JP4851968B2 - pantograph - Google Patents

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Description

本発明は、鉄道車両の屋根面上に設けられ、トロリ線に接触してトロリ線から車両に電力を取り込むためのパンタグラフに関する。   The present invention relates to a pantograph that is provided on a roof surface of a railway vehicle and that contacts the trolley line to take in electric power from the trolley line.

鉄道車両のパンタグラフとして、特許文献１に記載されたものが知られている。図４には、前記鉄道車両のパンタグラフの、トロリ線と接触する集電部の構成を示している。   As a pantograph of a railway vehicle, one described in Patent Document 1 is known. In FIG. 4, the structure of the current collection part which contacts the trolley wire of the pantograph of the said railway vehicle is shown.

前記集電部は、天井管４３を備え、前記天井管４３が車両の屋根面上に設けられたリンク４０に連結されることによって支持されている。前記天井管４３は両端近傍にリニアブッシュ４５、４５を備え、前記リニアブッシュ４５、４５にはリニアシャフト４６、４６が略鉛直方向に摺動可能に貫通している。前記リニアシャフト４６、４６の上端部には結合ピン４７、４７に結合され、前記結合ピン４７、４７の両端には舟体４が結合されている。前記舟体４は上部が開口した箱状となっており、前期天井管４３と前記リニアブッシュ４５、４５と前記リニアシャフト４６、４６と前記結合ピン４７、４７とが前記舟体４１に内包されている。この構成によって前記舟体４１は前記リンク４０に対して上下動自在に接続されている。   The current collecting unit includes a ceiling tube 43, and the ceiling tube 43 is supported by being connected to a link 40 provided on the roof surface of the vehicle. The ceiling pipe 43 is provided with linear bushes 45, 45 in the vicinity of both ends, and linear shafts 46, 46 penetrate the linear bushes 45, 45 so as to be slidable in a substantially vertical direction. The upper ends of the linear shafts 46 and 46 are coupled to coupling pins 47 and 47, and the boat body 4 is coupled to both ends of the coupling pins 47 and 47. The boat body 4 has a box shape with an opening at the top, and the above-mentioned ceiling tube 43, the linear bushes 45, 45, the linear shafts 46, 46, and the coupling pins 47, 47 are included in the boat body 41. ing. With this configuration, the boat body 41 is connected to the link 40 so as to be movable up and down.

前記舟体４１の上部にはすり板取付板４８が設けられ、前記すり板取付板４８の上面にはすり板４９が固定される。また、前記天井管４３の両端部上面と前記すり板取付板４８の両端部下面との間には圧縮ばね４４、４４が設けられており、前記圧縮ばね４４、４４は前記天井管４３に対して前記すり板取付板４８が固定された前記舟体４１を上方に付勢している。
特許第３２９７３５５号公報 A sliding plate mounting plate 48 is provided on the upper portion of the boat body 41, and a sliding plate 49 is fixed to the upper surface of the sliding plate mounting plate 48. Further, compression springs 44, 44 are provided between the upper surfaces of both ends of the ceiling tube 43 and the lower surfaces of both ends of the sliding plate mounting plate 48, and the compression springs 44, 44 are Thus, the boat body 41 to which the sliding plate mounting plate 48 is fixed is urged upward.
Japanese Patent No. 3297355

従来のパンタグラフは、舟体内に、すり板をトロリ線に押し付けるための押し付けばね及び舟体の姿勢を水平に維持するための機構が必要なため、舟体の重量が重く、形状も複雑であった。   Conventional pantographs require a pressing spring for pressing the sliding plate against the trolley wire and a mechanism for maintaining the attitude of the hull horizontally in the hull, which makes the hull heavy and complex in shape. It was.

一方、鉄道の高速化に伴い、パンタグラフには低騒音化及び高追随性が求められるようになった。そのためには、パンタグラフの舟体部分を単純化及び軽量化する必要があったが、従来の構造ではこのような単純化、軽量化を実施することは困難であった。   On the other hand, with the speeding up of the railway, pantographs are required to have low noise and high followability. For that purpose, it was necessary to simplify and lighten the boat body portion of the pantograph, but it has been difficult to implement such simplification and weight reduction with the conventional structure.

本発明によれば、鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直な平面内で移動自在に支持されたベースと、前記ベース上に備えられた前記平面と直行する軸を中心として回転自在に連結された追随アームと、前記ベースと前記追随アームとを連結し、前記追随アームを上方に付勢する弾性体と、前記追随アームに設けられた舟体と、前記舟体上に設けられトロリ線と接触するすり板とを備えている。   According to the present invention, in a pantograph for taking in electric power from a trolley line, provided on a railway vehicle, a base supported movably in a substantially vertical plane by a link provided on the roof surface of the vehicle. A follower arm rotatably connected about an axis orthogonal to the plane provided on the base, and an elastic body for connecting the base and the follower arm and biasing the follower arm upward And a hull provided on the following arm, and a sliding plate provided on the hull and in contact with the trolley wire.

また、前記追随アームを上方に付勢する弾性体のばね定数は、パンタグラフの押し上げ力によって前記舟体がトロリ線に押し付けられたときに中立位置となり、前記追随アームが上下いずれの方向にも動作しやすくなるように設定されており、前記ベースの角度は、前記リンクの動きにかかわらず、前記追随アームの基端部に設けられた姿勢維持機構によってほぼ一定に保たれている。   In addition, the spring constant of the elastic body that urges the following arm upward is a neutral position when the boat body is pressed against the trolley line by the pushing force of the pantograph, and the following arm moves in any direction up and down. The angle of the base is kept substantially constant by a posture maintaining mechanism provided at the base end portion of the following arm regardless of the movement of the link.

また、前記弾性体は、板ばねまたはコイルばねで構成されている。   The elastic body is configured by a leaf spring or a coil spring.

あるいは、前記ベースに固定された追随アームと、前記追随アームの上端に設けられた舟体と、前記舟体の上面に設けられトロリ線と接触するすり板とを備え、前記追随アームの中間の一部分は弾性体となっている。   Alternatively, a tracking arm fixed to the base, a boat body provided at an upper end of the tracking arm, and a sliding plate provided on an upper surface of the boat body and in contact with a trolley wire, A part is an elastic body.

また、前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分の断面形状を変化させることによって所望の弾性力を得ている。   The elastic body obtains a desired elastic force by changing a cross-sectional shape of a part of the middle of the following arm.

また、前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分に所望の弾性力を発生するような材質を接合している。   Further, the elastic body is joined to a material that generates a desired elastic force at a part of the middle of the following arm.

また、前記舟体が、トロリ線を含む略鉛直平面内またはこれと平行な平面内で移動可能である。   Further, the boat body is movable in a substantially vertical plane including a trolley line or a plane parallel thereto.

また、複数の軸と外側連結片と内側連結片から構成され、前記外側連結片と前記内側連結片とは連続的に順番に交互に並べられ、軸によって互いに回転自在に連結され、かつ複数の軸は互いに平行になっている部材を、前記軸が前記平面に対して直行するように前記弾性体に沿って複数の連結片を前記平面と直行する軸を中心として互いに回転自在に連結してなる支持体を設けている。   The outer connection piece and the inner connection piece are constituted by a plurality of shafts, the outer connection pieces, and the inner connection pieces. A plurality of connecting pieces are connected to each other so that the shafts are parallel to each other around the elastic body so that the shafts are orthogonal to the plane, and the connecting pieces are rotatable about the axis orthogonal to the plane. A support is provided.

本発明によれば、トロリ線に追随する部分の機構が単純化できるため、発生する騒音を低く抑えることができる。同時に、追随する部分を軽量化できるため、高追随性を達成することができ、鉄道車両の高速走行時においても低騒音で、追随性能の高いパンタグラフを提供することができる。   According to the present invention, since the mechanism of the portion following the trolley wire can be simplified, the generated noise can be suppressed low. At the same time, since the following portion can be reduced in weight, high followability can be achieved, and a pantograph with high noise and low tracking performance can be provided even when the railway vehicle is traveling at high speed.

本発明における最良の実施形態を、図を用いて説明する。図１は、本発明の第1の実施形態を示している。図１に示すように、鉄道車両の屋根面１１上には、主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃから構成されているリンク３が、支点１ａを中心として回転自在に設けられている。前記各主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃは各支点１ｂ及び１ｃを中心として、互いに回転自在に連結されている。前記リンク３には、ベース４が固定されている。前記ベース４には支点１を中心として回転自在に追随アーム５の下端が連結されており、前記追随アーム５の回転範囲は、ストッパー７によって規制されている。   The best embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a link 3 composed of main arms 2a, 2b and 2c is provided on a roof surface 11 of a railway vehicle so as to be rotatable about a fulcrum 1a. The main arms 2a, 2b and 2c are connected to each other so as to be rotatable about the fulcrums 1b and 1c. A base 4 is fixed to the link 3. The base 4 is connected to the lower end of a follower arm 5 so as to be rotatable about a fulcrum 1, and the rotation range of the follower arm 5 is restricted by a stopper 7.

前記追随アーム５は、弾性体６ａによって１箇所以上で前記ベース４と連結されており、前記弾性体６ａは前記追随アーム５を上向き（本実施形態においてはストッパー７ａの向き）に押し付ける力を常時発生している。前記弾性体６ａは例えばコイルばねや板ばねであっても良い。前記追随アーム５の上端には舟体８が設けられ、前記舟体は上面にすり板９を備え、前記すり板９はトロリ線１０と接触している。   The following arm 5 is connected to the base 4 at one or more places by an elastic body 6a, and the elastic body 6a always applies a force pressing the following arm 5 upward (in the present embodiment, the direction of the stopper 7a). It has occurred. The elastic body 6a may be a coil spring or a leaf spring, for example. A boat body 8 is provided at the upper end of the following arm 5, and the boat body is provided with a sliding plate 9 on the upper surface, and the sliding plate 9 is in contact with the trolley wire 10.

次に、本実施形態におけるパンタグラフの動作について説明する。前記主アーム２ａ、２ｂ及び２ｃは、例えばエアシリンダのようなアクチュエータを用いて、前記主アーム２ａと２ｂが前記支点１ｂを中心として互いに開く方向へ回転させることにより、前記リンク３を略鉛直方向に延伸させることができる。このリンク３の延伸により前記リンク３に固定された前記ベース４、前記ベース４に連結された前記追随アーム５及び前記追随アーム５の上端に設けられた前記舟体８を同時に略鉛直方向に上昇させることができる。   Next, the operation of the pantograph in this embodiment will be described. The main arms 2a, 2b, and 2c use an actuator such as an air cylinder, for example, to rotate the main arms 2a and 2b around the fulcrum 1b in a direction to open the link 3 in a substantially vertical direction. Can be stretched. By extending the link 3, the base 4 fixed to the link 3, the following arm 5 connected to the base 4, and the boat body 8 provided at the upper end of the following arm 5 are simultaneously lifted in a substantially vertical direction. Can be made.

逆に、前記主アーム２ａと２ｂが前記支点１ｂを中心として互いに閉じる方向へ回転させることにより、前記リンク３を略鉛直方向に収縮させることができる。このリンク３の収縮により前記リンク３に固定された前記ベース４、前記ベース４に連結された前記追随アーム５及び前記追随アーム５の上端に設けられた前記舟体８が同時に略鉛直方向に下降することができる。また、前記舟体８は、リンク３およびばねによって、トロリ線１０に対して所定の押し付け力（７４Ｎ）で鉛直方向に付勢されている。前記追随アーム５は前記ベース４に支点１を中心として回転自在に連結されており、リンク３の押し付け力によって追随アーム５に取り付けられた前記弾性体６ａが中立位置まで変形し、前記追随アーム５は上下いずれの方向にも変位可能な状態となる。   On the contrary, the link 3 can be contracted in a substantially vertical direction by rotating the main arms 2a and 2b in a direction to close each other about the fulcrum 1b. As the link 3 contracts, the base 4 fixed to the link 3, the following arm 5 connected to the base 4, and the boat body 8 provided at the upper end of the following arm 5 simultaneously descend in a substantially vertical direction. can do. Further, the boat body 8 is urged in the vertical direction by a predetermined pressing force (74N) against the trolley wire 10 by the link 3 and the spring. The following arm 5 is rotatably connected to the base 4 around the fulcrum 1, and the elastic body 6 a attached to the following arm 5 is deformed to a neutral position by the pressing force of the link 3, and the following arm 5 Can be displaced in any direction.

前記弾性体６ａのばね定数は、前記リンク３が前記舟体８を前記トロリ線１０に対して所定の押し付け力（７４Ｎ）で押し付けている状態において、前記追随アーム５がストッパー７ａ及び７ｂの中間に位置するように設定される。   The spring constant of the elastic body 6a is such that the follower arm 5 is intermediate between the stoppers 7a and 7b when the link 3 presses the boat body 8 against the trolley wire 10 with a predetermined pressing force (74N). Is set to be located at

一方、前記屋根面１１と前記トロリ線１０との相対距離は、架設されたトロリ線の自重等によるたわみや、トロリ線の架設状況によって常時変化しており、その変化は長周期的なものと短周期的なものとに大別できる。上記構造のパンタグラフは、前記長周期の変化に対しては、前記リンク３の伸縮により前記舟体８を前記トロリ線１０に追随させ、前記短周期的な変化に対しては、追随アームの変位により前記舟体８を前記トロリ線１０に追随させることができる。   On the other hand, the relative distance between the roof surface 11 and the trolley wire 10 is constantly changing depending on the deflection of the installed trolley wire due to its own weight, etc., and the installation state of the trolley wire. It can be broadly divided into short-period ones. The pantograph having the above structure causes the boat body 8 to follow the trolley wire 10 by the expansion and contraction of the link 3 for the change of the long period, and the displacement of the tracking arm for the short period of change. Thus, the boat body 8 can be made to follow the trolley wire 10.

前記追随アーム５は、前記舟体８と前記トロリ線１０との間の接触力の変化によって前記ベース４の前記支点１を中心として回転するが、その回転角は、前記ストッパー７ａ及び７ｂによって制限される。   The follower arm 5 rotates around the fulcrum 1 of the base 4 due to a change in contact force between the boat body 8 and the trolley wire 10, but the rotation angle is limited by the stoppers 7a and 7b. Is done.

図２は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態において、第１の実施形態と共通の構成については同じ参照符号を付し、その説明を省略することとする。   FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted.

この第２の実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、前記ベース４には追随アーム５の下端が直接固定されている。前記追随アーム５は前記ベース４を介さずに前記リンク３に直接固定しても良い。前記追随アーム５の中間の一部分は弾性を示す弾性体６ｂを備えている。   In the second embodiment, unlike the first embodiment, the lower end of the following arm 5 is directly fixed to the base 4. The following arm 5 may be directly fixed to the link 3 without using the base 4. An intermediate part of the following arm 5 is provided with an elastic body 6b showing elasticity.

前記弾性体６ｂは、前記追随アーム５の中間の一部分の断面形状を変化させることで、所望の弾性力を得るようにしている。あるいは、前記追随アーム５の中間の一部分に、所望の弾性力を得ることができるような材質を接合して作製しても良い。   The elastic body 6b obtains a desired elastic force by changing the cross-sectional shape of the middle portion of the following arm 5. Alternatively, a material that can obtain a desired elastic force may be joined to a part of the middle of the following arm 5.

図３は、本発明の第３実施形態を示している。この実施形態では、追随アーム５’として板ばねを用い、全体が弾性変形できる構成となっている。また、前記追随アーム５’には、前記追随アーム５’の変位を略鉛直平面内で規制するための支持部材が設けられている。この支持部材２０は、複数の軸２１と外側連結片２２と内側連結片２３とを備え、前記外側連結片２２と前記内側連結片２３とは連続的に交互に並べられ、前記軸２１で互いに連結される。このとき、前記外側連結片２２と前記内側連結片２３とは、前記軸２１を中心として回転自在に連結され、複数の前記軸２１は互いに平行になっている。これにより、前記リンク状部材２０は略鉛直平面内またはこれと平行な平面内の１自由度のみにおいて曲げが可能となる。   FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In this embodiment, a leaf spring is used as the follower arm 5 ′, and the entire structure can be elastically deformed. The following arm 5 'is provided with a support member for restricting the displacement of the following arm 5' within a substantially vertical plane. The support member 20 includes a plurality of shafts 21, an outer connecting piece 22, and an inner connecting piece 23, and the outer connecting pieces 22 and the inner connecting pieces 23 are arranged alternately and continuously. Connected. At this time, the outer connecting piece 22 and the inner connecting piece 23 are connected so as to be rotatable about the shaft 21, and the plurality of shafts 21 are parallel to each other. As a result, the link-like member 20 can be bent only in one degree of freedom within a substantially vertical plane or a plane parallel thereto.

前記リンク部材２０は、前記トロリ線を含む略鉛直平面またはこれと平行な平面に対して前記軸２１が直交するように、前記弾性体６ａ及び６ｂに沿って設けられている。これにより、前記リンク部材２１は前記弾性体６ａ及び６ｂの動きを前記平面内の１自由度で規制し、前記弾性体６ａ及び６ｂの偏荷重によるねじれを低減することができる。それに伴って、偏加重による舟体のねじれを低減することができる。   The link member 20 is provided along the elastic bodies 6a and 6b so that the shaft 21 is orthogonal to a substantially vertical plane including the trolley line or a plane parallel thereto. Thereby, the link member 21 can restrict the movement of the elastic bodies 6a and 6b with one degree of freedom in the plane, and can reduce the torsion caused by the uneven load of the elastic bodies 6a and 6b. Along with this, it is possible to reduce the torsion of the hull due to partial load.

このように、本発明によれば、舟体の軽量化及び構造の単純化を達成することができ、軽量で、かつ単純な形状のパンタグラフを提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to reduce the weight of the hull and simplify the structure, and to provide a pantograph that is lightweight and has a simple shape.

本発明における第１の実施形態を示している。1 shows a first embodiment of the present invention. 本発明における第２の実施形態を示している。2 shows a second embodiment of the present invention. 本発明における第３の実施形態の斜視図を示している。The perspective view of 3rd Embodiment in this invention is shown. 本発明における第３の実施形態の斜視図を示している。The perspective view of 3rd Embodiment in this invention is shown. 従来技術における舟体部分を示している。The hull part in the prior art is shown.

符号の説明Explanation of symbols

１ａ、１ｂ、１ｃ 支点
２ａ、２ｂ、２ｃ 主アーム
３ リンク
４ ベース
５、５’ 追随アーム
６ａ、６ｂ 弾性体
７、７ａ、７ｂ ストッパー
８ 舟体
９ すり板
１０ トロリ線
１１ 車両屋根面
２０ リング状部材
２１ 軸
２２ 外側連結片
２３ 内側連結片
４０ リンク
４１ 舟体
４３ 天井管
４４ 圧縮ばね
４５ リニアブッシュ
４６ リニアシャフト
４７ 結合ピン
４８ すり板取付板
４９ すり板 1a, 1b, 1c supporting point 2a, 2b, 2c main arm 3 link 4 base 5, 5 'following arm 6a, 6b elastic body 7, 7a, 7b stopper 8 boat body 9 sliding plate 10 trolley wire 11 vehicle roof surface 20 ring shape Member 21 Shaft 22 Outer connecting piece 23 Inner connecting piece 40 Link 41 Ship body 43 Ceiling tube 44 Compression spring 45 Linear bushing 46 Linear shaft 47 Connecting pin 48 Sliding plate mounting plate 49 Sliding plate

Claims (5)

鉄道車両に設けられて、トロリ線から電力を取り込むためのパンタグラフにおいて、前記車両の屋根面上に設けられたリンクによって略鉛直な平面内で移動自在に支持されたベースと、前記ベースに固定された追随アームと、前記追随アームの上端に設けられた舟体と、前記舟体の上面に設けられトロリ線と接触するすり板とを備え、前記追随アームの中間の一部分は弾性体となっていることを特徴とするパンタグラフ。   In a pantograph for taking in electric power from a trolley line, provided on a railway vehicle, a base supported by a link provided on the roof surface of the vehicle so as to be movable in a substantially vertical plane, and fixed to the base A follower arm, a hull provided at an upper end of the follower arm, and a sliding plate provided on an upper surface of the hull and in contact with a trolley wire, and an intermediate part of the follower arm is an elastic body. A pantograph characterized by 前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分の断面形状を変化させることによって所望の弾性力を得ていることを特徴とする請求項１に記載のパンタグラフ。 2. The pantograph according to claim 1 , wherein the elastic body obtains a desired elastic force by changing a cross-sectional shape of an intermediate portion of the following arm. 前記弾性体は、前記追随アームの中間の一部分に所望の弾性力を発生するような材質を接合していることを特徴とする請求項１に記載のパンタグラフ。 2. The pantograph according to claim 1 , wherein the elastic body is joined to a material that generates a desired elastic force in a middle portion of the following arm. 前記舟体が、トロリ線を含む略鉛直平面内またはこれと平行な平面内で移動可能であることを特徴とする請求項１に記載のパンタグラフ。 The pantograph according to claim 1 , wherein the boat body is movable in a substantially vertical plane including a trolley line or a plane parallel thereto. 複数の軸と外側連結片と内側連結片とから構成され、前記外側連結片と前記内側連結片とは連続的に順番に交互に並べられ、前記軸によって互いに回転自在に連結され、かつ複数の前記軸は互いに平行になっている部材を、前記軸が前記平面に対して直行するように前記弾性体に沿って複数の連結片を前記平面と直行する軸を中心として互いに回転自在に連結してなる支持体を設けていることを特徴とする請求項４に記載のパンタグラフ。 A plurality of shafts, outer connecting pieces, and inner connecting pieces, wherein the outer connecting pieces and the inner connecting pieces are sequentially and alternately arranged, and are rotatably connected to each other by the shaft; and A plurality of connecting pieces are rotatably connected to each other about the axis perpendicular to the plane along the elastic body so that the axes are parallel to each other so that the axis is orthogonal to the plane. The pantograph according to claim 4 , wherein a support body is provided.
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