JPH0326726Y2

JPH0326726Y2 -

Info

Publication number: JPH0326726Y2
Application number: JP9456185U
Authority: JP
Priority date: 1985-06-22
Filing date: 1985-06-22
Publication date: 1991-06-10
Also published as: JPS6278001U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案はパンタグラフなどの集電装置のすり板
支持構造に関するものである。

〔従来の技術〕

電気車用の集電装置（以下パンタグラフと称
す）は、電車線から車両内に電力を円滑に集電す
るために用いられるものであり、舟体に取り付け
られたすり板を電車線に摺動させるため、舟体を
支持するパンタグラフのわく組をばね力等により
付与し、舟体を介してすり板を電車線に一定の力
で押し付ける構成となつている。

車両の走行速度が速かつたり、電車線の施工精
度が悪いなどの場合には、電車線からパンタグラ
フの摺動部が離間してアークを発生することがあ
る。このアークの発生は電車線およびパンタグラ
フの摺動部の寿命を縮めるばかりでなく、場合に
よつては電車線の沿線地域に電波障害を与え、生
活環境を損うことがあるので、アークの発生を極
力抑制しなくてはならない。

アークの発生を抑制するためには、パンタグラ
フの摺動部が電車線から離間しないよう、追随性
の向上を図ればよく、運動質量をできるだけ小さ
くする努力がなされてきた。

先に本出願人等が実願昭58−150682号により出
願した「車両用集電装置」および実願昭60−
38726号により出願した「集電装置のすり板支持
構造」を、電車線に対するすり板の追従性を向上
した一例として説明する。

第９図は舟体部の平面図であり、第１０図は舟
体要部側面図であつて、通常２本の舟体４′を連
結アーム６などにより一体化した舟体組立品を、
わく組管部（図示せず）へばねなどを介して取着
している。

一本の舟体４′の上に複数のすり板１a″，１
b″が一列状にそれぞればね８を介して支持され、
両端部の上面には補助すり板３′が取り付けられ
ており、両端部のすり板１a″の補助すり板３′に
相対する部分では、ピン９により回動可能に舟体
４′支持され、その他端と中間に位置するすり板
１b″の端部との相互間は、弾性連結部材７により
隣接端部を互いに連接されて、全てのすり板の上
面が同一平面を形成するように構成されている。
なお、各すり板１a″及び１b″はそれぞれシヤント
１０に取着され、シヤント１０は舟体４′に接続
されている。

以上のように構成された舟体組立品が、図示し
てないわく組管部に取着され、図示してない主ば
ねなどによつてすり板表面が電車線５に押し付け
られる。

このような構造におけるすり板１a″，１b″と電
車線５との動的挙動について説明する。電車線５
は一般に走行方向に対して一直線に張架すると、
すり板の同一箇所を摺動し、集中的な溝磨耗を生
じるので、走行方向に対してジグザグに設置さ
れ、そのレール面からの距離は極力一定に保つよ
うに張架されているが、完全に一定距離に保つこ
とは不可能である。

従つて、パンタグラフが走行すると、電車線５
は舟体４′の長手方向で往復運動をしながら、電
車線５のレール面からの距離に応じてすり板面は
電車線に接触し、走行摺動して集電を行う。

この電車線５とすり板１a″，１b″の追随性を向
上させるためには、相互の押付力を一定とすれば
運動質量を小さくした分だけ追随加速度が増加す
る。

従つて、増加加速度分に相応してより大きい振
動に対しても電車線５とすり板１a″，１b″は追随
を保ち、円滑な集電がなされてアーク発生などと
いう極めて有害な現象を避けることができる。

このように、第９図、第１０図に示した集電装
置の構成では、すり板１a″，１b″と複数化して、
それぞれをばね８にて支持し、電車線５との対応
部の軽量化を図ることにより追随性を高めてい
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、従来装置には２つの問題がある。

まず、すり板１a″と１b″の隣接端部において、
電車線５が一方から他方へ移行する際の段差の問
題である。

第１１図はすり板の隣接端部の部分拡大側面図
であり、すり板１a″の最端部に電車線５が到来し
た場合、電車線５の押付力はすり板１a″には直接
付与されるが、すり板１b″には弾性連結部材７を
介して間接的に伝達される。弾性連結部材７が全
く剛である場合は、すり板１a″側に付与された力
は同等にすじ板１b″側に伝達されるので、隣接部
の段差は生ぜず問題はない。しかし、これではす
り板を分割し軽量化を図る目的が失われてしま
う。逆に隣接するすり板１a″側質量との力学的な
絶縁を図るためには、弾性連結部材７を極めて柔
軟なばね特性を有するものにしなければならず、
この場合には、すり板１b″への押圧力はすり板１
b″には伝達されず、すり板１a″側とすり板１b″側
とには上下方向に段差が生じてしまい、電車線５
のすり板１a″からすり板１b″への移行が円滑には
行えなくなつてしまう。

第９図に示されるように、すり板１a″と１b″の
隣接部分は相互に傾斜角を持たせて、一部を重複
させてはいるが、このことによつて上記の現象を
完全には避けることができない。

そこで、弾性連結部材７のばね特性は、前記の
両者のあんばいにより設定されるが、何れにして
も弾性連結部材７の柔軟性は必要なので、これに
相応して押付力が直接付与される側と間接的に伝
達される側との段差の発生は避けられず、この部
分での溝磨耗や、段差移行による振動の誘発など
の問題が生ずる。

更に、第２の問題点として、すり板を分割した
場合の大きさが他の溝構成部分の大きさに制約さ
れて、さほど小さくはできず、逆に付加される部
品の質量増加によりその効果は実質的に低い点で
ある。

すなわち、第１０図に示されるように、すり板
１a″および１b″を支持するための必要部品は、弾
性連結部材７、ばね８、ピン９、シヤント１０な
どで、これらの各部品の長手方向の寸法を合算し
た値以下にすり板１a″，１b″の長さを小さくする
ことはできず、幅方向についても各部品が強度お
よび構造上の制約を受け、あまり小さくはできな
い。特に弾性連結部材７の長手方向寸法は、強度
を持たせた上でばね特性が必要となるので、第１
１図に示す有効ばね長さｌが大きくなり、極端に
は寸法を短縮できない。

従つて、すり板１a″，１b″の分割寸法はあまり
小さくはできず、逆に必要構成部品である弾性連
結部材７、ばね８、ピン９、シヤント１０などの
増加をまねき、この分質量が増加すると共に、信
頼性および経済性が低下するという問題がある。

本考案は上記のような従来の欠点を解消し、分
割したすり板の単体の大きさを極めて小さくし、
併せて隣接部の段差の発生を防止しながら電車線
に当接するすり板の運動質量を減ずることにより
追随性を向上させ、更に隣接部などにおける溝磨
耗や振動誘発を生じない、優れた集電装置のすり
板支持構造を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

つまり、その目的を達成するための手段は、す
り板１と、ばね２と、舟体４とを有する集電装置
のすり板支持構造であり、すり板１は多数のすり
板小片１ａ，１ｂ，１ｃに分割し、舟体４に対し
て長手方向に複数列にそれぞれ隣接して配設され
ている。

ばね２は舟体４の長手方向に沿う長手方向中央
部の取付部２ｃと、この取付部２ｃの両側で上方
にＵ字状に折曲された折曲部２Ｘと、この折曲部
２Ｘの外方から端縁までのすり板固定部２ａから
なり、端縁が所定の間隔Ｙで対向されたものであ
り、両側の折曲部２Ｘには窓部２ｅが打ち抜かれ
て連結片２ｂが形成され、対応する連結片２ｂ及
び窓部２ｅが進行方向に対し重複しないように千
鳥状に配列され、一方側の連結片２ｂの中心線Ｂ
と他方側の窓部２ｅの中心線Ｅが一致し、両側の
対応する窓部２ｅ間は、取付部２ｃを横切つて形
成された切り込み溝２ｈで連係されており、両側
のすり板固定部２ａには窓部２ｅの外側辺の中間
部に接してばね部２ｆが形成され、このばね部２
ｆは上方にスリツトＺを有し、下方に断面〓状に
絞り形成され、長手方向が進行方向に対応する筒
状であつて、左右が互いにスリツトＺ側に向けて
力を初期力の付与されたものであり、且つすり板
固定部２ａ上面には前記すり板小片１ａ，１ｂ，
１ｃを連設固着されてすり板を構成し、このすり
板小片１ａ，１ｂ，１ｃの隣接部はばね部２ｆの
スリツトＺ上に対応する板ばね体２である。

舟体４はその上面に、この板ばね体２が取付部
２ｃで固着されている。

また、ばね部２ｆは断面が角形の筒状であるこ
ともあり、更にすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃは、
隣接部を構成する端面が下面に対してテーパー状
に隅切りＷされ、隣接部が下方に三角形の空間部
Ｐを形成したものである場合もある。

〔作用〕

その作用は、次に述べる実施例と併せて説明す
る。

以下、本考案の一実施例を、図面に基づいて詳
述する。

〔実施例〕

第１図は本考案に集電装置のすり板支持構造の
一実施例の要部平面図、第２図は同じく側面図、
第３図は第１図のア〜ア断面矢視図であつて、第
９図、第１０図と同一の符号は同一または同一機
能を有する部分を示す。

２本の舟体４（１本しか図示してない）は連結
アーム６により一体化され、パンタグラフの枠組
に取り付けられて、ばね力等により電車線５に舟
体４上面のすり板を押し付けるように構成されて
いる。

各一本の舟体４の上面にはそれぞれすり板を多
数の小片に分割したすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃ
が長手方向に２列に隣接して配設されており、両
列の隣接端部は走行方向に重複しないように千鳥
状に配されている。

各列のすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃは一枚の連
続した弾性を有するステンレス鋼板上に溶接など
により固着されている。本実施例ではステンレス
鋼板用板はばね作用を有し、且つ防錆性、導電性
が良好であれば、燐青銅等の他の弾性を有する板
材を使用してもよい。

上記のステンレス鋼板は、各すり板小片毎に舟
体に弾性支持するように、且つ全体を一体として
舟体４に着脱可能なように、板ばね板２として一
体に形成されている。第４図ａは板ばね体２の展
開図、第４図ｂはａ図の〓形状のばね部の一部で
あつて、両側部の端縁が所定の間隔Ｙで対向され
た板ばね体２の列に多数のすり板小片１ａ，１
ｂ，１ｃを隣接固着せしめるすり板固定部２ａが
ありこの部分の各すり板小片１ａ〜ｃの隣接境位
置を境方向にそつて〓形状のスリツトＺを有する
ばね部２ｆとなし、中央部には舟体４にボルト１
１で取り付けるためのねじ座２ｄを溶接固着した
取付部２ｃがあつて、この取付部２ｃとすり板固
定部２ａとの間を各すり板小片部分毎に連結する
折曲部２Ｘ、すなわち連結片２ｂおよび後述する
窓部２ｅにより一体に形成されている。

このような形状のものを、連結片２ｂが半円形
になるように曲げて、第３図に示すような断面形
状に成形して板ばね体２とする。左右の両列に固
着されるすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃの各隣接部
は、車両走行方向に重複しないように、千鳥状に
配されている。

すなわち、すり板小片１ａの中央部にばね支持
部２ｂを配置するが、この連結片２ｂを形成する
ために窓部２ｅが打ち抜かれており、第４図にお
ける左側の窓部２ｅと２ｅの中心線（Ｂで示す等
距離の位置）と右側の連結片２ｂと２ｂの中心線
（Ｅで示す等距離の位置）とが車両走行方向につ
いて一致し、右側の窓部２ｅと２ｅの中心位置と
左側の連結片２ｂと２ｂの中心位置とが車両走行
方向について一致するようになし、前記〓形状の
絞り成形による長手方向の寸法縮みを逃げるため
に切り抜き窓部２ｅを左右各一対として互の切り
抜きを連係するよう切り込み溝２ｈを板ばね体２
の短手方向に対して複数列設けられている。

このように、板ばね体２により一体に形成され
たすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃは、板ばね体２を
ボルト１１により舟体４に取り付けることによ
り、舟体４に弾性支持されるものとなる。両端に
位置するすり板小片１Ａおよび１Ｂは、いずれも
その最端部が板ばね体と共に車両走行方向に対し
て斜に切り取られており、この切り取られた部分
に一部が入り込み、車両走行方向についてすり板
１Ａ，１Ｂと重複するようにして補助すり板３が
舟体４に固定取り付けされている。

すり板小片１Ａおよび１Ｂと補助すり板３の両
者の重複部分の一部は、高さ方向にそれぞれ斜に
面取りがされており、電車線５の相互間の摺動移
行が円滑に行われるようになつている。ただし、
電車線５がすり板小片１Ａ，１Ｂから更に外れ
て、補助すり板３と摺接するようなことはほとん
でない。

なお前記において、板ばね体２のすり板小片１
ａ〜ｃのすり板固定部２ａの隣接境の〓形状のば
ね部２ｆに代りに、第５図に示す四角形状のばね
部２Ｇなどの多角形状となつてもその機能要旨は
全く同様である。

このような板ばね体２のすり板小片１ａ〜ｃの
固着部の隣接境の形状を、〓形状とすることによ
りそれぞれのすり板小片１ａ〜ｃの配設間隔をあ
けることなく板ばね体２の長手方向の有効ばね長
さｌ（第４図ｂおよび第７図に示す）を任意に大
きくとれるので、第７図に示す如く、すり板小片
１ａ−₁と隣接するすり板小片１ａ−₂とが大きく
勾配が付くような挙動状態になつても、ばね特性
を有する剛さと板ばね体２の強度を損なうことな
くその機能を達成できることになる。

次に、第６図は〓形状のばね部におけるすり板
小片の形状側面図であり、それぞれのすり板小片
１a′−₁，₂の互いの隣接する面を境の方向に沿つ
て相対して、上面から下面に向けて斜形状、つま
りテーパ状に隅切りＷとなし、〓形状のばね部２
f′を底辺側とする三角形状の空間Ｐが形成されて
いる。また、板ばね体２の隣接境部の形状のばね
部２f′の部位において、左右互いに内側に向けて
力Ｆが作用するように板ばね体２に初期力を付与
し、板ばね体２とそれぞれのすり板小片１a′−
_１，₂が固着されている。これによりすり板小片１
a′−₁と１a′−₂の隣接部では互いの面に圧接力Ｆ
を保ちながら上面部にて線接触がなされる。

このような実施例の集電装置のすり板支持構造
において、すり板小片１ａ〜１ｃの上面を電車線
５が摺動移行する際の定常的な挙動を、第７図を
用いて説明する。第７図は本実施例における電車
線と摺接するすり板小片付近の拡大側面図であ
る。

今、電車線５が第１のすり板小片１a_-1の第２
のすり板小片１a_-2との隣接端部に到来したとす
れば、その押付力はすり板小片１a_-1，１a_-2を固
着したすり板固定部２ａと逆側のすり板固定部２
ａに固着された第３のすり板小片１a_-3にも付加
される。第３のすり板小片１a_-3側のすり板小片
隣接端部は、第１、第２のすり板小片１a_-1，１
a_-2側のすり板小片隣接端部と千鳥状に配置され
ているので、第３のすり板小片１a_-3に電車線５
からの押付力が付加される位置は、第３のすり板
小片１a_-3のほぼ中央部となつており、ここには
段差はない。第１のすり板小片１a_-1の側では、
電車線５の全押付力から第３のすり板小片１a_-3
に対する付加分担力を差し引いた押付力が隣接す
る第２のすり板小片１a_-2との段差の発生原因と
なるが、その値は剛性分担比から推して僅少とな
り、併せてすり板小片１a_-1と１a_-2とが板ばね体
２の１枚の連続した適当なばね特性を有する部材
にて極めて近接した位置で固定され、力学的に連
係されているので殆ど段差が生じることはない。

しかしながら、第７図における電車線５とすり
板小片１a_-1〜₃の挙動は極めて定常的なもので、
車両が高速になると種々の外乱要素が加わり、高
速時における実車の挙動はまれにではあるが第７
図に類して示す第８図ａのごとく、すり板小片１
a′_-1と１a′_-2とが「ハ」の字形になり、この状態
時に電車線５がその境に到来したとすればすり板
小片１a_-1，１a_-2の端部を破線で示すごとく、す
り板小片１a_-1と１a′_-2の上面部は大きく口を開
いているので、この部分に破線で示す電車線５が
落ち込むことがあり、この場合ｘ方向への円滑移
行がなされず角部の異常磨耗と振動を誘発する結
果になる。しかるに第８図ａにおいては、板ばね
体２のすり板小片１a′_-1と１a′_-2との境部では初
期力Ｆが互に常時作用し、すり板小片１a′_-1と１
a′_-2との相対する面が斜形状になつているので互
の境面は上面において線接触状に圧接されてい
る。故に上面部は開口することなく「ハ」の字状
に挙動する。しかしてその境部に電車線５が到来
しても前記のように境部に落ち込むことなく円滑
なｘ方向の移行がなされる。

次に第８図ｂに示すごとく、すり板小片１a′_-1
から１a′_-2と電車線５との挙動が逆「ハ」の字の
ような場合でも隣接するすり板小片１a′_-1と１
a′_-2の境においては互いに圧接する力Ｆが作用
し、電車線５がこの境部を移行する際左右強固に
連係し、間隙など生ずることがないのでより円滑
に移行がなされ溝磨耗、振動誘発防止の点から更
に改善された結果が得られる。もちろん動力学的
には電車線５に対応する運動質量は隣接のすり板
小片と縁が切れたような状態となり、質量軽減す
る必要がある。この場合のきよどうを概説すれ
ば、すり板小片１a′_-1と１a′_-2との隣接部は線接
触で当接しているので、この部分を回転中心とし
てそれぞれのすり板小片が作用する。

すなわち、すり板小片１a′_-1に電車線５の重量
がかかると、すり板小片１a′_-1は下部に沈む。そ
して、ばね部２f′の伝達力によりすり板小片１
a′_-2のばね部２f′の取着側部分も沈む。またすり
板小片１a′_-2は隣のすり板小片１a′_-3とばね部２
f″で連係されているので、すり板小片１a′_-2は右
上りに傾き、そのすり板小片１a′_-2の質量の1/2
のみが電車線５の付加に相応して運動する。

なお、図示していないが、すり板小片の中心部
分はばねにより押し上げられているので、テコの
作用により右上りとなる。これ以降の右側のすり
板小片１a′_-3の運動は、ばね部２f″の撓みにより
殆ど動じないので、電車線５の運動に相応するす
り板小片１a′_-1の質量は、縁切りされた状態とな
る。ここで、右側のすり板小片１a′_-2以降に限定
して記述したが、左側および複列などの挙動につ
いてもその要旨とするところは全く同様である。

また、すり板小片１ａ〜１ｃを一体的に支持構
築する部品として、前記第９図、第１０図で説明
した従来例のような、特別の弾性連結部材７や、
ばね８、ピン９およびシヤンク１０などを必要と
しないので、すり板を分割する場合に長手方向に
も幅方向にも極めて自在に小さくすることができ
る。

しかも、他部品により質量の増加をまねくこと
がないので、その運動質量は僅少となり、追随性
が極めて向上する。

例えば、新幹線のパンタグラフの基準を適用し
て、前記従来例と本実施例のものとを実質的な運
動質量について比較した場合、少なくとも1/20〜
１／３０にすることが可能で、飛躍的な効果をえるこ
とができる。

〔考案の効果〕

以上詳細に説明したように、本考案にかかる集
電装置のすり板支持構造によれば、電車線５に対
応して運動するパンタグラフ側のすり板の運動質
量は僅少となるので、その追随性は飛躍的に向上
し、連係部の溝磨耗および段差に誘発される振動
などを防止できるので、アークなどの極めて有害
な現象を発生せず、第３図に示すような板ばね体
２のみでその目的を達するので信頼性も高く、経
済的にも有利な上、保守も簡単容易であるなど、
多大の効果がえられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の集電装置のすり板支持構造の
一実施例の要部平面図、第２図は同じく側面図、
第３図は第１図のア〜ア断面矢視図、第４図ａは
板ばね体の展開図、第４図ｂは第４図ａの板ばね
部の補助投影図、第５図はばね部の他の実施例を
示す側面図、第６図はすり板小片と板ばね体との
拡大図、第７図は隣接するすり板小片が凹形にな
つた場合の電車線と摺接する小片すり板挙動状態
図、第８図ａは同じく隣接するすり板小片凸形に
なつた場合の電車線と摺接する小片すり板挙動状
態図、第８図ｂは第７図と同じく凹形となつた場
合の状態図、第９図は車両用集電装置の従来例の
舟体部の平面図、第１０図は舟体要部側面図、第
１１図はすり板の隣接部における電車線とすり板
小片挙動状態図である。１ａ，１a′，１ｂ，１ｃ，１Ａ，１Ｂ……すり
板小片、１a″，１b″……すり板、２……板ばね体
（ばね）、２ｂ……連結片、２ｅ……窓部、２ｈ…
…切り込み溝、２ｆ，２f′，２f″……形状のばね
部、２Ｇ……四角形（多角形）のばね部、４，
４′……舟体、５……電車線、Ｐ……三角形状の
空間部、２Ｘ……折曲部、Ｙ……間隔、Ｚ……ス
リツト、Ｗ……隅切り、Ｂ，Ｅ……中間部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) すり板１と、ばね２と、舟体４とを有する集
電舟装置であつて、すり板１は、多数のすり板小片１ａ，１ｂ，
１ｃに分割し舟体に対して長手方向に複数列に
それぞれ隣接して配設されており、ばね２は、板ばね体２からなり、舟体の長手
方向に沿う長手方向中央部の取付部２ｃと、こ
の取付部２ｃの両側で上方にＵ字状に折曲され
た折曲部２Ｘと、この折曲部２Ｘの外方から端
縁までのすり板固定部２ａからなり、端縁が所
定の間隔Ｙで対向されたものであり、両側の折
曲部２Ｘには窓部２ｅが打ち抜かれて連結片２
ｂが形成され、対応する連結片２ｂ及び窓部２
ｅが進行方向に対し重複しないように千鳥状に
配列され、一方側の連結片２ｂの中心線Ｂと他
方側の窓部２ｅの中心線Ｅが一致し、両側の対
応する窓部２ｅ間は、取付部２ｃを横切つて形
成された切り込み溝２ｈで連係されており、両
側のすり板固定部２ａには窓部２ｅの外側辺の
中間部に接してばね部２ｆが形成され、このば
ね部２ｆは上方にスリツトＺを有し、下方に断
面〓状に絞り形成され、長手方向が進行方向に
対応する筒状であつて、左右が互いにスリツト
Ｚ側に向けて初期力の付与されたものであり、
且つすり板固定部２ａ上面には前記すり板小片
１ａ，１ｂ，１ｃが連設固着されてすり板を構
成し、このすり板小片１ａ，１ｂ，１ｃの隣接
部はばね２ｆのスリツトＺ上に対応するもので
あり、舟体４は、その上面に、板ばね体２が取付部
２ｃで固着されたものである集電舟装置。 (2) ばね２ｆは、断面が角形の筒状である実用新案登録請求の範囲第(1)項記載の集電舟
装置。 (3) すり板小片１ａ，１ｂ，１ｃは、隣接部を構
成する端面が下面に対してテーパー状に隅切り
Ｗされ、隣接部が下方に三角形の空間部Ｐを形
成したものである実用新案登録請求の範囲第(1)項および第(2)項
記載の集電舟装置。