JP2011078310A - 集電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でシューの偏磨耗を抑制できて、シューの点検、交換周期を伸ばすことができるようにする。
【解決手段】シュー３が取り付けられた取付台２と、取付台２を介してシュー３を保持する保持機構４と、保持機構４と取付台２との間に設けられて、保持機構４に対し取付台２のシュー摺動面内での一定角度範囲の自由回動を許容する回転機構５０とを備え、この回転機構５０は、保持機構側に設けられたガイドロッド５１と、取付台２に固定されて、ガイドロッド５１が挿通可能なテーパ孔５２ａを有するガイド部材５２とから形成するとともに、テーパ孔５２ａを、その拡径側に向かうにつれてその断面形状がシュー摺動面と平行な方向に延びる長穴状となるように構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えばクレーン等の短距離移動体に絶縁トロリー線より電力を取り入れるための集電装置に関するものである。

一般に、クレーン等の短距離移動体に駆動電力を供給する方法としては、絶縁トロリー線と集電装置が利用される。電力の供給は移動体側に設けられた集電装置のシューをトロリー線と接触させることにより行われる。集電子のシューはトロリー線に一定の圧力で接触するように保持され、移動することにより磨耗する。このため、長距離トロリー線では敷設形状を工夫し、集電装置のシューの摺動面の偏磨耗を防止することが行われるが、クレーン等の短距離トロリー線では直線敷設となるため、偏磨耗が発生しやすく、定期的なシューの点検交換が必要となっている（例えば特許文献１参照）。

特開平１１−９８６０４号公報

このように、クレーン等の短距離トロリー線では、一般に直線敷設となるため、偏磨耗が発生し、シューの交換頻度が高くなる。

また、偏磨耗によってシュー摺動面に段差が発生すると、この段差によりシューとトロリー線の接触不良（脱線）が発生し、給電不能となる場合がある。これに対して、シュー摺動面におけるトロリー線との接触位置を変更する等により、偏磨耗を防ぐ方法が考えられるが、メンテナンスの頻度が高くなり、効率が悪い。

また、シューの取付部に移動機構を設け、シューの偏磨耗を防ぐように制御することも考えられるが、構造が複雑となることや、既存の設備に関しては集電装置の大幅な改造が必要となり、適用が困難である。

本発明の技術的課題は、簡易な構成でシューの偏磨耗を抑制できて、シューの点検、交換周期を伸ばすことができるようにすることにある。

（１）本発明に係る集電装置は、シューが取り付けられた取付台と、取付台を介してシューを保持する保持機構とを有し、移動体を駆動するための電力をトロリー線よりシューを介して取り出す集電装置であって、保持機構と取付台との間に、保持機構に対し取付台のシュー摺動面内での一定角度範囲の自由回動を許容する回転機構を設け、この回転機構は、保持機構側に設けられたガイドロッドと、取付台に固定されて、ガイドロッドが挿通可能なテーパ孔を有するガイド部材とから形成するとともに、テーパ孔を、その拡径側に向かうにつれてその断面形状がシュー摺動面と平行な方向に延びる長穴状となるように構成したものである。

（２）本発明に係る集電装置は、ガイド部材が、テーパ孔の縮径側よりガイドロッドに差し込まれて組み付けられてなるものである。

（１）本発明に係る集電装置においては、保持機構と取付台との間に、保持機構に対し取付台のシュー摺動面内での一定角度範囲の自由回動を許容する回転機構を設け、この回転機構は、保持機構側に設けられたガイドロッドと、取付台に固定されて、ガイドロッドが挿通可能なテーパ孔を有するガイド部材とから形成するとともに、テーパ孔を、その拡径側に向かうにつれてその断面形状がシュー摺動面と平行な方向に延びる長穴状となるように構成したので、取付台すなわちシューの回転は、走行時にシューとトロリー線との接触により発生する摩擦力により自動的に行われる。このため、シュー摺動面のトロリー線との接触位置の変更に際し、動力部、制御部等は不要であり、本発明を既存クレーン等の集電装置へも簡単な改造で適用することができる。また、簡易な構成でシューの偏磨耗を抑制できて、シューの点検、交換周期を伸ばすことができる。さらに、シューとトロリー線の接触不良（脱線）を防止できて、給電不能となることを防ぐことが可能となる。

（２）本発明に係る集電装置においては、ガイド部材が、そのテーパ孔の縮径側よりガイドロッドに差し込まれて組み付けられているので、ガイド部材はその揺動（回動）中心がガイドロッドの基端側となり、ガイド部材の自由端がガイドロッドの先端側となる。このため、揺動（回動）終了時の揺動（回動）終端部でのガイドロッドとテーパ孔端面との衝突による衝撃が小さくなり、ガイドロッドの耐久性が向上する。

実施の形態１に係る集電装置の概略構成を示す側面図である。 実施の形態１に係る集電装置の上面図である。 実施の形態１に係る集電装置の動作の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る集電装置の概略構成を示す側面図である。 実施の形態２に係る集電装置の上面図である。 実施の形態２に係る集電装置の動作の説明図である。

実施の形態１．
以下、図示実施形態に基づき説明する。
図１は実施の形態１に係る集電装置の概略構成を示す側面図、図２はその上面図、図３（ａ）（ｂ）はその動作の説明図である。なお、ここではクレーンのサイドトロリー用パンタグラフに適用したものを例に挙げて説明する。

図１及び図２において、１は例えば地上に敷設された絶縁トロリー線（以下、「トロリー線」という）、２はトロリー線１と接触可能にシュー３が取り付けられた取付台、４は取付台２を介してシュー３を保持する保持機構であり、例えば鉛直面内で揺動可能な４節リンクからなる平行運動機構（図示せず）と、平行運動機構に取り付けられた支持体４ａとから構成されている。なお、前記平行運動機構内には、支持体４ａを常時下方向（トロリー線直交方向）に付勢するばねが備えられている。これにより、取付台２すなわちシュー３は、図１に矢印Ａで示すようにトロリー線１に対し平行状態を保ったまま進退動することができる。

５は保持機構４と取付台２との間に介在設置されて保持機構４に対し取付台２のシュー摺動面内での一定角度範囲の自由回動を許容する回転機構であり、取付台２におけるシュー３とトロリー線１との接触位置からずれた位置に固定されて、シュー摺動面に垂直な方向に延びる回転軸５ａと、保持機構４側すなわち支持体４ａに固定されて、回転軸５ａを一定角度範囲相対回動自在に保持する軸受部材５ｂとから構成されている。回転軸５ａの自由回動を一定角度範囲に規定する手段としては、例えば回転軸５ａの外周に所定角度範囲、溝を形成するとともに、軸受部材５ｂ側に回転軸５ａの前記溝に嵌入可能なねじやピンを外部から差し込むなどにより、簡単に設けることができる。なお、シュー３からはリードケーブル（図示せず）が導出されていることは言うまでもない。

次に、本実施形態の集電装置の動作について説明する。図１のようにシュー３を下降させてトロリー線１と接触させ、図３（ａ）のようにクレーンを矢印Ｂ方向（前方）へ走行させると、平面的にみて回転軸５ａとトロリー線１との間に距離があり、かつシュー３のトロリー線１上での摺動によりこれらの間に摩擦力が発生するため、これがシュー３すなわち取付台２に対して回転軸５ａを回転中心とするモーメントとして作用し、取付台２すなわちシュー３が矢印Ｃ方向（反時計回り）に回転し、回転限度位置（前記溝の一端部）で回転を停止し、その状態でトロリー線１上を摺動する。

その後、図３（ｂ）のようにクレーンを前記とは逆方向である矢印Ｄ方向（後方）へ走行させると、シュー３にはトロリー線１との接触により摩擦力が発生し、これがシュー３すなわち取付台２に対して回転軸５ａを回転中心とするモーメントとして作用し、取付台２すなわちシュー３が矢印Ｅ方向（時計回り）に回転し、回転限度位置（前記溝の他端部）で回転を停止し、その状態でトロリー線１上を摺動する。

このように、本実施形態の集電装置においては、クレーンの走行方向により、取付台２すなわちシュー３が回転軸５ａを中心に正逆回転して、シュー３のトロリー線１との接触位置が変化するので、シュー３のトロリー線１との接触面積が増加し、偏磨耗が低減される。このため、シュー３とトロリー線１の接触不良（脱線）を防止でき、給電不能となることを防ぐことができるとともに、シュー３の点検、交換周期を伸ばすことが可能となる。

また、取付台２すなわちシュー３の回転は、走行時にシュー３とトロリー線１との接触により発生する摩擦力により自動的に行われるようにしているので、シュー摺動面のトロリー線１との接触位置の変更に際し、動力部、制御部等は不要であり、既存クレーン等の集電装置へも簡単な改造で適用することができる。

また、回転機構５を、取付台２におけるシュー３とトロリー線１との接触位置からずれた位置に固定されて、シュー摺動面に垂直な方向に延びる回転軸５ａと、保持機構側に固定されて、回転軸５ａを一定角度範囲相対回動自在に保持する軸受部材５ｂとから構成しているので、回転機構を簡単に製作することができる。

実施の形態２．
図４は本発明の実施の形態２に係る集電装置の概略構成を示す側面図、図５はその上面図、図６（ａ）（ｂ）はその動作の説明図であり、各図中、前述の第１実施形態のものと同一部分には同一符号を付してある。なお、ここでも本発明をクレーンのサイドトロリー用パンタグラフに適用したものを例に挙げて説明する。

本実施形態の集電装置は、回転機構５０が、保持機構４側すなわち支持体４ａに設けられたガイドロッド５１と、取付台２に固定されて、ガイドロッド５１が挿通可能なテーパ孔５２ａを有するガイド部材５２とから形成されている。

これを更に詳述すると、ガイド部材５２は、そのテーパ孔５２ａのガイドロッド５１が差し込まれる縮径側（基端側）５２ｂが、ガイドロッド５１の外径とほぼ等しい内径を有する断面円形に形成されているとともに、そのテーパ孔５２ａの拡径側（先端側）５２ｃに向かうにつれてその断面形状がシュー摺動面と平行な方向に延びる長穴状となるように形成され、さらに長穴状の幅はガイドロッド５１の外径より若干大きくなるように構成されている。これにより、ガイド部材５２は、テーパ孔５２ａの基端側５２ｂの円形孔部を中心に自由揺動（回動）でき、揺動範囲が長穴の長さにより一定角度範囲に規定されるようになっている。つまり、長穴両端の面がガイドロッド５１と当接することで揺動（回動）を規制するストッパとして機能し、これによって揺動範囲が規定されるようになっている。

なお、ガイドロッド５１のテーパ孔貫通端には、脱落防止リング５３が取り付けられ、これによってガイドロッド５１からガイド部材５２すなわちシュー３側が脱落するのを防止している。それ以外の保持機構４を含む構成は前述の実施の形態１のものと同一である。

次に、本実施形態の集電装置の動作について説明する。図４のようにシュー３を下降させてトロリー線１と接触させ、図６（ａ）のようにクレーンを矢印Ｂ方向（前方）へ走行させると、平面的にみてガイド部材５２のテーパ孔５２ａの基端側５２ｂの円形孔部とトロリー線１との間に距離があり、かつシュー３のトロリー線１上での摺動によりこれらの間に摩擦力が発生するため、これがシュー３すなわち取付台２に対してテーパ孔５２ａの円形孔部を回転中心とするモーメントとして作用し、取付台２すなわちシュー３が矢印Ｃ方向（反時計回り）に回転し、回転限度位置（テーパ孔５２ａの長穴の一端にガイドロッド５１が当接する位置）で回転を停止し、その状態でトロリー線１上を摺動する。

その後、図６（ｂ）のようにクレーンを前記とは逆方向である矢印Ｄ方向（後方）へ走行させると、シュー３にはトロリー線１との接触により摩擦力が発生し、これがシュー３すなわち取付台２に対してテーパ孔５２ａの円形孔部を回転中心とするモーメントとして作用し、取付台２すなわちシュー３が矢印Ｅ方向（時計回り）に回転し、回転限度位置（テーパ孔５２ａの長穴の他端にガイドロッド５１が当接する位置）で回転を停止し、その状態でトロリー線１上を摺動する。

このように、本実施形態の集電装置においても、クレーンの走行方向により、取付台２すなわちシュー３がテーパ孔５２ａの円形孔部を中心に正逆回転して、シュー３のトロリー線１との接触位置が変化するので、前述の実施の形態１と同様にシュー３のトロリー線１との接触面積が増加し、偏磨耗が低減される。このため、シュー３とトロリー線１の接触不良（脱線）を防止でき、給電不能となることを防ぐことができるとともに、シュー３の点検、交換周期を伸ばすことが可能となる。さらに、回転機構５０を簡単に製作することができるとともに、シュー３と支持体４ａとの組付も、ガイドロッド５１をガイド部材５２のテーパ孔５２ａの基端側よりに挿入して、ガイドロッドのテーパ孔貫通端に脱落防止リング５３を装着するだけでよいため、シュー３部の交換も簡単に行うことができる。

１ トロリー線
２ 取付台
３ シュー
４ 保持機構
５，５０ 回転機構
５ａ 回転軸
５ｂ 軸受部材
５１ ガイドロッド
５２ ガイド部材
５２ａ テーパ孔
５２ｂ テーパ孔の基端側
５２ｃ テーパ孔の先端側

Claims (2)

1. シューが取り付けられた取付台と、該取付台を介して前記シューを保持する保持機構とを有し、移動体を駆動するための電力をトロリー線よりシューを介して取り出す集電装置であって、
   前記保持機構と前記取付台との間に、前記保持機構に対し前記取付台のシュー摺動面内での一定角度範囲の自由回動を許容する回転機構を設け、
   前記回転機構は、
   前記保持機構側に設けられたガイドロッドと、
   前記取付台に固定されて、前記ガイドロッドが挿通可能なテーパ孔を有するガイド部材とから形成するとともに、
   前記テーパ孔を、その拡径側に向かうにつれてその断面形状が前記シュー摺動面と平行な方向に延びる長穴状となるように構成したことを特徴とする集電装置。
2. 前記ガイド部材は、前記テーパ孔の縮径側より前記ガイドロッドに差し込まれて組み付けられてなることを特徴とする請求項１記載の集電装置。

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