電車線用架線接続金具の耐久試験装置

【課題】設備スペースをとらずコンパクトで、作業員を常駐させることなく、自動的に高い精度で、電車線用架線接続金具の耐久試験を行う。
【解決手段】試験装置１は、架台２上に支柱３を縦方向に固定し、長手方向へ所定の移動距離を互いに逆方向へ直線往復移動可能に第１及び第２の可動体４，５を設け、同期駆動機構で駆動するように構成する。支柱３にアーム１１を介して架線接続金具Ｃの中間部を保持し、第１及び第２の可動体４，５に架線接続金具ＣのクランプＣ２を接続する。同期駆動機構は、モータ２７の駆動によりボールねじを回転させると、ナット体２９が第１可動体４及びチェーンガイドと共に移動し、チェーンを引き回して、第２可動体５が第１可動体４と同期的に逆方向へ移動し、モータ２７が逆転すると、第１可動体４及び第２可動体５を逆方向へ移動する。これを反復して、架線接続金具Ｃの変形動作を再現する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばカテナリ架線における隣接した異なる系統の吊架線間や、トロリ線間あるいはトロリ線と吊架線の相互間を電気的に導通させる電車線用架線接続金具について、温度変化等に伴う架線の伸縮による延線方向への移動に対する金具の耐久性能についてデータ収集を行うための耐久試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にカテナリ架線においては、図１５に示すように、隣接する異なる系統の吊架線Ｍ１，Ｍ２の相互間を架線接続金具Ｃにより電気的に接続することが行われる。図１６，図１７に示すように、各系統の吊架線Ｍ１，Ｍ２はそれぞれ平行一対を成すので、系統間を接続するには各吊架線Ｍ１，Ｍ２をそれぞれ接続するために、二本の架線接続金具Ｃが用いられる。架線接続金具Ｃは、リード線Ｃ１の両端部に吊架線Ｍに連結するクランプＣ２を備えている。クランプＣ２は、リード線Ｃ１の端部を二股状に分割してそれぞれを圧縮接続する小スリーブＣ３と、この小スリーブＣ３の一端部に一体に形成されたクランプ片Ｃ４と、吊架線Ｍに圧縮固定された分岐スリーブＭ１を両側から挟み込んで対向し、クランプ片Ｃ４の長手方向両端部を締め留めるボルト，ナットＣ５とを具備する。架線接続金具Ｃの中間部は、側方から線路上に交差方向に張り出した鋼管ビームＢから延線方向に水平に固定されたアームＡに碍子Ｇを介して保持される。
この架線接続金具Ｃは、その両端が吊架線Ｍ，Ｍ間に固定されるため、温度変化等により吊架線Ｍが伸縮すると、分岐スリーブＳと共にクランプＣ２が延線方向に移動し、リード線Ｃ１の保持位置を中心に両端部間が延線方向に緩慢に伸縮し、この動きが長期的に繰り返される結果、機械的強度が弱体化する。このような接続金具Ｃの耐久性に関して予めデータを収集するために、従来、実寸規模の架線を、その端部が長手方向に重なるように２径間張り、両径間の架線間に接続金具を接続する。各架線の端部にシリンダを結合して、シリンダ内を摺動自在に移動可能なピストンロッドをレバーにより出し入れ操作して、架線をそれぞれ送り出し，引き戻しすることにより、接続金具Ｃに試験的な機械的負荷をかけている。
なお、この種の試験に関連する技術文献は見出すことができなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の試験方法においては、試験設備の設置スペースを広くとるし、架線を操作するために少なくとも二人の作業員を必要とし、しかも架線操作を多数回反復して繰り返す単純作業に操作員を長時間にわたって拘束することとなり効率が悪い。また、シリンダ（即ち架線）の移動距離を操作員の目視にたよっていたり、移動回数を操作者自らがカウントする等、試験の手法に精度上の難点がある。架線のサイズや数、架線同士の相対的位置関係の変更はもとより、架線接続金具の保持位置などを変更するにも、設備の大幅な変更を強いられる問題がある。
そこで、本発明は、設備スペースをとらずコンパクトで、常時作業員を常駐させることなく、自動的に高い精度で試験を遂行し、また各種設備条件を容易に変更できる電車線用架線接続金具の耐久試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するため、本願発明においては、隣接する架線の相互を接続する架線接続金具Ｃを装着して、吊架線の伸縮による延線方向への移動等の挙動を再現し、架線接続金具Ｃの耐久性能に関するデータを収集するための耐久試験装置１を構成した。この耐久試験装置１は、架台２から縦方向に支柱３を固定し、上端部に成した。この耐久試験装置１は、架台２から縦方向に支柱３を固定し、上端部に架線接続金具Ｃの中間部を保持するために横方向に延びるアーム１１を支持させ、また架台２上に互いに間隔を置いて一対の可動体４，５をそれぞれ設け、架線の移動量を想定した所定範囲を平行に直線往復移動可能に構成し、これらの可動体４，５に架線接続金具Ｃの両端部のコネクタＣ２の一方を互いに把持させる接続部材１９，２４をそれぞれ設け、これら一対の可動体４，５を同期駆動機構６により同一速度で互いに逆方向に往復移動させるように構成した。
同期駆動機構６は、架台２上に水平方向に回転自在に設けた対向一対のプーリ３４，３４と、これら一対のプーリ３４，３４にそれぞれかけ回し、プーリ３４，３４間の対向する直線部に可動体４，５をそれぞれ固定して、引き回されるチェーン３５と、このチェーン３５を引き回す駆動機構２５とを具備させた。
駆動機構２５は、軸線がチェーン３５の直線部に沿って支持される回転可能なボールねじ２８と、可動体の一方４に固定されると共にボールねじ２８に螺合し、ボールねじ２８の回転により可動体４を移動させると共にチェーン３５を引き回すナット体２９と、ボールねじ２８に軸が連結され、所定回転ごとに正逆反転可能なモータ２７とを具備させた。
ナット体２９は、チェーン３５に結合、分離可能に係合し、分離状態においてチェーン３５を引き回すことなく、一方の可動体４のみを移動させることとした。
架台２上には、可動体４，５を係合させてこれらの移動方向をガイドするガイドレール３６，３６を固定した。
接続部材１９，２４は、可動体４，５に対して移動方向に固定位置を変更可能に取り付ける。
【発明の効果】
【０００５】
本発明においては、架線接続金具を接続した可動体を反復して往復移動させることにより、架線接続金具の実際に近い挙動を試験的に再現できるので、設置スペースを実質的に架線接続金具の動作長だけ確保すればよく、コンパクトで省スペース化を実現するし、試験中、自動的に試験動作するので、作業員を伴わず、試験を効率的に行うことができる。架線接続金具の動作は設定内容に従って機械的に反復継続するので、試験精度が高い。架線のサイズや数などの試験条件の設定の自由度が高いし、容易に変更できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る試験装置の正面図である。
【図２】図１の試験装置の側面図である。
【図３】図１の試験装置の平面図である。
【図４】支柱の取付金具の正面図である。
【図５】図４の支柱取付金具の平面図である。
【図６】支柱先端部の正面図である。
【図７】図６の支柱先端部の平面図である。
【図８】第１可動体の正面図である。
【図９】図８の第１可動体の側面図である。
【図１０】図８の第１可動体の平面図である。
【図１１】取付ベースの正面図である。
【図１２】図１０の取付ベースの平面図である。
【図１３】第２可動体の正面図である。
【図１４】図１３の第２可動体の平面図である。
【図１５】架線接続金具の概念的説明図である。
【図１６】架線接続金具の正面図である。
【図１７】図１６の架線接続金具の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図面を参照して本発明の実施の一形態を説明する。
図１ないし図３において、試験装置１は、矩形の天板を有するテーブル状の架台２と、架台２の長手方向の縁部に立設された支柱３と、電車線の架線の伸縮量を想定して架台２上に長手方向へ直線往復移動可能に設けられた第１可動体４と、同じく架台２上に長手方向へ第１可動体４と平行に直線往復移動可能に設けられた第２可動体５と、第１及び第２の可動体４，５を駆動する同期駆動機構６とを具備する。
【０００８】
図４，図５に示すように、支柱３は、その下端部を架台２の長手方向ほぼ中央の縁部に取付金具７で固定される。取付金具７は、架台２の縁部に固定されるＬ字状の当て板８と、当て板８の一方の板面から直交方向へ突出して支柱３を固定する上下一対のブラケット９とを具備する。当て板８は、架台２の縁部に沿って当てがわれる横板８ａ及び縦板８ｂが架台２にそれぞれボルト８ｃで固定される。ボルト８ｃの挿通孔は、架台２の縁部に長手方向へ複数設けられた調整孔２ａに選択的に合致して、取付金具７による支柱３の固定位置を横方向に変更できる。ブラケット９は、対向部に支柱３の側面に対応する凹みを有し、基端部において連続し先端部においてわずかな間隙をおいて左右対向する一対のブラケット片９ａ，９ａと、ブラケット片９ａ，９ａの先端部を結合する横方向の締め付けボルト９ｂと、ブラケット片９ａ，９ａの中間部に支柱３もろとも横方向に貫通する止めピン９ｃとを備えている。止めピン９ｃの挿入孔は、支柱３の下端部に長手方向に複数設けられた調整孔３ａに選択的に合致して、取付金具７による支柱３の支持位置を上下に変更できる。
【０００９】
図６，図７に示すように、支柱３の上端には、アーム１１を水平方向に支持するブラケット１０が固定される。ブラケット１０は、上端フランジ３ｂの外形に合致する円板状の基部１２と、この基部１２の中央部から立ち上がり、わずかな間隙をおいて左右に対向する一対のブラケット片１３，１３と、ブラケット片１３，１３の先端部に螺合する締め付けボルト１４とを備えている。基部１２の周縁部には、支柱３のフランジ３ｂに固定する固定ボルト１２ｂを貫通させる等間隔の四つの長孔１２ａを備え、長孔１２ａの角度範囲でブラケット１０によるアーム１１の延出方向を調整できる。ブラケット片１３はアーム１１の側面に対応する凹みを対向させて配置され、基部において互いに連続し、アーム１１を両側から挟んでボルト１４を締め込み固定する。アーム１１は、基部をブラケット１０に支持されて架台２の上方に水平方向に突出し、先端部に碍子連１１ａを介して架線接続金具Ｃの中間部を保持する。
【００１０】
図８乃至図１０に示すように、第１可動体４は、後述するボールねじ２８に螺合するナット体２９上に固定された取付ベース１５と、取付ベース１５の上部に固定された金具接続体１６とを備えている。取付ベース１５は、図１１，図１２に示すように、結合管１５ｃの上下両端に矩形の取付板１５ａ，１５ｂが結合している。下部取付板１５ｂには、ナット体２９をボルト１７ｂで固定するにあたり位置調整可能な複数の長孔１５ｅを有する。金具接続体１６は、取付板１７と、取付板１７に固定された二つのブラケット１８と、ブラケット１８にそれぞれ支持されたき電吊架線等に相当する架線に圧縮固定されたスリーブ部材１９とを備えている。取付板１７には、ブラケット１８のボルト１７ｂによる固定位置を変更可能な複数のボルト挿通孔１７ａを長手方向に等間隔に二列設けられている。上部取付板１５ａには、ボルト挿通孔１７ａの対応位置にボルト１７ｂを受け入れる複数のボルト挿通孔１５ｄが設けられている。ブラケット１８は、座板１８ａと、基部が一体に座板１８ａから立ち上がり上部においてわずかな間隙をおいて左右に対向する一対のブラケット片１８ｂ，１８ｂと、ブラケット片１８ｂ，１８ｂの先端部を結合する締め付けボルト１８ｃとを具備する。ブラケット片１８ｂはスリーブ部材１９の側面に対応する凹みを対向させて配置され、スリーブ部材１９を両側から挟んでボルト１８ｃで締め込み固定する。
【００１１】
図１３，図１４に示すように、第２可動体５は、架台２上に長手方向に固定された断面矩形のガイドレール３６に上部から嵌合するガイド溝２０ａを備えたガイドベース２０と、ガイドベース２０の上部に固定された金具接続体２１とを具備する。金具接続体２１は、ガイドベース２０上に固定された取付板２２と、取付板２２上に取り付けられるブラケット２３と、ブラケット２３に支持されるスリーブ部材２４とを備えている。取付板２２には、ボルト２２ｂによるブラケット２３の固定位置を変更可能な複数のボルト挿通孔２２ａが長手方向に等間隔に二列設けられている。ブラケット２３は、座板２３ａと、基部が座板２３ａから一体に立ち上がり上部においてわずかな間隙をおいて左右に対向する一対のブラケット片２３ｂ，２３ｂと、ブラケット片２３ｂ，２３ｂの先端部を結合する締め付けボルト２３ｃとを具備する。ブラケット片２３ｂはスリーブ部材２４の側部に対応する凹みを対向させて配置され、スリーブ部材２４を両側から挟んでボルト２３ｃで締め込み固定する。
【００１２】
図１ないし図３に示すように、同期駆動機構６は、駆動機構２５と従動機構２６とで構成される。駆動機構２５は、架台２の一端部に固定されたカップリング付きモータ２７と、モータ２７の軸に結合して架台２の長手方向を他端側へ延びるボールねじ２８と、ボールねじ２８に係合してこれに沿って移動可能なナット体２９と、架台２上のブラケット３１に両端部を支持された長手方向にわたりナット体２９を移動自由に貫通する平行一対のガイドバー３０，３０とを具備する。モータ２７は、架台２の側部に設けられた制御盤３２により回転速度や反転タイミングが制御される。ボールねじ２８はガイドバー３０，３０と共にブラケット１７に両端部を支持される。ボールねじ２８は、モータ２７の駆動により回転してガイドバー３０に沿ってナット体２９と共に第１可動体４を軸方向一方に移動させ、反転により他方に移動させる。
【００１３】
従動機構２６は、ナット体２９の側部に係合するチェーンガイド３３と、架台２の長手方向両端部に水平方向に回転自在に軸支された対向する一対のプーリ３４，３４と、プーリ３４，３４に掛け回されたチェーン３５と、架台２上に長手方向に固定された平行一対の断面矩形のガイドレール３６，３６とを具備する。図２，図３に示すように、チェーンガイド３３の上部には抜き差し可能な連結ピン３３ａを備えている。連結ピン３３ａは、チェーンガイド３３に差し込んだ状態で、ナット体２９から側方に突出する二股連結子２９ａの対向片間に突出し、ナット体２９の移動方向についてチェーンガイド３３をナット体２９に固定し、チェーンガイド３３から抜き取った状態で、チェーンガイド３３をナット体２９から分離する。一方のガイドレール３６にはチェーンガイド３３の下部のガイド溝３３ｂが上方から嵌合し、他方のガイドレール３６には第２可動体５のガイドベース２０のガイド溝２０ａが上部から嵌合して、チェーンガイド３３及び第２可動体５の移動をガイドする。プーリ３４，３４に掛け回されたチェーン３５の対向する直線部の一方にはチェーンガイド３３が、他方には第２可動体５の金具接続体２１が結合される。
【００１４】
この試験装置１においては、基端部を支柱３に支持されたアーム１１の先端部に、碍子連１１ａを介して架線接続金具Ｃの中間部を保持すると共に、架線接続金具Ｃの一方のクランプＣ２を第１可動体４のスリーブ部材１９に接続し、他方のクランプＣ２を第２可動体５のスリーブ部材２４に接続する。次いで、制御盤３２を操作して試験動作を開始する。駆動機構２５のモータ２７の駆動によりボールねじ２８が回転すると、ナット体２９が第１可動体４及びチェーンガイド３３と共にガイドバー３０に沿って軸方向一方へ移動し、従動機構２６のチェーン３５が引き回されて、第２可動体５が第１可動体４と同期的に逆方向へ移動する。第１可動体４及び第２可動体５が所定距離を移動したら、モータ２７が逆転するように制御盤３２により制御されて、第１可動体４及び第２可動体５を逆方向へ移動させる。これらを所定回数繰り返して、支柱３の支持位置を中心とする架線接続金具Ｃの変形動作を再現する。そして、試験後の架線接続金具Ｃについて、各種データを測定し耐久性能を確認する。モータ２７の回転速度や反転タイミングを制御盤３２により制御することにより、架線接続金具Ｃに対する動作を実際と同様に設定できる。
【００１５】
チェーンガイド３３の連結ピン３３ａを引き抜いてチェーンガイド３３をナット体２９から分離した状態で駆動機構２５を駆動すれば、従動機構２６が静止したままとなり、第１可動体４のみが往復移動することによって架線接続金具Ｃの一方のコネクタＣ２のみが移動する変形動作を再現することができる。
【００１６】
第１可動体４は、下部取付板１５ｂの長孔１５ｅの範囲でナット体２９に対する取付位置を調整し、また取付板１７のボルト挿通孔１７ａを適宜選択することによりブラケット１８の固定位置を調整して、架線接続金具Ｃの一方のクランプＣ２の接続位置を変更することができる。
第２可動体５は、取付板２２のボルト挿通孔２２ａを適宜選択することによりブラケット２３の取付位置を調整して、架線接続金具Ｃの他方のクランプＣ２の接続位置を変更することができる。
また架線接続金具ＣのクランプＣ２の接続位置の変更に応じて、取付金具７のボルト８ｃを挿通する架台２の調整孔２ａを適宜選択することにより支柱３の固定位置を調整し、またブラケット１０の長孔１２ａの範囲でアーム１１の延出方向を調整して、架線接続金具Ｃの中間部の水平方向の保持位置を変更することができる。さらに、支柱３の調整孔３ａを適宜選択することにより支柱３の高さ位置を調整し、架線接続金具Ｃの中間部の垂直方向の保持位置を変更することができる。
【符号の説明】
【００１７】
１試験装置
２架台
２ａ調整孔
３支柱
３ａ調整孔
４第１可動体
５第２可動体
６同期駆動機構
７取付金具
８ｃボルト
９ｃ止めピン
１０ブラケット
１１アーム
１２ａ長孔
１２ｂ固定ボルト
１５取付ベース
１６金具接続体
１７取付板
１７ａボルト挿通孔
１７ｂボルト
１８ブラケット
１９スリーブ部材
２０ガイドベース
２１金具接続体
２２取付板
２２ａボルト挿通孔
２２ｂボルト
２３ブラケット
２４スリーブ部材
２５駆動機構
２６従動機構
２７モータ
２８ボールねじ
２９ナット体
２９ａ二股連結子
３０ガイドバー
３２制御盤
３３チェーンガイド
３３ａ連結ピン
３４プーリ
３５チェーン
３６ガイドレール
Ｃ架線接続金具

【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車線における架線の相互を電気的に接続する架線接続金具を装着して、架線の伸縮による延線方向への移動等の挙動を再現し、架線接続金具の耐久性能に関するデータを収集するための耐久試験装置において、
架台から縦方向に固定され、上端部に前記架線接続金具の中間部を保持するために横方向に延びるアームを支持する支柱と、
架台上に互いに間隔を置いて、架線の移動量を想定した所定範囲を平行に直線往復移動可能にそれぞれ設けられ、前記架線接続金具の両端部のコネクタの一方を互いに把持させる接続部材がそれぞれ固定される一対の可動体と、
これら一対の可動体の移動方向を同一速度で互いに逆方向に往復移動させる同期駆動機構とを具備することを特徴とする電車線用架線接続金具の耐久試験装置。
【請求項２】
前記同期駆動機構は、前記架台上に水平方向に回転自在に設けられた対向一対のプーリと、
これら一対のプーリにそれぞれかけ回され、プーリ間の対向する直線部に前記可動体をそれぞれ固定して、引き回されるチェーンと、
このチェーンを引き回す駆動機構と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の電車線用架線接続金具の耐久試験装置。
【請求項３】
前記駆動機構は、軸線が前記チェーンの直線部に沿って支持される回転可能なボールねじと、
前記可動体の一方に固定されると共に前記ボールねじに螺合し、ボールねじの回転により可動体を移動させると共に前記チェーンを引き回すナット体と、
前記ボールねじに軸が連結され、所定回転ごとに正逆反転可能なモータと、を具備することを特徴とする請求項２に記載の電車線用架線接続金具の耐久試験装置。
【請求項４】
前記ナット体は、前記チェーンに結合、分離可能に係合し、分離状態においてチェーンを引き回すことなく、一方の前記可動体のみを移動させることを特徴とする請求項３に記載の電車線用架線接続金具の耐久試験装置。
【請求項５】
前記架台上に固定され、前記可動体に係合して移動方向をガイドするガイドレールを具備することを特徴とする請求項１ないし４の何れかに記載の電車線用架線接続金具の耐久試験装置。
【請求項６】
前記接続部材は、前記可動体に対して移動方向に固定位置を変更可能に取り付けられることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載の電車線用架線接続金具の耐久試験装置。

【図１】