(57)【要約】      （修正有）【課題】地震発生時にパンタグラフを降下させることで割込みの発生を抑制し、ダウンタイムを低減する昇降システムを提供する。【解決手段】鉄道車両用パンタグラフ１０の昇降システムであって、地震の発生情報を取得する情報検知装置６０と、パンタグラフを昇降させるための押上装置５０と、を有する。押上装置は、情報検知装置が地震の発生情報を取得した際に駆動して、パンタグラフを降下させ、軌条の上方に架設された架線とパンタグラフとを離隔させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両用パンタグラフの昇降システムであって、
地震の発生情報を取得する情報検知装置と、
前記パンタグラフを昇降させるための押上装置と、を有し、
前記押上装置は、前記情報検知装置が地震の発生情報を取得した際に駆動し、軌条の上方に架設された架線と前記パンタグラフとを離隔させることを特徴とする、鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【請求項２】
前記押上装置は、
通常時において前記パンタグラフを昇降させる主押上機構と、
非常時において前記パンタグラフを緊急降下させる緊急降下機構と、を有し、
前記情報検知装置が地震の発生情報を取得した際には、前記緊急降下機構により前記架線と前記パンタグラフとを離隔させることを特徴とする、請求項１に記載の鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【請求項３】
前記主押上機構及び前記緊急降下機構はエアシリンダを有し、
前記緊急降下機構を構成するエアシリンダの受圧面積は、前記主押上機構を構成するエアシリンダの受圧面積よりも大きいことを特徴とする、請求項２に記載の鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【請求項４】
前記緊急降下機構を構成するエアシリンダは、
内部に気体を供給するための吸気孔と、
内部から気体を排出するための排気孔と、を有し、
少なくとも前記吸気孔又は前記排気孔のいずれかの開孔面積は、前記主押上機構が有する吸気孔又は排気孔の開孔面積よりも大きいことを特徴とする、請求項２又は３に記載の鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【請求項５】
前記押上装置はエアシリンダを有し、
前記エアシリンダは、
内部に気体を供給するための吸気孔と、
内部から気体を排出するための排気孔と、を有し、
非常時における前記排気孔の開孔面積は、通常時における前記排気孔の開孔面積よりも大きくなることを特徴とする、請求項１に記載の鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【請求項６】
前記情報検知装置は、前記パンタグラフへの電力の供給停止を検知することにより地震の発生を検知することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の鉄道車両用パンタグラフの昇降システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両用パンタグラフの昇降システムに関し、特に地震発生時においてパンタグラフを自動降下させるシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気鉄道用車両（以下、単に「車両」という。）は、車両の天井面上部に取り付けられたパンタグラフが、軌条の上方に架設された架線と摺接して受電することにより走行する。パンタグラフは、当該パンタグラフを昇降させるための押上機構により上昇させられることにより、架線に対して下方から接触するように押し当てられる。
【０００３】
図１に示すように、鉄道用の架線２００は軌条Ｒの上方に架設され、トロリ線２０１、ちょう架線２０２、及びハンガ２０３を有している。トロリ線２０１は、パンタグラフ１０の集電舟２０と摺接して車両１に電力を供給する。ちょう架線２０２は、トロリ線２０１の静高さの変動が小さくなるようにトロリ線２０１の上方に架設され、略鉛直方向に延びるハンガ２０３を介してトロリ線２０１を吊り下げるように設けられている。また、ちょう架線２０２は、架線柱（図示せず）に所定間隔毎に固定されている。なお、例えば架線２００が新幹線用の軌条Ｒの上方に架設される場合、ちょう架線２０２はおよそ５０ｍ毎の間隔で架線柱に固定され、またハンガ２０３はトロリ線２０１及びちょう架線２０２の架設方向に対しておよそ５ｍ毎の間隔で設けられている。
【０００４】
上述したように、パンタグラフ１０の集電舟２０は通常、トロリ線２０１に対して下方から接触するように押し当てられる（図２（Ａ））。しかしながら架線２００は、例えば地震等の影響により列車進行方向に直交する水平方向に対して、大きく振れ動いてしまう場合がある。かかる振れの大きさが集電舟２０の幅と比べて大きくなった場合や、振れの大きさが集電舟２０の幅に近づき、集電舟２０が押上によってトロリ線２０１を列車進行方向に直交する水平方向に押しのけた結果、図２（Ｂ）に示すように、トロリ線２０１が集電舟２０の下方に潜り込んでしまう場合がある（以下、「割込み」という）。かかる割込みが発生した状態で車両１が走行を続けた場合、集電舟２０とハンガ２０３とが衝突し、パンタグラフ１０及びハンガ２０３の双方が損傷するおそれがある。さらには、破損したパンタグラフ１０がトロリ線２０１を巻き込むなどして、トロリ線２０１の断線を含む広範な架線２００の損傷につながるおそれがある。また、このようにパンタグラフ１０及び架線２００が損傷した場合、これらの設備が復旧するまでに要する時間（以下、「ダウンタイム」という）が増大してしまう。
【０００５】
割込みに起因する設備損傷を抑制するためには、地震の発生時に例えばパンタグラフを降下させ、これにより割込みの発生を抑制することが必要になる。かかるパンタグラフの降下動作は、割込みの発生をより適切に抑制するため迅速に行われる必要があり、地震が検知された際には自動で制御されることが望ましい。
【０００６】
特許文献１には、パンタグラフの集電舟が過負荷を検出した際に、当該パンタグラフを自動的に降下させるための構成が開示されている。特許文献１によれば、例えばパンタグラフの集電舟に飛来物が衝突する等により検知荷重以上の外力を受けた場合に、シリンダに設けられたピストンのストッパが外れ、これによりパンタグラフを降下させることができる。
【０００７】
また、特許文献２には、例えば架線の異常や飛来物の衝突によりパンタグラフの集電舟、又は該集電舟を支持する枠組に過大な力が作用したときに、枠組を構成する釣合棒を支持する取付ピンを折損させることにより、パンタグラフを緊急降下させる構成が開示されている。
【０００８】
また、特許文献３には、集電舟に大きな荷重が加わった際に、パンタグラフの枠組を構成する上枠、又は下枠の連結部分に設けられたピンをせん断破壊する構成が開示されている。このようにピンを破壊することにより、パンタグラフの釣合棒の支持点が失われ、前記枠組が進行方向後方へ倒れ込んで架線から離れ、架線の切断や碍子の破断などを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２３６１０４号公報
【特許文献２】特開２００７−１８９７５４号公報
【特許文献３】特開２００５−６３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１〜３に開示の構成は、架線の異常や飛来物等による集電舟への過負荷を想定したものであり、いずれも地震の発生時にパンタグラフを降下させるという着想はなされていない。
【００１１】
また、上述した特許文献１〜３に開示の構成においては、パンタグラフに過大な荷重が加わった際に、すなわち、パンタグラフが実際に損傷を被った際に、早急に当該パンタグラフを降下させるものであり、パンタグラフが損傷を被ることを予測して、事前に損傷を抑制するものではない。すなわち、設備のダウンタイムが増大してしまう。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地震発生時にパンタグラフを降下させることで割込みの発生を抑制し、ダウンタイムを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決する本発明は、鉄道用車両用パンタグラフの昇降システムであって、地震の発生情報を取得する情報検知装置と、前記パンタグラフを昇降させるための押上装置と、を有し、前記押上装置は、前記情報検知装置が地震の発生情報を取得した際に駆動し、軌条の上方に架設された架線と前記パンタグラフとを離隔させることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、情報検知装置により地震の発生情報を取得した際に押上装置を作動させてパンタグラフを降下させることにより、架線とパンタグラフが少なくとも離隔されるため、パンタグラフの下方に架線が入り込んでしまうこと、すなわち、割込みが発生するのを抑制することができる。
【００１５】
また更に、かかるパンタグラフの昇降システムを採用することにより、地震時における被害低減性能を向上させ、設備のダウンタイムを低減させることができる。
【００１６】
また、前記押上装置は、通常時において前記パンタグラフを昇降させる主押上機構と、非常時において前記パンタグラフを緊急降下させる緊急降下機構と、を有し、前記情報検知装置が地震の発生情報を取得した際には、前記緊急降下機構により前記架線と前記パンタグラフとを離隔させてもよい。
【００１７】
前記主押上機構及び前記緊急降下機構はエアシリンダを有し、前記緊急降下機構を構成するエアシリンダの受圧面積は、前記主押上機構を構成するエアシリンダの受圧面積よりも大きく構成されていてもよい。
【００１８】
前記緊急降下機構を構成するエアシリンダは、内部に気体を供給するための吸気孔と、内部から気体を排出するための排気孔と、を有し、少なくとも前記吸気孔又は前記排気孔の開孔面積は、前記主押上機構が有する吸気孔又は排気孔の開孔面積よりも大きく形成されていてもよい。
【００１９】
また、前記押上装置はエアシリンダを有し、前記エアシリンダは、内部に気体を供給するための吸気孔と、内部から気体を排出するための排気孔と、を有し、非常時における前記排気孔の開孔面積は、通常時における前記排気孔の開孔面積よりも大きくなるように形成されていてもよい。
【００２０】
前記情報検知装置は、前記パンタグラフへの電力の供給停止を検知することにより地震の発生を検知するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、地震発生時にパンタグラフを降下させることで割込みの発生を抑制し、ダウンタイムを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】架線の構造の概略を模式的に示す説明図である。
【図２】パンタグラフと架線の位置関係の概略を模式的に示した説明図である。
【図３】第１の実施形態にかかる昇降システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図４】エアシリンダの構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図５】昇降システムによる昇降動作を模式的に示す説明図である。
【図６】地震発生時における車両の緊急動作を示したフロー図である。
【図７】エアシリンダの変形例の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図８】第２の実施形態にかかる昇降システムの構成の概略を模式的に示す説明図である。
【図９】緊急降下機構としてのエアシリンダの変形例の構成の概略を模式的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２４】
＜パンタグラフ１０の構成＞
先ず、本実施形態にかかるパンタグラフ１０の構成について説明する。図３は、パンタグラフ１０の構成の概略を示す説明図である。なお、以下の説明においてパンタグラフ１０は、後述の枠組３０がシングルアームのばね上昇式パンタグラフ構成を有する場合を例に説明する。また、以下の説明においては車両１が新幹線である場合を例に説明する。
【００２５】
図２及び図３に示すように、パンタグラフ１０は車両１の天井面上部に設けられ、トロリ線２０１に摺接する集電舟２０と、集電舟２０を支持するパンタグラフ機構を備える枠組３０と、を有している。集電舟２０は、枠組３０が後述の押上装置５０の動作により上昇することでトロリ線２０１に下方から接触し、かかる状態でトロリ線２０１に電流が流されることにより車両１に対して電力が供給される。
【００２６】
集電舟２０は、トロリ線２０１に摺接して集電可能な舟体２１が、天井管２２、舟支え２４を介して枠組３０と接続されている。また、舟体２１はトロリ線２０１と摺接するすり板２１ａと、すり板２１ａを下方から支持するすり板支持部２１ｂと、を有している。また更に、すり板２１ａ及びすり板支持部２１ｂの長手方向端部、すなわちトロリ線２０１との直交方向の端部には、トロリ線２０１の割込みを防止するための、すり板２１ａに対して摺接部分を下方に延伸するホーン２１ｃが形成されている。
【００２７】
舟体２１と天井管２２の間には、略鉛直方向に、例えばコイルバネ等の弾性部材２３が設けられている。集電舟２０は弾性部材２３の弾性復元力により略鉛直方向に揺動可能に構成されており、例えばトロリ線２０１に鉛直方向に変位が生じた場合でも、当該変位に追従してトロリ線２０１に摺接可能となっている。
【００２８】
枠組３０は、上枠３１、下枠３２、釣合棒３３、及びバランスロッド３４により、集電舟２０を鉛直方向に変位自在に支持するためのリンク機構を構成している。上枠３１及び下枠３２は、集電舟２０を支持している。すなわち、上枠３１は、一端３１ａが集電舟２０の舟支え２４に接続され、他端３１ｂ側には下枠３２の一端３２ａが回転自在に接続されている。また、下枠３２の他端３２ｂは、車両１の天井面に対して固定されている第１連結部３５に対して回転自在に接続されている。
【００２９】
なお、上枠３１及び下枠３２との間には図３に示すように交差角θ１が形成され、また、下枠３２と車両１との間には昇降角θ２が形成されている。そしてパンタグラフ１０は、後述の押上装置５０の動作により当該交差角θ１及び昇降角θ２を変化させることにより、集電舟２０を略鉛直方向に昇降自在となっている。なお、パンタグラフ１０の昇降動作の詳細については後述する。
【００３０】
釣合棒３３は下枠３２に並んで設けられており、一端３３ａが上枠３１の他端３１ｂに接続され、他端３３ｂが第２連結部３６に対して回転自在に接続されている。釣合棒３３は、下枠３２の昇降動作と一体になって変位するリンク構造を架設しており、当該釣合棒３３の長さを設定することにより、集電舟２０の昇降軌跡を調節することができる。すなわち、釣合棒３３の作用により、集電舟２０の昇降方向を略鉛直方向に調節することができる。
【００３１】
バランスロッド３４は上枠３１に並んで設けられており、一端３４ａが舟支え２４に接続され、他端３４ｂが下枠３２に接続されている。バランスロッド３４は、上枠３１の昇降動作と一体になって変位するリンク構造を架設しており、当該バランスロッド３４及び舟支え２４とによって、交差角θ１の大きさにかかわらず集電舟２０の姿勢が一定に保たれ、集電舟２０の上面を水平に維持することができる。
【００３２】
＜第１の実施形態にかかる昇降システム４０の構成＞
次に、上述のように構成されたパンタグラフ１０を昇降させるための昇降システム４０の構成について説明する。昇降システム４０は、押上装置５０、情報検知装置６０、及び制御装置７０を有している。
【００３３】
押上装置５０は、第１連結部３５における主軸Ｍを回転させることにより昇降角θ２を調節し、枠組３０の昇降動作を行うことができる。押上装置５０は、回転棒３５ａを介して主軸Ｍを枠組３０の上昇方向に回転させる、例えばバネから成る弾性部材５１と、回転棒３５ｂを介して主軸Ｍを枠組３０の下降方向に回転させるシリンダ５２と、を有している。本実施形態においては、弾性部材５１及びシリンダ５２が、「主押上機構」を構成している。
【００３４】
なお、シリンダ５２は例えばエアシリンダである。図４は、シリンダ５２の構成の概略を模式的に示す説明図である。図４に示すように、シリンダ５２は、本体部５２ａとヘッド５２ｂとを有している。
【００３５】
本体部５２ａは、中空の略円柱形状を有し、側面あるいは端面には吸気孔５２ｃ及び排気孔５２ｄが形成されている。本体部５２ａの内部は、後述の受圧部５２ｆにより吸気空間と排気空間とに分割されており、吸気孔５２ｃを介して内部に圧縮空気等が供給されることにより、ヘッド５２ｂを伸縮方向に移動自在に構成されている。なお、圧縮空気の供給によりヘッド５２ｂが伸長方向に移動するにあたっては、排気空間内部の空気が、排気孔５２ｄを介して本体部５２ａの外部に排気される。
【００３６】
ヘッド５２ｂは、シリンダ５２内部の吸気及び排気をすることで伸縮方向に移動自在に構成されている。ヘッド５２ｂは、回転棒３５ｂを押圧して回転させる押圧部５２ｅと、圧縮空気により押圧されてヘッド５２ｂを移動させる受圧部５２ｆとが、本体部５２ａを貫通するシャフト５２ｇを介して接続されている。なお、受圧部５２ｆの径は本体部５２ａの内径と略一致するように構成されることで、本体部５２ａの内部を吸気空間と排気空間とに分割している。
【００３７】
情報検知装置６０は、地震の発生情報を取得、検知して、当該情報を制御装置７０へ送信する。また、制御装置７０は情報検知装置６０から地震の発生情報を取得すると、少なくとも昇降システム４０において地震発生時における緊急動作が行われるように制御する。
【００３８】
なお、昇降システム４０における前記緊急動作とは、例えば昇降システム４０の主押上機構を作動させることによるパンタグラフ１０の降下動作であり、これによりトロリ線２０１と集電舟２０とを離隔させる。
【００３９】
なお、前記地震の発生情報は、例えば車両１の外部で取得された情報であって、情報検知装置６０に送信された情報であってもよいし、車両１において直接的に取得された情報であってもよい。例えば地震の発生情報は、集電舟２０によるトロリ線２０１からの受電状況であってもよい。すなわち、例えば地震の発生による変電所における送電の停止による停電やパルスを検知したものであって、集電舟２０が所定時間（例えば１秒程度）の電力の供給停止を検知した際に地震が発生したと判断されてもよい。また例えば地震の発生情報は、車両用の早期地震検知システムの海岸地震計による揺れの検知であってもよいし、気象庁における地震検知システムによる情報を取得したものであってもよい。また更に、これらから選択される２種以上の地震検知システムを複合して用いるように構成してもよい。
【００４０】
なお、情報検知装置６０は本実施形態のように独立して昇降システム４０に設けられていてもよいし、例えば、制御装置７０と一体に構成されていてもよい。
【００４１】
＜パンタグラフ１０の昇降動作＞
本実施形態にかかる昇降システム４０は以上のような自動降下システムを構成している。続いて、当該昇降システム４０によるパンタグラフ１０の昇降動作について図面を参照しながら説明する。
【００４２】
先ず、昇降システム４０によるパンタグラフ１０の上昇動作、すなわち集電舟２０の上昇動作について説明する。パンタグラフ１０を上昇させる際には、図５（Ａ）に示すように、弾性部材５１が回転棒３５ａを介して主軸Ｍに接続されている。弾性部材５１は、当該弾性部材５１の引っ張り方向（図５（Ａ）における右側方向）に向けて回転棒３５ａを引き寄せ、これにより主軸Ｍが枠組３０の上昇方向、すなわち昇降角θ２が大きくなる方向に回転する。
【００４３】
下枠３２が回転し昇降角θ２が大きくなると、これに伴い下枠３２の一端３２ａに回転自在に接続された上枠３１が上方に持ち上げられ、交差角θ１が大きくなる。これにより、すなわち、交差角θ１及び昇降角θ２の変位により、集電舟２０が上昇する。
【００４４】
なお、かかる際、上枠３１の他端３１ｂには釣合棒３３が接続され、上枠３１の他端３１ｂに反時計回り方向の反力を与えるため、かかる作用により集電舟２０の上昇方向が略鉛直方向へと保たれる。また、バランスロッド３４が作用により集電舟２０は回転方向への動きが制限され、集電舟２０の上面が水平に維持される。
【００４５】
以上の動作によりパンタグラフ１０が上昇し、集電舟２０がトロリ線２０１に対して接触する。これにより、車両１がトロリ線２０１から受電可能な状態となる。
【００４６】
続いて、昇降システム４０によるパンタグラフ１０の降下動作、すなわち集電舟２０の降下動作について説明する。集電舟２０を降下させる際には、図５（Ｂ）に示すように、シリンダ５２の吸気空間に圧縮空気Ｃが供給される。これによりシリンダ５２のヘッド５２ｂが伸長方向へと移動して回転棒３５ｂに押し付けられ、当該押し付けの力が弾性部材５１の引っ張り方向の弾性力よりも大きくなると、主軸Ｍが枠組３０の降下方向、すなわち昇降角θ２が小さくなる方向に回転する。
【００４７】
下枠３２が回転し昇降角θ２が小さくなると、これに伴い下枠３２の一端３２ａに回転自在に接続された上枠３１が降下し、交差角θ１が小さくなる。これにより、すなわち、交差角θ１及び昇降角θ２の変位により、集電舟２０が降下する。
【００４８】
なお、かかる際、上枠３１の他端３１ｂには釣合棒３３が接続され、上枠３１の他端３１ｂに時計回り方向の反力を与えるため、かかる作用により集電舟２０の降下方向が略鉛直方向へと保たれる。また、バランスロッド３４が作用により集電舟２０は回転方向への動きが制限され、集電舟２０の上面が水平に維持される。
【００４９】
以上の動作によりパンタグラフ１０が降下して、集電舟２０がトロリ線２０１から離隔する。また、このように集電舟２０トロリ線２０１と離隔することにより、例えばトロリ線２０１が大きく振れ動いた場合であっても割込みが発生することを抑制することができ、ダウンタイムや設備コストを低減させることができる。
【００５０】
なお、パンタグラフ１０を降下状態から上昇状態へと遷移させる際には、シリンダ５２の吸気空間に供給された圧縮空気を排出する。これにより、シリンダ５２のヘッド５２ｂによる回転棒３５ｂへの押し付けの力が弱まり、弾性部材５１の引っ張り方向の弾性力が前記押し付けの力よりも大きくなると、主軸Ｍが枠組３０の上昇方向、すなわち昇降角θ２が大きくなる方向に回転する。
【００５１】
＜地震発生時における昇降システム４０の動作の流れ＞
次に、地震発生時における車両１の緊急動作の流れについて説明する。図６は、車両１の緊急動作の流れを示したフローチャートである。
【００５２】
車両１の走行中に地震が発生、又は地震の発生が予測されると、先ず、地震検知システムにより当該地震の発生情報が検知される（図６のステップＳ１）。
【００５３】
地震の発生が検知され、当該地震の影響により緊急動作が必要であると判断されると、当該地震の発生情報が昇降システム４０に設けられた情報検知装置６０に送信される（図６のステップＳ２）。
【００５４】
なお、緊急動作が必要である場合とは、例えば、当該地震により軌条Ｒや架線２００に不具合が発生するおそれがあると判断される場合や、当該地震の影響により割込みが発生すると判断される場合等を言う。
【００５５】
情報検知装置６０が地震の発生情報を検知すると、当該地震の発生情報の検知信号を制御装置７０に送信する（図６のステップＳ３）。
【００５６】
制御装置７０が信号を受信すると、制御装置７０は、当該信号に基づき押上装置５０の主押上機構を動作させ、昇降システム４０によるパンタグラフ１０の降下動作が開始する（図６のステップＳ４）。
【００５７】
パンタグラフ１０の降下にあっては、上述のように先ずシリンダ５２の吸気空間に圧縮空気が供給され、ヘッド５２ｂが回転棒３５ｂを枠組３０の降下方向に回転させる。そして、これにより下枠３２及び上枠３１を介してパンタグラフ１０が降下し、集電舟２０がトロリ線２０１から離隔される。
【００５８】
また、ステップＳ２により情報検知装置６０が地震の発生情報を検知すると、ステップＳ４におけるパンタグラフ１０の降下動作と並行して、速度検知装置（図示せず）により車両１の走行速度を取得する（図６のステップＳ５）。
【００５９】
そして、ステップＳ５により車両１が一定速度以上（例えば７０ｋｍ／ｈ以上）で走行していると検知された場合、車両１の緊急ブレーキを作動させ、車両１を緊急停車させる（図６のステップＳ６）。
【００６０】
なお、例えばステップＳ５により車両１の走行速度が一定速度以下（例えば７０ｋｍ／ｈ以下）で走行していると検知された場合には、前記緊急ブレーキは作動されない。
【００６１】
以上の動作によれば、地震の発生を検知した際にパンタグラフ１０の集電舟２０がトロリ線２０１から離隔するように降下するため、例えば地震の揺れによりトロリ線２０１が大きく振れ動いた場合であっても、割込みの発生を抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、パンタグラフ１０の降下動作は車両１の緊急停車とは独立して行うように、すなわち、車両１が緊急停車しない場合であっても降下動作を行うように制御される。これにより、車両１や走行状況に影響されずに、すなわち車両１が低速走行中や停車中であると検知された場合でも、適切に割込みの発生を抑制することができ、ダウンタイムや設備コストを低減させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態にかかる昇降システム４０によるパンタグラフ１０の降下動作は、特にトロリ線２０１の振れ動きが大きくなると考えられるＳ波の到達前に行われていることが望ましい。言い換えれば、Ｐ波の検知により地震の発生を予測し、Ｓ波の到達前に集電舟２０の降下動作を開始することが望ましい。かかる制御を行うことにより、より適切に割込みの発生を抑制することができる。
【００６４】
なお、上述のようにパンタグラフ１０の降下動作は、架線の割込みが発生することを適切に抑制するために、可及的速やかに行われることが望まれる。上述のように通常時にも使われる主押上機構を用いて昇降システム４０による昇降動作を行った場合、パンタグラフ１０の降下動作は比較的緩やかに行われるため、パンタグラフ１０の降下までに時間がかかってしまう。
【００６５】
そこで、図７に示すように、シリンダ５２には、地震の発生時にシリンダ内の空気を迅速に排気するための緊急排気孔５２ｈと、排気孔５２ｄ及び緊急排気孔５２ｈを選択的に閉鎖することができるシャッタ５２ｉがさらに設けられていてもよい。緊急排気孔５２ｈは、例えば排気孔５２ｄよりも大きな開口面積を有するように形成されている。シャッタ５２ｉは、通常時は緊急排気孔５２ｈを閉鎖するように配置されており、情報検知装置６０が地震の発生情報を取得した際に移動して排気孔５２ｄを閉鎖し、緊急排気孔５２ｈを開放する。
【００６６】
シリンダ５２がかかる構成を有することにより、非常時には排気孔５２ｄよりも大きな開口面積を有する緊急排気孔５２ｈからシリンダ５２内部の空気が排出されるため、より迅速にヘッド５２ｂの伸縮動作を行うことができる。すなわち、より迅速にパンタグラフ１０の降下動作を行うことができる。
【００６７】
なお、シリンダ５２の構成は以上の構成に限定されず、非常時においては通常時と比べて大きな開口面積で空気の排気を行うことができれば、上記と同様の効果を得ることができる。すなわち、例えばシリンダ５２に複数の排気孔を設け、非常時においては通常時と比べて多くの開口を用いてシリンダ５２内の排気を行うように制御されてもよい。また例えば、シリンダ５２には開口面積を任意に変更可能なシャッタが設けられた排気孔を１つ設け、非常時においては当該シャッタの開閉動作により開口面積を拡げるように制御されてもよい。かかる場合、シャッタの構造はスライド構造に限られず、例えば絞り羽根式のシャッタが採用されていてもよい。
【００６８】
また、以上の実施形態によれば、昇降システム４０は非常時においても主押上機構を動作させることによりパンタグラフ１０の降下動作を行ったが、例えば地震発生時においてパンタグラフ１０を緊急降下させるための他の押上機構が、昇降システム４０に設けられていてもよい。
【００６９】
＜第２の実施形態にかかる昇降システム４００＞
そこで次に、非常時、すなわち地震の発生を検知した際にパンタグラフ１０を緊急降下させるための「緊急降下機構」を備えた昇降システム４００の構成について、図面を参照して説明する。図８は、第２の実施形態にかかる昇降システム４００の構成の概略を模式的に示す説明図である。なお、本実施形態において、昇降システム４０と実質的に同一の機能構成を有する要素については、同様の番号を付することにより、その説明を省略する。
【００７０】
第２の実施形態にかかる昇降システム４００は、第１の実施形態にかかる昇降システム４０の構成に加え、緊急降下機構としてのシリンダ５２０を有している。なお、シリンダ５２０は例えばエアシリンダであり、当該シリンダ５２０に対して圧縮空気等を供給及び排出することにより、ヘッド５２０ｂを伸縮方向に移動させることができる。
【００７１】
シリンダ５２０は、前記主押上機構に対して並行設置され、主押上機構のシリンダ５２と同様にヘッド５２０ｂが伸長方向へと移動して回転棒３５ｃに押し付けられる。そして、当該押し付けの力が主押上機構の弾性部材５１の引っ張り方向の弾性力よりも大きくなると、主軸Ｍが枠組３０の降下方向、すなわち昇降角θ２が小さくなる方向に回転し、パンタグラフ１０を降下させることができる。
【００７２】
なお、シリンダ５２０はシリンダ５２と比べて圧縮空気の受圧面積が大きく、すなわちシリンダ５２と比べて断面形状が大きく形成されている。このように受圧面積が大きく形成されることにより、シリンダ５２と比べて伸長方向に対して加わる押し付けの力が大きくなり、より大きな力で回転棒３５ｃを回転させることができる。これにより、主押上機構のシリンダ５２と比べて迅速にパンタグラフ１０を降下させ、集電舟２０をトロリ線２０１から離隔させることができる。
【００７３】
なお、例えばシリンダ５２０に対する圧縮空気の供給経路には、着火機構（図示せず）を設けることにより、より迅速にシリンダ５２０の内部に圧縮空気が供給されるように構成してもよい。
【００７４】
また図９に示すように、シリンダ５２０の排気孔５２０ｄの開口面積を、例えば吸気孔５２０ｃと比べて大きく形成してもよい。これらにより、さらに迅速にヘッド５２０ｂの伸縮動作を行うことができ、すなわち、さらに迅速にパンタグラフ１０の降下動作を行うことができる。
【００７５】
以上のように構成された緊急降下機構としてのシリンダ５２０は、情報検知装置６０が地震の発生情報を検知した際に、主押上機構のシリンダ５２の動作に代えて、すなわち優先して動作するように、制御装置７０により制御される。すなわち、地震の発生時においてはより迅速なパンタグラフ１０の降下を行うことができるように、動作が制御される。これにより、より適切にトロリ線２０１の割込みを抑制することができる。
【００７６】
なお、以上のように構成された昇降システム４００にはヒューズ機構が組み込まれていない。すなわち、地震の発生時において前記緊急降下動作を行った場合であっても、シリンダ５２０の内部に供給された圧縮空気をリリースすることによりパンタグラフ１０が上昇し、再度、緊急降下機構を使用することができる。これにより緊急動作毎の部品交換等が必要なく、復旧までに要するダウンタイムや設備コストをさらに低減させることができる。
【００７７】
ただし、以上の構成により昇降システム４００に対してヒューズ機構（図示せず）が採用されることが阻害されるものではない。すなわち、昇降システム４００にヒューズ機構（図示せず）を採用することにより、より迅速なパンタグラフ１０の降下動作を行うことができるように構成されていてもよい。
【００７８】
なお、以上の実施形態においては、シングルアームのばね上昇式パンタグラフを例に説明を行ったが、本発明が適用されるパンタグラフの種類はこれに限定されない。例えば、緊急時に降下動作を行ってトロリ線２０１から集電舟２０を離隔することができるものであれば、菱形パンタグラフやＴ型パンタグラフ等、任意のパンタグラフ構造において、本発明を適用することができる。
【００７９】
また更に、上記実施形態においては空気下降式のパンタグラフ、すなわち、シリンダへの圧縮空気の供給により下降動作を行うパンタグラフの構造を例に説明を行ったが、空気上昇式のパンタグラフ、すなわち、シリンダの動作により上昇するパンタグラフに適用されてもよい。かかる場合、緊急上昇機構として、例えば主押上機構と並行して、圧縮空気の緊急排出手段が設けられる。
【００８０】
なお、以上の説明においては昇降システム４０及び昇降システム４００が新幹線としての車両１に採用される場合を例に説明を行ったが、昇降システム４０及び昇降システム４００は、例えば在来線にも適用され得る。
【００８１】
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了承される。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、車両用パンタグラフ、特に新幹線用のパンタグラフに有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１      車両
１０    パンタグラフ
２０    集電舟
３０    枠組
４０    昇降システム
５０    押上装置
５２    シリンダ
６０    情報検知装置
７０    制御装置
２００  架線
２０１  トロリ線
４００  昇降システム
５２０  シリンダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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