JP3548290B2 - 架空線用テンションバランサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架空線用テンションバランサに関し、特に、電車線の張力を一定に保持するための設備に用いられる架空線用テンションバランサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
架空線、特に電車線（吊架線・補助吊架線・トロリ線）にあっては、温度変化による伸縮や、クリープ、トロリ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、弛度張力が影響を受けるため、電車線の張力を一定に保持する必要があった。また、その調整を自動的に行って、メンテナンスフリー化することが望ましい。
【０００３】
従来、上記張力を常時一定に保持し得るようにした自動張力調整装置には、滑車を用いてウェイトにより張力をかける滑車式と、コイルばねを用いるばね式とが知られている。しかしながら、滑車式にあっては、張力を一定にする性能には優れているが、据え付け工事が煩雑化したり、ワイヤの劣化を防ぐために定期保守を必要とするなどの問題がある。
【０００４】
ばね式にあっては、装置をコンパクト化かつ軽量化し得ると共にメンテナンスフリー化を達成し得るが、ばね定数に依存するため張力を一定化することが難しい。そこで図４に示されるように、複数のコイルばねを用い、さらにコンパクト化するために筒状部材を介して各ばねを同心的に多重に組み合わせたテレスコピック構造にしたテンションバランサが考えられる。
【０００５】
図４に示されるテンションバランサにあっては、円筒状のケーシング１内に、外側中筒２と内側中筒３とロッド４とが同心的にかつ軸線方向にそれぞれ相対変位自在に受容されている。また、ケーシング１及び外側中筒２の間、外側中筒２及び内側中筒３の間、内側中筒３及びロッド４の間のそれぞれに大・中・小径の各コイルばね５・６・７が同心的に介装されている。各コイルばね５〜７は、それぞれ軸線方向の一端を各外側の部材の内周面に固着された各内向フランジ部１ａ・２ａ・３ａに係止され、それぞれの他端を各内側の部材の外周面に固着された各外向フランジ部２ｂ・３ｂ・４ｂに係止されている。
【０００６】
外側中筒２及び内側中筒３及びロッド４は、組み付け時にはケーシング１内に受容されており、図に於ける右方に突出し得るようにされている。ケーシング１は、その後端の端板１ｂに固設されたフック部１１を介して支柱１２に結合されていると共に、ケーシング１の上面に固設された孔あきブラケット１３に結合された支持ロープ１４を介して支柱１２に支持されている。そして、ロッド４の突出端に取り付けられたフック１５にはワイヤ１６の端部が結合されており、そのワイヤ１６を介して電車線を引っ張るようにされている。
【０００７】
このようにしてなるテンションバランサは、標準設置条件では各コイルばね５〜７をある程度圧縮変形させて、例えば図４に示されるように外側中筒２及び内側中筒３及びロッド４を使用ストローク範囲のほぼ中間位置に達するストローク長だけ突出させた状態で設置される。従って、例えば気温が下がって電車線が縮むと、各コイルばね５〜７の反発力に抗してロッド４及び内側中筒３及び外側中筒２がそれぞれ更に突出し、気温が上がって電車線が伸びると、各コイルばね５〜７の弾発復元力によりロッド４及び内側中筒３及び外側中筒２がケーシング１内に没入するため、電車線の伸び縮みによる変位を吸収し得る。
【０００８】
通常、バランサは、図４に示されるように支柱１２により支持ロープ１４を介して支持されているため、架設時には比較的安定しているが、張力発生時にバランサの自重などによる支持ロープ１４のたわみなどによりケーシング１が傾くと、上記ケーシング１内への没入時にケーシング１の軸心に対してロッド４や内側中筒３や外側中筒２が偏心する虞がある。そのような偏心が生じたまま、外側中筒２や内側中筒３やロッド４が出没運動を行うと、各フランジ部１ａ〜３ａ・２ｂ〜４ｂの周縁部の角が対向する部材の外周面や内周面に摺接することになり、摺動抵抗が増大するという問題が生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術の問題点に鑑み、本発明の主な目的は、外側筒状部材と内側部材との間に同心的にコイルばねを介装したばね式テンションバランサの出没運動時の摺動抵抗を極力減少し得る架空線用テンションバランサを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、空中に架設された架空線の張力を一定に保持するための架空線用テンションバランサであって、前記架空線用テンションバランサが、外側筒状部材と、前記外側筒状部材内に軸線方向に出没し得るように同心的に受容された内側部材と、前記両部材間に同心的に介装されたコイルばねと、前記コイルばねの軸線方向各端を係止するように前記各部材の互いに対向する内外周面の軸線方向に対して相反する位置に設けられた外向及び内向の各フランジ部とを有し、前記各フランジ部の周縁部に、前記出没方向に対して臨む緩斜面を設けたことにより、架設後の張力発生時に於いて自重により水平度が損なわれることにより、外側筒状部材と内側部材との両者間に偏心が生じたまま出没運動を行っても、コイルばね係止する各フランジ部の周縁部に設けた緩斜面により、フランジ部の鋭角な角部が対向する内外周面に摺接することがなく、大きな摺動抵抗が発生することがない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用された架空線用テンションバランサを示す側断面図であり、従来例で示した図２と同様に設置されて使用される。なお、前記従来例と同様の部分については同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００１２】
本実施例では、従来例と同様に、外側筒状部材としての円筒状ケーシング１内に、内側部材かつ外側筒状部材となる外側中筒２、同様に内側部材かつ外側筒状部材となる内側中筒３及び内側部材としてのロッド４を同心的かつ軸線方向に変位自在に受容すると共に、各部材の内外周面間に３種類の大・中・小径の各コイルばね５・６・７を内側から順番にばね定数が大きくなるように同心的に介装した３重構造である。なお、ロッド４は、軽量化のために円筒形状に形成されている。
【００１３】
また、図では本テンションバランサの組立状態が示されているが、各コイルばね５・６・７の軸線方向両端を係止するばね座としての内向及び外向の各フランジ部１ａ・２ａ・３ａ・２ｂ・３ｂ・４ｂの各対となる同士間にそれぞれ介装された各コイルばね５・６・７は、所定の初期荷重を加えられた状態で組み付けられている。
【００１４】
また、コイルばね５・６・７の巻き数（有効巻き数・総巻き数）は整数巻きを避けるようにされている。バランサは極力短いストロークにすることが好ましく、コイルばねを全たわみの６５〜９０％の範囲内で使用すると良い。そのため、コイルばねを、全たわみの９０％の範囲内までは安定した荷重特性が得られるようにする必要があるが、整数巻きとした場合には形状精度の確率が難しくかつ負荷時の偏心を受けやすいので機能特性の安定化が難しい。従って、コイルばね５・６・７には整数巻きを避けたものが用いられている。
【００１５】
ロッド４の図の右側の突出端部には、半径方向外向きに延出した後ケーシング１の外周面に軸線方向に沿って曲折されたＬ字形の目盛板８が取り付けられている。目盛板８には、ロッド４の軸線方向のケーシング１に対する変位を示す目盛りが印されている。なお、標準状態の設置時には従来例の図４と同様に、外側中筒２・内側中筒３・ロッド４がそれぞれ所定量突出した状態で設置される。また、ケーシング１内には、外側中筒２・内側中筒３・ロッド４の摺動を円滑にするためにグリスが充填されている。
【００１６】
また、本テンションバランサにあっては、外側中筒２の内周面の軸線方向没入側の端部である後端部に半径方向内向きに突設されたストッパ９ａが固着されており、このストッパ９ａに最没入時の内側中筒３の外向フランジ部３ｂの没入側端面が衝当するようになっている。同様に、内側中筒３の内周面の後端部にもストッパ９ｂが固着されており、このストッパ９ｂには最没入時のロッド４の外向フランジ部４ｂの没入側端面が衝当するようになっている。
【００１７】
ケーシング１・外側中筒２・内側中筒３・ロッド４は、内向フランジ部１ａ・２ａ・３ａ及び外向フランジ部２ｂ・３ｂ・４ｂとそれぞれに対向する各内外周面との間に、相対変位を可能にするために、ある程度の隙間を設けられている。そのため、従来例で示したようにケーシング１に対して外側中筒２・内側中筒３・ロッド４がそれぞれ偏心し得るが、上記した各ストッパ９ａ・９ｂは、各部材の最大偏心時に於いても各外向フランジ部３ｂ・４ｂとの衝当状態が外れることが無いように、半径方向突設高さを定められている。
【００１８】
従って、外側中筒２に対して内側中筒３が、また内側中筒３に対してロッド４がそれぞれ上記偏心状態で没入方向に変位した場合でも、各ストッパ９ａ・９ｂに各外向フランジ部３ｂ・４ｂが衝当するため、各外向フランジ部３ｂ・４ｂが従来例のように外れることがない。
【００１９】
本発明に基づく本テンションバランサの内向フランジ部１ａ・２ａ・３ａ及び外向フランジ部２ｂ・３ｂ・４ｂにあっては、代表として示す外向フランジ部２ｂの要部拡大断面図である図２に示されるように、半径方向突出側の各内周面の両縁部である周縁部に、出没方向に対して臨む緩斜面としての各テーパ面１０ａ・１０ｂが形成されている。これらテーパ面１０ａ・１０ｂは、各フランジ部１ａ・２ａ・３ａ・２ｂ・３ｂ・４ｂにそれぞれ設けられており、部材の出没方向に対して斜面を臨ませるように面取りされた形状に形成されている。
【００２０】
従って、外側中筒２・内側中筒３・ロッド４が上記偏心状態で出没運動をする場合には、内向フランジ部１ａ・２ａ・３ａ及び外向フランジ部２ｂ・３ｂ・４ｂが外側中筒２・内側中筒３・ロッド４の対向する内外周面に摺接する状態になり得るが、テーパ面１０ａ・１０ｂを設けられていることから、テーパ面を設けていない場合のフランジ部の鋭角な角が当たることが無く、摺接時の摺動抵抗の増大を防止し、円滑な摺動を確保し得る。また、出没運動時のグリスの流れも円滑になり、摺動抵抗を好適に低減し得る。なお、軸線に対する面取り角度αは、偏心時の傾き角度がそれ程大きくないことから、本実施例では７〜１５度にすると良い。
【００２１】
また、各コイルばね５・６・７は、それぞれ軸線長さの短い短コイルばねを直列に組み合わされて構成されている。本実施例では、それぞれ２本の短コイルばね５ａ・５ｂ・６ａ・６ｂ・７ａ・７ｂを直列に組み合わされている。このようにすることにより、架空線の張力変化率を各短コイルばねの直列数を変えることにより任意に対応でき、電車線の流れ対策に有効である。
【００２２】
各コイルばね５〜７はそれぞれ同一構造であり、その構造をコイルばね５を代表として図３を参照して以下に示す。コイルばね５を構成する各短コイルばね５ａ・５ｂ同士の当接し合う各コイルエンドには、それぞれの内径側に軸線方向外側に拡開するテーパ面１７ａ・１７ｂが形成されている。
【００２３】
本実施例のように複数本のコイルばねを直列に組み合わせた場合には、各単体の形状を極力高精度に形成したとしてもバックリングを避けることは難しく、コイルばね５の伸縮に伴って、外側中筒２の外周面に各短コイルばね５ａ・５ｂのコイルエンドの内径側が摺接する虞がある。しかしながら、上記したように各コイルエンドの内径側の角がテーパ面１７ａ・１７ｂにより面取りされていることから、外側中筒２の外周面にコイルエンドが接触した場合であっても、その摺接抵抗を好適に低減し得る。なお、各テーパ面１７ａ・１７ｂの面取り角度（コイルばねの軸線からの開き角度）も、前記テーパ面１０ａ・１０ｂの面取り角度と同様に７〜１５度にすると良い。
【００２４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、コイルばね係止する各フランジ部の周縁部に緩斜面を設けていることから、内外の部材同士が偏心してフランジ部の角が内外周面に摺接しつつ出没運動を行うようになっても、テーパ面を設けた形状により比較的円滑な摺動を確保でき、テンションバランサの機能を損なうことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されたテンションバランサの側断面図。
【図２】本発明に基づくフランジ部の要部拡大断面図。
【図３】コイルエンドを示す要部拡大断面図。
【図４】従来のテンションバランサの使用状態を示す側断面図。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ 外側中筒
３ 内側中筒
４ ロッド
１ａ・２ａ・３ａ 内向フランジ部
２ｂ・３ｂ・４ｂ 外向フランジ部
５ 大径コイルばね
６ 中径コイルばね
７ 小径コイルばね
８ 目盛板
９ａ・９ｂ ストッパ
１０ａ・１０ｂ テーパ面
１１ フック部
１２ 支柱
１３ 孔あきブラケット
１４ 支持ロープ
１５ フック
１６ ワイヤ

Claims (1)

1. 空中に架設された架空線の張力を一定に保持するための架空線用テンションバランサであって、
   前記架空線用テンションバランサが、外側筒状部材と、前記外側筒状部材内に軸線方向に出没し得るように同心的に受容された内側部材と、前記両部材間に同心的に介装されたコイルばねと、前記コイルばねの軸線方向各端を係止するように前記各部材の互いに対向する内外周面の軸線方向に対して相反する位置に設けられた外向及び内向の各フランジ部とを有し、
   前記各フランジ部の周縁部に、前記出没方向に対して臨む緩斜面を設けたことを特徴とする架空線用テンションバランサ。

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