JPH092107A - コンパウンド式カテナリ架線方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 架線系の構成を基本的に変更し、振動の発生
を極力抑えることができるコンパウンド式カテナリ架線
方式を提供する。 【構成】 鉄道線路に沿って建植した支持柱によって架
線を支持するための支持点２１に架けられる吊架線２２
と、この吊架線２２に架けられる補助吊架線２４と、こ
の補助吊架線２４に架けられるトロリ線２６とを備える
コンパウンド式カテナリ架線方式において、前記支持点
２１の吊架線２２と補助吊架線２４間に取り付けられる
剛体からなる束２３と、１径間に吊架線２２と補助吊架
線２４とを結合する結合点２５を設け、前記束２３の上
端２３ａと下端２３ｂと結合点２５により３角形が形成
されるとともに、吊架線２２と補助吊架線２４には十分
な張力を加え、架線中間部付近における押上力によるト
ロリ線２６の高さの変動に伴うトロリ線２６の振動を抑
制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気鉄道における電気
車への電力供給のための架空電車線路のコンパウンド式
カテナリ架線方式に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気鉄道における電気車に電力を供給す
る方式には、線路を走行する電気車の上部にトロリ線を
架設し、これに給電を行い、加圧し、電気車のパンタグ
ラフで集電する方式としたもの、線路を走行する電気車
の集電靴で集電する方式などがある。

【０００３】本発明は、トロリ線により給電する方式に
関するものであるが、このトロリ線を架設する方法に
は、従来から図５及び図６に示されるようなものがあっ
た。 （１）図５に示す架線方式は、一般にシンプルカテナリ
架線方式と呼ばれているものであり、１は可動ブラケッ
ト又は固定ビームにおける吊架線支持点、２は吊架線で
あり、二つの吊架線支持点１で吊るされ、いわゆる懸垂
曲線（カテナリ曲線）になっている。

【０００４】３はトロリ線であり、電気車のパンタグラ
フ（図示なし）がこれを摺動する。４はハンガであり、
トロリ線３を吊架線２に吊るためのものである。５はハ
ンガイアであり、ハンガ４をトロリ線３に取り付けるた
めのもので、これにより、ハンガ４はトロリ線３に固定
される。走行する電気車のパンタグラフがトロリ線に密
着して集電するためには、トロリ線の高さが一定である
ことが必要であるため、各ハンガの長さは吊架線の曲線
に合わせて計算し、適切なものとされている。

【０００５】（２）図６に示す架線方式は、一般にコン
パウンドカテナリ架線方式と呼ばれているものであり、
トロリ線の高さの設備精度を高めるために、図５におけ
る吊架線の他に、補助吊架線１３が設けられている。す
なわち、図６において、１１は吊架線支持点であり、図
５の吊架線支持点１と同様のものである。１２は吊架線
であり、図５の吊架線２と同様のものである。１３は補
助吊架線、１４はドロッパであり、補助吊架線１３を吊
るためのもので、ほぼ等間隔に設けられている。１５は
ドロッパクリップであり、ドロッパ１４を補助吊架線１
３に取り付けるためのもので、これによりドロッパ１４
は補助吊架線１３に固定される。１６はトロリ線であ
り、図５のトロリ線３と同様のものである。１７はハン
ガであり、トロリ線１６を補助吊架線１３に吊るための
もので、各ドロッパ１４間にはぼ等間隔に同じ長さのも
のがそれぞれ２個づつ設けられている。１８はハンガイ
アであり、ハンガ１７をトロリ線１６に取り付けるため
のもで、これによりハンガ１７はトロリ線１６に固定さ
れている。

【０００６】以上が代表的な架線方式であるが、電流容
量や高速性能を高めるために、シンプルカテナリ架線を
平行に２組設けたツインシンプルカテナリ架線方式と呼
ばれるもの、１条の吊架線に２条のトロリ線を吊るした
ものなどがあるが、これらは図５あるいは図６の方式が
基本になっているものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の架
線方式は、シンプルカテナリ架線方式、またはコンパウ
ンドカテナリ架線方式が基本となっているが、これら従
来の架線方式で共通の問題点は、走行中の電気車のパン
タグラフの押上力等による吊架線、補助吊架線、トロリ
線（以下、これらを架線系という）及びパンタグラフの
振動現象である。

【０００８】シンプルカテナリ架線方式及びコンパウン
ドカテナリ架線方式のいずれにおいても、２点で吊るさ
れた吊架線が基本となっており、電気車が走行していな
い状態では吊架線はいわゆるカテナリ曲線に近い形状を
保ち、トロリ線の高さも直線性を保っているが、電気車
のパンタグラフでトロリ線が持ち上げられると、吊架線
の形状は変化し、これに伴いトロリ線の高さも一様でな
くなってしまう。

【０００９】このように、トロリ線の高さが変化する
と、走行中の電気車のパンタグラフは振動することにな
り、パンタグラフが振動すれば、架線系の振動を更に助
長することになる。これら架線系の振動が激しくなる
と、遂にはトロリ線とパンタグラフが離れるいわゆる離
線が生じ、スパークが発生することになる。スパークが
発生すると正常な給電が出来ないばかりでなく、パンタ
グラフすり板の溶損、トロリ線の断線等の事故を起こす
ことにもなる。

【００１０】これらの架線系の振動現象は、電気車の走
行速度が大きくなるに従って大きくなるので、高速運転
をするためには、これら振動の問題を解決する必要があ
るが、現在の架線方式では十分に解決されていない。し
かしながら、最近の鉄道では、より高い速度で運転する
ことが望まれているにも関わらず、架線系の振動を抑制
することが極めて困難な問題となっており、電気車の速
度向上の大きな障害となっている。

【００１１】この問題はシンプルカテナリ架線方式も、
コンパウンドカテナリ架線方式のいずれも、架線全体が
いわゆるカテナリ曲線の吊架線に吊り下げられているこ
とによるものであり、いかに張力を増しても振動を抑制
することは困難である。ピアノの弦の振動のように、張
力によって固有振動数は変化するが、振動を止めること
はできない。

【００１２】本発明は、上記問題点を解決するために、
これら架線系の構成を基本的に変更し、振動の発生を極
力抑えることができるコンパウンド式カテナリ架線方式
を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 （１）鉄道線路に沿って建植した支持柱によって架線を
支持するための支持点に架けられる吊架線と、この吊架
線に架けられる補助吊架線と、この補助吊架線に架けら
れるトロリ線とを備えるコンパウンド式カテナリ架線方
式において、前記支持点の吊架線と補助吊架線間に取り
付けられる剛体からなる束と、１径間に前記吊架線と補
助吊架線とを結合する結合点を設け、前記束の上端及び
下端ならびに前記結合点により３角形が形成されるとと
もに、前記吊架線と補助吊架線には十分な張力を加え、
架線中間部付近における押上力による前記トロリ線の高
さの変動に伴うトロリ線の振動を抑制するようにしたも
のである。

【００１４】（２）上記（１）記載のコンパウンド式カ
テナリ架線方式において、前記結合点を１径間に２個所
設け、この各結合点からトロリ線へハンガを架けるよう
にしたものである。 （３）上記（２）記載のコンパウンド式カテナリ架線方
式において、前記結合点を１径間に２個所設け、これら
の結合点間の中間部付近に補助吊架線とトロリ線間にハ
ンガを架けるようにしたものである。

【００１５】（４）上記（２）記載のコンパウンド式カ
テナリ架線方式において、前記結合点を１径間に２個所
設け、その結合点間を複数に区分して各区分された点の
補助吊架線とトロリ線間にハンガを架けるようにしたも
のである。 （５）上記（１）乃至（４）の何れか１項記載のコンパ
ウンド式カテナリ架線方式において、前記束の上端及び
下端ならびに前記結合点により形成される３角形の領域
内の前記吊架線と補助吊架線間に前記束と平行になるよ
うに、ドロッパを設けるようにしたものである。

【００１６】

【作用】

（１）請求項１記載のコンパウンド式カテナリ架線方式
によれば、鉄道線路に沿って建植した支持柱によって架
線を支持するための支持点に架けられる吊架線と、この
吊架線に架けられる補助吊架線と、この補助吊架線に架
けられるトロリ線とを備えるコンパウンド式カテナリ架
線方式において、前記支持点（２１）の吊架線（２２）
と補助吊架線（２４）間に取り付けられる剛体からなる
束（２３）と、１径間に前記吊架線（２２）と補助吊架
線（２４）とを結合する結合点（２５）を設け、前記束
（２３）の上端（２３ａ）及び下端（２３ｂ）ならびに
前記結合点（２５）により３角形が形成されるととも
に、前記吊架線（２２）と補助吊架線（２４）には十分
な張力を加え、架線中間部付近における押上力によるト
ロリ線（２６）の高さの変動に伴うトロリ線（２６）の
振動を抑制するようにしたので、架線中間部付近におけ
る押上力による前記トロリ線（２６）の高さの変動に伴
うトロリ線（２６）の振動を抑制することができる。

【００１７】すなわち、吊架線と補助吊架線には十分な
張力を加え、束と吊架線、補助吊架線で形成する三角形
が容易に変形しないようにする。トロリ線はパンタグラ
フの通過により一旦は押し上げられるが、三角形の節点
の高さは殆ど変化しないので、トロリ線の振動を小さく
することができる。このように、架線系の振動が大幅に
抑制できるので、パンタグラフの上下変化も小さく、離
線も少なくなり安定した集電が可能となり、電気車運転
の高速化を図ることができる。

【００１８】（２）請求項２記載のコンパウンド式カテ
ナリ架線方式によれば、前記結合点（２５ａ，２５ｂ）
を１径間に２個所設け、これらの各結合点（２５ａ，２
５ｂ）からトロリ線（２６）へハンガを架けるようにし
たので、１径間が長くなっても架線中間部付近における
押上力によるトロリ線（２６）の高さの変動に伴うトロ
リ線（２６）の振動を抑制することができる。

【００１９】（３）請求項３記載のコンパウンド式カテ
ナリ架線方式によれば、前記結合点（２５ａ，２５ｂ）
を１径間に２個所設け、これらの結合点（２５ａ，２５
ｂ）間の中間部付近に補助吊架線（２４）とトロリ線
（２６）間にハンガ（２７Ａ）を架けるようにしたの
で、１径間が長くなっても架線中間部付近における結合
点（２５ａ，２５ｂ）間の中間点の押上力によるトロリ
線（２６）の高さの変動に伴うトロリ線（２６）の振動
を抑制することができる。

【００２０】（４）請求項４記載のコンパウンド式カテ
ナリ架線方式によれば、前記結合点（２５ａ，２５ｂ）
を１径間に２個所設け、これらの結合点（２５ａ，２５
ｂ）間を複数に区分して各区分された点の補助吊架線
（２４）とトロリ線（２６）間にハンガ（２７Ｂ〜２７
Ｅ）を架けるようにしたので、１径間が長くなっても、
架線中間部付近における結合点（２５ａ，２５ｂ）間は
複数のハンガ（２７Ｂ〜２７Ｅ）によってトロリ線（２
６）が支持されるので、ハンガの取付間隔を短縮でき、
トロリ線の直線性が高められ、トロリ線（２６）の振動
が抑制される。

【００２１】（５）請求項５記載のコンパウンド式カテ
ナリ架線方式において、束の下端（２３ｂ）と接合点
（２５，２５ａ，２５ｂ）との間の補助吊架線（２４）
にハンガ（２７）を取付ける場合、前記束（２３）の上
端（２３ａ）及び下端（２３ｂ）ならびに前記結合点
（２５，２５ａ，２５ｂ）により形成される３角形の領
域内の前記吊架線（２２）と補助吊架線（２４）間に、
前記束（２３）と平行になるようにドロッパ（３１）を
設けるようにしたので、前記束（２３）と、吊架線（２
２）と補助吊架線（２４）との結合点（２５，２５ａ，
２５ｂ）で形成される三角形状の変形に対する抗力が増
大し、トロリ線（２６）の押上げ力による押上げ量を更
に低減することができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の第１実施例を示す基本的なコ
ンパウンド式カテナリ架線方式の構成図である。この図
において、２１は吊架線支持点であり、図５の場合と同
様に可動ブラケットあるいは固定ビームにおける吊架線
の支持点である。２２は吊架線、２３は束（ツカ）であ
り、剛体（例えば、金属棒）からなる。この束２３の上
端２３ａはブラケットあるいはビームにおける吊架線支
持点２１と同じ位置に取り付ける。２４は補助吊架線で
あり、束２３の下端２３ｂに固定する。２５は結合点、
２６はトロリ線であり、電気車のパンタグラフ（図示な
し）がこれを摺動する。２７はハンガであり、トロリ線
２６を吊るためのものである。２８はハンガイアであ
り、図５のハンガイア５と同様のものである。

【００２３】そこで、吊架線２２と補助吊架線２４には
十分な張力を加え、束２３と吊架線２２、補助吊架線２
４で三角形状となるように構成し、その形成された三角
形が容易に変形しないようにする。ここで固定された束
２３の上端２３ａ、束２３の下端２３ｂおよび結合点２
５を節点と呼ぶ。このように構成されたコンパウンド式
カテナリ架線方式において、トロリ線２６はパンタグラ
フの通過により一旦は押し上げられるが、これらの節点
（束２３の上端２３ａ、束２３の下端２３ｂおよび結合
点２５）の高さは殆ど変化しないので、トロリ線２６の
振動は小さくなる。

【００２４】図１においては、結合点２５は各支持柱間
に一箇所としており、三角形による効果を有効にするた
めには、支持柱の間隔を狭くする必要があり、工事費が
かさみ、実用上の問題が考えられる。したがって、上記
した基本形を拡張した、以下のような実施例を挙げるこ
とができる。

【００２５】図２は本発明の第２実施例を示すコンパウ
ンド式カテナリ架線方式の構成図である。なお、第１実
施例と同じ部分については、同じ番号を付してそれらの
説明は省略する。この実施例では、１径間（スパン：支
持柱間）に結合点２５ａ，２５ｂを二個所設けるように
したものであるが、この場合もハンガ２７の取付点は原
理的に固定されており、振動は抑制されることになる。
なお、結合点２５ａ，２５ｂ間は吊架線２２と補助吊架
線２４とが合わせられた架線２９となっている。

【００２６】図３は本発明の第３実施例を示すコンパウ
ンド式カテナリ架線方式の構成図である。なお、第１実
施例と同じ部分については、同じ番号を付してそれらの
説明は省略する。この実施例では、１径間に結合点２５
ａ，２５ｂを二箇所設けるほか、二つの結合点２５ａと
２５ｂの中間点において補助吊架線２４にハンガ２７Ａ
を取り付けることにより、ハンガ間隔を縮小している。
なお、更にこの応用として、部分的な小さな振動を許容
するならば、以下のような変形が考えられる。

【００２７】図４は本発明の第４実施例を示すコンパウ
ンド式カテナリ架線方式の構成図である。なお、この図
において、図３と同じ部分については、同じ番号を付し
てそれらの説明は省略している。この実施例では、１径
間に２つの結合点２５ａ，２５ｂを設け、その結合点２
５ａ，２５ｂ以外にも補助吊架線２４から複数のハンガ
２７Ｂ〜２７Ｅを取り付けることにより、ハンガの取付
間隔を短縮してトロリ線２６の直線性を高めるようにし
たものである。

【００２８】この方式では、補助吊架線２４の中間にハ
ンガ２７が取り付けられているため、その部分において
は従来のカテナリ架線方式と同様な振動が生ずることが
考えられるが、この場合は束２３と結合点２５ａとの
間、あるいは２つの結合点２５ａ，２５ｂ間に挟まれた
短い線の振動であり、振幅も小さい。また、束２３と、
吊架線２２と補助吊架線２４との結合点２５ａ，２５ｂ
で形成される三角形状が得られる部分に、ドロッパ３１
が形成される。すなわち、吊架線２２と補助吊架線２４
間に、束２３と平行になるように、ドロッパ３１を設け
るようにしている。

【００２９】このように、束の下端と結合点２５ａ，２
５ｂとの間に補助吊架線にハンガを取付ける場合、ドロ
ッパ３１を設けると、束２３と、吊架線２２と補助吊架
線２４との結合点２５ａ，２５ｂで形成される三角形状
の変形に対する抗力が増大し、トロリ線２６の押上げ力
による押上げ量を更に低減することができる。また、架
線系全体の振幅の大きい振動に対しては、束２３および
結合点２５ａ，２５ｂで形成される三角形に抑制する作
用があり、実用上の問題は小さい。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の発明によれば、鉄道線路に沿って
建植した支持柱によって架線を支持するための支持点に
架けられる吊架線と、この吊架線に架けられる補助吊架
線と、この補助吊架線に架けられるトロリ線とを備える
コンパウンド式カテナリ架線方式において、前記支持点
の吊架線と補助吊架線間に取り付けられる剛体からなる
束と、１径間に前記吊架線と補助吊架線とを結合する結
合点を設け、前記束の上端及び下端ならびに前記結合点
により３角形が形成されるとともに、前記吊架線と補助
吊架線には十分な張力を加え、架線中間部付近における
押上力による前記トロリ線の高さの変動に伴うトロリ線
の振動を抑制するようにしたので、架線中間部付近にお
ける押上力によるトロリ線の高さの変動に伴うトロリ線
の振動を抑制することができる。すなわち、吊架線と補
助吊架線には十分な張力を加え、束と吊架線、補助吊架
線で形成する三角形が容易に変形しないようにする。ト
ロリ線はパンタグラフの通過により一旦は押し上げられ
るが、三角形の節点の高さは殆ど変化しないので、トロ
リ線の振動を小さくすることができる。

【００３２】このように、架線系の振動が大幅に抑制で
きるので、パンタグラフの上下変化も小さく、離線も少
なくなり安定した集電が可能となり、電気車運転の高速
化を図ることができる。 （２）請求項２記載の発明によれば、前記結合点を１径
間に２個所に設け、この各結合点からトロリ線へハンガ
を架けるようにしたので、１径間が長くなっても架線中
間部付近における押上力によるトロリ線の高さの変動に
伴うトロリ線の振動を抑制することができる。

【００３３】（３）請求項３記載の発明によれば、１径
間が長くなっても架線中間部付近における結合点間の中
間点の押上力によるトロリ線の高さの変動に伴うトロリ
線の振動を抑制することができる。 （４）請求項４記載の発明によれば、前記結合点を１径
間に２個所設け、この結合点間を複数に区分して各区分
された点の補助吊架線とトロリ線間にハンガを架けるよ
うにしたので、１径間が長くなっても架線中間部付近に
おける結合点間は複数のハンガによってトロリ線が支持
されるので、トロリ線の直線性が高められ、トロリ線の
振動が抑制される。

【００３４】（５）請求項５記載の発明によれば、束の
下端と結合点との間の補助吊架線にハンガを取付ける場
合、前記束の上端及び下端ならびに前記結合点により形
成される３角形の領域内の前記吊架線と補助吊架線間に
前記束と平行になるようにドロッパを設けるようにした
ので、束と、吊架線と補助吊架線との結合点で形成され
る三角形状の変形に対する抗力が増大し、トロリ線の押
上げ力による押上げ量を更に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す基本的なコンパウン
ド式カテナリ架線方式の構成図である。

【図２】本発明の第２実施例を示すコンパウンド式カテ
ナリ架線方式の構成図である。

【図３】本発明の第３実施例を示すコンパウンド式カテ
ナリ架線方式の構成図である。

【図４】本発明の第４実施例を示すコンパウンド式カテ
ナリ架線方式の構成図である。

【図５】従来のシンプルカテナリ架線方式の構成図であ
る。

【図６】従来のコンパウンド式カテナリ架線方式の構成
図である。

【符号の説明】

２１ 吊架線支持点 ２２ 吊架線 ２３ 束（ツカ） ２３ａ 束の上端 ２３ｂ 束の下端 ２４ 補助吊架線 ２５，２５ａ，２５ｂ 結合点 ２６ トロリ線 ２７，２７Ａ，２７Ｂ〜２７Ｅ ハンガ ２８ ハンガイア ２９ 吊架線と補助吊架線とが合わせられた架線 ３１ ドロッパ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄道線路に沿って建植した支持柱によっ
   て架線を支持するための支持点に架けられる吊架線と、
   該吊架線に架けられる補助吊架線と、該補助吊架線に架
   けられるトロリ線とを備えるコンパウンド式カテナリ架
   線方式において、（ａ）前記支持点の吊架線と補助吊架
   線間に取り付けられる剛体からなる束と、（ｂ）１径間
   に前記吊架線と補助吊架線とを結合する結合点を設け、
   （ｃ）前記束の上端及び下端ならびに前記結合点により
   ３角形が形成されるとともに、前記吊架線と補助吊架線
   には十分な張力を加え、架線中間部付近における押上力
   による前記トロリ線の高さの変動に伴うトロリ線の振動
   を抑制するようにしたことを特徴とするコンパウンド式
   カテナリ架線方式。
2. 【請求項２】 請求項１記載のコンパウンド式カテナリ
   架線方式において、前記結合点を１径間に２個所設け、
   該各結合点からトロリ線へハンガを架けてなることを特
   徴とするコンパウンド式カテナリ架線方式。
3. 【請求項３】 請求項２記載のコンパウンド式カテナリ
   架線方式において、前記結合点を１径間に２個所設け、
   該結合点間の中間部付近における前記補助吊架線とトロ
   リ線間にハンガを架けてなることを特徴とするコンパウ
   ンド式カテナリ架線方式。
4. 【請求項４】 請求項２記載のコンパウンド式カテナリ
   架線方式において、前記結合点を１径間に２個所設け、
   該結合点間を複数に区分して各区分された点の補助吊架
   線とトロリ線間にハンガを架けてなることを特徴とする
   コンパウンド式カテナリ架線方式。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４の何れか１項記載のコン
   パウンド式カテナリ架線方式において、前記束の上端及
   び下端ならびに前記結合点により形成される３角形の領
   域内の前記吊架線と補助吊架線間に前記束と平行になる
   ように、ドロッパを設けるようにしたことを特徴とする
   コンパウンド式カテナリ架線方式。