JP6605841B2

JP6605841B2 - 鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフ

Info

Publication number: JP6605841B2
Application number: JP2015105201A
Authority: JP
Inventors: 通平澤
Original assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Current assignee: Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date: 2015-05-25
Filing date: 2015-05-25
Publication date: 2019-11-13
Anticipated expiration: 2035-05-25
Also published as: JP2016220460A

Description

本発明は、鉄道車両用のシングルアーム式パンタグラフに関する。

従来、この種のシングルアーム式パンタグラフは、鉄道車両の車長方向に平行な鉛直面に沿って上下方向に屈伸する下枠と上枠とから成る枠組と、上枠に支持される集電舟と、下枠と集電舟との間に集電舟の姿勢を一定に保つように架設される平衡リンクと、枠組を上方の伸び側に付勢するバネと、枠組をバネの付勢力に抗して下方の折畳み側に動作させるシリンダとを備えている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、パンタグラフのコンパクト化のために、バネやシリンダを枠組に対し鉄道車両の車幅方向近傍に配置した場合、平衡リンクをその軸線を含む鉛直面が枠組の近傍で鉄道車両の車長方向に平行になるように配置すると、枠組の折畳み側への動作で平衡リンクがバネ又はシリンダに干渉してしまう。そこで、平衡リンクをその軸線を含む鉛直面が鉄道車両の車長方向に対し車幅方向に傾くように配置し、枠組の折畳み側への動作で平衡リンクがバネやシリンダに干渉することを回避できるようにしたものも従来知られている。このものでは、平衡リンクの一端と他端とを夫々ボールジョイントを介して下枠と集電舟とに連結している。

ボールジョイントは、ボールスタッドと、ボールスタッドの先端の球頭部を回転自在に収納するソケットと、ソケットの開口部外周とソケットの開口部から突出するボールスタッドの部分との間に跨るように装着されるゴム等の弾性材料製のダストカバーとを備えている（例えば、特許文献２参照）。平衡リンクの一端側のボールジョイントでは、ボールスタッドを下枠、ソケットを平衡リンクに夫々固定し、平衡リンクの他端側のボールジョイントでは、ボールスタッドを集電舟、ソケットを平衡リンクに夫々固定している。そして、従来は、ボールスタッドをその軸線が車幅方向に平行になる姿勢で下枠や集電舟に固定している。

ここで、ソケットの開口部は、平衡リンクの軸線と直交する方向を向いている。平衡リンクを上記の如くその軸線を含む鉛直面が車長方向に対し車幅方向に傾くように配置した場合、ソケットの開口部は、車幅方向に対し車長方向に傾いた方向を向くことになり、ボールスタッドの軸線を上記の如く車幅方向と平行にすると、ボールスタッドは、その軸線がソケットの開口部の中心を通る中立姿勢から傾いた姿勢になってしまう。そのため、ボールスタッドの傾き方向側に位置するダストカバーの部分が圧縮され、この部分に競りが生じて破れてしまうことがある。そして、ダストカバーが破損すると、破損個所から侵入した塵埃が球頭部に付着して、球頭部の固渋等による平衡リンクの動作不良を生じてしまう。

特開２０１４−１４３８６６号公報特開２０１４−２１１１８２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、ボールジョイントのダストカバーの耐久性を確保できるようにした鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、鉄道車両の車長方向に平行な鉛直面に沿って上下方向に屈伸する下枠と上枠とから成る枠組と、上枠に支持される集電舟と、下枠と集電舟との間に集電舟の姿勢を一定に保つように架設される平衡リンクと、枠組を上方の伸び側に付勢するバネと、枠組をバネの付勢力に抗して下方の折畳み側に動作させるシリンダとを備える鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフであって、平衡リンクは、その軸線を含む鉛直面が鉄道車両の車長方向に対し車幅方向に傾くように配置され、平衡リンクの一端と他端とが夫々ボールジョイントを介して下枠と集電舟とに連結され、各ボールジョイントは、平衡リンクの一端側のボールジョイントでは下枠に固定され、平衡リンクの他端側のボールジョイントでは集電舟に固定されるボールスタッドと、ボールスタッドの先端の球頭部を回転自在に収納する平衡リンクに固定のソケットと、ソケットの開口部外周とソケットの開口部から突出するボールスタッドの部分との間に跨るように装着される弾性材料製のダストカバーとを備えるものにおいて、平衡リンクの一端側のボールジョイントのボールスタッドと平衡リンクの他端側のボールジョイントのボールスタッドは、各ボールスタッドの軸線が各ソケットの開口部の中心を通る中立姿勢になるように夫々下枠と集電舟に固定されることを特徴とする。

また、本発明においては、平衡リンクの一端側のボールジョイントのボールスタッドを、下枠の上端部に設けられたヒンジ枠に取り付けられたブラケットに固定すると共に、平衡リンクの他端側のボールジョイントのボールスタッドを、集電舟において舟体を支持する舟体支えに取り付けられたブラケットに固定するものにおいて、前記両ブラケットを車長方向に対し車幅方向に傾けて平衡リンクの軸線を含む鉛直面と平行に配置することで、各ボールスタッドの軸線が、平衡リンクの軸線に直交して各ソケットの開口部の中心を通ることが望ましい。
本発明によれば、ボールスタッドが中立姿勢になるため、ダストカバーがボールスタッドの傾きで局所的に圧縮されるようなことがない。従って、ダストカバーの耐久性が確保され、ダストカバーの破損に起因する平衡リンクの動作不良を有効に防止できる。

本発明の実施形態の鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフの側面図。実施形態の鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフの平面図。（ａ）は図１の平衡リンクの一端と下枠との連結部分をＡ方向から見た図、（ｂ）は図１の平衡リンクの他端と集電舟との連結部分をＢ方向から見た図。実施形態の鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフのボールジョイントの断面図。

図１及び図２を参照して、ＰＧは本発明の実施形態の鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフを示している。パンタグラフＰＧは、図外の鉄道車両の屋根上に碍子を介して配置される台枠１と、台枠１に搭載され鉄道車両の車長方向たるＸ軸方向に平行な鉛直面に沿って上下方向に屈伸する下枠２１と上枠２２とから成る枠組２と、上枠２２に支持される集電舟３とを備えている。

下枠２１は、下端部において鉄道車両の車幅方向たるＹ軸方向に平行な主軸２１ａを介して台枠１上のブラケット１１に揺動自在に連結されている。下枠２１の上端部には、二股状に分岐したヒンジ枠２１ｂが設けられており、このヒンジ枠２１ｂに、上枠２２がその下端近傍においてＹ軸方向に平行な軸２２ａを介して揺動自在に連結されている。また、軸２２ａよりも下方に位置する上枠２２の下端と台枠１との間に、下枠２１の揺動に連動して上枠２２を揺動させる釣合リンク４を架設している。そして、下枠２１を上方に揺動させたとき、上枠２２も上方に揺動して、枠組２が上方の伸び側に動作し、下枠２１を下方に揺動させたとき、上枠２２も下方に揺動して、枠組２が下方の折畳み側に動作するようにしている。

主軸２１ａには、台枠１上に配置したバネ５がレバー５ａを介して連結されると共に、同じく台枠１上に配置したシリンダ６がレバー６ａを介して連結されている。そして、バネ５により枠組２が上方の伸び側に付勢され、シリンダ６により枠組２がバネ５の付勢力に抗して下方の折畳み側に動作されるようにしている。

また、台枠１上には、集電舟３を所定の下降端位置に係止する鉤手段７が設けられている。鉤手段７は、枠組２の折畳み側への動作で集電舟３が下降端位置に下動したときに集電舟３の後述する舟体支え３２に設けられた鉤受け３２ｂに係合する鉤部材７１と、鉤部材７１を鉤受け３２ｂに係合する方向に付勢するバネ７２と、鉤部材７１を鉤受け３２ｂからバネ７２の付勢力に抗して離脱させるシリンダや電磁ソレノイド等から成るアクチュエータ７３とを備えている。

集電舟３は、架線に摺接して集電可能な舟体３１と、舟体３１を支持する舟体支え３２とを備えており、舟体支え３２がＹ軸方向に平行な軸３２ａを介して上枠２２の上端部に軸支される。また、下枠２１と集電舟３との間、具体的には、下枠２１のヒンジ枠２１ｂの側面視で軸２２ａの下方部分と集電舟３の舟体支え３２の側面視で軸３２ａの下方部分との間に平衡リンク８を架設して、集電舟３の姿勢が一定に保たれるようにしている。

ここで、枠組２を折畳み側に動作させるシリンダ６は、パンタグラフＰＧのコンパクト化のために、枠組２に対しＹ軸方向近傍に配置されており、平衡リンク８をその軸線を含む鉛直面が枠組２の近傍でＸ軸方向に平行になるように配置すると、枠組２の折畳み側への動作で平衡リンク８がシリンダ６に干渉してしまう。そこで、平衡リンク８をその軸線を含む鉛直面がＸ軸方向に対しＹ軸方向に傾くように配置し、枠組２の折畳み側への動作で平衡リンク８がシリンダ６に干渉することを回避できるようにしている。

図３（ａ）及び（ｂ）も参照して、平衡リンク８の一端と他端とは、夫々ボールジョイント９_１，９_２を介して下枠２１と集電舟３とに連結されている。図４も参照して、各ボールジョイント９_１，９_２は、ボールスタッド９１と、ボールスタッド９１の先端の球頭部９１ａを回転自在に収納するソケット９２と、ソケット９２の開口部９２ａ外周とソケット９２の開口部９２ａから突出するボールスタッド９１の部分との間に跨るように装着されるゴム製のダストカバー９３とを備えており、ダストカバー９３内の空間には潤滑油が充填されている。

また、ソケット９２は、開口部９２ａの開口方向と直交方向にのびる軸部９２ｂを有しており、この軸部９２ｂに雌ねじ９２ｃが形成されている。そして、平衡リンク８の一端側の第１ボールジョイント９_１では、図３（ａ）に示す如く、ボールスタッド９１を下枠２１のヒンジ枠２１ｂに取付けたブラケット２１ｃに挿通固定すると共に、ソケット９２を雌ねじ９２ｃにおいて平衡リンク８の一端に螺合固定している。また、平衡リンク８の他端側の第２ボールジョイント９_２では、図３（ｂ）に示す如く、ボールスタッド９１を集電舟３の舟体支え３２に取付けたブラケット３２ｃに挿通固定すると共に、ソケット９２を雌ねじ９２ｃにおいて平衡リンク８の他端に螺合固定している。

ここで、各ボールジョイント９_１，９_２のソケット９２の開口部９２ａは、平衡リンク８の軸線に直交する方向を向いている。平衡リンク８を上記の如くその軸線を含む鉛直面がＸ軸方向に対しＹ軸方向に傾くように配置した場合、ソケット９２の開口部９２ａは、Ｙ軸方向に対しＸ軸方向に傾いた方向を向くことになる。そして、ボールスタッド９１の軸線をＹ軸方向と平行とすると、ボールスタッド９１は、その軸線がソケット９２の開口部９２ａの中心を通る中立姿勢から傾いた姿勢になってしまう。この場合、ボールスタッド９１の傾き方向側に位置するダストカバー９３の部分が圧縮され、この部分に競りが生じて破れてしまうことがある。そして、ダストカバー９３が破損すると、破損個所から侵入した塵埃が球頭部９１ａに付着して、球頭部９１ａの固渋等による平衡リンク８の動作不良を生じてしまう。

そこで、本実施形態では、各ブラケット２１ｃ，３２ｃをＸ軸方向に対しＹ軸方向に傾けて平衡リンク８の軸線を含む鉛直面と平行にし、各ブラケット２１ｃ，３２ｃに挿通固定する各ボールジョイント９_１，９_２のボールスタッド９１の軸線が平衡リンク８の軸線に直交するようにしている。これにより、各ボールジョイント９_１，９_２のボールスタッド９１は、その軸線が各ボールジョイント９_１，９_２のソケット９２の開口部９２ａの中心を通る中立姿勢になるように夫々下枠２１集電舟３に固定されることになる。

このように、ボールスタッド９１を中立姿勢にすれば、ダストカバー９３がボールスタッド９１の傾きで局部的に圧縮されるようなことがない。従って、ダストカバー９３の耐久性が確保され、ダストカバー９３の破損に起因する平衡リンク８の動作不良を有効に防止できる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、平衡リンク８の軸線を含む鉛直面のＸ軸方向に対するＹ軸方向の傾斜角をθとして、ソケット９２の軸部９２ｂを、開口部９２ａの開口方向に直交する方向からθだけ傾けて、ソケット９２を軸部９２ｂにおいて平衡リンク８に固定したとき、開口部９２ａの開口方向がＹ軸方向に平行になるようにしてもよい。この場合、ボールスタッド９１の軸線を車幅方向と平行にすることで、ボールスタッド９１を中立姿勢にすることができる。

ＰＧ…鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフ、２…枠組、２１…下枠、２２…上枠、３…集電舟、５…バネ、６…シリンダ、８…平衡リンク、９_１，９_２…ボールジョイント、９１…ボールスタッド、９１ａ…球頭部、９２…ソケット、９３…ダストカバー。

Claims

鉄道車両の車長方向に平行な鉛直面に沿って上下方向に屈伸する下枠と上枠とから成る枠組と、上枠に支持される集電舟と、下枠と集電舟との間に集電舟の姿勢を一定に保つように架設される平衡リンクと、枠組を上方の伸び側に付勢するバネと、枠組をバネの付勢力に抗して下方の折畳み側に動作させるシリンダとを備える鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフであって、
平衡リンクは、その軸線を含む鉛直面が鉄道車両の車長方向に対し車幅方向に傾くように配置され、平衡リンクの一端と他端とが夫々ボールジョイントを介して下枠と集電舟とに連結され、
各ボールジョイントは、平衡リンクの一端側のボールジョイントでは下枠に固定され、平衡リンクの他端側のボールジョイントでは集電舟に固定されるボールスタッドと、ボールスタッドの先端の球頭部を回転自在に収納する平衡リンクに固定のソケットと、ソケットの開口部外周とソケットの開口部から突出するボールスタッドの部分との間に跨るように装着される弾性材料製のダストカバーとを備えるものにおいて、
平衡リンクの一端側のボールジョイントのボールスタッドと平衡リンクの他端側のボールジョイントのボールスタッドは、各ボールスタッドの軸線が各ソケットの開口部の中心を通る中立姿勢になるように夫々下枠と集電舟に固定されることを特徴とする鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフ。
請求項１記載の鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフであって、平衡リンクの一端側のボールジョイントのボールスタッドを、下枠の上端部に設けられたヒンジ枠に取り付けられたブラケットに固定すると共に、平衡リンクの他端側のボールジョイントのボールスタッドを、集電舟において舟体を支持する舟体支えに取り付けられたブラケットに固定するものにおいて、前記両ブラケットを車長方向に対し車幅方向に傾けて平衡リンクの軸線を含む鉛直面と平行に配置することで、各ボールスタッドの軸線が、平衡リンクの軸線に直交して各ソケットの開口部の中心を通ることを特徴とする鉄道車両用シングルアーム式パンタグラフ。