(57)【要約】【課題】集電体における金属材料の溶損を防ぐことができ、メンテナンスにかかる手間や時間を低減することができる。【解決手段】電動車両に設けられてトロリ線３に接触することによって電力を取り込むための集電体１０を枠体２の上部に備え、この集電体１０の舟体１１及びすり板１２のトロリ線３に対する非接触部の範囲であって、電動車両の進行方向Ｘで集電体１０の前面及び後面を耐熱板４によって覆うことで集電体１０の溶損を防止することを可能とした構成のパンタグラフ１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフであって、
前記集電体における前記架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われていることを特徴とするパンタグラフ。
【請求項２】
前記耐熱性材料の設置範囲は、前記集電体における前記電動車両の進行方向で後側の側面であることを特徴とする請求項１に記載のパンタグラフ。
【請求項３】
電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフを用いた車両運行方法であって、
前記電動車両の運転時における予想外気温と予め設定されている基準温度とを比較する工程と、
前記予想外気温が前記基準温度以下である場合に、前記集電体の前記架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われている電動車両を使用する工程と、
を有することを特徴とする車両運行方法。
【請求項４】
前記耐熱性材料が前記集電体の前記電動車両の進行方向で前側と後側の少なくとも一方の側面に設けられ、
前記予想外気温が前記基準温度以下となる場合に、前記耐熱性材料が前記進行方向で後側となることを特徴とする請求項３に記載の車両運行方法。
【請求項５】
前記基準温度は、前記架線に霜または氷が付着する温度であることを特徴とする請求項３又は４に記載の車両運行方法。
【請求項６】
電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフを用いた車両運行方法であって、
日没後の翌日の最初に運行される前記電動車両において、前記集電体の前記架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われている電動車両が使用されることを特徴とする車両運行方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンタグラフおよび車両運行方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動車両では、トロリ線を用いて電力を送電し、電動車両に搭載されているパンタグラフでその電力を受電している（例えば、特許文献１参照）。
一般的に、パンタグラフは、トロリ線に直接接触するパンタグラフ上の集電体は、舟体と、この舟体の上部に取付板を介して固定されたすり板とを備えている。すり板とトロリ線とは、電車の速度の増加とともに、接触状態が悪くなる傾向にある。このとき、すり板がトロリ線から離線したときにアーク放電が発生し、強いアーク光を発する陽光柱が生じる。
【０００３】
ところで、アーク放電は、材料の損傷を発生させることが知られている。電動車両においても同様にアーク放電が過度に発生すると、例えば舟体の側面に溶損によって穴が空くため、損傷した舟体の取り替え周期も短くなっていた。とくに、陽光柱は、トロリ線とすり板との間で発生した後、車両が走行しているため、すり板の後方や舟体の側方へ回り込み易いという傾向がある。そのうえ、舟体は、パンタグラフを軽量化することを目的としてアルミニウムなどの金属材料が使用されており、アーク放電により溶損し易くなっていた。そのため、従来のパンタグラフにおいては、アーク放電の発生を防ぐためのメンテナンスが行われるとともに、すり板の側面にアーク放電から保護するためのプラスチック板を取り付けたり、溶損防止剤塗料を塗布したりすることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３２９７３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のパンタグラフでは、以下のような問題があった。
すなわち、アーク放電による溶損防止を目的として設けられるプラスチック製の溶損防止板や溶損防止剤の使用では、不十分な場合があった。つまり、プラスチック板の場合には、穴が空く等、舟体の溶損が発生し、また溶損防止剤の場合には、塗料が剥げ易く持続性が低いことから、これら溶損防止材のメンテナンスにかかる手間と時間が増大するという問題があり、その点で改善の余地があった。
【０００６】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、集電体の溶損を防止することができ、メンテナンスにかかる手間や時間を低減することができるパンタグラフおよび車両運行方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係るパンタグラフでは、電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフであって、集電体における架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われていることを特徴としている。
【０００８】
本発明のパンタグラフによれば、集電体の架線に対する非接触部のうち耐熱性材料によって覆われている部分を、すり板と架線との間に生じたアーク放電から保護することができる。そのため、集電体を覆う耐熱性材料によって、集電体を構成するすり板の後方や舟体の側方に回り込むアーク放電による陽光柱による影響を防ぐことが可能となり、集電体の溶損を防止することができる。
【０００９】
また、本発明に係るパンタグラフでは、耐熱性材料の設置範囲は、集電体における電動車両の進行方向で後側の側面であることが好ましい。
【００１０】
この場合、電動車両の走行中においてアーク放電による陽光柱の影響を受け易い集電体の後側の側面が耐熱性材料によって覆われるので、その後側の側面における陽光柱の影響を防ぐことができる。
また、電動車両の進行方向の向きが変わった場合でも、常に集電体の後側の側面部分に耐熱性材料が配置されることになり、集電体の側面部分の溶損を防止することができる。例えば、集電体の進行方向で一方のみの側面に耐熱性材料が設けられている場合には、その側面が進行方向で後側を向くように電動車両の向きを変更させて車両運行することで、集電体の溶損を防止することができる。
【００１１】
また、本発明に係る車両運行方法では、電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフを用いた車両運行方法であって、  電動車両の運転時における予想外気温と予め設定されている基準温度とを比較する工程と、予想外気温が基準温度以下である場合に、集電体の架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われている電動車両を使用する工程と、を有することを特徴としている。
また、上述した基準温度は、架線に霜または氷が付着する温度であることが好ましい。
【００１２】
本発明の車両運行方法によれば、電動車両の運転時における予想外気温が予め設定されている基準温度以下であると判定した場合に、集電体の架線に対する非接触部が耐熱性材料によって覆われた電動車両によって運行されるので、例えば冬期あるいは寒冷地域において架線に着氷霜が予想される場合であっても、集電体の架線に対する非接触部のうち耐熱性材料によって覆われている部分を、すり板と架線との間に生じたアーク放電から保護することができる。そのため、集電体を覆う耐熱性材料によって、集電体を構成するすり板の後方や舟体の側方に回り込むアーク放電による陽光柱による影響を防ぐことが可能となり、集電体の溶損を防止することができる。
【００１３】
また、本発明に係る車両運行方法では、耐熱性材料が集電体の電動車両の進行方向で前側と後側の少なくとも一方の側面に設けられ、予想外気温が基準温度以下となる場合に、耐熱性材料が進行方向で後側となることが好ましい。
【００１４】
この場合、例えば冬期あるいは寒冷地域において架線に着氷霜が予想される場合であっても、電動車両の走行中においてアーク放電による陽光柱の影響を受け易い集電体の後側の側面が耐熱性材料によって覆われるので、その後側の側面における陽光柱の影響を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明に係る車両運行方法では、電動車両に設けられて架線に接触することによって電力を取り込むための集電体を備えたパンタグラフを用いた車両運行方法であって、日没後の翌日の最初に運行される電動車両において、集電体の架線に対する非接触部の範囲のうち少なくとも一部が耐熱性材料によって覆われている電動車両が使用されることを特徴としている。
【００１６】
本発明の車両運行方法によれば、日没後の夜間で外気温が低温となる時間帯に架線に着氷霜が付着する場合であっても、アーク放電の陽光柱から集電体を保護することが可能な車両運行を実現することができる。すなわち、日没後の翌日の最初に運行される電動車両では、集電体を覆う耐熱性材料によって、集電体を構成するすり板の後方や舟体の側方に回り込むアーク放電による陽光柱による影響を防ぐことが可能となり、集電体の溶損を防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のパンタグラフおよび車両運行方法によれば、従来のようなプラスチック製の溶損防止板や溶損防止剤を使用することなく、集電体の溶損を防止することができ、メンテナンスにかかる手間や時間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態によるパンタグラフの全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ線断面図であって、集電体の断面図である。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ線矢視図であって、集電体の一部を破断した側面図である。
【図４】変形例による集電体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態によるパンタグラフおよび車両運行方法について、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本実施の形態によるパンタグラフ１は、電動車両（図示省略）に設けられ、トロリ線３（架線）に接触することによって電力を取り込むための集電体１０を備えている。集電体１０は、トロリ線３に直接、接触するパンタグラフ１の上端部分に設けられ、舟体１１と、この舟体１１の上部に図示しない取付板を介して固定されたすり板１２と、を備えている。
集電体１０は、ばね材を組み込んだ上枠２１と下枠２２とから組み付けられた枠体２の上部に支持されている。
【００２１】
ここで、電動車両の進行方向を符号Ｘで示し、進行方向Ｘで前側を符号Ｆとし、後側を符号Ｒとして以下説明する。
また、本実施の形態におけるすり板１２のトロリ線３に対する接触範囲は、すり板１２の上面に相当する部分をいい、この接触範囲を除く集電体１０の部分を「非接触部」という。
【００２２】
図２及び図３に示すように、すり板１２は、電気が直接流れるため、鉄、銅系の焼結合金製、あるいはカーボン製などの低抵抗の金属材料であるとともに、摺動によってトロリ線３（図２）を減らさないように柔らかい金属材料もしくは低融点の金属材料が用いられている。
【００２３】
集電体１０には、トロリ線３に対する非接触部の範囲のうち、電動車両の進行方向Ｘで前後の側面（前面１０ａ、後面１０ｂ）を全体にわたって覆う耐熱性材料からなる板状の耐熱板４が設けられている。
【００２４】
耐熱板４は、耐熱性および導電性を有し、例えば炭素繊維強化炭素複合材、炭素、メタライズカーボンなどの部材を用いることができ、好ましくは軽量の部材が用いられる。なお、ここでいう炭素は、純カーボンとも呼ばれ、炭素を焼結したものをいう。耐熱板４は、集電体１０の舟体１１及びすり板１２の両者の前面１０ａおよび後面１０ｂに配置され、舟体１１及びすり板１２に対して一体に設けるものでもよいし、舟体１１及びすり板１２のそれぞれに対して分割して取り付けるようにしてもよい。
また、耐熱板４は、集電体１０の前面１０ａおよび後面１０ｂの両方に設けることに限定されず、例えば図４に示すように後面１０ｂのみに設ける構成であってもよい。
【００２５】
次に、上述したパンタグラフ１を採用した電動車両の運行方法と作用について、図面に基づいて説明する。
図２に示すように、本実施の形態のパンタグラフ１では、集電体１０の耐熱板４によって覆われている前面１０ａ及び後面１０ｂを、すり板１２とトロリ線３との間に生じたアーク放電から保護することができる。そのため、集電体１０を覆う耐熱板４によって、すり板１２の後方や舟体１１の側方に回り込むアーク放電による陽光柱による影響を防ぐことが可能となり、集電体１０の溶損を防止することができる。
【００２６】
また、本実施の形態によるパンタグラフ１を用いた電動車両の運行方法では、基本的に、走行する電動車両において、集電体１０の耐熱板４が設けられている側面を進行方向Ｘで後側Ｒとなるように車両運行される。これにより、電動車両の進行方向Ｘの向きが変わった場合でも、常に集電体１０の後側Ｒの側面部分に耐熱板４が配置されることになり、集電体１０の側面部分の溶損を防止することができる。例えば、図４に示すように、集電体１０の進行方向で一方のみの側面（後面１０ｂ）に耐熱板４が設けられている場合には、その後面１０ｂが進行方向Ｘで後側Ｒを向くように電動車両の向きを変更させて車両運行することができる。この場合、電動車両の走行中においてアーク放電による陽光柱の影響を受け易い集電体１０の後面１０ｂが耐熱板４によって覆われるので、その後面１０ｂにおける陽光柱の影響を防ぐことができる。
【００２７】
また、冬期において、トロリ線３に着氷霜が相当される場合の運行方法の一例について説明する。
この場合、先ず電動車両の運転時における外気温度を予測し、その予想外気温と予め設定されている基準温度とを比較する。そして、予想外気温が基準温度以下である場合には、図２に示す集電体１０の非接触部の範囲に耐熱板４が設けられている電動車両を使用する車両運行計画とする。例えば、図４に示すように、耐熱板４が集電体１０の一方の側面（後面１０ｂ）のみに設けられている場合には、上述した温度を判定する工程において、外気温度が基準温度以下と判定されたときに、その運転時間に走行される電動車両の進行方向Ｘを耐熱板４で覆われた後面１０ｂが後側Ｒとなるように車両運行する。
ここで、上述した「基準温度」は、トロリ線３に霜または氷が付着する温度に設定されるが、この付着温度に限らず、他の設定温度でもかまわない。
【００２８】
このように、電動車両の運転時における予想外気温が予め設定されている基準温度以下であると判定した場合には、集電体１０のトロリ線３に対する非接触部が耐熱板４によって覆われた電動車両によって車両運行されるので、冬期あるいは寒冷地域においてトロリ線３に着氷霜が予想される場合であっても、集電体１０の耐熱板４によって覆われている部分を、すり板１２とトロリ線３との間に生じたアーク放電から保護することができる。
【００２９】
また、日没後の翌日の最初に運行される電動車両において、集電体１０が耐熱板４によって覆われている電動車両を使用するように車両運行することも可能である。
この場合、日没後の夜間で外気温が低温となる時間帯に付着する着氷霜によるアーク放電の陽光柱から保護することが可能な車両運行を実現することができる。すなわち、日没後の翌日の最初に車両運行される電動車両では、集電体１０を覆う耐熱板４によって、集電体１０を構成するすり板１２の後方や舟体１１の側方に回り込むアーク放電による陽光柱による影響を防ぐことが可能となり、集電体１０の溶損を防止することができる。
【００３０】
上述した本実施の形態によるパンタグラフおよび車両運行方法では、従来のようなプラスチック製の溶損防止板や溶損防止剤を使用することなく、集電体１０の溶損を防止することができ、メンテナンスにかかる手間や時間を低減することができる。
【００３１】
以上、本発明によるパンタグラフおよび車両運行方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では集電体１０の前面１０ａ及び後面１０ｂに、或いは後面１０ｂのみに耐熱板４を設ける構成としているが、これに限定されることはない。トロリ線３との接触部分を除いた全ての部分を覆うようにして耐熱板４を設ける構成であってもかまわない。
【００３２】
また、本実施の形態では、板状の耐熱板４を耐熱性材料の一例としているが、これに限定されず、耐熱性を有する材料を塗布することによる耐熱性材料であってもよい。
【００３３】
さらに、耐熱性材料が設けられるパンタグラフ１の構成、すなわち集電体１０の形状、枠体２の長さ等の構成は制限されるものではなく、適宜設定可能である。
【００３４】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１  パンタグラフ
３  トロリ線（架線）
４  耐熱板（耐熱性材料）
１０  集電体
１０ａ  前面
１０ｂ  後面
１１  舟体
１２  すり板
Ｘ  進行方向
Ｆ  前側
Ｒ  後側
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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