇所があり、この連結箇所では２本のトロリ線が平行して配設されている。そのため、凍結防止剤を塗布するブラシやガイドローラに余裕がないと、凍結防止剤を連結箇所のトロリ線に均一に塗布することができなかったり、移動中に塗布ユニットがトロリ線から外れてしまったりするおそれがある。

特許文献１や２に開示されているトロリ線用塗布装置は、ダブルイヤーによる連結箇所のトロリ線への凍結防止剤の塗布については考慮していないため、かかる連結箇所ではトロリ線への凍結防止剤の塗布が適切に行なえないという課題がある。
また、特許文献１と２に開示されているトロリ線用塗布装置は、いずれもブラシを回転させるモータを設けているため、塗布ユニット（ヘッド）の重量が重くトロリ線への追従性が良好でないという課題がある。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ダブルイヤーによる連結箇所においてもトロリ線へ凍結防止剤を充分に塗布することができるトロリ線用塗布装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ダブルイヤーによる連結箇所においてガイドローラがトロリ線から外れるおそれが少ないとともに、軽量で追従性が良好であり、効率良く塗油作業を実施することができるトロリ線用塗布装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、
支持架台によって上下方向搖動自在かつ水平方向回動自在に支承された支持杆と、
前記支持杆の上端に取り付けられた塗布ユニットと、を備え、レール上方を移動しながら空中に張架されたトロリ線に塗布剤を塗布可能なトロリ線用塗布装置において、
前記塗布ユニットは、上部が開口した函体と、前記函体内に、互いに植毛が向き合った状態で回転自在に配設された一対のロール状ブラシと、前記ロール状ブラシの前方と後方にそれぞれ設置された一対のガイドローラと、前記ロール状ブラシに対して塗布剤を供給するノズルと、を備え、
前記ロール状ブラシは、断面が逆台形状をなし、上端が離れる方向にそれぞれの回転軸が傾斜して前記函体に取り付けられているように構成した。

上記のような構成のトロリ線用塗布装置によれば、凍結防止剤を塗布するロール状ブラシの断面が逆台形状をなし、上端が離れる方向にそれぞれの回転軸が傾斜して前記函体に取り付けられているため、摩耗して底部が平坦になったトロリ線であっても底部へ凍結防止剤を充分に塗布することができるとともに、ブラシ間にトロリ線が入り込みやすくなり、ダブルイヤーによる連結箇所においてもトロリ線へ凍結防止剤を確実に塗布することができる。また、凍結防止剤を塗布するブラシを回転させるモータが不要であるため、塗布ユニットを軽量化することができ、それによって塗布ユニットのトロリ線への追従性が良好となり、効率良く塗油作業を実施することができる

また、望ましくは、前記一対のガイドローラは、中央にトロリ線の径よりも広い幅を有する溝を有し、該溝の両側方には該溝の幅と同程度の幅を有し外側に向かって上り傾斜するテーパ部と、該テーパ部の外側に形成された脱落抑制用リブとを有するように構成する。
かかる構成によれば、ダブルイヤーによる連結箇所においてガイドローラがトロリ線から外れるおそれが少なく追従性が良好であり、効率良く塗油作業を実施することができる。

さらに、望ましくは、前記一対のガイドローラと前記ロール状ブラシとの間には、それぞれ下方よりトロリ線に接触する柔軟な部材を有する表面清掃手段またはトロリ線表面に付着している余分な塗布剤を除去する塗布剤付き過ぎ抑制手段が配設されているように構成する。
かかる構成によれば、トロリ線の表面にムラなく凍結防止剤を塗布することができるとともに、塗布剤が付き過ぎるのを防止して環境汚染を低減することができる。

本発明に係るトロリ線用塗布装置によれば、ダブルイヤーによる連結箇所においてもトロリ線へ凍結防止剤を充分に塗布することができる。また、ダブルイヤーによる連結箇所においてガイドローラがトロリ線から外れるおそれが少ないとともに、軽量で追従性が良好であり、効率良く塗油作業を実施することができるという効果がある。

本発明の実施形態に係るトロリ線用塗布装置の全体構成を示す側面図である。 実施形態のトロリ線用塗布装置を構成する塗布ユニットおよびその取付け構造を示す側面図である。 塗布ユニットおよびその取付け構造を示す正面図および作用説明図である。 実施形態のトロリ線用塗布装置を構成する塗布ユニットの構成を示す斜視図である。 図４の塗布ユニットの構成を示す平面図である。 図５の塗布ユニットにおけるＡ−Ａ線に沿った構成を示す断面図である。 図５の塗布ユニットにおけるＢ−Ｂ線に沿った構成を示す断面図である。

以下、本発明に係るトロリ線用塗布装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、実施形態に係るトロリ線用塗布装置の全体の構成を示す側面図である。
図１に示すように、本実施形態のトロリ線用塗布装置１０は、列車が走行するレール上を転動可能なローラ１１が設けられた４本の脚１２ａを有する移動式の脚立（移動体）１２と、脚立１２上に設けられたスタンド（支持架台）１３と、スタンド１３の上端に上下方向搖動自在かつ水平方向回動自在に取り付けられた支持ポール（支持杆）１４と、支持ポール１４の上端に装着されトロリ線Ｔに塗布剤としての凍結防止剤を塗布する塗布ユニット１５とを備えている。支持ポールは、ＦＲＰ（繊維強化ガラス）のような軽量で強度の高い材料で形成されている。

移動式の脚立１２は剛性の高い金属製であるが、例えばレール上を転動するローラ１１が絶縁材料で形成されることにより大地と絶縁され、作業の安全性を保証するように構成されており、脚立１２は作業者の手押しにより移動させることができる。また、脚立１２は、上部に設けられたヒンジ１２ｂにより折り畳み可能に構成されている。
脚立１２の上部には平面視矩形状の取付け架台１２ｃが設けられ、取付け架台１２ｃ上にスタンド１３が固定されている。そして、このスタンド１３の上端に垂直軸と水平軸の２つの軸を有するジョイント１３ａが設けられ、このジョイント１３ａによって支持ポール１４が上下方向搖動自在かつ水平方向回動自在に支承されている。これにより、支持ポール１４の上端の塗布ユニット１５が、ジグザグに張られ高さも変動するトロリ線Ｔに追従可能にされている。

また、脚立１２には、凍結防止剤を供給するポンプおよび回収するタンクを有する凍結防止剤回収ユニット１６が取り付けられ、凍結防止剤回収ユニット１６と塗布ユニット１５との間には凍結防止剤を通すチューブ１７が設けられている。このように、回収タンクを有する回収ユニット１６とチューブ１７を設けることにより、塗布ユニット１５のハウジングの底部に溜まった凍結防止剤を回収して、凍結防止剤回収ユニット１６のタンクに戻して再使用することができるとともに、環境汚染を低減することができる。

さらに、本実施形態のトロリ線用塗布装置１０においては、支持ポール１４の下端部と脚立１２との間に、渦巻きばね１８を有する定荷重付勢手段が設けられ、渦巻きばね１８から引き出されたストリング１８ａの端部が脚立１２に係止されている。これにより、支持ポール１４の下端部を脚立側へ引き寄せる力が働いて、その力で支持ポール１４の上端の塗布ユニット１５をトロリ線Ｔへ向かって常時押し付けることができ、塗布作業中に塗布ユニット１５がトロリ線Ｔから外れるのを防止することができる。

上記のように、渦巻きばね１８を有する定荷重付勢手段を用いることで、特許文献１のトロリ線用塗布装置のようにウェイトを用いるものに比べて、塗布ユニット１５をトロリ線Ｔへ押し付ける力を一定にすることができ、塗布ムラを減らすことができるとともに、軽量化を図ることができる。
図２および図３には、本実施形態のトロリ線用塗布装置を構成する塗布ユニット１５およびその取付け構造が示されている。このうち図２は側面図、図３は正面図である。また、図４には、塗布ユニット１５の斜視図が示されている。

図２に示すように、支持ポール１４の上部には、上端に水平な平坦面を有するアルミ製のホルダ１４ａが固着され、このホルダ１４ａの上面に取付けフレーム１９を介して塗布ユニット１５が装着されている。取付けフレーム１９は、図３に示すように、上向きのコの字状をなし、底壁１９ａがボルト２１によってホルダ１４ａの上面に補助プレート１４ｂを介して固定され、取付けフレーム１９の両側壁片１９ｂ，１９ｂの上部に、塗布ユニット１５が段付きねじ２２ａ，２２ｂによって結合されている。なお、ホルダ１４ａには、該ホルダ１４ａを支持ポール１４に固定するためのネジ２０が設けられている。

塗布ユニット１５は、図４に示すように、長方形の平板をなす下部支持プレート５１の前部と後部の上面に設けられた一対のガイドローラ５２Ａ，５２Ｂと、ガイドローラ５２Ａ，５２Ｂ間に設置された塗油器本体５３とを備えている。
塗油器本体５３は、箱状のハウジング３１を有し、該ハウジング３１の底壁が下部支持プレート５１の上面に接合され、下方からボルト２３ａ，２３ｂによって固定されている。
そして、ハウジング３１の底壁および下部支持プレート５１には、図２に示すように、中心から前寄りの位置に凍結防止剤供給用のチューブが接続される注入口としての口金３６Ａが固着されている。また、ハウジング３１の底壁および下部支持プレート５１の中心から後寄りの位置には、凍結防止剤回収用のチューブが接続される排出口としての口金３６Ｂが固着されている。

ガイドローラ５２Ａは、一対の垂直な状態で対向する支持壁５４ａ，５４ｂ間に横架された軸５５によって回転自在に支承されている。また、ガイドローラ５２Ａは、図３（Ａ）に示すように、中央にトロリ線Ｔの径よりも僅かに広い幅の溝５２ａが形成され、この溝５２ａの両側には外側へ向かって上り傾斜するテーパ５２ｂ，５２ｂが形成され、テーパ５２ｂ，５２ｂの外側に脱落抑制用のリブ５２ｃ，５２ｃが形成されている。テーパ５２ｂ，５２ｂの幅は、ダブルイヤーで接続された箇所を通過する際に、片方のトロリ線がガイドローラ５２Ａの溝の外側に接触した状態で、他方のトロリ線が脱落抑制用のリブ５２ｃ，５２ｃに接触しないような寸法に設定されている。要するに、２本のトロリ線がガイドローラ５２Ａのリブ５２ｃ，５２ｃ間に入る。ガイドローラ５２Ｂも同様である。

上記のように、ガイドローラ５２Ａの中央の溝５２ａと両側のテーパ５２ｂ，５２ｂの幅が設定されていることにより、ダブルイヤーで接続された箇所を通過後に、再びトロリ線が１本となったときは、図３（Ｂ）に示すように、テーパ５２ｂ，５２ｂによりトロリ線Ｔは中央の溝５２ａに滑り落ちて、塗布ユニットの中心を通るようになる。また、テーパ５２ｂ，５２ｂの外側にリブ５２ｃ，５２ｃが設けられているため、トロリ線の脱落をより確実に防止することができるようになっている。

塗油器本体５３は、図４に示すように、箱状のハウジング３１と該ハウジング３１の上部開口の左右を覆うカバー３２Ａ，３２Ｂを備え、凍結防止剤が外部へ飛散しにくい半密閉の構造となっており、ハウジング３１の前壁上部にはトロリ線Ｔを通過させる切欠き３１ａが形成されている。ハウジング３１の後壁も同様である。

そして、ハウジング３１の前壁の近傍には、切欠き３１ａに対応してこれを塞ぐような形態で、下方から上方へ向かう入口ブラシ３３Ａ，３３Ｂが設けられている。後壁側も同様に、後壁の近傍に、後壁の切欠きに対応してこれを塞ぐような形態で、下方から上方へ向かう出口ブラシ３４Ａ，３４Ｂが設けられている。ブラシ３３Ａ，３３Ｂおよび３４Ａ，３４Ｂは、ナイロンなどの合成樹脂製の線材が平行に植毛された直線ブラシからなり、中心部が少し下がるようにしてハウジング３１の前壁内面に取付けられている。なお、毛材は合成樹脂に限定されず、細くて弾力性のある金属ワイヤであっても良い。

さらに、ハウジング３１の内のブラシ３３Ａ，３３Ｂと３４Ａ，３４Ｂとの間の空間には、左右からトロリ線Ｔの表面に接触して凍結防止剤を塗布する塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂが回転自在に配設されている。塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂは、合成樹脂製の線材が放射状に植毛されたロールブラシからなり、トロリ線に対して斜めに接触させて、トロリ線の底面、側面、上面に作用させるように構成されている。なお、ブラシの毛材はトロリ線との摩擦力と凍結防止剤の保持力を上げるために波形とすると良い。
塗布作業の際に、進行方向前側の入口ブラシ３３Ａ，３３Ｂ間をトロリ線Ｔが通過することで、トロリ線Ｔの表面に付着しているゴミや水分を除去することができる。また、後側の出口ブラシ３４Ａ，３４Ｂ間をトロリ線Ｔが通過することで、トロリ線Ｔの表面に塗布された凍結防止剤の余分な部分を除去することができる。従って、入口ブラシ３３Ａ，３３Ｂは清掃ブラシとして機能し、出口ブラシ３４Ａ，３４Ｂは付き過ぎ防止ブラシとして機能することとなる。

次に、塗油器本体５３の内部の詳細な構成および機能について、図５〜図７を用いて説明する。図５は塗布ユニット１５の平面図、図６は図５におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図７は図５におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
図５に示すように、ハウジング３１内には、塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂへ凍結防止剤を供給する平面視Ｌ字形の吐出ノズル３７Ａ，３７Ｂが設けられており、吐出ノズル３７Ａ，３７Ｂの先端（図では右端部）は開口端とされ、凍結防止剤が吐出可能になっている。

吐出ノズル３７Ａ，３７Ｂの基部側（上流側）は、図６に示すように合流され、縦パイプ３７Ｃに連通され、縦パイプ３７Ｃの下端は、支持プレート５１に設けられている口金３６Ａに接続されている。また、図６から分かるように、吐出ノズル３７Ａ，３７Ｂの吐き出し側は塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂの上方に位置し、吐き出された凍結防止剤は塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂの上部に流れ落ち、ブラシ内に浸み込んで徐々に下方へ移動する。そして、塗布されずに余った凍結防止剤はハウジング３１の底部に溜まるように構成されている。

塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂは、図７に示すように、断面が逆台形状をなすように形成されているとともに、回転軸３８Ａ，３８Ｂが上端が外側へ開くように傾斜して設けられ、各ブラシの毛の先端同士が接触するように配設されている。そのため、これらの塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂ間にトロリ線Ｔが入り込むと、ブラシの毛がトロリ線Ｔの側部から底部にかけて斜め下方から接触するようになり、それによって特許文献２の塗布装置のように真横からブラシで塗布するものに比べて、トロリ線Ｔの底部により多く凍結防止剤を塗布することができる。

また、塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂの断面が逆台形状であるため、特許文献１の塗布装置のように真下からブラシで塗布するものに比べて、トロリ線Ｔの上部にも凍結防止剤を塗布することができる。しかも、塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂの断面が逆台形状であるため、ダブルイヤー（結合金具）で２本のトロリ線が結合されている箇所においても、２本のトロリ線が塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂ間に入り込み易いという利点がある。

さらに、本実施形態のトロリ線用塗布装置においては、塗布ブラシ３５Ａ，３５Ｂを回転させるモータが不要であるため、塗布ユニットを軽量化させることができ、それによって移動速度を速めてもトロリ線への追従性が良く、塗布作業の効率が向上する。
また、対称な構造を有しており、前後いずれ方向へ移動させても同じようにムラなくトロリ線に凍結防止剤を塗布することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態では、塗油器本体５３に直線ブラシからなる入口ブラシ３３Ａ，３３Ｂと出口ブラシ３４Ａ，３４Ｂを設けているが、ブラシの代わりに、先端にトロリ線の外形に対応した切欠きを有する薄いゴム板を使用するようにしてもよい。

また、上記実施形態のトロリ線用塗布装置では、レール上を移動可能な脚立１２を設けているが、脚立を使用する代わりに、スタンド１３よりも上の構成を保守用車等の移動車両に搭載して移動しながら塗布できるように構成しても良い。
さらに、上記実施形態では、トロリ線に凍結防止剤を塗布するトロリ線用塗布装置として説明したが、本発明に係るトロリ線用塗布装置は、トロリ線に腐食防止剤や摩耗抑制剤等を塗布する場合にも利用することができる。

１０ トロリ線用塗布装置
１２ 脚立（移動体）
１３ スタンド（支持架台）
１４ 支持ポール（支持杆）
１５ 塗布ユニット
１６ 凍結防止剤供給ユニット
１８ 渦巻きばね（定荷重付勢手段）
３１ 塗油器本体のハウジング（函体） ３３Ａ，３３Ｂ 入口ブラシ（表面清掃手段）
３４Ａ，３４Ｂ 出口ブラシ（塗布剤付き過ぎ抑制手段）
３５Ａ，３５Ｂ 塗布ブラシ（ロール状ブラシ）
３７Ａ，３７Ｂ 吐出ノズル
５２Ａ，５２Ｂ ガイドローラ
５３ 塗油器本体

Claims (3)

1. 支持架台によって上下方向搖動自在かつ水平方向回動自在に支承された支持杆と、
   前記支持杆の上端に取り付けられた塗布ユニットと、を備え、
   レール上方を移動しながら架設されたトロリ線に塗布剤を塗布可能なトロリ線用塗油装置であって、
   前記塗布ユニットは、上部が開口した函体と、前記函体内に、受け入れるトロリ線の両側方に互いにブラシ面が突き合わされた状態で回転自在に取り付けられた一対のロール状ブラシと、前記ロール状ブラシの前方と後方にそれぞれ設置された一対のガイドローラと、前記ロール状ブラシに対して塗布剤を供給するノズルと、を備え、
   一対の前記ロール状ブラシは、上端に向かうに従って互いに離れる方向に傾斜する回転軸と、相対向して接する円錐状の前記ブラシ面とをそれぞれ具備し、相互間に受け入れたトロリ線周りをトロリ線の軸線に対して毛先に向かうに従って上方に傾斜するブラシ毛材が包囲することを特徴とするトロリ線用塗布装置。
2. 前記一対のガイドローラは、中央にトロリ線を受け入れる環状の溝を有し、該溝の両側方には溝から離れるに従って拡径し、並行する一対のトロリ線をダブルイヤーにより把持して一方を前記溝に受け入れた状態で他方が外側縁に達しない幅を有するテーパ部と、該テーパ部の外側に形成された脱落抑制用リブとを有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線用塗布装置。
3. 前記一対のガイドローラと前記ロール状ブラシとの間には、それぞれ下方よりトロリ線に接触する柔軟な部材を有する表面清掃手段またはトロリ線表面に付着している余分な塗布剤を除去する塗布剤付き過ぎ抑制手段が配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトロリ線用塗布装置。

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