JP2005261065A - 複合補助すり板 - Google Patents

Abstract

【課題】 軽量・低コストを維持しつつも、損耗を少なくして交換頻度を少なくすることのできる複合補助すり板を提供する。
【解決手段】 アルミニウム合金製の補助すり板本体２と、補助すり板本体２の集電領域相当箇所に取り付けられるカーボン系すり板３と、を有する複合補助すり板１であって、カーボン系すり板３に固定用の雌ねじ孔３ａが形成されるとともに、補助すり板本体２に雌ねじ孔３ａに螺合させるボルト４を通す第１ボルト孔２ｂを形成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、パンタグラフの主すり板の長手方向両側に配置される複合補助すり板に関するものである。

パンタグラフのすり板には、主すり板と、主すり板の長手方向両側に配置される補助すり板とがある。

近年、主すり板は、銅粉や鉄粉を主成分に潤滑材としてスズ粉やカーボン粉などを混合した焼結合金製のすり板に代わって、カーボンを基材として金属を複合した炭素系材料製のすり板が使われるようになってきている。そして、これらの炭素系材料の基材に種々の金属、合金を含浸させることにより、摩損や離線アークによる材質劣化をいっそう低減させたメタライズドカーボン製のものも実用化されている。主すり板は、電車の走行にともなう摩擦やアーク損傷などによって消耗するため、かなり頻繁に交換する。

一方、補助すり板は、主すり板と異なり、トロリー線と常時接触している訳ではなく、電車が路線の合流・分岐地点を通過する際、トロリー線をホーンから主すり板に渡したり、その逆に主すり板からホーンに逃がしたりする際に接触する程度であるため、強度や集電効果よりむしろ軽量・低コストのものが優先される。そのため従来から補助すり板は、例えば、ＡＣ−７Ａ−Ｆ，ＡＣ４Ａ−Ｆ，６０６３、或いはＡ５０５２等のアルミニウム合金が素材として使用されていた（例えば、特許文献１，２）。
特開平０５−２４７５７３号公報 特開平１３−３７００２号公報

しかしながら、実際には電車がコーナーを通過する時などに、路線のカーブとトロリー線との軌跡の違いや、車輌の揺れや風の影響のため、トロリー線が主すり板の範囲以上に変位して、前述の補助すり板にまで達してしまい、補助すり板で集電を行う状態となることがある。この場合、上記のようなアルミニウム合金は、軽量化及び低コスト化の両面を兼ね備えるが、耐熱性が炭素合金に比べて相当低いので離線アークによる損耗に弱く、また、アルミニウム合金は炭素系材料に比べて電気抵抗が小さいためにアーク放電を受け易い。

そのため補助すり板は、主すり板に比べてトロリー線と接触する頻度は遥かに少ないにもかかわらず、主すり板を交換する際には、補助すり板も、同時に交換しなければならない程、損耗しているという状況にあった。

そこで、本発明は、軽量・低コストを維持しつつも、損耗を少なくして交換頻度を少なくすることのできる複合補助すり板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る複合補助すり板は、アルミニウム合金製の補助すり板本体と、該補助すり板本体の集電領域相当箇所に取り付けられるカーボン系すり板と、を有する複合補助すり板であって、前記カーボン系すり板に固定用の雌ねじ孔が形成されるとともに、前記補助すり板本体に前記雌ねじ孔に螺合させるボルトを通す第１ボルト孔が形成されていることを特徴とする（以下、第１の手段という。）。

前記カーボン系すり板の雌ねじ孔は、該カーボン系すり板に突出形成されたボス状部に形成されていることが好ましい（以下、第２の手段という。）。

前記補助すり板本体に、前記ボス状部の嵌るボス孔が形成されていることが好ましい（以下、第３の手段という。）。

前記カーボン系すり板は、厚みが８ｍｍ以上１５ｍｍ未満であることが好ましい（以下、第４の手段という。）。

また、上記目的は、前記第１〜第４の手段の何れかの複合補助すり板と、舟体との固定構造であって、前記雌ねじ孔、第１ボルト孔、及び、舟体に形成された第２ボルト孔が同一軸線上に形成され、前記第２ボルト孔及び前記第１ボルト孔にボルトを通し、前記カーボン系すり板の雌ねじ孔に螺合させることにより、前記舟体に前記補助すり板本体及び前記カーボン系すり板を固定したことを特徴とする複合補助すり板の固定構造によって達成される。

本発明では、複合補助すり板がトロリー線と接触し得る部分に、カーボン系すり板を埋設したので、軽量化を維持しつつ、損耗を減少させることができる。

本発明を実施するための最良の形態について、以下に図１〜図３を参照しつつ説明する。なお、全図を通し、同様の構成部分には同符号を付した。

複合補助すり板１は、図１に示すように、補助すり板本体２のトロリー線が接触し得る箇所に凹部２ａが形成され、該凹部にカーボン系すり板３が搭載されている。

カーボン系すり板３には、２カ所に雌ねじ孔３ａが貫通して形成されている。補助すり板本体２には、雌ねじ孔３ａと重合し得る第１ボルト孔２ｂが形成されている。そして、ねじ切りされていない第１ボルト孔２ｂにボルト４を通し、そのボルト４を雌ねじ孔３ａに螺合させることにより、カーボン系すり板３が補助すり板本体２に固定されている。

カーボン系すり板３は、トロリー線と接触し得る領域、即ち、集電領域相当箇所をカバーすることが必要であり、１２０ｍｍ以上の長さを必要とする。

補助すり板本体２には、図外の舟体に固定するための第３ボルト孔２ｃが形成されている。本例では一対の第３ボルト孔２ｃが形成され、何れもボルトが螺合する雌螺子が螺刻されている。

カーボン系すり板３を形成しているカーボン系材料の密度とアルミニウム合金の密度とは、ほぼ同等であるが、カーボン系すり板３を補助すり板本体２に固定するボルト４，４が、鉄、黄銅、ステンレス等の、アルミニウム合金に比較して密度の大きい金属であるため、全体として重量増加を生じる。

カーボン系すり板３は集電領域をカバーすることが必要であることから、その長さ寸法を短くすることができないため、補助すり板１の重量増加を抑えるためには、カーボン系すり板３と補助すり板本体２の厚みを出来るだけ薄くすることが必要となる。

しかしながら、カーボン系すり板３をボルト４によって固定するには、ボルト４と雌ねじ孔３ａとの螺合代が少なくとも５ｍｍ以上必要であり、また、トロリー線との接触等による損耗量として少なくとも３ｍｍを確保しておく必要があるため、カーボン系すり板３の厚みは８ｍｍ以上を必要とする。

一方、主すり板を含めて複合補助すり板の一般的な厚み寸法は２０〜２５ｍｍであるが、複合補助すり板１のカーボン系すり板３の厚みを少なくとも５ｍｍは薄くしないと、重量軽減に寄与する効果が少ないため、カーボン系すり板３の厚みは、１５ｍｍ未満であることが好ましい。

ここで「カーボン系すり板」とは、カーボンを主材とし、主すり板（図示せず）に使用される所謂カーボン系材料によって製造されているものを意味する。カーボン系材料としては、炭素繊維強化炭素複合材料の基材に銅チタン合金を含浸させたメタライズドカーボンが好ましい。補助すり板本体２は、従来と同様のアルミニウム合金によって製造されている。

上記構成を有する複合補助すり板１は、カーボン系すり板３に雌ねじ孔３ａが形成されているため、カーボン系すり板を補助すり板本体２にボルトで固定する際にナットを必要としないから軽量化が図られ、また、補助すり板本体の集電領域に相当する箇所にのみカーボン系すり板を取り付けるため、コストも抑えることができる。

なお、上記実施形態では、カーボン系すり板３の雌ねじ孔３ａと、補助すり板本体２の第３ボルト孔２ｃとが同一軸線上に無いが、図２に示すように、孔３ａと孔２ｃとを重合する同一軸線上位置に形成し、ボルト４ａを、舟体６に形成されている第２ボルト孔６ａを通し、更に第３ボルト孔２ｃを通し、雌ねじ孔３ａに螺合させることにより、舟体６に、補助すり板本体２、及びカーボン系すり板３を固定しても良い。斯かる構成により、ボルトの数を減らすことができる。なお、図２の例では、一対の第３ボルト孔２ｃのうち、雌ねじ孔３ａと重合する第３ボルト孔２ｃ（図の右側）は螺子切りされていない。

また、雌ねじ孔３ａの螺合代を確保しつつカーボン系すり板３を薄くするために、図３に示すように、カーボン系すり板３の底面にボス状部３ｂを突出して設け、ボス状部３ｂにボルト４が螺合する雌ねじ３ａを形成することができる。この場合、補助すり板本体２にボス状部３ｂの嵌るボス孔２ｄを形成することが好ましい。斯かる構成により、カーボン系すり板３は、ボス状部３ｂを除く厚み寸法ｔを最小で３ｍｍに設定することができ、コスト低減が可能となる。

本発明に係る複合補助すり板の一実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はＩ−Ｉ線断面図である。 本発明に係る複合補助すり板の他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はII−II線断面図である。 本発明に係る複合補助すり板の他の実施形態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）はIII−III線断面図である。

符号の説明

１ 複合補助すり板
２ 補助すり板本体
２ｂ 第１ボルト孔
２ｃ 第３ボルト孔
３ カーボン系すり板
３ａ 雌ねじ孔
６ 舟体
４ ボルト
６ａ 第２ボルト孔

Claims (5)

1. アルミニウム合金製の補助すり板本体と、該補助すり板本体の集電領域相当箇所に取り付けられるカーボン系すり板と、を有する複合補助すり板であって、
   前記カーボン系すり板に固定用の雌ねじ孔が形成されるとともに、前記補助すり板本体に前記雌ねじ孔に螺合させるボルトを通す第１ボルト孔が形成されていることを特徴とする複合補助すり板。
2. 前記カーボン系すり板の雌ねじ孔は、該カーボン系すり板に突出形成されたボス状部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の複合補助すり板。
3. 前記補助すり板本体に、前記ボス状部の嵌るボス孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合補助すり板。
4. 前記カーボン系すり板は、厚みが８ｍｍ以上１５ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の複合補助すり板。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の複合補助すり板と、舟体との固定構造であって、前記雌ねじ孔、第１ボルト孔、及び、舟体に形成された第２ボルト孔が同一軸線上に形成され、前記第１及び第２ボルト孔にボルトを通し、前記カーボン系すり板の雌ねじ孔に螺合させることにより、前記舟体に前記補助すり板本体及び前記カーボン系すり板を固定したことを特徴とする複合補助すり板の固定構造。

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