JP2013511951A - 陸上車両を駆動補助する集電構造 - Google Patents

Abstract

連結式または連結式ではない陸上車両を駆動補助する集電構造であって、この車両の走行路に沿って設置されている支柱（１７）に取り付ける集電装置タイプの給電装置の近辺を移動し、この走行路に沿って往復してこの車両を集電装置（１６）によって駆動補助する電力を供給する集電構造において、支点（３４）を介して車両に設置した絶縁支柱（１１）に取り付ける少なくとも１つの導電レールで形成し、それぞれの支点に弾性サスペンション手段（３０）およびアクティブ、空圧または油圧などのサスペンション手段（３３）を設けることを特徴とする集電構造。連結車両の場合、集電構造は給電部材（１４）に分割し、この部材をそれぞれ車両の連結装置の付近で導電連結部（１９）を介して分離する。本発明は、電気推進系の公共輸送車両の製造者に関わるものである。
【選択図】図２

Description

本発明は、輸送車両を駆動補助する集電構造に関する。

本発明は、さらに詳細には、例えば都市の公共輸送車両などの陸上輸送車両で支持する集電用の上部、つまり屋根の構造に関する。この集電構造は、電柱またはその他の支柱で支持する給電アームと協働するものであり、この電柱または支柱は車両の走行路に沿って設置される。

機械的および電気的な接触を正しく実施し、および集電用の線形的な構造に集電靴をスライド式に正しく電気接触させるためには、複数の条件を満たす必要がある。

まず、機械的接触は丁重かつ徐々に行われなければならない。次に電気的接触は、正確に達成し、集電構造全体に沿って持続させなければならない。

これを達成するため、対面する２面の間にほぼ完全な機械的接触を実現して維持するために、機械的手段を備える必要がある。この接触の質には、正確な立体位置、および接触段階すなわち給電段階で起こるあらゆる偏差および例外を修正する手段が求められる。

本発明は、集電靴と、互いに連結する複数のモジュールで形成される公共輸送車両などの陸上車両に取り付けられた集電構造との間に良好な接触を達成して維持することを目的とする。

これを達成するため、本集電構造を、車両上に弾力的に空気圧を利用して懸架状態に取り付け、好ましくは屋根上に取り付ける。車両の側面および下へ取り付ける方法も本発明に含まれる。したがって、本発明による集電構造は、車両の屋根、側壁または下壁あるいはシャシに設置することができる。

本発明は、陸上車両のなかでもとりわけ連結式または連結式ではない都市の公共輸送車両を駆動補助する集電構造であって、この車両の走行路に沿って設置されている支柱に取り付ける集電装置タイプの給電装置の近辺を移動し、この走行路に沿って往復してこの車両を駆動補助する電力を供給する集電構造を提供する。

本発明によれば、この集電構造は導電レールを備え、この導電レールの一面は集電靴に対するスライド面である。この集電構造は、支点を介して車両に設置した絶縁支柱に取り付け、支点にはそれぞれ弾性サスペンション手段およびアクティブサスペンション、空圧または油圧サスペンションなどの制御可能なサスペンション手段を設ける。

特に、連結式車両の場合は、導電性があり剛健な集電構造は、導電レールの連続部材で形成することができる。この部材は、連結式輸送車両の各モジュールの屋根上に弾力的に懸架して取り付け、レール部材は、個別にまたは複数で長手方向に互いにスライド可能な薄片を横断方向に重ねるなどして形成する柔軟な導電連結部、およびモジュールの横揺れ、縦揺れおよび偏揺れの動きを吸収する屈曲部を介して、車両の連結装置の近辺で互いに連結する。

端部の部材はそれぞれ、集電装置がレールに徐々に接触できるような先端部または傾斜部を形成する。双方向車両の場合、先端部または傾斜部は２つある。車体が１つの車両または連続する車体で形成される車両の場合、集電構造は１つまたは複数のレール部材で構成する。

本発明により多数の利点がもたらされるが、そのいくつかを以下に記載する。
・ 給電の際に理想の条件で電気的および機械的接触が得られる。
・ 例えば駅に停車する際などに集電構造を下げることが可能になることによって、電気面での安全を確保する。
・ 走行によって起こり得る揺れ、振動およびさまざまな障害に対し、衝撃なしに恒久的に適応する。
・ 給電を継続させながら横揺れ、縦揺れおよび偏揺れの動きに適応できる。
・ 雑音が少なく音響フィルタリングが働く。
・ 実装が容易である。
・ 走行路のカーブに自動的に適応する。
・ 組立式のため、車両の全長または車両構成に適応できる。
・ 柔軟性があるため高さの変動を吸収する。
・ すでに作動中の車両にも容易に設置できる。

本発明のその他の特徴および利点は、例として挙げ図を添付した以下の説明文を読めば明らかになるであろう。

互いに連結する複数のモジュールで形成した陸上車両の側面図であり、本発明による集電構造を低位置に有する図である。 互いに連結する複数のモジュールで形成した陸上車両の側面図であり、本発明による屋根の集電構造を高位置に有する図である。 本発明による集電構造のモジュール間の連結を示す斜視図である。 図１の円ＩＶの拡大詳細図である。 図２の円Ｖの拡大詳細図である。 図３に示したモジュール間の連結部の平面概略図である。 カーブでのモジュール間の連結部の変形を示す概略図である。 凹部通過時のモジュール間の連結部の変形を示す概略図である。

駆動補助用の本集電構造は、特に都市の道路を走行する公共輸送車両に適用されるが、これに限定されるものではない。とりわけ、図１および２に示すタイプの車両、すなわち公共輸送車両であって、少なくとも１つの前方モジュール２および後方ジュール３、場合によっては１つまたは複数の４のような中間モジュールを含む複数のモジュールからなる列、または連結式ではない車両または一連の車体で形成される車両で構成される列車１を形成する公共輸送車両である。車両はすべて、５のような出入口用ドアおよび６のような窓、ならびに前方２および後方３の端部モジュールには運転室７を備えることが好ましい。モジュールは、連結装置８によって連結式に順次接続し、連結装置はそれぞれ誘導型または誘導型ではない車軸で支持する。

人員輸送車両すなわち列車１は、駆動補助する上部集電構造９を備え、この集電構造は、１１のような絶縁支柱を介して屋根１０に取り付けるのが好ましいが、これに限定されるものではない。

図示した好適な実施形態では、軽く傾斜した端部支柱１２と、直線の中間支柱１３とを区別することができる。絶縁支柱１１はモジュール２，３，４にのみ備え、連結装置８には備えない。絶縁支柱はそれぞれ、各モジュール２，３および４の端部に設置することが好ましい。

集電構造９の最も一般的な形態は、横断面にも全長にもさまざまな形で作用する剛性または半剛性の導電線である。したがって、この線は有線またはケーブル、レールまたはその他のあらゆる適した形状にすることができる。このほか、この集電構造の長手方向への展開は、水平形状、直線形状または蛇行形状、あるいはジグザグ形状またはその他の波状形状、あるいは方向が多様に変化する形状または長手軸の両側に離れたり反れたりすることによって横方向にさまざまに変化する形状にすることができる。

集電構造９は、例えばほぼ平面でなめらかな上面１５を有する１４のような導電レールであって、この面が集電靴または集電装置１６のスライド面として働くことができ、この集電装置が、走行路に沿って多数備えられ給電の必要性に応じて互いに間隔を空けた電柱またはその他の固定支柱１７に支持される導電レールなどの一連の導電部材で形成することが好ましい。

本発明による集電構造９と共に使用できる支柱１７には多くの種類がある。例えば、電柱、縦材、案内板、橋やトンネルの内面または側面、建物や乗客の待合所の外面、または車両の走行路付近で見受けられるその他の固定構造物などである。

これらの支柱１７はそれぞれ、１つまたは複数の固定集電装置１６を備え、この集電装置は、車両が前進するために集電装置１６に対して移動する集電構造９の上面１５と電気的にスライド接触する。

走行中に車両または列車１に給電するため、走行路の全長に沿って、または局地的な領域内で多くの支柱１７を備える必要がある。これらの支柱同士の間隔は、駆動補助する電力供給の必要性によって異なる。この間隔は、走行路上の車両１の位置がどこであっても集電装置１６が集電構造９と常に接触するように決定するとよい。

レールなどの部材１４は、１８のような１つまたは複数の給電用の柔軟な導電体によって車両１の給電端子に電気的に接続し、この導電体は、集電構造９の端部または好ましくは最大限の安全のために各モジュール２，３，４の付近に備え、集電構造９の電気的連続性が切断された場合であっても車両への給電を確保し続けることができるようにする。

レールなどの部材１４は、連結装置８の付近で中断し、例えば１９のような変形可能なタイプの導電連結部に取り替える。この設計を示す一例を図３に示す。

例として挙げるもう１つの実施形態では、導電連結部１９は、連結式で走行時にモジュールの車体の動きを吸収するためにスライドする構造によって作製することができる。もう１つの実施形態では、連結部付近で部材１４を中断し、次の部材が前の部材を水平方向に被覆できるようにするか、特に車両にエネルギー貯蔵装置が設置されている場合は次の部材をさらに中断できるようにする。

導電連結部１９は、レールなどの部材１４を各連結装置８の付近で互いに接続する。この導電連結部１９は、十分に弾力があるため給電の連続性を確保できるとともに、走行中の車両または列車１の連続モジュールのさまざまな動きに適応することができる。このようにするために、各導電連結部１９の細い上面２０は集電装置１６に対し、導電線であるレールなどの部材１４の上面１５からなるスライドの軌跡の連続性を構成する。

モジュール間を連結する弾性の柔軟な導電連結部１９は、走行および走行路のトポロジーに関連する横揺れ、縦揺れおよび偏揺れが起こし得るあらゆる動き、および車両の加速、減速または制動および一般に車両の動力に関わる車両の連続モジュール同士の接近および遠隔の動きを吸収することを目的とする。

すでに述べたように、変形可能な連結部１９は、給電の連続性を確保しながら横揺れ、縦揺れおよび偏揺れのあらゆる動きを吸収する。

図３および６〜８では、柔軟な導電連結部１９が２つの部分２１および２２を有し、この部分は互いに連結し、対面して互いに連結しているレールなどの部材１４のいずれかの端部にそれぞれが固定されているのがわかる。

例として図示した実施形態によれば、柔軟な導電連結部１９は、例えば横断方向に重ねた長手方向の複数の薄片または薄片群が互いに重なり合うように形成する。最低でも１つの中央の薄片または１つの中央の薄片群があり、これを連結部１９のどちらかの部分で支持する。図示した中央の薄片部分２２または薄片群２３は、互いの側面および長さの一部を、隣接する２つの横の薄片または２つの横の薄片群２４および２５で覆い合い、この２つの横の薄片は第２の部分、この場合は連結部１９の部分２１で支持し、この連結部はフォーク構造２６を表している。全体をボルトで締めて連結式に保持し、長手方向の開口２７はスライド溝として機能し、縦揺れおよび偏揺れの動きによる長さおよび距離のわずかな変動、ならびに車両の連続モジュール同士の接近および遠隔を、長手方向のストロークによって吸収することができる。

図示した実施形態によれば、フォーク部２６の端部は、スライド溝として機能する長手方向の開口２７内に横断軸２８によって回転するように取り付けるが、中央の薄片または中央の薄片束２３の端部は、横断軸２９周りに端部で回転するようにボルトなどで連結する。こうすることによって動きが自由になり、２つの連続モジュール同士の間で起こるさまざまな動的外力、とりわけ縦揺れおよび偏揺れに関連する動力を吸収することができる。

このほか、薄片は柔軟性があり、ねじれて変形することによって横揺れのストロークを吸収することもできる。

レールなどの部材１４は、ダブルサスペンションを用いて端部絶縁支柱１２または中間絶縁支柱１３に取り付ける。

このダブルサスペンションは逆に、車両に固定する電気的に絶縁した支柱に取り付けてもよい。

第１のサスペンションは、弾性作用があるタイプのものである。つまり、ピンまたはクランプ形状などのさまざまな形態に沿った薄片状のサスペンションである金属部品３０であり、金属板または金属テープなどを折り曲げたものを接合してできた下方フランジ３１および上方フランジ３２を接合したものを備え、Ｕ字型を横にした輪郭の部品３０を形成するものである。下方フランジ３１は該当する絶縁支柱１１に設置し、上方フランジ３２は部材１４の端部に設置する。

レールなどの部材１４のこの同じ端部には、膨張可能な導管または膨張可能なパイプ片などを制御するアクティブサスペンション、空圧または油圧サスペンションなどの素子３３が一方の面に設置され、この導管またはパイプ片も同じように該当する絶縁支柱１１の端部のもう一方の面に設置されている。アクティブサスペンション、空圧または油圧サスペンションなどの素子３３は、アクティブサスペンション、空圧または油圧サスペンションなどのあらゆる手段、またはベローズなどのアクティブコンポーネント、空圧または油圧コンポーネントにすることができる。この素子は、クランプ形状のサスペンション金属部品３０の２つのフランジ３１および３２の両端部間に弾性連結部を形成し、支点３４を構成する。

レールなどの部材１４それぞれの端部に支点３４がある。

このように、二重作用のあるサスペンションの複合材料を構成した。１つは、クランプ形状のサスペンション金属部品３０による弾性作用であり、この弾性特性により硬直性が低くねじれ状態になることによって、集電構造は給電アームの静的および動的な特徴に順応できる。もう１つは、空圧または油圧作用、より一般にはアクティブサスペンション、すなわち空圧または油圧サスペンション素子３３によって制御可能なサスペンションであり、これによって揺れ、衝撃および振動を緩和し、効果的な音響フィルタリングを有効利用することができる。

制御可能なアクティブ連結部によって、集電構造を下降させて安全位置、すなわち電圧のかからない位置に設置することができ、その後この集電構造を上昇させて給電位置に設置することができる。このような動きは、手動、半自動または完全に自動に制御に応じて実施することができる。

アクティブ、空圧または油圧などのサスペンションは、集電構造９に対して低位置から高位置へと移動し、集電構造をこの両位置のいずれかに必要な時間だけ保持することができるアクティブ手段を備えるという重要な利点をもたらす。

とりわけ、駅に停車する際に安全のために接続を切り離すことができる点である。

さらに、このサスペンションは、硬直性が低くねじれ状態になるため給電アームの集電装置と対面する導電部材のスライド面１５の形状に自動的に適応し、表面全体に完全に接触する。

導電部材の上昇および下降に利用する支点３４を有するサスペンション手段は、純粋なサスペンション機能しか持てないため、この手段に上昇および下降する特殊な手段を組み合わせることができる。

本発明による集電構造は、少なくとも一方の端部に傾斜した湾曲部を備え、この湾曲部の表面は滑らかで横断方向に平坦であり、端部レールの各部材の端部とつながる係合傾斜部３５を形成する。この係合傾斜部３５は、給電用の集電靴または集電装置に対する接触面としての役割を果たし、集電構造はこの集電装置に沿って移動する。この係合傾斜部はまた、駆動面の最初の部分で集電装置の保護カバーに対しても働くことができ、集電装置はこのカバーが回転して開くことによってこのカバーから露出する。この係合傾斜部３５の形態はさまざまに変更してもよい。この係合傾斜部は、可能なかぎり衝撃を避けて機械的および電気的な接触を達成すること、およびこの接触を集電構造のスライド面１５に徐々にかつ丁重にもたらすことを全般的な目的としている。

この係合傾斜部３５は、２つの金属製クランプおよび膨張可能なアクティブ、空圧または油圧などの素子を備える強化サスペンションを有して接触の衝撃を緩和する端部の特別な支持体で支持する。

係合傾斜部３５は集電構造の前方および後方にある。

当然ながら、これ以外の方法で係合傾斜部３５の作製を検討してもよく、例えば１つの傾斜部がレール部材の端部から離れた状態でこのレール部材に隣接する形態にしてもよい。平行な２つの傾斜部を有する変形例も可能であり、この２つの傾斜部は集電装置を保護する部品を開く動きを行うだけである。

図７および８は順応性のある連結部が変形する様子を示し、前者は左カーブなどによる湾曲部、後者は凹部の通過時の様子である。

図７では、薄片が湾曲によって変形し、フォーク部で軽くスライドしているのがわかる。

図８では、ボルトの横断軸が長手方向の開口２７内を移動し、横断軸２９は固定されたままである。これによって凹部を通過することで起こるわずかな接近の動きを吸収することができる。

Claims (28)

1. 陸上車両のなかでもとりわけ複数のモジュールで形成する連結式または連結式ではない都市の公共輸送車両を駆動補助する集電構造であって、前記車両の走行路に沿って設置されている支柱に取り付ける集電装置タイプの給電部品の近辺を移動し、前記走行路に沿って往復して前記車両を駆動補助する電力を供給する集電構造において、該集電構造は、上面が集電装置のスライド面である少なくとも１つの導電線（１４）を有することと、制御可能な支点（３４）および電気的に絶縁した支柱を介して車両に取り付けることと、少なくとも一方の端部に集電装置またはその支柱と係合する傾斜部を有することとを特徴とする集電構造。
2. 前記支点（３４）は、車両に設置した電気的に絶縁した支柱（１１）に取り付けることを特徴とする集電構造。
3. 前記導電線は導電レール（１４）であることを特徴とする、請求項１または２に記載の集電構造。
4. 前記導電線または前記導電レール（１４）は直線であることを特徴とする、請求項１または２または３に記載の集電構造。
5. 前記導電線または前記導電レールは、複数の導電部材（１４）で形成することを特徴とする、請求項１から４のうちいずれか一項に記載の集電構造。
6. 連続する２つの導電部材（１４）は空間を介して分離することを特徴とする、請求項５に記載の集電構造。
7. 連続する２つの導電部材は変形可能な連結部（１９）によって互いに接続することを特徴とする、請求項１に記載の集電構造。
8. 前記導電線（１４）は、その全体または一部を上昇または下降させることができる、請求項１から７のうちいずれか一項に記載の集電構造。
9. 制御可能な前記支点（３４）は、前記導電線（１４）を少なくとも局地的に上昇または下降する手段であるか、該手段と関連付けられていることを特徴とする、請求項１または８に記載の集電構造。
10. 制御可能な前記支点（３４）は、衝撃、接触雑音および摩擦雑音をフィルタリングする１つまたは複数のサスペンション手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の集電構造。
11. 前記支点（３４）は、少なくとも１つの弾性サスペンション手段およびアクティブ、空圧または油圧などのサスペンション手段（３３）を有し、該手段のそれぞれが１つの絶縁支柱（１１）に接続することを特徴とする、請求項１または９または１０に記載の集電構造。
12. 前記弾性サスペンション手段は、絶縁支柱（１１）に固定され前記導電レールまたは前記導電レール部材（１４）を支持する順応性のある薄片を有することを特徴とする、請求項１１に記載の集電構造。
13. 前記順応性のある金属製薄片は、前記導電レール（１４）に固定する上方フランジ（３１）および前記絶縁支柱（１１）に固定する下方フランジ（３２）を有する金属製クランプ（３０）であることを特徴とする、請求項１２に記載の集電構造。
14. 前記金属製クランプ（３０）は、断面がＵ字型を横にした形状であることを特徴とする、請求項１３に記載の集電構造。
15. アクティブ、空圧または油圧などの前記サスペンション手段（３３）は、前記導電レール（１４）を前記絶縁支柱（１１）に接続する膨張可能な素子であることを特徴とする、請求項１１に記載の集電構造。
16. アクティブ、空圧または油圧などの前記サスペンション（３３）の前記膨張可能な素子は、膨張可能な導管、パイプ片あるいは空圧または油圧などのベローズであることを特徴とする、請求項１５に記載の集電構造。
17. 前記変形可能な連結部（１９）は、連結式の導電連結部であることを特徴とする、請求項７に記載の集電構造。
18. 前記変形可能な連結部（１９）は、給電の連続性を確保しながら横揺れ、縦揺れおよび偏揺れの動きを吸収する順応性のある導電連結部であることを特徴とする、請求項７に記載の集電構造。
19. 前記順応性のある導電連結部（１９）は、複数の薄片で構成することを特徴とする、請求項１８に記載の集電構造。
20. 前記薄片は、横断方向に重ねた長手方向の薄片群を形成することを特徴とする、請求項１９に記載の集電構造。
21. 前記薄片または前記薄片群は互いに重なり合うことを特徴とする、請求項２０に記載の集電構造。
22. ２つの薄片または２つの薄片群（２４）ｅｔ（２５）はフォーク部（２６）を形成し、該フォーク部は、中央の薄片または中央の薄片群（２３）を間に受容し、該薄片の端部は、前記平行な薄片群の間で横断軸（２９）周りに回転するように取り付けられて順応性のある連結部（１９）の連続性を構成することを特徴とする、請求項２０に記載の集電構造。
23. 前記フォーク部（２６）の前記端部は、スライド溝として機能する長手方向の開口（２７）内で横断軸（２８）周りに回転するように取り付けられることを特徴とする、請求項２２に記載の集電構造。
24. 前記集電構造は、車両の屋根、側壁または内壁に設置することを特徴とする、請求項１〜２３のうちいずれか一項に記載の集電構造。
25. 前記係合傾斜部（３５）は、前記導電レール（１４）を延長した傾斜部であることを特徴とする、請求項１に記載の集電構造。
26. 前記係合傾斜部（３５）は、前記集電構造のそれぞれの端部に備えることを特徴とする、請求項１または２５に記載の集電構造。
27. 前記係合傾斜部（３５）は、前記集電構造の前記導電直線素子（１４）のそれぞれの端部に備えることを特徴とする、請求項１または２５または２６に記載の集電構造。
28. 前記係合傾斜部（３５）は二重であることを特徴とする、請求項１または２５または２６または２７に記載の集電構造。

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