(57)【要約】【課題】簡単な構造で最小限の集電装置数によって沿線騒音を抑制することができる集電装置を提供する。【解決手段】車両５が進行方向Ｄ1に走行するときには、前側の枠組８Ａを集電装置６が上昇状態に切り替えて、後側の枠組８Ｂを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、枠組８Ａ側の関節部８ｄが進行方向前側に位置するなびき方向で枠組８Ａが上昇状態になり、枠組８Ａから発生する騒音が低減する。一方、車両５が進行方向Ｄ1とは逆方向に走行するときには、前側の枠組８Ｂを集電装置６が上昇状態に切り替えて、後側の枠組８Ａを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、枠組８Ｂ側の関節部８ｄが進行方向前側に位置するなびき方向で枠組８Ｂが上昇状態になり、枠組８Ｂから発生する騒音が低減する。その結果、最小限の集電装置６の設置台数によって沿線に放射する騒音を抑制することができる。【選択図】図６
2018129881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関節部の向きが異なる複数の枠組を車両の進行方向に応じて昇降させることによって、トロリ線からこの車両に電力を導く集電装置であって、
第１の進行方向の前側に前記関節部を向ける第１の枠組と、
前記第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向の前側に前記関節部を向ける第２の枠組と、
前記第１及び前記第２の枠組を支持する台枠と、
を備える集電装置。
【請求項２】
関節部の向きが異なる複数の枠組を車両の進行方向に応じて昇降させることによって、トロリ線からこの車両に電力を導く集電装置であって、
第１の進行方向の後側に前記関節部を向ける第１の枠組と、
前記第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向の後側に前記関節部を向ける第２の枠組と、
前記第１及び前記第２の枠組を支持する台枠と、
を備える集電装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の集電装置において、
前記第１の枠組は、前記第１の進行方向に進行するときには上昇状態に切り替わり、前記第２の進行方向に進行するときには下降状態に切り替わり、
前記第２の枠組は、前記第１の進行方向に進行するときには下降状態に切り替わり、前記第２の進行方向に進行するときには上昇状態に切り替わること、
を特徴とする集電装置。
【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において、
前記第１及び前記第２の枠組は、前記トロリ線と摺動するすり板を支持する集電舟をそれぞれ支持すること、
を特徴とする集電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の集電装置において、
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の枠組は、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、
を特徴とする集電装置。
【請求項６】
請求項４又は請求項５に記載の集電装置において、
前記第１の枠組は、前記集電舟の中央部を舟支え部によって支持し、
前記第２の枠組は、前記集電舟の中央部を舟支え部によって支持すること、
を特徴とする集電装置。
【請求項７】
請求項６に記載の集電装置において、
前記第１及び前記第２の枠組は、前記車両の長さ方向に所定の間隔をあけて前記台枠に支持されていること、
を特徴とする集電装置。
【請求項８】
請求項４又は請求項５に記載の集電装置において、
前記第１の枠組は、前記集電舟の前記第１の進行方向の右側の端部寄りを舟支え部によって支持し、
前記第２の枠組は、前記集電舟の前記第２の進行方向の右側の端部寄りを舟支え部によって支持すること、
を特徴とする集電装置。
【請求項９】
請求項８に記載の集電装置において、
前記第１及び前記第２の枠組は、前記車両の幅方向に所定の間隔をあけて前記台枠に支持されていること、
を特徴とする集電装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の集電装置において、
前記第１及び前記第２の枠組は、前記関節部同士を前記台枠に対して外側に向けた状態でこの台枠に支持されていること、
を特徴とする集電装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の集電装置において、
前記第１及び前記第２の枠組は、前記関節部同士を前記台枠に対して内側に向けた状態でこの台枠に支持されていること、
を特徴とする集電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、関節部の向きが異なる複数の枠組を車両の進行方向に応じて昇降させることによって、トロリ線からこの車両に電力を導く集電装置に関する。
【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】
新幹線では、例えば、図３５（Ａ）に示すように、双方向に走行可能な集電舟１０７Ａを備える集電装置１０６Ａの場合には、１編成当たり２台の集電装置１０６Ａを車両１０５に搭載し、進行方向Ｄ1，Ｄ2の双方向に車両１０５が走行するいわゆる２パンタグラフ走行を実施している。集電装置１０６Ａは、一般に、図３６（Ａ）に示すような流れに対して関節部１０８ｄが上流側に位置する向きであるなびき方向の方が、図３６（Ｂ）に示すような流れに対して関節部１０８ｄが下流側に位置する向きである反なびき方向よりも空力音が小さい。
【０００６】
一方、従来の平滑形状舟体は、前部を必ず進行方向前側に向けて進行する必要があるため走行方向が限定されている。このため、図３５（Ｂ）に示すように、従来の平滑形状舟体１０７Ｂを備える集電装置１０６Ｂの場合であって、新幹線で一般的な１編成当たり２パンタグラフ走行を想定したときには、車両１０５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて集電装置１０６Ｂをなびき方向で使用するために４台の集電装置１０６Ｂを搭載する必要がある。その結果、平滑形状舟体１０７Ｂを車両１０５に搭載した場合には、集電装置１０６Ｂから発生する騒音源が増加するうえ、集電装置１０６Ｂのメンテナンスなどのコスト面でも不利になる。
【０００７】
なお、近年、すり板を長さ方向に複数のすり板片に分割した多分割すり板とすることによってトロリ線への追従性を向上させ、１編成当たり１パンタグラフ走行によって運用する列車が存在する。このような１パンタグラフ走行では、例えば、図３５（Ａ）に示す進行方向Ｄ1に進行するときに、なびき方向となる進行方向Ｄ1の前側の集電装置１０６Ａのみが使用され、進行方向Ｄ2に進行するときに、なびき方向となる進行方向Ｄ2の前側の集電装置１０６Ａのみが使用される。しかし、従来の平滑形状舟体１０７Ｂをこのような１パンタグラフ走行に適用した場合には、すり板片の上下変位によって平滑形状舟体１０７Ｂの断面に凹凸が生じ、平滑形状舟体１０７Ｂの揚力特性が大きく変化してしまう可能性がある。
【０００８】
この発明の課題は、簡単な構造で最小限の集電装置数によって沿線騒音を抑制することができる集電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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７、図９〜図２２及び図２５〜図３１に示すように、関節部（８ｄ）の向きが異なる複数の枠組（８Ａ，８Ｂ）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）からこの車両に電力を導く集電装置であって、第１の進行方向（Ｄ1）に前記関節部を向ける第１の枠組（８Ａ）と、前記第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向（Ｄ2）に前記関節部を向ける第２の枠組（８Ｂ）と、前記第１及び前記第２の枠組を支持する台枠（９）とを備える集電装置（６）である。
【００１０】
請求項２の発明は、図３３及び図３４に示すように、関節部（８ｄ）の向きが異なる複数の枠組（８Ａ，８Ｂ）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）からこの車両に電力を導く集電装置であって、第１の進行方向（Ｄ1）の後側に前記関節部を向ける第１の枠組（８Ａ）と、前記第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向（Ｄ2）の後側に前記関節部を向ける第２の枠組（８Ｂ）と、前記第１及び前記第２の枠組を支持する台枠（９）とを備える集電装置（６）である。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の集電装置において、図１〜図４、図６、図７、図９〜図１８、図２０、図２２、図２５〜図２８、図３０及び図３１に示すように、前記第１の枠組は、前記第１の進行方向に進行するときには上昇状態に切り替わり、前記第２の進行方向に進行するときには下降状態に切り替わり、前記第２の枠組は、前記第１の進行方向に進行するときには下降状態に切り替わり、前記第２の進行方向に進行するときには上昇状態に切り替わることを特徴とする集電装置である。
【００１２】
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において、図５〜図８、図１３、図１４、図１９〜図２２及び図２９〜図３２に示すように、前記第１及び前記第２の枠組は、前記トロリ線と摺動するすり板（７ａ）を支持する集電舟（７Ａ，７Ｂ）をそれぞれ支持することを特徴とする集電装置である。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４に記載の集電装置において、図６〜図８、図１３、図１４、図２０、図２２、図３０及び図３１に示すように、前記集電舟は、前部（７ｃ）の形状と後部（７ｄ）の形状とが非対称であり、前記第１及び前記第２の枠組は、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している集電装置である。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項４又は請求項５に記載の集電装置において、図３〜図５、図１１及び図１２に示すように、前記第１の枠組（８Ａ）は、前記集電舟（７Ａ）の中央部を舟支え部（８ａ）によって支持し、前記第２の枠組（８Ｂ）は、前記集電舟（７Ｂ）の中央部を舟支え部（８ａ）によって支持することを特徴とする集電装置である。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項６に記載の集電装置において、図５に示すように、前記第１及び前記第２の枠組は、前記車両の長さ方向に所定の間隔をあけて前記台枠に支持されていることを特徴とする集電装置である。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項４又は請求項５に記載の集電装置において、図１７〜図１９、図２１及び図２７〜図２９に示すように、前記第１の枠組（８Ａ）は、前記集電舟（７Ａ）の前記第１の進行方向右側の端部寄りを舟支え部（８ａ）によって支持し、前記第２の枠組（８Ｂ）は、前記集電舟（７Ａ）の前記第２の進行方向右側の端部寄りを舟支え部（８ａ）によって支持することを特徴とする集電装置である。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項８に記載の集電装置において、図１７〜図１９、図２１及び図２７〜図２９に示すように、前記第１及び前記第２の枠組は、前記車両の幅方向に所定の間隔をあけて前記台枠に支持されていることを特徴とする集電装置である。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の集電装置において、図３、図４、図６、図７、図１７、図１８、図２０及び図２２に示すように、前記第１及び前記第２の枠組は、前記関節部同士を前記台枠に対して外側に向けた状態でこの台枠に支持されていることを特徴とする集電装置である。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の集電装置において、図１１〜図１４、図２７、図２８、図３０及び図３１に示すように、前記第１及び前記第２の枠組は、前記関節部同士を前記台枠に対して内側に向けた状態でこの台枠に支持されていることを特徴とする集電装置である。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によると、簡単な構造で最小限の集電装置数によって沿線騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の第１実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動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装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動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模式図である。
【図４】図２のIV部分を拡大して示す模式図である。
【図５】この発明の第１実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動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）は平面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図７】この発明の第１実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合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集電舟を概略的に示す側面図である。
【図９】この発明の第２実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図１０】この発明の第２実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図９のX部分を拡大して示す模式図である。
【図１２】図１０のXII部分を拡大して示す模式図である。
【図１３】この発明の第２実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図１４】この発明の第２実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図１５】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図１６】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図１７】図１５のXVII部分を拡大して示す模式図である。
【図１８】図１６のXVIII部分を拡大して示す模式図である。
【図１９】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動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）は平面図である。
【図２０】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図２１】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動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）は平面図である。
【図２２】この発明の第３実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図２３】この発明の第３実施形態に係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２４】この発明の第３実施形態に係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２５】この発明の第４実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図２６】この発明の第４実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図２７】図２５のXXVII部分を拡大して示す模式図である。
【図２８】図２６のXXVIII部分を拡大して示す模式図である。
【図２９】この発明の第４実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動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）は平面図である。
【図３０】この発明の第４実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図３１】この発明の第４実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す側面図である。
【図３２】この発明の第５実施形態に係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３３】この発明の第６実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図３４】この発明の第６実施形態に係る集電装置を備える車両が第１の進行方向とは逆方向の第２の進行方向に移動する場合を概略的に示す斜視図である。
【図３５】列車の一編成当たりの集電装置の配置例を概略的に示す模式図であり、（Ａ）は双方向に走行可能な集電舟を搭載した集電装置の配置例を示す模式図であり、（Ｂ）は走行方向が限定される集電舟を搭載した集電装置の配置例を示す模式図である。
【図３６】集電装置の走行方向に対する向きを概略的に示す模式図であり、（Ａ）は集電装置の向きがなびき方向である場合の模式図であり、（Ｂ）は集電装置の向きが反なびき方向である場合の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
図５（Ａ）及び図６〜図８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６のすり板７ａが摺動する電線である。トロリ線４ａは、すり板７ａ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。
【００２７】
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。車両５は、図１及び図２に示すように、一編成（一列車）当たり一つの集電装置６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枠組８Ａ，８Ｂを使用する。
【００２８】
図１〜図６に示す集電装置６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６は、関節部８ｄの向きが異なる複数の枠組８Ａ，８Ｂを車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて上昇させることによって、トロリ線４ａから電力を車両５に導く。集電装置６は、図３〜図６に示すように、集電舟（舟体）７Ａ，７Ｂと、枠組８Ａ，８Ｂと、台枠９と、がいし（碍子）１０などを備えている。集電装置６は、図１〜図６に示すように、枠組８Ａ，８Ｂが集電舟７Ａ，７Ｂをそれぞれ支持している。集電装置６は、図１〜図４、図６及び図７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６は、原則として、図６及び図７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８ｄ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８ｄが位置する反なびき方向では使用されない。集電装置６は、図１〜図５に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂの中央部を舟支え部８ａによって支持しており、二つの枠組８Ａ，８Ｂを一つの台枠９によって支持している。
【００２９】
集電装置６は、図１及び図３に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには枠組８Ａを上昇状態に切り替え、図２及び図４に示すように車両５が下り線２Ｂを走行するときには枠組８Ｂを上昇状態に切り替える。集電装置６は、例えば、図１及び図３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の後側の枠組８Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ａを使用する。一方、集電装置６は、例えば、図２及び図４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の後側の枠組８Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ｂを使用する。
【００３０】
集電装置６は、図１及び図３に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、枠組８Ａを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの枠組８Ａ側のすり板７ａをトロリ線４ａに接触させ、枠組８Ｂを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの枠組８Ｂ側のすり板７ａをトロリ線４ａから離間させる。一方、集電装置６は、図２及び図４に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、枠組８Ａを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの枠組８Ａ側のすり板７ａからトロリ線４ａを離間させ、枠組８Ｂを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの枠組８Ｂ側のすり板７ａをトロリ線４ａに接触させる。
【００３１】
図１〜図７に示す集電舟７Ａ，７Ｂは、すり板７ａを支持する部材である。集電舟７Ａ，７Ｂは、図５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７Ａ，７Ｂは、図６〜図８に示すすり板７ａと、図５〜図７に示すホーン７ｂなどを備えている。図６〜図８に示す集電舟７Ａ，７Ｂ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７Ａ，７Ｂは、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に向ける前部（前縁部）７ｃと、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の後側に向ける後部（後縁部）７ｄなどを備えている。集電舟７Ａ，７Ｂは、図８に示すように、この集電舟７Ａ，７Ｂの中心線Ｏに対して前後非対称に形成されており、前部７ｃの形状と後部７ｄの形状とが非対称である。前部７ｃ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７Ａ，７Ｂ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７ｄ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７Ａ，７Ｂは、前部７ｃ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。
【００３２】
図５〜図８に示すすり板７ａは、トロリ線４ａと摺動する部材である。すり板７ａは、図５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７Ａ，７Ｂに取り付けられている。すり板７ａ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７ａは、図８に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂと一体となって平滑化舟体を構成している。
【００３３】
図５〜図７に示すホーン７ｂ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７ｂは、図５に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂ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。
【００３４】
図１〜図７に示す枠組８Ａは、集電舟７Ａを支持する部材であり、枠組８Ｂは集電舟７Ｂを支持する部材である。枠組８Ａは、図１、図３、及び図６に示すように、進行方向Ｄ1の前側に関節部８ｄを向けており、枠組８Ｂは図２、図４及び図７に示すように進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2の前側に関節部８ｄを向けている。枠組８Ａは、図１、図３及び図６に示すように、進行方向Ｄ1に進行するときには上昇状態に切り替わり、図２、図４及び図７に示すように進行方向Ｄ2に進行するときには下降状態に切り替わる。一方、枠組８Ｂは、図１、図３及び図６に示すように、進行方向Ｄ1に進行するときには下降状態に切り替わり、図２、図４及び図７に示すように進行方向Ｄ2に進行するときには上昇状態に切り替わる。
【００３５】
枠組８Ａ，８Ｂは、図６及び図７に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂの前部７ｃ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。枠組８Ａは、図１及び図３に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、図６に示すように集電舟７Ａの前部７ｃが進行方向Ｄ1に向くように上昇し、図２及び図４に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、集電舟７Ａの後部７ｄが進行方向Ｄ2に向かないように下降する。一方、枠組８Ｂは、図２及び図４に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、図７に示すように集電舟７Ｂの前部７ｃが進行方向Ｄ2に向くように上昇し、図１及び図３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７Ｂの後部７ｄが進行方向Ｄ1に向かないように下降する。枠組８Ａ，８Ｂは、図５に示すように、この枠組８Ａ，８Ｂの中心線が台枠９の中心線と一致するように配置されており、車両５の長さ方向（進行方向Ｄ1，Ｄ2）に所定の間隔をあけて台枠９に支持されている。枠組８Ａ，８Ｂは、図６及び図７に示すように、関節部８ｄ同士を台枠９に対して外側に向けた状態（関節部８ｄ同士が背を向けた状態）でこの台枠９に支持されている。枠組８Ａは、図３及び図６に示すように、台枠９の一方の端部側に支持されており、枠組８Ｂは図４及び図７に示すようにこの台枠９の他方の端部側に支持されている。
【００３６】
枠組８Ａ，８Ｂは、集電舟７Ａ，７Ｂ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８Ａ，８Ｂは、台枠９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８Ａ，８Ｂは、いずれも同一構造であり、図５〜図８に示す舟支え部８ａと、上枠８ｂと、図５（Ａ）、図６及び図７に示す下枠８ｃと、図５〜図７に示す関節部（屈曲部）８ｄなどを備えている。
【００３７】
図５〜図８に示す舟支え部８ａは、集電舟７Ａ，７Ｂを支持する部分である。舟支え部８ａは、集電舟７Ａ，７Ｂ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８ａは、図３〜図５に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂの中央部（中間部）を支持する。図５〜図８に示す上枠８ｂは、舟支え部８ａに回転自在に連結される部材である。図５（Ａ）、図６及び図７に示す下枠８ｃは、台枠９に回転自在に連結される部材である。下枠８ｃは、枠組８Ａ，８Ｂ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８ｄは、上枠８ｂと下枠８ｃ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。
【００３８】
図１〜図６に示す台枠９は、枠組８Ａ，８Ｂを支持する部材である。台枠９は、枠組８Ａ，８Ｂを支持した状態で車体５ａの屋根上に設置される。台枠９は、枠組８Ａ，８Ｂ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。
【００３９】
がいし１０は、車体５ａと台枠９との間を電気的に絶縁する部材である。図３、図４、図５（Ａ）及び図６に示すがいし１０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１０は、このがいし１０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１０は、台枠９の両縁部寄りの底面をそれぞれ支持する。
【００４０】
図１〜図７に示す遮音板１１は、集電装置６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１１は、図１〜図５に示すように、集電装置６の両側にこの集電装置６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１〜図７に示す遮音板１１は、集電装置６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１１は、図５（Ｂ）、図６及び図７に示すように、この遮音板１１の長さ方向の中間位置が集電装置６の中心線と略一致するように配置されている。遮音板１１は、図６及び図７に示すように、集電装置６が上昇状態であるときには、この集電装置６の側面の殆どの部分を覆い、集電装置６が下降状態であるときには、この集電装置６の側面全体を覆う。遮音板１１は、図５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。
【００４１】
次に、この発明の第１実施形態に係る集電装置の動作を説明する。
図１及び図３に示すように、車両５が上り線２Ａを進行方向Ｄ1に走行するときには、図６に示すように進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ａを集電装置６が上昇状態に切り替えて、進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ｂを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、枠組８Ａ側の関節部８ｄが進行方向Ｄ1の前側に位置するなびき方向で枠組８Ａが上昇状態になり、枠組８Ａから発生する騒音が低減する。また、枠組８Ａ側の集電舟７Ａの前部７ｃが進行方向Ｄ1の前側に向けて枠組８Ａが上昇状態になるため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が図られる。一方、枠組８Ｂ側の関節部８ｄが進行方向Ｄ1の後側に位置する反なびき方向で枠組８Ｂが上昇状態にはならないため、枠組８Ｂから発生する騒音が低減する。また、枠組８Ｂ側の集電舟７Ｂの後部７ｄが進行方向Ｄ1の前側に向けて枠組８Ｂが上昇状態にはならないため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が損なわれない。進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ａが上昇状態に切り替わり、進行方向Ｄ1の後側の枠組８Ｂが下降状態に切り替わると、上昇状態である上流側の枠組８Ａの気流の乱れの影響を受けて、下降状態である下流側の枠組８Ｂから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合に、下降状態の枠組８Ｂから発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００４２】
図２及び図４に示すように、車両５が下り線２Ｂを進行方向Ｄ2に走行するときには、図７に示すように進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ｂを集電装置６が上昇状態に切り替えて、進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ａを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、枠組８Ｂ側の関節部８ｄが進行方向Ｄ2の前側に位置するなびき方向で枠組８Ｂが上昇状態になり、枠組８Ｂから発生する騒音が低減する。また、枠組８Ｂ側の集電舟７Ｂの前部７ｃが進行方向Ｄ2の前側に向けて枠組８Ｂが上昇状態になるため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が図られる。一方、枠組８Ａ側の関節部８ｄが進行方向Ｄ2の後側に位置する反なびき方向で枠組８Ａが上昇状態にはならないため、枠組８Ａから発生する騒音が低減する。また、枠組８Ａ側の集電舟７Ａの後部７ｄが進行方向Ｄ2の前側に向けて枠組８Ａが上昇状態にはならないため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が損なわれない。進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ｂが上昇状態に切り替わり、進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ａが下降状態に切り替わると、上昇状態である上流側の枠組８Ｂの気流の乱れの影響を受けて、下降状態である下流側の枠組８Ａから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合に、下降状態の枠組８Ａから発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ａから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００４３】
この発明の第１実施形態に係る集電装置には、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、進行方向Ｄ1の前側に枠組８Ａが関節部８ｄを向け、この進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2の前側に枠組８Ｂが関節部８ｄを向け、これらの枠組８Ａ，８Ｂを台枠９が支持する。このため、簡単な構造で最小限の集電装置６の設置台数によって沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を抑制することができる。例えば、図８に示すような平滑化舟体を進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて反転させるような複雑な構造などを伴わずに、沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を低減することができる。また、図３５に示すような集電装置１０６Ｂとは異なり集電装置６の設置台数を大幅に削減することができる。さらに、各進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側にそれぞれ関節部８ｄを向けた２台の枠組８Ａ，８Ｂを設置することによって、空力音が小さくなるいずれか一方の枠組８Ａ，８Ｂをなびき方向で常に運用することができる。
【００４４】
(2) この第１実施形態では、進行方向Ｄ1に進行するときには枠組８Ａが上昇状態に切り替わり、進行方向Ｄ2に進行するときにはこの枠組８Ａが下降状態に切り替わる。また、この第１実施形態では、進行方向Ｄ1に進行するときには枠組８Ｂが下降状態に切り替わり、進行方向Ｄ2に進行するときにはこの枠組８Ｂが上昇状態に切り替わる。このため、関節部８ｄが進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に位置するなびき方向に枠組８Ａ，８Ｂを切り替えることができ、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて空力音を低減して沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を抑制することができる。
【００４５】
(3) この第１実施形態では、トロリ線４ａと摺動するすり板７ａを支持する集電舟７Ａ，７Ｂを枠組８Ａ，８Ｂがそれぞれ支持する。このため、例えば、図３５及び図３６に示すような従来の集電装置１０６Ｂの基本構造を大規模に変更する必要がなく、図１〜図７に示すような集電装置６を簡単な改造によって製造することができる。
【００４６】
(4) この第１実施形態では、集電舟７Ａ，７Ｂの前部７ｃの形状と後部７ｄの形状とが非対称であり、これらの集電舟７Ａ，７Ｂの前部７ｃが進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に向くときに枠組８Ａ，８Ｂ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７Ａ，７Ｂの前部７ｃ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８に示す集電舟７Ａ，７Ｂのような進行方向Ｄ1，Ｄ2が限定される平滑化舟体を集電装置６に適用した場合であっても、集電装置６の最小限の設置台数によって、集電装置６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。
【００４７】
(5) この第１実施形態では、集電舟７Ａの中央部を舟支え部８ａによって枠組８Ａが支持し、集電舟７Ｂの中央部を舟支え部８ａによって枠組８Ｂが支持する。このため、例えば、図３５及び図３６に示すような従来の集電装置１０６Ａ，１０６Ｂの基本構造を大規模に変更する必要がなく、図１〜図７に示すような集電装置６を簡単に製造することができる。
【００４８】
(6) この第１実施形態では、車両５の長さ方向に所定の間隔をあけて枠組８Ａ，８Ｂが台枠９に支持されている。このため、例えば、図３５及び図３６に示すような従来の集電装置１０６Ａ，１０６Ｂの基本構造を大規模に変更する必要がなく、台枠９の幅方向(まくらぎ方向）の中心部付近に枠組８Ａ，８Ｂを配置することによって、図１〜図７に示すような集電装置６を簡単に製造することができる。
【００４９】
(7) この第１実施形態では、枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄ同士を台枠９に対して外側に向けた状態でこれらの枠組８Ａ，８Ｂがこの台枠９に支持されている。このため、車両５が進行方向Ｄ1，Ｄ2に進行して枠組８Ａ，８Ｂのいずれか一方が上流側に位置し他方が下流側に位置するときに、上流側の枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄを進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に必ず位置づけることができる。その結果、上流側の枠組８Ａ，８Ｂをなびき方向で使用することができ、枠組８Ａ，８Ｂから発生する空力音が低減して枠組８Ａ，８Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音を低減することができる。
【００５０】
(第２実施形態）
以下では、図１〜図８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９〜図１４に示す集電装置６は、図１〜図７に示す集電装置６とは枠組８Ａ，８Ｂの進行方向Ｄ1，Ｄ2に対する向きが異なる。集電装置６は、例えば、図９、図１１及び図１３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の前側の枠組８Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の後側の枠組８Ａを使用する。一方、集電装置６は、例えば、図１０、図１２及び図１４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の前側の枠組８Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ｂを使用する。図９〜図１４に示す枠組８Ａ，８Ｂは、図１〜図７に示す枠組８Ａ，８Ｂと同様に、この枠組８Ａ，８Ｂの中心線が台枠９の中心線と一致するように配置されている。枠組８Ａ，８Ｂは、図１〜図７に示す枠組８Ａ，８Ｂとは異なり、関節部８ｄ同士を台枠９に対して内側に向けた状態(関節部８ｄ同士が向き合った状態）でこの台枠に支持されている。枠組８Ａは、図１１及び図１３に示すように、台枠９の一方の端部側に支持されており、枠組８Ｂは図１２及び図１４に示すようにこの台枠９の他方の端部側に支持されている。
【００５１】
次に、この発明の第２実施形態に係る集電装置の動作を説明する。
図９及び図１１に示すように、車両５が上り線２Ａを進行方向Ｄ1に走行するときには、図１３に示すように進行方向Ｄ1の後側の枠組８Ａが上昇状態に切り替わり、進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ｂが下降状態に切り替わる。下降状態である上流側の枠組８Ｂの気流の乱れの影響を受けて、上昇状態である下流側の枠組８Ａから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。このため、上昇状態である下流側の枠組８Ａの基部(根元）付近から発生する空力音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合には、下流側の枠組８Ａの基部付近から発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ａから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００５２】
図１０及び図１２に示すように、車両５が下り線２Ｂを進行方向Ｄ2に走行するときには、図１４に示すように進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ｂが上昇状態に切り替わり、進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ａが下降状態に切り替わる。下降状態である上流側の枠組８Ａの気流の乱れの影響を受けて、上昇状態である下流側の枠組８Ｂから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。このため、上昇状態である下流側の枠組８Ｂの基部(根元）付近から発生する空力音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合には、下流側の枠組８Ｂの基部付近から発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。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。
【００５３】
(第３実施形態）
図１５〜図２２に示す集電装置６は、図１〜図７及び図９〜図１４に示す集電装置６とは枠組８Ａ，８Ｂによる集電舟７Ａ，７Ｂの支持構造が異なる。集電装置６は、例えば、図１５、図１７及び図２０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の後側の枠組８Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ａを使用する。一方、集電装置６は、例えば、図１６、図１８及び図２２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の後側の枠組８Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ｂを使用する。
【００５４】
枠組８Ａ，８Ｂは、図１９（Ａ）及び図２１（Ａ）に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂの沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側の端部寄りを舟支え部８ａによって支持する。枠組８Ａは、図１７及び図１９(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７Ａの進行方向Ｄ1の右側の端部寄りを舟支え部８ａによって支持する。枠組８Ａは、車両５が上り線２Ａを走行するときには、集電舟７Ａと舟支え部８ａとの接合部が沿線Ｗ1から遠くなるように、集電舟７Ａ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８ａによって支持する。一方、枠組８Ｂは、図１８及び図２１(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７Ｂの進行方向Ｄ2の右側の端部寄りを舟支え部８ａによって支持する。枠組８Ｂは、車両５が下り線２Ｂを進行するときに、集電舟７Ｂと舟支え部８ａとの接合部が沿線Ｗ2から遠くなるように、集電舟７Ｂ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８ａによって支持する。図１５〜図２２に示す枠組８Ａ，８Ｂは、図１９及び図２１に示すように、この枠組８Ａ，８Ｂの中心線が台枠９の中心線と所定の間隔をあけて平行に配置されている。枠組８Ａ，８Ｂは、図１〜図７及び図９〜図１４に示す枠組８Ａ，８Ｂとは異なり、関節部８ｄ同士を台枠９に対して外側に向けた状態（関節部８ｄ同士が背を向けた状態）でこの台枠９に支持されている。枠組８Ａ，８Ｂ  は、図１９及び図２１に示すように、車両５の幅方向(進行方向Ｄ1，Ｄ2に対して直交する方向）に所定の間隔をあけて台枠９に支持されている。枠組８Ａは、台枠９の一方の縁部側に支持されており、枠組８Ｂはこの台枠９の他方の縁部側に支持されている。
【００５５】
舟支え部８ａは、図１７、図１８、図１９（Ａ）及び図２１（Ａ）に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂ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７Ａ，７Ｂを片持ち支持する。舟支え部８ａは、図１９（Ａ）及び図２１（Ａ）に示すように、集電舟７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａとの接合部の付近から発生する騒音Ｓが遮音板１１によって遮音されやすいように、集電舟７Ａ，７Ｂの沿線Ｗ1，Ｗ2から遠い側の端部寄りを支持する。舟支え部８ａは、図１７及び図１９（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７Ａの端部寄りを支持する。一方、舟支え部８ａは、図１８及び図２１（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７Ｂの端部寄りを支持する。
【００５６】
騒音抑制構造１２は、集電装置６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１９（Ａ）及び図２１（Ａ）に示すように、集電装置６の集電舟７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａ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６の主要な音源である集電舟７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａとの間の接合部を、遮音板１１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１７及び図１９（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７Ａと舟支え部８ａ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１８及び図２１（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７Ｂと舟支え部８ａ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。
【００５７】
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。
以下では、図１７及び図１９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２３（Ｂ）及び図２４（Ｂ）に示すように、集電舟７Ａの中央部が舟支え部８ａによって支持されている場合には、図２３（Ｂ）に示すように沿線Ｗ1側（受音点側）から集電装置６を見上げると、集電装置６の集電舟７Ａと舟支え部８ａとの接合部の付近が遮音板１１から露出している。このため、集電舟７Ａと舟支え部８ａとの接合部の付近が遮音板１１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１１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。
【００５８】
一方、図２３（Ａ）及び図２４（Ａ）に示すように、沿線Ｗ1から遠い側の集電舟７Ａの端部が舟支え部８ａによって支持されている場合には、図２４（Ａ）に示すように沿線Ｗ1側（受音点側）から集電装置６を見上げると、集電装置６の集電舟７Ａと舟支え部８ａとの接合部の付近が遮音板１１によって覆われる。このため、集電舟７Ａと舟支え部８ａとの接合部の付近が遮音板１１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１１によって遮音される。その結果、遮音板１１による遮音効果が高くなって、集電舟７Ａと舟支え部８ａ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。
【００５９】
次に、この発明の第３実施形態に係る集電システムの動作を説明する。
図１５及び図１７に示すように、車両５が上り線２Ａを進行方向Ｄ1に走行するときには、図２０に示すように前側の枠組８Ａを集電装置６が上昇状態に切り替えて、後側の枠組８Ｂを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、なびき方向で枠組８Ａが上昇状態になり、枠組８Ａから発生する騒音が低減するとともに、枠組８Ａ側の集電舟７Ａの前部７ｃが進行方向Ｄ1の前側に向くため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が図られる。一方、反なびき方向で枠組８Ｂが上昇状態にはならないため、枠組８Ｂから発生する騒音が低減するとともに、枠組８Ｂ側の集電舟７Ｂの後部７ｄが進行方向Ｄ1の前側に向かないため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が損なわれない。前側の枠組８Ａが上昇状態に切り替わり、後側の枠組８Ｂが下降状態に切り替わると、上流側の枠組８Ａの気流の乱れの影響を受けて、下流側の枠組８Ｂから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合に、下降状態の枠組８Ｂから発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００６０】
図１６及び図１８に示すように、車両５が下り線２Ｂを進行方向Ｄ2に走行するときには、図２２に示すように前側の枠組８Ｂを集電装置６が上昇状態に切り替えて、後側の枠組８Ａを集電装置６が下降状態に切り替える。このため、なびき方向で枠組８Ｂが上昇状態になり、枠組８Ｂから発生する騒音が低減するとともに、枠組８Ｂ側の集電舟７Ｂの前部７ｃが進行方向Ｄ2の前側に向くため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が図られる。一方、反なびき方向で枠組８Ａが上昇状態にはならないため、枠組８Ａから発生する騒音が低減するとともに、枠組８Ａ側の集電舟７Ａの後部７ｄが進行方向Ｄ2の前側に向かないため、空力音低減効果及び揚力特性安定化が損なわれない。前側の枠組８Ｂが上昇状態に切り替わり、後側の枠組８Ａが下降状態に切り替わると、上流側の枠組８Ｂの気流の乱れの影響を受けて、下流側の枠組８Ａから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合に、下降状態の枠組８Ａから発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ａから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００６１】
この発明の第３実施形態に係る集電装置には、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。
(1) この第３実施形態では、集電舟７Ａの進行方向Ｄ1の右側の端部寄りを舟支え部８ａによって枠組８Ａが支持し、集電舟７Ｂの進行方向Ｄ2の右側の端部寄りを舟支え部８ａによって枠組８Ｂが支持する。このため、集電舟７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａ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１１によって大きな遮音効果が得られる位置に、集電装置６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、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７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａ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１１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。また、集電装置６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。
【００６２】
(2) この第３実施形態では、車両５の幅方向に所定の間隔をあけて枠組８Ａ，８Ｂが台枠９に支持されている。このため、枠組８Ａと枠組８Ｂとが互いに干渉しないように、限られたスペースの車体５ａの屋根上に設置することができ、集電装置６全体をコンパクトにすることができる。
【００６３】
（第４実施形態）
図２５〜図３１に示す集電装置６は、図１５〜図２２に示す集電装置６とは枠組８Ａ，８Ｂの進行方向Ｄ1，Ｄ2に対する向きが異なる。集電装置６は、例えば、図２５、図２７及び図３０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の前側の枠組８Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の後側の枠組８Ａを使用する。一方、集電装置６は、例えば、図２６、図２８及び図３１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の前側の枠組８Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の後側の枠組８Ｂを使用する。図２５〜図３１に示す枠組８Ａ，８Ｂは、図１５〜図２２に示す枠組８Ａ，８Ｂと同様に、この枠組８Ａ，８Ｂの中心線が台枠９の中心線と所定の間隔をあけて平行に配置されている。枠組８Ａ，８Ｂは、図１５〜図２２に示す枠組８Ａ，８Ｂとは異なり、関節部８ｄ同士を台枠９に対して内側に向けた状態（関節部８ｄ同士を接近させた状態）で台枠９に支持されている。図２９に示すように、枠組８Ａは台枠９の一方の縁部側に支持されており、枠組８Ｂはこの台枠９の他方の縁部側に支持されている。
【００６４】
次に、この発明の第４実施形態に係る集電装置の動作を説明する。
図２５及び図２７に示すように、車両５が上り線２Ａを進行方向Ｄ1に走行するときには、図２７に示すように後側の枠組８Ａが上昇状態に切り替わり、前側の枠組８Ｂが下降状態に切り替わる。上流側の枠組８Ｂの気流の乱れの影響を受けて、下流側の枠組８Ａから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。このため、上昇状態である下流側の枠組８Ａの基部(根元）付近から発生する空力音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合には、下流側の枠組８Ａの基部付近から発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ａから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００６５】
図２６及び図２８に示すように、車両５が下り線２Ｂを進行方向Ｄ2に走行するときには、図２８に示すように後側の枠組８Ｂが上昇状態に切り替わり、前側の枠組８Ａが下降状態に切り替わる。上流側の枠組８Ａの気流の乱れの影響を受けて、下流側の枠組８Ｂから発生する騒音が一般的に大きくなる可能性がある。このため、上昇状態である下流側の枠組８Ｂの基部(根元）付近から発生する空力音が一般的に大きくなる可能性がある。この場合には、下流側の枠組８Ｂの基部付近から発生する騒音が遮音板１１によって遮られるため、枠組８Ｂから沿線Ｗ1，Ｗ2に放射する騒音が抑制される。
【００６６】
この発明の第４実施形態に係る集電装置には、第１実施形態〜第３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４実施形態では、枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄ同士を台枠９に対して内側に向けた状態でこれらの枠組８Ａ，８Ｂがこの台枠９に支持されている。例えば、第１実施形態及び第３実施形態では、図６、図７、図２０及び図２２に示すように、枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄ同士を台枠９に対して外側に向けた状態でこれらの枠組８Ａ，８Ｂが台枠９に支持されている。その結果、下降状態の枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄが台枠９から上流側又は下流側に突出するため、軌道２の長さ方向における遮音板１１の長さＬ1，Ｌ3が比較的長くなる。一方、この第４実施形態では、図３０及び図３１に示すように、下降状態の枠組８Ａ，８Ｂの関節部８ｄが台枠９の中央部付近に位置するとともに騒音源となる領域がこの中央部付近にまとまっている。その結果、軌道２の長さ方向における遮音板１１の長さＬ4が比較的短く（Ｌ4＜Ｌ1，Ｌ4＜Ｌ3）なるため、遮音板１１をより一層小型にすることができ低コスト化を図ることができる。
【００６７】
（第５実施形態）
以下では、図１〜図７、図９〜図２２及び図２５〜図２８に示す集電舟７Ａ，７Ｂのうち一方の集電舟７Ａ側を例に挙げて説明し、他方の集電舟７Ｂ側については詳細な説明を省略する。
図３２に示す集電舟７Ａは、貫通孔７ｅを備えている。貫通孔７ｅは、集電舟７Ａの長さ方向に間隔を開けて、この集電舟７Ａの前部７ｃから後部７ｄに向かってこの集電舟７Ａを貫通する部分である。貫通孔７ｅは、集電舟７Ａと舟支え部８ａ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７ｅ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７ｅは、例えば、集電舟７Ａ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。
【００６８】
この発明の第５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〜第４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５実施形態では、集電舟７Ａ，７Ｂの長さ方向に間隔をあけて、この集電舟７Ａ，７Ｂの前部７ｃから後部７ｄに向かってこの集電舟７Ａ，７Ｂを貫通孔７ｅが貫通する。このため、例えば、集電舟７Ａ，７Ｂと舟支え部８ａとの接合部の付近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７ｅ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。
【００６９】
（第６実施形態）
図３３及び図３４に示す第６実施形態は、図１〜図３２に示す第１実施形態〜第５実施形態とは逆に、図３３及び図３４に示すように車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の後側に関節部８ｄが位置する反なびき方向で使用する場合のほうが、図１〜図３２に示すように車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に関節部８ｄが位置するなびき方向で使用する場合よりも、空力音が小さいときの実施形態である。図３３及び図３４に示す集電装置６は、図１〜図３２に示す集電装置６とは異なり、反なびき方向で使用されるがなびき方向では使用されない。
【００７０】
集電装置６は、図３３に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには枠組８Ａを上昇状態に切り替え、図３４に示すように車両５が下り線２Ｂを走行するときには枠組８Ｂを上昇状態に切り替える。集電装置６は、例えば、図３３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の後側の枠組８Ｂを使用せず、進行方向Ｄ1の前側の枠組８Ａを使用する。一方、集電装置６は、例えば、図３４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の後側の枠組８Ａを使用せず、進行方向Ｄ2の前側の枠組８Ｂを使用する。
【００７１】
集電装置６は、図３３に示すように、車両５が上り線２Ａを走行するときには、枠組８Ａを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの枠組８Ａ側のすり板７ａをトロリ線４ａに接触させ、枠組８Ｂを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの枠組８Ｂ側のすり板７ａをトロリ線４ａから離間させる。一方、集電装置６は、図３４に示すように、車両５が下り線２Ｂを走行するときには、枠組８Ａを下降状態（折畳状態）に切り替えてこの枠組８Ａ側のすり板７ａからトロリ線４ａを離間させ、枠組８Ｂを上昇状態（展開状態）に切り替えてこの枠組８Ｂ側のすり板７ａをトロリ線４ａに接触させる。図３３及び図３４に示す集電舟７Ａ，７Ｂは、図８及び図３２に示す集電舟７Ａ，７Ｂと同一構造の平滑化舟体であり、前部７ｃの形状と後部７ｄの形状とが非対称であり、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前側に前部７ｃを向け、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2の後側に後部７ｄを向ける。
【００７２】
枠組８Ａは、図３３に示すように、進行方向Ｄ1の後側に関節部８ｄを向けており、枠組８Ｂは図３４に示すように進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2の後側に関節部８ｄを向けている。枠組８Ａは、図３３に示すように、進行方向Ｄ1に進行するときには上昇状態に切り替わり、図３４に示すように進行方向Ｄ2に進行するときには下降状態に切り替わる。一方、枠組８Ｂは、図３３に示すように、進行方向Ｄ1に進行するときには下降状態に切り替わり、図３４に示すように進行方向Ｄ2に進行するときには上昇状態に切り替わる。
【００７３】
枠組８Ａ，８Ｂは、図３３及び図３４に示すように、この枠組８Ａ，８Ｂの中心線が台枠９の中心線と一致するように配置されており、車両５の長さ方向（進行方向Ｄ1，Ｄ2）に所定の間隔をあけて台枠９に支持されている。枠組８Ａ，８Ｂは、関節部８ｄ同士を台枠９に対して内側に向けた状態（関節部８ｄ同士が向き合った状態）でこの台枠９に支持されている。枠組８Ａは、台枠９の一方の端部側に支持されており、枠組８Ｂはこの台枠９の他方の端部側に支持されている。
【００７４】
この発明の第６実施形態に係る集電装置には、第１実施形態、第４実施形態及び第５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６実施形態では、進行方向Ｄ1の後側に枠組８Ａが関節部８ｄを向け、この進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2の後側に枠組８Ｂが関節部８ｄを向け、これらの枠組８Ａ，８Ｂを台枠９が支持する。このため、例えば、なびき方向よりも反なびき方向で集電装置６を使用する場合のほうが、将来的に空力音が低下するようなときに、車両５の進行方向Ｄ1，Ｄ2に応じて空力音が小さくなるいずれか一方の枠組８Ａ，８Ｂを反なびき方向で常に運用することができる。
【００７５】
（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。
【００７６】
(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。例えば、この第３実施形態及び第４実施形態では、集電舟７Ａ，７Ｂの進行方向Ｄ1，Ｄ2の左側の端部寄りを舟支え部８ａによって集電装置６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７Ａ，７Ｂの前部７ｃの形状と後部７ｄ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。さらに、この実施形態では、台枠９を覆う風防部から下枠８ｃ及び関節部８ｄが露出する構造の集電装置６を例に挙げて説明したが、台枠９を覆う風防部によって下枠８ｃ及び関節部８ｄ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。
【００７７】
(3) この実施形態では、集電舟７Ａ，７Ｂがすり板７ａ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７ａに限定するものではない。例えば、集電舟７Ａ，７Ｂの前部７ｃの形状と後部７ｄの形状とが対称である場合には、集電舟７Ａ，７Ｂ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。また、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。
【００７８】
(4) この第６実施形態では、集電舟７Ａ，７Ｂの中央部を舟支え部８ａによって支持する場合を例に挙げて説明したが、集電舟７Ａ，７Ｂの進行方向Ｄ1，Ｄ2の右側の端部寄りを舟支え部８ａによって支持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、この第６実施形態では、関節部８ｄ同士を台枠に対して内側に向けた状態で枠組８Ａ，８Ｂをこの台枠に支持する場合を例に挙げて説明したが、関節部８ｄ同士を台枠に対して外側に向けた状態で枠組８Ａ，８Ｂをこの台枠に支持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、この第６実施形態では、車両５の長さ方向に所定の間隔をあけて枠組８Ａ，８Ｂを台枠９に支持する場合を例に挙げて説明したが、車両５の幅方向に所定の間隔をあけて枠組８Ａ，８Ｂを台枠９に支持する場合についても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７９】
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  集電装置
７Ａ，７Ｂ  集電舟
７ａ  すり板
７ｃ  前部
７ｄ  後部
７ｅ  貫通孔
８Ａ  枠組（第１の枠組）
８Ｂ  枠組（第２の枠組）
８ａ  舟支え部
８ｂ  上枠
８ｃ  下枠
８ｄ  関節部
９  台枠
１０  がいし
１１  遮音板
１２  騒音抑制構造
Ｗ1  沿線（上り線側の沿線）
Ｗ2  沿線（下り線側の沿線）
Ｄ1  進行方向（第１の進行方向）
Ｄ2  進行方向（第２の進行方向）
Ｓ  騒音
Ｏ  中心線
Ｌ1〜Ｌ4  長さ
【図１】
2018129881.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018129881.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018129881.tif 000009
【図８】
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【図９】
2018129881.tif 000011
【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】
2018129881.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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