JP2017123751A - 集電装置及び車両 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の集電装置は、絶縁性を確保しつつ、小型化を図ることができる。
【解決手段】集電装置は、車体１１０の外面に固定可能とされるベース部２と、ベース部２に対して前記外面に沿う方向に延びる第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されて、先端がベース部２から離れるように延在し、絶縁材で形成されたアーム部３と、電車線１８２に接触可能な接触面４１を有し、アーム部３の先端で前記外面に沿う方向に延びる第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている集電舟部４と、第一端部がベース部２に固定されて第二端部がアーム部３に固定されるように延在し、第一軸線回りＯ２であって電車線１８２から離れる方向に向かうアーム部３の回転に抗してアーム部３を付勢する弾性部材５とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、集電装置及び車両に関する。

バスや鉄道以外の新たな交通手段である新交通システムとして、ゴムタイヤ等からなる走行輪によって軌道上を走行する軌道系交通システムが知られている。このような軌道系交通システムは、一般に新交通システムやＡＰＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｐｅｏｐｌｅ Ｍｏｖｅｒ）と呼ばれている。

軌道系交通システムの車両は、鉄製のレール上を鉄輪で走行する鉄道と同様に、外部の給電装置から給電を受けて走行する。車両は、給電装置に繋がれた電車線から給電を受けるための集電装置（パンタグラフ）を有している。車両は、集電装置を電車線に接触させることで、給電装置から電気を受けている。

例えば、特許文献１には、撓んでしまう電車線に対する追従性を高めた集電装置が記載されている。この集電装置では、電車線に接触する集電舟が取り付けられたアームと、コイルばね等によって構成されたばねの力によって電車線に向かってアームを押しつける中間部材との間に、ナイトハルトゴムバネを設けている。このナイトハルトゴムバネのダンピング効果により、集電舟の振動を抑制しながら、集電舟が取り付けられたアームを電車線の動きに追従するように動かしている。

ところで、このような集電装置では、電車線を流れる電気が車両まで流れ込まないように絶縁性を確保する必要がある。具体的には、アームや中間部材等の部品は強度を確保しつつ軽量化を図るためにアルミ等の導電性の材料によって形成されている。そのため、集電装置は、導電性の材料で形成された部品と車両との間に絶縁材で構成された部品を介在させている。集電装置は、絶縁材で構成された部品を介して車両に固定されることで、電気が車両まで伝わってしまうことを防いでいる。

特開平１０−００４６０４号公報

したがって、集電舟を電車線に接触させる構造とは別に絶縁材で構成された部品を設ける必要があった。しかしながら、部品を別途設けた場合には、集電装置の部品点数の増加や大型化を招いてしまう。そのため、絶縁性を確保しつつも、小型化を図りたいという要望がある。

本発明は、上記要望に応えるためになされたものであって、絶縁性を確保しつつ、小型化を図ることが可能な集電装置及び車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の第一の態様における集電装置は、車体の外面に固定可能とされるベース部と、前記ベース部に対して前記外面に沿う方向に延びる第一軸線回りに回転可能に支持されて、前記第一軸線の径方向外側に向かって延在し、絶縁材で形成されたアーム部と、電車線に接触可能な接触面を有し、前記第一軸線から前記アーム部の延在方向に離間して配置されて前記外面に沿う方向に延びる第二軸線回りに回転可能に前記アーム部に対して支持されている集電舟部と、第一端部が前記ベース部に固定されて第二端部が前記アーム部に固定されるように延在し、前記第一軸線の周方向であって前記電車線に近づく方向に前記アーム部を付勢する弾性部材とを備える。

このような構成によれば、弾性部材は、第一端部がベース部に接続され、第二端部がアーム部に接続されている。つまり、弾性部材は、集電舟部と直接繋がれることなく、アーム部を付勢している。そのため、アーム部に支持された集電舟部を電車線に対して弾性部材によって追従させつつ、ベース部と集電舟部との間をアーム部によって絶縁することができる。したがって、集電舟部を電車線に追従させるための構造と、絶縁性を確保するための構造とを一体化することができる。これにより、集電舟部とベース部とを繋ぐアーム部以外に絶縁性を確保するための新たな絶縁部材を設けることなく、電車線と接触する集電舟部と、車体と接触するベース部とを絶縁することができる。

また、本発明の第二の態様における集電装置では、第一の態様において、前記集電舟部と繋がれ、前記集電舟部の回転に抗して前記集電舟部を付勢する付勢部材を備えていてもよい。

このような構成によれば、接触面が電車線の表面と部分的に接触した場合であっても、付勢部材によって接触面が電車線の表面と平行に近づくように集電舟部の位置を戻すことができる。その結果、電車線と接触面とが接触した際に、部分的に隙間を生じてしまうことを防ぐことができる。したがって、接触面を電車線の表面に安定して追従させることができる。これにより、電車線の表面と接触面とが離れてしまうことでアークが発生し、接触面の摩耗が増大して寿命が低下してしまうことを抑制することができる。加えて、電車線の表面と接触面とが離れてしまうことで集電性能が低下してしまうことを抑制できる。

また、本発明の第三の態様における集電装置では、第二の態様において、前記付勢部材は、前記集電舟部と前記アーム部とを接続するナイトハルトゴムを有していてもよい。

このような構成によれば、付勢部材を集電舟部及びアーム部に取り付けるために複雑な取付構造を設ける必要がない。したがって、簡易な構成で集電舟部を第二軸線回りに付勢することができる。

また、本発明の第四の態様における集電装置では、第一から第三のいずれか一つの態様において、前記ベース部に設けられて、前記アーム部に対する前記弾性部材の付勢力を調整する調整部を備えていてもよい。

このような構成によれば、調整部によって弾性部材の付勢力を調整することで、集電舟部を電車線に対して適度な負荷をかけた状態で接触させることができる。これにより、弾性部材による付勢力が低下しても、集電舟部を安定した状態で電車線に接触させることができる。

また、本発明の第五の態様における集電装置では、第四の態様において、前記調整部は、前記弾性部材の第一端部を前記ベース部に対して前記第一軸線と同じ方向に延びる第三軸線回りに回転させる調整本体部を有してもよい。

このような構成によれば、調整本体部によって弾性部材の第一端部を回転させることで、弾性部材の第一端部の位置を、アーム部に支持されている第二端部の位置に対して移動させることができる。そのため、弾性部材の付勢力を容易に調整することができる。

また、本発明の第六の態様における集電装置では、第一から第五のいずれか一つの態様において、前記弾性部材の第二端部と前記アーム部とを接続し、絶縁材で形成されたブラケット部を備えていてもよい。

このような構成によれば、集電舟部から弾性部材に電気が流れてしまうことをアーム部だけでなくブラケット部によっても抑えることができる。したがって、集電舟部と弾性部材との間の絶縁性能をより向上させることができる。

また、本発明の第七の態様における集電装置では、第一から第六のいずれか一つの態様において、前記弾性部材が、前記第一端部と前記第二端部とにわたって延びて前記第一軸線の周方向を含む方向を向く板面を有する板状をなしていてもよい。

このような構成によれば、第一軸線の周方向を含む方向を向く板面を有する板状の部材を用いることで、単純な構造で付勢力を得ることができる。

また、本発明の第八の態様における車両では、第一から第七のいずれか一つの態様の集電装置と、前記集電装置が固定された車体とを備える。

本発明によれば、絶縁性を確保しつつ、小型化を図ることができる。

本発明に係る車両の概要を示す断面模式図である。 第一実施形態に係る集電装置を説明する模式図である。 第一実施形態に係る集電装置において、電車線と車体との距離が近くなった状態を説明する模式図である。 第二実施形態に係る集電装置を説明する模式図である。

《第一実施形態》
以下、本発明に係る第一実施形態の集電装置１を備えた車両１００について図１から図３を参照して説明する。
本発明の車両１００は、軌道１５０に設けられたガイドレール１８１によって案内されながら軌道１５０を走行する軌道系交通システムの連結車両である。本実施形態の軌道系交通システムは、軌道１５０の幅方向Ｄｗの両側に、軌道１５０の延在方向に沿って延びるガイドレール１８１が設けられた側方案内軌条式（サイドガイド方式）の交通システムとなっている。本実施形態では、複数の車両１００が互いに連結されて連結車両が構成されている。本実施形態の車両１００は、先頭の車両や最後尾の車両ではない中央部の一両を例に挙げて説明する。

本実施形態の車両１００が走行する軌道１５０は、所定の路線に沿って延在している。軌道１５０は、その途中で直線区間と曲線区間とが必要に応じて混在している。軌道１５０は、略水平に設けられた軌道路面１６０と、軌道路面１６０の両端から上下方向Ｄｖの上側に向かって延在する側壁１８０と、を有している。軌道路面１６０と側壁１８０とは、例えばコンクリート等で一体に構築される。

ここで、以下では、軌道１５０が延在しており車両１００が走行する方向を走行方向Ｄｒと称する。走行方向Ｄｒと直交する車両１００の幅方向を単に幅方向Ｄｗと称する。走行方向Ｄｒ及び幅方向Ｄｗと直交する方向を上下方向Ｄｖと称する。なお、本実施形態において、上下方向Ｄｖとは、正確な意味での鉛直方向とは異なり、後述する走行面１７１に対して垂直な方向である。

軌道路面１６０には、車両１００が走行する走行路１７０が突出して形成されている。走行路１７０は、後述する車両１００の走行輪１２０に対応するよう幅方向Ｄｗに離れて二カ所形成されている。走行路１７０は、軌道路面１６０上に走行面１７１を形成している。走行面１７１は、後述する車両１００の走行輪１２０が転動しながら接触する。走行面１７１は、走行方向Ｄｒに延びている。走行面１７１は、走行輪１２０の幅方向Ｄｗの位置に対応して、幅方向Ｄｗに離れて一対設けられている。

側壁１８０には、ガイドレール１８１と、車両１００に電気を供給する電車線１８２とが設けられている。

ガイドレール１８１は、車両１００の走行する方向を規制する。ガイドレール１８１は、案内輪１３１が接触することで生じる反力により、車両１００の進む方向を規制している。ガイドレール１８１は、軌道１５０の総延長にわたって軌道１５０の両側の側壁１８０にそれぞれ設けられている。ガイドレール１８１は、電車線１８２とともに側壁１８０に対して固定されている。ガイドレール１８１は、車両１００の走行する走行方向Ｄｒに沿って軌道路面１６０から同一の高さで延在している。

電車線１８２は、ガイドレール１８１と上下方向Ｄｖに並んで、軌道１５０の総延長にわたって側壁１８０に設けられている。電車線１８２は、ガイドレール１８１と異なり、配置される位置によって片側の側壁１８０に設けられている。本実施形態の電車線１８２は、側壁１８０にガイドレール１８１等の別の部材を介して固定されている。電車線１８２は、ガイドレール１８１と同様に、車両１００の走行方向Ｄｒに沿って軌道路面１６０から同一の高さに延在する。本実施形態では、電車線１８２は、上下方向Ｄｖに所定の間隔をあけて、三つ並列して配置されている。

車両１００は、車体１１０と、走行輪１２０と、案内輪１３１と、集電装置１とを備えている。
車体１１０は、内部に空洞を有する外形視箱体状の構造物を有している。車体１１０は、幅方向Ｄｗを向く側面１１１に不図示の開閉扉や窓等が設けられている。車体１１０は、後述する走行輪１２０、案内輪１３１、及び集電装置１が取り付けられている。

走行輪１２０は、車体１１０の上下方向Ｄｖの下側に設けられている。走行輪１２０は、車体１１０に対して幅方向Ｄｗに間隔を空けて設けられている。走行輪１２０は、電車線１８２から集電装置１を介して電気を受けることで動力部によって駆動されて回転する。走行輪１２０は、鉄輪のように金属材料によって構成されているわけではなく、例えばゴムタイヤのようにゴム材によって構成されている。

案内輪１３１は、ガイドレール１８１に沿って車両１００を目的の走行方向Ｄｒに導く。案内輪１３１は、車体１１０の側面１１１よりも外側に配置されている。案内輪１３１は、上下方向Ｄｖに延びる回転軸回りに回転可能な状態で車体１１０に支持されている。案内輪１３１は、上下方向Ｄｖの位置がガイドレール１８１と略同一の高さとなるように設けられている。したがって、車両１００が走行する際には、案内輪１３１はガイドレール１８１に接触することで回転する。

集電装置１は、電車線１８２と接触することで、電車線１８２から車体１１０に電気を供給する。集電装置１は、案内輪１３１の上下方向Ｄｖの上側に並んで車体１１０の側面１１１に設けられている。集電装置１は、上下方向Ｄｖの位置が電車線１８２と略同一の高さ位置に設けられている。本実施形態の集電装置１は、三つの電車線１８２に対応するように車体１１０の幅方向Ｄｗの両側の側面１１１にそれぞれ三つ設けられている。集電装置１は、図２に示すように、ベース部２と、アーム部３と、集電舟部４と、弾性部材５と、ブラケット部６と、付勢部材７と、調整部８と、を備える。

ベース部２は、車体１１０の外面である側面１１１に固定可能とされている。ベース部２は、ベース固定部２１と、ベース本体部２２と、を有する。

ベース固定部２１は、車体１１０の側面１１１に沿って広がる平板状をなしている。ベース固定部２１は、車両１００に固定される。本実施形態のベース固定部２１は、ボルトによって車体１１０の側面１１１に固定されている。

ベース本体部２２は、アーム部３を回転可能に支持している。ベース本体部２２には、後述する調整部８が取り付けられている。本実施形態のベース本体部２２は、ベース固定部２１から平板状をなして突出している。ベース本体部２２は、上下方向Ｄｖに間隔を空けて一対設けられている。一対のベース本体部２２は、アーム部３を内側に挟み込むように配置される。ベース本体部２２は、第一ベース貫通孔２２１と、第二ベース貫通孔２２２と、第三ベース貫通孔２２３とが形成されている。

第一ベース貫通孔２２１は、ベース本体部２２を貫通する貫通孔である。第一ベース貫通孔２２１は、車体１１０の外面に沿う方向である上下方向Ｄｖに延びる第一軸線Ｏ１を中心とする断面円形状をなしている。ここで、本実施形態の第一軸線Ｏ１は、ベース本体部２２と交差するように、上下方向Ｄｖに延びる仮想軸線である。第一ベース貫通孔２２１は、ベース本体部２２のベース固定部２１と接続されている側である基端部とは反対側の先端部側に形成されている。第一ベース貫通孔２２１は、アーム部３を支持する円柱状のピンが挿通可能とされている。

第二ベース貫通孔２２２は、ベース本体部２２を貫通する断面円形状のネジ孔である。第二ベース貫通孔２２２は、後述する調整本体部８１を固定するボルトが挿通可能とされている。第二ベース貫通孔２２２は、第一ベース貫通孔２２１よりもベース本体部２２の基端部側に形成されている。

第三ベース貫通孔２２３は、ベース本体部２２を貫通する貫通孔である。第三ベース貫通孔２２３は、車体１１０の外面に沿う方向である上下方向Ｄｖに延びる第三軸線Ｏ３を中心とする断面円形状をなしている。ここで、本実施形態の第三軸線Ｏ３は、第一軸線Ｏ１と平行であって、第一軸線Ｏ１よりも車体１１０の側面１１１側に配置された仮想軸線である。つまり、第三軸線Ｏ３は、第一軸線Ｏ１と同じ方向に延びている。第三ベース貫通孔２２３は、第二ベース貫通孔２２２よりもベース本体部２２の基端部側に形成されている。第三ベース貫通孔２２３は、調整部８を支持する円柱状のピンが挿通可能とされている。

アーム部３は、ベース部２に対して第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。アーム部３は、第一軸線Ｏ１を中心とする径方向外側に向かって延在している。アーム部３は、ベース部２に支持されている側の端部と反対側の先端がベース部２から離れるように延在している。アーム部３は、ベース本体部２２から電車線１８２に向かって斜めに延在している。アーム部３は、先端で集電舟部４を支持している。アーム部３は、絶縁材で形成されている。本実施形態のアーム部３は、例えば、樹脂材料で形成されている。アーム部３は、第一アーム部３１と、第二アーム部３２とを有する。

第一アーム部３１は、ベース本体部２２に対して第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。第一アーム部３１は、一対のベース本体部２２に挟まれるように配置されている。第一アーム部３１は、第一軸線Ｏ１を中心とする断面円形状の第一アーム貫通孔３１１が形成されている。第一アーム貫通孔３１１は、第一ベース貫通孔２２１と同じ大きさで形成されている。第一アーム部３１は、第一ベース貫通孔２２１及び第一アーム貫通孔３１１にピンが挿通されることで、ベース本体部２２に対して第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。

第二アーム部３２は、第一アーム部３１と一体に形成されている。第二アーム部３２は、第一アーム部３１の第一軸線Ｏ１側と反対側に設けられている。つまり、第二アーム部３２は、アーム部３の先端を構成している。第二アーム部３２は、アーム部３の延在する方向を変化させるように、第一アーム部３１から電車線１８２に向かって曲がって延びている。第二アーム部３２は、車体１１０の外面に沿う方向である第二軸線Ｏ２を中心とする断面円形状の第二アーム貫通孔３２２が形成されている。ここで、第二軸線Ｏ２は、第一軸線Ｏ１からアーム部３の延在方向に離間して配置されている。第二軸線Ｏ２は、第一軸線Ｏ１と平行であって、上下方向Ｄｖに延びる仮想軸線である。つまり、第二軸線Ｏ２は、第一軸線Ｏ１と同じ方向に延びている。

集電舟部４は、アーム部３に対して支持されている。集電舟部４は、アーム部３の先端で第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。集電舟部４は、第二軸線Ｏ２を中心とする断面円形状の舟貫通孔４２が形成されている。集電舟部４は、第二アーム貫通孔３２２及び舟貫通孔４２に挿通されたピンによって、第二アーム部３２に対して第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。集電舟部４は、電車線１８２に接触可能な接触面４１を有している。接触面４１は、集電舟部４における電車線１８２の表面と対向する外表面である。集電舟部４は、少なくとも接触面４１を形成する部分が導電性材料で形成されている。

弾性部材５は、第一端部がベース部２に接続されて、第一端部と反対側の端部である第二端部がアーム部３に接続されるように延在している。本実施形態の弾性部材５は、撓んでいない状態で、第一端部と第二端部とにわたって延びて第一軸線Ｏ１の周方向を含む方向を向く板面を有する板状をなしている。ここで、第一軸線Ｏ１の周方向を含む方向とは、第一軸線Ｏ１の周方向成分を有する方向である。第一軸線Ｏ１と第三軸線Ｏ３とが同じ方向に延びている第一実施形態では、第一軸線Ｏ１の周方向を含む方向は第三軸線Ｏ３の周方向である。本実施形態の弾性部材５は、第一アーム部３１の延在する方向に沿って延びる板バネである。弾性部材５は、最も広い面である板面がアーム部３を向いている。弾性部材５は、第一アーム部３１と間隔を空けて、第一アーム部３１よりも車体１１０側に配置されている。弾性部材５は、第一軸線Ｏ１を中心とする周方向であって電車線１８２に近づく方向にアーム部３を付勢する。本実施形態の弾性部材５は、第一端部に対して第二端部がアーム部３とともに回転することで、まっすぐに延びた状態から第一アーム部３１に向かって撓む。弾性部材５は、撓んで変形することで反力が生じてアーム部３を付勢している。

ブラケット部６は、弾性部材５の第二端部とアーム部３の先端とを接続している。ブラケット部６は、絶縁材で形成されている。本実施形態のブラケット部６は、例えば、アーム部３と同じ樹脂材料で形成されている。ブラケット部６は、ブラケット固定部６１と、ブラケット本体部６２と、ブラケット把持部６３とを有する。

ブラケット固定部６１は、集電舟部４とともに、アーム部３の先端で第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。ブラケット固定部６１は、受け部６１１と、突出部６１２とを有する。

受け部６１１は、平板状をなしている。受け部６１１は、電車線１８２側を向く面が集電舟部４の接触面４１と反対側を向く面と対向するように配置されている。受け部６１１は、第二軸線Ｏ２よりも車体１１０側に配置されている。

突出部６１２は、受け部６１１の電車線１８２側を向く面から突出している。突出部６１２は、第二軸線Ｏ２を中心とする断面円形状の第一ブラケット貫通孔６４１が形成されている。第一ブラケット貫通孔６４１は、第二アーム貫通孔３２２と同じ大きさで形成されている。ブラケット固定部６１は、第二ベース貫通孔２２２、舟貫通孔４２、及び第一ブラケット貫通孔６４１にピンが挿通されることで、第二アーム部３２に対して集電舟部４とともに、第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。

ブラケット本体部６２は、ブラケット固定部６１から車体１１０側に向かって延びている。ブラケット本体部６２は、受け部６１１の突出部６１２が接続されていない側の面に固定されている。つまり、ブラケット本体部６２は、受け部６１１から車体１１０側に向かって延びている。ブラケット本体部６２は、受け部６１１と接続されている端部と反対側の端部に第二ブラケット貫通孔６４２が形成されている。第二ブラケット貫通孔６４２は、車体１１０の外面に沿う方向である第四軸線Ｏ４を中心とする断面円形状の貫通孔である。ここで、第四軸線Ｏ４は、第三軸線Ｏ３と平行であって、第三軸線Ｏ３よりも電車線１８２側且つ第二軸線Ｏ２よりも車体１１０側で上下方向Ｄｖに延びる仮想軸線である。

ブラケット把持部６３は、弾性部材５の第二端部を把持している。ブラケット把持部６３には、ボルトを介して弾性部材５の第二端部が固定されている。ブラケット把持部６３は、ブラケット本体部６２に対して第四軸線Ｏ４回りに回転可能に支持されている。ブラケット把持部６３には、第四軸線Ｏ４を中心とする断面円形状の第三ブラケット貫通孔６４３が形成されている。ブラケット把持部６３は、第二ブラケット貫通孔６４２及び第三ブラケット貫通孔６４３に挿通されたピンによって、ブラケット本体部６２に対して第四軸線Ｏ４回りに回転可能に支持されている。

したがって、弾性部材５の第二端部は、ブラケット把持部６３を介して、ブラケット本体部６２に対して第四軸線Ｏ４回りに回転可能に支持されている。これにより、弾性部材５の第二端部は、ブラケット部６を介して間接的にアーム部３の先端に固定されている。

なお、ブラケット部６では、ブラケット本体部６２、ブラケット固定部６１、及びブラケット把持部６３が、別部材として形成された状態で互いに固定されてもよく、一体に形成されていてもよい。なお、ブラケット本体部６２、ブラケット固定部６１、及びブラケット把持部６３が別部材で形成される場合、少なくともブラケット本体部６２が絶縁材で形成されていればよい。

付勢部材７は、集電舟部４及びブラケット部６に接続されている。付勢部材７は、第二軸線Ｏ２回りであって電車線１８２の表面に対する接触面４１の角度を大きくする集電舟部４の回転に抗して集電舟部４を付勢する。本実施形態の付勢部材７は、山型に曲げられた板ばねである。付勢部材７は、延在している方向の中心部分である頂部が集電舟部４の接触面４１と反対側を向く面に固定されている。したがって、付勢部材７は、集電舟部４が第二軸線Ｏ２回りに回転することで、集電舟部４とともに回転する。付勢部材７は、集電舟部４との固定部分から両側がそれぞれ受け部６１１に向かって延びている。付勢部材７は、両端部分がそれぞれ集電舟部４側に向かって折り返すように曲げられた湾曲部分を形成している。付勢部材７は、延在している方向の両端の湾曲部分がそれぞれ受け部６１１に当接可能とされている。したがって、付勢部材７は、集電舟部４が第二軸線Ｏ２回りに回転することで、片方の端部の湾曲部分が受け部６１１と接触する。これにより、付勢部材７が変形して反力が生じ、集電舟部４が付勢されている。

調整部８は、ベース部２に設けられている。調整部８は、アーム部３に対する弾性部材５の付勢力を調整する。本実施形態の調整部８は、弾性部材５の第二端部に対する第一端部の位置を変化させることで、アーム部３に対する弾性部材５の付勢力を調整可能とされている。調整部８は、調整本体部８１と、調整ネジ部８２と、ストッパ部８３とを有している。

調整本体部８１は、弾性部材５の第一端部をベース部に対して第三軸線Ｏ３回りに回転させる。調整本体部８１は、ベース本体部２２に対して第三軸線Ｏ３回りに回転可能に支持されている。調整本体部８１には、ボルトを介して弾性部材５の第一端部が固定されている。調整本体部８１は、第一アーム部３１よりもベース固定部２１側で、一対のベース本体部２２に挟まれるように配置されている。調整本体部８１は、調整貫通孔８１１と、調整長孔８１２と、調整受け面８１３と、を有する。

調整貫通孔８１１は、調整本体部８１を貫通する貫通孔である。調整貫通孔８１１は、第三軸線Ｏ３を中心とする断面円形状をなしている。調整貫通孔８１１は、第三ベース貫通孔２２３と同じ大きさで形成されている。調整本体部８１は、第三ベース貫通孔２２３及び調整貫通孔８１１にピンが挿通されることで、ベース本体部２２に対して第三軸線Ｏ３回りに回転可能に支持されている。

調整長孔８１２は、調整本体部８１を貫通する貫通孔である。調整長孔８１２は、第二ベース貫通孔２２２の位置に対応して設けられている。調整長孔８１２は、ベース本体部２２に対して調整本体部８１が回転した場合であっても、第二ベース貫通孔２２２と開口部分が重なるように長く形成されている。調整長孔８１２は、第三軸線Ｏ３を中心とする仮想円の円弧に沿って長く形成されている。つまり、調整本体部８１は、第二ベース貫通孔２２２及び調整長孔８１２に挿通されたボルトが一対のベース本体部２２を挟み込むようにボルトで固定されることで、位置が調整された状態でベース本体部２２に固定される。

調整受け面８１３は、後述する調整ネジ８２２の先端と対向するように調整本体部８１に形成された面である。調整受け面８１３は、調整ネジ８２２の先端が接触する。調整受け面８１３は、調整長孔８１２に向かって窪むように湾曲している。

調整ネジ部８２は、ベース本体部２２に対する第三軸線Ｏ３周りの調整本体部８１の回転角度を調整する。調整ネジ部８２は、ネジ取付板８２１と、調整ネジ８２２と、調整ナット８２３とを有する。

ネジ取付板８２１は、一対のベース本体部２２に跨って固定されている。ネジ取付板８２１は、ベース本体部２２に調整本体部８１が取り付けつけられた場合に、調整受け面８１３と対向するようにネジ孔が形成されている。

調整ネジ８２２は、ネジ取付板８２１に形成されたネジ孔に固定される。調整ネジ８２２は、先端が調整受け面８１３と接触することで調整本体部８１を押している。調整ネジ８２２は、ネジ孔に対して回転することで、ネジ取付板８２１に対して前後に移動する。

調整ナット８２３は、調整ネジ８２２を固定してネジ取付板８２１に対して移動不能とさせる。つまり、調整ナット８２３が外されることで、調整ネジ８２２はネジ取付板８２１に対して前後に移動可能とされている。

ストッパ部８３は、アーム部３の回転を制限している。ストッパ部８３は、集電舟部４が電車線１８２に近づくような第一軸線Ｏ１回りの第一アーム部３１の回転を制限している。ストッパ部８３は、ベース本体部２２の先端部側に設けられている。ストッパ部８３は、平板状をなしており、ボルトによってベース本体部２２に固定されている。

本実施形態の調整部８は、ネジ取付板８２１に対する調整ネジ８２２の位置を調整することで、調整本体部８１を第三軸線Ｏ３回りに回転させて、弾性部材５の第一端部の位置を変化させる。つまり、調整部８は、調整本体部８１を回転させることで、弾性部材５の第二端部の位置に対する第一端部の位置を変化させる。具体的には、弾性部材５の第一端部の位置を変化させる場合には、第一に、調整本体部８１をベース本体部２２に固定している第二ベース貫通孔２２２及び調整長孔８１２に挿通されているボルトを緩める。これにより、調整本体部８１は、ベース本体部２２に対して第三軸線Ｏ３回りに回転可能とされる。その後、調整ナット８２３が外されて、調整ネジ８２２がネジ取付板８２１に対して前後に移動可能とされる。この状態で、調整ネジ８２２を回すことで、ネジ取付板８２１に対する調整ネジ８２２の位置が移動する。例えば、ネジ取付板８２１に対して調整ネジ８２２を深く挿入させることで、調整ネジ８２２の先端が調整本体部８１に向かって飛び出して調整受け面８１３を押す。湾曲している調整受け面８１３が押されることで調整本体部８１が第三軸線Ｏ３回りに回転する。調整本体部８１が回転することで、弾性部材５の第一端部の位置が調整本体部８１とともに第三軸線Ｏ３回りに回転する。これにより、弾性部材５の第二端部の位置に対する第一端部の位置が変化する。この状態で、調整ナット８２３で調整ネジ８２２が固定される。その後、第二ベース貫通孔２２２及び調整長孔８１２に挿通されているボルトによって、調整本体部８１がベース本体部２２に固定される。これにより、アーム部３に対する弾性部材５の付勢力を調整することができる。

上記のような集電装置１を備えた車両１００は、集電舟部４の接触面４１を電車線１８２の表面に接触させることで、電車線１８２から電気が供給される。集電装置１を介して電車線１８２から電気の供給を受けながら、車両１００は軌道１５０に沿って走行する。車両１００が軌道１５０に沿って走行する際に、電車線１８２と車両１００との距離が近づいたり離れたりする場合がある。例えば、図３は、電車線１８２と車両１００との距離が近くなった状態を示している。このような場合には、第一アーム部３１が電車線１８２から離れる方向に向かって第一軸線Ｏ１回りに回転しながら、弾性部材５によってこの回転に抗してアーム部３が付勢される。そのため、集電舟部４の位置を電車線１８２の位置に追従させながら、接触面４１を電車線１８２の表面に接触させることができる。

加えて、集電舟部４とベース部２とを繋ぐアーム部３が絶縁材によって形成されている。そのため、電車線１８２から集電舟部４に伝わった電気がベース本体部２２まで流れてしまうことをアーム部３によって抑えることができる。また、弾性部材５は第一端部が調整部８を介してベース部２に接続され、第二端部がブラケット部６を介してアーム部３に接続されている。つまり、弾性部材５は、集電舟部４と直接繋がれることなく、アーム部３及び集電舟部４を付勢している。そのため、電車線１８２から集電舟部４に伝わった電気が弾性部材５を介してベース本体部２２まで流れてしまうことを抑えることができる。その結果、アーム部３の先端に支持された集電舟部４を弾性部材５によって電車線１８２に追従させつつ、ベース本体部２２と集電舟部４との間をアーム部３によって絶縁することができる。したがって、集電舟部４を電車線１８２に追従させるための構造と、絶縁性を確保するための構造とを一体化することができる。これにより、集電舟部４とベース部２とを繋ぐアーム部３以外に絶縁性を確保するための新たな絶縁部材を設けることなく、電車線と接触する集電舟部４と、車体１１０と接触するベース部２とを絶縁することができる。その結果、集電装置１として、絶縁性を確保しつつ、部品点数を減らして小型化を図ることができる。

また、電車線１８２の表面と接触面４１とが平行な状態からずれていることで、接触面４１が電車線１８２の表面と部分的に接触する場合がある。ところが、付勢部材７は、集電舟部４を第二軸線Ｏ２回りに付勢している。そのため、接触面４１が電車線１８２の表面と部分的に接触した場合であっても、付勢部材７によって接触面４１が電車線１８２の表面と平行に近づくように集電舟部４の位置を戻すことができる。その結果、電車線１８２と接触面４１とが接触した際に、部分的に隙間を生じてしまうことを防ぐことができる。したがって、接触面４１を電車線１８２の表面に安定して追従させることができる。これにより、電車線１８２の表面と接触面４１とが離れてしまうことでアークが発生し、接触面４１の摩耗が増大して集電舟部４の寿命が低下してしまうことを抑制することができる。加えて、電車線１８２の表面と接触面４１とが離れてしまうことで集電性能が低下してしまうことを抑制できる。

また、調整部８によってアーム部３に対する弾性部材５の付勢力を調整することで、集電舟部４を電車線１８２に対して適度な負荷をかけた状態で接触させることができる。これにより、調整部８で調整することで、長期間の使用によって弾性部材５による付勢力が低下しても、集電舟部４を安定した状態で電車線１８２に接触させることができる。また、電車線１８２と集電舟部４とが接触した場合に、電車線１８２の表面と接触面４１とが強く当たり過ぎて集電舟部４に過度な負荷がかかってしまうことを抑えることができる。また、逆に電車線１８２の表面と接触面４１とが離れてしまい、アークが発生したり、集電性能が低下してしまったりすることも抑えることができる。

また、調整部８では、調整本体部８１によって弾性部材５の第一端部を第三軸線Ｏ３回りに回転させることができる。具体的には、調整ネジ８２２によって調整受け面８１３が押されることで、調整本体部８１が第三軸線Ｏ３回りに回転する。その結果、調整本体部８１の弾性部材５の第一端部を支持している位置が車体１１０に外面に向かうように第三軸線Ｏ３回りに回転する。そのため、調整本体部８１に支持されている弾性部材５の第一端部の位置を、ブラケット部６を介してアーム部３に支持されている第二端部の位置に対して移動させることができる。そのため、調整ネジ８２２を進退させて調整本体部８１を回転させるだけの単純な構造で、弾性部材５の付勢力を容易に調整することができる。

また、絶縁材で形成されたブラケット部６によって、弾性部材５の第二端部がアーム部３及び集電舟部４に対して間接的に繋がれている。そのため、集電舟部４から弾性部材５に電気が流れてしまうことをアーム部３だけでなくブラケット部６によっても抑えることができる。したがって、集電舟部４と弾性部材５との間の絶縁性能をより向上させることができる。

また、弾性部材５が、板状をなす板バネであることで、単純な構造でアーム部３を付勢する付勢力を得ることができる。例えば、板状をなしていることで、両端をブラケット部６や調整部８に対して固定し易い。したがって、弾性部材５を固定する構造を簡素化することができ、集電装置１の部品点数を抑えることができる。

《第二実施形態》
次に、図４を参照して第二実施形態の集電装置について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の集電装置は、弾性部材や付勢部材について、第一実施形態と相違する。

即ち、第二実施形態の集電装置１Ａは、図２に示すように、ベース部２Ａと、アーム部３Ａと、集電舟部４Ａと、弾性部材５Ａと、付勢部材７Ａと、を備える。

ベース部２Ａは、車体１１０の外面である側面１１１に固定可能とされている。第二実施形態のベース部２Ａは、ベース固定部２１Ａと、ベース本体部２２Ａとを有する。

ベース固定部２１Ａは、車体１１０の側面１１１に沿って広がる平板状をなしている。ベース固定部２１Ａは、車両１００に固定される。第二実施形態のベース固定部２１Ａは、ボルトによって弾性部材５Ａとともに車体１１０の側面１１１に固定されている。

ベース本体部２２Ａは、アーム部３Ａを回転可能に支持している。第二実施形態のベース本体部２２Ａは、ベース固定部２１Ａから突出している。ベース本体部２２Ａは、ベース固定部２１Ａに対して、間隔を空けて一対設けられている。一対のベース本体部２２Ａは、アーム部３Ａを内側に挟み込むように配置される。ベース本体部２２Ａは、第一ベース貫通孔２２１Ａが形成されている。

第一ベース貫通孔２２１Ａは、ベース本体部２２Ａを貫通する貫通孔である。第一ベース貫通孔２２１Ａは、第一軸線Ｏ１を中心とする断面円形状の貫通孔である。つまり、第一ベース貫通孔２２１Ａは、アーム部３Ａを支持する円柱状のピンが挿通可能とされている。

アーム部３Ａは、ベース本体部２２Ａに対して第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。アーム部３Ａは、第一軸線Ｏ１を中心とする断面円形状の第一アーム貫通孔３１１Ａが形成されている。第一アーム貫通孔３１１Ａは、第一ベース貫通孔２２１Ａと同じ大きさで形成されている。アーム部３Ａは、第一ベース貫通孔２２１Ａ及び第一アーム貫通孔３１１Ａにピンが挿通されることで、ベース本体部２２Ａに対して第一軸線Ｏ１回りに回転可能に支持されている。アーム部３Ａは、ベース部２Ａに支持されている側の端部と反対側の先端がベース部２Ａから離れるように延在している。アーム部３Ａは、ベース本体部２２Ａから電車線１８２に向かって斜めに延在している。アーム部３Ａは、先端で集電舟部４Ａを支持している。アーム部３Ａは、先端に第二軸線Ｏ２を中心とする断面円形状の第二アーム貫通孔３２２Ａが形成されている。アーム部３Ａは、第二アーム貫通孔３２２Ａに挿通されたピンによって、集電舟部４Ａを第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持している。アーム部３Ａは、第一実施形態と同様に、絶縁材で形成されている。

集電舟部４Ａは、アーム部３Ａの先端で第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。集電舟部４Ａは、第二軸線Ｏ２を中心とする断面円形状の舟貫通孔４２Ａが形成されている。集電舟部４Ａは、第二アーム貫通孔３２２Ａ及び舟貫通孔４２Ａに挿通されたピンによって、アーム部３Ａに対して第二軸線Ｏ２回りに回転可能に支持されている。集電舟部４Ａは、電車線１８２に接触可能な接触面４１Ａを有している。接触面４１Ａは、集電舟部４Ａにおける電車線１８２の表面と対向する外表面である。集電舟部４Ａは、少なくとも接触面４１Ａを形成する部分が導電性材料で形成されている。

弾性部材５Ａは、第一端部がベース部２Ａに固定されて第二端部がアーム部３Ａに固定されるように湾曲して延在している。第二実施形態の弾性部材５Ａは、撓んでいない状態で、第一端部と第二端部とにわたって延びて第一軸線Ｏ１の周方向を含む方向を向く板面を有する板状をなす板バネである。第一実施形態と異なり調整部８を有しない第二実施形態では、第一軸線Ｏ１の周方向を含む方向は、第一軸線Ｏ１の周方向自体である。弾性部材５Ａは、第一端部がベース部２Ａに直接固定されている。弾性部材５Ａは、第二端部がアーム部３Ａの中間に直接固定されている。第二実施形態の弾性部材５Ａは、第一端部と第二端部とが対向するように、湾曲して形成されている。つまり、第二実施形態の弾性部材５Ａの最も広い面である板面は、電車線１８２側を向く部分と、車体１１０の側面１１１側を向く部分とを有しながら湾曲している。弾性部材５Ａは、第一軸線Ｏ１回りであって電車から離れる方向に向かうアーム部３Ａの回転に抗してアーム部３Ａを付勢する。本実施形態の弾性部材５Ａは、湾曲した状態からアーム部３Ａによってベース部２Ａに向かって押されてさらに湾曲するように変形する。弾性部材５は、変形することで反力が生じてアーム部３を付勢している。

付勢部材７Ａは、集電舟部４Ａとアーム部３Ａとを接続している。付勢部材７Ａは、第二軸線Ｏ２回りであって電車線１８２の表面に対する接触面４１Ａの角度を大きくする集電舟部４Ａの回転に抗して集電舟部４Ａを付勢する。第二実施形態の付勢部材７Ａは、集電舟部４Ａとアーム部３Ａとを接続するピン部分にナイトハルトゴムを有している。第二実施形態の付勢部材７Ａでは、集電舟部４Ａが第二軸線Ｏ２回りに回転することで、ナイトハルトゴムに反力が生じる。その結果、ナイトハルトゴムによって、集電舟部４が付勢されている。

上記のような第二実施形態の集電装置１Ａによっても、第一実施形態と同様に、集電舟部４Ａの位置を電車線１８２の位置に追従させながら、接触面４１Ａを電車線１８２の表面に接触させることができる。

加えて、集電舟部４Ａとベース部２Ａとを接続するアーム部３Ａが絶縁材によって形成されている。そのため、電車線１８２から集電舟部４Ａに伝わった電気がベース部２Ａまで流れてしまうことをアーム部３Ａによって抑えることができる。また、弾性部材５Ａは第一端部がベース部２Ａに直接接続され、第二端部がアーム部３Ａに直接接続されている。つまり、弾性部材５Ａは、集電舟部４Ａと直接接続されることなく、アーム部３Ａ及び集電舟部４Ａを付勢している。そのため、車両１００に固定されるベース部２Ａと、電車線１８２に接触する集電舟部４Ａとをアーム部３Ａを介して絶縁することができる。したがって、第一実施形態と同様に、集電舟部４Ａとベース部２Ａとを繋ぐアーム部３Ａ以外に絶縁性を確保するための新たな絶縁部材を設けることなく、電車線と接触する集電舟部４Ａと、車体１１０と接触するベース部２Ａとを絶縁することができる。その結果、集電装置１Ａとして、絶縁性を確保しつつ、部品点数を減らして小型化を図ることができる。

また、付勢部材７Ａが集電舟部４Ａとアーム部３Ａとを繋ぐナイトハルトゴムを有している。そのため、付勢部材７Ａを集電舟部４Ａ及びアーム部３Ａに取り付けるために複雑な取付構造を設ける必要がない。したがって、簡易な構成で集電舟部４Ａを第二軸線Ｏ２回りに付勢することができる。

なお、第二実施形態の集電装置１Ａは、調整部８を有していないが、このような構造に限定されるものではない。第二実施形態の集電装置１Ａは、例えば、ベース固体部及びアーム部３Ａに対する弾性部材５Ａの位置を調整する機構を設けることで、調整部８を有する構造としてもよい。

また、第二実施形態の集電装置１Ａは、ブラケット部６を有していないが、このような構造に限定されるものではない。第二実施形態の集電装置１Ａは、第一実施形態と同様のブラケット部６を有していてもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、弾性部材５、５Ａは、ステンレスのような金属材料で形成されていてもよく、ＣＦＲＰのような絶縁性の高い樹脂材料で形成されていてもよい。
また、弾性部材５、５Ａは、本実施形態のように板状をなしていることに限定されるものではない。弾性部材５、５Ａとして、例えば、コイルバネを用いても良い。

また、本実施形態の車両１００は、鉄道用の車両であってもよい。この場合、集電装置１、１Ａは、車両１００の外面のうち、上下方向Ｄｖの上側を向く天面に固定されてもよい。

１００…車両
１１０…車体
１１１…側面
１２０…走行輪
１３０…案内装置
１３１…案内輪
１、１Ａ…集電装置
２、２Ａ…ベース部
２１、２１Ａ…ベース固定部
２２、２２Ａ…ベース本体部
２２１、２２１Ａ…第一ベース貫通孔
２２２…第二ベース貫通孔
２２３…第三ベース貫通孔
３、３Ａ…アーム部
３１…第一アーム部
３１１、３１１Ａ…第一アーム貫通孔
３２…第二アーム部
３２２、３２２Ａ…第二アーム貫通孔
４、４Ａ…集電舟部
４１、４１Ａ…接触面
４２、４２Ａ…舟貫通孔
５、５Ａ…弾性部材
６…ブラケット部
６１…ブラケット固定部
６１１…受け部
６１２…突出部
６４１…第一ブラケット貫通孔
６２…ブラケット本体部
６４２…第二ブラケット貫通孔
６３…ブラケット把持部
６４３…第三ブラケット貫通孔
７、７Ａ…付勢部材
８…調整部
８１…調整本体部
８１１…調整貫通孔
８１２…調整長孔
８１３…調整受け面
８２…調整ネジ部
８２１…ネジ取付板
８２２…調整ネジ
８２３…調整ナット
８３…ストッパ部
Ｄｒ…走行方向
Ｄｗ…幅方向
Ｄｖ…上下方向
Ｏ１…第一軸線
Ｏ２…第二軸線
Ｏ３…第三軸線
Ｏ４…第四軸線
１５０…軌道
１６０…軌道路面
１７０…走行路
１７１…走行面
１８０…側壁
１８１…ガイドレール
１８２…電車線

Claims (8)

1. 車体の外面に固定可能とされるベース部と、
   前記ベース部に対して前記外面に沿う方向に延びる第一軸線回りに回転可能に支持されて、前記第一軸線の径方向外側に向かって延在し、絶縁材で形成されたアーム部と、
   電車線に接触可能な接触面を有し、前記第一軸線から前記アーム部の延在方向に離間して配置されて前記外面に沿う方向に延びる第二軸線回りに回転可能に前記アーム部に対して支持されている集電舟部と、
   第一端部が前記ベース部に接続されて第二端部が前記アーム部に接続されるように延在し、前記第一軸線の周方向であって前記電車線に近づく方向に前記アーム部を付勢する弾性部材とを備える集電装置。
2. 前記集電舟部と繋がれ、前記集電舟部の回転に抗して前記集電舟部を付勢する付勢部材を備える請求項１に記載の集電装置。
3. 前記付勢部材は、前記集電舟部と前記アーム部とを接続するナイトハルトゴムを有する請求項２に記載の集電装置。
4. 前記ベース部に設けられて、前記アーム部に対する前記弾性部材の付勢力を調整する調整部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の集電装置。
5. 前記調整部は、
   前記弾性部材の第一端部を前記ベース部に対して前記第一軸線と同じ方向に延びる第三軸線回りに回転させる調整本体部を有する請求項４に記載の集電装置。
6. 前記弾性部材の第二端部と前記アーム部とを繋ぎ、絶縁材で形成されたブラケット部を備える請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の集電装置。
7. 前記弾性部材が、前記第一端部と前記第二端部とにわたって延びて前記第一軸線の周方向を含む方向を向く板面を有する板状をなしている請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の集電装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の集電装置と、
   前記集電装置が固定された車体とを備える車両。

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