JP4475653B2 - Current collector boat drive - Google Patents
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Description
この発明は、集電装置の集電舟を駆動する集電舟の駆動装置に関する。 The present invention relates to a current collector boat drive device that drives a current collector boat of a current collector device.
新幹線では、集電系騒音を低減するために高速化に当たり列車1編成当たり1つの集電装置によって集電することが主流になると予測される。しかし、現実には、集電装置の故障などに備えて車両の屋根上には少なくとも集電装置を2台搭載し、一方の集電装置を上昇させて架線と接触させ、他方の集電装置を折り畳み走行することになる。この場合に、集電装置が上昇した状態で架線のトロリ線と集電装置のすり板が接触移動するときに比べて、集電装置が折り畳まれた状態では騒音の発生は少なくなる。しかし、集電装置が折り畳まれていても車両内に完全に格納されているわけではないため、車両の他の部分よりも大きな騒音が発生する。特に、集電装置が折り畳まれた状態であっても、車両の進行方向と交差する集電舟から風切音などが発生して騒音の原因となる。このため、このような騒音を低減可能な集電装置が提案されている。従来の集電装置は、トロリ線と接触するすり板を支持する集電舟と、この集電舟を昇降自在に支持する支持機構部と、集電舟の折畳時には集電舟の長さ方向を車両の前後方向に向けるようにこの集電舟を回転させる回転機構部とを備えている(例えば、特許文献1参照)。このような従来の集電装置では、集電舟の昇降動作を集電舟の回転動作に変換するカム機構を回転機構部が備えており、集電舟の昇降動作に連動して集電舟を回転させている。 In the Shinkansen, it is predicted that the current will be collected by one current collector per train in order to increase the speed in order to reduce the power collection system noise. However, in reality, in preparation for a failure of the current collector, at least two current collectors are mounted on the roof of the vehicle, one current collector is raised and brought into contact with the overhead line, and the other current collector Will fold and run. In this case, compared to when the trolley wire of the overhead wire and the sliding plate of the current collector move in contact with the current collector being raised, the generation of noise is reduced when the current collector is folded. However, even if the current collector is folded, it is not completely stored in the vehicle, so that a larger noise is generated than in other parts of the vehicle. In particular, even when the current collector is folded, wind noise or the like is generated from the current collector boat that intersects the traveling direction of the vehicle, causing noise. For this reason, a current collector capable of reducing such noise has been proposed. Conventional current collectors include a current collector boat that supports a sliding plate that contacts the trolley wire, a support mechanism that supports the current collector boat so that it can be raised and lowered, and the length of the current collector boat when the current collector boat is folded. And a rotation mechanism that rotates the current collector boat so that the direction is directed in the front-rear direction of the vehicle (see, for example, Patent Document 1). In such a conventional current collector, the rotating mechanism portion includes a cam mechanism that converts the lifting operation of the current collecting boat into the rotating operation of the current collecting boat, and the current collecting boat is interlocked with the lifting operation of the current collecting boat. Is rotating.
このような従来の集電装置では、集電舟を昇降動作させるための駆動源と集電舟を回転させるための駆動源とを兼用しており、集電舟の昇降動作に連動してカム機構によって集電舟を回転動作させている。このため、従来の集電装置では、集電舟の昇降動作と回転動作とがカム機構によって一定の動作に制限されており、集電舟の昇降動作と集電舟の回転動作とを独立させることができない問題点があった。また、従来の集電装置では、カム溝とピンとによってカム機構部が構成されているため回転機構部の構造が複雑であり、保守に手間がかかるという問題点があった。 In such a conventional current collector, a drive source for raising and lowering the current collector boat is combined with a drive source for rotating the current collector boat, and the cam is linked to the raising and lowering operation of the current collector boat. The collector boat is rotated by the mechanism. For this reason, in the conventional current collector, the raising / lowering operation and the rotating operation of the current collecting boat are limited to a certain operation by the cam mechanism, and the raising / lowering operation of the current collecting boat and the rotating operation of the current collecting boat are made independent. There was a problem that could not be done. Further, in the conventional current collector, the cam mechanism portion is constituted by the cam groove and the pin, so that the structure of the rotation mechanism portion is complicated, and there is a problem in that maintenance is troublesome.
この発明の課題は、簡単な構造によって集電装置の集電舟を任意に昇降動作させ回転動作させることができる集電舟の駆動装置を提供することである。 The subject of this invention is providing the drive device of the current collector boat which can carry out the raising / lowering operation | movement of the current collector boat of a current collector, and rotate it arbitrarily by simple structure.
この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項1の発明は、集電装置(3)の集電舟(9)を駆動する集電舟の駆動装置であって、前記集電舟を昇降させる昇降駆動部(14)と、前記集電舟を回転させる回転駆動部(16)と、前記昇降駆動部と前記回転駆動部とを動作制御する制御部(18)と、前記昇降駆動部の昇降動作と前記回転駆動部の回転動作とを設定する動作設定部とを備え、前記動作設定部は、前記集電舟を所定の高さまで下降させてから一時停止させ、この集電舟を回転させた後に完全に下降させる動作パターンと、前記集電舟を所定の高さまで上昇させてから一時停止させ、この集電舟を回転させた後に完全に上昇させる動作パターンとに、前記昇降駆動部の昇降動作と前記回転駆動部の回転動作とを設定することを特徴とする集電舟の駆動装置(11)である。
The present invention solves the above-mentioned problems by the solving means described below.
In addition, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected and demonstrated, it is not limited to this embodiment.
The invention of
この発明によると、簡単な構造によって集電装置の集電舟を任意に昇降動作させ回転動作させることができる。 According to the present invention, the current collector boat of the current collector can be arbitrarily moved up and down and rotated with a simple structure.
以下、図面を参照して、この発明の実施形態について詳しく説明する。
図1は、この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置を備える車両の移動状態を概略的に示す側面図である。図2は、この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置を備える集電装置の正面図であり、図2(A)は集電装置を上昇させた状態を示し、図2(B)は集電装置を折り畳んだ状態を示す。図3は、この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置を備える集電装置の側面図であり、図3(A)は集電装置を上昇させた状態を示し、図3(B)は集電装置を折り畳んだ状態を示す。図4は、この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置を備える集電装置のブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view schematically showing a moving state of a vehicle including a drive device for a current collecting boat according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a front view of a current collector provided with a drive device for a current collector boat according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (A) shows a state where the current collector is raised, and FIG. Indicates a state in which the current collector is folded. FIG. 3 is a side view of a current collector provided with a drive device for a current collector boat according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 (A) shows a state in which the current collector is raised, and FIG. Indicates a state in which the current collector is folded. FIG. 4 is a block diagram of a current collector including the current collector boat drive device according to the embodiment of the present invention.
図1〜図3に示す架線1は、線路上空に架設される電車線であり、所定の間隔をあけて支持点で支持されている。トロリ線1aは、集電装置3のすり板8が接触する電線であり、集電装置3のすり板8が接触移動することによって車両2に負荷電流を供給する。車両2は、電車や電気機関車などの電気車であり、図1に示す矢印方向に高速で走行する新幹線などの鉄道車両である。車体2aは、乗客を積載し輸送するための構造物である。
The
集電装置3は、トロリ線1aから電力を車両2に導くための装置である。集電装置3は、図2及び図3に示す台枠4と、碍子5と、枠組6と、舟支え機構部7と、すり板8と、集電舟(舟体)9と、ホーン10と、図4に示す駆動装置11などを備えている。図1に示す集電装置3は、車両2の進行方向(図中A方向)に対して非対称であり、空力的性能から高速使用時には一方向だけで使用可能なシングルアーム型パンタグラフである。
The
台枠4は、枠組6を支持して車体2aの屋根上の碍子5に設置される部材であり、碍子5は車体2aと台枠4との間を電気的に絶縁するための部材であり、枠組6は集電舟9を支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構である。舟支え機構部7は、集電舟9を支持する機構部である。舟支え機構部7は、集電舟9を架線1に対して水平に押上げるとともに、図示しないばねによる緩衝作用を与え、図示しないばねによって上方に押上げられる。すり板8は、集電舟9に取り付けられトロリ線1aと接触する部材である。すり板8は、図2及び図3に示すように、車両2の進行方向と直交する方向に伸びた金属製又は炭素製の板状部材であり、図示しないすり板体によって集電舟9の上部に取り付けられ支持されている。
The
集電舟9は、すり板8を取り付ける部材である。集電舟9は、一般にトロリ線1aと直交する方向に伸びた弓形で細長い金属製の部材である。集電舟9は、図2(A)及び図3(A)に示すように、集電装置3の使用時には、この集電舟9の長さ方向が架線1の長さ方向と直交するように姿勢が変化する。一方集電舟9は、図2(B)及び図3(B)に示すように集電装置3の折畳時には、この集電舟9の長さ方向が車両2の進行方向と一致するように姿勢が変化する。
The current collector boat 9 is a member to which the
ホーン10は、車両2が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する2本のトロリ線1aのうち車両2の進行方向とは異なる方向のトロリ線1aへの割込みを防止するための部材である。ホーン10は、集電舟9の長さ方向の両端部から突出しており、先端部が湾曲して形成された金属製の部材である。
The
駆動装置11は、集電装置3の集電舟9を駆動する装置である。駆動装置11は、図2(B)及び図3(B)に示すように、集電舟9が気流の流れを妨げずに集電舟9から発生する騒音が低減するように、この集電舟9を水平面内で90°回転させて集電装置3を折り畳む。駆動装置11は、図4に示すように、昇降操作部12と、昇降検出部13と、昇降駆動部14と、回転検出部15と、回転駆動部16と、動作設定部17と、制御部18などを備えている。
The
図4に示す昇降操作部12は、集電装置3を昇降させるときに操作する部分である。昇降操作部12は、集電装置3を上昇させるときに乗務員によって手動操作される上昇用スイッチ12aと、集電装置3を下降させるときに乗務員によって手動操作される下降用スイッチ12bなどを備えている。昇降操作部12は、上昇用スイッチ12aが操作されたときには上昇指令信号を制御部18に出力し、下降用スイッチ12bが操作されたときには下降指令信号を制御部18に出力する。
The raising / lowering
昇降検出部13は、集電舟9の昇降を検出する装置である。昇降検出部13は、例えば、集電舟9の高さを検出するセンサである。昇降検出部13は、図2(A)及び図3(A)に示す上昇位置と図2(B)及び図3(B)に示す下降位置との間で集電舟9が昇降動作するときに、この集電舟9の位置(高さ)を検出する。また、昇降検出部13は、図2(A)及び図3(A)に示すように、トロリ線1aにすり板8が接触して集電舟9が上昇動作を完了したことを検出するとともに、図2(B)及び図3(B)に示すようにトロリ線1aからすり板8が離間して集電舟9が下降動作を完了したことを検出する。昇降検出部13は、これらの検出結果を昇降検出信号として制御部18に出力する。
The
図4に示す昇降駆動部14は、集電舟9を昇降させる装置である。昇降駆動部14は、集電装置3の使用時には集電舟9を上昇させ、集電装置3の折畳時にはこの集電舟9を下降させる。昇降駆動部14は、図4に示すように、上昇用エアシリンダ14aと下降用エアシリンダ14bとを備えている。上昇用エアシリンダ14aは、集電舟9を上昇させるための駆動力を発生する装置であり、下降用エアシリンダ14bは集電舟9を下降させるための駆動力を発生する装置である。昇降駆動部14は、制御部18が出力する上昇開始信号に基づいて上昇エアシリンダ14aを動作させ、制御部18が出力する下降開始信号に基づいて下降用エアシリンダ14bを動作させる。
The raising / lowering
回転検出部15は、集電舟9の回転を検出する装置である。回転検出部15は、例えば、集電舟9の回転角度を検出するエンコーダである。回転検出部15は、図2(A)及び図3(A)に示す回転位置と図2(B)及び図3(B)に示す回転位置との間で集電舟9が回転動作するときに、この集電舟9の回転位置(回転角度)を検出する。また、回転検出部15は、図2(A)及び図3(A)に示すように、集電舟9の長さ方向と架線1の長さ方向(車両2の進行方向)とが略直交するまでこの集電舟9が回転したことを検出するとともに、図2(B)及び図3(B)に示すように集電舟9の長さ方向と架線1の長さ方向(車両2の進行方向)とが略一致するまでこの集電舟9が回転したことを検出する。回転検出部15は、これらの検出結果を回転検出信号として制御部18に出力する。
The
図4に示す回転駆動部16は、集電舟9を回転させる装置である。回転駆動部16は、図2(A)及び図3(A)に示すように、集電装置3の使用時(上昇時)には集電舟9が架線1と交差する方向に向くようにこの集電舟9をB2方向に回転する。一方、回転駆動部16は、図2(B)及び図3(B)に示すように、集電装置3の折畳時(下降時)にはこの集電舟9が車両2の進行方向に向くようにこの集電舟9をB1方向に回転する。回転駆動部16は、図4に示すように、回転軸を有する回転用モータ16aなどを備えており、図2及び図3に示すように集電舟9を舟支え機構部7を中心として回転する。回転用モータ16aは、集電舟9を回転させるための駆動力を発生する装置であり、集電舟9側に回転軸が固定されており、舟支え機構部7側にモータ本体が固定されている。回転駆動部16は、制御部18が出力する回転開始信号に基づいて回転用モータ16aを動作させ、制御部18が出力する回転停止信号に基づいて回転用モータ16aの動作を停止させる。
The
動作設定部17は、昇降駆動部14の昇降動作と回転駆動部16の回転動作とを設定する装置である。動作設定部17は、例えば、集電舟9を完全に下降させた後にこの集電舟9を回転させる動作パターンや、集電舟9を所定の高さまで下降させてから一時停止させ、この集電舟9を回転させた後に完全に下降させる動作パターンなどを自由に設定する。また、動作設定部17は、例えば、集電舟9を所定の高さまで上昇させてから一時停止させ、この集電舟9を回転させた後に完全に上昇させる動作パターンや、集電舟9を回転させながらこの集電舟9を昇降させる動作パターンや、集電舟9を回転させずに昇降させる動作パターンなどを自由に設定する。動作設定部17は、乗務員などによって設定されたこれらの種々の動作パターンを動作設定情報として制御部18に出力する。
The
図4に示す制御部18は、集電装置3の種々の動作を制御する中央処理装置である。制御部18は、昇降操作部12から上昇指令信号及び下降指令信号が出力されると、動作設定部17によって設定された動作設定情報に基づいて、昇降駆動部14に昇降動作させ回転駆動部16に回転動作させる。制御部18は、昇降検出部13が出力する昇降検出信号に基づいて昇降駆動部14に昇降動作を停止させたり、回転検出部15が出力する回転検出信号に基づいて回転駆動部16に回転動作を停止させたりする。制御部18には、図4に示すように、昇降操作部12、昇降検出部13、昇降駆動部14、回転検出部15、回転駆動部16及び動作設定部17が電気的に接続されている。
The
次に、この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置の動作を説明する。
図2(A)及び図3(A)に示すように、集電装置3を使用するときには、図4に示す上昇用スイッチ12aが乗務員によって操作されると、図示しない鍵装置によって枠組6がロック解除される。そして、動作設定部17によって設定された動作設定情報に基づいて、上昇用エアシリンダ14aが枠組6を上昇させ、回転用モータ16aが集電舟9をB2方向に回転させる。その結果、架線1と直交する回転角度まで集電舟9が回転したことを回転検出部15が検出して、回転用モータ16aが集電舟9の回転を停止する。所定の押上げ力ですり板8がトロリ線1aと接触すると、上昇用エアシリンダ14aが枠組6の上昇を停止し、図2(A)及び図3(A)に示すように集電装置3が使用可能な状態になって、図1に示すように車両2が矢印方向に走行可能になる。
Next, the operation of the current boat driving apparatus according to the embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 2 (A) and 3 (A), when the
一方、図2(B)及び図3(B)に示すように、集電装置3を折り畳むときには、図4に示す下降用スイッチ12bが乗務員によって操作されると、動作設定部17によって設定された動作設定情報に基づいて、下降用エアシリンダ14bが枠組6を下降させるとともに回転用モータ16aが集電舟9をB1方向に逆転させる。その結果、架線1と平行になる回転角度まで集電舟9が回転したことを回転検出部15が検出して、回転用モータ16aが集電舟9の逆転を停止する。図2(B)及び図3(B)に示すように集電装置3が折り畳まれた状態になると、図示しない鍵装置によって枠組6がロックされて下降用エアシリンダ14bがこの枠組6の下降を停止し、図1に示すように車両2が矢印方向に走行可能になる。その結果、気流の流れる方向と集電舟9の長さ方向とが略一致するため、集電舟9が気流の流れを乱さず集電舟9から発生する騒音が低減する。
On the other hand, as shown in FIGS. 2 (B) and 3 (B), when the
この発明の実施形態に係る集電舟の駆動装置には、以下に記載するような効果がある。
(1) この実施形態では、集電舟9を昇降させる昇降駆動部14とこの集電舟9を回転させる回転駆動部16とを制御部18が動作制御する。このため、集電舟9の昇降動作と集電舟9の回転動作とをそれぞれ独立して制御することができる。
The current collector boat driving apparatus according to the embodiment of the present invention has the following effects.
(1) In this embodiment, the
(2) この実施形態では、昇降駆動部14の昇降動作と回転駆動部16の回転動作とを動作設定部17が設定する。このため、集電舟9を任意の動作パターンによって昇降動作させたり回転動作させたりすることができる。例えば、集電装置3から発生する騒音を遮る遮音板をこの集電装置3の両側に設置している場合に、これらの遮音板と干渉しないように集電舟9を昇降動作及び回転動作させたり、集電装置3の周囲に設置された屋根上機器と干渉しないように集電舟9を昇降動作及び回転動作させたりすることができる。
(2) In this embodiment, the
(3) この実施形態では、舟支え機構部7を中心として回転駆動部16が集電舟9を回転する。その結果、集電装置3の構成部分のうち舟支え機構部7によって支持される比較的軽量な集電舟9を回転すれば足りるため、安価で小型の回転用モータ16aによって回転駆動部16を構成することができるとともに、小型で軽量の回転用モータ16aを舟支え機構部7内にコンパクトに収納することができる。
(3) In this embodiment, the
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、集電装置3としてシングルアーム式パンタグラフを例に挙げて説明したが、上下方向に伸縮する楕円柱によって集電舟を支持する翼型パンタグラフや、菱型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、舟支え機構部7を中心として集電舟9を直接回転する場合を例に挙げて説明したが、車体2aに対して台枠4を回転させることによって集電舟9を間接的に回転させることもできる。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications or changes can be made as described below, and these are also within the scope of the present invention.
(1) In this embodiment, a single-arm pantograph has been described as an example of the
(2) この実施形態では、集電舟9を舟支え機構部7が支持する構造の集電装置3を例に挙げて説明したが、集電舟9を枠組6によって支持する構造の集電装置についてもこの発明を適用することができる。この場合には、枠組6と集電舟9との間に回転駆動部16を配置して、この枠組6を回転中心として集電舟9を回転させることができる。また、この実施形態では、動作設定部17によって集電舟9の昇降動作と回転動作とを任意に設定しているが、予めこれらの動作パターンを記憶部に記憶させておき動作設定部17によって任意の動作パターンを選択可能にすることもできる。
(2) In this embodiment, the
1 架線
1a トロリ線
2 車両
2a 車体
3 集電装置
6 枠組
7 舟支え機構部
8 すり板
9 集電舟
11 駆動装置
14 昇降駆動部
14a 上昇用エアシリンダ
14b 下降用エアシリンダ
16 回転駆動部
16a 回転用モータ
17 動作設定部
18 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記集電舟を昇降させる昇降駆動部と、
前記集電舟を回転させる回転駆動部と、
前記昇降駆動部と前記回転駆動部とを動作制御する制御部と、
前記昇降駆動部の昇降動作と前記回転駆動部の回転動作とを設定する動作設定部とを備え、
前記動作設定部は、前記集電舟を所定の高さまで下降させてから一時停止させ、この集電舟を回転させた後に完全に下降させる動作パターンと、前記集電舟を所定の高さまで上昇させてから一時停止させ、この集電舟を回転させた後に完全に上昇させる動作パターンとに、前記昇降駆動部の昇降動作と前記回転駆動部の回転動作とを設定すること、
を特徴とする集電舟の駆動装置。 A current collector boat drive device for driving a current collector boat of a current collector device,
An elevating drive unit for elevating and lowering the current collector boat;
A rotation drive unit for rotating the current collector boat;
A control unit for controlling operation of the elevating drive unit and the rotary drive unit;
An operation setting unit that sets up and down operation of the elevating drive unit and rotation operation of the rotary drive unit;
The operation setting unit lowers the current collecting boat to a predetermined height and then temporarily stops it, and after rotating the current collecting boat, completely lowers the current collecting boat and raises the current collecting boat to a predetermined height. And then setting the lifting and lowering operation of the lifting and lowering drive unit and the rotation operation of the rotation and driving unit to the operation pattern that is temporarily stopped and then fully lifted after rotating the current collector boat,
A current collector boat drive.
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