JP2004274986A - パンタグラフ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速走行時に於ける気流騒音の発生を抑える。
【解決手段】 碍子１７、１７及びこれら各碍子１７、１７に支持された台枠、並びに、この台枠状に起倒自在に支持されたパンタグラフ枠２１の上部を除く部分を、中間カバー２０と、１対の端部カバー２２、２２とにより覆う。上記パンタグラフ枠２１の上部は、このうちの中間カバー２０に形成した透孔２６を通じてこの中間カバー２０の上方に突出させ、その上端部に集電舟装置７を支持する。この構成により、上記各カバー２０、２２に覆われた部分に風が当たらない様にして、上記課題を解決できる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、架線から電力を取り入れる為、新幹線等、高速で運転する鉄道車両の屋根上に設置した状態で使用する、パンタグラフ装置の改良に関する。

鉄道車両の屋根の上方にはパンタグラフ装置を介して集電舟を支持し、架線から電力を取り入れる様にしている。即ち、この集電舟の上面に支持した、燒結金属等の導電材製の摺り板を架線の下縁に向け弾性的に押し付け、この架線から車両に電気を取り入れる様にしている。この様なパンタグラフ装置のうち、新幹線等の高速鉄道車両に使用するものは、運転時に発生する気流騒音の低減を考慮して、在来線に使用していた菱形構造のものとは異なる構造の、所謂シングルアーム構造のものを使用している。

この様に気流騒音の低減を考慮したシングルアーム構造のパンタグラフ装置として、特許文献１や非特許文献１に記載されたものが知られている。図１６〜１９は、これら特許文献１及び非特許文献１に記載されたパンタグラフ装置１を示している。このパンタグラフ装置１は、台枠２の上面に、請求項３に記載した第一の横軸である揺動支持軸３を、車両の幅方向に亙って設けている。そして、この揺動支持軸３の中間部に、下枠４の基端部（下端部）を固定している。従ってこの下枠４は、この揺動支持軸３を中心として起伏する。又、この下枠４の先端部（上端部）に、請求項３に記載した第二の横軸である連結軸５を、上記揺動支持軸３と平行に設けている。そして、この連結軸５により、上枠６の基端部（下端部）を上記下枠４の先端部に、揺動変位自在に結合している。更に、上記上枠６の先端部（上端部）に、集電舟装置７を支持している。そして、上記揺動支持軸３と上記台枠２との間に設けたばね８により、上記下枠４と上枠６とを、図１６に鎖線で示す畳んだ状態から同図に実線で示す状態にまで起立させる方向の弾力を付与している。

鉄道車両の走行時に上記集電舟装置７は、屋根面と架線との距離の変化に対応して、上記下枠４と上記上枠６との交差角度を変化させつつ、上記屋根面に対し昇降する。この場合でも、上記集電舟装置７の姿勢を一定として、この集電舟装置７の上面に支持した摺り板９、９と上記架線の下縁との摺接状態が適正に維持される様にしている。この為に、上記下枠４の先端部と上記上枠６の基端部との連結部、並びにこの上枠６の先端部と上記集電舟装置７との連結部には、適宜のリンク機構を設けて、上記下枠４及び上枠６の起伏に拘らず、上記集電舟装置７の姿勢が変化しない様にしている。

具体的には、図１９に示す様に、上記上枠６の基端部に釣り合い腕１０の基端部を、この上枠６の基端部から下方に突出する状態で結合固定し、この釣り合い腕１０をこの上枠６と共に、上記連結軸５を中心として揺動する様にしている。又、この釣り合い腕１０の先端部に、請求項３に記載した第三の横軸である釣り合い軸１１を、上記揺動支持軸３及び連結軸５と平行に設け、この釣り合い軸１１に、釣り合い棒１２の先端部（上端部）を、揺動変位自在に支持している。又、この釣り合い棒１２の基端部（下端部）を前記台枠２の上面に、請求項３に記載した第四の横軸であって上記釣り合い軸１１と平行に設けられた下部釣り合い軸１３により、揺動変位自在に支持している。更に、上記集電舟装置７の下面に設けたリンク腕１４の先端部と、上記下枠４の先端部に固定された部分とに、ロッド１５の両端部を揺動変位自在に連結している。

上述の様な構成により、上記下枠４及び上枠６の起伏に拘らず、上記集電舟装置７の姿勢が変化しない様にしている。尚、これら下枠４及び上枠６は、何れも中空管状としており、上記釣り合い棒１２はこのうちの下枠４の内側に、上記ロッド１５は上枠６の内側に、それぞれ配設している。尚、この様な構造を有するパンタグラフ装置１を構成する、上記下枠４の長さＬ₄ （揺動支持軸３の中心と連結軸５の中心との距離）と、上記上枠６の長さＬ₆ （連結軸５の中心と集電舟装置７の揺動支持軸の中心との距離）とは従来、ほぼ等しくしていた。より具体的には、上記下枠４の長さＬ₄ を上記上枠６の長さＬ₆ の０．５〜１．５倍程度（Ｌ₄ ＝０．５Ｌ₆ 〜１．５Ｌ₆ ）としていた。

又、近年に於ける鉄道車両の高速化に伴い、パンタグラフ装置部分で発生する気流騒音を低減し、鉄道沿線の環境基準を守る為に、この気流騒音を低減する為の各種構造が考えられている。例えば、特許文献２〜８には、鉄道車両の屋根面上で上記パンタグラフ装置を前後両側から挟む位置にカバーを設けた構造が記載されている。この様な従来構造は、上記鉄道車両の進行方向前側部分に存在するカバーにより空気の流れを上方に導き、上記パンタグラフ装置に当たる空気を希薄にして、このパンタグラフ装置部分でのカルマン渦の発生を抑え、上記気流騒音の低減を図るものである。又、特許文献９には、カバーの形状を流線形にする事により、このカバー部分で発生する気流騒音の低減を図る技術が記載されている。

又、特許文献１０には、鉄道車両の屋根面上に設けた、上下方向に伸縮自在なカバーにより、パンタグラフ装置のうちで、上端部に設けた集電舟装置部分及び台枠を支持した碍子を除く大部分を覆った構造が記載されている。この様な特許文献１０に記載された構造によれば、このパンタグラフ装置を構成するパンタグラフ枠に殆ど風が当たらない様にして、このパンタグラフ装置部分での気流騒音の発生を低減できる。又、特許文献１１〜１３には、パンタグラフ枠を支持する碍子上に、このパンタグラフ枠と共に支持したカバーにより、このパンタグラフ枠の下半部を覆った構造が記載されている。この様な特許文献１１〜１３に記載された構造によれば、このパンタグラフ枠のうちで鉄道車両の走行に伴って発生する風に当たる部分を少なくして、このパンタグラフ枠部分で発生する気流騒音の低減を図れる。

更に、特許文献１４及び非特許文献２には、鉄道車両の屋根面上にパンタグラフ枠を絶縁支持する為の碍子として、水平方向に存在する仮想平面に関する断面形状が流線形のものを使用した構造が記載されている。この様な特許文献１４及び非特許文献２に記載された従来構造の場合には、気流騒音低減用のカバーは、上記碍子の上端部に支持固定された台枠の上面に設けたばね等のみを覆っている。パンタグラフ枠を構成する下枠及び上枠を覆う為のカバーは設けられておらず、これら下枠及び上枠には、鉄道車両の走行に伴う風がそのまま当たる様にしている。

前述の図１６〜１９に示した様な、特許文献１及び非特許文献１に記載されたパンタグラフ装置１の場合、鉄道車両の屋根面上への設置状態で、連結軸５及び釣り合い軸１１部分で気流騒音が生じ易くなる為、改良が望まれている。この点に就いて、図２０〜２１により説明する。
図２０に略示する様に、下枠４の長さＬ₄ と上枠６の長さＬ₆ とがほぼ等しい従来のパンタグラフ装置１の場合には、走行時に起立させた状態では、連結軸５及び釣り合い軸１１部分の高さ位置が高くなる。パンタグラフ装置１を鉄道車両の屋根面に設置する場合には、図２１に略示する様に、台枠２を屋根面１６上に、碍子１７、１７を介して絶縁支持する。又、この屋根面１６でこの台枠２を前後から挟む２個所位置には、前述した特許文献２〜９、非特許文献１に記載されている如く、パンタカバーと呼ばれる防風板１８、１８を設置する。

上記連結軸５及び釣り合い軸１１部分の高さ位置が高くなると、これら両軸５、１１が上記防風板１８、１８よりも上方に露出し、走行時にこれら両軸５、１１部分に風が当り、高速走行時には気流騒音が発生する。実際の場合には、上記両軸５、１１の設置部分はカバー１９（図１６〜１９）により覆っているが、このカバー１９が気流騒音の原因となる。上記防風板１８、１８の高さＨ₁₈を大きくする事は、鉄道車両の高速走行時の空気抵抗を増大させる原因となる為、採用する事は難しい。

特許文献１０に記載されている様に、伸縮自在なカバーによりパンタグラフ枠の大部分を覆う構造によれば、このパンタグラフ枠部分で発生する気流騒音を大幅に低減できると考えられるが、構造が複雑になる等、現実的ではない。又、碍子部分で発生する気流騒音を抑える事はできない。
又、特許文献１１〜１３に記載されている様に、碍子の上方に設けたカバーにより、パンタグラフ枠の下部を覆う構造の場合には、パンタグラフ枠部分で発生する気流騒音を十分に抑えられないだけでなく、碍子部分で発生する気流騒音を抑える事もできない。
更に、特許文献１４及び非特許文献２に記載されている様に、碍子を流線形にする代わりにカバーを省略した構造の場合には、パンタグラフ枠部分で発生する気流騒音を抑えられない。

特許第３２９７３５５号公報 特開平５−４５８１号公報 特開平５−３２８５１３号公報 特開平６−７０４０４号公報 特開平６−２１７４０５号公報 特開平７−３１２８０３号公報 特開平９−１６３５０３号公報 特開平１０−６６２０２号公報 特開平９−１３６６４５号公報 特開平６−１１３４０３号公報 特開平６−２０５５０４号公報 特開平８−１９１０６号公報 特開平８−２２３７０２号公報 特開平９−１３０９０７号公報 「鉄道車両と技術」、レール アンド テック出版、平成１３年１１月２０日、第７巻第５号、通巻第７０号、第１５〜１９頁 「鉄道車両と技術」、レール アンド テック出版、平成１３年１１月２０日、第７巻第５号、通巻第７０号、第１０〜１４頁

本発明のパンタグラフ装置は、上述の様な事情に鑑みて、パンタグラフ枠部分及び碍子部分で発生する気流騒音を大幅に低減させるべく発明したものである。

本発明のパンタグラフ装置は、台枠と、中間カバーと、パンタグラフ枠と、集電舟装置と、１対の端部カバーとを備える。
このうちの台枠は、鉄道車両の屋根面上に碍子を介して絶縁支持される。
又、上記中間カバーは、絶縁材製で、一部に上下両面同士を連通させる透孔を有し、上記台枠の上方に設けられている。
又、上記パンタグラフ枠は、上記台枠の上面に起倒自在に設けられ、上記透孔を通じてその上部が、上記中間カバーの上方に突出している。
又、上記集電舟装置は、上記パンタグラフ枠の上端部に支持されている。
更に、上記両端部カバーは、絶縁材製で、上記屋根面上で上記鉄道車両の前後両側から上記中間カバーを挟む位置に設けられ、この中間カバーの下面と上記屋根面との間で上記碍子及び上記台枠を設置した空間の前後両端部を塞ぐ。
そして、上記両端部カバーの上面と上記中間カバーの上面とを、滑らかに連続させている。

上述の様に構成する本発明のパンタグラフ装置の場合には、パンタグラフ枠の上端部と集電舟装置とを除く部分、即ち、碍子、台枠、この台枠上面に設置したばね等の上記パンタグラフ枠を起倒させる為の機構、及び、このパンタグラフ枠の下部が、中間カバー及び端部カバーにより覆われている。従って、鉄道車両の走行時にも、上記パンタグラフ枠の上端部と集電舟装置とを除く部分に風が勢い良く当たる事がない。この結果、高速走行時にも、パンタグラフ装置部分で発生する気流騒音を、十分に低く抑える事ができる。

本発明のパンタグラフ装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、鉄道車両の高速運転時に発生する気流騒音を大幅に低減して、沿線に於ける騒音環境の改善に寄与できる。

又、好ましくは、碍子及び台枠を設置した空間の左右両側開口の少なくとも一部を塞ぐ側方カバーを設ける。
この構成により、この左右両側開口部分で発生する気流騒音も低減できる。

又、好ましくは、上記台枠上でパンタグラフ枠を起倒させる為に、このパンタグラフ枠を、下枠と、上枠と、釣り合い腕と、釣り合い棒とから構成する。
このうちの下枠は、上記台枠上に設けられた第一の横軸により、その基端部を揺動自在に支持されたものとする。
又、上記上枠は、上記下枠の先端部に上記第一の横軸と平行に設けられた第二の横軸により、その基端部を揺動自在に支持されたものとする。
又、上記釣り合い腕は、上記上枠の基端部から突出する状態で設けられてこの上枠に対しその基端部を結合固定され、この上枠と共に上記第二の横軸を中心として揺動するものとする。
又、上記釣り合い腕は、上記釣り合い腕の先端部に上記第一、第二の横軸と平行に設けられた第三の横軸によりその先端部を揺動自在に支持され、これら第一〜第三の横軸と平行に設けられた第四の横軸によりその基端部を上記台枠に対し揺動自在に支持されたものとする。
そして、上記下枠の長さを、上記上枠の長さの１／６〜１／３倍とし、上記上枠を中間カバーに形成した透孔を通じてこの中間カバーの上方に突出させ、この上枠の上端部に集電舟装置を支持する。
この様に構成すれば、下枠の長さを短くした分、第二、第三の横軸の設置部分を低くできる。この為、上記中間カバーの高さ位置を低く抑えても、下枠及び上枠の起立状態での上記第二、第三の横軸の高さ位置を、上記中間カバーの下側に位置させる事ができる。この結果、この中間カバー及び端部カバーの高さを低く抑えて、高速走行時に発生する気流騒音のより一層の低減と、空気抵抗の低減とを図れる。

更に好ましくは、水平方向に広がる仮想平面に関する上記各端部カバーの外周面の断面形状を流線形とすると共に、これら各端部カバー表面の、鉛直方向に広がる仮想平面に関する断面形状を、これら各端部カバーの全周に亙って波形とする。
この様に構成すれば、端部カバー部分で発生する気流騒音を低減すると共に、パンタグラフ装置全体をコンパクトに構成し、降雨時に端部カバーの表面が濡れた場合でも、台枠と鉄道車両の屋根面との間の絶縁を十分に図れる。即ち、水平方向に存在する仮想平面に関する、各端部カバーの外周面の断面形状を流線形としている為、この端部カバー部分でカルマン渦が発生しにくく、上記気流騒音の低減を図れる。
又、これら各端部カバー表面の、鉛直方向に存在する仮想平面に関する断面形状を、これら各端部カバーの全周に亙って波形としている為、上記パンタグラフ装置全体のコンパクト化を図りつつ、上記絶縁を十分に図れる。即ち、このコンパクト化を図る為には、中間カバーの大きさを台枠の上方を覆えるだけの大きさとし、１対の端部カバーを、この中間カバーの前後両端に近接配置する必要がある。この様な構成を採用した場合に、降雨時に上記台枠及びこの台枠の上面に配設した導線や上記各端部カバーが濡れると、この導線からこれら各端部カバーの上部で上記中間カバーとの連続部に高電圧が印加される可能性を生じる。この様に上記各端部カバーの上部に高電圧が印加された場合に、これら各端部カバーの表面の上下方向に関する断面形状が直線状であると、上記連続部から上記屋根面にまで電流が流れる可能性がある。これに対して、上記各端部カバー表面の、鉛直方向に存在する仮想平面に関する断面形状を、これら各端部カバーの全周に亙って波形とすれば、上記連続部から上記屋根面までの、電気の流れる道のりが長くなり、この間の抵抗を十分に大きくして、この屋根面にまで電流が流れる事を防止できる。

図１〜９は、本発明の実施例１を示している。本例のパンタグラフ装置１ａは、台枠２ａと、中間カバー２０と、パンタグラフ枠２１と、集電舟装置７と、１対の端部カバー２２、２２とを備える。
このうちの台枠２ａは、例えば前述の図１６〜１８に示した従来構造のパンタグラフ装置１を構成する台枠２と同様に、金属板を曲げ形成する等により造られたもので、鉄道車両の屋根面１６上に、複数の碍子１７、１７を介して絶縁支持される。

又、上記中間カバー２０は、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ copolymer）や各種ＦＲＰの如き合成樹脂等の絶縁材製で、上記台枠２ａの上方に、ブラケットを介してこの台枠２ａに支持する等により、設けられている。本例の場合、上記中間カバー２０は、上面を大きな曲率半径を有する部分球面状の凸面とした天板部２３と、この天板部２３の幅方向（幅方向に関しては鉄道車両の幅方向で言う）両端縁から下方に折れ曲がった、左右１対の側板部２４、２４とを備える。又、上記天板部２３の前後方向（前後方向に関しては、鉄道車両の走行方向で言う）片半部で幅方向中間部には、上記天板部２３の本体部分の上面に比べ比較的小さな曲率半径でラグビーボールの一部の如く膨らんだ、膨出部２５を設けている。そして、この膨出部２５のうち、上記天板部２３の中央寄り半部で幅方向中間部に、前後方向に長い長円形の透孔２６を、この天板部２３の上下両面同士を連通させる状態で形成している。

又、上記パンタグラフ枠２１は、上記台枠２ａの上面に起倒自在に設けられ、上記透孔２６を通じてその上部が、図１〜５に示す様に、上記中間カバー２０の上方に突出している。この様なパンタグラフ枠２１として本例の場合には、図５〜８に示す様な構造のものを使用している。即ち、上記台枠２ａの上面に、請求項３に記載した第一の横軸である揺動支持軸３ａを、車両の幅方向に設けている。そして、この揺動支持軸３ａの中間部に、下枠４ａの基端部（下端部）を固定している。従ってこの下枠４ａは、この揺動支持軸３ａを中心として起伏する。又、この下枠４ａの先端部（上端部）に、請求項３に記載した第二の横軸である連結軸５ａを、上記揺動支持軸３ａと平行に設けている。そして、この連結軸５ａにより、上枠６ａの基端部（下端部）を上記下枠４ａの先端部に、揺動変位自在に結合している。更に、上記上枠６ａの先端部（上端部）に、前記集電舟装置７を支持している。そして、上記揺動支持軸３ａと上記台枠２ａとの間に設けたばね８（図１６、１７参照）により、上記下枠４ａと上枠６ａとを、図８に示す畳んだ状態から図７に示す状態にまで起立させる方向の弾力を付与している。

鉄道車両の走行時に上記集電舟装置７は、前記屋根面１６上に支持した上記台枠２ａと架線との距離の変化に対応して、上記下枠４ａと上記上枠６ａとの交差角度を変化させつつ、上記台枠２ａに対し昇降する。この場合でも、上記集電舟装置７の姿勢を一定として、この集電舟装置７の上面に支持した摺り板９、９（図１６〜１９参照）と上記架線の下縁との摺接状態が適正に維持される様にしている。この為に、上記下枠４ａの先端部と上記上枠６ａの基端部との連結部、並びにこの上枠６ａの先端部と上記集電舟装置７との連結部には、適宜のリンク機構を設けて、上記下枠４ａ及び上枠６ａの起伏に拘らず、上記集電舟装置７の姿勢が変化しない様にしている。
具体的には、上記上枠６ａの基端部に釣り合い腕１０ａの基端部を、この上枠６ａの基端部から、この上枠６ａの先端部とは逆方向に突出する状態で結合固定し、この釣り合い腕１０ａをこの上枠６ａと共に、上記連結軸５ａを中心として揺動する様にしている。又、この釣り合い腕１０ａの先端部に、請求項３に記載した第三の横軸である釣り合い軸１１ａを、上記揺動支持軸３ａ及び連結軸５ａと平行に設け、この釣り合い軸１１ａに、釣り合い棒１２ａの先端部（上端部）を、揺動変位自在に支持している。又、この釣り合い棒１２ａの基端部（下端部）を前記台枠２ａの上面に、請求項３に記載した第四の横軸であって上記釣り合い軸１１ａと平行に設けられた下部釣り合い軸１３ａにより、揺動変位自在に支持している。更に、上記集電舟装置７の下面に設けたリンク腕１４の基端部と、上記下枠４ａの先端部に固定された部分（この下枠４ａの起伏に伴って揺動変位する部分）とに、ロッド１５の両端部を揺動変位自在に連結している。

上述の様な構成により、上記下枠４ａ及び上枠６ａの起伏に拘らず、上記集電舟装置７の姿勢が変化しない様にしている。尚、本例の場合、上記上枠６ａは中空管状としており、上記ロッド１５は上枠６ａの内側に配設している。これに対して上記釣り合い棒１２ａは、上記下枠４ａ外に配置している。従って、上記下枠４ａは、特に中空管状とする必要はない（する事は自由である）。

この様な構造を有する本例のパンタグラフ装置１ａのパンタグラフ枠２１を構成する、上記下枠４ａの長さＬ_4a（揺動支持軸３ａの中心と連結軸５ａの中心との距離）は、上記上枠６ａの長さＬ_6a（連結軸５ａの中心と集電舟装置７の揺動支持軸の中心との距離）に比べて十分に小さく（Ｌ_4a≪Ｌ_6a）している。より具体的には、上記下枠４ａの長さＬ_4aを、上記上枠６ａの長さＬ_6aの１／６〜１／３倍（Ｌ_4a＝Ｌ_6a／６〜Ｌ_6a／３）としている。各部の寸法をこの様に規制する事により、上記パンタグラフ枠２１を図５〜７に示す様に起立させた場合でも、上記連結軸５ａの高さ位置を低く抑えている。そして、上記台枠２ａの上面と前記中間カバー２０の下面との間隔を大きくしたり、或は前記透孔２６を特に（上記上枠６ａの中間部を挿通する為に必要とする以上に）大きくしなくても、この連結軸５ａと前記中間カバー２０とが干渉しない様にしている。この点に関しては、後で詳しく説明する。

更に、前記両端部カバー２２、２２は、上記中間カバー２０と同様の絶縁材製で、図９に示す様な形状に造られ、前記屋根面１６上でこの中間カバー２０を前後両側から挟む位置に設けられている。そして、上記両端部カバー２２、２２により、上記中間カバー２０の下面と上記屋根面１６との間で、前記各碍子１７、１７及び上記台枠２ａを設置した空間２７の前後両端部を塞いでいる。従って、この空間２７は、側方のみ開口している。
本例の場合、水平方向に存在する仮想平面に関する、上記両端部カバー２２、２２の外周面の断面形状を、流線形としている。即ち、これら両端部カバー２２、２２は、それぞれ鉄道車両の前後方向を長径方向とした楕円の両端寄り部分の如き平面形状を有する。上記両端部カバー２２、２２は、この楕円の両端寄り部分の如き平面形状を有する周壁部２８、２８により囲まれる空間の上方を、第二の天板部２９、２９により覆って成る。この様な上記両端部カバー２２、２２は、それぞれの凸面を互いに反対側に向け（凹面同士を互いに対向させ）、上記中間カバー２０を前後両側から挟む状態で、上記屋根面１６上に固定している。この状態で、上記各第二の天板部２９、２９の端縁は、前記中間カバー２０を構成する天板部２３の端縁に当接若しくは近接対向する。そして、この天板部２３の上面と上記各第二の天板部２９、２９の上面とが、滑らかに連続（気流騒音の発生に繋がらない様な微小隙間が存在する状態を含む）する。

又、本例の場合には、上記両端部カバー２２、２２を構成する上記両周壁部２８、２８の表面の、鉛直方向に存在する仮想平面に関する断面形状を、これら両周壁部２８、２８の全周（内外両周面及びこれら両周面同士を連続させる円周方向両端縁部）に亙って波形としている。従って、上記両端部カバー２２、２２を構成する上記両第二の天板部２９、２９と前記屋根面１６との間に存在する面の全長は、何れの部分でも十分に長くなる。

上述の様に構成する本例のパンタグラフ装置１ａの場合には、前記パンタグラフ枠２１の上端部である前記上枠６ａの上半部と、集電舟装置７とを除く部分、即ち、前記各碍子１７、１７、前記台枠２ａ、この台枠２ａ上面に設置したばね８（図１６〜１７参照）等の、上記パンタグラフ枠２１を起倒させる為の機構、及び、このパンタグラフ枠２１の下部が、上記中間カバー２０及び上記両端部カバー２２、２２により覆われている。従って、鉄道車両の走行時にも、上記パンタグラフ枠２１の上端部と上記集電舟装置７とを除く部分に風が勢い良く当たる事がない。この結果、高速走行時にも、パンタグラフ装置部分で発生する気流騒音を、十分に低く抑える事ができる。

又、本例の場合には、上記パンタグラフ枠２１を構成する下枠４ａの長さＬ_4aを短くした分、前記連結軸５ａ及び釣り合い軸１１ａの設置部分を低くできる。この為、上記中間カバー２０の高さ位置を低く抑えても、上記下枠４ａ及び上枠６ａの起立状態で上記連結軸５ａ及び前記釣り合い軸１１ａの設置部分を、上記中間カバー２０の下側に位置させる事ができる。この結果、この中間カバー２０及び前記両端部カバー２２、２２の高さを低く抑えて、高速走行時に発生する気流騒音のより一層の低減と、空気抵抗の低減とを図れる。

尚、上記下枠４ａの長さＬ_4aが上記上枠６ａの長さＬ_6aの１／６未満（Ｌ_4a＜Ｌ_6a／６）の場合には、上記釣り合い棒１２ａを設置する事による上記上枠６ａの支持剛性の確保が不十分となる。これに対して、上記下枠４ａの長さＬ_4aが上記上枠６ａの長さＬ_6aの１／３を越える（Ｌ_4a＞Ｌ_6a／３）場合には、上記連結軸５ａ及び釣り合い軸１１ａの設置部分を十分に低くできず、上記中間カバー２０及び上記両端部カバー２２、２２の高さを十分に低く抑える事ができない。この為、上記下枠４ａの長さＬ_4aを、上記上枠６の長さＬ_6aの１／６〜１／３倍とした。

又、本例の場合には、上記両端部カバー２２、２２を構成する前記両周壁部２８、２８の表面の、鉛直方向に存在する仮想平面に関する断面形状を、これら各周壁部２８、２８の全周に亙って波形としている為、パンタグラフ装置１ａ全体のコンパクト化を図りつつ、降雨時に上記各端部カバー２２、２２の表面が濡れた場合でも、前記台枠２ａと前記屋根面１６との間の絶縁を十分に図れる。即ち、上記パンタグラフ装置１ａのコンパクト化を図る為には、前記中間カバー２０の大きさを上記台枠２ａの上方を覆えるだけの大きさとし、上記１対の端部カバー２２、２２を、上記中間カバー２０、２０の前後両端に近接配置する必要がある。

この様な構成を採用した場合に、降雨時に上記台枠２ａ及びこの台枠２ａの上面に配設した導線や上記各端部カバー２２、２２が濡れると、この導線からこれら各端部カバー２２、２２の上端部に設けられて上記中間カバー２０と連続する前記第二の天板部２９、２９に、高電圧が印加される可能性を生じる。この様にこれら各第二の天板部２９、２９に高電圧が印加された場合に、上記各周壁部２８、２８の表面の上下方向に関する断面形状が直線状であると、上記各第二の天板部２９、２９から上記屋根面１６にまで電流が流れる可能性がある。これに対して本例の場合には、上記各端部カバー２２、２２を構成する周壁部２８、２８の表面を、これら各周壁部２８、２８の全周に亙って波形としているので、上記各第二の天板部２９、２９から上記屋根面１６までの、電気の流れる道のりが長くなり、この間の抵抗を大きくして、この屋根面１６にまで電流が流れる事を防止できる。

尚、上記各端部カバー２２、２２の外周面の波形形状は、漏電防止の面からだけでなく、気流騒音低減の面からも規制する。この場合に、前記図９に示す様な形状の他に、例えば前述した特許文献１４に記載された様な形状も、採用可能である。具体的には、図１０、１１に示す様に、端部カバー２２ａ、２２ｂを構成する周壁部２８ａ、２８ｂの形状を鉛直方向に関して変化させる。このうちの図１０に記載した端部カバー２２ａの場合には、周壁部２８ａを、下方に向かう程広がる方向に傾斜させている。これに対して、図１１に記載した端部カバー２２ｂの場合には、周壁部２８ｂを、下方に向かう程狭まる方向に傾斜させている。

図１２〜１３は、本発明の実施例２を示している。本例の場合には、屋根面１６上に１対の側方カバー３０を、碍子１７、１７及び台枠２ａを左右両側から挟む状態で設けている。そして、これら両カバー３０により、これら碍子１７、１７及び台枠２ａを設置した空間２７の左右両側開口の一部を塞いでいる。
この様に左右両端開口の一部を上記両カバー３０により覆う事で、走行時にこの左右両端開口から上記空間２７内に巻き込まれる空気の流量を少なく抑えて、走行時に発生する気流騒音をより低減できる。尚、図示の例では、上記両カバー３０の外周面の断面形状を波形としている為、仮にこれら両カバー３０に高電圧が印加された場合でも、上記屋根面１６にまで電流が流れる事を防止できる。

図１４〜１５は、本発明の実施例３を示している。本例の場合も、屋根面１６上に１対の側方カバー３０ａを、碍子１７、１７及び台枠２ａを左右両側から挟む状態で設けている。特に、本例の場合には、これら両カバー３０ａにより、上記碍子１７、１７及び台枠２ａを設置した空間２７の左右両側開口を、前後方向の全長に亙り塞いでいる。図示の例では、前後両端部を塞ぐ端部カバー２２、２２の周壁部２８と上記両カバー３０ａとを一体的に形成している。但し、これら両カバー２２、３０ａは、互いに別体としても良い。 この様に左右両端開口を、前後方向の全長に亙り、上記両カバー３０ａにより覆う事で、走行時にこの左右両端開口から上記空間２７内に空気が巻き込まれる事をより効果的に防止して、走行時に発生する気流騒音をより一層低減できる。

本発明の実施例１を示す斜視図。 同じく側面図。 同じく図２の左方から見た図。 同じく平面図。 同じく屋根上への取付け状態を示す略側面図。 同じくパンタグラフ枠を取り出して示す略側面図。 同じく、パンタグラフ枠の要部を取り出して起立状態で示す側面図。 同じく畳んだ状態で示す側面図。 端部カバーを取り出して示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）の左方から見た図。 端部カバーの第２例を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）の左方から見た図。 端部カバーの第３例を示す、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は（Ｂ）の左方から見た図。 本発明の実施例２を示す斜視図。 同じく側面図。 本発明の実施例３を示す斜視図。 同じく側面図。 従来のパンタグラフ装置の１例を示す側面図。 同じく平面図。 図１６の右方から見た図。 要部を取り出して示す側面図。 同じく略側面図。 屋根上への取付け状態を示す略側面図。

符号の説明

１、１ａ パンタグラフ装置
２、２ａ 台枠
３、３ａ 揺動支持軸
４、４ａ 下枠
５、５ａ 連結軸
６、６ａ 上枠
７ 集電舟装置
８ ばね
９ 摺り板
１０、１０ａ 釣り合い腕
１１、１１ａ 釣り合い軸
１２、１２ａ 釣り合い棒
１３、１３ａ 下部釣り合い軸
１４ リンク腕
１５ ロッド
１６ 屋根面
１７ 碍子
１８ 防風板
１９ カバー
２０ 中間カバー
２１ パンタグラフ枠
２２、２２ａ、２２ｂ 端部カバー
２３ 天板部
２４ 側板部
２５ 膨出部
２６ 透孔
２７ 空間
２８、２８ａ、２８ｂ 周壁部
２９ 第二の天板部
３０、３０ａ 側方カバー

Claims (4)

1. 鉄道車両の屋根面上に碍子を介して絶縁支持される台枠と、一部に上下両面同士を連通させる透孔を有し、この台枠の上方に設けられた、絶縁材製の中間カバーと、上記台枠の上面に起倒自在に設けられ、上記透孔を通じてその上部がこの中間カバーの上方に突出したパンタグラフ枠と、このパンタグラフ枠の上端部に支持された集電舟装置と、上記屋根面上で上記鉄道車両の前後両側から上記中間カバーを挟む位置に設けられ、この中間カバーの下面と上記屋根面との間で上記碍子及び上記台枠を設置した空間の前後両端部を塞ぐ、それぞれが絶縁材製である１対の端部カバーとを備え、これら両端部カバーの上面と上記中間カバーの上面とを滑らかに連続させたパンタグラフ装置。
2. 碍子及び台枠を設置した空間の左右両側開口の少なくとも一部を塞ぐ側方カバーを設けた、請求項１に記載したパンタグラフ装置。
3. 台枠上でパンタグラフ枠を起倒させる為に、このパンタグラフ枠を、この台枠上に設けられた第一の横軸によりその基端部を揺動自在に支持された下枠と、この下枠の先端部にこの第一の横軸と平行に設けられた第二の横軸によりその基端部を揺動自在に支持された上枠と、この上枠の基端部から突出する状態で設けられてこの上枠に対しその基端部を結合固定され、この上枠と共に上記第二の横軸を中心として揺動する釣り合い腕と、この釣り合い腕の先端部に上記第一、第二の横軸と平行に設けられた第三の横軸によりその先端部を揺動自在に支持され、これら第一〜第三の横軸と平行に設けられた第四の横軸によりその基端部を上記台枠に対し揺動自在に支持された釣り合い棒とから構成すると共に、上記下枠の長さを、上記上枠の長さの１／６〜１／３倍としており、上記上枠を中間カバーに形成した透孔を通じてこの中間カバーの上方に突出させて、この上枠の上端部に集電舟装置を支持している、請求項１〜２の何れかに記載したパンタグラフ装置。
4. 水平方向に広がる仮想平面に関する、各端部カバーの外周面の断面形状を流線形とすると共に、これら各端部カバー表面の、鉛直方向に広がる仮想平面に関する断面形状を、これら各端部カバーの全周に亙って波形とした、請求項１〜３の何れかに記載したパンタグラフ装置。

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