JP3803395B2 - Cover device for current collector - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、集電装置用カバー装置に係り、特に高速で走行する接触集電方式の鉄道車両に好適な集電装置用カバー装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の技術としては、特開平3−50065号に記載のように、パンタグラフ式集電装置(以下単にパンタグラフという)の周囲を囲う集電装置カバーは車両の屋根に直接固定され、かつ集電装置カバーの上端は車両基礎限界(架線より下500mm)一杯の高さにある。一方、屋根のレール面からの高さは車両の高速化に伴って車両の空気抵抗や空力音を低減するため益々低くなる傾向にある。従って、集電装置用カバーの屋根からの高さ寸法は益々大きくなる傾向にある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術においては、車両が高速化のために低車高化するとき、集電装置用カバーの高さ寸法は益々大きくなるので、パンタグラフ位置における流速比(パンタグラフ位置の流速と主流速の比)は小さくなりパンタグラフの揚力、空力音、空気抵抗は小さくなるが、集電装置用カバーの前面々積は益々大きくなるので、集電装置用カバー自体の空力音、空気抵抗は益々大きくなるという問題がある。
【0004】
本発明は、集電装置用カバーの空力音、空気抵抗を小さくすると同時に、パンタグラフ位置における流速比をより小さくしてパンタグラフの揚力、空力音、空気抵抗をより小さくする集電装置用カバー装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は、集電装置用カバーの空力音、空気抵抗を小さくすると同時に、パンタグラフ位置における流速比をより小さくする手段として、碍子で支持されその底面と屋根面の間に空間を有して車両の上方向基礎限界を越えてパンタグラフの周囲を囲うカバー本体を備える。
【0006】
【作用】
本発明の技術的手段によれば、カバー本体が碍子で支持されているので、カバー本体の上端を車両の上方向基礎限界を越えて従来より架線に接近させて設けることができ、従って架線とカバー本体上端の上下距離は従来よりも小さく、パンタグラフ位置で従来と同じ流速比を得る場合、カバー本体の全高、全長を従来よりも小さくすることが出来る。また、カバー本体の全高が小さくなるのでカバー本体の底面と屋根面の間に空間が設けられる。走行風は屋根面に沿ってこの空間に直線的に流れこむと同時に、カバー本体の前面の傾斜に沿って流れ、パンタグラフ位置の高さよりも高いところで主流速をもつ流れとなる。このとき、カバー本体の前面の下先端における流れに、従来の屋根面とカバー前面とがつながった場合のような流れのよどみがなくなり、従ってカバー本体前面に沿う流れは前面傾斜に沿って忠実に流れるようになり(見掛上前面傾斜角がより大きくなったことに相当)、主流速の流線はパンタグラフからの高さがより高いところを通るようになる。これにより、パンタグラフすり板点での流速比はより小さくなる。カバー本体の全高、全長が小さくなることによってカバー本体の空力音、空気抵抗を低減でき、かつパンタグラフ位置での流速比がより小さくなることによってパンタグラフの揚力、空力音、空気抵抗を低減することが出来る。
また、支持手段は、支持カバー本体を昇降可能に支持し、該カバー本体の上端が非集電時における最小絶縁距離だけ架線から離れた位置に下降させ得る昇降機構を備えている。このとき、支持カバー本体を小形化すれば、空力音、空気抵抗を従来よりも小さくすることが出来る。したがって、昇降機構を支持カバー本体の内側に設ければ、車両の屋根を特に改造する必要がなく既存の車両へも適用し易い効果がある。
【0007】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1ないし図6を用いて説明する。1は架線、2はパンタグラフで、パンタグラフ2を構成するものとして、2aは架線1と接触して集電するすり板、2bは2枚のすり板2a間で左右に突出しているパンタグラフのホーン、2cはすり板2aを支持する枠組、2dは枠組2cを支持する台座である。3は車両の屋根、4はパンタグラフの台座2dを屋根3上で支持し、かつ屋根3を電気的に絶縁する流線型のパンタグラフ用碍子である。5は車両走行方向の前面が前下りの傾斜面を有し、下辺がパンタグラフ2の下部を覆った状態で前面の上端が車両の上方向基礎限界の上方に位置しているカバー本体、6はカバー本体5を昇降可能に支持し、カバー本体5の上端が非集電時における最小絶縁距離だけ架線から離れた位置に下降させうるパンタグラフ式昇降機構、7は昇降機構6を介してカバー本体5を屋根3上で支持し、かつ屋根3をカバー本体5から電気的に絶縁すると共に、カバー本体5を屋根3との間に隙間を設けて支持する流線型のカバー用碍子である。さらに、h10は車両の上方向基礎限界、h11は非集電時の必要最小絶縁距離、h1は集電時の架線1とカバー本体5の上端との上下間隔、h2はカバー本体5自体の高さで、その高さ寸法はカバー本体5の下辺がパンタグラフ2の下部を覆った状態で、前面によって導かれる走行風の減速域がパンタグラフすり板2aの上方に位置するようにした寸法である。h3はカバー本体5の底面と屋根3の上下間隔、lはカバー本体5の上端の前後長さ、θはカバー本体5の前面傾斜角である。
【0008】
以上の構成によれば、走行風の主流速Uoの流線は図5(b)に示すように上下間隔h3の空間を後方へ直進すると同時に、カバー本体5の傾斜角θをもった前面に沿って斜め上方へ進む。この主流速UOの流速はすり板2aの高さ点Bよりも上方を通るので、B点における流速比は1よりも小さい。カバー本体5を屋根3上でカバー用碍子7の上に支持しているので、カバー本体5の上端の架線1に対する間隔h1を従来のカバー本体5a(図5(a))における最小絶縁距離h11(500mm)よりも小さく(例えば200mm)することが出来る。前面傾斜角θが等しく、B点における流速比も変えないとすると、間隔h1が小さくできるときカバー本体5の高さh2もほぼh1/h10に比例してh20・h1/h10に小さくすることが出来る。カバー本体5の上端前後長さlもほぼlO・h1/h10に小さくすることが出来る。従って、カバー本体5が小形化されるのでカバー本体自体の空力音を4dB(A)程度、空気抵抗を従来よりも60%程度小さくすることが出来る。カバー用碍子7およびパンタグラフ用碍子4は流線型としているので騒音の発生は極く僅かである。
【0009】
一方、図5に示すように屋根3上に直接カバー本体5aを設けている従来例では、カバー本体前面下端と屋根との結合点Aに気流のよどみが生じ、そのため主流速UOの流線の傾きはカバー本体5aの前面傾斜角θよりも小さくなる。これに対して、前記カバー本体5では気流の主流速UOの流線は上下間隔h3の空間を後方へ直進するために、その傾斜角θをもつ前面に沿う流れは下方へ引張られて前面下端点Aにおけるよどみがなくなり、前面に沿う主流速UOの流線の傾斜角は前面傾斜角θに等しくなって従来よりも流線の傾斜角は大きくなる。このため、主流速UOの流線が通る高さ比b/a(bは主流速UOのすり板点Bからの高さ、aは主流速UOのカバー本体5の上端からの高さ)は従来の高さ比bO/aO(bOは主流速UOのすり板点Bからの従来高さ、aOは主流速UOの従来カバー本体5a上端からの高さ)よりも大きくなり、すり板点Bにおける流速比は従来よりも小さくなる。従って、パンタグラフ2に当る気流の流速比が小さくなるので、パンタグラフ2の揚力、空気抵抗を従来よりも30%程度、空力音を5dB(A)程度小さくすることが出来る。また、カバー本体5の角度θや平面、側面形状を適切にすればより一層揚力、空力音、空気抵抗を小さくすることが出来る。
【0010】
集電しない時は、図6のようにカバー本体5もパンタグラフ式昇降機構6によって基礎限界h10まで下降させられる。このときもカバー本体5は小形化されているので、空力音、空気抵抗は従来よりも小さくすることが出来る。本実施例によれば、パンタグラフ式昇降機構6をカバー本体5の内側に設けているので、屋根3を特に改造する必要がなく既存の車両へも適用し易い効果がある。
【0011】
本発明の第2の実施例では、図7に示すように、カバー本体5bをカバー用碍子7aに固定し、パンタグラフ式昇降機構6aをカバー用碍子7aの下に設けている。本実施例によれば、昇降機構6aを車体側(対地側)に設けることから、その駆動手段への動力供給において絶縁を考慮する必要がなく、構造の簡略化が図れる。
【0012】
本発明の第3の実施例では、図8および図9に示すように、カバー本体5の車両走行方向前方の屋根3上に、カバー本体5より絶縁距離(200〜300mm)だけ離してその高さが隙間寸法h3より短い流線型の前カバー体8aを設けてある。本実施例によれば、前カバー体8aがパンタグラフ用碍子4、カバー用碍子7の前側にあるので、両碍子4、7から僅かの空力音が発生する場合でも両碍子4、7に当る風を弱めることができてより騒音を低減できる。
【0013】
本発明の第4の実施例では、図10ないし図12に示すように、カバー本体5の側面より所定の絶縁距離(200〜300mm)だけ離して、その高さは隙間h3より小さく、長さはカバー本体5の前後長さ程度である流線型の側面カバー体8を車体幅方向両側に設けてある。本実施例によれば、側面カバー体8がパンタグラフ用碍子4、カバー用碍子7の側面にあるので、両碍子から僅かの空力音が発生する場合でも側方に対してこの空力音を遮音することができ、騒音をより低減できる効果がある。
【0014】
【発明の効果】
本発明は、カバー用碍子の上にカバー本体を設けていて、カバー本体を車両の基礎限界を越えて架線に接近させることができるとともに小形化できるので、該カバー本体の空力音、空気抵抗を小さくできる。また、カバー本体の底面と屋根の間に空間を設けることができるので、パンタグラフすり板点における流速比をより小さくでき、パンタグラフの揚力、空力音、空気抵抗を小さくすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置の側断面図である。
【図2】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置の平面図である。
【図3】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置のカバー用碍子位置における横断面図である。
【図4】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置のパンタグラフ用碍子位置における横断面図である。
【図5】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置周りの流れを従来の集電装置用カバー装置と比較した側断面図である。
【図6】本発明の第1実施例の集電装置用カバー装置の非集電状態における側断面図である。
【図7】本発明の第2の実施例の集電装置用カバー装置の側断面図である。
【図8】本発明の第3の実施例の集電装置用カバー装置の側面図である。
【図9】本発明の第3の実施例の集電装置用カバー装置の平面図である。
【図10】本発明の第4の実施例の集電装置用カバー装置の側断面図である。
【図11】本発明の第4の実施例の集電装置用カバー装置の平面図である。
【図12】本発明の第4の実施例の集電装置用カバー装置の横断面図である。
【符号の説明】
2…パンタグラフ、3…屋根、4…パンタグラフ用碍子、5…集電装置用カバー本体、6…パンタグラフ式昇降機構、7…集電装置カバー用碍子、8a…前カバー体、8…側面カバー体。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a cover device for a current collector, and more particularly, to a cover device for a current collector that is suitable for a contact-collection-type railway vehicle that travels at a high speed.
[0002]
[Prior art]
As a conventional technique, as described in JP-A-3-50065, a current collector cover surrounding a pantograph current collector (hereinafter simply referred to as a pantograph) is directly fixed to the roof of the vehicle, and the current collector The upper end of the cover is at the full height of the vehicle foundation limit (500mm below the overhead line). On the other hand, the height from the rail surface of the roof tends to become lower and lower in order to reduce the air resistance and aerodynamic noise of the vehicle as the vehicle speed increases. Therefore, the height dimension of the current collector cover from the roof tends to increase more and more.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, when the vehicle is lowered to increase the speed, the height of the cover for the current collector becomes larger, so the flow rate ratio at the pantograph position (ratio between the flow rate at the pantograph position and the main flow rate) The pantograph lift, aerodynamic sound, and air resistance become smaller, but the front surface area of the current collector cover becomes larger and the aerodynamic sound and air resistance of the current collector cover itself become larger. There is.
[0004]
The present invention provides a cover device for a current collector that reduces the aerodynamic sound and air resistance of the cover for the current collector, and at the same time reduces the flow rate ratio at the pantograph position, thereby reducing the lift, aerodynamic sound, and air resistance of the pantograph. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a vehicle having a space between a bottom surface and a roof surface that is supported by an insulator as means for reducing the aerodynamic sound and air resistance of the cover for the current collector, and at the same time reducing the flow rate ratio at the pantograph position. A cover body that surrounds the perimeter of the pantograph beyond the upper basic limit.
[0006]
[Action]
According to the technical means of the present invention, since the cover main body is supported by the insulator, the upper end of the cover main body can be provided closer to the overhead wire than the conventional upper limit beyond the upper basic limit of the vehicle. The vertical distance of the upper end of the cover body is smaller than before, and when the same flow velocity ratio is obtained at the pantograph position, the overall height and overall length of the cover body can be made smaller than before. Further, since the overall height of the cover body is reduced, a space is provided between the bottom surface of the cover body and the roof surface. The traveling wind linearly flows into this space along the roof surface, and at the same time, flows along the inclination of the front surface of the cover body, and has a main flow velocity at a position higher than the height of the pantograph position. At this time, the flow at the lower front end of the front surface of the cover body is free from the stagnation of the flow as in the case where the conventional roof surface and the front surface of the cover are connected. It will flow (equivalent to the apparent increase in the front tilt angle), and the streamline of the main flow velocity will pass through where the height from the pantograph is higher. As a result, the flow rate ratio at the pantograph slip plate point becomes smaller. The aerodynamic sound and air resistance of the cover body can be reduced by reducing the overall height and overall length of the cover body, and the lift, aerodynamic sound and air resistance of the pantograph can be reduced by reducing the flow rate ratio at the pantograph position. I can do it.
The support means includes a lifting mechanism that supports the support cover body so that the support cover body can be moved up and down, and that the upper end of the cover body can be lowered to a position away from the overhead line by a minimum insulation distance during non-current collection. At this time, if the support cover body is downsized, the aerodynamic sound and the air resistance can be made smaller than in the prior art. Therefore, if the elevating mechanism is provided inside the support cover body, there is no need to particularly modify the roof of the vehicle, and there is an effect that it can be easily applied to existing vehicles.
[0007]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is an overhead wire, 2 is a pantograph, and constitutes the
[0008]
According to the above configuration, the streamlines of the main flow velocity U o of the traveling wind at the same time straight space vertical distance h 3 as shown in FIG. 5 (b) to the rear, with a tilt angle of the
[0009]
Meanwhile, in the conventional example is provided directly cover body 5a on the
[0010]
When the current is not collected, the
[0011]
In the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the cover body 5b is fixed to the cover insulator 7a, and the
[0012]
In the third embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 8 and 9, the
[0013]
In the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIGS. 10 to 12, it is separated from the side surface of the
[0014]
【The invention's effect】
In the present invention, the cover main body is provided on the cover insulator, and the cover main body can be approached to the overhead wire beyond the basic limit of the vehicle and can be miniaturized. Therefore, the aerodynamic sound and air resistance of the cover main body can be reduced. Can be small. In addition, since a space can be provided between the bottom surface of the cover body and the roof, the flow rate ratio at the pantograph sliding plate point can be further reduced, and the lift, aerodynamic sound, and air resistance of the pantograph can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side sectional view of a cover device for a current collector according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the current collector cover device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the cover device for the current collector according to the first embodiment of the present invention at the cover lever position.
FIG. 4 is a transverse cross-sectional view of the current collector cover device according to the first embodiment of the present invention at a pantograph insulator position.
FIG. 5 is a side cross-sectional view comparing the flow around the current collector cover device of the first embodiment of the present invention with that of a conventional current collector cover device.
FIG. 6 is a side sectional view of the current collector cover device according to the first embodiment of the present invention in a non-current collection state.
FIG. 7 is a side sectional view of a cover device for a current collector according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a side view of a cover device for a current collector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view of a cover device for a current collector according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a side sectional view of a cover device for a current collector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a cover device for a current collector according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a current collector cover device according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
2 ... Pantograph, 3 ... Roof, 4 ... Pantograph insulator, 5 ... Current collector cover body, 6 ... Pantograph lift mechanism, 7 ... Current collector cover insulator, 8a ... Front cover body, 8 ... Side cover body .
Claims (4)
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JP14736094A JP3803395B2 (en) | 1994-06-29 | 1994-06-29 | Cover device for current collector |
Applications Claiming Priority (1)
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JPH0819106A JPH0819106A (en) | 1996-01-19 |
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Families Citing this family (1)
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CN109177737B (en) * | 2018-09-29 | 2020-10-13 | 青岛特来电新能源科技有限公司 | Pantograph |
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1994
- 1994-06-29 JP JP14736094A patent/JP3803395B2/en not_active Expired - Lifetime
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