集電装置
私鉄車両では、従来の菱形と比較し、小型化による軽量化、空気抵抗減少、省スペース性から注目された。また、冷房装置などの搭載により屋根上搭載機器の増加した新世代の鉄道車両に適合したため、シングルアーム形が主流となるまでは主に関西私鉄(阪急電鉄、阪神電気鉄道、近畿日本鉄道、京阪電気鉄道、南海電気鉄道)、東武鉄道、西日本旅客鉄道(JR西日本)が積極的に採用。
一方で、製造コスト増を忌避し採用しなかった鉄道事業者(東京急行電鉄、京王電鉄や名古屋鉄道等)も多い。
ただ、1990年代以降に、より構造の簡便なシングルアーム形が登場したことで、上記の阪急、阪神、近鉄、南海、JR西日本など下枠交差型を採用してきた鉄道事業者においても、2000年代中頃以降、シングルアーム形が採用されるようになっている。なお、近鉄シリーズ21の一部や京阪13000系電車のように廃車発生品を流用した関係で下枠交差型を使用しているなどの例外はある。
その発明者が誰であったかについては、現在に至るまで明らかとはなっていないが、ボルチモア・アンド・オハイオ鉄道(Baltimore and Ohio Railroad)で1895年(明治25年)、電気機関車に先端に集電用台車を取り付けたひし形の集電装置を使用している。アメリカ・サンフランシスコの対岸、オークランド周辺に路線網を形成していたキー・システム (en:Key System) が1903年(明治36年)の開業時に既に菱枠形パンタグラフを装備した電車を就役させていたことが開業当日に撮影された写真で判明している。
「パンタグラフ」の語源は、製図やフライス加工などで、複製のために用いられる、リンク機構を持つ菱形をつなげた形の道具である、パンタグラフ (Pantograph) に動作が似ていたため採られた名称である。現在では必ずしも菱形のもののみを指すのではなく、他の形状のものも含め、関節構造を備えた屋根上に装備する集電装置の総称となっている。
集電装置(しゅうでんそうち、英語: current collector)とは、鉄道車両やトロリーバスが電気を得るための装置をいう。集電器(しゅうでんき)とも呼ばれ、代表例としてパンタグラフが挙げられる。
架空電車線方式の電車では通常、編成内の電動車に装備されるが、軸重(車両重量)制限や取り付け位置の制約等の関係で、無動力の制御車や付随車に取り付けられる事例もある。変則例では日本の電車形救援車があり、自走電力は不要な制御車であったが、救援活動に用いる機器の電源が必要なため、集電装置を持つものもあった。
また第二次世界大戦前後の一部の電車でも1枚のものがあった。路面電車の菱形パンタグラフでは1枚であることが多い。
ローラースライダー
架線と接触する部分をローラーとして回転する形態となっているもので、接触部の磨耗を抑制する狙いがある。
日本では1914年(大正3年)に鉄道院デハ6340系に採用されたが、重量が過大で高速運転時に離線トラブルを起こしがち(架線追随性が悪く、度々アーク放電を起こして架線を断線させた他、軌道の状況が悪い区間ではパンタグラフが激しく上下動してタンピングを引き起こしていた)で、開業記念運転時に運転不能になるという致命的トラブルを起こしたことから、電車の運行を中止し、通常のシュー式に改造するという事態に陥った。低速での運行を行う坑内軌道ではその後も一部で用いられた。
分割ばね式スライダー
新幹線E5系及びE6系にて採用されたもの。スライダー自体を分割し、それぞれにスプリングを組み込んだもの。これによって追従性が格段に向上し、運転時の集電装置使用数を1つに削減することに成功した。