JPH0345962B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパンタグラフなどの電気車用の集電装
置にかかり、特に集電部の電車線に対する追随性
を高めるため、複数のすり板をそれぞれ舟体に弾
性支持して一体化する集電舟装置に関するもので
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58−150672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８図は舟体部の平面図であり、第９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′が一例状にそれぞればね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′に支持され、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、総てのすり板の
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′および１b′からはそれぞ
れシヤント１０が舟体４′に接続され、通電に供
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クザグに設置され、
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、パンタグラフの押付力を一定
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′，１
b′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８図、第９図に示した集電装置の
構成では、すり板を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。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の従来装置には２つの問題がある。まず、
すり板１a′と１b′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１０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
同等にすり板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１b″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１a″への押付力はす
り板１b″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１b″への移行が円滑には
行えなくなつてしまう。

第８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
相応して押圧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構成部品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９図に示されるように、すり板１
a′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。

〔問題点を解決するための手段と発明の概要〕

本発明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、優れたすり板の支持構
造を提供することを目的としている。

すなわち、すり板を多数の小片に分割して一本
の舟体に対して長手方向に複列にそれぞれ隣接し
て配設し、且つ各列の隣接位置を千鳥状に配し、
各列内及び複列間の連係をばね特性を有するもの
とし、且つこれらの小片を舟体に弾性的に支持さ
れるようにしたものである。

具体的には、各すり板小片の列内及び複列間を
連係する例えばステンレスや燐青銅等の弾性を有
する１枚の導電性板材にすり板の分割小片を隣接
せしめて固着し、且つこの導電性板材を舟体に対
して弾性支持せしめるようにしたものである。こ
の弾性支持体をも前記の弾性を有する板材と一体
に形成した板ばね体とすれば、舟体に対する着脱
も容易なものとなる。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる集電舟装置の一実施例
の要部平面図、第２図は同じく側面図、第３図は
第１図、第６図及び第７図のア〜ア断面矢視図で
あつて、第８図、第９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上面のすり板を押圧す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。

各列内及び複列間ではすり板小片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を用いたが、ばね作用を有し
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、板ばね体２として一
体に形成されている。第４図は板ばね体２の展開
図であつて、中央部に２列状に多数のすり板小片
１ａ，１ｂ，１ｃを隣接固着せしめるすり板固定
部２ａがあり、両側には舟体４にボルト１１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、その取付部２ｃとすり板固定部２
ａとの間を各すり板小片部分毎に連結する上下面
連結部２ｂにより一体に形成されている。

このような形状のものを、上下面連結部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。中央部の両
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。

更に、板ばね体２の短手方向中間帯で且つすり
板小片で挾持され、更に電車線に当接するすり板
小片とそれに連動するすり板小片との運動質量を
縁切し、すり板小片の小片間の前記板ばね体に、
該板ばね体の短手方向上面を電車線が移行する際
にすり板小片隣接境で段差が生じない孔を穿設す
ると共に、Ｕ字状の支持ばね部に窓を形成する。

すなわち、第４図に示すごとく、中央部で複列
に配設されたすり板小片１ａ〜１ｃの中間帯にお
いて複列間で対向する１対のすり板小片１ａの隣
接境をほぼ中心として互に結び、これに沿つて板
ばね体２を適当な幅で、ほぼ中間帯の間隔長さま
で斜形長方形に切り抜いた孔２ｆとなし、複列間
を連係せしめる列間連結部２Ｇを形成する。この
列間連結部２Ｇの機能特性は、電車線５が当接す
るすり板小片１ａの上面を移行する際に隣接境な
どで段差を生ぜず円滑な運動がなされるように各
すり板小片１ａに対する連係ばね特性が得られる
よう適宜寸法、形状を決めるものとする。更にす
り板小片１ａ列の両外側においてはすり板小片１
ａの中心部に上下面連結部２ｂを配置し、この上
下面連結部２ｂを形成するために窓部２ｅを切り
抜き、左側の窓部２ｅの中心位置と右側の上下面
連結部２ｂの中心位置とが車両走行方向について
一致し、右側の窓部２ｅの中心位置と左側の上下
面連結部２ｂの中心位置とが車両走行方向につい
て一致するように構成されている。本実施例では
斜形長方形の孔２ｆを打ち抜いているが、この形
状に限らずき、すり板小片の上面を電車線が移行
する際に複列のすり板小片隣接境で段差が生じな
いようにした孔であればこれに限つたものではな
い。

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１ｂおよび１ｃ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１
ｂ，１ｃと重複するようにして補助すり板３が舟
体４に固定取付されている。

すり板小片１ｂおよび１ｃ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１ｂ，１ｃ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
どない。

本実施例の集電舟装置において、すり板小片１
ａ〜１ｃの上面を電車線５が摺動移行する際の挙
動を、第５図を用いて説明する。第５図は本実施
例における電車線と摺接するすり板小片附近の拡
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、その押圧力はすり板小片１ａ−１，１
ａ−２を固着したすり板固定部２ａと他側のすり
板固定部２ａ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−１，１ａ−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からの押圧力が付加される
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の全押圧力か
ら第３のすり板小片１ａ−３に対する付加分担力
を差し引いた押圧力が隣接する第２のすり板小片
１ａ−２との段差の発生要因となるが、その値は
各すり板小片１ａ−１，１ａ−２，１ａ−３を支
持している板ばね体２の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
とは板ばね体２により列内で連係され、更に他側
のすり板小片１ａ−３とは複列の中間帯の列間連
結部２Ｇにより連係され、しかもこれらは１枚の
連続したすり板固定部２ａの同一面上の極めて近
接した位置でなされているので殆んど段差を生じ
ることはない。

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８図、第９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およびシヤント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、他部品による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、飛躍的な効果を得るこ
とができる。

第６図、及び第７図は本発明の別の実施例の要
部平面図で、第１図、第２図と同一の符号は同一
部分を示す。先の実施例と異なる点は、第６図に
おいては、すり板小片１ａ〜１ｃの複列間を連係
する板ばね体２′の切り抜いた孔２f′と余肉の列
間連結部２G′の配置、形状などが異なるもので
前記の例（第１図）では複列間で対向する１対の
すり板小片１ａの隣接境を中心として互に結びこ
れに沿つて適当な幅でほぼ中間帯の間隔長さまで
切り抜いたが本実施例では逆にこの部分に余肉を
付けすり板小片１ａの中央の対向部をほぼ平行四
辺形の孔２f′を切り抜き列間連結部２G′を形成す
るものである。

また、第７図においては、同様にすり板小片１
ａの総ての隣接境部を中心に各々適当な幅で複列
のほぼ中間帯の間隔長さまでほぼ垂直に縦長な孔
２f″を切り抜き、余肉をそれぞれ切り抜き部の中
間となし、列間連結部２G″を形成するものであ
る。その他の構成は先の実施例と同じである。ま
た図示していないが、孔２ｆ，２f′，２f″の代り
に複数の孔を対称的に中間帯に形成してもよく、
更に孔の形状は連係した板ばね体であれば如何よ
うなものであつてもよい。

このように構成しておくことにより、各実施例
（第１図、第６図、第７図）毎に電車線５に当接
するすり板小片１ａの運動特性、隣接するすり板
小片１ａの連係特性など異なつた特性が得られ
る。すなわち実車の挙動は前後、左右、上下、傾
きなど多岐にわたり複雑な上にパンタグラフに対
応する電車線５の特性も極めて多種である。従つ
て定形的なパンタグラフ側の特性で対応しても常
に最適な状態が得られるとは限らない。そこで、
前記のような異なるすり板小片（第５図に示す）
の運動特性を用意しておき最適な特性を選択可能
にせしめるものである。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明にかかる集
電舟装置によれば、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、板ばね体２のみでその目的を達するので信頼
性も高く、経済的にもは有利な上、保守も簡単容
易であるなど、多大の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる集電舟装置の一実施例
の要部平面図、第２図は同じくその側面図、第３
図は第１図、第６図、第７図のア〜ア断面矢視
図、第４図は板ばね体の展開図、第５図は電車線
と摺接するすり板小片附近の拡大側面図、第６
図、第７図は本発明の別の実施例の要部平面図、
第８図は車両用集電装置の従来例の舟体部の平面
図、第９図はその舟体要部側面図、第１０図はす
り板の隣接端部の部分拡大側面図である。 １ａ，１ｂ，１ｃ……すり板小片、１a′，１
b′……すり板、２，２′，２″……板ばね体、２ｅ
……窓孔、２ｆ，２f′，２f″……孔、４，４′……
舟体、５……電車線、２ａ……すり板固定部、２
ｂ……上下連結部、２ｃ……取付部、２ｄ……ね
じ座。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ すり板１と、板ばね体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，１
   ｃ…を有し、該すり板小片が舟体４の長手方向に
   対して、複数列をなして配列され、 板ばね体２は、摺動方向に対し前端と後端が下
   方にＵ字状に折曲され、上面がすり板固定部２ａ
   で下面が取付部２ｃであり、該Ｕ字状の折曲部に
   は窓孔２ｅが打ち抜かれ、その間に上下面連結部
   ２ｂが形成されてすり板固定部２ａと取付部２ｃ
   とを連結し、該すり板固定部２ａには中央の長手
   方向に於いて、斜形状の平行四辺形状の孔２ｆが
   打ち抜かれてその間に列間連結部２Ｇが形成さ
   れ、 各すり板小片１ａ，１ｂ，１ｃ…は、板ばね体
   ２のすり板固定部２ａの孔２ｆと列間連結部２Ｇ
   の両側上に配列され、隣接部が列間で重ならない
   ように千鳥状で、かつ中間部が列間連結部２Ｇに
   対応する位置にあるように固定され、 舟体４は、その上部に板ばね体２が取付部２ｃ
   で取り付けられた 集電舟装置。