特開 2022-91528 舟体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022091528

(43)【公開日】2022-06-21

(54)【発明の名称】舟体

(51)【国際特許分類】

   B60L 5/22 20060101AFI20220614BHJP

【ＦＩ】

B60L5/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020204412

(22)【出願日】2020-12-09

(71)【出願人】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100104064

【弁理士】

【氏名又は名称】大熊 岳人

(72)【発明者】

【氏名】光用 剛

(72)【発明者】

【氏名】小林 樹幸

【テーマコード（参考）】

5H105

【Ｆターム（参考）】

5H105AA02

5H105AA14

5H105BA02

5H105BB01

5H105CC02

5H105CC12

5H105DD04

5H105DD08

5H105DD12

5H105DD15

5H105DD25

5H105EE03

5H105EE07

5H105EE13

(57)【要約】

【課題】揚力特性を安定化させつつ追従性能を確保し、空力音を低減することができる舟体を提供する。
【解決手段】舟体６は、すり板５を上下方向に移動自在に支持する。舟体６は、すり板５を支持する舟体上側部分を構成する舟体上部７と、舟体上部７とは別部材であり、舟体下側部分を構成する舟体下部８と、舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとが一体となった状態で、この舟体下部８に対してこの舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する支持部９とを備えている。支持部９は、舟体上部７の前縁部７ｂの内側に舟体下部８の前縁部８ｂの外側が位置した状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する。舟体６は、断面形状が平滑化された平滑化舟体である。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

すり板を上下方向に移動自在に支持する舟体であって、
前記すり板を支持する舟体上側部分を構成する舟体上部と、
前記舟体上部とは別部材であり、舟体下側部分を構成する舟体下部と、
前記舟体上部の前縁部と前記すり板の前縁部とが一体となった状態で、この舟体下部に対してこの舟体上部を上下方向に移動自在に支持する支持部と、
を備える舟体。

【請求項2】

請求項１に記載の舟体において、
前記支持部は、前記舟体上部の前縁部の内側に前記舟体下部の前縁部の外側が位置した状態で、前記舟体上部を上下方向に移動自在に支持すること、
を特徴とする舟体。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の舟体において、
前記支持部は、前記舟体上部の後縁部と前記すり板の後縁部とが一体となった状態で、この舟体下部に対してこの舟体上部を上下方向に移動自在に支持すること、
を特徴とする舟体。

【請求項4】

請求項３に記載の舟体において、
前記支持部は、前記舟体上部の後縁部の内側に前記舟体下部の後縁部の外側が位置した状態で、前記舟体上部を上下方向に移動自在に支持すること、
を特徴とする舟体。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか1項に記載の舟体において、
前記舟体は、断面形状が平滑化された平滑化舟体であること、
を特徴とする舟体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、すり板を上下方向に移動自在に支持する舟体に関する。

【背景技術】

【0002】

（新幹線パンタグラフの追従機構について）
新幹線パンタグラフの追従機構として、トロリ線に対してすり板を上下方向に移動させて、トロリ線に対するすり板の追従性能を構成する可動すり板機構が広く用いられている。従来の追従機構を備える舟体（以下、従来技術１という）は、複数個のすり板小片と、これらの複数個のすり板小片が取り付けられた可撓性シートと、この可撓性シートを支持する複数個のばねなどからなる可動すり板機構を備えている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術１は、すり板を複数個に分割したすり板小片にすることによって、１枚当たりのすり板（可動部）の質量を小さくして、トロリ線にすり板小片がしゅう動するときの追従性能を向上させている。

【0003】

従来の追従機構を備える舟体（以下、従来技術２という）は、複数個のすり板小片と、このすり板小片をそれぞれ支持する舟体と、舟体内に収容される芯部材と、この芯部材と舟体との間に挟み込まれた状態で舟体を支持する板ばねなどからなる可動すり板機構を備えている（例えば、特許文献２参照）。この従来技術２は、芯部材に対して舟体をすり板小片と一体で上下方向に動作させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2005-160266号公報

【0005】

【特許文献2】特開2018-164362号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

図６及び図７に示す従来の追従機構を備える舟体１０６Ａは、図７に示すように、架線１０１のトロリ線１０１ａとしゅう動する複数のすり板１０５がこの舟体１０６Ａの凹部にばね１０９よって支持されている。この従来の追従機構を備える舟体１０６Ａは、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すすり板１０５が中立位置にあるときから、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すすり板１０５が押下状態に変化することがある。その結果、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂからすり板１０５の前縁部１０５ａにかけての断面形状が変化するとともに、舟体１０６Ａの後縁部１０６ｃからすり板１０５の後縁部１０５ｂにかけての断面形状が変化する。

【0007】

図８及び図９に示す従来の追従機構を備える舟体１０６Ｂは、図９に示すように、架線１０１のトロリ線１０１ａとしゅう動する複数のすり板１０５及びこの舟体１０６Ｂが一体となって上下方向に動作するように、支持部材１０９ａにすり板１０５がばね１０９よって支持されている。この従来の追従機構を備える舟体１０６Ｂは、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示すすり板１０５が中立位置にあるときから、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すすり板１０５が押下状態に変化することがある。しかし、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂからすり板１０５の前縁部１０５ａにかけての断面形状が変化せず、舟体１０６Ａの後縁部１０６ｃからすり板１０５の後縁部１０５ｂにかけての断面形状が変化しない。

【0008】

図６～図９に示す従来の追従機構を備える舟体１０６Ａ，１０６Ｂは、図１に示すように、この舟体１０６Ａ，１０６Ｂの前縁部１０６ｂが鈍頭でやや太く形成されており、この舟体１０６Ａ，１０６Ｂの後縁部１０６ｃがやや細く形成されている。この従来の追従機構を備える舟体１０６Ａ，１０６Ｂは、揚力特性の安定化と空力音の低減を両立する舟体断面形状（以下、平滑化舟体）に形成されている。

【0009】

（追従機構と空力音低減・揚力安定化との両立の課題）
舟体はパンタグラフの主要な空力音源であり、図１０に示すような断面形状の平滑化による空力音低減が必要である。また、このとき、揚力特性の安定化（すり板摩耗による断面形状変化、対向風の風向変化による揚力変化が小さい）も両立する必要がある。

【0010】

図１０に示す平滑化舟体のような流線形に近い形状の舟体１０６Ａに可動すり板機構を適用した場合、図７に示すようにすり板の上下変位によって舟体断面形状が変化し、揚力特性に影響が及ぶことが懸念される。特に、舟体１０６Ａは前縁部１０６ｂの形状が揚力特性に大きく寄与する。このため、図６及び図７に示すように舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂからすり板１０５の前縁部１０５ａにかけての形状が大きく変化する可動すり板機構と、図１０に示すような平滑化舟体を組み合わせることは揚力安定化の点から好ましくない。また、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂほど揚力特性の影響は大きくないものの、舟体１０６Ａの後縁部１０６ｃについても揚力特性に寄与する。このため、図６及び図７に示すように舟体１０６Ａの後縁部１０６ｃからすり板１０５の後縁部１０５ｂにかけての形状が大きく変化する可動すり板機構と、図１０に示すような平滑化舟体を組み合わせることは揚力安定化の点から好ましくない。

【0011】

また、図８及び図９に示すようなすり板１０５と舟体１０６Ｂとを一体で上下方向に動作可能な構造を適用した場合、可動部の質量が大きくなるため、トロリ線１０１ａに対するすり板１０５の追従性が低下してしまう。また、すり板１０５と舟体１０６Ｂとを一体で上下方向に動作させるためには、すり板１０５や舟体１０６Ｂに軽量な素材を適用する必要があるが、材料の適用を実用化するためには課題が多い。

【0012】

この発明の課題は、揚力特性を安定化させつつ追従性能を確保し、空力音を低減することができる舟体を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図４及び図５に示すように、すり板（５）を上下方向に移動自在に支持する舟体であって、前記すり板を支持する舟体上側部分を構成する舟体上部（７）と、前記舟体上部とは別部材であり、舟体下側部分を構成する舟体下部（８）と、前記舟体上部の前縁部（７ｂ）と前記すり板の前縁部（５ａ）とが一体となった状態で、この舟体下部に対してこの舟体上部を上下方向に移動自在に支持する支持部（９）とを備える舟体（５）である。

【0014】

請求項２の発明は、請求項１に記載の舟体において、前記支持部は、前記舟体上部の前縁部の内側に前記舟体下部の前縁部（８ｂ）の外側が位置した状態で、前記舟体上部を上下方向に移動自在に支持することを特徴とする舟体である。

【0015】

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の舟体において、前記支持部は、前記舟体上部の後縁部（７ｃ）と前記すり板の後縁部（５ｂ）とが一体となった状態で、この舟体下部に対してこの舟体上部を上下方向に移動自在に支持することを特徴とする舟体である。

【0016】

請求項４の発明は、請求項３に記載の舟体において、前記支持部は、前記舟体上部の後縁部の内側に前記舟体下部の後縁部（８ｃ）の外側が位置した状態で、前記舟体上部を上下方向に移動自在に支持することを特徴とする舟体である。

【0017】

請求項５の発明は、請求項１から請求項４までのいずれか1項に記載の舟体において、前記舟体は、断面形状が平滑化された平滑化舟体であることを特徴とする舟体である。

【発明の効果】

【0018】

この発明によると、揚力特性を安定化させつつ追従性能を確保し、空力音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】この発明の第１実施形態に係る舟体を備える集電装置の使用状態を模式的に示す側面図であり、（Ａ）は進行方向Ｄ₁に集電装置が移動する場合の側面図であり、（Ｂ）は進行方向Ｄ₂方向に集電装置が移動する場合の側面図である。

【図2】この発明の第１実施形態に係る舟体を備える集電装置を概略的に示す側面図である。

【図3】この発明の第１実施形態に係る舟体を模式的に示す斜視図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの斜視図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの斜視図である。

【図4】この発明の第１実施形態に係る舟体の縦断面図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの斜視図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの縦断面図である。

【図5】この発明の第２実施形態に係る舟体の縦断面図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの斜視図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの縦断面図である。

【図6】従来の追従機構を備える舟体の斜視図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの斜視図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの斜視図である。

【図7】従来の追従機構を備える舟体の縦断面図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの縦断面図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの縦断面図である。

【図8】従来の追従機構を備える舟体の斜視図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの斜視図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの斜視図である。

【図9】従来の追従機構を備える舟体の縦断面図であり、（Ａ）はすり板が中立位置にあるときの縦断面図であり、（Ｂ）はすり板が押下状態であるときの縦断面図である。

【図10】従来の追従機構を備える舟体の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１～図４に示す架線１は、線路上空に架設される架空電車線である。架線１は、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線１ａは、集電装置４Ａ，４Ｂが接触移動する電線である。トロリ線１ａは、集電装置４Ａ，４Ｂがしゅう動することによって、車両２に負荷電流を供給する。図１及び図２に示す車両２は、電車又は電気機関車などの電気車である。車両２は、例えば、高速で走行する新幹線などの鉄道車両である。車体２ａは、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。

【0021】

図１に示す遮音板３は、集電装置４Ａ，４Ｂから沿線に放射する騒音を遮る部材である。遮音板３は、集電装置４Ａ，４Ｂの側面を覆って騒音源を隠すように、集電装置４Ａ，４Ｂの両側に対向して配置されている。図１に示す遮音板３は、集電装置４Ａ，４Ｂの両側から放射する騒音を遮音するパンタグラフ遮音板（二面側壁）である。遮音板３は、集電装置４Ａ，４Ｂが上昇状態であるときには、この集電装置４Ａ，４Ｂの側面の殆どの部分を覆う。遮音板３は、集電装置４Ａ，４Ｂが下降状態であるときにはこの集電装置４Ａ，４Ｂの側面全体を覆う。遮音板３は、車体２ａの幅方向における車体２ａの屋根上の両縁部に取り付けられており、車体２ａと一体に固定された状態でこの車体２ａに支持されている。

【0022】

図１に示す集電装置４Ａ，４Ｂは、トロリ線１ａから車両２に電力を導くための装置である。集電装置４Ａ，４Ｂは、図１～図４に示すすり板５と、舟体（集電舟）６と、図１及び図２に示す枠組１１と、図２に示す台枠１２と、がいし１３などを備えている。図１及び図２に示す集電装置４Ａ，４Ｂは、車両２の進行方向Ｄ₁，Ｄ₂対して非対称であり、一方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。集電装置４Ａ，４Ｂは、図１に示すように、進行方向前側に中間ヒンジ１１ｄが位置するなびき方向で使用され、進行方向後側に中間ヒンジ１１ｄが位置する反なびき方向では使用されない。集電装置４Ａは、図１（Ａ）に示す進行方向Ｄ₁方向に車両２が移動するときには上昇して、図１（Ｂ）に示す進行方向Ｄ₂方向に車両２が移動するときには折り畳まれる。集電装置４Ｂは、図１（Ａ）に示す進行方向Ｄ₁方向に車両２が移動するときには折り畳まれて、図１（Ｂ）に示す進行方向Ｄ₂方向に車両２が移動するときには上昇する。集電装置４Ａ，４Ｂは、いずれも同一構造であり、以下では集電装置４Ａを中心に説明し、集電装置４Ｂについては詳細な説明を省略する。

【0023】

図１～図４に示すすり板５は、トロリ線１ａと摺動する部材である。すり板５は、図３に示すように、車両２の進行方向Ｄ₁，Ｄ₂と直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた金属製又は炭素製の板状部材である。すり板５は、舟体上部７とともに上下方向に動作するため追従性能の観点から、C/Cコンポジットなどの炭素系複合材料のような炭素を主原料とした軽量のすり板材料を使用することが好ましい。すり板５は、舟体６とは別個に製造される別部品であり、舟体６の長さ方向（まくらぎ方向）に複数並べた状態で、この舟体６の上部に取り付けられている。すり板５は、図３及び図４に示すように、前縁部５ａと後縁部５ｂなど備えている。

【0024】

図３及び図４に示す前縁部５ａは、舟体上部７の前縁部７ｂと連なる部分である。前縁部５ａは、図４に示すように、舟体上部７の上面と同一高さ（面一）になるように、舟体上部７の前縁部７ｂと連続するように滑らかに接続されている。図３及び図４に示す後縁部５ｂは、舟体上部７の前縁部７ｂと連なる部分である。後縁部５ｂは、図４に示すように、舟体上部７の上面と同一高さ（面一）になるように、舟体上部７の後縁部７ｃと連続するように滑らかに接続されている。すり板５は、舟体６とともに平滑化舟体の一部を構成している。

【0025】

図２～図４に示す舟体６は、すり板５を支持する部材である。舟体６は、図３及び図４に示すように、すり板５を上下方向に移動自在に支持する可動すり板機構を備えている。舟体６は、図４に示すように、すり板５が中立位置から押下状態に変化したときに、この舟体６の断面形状がほぼ一定で変化せず、この舟体６の揚力特性を安定化させる揚力特性安定化構造を備えている。ここで、断面形状とは、舟体６の中心線に対して直交する平面で舟体６を切断したときの舟体６の切断面の形状である。舟体６は、図３に示すように、トロリ線１ａと直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた細長い金属製の柱状部材である。図４に示す舟体６は、この舟体６の中心軸に対して前後非対称であり、前側が比較的に太く鈍い形状に形成されており、後側が比較的に細い形状に形成されている。舟体６は、流れ（気流）Ｆのはく離を可能な限り防止するために断面形状が流線型又は流線型に近似した曲面で構成されており、滑らかな曲線によって構成されている。舟体６は、断面形状が平滑化された平滑化舟体(平滑形状舟体）である。舟体６は、例えば、数値流体力学(Computational Fluid Dynamics(CFD))解析及び最適化手法を組み合わせた手法によって、空力音低減及び揚力特性安定化を両立可能なように舟体断面形状が平滑化されている。図１～図４に示す舟体６は、例えば、トロリ線１ａに対する追従性能を向上させた新幹線用（高速用）パンタグラフ舟体である。舟体６は、図３及び図４に示す舟体上部７と、舟体下部８と、図４に示す支持部９と、図２及び図３に示すホーン１０などを備えている。

【0026】

図３及び図４に示す舟体上部７は、舟体６の上側部分を構成する部分である。舟体上部７は、舟体６を分割したときの上側構成部材であり、舟体下部８とともに舟体６を構成する。舟体上部７は、図４（Ａ）に示すように、すり板５が中立位置にあるときには、舟体下部８とともに断面が平滑形状に形成されている。舟体上部７は、図４に示すように、取付部７ａと、前縁部７ｂと、後縁部７ｃなどを備えている。舟体上部７は、例えば、板状部材を曲げ加工することによって、前縁部７ｂ及び後縁部７ｃが平滑形状に形成されており、すり板５を取り付けるすり板体としても機能する。舟体上部７は、例えば、質量を小さくして軽量化を図り追従性能を向上させるため、薄肉の板状体に形成されている。

【0027】

図４に示す取付部７ａは、すり板５を取り付ける部分である。取付部７ａは、舟体上部７の中央部付近に所定の幅で形成されており、すり板５の下面を取り付ける平坦部である。前縁部７ｂは、舟体上部７の前部を構成する部分である。前縁部７ｂは、舟体上部７の前部を下側に湾曲して形成されており、すり板５が可動範囲内で上下移動したときに、この前縁部７ｂの内側に舟体下部８の前縁部８ｂの外側が常に位置するように形成されている。前縁部７ｂは、舟体下部８の前縁部８ｂと対向してこの前縁部７ｂに被さる部分の断面が直線状に形成されている。後縁部７ｃは、舟体上部７の後部を構成する部分である。後縁部７ｃは、舟体上部７の後部を下側に湾曲して形成された湾曲部であり、すり板５が可動範囲内で上下移動したときに、この後縁部７ｃの内側に舟体下部８の後縁部８ｃの外側が常に位置するように形成されている。後縁部７ｃは、舟体下部８の後縁部８ｃと対向してこの後縁部８ｃに覆い被さる部分が直線状に形成されている。

【0028】

図３及び図４に示す舟体下部８は、舟体６の下側部分を構成する部分である。舟体下部８は、舟体上部７とは別部材であり、舟体６を分割したときの下側構成部材であり、舟体上部７とともに舟体６を構成する。舟体下部８は、図４（Ａ）に示すように、すり板５が中立位置にあるときには、舟体上部７とともに断面が平滑形状に形成されている。舟体下部８は、図４に示すように、支持部８ａと、前縁部８ｂと、後縁部８ｃなどを備えている。舟体下部８は、例えば、合成樹脂を成形加工、金属材料を成形加工又は鋳造加工することによって、支持部８ａ、前縁部８ｂ及び後縁部８ｃが平滑形状に形成されており、舟体６の主要部を構成する舟体本体である。

【0029】

図４に示す支持部８ａは、舟支え部１１ａによって支持される部分である。支持部８ａは、舟体下部８の中央部付近に形成されており、平滑形状の一部を構成するように湾曲部に形成されている。前縁部８ｂは、舟体下部８の前部を構成する部分である。前縁部８ｂは、舟体下部８の前部を上側に湾曲して形成された湾曲部であり、舟体上部７が可動範囲内で上下移動可能なように、この前縁部８ｂの外側表面と舟体上部７の前縁部７ｂの内側表面との間にわずかに隙間が形成されている。後縁部８ｃは、舟体下部８の後部を構成する部分である。後縁部８ｃは、舟体下部８の後部を上側に湾曲して形成された湾曲部であり、舟体上部７が可動範囲内で上下移動可能なように、この後縁部８ｃの外側表面と舟体上部７の後縁部７ｃの内側表面との間にわずかに隙間が形成されている。

【0030】

図４に示す支持部９は、舟体下部８に対して舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する手段である。支持部９は、トロリ線１ａに向かって舟体上部７を押し上げる押し上げ力を発生するコイルばねのような圧縮ばねである。支持部９は、舟体上部７と舟体下部８との間に挟み込まれた状態で、この支持部９の下端部が舟体下部８の上面に固定されており、この支持部９の上端部が舟体上部７の下面に接触している。支持部９は、舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとが一体となった状態で、舟体下部８に対して舟体上部７を上下方向に移動自在に支持している。支持部９は、舟体上部７の前縁部７ｂの内側に舟体下部８の前縁部８ｂの外側が位置した状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する。支持部９は、舟体上部７の後縁部７ｃとすり板５の後縁部５ｂとが一体となった状態で、舟体下部８に対して舟体上部７を上下方向に移動自在に支持している。支持部９は、舟体上部７の後縁部７ｃの内側に舟体下部８の後縁部８ｃの外側が位置した状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する。支持部９は、舟体上部７の前縁部７ｂの位置とすり板５の前縁部５ａの位置とが一定となった状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する。支持部９は、舟体上部７の後縁部７ｃの位置とすり板５の後縁部５ｂの位置とが一定となった状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持する。支持部９は、例えば、舟体下部８に対する舟体上部７の上下動作の可動範囲（ストローク）が5～8mm程度の範囲内になるように舟体上部７を支持している。

【0031】

図２及び図３に示すホーン１０は、車両２が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する２本のトロリ線１ａのうち車両２の進行方向とは異なる方向のトロリ線１ａへの割込みを防止するための部材である。ホーン１０は、舟体６の長さ方向の両端部から突出しており、図２及び図３に示すように先端部が下方に向かって湾曲して形成された金属製の部材である。

【0032】

図２に示す枠組１１は、舟体６を支持する部材である。枠組１１は、舟体６を支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構を備えている。枠組１１は、図１～図４に示す舟支え部１１ａと、上枠１１ｂと、図１及び図２に示す下枠１１ｃと、中間ヒンジ（屈曲部）１１ｄなどを備えている。枠組１１は、例えば、使用時にはばねの付勢力によって上昇し、非使用時（折畳時）にはばねの付勢力に抗してシリンダ装置が発生する駆動力によって下降する。

【0033】

図１～図４に示す舟支え部１１ａは、舟体６を支持する部分である。舟支え部１１ａは、舟体６を架線１に対して水平に押上げるとともに、舟体６にばねによる緩衝作用を与える。舟支え部１１ａは、舟体６の平衡維持を図るとともに、トロリ線１ａへの追従性を向上させる。舟支え部１１ａは、上枠１１ｂの頂部に支持されている。上枠１１ｂは、舟支え部１１ａに回転自在に連結される部材である。上枠１１ｂは、この上枠１１ｂの一端が舟支え部１１ａに回転自在に連結されており、この上枠１１ｂの他端が下枠１１ｃに回転自在に連結されており、枠組１１の上半分を構成している。図１及び図２に示す下枠１１ｃは、台枠１２に回転自在に連結される部材である。下枠１１ｃは、この下枠１１ｃの一端が上枠１１ｂに回転自在に連結されており、この下枠１１ｃの他端が主軸に連結されており、枠組１１の下半分を構成している。中間ヒンジ１１ｄは、上枠１１ｂと下枠１１ｃとを回転自在に連結する部分である。中間ヒンジ１１ｄは、上枠１１ｂと下枠１１ｃとを連結する関節部として機能する。

【0034】

図２に示す台枠１２は、枠組１１を支持する部材である。台枠１２は、枠組１１の基部を支持した状態で、がいし１３を介して車体２ａの屋根上に設置されている。台枠１２は、枠組１１を昇降動作させる主軸などの昇降機構部を支持している。がいし１３は、車体２ａと台枠１２との間を電気的に絶縁する部材である。がいし１３は、例えば、空力音の発生に対して抑制効果のある形状に形成されている低騒音がいしである。がいし１３は、このがいし１３の後縁部に発生する渦の放出を抑制するために、水平面で切断したときの断面形状が略楕円形に形成されている。

【0035】

次に、この発明の第１実施形態に係る舟体の作用を説明する。
図６に示すように、従来の舟体１０６Ａでは、架線１０１を支持する支持点と支持点との間をすり板１０５が通過すると、図７に示すようにすり板１０５が中立位置から押下状態に変化して、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂからすり板１０５の前縁部１０５ａまでの断面形状が変化する。また、舟体１０６Ａを上昇させる方向に気流Ｆが作用すると、図７に示すようにすり板１０５が中立位置から押下状態に変化して、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂからすり板１０５の前縁部１０５ａまでの断面形状が変化する。その結果、断面形状の変化によって舟体１０６Ａに作用する揚力が安定しなくなるとともに、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂとすり板１０５の前縁部１０５ａとの間に凹部Ｃが形成されて、空力音の発生原因となる可能性がある。

【0036】

一方、図４に示すように、この第１実施形態では、すり板５が中立位置にあるときには、舟体６の断面が平滑形状であり舟体６の揚力が安定する。架線１を支持する支持点と支持点との間をすり板５が通過すると、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すようにすり板５が中立位置から押下状態に変化する。また、舟体６を上昇させる方向に気流Ｆが作用すると、図３（Ｂ）及び図４（Ｂ）に示すようにすり板５が中立位置から押下状態に変化して、すり板５と舟体上部７とが一体化した状態で舟体下部８に対して上方に移動する。このとき、舟体上部７の前縁部７ｂと舟体下部８の前縁部８ｂとの間に隙間をあけた状態で、舟体上部７の前縁部７ｂの内側が舟体下部８の前縁部８ｂの外側をスライドする。このため、図４に示すように、揚力特性への影響が大きい舟体６の前縁部６ｂからすり板５の前縁部５ａにかけての断面形状の変化が回避されて、揚力特性への影響が小さくなる。すり板５の前縁部５ａと舟体６の前縁部６ｂとの間や、舟体上部７の前縁部７ｂと舟体下部８の前縁部８ｂとの間に、図７に示すような凹部Ｃが形成されないため、舟体６から大きな空力音が発生することがない。また、舟体１０６Ａの前縁部１０６ｂほど揚力特性の影響は大きくないが、舟体６の後縁部６ｃからすり板５の後縁部５ｂにかけての断面形状の変化が回避されるため、揚力特性への影響がより一層小さくなる。また、すり板５の後縁部５ｂと舟体６の後縁部６ｃとの間や、舟体上部７の後縁部７ｃと舟体下部８の後縁部８ｃとの間に、図７に示すような凹部Ｃが形成されないため、舟体６から大きな空力音が発生することがない。

【0037】

図８に示すように、従来の舟体１０６Ｂでは、架線１０１を支持する支持点と支持点との間をすり板１０５が通過すると、図９に示すようにすり板１０５が舟体１０６Ｂと一体となって中立位置から押下状態に変化する。また、舟体１０６Ｂを上昇させる方向に気流Ｆが作用すると、図９に示すようにすり板１０５が舟体１０６Ｂと一体となって中立位置から押下状態に変化する。従来の舟体１０６Ｂでは、可動部であるすり板１０５と舟体１０６Ｂとが一体となって上下方向に移動するため可動部の質量が大きくなり、トロリ線１０１ａに対するすり板１０５の追従性能が低下する。

【0038】

一方、図４に示すように、この第１実施形態では、舟体６が舟体上部７と舟体下部８とに分割されており、すり板５と舟体上部７とが一体となって舟体上部７に対して上下方向に移動する。このため、図８に示す従来の舟体１０６Ｂに比べて、可動部であるすり板５と舟体上部７との質量が小さくなり、トロリ線１０１ａに対するすり板１０５の追従性能が向上する。

【0039】

この発明の第１実施形態に係る舟体には、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、すり板５を支持する舟体上側部分を舟体上部７によって構成し、舟体上部７とは別部材である舟体下側部分を舟体下部８によって構成している。また、この第１実施形態では、舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとが一体となった状態で、舟体下部８に対して舟体上部７を上下方向に移動自在に支持部９が支持する。このため、中立位置からすり板５が上下方向に移動したときに、すり板５及び舟体上部７の断面形状が変化せず、これらの断面形状を上下動作の前後において一定にすることができ、舟体上部７の前縁部７ｂからすり板５の前縁部５ａまでの断面形状が変化するのを防ぐことができる。その結果、揚力特性への影響が大きい舟体前縁部の形状が、すり板５の上下動作によって変化せず、トロリ線１ａに対するすり板５の追従性能を確保しつつ、舟体６の揚力特性を安定化させることができる。また、舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとの間に、図７に示すような凹部Ｃが形成されないため、舟体６から発生する空力音を低減することができる。例えば、図１に示すように、１編成に２台の集電装置４Ａ，４Ｂを搭載して、空力音が小さくなるなびき方向となるいずれか一方の集電装置４Ａ，４Ｂのみを、進行方向Ｄ₁，Ｄ₂に応じて上昇させて運用する１個パンタグラフ化を実現することができる。その結果、１個パンタグラフ化を前提としたパンタグラフの設計が可能となり、なびき方向での走行を前提とした空力音低減などを図ることができる。また、従来の可動すり板機構を基本として、すり板５と舟体上部７とが一体で上下動作する構造にすることができる。このため、製造コストを低減することができるとともに、メンテナンス性を向上させることができる。さらに、舟体上部７と舟体下部８とに舟体６を分割することによって、可動部となるすり板５及び舟体上部７の質量を小さくすることができる。このため、揚力特性の安定化を損なうことなく、トロリ線１ａに対するすり板５の良好な追従性能を得ることができる。

【0040】

(2) この第１実施形態では、舟体上部７の前縁部７ｂの内側に舟体下部８の前縁部８ｂの外側が位置した状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持部９が支持する。このため、中立位置からすり板５が上下方向に移動したときに、舟体上部７と舟体下部８との間に間隙部や凹部が形成されるのを防ぐことができ、舟体６の揚力特性を安定化させることができるとともに、舟体６から発生する空力音を低減することができる。

【0041】

(3) この第１実施形態では、舟体上部７の後縁部７ｃとすり板５の後縁部５ｂとが一体となった状態で、舟体下部８に対して舟体上部７を上下方向に移動自在に支持部９が支持する。このため、中立位置からすり板５が上下方向に移動したときに、すり板５及び舟体上部７の上下動作の前後において、すり板５の後縁部５ｂから舟体上部７の後縁部７ｃまでの断面形状が変化するのを防ぐことができる。その結果、トロリ線１ａに対するすり板５の追従性能を確保しつつ、舟体６の揚力特性をより一層安定化させることができる。また、舟体上部７の後縁部７ｃとすり板５の後縁部５ｃとの間に、図７に示すような凹部Ｃが形成されないため、舟体６から発生する空力音をより一層低減することができる。

【0042】

(4) この第１実施形態では、舟体上部７の後縁部７ｃの内側に舟体下部８の後縁部８ｃの外側が位置した状態で、舟体上部７を上下方向に移動自在に支持部９が支持する。このため、舟体６の揚力特性をより一層安定化させることができるとともに、舟体６から発生する空力音をより一層低減することができる。

【0043】

(5) この第１実施形態では、断面形状が平滑化された平滑化舟体である。このため、空力音の低減を目的とした平滑な断面形状の舟体６についても、揚力特性の安定化とトロリ線１ａに対する追従性能の両立を図ることができる。

【0044】

（第２実施形態）
以下では、図１～図４に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第２実施形態は、既存の可動すり板機構を基礎とするより具体的な検討例であり、第１実施形態とすり板５及び舟体６の形状が異なる。図５に示すすり板５は、断面がほぼ平滑形状であり、前縁部５ａ及び後縁部５ｂがほぼ垂直に切り落とされたような切欠形状に形成されている。すり板５は、断面が直線状に形成されており、このすり板５の上面が平坦面に形成されている。すり板５は、このすり板５の前縁部５ａと舟体上部７の前縁部７ｂとの間に段差部Ｓが形成されているとともに、このすり板５の後縁部５ｂと舟体上部７の後縁部７ｃとの間に段差部Ｓが形成されている。前縁部５ａは、断面が直線状に形成されており、すり板５の前縁部５ａから所定の傾斜角度で下方に向かって傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。後縁部５ｂは、断面が直線状に形成されており、すり板５の後縁部５ｂから所定の傾斜角度で下方に向かって傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。

【0045】

舟体上部７は、すり板５が上下方向に動作したときに、この舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとの間に常に段差部Ｓが形成されており、この舟体上部７の後縁部７ｃとすり板５の後縁部５ｂとの間にも常に段差部Ｓが形成される。舟体上部７は、例えば、板状部材の両縁部を曲げ加工することによって、断面が凹状に形成されている。前縁部７ｂは、舟体上部７の前部を下側に90°折り曲げて形成されており、後縁部７ｃは舟体上部７の後部を下側に90°折り曲げて形成されている。

【0046】

舟体下部８は、すり板５が上下方向に動作したときに、すり板５及び舟体上部７とともに断面がほぼ平滑形状に形成されている。前縁部８ｂは、舟体上部７の前縁部７ｂが可動範囲内で上下移動可能なように、この前縁部８ｂの外側表面と舟体上部７の前縁部７ｂの内側表面との間にわずかに隙間が形成されており、この前縁部８ｂの上端部が凹状に形成されている。後縁部８ｃは、舟体上部７の後縁部７ｃが可動範囲内で上下移動可能なように、この後縁部８ｃの外側表面と舟体上部７の後縁部７ｃの内側表面との間にわずかに隙間が形成されており、この後縁部８ｃの上端部が凹状に形成されている。舟体下部８は、貫通孔８ｄを備えている。

【0047】

貫通孔８ｄは、舟体６の長さ方向に間隔を開けて、舟体下部８の前縁部８ｂから後縁部８ｃに向かって舟体下部８を貫通する部分である。貫通孔８ｄは、例えば、舟体６と舟支え部１１ａとの接合部の付近から発生するエオルス音（狭帯域音）が増加したときに、この接合部の付近に発生するカルマン渦を、この貫通孔８ｄを通過する気流と干渉させて乱し、この接合部の付近から発生する空力音の発生を抑制する。貫通孔８ｄは、開口部の形状が四角形又は円形に形成されている。

【0048】

この第２実施形態では、すり板５が上下方向に動作したときに、舟体上部７の前縁部７ｂとすり板５の前縁部５ａとの間に段差部Ｓが常に形成されており、舟体上部７の後縁部７ｃとすり板５の後縁部５ｂとの間に段差部Ｓが常に形成されている。しかし、すり板５が上下方向に動作したときに、揚力特性への影響が大きいすり板５の前縁部５ａから舟体上部７の前縁部７ｂまでの断面形状に変化がなく、すり板５の後縁部５ｂから舟体上部７の後縁部７ｃまでの断面形状も変化がない。このため、第１実施形態と同様に、舟体６の揚力特性を安定化させることができる。

【0049】

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、集電装置４Ａ，４Ｂとしてシングルアーム式パンタグラフを例に挙げて説明したが、菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフについても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、４枚のすり板５を支持する舟体６を例に挙げて説明したが、舟体６の長さ方向（まくらぎ方向）にすり板５が多数のすり板片に分割された多分割すり板機構を備える舟体についても、この発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、すり板５の前縁部５ａと舟体上部７の前縁部７ｂとが一体となって上下方向に移動するとともに、すり板５の後縁部５ｂと舟体上部７の後縁部７ｃとが一体となって上下方向に移動する舟体６を例に挙げて説明したが、このような構造にこの発明を限定するものではない。例えば、すり板５の前縁部５ａと舟体上部７の前縁部７ｂのみが一体となって上下方向に移動する舟体についても、この発明を適用することができる。

【0050】

(2) この実施形態では、舟体６が平滑化舟体である場合を例に挙げて説明したが、鈍頭形状の舟体についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、舟体６の断面形状が前後非対称である場合を例に挙げて説明したが、断面形状が前後対称の舟体についても、この発明を適用することができる。また、この実施形態では、すり板５の断面が平滑形状の一部を構成する場合を例に挙げて説明したが、平滑形状以外の任意の断面形状のすり板についても、この発明を適用することができる。例えば、すり板５の断面を曲線形状、直線形状又は縁部に段差を有する形状などに形成することができる。さらに、この第２実施形態では、貫通孔８ｄを備える舟体６を例に挙げて説明したが、貫通孔８ｄを備えていない舟体６についても、この発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0051】

１ 架線
１ａ トロリ線
２ 車両
２ａ 車体
３ 遮音板
４Ａ，４Ｂ 集電装置
５ すり板
５ａ 前縁部
５ｂ 後縁部
６ 舟体
７ 舟体上部
７ａ 取付部
７ｂ 前縁部
７ｃ 後縁部
８ 舟体下部
８ａ 支持部
８ｂ 前縁部
８ｃ 後縁部
８ｄ 貫通孔
９ 支持部
１０ ホーン
１１ 枠組
Ｆ 流れ
Ｄ₁，Ｄ₂ 進行方向
Ｓ 段差部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】