(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線を支持するための曲線引金具において、アーム支持金具（１）に水平及び上下方向に揺動可能で、かつ先端にトロリ線を挟持する直線状のアーム（６）を曲線路の内周側に取り付け、トロリ線（１０）にかけられる横張力（Ｆ）によりトロリ線（１０）に作用する引下力（Ｆ1）を相殺する押上力（Ｐ）をアーム（６）に作用させるばねユニット（７）を配設するとともに、水平方向に揺動するアーム（６）を挟んで両側に、該アーム（６）を定位置に復元させる復元機構としてのばね（１２，１２）を設け、ばね（１２，１２）の拮抗した引張力にてアーム（６）を常に定位置に復帰させるようにしたことを特徴とする曲線引金具。
【請求項２】
トロリ線を支持するための曲線引金具において、アーム支持金具（１）に水平及び上下方向に揺動可能で、かつ先端にトロリ線を挟持する直線状のアーム（６）を曲線路の内周側に取り付け、トロリ線（１０）にかけられる横張力（Ｆ）によりトロリ線（１０）に作用する引下力（Ｆ1）を相殺する押上力（Ｐ）をアーム（６）に作用させるばねユニット（７）を配設するとともに、弾性物質を充填したリング形状の接続部材（１７）の中心部をアーム支持金具（１）に固定し、接続部材（１７）の外周部に形成した接続部（１６）に、アーム（６）の基端側に一体に固定したばねユニット（７）の連結部を接続して、接続部材（１７）の弾性物質の復元力にてアーム（６）を常に定位置に復帰させるようにしたことを特徴とする曲線引金具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気鉄道において、トロリ線の規定の偏位を保持するために使用する曲線引金具に関し、さらに詳しくは、狭小なトンネルにおいて使用するのに適した曲線引金具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電気鉄道の曲線路において、トロリ線の規定の偏位を保持するために使用される曲線引金具として、図１０に示すものが一般に用いられている。
この曲線引金具は、トロリ線１０を挟持するアーム６を曲線路の外周側に取り付けるようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、曲線路においては、トロリ線１０には内周側に向かって横張力Ｆがかけられているが、この横張力Ｆにより、トロリ線１０にはアーム６の取付角度に応じた引上力Ｆ1’が作用することとなる。このため、トロリ線１０を規定の高さ位置に保持することが困難になるだけでなく、パンタグラフがトロリ線１０から離線して電気車への給電阻害を引き起こしたり、トロリ線１０に局部的な異常摩耗が発生する問題が生じていた。
この問題を解決するためには、アーム６の取付角度をできるだけ水平に近くなるようにアーム６を設置することが有効であるが、パンタグラフに支障を生じさせないためにはアーム長の長い曲線引金具が必要となる。しかしながら、狭小なトンネル内の曲線路においては、トンネル内の設備空間が狭いためにこのような曲線引金具を使用することができず、このため、アーム長が短く、しかもアーム６の取付角度の大きい曲線引金具を使用せざるを得なかった。
これにより、横張力Ｆによる引上力Ｆ1’も大きくなるため、上記の問題のほか、特にパンタグラフ通過時に、架線全体が浮き上がるために、加圧部とトンネル内壁面との十分な離間が確保できなくなるという問題も生じていた。そして、特に近年になって、高速運転可能な設備として、トロリ線１０の張力を増加させるケースが多くなっており、この問題はさらに顕著になってきていた。
なお、横張力Ｆにより、トロリ線１０に作用する引上力Ｆ1’を相殺するために、アーム６に強制的に押下力Ｐ’（ばね外力）を作用させることも考えられるが、この方法は、硬点（局部的にトロリ線の柔軟性が損なわれた箇所で、特に、高速運転時には、パンタグラフの離線の要因となる。）の発生の要因になる可能性があり、このため、実用化にはさらなる検証が必要と考えられる。
【０００４】
本発明は、上記従来の曲線引金具の有する問題点を解決し、狭小なトンネルにおいて使用しても、トロリ線に作用する横張力の影響を解消してトロリ線を規定の高さ位置に保持することができ、かつ、パンタグラフ通過時の押上抑制が少なく、高速運転に適した曲線引金具を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本第１発明の曲線引金具は、トロリ線を支持するための曲線引金具において、アーム支持金具に水平及び上下方向に揺動可能で、かつ先端にトロリ線を挟持する直線状のアームを曲線路の内周側に取り付け、トロリ線にかけられる横張力によりトロリ線に作用する引下力を相殺する押上力をアームに作用させるばねユニットを配設するとともに、水平方向に揺動するアームを挟んで両側に、該アームを定位置に復元させる復元機構としてのばねを設け、ばねの拮抗した引張力にてアームを常に定位置に復帰させるようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、同じ目的を達成するため、本第２発明の曲線引金具は、トロリ線を支持するための曲線引金具において、アーム支持金具に水平及び上下方向に揺動可能で、かつ先端にトロリ線を挟持する直線状のアームを曲線路の内周側に取り付け、トロリ線にかけられる横張力によりトロリ線に作用する引下力を相殺する押上力をアームに作用させるばねユニットを配設するとともに、弾性物質を充填したリング形状の接続部材の中心部をアーム支持金具に固定し、接続部材の外周部に形成した接続部に、アームの基端側に一体に固定したばねユニットの連結部を接続して、接続部材の弾性物質の復元力にてアームを常に定位置に復帰させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の曲線引金具は、アームに押上力を作用させるばねユニットを配設することにより、トロリ線に横張力によって作用する引下力を相殺して、トロリ線を規定の高さ位置に保持することができるとともに、この際、ばねユニットのばね定数を適切な値に設定することにより、パンタグラフ通過時の押上抑制を０にすることができ、硬点の発生を助長することもない。
また、アームを曲線路の内周側に取り付けることにより、曲線路において、パンタグラフの外周側が高くなっても、アームとパンタグラフとは、離間することとなり、両者が異常に接近することを防止できる。
さらに、水平方向に揺動するアームを定位置に復元させる復元機構を設けることにより、トロリ線を曲線路上の規定の位置に安定して保持することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の曲線引金具の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図５は、本発明の曲線引金具の第１実施例を示す。
図において、１はアーム支持金具で、これはトンネル天井面Ｔに垂設した碍子Ｇを介して支持した水平主パイプＰＩに取付バンドにて固定するとともに、このアーム支持金具１の下部に、図３に詳示する根付金具２をボルト止めし、この根付金具２に、図４に詳示する結合金具３の基端部を挿入し、軸４にて結合金具３を水平方向に揺動可能に枢着する。
【００１０】
この結合金具３は、基端部はアイ型となっており、クレビス型の根付金具２に挿入して軸４にて枢着して連結するとともに、先端部をクレビス型とし、このクレビス型の先端部に、アーム６の基端部に一体に固定した、図５に詳示するばねユニット７のアイ型の連結部を挿入し、軸５にてアーム６を上下方向に揺動可能に枢着する。
なお、この根付金具２、結合金具３及びばねユニット７の各結合部のアイ型、クレビス型の端部形状は、本実施例のものに限定されず、例えば、互いに係止可能であれば上記説明と逆に構成することもできる。
【００１１】
アーム６の基端側に一体に固定したばねユニット７は、図５に詳示するように、アーム６の基端側に連なるばねユニット本体７０と、ばねユニット本体７０を上下に貫通し、その上端を結合金具３に軸８にて枢着したロッド７１と、ばねユニット本体７０を介してアーム６に押上力を作用させるように配設したばね７２とで構成する。
この場合において、ロッド７１は、ボルト状に形成して、その下端部に調整用ナット７３を螺合し、この調整用ナット７３の回動にて、ばね７２によるアーム６の押上力を調整可能とし、トロリ線へ所望の押上力が作用するように調整できるようにする。
【００１２】
アーム６は、図１〜図２に示すように、直線形状からなり、その先端にイヤー９を固着し、トロリ線１０を挟持するようにするとともに、先端部分にばね取付具１１を固定する。
そして、図２に示すように、ばね取付具１１の両端、すなわちアーム６を挟んで両側に、水平方向に揺動するアーム６を定位置に復元させる復元機構としてのばね１２，１２の一端側を係止する。このばね１２，１２の他端側は、アーム支持金具１に取り付けたアングル材１３に、アイボルト１４，１４を介して係止する。
これにより、ばね１２，１２は、アーム支持金具１側の間隔が大に、アーム６の先端側の間隔が小となるＶ字形に張設され、アーム６が水平方向に揺動しても、ばね１２，１２の拮抗した引張力にてアーム６を常に定位置に復帰させることができるように構成されている。
【００１３】
トロリ線１０の上方位置には、吊架線Ｍが設けられるが、この吊架線Ｍは、従来と同様の方法、具体的には、水平主パイプＰＩに取り付けた吊架線支持滑車Ｋによって支持される。
【００１４】
図６は、本発明の曲線引金具の第２実施例を示す。
この実施例は、ばねユニット７のロッド７１の上端をアーム支持金具１の一部に軸８にて枢着したものである。
なお、その他の構成は、上記第１実施例と同様である。
【００１５】
図７は、本発明の曲線引金具の第３実施例を示す。
この実施例は、水平方向に揺動したアーム６を定位置に復元させる復元機構として、リング形状に弾性物質を充填した接続部材１７を使用したもので、この接続部材１７の中心部をアーム支持金具１に固定するとともに、接続部材１７の外周部に形成したクレビス型の接続部１６に、アーム６の基端側に一体に固定したばねユニット７のアイ型の連結部を挿入し、軸５にてアーム６を上下方向に揺動可能に枢着することにより、アーム６を水平及び上下方向に揺動可能に、かつ、水平方向に揺動したアーム６を接続部材１７の弾性物質の復元力により定位置に復元させるようにしたものである。
なお、その他の構成は、上記第２実施例と同様である。
【００１６】
上記の構成からなる曲線引金具は、図８に示すように、トロリ線１０を挟持するアーム６を曲線路の内周側に取り付けられる。
曲線路は、その曲率に応じてレールが傾斜して敷設されているため、レール上を走行する車輌のパンタグラフＰＧも、曲線路の外周側が高くなるが、この曲線引金具の場合は、アーム６とパンタグラフＰＧとは、離間することとなり、両者が異常に接近することを防止でき、アーム６の取付方法や曲線引金具の形状に制約が生じることがない。
また、トロリ線１０には横張力Ｆがかけられ、この横張力Ｆによりトロリ線１０には引下力Ｆ1が作用することとなるが、アーム６に押上力Ｐを作用させるばねユニット７を配設することにより、引下力Ｆ1を相殺して、トロリ線を規定の高さ位置に保持することができるとともに、硬点の発生を助長することもない。
ここで、上記のとおり曲線引金具を構成して、引下力Ｆ1をばねユニット７による押上力Ｐにより相殺した場合には、硬点が発生しにくいことを、図９を用いて説明する。ただし、押上力Ｐ（ばね外力）の作用点は、便宜上、トロリ線の位置として説明する。
図９に示すように、横張力Ｆがかけられたアーム（長さ：Ｌ）が取付角度θで押上ばね（ばね定数：ｋ）によって、横張力Ｆによる復元力ｆ1と押上ばねによる復元力ｆ2が釣り合っているとすると、Δｘだけ押し上げられた場合（取付角度：θ’）、復元力ｆ1，ｆ2の変化は、(1)、(2)式にようになる。
(1) 横張力Ｆによる復元力（下方向）ｆ1の変化
Δｆ1＝Ｆ・ｔａｎθ’ーＦ・ｔａｎθ
＝ーＦ（ｔａｎθーｔａｎθ’）
(2) 押上ばねによる復元力（下方向）ｆ2の変化
Δｆ2＝（ｈ−ｈ’）・ｋ
＝Ｌ0（ｔａｎθーｔａｎθ’）・ｋ
＝Ｌ・ｃｏｓθ（ｔａｎθーｔａｎθ’）・ｋ
ところで、押上ばねのばね定数ｋは、(4)式が成立するように(3)式に示すように選定されている。
(3) 押上ばねのばね定数ｋ
ｋ＝Ｆ／（Ｌ・ｃｏｓθ）
(4) 押上量Δｘに対する横張力Ｆによる復元力と押上ばねによる復元力の関係
Δｆ1＋Δｆ2＝０
すなわち、見掛けの等価ばね定数が０となるため、硬点の発生はないことになる。
【００１７】
この場合、ロッド７１の下端部に螺合した調整用ナット７３を回動することにより、ばね７２によるアーム６の押上力Ｐを調整し、トロリ線へ所望の押上力Ｐが作用するようにする。
また、復元機構により、水平方向に揺動するアーム６を定位置に復元させ、トロリ線１０を規定の位置に保持するようにする。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の曲線引金具によれば、アームに押上力を作用させるばねユニットを配設することにより、トロリ線に横張力によって作用する引下力を相殺して、トロリ線を規定の高さ位置に保持することができるとともに、この際、ばねユニットのばね定数を適切な値に設定することにより、パンタグラフ通過時の押上抑制を０にすることができ、硬点の発生を助長することもない。そして、これにより、従来の曲線引金具が有していた、パンタグラフがトロリ線から離線したり、トロリ線に局部的な異常摩耗が発生する問題や、架線全体が浮き上がるために加圧部とトンネル壁面との十分な離間が確保できなくなるという問題を解消することができる。
また、アームを曲線路の内周側に取り付けることにより、曲線路において、パンタグラフの外周側が高くなっても、アームとパンタグラフとは、離間することとなり、両者が異常に接近することを防止できる。
さらに、水平方向に揺動するアームを定位置に復元させる復元機構を設けることにより、トロリ線を曲線路上の規定の位置に安定して保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の曲線引金具の第１実施例を示す正面図である。
【図２】  同平面図である。
【図３】  根付金具を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は正面図である。
【図４】  結合金具を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は先端部の平面図、（Ｃ）は要部の底面図である。
【図５】  ばねユニットを示す断面図である。
【図６】  本発明の曲線引金具の第２実施例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は平面図である。
【図７】  本発明の曲線引金具の第３実施例を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は要部の平面図である。
【図８】  本発明の曲線引金具の設置例を示す説明図である。
【図９】  本発明の曲線引金具の作用の説明図である。
【図１０】  従来の曲線引金具の設置例を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｐ  押上力
１  アーム支持金具
２  根付金具
３  結合金具
４  軸
５  軸
６  アーム
７  ばねユニット
７１  ロッド
７２  ばね
８  軸
９  イヤー
１０  トロリ線
１２  ばね（復元機構）
１７  接続部材（復元機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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