JP2004147494A - パンタグラフ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高速鉄道車両用として使用した場合にも、摺り板と架線との当接圧を適正に保ちつつ、振動及び風切り音の発生を抑えられるパンタグラフ装置を実現する。
【解決手段】上端部に集電舟９を設けた主枠２１の下端部を、支持プレート上で水平移動するスライダ１９に、第一の横軸２０により揺動変位自在に結合する。上記主枠２１の中間部に第二の横軸２２により揺動変位自在に結合した副枠２３の下端部を上記支持プレートに対し、第三の横軸２８により揺動変位自在に結合する。第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制する事により、上記集電舟９がほぼ鉛直方向に昇降する様にする。又、上記主枠２１の支持剛性を高める事で振動を抑え、更に、防風カバーから露出する部分を単純化する事で風切り音の発生を抑える。
【選択図】 図１
【解決手段】上端部に集電舟９を設けた主枠２１の下端部を、支持プレート上で水平移動するスライダ１９に、第一の横軸２０により揺動変位自在に結合する。上記主枠２１の中間部に第二の横軸２２により揺動変位自在に結合した副枠２３の下端部を上記支持プレートに対し、第三の横軸２８により揺動変位自在に結合する。第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制する事により、上記集電舟９がほぼ鉛直方向に昇降する様にする。又、上記主枠２１の支持剛性を高める事で振動を抑え、更に、防風カバーから露出する部分を単純化する事で風切り音の発生を抑える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、新幹線等の高速鉄道車両で、架線から電気を取り入れる為に当該車両の屋根面上に設けられるパンタグラフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用のパンタグラフ装置として従来から、図１６〜１７に示す様な構造のものが、例えば特許文献１に記載されて、知られている。鉄道車両の屋根１上に支持プレート２を、碍子３、３を介して支持している。従ってこの支持プレート２は、上記車両の本体部分とは絶縁されている。この支持プレート２の上面に支持管４を、この車両の幅方向（図１７の表裏方向）に設けられた第一の横軸５を中心とする揺動を自在として設けている。そして、上記支持管４の中間部に、下枠６の下端部を結合固定している。又、この下枠６の上端部に上枠７の下端部を、上記第一の横軸５と平行な第二の横軸８を中心とする揺動を自在として連結している。更に、上記上枠７の上端部に集電舟９を、上記第一、第二の横軸５、８と平行な横軸１０を中心とする揺動を自在として連結している。上記集電舟９は、上記車両の幅方向に配置されており、上面に摺り板１１、１１を設置している。
【０００３】
又、上記支持管４には、この支持管４の中間部下側に固設したブラケット１２と上記支持プレート２との間に設けた引っ張りばね１３により、上記下枠６を立ち上げる方向の弾力を付与している。又、上記下枠６の上端部と上記上枠７の下端部との連結部には、リンク機構等の図示しない立ち上げ機構を設けて、上記引っ張りばね１３により上記下枠６が立ち上がった場合に、上記上枠７をこの下枠６と同じ様に上方に向け立ち上がらせる様にしている。更に、上記集電舟９は上記上枠７の上端部に、この集電舟９の上面と架線１４の下縁とを平行にすべく、この架線１４の下縁に倣う様に、上記横軸１０を中心とする揺動を自在に支持している。
【０００４】
又、上記支持管４の中間部下側に設けた別のブラケット１２ａと上記支持プレート２との間には、エアシリンダ等のアクチュエータ１５を設けている。上記集電舟９を上記架線１４から離して下降させるべく、上記下枠６と上枠７とから成るパンタグラフ本体１６を折り畳む場合には、上記アクチュエータ１５を伸長させる。この結果、上記下枠６が上記第一の横軸５を中心として図１７の反時計方向に、上記上枠７が上記第二の横軸８を中心として図１７の時計方向に、それぞれ揺動して、上記パンタグラフ本体１６が折り畳まれ、上記集電舟９が下降する。この集電舟９が下降し切った状態では、上記支持プレート２の上面に設けた鉤片１７が、この集電舟９の一部と係合して、上記アクチュエータ１５が伸長方向の力を喪失した後に於いても、上記集電舟９が上昇しない様にする。
【０００５】
上述の様に構成し作用するパンタグラフ装置を高速鉄道車両に使用する場合、次の▲１▼〜▲３▼の条件を満たす構造とする事が重要である。
▲１▼ 上記集電舟９をできるだけ鉛直方向に昇降させる事。
▲２▼ この集電舟９の支持剛性を確保する事。
▲３▼ 空気抵抗となる部分をできるだけ少なくする事。
【０００６】
このうちの▲１▼は、走行時に於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４との摺動抵抗に基づいて上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合に、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用するのを防止する為に必要である。上記▲１▼を満たさない場合には、上記水平方向力に基づいて上記集電舟９を昇降させる方向の力が作用し、上記摺り板１１、１１と架線１４との当接部の面圧が過大になったり（上昇方向の力が加わった場合）、この面圧が低下若しくは喪失する（下降方向の力が加わった場合）。この為に、図１６〜１７に示した構造を含めて従来から、下枠６の長さと上枠７の長さとの比、並びに前記第二の横軸８部分に組み込むリンク機構の構造を工夫する事により、上記集電舟９を鉛直方向に昇降させる様にしている。
【０００７】
又、上記▲２▼は、高速走行に伴って摺り板１１、１１と架線１４との摺動部から上枠７に加わる荷重に拘らず、パンタグラフ本体１６が過度に変位したり振動したりするのを防止する為に必要である。この様な面から必要になる上記▲２▼に関しては、図１６〜１７に示した構造では不十分である為、図１８に示す様な構造により、剛性確保を図っている。即ち、上枠７ａの下端部を第二の横軸８ａよりも下方に延長すると共に、この上枠７ａの下端部と支持プレート２（図１６〜１７参照）の上面との間に補助枠１８を、この補助枠１８の上下両端部を上記上枠７ａの下端部或は支持プレート２の上面に揺動変位自在に結合する事により掛け渡している。上記図１８に示した構造の場合、この様に、上記上枠７ａを軸方向２個所位置で支持する事により、この上枠７ａ及びこの上枠７ａの上端部に設置した集電舟９の支持剛性を向上させている。
【０００８】
更に、前記▲３▼は、高速走行時に発生する風切り音を低減し、沿線に騒音公害を発生させない様にする為に必要である。この様な▲３▼の面から見た場合、上記図１６〜１７に示した従来構造の第１例に比べて、上記図１８に示した第２例は、走行時に風に曝される部分が多く、風切り音を抑える面からは不利である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２２４７０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な事情に鑑み、高速鉄道車両用のパンタグラフ装置として、集電舟を鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造の実現が望まれる。
本発明のパンタグラフ装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のパンタグラフ装置のうち、請求項１に記載したパンタグラフ装置は、支持部材と、スライダと、第一の横軸と、主枠と、第二の横軸と、副枠とを備える。
このうちの支持部材は、鉄道車両の屋根面上に取り付けられるもので、支持プレート（枠状等、必ずしも板状とは限らない）等が使用される。
又、上記スライダは、この様な支持部材に、水平方向の変位自在に支持されている。
又、上記第一の横軸は、上記スライダに、上記鉄道車両の幅方向に設けられている。
又、上記主枠は、上記第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されると共に、上端部に集電舟を支持する。
又、上記第二の横軸は、上記主枠の中間部に、上記第一の横軸と平行に設けられている。
更に、上記副枠は、上記第二の横軸に上端部を支持されると共に下端部を上記支持プレートに対し、上記第一の横軸及びこの第二の横軸と平行な第三の横軸により揺動変位自在に支持されている。
【００１２】
又、請求項２に記載したパンタグラフ装置は、支持部材と、第一の横軸と、副枠と、第二の横軸と、主枠と、補助枠と、ガイド部材と、ガイド部とを備える。このうちの支持部材は、鉄道車両の屋根面上に取り付けられるもので、支持プレート等が使用される。
又、上記第一の横軸は、上記支持部材に、この鉄道車両の幅方向に設けられている。
又、上記副枠は、上記第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されている。
又、上記第二の横軸は、上記副枠の上端部に上記第一の横軸と平行に設けられている。
又、上記主枠は、上記第二の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されている。
又、上記補助枠は上記主枠の下端部から下方に延出する状態で、この主枠に固定されている。尚、これら補助枠と主枠とは、一体に構成しても良い。
又、上記ガイド部材は、上記補助枠の下端部から側方に突設されている。
更に、上記ガイド部は、上記支持部材に固定されたガイドプレートの側面に形成されており、上記第一の横軸よりも下方位置に曲率中心を有する。
そして、上記副枠の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる程、上記第二の横軸と上記ガイド部材とを結ぶ直線の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる様に、各部の設置位置及び寸法を規制している。
【００１３】
【作用】
上述の様な本発明のパンタグラフ装置の場合には、何れの構造でも、集電舟を鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。
先ず、請求項１に係るパンタグラフ装置の場合には、集電舟を昇降させる為にスライダを水平方向に移動させるのに伴って副枠が起伏（或は、この副枠を起伏させるのに伴って上記スライダが水平方向に移動）し、この副枠の上端部と主枠の中間部とを結合している第二の横軸が、円弧運動しつつ上下方向に変位する。従って、第一、第二、第三の横軸の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠の上端部の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
又、上記主枠は、中間部と下端部との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。
更に、スライダ及び副枠は、支持部材の上面近くの、低い位置に設置できる。高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持部材に近い下部は、この支持部材の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００１４】
又、請求項２に係るパンタグラフ装置の場合には、集電舟を昇降させる為に、第一の横軸を中心として副枠を揺動変位させるのに伴って、この副枠の上端部に設けた第二の横軸と、補助枠の下端部に設けたガイド部材とを結ぶ直線の、屋根面に対する傾斜角度が変化する。具体的には、上記副枠の上記屋根面に対する傾斜角度を大きくする事で、上記第二の横軸と上記ガイド部材とを結ぶ直線の上記屋根面に対する傾斜角度を大きくし、主枠の上端部に設けた集電舟を昇降させる事ができる。そして、第一、第二の横軸及びガイド部材の設置位置、ガイド部の曲率半径及び曲率中心を適切に規制すれば、上記主枠の上端部の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
又、上記主枠は、下端部に設けた第二の横軸と、下端部に固定した補助枠の下端部に設けたガイド部材とガイド部との係合部との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。
更に、副枠、補助枠、及びガイド部材は、支持部材の上面近くの、低い位置に設置できる。上述の様に、高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持部材に近い下部は、この支持部材の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のパンタグラフ装置は、支持プレート２（図１６〜１７参照）と、スライダ１９と、第一の横軸２０と、主枠２１と、第二の横軸２２と、副枠２３とを備える。
このうちの支持プレート２は、前述の図１６〜１７に示した従来構造の第１例の場合と同様に、碍子３、３を介して鉄道車両の屋根１（図１６〜１７参照）上に取り付けられる。
【００１６】
又、上記スライダ１９は、上記支持プレート２の上面に、水平方向の変位自在に支持されている。この為に本例の場合には、この支持プレート２に対し固定の部分に１対の支持片２４、２４を、前後方向に離隔して設けている。そして、これら両支持片２４、２４同士の間に掛け渡したガイドロッド２５に上記スライダ１９を、このガイドロッド２５の軸方向（鉄道車両の前後方向）の変位自在に外嵌している。
【００１７】
この様なスライダ１９の上面には、図２に示す様に１対の支持板部２６、２６を、鉄道車両の幅方向に離隔した状態で固設している。そして、これら両支持板部２６、２６同士の間に掛け渡す状態で上記第一の横軸２０を、上記鉄道車両の幅方向に設けている。そして、この第一の横軸２０により、上記主枠２１の下端部を、揺動自在に支持している。又、この主枠２１の上端部に集電舟９を、前述した従来構造と同様に、横軸１０により揺動自在に支持している。
【００１８】
又、上記主枠２１の中間部に前記第二の横軸２２を、上記第一の横軸２０と平行に設けている。即ち、上記主枠２１の中間部に、図３に示す様に、結合ブラケット２７の基半部（図３の左上半部）を外嵌固定すると共に、この結合ブラケット２７の先半部（図３の右下半部）に、上記第二の横軸２２を支持している。この結合ブラケット２７の先半部は二股に形成しており、この第二の横軸２２は、この二股部分に掛け渡す状態で、上記結合ブラケット２７の先半部に設けている。この様にして上記主枠２１の中間部に設けた上記第二の横軸２２に、前記副枠２３の上端部を揺動変位自在に支持している。更に、この副枠２３の下端部を前記支持プレート２に対し、上記第一の横軸２０及びこの第二の横軸２２と平行な第三の横軸２８により、揺動変位自在に支持している。
【００１９】
尚、図１〜３には省略するが、前記スライダ１９或は上記副枠２３に、上記主枠２１を起立させる為の起立ばねを付設する。このうち、スライダ１９に付設する場合には、このスライダ１９を図１の右方向に引っ張る引っ張りばね等を使用する。又、上記副枠２３に付設する場合には、この副枠２３の下端部を上記第三の横軸２８を構成する支持管に固定して、前述の図１６〜１７に示した従来構造で下枠６に設けたものと同様の構造を構成する。又、前記集電舟９を下降させる為の構造は、やはり前述の図１６〜１７に示した従来構造で下枠６に設けたアクチュエータ１５によるものと同様の構造を、上記第三の横軸２８部分に組み付ける。
【００２０】
上述の様な本例のパンタグラフ装置の場合には、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。
先ず、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられる点に就いて説明する。この集電舟９を昇降させる場合、上記スライダ１９を水平方向に移動させるか、或は上記副枠２３を起伏させる。何れにしても、これらスライダ１９の水平移動と副枠２３の起伏とが互いに連動して行なわれ、この副枠２３の上端部と上記主枠２１の中間部とを結合している前記第二の横軸２２が、円弧運動しつつ上下方向に変位する。従って、第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠２１の上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
【００２１】
図４は、上記集電舟９の昇降に伴う各枠の動きを示す、言い換えれば、上記スライダ１９を水平移動させつつ上記主枠２１及び上記副枠２３を起伏させた場合に於ける、これら両枠２１、２３の姿勢を示した模式図である。図４にこれら両枠２１、２３及び結合ブラケット２７を表した各線分の長さ（の比）は、そのままこれら両枠２１、２３及び結合ブラケット２７の長さ（の比）を表している。この様な図４から明らかな通り、本例の構造を採用して第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠２１の上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。従って、高速走行時に、於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４（図１６参照）との摺動抵抗に基づいて上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合でも、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用する事は殆どない。
【００２２】
又、上記主枠２１は、中間部に設けた第二の横軸２２と下端部に設けた第一の横軸２０との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。この為、高速走行に伴って上記摺り板１１、１１と架線１４との摺動部から上記主枠２１に加わる荷重に拘らず、パンタグラフ装置が過度に変位したり振動したりするのを防止できる。
【００２３】
更に、上記スライダ１９及び副枠２３は、前記支持プレート２の上面近くの、低い位置に設置できる。高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持プレート２に近い下部は、この支持プレート２の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００２４】
次に、図５〜７は、上述した第１例と同様、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例として、この請求項１に係る発明を具体化した構造に就いて示している。本例の場合には、鉄道車両の屋根面上に碍子３、３（前述した図１７或は後述する図８、１１、１５参照）を介して支持固定する支持部材２９の中間部下方に第三の横軸２８を支持し、この第三の横軸２８に円管状のスリーブ３０（支持管）を、回転自在に外嵌している。そして、このスリーブ３０の中間部上面に、副枠２３の下端部を固定している。又、このスリーブ３０の中間部上面でこの副枠２３の下端部から軸方向に外れた部分に引っ張り腕３１の基端部（下端部）を固設し、更にこの引っ張り腕３１の先端部（上端部）と上記支持部材２９の端部との間に引っ張りコイルばね３２を設けている。この構成により、上記副枠２３に、起立方向の弾性を付与している。尚、上記第三の横軸２８とスリーブ３０とを一体に構成、若しくは別体としたものを互いに結合固定（スリーブ３０を省略）して、これら第三の横軸２８及びスリーブ３０の両端部を、上記支持部材２９に対し回動自在に支持しても良い。
【００２５】
又、上記スリーブ３０の軸方向一端部（図６の下端部）に受ローラ３３を、上方に突出する状態で形成している。そして、上記支持部材２９の一部で上記スリーブ３０に関して上記引っ張りコイルばね３２と同じ側に、エアシリンダ３４を固定している。そして、このエアシリンダ３４の出力ロッド３５の先端面を、上記受ローラ３３に対向させている。このエアシリンダ３４に圧縮空気を送り込み、上記出力ロッド３５を突出させた状態では、上記スリーブ３０を上記第三の横軸２８を中心に、上記圧縮コイルばね３２の弾力に抗して回動させ、上記副枠２３を（屋根面に対し水平に近く）倒す事ができる。尚、上記スリーブ３０の軸方向他端部（図６の上端部）と上記支持部材２９との間にはダンパ３６を掛け渡して、上記副枠２３の起倒、延ては主枠２１の起倒を緩徐に行なわせ、各部に衝撃が加わらない様にしている。
【００２６】
更に、上記支持部材２９から、鉄道車両の進行方向に延長する状態で形成した補助枠部３７の上面に１対のガイドレール３８、３８を、上記進行方向に、互いに平行に配設している。そして、これら両ガイドレール３８、３８に係合したスライダ１９ａ、１９ａ同士の間に第一の横軸２０を掛け渡し、この第一の横軸２０に上記主枠２１の下端部を、揺動変位自在に支持している。又、この主枠２１の上端部に、集電舟９を支持している。尚、この集電舟９の姿勢は、図示しないリンク機構の働きにより、上記主枠２１の傾斜角度の変動（起倒）に係らず、上面に支持した摺り板１１、１１の上面が水平方向に位置する様に規制される。その他、基本的な部分の構成は、前述した第１例と同様である。
【００２７】
上述の様に構成する本例の構造の場合も、前述した第１例の場合と同様に、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。特に、気流騒音を発生し易い、前記引っ張りコイルばね３２、受ローラ３３、エアシリンダ３４、ダンパ３６等を、前記支持部材２９の上面よりも更に下方に配置できる。この部分は、前述の第１例の説明からも明らかな様に、防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００２８】
次に、図８〜１４は、請求項２〜３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、カバー３９を組み付けた状態で全体を示す図８から明らかな様に、主枠２１ａの下端部を、支持部材２９に対し片持ち式に支持された第二の横軸４０の端部に回転自在に支持し、この第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる為の機構全体を、上記カバー３９内に納めている。このカバー３９は、この機構の周囲を囲むだけでなく、上方も覆う（下方はこのカバー３９の一部及び支持部材２９により覆う）。又、このカバー３９の形状は、気流騒音低減の面から流線形にする等、比較的任意に設計できる。従って、高速走行時に発生する気流騒音の低減を、より高レベルで実現できる。この為に本例の場合には、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる機構をコンパクトに構成して、この機構を上記カバー３９内に納められる様にしている。上記第二の横軸４０の先端部は、このカバー３９の側面に設けた円弧状の長孔５０を通じて、このカバー３９外に突出している。以下、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる機構部分に就いて、図９〜１４により説明する。
【００２９】
本例の場合、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させてこの主枠２１ａを起倒させる為に、枠状に構成した上記支持部材２９に、第一の横軸４１と、副枠４２と、上記第二の横軸４０と、上記主枠２１ａと、補助枠４３と、ガイド部材４４と、ガイド溝４５とを組み付けている。
このうちの支持部材２９は、鉄道車両の屋根面上に碍子３、３を介して支持固定されるもので、この鉄道車両の前後方向に長い、長矩形の枠状に構成されている。
【００３０】
上記第一の横軸４１は、上記支持部材２９の左右両辺同士の間に、上記鉄道車両の幅方向に設け、この第一の横軸４１に円管状のスリーブ３０ａ（支持管）を、回転自在に外嵌している。そして、このスリーブ３０ａの中間部に上記副枠４２の下端部を固定している。従って、この副枠４２は、上記第一の横軸４１により下端部を揺動変位自在に支持されている。又、上記第二の横軸４０は、上記副枠４２の上端部に、上記第一の横軸４１と平行に設けられている。又、上記主枠２１ａは、上記第二の横軸４０により、下端部を揺動変位自在に支持されている。更に、上記補助枠４３は、Ｌ字形に形成され、その基端部を上記主枠２１の下端部片側面（図１０の左端部下面）に溶接固定する事により、上記主枠２１ａの下端部から下方に延出する状態で、この主枠２１ａに固定されている。尚、上記第一の横軸４１とスリーブ３０ａとを一体に構成、若しくは別体としたものを互いに結合固定（スリーブ３０ａを省略）して、これら第一の横軸４１及びスリーブ３０ａの両端部を、上記支持部材２９に対し回動自在に支持しても良い。
【００３１】
又、前記ガイド部材４４は、上記補助枠４３の下端部から側方に突設されている。本例の場合にこのガイド部材４４は、支柱部材４６とガイドローラ４７とから成る。このうちの支柱部材４６は、上記補助枠４３の下端部側面に基端部を、溶接等により結合固定した状態で、上記第一、第二の横軸４１、４０と平行に設けられている。又、上記ガイドローラ４７は、上記支柱部材４６の先端部に、この支柱部材４６と同心に、回転自在に支持している。
【００３２】
更に、前記ガイド溝４５は、上記支持部材２９に固定されたガイドプレート４８の側面に、この側面から凹入する状態で形成している。上記ガイド溝４５は単一円弧形で、この円弧の曲率半径の中心Ｏ４５は、上記第一の横軸４１よりも下方位置で、この第一の横軸４１の中心Ｏ４１よりも、上記主枠２１ａの上端部と反対側に存在する。本例の場合に上記ガイドプレート４８は、支持板５１を介して、上記支持部材２９に対し結合固定している。又、上記ガイド溝４５の幅は、上記ガイドローラ４７の外径よりも少しだけ大きくして、このガイド溝４５内に、このガイドローラ４７を挿入している。
【００３３】
この様な構成により、前記副枠４２の前記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる程、上記第二の横軸４０と上記ガイド部材４４とを結ぶ直線αの、上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる様にしている。即ち、上記副枠４２の起倒に伴う上記ガイドローラ４７の軌跡は、上記ガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５を揺動中心とし、この曲率半径に見合う長さを有するリンクの先端に上記ガイドローラ４７を支持した場合の軌跡となる。言い換えれば、本例の構造で、上記副枠４２の起倒に伴う前記主枠２１ａの軌跡は、上記中心Ｏ４５を中心とするリンク腕の先端に、前記補助枠４３を揺動変位自在に結合した場合と同じになる。例えば、前述の図１８に示した構造で、下枠６を短くすると共に補助枠１８を省略し、上枠７ａの下端部を、この補助枠１８の上端部の軌跡に一致するガイド溝により案内した場合と同様の動きを行なう。
【００３４】
そこで、上記副枠４２の長さに基づいて定まる、上記第一、第二の横軸４１、４０同士の間の距離、この第二の横軸４０と上記ガイドローラ４７の中心との距離、上記ガイド溝４５の曲率半径、このガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５と上記第一の横軸４１の中心Ｏ４１との距離を適切に規制すれば、上記主枠２１ａの上端部に設けた前記集電舟９を、鉛直方向に変位させられる。図１４は、この主枠２１ａの上端部に支持した集電舟９の昇降に伴う各枠の動きを示す、言い換えれば、上記第一の横軸４１を中心として上記副枠４２を揺動変位させつつ上記主枠２１ａを起伏させた場合に於ける、これら両枠４２、２１ａの姿勢を示した模式図である。図１４に表した各線分の長さ（の比）は、そのまま各部の長さ（の比）を表している。
【００３５】
この様な図１４から明らかな通り、本例の構造を採用して、上記第一、第二の横軸４１、４０同士の間の距離、この第二の横軸４０と上記ガイドローラ４７の中心との距離、上記ガイド溝４５の曲率半径、このガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５と上記第一の横軸４１の中心Ｏ４１との距離を適切に規制すれば、上記主枠２１ａの上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。従って、高速走行時に於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４（図１７参照）との摺動抵抗に基づいて、上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合でも、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用する事は殆どない。
【００３６】
上述の様に構成する本例の構造の場合、前述した第１〜２例の場合と同様若しくはそれ以上に、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。特に、上記主枠２１ａ及び上記集電舟９を除き、気流騒音を発生し易い多数の部材を前記カバー３９内に収納する事ができて、これら各部材に走行時の風が直接当たる事を防止できる。従って、高速走行時に発生する風切り音のより一層の低減を図れる。
【００３７】
次に、図１５は、請求項２〜３に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。上述した第３例は、従前の鉄道車両の屋根面上に設置できる様に、カバー３９の側方に支持板４９を設け、これらカバー３９及び支持板４９の下面と鉄道車両の屋根面との間に設けた、合計３個の碍子３、３により、パンタグラフ装置をこの屋根面上に支持する様にしていた。これに対して本例の場合には、上記支持板４９を省略し、カバー３９の下面と屋根面上との間にのみ、２個の碍子３、３を設けて、パンタグラフ装置をこの屋根面上に支持する様に構成している。この様に構成する為、走行時に風を受ける部材を少なくして、高速走行時に於ける気流騒音の低減のより一層の低減を図れる。尚、請求項２に係る発明に関して、ガイド部を、図示の様なガイド溝４５に代えてガイドレールとする事もできる。この場合には、ガイド部材４４の先端部に支持した１対のガイドローラにより、上記ガイドレールを両側から挟持する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、高速鉄道車両用として使用した場合にも、摺り板と架線との当接圧を適正に保ちつつ、振動及び風切り音の発生を抑えられるパンタグラフ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略側面図。
【図２】図１のＡ部拡大斜視図。
【図３】同じくＢ部拡大図。
【図４】集電舟の昇降に伴う各枠の動きを示す模式図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す側面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】図５の右方から見た図。
【図８】本発明の実施の形態の第３例の全体構成を示す斜視図。
【図９】一部を省略して示す、図８のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】図９の上方から見た図。
【図１１】同じく右方から見た図。
【図１２】図９のＤ部拡大図。
【図１３】図１０のＥ部拡大図。
【図１４】集電舟の昇降に伴う各枠の動きを示す模式図。
【図１５】本発明の実施の形態の第４例の全体構成を示す斜視図。
【図１６】従来構造の１例を示す斜視図。
【図１７】同じく側面図。
【図１８】従来構造の第２例を示す略側面図。
【符号の説明】
１ 屋根
２ 支持プレート
３ 碍子
４ 支持管
５ 第一の横軸
６ 下枠
７、７ａ 上枠
８、８ａ 第二の横軸
９ 集電舟
１０ 横軸
１１ 摺り板
１２、１２ａ ブラケット
１３ 引っ張りばね
１４ 架線
１５ アクチュエータ
１６ パンタグラフ本体
１７ 鈞片
１８ 補助枠
１９、１９ａ スライダ
２０ 第一の横軸
２１、２１ａ 主枠
２２ 第二の横軸
２３ 副枠
２４ 支持片
２５ ガイドロッド
２６ 支持板部
２７ 結合ブラケット
２８ 第三の横軸
２９、２９ａ 支持部材
３０、３０ａ スリーブ
３１ 引っ張り腕
３２ 引っ張りコイルばね
３３ 受ローラ
３４ エアシリンダ
３５ 出力ロッド
３６ ダンパ
３７ 補助枠部
３８ ガイドレール
３９ カバー
４０ 第二の横軸
４１ 第一の横軸
４２ 副枠
４３ 補助枠
４４ ガイド部材
４５ ガイド溝
４６ 支柱部材
４７ ガイドローラ
４８ ガイドプレート
４９ 支持板
５０ 長孔
５１ 支持板
【発明の属する技術分野】
この発明は、新幹線等の高速鉄道車両で、架線から電気を取り入れる為に当該車両の屋根面上に設けられるパンタグラフ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用のパンタグラフ装置として従来から、図１６〜１７に示す様な構造のものが、例えば特許文献１に記載されて、知られている。鉄道車両の屋根１上に支持プレート２を、碍子３、３を介して支持している。従ってこの支持プレート２は、上記車両の本体部分とは絶縁されている。この支持プレート２の上面に支持管４を、この車両の幅方向（図１７の表裏方向）に設けられた第一の横軸５を中心とする揺動を自在として設けている。そして、上記支持管４の中間部に、下枠６の下端部を結合固定している。又、この下枠６の上端部に上枠７の下端部を、上記第一の横軸５と平行な第二の横軸８を中心とする揺動を自在として連結している。更に、上記上枠７の上端部に集電舟９を、上記第一、第二の横軸５、８と平行な横軸１０を中心とする揺動を自在として連結している。上記集電舟９は、上記車両の幅方向に配置されており、上面に摺り板１１、１１を設置している。
【０００３】
又、上記支持管４には、この支持管４の中間部下側に固設したブラケット１２と上記支持プレート２との間に設けた引っ張りばね１３により、上記下枠６を立ち上げる方向の弾力を付与している。又、上記下枠６の上端部と上記上枠７の下端部との連結部には、リンク機構等の図示しない立ち上げ機構を設けて、上記引っ張りばね１３により上記下枠６が立ち上がった場合に、上記上枠７をこの下枠６と同じ様に上方に向け立ち上がらせる様にしている。更に、上記集電舟９は上記上枠７の上端部に、この集電舟９の上面と架線１４の下縁とを平行にすべく、この架線１４の下縁に倣う様に、上記横軸１０を中心とする揺動を自在に支持している。
【０００４】
又、上記支持管４の中間部下側に設けた別のブラケット１２ａと上記支持プレート２との間には、エアシリンダ等のアクチュエータ１５を設けている。上記集電舟９を上記架線１４から離して下降させるべく、上記下枠６と上枠７とから成るパンタグラフ本体１６を折り畳む場合には、上記アクチュエータ１５を伸長させる。この結果、上記下枠６が上記第一の横軸５を中心として図１７の反時計方向に、上記上枠７が上記第二の横軸８を中心として図１７の時計方向に、それぞれ揺動して、上記パンタグラフ本体１６が折り畳まれ、上記集電舟９が下降する。この集電舟９が下降し切った状態では、上記支持プレート２の上面に設けた鉤片１７が、この集電舟９の一部と係合して、上記アクチュエータ１５が伸長方向の力を喪失した後に於いても、上記集電舟９が上昇しない様にする。
【０００５】
上述の様に構成し作用するパンタグラフ装置を高速鉄道車両に使用する場合、次の▲１▼〜▲３▼の条件を満たす構造とする事が重要である。
▲１▼ 上記集電舟９をできるだけ鉛直方向に昇降させる事。
▲２▼ この集電舟９の支持剛性を確保する事。
▲３▼ 空気抵抗となる部分をできるだけ少なくする事。
【０００６】
このうちの▲１▼は、走行時に於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４との摺動抵抗に基づいて上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合に、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用するのを防止する為に必要である。上記▲１▼を満たさない場合には、上記水平方向力に基づいて上記集電舟９を昇降させる方向の力が作用し、上記摺り板１１、１１と架線１４との当接部の面圧が過大になったり（上昇方向の力が加わった場合）、この面圧が低下若しくは喪失する（下降方向の力が加わった場合）。この為に、図１６〜１７に示した構造を含めて従来から、下枠６の長さと上枠７の長さとの比、並びに前記第二の横軸８部分に組み込むリンク機構の構造を工夫する事により、上記集電舟９を鉛直方向に昇降させる様にしている。
【０００７】
又、上記▲２▼は、高速走行に伴って摺り板１１、１１と架線１４との摺動部から上枠７に加わる荷重に拘らず、パンタグラフ本体１６が過度に変位したり振動したりするのを防止する為に必要である。この様な面から必要になる上記▲２▼に関しては、図１６〜１７に示した構造では不十分である為、図１８に示す様な構造により、剛性確保を図っている。即ち、上枠７ａの下端部を第二の横軸８ａよりも下方に延長すると共に、この上枠７ａの下端部と支持プレート２（図１６〜１７参照）の上面との間に補助枠１８を、この補助枠１８の上下両端部を上記上枠７ａの下端部或は支持プレート２の上面に揺動変位自在に結合する事により掛け渡している。上記図１８に示した構造の場合、この様に、上記上枠７ａを軸方向２個所位置で支持する事により、この上枠７ａ及びこの上枠７ａの上端部に設置した集電舟９の支持剛性を向上させている。
【０００８】
更に、前記▲３▼は、高速走行時に発生する風切り音を低減し、沿線に騒音公害を発生させない様にする為に必要である。この様な▲３▼の面から見た場合、上記図１６〜１７に示した従来構造の第１例に比べて、上記図１８に示した第２例は、走行時に風に曝される部分が多く、風切り音を抑える面からは不利である。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−２２４７０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な事情に鑑み、高速鉄道車両用のパンタグラフ装置として、集電舟を鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造の実現が望まれる。
本発明のパンタグラフ装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明のパンタグラフ装置のうち、請求項１に記載したパンタグラフ装置は、支持部材と、スライダと、第一の横軸と、主枠と、第二の横軸と、副枠とを備える。
このうちの支持部材は、鉄道車両の屋根面上に取り付けられるもので、支持プレート（枠状等、必ずしも板状とは限らない）等が使用される。
又、上記スライダは、この様な支持部材に、水平方向の変位自在に支持されている。
又、上記第一の横軸は、上記スライダに、上記鉄道車両の幅方向に設けられている。
又、上記主枠は、上記第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されると共に、上端部に集電舟を支持する。
又、上記第二の横軸は、上記主枠の中間部に、上記第一の横軸と平行に設けられている。
更に、上記副枠は、上記第二の横軸に上端部を支持されると共に下端部を上記支持プレートに対し、上記第一の横軸及びこの第二の横軸と平行な第三の横軸により揺動変位自在に支持されている。
【００１２】
又、請求項２に記載したパンタグラフ装置は、支持部材と、第一の横軸と、副枠と、第二の横軸と、主枠と、補助枠と、ガイド部材と、ガイド部とを備える。このうちの支持部材は、鉄道車両の屋根面上に取り付けられるもので、支持プレート等が使用される。
又、上記第一の横軸は、上記支持部材に、この鉄道車両の幅方向に設けられている。
又、上記副枠は、上記第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されている。
又、上記第二の横軸は、上記副枠の上端部に上記第一の横軸と平行に設けられている。
又、上記主枠は、上記第二の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されている。
又、上記補助枠は上記主枠の下端部から下方に延出する状態で、この主枠に固定されている。尚、これら補助枠と主枠とは、一体に構成しても良い。
又、上記ガイド部材は、上記補助枠の下端部から側方に突設されている。
更に、上記ガイド部は、上記支持部材に固定されたガイドプレートの側面に形成されており、上記第一の横軸よりも下方位置に曲率中心を有する。
そして、上記副枠の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる程、上記第二の横軸と上記ガイド部材とを結ぶ直線の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる様に、各部の設置位置及び寸法を規制している。
【００１３】
【作用】
上述の様な本発明のパンタグラフ装置の場合には、何れの構造でも、集電舟を鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。
先ず、請求項１に係るパンタグラフ装置の場合には、集電舟を昇降させる為にスライダを水平方向に移動させるのに伴って副枠が起伏（或は、この副枠を起伏させるのに伴って上記スライダが水平方向に移動）し、この副枠の上端部と主枠の中間部とを結合している第二の横軸が、円弧運動しつつ上下方向に変位する。従って、第一、第二、第三の横軸の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠の上端部の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
又、上記主枠は、中間部と下端部との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。
更に、スライダ及び副枠は、支持部材の上面近くの、低い位置に設置できる。高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持部材に近い下部は、この支持部材の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００１４】
又、請求項２に係るパンタグラフ装置の場合には、集電舟を昇降させる為に、第一の横軸を中心として副枠を揺動変位させるのに伴って、この副枠の上端部に設けた第二の横軸と、補助枠の下端部に設けたガイド部材とを結ぶ直線の、屋根面に対する傾斜角度が変化する。具体的には、上記副枠の上記屋根面に対する傾斜角度を大きくする事で、上記第二の横軸と上記ガイド部材とを結ぶ直線の上記屋根面に対する傾斜角度を大きくし、主枠の上端部に設けた集電舟を昇降させる事ができる。そして、第一、第二の横軸及びガイド部材の設置位置、ガイド部の曲率半径及び曲率中心を適切に規制すれば、上記主枠の上端部の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
又、上記主枠は、下端部に設けた第二の横軸と、下端部に固定した補助枠の下端部に設けたガイド部材とガイド部との係合部との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。
更に、副枠、補助枠、及びガイド部材は、支持部材の上面近くの、低い位置に設置できる。上述の様に、高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持部材に近い下部は、この支持部材の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のパンタグラフ装置は、支持プレート２（図１６〜１７参照）と、スライダ１９と、第一の横軸２０と、主枠２１と、第二の横軸２２と、副枠２３とを備える。
このうちの支持プレート２は、前述の図１６〜１７に示した従来構造の第１例の場合と同様に、碍子３、３を介して鉄道車両の屋根１（図１６〜１７参照）上に取り付けられる。
【００１６】
又、上記スライダ１９は、上記支持プレート２の上面に、水平方向の変位自在に支持されている。この為に本例の場合には、この支持プレート２に対し固定の部分に１対の支持片２４、２４を、前後方向に離隔して設けている。そして、これら両支持片２４、２４同士の間に掛け渡したガイドロッド２５に上記スライダ１９を、このガイドロッド２５の軸方向（鉄道車両の前後方向）の変位自在に外嵌している。
【００１７】
この様なスライダ１９の上面には、図２に示す様に１対の支持板部２６、２６を、鉄道車両の幅方向に離隔した状態で固設している。そして、これら両支持板部２６、２６同士の間に掛け渡す状態で上記第一の横軸２０を、上記鉄道車両の幅方向に設けている。そして、この第一の横軸２０により、上記主枠２１の下端部を、揺動自在に支持している。又、この主枠２１の上端部に集電舟９を、前述した従来構造と同様に、横軸１０により揺動自在に支持している。
【００１８】
又、上記主枠２１の中間部に前記第二の横軸２２を、上記第一の横軸２０と平行に設けている。即ち、上記主枠２１の中間部に、図３に示す様に、結合ブラケット２７の基半部（図３の左上半部）を外嵌固定すると共に、この結合ブラケット２７の先半部（図３の右下半部）に、上記第二の横軸２２を支持している。この結合ブラケット２７の先半部は二股に形成しており、この第二の横軸２２は、この二股部分に掛け渡す状態で、上記結合ブラケット２７の先半部に設けている。この様にして上記主枠２１の中間部に設けた上記第二の横軸２２に、前記副枠２３の上端部を揺動変位自在に支持している。更に、この副枠２３の下端部を前記支持プレート２に対し、上記第一の横軸２０及びこの第二の横軸２２と平行な第三の横軸２８により、揺動変位自在に支持している。
【００１９】
尚、図１〜３には省略するが、前記スライダ１９或は上記副枠２３に、上記主枠２１を起立させる為の起立ばねを付設する。このうち、スライダ１９に付設する場合には、このスライダ１９を図１の右方向に引っ張る引っ張りばね等を使用する。又、上記副枠２３に付設する場合には、この副枠２３の下端部を上記第三の横軸２８を構成する支持管に固定して、前述の図１６〜１７に示した従来構造で下枠６に設けたものと同様の構造を構成する。又、前記集電舟９を下降させる為の構造は、やはり前述の図１６〜１７に示した従来構造で下枠６に設けたアクチュエータ１５によるものと同様の構造を、上記第三の横軸２８部分に組み付ける。
【００２０】
上述の様な本例のパンタグラフ装置の場合には、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。
先ず、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられる点に就いて説明する。この集電舟９を昇降させる場合、上記スライダ１９を水平方向に移動させるか、或は上記副枠２３を起伏させる。何れにしても、これらスライダ１９の水平移動と副枠２３の起伏とが互いに連動して行なわれ、この副枠２３の上端部と上記主枠２１の中間部とを結合している前記第二の横軸２２が、円弧運動しつつ上下方向に変位する。従って、第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠２１の上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。
【００２１】
図４は、上記集電舟９の昇降に伴う各枠の動きを示す、言い換えれば、上記スライダ１９を水平移動させつつ上記主枠２１及び上記副枠２３を起伏させた場合に於ける、これら両枠２１、２３の姿勢を示した模式図である。図４にこれら両枠２１、２３及び結合ブラケット２７を表した各線分の長さ（の比）は、そのままこれら両枠２１、２３及び結合ブラケット２７の長さ（の比）を表している。この様な図４から明らかな通り、本例の構造を採用して第一、第二、第三の横軸２０、２２、２８の設置位置を適切に規制すれば、上記主枠２１の上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。従って、高速走行時に、於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４（図１６参照）との摺動抵抗に基づいて上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合でも、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用する事は殆どない。
【００２２】
又、上記主枠２１は、中間部に設けた第二の横軸２２と下端部に設けた第一の横軸２０との、軸方向に離隔した２個所位置で支持されているので、支持剛性を十分に確保できる。この為、高速走行に伴って上記摺り板１１、１１と架線１４との摺動部から上記主枠２１に加わる荷重に拘らず、パンタグラフ装置が過度に変位したり振動したりするのを防止できる。
【００２３】
更に、上記スライダ１９及び副枠２３は、前記支持プレート２の上面近くの、低い位置に設置できる。高速鉄道車両用のパンタグラフ装置の場合、上記支持プレート２に近い下部は、この支持プレート２の周囲に設けた防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００２４】
次に、図５〜７は、上述した第１例と同様、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例として、この請求項１に係る発明を具体化した構造に就いて示している。本例の場合には、鉄道車両の屋根面上に碍子３、３（前述した図１７或は後述する図８、１１、１５参照）を介して支持固定する支持部材２９の中間部下方に第三の横軸２８を支持し、この第三の横軸２８に円管状のスリーブ３０（支持管）を、回転自在に外嵌している。そして、このスリーブ３０の中間部上面に、副枠２３の下端部を固定している。又、このスリーブ３０の中間部上面でこの副枠２３の下端部から軸方向に外れた部分に引っ張り腕３１の基端部（下端部）を固設し、更にこの引っ張り腕３１の先端部（上端部）と上記支持部材２９の端部との間に引っ張りコイルばね３２を設けている。この構成により、上記副枠２３に、起立方向の弾性を付与している。尚、上記第三の横軸２８とスリーブ３０とを一体に構成、若しくは別体としたものを互いに結合固定（スリーブ３０を省略）して、これら第三の横軸２８及びスリーブ３０の両端部を、上記支持部材２９に対し回動自在に支持しても良い。
【００２５】
又、上記スリーブ３０の軸方向一端部（図６の下端部）に受ローラ３３を、上方に突出する状態で形成している。そして、上記支持部材２９の一部で上記スリーブ３０に関して上記引っ張りコイルばね３２と同じ側に、エアシリンダ３４を固定している。そして、このエアシリンダ３４の出力ロッド３５の先端面を、上記受ローラ３３に対向させている。このエアシリンダ３４に圧縮空気を送り込み、上記出力ロッド３５を突出させた状態では、上記スリーブ３０を上記第三の横軸２８を中心に、上記圧縮コイルばね３２の弾力に抗して回動させ、上記副枠２３を（屋根面に対し水平に近く）倒す事ができる。尚、上記スリーブ３０の軸方向他端部（図６の上端部）と上記支持部材２９との間にはダンパ３６を掛け渡して、上記副枠２３の起倒、延ては主枠２１の起倒を緩徐に行なわせ、各部に衝撃が加わらない様にしている。
【００２６】
更に、上記支持部材２９から、鉄道車両の進行方向に延長する状態で形成した補助枠部３７の上面に１対のガイドレール３８、３８を、上記進行方向に、互いに平行に配設している。そして、これら両ガイドレール３８、３８に係合したスライダ１９ａ、１９ａ同士の間に第一の横軸２０を掛け渡し、この第一の横軸２０に上記主枠２１の下端部を、揺動変位自在に支持している。又、この主枠２１の上端部に、集電舟９を支持している。尚、この集電舟９の姿勢は、図示しないリンク機構の働きにより、上記主枠２１の傾斜角度の変動（起倒）に係らず、上面に支持した摺り板１１、１１の上面が水平方向に位置する様に規制される。その他、基本的な部分の構成は、前述した第１例と同様である。
【００２７】
上述の様に構成する本例の構造の場合も、前述した第１例の場合と同様に、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。特に、気流騒音を発生し易い、前記引っ張りコイルばね３２、受ローラ３３、エアシリンダ３４、ダンパ３６等を、前記支持部材２９の上面よりも更に下方に配置できる。この部分は、前述の第１例の説明からも明らかな様に、防風カバーにより覆われた状態となり、走行時の風が直接当たる事はない。従って、高速走行時に発生する風切り音の低減を図れる。
【００２８】
次に、図８〜１４は、請求項２〜３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、カバー３９を組み付けた状態で全体を示す図８から明らかな様に、主枠２１ａの下端部を、支持部材２９に対し片持ち式に支持された第二の横軸４０の端部に回転自在に支持し、この第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる為の機構全体を、上記カバー３９内に納めている。このカバー３９は、この機構の周囲を囲むだけでなく、上方も覆う（下方はこのカバー３９の一部及び支持部材２９により覆う）。又、このカバー３９の形状は、気流騒音低減の面から流線形にする等、比較的任意に設計できる。従って、高速走行時に発生する気流騒音の低減を、より高レベルで実現できる。この為に本例の場合には、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる機構をコンパクトに構成して、この機構を上記カバー３９内に納められる様にしている。上記第二の横軸４０の先端部は、このカバー３９の側面に設けた円弧状の長孔５０を通じて、このカバー３９外に突出している。以下、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させる機構部分に就いて、図９〜１４により説明する。
【００２９】
本例の場合、上記第二の横軸４０を中心に上記主枠２１ａを回動させてこの主枠２１ａを起倒させる為に、枠状に構成した上記支持部材２９に、第一の横軸４１と、副枠４２と、上記第二の横軸４０と、上記主枠２１ａと、補助枠４３と、ガイド部材４４と、ガイド溝４５とを組み付けている。
このうちの支持部材２９は、鉄道車両の屋根面上に碍子３、３を介して支持固定されるもので、この鉄道車両の前後方向に長い、長矩形の枠状に構成されている。
【００３０】
上記第一の横軸４１は、上記支持部材２９の左右両辺同士の間に、上記鉄道車両の幅方向に設け、この第一の横軸４１に円管状のスリーブ３０ａ（支持管）を、回転自在に外嵌している。そして、このスリーブ３０ａの中間部に上記副枠４２の下端部を固定している。従って、この副枠４２は、上記第一の横軸４１により下端部を揺動変位自在に支持されている。又、上記第二の横軸４０は、上記副枠４２の上端部に、上記第一の横軸４１と平行に設けられている。又、上記主枠２１ａは、上記第二の横軸４０により、下端部を揺動変位自在に支持されている。更に、上記補助枠４３は、Ｌ字形に形成され、その基端部を上記主枠２１の下端部片側面（図１０の左端部下面）に溶接固定する事により、上記主枠２１ａの下端部から下方に延出する状態で、この主枠２１ａに固定されている。尚、上記第一の横軸４１とスリーブ３０ａとを一体に構成、若しくは別体としたものを互いに結合固定（スリーブ３０ａを省略）して、これら第一の横軸４１及びスリーブ３０ａの両端部を、上記支持部材２９に対し回動自在に支持しても良い。
【００３１】
又、前記ガイド部材４４は、上記補助枠４３の下端部から側方に突設されている。本例の場合にこのガイド部材４４は、支柱部材４６とガイドローラ４７とから成る。このうちの支柱部材４６は、上記補助枠４３の下端部側面に基端部を、溶接等により結合固定した状態で、上記第一、第二の横軸４１、４０と平行に設けられている。又、上記ガイドローラ４７は、上記支柱部材４６の先端部に、この支柱部材４６と同心に、回転自在に支持している。
【００３２】
更に、前記ガイド溝４５は、上記支持部材２９に固定されたガイドプレート４８の側面に、この側面から凹入する状態で形成している。上記ガイド溝４５は単一円弧形で、この円弧の曲率半径の中心Ｏ４５は、上記第一の横軸４１よりも下方位置で、この第一の横軸４１の中心Ｏ４１よりも、上記主枠２１ａの上端部と反対側に存在する。本例の場合に上記ガイドプレート４８は、支持板５１を介して、上記支持部材２９に対し結合固定している。又、上記ガイド溝４５の幅は、上記ガイドローラ４７の外径よりも少しだけ大きくして、このガイド溝４５内に、このガイドローラ４７を挿入している。
【００３３】
この様な構成により、前記副枠４２の前記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる程、上記第二の横軸４０と上記ガイド部材４４とを結ぶ直線αの、上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる様にしている。即ち、上記副枠４２の起倒に伴う上記ガイドローラ４７の軌跡は、上記ガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５を揺動中心とし、この曲率半径に見合う長さを有するリンクの先端に上記ガイドローラ４７を支持した場合の軌跡となる。言い換えれば、本例の構造で、上記副枠４２の起倒に伴う前記主枠２１ａの軌跡は、上記中心Ｏ４５を中心とするリンク腕の先端に、前記補助枠４３を揺動変位自在に結合した場合と同じになる。例えば、前述の図１８に示した構造で、下枠６を短くすると共に補助枠１８を省略し、上枠７ａの下端部を、この補助枠１８の上端部の軌跡に一致するガイド溝により案内した場合と同様の動きを行なう。
【００３４】
そこで、上記副枠４２の長さに基づいて定まる、上記第一、第二の横軸４１、４０同士の間の距離、この第二の横軸４０と上記ガイドローラ４７の中心との距離、上記ガイド溝４５の曲率半径、このガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５と上記第一の横軸４１の中心Ｏ４１との距離を適切に規制すれば、上記主枠２１ａの上端部に設けた前記集電舟９を、鉛直方向に変位させられる。図１４は、この主枠２１ａの上端部に支持した集電舟９の昇降に伴う各枠の動きを示す、言い換えれば、上記第一の横軸４１を中心として上記副枠４２を揺動変位させつつ上記主枠２１ａを起伏させた場合に於ける、これら両枠４２、２１ａの姿勢を示した模式図である。図１４に表した各線分の長さ（の比）は、そのまま各部の長さ（の比）を表している。
【００３５】
この様な図１４から明らかな通り、本例の構造を採用して、上記第一、第二の横軸４１、４０同士の間の距離、この第二の横軸４０と上記ガイドローラ４７の中心との距離、上記ガイド溝４５の曲率半径、このガイド溝４５の曲率半径の中心Ｏ４５と上記第一の横軸４１の中心Ｏ４１との距離を適切に規制すれば、上記主枠２１ａの上端部に設けた上記集電舟９の変位方向を、鉛直方向に近くできる。従って、高速走行時に於ける空気抵抗や摺り板１１、１１と架線１４（図１７参照）との摺動抵抗に基づいて、上記集電舟９に車両の進行方向後方に向いた水平方向力が加わった場合でも、この集電舟９を昇降させる方向の力が作用する事は殆どない。
【００３６】
上述の様に構成する本例の構造の場合、前述した第１〜２例の場合と同様若しくはそれ以上に、上記集電舟９をほぼ鉛直方向に昇降させられてしかもこの集電舟９の支持剛性が高く、且つ、空気抵抗となる部分が少ない構造を実現できる。特に、上記主枠２１ａ及び上記集電舟９を除き、気流騒音を発生し易い多数の部材を前記カバー３９内に収納する事ができて、これら各部材に走行時の風が直接当たる事を防止できる。従って、高速走行時に発生する風切り音のより一層の低減を図れる。
【００３７】
次に、図１５は、請求項２〜３に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。上述した第３例は、従前の鉄道車両の屋根面上に設置できる様に、カバー３９の側方に支持板４９を設け、これらカバー３９及び支持板４９の下面と鉄道車両の屋根面との間に設けた、合計３個の碍子３、３により、パンタグラフ装置をこの屋根面上に支持する様にしていた。これに対して本例の場合には、上記支持板４９を省略し、カバー３９の下面と屋根面上との間にのみ、２個の碍子３、３を設けて、パンタグラフ装置をこの屋根面上に支持する様に構成している。この様に構成する為、走行時に風を受ける部材を少なくして、高速走行時に於ける気流騒音の低減のより一層の低減を図れる。尚、請求項２に係る発明に関して、ガイド部を、図示の様なガイド溝４５に代えてガイドレールとする事もできる。この場合には、ガイド部材４４の先端部に支持した１対のガイドローラにより、上記ガイドレールを両側から挟持する。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、高速鉄道車両用として使用した場合にも、摺り板と架線との当接圧を適正に保ちつつ、振動及び風切り音の発生を抑えられるパンタグラフ装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す略側面図。
【図２】図１のＡ部拡大斜視図。
【図３】同じくＢ部拡大図。
【図４】集電舟の昇降に伴う各枠の動きを示す模式図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す側面図。
【図６】同じく平面図。
【図７】図５の右方から見た図。
【図８】本発明の実施の形態の第３例の全体構成を示す斜視図。
【図９】一部を省略して示す、図８のＣ−Ｃ断面図。
【図１０】図９の上方から見た図。
【図１１】同じく右方から見た図。
【図１２】図９のＤ部拡大図。
【図１３】図１０のＥ部拡大図。
【図１４】集電舟の昇降に伴う各枠の動きを示す模式図。
【図１５】本発明の実施の形態の第４例の全体構成を示す斜視図。
【図１６】従来構造の１例を示す斜視図。
【図１７】同じく側面図。
【図１８】従来構造の第２例を示す略側面図。
【符号の説明】
１ 屋根
２ 支持プレート
３ 碍子
４ 支持管
５ 第一の横軸
６ 下枠
７、７ａ 上枠
８、８ａ 第二の横軸
９ 集電舟
１０ 横軸
１１ 摺り板
１２、１２ａ ブラケット
１３ 引っ張りばね
１４ 架線
１５ アクチュエータ
１６ パンタグラフ本体
１７ 鈞片
１８ 補助枠
１９、１９ａ スライダ
２０ 第一の横軸
２１、２１ａ 主枠
２２ 第二の横軸
２３ 副枠
２４ 支持片
２５ ガイドロッド
２６ 支持板部
２７ 結合ブラケット
２８ 第三の横軸
２９、２９ａ 支持部材
３０、３０ａ スリーブ
３１ 引っ張り腕
３２ 引っ張りコイルばね
３３ 受ローラ
３４ エアシリンダ
３５ 出力ロッド
３６ ダンパ
３７ 補助枠部
３８ ガイドレール
３９ カバー
４０ 第二の横軸
４１ 第一の横軸
４２ 副枠
４３ 補助枠
４４ ガイド部材
４５ ガイド溝
４６ 支柱部材
４７ ガイドローラ
４８ ガイドプレート
４９ 支持板
５０ 長孔
５１ 支持板
Claims (3)
- 鉄道車両の屋根面上に取り付けられる支持部材と、この支持部材の上面に水平方向の変位自在に支持されたスライダと、このスライダに、上記鉄道車両の幅方向に設けられた第一の横軸と、この第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持されると共に上端部に集電舟を支持する主枠と、この主枠の中間部に、上記第一の横軸と平行に設けられた第二の横軸と、この第二の横軸に上端部を支持されると共に下端部を上記支持部材に対し、上記第一の横軸及びこの第二の横軸と平行な第三の横軸により揺動変位自在に設けられた副枠とを備えたパンタグラフ装置。
- 鉄道車両の屋根面上に取り付けられる支持部材と、この支持部材に、この鉄道車両の幅方向に設けられた第一の横軸と、この第一の横軸により下端部を揺動変位自在に支持された副枠と、この副枠の上端部に上記第一の横軸と平行に設けられた第二の横軸と、この第二の横軸により下端部を揺動変位自在に支持され、上端部に集電舟を支持する主枠と、この主枠の下端部から下方に延出する状態で、この主枠に固定された補助枠と、この補助枠の下端部から側方に突設されたガイド部材と、上記支持部材に固定されたガイドプレートの側面に形成された、上記第一の横軸よりも下方位置に曲率中心を有するガイド部とを備え、このガイド部に上記ガイド部材を、このガイド部に沿う移動自在に係合させると共に、上記副枠の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなる程、上記第二の横軸と上記ガイド部材とを結ぶ直線の上記屋根面に対する傾斜角度が大きくなるパンタグラフ装置。
- ガイド部がガイド溝であり、このガイド溝に、ガイド部材の先端部に支持したガイドローラを、このガイド溝に沿う移動自在に係合させている、請求項２に記載したパンタグラフ装置。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR101478083B1 (ko) * | 2013-06-13 | 2014-12-31 | 현대로템 주식회사 | 판토그라프 오토드롭 시스템 및 방법 |
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-
2003
- 2003-08-11 JP JP2003207029A patent/JP2004147494A/ja active Pending
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