JPH11208320A - トロリ線の張力測定装置 - Google Patents

トロリ線の張力測定装置

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JPH11208320A
JPH11208320A JP3057698A JP3057698A JPH11208320A JP H11208320 A JPH11208320 A JP H11208320A JP 3057698 A JP3057698 A JP 3057698A JP 3057698 A JP3057698 A JP 3057698A JP H11208320 A JPH11208320 A JP H11208320A
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JP
Japan
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magnetostrictive
trolley wire
coil
measuring device
tension measuring
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Pending
Application number
JP3057698A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kamimura
浩司 上村
Yasushi Yoshida
吉田  康
Koji Nakajima
耕二 中嶋
Mitsuaki Ikeda
満昭 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高いトロリ線の張力測定装置を提供
する。 【解決手段】 歪伝達部材31と磁歪膜部32および非
磁歪部33の周囲に空隙を介して設けた励磁部4および
検出部5と励磁部4および検出部5の周囲に設けたヨー
ク部6とからなる磁歪式歪センサ3と、励磁部4および
検出部5に接続する信号処理回路8とを備え、磁歪式歪
センサ3をトロリ線2とトロリ線2を取り付ける取付け
部材19との間に設け、磁歪膜32の軸方向両端部また
は前記励磁部4および検出部5の軸方向両端部のいずれ
か外側の端部を通る歪伝達部材31に垂直な平面に対し
て外側にそれぞれ45度開いた範囲を覆う磁気シールド
を設けたものである。したがって、近傍の架線から磁歪
式歪センサに磁界が及んでも、磁歪膜部に与える影響は
極めて小さく、ノイズを大きく低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電車線などのトロ
リ線の張力を磁歪式歪センサによって測定する張力測定
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トロリ線の張力測定装置は、例え
ば図5に示すように構成されている。すなわち、100
はトロリ線支持装置で、支柱101に設けたドラム10
2にワイヤを巻付けて重錘103を吊り下げ、重錘10
3に絶縁碍子104、第1のヨーク105およびターン
バックル106を介して架線107を結合し、架線10
7に張力を加えて支持している。108は補助架線で、
第1の取付け部材105に結合された第2の取付け部材
109にターンバックル106を介して結合され、張力
を加えられている。20はトロリ線、30は第2の取付
け部材109に結合されたトロリ線20の張力を測定す
るための磁歪式歪センサで、トロリ線20とターンバッ
クル106を介して結合されている。磁歪式歪センサ3
0は、張力によって歪が生じる歪伝達部材301の表面
に、真空技術を利用して磁歪膜を付着させ、歪伝達部材
301に生じた歪に応じて変化する磁歪膜の透磁率を検
出することにより、トロリ線20の張力を求めるように
してあるものが開示されている(例えば、特開平7−2
29801号、特開平9−43070号公報)。磁歪式
歪センサ30を具体的に説明すると、例えば図6に示す
ように、軸状の磁歪伝達部材301の表面の一部に磁歪
膜を付着させた磁歪膜部302と、磁歪膜部302に隣
接して磁歪膜の付着していない非磁歪部303とを設
け、磁歪膜部302と非磁歪部303にそれぞれ空隙を
介して対向するソレノイド状の第1の励磁コイル401
および第2の励磁コイル402からなる励磁部40と、
第1の検出コイル501および第2の検出コイル502
からなる検出部50とを設けてある。励磁部40と検出
部50は磁性体からなるヨーク部60で囲まれている。
励磁部40および検出部50はコネクタ71を介して架
線107、補助架線109に沿って配線された信号線7
0によってそれぞれ支柱10の上に設けられた信号処理
回路80に接続され、信号処理回路80から磁歪膜部3
02に生じた透磁率の変化を張力として出力するように
してある。また、歪伝達部材201の両端には、第2の
取付け部材109およびターンバックル106に接続で
きるように、接続治具304、305を取り付けてあ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、磁歪式歪センサ30の設置位置は、近傍に電車
の往来に用いる電力供給用の複数の架線があり、電力供
給時の電流量が大きいことから、電力供給用架線による
磁歪式歪センサ30の周囲に及ぼす磁界が小さくない。
例えば、新幹線用の架線においては、合計で約6ガウス
程度の磁界が磁歪式歪センサ30に加わることが予想さ
れている。これらの磁界は磁歪式歪センサ30の磁歪膜
を含む磁気回路に影響を与え、検出電圧にノイズを加え
るので、センサ精度を低下させ、磁歪式歪センサの適用
を困難にするという問題があった。また、図5に示すよ
うに、信号線70のコネクタ71が磁歪式歪センサ30
のドラム102側とは反対側に設けられていると、信号
処理回路80と磁歪式歪センサ30とを接続する信号線
70の取り付けが不安定になり、列車通過時や風雨等に
よる振動を受けて、その応力により信号線70の信頼性
が低下すると共に、磁歪式歪センサ30の設置スペース
を狭くしていた。本発明は、磁歪式歪センサに磁気シー
ルドを設けることで、磁歪式歪センサの精度を向上させ
るとともに、信頼性の高いトロリ線の張力測定装置を提
供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、軸方向の一部全周に軸心と略垂直な端面
を有する磁歪部を設けた非磁性材からなる歪伝達部材と
前記磁歪部および前記磁歪部に隣接する非磁歪部の周囲
にそれぞれ空隙を介して設けた励磁コイルおよび検出コ
イルと前記励磁コイルおよび検出コイルの周囲に設けた
ヨーク部とからなる磁歪式歪センサと、前記励磁コイル
および検出コイルに接続する信号処理回路とを備え、前
記磁歪式歪センサをトロリ線と前記トロリ線を取り付け
る取り付け部材との間に設けたトロリ線の張力測定装置
において、前記磁歪部の軸方向両端部または前記励磁コ
イルおよび検出コイルの軸方向両端部のいずれか外側の
端部を通り、かつ前記軸心に垂直な平面に対して外側に
それぞれ45度開いた範囲以内を覆う磁気シールドを設
けたものである。したがって、近傍の架線から磁歪式歪
センサに磁界が及んでも、磁歪部に与える影響は極めて
小さく、ノイズを大きく低減することができる。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施例の張力測定
装置を示す正断面図、図2はトロリ線を示す構成図であ
る。図において、1はトロリ線支持装置、11は支柱、
12はドラム、13はドラム12にワイヤを巻付けて吊
り下げた重錘、14は絶縁碍子、15は第1の取付け部
材、16はターンバックル、17は架線、18は補助架
線、19は第2の取付け部材である。2はトロリ線、3
は磁歪式歪センサである。したがって、トロリ線2は磁
歪式歪センサ3を介してトロリ線支持装置1の第2の取
付け部材19に張力を加えられて取付けられている。3
1は軸状の非磁性材からなる歪伝達部材、32は歪伝達
部材31の軸方向の一部全周に真空技術を利用して磁歪
膜を付着させて、軸心と垂直な端面を有する磁歪部31
Aを形成した磁歪膜部、33は磁歪膜部32に隣接した
磁歪膜の付着していない非磁歪部である。4は励磁部
で、磁歪膜部32と非磁歪部33にそれぞれ空隙を介し
て対向するソレノイド状の第1の励磁コイル41および
第2の励磁コイル42から構成されている。5は検出部
で、第1の検出コイル51および第2の検出コイル52
から構成されている。
【0006】6は励磁部4と検出部5を囲む磁性体から
なるヨーク部で、励磁部4と検出部5が発生する磁束を
通す磁路を形成している。61はヨーク部6の外周を囲
む磁性体からなる円筒状のケーシングである。ケーシン
グ61の端面62は、磁歪膜部32の両端部を通る歪伝
達部材31に垂直な面から外側にそれぞれ45度開いた
範囲内(一点鎖線で示した範囲)を全て覆い、外界から
の磁気ノイズを防ぐ磁気シールド6Aを形成している。
7は励磁部4および検出部5にコネクタ71を介して接
続された信号線、8は支柱1の上に設けられ、信号線7
を介して出力される磁歪膜部32に生じた透磁率の変化
を張力として出力する信号処理回路である。また、歪伝
達部材31の両端には、第2の取付け部材19およびタ
ーンバックル16に接続できるように、接続治具34、
35を取り付けてあり、コネクタ71が常に信号処理回
路8が配置されている方向に向くように配置されてい
る。このような構成により、近傍の架線から磁歪式歪セ
ンサ3に磁界が及んでも、磁歪膜部32に与える影響は
極めて小さく、ノイズを大きく低減することができる。
また、コネクタ71は常に信号処理回路8が配置されて
いる方向に向いているので、信号線7の長さが短くな
り、安定性を増すことができる。
【0007】次に本発明の実施例により性能を確認した
例について説明する。材質がSUS304、直径が27
mmの棒状の歪伝達部材31を使用し、磁歪膜部32は
歪伝達部材31の表面に90wt%Ni−Fe合金をス
パッタ法により付着させた。励磁部4はそれぞれ200
ターンの第1の励磁コイル41および第2の励磁コイル
42を設け、検出部5はそれぞれ400ターンの第1の
検出コイル51および第2の検出コイル52を設けた。
ケーシング61の端面62は、磁歪膜部32の両端部を
通る歪伝達部材31に垂直な面から外側にそれぞれ45
度開いた範囲以内は全て覆って、磁気シールドを形成し
たものと、ケーシング61の端面62が磁歪膜部32の
両端部を通る歪伝達部材31に垂直な面に一致させて、
磁気シールドを形成しない従来の構成のものとを、電車
線の架線に磁歪式歪センサ3を取り付けて定格出力に対
するノイズの大きさについて調べた。その結果、従来例
の構成ではノイズが12.3%であったのに対し、本発
明の実施例では、ノイズが0.2%に低下していた。な
お、歪伝達部材31に垂直な面から外側にそれぞれ45
度以上覆っても、ノイズの減少は見られなかった。ま
た、磁気シールドが体積の多くを占めることになり、体
積、重量が大きくなって好ましくないことがわかった。
また、上記実施例では磁歪膜部32の端部が励磁部4お
よび検出部5の端部より軸方向の外側に突出している場
合について説明したが、磁歪膜部32が励磁部4および
検出部5の端部より軸方向の内側に入っている場合は、
励磁部4および検出部5によって生じる磁路に影響を与
えないようにするために、磁気シールド6Aとなるケー
シング61を、励磁部4および検出部5に覆われた領域
の両端部を通る歪伝達部材31に垂直な面から外側にそ
れぞれ45度開いた範囲以内を全て覆うようにしてもよ
い。
【0008】図3は本発明の第2の実施例の張力測定装
置を示す正断面図である。第2の実施例は、励磁部4お
よび検出部5の周囲に設けたヨーク部6を磁歪膜部32
の両端部を通る歪伝達部材31に垂直な面から外側の方
向、すなわち励磁部4および検出部5に覆われていない
方向に向かってそれぞれ45度開いた範囲以内は全て覆
うように、端面を軸方向に伸ばし、磁気シールド6Aを
兼ねたものである。この場合のノイズの発生状況は上記
第1の実施例と同様の効果が認められた。図4は本発明
の第3の実施例の張力測定装置を示す正断面図である。
第3の実施例は、第1の実施例で歪伝達部材31に設け
た磁歪部31Aである磁歪膜部32および非磁歪部33
の代わりに、歪伝達部材31をマルエージング鋼などの
磁歪材料によって構成し、歪伝達部材31の軸方向に伸
びる溝部36と溝部36に隣りに溝を有しない非溝部3
7を歪伝達部材31の表面に設けたものである。この場
合も、ノイズの発生状況は上記第1の実施例と同様の効
果が認められた。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、磁
歪式歪センサの磁気シールドとなるケーシングを、磁歪
部の両端部または励磁部および検出部に覆われた領域の
両端部を通る磁歪伝達部材に垂直な面から外側にそれぞ
れ45度開いた範囲以内は全て覆うようにしてあるの
で、近傍の架線から磁歪式歪センサに磁界が及んでも、
磁歪部に与える影響は極めて小さく、ノイズを大きく低
減することができ、磁歪式歪センサの精度を向上させる
とともに、信頼性の高いトロリ線の張力測定装置を提供
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の磁歪式歪センサを示
す正断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施例を示す構成図である。
【図3】 本発明の第2の実施例の磁歪式歪センサを示
す正断面図である。
【図4】 本発明の第3の実施例の磁歪式歪センサを示
す正断面図である。
【図5】 従来例を示す構成図である。
【図6】 従来例の磁歪式歪センサを示す正断面図であ
る。
【符号の説明】
1:トロリ線支持装置、11:支柱、12:ドラム、1
3:重錘、14:絶縁碍子、15:第1の取付け部材、
16:ターンバックル、17:架線、18:補助架線、
19:第2の取付け部材、2:トロリ線、3:磁歪式歪
センサ、31:歪伝達部材、31A:磁歪部、32:磁
歪膜部、33:非磁歪部、34、35:接続治具、3
6:溝部、37:非溝部、4:励磁部、41:第1の励
磁コイル、42:第2の励磁コイル、5:検出部、5
1:第1の検出コイル、52:第2の検出コイル、6:
ヨーク部、6A:磁気シールド、61:ケーシング、6
2:端面、7:信号線、71:コネクタ、8:信号処理
回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 満昭 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸方向の一部全周に軸心と略垂直な端面
    を有する磁歪部を設けた非磁性材からなる歪伝達部材と
    前記磁歪部および前記磁歪部に隣接する非磁歪部の周囲
    にそれぞれ空隙を介して設けた励磁コイルおよび検出コ
    イルと前記励磁コイルおよび検出コイルの周囲に設けた
    ヨーク部とからなる磁歪式歪センサと、前記励磁コイル
    および検出コイルに接続する信号処理回路とを備え、前
    記磁歪式歪センサをトロリ線と前記トロリ線を取り付け
    る取り付け部材との間に設けたトロリ線の張力測定装置
    において、 前記磁歪部の軸方向両端部または前記励磁コイルおよび
    検出コイルの軸方向両端部のいずれか外側の端部を通
    り、かつ前記軸心に垂直な平面に対して外側にそれぞれ
    45度開いた範囲を覆う磁気シールドを設けたことを特
    徴とするトロリ線の張力測定装置。
  2. 【請求項2】 軸方向の一部全周面に軸心と平行な溝部
    を設けた磁歪材料からなる歪伝達部材と前記溝部および
    前記溝部に隣接する非溝部の周囲にそれぞれ空隙を介し
    て設けた励磁コイルおよび検出コイルと前記励磁コイル
    および検出コイルの周囲に設けたヨーク部とからなる磁
    歪式歪センサと、前記励磁コイルおよび検出コイルに接
    続する信号処理回路とを備え、前記磁歪式歪センサをト
    ロリ線と前記トロリ線を取り付ける取り付け部材との間
    に設けたトロリ線の張力測定装置において、 前記溝部の軸方向両端部または前記励磁コイルおよび検
    出コイルの軸方向両端部のいずれか外側の端部を通り、
    かつ前記軸心に垂直な平面に対して外側にそれぞれ45
    度開いた範囲を覆う磁気シールドを設けたことを特徴と
    するトロリ線の張力測定装置。
  3. 【請求項3】 前記磁気シールドは、前記歪伝達部材を
    軸心とする円筒状磁性体で構成したケーシングからなる
    ことを特徴とする請求項1または2記載のトロリ線の張
    力測定装置。
  4. 【請求項4】 前記磁気シールドは、前記ヨーク部から
    なることを特徴とする請求項1または2記載のトロリ線
    の張力測定装置。
  5. 【請求項5】 前記磁歪部は、磁歪膜部からなることを
    特徴とする請求項1、請求項3および4のいずれか1項
    に記載のトロリ線の張力測定装置。
  6. 【請求項6】 前記磁歪式歪センサに設けた前記信号処
    理回路に接続する信号線のコネクタを前記磁歪式歪セン
    サの近傍にある前記トロリ線に張力を加えるドラムに向
    けて配置したことを特徴とする請求項1から5までのい
    ずれか1項に記載のトロリ線の張力測定装置。
JP3057698A 1998-01-27 1998-01-27 トロリ線の張力測定装置 Pending JPH11208320A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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