JPH06311605A - 鉄道車両用集電装置の摺板体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】車両走行時に発生する空力音及び車両走行中の
トロリ線に対する押圧力が低い鉄道車両用集電装置の摺
板体の提供を目的とする。 【構成】鉄道車両用集電装置の摺板体において、前縁部
１１から後縁部１１までの間の適所に摺板１２が設けら
れ、前縁部１１から後縁部１１までの間が空気案内体１
３で連結され、この空気案内体１３は上下表面１３ａ，
１３ｂの夫々に多数の通気孔１３ｃが開口され且つ上表
面１３ａの通気孔１３ｃと下表面１３ｂの通気孔１３ｃ
とが連通状態していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気式鉄道車両の屋根
に設けられ、トロリ線から電気を取り入れるための鉄道
車両用集電装置に備えられる摺板体の改良に関するもの
であって、車両走行中に発生する空力音及び車両走行中
のトロリ線に対する押圧力の低減に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄道車両用集電装置を代表するも
のとしては、図１１に示す如く、パンタグラフ１があ
る。このパンタグラフ１は、ベース部２と、ベース部２
の左右両側に連結した枠組管３の二組と、枠組管３，３
の上端に連結した摺板体４と、摺板体４の両端から外側
へ突出したホーン６，６とを備えている。枠組管３，３
は、下枠組管３ｂと上枠組管３ａとを連結したものであ
り、斜管５，５で連結されている。摺板体４は、摺板４
ａ，４ａが取り付けてある。ホーン６，６は、電車線路
の分岐点（ポイント箇所）の上方に設けられた渡り線装
置（図示省略）を案内するものである。パンタグラフ１
は、全体幅Ｗ４（例えば、Ｗ４＝１，８８０ｍｍ）で、
摺板体４が幅Ｗ３（例えば、Ｗ３＝１，１１０ｍｍ）で
ある。

【０００３】このパンタグラフ１は、図示は省略した
が、鉄道車両の屋根に碍子を介して配設され、摺板４
ａ，４ａをトロリ線に接触させて集電を行う。パンタグ
ラフ１及び碍子は、車両走行中に走行速度に応じた空気
が当たって空力音を発生する。この空力音は、車両走行
速度が高速になるに伴い増大し、騒音の原因となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄道沿線に
及ぼす騒音対策は、鉄道車両の高速化に伴い生じる必須
の課題である。そこで、騒音対策としては、パンタグラ
フ１及び碍子の配置された箇所の前後に風切り板を設け
る等して、車両走行に伴い発生する空気流れをパンタグ
ラフ１及び碍子に当てないようにして空力音の低減を図
ることがある。しかし、摺板体４の前後には、トロリ線
との関係から風切り板等を設けることができない。その
ため、従来は、摺板体４から発生する空力音を低減させ
ることが非常に困難であつた。

【０００５】本発明は、上記問題を解決するために、車
両走行時に発生する空力音及び車両走行中のトロリ線に
対する押圧力が低い鉄道車両用集電装置の摺板体の提供
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明が採用した第１の
手段は、鉄道車両用集電装置の摺板体において、前縁部
から後縁部までの間の適所に摺板が設けられ、前縁部か
ら後縁部までの間が空気案内体で連結され、この空気案
内体は上下表面の夫々に多数の通気孔が開口され且つ上
表面の通気孔と下表面の通気孔とが連通していることで
ある。

【０００７】なお、第１の手段において、前記摺板の上
表面に多数の通気孔が開口され、この通気孔と前記空気
案内体の下表面の通気孔とが連通していることもある。
また、前記空気案内体の上下表面が多孔質素材からなる
部材の表面で形成されていることもある。更に、前記摺
板の上表面が多孔質素材からなる部材の表面で形成され
ていることもある。

【０００８】本発明が採用した第２の手段は、鉄道車両
用集電装置の摺板体において、前縁部に設けられた前方
摺板と後縁部に設けられた後方摺板との間に、中間摺板
が設けられ、この中間摺板は上下表面に開口する通気孔
が形成されていることである。なお、前記中間摺板が多
孔質素材からなる部材の表面で形成されていることもあ
る。

【０００９】

【作用】第１の手段において、電気式鉄道車両に摺板体
が配設されると、トロリ線に摺板を接触させて集電する
ことができる。車両走行に伴い前後縁部の一方で掻き分
けられた空気は、空気案内体の表面に沿って案内される
ため、空力音が小さい。空気案内体の上下表面に沿って
流れる空気により発生する上面側空気圧と下面側空気圧
とは、上下表面に開口した通気孔が連通状態であるた
め、等しいか又は近似した値となる。その結果、車両走
行時に発生する揚力（即ち、トロリ線を押圧する力）
は、非常に小さい。

【００１０】第１の手段において、摺板の上表面に多数
の通気孔が開口され、この通気孔と前記空気案内体の下
表面の通気孔とが連通しているときには、摺板の上表面
に沿って流れる空気により発生する上面側空気圧と空気
案内体の下表面に沿って流れる空気により発生する下面
側空気圧とは、等しいか又は近似した値となる。その結
果、車両走行時に発生する揚力は、更に小さくなる。

【００１１】第２の手段において、電気式鉄道車両に摺
板体が配設されると、トロリ線に前方摺板，後方摺板及
び中間摺板を接触させて集電することができる。車両走
行に伴い前後縁部の一方で掻き分けられた空気は、中間
摺板の表面に沿って案内されるため、空力音が小さい。
中間摺板の上下表面に沿って流れる空気により発生する
上面側空気圧と下面側空気圧とは、上下表面に開口した
通気孔が連通状態であるため、等しいか又は近似した値
となる。その結果、車両走行時に発生する揚力は、非常
に小さい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明に係る鉄道車両用集電装置の摺
板体（以下、「本発明摺板体」という）を図面に示す実
施例に基づいて説明する。 （第１実施例）図１及び図２は本発明摺板体の第１実施
例を示すものであり、図１は中間省略した斜視図、図２
（Ａ）〜（Ｃ）は前後縁部の断面形状が異なる態様を示
す横断面図である。なお、以下の説明において、前方向
とは車両の進行方向（矢符Ｆ方向）に沿う方向をいう。

【００１３】本実施例に係る本発明摺板体１０は、図１
及び図２（Ａ）に示す如く、前後縁部が四角棒状の縁材
１１，１１からなり、各縁材１１の上面側に摺板１２が
設けられ、両縁材１１，１１を空気案内体１３で連結し
てある。空気案内体１３は、多孔板若しくは多孔性の焼
結合金板又はこれらの組合せ等から成形された上下の通
気板１４，１４からなり、上下表面１３ａ，１３ｂの夫
々に多数の通気孔１３ｃ，１３ｃ…が開口し且つ上下表
面１３ａ，１３ｂの通気孔１３ｃ，１３ｃ…が中空部１
３ｅを介して連通状態となっている。

【００１４】前記通気孔１３ｃは、大径のものを大きな
隣接ピッチＰで少数個形成するよりも、小径（例えば、
直径が８．０〜０・３ｍｍ程度）のものを細かい隣接ピ
ッチＰ（例えば、Ｐ＝１０〜１ｍｍ程度）で多数個形成
する方が、上下表面１３ａ，１３ｂが滑らかになって空
気を円滑に案内することができ、発生する空力音を小さ
くできる。

【００１５】なお、縁材１１は、その形状を四角棒状に
限定するものではなく、先端面を半円状（図２（Ｂ）参
照）又は楕円状（同図（Ｃ）参照）に形成してもよい。

【００１６】本発明摺板体１０は、図１に示す如く、左
右両側にホーン１６，１６が必要に応じて延設されてい
る。ホーン１６は、前記縁材１１，１１から延設された
弯曲側縁１７，１７と、前記空気案内体１３から延設さ
れた弯曲空気案内体１８とからなり、先窄み状で下方へ
弯曲形成されている。弯曲空気案内体１８は、上下表面
１８ａ，１８ｂに多数の通気孔１８ｃ，１８ｃ…が開口
し且つ上下表面１８ａ，１８ｂの通気孔１８ｃ，１８ｃ
…が連通状態となっている。

【００１７】本発明摺板体１０は、左右の枠組管（図１
１中の符号３で図示されたもの）等に接合されて用いら
れ、電気式鉄道車両の屋根に配設されると、トロリ線に
摺板１２，１２を接触させて集電することができる。車
両走行に伴い縁材１１で掻き分けられた空気流は、空気
案内体１３の上下表面１３ａ，１３ｂに沿って案内され
るため、発生する空力音が小さい。空気案内体１３の上
下表面１３ａ，１３ｂに沿って流れる空気により発生す
る上面側空気圧と下面側空気圧とは、上下表面１３ａ，
１３ｂの夫々に開口した通気孔１３ｃ，１３ｃが連通状
態であるため、等しいか又は近似した値となる。その結
果、本発明摺板体１０は、車両走行に伴い発生する揚力
が非常に小さく、トロリ線に対する摺板１２，１２の押
圧力も小さくなる。

【００１８】（第２実施例）図３は本発明摺板体の第２
実施例を示す横断面図である。本実施例に係る本発明摺
板体２０は、横断面が偏平の中空楕円状に形成され、上
面側中央に摺板２２が設けられている。本発明摺板体２
０は、繊維強化合成樹脂等から前後縁２１，２１と空気
案内体２３が一体に形成され、空気案内体２３の上表面
２３ａの通気孔２３ｃ，２３ｃ…と下表面２３ｂの通気
孔２３ｃ，２３ｃ…とが中空部２３ｅを介して連通状態
となっている。

【００１９】この本発明摺板体２０は、左右両側にホー
ン（図示は省略）が必要に応じて延設される。本発明摺
板体２０は、前記第１実施例と同様に用いられ、車両走
行に伴い発生する空力音及び揚力も同様に小さくなる。

【００２０】（第３実施例）図４は本発明摺板体の第３
実施例を示す横断面図である。本実施例に係る本発明摺
板体３０が前記第１実施例と異なる所は、前後の縁材１
１，１１の上方寄りを厚肉板状の空気案内体３３で連結
した点である。空気案内体３３は、上下表面３３ａ，３
３ｂに開口する通気孔３３ｃ，３３ｃ…が形成されてい
る。

【００２１】（第４実施例）図５は本発明摺板体の第４
実施例を示す横断面図である。本実施例に係る本発明摺
板体４０は、翼形に成形された前後の縁材４１，４１を
厚肉板状の空気案内体４３で連結してある。空気案内体
４３は、上下表面４３ａ，４３ｂに開口する通気孔４３
ｃ，４３ｃ…が形成されている。各縁材４１は、摺板１
２が設けられている。

【００２２】本発明摺板体４０は、左右両側にホーン
（図示は省略）が必要に応じて延設される。本発明摺板
体４０は、前記第１実施例と同様に用いられ、車両走行
に伴い発生する空力音及び揚力も同様に小さくなる。

【００２３】（第５実施例）図６は本発明摺板体の第５
実施例を示す横断面図である。本実施例に係る本発明摺
板体５０は、前記第２実施例（図３参照）と同様に、繊
維強化合成樹脂等から前後縁２１，２１と空気案内体２
３が一体に形成され、空気案内体２３の上表面２３ａの
通気孔２３ｃ，２３ｃ…と下表面２３ｂの通気孔２３
ｃ，２３ｃ…とが中空部２３ｅを介して連通状態となっ
ている。

【００２４】本発明摺板体５０が前記第２実施例（図３
参照）と異なる所は、前方摺板５２と後方摺板５２との
間に、中間摺板５４が設けられていることである。中間
摺板５４は、多孔板若しくは多孔性の焼結合金板又はこ
れらの組合せ等から成形され、上表面５４ａに開口する
通気孔５４ｃ，５４ｃ…が形成され、この通気孔５４
ｃ，５４ｃ…と空気案内体２３の下表面２３ｂの通気孔
２３ｃ，２３ｃ…が中空部２３ｅを介して連通状態とな
っている。

【００２５】この本発明摺板体５０は、左右両側にホー
ン（図示は省略）が必要に応じて延設される。本発明摺
板体５０は、前記第１実施例と同様に用いられ、トロリ
線に前方摺板５２，後方摺板５２及び中間摺板５４を接
触させて集電することができる。そして、本発明摺板体
５０は、車両走行中に発生する空力音及び揚力も同様に
小さくなる。

【００２６】（第６実施例）図７は本発明摺板体の第６
実施例を示す横断面図である。本実施例に係る本発明摺
板体６０は、前後の縁材１１，１１の上方に設けられた
前方摺板１２と後方摺板１２との間に、中間摺板６４が
設けられている。この中間摺板６４は、多孔板若しくは
多孔性の焼結合金板又はこれらの組合せ等から成形さ
れ、上下表面６４ａ，６４ｂに開口する通気孔６４ｃ，
６４ｃ…が形成されている。

【００２７】この本発明摺板体６０は、左右両側にホー
ン（図示は省略）が必要に応じて延設される。本発明摺
板体６０は、前記第１実施例と同様に用いられ、トロリ
線に前方摺板１２，後方摺板１２及び中間摺板６４を接
触させて集電することができる。そして、本発明摺板体
６０は、車両走行中に発生する空力音及び揚力も同様に
小さくなる。

【００２８】（試験及び結果）本発明者は、本発明摺板
体の発生する空力音（騒音）が小さいこと及び本発明摺
板体の発生する揚力（トロリ線を押圧する力）が小さい
ことを確認するために、下記の試験条件で試験を行い次
の如き試験結果を得た。

【００２９】（１）試験用摺板体の条件 試験用摺板体ａは、その横断面形状及び寸法が図８
（Ａ）〜（Ｄ）に示す通りであり、前後縁材ｂ，ｂの上
下に設けた中間板ｃ，ｃに通気孔の無いもの、又は中間
板ｃ，ｃに同図（Ｅ）に示す通気孔ｄの複数を形成した
ものが用いられた。 ・試番１は、同図（Ａ）に示す通りのものであって、従
来の摺板体に相当する。 ・試番２は、同図（Ｂ）に示す通りのものであって、中
間板ｃに通気孔の無い比較用の摺板体である。 ・試番３は、同図（Ｃ）に示す通りのものであって、中
間板ｃに通気孔の無い比較用の摺板体である。 ・試番４は、同図（Ｄ）に示す通りのものであって、中
間板ｃに通気孔の無い比較用の摺板体である。 ・試番５は、同図（Ｂ），（Ｅ）に示す通りのものであ
って、本発明摺板体（図２（Ａ）参照）に相当する。 ・試番６は、同図（Ｃ），（Ｅ）に示す通りのものであ
って、本発明摺板体（図２（Ｂ）参照）に相当する。 ・試番７は、同図（Ｄ），（Ｅ）に示す通りのものであ
って、本発明摺板体（図２（Ｃ）参照）に相当する。

【００３０】（２）空気の吹き付け装置及び測定の条件 空気の吹き付け装置は、図９（Ａ）（Ｂ）に示す如く、
４５０ｍｍ角の空気吐出口ｅを備え、空気吐出口ｅから
吹き出し前方へ５００ｍｍ離れた所に試験用摺板体ａを
配置し、架台ｇ，ｇに対して試験用摺板体ａを４個のロ
ードセルｆ，ｆ…を介して接合してある。試験用摺板体
ａは、空気吐出口ｆの吹き出し方向に対してθ＝６．６
５°だけ上向きにしてある。空力音を測定するマイクロ
ホンｈは、試験用摺板体ａの中心から水平外側に２５０
０ｍｍの位置に設けてある。吹きつける空気の流速は、
空気吐出口ｆで１８０Ｋｍ／ｈ（５０ｍ／Ｓ）としてあ
る。

【００３１】（３）試験結果 図１０は、試験結果を示すものであり、縦軸は試番１
（従来の摺板体に相当）を基準とした騒音レベル（ｄＢ
Ａ）の差を示すものであり、横軸は試験用摺板体に発生
する垂直方向の力（即ち、４個のロードセルｆ，ｆ…の
検出した力（Ｋｇ）の合計）であつて、プラスはトロリ
線を押圧する方向に作用することを示すものである。図
中において、試験結果を示す□印に付した番号は試番を
示す。

【００３２】（４）試験結果の検討 図１０に示す測定結果から明らかなように、本発明摺板
体（試番５〜７）に発生する垂直方向の力（即ち、トロ
リ線を押圧する方向の力）は、従来の摺板体（試番１）
に比べて若干大きいが、比較用の摺板体（試番２〜３）
に比べて小さく、実用上問題とならない。本発明摺板体
（試番５〜７）の空力音は、従来の摺板体（試番１）に
比べて小さい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳述の如く、本発明は次の如き優れ
た効果を有する。 発明摺板体は、車両走行時に発生する空力音を低くす
ることが可能となり、鉄道車両の高速化に伴い生じる騒
音対策に対応できる。

【００３４】発明摺板体は、車両走行時に発生するト
ロリ線に対する押圧力を低く維持できるため、トロリ線
に負担をかけることがなく、安定した走行が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明摺板体の第１実施例を示す中間省略した
斜視図である。

【図２】本発明摺板体の第１実施例を示すものであっ
て、（Ａ）〜（Ｃ）は前後縁部の断面形状が異なる態様
を示す横断面図である。

【図３】本発明摺板体の第２実施例を示す横断面図であ
る。

【図４】本発明摺板体の第３実施例を示す横断面図であ
る。

【図５】本発明摺板体の第４実施例を示す横断面図であ
る。

【図６】本発明摺板体の第５実施例を示す横断面図であ
る。

【図７】本発明摺板体の第６実施例を示す横断面図であ
る。

【図８】試験用摺板体示すものであって、（Ａ）〜
（Ｄ）は横断面図であり、（Ｅ）は通気孔の内径及びピ
ッチを示す平面図であり、矢符方向が空気の吹きつけ方
向を示す。

【図９】空気の吹き付け装置を示すものであって、
（Ａ）は平面図，（Ｂ）は側面図である。

【図１０】試験の測定結果を示すグラフである。

【図１１】従来のパンタグラフを示す斜視図である。

【符号の説明】

１１，２１，４１…縁材（前後縁部） １２，２２…摺板 １３，２３，３３，４３…空気案内体 １３ａ，１３ｂ，２３ａ，２３ｂ，３３ａ，３３ｂ，４
３ａ，４３ｂ，５４ａ，６４ａ，６４ｂ…上下表面 １３ｃ，２３ｃ，３３ｃ，４３ｃ，５４ｃ，６４ｃ…通
気孔 ５４，６４…中間摺板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道車両用集電装置の摺板体において、
   前縁部から後縁部までの間の適所に摺板が設けられ、前
   縁部から後縁部までの間が空気案内体で連結され、この
   空気案内体は上下表面の夫々に多数の通気孔が開口され
   且つ上表面の通気孔と下表面の通気孔とが連通している
   ことを特徴とする鉄道車両用集電装置の摺板体。
2. 【請求項２】 前記摺板の上表面に多数の通気孔が開口
   され、この通気孔と前記空気案内体の下表面の通気孔と
   が連通している請求項１記載の鉄道車両用集電装置の摺
   板体。
3. 【請求項３】 前記空気案内体の上下表面が多孔質素材
   からなる部材の表面で形成されている請求項１又は２記
   載の鉄道車両用集電装置の摺板体。
4. 【請求項４】 前記摺板の上表面が多孔質素材からなる
   部材の表面で形成されている請求項２又は３記載の鉄道
   車両用集電装置の摺板体。
5. 【請求項５】 鉄道車両用集電装置の摺板体において、
   前縁部に設けられた前方摺板と後縁部に設けられた後方
   摺板との間に、中間摺板が設けられ、この中間摺板は上
   下表面に開口する通気孔が形成されていることを特徴と
   する鉄道車両用集電装置の摺板体。
6. 【請求項６】 前記中間摺板が多孔質素材からなる部材
   の表面で形成されている請求項５記載の鉄道車両用集電
   装置の摺板体。