(57)【要約】【課題】操舵台車への集電装置の装荷を可能としつつ、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さを大きくとることがないようにする。【解決手段】第３軌条に集電靴を接触させて鉄道車両に電気を取り込む鉄道車両用集電装置１６である。集電装置１６を、台車枠１２との間に軸ばね１３を介在させた状態で、鉄道車両の台車枠１２との相対変位が可能なように支持部１４によって支持した軸箱１１の一つに、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴム１７を介して装荷する。【効果】前後の軸箱間隔が曲線区間で大きく変化する操舵台車に集電装置を装荷した場合においても、軸箱に集電装置を保持することができるので、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとる必要がなくなる。【選択図】図１
2012130142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第３軌条に集電靴を接触させて鉄道車両に電気を取り込む鉄道車両用集電装置であって、
前記集電装置を、台車枠との間に軸ばねを介在させた状態で、鉄道車両の台車枠との相対変位が可能なように支持部によって支持した軸箱に、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴムを介して装荷したことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項２】
前記防振ゴムの鉛直方向の弾性係数は３００〜１０００kN/mであることを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用集電装置。
【請求項３】
前記集電装置は一つの軸箱当たり３個以上の前記防振ゴムを介して装荷されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の鉄道車両用集電装置。
【請求項４】
前記防振ゴムに、載荷状態の集電装置の鉛直方向位置を調整するためのライナーを設置したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の鉄道車両用集電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第３軌条式集電システムを採用している鉄道車両における集電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
第３軌条式集電システムを採用している鉄道車両では、図５に示すような、台車枠１２に集電装置１６を直接装荷する場合（例えば特許文献１の段落０００８）と、図６に示すような、進行方向前後の軸箱１１間に渡した集電梁２２に集電装置１６を装荷する場合（例えば特許文献２）がある。
【０００３】
これら集電装置は、第３軌条から安定して集電するために、集電部分である集電靴を第３軌条の集電面にばね力等で押さえ付けている。一方、ポイントや踏み切り等の第３軌条を設置できない区間では、前記集電靴はばね力等によって第３軌条の集電面から離れた位置に保持される。
【０００４】
従って、第３軌条から離れた位置に保持された集電靴が第３軌条に押し付けられる態様に変化する前記ポイントや踏切等では、図７に示すように、集電靴２３の第３軌条２４へのスムーズな押し付けを可能にするため、第３軌条２４の端部にエンドアプローチ２５と称される傾斜部を設置している。
【０００５】
ところで、集電装置の前記装荷態様のうち、集電梁に集電装置を装荷する場合は、軸箱から離れた集電梁の中央部付近に集電装置を設けることで、集電装置に作用する軌道側からの衝撃を緩和することができる。また、集電靴の動きは軸ばね変位の影響を受けないので、エンドアプローチの高さ範囲（図７参照）を狭くすることができる。
【０００６】
しかしながら、曲線通過性能の向上を図るために、曲線通過時に輪軸を操舵する操舵台車では、輪軸の操舵に伴って進行方向前後に配置した軸箱間の距離が大きく変化するので、集電梁を設置することができない。
【０００７】
一方、台車枠に集電装置を装荷する場合は、操舵台車でも集電装置を装荷することができる。しかしながら、台車枠に集電装置を装荷する場合は、第３軌条の有無による集電靴保持位置の相違に加え、車体積載量の相違による軸ばね変位の影響を受けるため、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１４８９４７号公報
【特許文献２】実開昭６３−１５６５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする問題点は、台車枠に集電装置を装荷する場合は、操舵台車への適用は可能であるが、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとる必要があるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の鉄道車両用集電装置は、
操舵台車への集電装置の装荷を可能としつつ、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとることがないようにするために、
第３軌条に集電靴を接触させて鉄道車両に電気を取り込む鉄道車両用集電装置であって、
前記集電装置を、台車枠との間に軸ばねを介在させた状態で、鉄道車両の台車枠との相対変位が可能なように支持部によって支持した軸箱の一つに、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴムを介して装荷したことを最も主要な特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、集電梁ではなく、１つの軸箱に集電装置を装荷するので、前後の軸箱間隔が曲線区間で大きく変化する操舵台車にも集電装置を装荷することができる。また、集電靴の動きは軸ばね変位の影響を受けないので、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとる必要がなくなる。
【００１２】
さらに、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴムを介して集電装置を保持するので、集電装置を装荷することによる固有振動数を低くすることができる。そのため、軌道からの衝撃が直接作用する軸箱から集電装置に伝わる高周波振動を緩衝することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の集電装置の鉄道車両への装荷態様を説明する図で、車両の側面方向から見た図である。
【図２】本発明の集電装置を進行方向前後の一方の軸箱に装荷するための保持器の図で、（ａ）は車両の側面方向から見た図、（ｂ）は（ａ）図を平面方向から見た図、（ｃ）は（ａ）図を左側面方向から見た図である。
【図３】本発明の集電装置を平面方向から見た場合の防振ゴムの位置関係を示した図で、（ａ）は図２の保持器の場合、（ｂ）は他の保持器の場合である。
【図４】防振ゴムの一例を示した図である。
【図５】台車枠に集電装置を直接装荷した態様の図である。
【図６】進行方向前後の軸箱間に渡した集電梁に集電装置を装荷した態様の図である。
【図７】第３軌条の端部に設置したエンドアプローチの作用を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明では、操舵台車への集電装置の装荷を可能としつつ、集電靴の動作範囲とエンドアプローチの高さ範囲を広くとることがないようにするという目的を、１つの軸箱に、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴムを介して装荷することで実現した。
【実施例】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態を、図１〜図４を用いて説明する。
図１は本発明の集電装置の鉄道車両への装荷態様を説明する図で、車両の側面方向から見た図である。
【００１６】
１１は、台車枠１２との間に軸ばね１３を介在させた状態で支持部１４によって台車枠１２との相対変位が可能なように支持された軸箱である。この軸箱１１は、図１に示す２軸台車の場合、進行方向前後に配置された２本の輪軸１５のそれぞれを、その両側で軸受を介して回転自在に支持すべく、４つ設けられている。
【００１７】
本発明の集電装置１６は、図１に示すように、前記４つの軸箱１１のうちの、例えば進行方向後側の輪軸１５をその両側で支持する２つの軸箱１１に装荷するものである。
【００１８】
このようにすれば、２軸台車の２本の輪軸を操舵する両軸操舵台車、或いは２軸台車の２本の輪軸のうちのどちらか一方の輪軸を操舵する片軸操舵台車にも、集電装置１６を装荷することができる。
【００１９】
そして、例えば進行方向後側の輪軸１５を支持する軸箱１１のうちの１つに集電装置１６を装荷するに際し、本発明では、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい防振ゴム１７を介して保持器１８に保持するのである。
【００２０】
このような装荷態様にすれば、集電装置１６を操舵台車に装荷することによる固有振動数を低くすることができる。そのため、軌道からの衝撃が直接作用する軸箱１１から集電装置１６に伝わる高周波振動を緩衝することもできる。従って、集電装置１６に、軸箱１１の振動に起因する強度上の問題やねじの緩み等の問題が生じることを抑制することができる。
【００２１】
ところで、集電装置１６は、軌道からの衝撃を緩衝するには鉛直方向の弾性係数を鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さくすることが必要である。しかしながら、集電靴の第３軌条の集電面ヘの押し付け力を維持するためには、ローリング方向、車両の進行方向、車両の幅方向には、防振ゴム１７の弾性係数を大きくする必要がある。
【００２２】
そのためには、集電装置１６の装荷に使用する防振ゴムを例えば３つとし、図２、図３に示すように、この３つの防振ゴム１７−１〜１７−３を、集電装置１６を保持する保持器１８の極力離れた位置に配置して集電装置１６を装荷することが望ましい。
【００２３】
この際、集電装置１６のローリング方向の支持を極力剛にするためには、図３（ｂ）に示すように、防振ゴム１７−１〜１７−３の車両幅方向の取付け間隔Ｌ1を極力大きくするのが良い。そのためには、軸箱１１の軸受の下方のスペースを使用し、車軸１５ｂに近い軸箱１１下方に設置する防振ゴム１７−１を極力車輪１５ａに近い位置に設置するのが有効である。
【００２４】
また、集電装置１６は、ポイントや踏切等で、第３軌条の端部に形成されたエンドアプローチを通過する際にレール方向の負荷を受けるため、図３（ａ）（ｂ）に示すように、車両進行方向の取付け間隔Ｌ2も極力大きくするのが良い。
【００２５】
ここで、集電装置１６を装荷する軸箱１１の近傍の狭いスペースに、鉛直方向の弾性係数が鉛直以外の方向の弾性係数に比べて小さい特性の防振ゴム１７−１〜１７−３（以下、これらを総称して防振ゴム１７という。）を実現する方法としては、例えば図４に示すように、防振ゴム１７の鉛直方向の上下部に空洞１７ａを設けたものが有効である。
【００２６】
このような防振ゴム１７の場合、軸箱１１と集電装置１６の間の変位を抑制するために、鉛直方向の隙間ｄを１０mm程度設けることが望ましい。但し、集電装置１６と軸箱１１の鉛直方向の相対変位は、鉛直方向だけでなくローリング方向の変位が含まれることを考慮した場合は、前記隙間ｄを１５mm以上設けることが望ましい。
【００２７】
また、鉛直方向の上下部に空洞１７ａを設けた防振ゴム１７を採用する場合、弾性係数の小さな防振ゴム１７はへたりが生じ易くなる。へたりが生じると、防振ゴム１７の高さが低くなって、載荷状態の集電装置１６の鉛直方向位置が下側に変化し、集電靴と第３軌条の集電面との相対位置関係が変化して集電靴の第３軌条の集電面への押し付け力が変化する。
【００２８】
従って、へたりが生じた場合にも対応できるよう、図４に示すように、防振ゴム１７を、載荷状態の集電装置１６の鉛直方向位置を調整するためのライナ−２０の取り付けが可能な構造にすることが望ましい。なお、図４中の１９は防振ゴム１７を保持器１８に取り付ける中心金具、２１は防振ゴム１７の取付け用ボルトである。
【００２９】
本発明の防振ゴム１７における鉛直方向の弾性係数は、３００〜１０００kN／mとすることが望ましい。前記弾性係数が３００kN／mより小さいと、軌道の継ぎ目やポイント部での衝撃により、集電装置１６を保持する保持器１８と軸箱１１の間の相対変位が大きくなり、干渉が生じるためである。反対に、１０００kN／mより大きくなると、固有振動数が高くなり、衝撃に対する防振性能が圧下するためである。
【００３０】
本発明は上記の例に限らず、各請求項に記載された技術的思想の範疇であれば、適宜実施の形態を変更しても良いことは言うまでもない。
【００３１】
例えば上記の例では、３つの防振ゴム１７で集電装置１６を装荷しているが、集電装置１６の装荷に使用する防振ゴム１７は３つに限らずそれ以上でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上の本発明は、操舵台車に限らず、両輪軸を操舵しない２軸台車に装荷する集電装置に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３３】
１１    軸箱
１２    台車枠
１３    軸ばね
１４    支持部
１５    輪軸
１６    集電装置
１７，１７−１，１７−２，１７−３    防振ゴム
１７ａ    空洞
２０    ライナー
【図１】
2012130142.tif 000003
【図２】
2012130142.tif 000004
【図３】
2012130142.tif 000005
【図４】
2012130142.tif 000006
【図５】
2012130142.tif 000007
【図６】
2012130142.tif 000008
【図７】
2012130142.tif 000009