JP6534272B2 - 吊架線用制振装置 - Google Patents

Description

この発明は、電気鉄道における軌道の上方において可動ブラケットに支持される吊架線が地震などにより振動して，吊架線に支持される他の電車線や金具類が破損するのを防止するために、振動の起点となる吊架線の振動を抑制するための吊架線用制振装置に関する。

従来、架線の振動を防止し集電性能を向上させる架線の支持装置として、特許文献１に記載されたものが提案されている。この架線の支持装置は、吊架線を可動ブラケットの下に吊り下げるものである。パンタグラフの通過によりトロリ線が上下に振動すると、これに対応して吊架線が上下に振動するが、支持装置は、この上下振動に伴い伸縮するばねとダンパとからなる弾性支持具を具備する。この支持装置によって、トロリ線が可動ブラケットの支持点間で略一様に撓み、パンタグラフによるトロリ線の押し上げ量を略均一にすると共に、ダンパが振動エネルギーを吸収して、架線の残留振動を減衰させる。

特開２００１−２７０３４８号公報

上記従来の架線の支持装置においては、パンタグラフの通過に伴う吊架線の振動を吸収するが、風圧等により加わる荷重変化に対してもばね又はダンパが動作し、その結果、トロリ線とパンタグラフとの接触位置が変動し、集電性能に悪影響を与えるおそれがある。

電車線設備は、吊架線、補助吊架線、トロリ線等の架線や、これらの架線を吊るドロッパ、ハンガイヤ、トロリ線に電力を供給する給電用金具類、それらを支える支柱、可動ブラケット等の支持物で構成される。補助吊架線やトロリ線、それらの付属金具類の重量と架線の張力の一部をその上方で吊架線が支持している。吊架線は、さらにこれを延線途上で支持する可動ブラケットを介して地上の支持物である支柱に支持されている。地震による振動は、支柱から可動ブラケットを介して吊架線、これに支持される他の架線設備に伝わる。架線設備は柔構造であるため、地上の支持物の振動が収まっても収束しない。吊架線は、約５０ｍの径間毎に可動ブラケットを介して支柱に支持されており、径間の両端と中央部で大きな荷重が発生し、これが架線や金具類の損傷、破断に繋がる。
本発明は、吊架線の支持点は固定点としながら、支持点の延線方向両側において吊架線自体に制振機能を持たせて振動を抑制し、架線や金具類の損傷を防止する制振装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するための本発明の吊架線用制振装置は、吊架線を支持する可動ブラケットによる吊架線支持点の両側所定長さにわたって吊架線の外周に設けられ、地震等により吊架線に生じる振動を抑制するもので、内側固定部材と、外側スライド部材と、粘弾性体とを具備する。内側固定部材は、可動ブラケットによる吊架線の支持点から延線方向の両側の所定長さにわたって吊架線に密着して当該吊架線と可動ブラケットに固定され、吊架線の挙動に一体的に追従する。外側スライド部材は、吊架線の振動に伴って内側固定部材に対して吊架線の延線方向に相対変位可能に、内側固定部材の外側に重合するように可動ブラケットに固定される。粘弾性体は、内側固定部材と外側スライド部材との間に配置され、各部材に接着され、吊架線の振動に伴う内側固定部材と外側スライド部材との間の相対変位を抑制することによって、吊架線の振動を減衰させる。

この発明の制振装置によると、風や地震などによる吊架線に生ずる振動を吊架線の支持点の延線方向両側において吊架線上で減衰させることができる。それにより、振動による架線及び金具類の破損を防止すると共に、架線の集電性能を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る吊架線用制振装置を装着した電車線路の正面図である。 本発明の実施形態に係る吊架線用制振装置の正面図である。 図２の吊架線用制振装置の平面図である。 図２の吊架線用制振装置の側面図である。 図２の吊架線用制振装置の端部の振動時の正面図であ。 図２の吊架線用制振装置の端部の平面図である。 図２の吊架線用制振装置の端部の側面図である。 図２の吊架線用制振装置の端部の振動時の正面図である。 他の実施形態に係る吊架線用制振装置の一部を切り欠いた正面図である。 図９の吊架線用制振装置の一部を切り欠いた平面図である。 図９の吊架線用制振装置の側面図である。 （Ａ）は通常状態の吊架線用制振装置の断面図、（Ｂ）は撓んだ状態の吊架線用制振装置の断面図である。 さらに他の実施形態に係る吊架線用制振装置の一部を切り欠いた正面図である。 図１３の吊架線用制振装置の一部を切り欠いた平面図である。 図１３の吊架線用制振装置の側面図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
図１において、吊架線Ｍは、その延線方向の所定間隔毎に、支柱Ｐから軌道の上方へ直交方向に延出する可動ブラケットＢに支持される。吊架線Ｍは、延線方向の所定間隔毎に、ドロッパＤによって補助吊架線Ａを吊支する。補助吊架線Ａは、その延線方向の所定間隔毎にハンガＨによってトロリ線Ｔを吊支する。可動ブラケットＢは、吊架線Ｍの温度変化による伸縮に追従するように、支柱Ｐとの間の結合部を中心に水平方向に回転可能である。制振装置１は、中央付近において可動ブラケットＢに固定され、吊架線Ｍに沿って延線方向の両側に延びるように設置される。

制振装置１は、図２ないし図４に示すように、吊架線Ｍに密着して固定される内側固定部材２と、内側固定部材２に重なる外側スライド部材３と、両部材２，３間に接着される粘弾性体４と、これらの中央部を可動ブラケットＢの支持金具Ｂ１に固定するための固定金具５と、外側スライド部材３と内側固定部材２との相対変位の方向を規制するガイド金具６とを具備する。

内側固定部材２は、吊架線Ｍの下面に沿って延線方向に延びる鋼帯板からなり、吊架線Ｍの振動に伴い吊架線Ｍと一体に弾性変形する十分な剛性を有する。内側固定部材２は、吊架線Ｍのカテナリに沿って中央から両端に向かって下方へ傾斜するように湾曲している。内側固定部材２の中央部は、可動ブラケットＢの支持金具Ｂ１に、固定金具５で固定される。図２，３，５に示すように、内側固定部材２の両端部は、Ｕ字ボルト７により吊架線Ｍに一体的に固定される。

外側スライド部材３は、内側固定部材２よりもやや短尺で肉薄の鋼帯板からなり、内側固定部材２の下に粘弾性体４を介して対面するように配置される。外側スライド部材３は、両端に幅狭のガイド突片３ａを備える。

粘弾性体４は、内側固定部材２と外側スライド部材３との間に挟まれ、両者に接着される。吊架線Ｍが可動ブラケットＢの支持点を起点として上下に振動すると、内側固定部材２と外側スライド部材３との間に相対変位が生じる。粘弾性体４は、これに伴い弾性変形するが、その粘性により振動エネルギーを吸収して吊架線Ｍの振動を減衰させる。

図３，４に示すように、固定金具５は、支持金具Ｂ１上に配置されるベース板５ａと、ベース板５ａとの間に吊架線Ｍと制振装置１とを挟んでボルト５ｃで締め付けられる押さえ金具５ｂとを具備する。制振装置１の中央部は、固定金具５によって、可動ブラケットＢの支持金具Ｂ１上に固定される。ボルト５ｃの過度の締め付けにより粘弾性体４が圧縮されないように、スペーサ５ｄがベース板５ａ上に設けられる。

ガイド金具６は、図５ないし図８に示すように、外側スライド部材３のガイド突片３ａ及び粘弾性体４を内側固定部材２との間に緩く挟む断面略コ字状の押さえ金具６ａと、押さえ金具６ａの両脚部を内側固定部材２に締め付け固定するボルト・ナット６ｂとを具備する。押さえ金具６ａは外側スライド部材３のガイド突片３ａ及び粘弾性体４を吊架線Ｍの延線方向に摺動自在に挿通させる。

地震等で支柱Ｐと可動ブラケットＢが振動し、吊架線Ｍが可動ブラケットＢの固定点を起点に上下方向に振動するとき、内側固定部材２が吊架線Ｍと共に振動する。例えば吊架線Ｍが下方に撓むと、外側スライド部材３が内側固定部材２に対して吊架線Ｍの延線方向にわずかに相対変位（図５から図８の状態へ変位）し、粘弾性体４がせん断力受ける。このとき、粘弾性体４が、振動エネルギーを吸収し、吊架線Ｍの振動を減衰させる。この結果、吊架線Ｍと共に補助吊架線Ａ、トロリ線Ｔ及びこれらに付随するロッパＤ及びハンガＨ等の付属物の振動による破損、損傷を防止する。

他の実施形態を図９ないし図１１に示す。これらの図において、制振装置８は、先の実施形態おけると同様に、可動ブラケットＢから吊架線Ｍの延線方向両側の所定長さにわたって配置される。制振装置８は、吊架線Ｍの外周を被覆する内側固定部材９と、内側固定部材９の外周をさらに被覆する外側スライド部材１０と、両部材９，１０の間に介在する粘弾性体１１と、これらを可動ブラケットＢに固定するための固定金具１２と、外側スライド部材１０を内側固定部材９の外周に保持しつつ相対変位を許容する複数の結束金具１３とを具備する。

内側固定部材９は、断面矩形の細長い鋼線からなる細長単位部材９ａの筒状集合体からなる。内側固定部材９の両端部は、固定リング１４で吊架線Ｍに締め締め付け固定される。細長単位部材９ａは、両端部に外周側へ突出する凸部９ｂを有し、凸部９ｂが集合して環状に並ぶ。固定リング１４は、内側に環状溝１４ａを有し、この環状溝１４ａに移動空間を残して凸部９ｂを受け入れる。

外側スライド部材１０は、粘弾性体１１を介して内側固定部材９の外周に配置される。外側スライド部材１０は、内側固定部材９と同様、断面矩形の細長い鋼線からなる細長単位部材１０ａの筒状集合体からなる。細長単位部材１０ａは、両端部と中間の２箇所に、外周側へ突出する凸部１０ｂを有し、凸部１０ｂが集合して環状に並ぶ。結束金具１３は、内側に環状溝１３ａを有し、この環状溝１３ａに移動空間を残して凸部１０ｂを受け入れる。外側スライド部材１０の両端は、内側固定部材９の先端部を所定長さ露出させて終結する。

粘弾性体１１は、内側固定部材９と外側スライド部材１０との間に接着される。粘弾性体１１は、可動ブラケットＢの支持点を起点として吊架線Ｍに生じた振動に基づく内側固定部材９と外側スライド部材１０との間の相対変位により弾性変形するが、その粘性により振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる。

固定金具１２は、制振装置８の中央を可動ブラケットＢに固定するもので、可動ブラケットＢのＵ字状支持金具Ｂ１上にボルト１２ｄで固定されるベース板１２ａと、ベース板１２ａ上に固着されるバンド金具１２ｂと、これを締め付けるボルト１２ｃとを具備する。バンド金具１２ｂで外側スライド部材１０を締め付け固定する。

常時は図１２（Ａ）の状態にある吊架線Ｍが地震等による振動で撓むと、図１２（Ｂ）に示すように内側固定部材９が吊架線Ｍと共に中央を起点として湾曲する。このとき、外側スライド部材１０の細長単位部材１０ａが内側固定部材９の細長単位部材９ａに対して、結束金具１３の環状溝１３ａの溝幅の範囲で相対変位し、粘弾性体１１が変形することで振動エネルギーを吸収し、吊架線Ｍの振動を減衰させる。この場合、内側固定部材９、外側スライド部材１０及び粘弾性体１１が吊架線Ｍの全周を包囲するため、吊架線Ｍに生じるあらゆる方向の振動を減衰させることができる。

なお、この実施形態において結束金具１３には環状溝１３ａを、外側スライド部材１０には凸部１０ｂを設けたが、溝と凸部を相互に反対側に設けることもできる。結束金具１３は、外側スライド部材１０の細長単位部材１０ａを軸線方向相対移動可能に結束しつつ内側固定部材９の周りに拘束する。

さらに他の実施形態を図１３ないし図１５に示す。なお、これらの図において、先の実施形態における構成部分と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。

制振装置１５は、先の実施形態おけると同様に、吊架線Ｍの可動ブラケットＢの前後にわたって装着される。内側固定部材１６は、吊架線Ｍの外周に螺旋状に巻き付けられる鋼線で構成される。内側固定部材１６の外周は、粘弾性体１１を介して外側スライド部材１０で被覆される。内側固定部材１６は、複数の結束金具１３で外側スライド部材１０の外側から吊架線Ｍの外周に締め付けることで固定される。

吊架線Ｍと共に内側固定部材１６が撓むと、外側スライド部材１０が内側固定部材１６に対して延線方向に相対変位し、粘弾性体１１が変形することで振動エネルギーを吸収し、吊架線Ｍの振動を減衰させる。内側固定部材１６、外側スライド部材１０及び粘弾性体１１が吊架線Ｍの全周を包囲するため、吊架線Ｍに生じるあらゆる方向の振動を減衰させることができる。

なお、上記各実施形態における制振装置は、主に地震時の吊架線の制振を目的としたが、列車の走行時のパンタグラフの通過に伴う振動をも低減できる。また、本制振装置は、既設の架線に比較的容易に後付けすることができる。

１ 吊架線用制振装置
２ 内側固定部材
３ 外側スライド部材
３ａ ガイド突片
４ 粘弾性体
５ 固定金具
６ ガイド金具
６ａ 押さえ金具
６ｂ ボルト・ナット
７ Ｕ字ボルト
８ 制振装置
９ 内側固定部材
９ａ 細長単位部材
９ｂ 凸部
１０ 外側スライド部材
１０ａ 細長単位部材
１１ 粘弾性体
１２ 固定金具
１３ 結束金具
１４ 固定リング
１５ 制振装置
１６ 内側固定部材
Ｐ 支柱
Ｂ 可動ブラケット
Ｍ 吊架線
Ｄ ドロッパ
Ｔ トロリ線
Ａ 補助吊架線
Ｈ ハンガ

Claims (1)

1. 吊架線を支持する可動ブラケットによる吊架線支持点の両側所定長さにわたって吊架線の外周に設けられ、地震等により吊架線に生じる振動を抑制する吊架線用制振装置であって、
   前記可動ブラケットによる前記吊架線の支持点から延線方向の両側の所定長さにわたって当該吊架線に密着し、当該吊架線と前記可動ブラケットに固定され、吊架線の挙動に一体的に追従する内側固定部材と、
   前記吊架線の振動に伴って前記内側固定部材に対して前記吊架線の延線方向に相対変位可能に当該内側固定部材の外側に重合するように前記可動ブラケットに固定される外側スライド部材と、
   前記内側固定部材と前記外側スライド部材との間に配置され、各部材に接着される粘弾性体とを具備し、
   前記内側固定部材は、前記吊架線の下面に沿って延線方向に延び、当該吊架線と一体に弾性変形可能な剛性を有する鋼帯板からなり、中央部において前記可動ブラケットの支持金具に吊架線と共に一体に固定され、中央部から両端に向かって吊架線のカテナリに沿って下方へ傾斜するように湾曲し、両端部において吊架線に一体的に固定され、
   前記外側スライド部材は、前記吊架線の延線方向に長い鋼帯板からなり、前記内側固定部材の下に粘弾性体を介して対面するように配置され、両端において内側固定部材に吊架線の延線方向に相対移動自在に保持されることを特徴とする吊架線用制振装置。

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