(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-19
(45)【発行日】2022-10-27
(54)【発明の名称】鉄道車両用の集電装置及び鉄道車両
(51)【国際特許分類】
B60L 5/39 20060101AFI20221020BHJP
【ＦＩ】
B60L5/39
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2020012119
(22)【出願日】2020-01-29
(65)【公開番号】P2021118656
(43)【公開日】2021-08-10
【審査請求日】2021-09-27
(73)【特許権者】
【識別番号】000163372
【氏名又は名称】近畿車輌株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001841
【氏名又は名称】弁理士法人ＡＴＥＮ
(72)【発明者】
【氏名】中井 陽介
(72)【発明者】
【氏名】松田 太一
(72)【発明者】
【氏名】井谷 岳志
(72)【発明者】
【氏名】山中 崇司
(72)【発明者】
【氏名】岡本 真和
【審査官】篠原 将之
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５２－０３２８１２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５７－０６５５０３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】実開昭５０－１１５３１９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特公昭４７－０４１１６１（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０１０－１３０８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０４０１５６２４（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６９４５５３１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ ５／００ ー ５／４２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両の車体の下方に配置される集電装置であり、フレームと、
前記フレームに回転可能に保持された集電靴と、
前記集電靴を、水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させること、並びに、第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近づく方向へ回転させることが可能な駆動機構とを備えていることを特徴とする鉄道車両用の集電装置。
【請求項2】
前記集電靴とともに回転する回転部材を備え、前記駆動機構は、前記集電靴が第三軌条から離れる方向へ移動しているとき、前記回転部材に干渉することにより、前記集電靴を第三軌条から離れる方向へ回転させるガイド部材を有することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の集電装置。
【請求項3】
前記集電装置を前記集電靴の回転軸の軸方向に視たとき、前記回転部材の少なくとも一部が前記集電靴と重ならないことを特徴とする請求項２に記載の集電装置。
【請求項4】
前記集電靴の長手方向に前記回転部材と離れて配置されたガイドピンを備え、前記集電装置を前記集電靴の回転軸の軸方向に視たとき、前記回転部材及び前記ガイドピンが前記集電靴と重なり、
前記ガイド部材に溝が形成され、
前記溝に前記回転部材及び前記ガイドピンが嵌まることを特徴とする請求項２に記載の集電装置。
【請求項5】
前記駆動機構は、前記集電靴が第三軌条から離れる方向へ移動しているとき、前記集電靴に干渉することにより、前記集電靴を第三軌条から離れる方向へ回転させるガイド部材を有することを特徴とする請求項１に記載の鉄道車両用の集電装置。
【請求項6】
前記ガイド部材の高さを調整可能な調整機構を備えていることを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の鉄道車両用の集電装置。
【請求項7】
前記駆動機構は、前記集電靴とともに前記フレームの少なくとも一部を水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させる駆動装置を有することを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の鉄道車両用の集電装置。
【請求項8】
車体と、前記車体の上方に配置され、架線から集電する架線集電装置と、
前記車体の下方に配置され、第三軌条から集電する請求項１～７のいずれか１項に記載の鉄道車両用の集電装置とを備えたことを特徴とする鉄道車両。
【請求項9】
内部電源を備えていることを特徴とする請求項８に記載の鉄道車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第三軌条から集電する集電装置及び鉄道車両に関する。
【背景技術】
【0002】
大多数の鉄道車両への地上からの電力の供給（給電）は、軌道上空に設けられた架空電車線（以下において「架線」と称する）より車両の屋上に設けられた集電装置（パンタグラフ等）を介して行われる。
【0003】
また、一部地下鉄等の鉄道車両への地上からの給電は、走行用の軌道外側に設けられたき（饋）電用のレール（第三軌条）より第三軌条用集電装置を介して行われる。
【0004】
図１９に示すように、第三軌条用集電装置５０５は車両の集電装置懸架用ハリ５００の側面に張り出す構造で取り付けられ、その先端部である集電靴５１５と地上に設けられた第三軌条５１０とが摺動することで集電している。第三軌条用集電装置５０５は、第三軌条の車両限界Ｂに納まっている。
【0005】
第三軌条用集電装置５０５は、その構造上、一般的な架線集電方式を採用する車両の寸法的な制限（以下、「架空線の車両限界Ａ１）」と称する）よりも集電装置懸架用ハリ５００の側面から張り出すものが多く、そのままでは軌道上の構造物等に干渉するため、架線集電方式の車両の運行を想定した車両限界や軌道側の寸法的な限界（建築限界）を採用した鉄道路線への車両の乗り入れが不可能である。
【0006】
上記乗り入れを実現するためには、先端部の集電靴を起立させる等により、第三軌条用集電装置を当該車両限界内に納める方法がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【文献】実開昭５７－１０４７０１号公報
【0008】
特許文献１のように、集電靴を起立させることにより第三軌条用集電装置を当該車両限界に納める場合は、集電靴の根元（回転中心）を支えている集電靴基部を車両限界内に配置させておく必要がある。しかし、集電靴基部と第三軌条の間隔が大きいため、集電靴基部から先端部までの腕部の長さが非常に長くなり、大きな振動を受ける集電靴、及び、集電装置において強度が不足する場合がある。また車両の走行中、集電靴の第三軌条からの瞬間的な跳びあがりによる集電の断絶（離線）を防ぐため、追随性が良好となるように集電靴の質量（及び慣性質量）を可能な限り軽量とすることが望ましいが、腕部が長い集電靴は質量（及び慣性質量）が増加する傾向となり、頻繁に離線が発生する恐れがある。さらに、このように腕の長い集電靴を起立させることにより車両限界内に収納しようとした場合は、集電靴が台車の他の装置と干渉することが多い。
上記より、特許文献１に記載された構造を、既存の鉄道車両に搭載することは難しい。
上記より、特許文献１に記載された構造を、既存の鉄道車両に搭載することは難しい。
【0009】
本発明は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも第三軌条用集電装置を架線集電方式の車両限界に納めることが可能な構造を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の鉄道車両の集電装置は、鉄道車両の車体の下方に配置される第三軌条用集電装置であり、フレームと、前記フレームに回転可能に保持された集電靴と、前記集電靴を、水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させること、並びに、第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近づく方向へ回転させることが可能な駆動機構とを備えている。
【0011】
上記構成によると、駆動機構により集電靴を移動及び回転させることにより、第三軌条用集電装置を架空線の車両限界に納めることができる。集電靴の移動と回転の両方を行うことにより、少ない移動量で且つ少ない回転量で、第三軌条用集電装置を架空線の車両限界に納めることができる。これにより、車体の下方に、集電靴の移動スペースとして、水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に広いスペースを確保しなくてよい。また、車体の下方に、集電靴の回転スペースとして、鉛直方向に広いスペースを確保しなくてよい。さらに、集電靴の回転中心となる基端部が、架空線の車両限界の内側に配置されていなくても、集電靴を移動させることにより、集電靴の基端部を架空線の車両限界の内側に配置することができる。これにより、集電靴を長くしなくてよい。
上記より、本発明の集電装置を既存の鉄道車両に搭載しても、集電装置を架空線の車両限界に納めることができる。
したがって、本発明の集電装置は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線の車両限界に納めることが可能な構造である。
上記より、本発明の集電装置を既存の鉄道車両に搭載しても、集電装置を架空線の車両限界に納めることができる。
したがって、本発明の集電装置は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線の車両限界に納めることが可能な構造である。
【0012】
また、上記構成において、前記駆動機構は、前記集電靴が第三軌条から離れる方向へ移動しているとき、前記集電靴又は前記集電靴とともに回転する回転部材に干渉することにより、前記集電靴を第三軌条から離れる方向へ回転させるガイド部材を有することが好ましい。
【0013】
上記構成によると、集電靴が、第三軌条から離れる方向へ移動しながら、第三軌条から離れる方向へ回転するようになる。これにより、集電装置が架空線の車両限界に納まる。
【0014】
また、上記構成において、前記集電靴とともに回転する回転部材を備え、前記集電装置を前記集電靴の回転軸の軸方向に視たとき、前記回転部材の少なくとも一部が前記集電靴と重ならないことが好ましい。
【0015】
上記構成によると、回転部材を簡易な構成としつつ、ガイド部材と干渉するような構成にすることができる。これにより、集電靴が第三軌条から離れる方向へ移動しながら、第三軌条から離れる方向へ回転するようになるため、集電装置が架空線の車両限界に納まる。
【0016】
また、上記構成において、前記集電靴とともに回転し、且つ、前記集電靴の回転軸を中心に回転する回転部材と、前記集電靴とともに回転するガイドピンとを備え、前記集電装置を前記集電靴の回転軸の軸方向に視たとき、前記回転部材及び前記ガイドピンが前記集電靴と重なり、前記ガイド部材に溝が形成され、前記溝に前記回転部材及び前記ガイドピンが嵌まることが好ましい。
【0017】
上記構成により、集電靴が移動しながら回転する構成にすることができる。
【0018】
また、上記構成において、前記ガイド部材の高さを調整可能な調整機構を備えていることが好ましい。
【0019】
例えば、車輪が磨耗した場合、台車の位置が下がることにより、ガイド部材の位置が下がる。調整機構により、ガイド部材の高さを調整することにより、集電靴が移動しているとき集電靴又は回転部材と干渉する位置にガイド部材を配置することができる。これにより、集電靴が、第三軌条から離れる方向へ移動しながら、第三軌条から離れる方向へ回転するようにできる。これにより、集電装置が架空線の車両限界に納まる。調整機構が複数の調整材を有してもよい。
【0020】
また、上記構成において、前記駆動機構は、前記集電靴とともに前記フレームの少なくとも一部を水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動させる駆動装置を有することが好ましい。
【0021】
上記構成によると、集電装置が架空線の車両限界の内側に配置されていない場合でも、集電装置と集電靴を移動させることにより、集電装置が架空線の車両限界に納まる。
【0022】
本発明の鉄道車両は、車体と、前記車体の上方に配置され、架線から集電する架線集電装置と、前記車体の下方に配置され、第三軌条から集電する上記鉄道車両用の集電装置とを備えている。
【0023】
上記構成によると、鉄道車両は、架線集電装置と上述した集電装置を備えているため、鉄道車両における集電装置以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式の路線と第三軌条集電方式の路線の両方に鉄道車両の乗り入れが可能である。
【0024】
上記構成において、本発明の鉄道車両は内部電源を備えていることが好ましい。
【0025】
上記構成によると、鉄道車両は内部電源を備えているため、鉄道車両における集電装置以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式の路線と、第三軌条集電方式の路線と、非電化の路線との３つの路線のいずれにも鉄道車両の乗り入れが可能である。
【発明の効果】
【0026】
本発明の集電装置の構造は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも第三軌条用集電装置を架線集電方式の車両限界に納めることが可能である。
また、本発明の鉄道車両は、鉄道車両における集電装置以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式の路線と第三軌条集電方式の路線の両方に鉄道車両の乗り入れが可能である。
また、本発明の鉄道車両は、鉄道車両における集電装置以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式の路線と第三軌条集電方式の路線の両方に鉄道車両の乗り入れが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第１実施形態に係る集電装置を備えた鉄道車両の模式図である。
【図4】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図5】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図6】変形例１に係る集電装置の構造及びその周辺を示している。
【図7】（ａ）は変形例１に係る集電装置が第三軌条用車両限界に納まっているときを示す図であり、（ｂ）は変形例１に係る集電装置が架空線及び非電化区間の車両限界に納まっているときを示す図である。
【図8】第２実施形態に係る集電装置及びその周辺を前方から視た図である。
【図11】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図12】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図13】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図15】第３実施形態に係る集電装置及びその周辺を示す図である。
【図16】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図17】（ａ）及び（ｂ）は第三軌条用車両限界に納まっている集電装置を、架空線及び非電化区間の車両限界に納める工程を順に示す図である。
【図18】台車が下がったときの集電装置及びその周辺の例を示す図である。
【図19】従来の集電装置及びその周辺を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
〔第１実施形態〕
ここでは、本発明の第１実施形態である鉄道車両について、図１～図５を参照しつつ以下に説明する。鉄道車両１００は、図１に示すように、車体１と、架線集電装置２と、台車３と、集電装置４と、車輪５と、内部電源装置（内部電源）１０１とを備えている。車体１の上方に、架線集電装置２が配置されている。車体１の下方に、台車３、集電装置４及び車輪５が配置されている。内部電源装置（内部電源）１０１は、例えば、図１に示すように車体１の下方に配置される。
ここでは、本発明の第１実施形態である鉄道車両について、図１～図５を参照しつつ以下に説明する。鉄道車両１００は、図１に示すように、車体１と、架線集電装置２と、台車３と、集電装置４と、車輪５と、内部電源装置（内部電源）１０１とを備えている。車体１の上方に、架線集電装置２が配置されている。車体１の下方に、台車３、集電装置４及び車輪５が配置されている。内部電源装置（内部電源）１０１は、例えば、図１に示すように車体１の下方に配置される。
【0029】
架線集電装置２は、図示しない架線から集電する。架線集電装置２は昇降可能である。図２に、架線集電装置２を下降させた状態を示している。
【0030】
【0031】
内部電源装置（内部電源）１０１は、電気を蓄える又は発電することが可能である。内部電源装置（内部電源）１０１は、例えば蓄電装置又は発電機を備える。鉄道車両１００が非電化区間の路線を走るとき、内部電源装置（内部電源）１０１の電気により、鉄道車両１００に搭載されたモータ（図示せず）を動かす。非電化区間の路線とは、鉄道車両の走行中、鉄道車両が外部から集電しない路線である。非電化区間の路線は、架空線集電方式の路線でなく且つ第三軌条集電方式の路線でない路線である。
【0032】
鉄道車両１００が架線集電方式の路線を走行しているとき、架線集電装置２から集電した電力によりモータを駆動させる。鉄道車両１００が第三軌条集電方式の路線を走行しているとき、集電装置４から集電した電力によりモータを駆動させる。鉄道車両１００が第三軌条集電方式の路線又は架線集電方式の路線から非電化区間の路線に乗り換える場合、架線集電装置２又は集電装置４からモータへ電力を供給していたのを、内部電源装置（内部電源）１０１からモータへ電力を供給することにかえる。
【0033】
図２に、架空線及び非電化区間の車両限界Ａと、第三軌条用車両限界Ｂとを示している。「架空線及び非電化区間の車両限界」とは、架空線集電方式を採用する車両及び非電化区間を走行する車両に許容される断面寸法の範囲である。「第三軌条用車両限界」とは、第三軌条集電方式を採用する車両に許容される断面寸法の範囲である。図２には、架空線の車両限界と非電化区間の車両限界が同じである例を示している。図２には、第三軌条１０の周辺における架空線及び非電化区間の車両限界Ａの幅が、第三軌条１０の周辺における第三軌条用車両限界Ｂの幅より狭い例を示している。図２に示す「幅方向」は、鉄道車両１００の進行方向に直交する方向であり且つ水平方向である。
【0034】
鉄道車両１００が架空線集電方式又は非電化区間の路線に定置されているとき、鉄道車両１００は架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まっている（図示省略）。鉄道車両１００が第三軌条集電方式の路線に定置されているとき、鉄道車両１００は、図２に示すように、第三軌条用車両限界Ｂに納まっている。このとき、鉄道車両１００は、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まっていなくてよい。
【0035】
（集電装置４）
図３に、図２に示す集電装置４及びその周辺を示している。集電装置４は、図３に示すように、台車枠６に取り付けられている。集電装置４は、保持部材１１と、駆動機構１２（後述参照）と、スライド部材１３と、フレーム１４と、集電靴１５とを有する。
図３に、図２に示す集電装置４及びその周辺を示している。集電装置４は、図３に示すように、台車枠６に取り付けられている。集電装置４は、保持部材１１と、駆動機構１２（後述参照）と、スライド部材１３と、フレーム１４と、集電靴１５とを有する。
【0036】
保持部材１１は、台車枠６に取り付けられている。保持部材１１に、２つのガイド孔１１ｓ、１１ｔが形成されている。ガイド孔１１ｓ、１１ｔは、水平方向に対して傾斜している。ガイド孔１１ｓ、１１ｔは、後述するシリンダ３１及びピストン３２とほぼ平行である。ガイド孔１１ｓ、１１ｔに、それぞれ、スライド部材１３の突出部１３ｓ、１３ｔが嵌まっている。
【0037】
駆動機構１２は、駆動装置２１と、ガイド部材２２と、ねじりバネ６１とを有する。駆動装置２１は、シリンダ３１と、ピストン３２とを有する。駆動装置２１は、例えば、エアシリンダでもよく、オイルシリンダでもよい。ガイド部材２２及びねじりバネ６１については後述する。
【0038】
シリンダ３１及びピストン３２は、第三軌条１０から離れるにつれて、上方に傾斜している。シリンダ３１は、保持部材１１に取り付けられている。ピストン３２は、シリンダ３１内を移動する。ピストン３２の移動方向は、水平方向に対して傾斜した方向である。
【0039】
ピストン３２の先端部に、スライド部材１３が取り付けられている。スライド部材１３に、フレーム１４が取り付けられている。
【0040】
フレーム１４に、集電靴１５の回転軸４１が接続されている。集電靴１５の基端部１５ａが、回転軸４１に取り付けられている。集電靴１５は、回転軸４１を中心に回転可能に、フレーム１４に保持されている。
【0041】
回転軸４１にねじりバネ６１が取り付けられている。ねじりバネ６１が、フレーム１４に固定されているバネ受６２に干渉することにより、ねじりバネ６１は、集電靴１５の先端部１５ｂが第三軌条１０に近づく方向に、回転軸４１を回転させる。ねじりバネ６１により、集電靴１５の先端部１５ｂが第三軌条１０に近づくように、集電靴１５を回転させる回転モーメントが作用している。
【0042】
回転軸４１に、回転部材４２が取り付けられている。回転部材４２は、集電靴１５と反対方向にのびている。集電装置４を集電靴１５の回転軸４１の軸方向に視たとき、図３に示すように、回転部材４２の少なくとも一部が集電靴１５と重ならない。集電装置４を集電靴１５の回転軸４１の軸方向に視たとき、回転軸４１を通る鉛直線に対し、第三軌条１０に近い領域に集電靴１５が配置され、第三軌条１０に遠い領域に回転部材４２が配置されている。回転部材４２は、回転軸４１を中心に、集電靴１５とともに回転する。回転部材４２は、集電靴１５とともに移動する。
【0043】
ピストン３２が移動することにより、ピストン３２とともに、スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５が一体になって移動する。スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５は、ピストン３２の移動方向と同じ方向、つまり、水平方向に対して傾斜した方向に移動する。
【0044】
ガイド部材２２は、保持部材１１に設けられたガイド部材受１１ａに置かれている。ガイド部材受１１ａに、ボルト７０が貫通している。ボルト７０は、ガイド部材２２に形成された孔に挿通している。
【0045】
フレーム１４は、ボルト等の固定具５１によって、スライド部材１３に取り付けられている。フレーム１４に、固定具５１が挿通する長孔１４ｍが形成されている。長孔１４ｍは、鉛直方向に延在している。図２に示すように、スライド部材１３とフレーム１４とを鉄道車両１００の幅方向に並べて配置したとき、スライド部材１３に形成された固定具５１が挿入される孔（図示せず）と、フレーム１４の長孔１４ｍとが連通する。この連通した部分に、固定具５１が挿入される。
【0046】
フレーム１４の長孔１４ｍが鉛直方向に延在しているため、スライド部材１３に対するフレーム１４の取付位置を鉛直方向に変えても、フレーム１４の長孔１４ｍと、スライド部材１３の固定具５１が挿入される孔（図示せず）とが連通する。この連通した部分に固定具５１を挿入することにより、フレーム１４をスライド部材１３に取り付けることができる。
フレーム１４に長孔１４ｍが形成されていることにより、スライド部材１３に対するフレーム１４の取付位置を鉛直方向に変えることができる。
フレーム１４に長孔１４ｍが形成されていることにより、スライド部材１３に対するフレーム１４の取付位置を鉛直方向に変えることができる。
【0047】
【0048】
図４（ａ）に示すように、集電装置４が第三軌条用車両限界Ｂに納まっている。このとき、フレーム１４の一部及び集電靴１５が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されている。ピストン３２は、押し出されている。
【0049】
ピストン３２をシリンダ３１内に後退させると、図４（ｂ）に示すように、スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ、斜め上方に移動する。集電靴１５は、ねじりバネ６１により、第三軌条１０に近づく方向に回転することにより、第三軌条に接している。このとき、回転部材４２はガイド部材２２に接していない。
【0050】
ピストン３２をさらに後退させると、スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５が斜め上方へさらに移動し、回転部材４２がガイド部材２２に接する。集電靴１５及び回転部材４２には、ねじりバネ６１により第三軌条１０に近付くように回転させる回転モーメントが作用しているが、回転部材４２がガイド部材２２に干渉することにより、集電靴１５及び回転部材４２を第三軌条１０から離れる方向へ回転させる回転モーメントが生じる。これにより、回転部材４２及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ回転する。（図５（ａ）参照）。
【0051】
スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５が斜め上方へ移動しているとき、回転部材４２がガイド部材２２に接している間、集電靴１５及び回転部材４２を第三軌条１０から離れる方向へ回転させる回転モーメントが生じるため、集電靴１５及び回転部材４２は、第三軌条１０から離れるように斜め上方へ移動しつつ、第三軌条１０から離れるように回転する（図５（ｂ）参照）。これにより、集電装置１０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0052】
集電装置１０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まった状態から、集電靴１５を第三軌条１０に接するようにする場合、ピストン３２を押し出す。スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５は、第三軌条１０に近付く方向へ、斜め下方へ移動する。集電靴１５及び回転部材４２には、ねじりバネ６１により、第三軌条１０に近づくように回転させる回転モーメントが作用している。回転部材４２がガイド部材２２に接している間、ガイド部材２２によりこの回転モーメントが抑制されるが、集電靴１５及び回転部材４２は第三軌条１０に近付く方向へ回転する。フレーム１４、集電靴１５及び回転部材４２が第三軌条１０に近付く方向へ移動するに従い、回転部材４２におけるガイド部材２２との接触箇所の位置関係が変化し、上記回転モーメントの抑制が弱まっていく。集電靴１５は、第三軌条１０に近付くように斜め下方へ移動しつつ、第三軌条１０に近付く方向へ回転する（図５（ａ）参照）。
【0053】
回転部材４２がガイド部材２２から離れると（図４（ｂ）参照）、上記回転モーメントの抑制が解除される。集電靴１５及び回転部材４２は、斜め下方へ移動しつつ、ねじりバネ６１により第三軌条１０に近付くように回転し、集電靴１５が第三軌条１０に接するようになる（図４（ａ）参照）。
【0054】
以上のように、本実施形態によると以下の効果を奏する。
図４（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動機構１２（シリンダ３１、ピストン３２、ガイド部材２２、ねじりバネ６１）により集電靴１５を移動及び回転させることにより、第三軌条用集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。集電靴１５の移動と回転の両方を行うことにより、少ない移動量で且つ少ない回転量で、第三軌条用集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。そのため、車体の下方に、集電靴１５の移動スペースとして、水平方向及び水平方向に対して傾斜した方向に広いスペースを確保しなくてよい。また、車体の下方に、集電靴１５の回転スペースとして、鉛直方向に広いスペースを確保しなくてよい。さらに、図３に示すように、集電靴１５の基端部１５ａが、架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されていても、集電靴１５を移動させることにより、集電靴１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａの内側に納めるができる（図５（ｂ）参照）。そのため、集電靴１５を長くしなくてよい。
上記より、本実施形態の集電装置４を既存の鉄道車両に搭載しても、集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。
したがって、集電装置４は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることが可能な構造である。
図４（ａ）、（ｂ）及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動機構１２（シリンダ３１、ピストン３２、ガイド部材２２、ねじりバネ６１）により集電靴１５を移動及び回転させることにより、第三軌条用集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。集電靴１５の移動と回転の両方を行うことにより、少ない移動量で且つ少ない回転量で、第三軌条用集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。そのため、車体の下方に、集電靴１５の移動スペースとして、水平方向及び水平方向に対して傾斜した方向に広いスペースを確保しなくてよい。また、車体の下方に、集電靴１５の回転スペースとして、鉛直方向に広いスペースを確保しなくてよい。さらに、図３に示すように、集電靴１５の基端部１５ａが、架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されていても、集電靴１５を移動させることにより、集電靴１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａの内側に納めるができる（図５（ｂ）参照）。そのため、集電靴１５を長くしなくてよい。
上記より、本実施形態の集電装置４を既存の鉄道車両に搭載しても、集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる。
したがって、集電装置４は、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることが可能な構造である。
【0055】
また、図３に示すように、ガイド部材２２が、フレーム１４及び集電靴１５が移動しているときに回転部材４２に干渉する位置に配置されている（図４及び図５参照）。そのため、フレーム１４及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ、斜め上方へ移動したとき、ガイド部材２２が回転部材４２に干渉することにより、回転部材４２及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ回転する。これにより、集電装置１０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。また、集電靴１５が、第三軌条１０に近付く方向へ、斜め下方へ移動しているとき、ねじりバネ６１により、回転部材４２及び集電靴１５が、第三軌条１０に近付く方向に回転するこれにより、集電靴１５が第三軌条１０に接するようになる。
【0056】
また、図３に示すように、集電装置４を集電靴１５の回転軸４１の軸方向に視たとき、図３に示すように、回転部材４２の少なくとも一部が、集電靴１５と重ならない。このように、回転部材４２を、簡易な構成としつつ、ガイド部材２２が干渉する構成にすることができる。
【0057】
また、図４（ａ）に示すように、集電装置４が第三軌条用車両限界Ｂに納まっているとき、フレーム１４及び集電靴１５が架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されている。このような場合でも、駆動装置２１によりフレーム１４及び集電靴１５を第三軌条１０から離れる方向に移動させることにより、フレーム１４及び集電靴１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる（図７（ｂ）参照）。これにより、集電装置４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0058】
また、図３に示すように、保持部材１１に、ガイド孔１１ｓ、１１ｔが形成されている。ガイド孔１１ｓ、１１ｔは、シリンダ３１及びピストン３２とほぼ平行である。ピストン３２の移動に伴い、スライド部材１３の突出部１３ｓ、１３ｔがガイド孔１１ｓ、１１ｔを移動することにより（図４（ｂ）参照）、スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５が、スムーズに移動する。
【0059】
また、鉄道車両１００は、図１に示すように、車体１の上方に配置された架線集電装置２と、車体１の下方に配置された集電装置４と、内部電源装置１０１を備えている。集電装置４が上述した構造であるため、鉄道車両１００において集電装置４以外の構成が既存の構成であっても、鉄道車両１００は架線集電方式の路線と、非電化区間の路線と、第三軌条集電方式の路線との３つの路線のいずれにも乗り入れ可能である。
【0060】
〔変形例１〕
次に、本発明の第１実施形態の変形例について、図６及び図７を参照しつつ説明する。変形例において第１実施形態と異なる点は、集電装置１０４が、ガイド部材２２の高さを調整可能な調整部材（調整機構）７１を備えている点である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
次に、本発明の第１実施形態の変形例について、図６及び図７を参照しつつ説明する。変形例において第１実施形態と異なる点は、集電装置１０４が、ガイド部材２２の高さを調整可能な調整部材（調整機構）７１を備えている点である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【0061】
【0062】
車輪が磨耗することにより、図６に示すように、台車枠６の位置が下がる。台車枠６に取り付けられた保持部材１１、保持部材１１に取り付けられたシリンダ３１、及び、ピストン３２の位置が下がる。ピストン３２に接続されたスライド部材１３の位置が下がる。
【0063】
上述した部材の位置は下がるが、フレーム１４及び集電靴１５の位置は、台車枠６の位置が下がる前の高さと同様な高さである。フレーム１４に、固定具５１が挿入される長孔１４ｍが形成されているため、スライド部材１３に対するフレーム１４の取付位置を、台車枠６の位置が下がる前の高さより高くすることにより、フレーム１４及び集電靴１５の位置が変わらないようにすることができる。地面に配置された第三軌条１０の高さは変わらないため、台車枠６の位置が下がっても、集電靴１５が第三軌条１０に摺動可能である。
【0064】
保持部材１１の位置が下がったことにより、保持部材１１のガイド部材受１１ａの位置が下がる。ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に、調整部材７１（調整機構）が配置されている。調整部材７１により、ガイド部材２２が、車体１が下がる前の高さと同様な高さに配置されている。調整部材７１は、複数の調整板（調整材）７２を有する。複数の調整板７２に、ボルト７０が挿通している。
【0065】
調整板７２の数を増やしたり減らしたりすることにより、ガイド部材２２の位置を鉛直方向に調整することができる。図６に示す複数の調整板７２は、全て同じ厚さの調整板７２であるが、調整板７２の厚さが異なってもよい。
【0066】
図７に、集電靴１５が第三軌条１０に接しているときを示している。鉄道車両１００は、第三軌条用車両限界Ｂに納まっているが、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まっていない。集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納める場合、第１実施形態と同様に、ピストン３２をシリンダ３１内に後退させる。スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５は、第三軌条１０から離れる方向へ、斜め上方へ移動する。回転部材４２がガイド部材２２に接した後、回転部材４２及び集電靴１５は、第三軌条１０から離れるように斜め上方へ移動しつつ、第三軌条１０から離れる方向へ回転する（図７（ｂ）参照）。これにより、集電装置１０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0067】
図７（ｂ）に示す状態から、集電靴１５を第三軌条１０に接するようにする場合、第１実施形態と同様に、ピストン３２を押し出す。スライド部材１３、フレーム１４及び集電靴１５は、第三軌条１０に近付く方向へ、斜め下方へ移動する。集電靴１５は、ねじりバネ６１により、第三軌条１０に近付く方向へ回転する。回転部材４２がガイド部材２２から離れると、集電靴１５が第三軌条１０に接する（図７（ａ）参照）。
【0068】
以上のように、変形例の集電装置１０４は、第１実施形態の集電装置４と同様に、既存の鉄道車両に搭載可能であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることが可能な構造である。集電装置１０４、架線集電装置２及び内部電源装置１０１（図１参照）を備えた鉄道車両は、集電装置１０４以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式の路線と、非電化区間の路線と、第三軌条集電方式の路線との３つの路線に乗り入れ可能である。
【0069】
また、図６に示すように、ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に調整部材７１を配置することにより、ガイド部材２２の位置を鉛直方向に変えることができる。これにより、フレーム１４及び集電靴１５が移動しているとき回転部材４２と干渉する位置に、ガイド部材２２が配置される。そのため、フレーム１４及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ、斜め上方へ移動したとき、ガイド部材２２が回転部材４２に干渉することにより、回転部材４２及び集電靴１５が、第三軌条１０から離れる方向へ回転する。
【0070】
なお、上記では、調整部材７１が複数の調整板７２を有するが、調整部材７１は上記構成に限られない。例えば、ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に、１つの調整板だけが配置されていてもよい。また、厚さが異なる複数の調整部材を準備し、台車の位置が下がった場合、台車の下がった量に応じた厚さの調整部材を、ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に配置してもよい。また、台車の位置が下がる前でも、ガイド部材２２の位置を調整するため、ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に、調整部材を配置してもよい。
【0071】
また、上記では、調整板７２が板状であるが、調整板７２の形状は板状に限られない。調整部材７１の形状も図６に示す形状に限られない。調整部材７１は、形状が限定されない複数の調整材を有してもよい。
【0072】
また、駆動装置２１によりフレーム１４及び集電靴１５を移動させることにより、フレーム１４及び集電靴１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる（図７（ｂ）参照）。これにより、集電装置１０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0073】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図８～１４を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、集電装置２０４の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
次に、本発明の第２実施形態について、図８～１４を参照しつつ説明する。第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、集電装置２０４の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【0074】
図８に、鉄道車両を側方から視たときの車体の下方を示している。梁９に、集電装置２０４が取り付けられている。梁９は、車輪５の軸受が収容された軸箱（図示せず）間に架け渡されている。
【0075】
【0076】
図９に示すように、集電装置２０４は、梁９に取り付けられたフレーム２１４（図８参照）と、第三軌条１０に接した集電靴２１５と、集電靴２１５を移動及び回転させることが可能な駆動機構２１２とを有する。鉄道車両が第三軌条集電方式の路線に定置されているとき、図９に示すように、集電装置２０４は、第三軌条用車両限界Ｂに納まっているが、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まっていない。集電靴２１５が、第三軌条１０に接している。
【0077】
フレーム２１４は、梁に取り付けられた固定枠２８１と、可動枠２８２とを有する（図８参照）。固定枠２８１と可動枠２８２は、スライド部材２８３によって接続されている。スライド部材２８３は、図８に示すように、可動枠２８２の両側に配置されている。可動枠２８２は、駆動機構２１２により水平方向へ移動する（図９参照）。
【0078】
固定枠２８１は、図９に示すように、固定部２８１Ｆと、保持部２８１Ｍとを有する。固定部２８１Ｆは、鉛直方向に延在している。固定部２８１Ｆは、梁９に対向して配置される。固定部２８１Ｆは、ボルト等の固定具２５１によって、梁９に取り付けられる。
【0079】
固定部２８１Ｆに、固定具２５１が挿通する長孔（調整機構）２８１ｍが形成されている（図８参照）。長孔２８１ｍは、鉛直方向に延在している。長孔２８１ｍと、梁９に形成された固定具２５１が挿入される孔（図示せず）とが連通する。この連通した部分に、固定具２５１が挿入される（図８参照）。
【0080】
長孔２８１ｍが鉛直方向に延在していることにより、梁９に対するフレーム２１４の取付位置を鉛直方向に変えても、長孔２８１ｍと、梁９の固定具２５１が挿入される孔（図示せず）とが連通する。この連通した部分に、固定具２５１を挿入することにより、フレーム２１４を梁９に取り付けることができる。フレーム２１４の長孔２８１ｍにより、梁９に対するフレーム２１４の取付位置を鉛直方向に変えることができる。例えば、車輪５が磨耗する等により台車の位置が下がった場合、梁９に対するフレーム２１４の取付位置を高くすることにより、集電装置２０４の高さを台車の位置が下がる前の高さと同じ高さにすることができる。
【0081】
図９に示すように、固定枠２８１の保持部２８１Ｍは、水平方向に延在している。保持部２８１Ｍに、水平方向に貫通した貫通孔２８１ｈが形成されている。貫通孔２８１ｈに、後述する駆動ネジ２３２とスラストベアリング２３３が配置されている。
【0082】
保持部２８１Ｍは、図１０に示すように、下方に向けて突出した第１突起２８１ｊ及び第２突起２８１ｋを有する。第１突起２８１ｊ及び第２突起２８１ｋは、図中の左右方向に離れている。図中の左右方向は、水平方向であり、且つ、可動枠２８２の移動方向である。
【0083】
第１突起２８１ｊに隣接して、第１緩衝材２８４ｊが配置されている。第２突起２８１ｋに隣接して、第２緩衝材２８４ｋが配置されている。第１緩衝材２８４ｊ及び第２緩衝材２８４ｋは、図中の左右方向に互いに対向している。第１緩衝材２８４ｊ及び第２緩衝材２８４ｋの材質は、例えば樹脂（ゴム等）である。第１緩衝材２８４ｊと第２緩衝材２８４ｋとの間を、可動枠２８２の可動突出部２８２ｐが図中の左右方向に移動する。集電装置２０４を前方からみたとき、図８に示すように、フレーム２１４の中央付近に、第１緩衝材２８４ｊが配置されている。第１緩衝材２８４ｊの後方に、第２緩衝材２８４ｋ（図１０参照）が配置されている。
【0084】
図９に示すように、スライド部材２８３は、スライドレール２８３Ｐと、スライドライナー２８３Ｑとを有する。スライドレール２８３Ｐは、固定枠２８１の保持部２８１Ｍに取り付けられている。スライドライナー２８３Ｑは、可動枠２８２に取り付けられている。スライドライナー２８３Ｑは、スライドレール２８３Ｐに、摺動可能に係合している。スライドレール２８３Ｐは、水平方向に延在している。スライドライナー２８３Ｑは、スライドレール２８３Ｐ上を水平方向に移動する。
【0085】
可動枠２８２に、集電靴２１５の回転軸２４１が接続されている（図８参照）。回転軸２４１に、集電靴２１５と、カム（回転部材）２４２と、ねじりバネ２１６とが取り付けられている。図９に示すように、集電靴２１５の基端部２１５ａが、回転軸２４１に取り付けられている。集電靴２１５は、回転軸２４１を中心に回転可能に、可動枠２８２に保持されている。
【0086】
ねじりバネ２１６は、集電靴２１５の先端部２１５ｂが第三軌条１０に近づく方向に、回転軸２４１を回転させる。ねじりバネ２１６により、集電靴２１５の先端部２１５ｂが第三軌条１０に近づくように、集電靴２１５を回転させる回転モーメントが作用する。集電靴２１５が回転すると、集電靴２１５とともに、カム２４２及び後述する回転ストッパー２６１が第三軌条１０に近づく方向に回転する。
【0087】
カム２４２は、図８に示すように、集電装置２０４の両端部に配置されている。集電装置２０４を集電靴２１５の回転軸２４１の軸方向に視たとき（図９参照）、図９に示すように、カム２４２の少なくとも一部が集電靴２１５と重ならない。集電装置２０４を集電靴２１５の回転軸２４１の軸方向に視たとき、回転軸２４１を通る鉛直線に対し、集電靴２１５は第三軌条１０に近い領域に配置されているのに対し、カム２４２は第三軌条１０から遠い領域に配置されている。カム２４２は、集電靴２１５の長手方向に対して傾斜している。カム２４２は、先端部にカム湾曲面２４２ａを有する。カム２４２は、回転軸２４１を中心に、集電靴２１５とともに回転する。カム２４２は、集電靴２１５とともに移動する。
【0088】
図９に示すように、回転軸２４１の周辺に、回転ストッパー２６１が配置されている。集電装置２０４を集電靴２１５の回転軸２４１の軸方向に視たとき、回転軸２４１を通る鉛直線に対し、集電靴２１５は第三軌条１０に近い領域に配置されているのに対し、回転ストッパー２６１は第三軌条１０から遠い領域に配置されている。回転ストッパー２６１は、例えば、回転軸２４１に取り付けられている。回転ストッパー２６１は、回転軸２４１を中心に、集電靴２１５とともに回転する。回転ストッパー２６１は、集電靴２１５とともに移動する。
【0089】
回転ストッパー２６１に対向するように、回転ストッパー受２６２が配置されている。回転ストッパー受２６２は、例えば可動枠２８２に取り付けられている。
【0090】
ねじりバネ６１により回転ストッパー２６１は第三軌条１０に近付く方向に回転する。回転ストッパー２６１が回転ストッパー受２６２に接すると、回転軸２４１が回転しない。集電靴２１５の第三軌条１０に近付く方向への回転が止まる。これらねじりバネ２１６による集電靴２１５を第三軌条１０に近付くように回転させる構造及び回転ストッパー２６１による動作範囲を規制する構造は、本発明の収納機構を有しない集電装置（既存の集電装置）のそれと同様なものとすることができる。
【0091】
駆動機構２１２は、図９に示すように、駆動装置２２１と、ガイド部材２２２と、上述したねじりバネ２１６（図８参照）とを有する。駆動装置２２１は、モータ２３１と、駆動ネジ２３２と、スラストベアリング２３３とを有する。モータ２３１は、例えば固定枠２８１に取り付けられている。駆動ネジ２３２及びスラストベアリング２３３は、固定枠２８１の貫通孔２８１ｈに、水平方向に並んで配置されている。駆動ネジ２３２は、モータ２３１に接続されている。スラストベアリング２３３は、駆動ネジ２３２と可動枠２８２の間に配置されている。
【0092】
モータ２３１を駆動させると、駆動ネジ２３２が回転しながら水平方向に移動する。駆動ネジ２３２が移動することにより、スラストベアリング２３３及び可動枠２８２が駆動ネジ２３２の移動方向と同じ方向に移動する。可動枠２８２とともに、スライドライナー２８３Ｑ、集電靴２１５、カム２４２、回転ストッパー２６１及び回転ストッパー受２６２が移動する。
【0093】
駆動機構２１２のガイド部材２２２は、固定枠２８１に取り付けられている。図９の拡大図に示すように、ガイド部材２２２に、第１回転ガイド面２２２ｓ、移動ガイド面２２２ｔ、第２回転ガイド面２２２ｕ、及び、カム収容部２２２Ｖが、第三軌条１０から離れる方向に（車両の内側に向かって）順に形成されている。第１回転ガイド面２２２ｓ及び第２回転ガイド面２２２ｕは、第三軌条１０から離れる方向に（車両の内側に向かって）、水平方向に対して下方に傾斜している。移動ガイド面２２２ｔは、水平方向に延在している。カム収容部２２２Ｖは、第三軌条１０に向かって（車両の外側に向かって）開口した略コの字状に形成されている。
【0094】
【0095】
図９に示すように、集電装置２０４が第三軌条用車両限界Ｂに納まっているとき、フレーム２１４の可動枠２８２の一部及び集電靴２１５が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されている。
【0096】
モータ２３１を駆動させると、駆動ネジ２３２は回転しながら、第三軌条１０から離れる方向へ、図中の右方向に移動する。可動枠２８２及び集電靴２１５も、第三軌条１０から離れる方向へ、図中の右方向に移動する（図１１（ａ）参照）。
【0097】
可動枠２８２及び集電靴２１５は図中の右方向へさらに移動し、カム湾曲面２４２ａが、ガイド部材２２２の第１回転ガイド面２２２ｓに接する（図１１（ｂ）参照）。カム２４２及び集電靴２１５には、ねじりバネ２１６（図８参照）により、第三軌条１０に近付くように回転させる回転モーメントが作用しているが、カム２４２に第１回転ガイド面２２２ｓが干渉することにより、カム２４２及び集電靴２１５を第三軌条１０から離れるように回転させる回転モーメントが生じることで、カム２４２及び集電靴２１５が、第三軌条１０から離れるように回転する。
【0098】
可動枠２８２及び集電靴２１５が図中の右方向へ移動しているとき、図１１（ｂ）に示すように、カム湾曲面２４２ａがガイド部材２２２の第１回転ガイド面２２２ｓに接している間、カム２４２及び集電靴２１５を第三軌条１０から離れるように回転させる回転モーメントが生じているため、カム２４２及び集電靴２１５は、右方向へ移動しつつ、第三軌条１０から離れるように回転する。集電靴２１５は第三軌条１０から離れる。
【0099】
可動枠２８２及び集電靴２１５は図中の右方向にさらに移動すると、図１２（ａ）に示すように、カム湾曲面２４２ａが水平な移動ガイド面２２２ｔに接する。カム２４２に移動ガイド面２２２ｔが干渉することにより、カム２４２及び集電靴２１５を第三軌条１０から離れるように回転させる回転モーメントＭ1が生じるが、カム２４２及び集電靴２１５には、ねじりバネ２１６（図８参照）により、第三軌条１０に近付くように回転させる回転モーメントが作用している。これらの回転モーメントにより、カム２４２及び集電靴２１５は回転しない。カム２４２及び集電靴２１５は、図１２（ａ）に示す傾きを維持したまま、図中の右方向へ移動する。可動枠２８２及び集電靴２１５が右方向に移動しているとき、カム湾曲面２４２ａが移動ガイド面２２２ｔに接している間、カム２４２及び集電靴２１５は、図１２（ｂ）に示す傾きを維持したまま、右方向へ移動する（図１２（ｂ）参照）。
【0100】
可動枠２８２及び集電靴２１５が右方向にさらに移動し、カム湾曲面２４２ａが第２回転ガイド面２２２ｕに接する（図１３（ａ）参照）。カム２４２及び集電靴２１５には、ねじりバネ２１６（図８参照）により、第三軌条１０に近付くように回転させる回転モーメントが作用しているが、カム２４２に第２回転ガイド面２２２ｕが干渉することにより、カム２４２及び集電靴２１５を第三軌条１０から離れるように回転させる回転モーメントが生じることで、カム２４２及び集電靴２１５が、第三軌条１０から離れるように回転する。
【0101】
可動枠２８２及び集電靴２１５が図中の右方向へ移動しているとき、カム湾曲面２４２ａが第２回転ガイド面２２２ｕに接している間、カム２４２及び集電靴２１５を第三軌条１０から離れるように回転させる回転モーメントが生じているため、カム２４２及び集電靴２１５は、右方向へ移動しつつ、第三軌条１０から離れるように回転する（図１３（ｂ）参照）。カム２４２は、カム収容部２２２Ｖに収容される（図１４（ａ）
第１回転ガイド面２２２ｓ、移動ガイド面２２２ｔ、及び第２回転ガイド面２２２ｕといった異なる水平距離と勾配を持つガイド面を組み合わせることにより、集電靴先端の移動軌跡を比較的簡単に設定することができる。特に必要がない場合は、第２回転ガイド面２２２ｕとカム収納部２２２Ｖのみとしてもよい。
上記により、集電装置２０４が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
第１回転ガイド面２２２ｓ、移動ガイド面２２２ｔ、及び第２回転ガイド面２２２ｕといった異なる水平距離と勾配を持つガイド面を組み合わせることにより、集電靴先端の移動軌跡を比較的簡単に設定することができる。特に必要がない場合は、第２回転ガイド面２２２ｕとカム収納部２２２Ｖのみとしてもよい。
上記により、集電装置２０４が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0102】
図１４（ｂ）に示すように、可動枠２８２の可動突出部２８２ｐが第２緩衝材２８４ｋに接すると、可動枠２８２及び集電靴２１５は図中の右方向へ移動しなくなる。第２緩衝材２８４ｋにより、可動枠２８２から固定枠２８１に加わる衝撃が緩和される。
【0103】
集電装置２０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まった状態から、集電靴２１５を第三軌条１０に接するようにする場合、モータ２３１を駆動させる。駆動ネジ２３２は回転しながら、第三軌条１０に近付く方向へ、図中の左方向へ移動する。可動枠２８２及び集電靴２１５も、図中の左方向へ移動する。カム２４２はカム収容部２２２Ｖから出て、第２回転ガイド面２２２ｕ、移動ガイド面２２２ｔ及び第１回転ガイド面２２２ｓに接しながら、図中の左方向へ移動する（図１３（ｂ）、図１３（ａ）及び図１２（ｂ）参照）。
【0104】
カム２４２及び集電靴２１５には、ねじりバネ２１６の働きにより、第三軌条１０に近付くように回転する回転モーメントが作用している。カム２４２及び集電靴２１５が図中の左方向へ移動しているとき、上述した第２回転ガイド面２２２ｕ、移動ガイド面２２２ｔ及び第１回転ガイド面２２２ｓによるカム２４２への干渉が除かれることにより、カム２４２が上方に（第三軌条１０に近付く方向に）回転するとともに、集電靴２１５が第三軌条１０に近付く方向へ回転する。
【0105】
カム湾曲面２４２ａが、ガイド部材２２２の第１回転ガイド面２２２ｓから離れると（図１１（ａ）参照）、上述したカム２４２への干渉は全て除かれ、ねじりバネ２１６の働きにより、カム２４２及び集電靴２１５は第三軌条１０に近付くように回転する。カム２４２及び集電靴２１５は、図中の左方向へ移動しつつ、第三軌条１０に近付く方向へ回転し、集電靴２１５が第三軌条１０に接するようになる（図１０）。
【0106】
図１０に示すように、可動突出部２８２ｐが第１緩衝材２８４ｊに接すると、可動枠２８２及び集電靴２１５が左方向へ移動しなくなる。第１緩衝材２８４ｊにより、可動枠２８２から固定枠２８１に加わる衝撃が緩和される。
【0107】
以上のように、第２実施形態の集電装置２０４は、第１実施形態の集電装置４と同様に、既存の鉄道車両に搭載可能な構造であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることが可能な構造である。集電装置２０４及び架線集電装置２（図１参照）を備えた鉄道車両は、集電装置２０４以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式及び非電化区間の路線と第三軌条集電方式の路線の両方に乗り入れ可能である。
【0108】
また、図９に示すように、集電装置２０４が第三軌条用車両限界Ｂに納まっているとき、フレーム２１４の可動枠２８２の一部と集電靴２１５が架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されている。このような場合でも、駆動装置２２１により可動枠２８２と集電靴２１５を鉄道車両の内側に向かって移動させることにより、可動枠２８２と集電靴２１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることができる（図１４（ａ）、（ｂ）参照）。これにより、集電装置２０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0109】
また、図９の拡大図に示すように、ガイド部材２２２に、第１回転ガイド面２２２ｓ及び第２回転ガイド面２２２ｕが形成されている。第１回転ガイド面２２２ｓ及び第２回転ガイド面２２２ｕは、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動方向である水平方向に対して傾斜している。第１回転ガイド面２２２ｓ及び第２回転ガイド面２２２ｕは、可動枠２８２及び集電靴２１５が移動しているとき、カム湾曲面２２２ａに接することにより、カム２４２を干渉する位置に配置されている。可動枠２８２及び集電靴２１５が移動しているとき、カム２４２に第１回転ガイド面２２２ｓ及び第２回転ガイド面２２２ｕが干渉することにより、カム２４２及び集電靴２１５を上方に（第三軌条１０から離れる方向に）回転させる回転モーメントが発生する。カム２４２及び集電靴２１５には、ねじりバネ２１６により、第三軌条１０に近付く方向に回転させるモーメントが作用しているが、上記回転モーメントにより、カム２４２及び集電靴２１５が移動しつつ、上方に（第三軌条１０から離れる方向に）回転する。
【0110】
また、図９の拡大図に示すように、ガイド部材２２２に、移動ガイド面２２２ｔが形成されている。移動ガイド面２２２ｔは、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動方向である水平方向に延在している。移動ガイド面２２２ｔは、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動方向に平行な水平方向の面である。移動ガイド面２２２ｔは、可動枠２８２及び集電靴２１５が移動しているとき、カム湾曲面２２２ａに接することにより、カム２４２を干渉する位置に配置されている。可動枠２８２及び集電靴２１５の移動しているとき、カム２４２に移動ガイド面２２２ｔが干渉することにより、カム２４２及び集電靴２１５を上方に（第三軌条１０から離れる方向に）回転させるモーメントが発生する。
【0111】
上記のように、可動枠２８２及び集電靴２１５が図中の右方向へ移動しているとき、ガイド部材２２２がカム２４２を干渉することにより、集電装置２０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0112】
また、図９に示すように、集電装置２０４を集電靴２１５の回転軸２４１の軸方向に視たとき、集電靴２１５とともに回転するカム２４２の少なくとも一部は、集電靴２１５と重ならない。このように、カム２４２を、簡易な構成としつつ、ガイド部材２２２が干渉する構成にすることができる。
【0113】
また、フレーム２１４の可動枠２８２が水平方向に移動に伴い、図９に示すスライドライナー２８３Ｑがスライドレール２８３Ｐ上を水平方向に移動する。これにより、可動枠２８２がスムーズに水平方向へ移動することによって、集電装置２０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0114】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図１５～図１８を参照しつつ説明する。第３実施形態において第１実施形態と異なる点は、集電装置の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
次に、本発明の第３実施形態について、図１５～図１８を参照しつつ説明する。第３実施形態において第１実施形態と異なる点は、集電装置の構成である。なお、上述した第１実施形態と同一の構成については同一の符号を用い、その説明を適宜省略する。
【0115】
集電装置３０４は、図１５に示すように、台車枠６に取り付けられている。集電装置３０４は、フレーム３１４と、集電靴３１５と、集電靴３１５を移動及び回転させることが可能な駆動機構３１２と、フレーム３１４の上方に配置された調整部材（調整機構）３７１とを有する。鉄道車両が第三軌条集電方式の路線に定置されているとき、図１５に示すように、集電装置３０４は、第三軌条用車両限界Ｂに納まっているが、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まっていない。集電靴３１５の一部が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａの外側に配置されている。図１５では、集電靴３１５の先端部３１５ｂが、第三軌条１０に接している。
【0116】
図１５に示すように、台車枠６とフレーム３１４との間に、調整部材３７１が配置されている。調整部材３７１は、複数の調整板（調整材）３７２を有する。図１５に示す複数の調整板３７２の厚みは同じ厚みであるが、複数の調整板３７２の厚さが異なってもよい。
【0117】
フレーム３１４は、調整部材３７１を介して、台車枠６に取り付けられている。フレーム３１４に、ガイド部材３２２およびシリンダ３３１が保持されている。集電靴３１５の回転軸３４１はガイド部材３２２とピストン先端のリンク部材３１３に接続されている。回転軸３４１に、集電靴３１５の基端部３１５ａが取り付けられている。集電靴３１５は、回転軸３４１を中心に回転可能にガイド部材及びリンク部材３１３に保持されている。ガイド部材３２２はフレーム３１４に保持されており、リンク部材３１３はシリンダ３３１を介してフレーム３１４に保持されているため、集電靴３１５は、ガイド部材及びリンク部材３１３を介してフレーム３１４に回転可能に保持されているといえる。集電靴３１５は、移動可能にガイド部材及びリンク部材３１３に保持されている。図１５に示すように、集電靴３１５は、押し付けバネ３１６により、上方から第三軌条１０に押し付けられる。
【0118】
集電靴３１５の長手方向に、回転部材３４２とガイドピン３４３とが並んでいる。回転部材３４２は、回転軸３４１に取り付けられている。ガイドピン３４３は、集電靴３１５に取り付けられている。ガイドピン３４３は、回転部材３４２より集電靴３１５の先端部３１５ｂに近い。
【0119】
回転部材３４２は、集電靴３１５とともに、回転軸３４１を中心に回転する。集電装置３０４を集電靴３１５の回転軸３４１の軸方向に視たとき、図１５に示すように、回転部材３４２及びガイドピン３４３が集電靴３１５と重なっている。回転部材３４２及びガイドピン３４３は周面を有する。回転部材３４２及びガイドピン３４３は、例えば円柱状である。
【0120】
回転部材３４２及びガイドピン３４３は、ガイド部材３２２の溝（後述する水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔ）に嵌まる。回転部材３４２及びガイドピン３４３は、ガイド部材３２２の溝（後述する水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔ）を移動する。
【0121】
駆動機構３１２は、駆動装置３２１と、ガイド部材３２２とを有する。駆動装置３２１は、シリンダ３３１と、ピストン３３２とを有する。駆動装置３２１は、例えば、エアシリンダでもよく、オイルシリンダでもよい。
【0122】
シリンダ３３１及びピストン３３２は、水平方向に配置されている。シリンダ３３１は、例えばフレーム３１４に取り付けられている。ピストン３３２は、シリンダ３３１内を、水平方向に移動する。
【0123】
ピストン３３２の先端部に、リンク部材３１３が接続されている。リンク部材３１３に、略細長状のリンク孔３１３ａが形成されている。リンク孔３１３ａに、回転部材３４２が嵌まっている。
【0124】
図１５の拡大図に示すように、ガイド部材３２２に、水平溝３２２Ｓと、傾斜溝３２２Ｔとが形成されている。水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔは連通している。水平溝３２２Ｓは、傾斜溝３２２Ｔより第三軌条１０に近い。ガイド部材３２２は、フレーム３１４の端部に配置されている。
【0125】
図１５の拡大図に示すように、水平溝３２２Ｓは、水平方向に延在している。水平溝３２２Ｓは、上移動ガイド面３２２ｓ1及び下移動ガイド面３２２ｓ2に挟まれている。上移動ガイド面３２２ｓ1は、ほぼ水平である。下移動ガイド面３２２ｓ2は、上移動ガイド面３２２ｓ1より長い。下移動ガイド面３２２ｓ2において上移動ガイド面３２２ｓ1に対向する部分は、略水平方であるが、上移動ガイド面３２２ｓ1より第三軌条１０に向かって長い部分は、第三軌条１０に近付くにつれて下方に傾斜している。
【0126】
傾斜溝３２２Ｔは、第三軌条１０から遠ざかるにつれて、下方に傾斜している。傾斜溝３２２Ｔは、上回転ガイド面３２２ｔ1及び下回転ガイド面３２２ｔ2に挟まれている。上回転ガイド面３２２ｔ1及び下回転ガイド面３２２ｔ2は、第三軌条１０から遠ざかるにつれて、下方に傾斜している。
【0127】
ピストン３３２が水平方向に移動することにより、ピストン３３２とともにリンク部材３１３が水平方向に移動する。これに伴い、回転部材３４２及びガイドピン３４３が、ガイド部材３２２の溝（水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔ）を移動する（図１５の拡大図参照）とともに、集電靴３１５が移動する。
【0128】
【0129】
鉄道車両が第三軌条集電方式の路線に定置されているとき、図１５に示すように、回転部材３４２は水平溝３２２Ｓに配置されているが、ガイドピン３４３は、水平溝３２２Ｓより第三軌条１０に近い位置に配置されている。回転部材３４２はリンク孔３１３ａの上部に配置されている。集電靴３０５は、押し付けバネ３１６によって第三軌条１０に向かって押し付けられている。
【0130】
ピストン３３２を後退させると、リンク部材３１３が、第三軌条１０から離れる方向に、図中の右方向に移動する。これに伴い、回転部材３４２ガイドピン３４３及び集電靴３１５が、第三軌条１０から離れる方向に、図中の右方向へ移動する（図１６（ａ）参照）。回転部材３４２及びガイドピン３４３は、水平溝３２２Ｓを通って、図中の右方向へ移動する。回転部材３４２及びガイドピン３４３が水平溝３２２Ｓを通過しているとき、集電靴３０５は略水平である。
【0131】
ピストン３３２をさらに後退させると、リンク部材３１３が図中の右方向へさらに移動し、回転部材３４２が傾斜溝３２２Ｔに嵌まる（図１６（ｂ）参照）。回転部材３４２の位置が下がり、集電靴３１５の先端部３１５ｂが上がる。集電靴３１５は、第三軌条１０から離れる。
【0132】
ピストン３３２をさらに後退させると、回転部材３４２が傾斜溝３２２Ｔを図中の右下方向へ進む（図１７（ａ）参照）。回転部材３４２の位置が下がるにつれて、集電靴３１５の先端部３１５ｂが上がる。回転部材３４２が傾斜溝３２２Ｔを通過しているとき、集電靴３１５は図中の右方向へ移動しつつ、先端部３１５ｂが上がっていく。
【0133】
回転部材３４２がガイド部材３２２の底部３３２ｐまで進むと、集電靴３０５が止まる（図１７（ｂ）参照）。集電装置３０４が、架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まる。
【0134】
集電装置３０４が架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納まった状態から、集電靴３１５を第三軌条１０に接するようにする場合、ピストン３３２を押し出す。リンク部材３１３は、第三軌条１０に近付く方向へ、図中の左方向に移動する。リンク部材３１３の移動に伴い、回転部材３４２は傾斜溝３２２Ｔを図中の左上方向へ進み、ガイドピン３４３が水平溝３２２Ｓを図中の左方向へ進む。集電靴３１５は、図中の左方向へ進む。回転部材３４２の位置は上がり、集電靴３１５の先端部３１５ｂが下がる。
【0135】
ピストン３３２をさらに押し出すと、回転部材３４２が水平溝３２２Ｓに嵌まり（図１６（ａ）参照）、回転部材３４２及びガイドピン３４３が水平溝３２２Ｓを図中の左方向に進む。集電靴３１５はほぼ水平な状態で、図中の左方向へ進む。ガイドピン３４３が水平溝３２２Ｓから出ると（図１５参照）、押し付けバネ３１６により集電靴３１５は下方へ押し付けられ、第三軌条１０に接する。
【0136】
以上のように、第３実施形態の集電装置は、第１実施形態の集電装置と同様に、既存の鉄道車両に搭載可能であり、且つ、既存の鉄道車両に搭載したときでも架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めることが可能な構造である。集電装置３０４、架線集電装置２（図１参照）及び内部電源装置１０１（図１参照）を備えた鉄道車両は、集電装置３０４以外の構成が既存の構成であっても、架線集電方式及び非電化区間の路線と第三軌条集電方式の路線の両方に乗り入れ可能である。
【0137】
また、本実施形態では、回転部材３４２及びガイドピン３４３が、ガイド部材３２２の水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔを通過しているとき（図１５～図１７参照）、集電靴３１５の２点が拘束されることにより、集電靴３１５の位置や角度が固定される。ピストン３３２の引き込み量及び押し出し量を変えることにより、回転部材３４２及びガイドピン３４３の位置関係が変化し、集電靴３１５の位置や角度（起ち上げ量）が変化する。これにより、集電靴３１５の移動及び回転が可能となり、集電靴３１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めたり、第三軌条１０に接するようにしたりすることができる。
【0138】
また、本実施形態では、回転部材３４２がガイド部材３２２の傾斜溝３２２Ｔを通過しているとき（図１６（ｂ）、図１７（ａ）参照）、ガイド部材３２２が回転部材３４２を干渉することにより、回転部材３４２及び集電靴３１５を回転させる回転モーメントが発生する。これにより、集電靴３１５の移動及び回転が可能となり、集電靴３１５を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納めたり、第三軌条１０に接するようにしたりすることができる。
【0139】
また、本実施形態では、図１５に示すように、回転部材３４２とガイドピン３４３が集電靴３１５の長手方向に離れて配置され、回転部材３４２とガイドピン３４３がガイド部材３２２の水平溝３２２Ｓ及び傾斜溝３２２Ｔに嵌まる。図１５に示すように、集電装置３０４を集電靴３１５の回転軸３４１の軸方向に視たとき、回転部材３４２及びガイドピン３４３が集電靴３１５と重なる。このような構成により、集電靴３１５が移動しながら回転する構成にすることができる。
【0140】
また、図１５に示すように、台車枠６とフレーム３１４の間に、調整部材３７１が配置されている。調整部材３７１の調整板３７２の数を変えることにより、台車枠６と集電装置との間隔を短くしたり、長くしたりすることができる。例えば、車輪が磨耗することにより台車の位置が下がった場合、図１８に示すように、台車枠６の位置が下がる。この場合、調整板３７２の数を減らすことにより、フレーム３１４及び集電靴３１５の位置を、台車の位置が下がる前と同様な高さにすることができる。これにより、集電靴３１５が第三軌条１０に摺動可能な位置に配置される。
【0141】
また、上記では、調整部材３７１が複数の調整板３７２を有するが、調整部材３７１は上記構成に限られない。例えば、台車枠６とフレーム３１４の間に、１つの調整片だけが配置されていてもよい。また、厚さが異なる調整部材を準備しておき、台車の位置が下がった場合、台車が下がった量に応じた厚さの調整部材に変更してもよい。車体の位置が下がった場合、調整部材が不要であるときは、台車枠６にフレーム３１４を直接取り付けてもよい。
【0142】
また、図１８に示す調整板３７２が板状であるが、調整板３７２の形状は板状に限られない。調整部材３７１の形状は、図１８に示す形状に限られない。調整部材３７１は、形状が限定されない複数の調整材を有してもよい。
【0143】
また、上記では、集電装置３０４が調整部材３７１を有するが、集電装置３０４が調整部材３７１を有していなくてもよい。
【0144】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。
【0145】
【0146】
また、上述の第２実施形態において、フレーム２１４の可動枠２８２及び集電靴２１５が水平方向に移動する（図１１～図１４参照）。しかし、可動枠２８２及び集電靴２１５は水平方向に対して傾斜した方向に移動してもよい。
【0147】
また、上述の第３実施形態において、集電靴３１５は水平方向又は水平方向に対して傾斜した方向に移動する（図１５参照）。しかし、集電靴３１５は水平方向だけに移動してもよい。集電靴３１５は水平方向に対して傾斜した方向だけに移動してもよい。
【0148】
また、上述の第１実施形態において、集電装置４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納める場合（図４及び図５参照）、フレーム１４及び集電靴１５が移動し、その後、フレーム１４及び集電靴１５が移動しながら集電靴１５が回転する。集電靴１５が第三軌条１０に接するようにする場合、フレーム１４及び集電靴１５が移動しながら集電靴１５が回転し、その後、フレーム１４及び集電靴１５が移動する。
しかし、フレーム１４の移動、集電靴１５の移動、及び、集電靴１５の回転は上記順序に限られない。フレーム１４及び集電靴１５の移動と、集電靴１５の回転とが、同時に行われたり、個別に行われたりしてもよい。フレーム１４と集電靴１５の移動、及び、集電靴１５の回転の少なくとも一つが、繰り返し行われてもよく、一度だけ行われてもよい。これにあわせて、例えば、ガイド部材２２の位置を変えたり、複数のガイド部材を配置したりしてもよい。
例えば、フレーム１４及び集電靴１５の移動が終わってから、集電靴１５が回転する構造としてもよい。また、集電靴１５の回転が終わってから、フレーム１４及び集電靴１５が移動する構造でもよい。また、フレーム１４及び集電靴１５が移動しているとき、集電靴１５が常に回転する構造でもよい。
しかし、フレーム１４の移動、集電靴１５の移動、及び、集電靴１５の回転は上記順序に限られない。フレーム１４及び集電靴１５の移動と、集電靴１５の回転とが、同時に行われたり、個別に行われたりしてもよい。フレーム１４と集電靴１５の移動、及び、集電靴１５の回転の少なくとも一つが、繰り返し行われてもよく、一度だけ行われてもよい。これにあわせて、例えば、ガイド部材２２の位置を変えたり、複数のガイド部材を配置したりしてもよい。
例えば、フレーム１４及び集電靴１５の移動が終わってから、集電靴１５が回転する構造としてもよい。また、集電靴１５の回転が終わってから、フレーム１４及び集電靴１５が移動する構造でもよい。また、フレーム１４及び集電靴１５が移動しているとき、集電靴１５が常に回転する構造でもよい。
【0149】
また、上述の第２実施形態において、集電装置２０４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納める場合（図１１～図１４参照）、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動と集電靴２１５の回転、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動、並びに、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動と集電靴２１５の回転が順に行われる。しかし、可動枠２８２の移動、集電靴２１５の移動、及び、集電靴２１５の回転は、上記順序に限られない。可動枠２８２及び集電靴２１５の移動と、集電靴２１５の回転とが、同時に行われたり、個別に行われたりしてもよい。また、可動枠２８２及び集電靴２１５の移動、及び、集電靴２１５の回転の少なくとも一つが、繰り返し行われてもよく、一度だけ行われてもよい。これにあわせて、例えば、ガイド部材２２２に形成する面を変えてもよい。
【0150】
また、上述の第３実施形態において、集電装置３０４を架空線及び非電化区間の車両限界Ａに納める場合（図１６参照）に示すように、集電靴３１５の移動後、集電靴３１５の移動及び回転が行われる。しかし、集電靴３１５の移動、及び、集電靴３１５の回転は、上記順序に限られない。集電靴３１５の移動、及び、集電靴３１５の回転が、同時に行われたり、個別に行われたりしてもよい。また、集電靴３１５の移動、及び、集電靴３１５の回転の少なくとも一方が、繰り返し行われてもよく、一度だけ行われてもよい。これにあわせて、例えば、ガイド部材３２２の溝の形状を変えてもよい。
【0151】
また、上述の第１実施形態において、図３に示すように、フレーム１４がスライド部材１３に取り付けられている。フレーム１４は、スライド部材１３を介して、駆動装置２１のピストン３２に取り付けられている。しかし、フレーム１４がピストン３２に直接取り付けられていてもよい。集電装置４がスライド部材１３を有さなくてもよい。
【0152】
また、上述の第１実施形態において、集電靴１５を移動させる駆動装置２１は、シリンダ３１とピストン３２を備える（図２参照）。上述の第３実施形態において、集電靴３１５を移動させる駆動装置３２１は、シリンダ３３１とピストン３３２を備える（図１４参照）。しかし、駆動装置は上記以外の構成でもよい。駆動装置は、例えば、モータを有するものでもよい。
【0153】
また、上述の第２実施形態において、集電靴２１５を移動させる駆動装置２２１は、モータ２３１と、駆動ネジ２３２と、スラストベアリング２３３とを備える（図９参照）。しかし、駆動装置はこれ以外の構成でもよい。駆動装置は、例えば、ピストンとシリンダを備えるものでもよい。
【0154】
また、上述の第１実施形態において、図３に示すように、回転部材４２は、集電靴１５と反対方向にのびている。しかし、回転部材４２は、集電靴１５に対して傾斜下方向にのびていてもよい。
【0155】
また、上述の第２実施形態において、カム２４２は、集電靴２１５の長手方向に対して傾斜している（図９参照）。しかし、カム２４２は、集電靴２１５の長手方向に対して傾斜していなくてもよい。
【0156】
また、上述の第１実施形態において、図２に示すように、フレーム１４に、固定具５１が挿入される長孔１４ｍが形成されている。しかし、フレーム１４における固定具５１が挿入される孔は長孔でなくてもよい。この場合、スライド部材１３に、固定具５１が挿入される長孔が形成されていてもよい。変形例についても同様である。
【0157】
また、上述の第２実施形態において、図８に示すように、フレーム２１４の固定枠２８１に、固定具２５１が挿入される長孔２８１ｍが形成されている。しかし、固定枠２８１における固定具２５１が挿入される孔は長孔でなくもよい。この場合、梁９に、固定具が挿入される長孔が形成されていてもよい。
【0158】
また、上述の変形例１では、ガイド部材受１１ａとガイド部材２２との間に調整部材７１を配置することにより、台車の位置が下がっても、ガイド部材２２が、回転部材４２と干渉する位置に配置される。しかし、調整部材７１を用いない方法を採用してもよい。例えば、ボルト等の固定具によりガイド部材２２をガイド部材受１１ａに固定することとし、ガイド部材２２又はガイド部材受１１ａに固定具が挿入される長穴を形成してもよい。長穴における固定具の位置を変えることにより、ガイド部材２２の位置を調整することができる。
【0159】
また、上述の第１～３実施形態及び変形例１において、ガイド部材（２２、２２２、３２２）は、集電靴（１５、２１５、３１５）とともに回転する回転部材（４２、２４２、３４２）を干渉する。しかし、ガイド部材（２２、２２２、３２２）は、集電靴（１５、２１５、３１５）を干渉してもよい。
【0160】
また、上述の第１～３実施形態及び変形例１において、集電靴（１５、２１５、３１５）とともに回転する回転部材（４２、２４２、３４２）は、集電靴（１５、２１５、３１５）の回転軸（４１、２４１、３４１）を中心に回転する。しかし、回転部材（４２、２４２、３４２）は、集電靴（１５、２１５、３１５）の回転軸（４１、２４１、３４１）を中心に回転しなくてもよい。例えば、回転部材（４２、２４２、３４２）は、集電靴（１５、２１５、３１５）の回転軸（４１、２４１、３４１）と平行な軸を中心に回転してもよい。
【0161】
また、上述の第１～３実施形態及び変形例１において、鉄道車両は、架線集電装置２（図１参照）と、本発明の第三軌条用集電装置（４、１０４、２０４、３０４）と、内部電源装置１０１（図１参照）とを備える。しかし、鉄道車両は、架線集電装置２（図１参照）と、本発明の第三軌条用集電装置（４、１０４、２０４、３０４）とを備え、内部電源装置１０１を備えなくてもよい。また、鉄道車両は、本発明の第三軌条用集電装置（４、１０４、２０４、３０４）と、内部電源装置１０１（図１参照）とを備え、架線集電装置２を備えなくてもよい。
【0162】
また、上述の第２実施形態において、図１０に示す第１緩衝材２８４ｊ及び第２緩衝材２８４ｋは、集電装置を前方からみたとき、図８に示すように、フレーム２１４の中央付近に配置されている。しかし、第１緩衝材２８４ｊ及び第２緩衝材２８４ｋの位置は、フレーム２１４の中央付近でなくてもよい。例えば、第１緩衝材及び第２緩衝材は、フレーム２１４の可動枠２８２の両側に配置されていてもよい。第１緩衝材及び第２緩衝材は、フレーム２１４の可動枠２８２の両側とフレーム２１４の中央付近との合計３箇所に配置されていてもよい。また、第１緩衝材２８４ｊ及び第２緩衝材２８４ｋが、フレーム２１４に配置されていなくてもよい。
【0163】
また、上述の第１実施形態において、集電装置４は、台車枠６に取り付けられている（図２参照）。上述の第３実施形態において、集電装置３０４は、台車枠６に取り付けられている（図１４参照）。しかし、集電装置４、３０４は、台車枠６以外の部材に取り付けられてもよい。例えば、集電装置４、３０４が、軸箱に架け渡された梁（図８に示す梁９参照）に取り付けられてもよい。
【0164】
また、上述の第２実施形態において、集電装置２０４は、梁９に取り付けられている（図８参照）。しかし、集電装置２０４は、梁以外の部材に取り付けられていてもよい。例えば、集電装置２０４が、台車の一部（台車枠等）に取り付けられてもよい。
【符号の説明】
【0165】
１ 車体
２ 架線集電装置
３ 台車
４、１０４、２０４、３０４ 集電装置
５ 車輪
６ 台車枠
１０ 第三軌条
１１ 保持部材
１１ａ ガイド部材受
１１ｓ、１１ｔ ガイド孔
１２、２１２、３１２ 駆動機構
１３ スライド部材
１３ｓ、１３ｔ 突出部
１４、２１４、３１４ フレーム
１４ｍ 長孔
１５、２１５、３１５ 集電靴
１５ａ、２１５ａ 集電靴の基端部
１５ｂ、２１５ｂ 集電靴の先端部
２１、２２１、３２１ 駆動装置
２２、２２２、３２２ ガイド部材
３１、３３１ シリンダ
３２、３３２ ピストン
４１、２４１、３４１ 回転軸
４２、３４２ 回転部材
５１、２５１ 固定具
６１、２１６ ねじりバネ
６２ バネ受
７０ ボルト
７１、３７１ 調整部材（調整機構）
７２、３７２ 調整板
１００ 鉄道車両
１０１ 内部電源装置（内部電源）
２２２ｓ 第１回転ガイド面
２２２ｔ 移動ガイド面
２２２ｕ 第２回転ガイド面
２２２Ｖ カム収容部
２２２ｖ 下壁
２３１ モータ
２３２ 駆動ネジ
２３３ スラストベアリング
２４２ カム（回転部材）
２４２ａ カム湾曲面
２８１ 固定枠
２８１Ｆ 固定部
２８１Ｍ 保持部
２８２ 可動枠
２８３ スライド部材
３２２Ｓ 水平溝
３２２ｓ1 上移動ガイド面
３２２ｓ2 下移動ガイド面
３２２Ｔ 傾斜溝
３２２ｔ1 上回転ガイド面
３２２ｔ2 下回転ガイド面
５００ 集電装置懸架用ハリ
５０５ 第三軌条用集電装置
５１０ 第三軌条
Ａ 架空線及び非電化区間の車両限界
Ｂ 第三軌条用車両限界
２ 架線集電装置
３ 台車
４、１０４、２０４、３０４ 集電装置
５ 車輪
６ 台車枠
１０ 第三軌条
１１ 保持部材
１１ａ ガイド部材受
１１ｓ、１１ｔ ガイド孔
１２、２１２、３１２ 駆動機構
１３ スライド部材
１３ｓ、１３ｔ 突出部
１４、２１４、３１４ フレーム
１４ｍ 長孔
１５、２１５、３１５ 集電靴
１５ａ、２１５ａ 集電靴の基端部
１５ｂ、２１５ｂ 集電靴の先端部
２１、２２１、３２１ 駆動装置
２２、２２２、３２２ ガイド部材
３１、３３１ シリンダ
３２、３３２ ピストン
４１、２４１、３４１ 回転軸
４２、３４２ 回転部材
５１、２５１ 固定具
６１、２１６ ねじりバネ
６２ バネ受
７０ ボルト
７１、３７１ 調整部材（調整機構）
７２、３７２ 調整板
１００ 鉄道車両
１０１ 内部電源装置（内部電源）
２２２ｓ 第１回転ガイド面
２２２ｔ 移動ガイド面
２２２ｕ 第２回転ガイド面
２２２Ｖ カム収容部
２２２ｖ 下壁
２３１ モータ
２３２ 駆動ネジ
２３３ スラストベアリング
２４２ カム（回転部材）
２４２ａ カム湾曲面
２８１ 固定枠
２８１Ｆ 固定部
２８１Ｍ 保持部
２８２ 可動枠
２８３ スライド部材
３２２Ｓ 水平溝
３２２ｓ1 上移動ガイド面
３２２ｓ2 下移動ガイド面
３２２Ｔ 傾斜溝
３２２ｔ1 上回転ガイド面
３２２ｔ2 下回転ガイド面
５００ 集電装置懸架用ハリ
５０５ 第三軌条用集電装置
５１０ 第三軌条
Ａ 架空線及び非電化区間の車両限界
Ｂ 第三軌条用車両限界
【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】