JPH0965503A - パンタグラフ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両の高速化にともない空力騒音の発生が増
大する。 【解決手段】 スリ板１を着脱自在に保持し流線形断面
をした舟体２と、上端に舟体２を固定し流線形断面をし
た支柱３と、支柱３を上下方向移動自在に支持し上昇時
に上方へ一定圧で押圧付勢する舟体昇降機構部と、舟体
昇降機構部を起立転倒させて起立時に支柱３を垂直方向
に保持する起倒機構部と、起倒機構部を支持して１８０
度旋回させる旋回機構部と、車両屋根３７に設置されて
走行方向断面を腕形としたカバー２８と、カバー２８の
頂部に形成されて起立時の支柱３を挿通させるとともに
転倒時に支柱３と舟体２を通過させるための開口部２８
ａ，２８ｂと、この開口部を開閉自在に覆う補助カバー
２９，３０とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気鉄道車両に設
置されるパンタグラフに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の鉄道車両の高速化によりパンタグ
ラフに発生する空力騒音が環境問題となり、その対策が
種々提案されている。その騒音対策の一例として、図１
９から図２１に示されるパンタグラフがある。これは、
従来からある菱形の枠組３５の頂部に、スリ板１を取り
付けた舟体２を支持し、枠組３５を台枠９を介して、碍
子２４により車体の屋根３７に支持している。舟体２や
枠組３５は、角柱や円柱形状の部材により構成されるた
め、走行時にカルマン渦が発生して空力騒音を発生す
る。そこで、このパンタグラフの周囲にカバー２８を設
置することにより、パンタグラフに当たる空気流の速度
を小さくしている。また、本願出願人等は、空力騒音発
生の少ないパンタグラフとして、特開平６-７８４０７
のパンタグラフを提案した。これは、１本の伸縮自在の
支柱の上端に、断面形状を楕円形とした集電舟を支持
し、この集電舟を空圧シリンダにより上方へ押圧付勢し
たものである。これは支柱を１本にするとともに、集電
舟の断面形状を楕円形にしたことにより、空力音の発生
を抑制することができた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
パンタグラフでは、カバー２８を設けたため、カバー２
８の縁および車体の連結部分の屋根３７に乱流が発生
し、高速走行時には新たな騒音発生源にもなってしま
う。また、後者のパンタグラフは、車両の前進・後退両
方向に対応するため、支柱と舟体の断面形状が楕円形で
あって、流線形ではない。そのため、高速走行時にその
流れ方向後縁部でのカルマン渦の発生が避けられず、騒
音抑制に限界があった。本発明は上記課題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、高速走
行時の騒音発生を少なくして車両の高速化時代に対応で
きるパンタグラフを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、上面にスリ板を着脱自在に保持
するとともに流線形断面をした舟体と、上端に舟体をＴ
字状に支持するとともに流線形断面をした支柱と、支柱
を上下方向移動自在に支持するとともに上昇時に上方へ
一定圧で押圧付勢する舟体昇降機構部と、舟体昇降機構
部を起立転倒させるとともに起立時に支柱を垂直方向に
保持する起倒機構部と、起倒機構部を支持して１８０度
旋回させる旋回機構部と、車両屋根に設置されて走行方
向断面を腕形としたカバーと、カバーの頂部に形成され
て起立時の支柱を貫通させるとともに転倒時に支柱と舟
体を通過させるための開口部と、カバーの開口部の支柱
貫通部側を開閉自在に覆う補助カバーと、カバーの開口
部の支柱および舟体通過部側を開閉自在に覆う補助カバ
ーとを備えたことを特徴とする。

【０００５】それにより、上端にスリ板を保持した舟体
を支持する支柱が舟体昇降機構部により上方へ押し上げ
られることにより、舟体のスリ板が架線に一定圧力で押
圧接触されて集電されるとともに、車両走行中の架線の
レベルの変動に追随する。また、支柱と舟体がカバーの
上方に露出されているが、支柱および舟体は走行方向に
対して断面が流線形をしているため、高速域までカルマ
ン渦の発生を抑制できる。車両の走行方向反転時には、
舟体昇降機構部を作動させて支柱および舟体を下降させ
る。次いで、旋回機構部を作動させて、舟体昇降機構部
ごと支柱および舟体を１８０度旋回させる。ここで再
び、舟体昇降機構部を作動させて支柱および舟体を上昇
させることにより、反対方向への走行が可能になる。パ
ンタグラフの不使用時には、舟体昇降機構部を作動させ
て支柱を下降させる。同時に、支柱および舟体通過部側
の補助カバーを開放する。次いで、起倒機構部を作動さ
せて支柱および舟体をカバーの開口部内に倒す。さら
に、開放されている両補助カバーを閉じる。その結果、
パンタグラフ全体がカバー内に納められて外部に突出す
るものがなくなり、不使用時に走行した場合の騒音発生
がさらに少なくなる。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、ス
リ板を弾性支持部材を介して舟体に取り付けたことを特
徴とする。それにより、スリ板が摩耗したときの交換が
容易になる。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１または２記載
の発明において、スリ板の後縁部であって長手方向に流
れ方向と平行な分離板を適間隔で設けたことを特徴とす
る。それにより、スリ板の後方部の空気流がスリ板長手
方向に分断されてはく離位相差を生じ、カルマン渦の発
生および発達が阻止される。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１または２記載
の発明において、スリ板の上面の断面形状を舟体断面形
状に連続する流線形に形成したことを特徴とする。それ
により、スリ板部での乱流発生が抑制される。

【０００９】請求項５の発明は、請求項１から４のいず
れか１項に記載の発明において、支柱の前端が上部へ行
くに従い走行方向後方へ後退する形状としたことを特徴
とする。それにより、空気流の位相がずらされて、その
分、カルマン渦の発生が抑えられる。

【００１０】請求項６の発明は、請求項１から５のいず
れか１項に記載の発明において、舟体昇降機構部に空圧
シリンダと空圧シリンダのストロークを拡大して支柱に
伝達するリンク機構を備えたことを特徴とする。それに
より、車両走行時の舟体の上下移動量に比べてそれに連
動する空圧シリンダの作動量が少なくなる分、追随性、
応答性が向上する。

【００１１】請求項７の発明は、請求項１から６のいず
れか１項に記載の発明において、両補助カバーの開閉動
作を起倒機構部の動作と連動して制御する制御装置を備
えたことを特徴とする。それにより、パンタグラフの起
立時および転倒してカバー内に収納されている状態でそ
れぞれカバーの開口部が閉鎖されるため、カバーからの
乱流発生が最小限に抑えられる。

【００１２】請求項８の発明は、請求項１から７のいず
れか１項に記載の発明において、カバーを多孔質のプラ
スチック材により形成したことを特徴とする。それによ
り、軽量化が可能になる。

【００１３】請求項９の発明は、請求項１から８のいず
れか１項に記載の発明において、起立上昇時の舟体下面
からカバー上面までの距離を舟体断面弦長の１.０倍以
上としたことを特徴とする。それにより、カバーと舟体
との間の地面効果が抑止できる。

【００１４】請求項１０の発明は、請求項１から９のい
ずれか１項に記載のパンタグラフにおいて、支柱が貫通
するカバー開口部を一部を欠いた円形に形成するととも
に、この開口部に外周が摺接しかつ内側に支柱を上下動
自在に通過させる貫通孔を形成した中蓋を支柱側下方よ
りカバーと同一レベルに支持したことを特徴とする。そ
れにより、車両走行時に支柱とカバーとの間の隙間が最
小となり、カバー隙間からの騒音発生を最小限に抑える
ことができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の実施形態の使用状態を
示す外観斜視図である。図において、３７は車両の屋根
であり、車両の屋根３７の端部に、絶縁材である多孔質
プラスチックにより成形されたカバー２８が設置され、
カバー２８の頂部から上方に支柱３が突出されている。
支柱３の上端には、走行方向と直角かつ水平方向に舟体
２が一体的に固定されている。舟体２の上面にはスリ板
１が保持されており、このスリ板１が架線３６に当接す
ることにより集電がなされる。なお、カバー２８に多孔
質プラスチックを用いたことにより、一体成形および軽
量化が可能となる。

【００１６】図では車体が左下方向に走行する場合を示
し、支柱３、舟体２の断面は、ともに走行方向に対して
流線形をしている。具体的な形状としては、ＮＡＣＡで
代表される翼形の低空力音形状が用いられる。支柱３の
後方となるカバー２８の部分には、支柱３および舟体２
を収納する際に開放される補助カバー２９が取り付けら
れている。なお、カバー２８の形状は、空気抵抗を少な
くするためと走行方向の長さを短くするために側面から
見て腕形とした。そのため、車両の屋根３７の端部に設
置されても、カバー２８が屋根３７から外れることがな
くなり、カバーのエッジによる空力騒音の発生を解消す
ることができる。

【００１７】図２は、舟体２の拡大断面図であり、舟体
２の上面側に、スリ板１を装着するための、溝が図面垂
直方向に形成され、その中央部にガイド２ａが突設され
ている。ガイド２ａには、ゴム材からなる復元バネ２３
が嵌合されて、復元バネ２３の上部に断面コ字形の支え
枠４１が一体的に支持されている。支え枠４１の上面に
敷板３９を介してスリ板１が載置され、このスリ板１を
支え枠４１の下面からボルト４０を上方に挿通して固定
している。このように、スリ板１をボルト４０により固
定しているため、スリ板１が摩耗した場合の交換が容易
にできる。

【００１８】なお、復元バネ２３はゴム以外に、板バネ
やコイルバネを用いることも可能である。また、敷板３
９の後部延設部分には、三角形をした分離板３９ａが、
空気流れ方向と平行に、かつ適間隔でスリ板１および敷
板３９に固定されている。そのため、舟体２上面のスリ
板１が上下動して、舟体２の上面とずれて舟体２の表面
形状が不連続になった場合でも、スリ板１後縁部で空気
流がスリ板１の長手方向に分断されてはく離位相差を生
じることにより、カルマン渦の発生および発達が阻止さ
れる。

【００１９】図３は、舟体２の他の実施形態を示す拡大
断面図である。この実施形態が図２の実施形態と異なる
ところは、カーボン材を用いて、スリ板１の断面形状を
舟体２の断面形状に連続する流線形に形成して、支え枠
４１に接着固定したものである。その結果、スリ板１の
部分での空気流が安定して乱流発生が抑制される。な
お、他の部分の構造は図２の実施形態と共通である。

【００２０】図４は図１の実施形態からカバー２８を除
去して内部の構造を示した図であり、図５は図４の平面
図、図６は図４をその左側から見た図である。これらの
図において、車両の屋根３７に配設された４本の碍子２
４により、それらの中心位置に台枠９が支持されてい
る。台枠９上には、垂直軸回りの回転を可能にする軸受
台３８が設置され、軸受台３８の上面に１対のブラケッ
ト４３が突設されて、ブラケット４３により水平方向の
回動軸７が軸支されている。回動軸７には、昇降機構部
受８の一端が接続されている。

【００２１】昇降機構部受８の他端には、垂直面内の回
動を可能にしたリンク１１が軸支されている。なお、こ
のリンク１１は短辺部と長辺部とからなり、その短辺部
の長さをＬ１、長辺部の長さをＬ２とする。このリンク
１１の短辺部は、昇降用の空圧シリンダ１０のロッドに
連結されている。シリンダ１０のエンドは、回動軸７お
よび昇降機構部受８と一体的に形成されているブラケッ
ト４４により軸支されている。シリンダ１０が作動して
ロッドが前進後退すると、リンク１１が回動されてその
長辺部の先端が垂直方向に移動する。長辺部の先端には
長手方向に長孔１１ａが形成されて、スプライン軸から
なるガイド棒５下端のピン４７に係合されている。

【００２２】ガイド棒５は、上方でスプライン軸受４を
介して支持筒６に支持されている。支持筒６はその下端
が受け８により支持固定されている。ガイド棒５の上端
は内側に空洞部が形成されている支柱３の空洞部天井に
接続されている。これらシリンダ１０、リンク１１、ピ
ン４７、ガイド棒５、軸受４、支持筒６等により、舟体
昇降機構部が構成される。ここで、ガイド棒５がスプラ
イン軸であるため、支持筒６は軸回りの回転が規制され
る。なお、図４において、２７は圧縮空気を台枠９側に
供給するための配管である。

【００２３】この舟体昇降機構部の動作は、図７の動作
図に示されるように、シリンダ１０の前進時には、リン
ク１１に連結されたガイド棒５が下降して支柱３および
舟体２が下降する。シリンダ１０の後退時にはガイド棒
５が上昇し、支柱３および舟体２が上昇してスリ板１が
架線３６に押圧される。ここで、シリンダ１０の後退時
に供給される空気圧を調整することにより、支柱３およ
び舟体２の上方への押圧力を最適な状態に調整すること
ができる。特に、この実施形態では、シリンダ１０のス
トロークを、リンク１１によりＬ２／Ｌ１倍に拡大して
から支柱３に伝達するため、走行時に発生する支柱３側
の上下動に追随するシリンダ１０の動作が小さくなる。

【００２４】その結果、支柱３を支持するシリンダ１０
についてのピストンの摩擦やロッドやピストンの慣性等
の影響が少なくなり、舟体２および支柱３の応答性、追
随性が向上する。実施形態では、支柱３の上下動の際の
摩擦を１Ｋｇ以下にした場合に、充分な追随性が得られ
ることを確認できた。また、支柱３の断面形状は左右対
称の流線形であるとともに、その前端部がカバー２８か
ら上方に露出する部分を上方に行くに従い後方へ後退さ
せる形状としている。それにより、走行中の空気流の位
相がずらされて、その分、カルマン渦の発生が抑えられ
る。

【００２５】また、軸受台３８の上面のシリンダ１０の
反対側位置であって、回動軸７と直交する水平方向に、
ロッドレスタイプの空圧シリンダ１２が取り付けられて
いる。シリンダ１２のピストン部は、回動軸７に固定さ
れたアーム１３の長孔と係合されている。これらによ
り、起倒機構部が形成される。この起倒機構部の動作
は、図８および図９に示すように、ピストン部が左方に
移動している状態で昇降機構部受８が水平状態に保持さ
れている。このとき、支柱３は垂直に起立している。こ
こで、ピストン部を右方に移動させると、アーム１３の
回動につれて、回動軸７に固定された昇降機構部受８が
時計方向に倒れる。そのため、昇降機構部受８上に支持
されている支柱３および舟体２がともに倒れ、ストッパ
ー１４に当接して停止される。この倒れた状態がカバー
２８内に収納された状態となる。

【００２６】次に、旋回機構部について説明する。図１
０は図４のＡ-Ａ線断面図であり、図１１は図５のＢ-Ｂ
線断面図である。図１１に示されるように、軸受台３８
に近接した位置の台枠９の上にロッドレスタイプの空圧
シリンダ１５が取り付けられている。一方、軸受台３８
は玉軸受け１８により、台枠９に対して回転自在に支持
されており、その回転可能な軸受台３８の外周部にピニ
オン１７が同軸上に固定されている。ピニオン１７には
ラック１６が噛合わせられ、ラック１６は空圧シリンダ
１５のピストン部１９と受け２０により支持されてい
る。また、ラック１６の端部背面はローラー２１を介し
てガイド２２に当接されている。これらにより、旋回機
構部が構成される。

【００２７】図１２は旋回機構部の動作説明図であり、
図（ａ）は旋回前の状態であり左方向へ走行する場合で
ある。この状態で、シリンダ１５を作動させてピストン
部１９を下方へ移動させると、ラック１６がピニオン１
７を反時計方向に回動させる。ピニオン１７が１８０度
旋回すると、図（ｂ）に示すように、支柱３も１８０度
旋回して右方向へ走行する場合となる。

【００２８】次に、支柱３を転倒させてカバー２８内に
収納する場合について説明する。図１３は支柱３が起立
した状態での補助カバーの動作を示す説明図であり、図
１４は図１３の平面図、図１５は図１３の左側面図、図
１６は図１４のＤ-Ｄ線断面図である。図示されるよう
に、起立している状態で支柱３が貫通される位置のカバ
ー２８の頂部に、円形状をした開口部２８ａが形成され
ている。開口部２８ａの径は、支柱３の幅よりも大きい
外径とし、その内側に、下方の昇降機構部受８に突設さ
れたスタッド２６により支持された中蓋２５が、回動自
在に当接または若干の隙間を介して支持されている。

【００２９】中蓋２５には、支柱３の断面外形と同形で
あって支柱３よりわずかに大きい孔が形成されて、その
中に支柱３が上下動自在に挿通されている。方向転換の
ため支柱３が旋回するとき、スタッド２６も一緒に旋回
するため、中蓋２５は、同時に旋回する。また、支柱３
が後方へ倒れると、スタッド２６も倒れるので一緒に倒
れる。つまり、カバー２８に形成された開口部２８ａと
支柱３の間を中蓋２５により塞がれることにより、走行
中のカバー２８上の空気流をスムーズにして、乱流の発
生を少なくすることができる。

【００３０】また、開口部２８ａの後方のカバー２８に
は、支柱３および舟体２を後方に倒して収納する際に、
カバー２８を通過するための開口部２８ｂが形成されて
いる。この開口部２８ｂには、補助カバー２９が蝶番４
５により開閉自在に軸支されている。補助カバー２９は
カバー２８内に設置されている空圧シリンダ３１により
開閉駆動される。通常、開口部２８ｂは補助カバー２９
により閉鎖されており、支柱３および舟体２を収納また
は取り出す際に開放される。

【００３１】一方、開口部２８ａの側方のカバー２８の
下面には、開口部２８ａを覆うための補助カバー３０が
１対のレール３４により、移動自在に支持されている。
補助カバー３０は、ロッド４６およびリンク３３を介し
て空圧シリンダ３２に連結されている。この補助カバー
３０は、中蓋２５が支柱３とともに後方へ倒されて、開
口部２８ａが開放された状態で、空圧シリンダ３２を後
退させることにより、開口部２８ａ側へ移動する。

【００３２】それにより、支柱３と舟体２をカバー２８
内に収納した状態で、カバー２８頂部の開口部２８ａが
封鎖される。このように、補助カバー２９、３０は、支
柱３および舟体２の起立・転倒に連動して、開閉操作さ
れる。なお、図１３において、起立上昇時の舟体２の下
面からカバー２８上面までの距離Ｈが、舟体２の断面弦
長Ｌよりも充分に長いため、車両走行時に、舟体２がカ
バー２８から地面効果による揚力を受けるることがな
い。舟体２が走行中に架線３６に追従して下降しても、
Ｈ＞Ｌであれば地面効果の影響はない。

【００３３】図１７は補助カバー２９、３０の開閉動作
と支柱３の起立・転倒動作を制御する空気圧制御回路図
である。図において、Ｓ１は補助カバー２９を開閉駆動
するシリンダ３１であり、Ｓ２は補助カバー３０を開閉
駆動するシリンダ３２であり、Ｓ３は支柱３を起倒駆動
するシリンダ１２である。Ｖ１、Ｖ２は補助カバー２９
の開状態を検出する空気圧センサ（２ポート作動弁）で
あり、Ｖ３、Ｖ４は補助カバー３０の開状態を検出する
空気圧センサ（２ポート作動弁）であり、Ｖ５、Ｖ６は
支柱３の起・倒を検出する空気圧センサ（３ポート作動
弁）であり、Ｖ７、Ｖ８は支柱３の起・倒を検出する空
気圧センサ（２ポート作動弁）である。Ｃ１〜Ｃ４は、
空気圧センサＶ１、Ｖ２、Ｖ７、Ｖ８に並列に接続され
たチェックバルブである。なお、空気圧配管上の二重丸
の記号はスピードコントローラである。

【００３４】図１８は、図１７の空気圧制御回路図にお
ける動作を示すシーケンス図である。これらの動作によ
り、補助カバー２９、３０および支柱３は互いにインタ
ロックが取られて、動作時に互いに干渉することが防止
される。このように、カバー２８内に支柱３および舟体
２を収納可能にしたため、列車編成の都合等のため、車
両によってはパンタグラフを使用しない場合がある。そ
のようなときは、カバー２８内収納しておくことで、露
出した場合よりも走行抵抗を少なくすることができると
ともに、無用な空力音の発生も抑えられる。なお、実施
形態では、最下層に旋回機構部を配設し、そのうえに起
倒機構部を、さらにその上に舟体昇降機構部を配設して
いるが、各機構部が配置される相互の位置関係は任意で
あり、他の組み合わせで構成することも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、車両
の走行方向により、パンタグラフの方向を反転可能にす
るとともにカバーから露出する舟体および支柱の断面形
状を左右対称の流線形に構成したことにより、カルマン
渦の発生が抑えられ空力騒音を減少させることができ
る。また、カバーを腕形にして、車両編成の都合等によ
りパンタグラフが使用されない時には、倒してカバー内
に収納することにより、無用な騒音の発生を減少させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の使用状態を示す外観斜視図
である。

【図２】図１の舟体の拡大断面図である。

【図３】図１の舟体の他の実施形態の拡大断面図であ
る。

【図４】図１からカバーを除去して内部の構造を示した
図である。

【図５】図４の平面図である。

【図６】図４の左側面図である。

【図７】実施形態の昇降動作を示す説明図である。

【図８】実施形態の起倒動作を示す説明図である。

【図９】実施形態の起倒動作を示す説明図である。

【図１０】図４のＡ-Ａ線断面図である。

【図１１】図５のＢ-Ｂ線断面図である。

【図１２】実施形態の支柱の旋回動作を示す説明図であ
る。

【図１３】実施形態の補助カバーの動作を示す説明図で
ある。

【図１４】図１３の平面図ある。

【図１５】図１３の左側面図である。

【図１６】図１４のＤ-Ｄ線断面図である。

【図１７】補助カバーと支柱の動作を制御する空気圧制
御回路図である。

【図１８】補助カバーと支柱の動作を示すシーケンス図
である。

【図１９】従来例を示す図である。

【図２０】図１９の平面図である。

【図２１】図１９の右側面図である。

【符号の説明】

１ スリ板 ２ 舟体 ２ａ ガイド ３ 支柱 ４ 軸受 ５ ガイド棒 ６ 支持筒 ７ 回動軸 ８ 昇降機構部受 ９ 台枠 １０ 空圧シリンダ １１ リンク １１ａ 長孔 １２ 空圧シリンダ １３ アーム １４ ストッパー １５ 空圧シリンダ １６ ラック １７ ピニオン １８ 玉軸受け １９ ピストン部 ２０ 受け ２１ ローラー ２２ ガイド ２３ 復元バネ ２４ 碍子 ２５ 中蓋 ２６ スタッド ２７ 配管 ２８ カバー ２８ａ,２８ｂ 開口部 ２９,３０ 補助カバー ３１,３２ 空圧シリンダ ３３ リンク ３４ レール ３６ 架線 ３７ 屋根 ３８ 軸受台 ３９ 敷板 ３９ａ 分離板 ４０ ボルト ４１ 支え枠 ４３,４４ ブラケット ４５ 蝶番 ４６ ロッド ４７ ピン Ｃ１〜Ｃ４ チェックバルブ Ｓ１〜Ｓ３ 空圧シリンダ Ｖ１〜Ｖ８ 空気圧センサ

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【手続補正書】

【提出日】平成７年１１月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】 請求項２の発明は、請求項１において、
スリ板を支持する支持部材を弾性部材に上部から嵌め込
むことを特徴とする。それにより、スリ板が摩耗したと
きの交換が容易になる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】 請求項３の発明は、請求項１または２記
載の発明において、スリ板の後縁部であって長手方向に
流れ方向と平行又は角度を付けた分離板を適間隔で設け
たことを特徴とする。それにより、スリ板の後方部の空
気流がスリ板長手方向に分断されてはく離位相差を生
じ、境界層の発達を最小限に抑制される。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 請求項４の発明は、請求項１または２記
載の発明において、スリ板の上面の断面形状を舟体断面
形状に連続する流線形に形成したことを特徴とする。そ
れにより、スリ板部でのはく離が抑制される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】 請求項５の発明は、請求項１から４のい
ずれか１項に記載の発明において、支柱の前端が上部へ
行くに従い走行方向後方へ後退する形状としたことを特
徴とする。それにより、空気流の上下分力が小さくな
り、揚力変動を小さくできる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 請求項６の発明は、請求項１から５のい
ずれか１項に記載の発明において、舟体昇降機構部に空
圧シリンダと空圧シリンダのストロークを拡大して支柱
に伝達するリンク機構を備えたことを特徴とする。それ
により、車両走行時の舟体の上下移動時に発生する舟体
部における空圧シリンダ単体の摩擦力が小さくなり、追
随性、応答性が向上する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】 請求項７の発明は、請求項１から６のい
ずれか１項に記載の発明において、両補助カバーの開閉
動作を起倒機構部の動作と連動して制御する制御装置を
備えたことを特徴とする。それにより、パンタグラフの
起立時および転倒してカバー内に収納されている状態で
それぞれカバーの開口部が閉鎖されるため、カバーから
の乱流発生が最小限に抑えられる。又、カバー開閉用空
気配管、碍子が不要になる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】 請求項８の発明は、請求項１から７のい
ずれか１項に記載の発明において、カバーを多孔質のプ
ラスチック材により形成したことを特徴とする。それに
より、吸音化が可能になる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】 請求項９の発明は、請求項１から８のい
ずれか１項に記載の発明において、起立上昇時の舟体下
面からカバー上面までの距離を舟体断面弦長の１.０倍
以上としたことを特徴とする。それにより、地面効果即
ち、カバー上面の圧力変動が舟体下部に影響しない効果
がある。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施の
形態を説明する。図１は本発明の実施形態の使用状態を
示す外観斜視図である。図において、３７は車両の屋根
であり、車両の屋根３７の端部に、絶縁材である多孔質
プラスチックにより成形されたカバー２８が設置され、
カバー２８の頂部から上方に支柱３が突出されている。
支柱３の上端には、走行方向と直角かつ水平方向に舟体
２が一体的に固定されている。舟体２の上面にはスリ板
１が保持されており、このスリ板１が架線３６に当接す
ることにより集電がなされる。なお、カバー２８に多孔
質プラスチックを用いたことにより、支柱部との絶縁ス
キマが不要となる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】 図２は、舟体２の拡大断面図であり、舟
体２の上面側に、スリ板１を装着するための、溝が図面
垂直方向に形成され、その中央部にガイド２ａが突設さ
れている。ガイド２ａには、ゴム材からなる復元バネ２
３が嵌合されて、復元バネ２３の上部に断面コ字形の支
え枠４１が嵌め込まれ一体的に支持されている。支え枠
４１の上面に敷板３９を介してスリ板１が載置され、こ
のスリ板１を支え枠４１の下面からボルト４０を上方に
挿通して固定している。このように、スリ板１をボルト
４０により固定しているため、スリ板１が摩耗した場合
の交換が容易にできる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１８】 なお、復元バネ２３はゴム以外に、板バ
ネやコイルバネを用いることも可能である。また、敷板
３９の後部延設部分には、三角形をした分離板３９ａ
が、空気流れ方向と平行に、かつ適間隔でスリ板１およ
び敷板３９に固定されている。そのため、舟体２上面の
スリ板１が上下動して、舟体２の上面とずれて舟体２の
表面形状が不連続になった場合でも、スリ板１後縁部で
空気流がスリ板１の長手方向に分断されてはく離位相差
を生じることにより、境界層の発達を最小限に抑制され
る。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】 図３は、舟体２の他の実施形態を示す拡
大断面図である。この実施形態が図２の実施形態と異な
るところは、カーボン材を用いて、スリ板１の断面形状
を舟体２の断面形状に連続する流線形に形成して、支え
枠４１にロー付固定したものである。その結果、スリ板
１の部分での空気流が安定して乱流発生が抑制される。
なお、他の部分の構造は図２の実施形態と共通である。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】 この舟体昇降機構部の動作は、図７の動
作図に示されるように、シリンダ１０の前進時には、リ
ンク１１に連結されたガイド棒５が下降して支柱３およ
び舟体２が下降する。シリンダ１０の後退時にはガイド
棒５が上昇し、支柱３および舟体２が上昇してスリ板１
が架線３６に押圧される。ここで、シリンダ１０の後退
時に供給される空気圧を調整することにより、支柱３お
よび舟体２の上方への押圧力を最適な状態に調整するこ
とができる。特に、この実施形態では、シリンダ１０の
ストロークを、リンク１１によりＬ２／Ｌ１倍に拡大し
てから支柱３に伝達するため、走行時に発生する支柱３
側の上下動に追随するシリンダ１０の摩擦力が小さくな
る。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】 その結果、支柱３を支持するシリンダ１
０についてのピストンの摩擦やロッドやピストンの慣性
等の影響が少なくなり、舟体２および支柱３の応答性、
追随性が向上する。実施形態では、支柱３の上下動の際
の摩擦を１Ｋｇ以下にした場合に、充分な追随性が得ら
れることを確認できた。また、支柱３の断面形状は左右
対称の流線形であるとともに、その前端部がカバー２８
から上方に露出する部分を上方に行くに従い後方へ後退
させる形状としている。それにより、空気流の上下分力
が小さくなり、揚力変動即ち空力的発生音が抑えられ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴山 国夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面にスリ板を着脱自在に保持するとと
   もに流線形断面をした舟体と、 上端に舟体をＴ字状に支持するとともに流線形断面をし
   た支柱と、 支柱を上下方向移動自在に支持するとともに上昇時に上
   方へ一定圧で押圧付勢する舟体昇降機構部と、 舟体昇降機構部を起立転倒させるとともに起立時に支柱
   を垂直方向に保持する起倒機構部と、 起倒機構部を支持して１８０度旋回させる旋回機構部
   と、 車両屋根に設置されて走行方向断面を腕形としたカバー
   と、 カバーの頂部に形成されて起立時の支柱を貫通させると
   ともに転倒時に支柱と舟体を通過させるための開口部
   と、 カバーの開口部の支柱貫通部側を開閉自在に覆う補助カ
   バーと、 カバーの開口部の支柱および舟体通過部側を開閉自在に
   覆う補助カバーと、 を備えたことを特徴とするパンタグラフ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のパンタグラフにおいて、 スリ板を弾性支持部材を介して舟体に取り付けたことを
   特徴とするパンタグラフ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のパンタグラフに
   おいて、 スリ板の後縁部であって長手方向に流れ方向と平行な分
   離板を適間隔で設けたことを特徴とするパンタグラフ。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のパンタグラフに
   おいて、 スリ板の上面の断面形状を舟体断面形状に連続する流線
   形に形成したことを特徴とするパンタグラフ。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   パンタグラフにおいて、 支柱の前端が上部へ行くに従い走行方向後方へ後退する
   形状としたことを特徴とするパンタグラフ。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
   パンタグラフにおいて、 舟体昇降機構部に空圧シリンダと空圧シリンダのストロ
   ークを拡大して支柱に伝達するリンク機構を備えたこと
   を特徴とするパンタグラフ。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
   パンタグラフにおいて、 両補助カバーの開閉動作を起倒機構部の動作と連動して
   制御する制御装置を備えたことを特徴とするパンタグラ
   フ。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか１項に記載の
   パンタグラフにおいて、 カバーを多孔質のプラスチック材により形成したことを
   特徴とするパンタグラフ。
9. 【請求項９】 請求項１から８のいずれか１項に記載の
   パンタグラフにおいて、 起立上昇時の舟体下面からカバー上面までの距離を舟体
   断面弦長の１.０倍以上としたことを特徴とするパンタ
   グラフ。
10. 【請求項１０】 請求項１から９のいずれか１項に記載
    のパンタグラフにおいて、 支柱が貫通するカバー開口部を一部を欠いた円形に形成
    するとともに、この開口部に外周が摺接しかつ内側に支
    柱を上下動自在に通過させる貫通孔を形成した中蓋を支
    柱側下方よりカバーと同一レベルに支持したことを特徴
    とするパンタグラフ。