JP3622999B2 - Railway current collector - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、鉄道車両の屋根に設けられる集電装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高速化する鉄道車両の車外騒音問題においては、車輪とレール間から発生する騒音に比べて、車両の周囲から発生する騒音の問題がより大きくなっている。特に、騒音対策として防音壁が設置された路線においては、防音壁でカバーできずに露出してしまう車両上部の機器より発生する騒音が問題となっている。
【0003】
この中でも、機能及び性能優先の観点から重要であり対策を要するのが、集電装置、所謂パンタグラフより発生する集電系騒音である。この集電系騒音の中には、パンタグラフが架線から瞬間的に離れることにより生じるスパーク音や、架線とパンタグラフとの間で生じる摺動音もあるが、車両の走行速度が高速化するにつれ、集電装置の各部の周囲を空気流が通過する際に発生する空力音が大きな問題になる。
【0004】
この空力音を低減するために、パンタグラフカバーが屋根に設けられている列車がある。パンタグラフカバーとは、パンタグラフに向けて所定の仰角を持つ斜面を備え、該斜面に沿ってパンタグラフの上方に空気流を誘導するものである。図5(a)はパンタグラフ51及びパンタグラフカバー53が列車55の屋根に取り付けられた様子を示す平面図、図5(b)は図5(a)を列車の側面から見た図である。なお、図5(b)ではパンタグラフ51を見易くするために、パンタグラフカバー53の図中の手前半分を排除した図としている。
【0005】
図5(b)に示すように、列車55が矢印Cの方向に走行すると、パンタグラフカバー53の斜面53aが、走行により発生する空気流57を斜め上方に跳ね上げてパンタグラフ51に当たる流速を抑制する。斜面53aは、パンタグラフ51から所定距離dだけ離して設けられている。この距離dは、跳ね上げられた空気流57がパンタグラフ51の上方まで上昇するのに必要な距離である。また、列車の左右を流れる空気流が、パンタグラフカバー53の内側に回り込みパンタグラフ51に当たるのを防止するために、パンタグラフ51の側方にも斜面53aと連続面をなす板状部材53b,53cが設けられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法によれば、列車55を矢印Cの逆方向に走行させるときのためにパンタグラフ51の後方にも斜面53dが必要となる。つまり、パンタグラフカバー53の長さは距離dの2倍以上必要になり、パンタグラフカバー53の重量(列車全体の重量)が大きくなり、高速走行の妨げとなる。
【0007】
この対策として、パンタグラフカバー53を高くすることが考えられる。しかし鉄道車両には安全走行の上から、その断面形状が超えてはならない大きさ(車両限界)が定められており、また、空気抵抗が増加する、新たな空力音の発生原因になるという問題点からもむやみにパンタグラフカバー53を高くすることができない。
【0008】
本発明は、こうした課題を解決するためになされたもので、列車の重量の増大を抑制しつつ走行中の空力音の発生を防止できる集電装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の鉄道用集電装置は、
架線に当接する一対の長尺部材である集電舟と、該集電舟を支持する集電舟支えと、該集電舟支えを支持すると共に必要に応じ該集電舟支えを上下移動させることにより上記集電舟の架線への当接・離反を行なう集電舟昇降機構と、上記集電舟昇降機構と列車とを電気的に絶縁し列車の屋根に固定される支持台とを備えるパンタグラフと、
該パンタグラフに向けて所定の仰角の斜面をなす板状部材を備え、該板状部材にて列車の走行による進行方向からの空気流を該パンタグラフの上方へ誘導するパンタグラフカバーと、
を備える鉄道用集電装置において、
上記パンタグラフは、
上記集電舟昇降機構が、
上記集電舟支えを、その中心から上記集電舟の長手方向に所定距離偏心した位置にて上下移動可能に支持する枠体と、
該枠体を駆動することにより、上記集電舟を、架線に当接する位置と、上記空気流に当たらない位置との間を、上下移動させる駆動装置とからなり、
上記支持台が、上記集電舟及び上記集電舟支えを備えた上記集電舟昇降機構を二台、列車の前後方向に対向させ、各上記集電舟昇降機構を夫々稼働可能に支持する構成にされ、
上記パンタグラフカバーは、上記二台の集電舟昇降機構を備えるパンタグラフを、包囲するように設けられ、
上記二台の集電舟昇降機構を備えるパンタグラフが有する集電舟のうち、列車の進行方向後方に位置する集電舟は、架線に当接され、列車の進行方向前方に位置する集電舟は、架線から離反されて、上記空気流に当たらない位置に配置される
ことを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の鉄道用集電装置において、
上記枠体が、
上記集電舟の長手方向に垂直な平面に沿って揺動可能に上記集電舟支えに軸着された一本の略棒状部材である腕部と、
略上記平面内に構成され、上記腕部を上記平面内で移動可能に支持するリンク機構とからなることを特徴とする。
【0011】
【作用及び発明の効果】
以上のように構成された本発明の請求項1に記載の鉄道用集電装置(以下、単に集電装置という)を備えた列車が走行するときには、列車の走行方向に対し後方に位置する集電舟が架線に当接され、他方の集電舟は、架線から離反されて、列車の走行により発生する前方からの空気流が当たりにくいようにされる。
【0012】
このように集電舟を位置させて列車を高速走行させると、走行により発生する空気流はパンタグラフカバーの斜面に当たってパンタグラフの上方に跳ね上げ、集電舟や集電舟昇降機構に当たる空気の流速を抑制し、空力音の発生を防止することができる。
【0013】
また、パンタグラフカバーの高さを増す訳ではないため、パンタグラフカバーが車両限界より上に突出したり、パンタグラフカバーの空気抵抗が著しく増大し高速走行の妨げになったり、パンタグラフカバーが新たな空力音の発生源になったりすることがない。
【0014】
更に、パンタグラフの枠体は、集電舟支えに対して集電舟の長手方向に偏心されているため、二台の集電舟昇降機構を対向させると、集電舟及び集電舟支えを含む夫々の各部が干渉することなく稼働可能に保ったまま、側方から見て集電舟昇降機構の一部が重なり合うような距離まで両者を接近させることができる。従い、以上のようにして二台の集電舟昇降機構を支持台に設けると、パンタグラフカバーを短くでき、二台の集電舟昇降機構を支持する支持台の大型化を抑え、列車重量の増大を抑制することができる。
【0015】
請求項2に記載の集電装置は、請求項1に記載の集電装置と同じ作用にて空力音の発生を防止できることに加え、パンタグラフの枠体が、一本の直棒状部材とそれを移動可能に支持するリンク機構という簡素且つ平面的な構成からなっているため、対向させた二台の集電舟昇降機構を、より接近させて配置することができる。従ってパンタグラフカバーを更に短くでき、二台の集電舟昇降機構を支持する支持台の大型化を更に抑え、列車重量の増大を抑制することができる。
【0016】
【実施例】
以下に本発明の実施例を図面と共に説明する。
まず、図1は本実施例の実施例の集電装置1を示す平面図である。
パンタグラフカバー11はパンタグラフ2を包囲するように列車の屋根に設けられており、列車の前後方向はパンタグラフ2に向けて所定の傾斜を持つ斜面11a,11bとされている。
【0017】
図2は集電装置1の側面図であり、列車が矢印Aの方向に進むために後方に位置する集電舟15aのみを上昇させ、図示しない架線に当接させた状態を示している。なお、図2はパンタグラフ2の構成を示すためにパンタグラフカバー11の手前半分を除去した図となっている。
【0018】
図2に示すように、パンタグラフ2は、二対の集電舟、該二対の集電舟を各々昇降させる二台の集電舟昇降機構、及びこれらを支持する支持台17とからなり、支持台17が碍石18を介して列車の屋根13に固定されることによりパンタグラフ2全体が列車の屋根に支持されている。二台の集電舟昇降機構は、直接支持台17に軸着された第1のリンク19a,19b、第2のリンク21a,21b、該二体のリンクに支持された腕部23a,23b及び図示しない夫々の駆動装置とからなっている。つまり、パンタグラフ2は複合型のZ形パンタグラフとも呼べる構造をしている。
【0019】
一台の集電舟昇降機構に着目すると、第1のリンク19a、第2のリンク21a、及び腕部23aは、略一平面内に位置するようにされており、このため平面図である図1では、第1のリンク19a及び第2のリンク21aの大部分が腕部23aに隠れて見えないような構成となっている。また、上記のように第1のリンク19a、第2のリンク21aはいずれも両端を支持台17と腕部23aとに軸着されているが、これらの軸は上記一平面に垂直とされている。つまり、第1のリンク19a、第2のリンク21a、及び腕部23aは該一平面と平行を保ったまま移動可能にされている。
【0020】
以上2種類のリンク19a、21a、及び腕部23aは駆動装置により、揺動・連動される。駆動装置の備えるスプリングの弾性力により第2のリンク21aが時計回りに回動されると、第1のリンク19aがこれに連動し、腕部23aが持ち上がり、腕部23aを延長した先に設けられた集電舟15aが上昇し、図示しない架線に当接する。また、同じく駆動装置の備える空気シリンダにより第2のリンク21aが反時計回りに回動されると、集電舟15aが下降し、集電舟15bの如く折りたたむことができるように構成されている。
【0021】
図2の集電舟15a付近を矢印Bの方向から見ると、図3のように構成されている。すなわち、腕部23aに軸部27aが、その中央よりも図中の右方に偏心された位置に軸着され、更に軸部27aに集電舟15aが、支持体29aを介して固定されている。
【0022】
他方の集電舟昇降機構は、以上説明した集電舟昇降機構とまったく同じ形状をしており、これら二台の集電舟昇降機構は、各腕部23a,23bに支持された集電舟15a,15bを退けるような向きに対向させ、互いに干渉することなく稼働可能な範囲内で接近させて、支持台17に配置されている。
【0023】
ここで、本実施例の構成要素の内、本発明の構成要素との対応関係が明らかでないものについて説明しておくと、軸部27a及び支持体29aが本発明の集電舟支えに相当し、第1のリンク19a、第2のリンク21aが本発明のリンク機構に相当する。なお、当該集電装置によって架線から取り込まれた電流を列車の動力部等へ引き回す部位については説明を割愛する。
【0024】
以上のように構成された本実施例の集電装置1を備えた列車が矢印Aの方向に走行するときには、二台の集電舟昇降機構の駆動装置を夫々稼働させ、列車の走行方向に対し後方に位置する集電舟15aは上昇させて架線に当接させ、他方の集電舟15bは下降させて列車の走行により発生する前方からの空気流が当たりにくくしておく。列車が矢印Aの逆方向に走行するときには、集電舟15bを上昇させて架線に当接させ、他方の集電舟15aは下降させる。
【0025】
このように集電舟15a,15bを位置させて列車を高速走行させると、走行により発生する空気流はパンタグラフカバー11の斜面11aに沿ってパンタグラフ2の上方に跳ね上げられ、二対の集電舟15a,15bを跳び越えていくため、空気が集電舟15a,15bや集電舟昇降機構に当たりにくく、空力音の発生を防止することができる。
【0026】
また、パンタグラフカバーの高さを増す訳ではないため、パンタグラフカバー11が車両限界を超えたり、パンタグラフカバー11の空気抵抗が高速走行の妨げになったり、パンタグラフカバー11が新たな空力音の発生源になったりすることがない。
【0027】
更に、パンタグラフ2の枠体は、上記のように腕部23aとそれを移動可能に支持するリンク機構という簡素且つ平面的な構成からなり、集電舟の長手方向に偏心されて集電舟支えを支持しているため、二台の集電舟昇降機構を対向させると、両者を稼働可能に保ちつつ側方から見て集電舟昇降機構の一部が重なって見えるような距離まで接近させることができる。従い、以上のようにして二台の集電舟昇降機構を支持台に接近させて配置するとパンタグラフカバーを短くでき、二台の集電舟昇降機構を支持する支持台の大型化を抑さえ、列車重量の増大を抑制することができる。
【0028】
以上、集電装置1について説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、様々な態様で実施し得る。例えば、パンタグラフを図4に示すような構成にすることもできる。
図4のパンタグラフ3は、図2のパンタグラフ2に比して第1のリンク31a,31b及び第2のリンク33a,33bを長くし、腕部35a,35bを短くしたものである。このようにして構成した二台の集電舟昇降機構をパンタグラフ2とは逆に、腕部35a,35bの集電舟支えを支持している側を対向させるようにして支持台37に設けたものである。この周囲に図2のパンタグラフ2と同様にパンタグラフカバーを設け、パンタグラフ2の如く各集電舟昇降機構を稼働させると集電装置1と同等の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の集電装置を示す平面図である。
【図2】実施例の集電装置を示す側面図である。
【図3】腕部が集電舟支えを支持する様子を示す説明図である。
【図4】パンタグラフの別の実施例を示す説明図である。
【図5】従来の集電装置を示す説明図である。
【符号の説明】
1…集電装置 2…パンタグラフ 11…パンタグラフカバー
15a,15b…集電舟 17…支持台
19a,19b…第1のリンク 21a,21b…第2のリンク
23a,23b…腕部[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a current collector provided on a roof of a railway vehicle.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the problem of noise generated from the periphery of a vehicle has become larger in the problem of noise outside the vehicle of a railway vehicle that is increasing in speed than the noise generated from between a wheel and a rail. In particular, in a route where a noise barrier is installed as a noise countermeasure, noise generated by equipment on the upper part of the vehicle that is exposed without being covered by the noise barrier is a problem.
[0003]
Among these, current collection system noise generated from current collectors, so-called pantographs, is important from the viewpoint of function and performance priority and requires countermeasures. In this current collection system noise, there is also a spark sound that occurs when the pantograph momentarily leaves the overhead line and a sliding noise that occurs between the overhead line and the pantograph, but as the traveling speed of the vehicle increases, Aerodynamic noise generated when an air flow passes around each part of the current collector becomes a major problem.
[0004]
In order to reduce this aerodynamic noise, some trains have a pantograph cover on the roof. The pantograph cover is provided with a slope having a predetermined elevation angle toward the pantograph, and guides an air flow above the pantograph along the slope. FIG. 5A is a plan view showing a state in which the
[0005]
As shown in FIG. 5B, when the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to such a method, the
[0007]
As a countermeasure, it is conceivable to raise the
[0008]
The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide a current collector that can prevent generation of aerodynamic noise while traveling while suppressing an increase in the weight of a train.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, a railway current collector according to
A current collector boat that is a pair of long members that contact the overhead wire, a current collector boat support that supports the current collector boat, and supports the current collector boat support and moves the current collector boat support up and down as needed. A current collector boat lifting mechanism that contacts and separates the current collector boat from the overhead line, and a support base that is electrically insulated from the current collector boat lifting mechanism and the train and fixed to the roof of the train. Pantograph and
A pantograph cover that includes a plate-shaped member that forms a slope with a predetermined elevation angle toward the pantograph, and guides an air flow from the traveling direction due to traveling of the train by the plate-shaped member above the pantograph;
In a railway current collector comprising:
The above pantograph is
The current collector boat lifting mechanism
A frame that supports the current collector boat support so as to be vertically movable at a position that is decentered by a predetermined distance in the longitudinal direction of the current collector boat from its center;
By driving the frame body, the current collector boat is composed of a drive device that moves up and down between a position where it abuts against the overhead wire and a position where it does not hit the airflow,
The support table is configured to oppose each of the current collecting boat elevating mechanisms so that the current collecting boat elevating mechanisms provided with the current collecting boat and the current collecting boat support are opposed to each other in the longitudinal direction of the train. Configured,
The pantograph cover is provided so as to surround the pantograph provided with the two current collector boat lifting mechanisms,
Of the current collector boats of the pantograph equipped with the two current collector boat lifting mechanisms, the current collector boat located behind the traveling direction of the train is in contact with the overhead wire and is located in front of the traveling direction of the train Is placed away from the overhead line and does not hit the air flow
It is characterized by that.
[0010]
The invention according to
The frame is
An arm portion that is a single substantially rod-like member pivotally attached to the collector boat support so as to be swingable along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the collector boat;
The link mechanism is configured substantially in the plane, and supports the arm portion so as to be movable in the plane.
[0011]
[Operation and effect of the invention]
Or railway current collector device according to
[0012]
When the current collector boat is positioned in this way and the train is running at high speed, the air flow generated by the run hits the slope of the pantograph cover and jumps up above the pantograph, and the flow velocity of the air hitting the current collector boat and the current collector boat lifting mechanism is increased. It is possible to suppress the generation of aerodynamic noise.
[0013]
Also, since the height of the pantograph cover does not increase, the pantograph cover protrudes above the vehicle limit, the air resistance of the pantograph cover increases significantly, impeding high speed running, and the pantograph cover is a new aerodynamic sound. It does not become a source.
[0014]
Furthermore, since the frame of the pantograph is eccentric in the longitudinal direction of the current collecting boat with respect to the current collecting boat support, when the two current collecting boat lifting mechanisms are opposed to each other, the current collecting boat and the current collecting boat support are supported. While each part including it is kept operable without interfering with each other, both can be brought close to a distance such that a part of the current collecting boat lifting mechanism overlaps when viewed from the side. Therefore, if the two collector boat lifting mechanisms are installed on the support base as described above, the pantograph cover can be shortened, the increase in the size of the support base supporting the two collector boat lifting mechanisms can be suppressed, and the train weight can be reduced. The increase can be suppressed.
[0015]
The current collector according to
[0016]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is a plan view showing a
The
[0017]
FIG. 2 is a side view of the
[0018]
As shown in FIG. 2, the
[0019]
Focusing on one current collecting boat lifting mechanism, the
[0020]
The two types of
[0021]
When the vicinity of the
[0022]
The other current collecting boat elevating mechanism has the same shape as the current collecting boat elevating mechanism described above, and these two current collecting boat elevating mechanisms are current collecting boats supported by the
[0023]
Here, among the components of the present embodiment, those that are not clearly associated with the components of the present invention will be described. The
[0024]
When a train equipped with the
[0025]
When the
[0026]
Further, since the height of the pantograph cover is not increased, the
[0027]
Further, the frame body of the
[0028]
Although the
The
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a current collector of an embodiment.
FIG. 2 is a side view showing the current collector of the embodiment.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which an arm portion supports a current collecting boat support.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another example of a pantograph.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a conventional current collector.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該パンタグラフに向けて所定の仰角の斜面をなす板状部材を備え、該板状部材にて列車の走行による進行方向からの空気流を該パンタグラフの上方へ誘導するパンタグラフカバーと、
を備える鉄道用集電装置において、
上記パンタグラフは、
上記集電舟昇降機構が、
上記集電舟支えを、その中心から上記集電舟の長手方向に所定距離偏心した位置にて上下移動可能に支持する枠体と、
該枠体を駆動することにより、上記集電舟を、架線に当接する位置と、上記空気流に当たらない位置との間を、上下移動させる駆動装置とからなり、
上記支持台が、上記集電舟及び上記集電舟支えを備えた上記集電舟昇降機構を二台、列車の前後方向に対向させ、各上記集電舟昇降機構を夫々稼働可能に支持する構成にされ、
上記パンタグラフカバーは、上記二台の集電舟昇降機構を備えるパンタグラフを、包囲するように設けられ、
上記二台の集電舟昇降機構を備えるパンタグラフが有する集電舟のうち、列車の進行方向後方に位置する集電舟は、架線に当接され、列車の進行方向前方に位置する集電舟は、架線から離反されて、上記空気流に当たらない位置に配置される
ことを特徴とする鉄道用集電装置。A current collector boat that is a pair of long members that contact the overhead wire, a current collector boat support that supports the current collector boat, and supports the current collector boat support and moves the current collector boat support up and down as needed. A current collector boat lifting mechanism that contacts and separates the current collector boat from the overhead line, and a support base that is electrically insulated from the current collector boat lifting mechanism and the train and fixed to the roof of the train. Pantograph and
A pantograph cover that includes a plate-shaped member that forms a slope with a predetermined elevation angle toward the pantograph, and guides an air flow from the traveling direction due to traveling of the train by the plate-shaped member above the pantograph;
In a railway current collector comprising:
The above pantograph is
The current collector boat lifting mechanism
A frame that supports the current collector boat support so as to be vertically movable at a position that is decentered by a predetermined distance in the longitudinal direction of the current collector boat from its center;
By driving the frame body, the current collector boat is composed of a drive device that moves up and down between a position where it abuts against the overhead wire and a position where it does not hit the airflow,
Said support base is a two units of the condensing Denfune lifting mechanism having the collector vessel and the condensing Denfune support, is opposed in the longitudinal direction of the train, supporting each said current Denfune elevating mechanism each operable to Configured,
The pantograph cover is provided so as to surround the pantograph provided with the two current collector boat lifting mechanisms,
Of the current collector boats of the pantograph equipped with the two current collector boat lifting mechanisms, the current collector boat located behind the traveling direction of the train is in contact with the overhead wire and is located in front of the traveling direction of the train Is placed away from the overhead line and does not hit the air flow
This is a railway current collector.
上記枠体が、
上記集電舟の長手方向に垂直な平面に沿って揺動可能に上記集電舟支えに軸着された一本の略棒状部材である腕部と、
略上記平面内に構成され、上記腕部を上記平面内で移動可能に支持するリンク機構とからなることを特徴とする鉄道用集電装置。The railway current collector according to claim 1,
The frame is
An arm portion that is a single substantially rod-like member pivotally attached to the collector boat support so as to be swingable along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the collector boat;
A railway current collector comprising: a link mechanism configured substantially in the plane and supporting the arm portion so as to be movable in the plane.
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