(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気鉄道車両にパンタグラフを介して給電するトロリ線における偏位構成方法であって、
トロリ線の左右蛇行量である偏位値が標準値である一般区間と、
前記偏位値が前記標準値よりも大きい、複数のトロリ線が存在するオーバーラップ区間と、
前記一般区間から前記オーバーラップ区間へ移行する移行区間と、
を設置し、
該移行区間において、１蛇行毎に徐々に偏位値を増加させることを特徴とするトロリ線の偏位構成方法。
【請求項２】
前記移行区間における偏位値の増加量が、１０〜２０ｍｍ／蛇行一往復であることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線をレールに対して左右方向にジグザグに配設する偏位構成方法に関する。特には、すり板の通常摺動範囲外で摺動することによるトロリ線の摩耗を低減できるように改良を加えた偏位構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トロリ線は、一般的に、平面内において、所定の位置で屈曲するように曲線引き金具によって支持されており、全体としてレール方向において左右にジグザグになるように配線されている。これにより、トロリ線がすり板の偏位幅内をほぼ均一に摺動するので、すり板の摩耗を均一にできる。また、風圧によってパンタグラフから外れることを防止することができる。一般に、トロリ線の左右方向の偏位は、新幹線の場合、標準で±１５０ｍｍ（最大で±３００ｍｍまで許容）、在来線の場合、標準で±２００ｍｍ（最大で±２５０ｍｍまで許容）である。
【０００３】
ただし、オーバーラップ区間（ある区間までの給電を行ってきたトロリ線と、該区間から先の区間で給電を行うトロリ線とが並行する区間）や曲線路では、偏位を標準値よりも大きくする必要がある。場合によっては、±２５０ｍｍ程度必要なこともある。このように局所的に偏位の量を大きくすると、その箇所でトロリ線の摩耗が大きくなる場合がある（その原因については後述する）。摩耗は偏位の量と相関があり、偏位が標準値よりも大きくなると増加する傾向がある。
【０００４】
一般に、すり板には融点の低い金属が含有されている。一例として、すり板の成分は、鉄（７０％）や銅（２０％）、ビスマスなどの低融点金属（５％）、クロム、リン等の硬質成分（５％）である。すり板のトロリ線との通常摺動範囲内（標準偏位幅内）では、すり板はトロリ線と接触・摺動しており、両者間に摩擦が生じてすり板の温度がある程度上昇する。すると、低融点金属が溶融してすり板の表面に露出し、トロリ線とすり板との間に介在する。これにより、すり板の表面（摺動面）に潤滑作用が及ぼされ、トロリ線の摩耗を低減させている。
【０００５】
しかし、すり板の通常摺動範囲外（偏位が標準値よりも大きい部分）のすり板は、あまりトロリ線と接触することがないので、同部分は温度が上昇しづらい（ただし、摺動範囲外の１０〜２０ｍｍの部分にも熱が伝導して温度が上昇する）。したがって、トロリ線がすり板の通常摺動範囲外の部分で摺動せざるを得ない区間（オーバーラップ区間など）でトロリ線の摩耗が増加していた。このように局所的に摩耗が生じ、該部での摩耗量が限界値を超えると、その他の部分が正常であっても、トロリ線全体を張り替える必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであって、すり板の摺動範囲外で摺動することによるトロリ線の摩耗を低減できるようなトロリ線の配線方法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】
【０００７】
本発明のトロリ線の偏位構成方法は、  電気鉄道車両にパンタグラフを介して給電するトロリ線における偏位構成方法であって、  トロリ線の左右蛇行量である偏位値が標準値である一般区間と、  前記偏位値が前記標準値よりも大きい、複数のトロリ線が存在するオーバーラップ区間と、  前記一般区間から前記オーバーラップ区間へ移行する移行区間と、を設置し、  該移行区間において、１蛇行毎に徐々に偏位値を増加させることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、一蛇行（ジグザグの一周期）毎に偏位量が徐々に増加しているので、すり板とトロリ線との摺動範囲が徐々に外方向へ広がっていき、両者の摩擦によって温度が上昇する範囲が広がる。したがって、標準的な摺動範囲外の部分も、低融点金属の溶融による潤滑作用が及ぼされ、トロリ線の摩耗を抑制することができる。
【０００９】
本発明においては、  前記移行区間における偏位値の増加量が、１０〜２０ｍｍ／蛇行一往復であることが好ましい。
【００１０】
すり板の摺動範囲外の１０〜２０ｍｍの部分も、摺動範囲内でのトロリ線との摩擦による熱が伝導して温度が上昇する。このため、一蛇行毎の偏位増加量をこの温度伝導範囲とすることにより、同範囲内でのトロリ線との摩擦による急激な温度の上昇を防いで、温度上昇を滑らかにすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上の説明から明らかなように、トロリ線の偏位を通常よりも大きくする必要がある箇所で、すり板とトロリ線との摺動範囲を徐々に外方向へ広げることによって、両者の摩擦によって温度が上昇する範囲が広がる。したがって、標準的な摺動範囲外の部分も温度が上昇して、低融点金属の溶融による潤滑作用が及ぼされ、トロリ線の摩耗を抑制することができる。その結果、トロリ線の張り替え周期を長くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係るトロリ線の配設状態を模式的に示す平面図である。
【図２】すり板表面温度の計測結果を示すグラフである。
【図３】パンタグラフの摺動範囲を説明する正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、図３を参照して、パンタグラフのすり板の構造を簡単に説明する。
パンタグラフは、トロリ線に押し付けられる舟体１０を有する。舟体１０は、トロリ線に対して横方向（車両の左右方向）に伸びる細長い部材であり、その上部にはトロリ線と摺動接触するすり板１１が取り付けられている。すり板１１の両側には、斜め下方に湾曲して延びるホーン１２が設けられている。
【００１４】
標準的な偏位Ｗ１（一例で±１５０ｍｍ）の場合、すり板のトロリ線との摺動範囲Ｗは、Ｗ１×２（一例で３００ｍｍ）となる。また、前述のように、オーバーラップ区間などでは、標準的な偏位Ｗ１よりも大きい偏位Ｗ２（一例で±２５０ｍｍ）となる。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るトロリ線の配線方法を簡略化して示す平面図である。図の左から右方向を進行方向とする。
図のＲ１で示す区間は、標準的な偏位量Ｗ１で配線されている区間（一般区間）を示す。通常で一般区間の長さは１３００ｍである。
図のＲ３で示す区間は、パンタグラフが給電を受けるトロリ線が、現行のトロリ線であるＡ線から、次のトロリ線であるＢ線へ移行するオーバーラップ区間であり、標準的な偏位量よりも大きい偏位Ｗ２で配線されている区間を示す。一例で、オーバーラップ区間の長さは１００ｍである。
【００１６】
図のＲ２で示す区間は、一般区間Ｒ１からオーバーラップ区間Ｒ３へ移行する移行区間である。移行区間Ｒ２は、一般区間Ｒ１の長さを考慮して決定される。移行区間Ｒ２内では、＋方向への偏位量が、通常偏位Ｗ１から大偏位Ｗ２まで、一蛇行（一往復、ジグザグの一周期）毎に徐々に増加している。具体的には、一蛇行（一往復、ジグザグの一周期）毎に１０〜２０ｍｍ程度増加する。これにより、すり板とトロリ線との摺動範囲が徐々に＋方向へ広がっていき、両者の摩擦によって温度が上昇する範囲が大偏位Ｗ２まで広がる。したがって、標準的な摺動範囲外の部分も、低融点金属の溶融による潤滑作用が及ぼされ、トロリ線の摩耗を抑制することができる。前述のように、すり板の摺動範囲外の１０〜２０ｍｍの部分も、トロリ線との摩擦による熱が伝導して温度が上昇する。このため、一蛇行毎の偏位増加量をこの温度伝導範囲とすることにより、ある程度温度が上昇した部部分にトロリ線が接触することになるので、同範囲内でのトロリ線との摩擦による急激な温度の上昇を防いで、温度上昇を滑らかにすることができる。
【００１７】
前述のように、架線は、曲線引き金具によって所定の位置で屈曲するように支持されている。この曲線引き金具は、支持柱からレール方向に延びる可動ブラケットに取り付けられている。トロリ線の偏位量を変えるには、この曲線引き金具を可動ブラケットに取り付ける位置を調整すればよい。
また、移行区間の一蛇行毎の偏位量は、一般区間の長さや、一般区間内のジグザグの回数などによって決定する。
【００１８】
本実施例では、＋方向の偏位を徐々に増加させる例について説明したが、＋方向と同時に−方向の偏位を増加させてもよい。この場合、温度上昇範囲が−方向にも広がるので、オーバーラップ区間Ｒ３において、次のトロリ線であるＢ線も、温度が上昇したすり板と接触することになり、Ｂ線の摩耗も低減できる。
【００１９】
図２は、本発明の偏位構成方法を適用した架線におけるすり板の温度分布を計測した結果の一例を示すグラフである。縦軸はすり板の表面温度（℃）、横軸はすり板の偏位位置（ｍｍ）を示す。偏位位置０がすり板の中心を示し、偏位１５０ｍｍまので範囲が標準的な摺動範囲を示す。往復回数は、移行区間内での蛇行（往復）の回数（ジグザグの周期の回数）を示す。偏位は１５０ｍｍまで一定の範囲で試験を行った。移行区間通過後のすり板の各偏位位置での温度を計測した。パンタグラフの速度は２５０ｋｍ／ｈ、電流値は３００Ａである。
グラフからわかるように、往復回数が１回の場合は摺動範囲内と摺動範囲外で大きな温度差は生じないが、蛇行回数が増えると、標準的な摺動範囲内の温度が上昇するとともに、標準的摺動範囲外の部分の温度も上昇している。そして、標準的摺動範囲外の、温度が上昇する範囲が徐々に広がっている。ただし、蛇行回数が８回を超えると、温度上昇値、温度上昇範囲ともほとんど変化しない。この例では、蛇行回数が８回以上で、摺動範囲から約１００ｍｍ外側まで温度上昇範囲が広がっている。この結果から、蛇行回数を８回程度とすると、十分な効果が期待できることがわかる。
【符号の説明】
【００２０】
１０  舟体                        １１  すり板
１２  ホーン
Ｒ１  一般区間                      Ｒ２  移行区間
Ｒ３  オーバーラップ区間
【図１】
0005744772.tif 000002
【図２】
0005744772.tif 000003
【図３】
0005744772.tif 000004