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(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】2024-09-26
(45)【発行日】2024-10-04
(54)【発明の名称】集電装置取付構造
(51)【国際特許分類】
   B60L 5/39 20060101AFI20240927BHJP
   B61F 5/30 20060101ALI20240927BHJP
【FI】
B60L5/39
B61F5/30 Z
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2020098639
(22)【出願日】2020-06-05
(65)【公開番号】P2021192573
(43)【公開日】2021-12-16
【審査請求日】2023-03-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000163372
【氏名又は名称】近畿車輌株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】515332975
【氏名又は名称】近畿日本鉄道株式会社
(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】山中 崇司
【審査官】上野 力
(56)【参考文献】
【文献】特開2018-149902(JP,A)
【文献】特開2017-118670(JP,A)
【文献】実開昭57-104701(JP,U)
【文献】実開昭50-133608(JP,U)
【文献】国際公開第2018/096699(WO,A1)
【文献】特開2018-160985(JP,A)
【文献】実開昭53-022406(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B60L 5/39
B61F 5/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鉄道車両の長手方向に離れた2つの軸箱の一方に一端部が接続されているとともに他方に他端部が接続された梁と、
前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の上方に配置された第1弾性部材と、
前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の下方に配置され、前記第1弾性部材と非接続の第2弾性部材と、
前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の上方に配置された第1支持部材と、
前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の下方に配置され、前記第1支持部材と非
接続の第2支持部材と、
集電靴を有するとともに、前記梁に取り付けられる集電装置と
を備え、
前記梁は、鉄道車両の長手方向の端部に、水平方向に沿って配置される板状の支持体を
有し、
前記支持体の上方に前記第1弾性部材が配置され、
前記支持体の下方に前記第2弾性部材が配置され、
前記第1弾性部材と前記第2弾性部材とが前記支持体を上下方向に挟んでおり、
前記第1支持部材及び前記第2支持部材は、前記第1弾性部材、前記支持体、及び、第2弾性部材を上下方向に挟んでおり、
前記第1支持部材及び前記第2支持部材がそれぞれ前記軸箱に接続されている
ことを特徴とする集電装置取付構造。
【請求項2】
前記梁の上方に配置される第1ストッパーと、
前記梁の下方に配置される第2ストッパーとを備え、
前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材が静止状態のとき、前記梁と前記第1ストッパーとの間に間隙が存在するとともに、前記梁と前記第2ストッパーとの間に間隙が存在し、
前記第1ストッパーの弾性定数は、前記第1弾性部材の弾性定数より高く、
前記第2ストッパーの弾性定数は、前記第2弾性部材の弾性定数より高いことを特徴とする請求項1に記載の集電装置取付構造。
【請求項3】
前記集電装置は、前記集電靴を移動及び/又は回転させる駆動機構を有することを特徴
とする請求項1または2に記載の集電装置取付構造。
【請求項4】
前記駆動機構は、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が可能であり、且つ、前記集電靴を第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近付く方向へ回転させることが可能であること特徴とする請求項に記載の集電装置取付構造。
【請求項5】
前記梁に、上下方向に細長い長孔が形成され、
前記集電装置を前記梁に取り付ける固定具が、前記長孔に嵌まることを特徴とする請求項1~のいずれか1項に記載の集電装置取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、第三軌条用集電装置の取付構造に関する。
【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、「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】
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。第三軌条用集電装置は、その先端部である集電靴と地上に設けられた第三軌条とが摺動することで集電する。第三軌条用集電装置は、台車枠、軸箱、又は、軸箱間の梁等に取付けられている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2012-130142号公報
【0005】
分岐路等により第三軌条が途切れた区間の始終端付近では、集電靴をガイドするため、第三軌条の端部にエンドアプローチと呼ばれるなだらかな傾斜が形成されている。第三軌条用集電装置が台車枠に取り付けられている場合、車体積載量等により台車枠が上下方向に変位する。これに伴い、第三軌条用集電装置及びその先端部の集電靴が上下方向に変位する。集電靴の変位に対応するため、集電靴をガイドするエンドアプローチを、傾斜が大きい専用のエンドアプローチに変える必要がある。しかし、エンドアプローチの変更には、既存の設備(第三軌条)の改修が必要となる。
【0006】
台車枠が上下方向に変位するのに対し、軸箱又は梁は、車体積載量等が変わっても上下方向に殆ど変位しない。そのため、第三軌条用集電装置が軸箱又は梁に取り付けられる場合、既存の設備を改修しなくてよい。しかし、軸箱及び梁は、鉄道車両の走行中に振動する。これに伴い、軸箱又は梁に取り付けられた第三軌条用集電装置が振動する。第三軌条用集電装置が複雑な構造である場合、振動により第三軌条用集電装置が故障するおそれがある。
【0007】
本発明は、既存の設備の改修を不要とし、且つ、集電装置の振動を低減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】
【0008】
本発明の集電装置取付構造は、鉄道車両の長手方向に離れた軸箱に接続される梁と、前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の上方に配置された第1弾性部材と、前記軸箱と前記梁との間に配置されているとともに、前記梁の下方に配置され、前記第1弾性部材と非接続の第2弾性部材と、集電靴を有するとともに、前記梁に取り付けられる集電装置とを備え、前記第1弾性部材と前記第2弾性部材とが前記梁を上下方向に挟んでいる。
本発明において、「軸箱と梁との間に配置されている」とは、軸箱と梁とに挟まれた空間に配置されている場合だけに限られない。例えば、軸箱と梁とがある部材を介して接続されている場合、本発明では、ある部材が軸箱と梁とに挟まれた空間に配置されているかに関わらず、ある部材は「軸箱と梁との間に配置されている」。
【0009】
軸箱が振動した場合、第1弾性部材及び第2弾性部材により、梁の振動が低減する。これにより、梁に取り付けられた集電装置の振動が低減する。
また、軸箱に接続された梁は、車体積載量等が変化しても上下方向に殆ど変位しない。そのため、梁に取り付けられた集電装置及び集電靴も上下方向に殆ど変位しない。したがって、集電靴をガイドするエンドアプローチとして、傾斜が大きい専用のエンドアプローチを必要としない。そのため、既存の設備(第三軌条)の改修が不要である。
上記により、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置の振動を低減できる。また、集電装置が複雑な構造である場合、振動により集電装置が故障しやすい。上記構成によると、集電装置の振動が低減されるため、集電装置が複雑な構造であっても、故障しにくい。そのため、複雑な構造の集電装置を取り付けることが可能である。
【0010】
また、上記構成において、前記梁の上方に配置される第1ストッパーと、前記梁の下方に配置される第2ストッパーとを備え、前記第1弾性部材及び前記第2弾性部材が静止状態のとき、前記梁と前記第1ストッパーとの間に間隙が存在するとともに、前記梁と前記第2ストッパーとの間に間隙が存在し、前記第1ストッパーの弾性定数は、前記第1弾性部材の弾性定数より高く、前記第2ストッパーの弾性定数は、前記第2弾性部材の弾性定数より高いことが好ましい。
【0011】
上記構成によると、第1ストッパー及び第2ストッパーにより、梁の上下方向の振幅を所定の範囲内に抑えることができる。これにより、梁に取り付けられた集電装置の振動をより低減できる。
【0012】
また、上記構成において、前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の上方に配置された第1支持部材と、前記軸箱に支持されているとともに、前記梁の下方に配置され、前記第1支持部材と非接続の第2支持部材とを備え、前記第1支持部材及び前記第2支持部材は、前記第1弾性部材、前記梁、及び、第2弾性部材を上下方向に挟んでおり、前記第1支持部材および前記第2支持部材がそれぞれ前記軸箱に接続されていることが好ましい。
【0013】
上記構成によると、第1支持部材及び第2支持部材により、軸箱と梁との間で、第1弾性部材及び第2弾性部材が梁を上下方向に挟んだ状態を維持できる。これにより、集電装置の振動を確実に低減することができる。
【0014】
また、上記構成において、前記集電装置は、前記集電靴を移動及び/又は回転させる駆動機構を有することが好ましい。
また、上記構成において、前記駆動機構は、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が可能であり、且つ、前記集電靴を第三軌条から離れる方向及び第三軌条へ近付く方向へ回転させることが可能であることが好ましい。
【0015】
上記駆動機構により集電靴を移動及び/又は回転させることによって、集電靴を収納することができる。上記のように集電靴を収納可能な集電装置は、複雑な構造であることが多い。複雑な構造の集電装置は、振動により故障しやすい。上述した集電装置取付構造によると、集電装置の振動が低減されるため、複雑な構造の集電装置が取り付けられても、集電装置が故障しにくい。そのため、上述した集電装置取付構造は、集電靴を収納可能な集電装置を備え、且つ、集電靴を収納可能な集電装置が故障しにくい構造である。
【0016】
また、上記構成において、前記梁に、上下方向に細長い長孔が形成され、前記集電装置を前記梁に取り付ける固定具が、前記長孔に嵌まることが好ましい。
さらに、上記構成において、前記梁は、鉄道車両の長手方向の端部に、水平方向に沿って配置される板状の支持体を有し、前記支持体の上方に前記第1弾性部材が配置され、前記支持体の下方に前記第2弾性部材が配置され、前記第1弾性部材および第2弾性部材が前記支持体を上下方向に挟んでいることが好ましい。
【0017】
例えば、車輪が摩耗することにより、軸箱及び梁の位置が下がった場合、梁に取り付けられた集電装置及び集電靴の位置が下がる。しかし、地上に設置された第三軌条の高さは変化しない。
上記構成によると、梁に形成された長孔が上下方向に長いため、長孔での固定具の位置を上下方向に変えることにより、梁に対する集電装置の位置を上下方向に変えることができる。例えば、車輪が摩耗することにより、梁の位置が下がった場合、長孔での固定具の位置を高くすることにより、梁に対する集電装置の位置を高くすることができる。これにより、集電装置が有する集電靴の高さを、車輪の摩耗前とほぼ同じ高さにすることができる。そのため、車輪の摩耗前と同様に、集電靴を第三軌条に摺動させることができる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によると、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置の振動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本発明の実施形態に係る集電装置取付構造を備えた鉄道車両の模式図である。
図2図1に示す集電装置取付構造及びその周辺を示す図である。
図3図2のIIIの拡大図である。
図4図3のIV-IV線に沿った断面図である。
図5図3のV-V線に沿った断面図である。
図6】(a)及び(b)は集電装置の一例を示す図であり、集電靴を架空線及び非電化区間の車両限界Aに収納する工程を順に示す図である。
図7】(a)及び(b)は集電装置の一例を示す図であり、集電靴を架空線及び非電化区間の車両限界Aに収納する工程を順に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
本発明の好適な実施形態である集電装置取付構造について、図1図7を参照しつつ以下に説明する。なお、図4図7には、断面を示すハッチングを省略している。
【0021】
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、車輪4及び車輪5と、軸箱6及び軸箱7と、集電装置取付構造8とを備える。車体1の上方に、架線集電装置2が配置されている。架線集電装置2は、図示しない架線から集電する。車体1の下方に、台車3と、車輪4及び車輪5と、軸箱6及び軸箱7と、集電装置取付構造8とが配置されている。
【0022】
鉄道車両100は、内部電源装置(内部電源)101を備える。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。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。
【0023】
図1に示すように、車輪4と車輪5は、鉄道車両100の長手方向に離れている。車輪4の車軸の端部を支持する軸受(図示せず)が、軸箱6に収容されている。車輪5の車軸の端部を支持する軸受(図示せず)が、軸箱7に収容されている。軸箱6と軸箱7は、鉄道車両100の長手方向に離れている。
【0024】
図2に、台車3、集電装置取付構造8及びその周辺の拡大図を示している。集電装置取付構造8は、梁11と、集電装置12とを備える。
【0025】
梁11は、水平方向に沿って配置された細長い梁本体部21と、第1梁接続部22と、第2梁接続部23とを有する。第1梁接続部22は、梁本体部21の一端に取り付けられている。第2梁接続部23は、梁本体部21の他端に取り付けられている。第1梁接続部22は、第2梁接続部23より軸箱6に近い。第2梁接続部23は、第1梁接続部22より軸箱7に近い。
【0026】
梁本体部21の中央付近に、集電装置12が取り付けられている。集電装置12は、集電靴を有する(後述する図6の「集電靴60」参照)。梁11は、図2に示すように、軸箱6と軸箱7との間に配置されている。
【0027】
図3に、図2のIIIの拡大図を示している。図3に示すように、梁本体部21の一端に取り付けられた第1梁接続部22は、水平方向に沿って配置された支持体22pを有する。支持体22pの上に、第1弾性部材13が配置されている。支持体22pの下に、第2弾性部材14が配置されている。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、支持体22pを上下方向に挟んでいる。
【0028】
第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、上下方向に弾性変位可能である。本実施形態では、第1弾性部材13及び第2弾性部材14がバネである場合を例示している。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、上下方向に弾性変位可能であり、且つ、上下方向以外の方向に弾性変位可能な部材でもよい。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、バネ以外の部材でもよい。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、例えばゴムでもよい。
【0029】
図2及び図3には、第1弾性部材13及び第2弾性部材14が静止した状態を示している。この状態では、第1弾性部材13の上下方向の弾性力と、第2弾性部材14の上下方向の弾性力と、梁11の重力とが釣り合っている。図2及び図3に示す状態では、第1弾性部材13及び第2弾性部材14のいずれも弾性限界に至っていない。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、図2及び図3に示す状態から上下方向に弾性変位可能である。
【0030】
第1弾性部材13の上に、第1支持部材31が配置されている。第1支持部材31は、図3に示すように、第1接続部材41に接続されている。第1接続部材41は、軸箱6に接続されている。第1支持部材31は、第1接続部材41を介して、軸箱6に支持されている。
【0031】
第2弾性部材14の下に、第2支持部材32が配置されている。第2支持部材32は、第2接続部材42に接続されている。第2接続部材42は、軸箱6に接続されている。第2支持部材32は、第2接続部材42を介して、軸箱6に支持されている。
【0032】
第1支持部材31及び第2支持部材32は、第1弾性部材13、支持体22p及び第2弾性部材14を上下方向に挟んでいる。図4に示すように、ボルト33が、第1支持部材31、支持体22p及び第2支持部材32を上下方向に貫通している。ボルト33は、上下方向に締め付けられている。
【0033】
上記により、図3に示す梁11は、第1弾性部材13、第2弾性部材14、第1支持部材31、第2支持部材32、第1接続部材41及び第2接続部材42を介して、軸箱6に接続されている。第1弾性部材13は、梁11と軸箱6との間に配置されている。第2弾性部材14は、梁11と軸箱6との間に配置されている。
【0034】
図3に示すように、支持体22pの上方において、第1弾性部材13の横に、第1ストッパー15が配置されている。第1弾性部材13と第1ストッパー15とは、鉄道車両100の長手方向に並んでいる。第1ストッパー15は、第1弾性部材13より軸箱6に近い。第1ストッパー15は、第1支持部材31に取り付けられている。
【0035】
第1ストッパー15は、第1ストッパー対向部25の上方に配置されている。第1ストッパー対向部25は、支持体22pに取り付けられている。
【0036】
支持体22pの下方において、第2弾性部材14の横に、第2ストッパー16が配置されている。第2弾性部材14と第2ストッパー16とは、鉄道車両100の長手方向に並んでいる。第2ストッパー16は、第2弾性部材14より軸箱6に近い。第2ストッパー16は、第2支持部材32に取り付けられている。
【0037】
第2ストッパー16は、第2ストッパー対向部26の下方に配置されている。第2ストッパー対向部26は、支持体22pに取り付けられている。第1ストッパー対向部25、支持体22p及び第2ストッパー対向部26は、一体になっている。第1ストッパー対向部25、支持体22p及び第2ストッパー対向部26は、梁11の一部を構成している。
【0038】
図3に示すように、第1弾性部材13及び第2弾性部材14の静止状態において、第1ストッパー15と第1ストッパー対向部25との間に、間隙が存在する(図5参照)。第1弾性部材13及び第2弾性部材14の静止状態において、第2ストッパー16と第2ストッパー対向部26との間に、間隙が存在する(図5参照)。
【0039】
図3に示す梁11が振動することにより、第1ストッパー対向部25が第1ストッパー15に接する。第1ストッパー対向部25が第1ストッパー15に接した状態では、第1弾性部材13及び第2弾性部材14のいずれも弾性限界に至っていない。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、第1ストッパー対向部25が第1ストッパー15に接した状態から、さらに上下方向に弾性変形可能である。
【0040】
梁11が振動することにより、第2ストッパー対向部26が第2ストッパー16に接する。第2ストッパー対向部26が第2ストッパー16に接した状態では、第1弾性部材13及び第2弾性部材14のいずれも弾性限界に至っていない。第1弾性部材13及び第2弾性部材14は、第2ストッパー対向部26が第2ストッパー16に接した状態から、さらに上下方向に弾性変形可能である。
【0041】
第1ストッパー15は、第1弾性部材13より弾性変形しにくい。第1ストッパー15は、第1弾性部材13の弾性係数より高い弾性係数を有する材料からなる。第2ストッパー16は、第2弾性部材14より弾性変形しにくい。第2ストッパー16は、第2弾性部材14の弾性係数より高い弾性係数を有する材料からなる。第1ストッパー15及び第2ストッパー16は、弾性変形してもよく、弾性変形しなくてもよい。第1ストッパー15及び第2ストッパー16は、例えばゴムによって形成されている。第1ストッパー対向部25及び第2ストッパー対向部26の材質は、特に限定されない。第1ストッパー対向部25の材質は、例えば、第1ストッパー15の弾性係数と同じ弾性係数を有する材料、又は、第1ストッパー15の弾性係数より大きい弾性係数を有する材料でもよい。第1ストッパー対向部25の材質は、例えば、第1ストッパー15の材質と同じでもよい。第2ストッパー対向部26の材質は、例えば、第2ストッパー16の弾性係数と同じ弾性係数を有する材料、又は、第2ストッパー16の弾性係数以上の弾性係数を有する材料でもよい。第2ストッパー対向部26の材質は、例えば、第2ストッパー16の材質と同じでもよい。
【0042】
上記では、軸箱6の周辺の構成について説明したが、図2に示す軸箱7の周辺の構成についても軸箱6の周辺の構成と同様である。
【0043】
以上のように、本実施形態によると以下の効果を奏する。
鉄道車両100の走行中、図3に示す軸箱6が振動した場合、軸箱6の周辺では、第1弾性部材13及び第2弾性部材14が弾性変形することにより、梁11の振動が低減する。
図2に示す軸箱7の周辺でも、軸箱6の周辺と同様に、第1弾性部材13及び第2弾性部材14により梁11の振動が低減する。
これにより、梁11に取り付けられた集電装置12の振動が低減する。
【0044】
また、図2に示す軸箱6、軸箱7及び梁11は、車体積載量等が変化しても上下方向に殆ど変位しない。そのため、梁11に取り付けられた集電装置12及び集電靴(図6の集電靴60参照)も上下方向に殆ど変位しない。したがって、集電靴をガイドするエンドアプローチとして、傾斜が大きい専用のエンドアプローチを必要としない。そのため、地上に設置された既存の設備(第三軌条)の改修が不要である。
【0045】
上記より、集電装置取付構造8により、既存の設備の改修が不要であり、且つ、集電装置12の振動を低減できる。
【0046】
また、梁11が振動した場合、図3に示す第1ストッパー対向部25が第1ストッパー15に接するとともに、第2ストッパー対向部26が第2ストッパー16に接する。梁11の振幅が第1ストッパー15と第2ストッパー16との間の所定の範囲内に抑えられるため、集電装置12の振動をより低減できる。
【0047】
また、図3に示すように、第1支持部材31及び第2支持部材32により、軸箱6と梁11との間で、第1弾性部材13及び第2弾性部材14が支持体22pを上下方向に挟んだ状態を維持できる。これにより、梁11の振動を確実に低減できるため、梁11に取り付けられた集電装置12の振動を確実に低減することができる。
【0048】
また、集電装置12の振動を低減させるため、集電装置12及び梁11の固有振動数が、軸箱6及び軸箱7の固有振動数より小さくなるようにする。そのためには、例えば、第1弾性部材13の弾性定数及び第2弾性部材14の弾性定数を小さくすることが考えられる。路線ごとに軸箱6及び軸箱7の固有振動数が異なるため、各路線の軸箱6及び軸箱7の固有振動数に応じて、第1弾性部材13の弾性定数及び第2弾性部材14の弾性定数を調整することにより、路線ごとに集電装置12の振動低減に適した集電装置取付構造8を提供することができる。
【0049】
上記では、図3に示す軸箱6の周辺の効果について説明したが、図2に示す軸箱7の周辺においても、上記と同様な効果が得られる。
【0050】
次に、集電装置12について説明する。図6及び図7に、集電装置12の一例を示している。図6及び図7は、図3のVI-VI線に沿った図である。
【0051】
図6及び図7に示す「A」は架空線及び非電化区間の車両限界であり、「B」は第三軌条用車両限界である。「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6及び図7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。
【0052】
図6及び図7に示す集電装置12は、集電靴60と、集電靴60を移動及び回転させる駆動機構70とを備える。駆動機構70は、シリンダ71及びピストン72を有する駆動装置73と、ガイド部材74と、ねじりバネ75とを備える。集電装置12は、集電靴60を、「架空線及び非電化区間の車両限界A」に収納可能であり(図7(b)参照)、且つ、「第三軌条用車両限界B」に収納可能な装置である(図6(a))。
【0053】
シリンダ71は、保持枠81に取り付けられている。保持枠81は、梁本体部21(図2参照)に取り付けられている。ピストン72がシリンダ71内を移動する。ピストン72は、水平方向に対して傾斜した方向に移動する。駆動装置73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。
【0054】
保持枠81は、梁本体部21に、ボルト等の固定具90によって取り付けられている。梁本体部21に、固定具90が嵌まる長孔21mが形成されている。長孔21mは、上下方向に細長い。固定具90は、保持枠81に形成された図示しないボルト孔と長孔21mとが連通した部分に嵌まる。長孔21mで固定具90の位置を上下方向に変えることにより、梁本体部21に対する保持枠81及び集電装置12の高さが変わる。
【0055】
保持枠81に、ガイド部材74が保持されている。ガイド部材74には、後述する回転部材62が接する。
【0056】
ピストン72の先端部に、スライド部材82が取り付けられている。スライド部材82に、フレーム83が取り付けられている。
【0057】
フレーム83に、集電靴60の回転軸61が取り付けられている。回転軸61に、集電靴60と、回転部材62と、ねじりバネ75とが取り付けられている。回転部材62は、集電靴60と反対方向に突出している。集電靴60及び回転部材62は、回転軸61を中心に回転する。集電靴60及び回転軸61は、フレーム83に回転可能に保持されている。
【0058】
ねじりバネ75は、集電靴60が第三軌条110に近付く方向に、回転軸61を回転させる。ねじりバネ75により、集電靴60が第三軌条110に押し付けられる(図6(a)参照)。
【0059】
鉄道車両100が第三軌条方式を採用した路線に乗り入れているとき、図6(a)に示すように、集電装置12が第三軌条用車両限界Bに納まっている。集電靴60は、第三軌条110に接している。
【0060】
ピストン72をシリンダ71内へ後退させると、図6(b)に示すように、スライド部材82、フレーム83及び集電靴60が、第三軌条110から離れる方向へ、斜め上方に移動する。集電靴60は、ねじりバネ75により、第三軌条10に押し付けられている。
【0061】
ピストン72をさらに後退させると、スライド部材82、フレーム83及び集電靴60が斜め上方へさらに移動し、回転部材62がガイド部材74に接する。ガイド部材74が回転部材62に干渉することにより、回転部材62及び集電靴60が第三軌条110から離れる方向へ回転する。(図7(a)参照)。
【0062】
ピストン72をさらに後退させると、スライド部材82、フレーム83及び集電靴60が斜め上方へさらに移動しつつ、集電靴60及び回転部材62が第三軌条110から離れる方向へさらに回転する。集電靴60及び集電装置12が、架空線及び非電化区間の車両限界Aに納まる(図7(b)参照)。
【0063】
図7(b)に示す状態から、集電靴60を張り出す場合、ピストン72を押し出す。スライド部材82、フレーム83及び集電靴60は、斜め下方へ移動しつつ、集電靴60及び回転部材62が第三軌条110に近付く方向へ回転する(図7(a)参照)。回転部材62がガイド部材74から離れると(図6(b)参照)、集電靴60及び回転部材62は、斜め下方へ移動しつつ、ねじりバネ75により第三軌条10に近付くように回転し、集電靴60が第三軌条10に接する(図6(a)参照)。
【0064】
上記のように、集電装置12は、駆動機構70により、集電靴60を「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である。このような装置は、複雑な構造であることが多い。例えば、シリンダ71及びピストン72等を有する駆動機構70を備えた集電装置12は、複雑な構造であることが多い。複雑な構造の集電装置12は、振動により故障しやすい。本実施形態の集電装置取付構造8によると、上述したように、集電装置12の振動が低減されるため、複雑な構造の集電装置12が取り付けられても、集電装置12が故障しにくい。したがって、本実施形態の集電装置取付構造8は、上記のような複雑な構造を有する集電装置12を取り付けることが可能である。また、本実施形態の集電装置取付構造8は、上記のような集電靴60を収容可能な集電装置12を備えつつ、その集電装置12が故障しにくい構造である。
【0065】
また、車輪が摩耗することにより、図2に示す軸箱6及び軸箱7の位置が下がった場合、梁11とともに集電装置12及び集電靴60(図6(a)参照)の位置が下がる。しかし、第三軌条110の高さは変化しない。
本実施形態では、図6(a)に示すように、梁本体部21に、ボルト等の固定具90が嵌まる長孔21mが形成されている。長孔21mは、上下方向に細長い。車輪の摩耗等により梁本体部21の位置が下がった場合、長孔21mで固定具90の位置を高くすることにより、梁本体部21に対する保持枠81及び集電装置12の位置を高くすることができる。これにより、集電靴60の高さを車輪の摩耗前とほぼ同じ高さにすることができるため、車輪の摩耗前と同様に、集電靴60を第三軌条110に摺動可能である。
【0066】
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。
【0067】
例えば、上述の実施形態において、図2に示す梁11と軸箱6との接続は、図3に示すように、第1弾性部材13、第2弾性部材14、第1支持部材31、第2支持部材32、第1接続部材41及び第2接続部材42を介して、行われている。しかし、梁11と軸箱6とを接続する構成は、上記構成に限定されない。例えば、梁11と軸箱6とが別の部材を介して接続されていてもよい。また、梁11と軸箱6との接続に、第1接続部材41及び第2接続部材42を使用しなくてもよい。例えば、第1支持部材31及び第2支持部材32が軸箱6に直接接続されていてもよい。
図2に示す梁11と軸箱7とを接続する構成についても、上記と同様に変更可能である。
【0068】
また、上述の実施形態では、図3に示すように、梁11の支持体22pの上に、1つの第1弾性部材13が配置されている。しかし、支持体22pの上に、2つ以上の第1弾性部材が配置されていてもよい。また、図3では、支持体22pの下に、1つの第2弾性部材14が配置されている。しかし、支持体22pの下に、2つ以上の第2弾性部材が配置されていてもよい。
【0069】
また、上述の実施形態では、図3に示すように、集電装置取付構造8が、第1ストッパー15及び第2ストッパー16を有する。しかし、集電装置取付構造8が、第1ストッパー15及び第2ストッパー16を有さなくてもよい。
【0070】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、第1弾性部材13と第1ストッパー15とが、鉄道車両100の長手方向に並んでいる。しかし、第1弾性部材13と第1ストッパー15との位置関係は、図3に示すものに限られない。例えば、第1弾性部材13と第1ストッパー15とが、鉄道車両100の幅方向に並んでいてもよい。
第2弾性部材14と第2ストッパー16との位置関係についても、上記と同様に変更可能である。
【0071】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、第1ストッパー15が第1弾性部材13より軸箱6に近い。しかし、第1ストッパー15が第1弾性部材13より軸箱6から遠い位置に配置されていてもよい。第1弾性部材13と第1ストッパー15とが、軸箱6から同じ距離に配置されてもよい。
第2弾性部材14と第2ストッパー16との位置関係についても、上記と同様に変更可能である。
【0072】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、第1ストッパー15が第1支持部材31に取り付けられている。しかし、第1ストッパー15は、別の部材に取り付けられていてもよい。また、第1ストッパーと第1支持部材とが1の部材から形成されていてもよい。例えば、第1支持部材から第1ストッパーに相当する部分が突出していてもよい。
第2ストッパー16と第2支持部材32とについても、上記と同様に変更可能である。
【0073】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、軸箱6に保持された第1支持部材31及び第2支持部材32が、第1弾性部材13、支持体22p及び第2弾性部材14を上下方向に挟んでいる。これにより、軸箱6と梁11との間で、第1弾性部材13及び第2弾性部材14が支持体22pを挟んだ状態を維持している。しかし、軸箱6と梁11との間で、第1弾性部材13及び第2弾性部材14が支持体22pを挟んだ状態を維持するための構成は、上記構成以外の構成でもよい。
【0074】
また、上記では、集電装置取付構造8の梁11に取り付けられる集電装置として、集電靴60を収納可能な集電装置12を例示した(図6図7参照)。しかし、集電装置は、集電靴60を収納可能な集電装置12に限られない。例えば、集電靴が収納されない集電装置でもよい。集電靴を移動及び/又は回転させる駆動機構を備えていない集電装置でもよい。
また、集電靴を収納可能な集電装置は、図6及び図7に示す集電装置12に限られない。図6及び図7に示す集電装置12以外の構成により、集電靴を収納可能な集電装置でもよい。上記では、集電靴60を水平方向に対して傾斜した方向に移動させ、且つ、集電靴60を回転させる駆動機構70を備えた集電装置12について説明したが、集電靴を移動だけ又は回転だけさせる駆動機構を備えた集電装置でもよい。集電靴を水平方向に移動及び/又は回転させる駆動機構を備えた集電装置でもよい。
【0075】
また、上記では、図6(a)に示すように、梁本体部21に、ボルト等の固定具90が嵌まる長孔21mが形成されている。しかし、梁本体部21に形成された固定具90が嵌まる孔は長孔でなくてよい。この場合、集電装置12の保持枠81に形成された固定具90が嵌まる孔が上下方向に細長い長孔でもよい。
【0076】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、第1ストッパー15が、第1ストッパー対向部25と上下方向に対向する。第2ストッパー16が、第2ストッパー対向部26と上下方向に対向する。しかし、梁11が第1ストッパー対向部25及び第2ストッパー対向部26を有さなくてもよい。例えば、第1ストッパー15及び第2ストッパー16が、第1梁接続部22の支持体22pに対向して配置されてもよい。この場合、支持体22pの厚さを厚くすることにより、支持体22pを第1ストッパー15及び第2ストッパー16に近付けてもよい。
【0077】
また、上述の実施形態において、図3に示すように、梁11の支持体22pの上方に、第1弾性部材13及び第1ストッパー15が配置されている。支持体22pの下方に、第2弾性部材14及び第2ストッパー16が配置されている。しかし、梁本体部21の上方に、第1弾性部材13及び/又は第1ストッパー15が配置されてもよい。梁本体部21の下方に、第2弾性部材14及び/又は第2ストッパー16が配置されてもよい。
【0078】
また、本発明の集電装置取付構造は、ダンパーをさらに備えていてもよい。例えば、ダンパーは、梁と軸箱に接続されていてもよい。ダンパーは、梁と台車枠に接続されてもよい。ダンパーと梁は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーと軸箱は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーと台車枠は、直接接続されていてもよく、他の部材を介して接続されていてもよい。ダンパーの構成は特に限定されない。例えば、オイルダンパーを採用してもよい。
例えば、本実施形態において、ダンパーが、図3に示す梁本体部21又は第1梁接続部22に接続されていてもよい。ダンパーが、図3に示す軸箱6に接続されていてもよい。ダンパーが、図3に示す第1支持部材31又は第1接続部材41に接続されていてもよい。ダンパーが、図3に示す台車3の台車枠に接続されていてもよい。
ダンパーにより梁の共振時の振動の大きさ(振幅)を小さく抑えられる。これにより、共振時の集電装置の振動の大きさを小さく抑えられる。
【0079】
上記では、主に、図3に示す軸箱6の周辺の変形例について説明したが、図2に示す軸箱7の周辺においても、上記と同様に変更可能である。
【0080】
また、上述の実施形態に係る集電装置取付構造8を備えた鉄道車両100は、内部電源装置(内部電源)101を備えるが、鉄道車両100は、内部電源装置(内部電源)101を備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【0081】
1 車体
2 架線集電装置
3 台車
4、5 車輪
6、7 軸箱
8 集電装置取付構造
11 梁
12 集電装置
13 第1弾性部材
14 第2弾性部材
15 第1ストッパー
16 第2ストッパー
21 梁本体部
21m 長孔
22 第1梁接続部
22p 支持体
23 第2梁接続部
25 第1ストッパー対向部
26 第2ストッパー対向部
31 第1支持部材
32 第2支持部材
41 第1接続部材
42 第2接続部材
60 集電靴
61 回転軸
62 回転部材
70 駆動機構
71 シリンダ
72 ピストン
73 駆動装置
74 ガイド部材
75 ねじりバネ
90 固定具
100 鉄道車両
101 内部電源装置(内部電源)
110 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