JPH04502250A - パンタグラフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 パンタグラフ 本発明は、電気けん引列車に高架導線又は高架接触線により電流を供給するため の、パンタグラフと称される機構に関する。

さらに正確には、本発明は、角（つの）形摺動子ホルダーと称されるパンタグラ フの上部要素と高架接触線との間の電気接触が向上される機構に関するものであ る。

実際、前記電気接触が使用期間中に恒久的に達成されることが重要であり、さら に、この接触にとって、どのような環境にあっても、特に列車の速度がどのよう な場合でも電流の通過に対してできるだけ一定の抵抗がもたらされることが望ま しい。

角形摺動子ホルダーと高架接触線との間に均一の接触を得る目的で、角形摺動子 ホルダーを高架接触線に対して、例えばスプリングの存在により生じる一定の弾 性のもとに高架接触線に押しつけ、このスプリングにより接触が過度にならない で、ある種の環境の変化が耐えられるような、作用をする機構を用いることが知 られている。

特に、弾性ベローズの形式の要素によってその周縁が連結された２つの平行なカ バープレートからなる空気圧部材を備え、第１のカバープレートが鉄道車両の構 造と一体であり第２のカバープレートが限定された大きさの変位に耐えることの できるようになっているエア宇クッション型と称される型の装置を用いることが 知られている。

このベローズが与えられた圧力の圧縮空気のようなガスで膨張された時、ベロー ズの折りたたんだ部分が膨張され、これにより移動可能なカバープレートが変位 する。この変位はパンタグラフの下部アームの軸線の回転運動を伴い、この回転 運動のため角形摺動子ホルダーにより一定の圧力が高架接触線に対して加えられ る。

軌道上を走行する機関車と共に作動する時、前記装置は一定の範囲で特定の性質 を持った戻りスプリングの役割を演じる。

移動可能なカバープレートのほぼ水平方向の運動を保証するため、このカバープ レートは一般に、その下端が関節接合式に鉄道車両の構造に固定された実質的に 垂直なロフトの端部と一体に作られる。上記ロフトは比較的長く、またその上端 が実質的に水平な範囲の運動をすることができ、このため移動可能なカバープレ ートが限定された大きさだけ変位された時に移動可能カバープレートのための案 内として作用する。

このカバープレートの変位がまっすぐの線の部分に匹敵するような十分な長さの ロフトを用いなければならない。

経験は上記エアークッション型の装置さらに詳細にはその案内機構が、種々の欠 点を有していることを示している。すなわち、 −この案内機構は比較的複雑で重く、これが組立体の慣性を増大させそして慣性 の増大はこの機構全体が妨害に対してより長い応動時間を有する結果となるとい う影響をパンタグラフの性能に対し与える。

−まっすぐな線の一部分に匹敵するその端部の変位を有することを必要とするロ フトの長さは、案内機構を嵩張ったものとする。

−案内機構は、ベローズのある種の曲がりの起きるのを防ぐことができず、その ためこの装置が平衡の位置に戻る時カバープレートの変位に偏向が生じ、この平 衡位置からこの装置が一時的に離れその結果角形摺動子ホルダーの付加圧力に正 しくない偏向が生じる。

−案内機構が、はこり、侵蝕性作用物及び大気中の落下物に曝され、そのため比 較的頻繁な監視と保守作用とを必要とする。

本発明の目的は上記の欠点を著しく減少することのできるパンタグラフのための 新規な装置を提供することである。

本発明の主題は、高架接触線と電気的接触を形成する角形摺動子ホルダーと、こ の角形摺動子ホルダーをパンタグラフの下部アームのシャフト上に加えられたト ルクにより高架接触線に対して押しつけるためのエア乎クッション型の弾性装置 とを具備する、電気けん引機関車のためのパンタグラフにおいて、前記弾性装置 が、 −機関車の構造と一体の第１のカバープレートを具備し、−第１のカバープレー トに対し動くことができる第２のカバープレートが第１のカバープレートに対面 して配置されかつ弾性材料で作られた壁によって第１のカバープレートに連結さ れ、こ１）ｔｓ２つのカバープレートが前記弾性壁と共に、ガス特に空気を大気 圧とは異なる圧力で収容する気密性の囲いを形成し、 −両端部がそれぞれ関節接合で１つのカバープレートに連結された細長い部材か らなる第２のカバープレートを案内する手段が、前記気密性の囲いの内部に配設 され、この案内手饅が前記第２のカバープレートを第１のカバープレートに対し 実質的に並進運動で変位させるようにし、−この第２のカバープレートの並進運 動をパンタグラフの前記シャフトの回転に変換する手段を具備している、ことを 特徴とする電気けん引機関車のためのパンタグラフである。

本発明の空気圧装置の使用は次のような利点をもたらす。

（ａ）気密性の囲いの外側の案内部材をなくすことと同時にこの機構を一層コン パクトなものとすることに伴って機構の慣性を減少させる。

（ｂ）実際上気密性の囲いの内部の空気圧力にのみ依存する程度に再現可能な運 動である第２のカバープレートの並進運動を生み出す。

（ｃ）第２カバープレートの案内部材が環境上の妨害物、特にほこり又は落下物 のようなものから保護される気密性囲いの中に置かれるために、この第２のカバ ープレートの案内部材の保守の必要をなくし、この案内部材にとってグリースの 有効期間使用を持つことを可能にする。

（ｄ）さらに、第２のカバープレートの並進運動の再現可能性の時間にわたる保 存状態が、気密性の囲いの内部で案内部材が保護されるという事実により、さら に良好に保証される。

気密性の囲い内部の圧縮空気の圧力と高架接触電線上の角形摺軌子ホルダーの圧 力との間に１つの関係が成立し、他のパラメータ例えば軌道に対する高架接触電 線の垂直距離のようなものは一定であると考えられることが、上記の結果から得 られる。

第２の態様によれば、本発明の主題は、本発明の第１の態様の装置と、気密性の 囲い内部の圧縮空気の圧力を、角形摺動子ホルダーを高架接触電線に対し与えら れた圧力で当接させるため変化させる手段との組合せであって、前記与えられた 圧力自体にとって、パンタグラフの環境に関するパラメータの関数として、すな わち軌道からの高架接触電線の垂直距離、機関車の速度、その他の関数としてプ ログラム化されることが可能となる。

上記の装置にとって、１９８９年４月２８日出願のフランス特許出願第８９０５ ６５３号に記載されているようなセンサによる機構と有利に関連させることが可 能となるが、この機構は特に、角形摺動子ホルダーが高架接触電線に当接する摺 動子のすぐ近くに置かれた力センサを具備し、このセンサからのデータが光ファ イバーの束により空気圧電気バルブを作動する電子制御ユニットに伝達されるよ うにしている。

本発明のその他の特徴は、何らの限定が与えられず添付図面を参照する典型的な 実施態様による以下の記載から、明らかとなるであろう。添付図面において、第 １図は本発明の作動機構により作動されるパンタグラフの概略斜面図、 第２図は第１図の作動機構の、中央垂直平面に沿った拡大部分断面図、 第３図は第２図の平面■−■に沿う部分断面図である。

第１図はパンタグラフ１を示し、パンタグラフ１は機関車又はさらに一般的には 図示しない鉄道無蓋貨車の機関車の屋根の上に取付けることのできる基部構造２ を具備している。

この目的のため、構造２には取付はフランジ３が設けられている。

パンタグラフの管状構造の下部アーム８のシャフト７に作用する作動用空気圧ク ッション４がまた、構造２に固定される。

下部アーム８は、これもまた管状の上部アーム１１に、主関節接合部１２により 連結される。パンタグラフ１はさらに下部平行四辺形バー１３と上部平行四辺形 バー１４とを有している。

アーム１１はその上端で図示しない高架接触電線との接触を保証する角（つの） 形摺動子ホルダー１６を担持する。この角形摺動子ホルダー１６は２つの摺動子 １８が設けられたフレーム１７を有している。

作動用空気圧クッション４が第２図と第３図にさらに詳細とからなっている。ベ ローズ２３はこれら２つのプレートが実質的に同軸であるような実質的に円筒状 の全体構造を有している。カバープレート２１は、連続的に、ボルト２６により 所定位置に固定された構造２の要素２４とフランジ３と碍子２７とを介して、機 関車の屋根と一体となっている。

カバープレー）２１．２２はベローズ２３と共に気密性の囲い２８を区画形成し 、この気密性囲い２８は第１のカバープレート２１に形成された開口２９を介し て図示しない空気圧供給源に連通している。各カバープレート２１．２２は囲い ２８の内部で、それぞれ突出部３０と３１を担持し、これら２つの突出部３０． ３１は、２つのカバープレートに直角で軸線の両側で各カバープレートに対し実 質に中央にあり軸線から同じ距離の同一平面上に配置されている。ピン３３０周 りに回動可能な連結ロッド３２を固定するようにしている突出部３０．３１は、 前記中央平面に実質的に直角で連結ロッド３２とその細長い部分の実質的に中央 で交わる１つ軸線に関し対称となるように配置される。

前記カバープレートの軸方向垂直平面に関して対称に配置されかつ実質的に水平 な横断片３６によって連結された２つのアーム３４を存する作動部材が第２のカ バープレートに固定されている。パンタグラフの下部アーム８のシャフト７と一 体の２つのカム３９に沿って通過する２つのスチールワイヤのロー１３８の２つ の端部３７が横断片３６に固定される。これらロープ３８はそれ自体がシャフト ７に対し一体であるので、横断片３６の並進運動は対応する大きさでシャフト７ の回転運動に変換される。

上記の装置は次のように作動する。

一方において、パンタグラフ１の関節接合された構造の質けるようにしなければ ならない、これを行うため、適当な平衡トルクが下部アーム８のシャフト７に加 えられなければならない、このトルクはパンタグラフの全作動にわたって一定で はなく、すなわち水平平面に対する下部アーム８の角度の関数としてパラメータ により規定される。この結果は、空気圧クッションによって生じた力が回転の軸 線から加えられる点の距離を変化させるカム３９及びロープ３Ｂの機構により得 られる。

気密性囲い２８内部の圧力が一定の値まで増大した時カバープレート２２によっ て占められる位置２２ａが第２図に一点鎖線で示されている。この位ｆ２２ａに 対応して、突出部３０の位置３０ａ、ロープ３８の位ＩＦ５８ａ、カム３９の位 置３９ａ、そして最後にパンタグラフの下部アーム８の位置８ａがある。

例えば上記フランス特許出願に記載されている電子制御ユニットによって空気圧 クッションに存在する圧力を監視することにより、角形摺動子ホルダーを高架接 触電線に所定の範囲内で当接させるための圧力を保持することが容易となる。

本発明の案内機構は公知の機構に比べた時多くの利点、特に次のような利点を有 している。

連結ロッド３２は実質的にはもっばら引っ張りと圧縮で作動し、言いかえれば金 属の構成要素にとって非常に有利な条件で作動する。これは著しい利点、特に耐 用寿命の観点から外部ロフドを有する上記の装置のような従来用いられていた案 内袋ｆｋ比べて、顕著な利点をもたらす。

空気圧クッションの気密性囲い２８の内側に位置している案内部材はいかなる環 境上の作用（はこり、落下物、侵蝕性作用物）からも保護される。これは実質的 に一定の摩擦係数が移動要素に対して保持できるようにする。本発明の案内機構 は全体が気密性の囲いの中にあるため作動機構の全体の高さに影響を及ぼすこと がなく、またこれが、高速度で動く支持体上に固定された装置にとって非常に有 利な特徴構造を構成する。

この案内機構は、気密性囲いが収縮した位置（最低空気圧）にある時にこの気密 性囲いの中に残っている自由空間に収容することができるため、作動機構の全体 の長さにもまた影響を及ぼすことがない。

連結ロッド３２が２つのカバープレー）２１．２２に実質的に平行でパンタグラ フの平均作動位置に一致する平均作動位置を得るようにこの機構の種々の配置を 規定することが有利である。連結ロッド３２はしたがって、運動の範囲において 、２つのカバープレートに平行な中央平面に対し傾斜する位置とこの平面に関し 実質的に対称の位置との２つの極限位置の間の、種々の位置が考えられる。

この配置構造は、第２のカバープレート２２が第１のカバープレート２１と実質 的に同軸のままとなっている第２のカバープレート２２の並進運動を得るのを容 易にする。さらに、このような装置の精度は２つのカバープレートの間の合理的 に大きい距離とは事実上無関係である。

最後に、入れ子式機構又はジヤツキを有する公知の装置と比べて、本発明の装置 はより簡単かつより軽量の、言い換えればより小さな慣性を有するという利点を 有している。

いくつかの重要な特徴（比較的小さな慣性、増大された精度、良好な信鯨性）が 同時に存在することは本発明の機構に対し、種々の作動条件において検知された いかなる不規則状態に対しても迅速かつ適当な応動を与えることができるという ことがつけ加えられる。

本発明は、もちろん、上記の典型的な実施態様に限定されるものではなく、多く の変更が本発明の範囲を越えることなくなされるものである。

Ｃ） 国際調査報告 ＳＡ　３７９６４

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. １．高架接触電線と電気接触を達成する角形摺動子ホルダー（１６）と、角形摺 動子ホルダー（１６）をパンタグラフ（１）の下部アーム（８）のシャフト（７ ）上に加えられたトルクにより高架接触電線に対して押しつけるための空気圧ク ッション型の弾性装置（４）とを具備する電気けん引機関車用のパンタグラフ（ １）において、前記弾性装置（４）が、機関車の構造と一体の第１のカバープレ ート（２１）を具備し、 第２のカバープレート（２２）が第１のカバープレート（２１）に対面して配置 されかつ弾性材料で作られた壁（２３）により第１のカバープレートに連結され 、第２のカバープレート（２２）は第１のカバープレート（２１）に対し動くこ とができ、これら２つのカバープレート（２１，２２）は前記弾性壁（２３）と 共に、ガス特に空気を大気圧と異なる圧力で収容する気密性の囲い（２８）を形 成し、 ２つの端部がそれぞれ関節接合状にカバープレート（２１，２２）に連結された 細長い部材（３２）からなる第２のカバープレートを案内する手段が、気密性の 囲い（２８）の内部に配設され、前記案内手段は第２のカバープレート（２２） が第１のカバープレート（２１）に対し実質的に並進運動で変位することができ るようになっており、 第２のカバープレート（２２）の並進運動をパンタグラフの前記シャフト（７） の回転運動に変換する手段を具備する、ことを特徴とするパンタグラフ。
2. ２．気密性の囲い（２８）が圧縮通空気の供給源に連結され、気密性の囲い（２ ８）内部の空気の圧力を調節する手段を具備していることを特徴とする請求項１ に記載の空気圧装置。
3. ３．案内手段（３０，３１，３２）が、２つのカバープレート（２１，２２）に 対し実質的に中央のかつこれらカバープレートに実質的に直角な平面上に配置さ れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気圧装置。
4. ４．案内手段（３０、３１，３２）が、各カバープレートにより担持された突出 部（３０，３１）に各端部が連結された連結ロッド（３２）からなり、前記連結 ロッドが実質的に前記中央平面上で変位されることを特徴とする請求項１から３ のうちの１項に記載の空気圧装置。
5. ５．２つのカバープレート（２１，２２）と案内手段（３０，３１，３２）との 組立体が、前記中央平面に実質的に直角でかつ連結ロッド（３２）とその細長い 部分の中央で交わる１つの軸線に関して、実質的に対称となっていることを特徴 とする請求項４に記載の空気圧装置。
6. ６．第２のカバープレート（２２）の並進運動をパンタグラフのシャフト（７） の回転に変換する手段が、水平平面に対するパンタグラフの下部アーム（８）の 角度の関数として変化するトルクを加えることのできるカム（３９）とロープ（ ３８）の機構を具備していることを特徴とする請求項１から５のうちの１項に記 載の装置。
7. ７．気密性の囲いの内部の空気圧を調節する手段が、角形摺動子ホルダー（１６ ）の圧力を高架接触電線に対し所定の限度の範囲内で保持する手段と関連してい ることを特徴とする請求項２から６のうちの１項に記載の装置。