(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電車線と摺動するすり板を長さ方向に複数分割して並べたすり板片に発生する衝撃を緩和するすり板片の衝撃緩和構造であって、
隣り合う前記すり板片間においてこのすり板片と前記電車線とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和部を備え、
前記すり板片は、このすり板片同士が隣り合う側の側面部がこのすり板片の進行方向に対して直線状に傾斜しており、
前記衝撃緩和部は、前記すり板片同士が隣り合う側の側面部の隅部に形成されている面取り部であること、
を特徴とするすり板片の衝撃緩和構造。
【請求項２】
電車線と摺動するすり板を長さ方向に複数分割して並べたすり板片に発生する衝撃を緩和するすり板片の衝撃緩和構造であって、
隣り合う前記すり板片間においてこのすり板片と前記電車線とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和部を備え、
前記すり板片は、このすり板片同士が隣り合う側の側面部がこのすり板片の進行方向に対して直線状に傾斜しており、
前記衝撃緩和部は、前記すり板片同士が隣り合う側の側面部の隅部に形成されている丸み部であること、
を特徴とするすり板片の衝撃緩和構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のすり板片の衝撃緩和構造において、
前記衝撃緩和部は、前記すり板片が所定の摩耗量に達するまで残存すること、
を特徴とするすり板片の衝撃緩和構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電車線と摺動するすり板を長さ方向に複数分割して並べたすり板片に発生する衝撃を緩和するすり板片の衝撃緩和構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、新幹線（登録商標）では360km/hでの走行が推進されており、この場合には従来型の新幹線用パンタグラフでは集電性能が不十分であり、この速度域で唯一十分な集電性能をもつ多分割すり板体の採用が有力である。従来の多分割すり板体は、架線のトロリ線と摺動する複数のすり板片と、この複数のすり板体の上下方向の移動に応じて弾性変形する可撓性シートと、複数のすり板体と電気的に接続する銅板と、複数のすり板体と一体となって上下方向に移動する複数の可動ガイドと、舟体フレームに取り付けられておりこの可動ガイドを移動自在にガイドする固定ガイド部と、この可動ガイド部の上下方向の移動を規制するストッパ部と、複数のすり板片を上下方向に移動在に支持する複数のばねなどを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の多分割すり板体では、すり板を長さ方向に複数のすり板片に分割して各すり板片の重量を軽減し、集電する際のトロリ線への追従性能を向上させることによって、すり板片がトロリ線から離れる離線を低減し集電性能を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2005-160266号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１５は、従来の集電装置のすり板が交流用同相セクションを通過するときの状態を概略的に示す平面図である。図１６は、従来の集電装置のすり板が交流用同相セクションを通過するときのスライダとすり板との状態をこのすり板の進行方向後側から見た正面図である。
図１５に示す従来の集電装置１０３は、架線Ｌのトロリ線Ｔと摺動するすり板１１２を長さ方向に多数分割したすり板片１１２ａ，１１２ｂを備えている。すり板片１１２ａ，１１２ｂは、すり板１１２の進行方向（すり板１１２の長さ方向と直交する方向）Ｌ0に対して略15°の傾斜角度θ0で両側部が斜めに直線状に切断されている。このため、隣接するすり板片１１２ａ間及び隣接するすり板片１１２ａ，１１２ｂ間に僅かに隙間を形成している。区分装置Ｓは、電車線を電気的に区分するための設備であり、入口側のトロリ線Ｔと出口側のトロリ線Ｔとの間ですり板１１２をガイドするスライダＳ1，Ｓ2などを備えている。スライダＳ1は、進行方向Ｌ0に対して進行方向左側に略10.8°の傾斜角度θ1でトロリ線Ｔから離れており、スライダＳ2は進行方向Ｌ0に対して進行方向右側から略10.8°の傾斜角度θ1でトロリ線Ｔに近づいている。
【０００５】
図１６に示すように、区分装置Ｓをすり板１１２が通過すると、スライダＳ1と摺動するすり板片１１２ａには接触力Ｃが作用するためこのすり板片１１２ａを支持するばねが圧縮する。しかし、スライダＳ1とは摺動していない隣接するすり板片１１２ａには接触力Ｃが作用しないため、このすり板片１１２ａを支持するばねが圧縮しない。その結果、隣接するすり板片１１２ａの間に段差部が形成される。図１５に示すように、すり板１１２の進行方向Ｌ0に対するすり板片１１２ａの両側部及びすり板片１１２ｂの片側部の傾斜角度θ0と、すり板１１２の進行方向Ｌ0に対するスライダＳ1の傾斜角度θ1とが近い。このため、図１６に示すように、区分装置Ｓをすり板１１２が通過するときに、隣接するすり板片１１２ａ間及び隣接するすり板片１１２ａ，１１２ｂ間の隙間に形成される段差部にスライダＳ1が嵌り込み、すり板片１１２ａ，１１２ｂとスライダＳ1とが衝突してこれらの間に衝撃力が発生することがある。
【０００６】
この発明の課題は、簡単な加工によってすり板片と電車線とが衝突したときに発生する衝撃を容易に緩和することができるすり板片の衝撃緩和構造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２、図８〜図１０及び図１２に示すように、電車線（Ｓ1，Ｓ2）と摺動するすり板（１２）を長さ方向に複数分割して並べたすり板片（１２ａ，１２ｂ）に発生する衝撃を緩和するすり板片の衝撃緩和構造であって、隣り合う前記すり板片間においてこのすり板片と前記電車線とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和部（１２ｋ，１２ｍ）を備え、前記すり板片は、このすり板片同士が隣り合う側の側面部（１２ｇ，１２ｈ）がこのすり板片の進行方向に対して直線状に傾斜しており、前記衝撃緩和部は、前記すり板片同士が隣り合う側の側面部の隅部（１２ｉ，１２ｊ）に形成されている面取り部であることを特徴とするすり板片の衝撃緩和構造である。
【０００８】
請求項２の発明は、図２、図１３及び図１４に示すように、電車線（Ｓ1，Ｓ2）と摺動するすり板（１２）を長さ方向に複数分割して並べたすり板片（１２ａ，１２ｂ）に発生する衝撃を緩和するすり板片の衝撃緩和構造であって、
隣り合う前記すり板片間においてこのすり板片と前記電車線とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和部（１２ｋ，１２ｍ）を備え、
前記すり板片は、このすり板片同士が隣り合う側の側面部（１２ｇ，１２ｈ）がこのすり板片の進行方向に対して直線状に傾斜しており、前記衝撃緩和部は、前記すり板片同士が隣り合う側の側面部の隅部（１２ｉ，１２ｊ）に形成されている丸み部であることを特徴とするすり板片の衝撃緩和構造である。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のすり板片の衝撃緩和構造において、図１１に示すように、前記衝撃緩和部は、前記すり板片が所定の摩耗量に達するまで残存することを特徴とするすり板片の衝撃緩和構造である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、簡単な加工によってすり板片と電車線とが衝突したときに発生する衝撃を容易に緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える集電装置の模式図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える集電装置が区分装置を通過するときの状態を概略的に示す平面図である。
【図３】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える集電舟の一部を省略して示す断面図である。
【図４】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備えるすり板組立体の外観図であり、（Ａ）はすり板組立体の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のIV-IVB線で切断した状態を示す断面図である。
【図５】図３のV-V線で切断した状態を示す断面図である。
【図６】図３のVI-VI線で切断した状態を示す断面図である。
【図７】図３のVII-VII線で切断した状態を示す断面図である。
【図８】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える主すり板片の斜視図である。
【図９】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える主すり板片の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は背面図であり、（Ｄ）は右側面図であり、（Ｅ）は左側面図であり、（Ｆ）は（Ａ）のIX-IXF線で切断した状態を示す断面図である。
【図１０】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える補助すり板片の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は右側面図である。
【図１１】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備えるすり板片の摩耗前後の状態を示す正面図であり、（Ａ）は主すり板片の摩耗前の状態を示す正面図であり、（Ｂ）は主すり板片の摩耗後の状態を示す正面図であり、（Ｃ）は補助すり板片の摩耗前の状態を示す正面図であり、（Ｄ）は補助すり板片の摩耗後の状態を示す正面図であり、
【図１２】この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造の作用を説明するための模式図であり、(Ａ)〜(Ｄ)は主すり板片と摺動する区分装置のスライダが横方向に変位したときの状態をすり板の進行方向後側から時系列順に見た模式図である。
【図１３】この発明の第２実施形態に係る集電装置のすり板のすり板片の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は背面図であり、（Ｄ）は右側面図であり、（Ｅ）は左側面図であり、（Ｆ）は（Ａ）のXIII-XIIIF線で切断した状態を示す断面図である。
【図１４】この発明の第２実施形態に係る集電装置のすり板のすり板片の外観図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は正面図であり、（Ｃ）は右側面図であり、（Ｄ）は（Ａ）のXIV-XIVD線で切断した状態を示す断面図である。
【図１５】従来の集電装置のすり板が交流用同相セクションを通過するときの状態を概略的に示す平面図である。
【図１６】従来の集電装置のすり板が交流用同相セクションを通過するときのスライダとすり板との状態をこのすり板の進行方向後側から見た正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（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に示す架線Ｌは、線路上空に架設される電車線であり、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線Ｔは、集電装置３のすり板１２が接触する電線であり、すり板１２が接触移動することによって車両１に負荷電流を供給する。車両１は、電車又は電気機関車などの電気車であり、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。車体２は、乗客を積載し輸送するための構造物である。
【００１５】
図２に示す区分装置Ｓは、電車線を電気的に区分するための装置である。図２に示す区分装置Ｓは、例えば、交流電化区間の駅構内などにおいて電源の位相が同じ箇所で架線Ｌを電気的に区分する場合に用いられる碍子形セクション（Ａ形セクション）である。区分装置Ｓは、スライダ（セクションスライダ）Ｓ1，Ｓ2などを備えている。スライダＳ1，Ｓ2は、すり板１２が進入する側のトロリ線Ｔとこのすり板１２が進出する側のトロリ線Ｔとの間をこのすり板１２が円滑に通過するように、このすり板１２をガイドする電車線である。スライダＳ1は、すり板１２が進入する側に配置されており、スライダＳ2はこのすり板１２が進出する側に配置されている。スライダＳ1は、すり板１２の進行方向Ｌ0に対して進行方向左側に略10.8°の傾斜角度θ1でトロリ線Ｔから離れており、終端部側がトロリ線Ｔと略平行に屈曲している。一方、スライダＳ2は、すり板１２の進行方向Ｌ0に対して進行方向右側から略10.8°の傾斜角度θ1でトロリ線Ｔに近づいており、始端部側がトロリ線Ｔと略平行に屈曲している。
【００１６】
図１に示す集電装置３は、トロリ線Ｔから電力を車両１に導くための装置であり、台枠４と、碍子５と、枠組６と、舟支え部７と、集電舟（舟体）８などを備えている。台枠４は、枠組６を支持する部分であり、碍子５は車体２と台枠４との間を電気的に絶縁する部材であり、枠組６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である。舟支え部７は、集電舟８を架線Ｌに対して水平に押上げるとともに、図示しないばねによる緩衝作用を与える機構部であり、台枠４が備える図示しない押上げ用ばねによって上方に押上げられる。図１及び図２に示す集電装置３は、車両１の進行方向Ｌ0に対して非対称であり、一方向又は両方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフであり、枠組６に対してすり板１２が進行方向後側に位置するなびき方向に進行している。
【００１７】
図１〜図３に示す集電舟８は、すり板１２を取り付けて支持する部材であり、一般にトロリ線Ｔと直交する方向に伸びた細長い金属製の部材である。集電舟８は、図１（Ｂ）〜図４に示すように、すり板１２が複数に分割された多分割すり板体であり、すり板１２を多数のすり板片１２ａ，１２ｂに分割することによって、トロリ線Ｔと接触して加振されるすり板１２の質量を低減し、トロリ線Ｔに対する追従性能を向上させた新幹線用（高速用）パンタグラフの集電舟である。集電舟８は、図５〜図７に示す整流部９と、図１及び図２に示すホーン１０と、図３〜図７に示すすり板組立体１１と、図５〜図７に示す舟体枠２３と、図５及び図６に示す固定ガイド部２４と、図３及び図６に示す弾性支持部２５と、図６に示す固定部２６などを備えている。
【００１８】
図５〜図７に示す整流部９は、気流によって発生する揚力を調整するための部材である。整流部９は、図示しない固定部材によって舟体枠２３に着脱自在であり、最適な形状のものと交換することによって集電舟８の断面形状を任意の形状に変更可能である。
【００１９】
図１及び図２に示すホーン１０は、車両１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Ｔのうち車両１の進行方向とは異なる方向のトロリ線Ｔへの割込みを防止するための部材である。ホーン１０は、図１（Ｂ）及び図２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。
【００２０】
図３〜図７に示すすり板組立体１１は、集電舟８の主要構成部分を組み立てた部材である。すり板組立体１１は、複数のすり板片１２ａ，１２ｂ及び複数の可動ガイド部１６などが整列された状態で組み立てられている組立品（すり板体）である。すり板組立体１１は、図３に示すように、集電舟８の舟体枠２３に嵌め込まれてこの舟体枠２３と一体化される。すり板組立体１１は、図１〜図７に示すすり板１２と、図３及び図４に示す装着部１３と、図３〜図７に示す弾性部１４と、導電部１５と、図３、図４（Ｂ）及び図５に示す可動ガイド部１６と、図４及び図５に示す固定部１７と、間隔調整部１８と、図３〜図７に示すストッパ部１９と、図５及び図６に示す緩衝部２０と、図３、図４（Ｂ）及び図７に示す間隔調整部２１と、図３、図４及び図７に示す固定部２２などを備えている。
【００２１】
図１〜図７に示すすり板１２は、トロリ線Ｔと摺動する部材である。すり板１２は、図１及び図２に示すように、車両１の進行方向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、すり板組立体１１の一部を構成する構成部品である。すり板１２の中央部は、車両１が本線走行時に主にトロリ線Ｔと摺動する主すり板として機能し、すり板１２の両端部は主すり板に比べて摺動頻度が低い補助すり板として機能する。すり板１２には、トロリ線Ｔと接触移動（摺動）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１２は、図１（Ｂ）〜図３に示すように、長さ方向に複数に分割されたすり板であり、図４に示すように集電舟８の中央部に取り付けられている合計12枚のすり板片１２ａと、集電舟８の両端部に取り付けられている合計２枚のすり板片１２ｂとを備えている。
【００２２】
図１（Ｂ）〜図６、図８及び図９に示すすり板片１２ａは、すり板１２の主要部分を構成する部材である。すり板片１２ａは、図３及び図４に示すように、隣接するすり板片１２ａ同士の干渉を防ぐために、集電舟８の長さ方向に沿って所定の間隔（隙間）Δ1をあけて一列に配置されているすり板小片であり、所定の幅（例えば52mm）、長さ（例えば74mm）及び厚さ（例えば10mm）に形成されている。すり板片１２ａは、例えば、図４（Ａ）、図８及び図９に示すように、外観形状が平行四辺形の薄板状部材であり、すり板１２の進行方向Ｌ0に対して略15°の傾斜角度θ0で両側部が斜めに直線状に切断されており、隣接するすり板片１２ａとの間に2mmの間隔Δ1を形成している。すり板片１２ａは、例えば、補助すり板として機能する両端部の２枚がアルミニウム製であり、主すり板として機能する中央部（例えば540mmの範囲）の10枚が鉄系焼結合金製である。すり板片１２ａは、トロリ線Ｔと接触することによってこのトロリ線Ｔとの間に作用する接触力Ｃの変動、及びトロリ線Ｔの上下方向の変位に追従してそれぞれ独立して上下方向に移動可能である。すり板片１２ａは、図２に示すスライダＳ1，Ｓ2と衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えている。すり板片１２ａは、図５、図８及び図９（Ａ）に示す雌ねじ部１２ｃと、図８及び図９に示す端面部１２ｅと、側面部１２ｇと、隅部１２ｉと、衝撃緩和部１２ｋなどを備えている。
【００２３】
図５、図８及び図９（Ａ）に示す雌ねじ部１２ｃは、固定ボルト１７ａの雄ねじ部と噛み合う部分であり、すり板片１２ａを貫通して形成されている。図８及び図９に示す端面部１２ｅは、すり板片１２ａの進行方向前側及び進行方向後側に形成された部分であり、すり板片１２ａの表面に対して垂直な平坦面（先端面）である。側面部１２ｇは、すり板片１２ａ同士が隣り合う側に形成された部分であり、このすり板片１２ａの進行方向Ｌ0に対して傾斜角度θ0で傾斜し、このすり板片１２ａの表面に対して垂直な平坦面である。隅部１２ｉは、端面部１２ｅと側面部１２ｇとが交わる部分であり、図９（Ａ）に示すように端面部１２ｅと側面部１２ｇとが鋭角に交わる部分と鈍角に交わる部分とにそれぞれ形成されている。
【００２４】
図１（Ｂ）〜図４、図７及び図１０に示すすり板片１２ｂは、すり板１２の補助的部分を構成する部材である。すり板片１２ｂは、両端部の２枚のすり板片１２ａと同様に補助すり板として機能する。すり板片１２ｂは、例えば、図４（Ａ）及び図１０に示すように、先端部が２つに分かれた薄板状部材であり、所定の幅（例えば52mm）、長さ（例えば175mm）及び厚さ（例えば8mm）に形成されている。すり板片１２ｂは、すり板片１２ａと隣接する側部がすり板１２の進行方向Ｌ0に対して略15°の傾斜角度θ0で斜めに直線状に切断されており、隣接するすり板片１２ａ，１２ｂ同士が干渉するのを防ぐために、隣接するすり板片１２ａとの間に2mmの間隔Δ1を形成している。すり板片１２ｂは、例えば、アルミニウム製の薄板状部材であり、中央部のすり板片１２ａに比べてトロリ線Ｔと接触する頻度が低いため耐摩耗性よりも軽量化が重要視されている。すり板片１２ｂは、すり板片１２ａと同様に、図２に示すスライダＳ1，Ｓ2と衝突したときに発生する衝撃を緩和する衝撃緩和構造を備えている。すり板片１２ｂは、図７及び図１０（Ａ）に示す雌ねじ部１２ｄと、図１０に示す端面部１２ｆと、側面部１２ｈと、隅部１２ｊと、衝撃緩和部１２ｍなどを備えている。
【００２５】
図７及び図１０（Ａ）に示す雌ねじ部１２ｄは、固定ボルト２２ａの雄ねじ部と噛み合う部分であり、すり板片１２ｂを貫通して形成されている。図１０に示す端面部１２ｆは、すり板片１２ｂの進行方向前側及び進行方向後側に形成された部分であり、すり板片１２ｂの表面に対して垂直な平坦面（先端面）である。側面部１２ｈは、すり板片１２ａ同士が隣り合う側に形成された部分であり、このすり板片１２ａの進行方向Ｌ0に対して傾斜角度θ0で傾斜し、すり板片１２ｂに対して垂直な平坦面である。隅部１２ｊは、端面部１２ｆと側面部１２ｈとが交わる部分であり、図１０（Ａ）に示すように端面部１２ｆと側面部１２ｈとが鋭角に交わる部分と鈍角に交わる部分とにそれぞれ形成されている。
【００２６】
図８及び図９に示す衝撃緩和部１２ｋは、隣り合うすり板片１２ａ間においてこのすり板片１２ａとスライダＳ1，Ｓ2とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する部分である。一方、図１０に示す衝撃緩和部１２ｍは、隣り合うすり板片１２ａ，１２ｂ間においてこのすり板片１２ａ，１２ｂとスライダＳ1，Ｓ2とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する部分である。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、例えば、図２に示すような区分装置Ｓをすり板１２が通過するときに、すり板片１２ａ，１２ｂの隅部１２ｉ，１２ｊとスライダＳ1，Ｓ2の側面とが干渉するのを防止する。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、いずれも同一構造であり、図８及び図９に示す衝撃緩和部１２ｋは４箇所の隅部１２ｉに形成されており、図１０に示す衝撃緩和部１２ｍは２箇所の隅部１２ｊに形成されている。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、図８〜図１０に示すように、隅部１２ｉ，１２ｊに形成されている面取り部であり、この隅部１２ｉ，１２ｊを切削などの機械加工又は成形型によって焼結して形成される。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、すり板片１２ａ，１２ｂが新品の状態であるときに、トロリ線Ｔとすり板片１２ａ，１２ｂとの間の接触面積が従来品に比べて減少しないような形状に形成されている。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、すり板１２の進行方向前側から進行方向後側に向かって斜め上方に所定の傾斜角度θ2，θ3で傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。衝撃緩和部１２ｋは、例えば、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように面取り寸法Ｈ1＝10mm，Ｈ2＝9mmであり、傾斜角度θ2≒45°である。一方、衝撃緩和部１２ｍは、例えば、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように面取り寸法Ｈ1＝10mm，Ｈ2＝8mmであり、傾斜角度θ3≒45°である。
【００２７】
図８〜図１０に示す衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、図１１に示すように、すり板片１２ａ，１２ｂが所定の摩耗量に達するまで残存する。衝撃緩和部１２ｋは、例えば、図１１（Ａ）に示すように、すり板片１２ａが厚さＢ＝10mmの摩耗前の新品の状態から使用を開始して、図１１（Ｂ）に示すようにすり板片１２ａが使用限界の残存量Δ2＝2mmになっても面取り部が残存しており、限界摩耗量に達するまで衝撃緩和防止機能を維持している。同様に、衝撃緩和部１２ｍは、例えば、図１１（Ｃ）に示すように、すり板片１２ｂが厚さＢ＝10mmの摩耗前の新品の状態から使用を開始して、図１１（Ｄ）に示すようにすり板片１２ｂが使用限界の残存量Δ2＝3mmになっても面取り部が残存しており、限界摩耗量に達するまで衝撃緩和機能を維持している。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、面取り寸法Ｈ1，Ｈ2が厚さＢを超えるとすり板片１２ａ，１２ｂの形状が変化して空力特性などに影響を与えるおそれがあり、面取り寸法Ｈ1，Ｈ2が小さ過ぎるとすり板片１２ａ，１２ｂが使用限界に達する前に衝撃緩和機能が失われてしまう。このため、衝撃緩和部１２ｋは、例えば、すり板片１２ａが厚さＢ＝10mm、使用限界の残存量Δ2＝2mmであるときには面取り寸法Ｈ1を9〜10mmの範囲内に設定することが好ましい。また、衝撃緩和部１２ｍは、例えば、すり板片１２ｂが厚さＢ＝10mm、使用限界の残存量Δ2＝3mmであるときには面取り寸法Ｈ1を8〜10mmの範囲内に設定することが好ましい。
【００２８】
図３及び図４に示す装着部１３は、集電舟８の舟体枠２３にすり板組立体１１を着脱自在に装着する部材である。装着部１３は、外観形状が長方形状の薄板状部材であり、図示しないボルトなどの固定部材によってすり板片１２ｂの下面に着脱自在に固定されている。装着部１３は、図３に示すように、舟体枠２３側の装着部２３ａと嵌合可能な凸状の嵌合部であり、すり板１２の下面から突出するようにこのすり板１２の両端部に配置されている。装着部１３の高さは、ストッパ部１９と導電部１５との間に間隔調整部２１を横方向から挿入するときに、この間隔調整部２１とこの装着部１３とが干渉しないように、弾性部１４及び導電部１５の厚さの合計よりも僅かに低く形成されている。装着部１３は、図４に示すように、すり板１２の両端部に配置されており、弾性部１４、導電部１５及び間隔調整部２１をすり板片１２ｂに位置決めするときの指標としても機能する。
【００２９】
図３〜図７に示す弾性部１４は、すり板１２の上下方向への移動に応じて弾性変形する部材である。弾性部１４は、耐アーク性を有する非導電性の長板状の可撓性部材（シート状部材）であり、弾性部１４の上面にはすり板片１２ａ，１２ｂの下面が接触している。弾性部１４は、例えば、ガラスクロス繊維の両面にシリコンゴムを接合した合計３枚のサンドイッチ構造の可塑性シートである。弾性部１４は、トロリ線Ｔの変位に追従してすり板片１２ａが上下方向に移動すると、このすり板片１２ａの上下動作に応じて撓む。弾性部１４は、図５及び図７に示すように、この弾性部１４の長さ方向及び幅方向に所定の間隔をあけて貫通孔１４ａを備えている。
【００３０】
図３〜図７に示す導電部１５は、電流経路を確保するための部材である。導電部１５は、弾性部１４とともに弾性変形可能な可撓性を有する複数枚（例えば５枚１組）の銅板などを並べた導電性部材であり、図５〜図７に示すように導電部１５の幅は弾性部１４の幅よりも狭く形成されている。導電部１５は、図５に示す固定ボルト１７ａを挿入するためにこの導電部１５を貫通する貫通孔１５ａと、図７に示す固定ボルト２２ａを挿入するためにこの導電部１５を貫通する貫通孔１５ｂなどを備えている。図５〜図７に示すように、導電部１５の上面には弾性部１４の下面が接触し、導電部１５の下面には可動ガイド部１６、間隔調整部２１及び弾性支持部２５の上面がそれぞれ接触している。
【００３１】
図３〜図５に示す可動ガイド部１６は、すり板片１２ａとともに移動する部材である。可動ガイド部１６は、図５に示すように、断面が四角形状の中空のフレーム部材であり、すり板片１２ａ、弾性部１４及び導電部１５と一体となって上下方向にスライド可能である。可動ガイド部１６は、図３及び図４に示すように、舟体枠２３の長さ方向に所定の間隔をあけて複数配置されている。可動ガイド部１６は、図５に示すように、この可動ガイド部１６の上部を貫通する貫通孔１６ａと、固定ガイド部２４側の摺動面２４ｂと摺動する摺動面１６ｂと、固定ボルト１７ａを挿入するために可動ガイド部１６を貫通する貫通孔１６ｃなどを備えている。可動ガイド部１６は、トロリ線Ｔの変位に追従してすり板片１２ａが上下方向に移動するときに、このすり板片１２ａの上下動作に応じて上下方向にスライドする。
【００３２】
図４及び図５に示す固定部１７は、すり板片１２ａと可動ガイド部１６とを固定する部材である。固定部１７は、図５に示すように、すり板片１２ａの下面と可動ガイド部１６の上面との間に弾性部１４及び導電部１５を挟み込むように、すり板片１２ａに可動ガイド部１６を着脱自在に固定する。固定部１７は、貫通孔１５ａ，１６ａ，１８ａを貫通して先端部がすり板片１２ａの雌ねじ部１２ｃにねじ込まれる固定ボルト（すり板片取付ボルト）１７ａと、この固定ボルト１７ａと可動ガイド部１６との間に挟み込まれる座金１７ｂなどを備えている。
【００３３】
図４、図５及び図７に示す間隔調整部１８は、すり板片１２ａ，１２ｂと導電部１５との間の間隔を調整する部材である。間隔調整部１８は、図５及び図７に示すように、弾性部１４の貫通孔１４ａに嵌め込まれる円環状のカラーなどであり、すり板片１２ａと導電部１５との間の隙間を埋めてこれらを電気的に接続するスペーサとして機能する。間隔調整部１８は、固定ボルト１７ａ，２２ａが貫通する貫通孔１８ａを備えている。間隔調整部１８は、図５に示すように、すり板片１２ａ，１２ｂと導電部１５との間に挟み込まれることによってこれらの間の間隔を一定に調整している。
【００３４】
図３〜図７に示すストッパ部１９は、可動ガイド部１６の可動範囲を所定範囲内に規制する部材である。ストッパ部１９は、図５に示すように、断面形状が略Ｗ字状の薄板状部材であり、図３及び図４に示すように可動ガイド部１６の内部を貫通しており、図３に示すようにストッパ部１９の両端部は舟体枠２３の内側底面に対して所定の高さで固定されている。ストッパ部１９は、図５に示すこのストッパ部１９の下部底面と可動ガイド部１６の下部上面とを接触させることによって、可動ガイド部１６の可動範囲（上下方向の移動量）の上限を規定するとともに、このストッパ部１９の上端面と可動ガイド部１６の上部下面とを接触させることによって、可動ガイド部１６の可動範囲の下限を規定する。ストッパ部１９は、図３に示す弾性支持部２５の弾性力によってすり板片１２ａ及び弾性部１４などとともに可動ガイド部１６が上方に移動して、これらの部材が舟体枠２３から脱落するのを防止する。ストッパ部１９は、図６に示すように、弾性支持部２５を挿入するためにこのストッパ部１９を貫通する貫通孔１９ａと、図５に示すように固定ボルト１７ａを挿入するためにこのストッパ部１９を貫通する貫通孔１９ｂと、図７に示すように固定ボルト２２ａを挿入するためにこのストッパ部１９を貫通する貫通孔１９ｃなどを備えている。
【００３５】
図５及び図６に示す緩衝部２０は、ストッパ部１９の下部底面と可動ガイド部１６の下部上面とが衝突したときに発生する衝撃を緩和する部材である。緩衝部２０は、例えば、ゴム製の薄板状部材であり、図４に示すようにストッパ部１９の長さ方向に沿ってこのストッパ部１９の下部底面に接着剤などによって固定されている。緩衝部２０は、図６に示すように、弾性支持部２５を挿入するためにこの緩衝部２０を貫通する貫通孔２０ａと、図５に示すように固定ボルト１７ａを挿入するためにこの緩衝部２０を貫通する貫通孔２０ｂなどを備えている。
【００３６】
図３、図４（Ｂ）及び図７に示す間隔調整部２１は、導電部１５とストッパ部１９との間の間隔を調整する部材である。間隔調整部２１は、導電部１５の下面とストッパ部１９の上面との間に嵌め込まれる厚板状部材であり、図４（Ｂ）に示すように導電部１５の両端部とストッパ部１９の両端部との間の隙間を埋めるスペーサとして機能する。間隔調整部２１は、図７に示すように、固定ボルト２２ａが貫通する貫通孔２１ａを備えており、導電部１５とストッパ部１９との間に挟み込まれることによってこれらの間の間隔を一定に調整している。
【００３７】
図３、図４及び図７に示す固定部２２は、すり板片１２ｂとストッパ部１９とを固定する部材である。固定部２２は、図３及び図７に示すように、すり板片１２ｂの下面とストッパ部１９の上面との間に弾性部１４、導電部１５及び間隔調整部２１を挟み込むように、すり板片１２ｂにストッパ部１９を着脱自在に固定する。固定部２２は、図７に示すように、貫通孔１５ｂ，１８ａ，１９ｃ，２１ａを貫通して先端部がすり板片１２ｂの雌ねじ部１２ｄにねじ込まれる固定ボルト（すり板片取付ボルト）２２ａと、この固定ボルト２２ａとストッパ部１９との間に挟み込まれる座金２２ｂなどを備えている。
【００３８】
図３及び図５〜図７に示す舟体枠２３は、集電舟８の本体部分を構成する部材である。舟体枠２３は、図５〜図７に示すように、断面形状が略Ｕ字状の溝形のフレーム部材であり、舟体枠２３の上部には開口部が形成されており、舟体枠２３の内部には可動ガイド部１６、ストッパ部１９、固定ガイド部２４及び弾性支持部２５などが収容されている。舟体枠２３の外側側面（前面及び後面）には、整流部９が取り付けられており、舟体枠２３の下面には図１に示す舟支え部７が取り付けられている。舟体枠２３の両端部には、図３に示すように、所定長さで溝のない厚板状部分が形成されており、この厚板状部分の上面にはすり板片１２ｂの下面が取り付けられている。舟体枠２３は、すり板組立体１１側の装着部１３を着脱自在に装着する装着部２３ａを備えており、この装着部２３ａは装着部１３と嵌合可能な凹状の嵌合部である。
【００３９】
図５及び図６に示す固定ガイド部２４は、可動ガイド部１６を移動自在にガイドする部材である。固定ガイド部２４は、舟体枠２３の内側両側面に対向して取り付けられた長板状部材であり、図５に示す可動ガイド部１６側の摺動面１６ｂと摺動する摺動面２４ｂを備えている。固定ガイド部２４は、可動ガイド部１６の垂直方向の移動を許容し、この可動ガイド部１６の水平方向の移動を規制するストッパ部として機能し、トロリ線Ｔの変位に追従して可動ガイド部１６が上下方向に移動可能なようにこの可動ガイド部１６を移動自在にガイドする。
【００４０】
図３及び図６に示す弾性支持部２５は、すり板片１２ａを弾性支持する部材である。弾性支持部２５は、圧縮を受ける圧縮コイルばねなどの弾性体（付勢部材）であり、図３に示すように隣り合う可動ガイド部１６間に配置されており、図３及び図６に示すように各すり板片１２ａに対応してすり板片１２ａと同じ個数配置されている。弾性支持部２５は、図６に示すように、上端部がストッパ部１９の貫通孔１９ａ及び緩衝部２０の貫通孔２０ａを貫通して導電部１５の下面と接触しており、弾性支持部２５の下端部は舟体枠２３の底部上面に取り付けられている。弾性支持部２５は、図３及び図６に示すように、弾性部１４及び導電部１５を介してすり板片１２ａを支持しており、図１に示すすり板片１２ａとトロリ線Ｔとの間に作用する接触力Ｃに応じて伸縮する。
【００４１】
図６に示す固定部２６は、弾性支持部２５を舟体枠２３に固定する部材である。固定部２６は、舟体枠２３の内側底面に取り付けられて弾性支持部２５の下端部を保持する保持板２６ａと、この保持板２６ａとの間で弾性支持部２５の下端部を挟み込みこの弾性支持部２５の下端部を押さえ付ける押さえ板２６ｂと、保持板２６ａ及び押さえ板２６ｂを舟体枠２３に固定する固定ボルト２６ｃと、この固定ボルト２６ｃと押さえ板２６ｂとの間に挟み込まれる座金２６ｄなどを備えている。
【００４２】
次に、この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造を備える集電舟の動作を説明する。
図１に示すように、車両１が進行方向Ｌ0に走行するとすり板１２がトロリ線Ｔに対して接触移動し、すり板１２の進行に伴ってトロリ線Ｔが押上げられる。トロリ線Ｔは長さ方向に所定の間隔をあけて架線金具によって支持点で支持されているため、トロリ線Ｔの支持点付近が硬点となる。このため、すり板１２がトロリ線Ｔを上方向に変位させる押上げ量が支持点付近では小さいが、このトロリ線Ｔの支持点間の中央付近ではこの押上げ量が大きくなる。その結果、車両１の走行に伴ってすり板１２が上下の波状運動を繰り返し、すり板１２がトロリ線Ｔから離れる離線が発生する原因となる。従来のすり板体とは異なり多数のすり板片１２ａ，１２ｂによってすり板１２が分割されているため、各すり板片１２ａの重量が軽減されている。また、弾性部１４及び導電部１５によってすり板片１２ａが柔軟に支持されているとともに、独立した弾性支持部２５によって各すり板片１２ａが支持されている。このため、各すり板片１２ａに接触力Ｃが作用すると弾性支持部２５の弾性力に抗して弾性部１４及び導電部１５が撓み、接触力Ｃが作用するすり板片１２ａが変位するとともに、このすり板片１２ａと隣り合う両側のすり板片１２ａも追従して変位する。その結果、すり板片１２ａのトロリ線Ｔへの追従性能が向上して離線が低減し集電性能が向上するとともに、すり板片１２ａとトロリ線Ｔとの間に発生する離線アークによるすり板１２の損傷が低減する。
【００４３】
次に、この発明の実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造の作用を説明する。
図２に示すように、車両１が進行方向Ｌ0に走行して区分装置Ｓの入口側から出口側に向かってすり板１２が進入すると、図１２（Ａ）に示すようにすり板片１２ａとスライダＳ1との間に接触力Ｃが作用して、弾性支持部２５の弾性力に抗して弾性部１４及び導電部１５がすり板片１２ａとともに撓み、接触力Ｃが作用するすり板片１２ａがこのすり板片１２ａに隣接するすり板片１２ａよりも下方に変位する。このため、接触力Ｃが作用するすり板片１２ａとこのすり板片１２ａに隣接するすり板片１２ａとの間に高低差が生じ、これらの間に段差部が形成される。図２に示すように、区分装置Ｓの入口側からすり板１２がさらに進入すると、図１２（Ｂ）に示すようにスライダＳ1がすり板１２の長さ方向（図中Ｌ1方向）に偏移する。このため、隣り合うすり板片１２ａ間の段差部にスライダＳ1が位置し、この隣り合うすり板片１２ａの衝撃緩和部１２ｋの傾斜面とスライダＳ1の側面とが接触する。図２に示すように、区分装置Ｓの入口側からさらに前方にすり板１２が進入すると、図１２（Ｃ）に示すようにスライダＳ1がＬ1方向にさらに偏移する。このとき、図１２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、隣接するすり板片１２ａの衝撃緩和部１２ｋの傾斜面上にスライダＳ1の両側面が接触した状態でスライダＳ1がＬ1方向に僅かに移動する。このため、スライダＳ1が接近する側（図中左側）のすり板片１２ａの衝撃緩和部１２ｋの傾斜面がこのスライダＳ1の一方の側面（図中左側面）に対して相対的に下方に摺動する。また、スライダＳ1が遠ざかる側（図中右側）のすり板片１２ａの衝撃緩和部１２ｋの傾斜面がこのスライダＳ1の他方の側面（図中右側面）に対して相対的に上方に摺動する。その結果、図１２（Ｄ）に示すように、隣接するすり板片１２ａ間の段差部にスライダＳ1が嵌り込まず、すり板片１２ａとスライダＳ1との間に発生する衝撃を衝撃緩和部１２ｋが緩和するため、隣接する一方のすり板片１２ａから他方のすり板片１２ａにスライダＳ1がスムーズに乗り移る。同様に、図３及び図４に示す隣接するすり板片１２ａ，１２ｂ間においても、この隣接するすり板片１２ａ，１２ｂ間の段差部にスライダＳ1が嵌り込まず、すり板片１２ｂとスライダＳ1との間に発生する衝撃を図１０に示す衝撃緩和部１２ｍが緩和するため、すり板片１２ａからすり板片１２ｂにスライダＳ1がスムーズに乗り移る。
【００４４】
図２に示す区分装置Ｓの出口側にすり板１２が近づくときにも、隣接するすり板片１２ａ，１２ｂ間の段差部にスライダＳ2が嵌り込まず、すり板片１２ａ，１２ｂとスライダＳ2との間に発生する衝撃を衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍが緩和する。このため、隣接するすり板片１２ｂからすり板片１２ａにスライダＳ2がスムーズに乗り移るとともに、隣接する一方のすり板片１２ａから他方のすり板片１２ａにスライダＳ2がスムーズに乗り移る。図１１に示すように、すり板片１２ａ，１２ｂが摩耗して使用限界の残存量Δ2に達しても、衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍの面取りが残存するためすり板片１２ａ，１２ｂの交換時期になるまで衝撃緩和機能が維持される。
【００４５】
この発明の第１実施形態に係るすり板片の衝撃緩和構造には、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、隣り合うすり板片１２ａ間においてこのすり板片１２ａとスライダＳ1，Ｓ2とが衝突したときに発生する衝撃を衝撃緩和部１２ｋが緩和する。また、この第１実施形態では、隣り合うすり板片１２ａ，１２ｂ間においてこのすり板片１２ｂとスライダＳ1，Ｓ2とが衝突したときに発生する衝撃を衝撃緩和部１２ｍが防止する。このため、例えば、区分装置Ｓをすり板１２が通過するときに、隣接するすり板片１２ａ間の段差部及び隣接するすり板片１２ａ，１２ｂ間の段差部にスライダＳ1，Ｓ2が嵌り込み、このすり板片１２ａ，１２ｂとこのスライダＳ1，Ｓ2とが干渉して、これらの間に発生する衝撃を衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍによって低減することができる。
【００４６】
(2) この第１実施形態では、すり板片１２ａ，１２ｂが所定の摩耗量に達するまで衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍが残存する。このため、すり板片１２ａ，１２ｂが規定の摩耗限界に達し交換時期になるまで、すり板片１２ａ，１２ｂとスライダＳ1，Ｓ2との間に生ずる衝撃を確実に緩和することができる。
【００４７】
(3) この第１実施形態では、すり板片１２ａ，１２ｂの隅部１２ｉ，１２ｊに衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍが形成されている。このため、すり板片１２ａ，１２ｂの形状を大幅に変更することなく、すり板片１２ａ，１２ｂの一部を改良するだけですり板片１２ａ，１２ｂとスライダＳ1，Ｓ2とが干渉するのを容易に防止することができる。
【００４８】
(4) この第１実施形態では、衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍがすり板片１２ａ，１２ｂの隅部１２ｉ，１２ｊに形成されている面取り部である。このため、簡単な加工によってすり板片１２ａ，１２ｂとスライダＳ1，Ｓ2とが干渉するのを容易に防止することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
以下では、図１〜図１２に示す部分と同一の部分については、同一の番号を付して詳細な説明を省略する。図１３及び図１４に示す衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、すり板片１２ａ，１２ｂの隅部１２ｉ，１２ｊに形成されている丸み部であり、この隅部１２ｉ，１２ｊを切削などの機械加工又は成形型によって焼結して形成される。衝撃緩和部１２ｋ，１２ｍは、断面形状が1/4円状であり所定の半径で湾曲する湾曲面に形成されている。この発明の第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５０】
（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、枠組６に対してすり板１２が進行方向後側に位置するなびき方向（進行方向Ｌ0）に集電装置３が移動する場合を例に挙げて説明したが、枠組６に対してすり板１２が進行方向前側に位置する反なびき方向（進行方向Ｌ0とは逆方向）に集電装置３が移動す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、集電装置３が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、菱型パンタグラフ、翼型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフ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、すり板片１２ａが12枚でありすり板片１２ｂが２枚であるすり板１２を例に挙げて説明したが、すり板片１２ａ，１２ｂの枚数はこの枚数に限定するものではない。
【００５１】
(2) この実施形態では、すり板１２と摺動する電車線としてスライダＳ1，Ｓ2を例に挙げて説明したが、電車線金具などの他の電車線材料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、すり板１２がスライダＳ1からスライダＳ2に向かって進入する場合を例に挙げて説明したが、すり板１２がスライダＳ2からスライダＳ1に向かって逆方向に進入する場合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、新幹線用パンタグラフ舟体に使用される多分割すり板舟体のすり板片１２ａ，１２ｂにこの発明を適用する場合を例に挙げて説明したが、在来線用パンタグラフ舟体に多分割すり板舟体が使用される場合にはこのすり板片についてもこの発明を適用することができる。
【００５２】
(3) この実施形態では、区分装置Ｓがトロリ線Ｔの一方の側面から１本のスライダＳ1が遠ざかりトロリ線の他方の側面に１本のスライダＳ2が近づく碍子型セクション（Ａ形セクション）である場合を例にあげて説明したが、他の形式の区分装置についてもこの発明を適用することができる。例えば、トロリ線Ｔの両側面から左右にそれぞれ１本のスライダＳ1が遠ざかりトロリ線の両側面に左右からそれぞれ１本のスライダＳ2が近づく碍子型セクション（Ｂ形セクション）又はFRP形同相セクションなど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、区分装置Ｓをすり板１２が通過するときに発生するスライダＳ1，Ｓ2とすり板片１２ａ，１２ｂとの間の衝撃を緩和する場合を例に挙げて説明したが、このような場合に限定するものではない。例えば、線路の分岐箇所において相互に交差するトロリ線Ｔを通過するときに発生する可能性があるトロリ線Ｔとすり板片１２ａ，１２ｂとの間の衝撃についても緩和することができる。
【符号の説明】
【００５３】
３  集電装置
８  集電舟
１２  すり板
１２ａ，１２ｂ  すり板片
１２ｅ，１２ｆ  端面部
１２ｇ，１２ｈ  側面部
１２ｉ，１２ｊ  隅部
１２ｋ，１２ｍ  衝撃緩和部
Ｌ  架線（電車線）
Ｔ  トロリ線
Ｓ  区分装置
Ｓ1，Ｓ2  スライダ（電車線）
θ0〜θ3  傾斜角度
Ｌ0  進行方向
Ｃ  接触力
Δ1  間隔
Δ2  残存量
【図１】
0005602567.tif 000002
【図２】
0005602567.tif 000003
【図３】
0005602567.tif 000004
【図４】
0005602567.tif 000005
【図５】
0005602567.tif 000006
【図６】
0005602567.tif 000007
【図７】
0005602567.tif 000008
【図８】
0005602567.tif 000009
【図９】
0005602567.tif 000010
【図１０】
0005602567.tif 000011
【図１１】
0005602567.tif 000012
【図１２】
0005602567.tif 000013
【図１３】
0005602567.tif 000014
【図１４】
0005602567.tif 000015
【図１５】
0005602567.tif 000016
【図１６】
0005602567.tif 000017