(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンタグラフの舟体が、パンタグラフ台座の車両前後方向中心よりも後方に配置されるとともに、前記パンタグラフの舟体が、上面から見た場合に、車両の進行方向に向かって開いたＶ字形であり、かつ、架線に対して２５°から６５°の範囲内の斜交角度を有して配置されることを特徴とするパンタグラフ機構。
【請求項２】
請求項１記載のパンタグラフ機構において、前記パンタグラフの台座が車両の進行方向によって回転する機構を具備することを特徴とするパンタグラフ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両への給電を行うための鉄道車両の屋根上に配置されるパンタグラフ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のパンタグラフ機構と振動系は、架線（トロリ線）との摺動接触部と緩衝バネ部と台座の中心とが車両の屋根に対して垂直、すなわち、縦に支持される構造であり、また、パンタグラフの舟体は前後対称形状であって、車両の進行方向に対して直交、つまり、架線（トロリ線）に対して直交するように配置されている（下記特許文献１参照）。
図８はかかる従来のパンタグラフ機構（その１；菱形パンタグラフ）の模式図、図９はそのパンタグラフ機構（その１）の舟体と架線との摺動接触部の上面図である。
【０００３】
この図において、１０１は車両の屋根、１０２は碍子、１０３はパンタグラフ台座、１０４は枠組、１０５はバネ、１０６は天井管、１０７は舟体、１０８はすり板、１０９は架線（トロリ線）である。
図９に示すように、舟体１０７のすり板１０８と架線（トロリ線）１０９とは直交（９０°）するように配置されている。
【０００４】
図１０は従来のパンタグラフ機構（その２；シングルアーム形パンタグラフ）の模式図である。
この図において、２０１は車両の屋根、２０２は碍子、２０３はパンタグラフ台座、２０４は枠組、２０５はバネ、２０６は天井管、２０７は舟体、２０８はすり板、２０９は架線（トロリ線）である。
【０００５】
この場合も、枠組２０４の構造が図５のものとは相違するものの、図６と同様に舟体２０７のすり板２０８と架線（トロリ線）２０９とは直交するように配置されている。
図１１はその従来のパンタグラフ機構と振動系の模式図である。
この図は上記の図８、図１０に示した従来のパンタグラフの構造をさらに簡略化して示した図である。
【０００６】
この図１１において、１１１は支持部、１１２は緩衝バネ部、１１３は摺動接触部、１１４は架線（トロリ線）である。このように、従来のパンタグラフは、緩衝バネ部１１２と摺動接触部１１３とが縦に支持される構造、つまり、架線（トロリ線）１１４に対して真下から押し上げて摺動接触するような支持構造となっている。
【特許文献１】特開２００４−３０１５９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、従来のパンタグラフは、摺動接触部と緩衝バネ部と台座の中心とが縦に支持される構造であり、かつ、舟体のすり板が架線に対して直交するように配置されているため、前後方向の剛性が弱くスティックスリップによる架線の波状摩耗が発生し易く、かつ、高速走行時には空力的なカルマン渦が生じることにより、舟体の上下振動と舟体からの騒音が急激に増加するといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記状況に鑑みて、スティックスリップによる架線の波状摩耗を低減、消滅させるとともに、カルマン渦の発生を減少させ、前後、並びに上下振動の抑制と舟体からの騒音の低減を図ることができるパンタグラフ機構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】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕パンタグラフ機構において、パンタグラフの舟体が、パンタグラフ台座の車両前後方向中心よりも後方に配置されるとともに、前記パンタグラフの舟体が、上面から見た場合に、車両の進行方向に向かって開いたＶ字形であり、かつ、架線に対して２５°から６５°の範囲内の斜交角度を有して配置されることを特徴とする。
【００１０】
〔２〕上記〔１〕記載のパンタグラフ機構において、前記パンタグラフの台座が車両の進行方向によって回転する機構を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スティックスリップによる架線の波状摩耗を低減、消滅させるとともに、空力的なカルマン渦の発生を減少させ、前後、並びに上下振動の抑制と舟体からの騒音の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のパンタグラフ機構は、パンタグラフの舟体が、パンタグラフ台座の車両前後方向中心よりも後方に配置されるとともに、前記パンタグラフの舟体が、上面から見た場合に、車両の進行方向に向かって開いたＶ字形であり、かつ、架線に対して２５°から６５°の範囲内の斜交角度を有して配置される。よって、進行方向への圧縮と復元を繰り返すことによるスティックスリップによる架線の波状摩耗を低減、消滅させるとともに、カルマン渦による空力振動の発生を減少させ、前後、並びに上下振動の抑制と舟体からの騒音の低減を図ることができる。
【実施例】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施例を示すパンタグラフ機構の舟体と架線との摺動接触部の上面図、図２はそのパンタグラフ機構の模式図であり、図２（ａ）はその第１のパンタグラフ機構の模式図、図２（ｂ）はその第２のパンタグラフ機構の模式図である。
これらの図において、１は車両の屋根、２は碍子、３はパンタグラフ台座、４は枠組、５はバネ、６は天井管、７は舟体、８はすり板、９は架線（トロリ線）である。
【００１４】
まず、この実施例では、支持部（碍子２，パンタグラフ台座３）と緩衝バネ部（枠組４，バネ５）と摺動接触部（舟体７，すり板８）からなるパンタグラフが、摺動接触部が支持部の前後方向中心よりも、車両の進行方向に対して、後方に配置されるようにして形成されている。なお、バネ５によって、上向きにモーメント状の圧縮力を加えるようにしている。
【００１５】
また、図１に示すように、舟体７及びすり板８と架線（トロリ線）９とは斜交角度θを有するように配置されている。
この斜交角度θは、２５°から６５°の範囲内であるのが好ましい。
これは、あまり斜交角度θが小さいと、舟体７と架線９との離脱が懸念され、これを回避するために、寸法の長い舟体が必要になるからであり、また、斜交角度θが９０°に近くなるにしたがって、スティックスリップによる架線の波状摩耗が発生し易くなり、ならびにカルマン渦による空力振動が生じるといった従来と同様の問題が生じることになるからである。
【００１６】
本発明によれば、上記のように構成したので、前後方向の剛性が増し、スティックスリップによる架線の波状摩耗を低減、消滅させるとともに、カルマン渦による空力振動の発生を減少させ、前後、並びに上下振動の抑制と舟体からの騒音の低減を図ることができる。
図３は本発明のパンタグラフが複数配置される編成車両を示す模式図、図４はそれに搭載されるパンタグラフ機構の部分上面図である。
【００１７】
この実施例では、先行するパンタグラフ１１には、図４（ａ）に示すように、図１及び図２と同様な舟体１２とすり板１３が架線（トロリ線）１４と斜交角度θを有するように配置されている。一方、後行するパンタグラフ２１には、図４（ｂ）に示すように、舟体２２とすり板２３が架線（トロリ線）１４と斜交角度１８０°−θを有するように配置されている。
【００１８】
なお、１編成車両１０に３台以上のパンタグラフを配置する場合には、上記した斜交角度θの摺動接触部を有するパンタグラフと、上記した斜交角度１８０°−θの摺動接触部を有するパンタグラフとを順次交互に配置することが望ましい。
このようなパンタグラフ機構とすることにより、上記した効果に加えて、架線（トロリ線）に対して舟体のすり板が、いつも一定の角度で摺動接触することに起因する、架線の片減りをなくして、既に形成された波状摩耗を平滑化させる効果があり、架線（トロリ線）の長寿命化を図ることができる。
【００１９】
図５は本発明の他の実施例を示すパンタグラフ機構の舟体と架線との摺動接触部の上面図である。
この実施例では、進行方向に向かって開いたＶ字形状の舟体３１とその舟体３１上にすり板３２を形成するようにしている。その場合、舟体３１の中心線３３に対する舟体３１の斜交角度θは、２５°から６５°の範囲内とするのが望ましい。この斜交角度θのときに、すり板３２と架線３４とがスムーズに摺動し、スティックスリップや空力振動の発生を大幅に低減させることができる。
【００２０】
図６は本発明の実施例を示す舟体とすり板との配置を示す図であり、図６（ａ）はその第１実施例であり、図６（ｂ）はその第２実施例である。
図６（ａ）に示すように、舟体４１内にはすり板４２が遊合状態で配置され、バネ４３によってすり板４２に対して車両の進行方向とは逆方向にバイアスがかかるように構成される。なお、４４は架線である。
【００２１】
また、図６（ｂ）に示すように、舟体５１内には枢支部５２を有するすり板５３が配置され、そのすり板５３の下部には押し上げバネ５４が配置されている。なお、５５は架線である。
図７は本発明の実施例を示すパンタグラフを回転可能にする台座を有するパンタグラフ機構の説明図であり、図７（ａ）はパンタグラフの第１の態様を示す模式図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）から１８０度回転したパンタグラフの第２の態様を示す模式図である。
【００２２】
図７（ａ）において、台座６１上の枠組６２上には進行方向に向かって開いたＶ字形状の舟体６３とその舟体６３上に設けられるすり板６４が形成されており、架線６５と摺動接触するようになっている。この状態から、台座６１を１８０度回転させることにより、図７（ｂ）に示す状態にすることができる。
すなわち、この実施例では、図７（ａ）に示されるように進行した車両が、終点で折り返して、逆方向に進行する場合には、図７（ｂ）に示すように、舟体６３とすり板６４を有するパンタグラフの台座６１が空圧式の回転リンクまたはモータ（図示なし）によって水平面で１８０度回転してロックできるようにする。したがって、台座６１の回転によって、舟体６３とすり板６４も水平状態で１８０度回転することになり、車両が逆方向に進行する場合でも問題なく機能することができる。なお、６５は架線である。
【００２３】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明のパンタグラフ機構は、鉄道車両の架線からの給電を行うパンタグラフ機構として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例を示すパンタグラフ機構の舟体と架線との摺動接触部の上面図である。
【図２】本発明の実施例を示すパンタグラフ機構の模式図である。
【図３】本発明のパンタグラフが複数配置される編成車両を示す模式図である。
【図４】図３の編成車両に搭載されるパンタグラフ機構の部分上面図である。
【図５】本発明の他の実施例を示すパンタグラフ機構の舟体と架線との摺動接触部の上面図である。
【図６】本発明の実施例を示す舟体とすり板との配置を示す図である。
【図７】本発明の実施例を示すパンタグラフを回転可能する台座を有するパンタグラフ機構の説明図である。
【図８】従来のパンタグラフ機構（その１）の模式図である。
【図９】従来のパンタグラフ機構（その１）の舟体と架線との接触部の上面図である。
【図１０】従来のパンタグラフ機構（その２）の模式図である。
【図１１】従来のパンタグラフ機構と振動系の模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    車両の屋根
２    碍子
３，６１    パンタグラフ台座
４，６２    枠組
５，４３    バネ
６    天井管
７，１２，２２，３１，４１，５１，６３    舟体
８，１３，２３，３２，４２，５３，６４    すり板
９，１４，３４，４４，５５，６５    架線（トロリ線）
１０    １編成車両
１１    先行するパンタグラフ
２１    後行するパンタグラフ
３３    中心線
５２    枢支部
５４    押し上げバネ
【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】
0004526992.tif 000008
【図８】
0004526992.tif 000009
【図９】
0004526992.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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