JPH0681364B2

JPH0681364B2 - パンタグラフ式集電装置

Info

Publication number: JPH0681364B2
Application number: JP30222689A
Authority: JP
Inventors: 哲二大島
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 1989-11-22
Filing date: 1989-11-22
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH03164002A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は鉄道車両用の集電装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、鉄道車両に使用されている一般的な集電装置の機
構は、第３図に示される。

第３図において、１は下枠、２は上枠、３は天井管、４
は下枠１に固定された主軸、５は主軸４に固定されたバ
ネテコ、６は集電装置に押上力を与える主ばね、７は主
軸４に固定された下げシリンダテコ、８は下げシリンダ
で，空気管（図示せず）が連結されていて車体側から圧
縮空気を送ることによって下げシリンダのピストン棒が
出て下げシリンダテコ７を押し集電装置を折り畳むよう
になっている。９は集電舟、10は集電舟９の支持ばね、
11は集電舟９の支え装置で，上枠２から支持され、集電
舟支え装置の上面が水平を保つようにされている。12は
トロリ線で，集電舟９の上面はトロリ線に摺接して集電
を行う。

以上のようなものからなる装置において、その作用を以
下に説明する。

集電装置は、主ばね６により所定の値の押上力が与えら
れ、集電舟９の上面はトロリ線12と接触して走行中集電
を行っている。走行中のトロリ線12の上下変位に対して
は、支持ばね10の撓みにより追従して集電する。

パンタグラフを下げる場合は、下げシリンダ８に圧縮空
気を送り、下げシリンダテコ７を押すことにより集電装
置を折り畳み、図示していないが台枠に設置された係止
カギに、天井管３を係止して集電装置を折り畳み状態に
保持する。そして、係止カギを電磁コイルまたはエアシ
リンダにより解放することにより、集電装置は主ばね６
のばね力により上昇する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、かような集電装置においては、押上力を与える
ための主ばね6,集電装置を下げるための下げシリンダテ
コ7,下げシリンダ8,集電装置を折り畳み状態に係止する
ためのカギなどの装置、下げシリンダ装置とカギ装置へ
の空気配管などこれら多くの部品を必要とし、集電装置
が複雑となる課題をもっていた。

本発明は上述した点に鑑みて創案されたもので、その目
的とするところは、前述したそれぞれの装置や部品など
の不要なものを取り除き、簡素な構造のパンタグラフ式
集電装置を提供するものである。

〔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、パンタグラ
フ枠（Ｘ）と、駆動装置（Ｙ）と、上昇下降検知装置
（Ｚ）と、上昇下降切換回路（Ｖ）と、伝動装置（Ｐ）
と、集電舟支え装置（Ａ）とを有するパンタグラフ式集
電装置であって、パンタグラフ枠（Ｘ）は、下枠（15）
と上枠（16）と連結リンク（17）と台枠（18）と主軸
（19）とを有し、下枠（15）及び上枠（16）が同長で、
先端が連結リンク（17）で結合され、連結リンク（17）
には集電舟支え装置（Ａ）が取り付けられ、下端が台枠
（18）に軸支された主軸（19）先端に同長の距離を離し
て結合され、全体として略平行四辺形を構成し、駆動装
置（Ｙ）は、直線駆動電動機（21）を有し、その出力軸
（22）が伝動装置（Ｐ）を介してパンタグラフ枠（Ｘ）
の主軸（19）に結合され、上昇下降検知装置（Ｚ）は、
磁石リング（28）とスイッチ台（29）に取り付けられた
上げ検知スイッチ（30）と下げ検知スイッチ（31）から
なり、磁石リング（28）が集電舟支え装置（Ａ）に取り
付けられて上下に動き、上げ検知スイッチ（30）または
下げ検知スイッチ（31）の正面に来た場合に、それぞれ
非接触で動作し、上昇下降切換回路（Ｖ）は、上昇下降
検知装置（Ｚ）の出力に応じて駆動装置（Ｙ）によりパ
ンタグラフ枠（Ｘ）を上昇、または下降駆動するパンタ
グラフ式集電装置である。すなわち、集電装置の上昇，
下降を、電動機を使用することによってそれを行わせる
ようにしたもので、電動機とボールネジを内蔵して電動
機の回転を先端出力軸の軸方向運動に変換するような電
動機内蔵直動装置（以下直動電動機という）を使用し、
この直動電動機出力軸から絶縁棒を介して集電装置主軸
に固定された主軸テコを動かして集電装置を上昇，下降
するようにし、走行中のトロリ線の上下変位に対して
は、集電舟の支持ばねのたわみ変位を検知して直動電動
機を駆動し、集電装置枠組を上昇，下降させて追従する
ようにしたものである。

本発明の集電装置では、折り畳み状態からの上昇および
上昇中の集電装置の下降折り畳みはそれぞれ上昇，下降
スイッチにより行い、集電装置上昇後のトロリ線に追従
走行中のトロリ線高さ変化に対する枠組の高さ変更は、
集電舟の支持ばねのたわみを検知するスイッチの動作に
より自動制御して行うものである。

〔作用〕

その作用は、次に述べる実施例で併せて説明する。

以下、本発明のパンタグラフ式集電装置の一実施例を、
図面に基づいて詳述する。

〔実施例〕

第１図は本発明パンタグラフ式集電装置の機構と操作回
路を示す全体構成図で、集電装置がトロリ線に接触して
いる状態、第２図は支持ばね部分図を示す。

なお、第１図の集電装置は本発明の原理を説明するため
に簡単な枠組形状のものを示しているが、枠組形状が第
３図に示す従来の集電装置のようなダイヤモンド形の枠
組であっても機能は全く同じである。

第１図において、15は下枠、16は下枠15と同長の上枠、
17は連結リンクで，下枠15と上枠16を回転自由に連結し
ている。18は台枠で，下枠15と上枠16の下端が連結リン
クと同長の距離をはなして回転自由に枢支され，全体と
して平行四辺形を構成している。19は下枠15の主軸、20
は主軸19に固定された主軸テコ、21は台枠19と絶縁して
据え付けられた直動電動機である。ここで、直動電動機
とは電動機主軸にボールネジを組み合わせて一体とし，
電動機を回転すると出力軸が軸方向に出入するようにし
てあり，かつ保持用ブレーキをもっている電動装置で，
一般によく知られ市販されている装置と同様のものであ
る。22は直動電動機21の出力軸で，直動電動機21の正逆
回転により電動機軸方向に伸縮する。23は直動電動機出
力軸と主軸テコ20を連結する絶縁棒、24は連結リンク17
に固定され集電装置の上昇，下降に拘わらずに垂直を保
つ支え装置外筒、25は集電舟の支持ばね、26は集電舟、
27は集電舟26に固定された集電舟26の支持棒で、支え装
置外筒24に挿入されてこれを貫通し，支持棒下端には磁
石リング28が絶縁されて嵌着されている。また、支え装
置外筒24の下端にはスイッチ台29が絶縁して取付けられ
ており、スイッチ台29の上部には上げ検知スイッチ30
と、下部には下げ検知スイッチ31が取付けられている。
これらのスイッチは例えば、リードスイッチのようなも
ので磁石リング28が直前に来ると非接触で動作する。32
は上昇下降切換回路Ｖの一例としての集電装置の上昇，
下降のスイッチ、33は電源である。

次に、かような構成からなる本装置の作用について説明
する。

集電舟26の上面はトロリ線12に例えば押上力5.5kgで接
触しており、トロリ線12との接触力すなわち押上力によ
って支持ばね25がたわんでいるので、磁石リング28は上
げ検知スイッチより下部の位置にある。電車が走行して
トロリ線12の高さが上がると、集電舟26および支持棒27
は追従して上昇し、ある程度以上上がると磁石リング28
により上げ検知スイッチ30が働らき、直動電動機21が起
動して出力軸22が引込み、絶縁棒23および主軸テコ20を
介して主軸19を回転させ集電装置枠組や検知スイッチは
上昇する。

上昇してトロリ線12と集電舟26の接触力が所定の値すな
わち5.5kgに達すると支持ばね25がたわむので、上げ検
知スイッチ30がOFFするので直動電動機21が停止する。
またトロリ線12の高さが低くなると、支持ばね25がたわ
み、磁石リング28は下げ検知スイッチ31をONにするので
直動電動機21が起動し、出力軸22が出て主軸19を下げ方
向に回転させ、枠組が下降する。枠組が下降しトロリ線
12と集電舟26の接触力が減少すると、支持ばね25が伸
び、下げ検知スイッチ31をOFFにして直動電動機21は停
止し、枠組の下降は止まる。

このようにトロリ線12の上下変位に追従する集電舟26の
上下により、枠組が上昇，下降を行い良好な集電装置を
維持する。

集電装置を下降し折り畳む場合は、スイッチ32を下げ方
向に切換えると直動電動機21が起動して出力軸22が伸長
し、枠組を折り畳みの位置まで下降する。折り畳み位置
は、図示していないが出力軸または枠組位置を検出する
リミットスイッチにより所定の位置まで枠組みが下降し
たことを検知して直動電動機21をOFFする。

集電装置が折り畳んだ状態では、集電舟26はトロリ線12
との接触力がないため、第３図に示すごとく、上げ検知
スイッチ30はON状態となっているのでスイッチ32を上げ
方向に投入すると、集電装置は上昇し、トロリ線12に接
触して第１図の状態に戻る。

なお、第１図においては直動電動機21の電源33として直
流を使用した場合を示したが、直動電動機21として直流
電動機でなく誘導電動機を用いた場合でもスイッチ32の
部分を変更することによって全く同じ機能が得られるこ
とは明らかである。また、本実施例では直動電動機21に
より集電装置主軸に回転モーメントを与えて集電装置を
上下させているが、電動機と減速歯車装置あるいはＶベ
ルトなどを組み合わせて主軸に回転モーメントを与えて
も機能は本発明の装置と同様である。

〔発明の効果〕

以上説明したごとく本発明によれば、従来の集電装置に
おける主ばね装置、下げシリンダ装置、カギ装置、空気
配管，電磁弁などが全く不要となり、非常に簡単で実用
上大きな効果を有する。更に全電動式であるため、適当
なトロリ線位置検出手段を併用することにより、追従性
のアクテイブ制御を行うことも可能で、将来的にも非常
に大きなメリットを有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明パンタグラフ式集電装置の機構と操作回
路を示す全体構成図、第２図は集電装置を折り畳むため
下降している状態および折り畳み状態における集電舟の
支持ばね部分図、第３図は従来の集電装置の機構を示す
図である。 1,15……下枠、2,16……上枠、３……天井管、４……主
軸、５……バネテコ、６……主ばね、７……シリンダテ
コ、８……下げシリンダ、9,26……集電舟、10,25……
支持ばね、11……支え装置、12……トロリ線、17……連
結リンク、18……台枠、19……主軸、20……主軸テコ、
21……直動電動機、22……出力軸、23……絶縁棒、24…
…支え装置外筒、27……支持枠、28……磁石リング、29
……スイッチ台、30……上げ検知スイッチ、31……下げ
検知スイッチ、32……上昇，下降スイッチ、33……電
源、Ｘ……パンタグラフ枠、Ｙ……駆動装置、Ｚ……上
昇下降検知装置、Ｖ……上昇下降切換回路、Ｐ……伝動
装置、Ａ……集電舟支え装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パンタグラフ枠（Ｘ）と、駆動装置（Ｙ）
と、上昇下降検知装置（Ｚ）と、上昇下降切換回路
（Ｖ）と、伝動装置（Ｐ）と、集電舟支え装置（Ａ）と
を有するパンタグラフ式集電装置であって、パンタグラフ枠（Ｘ）は、下枠（15）と上枠（16）と連
結リンク（17）と台枠（18）と主軸（19）とを有し、下
枠（15）及び上枠（16）が同長で、先端が連結リンク
（17）で結合され、連結リンク（17）には集電舟支え装
置（Ａ）が取り付けられ、下端が台枠（18）に軸支され
た主軸（19）先端に同長の距離を離して結合され、全体
として略平行四辺形を構成し、駆動装置（Ｙ）は、直線駆動電動機（21）を有し、その
出力軸（22）が伝動装置（Ｐ）を介してパンタグラフ枠
（Ｘ）の主軸（19）に結合され、上昇下降検知装置（Ｚ）は、磁石リング（28）とスイッ
チ台（29）に取り付けられた上げ検知スイッチ（30）と
下げ検知スイッチ（31）からなり、磁石リング（28）が
集電舟支え装置（Ａ）に取り付けられて上下に動き、上
げ検知スイッチ（30）または下げ検知スイッチ（31）の
正面に来た場合に、それぞれ非接触で動作し、上昇下降切換回路（Ｖ）は、上昇下降検知装置（Ｚ）の
出力に応じて駆動装置（Ｙ）によりパンタグラフ枠
（Ｘ）を上昇、または下降駆動するパンタグラフ式集電装置。