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パンタグラフの接触力変動低減方法及びパンタグラフ コモンズ

国内特許コード P110006292
掲載日 2011年12月20日
出願番号 特願2006-085400
公開番号 特開2007-267442
登録番号 特許第4782597号
出願日 平成18年3月27日(2006.3.27)
公開日 平成19年10月11日(2007.10.11)
登録日 平成23年7月15日(2011.7.15)
発明者
  • 池田 充
  • 小山 達弥
  • 竹田 真
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 パンタグラフの接触力変動低減方法及びパンタグラフ コモンズ
発明の概要

【課題】 電車走行時の動圧による揚力を考慮し、トロリ線へのパンタグラフの接触力を正確に把握して一定に保つこと。
【解決手段】 トロリ線Tに押し当てるすり板体5と、このすり板体5をトロリ線Tに押し当てるバネ6と、このバネ6の変位又は力を測定する力センサ9と、この力センサ9の測定値に基づいてすり板体5の押上力Fを制御するアクチュエータ8とでパンタグラフ1を構成する。すり板体5近傍の空気の相対流速を測定するピトー管10などの流速センサを設け、このすり板体5近傍の空気の相対流速に対応するすり板体5に作用する揚力Fを予め試験により見出しておき、力センサ9により測定されたバネ力Fに加算して、トロリ線Tへのすり板体5の接触力Fを求める。この接触力Fに応じてアクチュエータ8を制御して、接触力を一定に保つ。なお,空気の相対流速は、列車速度から周辺環境の変化要因を考慮して推定することも可能である。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


現状の電気鉄道においては、トロリ線(架線)から車体屋根に搭載されたパンタグラフを介して車両に電力を送る方式が一般的である。このようなパンタグラフは、トロリ線に押し当てられるすり板体と、このすり板体をバネにより支持する舟体と、舟体を昇降可能に支持すると共にトロリ線に押し当てる押上力を付与する支持機構とを備えている。また、他のパンタグラフの例として,トロリ線に押し当てられるすり板体と,このすり板体を直接支持する舟体と,この舟体をバネにより支持すると共に舟体を昇降可能に支持する支持機構とを備えたものがある。以下では主として前者の形態のパンタグラフを例に説明を行なう。
トロリ線とパンタグラフのすり板体との接触力は、トロリ線の高さ変動や車両・パンタグラフの振動によって変動する。この接触力の変動が大きすぎると、パンタグラフのすり板体がトロリ線から離線するおそれがある。離線が頻発すると、すり板体とトロリ線との間にスパークが生じて、すり板体やトロリ線の摩耗が進む。また、常に接触力が大きくなる箇所では、トロリ線の局所的な摩耗が進行する可能性もある。以上のように、離線に至らない場合でも、パンタグラフの接触力は極力変動が小さいことが好ましい。



このため、トロリ線とパンタグラフのすり板体との間に作用する接触力の変動を低減する技術がいくつか提案されており、そのうち、アクティブ方式のパンタグラフとして、特許文献1に記載のものがある。このパンタグラフは、すり板体を支持するバネの変位又は力をセンサで測定し、その変位又は力の変動の低周波数成分をゼロに近づけるようにアクチュエータを制御することによって、トロリ線(架線)に押し当てるすり板体の押上力を調整するものである。
このパンタグラフによれば、すり板体を支持するバネの変位の低周波成分を制御目標量とし、このバネの変位又は力をセンサが測定するものであるため、センサの数が少なくて済み、測定自体も容易となり、簡便に接触力の変動を低減するとされている。

【特許文献1】特開平2005-287209号公報

産業上の利用分野


本発明は、電気鉄道におけるトロリ線(架線)とパンタグラフとの間に作用する接触力の変動を低減する方法及び接触力変動の低減が可能なパンタグラフに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
トロリ線に押し当てられるすり板体と、
このすり板体をトロリ線に押し当てるバネと、
このバネに作用する力を測定するセンサと、
すり板体近傍の空気の相対速度を測定する流速センサと、
れらのセンサの測定値に基づいて前記すり板体をトロリ線に押し当てる押上力を制御するアクチュエータとを具備するパンタグラフのトロリ線への接触力の変動を低減する方法であって、
前記センサにより前記バネに作用する力を測定し、
前記流速センサにより電車走行時のすり板体近傍の空気の相対速度を測定し、
この空気の相対速度に対応して予め試験により測定され又は算出されたすり板体の揚力を前記センサの測定値に基づいて測定されたバネ力に加算することにより、トロリ線へのすり板体の接触力を求め、
この接触力を一定にするようにアクチュエータを制御することを特徴とするパンタグラフの接触力変動低減方法。

【請求項2】
前記すり板体近傍の空気の相対速度の2乗に特定の係数を乗算することによりすり板体の揚力を求めることを特徴とする請求項1に記載のパンタグラフの接触力変動低減方法。

【請求項3】
トロリ線に押し当てられるすり板体と、
このすり板体をトロリ線に押し当てるバネと、
このバネに作用する力を測定するセンサと、
このセンサの測定値に基づいて前記すり板体をトロリ線に押し当てる押上力を制御するアクチュエータとを具備するパンタグラフであって、
前記すり板体近傍の空気の相対速度を測定するように設けられた流速センサと、この空気の相対速度に対応して、予め試験により測定され又は算出されたすり板体の揚力を、前記センサの測定値に基づいて測定されたバネ力に加算することにより、トロリ線へのすり板体の接触力を求め、これに応じて前記アクチュエータを制御する制御手段と、を備えることを特徴とするパンタグラフ。

【請求項4】
前記すり板体の揚力は、すり板体近傍の空気の相対速度の2乗に特定の係数を乗算することにより求めることを特徴とする請求項に記載のパンタグラフ。
産業区分
  • 鉄道
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006085400thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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