JPH089506A

JPH089506A - 集電装置

Info

Publication number: JPH089506A
Application number: JP15920194A
Authority: JP
Inventors: Tetsuji Oshima; 哲二大島
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】車両の進行方向による揚力差が大幅に小さくな
り、高速走行に対しても正逆両方向の走行に対して追従
性の良いものを得ることにある。【構成】車両進行方向に対し、前後非対称な枠組の集電
装置において、集電舟を車両の前後方向に対して断面形
状が前後非対称で、且つ枠組に対しての取り付け方向は
車両の進行方向の内、枠組の揚力が小さくなる方向と、
前後非対称の集電舟の揚力が大きくなる方向とを一致さ
せた向きに取着するようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鉄道車両用の集電装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は従来使用されているシングルアー
ム形集電装置を示す構成図であり、１は車体、２は絶縁
碍子、３は集電装置の台枠、４は枠組、５は集電舟、６
は架線である。集電装置の駆動部は図示していないが、
枠組を上昇させるためのばねを有していて、集電舟は所
定の押上力により架線に接触して架線から集電して走行
する。車両が走行した場合、集電装置は車両の走行風を
受け、その空気力により集電装置は揚力を発生する。揚
力の値は一般に車速の二乗に比例して増加する。図６に
示すシングルアーム形集電装置は車両の前後方向につい
て非対称な形状の枠組を有しているので、車両の進行方
向が変ると空気の流れが変り、揚力が異ってくる。図７
は車両が図６におけるＡ方向（以下なびき方向という）
に進行する場合とＢ方向（以下反なびき方向という）に
進行する場合の発生揚力の１例を示すものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のシングルアーム
形集電装置の走行時の揚力の大きさは、図７に示すよう
に、車両の走行方向によって大きく異る。揚力の値は、
集電装置に当初設定されている所定の押上力に加算され
て、集電舟と架線の間の接触力となるので、揚力のため
接触力が大きく変ると、車両が高速で走行する場合、次
のような不具合がある。（１）なびき方向に走行した場合には、揚力が大きいた
め、接触力が大きくなってすり板の磨耗が増し、架線の
曲げ応力も増すので架線の寿命も短くなる。（２）反なびき方向に走行した場合には、揚力が小さい
ため接触力が過小となり、高速走行時の追従性が悪くな
って離線が増す。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上述した欠点を
解決するもので、その手段としては、集電舟の形状を車
両の前後方向について非対称な形状として枠組に取着し
て構成したことを特徴とするもので、これにより集電舟
の揚力を進行方向の違いにより異ならせて、枠組の揚力
か進行方向の違いにより異なる分を補償し、枠組と集電
舟との組合せ品である集電装置の進行方向の違いによる
揚力差を小さくするものである。

【０００５】

【作用】本発明装置の作用を以下に説明する。従来のシ
ングルアーム形集電装置の揚力は、図７に示すように、
車両がなびき方向に進行する場合と反なびき方向に進行
する場合で大きく異っている。図６に示す従来シングル
アーム形集電装置は、図から明らかのように、集電舟５
は車両の進行方向について前後対称で、枠組４は前後非
対称である。図７における揚力は、集電装置組立品の揚
力なので、枠組４の揚力と集電舟５の揚力を総合したも
のである。このうち、集電舟５は前後対称形なので、な
びき方向進行の場合も反なびき方向進行の場合も揚力は
同等である。従って、図７のなびき方向と反なびき方向
の揚力の差は、枠組４が前後非対称形状のために発生し
たものである。

【０００６】同様のことは集電舟５に対してもいえるこ
とであって、集電舟の形状を前後非対称の形状とする
と、車両の進行方向によって集電舟の揚力は異る。従っ
て、集電舟の前後非対称形状を適正に選定して、車両が
なびき方向進行で枠組の揚力が大きい場合は、集電舟の
前後非対称形状のうち、揚力の小さい向きに集電舟を搭
載するようにすれば、枠組が反なびき方向進行で、揚力
が小さい場合に集電舟は前後非対称形状うち、揚力の大
きい方の向きに搭載されることになり、枠組揚力と集電
舟揚力の総合値である組立品の揚力は、枠組がなびき方
向に進行する場合は、枠組と集電舟の揚力は相殺され、
枠組が反なびき方向に進行する場合は、枠組と集電舟の
揚力は相乗され、組立品の揚力のなびき方向進行と反な
びき方向進行の場合の揚力の差は、従来の場合に比して
遙かに小さくすることができ、実用上支障のない範囲に
収めることが可能となる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明集電装置の一実施例を示す構成
図であって、図中、図６と同一符号は同一部品または同
一機能を有する部品である。図１において、11，12は台
枠に軸支されそれぞれ下枠13，14の下端を固定した主
軸、下枠13，14はそれぞれ上端 13a， 14aが上枠の下端
付近及び下端を軸支している。15，16は上枠で、上枠15
は上端 15aが舟支えアーム17の上端付近を軸支し、上枠
16は下端 16aが下枠13の上端付近に軸支され、上端 16b
が舟支えアーム17の下端を軸支している。舟支えアーム
17は、図示していないばねを介して集電舟18を水平に支
持している。集電舟18は、図２に示すように、断面形状
が平行四辺形に類似した形状で、車両の前後の方向につ
いて非対称な形状である。

【０００８】本集電装置は上記のように構成され、主軸
に固着したテコを介して、図示していない主ばねの張力
により主軸を回転して下枠を起ち上げると、集電舟18の
上面が所定の押上力で架線に接触して集電し、車両は走
行する。本発明集電装置の空力的特性についての作用を
以下に説明する。図３は図２に示す前後非対称の集電舟
18の速度と揚力の関係を示すグラフで、矢印Ｃの方向
（図１のＡ方向）に進行する場合揚力は下向きに発生
し、矢印Ｄの方向（図１のＢ方向）に進行する場合揚力
は上向きに発生する。すなわち、本集電舟の揚力は進行
方向により大小の差がある。

【０００９】図４は図１に示す本発明集電装置の速度と
揚力の関係を従来の集電装置の場合と比較して示した比
較図である。図４において、曲線は図７に示す従来の
ハングルアーム形集電装置組立品におけるなびき方向
（図６におけるＡ方向）に進行する場合、曲線は同じ
く反なびき方向（図６におけるＢ方向）に進行する場合
の揚力を示す。曲線はなびき方向進行の場合の枠組の
みの揚力、曲線は反なびき方向進行の場合の枠組のみ
の揚力を示す。すなわち曲線と及びとの差が従
来の集電舟５の揚力であり、曲線との差Ｌ1 は従来
品における進行方向の違いによる揚力差である。

【００１０】曲線とはそれぞれ本発明集電装置のな
びき方向進行と反なびき方向進行の場合の揚力であっ
て、曲線は枠組のみの揚力に図３に示す集電舟18の
Ｃ方向進行の場合の揚力を加えたもので、曲線は枠組
のみの揚力に図２に示す集電舟18のＤ方向進行の場合
の揚力を加えたものである。曲線との差Ｌ2 は、な
びき方向進行と反なびき方向進行の場合の揚力差であ
り、従来品の場合の進行方向の差による揚力差Ｌ1 に対
して大巾に小さくなっていることが明らかである。以上
述べたように、本発明集電装置は車両進行方向について
前後非対称な枠組に対し、前後非対称な集電舟を取着し
て構成したことを特徴とするもので、車両進行方向によ
る揚力差を補償し、進行方向による揚力差の小さい集電
装置を提供するものである。

【００１１】図５に示すものは本発明集電装置の第２実
施例を示す構成図であって、図中、図１及び図６と同一
符号は同一部品または同一機能を有する部品である。図
５において、21，22は台枠に軸支され、それぞれ枠23，
24の下端を固定した主軸、枠23，24はそれぞれ上端 23
a， 24aが舟支えアーム25の上端付近及び下端を軸支し
ている。舟支えアーム25は、図示していないばねを介し
て集電舟18を水平に支持している。

【００１２】本集電装置は前述したように構成され、主
軸に固着したテコを介して、図示していない主ばねの張
力により主軸を回転して枠を起ち上らせると、集電舟18
の上面が所定の押上力で架線に接触して集電し車両は走
行する。本発明集電装置の空力的特性は次のようであ
る。図５に示す本集電装置が矢印Ｅ方向に進行する場合
は、枠23，24の走行風による抗力は主軸21，22を右回り
に回転させる方向に働くので、枠組の揚力は下向き方向
となり、矢印下方向に進行する場合は抗力は主軸を左回
りに回転する方向に働くので、枠組の揚力は上向き方向
となり、結局枠組の揚力は矢印Ｅ方向進行では小さく、
矢印Ｆ方向進行では大きくなる。

【００１３】集電舟18の揚力は、図３に示すように、矢
印Ｄ方向進行の場合大きく、矢印Ｅ方向進行の場合小さ
いので、枠組に対して図６に示すように、Ｅ方向進行の
場合に集電舟がＤ方向進行となる向きに集電舟18を装備
すれば、枠組の揚力と集電舟の揚力はＥ方向進行では相
乗され、Ｅ方向進行では相殺され、その結果組立品とし
て進行方向の違いによる揚力の差を大巾に小さくするこ
とができる。なお、本実施例では集電舟として前後非対
称形状の平行四辺形形状のものを例示説明したが、この
他の形状であっても前後非対称の形状であれば正方向進
行と逆方向進行では必然的に揚力が異なるので、効果は
同様である。また、集電装置の枠組としてシングルアー
ム形集電装置及びポール形のものを例示しているが、前
後非対称な形状の枠組であれば、その他の形状の枠組で
あっても同様の効果を得ることができる。

【００１４】

【発明の効果】本発明集電装置は、前述したように車両
進行方向について前後非対称な枠組の集電装置に対し、
前後非対称な集電舟を取着することにより、車両進行方
向による揚力差が大巾に小さくなり、高速走行に対して
も正逆両方向の走行に対して追従性の良い集電装置を提
供することができ、実用上の効果は甚だ大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明集電装置の一実施例を示す構成図
である。

【図２】図２は本発明集電装置の集電舟の断面形状を示
す図である。

【図３】図３は本発明集電装置の集電舟の速度と揚力の
関係を示す図である。

【図４】図４は本発明の集電装置の枠組及び組立品の揚
力を従来品の場合と比較対照して示す図である。

【図５】図５は本発明の第２の実施例を示す構成図であ
る。

【図６】図６は従来のシングルアーム形集電装置の構成
を示す図である。

【図７】図７は図６に示すシングルアーム形集電装置の
進行方向による車速と揚力の関係を示す図である。

【符号の説明】１車体２絶縁碍子３台枠４枠組５集電舟６架線 11 主軸 12 主軸 13 下枠 14 下枠 15 上枠 16 上枠 17 舟支えアーム 18 集電舟 21 主軸 22 主軸 23 枠 24 枠 25 舟支えアーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車両の前後方向に対し、前後非対称の枠
組と、集電舟とを有する集電装置であって、集電舟は、車両の前後方向に対して断面形状が前後非対
称で、且つ前記枠組に対しての取付け方向は車両の進行
方向の内、枠組の揚力が小さくなる方向と、前後非対称
の集電舟の揚力が大きくなる方向とを一致させた向きに
取着したものである集電装置。
【請求項２】前記枠組として、２本の主軸（11，12）
と、２本の下枠（13，14）と、２本の上枠（15，16）
と、舟支えアーム（17）からなり、この枠組の上部に集
電舟（18）を取着したものであって、主軸（11，12）は、車両進行方向に対して回動自在に台
枠に軸支され、下枠（13，14）は、上端（ 13a， 14a）が上枠（15）の
下端付近及び下端を軸支し、下端が主軸（11，12）に固
定され、上枠（15）は、上端（ 15a）が舟支えアーム（17）の上
端近傍を軸支し、上枠（16）は、下端（ 16a）が下枠（13）の上端近傍に
軸支され、上端（ 16b）が舟支えアーム（17）の下端を
軸支し、舟支えアーム（17）は、ばねを介して集電舟（18）を水
平に支持し、集電舟（18）は、車両の前後方向に対して断面が前後非
対称な平行四辺形状を有する請求項１記載の集電装置。
【請求項３】前記枠組として、２本の主軸（21，22）
と、２本の枠（23，24）と、舟支えアーム（25）からな
り、この枠組の上部に集電舟（18）を取着したものであ
って、主軸（21，22）は、車両進行方向に対して回動自在に台
枠に軸支され、枠（23，24）は、上端（ 23a， 24a）が舟支えアーム
（25）の上端付近及び下端を軸支し、舟支えアーム（25）は、ばねを介して集電舟(18)を水平
に支持し、集電舟（18）は、車両の前後方向に対して断面が前後非
対称な平行四辺形状を有する請求項１記載の集電装置。