JP2021192573A - 集電装置取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】既存の改修を不要とする。集電装置の振動を低減する。【解決手段】集電装置取付構造８は、梁１１と、集電装置１２と、第１弾性部材及び第２弾性部材とを備える。梁１１は、軸箱６及び軸箱７に接続されている。集電装置１２は、梁１１に取り付けられている。梁１１の上方に第１弾性部材が配置されている。第１弾性部材は、梁１１と軸箱６との間に配置されている。第１弾性部材は、梁１１と軸箱７との間に配置されている。梁１１の下方に第２弾性部材が配置されている。第２弾性部材は、梁１１と軸箱６との間に配置されている。第２弾性部材は、梁１１と軸箱７との間に配置されている。第１弾性部材及び第２弾性部材は、梁１１を上下方向に挟んでいる。【選択図】図２

Description

本発明は、第三軌条用集電装置の取付構造に関する。

大多数の鉄道車両への地上からの電力の供給（給電）は、軌道上空に設けられた架空電車線（以下、「架線」と称する）より車両の屋上に設けられた集電装置（パンタグラフ等）を介して行われる。

一部地下鉄等の鉄道車両への地上からの給電は、走行用の軌道外側に設けられたき（饋）電用のレール（第三軌条）より第三軌条用集電装置を介して行われる。第三軌条用集電装置は、その先端部である集電靴と地上に設けられた第三軌条とが摺動することで集電する。第三軌条用集電装置は、台車枠、軸箱、又は、軸箱間の梁等に取付けられている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１３０１４２号公報

分岐路等により第三軌条が途切れた区間の始終端付近では、集電靴をガイドするため、第三軌条の端部にエンドアプローチと呼ばれるなだらかな傾斜が形成されている。第三軌条用集電装置が台車枠に取り付けられている場合、車体積載量等により台車枠が上下方向に変位する。これに伴い、第三軌条用集電装置及びその先端部の集電靴が上下方向に変位する。集電靴の変位に対応するため、集電靴をガイドするエンドアプローチを、傾斜が大きい専用のエンドアプローチに変える必要がある。しかし、エンドアプローチの変更には、既存の設備（第三軌条）の改修が必要となる。

台車枠が上下方向に変位するのに対し、軸箱又は梁は、車体積載量等が変わっても上下方向に殆ど変位しない。そのため、第三軌条用集電装置が軸箱又は梁に取り付けられる場合、既存の設備を改修しなくてよい。しかし、軸箱及び梁は、鉄道車両の走行中に振動する。これに伴い、軸箱又は梁に取り付けられた第三軌条用集電装置が振動する。第三軌条用集電装置が複雑な構造である場合、振動により第三軌条用集電装置が故障するおそれがある。

本発明は、既存の設備の改修を不要とし、且つ、集電装置の振動を低減することを目的とする。

本発明の集電装置取付構造は、鉄道車両の長手方向に離れた軸箱に接続される梁と、前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の上方に配置された第１弾性部材と、前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の下方に配置された第２弾性部材と、集電靴を有するとともに、前記梁に取り付けられる集電装置とを備え、前記第１弾性部材と前記第２弾性部材とが前記梁を上下方向に挟んでいる。
本発明において、「軸箱と梁との間に配置されている」とは、軸箱と梁とに挟まれた空間に配置されている場合だけに限られない。例えば、軸箱と梁とがある部材を介して接続されている場合、本発明では、ある部材が軸箱と梁とに挟まれた空間に配置されているかに関わらず、ある部材は「軸箱と梁との間に配置されている」。

軸箱が振動した場合、第１弾性部材及び第２弾性部材により、梁の振動が低減する。これにより、梁に取り付けられた集電装置の振動が低減する。
また、軸箱に接続された梁は、車体積載量等が変化しても上下方向に殆ど変位しない。そのため、梁に取り付けられた集電装置及び集電靴も上下方向に殆ど変位しない。したがって、集電靴をガイドするエンドアプローチとして、傾斜が大きい専用のエンドアプローチを必要としない。そのため、既存の設備（第三軌条）の改修が不要である。
上記により、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置の振動を低減できる。また、集電装置が複雑な構造である場合、振動により集電装置が故障しやすい。上記構成によると、集電装置の振動が低減されるため、集電装置が複雑な構造であっても、故障しにくい。そのため、複雑な構造の集電装置を取り付けることが可能である。

また、上記構成において、前記梁の上方に配置される第１ストッパーと、前記梁の下方に配置される第２ストッパーとを備え、前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材が静止状態のとき、前記梁と前記第１ストッパーとの間に間隙が存在するとともに、前記梁と前記第２ストッパーとの間に間隙が存在し、前記第１ストッパーの弾性定数は、前記第１弾性部材の弾性定数より高く、前記第２ストッパーの弾性定数は、前記第２弾性部材の弾性定数より高いことが好ましい。

上記構成によると、第１ストッパー及び第２ストッパーにより、梁の上下方向の振幅を所定の範囲内に抑えることができる。これにより、梁に取り付けられた集電装置の振動をより低減できる。

また、上記構成において、前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の上方に配置された第１支持部材と、前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の下方に配置された第２支持部材とを備え、前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記第１弾性部材、前記梁、及び、第２弾性部材を上下方向に挟んでいることが好ましい。

上記構成によると、第１支持部材及び第２支持部材により、軸箱と梁との間で、第１弾性部材及び第２弾性部材が梁を上下方向に挟んだ状態を維持できる。これにより、集電装置の振動を確実に低減することができる。

また、上記構成において、前記集電装置は、前記集電靴を移動及び／又は回転させる駆動機構を有することが好ましい。
また、上記構成において、前記駆動機構は、前記集電靴を水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させることが可能であり、且つ、前記集電靴を第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近付く方向へ回転させることが可能であることが好ましい。

上記駆動機構により集電靴を移動及び／又は回転させることによって、集電靴を収納することができる。上記のように集電靴を収納可能な集電装置は、複雑な構造であることが多い。複雑な構造の集電装置は、振動により故障しやすい。上述した集電装置取付構造によると、集電装置の振動が低減されるため、複雑な構造の集電装置が取り付けられても、集電装置が故障しにくい。そのため、上述した集電装置取付構造は、集電靴を収納可能な集電装置を備え、且つ、集電靴を収納可能な集電装置が故障しにくい構造である。

また、上記構成において、前記梁に、上下方向に細長い長孔が形成され、前記集電装置を前記梁に取り付ける固定具が、前記長孔に嵌まることが好ましい。

例えば、車輪が摩耗することにより、軸箱及び梁の位置が下がった場合、梁に取り付けられた集電装置及び集電靴の位置が下がる。しかし、地上に設置された第三軌条の高さは変化しない。
上記構成によると、梁に形成された長孔が上下方向に長いため、長孔での固定具の位置を上下方向に変えることにより、梁に対する集電装置の位置を上下方向に変えることができる。例えば、車輪が摩耗することにより、梁の位置が下がった場合、長孔での固定具の位置を高くすることにより、梁に対する集電装置の位置を高くすることができる。これにより、集電装置が有する集電靴の高さを、車輪の摩耗前とほぼ同じ高さにすることができる。そのため、車輪の摩耗前と同様に、集電靴を第三軌条に摺動させることができる。

本発明によると、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置の振動を低減できる。

本発明の実施形態に係る集電装置取付構造を備えた鉄道車両の模式図である。 図１に示す集電装置取付構造及びその周辺を示す図である。 図２のIIIの拡大図である。 図３のIV-IV線に沿った断面図である。 図３のV-V線に沿った断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は集電装置の一例を示す図であり、集電靴を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに収納する工程を順に示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は集電装置の一例を示す図であり、集電靴を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに収納する工程を順に示す図である。

本発明の好適な実施形態である集電装置取付構造について、図１〜図７を参照しつつ以下に説明する。なお、図４〜図７には、断面を示すハッチングを省略している。

鉄道車両１００は、図１に示すように、車体１と、架線集電装置２と、台車３と、車輪４及び車輪５と、軸箱６及び軸箱７と、集電装置取付構造８とを備える。車体１の上方に、架線集電装置２が配置されている。架線集電装置２は、図示しない架線から集電する。車体１の下方に、台車３と、車輪４及び車輪５と、軸箱６及び軸箱７と、集電装置取付構造８とが配置されている。

鉄道車両１００は、内部電源装置（内部電源）１０１を備える。内部電源装置（内部電源）１０１は、例えば、図１に示すように車体１の下方に配置される。内部電源装置（内部電源）１０１は、電気を蓄える又は発電することが可能である。内部電源装置（内部電源）１０１は、例えば蓄電装置又は発電機を備える。鉄道車両１００が非電化区間の路線を走るとき、内部電源装置（内部電源）１０１の電気により、鉄道車両１００に搭載されたモータ（図示せず）を動かす。非電化区間の路線とは、鉄道車両の走行中、鉄道車両が外部から集電しない路線である。非電化区間の路線は、架空線集電方式の路線でなく且つ第三軌条集電方式の路線でない路線である。

図１に示すように、車輪４と車輪５は、鉄道車両１００の長手方向に離れている。車輪４の車軸の端部を支持する軸受（図示せず）が、軸箱６に収容されている。車輪５の車軸の端部を支持する軸受（図示せず）が、軸箱７に収容されている。軸箱６と軸箱７は、鉄道車両１００の長手方向に離れている。

図２に、台車３、集電装置取付構造８及びその周辺の拡大図を示している。集電装置取付構造８は、梁１１と、集電装置１２とを備える。

梁１１は、水平方向に沿って配置された細長い梁本体部２１と、第１梁接続部２２と、第２梁接続部２３とを有する。第１梁接続部２２は、梁本体部２１の一端に取り付けられている。第２梁接続部２３は、梁本体部２１の他端に取り付けられている。第１梁接続部２２は、第２梁接続部２３より軸箱６に近い。第２梁接続部２３は、第１梁接続部２２より軸箱７に近い。

梁本体部２１の中央付近に、集電装置１２が取り付けられている。集電装置１２は、集電靴を有する（後述する図６の「集電靴６０」参照）。梁１１は、図２に示すように、軸箱６と軸箱７との間に配置されている。

図３に、図２のIIIの拡大図を示している。図３に示すように、梁本体部２１の一端に取り付けられた第１梁接続部２２は、水平方向に沿って配置された支持体２２ｐを有する。支持体２２ｐの上に、第１弾性部材１３が配置されている。支持体２２ｐの下に、第２弾性部材１４が配置されている。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、支持体２２ｐを上下方向に挟んでいる。

第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、上下方向に弾性変位可能である。本実施形態では、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４がバネである場合を例示している。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、上下方向に弾性変位可能であり、且つ、上下方向以外の方向に弾性変位可能な部材でもよい。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、バネ以外の部材でもよい。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、例えばゴムでもよい。

図２及び図３には、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４が静止した状態を示している。この状態では、第１弾性部材１３の上下方向の弾性力と、第２弾性部材１４の上下方向の弾性力と、梁１１の重力とが釣り合っている。図２及び図３に示す状態では、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４のいずれも弾性限界に至っていない。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、図２及び図３に示す状態から上下方向に弾性変位可能である。

第１弾性部材１３の上に、第１支持部材３１が配置されている。第１支持部材３１は、図３に示すように、第１接続部材４１に接続されている。第１接続部材４１は、軸箱６に接続されている。第１支持部材３１は、第１接続部材４１を介して、軸箱６に支持されている。

第２弾性部材１４の下に、第２支持部材３２が配置されている。第２支持部材３２は、第２接続部材４２に接続されている。第２接続部材４２は、軸箱６に接続されている。第２支持部材３２は、第２接続部材４２を介して、軸箱６に支持されている。

第１支持部材３１及び第２支持部材３２は、第１弾性部材１３、支持体２２ｐ及び第２弾性部材１４を上下方向に挟んでいる。図４に示すように、ボルト３３が、第１支持部材３１、支持体２２ｐ及び第２支持部材３２を上下方向に貫通している。ボルト３３は、上下方向に締め付けられている。

上記により、図３に示す梁１１は、第１弾性部材１３、第２弾性部材１４、第１支持部材３１、第２支持部材３２、第１接続部材４１及び第２接続部材４２を介して、軸箱６に接続されている。第１弾性部材１３は、梁１１と軸箱６との間に配置されている。第２弾性部材１４は、梁１１と軸箱６との間に配置されている。

図３に示すように、支持体２２ｐの上方において、第１弾性部材１３の横に、第１ストッパー１５が配置されている。第１弾性部材１３と第１ストッパー１５とは、鉄道車両１００の長手方向に並んでいる。第１ストッパー１５は、第１弾性部材１３より軸箱６に近い。第１ストッパー１５は、第１支持部材３１に取り付けられている。

第１ストッパー１５は、第１ストッパー対向部２５の上方に配置されている。第１ストッパー対向部２５は、支持体２２ｐに取り付けられている。

支持体２２ｐの下方において、第２弾性部材１４の横に、第２ストッパー１６が配置されている。第２弾性部材１４と第２ストッパー１６とは、鉄道車両１００の長手方向に並んでいる。第２ストッパー１６は、第２弾性部材１４より軸箱６に近い。第２ストッパー１６は、第２支持部材３２に取り付けられている。

第２ストッパー１６は、第２ストッパー対向部２６の下方に配置されている。第２ストッパー対向部２６は、支持体２２ｐに取り付けられている。第１ストッパー対向部２５、支持体２２ｐ及び第２ストッパー対向部２６は、一体になっている。第１ストッパー対向部２５、支持体２２ｐ及び第２ストッパー対向部２６は、梁１１の一部を構成している。

図３に示すように、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４の静止状態において、第１ストッパー１５と第１ストッパー対向部２５との間に、間隙が存在する（図５参照）。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４の静止状態において、第２ストッパー１６と第２ストッパー対向部２６との間に、間隙が存在する（図５参照）。

図３に示す梁１１が振動することにより、第１ストッパー対向部２５が第１ストッパー１５に接する。第１ストッパー対向部２５が第１ストッパー１５に接した状態では、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４のいずれも弾性限界に至っていない。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、第１ストッパー対向部２５が第１ストッパー１５に接した状態から、さらに上下方向に弾性変形可能である。

梁１１が振動することにより、第２ストッパー対向部２６が第２ストッパー１６に接する。第２ストッパー対向部２６が第２ストッパー１６に接した状態では、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４のいずれも弾性限界に至っていない。第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４は、第２ストッパー対向部２６が第２ストッパー１６に接した状態から、さらに上下方向に弾性変形可能である。

第１ストッパー１５は、第１弾性部材１３より弾性変形しにくい。第１ストッパー１５は、第１弾性部材１３の弾性係数より高い弾性係数を有する材料からなる。第２ストッパー１６は、第２弾性部材１４より弾性変形しにくい。第２ストッパー１６は、第２弾性部材１４の弾性係数より高い弾性係数を有する材料からなる。第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６は、弾性変形してもよく、弾性変形しなくてもよい。第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６は、例えばゴムによって形成されている。第１ストッパー対向部２５及び第２ストッパー対向部２６の材質は、特に限定されない。第１ストッパー対向部２５の材質は、例えば、第１ストッパー１５の弾性係数と同じ弾性係数を有する材料、又は、第１ストッパー１５の弾性係数より大きい弾性係数を有する材料でもよい。第１ストッパー対向部２５の材質は、例えば、第１ストッパー１５の材質と同じでもよい。第２ストッパー対向部２６の材質は、例えば、第２ストッパー１６の弾性係数と同じ弾性係数を有する材料、又は、第２ストッパー１６の弾性係数以上の弾性係数を有する材料でもよい。第２ストッパー対向部２６の材質は、例えば、第２ストッパー１６の材質と同じでもよい。

上記では、軸箱６の周辺の構成について説明したが、図２に示す軸箱７の周辺の構成についても軸箱６の周辺の構成と同様である。

以上のように、本実施形態によると以下の効果を奏する。
鉄道車両１００の走行中、図３に示す軸箱６が振動した場合、軸箱６の周辺では、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４が弾性変形することにより、梁１１の振動が低減する。
図２に示す軸箱７の周辺でも、軸箱６の周辺と同様に、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４により梁１１の振動が低減する。
これにより、梁１１に取り付けられた集電装置１２の振動が低減する。

また、図２に示す軸箱６、軸箱７及び梁１１は、車体積載量等が変化しても上下方向に殆ど変位しない。そのため、梁１１に取り付けられた集電装置１２及び集電靴（図６の集電靴６０参照）も上下方向に殆ど変位しない。したがって、集電靴をガイドするエンドアプローチとして、傾斜が大きい専用のエンドアプローチを必要としない。そのため、地上に設置された既存の設備（第三軌条）の改修が不要である。

上記より、集電装置取付構造８により、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置１２の振動を低減できる。

また、梁１１が振動した場合、図３に示す第１ストッパー対向部２５が第１ストッパー１５に接するとともに、第２ストッパー対向部２６が第２ストッパー１６に接する。梁１１の振幅が第１ストッパー１５と第２ストッパー１６との間の所定の範囲内に抑えられるため、集電装置１２の振動をより低減できる。

また、図３に示すように、第１支持部材３１及び第２支持部材３２により、軸箱６と梁１１との間で、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４が支持体２２ｐを上下方向に挟んだ状態を維持できる。これにより、梁１１の振動を確実に低減できるため、梁１１に取り付けられた集電装置１２の振動を確実に低減することができる。

また、集電装置１２の振動を低減させるため、集電装置１２及び梁１１の固有振動数が、軸箱６及び軸箱７の固有振動数より小さくなるようにする。そのためには、例えば、第１弾性部材１３の弾性定数及び第２弾性部材１４の弾性定数を小さくすることが考えられる。路線ごとに軸箱６及び軸箱７の固有振動数が異なるため、各路線の軸箱６及び軸箱７の固有振動数に応じて、第１弾性部材１３の弾性定数及び第２弾性部材１４の弾性定数を調整することにより、路線ごとに集電装置１２の振動低減に適した集電装置取付構造８を提供することができる。

上記では、図３に示す軸箱６の周辺の効果について説明したが、図２に示す軸箱７の周辺においても、上記と同様な効果が得られる。

次に、集電装置１２について説明する。図６及び図７に、集電装置１２の一例を示している。図６及び図７は、図３のVI-VI線に沿った図である。

図６及び図７に示す「Ａ」は架空線及び非電化区間の車両限界であり、「Ｂ」は第三軌条用車両限界である。「架空線及び非電化区間の車両限界」とは、架空線集電方式を採用する車両及び非電化区間を走行する車両に許容される断面寸法の範囲である。「第三軌条用車両限界」とは、第三軌条集電方式を採用する車両に許容される断面寸法の範囲である。図６及び図７には、架空線の車両限界と非電化区間の車両限界が同じである例を示している。

図６及び図７に示す集電装置１２は、集電靴６０と、集電靴６０を移動及び回転させる駆動機構７０とを備える。駆動機構７０は、シリンダ７１及びピストン７２を有する駆動装置７３と、ガイド部材７４と、ねじりバネ７５とを備える。集電装置１２は、集電靴６０を、「架空線及び非電化区間の車両限界Ａ」に収納可能であり（図７（ｂ）参照）、且つ、「第三軌条用車両限界Ｂ」に収納可能な装置である（図６（ａ））。

シリンダ７１は、保持枠８１に取り付けられている。保持枠８１は、梁本体部２１（図２参照）に取り付けられている。ピストン７２がシリンダ７１内を移動する。ピストン７２は、水平方向に対して傾斜した方向に移動する。駆動装置７３は、例えば、エアシリンダでもよく、オイルシリンダでもよい。

保持枠８１は、梁本体部２１に、ボルト等の固定具９０によって取り付けられている。梁本体部２１に、固定具９０が嵌まる長孔２１ｍが形成されている。長孔２１ｍは、上下方向に細長い。固定具９０は、保持枠８１に形成された図示しないボルト孔と長孔２１ｍとが連通した部分に嵌まる。長孔２１ｍで固定具９０の位置を上下方向に変えることにより、梁本体部２１に対する保持枠８１及び集電装置１２の高さが変わる。

保持枠８１に、ガイド部材７４が保持されている。ガイド部材７４には、後述する回転部材６２が接する。

ピストン７２の先端部に、スライド部材８２が取り付けられている。スライド部材８２に、フレーム８３が取り付けられている。

フレーム８３に、集電靴６０の回転軸６１が取り付けられている。回転軸６１に、集電靴６０と、回転部材６２と、ねじりバネ７５とが取り付けられている。回転部材６２は、集電靴６０と反対方向に突出している。集電靴６０及び回転部材６２は、回転軸６１を中心に回転する。集電靴６０及び回転軸６１は、フレーム８３に回転可能に保持されている。

ねじりバネ７５は、集電靴６０が第三軌条１１０に近付く方向に、回転軸６１を回転させる。ねじりバネ７５により、集電靴６０が第三軌条１１０に押し付けられる（図６（ａ）参照）。

鉄道車両１００が第三軌条方式を採用した路線に乗り入れているとき、図６（ａ）に示すように、集電装置１２が第三軌条用車両限界Ｂに納まっている。集電靴６０は、第三軌条１１０に接している。

ピストン７２をシリンダ７１内へ後退させると、図６（ｂ）に示すように、スライド部材８２、フレーム８３及び集電靴６０が、第三軌条１１０から離れる方向へ、斜め上方に移動する。集電靴６０は、ねじりバネ７５により、第三軌条１０に押し付けられている。

ピストン７２をさらに後退させると、スライド部材８２、フレーム８３及び集電靴６０が斜め上方へさらに移動し、回転部材６２がガイド部材７４に接する。ガイド部材７４が回転部材６２に干渉することにより、回転部材６２及び集電靴６０が第三軌条１１０から離れる方向へ回転する。（図７（ａ）参照）。

ピストン７２をさらに後退させると、スライド部材８２、フレーム８３及び集電靴６０が斜め上方へさらに移動しつつ、集電靴６０及び回転部材６２が第三軌条１１０から離れる方向へさらに回転する。集電靴６０及び集電装置１２が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる（図７（ｂ）参照）。

図７（ｂ）に示す状態から、集電靴６０を張り出す場合、ピストン７２を押し出す。スライド部材８２、フレーム８３及び集電靴６０は、斜め下方へ移動しつつ、集電靴６０及び回転部材６２が第三軌条１１０に近付く方向へ回転する（図７（ａ）参照）。回転部材６２がガイド部材７４から離れると（図６（ｂ）参照）、集電靴６０及び回転部材６２は、斜め下方へ移動しつつ、ねじりバネ７５により第三軌条１０に近付くように回転し、集電靴６０が第三軌条１０に接する（図６（ａ）参照）。

上記のように、集電装置１２は、駆動機構７０により、集電靴６０を「架空線及び非電化区間の車両限界Ａ」に納めることが可能である。このような装置は、複雑な構造であることが多い。例えば、シリンダ７１及びピストン７２等を有する駆動機構７０を備えた集電装置１２は、複雑な構造であることが多い。複雑な構造の集電装置１２は、振動により故障しやすい。本実施形態の集電装置取付構造８によると、上述したように、集電装置１２の振動が低減されるため、複雑な構造の集電装置１２が取り付けられても、集電装置１２が故障しにくい。したがって、本実施形態の集電装置取付構造８は、上記のような複雑な構造を有する集電装置１２を取り付けることが可能である。また、本実施形態の集電装置取付構造８は、上記のような集電靴６０を収容可能な集電装置１２を備えつつ、その集電装置１２が故障しにくい構造である。

また、車輪が摩耗することにより、図２に示す軸箱６及び軸箱７の位置が下がった場合、梁１１とともに集電装置１２及び集電靴６０（図６（ａ）参照）の位置が下がる。しかし、第三軌条１１０の高さは変化しない。
本実施形態では、図６（ａ）に示すように、梁本体部２１に、ボルト等の固定具９０が嵌まる長孔２１ｍが形成されている。長孔２１ｍは、上下方向に細長い。車輪の摩耗等により梁本体部２１の位置が下がった場合、長孔２１ｍで固定具９０の位置を高くすることにより、梁本体部２１に対する保持枠８１及び集電装置１２の位置を高くすることができる。これにより、集電靴６０の高さを車輪の摩耗前とほぼ同じ高さにすることができるため、車輪の摩耗前と同様に、集電靴６０を第三軌条１１０に摺動可能である。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上述の実施形態において、図２に示す梁１１と軸箱６との接続は、図３に示すように、第１弾性部材１３、第２弾性部材１４、第１支持部材３１、第２支持部材３２、第１接続部材４１及び第２接続部材４２を介して、行われている。しかし、梁１１と軸箱６とを接続する構成は、上記構成に限定されない。例えば、梁１１と軸箱６とが別の部材を介して接続されていてもよい。また、梁１１と軸箱６との接続に、第１接続部材４１及び第２接続部材４２を使用しなくてもよい。例えば、第１支持部材３１及び第２支持部材３２が軸箱６に直接接続されていてもよい。
図２に示す梁１１と軸箱７とを接続する構成についても、上記と同様に変更可能である。

また、上述の実施形態では、図３に示すように、梁１１の支持体２２ｐの上に、１つの第１弾性部材１３が配置されている。しかし、支持体２２ｐの上に、２つ以上の第１弾性部材が配置されていてもよい。また、図３では、支持体２２ｐの下に、１つの第２弾性部材１４が配置されている。しかし、支持体２２ｐの下に、２つ以上の第２弾性部材が配置されていてもよい。

また、上述の実施形態では、図３に示すように、集電装置取付構造８が、第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６を有する。しかし、集電装置取付構造８が、第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６を有さなくてもよい。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、第１弾性部材１３と第１ストッパー１５とが、鉄道車両１００の長手方向に並んでいる。しかし、第１弾性部材１３と第１ストッパー１５との位置関係は、図３に示すものに限られない。例えば、第１弾性部材１３と第１ストッパー１５とが、鉄道車両１００の幅方向に並んでいてもよい。
第２弾性部材１４と第２ストッパー１６との位置関係についても、上記と同様に変更可能である。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、第１ストッパー１５が第１弾性部材１３より軸箱６に近い。しかし、第１ストッパー１５が第１弾性部材１３より軸箱６から遠い位置に配置されていてもよい。第１弾性部材１３と第１ストッパー１５とが、軸箱６から同じ距離に配置されてもよい。
第２弾性部材１４と第２ストッパー１６との位置関係についても、上記と同様に変更可能である。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、第１ストッパー１５が第１支持部材３１に取り付けられている。しかし、第１ストッパー１５は、別の部材に取り付けられていてもよい。また、第１ストッパーと第１支持部材とが１の部材から形成されていてもよい。例えば、第１支持部材から第１ストッパーに相当する部分が突出していてもよい。
第２ストッパー１６と第２支持部材３２とについても、上記と同様に変更可能である。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、軸箱６に保持された第１支持部材３１及び第２支持部材３２が、第１弾性部材１３、支持体２２ｐ及び第２弾性部材１４を上下方向に挟んでいる。これにより、軸箱６と梁１１との間で、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４が支持体２２ｐを挟んだ状態を維持している。しかし、軸箱６と梁１１との間で、第１弾性部材１３及び第２弾性部材１４が支持体２２ｐを挟んだ状態を維持するための構成は、上記構成以外の構成でもよい。

また、上記では、集電装置取付構造８の梁１１に取り付けられる集電装置として、集電靴６０を収納可能な集電装置１２を例示した（図６、図７参照）。しかし、集電装置は、集電靴６０を収納可能な集電装置１２に限られない。例えば、集電靴が収納されない集電装置でもよい。集電靴を移動及び／又は回転させる駆動機構を備えていない集電装置でもよい。
また、集電靴を収納可能な集電装置は、図６及び図７に示す集電装置１２に限られない。図６及び図７に示す集電装置１２以外の構成により、集電靴を収納可能な集電装置でもよい。上記では、集電靴６０を水平方向に対して傾斜した方向に移動させ、且つ、集電靴６０を回転させる駆動機構７０を備えた集電装置１２について説明したが、集電靴を移動だけ又は回転だけさせる駆動機構を備えた集電装置でもよい。集電靴を水平方向に移動及び／又は回転させる駆動機構を備えた集電装置でもよい。

また、上記では、図６（ａ）に示すように、梁本体部２１に、ボルト等の固定具９０が嵌まる長孔２１ｍが形成されている。しかし、梁本体部２１に形成された固定具９０が嵌まる孔は長孔でなくてよい。この場合、集電装置１２の保持枠８１に形成された固定具９０が嵌まる孔が上下方向に細長い長孔でもよい。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、第１ストッパー１５が、第１ストッパー対向部２５と上下方向に対向する。第２ストッパー１６が、第２ストッパー対向部２６と上下方向に対向する。しかし、梁１１が第１ストッパー対向部２５及び第２ストッパー対向部２６を有さなくてもよい。例えば、第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６が、第１梁接続部２２の支持体２２ｐに対向して配置されてもよい。この場合、支持体２２ｐの厚さを厚くすることにより、支持体２２ｐを第１ストッパー１５及び第２ストッパー１６に近付けてもよい。

また、上述の実施形態において、図３に示すように、梁１１の支持体２２ｐの上方に、第１弾性部材１３及び第１ストッパー１５が配置されている。支持体２２ｐの下方に、第２弾性部材１４及び第２ストッパー１６が配置されている。しかし、梁本体部２１の上方に、第１弾性部材１３及び／又は第１ストッパー１５が配置されてもよい。梁本体部２１の下方に、第２弾性部材１４及び／又は第２ストッパー１６が配置されてもよい。

また、本発明の集電装置取付構造は、ダンパーをさらに備えていてもよい。例えば、ダンパーは、梁と軸箱に接続されていてもよい。ダンパーは、梁と台車枠に接続されてもよい。ダンパーと梁は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーと軸箱は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーと台車枠は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーの構成は特に限定されない。例えば、オイルダンパーを採用してもよい。
例えば、本実施形態において、ダンパーが、図３に示す梁本体部２１又は第１梁接続部２２に接続されていてもよい。ダンパーが、図３に示す軸箱６に接続されていてもよい。ダンパーが、図３に示す第１支持部材３１又は第１接続部材４１に接続されていてもよい。ダンパーが、図３に示す台車３の台車枠に接続されていてもよい。
ダンパーにより梁の共振時の振動の大きさ（振幅）を小さく抑えられる。これにより、共振時の集電装置の振動の大きさを小さく抑えられる。

上記では、主に、図３に示す軸箱６の周辺の変形例について説明したが、図２に示す軸箱７の周辺においても、上記と同様に変更可能である。

また、上述の実施形態に係る集電装置取付構造８を備えた鉄道車両１００は、内部電源装置（内部電源）１０１を備えるが、鉄道車両１００は、内部電源装置（内部電源）１０１を備えていなくてもよい。

１ 車体
２ 架線集電装置
３ 台車
４、５ 車輪
６、７ 軸箱
８ 集電装置取付構造
１１ 梁
１２ 集電装置
１３ 第１弾性部材
１４ 第２弾性部材
１５ 第１ストッパー
１６ 第２ストッパー
２１ 梁本体部
２１ｍ 長孔
２２ 第１梁接続部
２２ｐ 支持体
２３ 第２梁接続部
２５ 第１ストッパー対向部
２６ 第２ストッパー対向部
３１ 第１支持部材
３２ 第２支持部材
４１ 第１接続部材
４２ 第２接続部材
６０ 集電靴
６１ 回転軸
６２ 回転部材
７０ 駆動機構
７１ シリンダ
７２ ピストン
７３ 駆動装置
７４ ガイド部材
７５ ねじりバネ
９０ 固定具
１００ 鉄道車両
１０１ 内部電源装置（内部電源）
１１０ 第三軌条
Ａ 架空線及び非電化区間の車両限界
Ｂ 第三軌条用車両限界

Claims (6)

1. 鉄道車両の長手方向に離れた軸箱に接続される梁と、
   前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の上方に配置された第１弾性部材と、
   前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の下方に配置された第２弾性部材と、
   集電靴を有するとともに、前記梁に取り付けられる集電装置とを備え、
   前記第１弾性部材と前記第２弾性部材とが前記梁を上下方向に挟んでいることを特徴とする集電装置取付構造。
2. 前記梁の上方に配置される第１ストッパーと、
   前記梁の下方に配置される第２ストッパーとを備え、
   前記第１弾性部材及び前記第２弾性部材が静止状態のとき、前記梁と前記第１ストッパーとの間に間隙が存在するとともに、前記梁と前記第２ストッパーとの間に間隙が存在し、
   前記第１ストッパーの弾性定数は、前記第１弾性部材の弾性定数より高く、
   前記第２ストッパーの弾性定数は、前記第２弾性部材の弾性定数より高いことを特徴とする請求項１に記載の集電装置取付構造。
3. 前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の上方に配置された第１支持部材と、
   前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の下方に配置された第２支持部材とを備え、
   前記第１支持部材及び前記第２支持部材は、前記第１弾性部材、前記梁、及び、第２弾性部材を上下方向に挟んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の集電装置取付構造。
4. 前記集電装置は、前記集電靴を移動及び／又は回転させる駆動機構を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の集電装置取付構造。
5. 前記駆動機構は、前記集電靴を水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させることが可能であり、且つ、前記集電靴を第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近付く方向へ回転させることが可能であること特徴とする請求項４に記載の集電装置取付構造。
6. 前記梁に、上下方向に細長い長孔が形成され、
   前記集電装置を前記梁に取り付ける固定具が、前記長孔に嵌まることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の集電装置取付構造。

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