JP2003164003A - 電気車の動力供給システム - Google Patents
電気車の動力供給システムInfo
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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- Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 軌道曲線部等の架線が困難な区域に複雑な架
線を設置することなく電気車への動力の供給を円滑に行
うことが出来る電気車の動力供給システムを提供する。 【解決手段】 発電所より架線８を介して電力を供給さ
れ、該電力により軌道上を駆動走行する電気車の動力供
給システムにおいて、前記架線８が配設された架線区域
Ａにて電力を供給し、該電力を駆動源とする第１の動力
供給手段と、前記電気車に具備された燃料電池、蓄電
池、ディーゼル発電機若しくはディーゼルエンジンのう
ち少なくとも一を動力源とする第２の動力供給手段５３
とを備え、曲線軌道等の前記架線の配設が困難な区域を
非架線区域Ｂとするとともに、前記架線区域Ａと非架線
区域Ｂの境界付近に設置された信号発信手段３０から発
信された切替信号を、前記電気車に搭載された信号検知
手段３８が検知したときに、前記第１の動力供給手段と
第２の動力供給手段とを切り替えることを特徴とする。
線を設置することなく電気車への動力の供給を円滑に行
うことが出来る電気車の動力供給システムを提供する。 【解決手段】 発電所より架線８を介して電力を供給さ
れ、該電力により軌道上を駆動走行する電気車の動力供
給システムにおいて、前記架線８が配設された架線区域
Ａにて電力を供給し、該電力を駆動源とする第１の動力
供給手段と、前記電気車に具備された燃料電池、蓄電
池、ディーゼル発電機若しくはディーゼルエンジンのう
ち少なくとも一を動力源とする第２の動力供給手段５３
とを備え、曲線軌道等の前記架線の配設が困難な区域を
非架線区域Ｂとするとともに、前記架線区域Ａと非架線
区域Ｂの境界付近に設置された信号発信手段３０から発
信された切替信号を、前記電気車に搭載された信号検知
手段３８が検知したときに、前記第１の動力供給手段と
第２の動力供給手段とを切り替えることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、路面電車等の軌道
上を走行する電気車を駆動するための動力を供給するシ
ステムに関する。
上を走行する電気車を駆動するための動力を供給するシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、貨物や人を運搬しながら軌道上
を走行する鉄道車両は、電気エネルギ、燃料（蒸気機
関、内燃機関）、圧縮空気等を動力としており、近年
は、特に発電所で生成された電力を、直流電流若しくは
交流電流として架線等を介して車両に供給する電気車が
主流となっている。かかる電気車の動力源供給方法は、
図８に示されるように、変電所から送られてくる電気を
鉄道システムの中の変圧装置や変流装置等を備えた鉄道
変電所５に供給し、該鉄道変電所５にて変流、降圧した
後に給電線９に供給し、該給電線から供給される電気を
トロリー線８を介してパンタグラフ２により電車内に導
入し、電車１を走行させる構成となっている。
を走行する鉄道車両は、電気エネルギ、燃料（蒸気機
関、内燃機関）、圧縮空気等を動力としており、近年
は、特に発電所で生成された電力を、直流電流若しくは
交流電流として架線等を介して車両に供給する電気車が
主流となっている。かかる電気車の動力源供給方法は、
図８に示されるように、変電所から送られてくる電気を
鉄道システムの中の変圧装置や変流装置等を備えた鉄道
変電所５に供給し、該鉄道変電所５にて変流、降圧した
後に給電線９に供給し、該給電線から供給される電気を
トロリー線８を介してパンタグラフ２により電車内に導
入し、電車１を走行させる構成となっている。
【０００３】電力を動力源として駆動走行する電車の集
電方式は、架空単線方式、架空複線方式、第三軌条方式
等があるが、最も一般的な方式として前記架空単線方式
について図６に概略構成を示す。この方式は、一本のト
ロリー線８と、これを懸架する装置や電柱、ビーム等の
支持装置及び保護装置、また変電所５からの給電線７等
により構成されており、レール３を帰線６としている。
そして、図６に示されるように、前記トロリー線８は多
数の支持配線１５、１６により懸架されている。
電方式は、架空単線方式、架空複線方式、第三軌条方式
等があるが、最も一般的な方式として前記架空単線方式
について図６に概略構成を示す。この方式は、一本のト
ロリー線８と、これを懸架する装置や電柱、ビーム等の
支持装置及び保護装置、また変電所５からの給電線７等
により構成されており、レール３を帰線６としている。
そして、図６に示されるように、前記トロリー線８は多
数の支持配線１５、１６により懸架されている。
【０００４】一方、前記した架線からの電力のみを動力
源とするほかに、電車本体内に設置された発電機等の駆
動装置を具備したシステム等が用いられており、前記発
電所電力のほかに、例えば登り坂や発進時等大きな動力
を必要とする場合、若しくは停電時等に車内に具備され
た補助動力源から動力を供給している。また、特開平８
−３３１２２号には、もともと架線が存在せず、通常デ
ィーゼル動車等が走行する区域である非電化区間と、電
気車等が走行する架線が轢かれた電化区間との双方を走
行することが出来る鉄道車両が開示されている。かかる
発明は、少なくとも２両編成の鉄道車両の１両を動力車
とし他の少なくとも１両を付随車として構成され、さら
に、非電化区間においては付随車のエンジンで駆動され
る発電機からの電力を供受する一方、電化区間では架線
からの電力を供受するように電力を切り替える転換器を
備えている。
源とするほかに、電車本体内に設置された発電機等の駆
動装置を具備したシステム等が用いられており、前記発
電所電力のほかに、例えば登り坂や発進時等大きな動力
を必要とする場合、若しくは停電時等に車内に具備され
た補助動力源から動力を供給している。また、特開平８
−３３１２２号には、もともと架線が存在せず、通常デ
ィーゼル動車等が走行する区域である非電化区間と、電
気車等が走行する架線が轢かれた電化区間との双方を走
行することが出来る鉄道車両が開示されている。かかる
発明は、少なくとも２両編成の鉄道車両の１両を動力車
とし他の少なくとも１両を付随車として構成され、さら
に、非電化区間においては付随車のエンジンで駆動され
る発電機からの電力を供受する一方、電化区間では架線
からの電力を供受するように電力を切り替える転換器を
備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、主動力
源として前記発電所からの電力を利用している電車で
は、前記した図６に見られるように前記トロリー線を支
持するために多数の配線１５、１６が配されており、軌
道が直線である部分では配線工事は比較的容易である
が、例えば図５に示されるように軌道曲線部２５におい
ては、配線２０が複雑となり、非常に困難な工事技術が
必要とされるとともに設置費用が嵩むという問題を有し
ている。特に、都市部内を走行する路面電車では、曲線
部が多いためメンテナンス費用の増加や、都市景観を悪
化させるという問題もある。
源として前記発電所からの電力を利用している電車で
は、前記した図６に見られるように前記トロリー線を支
持するために多数の配線１５、１６が配されており、軌
道が直線である部分では配線工事は比較的容易である
が、例えば図５に示されるように軌道曲線部２５におい
ては、配線２０が複雑となり、非常に困難な工事技術が
必要とされるとともに設置費用が嵩むという問題を有し
ている。特に、都市部内を走行する路面電車では、曲線
部が多いためメンテナンス費用の増加や、都市景観を悪
化させるという問題もある。
【０００６】また、前記従来技術のように主動力源とは
別に補助動力源を具備する電気車は、電化区間と非電化
区間との双方を走行可能な鉄道車両であるが、架線が配
線されていない長距離の非電化区間に切換駅を跨いで乗
り入れることを目的としており、架線が配設されていな
い区間を走行しながら通過することは困難で、また曲線
部や海峡、河川横断部等の架線の配設が困難な場所等に
対応可能な架線構造については記載がなく、前記したよ
うに高度な工事技術、高設置コストが必要とされるとい
う問題点を解決するには到っていない。したがって、本
発明はかかる従来技術の問題に鑑み、曲線部等の架線が
困難な区域に複雑な架線を設置することなく電気車への
動力の供給を円滑に行うことが出来る電気車の動力供給
システムを提供することを目的とする。
別に補助動力源を具備する電気車は、電化区間と非電化
区間との双方を走行可能な鉄道車両であるが、架線が配
線されていない長距離の非電化区間に切換駅を跨いで乗
り入れることを目的としており、架線が配設されていな
い区間を走行しながら通過することは困難で、また曲線
部や海峡、河川横断部等の架線の配設が困難な場所等に
対応可能な架線構造については記載がなく、前記したよ
うに高度な工事技術、高設置コストが必要とされるとい
う問題点を解決するには到っていない。したがって、本
発明はかかる従来技術の問題に鑑み、曲線部等の架線が
困難な区域に複雑な架線を設置することなく電気車への
動力の供給を円滑に行うことが出来る電気車の動力供給
システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明はかかる
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、発電所
より架線を介して電力を供給され、該電力により軌道上
を駆動走行する電気車の動力供給システムにおいて、前
記架線が配設された架線区域にて該架線を介して電力を
供給し、該電力を駆動源とする第１の動力供給手段と、
前記電気車に具備された燃料電池、蓄電池、ディーゼル
発電機若しくはディーゼルエンジンのうち少なくとも一
を動力源とする第２の動力供給手段とを備え、曲線軌道
等の前記架線の配設が困難な区域を非架線区域とすると
ともに、該非架線区域にて動力供給手段を前記第２の動
力供給手段に切り替えることを特徴とする。
課題を解決するために、請求項１記載の発明は、発電所
より架線を介して電力を供給され、該電力により軌道上
を駆動走行する電気車の動力供給システムにおいて、前
記架線が配設された架線区域にて該架線を介して電力を
供給し、該電力を駆動源とする第１の動力供給手段と、
前記電気車に具備された燃料電池、蓄電池、ディーゼル
発電機若しくはディーゼルエンジンのうち少なくとも一
を動力源とする第２の動力供給手段とを備え、曲線軌道
等の前記架線の配設が困難な区域を非架線区域とすると
ともに、該非架線区域にて動力供給手段を前記第２の動
力供給手段に切り替えることを特徴とする。
【０００８】かかる発明によれば、曲線部や海峡、河川
横断部等の架線の配設が困難な場所に複雑な架線や鉄塔
等を設ける必要がないために景観が損なわれることがな
く、また設置コストを低減することが出来る。さらに、
架線電力に頼らない動力供給手段を備えている為に前記
架線が配設されていない区域においても円滑に動力の供
給を行うことが出来る。また、かかる発明で第２の動力
供給手段が用いられる区間は、発進、加速にあたる区間
ではないことが多く慣性エネルギが保持された状態にあ
り、かつ比較的短い距離であるために大きな動力を必要
としない。従って、前記電気車に具備する第２の動力供
給手段を小型化することができる。
横断部等の架線の配設が困難な場所に複雑な架線や鉄塔
等を設ける必要がないために景観が損なわれることがな
く、また設置コストを低減することが出来る。さらに、
架線電力に頼らない動力供給手段を備えている為に前記
架線が配設されていない区域においても円滑に動力の供
給を行うことが出来る。また、かかる発明で第２の動力
供給手段が用いられる区間は、発進、加速にあたる区間
ではないことが多く慣性エネルギが保持された状態にあ
り、かつ比較的短い距離であるために大きな動力を必要
としない。従って、前記電気車に具備する第２の動力供
給手段を小型化することができる。
【０００９】また、請求項２記載の発明は、前記架線区
域毎に夫々独立させた架線構造とし、前記架線区域にて
前記独立した架線構造を介して夫々電力を供給すること
を特徴とする。このように、例えば非架線区域が長い場
合などに、該非架線区域により分割された架線区域の夫
々に変電所を設けて独立した架線構造とすることによ
り、架線区域同士を電気的に連絡するケーブル等を設け
る必要がなく無駄を省くことが出来る。また、夫々の架
線区域を独立させているために、確実な制御が行えると
ともに断線、故障等の不備が発見し易い。
域毎に夫々独立させた架線構造とし、前記架線区域にて
前記独立した架線構造を介して夫々電力を供給すること
を特徴とする。このように、例えば非架線区域が長い場
合などに、該非架線区域により分割された架線区域の夫
々に変電所を設けて独立した架線構造とすることによ
り、架線区域同士を電気的に連絡するケーブル等を設け
る必要がなく無駄を省くことが出来る。また、夫々の架
線区域を独立させているために、確実な制御が行えると
ともに断線、故障等の不備が発見し易い。
【００１０】一方、請求項３記載の発明は、前記架線区
域のうち少なくとも一部の隣接した区域を電気的に連絡
させてグループ化し、該グループ化した架線区域毎に第
１の動力供給手段より電力を供給可能に構成したことを
特徴とする。かかる発明によれば、例えば非架線区域が
短い場合に、該非架線区域を挟んで隣接する架線区域の
終点と始点とをほぼ直線状に連絡させることにより複雑
な架線を配設することなく、かつ変電所等の設備を設置
する必要もないために、景観を良好に保持することが出
来るとともに設置コストを最小限に抑えることが出来
る。尚、前記架線区域を連絡させるケーブルで電車軌道
外に突出する部分は地中に埋設するなど邪魔にならない
ように配設することが好ましい。
域のうち少なくとも一部の隣接した区域を電気的に連絡
させてグループ化し、該グループ化した架線区域毎に第
１の動力供給手段より電力を供給可能に構成したことを
特徴とする。かかる発明によれば、例えば非架線区域が
短い場合に、該非架線区域を挟んで隣接する架線区域の
終点と始点とをほぼ直線状に連絡させることにより複雑
な架線を配設することなく、かつ変電所等の設備を設置
する必要もないために、景観を良好に保持することが出
来るとともに設置コストを最小限に抑えることが出来
る。尚、前記架線区域を連絡させるケーブルで電車軌道
外に突出する部分は地中に埋設するなど邪魔にならない
ように配設することが好ましい。
【００１１】さらに、請求項４記載の発明は、前記第２
の動力供給手段に蓄電池を用いた動力供給システムであ
って、前記架線区域にて架線を介して前記第１の動力供
給手段に電力を供給するとともに余剰電力を前記蓄電池
に蓄電させたことを特徴とする。これは、例えば前記架
線区域における通常の電力供給により過剰に供給された
電力や、また前記架線区域の少なくとも一部を通常より
高い電圧に保持して該区域にて余分に取り込んだ蓄電用
電力を、前記非架線区域にて用いるようにすることで、
外部からエネルギを供給することなく従来のエネルギ源
のみで動力を補うことができる。
の動力供給手段に蓄電池を用いた動力供給システムであ
って、前記架線区域にて架線を介して前記第１の動力供
給手段に電力を供給するとともに余剰電力を前記蓄電池
に蓄電させたことを特徴とする。これは、例えば前記架
線区域における通常の電力供給により過剰に供給された
電力や、また前記架線区域の少なくとも一部を通常より
高い電圧に保持して該区域にて余分に取り込んだ蓄電用
電力を、前記非架線区域にて用いるようにすることで、
外部からエネルギを供給することなく従来のエネルギ源
のみで動力を補うことができる。
【００１２】また、請求項５記載の発明は、前記架線区
域と非架線区域の境界付近に設置された信号発信手段
と、前記電気車に搭載された信号検知手段とを設け、前
記信号発信手段からの切替信号を前記信号検知手段が検
知したときに、前記第１の動力供給手段と第２の動力供
給手段とを切り替えることを特徴とする。このように、
前記第１の動力供給手段から第２の動力供給手段、若し
くは前記第２の動力供給手段から第１の動力供給手段へ
の移行の際に、電車に具備された信号検知手段により、
レール等に設置された信号発信手段から発信される切替
信号を受信することにより動力供給手段を自動で切り替
えることが出来、容易にかつ確実に動力供給を行うこと
が可能となる。
域と非架線区域の境界付近に設置された信号発信手段
と、前記電気車に搭載された信号検知手段とを設け、前
記信号発信手段からの切替信号を前記信号検知手段が検
知したときに、前記第１の動力供給手段と第２の動力供
給手段とを切り替えることを特徴とする。このように、
前記第１の動力供給手段から第２の動力供給手段、若し
くは前記第２の動力供給手段から第１の動力供給手段へ
の移行の際に、電車に具備された信号検知手段により、
レール等に設置された信号発信手段から発信される切替
信号を受信することにより動力供給手段を自動で切り替
えることが出来、容易にかつ確実に動力供給を行うこと
が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。図１及び図２は、本発明の実施形態にかかる
架線構造を示す概略図で、図３及び図４は本発明の実施
形態にかかる動力源切り替えシステムを示す概略構成図
である。本実施形態において、電気車は道路上に敷設さ
れたレール軌道上を走行する路面電車とするが、軌道上
を走行し主動力源として電力を使用する車両であれば特
にこれに限定されるものではない。
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。図１及び図２は、本発明の実施形態にかかる
架線構造を示す概略図で、図３及び図４は本発明の実施
形態にかかる動力源切り替えシステムを示す概略構成図
である。本実施形態において、電気車は道路上に敷設さ
れたレール軌道上を走行する路面電車とするが、軌道上
を走行し主動力源として電力を使用する車両であれば特
にこれに限定されるものではない。
【００１４】図１及び図２において、３はレール、５、
５ａ、５ｂは電鉄変電所、６は帰線、７は給電線、８、
８ａ、８ｂはトロリー線、３０ａ、３０ｂは発信センサ
である。Ａは路面電車の軌道直線部に位置する架線区域
で、Ｂは軌道曲線部に位置する非架線区域である。前記
架線区域Ａ上にはトロリー線８が架線されているが該非
架線区域Ｂ上には架線されていない。そして、前記架線
区域Ａに配設されたトロリー線の終点と前記非架線区域
Ｂを挟んで隣接する直線部Ａのトロリー線の始点とが電
気ケーブル８０によりほぼ直線状に地中で連絡してい
る。
５ａ、５ｂは電鉄変電所、６は帰線、７は給電線、８、
８ａ、８ｂはトロリー線、３０ａ、３０ｂは発信センサ
である。Ａは路面電車の軌道直線部に位置する架線区域
で、Ｂは軌道曲線部に位置する非架線区域である。前記
架線区域Ａ上にはトロリー線８が架線されているが該非
架線区域Ｂ上には架線されていない。そして、前記架線
区域Ａに配設されたトロリー線の終点と前記非架線区域
Ｂを挟んで隣接する直線部Ａのトロリー線の始点とが電
気ケーブル８０によりほぼ直線状に地中で連絡してい
る。
【００１５】かかる架線構造には少なくとも一の電鉄変
電所５が具備されており、発電所で生成された電気１０
はまず該電鉄変電所５にて適切な電圧に降圧され、直流
方式で使用される場合には不図示の整流器により直流に
変換される。そして降圧された電気１０は給電線７を経
て前記トロリー線８に供給され、該トロリー線８から路
面電車に取り込まれ駆動動力に変換された後にレール３
を介して帰線６に戻される。さらに、前記非架線区域Ｂ
では、路面電車に搭載された不図示の駆動動力装置が起
動し、これにより路面電車が駆動走行している。該駆動
動力装置は、燃料電池、蓄電池、ディーゼル発電機若し
くはディーゼルエンジンのうち少なくとも一を備えた装
置である。
電所５が具備されており、発電所で生成された電気１０
はまず該電鉄変電所５にて適切な電圧に降圧され、直流
方式で使用される場合には不図示の整流器により直流に
変換される。そして降圧された電気１０は給電線７を経
て前記トロリー線８に供給され、該トロリー線８から路
面電車に取り込まれ駆動動力に変換された後にレール３
を介して帰線６に戻される。さらに、前記非架線区域Ｂ
では、路面電車に搭載された不図示の駆動動力装置が起
動し、これにより路面電車が駆動走行している。該駆動
動力装置は、燃料電池、蓄電池、ディーゼル発電機若し
くはディーゼルエンジンのうち少なくとも一を備えた装
置である。
【００１６】また、別の実施形態を示す架線構造とし
て、図２に架線区域が夫々独立した配線系統を有する架
線構造を示している。これは、路面電車の軌道曲線部に
位置する非架線区域Ｂを回避して設けられた架線区域Ａ
に夫々トロリー線８ａ、８ｂと、該架線区域Ａに夫々設
けられた電鉄変電所５ａ、５ｂとを備えた構成となって
おり、発電所から送られる電気１０は前記変電所５ａ、
５ｂを経由して前記トロリー線８ａ、８ｂを含む夫々独
立した配線系統に送給される。このように、例えば隣接
する架線区域Ａ間が近距離である場合には、該架線区域
Ａ間を電気ケーブルにて８０にて連絡させてグループ化
された架線系統を構築し、前記非架線区域Ｂが長距離に
及ぶ場合には前記架線区域を夫々独立させて夫々に電鉄
変電所を設けると良い。尚、一路線中に複数の架線構造
が存在しても構わない。
て、図２に架線区域が夫々独立した配線系統を有する架
線構造を示している。これは、路面電車の軌道曲線部に
位置する非架線区域Ｂを回避して設けられた架線区域Ａ
に夫々トロリー線８ａ、８ｂと、該架線区域Ａに夫々設
けられた電鉄変電所５ａ、５ｂとを備えた構成となって
おり、発電所から送られる電気１０は前記変電所５ａ、
５ｂを経由して前記トロリー線８ａ、８ｂを含む夫々独
立した配線系統に送給される。このように、例えば隣接
する架線区域Ａ間が近距離である場合には、該架線区域
Ａ間を電気ケーブルにて８０にて連絡させてグループ化
された架線系統を構築し、前記非架線区域Ｂが長距離に
及ぶ場合には前記架線区域を夫々独立させて夫々に電鉄
変電所を設けると良い。尚、一路線中に複数の架線構造
が存在しても構わない。
【００１７】図３及び図４には前記実施形態に備えられ
た動力源切り替えシステムが示されている。図３及び図
４において、２はトロリー線８から電気を取り入れるパ
ンタグラフ、３０は切替信号を発信する発信センサ、３
５は路面電車の車輪、３８は前記発信センサからの切替
信号を受信する受信部、４０は車輪の回転を制御する減
速機、４５は動力によって駆動されるモータ、３１、３
２は動力源切替部、５０は燃料電池である。
た動力源切り替えシステムが示されている。図３及び図
４において、２はトロリー線８から電気を取り入れるパ
ンタグラフ、３０は切替信号を発信する発信センサ、３
５は路面電車の車輪、３８は前記発信センサからの切替
信号を受信する受信部、４０は車輪の回転を制御する減
速機、４５は動力によって駆動されるモータ、３１、３
２は動力源切替部、５０は燃料電池である。
【００１８】かかるシステムで、路面電車１に供給され
る電力は前記架線区域Ａを走行中にはトロリー線８を介
してパンタグラフ２より取り込まれ、該取り込まれた電
気はＯＮに設定されている動力源切替部３１を通って給
電線７を経由してモータ４５を駆動させて、減速機４０
に動力が伝達され該減速機４０により動力伝達速度を制
御しながら車輪３５に動力を供給している。そして、架
線区域Ａを走行する車輪３５が発信センサ３０ａ上を走
行したときに電車の駆動軸に具備された受信部３８が前
記発信センサ３０から発信される切替信号を検知し、不
図示の切替制御装置により前記動力源切替部３１をＯＦ
Ｆとするとともに、動力源切替部３２をＯＮに制御し、
燃料電池５０から給電線５１を経由して電気をモータ４
５に供給し、車輪３５を回転させて路面電車を走行させ
ている。
る電力は前記架線区域Ａを走行中にはトロリー線８を介
してパンタグラフ２より取り込まれ、該取り込まれた電
気はＯＮに設定されている動力源切替部３１を通って給
電線７を経由してモータ４５を駆動させて、減速機４０
に動力が伝達され該減速機４０により動力伝達速度を制
御しながら車輪３５に動力を供給している。そして、架
線区域Ａを走行する車輪３５が発信センサ３０ａ上を走
行したときに電車の駆動軸に具備された受信部３８が前
記発信センサ３０から発信される切替信号を検知し、不
図示の切替制御装置により前記動力源切替部３１をＯＦ
Ｆとするとともに、動力源切替部３２をＯＮに制御し、
燃料電池５０から給電線５１を経由して電気をモータ４
５に供給し、車輪３５を回転させて路面電車を走行させ
ている。
【００１９】さらに、前記非架線区域Ｂの終端で、同様
に前記受信部３８にて発信センサ３０ｂの切替信号を検
知し、前述と逆の回線のＯＮ、ＯＦＦ切替制御を行うこ
とにより、前記燃料電池５０からの動力を切り離して再
度トロリー線８からの給電により架線区域Ａを走行す
る。このように、動力源を二系統以上具えた電車とする
ことにより、曲線部等のトロリー線８を架線困難な区間
においては該トロリー線８からの給電を不要とする構成
とし、その結果前記非架線区域Ｂでの架線やこれに伴う
懸架装置、支持装置が不要となり、大幅なコスト低減が
可能となる。また、架線がないため景観も良好となる。
に前記受信部３８にて発信センサ３０ｂの切替信号を検
知し、前述と逆の回線のＯＮ、ＯＦＦ切替制御を行うこ
とにより、前記燃料電池５０からの動力を切り離して再
度トロリー線８からの給電により架線区域Ａを走行す
る。このように、動力源を二系統以上具えた電車とする
ことにより、曲線部等のトロリー線８を架線困難な区間
においては該トロリー線８からの給電を不要とする構成
とし、その結果前記非架線区域Ｂでの架線やこれに伴う
懸架装置、支持装置が不要となり、大幅なコスト低減が
可能となる。また、架線がないため景観も良好となる。
【００２０】また、図４は動力源切り替えシステムの別
の実施形態であり、蓄電池５３を具備した方式を示して
いる。かかるシステムは、前記した図３の動力源切り替
えシステムとほぼ同様の構成であるが、トロリー線８か
らパンタグラフ２を介して供給される電気は、まず蓄電
切替機構５５に導入されて、該蓄電切替機構５５により
蓄電切替部３３及び動力源切替部３１を制御し、蓄電池
５３に送給する電気量を調整する。前記トロリー線８を
通常の電圧でもって電流が流れている場合には、動力源
切替部３１をＯＮとして電車を駆動走行するために必要
最小限の電気量を駆動装置側に供給するとともに、前記
蓄電切替部３３を開度を制御して余剰電力を蓄電池５３
に送給する。
の実施形態であり、蓄電池５３を具備した方式を示して
いる。かかるシステムは、前記した図３の動力源切り替
えシステムとほぼ同様の構成であるが、トロリー線８か
らパンタグラフ２を介して供給される電気は、まず蓄電
切替機構５５に導入されて、該蓄電切替機構５５により
蓄電切替部３３及び動力源切替部３１を制御し、蓄電池
５３に送給する電気量を調整する。前記トロリー線８を
通常の電圧でもって電流が流れている場合には、動力源
切替部３１をＯＮとして電車を駆動走行するために必要
最小限の電気量を駆動装置側に供給するとともに、前記
蓄電切替部３３を開度を制御して余剰電力を蓄電池５３
に送給する。
【００２１】このとき、前記蓄電池５３に電力が十分に
蓄電されるまでの区間は、通常より大の電圧にて前記ト
ロリー線８に余分に電流を通流させて、該蓄電池５３に
蓄電させておいても良い。前記架線区域Ａを走行中は、
前記動力切替部３１をＯＮとしてモータ４５を駆動さ
せ、減速機４０を介して車輪３５を回転させて走行し、
車両に具備された信号受信部３８が発信センサ３０から
の切替信号を受信したら前記動力切替部３１をＯＦＦと
するとともに蓄電池５３に接続される動力切替部３２を
ＯＮとし、該蓄電池５３に蓄電された電気を給電線５４
を介してモータ４５に供給し、非架線区域Ｂの区間、車
両を駆動走行させる。
蓄電されるまでの区間は、通常より大の電圧にて前記ト
ロリー線８に余分に電流を通流させて、該蓄電池５３に
蓄電させておいても良い。前記架線区域Ａを走行中は、
前記動力切替部３１をＯＮとしてモータ４５を駆動さ
せ、減速機４０を介して車輪３５を回転させて走行し、
車両に具備された信号受信部３８が発信センサ３０から
の切替信号を受信したら前記動力切替部３１をＯＦＦと
するとともに蓄電池５３に接続される動力切替部３２を
ＯＮとし、該蓄電池５３に蓄電された電気を給電線５４
を介してモータ４５に供給し、非架線区域Ｂの区間、車
両を駆動走行させる。
【００２２】さらに、前記非架線区域Ｂの終端で、同様
に前記受信部３８にて発信センサ３０ｂの切替信号を検
知し、前述と逆の回線のＯＮ、ＯＦＦ切替制御を行うこ
とにより、前記蓄電池５３からの動力を切り離してトロ
リー線８からの給電により架線区域Ａを走行し、必要に
応じて蓄電池５３への蓄電を行う。このように、第２の
動力供給手段として蓄電池５３を具え、前記架線を介し
て供給される余剰電力を該蓄電池５３に蓄電することに
より、外部からエネルギを供給することなく従来のエネ
ルギ源のみで動力を補うことができる。尚、前記蓄電池
５３は、開放形若しくは密閉形のどちらでも良く、さら
に浮動充電方式やトリクル充電方式等を利用することが
可能であり、特に限定されるものではない。
に前記受信部３８にて発信センサ３０ｂの切替信号を検
知し、前述と逆の回線のＯＮ、ＯＦＦ切替制御を行うこ
とにより、前記蓄電池５３からの動力を切り離してトロ
リー線８からの給電により架線区域Ａを走行し、必要に
応じて蓄電池５３への蓄電を行う。このように、第２の
動力供給手段として蓄電池５３を具え、前記架線を介し
て供給される余剰電力を該蓄電池５３に蓄電することに
より、外部からエネルギを供給することなく従来のエネ
ルギ源のみで動力を補うことができる。尚、前記蓄電池
５３は、開放形若しくは密閉形のどちらでも良く、さら
に浮動充電方式やトリクル充電方式等を利用することが
可能であり、特に限定されるものではない。
【００２３】また、前記第２の動力供給手段は、前記し
たほかに不図示のディーゼル発電機、ディーゼルエンジ
ンでも良い。前記ディーゼル発電機は、前記実施形態と
同様の構成で燃料電池の代わりにディーゼル発電機にて
発生された電気を用い、前記ディーゼルエンジンは、そ
の機構が前記実施形態とは異なるが、例えばディーゼル
エンジンの出力軸を直接減速機に連結させてクラッチ切
替弁等を設け、第２の動力供給源により駆動されるモー
タとの動力切替が円滑に行われるように構成すると良
い。尚、これらの第２の動力供給手段は、例えば発進時
や登坂等の大きな動力を必要とする架線区域にて補助動
力として用いることも可能である。
たほかに不図示のディーゼル発電機、ディーゼルエンジ
ンでも良い。前記ディーゼル発電機は、前記実施形態と
同様の構成で燃料電池の代わりにディーゼル発電機にて
発生された電気を用い、前記ディーゼルエンジンは、そ
の機構が前記実施形態とは異なるが、例えばディーゼル
エンジンの出力軸を直接減速機に連結させてクラッチ切
替弁等を設け、第２の動力供給源により駆動されるモー
タとの動力切替が円滑に行われるように構成すると良
い。尚、これらの第２の動力供給手段は、例えば発進時
や登坂等の大きな動力を必要とする架線区域にて補助動
力として用いることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、曲線
部や海峡、河川横断部等の架線の配設が困難な場所に複
雑な架線や鉄塔等を設ける必要がないために景観が損な
われることがなく、また設置コストを低減することが出
来る。さらに、架線電力に頼らない動力供給手段を備え
ている為に非架線区域においても円滑に動力の供給を行
うことが出来る。また、前記非架線区域により分割され
た架線区域の夫々に変電所を設けて独立した架線構造と
することにより、架線区域同士を電気的に連絡するケー
ブル等を設ける必要がなく無駄を省くことが出来る。ま
た、夫々の架線区域を独立させているために、確実な制
御が行えるとともに断線、故障等の不備が発見し易い。
部や海峡、河川横断部等の架線の配設が困難な場所に複
雑な架線や鉄塔等を設ける必要がないために景観が損な
われることがなく、また設置コストを低減することが出
来る。さらに、架線電力に頼らない動力供給手段を備え
ている為に非架線区域においても円滑に動力の供給を行
うことが出来る。また、前記非架線区域により分割され
た架線区域の夫々に変電所を設けて独立した架線構造と
することにより、架線区域同士を電気的に連絡するケー
ブル等を設ける必要がなく無駄を省くことが出来る。ま
た、夫々の架線区域を独立させているために、確実な制
御が行えるとともに断線、故障等の不備が発見し易い。
【００２５】さらに、該非架線区域を挟んで隣接する架
線区域の終点と始点とをほぼ直線状に連絡させることに
より複雑な架線を配設することなく、かつ変電所等の設
備を設置する必要もないために、景観を良好に保持する
ことが出来るとともに設置コストを最小限に抑えること
が出来る。また、前記架線区域における余剰電力を前記
蓄電池に蓄電させ、該蓄電された電力を動力源とするこ
とにより、外部からエネルギを供給することなく従来の
エネルギ源のみで動力を補うことができる。
線区域の終点と始点とをほぼ直線状に連絡させることに
より複雑な架線を配設することなく、かつ変電所等の設
備を設置する必要もないために、景観を良好に保持する
ことが出来るとともに設置コストを最小限に抑えること
が出来る。また、前記架線区域における余剰電力を前記
蓄電池に蓄電させ、該蓄電された電力を動力源とするこ
とにより、外部からエネルギを供給することなく従来の
エネルギ源のみで動力を補うことができる。
【００２６】さらにまた、前記第１の動力供給手段から
第２の動力供給手段、若しくは前記第２の動力供給手段
から第１の動力供給手段への移行の際に、電車に具備さ
れた信号検知手段により、レール等に設置された信号発
信手段から発信される切替信号を受信することにより動
力供給手段が自動で切り替えることが出来、容易にかつ
確実に動力供給を行うことが可能となる。
第２の動力供給手段、若しくは前記第２の動力供給手段
から第１の動力供給手段への移行の際に、電車に具備さ
れた信号検知手段により、レール等に設置された信号発
信手段から発信される切替信号を受信することにより動
力供給手段が自動で切り替えることが出来、容易にかつ
確実に動力供給を行うことが可能となる。
【図１】 本発明の実施形態にかかる架線構造を示す概
略図である。
略図である。
【図２】 図１の別の実施形態にかかる架線構造を示す
概略図である。
概略図である。
【図３】 本発明の実施形態にかかる動力源切り替えシ
ステムを示す概略構成図である。
ステムを示す概略構成図である。
【図４】 図３の別の実施形態にかかる動力源切り替え
システムを示す概略構成図である。
システムを示す概略構成図である。
【図５】 曲線部の架線状態を示す概略平面図である。
【図６】 直線部の架線状態を示す概略側面図である。
【図７】 従来の電力供給システムを示す概略図であ
る。
る。
【図８】 従来の架空単線集電方式を示す概略図であ
る。
る。
１ 路面電車
３ レール
５、５ａ、５ｂ 電鉄変電所
６ 帰線
７ 給電線
８ トロリー線
９ 給電線
１０ 電気
２０ 配線
３０、３０ａ、３０ｂ 発信センサ
３１、３２ 動力源切替部
３８ 受信部
５０ 燃料電池
５１、５４ 給電線
５３ 蓄電池
５５ 蓄電切替機構
８０ 連絡部
Ａ 架線区域
Ｂ 非架線区域
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ６１Ｃ 7/04 Ｂ６１Ｃ 7/04
(72)発明者 飯伏 順一
広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業
株式会社紙・印刷機械事業部内
(72)発明者 渡辺 芳治
広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工業
株式会社三原機械・交通システム工場内
Ｆターム(参考） 5H115 PC02 PG01 PI03 PI16 PI18
PI22 PI27 PI29 PO02 PO06
PO12 PO17 PU02 PU25 QE20
SE04 SE05 SE06
Claims (5)
- 【請求項１】 発電所より架線を介して電力を供給さ
れ、該電力により軌道上を駆動走行する電気車の動力供
給システムにおいて、 前記架線が配設された架線区域にて該架線を介して電力
を供給し、該電力を駆動源とする第１の動力供給手段
と、 前記電気車に具備された燃料電池、蓄電池、ディーゼル
発電機若しくはディーゼルエンジンのうち少なくとも一
を動力源とする第２の動力供給手段とを備え、 曲線軌道等の前記架線の配設が困難な区域を非架線区域
とするとともに、該非架線区域にて動力供給手段を前記
第２の動力供給手段に切り替えることを特徴とする電気
車の動力供給システム。 - 【請求項２】 前記架線区域毎に夫々独立させた架線構
造とし、前記架線区域にて前記独立した架線構造を介し
て夫々電力を供給することを特徴とする請求項１記載の
電気車の動力供給システム。 - 【請求項３】 前記架線区域のうち少なくとも一部の隣
接した区域を電気的に連絡させてグループ化し、該グル
ープ化した架線区域毎に第１の動力供給手段より電力を
供給可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の電
気車の動力供給システム。 - 【請求項４】 前記第２の動力供給手段に蓄電池を用い
た動力供給システムであって、前記架線区域にて架線を
介して前記第１の動力供給手段に電力を供給するととも
に余剰電力を前記蓄電池に蓄電させたことを特徴とする
請求項１記載の電気車の動力供給システム。 - 【請求項５】 前記架線区域と非架線区域の境界付近に
設置された信号発信手段と、前記電気車に搭載された信
号検知手段とを設け、 前記信号発信手段からの切替信号を前記信号検知手段が
検知したときに、前記第１の動力供給手段と第２の動力
供給手段とを切り替えることを特徴とする請求項１記載
の電気車の動力供給システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361697A JP4056247B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 電気車の動力供給システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001361697A JP4056247B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 電気車の動力供給システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003164003A true JP2003164003A (ja) | 2003-06-06 |
| JP4056247B2 JP4056247B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=19172308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001361697A Expired - Lifetime JP4056247B2 (ja) | 2001-11-27 | 2001-11-27 | 電気車の動力供給システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4056247B2 (ja) |
Cited By (14)
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| JP2006325316A (ja) * | 2005-05-18 | 2006-11-30 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP2007060854A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Kobe Steel Ltd | 電動車走行システム |
| JP2008062680A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 低床式路面電車 |
| JP2009261242A (ja) * | 2004-06-22 | 2009-11-05 | Toshiba Corp | 電気車の制御装置 |
| JP2010063298A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Railway Technical Res Inst | 主回路システム、電源供給方法 |
| KR101075641B1 (ko) | 2008-04-01 | 2011-10-21 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 철도 차량의 구동 장치 |
| JP2012050162A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Hitachi Ltd | 鉄道用車上電気機器を搭載した鉄道車両及び鉄道車両の編成列車 |
| CN103204080A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-17 | 株洲高新技术产业开发区壹星科技有限公司 | 电力机车切断电网供电后临时动车供电方法及供电系统 |
| JP2014138436A (ja) * | 2013-01-15 | 2014-07-28 | Hitachi Ltd | 電気駆動車両、発電機制御装置及び発電機制御方法 |
| JP2015003528A (ja) * | 2013-06-19 | 2015-01-08 | 株式会社日立製作所 | 電気駆動車両、電気駆動車両の制御装置及び電気駆動車両の制御方法 |
| CN107554299A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-09 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种铁路工程机械混合动力源系统 |
| CN107618379A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-23 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种铁路工程机械混合动力源切换控制方法 |
| CN110539668A (zh) * | 2019-01-29 | 2019-12-06 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种动车组应急牵引系统 |
| JP2023516990A (ja) * | 2020-03-02 | 2023-04-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自走式車両用の駆動ユニット、自走式車両、自走式車両用の支持構造体及び輸送システム |
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| CN104417384B (zh) * | 2013-09-05 | 2016-07-13 | 山西智济电子科技有限公司 | 一种电力机车自走行装置 |
| KR101537333B1 (ko) * | 2013-10-17 | 2015-07-16 | 한국철도기술연구원 | 철도 차량용 전력공급시스템 |
-
2001
- 2001-11-27 JP JP2001361697A patent/JP4056247B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| CN103204080A (zh) * | 2013-03-27 | 2013-07-17 | 株洲高新技术产业开发区壹星科技有限公司 | 电力机车切断电网供电后临时动车供电方法及供电系统 |
| CN103204080B (zh) * | 2013-03-27 | 2015-11-11 | 株洲高新技术产业开发区壹星科技有限公司 | 电力机车切断电网供电后临时动车供电方法及供电系统 |
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| CN107554299A (zh) * | 2017-09-20 | 2018-01-09 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种铁路工程机械混合动力源系统 |
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| WO2020155804A1 (zh) * | 2019-01-29 | 2020-08-06 | 中车长春轨道客车股份有限公司 | 一种动车组应急牵引系统 |
| JP2023516990A (ja) * | 2020-03-02 | 2023-04-21 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 自走式車両用の駆動ユニット、自走式車両、自走式車両用の支持構造体及び輸送システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4056247B2 (ja) | 2008-03-05 |
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