JP2007267562A

JP2007267562A - Pantograph arrangement

Info

Publication number: JP2007267562A
Application number: JP2006092808A
Authority: JP
Inventors: Jun Maeno; 潤前野; Hidetoshi Takimoto; 英敏瀧本; Yuji Shiga; 裕二志賀; Yoshinori Kodama; 佳則児玉; Michiharu Izawa; 道晴井澤
Original assignee: IHI Corp; West Japan Railway Co
Current assignee: IHI Corp; West Japan Railway Co
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2026-03-30
Also published as: JP4698464B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-reliability pantograph arrangement which can be installed in narrow space between the roof of a train and overhead wire. <P>SOLUTION: The pantograph arrangement 1 is provided with a shaft member 11, whose rotation shaft extends in a vertical direction on the roof of the train and which is supported freely rotatably by the train and a moving member 17 which is engaged with the shaft member 11, and can move freely linearly in the vertical direction along the shaft member 11. The arrangement is also provided with a conversion mechanism 5 converting rotational movement of the shaft member 11 into linear movement of the moving member 17, a spiral spring 3 prepared on the roof of the train and a support body 7, arranged in the train with the moving member 17 on the roof of the train so that it can move freely and vertically with respect to the train for supporting a pantograph head 19 of a pantograph. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、パンタグラフ装置に係り、特に、電車に設置されこの電車の走行時における騒音を低減するための柱状パンタグラフ装置に関する。 The present invention relates to a pantograph device, and more particularly to a columnar pantograph device that is installed in a train and reduces noise during the traveling of the train.

従来、電車の走行時における風きり音を低減するために、たとえば５００系の新幹線の車両に柱状のパンタグラフ装置が採用されている。 Conventionally, a columnar pantograph device has been employed in, for example, a 500 series Shinkansen vehicle in order to reduce wind noise during train travel.

この柱状のパンタグラフ装置は、舟体を支持する柱状の支持体を、エアーシリンダを用いて上下方向に移動させていると共に、前記舟体が架線に接触するように前記エアーシリンダで上方に付勢している。 In this columnar pantograph device, the columnar support that supports the boat is moved up and down using an air cylinder, and the air cylinder is biased upward so that the boat contacts the overhead wire. is doing.

なお、従来のエアーシリンダを用いた柱状のパンタグラフ装置として、たとえば、特許文献１に記載のものが知られている。
特開平８−９５０３号公報 As a columnar pantograph apparatus using a conventional air cylinder, for example, the one described in Patent Document 1 is known.
JP-A-8-9503

ところで、前記従来のパンタグラフ装置では、エアーシリンダで舟体等の押し上げ動作を行っているので、エアー洩れ等、空気系の不具合により空気圧が低下すると、パンタグラフが下降したままになり、架線からの集電が不可能になり、電車が走行不能になるという問題がある。 By the way, in the conventional pantograph device, the air cylinder pushes up the hull and the like, so if the air pressure drops due to air leaks or other air system problems, the pantograph will continue to descend and collect from the overhead line. There is a problem that electric power becomes impossible and the train cannot run.

そこで、エアーシリンダや圧縮空気を用いることなく、コイルバネ等を用いて舟体等を上方向に付勢し架線から集電する装置を考えることができる。しかし、電車の屋根と架線との間の狭い空間に、かかるパンタグラフ装置を設置しなければならないので、コイルバネ等を用いて舟体を上方に付勢することは一般的に困難である。 In view of this, it is possible to consider a device for collecting current from an overhead line by urging the hull or the like upward using a coil spring or the like without using an air cylinder or compressed air. However, since such a pantograph device must be installed in a narrow space between the roof of the train and the overhead wire, it is generally difficult to urge the hull upward using a coil spring or the like.

本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、従来よりも信頼性が高くしかも電車の屋根と架線との間の狭い空間にも設置可能なパンタグラフ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pantograph device that is more reliable than the prior art and can be installed in a narrow space between a train roof and an overhead wire. .

請求項１に記載の発明は、電車の屋上で回転軸が上下方向に延伸するようにして前記電車に回転自在に支持された軸部材と、前記軸部材に係合し前記軸部材に沿って上下方向に直線的に移動自在な移動部材とを備えていると共に、前記軸部材の回転運動を前記移動部材の直線運動に変換可能であり、前記移動部材の直線運動を前記軸部材の回転運動に変換可能である変換機構と、前記軸部材の回転力を蓄えるために、前記電車の屋上に設けられた渦巻きばねと、パンタグラフの舟体を支持するために、前記電車の屋上で前記移動部材と共に前記電車に対して上下動自在に設けられている支持体とを有し、前記渦巻きばねによって前記支持体が上方向に付勢されていることを特徴とするパンタグラフ装置である。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a shaft member that is rotatably supported by the train such that a rotating shaft extends in the vertical direction on the roof of the train, and is engaged with the shaft member and along the shaft member. A movable member that is linearly movable in the vertical direction, and is capable of converting the rotational motion of the shaft member into the linear motion of the movable member, and the linear motion of the movable member is the rotational motion of the shaft member. A conversion mechanism that is convertible to the above, a spiral spring provided on the roof of the train to store the rotational force of the shaft member, and the moving member on the roof of the train to support a pantograph hull. And a support body provided so as to be movable up and down with respect to the train, and the support body is urged upward by the spiral spring.

本発明によれば、従来よりも信頼性が高くしかも電車の屋根と架線との間の狭い空間にも設置できるパンタグラフ装置を提供することができるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a pantograph device that is more reliable than the prior art and can be installed in a narrow space between a train roof and an overhead wire.

図１は、本発明の実施形態に係るパンタグラフ装置１を概略的に示す図であり、図２は、図１におけるＩＩ矢視を示す図である。 FIG. 1 is a diagram schematically showing a pantograph device 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a view II in FIG.

パンタグラフ装置１は、電車の走行時における騒音を低減可能な柱状のパンタグラフ装置を構成するものであり、渦巻きバネ（たとえば、ぜんまい）３と運動変換機構５と支持体７とを備えている。 The pantograph device 1 constitutes a columnar pantograph device capable of reducing noise during train travel, and includes a spiral spring (for example, a mainspring) 3, a motion conversion mechanism 5, and a support 7.

運動変換機構５は、たとえば、運動の変換効率を高めるためにリードの大きい（たとえば、外径に対して２倍程度のリードを備えた）ボールネジ９によって構成されている。 The motion conversion mechanism 5 is constituted by, for example, a ball screw 9 having a large lead (for example, having a lead about twice as large as the outer diameter) in order to increase the conversion efficiency of the motion.

ボールネジ９のボールネジ軸（軸部材）１１は、電車の屋上で上下方向に延伸して設けられている。ボールネジ軸１１の下端部側は、低摩擦の軸受け（たとえば、ボールベアリング）１３を介して、ブラケット（図１では不図示）ＢＫに支持され、ボールネジ軸１１の上端部側は、低摩擦の軸受け（たとえば、ボールベアリング）１５を介して、ブラケットＢＫに支持されている。ブラケットＢＫは、電車の屋根の上（屋上）に設けられており、電車の走行時等には、電車の屋根に一体的に固定されるようになっている。 A ball screw shaft (shaft member) 11 of the ball screw 9 is provided extending in the vertical direction on the roof of the train. The lower end side of the ball screw shaft 11 is supported by a bracket (not shown in FIG. 1) BK via a low friction bearing (for example, a ball bearing) 13, and the upper end side of the ball screw shaft 11 is a low friction bearing. (For example, a ball bearing) 15 is supported by the bracket BK. The bracket BK is provided on the roof (the roof) of the train, and is fixed integrally to the roof of the train when the train is running.

したがって、ボールネジ軸１１は、電車の屋上で回転軸が上下方向に延伸するようにして前記電車に回転自在に支持されていることになる。 Therefore, the ball screw shaft 11 is rotatably supported by the train such that the rotation shaft extends in the vertical direction on the roof of the train.

ボールネジ軸１１には、ナット（移動部材）１７が係合している。ナット１７は、支持体７に一体的に設けられていることにより、自らが回転することなくボールネジ軸１１に沿って上下方向に直線的に移動自在になっている。なお、支持体７は、パンタグラフの舟体１９を支持していると共に、電車の屋上でナット１７と共に前記電車に対して上下動自在になっている。なお、支持体７の電車への設置形態については後に説明する。 A nut (moving member) 17 is engaged with the ball screw shaft 11. Since the nut 17 is provided integrally with the support 7, it can move linearly in the vertical direction along the ball screw shaft 11 without rotating itself. The support 7 supports a pantograph boat body 19 and is movable up and down with respect to the train together with the nut 17 on the roof of the train. In addition, the installation form to the train of the support body 7 is demonstrated later.

そして、ボールネジ軸１１の回転運動（回転力）を高い効率（好ましくは９５％以上の効率、より好ましくは９８％以上の効率）でナット１７の直線運動（直線方向の移動力）に変換可能になっている。また、ナット１７の直線運動（直線方向の移動力）を高い効率（好ましくは９５％以上の効率、より好ましくは９８％以上の効率）でボールネジ軸１１の回転運動（回転力）に変換可能になっている。 The rotational motion (rotational force) of the ball screw shaft 11 can be converted into linear motion (moving force in the linear direction) of the nut 17 with high efficiency (preferably 95% or more efficiency, more preferably 98% or more efficiency). It has become. Further, the linear motion (moving force in the linear direction) of the nut 17 can be converted into the rotational motion (rotational force) of the ball screw shaft 11 with high efficiency (preferably efficiency of 95% or more, more preferably efficiency of 98% or more). It has become.

ぜんまい３は、電車の屋上で、ボールネジ軸１１の回転力（回転エネルギー）を蓄えるために設けられているものであり、ぜんまい３によってボールネジ軸１１が回転力を付勢され支持体７（舟体１９）が上方向に付勢されている。 The mainspring 3 is provided for storing the rotational force (rotational energy) of the ball screw shaft 11 on the roof of the train, and the mainspring 3 urges the rotational force of the ball screw shaft 11 to support the support body 7 (boat body). 19) is biased upward.

また、ぜんまい３は、所定の幅を有する薄い帯状の長い素材を、この長手方向で渦巻き状に巻いた形状に形成されている。したがって、ぜんまい３の外形は、高さの低い円柱状に形成されており、前記素材の幅が前記円柱の高さに相当することになる。 Further, the mainspring 3 is formed in a shape in which a thin strip-like long material having a predetermined width is spirally wound in the longitudinal direction. Therefore, the outer shape of the mainspring 3 is formed in a columnar shape with a low height, and the width of the material corresponds to the height of the column.

さらに、ぜんまい３は、円柱状の外形の高さが上下方向になるようにして、電車の屋根の上の近くに配置されている。そして、ぜんまい３の外側に位置する一端部は、ブラケット（ボールネジ軸１１を支持しているブラケット）ＢＫに一体的に固定され、ぜんまい３の内側に位置する他端部は、ボールネジ軸１１の下端部に直接的に一体的に係合している。 Further, the mainspring 3 is arranged near the top of the train roof so that the height of the cylindrical outer shape is in the vertical direction. One end portion located outside the mainspring 3 is integrally fixed to a bracket (a bracket supporting the ball screw shaft 11) BK, and the other end portion located inside the mainspring 3 is the lower end of the ball screw shaft 11. It is directly and integrally engaged with the part.

支持体７の下部側は、図２に示すように、たとえば、所定の長さを備えた矩形な筒状に形成されており、支持体７は、この長手方向が上下方向になるようにしてボールネジ軸１１の近傍でボールネジ軸１１に平行に設けられている。また、ブラケットＢＫに設けられたカムフォロアー２１等の低摩擦の直線運動軸受けで支持されていることにより、前記電車に対して上下動自在になっている。 As shown in FIG. 2, the lower side of the support body 7 is formed in a rectangular cylinder having a predetermined length, for example, and the support body 7 is set so that its longitudinal direction is the vertical direction. In the vicinity of the ball screw shaft 11, the ball screw shaft 11 is provided in parallel. Further, by being supported by a low-friction linear motion bearing such as a cam follower 21 provided on the bracket BK, it can move up and down with respect to the train.

また、前述したように、ボールネジ９のナット１７を一体的に支持していることによって、支持体７はナット１７と共に上下方向に移動するようになっている。なお、パンタグラフ装置１の下部側には、電車走行時の風きり音を小さくするためのカバー２０が設けられている。 Further, as described above, by supporting the nut 17 of the ball screw 9 integrally, the support body 7 moves in the vertical direction together with the nut 17. Note that a cover 20 is provided on the lower side of the pantograph device 1 to reduce wind noise during train travel.

さらに、パンタグラフ装置１には、ぜんまい３の重量を支持するための重量支持機構２３が設けられている。ここで、重量支持機構２３について説明する。 Further, the pantograph device 1 is provided with a weight support mechanism 23 for supporting the weight of the mainspring 3. Here, the weight support mechanism 23 will be described.

図３は、重量支持機構２３の平面図であり、図２におけるＩＩＩ―ＩＩＩ矢視を示す図である。図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図であり、図５は、図３におけるＶ−Ｖ断面を示す図である。 FIG. 3 is a plan view of the weight support mechanism 23, and is a view showing the arrow III-III in FIG. 4 is a view showing a cross section taken along line IV-IV in FIG. 3, and FIG. 5 is a view showing a cross section taken along line VV in FIG.

重量支持機構２３は、ぜんまい３の外周側でぜんまい３の重量を支持する外側重量支持部２５と、ぜんまい３の中心側でぜんまい３の重量を支持する内側重量支持部２７とで構成されている。 The weight support mechanism 23 includes an outer weight support portion 25 that supports the weight of the mainspring 3 on the outer peripheral side of the mainspring 3, and an inner weight support portion 27 that supports the weight of the mainspring 3 on the center side of the mainspring 3. .

外側重量支持部２５は、円柱状の細長い軸部材２９に、内径が前記軸部材２９の外形とほぼ等しい玉軸受け等のベアリング３１を設けて形成されている。ベアリング３１は、前記軸部材２９の長手方向の中間部に複数個配置して設けられている。各ベアリング３１の間（前記各ベアリング３１内輪の間）には、極めて薄いライナー３３が設けられている。 The outer weight support portion 25 is formed by providing a cylindrical elongated shaft member 29 with a bearing 31 such as a ball bearing whose inner diameter is substantially equal to the outer shape of the shaft member 29. A plurality of bearings 31 are provided in the middle of the shaft member 29 in the longitudinal direction. An extremely thin liner 33 is provided between the bearings 31 (between the bearing 31 inner rings).

したがって、前記各ベアリング３１の外輪は、隣の外輪の回転の影響を受けることなく、前記軸部材２９に対して回転することができるようになっていると共に、各ベアリング３１の各外輪は、外観上ほぼ連続して前記軸部材２９の長手方向に配置されていることになる。 Therefore, the outer ring of each bearing 31 can be rotated with respect to the shaft member 29 without being affected by the rotation of the adjacent outer ring, and each outer ring of each bearing 31 has an external appearance. It is arranged in the longitudinal direction of the shaft member 29 almost continuously.

外側重量支持部２５の軸部材２９の長手方向の両端部は、各軸部材支持ブラケット３５、３７を介してブラケット（ボールネジ軸１１を支持しているブラケット）ＢＫに一体的に支持されている。また、平面視において、外側重量支持部２５の軸部材２９の長手方向の一端部（一方の軸部材支持ブラケット３７）は、ぜんまい３の中心（ボールネジ９の回転中心軸と一致する中心）の近くに位置し、外側重量支持部２５の軸部材２９の長手方向の他端部（他方の軸部材支持ブラケット３５）が、ぜんまい３の外周よりも外側に位置している。 Both end portions in the longitudinal direction of the shaft member 29 of the outer weight support portion 25 are integrally supported by brackets (brackets supporting the ball screw shaft 11) BK via the shaft member support brackets 35 and 37. Further, in a plan view, one end portion (one shaft member support bracket 37) in the longitudinal direction of the shaft member 29 of the outer weight support portion 25 is near the center of the mainspring 3 (a center coincident with the rotation center axis of the ball screw 9). The other end portion (the other shaft member support bracket 35) in the longitudinal direction of the shaft member 29 of the outer weight support portion 25 is positioned outside the outer periphery of the mainspring 3.

さらに、外側重量支持部２５は、ぜんまい３の中心部からほぼ等間隔（角度）で放射状に延伸して複数設けられている。したがって、外側重量支持部２５によって、ぜんまい３の中心部よりも僅かに外側の部位と、ぜんまい３の外周部との間のぜんまい３の重量が支持される。 Further, a plurality of outer weight support portions 25 are provided extending radially from the central portion of the mainspring 3 at substantially equal intervals (angles). Therefore, the weight of the mainspring 3 between the portion slightly outside the center of the mainspring 3 and the outer peripheral portion of the mainspring 3 is supported by the outer weight support portion 25.

内側重量支持部２７は、外側重量支持部２５の場合と同様な内径外径のベアリング３９を、外側重量支持部２５の場合と同様な外径を備えた軸部材（外側重量支持部２５の軸部材２９よりも長さの短い円柱状の細長い軸部材）４１の長手方向の一端部側に複数個配置して形成されている。各ベアリング３９の間（各ベアリング３９の内輪の間）には、外側重量支持部２５と同様に、極めて薄いライナー４３が設けられている。なお、このライナーの厚さは、ぜんまい３の厚さ（ぜんまい３を構成する帯状の長い素材の厚さ）よりも薄くなっている。 The inner weight support portion 27 includes a bearing 39 having an inner diameter and an outer diameter similar to those of the outer weight support portion 25, and a shaft member having an outer diameter similar to that of the outer weight support portion 25 (the shaft of the outer weight support portion 25). A plurality of columnar elongated shaft members) 41 having a length shorter than that of the member 29 are arranged on one end side in the longitudinal direction. An extremely thin liner 43 is provided between the bearings 39 (between the inner rings of the bearings 39), as with the outer weight support portion 25. In addition, the thickness of this liner is thinner than the thickness of the mainspring 3 (the thickness of the long strip-shaped material constituting the mainspring 3).

また、内側重量支持部２７の軸部材４１の長手方向の他端部は、軸部材支持ブラケット４５を介してブラケットＢＫに一体的に設けられていると共に、軸部材４１の長手方向の一端部（軸部材支持ブラケット４５が設けられていない側の端部）が、ぜんまい３の中心の近く（外側重量支持部２５の軸部材２９の一端部よりもぜんまい３の中心寄り）に位置し、内側重量支持部２７の軸部材４１の長手方向の他端部（軸部材支持ブラケット４５が設けられている側の端部）が、ぜんまい３の外周とぜんまい３の中心との間に位置している。 Further, the other end portion of the inner weight support portion 27 in the longitudinal direction of the shaft member 41 is provided integrally with the bracket BK via the shaft member support bracket 45 and one end portion of the shaft member 41 in the longitudinal direction ( The end portion on the side where the shaft member support bracket 45 is not provided is located near the center of the mainspring 3 (closer to the center of the mainspring 3 than one end portion of the shaft member 29 of the outer weight support portion 25), and the inner weight The other end portion in the longitudinal direction of the shaft member 41 of the support portion 27 (the end portion on the side where the shaft member support bracket 45 is provided) is located between the outer periphery of the mainspring 3 and the center of the mainspring 3.

さらに、内側重量支持部２７は、ぜんまい３の中心部からほぼ等間隔（角度）で放射状延伸して複数設けられている。したがって、内側重量支持部２７により、ぜんまい３の中心部近傍のぜんまい３の重量が支持される。 Further, a plurality of inner weight support portions 27 are provided by extending radially from the center portion of the mainspring 3 at substantially equal intervals (angles). Therefore, the weight of the mainspring 3 in the vicinity of the center portion of the mainspring 3 is supported by the inner weight support portion 27.

また、内側重量支持部２７の一端部側（ぜんまい３の外周側）と外側重量支持部２５の他端部側（ぜんまい３の中心側）では、前記内側重量支持部２７と前記外側重量支持部２５とがオーバーラップして、ぜんまい３の重量を支持するようになっている。 In addition, on the one end side of the inner weight support portion 27 (the outer peripheral side of the mainspring 3) and the other end portion side of the outer weight support portion 25 (the center side of the mainspring 3), the inner weight support portion 27 and the outer weight support portion. 25 is overlapped to support the weight of the mainspring 3.

さらに、平面視においては、外側重量支持部２５（軸部材２９）の間に内側重量支持部２７（軸部材４１）が設けられており、また、内側重量支持部２７の軸部材４１の中心軸の延長線は、ぜんまい３の中心を通過するようになっているが、前記外側重量支持部２５の軸部材２９の中心軸の延長線は、ぜんまい３の中心から僅かにずれたぜんまい３の中心近傍を通過するようになっている。 Furthermore, in plan view, an inner weight support portion 27 (shaft member 41) is provided between the outer weight support portion 25 (shaft member 29), and the central axis of the shaft member 41 of the inner weight support portion 27 is provided. The extension line of the mainspring 3 passes through the center of the mainspring 3, but the extension line of the central axis of the shaft member 29 of the outer weight support portion 25 is slightly shifted from the center of the mainspring 3. It passes through the vicinity.

したがって、内側重量支持部２７と外側重量支持部２５とが互いに干渉することを避けつつ、内側重量支持部２７と外側重量支持部２５とを適切に配置することができ、また、ぜんまい３と内側重量支持部２７との間での滑りを小さくしてぜんまい３の重量を支持することができる。 Therefore, the inner weight support portion 27 and the outer weight support portion 25 can be appropriately arranged while avoiding the inner weight support portion 27 and the outer weight support portion 25 from interfering with each other. It is possible to support the weight of the mainspring 3 by reducing the sliding with the weight support portion 27.

また、各重量支持部２５、２７の各ベアリング３１、３９の外輪とぜんまい３とが転がり対偶をなしているので、摩擦力の少ない状態でぜんまい３を支持することができ、ぜんまい３の磨耗や、パンタグラフ装置１の作動不良を防止することができる。 Further, since the outer ring of each of the bearings 31 and 39 of each weight support portion 25 and 27 and the mainspring 3 form a rolling pair, the mainspring 3 can be supported with little frictional force. The malfunction of the pantograph device 1 can be prevented.

また、重量支持機構２３を、外側重量支持部２５と内側重量支持部２７とに分けて、内側重量支持部２７を片持ち梁のように構成したので、ぜんまい３バネの中心側の重量を確実に支持することができる。 Further, the weight support mechanism 23 is divided into an outer weight support portion 25 and an inner weight support portion 27, and the inner weight support portion 27 is configured as a cantilever, so that the weight on the center side of the mainspring 3 spring is surely secured. Can be supported.

なお、図３では、外側重量支持部２５の一端部をぜんまい３の中心近くに設け、内側重量支持部２７の他端部を、ぜんまい３バネのより中心近くで、前記中心からほぼ等しい距離に設け、ぜんまい３の重量を支持するようにしてあるが、図６（重量支持機構の変形例を示す図）に示すように、外側重量支持部２５をそのままにしておいて、４本の内側重量支持部２７のうちの対向している２本の内側重量支持部２７Ａを、ぜんまい３の中心近傍に配置し、４本の内側重量支持部２７のうちの対向している他の２本の内側重量支持部２７Ｂを、ぜんまい３の中心からやや離したところに配置するようにしてもよい。 In FIG. 3, one end portion of the outer weight support portion 25 is provided near the center of the mainspring 3, and the other end portion of the inner weight support portion 27 is closer to the center of the mainspring 3 spring and at a substantially equal distance from the center. Although provided to support the weight of the mainspring 3, as shown in FIG. 6 (a diagram showing a modified example of the weight support mechanism), the outer weight support portion 25 is left as it is, and four inner weights are provided. Two opposing inner weight support portions 27A of the support portions 27 are arranged in the vicinity of the center of the mainspring 3, and the other two inner weight support portions of the four inner weight support portions 27 are opposed to each other. You may make it arrange | position the weight support part 27B in the place which left | separated from the center of the mainspring 3 a little.

また、運動変換機構５として、ボールネジの代わりに、たとえば、ロータリーライナー（登録商標）を採用することができる。ロータリーライナーは、ねじの無い丸軸を回転させると、内蔵している玉軸受けを介して前記丸軸に係合している軸受け箱（ナット）が、ねじと同様な原理で前記丸軸の軸方向に直線運動する構成の機械要素である。 Further, as the motion converting mechanism 5, for example, a rotary liner (registered trademark) can be employed instead of the ball screw. When the rotary liner rotates a round shaft without a screw, the bearing box (nut) engaged with the round shaft via a built-in ball bearing has the same principle as that of the screw. It is a mechanical element configured to linearly move in the direction.

ところで、回転エネルギーを蓄えるためにぜんまい３を最大「ｎ」回巻くことが可能であるとすると、パンタグラフ装置１では、たとえば、「ｎ／３」回〜「２ｎ／３」回巻きの状態で、ぜんまい３が使用されている。すなわち、舟体１９（ナット１７）が最も下に位置しているときには、ぜんまい３が「２ｎ／３」回巻きの状態になっており、舟体１９（ナット１７）が最も上に位置しているときには、ぜんまい３が「ｎ／３」回巻きの状態になっている。 By the way, if it is possible to wind the mainspring 3 up to “n” times in order to store rotational energy, the pantograph device 1 is, for example, in a state of “n / 3” times to “2n / 3” times, Mainspring 3 is used. That is, when the hull 19 (nut 17) is at the lowest position, the mainspring 3 is in a state of “2n / 3” turns, and the hull 19 (nut 17) is at the highest position. When the mainspring 3 is in the "n / 3" winding state.

「ｎ／３」回〜「２ｎ／３」回巻きの巻き数領域は、ぜんまい３のヒステリシスが他の領域に比べて小さく、ぜんまい３の発生トルクの変動が、他の領域に比べて小さい。なお、ぜんまい３が「２ｎ／３」回巻きの状態になっている状態と、ぜんまい３が「ｎ／３」回巻きの状態になっている状態とでは、ぜんまい３が「２ｎ／３」回巻きの状態になっているほうが、ぜんまい３に蓄えられているエネルギーの値は大きい。 In the winding number region of “n / 3” to “2n / 3” turns, the hysteresis of the mainspring 3 is smaller than the other regions, and the variation in the generated torque of the mainspring 3 is smaller than that of the other regions. The mainspring 3 is “2n / 3” turns in the state in which the mainspring 3 is in the “2n / 3” winding state and the mainspring 3 is in the “n / 3” winding state. The value of the energy stored in the mainspring 3 is larger in the winding state.

パンタグラフ装置１によれば、ぜんまい３を用いて支持体７・舟体１９を上方に付勢しているので、エアーシリンダ等を用いた場合のように、エアーの洩れ等による空気系の不具合が発生せず、パンタグラフが下降したままになる事態が発生し難くなり、従来よりも信頼性が高くなり、電車の走行不能になる事態を回避することができる。 According to the pantograph device 1, the main body 3 is used to urge the support body 7 and the boat body 19 upward, so that there is a problem with the air system due to air leakage, etc., as in the case of using an air cylinder or the like. The situation where the pantograph does not occur and the pantograph remains lowered is less likely to occur, and the reliability becomes higher than in the past, and the situation where the train cannot run can be avoided.

また、ぜんまい３を用いてボールネジ軸１１を回転させ、このボールネジ軸１１の回転によって、支持体７や舟体１９が上下方向に移動し上方に付勢されるので、パンタグラフ装置１を柱状に形成することが容易になっており、また、電車の屋根と架線との間の狭い空間にパンタグラフ装置１を設置することが容易になっている。 Moreover, the ball screw shaft 11 is rotated using the mainspring 3, and the support 7 and the boat body 19 are moved in the vertical direction and biased upward by the rotation of the ball screw shaft 11, so that the pantograph device 1 is formed in a column shape. In addition, it is easy to install the pantograph device 1 in a narrow space between the roof of the train and the overhead line.

さらに、パンタグラフ装置１によれば、ボールネジ９を用いて、効率良く、ぜんまい３の回転力を直線方向の力に変換しているので、電車の走行時における架線の位置の上下の僅かなずれにも舟体１９が適宜上下動して追従し、架線から舟体１９が離れる割合（走行時間に対する、架線から舟体１９が離れている時間の割合）を小さくすることができる。 Furthermore, according to the pantograph device 1, the rotational force of the mainspring 3 is efficiently converted into a linear force by using the ball screw 9, so that the overhead line position is slightly shifted up and down during the traveling of the train. Further, the ratio of the hull 19 moving up and down as appropriate to follow the hull 19 away from the overhead line (the ratio of the time that the hull 19 is away from the overhead line relative to the traveling time) can be reduced.

また、エアーシリンダを用いた装置では、空気系の不具合時のバックアップのために、別途バネ式のパンタグラフ（たとえばリンク式のパンタグラフ）が必要になるが、パンタグラフ装置１では、バックアップ用のパンタグラフが不要であり、装置の構成が簡素になっている。 In addition, a device using an air cylinder requires a spring-type pantograph (for example, a link-type pantograph) for backup in case of a malfunction of the air system, but the pantograph device 1 does not require a backup pantograph. Therefore, the configuration of the apparatus is simplified.

本発明の実施形態に係るパンタグラフ装置を概略的に示す図である。It is a figure showing roughly the pantograph device concerning the embodiment of the present invention. 図１におけるＩＩ矢視を示す図である。It is a figure which shows the II arrow in FIG. 重量支持機構の平面図であり、図２におけるＩＩＩ―ＩＩＩ矢視を示す図である。It is a top view of a weight support mechanism, and is a figure which shows the III-III arrow in FIG. 図３におけるＩＶ−ＩＶ断面を示す図である。It is a figure which shows the IV-IV cross section in FIG. 図３におけるＶ−Ｖ断面を示す図である。It is a figure which shows the VV cross section in FIG. 重量支持機構の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a weight support mechanism.

Explanation of symbols

１パンタグラフ装置
３ぜんまい
５変換機構
７支持体
１１ボールネジ軸
１７ナット
１９舟体０ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pantograph device 3 Mainspring 5 Conversion mechanism 7 Support body 11 Ball screw shaft 17 Nut 19 Ship body 0

Claims

A shaft member rotatably supported by the train so that the rotation shaft extends in the vertical direction on the roof of the train, and engages with the shaft member and is linearly movable in the vertical direction along the shaft member. And a conversion mechanism capable of converting the rotational motion of the shaft member into the linear motion of the movable member, and converting the linear motion of the movable member into the rotational motion of the shaft member;
A spiral spring provided on the roof of the train to store the rotational force of the shaft member;
A support provided to move up and down with respect to the train together with the moving member on the roof of the train to support the pantograph boat;
And the support body is urged upward by the spiral spring.