(57)【要約】【課題】集電舟と舟支え部との接合部の周辺から沿線に放射する騒音を簡単な構造によって抑制することができる集電装置の騒音抑制構造及び集電システムを提供する。【解決手段】騒音抑制構造は、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を抑制する。集電装置７Ａ，７Ｂは、車両５の進行方向に応じて昇降し、この集電装置７Ａ，７Ｂの集電舟８の一方の端部寄りを支持する舟支え部９ａを備えている。集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側になるときには、集電装置７Ａ，７Ｂが上昇状態に切り替わり、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ1，Ｗ2から近い側になるときには、集電装置７Ａ，７Ｂが下降状態に切り替わる。騒音抑制構造は、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を遮る遮音板１３を備えている。【選択図】図１
2020078246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電装置から沿線に放射する騒音を抑制する集電装置の騒音抑制構造であって、
前記集電装置は、前記車両の進行方向に応じて昇降し、
前記集電装置の集電舟の一方の端部寄りを支持する舟支え部を備え、
前記集電舟と前記舟支え部との接合部が沿線から遠い側になるときには、前記集電装置が上昇状態に切り替わり、
前記集電舟と前記舟支え部との接合部が沿線から近い側になるときには、前記集電装置が下降状態に切り替わること、
を特徴とする集電装置の騒音抑制構造。
【請求項２】
請求項１に記載の集電装置の騒音抑制構造において、
前記集電装置から沿線に放射する騒音を遮る遮音板を備えること、
を特徴とする集電装置の騒音抑制構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の集電装置の騒音抑制構造において、
前記集電舟は、この集電舟の長さ方向に間隔をあけて、この集電舟の前部から後部に向かってこの集電舟を貫通する貫通孔を有すること、
を特徴とする集電装置の騒音抑制構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の集電装置の騒音抑制構造において、
前記集電舟が支持するすり板が摺動するトロリ線の高さが4800mm以上5000mm未満であること、
を特徴とする集電装置の騒音抑制構造。
【請求項５】
複数の集電装置を車両の進行方向に応じて昇降させることによって、トロリ線と摺動するすり板を通じてこの車両に電力を導く集電システムであって、
前記車両の進行方向に応じて昇降する第１及び第２の集電装置を備え、
前記第１の集電装置は、
上り線側の沿線から遠い側のこの第１の集電装置の集電舟の一方の端部寄りを支持する舟支え部を備えており、
前記車両が上り線を走行するときに上昇状態に切り替わり、この車両が下り線を走行するときに下降状態に切り替わり、
前記第２の集電装置は、
下り線側の沿線から遠い側のこの第２の集電装置の集電舟の一方の端部寄りを支持する舟支え部を備えており、
前記車両が下り線を走行するときに上昇状態に切り替わり、この車両が上り線を走行するときに下降状態に切り替わること、
を特徴とする集電システム。
【請求項６】
請求項５に記載の集電システムにおいて、
前記集電舟は、前部の形状と後部の形状とが非対称であり、
前記第１及び前記第２の集電装置は、前記集電舟の前部が進行方向前側に向くときに上昇状態に切り替わること、
を特徴とする集電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集電装置から沿線に放射する騒音を抑制する集電装置の騒音抑制構造、及び複数の集電装置を車両の進行方向に応じて昇降させることによって、トロリ線と摺動するすり板を通じてこの車両に電力を導く集電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パンタグラフの空力音低減は、部材形状の平滑化に代表される形状改良を中心に行われてきた。パンタグラフの主要な音源である舟体については、揚力特性安定化の観点から平滑化が容易ではない。従来のパンタグラフは、所定の曲線により定義された形状を配置した流れ場のシミュレーションを実行し、目的関数が最小となるように最適化手法を利用して得られた形状を有している（例えば、特許文献１参照）。このような従来のパンタグラフでは、数値流体力学（Computational Fluid Dynamics(CFD))解析と最適化手法とを組み合わせた手法により、空力音低減と揚力特性安定化を両立する平滑舟体形状を提案している。また、従来のパンタグラフは、CFD解析と最適化手法とを組み合わせた平滑化舟体と貫通孔を組み合わせている（例えば、非特許文献１参照）。このような従来のパンタグラフでは、貫通孔を設けることで狭帯域音の抑制を図り、大きな空力音低減効果が得られることを確認している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2005-020834号公報
【０００４】
【非特許文献１】吉田  和重、他２名、“揚力特性および低騒音性を考慮した舟体形状最適化の基礎検討”鉄道総研報告、研友社、2005年9月、第19巻、9号、p.23-28
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在、パンタグラフ各部の形状改良がある程度まで進んでいるが、揚力特性との兼ね合いやパンタグラフとしての機構を成立させることを考慮すると、今後は形状改良による劇的な空力音低減は困難な状況である。また、多孔質材に代表される部材表面性状の変更や、流れ場制御デバイスの適用などの研究も進められているが、実用化においてはまだ課題が多い。
【０００６】
この発明の課題は、集電装置から沿線に放射する騒音を簡単な構造によって抑制することができる集電装置の騒音抑制構造及び集電システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図１〜図６に示すように、集電装置（７Ａ，７Ｂ）から沿線（Ｗ1，Ｗ2）に放射する騒音（Ｓ）を抑制する集電装置の騒音抑制構造であって、前記集電装置は、前記車両（５）の進行方向に応じて昇降し、前記集電装置の集電舟（８）の一方の端部寄りを支持する舟支え部（９ａ）を備え、前記集電舟と前記舟支え部との接合部が沿線から遠い側になるときには、前記集電装置が上昇状態に切り替わり、前記集電舟と前記舟支え部との接合部が沿線から近い側になるときには、前記集電装置が下降状態に切り替わることを特徴とする集電装置の騒音抑制構造（１２）である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の集電装置の騒音抑制構造において、前記集電装置から沿線に放射する騒音を遮る遮音板（１３）を備えることを特徴とする集電装置の騒音抑制構造である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の集電装置の騒音抑制構造において、図１０に示すように、前記集電舟は、この集電舟の長さ方向に間隔をあけて、この集電舟の前部（８ｃ）から後部（８ｄ）に向かってこの集電舟を貫通する貫通孔（８ｅ）を有することを特徴とする集電装置の騒音抑制構造である。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の集電装置の騒音抑制構造において、図１１に示すように、前記集電舟が支持するすり板が摺動するトロリ線の高さ（Ｈ2）が4800mm以上5000mm未満であることを特徴とする集電装置の騒音抑制構造である。
【００１１】
請求項５の発明は、図１〜図６に示すように、複数の集電装置を車両（５）の進行方向（Ｄ1，Ｄ2）に応じて昇降させることによって、トロリ線（４ａ）と摺動するすり板（８ａ）を通じてこの車両に電力を導く集電システムであって、前記車両の進行方向に応じて昇降する第１及び第２の集電装置（７Ａ，７Ｂ）を備え、前記第１の集電装置（７Ａ）は、上り線（２Ａ）側の沿線（Ｗ1）から遠い側のこの第１の集電装置の集電舟（８）の一方の端部寄りを支持する舟支え部（９ａ）を備えており、前記車両が上り線（２Ａ）を走行するときに上昇状態に切り替わり、この車両が下り線（２Ｂ）を走行するときに下降状態に切り替わり、前記第２の集電装置（７Ｂ）は、下り線（２Ｂ）側の沿線（Ｗ2）から遠い側のこの第２の集電装置の集電舟（８）の一方の端部寄りを支持する舟支え部（９ａ）を備えており、前記車両が下り線（２Ｂ）を走行するときに上昇状態に切り替わり、この車両が上り線（２Ａ）を走行するときに下降状態に切り替わることを特徴とする集電システム（６）である。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項５に記載の集電システムにおいて、図５〜図７及び図１０に示すように、前記集電舟は、前部（８ｃ）の形状と後部（８ｄ）の形状とが非対称であり、前記第１及び前記第２の集電装置は、前記集電舟の前部が進行方向前側に向くときに上昇状態に切り替わることを特徴とする集電システムである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によると、集電装置から沿線に放射する騒音を簡単な構造によって抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の第１実施形態に係る集電システムを備える車両が上り線を走行する場合を概略的に示す斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る集電システムを備える車両が下り線を走行する場合を概略的に示す斜視図である。
【図３】図１のIII部分を拡大して示す正面図である。
【図４】図２のIV部分を拡大して示す正面図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える車両が上り線を走行する場合を概略的に示す外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える車両が下り線を走行する場合を概略的に示す外観図であり、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図７】この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置の集電舟を概略的に示す側面図である。
【図８】この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置と遮音板との位置関係を模式的に示す正面図であり、（Ａ）は集電舟の一方の端部を舟支え部で支持する場合の正面図であり、（Ｂ）は集電舟の中央部を舟支え部で支持する場合の正面図である。
【図９】この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置を沿線側から見上げた状態を模式的に示す側面図であり、（Ａ）は集電舟の一方の端部を舟支え部で支持する場合の側面図であり、（Ｂ）は集電舟の中央部を舟支え部で支持する場合の側面図である。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置の集電舟を概略的に示す外観図であり、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図１１】この発明の第３実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置を模式的に示す正面図であり、（Ａ）は架線高さが高いときの正面図であり、（Ｂ）は架線高さが低いときの正面図である。
【図１２】この発明の第３実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造を備える集電装置を沿線側から見上げた状態を模式的に示す側面図であり、（Ａ）は架線高さが高いときの正面図であり、（Ｂ）は架線高さが低いときの正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１〜図４に示す沿線Ｗ1，Ｗ2は、軌道２に沿って存在する土地（領域）である。沿線Ｗ1，Ｗ2は、軌道２を挟み二つに分かれて存在する。沿線Ｗ1は、上り線２Ａに近い側（下り線２Ｂから遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には上り線２Ａを走行する車両５の進行方向Ｄ1の左側（海側）の土地である。沿線Ｗ2は、下り線２Ｂに近い側（上り線２Ａから遠い側）の土地であり、例えば東北新幹線の場合には下り線２Ｂを走行する車両５の進行方向Ｄ2の左側（山側）の土地である。沿線Ｗ1は、図１及び図３に示すように、上り線２Ａを車両５が走行するときには騒音源から近い側になるため騒音対策の重要度が高くなるが、図２及び図４に示すように下り線２Ｂを車両５が走行するときには騒音源から遠い側になるため騒音対策の重要度が低くなる。一方、沿線Ｗ2は、図１及び図３に示すように、上り線２Ａを車両５が走行するときには騒音源から遠い側になるため騒音対策の重要度が低くなるが、図２及び図４に示すように下り線２Ｂを車両５が走行するときには騒音源から近い側になるため騒音対策の重要度が高くなる。
【００１６】
図１〜図４に示す路盤１は、軌道２を支持する基盤である。路盤１は、車両５が通過するときに荷重を支持する構造物である。路盤１は、例えば、スラブ軌道区間に設置される路盤コンクリート、又は良質な自然土などを用いて締め固められた土路盤などである。
【００１７】
軌道２は、車両５が走行する通路（線路）である。軌道２は、図３及び図４に示すように、車両５の車輪を案内する一対のレール２ａと、一対のレール２ａを支持する矩形平板状のプレキャストのコンクリート版からなる軌道スラブ（スラブ版）２ｂなどから構成されている。軌道２は、図１〜図４に示すように、二本の本線で構成された複線であり、上り線２Ａと下り線２Ｂとから構成されている。上り線２Ａは、複線以上の軌道２を有数する線路において主として終点から起点方向（図１及び図３に示す進行方向Ｄ1）に列車が走行する軌道２である。下り線２Ｂは、複線以上の軌道２を有数する線路において主として起点から終点方向（図２及び図４に示す進行方向Ｄ2）に列車が走行する軌道２である。例えば、上り線２Ａは、東北新幹線の場合には仙台方面から東京方面に向かう車両５が走行する線路であり、下り線２Ｂは東北新幹線の場合には東京方面から仙台方面に向かう車両５が走行する線路である。
【００１８】
図１〜図４に示す防音壁３は、音源から伝搬する騒音を減衰させる固定構造物である。防音壁３は、軌道２に沿って構築されている。防音壁３は、音源（軌道２側）と受音点（沿線Ｗ1，Ｗ2側）との間に設置されており、音源側の表面を吸音処理することより、この音源から伝搬する騒音の減衰効果を向上させている。
【００１９】
図３〜図６に示す架線４は、線路上空に架設される架空電車線である。架線４は、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線４ａは、集電装置７Ａ，７Ｂのすり板８ａが摺動する電線である。トロリ線４ａは、すり板８ａが接触移動することによって車両５に負荷電流を供給する。
【００２０】
図１〜図６に示す車両５は、電車又は電気機関車などの電気車である。車両５は、例えば、高速で走行する新幹線（登録商標）などの鉄道車両である。車両５は、１両又は複数両によって編成されており、軌道２上を運転する目的で組成された列車である。図３〜図６に示す車体５ａは、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。
【００２１】
図１及び図２に示す集電システム６は、複数の集電装置７Ａ，７Ｂを車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて昇降させることによって、トロリ線４ａと摺動するすり板８ａを通じて車両５に電力を導くシステムである。集電システム６は、一編成（一列車）当たり二つの集電装置７Ａ，７Ｂを備えており、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じていずれか一方の集電装置７Ａ，７Ｂを使用する。集電システム６は、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときに上昇状態に切り替わる集電装置７Ａと、図２に示すように車両５が下り線２Ｂを走行するときに上昇状態に切り替わる集電装置７Ｂとを備えている。集電システム６は、例えば、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、進行方向Ｄ1の前側の集電装置７Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の後側の集電装置７Ａを使用する。一方、集電システム６は、例えば、図２に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、進行方向Ｄ2の前側の集電装置７Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の後側の集電装置７Ｂを使用する。
【００２２】
集電システム６は、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、集電装置７Ａを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの集電装置７Ａのすり板８ａをトロリ線４ａに接触させ、集電装置７Ｂを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの集電装置７Ｂのすり板８ａをトロリ線４ａから離間させる。一方、集電システム６は、図２に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、集電装置７Ａを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの集電装置７Ａのすり板８ａからトロリ線４ａを離間させ、集電装置７Ｂを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの集電装置７Ｂのすり板８ａをトロリ線４ａに接触させる。集電装置７Ａ，７Ｂは、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に向くときに上昇状態に切り替わる。集電システム６は、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、図５（Ｂ）に示すように集電装置７Ａ側の集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ1に向くように集電装置７Ａを上昇させて、集電装置７Ｂ側の集電舟８の後部８ｄが進行方向Ｄ1に向かないように集電装置７Ｂを下降させる。一方、集電システム６は、図２に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、図６（Ｂ）に示すように集電装置７Ｂ側の集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ2に向くように集電装置７Ｂを上昇させて、集電装置７Ａ側の集電舟８の後部８ｄが進行方向Ｄ2に向かないように集電装置７Ａを下降させる。
【００２３】
図１〜図６に示す集電装置７Ａ，７Ｂは、トロリ線４ａから電力を車両５に導くための装置である。集電装置７Ａ，７Ｂは、いずれも同一構造であり、図３〜図６に示すように集電舟（舟体）８と、枠組９と、台枠１０と、がいし（碍子）１１と、騒音抑制構造１２などを備えている。集電装置７Ａ，７Ｂは、図１及び図２に示すように、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に対して非対称であり、一方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。集電装置７Ａ，７Ｂは、原則として、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、空力音が比較的小さくなる車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に関節部９ｄが位置するなびき方向で使用されるが、空力音が比較的大きくなる車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の後側に関節部９ｄが位置する反なびき方向では使用されない。集電装置７Ａ，７Ｂは、図１及び図２に示すように、枠組９の関節部９ｄ同士が向き合うように、互いに対向して配置されている。
【００２４】
集電装置７Ａ，７Ｂは、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、集電舟８の沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａによって支持する。集電装置７Ａ，７Ｂは、図３、図４、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、軌道２が複線である場合であって車両５が左側通行をする場合には、集電舟８の進行方向Ｄ1，Ｄ2の右側の端部寄りを舟支え部９ａによって支持する。集電装置７Ａは、図３及び図５（Ａ）に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ1から遠くなるように、集電舟８の上り線２Ａ側の沿線Ｗ1から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａによって支持する。一方、集電装置７Ｂは、図４及び図６（Ａ）に示すように、車両５が下り線２Ｂを進行するときに、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ2から遠くなるように、集電舟８の下り線２Ｂ側の沿線Ｗ2から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａによって支持する。集電装置７Ａは、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには上昇状態に切り替わり、図２に示すようにこの車両５が下り線２Ｂを走行するときには下降状態に切り替わる。一方、集電装置７Ｂは、図１に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには下降状態に切り替わり、図２に示すようにこの車両５が下り線２Ｂを走行するときには上昇状態に切り替わる。
【００２５】
図５〜図７に示す集電舟８は、すり板８ａを支持する部材である。集電舟８は、図５（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、一般にトロリ線４ａと直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた細長い金属製の柱状部材である。集電舟８は、図５〜図７に示すすり板８ａと、図５及び図６に示すホーン８ｂなどを備えている。図５〜図７に示す集電舟８は、空力音低減効果及び揚力特性安定化を図るために、CFD解析と最適化手法とを組み合わせた平滑化舟体(平滑形状舟体）である。集電舟８は、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に向ける前部（前縁部）８ｃと、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の後側に向ける後部（後縁部）８ｄなどを備えている。集電舟８は、図７に示すように、この集電舟８の中心線Ｏに対して前後非対称に形成されており、前部８ｃの形状と後部８ｄの形状とが非対称である。前部８ｃは、迎角αの変化に対して鈍感になるように、比較的鈍頭な形状に形成されている。ここで、迎角αとは、集電舟８の前後方向（幅方向）と気流Ｆの方向とのなす角である。後部８ｄは、気流Ｆのはく離領域を小さくするために、絞り込まれた形状に形成されている。集電舟８は、前部８ｃ側を進行方向Ｄ1，Ｄ2側に向けたときに空力音低減効果及び揚力特性安定化を発揮する。
【００２６】
図５〜図７に示すすり板８ａは、トロリ線４ａと摺動する部材である。すり板８ａは、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2と直交する方向に伸びた金属製又は炭素製の板状部材であり、集電舟８に取り付けられている。すり板８ａは、トロリ線４ａと接触移動して大電流が流れるため、一定の機械的強度、導電性及び耐摩耗性などが要求される。すり板８ａは、図７に示すように、集電舟８と一体となって平滑化舟体を構成している。
【００２７】
図５及び図６に示すホーン８ｂは、車両５が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する２本のトロリ線４ａのうち車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2とは異なる方向のトロリ線４ａへの割込みを防止するための部材である。ホーン８ｂは、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、集電舟８の長さ方向の両端部から突出しており、先端部が湾曲して形成された金属製の部材である。
【００２８】
図３〜図６に示す枠組９は、集電舟８を支持する部材である。枠組９は、集電舟８を支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構を備えている。枠組９は、台枠１０に取り付けられて上昇力を付与する主ばね（押上げ用ばね）によって上方に押上げられている。枠組９は、図３〜図７に示す舟支え部９ａと、上枠９ｂと、図５及び図６に示す下枠９ｃと、関節部（屈曲部）９ｄなどを備えている。
【００２９】
図３〜図７に示す舟支え部９ａは、集電舟８を支持する部分である。舟支え部９ａは、集電舟８を架線４に対して水平に押上げる機構部を備えている。舟支え部９ａは、図３、図４、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、集電舟８の一方の端部寄りを支持しており、軌道２のまくらぎ方向にオフセットした状態で集電舟８を片持ち支持する。舟支え部９ａは、図３、図４、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音されやすいように、集電舟８の沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側の端部寄りを支持する。舟支え部９ａは、図３及び図５（Ａ）に示すように、上り線２Ａを車両５が走行するときには、沿線Ｗ1から遠い位置（沿線Ｗ2に近い位置）となる集電舟８の端部寄りを支持する。一方、舟支え部９ａは、図４及び図６（Ａ）に示すように、下り線２Ｂを車両５が走行するときには、沿線Ｗ2から遠い位置（沿線Ｗ1に近い位置）となる集電舟８の端部寄りを支持する。
【００３０】
図５〜図７に示す上枠９ｂは、舟支え部９ａに回転自在に連結される部材である。図５及び図６に示す下枠９ｃは、台枠１０に回転自在に連結される部材である。下枠９ｃは、枠組９を昇降動作させる図示しない主軸及び主ばねに連結されている。関節部９ｄは、上枠９ｂと下枠９ｃとが回転自在に連結される中間ヒンジとして機能する部分である。
【００３１】
図３〜図６に示す台枠１０は、枠組９を支持する部材である。台枠１０は、枠組９を支持した状態で車体５ａの屋根上に設置される。台枠１０は、枠組９を昇降動作させる主軸及び主ばね、この主軸を駆動させるシリンダ装置などの機構部、及びこのシリンダ装置に作動流体を供給する配管類などが、気流の乱れを防ぐ風防カバーなどの風防部によって覆われている。
【００３２】
がいし１１は、車体５ａと台枠１０との間を電気的に絶縁する部材である。図３〜図５に示すがいし１１は、空力音の発生に対して抑制効果のある形状に形成されている低騒音がいしである。がいし１１は、このがいし１１の後縁部に発生する渦の放出を抑制するために、水平面で切断したときの断面形状が略楕円形に形成されている。がいし１１は、台枠１０の両縁部寄りの底面をそれぞれ支持する。
【００３３】
騒音抑制構造１２は、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音Ｓを抑制する構造である。騒音抑制構造１２は、図３、図４、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、集電装置７Ａ，７Ｂの集電舟８と舟支え部９ａとの間の接合部の周辺から沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音Ｓを抑制する。騒音抑制構造１２は、集電装置７Ａ，７Ｂの主要な音源である集電舟８と舟支え部９ａとの間の接合部を、遮音板１３による遮音効果が大きくなる位置に配置することによって、この接合部の付近から発生する騒音Ｓが沿線Ｗ1，Ｗ2に伝搬するのを抑制する。騒音抑制構造１２は、図３及び図５（Ａ）に示すように、上り線２Ａを車両５が走行するときに、集電舟８と舟支え部９ａとの間の接合部の近傍から発生する騒音Ｓがこの上り線２Ａに近い側の沿線Ｗ1に放射するのを抑制する。一方、騒音抑制構造１２は、図４及び図６（Ａ）に示すように、下り線２Ｂを車両５が走行するときに、集電舟８と舟支え部９ａとの間の接合部の近傍から発生する騒音Ｓがこの下り線２Ｂに近い側の沿線Ｗ2に放射するのを抑制する。
【００３４】
図１〜図６に示す遮音板１３は、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音Ｓを遮る部材である。遮音板１３は、図３〜図６に示すように、集電装置７Ａ，７Ｂの両側にこの集電装置７Ａ，７Ｂの側面を覆う（騒音源を隠す）ようにそれぞれ対向して配置されている。図３〜図６に示す遮音板１３は、集電装置７Ａ，７Ｂの両側から放射する騒音Ｓを遮音するパンタグラフ遮音板（二面側壁）である。遮音板１３は、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、この遮音板１３の長さ方向の中間位置が図７に示す集電舟８の中心線Ｏと略一致するように配置されている。遮音板１３は、図５及び図６に示すように、集電装置７Ａ，７Ｂが上昇状態であるときには、この集電装置７Ａ，７Ｂの側面の殆どの部分を覆う。遮音板１３は、図１及び図２に示すように、集電装置７Ａ，７Ｂが下降状態であるときにはこの集電装置７Ａ，７Ｂの側面全体を覆う。遮音板１３は、図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、車体５ａの幅方向における車体５ａの屋根上の両縁部に取り付けられており、車体５ａと一体に固定された状態でこの車体５ａに支持されている。
【００３５】
次に、この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造の作用を説明する。
以下では、図８及び図９に示すように、車両５が上り線２Ａを走行する場合を例に挙げて説明する。
図８（Ｂ）及び図９（Ｂ）に示すように、集電舟８の中央部が舟支え部９ａによって支持されている場合には、図９（Ｂ）に示すように沿線Ｗ1側（受音点側）から集電装置７Ａを見上げると、集電装置７Ａの集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３から露出している。このため、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３によって遮音され難い位置になり、この接合部の付近から沿線Ｗ1に向かって斜め下方に騒音Ｓが放射する。その結果、遮音板１３による遮音効果が低くなって、この接合部の付近から沿線Ｗ1に騒音Ｓが伝搬する。
【００３６】
一方、図８（Ａ）及び図９（Ａ）に示すように、沿線Ｗ1から遠い側の集電舟８の端部が舟支え部９ａによって支持されている場合には、図９（Ａ）に示すように沿線Ｗ1側（受音点側）から集電装置７Ａを見上げると、集電装置７Ａの集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３によって覆われる。このため、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３によって遮音され安い位置になり、この接合部の付近から沿線Ｗ1に向かって斜め下方に放射する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音される。その結果、遮音板１３による遮音効果が高くなって、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から沿線Ｗ1に伝搬する騒音Ｓが低減される。
【００３７】
次に、この発明の第１実施形態に係る集電システムの動作を説明する。
図１に示す車両５が上り線２Ａを進行方向Ｄ1に走行するときに集電装置７Ａ，７Ｂを上昇状態にすると、進行方向Ｄ1の前側の集電装置７Ｂの下流側の気流の乱れによる影響を、進行方向Ｄ1の後側の集電装置７Ａが受けてこの集電装置７Ａから発生する空力音が増大する可能性がある。このため、図１に示すように、前側の集電装置７Ｂを下降状態に切り替え、後側の集電装置７Ａを上昇状態に切り替える。このとき、前側の集電装置７Ｂが一対の遮音板１３間で下降状態になるため、下降状態の集電装置７Ｂから発生する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音される。後側の集電装置７Ａが上昇状態であると、図５（Ｂ）に示すように集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ1側に向くため、この集電舟８から発生する空力音が低減される。後側の集電装置７Ａが上昇状態であると、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓが主要な音源となる。しかし、図５（Ａ）に示すように、沿線Ｗ1から遠い側の集電舟８の端部寄りを舟支え部９ａが支持するため、図９（Ａ）に示すように沿線Ｗ1側から集電装置７Ａを見上げたときに、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３によって覆われる。その結果、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生して沿線Ｗ1に放射する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音されて、沿線Ｗ1に向かって伝搬する騒音Ｓが抑制される。
【００３８】
一方、図２に示す車両５が下り線２Ｂを進行方向Ｄ2に走行するときに集電装置７Ａ，７Ｂを上昇状態にすると、進行方向Ｄ2の前側の集電装置７Ａの下流側の気流の乱れによる影響を、進行方向Ｄ2の後側の集電装置７Ｂが受けてこの集電装置７Ｂから発生する空力音が増大する可能性がある。このため、図２に示すように、前側の集電装置７Ａを下降状態に切り替え、後側の集電装置７Ｂを上昇状態に切り替える。このとき、前側の集電装置７Ａが一対の遮音板１３間で下降状態になるため、下降状態の集電装置７Ａから発生する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音される。後側の集電装置７Ｂが上昇状態であると、図６（Ｂ）に示すように集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ2側に向くため、この集電舟８から発生する空力音が低減される。後側の集電装置７Ｂが上昇状態であると、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓが主要な音源となる。しかし、図６（Ａ）に示すように、沿線Ｗ2から遠い側の集電舟８の端部寄りを舟支え部９ａが支持するため、図９（Ａ）に示すように沿線Ｗ1側から集電装置７Ａを見上げてときと同様に、沿線Ｗ2側から集電装置７Ｂを見上げると集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近が遮音板１３によって覆われる。その結果、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生して沿線Ｗ2に放射する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音されて、沿線Ｗ2に向かって伝搬する騒音Ｓが抑制される。
【００３９】
この発明の第１実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、集電舟８の一方の端部寄りを舟支え部９ａが支持する。このため、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部をまくらぎ方向にオフセットさせることによって、遮音板１３によって大きな遮音効果が得られる位置に、集電装置７Ａ，７Ｂの主要な音源部位であるこの接合部の近傍を移設することができる。その結果、集電装置７Ａ，７Ｂについて困難な改良形状を実施せずに、沿線Ｗ1，Ｗ2の騒音Ｓをより一層低減することができる。
【００４０】
(2) この第１実施形態では、集電舟８の沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａが支持する。このため、図８（Ｂ）に示すような現用の集電装置に比べて、図８（Ａ）に示すように集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い位置にすることができる。その結果、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓを遮音板１３によって容易に遮音することができ、沿線Ｗ1，Ｗ2に伝搬する騒音Ｓを抑制することができる。
【００４１】
(3) この第１実施形態では、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音Ｓを遮音板１３が遮音する。このため、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓを遮音板１３によって遮音することができ、この接合部の付近から発生する騒音Ｓが沿線Ｗ1，Ｗ2に伝搬するのを抑制することができる。
【００４２】
この発明の第１実施形態に係る集電システムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、車両５が上り線２Ａを走行するときに集電装置７Ａが上昇状態に切り替わり、車両５が下り線２Ｂを走行するときに集電装置７Ｂが上昇状態に切り替わる。また、この第１実施形態では、すり板８ａを支持する集電舟８の上り線２Ａ側の沿線Ｗ1から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａによって集電装置７Ａが支持する。さらに、この第１実施形態では、すり板８ａを支持する集電舟８の下り線２Ｂ側の沿線Ｗ2から遠い側の端部寄りを舟支え部９ａによって集電装置７Ｂが支持する。このため、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2が変化する場合であっても、集電装置７Ａ，７Ｂの主要な音源部位である集電舟８と舟支え部９ａとの接合部近傍を、遮音板１３によって大きな遮音効果が得られる位置に移設することができる。その結果、集電装置７Ａ，７Ｂについて困難な改良形状を実施せずに、沿線Ｗ1，Ｗ2の騒音Ｓをより一層低減することができる。
【００４３】
(2) この第１実施形態では、集電装置７Ａ，７Ｂの集電舟８の進行方向Ｄ1の右側の端部寄りを舟支え部９ａによって支持する。このため、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2が変化する場合であっても、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い位置になり、この接合部の付近から発生する騒音Ｓを遮音板１３によって容易に遮音することができ、沿線Ｗ1，Ｗ2に伝搬する騒音Ｓを抑制することができる。
【００４４】
(3) この第１実施形態では、車両５が上り線２Ａを走行するときには集電装置７Ａが上昇状態に切り替わり、この車両５が下り線２Ｂを走行するときには集電装置７Ａが下降状態に切り替わる。また、この第２実施形態では、車両５が上り線２Ａを走行するときには集電装置７Ｂが下降状態に切り替わり、この車両５が下り線２Ｂを走行するときには集電装置７Ｂが上昇状態に切り替わる。このため、集電装置７Ａ，７Ｂが上り線２Ａを進行するときには、集電装置７Ｂが下降状態に切り替わり、集電装置７Ｂの集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から沿線Ｗ1に騒音Ｓが伝搬されるのを防ぐことができる。一方、集電装置７Ａ，７Ｂが下り線２Ｂを進行するときには、集電装置７Ａが下降状態に切り替わり、集電装置７Ａの集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から沿線Ｗ2に騒音Ｓが伝搬されるのを防ぐことができる。
【００４５】
(4) この第１実施形態では、集電舟８の前部８ｃの形状と後部８ｄの形状とが非対称であり、この集電舟８の前部８ｃが進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に向くときに集電装置７Ａ，７Ｂが上昇状態に切り替わる。このため、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2が変化した場合であっても、集電舟８の前部８ｃを進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に常に位置付けることができ、空力音低減効果及び揚力特性安定化を図ることができる。また、例えば、図７に示す集電舟８のような進行方向Ｄ1，Ｄ2が限定される平滑化舟体の場合であっても、集電装置７Ａ，７Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に伝搬する騒音Ｓを抑制することができる。
【００４６】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図９に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図１０に示す集電舟８は、貫通孔８ｅを備えている。貫通孔８ｅは、集電舟８の長さ方向に間隔を開けて、この集電舟８の前部８ｃから後部８ｄに向かってこの集電舟８を貫通する部分である。貫通孔８ｅは、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生するカルマン渦をこの貫通孔８ｅを通過する気流によって乱し、この接合部の付近から発生する騒音Ｓを抑制する。貫通孔８ｅは、例えば、集電舟８の長さ方向に40mm間隔で、開口部の形状が縦6mm×横20mmの略四角形に形成されている。
【００４７】
この発明の第２実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造には、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第２実施形態では、集電舟８の長さ方向に間隔をあけて、この集電舟８の前部８ｃから後部８ｄに向かってこの集電舟８を貫通孔８ｅが貫通する。このため、例えば、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部をオフセットさせた場合に、集電装置７Ａ，７Ｂから発生するエオルス音（狭帯域音）が増加したときには、この接合部の付近に発生するカルマン渦を、貫通孔８ｅを通過する気流と干渉させて乱し、空力音の発生を抑制することができる。
【００４８】
（第３実施形態）
図１１（Ｂ）に示す架線４は、図１１（Ａ）に示す標準的なトロリ線高さＨ2よりもトロリ線高さＨ1が低い。ここで、トロリ線高さＨ1，Ｈ2とは、左右のレール２ａの頭頂面上を結んだ線上にトロリ線４ａの摺動面から降ろした垂線の長さである。トロリ線高さＨ2は、在来線では5000mm以上5400mm以下であり、新幹線では4800mm以上5000mm以下である。図１１（Ａ）に示す架線４は、トロリ線高さＨ1が4800mm以上5000mm未満になるように架設されている。
【００４９】
次に、この発明の第３実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造の作用を説明する。
図１１（Ｂ）に示すように、架線４のトロリ線高さＨ2（Ｈ2＞Ｈ1）の場合には、図１１（Ａ）に示すように架線４のトロリ線高さＨ1の場合に比べて、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の位置が低くなる。このため、図１２に示すように、沿線Ｗ1側から集電装置７Ａを見上げたときに、図１２（Ｂ）に示すようにトロリ線高さＨ2の場合には、図１２（Ａ）に示すトロリ線高さＨ1の場合に比べて、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部が遮音板１３によってより一層覆われる。このため、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓが遮音板１３によって遮音されて、この接合部の付近から沿線Ｗ1に向かって伝搬する騒音Ｓが抑制されて沿線Ｗ1の騒音Ｓが小さくなる。
【００５０】
この発明の第３実施形態に係る集電装置の騒音抑制構造には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
この第３実施形態では、集電舟８が支持するすり板８ａが摺動するトロリ線４ａの高さが4800mm以上5000mm未満である。このため、架線４の高さを下げることによって、集電装置７Ａ，７Ｂの主要な騒音源である集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の位置が遮音板１３によって覆われる領域まで下げることができる。その結果、遮音板１３による遮音効果がより一層向上し、集電舟８と舟支え部９ａとの接合部の付近から沿線Ｗ1に放射する騒音Ｓを低減することができる。
【００５１】
（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、軌道２が複線である場合を例に挙げて説明したが、軌道２が複々線である場合についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、東北新幹線を例に挙げて説明したが、東海道新幹線、山陽新幹線又は北海道新幹線などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、車両５が新幹線を走行する新幹線車両である場合を例に挙げて説明したが、在来線を走行する在来線車両、又は新幹線と在来線とを相互に走行可能な新在直通運転用の車両などについてもこの発明を適用することができる。
【００５２】
(2) この実施形態では、車両５が左側通行である場合を例に挙げて説明したが、右側通行である場合についてもこの発明を適用することができる。この場合には、集電舟８の進行方向Ｄ1，Ｄ2の左側の端部寄りを舟支え部９ａによって集電装置７Ａ，７Ｂが支持することによって、沿線Ｗ1，Ｗ2の騒音Ｓを抑制することができる。また、この実施形態では、集電舟８の前部８ｃの形状と後部８ｄの形状とが非対称である場合を例に挙げて説明したが、これらの形状が対象である場合についてもこの発明を適用することができる。
【００５３】
(3) この実施形態では、台枠１０を覆う風防部から下枠９ｃ及び関節部９ｄが露出する構造の集電装置７Ａ，７Ｂを例に挙げて説明したが、台枠１０を覆う風防部によって下枠９ｃ及び関節部９ｄが覆われている構造の集電装置についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、集電舟８がすり板８ａと一体の平滑化舟体である場合を例に挙げて説明したが、このようなすり板８ａに限定するものではない。例えば、集電舟８の前部８ｃの形状と後部８ｄの形状とが対称である場合には、集電舟８の長さ方向に沿って複数のすり板片に分割された新幹線用（高速用）パンタグラフに使用される多分割すり板についてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、集電装置７Ａ，７Ｂが一般的な構造のシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、このような構造に限定するものではない。例えば、集電装置７Ａ，７Ｂと遮音板１３とを電気的に絶縁するために必要な離隔である絶縁離隔を確保することができ、集電装置７Ａ，７Ｂを折り畳んだときにホーン８ｂと干渉しない台枠９を有するパンタグラフであればこの発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１  路盤
２  軌道
２Ａ  上り線
２Ｂ  下り線
３  防音壁
４  架線
４ａ  トロリ線
５  車両
６  集電システム
７Ａ  集電装置（第１の集電装置）
７Ｂ  集電装置（第２の集電装置）
８  集電舟
８ａ  すり板
８ｃ  前部
８ｄ  後部
８ｅ  貫通孔
９  枠組
９ａ  舟支え部
９ｂ  上枠
９ｃ  下枠
９ｄ  関節部
１０  台枠
１１  がいし
１２  騒音抑制構造
１３  遮音板
Ｗ1  沿線（上り線側の沿線）
Ｗ2  沿線（下り線側の沿線）
Ｄ1，Ｄ2  進行方向
Ｓ  騒音
Ｏ  中心線
Ｈ1，Ｈ2  トロリ線高さ
【図１】
2020078246.tif 000003
【図２】
2020078246.tif 000004
【図３】
2020078246.tif 000005
【図４】
2020078246.tif 000006
【図５】
2020078246.tif 000007
【図６】
2020078246.tif 000008
【図７】
2020078246.tif 000009
【図８】
2020078246.tif 000010
【図９】
2020078246.tif 000011
【図１０】
2020078246.tif 000012
【図１１】
2020078246.tif 000013
【図１２】
2020078246.tif 000014