JP2003023701A - Pantograph device for car with snow-melting mechanism - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a structure that enables a car to be operated without requiring severe insulation treatment, even if electric heaters for preventing the accretion of snow on a pantograph body are disconnected. SOLUTION: A high-tension transmission cable 19b, that makes a high-tension current flow for conducting a drive motor 22, is wound on a part of a transformer core 23. A low-tension transmission cable 21a, that is connected to each of the electric heaters 20a, 20b to constitute a closed circuit, is wound on the remaining part of the transformer core 23. A low-voltage current, which flows in the low-voltage cable 21a when the high-tension transmission cable 19b is conducted, raises the temperature of each of the heaters 20a, 20b. Because these heaters 20a, 20b are arranged on a support plate 2 isolated from the car, severe insulation treatment is unnecessary, even if safety is taken into consideration.

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、鉄道車両（電
車）の屋根に取り付けられ、架線から電力を取り入れる
車両用パンタグラフ装置のうち、降雪地での使用を考慮
して、パンタグラフに付着した雪を溶かす為の融雪機能
を備えた融雪機構付車両用パンタグラフ装置の改良に関
する。 【０００２】 【従来の技術】鉄道車両用のパンタグラフ装置として従
来から、図３〜４に示す様な構造のものが知られてい
る。車両の屋根１上に支持プレート２を、碍子３、３を
介して支持している。従ってこの支持プレート２は、上
記車両の本体部分とは絶縁されている。この支持プレー
ト２の上面に支持管４を、この車両の幅方向（図４の表
裏方向）に設けられた第一の横軸５を中心とする揺動を
自在として設けている。そして、上記支持管４の中間部
に、下枠６の下端部を、溶接、ねじ止め等により結合固
定している。又、この下枠６の上端部に上枠７の下端部
を、上記第一の横軸５と平行な第二の横軸８を中心とす
る揺動を自在として連結している。更に、上記上枠７の
上端部に集電舟９を、上記第一、第二の横軸５、８と平
行な第三の横軸１０を中心とする揺動を自在として連結
している。上記集電舟９は、上記車両の幅方向に配置さ
れており、上面に摺り板１１、１１を設置している。 【０００３】又、上記支持管４には、この支持管４の中
間部下側に固設したブラケット１２と上記支持プレート
２との間に設けた引っ張りばね１３により、上記下枠６
を立ち上げる方向の弾力を付与している。又、上記下枠
６の上端部と上記上枠７の下端部との連結部には、図示
しない立ち上げ機構を設けて、上記引っ張りばね１３に
より上記下枠６が立ち上がった場合に、上記上枠７をこ
の下枠６と同じ様に上方に向け立ち上がらせる様にして
いる。尚、この様な立ち上げ機構に関しては、従来から
広く知られており、本発明の要旨でもない為、図示並び
に詳しい説明は省略する。更に、上記集電舟９は上記上
枠７の上端部に、この集電舟９の上面と架線１４の下縁
とを平行にすべく、この架線１４の下縁に倣う様に、上
記第三の横軸１０を中心とする揺動を自在に支持してい
る。 【０００４】又、上記支持管４の中間部下側に設けた別
のブラケット１２ａと上記支持プレート２の間には、エ
アシリンダ等のアクチュエータ１５を設けている。上記
集電舟９を上記架線１４から離して下降すべく、上記下
枠６と上枠７とから成るパンタグラフ本体１６を折り畳
む場合には、上記アクチュエータ１５を伸長させる。こ
の結果、上記下枠６が上記第一の横軸５を中心として図
４の反時計方向に、上記上枠７が上記第二の横軸８を中
心として図４の時計方向に、それぞれ揺動して、上記パ
ンタグラフ本体１６が折り畳まれ、上記集電舟９が下降
する。この集電舟９が下降し切った状態では、上記支持
プレート２の上面に設けた鉤片１８が、この集電舟９の
一部と係合して、上記アクチュエータ１５が伸長方向の
力を喪失した後に於いても、上記集電舟９が上昇しない
様にする。 【０００５】上述の様なパンタグラフ装置を降雪地で使
用する場合、図５に略示する様に、上記集電舟９及びパ
ンタグラフ本体１６に着雪（雪が付着）する事が避けら
れない。即ち、これら集電舟９及びパンタグラフ本体１
６には、降雪時に直接雪１７が付着する他、上記架線１
４に付着して車両の走行に伴って前記摺り板１１、１１
により掻き取られた雪１７が付着する。この様にして上
記集電舟９及びパンタグラフ本体１６に付着した雪１７
の量が多くなると、この雪１７の重みでこのパンタグラ
フ本体１６が折り畳まれ、車両を走行させる為に上記架
線１４から電力を取り入れる必要があるにも拘らず、上
記摺り板１１、１１がこの架線１４から離れ、車両の走
行が不可能になる可能性がある。或は、車両の運行を停
止した後、上記パンタグラフ本体１６を折り畳もうとし
た場合に、図６に示す様に、上記下枠６と上記上枠７と
の間に雪１７が挟まって、上記パンタグラフ本体１６を
折り畳めなくなる。 【０００６】この様な不都合の発生を防止する為に従来
から、降雪地を走行する鉄道車両のパンタグラフ装置と
して、雪が付着しにくい形状のものを使用したり、表面
に雪が付着しにくい（ワックス、撥水材、ＰＴＦＥ等
の）コーティングを施したり、パンタグラフ本体及び集
電舟を雪が付着しにくい材料により造る事が考えられ、
一部で行なわれている。但し、これらの方法は、何れも
十分な効果を得にくい為、近年は、パンタグラフ装置に
融雪の為の電熱ヒータを設置する事が行なわれる様にな
っている。図７〜８は、この様な事情で電熱ヒータを設
置した、融雪機構付車両用パンタグラフ装置の従来構造
の２例を示している。 【０００７】先ず、図７に示した第１例の構造は、架線
１４から取り入れた高圧電流を取り入れる為、例えば２
２０００Ｖ程度の高圧電流を流す高圧送電ケーブル１９
の途中に電熱ヒータ２０ａ、２０ｂを、この高圧送電ケ
ーブル１９に対し直列に設け、これら各電熱ヒータ２０
ａ、２０ｂにより、パンタグラフ本体１６を構成する上
枠７及び下枠６を加熱する様にしている。これに対して
図８に示した第２例の構造は、一度車両の内部に取り入
れて１００Ｖ程度に降圧して低圧電流を、低圧送電ケー
ブル２１を介して支持プレート２の上側に取り出して各
電熱ヒータ２０ａ、２０ｂに通電し、パンタグラフ本体
１６を構成する上枠７及び下枠６を加熱する様にしてい
る。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】図７に示した従来構造
の第１例の場合、ヒータ２０ａ、２０ｂの何れかが断線
すると、車両内に走行用の電力を取り込む事ができなく
なって、車両が停止してしまう。又、上記各ヒータ２０
ａ、２０ｂに印加される電圧が高い為、これら各ヒータ
２０ａ、２０ｂの温度制御が難しいだけでなく、これら
各ヒータの作動・停止を制御する為のスイッチ等が大型
化する。 【０００９】これに対して図８に示した従来構造の第２
例の場合には、ヒータ２０ａ、２０ｂの断線時にも車両
が停止する事を防止でき、小型のスイッチ等で温度制御
を容易に行なえる代わりに、絶縁処理が面倒になる。即
ち、パンタグラフ本体１６には、架線１４から取り入れ
た、２２０００Ｖもの高電圧を直接流すものがある。
又、直接流さずに別途高圧送電ケーブルを備えたもので
あっても、降雨時や着雪時等、上記パンタグラフ本体１
６が濡れた場合には、２２０００Ｖ程度の高圧が、この
パンタグラフ本体１６に印加される可能性がある。図８
に示した構造で、上記ヒータ２０ａ、２０ｂ及び低圧送
電ケーブル２１の絶縁が破壊された場合には、上記高圧
がこの低圧送電ケーブル２１を通じて車体側に流れ、車
両側に設けた、低圧で動作する機器を破壊する等、危険
な状態となる。この様な危険な状態を回避する為、上記
ヒータ２０ａ、２０ｂ及び低圧送電ケーブル２１を上記
パンタグラフ本体１６に対し、碍子を使用して（絶縁層
が破壊された状態でも）絶縁した状態で設置する必要が
ある。但し、２２０００Ｖもの高電圧を絶縁する為に
は、例え直流であるにしても、絶縁長さが５０mm以上の
碍子が必要になる。実際上、この様な碍子を上記パンタ
グラフ本体１６に設置する事は難しい。本発明の融雪機
構付車両用パンタグラフ装置は、この様な事情に鑑みて
発明したものである。 【００１０】 【課題を解決するための手段】本発明の融雪機構付車両
用パンタグラフ装置は、前述の従来から知られている融
雪機構付車両用パンタグラフ装置と同様に、支持プレー
トと、下枠と、上枠と、集電舟と、高圧送電ケーブル
と、電熱ヒータとを備える。このうちの支持プレート
は、車両の屋根上にこの車両と絶縁された状態で設けら
れている。又、上記下枠は、上記支持プレートの上面に
その下端部を、上記車両の幅方向に設けられた第一の横
軸を中心とする揺動を自在として設けられている。又、
上記上枠は、上記下枠の上端部にその下端部を、上記第
一の横軸と平行な第二の横軸を中心とする揺動を自在と
して連結されている。又、上記集電舟は、上記上枠の上
端部に、この第二の横軸と平行な第三の横軸を中心とす
る揺動を自在として連結された状態で、上記車両の幅方
向に配置されている。又、上記高圧送電ケーブルは、上
記集電舟により架線から取り込んだ高圧の交流を車体側
に取り込む為のものである。更に、上記電熱ヒータは、
少なくとも上記下枠及び上枠に沿って配置されたもの
で、（架線を流れる電流よりも低電圧である）低圧の交
流を通電される事により発熱する。 【００１１】特に、本発明の融雪機構付車両用パンタグ
ラフ装置に於いては、上記電熱ヒータの両端部とこの電
熱ヒータに通電する為の低圧送電ケーブルの両端部とを
接続する事により閉鎖回路を構成している。これと共
に、上記支持プレートの一部に変圧器用鉄心を、この支
持プレートと絶縁した状態で設けている。そして、上記
高圧送電ケーブルの一部をこの変圧器用鉄心の一部に、
上記低圧送電ケーブルの一部をこの変圧器用鉄心の残り
部分の一部に、それぞれ巻回する事により、上記高圧送
電ケーブルに流れる高圧の交流に基づいて上記低圧送電
ケーブルに惹起される低圧の交流を、上記電熱ヒータに
通電する様に構成している。 【００１２】 【作用】上述の様に構成する本発明の融雪機構付車両用
パンタグラフ装置の運転時には、高圧送電ケーブルに流
れる高圧の交流に基づいて低圧送電ケーブルに低圧の交
流が、電磁誘導により惹起される。そしてこの低圧の交
流が電熱ヒータに通電されて、この電熱ヒータが下枠及
び上枠を含むパンタグラフ本体を加熱し、このパンタグ
ラフ本体に付着した雪を溶かす。上記電熱ヒータ及び低
圧送電ケーブルは、走行用の電力を取り入れる為の高圧
送電ケーブルとは別個の回路を構成している為、仮に電
熱ヒータが断線した場合でも、車両の走行の為の電力の
取り入れが不能になる事はない。又、上記電熱ヒータ及
び低圧送電ケーブルは、何れも、車体とは絶縁された支
持プレート上に設置されているので、仮にこれら電熱ヒ
ータ及び低圧送電ケーブルに高圧電流が流れ込んでも、
この高圧電流が、上記高圧送電ケーブルの回路とは別系
統で、車両側に送り込まれる事はない。従って、安全性
を考慮しても、上記電熱ヒータ及び低圧送電ケーブルの
絶縁を厳密に行なう必要はない。 【００１３】 【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の１例を示している。本発明の融雪機構付車両用パンタ
グラフ装置を構成する支持プレート２はその四隅部分を
車両の屋根１上に、この車両と絶縁された状態で設置し
ている。そして、上記支持プレート２の上面に下枠６の
下端部を、上記車両の幅方向（図１の表裏方向、図２の
左右方向）に設けられた第一の横軸５を中心とする揺動
を自在として支持している。そして、この下枠６の上端
部に上枠７の下端部を、上記第一の横軸５と平行な第二
の横軸８を中心とする揺動を自在として連結している。
更に、上記上枠７の上端部に集電舟９を、上記第一、第
二の横軸５、８と平行な第三の横軸１０を中心とする揺
動を自在として連結した状態で、上記車両の幅方向に配
置している。 【００１４】上記集電舟９の上面に設置した摺り板１
１、１１により、架線１４から取り込んだ高圧の交流
は、上記下枠６及び上記上枠７と、これら両枠６、７と
直列に接続した高圧送電ケーブル１９ａ、１９ｂとによ
り、車体側に設置した走行用モータ２２の制御回路（図
示省略）に送り込み自在としている。更に、上記下枠６
及び上枠７、並びに上記集電舟９には、それぞれ電熱ヒ
ータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃを設置して、これら各電熱
ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃへの通電に基づき、上記
下枠６及び上枠７、並びに上記集電舟９に付着した雪を
溶かす様にしている。以上の構成は、従来から知られて
いる融雪機構付車両用パンタグラフ装置とほぼ同様であ
るから、詳しい図示並びに説明は省略する。 【００１５】特に、本例の融雪機構付車両用パンタグラ
フ装置に於いては、上記各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ同士を互いに直列に接続すると共に、両端部に位
置する電熱ヒータ２０ａ、２０ｃの端部と、これら各電
熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに通電する為の低圧送
電ケーブル２１ａの両端部とを接続する事により、閉鎖
回路を構成している。この閉回路中には、接続用のコネ
クタやＯＮ、ＯＦＦ用のスイッチ、温度制御用の抵抗等
を除き、上記各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び
低圧送電ケーブル２１ａ以外の部品は実質的に存在しな
い。 【００１６】一方、前記支持プレート２の上面に、変圧
器用鉄心２３を、図示しない碍子等により、この支持プ
レート２と絶縁した状態で設置している。そして、上記
変圧器用鉄心２３の一部に、上述の様な閉回路を構成す
る、上記低圧送電ケーブル２１ａの一部を巻回してい
る。これに対して、上記高圧送電ケーブル１９ｂの一部
を上記変圧器用鉄心２３の残り部分の一部に巻回してい
る。この変圧器用鉄心２３に対する巻回量（巻き付け回
数）は、上記高圧送電ケーブル１９ｂを多く、上記低圧
送電ケーブル２１ａを少なくしている。尚、各巻回量
は、上記高圧送電ケーブル１９ｂを２２０００Ｖの高圧
の交流が流れた場合に、上記低圧送電ケーブルに１００
Ｖ程度の低圧の交流が流れる程度に設定する。この様な
構成により、上記高圧送電ケーブル１９ｂに流れる高圧
の交流に基づいて、上記低圧送電ケーブル２１ａに、低
圧の交流が惹起され、この低圧電流が、上記各電熱ヒー
タ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに通電される様にしている。 【００１７】上述の様に構成する本例の融雪機構付車両
用パンタグラフ装置の運転時には、上記高圧送電ケーブ
ル１９ｂに流れる高圧電流に基づいて、上記低圧送電ケ
ーブル２１ａに低圧電流が、電磁誘導により惹起され
る。そしてこの低圧電流が上記各電熱ヒータ２０ａ、２
０ｂ、２０ｃに通電され、これら各電熱ヒータ２０ａ、
２０ｂ、２０ｃが、前記下枠６、上枠７、及び集電舟９
を加熱して、これらこの下枠６、上枠７、及び集電舟９
に付着した雪を溶かす。 【００１８】特に、本例の融雪機構付車両用パンタグラ
フ装置の場合には、上記各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、
２０ｃ及び上記低圧送電ケーブル２１ａは、走行用の電
力を取り入れる為の上記上枠６、下枠７、及び高圧送電
ケーブル１９ａ、１９ｂとは別個の回路を構成してい
る。この為、仮に上記各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２
０ｃのうちの何れかの電熱ヒータ、或は上記低圧送電ケ
ーブル２１ａが断線した場合でも、車両の走行の為の電
力の取り入れが不能になる事はない。又、上記各電熱ヒ
ータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流れる電流は低圧である
為、温度調節も容易であり、この為の制御スイッチ等が
大型化する事もない。 【００１９】又、上記各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２
０ｃ及び上記低圧送電ケーブル２１ａは、何れも、前記
各碍子３、３により車体とは絶縁された支持プレート２
上に設置されている。この為、仮に上記各電熱ヒータ２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び上記低圧送電ケーブル２１ａ
の絶縁被覆が破損する等により、これら各電熱ヒータ２
０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び上記低圧送電ケーブル２１ａ
に高圧電流が流れ込んでも、この高圧電流が、上記高圧
送電ケーブル１９ｂの回路とは別系統で、車両側に送り
込まれる事はない。従って、安全性を考慮しても、上記
各電熱ヒータ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ及び上記低圧送電
ケーブル２１ａの絶縁を厳密に行なう必要はない。 【００２０】尚、以上の説明は、パンタグラフ本体の形
状が、車両の進行方向に関して前後非対称である構造に
本発明を適用した場合に就いて行なった。但し、本発明
は、この様な非対称形状のパンタグラフ本体を有する構
造に限らず、図９に示す様に、前後対称形状のパンタグ
ラフ本体１６ａを有する構造で実施する事もできる。但
し、この様なパンタグラフ本体１６ａは、非対称形状の
ものに比べて、雪が付着し易い為、雪害防止の面からは
不利である。 【００２１】 【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、鉄道車両の安全運行並びに安定運行を可能
にできる融雪機構付車両用パンタグラフ装置を低コスト
で実現して、降雪地での鉄道の定時運行確保に関し、大
きな役割を果たす事ができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pantograph device for a vehicle, which is mounted on a roof of a railway car (train) and receives power from an overhead line, for use in a snowy area. In consideration of the above, the present invention relates to an improvement of a pantograph device for a vehicle having a snow melting mechanism having a snow melting function for melting snow attached to the pantograph. 2. Description of the Related Art Conventionally, a pantograph device for a railway vehicle having a structure as shown in FIGS. A support plate 2 is supported on a roof 1 of a vehicle via insulators 3 and 3. Therefore, the support plate 2 is insulated from the main body of the vehicle. A support tube 4 is provided on the upper surface of the support plate 2 so as to freely swing about a first horizontal shaft 5 provided in the width direction of the vehicle (the front and back direction in FIG. 4). The lower end of the lower frame 6 is fixedly connected to the intermediate portion of the support tube 4 by welding, screwing, or the like. Further, the lower end of the upper frame 7 is connected to the upper end of the lower frame 6 so as to freely swing about a second horizontal axis 8 parallel to the first horizontal axis 5. Further, a current collecting boat 9 is connected to the upper end of the upper frame 7 so as to freely swing about a third horizontal axis 10 parallel to the first and second horizontal axes 5 and 8. . The current collecting boat 9 is arranged in the width direction of the vehicle, and has sliding plates 11 and 11 on its upper surface. The lower frame 6 is attached to the support tube 4 by a tension spring 13 provided between a bracket 12 fixedly provided below the intermediate portion of the support tube 4 and the support plate 2.
The elasticity in the direction of starting is given. A rising mechanism (not shown) is provided at a connecting portion between the upper end of the lower frame 6 and the lower end of the upper frame 7, and when the lower frame 6 is raised by the tension spring 13, the upper The frame 7 is made to rise upward like the lower frame 6. It should be noted that such a start-up mechanism has been widely known from the past and is not the gist of the present invention, and therefore, illustration and detailed description thereof are omitted. Further, the current collecting boat 9 is placed on the upper end of the upper frame 7 so as to follow the lower edge of the overhead wire 14 so that the upper surface of the current collecting boat 9 and the lower edge of the overhead wire 14 are parallel to each other. The swing about the third horizontal axis 10 is freely supported. [0004] An actuator 15 such as an air cylinder is provided between the support plate 2 and another bracket 12 a provided below the intermediate portion of the support tube 4. When the pantograph body 16 composed of the lower frame 6 and the upper frame 7 is folded to lower the current collecting boat 9 away from the overhead wire 14, the actuator 15 is extended. As a result, the lower frame 6 swings counterclockwise in FIG. 4 around the first horizontal axis 5, and the upper frame 7 swings clockwise in FIG. 4 around the second horizontal axis 8. Then, the pantograph main body 16 is folded, and the current collecting boat 9 descends. When the current collecting boat 9 is completely lowered, the hooks 18 provided on the upper surface of the support plate 2 engage with a part of the current collecting boat 9, and the actuator 15 applies a force in the extension direction. Even after the loss, the current collecting boat 9 is prevented from rising. When the above-described pantograph device is used in a snowfall area, it is inevitable that snow accumulates (snow adheres) on the current collecting boat 9 and the pantograph body 16 as schematically shown in FIG. That is, the collecting boat 9 and the pantograph body 1
6 directly attaches snow 17 during snowfall, and the overhead line 1
4 and the sliding plates 11 and 11 are attached as the vehicle travels.
As a result, the snow 17 scraped off adheres. In this way, the snow 17 adhering to the current collecting boat 9 and the pantograph main body 16 is obtained.
When the amount of the snow increases, the pantograph body 16 is folded by the weight of the snow 17 and the sliding plates 11 and 11 are connected to the overhead wire 11 in spite of the necessity of taking in the electric power from the overhead wire 14 to run the vehicle. 14 and the vehicle may not be able to travel. Alternatively, when the operation of the vehicle is stopped and the pantograph body 16 is to be folded, as shown in FIG. 6, snow 17 is sandwiched between the lower frame 6 and the upper frame 7, The pantograph body 16 cannot be folded. Conventionally, in order to prevent the occurrence of such inconvenience, a pantograph device of a railway vehicle running on a snowfall area has a shape in which snow hardly adheres or a snow hardly adheres to the surface (wax, wax, etc.). It is conceivable to apply a coating such as water repellent material, PTFE, etc., or to make the pantograph body and the current collector boat from materials to which snow does not easily adhere.
Some have been done. However, all of these methods are difficult to obtain a sufficient effect, and in recent years, an electric heater for melting snow has been installed in a pantograph apparatus. FIGS. 7 and 8 show two examples of a conventional structure of a vehicle pantograph equipped with a snow melting mechanism, in which an electric heater is installed under such circumstances. [0007] First, the structure of the first example shown in FIG.
High voltage power transmission cable 19 for passing high voltage current of about 2000V
The electric heaters 20a and 20b are provided in series with the high-voltage power transmission cable 19 in the middle of
The upper frame 7 and the lower frame 6 constituting the pantograph main body 16 are heated by a and 20b. On the other hand, in the structure of the second example shown in FIG. 8, the low-voltage current is once taken into the vehicle, lowered to about 100 V, and the low-voltage current is taken out to the upper side of the support plate 2 through the low-voltage power transmission cable 21 and each electric heat The heaters 20a and 20b are energized to heat the upper frame 7 and the lower frame 6 constituting the pantograph body 16. In the case of the first example of the conventional structure shown in FIG. 7, if any one of the heaters 20a and 20b is disconnected, it becomes impossible to take the electric power for traveling into the vehicle. The vehicle stops. Further, each of the heaters 20
Since the voltage applied to the heaters 20a and 20b is high, not only is it difficult to control the temperature of the heaters 20a and 20b, but also switches and the like for controlling the operation and stop of the heaters are enlarged. On the other hand, the second structure of the conventional structure shown in FIG.
In the case of the example, the vehicle can be prevented from stopping even when the heaters 20a and 20b are disconnected, and the temperature control can be easily performed with a small switch or the like, but the insulation process is complicated. That is, some of the pantograph main bodies 16 directly flow a high voltage of 22000 V taken in from the overhead wire 14.
Further, even if a separate high-voltage power transmission cable is provided instead of flowing directly, the pantograph main body 1 may be used when raining or snowing.
When wet, 6, a high pressure of about 22000 V may be applied to the pantograph body 16. FIG.
When the insulation of the heaters 20a and 20b and the low-voltage power transmission cable 21 is broken, the high voltage flows to the vehicle body through the low-voltage power transmission cable 21 and operates at a low pressure provided on the vehicle side. Dangerous situations such as destruction of equipment. In order to avoid such a dangerous state, the heaters 20a and 20b and the low-voltage power transmission cable 21 are installed in the pantograph body 16 in an insulated state using an insulator (even when the insulating layer is broken). There is a need. However, in order to insulate a high voltage of 22000 V, an insulator having an insulation length of 50 mm or more is required, even if it is DC. Actually, it is difficult to install such an insulator on the pantograph body 16. The pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism of the present invention has been invented in view of such circumstances. A pantograph for a vehicle with a snow-melting mechanism according to the present invention has a support plate, a lower frame and a lower frame, similarly to the above-described pantograph for a vehicle with a snow-melting mechanism known in the prior art. , An upper frame, a current collecting boat, a high-voltage power transmission cable, and an electric heater. The support plate is provided on the roof of the vehicle so as to be insulated from the vehicle. The lower frame is provided on the upper surface of the support plate such that a lower end thereof can freely swing about a first horizontal axis provided in a width direction of the vehicle. or,
The upper frame is connected to an upper end portion of the lower frame at a lower end portion so as to freely swing about a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis. The current collector boat is connected to the upper end of the upper frame so as to freely swing about a third horizontal axis parallel to the second horizontal axis, and is connected to the width direction of the vehicle. Are located in Further, the high-voltage power transmission cable is for taking the high-voltage AC taken from the overhead wire by the current collecting boat into the vehicle body. Further, the electric heater includes:
It is arranged at least along the lower frame and the upper frame, and generates heat when a low-voltage alternating current (having a lower voltage than the current flowing through the overhead wire) is applied. In particular, in the pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism of the present invention, a closed circuit is formed by connecting both ends of the electric heater and both ends of a low-voltage power transmission cable for supplying electricity to the electric heater. Make up. At the same time, a transformer core is provided in a part of the support plate in a state insulated from the support plate. Then, a part of the high-voltage transmission cable is used as a part of the transformer core,
By winding a part of the low-voltage power transmission cable around a part of the remaining part of the transformer core, a low-voltage AC generated in the low-voltage power transmission cable based on a high-voltage AC flowing through the high-voltage power transmission cable. Is supplied to the electric heater. When the pantograph for a vehicle with a snow melting mechanism according to the present invention is operated, a low-voltage AC is generated in the low-voltage power transmission cable by electromagnetic induction based on a high-voltage AC flowing through the high-voltage power transmission cable. Is done. Then, the low-pressure alternating current is supplied to the electric heater to heat the pantograph body including the lower frame and the upper frame, and melts snow attached to the pantograph body. Since the electric heater and the low-voltage power transmission cable constitute a separate circuit from the high-voltage power transmission cable for taking in power for traveling, even if the electric heater is disconnected, the power for traveling the vehicle is taken in. Is not impossible. Further, since the electric heater and the low-voltage power transmission cable are both set on a support plate that is insulated from the vehicle body, even if a high-voltage current flows into these electric heater and the low-voltage power transmission cable,
This high-voltage current is not sent to the vehicle side in a different system from the circuit of the high-voltage power transmission cable. Therefore, even when safety is considered, it is not necessary to strictly insulate the electric heater and the low-voltage power transmission cable. 1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. The support plate 2 constituting the pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism according to the present invention has four corners thereof installed on the roof 1 of the vehicle in a state insulated from the vehicle. Then, the lower end of the lower frame 6 is swung on the upper surface of the support plate 2 around a first horizontal axis 5 provided in the width direction of the vehicle (the front and back direction in FIG. 1 and the left and right direction in FIG. 2). The movement is freely supported. The lower end of the upper frame 7 is connected to the upper end of the lower frame 6 so as to freely swing about a second horizontal axis 8 parallel to the first horizontal axis 5.
Further, a current collecting boat 9 is connected to the upper end of the upper frame 7 in such a manner that it can swing freely around a third horizontal axis 10 parallel to the first and second horizontal axes 5 and 8. Are arranged in the width direction of the vehicle. A sliding plate 1 installed on the upper surface of the current collecting boat 9
The high-voltage alternating current taken in from the overhead line 14 is installed on the vehicle body by the lower frame 6 and the upper frame 7 and the high-voltage power transmission cables 19a and 19b connected in series with the frames 6 and 7 by the first and the first 11. It can be sent to a control circuit (not shown) of the traveling motor 22. Further, the lower frame 6
And electric heaters 20a, 20b, and 20c, respectively, are installed in the upper frame 7, and the current collecting boat 9, and the lower frame 6 and the upper frame 7 are formed based on energization of these electric heaters 20a, 20b, and 20c. , And the snow adhering to the collecting boat 9 is melted. The above configuration is substantially the same as a conventionally known pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism, and therefore detailed illustration and description are omitted. Particularly, in the pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism of the present embodiment, each of the electric heaters 20a, 20b,
20c are connected in series with each other, and the ends of the electric heaters 20a, 20c located at both ends are connected to both ends of the low-voltage power transmission cable 21a for supplying electricity to the electric heaters 20a, 20b, 20c. This constitutes a closed circuit. In this closed circuit, components other than the above-described electric heaters 20a, 20b, 20c and the low-voltage power transmission cable 21a substantially exist, except for a connection connector, an ON / OFF switch, a temperature control resistor, and the like. do not do. On the other hand, a transformer core 23 is installed on the upper surface of the support plate 2 insulated from the support plate 2 by an insulator or the like (not shown). A part of the low-voltage power transmission cable 21a that forms the above-described closed circuit is wound around a part of the transformer core 23. On the other hand, a part of the high-voltage power transmission cable 19b is wound around a part of the remaining part of the transformer core 23. The amount of winding (the number of windings) around the transformer core 23 is larger for the high-voltage power transmission cable 19b and smaller for the low-voltage power transmission cable 21a. In addition, when the high voltage AC of 22000 V flows through the high voltage power transmission cable 19b, the amount of winding is 100
It is set to such an extent that a low-voltage AC of about V flows. With such a configuration, a low-voltage AC is induced in the low-voltage power transmission cable 21a based on the high-voltage AC flowing through the high-voltage power transmission cable 19b, and the low-voltage current is supplied to the electric heaters 20a, 20b, and 20c. I am trying to be done. During operation of the vehicle pantograph device with the snow melting mechanism according to the present embodiment, a low-voltage current is induced in the low-voltage power transmission cable 21a by electromagnetic induction based on a high-voltage current flowing through the high-voltage power transmission cable 19b. Is done. This low-voltage current is applied to each of the electric heaters 20a,
0b, 20c, and each of these electric heaters 20a,
20b, 20c are the lower frame 6, the upper frame 7, and the current collector 9
To heat the lower frame 6, the upper frame 7, and the current collecting boat 9
Melts snow on the surface. In particular, in the case of the pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism according to the present embodiment, each of the electric heaters 20a, 20b,
The lower frame 20c and the low-voltage power transmission cable 21a constitute separate circuits from the upper frame 6, the lower frame 7, and the high-voltage power transmission cables 19a and 19b for taking in power for traveling. Therefore, each of the above-mentioned electric heaters 20a, 20b, 2
Even if any one of the electric heaters 0c or the low-voltage power transmission cable 21a is disconnected, it is not impossible to take in the electric power for running the vehicle. In addition, since the current flowing through each of the electric heaters 20a, 20b, and 20c is at a low pressure, the temperature can be easily adjusted, and the size of a control switch or the like for this purpose does not increase. Each of the electric heaters 20a, 20b, 2
0c and the low-voltage power transmission cable 21a are both supported plates 2 insulated from the vehicle body by the insulators 3, 3.
It is installed above. For this reason, each of the electric heaters 2
0a, 20b, 20c and the low-voltage power transmission cable 21a
Each of these electric heaters 2
0a, 20b, 20c and the low-voltage power transmission cable 21a
Even if a high-voltage current flows into the vehicle, the high-voltage current is not sent to the vehicle side in a system different from the circuit of the high-voltage power transmission cable 19b. Therefore, even in consideration of safety, it is not necessary to strictly insulate the electric heaters 20a, 20b, 20c and the low-voltage power transmission cable 21a. The above description has been given of the case where the present invention is applied to a structure in which the shape of the pantograph body is asymmetrical in the front-rear direction with respect to the traveling direction of the vehicle. However, the present invention is not limited to the structure having the asymmetrical pantograph main body, but may be implemented with a structure having the front-rear symmetrical pantograph main body 16a as shown in FIG. However, such a pantograph main body 16a is disadvantageous from the viewpoint of preventing snow damage because snow tends to adhere to the pantograph main body 16a as compared with an asymmetrical one. Since the present invention is constructed and operates as described above, a low cost pantograph apparatus for a vehicle with a snow melting mechanism capable of safely operating and stably operating a railway vehicle is realized. It can play a major role in ensuring the regular operation of railways in snowy areas.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の１例を示す略側面図。 【図２】図１のＡ矢視図。 【図３】パンタグラフ装置の第１例を示す斜視図。 【図４】同側面図。 【図５】このパンタグラフ装置の着雪状態を示す略側面
図。 【図６】このパンタグラフ装置を着雪状態のまま折り畳
もうとした状態を示す略側面図。 【図７】従来の融雪機構付車両用パンタグラフ装置の第
１例を示す略側面図。 【図８】同第２例を示す略側面図。 【図９】パンタグラフ装置の第２例を示す略側面図。 【符号の説明】 １ 屋根 ２ 支持プレート ３ 碍子 ４ 支持管 ５ 第一の横軸 ６ 下枠 ７ 上枠 ８ 第二の横軸 ９ 集電舟 １０ 第三の横軸 １１ 摺り板 １２、１２ａ ブラケット １３ 引っ張りばね １４ 架線 １５ アクチュエータ １６、１６ａ パンタグラフ １７ 雪 １８ 鉤片 １９、１９ａ、１９ｂ 高圧送電ケーブル ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 伝熱ヒータ ２１、２１ａ 低圧送電ケーブル ２２ 走行用モータ ２３ 変圧器BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic side view showing an example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a first example of a pantograph device. FIG. 4 is a side view of the same. FIG. 5 is a schematic side view showing a snow-covered state of the pantograph device. FIG. 6 is a schematic side view showing a state in which the pantograph device is about to be folded in a snow-covered state. FIG. 7 is a schematic side view showing a first example of a conventional pantograph device for a vehicle with a snow melting mechanism. FIG. 8 is a schematic side view showing the second example. FIG. 9 is a schematic side view showing a second example of the pantograph device. [Description of Signs] 1 Roof 2 Support plate 3 Insulator 4 Support tube 5 First horizontal axis 6 Lower frame 7 Upper frame 8 Second horizontal axis 9 Current collector boat 10 Third horizontal axis 11 Slider plates 12, 12a Bracket DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Tension spring 14 Overhead wire 15 Actuator 16, 16a Pantograph 17 Snow 18 Hook piece 19, 19a, 19b High voltage power transmission cable 20a, 20b, 20c Heat transfer heater 21, 21a Low voltage power transmission cable 22 Traveling motor 23 Transformer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 車両の屋根上にこの車両と絶縁された状
態で設けられた支持プレートと、この支持プレートの上
面にその下端部を、上記車両の幅方向に設けられた第一
の横軸を中心とする揺動を自在として設けられた下枠
と、この下枠の上端部にその下端部を、上記第一の横軸
と平行な第二の横軸を中心とする揺動を自在として連結
された上枠と、この上枠の上端部に、この第二の横軸と
平行な第三の横軸を中心とする揺動を自在として連結さ
れた状態で、上記車両の幅方向に配置された集電舟と、
この集電舟により架線から取り込んだ高圧電流を車体側
に取り込む為の高圧送電ケーブルと、少なくとも上記下
枠及び上枠に沿って配置された、低圧電流を通電される
事により発熱する電熱ヒータとを備えた融雪機構付車両
用パンタグラフ装置に於いて、上記電熱ヒータの両端部
とこの電熱ヒータに通電する為の低圧送電ケーブルの両
端部とを接続する事により閉鎖回路を構成すると共に、
上記支持プレートの一部に変圧器用鉄心を、この支持プ
レートと絶縁した状態で設け、上記高圧送電ケーブルの
一部をこの変圧器用鉄心の一部に、上記低圧送電ケーブ
ルの一部をこの変圧器用鉄心の残り部分の一部に、それ
ぞれ巻回する事により、上記高圧送電ケーブルに流れる
高圧電流に基づいて上記低圧送電ケーブルに惹起される
低圧電流を上記電熱ヒータに通電する、融雪機構付車両
用パンタグラフ装置。Claims 1. A support plate provided on a roof of a vehicle in a state insulated from the vehicle, and a lower end provided on an upper surface of the support plate in a width direction of the vehicle. And a lower frame provided to be able to swing around the first horizontal axis, and a lower end thereof at an upper end of the lower frame, and a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis. The upper frame is connected so as to be able to swing freely, and is connected to the upper end of the upper frame so as to freely swing about a third horizontal axis parallel to the second horizontal axis. , A collecting boat arranged in the width direction of the vehicle,
A high-voltage power transmission cable for capturing the high-voltage current taken from the overhead wire by the current collection boat into the vehicle body; and an electric heater arranged at least along the lower frame and the upper frame, which generates heat by being supplied with the low-voltage current. In a pantograph device for a vehicle with a snow-melting mechanism provided with a closed circuit by connecting both ends of the electric heater and both ends of a low-voltage power transmission cable for energizing the electric heater,
A transformer core is provided on a part of the support plate in a state insulated from the support plate, a part of the high-voltage power transmission cable is provided on a part of the transformer core, and a part of the low-voltage power cable is provided on the transformer plate. For a vehicle with a snow melting mechanism, a low-voltage current generated in the low-voltage power transmission cable is supplied to the electric heater based on a high-voltage current flowing through the high-voltage power transmission cable by winding each part of the remaining portion of the iron core. Pantograph device.