JP2007028814A

JP2007028814A - 交流電気車パンタグラフ上昇制御装置、及び交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法

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Publication number: JP2007028814A
Application number: JP2005208131A
Authority: JP
Inventors: Takashi Maeda; 孝前田; Shintaro Oe; 晋太郎大江
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】交流電気車のパンタグラフ上昇時のサージ性過電圧を防止し得る装置及び方法を提供する。
【解決手段】カギ着脱装置７３を操作して集電舟を上昇させ、摺板がトロリ線に当接する前に降下用空気シリンダ装置７２を操作して集電舟をいったん降下させるとともにカギ着脱装置７３を操作してカギフック７３ａを天井ヒンジ５５近傍に係合させた後、降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａ内に圧縮空気が残存している期間内にカギ着脱装置７３を再度操作して係合されたカギフック７３ａを外し、主ばね７１の付勢力とシリンダ内残存空気のダンピング作用により摺板の上昇速度を規制し、摺板とトロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道の交流電化区間を走行する電車又は電気機関車（以下、「交流電気車」という。）の屋根上に設けられるとともに軌道（レール）上空に架設されたトロリ線に摺板を摺動させつつ走行することにより交流電気車の駆動用等の電力を取り込む（集電する）パンタグラフ装置の摺板の上昇速度を制御する装置及び方法に関するものである。

従来、交流電気車のパンタグラフ装置として、図５に符号２００で示す構成のものが公知である。このパンタグラフ装置２００は、菱形リンク機構５０と、集電舟６１と、主ばね７１と、降下用空気シリンダ装置７２と、カギ着脱装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３。）を備えて構成されている。

上記において、菱形リンク機構５０は、下枠部材５１Ｌ及び５１Ｒと、上枠部材５２Ｌ及び５２Ｒと、下枠部材５１Ｌ及び５１Ｒの下端に設けられるとともに交流電気車の屋根板の上方にて絶縁された不動位置に支持される底部ヒンジ５３Ｌ及び５３Ｒと、下枠部材５１Ｌ及び５１Ｒと上枠部材５２Ｌ及び５２Ｒの接続箇所に設けられる中間ヒンジ５４Ｌ及び５４Ｒと、上枠部材５２Ｌ及び５２Ｒの上端に設けられる天井ヒンジ５５を有し、略菱形状に形成されたリンク機構である。

また、集電舟６１は、天井ヒンジ５５の上方位置に配設され、軌道（レール）上方に架設されたトロリ線（図５には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に摺板６２が当接して摺動することにより交流電気車の駆動用電力を取り込む（集電する）機器である。

また、主ばね７１は、天井ヒンジ５５を、その高さ位置を上昇させる方向に付勢（引っ張るか又は押圧）している。主ばね７１の詳細な構成と作用については、詳細に後述する。

、
また、降下用空気シリンダ装置７２は、天井ヒンジ５５を、その高さ位置を降下させる方向にピストン（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ｂ。）を駆動する装置である。降下用空気シリンダ装置７２の詳細な構成と作用については、詳細に後述する。

また、カギ着脱装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３。）は、駆動源として上記の降下用空気シリンダ装置７２とは別のカギ用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４。）を具備しており、天井ヒンジ５５が降下して最低位置となった場合には当該天井ヒンジ５５近傍にカギフック（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ａ。）を係合させ、集電舟６１の摺板６２をトロリ線（図５には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に当接させる場合には天井ヒンジ５５近傍に係合しているカギフック（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ａ。）を外すように駆動する装置である。カギ着脱装置の詳細な構成と作用については、詳細に後述する。

上記のような構成により、このパンタグラフ装置２００では、交流電気車の運転室に設けられた「パンタグラフ上昇用スイッチ（図示せず）」を列車乗務員が操作すると、カギ用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４。）に接続する空気配管（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｃ。）に設けられた開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｄ。）に弁開放指令信号が送られて開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｄ。）が開放しカギ用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４。）のシリンダ（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ａ。）に圧縮空気が供給されてピストン（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｂ。）が押し出されるように動き、ピストン（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｂ。）のこの動きにより天井ヒンジ５５近傍箇所に係合しているカギフック（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ａ。）が回転して天井ヒンジ５５近傍箇所からはずれる。

上記したように、天井ヒンジ５５は、主ばね７１により、その高さ位置を上昇させる方向に付勢（引っ張るか又は押圧）されているから、カギフック（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ａ。）がはずれると、折り畳まれていたパンタグラフのリンク機構５０が菱形状に開きつつ上昇し、最終的には、摺板６２の上面がトロリ線（図５には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に当接し下方から押圧するようになる。

一方、このパンタグラフ装置２００では、交流電気車の運転室に設けられた「パンタグラフ降下用スイッチ（図示せず）」を運転乗務員が操作すると、降下用空気シリンダ装置７２に接続する空気配管７２ｃに設けられた開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ｄ。）に弁開放指令信号が送られて開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ｄ。）が開放し降下用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２。）のシリンダ（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ａ。）に圧縮空気が供給されてピストン（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ｂ。）が押し出されるように動き、ピストン（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７２ｂ。）は降下用レバー（てこ）部材（図５には図示せず。後述する図１、２、３及び４における符号５８Ｒ。）が回転し、主ばね７１の上昇方向への付勢力に打ち勝ってパンタグラフは降下する。

最後に、カギ用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４。）に接続する空気配管（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｃ。）に設けられた開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｄ。）に弁閉塞指令信号が送られて開閉制御弁（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ｄ。）が閉塞しカギ用空気シリンダ装置（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４。）のシリンダ（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７４ａ。）に圧縮空気が供給されなくなる。このため、フック戻しバネ（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ｃ。）の付勢力の方が打ち勝ってカギフック（図５には図示せず。後述する図１、３及び４における符号７３ａ。）が回転し天井ヒンジ５５近傍箇所に掛かって降下動作完了となる。

すなわち、図５に示すパンタグラフ装置２００は、主ばね７１の付勢力によって上昇されかつ降下用空気シリンダ装置７２の駆動力によって降下される、いわゆる「ばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置」である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記した従来のパンタグラフ装置２００においては、車庫等における交流電気車の出発時に、パンタグラフのリンク機構５０を上昇させて摺板６２をトロリ線（図５には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に向かって接近させると、摺板６２とトロリ線（図５には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）が接触した瞬間、車体に「サージ性過電圧」と呼ばれる過電圧が発生するという現象がしばしば起こることがある。このサージ性過電圧が発生すると、交流電気車の各種機器に破損や損傷を与えるため、このサージ性過電圧を防止する対策が要請されていた。
特開２００４−３０４８９５号公報

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、交流電気車のパンタグラフ上昇時のサージ性過電圧を防止し得る装置及び方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
下枠部材と、上枠部材と、前記下枠部材の下端に設けられるとともに交流電気車の屋根板の上方にて絶縁された不動位置に支持される底部ヒンジと、前記下枠部材と上枠部材の接続箇所に設けられる中間ヒンジと、前記上枠部材の上端に設けられる天井ヒンジを有し、略菱形状又は略く字状に形成されたリンク機構と、
前記天井ヒンジの上方位置に配設され、軌道上方に架設されたトロリ線の下面に摺板が当接して摺動することにより前記交流電気車の駆動用電力を取り込む集電舟と、
前記天井ヒンジの高さ位置を上昇させる方向に付勢する主ばねと、
前記天井ヒンジの高さ位置を降下させる方向にピストンを駆動する降下用空気シリンダ装置と、
前記天井ヒンジが降下して最低位置となった場合には当該天井ヒンジ近傍にカギフックを係合させ、前記集電舟の摺板を前記トロリ線の下面に当接させる場合には前記天井ヒンジ近傍に係合しているカギフックを外すように駆動するカギ着脱装置を有するばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置において、
前記カギフックが前記天井ヒンジ近傍から外れた場合に、前記集電舟の摺板の上昇速度を第１上昇速度値以下に規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制すること
を特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項１記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記リンク機構のいずれかの部材である被抑制部材と前記不動位置の間に介接され、前記天井ヒンジが上昇するように前記リンク機構の各部材が各運動を行う場合に、前記被抑制部材の運動を抑制するダンパー装置を備えること
を特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、流体中を作動部材が運動する際の粘性抵抗を利用して減衰作用を発揮させる粘性ダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、被摩擦体と作動部材が摩擦しつつ運動する際の摩擦力を利用して減衰作用を発揮させる摩擦ダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、作動部材の弾塑性変形に伴うヒステリシスを利用して減衰作用を発揮させるヒステリシスダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項６に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、軸方向に可動なコラムと、ボールネジと、フライホイールと、ブレーキホイールと、ブレーキシューを有して構成されるメカニカルダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項７に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、作動部材と不動部材の一方を永久磁石とするとともに他方を電気的導体とし前記作動部材の運動に伴い両者の間に生じる渦電流により熱エネルギーが消散されることを利用して減衰作用を発揮させる磁気ダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項８に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、前記被抑制部材の運動方向とは逆の方向に駆動するアクチュエータを有するアクティブダンパーであること
を特徴とする。

また、本発明の請求項９に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置は、
請求項１記載の交流電気車のパンタグラフ上昇制御装置において、
コンピュータを備え、
当該コンピュータは、
前記カギ着脱装置を制御して前記集電舟を上昇させ、前記集電舟の摺板が前記トロリ線に当接する前に降下用空気シリンダ装置を制御して前記集電舟をいったん降下させるとともに前記カギ着脱装置を制御して前記カギフックを前記天井ヒンジ近傍に係合させた後、前記降下用空気シリンダ装置のシリンダ内に圧縮空気が残存している期間内に前記カギ着脱装置を再度制御して係合された前記カギフックを外し、前記主ばねの付勢力と前記シリンダ内残存空気のダンピング作用により前記集電舟の摺板の上昇速度を規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制するように制御すること
を特徴とする。

また、本発明の請求項１０に係る交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法は、
下枠部材と、上枠部材と、前記下枠部材の下端に設けられるとともに交流電気車の屋根板の上方にて絶縁された不動位置に支持される底部ヒンジと、前記下枠部材と上枠部材の接続箇所に設けられる中間ヒンジと、前記上枠部材の上端に設けられる天井ヒンジを有し、略菱形状又は略く字状に形成されたリンク機構と、
前記天井ヒンジの上方位置に配設され、軌道上方に架設されたトロリ線の下面に摺板が当接して摺動することにより前記交流電気車の駆動用電力を取り込む集電舟と、
前記天井ヒンジの高さ位置を上昇させる方向に付勢する主ばねと、
前記天井ヒンジの高さ位置を降下させる方向にピストンを駆動する降下用空気シリンダ装置と、
前記天井ヒンジが降下して最低位置となった場合には当該天井ヒンジ近傍にカギフックを係合させ、前記集電舟の摺板を前記トロリ線の下面に当接させる場合には前記天井ヒンジ近傍に係合しているカギフックを外すように駆動するカギ着脱装置を有するばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置において、
前記カギフックが前記天井ヒンジ近傍から外れた場合に、前記集電舟の摺板の上昇速度を第１上昇速度値以下に抑制すること
を特徴とする。

また、本発明の請求項１１に係る交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法は、
請求項１０記載の交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法において、
前記カギ着脱装置を操作して前記集電舟を上昇させ、前記集電舟の摺板が前記トロリ線に当接する前に降下用空気シリンダ装置を操作して前記集電舟をいったん降下させるとともに前記カギ着脱装置を操作して前記カギフックを前記天井ヒンジ近傍に係合させた後、前記降下用空気シリンダ装置のシリンダ内に圧縮空気が残存している期間内に前記カギ着脱装置を再度操作して係合された前記カギフックを外し、前記主ばねの付勢力と前記シリンダ内残存空気のダンピング作用により前記集電舟の摺板の上昇速度を規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制すること
を特徴とする。

本発明に係る交流電気車パンタグラフ上昇制御装置、及び交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法によれば、カギフックが天井ヒンジ近傍から外れた場合に、集電舟の摺板の上昇速度が第１上昇速度値以下となるように規制するように構成したので、集電舟の摺板とトロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制することができる、という利点を有している。

以下に説明する実施例は、カギフックが天井ヒンジ近傍から外れた場合に、集電舟の摺板の上昇速度が第１上昇速度値以下となるように規制するように構成したものであり、集電舟の摺板とトロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制することができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施例であるパンタグラフ上昇制御方法が実施されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。また、図２は、図１におけるパンタグラフ装置の部分のさらに詳細な構成を示す図である。

図１に示すように、本発明の第１実施例のパンタグラフ上昇制御方法が実施されるパンタグラフ装置２００は、図５に示すパンタグラフ装置２００と同一の装置である。図１では、パンタグラフ装置２００の構成と作用を理解しやすくするため、斜視図ではなく、機構がわかる概念図で示している。ここで、パンタグラフ装置２００の構成と作用を、上記説明よりも詳細に説明する。

このパンタグラフ装置２００は、菱形リンク機構５０と、集電舟６１と、主ばね７１と、降下用空気シリンダ装置７２と、カギ着脱装置７３を備えて構成されている。

また、集電舟６１は、天井ヒンジ５５の上方位置に配設され、軌道（レール）上方に架設されたトロリ線（図１には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に摺板（図５参照。符号６２）が当接して摺動することにより交流電気車の駆動用電力を取り込む（集電する）機器である。

また、主ばね７１は、天井ヒンジ５５を、その高さ位置を上昇させる方向に付勢（図１、図２（Ａ）の場合は引っ張る方向に付勢）している。図２（Ａ）は、主ばね７１付近の詳細な構成と作用を説明する図である。図２（Ａ）に示すように、主ばね７１は、いわゆる「引張りばね」であり、その一端７１ｂ（図２（Ａ）における右下端）は、不動位置５０１に固定された主ばね取付金具５９に取り付けられている。ここに、不動位置５０１としては、例えば交流電気車の屋根板、又は屋根板上に固定される部分が用いられる。また、下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）付近には、不動位置５０１に下枠取付金具５６Ｌが固定されている。下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）には、円形断面の下枠下端ヒンジ孔５１Ｌ１が開設されており、この下枠下端ヒンジ孔５１Ｌ１には、略円柱状の底部ヒンジピン５７Ｌが嵌合しており、底部ヒンジピン５７Ｌの背後（図２（Ａ）における紙面の奥）は、下枠取付金具５６Ｌの面に溶接等により固定されている。下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）付近は、底部ヒンジピン５７Ｌの中心を回転中心として回転可能となっている。

また、下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）付近には、底部ヒンジピン５７Ｌの回転中心線に対して垂直に延びるようにして略棒状の上昇用レバー部材５８Ｌがボルト接合や溶接等により結合されている。主ばね７１の他端７１ａ（図２（Ａ）における左上端）は、上昇用レバー部材５８Ｌの先端５８Ｌ１（図２（Ａ）における右上端）に取り付けられている。このような構成により、下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）に結合された上昇用レバー部材５８Ｌの先端５８Ｌ１は、主ばね７１により、つねに引っ張られており、下枠部材５１Ｌの下端（図２（Ａ）における右下端）付近は、底部ヒンジピン５７Ｌの回転中心線を回転中心線として、つねに時計回り方向に回転させようとする力が主ばね７１により作用している。したがって、主ばね７１により、下枠部材５１Ｌは、つねに上方へ移動しようとしており、菱形リンク機構５０は、つねに菱形状に開いて上昇しようとしている。

また、降下用空気シリンダ装置７２は、天井ヒンジ５５を、その高さ位置を降下させる方向にピストン７２ｂを駆動する装置である。降下用空気シリンダ装置７２は、シリンダ７２ａと、ピストン７２ｂと、空気配管７２ｃと、開閉制御弁７２ｄと、空気タンク７２ｅと、空気圧縮機７２ｆを有して構成されている。

図２（Ｂ）は、降下用空気シリンダ装置７２のピストン７２ｂの軸部であるピストン軸部７２ｂ１の先端であるピストン作用点７２ｋと、下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）付近の詳細な構成と作用を説明する図である。図２（Ｂ）に示すように、下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）付近には、不動位置５０１に下枠取付金具５６Ｒが固定されている。下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）には、円形断面の下枠下端ヒンジ孔５１Ｒ１が開設されており、この下枠下端ヒンジ孔５１Ｒ１には、略円柱状の底部ヒンジピン５７Ｒが嵌合しており、底部ヒンジピン５７Ｒの背後（図２（Ｂ）における紙面の奥）は、下枠取付金具５６Ｒの面に溶接等により固定されている。下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）付近は、底部ヒンジピン５７Ｒの中心を回転中心として回転可能となっている。

また、下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）付近には、底部ヒンジピン５７Ｒの回転中心線に対して垂直に延びるようにして略棒状の降下用レバー部材５８Ｒがボルト接合や溶接等により結合されている。降下用空気シリンダ装置７２のピストン軸部７２ｂ１の先端のピストン作用点７２ｋ（図２（Ｂ）におけるピストン軸部７２ｂ１の右端）は、降下用レバー部材５８Ｒの先端５８Ｒ１（図２（Ｂ）における左上端）に取り付けられている。このような構成により、下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）に結合された降下用レバー部材５８Ｒの先端５８Ｒ１は、ピストン軸部７２ｂ１の先端のピストン作用点７２ｋにヒンジ接合されており、ピストン軸部７２ｂ１の先端のピストン作用点７２ｋが図２（Ｂ）の左から右へ向かって移動すると、下枠部材５１Ｒの下端（図２（Ｂ）における左下端）付近は、底部ヒンジピン５７Ｒの回転中心線を回転中心線として時計回り方向に回転するように構成されている。したがって、ピストン軸部７２ｂ１の左から右へ向かう移動により、下枠部材５１Ｒは、下方へ移動し、菱形リンク機構５０は菱形状から扁平状に折り畳まれる。

また、カギ着脱装置７３は、駆動源として降下用空気シリンダ装置７２とは別のカギ用空気シリンダ装置７４を具備している。すなわち、このカギ用空気シリンダ装置７４は、カギフック７３ａを天井ヒンジ５５近傍箇所に装着又は離脱させるようにピストン７４ｂを駆動する装置である。カギ用空気シリンダ装置７４は、シリンダ７４ａと、ピストン７４ｂと、空気配管７４ｃと、開閉制御弁７４ｄと、空気タンク７４ｅと、空気圧縮機７４ｆを有して構成されている。また、カギフック７３ａは、てこ状の部材であり、７３ｂが支点となっている。また、支点７３ｂから見てカギ状部分が設けられているカギフック７３ａの半分（図１における上半分）には、フック戻しばね７３ｃの一端（図１における右端）が取り付けられており、フック戻しばね７３ｃの他端（図１における左端）は、不動位置５０１に固定された戻しばね取付金具７３ｄに取り付けられている。フック戻しばね７３ｃは、「引張りばね」であり、支点７３ｂから見てカギ状部分が設けられているカギフック７３ａの半分側（図１における上半分側）を、つねに図１における左方向へ引っ張って付勢している。

一方、支点７３ｂから見てカギ状部分が設けられていない方のカギフック７３ａの半分（図１における下半分）の右方には、カギ用空気シリンダ装置７４のピストン７４ｂの先端（図１における左端）であるピストン作用点７４ｋが、押さえ付け可能な位置付近と、それから離れた箇所との間を往復移動可能なように構成されている。

このような構成により、天井ヒンジ５５が降下して最低位置となった場合には、カギ用空気シリンダ装置７４を駆動してピストン７４ｂの先端（図１における左端）であるピストン作用点７４ｋを、支点７３ｂから見てカギ状部分が設けられていない方のカギフック７３ａの半分（図１における下半分）を押さえ付け可能な位置から離れた箇所（図１における右方）に移動させれば、カギフック７３ａは、フック戻しばね７３ｃにより図１の左方向へ引っ張られて移動し、天井ヒンジ５５近傍にカギフック７３ａのカギ状部分を係合させることができる。

一方、集電舟６１の摺板６２をトロリ線（図１には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に当接させる場合には、上記のようにして天井ヒンジ５５近傍にカギフック７３ａが係合している状態から、
カギ用空気シリンダ装置７４を駆動してピストン７４ｂの先端（図１における左端）であるピストン作用点７４ｋを、支点７３ｂから見てカギ状部分が設けられていない方のカギフック７３ａの半分（図１における下半分）を押さえ付け可能な位置（図１における左方）に移動させることにより、カギフック７３ａのカギ状部分は、フック戻しばね７３ｃの引っ張り力に打ち勝って図１の右方向へ移動し、カギフック７３ａを、天井ヒンジ５５近傍から外すことができる。

また、図１においては、降下用空気シリンダ装置７２の空気配管７２ｃの適宜箇所に、空気圧センサ７２ｇが配設されている。この空気圧センサ７２ｇは、公知の構造の圧力センサにより構成されている。空気圧センサ７２ｇの検出した空気圧に相当する電気量（例えば電圧値、又は電流値、若しくは電気抵抗変化の値）は、導線であるデータ線Ｄ１により空気圧出力部７２ｈへ送られ、空気圧センサ７２ｇの箇所の空気圧値に変換され、交流電気車の運転台５０７上に配置された空気圧計７２ｉに送られて空気圧の値として表示される。

また、降下用空気シリンダ装置７２の開閉制御弁７２ｄには、例えば弁体（図示せず）に電磁的アクチュエータ（図示せず）が取り付けられており、この電磁的アクチュエータ（図示せず）は、導線である制御線Ｃ１によって、交流電気車の運転台５０７上に配置されたパンタグラフ降下用スイッチ装置Ｓ１に電気的に接続されている。

また、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄには、例えば弁体（図示せず）に電磁的アクチュエータ（図示せず）が取り付けられており、この電磁的アクチュエータ（図示せず）は、導線である制御線Ｃ２によって、交流電気車の運転台５０７上に配置されたフック着脱用スイッチ装置Ｓ２に電気的に接続されている。

上記のような構成により、図１の装置全体では、交流電気車の列車乗務員Ｐ１が、交流電気車の運転台５０７上のフック着脱用スイッチ装置Ｓ２を一方に操作すると、カギ用空気シリンダ装置７４に設けられた開閉制御弁７４ｄに弁開放指令信号が送られて開閉制御弁７４ｄが開放しカギ用空気シリンダ装置７４のシリンダ７４ａに空気圧縮機７４ｆ及び空気タンク７４ｅから圧縮空気が供給されてピストン７４ｂが押し出されるように動き、ピストン７４ｂのこの動きにより天井ヒンジ５５近傍箇所に係合しているカギフック７３ａが図１における時計回り方向に回転してカギフック７３ａのカギ状部分が天井ヒンジ５５近傍箇所から外れる。

ここで、天井ヒンジ５５は、主ばね７１により、その高さ位置を上昇させる方向に付勢（引っ張るか又は押圧）されているから、カギフック７３ａが外れると、折り畳まれていたパンタグラフのリンク機構５０が菱形状に開きつつ上昇し、最終的には、摺板６２の上面がトロリ線（図１には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の下面に当接し下方から押圧するようになる。

一方、図１の装置全体では、交流電気車の列車乗務員Ｐ１が、交流電気車の運転台５０７上のパンタグラフ降下用スイッチ装置Ｓ１を操作すると、降下用空気シリンダ装置７２に設けられた開閉制御弁７２ｄに弁開放指令信号が送られて開閉制御弁７２ｄが開放し降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａに空気圧縮機７２ｆ及び空気タンク７２ｅから圧縮空気が供給されてピストン７２ｂが押し出されるように動き、ピストン７２ｂは降下用レバー部材５８Ｒの上端を押して回転させ、主ばね７１の上昇方向への付勢力に打ち勝ってパンタグラフのリンク機構５０が菱形状から折り畳まれつつ降下し、最終的には、パンタグラフのリンク機構５０は略扁平な形状となる。

この後、交流電気車の列車乗務員Ｐ１が、交流電気車の運転台５０７上のフック着脱用スイッチ装置Ｓ２を上記とは異なる他方に操作すると、カギ用空気シリンダ装置７４に設けられた開閉制御弁７４ｄに弁閉塞指令信号が送られて開閉制御弁７４ｄが閉塞しカギ用空気シリンダ装置７４のシリンダ７４ａに圧縮空気が供給されなくなる。このため、フック戻しバネ７３ｃの付勢力（引っ張り力）の方が打ち勝ってカギフック７３ａが反時計回り方向に回転し天井ヒンジ５５近傍箇所に掛かる（係合する）。

本発明の第１実施例のパンタグラフ上昇制御方法は、図１の装置全体を使用して行う。すなわち、まず、交流電気車の列車乗務員Ｐ１が、交流電気車の運転台５０７上のフック着脱用スイッチ装置Ｓ２を一方（フック外し側）に操作する。これにより、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄを開放させシリンダ７４ａに圧縮空気を供給してピストン７４ｂを動かし、天井ヒンジ５５近傍箇所に係合しているカギフック７３ａを時計回り方向に回転させて外し、主ばね７１の付勢力（引っ張り力）を利用して、折り畳まれていたパンタグラフを菱形状に開かせつつ上昇させる。その後、交流電気車の列車乗務員Ｐ１は、集電舟６１の摺板６２がトロリ線（図６の符号Ｔを参照）に当接する前に、交流電気車の運転台５０７上のパンタグラフ降下用スイッチ装置Ｓ１を操作する。これにより、降下用空気シリンダ装置７２の開閉制御弁７２ｄを開放させシリンダ７２ａに圧縮空気を供給してピストン７２ｂを動かし、降下用レバー部材５８Ｒの上端を回転させ、パンタグラフを菱形状からいったん折り畳みつつ降下させる。その後、交流電気車の列車乗務員Ｐ１は、交流電気車の運転台５０７上のフック着脱用スイッチ装置Ｓ２を上記とは異なる他方（フック掛け側）に操作する。これにより、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄを閉塞させシリンダ７４ａに圧縮空気を供給せずフック戻しばね７３ｃの付勢力（引っ張り力）を利用して、カギフック７３ａを回転させて天井ヒンジ５５近傍箇所に係合させる。これにより、パンタグラフ装置２００は、集電舟６１の摺板６２をトロリ線（図６の符号Ｔを参照）に当接させられるだけの主ばね７１の引っ張り変形量を蓄える。そして、交流電気車の列車乗務員Ｐ１は、交流電気車の運転台５０７上の空気圧計７２ｉの表示する空気圧値を読み取って降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａ内に圧縮空気が残存していることを確認したうえで、交流電気車の列車乗務員Ｐ１は、交流電気車の運転台５０７上のフック着脱用スイッチ装置Ｓ２を再び一方（フック外し側）に操作する。これにより、折り畳まれていたパンタグラフは菱形状に開きつつ上昇するが、この際には、降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａ内に圧縮空気（以下、「降下用空気シリンダ内残存空気」という。）が残存しているため、この降下用空気シリンダ内残存空気が、一種の「ダンパー」のダンピング機能を果たし、摺板６２の上昇速度が、通常の上昇時の上昇速度よりも遅い速度値（以下、「第１上昇速度値」という。）以下となるように上昇速度を抑制する。この結果、摺板６２とトロリ線（図６の符号Ｔを参照）の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧の発生が抑制されることが、出願人らの研究の結果、判明した。

摺板６２の通常の上昇速度は、例えば高速列車の場合、０．３メートル／秒程度である。これに対し、上記した本発明の第１実施例であるパンタグラフ上昇制御方法を実施した場合の摺板６２の上昇速度は、例えば高速列車の場合、０．１メートル／秒程度とするのが適当であると考えられる。

上記のように、パンタグラフの上昇速度を、ある特定の値である第１上昇速度値以下に抑えると、摺板６２とトロリ線（図６の符号Ｔを参照）の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧の発生が抑制されるのは、以下の理由によると推測される。すなわち、摺板６２とトロリ線（図６の符号Ｔを参照）とが接近すると、両者の間に、火花が発生する。この火花発生時の火花抵抗は、等価的に抵抗（以下、「挿入抵抗」という。）による接点の閉成に相当し、両者の接触（着線）時にこの挿入抵抗は短絡されることになる。本発明の第１実施例のパンタグラフ上昇制御方法によるパンタグラフの上昇速度が、第１上昇速度値以下で遅い場合には、大きな火花抵抗が生じ、この火花抵抗によってトロリ線から交流電気車側への透過電圧及びトロリ線への反射電圧が大きく抑制されると考えられる。

本発明は、上記の第１実施例とは異なる構成によっても実現可能である。以下、本発明の第２実施例について、図４を参照しながら説明する。図３は、本発明の第２実施例であるパンタグラフ上昇制御装置１０１が配設されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。

図３において、パンタグラフ装置２００は、上記した図１に示すものと同一である。図３においては、上記と同様なパンタグラフ装置２００に、パンタグラフ上昇制御装置１０１が付加されており、パンタグラフ上昇制御装置１０１は、コンピュータ１１により構成されている点が、図１の構成と異なっている。

図３に示すように、コンピュータ１１は、入出力インタフェース１１ｄ及び１１ｅと、ＣＰＵ１１ａと、ＲＯＭ１１ｂと、ＲＡＭ１１ｃと、パンタグラフ降下用スイッチ１１ｆと、パンタグラフ上昇用スイッチ１１ｇを有して構成されている。

ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ：中央演算処理装置）１１ａは、図示はしていないが、ＣＰＵ１１ａの内部での電流（信号）の授受を行うための信号線である内部バスを有しており、この内部バスに、演算部と、レジスタと、クロック生成部と、命令処理部等が接続され、各種データに対して、四則演算（加算、減算、乗算、及び除算）を行い、又は論理演算（論理積、論理和、否定、排他的論理和など）を行い、又はデータ比較、若しくはデータシフトなどの処理を実行し、制御を行う。

ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ：読出し専用メモリ）１１ｂは、ＣＰＵ１１ａを制御するための制御プログラムや、ＣＰＵ１１ａが用いる各種データ等を格納している部分である。ＲＯＭ１１ｂとしては、半導体チップにより構成されるものと、ハードディスク装置等が用いられる。ハードディスク装置は、図示はしていないが、その内部に、円盤状の磁気ディスクを有しており、この磁気ディスクをディスク駆動機構により回転駆動し、磁気ヘッドをヘッド駆動機構によって磁気ディスクの任意位置に移動させ、磁気ディスク表面の磁性膜を磁気ヘッドからの書込電流によって磁化することによりデータを記録し、磁化された磁性膜の上を磁気ヘッドが移動する際に磁気ヘッドのコイル等に流れる電流を検出することにより記録データを読み出す装置である。

上記した制御プログラムは、ＯＳ（ＯｐｅｒａｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）等のＣＰＵ１１ａの基本ソフトウェアのほか、各種の処理や分析演算等をＣＰＵ１１ａに実行させるための命令等の処理手順が、所定のプログラム用言語で記述された文字や記号の集合である。

また、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ：随時書込み読出しメモリ）１１ｃは、ＣＰＵ１１ａにより演算された途中のデータ等を一時記憶する部分である。ＲＡＭは、半導体チップにより構成されるものが主である。

また、入出力インタフェース１１ｄには、上記した空気圧センサ７２ｇがデータ線Ｄ１Ａによって電気的に接続され、上記した開閉制御弁７２ｄが制御線Ｃ１Ａによって電気的に接続され、上記した開閉制御弁７４ｄが制御線Ｃ２Ａによって電気的に接続されている。また、入出力インタフェース１１ｅには、パンタグラフ降下用スイッチ１１ｆとパンタグラフ上昇用スイッチ１１ｇが電気的に接続されている。

上記のような構成により、本発明の第２実施例であるパンタグラフ上昇制御装置１０１では、交流電気車の列車乗務員Ｐ１が、交流電気車の運転台５０７上のパンタグラフ上昇用スイッチ１１ｇを操作した場合、コンピュータ１１内のＣＰＵ１１ａは、以下のような制御を行う。

まず、ＣＰＵ１１ａは、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄに弁開放指令信号を送って開放させシリンダ７４ａに圧縮空気を供給してピストン７４ｂを動かし、天井ヒンジ５５近傍箇所に係合しているカギフック７３ａを時計回り方向に回転させて外し、主ばね７１の付勢力（引っ張り力）を利用して、折り畳まれていたパンタグラフを菱形状に開かせつつ上昇させる。

その後、ＣＰＵ１１ａは、ハードウェア又はソフトウェアとして有するタイマー（計時手段）により時間を計測して監視し、集電舟６１の摺板６２がトロリ線（図６の符号Ｔを参照）に当接する前に、降下用空気シリンダ装置７２の開閉制御弁７２ｄに弁開放指令信号を送って開放させシリンダ７２ａに圧縮空気を供給してピストン７２ｂを動かし、降下用レバー部材５８Ｒの上端を回転させ、パンタグラフを菱形状からいったん折り畳みつつ降下させる。その後、ＣＰＵ１１ａは、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄに弁閉塞指令信号を送って閉塞させシリンダ７４ａに圧縮空気を供給せずフック戻しばね７３ｃの付勢力（引っ張り力）を利用して、カギフック７３ａを回転させて天井ヒンジ５５近傍箇所に係合させる。これにより、パンタグラフ装置２００は、集電舟６１の摺板６２をトロリ線（図６の符号Ｔを参照）に当接させられるだけの主ばね７１の引っ張り変形量を蓄える。

その後、ＣＰＵ１１ａは、空気圧センサ７２ｇからのセンサ出力から空気圧値を読み取って降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａ内に圧縮空気が残存している、と判別したうえで、ＣＰＵ１１ａは、カギ用空気シリンダ装置７４の開閉制御弁７４ｄに弁開放指令信号を再び送って開放させシリンダ７４ａに圧縮空気を供給してピストン７４ｂを動かし、天井ヒンジ５５近傍箇所に係合しているカギフック７３ａを時計回り方向に回転させて外し、主ばね７１の付勢力（引っ張り力）を利用して、折り畳まれていたパンタグラフを菱形状に開かせつつ上昇させる。

この２回目のパンタグラフ上昇の際には、降下用空気シリンダ装置７２のシリンダ７２ａ内に圧縮空気（以下、「降下用空気シリンダ内残存空気」という。）が残存しているため、この降下用空気シリンダ内残存空気が、一種の「ダンパー」のダンピング機能を果たし、摺板６２の上昇速度が、通常の上昇時の上昇速度よりも遅い速度値（以下、「第１上昇速度値」という。）以下となるように上昇速度が抑制される。この結果、第１実施例の人間によるパンタグラフ上昇制御方法の場合と同様に、摺板６２とトロリ線（図６の符号Ｔを参照）の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧の発生が抑制される。

本発明は、上記の第１、２実施例とは異なる構成によっても実現可能である。以下、本発明の第３実施例について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第３実施例であるパンタグラフ上昇制御装置１０２が配設されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。

図４において、パンタグラフ装置２００は、上記した図１に示すものと同一である。図４においては、上記と同様なパンタグラフ装置２００に、パンタグラフ上昇制御装置１０２が付加されており、パンタグラフ上昇制御装置１０２は、下枠部材５１Ｌと不動位置５０１の間に介接されるとともに天井ヒンジ５５が上昇する運動を行う場合に下枠部材５１Ｌの運動を抑制するオイルダンパー装置２１を備える点が、図１の構成と異なっている。ここに、下枠部材５１Ｌは、特許請求の範囲における被抑制部材に相当している。

上記のような本発明の第３実施例であるパンタグラフ上昇制御装置１０２においても、カギフック７３ａが天井ヒンジ５５近傍から外れた場合に、摺板６２の上昇速度を第１上昇速度値以下に規制し、摺板６２とトロリ線（図４には図示せず。後述する図６における符号Ｔ。）の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制することができる。

次に、上記のオイルダンパー装置２１の構成と作用を、図４（Ｂ）を参照しつつ説明する。図４（Ｂ）に示すように、このオイルダンパー装置２１は、シリンダ２１ａと、ピストン２１ｂと、ピストンロッド２１ｃと、下部ヒンジ２１ｄと、シリンダ側ロッド２１ｅと、上部ヒンジ２１ｆと、下枠取付金具２１ｇと、調圧管２１ｈと、調圧弁２１ｉを有して構成されている。また、オイルダンパー装置２１の内部空間には、シリコンオイルなどの粘性を有するオイルが封入されている。

このオイルダンパー装置２１においては、例えば、下枠部材５１Ｌの上昇運動に伴って、シリンダ２１ａが相対的に上方に動き、ピストン２１ｂがシリンダ２１ａ内を相対的に下方に動いたとき、ピストン２１ｂより下方の粘性オイルは、シリンダ２１ａから押し出され、調圧管入口２１ｋから調圧管２１ｈ、調圧弁２１ｉを経て流動し、調圧管出口２１ｍからピストン２１ｂより上方のシリンダ２１ａ内に誘導される。この際、封入されたオイルの粘性により、ダンピング作用を発揮し、摺板６２の上昇速度が、通常の上昇時の上昇速度よりも遅い速度値（以下、「第１上昇速度値」という。）以下となるように上昇速度が抑制される。この結果、第１実施例の人間によるパンタグラフ上昇制御方法の場合と同様に、摺板６２とトロリ線（図６の符号Ｔを参照）の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧の発生が抑制される。

なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではない。上記した実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

例えば、本発明は、菱形パンタグラフ装置以外の構成のパンタグラフ装置にも適用可能である。すなわち、図６（Ａ）のような「下枠交差形パンタグラフ装置」３００にも適用可能である。図６（Ａ）において、符号Ｔはトロリ線を、符号３６１は集電舟を、符号３６２は摺板を、符号３５２Ｌ及び３５２Ｒは上枠部材を、符号３５４Ｌ及び３５４Ｒは中間ヒンジを、符号３５１Ｌ及び３５１Ｒは下枠部材を、符号３５３は底部ヒンジを、符号３７１は主ばねを、符号３７２は空気シリンダ装置を、符号５０１Ａは不動位置（例えば交流電気車の屋根板より上方の絶縁された支持台）を、それぞれ示している。

また、本発明は、図６（Ｂ）のような「Ｚ形パンタグラフ装置」４００にも適用可能である。図６（Ａ）において、符号Ｔはトロリ線を、符号４６１は集電舟を、符号４６２は摺板を、符号４５２は上枠部材を、符号４５４は中間ヒンジを、符号４５１は下枠部材を、符号４７１は主ばねを、符号４７２は空気シリンダ装置を、符号５０１Ｂは不動位置（例えば交流電気車の屋根板より上方の絶縁された支持台）を、それぞれ示している。

また、第３実施例は、ダンパー装置は、リンク機構のいずれかの部材である被抑制部材と不動位置の間に介接され、天井ヒンジが上昇するようにリンク機構の各部材が各運動を行う場合に、被抑制部材の運動を抑制するようにすれば、どのような構成であってもよい。

ダンパー装置としては、第３実施例のオイルダンパー装置２１以外に、流体中を作動部材が運動する際の粘性抵抗を利用して減衰作用を発揮させる他の粘性ダンパーを用いてもよい。また、ダンパー装置としては、被摩擦体と作動部材が摩擦しつつ運動する際の摩擦力を利用して減衰作用を発揮させる摩擦ダンパーであってもよい。また、ダンパー装置は、作動部材の弾塑性変形に伴うヒステリシスを利用して減衰作用を発揮させるヒステリシスダンパーであってもよい。また、ダンパー装置は、軸方向に可動できるコラム（ロードコラム）と、ボールネジと、フライホイールと、ブレーキホイールと、ブレーキドラム（ブレーキディスク）と、ブレーキシューを有して構成され、通常はブレーキディスクとフライホイールはブレーキシューと接触せずに同相でゆっくりと回転するが、急激な変位が加わった場合にはフライホイールの慣性によってフライホイールとブレーキディスクとの間に回転格差が生じ、ブレーキディスクがブレーキシューに押し付けられて、急激な変位に対する抵抗力を発揮するメカニカルダンパーであってもよい。ダンパー装置は、作動部材と不動部材の一方を永久磁石とするとともに他方を電気的導体とし作動部材の運動に伴い両者の間に生じる渦電流により熱エネルギーが消散されることを利用して減衰作用を発揮させる磁気ダンパーであってもよい。また、ダンパー装置は、前記被抑制部材の運動方向とは逆の方向に駆動するアクチュエータを有するアクティブダンパーであってもよい。

本発明は、鉄道の運営を行う鉄道事業者、鉄道車両を製造する鉄道車両製造業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。

本発明の第１実施例であるパンタグラフ上昇制御方法が実施されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。図１におけるパンタグラフ装置の部分のさらに詳細な構成を示す図である。本発明の第２実施例であるパンタグラフ上昇制御装置が配設されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。本発明の第３実施例であるパンタグラフ上昇制御装置が配設されるパンタグラフ装置及び電気車運転台の構成を説明する図である。従来の交流電気車の菱形のばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置の構成を示す上方からの斜視図である。従来の交流電気車の菱形パンタグラフ装置以外の他のパンタグラフ装置の構成を示す側面図である。

符号の説明

１１コンピュータ
１１ａＣＰＵ
１１ｂＲＯＭ
１１ｃＲＡＭ
１１ｄ、１１ｅ入出力インタフェース
１１ｆパンタグラフ降下用スイッチ
１１ｇパンタグラフ上昇用スイッチ
２１オイルダンパー装置
２１ａシリンダ
２１ｂピストン
２１ｃピストンロッド
２１ｄ下部ヒンジ
２１ｅシリンダ側ロッド
２１ｆ上部ヒンジ
２１ｇ下枠取付金具
２１ｈ調圧管
２１ｉ調圧弁
２１ｋ調圧管入口
２１ｍ調圧管出口
５０菱形リンク機構
５１Ｌ下枠部材
５１Ｌ１下枠下端ヒンジ孔
５１Ｒ下枠部材
５１Ｒ１下枠下端ヒンジ孔
５２Ｌ、５２Ｒ上枠部材
５３Ｌ、５３Ｒ底部ヒンジ
５４Ｌ、５４Ｒ中間ヒンジ
５５天井ヒンジ
５６Ｌ、５６Ｒ下枠取付金具
５７Ｌ、５７Ｒ底部ヒンジピン
５８Ｌ上昇用レバー部材
５８Ｌ１レバー端部
５８Ｒ降下用レバー部材
５８Ｒ１レバー端部
５９主ばね取付金具
６１集電舟
６２摺板
７１主ばね
７１ａ、７１ｂ主ばね端部
７２降下用空気シリンダ装置
７２ａシリンダ
７２ｂピストン
７２ｂ１ピストン軸部
７２ｃ空気配管
７２ｄ開閉制御弁
７２ｅ空気タンク
７２ｆ空気圧縮機
７２ｇ空気圧センサ
７２ｈ空気圧出力部
７２ｉ空気圧計
７２ｋピストン作用点
７３カギ着脱装置
７３ａカギフック
７３ｂ支点
７３ｃフック戻しばね
７３ｄ戻しばね取付金具
７４カギ用空気シリンダ装置
７４ａシリンダ
７４ｂピストン
７４ｃ空気配管
７４ｄ開閉制御弁
７４ｅ空気タンク
７４ｆ空気圧縮機
７４ｋピストン作用点
１０１、１０２パンタグラフ上昇制御装置
２００パンタグラフ装置
３００下枠交差形パンタグラフ装置
３５１Ｌ、３５１Ｒ下枠部材
３５２Ｌ、３５２Ｒ上枠部材
３５３底部ヒンジ
３５４Ｌ、３５４Ｒ中間ヒンジ
３５５天井ヒンジ
３６１集電舟
３６２摺板
３７１主ばね
３７２空気シリンダ装置
４００Ｚ形パンタグラフ装置
４５１下枠部材
４５２上枠部材
４５４中間ヒンジ
４５５天井ヒンジ
４６１集電舟
４６２摺板
４７１主ばね
４７２空気シリンダ装置
５０１〜５０１Ｂ不動位置
５０７運転台
Ｃ１〜Ｃ２Ａ制御線
Ｄ１、Ｄ１Ａデータ線
Ｐ１列車乗務員
Ｓ１パンタグラフ降下用スイッチ装置
Ｓ２フック着脱用スイッチ装置
Ｔトロリ線

Claims

下枠部材と、上枠部材と、前記下枠部材の下端に設けられるとともに交流電気車の屋根板の上方にて絶縁された不動位置に支持される底部ヒンジと、前記下枠部材と上枠部材の接続箇所に設けられる中間ヒンジと、前記上枠部材の上端に設けられる天井ヒンジを有し、略菱形状又は略く字状に形成されたリンク機構と、
前記天井ヒンジの上方位置に配設され、軌道上方に架設されたトロリ線の下面に摺板が当接して摺動することにより前記交流電気車の駆動用電力を取り込む集電舟と、
前記天井ヒンジの高さ位置を上昇させる方向に付勢する主ばねと、
前記天井ヒンジの高さ位置を降下させる方向にピストンを駆動する降下用空気シリンダ装置と、
前記天井ヒンジが降下して最低位置となった場合には当該天井ヒンジ近傍にカギフックを係合させ、前記集電舟の摺板を前記トロリ線の下面に当接させる場合には前記天井ヒンジ近傍に係合しているカギフックを外すように駆動するカギ着脱装置を有するばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置において、
前記カギフックが前記天井ヒンジ近傍から外れた場合に、前記集電舟の摺板の上昇速度を第１上昇速度値以下に規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制すること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項１記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記リンク機構のいずれかの部材である被抑制部材と前記不動位置の間に介接され、前記天井ヒンジが上昇するように前記リンク機構の各部材が各運動を行う場合に、前記被抑制部材の運動を抑制するダンパー装置を備えること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、流体中を作動部材が運動する際の粘性抵抗を利用して減衰作用を発揮させる粘性ダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、被摩擦体と作動部材が摩擦しつつ運動する際の摩擦力を利用して減衰作用を発揮させる摩擦ダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、作動部材の弾塑性変形に伴うヒステリシスを利用して減衰作用を発揮させるヒステリシスダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、軸方向に可動なコラムと、ボールネジと、フライホイールと、ブレーキホイールと、ブレーキシューを有して構成されるメカニカルダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、作動部材と不動部材の一方を永久磁石とするとともに他方を電気的導体とし前記作動部材の運動に伴い両者の間に生じる渦電流により熱エネルギーが消散されることを利用して減衰作用を発揮させる磁気ダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項２記載の交流電気車パンタグラフ上昇制御装置において、
前記ダンパー装置は、前記被抑制部材の運動方向とは逆の方向に駆動するアクチュエータを有するアクティブダンパーであること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
請求項１記載の交流電気車のパンタグラフ上昇制御装置において、
コンピュータを備え、
当該コンピュータは、
前記カギ着脱装置を制御して前記集電舟を上昇させ、前記集電舟の摺板が前記トロリ線に当接する前に降下用空気シリンダ装置を制御して前記集電舟をいったん降下させるとともに前記カギ着脱装置を制御して前記カギフックを前記天井ヒンジ近傍に係合させた後、前記降下用空気シリンダ装置のシリンダ内に圧縮空気が残存している期間内に前記カギ着脱装置を再度制御して係合された前記カギフックを外し、前記主ばねの付勢力と前記シリンダ内残存空気のダンピング作用により前記集電舟の摺板の上昇速度を規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制するように制御すること
を特徴とする交流電気車パンタグラフ上昇制御装置。
下枠部材と、上枠部材と、前記下枠部材の下端に設けられるとともに交流電気車の屋根板の上方にて絶縁された不動位置に支持される底部ヒンジと、前記下枠部材と上枠部材の接続箇所に設けられる中間ヒンジと、前記上枠部材の上端に設けられる天井ヒンジを有し、略菱形状又は略く字状に形成されたリンク機構と、
前記天井ヒンジの上方位置に配設され、軌道上方に架設されたトロリ線の下面に摺板が当接して摺動することにより前記交流電気車の駆動用電力を取り込む集電舟と、
前記天井ヒンジの高さ位置を上昇させる方向に付勢する主ばねと、
前記天井ヒンジの高さ位置を降下させる方向にピストンを駆動する降下用空気シリンダ装置と、
前記天井ヒンジが降下して最低位置となった場合には当該天井ヒンジ近傍にカギフックを係合させ、前記集電舟の摺板を前記トロリ線の下面に当接させる場合には前記天井ヒンジ近傍に係合しているカギフックを外すように駆動するカギ着脱装置を有するばね上昇・空気降下式パンタグラフ装置において、
前記カギフックが前記天井ヒンジ近傍から外れた場合に、前記集電舟の摺板の上昇速度を第１上昇速度値以下に抑制すること
を特徴とする交流電気車のパンタグラフの上昇制御方法。
請求項１０記載の交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法において、
前記カギ着脱装置を操作して前記集電舟を上昇させ、前記集電舟の摺板が前記トロリ線に当接する前に降下用空気シリンダ装置を操作して前記集電舟をいったん降下させるとともに前記カギ着脱装置を操作して前記カギフックを前記天井ヒンジ近傍に係合させた後、前記降下用空気シリンダ装置のシリンダ内に圧縮空気が残存している期間内に前記カギ着脱装置を再度操作して係合された前記カギフックを外し、前記主ばねの付勢力と前記シリンダ内残存空気のダンピング作用により前記集電舟の摺板の上昇速度を規制し、前記集電舟の摺板と前記トロリ線の当接により車体を伝搬するサージ性過電圧を抑制すること
を特徴とする交流電気車のパンタグラフ上昇制御方法。