(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支柱に設置するばねユニット及びプーリユニットと、ばねユニットに接続された連結片とプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤと、プーリユニットと架空線の取付金具とに掛け渡される２本のワイヤとからなる架空線用テンションバランサであって、ばねユニットに接続された連結片とプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤをそれぞれ巻き取る対称形状のプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径と、プーリユニットと架空線の取付金具とに掛け渡されるワイヤを巻き取る、前記対称形状のプーリに該プーリと一体に回転するようにそれぞれ配設したプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径とが異なるように形成するとともに、ばねユニットとプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤのそれぞれに、該ワイヤの長さ調節手段を配設したことを特徴とする架空線用テンションバランサ。
【請求項２】
ワイヤを巻き取るばね側プーリ又は架空線側プーリのワイヤ巻き取り溝を、半径が漸次変化する螺旋形状に形成したことを特徴とする請求項１記載の架空線用テンションバランサ。
【請求項３】
ワイヤを巻き取るばね側プーリと架空線側プーリを着脱可能になるように一体化して構成し、該プーリにワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径が異なる複数種類のプーリを任意に組み合わせて、プーリユニットに組み付けるようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の架空線用テンションバランサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電車線等の架空線の張力を保持するために用いられる架空線用テンションバランサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電車線（吊架線・補助吊架線・トロリ線）等の架空線においては、温度変化による伸縮、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等によって張力に影響を受けるため、架空線の張力を一定に保持する必要がある。
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く、このため、従来より各種の架空線用テンションバランサが提案されている。
【０００３】
このうち、古くから用いられている方式のものとして、滑車式（重錘式）テンションバランサがあるが、回転軸のベアリングの破損、降雪・積雪・着氷等の外的要因の影響を受けやすく、さらには、急勾配区間での架線の流れを抑制することができない等の問題点に加え、給油等の定期的なメンテナンス作業が必要である。
【０００４】
一方、ばね式テンションバランサ（例えば、特許文献１〜２参照）は、メンテナンスフリーの実績が認められ、在来線のみならず近年は新幹線用として多用化の一途をたどっているが、ばねを直列に組み合わせたシンプルな構造であり、任意のばね定数を有するので、架空線の伸縮時に架空線にかかる張力の変化を伴う。
理論的には、数多くのばねを直列に組み合わせることによって、張力の変化率は小さくなるが、装置が大型化するという問題点がある。
【０００５】
さらに、近年実用化されているものとして、ガス式テンションバランサ（例えば、特許文献３参照）があるが、このガス式テンションバランサは、ばね式テンションバランサの「ばね」に代えて、封入ガス圧を利用するものである。
しかしながら、封入ガス圧の信頼性を維持するために高精度の機器を必要とするので、装置のコストが高くなるという問題点に加え、現時点では、長期間のメンテナンスフリー化についての実績が乏しい。
【０００６】
このほか、油圧式テンションバランサも提案されているが、油圧を維持するために高精度の機器を必要とすることから、装置のコストが高くなるという問題点があり、さらには経時的観点において油漏れ等を伴うので、定期的な点検が必要であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公昭３９−１９５３６号公報
【特許文献２】特許第３４７７０３８号公報
【特許文献３】特許第４３３５９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の架空線用テンションバランサの有する問題点に鑑み、動作の信頼性が高く、かつ、装置を小型化するとともに、コストを低廉にできる架空線用テンションバランサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の架空線用テンションバランサは、支柱に設置するばねユニット及びプーリユニットと、ばねユニットに接続された連結片とプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤと、プーリユニットと架空線の取付金具とに掛け渡される２本のワイヤとからなる架空線用テンションバランサであって、ばねユニットに接続された連結片とプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤをそれぞれ巻き取る対称形状のプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径と、プーリユニットと架空線の取付金具とに掛け渡されるワイヤを巻き取る、前記対称形状のプーリに該プーリと一体に回転するようにそれぞれ配設したプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径とが異なるように形成するとともに、ばねユニットとプーリユニットとに掛け渡される２本のワイヤのそれぞれに、該ワイヤの長さ調節手段を配設したことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、ワイヤを巻き取るばね側プーリ又は架空線側プーリのワイヤ巻き取り溝を、半径が漸次変化する螺旋形状に形成することができる。
【００１１】
また、ワイヤを巻き取るばね側プーリと架空線側プーリを着脱可能になるように一体化して構成し、該プーリにワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径が異なる複数種類のプーリを任意に組み合わせて、プーリユニットに組み付けるようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の架空線用テンションバランサは、以下の効果を奏する。
（１）ばねユニットのばねの付勢力と、プーリユニットのワイヤを巻き取るプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径との相関において、架空線にかかる張力の大きさを任意に調整することができる。
（２）地震、強風等の外的負荷要因に対し、ばねユニットが追従機能を有するので、ワイヤの外れによる機能停止等の事故を未然に防止することができ、信頼性の高いシステムを構築することができる。
（３）ばねユニット及びワイヤの長さ調節手段を、地上近くの低位置に設置することができ、ストロークやばねユニットの状態を目視により容易に確認することができるとともに、ワイヤの長さ調節手段の調整を容易に行うことができる。また、ばねユニットに封入するグリースの飛散を防止しやすい架空線用テンションバランサを提供することができる。
【００１３】
（４）そして、特に、ワイヤを巻き取るプーリのワイヤ巻き取り溝を、半径が漸次変化する螺旋形状に形成することにより、ばねユニットの伸縮によるばねユニットのばねの付勢力の変化を、プーリユニットのワイヤを巻き取るプーリのワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径が変わることによって、相乗的に増大させたり、相殺することができ、これによって、架空線にかかる張力変化率を任意に調整することができる。
【００１４】
（５）また、ワイヤを巻き取るばね側プーリと架空線側プーリを着脱可能になるように一体化して構成し、該プーリにワイヤ巻き取り溝の巻き出し部分の半径が異なる複数種類のプーリを任意に組み合わせて、プーリユニットに組み付けるようにすることにより、架空線にかかる張力の大きさを広い範囲で任意に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の架空線用テンションバランサの一実施例を示し、（ａ）は全体右側面図、（ｂ）は全体正面図、（ｃ）はプーリユニットのプーリとワイヤの関係を示す説明図である。
【図２】ばねユニットを示し、（ａ）は右側面図、（ｂ）は正面断面図、（ｃ）は平面図、（ｄ）はカバーを配設した場合の右側面図、（ｅ）は同平面図である。
【図３】ばねユニットの構成部品を示す説明図である。
【図４】プーリユニットを示し、（ａ）は一部破断した平面図、（ｂ）は右側面図である。
【図５】プーリユニットの構成部品を示す説明図である。
【図６】プーリユニットの構成部品を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の架空線用テンションバランサの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１〜図６に、本発明の架空線用テンションバランサの一実施例を示す。
この架空線用テンションバランサは、図１に示すように、支柱Ｐに設置するばねユニット１及びプーリユニット２と、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡される２本のワイヤＷ１と、プーリユニット２と架空線３の取付金具４ａ、４ｂとに掛け渡される２本のワイヤＷ２とからなる架空線用テンションバランサであって、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡されるワイヤＷ１を巻き取るプーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａの巻き出し部分の半径Ｒ１と、プーリユニット２と架空線３の取付金具４ａ、４ｂとに掛け渡されるワイヤＷ２を巻き取るプーリ２２のワイヤ巻き取り溝２２ａの巻き出し部分の半径Ｒ２とが異なるように形成するとともに、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡されるワイヤＷ１に、該ワイヤＷ１の長さ調節手段５を配設するようにしている。
【００１８】
ばねユニット１は、図１、図２（ａ）〜（ｃ）及び図３に示すように、外筒１１と、この外筒１１内に摺動可能に、かつ、回転しないように配設した摺動杆１２と、摺動杆１２を外筒１１内に引き込む方向に付勢する巻き方向が異なるコイルばね１３ａ、１３ｂと、外筒１１の一端側を固定金具６を介して支柱Ｐに揺動可能に固定するための連結片１４と、外筒１１の他端側から突出した摺動杆１２の突出部１２ａとワイヤＷ１とを接続する連結片１５と、摺動杆１２の突出部１２ａに取付具１６を介して固定し、外筒１１の一端側に向けて延設することによって、摺動杆１２の突出量を測定するようにした目盛板１７とから構成するようにしている。
この場合、ばねユニット１は、図２（ｄ）及び（ｅ）に示すように、必要に応じて、その上部に、ばねユニット１の摺動部に雨や塵が侵入するのを防止するカバー１Ａを配設することができる。この場合、カバー１Ａは、摺動杆１２の突出部１２ａに取付具１６を介して取り付けることができ、外筒１１に目盛板１７を固着し、カバー１Ａの端部をセンサーとして摺動杆１２の突出量を測定するようにすることができる。
【００１９】
ここで、外筒１１の他端側の端面板１１ａには、摺動杆１２が挿通される矩形の透孔を形成するようにするが、これにより、摺動杆１２が外筒１１に対して摺動可能に、かつ、回転しないように配設されるようにする。
【００２０】
なお、本実施例において、摺動杆１２は、２枚の金属板を並べ、端部にばね座１２ｂを配設して構成しているが、例えば、２枚の金属板の部分を角管材で構成することもできる。
【００２１】
また、本実施例においては、摺動杆１２を外筒１１内に引き込む方向に付勢するばねの伸縮による回転力を軽減するために、巻き方向が相互に異なるコイルばね１３ａ、１３ｂを配設したが、当該ばねを、１本のコイルばねで構成したり、矩形断面を有するばねで構成することができる。
【００２２】
また、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡されるワイヤＷ１の長さを調節する長さ調節手段５には、シメラー及びターンバックルを好適に用いることができる。
【００２３】
このように、テンションバランサにばねユニット１を用いることによって、地震、強風等の外的負荷要因に対し、ばねユニット１が追従機能を有するので、ワイヤＷ１（及びワイヤＷ２）の外れによる機能停止等の事故を未然に防止することができ、信頼性の高いシステムを構築することができる。
【００２４】
また、ばねユニット１及びワイヤの長さ調節手段５を、低位置に設置することができ、ばねユニット１の状態を目視により容易に確認することができるとともに、ワイヤＷ１の長さを調節する長さ調節手段５の調整を容易に行うことができる。
【００２５】
プーリユニット２は、図１及び図４〜図６に示すように、本体部２０と、本体部２０に掛け渡すように配設した回転軸２０ａと、回転軸２０ａにブッシュ２０ｂを介して回転可能に配設した、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡される２本のワイヤＷ１を巻き取る対称形状のプーリ２１と、プーリ２１の両側にプーリ２１と一体に回転するように配設した、プーリユニット２と架空線３の取付金具４ａ、４ｂとに掛け渡される２本のワイヤＷ２を巻き取るプーリ２２と、架空線３の高さに合わせて、固定金具７を介して支柱Ｐに固定するための連結片２３とを備えるようにしている。
【００２６】
ここで、プーリ２１は、その両端に角軸部２１ｂを備え、この角軸部２１ｂに、プーリ２２に形成した角孔部２２ｂを嵌合することにより、プーリ２１とプーリ２２とが一体に回転するようにする。
【００２７】
また、ブッシュ２０ｂには、その内周面にグリース溝を形成し、回転軸２０ａとプーリ２１の隙間に封入されたグリースが導入されやすいようにする。
なお、グリースは、プーリ２１に配設したグリースニップル２５を外して回転軸２０ａとプーリ２１の隙間に注入するようにする。
【００２８】
また、ワイヤＷ１、Ｗ２は、その端部に端子Ｗ１ａ、Ｗ２ａをかしめて取り付け、当該端部をプーリ２１、２２に形成したワイヤ係止孔２１ｃ、２２ｃに挿通するとともに、係止金具２１ｄ、２２ｄにより、プーリ２１、２２に係止するようにする。
なお、ワイヤＷ１、Ｗ２を、一連のワイヤで構成することもできる。
【００２９】
また、このテンションバランサの設置する際にプーリ２１、２２が回転しないようにするために、プーリユニット２の本体部２０にプーリ２１、２２を仮止めするセットボルト２４を設けるようにする。
【００３０】
ところで、プーリユニット２のプーリ２１、２２は、プーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａの巻き出し部分の半径Ｒ１と、プーリ２２のワイヤ巻き取り溝２２ａの巻き出し部分の半径Ｒ２とが異なるように形成するようにする。
これにより、ばねユニット１によってプーリユニット２を介して架空線３にかかる張力Ｆ２の大きさは、
架空線３にかかる張力Ｆ２＝（ばねユニット１の張力Ｆ１）×（プーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａの半径Ｒ１）÷（プーリ２２のワイヤ巻き取り溝２２ａの半径Ｒ２）
となり、例えば、半径Ｒ１：半径Ｒ２を１：２に設定することにより、ばねユニット１の張力Ｆ１の１／２倍の大きさの張力Ｆ２を架空線３にかけるようにすることができ、一方、半径Ｒ１：半径Ｒ２を２：１に設定することにより、ばねユニット１の張力Ｆ１の２倍の大きさの張力Ｆ２を架空線３にかけるようにすることができる。
これにより、ばねユニット１のばね１３ａ、１３ｂの付勢力によって生じるばねユニット１の張力Ｆ１と、プーリユニット２のワイヤＷ１、Ｗ２を巻き取るプーリ２１、２２のワイヤ巻き取り溝２１ａ、２２ａの巻き出し部分の半径Ｒ１、Ｒ２との相関において、架空線３にかかる張力Ｆ２の大きさを任意に調整することができる。
【００３１】
そして、ばねユニット１とプーリユニット２とに掛け渡されるワイヤＷ１を巻き取るプーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａを、半径Ｒ１が漸次変化する螺旋形状に形成するようにしている。
なお、本実施例においては、ワイヤＷ１を巻き取るプーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａを、半径Ｒ１が漸次小さくなる螺旋形状に形成するようにするとともに、架空線３にかかる張力Ｆ２の大きさを基準として、架空線３の伸縮量をプーリ２２の１回転で吸収できるようにプーリ２２のワイヤ巻き取り溝２２ａの半径Ｒ２を設定し、少なくとも、初期設定時並びに回転角１８０°及び３６０°のポイントでのモーメントが一定になるようにしている。ただし、プーリ２２の回転数は、架空線の伸縮量が増大した場合はこの限りではない。
また、本実施例においては、ワイヤＷ１を巻き取るプーリ２１のワイヤ巻き取り溝２１ａを、半径Ｒ１が漸次小さくなる螺旋形状に形成するようにしているが、半径Ｒ１が漸次大きくなる螺旋形状に形成するようにすることもできる。
また、本実施例において一定の半径Ｒ２に形成しているプーリユニット２と架空線３の取付金具４ａ、４ｂとに掛け渡されるワイヤＷ２を巻き取るプーリ２２のワイヤ巻き取り溝２２ａを、半径Ｒ２が漸次変化する螺旋形状に形成することもできる。
なお、螺旋形状は、任意に設定できるが、例えば、インボリュート曲線からなる形状であってもよい。
これにより、ばねユニット１の伸縮によるばねユニット１のばね１３ａ、１３ｂの付勢力によって生じるばねユニット１の張力Ｆ１の変化を、プーリユニット２のワイヤＷ１（及び／又はワイヤＷ２）を巻き取るプーリ２１（及び／又はプーリ２２）のワイヤ巻き取り溝２１ａ（及び／又はワイヤ巻き取り溝２２ａ）の巻き出し部分の半径Ｒ１（及び／又は半径Ｒ２）が変わることによって、相乗的に増大させたり、相殺することができ、これによって、架空線３にかかる張力Ｆ２の大きさを任意に調整することができる。
【００３２】
また、ワイヤＷ１、Ｗ２をそれぞれ巻き取るプーリ２１、２２において、ワイヤ巻き取り溝２１ａ、２２ａの巻き出し部分の半径Ｒ１、Ｒ２の異なる複数種類のプーリ２１、２２を用意し、これらを任意に組み合わせて、プーリユニット２に組み付けるようにすることができる。
これにより、架空線３にかかる張力Ｆ２の大きさを広い範囲で任意に調整することができる。
【００３３】
次に、この架空線用テンションバランサの設置方法について説明する。
まず、支柱Ｐの所定の所定高さに架空線３を第２のシメラー（図示省略）で仮止めする。
その後、支柱Ｐの所定位置に、ばねユニット１及びプーリユニット２を取り付けた後、ワイヤＷ１、Ｗ２を、プーリユニット２のプーリ２１、２２に係止し、取付金具４ａ、４ｂ及びワイヤの長さ調節手段５にてワイヤＷ１、Ｗ２をプーリ２１、２２にそれぞれ巻き止めし、セットボルト２４にプーリ２１、２２の回転を固定する。
次に、ばねユニット１とプーリユニット２との間に第１のシメラー（図示省略）を架設し、その時の温度に見合う引き出し量までばねユニット１を引き出し、ワイヤＷ１と接続する（標準状態でセットする。）。
次に、セットボルト２４を取り外し、ばねユニット１の引き出した長さをプーリユニット２を回転させて架空線３側に送り込み、ワイヤＷ２の長さを決定する。
次に、決定したワイヤＷ２の長さから仮止めした架空線３の長さを決定した後、ワイヤＷ２と接続する。
その後、第２のシメラーの張力を静かに取り除き、次に、第１のシメラーの張力を静かに取り除き、ワイヤＷ１、Ｗ２を釣り合い状態にすることにより、架空線３に所定の張力Ｆ２を付与するようにする。
最後に、長さ調節手段５としてのターンバックルにより、ばねユニット１の引き出し量を調節することによって、最終調整を行う。
【００３４】
以上、本発明の架空線用テンションバランサについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の架空線用テンションバランサは、動作の信頼性が高く、かつ、装置を小型化するとともに、コストを低廉にできることから、電車線（吊架線・補助吊架線・トロリ線）等の架空線に張力を付与するために用いられるテンションバランサの用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３６】
１    ばねユニット
１Ａ  カバー
１７  目盛板
２    プーリユニット
２１  プーリ
２１ａ  ワイヤ巻き取り溝
２２  プーリ
２２ａ  ワイヤ巻き取り溝
３    架空線
４    取付金具
５    ワイヤの長さ調節手段
Ｆ１  ばねユニットの張力
Ｆ２  空線にかかる張力
Ｐ  支柱
Ｒ１  巻き出し部分の半径
Ｒ２  巻き出し部分の半径
Ｗ１  ワイヤ
Ｗ２  ワイヤ
【図１】
0005539015.tif 000002
【図２】
0005539015.tif 000003
【図３】
0005539015.tif 000004
【図４】
0005539015.tif 000005
【図５】
0005539015.tif 000006
【図６】
0005539015.tif 000007