JP7077654B2

JP7077654B2 - トロリ線

Info

Publication number: JP7077654B2
Application number: JP2018030437A
Authority: JP
Inventors: 和彦田村; 浩義蛭田; 英則安部
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2018-02-23
Filing date: 2018-02-23
Publication date: 2022-05-31
Anticipated expiration: 2038-02-23
Also published as: JP2019142427A

Description

本発明は、トロリ線に関する。

鉄道車両が走行する空間の上部に架線されるトロリ線では、パンタグラフとの摺動及び接触により、接触面が列車の通過とともに摩耗していく。そこで、接触面の摩耗量を検知するための摩耗検知線等の検知線を内蔵したトロリ線が知られている。このトロリ線は、長手方向に沿って１つ以上の検知線用溝が形成されたトロリ線本体を備えており、このトロリ線本体の検知線用溝に、検知線が収容されている（例えば、特許文献１参照）。

検知線用溝は、溝加工によりトロリ線本体に形成された凹溝に検知線を収容した後、その凹溝の開口を閉じる（狭くする）ようにトロリ線本体にかしめ加工を行うことで、形成される。

特開２０１６－１６８９８９号公報

上述の検知線を備えたトロリ線では、列車の走行時にパンタグラフとトロリ線の接触によって発生するアーク（火花）が検知線用溝内に侵入し、検知線にダメージを与えてしまう場合があった。

そこで、本発明は、パンタグラフとトロリ線の接触によって発生するアークによる検知線へのダメージを抑制可能なトロリ線を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決することを目的として、長手方向に沿って１つ以上の検知線用溝が形成されたトロリ線本体と、前記検知線用溝に収容された検知線と、を備え、前記検知線用溝の開口幅が、０．０１ｍｍ以上０．５０ｍｍ未満である、トロリ線を提供する。

本発明によれば、パンタグラフとトロリ線の接触によって発生するアークによる検知線へのダメージを抑制可能なトロリ線を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るトロリ線の長手方向に垂直な断面を示す断面図である。架線の構成の一例を示す模式図である。

［実施の形態］
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

（トロリ線の全体構成）
図１は、本実施の形態に係るトロリ線の長手方向に垂直な断面を示す断面図である。図１に示すように、トロリ線１は、トロリ線本体２と、検知線３と、を備えている。

トロリ線本体２は、異形丸形のトロリ線であり、上部の小弧面２１、下部の大弧面２２、両側部の小弧面２１と大弧面２２の間のＶ字状のイヤー溝２３と、を有する。トロリ線本体２は、例えば、ＪＩＳＥ２１０１、ＥＮ５０１４９に規定されたみぞ付硬銅トロリ線に該当する。

トロリ線本体２は、銅合金、例えば、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｉｎ系合金又はＣｕ－Ｓｎ系合金を主成分とする。具体的に、トロリ線本体２は、錫（Ｓｎ）が０質量％超０．６質量％以下、インジウム（Ｉｎ）が０質量％超０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなるＣｕ－Ｓｎ－Ｉｎ系合金、又は錫（Ｓｎ）が０質量％超０．３質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなるＣｕ－Ｓｎ系合金で構成されることが好ましい。トロリ線本体２の公称断面積は、例えば８５ｍｍ^２（８５ＳＱ）以上かつ１７０ｍｍ^２（１７０ＳＱ）以下である。

トロリ線１を介して、例えば高速で走行する新幹線などの鉄道車両からなる電気車に給電が行われる際には、トロリ線本体２の大弧面２２の底部が、パンタグラフ等の電気車の集電装置（以下、単にパンタグラフという）に接触する。このため、パンタグラフの摺動により、トロリ線本体２は大弧面２２の底部から摩耗する。摩耗が進むとトロリ線本体２が断線するおそれがあるため、トロリ線１には、トロリ線本体２の摩耗量をするための摩耗検知線として検知線３が備えられている。

検知線３を収容する検知線用溝２４は、イヤー溝２３よりも下方、すなわち大弧面２２に設けられている。より具体的には、検知線用溝２４は、その上端の位置がトロリ線本体２の摩耗限度位置２６に一致するような位置に設けられる。検知線用溝２４の詳細については、後述する。

図１に示される例では、トロリ線本体２の中心線２７の両側に１つずつ、計２つの検知線用溝２４が設けられ、それら２つの検知線用溝２４の各々に摩耗検知線としての検知線３が配置されている。２つの検知線３を用いることにより、偏摩耗が生じた場合にも摩耗を検知することができる。なお、ここでは、両検知線用溝２４を、中心線２７に対して線対称となるように同じ高さ位置に形成したが、これに限らず、両検知線用溝２４の高さ位置を異ならせてもよい。両検知線用溝２４の高さ位置を異ならせることで、トロリ線本体２の摩耗量を段階的に検知可能となる。

本実施の形態では、検知線３は、複数の金属素線を撚り合わせた撚線導体等からなる導体３１と、導体３１を覆う絶縁体３２とを有する絶縁電線からなる。ここでは、外径１．５５ｍｍの絶縁電線を検知線３として用いた。トロリ線１では、トロリ線本体２の摩耗が進行すると、設定された摩耗限度位置２６に達する前に検知線３が摩耗され、絶縁体３２が剥がれて導体３１とトロリ線本体２とが導通する。図示しない断線検知システムにより、この導体３１とトロリ線本体２とが導通を検知することで、トロリ線本体２が限界近くまで摩耗していることを検知することができる。なお、検知線３は絶縁電線に限らず、光ファイバであってもよい。

また、検知線３は、摩耗検知線以外の物理量、例えば、温度、歪み、振動、変形量などを検知するためのものであってもよい。さらに、検知線３は、トロリ線本体２を加熱するヒータ線や、通信線を含んでもよい。また、図１では１つの検知線用溝２４に１つの検知線３を収容する場合を示しているが、１つの検知線用溝２４に複数の検知線３が収容されていてもよい。

（架線の構成の説明）
図２は、トロリ線１を含む架線の構成の一例を示す模式図である。

図２に示すように、トロリ線１は、図示しない鉄道車両が走行する線路１００の上方の空間に架設される。ここでは、一例として、架線の構成がコンパウンドカテナリー方式である場合を説明する。なお、架線の構成は、シンプルカテナリー方式であってもよい。

コンパウンドカテナリー方式では、吊架線１１からドロッパ１２により補助吊架線１３を吊り下げ、補助吊架線１３からハンガ１４によりトロリ線１を吊り下げた構成となっている。トロリ線１は、ハンガ１４の下端部をイヤー溝２３に係止することで、ハンガ１４により吊り下げられている。補助吊架線１３とトロリ線１はそれぞれ引留クランプ１５，１６の一端に固定され、引留クランプ１５，１６の他端が、それぞれターンバックル１７，１８を介してヨーク金具１９に連結されている。ヨーク金具１９は、補助吊架線１３とトロリ線１の張力のバランスをとる役割を果たしている。

（検知線用溝２４の説明）
図１に戻り、本実施の形態に係るトロリ線１では、検知線用溝２４の開口幅ｄが、０．０１ｍｍ以上０．５０ｍｍ未満とされる。ここで検知線用溝２４の開口幅ｄとは、長手方向と垂直な断面において、大弧面２２の外表面近傍で検知線用溝２４の溝幅が最も小さくなっている部分での溝幅である。

検知線用溝２４は、トロリ線本体２に溝加工にて凹溝を形成し、この凹溝に検知線３を挿入した後に、凹溝の開口を閉じる（狭くする）ようにトロリ線本体２をかしめることで形成される。検知線用溝２４の開口幅ｄを０．０１ｍｍ未満と小さくするためには、トロリ線本体２をかしめる際に強加工を行う必要があり、長手方向の少なくとも１部において検知線用溝２４が完全に閉じた状態となってしまうことがある。この検知線用溝２４の閉じ口において、トロリ線本体２の一部が盛り上がり（所謂バリになり）、外観不具合となるおそれがある。また、長手方向の一部において検知線用溝２４が完全に閉じられていると、隙間のある箇所から浸入した雨水が検知線用溝２４の閉じた箇所に移動して留まってしまい、この雨水が凍結した際等に検知線３に損傷を与えてしまうおそれがある。よって、検知線用溝２４は、長手方向全体にわたって完全に閉じた箇所がないことが望ましく、検知線用溝２４の開口幅ｄを０．０１ｍｍ以上とすることが望ましい。

また、検知線用溝２４の開口幅ｄを０．５０ｍｍ以上とすると、架設環境において、列車の走行時にパンタグラフとトロリ線１の接触によって発生するアーク（火花）が検知線用溝２４内に侵入し、検知線３の絶縁体３２を損傷して寿命低下等の不具合が生じるおそれがある。このような不具合を抑制するため、検知線用溝２４の開口幅ｄは、少なくとも０．５０ｍｍ未満とする必要がある。

アークの検知線用溝２４内への侵入をより確実に抑制するために、検知線用溝２４の開口幅ｄは、０．０１ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下とすることがより好ましい。

なお、検知線３の絶縁体３２として、非常に耐熱性が高く、耐候性に優れた材質のものを使用することで、検知線用溝２４の開口幅ｄが大きい場合であっても、検知線３の損傷や寿命低下の不具合を抑制することは可能である。しかし、この場合、検知線３のコストが非常に高くなり、トロリ線１全体のコストが大幅に上昇してしまう。

（実施の形態の作用及び効果）
以上説明したように、本実施の形態に係るトロリ線１では、検知線用溝２４の開口幅ｄを、０．０１ｍｍ以上０．５０ｍｍ未満としている。これにより、トロリ線１の外観不良を抑制できると共に、パンタグラフとトロリ線１の接触によって発生するアーク（火花）が検知線用溝２４内に侵入し、検知線３にダメージを与えてしまうことを抑制可能となる。その結果、検知線３の寿命低下を抑制して長期間にわたって使用可能な検知線３入りのトロリ線１を実現できる。

（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。

［１］長手方向に沿って１つ以上の検知線用溝（２４）が形成されたトロリ線本体（２）と、前記検知線用溝（２４）に収容された検知線（３）と、を備え、前記検知線用溝（２４）の開口幅が、０．０１ｍｍ以上０．５０ｍｍ未満である、トロリ線（１）。

［２］前記検知線用溝（２４）の開口幅が、０．０１ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下である、［１］に記載のトロリ線（１）。

［３］前記トロリ線本体（２）は、ハンガ（１４）により吊り下げるためのイヤー溝（２３）を有し、前記検知線用溝（２４）は、前記イヤー溝（２３）よりも下方に設けられている、［１］または［２］に記載のトロリ線（１）。

［４］前記検知線（３）は、前記トロリ線本体（２）の摩耗を検知するための摩耗検知線であり、導体（３１）と、該導体（３１）を覆う絶縁体（３２）とを有する絶縁電線からなる、［３］に記載のトロリ線（１）。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。

１…トロリ線
２…トロリ線本体
２１…小弧面
２２…大弧面
２３…イヤー溝
２４…検知線用溝
３…検知線
３１…導体
３２…絶縁体

Claims

長手方向に沿って１つ以上の検知線用溝が形成されたトロリ線本体と、前記検知線用溝に収容された検知線と、を備え、
前記長手方向と垂直な断面において、前記検知線用溝の溝幅が最も小さくなっている部分である開口幅が、長手方向全体にわたって０．０１ｍｍ以上０．４５ｍｍ以下であり、
前記検知線用溝は、長手方向全体にわたって完全に閉じた箇所がない、
トロリ線。
前記トロリ線本体は、ハンガにより吊り下げるためのイヤー溝を有し、
前記検知線用溝は、前記イヤー溝よりも下方に設けられている、
請求項１に記載のトロリ線。
前記検知線は、前記トロリ線本体の摩耗を検知するための摩耗検知線であり、導体と、該導体を覆う絶縁体とを有する絶縁電線からなる、
請求項２に記載のトロリ線。