JP6716338B2 - 架空線のばね式張力バランサの引き出し装置 - Google Patents

Description

本発明は、電車線路用のトロリ線、き電ちょう架線等の架空線の張力を一定に保つために、支持構造物と架空線との間の高所に設置されているばね式張力バランサの初期張力を調整するために、当該張力バランサの内筒を所定位置まで外筒から引き出す作業を行うための装置に関する。

電車線路用の架空線を高所においてコンクリート柱のような支持構造物に引留めるばね式張力バランサは、コイルばねを内蔵した外筒と、この外筒内に嵌挿され、ばねにより外筒内へ引き込まれる内筒とを備え、内筒の先端部に架空線が接続される。内筒は、所望の初期張力が得られるまで、ばね力に抗して外筒から引き出される。

このようなばね式張力バランサは、架空線の伸縮や移動に応じてコイルばねの弾性で架空線に一定の張力を付与する公知のものである。ばね式張力バランサは、例えば特許文献１に示されるように、コンクリート柱から斜めに上方へ延びる斜め支持アームにより、外筒の先端側においてコンクリート柱に支持されることがある。

一方、架空線が何らかの原因で断線したとき、上記のようなばね式張力バランサを高所の設置場所から地上へ降ろすことなく、高所に設置したまま、短時間で復旧工事を行うために使用される内筒の引き出し装置が特許文献２に提案されている。この引き出し装置は、外筒に離脱可能に懸架される取り付け部材と、この取り付け部材に離脱可能に支持される一対の圧力シリンダと、この圧力シリンダのロッドを内筒の先端側に離脱可能に結合する連結部材と、圧力ホースを介して圧力シリンダに圧力を供給するように地上に配置される圧力装置を具備する。

一対の圧力シリンダは、軸線を外筒の軸線と平行に向けロッドを外筒の先端方向へ突出させるように配置される。この引き出し装置は、高所に設置された張力バランサに装着され、地上から供給される油圧により、圧力シリンダのロッドを突出させ、内筒を所定位置まで外筒から引き出すように用いられる。

特開２０１０−１７９６７３号公報 特開２０１０−１７３５４５号公報

特許文献２に記載された引き出し装置は、使用に当たり、地上で油圧装置を操作する作業者と、高所に上がって、張力バランサへの装置の装着と調整、地上作業者への指示等を行う作業者の少なくとも２人の人員を必要とする。また圧力装置を含むので、装置が大型、大重量で、取り扱いが容易でないという難点がある。

上記引き出し装置は、特許文献１に記載されるように、斜め支持アームにより、外筒の先端側においてコンクリート柱に支持される形式の張力バランサへの適用も予定されているため、圧力シリンダの長さが斜め支持アームとの接続部に干渉しない長さに設定されている。このため、内筒の引き出し長さが、圧力シリンダの長さに制限される結果、引き出し長さが不十分で、標準の初期張力が得られない場合がある。応急の復旧工事においては、これで間に合うが、架空線の新設工事等においては、この引き出し装置を使用することができない。

ところで、ばね式張力バランサには、その張力の差に応じて外筒の半径の異なるものが複数種類存在する。上記引き出し装置は、このような複数種類の張力バランサに柔軟に対応することができない。

したがって、本発明は、第１に、比較的、小型軽量で、取り扱いが容易であり、高所に上がった１人の作業者だけで装置の装着と引き出し操作を行うことができるばね式張力バランサの引き出し装置を提供することを目的としている。第２に、本発明は、支持アームと外筒との接続部の位置にかかわらず、内筒の所要の引き出し長さを得ることができるばね式張力バランサの引き出し装置を提供することを目的としている。第３に、本発明は、外筒の半径の異なる複数種類の張力バランサに柔軟に適用できるばね式張力バランサの引き出し装置を提供することを目的としている。

以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

上記第１の課題を解決するための、本発明の引き出し装置１は、外筒５２に離脱可能に懸架される取り付け部材２と、この取り付け部材２に離脱可能に支持され軸線を外筒５２の軸線と平行に向けたねじ軸４を外筒５２の先端方向へ突出させる一対のスクリュージャッキ３と、ねじ軸４を内筒５３の先端側に離脱可能に結合する連結部材５と、一対のスクリュージャッキ３を同時に駆動するための駆動軸６とを具備する。一対のスクリュージャッキ３は、互いのスプライン孔３２ａを外筒５２の軸線と直交する同一軸線上に配置させるように対向した駆動歯車３２をそれぞれ具備する。駆動軸６は、一端側に駆動操作部を具備し、駆動歯車３２のスプライン孔３２ａに抜き差し自在のスプライン軸からなる。

第２の課題を解決するための、本発明の引き出し装置１は、ねじ軸４が、連結部材５を介して内筒５３の先端側に結合される先端軸３７と、この先端軸３７における内筒５３の引き出し方向と反対方向の端に接続可能な延長軸３８とを具備する。

第３の課題を解決するための、本発明の引き出し装置１は、 取り付け部材２が、それぞれスクリュージャッキ３を保持し、外筒５２の半径方向に結合分離可能な第1及び第２の部材７，８と、外筒５２の半径の相違に対応して第1部材７と第２の部材８との間に選択的に介設されるスペーサ９とを具備する。

本発明のばね式張力バランサの引き出し装置１は、油圧装置および圧力シリンダを用いていないことから、比較的、小型軽量で、取り扱いが容易であり、高所に梯子で上がった１人の作業者だけで装置の装着と引き出し操作を行うことができる。

また、ねじ軸４に、先端軸３７と延長軸３８との接続構造を具備させることで、後方から新たな延長軸３８を次々と継ぎ足すことができるので、外筒５２と支持アーム５４との接続部の位置にかかわらず、内筒５３の所要の引き出し長さを得ることができる。

そのうえ、取り付け部材２が、第1及び第２の部材７，８とスペーサ９とを具備することで、外筒５２の半径の異なる複数種類の張力バランサ５１に引き出し装置１を柔軟に適用できるという効果を有する。

ばね式張力バランサへ装着した状態の引き出し装置の正面図である。 図１の引き出し装置の側面図である。 図１の引き出し装置の平面図である。 図１の引き出し装置における取り付け部材の正面図である。 図４の取り付け部材の右側面図である。 図４の取り付け部材の左側面図である。 図４の取り付け部材の平面図である。 図１の引き出し装置におけるスクリュージャッキの正面図である。 図１の引き出し装置におけるスクリュージャッキの背面図である。 図１の引き出し装置におけるスクリュージャッキの側面図である。 図１の引き出し装置におけるスクリュージャッキの平面図である。 図１の引き出し装置におけるねじ軸の断面図である。 図１の引き出し装置のねじ軸における先端軸の断面図である。 図１の引き出し装置のねじ軸における延長軸の断面図である。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
ちょう架線、き電ちょう架線、トロリ線等の電車線路用の架空線は、所定径間の両端において、ばね式張力バランサ５１を介して支持構造物に引き止められる。図１に示すように、ばね式張力バランサ５１は、基端（左端）側が支持構造物の高所に係止される外筒５２と、この外筒５２内に入れ子式に嵌挿され先端が外筒５２の先端（右端）側へ突出するように配置される内筒５３とを備える。以下、外筒５２の軸線方向基端側を後方、先端側を前方として説明する。

外筒５２は、ばねを内蔵し、このばねにより内筒５３を外筒の基端側へ引き込む方向に付勢する。ばね式張力バランサ５１は、斜め支持アーム５４等を介して軸線をほぼ水平に向けて支持構造物の高所に支持され、内筒５３の先端側に接続される架空線が温度変化等により伸縮しても、ばねの弾性により当該架空線に一定の張力を付与する。

引き出し装置１は、高所に設置されているばね式張力バランサ５１に装着されるもので、当該バランサ５１の内筒５３を外筒５２の先端側から所定位置まで引き出すことにより、その張力を調整する作業を行うための装置である。

図１ないし図３において、引き出し装置１は、張力バランサ５１の外筒５２に懸架される取り付け部材２と、この取り付け部材２に支持される一対のスクリュージャッキ３と、スクリュージャッキ３のねじ軸４を内筒５３の先端側のクレビス５５に結合する連結部材５と、一対のスクリュージャッキ３を同時に駆動するための駆動軸６（図２，図３）とを具備する。

スクリュージャッキ３は、ねじ軸４の軸線を外筒５２の軸線と平行に向け、ねじ軸４を外筒５２の先端方向（前方）へ突出させるように、外筒５２の軸線直交方向両側（左右）に位置して、取り付け部材２に装着される。各部材は、張力バランサ５１が設置された高所まで個別に持ち上げられ、張力バランサ５１上へ組み付けられ、使用済み後は取り外して回収される。

図４ないし図７に示すように、取り付け部材２は、外筒５２の軸線直交方向左右に２分割される第1部材７及び第２の部材８と、両部材間に介設されるスペーサ９とをボルト１０にて結合してなる。第1部材７と第２の部材８は、それぞれスクリュージャッキ３を保持し、外筒５２の半径方向に結合分離可能であり、外筒５２の半径の相違に対応して第1部材７と第２の部材８との間に選択的にスペーサ９が介設される。

取り付け部材２は、外筒５２の先端側の外周上部に掛け止められる切欠リング状の掛止部１１と、掛止部１１の前端に固着される当接板部１２と、これと対向して掛止部１１の後端に固着される後端板部１３とを具備する。

図２，図５に示すように、掛止部１１は、下方に開放した切欠リング状で、外筒５２の先端側の外周に着脱自在に嵌合する。当接板部１２は、掛止部１１の前端面に固着され、円弧状の凹部１４と、左右一対のジャッキ支持部１５とを具備する。円弧状凹部１４の縁は、掛止部１１の前端から半径方向内側へ張り出して、外筒５２の前端に当接する内側フランジ部１６を形成する。ジャッキ支持部１５は、外筒５２の左右両側へ張り出し、外筒５２の水平半径方向外側に開く円弧状の切欠１７を具備する。

図６に示すように、後端板部１３は、当接板部１２と概略同一形状で、当接板部１２に対応する円弧状の凹部１８、ジャッキ支持部１９、円弧状の切欠２０を具備する。円弧状の凹部１８は、外筒５２の外周上に乗る曲率である。切欠２０は切欠１７と対向し、両者の縁部間が切欠円筒部２１で接続される。

図８ないし図１０に示すように、左右一対のスクリュージャッキ３は、基本的に同一構造で、ケーシング２２に内装されたウオーム２３、ウオームホイール２４により、ねじ軸４を軸線方向に進退させるものである。

ケーシング２２は、基板２５上に組み付けられ、ウオーム支持部２６とウオームホイール支持部２７とを具備する。基板２５は、取り付け部材２の当接板部１２の前面の所定位置にプランジャピン２８（図５における受け孔１２ａに挿通）で位置決めして接合される。

ウオーム支持部２６は、基板２５と、これと平行に間隔をおいて対向する前面板２９と、両板２５，２９と共に矩形枠を形成する平行一対の軸受け板３０，３１とを具備する。

軸受け板３０，３１間にウオーム２３が支持され、一方の軸受け板３０に支持された駆動歯車３２に連動して回転する。駆動歯車３２は、軸受け板３０を貫通する挿通孔を介して外側に通じるスプライン孔３２ａ（図８，図９）を具備する。駆動歯車３２は、スプライン孔３２ａに挿通される駆動軸６（図２，図３）により駆動される。

ウオームホイール支持部２７は、基板１９と、それの前面側に固定される円筒状のホイールカバー３３と、それの前面側を閉じる端板３４と、ガイド筒部３５（図８，図９）とを具備する。

円筒状のホイールカバー３３は、軸線を基板１９と直交する前後方向に向けて基板１９に固定される。ガイド筒部３５は、ホイールカバー３３と同心で、ホイールカバー３３から基板１９を貫通して後方へ延出する。ねじ軸４は、ホイールカバー３３を貫通し、その内側においてウオームホイール２４の内歯車に噛み合うように前後方向に挿通される。

ねじ軸４は、内筒５３の必要な引き出し長さに応じて、１本で構成することができるが、図１２ないし図１４に示す実施形態においては、先端軸３７と延長軸３８とで構成される。

先端軸３７は、先端にクレビス３６を具備し、延長軸３８は、先端軸３７の後端に接続分離可能である。延長軸３８は、さらにその後端に接続分離可能な他の単一又は複数のもので構成することができる。

図１２，１３に示すように、先端軸３７は、後端部に、キー溝付き軸穴３９と、これと同心で、これより小径のねじ穴４０とを具備する。図１２，１４に示すように、延長軸３８は、軸本体４１と連結ボルト４２とを具備する。

軸本体４１は、後端側に、先端軸３７と同様のキー溝付き軸穴４３、ねじ穴４４と、これに連続して全長にわたるボルト受け孔４５を具備すると共に、先端部に軸穴３９に嵌合するキー付き凸軸４６を具備する。連結ボルト４２は、６角穴付きのボルト本体４７と、それの先端部に螺合されるねじ筒４８とを具備する。ボルト本体４７が、ボルト受け孔４５に回転自在に挿通され、軸本体４１の先端側へ突出した先端部に、ねじ筒４８が螺合固定される。ねじ筒４８は、ボルト本体４７と一体に軸周り回転することにより、先端軸３７のねじ穴４０に螺合する。

図３に示すように、連結部材５は、内筒５３の先端に設けられたクレビス５５の二股部間を貫通して内筒５３の軸線直交方向に伸び、一対のねじ軸４の先端クレビス３６間に支持される。内筒５３のクレビス５５は、絶縁部材を介して架空線の端部に接続される。

図１ないし図３に示すように、一対のスクリュージャッキ３は、それぞれプランジャピン２８を当接板部１２の受け孔１２ａに挿通させると共に、ガイド筒部３５を切欠円筒部２１に嵌合させて、取り付け部材２のジャッキ支持部１５に装着される。これにより、一対のスクリュージャッキ３は、互いに駆動歯車３２のスプライン孔３２ａ（図１）の軸線を外筒５２の軸線直交方向に合致させて取り付け部材２の前面側に装着される。

駆動軸６は、一対のスクリュージャッキ３の合致したスプライン孔３２ａに抜き差し自在に挿入されるスプライン軸からなり、一端側に、チェーンスプロケット６ａのような駆動操作部を具備する。駆動操作部は、これに限らず、レンチ係合部等、高所において作業者が単独で回転操作可能な他の種々の具体的形態を採用しうる。

取り付け部材２、スクリュージャッキ３を張力バランサ５１の外筒５２上に装着した後、合致したスプライン孔３２ａに駆動軸６を挿通し、これを回転させると、駆動歯車３２、ウオーム２３、ウオームホイール２４を介して、ねじ軸４が前後方向に進退する。

例えば、架空線を新設する場合には、高所に設置され、未だ架空線に接続されていない張力バランサ５１に引き出し装置１を装着し、内筒５３のクレビス５５に接続されたねじ軸４を前方へ押し出すことにより、架空線に対する所要の張力が得られる所定位置まで、ばね力に抗して内筒５３を外筒５２から引き出す。

このとき、内筒５３の所要の引き出し長さに対して、ねじ軸４の先端軸３７の長さが不足する場合には、先端軸３７の最大突出長さ近くまで突出させた後、その後端に延長軸３８を接続する。それでも不足する場合は、当該延長軸３８の後端部付近までねじ軸４全体を突出させたうえ、追加の延長軸３８を接続する。延長軸３８により先端軸３７を前方へ押し出すことで、所要の引き出し長さを容易に確保することができる。各延長軸３８は、接続時に張力バランサ５１の支持アーム５４との接続部に干渉しない長さに設定されるから、作業に支障は生じない。

内筒５３を所定長さ引き出した後、クレビス５５を架空線に連結して、ねじ軸４を後退させ、引き出し装置１を張力バランサ５１から取り外せば、架空線は、張力バランサ５１により、所定の張力で支持構造物に引き止められる。

本発明を活用する状況について補足する。電車線路用の架空線は、勾配箇所において全体が下方へ流れたり、温度変化で想定以上に伸縮したりすることがある。その結果、架空線支持部材の位置が変わり、あるいは張力が変化する。これは集電性能や、設備の摩耗に影響するので、是正する必要がある。この場合、従来は予め架空線と張力バランサ５１との間に介設されているターンバックルを操作し、実質的に架空線の長さを変更（おおむね10〜30ｃｍ程度）することで対応しているが、張力がかかった状態でターンバックルを回転するのは難しいことから、作業の前にターンバックルの両側間を引き寄せ装置で引き寄せて、ターンバックルへの張力をなくす必要がある。それ自体、作業が煩雑であるばかりでなく、引き寄せ装置の接続箇所で架空線が変形した場合、その矯正作業が必要である。これに対して、本発明の引き出し装置１を用いれば、引き寄せ装置等を用いることなく、内筒５３の引き出し長さを変更することで、下方に流れた架線全体を勾配の上方へ戻すことや、適正な架空線の張力調整を行うことができる。

以上説明した引き出し装置１は、種々の目的に使用できる汎用性を持つが、いずれの場合にも、引き寄せ装置などを架空線に接続して行う引き寄せ工程を要することなく、直接架空線の張力調整を行うことができる。適用される架空線は電車線路用のものに限定されない。

１ 引き出し装置
２ 取り付け部材
３ スクリュージャッキ
４ ねじ軸
５ 連結部材
６ 駆動軸
７ 第１部材
８ 第２部材
９ スペーサ
１０ ボルト
１１ 掛止部
１２ 当接板部
１２ａ ピン受け穴
１３ 後端板部
１４ 円弧状凹部
１５ ジャッキ支持部
１６ 内側フランジ部
１７ 円弧状切欠
１８ 円弧状凹部
１９ ジャッキ支持部
２０ 円弧状凹部
２１ 切欠円筒部
２２ ケーシング
２３ ウオーム
２４ ウオームホイール
２５ 基板
２６ ウオーム支持部
２７ ウオームホイール支持部
２８ プランジャピン
２９ 前面板
３０ 軸受け板
３１ 軸受け板
３２ 駆動歯車
３２ａ スプライン孔
３３ ホイールカバー
３４ 端板
３５ ガイド筒部
３６ クレビス
３７ 先端軸
３８ 延長軸
３９ キー付き軸穴
４０ ねじ穴
４１ 軸本体
４２ 連結ボルト
４３ キー付き軸穴
４４ ねじ穴
４５ ボルト受け孔
４６ キー付き凸軸
４７ ボルト本体
４８ ねじ筒
５１ ばね式張力バランサ
５２ 外筒
５３ 内筒
５４ 斜め支持アーム
５５ クレビス

Claims (3)

1. ばねを内蔵し基端側が支持構造物の高所に係止される外筒と、この外筒内に入れ子式に嵌挿され先端が外筒の先端側へ突出するように配置され前記ばねにより前記外筒の基端側へ引き込む方向に付勢される内筒とを備え、この内筒の先端側に架空線が接続されるばね式張力バランサの当該内筒の先端側を所定位置まで前記外筒の先端側から引き出すための装置であって、
   前記外筒に離脱可能に懸架される取り付け部材と、この取り付け部材に離脱可能に支持され軸線を前記外筒の軸線と平行に向けたねじ軸を前記外筒の先端方向へ突出させる一対のスクリュージャッキと、前記ねじ軸を前記内筒の先端側に離脱可能に結合する連結部材と、前記一対のスクリュージャッキを同時に駆動するための駆動軸とを具備し、
   前記一対のスクリュージャッキは、互いのスプライン孔を前記外筒の軸線と直交する同一軸線上に配置させるように対向した駆動歯車をそれぞれ具備し、
   前記駆動軸は、一端側に駆動操作部を具備し、前記駆動歯車のスプライン孔に抜き差し自在のスプライン軸からなることを特徴とする架空線のばね式張力バランサの引き出し装置。
2. 前記ねじ軸は、前記連結部材を介して前記内筒の先端側に結合される先端軸と、この先端軸における前記内筒の引き出し方向と反対方向の端に接続可能な延長軸とを具備することを特徴とする請求項１に記載の架空線のばね式張力バランサの引き出し装置。
3. 前記取り付け部材は、それぞれスクリュージャッキを保持し、前記外筒の半径方向に結合分離可能な第1及び第２の部材と、前記外筒の半径の相違に対応して第1部材と第２の部材との間に選択的に介設されるスペーサとを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の架空線のばね式張力バランサの引き出し装置。

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