特開 2024-106061 シングルアームパンタグラフ

(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】P2024106061

(43)【公開日】2024-08-07

(54)【発明の名称】シングルアームパンタグラフ

(51)【国際特許分類】

   B60L 5/26 20060101AFI20240731BHJP

【ＦＩ】

B60L5/26 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023010142

(22)【出願日】2023-01-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】弁理士法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】後藤 拓也

【テーマコード（参考）】

5H105

【Ｆターム（参考）】

5H105AA09

5H105BA02

5H105BB01

5H105CC02

5H105CC12

5H105DD04

5H105DD07

5H105EE03

5H105EE13

(57)【要約】

【課題】下枠４１及び上枠４２を有する一組の枠組の車幅方向ｗの剛性アップが効率的に行われ、ヒンジ部５がより堅牢な構造で構築されるシングルアームパンタグラフ１を提供する。
【解決手段】下枠４１の他端部４１ｂのヒンジ板１１に第２開孔１１１が開設され、第２開孔１１１に車幅方向ｗに内挿される単数又は複数の皿ばね１８１から構成される皿ばねユニット１８がヒンジ部５に設けられ、皿ばねユニット１８は、上枠４２の筒状部４２ｅに内嵌するベアリング押え１５と、ヒンジ板１１に固定される蓋１３とに接触し、蓋１３の第１開孔１３１から車幅方向ｗの外方に突出するピン１２の末端側の部分を構成する雄ねじ１２２への雌ねじ部材１６の螺合によって、皿ばねユニット１８は車幅方向ｗの内方に圧縮され、上枠４２の筒状部４２ｅに内嵌するベアリング１４に車幅方向ｗの内方に向かうアキシャル荷重が作用する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄道車両の屋根上に搭載される台枠と、一端部が、台枠に設けられる主軸に揺動自在に連結される下枠及び一端部が、下枠の他端部にヒンジ部を介して揺動自在に連結され、他端部で集電舟を支持する上枠を有する一組の枠組と、この枠組を集電舟が上昇するように付勢する主ばねとを備えるシングルアームパンタグラフであって、
ヒンジ部は、下枠の他端部を構成する、車幅方向に離間配置された一対のヒンジ板と、一方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定されるピン頭を有し、両ヒンジ板間に挿入される上枠の一端部に設けられる筒状部を車幅方向に貫通するピンと、ピン頭と反対側に位置する、ピンの末端側の部分が貫通する第１開孔が開設され、他方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定される蓋と、上枠の筒状部で各ヒンジ板側に位置する部分に内嵌してピンを軸支する一対のベアリングと、他方のヒンジ板側のベアリングの車幅方向外側に隣接して上枠の筒状部に内嵌するベアリング押えとを備え、蓋の第１開孔から車幅方向外方に突出するピンの末端側の部分が雄ねじで構成され、この雄ねじに雌ねじ部材が車幅方向外方から螺合されるものにおいて、
他方のヒンジ板に第２開孔が開設され、この第２開孔に車幅方向に内挿される単数又は複数の皿ばねから構成される皿ばねユニットが設けられ、この皿ばねユニットは、ベアリング押えの車幅方向外側面と蓋の車幅方向内側面とに接触し、雄ねじへの雌ねじ部材の螺合によって、皿ばねユニットは車幅方向内方に圧縮され、他方のヒンジ板側のベアリングに車幅方向内方に向かうアキシャル荷重が作用することを特徴とするシングルアームパンタグラフ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トロリ線から集電する、鉄道車両用のシングルアームパンタグラフに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種のシングルアームパンタグラフとして、鉄道車両の屋根上に搭載される台枠と、一端部が、台枠に設けられる主軸に揺動自在に連結される下枠及び一端部が、下枠の他端部にヒンジ部を介して揺動自在に連結され、他端部で集電舟を支持する上枠を有する一組の枠組と、この枠組を集電舟が上昇するように付勢する主ばねとを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

このようなシングルアームパンタグラフでは、一般に、ヒンジ部は、下枠の他端部を構成する、車幅方向に離間配置された一対のヒンジ板と、一方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定されるピン頭を有し、両ヒンジ板間に挿入される上枠の一端部に設けられる筒状部を車幅方向に貫通するピンとを備えている。また、ヒンジ部は、ピン頭と反対側に位置する、ピンの末端側の部分が貫通する第１開孔が開設され、他方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定される蓋と、上枠の筒状部で各ヒンジ板側に位置する部分に内嵌してピンを軸支する一対のベアリングと、他方のヒンジ板側のベアリングの車幅方向外側に隣接して上枠の筒状部に内嵌するベアリング押えとを備えている。そして、ヒンジ部では、蓋の第１開孔から車幅方向外方に突出するピンの末端側の部分が雄ねじで構成され、この雄ねじに雌ねじ部材が車幅方向外方から螺合される。

【0004】

ここで、シングルアームパンタグラフに要求される重要な性能の一つとして、枠組の車幅方向の剛性が挙げられる。この枠組の車幅方向の剛性を高める方法の一つとして、ヒンジ部を堅牢な構造で構成することが有効である。一方、ヒンジ部では、各部品の製造公差に伴い、蓋と蓋が固定されるヒンジ板とに作製誤差が蓄積するため、遊びが設けられるのが一般であった。そこで、従来では、シム等の隙間調整部材を使用し、遊びをなくすことによって枠組の車幅方向の剛性を確保していた。

【0005】

しかし、当然ながら、各部品の製造公差は一定ではなく、したがって、遊びの大きさは、製造するシングルアームパンタグラフによってまちまちであった。このため、隙間調整部材の種類や枚数等を遊びの大きさに応じて適宜調整する必要があり、シングルアームパンタグラフのヒンジ部の車幅方向の剛性アップのための作業は手間のかかるものとなっていた。また、そもそもの問題であるが、隙間調整部材による遊びの消失は、必ずしもヒンジ部を堅牢な構造で構築するのに十分であるとは言い切れない面があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２２－０６３１６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、以上の点に鑑み、枠組の車幅方向の剛性アップを効率的に行うことができると共に、ヒンジ部をより堅牢な構造で構築することができるシングルアームパンタグラフを提供することをその課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明は、鉄道車両の屋根上に搭載される台枠と、一端部が、台枠に設けられる主軸に揺動自在に連結される下枠及び一端部が、下枠の他端部にヒンジ部を介して揺動自在に連結され、他端部で集電舟を支持する上枠を有する一組の枠組と、この枠組を集電舟が上昇するように付勢する主ばねとを備えるシングルアームパンタグラフであって、ヒンジ部は、下枠の他端部を構成する、車幅方向に離間配置された一対のヒンジ板と、一方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定されるピン頭を有し、両ヒンジ板間に挿入される上枠の一端部に設けられる筒状部を車幅方向に貫通するピンと、ピン頭と反対側に位置する、ピンの末端側の部分が貫通する第１開孔が開設され、他方のヒンジ板の車幅方向外側面に固定される蓋と、上枠の筒状部で各ヒンジ板側に位置する部分に内嵌してピンを軸支する一対のベアリングと、他方のヒンジ板側のベアリングの車幅方向外側に隣接して上枠の筒状部に内嵌するベアリング押えとを備え、蓋の第１開孔から車幅方向外方に突出するピンの末端側の部分が雄ねじで構成され、この雄ねじに雌ねじ部材が車幅方向外方から螺合されるものにおいて、他方のヒンジ板に第２開孔が開設され、この第２開孔に車幅方向に内挿される単数又は複数の皿ばねから構成される皿ばねユニットが設けられ、この皿ばねユニットは、ベアリング押えの車幅方向外側面と蓋の車幅方向内側面とに接触し、雄ねじへの雌ねじ部材の螺合によって、皿ばねユニットは車幅方向内方に圧縮され、他方のヒンジ板側のベアリングに車幅方向内方に向かうアキシャル荷重が作用することを特徴とする。

【0009】

本発明によれば、雄ねじへの雌ねじ部材の螺合によって、皿ばねユニットが、車幅方向内方に圧縮されるため、他方のヒンジ板側のベアリングに車幅方向内方に向かうアキシャル荷重が作用し、このアキシャル荷重が上枠の一端部に伝達する。アキシャル荷重の大きさは、皿ばねユニットを構成する皿ばねの種類及び枚数を適切に選択することによって、他方のヒンジ板側のベアリングの性能等に応じたものに調整することができる。このため、従来のシングルアームパンタグラフのように、蓋と蓋が固定される他方のヒンジ板との間に遊びを設けたり、遊びを隙間調整部材で消失させたりする必要がない。したがって、枠組の車幅方向の剛性アップを効率的に行うことができると共に、ヒンジ部をより堅牢な構造で構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明のシングルアームパンタグラフの一実施形態を示す斜視図。

【図2】図１に示すシングルアームパンタグラフのヒンジ部を一部省略して示す拡大斜視図。

【図3】図１に示すヒンジ部のＡ－Ａ断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１及び図２を参照して、本実施形態のシングルアームパンタグラフ１について説明する。シングルアームパンタグラフ１は、図外の鉄道車両の屋根上に搭載される台枠２と、一端部４１ａが、台枠２に設けられる主軸３に揺動自在に連結される下枠４１及び一端部４２ａが、下枠４１の他端部４１ｂにヒンジ部５を介して揺動自在に連結され、他端部４２ｂで集電舟６を支持する上枠４２を有する一組の枠組４と、枠組４を集電舟６が上昇するように付勢する、図外の主ばねとを備えている。

【0012】

具体的には、台枠２は、図外の碍子を介して鉄道車両の屋根上に搭載される。台枠２には、車幅方向ｗに離間配置された一対のブラケット７，７が立設され、両ブラケット７，７によって車幅方向ｗに延びる主軸３が軸支されている。また、上枠４２の一端部４２ａには、下枠４１の他端部４１ｂに連結される部分から鉄道車両の屋根側に傾斜して延び、車幅方向ｗに離間配置された一対の連結板４２ｃ，４２ｃが設けられている。両連結板４２ｃ，４２ｃの最も鉄道車両の屋根側に近い部分には、車幅方向ｗに延びるシャフト４２ｄが設けられている。そして、シャフト４２ｄと台枠２の両方に釣合いリンク８が軸支されている。釣合いリンク８は、下枠４１の揺動に連動させて上枠４２を揺動させる部材である。

【0013】

さらに、集電舟６は、車幅方向ｗに延び、車長方向ｌに離間配置された、図外のトロリ線に摺接して集電可能な一対の舟体６１，６１と、両舟体６１，６１を連結して支持する舟支え６２とを備えている。舟支え６２は、シャフト４２ｄとは異なる、図外のシャフトを介して上枠４２の他端部４２ｂに軸支されている。舟支え６２と下枠４１の他端部４１ｂとの間には、平衡リンク９がボールジョイント等を介して連結されている。平衡リンク９は、集電舟６が、一定の姿勢を保つようにする部材である。そして、台枠２には、集電舟６が下降するように枠組４を動作させるアクチュエータ１０が設けられている。

【0014】

図３も参照して、ヒンジ部５は、下枠４１の他端部４１ｂを構成する、車幅方向ｗに離間配置された一対のヒンジ板１１，１１と、一方のヒンジ板１１の車幅方向ｗの外側面にねじ止め等によって固定されるピン頭１２１を有し、両ヒンジ板１１，１１間に挿入される上枠４２の一端部４２ａに設けられる筒状部４２ｅを車幅方向ｗに貫通するピン１２とを備えている。また、ヒンジ部５は、ピン頭１２１と反対側に位置する、ピン１２の末端側の部分が貫通する第１開孔１３１が開設され、他方のヒンジ板１１の車幅方向ｗの外側面にねじ止め等によって固定される蓋１３と、上枠４２の筒状部４２ｅで各ヒンジ板１１，１１側に位置する部分に内嵌してピン１２を軸支する一対のベアリング１４，１４と、他方のヒンジ板１１側のベアリング１４の車幅方向ｗの外側に隣接して上枠４２の筒状部４２ｅに内嵌するベアリング押え１５とを備えている。そして、ヒンジ部５では、蓋１３の第１開孔１３１から車幅方向ｗの外方に突出するピン１２の末端側の部分が雄ねじ１２２で構成され、雄ねじ１２２にナット、ワッシャ等を有する雌ねじ部材１６が車幅方向ｗの外方から螺合される。雄ねじ１２２への雌ねじ部材１６の螺合によって、上枠４２の一端部４２ａが、下枠４１の他端部４１ｂにヒンジ部５を介して揺動自在に連結される。

【0015】

なお、ヒンジ部５には、ベアリング押え１５と同様に機能するベアリング押え１７が一方のヒンジ板１１側にも設けられている。ベアリング押え１７は、ピン１２のピン頭１２１の車幅方向ｗの内側面に一体に設けられ、車幅方向ｗの内方の端部が上枠４２の筒状部４２ｅに内嵌している。

【0016】

さらに、ヒンジ部５には、他方のヒンジ板１１に第２開孔１１１が開設され、第２開孔１１１に車幅方向ｗに並んで内挿される３枚の皿ばね１８１から構成される皿ばねユニット１８が設けられている。皿ばねユニット１８は、ベアリング押え１５の車幅方向ｗの外側面と蓋１３の車幅方向ｗの内側面とに接触している。このため、ヒンジ部５では、雄ねじ１２２への雌ねじ部材１６の螺合によって、皿ばねユニット１８は車幅方向ｗの内方に圧縮され、他方のヒンジ板１１側のベアリング１４に車幅方向ｗの内方に向かうアキシャル荷重が作用する。他方のヒンジ板１１側のベアリング１４に作用するアキシャル荷重は、ベアリング１４を介して上枠４２の筒状部４２ｅに伝達され、筒状部４２ｅが、車幅方向ｗの内方に押圧される。

【0017】

このようなヒンジ部５によって、従来のシングルアームパンタグラフのように、蓋１３と蓋１３が固定される他方のヒンジ板１１との間に遊びを設けたり、遊びをシム等の隙間調整部材で消失させたりする必要がない。したがって、枠組４の車幅方向ｗの剛性アップを効率的に行うことができると共に、ヒンジ部５をより堅牢な構造で構築することができる。アキシャル荷重の大きさは、皿ばねユニット１８に使用する皿ばね１８１の種類及び枚数を適切に選択することによって、他方のヒンジ板１１側のベアリング１４の性能等に応じて調整することができる。したがって、枠組４の車幅方向ｗの剛性アップを効率的に行うことができると共に、ヒンジ部５をより堅牢な構造で構築することができる。

【0018】

また、シングルアームパンタグラフ１の皿ばねユニット１８を構成する皿ばね１８１は、１枚以上あればよく、特に３枚に限定されない。

【0019】

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、ベアリング１４，１４の種類、ベアリング押え１５，１７の構成、構造、上枠４２の筒状部４２ｅへの取付け形態等の細部については様々な態様が可能である。

【符号の説明】

【0020】

１…シングルアームパンタグラフ、２…台枠、３…主軸、４…枠組、４１…下枠、４１ａ…一端部、４１ｂ…他端部、４２…上枠、４２ａ…一端部、４２ｂ…他端部、４２ｅ…筒状部、５…ヒンジ部、６…集電舟、１１，１１…ヒンジ板、１１１…第２開孔、１２…ピン、１２１…ピン頭、１２２…雄ねじ、１３…蓋、１３１…第１開孔、１４，１４…ベアリング、１５…ベアリング押え、１６…雌ねじ部材、１８…皿ばねユニット、１８１…皿ばね、ｗ…車幅方向。

【図1】

【図2】

【図3】