(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して傾斜可能なパンタグラフを有する揺動型電車のパンタグラフの姿勢を維持する装置であって、
一端が電車の台車に連結され、他端が第１カム部材に連結され、台車11に対する車体10の揺動によって生じる直線運動を伝達してカム部材を回転させる第１剛性リンク部材、
前記第１カム部材とパンタグラフの間に延び、下端が第１カム部材と駆動可能に連結され、第１カム部材によって回転する制御軸、
前記制御軸の上部に駆動可能に連結され、制御軸の回転運動を直線運動に変換する第２カム部材、及び
一端が前記第２カム部材に連結され、他端がパンタグラフに連結され、直線運動により、車体に対するパンタグラフの傾きを制御する第２剛性リンク部材、を備えたパンタグラフの姿勢制御装置。
【請求項２】
パンタグラフを少なくとも１つの湾曲レールに載せて、パンタグラフを車体に対して揺動可能とした請求項１記載の装置。
【請求項３】
パンタグラフが、その上方の架線に接触する弓形集電部材を有し、その集電部材が、架線との接触を維持するリンク機構で支持されている請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記集電部材とリンク機構が、車体と導電部とを絶縁する絶縁部材で支持されている請求項３記載の装置。
【請求項５】
絶縁部材が湾曲レール上を摺動可能である請求項４記載の装置。
【請求項６】
第１剛性リンク部材が、一端が揺動しない台車にピン接合され、他端が電車の揺動部分にピン接合された細長い制御棒で構成されている請求項１記載の装置。
【請求項７】
第１カム部材が電車の揺動部分に取り付けられ、車体の揺動が制御棒を介して第１カム部材の回転運動を引き起こす請求項６記載の装置。
【請求項８】
制御軸が車体を貫通しており、下端が第１カム部材に連結され、上端が第２カム部材に連結されている請求項７記載の装置。
【請求項９】
制御軸が、台車に対する車体の水平運動及び上下運動を補償する手段を備えている請求項８記載の装置。
【請求項１０】
第２カム部材が制御軸に連結されて共に回転する請求項８記載の装置。
【請求項１１】
第２剛性リンク部材が、一端が第２カム部材に連結され、他端がパンタグラフに連結された、第２の細長い制御棒で構成されている請求項10記載の装置。
【請求項１２】
制御棒の他端がパンタグラフの１個または複数個の絶縁部材に連結され、制御棒の回転により、１個または複数個の絶縁部材が湾曲レール上を摺動する請求項10記載の装置。
【請求項１３】
湾曲レールの曲率中心と、車体の揺動中心とが一致している請求項12記載の装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はパンタグラフ制御装置に関し、詳しくは、揺動型電車のパンタグラフの姿勢を維持する装置に関する。
背景技術
揺動型電車（首振り電車とも呼ばれる）は、台車に対して車体が揺動可能となっている。電車ではパンタグラフが車体の上部に取り付けられ、その上方の架線に接触する。
パンタグラフが車体に対して不動である場合、台車に対して車体が傾斜するとその上方の架線に対してパンタグラフも傾斜する。パンタグラフの最上部の弓形集電部材が常に架線に接触する必要があるため、この構造では車体の傾斜角度が制限される。
車体重心の横方向移動を少なくして乗り心地を改善するため、車体の揺動中心を低くするのが有利である。しかし、車体の揺動中心を低くすると、車体の揺動によるパンタグラフの横方向移動量が大きくなるため、車体の傾斜角度が制限される。パンタグラフと架線との接触を良好に維持する初期の試みは、台車に直接固定され、車体の外部又は内部を通る支柱でパンタグラフを支持することである。これによりパンタグラフは車体にではなく台車に固定される。従って、車体が傾斜してもパンタグラフが傾斜することがない。この装置には多くの欠点がある。第１に、パンタグラフを支えるために長く強度のある支柱が要求されることである。第２に、支柱を車体の外部に設けた場合、支柱を車体と衝突させないために車体の傾斜角度を制限する必要があること。支柱を車体の内部に設けた場合、車内の乗客スペースがかなり減少するため望ましくない結果となる。
上記の欠点を克服する別の試みとしては、横方向に湾曲したレールを車体の屋根に設け、レール上をパンタグラフが摺動可能とすることである。こうしてパンタグラフは車体に対して傾斜可能となる。周知の装置の一つに、台車に接続したケーブル、ベルト、又はワイヤーによって、パンタグラフを湾曲レール上で摺動させる装置がある。この装置はヨーロッパ特許出願第485,273号に記載されている。しかし、ケーブル、ベルト、又はワイヤーの使用は、信頼性に欠けることが判った。
車体に対してパンタグラフを傾斜可能とした別の装置がヨーロッパ特許出願第436,993号に記載されている。この装置では、流体シリンダによって車体が台車に対して揺動する。この装置でもパンタグラフが湾曲レール上に設けられ、湾曲レールが車体の屋根に支持されている。屋根に取り付けられた流体シリンダが、湾曲レール上のパンタグラフを往復動させて、パンタグラフが常に架線と接触するようになっている。この装置は比較的複雑であり、流体シリンダには、ポンプ、モーター、及び高圧流体ホースが必要となる。また、パンタグラフを必要な時間だけレール上で往復させる制御装置も必要となる。
発明の目的
本発明は、車体の傾斜に応じてパンタグラフを車体に対して移動可能とした装置に関する。本発明の装置には、流体機器やケーブルが不要である。
本発明の装置の一つの形態は、車体に対してパンタグラフが傾斜可能な揺動型電車のパンタグラフの姿勢を維持する装置であって、
一端が電車の台車に連結され、他端が第１カム部材に連結され、台車に対する車体の揺動によって生じる直線運動を、第１カム部材の回転運動に変換する第１剛性リンク、
前記第１カム部材とパンタグラフの間に延び、下端が第１カム部材に駆動可能に連結され、第１カム部材の回転によって回転される制御軸、
制御軸の上端に駆動可能に連結され、制御軸の回転運動を直線運動に変換する第２カム部材、
一端が第２カム部材に連結され、他端がパンタグラフに連結され、往復直線運動によってパンタグラフの車体に対する傾きを制御する第２剛性リンク部材、
を備えている。
用語「電車」は、パンタグラフを有し、台車に対して車体が揺動する客車、貨車、機関車等の鉄道車両を包含する。
パンタグラフを湾曲レールに載せることによって、パンタグラフを車体に対して揺動させることができる。湾曲レールは、通常、車体の屋根に取り付けられる。湾曲レールは連続レールである必要はなく、複数のレールで構成することができる。
パンタグラフは上部に、上方の架線に接する弓形集電部材を有している。集電部材は、リンクを介してパンタグラフに支持されており、常に架線に接するようになっている。集電部材とリンクは、車体と導電部分を絶縁する絶縁部材によって支持されている。
絶縁部材は湾曲レール上を摺動可能となっており、これは、絶縁体を摺動ブロック、ローラー、摺動カラー等で支持することにより達成される。
各種の手段により、車体を台車に対して揺動させることができる。その一つは、車体を、台車に支持された振り子ビーム又は揺動ビームの上に載せることである。車体は、空気又は流体シリンダ、バネ等の緩衝器を介して振り子ビーム又は揺動ビームに支持される。
別の揺動装置が、ヨーロッパ特許出願第436,933号に開示されおり、この装置では、固定台車に取り付けられた流体シリンダで車体を揺動させるようになっている。
第１リンク部材は、細長い制御軸で構成することができる。制御軸の一端は揺動しない台車にピン接合され、制御軸の他端は電車の揺動部分にピン接合されている。
電車の揺動部分に第１カム部材が取り付けられ、制御軸を介して電車の揺動が第１カム部材の回転運動に変換されるようになっている。
ている。
制御軸は、車体の内部を通って上下方向に延び、その下端部が第１カム部材に連結され、上端部が第２カム部材に連結されている。制御軸には、台車に対する車体の水平運動、上下運動を補償する手段が含まれている。
第２カム部材は、制御軸に取り付けられて共に回転する。第２剛性リンク部材は、一端が第２カム部材に連結され、他端がパンタグラフに連結された細長い第２制御棒で構成される。
制御棒の他端は、パンタグラフの１個又は複数個の絶縁部材に対して取り付けることが望ましく、これにより、制御棒の回転に伴い、１個又は複数個の絶縁材が湾曲レールに沿って移動する。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施形態を以下の図面を参照して説明する。
図１は、車体が直立状態にある電車の端部方向から見た断面図である。
図２は、車体が傾斜状態にある電車の図１と同様の図である。
図３は、揺動機構の側面図である。
図４は、車体が直立状態にあるときの制御軸と第２カム部材の平面図である。
図５は、車体が傾斜状態にあるときの図４と同様の図である。
図６は、制御軸と第１カム部材の平面図である。
最良の実施形態
先ず図１には、揺動型電車（首振り電車）に取り付けたパンタグラフの姿勢を維持するための装置が図示されている。図１には、台車11に支持された車体10を有する電車を示している。台車11には、周知構造の台車枠と車軸12が含まれている。車体10は、周知構造で、床12、側壁14、及び屋根15を有している。
車体10は台車11に載せられ、台車11から車体10への衝撃を緩和するバネ、空気又は流体などの緩衝手段16が設けられている。
この形態では、車体10は揺動ビーム17に取り付けられている。揺動ビーム17は車体10を台車11に対して傾斜させることができ、車体10を台車11に対して揺動させる。しかし、その他の揺動機構又は装置が使用可能である。
屋根15の上部にパンタグラフ18が取り付けられている。パンタグラフ18は、最上部の弓形集電部材19がその上方の架線に接触し、電車のモーターに電力を供給する。集電部材19は、常に上方の架線との接触を維持するリンク機構20を介して支持されている。リンク機構20は絶縁部材21、22に取り付けられている。絶縁部材21、22は一対の湾曲レール23、24上を摺動可能となっている。湾曲レール23、24の曲率中心は、車体10の揺動中心（傾斜中心）と一致している。この形態では１対の湾曲レール23、24が設けられているが、湾曲レールが１本であってもよい。
絶縁部材21、22は、図３に示すように、ローラー装置25を介して各湾曲レール23、24に取り付けられる。ローラー装置25は、ローラー等により、それぞれレール23、24上を転動又は摺動する装置である。これにより、絶縁部材21、22がそれぞれレール23、24上を移動可能となっている。
パンタグラフ18は、台車11に対しては不動であり、車体10に対しては傾斜可能となっている。これは、以下に述べるリンク部材とカム部材によって達成できる。
制御棒27の形の第１剛性リンク部材の一端28が台車11にピン接合され、他端29が第１カム部材30にピン接合されている。カム部材30は、電車の揺動部分に取り付けられ共に移動する。即ち、カム部材30は、車体10または揺動ビーム17に取り付けられる。車体10が、図１に図示した直立位置と、図２に図示した傾斜位置との間で揺動し、車体の運動が、制御棒27のカム部材30に対する往復直線運動となって、カム部材に軸31周りの回転運動を引き起こす。
カム部材30の軸31上に、長手方向軸の周りで回転可能な制御軸32が取り付けられている。制御軸32は、車体10の内部を上下方向に通過し、下端がカム部材30に連結され、制御軸32の回転によってカム部材30が回転するようになっている。制御軸32は、Ｕ形クランプまたはベアリング33によって車体10部分に取り付けられている。
制御軸32の上端34は、第２カム部材35に連結され、制御軸32の回転により第２カム部材35が回転する。
第２カム部材35は、第１カム部材30とほぼ同一構造で、制御棒36で構成された第２リンク部材を連結するレバー部分を有している。上部構造については、図４及び図５で明らかとなる。上部制御棒36は絶縁部材22（または絶縁部材の支持部材）に取り付けられている。こうして、カム部材35の回転運動が制御棒36の直線運動となり、湾曲レール24に沿って絶縁部材22を往復移動させる。
前記の上下の制御棒、上下のカム部材、及び制御軸32により、車体10が傾斜しても、パンタグラフ18の姿勢が維持され、架橋との接触が維持される。この装置は機械的装置であって、流体、ワイヤー、ケーブル、ベルト等の使用は不要である。また、前記のような外部の支持部材も不要である。
この装置は、また、台車11に対する車体10の水平運動及び上下運動を補償する手段を含んでいる。その手段としてユニバーサルジョイント37とスプライン38が使用される。
本発明の装置は従来の装置に比べて種々の利点を有している。先ず、装置が小型軽量であるため、支柱の間の通路を狭めないこと。この装置は、直線運動を回転運動に変換し、さらに直線運動に変換して、台車に対するパンタグラフの姿勢を正確に制御できること。標準部材を使用して費用を低減できること。部材の回転角度が小さいために保守が削減できること。ユニバーサルジョイントとスプラインがトルクを伝達し、車体10の横方向、長手方向、及び上下方向の全ての運動を補償できること。台車に対するパンタグラフの相対位置が常に維持されること。
本発明の意図、範囲から逸脱することなく、以上に述べた実施形態に種々の変更や改良を加えることができる。
【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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