JP7174070B2 - 摺動要素を集電体に固定するための装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気エネルギーを架空電線から電気駆動車両に引き込むために、摺動要素を集電体に固定するための装置、集電体および電気駆動車両に関する。

一般的なタイプの摺動要素が知られている。それらは、電気駆動車両に接続される集電体に不可欠の部品である。摺動要素は、静止した架空電線と接触しており、架空電線から電気駆動車両に電気エネルギーを引き込む役割を果たす。

摺動要素は、キャリアと、キャリア上に配置された少なくとも１つのカーボン接触片とを含む。キャリアと少なくとも１つのカーボン接触片とは、公知の方法で接着により接続されている。ここで、導電性接着剤を効果的に用いることができる。その目的は、カーボン接触片とキャリアとの間の可能な限り低い境界抵抗を達成することである。接続はまた、他の適切な手段、例えば、クランプ、リベット、ねじ込み、はんだ付け等によって行うこともできる。

キャリアはまた、圧縮空気接続部に接続された空気ダクトを有することができる。前記圧縮空気ダクトは、キャリアの全長にわたって実質的に延在する。前記圧縮空気ダクトは、カーボン接触片に対する損傷または摩耗を認識するのに役立つ。損傷や摩耗がひどすぎる場合は、圧縮空気により加圧されたダクトが露出しているため、圧力の低下が起こり、それが対応する制御ユニットによって検出される。その後、集電体は下げられ、すなわち架空電線から離される。

既知の摺動要素は、集電体の上端またはそこに取り付けられたロッカーに対するねじ接続によって固定されている。例えば、圧縮空気または電気的接触のためのようなさらなる接続は、別途取り付けられる。

摺動要素を交換する際には、機械的な保持のための複数のネジ接続、電気的な接続のためのさらなるネジ接続、および該当する場合は圧縮空気移送のための複数の空気圧接続を、原則として解除しなければならず、摺動要素を交換した後、これらを交換要素に再固定しなければならない。結果として、このプロセスには非常に時間がかかる。さらに、摺動要素は、通常、車両のルーフ上で交換されるため、より困難な状況がもたらされる。その結果、誤った取り付けのリスクが高まる。全体として、ねじ接続の形態の公知の固定システムを用いて摺動要素を交換するプロセスは、時間がかかるという特性と、そのエラーの影響を受けやすいために、非常に高額な費用がかかる可能性がある。

したがって、本発明の目的は、カーボン接触片を電気的に運転される車両の集電体またはそこに取り付けられるロッカーに固定するためのシステムを提案することであり、これにより、メンテナンスプロセスが簡素化され、迅速化され、より安価に実行することができる。

本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴を有する装置によって達成される。有利な構成およびさらなる発展型は、従属請求項に記載されている。

架空電線から電気駆動車両に電気エネルギーを引き込むために、摺動要素を集電体、またはそこに取り付けられたロッカーに固定するための、本発明に係る装置の場合、架空電線は静止した状態で配置され、集電体は車両に接続される。以下では、集電体のみが示されていても、摺動要素が、集電体またはそこに取り付けられたロッカーに固定されていることを常に想定している。摺動要素は、キャリアと、キャリア上に配置された少なくとも１つのカーボン接触片とを含む。摺動要素を集電体に固定するための少なくとも１つの固定点が、摺動要素と集電体との間に形成される。好ましくは少なくとも２つの固定点が、摺動要素と集電体の間に形成されていることにより、集電体への摺動要素の確実な固定と同時に、集電体に対して摺動要素が確実に位置合わせされ、それぞれ整列することが保証される。

摺動要素と集電体との間の各固定点において、少なくとも１つのディテント（移動止め）手段が前記摺動要素の側部に配置され、各ディテント手段に対して、前記ディテント手段のための、前記ディテント手段が関連するレセプタクルが、集電体の側面に配置される。各ディテント手段とそれに関連するレセプタクルは、それぞれに、ディテント手段をそれに関連するレセプタクルに挿入してロックすることにより、互いに解放可能に係合される。換言すれば、ある数のディテント手段が各固定点で摺動要素上に形成され、対応する数の、ディテント手段に関連するレセプタクルが集電体上に形成され、これらは、摺動要素を固定するためのディテント手段が集電体上のレセプタクル内に導入され、それらがレセプタクル内でロックされるように、位置的観点から配置されている。したがって、この装置を、「クリックシステム（ｃｌｉｃｋ ｓｙｓｔｅｍ）」と称することもでき、ここで、ディテント手段はそれぞれのレセプタクル内に「クリックされる（カチリとはめられる）」。

第１の実施形態では、摺動要素のキャリアは、圧縮空気をモニタリングするための、またはそれぞれ少なくとも１つのカーボン接触片の損傷または摩耗をそれぞれ表示するための圧縮空気ダクトを有することができる。圧縮空気ダクトには圧縮空気が供給され、後者は制御装置によって検出される。少なくとも１つのカーボン接触片が損傷を受けるか、または摩耗しすぎると、圧力の低下が発生し、これは制御ユニットによって検出される。集電体は、その後下降され、したがって架空電線から離される。

本発明に係る固定システムでは、ディテント手段およびそれに関連するレセプタクルの両方は、対応する貫通孔をそれぞれ有することができ、対応する貫通孔は、ディテント手段およびそれに関連するレセプタクルが互いに解放可能に係合状態にされるようになった場合に、集電体からキャリアの圧縮空気ダクトへの圧縮空気の移送のための連続的な貫通孔を形成する。ディテント手段およびそれに関連するレセプタクルのそれぞれの貫通孔は、集電体から摺動要素のキャリア内の圧縮空気ダクトへの圧縮空気貫通孔の一部を形成する。ディテント手段とレセプタクルが係合状態になると、ディテント手段の貫通孔は、キャリアの圧縮空気ダクトへ直通の、連続したレセプタクルの貫通孔を形成する。ディテント手段をレセプタクルに挿入してロックする間、ディテント手段とレセプタクルのそれぞれの貫通孔が互いに係合する結果、圧縮空気移送のための空気圧接続が連続的に形成され、これにより、次に別々に接続する必要がなくなる。このようにして、摺動要素の交換が大幅に促進され、簡素化される。摺動要素の電気的接続は、これによって影響を受けない。これは、少なくとも１つのネジ接続で行うことが好ましい

次の実施形態では、ディテント手段は、外向きに向けられた突起を有することができ、突起は、ディテント手段をそれに関連したレセプタクルへのディテント手段に挿入すると、レセプタクル内の対応する突起の後ろにロックし、および／またはレセプタクル内の対応するキャビティ内にロックする。従って、突起は、ディテント手段が挿入されるレセプタクルの内部に形成され、この突起は、ディテント手段が挿入される領域に突出する。代替的に、または同時に、キャビティをレセプタクルの内部に形成することができ、これは、ディテント手段上の突起に対応する。ディテント手段が対応する力の印加によってレセプタクル内に挿入されるとそのとき、ディテント手段の突起は、レセプタクルの内部の突起の後ろに押され、および／または、レセプタクルの内部のキャビティの領域内にもたらされ、それによって、ディテント手段の突起が固定され、ディテント手段が前記位置にロックされる。当業者であれば、突起およびキャビティの形成は、逆の方法でも実施することができ、そのため、突起がレセプタクルの内部に形成され、対応する突起および／またはキャビティがディテント手段上に形成され得ることを容易に認識するであろう。

圧縮空気の漏れを防止するシール要素は、好ましくは、ディテント手段および／またはレセプタクルと関連させることができる。

ディテント手段の外向きに向けられた突起、およびレセプタクルの対応する突起および／またはキャビティは、ディテント手段の全周および／またはレセプタクルの内部に沿って形成されてもよく、または部分的に分断されてもよい。分断は、例えば、突起および／またはキャビティを形成するための材料および／または製造の出費を低減するために供され得るだけでなく、また、ディテント手段のレセプタクル内への挿入、およびレセプタクルからのディテント手段の解放を容易にするためにも供され得る。例えば、ディテント手段の突起およびレセプタクルの突起が部分的にのみ形成される場合、ディテント手段およびレセプタクルは、解放のために互いに相対的に回転させることができ、そのため、それぞれの突起は、大きな力を加えることなく、ディテント手段がレセプタクルから解放され得るような態様で、互いに離間して配置される。

さらなる実施形態では、ディテント手段の突起は、移動可能に支持された要素として形成され、バイアス機構に連結されるものとすることができ、それによって、ディテント手段が関連するレセプタクル内に挿入されると、移動可能に支持された要素は、ディテント手段の内部に押し込まれ、突起を通過した後、および／またはキャビティに到達した後、バイアス機構によってディテント手段の内部から押し出される。突起の移動可能な形成およびバイアス機構による初期位置のリセットのおかげで、ディテント手段を関連するレセプタクル内に挿入し、ディテント手段をレセプタクルから解放するプロセスが容易になる。ディテント手段を解放する間であっても、移動可動に支持された要素は、ディテント手段の内部に押し込まれ、レセプタクルの内部の突起を通過した後、バイアス機構によって再び押し出されることは、当業者には自明であろう。同様に、同一実施形態では、移動可能に支持された要素がレセプタクルの内部に代替的に配置され、対応する突起および／またはキャビティがディテント手段上に設けられ得ることは、当業者には明らかであろう。

さらに、バイアス機構は、移動可能に支持された要素をディテント手段の内部に移動させるために、手動で作動させるための操作要素を有することができる。前記操作要素は、摺動要素を交換する際に、技術者により便利に手が届き、操作することができるように配置されるべきである。このようにして、例えば、操作要素を引っ張って同時に作動させることによって、大きな力を加えることなく、ディテント手段を迅速にレセプタクルから解放することができる。

ディテント手段は、最小の力で引っ張ること、同時回転運動で引っ張ること、および／または操作要素の同時作動で引っ張ることによって、それに関連するレセプタクルから解放され得る。最小の力で引っ張ることは、何よりもまず第一に、ディテント手段、およびそれに関連するレセプタクル上の突起および／またはキャビティの剛直な形成により可能であるが、他のすべての実施形態で適用することも可能である。最小の力は、突起を有するディテント手段をレセプタクルの対応する突起を越えて引っ張るため、および／またはそれを対応するキャビティから引き抜くために必要な力の量であり、これはディテント手段に形成された突起、またはそれぞれのレセプタクルに形成された突起の形状および材料に依存する。同時回転運動と一緒に引っ張ることは、ディテント手段の突起および／またはレセプタクルの突起が、部分的に分断されている場合に特に有利である。好ましくは、追加の固定要素も提供することができ、これにより、操作要素の作動、最小力が超過すること、または捻じれの、許容範囲を超える発生が除外される。

さらに別の実施形態では、集電体は、キャリアを受け入れて整列させるための装置を備えることができ、ここで、集電体と摺動要素との間の各固定点に凹部が形成され、その凹部を介してディテント手段を、装置を介してそれに関連するレセプタクルに挿入できる。この実施形態では、例えばトラフ状のキャリア構造のような装置が集電体上に配置され、この装置は、摺動要素のキャリアを全体的にまたは部分的に受け入れ、同時にキャリアを受け入れ、したがって、摺動要素全体を集電体に対して相対的な位置に整列させる。凹部は、固定点の領域においてキャリアを受け止めて整列させるための装置に設けられており、それにより、ディテント手段は、前記凹部を通ってそれぞれのレセプタクルに導入され得る。キャリアを受け入れ、位置合わせするための装置のおかげで、摺動要素の正確な取り付けが簡素化かつ迅速化され、キャリアを受け入れ、位置合わせするための装置のおかげで、摺動要素の位置が正確に定義される。摺動要素の正確な取り付けが簡素化され、迅速化される。キャリアを受け取って位置合わせするための装置は、キャリアの全長にわたって一体的に形成することもできるし、複数の部品で形成することもできる。

本発明に係る装置では、キャリアは、少なくともカーボン接触片に、導電性を有する形態で接続することができ、特には、接着することができる。

目的は、本発明に係る摺動要素を集電体に固定するための装置を備える集電体によって、さらに達成される。

本発明に係るさらなる態様は、電気駆動車両であり、特には、電気駆動電車車両であり、該車両は、本発明に係る集電体であって、本発明に係る、摺動要素を集電体に固定するための装置を有する集電体を備える。

本発明は、図面を参照して以下により詳細に説明される。

図１は、第１の実施形態における集電体に固定するための本発明に係る装置を有する摺動要素の側面図、断面図、および透視図を示す。

図２は、第１の実施形態における、集電体に固定するための本発明に係る装置の２つの断面図を示す。

図３は、第２の実施形態における、集電体に固定するための本発明に係る装置を有する摺動要素の側面図、断面図、および透視図を示す。

図３は、第２の実施形態における、集電体に固定するための本発明に係る装置を有する摺動要素の側面図、断面図、および透視図を示す。

図４は、第２の実施形態における、集電体に固定するための本発明に係る装置の、２つの断面図を示す。

図５は、ディテント手段およびレセプタクルの突起およびキャビティの形成の断面図を示す。

図６は、移動可能に支持された要素の配置とバイアス機構の模式的な断面図である。

図１Ａは、摺動要素１０を有する集電体２０の側面図であり、摺動要素を、キャリア（ロッカー）を受け入れて集電体に対して整列させるための装置に固定するための、本発明に係る装置を示す。摺動要素１０は、キャリア１１とカーボン接触片１２とを有し、カーボン接触片は、キャリア１１に導電性接着剤で固定されている。摺動要素１０は、２つの固定点３０で集電体２０に固定されている。圧縮空気供給ダクト４５は、集電体を介して固定点３０に導かれる。図１Ａでは、断面Ａ－Ａが特定され、図１Ｂに描かれている。図１Ａおよび図１Ｂの２つの摺動要素１０を有する集電体２０の透視図が、図１Ｃに描かれている。各摺動要素１０は、２つの固定点３０で、それぞれ集電体２０に接続されている。

摺動要素１０に接触するための電気的接続部２２が、さらに図１に描かれている。

以下では、集電体への固定が言及されている場合であっても、摺動要素１０がロッカーのレセプタクルに固定されていることを想定している。

図２は、摺動要素１０を集電体２０に固定するための本発明に係る装置の２つの断面図であり、図１の固定点３０の領域に関する。キャリア１１には、カーボン接触片１２の圧縮空気のモニタリングまたはそれぞれの圧縮空気の検出のための、圧縮空気ダクト１３が形成されている。固定点３０では、摺動要素１０にディテント手段３１が形成されており、このディテント手段は、内部に圧縮空気用の貫通孔３３を有している。ディテント手段３１は、レセプタクル３２内に挿入されてロックされる。レセプタクル３２は、圧縮空気のための貫通孔３４を有する。ディテント手段３１とレセプタクル３２が互いに係合するということは、貫通孔３３、３４が固定点３０を通る連続した圧縮空気貫通孔を形成することを意味する。圧縮空気は、圧縮空気供給ダクト４５を通ってレセプタクル３２の貫通孔３４に導かれ、レセプタクル３２の貫通孔３４を通ってディテント手段３１の貫通孔３３に導かれ、そこから直接キャリア１１の圧縮空気ダクト１３に導かれる。このように、レセプタクル３２における、ディテント手段３１が挿入されロックされている間、空気圧接続が同時に確立されるので、圧縮空気供給の別個の接続は不要である。

図２に描かれた実施形態では、レセプタクル３２は、アダプタ７０内のねじ接続部７１によって固定されており、このアダプタ７０は、次にさらにねじ接続部７２によって集電体２０に固定されている。これにより、摺動要素１０を集電体２０に固定するための装置の、迅速な取り付けおよび変更が可能となる。

図３Ａは、摺動要素１０の側面図を示し、図３Ｂは摺動要素１０の断面図を示し、図３Ｃは摺動要素１０の透視図を示し、摺動要素１０は、第２の実施形態における、本発明に係る集電体２０に固定するための装置を有する。図１のように、摺動要素１０は、キャリア１１と、カーボン接触片１２とを有し形成されており、カーボン接触片１２は、キャリア１１に導電性接着剤で固定されている。摺動要素１０は、最初に２つの固定点３０でそれぞれキャリア１１を受け入れ整列させるための装置４０内に導入され、これを介して集電体２０に接続される。図３ａで特定された断面Ａ－Ａは、図３ｂに描かれている。

図４は、図３の固定点の２つの断面図を示す。キャリア１１を受け入れて整列させるための装置４０は、キャリア１１の形状に対応したトラフ状のキャリア構造体として形成されている。トラフ状構造体４０は、ねじ接続部７３によって集電体２０に接続されている。キャリア１１を有する摺動要素１０が集電体２０に固定される場合、それは、それぞれトラフ状構造体４０の両固定点３０に配置され、この方法により同時に整列される。各固定点３０では、ディテント手段３１は、トラフ状構造体４０内の凹部を通って、それがロックされるレセプタクル３２内に誘導される。この第２の実施形態においても同様に、圧縮空気供給ダクト４５が設けられており、それにより、集電体２０からの圧縮空気は、互いに係合する貫通孔３３、３４を通って、キャリア１１の圧縮空気ダクト１３内に誘導される。

図５では、ディテント手段３１の外向きに向けられた湾曲した突起３５の形成と、レセプタクル３２の対応する突起３６ａまたはそれぞれのキャビティ３６ｂの形成が、例として、３つの断面図で描かれている。

図５Ａは、ディテント手段３１の突起３５に対応する突起３６ａがレセプタクル内に形成され、ディテント手段３１のレセプタクル３２への挿入に続いて、突起３６ｂの後方に描かれた矢印の方向にロックされる実施形態を示している。図５Ｂは、ディテント手段３１の突起３５に対応するキャビティ３６ｂがレセプタクル３２に形成されている場合の状況を示している。図５Ｃは、図５Ａおよび５Ｂの組み合わせを示す。描かれた全ての変形例において、突起は、ディテント手段３１の全周に沿って、またはそれぞれレセプタクル３２の内部に形成することができ、または分断を有し形成することができる。

図６は、バイアス機構５５に連結されている移動可能に支持された要素５０としてのディテント手段３１の突起３５の形成を模式的に示している。移動可能に支持された要素５０の静止位置は、図６Ａに描かれている。移動可能に支持された要素５０は、バイアス機構５５によって外側に押し出され、少なくとも部分的にディテント手段３１から突出して配置され、それによって、外向きに湾曲した突起３５が形成される。図６Ｂは、Ｆと特定される矢印によって描かれた力の作用によりディテント手段の内部に向かって押されている、移動可能に支持された要素５０を示している。移動可能に支持された要素５０のこの位置は、ディテント手段３１がレセプタクル３２内に挿入されるときに取られる。移動可能に支持された要素５０がレセプタクル３２の突起３６ａを越えて誘導されるか、またはレセプタクル３２のキャビティ３６ｂの領域に到達するとすぐに、移動可能に支持された要素５０は、バイアス機構５５によって再び外側に押し出され、それによって、移動可能に支持された要素５０は、突起３６ａの後ろまたはキャビティ３６ｂの中でロックする。さらに、バイアス機構５５は、操作要素６０（図示せず）を有することができ、これは、移動可能に支持された要素５０をディテント手段３１の内部に移動させ、この方法により、集電体２０からの摺動要素１０の設置および解放を容易にするために、摺動要素を設置または変更する際に、技術者によって作動させることができる。

１０ 摺動要素
１１ キャリア
１２ カーボン接触片
１３ 圧縮空気ダクト
２０ 集電体
２２ 電気的接続部
３０ 固定点
３１ ディテント手段
３２ ディテント手段３１のためのレセプタクル
３３，３４ 圧縮空気のための貫通孔
３５ ディテント手段３１のための突起
３６ａ レセプタクル３２に対応する突起
３６ｂ レセプタクル３２に対応するキャビティ
４０ キャリア１１を受け入れて整列させるための装置４０
４５ 圧縮空気供給ダクト
５０ 移動可能に支持された要素
５５ バイアス機構
６０ 操作要素６０
７０ 集電体２０を固定するためのアダプタ
７１，７２，７３ ねじ接続部

Claims (8)

1. 架空電線から電気駆動車両に電気エネルギーを引き出すために、摺動要素（１０）を集電体（２０）に固定するための装置であって、
   前記架空電線は、静止した状態で配置され、前記集電体（２０）は前記車両に接続され、
   前記摺動要素（１０）は、キャリア（１１）と、前記キャリア上に配置された少なくとも１つのカーボン接触片（１２）とを含み、
   前記摺動要素（１０）を前記集電体（２０）に固定するための少なくとも１つの固定点（３０）が、前記摺動要素（１０）と前記集電体（２０）との間に形成され、
   前記摺動要素（１０）と前記集電体（２０）との間の各固定点（３０）において、少なくとも１つのディテント手段（３１）が前記摺動要素（１０）の側面に配置され、各ディテント手段（３１）に対して、前記ディテント手段のための、前記ディテント手段に関連するレセプタクル（３２）が、前記集電体（２０）の側面に配置され、
   各ディテント手段（３１）およびそれに関連するレセプタクル（３２）は、前記ディテント手段（３１）を、それに関連する前記レセプタクル（３２）に挿入およびロックすることによって、それぞれに互いに解放可能に係合され、
   前記キャリア（１１）は、圧縮空気の表示、または少なくとも１つのカーボン接触片（１２）の損傷または摩耗のぞれぞれの表示のための圧縮空気ダクト（１３）を備えており、
   前記ディテント手段（３１）とそれに関連するレセプタクル（３２）は、それぞれ対応する貫通孔（３３，３４）を有し、前記貫通孔（３３，３４）は、前記ディテント手段（３１）とそれに関連するレセプタクル（３２）が互いに解放可能に係合された場合に、前記集電体（２０）から前記キャリア（１１）の前記圧縮空気ダクト（１３）への圧縮空気の移送のための連続した貫通孔を形成する、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記ディテント手段（３１）が、外向きに向けられた突起（３５）を有し、前記突起（３５）は、前記ディテント手段（３１）が、前記ディテント手段に関連する前記レセプタクル（３２）内に挿入されると、前記レセプタクル（３２）内の対応する突起（３６ａ）および／または前記レセプタクル（３２）内の対応するキャビティ（３６ｂ）の後ろでロックすることを特徴とする、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、前記突起（３５）および／または前記突起（３６ａ）および／または前記キャビティ（３６ｂ）が部分的に分断されていることを特徴とする、装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の装置であって、前記突起（３５）が移動可能に支持された要素（５０）として形成され、バイアス機構（５５）に接続され、それによって、前記ディテント手段（３１）が関連するレセプタクル（３２）に挿入されると、移動可能に支持された要素（５０）は、前記ディテント手段（３１）の内部に押し込まれ、前記突起（３６ａ）を通過した後、および／またはキャビティ（３６ｂ）に到達した後、前記バイアス機構（５５）によって前記ディテント手段（３１）の内部から押し出されることを特徴とする、装置。
5. 請求項４に記載の装置であって、前記バイアス機構（５５）が、移動可能に支持された要素（５０）を前記ディテント手段（３１）の内部に移動させるために、手動で作動させるための操作要素（６０）を有することを特徴とする、装置。
6. 請求項１～請求項５に記載の装置であって、最小の力で引っ張ることによって、および／または同時の回転運動で引っ張ることによって、および／または操作要素（６０）の同時作動で引っ張ることによって、前記ディテント手段（３１）を、それに関連するレセプタクル（３２）から解放できることを特徴とする、装置。
7. 請求項１～請求項６に記載の装置であって、前記集電体（２０）が、前記キャリア（１１）を受け入れて整列させるための装置（４０）を備え、前記装置には、前記集電体（２０）と前記摺動要素（１０）との間の各固定点（３０）に凹部が形成され、その凹部を介して、前記ディテント手段（３１）を、装置（４０）を通って、それに関連するレセプタクル（３２）に挿入できることを特徴とする、装置。
8. 請求項７に記載の集電体（２０）を備える電気駆動車両であって、特には、電動駆動電車車両。

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