JPS62104402A - 集電舟装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパンタグラフなどの電気車用の集電装置にかか
り、特に集電部の電車線に対する追随性を高めるため、
複数のすり板をそれぞれ舟体に弾性支持して一体化する
集電装置の支持構造体に関するものである。

〔従来の技術〕

電気車用の集電装置（以下パンタグラフと称す）は、電
車線から車両内に電力を円滑に集電するたＰ３ めに用いられるものであり、舟体に増り付けられたすり
板を電車線に摺動させるｔ−め、舟体を支持するパンタ
グラフのわく組をばね力などＩこより付与し、舟体を介
してすり板を電車線に一定の力で押し付ける構成となっ
ている。

車両の走行速度が速かったり、電車線の施工精度が悪い
などの場合には、ｗ１車線からパンタグラフの摺動部が
離間してアークを発生することがある。このアークの発
生は電車線およびパンタグラフの摺動部の内命を縮める
ばかりでなく、場合によっては電車線の沿線地竣に電波
障害を与え、生活環境を損うことがあるので、アークの
発生を極力抑制しなくてはならない。

アークの発生を抑制するためには、パンタグラフの摺動
部が電、車線から離間しないよう、追随性の向上を図れ
ばよく、運動質量をできるだけ小さくする努力がなされ
てきた。

先に本出願人等が実願昭５８−１５０６７２号番こより
出願した「車両用集電装置」および実願昭６０−３８７
２６号により出願した「年電装置のすり板支持構造」を
、電車線に対するすり板の追従性を向上した一例として
鋭１明する。

第７図は舟体部の平面図であり、第８図は舟体要部側面
図であって、通常２本の舟体４′を連結アーム６などに
より一体化した舟体組立品を、わく粗管部（図示せず）
へばねなどを介して取着している。

一本の舟体４′の」−に複数のずり板１ａ’、Ｉｂ’が
一列状にそれぞわばね８を介して支持され、両端部の上
面には補助すり板３′が取り付けられており、両端部の
すり板１ａ’の補助すり板３′に相対する部分では、ビ
ン９により回動可能に舟体４′に支持され、その他端と
中間に位置するすり板ｉｂ’の端部との相方間は、弾性
連結部材７により隣接端部を互いに連接されて、総ての
すり板の上面が同一平面を形成するように構成されてい
る。なお、各すり板１ａ’およびｌｂ’からはそれぞれ
シャント１０が舟体４′に接続され、通電に供されてい
る。

以上のように構成された舟体組立品が、図示してないわ
く粗管部に取着され、図示してない主ばねなどによって
すり板表面がｖＩＩ線５に押し付けられる。

このような構造におけるすり板１ａ’、ｌｂ’と電車線
５との動的挙動について説明する。電車線５は一般ｔこ
走行方向−こ対して一直線に張架すると、すり板の同一
箇所を摺動し集中的な溝磨耗を生じるので、走行方向に
対してジグザグに設置され、そのレール面からの距離は
極カ一定に保つように張架されているが、完全に一定距
離に保つことは不可能である。

従って、パンタグラフが走行すると、電車線５は舟体４
′の長手方向で往復運動をしながら、電車線５のレール
面からの距離に応じてすり板面は電車線に接触し、走行
摺動して集電を行う。

この電車線５とすり板１ａ’　、　Ｉｂ’の追随性を向
上させるためには、パンタグラフの押付力を一定とすれ
ば運動質量を小さくした分だけ追随加速度が増加する。

従って増加加速変分に相応してより大きい振動に対して
も電車線５とすり板１ａ’、ｌｂ’は追随を保ち、円滑
な集電がなされてアーク発生などという極めて有害な現
象を避けることができる。

このように第７図、第８図に示した集電装置の構成では
、すり板をｌａ’　、　Ｉｂ’と複数化してそれぞれを
ばね８１ごて支持し、電車線５との対応部のＷ、を化を
図ることにより追随性を高めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記の従来装置には２つの問題がある。談ず、すり板１
ａ’とｌｂ’の隣接端部において、電車線５が一方から
他方へ移行する際の段差の問題である。第９図はすり板
の隣接端部の部分拡大側面図であり、すり板１ａ’の最
端部に電車線５が到来した場合、電車線５の押付力はす
り板１ａ’には直接付与されるが、すり板ｉｂ’には弾
性連結部材７を介して間接的に伝達される。弾性連結部
材７が全く剛である場合は、すり板１ａ’側に付与され
た力は同等にすり板１ｂ’側に伝達されるので、隣接部
の段差は生ぜず問題はない。しかし、これではすり板を
分割し軽量化を図る目的が失われてしすう。逆に隣接す
るすり板１ａ’１１１質１″、：１ｂ’側質量との力学
的な絶縁を図るためには、弾性連結部材７を極めて柔軟
なばね特性を有Ｐ７ するものにしなければならず、この場合にはすり板１ａ
’への押付力はすり板１ｂ’には伝達されず、すり板ｌ
ａＩ側とすり板１ｂ’側とにけ上下方向に段差が生じて
しまい、ｗ車＃ｉ！５のすり板扉からｌｂ’への移行が
円滑には行えなくなってしまう。

第７図に示されるように、すり板】ａ′とｌｂ’の隣接
部分は相互に傾斜角を持たせて、一部を重複させてはい
るが、このことによって上記の現象を完全には避けるこ
とができない。

そこで、弾性連結部材７のばね特性は、前記の両者のあ
んばいにより設定されるが、何れにしでも弾性連結部材
７の柔軟性は必要なので、これに相応して押圧力が直接
付りされる側と間接的に伝達される側との段差の発生は
避けられず、この部分での溝磨耗や、段差移行による振
動の誘発などの問題が生ずる。

さらに、第２の問題点として、すり板を分割した場合の
大きさが他の構成部品の大きさに制約されて、さほど小
さくはできず、逆ζこ付加される部品の質量増加により
その効果は実質的に低い点である。

すなわち、第８図に示されるように、すり板１ａ１およ
びｌｂ’を支持するための必要部品は、弾性連結部材７
．ばね８．ビン９．シャント１０などで、これらの各部
品の長手方向の寸法を合算した値以下にすり板１ａ’　
、　ｌｂ’の長さを小さくすることはできず、幅方向に
ついても各部品が強度および構造上の制約を受け、あま
り小さくはできない。特に弾性連結部材７の長手方向寸
法は、強度を持たせた上でばね特性が必要となるので第
９図に示す有効ばね長さ１が大きくなり、極端には寸法
を短縮できない。

従って、すり板１ａ’、ｌｂ’の分割寸法はあまり小さ
くはできず、逆に必要構成部品である弾性連結部材７Ｉ
ばね８．ピン９．シャント１０などの増加をまねき、こ
の分質量が増加すると共に、信頼性および経済性が低下
するという問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記のような従来の欠点を解消し、分割したす
り板の単体の大きさを極めて小さくし、併せて隣接部の
段差の発生を防止しながら電車線に当接するすり板の運
動質量を減することにより追随性を向上させ、さらに隣
接部などにおける溝磨耗や振動誘発を生じない優れたす
り板の支持構造体を提供することを目的としている。

その目的を達成するための手段とし゛Ｃ１本発明は舟体
の長手方向の各すり板小片の隣接端部における互いのす
り板小片を、長手方向で凹凸形状などにより互いにラッ
プさせ、おおむねそのラップ部の長さ部位では板ばね体
と固着せず、ラップの終端部位にて板ばね体に固着し、
さらにすり板小片の隣接部において互いの上面が丘−で
なく傾斜をなす運動がなされても互いのラップ部の先端
側面が当接することのないよう適宜隙間を付し、それぞ
れのすり板小片が独文して傾斜運動を可能ならしめ、そ
れと同時に電車線が舟体の長手方向に摺接する際それぞ
れのすり板小片の隣接端部における例えば凹凸形状とな
したラップ部が案内となるこさにより段差などが生じず
、円滑に運動がなされるような寸法、形状をなして一体
形成されたＩＯ ものから構成するようにしたものである。

また、すり板小片を互いに舟体の長手方向で凹凸ｆ、ｉ
−どの形状にう、グさせて連係せしめろカ（、さらにそ
の隣接した凸形状および凹形ヰ大の先端側面部を、板ば
ね体の曲げ応力を軽ヅならしめるように厚み方向におい
てラップ先端より下面ｌと向けて下り勾配形状となし、
且つすり板小片の隣接部か凸状Ｊζ傾斜運動がなされて
も電車線の舟体長手方向の摺接運動に対し段差を生じせ
しめぬようにラップの先端より上面に向けて上り勾配形
状となし、板ばね体に連係して一体形成する。

υ下、本発明にかかるものを、図面を参照して詳述する
。

〔実　施　例〕

第１図は本発明にかかる集電装置のすり枦支持檜造体の
一実施例の要部平面図、第２図は同じく正面図、第３図
ＩＪ第１図、第２図のア〜ア断面矢ネー図、第４図は紀
１図のイ〜イ断面矢視拡大図であって、給７１望、第８
図と同一の符月は同一または同一機能を有する部分を示
す。

ｐＨ 第１図〜第４図に才５いて、Ｉａ　、　Ｉｂはすり板小
片、２は板ばね体、３は補助すり板、４は舟体、６は連
絡アーム、８はばねでありすり板を多数の小片に分割し
て一本の舟体に対して長手方向に列状にそれぞれ隣接し
て複数個配し、月っ名列内聞の隣接部を舟体４の長手方
向ｔこ例えば凹凸形状になして備え、各連係をばね特性
を有するものとな［７、さらにこれらの小片を舟体に弾
性的に支持さ？１２るようにしたものである。

すなわち、各すり板小片１ａ　、　７ｂの列内間を連係
する例えばステンレスや燐青銅などの弾性を有する１枚
の導電性の板ばね体２にすり板の分割小片を隣接せしめ
て固着し、且つこの板ばね体２を舟体４に対して導電性
のばね８によりすり板小片１ａ。

１ｂに対応させて弾性支持せしめるように一体形成した
ものである。

これらの構成をさらに詳細ｔこ説明するき、２本の舟体
４（１本しか図示してない）は連結アーム６により一体
化され、パンタグラフの枠組に取り付けられて、ばね力
などにより電車線５に舟体４ヒ面のすり板を押用するよ
うに構成されている。

舟体４の上面（ｒはそれぞわすり桁を多数の小片に分Ｈ
１：ｌ　！）戸＝すり板小片ＩＲ、ｌｈが長手方向に１
列状Ｊこ１４接して配設されでお杓、その隣接端部にお
いては各々のすり板小片１ａ　、　１））を凹凸形状と
なして互いがラップするように配されている。またすり
板小片１ａ　、　ｌｂけ一枚の連続し７た９１ｉ１性を
有する例えばステンレス鋼板上（こボルトなどにより固
着されている。本５Ｆ、施例ではステンレス鋼板を用い
たが、ばね作用を有し防錆性、導電性が良好であれば、
燐青銅などの他の弾性を有する板材を使用してもよい。

才だ、本実施例では板げね体２き補助すり板３を分離１
７て示１−７たが、一体物として形成してもよい。さら
に、ラップ部を凹凸形状のもので説明を行った力１、で
こぼこ形状のものであってもよい。

次ｔこ、すり板小片１ａ　、　ｌｂのラップ部の厚さに
ついて第５図１．第６図を参照して説明する〇第５図は
電車線によってすり板小片の隣接附近が降下したときの
拡大断面図、第６図は電車線にＴ’１３ よってずりイ１小汁のｌｉ＃接附近力ｆＦ眉したときの
拡大断面図である。

哨５図、第６＋￥′Ｊにおいて、すり板小片１　ａ−、
と１３−１が互いに凹および凸′：す態に傾斜した場合
、その最大傾斜角に相応してすり板小片１ａ　ｓと１８
−ｍの上面をｗ車線５が舟体長手方向に移動する際に間
隙など生じず適切な案内機能を果す長ささなっている。

さらに、その先端側面を厚みの方向でト下の両角を斜め
に勾Ｑ、形状となし、先端部分を半円径すなわちまるく
面取りされている。これらの寸法、形状はすり板小片１
ａ−１とｌａ　ｔが隣接する互いの傾斜状態が例えば第
５図に示す凹状聾の場合、下面の角部の勾配形状を最大
頌斜角廣に相応させて板げね体２の曲げ応力が最小古な
るように決定する。もし勾配形状を付けない場合その先
端角部は一点鎖線のつ部のごとく下方へ大きく下るので
、ここに接している板ばね体２は相応して曲がりが大き
くなり破横を招くことになる。

次に第６図に示す凸状態に傾斜した場合、上面にて段差
および間隙など生じないように最大傾斜角度に相応させ
てラップ部の先端角部の上面勾配形状を決定する。もし
勾配形状を付けない場合その先端角部は一点鎖線の工部
のごとく先端角部が互いに摺動し、上面に対して段差を
生じる。このことは電車線５の移動を阻害し段差部で離
線振動を誘発しアークを発生することになる。

ここに第１図において、電車線５がすり板小片１ａおよ
び１ｂの上面を舟体長手方向に移動する際、その隣接部
の挙動が凹または凸状態の何れに傾斜しても段差２間隙
など生じず円滑に移行するように案内機能を果すように
本ラップ部の寸法、形状を決定することが要旨である。

このようにすり板小片１ａ　Ｉと１ａ−１のラップ部を
形成してこのすり板小片１ａ　、　ｌｂをそれぞれ板ば
ね体２にボルトなどにより固着し、隣接部を板ばね体２
により連係させ、これ化すり板小片１ａ　、　ｌｂに対
応させてはね８を前記のボルトと共締にして取着し、ば
ね８を舟体４にボルトなど番こより一体固着する。これ
によりすり板１ａ　、　ｌｂは各々独立運動を可能とな
して舟体４に対し弾性支持されたものとなる。また、両
ＰＩ３ 端に位Ｗするすり板小片１ｂはいずれもその最端部が板
ばね体２と共に車両走行方向に対して斜めに切り取られ
てお番］この切り増られな部分に一部が入り込むように
なして補助すり板３が舟体４に増殖され、電車線５の相
互間の摺動移行が円滑に行われるようになっている。こ
のとき、電車線５がすり板小片１ｂからさらに外れて補
助すり板３と摺接するようなことはほとんどない。

ここで、すり板小片１ａ−１とＩａ−１とのラップ部に
おいて本発明の構造の代オ）りにすり板小片１ａ−ｓと
１８−１とを間隙をもって配設し下部にてビンなどによ
り蝶番作用をさせて構成することも幾何学的には可能で
あるが、ビン部は走行による多くの繰り返し振動により
岸滅する。また、間隙の最大値は凹状の傾斜角度により
決定されるので、最大価以下の傾斜の場合、間隙および
上下の段差を生じ電車線５の移行を阻害するので大きな
問題となる。

これに比べ本発明では前記のごとく単純な構造にしてそ
の目的を達しているので極めて実用性が高い。

次に、かような構造ｉこて電車線５が第１図に示すすり
板小片１ａと１ａの上面を摺動移行する際の挙動につい
て第５図、第６図により曲、明する。なお、すり板小片
】ａと１ｂの挙動はすり板小片１ａと１８の場合と同じ
であるため、その説明を割愛する。

第５図において、すり板小片１ａｓ、ｌａｇがその隣接
部で互いに凹状態の傾斜をなす場合、いま電車線５がす
り板小片１ａ−ｒの端部に到来したとすればその摺接面
には押圧力が作用し、すり板小片】ａ−１はばね８で支
持されているのでその力に相応して下方向へ傾斜をもっ
てたわむ。この傾斜はばね８の中心と作用力の中心がす
ればね８のばね特甲 性を左右の回転モメントに対し例えば板ばねなどにより
やわらかくしておくことにより容易になされる。同時に
この押圧力はすり板小片１ａ−１の先端にラップして１
ａ−１の先端が入り込んでいるので同様に受力する。し
かして、すり板小片】ａ−８も、たわみ段差を生じない
。さらに時ゲ刻々とその傾斜角度が便化しても互いのラ
ップ部が電車線５の移行に際し案内役となる。さらにこ
れらすり板小片ｌ７ Ｉａ　ｒとＩａ−、は１枚の板ばね体２により互いに連
係されているので、その曲りは容易で且つ一平面上で極
めて接近された位置でなされるなど多くの好条件により
この隣接部での電車＠５の移行は円滑になされ離線、ア
ークの発生、振動舖発など防止される。ここに、電車線
５の運動に吋応するすり板小片は電車線５に摺接してい
る１ａ−１と１３−１のみとなり、他の外側に配設され
たすり板小片（第５図では一方のすり板小片１ａ−＄の
み示し他側は省略している）は極めて柔らかに板ばね体
２により連係され、月つ各々独立して押圧力が付与され
、無負荷の状態では水平を保持するよう？こなしている
。

故に負荷側のすり板小片１ａ＋、１ａ＊と他側のすり板
小片１ａ−［有］との隣接部では傾斜をなして連係され
ているので、他側のすり板小片１ａ−１は動じないので
ｌａ−、とｌａ　ｍの慣性質素のみが力学的挙動の対称
となり従来のように身体部全体が運動するのではなく、
極めて小さな址となる。すなわち押圧カ一定とすれば慣
性質量の減じた分だけ追随加速度は向上される。

次に第６図において、すり板小片１ａ　ｌとＩａ−、と
が互いの隣接部で凸状態になった場合これは電車線５が
到来した後のすり板小片１ａ−＋＋１ａ−ｓが残留振動
している間に再度市、車線５が到来し、上下運動の位相
が反転した場合が想定される。この場合でも互いのすり
板小片１ａ　Ｉとｌａ−婁とはその先端部でラップして
いるので隣接部の曲がりの頂上部においても間隙を生じ
ず互いの先端角部を凹状態の最大傾斜角に相応させて斜
形となしている。故に工部のごとく段差など生じず電車
線５は円滑に摺動移行する。ここにパンタグラフは離線
、アークなど発生せず良好な集電作用がなされる。

また、すり板小片１ａ　、　ｌｂを一体的に支持構築す
る部品として、前記第７図、第８図で説明した従来例の
ような、特別の弾性連結部材７や、ばね８゜ビン９およ
びシャント１０などを必要としないので、すり板を分割
する場合に長手方向にも幅方向ζども極めて自在に小さ
くすることができる。しかも、他部品による質量の増加
をまねくことがないので、その運動質量は僅少となり、
追随性が極めて向上ＰＩ３ する。

例えば、新幹線のパンタグラフの基準を適用して、前記
従来例と本実施例のものとを実質的な運動質量について
比較した場合、少なくとも１／　〜１／３０にすること
が可能で、飛躍的な効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上詳細Ｉこ説明したように、本発明にかかる集電装置
のすり板支持構造体によれば、電車＃１１ｉ！５に対応
して運動するパンタグラフ側のすり板の運動質量は僅少
となるので、その追随性は飛躍的ζ〔向上し、連係部の
溝磨耗および段差に誘発される振動などを防止できるの
で、アークなどの極めて有害な現象を発生せず、板ばね
体２およびばね８などの少ない部品点数でその目的を達
するので信頼性も高く、経済的にも有利な上、保守も簡
単容易であるなど、多大の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる集電装置のすり板支持構造体の
一実施例の要部平面図、第２図は第１図の正面図、第３
図は、第１図、第２図のγ〜ルア視断面図、第４図は第
１図のイ〜イ矢視断面拡大図、第５図および第６図は電
車線と摺接するすり板小片の隣接附近の拡大断面図、第
７図〜第９図は従来の実施例で第７図は舟体部の平面図
、第８図はその舟体要部正面図、第９図はすり板の隣接
端部にぢいて電車線と摺接するすり板の拡大断面図であ
る。 ｌａ　、　ｌｂ　、　Ｉａ−ｒ　＋　ｌａ−口、１ａ−
１・・・・・・すり板小片、１ａ′。 ｌｂ’・・・・・・すり板、２・・・・・・板ばね体、
３，３′・・・・・・補助すり板、４．４′・・・・・
・舟体、５・・・・・・電車線、６・・・・・・連結ア
ーム、７・・・・・・弾性連結部材、８・・・・・・ば
ね、９・・・・・・ピン、１０・・・・・・シャント。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電車線に接するすり板を多数の小片に分割しこの
   分割したすり板小片を舟体の長手方向に隣接して列状に
   配設し、さらにこれらのすり板小片を舟体上において一
   列状に連係せしめる導電性で且つ弾性を有する板ばね体
   に固着し、該板ばね体と舟体の間に導電性ばねを配設し
   て一体形成せしめるすり板支持構造において、前記舟体
   上に配設されているそれぞれのすり板小片の隣接部を、
   前記電車線が舟体の長手方向に摺接する際それぞれのす
   り板小片間に段差を生じさせず案内となるように舟体の
   長手方向に対し互いにその端部を入り込ませた形状にラ
   ップ部を形成し、さらにラップ部以外の部位にて前記板
   ばね体とすり板小片とを一体固着し、それぞれのすり板
   小片が独立して上下方向および傾斜運動が円滑に行われ
   るような所要の形状としたことを特徴とする集電装置の
   すり板支持構造体。
2. （２）前記ラップ部を凹凸形状とすることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の集電装置のすり板支持構造
   体。
3. （３）前記ラップ部の厚さを、電車線によるラップ部で
   の上昇運動に対して互いの隣接端部にて段差が生じず下
   降運動に対して板ばね体の曲げ応力を軽減せしめるよう
   先端に向って上下方向に傾斜を付すことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の集電装置のすり板支持構造体
   。