JP3374469B2 - 集電装置 - Google Patents
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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- B60L2270/10—Emission reduction
- B60L2270/14—Emission reduction of noise
- B60L2270/142—Emission reduction of noise acoustic
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車輌の集電装置に
係り、特に高速鉄道車輌に好適な集電装置に関するもの
である。
係り、特に高速鉄道車輌に好適な集電装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】一般に、電力を動力源とする鉄道車輌
は、架線を介して接触集電する集電装置を車輌屋根上に
装備している。この集電装置の低騒音対策として、特開
平4-304101号公報には集電装置の前後に遮音装置（カバ
ー）を設置する低騒音化構造が開示されている。この低
騒音化構造は、集電装置の前後に遮音装置を設置し、そ
の遮音装置によって減速した流れ中に集電装置を配置
し、集電装置から生じる空力騒音の発生を防ぐと共に、
集電装置から生じた空力騒音の周囲への放射を抑制する
ものである。
は、架線を介して接触集電する集電装置を車輌屋根上に
装備している。この集電装置の低騒音対策として、特開
平4-304101号公報には集電装置の前後に遮音装置（カバ
ー）を設置する低騒音化構造が開示されている。この低
騒音化構造は、集電装置の前後に遮音装置を設置し、そ
の遮音装置によって減速した流れ中に集電装置を配置
し、集電装置から生じる空力騒音の発生を防ぐと共に、
集電装置から生じた空力騒音の周囲への放射を抑制する
ものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に開示さ
れている集電装置は、高速走行時に集電装置から発生す
る騒音の低減を目的としたものである。しかし、350km/
hrでの営業運転を目標とする次世代高速鉄道では、遮音
装置自身から空力騒音が発生するなどの問題が生じるた
め、この集電装置を用いた低騒音化対策は、高速度域に
おいて有効であるとはいい難い。また、車輌の走行時に
生じる空気抵抗は、速度の二乗に比例して増加するの
で、現行の速度を上回る350 km/hrでの営業運行を目標
とする次世代新幹線では、遮音装置に起因する走行抵抗
がもたらす運行コストの増大が非常に大きな問題とな
る。
れている集電装置は、高速走行時に集電装置から発生す
る騒音の低減を目的としたものである。しかし、350km/
hrでの営業運転を目標とする次世代高速鉄道では、遮音
装置自身から空力騒音が発生するなどの問題が生じるた
め、この集電装置を用いた低騒音化対策は、高速度域に
おいて有効であるとはいい難い。また、車輌の走行時に
生じる空気抵抗は、速度の二乗に比例して増加するの
で、現行の速度を上回る350 km/hrでの営業運行を目標
とする次世代新幹線では、遮音装置に起因する走行抵抗
がもたらす運行コストの増大が非常に大きな問題とな
る。
【０００４】本発明の目的は、上記の問題点を鑑み、次
世代高速鉄道における集電装置自身の低騒音化と空気抵
抗の低減を図る構造を達成することにある。
世代高速鉄道における集電装置自身の低騒音化と空気抵
抗の低減を図る構造を達成することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、給電体から
電力を集電する集電体と、前記集電体を車輌に対して絶
縁支持する絶縁体と、前記集電体で集電した電力を受け
取り負荷側へ導電する導電体とを備え鉄道車輌に設置さ
れる集電装置において、前記絶縁体及び導電体は長軸状
の中心部とその中心部の直径より大きな笠体を所定の間
隔で複数取付けたものであり、前記絶縁体及び導電体を
前記鉄道車輌の進行方向に前傾させたとき、前記笠体が
前記鉄道車輌に対する空気の流れと同一方向となるよう
にこの笠体を所定の角度で傾けて取付けたことにより達
成される。
電力を集電する集電体と、前記集電体を車輌に対して絶
縁支持する絶縁体と、前記集電体で集電した電力を受け
取り負荷側へ導電する導電体とを備え鉄道車輌に設置さ
れる集電装置において、前記絶縁体及び導電体は長軸状
の中心部とその中心部の直径より大きな笠体を所定の間
隔で複数取付けたものであり、前記絶縁体及び導電体を
前記鉄道車輌の進行方向に前傾させたとき、前記笠体が
前記鉄道車輌に対する空気の流れと同一方向となるよう
にこの笠体を所定の角度で傾けて取付けたことにより達
成される。
【０００６】また、給電体から電力を集電する集電体
と、この集電体を車輌に対して絶縁支持する絶縁体と、
前記集電体で集電した電力を受け取り負荷側へ導電する
導電体とを備え鉄道車輌に設置される集電装置におい
て、前記導電体は前記絶縁体に対し車輌の幅方向に所定
の距離離して配置し、前記絶縁体及び導電体は長軸状の
中心部とその中心部の直径より大きな笠体を所定の間隔
で複数取付けたものであり、前記絶縁体及び導電体を前
記鉄道車輌の進行方向に前傾させたとき、前記笠体が前
記鉄道車輌に対する空気の流れと同一方向となるように
この笠体を所定の角度で傾けて取付けたことにより達成
される。
と、この集電体を車輌に対して絶縁支持する絶縁体と、
前記集電体で集電した電力を受け取り負荷側へ導電する
導電体とを備え鉄道車輌に設置される集電装置におい
て、前記導電体は前記絶縁体に対し車輌の幅方向に所定
の距離離して配置し、前記絶縁体及び導電体は長軸状の
中心部とその中心部の直径より大きな笠体を所定の間隔
で複数取付けたものであり、前記絶縁体及び導電体を前
記鉄道車輌の進行方向に前傾させたとき、前記笠体が前
記鉄道車輌に対する空気の流れと同一方向となるように
この笠体を所定の角度で傾けて取付けたことにより達成
される。
【０００７】また、前記絶縁体及び導電体の少なくとも
一方は車輌の床面に平行な断面の形状を流線型としたこ
とにより達成される。
一方は車輌の床面に平行な断面の形状を流線型としたこ
とにより達成される。
【０００８】また、前記導電体の給電体側の端部を曲面
としたことにより達成される。
としたことにより達成される。
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【作用】空力騒音は空気中の乱れが物体表面近傍に存在
すると生じる。このため、絶縁体の下流の乱れの強い場
所に導電体を配置すれば、導電体の表面に圧力変動を生
じ、その結果、音波が励起され音となり周囲へ放射され
る。本発明では、集電装置の低騒音化を図るために、導
電体を絶縁体の下流の乱れの強い場所に設置せず、絶縁
体の下流の乱れの強くない位置に導電体をずらして（以
下、オフセットと称する）させて配置する。また、従来
型の円筒形状の絶縁体、導電体に代えて長手方向の垂直
断面の形状を流線型状とすることにより、さらに集電装
置の低騒音化を促進する。
すると生じる。このため、絶縁体の下流の乱れの強い場
所に導電体を配置すれば、導電体の表面に圧力変動を生
じ、その結果、音波が励起され音となり周囲へ放射され
る。本発明では、集電装置の低騒音化を図るために、導
電体を絶縁体の下流の乱れの強い場所に設置せず、絶縁
体の下流の乱れの強くない位置に導電体をずらして（以
下、オフセットと称する）させて配置する。また、従来
型の円筒形状の絶縁体、導電体に代えて長手方向の垂直
断面の形状を流線型状とすることにより、さらに集電装
置の低騒音化を促進する。
【００１７】また、集電体に作用する定常揚力を低減す
るために、集電体を車輌進行方向に前傾させることによ
り、トンネル突入、突出時に集電体に作用する揚力変動
の影響を小さくすると同時に、集電体に作用する定常揚
力の発生を抑制することが可能となる。
るために、集電体を車輌進行方向に前傾させることによ
り、トンネル突入、突出時に集電体に作用する揚力変動
の影響を小さくすると同時に、集電体に作用する定常揚
力の発生を抑制することが可能となる。
【００１８】
【実施例】本発明の実施例を図１〜図２５により説明す
る。
る。
【００１９】図１は本発明の一実施例の集電装置を鉄道
車輌に搭載した状態を示す部分斜視図である。また、図
２、図３、図４に、絶縁体４と導電体５とを夫々台座１
７’および１７”で支持した集電装置の斜視図、正面
図、側面図を示し、図５、図６、図７に絶縁体４と導電
体５を各々の台座１７で支持した集電装置の斜視図、正
面図、側面図を示す。
車輌に搭載した状態を示す部分斜視図である。また、図
２、図３、図４に、絶縁体４と導電体５とを夫々台座１
７’および１７”で支持した集電装置の斜視図、正面
図、側面図を示し、図５、図６、図７に絶縁体４と導電
体５を各々の台座１７で支持した集電装置の斜視図、正
面図、側面図を示す。
【００２０】本集電装置は給電体１から集電体３により
接触集電した電力を、可撓性導体１１、導電体５を介し
て車輌８側へ供給するものであり、各種の低騒音化対策
が施された車輌８上に搭載されている。非集電時には、
集電装置の下部に設けられた旋回機構１３を中心に旋回
させて格納ドーム１０内に収納する。尚、図中の１５は
車輌進行方向を示す。
接触集電した電力を、可撓性導体１１、導電体５を介し
て車輌８側へ供給するものであり、各種の低騒音化対策
が施された車輌８上に搭載されている。非集電時には、
集電装置の下部に設けられた旋回機構１３を中心に旋回
させて格納ドーム１０内に収納する。尚、図中の１５は
車輌進行方向を示す。
【００２１】本集電装置は、集電体３を絶縁支持する絶
縁体４に対し車輌の幅方向に所定の間隔を置き導電体５
を配置した（オフセット配置）ものである。一般に、空
力騒音は空気中の乱れが物体表面近傍に存在すると生じ
る。このため、絶縁体４の下流の乱れの強い場所に導電
体５を配置すれば、導電体５の表面に圧力変動を生じ、
その結果、音波が励起され音となり周囲へ放射される。
この現象を避けるために、導電体５を絶縁体４の下流の
乱れの強い場所に設置することを避け、絶縁体４下流か
らオフセットさせて配置することにより集電装置の低騒
音化を図ることができる。
縁体４に対し車輌の幅方向に所定の間隔を置き導電体５
を配置した（オフセット配置）ものである。一般に、空
力騒音は空気中の乱れが物体表面近傍に存在すると生じ
る。このため、絶縁体４の下流の乱れの強い場所に導電
体５を配置すれば、導電体５の表面に圧力変動を生じ、
その結果、音波が励起され音となり周囲へ放射される。
この現象を避けるために、導電体５を絶縁体４の下流の
乱れの強い場所に設置することを避け、絶縁体４下流か
らオフセットさせて配置することにより集電装置の低騒
音化を図ることができる。
【００２２】図５、図６、図７に示される集電装置は、
集電体３を支持する絶縁体４と、給電体１から集電した
電力を車輌８側へ送電する導電用ケーブルヘッドの各々
の直下に各台座１７’及び１７”と旋回機構１３’およ
び１３”を有すものである。
集電体３を支持する絶縁体４と、給電体１から集電した
電力を車輌８側へ送電する導電用ケーブルヘッドの各々
の直下に各台座１７’及び１７”と旋回機構１３’およ
び１３”を有すものである。
【００２３】絶縁体４の直下に旋回機構１３’を設ける
ことにより、車輌８のトンネル突入時、突出時および車
輌８のすれ違い時に集電体３に生じる揚力変動を、集電
体を支持している絶縁体４の直下に装備した旋回機構１
３’により受け止めることができるので、集電体３に揚
力変動が生じたとしても、旋回機構１３’を中心とした
モーメントを発生せず、集電装置自身の安定に寄与す
る。また、導電体５の直下に旋回機構１３”を設けるこ
とにより、非集電時に集電装置を格納カバー内に収納す
る際に、導電体５の下端から車輌８側へ連結しているケ
ーブル１２の変位を最小限にすることができ、繰り返し
変位による疲労を小さくすることができるので、ケーブ
ル１２の取替期間を長くすることが可能となる。
ことにより、車輌８のトンネル突入時、突出時および車
輌８のすれ違い時に集電体３に生じる揚力変動を、集電
体を支持している絶縁体４の直下に装備した旋回機構１
３’により受け止めることができるので、集電体３に揚
力変動が生じたとしても、旋回機構１３’を中心とした
モーメントを発生せず、集電装置自身の安定に寄与す
る。また、導電体５の直下に旋回機構１３”を設けるこ
とにより、非集電時に集電装置を格納カバー内に収納す
る際に、導電体５の下端から車輌８側へ連結しているケ
ーブル１２の変位を最小限にすることができ、繰り返し
変位による疲労を小さくすることができるので、ケーブ
ル１２の取替期間を長くすることが可能となる。
【００２４】本発明を適用した集電装置の一実施例であ
る集電装置の低面図を図８に示す。絶縁体４の中心と導
電体５の中心の車輌長手方向及び幅方向の距離を夫々
Ｈ，Ｗとし、Ｈ＝４２０mm、Ｗ＝５００mmとして形成し
た。即ちＷ＝５００mmがオフセット量となる。このオフ
セット量Ｗは、ある程度大きくないと騒音低減効果が得
られない。導電体５は、図８に示されるように、集電体
３に覆われる位置に配置することにより、給電体１とす
り板２の摺動およびアーク等で飛散する金属微粉の導電
体５の表面への付着を防止することができる。これによ
り、導電体５表面で生じる絶縁破壊を防ぎ、絶縁信頼性
の向上に寄与する。
る集電装置の低面図を図８に示す。絶縁体４の中心と導
電体５の中心の車輌長手方向及び幅方向の距離を夫々
Ｈ，Ｗとし、Ｈ＝４２０mm、Ｗ＝５００mmとして形成し
た。即ちＷ＝５００mmがオフセット量となる。このオフ
セット量Ｗは、ある程度大きくないと騒音低減効果が得
られない。導電体５は、図８に示されるように、集電体
３に覆われる位置に配置することにより、給電体１とす
り板２の摺動およびアーク等で飛散する金属微粉の導電
体５の表面への付着を防止することができる。これによ
り、導電体５表面で生じる絶縁破壊を防ぎ、絶縁信頼性
の向上に寄与する。
【００２５】図９に示す相対騒音レベル（ｄＢ）と周波
数との関係は、現行の新幹線車輌「のぞみ」等で使用さ
ている下枠交差型の従来型集電装置と、２本の円筒形状
の絶縁体４とオフセット配置させた導電体５を、三角形
状の集電体３の下に備えた本実施例による集電装置との
風洞実験による実車騒音推定結果である。図９中の白菱
形のシンボルが従来型の集電装置の結果を示し、白三角
のシンボルが本実施例による集電装置の結果を示す。オ
ーバーオールの相対騒音レベルは、本実施例の集電装置
の方が、従来型集電装置に比較して約１９デシベル（d
B）低く低騒音化に効果が大きいことが判明した。
数との関係は、現行の新幹線車輌「のぞみ」等で使用さ
ている下枠交差型の従来型集電装置と、２本の円筒形状
の絶縁体４とオフセット配置させた導電体５を、三角形
状の集電体３の下に備えた本実施例による集電装置との
風洞実験による実車騒音推定結果である。図９中の白菱
形のシンボルが従来型の集電装置の結果を示し、白三角
のシンボルが本実施例による集電装置の結果を示す。オ
ーバーオールの相対騒音レベルは、本実施例の集電装置
の方が、従来型集電装置に比較して約１９デシベル（d
B）低く低騒音化に効果が大きいことが判明した。
【００２６】図１０から図１５に本発明の別の実施例を
示す。図１０、図１１、図１２に、絶縁体４と導電体５
を共通の台座１７で支持した集電装置の斜視図、正面
図、側面図を示し、図１３、図１４、図１５に絶縁体４
と導電体５を各々の台座１７’および１７”で支持した
集電装置の斜視図、正面図、側面図を示す。本実施例で
は絶縁体４と導電体５の車輌床面に平行な断面形状を流
線型とした。このように絶縁体４と導電体５の断面形状
を流線型状とすることにより、従来型の円柱状の絶縁体
４と導電体５に比較して、空気の流れが円滑になり空力
騒音を発生させにくいため、より低騒音の集電装置を構
成することができる。
示す。図１０、図１１、図１２に、絶縁体４と導電体５
を共通の台座１７で支持した集電装置の斜視図、正面
図、側面図を示し、図１３、図１４、図１５に絶縁体４
と導電体５を各々の台座１７’および１７”で支持した
集電装置の斜視図、正面図、側面図を示す。本実施例で
は絶縁体４と導電体５の車輌床面に平行な断面形状を流
線型とした。このように絶縁体４と導電体５の断面形状
を流線型状とすることにより、従来型の円柱状の絶縁体
４と導電体５に比較して、空気の流れが円滑になり空力
騒音を発生させにくいため、より低騒音の集電装置を構
成することができる。
【００２７】また、このような形状の絶縁体４を採用す
ることにより、絶縁体４として必要な要因の一つである
縁面距離、即ち絶縁体の軸方向断面の一方の外形線の長
さの総和に関しても以下の利点がある。従来の絶縁体４
のように円柱形状である場合では、車輌８が高速で走行
する際に、絶縁体４の下流側に圧力の低い面が生じる。
従来より圧力低下に起因する絶縁破壊を避けるために、
圧力低下に見合うだけの縁面距離を多く見積もることに
より対処してきた。しかし、絶縁体４を取り巻く設備の
状況によっては、縁面距離の増加に伴う絶縁体４の寸法
の増大を許容することができないことも有り得る。その
様な場合には、絶縁体４を流線型形状とすることによ
り、絶縁体４の下流側に、静圧の極端に低下する部位の
出現を避けることができ、圧力低下に伴う絶縁破壊を防
ぐと同時に、縁面距離の増加を最小限に抑える。導電体
５にもこの形状を適用することにより、同様の効果が期
待できる。
ることにより、絶縁体４として必要な要因の一つである
縁面距離、即ち絶縁体の軸方向断面の一方の外形線の長
さの総和に関しても以下の利点がある。従来の絶縁体４
のように円柱形状である場合では、車輌８が高速で走行
する際に、絶縁体４の下流側に圧力の低い面が生じる。
従来より圧力低下に起因する絶縁破壊を避けるために、
圧力低下に見合うだけの縁面距離を多く見積もることに
より対処してきた。しかし、絶縁体４を取り巻く設備の
状況によっては、縁面距離の増加に伴う絶縁体４の寸法
の増大を許容することができないことも有り得る。その
様な場合には、絶縁体４を流線型形状とすることによ
り、絶縁体４の下流側に、静圧の極端に低下する部位の
出現を避けることができ、圧力低下に伴う絶縁破壊を防
ぐと同時に、縁面距離の増加を最小限に抑える。導電体
５にもこの形状を適用することにより、同様の効果が期
待できる。
【００２８】図１６から図１９に本発明の別の実施例を
示す。図１６、図１７、図１８、図１９に、集電体３と
絶縁体４の接続部１６を、流線型状の滑らかな形状とし
た集電装置の斜視図、正面図、側面図、および集電体３
を車輌８側から給電体１側に見た底面図を示す。絶縁体
４及び導電体５の断面形状は、図１０乃至図１５に示す
ものと同じである。集電体３と絶縁体４の接続部１６を
滑らかに連結し、接合部に鋭い角が無いようにした。集
電体３と絶縁体４の接合部が鋭角であると、２次流れが
生じるために、走行抵抗が増大する。また、壁面近傍の
流れの急激な変化は、圧力変動を伴うため空力騒音を発
生させやすい。さらに、集電体３と絶縁体４の接続部１
６を滑らかに接続することにより、絶縁体４下流に生じ
る後流を円筒形状の絶縁体４の場合と比較して小さくで
きるので、絶縁体４により減速された気流の速度差に起
因する集電体３に生じる車体側から給電体１側への揚力
の低減に寄与する。
示す。図１６、図１７、図１８、図１９に、集電体３と
絶縁体４の接続部１６を、流線型状の滑らかな形状とし
た集電装置の斜視図、正面図、側面図、および集電体３
を車輌８側から給電体１側に見た底面図を示す。絶縁体
４及び導電体５の断面形状は、図１０乃至図１５に示す
ものと同じである。集電体３と絶縁体４の接続部１６を
滑らかに連結し、接合部に鋭い角が無いようにした。集
電体３と絶縁体４の接合部が鋭角であると、２次流れが
生じるために、走行抵抗が増大する。また、壁面近傍の
流れの急激な変化は、圧力変動を伴うため空力騒音を発
生させやすい。さらに、集電体３と絶縁体４の接続部１
６を滑らかに接続することにより、絶縁体４下流に生じ
る後流を円筒形状の絶縁体４の場合と比較して小さくで
きるので、絶縁体４により減速された気流の速度差に起
因する集電体３に生じる車体側から給電体１側への揚力
の低減に寄与する。
【００２９】また、図１７に示すように、導電体５の給
電体１側の端部と集電体３の間の間隔を接続部１６の集
電体３と絶縁体４との距離以上としたものである。導電
体５を絶縁体４の下流に直列に配置しないので、導電体
５の近傍の流れが集電体３に左右の不均衡な揚力変動を
もたらし、その結果、集電体３にピッチングモーメント
を生じさせることが考えられる。そこで上記の問題を回
避するために、導電体５の上端を集電体３から所定の距
離だけ離して設置することにより、集電体３の下流の流
れの乱れに起因する集電体３のピッチングモーメントの
発生を抑制し、安定集電性能の向上を図る。
電体１側の端部と集電体３の間の間隔を接続部１６の集
電体３と絶縁体４との距離以上としたものである。導電
体５を絶縁体４の下流に直列に配置しないので、導電体
５の近傍の流れが集電体３に左右の不均衡な揚力変動を
もたらし、その結果、集電体３にピッチングモーメント
を生じさせることが考えられる。そこで上記の問題を回
避するために、導電体５の上端を集電体３から所定の距
離だけ離して設置することにより、集電体３の下流の流
れの乱れに起因する集電体３のピッチングモーメントの
発生を抑制し、安定集電性能の向上を図る。
【００３０】図２０に本発明による集電装置の別の実施
例を示す。集電体３から導電体５への可撓性導体１１の
長手方向に垂直な断面（図１７のＣ−Ｃ断面）の形状を
流線型状としたものである。可撓性導体１１は、他の集
電装置の構成部材に比べて細長いため、可撓性導体１１
の下流の流れは、２次元性の強い流れになることが考え
られる。そこで、可撓性導体１１の長手方向に垂直な断
面を流線型状とすることにより、可撓性導体１１の下流
に空力騒音源になりやすいカルマン渦の発生を防ぎ、低
騒音化を促進する。
例を示す。集電体３から導電体５への可撓性導体１１の
長手方向に垂直な断面（図１７のＣ−Ｃ断面）の形状を
流線型状としたものである。可撓性導体１１は、他の集
電装置の構成部材に比べて細長いため、可撓性導体１１
の下流の流れは、２次元性の強い流れになることが考え
られる。そこで、可撓性導体１１の長手方向に垂直な断
面を流線型状とすることにより、可撓性導体１１の下流
に空力騒音源になりやすいカルマン渦の発生を防ぎ、低
騒音化を促進する。
【００３１】図２１に、本発明による集電装置の別の実
施例を示す。集電体３を車輌進行方向に対して前傾させ
状態で、絶縁体４により支持したものである。集電体３
は絶縁体４に共通台座１７を介して支持されているので
集電体３の車輌８側を通過する流れは絶縁体４により減
速され、集電体３の給電体１側と車輌８側で通過する気
流流速に速度差が生じる。その結果、集電体３に車輌８
側から給電体１側への揚力が生じ、集電装置の安定集電
性能に悪影響を及ぼすことが考えられる。一般に、翼の
揚力係数は、迎角の増加に対して急激に変化し、迎角が
２〜４度変化すれば、翼に生じる揚力が３〜５倍に達す
る。そこで、図２１に示すように、集電体３と絶縁体４
の接続部１６を支点に、集電体３を車輌進行方向に前傾
させて絶縁体４で支持した。これにより、車輌８の高速
走行時に集電体３に作用する定常揚力を減少させると同
時にトンネル通過時に集電体３に生じる急激な揚力変動
の影響を小さく抑え、集電性能の悪化を防止することが
できる。また、集電体３と絶縁体４の接続部１６を支点
に、集電体３を前傾させるので、絶縁体４の各笠体は、
流れに対して略平行に配置される。従って、絶縁体４の
笠体から生じる空力騒音の発生を抑制することができ
る。
施例を示す。集電体３を車輌進行方向に対して前傾させ
状態で、絶縁体４により支持したものである。集電体３
は絶縁体４に共通台座１７を介して支持されているので
集電体３の車輌８側を通過する流れは絶縁体４により減
速され、集電体３の給電体１側と車輌８側で通過する気
流流速に速度差が生じる。その結果、集電体３に車輌８
側から給電体１側への揚力が生じ、集電装置の安定集電
性能に悪影響を及ぼすことが考えられる。一般に、翼の
揚力係数は、迎角の増加に対して急激に変化し、迎角が
２〜４度変化すれば、翼に生じる揚力が３〜５倍に達す
る。そこで、図２１に示すように、集電体３と絶縁体４
の接続部１６を支点に、集電体３を車輌進行方向に前傾
させて絶縁体４で支持した。これにより、車輌８の高速
走行時に集電体３に作用する定常揚力を減少させると同
時にトンネル通過時に集電体３に生じる急激な揚力変動
の影響を小さく抑え、集電性能の悪化を防止することが
できる。また、集電体３と絶縁体４の接続部１６を支点
に、集電体３を前傾させるので、絶縁体４の各笠体は、
流れに対して略平行に配置される。従って、絶縁体４の
笠体から生じる空力騒音の発生を抑制することができ
る。
【００３２】図２２に、本発明による集電装置の別の実
施例を示す。図２１の実施例の目的と同様に、集電体３
に生じる揚力の低減を図るための実施例である。集電体
３に作用する揚力が小さくなるように、集電装置の収納
時に機能する旋回機構１３を支点に、絶縁体４を車輌進
行方向に前傾させた。また、絶縁体４及び導電体５の笠
体を流れに対して平行に配置されるように、絶縁体４の
軸方向に対して車輌の床面に平行となる方向に所定の角
度傾斜させて笠体を取り付けた。本実施例では、笠体が
絶縁体及び導電体の軸方向に直角な方向に形成されたも
のを用いると絶縁体４の笠体が空気の流れに対して角度
を持つことになり、笠体に衝突し笠体の上流側で剥離し
た流れが、絶縁体４軸部に衝突するため、空力騒音の発
生源となりやすい。しかし、本実施例によれば絶縁体４
の下端部の旋回機構１３を中心に、集電体３に作用する
定常揚力が小さくなる角度に前傾させ、更に笠体も空気
の流れに平行となるように配置することによって騒音を
低減できる。
施例を示す。図２１の実施例の目的と同様に、集電体３
に生じる揚力の低減を図るための実施例である。集電体
３に作用する揚力が小さくなるように、集電装置の収納
時に機能する旋回機構１３を支点に、絶縁体４を車輌進
行方向に前傾させた。また、絶縁体４及び導電体５の笠
体を流れに対して平行に配置されるように、絶縁体４の
軸方向に対して車輌の床面に平行となる方向に所定の角
度傾斜させて笠体を取り付けた。本実施例では、笠体が
絶縁体及び導電体の軸方向に直角な方向に形成されたも
のを用いると絶縁体４の笠体が空気の流れに対して角度
を持つことになり、笠体に衝突し笠体の上流側で剥離し
た流れが、絶縁体４軸部に衝突するため、空力騒音の発
生源となりやすい。しかし、本実施例によれば絶縁体４
の下端部の旋回機構１３を中心に、集電体３に作用する
定常揚力が小さくなる角度に前傾させ、更に笠体も空気
の流れに平行となるように配置することによって騒音を
低減できる。
【００３３】さらに、導電体５の車輌側の端部を曲面と
することにより、導電体５の端部により生じる風きり音
を低減させることができる。
することにより、導電体５の端部により生じる風きり音
を低減させることができる。
【００３４】図２３に、本発明による集電装置の別の実
施例を示す。本実施例は車輌屋根上に装備される格納ド
ーム１０により集電装置に対して車輌８側から給電体１
側へ吹き上げる方向の気流１９が衝突することを考慮し
た構造である。絶縁体４の笠体から生じる空力騒音の発
生を防ぐために、笠体の向きを集電装置近傍の流れに対
して略平行に配置するように、絶縁体４の軸方向に対し
て笠体を車輌進行方向に所定の角度前傾させて取り付け
た。これにより、笠体の向きは格納ドームに沿う気流１
９に平行となり笠体による気流の乱れを低減し、低騒音
化を図ることができる。尚本実施例において、絶縁体と
導電体とを車輌幅方向にずらして配置するとより効果が
大きい。
施例を示す。本実施例は車輌屋根上に装備される格納ド
ーム１０により集電装置に対して車輌８側から給電体１
側へ吹き上げる方向の気流１９が衝突することを考慮し
た構造である。絶縁体４の笠体から生じる空力騒音の発
生を防ぐために、笠体の向きを集電装置近傍の流れに対
して略平行に配置するように、絶縁体４の軸方向に対し
て笠体を車輌進行方向に所定の角度前傾させて取り付け
た。これにより、笠体の向きは格納ドームに沿う気流１
９に平行となり笠体による気流の乱れを低減し、低騒音
化を図ることができる。尚本実施例において、絶縁体と
導電体とを車輌幅方向にずらして配置するとより効果が
大きい。
【００３５】図２４、図２５に、本発明による別の集電
装置の実施例を示す。集電体３の給電体１側に備えられ
ているすり板２は、給電体１の上下の変位に追従するた
めに、すり板２の直下にばね機構２０を有し集電体との
間に空隙を設けている。この空隙から、雨や雪等が集電
体３内に入りこみ集電体３内に溜まるのを防ぐ目的で、
すり板２近傍の集電体３の車輌８側に水抜き穴１８を設
けた。水抜き穴１８の形状は、水抜き穴１８による共鳴
などが生じないようにしなければならない。これによ
り、集電体３内の部材の腐蝕を防止することが可能とな
る。
装置の実施例を示す。集電体３の給電体１側に備えられ
ているすり板２は、給電体１の上下の変位に追従するた
めに、すり板２の直下にばね機構２０を有し集電体との
間に空隙を設けている。この空隙から、雨や雪等が集電
体３内に入りこみ集電体３内に溜まるのを防ぐ目的で、
すり板２近傍の集電体３の車輌８側に水抜き穴１８を設
けた。水抜き穴１８の形状は、水抜き穴１８による共鳴
などが生じないようにしなければならない。これによ
り、集電体３内の部材の腐蝕を防止することが可能とな
る。
【００３６】尚本実施例において、絶縁体と導電体とを
車輌幅方向にずらして配置するとより効果が大きい。
車輌幅方向にずらして配置するとより効果が大きい。
【００３７】
【発明の効果】以上に述べたように、絶縁体と導電体の
車輌幅方向の設置位置をずらすことにより、高速走行時
に集電装置から生じる空力騒音を大幅に低減できる。ま
た、集電体３を気流の流れ方向に沿う姿勢とすることに
より集電体に加わる揚力を低減できるので、高速鉄道車
輌に好適な集電装置を提供することが可能となる。
車輌幅方向の設置位置をずらすことにより、高速走行時
に集電装置から生じる空力騒音を大幅に低減できる。ま
た、集電体３を気流の流れ方向に沿う姿勢とすることに
より集電体に加わる揚力を低減できるので、高速鉄道車
輌に好適な集電装置を提供することが可能となる。
【図１】本発明の一実施例による集電装置を適用した高
速車輌の外観図である。
速車輌の外観図である。
【図２】図１の集電装置の斜視図である。
【図３】図１の集電装置の正面図である。
【図４】図１の集電装置の側面図である。
【図５】本発明の他の実施例による集電装置の斜視図で
ある。
ある。
【図６】図５の集電装置の正面図である。
【図７】図５の集電装置の側面図である。
【図８】本発明による集電装置の絶縁体４と導電体５の
位置関係を示す底面図である。
位置関係を示す底面図である。
【図９】本発明による集電装置の風洞実験による騒音低
減効果を示す図である。
減効果を示す図である。
【図１０】本発明による集電装置の他の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図１１】図１０の集電装置の正面図である。
【図１２】図１０の集電装置の側面図である。
【図１３】本発明による集電装置の他の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図１４】図１３の集電装置の正面図である。
【図１５】図１３の集電装置の側面図である。
【図１６】本発明による集電装置の他の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図１７】図１６の集電装置の正面図である。
【図１８】図１６の集電装置の側面図である。
【図１９】図１６の集電装置の底面図である。
【図２０】本発明による集電装置の他の実施例を示す可
撓性導体の断面図である。
撓性導体の断面図である。
【図２１】本発明による集電装置の他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図２２】本発明による集電装置の他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図２３】本発明による集電装置の他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図２４】本発明による集電装置の他の実施例を示す断
面図である。
面図である。
【図２５】本発明による集電装置の他の実施例を示す断
面図である。
面図である。
１…給電体、２…すり板、３…集電体、４…絶縁体、５
…導電体、６…駆動機構、７…集電装置、８…車輌、１
０…格納ドーム、１１…可撓導体、１２…ケーブル、１
３…旋回機構、１４…絶縁体の笠体、１５…車輌進行方
向を示す矢印、１６…集電体と絶縁体の接続部、１７…
台座、１８…水抜き穴、１９…気流の向き、２０…ばね
機構。
…導電体、６…駆動機構、７…集電装置、８…車輌、１
０…格納ドーム、１１…可撓導体、１２…ケーブル、１
３…旋回機構、１４…絶縁体の笠体、１５…車輌進行方
向を示す矢印、１６…集電体と絶縁体の接続部、１７…
台座、１８…水抜き穴、１９…気流の向き、２０…ばね
機構。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 池川 昌弘
茨城県土浦市神立町502番地 株式会社
日立製作所 機械研究所内
(72)発明者 萩原 修哉
茨城県日立市大みか七丁目１番１号 株
式会社 日立製作所 日立研究所内
(72)発明者 服部 守成
山口県下松市東豊井794番地 株式会社
日立製作所 笠戸工場内
(56)参考文献 特開 平５−130706（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−146004（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−31004（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−107608（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−25902（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭59−56901（ＪＰ，Ｕ)
実公 昭44−24724（ＪＰ，Ｙ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 5/00 - 5/42
Claims (4)
- 【請求項１】給電体から電力を集電する集電体と、前記
集電体を車輌に対して絶縁支持する絶縁体と、前記集電
体で集電した電力を受け取り負荷側へ導電する導電体と
を備え鉄道車輌に設置される集電装置において、前記絶
縁体及び導電体は長軸状の中心部とその中心部の直径よ
り大きな笠体を所定の間隔で複数取付けたものであり、
前記絶縁体及び導電体を前記鉄道車輌の進行方向に前傾
させたとき、前記笠体が前記鉄道車輌に対する空気の流
れと同一方向となるようにこの笠体を所定の角度で傾け
て取付けたことを特徴とする集電装置。 - 【請求項２】給電体から電力を集電する集電体と、この
集電体を車輌に対して絶縁支持する絶縁体と、前記集電
体で集電した電力を受け取り負荷側へ導電する導電体と
を備え鉄道車輌に設置される集電装置において、前記導
電体は前記絶縁体に対し車輌の幅方向に所定の距離離し
て配置し、前記絶縁体及び導電体は長軸状の中心部とそ
の中心部の直径より大きな笠体を所定の間隔で複数取付
けたものであり、前記絶縁体及び導電体を前記鉄道車輌
の進行方向に前傾させたとき、前記笠体が前記鉄道車輌
に対する空気の流れと同一方向となるようにこの笠体を
所定の角度で傾けて取付けたことを特徴とする集電装
置。 - 【請求項３】請求項１乃至２のいずれかに記載の集電装
置において、前記絶縁体及び導電体の少なくとも一方は
車輌の床面に平行な断面の形状を流線型としたことを特
徴とする集電装置。 - 【請求項４】請求項１乃至２のいずれかに記載の集電装
置において、前記導電体の給電体側の端部を曲面とした
ことを特徴とする集電装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26689193A JP3374469B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 集電装置 |
| DE69410568T DE69410568T2 (de) | 1993-10-26 | 1994-10-18 | Stromabnehmervorrichtung |
| EP94116417A EP0649767B1 (en) | 1993-10-26 | 1994-10-18 | Current collecting apparatus |
| KR1019940026923A KR950011200A (ko) | 1993-10-26 | 1994-10-21 | 집전장치 |
| US08/330,086 US5497866A (en) | 1993-10-26 | 1994-10-26 | Current collecting apparatus |
| CN94117582A CN1036985C (zh) | 1993-10-26 | 1994-10-26 | 集电器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26689193A JP3374469B2 (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 集電装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123506A JPH07123506A (ja) | 1995-05-12 |
| JP3374469B2 true JP3374469B2 (ja) | 2003-02-04 |
Family
ID=17437092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| DE19852639B4 (de) * | 1998-11-14 | 2004-10-07 | Daimlerchrysler Ag | Stromabnehmer |
| DE19856637C2 (de) * | 1998-12-03 | 2002-05-29 | Daimlerchrysler Rail Systems | Vorrichtung zur kontrollierten Stromabnahme zwischen einem Fahrdraht und einem gleisgebundenen, elektrisch betriebenen Hochgeschwindigkeitsfahrzeug |
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| EP2428420B1 (de) * | 2010-09-10 | 2016-07-13 | Bombardier Transportation GmbH | Fahrzeugkomponente mit einem Strömungsleitelement |
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| CN105401768B (zh) * | 2014-09-15 | 2018-02-09 | 比亚迪股份有限公司 | 滑触供电系统及具有其的立体循环车库 |
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|---|---|---|---|---|
| AT357606B (de) * | 1977-07-12 | 1980-07-25 | Siemens Ag Oesterreich | Vertikalgefuehrter hochgeschwindigkeits-strom- abnehmer |
| DE3044935A1 (de) * | 1980-11-28 | 1982-06-03 | Krauss-Maffei AG, 8000 München | Stromabnehmer fuer elektrisch betriebene fahrzeuge |
| JPS6240001A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 絶縁トロリの集電装置 |
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| FR2664214B1 (fr) * | 1990-07-05 | 1992-10-16 | Alsthom Gec | Capteur de courant pour vehicule ferroviaire. |
| JPH04127803A (ja) * | 1990-09-18 | 1992-04-28 | Hitachi Cable Ltd | 電車パンタグラフ支持用ケーブルヘッド |
| JP2720619B2 (ja) * | 1991-03-29 | 1998-03-04 | 株式会社日立製作所 | 集電装置の遮音装置 |
| JPH0549103A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Hitachi Ltd | 低騒音型集電装置 |
| JPH0549104A (ja) * | 1991-08-08 | 1993-02-26 | Hitachi Ltd | 集電装置 |
| JPH0568304A (ja) * | 1991-09-09 | 1993-03-19 | East Japan Railway Co | チエムニパンタグラフ |
| JPH05130706A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-25 | Shimadzu Corp | 鉄道車両用集電装置 |
| JPH05146004A (ja) * | 1991-11-25 | 1993-06-11 | Hitachi Ltd | 集電装置 |
| JPH05176403A (ja) * | 1991-12-25 | 1993-07-13 | Shimadzu Corp | 鉄道車両用集電装置 |
| JPH0622404A (ja) * | 1992-07-03 | 1994-01-28 | West Japan Railway Co | 鉄道車両用集電装置 |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP26689193A patent/JP3374469B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-10-18 DE DE69410568T patent/DE69410568T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-10-18 EP EP94116417A patent/EP0649767B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-21 KR KR1019940026923A patent/KR950011200A/ko active IP Right Grant
- 1994-10-26 CN CN94117582A patent/CN1036985C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-26 US US08/330,086 patent/US5497866A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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| KR950011200A (ko) | 1995-05-15 |
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