JP2002325305A

JP2002325305A - 低騒音集電装置

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Publication number: JP2002325305A
Application number: JP2001132461A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Shimada; 佳典嶋田; Fumiaki Shimada; 冨美朗島田; Akiyoshi Iida; 明由飯田; Mitsuo Iwasaki; 充雄岩崎; Satoru Inetama; 哲稲玉; Koji Watanabe; 耕司渡邉
Original assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Hitachi Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-08
Anticipated expiration: 2021-04-27
Also published as: JP3784661B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高速走行する鉄道車両の低騒音集電装置とし
て、低速での車両走行に対応可能とし、走行の確実性を
確保した鉄道車両用集電装置を提供する。【解決手段】本発明のアクティブ制御機能を有する集電
装置は、駆動機構のストロークを増大する為に、先ず駆
動機構を二つに分けて第一の駆動機構と第二の駆動機構
を設け、架線への追従性能の役割分担を行う。低周波の
応答性を第一の駆動機構で対応する事としリンク機構を
採用することによりストロークを増大した。第二の駆動
機構ではより高周波の応答性を確保する事とし小ストロ
ークで直動する機構を採用した。また、駆動源である流
体圧や電力が喪失したり、制御装置が故障した場合でも
作動するようにする為に第一の駆動機構と第二の駆動機
構にばねを設け、上昇方向の駆動源として使用する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高速走行する鉄道車
両用集電装置に係わり、特に３００km/h以上の高速で走
行する時の騒音低減と架線摩耗低減に好適な集電装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】鉄道車両の高速化に伴なう空力騒音は、
速度の６〜８乗程度に比例して増加するため、車両速度
の増加に伴ない急激に増加する。一方、環境の保全に対
する要求は今後ますます高まるものと考えられる。この
ため、高速で走行する車両では主たる空力音源であり、
いまや、その高速化の限界を支配する様になった集電装
置には最大限の低騒音化が求められている。また、ライ
フサイクルコスト低減の観点からは架線の摩耗低減が求
められている。

【０００３】この様な要請に対応する高速車両用集電装
置としては、公知の技術として、特開平６−３１５２０
２号明細書がある。この高速車両用集電装置は架線追従
の制御性、応答性に優れ、高速走行中の架線への接触力
を適正に保ち、騒音の発生を少なくするために、集電部
材（本発明では舟体と称す）と、該集電部材を移動させ
る駆動機構と、前記集電部材と前記駆動機構とを接続す
る絶縁体（本発明では絶縁支柱と称す）と、前記駆動機
構に並列に配置され前記集電部材で集電した電力を受取
り負荷側へ導電する絶縁被覆導電体とからなる構造とし
たものである。また、他の実施例として前記絶縁体内の
中空部に導電体を設け、つまり、導電用ケーブルヘッド
で集電部材を支持するようにし、絶縁体と絶縁被覆導電
体の並列配置を避けて、一体の絶縁体にする構造が提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】第一の課題として、上
記明細書で提案されている高速車両用集電装置は、いず
れも絶縁体の下部に直結して駆動機構が設けられてお
り、車両の屋根上と車両限界との間隙に前記装置を配置
する場合、駆動機構に十分なスペースを配分することが
出来ず、従って、地上側に設置された架線の上下変位に
追従する為に必要で十分なストロークを集電部材に与え
ることが出来なかった。

【０００５】また、第二の課題として、上記明細書で提
案されている駆動機構は流体圧により駆動される直動形
のシリンダー構造となっており、流体圧が喪失したとき
および制御装置が故障したときはこの高速車両用集電装
置が作動しないことになる。このことは車両への電力の
供給が絶たれることを意味し、車両の走行に支障を来す
事になる。対応策として編成車両の屋根上に複数個の集
電装置を設け、母線を引き通すことにより確率的にこの
事態を避けることは出来るが、極端な例として全数の集
電装置の流体圧が喪失したり、全数の制御装置が故障し
たと考える場合には対応が出来ない。

【０００６】本発明の目的は、架線への追従性能を良く
し、低速での車両走行に対応可能でありかつ、走行の確
実性を確保した鉄道車両用集電装置を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の第一の課題を解決
するために、本発明は、まず、駆動機構を二つに分けて
第一の駆動機構と第二の駆動機構を設け、架線への追従
性能の役割分担を行い、そのストロークを拡大する。

【０００８】架線は支柱やハンガーにより等間隔に吊り
下げられており、支点以外では自重により設置基準の範
囲内で垂れ下がっている。また、支柱の支点高さもトン
ネルや鉄橋等の構造物の影響により設置基準の範囲内で
上下に変化している。３５０km/h程度での速度におけ
る、これらの架線の不整量を周波数とストロークで表す
と「支点の上下」は「約０.０１Ｈｚ、約５００mm」、
「支点間の垂れ下がり」は「約２.０Ｈｚ、約２５mm ０
-P」、「ハンガー間の垂れ下がり」は「約２０.０Ｈ
ｚ、約１mm ０-P」、「架線の波状摩耗」は「約３０〜４
０Ｈｚ、約０.１mm０-P」と考えられる。これらの不整
量に対し第一の駆動装置を低周波数・大ストロークに対
応出来る機構とし、「支点の上下」を担当し、第二の駆
動装置で「支点間の垂れ下がり」に対応できる機構と
し、「ハンガー間の垂れ下がり」と「架線の波状摩耗」
に対しては舟体とすり板の間に設けられた「ばね」構造
による事とし、いわゆる３質点系のパンタグラフ構造と
同様の構造とすることにより地上側の不整量に対応出来
る様に構成する。

【０００９】さらに、第二の課題である駆動系の流体圧
等の駆動源が喪失したり、制御装置が故障したことによ
る集電装置の機能停止に対しては、駆動源として電気に
よる電動機、または流体圧によるシリンダー等の駆動装
置と共に、ばね構造を並列に設けることによりパッシブ
な応答ではあるが最低限の駆動源を確保し、低速での車
両の走行を可能とし、走行の確実性を確保する様に構成
する。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１〜図８により本発明の第一の
実施例を説明する。図１は、低騒音集電装置の側面図を
示し、図２は、低騒音集電装置の駆動機構が伸張してい
る状態の内部構造を示す断面図である。図３は、低騒音
集電装置の駆動機構が折畳まれた状態の内部構造を示す
断面図である。図４は、図１の上面図を、図５に図１の
I−I断面図を、図６にII−II断面図を示す。また、図７
に図６のIII断面図を、図８に図６のIV断面を示す。

【００１１】１は架線、２はすり板、３はその内部にば
ね２ａを介してすり板２を組込んだ舟体である。４は舟
体３を支え、かつ、舟体３と低騒音集電装置の駆動機構
との間の電気的絶縁を確保すると共に、内部の中空部に
高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１を保持した絶縁支柱
（以下絶縁碍子と称する）である。５は絶縁碍子４を固
着保持する上部フレーム、６は中間フレームであり、上
部フレーム５と、中間フレーム６との間に第二の駆動機
構を構成し取りつける。

【００１２】第二の駆動機構はデュアルリンク・アクチ
ュエータ７と、ばね８ａを同軸配置したリニアガイド軸
８とにより構成され、上部フレーム５は中間フレーム６
に対しリニアガイド軸８に案内されて垂直方向に上昇下
降する構成となっている。この上昇下降の駆動力はデュ
アルリンク・アクチュエータ７で発生される。このテュ
アルリンク・アクチュエータ７は電動機７１の回転運動
を減速機７１ａで減速すると共に左右両回転方向に運動
を分割し、左右のクランクアーム７２に伝達される。ま
た、この電動機７１は中間フレーム６に固着されてお
り、クランクアーム７２とクランクロッド７３は回転軸
７２ａで図示平面内において回転自在に結合されてい
る。さらに、クランクロッド７３の上端部は回転軸７３
ａでブラケット７３ｂと図示平面内で回転自在に結合さ
れており、ブラケット７３ｂは上部フレーム５に固着さ
れている。このような構成の第二の駆動機構において電
動機７１に制御された電気を供給すれば上部フレーム５
は中間フレーム６に対し上昇下降運動を行うことにな
る。なお、このデュアルリンク・アクチュエータ７の詳
細に付いては、例えば特開平１１-２９０５５６の明細
書に開示されているものを採用することができる。

【００１３】図２に、本鉄道車両用集電装置の第一の駆
動機構と第二の駆動機構を覆っているカバー３０１、３
０２、３０３及び、カバー滑動部３０１ａと碍子滑動部
３０２ａの一例示す。カバーは、図２に示すように、カ
バー３０１、３０２、３０３と複数個に分割されてお
り、かつ、分割されたカバーはカバー滑動部３０１ａ、
碍子滑動部３０２ａで伸縮自在に相互に滑動する機構と
なっている。

【００１４】図２により電力の取り込みについて説明す
る。架線１との接触により取り込まれた電力はすり板２
から舟体３に導体（図示せず）を経由して伝達される。
舟体３と絶縁碍子４は固着されており、絶縁碍子４の内
部に設けた中空部に高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１の
導電体２０１ａを埋設し、その導電体２０１ａの上端部
が舟体３に固着されている。絶縁碍子４の下部に高圧可
撓性絶縁被覆導電体２０１を設けているが、これは導電
体２０１ａと連続した導電体を有している。絶縁碍子４
の下部では絶縁材の切替わり部が存在する為に、電界の
緩和処置を行う構造とする（図示せず）。電力は高圧可
撓性絶縁被覆導電体２０１を経由して車両の動力装置
（図示せず）へ取り込まれ、車両が高速走行する構成と
なっている。

【００１５】つぎに、中間フレーム６と下部フレーム９
の保持関係について説明する。中間フレーム６は第一の
駆動機構を介して下部フレーム９で保持されると共に、
相互が平行状態を保ちながら上昇下降運動を行う様に構
成されている。第一の駆動機構は主としてリンク１０、
１０ａ、リニアガイド軸１１、レバー１２、カム１３、
空気サーボシリンダー１４、ばね１５、ダンパー１６と
で構成されている。リンク１０、１０ａは回転軸１０
１、１０２、１０３、１０４により図示平面内に回転自
在に保持されている。リンク１０は回転軸１０３により
中間フレーム６に図示平面内に回転自在に、かつ中心軸
は固着保持されている。リニアガイド軸１１は下部フレ
ーム９に固着されており、リンク１０はリニアガイド軸
１１に対し回転軸１０２により図示平面内に回転自在
に、かつ、摺動自在に保持されている。また、リンク１
０ａはリンク１０の１／２の長さとしリンク１０の長さ
方向の中心点に対し、回転軸１０４により図示平面内に
回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。さら
に、リンク１０ａの他の一端は回転軸１０１に固着さ
れ、下部フレーム９との関係は図示平面内に回転自在
に、かつ中心軸は固着保持されている。これら回転軸１
０１、１０２、１０３、１０４の中心軸の位置関係にお
いて、回転軸１０１、１０２、１０４の中心点で構成さ
れる三角形が二等辺三角形になるように構成すると、回
転軸１０３の中心点はリンク１０、１０ａの図示平面内
での回転と摺動運動に伴ない垂直に移動し、絶えず回転
軸１０１の中心点の垂直線上部に存在し、従って、中
間フレーム６は下部フレーム９に対し平行に上昇下降運
動を行うことが出来る事になる。

【００１６】さらに、第一の駆動機構による駆動力の発
生と伝達関係について説明する。駆動力の発生源は空気
サーボシリンダー１４とばね１５である。ばね１５は引
張コイルばねとして引張作用により中間フレーム６が上
昇する方向に構成し、空気サーボシリンダー１４は空気
圧の注入により中間フレーム６が下降する方向に構成す
る。まず、ばね１５の駆動力の伝達について説明する
と、ばね１５の一端は下部フレーム９に固着されてい
る。他の一端はワイヤ１６を介してカム１３に固着され
ている。カム１３は回転軸１０１に固着されており、下
部フレーム９に対しては図示平面内に回転自在に、かつ
中心軸は固着保持されている。この構成によりばね１５
の引張力はリンク１０ａの回転運動を生じ、リンク１０
が回転軸１０３を中心とした図示平面内の回転と回転軸
１０２の図示平面内の回転摺動運動となり、中間フレー
ム６の上昇運動に変換される。一方、空気サーボシリン
ダー１４の駆動力の伝達について説明する。空気サーボ
シリンダー１４の一端は下部フレーム９に回転軸１４ａ
を介して図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保
持されている。他の一端は回転軸１２ａを介してレバー
１２に対して図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固
着保持されている。レバー１２は回転軸１０１に固着さ
れており、かつ下部フレーム９に対しては中心軸が固着
保持されている。このような構成において空気サーボシ
リンダー１４に空気圧が注入されると、レバー１２を介
して回転軸１０１が回転し、リンク１０ａが押し下げる
方向に回転運動をする事によりリンク１０が回転軸１０
２を中心に図示平面内で回転と摺動運動を行い、さら
に、回転軸１０３を中心にリンク１０を折畳む方向に運
動をする。このことにより中間フレーム６は下降方向の
運動を生じる。

【００１７】さらに、必要に応じてダンパー１７を設け
ることが出来る。ダンパー１７の一端を回転軸１７ａで
下部フレーム９に対し図示平面内に回転自在に、かつ中
心軸は固着保持されている。レバー１８は回転軸１０１
に固着されており、ダンパー１７の他の一端とは回転軸
１８ａを介してレバー１８に対し図示平面内に回転自在
に保持されている。

【００１８】このように構成された第一の駆動機構は、
空気サーボシリンダー１４への空気圧の注入により中間
フレーム６が下降方向に動き、ばね１５の引張力により
上昇方向に動くことができ、空気サーボシリンダー１４
への空気圧の注入量を架線１とすり板２の接触力がほぼ
一定となるように、アクティブに制御することにより架
線の位置変動に対し舟体３とすり板２、ばね２ａを追従
させることが出来る。また、必要な場合設けたダンパー
１７により空気サーボシリンダー１４の発生駆動力と負
荷力の調和を行い、スムーズな上昇下降運動を実現でき
ることになる。

【００１９】また、空気サーボシリンダー１４への空気
圧の圧力源が喪失するか、注入を制御する制御装置が故
障した場合は、この制御回路を開放することにより、空
気サーボシリンダー１４を開放し駆動力を零とする。こ
の場合中間フレーム６を押し下げる力は架線からすり板
２、ばね２ａ，舟体３、絶縁碍子４、上部フレーム５、
デュアルリンク・アクチュエータ７、リニアガイド軸
８、ばね８ａを通じて伝達され、結果として架線の押し
下げ力とばね１５による押上げ力のバランスにより舟体
３が上昇下降する従来のパッシブ形のパンタグラフと同
様の運動をすることに成り、本集電装置のアクティブ制
御装置が故障した場合でも低速における走行を確保し、
このことから車両走行の確実性を確保できることにな
る。

【００２０】図９、図１０により本発明の第２、第３の
実施例を説明する。図９は、図２の第二の駆動機構であ
るデュアルリンクアクチュエータ７をリニアモータ４０
１に置き換えた図である。図１０は、図２の第二の駆動
機構であるデュアルリンクアクチュエータ７を空気サー
ボシリンダー４０２に置き換えた図である。図９のリニ
アモータ４０１は駆動軸４０１ａと固定子４０１ｂより
構成され、駆動軸４０１ａは上部フレーム５に固着され
ており、固定子４０１ｂは中間フレーム６に固着されて
いる。駆動軸４０１ａは固定子４０１ｂに対し制御装置
により制御された給電をすることにより垂直方向に上昇
下降運動を行う。図１０の空気サーボシリンダー４０２
はシリンダー軸４０２ａとシリンダー体４０２ｂとより
構成され、シリンダー軸４０２ａは上部フレームに固着
されており、シリンダー体４０２ｂは中間フレーム６に
固着されている。シリンダー軸４０２ａはシリンダー体
４０２ｂに対し制御装置により制御された給気をするこ
とにより垂直方向に上昇下降運動を行う。ばね８ａを同
軸配置した軸８と第一の駆動機構は第一の実施例と同一
である。この様に構成することにより第２、第３の実施
例も第１の実施例と同じ駆動作用を行うと共に、本集電
装置のアクティブ制御装置が故障した場合でも低速での
車両走行の確実性を確保できることになる。

【００２１】図２に示したカバー滑動部３０１ａの拡大
図V部を図１１、図１２、図１３に示す。また、図１４
に、碍子滑動部３０２ａの拡大図VI部を示す。カバー３
０１、３０２、３０３は、舟体３に近い側を大径とし、
屋根に近い側を小径とした組み合わせとしている。これ
はカバー滑動部３０１ａにパッキン３０４を取り付ると
共にカバー滑動部３０１ａからの雨水やごみの進入を防
ぐ為である。しかし、防水のためにパッキン３０４の密
封度を高くするとカバーの伸縮によりカバー内部の空気
が圧縮、膨張させられる為に背圧が発生し、カバーの動
きを阻害することになる。従って、パッキン３０４には
空気の流通は可能であるが、雨水やごみの進入を阻止
し、かつ、摺動抵抗が小さいという機能が要求される。

【００２２】図１１にパッキン３０４の詳細構造を、VI
I-VII断面図を図１２に、VIII-VIII断面を図１３に示
す。パッキン３０４は中間に空間帯３０４ｄを有し、摺
動部分が二重の構造となっている。摺動部分は頭部に球
状突起３０４ｃを有する起毛３０４ｆをベース３０４ｂ
にジグザグ状に植毛した構成とする。さらに、ベース３
０４ｂは伸縮性パッキン３０４ａを介してカバー３０１
に固着されている。この伸縮性パッキン３０４ａは球状
突起３０４ｃをカバー３０２の摺動面を均一に押し付け
る作用をするように構成されている。カバー３０２との
摺動面は図１２に示すように球状突起３０４ｃの頭頂部
３０４ｇにおける点接触の集合体となり、接触面積が小
さいために摺動抵抗の小さいカバー滑動部が得られる。

【００２３】図１３に起毛３０４ｆの断面VIII−VIIIを
示すが、起毛３０４ｆはジグザグ状に配置され植毛され
ているために、周囲に曲がりくねった空間を有してい
る。空気はこの空間を通して３０４ｅに示すような気流
が生じて通気が可能となる。しかし、雨水やごみは空気
よりも比重が大きいために起毛３０４ｆに衝突しフィル
ター効果が生じて、結果として汽水分離が可能となる。
中間部に空間帯３０４ｄを設ける理由は、万一、一段目
の起毛３０４ｆを雨水やごみが貫通した場合その動圧を
開放し、一度中間の静圧に転換して二段目の起毛３０４
ｆへの侵入作用を弱めるという、いわゆるラビリンスの
効果を考えたものである。

【００２４】次に、図１４に碍子滑動部３０２ａの断面
詳細図を示す。４は絶縁碍子、３０１はカバーであり、
絶縁碍子４との摺動面にパッキン３０５を設け、このパ
ッキン３０５はカバー３０１に固着されている。碍子滑
動部３０２ａは、絶縁碍子４が上部フレーム５に固着さ
れており第二の駆動機構により垂直方向に上昇下降運動
する構造となっている。カバー３０１は中間フレーム６
に固着されている為に絶縁碍子４はカバー３０１に対し
相対的に上昇下降運動を行う。この碍子滑動部３０２ａ
はカバー滑動部３０１ａに比較してその周長が短いこ
と、雨水に対し受け口の位置に碍子滑動部３０２ａが存
在するために、パッキン３０５には水密性の摺動パッキ
ンを使用する。

【００２５】図１５、図１６、図１７に、アクティブ制
御システムの概念図を示す。図１５は、すり板２とばね
２ａの間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを
設けた場合の図であり、図１６は、ばね２ａと、舟体３
の間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設け
た場合の図である。図１７において接触力検出手段２ｂ
から光ファイバー２ｃを通じて制御装置４５１に接触力
に関する信号が伝達され、制御装置４５１内で演算処理
される。制御装置４５１内では演算結果に基づき電源ま
たは空気源（図示せず）からの電気または空気を架線１
とすり板２の接触力がほぼ一定となる様にアクティブに
調整のうえ、回路２ｅおよび２ｆにより第一の駆動機構
と第二の駆動機構に送りこれを制御駆動する。さらに制
御装置４５１が万一故障した時に備えて緊急制御装置４
５２を設けておく。この緊急制御装置は制御装置４５１
の故障信号を回路２ｄで受信することにより作動し回路
２ｇ、２ｈを通じて第一の駆動機構と第二の駆動機構を
折畳み位置まで制御駆動し、すり板２、舟体３を架線１
との接触状態から緊急に引き外し降下させる。

【００２６】図１８に引掛装置５００を示す。この装置
は第一の駆動機構と第二の駆動機構が折畳み位置まで降
下した場合、電気または空気による駆動源を喪失した場
合でも折畳み位置を保持出来るようにする為のものであ
る。５０１は引掛ピン、５０２は引掛鉤、５０２ａ、５
０２ｂ、５０２ｃは回転軸、５０４は掛外シリンダー、
５０５は引掛ばねである。引掛ピン５０１は上部フレー
ム５に固着されている。引掛鉤５０２は回転軸５０２ａ
と図示平面内に回転自在に契合されており、回転軸５０
２ａは下部フレーム９に固着されている。掛外シリンダ
ー５０４の一端は引掛鉤５０２と回転軸５０２ｂにより
図示平面内に回転自在に契合されており、他端は回転軸
５０４ａと契合し下部フレーム９と図示平面内に回転自
在に固着されている。また、引掛ばね５０５は引掛鉤５
０２と回転軸５０２ｃにより図示平面内に回転自在に契
合されており、他端は回転軸５０５ａと契合し下部フレ
ームと図示平面内に回転自在に固着されている。引掛鉤
５０２の先端には傾斜面５０２ｄと切欠き５０２ｅを設
けている。この様に構成した引掛装置５００においてそ
の作用について説明する。第一の駆動機構と第二の駆動
機構が折畳み位置まで降下して来たとき、上部フレーム
５に固着されている引掛ピン５０１が引掛鉤５０２の先
端の傾斜面５０２ｄにあたり、これを押しのける様に降
下する。この場合、引掛ばね５０５の張力に抗して引掛
鉤５０２を回転させ切欠き５０２ｅまで到達し契合させ
る事により、引掛ピン５０１を介して上部フレーム５が
下部フレーム９に対し固定される事になる。次にこの固
定を開放する場合は掛外シリンダー５０４に空気源より
圧縮空気を供給する（図示せず）。この掛外シリンダー
５０４の発生力により引掛ばね５０５の張力に抗して引
掛鉤５０２を回転させ、切欠き５０２ｅと引掛ピン５０
１の契合を開放すると、第一の駆動機構と第二の駆動機
構に内蔵されているばね８ａとばね１５の張力により上
部フレーム５と中間フレーム６は上昇することになる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、すり板、
舟体、絶縁碍子、カバーおよび下部フレームから構成さ
れるシンプルな形状により、低騒音な集電装置が得られ
ると共に、駆動機構を第一の駆動機構と第二駆動機構に
分離し、第一の駆動機構にリンク機構を取り入れること
により大きなストロークを得て、車両の屋根上のスペー
スに収まる大きさで架線の上下変位に十分に追従できる
装置を得ることが出来た。また、装置の駆動源である流
体圧や電力が喪失、または制御装置が故障した場合に、
パッシブな状態であるが低速な走行を可能とする装置を
得ることが出来た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低騒音集電装置の外観を示す正面図。

【図２】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の駆
動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。

【図３】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の駆
動機構が折畳まれた状態の内部構造を示す断面図。

【図４】本発明の低騒音集電装置の外観を示す平面図。

【図５】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図
１のI−I断面図。

【図６】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図
１のII−II断面図。

【図７】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図
６のIII−III断面図。

【図８】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図
６のIV−IV断面図。

【図９】本発明の第二実施例を示す低騒音集電装置の駆
動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。

【図１０】本発明の第三実施例を示す低騒音集電装置の
駆動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。

【図１１】本発明の低騒音集電装置の図２のV部の拡大
図。

【図１２】本発明の低騒音集電装置の図１１のVII−VII
断面図。

【図１３】本発明の低騒音集電装置の図１１のVIII−VI
II断面図。

【図１４】本発明の低騒音集電装置の図２のVI部の拡大
図。

【図１５】本発明の低騒音集電装置のすり板２とばね２
ａの間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設
けた場合の図。

【図１６】本発明の低騒音集電装置のばね２ａと、舟体
３の間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設
けた場合の図。

【図１７】本発明の低騒音集電装置のアクティブ制御シ
ステムの概念図。

【図１８】本発明の低騒音集電装置の引掛装置の構成
図。

【符号の説明】

１…架線、２…すり板、３…舟体、４…絶縁碍子、５…
上部フレーム、６…中間フレーム、７…デュアルリンク
・アクチュエータ、８…リニアガイド軸、８a…ばね、
９…下部フレーム、１０…リンク、１０ａ…リンク、１
１…リニアガイド軸、１２…レバー、１３…カム、１４
…空気サーボシリンダー、１５…ばね、１６…ダンパ
ー、７１…電動機、７１a…減速機、７２…クランクア
ーム、７３…クランクロッド、２０１…高圧可撓性絶縁
被覆導電体、３０１…カバー、３０１ａ…カバー滑動
部、３０２…カバー、３０２ａ…碍子滑動部、３０３…
カバー、３０４…パッキン、３０５…パッキン、４０１
…リニアモータ、４０２…空気サーボシリンダー、４５
１…制御装置、４５２…緊急制御装置、５００…引掛装
置、５０１…引掛ピン、５０２…引掛鉤、５０４…掛外
シリンダー、５０５…引掛ばね。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者島田冨美朗東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者飯田明由茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者岩崎充雄山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸事業所内 (72)発明者稲玉哲愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内 (72)発明者渡邉耕司愛知県名古屋市中村区名駅一丁目１番４号東海旅客鉄道株式会社内Ｆターム(参考） 5H105 AA02 AA06 AA14 BA02 BB01 CC02 CC12 DD04 DD12 DD22 EE02 EE06 EE13 EE16 EE21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】架線に接触して集電するすり板を配した舟
体と、該舟体を車両の上部に支持する絶縁支柱と、前記
舟体と絶縁支柱を駆動し前記架線との接触係を保持する
駆動機構とを備えた鉄道車両用集電装置において、前記駆動機構が、ばねとダンパーと空気サーボシリンダ
ー及びそれにより駆動される回転軸とリンク機構により
構成され、該ばねにより該舟体を上昇方向に駆動し、空
気サーボシリンダーで該舟体を下降方向に駆動するよう
に連結された回転軸と、その回転運動を該舟体の上昇、
下降運動に変換するように構成されたリンク機構より成
る第一の駆動機構と、電動機とその回転運動を互いに対
向して配設される２つのクランクアームとクランクロッ
ドにより該舟体の上昇下降運動に変換するように構成さ
れたリンク機構より成る第二の駆動機構とを有すること
を特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項２】前記請求項１の鉄道車両用集電装置におい
て、第二の駆動機構がリニアモータを駆動源とし、前後
左右の移動を拘束し、上昇下降運動のみを可能とする、
ばねを同軸配置したリニアガイド軸とより成ることを特
徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項３】前記請求項１の鉄道車両用集電装置におい
て、第二の駆動機構が空気サーボシリンダーを駆動源と
し、前後左右の移動を拘束し、上昇下降運動のみを可能
とする、ばねを同軸配置したリニアガイド軸とより成る
ことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項４】前記請求項１、２及び３のいずれかに記載
鉄道車両用集電装置において、該第一と第二の駆動機構
全体を覆うカバーを設け、該カバーを複数個に分割し、
且つ、分割されたカバーは伸縮自在に相互に滑動し、該
舟体に近い側のカバーを大径とし、屋根に近い側のカバ
ーを小径とした組み合わせを特徴とする鉄道車両用集電
装置。
【請求項５】前記請求項４の鉄道車両用集電装置におい
て、複数個に分割され相互に滑動するカバーの摺動面に
対面し、かつ、大径側のカバーの下端部に、先端を球状
に形成した起毛をジグザグ状に配置に配置した群を二群
設け、その二群の中間に空間帯を設けた構造の摺動パッ
キンを設けた事を特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項６】前記請求項１、２及び３のいずれかに記載
鉄道車両用集電装置において、該すり板と舟体の間又は
舟体と絶縁支柱のとの間に設けた架線との接触力の検出
手段により検出した信号から該駆動機構１の空気サーボ
シリンダーと、該駆動機構２の電動機又はリニアモータ
又は空気サーボシリンダーの駆動力とストロークを制御
し、架線との接触力をほぼ一定とするための信号を出力
する制御装置を設けた事を特徴とする鉄道車両用集電装
置。
【請求項７】前記請求項６の鉄道車両用集電装置におい
て、該駆動機構１の空気サーボシリンダーは、集電装置
を下限位置まで下降する事にも作用し、前記該制御装置
の故障時に対し、別途の緊急制御装置を設けることより
給気し、下限位置まで下降することを可能としたことを
特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項８】前記請求項６の鉄道車両用集電装置におい
て、該駆動機構２の電動機とリニアモータ及び空気サー
ボシリンダーは、ばねを同軸配置したリニアガイド軸の
ばね力に抗して、集電装置を下限位置まで下降する事に
も作用し、前記該制御装置の故障時に対し、別途の緊急
制御装置を設けることにより給電又は給気し、下限位置
まで下降することを可能としたことを特徴とする鉄道車
両用集電装置。
【請求項９】前記請求項１〜８のいずれかに記載の鉄道
車両用集電装置において、低騒音集電装置が下限位置ま
で下降された後に、駆動機構１及び駆動機構２への電気
及び空気供給手段が絶たれた場合でも低騒音集電装置を
下限位置に保持するための引掛装置を設けたことを特徴
とする鉄道車両用集電装置。
【請求項１０】前記請求項１〜９のいずれかに記載の鉄
道車両用集電装置において絶縁支柱の内部に導電体を埋
設し、集電した電力を負荷側へ導電することを特徴とす
る鉄道車両用集電装置。