JPH08265905A - 集電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、高速電車の屋根上に装着さ
れ、架線からの電力を集電する導電機能と、接触追従機
能とを二分割した集電装置において、集電体とケーブル
ヘットとを接続する導電ケーブルからの騒音の発生を防
止すると共に、非常時に破損を防止する。 【構成】架線１に接触して集電する摺り板２を支持する
集電体５と車体側に導電するケーブルヘット７との間を
導電ケーブル４０で接続している。導電ケーブルは集電
体に回動自在に接続され、ケーブルヘッドに対して水平
方向に移動自在に接続している。導電ケーブル４１は自
重では撓まず、外力によって撓むより線で構成してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高速鉄道車両の集電装
置に係わり、特に高速電車に好適な集電装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】最近、新幹線等の高速電車の走行速度の
向上（２７０から３００ｋｍ／ｈ〜３５０ｋｍ／ｈ）に
伴い、環境騒音基準値（目標値７５ｄＢ）を厳守すべく
車外騒音値の大幅な低減が要望されている。翼型の集電
体を用いて低騒音にすることが提案されている。そし
て、この集電体を空気シリンダによって架線に一定力で
押付けるようにしている。このようなものとして、ＥＰ
０６０５２１４Ａ２がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記文献で提案されて
いる低騒音集電装置は、３００ｋｍ／ｈ以上で高速走行
する場合の問題点を解決しようとするものである。しか
し、パンタグラフの機能として重要である架線への摺り
板の追従機能が不足している。

【０００４】また、集電体と車両側の導電ケーブルヘッ
ドとを接続する導電体の部分から騒音が発生しているこ
とが判明した。

【０００５】本発明の目的は、集電体と車両側の導電ケ
ーブルヘッドとを接続する導電体の部分から騒音の発生
を低減することにある。

【０００６】本発明の第２の目的は、架線への摺り板の
追従性能の良くすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、架線に
接触する摺り板と、該摺り板を支持する集電体と、該集
電体と車体側の導電ケ−ブルヘッドとを接続するもので
あって、自重で撓まない導電ケーブルと、からなり前記
導電ケーブルは前記集電体との接続部を回動自在に設け
ており、前記導電ケ−ブルヘッドとの接続部は前記導電
ケーブルヘッドに対してスライド可能であって回動自在
に設けていること、によって達成できる。

【０００８】

【作用】導電ケーブルヘッドは集電体に対して昇降す
る。このため、両者の垂直距離が変化すると、導電ケー
ブルは集電体に対して回動し、ケーブルヘッドに対して
水平方向に移動する。このため、導電ケーブルは撓む必
要が無いので、導電ケーブルの長さが短くなり、騒音発
生を防止できる。導電ケーブルが必要以上に上昇した場
合は、導電ケーブルが撓むので、他の部材の破損を防止
できるものである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１から図１１に
より説明する。図１、図２および図３によって、集電装
置の全体構成を説明する。１は架線である。摺り板２を
有する翼型の集電体５は絶縁碍子９で支持されている。
絶縁碍子５は昇降装置３を介して車体（図示せず）に支
持されている。絶縁碍子５に並列に導電用ケーブルヘッ
ド７（碍子）がある。摺り板２と導電用ケーブルヘッド
７とは導電部材機構４０で接続している。６は案内用の
摺り板である。導電用ケーブルヘッド７は昇降装置４を
介して車体に支持されている。８０は昇降装置３，４の
下部を覆うカバーである。ケーブルヘッド７は車両の幅
方向の中心よりも偏芯した位置にある。この位置は対向
車両の走行方向側である。集電体５は翼型であり、車両
の走行方向において前後方向に対象である。

【００１０】摺り板２はその長手方向に沿った配置した
２つの板ばね機構３０，３０を介して集電体５に支持さ
れている。昇降装置３は摺り板２を架線１に所定値で押
し付けるものであり、碍子９と昇降装置３との間に設置
した荷重計の検出値で昇降装置３を制御している。昇降
装置４の昇降量は昇降装置３の昇降量に基づいている
が、昇降量は同一ではない。つまり、ケーブルヘッド７
は集電体５に対して昇降する。

【００１１】図４、図５および図６によって、集電体５
と導電ケーブルヘッド７の上部とを接続する導電部材機
構４０について説明する。導電部材機構４０は、自重で
撓まずに外力により撓み、大電流が流れる可撓導電ケ−
ブル４１を有する。導電ケーブル４１は例えば固い線で
構成したより線である。

【００１２】導電ケーブル４１の集電体５側の端部には
導電ケ−ブル４１の一端を挿入して接続した導電部材４
２がある。導電部材４２は摺り板２側の軸受部材４４に
ピン４２ａを介して回転可能に連結している。軸受部材
４４は摺り板２を集電体５に支持する押え部材１１に設
置されている。導電部材４２と押え部材１１とは網ケ−
ブル４６で接続している。４５は網ケーブル４６は導電
部材４２に固定するボルトである。これらは集電体５の
内部に配置している。

【００１３】導電ケ−ブル４１の他端には導電ケーブル
の先端を挿入して接続した導電部材４３がある。ケーブ
ルヘッド７の上端には、内側に向けて開口した２つの溝
５０ａ，５０ａを有する案内座５０を複数のボルトで設
置している。溝５０ａは集電体５側に位置している。導
電部材４３は溝５０ａ，５０に入るローラ４７，４７を
ピン４７ａで取り付けている。ローラ４７，４７は導電
部材４３の両側にある。ローラ４７の移動方向は導電ケ
ーブル４１の長手方向で、水平方向である。導電部材４
３はローラ４７，４７に対して回動自在である。導電部
材４３の端部の上面とケーブルヘッド７の上端の導電部
７ａとは網ケーブル４８で連結されている。網ケーブル
４８は導電部材４３、導電部７ａにボルトで固定してい
る。引っ張りばね４９，４９によって導電部材４３を集
電体５から離れる方向に引っ張っている。導電部材４３
の端部をＴ状に構成して、これに引っ張りばね４７，４
７を連結している。引っ張りばね４９，４９はローラ４
７，４７の後側に位置している。網ケーブル４８は引っ
張りばね４９，４９の間にある。ケーブルヘッドのこれ
らの部材の上はカバー８で覆われている。

【００１４】ケーブルヘッド７が集電体５に対して上昇
し、両者の垂直距離が変化すれば、導電ケーブル４１の
ケーブルヘッド７側が水平方向にスライドして、導電ケ
ーブル４１の直線状態を保つ。このため、導電ケーブル
４１を直線にでき、この部分からの騒音の発生を防止で
きる。しかし、何らかの理由でケーブルヘット７が上昇
しすぎた場合には、導電ケーブル４１が移動できない。
この場合は導電ケーブルが撓み、この故障に対して他の
部材の破損を防止する。

【００１５】図７、図８および図９にって、摺り板を支
持する板ばね機構３０について説明する。板ばね機構３
０は、上下方向に１０〜２０ｍｍ変位する５枚の板ばね
を多段に重ね合わせて、約１ｋｇｆ／ｍｍのばね定数を
有した二つの重ね板ばね３１と、該重ね板ばね３１の一
端を曲げて固定支持する固定回転軸３６と、該重ね板ば
ね３１の他端を曲げて固定支持するリンク回転軸３７
と、該固定回転軸３６を回転支持する固定回転軸受３２
と、該リンク回転軸３７を支持する共に重ね板ばね３１
を左右方向に逃がすリンク回転軸受３３とリンク機構３
４と、重ね板ばね３１の減衰を作用させる重ね板ばね制
振材３５と、摺り板２の偏荷重に対応して回転しやすく
して、二つの重ね板ばね３１を支持するロ−リング回転
部材３８と、摺り板２の下両面を掴んで保持した摺り板
支持部材１５と、からなり、ボルト１６で下部からねじ
締結させる締結部材３９等から構成される。ここで、ベ
アリング機構３６により、摺り板２のピッチング動作を
滑らかにしている。また、板ばね機構３０の特性をモニ
タリングするためのリング型荷重計２０を設置してい
る。これは、非集電時において架線との接触力特性を検
出するために設けられている。

【００１６】図１０、図１１によって、摺り板２の取付
け構造を説明する。摺り板２は上方向に凸形状を有した
ものであり、左右の突出部２ａ，２ａを押え部材１５
ａ，１１で支持部材１５に押えることにより固定してい
る。支持部材１５と集電体５との関係は前記のとおりで
ある。支持部材１５は押え部材１１ａとの間に溝を有
し、これに摺り板２の突出部２ａを挿入している。押え
部材１１は断面がＬ状であり、その一片を突出部２ｂに
載せ、他の垂直片を支持部材１５の垂直片にビス１４で
固定して、摺り板２を固定している。突出部１５ａの端
部にはその長手方向に沿って溝１０を設けている。溝１
０は温度変化による熱膨張変形を局部補正するために設
けたものである。同様に、押え部材１１の垂直片と支持
部材１５の垂直片との間には隙間１３があり、温度変化
による熱膨張変形を局部補正する。図９のように押え部
材１５ａ，１１よりも上方は集電体５から情報に突出す
るので、走行方向の角部は丸くして流れがスム−ズにな
るようにする。

【００１７】摺り板２はカ−ボン系材料からなり、支持
部材１５および押え部材１１は厚さ２ｍｍのアルミ系材
料からなり、後者の熱膨張率（２３．６ｘ１０￣⁶）、
縦弾性係数（６．３ｘ１０³）、比重（２．７）は前者
の熱膨張率（４．３ｘ１０￣⁶）、縦弾性係数（０．５
ｘ１０³）、比重（２．２５）より大きい構成である。
これにより、両者間での熱応力（幅方向）差が発生する
ため、溝１０（高さ１ｍｍ、幅２ｍｍ）、および隙間１
３（１ｍｍ）によって応力緩和を図っている。昇降装置
５０によって集電体５を昇降させて摺り板２を架線１に
一定値で押え付けるようにしている。このため、集電体
５は軽量であることが望ましい。このため、支持部材１
５、押え部材１１を軽量なアルミ系材料で構成している
ものである。よって、軽量にしても熱による応力緩和を
図ることができるものである。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、集電体とケーブルヘッ
ドとのあいだの導電ケーブルを、自重で撓まないで外力
で撓む部材としているので、騒音の発生を防止できると
共に、非常時の破損を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す集電装置の平面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図１の右側面図である。

【図４】図１の集電体とケーブルヘッドとを接続する導
電部材機構の縦断面図である。

【図５】図５の導電部材機構の水平断面図である。

【図６】図６の導電部材機構の右側面図である

【図７】図１の摺り板を支持する板ばね機構の正面図で
ある。

【図８】図７の板ばね機構の平面図である。

【図９】図８の板ばね機構の中央縦断面図である。

【図１０】図１の摺り板の取付け縦断面図である。

【図１１】図１０の摺り板の斜視図である。

【符号の説明】

１…架線、２…摺り板、５…双方向翼集電体、７…導電
ケ−ブルヘッド、９…絶縁用支持碍子、３０…板ばね機
構、３１…重ね板ばね、４０…導電部材機構、４１…可
撓導電ケ−ブル、８０…カバー。

フロントページの続き (72)発明者 小林 健治 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大谷 巌太郎 山口県下松市大字東豊井794番地 笠戸機 械工業株式会社内 (72)発明者 寺田 勝之 山口県下松市大字東豊井794番地 日立笠 戸エンジニアリング株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】架線に接触する摺り板と、該摺り板を支持
   する集電体と、該集電体と車体側の導電ケ−ブルヘッド
   とを接続するものであって、自重で撓まない導電ケーブ
   ルと、からなり前記導電ケーブルは前記集電体との接続
   部を回動自在に設けており、前記導電ケ−ブルヘッドと
   の接続部は前記導電ケーブルヘッドに対してスライド可
   能であって回動自在に設けていること、を特徴とする集
   電装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の集電装置において、前記
   導電ケーブルの端部のローラを前記導電ケーブヘッドの
   溝に移動自在に設けていること、を特徴とする集電装
   置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の集電装置において、前記
   導電ケーブルは力が加えられたときに撓むものであるこ
   と、を特徴とする集電装置。
4. 【請求項４】架線に接触する摺り板と、該摺り板を支持
   する支持部材と、該支持部材を上下方向に支持する少な
   くとも１つ以上の板ばね機構と、該板ばね機構の両端を
   支持する集電体と、からなる集電装置。
5. 【請求項５】請求項４に記載の集電装置において、前記
   板ばね機構はその板の長手方向を前記摺り板の長手方向
   に沿って設けていること、を特徴とする集電装置。
6. 【請求項６】請求項５に記載の集電装置において、前記
   摺り板は該摺り板の長手方向に沿って設置した複数の前
   記板ばね機構で支持されていること、を特徴とする集電
   装置。
7. 【請求項７】架線に接触する摺り板と、該摺り板の幅方
   向の両端を押えて支持する支持部材と、該支持部材を支
   持する集電体と、からなり、 前記支持部材の熱膨張率は前記摺り板の熱膨張率よりも
   大きく、 前記支持部材で押えられた前記摺り板の端部を摺り板の
   長手方向に沿って溝を設けていること、 を特徴とする集電装置。
8. 【請求項８】請求項７の集電装置において、前記摺り板
   を押える部材はＬ状であり、その水平片が前記摺り板の
   端部に載っており、垂直片が前記支持材に固定されてお
   り、両者の間に隙間を有すること、を特徴とする集電装
   置。