特許 7453881 鉄道車両用のパンタグラフ

(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】2024-03-12

(45)【発行日】2024-03-21

(54)【発明の名称】鉄道車両用のパンタグラフ

(51)【国際特許分類】

   B60L 5/26 20060101AFI20240313BHJP

【ＦＩ】

B60L5/26 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020140345

(22)【出願日】2020-08-21

(65)【公開番号】P2022035791

(43)【公開日】2022-03-04

【審査請求日】2023-04-07

(73)【特許権者】

【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】中島 伸治

【審査官】岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１４３８６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２０３７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－１３４２７６（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｌ ５／２６

(57)【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、この台枠に設けた主軸に揺動自在に連結される下枠とこの下枠に揺動自在に連結されて集電舟を支持する上枠とを有する枠組と、架線に集電舟が摺接する展開姿勢に枠組を付勢する主ばねと、集電舟が架線から離隔する折畳姿勢に枠組を保持するロック機構とを備え、
ロック機構が、枠組または集電舟に設けた係合部に係合可能な鉤部を有する旋回自在な鉤部材と、鉤部材をその鉤部が係合部に係合可能となる旋回方向一方に向けて付勢する付勢手段と、鉤部材をその鉤部が係合部から離隔する退避姿勢に付勢手段の付勢力に抗して旋回方向他方に向けて旋回させるアクチュエータとを有する鉄道車両用のパンタグラフにおいて、
枠組が正規の折畳姿勢になったときの係合部の位置を正規下降位置とし、
鉤部材は、鉤部として正規下降位置で係合部に係合可能な主鉤部と正規下降位置から上方に離間した中途下降位置で係合部に係合可能な補助鉤部とを備え、正規下降位置での係合部と主鉤部との係合状態または中途下降位置での係合部と補助鉤部との係合状態に応じて、枠組が上下方向高さの異なる２段階の折畳姿勢を取れるように構成したことを特徴とする鉄道車両用のパンタグラフ。

【請求項2】

前記鉤部材は、前記主鉤部と前記補助鉤部とが設けられている旋回自在な単一の部材で構成されていることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用のパンタグラフ。

【請求項3】

前記鉤部材は、前記主鉤部が設けられた旋回自在な第１の部材と、前記補助鉤部が設けられた旋回自在な第２の部材との２つの部材で構成されることを特徴とする請求項１記載の鉄道車両用のパンタグラフ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄道車両の屋根上に搭載されて架線から電力を集電するための鉄道車両用パンタグラフに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の鉄道車両用のパンタグラフは、例えば特許文献１で知られている。このものは、鉄道車両の屋根上に搭載される台枠と、この台枠に設けた主軸に揺動自在に連結される下枠とこの下枠に揺動自在に連結されて集電舟を支持する上枠とを有する枠組と、架線に集電舟が摺接する展開姿勢に枠組を付勢する主ばねと、集電舟が架線から離隔する折畳姿勢に枠組を保持するロック機構とを備える。

【0003】

ロック機構は、集電舟に設けた天井管（係合部）に係合する鉤部を有する旋回自在な鉤部材と、鉤部材をその鉤部が係合部に係合可能となる旋回方向一方に向けて付勢する付勢手段と、鉤部材をその鉤部が係合部から離隔する退避姿勢に付勢手段の付勢力に抗して旋回方向他方に向けて旋回させるアクチュエータとを有する。そして、例えば台枠に設けたエアシリンダにより、主ばねの付勢力に抗して展開姿勢から枠組を下降させると、天井管が鉤部を押圧して付勢手段の付勢力に抗して鉤部材を旋回方向他方に旋回させ、天井管が鉤部を通過すると、付勢手段の付勢力により旋回方向一方に旋回して鉤部が係合部に係合する。これにより、枠組が折畳姿勢に保持される。以下において、枠組が正規の折畳姿勢になったときの係合部の（高さ）位置を正規下降位置とする。他方、折畳姿勢から展開姿勢に戻す場合には、アクチュエータを作動してその押圧部を鉤部材に当接させ、付勢手段の付勢力に抗して押圧部の先端が鉤部材表面を摺動しながら当該鉤部材を押圧して鉤部材を旋回方向他方に旋回させ、鉤部と係合部との係合を解除する。これにより、鉤部材は退避姿勢となり、枠組が上昇する。

【0004】

ところで、降雪時、枠組の上枠や下枠の外表面に積雪することがある。このような積雪した状態で展開姿勢から枠組を下降させても、上枠と下枠の間に雪が挟まって正規下降位置まで枠組が下降せずに枠組を折畳姿勢に保持できない場合がある。このとき、枠組には主ばねの付勢力が常時作用しているので、集電舟が架線に着線した状態に戻る虞がある。このため、鉤部材により枠組を折畳姿勢に保持できないと、架線をき電停止させることにとって障害になるばかりか、屋根上からの雪降ろし作業やパンタグラフの点検作業もできなくなってしまうという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１２７４４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、以上の点に鑑み、展開姿勢から正規位置まで枠組が下降しない状態でも、枠組を折畳姿勢に保持することができる鉄道車両用のパンタグラフを提供することをその目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明の鉄道車両用のパンタグラフは、鉄道車両の屋根上に搭載される台枠と、この台枠に設けた主軸に揺動自在に連結される下枠とこの下枠に揺動自在に連結されて集電舟を支持する上枠とを有する枠組と、架線に集電舟が摺接する展開姿勢に枠組を付勢する主ばねと、集電舟が架線から離隔する折畳姿勢に枠組を保持するロック機構とを備え、ロック機構が、枠組または集電舟に設けた係合部に係合可能な鉤部を有する旋回自在な鉤部材と、鉤部材をその鉤部が係合部に係合可能となる旋回方向一方に向けて付勢する付勢手段と、鉤部材をその鉤部が係合部から離隔する退避姿勢に付勢手段の付勢力に抗して旋回方向他方に向けて旋回させるアクチュエータとを有し、枠組が正規の折畳姿勢になったときの係合部の位置を正規下降位置とし、鉤部材は、鉤部として正規下降位置で係合部に係合可能な主鉤部と正規下降位置から上方に離間した中途下降位置で係合部に係合可能な補助鉤部とを備え、正規下降位置での係合部と主鉤部との係合状態または中途下降位置での係合部と補助鉤部との係合状態に応じて、枠組が上下方向高さの異なる２段階の折畳姿勢を取れるように構成したことを特徴とする。

【0008】

本発明において、前記鉤部材は、前記主鉤部と前記補助鉤部とが設けられている旋回自在な単一の部材とした構成、または、前記鉤部材は、前記主鉤部が設けられた旋回自在な第１の部材と、前記補助鉤部が設けられた旋回自在な第２の部材との２つの部材とした構成を採用することができる。

【0009】

以上によれば、降雪時の積雪の影響で展開姿勢から枠組を正規下降位置まで下降できないときでも、中途下降位置まで枠組を下降することができれば、補助鉤部を係合部に係合させることで、集電舟を架線から確実に離線させた中途下降位置にて枠組を折畳姿勢に一時的に保持することができる。なお、正規下降位置と中途下降位置との間の間隔は、仕様やパンタグラフの構造などを考慮して、例えば、１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲内で適宜設定すればよい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の鉄道車両用のパンタグラフをその展開姿勢で示す正面図。

【図2】図１に示すパンタグラフを折畳姿勢で示す正面図。

【図3】（ａ）及び（ｂ）は、変形例に係る鉤部材の部分拡大斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、鉄道車両の屋根上に搭載されて架線から電力を集電する本発明の鉄道車両用のパンタグラフをシングルアーム式のものを例にその実施形態を説明する。以下において、上、下、左、右や時計回り、反時計回りといった方向を示す用語は、鉄道車両の屋根上へのパンタグラフの搭載姿勢で示す図１を基準とする。

【0012】

図１及び図２を参照して、ＰＧは、本実施形態のパンタグラフである。パンタグラフＰＧは、図外の鉄道車両の屋根上に碍子を介して配置される台枠１を備える。台枠１上に図示省略のブラケットが設けられ、ブラケットに車幅方向にのびるように主軸２が軸支されている。主軸２には下枠３１が揺動自在に連結され、下枠３１の上端にはヒンジ３２を介して上枠３３が揺動自在に連結され、これら下枠３１と上枠３３とで枠組３が構成される。上枠３３の下端と台枠１との間には釣合ロッド３４が連結されている。そして、上枠３３により集電舟４が支持されている。枠組３や集電舟４としては、公知のものが利用できるため、これ以上の詳細な説明は省略する。

【0013】

台枠１上には、枠組３を上方の伸び側に付勢する主ばね５が設けられている。主軸２にはカム部材６が取り付けられ、一端が主ばね５に連結された索条５１をカム部材６の周面に沿わせて、索条５１の他端をカム部材６の所定箇所に連結し、主ばね５の付勢力（圧縮力）によりカム部材６を介して主軸２に時計回りの回転モーメントが作用するようにしている。なお、カム部材６としては、公知のものが利用できるため、これ以上の説明は省略する。また、特に図示して説明しないが、台枠１上には、エアシリンダ等の駆動手段が設けられ、主軸２に、主ばね５の圧縮力に抗して逆方向の回転力を付与することで、展開姿勢にある枠組３を下降させることができるようになっている。更に、台枠１上には、枠組３を折畳姿勢に保持するロック機構７が設けられている（図１中、右端部）。

【0014】

ロック機構７は、台枠１に設けたブラケット７１に軸支された軸体７２を介して旋回自在な鉤部材７３を備え、鉤部材７３の先端には、集電舟４に設けた係合部としての天井管４１に係合する鉤部７４が設けられている。また、台枠１には、フレーム７５が設けられ、フレーム７５と鉤部材７３との間にはコイルばね７６が縮設され、コイルばね７６により、鉤部７４が天井管４１に係合可能となる旋回方向一方（反時計方向）に向けて常時付勢されるようにしている。また、鉤部材７３の下端部分には、押圧ロッド７７ａを有するアクチュエータ７７が台枠１に設けられている。アクチュエータ７７としては、エアシリンダやソレノイド等の公知のものが利用できるため、ここでは詳細な説明を省略する。そして、図外の架線に集電舟４のすり板が摺接する展開姿勢から枠組３を下降させると、天井管４１が鉤部７４の上面に当接し、鉤部７４の傾斜した上面を摺動することで、コイルばね７６の付勢力に抗して鉤部材７３が旋回方向他方に旋回され、天井管４１が鉤部７４の斜面を通過すると、コイルばね７６の付勢力により旋回方向一方に旋回して鉤部７４が天井管４１に係合する。これにより、枠組３が折畳姿勢に保持される。以下において、枠組３が正規の折畳姿勢になったときの天井管４１の高さ位置を正規下降位置とする。他方で、アクチュエータ７７を作動すると、コイルばね７６の付勢力に抗して押圧ロッド７７ａの先端が鉤部材７３の下端部を押圧して鉤部材７３を旋回方向他方（時計方向）に旋回させ、鉤部７４と天井管４１との係合を解除できる退避位置となる。これにより、枠組３が主ばね５の付勢力により折畳姿勢から展開姿勢に戻る。

【0015】

ところで、降雪時、枠組３の上枠３３や下枠３１の外表面に積雪することがある。このような積雪した状態で展開姿勢から枠組３を下降させても、上枠３３と下枠３１の間に雪が挟まって正規下降位置まで枠組３が下降せずに枠組３を折畳姿勢に保持できない場合がある。このため、正規下降位置まで枠組が下降しないときでも、枠組３を折畳姿勢に保持できるようにしておく必要がある。そこで、本実施形態では、鉤部７４として、正規下降位置で天井管４１に係合可能な主鉤部７４ａと、正規下降位置から上方に離間した中途下降位置で天井管４１に係合可能な補助鉤部７４ｂとを単一の部材である鉤部材７３に設けることとした。この場合、主鉤部７４ａと補助鉤部７４ｂとは同一の形状を有し、補助鉤部７４ｂが鉤部材７３の先端に、また、主鉤部７４ａが補助鉤部７４ｂから所定間隔だけ離間させた位置に設けられている。主鉤部７４ａと補助鉤部７４ａとの間隔、言い換えると、正規下降位置と中途下降位置との間の間隔は、仕様やパンタグラフの構造などを考慮して、例えば、１０ｍｍ～５０ｍｍの範囲内で適宜設定される。

【0016】

以上によれば、降雪時の積雪の影響で展開姿勢から枠組３を正規下降位置まで下降できないときでも、中途下降位置まで枠組３を下降することができれば、補助鉤部７４ｂを天井管４１に係合させることで、集電舟４を架線から確実に離線させた中途下降位置にて枠組３を折畳姿勢に一時的に保持することができる。そして、枠組３に積もった雪が排除されると、中途下降位置の枠組３を正規下降位置まで更に下降させ、主鉤部７４ａを天井管４１に係合させることで、枠組３が折畳姿勢に保持される。

【0017】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記のものに限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変形が可能である。上記実施形態では、シングルアーム式のパンタグラフＰＧを例に説明したが、これに限定されるものではなく、所謂菱形や下枠交差形のものにも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、鉤部材７３は、主鉤部７４ａと補助鉤部７４ｂとが設けられている旋回自在な単一の部材で構成されているものを例に説明したが、これに限定されるものではない。

【0018】

図３を参照して、変形例に係る鉤部材８ａ，８ｂでは、正規下降位置にて天井管４１に係合する主鉤部８１ａが設けられた旋回自在な第１の部材８１と、中途下降位置にて天井管４１に係合する補助鉤部８２ａが設けられた旋回自在な第２の部材８２との２つの部材で構成されている。この場合、図３（ａ）に示すものでは、第１及び第２の各部材８１，８２が軸方向に間隔を置いて設けられる一方で、図３（ｂ）に示すものでは、第１及び第２の各部材８１，８２が軸方向に密接して（或いは、微小な隙間を存して）設けられる。これらは、例えば、主鉤部８１ａと補助鉤部８２ａが係合する鉤受けとしての係合部の形状等に応じて使い分けされ、このとき、第１及び第２の各部材８１，８２は、単一のアクチュエータで同期して旋回させることが好ましいが、別のアクチュエータで別々に旋回させてもよい。

【符号の説明】

【0019】

ＰＧ…パンタグラフ、１…台枠、２…主軸、３…枠組、３１…下枠、３３…上枠、４…集電舟、４１…係合部、５…主ばね、７…ロック機構、７３，８ａ，８ｂ…鉤部材、７４…鉤部、７４ａ…主鉤部、７４ｂ…補助鉤部、７６…コイルばね（付勢手段）、７７…アクチュエータ、８１…第１の部材、８２…第２の部材。

【図1】

【図2】

【図3】