(57)【要約】【課題】電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフから発生する空力音を低減することのできるパンタグラフを提供する。【解決手段】本発明に係るパンタグラフ５１は、支持機構７０の上下動に伴って、回動機構６０が回動して舟体５３が左右方向（通常使用時：支持機構７０の上昇時）⇔前後方向（折り畳み時：支持機構７０の下降時）に約９０°回動するように構成されている。このようなパンタグラフ５１によれば、折り畳み時に舟体５３を前後方向に向けることができるため、電車の進行方向に対する舟体５３の投影面積を小さくすることができるので、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフ５１から発生する空力音を低減することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線（給電線）に押し当てられる舟体と、
該舟体を昇降可能に支持するとともに、前記トロリ線に押し当てる押上力を与える支持機構と、
前記舟体を降ろしたとき（パンタグラフを折り畳んだとき）に、該舟体の長手方向を車両の前後方向に向けるように該舟体を回動させる回動機構と、
を具備することを特徴とするパンタグラフ。
【請求項２】
前記回動機構が、前記舟体と前記支持機構間に設けられており、該支持機構の昇降に伴う動きを前記舟体の回動に変換する機械的な手段を有することを特徴とする請求項１記載のパンタグラフ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気鉄道の車体屋根上に搭載されて、トロリ線から車両に電力を送るパンタグラフに関する。特には、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフから発生する空力音を低減することのできるパンタグラフに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６を参照しつつ、現在新幹線で使用されているシングルアーム式パンタグラフの例について説明する。
図６は、シングルアーム式パンタグラフの機構図である。
なお、以下の説明における前後・上下は、図６に示す矢印方向を指すものとする。
【０００３】
図６に示すシングルアーム式のパンタグラフ１は、電車の車体屋根（図６の台枠２）上に搭載される。このパンタグラフ１は、舟体３と、この舟体３を車体屋根（台枠２）上で昇降可能に支持する支持機構（リンク機構）１０を備えている。
【０００４】
舟体３は、左右方向（車体幅方向）に沿って延びている。舟体３は、一例でアルミニウム合金製である。舟体３の上表面には、摺り板５が貼られている。摺り板５は、鉄系や銅系の焼結合金製、あるいは、カーボン系材料等からなる。この摺り板５がトロリ線（給電線）Ｔに直接接触する。摺り板５は、トロリ線Ｔとの接触により経時摩耗するので、定期的に交換する。
【０００５】
舟体３は、支持機構１０で昇降可能に支持されている。図６の例では、支持機構１０の上部には、舟体３の下面に連結された復元バネ１１が設けられているが、復元バネのない形式のものもある。この復元ばね１１は、枠状の舟支え１３に支えられている。舟体３は、支持機構１０が上昇した後には、復元バネ１１の弾性力でトロリ線Ｔに押し付けられる。舟支え１３は、昇降運動を行うリンク（４節リンク）に連結されている。
【０００６】
支持機構１０のリンクは、前後方向に延びる上枠１７を備えている。この上枠１７の上端は、連結部１６を介して舟支え１３に連結されている。上枠１７の下端側は、くの字状に屈曲された形状となっている。この上枠１７下端のくの字屈曲部には、第一節１８を介して下枠１９の上端が連結されている。但し、最近では、下枠部のない形式のものや、枠組がテレスコープ型で上下方向に伸縮する形式のものもある。舟支え１３下端側と下枠１９上端側は、上枠１７の下方に配置された舟支えリンク２１で繋がれている。この舟支えリンク２１は、舟支え１３及びその上の舟体３を正規の姿勢に保つ役割を果たすリンク部材である。上枠１７の下端には、第三節３１を介して釣り合い棒３３の上端が連結されている。この釣り合い棒３３の下端は、第四節３５を介して台枠２上の取付フランジ３７に連結されている。
【０００７】
下枠１９の下端は、主軸（第二節）２３に連結されている。この主軸２３は、台枠２上の取付フランジ（図示されず）に回動可能に取り付けられているとともに、台枠２上に配置された主バネ２７に連結されている。主バネ２７は、パンタグラフ１に上昇力を与える部材である。支持機構１０のリンクは、舟支え１３に付設されたボス２６ｂがカギ装置２６に係合することにより、下降状態で固定できる。このカギ装置２６は、解除機構（エアシリンダ）２６ａの作動により解除される。この解除機構２６ａを作動させてカギ装置２６とボス２６ｂとの係合を解除し、主バネ２７を伸ばすと、パンタグラフ１がバネ力を受けて上昇する。一方、折り畳み用シリンダ２６ｄを作動してパンタグラフ１を折り畳み、カギ装置２６とボス２６ｂとを係合してロックすると、パンタグラフ１を折り畳み状態で固定することができる（詳しい動作は以下に述べる）。
【０００８】
次に、このパンタグラフ１の動作について説明する。
舟体３を上昇させるには、解除機構２６ａでカギ装置２６とボス２６ｂとの係合を解除して主バネ２７を伸ばす。すると、この主バネ２７の付勢力を受けて下枠１９が主軸２３を支点として図６中Ｕ方向に起き上がり、この下枠１９の動きが第一節１８を介して上枠１７に伝わる。このとき、上枠１７は、第一節１８を支点として図６中Ｕ′方向に起き上がり、上端側が連結部１６を介して舟支え１３を持ち上げる。このようにして、舟体１１が上昇し、摺り板５がトロリ線Ｔに押し当てられる。
【０００９】
これとは逆に、舟体３を下降させるには、下枠１９に取り付けられた折り畳みてこ２６ｃを折り畳み用シリンダ２６ｄによって回転させ、下枠１９を図６中Ｄ方向に下げる。すると、上枠１７が図６中Ｄ′方向に回転し、パンタグラフ１が下降する。このようなパンタグラフ１の折り畳み状態では、主バネ２７が押し縮められた状態となる。そして、舟支え１３に設けられたボス２６ｂをカギ装置２６でロックすることにより、パンタグラフ１を折り畳み状態でロックできる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
通常、パンタグラフは、一連結車両（新幹線では主に１６両連結）につき最低２基は備わっている。これは、一方のパンタグラフが仮に離線状態（通常使用時に舟体３がトロリ線Ｔから離れる状態）となっても、他方のパンタグラフからは給電可能な状態を維持できるようにするためである。
【００１１】
ところで、実際に運行されている鉄道車両においては、同一地点から出発した一連結車両が途中で切り離され、切り離された各々が別の到着地点に向けて走行するものもある。例えば、Ａ地点を出発した１０両の連結車両が、Ｂ地点に到達したときに５両ずつに切り離され、一方の５両の連結車両がＣ地点に向けて走行し、他方の５両の連結車両がＤ地点に向けて走行するような場合である。
【００１２】
この種の鉄道車両においては、Ａ地点から出発した当初の１０両の連結車両において最低４基のパンタグラフが備えられ、次いでＢ地点で切り離された後の５両の連結車両のそれぞれに２基ずつのパンタグラフが備えられるような車両編成とする必要がある。このような場合は、Ａ地点からＢ地点に向かうまでの１０両編成時には、４基のうち２基のパンタグラフを使用し、残りの２基のパンタグラフを折り畳んだ状態で走行することもある。
【００１３】
ところで、図６を参照しつつ前述したシングルアーム式パンタグラフ１の場合、上昇・下降動作は支持機構１０のリンクの上下動により行われ、このリンクの上下動に伴い、舟体３が左右方向を向いたまま上下に移動するようになっている。そのため、このパンタグラフ１においては、下降状態（折り畳み状態）でも舟体３が左右方向（車体幅方向）に沿って延びており、車両の進行方向に対する舟体３の投影面積は上昇時・下降時で変化しないこととなる。このようなパンタグラフを搭載した鉄道車両の走行時には、折り畳んだ状態のパンタグラフ（トロリ線Ｔから舟体３の摺り板５が離れた状態のパンタグラフ）から、通常使用状態のパンタグラフ（舟体３がトロリ線Ｔに押し当てられた状態のパンタグラフ）と同程度の空力音が発生する。
【００１４】
そのため、図６に示すようなパンタグラフを、前述のような途中で切り離して運行される方式の鉄道車両に搭載する場合、Ａ地点からＢ地点に向かうまでの１０両編成時に、折り畳み状態の２基のパンタグラフからも、使用状態の２基のパンタグラフと同程度の空力音が発生することとなる（つまり、４基全てのパンタグラフから空力音が発生することとなる）。これでは、せっかく空力音低減型のパンタグラフを装備しても、十分な騒音低減効果が得られない。
【００１５】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたものであって、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフから発生する空力音を低減することのできるパンタグラフを提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明のパンタグラフは、トロリ線（給電線）に押し当てられる舟体と、  該舟体を昇降可能に支持するとともに、前記トロリ線に押し当てる押上力を与える支持機構と、  前記舟体を降ろしたとき（パンタグラフを折り畳んだとき）に、該舟体の長手方向を車両の前後方向に向けるように該舟体を回動させる回動機構と、を具備することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、回動機構によって、舟体を降ろしたとき（パンタグラフを折り畳んだとき）に、舟体の長手方向を車両の前後方向に向けることができる。そのため、車両の進行方向に対する舟体の投影面積を小さくすることができるので、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフから発生する空力音を低減することができる。
【００１８】
本発明のパンタグラフにおいては、前記回動機構が、前記舟体と前記支持機構間に設けられており、該支持機構の昇降に伴う動きを前記舟体の回動に変換する機械的な手段を有することができる。
この場合、モータ等の電気的な手段を用いる場合に比べ、装置の構造をシンプルにできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る電気鉄道のパンタグラフを示す全体図である。
図２は、同パンタグラフの平面図である。
図３は、同パンタグラフの舟体周辺部の構成を示す拡大図である。
【００２０】
図４（Ａ）は同パンタグラフの舟体及び回動機構の構成を示す側面断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
図５（Ａ）は同パンタグラフの回動機構の外筒を示す側面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
なお、以下の説明における前後・上下・左右は、図１及び図２に示す矢印方向を指すものとする。
【００２１】
図１及び図２に示すように、本実施の形態におけるパンタグラフ５１は、シングルアーム式である。このパンタグラフ５１は、舟体５３を備えている。この舟体５３は、通常使用状態（図１の状態）では左右方向（車体幅方向）に沿って延びている。舟体５３は、一例でアルミニウム合金製である。舟体５３の上表面には、摺り板５５が貼られている。摺り板５５は、鉄系や銅系の焼結合金製、あるいは、カーボン系材料等からなる。この摺り板５５がトロリ線（給電線）に直接接触する。
【００２２】
舟体５３は、回動機構６０を介して支持機構７０に連結されている。このパンタグラフ５１は、支持機構７０の上下動に伴って、回動機構６０が回動して舟体５３が左右方向（通常使用時：支持機構７０の上昇時）⇔前後方向（折り畳み時：支持機構７０の下降時）に約９０°回動するように構成されている。
【００２３】
図３〜図５に示すように、回動機構６０は、回転体（舟支え）６１及びこれに外嵌した外筒６５を備えている。回転体６１は、外筒６５内に挿入される挿入部（下部）６２を備えている。図４（Ｂ）に示すように、この挿入部６２は、断面円形の棒状に形成されている。挿入部６２の側面には、ピン（突起）６２ａが形成されている。このピン６２ａは、後述する外筒６５のスリット６６（図５参照）内に係合している。
【００２４】
挿入部６２の上端には、係止部（中間部）６３が形成されている。この係止部６３は、挿入部６２の外径よりも大きい断面円形に形成されている。図４（Ａ）に示すように、係止部６３の下面（挿入部６２との境界段部）６３ａは、外筒６５の開口上端面６５ａに対向している。係止部６３の上端には、固定部（上端部）６４が形成されている。固定部６４は、舟体５３下面の凹部５３ａ内に係合して固定される。これら両者が固定されることで、舟体５３と回転体６１とが一体に連結される。
【００２５】
回動機構６０の外筒６５は、上端側が開口した有底筒状体である。図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外筒６５の側面の一部にはスリット６６が切り込まれている。このスリット６６は、上下方向に延びるロック作用部６６ａと、このロック作用部６６ａの上端から斜め上方に延びる回転作用部６６ｂとからなる。スリット６６内には、前述の通り、回転体６１の挿入部６２側面のピン６２ａが係合されている。外筒６５の下端面には、支持機構７０の舟支えリンク７３に連結される連結部６７が形成されている。
【００２６】
パンタグラフ５１の通常使用時（支持機構７０の上昇時）には、舟体５３は左右方向に延びた状態でトロリ線に接触する。このとき、回転体６１のピン６３ａはスリット６６のロック作用部６６ａのポイントＰ１に配置される。この状態では、ピン６３ａがロック作用部６６ａの側端縁に当るので、外枠６５に対する回転体６１の回動は不能である。このように、ロック作用部６６ａは、電車の走行中にパンタグラフ５１の舟体５３が揺れて、外筒６５に対して回転体６１が回動するのを阻止する役割を果たす。
【００２７】
一方、パンタグラフ５１の折り畳み時（支持機構７０の下降時）には、回転体６１のピン６３ａがスリット６６のロック作用部６６ａから回転作用部６６ｂに沿って滑り、ポイントＰ３に配置される。このときのピン６３ａの回転作用部６６ｂに沿う動きに伴い、外筒６５に対して回転体６１が回動する。ピン６３ａがスリット６６のポイントＰ３に配置された状態では、舟体５３は前後方向に延びた状態となる。
なお、この回動機構６０のより詳しい作用については、支持機構７０の動作と併せて後述する。
【００２８】
次に、支持機構７０について説明する。
図１に示すように、支持機構７０は、節７５を介してくの字状に連結された上枠７１及び下枠７３を備えている。図３に示すように、この上枠７１の上端には、回動機構６０の外枠６５が連結されている。上枠７１の内部には、舟支えリンク７７が収容されている。この舟支えリンク７７の上端は、外筒６５の連結部６７に連結されている。
【００２９】
図１に示すように、下枠７３の下端は台枠８０に取り付けられている。この台枠８０は、図示せぬ電車の車体屋根上に搭載される。台枠８０内には、下枠７３の下端を支持する主軸や、この主軸に連結された主バネ、カギ装置（ともに図示されず）等が収容されている。
【００３０】
次に、本発明に係るパンタグラフ５１の動作について説明する。
（１）上昇したパンタグラフ５１を下降させる場合
パンタグラフ５１の上昇時（通常使用時）には、図１に示すような状態となっており、舟体５３は左右方向に延びてトロリ線に接触する。このとき、回動機構６０の回転体６１のピン６３ａは、外筒６５のスリット６６のロック作用部６６ａのポイントＰ１に配置されている。前述した通り、この状態では外枠６５に対する回転体６１の回動は不能であり、電車走行中の舟体５３の揺れが阻止される。このような上昇状態からパンタグラフ５１を下降させるには、台枠８０内に設けられた折り畳み用シリンダ（図６の符号２６ｄ参照）によって下枠７３を下げ、節７５を介して上枠７１を下枠７３に近づける（図１参照）。すると、節７５を支点とする上枠７１の下降と同時に、舟支えリンク７７（図３参照）も節７５を支点として下降する。
【００３１】
このとき、舟支えリンク７７の下降に伴い、このリンク７７の上端に連結されている回動機構６０の外枠６５が下に引っ張られる。すると、外枠６５のスリット６６内のポイントＰ１にあった回転体６１のピン６２ａが、スリット６６のロック作用部６６ａに沿って上に移動し、ポイントＰ２に到達する。そして、外枠６５がさらに下に引っ張られると、ポイントＰ２に位置していた回転体６１のピン６２ａが、スリット６６の回転作用部６６ｂに沿ってポイントＰ３に向けて移動し始める（図５参照）。
【００３２】
ピン６２ａが回転作用部６６ｂに沿って移動するに伴い、回転体６１が外枠６５に対して軸中心に回動し始め、これと一緒に、回転体６１上端の固定部６４に固定されている舟体５３も回動し始める。回転体６１の回動は、ピン６２ａがスリット６６の回転作用部６６ｂのポイントＰ３に到達した時点で停止する。この間、舟体５３は、左右方向に延びた状態から前後方向に延びた状態へと約９０°回転する。この状態で、カギ装置（図６の符号２６、２６ａ、２６ｂ参照）をロックすると、パンタグラフ５１を固定できる。
【００３３】
（２）折り畳まれたパンタグラフ５１を上昇させる場合
前述した通り、パンタグラフ５１の折り畳み状態（支持機構７０の下降時）においては、回転体６１のピン６３ａは外筒６５のスリット６６のポイントＰ３に配置されており、舟体５３は前後方向に延びている。折り畳まれた状態のパンタグラフ５１を上昇させるには、台枠８０内のカギ装置（図６の符号２６、２６ａ、２６ｂ参照）を解除する。すると、主バネの付勢力で下枠７３が起き上がり、これに伴って節７５を介して上枠７１も起き上がり、同時に上枠７１内の舟支えリンク７７も起き上がる。
【００３４】
舟支えリンク７７が起き上がると、このリンク７７の上端に連結されている回動機構６０の外枠６５も上に持ち上がる。すると、外枠６５のスリット６６内のポイントＰ３に位置していた回転体６１のピン６２ａが、スリット６６の回転作用部６６ｂに沿って移動し始める。このとき、回転体６１が外枠６５に対して前述の（１）とは逆方向に回動し始め、これと一緒に舟体５３も回動し始める。この間、舟体５３は、前後方向に延びた状態から左右方向に延びた状態へと約９０°回転し、図１に示す状態に復帰する。
【００３５】
回転体６１の回動は、ピン６２ａがスリット６６の回転作用部６６ｂのポイントＰ２に到達した時点で一旦停止する。そして、主バネの付勢力を受けた舟支えリンク７７がさらに起き上がり、外枠６５がさらに上に持ち上げられると、ポイントＰ２に位置していた回転体６１のピン６２ａが、スリット６６のロック作用部６６ａに沿って下に移動し、ポイントＰ１に到達する（図５参照）。このとき、パンタグラフ５１は完全に上昇した状態となり、舟体５３の摺り板５５がトロリ線に押し当てられる。
【００３６】
このように、本発明のパンタグラフ５１によれば、回動機構６０によって、支持機構７０の上下動に伴い、舟体５３を左右方向⇔前後方向に回動することができる。そして、パンタグラフ５１の折り畳み時に舟体５３を前後方向に向けることができるため、電車の進行方向に対する舟体５３の投影面積を小さくすることができ、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフ５１から発生する空力音を低減することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電車の走行時に折り畳んだ状態のパンタグラフから発生する空力音を低減することのできるパンタグラフを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電気鉄道のパンタグラフを示す全体図である。
【図２】同パンタグラフの平面図である。
【図３】同パンタグラフの舟体周辺部の構成を示す拡大図である。
【図４】図４（Ａ）は同パンタグラフの舟体及び回動機構の構成を示す側面断面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図５（Ａ）は同パンタグラフの回動機構の外筒を示す側面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】シングルアーム式パンタグラフの機構図である。
【符号の説明】
５１  パンタグラフ
５３  舟体                                ５５  摺り板
６０  回動機構                            ６１  回転体（舟支え）
６２  挿入部（下部）                      ６２ａ  ピン（突起）
６３  係止部（中間部）                    ６４  固定部（上端部）
６５  外筒                                ６６  スリット
６６ａ  ロック作用部                      ６６ｂ  回転作用部
６７  連結部
７０  支持機構                            ７１  上枠
７３  下枠                                ７５  節
７７  舟支えリンク                        ８０  台枠
【図１】
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【図２】
2004304895.tif 000004
【図３】
2004304895.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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