(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架線に接触して集電するすり板を配した舟体と、該舟体を車両の上部に支持する絶縁支柱と、前記舟体と絶縁支柱を駆動し前記架線との接触係を保持する駆動機構とを備えた鉄道車両用集電装置において、
前記駆動機構が、ばね及びダンパーの一方と空気サーボシリンダーと該空気サーボシリンダーにより駆動される回転軸とリンク機構とにより構成され、前記ばねにより前記舟体を上昇方向に駆動し、前記空気サーボシリンダーで前記舟体を下降方向に駆動するように連結されその回転運動を前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成された前記リンク機構より成る第一の駆動機構と、電動機とその回転運動を互いに対向して配設される２つのクランクアームとクランクロッドとにより前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成されたリンク機構より成る第二の駆動機構とを有し、
前記第一の駆動機構と第二の駆動機構の全体を覆う複数個に分割されたカバーを設け、且つ、分割された前記カバーは伸縮自在に相互に滑動し、前記カバーは前記舟体に近い側を大径とし、屋根に近い側を小径とした組み合わせを有し、
複数個に分割され相互に滑動する前記カバーの大径側摺動面の下端部に、先端を球状に形成した起毛をジグザグ状に配置した群を二群設け、該二群の中間に空間帯を設けた構造の摺動パッキンを設けたことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項２】
請求項１において、前記第二の駆動機構は、リニアモータ又は空気サーボシリンダーを駆動源とし、前後左右の移動を拘束し、上昇下降運動のみを可能とする、ばねを同軸配置したリニアガイド軸とより成ることを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項３】
架線に接触して集電するすり板を配した舟体と、該舟体を車両の上部に支持する絶縁支柱と、前記舟体と絶縁支柱を駆動し前記架線との接触係を保持する駆動機構とを備えた鉄道車両用集電装置において、
前記駆動機構が、ばね及びダンパーの一方と空気サーボシリンダーと該空気サーボシリンダーにより駆動される回転軸とリンク機構とにより構成され、前記ばねにより前記舟体を上昇方向に駆動し、前記空気サーボシリンダーで前記舟体を下降方向に駆動するように連結されその回転運動を前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成された前記リンク機構より成る第一の駆動機構と、電動機とその回転運動を互いに対向して配設される２つのクランクアームとクランクロッドとにより前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成されたリンク機構より成る第二の駆動機構とを有し、
前記第二の駆動機構は、リニアモータ又は空気サーボシリンダーを駆動源とし、前後左右の移動を拘束し、上昇下降運動のみを可能とする、ばねを同軸配置したリニアガイド軸とより成り、
前記すり板と舟体の間又は舟体と絶縁支柱のとの間に設けた架線との接触力の検出手段により検出した信号に基づいて前記第一の駆動機構の前記空気サーボシリンダーと、前記第二の駆動機構の前記リニアモータ又は空気サーボシリンダーとの駆動力とストロークを制御し、前記架線との接触力をほぼ一定とするための信号を出力する制御装置を設け、
前記第一の駆動機構の前記空気サーボシリンダーは、前記制御装置の故障時に対し、別途設けられた緊急制御装置に給気し、前記舟体を下限位置まで下降することを可能としたことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項４】
架線に接触して集電するすり板を配した舟体と、該舟体を車両の上部に支持する絶縁支柱と、前記舟体と絶縁支柱を駆動し前記架線との接触係を保持する駆動機構とを備えた鉄道車両用集電装置において、
前記駆動機構が、ばね及びダンパーの一方と空気サーボシリンダーと該空気サーボシリンダーにより駆動される回転軸とリンク機構とにより構成され、前記ばねにより前記舟体を上昇方向に駆動し、前記空気サーボシリンダーで前記舟体を下降方向に駆動するように連結されその回転運動を前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成された前記リンク機構より成る第一の駆動機構と、電動機とその回転運動を互いに対向して配設される２つのクランクアームとクランクロッドとにより前記舟体の上昇下降運動に変換するように構成されたリンク機構より成る第二の駆動機構とを有し、
前記第二の駆動機構は、リニアモータ又は空気サーボシリンダーを駆動源とし、前後左右の移動を拘束し、上昇下降運動のみを可能とする、ばねを同軸配置したリニアガイド軸とより成り、
前記すり板と舟体の間又は舟体と絶縁支柱のとの間に設けた架線との接触力の検出手段により検出した信号に基づいて前記第一の駆動機構の前記空気サーボシリンダーと、前記第二の駆動機構の前記リニアモータ又は空気サーボシリンダーとの駆動力とストロークを制御し、前記架線との接触力をほぼ一定とするための信号を出力する制御装置を設け、
前記第二の駆動機構の前記リニアモータ又は空気サーボシリンダーは、前記制御装置の故障時に対し、別途設けられた緊急制御装置に給電又は給気し、前記舟体を下限位置まで下降することを可能としたことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記舟体が下限位置まで下降された後に、前記第一の駆動機構及び前記第二の駆動機構への電気及び空気供給手段が絶たれた場合でも前記舟体を下限位置に保持するための引掛装置を設けたことを特徴とする鉄道車両用集電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速走行する鉄道車両用集電装置に係わり、特に３００km/h以上の高速で走行する時の騒音低減と架線摩耗低減に好適な集電装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の高速化に伴なう空力騒音は、速度の６〜８乗程度に比例して増加するため、車両速度の増加に伴ない急激に増加する。一方、環境の保全に対する要求は今後ますます高まるものと考えられる。このため、高速で走行する車両では主たる空力音源であり、いまや、その高速化の限界を支配する様になった集電装置には最大限の低騒音化が求められている。また、ライフサイクルコスト低減の観点からは架線の摩耗低減が求められている。
【０００３】
この様な要請に対応する高速車両用集電装置としては、公知の技術として、特開平６−３１５２０２号明細書がある。この高速車両用集電装置は架線追従の制御性、応答性に優れ、高速走行中の架線への接触力を適正に保ち、騒音の発生を少なくするために、集電部材（本発明では舟体と称す）と、該集電部材を移動させる駆動機構と、前記集電部材と前記駆動機構とを接続する絶縁体（本発明では絶縁支柱と称す）と、前記駆動機構に並列に配置され前記集電部材で集電した電力を受取り負荷側へ導電する絶縁被覆導電体とからなる構造としたものである。また、他の実施例として前記絶縁体内の中空部に導電体を設け、つまり、導電用ケーブルヘッドで集電部材を支持するようにし、絶縁体と絶縁被覆導電体の並列配置を避けて、一体の絶縁体にする構造が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
第一の課題として、上記明細書で提案されている高速車両用集電装置は、いずれも絶縁体の下部に直結して駆動機構が設けられており、車両の屋根上と車両限界との間隙に前記装置を配置する場合、駆動機構に十分なスペースを配分することが出来ず、従って、地上側に設置された架線の上下変位に追従する為に必要で十分なストロークを集電部材に与えることが出来なかった。
【０００５】
また、第二の課題として、上記明細書で提案されている駆動機構は流体圧により駆動される直動形のシリンダー構造となっており、流体圧が喪失したときおよび制御装置が故障したときはこの高速車両用集電装置が作動しないことになる。このことは車両への電力の供給が絶たれることを意味し、車両の走行に支障を来す事になる。対応策として編成車両の屋根上に複数個の集電装置を設け、母線を引き通すことにより確率的にこの事態を避けることは出来るが、極端な例として全数の集電装置の流体圧が喪失したり、全数の制御装置が故障したと考える場合には対応が出来ない。
【０００６】
本発明の目的は、架線への追従性能を良くし、低速での車両走行に対応可能でありかつ、走行の確実性を確保した鉄道車両用集電装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の第一の課題を解決するために、本発明は、まず、駆動機構を二つに分けて第一の駆動機構と第二の駆動機構を設け、架線への追従性能の役割分担を行い、そのストロークを拡大する。
【０００８】
架線は支柱やハンガーにより等間隔に吊り下げられており、支点以外では自重により設置基準の範囲内で垂れ下がっている。また、支柱の支点高さもトンネルや鉄橋等の構造物の影響により設置基準の範囲内で上下に変化している。３５０ｋｍ／ｈ程度での速度における、これらの架線の不整量を周波数とストロークで表すと「支点の上下」は「約０．０１Ｈｚ、約５００ｍｍ」、「支点間の垂れ下がり」は「約２．０Ｈｚ、約２５ｍｍ０−Ｐ」、「ハンガー間の垂れ下がり」は「約２０．０Ｈｚ、約１ｍｍ０−Ｐ」、「架線の波状摩耗」は「約３０〜４０Ｈｚ、約０．１ｍｍ０−Ｐ」と考えられる。これらの不整量に対し第一の駆動装置を低周波数・大ストロークに対応出来る機構とし、「支点の上下」を担当し、第二の駆動装置で「支点間の垂れ下がり」に対応できる機構とし、「ハンガー間の垂れ下がり」と「架線の波状摩耗」に対しては舟体とすり板の間に設けられた「ばね」構造による事とし、いわゆる３質点系のパンタグラフ構造と同様の構造とすることにより地上側の不整量に対応出来る様に構成する。
【０００９】
さらに、第二の課題である駆動系の流体圧等の駆動源が喪失したり、制御装置が故障したことによる集電装置の機能停止に対しては、駆動源として電気による電動機、または流体圧によるシリンダー等の駆動装置と共に、ばね構造を並列に設けることによりパッシブな応答ではあるが最低限の駆動源を確保し、低速での車両の走行を可能とし、走行の確実性を確保する様に構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１〜図８により本発明の第一の実施例を説明する。図１は、低騒音集電装置の側面図を示し、図２は、低騒音集電装置の駆動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図である。図３は、低騒音集電装置の駆動機構が折畳まれた状態の内部構造を示す断面図である。図４は、図１の上面図を、図５に図１のI−I断面図を、図６にII−II断面図を示す。また、図７に図６のIII断面図を、図８に図６のIV断面を示す。
【００１１】
１は架線、２はすり板、３はその内部にばね２ａを介してすり板２を組込んだ舟体である。４は舟体３を支え、かつ、舟体３と低騒音集電装置の駆動機構との間の電気的絶縁を確保すると共に、内部の中空部に高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１を保持した絶縁支柱（以下絶縁碍子と称する）である。５は絶縁碍子４を固着保持する上部フレーム、６は中間フレームであり、上部フレーム５と、中間フレーム６との間に第二の駆動機構を構成し取りつける。
【００１２】
第二の駆動機構はデュアルリンク・アクチュエータ７と、ばね８ａを同軸配置したリニアガイド軸８とにより構成され、上部フレーム５は中間フレーム６に対しリニアガイド軸８に案内されて垂直方向に上昇下降する構成となっている。この上昇下降の駆動力はデュアルリンク・アクチュエータ７で発生される。このテュアルリンク・アクチュエータ７は電動機７１の回転運動を減速機７１ａで減速すると共に左右両回転方向に運動を分割し、左右のクランクアーム７２に伝達される。また、この電動機７１は中間フレーム６に固着されており、クランクアーム７２とクランクロッド７３は回転軸７２ａで図示平面内において回転自在に結合されている。さらに、クランクロッド７３の上端部は回転軸７３ａでブラケット７３ｂと図示平面内で回転自在に結合されており、ブラケット７３ｂは上部フレーム５に固着されている。このような構成の第二の駆動機構において電動機７１に制御された電気を供給すれば上部フレーム５は中間フレーム６に対し上昇下降運動を行うことになる。なお、このデュアルリンク・アクチュエータ７の詳細に付いては、例えば特開平１１-２９０５５６の明細書に開示されているものを採用することができる。
【００１３】
図２に、本鉄道車両用集電装置の第一の駆動機構と第二の駆動機構を覆っているカバー３０１、３０２、３０３及び、カバー滑動部３０１ａと碍子滑動部３０２ａの一例示す。カバーは、図２に示すように、カバー３０１、３０２、３０３と複数個に分割されており、かつ、分割されたカバーはカバー滑動部３０１ａ、碍子滑動部３０２ａで伸縮自在に相互に滑動する機構となっている。
【００１４】
図２により電力の取り込みについて説明する。架線１との接触により取り込まれた電力はすり板２から舟体３に導体（図示せず）を経由して伝達される。舟体３と絶縁碍子４は固着されており、絶縁碍子４の内部に設けた中空部に高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１の導電体２０１ａを埋設し、その導電体２０１ａの上端部が舟体３に固着されている。絶縁碍子４の下部に高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１を設けているが、これは導電体２０１ａと連続した導電体を有している。絶縁碍子４の下部では絶縁材の切替わり部が存在する為に、電界の緩和処置を行う構造とする（図示せず）。電力は高圧可撓性絶縁被覆導電体２０１を経由して車両の動力装置（図示せず）へ取り込まれ、車両が高速走行する構成となっている。
【００１５】
つぎに、中間フレーム６と下部フレーム９の保持関係について説明する。中間フレーム６は第一の駆動機構を介して下部フレーム９で保持されると共に、相互が平行状態を保ちながら上昇下降運動を行う様に構成されている。第一の駆動機構は主としてリンク１０、１０ａ、リニアガイド軸１１、レバー１２、カム１３、空気サーボシリンダー１４、ばね１５、ワイヤ１６とで構成されている。リンク１０、１０ａは回転軸１０１、１０２、１０３、１０４により図示平面内に回転自在に保持されている。リンク１０は回転軸１０３により中間フレーム６に図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。リニアガイド軸１１は下部フレーム９に固着されており、リンク１０はリニアガイド軸１１に対し回転軸１０２により図示平面内に回転自在に、かつ、摺動自在に保持されている。また、リンク１０ａはリンク１０の１／２の長さとしリンク１０の長さ方向の中心点に対し、回転軸１０４により図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。さらに、リンク１０ａの他の一端は回転軸１０１に固着され、下部フレーム９との関係は図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。これら回転軸１０１、１０２、１０３、１０４の中心軸の位置関係において、回転軸１０１、１０２、１０４の中心点で構成される三角形が二等辺三角形になるように構成すると、回転軸１０３の中心点はリンク１０、１０ａの図示平面内での回転と摺動運動に伴ない垂直に移動し、絶えず回転軸１０１の中心点の垂直線上部に存在し、従って、中間フレーム６は下部フレーム９に対し平行に上昇下降運動を行うことが出来る事になる。
【００１６】
さらに、第一の駆動機構による駆動力の発生と伝達関係について説明する。駆動力の発生源は空気サーボシリンダー１４とばね１５である。ばね１５は引張コイルばねとして引張作用により中間フレーム６が上昇する方向に構成し、空気サーボシリンダー１４は空気圧の注入により中間フレーム６が下降する方向に構成する。まず、ばね１５の駆動力の伝達について説明すると、ばね１５の一端は下部フレーム９に固着されている。他の一端はワイヤ１６を介してカム１３に固着されている。カム１３は回転軸１０１に固着されており、下部フレーム９に対しては図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。この構成によりばね１５の引張力はリンク１０ａの回転運動を生じ、リンク１０が回転軸１０３を中心とした図示平面内の回転と回転軸１０２の図示平面内の回転摺動運動となり、中間フレーム６の上昇運動に変換される。一方、空気サーボシリンダー１４の駆動力の伝達について説明する。空気サーボシリンダー１４の一端は下部フレーム９に回転軸１４ａを介して図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。他の一端は回転軸１２ａを介してレバー１２に対して図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。レバー１２は回転軸１０１に固着されており、かつ下部フレーム９に対しては中心軸が固着保持されている。このような構成において空気サーボシリンダー１４に空気圧が注入されると、レバー１２を介して回転軸１０１が回転し、リンク１０ａが押し下げる方向に回転運動をする事によりリンク１０が回転軸１０２を中心に図示平面内で回転と摺動運動を行い、さらに、回転軸１０３を中心にリンク１０を折畳む方向に運動をする。このことにより中間フレーム６は下降方向の運動を生じる。
【００１７】
さらに、必要に応じてダンパー１７を設けることが出来る。ダンパー１７の一端を回転軸１７ａで下部フレーム９に対し図示平面内に回転自在に、かつ中心軸は固着保持されている。レバー１８は回転軸１０１に固着されており、ダンパー１７の他の一端とは回転軸１８ａを介してレバー１８に対し図示平面内に回転 自在に保持されている。
【００１８】
このように構成された第一の駆動機構は、空気サーボシリンダー１４への空気圧の注入により中間フレーム６が下降方向に動き、ばね１５の引張力により上昇方向に動くことができ、空気サーボシリンダー１４への空気圧の注入量を架線１とすり板２の接触力がほぼ一定となるように、アクティブに制御することにより架線の位置変動に対し舟体３とすり板２、ばね２ａを追従させることが出来る。また、必要な場合設けたダンパー１７により空気サーボシリンダー１４の発生駆動力と負荷力の調和を行い、スムーズな上昇下降運動を実現できることになる。
【００１９】
また、空気サーボシリンダー１４への空気圧の圧力源が喪失するか、注入を制御する制御装置が故障した場合は、この制御回路を開放することにより、空気サーボシリンダー１４を開放し駆動力を零とする。この場合中間フレーム６を押し下げる力は架線からすり板２、ばね２ａ，舟体３、絶縁碍子４、上部フレーム５、デュアルリンク・アクチュエータ７、リニアガイド軸８、ばね８ａを通じて伝達され、結果として架線の押し下げ力とばね１５による押上げ力のバランスにより舟体３が上昇下降する従来のパッシブ形のパンタグラフと同様の運動をすることに成り、本集電装置のアクティブ制御装置が故障した場合でも低速における走行を確保し、このことから車両走行の確実性を確保できることになる。
【００２０】
図９、図１０により本発明の第２、第３の実施例を説明する。図９は、図２の第二の駆動機構であるデュアルリンクアクチュエータ７をリニアモータ４０１に置き換えた図である。図１０は、図２の第二の駆動機構であるデュアルリンクアクチュエータ７を空気サーボシリンダー４０２に置き換えた図である。図９のリニアモータ４０１は駆動軸４０１ａと固定子４０１ｂより構成され、駆動軸４０１ａは上部フレーム５に固着されており、固定子４０１ｂは中間フレーム６に固着されている。駆動軸４０１ａは固定子４０１ｂに対し制御装置により制御された給電をすることにより垂直方向に上昇下降運動を行う。図１０の空気サーボシリンダー４０２はシリンダー軸４０２ａとシリンダー体４０２ｂとより構成され、シリンダー軸４０２ａは上部フレームに固着されており、シリンダー体４０２ｂは中間フレーム６に固着されている。シリンダー軸４０２ａはシリンダー体４０２ｂに対し制御装置により制御された給気をすることにより垂直方向に上昇下降運動を行う。ばね８ａを同軸配置した軸８と第一の駆動機構は第一の実施例と同一である。この様に構成することにより第２、第３の実施例も第１の実施例と同じ駆動作用を行うと共に、本集電装置のアクティブ制御装置が故障した場合でも低速での車両走行の確実性を確保できることになる。
【００２１】
図２に示したカバー滑動部３０１ａの拡大図V部を図１１、図１２、図１３に示す。また、図１４に、碍子滑動部３０２ａの拡大図VI部を示す。カバー３０１、３０２、３０３は、舟体３に近い側を大径とし、屋根に近い側を小径とした組み合わせとしている。これはカバー滑動部３０１ａにパッキン３０４を取り付ると共にカバー滑動部３０１ａからの雨水やごみの進入を防ぐ為である。しかし、防水のためにパッキン３０４の密封度を高くするとカバーの伸縮によりカバー内部の空気が圧縮、膨張させられる為に背圧が発生し、カバーの動きを阻害することになる。従って、パッキン３０４には空気の流通は可能であるが、雨水やごみの進入を阻止し、かつ、摺動抵抗が小さいという機能が要求される。
【００２２】
図１１にパッキン３０４の詳細構造を、VII-VII断面図を図１２に、VIII-VIII断面を図１３に示す。パッキン３０４は中間に空間帯３０４ｄを有し、摺動部分が二重の構造となっている。摺動部分は頭部に球状突起３０４ｃを有する起毛３０４ｆをベース３０４ｂにジグザグ状に植毛した構成とする。さらに、ベース３０４ｂは伸縮性パッキン３０４ａを介してカバー３０１に固着されている。この伸縮性パッキン３０４ａは球状突起３０４ｃをカバー３０２の摺動面を均一に押し付ける作用をするように構成されている。カバー３０２との摺動面は図１２に示すように球状突起３０４ｃの頭頂部３０４ｇにおける点接触の集合体となり、接触面積が小さいために摺動抵抗の小さいカバー滑動部が得られる。
【００２３】
図１３に起毛３０４ｆの断面VIII−VIIIを示すが、起毛３０４ｆはジグザグ状に配置され植毛されているために、周囲に曲がりくねった空間を有している。空気はこの空間を通して３０４ｅに示すような気流が生じて通気が可能となる。しかし、雨水やごみは空気よりも比重が大きいために起毛３０４ｆに衝突しフィルター効果が生じて、結果として汽水分離が可能となる。中間部に空間帯３０４ｄを設ける理由は、万一、一段目の起毛３０４ｆを雨水やごみが貫通した場合その動圧を開放し、一度中間の静圧に転換して二段目の起毛３０４ｆへの侵入作用を弱めるという、いわゆるラビリンスの効果を考えたものである。
【００２４】
次に、図１４に碍子滑動部３０２ａの断面詳細図を示す。４は絶縁碍子、３０１はカバーであり、絶縁碍子４との摺動面にパッキン３０５を設け、このパッキン３０５はカバー３０１に固着されている。碍子滑動部３０２ａは、絶縁碍子４が上部フレーム５に固着されており第二の駆動機構により垂直方向に上昇下降運動する構造となっている。カバー３０１は中間フレーム６に固着されている為に絶縁碍子４はカバー３０１に対し相対的に上昇下降運動を行う。この碍子滑動部３０２ａはカバー滑動部３０１ａに比較してその周長が短いこと、雨水に対し受け口の位置に碍子滑動部３０２ａが存在するために、パッキン３０５には水密性の摺動パッキンを使用する。
【００２５】
図１５、図１６、図１７に、アクティブ制御システムの概念図を示す。図１５は、すり板２とばね２ａの間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設けた場合の図であり、図１６は、ばね２ａと、舟体３の間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設けた場合の図である。図１７において接触力検出手段２ｂから光ファイバー２ｃを通じて制御装置４５１に接触力に関する信号が伝達され、制御装置４５１内で演算処理される。制御装置４５１内では演算結果に基づき電源または空気源（図示せず）からの電気または空気を架線１とすり板２の接触力がほぼ一定となる様にアクティブに調整のうえ、回路２ｅおよび２ｆにより第一の駆動機構と第二の駆動機構に送りこれを制御駆動する。さらに制御装置４５１が万一故障した時に備えて緊急制御装置４５２を設けておく。この緊急制御装置は制御装置４５１の故障信号を回路２ｄで受信することにより作動し回路２ｇ、２ｈを通じて第一の駆動機構と第二の駆動機構を折畳み位置まで制御駆動し、すり板２、舟体３を架線１との接触状態から緊急に引き外し降下させる。
【００２６】
図１８に引掛装置５００を示す。この装置は第一の駆動機構と第二の駆動機構が折畳み位置まで降下した場合、電気または空気による駆動源を喪失した場合でも折畳み位置を保持出来るようにする為のものである。５０１は引掛ピン、５０２は引掛鉤、５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃは回転軸、５０４は掛外シリンダー、５０５は引掛ばねである。引掛ピン５０１は上部フレーム５に固着されている。引掛鉤５０２は回転軸５０２ａと図示平面内に回転自在に契合されており、回転軸５０２ａは下部フレーム９に固着されている。掛外シリンダー５０４の一端は引掛鉤５０２と回転軸５０２ｂにより図示平面内に回転自在に契合されており、他端は回転軸５０４ａと契合し下部フレーム９と図示平面内に回転自在に固着されている。また、引掛ばね５０５は引掛鉤５０２と回転軸５０２ｃにより図示平面内に回転自在に契合されており、他端は回転軸５０５ａと契合し下部フレームと図示平面内に回転自在に固着されている。引掛鉤５０２の先端には傾斜面５０２ｄと切欠き５０２ｅを設けている。この様に構成した引掛装置５００においてその作用について説明する。第一の駆動機構と第二の駆動機構が折畳み位置まで降下して来たとき、上部フレーム５に固着されている引掛ピン５０１が引掛鉤５０２の先端の傾斜面５０２ｄにあたり、これを押しのける様に降下する。この場合、引掛ばね５０５の張力に抗して引掛鉤５０２を回転させ切欠き５０２ｅまで到達し契合させる事により、引掛ピン５０１を介して上部フレーム５が下部フレーム９に対し固定される事になる。次にこの固定を開放する場合は掛外シリンダー５０４に空気源より圧縮空気を供給する（図示せず）。この掛外シリンダー５０４の発生力により引掛ばね５０５の張力に抗して引掛鉤５０２を回転させ、切欠き５０２ｅと引掛ピン５０１の契合を開放すると、第一の駆動機構と第二の駆動機構に内蔵されているばね８ａとばね１５の張力により上部フレーム５と中間フレーム６は上昇することになる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、すり板、舟体、絶縁碍子、カバーおよび下部フレームから構成されるシンプルな形状により、低騒音な集電装置が得られると共に、駆動機構を第一の駆動機構と第二駆動機構に分離し、第一の駆動機構にリンク機構を取り入れることにより大きなストロークを得て、車両の屋根上のスペースに収まる大きさで架線の上下変位に十分に追従できる装置を得ることが出来た。また、装置の駆動源である流体圧や電力が喪失、または制御装置が故障した場合に、パッシブな状態であるが低速な走行を可能とする装置を得ることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の低騒音集電装置の外観を示す正面図。
【図２】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の駆動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。
【図３】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の駆動機構が折畳まれた状態の内部構造を示す断面図。
【図４】本発明の低騒音集電装置の外観を示す平面図。
【図５】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図１のI−I断面図。
【図６】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図１のII−II断面図。
【図７】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図６のIII−III断面図。
【図８】本発明の第一実施例を示す低騒音集電装置の図６のIV−IV断面図。
【図９】本発明の第二実施例を示す低騒音集電装置の駆動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。
【図１０】本発明の第三実施例を示す低騒音集電装置の駆動機構が伸張している状態の内部構造を示す断面図。
【図１１】本発明の低騒音集電装置の図２のV部の拡大図。
【図１２】本発明の低騒音集電装置の図１１のVII−VII断面図。
【図１３】本発明の低騒音集電装置の図１１のVIII−VIII断面図。
【図１４】本発明の低騒音集電装置の図２のVI部の拡大図。
【図１５】本発明の低騒音集電装置のすり板２とばね２ａの間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設けた場合の図。
【図１６】本発明の低騒音集電装置のばね２ａと、舟体３の間に架線１とすり板２との接触力検出手段２ｂを設けた場合の図。
【図１７】本発明の低騒音集電装置のアクティブ制御システムの概念図。
【図１８】本発明の低騒音集電装置の引掛装置の構成図。
【符号の説明】
１…架線、２…すり板、３…舟体、４…絶縁碍子、５…上部フレーム、６…中間フレーム、７…デュアルリンク・アクチュエータ、８…リニアガイド軸、８ａ…ばね、９…下部フレーム、１０…リンク、１０ａ…リンク、１１…リニアガイド軸、１２…レバー、１３…カム、１４…空気サーボシリンダー、１５…ばね、１６…ワイヤ、１７…ダンパー、７１…電動機、７１ａ…減速機、７２…クランクアーム、７３…クランクロッド、２０１…高圧可撓性絶縁被覆導電体、３０１…カバー、３０１ａ…カバー滑動部、３０２…カバー、３０２ａ…碍子滑動部、３０３…カバー、３０４…パッキン、３０５…パッキン、４０１…リニアモータ、４０２…空気サーボシリンダー、４５１…制御装置、４５２…緊急制御装置、５００…引掛装置、５０１…引掛ピン、５０２…引掛鉤、５０４…掛外シリンダー、５０５…引掛ばね。
【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】
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【図８】
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【図９】
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【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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