(57)【要約】【課題】摺接レールと架台との接合性を高めることができる複合剛体電車線とその製造方法を提供する。【解決手段】集電シューに摺接される摺接レール1と、この摺接レール1が固定される架台2とを具備する複合剛体電車線である。この摺接レール1は、中央片11と、中央片11の両側から屈曲して伸延された側片12とを有する。前記架台2は、前記側片12がはめ込まれてかしめ止められる取付溝24を有する。そして、摺接レール1は、前記中央片の幅W1と側片の幅W2との比率W1/W2が3.0以上で、この中央片11が幅方向の実質的に全面にわたって架台に接触されている。【選択図】図１
2007145065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電シューに摺接される摺接レールと、この摺接レールが固定される架台とを具備する複合剛体電車線であって、
前記摺接レールは、中央片と、中央片の両側から屈曲して伸延された側片とを有し、
前記架台は、前記側片がはめ込まれてかしめ止められる取付溝を有し、
前記中央片の幅W1と側片の幅W2との比率W1/W2が3.0以上で、
この中央片が幅方向の実質的に全面にわたって架台に接触されていることを特徴とする複合剛体電車線。
【請求項２】
前記比率W1/W2が5.0以上であることを特徴とする請求項１に記載の複合剛体電車線。
【請求項３】
前記摺接レールの厚みが5.0mm以上であることを特徴とする請求項１または2に記載の複合剛体電車線。
【請求項４】
前記架台がアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、前記摺接レールがステンレスからなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の複合剛体電車線。
【請求項５】
摺接レールを用意する第一準備工程と、架台を用意する第二準備工程と、摺接レールを架台に固定する取付工程とを具備する複合剛体電車線の製造方法であって、
前記第一準備工程で用意される摺接レールは、幅方向の中間が低く両側が高い反りを有する中央片と、中央片の両側から屈曲して伸延された側片とを有し、
前記第二準備工程で用意される架台は取付溝を有し、
前記取付工程は、摺接レールの側片を架台の取付溝にはめ込み、前記反りを押さえ込むように摺接レールの中央片を押圧しながら、取付溝の溝幅が狭まる方向に架台をかしめて摺接レールを架台に固定することを特徴とする複合剛体電車線の製造方法。
【請求項６】
前記摺接レールの反り幅は、次の手順にて決定することを特徴とする請求項５に記載の複合剛体電車線の製造方法。
(1)幅方向に反りのない点を除いて前記摺接レールと同様の比較用摺接レールを用意する。
(2)この比較用摺接レールの側片を前記と同様の架台の取付溝にはめ込み、比較用摺接レールの中央片を押圧しながら、取付溝の溝幅が狭まる方向に架台をかしめて比較用摺接レールを架台に固定する。
(3)中央片の押圧を解除した際、比較用摺接レールの中央片と架台との間に形成される隙間の間隔を前記反り幅の基準とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地下鉄やモノレールなどに利用される複合剛体電車線とその製造方法に関するものである。特に、集電シューに摺接される摺接レールと、この摺接レールがかしめ止めされる架台とを具備する複合剛体電車線において、摺接レールと架台との密接性を高めることができる複合剛体電車線に関する。
【背景技術】
【０００２】
剛体電車線として、ステンレスの摺接レールをアルミニウム合金の架台にかしめ止めした構成が知られている（例えば特許文献１）。図４(A)に示すように、この摺接レール1は、水平面状で集電シューと接触する中央片11と、この中央片11の両側から屈曲するように伸延される側片12とを有する断面が［型の長尺材である。一方、架台2は、図４(B)に示すように、モノレールなどの線路構造体側に固定される取付片21と、摺接レールが取り付けられる台座片22と、両辺21,22を連結する連結片23とから構成される。この台座片22の上面には、取付溝24が形成されており、摺接レール1を架台2に取り付ける際、この取付溝24に側片12がはめ込まれる。そして、その状態で、上部から摺接レール1を台座片22に押圧し、同時に台座片22を両側から取付溝24の溝幅が狭まる方向に圧縮することで摺接レール1を架台2にかしめ止めする。
【０００３】
【特許文献１】特開昭61-143233号公報  第１図
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、以上のようにして得られる剛体電車線では、図５に示すように、摺接レール1の中央片11が上方に突出するよう湾曲して、中央片11と架台2の台座片22との間に隙間G1ができてしまう。これは、摺接レール1と架台2の製作公差により、摺接レール1の側片12の内側と台座片22の取付溝24との間に隙間G2（図4(B)）が形成されるため、台座片22を両側から圧縮した際、摺接レール1も幅方向に圧縮され、中央片11が上方（台座片22から離れる方向）に膨らんで湾曲してしまうからである。摺接レール1を架台2にかしめ止めする際、同レール1の中央片11は上部から台座片側に圧接するように押圧されているが、摺接レール1には中央片11を湾曲させようとする応力が残留する。そのため、かしめ止め工程が完了して、この上部からの押圧が解除されると、摺接レール1の中央片11は上方に膨らんで湾曲し、隙間G1ができてしまうのである。
【０００５】
そして、摺接レールの中央片11と架台の台座片22との間に隙間G1が生じると、次のような問題を生じる。
【０００６】
(1)摺接レールと架台との接触抵抗が大きくなる。
剛体電車線は電力供給路として利用されるが、摺接レールの中央片と架台の台座片との間に隙間ができると、摺接レールと架台との接触抵抗が大きくなり、電力供給路として好ましくないことは明らかである。
【０００７】
(2)地下鉄やモノレールなど、走行車両の集電効率が落ちる。
摺接レールの中央片には走行車両の集電シューが摺接される。その際、中央片が湾曲していたのでは、集電シューと中央片との接触面積が小さくなり、集電効率の低下を招くことになる。
【０００８】
(3)摺接レールの寿命が短くなる。
摺接レールの中央片が上方に膨らむように湾曲すると、集電シューが中央片表面の一部にのみ接触することになり、この中央片が局部的に偏摩耗する。その結果、摺接レールの寿命が短くなる。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、摺接レールと架台との接合性を高めることができる複合剛体電車線を提供することにある。
【００１０】
また、本発明の他の目的は、摺接レールが高い平面性をもって架台に固定された複合剛体電車線を提供することにある。
【００１１】
さらに、本発明の他の目的は、摺接レールの中央片と架台の台座片との間に隙間が生じることなく摺接レールを架台にかしめ止めできる複合剛体電車線の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、大型の複合剛体電車線、特に幅の広い摺接レールを用いた複合剛体電車線の場合に、摺接レールの中央片と架台の台座片との間に隙間が生じやすいとの知見に基づいてなされたもので、予め中央片に反りを設けた摺接レールを用いることで上記の目的を達成する。
【００１３】
本発明複合剛体電車線は、集電シューに摺接される摺接レールと、この摺接レールが固定される架台とを具備する複合剛体電車線である。この摺接レールは、中央片と、中央片の両側から屈曲して伸延された側片とを有する。前記架台は、前記側片がはめ込まれてかしめ止められる取付溝を有する。そして、前記中央片の幅W1と側片の幅W2との比率W1/W2が3.0以上で、この中央片が幅方向の実質的に全面にわたって架台に接触されていることを特徴とする。
【００１４】
中央片の幅W1と側片の幅W2との比率W1/W2が3.0以上である摺接レールは、中央片の幅が広く、側片の幅が小さい。このような摺接レールは、架台にかしめ止めする際に、架台幅方向への圧縮で中央片に対して側片をさらに屈曲させるよりも中央片が図５に示すように湾曲しやすく、同図に示す隙間G1が生じやすい。そのため、このような幅広の摺接レールを用いる場合であっても、後述するように、予め幅方向に反りを有する摺接レールを用いることで、この中央片が幅方向全面にわたって架台に実質的に接触された複合剛体電車線を得ることができる。
【００１５】
この本発明複合剛体電車線において、以下の（A）〜（C）の構成を単独でまたは複合して具備することが好ましい。
【００１６】
(A)比率W1/W2を5.0以上とする。
この比率W1/W2が5.0以上であれば、中央片の幅が側片の幅に対して非常に広い摺接レールを用いている場合である。このような大型の摺接レールは、架台にかしめ止めする際により一層中央片が湾曲しやすく、図５の隙間G1が形成されやすくなる。後述するように、予め幅方向に反りを有する摺接レールを用いることで、比率W1/W2が5.0以上となる幅広の摺接レールを用いた場合でも、摺接レールにおける中央片が架台に密接された複合剛体電車線を得ることができる。
【００１７】
(B)摺接レールの厚みを5.0mm以上とする。
摺接レールの厚みが大きいと、同レールを架台にかしめ止めする際、中央片に対して側片を曲げ難い。それに伴い、図５に示すように中央片が湾曲して架台との間に隙間G1ができやすくなる。そのため、摺接レールの厚みを5.0mm以上の摺接レールを用いる場合に、摺接レールと架台との間に隙間ができないようにできることは両者の接触抵抗の低減や走行車両の集電効率向上の点で有効である。
【００１８】
(C)架台をアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、摺接レールをステンレスとする。
アルミニウムまたはアルミニウム合金は、導電性や成形性に優れるため、剛体電車線の架台として好適な材料である。摺接レールは集電シューに摺接するため、導電性が必要であると共に高い耐摩耗性や耐食性も求められる。そのため、この要件を満たす材料としてステンレスが好適である。
【００１９】
一方、本発明複合剛体電車線の製造方法は、摺接レールを用意する第一準備工程と、架台を用意する第二準備工程と、摺接レールを架台に固定する取付工程とを具備する複合剛体電車線の製造方法である。この第一準備工程で用意される摺接レールは、幅方向の中間が低く両側が高い反りを有する中央片と、中央片の両側から屈曲して伸延された側片とを有する。また、第二準備工程で用意される架台は取付溝を有する。そして、前記取付工程は、摺接レールの側片を架台の取付溝にはめ込み、前記反りを押さえ込むように摺接レールの中央片を押圧しながら、取付溝の溝幅が狭まる方向に架台をかしめて摺接レールを架台に固定することを特徴とする。
【００２０】
この製造方法によれば、摺接レールを架台にかしめ止めする際、幅方向に摺接レールが圧縮されても、この摺接レールには、予め中央片の中間が低く両側が高くなるような反りが設けられている。そのため、かしめ後に摺接レールの中央片を架台に押圧する力が解除されても、中央片の中間が高く両側が低くなるように摺接レールが湾曲することを抑制でき、同レールの中央片と架台との間に隙間ができることを防止できる。
【００２１】
この本発明複合剛体電車線の製造方法において、前記摺接レールの反り幅は、次の手順にて決定することが好ましい。
【００２２】
(1)幅方向に反りのない点を除いて前記摺接レールと同様の比較用摺接レールを用意する。
(2)この比較用摺接レールの側片を前記と同様の架台の取付溝にはめ込み、比較用摺接レールの中央片を押圧しながら、取付溝の溝幅が狭まる方向に架台をかしめて比較用摺接レールを架台に固定する。
(3)中央片の押圧を解除した際、比較用摺接レールの中央片と架台との間に形成される隙間の間隔を前記反り幅の基準とする。
【００２３】
つまり、図４に示した摺接レール1と同様に、反りのない比較用摺接レールを用い、このレールを架台にかしめ止めした場合に比較用摺接レールと架台との間に形成される隙間を基準にして摺接レールの反り幅を決定する。そのような反り幅を有する摺接レールを中央片が平板状にあるように押圧して架台にかしめ止めすれば、この押圧を解除した後でも中央片と架台との間に隙間が形成されることはない。例えば、摺接レールの反り幅は、比較用摺接レールをかしめ止めした際の架台との隙間と同一の値としても良いし、この隙間よりも若干大きい値としても良い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明複合剛体電車線によれば、摺接レールを架台に密着できるため、両者の間に隙間ができることを抑制することができる。それに伴い、摺接レールと架台との接触抵抗を低減でき、かつ架台に固定された摺接レールの平面性を向上させることで、走行車両の集電効率や摺接レールの偏摩耗を改善することができる。
【００２５】
また、本発明複合剛体電車線の製造方法によれば、予め所定の反りを有する摺接レールを用いて架台にかしめ止めすることで、同レールの中央片が架台から離れる方向に湾曲して架台との間に隙間ができることを抑制できる。特に、従来の剛体電車線の製造設備を利用することで、摺接レールと架台との密着性の高い複合剛体電車線を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００２７】
（全体構成）
本発明複合剛体電車線は、いわゆるレール型の電車線で、図１に示すように、摺接レール1と架台2とを具備する。摺接レール1は、架台2の長手方向に沿ってかしめ止めにより固定されており、モノレールなどの集電シューが摺接する箇所である。一方、架台2は、主として給電線としての機能を有すると共に、剛体電車線をモノレールなどの線路構造体側に固定するための取付部としての機能を有する。このような剛体電車線は、通常、長さが12〜15m程度の長尺ユニットとして製品化され、このユニットを多数長手方向に接続することで電車線路が構築される。
【００２８】
（摺接レール）
摺接レール1は、図示しない集電シューと接触する中央片11と、この中央片11の両側から屈曲して伸延された側片12とが一体化された断面が［型の部材である。このうち、側片12が後述する架台2の取付溝24にはめ込まれてかしめ止めされる。
【００２９】
ここで、架台に固定する前の段階における摺接レールを図２(A)に示す。この摺接レール1は、側片12が下方に突出するよう配置した場合、中央片11の幅方向における中間が低く、両側が高くなった反りを有するものが用いられる。反り幅h（中央片11の表面における最も低い箇所と高い箇所との差）は、予め反りのない比較用摺接レール（図４(A)と同様の構成）を架台にかしめ止めした際、比較用摺接レールの中央片と架台との間に形成される隙間の大きさを基準に決定する。この比較用摺接レールの架台へのかしめ止めは、同レールの中央片を架台に押圧しながら行う。反りのない比較用摺接レールを架台にかしめ止めした際、剛体電車線のサイズにもよるが、比較用摺接レールと架台との間には、最大で1.0mm〜3.0mm程度の隙間が形成される。そのため、摺接レール1の反り幅hは1.0mm〜3.0mm程度とすればよい。
【００３０】
また、この摺接レール1は、中央片11の幅W1と側片12の幅W2との比率W1/W2が3.0以上のものとする。この比率W1/W2が3.0未満の場合、予め反りを設けた摺接レール1を用いなくても、同レール1を架台2にかしめ止めした際、摺接レール1と架台2との間に隙間が形成されにくいからである。ここで、中央片11の幅W1とは、図１に示すように、架台2に固定された摺接レール1において、中央片上面の延長面と各側片の外側面の延長面の交点間の距離をいう。また、側片12の幅W2とは、同じく図１に示すように、架台2に固定された摺接レール1において、中央片下面と側片下端との垂直方向距離をいう。
【００３１】
さらに、摺接レール1の厚みは5.0mm以上のものが好適である。この摺接レールの厚みが5.0m未満の場合、やはり予め反りを設けた摺接レールを用いなくても、同レールを架台にかしめ止めした際、摺接レールと架台との間に隙間が形成されにくいからである。
【００３２】
摺接レール1の材質としては、耐摩耗性、耐食性や加工性に優れ、かつ導電性を有する材料が好ましい。具体的にはSUS304、SUS430などのステンレスが挙げられる。
【００３３】
そして、このような摺接レール1は、ロールフォーミングなどの適宜な成形技術を用いて成形する。例えば、長尺の平板の両側を屈曲させることで、中央片11および中央片11に対して屈曲した両側片12を形成し、さらに中央片11も幅方向に屈曲させることで反りを形成する。
【００３４】
（架台）
架台2は、モノレールなどの線路構造体側に固定される取付片21と、摺接レール1が取り付けられる台座片22と、両片21,22を連結する連結片23とから構成される（図１、図２(B)）。取付片21は、水平方向に延びるほぼ帯状の形態で、その断面において中央部に連結片23が一体化され、かつ上部には連結片23に向かって上りの傾斜面を有している。連結片23は垂直方向に延びるほぼ帯状の形態で、下端に取付片21が、上端に台座片22が一体化されている。台座片22は断面が扁平な長尺材で、その上面には、摺接レール1の側片12がはめ込まれる取付溝24が形成され、下面の中央部に連結片23が一体化されている。ここでは、台座片22の両側寄りの位置に架台2の長手方向に沿った計２本の溝を取付溝24として形成している。この取付溝24に摺接レール1の側片12をはめ込み、台座片22を両側から圧縮することで取付溝24の幅を狭め、摺接レール1が架台2にかしめ止めされる。
【００３５】
架台2の材質としては、導電性や成形性に優れる材料が好適に利用できる。具体的には、アルミニウムやアルミニウム合金が挙げられる。アルミニウム合金としては、JIS  6000番系（Al-Mg-Si系）合金が挙げられる。さらに、この架台2は例えば押出により成形される。
【００３６】
＜摺接レールの架台への取り付け手順＞
以上の摺接レール1は、次のようにして架台2に固定される。
【００３７】
まず、図2(A)に示すような反りを持った摺接レール1を用意し、さらに同図(B)に示すような架台2を用意する。
【００３８】
次に、この架台2の各取付溝24に、摺接レール1の側片12の各々をはめ込み、台座片22上に中央片11が位置するように摺接レール1を配置する。必要に応じて、摺接レール1と架台2との間に導電性コンパウンドを介在し、摺接レール1と架台2との接触抵抗をより小さくすることが好ましい。
【００３９】
この状態の摺接レール1と架台2の組合せ体を図3に示すかしめ機に導入する。このかしめ機3は、架台2を取付片の下面から支持する下部ローラ31、摺接レール1の中央片を上方から架台2に押圧する上部ローラ32、架台1の台座片を両側から挟みこんで押圧する左右の各側方ローラ33,34からなる合計４つのローラを有している。このうち、各側方ローラ33,34の外周面は、台座片をかしめた際、摺接レールの側片の傾斜にほぼ沿うような傾斜面に形成されている。そして、これらの各ローラ31〜34を回転することで、導入された組合せ体を加工しながら一方向に送り出す。
【００４０】
このかしめ機に上記組合せ体を導入すると、上部ローラ31が摺接レール1の中央片11（図１を参照）を架台2に押圧して反りを押さえ込み、実質的に中央片11を水平状態に維持させる。その状態で、左右の側方ローラ33,34で架台2の台座片22（図１を参照）を両側から圧縮する。すると、取付溝24（図１を参照）の溝幅が狭くなる方向に台座片22が圧縮され、この取付溝間に摺接レール1の側片12（図１を参照）がかしめ止められる。
【００４１】
この側方ローラ33,34の圧縮により、中央片11は上方に膨らむように湾曲しようとするが、予め逆方向の反りが付与されているため、この反りが上記湾曲を抑制する。その結果、かしめ機から排出された剛体電車線は、図1に示すように、摺接レール1の中央片11の下面は架台の台座片22と幅方向の実質的全面にわたって接触し、かつ摺接レール1の中央片11の上面は実質的に水平面に形成される。
【実施例】
【００４２】
図１に記載の本発明複合剛体電車線として下記の実施例１を作製し、この実施例における摺接レールと架台との間の隙間の有無を調べてみた。各電車線の仕様は次の通りである。
【００４３】
＜実施例１＞
架台の材質：アルミニウム合金（JIS  A6063-T5）
かしめ前の架台台座片の幅：114mm
架台の高さ：99mm
連結片の幅：18mm
摺接レールの材質：ステンレス鋼（SUS304）
摺接レールの反り幅h：1.5mm±0.5mm（加工公差を考慮）
摺接レールの中央片の幅W1：約92mm
摺接レールの側片の幅W2：約14.3mm
比率W1/W2：約6.4
摺接レールの厚さ：6mm
【００４４】
＜比較例＞
また、比較のため、上記実施例１における摺接レールの反り幅が0の比較例も作製して、同様に摺接レールの中央片と架台との隙間の有無を調べてみた。
【００４５】
＜結果＞
その結果、実施例１は摺接レールの中央片が、その幅方向の全面にわたって架台に密着されていることがわかった。一方、比較例では、摺接レールの中央片が架台から離れる方向に浮き上がって湾曲し、架台との間に隙間が形成されていた。この隙間の最大幅は2.0mmであった。
【００４６】
＜実施例２＞
さらに、図１と同様の構成で、比率W1/W2および摺接レールの厚さが異なる剛体電車線の作製も行ってみた。その結果、比率W1/W2が3.0以上、摺接レールの厚さが5.0mm以上の場合でも、摺接レールの中央片は、その幅方向の全面にわたって架台に接触し、かつ高い平面性を有することが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明電車線は、地下鉄、モノレール、新交通システムなどの複合剛体電車線として好適に利用することができる。また、本発明製造方法は、このような複合剛体電車線の製造に好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明複合剛体電車線の横断面図である。
【図２】(A)は本発明複合剛体電車線に用いる摺接レールの横断面図、(B)は摺接レールを架台にかしめ止めする前の状態を示す本発明剛体電車線の横断面図である。
【図３】摺接レールを架台にかしめ止めするかしめ機の概略構成図である。
【図４】(A)は従来の複合剛体電車線に用いる摺接レールの横断面図、(B)はその摺接レールを架台にかしめ止めする前の状態を示す従来の複合剛体電車線の横断面図である。
【図５】従来の複合剛体電車線の横断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
1  摺接レール
11  中央片  12  側片
2  架台
21  取付片  22  台座片  23  連結片  24  取付溝
3  かしめ機
31  下部ローラ  32  上部ローラ  33、34  側方ローラ
【図１】
2007145065.tif 000003
【図２】
2007145065.tif 000004
【図３】
2007145065.tif 000005
【図４】
2007145065.tif 000006
【図５】
2007145065.tif 000007