(57)【要約】【課題】低騒音で高追随性を有したパンタグラフを提供する。【解決手段】鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直方向に移動自在に支持されたベースと、前記ベース上に備えられた支点を中心として回転自在に連結された追随アームと、少なくとも１箇所以上で前記ベースと前記追随アームとを連結し、前記追随アームを上方に付勢する弾性体と、前記追随アームの上端に設けられた舟体と、前記舟体の上面に設けられトロリ線と接触するすり板とを備えている。【選択図】図１
2008228396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直な平面内で移動自在に支持されたベースと、前記ベース上に備えられた前記平面と直行する軸を中心として回転自在に連結された追随アームと、前記ベースと前記追随アームとを連結し、前記追随アームを上方に付勢する弾性体と、前記追随アームに設けられた舟体と、前記舟体上に設けられトロリ線と接触するすり板とを備えたことを特徴とするパンタグラフ。
【請求項２】
前記追随アームの回転範囲は所定範囲に規制されてい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】
前記追随アームを上方に付勢する弾性体のばね定数は、パンタグラフの押し上げ力によって前記舟体がトロリ線に押し付けられたときに中立位置となり、前記追随アームが上下いずれの方向にも動作しやすくなるように設定されてい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４】
前記ベースの角度は、前記リンクの動きにかかわらず、前記追随アームの基端部に設けられた姿勢維持機構によってほぼ一定に保たれてい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５】
前記弾性体は、板ばねまたはコイルばね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６】
鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直な平面内で移動自在に支持されたベースと、前記ベースに固定された追随アームと、前記追随アームの上端に設けられた舟体と、前記舟体の上面に設けられトロリ線と接触するすり板とを備え、前記追随アームの中間の一部分は弾性体となっていることを特徴とするパンタグラフ。
【請求項７】
前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分の断面形状を変化させることによって所望の弾性力を得ていることを特徴とする請求項６に記載のパンタグラフ。
【請求項８】
前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分に所望の弾性力を発生するような材質を接合していることを特徴とする請求項６に記載のパンタグラフ。
【請求項９】
前記舟体が、トロリ線を含む略鉛直平面内またはこれと平行な平面内で移動可能であることを特徴とする請求項１または請求項６に記載のパンタグラフ。
【請求項１０】
複数の軸と外側連結片と内側連結片とから構成され、前記外側連結片と前記内側連結片とは連続的に順番に交互に並べられ、前記軸によって互いに回転自在に連結され、かつ複数の前記軸は互いに平行になっている部材を、前記軸が前記平面に対して直行するように前記弾性体に沿って複数の連結片を前記平面と直行する軸を中心として互いに回転自在に連結してなる支持体を設けていることを特徴とする請求項９に記載のパンタグラフ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の屋根面上に設けられ、トロリ線に接触してトロリ線から車両に電力を取り込むためのパンタグラフに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両のパンタグラフとして、特許文献１に記載されたものが知られている。図４には、前記鉄道車両のパンタグラフの、トロリ線と接触する集電部の構成を示している。
【０００３】
前記集電部は、天井管４３を備え、前記天井管４３が車両の屋根面上に設けられたリンク４０に連結されることによって支持されている。前記天井管４３は両端近傍にリニアブッシュ４５、４５を備え、前記リニアブッシュ４５、４５にはリニアシャフト４６、４６が略鉛直方向に摺動可能に貫通している。前記リニアシャフト４６、４６の上端部には結合ピン４７、４７に結合され、前記結合ピン４７、４７の両端には舟体４が結合されている。前記舟体４は上部が開口した箱状となっており、前期天井管４３と前記リニアブッシュ４５、４５と前記リニアシャフト４６、４６と前記結合ピン４７、４７とが前記舟体４１に内包されている。この構成によって前記舟体４１は前記リンク４０に対して上下動自在に接続されている。
【０００４】
前記舟体４１の上部にはすり板取付板４８が設けられ、前記すり板取付板４８の上面にはすり板４９が固定される。また、前記天井管４３の両端部上面と前記すり板取付板４８の両端部下面との間には圧縮ばね４４、４４が設けられており、前記圧縮ばね４４、４４は前記天井管４３に対して前記すり板取付板４８が固定された前記舟体４１を上方に付勢している。
【特許文献１】特許第３２９７３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のパンタグラフは、舟体内に、すり板をトロリ線に押し付けるための押し付けばね及び舟体の姿勢を水平に維持するための機構が必要なため、舟体の重量が重く、形状も複雑であった。
【０００６】
一方、鉄道の高速化に伴い、パンタグラフには低騒音化及び高追随性が求められるようになった。そのためには、パンタグラフの舟体部分を単純化及び軽量化する必要があったが、従来の構造ではこのような単純化、軽量化を実施することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直な平面内で移動自在に支持されたベースと、前記ベース上に備えられた前記平面と直行する軸を中心として回転自在に連結された追随アームと、前記ベースと前記追随アームとを連結し、前記追随アームを上方に付勢する弾性体と、前記追随アームに設けられた舟体と、前記舟体上に設けられトロリ線と接触するすり板とを備えている。
【０００８】
また、前記追随アームを上方に付勢する弾性体のばね定数は、パンタグラフの押し上げ力によって前記舟体がトロリ線に押し付けられたときに中立位置となり、前記追随アームが上下いずれの方向にも動作しやすくなるように設定されており、前記ベースの角度は、前記リンクの動きにかかわらず、前記追随アームの基端部に設けられた姿勢維持機構によってほぼ一定に保たれている。
【０００９】
また、前記弾性体は、板ばねまたはコイルばねで構成されている。
【００１０】
あるいは、前記ベースに固定された追随アームと、前記追随アームの上端に設けられた舟体と、前記舟体の上面に設けられトロリ線と接触するすり板とを備え、前記追随アームの中間の一部分は弾性体となっている。
【００１１】
また、前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分の断面形状を変化させることによって所望の弾性力を得ている。
【００１２】
また、前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分に所望の弾性力を発生するような材質を接合している。
【００１３】
また、前記舟体が、トロリ線を含む略鉛直平面内またはこれと平行な平面内で移動可能である。
【００１４】
また、複数の軸と外側連結片と内側連結片から構成され、前記外側連結片と前記内側連結片とは連続的に順番に交互に並べられ、軸によって互いに回転自在に連結され、かつ複数の軸は互いに平行になっている部材を、前記軸が前記平面に対して直行するように前記弾性体に沿って複数の連結片を前記平面と直行する軸を中心として互いに回転自在に連結してなる支持体を設けている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トロリ線に追随する部分の機構が単純化できるため、発生する騒音を低く抑えることができる。同時に、追随する部分を軽量化できるため、高追随性を達成することができ、鉄道車両の高速走行時においても低騒音で、追随性能の高いパンタグラフを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明における最良の実施形態を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第1の実施形態を示している。図１に示すように、鉄道車両の屋根面１１上には、主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃから構成されているリンク３が、支点１ａを中心として回転自在に設けられている。前記各主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃは各支点１ｂ及び１ｃを中心として、互いに回転自在に連結されている。前記リンク３には、ベース４が固定されている。前記ベース４には支点１を中心として回転自在に追随アーム５の下端が連結されており、前記追随アーム５の回転範囲は、ストッパー７によって規制されている。
【００１７】
前記追随アーム５は、弾性体６ａによって１箇所以上で前記ベース４と連結されており、前記弾性体６ａは前記追随アーム５を上向き（本実施形態においてはストッパー７ａの向き）に押し付ける力を常時発生している。前記弾性体６ａは例えばコイルばねや板ばねであっても良い。前記追随アーム５の上端には舟体８が設けられ、前記舟体は上面にすり板９を備え、前記すり板９はトロリ線１０と接触している。
【００１８】
次に、本実施形態におけるパンタグラフの動作について説明する。前記主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃは、例えばエアシリンダのようなアクチュエータを用いて、前記主アーム２ａと２ｂが前記支点１ｂを中心として互いに開く方向へ回転させることにより、前記リンク３を略鉛直方向に延伸させることができる。このリンク３の延伸により前記リンク３に固定された前記ベース４、前記ベース４に連結された前記追随アーム５及び前記追随アーム５の上端に設けられた前記舟体８を同時に略鉛直方向に上昇させることができる。
【００１９】
逆に、前記主アーム２ａと２ｂが前記支点１ｂを中心として互いに閉じる方向へ回転させることにより、前記リンク３を略鉛直方向に収縮させることができる。このリンク３の収縮により前記リンク３に固定された前記ベース４、前記ベース４に連結された前記追随アーム５及び前記追随アーム５の上端に設けられた前記舟体８が同時に略鉛直方向に下降することができる。また、前記舟体８は、リンク３およびばねによって、トロリ線１０に対して所定の押し付け力（７４Ｎ）で鉛直方向に付勢されている。前記追随アーム５は前記ベース４に支点１を中心として回転自在に連結されており、リンク３の押し付け力によって追随アーム５に取り付けられた前記弾性体６ａが中立位置まで変形し、前記追随アーム５は上下いずれの方向にも変位可能な状態となる。
【００２０】
前記弾性体６ａのばね定数は、前記リンク３が前記舟体８を前記トロリ線１０に対して所定の押し付け力（７４Ｎ）で押し付けている状態において、前記追随アーム５がストッパー７ａ及び７ｂの中間に位置するように設定される。
【００２１】
一方、前記屋根面１１と前記トロリ線１０との相対距離は、架設されたトロリ線の自重等によるたわみや、トロリ線の架設状況によって常時変化しており、その変化は長周期的なものと短周期的なものとに大別できる。上記構造のパンタグラフは、前記長周期の変化に対しては、前記リンク３の伸縮により前記舟体８を前記トロリ線１０に追随させ、前記短周期的な変化に対しては、追随アームの変位により前記舟体８を前記トロリ線１０に追随させることができる。
【００２２】
前記追随アーム５は、前記舟体８と前記トロリ線１０との間の接触力の変化によって前記ベース４の前記支点１を中心として回転するが、その回転角は、前記ストッパー７ａ及び７ｂによって制限される。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態において、第１の実施形態と共通の構成については同じ参照符号を付し、その説明を省略することとする。
【００２４】
この第２の実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、前記ベース４には追随アーム５の下端が直接固定されている。前記追随アーム５は前記ベース４を介さずに前記リンク３に直接固定しても良い。前記追随アーム５の中間の一部分は弾性を示す弾性体６ｂを備えている。
【００２５】
前記弾性体６ｂは、前記追随アーム５の中間の一部分の断面形状を変化させることで、所望の弾性力を得るようにしている。あるいは、前記追随アーム５の中間の一部分に、所望の弾性力を得ることができるような材質を接合して作製しても良い。
【００２６】
図３は、本発明の第３実施形態を示している。この実施形態では、追随アーム５’として板ばねを用い、全体が弾性変形できる構成となっている。また、前記追随アーム５’には、前記追随アーム５’の変位を略鉛直平面内で規制するための支持部材が設けられている。この支持部材２０は、複数の軸２１と外側連結片２２と内側連結片２３とを備え、前記外側連結片２２と前記内側連結片２３とは連続的に交互に並べられ、前記軸２１で互いに連結される。このとき、前記外側連結片２２と前記内側連結片２３とは、前記軸２１を中心として回転自在に連結され、複数の前記軸２１は互いに平行になっている。これにより、前記リンク状部材２０は略鉛直平面内またはこれと平行な平面内の１自由度のみにおいて曲げが可能となる。
【００２７】
前記リンク部材２０は、前記トロリ線を含む略鉛直平面またはこれと平行な平面に対して前記軸２１が直交するように、前記弾性体６ａ及び６ｂに沿って設けられている。これにより、前記リンク部材２１は前記弾性体６ａ及び６ｂの動きを前記平面内の１自由度で規制し、前記弾性体６ａ及び６ｂの偏荷重によるねじれを低減することができる。それに伴って、偏加重による舟体のねじれを低減することができる。
【００２８】
このように、本発明によれば、舟体の軽量化及び構造の単純化を達成することができ、軽量で、かつ単純な形状のパンタグラフを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明における第１の実施形態を示している。
【図２】本発明における第２の実施形態を示している。
【図３】本発明における第３の実施形態の斜視図を示している。
【図４】本発明における第３の実施形態の斜視図を示している。
【図５】従来技術における舟体部分を示している。
【符号の説明】
【００３０】
１ａ、１ｂ、１ｃ  支点
２ａ、２ｂ、２ｃ  主アーム
３  リンク
４  ベース
５、５’  追随アーム
６ａ、６ｂ  弾性体
７、７ａ、７ｂ  ストッパー
８  舟体
９  すり板
１０  トロリ線
１１  車両屋根面
２０  リング状部材
２１  軸
２２  外側連結片
２３  内側連結片
４０  リンク
４１  舟体
４３  天井管
４４  圧縮ばね
４５  リニアブッシュ
４６  リニアシャフト
４７  結合ピン
４８  すり板取付板
４９  すり板
【図１】
2008228396.tif 000003
【図２】
2008228396.tif 000004
【図３】
2008228396.tif 000005
【図４】
2008228396.tif 000006
【図５】
2008228396.tif 000007