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パンタグラフ揚力推定システムおよび推定方法 コモンズ

国内特許コード P110006312
掲載日 2011年12月20日
出願番号 特願2007-069928
公開番号 特開2008-230322
登録番号 特許第4843536号
出願日 平成19年3月19日(2007.3.19)
公開日 平成20年10月2日(2008.10.2)
登録日 平成23年10月14日(2011.10.14)
発明者
  • 臼田 隆之
  • 池田 充
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 パンタグラフ揚力推定システムおよび推定方法 コモンズ
発明の概要


【課題】 車両の走行時に架線を摺動するパンタグラフの揚力を推定する。
【解決手段】 揚力推定システムは、測定区間(-ε<x<ε)の間に存在する、トロリ線と連結されたハンガのハンガ軸力h(i=1,2,・・・,n)および測定区間の両端における傾斜(∂y/∂xx=+ε、∂y/∂xx=-ε)をそれぞれ示すデータを記憶した記憶装置22と、ハンガ軸力、傾斜を示すデータから接触力f(t)を算出する接触力演算部28と、接触力f(t)の時間平均値M(f(t))を算出し、接触力の時間平均値M(f(t))に基づいて、f=M(f(t))-f(f:パンタグラフの静押上力)により、揚力fを算出する揚力演算部30と、を備える。
【選択図】 図2

従来技術、競合技術の概要


パンタグラフは、車両の移動にともなって架線を接触しつつ移動し、架線から電気を車両に供給する。パンタグラフは、その頂部に架線と接触する舟体を有し、コイルバネなどの力で架線との接触を維持している。



パンタグラフの揚力(空気力のうち上下方向の成分)は、集電性能に大きく影響を与える要因である。したがって、風洞試験や現車においてパンタグラフの舟体をワイヤで中腰にする試験などによりパンタグラフの揚力を測定している。



たとえば、非特許文献1には、パンタグラフを上げ、かつ、コードによって架線に接触しない状態に維持し、コードの一端につけられたロードセルによって揚力を計測する例が開示されている。また、非特許文献2には、パンタグラフの揚力を含む種々の特性を測定するための風洞実験の例が開示されている。

【非特許文献1】「ERRI A 186/RP 5 Pantograph/overhead line interaction」 European Rail Reseatch Institute、第5頁、第38頁、1996年9月

【非特許文献2】「東北新幹線“はやて”搭載 環境にやさしい静かなパンタグラフ」 柴田勝彦他著、三菱重工技報、Vol.40 No.3、2003年5月

産業上の利用分野


本発明は、パンタグラフの揚力を推定するシステムおよび方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
パンタグラフの揚力を推定する揚力推定システムであって、
少なくとも、測定区間(-ε<x<ε)の間に存在する、前記トロリ線と連結されたハンガのハンガ軸力h(i=1,2,・・・,n)、および、測定区間の両端における傾斜(∂y/∂xx=+ε、∂y/∂xx=-ε)をそれぞれ示すデータを記憶した記憶装置と、
前記ハンガ軸力、傾斜を示すデータから、以下の式
【数式1】


(T:トロリ線の張力)
に基づいて、接触力f(t)を算出する接触力算出手段と、
前記接触力f(t)の時間平均値M(f(t))を算出する平均値算出手段と、
前記接触力の時間平均値M(f(t))に基づいて、以下の式
=M(f(t))-f
(f:パンタグラフの静押上力)
により、揚力fを算出する揚力算出手段と、
を備えたことを特徴とする揚力推定システム。

【請求項2】
前記平均値算出手段が、時間t(j=1,・・・,m)における接触力f(t)に基づいて、以下の式
【数式2】


により、時間平均値M(f(t))を算出することを特徴とする請求項1に記載の揚力推定システム。

【請求項3】
前記平均値算出手段が、時間tの関数である接触力f(t)を、時間的な測定区間0≦t≦Tで積分して積分時間Tで除した以下の式
【数式3】


により、時間平均値M(f(t))を算出することを特徴とする請求項1に記載の揚力推定システム。

【請求項4】
少なくとも、測定区間(-ε<x<ε)の間に存在する、前記トロリ線と連結されたハンガのハンガ軸力h(i=1,2,・・・,n)、および、測定区間の両端における傾斜(∂y/∂xx=+ε、∂y/∂xx=-ε)をそれぞれ示すデータを記憶した記憶装置において、パンタグラフの揚力を推定する揚力推定方法であって、
前記ハンガ軸力、傾斜を示すデータから、以下の式
【数式4】


(T:トロリ線の張力)
に基づいて、接触力f(t)を算出する接触力算出ステップと、
前記接触力f(t)の時間平均値M(f(t))を算出する平均値算出ステップと、
前記接触力の時間平均値M(f(t))に基づいて、以下の式
=M(f(t))-f
(f:パンタグラフの静押上力)
により、揚力fを算出する揚力算出ステップと、
を備えたことを特徴とする揚力推定方法。

【請求項5】
前記平均値算出ステップが、時間t(j=1,・・・,m)における接触力f(t)に基づいて、以下の式
【数式5】


により、時間平均値M(f(t))を算出するステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の揚力推定方法。

【請求項6】
前記平均値算出ステップが、時間tの関数である接触力f(t)を、時間的な測定区間0≦t≦Tで積分して積分時間Tで除した以下の式
【数式6】


により、時間平均値M(f(t))を算出するステップを含むことを特徴とする請求項4に記載の揚力推定方法。
産業区分
  • 電力応用
  • 鉄道
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2007069928thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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