(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】P2023122934
(43)【公開日】2023-09-05
(54)【発明の名称】舟体の揚力増加抑制構造
(51)【国際特許分類】
B60L 5/26 20060101AFI20230829BHJP
【ＦＩ】
B60L5/26 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022026712
(22)【出願日】2022-02-24
(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
(72)【発明者】
【氏名】天野 佑基
(72)【発明者】
【氏名】阿部 巧
(72)【発明者】
【氏名】中出 孝次
【テーマコード（参考）】
5H105
【Ｆターム（参考）】
5H105AA20
5H105BA02
5H105BB01
5H105DD04
5H105DD12
5H105EE03
5H105EE13
(57)【要約】
【課題】集電装置の舟体を押し上げる流れを舟体が受けたときに揚力増加を抑制することができる舟体の揚力増加抑制構造を提供する。
【解決手段】揚力増加抑制構造２３は、集線装置の舟体８Ａ，８Ｂを押し上げる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力の増加を抑制する構造であり、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧を緩和する正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂを備えている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和する。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの後側に、この舟体８Ａ，８Ｂの前側よりも高さが低い低部２４ａを備えている。このため、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧が大きくなるのを抑制して、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。
【選択図】図６
【解決手段】揚力増加抑制構造２３は、集線装置の舟体８Ａ，８Ｂを押し上げる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力の増加を抑制する構造であり、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧を緩和する正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂを備えている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和する。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの後側に、この舟体８Ａ，８Ｂの前側よりも高さが低い低部２４ａを備えている。このため、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧が大きくなるのを抑制して、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
集線装置の舟体を押し上げる流れをこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の増加を抑制する舟体の揚力増加抑制構造であって、
前記舟体の下面側に生じる正圧を緩和する正圧緩和部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記舟体の下面側に生じる正圧を緩和する正圧緩和部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項2】
請求項１に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項3】
請求項１又は請求項２に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、この舟体の前側よりも高さが低い低部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、この舟体の前側よりも高さが低い低部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項4】
請求項１に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和するとともに、この舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和するとともに、この舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項5】
請求項１又は請求項４に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項6】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記正圧緩和部に向けて流れを導く整流部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記正圧緩和部に向けて流れを導く整流部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項7】
請求項６に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記整流部は、前記舟体の下面側に負圧を生成すること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項8】
請求項６又は請求項７に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項9】
請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を備えること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【請求項10】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、
前記舟体は、在来線を走行する車両の集電装置の舟体であること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
前記舟体は、在来線を走行する車両の集電装置の舟体であること、
を特徴とする舟体の揚力増加抑制構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、集線装置の舟体を押し上げる流れをこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の増加を抑制する舟体の揚力増加抑制構造に関する。
【背景技術】
【0002】
在来線は新幹線（登録商標）と比べて走行速度が低いため、風速の二乗に比例するパンタグラフの揚力については新幹線ほど検討されていない。「在来線パンタグラフの空力特性」には、図１８に示すように、在来線用パンタグラフの揚力測定例がパンタグラフの形式毎に記載されている（例えば、非特許文献１参照）。ここで、図１８に示す縦軸は揚力(N)であり、横軸は風速(m/s)である。「在来線パンタグラフの空力特性」には、在来線パンタグラフ（菱形・下枠交差型）の通常走行時の揚力は100km/hでおおよそ数N～20N程度であり、大きな問題となるような値ではないことが確認されている。
【0003】
一方、強風時には揚力の増加が懸念される。強風時には、図１９に示すように、車両の肩部で跳ね上げられた横風により、パンタグラフは走行風に加えて斜め下方から吹き上げられた流れにさらされる（例えば、非特許文献２参照）。「横風が作用する在来線パンタグラフの揚力特性」及び「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」には、風洞試験において在来線用パンタグラフにロール角及びヨー角を設定して揚力測定を行い、揚力が顕著に増加することが確認されている（例えば、非特許文献３，４参照）。
【0004】
「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」には、在来線用パンタグラフが横風を受けた場合の揚力を測定している。図２０（Ａ）～（Ｃ）に示すように、風洞試験装置の風洞測定部のターンテーブル上に、在来線用パンタグラフの屈曲部を上流側に向けて、在来線用パンタグラフをロール角φで傾斜支持している。この状態で、ターンテーブルをヨー角θで回転させて、風速30m/s(108km/h)の空気を流したときの在来線用パンタグラフの揚力を測定している。ここで、図２０（Ｄ）に示す縦軸は、パンタグラフに作用する揚力ＦPL[N]であり、横軸は横風の角度θ[°] （本図では反なびき方向が0°、なびき方向が180°となるように定義している）である。図２０（Ｄ）に示すように、横風を受けないロール角0°の通常走行時には揚力は20N程度であるが、ヨー角56°においては、揚力はロール角15°で80N程度、ロール角30°では130N程度に達している。このため、パンタグラフが横風を受けた場合の揚力増加を抑制することが重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【非特許文献1】網干光雄，他２名，「在来線パンタグラフの空力特性」，鉄道総研報告，一般財団法人研友社，1992年，6巻，第9号，p.5-10
【0006】
【非特許文献2】野口雄平，他１名，「横風空力特性に関する風洞試験を模擬した数値シミュレーション」，鉄道総研報告，一般財団法人研友社，2017年，31巻，第9号，p.11-16
【0007】
【非特許文献3】小林樹幸、他６名，「横風が作用する在来線パンタグラフの揚力特性」，鉄道技術連合シンポジウム講演論文集，J-RAIL，2018年12月,2018巻，p1307
【0008】
【非特許文献4】磯野達志、他３名，「舟体の外形寸法が横風環境下における在来線用パンタグラフの揚力特性に及ぼす影響評価」，第28回交通・物流部門大会，TRANSLOG2019，2019年11月，2019.28巻
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
横風を受けた場合の揚力増加は、「(1)枠組の揚力増加」、「(2)舟体の揚力増加」の２つの要因によって生じていると考えられる。このうち、「(2)舟体の揚力増加」は、舟体に斜め下方からの吹上流れが作用することで、「(A)舟体底面側で流れが淀むことにより正圧が生じる」、「(B)舟体上面側で流れが剥離するとともに渦が生じ、この影響で負圧が生じる」の２つの要因によって発生していると考えられる。したがって、横風を受けた場合の「(2)舟体の揚力増加」を抑制するには、上記(A)(B)に対する対策が重要となる。
【0010】
この発明の課題は、集電装置の舟体を押し上げる流れを舟体が受けたときに揚力増加を抑制することができる舟体の揚力増加抑制構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
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６～図１２に示すように、集線装置（６）の舟体（８Ａ，８Ｂ）を押し上げる流れ（Ｆ）をこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の増加を抑制する舟体の揚力増加抑制構造であって、前記舟体の下面側に生じる正圧（ＰP）を緩和する正圧緩和部（２４Ａ，２４Ｂ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造（２３）である。
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６～図１２に示すように、集線装置（６）の舟体（８Ａ，８Ｂ）を押し上げる流れ（Ｆ）をこの舟体が受けたときに、この舟体に作用する揚力の増加を抑制する舟体の揚力増加抑制構造であって、前記舟体の下面側に生じる正圧（ＰP）を緩和する正圧緩和部（２４Ａ，２４Ｂ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造（２３）である。
【0012】
請求項２の発明は、請求項１に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和することを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0013】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図６～図８に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、この舟体の前側よりも高さが低い低部（２４ａ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0014】
請求項４の発明は、請求項１に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図９～図１２に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の下面側を下方から上方に向かう流れの閉塞を緩和するとともに、この舟体の下面側に負圧（ＰN）を生成することを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0015】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項４に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図９及び図１０に示すように、前記正圧緩和部は、前記舟体の後側に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部（２４ｂ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0016】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図１１及び図１２に示すように、前記正圧緩和部に向けて流れを導く整流部（２５Ａ，２５Ｂ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0017】
請求項７の発明は、請求項６に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、前記整流部は、前記舟体の下面側に負圧（ＰN）を生成することを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0018】
請求項８の発明は、請求項６又は請求項７に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図１１及び図１２に示すように、前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部（２５ｂ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0019】
請求項９の発明は、請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図１１及び図１２に示すように、前記整流部は、前記舟体の前側の下部に、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部（２５ａ）を備えることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【0020】
請求項１０の発明は、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の舟体の揚力増加抑制構造において、図１に示すように、前記舟体は、在来線を走行する車両（３）の集電装置の舟体であることを特徴とする舟体の揚力増加抑制構造である。
【発明の効果】
【0021】
この発明によると、集電装置の舟体を押し上げる流れを舟体が受けたときに揚力増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える集電装置に向って流れが吹き上がる状態を模式的に示す正面図である。
【図2】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える集電装置を模式的に示す斜視図である。
【図3】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える集電装置の模式図であり、（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は正面図である。
【図4】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。
【図5】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体を概略的に示す平面図である。
【図6】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の縦断面図である。
【図7】この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における正圧緩和部の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）は正圧緩和部を備える舟体の模式図であり、（Ｂ）は正圧緩和部を備えていない舟体の模式図である。
【図8】この発明の第２実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の縦断面図である。
【図9】この発明の第３実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の縦断面図である。
【図10】この発明の第３実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における傾斜部の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）は傾斜部を備える舟体の模式図であり、（Ｂ）は傾斜部を備えていない舟体の模式図である。
【図11】この発明の第４実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の縦断面図である。
【図12】この発明の第４実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における整流部の作用を説明するための模式図であり、（Ａ）は整流部を備える舟体の模式図であり、（Ｂ）は整流部を備えていない舟体の模式図である。
【図13】この発明の実施例に係る舟体の揚力増加抑制構造による揚力増加抑制の効果確認試験に使用した風洞試験装置を概略的に示す模式図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図14】この発明の実施例に係る舟体の揚力増加抑制構造による揚力増加抑制の効果確認試験における風向の定義を示す模式図であり、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のXVIIIB方向から見た図である。
【図15】この発明の実施例に係る舟体の揚力増加抑制構造による揚力増加抑制の効果確認試験で使用した舟体の外観図であり、（Ａ）は実施例１に係る舟体の縦断面図であり、（Ｂ）は実施例２に係る舟体の縦断面図であり、（Ｃ）は従来例に係る舟体の縦断面図である。
【図16】この発明の実施例に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の風洞試験における横風に対する揚力測定結果であり、（Ａ）は実施例１，２及び従来例に係る舟体の揚力測定結果を示すグラフであり、（Ｂ）～（Ｄ）は実施例１，２及び従来例に係る舟体の縦断面図である。
【図17】この発明の実施例に係る舟体の揚力増加抑制構造を備える舟体の風洞試験における通常走行に対する影響を確認するための揚力測定結果であり、（Ａ）は実施例２及び従来例に係る舟体の揚力測定結果を示すグラフであり、（Ｂ）（Ｃ）は実施例２及び従来例に係る舟体の縦断面図である。
【図18】在来線用パンタグラフの揚力測定結果を一例として示すグラフである。
【図19】横風を受けた場合の車両周りの流れ場のシミュレーション結果を一例として示すコンター図である。
【図20】在来線用パンタグラフが横風を受けた場合の揚力測定結果を一例として示すグラフであり、（Ａ）（Ｂ）は風向の定義を示す模式図であり、（Ｃ）は風洞試験の状態を示す写真であり、（Ｄ）は揚力測定結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
（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６が接触移動する電線である。トロリ線１ａは、集電装置６が摺動することによって、車両３に負荷電流を供給する。線路２は、車両３が走行する通路（軌道）である。線路２は、車両３の車輪４を支持し案内して車両３を走行させるレール２ａなどを備えている。
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６が接触移動する電線である。トロリ線１ａは、集電装置６が摺動することによって、車両３に負荷電流を供給する。線路２は、車両３が走行する通路（軌道）である。線路２は、車両３の車輪４を支持し案内して車両３を走行させるレール２ａなどを備えている。
【0024】
図１に示す車両３は、線路２に沿って走行する鉄道車両である。車両３は、例えば、電車又は機関車などの電気車である。車両３は、在来線を走行する鉄道車両である。車両３は、車輪４と、車体５と、集電装置６などを備えている。車輪４は、レール２ａと転がり接触する部材である。車輪４は、車体５を支持して線路２上を走行する台車の所定の位置に回転自在に保持されている。車体５は、乗客又は貨物を積載し輸送するための構造物である。車体５は、この車体５の側構えを構成する側面５ａと、この車体５の屋根構えを構成する屋根５ｂと、側面５ａと屋根５ｂとが交わる肩部５ｃなどを備えている。
【0025】
図１～図４に示す集電装置６は、トロリ線１ａから車両３に電力を導くための装置である。集電装置６は、図２～図６に示すすり板７Ａ，７Ｂと、舟体（集電舟）８Ａ，８Ｂと、図１～図４に示すホーン９と、図２及び図３に示す舟支え部１０と、図１～図３に示す枠組１１と、図２及び図３に示す主軸１７と、てこ部１８Ａ，１８Ｂと、主ばね１９と、駆動力発生部２０と、図１及び図３に示す台枠２１と、がいし２２と、図４～図６に示す揚力増加抑制構造２３などを備えている。集電装置６は、図１～図３に示す使用時には上昇し、非使用時には折り畳まれる。図１～図４に示す集電装置６は、在来線で使用される在来線用パンタグラフである。集電装置６は、図１～図３に示すように、車両３の進行方向Ｄ1，Ｄ2に対して非対称であり、双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６は、進行方向前側に中間ヒンジ１６が位置するなびき方向と、進行方向後側に中間ヒンジ１６が位置する反なびき方向とで使用される。図１～図３に示す集電装置６は、反なびき方向に車両３とともに移動している。
【0026】
図２～図６に示すすり板７Ａ，７Ｂは、トロリ線１ａと摺動する部材である。すり板７Ａ，７Ｂは、図２、図３（Ｂ）及び図４に示すように、車両３の進行方向Ｄ1，Ｄ2に対して直交する方向（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り、図４及び図５に示すように平面形状が平行四辺形の薄板状の部材である。すり板７Ａ，７Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂとは別個に製造される別部品であり、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向（まくらぎ方向）に複数並べた状態で、舟体８Ａ，８Ｂの上部に取り付けられている。すり板７Ａ，７Ｂは、図４に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの幅方向に所定の間隔をあけて、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って２列配置されている。すり板７Ａは、舟体８Ａ，８Ｂの中央部に取り付けられており、車両３が本線走行時に主にトロリ線１ａと摺動する主すり板である。すり板７Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの両端部に取り付けられており、主すり板に比べて摺動頻度が低い補助すり板である。すり板７Ａ，７Ｂは、例えば、金属製すり板の場合には、このすり板７Ａ，７Ｂを貫通する雌ねじ部が形成されており、この雌ねじ部と噛み合う雄ねじ部を有するボルトなどの固定部材を舟体８Ａ，８Ｂ側から挿入して、この固定部材によって舟体８Ａ，８Ｂに固定される。すり板７Ａ，７Ｂは、例えば、カーボン系すり板の場合には、底面にボルトなどの固定部材を有するさや部によって、このすり板７Ａ，７Ｂの底部が保持されており、さや部の固定部材を舟体８Ａ，８Ｂの貫通孔に挿入して、固定部材の雄ねじ部と噛み合うナットなどの締結部材によってさや部を介して舟体８Ａ，８Ｂに固定される。
【0027】
図２～図４に示す舟体８Ａ，８Ｂは、すり板７Ａ，７Ｂを支持する部材である。舟体８Ａ，８Ｂは、図２～図４に示すように、トロリ線１ａに対して直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた細長い金属製の部材である。舟体８Ａ，８Ｂは、車両３の進行方向Ｄ1，Ｄ2の前後（舟体８Ａ，８Ｂの幅方向）に所定の間隔をあけて平行に配置されている。舟体８Ａ，８Ｂは、図２及び図６に示すように、この舟体８Ａ，８Ｂの中心線に対して前後対称の形状（鏡像で折り返した形状）に形成されている。図２～図４に示すように、舟体８Ａ，８Ｂは進行方向Ｄ1に移動するときには，舟体８Ａが進行方向前側（上流側）になり、舟体８Ｂが進行方向後側（下流側）になる。一方、舟体８Ａ，８Ｂは進行方向Ｄ2に移動するときには，舟体８Ｂが進行方向前側（上流側）になり、舟体８Ａが進行方向後側（下流側）になる。舟体８Ａ，８Ｂは、例えば、断面形状が略Ｃ字状に形成されたリップ溝形鋼を加工して形成されており、図７（Ｂ）に示す従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂから片側の側部１０８ｃを取り除いたような構造である。舟体８Ａ，８Ｂは、例えば、金属製の平坦な長板を曲げ加工することによって所定の形状に形成されている。図２～図４に示す舟体８Ａ，８Ｂは、在来線を走行する車両３の集電装置６の舟体（在来線用パンタグラフ舟体）である。舟体８Ａ，８Ｂは、いずれも同一構造であり、図６に示す上部８ａと、側部８ｂと、下部（底部）８ｄと、補強部８ｆなどを備えている。以下では舟体８Ａを中心に説明し、舟体８Ｂについては舟体８Ａと同一の部分に同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0028】
図６に示す上部８ａは、舟体上部を構成する部分である。上部８ａは、すり板７Ａ，７Ｂと密着するように平坦面に形成されている。上部８ａは、すり板７Ａ，７Ｂが搭載される側の表面である上面８ｇと、上面８ｇとは反対側の表面である下面８ｈとなどを備えている。上面８ｇは、図６に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿ってすり板７Ａ，７Ｂを取り付ける一対の取付部（すり板取付部）８ｉなどを備えている。
【0029】
図６に示す側部８ｂは、舟体側部を構成する部分である。側部８ｂは、上部８ａに対して直交するように上部８ａの縁部に配置されている。下部８ｄは、舟体下部を構成する部分である。下部８ｄは、上部８ａに対して平行であって側部８ｂに対して直交するように、側部８ｂの下縁部に配置されている。
【0030】
補強部８ｆは、舟体８Ａ，８Ｂに剛性を付与する部分である。補強部８ｆは、下部８ｄの内側縁部を上方に直角に折り曲げて形成されており、下部８ｄとともに舟体８Ａ，８Ｂに曲げ剛性及びねじり剛性などを付与する。
【0031】
図１～図４に示すホーン９は、舟体８Ａ，８Ｂの下にトロリ線１ａが入り込むのを防止する部材である。ホーン９は、例えば、車両３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３の進行方向Ｄ1，Ｄ2とは異なる方向のトロリ線１ａへの舟体８Ａ，８Ｂの割込みを防止する。ホーン９は、このホーン９の先端部が舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向の両端部から突出しており、図１及び図３（Ｂ）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筒状部材である。
【0032】
図２及び図３に示す舟支え部１０は、舟体８Ａ，８Ｂを支持する部分である。舟支え部１０は、舟体８Ａ，８Ｂを架線１に対して水平に押上げるとともに、舟体８Ａ，８Ｂにばねによる緩衝作用を与える。舟支え部１０は、舟体８Ａ，８Ｂの平衡及び円滑な上下動を維持するとともに、トロリ線１ａへの追従性を向上させる。舟支え部１０は、枠組１１の頂部に支持されている。舟支え部１０は、図２～図５に示す支持部１０ａと、図３に示すばね１０ｂと、図３（Ｂ）及び図４に示すつなぎ管１０ｃと、図３に示す支持部１０ｄと、ばね１０ｅと、図２～図４に示す天井管１０ｆと、図３に示す連結部１０ｇなどを備えている。
【0033】
図２～図５に示す支持部１０ａは、ばね１０ｂを介して舟体８Ａ，８Ｂを支持する部材である。支持部１０ａは、図２及び図３（Ｂ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの両端部の下方に舟体８Ａ，８Ｂとの間に間隔をあけてそれぞれ配置されており、図４に示すように舟体８Ａ，８Ｂの中心線に対して直交する方向に伸びた金属製の板状部材（支え金具）である。支持部１０ａは、ばね１０ｂを受けるばね受け部として機能する。
【0034】
図３に示すばね１０ｂは、舟体８Ａ，８Ｂを弾性支持する部材である。ばね１０ｂは、舟体８Ａ，８Ｂと支持部１０ａとの間に配置されているコイルばねなどの弾性部材であり、トロリ線１ａに対するすり板７Ａ，７Ｂの追従性を向上させる。ばね１０ｂは、このばね１０ｂの上端部が舟体８Ａ，８Ｂの上部８ａの下面８ｈに取り付けられており、このばね１０ｂの下端部が支持部１０ａの上面に取り付けられている。
【0035】
図３（Ｂ）及び図４に示すつなぎ管１０ｃは、左右のホーン９をつなぐ部材である。つなぎ管１０ｃは、図７に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの一対の補強部８ｆ間で下部８ｄ，８ｅの下方に配置されており、図４に示すように支持部１０ａ間において舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って互いに平行に配置されている。つなぎ管１０ｃは、図３（Ｂ）及び図４に示すように、支持部１０ａを貫通してこのつなぎ管１０ｃの両端部がホーン９の後端部に接続されており、支持部１０ａ、舟体８Ａ側のつなぎ管１０ｃ、舟体８Ｂ側のつなぎ管１０ｃ及びホーン９によってつなぎ枠を構成している。
【0036】
図３に示す支持部１０ｄは、ばね１０ｅを介して支持部１０ａを支持する部材である。支持部１０ｄは、支持部１０ａの下方に支持部１０ａとの間に間隔をあけてそれぞれ配置されており、図３（Ａ）に示すように舟体８Ａ，８Ｂの中心線に対して直交する方向に伸びた金属製の板状部材（天秤）である。支持部１０ｄは、ばね１０ｅを受けるばね受け部として機能する。支持部１０ｄは、この支持部１０ｄの中心線が天井管１０ｆの中心線に対して直交するように支持部１０ｄと平行に配置されている。支持部１０ｄは、この支持部１０ｄの両端部に、ばね１０ｅを介して支持部１０ａを支持しており、この支持部１０ｄの中央部がヒンジ部を介して天井管１０ｆに回転自在に支持されている。
【0037】
図３に示すばね１０ｅは、支持部１０ａを弾性支持する部材である。ばね１０ｅは、支持部１０ａと支持部１０ｄとの間に配置されているコイルばねなどの弾性部材である。ばね１０ｅは、このばね１０ｅの上端部が支持部１０ａの下面に取り付けられており、このばね１０ｅの下端部が支持部１０ａの上面に取り付けられている。
【0038】
図２～図４に示す天井管１０ｆは、支持部１０ｄを回転自在に支持する部材である。天井管１０ｆは、この天井管１０ｆの中心線が舟体８Ａ，８Ｂの中心線と等距離になるように、舟体８Ａ，８Ｂの下方に舟体８Ａ，９Ｂと並行に配置されており、支持部１０ａ，１０ｄに対して直交し、舟体８Ａ，８Ｂ及びつなぎ管１０ｃに対して平行に配置されている。天井管１０ｆは、図３（Ａ）に示すように、支持部１０ｄの中央部を貫通しており、図３（Ｂ）に示すようにこの天井管１０ｆの中央部がヒンジ部を介して枠組１１の上枠１２の上端部に回転自在に支持されている。
【0039】
図３に示す連結部１０ｇは、枠組１１の平衡棒１３に回転自在に連結される部分である。連結部１０ｇは、図３（Ａ）に示すように、天井管１０ｆの中央部から下方に突出して形成されている。連結部１０ｇは、図３（Ａ）に示すように、平衡棒１３の上端部がヒンジ部を介して回転自在に連結されている。
【0040】
図１～図３に示す枠組１１は、舟体８Ａ，８Ｂを支持する部材である。枠組１１は、舟体８Ａ，８Ｂ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おり、複数のヒンジ及びリンク部材などから構成されている。枠組１１は、図２及び図３に示す上枠１２と、平衡棒（舟支えリンク）１３と、下枠１４と、図５に示す釣り合い棒１５と、中間ヒンジ（屈曲部）１６などを備えている。図２及び図３に示す枠組１１は、使用時には主ばね１９の付勢力によって上昇し、非使用時（折畳時）には主ばね１９の付勢力に抗して駆動力発生部２０が発生する駆動力によって下降するばね上昇/空気下降式構造である。
【0041】
図２及び図３に示す上枠１２は、舟支え部１０を支持する部材である。上枠１２は、この上枠１２の下端部が釣り合い棒１５の上端部にヒンジ部を介して回転自在に連結されている。平衡棒１３は、舟体８Ａ，８Ｂ及び舟支え部１０を所定の姿勢に維持する部材である。平衡棒１３は、上枠１２の下側に間隔をあけて配置されており、枠組１１の高さが変化したときに舟体８Ａ，８Ｂ及び舟支え部１０の姿勢を常に水平に維持する。平衡棒１３は、下枠１４の上端部から僅かに離れた位置に、この平衡棒１３の下端部がヒンジ部を介して回転自在に連結されている。
【0042】
下枠１４は、台枠２１に回転自在に連結される部材である。下枠１４は、この下枠１４の下端部が主軸１７に連結されている。釣り合い棒１５は、枠組１１の形状を保持するとともに枠組１１を上下方向に昇降させる部材である。釣り合い棒１５は、下枠１４の下側に間隔をあけて配置されており、舟体８Ａ，８Ｂを上下変位させるときの軌跡を調整する。釣り合い棒１５は、この釣り合い棒１５の下端部が台枠２１にヒンジ部を介して回転自在に連結されている。中間ヒンジ１６は、上枠１２と下枠１４とを回転自在に連結する部分である。中間ヒンジ１６は、上枠１２と下枠１４とを連結する関節部として機能する。
【0043】
主軸１７は、枠組１１を昇降動作させる部材である。主軸１７は、枠組１１と連動して動作し、正逆方向に回転することによって枠組１１を昇降動作させる。主軸１７は、台枠２１に回転自在に支持されており、下枠１４の下端部と一体となって回転する。てこ部１８Ａ，１８Ｂは、直線運動を回転運動に変換する部分である。てこ部１８Ａ，１８Ｂは、主軸１７を支点として主軸１７と一体となって回転する。
【0044】
主ばね１９は、枠組１１に上昇力を付与する部材である。主ばね１９は、主軸１７が回転して枠組１１が上昇するように主軸１７を付勢する押上げ用ばねである。主ばね１９は、この主ばね１９の一端が台枠２１に回転自在にヒンジ部を介して連結されており、この主ばね１９の他端がてこ部１８Ａに回転自在にヒンジ部を介して連結されている。
【0045】
駆動力発生部２０は、主軸１７を回転駆動するための駆動力を発生する部材である。駆動力発生部２０は、枠組１１を下降させるときに、主ばね１９の付勢力に抗して主軸１７を回転させる空気圧シリンダなどの下げシリンダ装置である。駆動力発生部２０は、てこ部１８Ｂに駆動力を作用させる下げシリンダ装置のピストンロッドなどの作用部が、てこ部１８Ｂに回転自在にヒンジ部を介して連結されている。
【0046】
図１及び図３に示す台枠２１は、枠組１１を支持する部材である。台枠２１は、枠組１１の基部を支持した状態で、がいし２２を介して車体５の屋根５ｂ上に設置されている。台枠２１は、主軸１７、てこ部１８Ａ，１８Ｂ、主ばね１９及び駆動力発生部２０などから構成される昇降機構部を支持する。がいし２２は、車体５と台枠２１との間を電気的に絶縁する部材である。がいし２２は、台枠２１の底面を支持している。
【0047】
図２及び図６に示す揚力増加抑制構造２３は、舟体８Ａ，８Ｂを押し上げる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの揚力の増加を抑制する構造である。揚力増加抑制構造２３は、舟体８Ａ，８Ｂに対して吹き上げる流れＦや舟体８Ａ，８Ｂに対して横方向の流れＦのような、舟体８Ａ，８Ｂを押し上げる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの周辺の圧力変化を緩和し、舟体８Ａ，８Ｂの揚力の安定化を図る。揚力増加抑制構造２３は、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂを備えている。
【0048】
図６及び図７に示す正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和する部分である。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図７（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を緩和することによって流れＦを淀みなく流し、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和する。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図７に示すように、舟体８Ａ，８Ｂを押し上げる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側で大きくなる正圧ＰPを緩和することによって、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力の増加を抑制する。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図６及び図７に示す低部２４ａを備えている。
【0049】
図６及び図７に示す低部２４ａは、舟体８Ａ，８Ｂの前側よりも高さが低い部分である。低部２４ａは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を緩和する閉塞緩和部として機能する。低部２４ａは、図７（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂが進行方向Ｄ1及び進行方向Ｄ2の双方向に移動することを考慮して、舟体８Ａ，８Ｂ間の中間点を中心として対称の形状（鏡像で折り返した形状）になるように、舟体８Ａ，８Ｂにそれぞれ配置されている。低部２４ａは、図７に示すように、この低部２４ａと天井管１０ｅとの間の隙間が広くなってこれらの間で流れＦが淀みなく流れるように、図６に示す舟体８Ａ，８Ｂの前側の高さＨ1に比べて、舟体８Ａ，８Ｂの後側の高さＨ2が低く形成されている。低部２４ａは、例えば、図７（Ｂ）に示す従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂの後側の側部１０８ｃを上部１０８ａから切り離したり、図７（Ａ）に示す前側の側部８ｂのみを上部８ａに形成した構造に当初から製造したりすることによって形成される。
【0050】
次に、この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における正圧緩和部の作用を説明する。
以下では、図１～図３及び図７に示すように、車両３が進行方向Ｄ1に走行する場合を中心に説明する。ここで、図７（Ａ）に示す舟体８Ａ，８Ｂは、揚力増加抑制構造２３を備える第１実施形態に係る舟体である。図７（Ｂ）に示す舟体１０８Ａ，１０８Ｂは、揚力増加抑制構造２３を備えていない従来の舟体である。側部１０８ｂ，１０８ｃは、舟体両側部を構成する部分であり、上部１０８ａに対して直交するように上部１０８ａの両縁部にそれぞれ対向して配置されている。側部１０８ｂ及び下部１０８ｄは、舟体１０８Ａ，１０８Ｂ間の中間点から遠い側に位置し、側部１０８ｃ及び下部１０８ｅは舟体１０８Ａ，１０８Ｂ間の中間点から近い側に位置する。以下では、図７（Ｂ）に示す舟体１０８Ａ，１０８Ｂについては、図７（Ａ）に示す舟体８Ａ，８Ｂと対応する部分に対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
以下では、図１～図３及び図７に示すように、車両３が進行方向Ｄ1に走行する場合を中心に説明する。ここで、図７（Ａ）に示す舟体８Ａ，８Ｂは、揚力増加抑制構造２３を備える第１実施形態に係る舟体である。図７（Ｂ）に示す舟体１０８Ａ，１０８Ｂは、揚力増加抑制構造２３を備えていない従来の舟体である。側部１０８ｂ，１０８ｃは、舟体両側部を構成する部分であり、上部１０８ａに対して直交するように上部１０８ａの両縁部にそれぞれ対向して配置されている。側部１０８ｂ及び下部１０８ｄは、舟体１０８Ａ，１０８Ｂ間の中間点から遠い側に位置し、側部１０８ｃ及び下部１０８ｅは舟体１０８Ａ，１０８Ｂ間の中間点から近い側に位置する。以下では、図７（Ｂ）に示す舟体１０８Ａ，１０８Ｂについては、図７（Ａ）に示す舟体８Ａ，８Ｂと対応する部分に対応する番号を付して詳細な説明を省略する。
【0051】
図１に示すように、線路２上を車両３が進行方向Ｄ1に走行しているときに、集電装置６の舟体８Ａが進行方向前側から風を受けるとともに、車両３が横風を受けると車体５の肩部５ｃで横風が吹き上げられて、舟体８Ａが斜め下方から吹き上げられる。例えば、盛土上又は高架橋上の線路２上を車両３が進行方向Ｄ1に向かって走行しているときに、沿線の地形条件や気象条件によって車両３が横風を受けると、車体５の肩部５ｃで横風が吹き上げられる。その結果、横方向かつ斜め下方から流れＦを舟体８Ａが受ける。
【0052】
図７（Ｂ）に示すように、舟体１０８Ａが正圧緩和部２４Ａを備えていない場合には、舟体１０８Ａと天井管１１０ｆとの間の隙間が狭いため、舟体１０８Ａの下面側を下方から上方に向かう流れＦが舟体１０８Ａと天井管１１０ｆとの間を通過し難くなる。このため、舟体１０８Ａの下面が流れＦを受けると、舟体１０８Ａの下面側で流れＦが淀み、舟体１０８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなり、舟体１０８Ａを上昇させる正の揚力が増加する。
【0053】
一方、図７（Ａ）に示すように、舟体８Ａが正圧緩和部２４Ａを備えている場合には、舟体８Ａと天井管１０ｅとの間の隙間が広くなる。このため、舟体８Ａの下面に向かう流れＦが低部２４ａと天井管１０ｅとの間を通過して、舟体８Ａと舟体８Ｂとの間の隙間を流れＦが通過し、舟体８Ａ，８Ｂ間を下方から上方へ流れＦが淀みなく抜ける。その結果、舟体８Ａの周囲の流れ場が変化し、舟体８Ａの下面側に生じる正圧ＰPの上昇が抑制されて、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。車両３が進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2に走行する場合についても、図７（Ａ）に示す舟体８Ｂ側の正圧緩和部２４Ｂが舟体８Ａ側の正圧緩和部２４Ａと同様に機能する。
【0054】
この発明の第１実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造には、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、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが緩和する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPの増加を抑制することができる。その結果、舟体８Ａの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。
(1) この第１実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが緩和する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPの増加を抑制することができる。その結果、舟体８Ａの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。
【0055】
(2) この第１実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが緩和する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂと天井管１０ｅとの間を淀みなく流れＦを通過させることができる。その結果、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなるのを抑制して、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。
【0056】
(3) この第１実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの前側よりも高さが低い低部２４ａを舟体８Ａ，８Ｂの後側に備えている。このため、舟体８Ａ，８Ｂの前側の高さＨ1よりも舟体８Ａ，８Ｂの後側の高さＨ2を低くすることによって、舟体８Ａ，８Ｂを上昇させる正の揚力の増加を簡単に抑制することができる。例えば、従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂの後側の側部１０８ｃを上部１０８ａから取り外すだけで、正の揚力の増加を簡単に抑制することができる。また、舟体８Ａ，８Ｂ間の内側の領域における舟体８Ａ，８Ｂの形状を変更することによって、横風を受けた場合の流れＦの閉塞に伴う舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和することができる。
【0057】
（第２実施形態）
以下では、図１～図７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。
図８に示す舟体８Ａ，８Ｂは、図６に示す舟体８Ａ，８Ｂとは異なり、側部８ｂの上下方向の寸法が長く（高さが高く）形成されており、図６に示す下部８ｄ及び補強部８ｆが省略されている。舟体８Ａ，８Ｂは、例えば、断面形状が略Ｕ字状（コ字状）に形成された溝形鋼を加工して形成されており、この溝形鋼から片側の側部を取り除いたような構造である。舟体８Ａ，８Ｂは、この舟体８Ａ，８Ｂの中心線に対して前後対称の形状（鏡像で折り返した形状）に形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
以下では、図１～図７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。
図８に示す舟体８Ａ，８Ｂは、図６に示す舟体８Ａ，８Ｂとは異なり、側部８ｂの上下方向の寸法が長く（高さが高く）形成されており、図６に示す下部８ｄ及び補強部８ｆが省略されている。舟体８Ａ，８Ｂは、例えば、断面形状が略Ｕ字状（コ字状）に形成された溝形鋼を加工して形成されており、この溝形鋼から片側の側部を取り除いたような構造である。舟体８Ａ，８Ｂは、この舟体８Ａ，８Ｂの中心線に対して前後対称の形状（鏡像で折り返した形状）に形成されている。この第２実施形態には、第１実施形態と同様の効果がある。
【0058】
（第３実施形態）
図９及び図１０に示す正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を緩和するとともに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に負圧ＰNを生成する部分である。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を負圧ＰNにすることによって、舟体８Ａ，８Ｂの下面側の正圧ＰPを緩和し、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作用させる。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図９及び図１０（Ａ）に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って配置されている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの上部８ａの後側の下面８ｈに取り付けられている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図９に示す傾斜部２４ｂと、接合部２４ｃと、側部２４ｄ，２４ｅと、下部２４ｆなどを備えている。
図９及び図１０に示す正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を緩和するとともに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に負圧ＰNを生成する部分である。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を負圧ＰNにすることによって、舟体８Ａ，８Ｂの下面側の正圧ＰPを緩和し、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作用させる。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図９及び図１０（Ａ）に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って配置されている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの上部８ａの後側の下面８ｈに取り付けられている。正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂは、図９に示す傾斜部２４ｂと、接合部２４ｃと、側部２４ｄ，２４ｅと、下部２４ｆなどを備えている。
【0059】
図９に示す傾斜部２４ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの後側で、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部２４ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を緩和する閉塞緩和部として機能するとともに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に負圧ＰNを生成する負圧生成部としても機能する。傾斜部２４ｂは、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂが進行方向Ｄ1及び進行方向Ｄ2の双方向に移動することを考慮して、舟体８Ａ，８Ｂ間の中間点を中心として対称な形状（鏡像で折り返した形状）に形成されており、舟体８Ａ，８Ｂにそれぞれ配置されている。傾斜部２４ｂは、図１０（Ａ）に示すように、この傾斜部２４ｂと天井管１０ｅとの間の隙間が広くなってこれらの間で流れＦが淀みなく流れるように、図１０（Ｂ）に示す従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂの側部１０８ｃと下部１０８ｅとが交わる下流側の下側角部を面取りするような断面形状に形成されている。傾斜部２４ｂは、図９に示すように、所定の角度で傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。
【0060】
図９に示す接合部２４ｃは、上部８ａの下面８ｈと接合する部分であり、平坦面に形成されている。側部２４ｄは、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂの側面を構成する部分であり、平坦面に形成されている。側部２４ｅは、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂの側面を構成する部分であり、補強部８ｆと対向しており、側部２４ｄと平行な平坦面に形成されている。下部２４ｆは、下部８ｄと同じ高さに形成された部分であり、接合部２４ｃと平行な平坦面に形成されている。
【0061】
次に、この発明の第３実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における傾斜部の作用を説明する。
図１０（Ｂ）に示すように、舟体１０８Ａが傾斜部２４ｂを備えていない場合には、舟体１０８Ａと天井管１１０ｆの間の隙間が狭いため、舟体１０８Ａの下面に向かう流れＦが舟体１０８Ａと天井管１１０ｆとの間を通過し難くなる。このため、舟体１０８Ａの下面が流れＦを受けると、舟体１０８Ａの下面で流れＦが淀み、舟体１０８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなり、舟体１０８Ａを上昇させる正の揚力が増加する。また、舟体１０８Ａの下面側を下方から上方に向かう流れＦが、舟体１０８Ａの下面に直接衝突し、舟体１０８Ａを跳ね上げる流れＦを受ける受圧面積が大きくなるため、舟体１０８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなる。
図１０（Ｂ）に示すように、舟体１０８Ａが傾斜部２４ｂを備えていない場合には、舟体１０８Ａと天井管１１０ｆの間の隙間が狭いため、舟体１０８Ａの下面に向かう流れＦが舟体１０８Ａと天井管１１０ｆとの間を通過し難くなる。このため、舟体１０８Ａの下面が流れＦを受けると、舟体１０８Ａの下面で流れＦが淀み、舟体１０８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなり、舟体１０８Ａを上昇させる正の揚力が増加する。また、舟体１０８Ａの下面側を下方から上方に向かう流れＦが、舟体１０８Ａの下面に直接衝突し、舟体１０８Ａを跳ね上げる流れＦを受ける受圧面積が大きくなるため、舟体１０８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなる。
【0062】
一方、図１０（Ａ）に示すように、舟体８Ａが傾斜部２４ｂを備えている場合には、傾斜部２４ｂと天井管１０ｅとの間の隙間が広くなり、舟体８Ａの下面に向かう流れＦが傾斜部２４ｂと天井管１０ｅとの間を通過して、舟体８Ａと舟体８Ｂとの間の隙間を流れＦが通過する。このため、舟体８Ａ，８Ｂ間を下方から上方へ流れＦが淀みなく抜けるとともに、傾斜部２４ｂに沿って流れＦが流れることによって、流れＦが加速し舟体８Ａの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部２４ｂが負圧ＰNになって、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力が発生し、舟体８Ａの下面側の圧力上昇が抑制されて、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。また、従来の舟体１０８Ａの下部１０８ｅが傾斜部２４ｂによって面取りされた形状であるため、舟体８Ａの下面に向かう流れＦが、舟体８Ａの下面に直接衝突する面積が減る。このため、舟体８Ａを跳ね上げる流れＦを受ける受圧面積が小さくなって、舟体８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが小さくなる。車両３が進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2に走行する場合についても、図１０（Ａ）に示す舟体８Ｂ側の傾斜部２５ｂが舟体８Ａ側の傾斜部２５ｂと同様に機能する。
【0063】
この発明の第３実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造には、第１実施形態及び第２実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第３実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが緩和するとともに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に負圧ＰNを正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが生成する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなるのを抑制することができ、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力を抑制することができる。また、横風のない通常走行時に揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。
(1) この第３実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの下面側を下方から上方に向かう流れＦの閉塞を正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが緩和するとともに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に負圧ＰNを正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが生成する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPが大きくなるのを抑制することができ、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力を抑制することができる。また、横風のない通常走行時に揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。
【0064】
(2) この第３実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの後側で、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜部２４ｂが傾斜している。このため、２本の舟体８Ａ，８Ｂ間に位置する部位の形状を変更することによって、舟体８Ａ，８Ｂ間を流れＦがスムーズに流れるようになり、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。例えば、舟体８Ａ，８Ｂ間の内側の領域における舟体８Ａ，８Ｂの形状を変更することによって、横風を受けた場合の流れＦの閉塞に伴う舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和することができる。また、傾斜部２４ｂによって流れＦが加速されて、傾斜部２５ｂに負圧ＰNを造ることができ、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作り出すことができる。
【0065】
（第４実施形態）
図１１及び図１２に示す揚力増加抑制構造２３は、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂと整流部２５Ａ，２５Ｂなどを備えている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂに向けて流れＦを導く部分である。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を発生させることによって、舟体８Ａ，８Ｂの揚力の増加を抑制する。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂが進行方向Ｄ1及び進行方向Ｄ2の双方向に移動することを考慮して、舟体８Ａ，８Ｂ間の中間点を中心として対称の形状（鏡像で折り返した形状）になるように、舟体８Ａ，８Ｂにそれぞれ配置されている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１１及び図１２（Ａ）に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、この整流部２５Ａ，２５Ｂの頂部が下方に突出するように、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って配置されている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄに取り付けられている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１１に示す傾斜部２５ａ，２５ｂと取付部２５ｃなどを備えている。
図１１及び図１２に示す揚力増加抑制構造２３は、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂと整流部２５Ａ，２５Ｂなどを備えている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂに向けて流れＦを導く部分である。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を発生させることによって、舟体８Ａ，８Ｂの揚力の増加を抑制する。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂが進行方向Ｄ1及び進行方向Ｄ2の双方向に移動することを考慮して、舟体８Ａ，８Ｂ間の中間点を中心として対称の形状（鏡像で折り返した形状）になるように、舟体８Ａ，８Ｂにそれぞれ配置されている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１１及び図１２（Ａ）に示すように、断面形状が略三角形の角柱状部材であり、この整流部２５Ａ，２５Ｂの頂部が下方に突出するように、舟体８Ａ，８Ｂの長さ方向に沿って配置されている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄに取り付けられている。整流部２５Ａ，２５Ｂは、図１１に示す傾斜部２５ａ，２５ｂと取付部２５ｃなどを備えている。
【0066】
図１１に示す傾斜部２５ａは、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄで、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部２５ａは、図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａ，８Ｂの下部８ｄに向かう流れＦに曲率を与えて、傾斜部２５ｂに負圧ＰNを生成する負圧生成部として機能する。傾斜部２５ａは、図１１に示すように、所定の角度で傾斜する平坦な傾斜面に形成されている。
【0067】
傾斜部２５ｂは、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄで、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜する部分である。傾斜部２５ｂは、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂの傾斜部２４ｂに負圧ＰNを生成する負圧生成部として機能する。傾斜部２５ｂは、所定の角度で傾斜する平坦な傾斜面に形成されており、下流側の傾斜部２５ｂに負圧ＰNを生成する。傾斜部２５ｂは、この傾斜部２５ｂの下端部が傾斜部２５ａの下端部と接続している。取付部２５ｃは、舟体８Ａ，８Ｂの下部８ｄに取り付けられる部分であり平坦面に形成されている。
【0068】
次に、この発明の第４実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造における整流部の作用を説明する。
図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａが整流部２５Ａを備えている場合には、舟体８Ａの下部８ｄに向かう流れＦが傾斜部２５ａによって曲率を与えられ、傾斜部２５ｂに沿って流れることによって、流れＦが加速し舟体８Ａの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部２５ｂが負圧ＰNになって舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力が発生し、舟体８Ａの下面側の圧力上昇が抑制されるとともに、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを正の揚力の増加が抑制される。また、傾斜部２５ｂに沿って流れる流れＦが傾斜部２４ｂに向かって誘導され、傾斜部２４ｂと天井管１０ｅとの間を流れＦが通過して、舟体８Ａと舟体８Ｂとの間の隙間を流れＦが通過する。このため、舟体８Ａ，８Ｂ間を下方から上方へ流れＦが淀みなく抜けるとともに、傾斜部２４ｂに沿って流れＦが流れることによって、流れＦが加速し舟体８Ａの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部２５ｂが負圧ＰNになって舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力が発生し、舟体８Ａの下部８ｄの圧力上昇が抑制されて、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。
図１２（Ａ）に示すように、舟体８Ａが整流部２５Ａを備えている場合には、舟体８Ａの下部８ｄに向かう流れＦが傾斜部２５ａによって曲率を与えられ、傾斜部２５ｂに沿って流れることによって、流れＦが加速し舟体８Ａの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部２５ｂが負圧ＰNになって舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力が発生し、舟体８Ａの下面側の圧力上昇が抑制されるとともに、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを正の揚力の増加が抑制される。また、傾斜部２５ｂに沿って流れる流れＦが傾斜部２４ｂに向かって誘導され、傾斜部２４ｂと天井管１０ｅとの間を流れＦが通過して、舟体８Ａと舟体８Ｂとの間の隙間を流れＦが通過する。このため、舟体８Ａ，８Ｂ間を下方から上方へ流れＦが淀みなく抜けるとともに、傾斜部２４ｂに沿って流れＦが流れることによって、流れＦが加速し舟体８Ａの周囲の流れ場が変化する。その結果、傾斜部２５ｂが負圧ＰNになって舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力が発生し、舟体８Ａの下部８ｄの圧力上昇が抑制されて、舟体８Ａの圧力変化が緩和され、舟体８Ａを上昇させる正の揚力の増加が抑制される。
【0069】
さらに、舟体８Ａの下流側の下側角部が傾斜部２４ｂによって面取りされているため、舟体８Ａの下面に流れＦが直接衝突する面積が減り、舟体８Ａを跳ね上げる流れＦを受ける受圧面積が小さくなって、舟体８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが小さくなる。車両３が進行方向Ｄ1とは逆方向の進行方向Ｄ2に移動する場合についても、図１２（Ａ）に示す舟体８Ｂ側の整流部２５Ｂが舟体８Ａ側の整流部２５Ａと同様に機能する。
【0070】
この発明の第４実施形態に係る舟体の揚力増加抑制構造には、第１実施形態～第３実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第４実施形態では、整流部２５Ａ，２５Ｂが正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂに向けて流れＦを導く。このため、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和することができ、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。
(1) この第４実施形態では、整流部２５Ａ，２５Ｂが正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂに向けて流れＦを導く。このため、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に生じる正圧ＰPを緩和することができ、舟体８Ａ，８Ｂに作用する揚力が増加するのを抑制することができる。
【0071】
(2) この第４実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの下面側に整流部２５Ａ，２５Ｂが負圧ＰNを生成する。このため、吹き上がる流れＦを舟体８Ａ，８Ｂが受けたときに、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作用させることができる。その結果、舟体８Ａ，８Ｂに作用する正の揚力が増加するのを抑制することができる。また、横風のない通常走行時に揚力が大きく変化するのを防ぐことができる。
【0072】
(3) この第４実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄで、前方から後方に向かって斜め上方に傾斜部２５ｂが傾斜する。このため、２本の舟体８Ａ，８Ｂ間に位置する部位の形状を変更することによって、傾斜部２５ｂによって流れＦが加速されて、傾斜部２５ｂに負圧ＰNを造ることができ、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作り出すことができる。
【0073】
(4) この第４実施形態では、舟体８Ａ，８Ｂの前側の下部８ｄで、後方から前方に向かって斜め上方に傾斜部２５ａが傾斜する。このため、２本の舟体８Ａ，８Ｂ間に位置する部位の形状を変更することによって、傾斜部２５ａによって流れＦに曲率を与え、下流側の傾斜部２５ｂに負圧ＰNを造ることができ、舟体８Ａ，８Ｂに負の揚力を作り出すことができる。
【実施例0074】
次に、この発明の実施例について説明する。
（揚力増加抑制の効果確認試験）
図６、図７及び図９～図１２に示す舟体の揚力増加抑制効果を、図１３に示す風洞試験装置により評価した。揚力増加抑制の効果確認試験は、公益財団法人鉄道総合技術研究所の開放胴型の大型低騒音風洞試験装置を使用した。図１３に示すように、大型低騒音風洞試験装置の風洞測定部の第２模型支持台車のターンテーブル上に実物の在来線用パンタグラフを反なびき方向に向けて設置した。パンタグラフの架台の片側を持ち上げてロール角を設定したうえで、ターンテーブルを回転させてヨー角を設定し、風洞測定部内のパンタグラフに吹き出しノズルから空気を吹き出し、舟体に作用する揚力を測定した。揚力増加抑制の効果確認試験では、パンタグラフから見た場合の各方向の風速を、図１４に示すように定義した。ヨー角θは反なびき方向を0°、なびき方向を180°とし、このヨー角θの範囲内で、パンタグラフに対して流れが吹き上がる方向にロール角φを設定した。
（揚力増加抑制の効果確認試験）
図６、図７及び図９～図１２に示す舟体の揚力増加抑制効果を、図１３に示す風洞試験装置により評価した。揚力増加抑制の効果確認試験は、公益財団法人鉄道総合技術研究所の開放胴型の大型低騒音風洞試験装置を使用した。図１３に示すように、大型低騒音風洞試験装置の風洞測定部の第２模型支持台車のターンテーブル上に実物の在来線用パンタグラフを反なびき方向に向けて設置した。パンタグラフの架台の片側を持ち上げてロール角を設定したうえで、ターンテーブルを回転させてヨー角を設定し、風洞測定部内のパンタグラフに吹き出しノズルから空気を吹き出し、舟体に作用する揚力を測定した。揚力増加抑制の効果確認試験では、パンタグラフから見た場合の各方向の風速を、図１４に示すように定義した。ヨー角θは反なびき方向を0°、なびき方向を180°とし、このヨー角θの範囲内で、パンタグラフに対して流れが吹き上がる方向にロール角φを設定した。
【0075】
揚力増加抑制の効果確認試験では、舟体やつなぎ枠を支持するばねをスペーサに置き換えて上下変位を固定し、台枠上の鍵装置付近に治具を介してロードセル（共和電業製 LUR-N-500NSA1(容量500N))を設置し、上枠頂部（鍵装置の鍵を受ける部分）とロードセルとをワイヤで接続した。揚力測定は、無風時に対する送風時のロードセル出力の増分を揚力として検出し、500N＝4V出力、200Hzのローパスフィルタ処理波形を500Hzでサンプリングし、各風速段で約30秒収録を行い、揚力の時間平均値を算出した。
【0076】
（供試体）
供試体は、図１～図３に示すような一般的な在来線用シングルアーム型パンタグラフであり、図１５に示す実施例１，２及び従来例の舟体が取り付けられている。図１５（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す実施例１は、図９に示す第３実施形態の舟体８Ａ，８Ｂに対応し、閉塞緩和機能及び負圧生成機能を有する傾斜部２４ｂを横風対策形状として備えている。図１５（Ｂ）、図１６（Ｃ）及び図１７（Ｂ）に示す実施例２は、図１１に示す第４実施形態の舟体８Ａ，８Ｂに対応し、閉塞緩和機能、負圧生成機能及び整流機能を有する傾斜部２４ｂ，２５ｂを横風対策形状として備えている。実施例１，２は、図９及び図１１に示す下部２４ｆが省略されており、傾斜部２４ｂと側部２４ｅとが直接接続されている。図１５（Ｃ），図１６（Ｄ）及び図１７（Ｃ）に示す従来例は、図１７（Ｂ）、図１０（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示す従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂであり、略Ｃ字状の折り曲げタイプの断面形状である。
供試体は、図１～図３に示すような一般的な在来線用シングルアーム型パンタグラフであり、図１５に示す実施例１，２及び従来例の舟体が取り付けられている。図１５（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す実施例１は、図９に示す第３実施形態の舟体８Ａ，８Ｂに対応し、閉塞緩和機能及び負圧生成機能を有する傾斜部２４ｂを横風対策形状として備えている。図１５（Ｂ）、図１６（Ｃ）及び図１７（Ｂ）に示す実施例２は、図１１に示す第４実施形態の舟体８Ａ，８Ｂに対応し、閉塞緩和機能、負圧生成機能及び整流機能を有する傾斜部２４ｂ，２５ｂを横風対策形状として備えている。実施例１，２は、図９及び図１１に示す下部２４ｆが省略されており、傾斜部２４ｂと側部２４ｅとが直接接続されている。図１５（Ｃ），図１６（Ｄ）及び図１７（Ｃ）に示す従来例は、図１７（Ｂ）、図１０（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示す従来の舟体１０８Ａ，１０８Ｂであり、略Ｃ字状の折り曲げタイプの断面形状である。
【0077】
（横風に対する揚力増加抑制効果）
横風対策を施した舟体断面形状による揚力を比較した。図１６（Ａ）に示すグラフは、ロール角15°、ヨー角56°で試験風速(km/h)を変化させた測定条件で、舟体断面形状を改良した場合に風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸は風速(km/h)である。図１６（Ａ）に示すように、例えば、風速108km/h走行時において、実施例１については従来例に比べて約3.6N程度の揚力低減効果が確認されており、実施例２については従来例に比べて約5.2N程度の揚力低減効果が確認されている。その結果、実施例１のような閉塞緩和機能及び負圧生成機能を有する場合や、実施例２のような閉塞緩和機能、負圧生成機能及び整流機能を有する場合については、従来例のようなこれらの機能を有さない場合と比べて揚力が減少しており、揚力増加抑制効果が得られることが確認された。
横風対策を施した舟体断面形状による揚力を比較した。図１６（Ａ）に示すグラフは、ロール角15°、ヨー角56°で試験風速(km/h)を変化させた測定条件で、舟体断面形状を改良した場合に風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸は風速(km/h)である。図１６（Ａ）に示すように、例えば、風速108km/h走行時において、実施例１については従来例に比べて約3.6N程度の揚力低減効果が確認されており、実施例２については従来例に比べて約5.2N程度の揚力低減効果が確認されている。その結果、実施例１のような閉塞緩和機能及び負圧生成機能を有する場合や、実施例２のような閉塞緩和機能、負圧生成機能及び整流機能を有する場合については、従来例のようなこれらの機能を有さない場合と比べて揚力が減少しており、揚力増加抑制効果が得られることが確認された。
【0078】
（通常走行に対する影響の確認）
通常走行時の舟体断面形状による揚力を比較した。図１７（Ａ）に示すグラフは、ロール角15°、ヨー角0°で試験風速(km/h)を変化させた測定条件で、舟体断面形状を改良した場合に風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸は風速(km/h)である。図１７（Ａ）に示すように、例えば、風速108km/h走行時において、実施例２については従来例に比べて約0.5N程度の揚力が変化しているが、揚力の変化が僅かであることが確認されている。その結果、実施例２のような舟体断面形状に変更した場合であっても、通常走行時の揚力に影響を及ぼさずに揚力増加抑制効果が得られることが確認された。
通常走行時の舟体断面形状による揚力を比較した。図１７（Ａ）に示すグラフは、ロール角15°、ヨー角0°で試験風速(km/h)を変化させた測定条件で、舟体断面形状を改良した場合に風洞試験を実施したときの揚力測定結果である。縦軸は、揚力(N)であり、横軸は風速(km/h)である。図１７（Ａ）に示すように、例えば、風速108km/h走行時において、実施例２については従来例に比べて約0.5N程度の揚力が変化しているが、揚力の変化が僅かであることが確認されている。その結果、実施例２のような舟体断面形状に変更した場合であっても、通常走行時の揚力に影響を及ぼさずに揚力増加抑制効果が得られることが確認された。
【0079】
（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６が在来線用パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置６が新幹線用パンタグラフである場合についても、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、集電装置６がシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置６が菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフである場合についても、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、なびき方向及び反なびき方向の双方向に使用可能な集電装置６を例に挙げて説明したが、なびき方向又は反なびき方向のいずれか一方向にのみ使用可能な集電装置についても、この発明を適用することができる。
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６が在来線用パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置６が新幹線用パンタグラフである場合についても、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、集電装置６がシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、集電装置６が菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフである場合についても、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、なびき方向及び反なびき方向の双方向に使用可能な集電装置６を例に挙げて説明したが、なびき方向又は反なびき方向のいずれか一方向にのみ使用可能な集電装置についても、この発明を適用することができる。
【0080】
(2) この実施形態では、ばね上昇/空気下降式構造の集電装置６を例に挙げて説明したが、このような構造の集電装置６にこの発明を限定するものではない。例えば、使用時には駆動力発生部２０によって枠組１１が上昇し、折畳時には主ばね１９によって枠組１１が下降する空気上昇／ばね下降式構造の集電装置についても、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、平衡棒１３の上端部を連結部１０ｇにヒンジ部を介して回転自在に連結する構造の集電装置６を例に挙げて説明したが、上枠１２の上端部と間隔をあけて平衡棒１３の上端部を天井管１０ｅにヒンジ部を介して回転自在に連結する構造の集電装置についても、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、２本の舟体８Ａ，８Ｂを備える集電装置６を例に挙げて説明したが、１本の舟体を備える集電装置についても、この発明を適用することができる。例えば、図９～図１２に示す舟体８Ａが１本の集電装置の場合には、舟体８Ａの下流側の下側角部が傾斜部２４ｂによって面取りされているような構造であるため、舟体８Ａの下面に流れＦが直接衝突する面積を減少させることができる。その結果、舟体８Ａを跳ね上げる流れＦを受ける受圧面積が小さくなって、舟体８Ａの下面側に生じる正圧ＰPが小さくなり、揚力低減効果を図ることができる。
【0081】
(3) この実施形態では、１枚の長板をプレス加工によって組み立てた舟体８Ａ，８Ｂを例に挙げて説明したが、複数枚の長板を溶接加工又は複数枚の長板を組み立てた舟体８Ａ，８Ｂ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、断面形状が略Ｃ字状又は略Ｕ字状の溝形鋼を加工して舟体８Ａ，８Ｂを形成する場合を例に挙げて説明したが、断面形状がこれらの形状以外の任意の形状の形材を加工して、舟体８Ａ，８Ｂを形成する場合についても、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、舟体８Ａ，８Ｂが板状である場合を例に挙げて説明したが、舟体８Ａ，８Ｂが筒状である場合についても、この発明を適用することができる。
【0082】
(4) この第３実施形態及び第４実施形態では、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂの傾斜部２４ｂ及び整流部２５Ａ，２５Ｂの傾斜部２５ａ，２５ｂが平坦な傾斜面である場合を例に挙げて説明したが、曲面又は流線型の傾斜面である場合についても、この発明を適用することができる。また、この第３実施形態及び第４実施形態では、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが下部２４ｆを備える場合を例に挙げて説明したが、下部２４ｆを省略して傾斜部２４ｂと側部２４ｅとを直接接続する場合についても、この発明を適用することができる。同様に、この第３実施形態及び第４実施形態では、正圧緩和部２４Ａ，２４Ｂが側部２４ｄを備える場合を例に挙げて説明したが、側部２４ｄを省略して傾斜部２４ｂと接合部２４ｃとを直接接続する場合についても、この発明を適用することができる。
【符号の説明】
【0083】
１ 架線
１ａ トロリ線
２ 線路
３ 車両
５ 車体
５ａ 側面
５ｂ 屋根
５ｃ 肩部
６ 集電装置
７Ａ，７Ｂ すり板
８Ａ，８Ｂ 舟体
８ａ 上部
８ｂ 側部（前側側部）
８ｄ 下部（前側下部）
８ｇ 上面
８ｈ 下面
８ｉ 取付部
１０ 舟支え部
１１ 枠組
２３ 揚力増加抑制構造
２４Ａ，２４Ｂ 正圧緩和部
２４ｂ 傾斜部
２５Ａ，２５Ｂ 整流部
２５ａ，２５ｂ 傾斜部
Ｆ 流れ
Ｈ1，Ｈ2 高さ
正圧 ＰP
負圧 ＰN
Ｄ1，Ｄ2 進行方向
１ａ トロリ線
２ 線路
３ 車両
５ 車体
５ａ 側面
５ｂ 屋根
５ｃ 肩部
６ 集電装置
７Ａ，７Ｂ すり板
８Ａ，８Ｂ 舟体
８ａ 上部
８ｂ 側部（前側側部）
８ｄ 下部（前側下部）
８ｇ 上面
８ｈ 下面
８ｉ 取付部
１０ 舟支え部
１１ 枠組
２３ 揚力増加抑制構造
２４Ａ，２４Ｂ 正圧緩和部
２４ｂ 傾斜部
２５Ａ，２５Ｂ 整流部
２５ａ，２５ｂ 傾斜部
Ｆ 流れ
Ｈ1，Ｈ2 高さ
正圧 ＰP
負圧 ＰN
Ｄ1，Ｄ2 進行方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
