JP3266777B2 - パンタグラフの押上力制御方法および装置 - Google Patents
パンタグラフの押上力制御方法および装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道車両に使用さ
れる低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフの押上力制
御方法および装置に関する。
れる低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフの押上力制
御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】鉄道車両、特に新幹線に代表される高速
鉄道車両に使用されるパンタグラフは、車両速度が増加
するにつれて、空力音などの騒音が増加する。騒音基準
をクリアするために、パンタグラフの集電用に用いる舟
体の断面形状を翼型にすることによって舟体付近の空気
の乱れを少なくし低騒音化を行うことが提案されてい
る。この翼型の舟体は、低騒音化には役立つけれども、
正または負の揚力を発生しやすく、トロリ線への押付け
力が増大あるいは減少する傾向がある。また舟体自体の
パンタグラフの作用高さによる揚力の変化は小さいけれ
ども、パンタグラフの枠体についてのモーメントへの寄
与は作用高さによる変化が大きく、トロリ線への押付け
力もそのモーメントに従って変化する。
鉄道車両に使用されるパンタグラフは、車両速度が増加
するにつれて、空力音などの騒音が増加する。騒音基準
をクリアするために、パンタグラフの集電用に用いる舟
体の断面形状を翼型にすることによって舟体付近の空気
の乱れを少なくし低騒音化を行うことが提案されてい
る。この翼型の舟体は、低騒音化には役立つけれども、
正または負の揚力を発生しやすく、トロリ線への押付け
力が増大あるいは減少する傾向がある。また舟体自体の
パンタグラフの作用高さによる揚力の変化は小さいけれ
ども、パンタグラフの枠体についてのモーメントへの寄
与は作用高さによる変化が大きく、トロリ線への押付け
力もそのモーメントに従って変化する。
【０００３】パンタグラフの押上力を制御するために、
舟体の迎角を変化させるか、または迎角は不変として舟
体の形状を注意深く選定するなどして、作用高さが変動
してもトロリ線への押付け力が一定の範囲内に収まるよ
うに調整している。また翼型舟体単独による押上力制御
には方向性などの限界があるので、補助翼を用いて往復
走行時の揚力調整を図るパンタグラフの先行技術は、た
とえば特開平５−３２８５１２号公報に開示されてい
る。
舟体の迎角を変化させるか、または迎角は不変として舟
体の形状を注意深く選定するなどして、作用高さが変動
してもトロリ線への押付け力が一定の範囲内に収まるよ
うに調整している。また翼型舟体単独による押上力制御
には方向性などの限界があるので、補助翼を用いて往復
走行時の揚力調整を図るパンタグラフの先行技術は、た
とえば特開平５−３２８５１２号公報に開示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】舟体単独による押上力
の制御では、作用高さが変動する場合のトロリ線への押
付け力の調整が充分ではなく、また集電機能と空力的機
能とが要求される舟体に、さらに低騒音機能が要求され
るので、舟体の構造が複雑となり、ひいてはコスト高に
つながる。
の制御では、作用高さが変動する場合のトロリ線への押
付け力の調整が充分ではなく、また集電機能と空力的機
能とが要求される舟体に、さらに低騒音機能が要求され
るので、舟体の構造が複雑となり、ひいてはコスト高に
つながる。
【０００５】また補助翼を用いる先行技術では、車両の
進行方向の違いによる揚力を制御するだけであり、パン
タグラフの作用高さに対応して押上力が変動しないよう
に揚力を制御するものではない。
進行方向の違いによる揚力を制御するだけであり、パン
タグラフの作用高さに対応して押上力が変動しないよう
に揚力を制御するものではない。
【０００６】本発明の目的は、簡単な構成でパンタグラ
フの作用高さが変動しても補助翼の揚力を容易に制御し
て舟体のトロリ線への押付け力変化を抑えることができ
る、低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフの押上力制
御方法および装置を提供することである。
フの作用高さが変動しても補助翼の揚力を容易に制御し
て舟体のトロリ線への押付け力変化を抑えることができ
る、低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフの押上力制
御方法および装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、低騒音の翼型
舟体を備えるパンタグラフの押上力制御方法において、
該翼型舟体を、走行方向に垂直な幅方向に間隔をあけて
配置される一対の支持装置で下方から支え、各支持装置
を、該幅方向に間隔をあけて配置され、水平方向に対す
る傾斜角度が増大するように、基端側がばねで付勢され
る一対のポールの先端で、それぞれ支え、該支持装置に
よって支持される舟体の姿勢を、該ポールを１つのリン
クとして含むリンク機構で、パンタグラフの作用高さが
変化しても一定に維持し、該一対のポール間に、迎角を
変更可能な補助翼を設け、該補助翼の迎角を、該ポール
および該支持装置を含む補助翼リンクで、パンタグラフ
の作用高さの上昇とともに増加するように変化させるこ
とによって、補助翼の揚力を増大させ、ばねによる舟体
の押上力低下を補償することを特徴とするパンタグラフ
の押上力制御方法である。本発明に従えば、低騒音の翼
型舟体を備えるパンタグラフの押上力は、舟体を支持装
置を介して支える一対のポールの基部に作用するばねの
付勢に基づいて発生する。ポールの傾斜角が増大する
と、パンタグラフの作用高さは傾斜角の正弦に対応して
増大し、押上力は傾斜角の余弦に対応して減少する。一
対のポール間には補助翼が配置される。補助翼の迎角
を、補助翼リンクで、パンタグラフの作用高さの上昇と
ともに増加するように変化させることによって、補助翼
の揚力を増大させ、ばね付勢に基づく押上力低下を補償
し、舟体のトロリ線への押付け力を一定の範囲内に制御
することができる。
舟体を備えるパンタグラフの押上力制御方法において、
該翼型舟体を、走行方向に垂直な幅方向に間隔をあけて
配置される一対の支持装置で下方から支え、各支持装置
を、該幅方向に間隔をあけて配置され、水平方向に対す
る傾斜角度が増大するように、基端側がばねで付勢され
る一対のポールの先端で、それぞれ支え、該支持装置に
よって支持される舟体の姿勢を、該ポールを１つのリン
クとして含むリンク機構で、パンタグラフの作用高さが
変化しても一定に維持し、該一対のポール間に、迎角を
変更可能な補助翼を設け、該補助翼の迎角を、該ポール
および該支持装置を含む補助翼リンクで、パンタグラフ
の作用高さの上昇とともに増加するように変化させるこ
とによって、補助翼の揚力を増大させ、ばねによる舟体
の押上力低下を補償することを特徴とするパンタグラフ
の押上力制御方法である。本発明に従えば、低騒音の翼
型舟体を備えるパンタグラフの押上力は、舟体を支持装
置を介して支える一対のポールの基部に作用するばねの
付勢に基づいて発生する。ポールの傾斜角が増大する
と、パンタグラフの作用高さは傾斜角の正弦に対応して
増大し、押上力は傾斜角の余弦に対応して減少する。一
対のポール間には補助翼が配置される。補助翼の迎角
を、補助翼リンクで、パンタグラフの作用高さの上昇と
ともに増加するように変化させることによって、補助翼
の揚力を増大させ、ばね付勢に基づく押上力低下を補償
し、舟体のトロリ線への押付け力を一定の範囲内に制御
することができる。
【０００８】また本発明で、前記一対のポールはそれぞ
れ中空とし、該ポールの内部に前記リンク機構に含まれ
る補助リンクを設けることを特徴とする。本発明に従え
ば、舟体の姿勢を一定に維持するリンク機構を、中空の
ポールとその内部に含まれる補助リンクとを要素として
構成するので、高速で走行中の空気の抵抗などを受けに
くくすることができる。
れ中空とし、該ポールの内部に前記リンク機構に含まれ
る補助リンクを設けることを特徴とする。本発明に従え
ば、舟体の姿勢を一定に維持するリンク機構を、中空の
ポールとその内部に含まれる補助リンクとを要素として
構成するので、高速で走行中の空気の抵抗などを受けに
くくすることができる。
【０００９】さらに本発明は、低騒音の翼型舟体を備え
るパンタグラフの押上力制御装置において、舟体を、下
方から支え、走行方向に垂直な幅方向に間隔をあけて配
置される一対の支持装置と、各支持装置を、先端でそれ
ぞれ支え、該幅方向に間隔をあけて配置され、傾斜角度
の変化でパンタグラフの作用高さを変化可能な一対のポ
ールと、各ポールの基端側で、該傾斜角度が水平方向に
対して増大するように付勢するばねと、該支持装置の姿
勢を、パンタグラフの作用高さが変化しても一定に維持
することが可能で、該ポールを１つのリンクとして含む
リンク機構と、該一対のポール間に配置され、迎角を変
更可能な補助翼と、該補助翼の迎角を、パンタグラフの
作用高さに対応して変化させ、パンタグラフの作用高さ
によって変わる舟体の押上力の変化を抑制可能で、該ポ
ールおよび該支持装置を含む補助翼リンクとを、含むこ
とを特徴とするパンタグラフの押上力制御装置である。
本発明に従えば、低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラ
フの押上力を、舟体を支持装置を介して支える一対のポ
ールの基部にばねを作用させて発生させる。ポールの傾
斜角が増大すると、パンタグラフの作用高さは傾斜角の
正弦に対応して増大し、押上力は傾斜角の余弦に対応し
て減少する。一対のポール間には補助翼が配置される。
補助翼の迎角を、補助翼リンクで、パンタグラフの作用
高さの上昇とともに増加するように変化させることによ
って、補助翼の揚力を増大させ、ばね付勢に基づく押上
力の低下を補償し、舟体のトロリ線への押付け力が一定
の範囲内に留まるように制御することができる。
るパンタグラフの押上力制御装置において、舟体を、下
方から支え、走行方向に垂直な幅方向に間隔をあけて配
置される一対の支持装置と、各支持装置を、先端でそれ
ぞれ支え、該幅方向に間隔をあけて配置され、傾斜角度
の変化でパンタグラフの作用高さを変化可能な一対のポ
ールと、各ポールの基端側で、該傾斜角度が水平方向に
対して増大するように付勢するばねと、該支持装置の姿
勢を、パンタグラフの作用高さが変化しても一定に維持
することが可能で、該ポールを１つのリンクとして含む
リンク機構と、該一対のポール間に配置され、迎角を変
更可能な補助翼と、該補助翼の迎角を、パンタグラフの
作用高さに対応して変化させ、パンタグラフの作用高さ
によって変わる舟体の押上力の変化を抑制可能で、該ポ
ールおよび該支持装置を含む補助翼リンクとを、含むこ
とを特徴とするパンタグラフの押上力制御装置である。
本発明に従えば、低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラ
フの押上力を、舟体を支持装置を介して支える一対のポ
ールの基部にばねを作用させて発生させる。ポールの傾
斜角が増大すると、パンタグラフの作用高さは傾斜角の
正弦に対応して増大し、押上力は傾斜角の余弦に対応し
て減少する。一対のポール間には補助翼が配置される。
補助翼の迎角を、補助翼リンクで、パンタグラフの作用
高さの上昇とともに増加するように変化させることによ
って、補助翼の揚力を増大させ、ばね付勢に基づく押上
力の低下を補償し、舟体のトロリ線への押付け力が一定
の範囲内に留まるように制御することができる。
【００１０】また本発明で、前記一対のポールはそれぞ
れ中空であり、各ポールの内部に、前記リンク機構に含
まれる補助リンクが設けられることを特徴とする。本発
明に従えば、舟体の姿勢を一定に維持するリンク機構
を、中空のポールの内部に含まれる補助リンクとポール
自身とを含むようにしてあるので、高速で走行中の空気
の抵抗などを受けにくくすることができる。
れ中空であり、各ポールの内部に、前記リンク機構に含
まれる補助リンクが設けられることを特徴とする。本発
明に従えば、舟体の姿勢を一定に維持するリンク機構
を、中空のポールの内部に含まれる補助リンクとポール
自身とを含むようにしてあるので、高速で走行中の空気
の抵抗などを受けにくくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態で
あるπ型パンタグラフ１０の車両進行方向に向かっての
左側面図を示す。このときのパンタグラフ１０の進行方
向は、矢符Ａのとおりである。図２は、図１に示すπ型
パンタグラフ１０の進行方向に向かっての正面図を示
す。π型パンタグラフ１０は基本的に、低騒音の翼型舟
体１１と、舟体１１を支持する支持装置１２と、間隔を
あけて支持装置１２を支える一対のポール１３ａ，１３
ｂと、一対のポール１３ａ，１３ｂ間に配置される補助
翼１４と、舟体１１の長手方向両端部に接続されるホー
ン１５と、これらを支えて車両に固定するための台枠１
６と、台枠１６を覆う台枠カバー１７と、補助翼１４の
迎角θをパンタグラフの作用高さに対応して変化させ、
舟体１１の押上力の変化を抑制するように制御する制御
手段であるリンク機構とを含んで構成される。
あるπ型パンタグラフ１０の車両進行方向に向かっての
左側面図を示す。このときのパンタグラフ１０の進行方
向は、矢符Ａのとおりである。図２は、図１に示すπ型
パンタグラフ１０の進行方向に向かっての正面図を示
す。π型パンタグラフ１０は基本的に、低騒音の翼型舟
体１１と、舟体１１を支持する支持装置１２と、間隔を
あけて支持装置１２を支える一対のポール１３ａ，１３
ｂと、一対のポール１３ａ，１３ｂ間に配置される補助
翼１４と、舟体１１の長手方向両端部に接続されるホー
ン１５と、これらを支えて車両に固定するための台枠１
６と、台枠１６を覆う台枠カバー１７と、補助翼１４の
迎角θをパンタグラフの作用高さに対応して変化させ、
舟体１１の押上力の変化を抑制するように制御する制御
手段であるリンク機構とを含んで構成される。
【００１２】なお補助翼１４の迎角θとは、レール面に
平行な平面と補助翼１４の断面中心線との成す角であ
り、図１にて補助翼１４が右下がりのときを正（＋）と
し、右上がりのときを負（−）とする。
平行な平面と補助翼１４の断面中心線との成す角であ
り、図１にて補助翼１４が右下がりのときを正（＋）と
し、右上がりのときを負（−）とする。
【００１３】パンタグラフ１０は、たとえばばねなどの
力でレバー１８を矢符Ｆ方向に吸引操作することによっ
て発生する反時計回り（左回り）方向のモーメントに従
って、トロリ線に舟体１１を押付けている。このパンタ
グラフ１０の作用高さは、レール面からトロリ線までの
距離に対応して、仮想線２０，２１で示される間の範囲
において変動する。
力でレバー１８を矢符Ｆ方向に吸引操作することによっ
て発生する反時計回り（左回り）方向のモーメントに従
って、トロリ線に舟体１１を押付けている。このパンタ
グラフ１０の作用高さは、レール面からトロリ線までの
距離に対応して、仮想線２０，２１で示される間の範囲
において変動する。
【００１４】補助翼１４は、その位置が各ポール１３
ａ，１３ｂの中間よりも上側過ぎると舟体１１の影響を
受け、反対に下側過ぎると充分な揚力を得られないの
で、ポール１３ａ，１３ｂの中間よりも若干上側に配置
される。各ポール１３ａ，１３ｂは中空であり、その内
部にはリンク機構を構成する補助リンク１９が設けられ
る。補助リンク１９の下端は台枠１６に、上端は支持装
置１２にそれぞれピン結合される。
ａ，１３ｂの中間よりも上側過ぎると舟体１１の影響を
受け、反対に下側過ぎると充分な揚力を得られないの
で、ポール１３ａ，１３ｂの中間よりも若干上側に配置
される。各ポール１３ａ，１３ｂは中空であり、その内
部にはリンク機構を構成する補助リンク１９が設けられ
る。補助リンク１９の下端は台枠１６に、上端は支持装
置１２にそれぞれピン結合される。
【００１５】補助翼１４の迎角θは、各ポール１３ａ，
１３ｂ内に設けられるリンク機構によって、後述するよ
うにして制御される。たとえばパンタグラフ１０の作用
高さが変動範囲Ｓ１内において仮想線２０で示されるよ
うに最も低いときには、迎角θはその範囲Ｓ１内で最小
となり、また仮想線２１で示されるように最も高いとき
には、迎角θはその範囲Ｓ１内で最大となるように制御
手段によって制御される。このようにパンタグラフ１０
の作用高さに対応して補助翼１４の迎角θが変化させら
れるので、舟体１１の押上力の変化を抑制することがで
きる。
１３ｂ内に設けられるリンク機構によって、後述するよ
うにして制御される。たとえばパンタグラフ１０の作用
高さが変動範囲Ｓ１内において仮想線２０で示されるよ
うに最も低いときには、迎角θはその範囲Ｓ１内で最小
となり、また仮想線２１で示されるように最も高いとき
には、迎角θはその範囲Ｓ１内で最大となるように制御
手段によって制御される。このようにパンタグラフ１０
の作用高さに対応して補助翼１４の迎角θが変化させら
れるので、舟体１１の押上力の変化を抑制することがで
きる。
【００１６】図３は、舟体１１の押上力に関して説明す
るための図である。図３（ａ）に示すように、舟体１１
には、パンタグラフの作用高さには依存しない舟体揚力
Ｐｆと舟体抗力Ｄｆとが作用する。また補助翼１４に
は、リンク機構１９によって前述のように制御される迎
角θの変化とともに大きさが変化する補助翼揚力Ｐｗと
補助翼抗力Ｄｗとが作用する。なおポール１３ａ，１３
ｂなど他の部分に作用する力は、前記各力よりもはるか
に小さいので無視する。
るための図である。図３（ａ）に示すように、舟体１１
には、パンタグラフの作用高さには依存しない舟体揚力
Ｐｆと舟体抗力Ｄｆとが作用する。また補助翼１４に
は、リンク機構１９によって前述のように制御される迎
角θの変化とともに大きさが変化する補助翼揚力Ｐｗと
補助翼抗力Ｄｗとが作用する。なおポール１３ａ，１３
ｂなど他の部分に作用する力は、前記各力よりもはるか
に小さいので無視する。
【００１７】各ポール１３ａ，１３ｂを参照符「１３」
で総称する。ポール１３の先端側では支持装置１２がポ
ール１３に軸２２を介してピン結合され、基端側では台
枠１６に軸２３を介してピン結合される。補助リンク１
９は、支持装置１２および台枠１６に、軸２４，２５を
介してそれぞれピン結合される。軸２２，２３，２４，
２５間の部分は、平行四辺形リンク機構を構成し、パン
タグラフの作用高さ、すなわちポール１３の傾斜角φが
変化しても、舟体１１の姿勢は一定に維持される。補助
翼１４は連結板３０に固定接続され、連結板３０の一端
は軸２６でポール１３にピン結合され、補助翼リンク３
１にピン結合される。補助翼リンク３１は、一端を連結
板３０に軸２７でピン結合され、他端を軸２８で支持装
置１２にピン結合される。連結板３０、支持装置１２、
ポール１３および補助翼リンク３１は、軸２２，２６，
２７，２８を４隅とする四角形リンクを構成する。
で総称する。ポール１３の先端側では支持装置１２がポ
ール１３に軸２２を介してピン結合され、基端側では台
枠１６に軸２３を介してピン結合される。補助リンク１
９は、支持装置１２および台枠１６に、軸２４，２５を
介してそれぞれピン結合される。軸２２，２３，２４，
２５間の部分は、平行四辺形リンク機構を構成し、パン
タグラフの作用高さ、すなわちポール１３の傾斜角φが
変化しても、舟体１１の姿勢は一定に維持される。補助
翼１４は連結板３０に固定接続され、連結板３０の一端
は軸２６でポール１３にピン結合され、補助翼リンク３
１にピン結合される。補助翼リンク３１は、一端を連結
板３０に軸２７でピン結合され、他端を軸２８で支持装
置１２にピン結合される。連結板３０、支持装置１２、
ポール１３および補助翼リンク３１は、軸２２，２６，
２７，２８を４隅とする四角形リンクを構成する。
【００１８】軸２２，２３間および軸２３，２６間のポ
ール１３の長さをそれぞれｄ１，ｄ２とし、レバー１８
の長さをｄ３とし、レバー１８を吸引する力のうち、レ
バー１８の直角成分をＦとすると、軸２３まわりのモー
メントの釣り合いから、舟体１１へはトロリ線から次の
第１式を満たす押圧力Ｗが作用する。押圧力Ｗは押上力
の反力である。
ール１３の長さをそれぞれｄ１，ｄ２とし、レバー１８
の長さをｄ３とし、レバー１８を吸引する力のうち、レ
バー１８の直角成分をＦとすると、軸２３まわりのモー
メントの釣り合いから、舟体１１へはトロリ線から次の
第１式を満たす押圧力Ｗが作用する。押圧力Ｗは押上力
の反力である。
【００１９】 （Ｗ−Ｐｆ）×ｄ１×cosφ＋Ｄｆ×ｄ１×sinφ−Ｐｗ×ｄ２×cosφ ＋Ｄｗ×ｄ２×sinφ−Ｆ×ｄ３＝０ …（１） 図３（ｂ）は、補助翼リンク３１の反補助翼端の結合部
の軸２８を支持装置１２と結合するのではなく、台枠１
６と結合することによって、同様の目的を果たすことが
できる構成を示す。また、図３（ｃ）に示すように、補
助リンク１９に軸２８でピン結合しても、同一効果が得
られる位置がある。
の軸２８を支持装置１２と結合するのではなく、台枠１
６と結合することによって、同様の目的を果たすことが
できる構成を示す。また、図３（ｃ）に示すように、補
助リンク１９に軸２８でピン結合しても、同一効果が得
られる位置がある。
【００２０】図４は、本発明に関わるパンタグラフ１０
の作用高さと舟体１１の押上力変化との関係を示すグラ
フの一例である。舟体１１の押上力変化は、前記変動範
囲Ｓ１において、図１の仮想線２１で示す最大作用高さ
位置での押上力変化を基準として、図１の仮想線２０の
位置まで、図４に示すように押上力変化量が変動する。
この変動範囲Ｓ１に対応する押上力の変化量の範囲Ｓ２
は、予め定める規定範囲Ｓ３内に収まっているので、ト
ロリ線への舟体１１の過剰な押付けは防止され、トロリ
線および舟体１１の摩耗を最小限にとどめることができ
る。なお図４、後述する図５および図６の各グラフは、
パンタグラフ１０の周囲の風速が最大値のときの様子を
示している。
の作用高さと舟体１１の押上力変化との関係を示すグラ
フの一例である。舟体１１の押上力変化は、前記変動範
囲Ｓ１において、図１の仮想線２１で示す最大作用高さ
位置での押上力変化を基準として、図１の仮想線２０の
位置まで、図４に示すように押上力変化量が変動する。
この変動範囲Ｓ１に対応する押上力の変化量の範囲Ｓ２
は、予め定める規定範囲Ｓ３内に収まっているので、ト
ロリ線への舟体１１の過剰な押付けは防止され、トロリ
線および舟体１１の摩耗を最小限にとどめることができ
る。なお図４、後述する図５および図６の各グラフは、
パンタグラフ１０の周囲の風速が最大値のときの様子を
示している。
【００２１】図５は、本発明に関わるパンタグラフ１０
の作用高さと舟体１１および補助翼１４の迎角との関係
の一例を示すグラフである。図５において、ラインＬ１
は舟体１１の迎角を、ラインＬ２は補助翼１４の迎角変
化をそれぞれ示す。舟体１１の迎角はパンタグラフ１０
の作用高さに拘わらず不変、すなわち０°のままであ
る。補助翼１４の迎角θは、パンタグラフ１０の作用高
さが図１に示される位置にあるときに０°であって、こ
れより作用高さが低いときには負の値に制御され、これ
より作用高さが高いときには正の値に制御される。つま
り補助翼１４の迎角は、前記変動範囲Ｓ１においてパン
タグラフ１０の作用高さが高くなるにつれて、図１の仮
想線２０で示される位置に対応する最低値（負の最大
値）から、図１の仮想線２１で示される位置に対応する
最大値まで増加するように制御される。舟体の特性とし
て迎角０であっても揚力を発生する場合もあり、この場
合には補助翼の揚力特性または補助翼の迎角をシフトし
た形で設定し、バランスさせることもできる。
の作用高さと舟体１１および補助翼１４の迎角との関係
の一例を示すグラフである。図５において、ラインＬ１
は舟体１１の迎角を、ラインＬ２は補助翼１４の迎角変
化をそれぞれ示す。舟体１１の迎角はパンタグラフ１０
の作用高さに拘わらず不変、すなわち０°のままであ
る。補助翼１４の迎角θは、パンタグラフ１０の作用高
さが図１に示される位置にあるときに０°であって、こ
れより作用高さが低いときには負の値に制御され、これ
より作用高さが高いときには正の値に制御される。つま
り補助翼１４の迎角は、前記変動範囲Ｓ１においてパン
タグラフ１０の作用高さが高くなるにつれて、図１の仮
想線２０で示される位置に対応する最低値（負の最大
値）から、図１の仮想線２１で示される位置に対応する
最大値まで増加するように制御される。舟体の特性とし
て迎角０であっても揚力を発生する場合もあり、この場
合には補助翼の揚力特性または補助翼の迎角をシフトし
た形で設定し、バランスさせることもできる。
【００２２】図６は、本発明に関わるパンタグラフ１０
の補助翼１４の迎角と、その揚力および抗力との関係の
一例を示すグラフである。図６において、ラインＬ３は
補助翼１４の揚力変化を、ラインＬ４は補助翼１４の抗
力変化をそれぞれ示す。補助翼１４の揚力は、抗力より
も常に大きく、迎角の増加にほぼ比例して増加する。補
助翼１４の抗力は、迎角が０°、すなわち図１に示す場
合に最小値をとり、この最小値を境に正の迎角側と負の
迎角側とでほぼ対称的に、すなわち迎角の絶対値に対応
して、その絶対値が増加するにつれて緩やかに増加する
ように近似される（補助翼の形状により抗力の特性は変
化するが、通常に使われる範囲でほぼ変化しないとみて
よい程度のものである。）。
の補助翼１４の迎角と、その揚力および抗力との関係の
一例を示すグラフである。図６において、ラインＬ３は
補助翼１４の揚力変化を、ラインＬ４は補助翼１４の抗
力変化をそれぞれ示す。補助翼１４の揚力は、抗力より
も常に大きく、迎角の増加にほぼ比例して増加する。補
助翼１４の抗力は、迎角が０°、すなわち図１に示す場
合に最小値をとり、この最小値を境に正の迎角側と負の
迎角側とでほぼ対称的に、すなわち迎角の絶対値に対応
して、その絶対値が増加するにつれて緩やかに増加する
ように近似される（補助翼の形状により抗力の特性は変
化するが、通常に使われる範囲でほぼ変化しないとみて
よい程度のものである。）。
【００２３】図７は、補助翼１４の迎角θを制御するた
めのリンク機構の構成を示す。補助翼１４は連結板３０
に固定接続され、連結板３０の一端は軸２６でポール１
３にピン結合され、他端は軸２７で補助翼リンク３１に
ピン結合される。補助翼リンク３１は、一端を連結板３
０に軸２７でピン結合され、他端を軸２８で支持装置１
２にピン結合される。
めのリンク機構の構成を示す。補助翼１４は連結板３０
に固定接続され、連結板３０の一端は軸２６でポール１
３にピン結合され、他端は軸２７で補助翼リンク３１に
ピン結合される。補助翼リンク３１は、一端を連結板３
０に軸２７でピン結合され、他端を軸２８で支持装置１
２にピン結合される。
【００２４】図８に示すように、連結板３０、支持装置
１２、ポール１３、および補助翼リンク３１は、軸２
２，２６，２７，２８を４隅とする４角形リンクを構成
する。この４角形リンクの４辺の長さをｌ１，ｌ２．ｌ
３．ｌ４とすると、それぞれの値を適当に選択すること
によって、ポール角度φが変化するのに同調して、連結
板３０の傾き、すなわち補助翼１４の傾きを変化させる
ことができる。
１２、ポール１３、および補助翼リンク３１は、軸２
２，２６，２７，２８を４隅とする４角形リンクを構成
する。この４角形リンクの４辺の長さをｌ１，ｌ２．ｌ
３．ｌ４とすると、それぞれの値を適当に選択すること
によって、ポール角度φが変化するのに同調して、連結
板３０の傾き、すなわち補助翼１４の傾きを変化させる
ことができる。
【００２５】同様に補助翼リンク３１の反補助翼の結合
部である軸２８を、支持装置１２と結合するのではな
く、図３（ｂ）に示すように台枠１６と結合することも
できる。補助翼リンク３１を連結させる車両の屋根に近
づくので、風速が下がり、発生する音のエネルギが少な
くなる。
部である軸２８を、支持装置１２と結合するのではな
く、図３（ｂ）に示すように台枠１６と結合することも
できる。補助翼リンク３１を連結させる車両の屋根に近
づくので、風速が下がり、発生する音のエネルギが少な
くなる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、補助翼の迎角をパンタ
グラフの作用高さに対応して変化させるだけで低騒音化
された翼型舟体の押上力変動を抑え、トロリ線への押付
け力を一定の範囲内に調整することができ、舟体および
トロリ線の摩耗は最小限にとどめられる。
グラフの作用高さに対応して変化させるだけで低騒音化
された翼型舟体の押上力変動を抑え、トロリ線への押付
け力を一定の範囲内に調整することができ、舟体および
トロリ線の摩耗は最小限にとどめられる。
【００２７】また本発明によれば、中空のポール内に補
助リンクを含むリンク機構で、舟体の姿勢を一定に維持
するので、外部に露出している部分の形状が単純化さ
れ、空力音などの騒音発生を低減することができる。
助リンクを含むリンク機構で、舟体の姿勢を一定に維持
するので、外部に露出している部分の形状が単純化さ
れ、空力音などの騒音発生を低減することができる。
【００２８】さらに本発明によれば、一対のポール間に
補助翼が配置されるので、補助翼の長さを充分に大きく
とって舟体の押上力の変化を容易に抑制することができ
る。
補助翼が配置されるので、補助翼の長さを充分に大きく
とって舟体の押上力の変化を容易に抑制することができ
る。
【００２９】さらにまた本発明によれば、ポール内に舟
体の姿勢を一定に維持するリンク機構が設けられので、
外部に露出している部分の形状が単純化されて空力音な
どの騒音の発生が一層低減される。
体の姿勢を一定に維持するリンク機構が設けられので、
外部に露出している部分の形状が単純化されて空力音な
どの騒音の発生が一層低減される。
【図１】本発明の実施の一形態であるπ型パンタグラフ
１０の正面図である。
１０の正面図である。
【図２】π型パンタグラフ１０の左側面図である。
【図３】リンク機構の構成とポール１３についてのモー
メントの釣合いとを説明するための図である。
メントの釣合いとを説明するための図である。
【図４】本発明に関わるパンタグラフ１０の作用高さと
押上力変化との関係を示すグラフである。
押上力変化との関係を示すグラフである。
【図５】本発明に関わるパンタグラフ１０の作用高さと
舟体１１および補助翼１４の迎角との関係を示すグラフ
である。
舟体１１および補助翼１４の迎角との関係を示すグラフ
である。
【図６】本発明に関わるパンタグラフ１０の補助翼１４
の迎角とその揚力および抗力との関係を示すグラフであ
る。
の迎角とその揚力および抗力との関係を示すグラフであ
る。
【図７】補助翼１４の迎角を制御するためのリンク機構
の概要を示す図である。
の概要を示す図である。
【図８】図７のリンク機構のうちで、補助翌１４の迎角
を制御する４角形リンクの構成を示す図である。
を制御する４角形リンクの構成を示す図である。
１０ パンタグラフ １１ 舟体 １２ 支持装置 １３，１３ａ，１３ｂ ポール １４ 補助翼 １５ ホーン １６ 台枠 １７ 台枠カバー １８ レバー １９ 補助リンク ２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８ 軸 ３０ 連結板 ３１ 補助翼リンク
フロントページの続き (72)発明者 吉野 満治 兵庫県神戸市兵庫区和田山通２丁目１番 18号 川崎重工業株式会社 兵庫工場内 (56)参考文献 特開 平５−328512（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−336802（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−322409（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−275303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−186504（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−20507（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 5/00 - 5/42
Claims (4)
- 【請求項１】 低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフ
の押上力制御方法において、 該翼型舟体を、走行方向に垂直な幅方向に間隔をあけて
配置される一対の支持装置で下方から支え、 各支持装置を、該幅方向に間隔をあけて配置され、水平
方向に対する傾斜角度が増大するように、基端側がばね
で付勢される一対のポールの先端で、それぞれ支え、 該支持装置によって支持される舟体の姿勢を、該ポール
を１つのリンクとして含むリンク機構で、パンタグラフ
の作用高さが変化しても一定に維持し、 該一対のポール間に、迎角を変更可能な補助翼を設け、 該補助翼の迎角を、該ポールおよび該支持装置を含む補
助翼リンクで、パンタグラフの作用高さの上昇とともに
増加するように変化させることによって、補助翼の揚力
を増大させ、ばねによる舟体の押上力低下を補償するこ
とを特徴とするパンタグラフの押上力制御方法。 - 【請求項２】 前記一対のポールはそれぞれ中空とし、
該ポールの内部に前記リンク機構に含まれる補助リンク
を設けることを特徴とする請求項１記載のパンタグラフ
の押上力制御方法。 - 【請求項３】 低騒音の翼型舟体を備えるパンタグラフ
の押上力制御装置において、 舟体を、下方から支え、走行方向に垂直な幅方向に間隔
をあけて配置される一対の支持装置と、 各支持装置を、先端でそれぞれ支え、該幅方向に間隔を
あけて配置され、傾斜角度の変化でパンタグラフの作用
高さを変化可能な一対のポールと、 各ポールの基端側で、該傾斜角度が水平方向に対して増
大するように付勢するばねと、 該支持装置の姿勢を、パンタグラフの作用高さが変化し
ても一定に維持することが可能で、該ポールを１つのリ
ンクとして含むリンク機構と、 該一対のポール間に配置され、迎角を変更可能な補助翼
と、 該補助翼の迎角を、パンタグラフの作用高さに対応して
変化させ、パンタグラフの作用高さによって変わる舟体
の押上力の変化を抑制可能で、該ポールおよび該支持装
置を含む補助翼リンクとを、含むことを特徴とするパン
タグラフの押上力制御装置。 - 【請求項４】 前記一対のポールはそれぞれ中空であ
り、 各ポールの内部に、前記リンク機構に含まれる補助リン
クが設けられることを特徴とする請求項３記載のパンタ
グラフの押上力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31120795A JP3266777B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-11-29 | パンタグラフの押上力制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4587495 | 1995-03-06 | ||
| JP7-45874 | 1995-03-06 | ||
| JP31120795A JP3266777B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-11-29 | パンタグラフの押上力制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308013A JPH08308013A (ja) | 1996-11-22 |
| JP3266777B2 true JP3266777B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=26385971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31120795A Expired - Fee Related JP3266777B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-11-29 | パンタグラフの押上力制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3266777B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3062824B1 (fr) | 2017-02-15 | 2019-03-15 | Faiveley Transport Tours | Pantographe et vehicule ferroviaire comportant un tel pantographe |
| FR3092040B1 (fr) | 2019-01-28 | 2021-01-01 | Faiveley Transp Tours | Pantographe et vehicule ferroviaire comportant un tel pantographe |
| CN111907332A (zh) * | 2020-08-04 | 2020-11-10 | 北京中车赛德铁道电气科技有限公司 | 一种受电弓导流板设计方法 |
-
1995
- 1995-11-29 JP JP31120795A patent/JP3266777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08308013A (ja) | 1996-11-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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