(57)【要約】【課題】トロリ線等の架空電車線の固定点における反射波の発生を抑制して集電性能を向上させることができる電車線の支持構造を提供する。【解決手段】架空トロリ線１１が、上下方向に固定される固定点から当該トロリ線１１の波動の反進行方向に距離Ｌ（ｍ）付近の位置で、ダンパ３を介して支持構造物２へ吊支され、距離Ｌ（ｍ）が次式のように設定されることを特徴とするトロリ線の支持構造である。【数１】2004131031.tif 000009但し、ｆ：トロリ線の波動の周波数（Ｈｚ）、ρ：トロリ線の密度（ｋｇ／ｍ）、Τ：トロリ線の張力（Ｎ）とする。【選択図】　図１
2004131031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空電車線が、上下方向に固定される固定点から当該架空電車線の波動の反進行方向に距離Ｌ（ｍ）付近の位置で、ダンパを介して支持構造物へ吊支され、前記距離Ｌ（ｍ）が下式のように設定されることを特徴とする架空電車線の支持構造（但し、ｆ：架空電車線の波動の周波数（Ｈｚ）、ρ：架空電車線の密度（ｋｇ／ｍ）、Τ：架空電車線の張力（Ｎ）とする。）。
【数１】
2004131031.tif 000008
【請求項２】
前記架空電車線が吊架線であり、前記固定点が吊架線の支持構造物への支持点であることを特徴とする請求項１に記載の架空電車線の支持構造。
【請求項３】
前記架空電車線が吊架線に吊られたトロリ線であり前記固定点が、前記トロリ線を吊る吊架線の支持構造物への支持点の下方付近に形成されるものであることを特徴とする請求項１に記載の架空電車線の支持構造。
【請求項４】
前記固定点が、前記トロリ線の支持構造物への引き留め位置であることを特徴とする請求項３に記載の架空電車線の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロリ線やこれを吊る吊架線を、波動を抑制しつつ支持する架空電車線の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、電車線におけるシンプルカテナリ吊架方式の構造を概略的に示す図である。シンプルカテナリ吊架方式の架線は、図６に示すように、電車のパンタグラフＰが矢印方向に移動しつつ接触するトロリ線１１と、複数の支持点１２ａ，１２ｂで支持構造物に吊り下げられて上下方向に固定された吊架線１２と、トロリ線１１を吊架線１２に吊り下げるハンガ１３とによって構成されている。このような吊架方式では、架空電車線である吊架線１２とトロリ線１１とが上下方向に固定される支持点１２ａ，１２ｂ付近に、トロリ線１１の硬点ができる。パンタグラフＰが矢印方向に移動すると、このパンタグラフＰの進行方向にトロリ線１１を伝播する進行波Ｗ１　が発生する。トロリ線１１は、支持点１２ａ，１２ｂ付近で上下方向に固定されており、局部的に柔軟性が低下して硬点となっている。このために、進行波Ｗ１　が、トロリ線１１の支持点１２ａ，１２ｂ付近で反射し、反射波Ｗ２　が発生してパンタグラフＰに向かって戻ってくる。その結果、進行波Ｗ１　と反射波Ｗ２　と重なり合ってトロリ線１１が上下に振動し、高速走行時にパンタグラフＰがトロリ線１１から離れて集電性能が低下する。
吊架線１２にも同じく進行波Ｗ１が伝わり、支持点１２ａ，１２ｂにおいて反射波Ｗ２が生じる。これもトロリ線１１の振動を助長する。
支持点１２ａと支持点１２ｂとの間でトロリ線１１がほぼ一様に撓むようにした架線の支持装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この架線の支持装置は、パンタグラフによってトロリ線が押し上げられると弾性支持手段内のばねとダンパが縮み、パンタグラフが通過した後ではそのばねとダンパが伸びて、支持点１２ａと支持点１２ｂとの間でトロリ線がほぼ一様に撓むようにしたものである。そして、それによって、パンタグラフによるトロリ線の押し上げ量をほぼ均一にし、トロリ線の硬点をなくすようにしたものである。
【特許文献１】特開２００１−２７０３４８号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、トロリ線や吊架線の固定点における反射波の発生を抑制して集電性能を向上させることができる架空電車線の支持構造を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定するものではない。請求項１の発明は、架空電車線が、上下方向に固定される固定点から当該トロリ１１の波動の反進行方向に距離Ｌ（ｍ）付近の位置で、ダンパを介して支持構造物へ吊支され、前記距離Ｌ（ｍ）が次式のように設定されることを特徴とする電車線の支持構造である。
【数２】
2004131031.tif 000003
但し、ｆ：電車線の波動の周波数（Ｈｚ）、ρ：電車線の密度（ｋｇ／ｍ）、Τ：電車線の張力（Ｎ）とする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載の電車線の支持構造において、当該電車線が吊架線であり、その固定点が、支持構造物への支持点であることを特徴とする電車線の支持構造である。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項１に記載の電車線の支持構造において、当該電車線が吊架線に吊られたトロリ線であり、その固定点が、吊架線の支持構造物への支持点の下方付近に形成されることを特徴とする電車線の支持構造である。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項３に記載の電車線の支持構造において、固定点が、トロリ線の支持構造物への引き留め位置であることを特徴とする電車線の支持構造である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、この発明の実施の形態を説明する。図１ないし図４はこの発明に係る電車線の支持構造を図式的に示す説明図、図５はこの発明の原理説明図、図６は従来の架線の支持構造の説明図である。
【０００９】
架線１は、線路上空に設置される。架線１は、図１に示すように、トロリ線１１と、吊架線１２と、ハンガ１３とから構成されたシンプルカテナリ式吊架方式の架線である。架線１は、吊架線１２を支持する支持点１２ａと支持点１２ｂとの間の距離（径間）が１０ｍ〜６０ｍ程度になるように支持されている。
【００１０】
トロリ線１１は、電車のパンタグラフが摺動する電線であり、電車に負荷電流を供給する。トロリ線１１は、通常、材質が硬銅又は銅合金などからなり、断面形状が溝付き円形である。吊架線１２は、トロリ線１１の自重による弛み（弛度）が小さくなるようにトロリ線を支持する線条である。吊架線１２は、架線１のばね定数が高くなるように、図示しない自動張力調節装置によって所定の張力がかけられている。吊架線１２は、亜鉛めっき鋼より線などで構成される。ハンガ１３は、トロリ線１１を吊架線１２に吊り下げるための金具である。ハンガ１３は、通常、トロリ線１１を吊架線１２に５ｍ間隔で吊り下げている。
【００１１】
支持構造物２は、架線１を支持するための構造物であり、図示しない電柱、可動ブラケット、架線金具などから構成されている。
【００１２】
ダンパ３は、支持構造物２とトロリ線１１との間に配置され、固定端が支持構造物２に、可動端がトロリ線１１に接続される。ダンパ３は、バネ等による荷重支持機能を持たず、制振の単機能のものであり、例えば、油圧ダンパが適用できる。油圧ダンパは、シリンダ、ピストンロッド、２つのシリンダ室間に介設される絞り弁とを有するものである。
【００１３】
発明者らは、ダンパ３が、トロリ線１１の硬点で反射する反射波を低減するために必要な条件を以下のように求めた。
【００１４】
モデルとして、図５に示すように、径間がＨ（ｍ）、張力Ｔ（Ｎ）のトロリ線１１にダンパ定数μ（Ｎ・ｓ／ｍ）のダンパ３が、固定点（硬点）からＬ（ｍ）離れて取り付けられている場合を考える。このとき、ダンパ３より左側から速度ｃ（ｍ／ｓ）の入射波ｆが右方向に進行するとして、反射波ｇが生じない条件を計算する。
ダンパ３が取り付けられている位置をｘ＝０として、ダンパ３より左側から入射波ｆ（ｔ−ｘ／ｃ）が入る。次にダンパ３で跳ね返った波を反射波ｇ（ｔ＋ｘ／ｃ）とし、またダンパ３を透過した波を透過波ｈ（ｔ−ｘ／ｃ）とする。さらに、透過波ｈが固定点Ｌ（ｘ＝Ｌ）で跳ね返った波を透過波の反射波−ｈ（ｔ＋（ｘ−２Ｌ）／ｃ）とする。
ダンパ３より左側での合成波ｙは、
【数３】
2004131031.tif 000004
であり、ダンパ３より右側での合成波ｚは、
【数４】
2004131031.tif 000005
である。ただし、ｙとｚは、ダンパ３の位置で連続的であるから、境界条件として、
【数５】
2004131031.tif 000006
が成り立たなければならない。したがって、反射波が生じないための条件を導くためには、式（１）、（２）を式（３）、（４）のもとで解けばよいことになる。
これら方程式を解くと、反射波が生じない条件は、ｆを振動数として、
【数６】
2004131031.tif 000007
と表される。
上記より、反射波が生じないためには、式（５）の両者を満足しなければならない。
【００１５】
例えば、入射波をｓｉｎω（ｔ−ｘ／ｃ）、トロリ線の密度１（ｋｇ／ｍ）、その張力１００００（Ｎ）と仮定すると、ダンパ定数が、１００（Ｎ・ｓ／ｍ）で振動数が１（Ｈｚ）のとき、ダンパ３と固定点との距離が２５（ｍ）となり、その点で反射波が０となる。
これは、吊架線１２の入射波、反射波についても全く同様である。
【００１６】
図２，図３には、吊架線１２を支持点１２ａ、１２ｂからＬ（ｍ）離れた位置でダンパ３を介して支持構造物２に支持する例を示す。距離Ｌ（ｍ）を上記同様に設定すれば、吊架線１２における支持点１２ａ、１２ｂで発生する反射波をなくすることができる。
なお、図示しないが、同様の条件で、ダンパ３をトロリ線１１及び吊架線１２の双方に装着することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によると、トロリ線１１や吊架線１２を上下方向に固定する固定点、即ち例えば、吊架線１２においては支持点１２ａ，１２ｂ、トロリ線１１においては硬点である吊架線１２の支持点１２ａ，１２ｂの下方位置から請求項１に記載のＬ（ｍ）付近の位置で、ダンパ３を介して支持構造物２へ吊支したので、硬点等における反射波を抑制して、架線の集電性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係るトロリ線の支持構造を図式的に示す説明図である。
【図２】この発明に係るトロリ線の支持構造を図式的に示す説明図である。
【図３】この発明に係る吊架線の支持構造を図式的に示す説明図である。
【図４】この発明に係る吊架線の支持構造を図式的に示す説明図である。
【図５】この発明の原理説明図である。
【図６】従来の架線の支持構造の説明図である。
【符号の説明】
１　　架線
２　　支持構造物
３　　ダンパ
１１　トロリ線
１２　吊架線
１２ａ　支持点
１２ｂ　支持点
１３　ハンガ
【図１】
2004131031.tif 000010
【図２】
2004131031.tif 000011
【図３】
2004131031.tif 000012
【図４】
2004131031.tif 000013
【図５】
2004131031.tif 000014
【図６】
2004131031.tif 000015