JP4006406B2 - Railway vehicle current collector - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両用集電装置に係わり、特に300km/h以上の高速で走行する鉄道車両に用いる集電装置に好適なものである。 The present invention relates to a railway vehicle current collector, and is particularly suitable for a current collector used for a railway vehicle traveling at a high speed of 300 km / h or higher.
従来の鉄道車両用集電装置としては、特開2002−325305号公報(特許文献1)に示されたものがある。この鉄道車両用集電装置は、架線に接触して集電する集電体と、集電体を上昇下降運動させて架線と集電体との接触を保持する駆動機構とを備えている。この駆動機構は第1駆動機構と第2駆動機構とを有している。そして、この第1駆動機構は、集電体を支持する第1フレームと、第1フレームの両側を支持して上昇下降運動させる一対の上下動駆動機構部と、一対の上下動駆動機構部のそれぞれを駆動する二つの第1駆動源を有している。また、前記第2駆動機構は、第1駆動機構を支持する第2フレームと、第2フレームの両側を支持して上昇下降運動させる一対の上下動リンク機構と、一対の上下動リンク機構のそれぞれを駆動する二つの第2駆動源とを有している。 As a conventional railway vehicle current collector, there is one disclosed in JP 2002-325305 A (Patent Document 1). The railcar current collector includes a current collector that collects electricity by contacting the overhead wire, and a drive mechanism that holds the current collector in contact with the current collector by moving the current collector up and down. This drive mechanism has a first drive mechanism and a second drive mechanism. The first drive mechanism includes a first frame that supports the current collector, a pair of vertical motion drive mechanisms that support both sides of the first frame to move up and down, and a pair of vertical motion drive mechanisms. There are two first drive sources for driving each of them. The second drive mechanism includes a second frame that supports the first drive mechanism, a pair of vertical motion link mechanisms that support both sides of the second frame to move up and down, and a pair of vertical motion link mechanisms. And two second drive sources for driving.
鉄道車両が高速化すると、架線から集電体が離線する可能性が増大すると共に、架線に集電体が摺動することによる架線摩耗が増大するおそれがある。このため、特に300km/h以上の高速で鉄道車両が走行する時の離線率低減および架線摩耗低減が重要である。 When the speed of a railway vehicle increases, the possibility of the current collector separating from the overhead wire increases, and there is a risk that the wear of the overhead wire due to the current collector sliding on the overhead wire may increase. For this reason, especially when the railway vehicle travels at a high speed of 300 km / h or more, it is important to reduce the separation rate and the overhead wire wear.
しかし、特許文献1の鉄道車両用集電装置では、二つの第1駆動源または第2駆動機源を用いて、一対の上下動駆動機構部のそれぞれ、または上下動リンク機構のそれぞれを駆動するようにしているので、集電体の水平状態を保ちながら集電体を上昇下降させて架線追従を行なうことが難しかった。すなわち、二つの駆動源の動作を同期させる必要があるが、各駆動源の製作誤差やその構成要素の固有の差異などにより、二つの駆動源の動作を同期させることが難しかった。また、二つの駆動源を用いることにより、コスト高を招いていた。 However, in the railway vehicle current collector of Patent Document 1, each of the pair of vertical motion drive mechanisms or each of the vertical motion link mechanisms is driven using two first drive sources or second drive machine sources. Therefore, it was difficult to follow the overhead line by raising and lowering the current collector while keeping the current collector horizontal. That is, it is necessary to synchronize the operations of the two drive sources, but it is difficult to synchronize the operations of the two drive sources due to manufacturing errors of each drive source and inherent differences in its components. In addition, the use of two drive sources incurs high costs.
本発明の目的は、安価な構造で、鉄道車両が高速で走行する時の離線率低減および架線摩耗低減を図ることができる鉄道車両用集電装置を得ることにある。 An object of the present invention is to obtain a railway vehicle current collector that has an inexpensive structure and can reduce a line-separation rate and overhead wire wear when the railway vehicle travels at a high speed.
前記目的を達成するために、本発明では、架線に接触して集電するすり板を配した舟体を有する集電体と、前記舟体を上部に支持する絶縁支柱と、架線の上下の変動に応じて前記絶縁支柱を上昇下降運動させて前記架線と前記集電体との接触を保持する駆動機構とを備え、前記駆動機構は第1駆動機構と第2駆動機構とを有し、前記第1駆動機構は、前記絶縁支柱を支持する第1フレームと、前記第1フレームの両側を支持し複数のレバーで回転可能および摺動可能に結合して上昇下降運動させる一対の第1上下動リンク機構と、前記一対の第1上下動リンク機構の一方に架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を発生する一つの第1駆動源と、前記一対の第1上下動リンク機構の他方に駆動力を発生する第1ばねと、前記一対の第1上下動リンク機構の一方の動きを他方に伝達して前記第1フレームの水平状態を維持する第1伝達リンク機構とを有し、前記第2駆動機構は、前記第1駆動機構を支持する第2フレームと、前記第2フレームの両側を支持して複数のレバーで回転可能および摺動可能に結合して上昇下降運動させる一対の第2上下動リンク機構と、前記一対の第2上下動リンク機構の一方に架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を発生する一つの第2駆動源と、前記一対の第2上下動リンク機構の少なくとも他方に駆動力を発生する第2ばねと、前記一対の第2上下動リンク機構一方の動きを他方に伝達して前記第2フレームの水平状態を維持する第2伝達リンク機構とを有し、前記一対の第1上下動リンク機構のそれぞれは、上端部が回転軸を介して前記第1フレームに回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第2フレームに設けられたリニアガイド軸に回転可能且つ摺動可能に取り付けられた第1のレバーと、長さが前記第1のレバーの1/2であり、上端部が前記第1のレバーの下部に対して二等辺三角形を成すように前記第1のレバーの長手方向中心点に回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第2フレームに回転可能に結合された第2のレバーと、を備え、前記一対の第1上下動リンク機構の一方を構成する前記第1レバーは、その上端部が前記第1フレームに対してスライド可能に取り付けられており、前記一対の第2上下動リンク機構のそれぞれは、上端部が回転軸を介して前記第2フレームに回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して第3フレームに設けられたリニアガイド軸に回転可能且つ摺動可能に取り付けられた第3のレバーと、長さが前記第3のレバーの1/2であり、上端部が前記第3のレバーの下部に対して二等辺三角形を成すように前記第3のレバーの長手方向中心点に回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第3フレームに回転可能に結合された第4のレバーと、を備え、前記一対の第2上下動リンク機構の一方を構成する前記第3レバーは、その上端部が前記第2フレームに対してスライド可能に取り付けられていることにある。 In order to achieve the above object, in the present invention, a current collector having a boat body provided with a sliding plate for collecting current in contact with the overhead wire, an insulating support for supporting the boat body at the top, and an upper and lower side of the overhead wire A drive mechanism that holds the contact between the overhead wire and the current collector by moving the insulating column up and down according to fluctuations, the drive mechanism having a first drive mechanism and a second drive mechanism; The first drive mechanism includes a first frame that supports the insulating support, and a pair of first upper and lower portions that support both sides of the first frame and are coupled to be rotatable and slidable by a plurality of levers to move up and down. A dynamic link mechanism; one first drive source that generates a driving force in accordance with a contact state between an overhead wire and a current collector on one of the pair of first vertical link mechanisms; and the pair of first vertical link mechanisms A first spring that generates a driving force on the other of the first and the pair of first vertical movements A first transmission link mechanism that transmits one movement of the link mechanism to the other to maintain the horizontal state of the first frame, and the second drive mechanism is a second frame that supports the first drive mechanism. A pair of second vertical movement link mechanisms that support both sides of the second frame and are coupled to be rotatable and slidable by a plurality of levers to move up and down, and the pair of second vertical movement link mechanisms One second driving source that generates a driving force according to the contact state between the overhead wire and the current collector on one side, a second spring that generates a driving force on at least the other of the pair of second vertical movement link mechanisms, by transmitting a pair of second vertical movement linkage one movement to the other have a second transmission link mechanism for maintaining the horizontal state of the second frame, each of the pair of first vertical movement linkage, The upper end portion is connected to the first frame via the rotation shaft. A first lever that is rotatably coupled to the linear frame and has a lower end that is rotatably and slidably attached to a linear guide shaft provided on the second frame via a rotation shaft. 1/2 of the first lever, and is rotatably coupled to the longitudinal center point of the first lever so that the upper end portion forms an isosceles triangle with respect to the lower portion of the first lever, and the lower end portion is A second lever rotatably coupled to the second frame via a rotation shaft, and the upper end of the first lever constituting one of the pair of first vertical movement link mechanisms is Each of the pair of second vertical link mechanisms is rotatably coupled to the second frame via a rotation shaft, and the lower end rotates. Provided in the third frame via the shaft A third lever that is rotatably and slidably attached to the linear guide shaft, and is 1/2 the length of the third lever, and the upper end is isosceles with respect to the lower portion of the third lever A fourth lever rotatably coupled to the longitudinal center point of the third lever so as to form a triangle, and having a lower end rotatably coupled to the third frame via a rotation shaft; The third lever that constitutes one of the pair of second vertical link mechanisms has an upper end that is slidably attached to the second frame .
上記構成において、好ましくは次の構成にすることである。
(1)架線と集電体の接触状態を検出する検出装置と、この検出装置の検出結果に基づいて前記第1の駆動源を制御する制御装置とを備えること。
(2)前記制御装置の故障を検出して前記第1駆動機構を折りたたみ位置まで駆動するように前記第1の駆動源を制御する緊急制御装置と備えること。
(3)架線と集電体の接触状態を検出する検出装置と、この検出装置の検出結果に基づいて前記第2の駆動源を制御する制御装置を備えること。
(4)前記制御装置の故障を検出して前記第2駆動機構を折りたたみ位置まで駆動するように前記第2駆動源を制御する緊急制御装置を備えること。
(5)架線と集電体の接触状態を検出する検出装置と、この検出装置の検出結果に基づいて前記第1の駆動源および前記第2の駆動源を制御する制御装置と、前記制御装置の故障を検出して第1駆動機構および前記第2駆動機構を折りたたみ位置まで駆動するように前記第1の駆動源および前記第2の駆動源を制御する緊急制御装置とを備えること。
In the above configuration, the following configuration is preferable.
(1) A detection device that detects a contact state between the overhead wire and the current collector, and a control device that controls the first drive source based on a detection result of the detection device.
(2) An emergency control device that controls the first drive source so as to detect a failure of the control device and drive the first drive mechanism to a folding position.
(3) A detection device that detects a contact state between the overhead wire and the current collector and a control device that controls the second drive source based on a detection result of the detection device.
(4) An emergency control device that controls the second drive source so as to detect a failure of the control device and drive the second drive mechanism to the folding position.
(5) A detection device that detects a contact state between the overhead wire and the current collector, a control device that controls the first drive source and the second drive source based on a detection result of the detection device, and the control device And an emergency control device that controls the first drive source and the second drive source so as to detect the failure and drive the first drive mechanism and the second drive mechanism to the folding position.
本発明の鉄道車両用集電装置によれば、安価な構造で、鉄道車両が高速で走行する時の離線率低減および架線摩耗低減を図ることができる。 According to the current collector for a railway vehicle of the present invention, it is possible to achieve a reduction in wire separation rate and overhead wire wear when the railway vehicle travels at a high speed with an inexpensive structure.
以下、本発明の複数の実施例について図を用いて説明する。各実施例の図における同一符号は同一物または相当物を示す。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings of the respective embodiments indicate the same or equivalent.
まず、本発明の第1実施例の鉄道車両用集電装置を図1から図6を用いて説明する。図1は本発明の第1実施例の鉄道車両用集電装置を全体構成図、図2は図1における第1駆動機構部分の拡大図、図3は図1における鉄道車両用集電装置の概観図、図4は図1における第1駆動機構を折りたたんだ状態の内部構造を示す図、図5は図1におけるダンパー接続部分の拡大図、図6は図1の鉄道車両用集電装置の制御概念図である。 First, a railway vehicle current collector according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an overall configuration diagram of a railcar current collector according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a first drive mechanism portion in FIG. 1, and FIG. 3 is a railcar current collector in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the internal structure of the first drive mechanism in a folded state in FIG. 1, FIG. 5 is an enlarged view of a damper connecting portion in FIG. 1, and FIG. It is a control conceptual diagram.
本実施例の鉄道車両用集電装置の全体構成に関して図1を参照しながら説明する。 The overall configuration of the railway vehicle current collector of the present embodiment will be described with reference to FIG.
鉄道車両用集電装置60は、架線1に接触して集電する集電体61と、集電体61を架線1の上下の変動などの架線と集電体の接触状態に応じて上昇下降運動させて架線1と集電体61との接触を保持する駆動機構62とを備えて構成されている。集電体61は、すり板2と、その内部にばね2aを介してすり板2を組み込んだ舟体3とを備えて構成されている。例えば絶縁碍子で構成される絶縁支柱4は、舟体3を保持し、舟体3と駆動機構62との間の電気的絶縁を確保するとともに、中央中空部に高圧可撓性絶縁被覆導電体201を通している。
The railway vehicle
駆動機構62は第1駆動機構63と第2駆動機構64とを有して構成されている。第1駆動機構63は、第1フレーム5と、第1上下動リンク機構65と、第1伝達リンク機構66と、例えばアクチュエータで構成される第1駆動源40と、第1ばね28とを有して構成されている。第2駆動機構64は、第2フレーム6と、第2上下動リンク機構67と、第2伝達リンク機構68と、例えばアクチュエータで構成される第2駆動源70と、第2ばね15とを有して構成されている。
The
第1駆動機構63は第1フレーム5と第2フレーム6との間に構成されている。第1フレーム5は水平に延びるように設置され、絶縁支柱4を介して集電体61を支持している。第1上下動リンク機構65は第1フレーム5の両側を支持して上昇下降運動させるように一対のリンク機構で構成されている。第1駆動源40は架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を出力して一対の第1上下動リンク機構65を駆動するように一つで構成されている。第1伝達リンク機構66は、一つの第1駆動源40による動きを一対の第1上下動リンク機構65間で伝達して第1フレーム5の水平状態を維持するように設けられている。
The
第2駆動機構64は第2フレーム6と第三フレーム9との間に構成されている。第2フレーム6は水平に延びるように設置され、第1駆動機構63を支持している。第2上下動リンク機構67は第2フレーム6の両側を支持して上昇下降運動させるように一対のリンク機構で構成されている。第2駆動源70は架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を出力して一対の第2上下動リンク機構67の一方を駆動するように一つで構成されている。第2伝達リンク機構68は一方の第2上下動リンク機構67の動きを他方の第2上下動リンク機構67に伝達して第2フレーム6の水平状態を維持するように設けられている。第三フレーム9は車両に取り付けられている。
The
第1駆動機構63および第2駆動機構64は、図1および図3に示すように、分割されたカバー301、302、303により覆われている。この分割されたカバー301、302、303は相互に伸縮自在に滑動する機構となっている。また、カバー301は第2フレーム6に固着されており、フレーム6の動きにあわせて上下に移動される。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
図1を参照して、電力の取り込みについて説明する。架線1と集電体61との接触により取り込まれる電力は、すり板2から舟体3に導体(図示せず)を経由して伝達される。舟体3は絶縁支柱4に固着されており、絶縁支柱4の内部に設けた中空部に埋設された高圧可撓性絶縁被覆導電体201の導電体201aの上端部が舟体3に接続されている。高圧可撓性絶縁被覆導電体201は絶縁支柱4から下方に延びている。取り込まれた電力は高圧可撓性絶縁被覆導電体201を経由して車両の動力装置へ供給され、これによって車両が高速走行される。なお、絶縁支柱4の下部では絶縁材の切替わり部が存在する為に、電界の緩和処置を行なう構造となっている。
With reference to FIG. 1, power capture will be described. The electric power taken in by contact between the overhead wire 1 and the
図2を参照して、第1駆動機構63をさらに具体的に説明する。
With reference to FIG. 2, the
第1上下動リンク機構65は、複数のレバー20、20a、21、21a、25、リニアガイド軸27、第1カム29aが結合されて構成されている。レバー20およびレバー20aとレバー21およびレバー21aとは、左右対称に設置されている。レバー20、21の上端部は、回転軸130、136を介して第1フレーム5に回転可能に結合されている。レバー21の上端部は第1フレーム5の長穴で構成されるスライド機構145を介して支持されている。これによって、レバー21の上端部は第1フレーム5の長さ方向に摺動可能になっている。レバー20、21の下端部は、回転軸134、138を介してリニアガイド軸27に回転可能で且つ摺動可能に取り付けられている。なお、リニアガイド軸27は、第2フレーム6上に車両方向に長く延びて設置されている。
The first vertically moving
レバー20a、21aの上端部は、回転軸132、137を介してレバー20、21の中心点に回転可能に結合されている。レバー20a、21aの下端部は、回転軸135、139を介して第2フレーム6に回転可能に結合されている。レバー20a、21aはそれぞれレバー20、21の1/2の長さとなっている。従って、レバー20aとレバー20の下部およびレバー21aとレバー21の下部とは二等辺三角形を形成している。
The upper ends of the
係る構成にすると、回転軸130の中心点はレバー20、20aの回転と摺動運動に伴ない垂直に移動し、絶えず同一の垂直線上に存在することとなる。同様に、回転軸136の中心点も絶えず同一の垂直線上に存在することとなる。
With such a configuration, the center point of the
第1伝達リンク機構66は、レバー22、23、24が結合されて構成されている。レバー22の一側端部はレバー20aの下端部と一体に形成されており、レバー22は回転軸135を軸としてレバー20aと一緒に回転される。レバー22の他側端部は回転軸133を介してレバー23の一端部に回転可能に結合されている。レバー24の一側端部はレバー21aの下端部と一体に形成されており、レバー24は回転軸139を軸としてレバー21aと一緒に回転される。レバー24の他端部は、回転軸140を介してレバー23の他端部に回転可能に結合されている。ここで、回転軸133と回転軸140との関係は、一方が他方の上方にあればよく、図示例の逆の位置関係であってもよい。
The first
このように、第1伝達リンク機構66のレバー22、23、24を構成することにより、回転軸135と回転軸139とが互いに反対方向にほぼ同じ角度で回転することができる。
In this way, by configuring the
ここで、第1駆動機構63による駆動力の発生と伝達関係についてさらに具体的に説明する。この駆動力の発生源は第1ばね28と第1駆動源40である。第1ばね28は常時一定の上昇の駆動力を第1フレーム5に与えるためのものであり、第1駆動源40は架線と集電体の接触状態に応じて上昇下降の駆動力を第1フレーム5に与えるためのものである。
Here, the generation and transmission relationship of the driving force by the
第1ばね28はばねの伸びる力により第1フレーム5が上昇する方向に駆動力が発生するように設けられている。すなわち、第1ばね28の一端は第2フレーム6に固定され、他端はワイヤ29を介して第1カム29aに固定されている。従って、第1カム29aには第1ばね28によるばねの伸びる力が常時作用されている。そして、第1カム29aはレバー20aの下端部と一体に形成されており、回転軸135を軸としてレバー20aと一緒に回転されるようになっている。回転軸135は第2フレーム6に保持されている。
The
係る構成により、第1ばね28の伸びる力はレバー20aの回転運動を生じさせ、これによりレバー20が回転軸130を中心とした回転運動と回転軸134を中心とした回転運動および摺動運動を行なう。これによって、第1ばね28の伸びる力は第1フレーム5の上昇運動に変換される。
With such a configuration, the extending force of the
このとき、レバー22はレバー20aと一緒に回転される。レバー23の両端部が回転軸133および回転軸140を介してレバー22、24と回転可能に結合されているため、レバー24はレバー22とほぼ同じ角度で回転される。レバー21と一体のレバー21aも一緒に回転され、この回転により第1フレーム5は水平状態を維持して上昇運動が行なわれる。
At this time, the
なお、レバー22、24の回転角度が一致せずに異なる状態が発生した場合には、スライド機構145により回転軸136が第1フレーム5内を長さ方向に移動することができるので、第1フレーム5は水平状態を維持して上昇運動を行なうことができる。
In the case where the rotation angle is different does not match the state of the
第1駆動源40は、架線1の上下の変動に応じて集電体61を上昇下降運動させて架線1と集電体61との接触を適切に保持するために用いられるものである。第1駆動源40の一側端部が回転軸141を介して第2フレーム6に回転自在に結合されており、その他側端部が回転軸142を介してレバー25に回転自在に結合されている。また、レバー25はレバー21aおよびレバー24と一体に形成されると共に、回転軸139に回転自在に結合されている。
The
このような構成にすることによって、第1駆動源40は第1フレーム5の上昇下降の力を発生させることができる。すなわち、上述した構成において、第1駆動源40による駆動力でレバー25を引張る方向に動作させると、レバー21aによりレバー21を押し下げる方向に回転力が発生する。これが、レバー21を折りたたむ方向の力となる。このことにより、レバー21から第1フレーム5を下降させる力が働く。これと同時に、レバー24の回転力によりレバー24が回転し、回転軸140を介してレバー23がレバー23、22を回転させる方向の力が発生する。これにより、回転軸132を介してレバー20aがレバー20を押し下げる方向に回転力が発生し、レバー20を折りたたむ方向の力となる。このことによってレバー20から第1フレーム5を下降させる力が働く。また、逆に第1駆動源40による駆動力でレバー25を押す方向に力が発生すると、第1フレーム5を上昇させる力が働く。
With such a configuration, the
係る場合において、レバー22、24の回転角度が一致せずに異なる状態が発生した場合には、回転軸136がスライド機構145により第1フレーム5内を長さ方向に移動することができるので、第1フレーム5は水平状態を維持して上昇運動を行なうことができる。
In such a case, when a state different without matching the rotational angle of the
このようにして、第1フレーム5は第1駆動源40の駆動力により第2フレーム6との平行をほぼ保ちながら上昇、下降運動を行なうことができる。
In this way, the
図1に戻って第2駆動機構64をさらに具体的に説明する。
Returning to FIG. 1, the
第2フレーム6は第2駆動機構64を介して第三フレーム9で保持されると共に、第2フレーム6は第三フレーム9に対して平行を保ちながら上昇下降運動を行なうように構成されている。
The
第2上下動リンク機構67は、レバー30、30a、31、31a、リニアガイド軸11、第2カム13が結合されて構成されている。レバー30およびレバー30aとレバー31およびレバー31aとは、左右対称に設置されている。レバー30、31の上端部は、回転軸103、113を介して第2フレーム6に回転可能に結合されている。レバー31の上端部は第2フレーム6の長穴で構成されるスライド機構146を介して結合されている。これによって、レバー31の上端部は第2フレーム6の長さ方向に摺動可能になっている。レバー30、31の下端部は、回転軸102、112を介してリニアガイド軸11に回転可能で且つ摺動可能に結合されている。なお、リニアガイド軸11は、第三フレーム9上に車両方向に長く延びて設置されている。
The second vertical
レバー30a、31aの上端部は、回転軸104、114を介してレバー30、31の中心点に回転可能に結合されている。レバー30a、31aの下端部は、回転軸101、111を介して第三フレーム9上に回転可能に結合されている。レバー30a、31aはそれぞれレバー30、31の1/2の長さとなっている。従って、レバー30aとレバー30の下部およびレバー31aとレバー31の下部とは二等辺三角形を形成している。
The upper ends of the
係る構成にすると、回転軸103の中心点はレバー30、30aの図示平面内での回転と摺動運動に伴ない垂直に移動し、絶えず同一の垂直線上に存在することとなる。同様に、回転軸113の中心点も絶えず同一の垂直線上に存在することとなる。
With such a configuration, the center point of the
第2伝達リンク機構68は、レバー50、51、52が結合されて構成されている。レバー50の一端部は、レバー30の上端部と一体に形成されており、回転軸103を軸としてレバー30と一緒に回転される。レバー50の他端部は、回転軸120を介してレバー51の一端部に回転可能に結合されている。レバー52の一端部は、レバー31の上端部と一体に形成されており、回転軸113を軸としてレバー31と一緒に回転される。レバー52の他端部は、回転軸121を介してレバー51の他端部に回転可能に結合されている。ここで、回転軸120と回転軸121との関係は、一方が他方の上方にあればよく、図示例の逆の位置関係であってもよい。
The second
このように、第2伝達リンク機構68のレバー50、51、52を設けることにより、回転軸120と回転軸121とが互いに反対方向にほぼ同じ角度で回転することができる。
As described above, by providing the
ここで、第2駆動機構64による駆動力の発生と伝達関係についてさらに具体的に説明する。この駆動力の発生源は第2ばね15および第2駆動源70である。第2ばね15は常時一定の上昇の駆動力を第2フレーム6に与えるためのものであり、第2駆動源70は架線と集電体の接触状態に応じて上昇下降の駆動力を第2フレーム6に与えるためのものである。
Here, the generation and transmission relationship of the driving force by the
第2ばね15は引張作用により第2フレーム6が上昇する方向に駆動力が発生するように設けられている。すなわち、第2ばね15の一端は第三フレーム9に固定され、他端はワイヤ16を介して第2カム13に固定されている。従って、第2カム13には第2ばね15による引張り力が常時作用されている。そして、第2カム13はレバー30a、31aの下端部と一体に形成されており、回転軸101、111を軸としてレバー30a、31aと一緒に回転されるようになっている。回転軸101、111は第三フレーム9に回転可能に保持されている。
The
係る構成により、第2ばね15の引張力はレバー30a、31aの回転運動を生じさせ、レバー30が回転軸103を中心とした回転運動と回転軸102を中心とした回転且つ摺動運動を行ない、レバー31が回転軸113を中心とした回転運動と回転軸112を中心とした回転且つ摺動運動を行なう。これによって、第2ばね15の引張作用は第2フレーム6の上昇運動に変換される。
With this configuration, the tensile force of the
このとき、レバー50はレバー30と一緒に回転されると共に、レバー52はレバー31と一緒に回転される。ここで、レバー51の両端部が回転軸120および回転軸121を介してレバー50、52と回転可能に結合されているため、レバー50とレバー52とは、ほぼ同じ角度で動作する。これによって、第2フレーム6は水平状態を維持して上昇運動を行なうことができる。
At this time, the
なお、レバー50、52の回転角度が一致せずに異なる状態が発生した場合には、回転軸113がスライド機構146により第2フレーム6内を長さ方向に移動することができるので、第2フレーム6は水平状態を維持して上昇運動を行なうことができる。
When the rotation angles of the
さらには、図5に示すように必要に応じてダンパー17を設けることが出来る。すなわち、ダンパー17の一端が回転軸17aを介して第三フレーム9に回転自在に結合され、その他端が回転軸18aを介してレバー18に回転自在に結合されている。なお、レバー18は回転軸101を介して第三フレーム9に回転自在に結合されると共に、レバー30aと一体に形成されている。
Furthermore, as shown in FIG. 5, a
第2駆動源70は、架線1の上下の変動などに応じて集電体61を上昇下降運動させて架線1と集電体61との接触を適切に保持するために用いられるものである。この第2駆動源70の一側端部が回転軸73を介して第三フレーム9に回転自在に結合されており、その他側端部が回転軸72を介してレバー71に回転自在に結合されている。また、レバー71はレバー31aおよび第2カム13と一体に形成されている。このようにすることによって、第2駆動源70は第2フレーム6の上昇下降の力を発生させることができる。
The
このような駆動機構62の構成により、架線1の上下の変動などに対して、第1フレーム5と第2フレーム6が追従して動作することにより、架線1と集電体61との適切な接触を保つことが可能である。これによって、鉄道車両が高速で走行する時の離線率低減および架線摩耗低減を図ることができる。
With such a configuration of the
第2駆動機構64の折りたたんだ状態(図4参照)での第2ばね15による第2フレーム6を上昇させる力が伸長した状態での上昇させる力とほぼ同じか或は若干(例えば数N程度)大きくなるように、第2カム13と第2ばね15を調整し、第1駆動機構63の折りたたんだ状態(図4参照)での第1ばね28による第1フレーム5を上昇させる力が伸長した状態での上昇させる力よりも大きくなるように第1カム29aと第1ばね28とを調整する。
The force for raising the
このような関係にすることで、架線1の位置変動が低周波数帯域(例えば約0.1Hz以下)では第2駆動機構64が主に動作し、ほぼ接触力が一定となるように追従する。さらに高い周波数帯域(例えば2Hz前後)の架線1の位置変動に関しては、第1駆動機構63が主に追従し、接触力が一定となるように追従して動作する。さらに、第1駆動源40を接触力が一定となるようにアクティブ制御することで、さらに接触力の変動を小さくすることができる。
With this relationship, the
ここで、架線1の上下の変動に応じて集電体61を上昇下降運動させて架線1と集電体61との接触を適切に保持するためのアクティブ制御について、図6を参照しながら説明する。
Here, active control for appropriately holding the contact between the overhead line 1 and the
1つ以上の検出装置401からの検出信号2cを制御装置451に伝達し、制御装置451の演算により、接触力が一定となるように第1駆動機構63の第1駆動源40に指令を与える。検出装置401は、例えば、すり板2とばね2aの間に力あるいは変位を測る装置や、第1フレーム6の加速度や、第2フレーム5の加速度や、あるいは各レバーの回転角度などにより架線と集電体の接触状態を検出するものである。また、これらの信号伝達には光ファイバや電気信号が用いられる。
The
制御装置451での演算方法として、低周波数帯域(例えば0.1Hz以下)では第1駆動源40および第2駆動源70の駆動力の発生を小さくするような制御器を利用とすると、第2駆動機構64でパッシブに低周波数帯域での架線1の上下の大きな位置変動(約500mm)に追従し、第1駆動機構63の上下移動を小さくすることができ、さらに高い周波数帯域(例えば2Hz前後)で変動幅が小さい(片振幅約25mm)架線1の上下変動の追従性能をあげることができる。また、相対変位をストロークの範囲内に収まるような制御器を利用することもできる。これらの制御器の場合、第2駆動機構64はパッシブに動作し、第2駆動源70は折りたたみ時の駆動にのみ使われる。
As a calculation method in the
次に、本発明の第2実施例について図7を用いて説明する。図7は本発明の第2実施例の鉄道車両用集電装置の全体構成図である。この第2実施例は、次に述べる通り第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is an overall configuration diagram of a railway vehicle current collector according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment as described below, and is basically the same as the first embodiment in other points.
この第2実施例は、第1実施例において第2フレーム6に固着されている回転軸103、回転軸113を介して第2フレーム6に取り付けられているレバー50、52を第三フレーム9に取り付けられた回転軸101、回転軸111を介して第三フレーム9に取り付けたものである。この場合の駆動力の伝達が第2フレーム6に取り付けられている回転軸101および回転軸111を介してレバー50、51、52により左右の力が伝達される以外は第1実施例と同じであり、動作も第1の実施例と同じである。この第2実施例によれば、第2駆動機構64に必要な高さを低くすることができる。
In the second embodiment, the
次に、本発明の第3実施例について図8を用いて説明する。図8は本発明の第3実施例の鉄道車両用集電装置における制御概念図である。この第3実施例は、次に述べる通り第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a conceptual diagram of control in the railway vehicle current collector according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment as described below, and is basically the same as the first embodiment in other points.
この第3実施例は、第1実施例における第2駆動機構64の第2駆動源70もアクティブ制御するものである。この第3実施例では、第1実施例と同様に検出装置401からの検出信号2cを制御装置451に伝達する。制御装置451による演算で第2駆動機構64の第2駆動源70と第1駆動機構63の第1駆動源40の両方に指令2f、2eを与えて、接触力の変動を抑える。これにより、上下二つの第1駆動源40および第2駆動源70を制御することで接触力の変動をより小さくできる。
In the third embodiment, the
また、万一、制御装置451が故障したときに備えて緊急制御装置452を設けてある。これにより制御装置451の故障信号2dを受信することで第2駆動機構64と第1駆動機構63を折りたたみ位置まで制御駆動し、すり板2と舟体3を架線1との接触状態から緊急に引きはずし降下させることができる。
An
次に、本発明の第4実施例について図9を用いて説明する。図9は本発明の第4実施例の鉄道車両用集電装置における制御概念図である。この第4実施例は、次に述べる通り第1実施例と相違するものであり、その他の点については第1実施例と基本的には同一である。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a conceptual diagram of control in the railway vehicle current collector of the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is different from the first embodiment as described below, and is basically the same as the first embodiment in other points.
この第4実施例は、通常時には第1駆動機構63の第1駆動源40のみに信号2fを与え、万一の故障時には第2駆動機構64の第2駆動源70に信号を与え、第2駆動機構64を折りたたみ位置まで降下させるものである。
In the fourth embodiment, the
この第4実施例によれば、故障時と通常時に使う駆動源を完全に分離しているため、第1駆動源40の故障時などにも対応でき、より信頼性の高い装置とすることができる。
According to the fourth embodiment, since the drive sources used at the time of failure and normal use are completely separated, it is possible to cope with the failure of the
1…架線、2…すり板、3…舟体、4…絶縁支柱(絶縁碍子)、5…第1フレーム、6…第2フレーム、9…第三フレーム、15…第2ばね、40…第1駆動源(アクチュエータ)、60…鉄道車両用集電装置、61…集電体、62…駆動機構、63…第1駆動機構、64…第2駆動機構、65…第1上下動リンク機構、66…第1伝達リンク機構、67…第2上下動リンク機構、68…第2伝達リンク機構、70…第2駆動源(アクチュエータ)、201…高圧可撓性絶縁被覆導電体、401…検出装置、451…制御装置、452…緊急制御装置。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Overhead wire, 2 ... Sliding board, 3 ... Ship body, 4 ... Insulation support | pillar (insulator), 5 ... 1st frame, 6 ... 2nd frame, 9 ... 3rd frame, 15 ... 2nd spring, 40 ... 1st 1 drive source (actuator), 60 ... current collector for railway vehicle, 61 ... current collector, 62 ... drive mechanism, 63 ... first drive mechanism, 64 ... second drive mechanism, 65 ... first vertical movement link mechanism, DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記舟体を上部に支持する絶縁支柱と、
架線の上下の変動に応じて前記絶縁支柱を上昇下降運動させて前記架線と前記集電体との接触を保持する駆動機構とを備え、
前記駆動機構は第1駆動機構と第2駆動機構とを有し、
前記第1駆動機構は、前記絶縁支柱を支持する第1フレームと、前記第1フレームの両側を支持し複数のレバーで回転可能および摺動可能に結合して上昇下降運動させる一対の第1上下動リンク機構と、前記一対の第1上下動リンク機構の一方に架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を発生する一つの第1駆動源と、前記一対の第1上下動リンク機構の他方に駆動力を発生する第1ばねと、前記一対の第1上下動リンク機構の一方の動きを他方に伝達して前記第1フレームの水平状態を維持する第1伝達リンク機構とを有し、
前記第2駆動機構は、前記第1駆動機構を支持する第2フレームと、前記第2フレームの両側を支持して複数のレバーで回転可能および摺動可能に結合して上昇下降運動させる一対の第2上下動リンク機構と、前記一対の第2上下動リンク機構の一方に架線と集電体の接触状態に応じた駆動力を発生する一つの第2駆動源と、前記一対の第2上下動リンク機構の少なくとも他方に駆動力を発生する第2ばねと、前記一対の第2上下動リンク機構一方の動きを他方に伝達して前記第2フレームの水平状態を維持する第2伝達リンク機構とを有し、
前記一対の第1上下動リンク機構のそれぞれは、
上端部が回転軸を介して前記第1フレームに回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第2フレームに設けられたリニアガイド軸に回転可能且つ摺動可能に取り付けられた第1のレバーと、
長さが前記第1のレバーの1/2であり、上端部が前記第1のレバーの下部に対して二等辺三角形を成すように前記第1のレバーの長手方向中心点に回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第2フレームに回転可能に結合された第2のレバーと、を備え、
前記一対の第1上下動リンク機構の一方を構成する前記第1レバーは、その上端部が前記第1フレームに対してスライド可能に取り付けられており、
前記一対の第2上下動リンク機構のそれぞれは、上端部が回転軸を介して前記第2フレームに回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して第3フレームに設けられたリニアガイド軸に回転可能且つ摺動可能に取り付けられた第3のレバーと、
長さが前記第3のレバーの1/2であり、上端部が前記第3のレバーの下部に対して二等辺三角形を成すように前記第3のレバーの長手方向中心点に回転可能に結合され、下端部が回転軸を介して前記第3フレームに回転可能に結合された第4のレバーと、を備え、
前記一対の第2上下動リンク機構の一方を構成する前記第3レバーは、その上端部が前記第2フレームに対してスライド可能に取り付けられている
ことを特徴とする鉄道車両用集電装置。 A current collector having a boat body with a sliding plate for collecting current in contact with an overhead wire;
Insulating support for supporting the hull on the upper part,
A drive mechanism for holding the contact between the overhead wire and the current collector by moving the insulation column up and down according to the vertical fluctuation of the overhead wire,
The drive mechanism has a first drive mechanism and a second drive mechanism,
The first drive mechanism includes a first frame that supports the insulating support, and a pair of first upper and lower portions that support both sides of the first frame and are coupled to be rotatable and slidable by a plurality of levers to move up and down. A dynamic link mechanism; one first drive source that generates a driving force in accordance with a contact state between an overhead wire and a current collector on one of the pair of first vertical link mechanisms; and the pair of first vertical link mechanisms A first spring that generates a driving force and a first transmission link mechanism that transmits one movement of the pair of first vertical link mechanisms to the other to maintain the horizontal state of the first frame. And
The second drive mechanism includes a second frame that supports the first drive mechanism, and a pair of lift and lower movements that support both sides of the second frame and are rotatably and slidably coupled by a plurality of levers. One second driving source that generates a driving force in accordance with a contact state between the overhead wire and the current collector on one of the pair of second vertical movement link mechanisms, and the pair of second vertical movement link mechanisms; A second spring that generates a driving force on at least the other of the dynamic link mechanisms, and a second transmission link mechanism that transmits the movement of one of the pair of second vertical link mechanisms to the other to maintain the horizontal state of the second frame. It has a door,
Each of the pair of first vertical movement link mechanisms includes:
An upper end is rotatably coupled to the first frame via a rotating shaft, and a lower end is rotatably and slidably attached to a linear guide shaft provided on the second frame via the rotating shaft. 1 lever,
The length is 1/2 of the first lever, and the upper end is rotatably coupled to the longitudinal center point of the first lever so that it forms an isosceles triangle with respect to the lower part of the first lever. A second lever having a lower end rotatably coupled to the second frame via a rotation shaft,
The upper end of the first lever constituting one of the pair of first vertical link mechanisms is slidably attached to the first frame.
Each of the pair of second vertically moving link mechanisms has an upper end portion rotatably coupled to the second frame via a rotation shaft, and a lower end portion provided on the third frame via the rotation shaft. A third lever rotatably and slidably attached to the
The length is ½ of the third lever, and the upper end is rotatably coupled to the longitudinal center point of the third lever so that it forms an isosceles triangle with respect to the lower part of the third lever. A fourth lever having a lower end rotatably coupled to the third frame via a rotation shaft,
The third lever constituting one of the pair of second vertical movement link mechanisms has an upper end portion attached to the second frame so as to be slidable with respect to the second frame .
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