(57)【要約】【課題】  集電装置のすり板と電車線との間に作用する接触力を簡単な構造によって制御することができる集電装置の接触力制御構造を提供する。【解決手段】  （Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、加圧部１８が集電舟８と一体となって上昇し、加圧部１８と加圧部１７との間で流路１６が圧縮されて流路１６の断面積が減少する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下して接触力Ｃが低下する。一方、（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、加圧部１８が集電舟８と一体となって下降し、加圧部１８と加圧部１７との間隔が広くなり流路１６の断面積が増加する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加して、接触力Ｃが増加し接触力Ｃが略一定に保たれる。【選択図】      図３
2006197728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電装置のすり板とこのすり板が接触する電車線との間に作用する接触力を制御する集電装置の接触力制御構造であって、
前記すり板を弾性支持する弾性支持部の変位量に応じて、前記集電装置の集電舟に作用する揚力を可変する揚力可変部を備えること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項２】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記集電舟から上方及び／又は下方に向かって空気を排出する空気排出口を備え、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて前記空気排出口から排出する空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項３】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く圧縮変形可能な流路を備え、
前記流路は、圧縮変形することによって空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項４】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路に開度が変化する開閉弁を備え、
前記開閉弁は、前記開度を変化させて空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項５】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路に回転角が変化する回転弁を備え、
前記回転弁は、前記回転角を変化させて空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項６】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路に絞り径が変化するオリフィスを備え、
前記オリフィスは、前記絞り径を変化させて空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項７】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路に挿入量が変化する仕切板を備え、
前記仕切板は、前記挿入量を変化させて空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項８】
請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記集電舟から上方に向かって空気を排出する上側空気排出口と、
前記集電舟から下方に向かって空気を排出する下側空気排出口と、
前記上側空気排出口に空気を導く上側流路と、
前記下側空気排出口に空気を導く下側流路とを備え、
前記揚力可変部は、前記上側流路と前記下側流路とに空気を導く流路にこの上側流路とこの下側流路への分岐量が変化する分岐弁を備え、
前記分岐弁は、前記分岐量を変化させて空気の流量を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項９】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の空気排出口から排出する空気の排出方向を調整すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１０】
請求項９に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記集電舟の上方又は下方に向かって空気を排出するノズル部を備え、
前記ノズル部は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときには上方に向き、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときには下方に向くこと、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１１】
請求項９に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記集電舟の上方又は下方に向かって空気を排出する羽根板を備え、
前記羽根板は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときには上方に向き、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときには下方に向くこと、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１２】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の迎角を可変すること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１３】
請求項１２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記集電舟を長手方向の軸線回りに回転させる回転機構部を備え、
前記回転機構部は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときにはこの集電舟の迎角を減少させ、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときにはこの集電舟の迎角を増加させること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１４】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟を昇降させるフラップ部を備えること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１５】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟からの突出量が変化する突出部を備えること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【請求項１６】
請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の外観形状が変化する形状変化部を備えること、
を特徴とする集電装置の接触力制御構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、集電装置のすり板とこのすり板が接触する電車線との間に作用する接触力を制御する集電装置の接触力制御構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の集電装置の接触力制御構造は、集電舟の前縁部の上側に形成された上側空気孔と、集電舟の前縁部の下側に形成された下側空気孔と、上側空気孔と接続する上側空気管と、下側空気孔と接続する下側空気管と、上側空気管からの空気の吐き出し量及び吸い込み量を調整する上側絞り弁と、下側空気管からの空気の吐出し量及び吸い込み量を調整する下側絞り弁と、上側空気管及び下側空気管に接続される空気だめと、上側空気管及び下側空気管に圧縮空気を供給するとともに上側空気管及び下側空気管から空気を吸い込むコンプレッサなどを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来の集電舟の揚力制御構造では、集電舟に作用する揚力を減少させるときには、下側空気孔からの空気の吐き出し量を増加させるか、上側空気孔からの空気の吸い込み量を減少させている。一方、このような従来の集電舟の揚力制御構造では、集電舟に作用する揚力を増加させるときには、上側空気孔からの空気の吐き出し量を増加させるか、下側空気孔からの空気の吸い込み量を減少させている。
【０００３】
【特許文献１】特開2000-270403号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の集電装置の接触力制御構造では、上側空気孔や下側空気孔から吐き出す圧縮空気によって、集電舟の周囲の空気の流れを制御する必要がある。このため、上側空気孔や下側空気孔に外部からの空気を供給する空気だめやコンプレッサなどを設置する場所を確保する必要があるとともに、機構が複雑になってしまう問題点があった。また、コンプレッサから空気孔へ集電装置に沿って空気管路を配管しこれらの部材を電気的に絶縁する必要があり、配管作業や設置作業に手間がかかるという問題点があった。
【０００５】
この発明の課題は、集電装置のすり板と電車線との間に作用する接触力を簡単な構造によって制御することができる集電装置の接触力制御構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、集電装置（３）のすり板（７）とこのすり板が接触する電車線（１）との間に作用する接触力（Ｃ）を制御する集電装置の接触力制御構造であって、前記すり板を弾性支持する弾性支持部（９）の変位量（Δ）に応じて、前記集電装置の集電舟（８）に作用する揚力（Ｌ）を可変する揚力可変部（１５）を備えることを特徴とする集電装置の接触力制御構造（１０）である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記集電舟から上方及び／又は下方に向かって空気を排出する空気排出口（１２；２７，２８）を備え、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて前記空気排出口から排出する空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記空気排出口（１２）に空気を導く圧縮変形可能な流路（１６）を備え、前記流路は、圧縮変形することによって空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、
前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路（１９）に開度が変化する開閉弁（２０）を備え、前記開閉弁は、前記開度を変化させて空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路（１９）に回転角が変化する回転弁（２１）を備え、前記回転弁は、前記回転角を変化させて空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路（１９）に絞り径（ｄ）が変化するオリフィス（２２）を備え、前記オリフィスは、前記絞り径を変化させて空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記空気排出口に空気を導く流路（１９）に挿入量が変化する仕切板（２５）を備え、前記仕切板は、前記挿入量を変化させて空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記集電舟から上方に向かって空気を排出する上側空気排出口（２７）と、前記集電舟から下方に向かって空気を排出する下側空気排出口（２８）と、前記上側空気排出口に空気を導く上側流路（２９）と、前記下側空気排出口に空気を導く下側流路（３０）とを備え、前記揚力可変部は、前記上側流路と前記下側流路とに空気を導く流路にこの上側流路とこの下側流路への分岐量が変化する分岐弁（３３）を備え、前記分岐弁は、前記分岐量を変化させて空気の流量を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１４】
請求項９の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の空気排出口（１２）から排出する空気の排出方向を調整することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１５】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記集電舟の上方又は下方に向かって空気を排出するノズル部（３５）を備え、前記ノズル部は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときには上方に向き、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときには下方に向くことを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記集電舟の上方又は下方に向かって空気を排出する羽根板（３７）を備え、前記羽根板は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときには上方に向き、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときには下方に向くことを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１７】
請求項１２の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の迎角（θ）を可変することを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００１８】
請求項１３の発明は、請求項１２に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記集電舟を長手方向の軸線（Ｏ2）回りに回転させる回転機構部（３８）を備え、前記回転機構部は、前記すり板と前記集電舟との相対変位が小さくなったときにはこの集電舟の迎角を減少させ、前記すり板と前記集電舟との相対変位が大きくなったときにはこの集電舟の迎角を増加させることを特徴としている集電装置の接触力制御構造である。
【００１９】
請求項１４の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟を昇降させるフラップ部（３９）を備えることを特徴としている集電装置の接触力制御構造である。
【００２０】
請求項１５の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟からの突出量が変化する突出部（４１）を備えることを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【００２１】
請求項１６の発明は、請求項１に記載の集電装置の接触力制御構造において、前記揚力可変部は、前記弾性支持部の変位量に応じて、前記集電舟の外観形状が変化する形状変化部（４２）を備えることを特徴とする集電装置の接触力制御構造である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によると、集電装置のすり板と電車線との間に作用する接触力を簡単な構造によって制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（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は、この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を備える集電装置を模式的に示す構成図である。図２は、この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を空気排出口側から見た正面図である。図３は、図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図であり、図３（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図３（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図４は、図３のIV-IV線で切断した状態を示す断面図であり、図４（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図４（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【００２４】
図１〜図４に示す架線１は、線路上空に架設される架空電車線であり、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線１ａは、集電装置３のすり板７が接触する電線であり、集電装置３のすり板７が接触移動することによって車両２に負荷電流を供給する。車両２は、電車や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などの鉄道車両である。車体２ａは、乗客を積載し輸送するための構造物である。
【００２５】
図１に示す集電装置３は、トロリ線１ａから電力を車両２に導くための装置であり、台枠４と、枠組５と、舟支え機構部６と、すり板７と、集電舟（舟体）８と、すり板支持部９と、接触力制御構造１０などを備えている。台枠４は、枠組５を支持して車体２ａの屋根上のがい子に設置される部分であり、枠組５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。舟支え機構部６は、集電舟８を架線１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に示す集電装置３は、車両２の進行方向に対して非対称であり、空力的性能から高速使用時には一方向だけで使用可能なシングルアーム式パンタグラフの例である。
【００２６】
すり板７は、集電舟８に取り付けられトロリ線１ａと接触する部材である。すり板７は、図１〜図４に示すように、車両２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、図２及び図３に示すように集電舟８の上部にすり板支持部９を介して取り付けられ支持されている。
【００２７】
集電舟８は、すり板７及びすり板支持部９を取り付ける部分である。集電舟８は、一般にトロリ線１ａと直交する方向に伸びた弓形で細長い金属製の部材であり、軌道面と平行に配置され架線１の長さ方向と直交して配置されている。集電舟８には、図１に示すように、この集電舟８を上昇させる方向を正とする揚力Ｌ、又はこの集電舟８を下降させる方向を負とする揚力−Ｌが作用する。集電舟８は、図１〜図４に示すように、接触力制御構造１０を備えており、集電舟８の上面には図２〜図４に示すように凹状の収容部（凹部）８ａが形成されている。
【００２８】
すり板支持部９は、すり板７を弾性支持する部分である。すり板支持部９は、すり板７と集電舟８との間に配置されており、集電舟８の収容部８ａに収容されている。すり板支持部９は、すり板７と集電舟８とが相対変位可能なように集電舟８にすり板７を支持するばねなどの弾性体であり、すり板７とトロリ線１ａとの間に作用する接触力Ｃが予め定められた標準値である時に中立位置になるように設定されている。すり板支持部９は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも大きくなると縮み、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも小さくなると伸びる。
【００２９】
図１〜図４に示す接触力制御構造１０は、トロリ線１ａとすり板７との間に作用する接触力Ｃを制御する構造である。接触力制御構造１０は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８に作用する揚力Ｌを変化させ集電装置３の接触力Ｃを制御する。接触力制御構造１０は、図１〜図４に示すように、空気取入口１１と、空気排出口１２と、流路１３，１４と、揚力可変部１５とを備えている。接触力制御構造１０は、図３に示すように、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも大きくなったときには、この集電舟８から下方に向かって噴出する空気の流量を減少させ、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも小さくなったときには、この集電舟８から下方に向かって噴出する空気の流量を増加させる。
【００３０】
図１〜図３に示す空気取入口１１は、集電舟８の前方の空気をこの集電舟８に取り入れる取入口であり、集電舟８の前部から空気を取り入れる。空気取入口１１は、集電舟８の前方の淀み点付近に形成されており、集電舟８の前縁部の長さ方向（車両２の幅方向）に沿って間隔をあけて多数形成されている。
【００３１】
図１〜図４に示す空気排出口１２は、空気取入口１１から取り入れた空気を集電舟８から下方に向かって排出する排出口である。空気排出口１２は、すり板７の後方に形成されており、図２に示すように集電舟８の下面（後縁部近傍）に長さ方向に沿って多数形成されている。
【００３２】
図１及び図３に示す流路１３は、空気取入口１１から流路１６に向かって空気が流れる管路であり、上流側の端部が空気取入口１１に接続され、下流側の端部が流路１６に接続されている。流路１４は、流路１６から空気排出口１２に向かって空気が流れる管路であり、上流側の端部が流路１６に接続され、下流側の端部が空気排出口１２に接続されている。流路１３，１４は、集電舟８の内部に配管されている。
【００３３】
図３及び図４に示す揚力可変部１５は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８に作用する揚力Ｌを可変する部分であり、流路１６の弾性変形を利用して空気排出口１２から排出する空気の流量を制御し揚力Ｌを制御する。揚力可変部１５は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、すり板支持部９の変位量Δに応じて流路１６を圧縮して、空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する。揚力可変部１５は、図３及び図４に示すように、流路１６と加圧部１７，１８とを備えている。
【００３４】
図１〜図４に示す流路１６は、空気排出口１２に空気を導く圧縮変形可能な管路であり、圧縮変形することによって空気の流量を調整する。流路１６は、上流側の端部が流路１３に接続され、下流側の端部が流路１４に接続されている。流路１６は、例えば、可撓性の弾性変形可能なゴム製のチューブであり、集電舟８の内部に配管されている。
【００３５】
加圧部１７は、流路１６を加圧してこの流路１６の断面積を変化させる部分である。加圧部１７は、すり板７側に固定されており、図３及び図４に示すように上端部がすり板７の下面に連結され、下端部が流路１６と接触するように配置されている。加圧部１７は、図４に示すように、各流路１６を同時に加圧可能なように板状部材に形成されており、各流路１６の長さ方向と直交する方向にこの加圧部１７の長さ方向が一致するように配置されている。加圧部１７は、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも大きくなると、加圧部１７の下端部が加圧部１８の上端部との間で流路１６を加圧して圧縮し、この流路１６の断面積を減少させて流量を減少させ、集電舟８に作用する揚力Ｌを低下させる。一方、加圧部１７は、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも小さくなると、加圧部１７の下端部が加圧部１８の上端部から離間して、この流路１６の断面積を増加させて流量を増加させ、集電舟８に作用する揚力Ｌを増加させる。
【００３６】
加圧部１８は、加圧部１７との間で流路１６を加圧してこの流路１６の断面積を変化させる部分である。加圧部１８は、集電舟８側に固定されており、図３及び図４に示すように上端部が流路１６を加圧するように、この流路１６を挟み加圧部１７と対向して配置されている。
【００３７】
次に、この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１に示すように、車両２がＡ方向に走行して、図３（Ａ）及び図４（Ａ）に示すように集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも大きくなると、すり板支持部９が変位量Δだけ縮み、すり板７の下面と集電舟８の上面との間の間隔が狭くなり接触力Ｃが増加する。すり板７に対して集電舟８が上昇すると加圧部１８が集電舟８と一体となって上昇して、加圧部１７の下端部と加圧部１８の上端部との間で流路１６が圧縮されて流路１６の断面積が減少する。このため、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から噴出する集電舟８の前方から導入させる空気の流量が減少する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下して、接触力Ｃが低下し接触力Ｃが略一定に保たれる。
【００３８】
一方、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すように、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも小さくなると、すり板支持部９が変位量Δだけ伸び、すり板７の下面と集電舟８の上面との間の間隔が広くなる。すり板７に対して集電舟８が下降すると加圧部１８が集電舟８と一体となって下降して、加圧部１７の下端部と加圧部１８の上端部との間隔が広くなり流路１６の断面積が増加する。このため、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から排出する集電舟８の前方から導入させる空気の流量が増加して、集電舟８の下方の空気圧が上昇する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加して、接触力Ｃが増加し接触力Ｃが略一定に保たれる。
【００３９】
この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造には、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、すり板支持部９の変位量Δに応じて、集電舟８に作用する揚力Ｌを揚力可変部１５が可変する。このため、トロリ線１ａとすり板７との間に作用する接触力Ｃを略一定に保つことができる。
【００４０】
(2) この第１実施形態では、集電舟８から下方に向かって空気排出口１２が空気を排出し、すり板支持部９の変位量Δに応じて空気排出口１２から排出する空気の流量を揚力可変部１５が調整する。このため、空気の流量を可変することによって集電舟８に作用する揚力Ｌを簡単に制御することができる。また、従来の集電装置の接触力制御構造のようなコンプレッサなどを集電舟８の外部に設置してこのコンプレッサから集電舟８まで配管する必要がなくなる。このため、集電舟８の内部に簡単な機械的構造の揚力可変部１５を設置するだけでよく、構造が簡単になり安価に製造することができる。
【００４１】
(3) この第１実施形態では、空気排出口１２に空気を導く流路１６が圧縮変形可能であり、この流路１６が圧縮変形することによって空気の流量を調整する。その結果、弾性変形可能な流路１６の断面積を変化させることによって、空気排出口１２から排出する空気の流量を簡単に調整することができる。
【００４２】
（第２実施形態）
図５は、この発明の第２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図５（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図５（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図６は、図５のVI-VI線で切断した状態を示す断面図であり、図６（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図６（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。以下では、図１〜図４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。
【００４３】
図５及び図６に示す揚力可変部１５は、流路１９に開度が変化する開閉弁２０を備えている。流路１９は、空気取入口１１から空気排出口１２に空気を導く管路である。開閉弁２０は、開度を変化させて空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する弁であり、弁体２０ａと、弁座２０ｂと、弁棒２０ｃと、すべり軸受２０ｄとを備えている。弁体２０ａは、流路１９を開閉する部材である。弁座２０ｂは、弁体２０ａが接触及び離間する部材であり、流路１９内に形成されている。弁棒２０ｃは、弁体２０ａの上部とすり板７の下部とを連結する部材であり、すべり軸受２０ｄは弁棒２０ｃを移動自在にガイドするとともに弁棒２０ｃと流路１９との隙間から空気が漏れるのを防止する部材である。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００４４】
次に、この発明の第２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図５（Ａ）及び図６（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、弁座２０ｂが集電舟８と一体となって上昇して、弁体２０ａと弁座２０ｂとの間の隙間が小さくなる。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から噴出する空気の流量が減少するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図５（Ｂ）及び図６（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、弁座２０ｂが集電舟８と一体となって下降して、弁体２０ａと弁座２０ｂとの間の隙間が大きくなる。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から排出する空気の流量が増加するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００４５】
（第３実施形態）
図７は、この発明の第３実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図７（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図７（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図８は、図７のVIII-VIII線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、図８（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図８（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【００４６】
図７及び図８に示す揚力可変部１５は、流路１９に回転角が変化する回転弁２１を備えている。回転弁２１は、回転角を変化させて空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する弁であり、弁体２１ａと、支持軸２１ｂと、軸受２１ｃと、ピニオン２１ｄと、ラック２１ｅとを備えている。弁体２１ａは、流路１９内で回転して流路１９を開閉する板状の部材である。図８に示す支持軸２１ｂは流路１９を貫通して弁体２１ａを支持する部材であり、軸受２１ｃは支持軸２１ｂを回転自在にガイドするとともに支持軸２１ｂと流路１９との隙間から空気が漏れるのを防止する部材である。図７及び図８に示すピニオン２１ｄは支持軸２１ｂと一体となって回転する歯車である。ラック２１ｅは、ピニオン２１ｄと噛み合う歯であり、上端部がすり板７の下部に連結されている。ピニオン２１ｄ及びラック２１ｅには、弁体２１ａの回転角が０°〜90°の範囲内で変化するような長さの歯が形成されており、これらが互いに噛み合う範囲が制限されている。この第３実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００４７】
次に、この発明の第３実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図７（Ａ）及び図８（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、ピニオン２１ｄが集電舟８と一体となって上昇して、ラック２１ｅと噛み合いながらピニオン２１ｄが図７（Ａ）に示すＢ1方向に回転し、流路１９と弁体２１ａとの間の隙間が小さくなる。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から噴出する空気の流量が減少するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図７（Ｂ）及び図８（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、ピニオン２１ｄが集電舟８と一体となって下降して、ラック２１ｅと噛み合いながらピニオン２１ｄが図７（Ｂ）に示すＢ1方向とは逆方向のＢ2方向に回転し、流路１９と弁体２１ａとの間の隙間が大きくなる。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から排出する空気の流量が増加するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００４８】
（第４実施形態）
図９は、この発明の第４実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図９（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図９（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図１０は、図９のX-X線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、図１０（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図１０（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【００４９】
図９及び図１０に示す揚力可変部１５は、流路１９に絞り径ｄが変化するオリフィス２２を備えている。オリフィス２２は、絞り径ｄを変化させて空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する装置であり、絞り機構部２２ａと、ピニオン２２ｂと、ラック２２ｃとを備えている。図９に示す絞り機構部２２ａは、絞り径ｄを連続的に変化させる部分であり、カメラなどの撮影装置の絞り装置に近似した構造を備えている。図１０に示すピニオン２２ｂは、絞り径ｄを変化させるために必要な力を絞り機構部２２ａに伝達する歯車である。図９及び図１０に示すラック２２ｃは、ピニオン２２ｂと噛み合う歯であり、上端部がすり板７の下部に連結されている。この第４実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５０】
次に、この発明の第４実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、ピニオン２２ｂが集電舟８と一体となって上昇して、ラック２２ｃと噛み合いながらピニオン２２ｂが図１０（Ａ）に示すＢ1方向に回転し、絞り機構部２２ａが絞り径ｄを小さくして流路１９の断面積が減少する。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から噴出する空気の流量が減少するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、ピニオン２２ｂが集電舟８と一体となって下降して、ラック２２ｃと噛み合いながらピニオン２２ｂが図１０（Ｂ）に示すＢ2方向に回転し、絞り機構部２２ａが絞り径ｄを大きくして流路１９の断面積が増加する。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から排出する空気の流量が増加するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００５１】
（第５実施形態）
図１１は、この発明の第５実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１１（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図１１（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図１２は、図１１のXII-XII線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、図１２（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、図１２（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【００５２】
図１１及び図１２に示す接触力制御構造１０は、ガイド部２３，２４を備えている。揚力可変部１５は、流路１９に挿入量が変化する仕切板２５を備えており、この仕切板２５は挿入量を変化させて空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する部材である。ガイド部２３，２４は、仕切板２５を移動自在にガイドするとともに、流路１９と仕切板２５との隙間から空気が漏れるのを防止する部材である。仕切板２５は、図１１に示すように、ガイド部２３とガイド部２４との間に移動自在に挟み込まれており、図１１及び図１２に示すように流路１９内を流れる空気が通過する貫通孔２５ａを備えている。貫通孔２５ａは、図１２に示すように、流路１９の内径と同一の大きさに形成されており、貫通孔２５ａと流路１９との相対位置が変化すると、流路１９の断面積が増減し流路１９を流れる空気の流量が変化する。この第５実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５３】
次に、この発明の第５実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、流路１９が集電舟８と一体となって上昇して、貫通孔２５ａが流路１９から退出し流路１９の断面積が減少する。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から噴出する空気の流量が減少するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、流路１９が集電舟８と一体となって下降して、貫通孔２５ａが流路１９に進入し流路１９の断面積が増加する。その結果、空気取入口１１から流入し空気排出口１２から排出する空気の流量が増加するため、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００５４】
（第６実施形態）
図１３は、この発明の第６実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１３（Ａ）は上側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示し、図１３（Ｂ）は下側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。図１４は、図１３のXIV-XIV線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、図１４（Ａ）は上側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示し、図１４（Ｂ）は下側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【００５５】
図１３及び図１４に示す接触力制御構造１０は、流路２６と、空気排出口２７，２８と、流路２９，３０と、ガイド部３１，３２とを備えている。揚力可変部１５は、流路２６に流路２９，３０への分岐量が変化する分岐弁３３を備えており、この分岐弁３３は分岐量を変化させて空気排出口１２から排出する空気の流量を調整する弁である。揚力可変部１５は、空気排出口２７，２８から排出する空気の流量を制御するとともに、これらの空気の排出方向も制御して揚力Ｌを制御する。図１３に示す流路２６は、流路２９，３０に空気を導く管路であり、空気取入口１１から空気を導入する。空気排出口２７，２８は、集電舟８から上方及び／又は下方に向かって空気を排出する排出口である。空気排出口２７は、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも増加したときに、空気取入口１１からの空気を集電舟８の上方に向かって集電舟８の上部から排出する。空気排出口２８は、集電舟８に作用する接触力Ｃが標準値よりも減少したときに、空気取入口１１からの空気をこの集電舟８の下方に向かってこの集電舟８の下部から排出する。流路２９は、空気取入口１１から空気排出口２７に空気を導く管路であり、流路３０は空気取入口１１から空気排出口２８に空気を導く管路である。ガイド部３１，３２は、分岐弁３３を移動自在にガイドするとともに、流路１９，２９，３０と分岐弁３３との隙間から空気が漏れるのを防止する部材である。
【００５６】
分岐弁３３は、ガイド部３１とガイド部３２との間に移動自在に挟み込まれる板状部材であり、流路２６内を流れる空気が通過する二股式の貫通孔３３ａ，３３ｂａを備えている。貫通孔３３ａ，３３ｂは、例えば、流路２６，２９，３０の内径と同一の大きさに形成されており、貫通孔３３ａ，３３ｂのいずれか一方が流路２６と接続するときに他方が流路２６と接続しないように、貫通孔３３ａ，３３ｂの間隔は流路２６の内径分だけ離れて設定されている。分岐弁３３は、貫通孔３３ａ，３３ｂと流路２６，２９，３０との相対位置を変化させて、流路１９から流路２９，３０に流れる空気の流量を変化させる。この第６実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【００５７】
次に、この発明の第６実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、流路２６，２９，３０が集電舟８と一体となって上昇して、貫通孔３３ａが流路１９と流路２９とを接続し貫通孔３３ｂが流路１９と流路３０とを遮断する。その結果、空気排出口２７から集電舟８の上方に向かって噴出する空気の流量が増加して、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、流路２６，２９，３０が集電舟８と一体となって下降して、貫通孔３３ａが流路１９と流路２９とを遮断し貫通孔３３ｂが流路１９と流路３０とを接続する。その結果、空気排出口２８から集電舟８の下方に向かって噴出する空気の流量が増加して、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。なお、この第６実施形態では、すり板支持部９のばねがが中立位置にあり接触力Ｃが標準値であるときには、流路２６と流路２９，３０とが貫通孔３３ａ，３３ｂによって遮断されるためいずれの空気排出口２７，２８からも空気が噴出されない。
【００５８】
（第７実施形態）
図１５は、この発明の第７実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１５（Ａ）は空気の排出方向を上向きにしたときの状態を示し、図１５（Ｂ）は空気の排出方向を下向きにしたときの状態を示す。
図１５に示す接触力制御構造１０は、空気取入口１１から空気を導入してノズル部３５にこの空気を導く流路３４を備えている。揚力可変部１５は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８の空気排出口１２から排出する空気の排出方向を調整する部分であり、ノズル部３５の噴射角度を変化させて空気排出口１２から排出する空気の噴き出し方向を制御し揚力Ｌを制御する。揚力可変部１５は、ノズル部３５と方向切替部３６とを備えている。
【００５９】
ノズル部３５は、集電舟８の上方又は下方に向かって空気を排出する部分であり、図１５（Ａ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が小さくなったとき（すり板支持部９のばねが圧縮したとき）には上方に向き、図１５（Ｂ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が大きくなったとき（すり板支持部９のばねが伸長したとき）には下方に向く。ノズル部３５は、上流側の端部が流路３４の下流側の端部に回転自在に連結されており、ノズル部３５の先端部には噴射口となる空気排出口１２が形成されている。方向切替部３６は、集電舟８の昇降動作に連動してノズル部３５からの空気の噴射方向を切り替える部分である。方向切替部３６は、上端部がすり板７の下面に連結されたリンク部材３６ａと、下端部がノズル部３５に回転自在に連結されたリンク部材３６ｂと、一方の端部にリンク部材３６ａの下端部が回転自在に連結され、他方の端部にリンク部材３６ｂの上端部が回転自在に連結されており、支点Ｏ1を回転中心として集電舟８に回転自在に連結されたリンク部材３６ｃとを備えており、リンク部材３６ａ〜３６ｃがてこ機構部を構成している。
【００６０】
次に、この発明の第７実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１５（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、リンク部材３６ｃの支点Ｏ1が集電舟８と一体となって上昇して、リンク部材３６ｃが支点Ｏ1を中心としてＢ2方向に回転しリンク部材３６ｂがノズル部３５を上方に向ける。その結果、空気排出口１２から集電舟８の上方に向かって空気が噴出して、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図１５（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、リンク部材３６ｃの支点Ｏ1が集電舟８と一体となって下降して、リンク部材３６ｃが支点Ｏ1を中心としてＢ1方向に回転しリンク部材３６ｂがノズル部３５を下方に向ける。その結果、空気排出口１２から集電舟８の下方に向かって空気が噴出して、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００６１】
この発明の第７実施形態に係る集電装置の接触力制御構造には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第７実施形態では、すり板支持部９の変位量Δに応じて、集電舟８の空気排出口１２から排出する空気の排出方向を揚力可変部１５が調整する。このため、空気の排出方向を可変することによって集電舟８に作用する揚力Ｌを簡単に制御することができる。
【００６２】
(2) この第７実施形態では、集電舟８の上方又は下方に向かってノズル部３５が空気を排出し、すり板７と集電舟８との相対変位が小さくなったときにはノズル部３５が上方に向き、すり板７と集電舟８との相対変位が大きくなったときにはノズル部３５が下方に向く。その結果、ノズル部３５の噴射方向を変化させることによって、空気排出口１２から排出する空気の排出方向を簡単に調整することができる。
【００６３】
（第８実施形態）
図１６は、この発明の第８実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１６（Ａ）は空気の排出方向を上向きにしたときの状態を示し、図１６（Ｂ）は空気の排出方向を下向きにしたときの状態を示す。
図１６に示す接触力制御構造１０は、空気取入口１１から空気を導入して羽根板（ルーバー）３７にこの空気を導く流路３４を備えている。揚力可変部１５は、集電舟８の上方又は下方に向かって空気を排出する羽根板３７を備えており、流路３４内の空気排出口１２近傍に配置されている。羽根板３７は、図１６（Ａ）に示すように、すり板７と集電舟８との相対変位が小さくなったときには方向切替部３６によって上方に向き、図１６（Ｂ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が大きくなったときには方向切替部３６によって下方に向く。この第８実施形態には、第７実施形態と同様の効果がある。
【００６４】
次に、この発明の第８実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１６（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、リンク部材３６ｃの支点Ｏ1が集電舟８と一体となって上昇して、リンク部材３６ｃが支点Ｏ1を中心としてＢ2方向に回転しリンク部材３６ｂが羽根板３７を上方に向ける。その結果、空気排出口１２から集電舟８の上方に向かって空気が噴出して、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図１６（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、リンク部材３６ｃの支点Ｏ1が集電舟８と一体となって下降して、リンク部材３６ｃが支点Ｏ1を中心としてＢ1方向に回転しリンク部材３６ｂが羽根板３７を下方に向ける。その結果、空気排出口１２から集電舟８の下方に向かって空気が噴出して、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００６５】
（第９実施形態）
図１７は、この発明の第９実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１７（Ａ）は集電舟の迎角を減少させたときの状態を示し、図１７（Ｂ）は集電舟の迎角を増加させたときの状態を示す。
図１７に示す揚力可変部１５は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８の迎角θを可変する。揚力可変部１５は、集電舟８を長手方向の軸線（例えば、集電舟８の重心を通過する中心線）Ｏ2回りに回転させる回転機構部３８を備えている。回転機構部３８は、上端部がすり板７の下面に連結されたリンク部材３８ａと、集電舟８に固定されこの集電舟８一体となって軸線Ｏ2回りに回転する回転軸３８ｂと、一方の端部がリンク部材３８ａの下端部に回転自在に連結され、他方の端部が回転軸３８ｂに固定されたリンク部材３８ｃとを備えている。回転機構部３８は、図１７（Ａ）に示すように、すり板７と集電舟８との相対変位が小さくなったときには集電舟８の迎角θを減少させ、図１７（Ｂ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が大きくなったときには集電舟８の迎角θを増加させる。
【００６６】
次に、この発明の第９実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１７（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、回転軸３８ｂ及びリンク部材３８ｃが一体となって軸線Ｏ2を回転中心としてＢ2方向に回転して、集電舟８の前縁部側が下方に傾斜して迎角θが減少する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが低下し接触力Ｃが低下する。一方、図１７（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、回転軸３８ｂ及びリンク部材３８ｃが一体となって軸線Ｏ2を回転中心としてＢ1方向に回転して、集電舟８の前縁部側が上方に傾斜して迎角θが増加する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００６７】
この発明の第９実施形態では、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８の迎角θを揚力可変部１５が変化させる。このため、集電舟８の迎角θを変化させるて集電舟８に作用する揚力Ｌを簡単に制御することができる。
【００６８】
（第１０実施形態）
図１８は、この発明の第１０実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図１８（Ａ）はフラップ部の後縁部を上げたときの状態を示し、図１８（Ｂ）はフラップ部の後縁部を下げたときの状態を示す。図１９は、この発明の第１０実施形態に係る集電装置の接触力制御構造をフラップ部の後縁部側から見た正面図である。
【００６９】
図１８及び図１９に示す揚力可変部１５は、フラップ部３９と昇降機構部４０とを備えている。フラップ部３９は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８を昇降させる部分である。フラップ部３９は、集電舟８の後縁部に配置されており、支点Ｏ3を回転中心として集電舟８に回転自在に連結されている。昇降機構部４０は、集電舟８の昇降動作に連動してフラップ部３９を昇降させる棒状部材であり、上端部がすり板７の下面に連結され、下端部がフラップ部３９の端部に回転自在に連結されている。昇降機構部４０は、図１８（Ａ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が小さくなったときにはフラップ部３９の後縁部を上げ、図１８（Ｂ）に示すようにすり板７と集電舟８との相対変位が大きくなったときにはフラップ部３９の後縁部を下げる。この第１０実施形態には、第９実施形態と同様の効果がある。
【００７０】
次に、この発明の第１０実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図１８（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、フラップ部３９が支点Ｏ3を回転中心としてＢ2方向に回転して、フラップ部３９の後縁部側が上方に傾斜する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが減少し接触力Ｃが低下する。一方、図１８（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、フラップ部３９が支点Ｏ3を回転中心としてＢ1方向に回転して、フラップ部３９の後縁部側が下方に傾斜する。その結果、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加し接触力Ｃが増加する。
【００７１】
（第１１実施形態）
図２０は、この発明の第１１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図２０（Ａ）は突起部の突出量を増加させたときの状態を示し、図２０（Ｂ）は突出部の突出量を減少させたときの状態を示す。図２１は、この発明の第１１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を集電舟の後縁部側から見た正面図である。
【００７２】
図２０及び図２１に示す揚力可変部１５は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８からの突出量が変化する突出部４１を備えている。突出部４１は、集電舟８の一部から突出して乱流を促進させ剥離位置を遅らせる（下流側に移動させる）ことによって揚力Ｌを制御する。突出部４１は、例えば、航空機の剥離防止などに使用される突起状の渦発生装置(ボルテックス・ジェネレータ(Vortex Generator))であり、渦流を積極的に発生させて境界層における剥離を発生し難くする機能を有する。突出部４１は、例えば、下端部が集電舟８から進退可能な棒状部材又は板状部材であり、下端部が球状に形成されている。突出部４１は、図２０に示すように、集電舟８の前縁寄りの集電舟８の下面に配置されており、上端部がすり板７の下面に連結されている。この発明の第１１実施形態には、第９実施形態及び第１０実施形態と同様の効果がある。
【００７３】
次に、この発明の第１１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図２０（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、突出部４１の下端部が集電舟８の下面から進出し、集電舟８に作用する揚力Ｌが減少して接触力Ｃが低下する。一方、図２０（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、突出部４１の下端部が集電舟８の下面から後退し、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加して接触力Ｃが増加する。
【００７４】
（第１２実施形態）
図２２は、この発明の第１２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、図２２（Ａ）は突起部の突出量を増加させたときの状態を示し、図２２（Ｂ）は突出部の突出量を減少させたときの状態を示す。図２３は、この発明の第１２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を集電舟の後縁部側から見た正面図である。
【００７５】
図２２及び図２３に示す揚力可変部１５は、形状変化部４２と加圧部４３とを備えている。形状変化部４２は、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８の外観形状が変化する部分であり、集電舟８の一部を変形させて揚力Ｌを制御する。形状変化部４２は、図２２に示すように、集電舟８の下面の略中央に集電舟８と一体に形成されており、この集電舟８の下面の形状を可変する可撓性で膜状の弾性体などである。加圧部４３は、形状変化部４２を加圧する部材であり、上端部がすり板７の下面に連結され、下端部が形状変化部４２を押圧可能な棒状部材である。この第１２実施形態には、第９実施形態〜第１１実施形態と同様の効果がある。
【００７６】
次に、この発明の第１２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の作用を説明する。
図２２（Ａ）に示すように、接触力Ｃが増加してすり板７に対して集電舟８が上昇すると、加圧部４３の下端部が形状変化部４２を加圧する加圧力が増加するため集電舟８の下面が凸状に突出して形状が変化し、集電舟８に作用する揚力Ｌが低減して接触力Ｃが低下する。一方、図２２（Ｂ）に示すように、接触力Ｃが減少してすり板７に対して集電舟８が下降すると、加圧部４３の下端部が形状変化部４２を加圧する加圧力が低下するため集電舟８の下面が後退し形状が変化し、集電舟８に作用する揚力Ｌが増加して接触力Ｃが増加する。
【００７７】
（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、車両２がＡ方向に移動する場合を例に挙げて説明したが、車両２がＡ方向とは逆方向に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としてシングルアーム式パンタグラフを例に挙げて説明したが、菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフ、第三軌条方式の集電装置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、電車線として架空式電車線路を例に挙げて説明したが、導電性レールを使用する第三軌条式（サードレール式）電車線路についてもこの発明を適用することができる。
【００７８】
(2) この実施形態では、すり板支持部９の変位量Δに応じて集電舟８に作用する揚力Ｌを機械的に制御しているが、この揚力Ｌを電気的に制御することもできる。例えば、すり板支持部９の変位量Δを検出する変位量検出部の検出結果に基づいて、空気排出口１２，２７，２８から排出する空気の流量及び／又は排出方向などを揚力可変部１５によって調整することもできる。また、この第１実施形態〜第５実施形態では、下側の空気排出口１２から下方に空気を排出する場合を例に挙げて説明したが、空気排出口を上側に設けてこの空気排出口から上方に空気を排出したり、空気排出口を上側及び下側に設けてそれぞれの空気排出口から空気を上方又は下方に排出したりすることもできる。さらに、この実施形態では、車両２の進行方向と直交する１枚のすり板７を例に挙げて説明したが、このような構造のすり板７に限定するものではない。例えば、車両２の進行方向と直交する方向に複数分割された構造のすり板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、それぞれのすり板を支持するすり板支持部の変位量のうち最大の変位量に応じて、空気の流量及び／又は排出方向などを揚力可変部１５によって調整することもできる。
【００７９】
(3) この第５実施形態では、貫通孔２５ａによって流路１９の断面積を変化させて空気の流量を調整しているが、貫通孔２５ａを省略し仕切板２５のみによって流路１９の断面積を変化させて空気の流量を調整することもできる。また、この第６実施形態では、すり板支持部９のばねがが中立位置にあり接触力Ｃが標準値であるときには、空気排出口２７，２８から空気が噴出されないような構造の分岐弁３３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、すり板支持部９のばねがが中立位置にあり接触力Ｃが標準値であるときには、空気排出口２７，２８から空気が同程度ずつ噴き出すような構造の分岐弁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の後方に存在する交番渦を崩壊させてエオルス音を低減することができる。
【００８０】
(4) この第１１実施形態では、集電舟８の下面に突出部４１を配置する場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、揚力Ｌの増減とすり板支持部９の変位量Δとの関係は変化するが、集電舟８の前縁部、後縁部又は下面に突出部４１を配置することもできる。また、この第１２実施形態では、集電舟８の下面の形状を形状変化部４２によって変化させる場合を例に挙げて説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、集電舟８の形状によって揚力Ｌの増減が変化するが、集電舟８の前縁部、後縁部又は下面の形状を形状変化部４２によって変化させることもできる。さらに、この第１実施形態〜第６実施形態では、すり板７の変位量Δと揚力可変部１５の作動量とが一対一である場合を例に挙げて説明したがこの場合に限定するものではない。例えば、この第２実施形態では、すり板７が変位量Δだけ変位すると弁体２０ａも変位量Δと同じ量だけ昇降する場合を例に挙げて説明したが、てこ機構などを利用してすり板７の変位量Δに比例して任意に弁体２０ａを移動させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を備える集電装置を模式的に示す構成図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を空気排出口側から見た正面図である。
【図３】図２のIII-III線で切断した状態を示す断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図４】図３のIV-IV線で切断した状態を示す断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図５】この発明の第２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図６】図５のVI-VI線で切断した状態を示す断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図７】この発明の第３実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図８】図７のVIII-VIII線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図９】この発明の第４実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１０】図９のX-X線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、図（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１１】この発明の第５実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１２】図１１のXII-XII線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、（Ａ）は空気排出口から排出する空気の流量が減少したときの状態を示し、（Ｂ）は空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１３】この発明の第６実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は上側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示し、（Ｂ）は下側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１４】図１３のXIV-XIV線で切断した状態を拡大して示す部分断面図であり、（Ａ）は上側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示し、（Ｂ）は下側の空気排出口から排出する空気の流量が増加したときの状態を示す。
【図１５】この発明の第７実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気の排出方向を上向きにしたときの状態を示し、（Ｂ）は空気の排出方向を下向きにしたときの状態を示す。
【図１６】この発明の第８実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は空気の排出方向を上向きにしたときの状態を示し、（Ｂ）は空気の排出方向を下向きにしたときの状態を示す。
【図１７】この発明の第９実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は集電舟の迎角を減少させたときの状態を示し、（Ｂ）は集電舟の迎角を増加させたときの状態を示す。
【図１８】この発明の第１０実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）はフラップ部の後縁部を上げたときの状態を示し、（Ｂ）はフラップ部の後縁部を下げたときの状態を示す。
【図１９】この発明の第１０実施形態に係る集電装置の接触力制御構造をフラップ部の後縁部側から見た正面図である。
【図２０】この発明の第１１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は突起部の突出量を増加させたときの状態を示し、（Ｂ）は突出部の突出量を減少させたときの状態を示す。
【図２１】この発明の第１１実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を集電舟の後縁部側から見た正面図である。
【図２２】この発明の第１２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造の断面図であり、（Ａ）は突起部の突出量を増加させたときの状態を示し、（Ｂ）は突出部の突出量を減少させたときの状態を示す。
【図２３】この発明の第１２実施形態に係る集電装置の接触力制御構造を集電舟の後縁部側から見た正面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  架線（電車線）
１ａ  トロリ線
２  車両
３  集電装置
７  すり板
８  集電舟
９  すり板支持部（弾性支持部）
１０  接触力制御構造
１１  空気取入口
１２  空気排出口
１３，１４，１６  流路
１５  揚力可変部
１７，１８  加圧部
１９  流路
２０  開閉弁
２１  回転弁
２２  オリフィス
２２ａ  絞り機構部
２５  仕切板
２５ａ  貫通孔
２６  流路
２７  空気排出口（上側空気排出口）
２８  空気排出口（下側空気排出口）
２９  流路（上側流路）
３０  流路（下側流路）
３３  分岐弁
３３ａ，３３ｂ  貫通孔
３４  流路
３５  ノズル部
３６  方向切替部
３７  羽根板
３８  回転機構部
３９  フラップ部
４１  突出部
４２  形状変化部
４３  加圧部
Δ  変位量
Ｌ  揚力
Ｃ  接触力
ｄ  絞り径
θ  迎角
Ｏ1，Ｏ3  支点
Ｏ2  軸線
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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