JPH0797881B2 - トロリ−アシスト車両用パンタグラフの架線外れ検知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 大規模鉱山での鉱石運搬において使用されるダンプトラ
ックに関し、特に今日では電力コストが安く燃料コスト
が高い地域では、その輸送コストを低減するために、ま
たダンプトラックによる採掘ピット内の排気ガス汚染が
問題となる鉱山では、排気ガス排出量を減少するため、
最も燃料消費の多いピットの底部からピット外部への積
登りコースでは、１対のパンタグラフが複線式架線から
集電する安価な外部電力で走行し、逆に空下りコースで
は、自らのエンジンで自走するトロリアシストダンプト
ラックが実用化されているが、本発明は、そのようなト
ロリアシストダンプトラックに搭載されるパンタグラフ
の保護を行うパンタグラフの架線外れ検知装置に関する
ものである。

（従来の技術） トロリモードで走行する積登りコースには、一般に鉄道
車両のようなレールが布設されていないいわゆる無限軌
道を走行することになるので、居眠り、脇見運転等によ
り指定レイン幅から外れると、パンタグラフが架線より
外れる事故がこれらのトロリアシストダンプトラックで
は、常に起こる可能性がある。

従来この種のパンタグラフの架線外れ検知装置として第
１図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示した空気制御装置の
ような例がある。

第１図（ａ）はパンタグラフの斜視図であり、第１図
（ｂ）は一つのパンタグラフの詳細図で、第１図（ｃ）
はその制御回路を示す。

図中１は架線、２はパンタグラフの舟で集電用摺板2a,2
bが並列に取り付けられている。３はパンタグラフの枠
組、４は空気シリンダ、5,6は電磁弁、７は急速排気
弁、８はパンタグラフ舟に設置される架線外れ検知用メ
カニカルバルブ、９は圧力スイッチ、10はチエック弁、
11は空気管絞り、12は車載されているバッテリ、端子10
0は車載されている操作用圧縮空気取入口である。また
図中太線は空気配管、点線は電気信号経路を示す。

とくに第１図（ｂ）はパンタグラフの舟２の架線外れ検
知位置に取付けられるメカニカルバルブの機械的取付状
態を示した図で、２はパンタグラフの舟、2aは集電用摺
板、81は押し板、82は戻しバネ、８はメカニカルバルブ
の本体、83はメカニカルバルブを作動させる押し棒、84
は空気配管である。通常は戻しバネ82のために、押し板
81は押し棒83を押すことはないが架線１が検知位置に達
した場合、押し板81が戻しバネ82の反力に打ち勝って下
方へ押し下げられ、同時に押し棒83が押し下げられるこ
とにより、メカニカルバルブ８が作用し、空気管84の空
気を排気する様に動作する。

第１図（ｃ）の制御回路で正常時は、空気シリンダ４へ
の空気の入排気が電磁弁５によりコントロールされ、パ
ンタグラフは上昇又は下降する。パンタグラフが上昇
し、トロリモードで走行中、前述した架線外れ検知用メ
カニカルバルブ８が動作し、空気配管84の空気が排出さ
れると、圧力スイッチ９がその空気圧低下を検出する。
絞り弁11は、そのときの圧縮空気取入口100からの空気
流入量を制限するためのものである。圧力スイッチ９が
動作すると、バッテリ12から供給される電気信号が、電
磁弁５に作用し、パンタグラフ下げ動作をさせると同時
に、電磁弁６にも作用し、急速排気弁７を動作させシリ
ンダ４の空気を急速に排気し、パンタグラフを緊急降下
させる。チェック弁10は、通常の下げ動作の場合、急速
排気弁が動作しない様にするためのものである。

この従来の例では、架線の高圧電圧に対する電気的絶縁
はあまり問題にはならないが、メカニカルバルブの応答
速度いわゆる架線１が押し板81を押し始めてからメカニ
カルバルブ８が動作し、パンタグラフが下降するまでの
時間が長く、その間にパンタグラフが架線吊り金具に引
掛ける等により安全保護が不十分であるという欠点があ
った。

（発明の目的） 本発明は、メカニカルバルブの代わりに、構造が簡単で
堅牢な、架線外れ検知用接触子を用い、架線外れ検知を
電気的に検出して、緊急降下用の電磁弁を直接作用させ
ることにより、事故時のパンタグラフの下降時間を短縮
できるようにすることを目的とする。

（発明の概要） 本発明は集電用摺板と電気的に絶縁された架線外れ検知
用接触子をパンタグラフの舟に設置し、一方のパンタグ
ラフの集電用摺板と他方のパンタグラフ架線外れ検知用
接触子を電流制限用インピーダンス素子を介して接続
し、架線が接触子に触れて電流制限用インピーダンス素
子に電流が流れた時にこの電流を電流検出器により検出
し、その検出信号により緊急降下用電磁弁を作用させ、
パンタグラフを短時間に緊急降下させるようにしたトロ
リアシスト車両におけるパンタグラフの架線外れ検知装
置を提供するものである。

（発明の実施例） 第２図は、本発明の一実施例で、複線式架線の一方は第
１図と同一記号のものは同一部品を示してあり、他の一
方は同一番号にダッシュを付している。又一対のパンタ
グラフの制御回路は一方のみを示し、他方のパンタグラ
フ制御回路は同じものであるため省略してある。

第２図（ａ）はパンタグラフ及びその制御回路を示した
もので、21,21′は架線外れ検知用接触子、13,13′は電
流制限用インピーダンス素子で、14は電流検出器を示
す。14は又、電流変流器141、検出器142から構成され
る。第２図（ｂ）は架線外れ検知用接触子21の構造と舟
２に取付けられる状態を示した図で、接触子21は例えば
銅板などの導電性金属からなり、架線１との接触を電線
15により電気的に検出するものであるが、集電用摺板2a
とは絶縁物16で電気的に絶縁されている。

第２図（ａ）の回路で、一方の架線外れ検知用接触子21
は、電流制限用インピーダンス素子13を介して他のパン
タグラフ２′の集電用摺板2a′に接続されており、架線
１が外れ検知位置に達し、接触子21に接触すると、架線
電圧が21と2a′との間に発生するから、電流制限用イン
ピーダンス素子13により制限された電流が架線１→接触
子21→インピーダンス素子13→摺板2a′→架線１′の経
路で流れることになる。この電流を電流変流器141で、
絶縁した状態で取り出し、その検出電流のレベルを検出
器142で判定し所定値以上になればパンタグラフ緊急降
下信号を発生する。この異常信号で電磁弁５をオフさせ
ると同時に電磁弁６をオンさせ、急速排気弁を作動させ
る。従って、パンタグラフは緊急降下しパンタグラフの
架線外れによるパンタグラフの破損を未然に防止でき
る。

第３図は本発明の他の実施例であり、架線外れ検知用接
触子に架線の押圧力に応じて絶縁状態（数10MΩ以上）
から導通状態（数Ω以下）へと急激に抵抗変化を示す加
圧導電ゴムを用いた検出素子121,121′であり、電極の
一方をパンタグラフの2,2′にもう一方の電極は電流制
限用インピーダンス素子13,13′を介して他のパンタグ
ラフ２′に接続されており架線１が外れ検知位置に達し
接触子121に接触押圧すると接触子121は導通状態となる
から電流制限用インピーダンス素子13により制限された
電流が架線１→接触子121→インピーダンス素子13→摺
板2a′→架線１′の経路で流れることになる。この電流
を電流変流器141で絶縁された状態で取り出しその検出
電流のレベルを検出器142で判定し、所定値以上になれ
ばパンタグラフ緊急降下信号を発生させる。この降下信
号によって電磁弁５をオフさせると同時に電磁弁６をオ
ンさせ急速排気弁を作用させて、シリンダ内の空気を排
出させる。従って、パンタグラフは緊急降下しパンタグ
ラフの架線外れによるパンタグラフの破損は未然に防止
できる。

架線外れ検知用接触子21の実施例は一例を第２図（ｂ）
に示したが、集電用摺板との絶縁の方法、接触子の構
造、舟への取付け方法等は、さらにいろいろな方法で実
現できることは明らかである。例えば第３図（ａ），
（ｂ）に示した回路と構造でもよいことから要は、集電
用摺板とは絶縁されており架線外れ検知位置に設けら
れ、架線が検知位置に達したことを電気的接触として検
出できるものであれば良いことは明らかである。

電流変流器141は、架線が直流であれば直流電流変流
器、交流であれば交流電流変流器が採用できる。

電流制限用インピーダンス素子13,13′は架線が直流で
あれば抵抗器、交流であれば抵抗器又はコンデンサが採
用できる。

（発明の効果） 前述したように、本発明によれば簡単で堅牢な架線外れ
検知用接触子と電気的絶縁が容易な電流変流器とによ
り、原理的に時間遅れのない、高信頼度、長寿命、低コ
ストの架線外れ検知方式が可能となり、パンタグラフの
架線外れ事故を未然に防止することができるもので、そ
の効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）はこの種装置の従来例を
示し、 第１図（ａ）はパンタグラフの部分の斜視図、 第１図（ｂ）はパンタグラフの舟に取付けられるメカニ
カルバルブの機械的取付状態を示した図であり、 第１図（ｃ）はパンタグラフ及びその制御回路である。 第２図および第３図は本発明の実施例で、第２図（ａ）
と第３図（ａ）はパンタグラフ及びその制御回路図、 第２図（ｂ）と第３図（ｂ）は架線外れ検知用接触子の
構造と舟に取付けられた状態を示した図である。 第３図（ｃ）は架線外れ検知用接触子121の動作原理を
示す図である。 1,1′……架線 2,2′……パンタグラフの舟 3,3′……パンタグラフの枠組 ４……シリンダ 5,6……電磁弁 ７……急速排気弁 ８……メカニカルバルブ ９……圧力スイッチ 10……チェックバルブ 11……空気管絞り 12……バッテリ 21,121……架線外れ検知用接触子 13……電流制限用インピーダンス素子 14……電流検出器 15……信号ケーブル 151,151′……接続線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非トロリモードの際エンジンで駆動される
   発電機により走行し、トロリモードの際は、車載された
   １対のパンタグラフによって複線式架線（1,1′）より
   集電することによって外部電力により走行するトロリア
   シスト車両において、 前記パンタグラフに設けられた集電用摺板（2a,2b;2
   a′,2b′）より電気的に絶縁された架線外れ検知用接触
   子手段（21,21′）と、前記一方のパンタグラフの集電
   用摺板（2a又は2a′）と他方のパンタグラフの架線外れ
   検知用接触子（21′又は21）を接続する電流制限用イン
   ピーダンス素子手段（13′,13）と該インピーダンス素
   子に流れる電流を検出する電流検出器手段（14）とから
   構成され、何れか一方のパンタグラフが架線外れを生
   じ、例えば架線（１）が架線外れ検知用接触子（21）に
   接触すると、該架線外れ検知用接触子（21）を他方の架
   線（１′）に接続する回路、すなわち、電流制限用イン
   ピーダンス（13）と、電流検出器（14）とを介する回路
   に架線（1,1′）間の架線電圧が加わり、このとき検出
   器（14）で検出する電流が所定値を超えると、異常事態
   として識別して、パンタグラフ降下用電磁弁（６）をオ
   ンとしてパンタグラフを緊急降下させるように構成した
   ことを特徴とするトロリアシスト車両におけるパンタグ
   ラフの架線外れ検知装置。