JPS602843B2 - 電気車両の電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ターンテーブルにより方向転換され、走行お
よび横行を行なう電気車両の電源装置に関する。

本発明に係る電気車両は、第１図、第２図に示すように
、鉄軌道上を鉄論により自走する電気車両で、その進行
方向がターンテーブルにより直角に変えられるものであ
る。

第１図は２軸４輪台車を２組有する自走車両、第２図は
２軸２輪台車を４組有する自走車両をそれぞれ示してい
る。第１図において、図中１は車体、２は台車、３は心
血で、車体１と台車２とは心皿３で台車２が車体１に対
して９０ｏ回動し得るように結合されている。また４は
ターンテ−ブルで、中心ピン５を中′Ｄ‘こ９０ｏ回動
できるように構成されている。図中６はターンテーブル
に固定されたレールで、ターンテーブル４と一緒に回動
する。７は地上に固定されたレールである。

２つの台車２ａ，２ｂの心血間寸法は、２つのターンテ
ーブル４ａ，４ｂの中心間寸法に一致させている。

第１図、第２図ともに自走車両がターンテーブル上に停
止している状態を示す。

この状態ではターンテーブルと台車は一体に回動できる
ようになっている。図ａは目走車両がＸ−Ｘ′方向に進
行（以下走行という）可能な状態を示し、図ｂはＹ−Ｙ
方向に進行（以下横行という）可能な状態を示す。図よ
り明らかなように自走車両の方向転換は自走車両がター
ンテーブル上にあるときのみ可能である。また、ターン
テーブルおよび台車の向きは９０ｏ変わるが、車体の姿
勢は変わらない。第２図は、２軸２輪台車を４つ有する
目走車両の場合を示し、ターンテーブルはそれぞれの台
車に寸法的に対応して４つ用意されている。自走車両の
走行、横行の転換要領は、第１図の場合と同様である。
また夕−ンテープルおよび台車は９００回動するが、車
体の姿勢が変わらないことも前述と同様である。このよ
うな走行、横行を要求される自走車両の動力を電力によ
る場合、その電力をトロリー線より供給することが考え
られる。

第３図は直流電源をトロリー線より供総合されるときの
例で、帰線にレールを利用している。

したがって、トロリー線は１本ですむ。図において、１
川ましールの上方に架設したトロリー線で、走行、横行
の中心線に沿って架設されている。

１３は走行方向、横行方向トロリー線の交点で電気的に
も接続されている。

１２は自走車両屋上の中心点上に設けられた集電器で、
車両が走行しても横行しても集電可能な構造のものであ
る。

しかしこのような電気車両の電源装置には次のような欠
点がある。すなわち、【１１目走車両の上空が利用でき
ないような周囲環境のところでは適用できない。（２｝
電源が３相交流の場合に適用するには困難である。第４
図は３相架空トロリー線を架設したときの交点付近を示
しているが、各相短絡させないように機成することは極
めて困難である。糊婦線にレールを利用することは、レ
ールの汚損の激しい場所では通電不良となり適用できな
い。対策として帰線もトロリー線によると、トロリー線
が２本となり、３相トロリーの場合と同じ問題が生ずる
。架空トロリーを適用できない所には地面にトロリー線
を敷設することが考えられる。

第５図はその一例である。図中１１は地面に固定された
トロリー線、１１′はターンテーブルに固定され、ター
ンテーブルと一緒に回動できる。１２は台車の回敷中心
下部に設けた集電器である。

この方法には次のような欠点がある。｛１｝地上にトロ
リー線を敷設するため、人間に対する感電防護処理が必
要になる。‘２）ターンテーブル上のトロリー線は夕−
ンテーブルとともに回敷するので、これへの給電は可孫
ケーブルあるいはスリツプリングによらなければ信頼性
を損う。ただしトロリー線を２条以上敷設する場合、タ
ーンテーブル上のトロリー線の向きがターンテーブルの
回動とともに変わるので架空トロリー線の場合のような
短絡の問題は解決されている（第６図）。トロリー線を
自走車両の側面に敷設することも考えられるが、交叉部
ではトロリー線そのものが車両の進行を妨げるので実現
は困難である。本発明は以上の点を考慮してなされたも
ので、走行および横行する電気式目走車両に動力を供聯
合する電源装置に関するもので、トロリー線による場合
に述べた欠点を除去するものである。

本発明による電気車両の電源装置は、走行（または横行
）はトロリー線より電力を受け、横行（または走行）は
車両に搭載したバツテリより電力を受けて走行するもの
で、かつバツテリへの充電はトロリー区間で行なうもの
である。

さらに両電源の切換をターンテーブルの向きによって自
動的に切換え、走行、横行を自在に行なわせるようにし
たものである。第７図は本発明の一実施例を示すもので
、２軸４輪台車２つを有する目走車両に適用したもので
ある。

２藤２輪台車４つを有する自走車両への適用も同様であ
る。

また図では３相交流を集露しているが、直流を集電して
も本発明の特徴は据われない。また図では走行中トロリ
ー受電し、横行はバツテリ走行するものについて示して
いるが、走行をバツテリ、横行をトロリーによってもよ
いことはいうまでもない。なお、本発明は第８図に示す
ような軌道配置の軌道上を走行する自走車両に適用する
もので、車両がＸ，−Ｘ，′線を横断してＹ２′，Ｙ３
′方向へ進入すること、あるいはＸ２−Ｘ２′線または
Ｘ３−×３′線を横断してＹ２，Ｙ３方向へ進入するこ
とは考えていない。第９図は自走車両上の装置で、１２
は桑電器、２１はバツテリ充電用の充電器、２２は横行
時の電力を供給するバツテリ、２３はトロリー受電走行
中の電動機制御用の制御装置、２４はバツテリ走行中電
動機を制御する制御装置、２５は走行、横行用の電動機
、ＵＪＷは交流電源を粟電することを示している。

２６はトロリー電源とバツテリ電源を切換える切換装置
である。

図では、その他詳細な装置、器機は省略し・てあり、本
発明の説明に必要なものだけを簡単に示している。第９
図で切換装置２６は、トロリー走行中の状態で示してい
る。

トロリー走行中は集電器１２でトロリーより電力の供給
を受け、制御装置２３で制御された電力を電動機２５に
与えて走行する。一方、同時に集電器１２よりの電力は
充電器２１に供給され、バツテリ２２を浮動充電してい
る。横行走行するときは、切換装置２６は横行側Ｂに切
換えられる。この状態では走行用制御装置２３は電動機
２５から切離され、横行用制御装置２４に接続される。
この状態ではバツテリ２２の電力は制御装置２４で制御
されて電動機２５に供給される。横行中トロリーよりの
給電は受けられないので、バツテリの充電も行なわれな
い。横行中のバツテリの放電量に走行中充電されるよう
に充電器２１の機能を決める。次に、本発明の特徴の１
つである電源の切換〜すなわち切換装置２６の切換手段
について述べる。

切換は人手による手動操作によって行なってもよいが、
ターンテーブルの回動と連動させて行なわせている。す
なわち、誤りを犯す確率が減少「装置全体の信頼性向上
に寄与するものである。本発明の特徴の１つはターンテ
ーブルの回動に係合して電源を切換えることにある。第
１０図は電源の切換回路を示すもので、図中２７は制御
用電源装置で走行、横行中とも横行用バツテリ２２より
電力の供給を受ける。

ＣＰＴ，ＣＰＢ，ＣＮＴ，ＣＮＢは接触器で切換装置２
６の内都詳細を示している。第９図はこれを簡略化した
ものである。図中２６は動作用ソレノィド２５によって
動作する連動接点である。ＬＳＴ，瓜Ｂは車体に固定さ
れた接点で、第１０図‘ｃ’，‘机こ示すように台車２
側に固定された作動子２８により動作させうれる。すな
わち｛ｂ’では、台車２は×−×′方向すなわち走行方
向を向いており、この状態では車体に固定されたはＴは
台車に固定された作動子２８により動作させられている
。台車２が９０ｏ回動してＹ−Ｙの方向、すなわち横行
方向を向くと、車体に固定されたＬＳＢは台車に固定さ
れた作動子２８により動作ごせられる。台車の回敷しつ
つあるとき、すなわち×−Ｘ′，Ｙ−Ｙ′何れにも合致
していないときは、両接点ＬＳＴ，山Ｂともに作動して
いない。ＬＳＴ，ＬＳＢは各台車に対応して設ける。す
なわち、２軸４輪台車２つを有する自走車両では各２つ
、２軸２輪台車４つを有する自走車両では各４つ設ける
。第１０図｛ｂ｝は接触器コイルを制御するための回路
で、制御電源は電源装置２７より受ける。図から明らか
なように、全ての台車が同一方向を向き、かつ他の接触
器が作動していないときだけ目的の接触子が作動、対応
する電源に切換えられる。したがって、全ての台車の回
動が完了する以前に電源切替等の謀操作は完全に防止さ
れる（台車の回動完了前に電源の切替が完了することは
、車両の走行を許す条件の１つが成立することで、脱線
事故のおそれがある）。なお、本実施例では台車の回動
はターンテーブルによって行なっている。すなわち、タ
ーンテーブル側に駆動装置を有し、ターンテーブルの回
動により台車が回動する方式のものである。台車側に回
動用駆動装置を有し、台車の回動によってターンテーブ
ルを回動する方式によっても本発明の特徴は損なわれな
い。ただし、台車回敷電源は、バツテリまたはトロリー
からとらなければならない。次に本発明を具現するため
の構造的な特徴について述べる。

先に本発明の特徴として電源の切換をターンテーブルの
回動と係合して自動的に行なう方法について述べた。

これを実現するためには、走行、横行軌道の通り狂い（
実際の軌道は直線を目標に敷設してもある程度の曲折は
さげられず、真の直線からの狂いを通り狂いという）、
車輪縁としール側面との隙間などを考慮しなければなら
ない。このことは走行（あるいは横行）中、台車が車体
に対して僅かではあるが回動することを意味する。第奪
１図は輪緑としール側面との隙間による台車の回動を説
明したものである。図中ａ図は車輪縁としール側面の隙
間を示したものでｔ Ｇで表わしてある。ｂ図はａ図に
示したＡ肌Ａの断面で、隙間Ｇによって台車が進行方向
に対して斜行することを説明した図で、△８‘ま斜行角
である。なお図では２軸２輪台車について示しているが
、２藤４輪台車の場合も本質的には同じである。隙間Ｇ
を零にすれば斜行は軌道の通り狂いに起因するものだけ
に限定されるが、経験的に安定した走行を行なわせるた
めにはある程度の隙間が必要であることが実証されてい
る。したがって、走行中台車の僅かな回動はさげられな
い。第１０図に示したりミツトスイツチＬＳＴ，ＬＳＢ
は台車の車体に対する向きを検出するもので、これによ
り電源を切換えること、およびリミツトスイツチは台車
に設けた作動板２鮒こよって作動させられることはすで
に述べた。

これによる特徴を実現するためには走行中（あるいは横
行中）台車が僅かに回動してもそれが許容される値であ
る限り、リミツトスイツチの作動状態は維持されなけれ
ばならない。もしリミツトスイツチが断になると、第１
０図に示す回路より明らかなように「電源断となるがこ
れは好ましくない。本発明では作動子２８を第１２図に
示すように構成しト前記欠点を除去している。第１２図
において「 ａ図は台車２に固定したｌｊミツトスイツ
チの作動子の詳細で、リミツトスイツチを作動させてい
ないときの状態を示している。

２９は２８の内面を摺動可能なもので「スプリング３８
‘こより一杯に外側に押出されている。

２９をスプリング３０の力に抗して押込むときの最大ス
トロークは図示したようにＸである。

次はバネ３０の許容たわみ量でもある。ｂ図はａ図のよ
うな構造の作動子でリミツトスイツチを作動させたとき
の状態を示している。図では２９は全ストロークの１／
２押込まれた状態でリミツトスイツチを作動させている
。図より明らかなように、車体１と台車２とが士Ｃの範
囲内で相対位置が変わってもリミツトスイツチの作動状
態は変わらない。Ｃの値を車両が走行中（あるいは横行
中）に許容される台車の僅かな回動に対応する値に設定
しておくことにより本発明の目的を実用面においても達
成できる。第１３図は、リミツトスイツ升こ磁気ＩＪー
ドスィツチを利用した例で、第１２図と同じ目的を達成
するためのものである。

図中３１‘ま永久磁石、３２はリードスイツチへ ３３
は鉄製の磁気しやへし、板である。リードスイツチ３２
「永久磁石３１は車体１に固定され「 しやへし、板３
３は台車２に固定されている。動作としてはしやへい板
３３がないときは、永久磁石３１の磁束はリードスイツ
チ３２を通るのでこのリードスイツチ３２は動作してい
る。台車が走行状態にも横行状態にもないと封よ、その
状態でリードスイツチ３２は動作状態にある。走行（ま
たは横行）状態のとき、台車に固定されたしやへし、板
３３によって永久磁石３８よりの磁束をしやへし、する
ように配置すれば、リードスイツチは動作せず、台車が
走行（または横行）状態にあることが検出できる。走行
（または横行）中において台車が僅かに回動しても；ｊ
ードスィツチが不動作の状態を維持するためには、しや
へし、板３３の中Ｗを許容回転角に対応した値に設定す
ることにより目的は蓮せられる。図面の筋単な説明 第亀図および第２図は一般的なターンテーフル上の電気
車両を示す概略図、第３図は直流電源をトロリー線より
供給される電気車両の概略図、第４図は３相架空トロリ
ー線を架設したときの交点付近を示す図、第５図は地面
にトロリー線を敷設した場合の状態図「第６図は第６図
のターンテーブル部分の詳細図ト第７図は本発明の一実
施例を示す概略図、第蟹図は軌道配置例を示す図〜第９
図は同実施例の電源系統を示すブロツク線図、第川Ｑ図
は霞源切換回路の構成図、第１１図は輪縁としール側面
との隙間による台車の回動の状態図、第１２図は作動子
の構成図、第１３図はリミツトスイツチと磁気リードス
イツチとを利用した台車角の検出装置を示す図である。

亀…車体「 ２…台車、３・“心血、４…ターンテーブ
ル〜 ５…中心ピン、Ｓ，７…レール、亀２…粟電器、
１亀・・・トロリー線〜 ２１…充電器、２２…バツテ
リ〜 ２３…電動機の制御装置、２４・・・電動機の制
御装置、２５…電動機「 ２６・・・切換装魔、２７・
・・制御用電源装置、２８・・・作動子、３０，．．ス
プリング、３１・・・永久磁石、３２…リードスィツチ
、３３…磁気しやへし、板。第１図 第４図 第２図 第３図 第５図 第６図 第は図 第ｌ３図 第７図 第昼図 第９図 第の図 第ｌ１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 方向転換し得る台車を有し、この台車がターンテー
   ブルにより方向転換され、走行および横行を行なう電気
   式自走車両において、その電源を走行または横行中はト
   ロリーより供給を受け、横行または走行中は車両に搭載
   したバツテリより供給され、かつバツテリの充電をトロ
   リーより電源の供給を受けているときに行ない、これら
   両電源を、車体側に設けた検出器により検出したターン
   テーブルの開動状態に基き全ての台車が走行状態または
   横行状態になつたときに対応する電源を後続するように
   切換えるようにした電気車両の電源装置。 ２ ターンテーブルの回動状態を車体側に設けたりリミ
   ツトスイツチとその作動子またはリードスイツチ、永久
   磁石およびそのしやへい板により検出し、全ての台車が
   走行状態または横行状態になつたときのみ対応する電源
   を接続し、台車の状態が何れの状態にもないときは何れ
   の電源とも切離し、かつ走行あるいは横行中に台車の僅
   かな回動によつても切換状態を維持するために、リミツ
   トスイツチを適用するものにあつてはバネと摺動子との
   組合せによる逃げ機構を有する作動子を用い、永久磁石
   とリードスイツチの組合せを適用するものにあつては前
   記永久磁石とリードスイツチとの間に配されるしやへい
   板の巾を走行または横行中における台車の許容回動角に
   対応した値に設定したものを用いて台車の向きを検出し
   て電源を切換えるようにした電気車両の電源装置。