JPH0865808A

JPH0865808A - 集電方法および集電装置

Info

Publication number: JPH0865808A
Application number: JP6195147A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Makino; 俊昭牧野; Kenji Kobayashi; 健治小林; Yutaka Sato; 豊佐藤; Gentarou Ootani; 巌太郎大谷; Morishige Hattori; 守成服部; Yutaka Kakehi; 豊掛樋; Kuniyoshi Hara; 邦芳原; Katsuyuki Terada; 勝之寺田
Original assignee: KASADO KIKAI KOGYO KK; Hitachi Ltd; Hitachi Kasado Engineering Co Ltd
Current assignee: KASADO KIKAI KOGYO KK; Hitachi Ltd; Hitachi Kasado Mechanics Co Ld
Priority date: 1994-08-19
Filing date: 1994-08-19
Publication date: 1996-03-08
Also published as: KR960007261A; EP0697304A3; DE69509711D1; EP0697304A2; DE69509711T2; CN1123747A; EP0863041A2; EP0863041A3; EP0697304B1

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、高速鉄道車両の集電装置に関するも
ので、摺り板等を回動させないでも摺り板を大きく昇降
させることができるようにすることを目的とする。【構成】摺り板１１０とカバー１２０は荷重計２２６を
介して昇降装置２００に載せてある。昇降装置２００は
２つの昇降装置３００，３００によって昇降させられ
る。２つの昇降装置３００は車体３１の通路３５の両側
の非居住空間内に設置している。昇降装置２００，３０
０のシリンダ装置２１０，３１０は案内装置２２０，３
２０によってロッドが傾斜しないように支持されてい
る。案内装置３２０は車体に固定している。非集電時に
は昇降装置２００，３００を縮め、摺り板１１０を下降
させる。集電時には、予め求めた架線５１の高さに基づ
いて昇降装置３００の高さを制御し、そして荷重計によ
って求めた値が所定値になるように昇降装置２００を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両の集電装置に
係わり、特に高速鉄道車両に好適な制御付集電装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】新幹線等の高速電車（以下、車両とい
う。）の集電装置においては、架線に対する集電部材の
離線を防止するために、集電部材の摺り板を架線に所定
力で押し付けることが必要である。このため、ＥＰ０６
０５２１４Ａ２によって、次の集電装置が提案されてい
る。このものは、架線に接触する摺り板、これを支持す
る翼形のカバー、絶縁用碍子、架線への摺り板の接触力
を検出する荷重計、シリンダ装置を、上方から順次設け
ている。また、そのシリンダ装置および絶縁用碍子に並
列に導電用碍子を設け、摺り板と導電用碍子とを導電用
ケーブルで接続している。荷重計によって架線への摺り
板の接触力を求め、これによってシリンダ装置を伸縮さ
せて、架線への摺り板の接触力を一定にする。また、非
集電時には、シリンダ装置の軸方向が架線の長手方向と
平行になるように、シリンダ装置および導電用碍子を支
持する架台を回動させ、これによって摺り板を下降させ
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記集電装置は、非集
電時にはシリンダ装置の軸方向を水平方向とし、集電時
にはシリンダ装置の軸方向を水平方向から垂直方向に回
動させるようにしている。このため、導電用碍子の下端
と車体との間の導電用ケーブルは前記回動によって大き
く撓み、ねじられる。この導電用ケーブルは高電圧であ
り、しかも絶縁材で被覆されているので、前記のように
大きく撓むさせることは困難であると共に、撓ませるこ
とによって寿命上の問題を生ずる。

【０００４】また、車両の集電装置は全走行区間におい
て架線に接触することが必要である。一例を説明する
と、（１）車庫における架線の高さは４７００ｍｍであ
り（この時、集電装置は架線に接触可能でなければなら
ない。）、（２）通常走行範囲（以下、本線という。）
における架線の高さは４８００ｍｍ〜５３００ｍｍであ
り、（３）非集電時（すなわち、集電装置を下降させた
とき）の集電装置の高さは４５０００ｍｍ（車両限界）
以下でなければならない。このため、集電装置は８００
ｍｍの昇降が必要である。

【０００５】このため、集電装置のシリンダ装置は、大
きな昇降量を発生させることができることが必要であ
る。また、シリンダ装置は、摺り板やこれを支持する翼
形カバーに作用する揚力変動、および架線高さの変化に
対応して、高周期で摺り板を昇降させることが必要であ
る。

【０００６】また、摺り板やその翼形カバーは車両の走
行方向に沿って大きな力を受ける。このため、シリンダ
装置はこの力に対抗できるものでなければならない。

【０００７】また、車両がトンネルに突入した場合や、
トンネルから出た直後には、集電装置に対して大きな揚
力変動が発生することが明らかになった。

【０００８】本発明の第１の目的は、昇降装置を回動さ
せないでも摺り板を昇降できるようにすることにある。

【０００９】本発明の第２の目的は、摺り板が架線から
離線することや架線を切断することを防止することにあ
る。

【００１０】本発明の第３の目的は、トンネルに突入し
た直後や、トンネルから出た直後にも、良好な集電を行
えるようにすることにある。

【００１１】本発明の第４の目的は、摺り板と導電用碍
子とを接続する導電手段の寿命を延ばすことにある。

【００１２】本発明の第５の目的は、大きな昇降量を確
保することにある。

【００１３】本発明の第６の目的は、摺り板を下降させ
た場合の集電装置全体の高さを小さくできる装置を提供
することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
走行中において、第１の昇降装置を昇降動作させること
によって、第２の昇降装置および該第２の昇降装置に載
せた摺り板を垂直方向に昇降させ、架線への前記摺り板
の接触力を荷重計によって検出し、その検出値によっ
て、前記第２の昇降装置の昇降を制御すること、によっ
て達成できる。

【００１５】本発明の第２の目的は、車両の走行位置を
求め、該走行位置に基づいて、予め定めていた走行位置
に対する摺り板の高さ目標値を読み出し、前記高さ目標
値によって、摺り板を支持する昇降装置の昇降を制御す
ること、によって達成できる。

【００１６】本発明の第３の目的は、摺り板がトンネル
に突入した後の所定時間、または、摺り板がトンネルか
ら突出後の所定時間は前記摺り板を昇降させる昇降装置
の昇降を停止させること、によって達成できる。

【００１７】本発明の第４の目的は、摺り板と、絶縁用
碍子を介して前記摺り板を昇降させる第１の昇降装置
と、該第１の昇降装置と前記絶縁用碍子の少なくとも一
方に並列に設けた導電用碍子と、該導電用碍子と前記摺
り板とを接続した導電手段と、前記第１の昇降装置を昇
降させる２つの第２の昇降装置と、からなり、該第２の
昇降装置は車体内であって乗員の通路の両側にそれぞれ
１つづつ配置すること、によって達成できる。

【００１８】本発明の第５の目的は、摺り板と、絶縁用
碍子を介して前記摺り板を昇降させる第１の昇降装置
と、該第１の昇降装置と前記絶縁用碍子の少なくとも一
方に並列に設けた導電用碍子と、該導電用碍子と前記摺
り板とを接続した導電手段と、前記第１の昇降装置と前
記導電用碍子とを共に、またはそれぞれを単独で昇降さ
せる第２の昇降装置と、からなり、前記第２の昇降装置
は並列に設けた２つの昇降装置からなり、前記第１の昇
降装置は前記第２の２つの昇降装置の間において、該２
つの昇降装置によって昇降させられる架台から吊り下げ
られており、該第１の昇降装置の伸縮する部材は前記架
台を貫通して前記絶縁用碍子を支持させること、によっ
て集電装置を構成することによって達成できる。

【００１９】本発明の第６の目的は、摺り板を支持した
絶縁用碍子を第１の昇降装置の昇降によって昇降させ、
前記絶縁用碍子または前記第１の昇降装置に並列に設け
た導電用碍子を第２の昇降装置によって、かつ第１の昇
降装置の前記昇降に同期して昇降させること、によって
達成できる。

【００２０】

【作用】本発明の第１の目的を達成する手段によれば、
第２の昇降装置と第１の昇降装置によって摺り板が昇降
する。このため、集電装置と車体との間の導電用ケーブ
ルは撓むが、その撓み量は集電装置を回動させる際の導
電用ケーブルの撓み量よりも大幅に小さくできる。この
ため、導電用ケーブルの絶縁特性の劣化を防ぎ、寿命を
延ばすことがきるものである。

【００２１】本発明の第２の目的を達成する手段によれ
ば、車両の走行位置によって、予め定めていた走行位置
に対する摺り板の高さ目標値を読み出し、この値によっ
て昇降装置の昇降量を定めるので、離線や架線の断線を
防止できるものである。併せて、架線への前記摺り板の
接触力または架線までの距離を検出し、該検出値が所定
値になるように、前記昇降装置の伸縮を制御すれば、よ
り確実に離線や架線の断線を防止できるものである。

【００２２】本発明の第３の目的を達成する手段によれ
ば、摺り板がトンネルに突入した後の所定時間、また
は、摺り板がトンネルから突出後の所定時間において、
摺り板を昇降させる昇降装置の伸縮を停止させているの
で、車両がトンネルに突入したとき、またトンネルから
出たときには発生する大きな圧力波による大きな揚力変
動によって、摺り板が昇降することが無く、離線や架線
の断線を防止できるものである。なお、所定時間ではな
くて、所定区間としてもよい。

【００２３】本発明の第４の目的を達成する手段によれ
ば、第２の昇降装置を車体の通路の両側に設置している
ので、乗客の邪魔にならないで、大きな伸縮量を容易に
確保することができるものである。

【００２４】本発明の第５の目的を達成する手段によれ
ば、第１の昇降装置と第２の昇降装置とを下降させた場
合には両者は並列になるので、高さを小さくでき、集電
装置を設置するための車体上部の切り欠き量を小さくで
きるものである。

【００２５】本発明の第６の目的を達成する手段によれ
ば、摺り板と導電用碍子のそれぞれを別の昇降装置で昇
降させるので、摺り板と導電用碍子の高さを略一定にす
ることができ、摺り板と導電用碍子とを接続する導電手
段の撓みを少なくでき、導電手段の寿命を長くできるも
のである。

【００２６】

【実施例】以下、本実施例を図１〜図１３により説明す
る。図２において、集電装置１００は車体３１の長手方
向の端部すなわち車体３１を支持する台車８０の近傍の
屋根３２に設置している。屋根３２には集電装置１００
の下部を覆う格納ドーム９０を設置している。格納ドー
ム９０は集電装置１００を設置した車体３１と隣接する
車体３１とに分離して設置している。２つの格納ドーム
９０ａ，９０ｂの同士は伸縮する部材９０ｃによって接
触している。格納ドーム９０は長手方向の端部側の高さ
が暫時低くなると共に、幅も暫時小さくなっている。格
納ドーム９０の長手方向の中心部に集電装置１００を設
置している。集電装置１００は１つの編成車両に対して
２つ設置している。２つの集電装置１００，１００の間
隔は最低限約１００ｍである。

【００２７】集電装置１００は、架線５１に接触して集
電する集電部材としての摺り板１１０と、これを支持す
ると共に下部を覆う防風用の翼形状のカバー１２０と、
カバー１２０を昇降させる第１の昇降装置２００と、カ
バー１２０と昇降装置２００との間に設置した絶縁用碍
子１３０と、昇降装置２００と絶縁用碍子１３０とに並
列に設けた導電用碍子１４０と、昇降装置２００および
導電用碍子１４０を載せた架台１６０と、導電用碍子１
４０の上端の導電部とカバー１２０の下部の導電部とを
接続する導電用の導電用ケーブル１５０と、架台１６０
を昇降させる第２の昇降装置３００と、からなる。昇降
装置３００は屋根３２を切り欠いて設置している。

【００２８】摺り板１１０で得られた電気はカバー１２
０、導電手段としての導電用ケーブル１５０、導電用碍
子１４０、導電用ケーブル１５５を介して屋根３２に設
置したコネクタ１５８に導かれる。コネクタ１５８は公
知の導電用ケーブル（図示せず）に接続している。導電
用ケーブル１５０はその外周を絶縁被覆しないものでも
良い。導電用碍子１４０は導電部材の外周を碍子で覆っ
たもので、ケーブルヘットとも呼ばれている。導電用碍
子１４０の導電部の下端部は絶縁したＬ状のコネクタ１
４５を介して絶縁被覆したした導電用ケーブル１５５に
接続している。導電用ケーブル１５５は撓むことができ
る。導電用ケーブル１５５の撓みを少なくし、かつ撓み
を容易にするため、コネクタ１４５−１５８の距離を大
きく設けている。絶縁用碍子１３０および導電用碍子１
４０によって、これよりも下部は絶縁されている。

【００２９】昇降装置２００の昇降動作によって絶縁用
碍子１３０、カバー１２０、および摺り板１１０が昇降
する。このとき、導電用碍子１４０は昇降しない。この
ため、導電用ケーブル１５０は撓んで、カバー１２０の
昇降に追従する。絶縁用碍子１３０と導電用碍子１４０
を載せた架台１６０は第２の昇降装置３００によって昇
降する。図２は第２の昇降装置３００を上端まで上昇さ
せた状態を示している。昇降装置２００も上昇し、摺り
板１１０を架線５１に所定の力で接触させている。

【００３０】一般に、営業走行する線路（本線とい
う。）の軌道５０から架線５１までの架線高さは、基準
高さとして５０００ｍｍｍであり、許容範囲として、−
２００ｍｍ、＋３００ｍｍである。このため、架線高さ
は４８００ｍｍから５３００ｍｍである。車庫での架線
高さは４７００ｍｍである。車庫から本線までは徐々に
変化している。非集電時すなわち集電装置１００を下降
させた場合の摺り板１１０の上面から軌道５０までの高
さは４５００ｍｍ（車両限界高さ）である。このため、
集電装置１００としての昇降必要量は８００ｍｍであ
る。

【００３１】この８００ｍｍの昇降必要量を確保し、高
速走行時の摺り板１１０への揚力変動や架線５１から摺
り板１１０に作用する外力に対して、摺り板１１０を架
線５１に所定の力で押し付け、さらに所定の速度（周波
数）で昇降動作させるには、１つの昇降装置では困難で
あるので、２つの昇降装置２００，３００を設けてい
る。昇降装置３００は主として本線を走行する際に昇降
装置２００と導電用碍子１４０を所定高さに昇降させる
ものである。昇降装置２００は摺り板１１０を所定の力
で架線５１に押し付けるためのものである。昇降装置２
００、昇降装置３００のそれぞれの昇降量は例えば、１
００ｍｍ、７００ｍｍである。昇降装置３００の油圧式
シリンダ装置３１０は、非集電時にはそのロッド（図示
せず）を最も下降させ、本線走行時にはロッドを大きく
上昇させ、車庫から本線までの走行時にはロッドを若干
上昇突出させている。昇降装置２００は昇降装置３００
が上昇している本線走行時に昇降動作を行い、摺り板１
１０を架線５１に所定の力で接触させる。

【００３２】図３において、摺り板１１０は公知のよう
にばね（図示せず）を介してカバー１２０に取り付けら
れている。カバー１２０は翼形をしており、上下方向の
厚さは比較的厚い。走行方向の前縁は走行方向に突出し
た３角形状である。電車は双方向に走行するので、走行
方向の前後方向において対象であり、略菱形になってい
る。この菱形の形状および厚さ等は低騒音化等を考慮し
て決める。

【００３３】絶縁用碍子１３０および昇降装置２００は
カバー１２０の幅方向（車体３１の幅方向）の中心部に
位置している。この中心部を中心として摺り板１１０お
よびカバー１２０を配置している。導電用碍子１４０は
幅方向および走行方向において絶縁用碍子１３０に対し
て偏心した位置に設置している。導電用ケーブル１５０
は走行方向に沿って平行に配置している。

【００３４】図１は非集電時の状態を示している。この
状態は昇降装置２００，３００を最も縮めた状態であ
る。この時、架線５１の位置を最低高さ位置（４７００
ｍｍ）とすると、架線５１から摺り板１１０までの距離
は２００ｍｍである。カバー１２０は格納ドーム９０よ
りも上方に突出している。格納ドーム９０の上面には昇
降装置２００および導電用碍子１４０が突出するための
それぞれの穴９１を設けている。穴９１の径は昇降装置
２００、導電用碍子１４０の外径よりも大きく、同心円
である。絶縁用碍子１３０の外径は昇降装置２００の外
径よりも小さい。なお、導電用碍子１４０の穴は示して
いない。格納ドーム９０には排水口９１を設けている。
昇降装置３００は２つの昇降装置３００，３００からな
る。各昇降装置３００は客室の中心部の通路３５の両側
に設置している。この部分は非居住空間３６であること
が望ましい。２つの昇降装置３００，３００の設置位置
は、例えば、化粧室、トイレ、車体側面の出入り口の近
傍、ビッフェの近傍であり、乗客の邪魔にならない位置
に設置している。すなわち、非居住空間３６である。

【００３５】図５によって、昇降装置３００の詳細を説
明する。昇降装置３００は、ロッド３１２を上方に向け
て伸縮させる油圧式シリンダ装置３１０と、ロッド３１
２の伸縮を案内する案内装置３２０とからなる。案内装
置３２０はロッド３１２を傾斜させないで垂直に昇降さ
せるものである。シリンダ装置３１０の下端は非居住空
間３６の車体３１の取り付け座３８に固定している。

【００３６】案内装置３２０の上下端は車体３１の取り
付け座３３，３７に固定している。案内装置３２０は、
シリンダ装置３１０のシリンダ３１１よりも径の大きい
筒３２２と、筒３２２の外面に接する公知の直線状案内
装置３３０と、直線状案内装置３３０を設置した更に大
径の筒３３５と、からなる。

【００３７】筒３２２の上端はロッド３１２の上端に固
定した取り付け座３２３の外面に螺合させて固定してい
る。３２４はロックナットである。筒３２２は取り付け
座３２３に対して傾斜しないようにしている。取り付け
座３２３はボルトナット３２６によって架台１６０に固
定している。ロッド３１２の上端の小径のねじ部３１２
ａは取り付け座３２３を貫通している。ねじ部３１２ａ
にナット３１２ｂを螺合させて、取り付け座３２３を固
定している。

【００３８】筒３３５の上端は屋根３２に設けた取り付
け座３３に固定しており、下端も非居住空間３６の取り
付け座３７に固定している。筒３３５は屋根３２の上方
から挿入して、上端のフランジ３３６で取り付け座３３
に載せ、ボルト３３７で固定している。取り付け座３３
の上面は排水口９１よりも上方にある。取り付け座３３
とフランジ３３６との接触面には防水用のパッキン（図
示せず）を配置している。筒３３５の上端部と筒３２２
との接触面にはオイルシール３３９を配置している。

【００３９】筒３３５の内面には公知の直線状案内装置
３３０を挿入しており、筒３２２を案内して垂直に支持
する。筒３３５の下端は取り付け座３４１を介して非居
住空間３６の取り付け座３７にボルトナット３４３によ
って固定している。取り付け座３４１の凸部３４１ａは
筒３３５の内面に接している。直線状案内装置３３０は
筒３３５の内面に接触している。直線状案内装置３３０
は筒３３５の段部３３５ａと取り付け座３４１とによっ
て挾まれている。３４５はオイルシールである。

【００４０】シリンダ３１１の下端は非居住空間３６に
設けた取り付け座３８に設置したブラケット３４７にピ
ン３４８によって回動自在に結合されている。ピン３４
８は球面ブッシュを備えている。これによって、シリン
ダ装置３１０は走行方向および幅方向に回動できる。

【００４１】図４によってシリンダ装置３１０の構成を
説明する。シリンダ装置３１０のピストン３１３側のシ
リンダヘッド３１４の側面には３つの油の出入り口３１
６を設けている。シリンダ装置３１０のシリンダ３１１
は３重の筒からなる。内側の筒３１１ａはピストン３１
３とロッド３１２が配置された筒である。シリンダヘッ
ド３１４の１つの油の出入り口３１６は内側の筒３１１
ａ内に連通している。内側の筒３１１ａと中間の筒３１
１ｂとの間がロッド３１２側の室と１つの出入り口３１
６とを接続する通路になっている。中間の筒３１１ｂと
外側の筒３１１ｃとの間はロッド３１２側のシリンダヘ
ッド３１５とロッド３１２との間から漏れた油の排出通
路になっている。この排出通路は他の１つの油の出入り
口３１６に接続している。シリンダヘッド３１４には各
筒３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃの内側と３つの出入り
口３１６とを接続するそれぞれの穴（図示せず）を設け
ている。シリンダヘッド３１５の近傍の筒３１１ａには
筒３１１ａの内外を接続する穴を設けている。ピストン
３１３側のシリンダヘッド３１４は外側の筒３１１ｃに
ボルトナット（図示せず）で固定している。シリンダヘ
ッド３１５は外側の筒３１１ｃの内側に螺号され、固定
ナット３１８で固定されている。筒３１１ａと筒３１１
ｂは２つのシリンダヘッド３１４，３１５のそれぞれの
段部で挾まれている。シリンダヘッド３１４，３１５と
筒３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃ、ロツド３１２との接
触部にはオイルシールを配置している。

【００４２】このようにシリンダ３１１を複層の筒とし
て構成することによって、ロッド３１２側の室と下端と
を接続する通路を構成しているので、シリンダ３１１の
外側に案内装置３２０が摺動自在に配置されていても、
ロッド３１２側の室に油を供給できるものである。な
お、油の漏れ用の通路を構成しなければ、シリンダ３１
１は２重でよい。案内装置３２０の筒３２２，３３５を
含めると、少なくとも５重の筒となる。

【００４３】３５０はシリンダ装置３１０のロッド３１
２の突出代を検出する公知の測長計である。測長計３５
０は例えば公知のマグネットスケールであり、複数のマ
グネットを長手方向に沿って配置した筒３５１と筒３５
１内に挿入した鉄製の棒３５２とからなる。筒３５１は
取り付け座３８に取り付け、棒３５２は筒３２２の下端
に吊り下げている。３５３は棒３５２を筒３２２に取り
付ける腕である。測長計３５０は２つの昇降装置３０
０，３００のうち、少なくとも一方の昇降装置３００に
設置していれば良い。

【００４４】図６〜図８によって、架台１６０の詳細に
ついて説明する。架台１６０は昇降装置２００と導電用
碍子１４０とを載せる架台１６１と、架台１６１の長手
方向の各端にピン１６３，１６３で結合した取り付け座
１６４，１６５とからなる。一端側の取り付け座１６４
は取り付け座３２３に対して移動できないように固定し
ている。他端側の取り付け座１６５は該端部側の取り付
け座３２３に対して架台１６０の長手方向に移動できる
ように固定している。取り付け座３２３の上面には摺動
用の座１６７を固定している。摺動座１６７の上に取り
付け座１６５を載せ、ボルト１８８で固定している。摺
動座１６７の上面には複数の軌条を有し、取り付け座１
６５にもこれに合う軌条を有している。

【００４５】屋根３２側の取り付け座３３−３３間の距
離と、架台１６０側の取り付け座１６４−１６５間の距
離との差は取り付け座１６５と取り付け座１６７との間
の摺動、およびピン１６３，１６３の回動によって許容
する。前記差は製作誤差、走行時の温度差による熱変形
によって生ずる。架台１６０は車体３１の構成材料と同
様な材料（アルミニュウム材）で構成し、温度による熱
変形を少なくしている。また、架台１６０は２つのシリ
ンダ装置３１０によって昇降するので、各端の昇降量に
差が生ずる。この差はピン１６３，１６３を中心とした
回動によって許容する。

【００４６】導電用碍子１４０を載せる座１７５はＬ状
のコネクタ１４５を水平方向から挿入するために穴１７
６を切り欠いている。

【００４７】図９によって、昇降装置２００の詳細を説
明する。図９は昇降装置２００を中ほどまで上昇した状
態を示している。昇降装置２００は、ロッド２１２を上
方に向けて伸縮させる油圧式シリンダ装置２１０と、ロ
ッド２１２の伸縮を案内する案内装置２２０とからな
る。油圧式シリンダ装置２１０と案内装置２２０の基本
構成は伸縮装置３００の油圧式シリンダ装置３１０と案
内装置３２０の構成と実質的に同様である。

【００４８】シリンダ装置２１０のシリンダ２１１は３
重の筒からなる。その下端のシリンダヘッド２１４の側
面には油の出入り口（図示せず）を３つ設けている。こ
の３重の筒と３つの油の出入り口の目的、構成はシリン
ダ装置３１０の場合と同様である。

【００４９】案内装置２２０は、シリンダ２１１よりも
径の大きい筒２２２と、筒２２２の外面に接する公知の
直線状案内装置２３０と、直線状案内装置２３０を設置
したさらに大径の筒２３５と、からなる。筒２３５はシ
リンダヘッド２１４に載せてボルト２４１で固定してい
る。筒２３５はシリンダヘッド２１４の凸部２１４ａで
位置決めしている。筒２３５の上端から直線状案内装置
２３０を挿入して段部２３５ａに載せ、ストップリング
２３８で固定している。直線状案内装置２３０は筒２３
５，２２２に接している。筒２３５のフランジ２３６は
架台１６１の筒状の座１７１に載せられ、ボルト２４２
で固定されている。フランジ２３６よりも下方の部分は
座１７１の筒内に挿入している。

【００５０】筒２２２の上端はロッド２１２の上端に固
定した取り付け座２２３に螺合させて固定している。２
２４はロックナットである。

【００５１】取り付け座２２３の上に荷重計２２６、絶
縁用碍子１３０の取り付け座２２７を順次重ねて、ボル
トナット２２９によって強固に連結している。荷重計２
２６はシリンダ装置２１０に押し上げ力を加えたとき、
反力として作用する力を検出するものである。ロッド２
１２の上端の小径のねじ部２１２ａを取り付け座２２３
に貫通させている。このねじ部２１２ａにナット２１２
ｂを螺合させて、取り付け座２２３に固定している。取
り付け座２２３と荷重計２２６との間、荷重計２２６と
取り付け座２２７との間、取り付け座２２７と絶縁用碍
子１３０との間には位置合わせの嵌合部を設けている。
取り付け座２２７は絶縁用碍子１３０に固定している。

【００５２】筒２３５の中ほどから下方を防風用のカバ
ー２６０で覆っている。カバー２６０は半割状である。
カバー２６０は筒２３５の側面および架台１６１の上部
に設けた座２６１，２６２にねじ（図示せず）で固定し
ている。カバー２６０は上方から見ると走行方向に長い
楕円形である。

【００５３】絶縁用碍子１３０の下部からカバー２６０
の上部までを防風用のカバー２６５で覆っている。カバ
ー２６５は半割状である。カバー２６５は取り付け座２
２７、２２３に設けた座２６７，２６７にねじ（図示せ
ず）で固定している。カバー２６５の上端はゴム製のパ
ッキン２６６で絶縁用碍子１３０の下部に固定してい
る。カバー２６０は上方から見ると走行方向に長い楕円
形である。カバー２６０，２６５の接続部には防水用の
シール剤を塗布している。

【００５４】２５０はシリンダ装置２１０のロッド３１
２の突出代を検出する測長計であり、フランジ２３６と
取り付け座２２３との間に設置している。測長計２５０
は測長計３５０と同様のものである。測長計２５０はカ
バー２６０の内側に有り、カバー２６０，２６５で覆わ
れている。測長計２５０の設置位置は筒２３５に対して
車両の走行方向側にある。荷重計２２６および測長計の
リード線（図示せず）はカバー２６０の側面から取り出
している。

【００５５】図１０によって、油圧式シリンダ装置２１
０，３１０，３１０の油圧制御回路を説明する。４０１
は車体３１の下部に設置した公知の油圧源である。４１
１はシリンダ装置２１０に供給する圧油の給排路を切り
替えると共に流量を調整する四方式サ−ボ弁、４１３は
電磁チェック弁、４１４は片ロッド式のシリンダ装置２
１０，３１０へ供給する流量を補正する圧力計、４１６
は油圧源６０から吐出された圧油の変動を小さくするア
キュ−ムレ−タ、４１７はシリンダ装置２１０，３１
０，３１０の過負荷防止用のリリ−フ弁である。

【００５６】４２１はシリンダ装置３１０に供給する圧
油の給排路を切り替えると共に流量を調整するソレノイ
ド比例弁、４２２はソレノイド比例弁６６のフイ−ドバ
ック用圧力計である。４２３はソレノイド比例弁４１１
用のアンプ回路であり、制御装置４４０からの位置制御
量を圧力計４２２の検出値で補正する。

【００５７】４３０は車両の現在位置（トンネル区間、
非トンネル区間（明かり区間と言う。））の情報や走行
速度（低速か高速かの情報を言う。）の情報を制御装置
４４０へ指令する運行管制装置である。運行管制装置４
３０は車両に搭載している。制御装置４４０は上記検出
器２２６，２５０，３５０，４１２，４１４のアナログ
信号を入力し、荷重計２２６の検出値から架線５１への
接触力を推定演算すると共に、測長計２５０，３５０か
らの位置信号を演算し、接触力目標値及び位置目標値と
のそれぞれの偏差制御量を用いて、四方式サ−ボ弁４１
１およびソレノイド比例弁４２１，４２１にそれぞれの
力と位置の制御量を与える。従って、シリンダ装置２１
０を力制御する場合は、２つの電磁チェック弁４１３，
４１３を開放すると共に、四方式サ−ボ弁４１１をどち
らか一方に切り替える。但し、力制御を実施しない時す
なわち、車両限界内に摺り板１１０を配置する場合では
位置制御に切り替え、位置決め動作を行う。シリンダ装
置３１０，３１０を位置決め制御する場合は、４つの電
磁チェック弁４１３を開放すると共に、２つのソレノイ
ド比例弁４２１，４２１をそれぞれどちらか一方に切り
替える。

【００５８】図１１によって、制御装置４４０の構成を
説明する。制御装置４４０は、シリンダ装置３１０を位
置決め動作させるための位置決め制御パタ−ン４４１
と、シリンダ装置２１０を力制御するための力制御パタ
−ン４４２と、シリンダ装置２１０，３１０の伸縮を停
止する固定パタ−ン４４３とを有している。位置決めパ
ターン４４１は後述する位置決め制御モードＡにおいて
使用するものであって、シリンダ装置３１０のロッド３
１２の突出量を定めたものである。力制御パターン４４
２は後述する力制御モードＢにおいて使用するものであ
って、荷重計２２６の検出値に早く応答してシリンダ装
置２１０のロッド２１２の突出量を定めるパターンであ
る。固定パターン４４３は後述する固定モードＣにおい
て使用するものであって、シリンダ装置２１０，３１０
のロッド２１２，３１２の突出量を定めたものである。
各パターン４４１，４４２，４４３は車両の走行位置情
報や走行速度情報により予め設定されており、運行管制
装置４３０から送られてくる位置と速度との情報によっ
て、選択して出力する。

【００５９】制御装置４４０はパターン４４１，４４
１，４４３に基づいてシリンダ装置２１０，３１０に対
して目標制御信号を出力する。該目標制御信号から荷重
計２２６、測長計２５０，３５０によって検出した値を
差し引いた力と位置の偏差信号は、各アンプ回路４５
１，４５２，４５３で増幅され、該増幅された電気信号
により２つのソレノイド比例弁４２１と、四方式サ−ボ
弁４１１とを作動させる。これにより、シリンダ装置２
１０，３１０，３１０が上下方向に伸縮動作させられ
る。

【００６０】

【表１】

【００６１】表１は、制御装置４４０の走行条件による
制御内容を示す。（１）明かり区間（非トンネル区間）において、車庫か
ら本線までの区間ではシリンダ装置３１０のみを位置決
め制御し、シリンダ装置２１０はロッド２１２を最下端
に位置させている。制御装置４４０は予め計測によって
求めた架線５１の高さに基づく高さを位置決めパターン
４４１としてシリンダ装置３１０へ出力し、ロッド３１
２の突出代を変化させている。走行速度は低速であるの
で、摺り板１１０やカバー１２０に揚力変動が作用しな
いので、摺り板１１０の高さが固定でも十分に集電でき
るものである。

【００６２】（２）明かり区間の本線の区間では、シリ
ンダ装置３１０を位置決め制御させると共に、シリンダ
装置２１０を力制御し、摺り板１１０を架線５１に対し
て所定の力で押し付ける。すなわち、本線では架線５１
の高さは４８００ｍｍ〜５３００ｍｍの範囲で大きく変
化しており、これに対応して昇降する必要が有る。シリ
ンダ装置２１０，３１０のストロークはそれぞれ１００
ｍｍ，７００ｍｍである。このため、制御装置４４０
は、予め計測によって求めた架線５１の高さに基づく目
標高さを位置決めパターン４４１としてシリンダ装置３
１０へ出力し、摺り板１１０の高さをその走行位置の架
線５１の高さの近傍に位置させている。しかし、摺り板
１１０およびカバー１２０には揚力変動が作用し、また
車両の走行によって架線の高さも変動する。そこで、荷
重計２２６によって接触力を求め、接触力が所定値にな
るようにシリンダ装置２１０を制御する。これによっ
て、摺り板１１０を架線５１に一定力で押し付けること
ができ、離線を防止でき、また架線５１の切断を防止で
きるものである。予想される架線５１の高さを基準とし
てシリンダ装置２１０を動作させ、また、シリンダ装置
２１０のストロークは小さいので、より早く摺り板１１
０を架線５１の位置に昇降させることができるものであ
る。シリンダ装置３１０の昇降の頻度はシリンダ装置２
１０の昇降の頻度よりもはるかに低い。シリンダ装置３
１０のロッド３１２の突出代はシリンダ装置２１０昇降
を可能にするため、これを考慮して定める。例えば、”
−５０ｍｍ”とする。

【００６３】（３）明かり区間の車庫等における非集電
時には、シリンダ装置３１０とシリンダ装置２１０とを
位置決め制御によって、ロッド２１２，３１２，３１２
を下端まで下降させ、その後、弁４１３等を閉路させ
る。

【００６４】（４）トンネル区間において、高速走行す
る場合は、該当の集電装置１００がトンネルに突入した
直後の所定時間中、またはトンネルから出た直後の所定
時間中は、摺り板１１０の高さを架線５１の基準高さ
（５０００ｍｍ）になるようにシリンダ装置２１０，３
１０を制御して、その位置で昇降を停止させる。これを
固定モードという。すなわち、シリンダ装置２１０のロ
ッド２１２を最下端に下降させた後、シリンダ装置２１
０の全ての電磁チェック弁４１３を閉路させ、力制御を
停止する。同時に、シリンダ装置３１０は摺り板１１０
が基準高さ（５０００ｍｍ）になるように昇降動作させ
た後、シリンダ装置３１０の全ての電磁チェック弁４１
３を閉路させ、位置制御を停止する。この所定時間中に
おいては極めて大きな揚力変動が発生するので、位置制
御および力制御を実施すると架線５１を切断する恐れが
有る。また、揚力変動によって大きな離線が発生する恐
れが有る。しかし、上記のようにシリンダ装置２１０，
３１０の昇降動作を停止させると共に、シリンダ装置２
１０，３１０は油圧式であるので、これを防止すること
ができる。また、摺り板１１０は基準高さに位置してい
るので、架線５１の高さが変動しても、略追従すること
ができる。また、この区間は短時間であり、もう１つの
集電装置１００は固定モードではないので、集電は十分
に行われる。トンネルの位置は地上側からの位置信号を
検出することによって認識できる。

【００６５】なお、トンネルに突入した直後、トンネル
が出た直後の所定時間の固定モードＣの期間は、その直
前の所定時間を含めても良い。また、上記実施例では所
定時間中は摺り板１１０を架線５１の基準高さに固定し
ているが、所定時間に入る直前の状態で昇降動作を停止
することも考えられる。また、上記の固定モードＣは時
間で設定しているが、トンネルに突入した直後の所定区
間、またはトンネルから出た直後の所定区間、とするこ
ともできる。区間は地上側からの位置信号を検出するこ
とによって認識できる。また、走行距離の計測によって
認識できる。

【００６６】（５）トンネル区間において高速走行する
その他の区間では、前記（２）とどうように位置決め制
御と力制御とを行う。

【００６７】（６）制御装置４４０の故障、またはいず
れかの検出計２２６，２５０，３５０，４１４が故障し
た場合に、シリンダ装置２１０，３１０を固定モードに
する。これはロッド２１２，３１２の過大な突出による
架線５１の切断を防止するためである。

【００６８】（７）突風時にはシリンダ装置２１０，３
１０を固定モードＣにする。これは過大な揚力によっ
て、架線５１を切断するのを防止するためである。突風
の検出は地上局からの通報によって行う。

【００６９】前記（６）および（７）の固定モードＣに
おいて、その走行速度は車庫と本線との間の走行速度の
ように低速である。運転手は手動によって摺り板１１０
を前記基準高さに移動させることができる。なお、
（６）および（７）の固定モードにおいては、低速走行
するので、シリンダ装置２１０，３１０を固定する必要
はなく、測長計２５０，３５０を用いて予め記憶してい
る架線５１の高さに摺り板１１０の高さを一致させるよ
うにしてもよい。特に、車庫と本線との間では前記
（１）の位置決め制御モードＡとする。

【００７０】表１のトンネル区間における固定モードＣ
について図１３によって説明する。図１３において、
（Ａ）の波形は先頭車がトンネル通過する時の位置パル
スである。（Ｂ）の波形は集電装置１１０を搭載した車
両がトンネル通過する時の位置パルスである。（Ｃ）の
波形は集電装置１００を搭載した車体３１がトンネルを
通過する時に集電装置１００のカバー１２０に作用する
揚力波形の一例である。（Ｄ）の波形はシリンダ装置２
１０を固定モードにするタイミングを示している。
（Ｅ）の波形はシリンダ装置３１０を固定モードにする
タイミングを示している。（Ｄ）（Ｅ）において、ハイ
レベルがシリンダ装置２１０，３１０を固定モードＣに
する期間を示している。なお、ここでは集電装置１００
を搭載した車両（以下、搭載車という。）は１つとして
説明する。

【００７１】先頭車がトンネルに突入してＴｘ₁時間後
に搭載車がトンネルに突入する。そしてその後Ｔｘ₂の
間、搭載車のカバー１２０に対して大きな揚力変動が発
生する。先頭車がトンネルから出ると、Ｔｙ₁後に搭載
車のカバー１２０に大きな揚力変動が発生する。これは
Ｔｙ₂の期間中継続する。Ｔｘ₁，Ｔｘ₂，Ｔｙ₁，Ｔｙ ₂
は先頭車から搭載車までの距離、速度等によって変化す
る。大きな揚力変動が発生する期間Ｔｘ₂，Ｔｙ₂もシリ
ンダ装置２１０を動作させることも考えられるが、大き
な力が高い周期で作用するので、シリンダ装置２１０，
３１０は径を大きく、また、昇降速度を速くする必要が
有る。そこで、この期間はシリンダ装置２１０，３１０
を固定して昇降しないようにする。多少の離線（架線５
１から摺り板１１０が離れること。）は生ずるが、集電
装置を２つ備えているので、集電を行うことができる。
期間Ｔｘ₂，Ｔｙ₂の直前からシリンダ装置２１０，３１
０を固定して、固定遅れを防止する。この直前の期間Ｔ
ｘ₁，Ｔｙ₁の長さは適宜設定でき、搭載車がトンネルに
突入または突出する前から固定モードを開始しても良
い。トンネルの位置情報は運行管制装置４３０から受け
る。シリンダ装置２１０，３１０は非圧縮性の油式であ
るので、大きな風による大きな揚力変動が有ってもその
位置を一定にできるものである。

【００７２】集電装置１００の部分がトンネルに突入し
て出るまでの区間の（５）においては位置制御と力制御
を行う。

【００７３】図１２よって、制御装置４４０の制御のフ
ロ−チャ−トを説明する。制御装置４４０および油圧回
路の初期設定の後、地点（明かり区間、トンネル区間）
情報や走行速度（低速、高速）等の情報を運行管制装置
４３０から受けた後、表１に示す３モ−ド（Ａモ−ド、
Ｂモ−ド、Ｃモ−ド）の設定を行い（ステップＳ１
０）、各モ−ドのステップＡ１０〜Ａ４０、Ｂ１０〜Ｂ
３０、Ｃ１０に沿って進む。ＡモードとＢモードとは同
時に実行されることがある。

【００７４】位置決め制御モードＡの場合ステップＡ１０：位置情報によって予め決められた軌道
５０から架線５１までの高さ目標値から、シリンダ装置
３１０の位置決め目標値ｈ＊を設定する。

【００７５】ステップＡ２０：測長計３５０の値によっ
て架台１６０の現状の高さｈｘを逐次検出する。

【００７６】ステップＡ３０：（ｈ＊−ｈｘ）の位置偏
差量を算出した後、ＰＩＤ（比例、積分、微分）補償に
よるシリンダ装置３１０の位置決め制御を実施して、摺
り板１１０を架線５１に接触させ、荷重計２２６の信号
を得る。この場合、架線５１への摺り板１１０の接触力
は１００Ｎ程得らるようにしている。

【００７７】ステップＡ４０：（ｈ＊−ｈｘ）がほぼ０
に等しくなつたならば、ステップＳ１０に戻る。

【００７８】力制御モードＢの場合ステップＢ１０：位置情報によって予め決められた架線
５１への押上力目標値ｆ＊を、シリンダ装置２１０の押
上力目標値ｆ＊として設定する。

【００７９】ステップＢ２０：荷重計２２６によって押
し上げ力ｆｘを逐次検出する。

【００８０】ステップＢ３０：検出した押し上げ力ｆｘ
を用いて、架線５１と摺り板１１０（質量ｍ１，加速度
ｙ１’’）、カバー１２０（質量ｍ３，加速度ｙ
３’’）間に作用する接触力ｆ（＝ｆｘ−ｍ１・ｙ
１’’−ｍ３・ｙ３’’−ｆｑ）を演算して状態推定す
る。但し、揚力ｆｑは直接検出されないが、仮想して求
める。そして（ｆ＊−ｆ）の押上力の偏差量を用いて、
フィ−ドバツク制御によってシリンダ装置２１０の押上
力の制御を実施し、カバー１２０を架線１１に接触追従
させる。これによって架線高さが変化して接触力が大き
く変動しても、摺り板１１０が架線５１から離線しにく
いように接触力の変動を小さい値に制御する。

【００８１】ステップＢ４０：（ｆ＊−ｆ）がほぼ０に
等しくなつたならば、ステップＳ１０に戻る。

【００８２】固定モードＣの場合ステップＣ１０：シリンダ装置２１０に最短長さを指令
し、シリンダ装置３１０に対して摺り板１１０が基準高
さに位置するように長さを指令する。

【００８３】ステップＣ２０：シリンダ装置２１０，３
１０がそれぞれの指令長さになったことが測長計２５
０，３５０によって検出すると、電磁チェツク弁４１３
を閉路させ、シリンダ装置２１０，３１０の伸縮を停止
させる。

【００８４】このように、８００ｍｍの架線高さ変化に
対応した位置決め制御と、架線外力に基因した外乱を抑
制するような押上力制御とを行って、摺り板１１０が架
線５１に常時接触するようにしているので、全体の集電
性能が向上する。また、トンネル等の走行路線変化によ
る変動揚力に基因した外乱に対し、積極的に固定動作を
行っているので、架線５１と摺り板１１０との間に生じ
る接触力変動を小さくできるものである。

【００８５】また、第２の昇降装置３００は垂直に昇降
し、可移動しないので、導電ケーブル１５５がねじられ
ることがない、その寿命を向上できるものである。

【００８６】本発明の第二の実施例を図１４〜図２１に
よって説明する。本実施例は車体３１内への昇降装置３
００の突出量や屋根３２の切欠き量を少なくすること
と、構成を簡単にすることを目的としたものである。

【００８７】図１４〜図１９において、第２の昇降装置
３００は２つの油圧式シリンダ装置３６０，３６０のみ
から構成している。シリンダ装置３６０は通常のシリン
ダ装置であり、案内装置３２０や直線状案内装置３３５
は有していない。シリンダ装置３６０の下端は屋根３２
の取り付け座４０の上に固定している。シリンダ装置３
６０のピストンロッド３６２の上端にはねじによって架
台１８０を固定している。架台１８０の平面形状は楕円
状（車両の走行方向が長い）である。２つのシリンダ装
置３６０，３６０は車両の走行方向において第１の昇降
装置５００の前後に位置している。集電装置１００は車
両の走行方向から外力を受ける。この方向に沿って２つ
のシリンダ装置３６０，３６０を配置しているので、こ
の方向に対する強度を大きくでき、第１実施例のような
案内装置３２０を不要にすることができ、構成を簡単に
でき、安価にできるものである。なお、シリンダ装置３
６０，３６０のシリンダの上端を車体３１の幅方向に支
えるものがない。これに対して必要な場合は、取り付け
座４０からカバー２８５内の上方に突出させた座とシリ
ンダの上端とを連結する。

【００８８】昇降装置２００に相当する昇降装置５００
は２つのシリンダ装置３６０，３６０の中間に設置して
いる。昇降装置５００は架台１８０に固定して吊り下げ
ている。昇降装置５００の下端は屋根３２には固定され
ていない。

【００８９】第１実施例のカバー２６５に相当するカバ
ー２８５は絶縁用碍子１３０の下部から架台１８０、そ
して昇降装置５００およびシリンダ装置３６０，３６０
の側面を覆っている。カバー２８５の平面形状は楕円形
である。２８６は第１実施例のカバー２６０に相当する
カバーである。

【００９０】取り付け座２２３と昇降装置５００の側面
との間には測長計２５０を配置している。シリンダ装置
３６０の側面と取り付け座４０との間には測長計３５０
を配置している。測長計２５０の鉄棒は架台１８０を貫
通している。測長計２５０，３５０の設置位置はシリン
ダ装置３６０と昇降装置５００との間において、両者を
接続する線の両側の位置で有る。これによって、全体の
外形を小さくできる。２５５，３５５は筒と棒とを結合
するボールジョイントであり、両者の間の偏芯を許容す
る。

【００９１】図１９によって昇降装置５００の詳細を説
明する。昇降装置５００は第１実施例の油圧式シリンダ
装置２１０に相当する油圧式シリンダ装置５１０と、案
内装置２２０に相当する案内装置５２０とからなる。シ
リンダ装置５１０のシリンダ５１１のピストン５１３側
のシリンダヘッド５１４の側面には３つの油の出入り口
５１６を設けている。シリンダ５１１は３重の筒からな
り、内側の筒５１１ａはピストン５２２、ロッド５１２
が配置された通常の筒である。シリンダヘッド５１４の
１つの油の出入り口５１６は内側の筒５１１ａ内に連通
している。内側の筒５１１ａと中間の筒５１１ｂとの間
がロッド５１２側の室と１つの出入り口５１６とを接続
する通路になっている。中間の筒５１１ｂと外側の筒５
１１ｃとの間はロッド５１２側のシリンダヘッド５１５
とロッド５１２との間から漏れた油の排出通路になって
いる。この排出通路は他の１つの油の出入り口５１６に
接続している。シリンダヘッド５１４は外側の筒５１１
ｃの内側に螺号され、固定ナット５１７で固定されてい
る。シリンダヘッド５１５は外側の筒５１１ｃの内側に
螺号され、固定ナット５１８で固定されている。筒５１
１ａと筒５１１ｂは２つのシリンダヘッド５１４，３１
５のそれぞれの段部で挾まれている。シリンダヘッド５
１４，５１５と筒５１１ａ，５１１ｂ，５１１ｃ、ロッ
ド５１２との接触部にはオイルシールを配置している。
ロッド５１２は架台１８０を貫通して上方の取り付け座
２２３にねじ５１２ｂによって固定している。取り付け
座２２３の上方の構成は第１実施例と同様である。以上
から明らかなように、シリンダ装置５１０は第１実施例
のシリンダ装置２１０と略同一である。

【００９２】案内装置５２０の直線状案内装置５３０
（第１実施例の直線状案内装置３３０に相当する。）が
案内する筒５２２は取り付け座２２３にねじによって固
定し、固定ナット５２３で固定している。筒５２２の下
端は開放している。直線上案内装置５５０を収納した筒
５１５は架台１８０に溶接で固定している。直線上案内
装置はストップリング５３２によって固定している。筒
５３５はシリンダヘッド５１４にボルトナット（図示せ
ず）で固定している。第１実施例では案内装置２００の
筒２３５の下端が架台１６０に固定されていたが、第２
実施例では筒２３５に相当する筒５３５の上端を架台１
８０に固定している。

【００９３】これによれば、ロッド５１２を突出させる
と、取り付け座２２３が上昇する。シリンダ装置３６
０，３６０によって昇降する架台１８０に昇降装置５０
０を吊り下げているので、集電装置１００を下降させた
場合にはシリンダ装置３６０，３６０と昇降装置５００
とが並列になる。このため、この時の集電装置１００の
高さを小さくできる。第２の昇降装置のシリンダ装置３
６０を車体３１に取付ける取り付け座４０は第１実施例
の取り付け座３３と略同一高さに設けることができる。
このため、屋根３２の切欠き量を小さくできるものであ
る。また、集電装置１００と車体３１との結合を屋根３
２の上のみで行うことができるので、集電装置１００の
取付け、保守点検を容易に行えるものである。

【００９４】次に、導電用碍子１４０の支持構造につい
て、図１４、図２０、図２１によって説明する。第２実
施例においても第１実施例と同様に導電用碍子１４０を
架台１８０に設置することができる。これによれば、架
台１８０の中心に対して導電用碍子１４０の設置位置が
大きくオーバーハングするので、シリンダ装置３６０の
強度の点から好ましくない。また、架台１８０に導電用
碍子１４７０を設置した場合には、第２の昇降装置２０
０，５００によってカバー１２０は昇降するが、導電用
碍子１４０は昇降しない。このため、導電用ケーブル１
５０はカバー１２０の昇降に伴って撓みを生じ、寿命の
点で問題が有る。

【００９５】第２の実施例はこの点を課題としてなされ
たものであり、導電用碍子１４０を昇降させる第４の昇
降装置６００を別に設けたものである。この第４の昇降
装置６００は昇降装置５００、シリンダ装置３６０，３
６０の側方に設置している。第４の昇降装置６００は摺
り板１１０の高さ、すなわちシリンダ装置３６０，５２
０の動作に伴って動作する。これによれば、導電用ケー
ブル１５０の撓み量や撓みの頻度を小さくでき、その寿
命を向上できるものである。

【００９６】昇降装置６００は、油圧式シリンダ装置６
１０と、これによって回動させられるリンク機構６２０
と、絶縁用碍子１４０の支持台６４０を垂直に案内する
案内装置６３０と、からなる。リンク機構６２０は、取
り付け座４０に垂直方向に向けて取付けた第１のリンク
６２１と、第１のリンク６２１の先端に水平方向に向け
て取付けた第２のリンク６２２と、からなる。リンク６
２２の先端は支持台６４０に回動自在に取り付けてい
る。リンク６２１，６２２は取付け物に対して回動自在
である。シリンダ装置６１０は第２のリンク６２２と取
り付け座４０ａとの間に配置している。リンク機構６２
０のリンク６２１，６２２は上方から見ると２本づつあ
る。リンク６２２，６２２は支持台６４０の両側に連結
している。２本のリンク６２２を連結する軸６２３にシ
リンダ装置６１０のピストンロッドを連結している。６
２５は両側のリンク６２１，６２２を連結する軸であ
る。取り付け座４０ａは取り付け座４０に載置される。
支持台６４０の構成は第１実施例の１７５と同様であ
る。

【００９７】案内装置６３０は、取り付け座４０ａに垂
直に立てた取り付け座６３１と、案内座６３２と、支持
台６４０に設けられ、案内座６３１に噛み合っている案
内座６３３と、からなる。案内座６３２と６３３とによ
って支持台６４０を垂直方向に案内する。案内座６３
１，６３２は例えば公知の直線状案内装置である。案内
装置６３０はシリンダ装置６１０、支持台６４０、及び
２つのリンク６２２で囲まれた空間内に設置している。
これによれば、シリンダ装置６１０の伸縮によって、支
持台６４０は垂直に昇降する。

【００９８】絶縁用碍子１４０はシリンダ装置３６０と
昇降装置５００との合計の昇降量、すなわち摺り板１１
０の位置に対応して昇降する必要がある。このため、シ
リンダ装置６１０のピストンロッドの突出量を検出する
ための測長計６５０を設置している。測長計６５０は、
リンク６２１とシリンダ装置６１０との間の空間におい
て、リンク６２２と取り付け座３９とに回動自在に連結
している。測長計６５０は測長計２５０，３５０と同様
のものである。測長計６５０の上端は２つのリンク６２
２を接続する軸６２６に回動自在に連結している。

【００９９】制御装置４４０は、測長計２５０，３５０
のそれぞれの検出値によって摺り板１１０の高さを求
め、絶縁用碍子１４０の高さが前記高さに対応するよう
にシリンダ装置６１０を駆動する。シリンダ装置６１０
はシリンダ装置３６０，３６０および昇降装置５００に
同期して動作させる。この場合、摺り板１１０の高さが
所定値（架線５１の高さ（４７００ｍｍ）よりも若干低
い値である。）においては、絶縁用碍子１４０の上端が
摺り板１１０よりも下方に位置するように、シリンダ装
置６１０への高さ指令値を出力する。これは絶縁用碍子
１４０の上端が架線５１へ接触するのを防止するためで
ある。絶縁用碍子１４０を摺り板１１０よりも低くする
値は例えば８０ｍｍである。摺り板１１０の高さが前記
所定値未満の場合では、架線５１への接触の恐れが無い
ので、絶縁用碍子１４０の上端が摺り板１１０と同一高
さでもよい。特に、集電装置１００を最下端まで下降さ
せた場合においては、絶縁用碍子１４０の上端は摺り板
１１０と同一高さとする。以上のように制御装置はシリ
ンダ装置６１０を制御する。

【０１００】これによれば、導電用碍子１４０を摺り板
１１０に追従して昇降させることができるので、導電用
ケーブル１５０の撓みを少なくでき、寿命を向上させる
ことができるものである。そして、支持台５４０を最下
端まで下降させた場合には、支持台５４０の最低高さを
低くでき、昇降装置６００を小さくできるものである。
上記実施例において、リンク機構６２０は平行４辺形
リンクとすることができる。これによれば、案内装置６
３０を不要にできるか、またはその構成を簡単にするこ
とができる。

【０１０１】上記各実施例では第１の昇降装置、第２の
昇降装置のそれぞれはシリンダ装置で構成しているが、
リンク機構（例えば、パンタグラフ式のリフタ）を用い
ても良い。例えば、第１の昇降装置をパンタグラフ式と
する場合は、架台１８０から吊り下げた架台にパンタグ
ラフ式のリフタを設け、このリフタに荷重計２２６等を
載せる。

【０１０２】上記実施例において、第１の昇降装置２０
０の昇降の指令は荷重計２２６の検出値によって行って
いるが、公知のように架線５１との距離を測定する検出
計の検出値であっても良い。また、公知のように、荷重
計は光ファイバーを使用することによって、絶縁用碍子
１４０よりも摺り板１１０側に設けることができる。

【０１０３】上記実施例の第１の昇降装置２００のシリ
ンダ装置２１０と第２の昇降装置３００のシリンダ装置
３１０とは別であるが、多段式シリンダ装置によって両
者を１つにしても良い。シリンダ装置２１０，３１０を
空気式シリンダ装置と摺る場合は、固定モードＣにおい
てそのロッドの突出長さを固定できる手段を設ける。例
えば、シリンダの外部ににロッドを掴む手段を設ける。

【０１０４】また、集電装置１００を格納ドーム９０の
長手方向の中心部に設置する。また、中心部にほぼ正方
形の穴を設け、この穴から絶縁用碍子１３０、導電用碍
子１４０を突出させる。これによれば走行方向の前後に
おいてほぼ対象となるので、いずれの方向に走行しても
騒音等に対する影響をほぼ同一にできるものである。

【０１０５】

【発明の効果】本発明によれば、摺り板を昇降させる昇
降装置や摺り板等を回動させないでも、摺り板を大きく
昇降させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の集電装置の正面図である。

【図２】図１の集電装置による集電時の車両の側面図で
ある。

【図３】図１の集電装置の平面図である。

【図４】図１の集電装置の第２の昇降装置のシリンダ装
置の縦断面図である。

【図５】図１の集電装置の第２の昇降装置の一端側の縦
断面図である。

【図６】図１の集電装置の架台の正面図である

【図７】図６の左端部の平面図である。

【図８】図６の右端部の右側面図である。

【図９】図１の集電装置の第１の昇降装置の縦断面図で
ある。

【図１０】図１の集電装置の油圧回路図である。

【図１１】図１の集電装置の制御回路のブロック図であ
る。

【図１２】図１の集電装置の制御装置の動作フロ−チャ
−トである。

【図１３】図１の集電装置において、トンネルを走行す
る際の昇降装置の動作を説明するための図である。

【図１４】本発明の他の実施例の集電装置の縦断面図で
ある。

【図１５】図１４の平面図である。

【図１６】図１４の集電装置の昇降装置の部分の側面図
である。

【図１７】図１６の平面図である。

【図１８】図１７の１８−１８線断面図である。

【図１９】図１４の集電装置の第１の昇降装置の縦断面
図である。

【図２０】図１４の２０−２０線断面図である。

【図２１】図２０の平面図である。

【符号の説明】

５１…架線、３１…車体、３２…屋根、３５…車内通
路、３６…非居住空間…９０…格納ド−ム、１０…集電
装置、１１０…摺り板、１２０…カバー、１３０…絶縁
用碍子、１４０…導電用碍子、１５０，１５５…導電用
ケ−ブル、１６０，１８０…架台、２００…第１の昇降
装置、２１０…油圧式シリンダ装置、２２０…案内装
置、２２６…荷重計、２５０，３５０，６５０…測長
計、３００…第２の昇降装置、３１０，３６０…油圧式
シリンダ装置、３２０…案内装置、４３０…列車運行管
制装置、４４０…制御装置、５００…第３の昇降装置、
６００…第４の昇降装置、６１０…シリンダ装置、６３
０…案内装置。

フロントページの続き (72)発明者小林健治茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内 (72)発明者佐藤豊山口県下松市大字東豊井794番地笠戸機械工業株式会社内 (72)発明者大谷巌太郎山口県下松市大字東豊井794番地笠戸機械工業株式会社内 (72)発明者服部守成山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者掛樋豊山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者原邦芳山口県下松市大字東豊井794番地株式会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者寺田勝之山口県下松市大字東豊井794番地日立笠戸エンジニアリング株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】走行中において、第１の昇降装置を昇降動
作させることによって、第２の昇降装置および該第２の
昇降装置に載せた摺り板を垂直方向に昇降させ、架線への前記摺り板の接触力または架線との距離を検出
し、その検出値によって、前記第２の昇降装置の昇降を制御
すること、を特徴とする集電方法。
【請求項２】請求項２に記載の集電方法において、車両の走行位置を求め、該走行位置に基づいて、予め定めていた走行位置に対す
る摺り板の高さ目標値を読み出し、該高さ目標値に基づいて前記第１の昇降装置を昇降動作
させること、を特徴とする集電方法。
【請求項３】請求項２に記載の集電方法において、走行
速度を求め、該走行速度が所定値以上の場合は、前記荷
重計による前記第２の昇降装置の制御を行うこと、を特
徴とする集電方法。
【請求項４】摺り板の目標高さが所定値未満の場合にお
いては、前記摺り板の高さを検出する検出器の検出値に
よって、前記摺り板の高さが前記目標高さになるように
昇降装置の昇降を制御し、前記目標高さが所定値以上の場合は、架線への前記摺り
板の接触力または架線との距離を検出し、その検出値に
よって前記昇降装置の昇降を制御すること、を特徴とする集電方法。
【請求項５】車両の走行位置を求め、該走行位置に基づいて、予め定めていた走行位置に対す
る摺り板の高さ目標値を読み出し、該高さ目標値に基づいて摺り板を支持する昇降装置の昇
降を制御すること、を特徴とする集電方法。
【請求項６】明かり区間において、架線に摺り板が接触
するように昇降装置によって昇降させ、摺り板がトンネルに突入した後の所定時間または所定区
間は前記摺り板を昇降させる前記昇降装置の昇降を停止
すること、を特徴とする集電方法。
【請求項７】請求項６に記載の集電方法において、前記
明かり区間において、架線への前記摺り板の接触力また
は架線との距離を検出し、その検出値が所定値になるよ
うに前記昇降装置の昇降を制御すること、を特徴とする
集電方法。
【請求項８】請求項７に記載の集電方法において、前記
所定時間または前記所定区間の開始に当たって、前記摺
り板の高さが所定値になるように、前記昇降装置の昇降
を制御した後、該昇降装置の昇降を停止すること、を特
徴とする集電方法。
【請求項９】請求項７に記載の集電方法において、前記
所定時間内または前記所定区間内は該所定時間または該
所定区間に入る前の前記昇降装置の昇降位置で該昇降装
置の昇降を停止させること、を特徴とする集電方法。
【請求項１０】集電装置がトンネル内に位置する場合は
架線に摺り板が接触するように昇降装置によって昇降さ
せ、集電装置がトンネルから突出後の所定時間または所定区
間は前記摺り板を昇降させる昇降装置の昇降を停止させ
ること、を特徴とする集電方法。
【請求項１１】請求項１０に記載の集電方法において、
前記トンネル内において、架線への前記摺り板の接触力
または架線との距離を検出し、その検出値が所定値にな
るように前記昇降装置の昇降を制御すること、を特徴と
する集電方法。
【請求項１２】請求項１１に記載の集電方法において、
前記所定時間または前記所定区間の開始に当たって、前
記摺り板の高さが所定値になるように、前記昇降装置の
昇降を制御した後、該昇降装置の昇降を停止すること、
を特徴とする集電方法。
【請求項１３】請求項１１に記載の集電方法において、
前記所定時間内または前記所定区間内は該所定時間また
は所定区間に入る前の前記昇降装置の昇降位置で該昇降
装置の昇降を停止させること、を特徴とする集電方法。
【請求項１４】摺り板を支持した絶縁用碍子を第１の昇
降装置の昇降によって昇降させ、前記絶縁用碍子または前記第１の昇降装置に並列に設け
た導電用碍子を第２の昇降装置によって、かつ第１の昇
降装置の前記昇降に同期して昇降させること、を特徴とする集電方法。
【請求項１５】請求項１４に記載の集電方法において、
前記第２の昇降装置は前記第１の昇降装置による前記絶
縁用碍子の昇降量と実質的に同一の昇降量で前記導電用
碍子を昇降させること、を特徴とする集電方法。
【請求項１６】請求項１５に記載の集電方法において、
前記第２の昇降装置は前記絶縁用碍子が下端に位置する
場合には前記第１の昇降装置による前記導電用碍子の昇
降量よりも大きくを昇降させること、を特徴とする集電
方法。
【請求項１７】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる第１の昇降装置と、該第１の昇降装置と
前記絶縁用碍子の少なくとも一方に並列に設けた導電用
碍子と、該導電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手
段と、前記第１の昇降装置と前記導電用碍子とを共に、
またはそれぞれを単独で垂直に昇降させる第２の昇降装
置と、からなる集電装置。
【請求項１８】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置のストロークは前記第２の昇降装置
のストロークよりも小さく設けていること、を特徴とす
る集電装置。
【請求項１９】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置と前記絶縁用碍子との間に荷重計を
備え、前記第２の昇降装置の昇降位置を検出する測長計
を備え、前記荷重計および前記測長計の検出値によって
前記第１の昇降装置および前記第２の昇降装置をそれぞ
れ制御する制御装置を備えていること、を特徴とする集
電装置。
【請求項２０】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置、第２の昇降装置のそれぞれの昇降
位置を検出する測長計を備え、該測長計の出力によって
前記第１の昇降装置、第２の昇降装置のそれぞれの昇降
を制御する制御装置を備えていること、を特徴とする集
電装置。
【請求項２１】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第２の昇降装置は前記第１の昇降装置と前記導電用
碍子とを載せていること、を特徴とする集電装置。
【請求項２２】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置はシリンダ装置であり、前記第２の
昇降装置は互いに並列に設けた２つのシリンダ装置であ
ること、を特徴とする集電装置。
【請求項２３】請求項１７に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置は前記第２の昇降装置によって昇降
させられる架台から吊り下げられており、該第１の昇降
装置の昇降する部材は前記架台を貫通して前記絶縁用碍
子を支持していること、を特徴とする集電装置。
【請求項２４】請求項２３に記載の集電装置において、
前記第２の昇降装置は互いに並列に設けた２つの昇降装
置からなり、前記第１の昇降装置は前記第２の昇降装置の２つの昇降
装置の間において、前記架台から吊り下げていること、
を特徴とする集電装置。
【請求項２５】請求項２４に記載の集電装置において、
前記第２の昇降装置の２つの昇降装置を接続する方向は
前記摺り板の長手方向に対して直交する方向であるこ
と、を特徴とする集電装置。
【請求項２６】請求項２３に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置はシリンダ装置からなり、その筒の
上端を前記架台に固定しており、前記シリンダ装置のロ
ッドを前記架台を貫通させて前記絶縁用碍子に固定して
いること、を特徴とする集電装置。
【請求項２７】請求項２６に記載の集電装置において、
前記シリンダ装置は、少なくとも３重の筒からなり、内
側の筒は前記シリンダ装置のロッドを支持するものであ
り、中間の筒は前記ロッドの端部に結合されており、外
側の筒は前記中間の筒の昇降を案内するものであって、
前記架台に固定してあること、を特徴とする集電装置。
【請求項２８】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる昇降装置と、該昇降装置と前記絶縁用碍
子の少なくとも一方に並列に設けた導電用碍子と、該導
電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手段と、からな
り、前記昇降装置は多段式シリンダ装置であること、を
特徴とする集電装置。
【請求項２９】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる昇降装置と、該昇降装置と前記絶縁用碍
子の少なくとも一方に並列に設けた導電用碍子と、該導
電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手段と、前記昇
降装置の昇降を制御する制御装置と、からなり、該制御装置は、予め定めていた走行位置に対する摺り板
の高さ目標値と、架線への前記摺り板の接触力を荷重計
によって検出した検出値とによって、前記昇降装置の昇
降を制御すること、を特徴とする集電装置。
【請求項３０】請求項２９に記載の集電装置において、
前記制御装置は前記高さ目標値が所定値以上の場合は、
架線への前記摺り板の接触力を荷重計によって検出し、
その検出値が所定値になるように前記昇降装置の昇降を
制御し、前記高さ目標値が所定値未満においては、前記
摺り板の高さを検出する検出器の検出値によって、前記
摺り板の高さが前記高さ目標値になるように前記昇降装
置の昇降を制御するものであること、を特徴とする集電
装置。
【請求項３１】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる昇降装置と、該昇降装置と前記絶縁用碍
子の少なくとも一方に並列に設けた導電用碍子と、該導
電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手段と、前記昇
降装置の昇降を制御する制御装置と、からなり、前記制御装置は、前記摺り板がトンネル突入後の所定時
間または所定区間において、前記昇降装置の昇降動作を
停止させるものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項３２】請求項３１に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または前記所定区間の前
後において、架線への前記摺り板の接触力を荷重計によ
って検出し、その検出値が所定値になるように制御する
ものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項３３】請求項３２に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または前記所定区間の開
始に当たって、前記摺り板の高さを所定の高さに昇降さ
せ、その後昇降を停止させるものであること、を特徴と
する集電装置。
【請求項３４】請求項３２に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または前記所定区間の開
始前の前記昇降装置の昇降位置で該昇降装置の昇降動作
を停止するものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項３５】請求項３２に記載の集電装置において、
前記昇降装置は油圧式シリンダ装置であること、を特徴
とする集電装置。
【請求項３６】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる昇降装置と、該昇降装置と前記絶縁用碍
子の少なくとも一方に並列に設けた導電用碍子と、該導
電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手段と、前記昇
降装置の昇降を制御する制御装置と、からなり、前記制御装置は、前記摺り板がトンネルから出た後の所
定時間または所定区間において、前記昇降装置の昇降動
作を停止させるものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項３７】請求項３６に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または前記所定区間の前
後において、架線への前記摺り板の接触力を荷重計によ
って検出し、その検出値が所定値になるように制御する
ものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項３８】請求項３７に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または所定区間の開始に
当たって、前記摺り板の高さを所定の高さに昇降させ、
その後昇降を停止させるものであること、を特徴とする
集電装置。
【請求項３９】請求項３７に記載の集電装置において、
前記制御装置は、前記所定時間または所定区間の開始前
の前記昇降装置の昇降位置で該昇降装置の昇降動作を停
止するものであること、を特徴とする集電装置。
【請求項４０】請求項３７に記載の集電装置において、
前記昇降装置は油圧式シリンダ装置であること、を特徴
とする集電装置。
【請求項４１】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる第１の昇降装置と、該第１の昇降装置と
前記絶縁用碍子の少なくとも一方に並列に設けた導電用
碍子と、該導電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手
段と、前記導電用碍子を昇降させるものであって、前記
第２の昇降装置とは別の第２の昇降装置と、からなる集
電装置。
【請求項４２】請求項４１に記載の集電装置において、
前記第２の昇降装置は、前記摺り板の位置に応答して前
記導電用碍子を昇降させるものであり、かつ、前記摺り
板の位置が高い位置に位置する場合には前記摺り板より
も低い位置に前記導電用碍子の上端を位置させ、前記摺
り板が最下端に位置する場合には前記導電用碍子の上端
は前記摺り板の位置と同一位置に位置させるものである
こと、を特徴とする集電装置。
【請求項４３】請求項４１に記載の集電装置において、
前記第１の昇降装置を昇降させる第３の昇降装置を備え
ること、を特徴とする集電装置。
【請求項４４】摺り板と、絶縁用碍子を介して前記摺り
板を昇降させる第１の昇降装置と、該第１の昇降装置と
前記絶縁用碍子の少なくとも一方に並列に設けた導電用
碍子と、該導電用碍子と前記摺り板とを接続した導電手
段と、前記第１の昇降装置と前記導電用碍子とを共に、
またはそれぞれを単独で垂直に昇降させるものであっ
て、車体の上部に設置した第２の昇降装置と、からなる
車両。
【請求項４５】請求項４４に記載の車両において、前記
第２の昇降装置は互いに並列に２つ備えており、該第２
の昇降装置は車体内であって乗員の通路の両側にそれぞ
れ１つづつ配置していること、を特徴とする車両。
【請求項４６】請求項４５に記載の車両において、前記
第２の昇降装置のそれぞれはシリンダ装置であり、該シ
リンダ装置は、少なくとも３重の筒からなり、内側の筒
は該シリンダ装置のロッドを支持するものであり、中間
の筒は前記ロッドの端部に結合されており、外側の筒は
前記中間の筒の昇降を案内するものであって、前記車体
に固定していること、を特徴とする車両。
【請求項４７】請求項４６に記載の車両において、前記
外側の筒の上下端のそれぞれを前記車体に固定している
こと、を特徴とする車両。
【請求項４８】請求項４４に記載の車両において、前記
第１の昇降装置はシリンダ装置からなり、該シリンダ装
置は、少なくとも３重の筒からなり、内側の筒は前記シ
リンダ装置のロッドを支持するものであり、中間の筒は
前記ロッドの端部に結合されており、外側の筒は前記中
間の筒の昇降を案内するものであって、前記第２の昇降
装置または前記導電用碍子に固定していること、を特徴
とする車両。