JPH08308011A - 鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド装置及びその制御方法 - Google Patents

鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド装置及びその制御方法

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JPH08308011A
JPH08308011A JP13586695A JP13586695A JPH08308011A JP H08308011 A JPH08308011 A JP H08308011A JP 13586695 A JP13586695 A JP 13586695A JP 13586695 A JP13586695 A JP 13586695A JP H08308011 A JPH08308011 A JP H08308011A
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JP
Japan
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pantograph
vehicle body
vehicle
curved road
support base
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JP13586695A
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Shijin Tamao
士人 玉生
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車体傾斜制御装置を有する鉄道車両におい
て、車体の傾斜角度に応じてパンタグラフを左右方向に
スライドさせ、良好な集電状態を維持し得る鉄道車両用
パンタグラフ左右方向スライド装置及びその制御方法を
提供する。 【構成】 パンタグラフ支持台を駆動装置により車体左
右方向にスライド自在に設け、曲線路地点データに基づ
いて曲線路に進入前に車体を傾斜させる際に、その台車
と車体の間の傾斜角に見合ったスライド量を演算により
求め、その電気信号を前記駆動装置に出力してパンタグ
ラフ支持台を車体の傾斜に見合ってスライドさせるよう
に構成する。 【効果】 車体傾斜制御に遅れることなくパンタグラフ
のスライドを行なうことができるため、曲線路通過時に
良好な集電状態を維持できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両が曲線路を走
行する際、車体の傾斜角度に応じてパンタグラフを左右
方向にスライドさせ、良好な集電状態を維持し得る鉄道
車両用パンタグラフ左右方向スライド装置及びその制御
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】車体傾斜制御装置を有する鉄道車両は、
図8に示すように曲線路通過時に発生する遠心力を打ち
消すため、車体を曲線路内側へ傾斜させるが(想像線で
示す)、このとき車体と共にパンタグラフも傾斜してし
まい、パンタグラフが架線から外れ集電不能となると共
に、架線を破壊する恐れがある。そのため、パンタグラ
フが架線から外れるのを防止する必要があり、従来から
パンタグラフの傾きを制御する装置が工夫されていた。
【0003】従来の鉄道車両用パンタグラフの離線防止
機構としては、パンタグラフがリンクにより支持され、
曲線情報を出力する制御装置の出力に応じた動作をする
空気シリンダが前記リンクを作動させ、曲線路走行時に
車体の傾斜方向とは逆にパンタグラフを移動させるもの
であった。しかし、この方式では、車両限界上の制限を
受けリンクをあまり大きくできないため、パンタグラフ
の移動量を十分に確保できなかった。
【0004】前記欠点を改善したパンタグラフ傾斜装置
として、パンタグラフを支持するリンクを二段構造と
し、そのリンクを車体内部まで伸ばすと共に、リンク下
端に死重を追加することにより、曲線路走行時にパンタ
グラフと死重の両方に作用する超過遠心力を利用して必
要なパンタグラフの動き量を確保するパンタグラフ傾斜
装置(特開平4−172901号公報)がある。
【0005】また、リンクで「く」の字形に構成したシ
ングルアームのパンタグラフを車体屋根上で旋回させる
パンタグラフ回転支持台で支持することにより、曲線路
を走行する際に安全に架線から集電するパンタグラフ支
持装置(特開平4−172903号公報)がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のパンタグラ
フ移動機構は、いずれも曲線路を通過する際に車両に作
用する遠心力と、装置としてのリンク機構を用いて機械
的な操作によりパンタグラフを移動させる方式のもので
ある。そのため、パンタグラフの移動は、車両が曲線路
に進入して車体傾斜した後行なわれるため、パンタグラ
フの移動タイミングが曲線路進入と一致せず、パンタグ
ラフの架線からの離脱防止の効果が十二分に得られなか
った。
【0007】本発明は、前記のごとく車体傾斜制御装置
を有する鉄道車両の曲線路通過時のパンタグラフの架線
からの離脱防止が十二分にできていない現状に鑑み、こ
れを打破すべく、車両が曲線路に進入する前に、曲線路
データに基づいて演算される車体の予見傾斜制御の信号
を利用して、移動に遅れのない鉄道車両用パンタグラフ
左右方向スライド装置及びその制御方法を提供するもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド
装置は、車体傾斜制御装置を有する鉄道車両において、
パンタグラフ支持台を車体屋根上で左右方向にスライド
自在に設け、車体傾斜制御装置からの電気信号により作
動する駆動装置を前記パンタグラフ支持台に接続してな
る。
【0009】また、本発明の鉄道車両用パンタグラフ左
右方向スライド装置の制御方法は、プログラム制御によ
る車体傾斜制御装置を有する鉄道車両のパンタグラフ支
持台を空圧シリンダ、リニアモータ、サーボモータ等の
駆動装置により車体左右方向にスライド自在に設け、曲
線路地点データに基づいて曲線路に進入前に車体を傾斜
させる際に、その台車と車体の間の傾斜角に見合ったス
ライド量を演算により求め、その電気信号を前記駆動装
置に出力してパンタグラフ支持台を車体の傾斜に見合っ
てスライドさせ、曲線通過時に良好な集電状態を維持し
得ることを特徴とする。
【0010】
【作用】車体傾斜制御装置を有する鉄道車両において、
パンタグラフ支持台を車体屋根上で左右方向にスライド
自在に設け、車体傾斜制御装置からの電気信号により作
動する駆動装置を前記パンタグラフ支持台に接続したス
ライド装置において、パンタグラフの移動制御は、車両
の傾斜状態を観測しながら行なうものとする。そのた
め、車体と台車間の傾斜角度の測定用として設置されて
いる、空気ばね高さ測定用の高さセンサの測定値を使用
する。
【0011】ここで測定された傾斜角度をθとし、この
傾斜角度θは車体傾斜制御により、最大θmaxに押えら
れるものとする。次に、パンタグラフ支持台の中心位置
からの変位量を測定するため、パンタグラフ支持台の駆
動装置に変位計を設け、変位計による測定変位をdとす
る。ここで、変位量は最大dmaxまでに押えられるもの
として、変位量がdmaxを超えないようにパンタグラフ
支持台の移動方向の終端にストッパを設ける。ただし、
maxは車体がθmax傾いたときにパンタグラフが架線か
ら外れない範囲とする。そして、パンタグラフの制御
は、変位計で測定する変位量を制御することにより行な
うものとする。すると、車体がθ傾いたときの最適な変
位量dは、 d=dmax×θ/θmax で与えられる。
【0012】また、パンタグラフの制御は、車体傾斜制
御の信号出力と同調させるものとし、傾斜信号がなく車
体に傾斜角が発生する場合(定常振動時)は、制御は行
なわず変位量dは零とする。
【0013】前記のごとく、車体傾斜角度に合わせて、
パンタグラフを左右にスライドさせることにより、車体
傾斜制御時にパンタグラフが架線からはずれるのを防止
することができる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、バンタグラフ15の支持台14の移動装置に空
圧シリンダを使用した場合である。図2に示すように、
車体2の屋根2aの幅方向(車両の進行方向に対し直角
方向)に向けて2本のガイドレール13を平行して設
け、これに支持台14を載せる。そして、後端を屋根上
に軸支した空圧シリンダ11のピストンロッド11a
先端を支持台14の底面中央に突設した支持部材に軸支
する。前記空圧シリンダ11の前後空気室に通じる配管
a、9bは空気流量制御弁12に接続され、更に空気流
量制御弁12と車両の空気溜4との間を配管9で接続す
る。前記空気流量制御弁12は、車体傾斜制御装置の制
御器10からの制御信号により操作されるように構成す
る。なお、空圧シリンダ11には支持台14の変位量を
検知するための変位計16が設けられ、空圧シリンダ1
1に対向する反対側には支持台14の変位を制限するた
めのストッパ17が設置されている。
【0015】前記車両の車体傾斜制御装置は、台車1と
車体2との間に設けた左右の空気ばね3に設置された圧
力センサ7からの検出信号と、左右の空気ばね高さセン
サ8からの検出信号を制御器10に入力するように接続
し、左右の空気ばね3と空気溜4とを接続する配管18
の途中に給気弁5と排気弁6を設け、制御器10からの
制御信号により開閉するように構成する。
【0016】前記はバンタグラフ15の支持台14の移
動装置に空圧シリンダを使用した場合であるが、この移
動装置は空圧シリンダに限ることなく、電気的に駆動さ
れるものであれば、その機構は限定されることはない。
例えば図3(A)に示すように、2本のリニアモータ1
9を屋根2aの幅方向に向けて平行して設け、その回転
子19aに対向して支持台14に転子を設ける。そし
て、制御器10からの制御信号によりリニアモータ19
を駆動するように構成する。また、図3(B)に示すよ
うに、2本のラック20を屋根2aの幅方向に向けて平
行して設け、支持台14の底面に取り付けたサーボモー
タ21の回転軸に設けたピニオン22を前記ラック20
に噛み合わせ、制御器10からの制御信号によりサーボ
モータ21を駆動するように構成する。
【0017】前記鉄道車両用パンタグラフ左右方向スラ
イド装置により、車体傾斜制御の制御信号を用いてパン
タグラフのスライド制御を行なう場合のフローチャート
を図4に示す。先ず、車体と台車間の傾斜角θを測定
し、車体傾斜制御状態にあるかどうかを判断し、YES
の場合にはその傾斜角度に応じたパンタグラフの必要ス
ライド量を演算する。この時点では、まだ空圧シリンダ
への出力は出さず、出力するかしないかの判断は、車体
傾斜制御の信号が出力されているかどうかで判断する。
すなわち、車体傾斜制御の信号が出ていないときは、直
線路を走行しているものと判断し、パンタグラフを中立
位置に保持するように制御し、曲線路入口や出口で車体
を傾斜・復元させるときのみ、演算されたスライド量だ
けパンタグラフをスライドさせるというように、パンタ
グラフのスライド量を制御する。
【0018】次に、車体傾斜制御において、演算される
目標車体傾斜角度を用いて、パンタグラフのスライド制
御を行なう場合のフローチャートを図5に示す。先ず、
曲線路に進入する前に、曲線路情報と車両速度から車体
傾斜の目標値θaが計算される。その際の目標車体傾斜
角度は、図6に示すように発生する。この傾斜角度に従
ってパンタグラフのスライド量を演算し、図7に示すよ
うな目標スライド量が得られる。そして、この目標スラ
イド量に基づいて空圧シリンダを操作してパンタグラフ
のスライドが行なわれる。
【0019】
【発明の効果】この発明は、車体傾斜制御装置から得ら
れる車体傾斜角の情報に基づいて、車体傾斜制御に遅れ
ることなくパンタグラフのスライドを行なうことができ
るため、車体傾斜制御時にパンタグラフが架線から外れ
るのを防止し、かつ曲線路通過時に良好な集電状態を維
持できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の装置を装備した車体傾斜制
御装置を有する鉄道車両の車体傾斜制御系とパンタグラ
フのスライド装置を示す説明図である。
【図2】駆動装置に空圧シリンダを用いた場合のパンタ
グラフのスライド装置を示す斜視図である。
【図3】パンタグラフのスライド装置の他の駆動装置
で、(A)はリニアモータを用いた場合、(B)はサー
ボモータを用いた場合である。
【図4】本発明の実施により車体傾斜制御の制御信号を
用いてパンタグラフのスライド制御を行なう場合のフロ
ーチャートである。
【図5】本発明の実施により車体傾斜制御で演算される
目標車体傾斜角度を用いて、パンタグラフのスライド制
御を行なう場合のフローチャートである。
【図6】曲線路情報と車両速度から演算される目標車体
傾斜角度と走行地点の絶対距離との関係を示すグラフで
ある。
【図7】図6の目標車体傾斜角度に基づいて演算したパ
ンタグラフのスライド量と走行地点の絶対距離との関係
を示すグラフである。
【図8】パンタグラフを固定した鉄道車両の傾斜時のパ
ンタグラフと架線との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1 台車 2 車体 2a 屋根 3 空気ばね 4 空気溜 5 給気弁 6 排気弁 7 圧力センサ 8 高さセンサ 9 配管 9a、9b 配管 10 制御器 11 空圧シリンダ 11a ピストンロッド 12 空気流量制御弁 13 ガイドレール 14 支持台 15 パンタグラフ 16 変位計 17 ストッパ 18 配管 19 リニアモータ 19a 回転子 20 ラック 21 サーボモータ 22 ピニオン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車体傾斜制御装置を有する鉄道車両にお
    いて、パンタグラフ支持台を車体屋根上で左右方向にス
    ライド自在に設け、車体傾斜制御装置からの電気信号に
    より作動する駆動装置を前記パンタグラフ支持台に接続
    した鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド装置。
  2. 【請求項2】 プログラム制御による車体傾斜制御装置
    を有する鉄道車両のパンタグラフ支持台を空圧シリン
    ダ、リニアモータ、サーボモータ等の駆動装置により車
    体左右方向にスライド自在に設け、曲線路地点データに
    基づいて曲線路に進入前に車体を傾斜させる際に、その
    台車と車体の間の傾斜角に見合ったスライド量を演算に
    より求め、その電気信号を前記駆動装置に出力してパン
    タグラフ支持台を車体の傾斜に見合ってスライドさせ、
    曲線通過時に良好な集電状態を維持し得ることを特徴と
    する鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド装置の制
    御方法。
JP13586695A 1995-05-08 1995-05-08 鉄道車両用パンタグラフ左右方向スライド装置及びその制御方法 Pending JPH08308011A (ja)

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