JP6973748B2 - パンタグラフ - Google Patents

Description

本発明は、パンタグラフに関するものである。

特許文献１に記載されているように、鉄鋼業のコークス炉の移動機械においては、トロリー線を配置して電化されている。トロリー線は炉体に固定されているため、炉体の膨張によるトロリー線や軌条の変化によりパンタグラフとトロリー線の位置が変化する。このため、年数回の頻度でパンタグラフがトロリー線から外れている。走行中にパンタグラフがトロリー線から外れると、トロリー線を支える碍子が広範囲で破壊される。碍子の復旧とパンタグラフの位置調整には時間がかかり、コークス炉の大幅な減産に繋がることから、脱線しにくいパンタグラフが求められている。

特開２０１７−０１３７６１号公報

ところで、パンタグラフのトロリーシューのサイズは、製作する炉の制約により最大200mmまでしか製作出来ない。その為、トロリーシュー自体のサイズを大きくする方向では、パンタグラフがトロリー線から外れることを防止出来ない。また、トロリーシューの数を増やし、トロリー線との接触幅を拡大するような対応策では、接合部での接触不良リスクが高まる。このため、安易にトロリーシューを増やすことも出来ない。なお、このような課題は鉄鋼業の移動機器の分野でのみ生じる課題ではなく、トロリー線等を介して動力の供給を受ける車両や鉄道などを利用する分野では、該当し得る課題である。重量や設置スペース的に制約のある中で、発明者らは鋭意検討した結果、トロリー線とパンタグラフの接触可能な幅は、単純に数を増やすのではなく、見かけ上の幅を増やす、即ち蛇行しているトロリー線に追従できれば良いことに気づき、シュー受けを追従性良く脱線し難い可動構造のパンタグラフにすれば良いと着想した。

本発明は、このような経緯でなされた発明であり、本発明の課題は、パンタグラフがトロリー線から外れることを抑制することである。

上記課題を解決するため、上下方向に移動可能な集電板上にトロリーシューを備えたパンタグラフであって、前記トロリーシューの両側にトロリー線配線方向に沿ったツバを備え、前記ツバを介してトロリー線から受けた負荷により前記トロリーシューがトロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動可能であることを特徴とするパンタグラフとする。

また、前記トロリーシューには、トロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動した際に、元の位置に復元すべく弾性変形するバネ部が備えられていることを特徴とする構成とすることが好ましい。

また、前記トロリーシューには、前記水平方向の一方側に移動した際に弾性変形するバネ部と、他方側に移動した際に弾性変形するバネ部が備えられていることを特徴とする構成とすることが好ましい。

また、鉄鋼業のコークスの移動機械などのような、比較的小型のパンタグラフに用いられているものとすることが好ましい。

本発明を用いると、パンタグラフがトロリー線から外れることを抑制することができる。

実施形態のパンタグラフの側面図である。 実施形態のパンタグラフの平面図である。 実施形態のパンタグラフの一部を図１のIII-III側から見た部分の接続構成を表した図である。 従来例と実施例を比較した図である。

以下では、発明の実施形態について説明する。本実施形態におけるパンタグラフ１は、上下方向に移動可能な集電板２上にトロリーシュー３を備えており、トロリーシュー３の両側にトロリー線配線方向に沿ったツバ４を備えている。このパンタグラフ１はツバ４を介してトロリー線１０から受けた負荷によりトロリーシュー３がトロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動可能である。このため、パンタグラフ１がトロリー線１０から外れることを抑制することができる。

実施形態をコークスの移動機械を例にして説明する。パンタグラフ１の概略の側面図及び平面図を図１及び図２に示す。また、図３では、トロリーシュー３周りの構造を表す。本実施形態例のコークスの移動機械は、地面に略直線状に取り付けられたレール上を走行する。また、給電用のトロリー線１０は、コークス炉の炉体に固定されている。

実施形態では、トロリーシュー３がトロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動した際に、弾性変形して元の位置の戻そうとするバネ部５を備えている。このバネ部５は前記ツバ４に対してトロリー線１０からかけられた負荷が増加した場合、トロリー線１０の蛇行に追従してツバ４が押され、バネ部５が移動方向に伸び、集電板２とトロリーシュー３と一体的に移動して給電を確保する。負荷が低減された際には、バネ部５が縮んでトロリーシュー３を元の位置に戻そうとする。更にこのバネ部５は、図３のようにトロリーシュー３が前記水平方向の一方側に移動した際に、その方向に伸びる弾性変形するバネ部５と、他方側に移動した際にその方向に伸びる弾性変形するバネ部５を備えており、どちら側にトロリーシュー３が移動しても、トロリー線１０からかけられた負荷が低減された際に、トロリーシュー３を元の位置に戻そうとする。したがって、トロリー線１０の急激な蛇行部以外ではトロリーシュー３が元の位置に戻る為、周囲の構造物との衝突リスクを低減する。

ここで、パンタグラフ１をより具体的に説明する。実施形態のパンタグラフ１は、移動機械に固定される架台６を備えている。この架台６には回動可能なアーム７が取り付けられており、アーム７の一端と架台６を引っ張りばね８で繋げている。この引っ張りばね８はアーム７の他端側を上方側に位置させるようにアーム７を引っ張る。アーム７の他端側には、集電板２が接続されており、この集電板２の上にトロリーシュー３を備えている。なお、集電板２とトロリーシュー３は一体的に移動する。したがってトロリーシュー３はトロリー線１０の下方側からトロリー線１０に接することとなる。

パンタグラフ１はトロリーシュー３の両側に前記ツバ４を備えている。このパンタグラフ１はツバ４を介してトロリー線１０から受けた負荷によりトロリーシュー３が前記水平方向に移動できるように構成されている。具体的には、集電板２に接続された軸部材１１がアーム７側に固定されたブッシュ１２に対して摺動可能に嵌められている。この軸部材１１の外周に巻き付くようにコイルばねが取り付けられており、トロリーシュー３が水平方向に移動した際に、弾性変形するバネ部５として機能する。実施形態では、トロリーシュー３が水平方向の一方側に移動した際にその方向に伸びる弾性変形するコイルばねと、他方側に移動した際にその方向に伸びる弾性変形するコイルばねを別々に設けており、各々のコイルばねの間にブッシュ１２が位置している。

ここで、トロリー線１０とトロリーシュー３の移動との関係について説明する。トロリー線１０が蛇行している場合、まずはトロリーシュー３の幅内で電気的な接続を確保する。トロリー線１０がトロリーシュー３の幅を超えた蛇行状態であると、前述のようにトロリーシュー３の端部に配置された前記ツバ４にトロリー線１０が引っ掛かり、電気的な接続を確保しつつトロリーシュー３がそれを配置した集電板２ごとスライドする。

次に、従来例と実施例を比較して説明する。図４に示すように、従来例と実施例では、トロリーシューが上下方向に移動することは双方とも同じであり、トロリーシューはトロリー線の下方側から当接する。一方、従来例では、パンタグラフにはツバは無く、トロリーシューは水平方向には移動しない。したがって、従来例のパンタグラフでは、トロリー線の蛇行が大きい場合、パンタグラフがトロリー線から外れることがあった。一方、実施例のパンタグラフ１では、ツバ４を備え、トロリーシュー３は水平方向に移動可能である。このため、トロリー線１０の蛇行が大きい場合、トロリー線１０がツバ４に当たり、トロリーシュー３が押されるように移動する。したがって、パンタグラフ１がトロリー線１０から外れることが抑制されることとなった。

以上、一つの実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、各種の態様とすることが可能である。例えば、アーム側に固定されたブッシュに対し、集電板側に固定された軸部材がスライド可能な構成とするのではなく、アーム側に固定された軸部材に対し、集電板側に固定されたブッシュがスライド可能な構成としても良い。

架台やアームなどの構造は、各種態様とすることが可能である。

本発明のパンタグラフは、鉄鋼業におけるコークスの移動機器以外にも、トロリー線等を介して動力の供給を受ける車両や鉄道などを利用する分野で適用しても良い。

１ パンタグラフ
２ 集電板
３ トロリーシュー
４ ツバ
５ バネ部
１０ トロリー線

Claims (3)

1. 上下方向に移動可能な集電板上にトロリーシューを備えたパンタグラフであって、
   集電板とトロリーシューは一体的に移動する構造であり、
   前記トロリーシューの両側にトロリー線配線方向に沿ったツバを備え、
   前記ツバを介してトロリー線から受けた負荷により前記トロリーシューがトロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動可能であり、
   前記トロリーシューには、前記水平方向の一方側に移動した際にその方向に伸びる弾性変形するバネ部と、他方側に移動した際にその方向に伸びる弾性変形するバネ部が別々に備えられており、
   前記別々のバネ部は、一方が伸びる場合は他方が縮み、他方が伸びる場合は一方が縮むプッシュ−プル機能を備えた配置となっていることを特徴とするパンタグラフ。
2. 前記トロリーシューには、トロリー線配線方向に対し垂直な水平方向に移動した際に、元の位置に復元すべく弾性変形するバネ部が備えられ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。
3. コークスの移動機械に用いられている請求項１又は２に記載のパンタグラフ。

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