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公開番号2025089630
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-16
出願番号2023204363
出願日2023-12-04
発明の名称接触力測定装置及び接触力測定方法
出願人公益財団法人鉄道総合技術研究所
代理人個人
主分類B60L 5/26 20060101AFI20250609BHJP(車両一般)
要約【課題】集電装置への実装が容易でありかつ測定精度を向上した接触力測定装置等を提供する。
【解決手段】すり板体組140を有する舟体130をトロリ線に押し付けて集電を行う鉄道車両の集電装置1においてすり板体組とトロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定装置を、集電装置は、舟体と、舟体を昇降可能に支持する枠組120と、枠組の上部に設けられ舟体を支持する舟支え136とを有し、舟体と舟支えとの間にロードセル190を設けた構成とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
すり板体組を有する舟体をトロリ線に押し付けて集電を行う鉄道車両の集電装置において前記すり板体組と前記トロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定装置であって、
前記集電装置は、
前記舟体と、
前記舟体を昇降可能に支持する枠組と、
枠組の上部に設けられ舟体を支持する舟支えとを有し、
前記舟体と前記舟支えとの間にロードセルを設けたこと
を特徴とする接触力測定装置。
続きを表示（約 690 文字）【請求項２】
前記ロードセルは、前記トロリ線と前記すり板体組との間に水平方向に作用する力を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の接触力測定装置。
【請求項３】
前記ロードセルは、前記トロリ線と前記すり板体組との間に鉛直方向に作用する力を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の接触力測定装置。
【請求項４】
前記舟体及び前記すり板体組に設けられた加速度センサと、
前記加速度センサの出力を用いて前記ロードセルの出力から前記舟体及び前記すり板体組の慣性力の影響を抑制する慣性力補償部を備えること
を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の接触力測定装置。
【請求項５】
前記慣性力補償部における校正係数を前記すり板体組を外部から強制加振する加振試験の結果に基づいて求めるとともに、前記加振試験は、前記すり板体組の加振箇所を異ならせて複数回行うこと
を特徴とする請求項４に記載の接触力測定装置。
【請求項６】
すり板体組を有する舟体をトロリ線に押し付けて集電を行う鉄道車両の集電装置において前記すり板体組と前記トロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定方法であって、
前記集電装置は、
前記舟体と、
前記舟体を昇降可能に支持する枠組と、
枠組の上部に設けられ舟体を支持する舟支えとを有し、
前記舟体と前記舟支えとの間にロードセルを設け、前記ロードセルの出力に基づいて前記接触力を測定すること
を特徴とする接触力測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両の集電装置とトロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定装置及び接触力測定方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
パンタグラフに代表される鉄道車両の集電装置は、電車、電気機関車等の鉄道車両が、典型的には屋根上側に配置される架線（トロリ線）から電気を受け入れるものである。
集電装置は、例えば、トロリ線としゅう動接触するすり板体組、すり板体組を保持する舟体、舟体をトロリ線側へ所定の接触力で押し付けるリンク機構（枠組）等を有して構成される。
パンタグラフの動特性を評価する上で、パンタグラフすり板とトロリ線間に作用する接触力は重要な評価指標であり、国際規格（ＩＥＣ６２４８６）等で基準値が定められている。
【０００３】
このような集電装置とトロリ線との間の接触力測定に関する従来技術として、例えば特許文献１には、慣性力を該舟体のすり板を含む２ヶ所の縦断面間の弾性変形を考慮した上で求め、別途求めた上記２ヶ所の縦断面の剪断力から上記慣性力を差し引きすることにより、上記接触力を求めることを特徴とするパンタグラフの接触力測定方法が記載されている。当該文献で想定している実施形態は、現在使用されていない旧型の新幹線用パンタグラフ又は一部の現用在来線用パンタグラフであり、現用の新幹線用パンタグラフはすり板（当該文献では舟体と記載）のせん断方向の剛性が高いため高精度な接触力測定が困難である。
また、特許文献１では、ロードセルにより検出された検出値から上記慣性力推定手段の推定値を差し引きすることにより、上記接触力を算出する接触力算出手段が記載されている。当該文献で想定している実施形態は、現在使用されていない旧型の新幹線用パンタグラフであり、すり板（当該文献では舟体と記載）と復元ばねの間にロードセルを取り付けるものである。しかし、現在の新幹線用パンタグラフではすり板と復元ばねの間にロードセルを取り付けるスペースがほとんど無いため、この装置の構成は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－１８６９２号公報
特開２００２－３２８０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２には、舟体とすり板体組との間に設けられる復元ばねにロードセルを設けて接触力を測定することが記載されているが、このような箇所にロードセルを設けることは、現在の新幹線用パンタグラフでは困難である。
また、復元ばねにロードセルを設けた場合、すり板体組から舟体に伝達される荷重のうち、すり板体組を両端部で支持するピン等から伝達する荷重の成分は測定することができず、測定精度が低下する要因となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、集電装置への実装が容易でありかつ測定精度を向上した接触力測定装置及び接触力測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る接触力測定装置は、すり板体組を有する舟体をトロリ線に押し付けて集電を行う鉄道車両の集電装置において前記すり板体組と前記トロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定装置であって、前記集電装置は、前記舟体と、前記舟体を昇降可能に支持する枠組と、枠組の上部に設けられ舟体を支持する舟支えとを有し、前記舟体と前記舟支えとの間にロードセルを設けたことを特徴とする。
これによれば、ロードセルを舟体の外部に設けることにより、舟体の内部が狭隘でありロードセルを設置することがスペース的に困難な場合であっても適用することが可能である。
また、ロードセルをすり板体組と舟体との間に配置される復元ばねに設けた場合のように、すり板体組両端部のピン等からの荷重伝達を検出できず測定誤差が生じることを防止できる。
【０００７】
本発明において、前記ロードセルは、前記トロリ線と前記すり板体組との間に水平方向に作用する力を検出する構成とすることができる。
これによれば、トロリ線とすり板体組との間の前後方向接触力又はまくらぎ方向接触力を適切に測定することができる。
また、本発明において、前記ロードセルは、前記トロリ線と前記すり板体組との間に鉛直方向に作用する力を検出する構成とすることができる。
これによれば、トロリ線とすり板体組との間の鉛直方向接触力を適切に測定することができる。
【０００８】
本発明において、前記舟体及び前記すり板体組に設けられた加速度センサと、前記加速度センサの出力を用いて前記ロードセルの出力から前記舟体及び前記すり板体組の慣性力の影響を抑制する慣性力補償部を備える構成とすることができる。
これによれば、ロードセルの出力から慣性力の影響を抑制する補償を行うことにより、接触力の測定精度を向上することができる。
本発明において、前記慣性力補償部における校正係数を前記すり板体組を外部から強制加振する加振試験の結果に基づいて求めるとともに、前記加振試験は、前記すり板体組の加振箇所を異ならせて複数回行う構成とすることができる。
これによれば、すり板体組とトロリ線との接触位置が変化した場合の測定精度を向上することができる。
【０００９】
上述した課題を解決するため、本発明の一態様に係る接触力測定方法は、すり板体組を有する舟体をトロリ線に押し付けて集電を行う鉄道車両の集電装置において前記すり板体組と前記トロリ線との間に作用する接触力を測定する接触力測定方法であって、前記集電装置は、前記舟体と、前記舟体を昇降可能に支持する枠組と、枠組の上部に設けられ舟体を支持する舟支えとを有し、前記舟体と前記舟支えとの間にロードセルを設け、前記ロードセルの出力に基づいて前記接触力を測定することを特徴とする。
これによれば、上述した接触力測定装置と同様の効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明によれば、集電装置への実装が容易でありかつ測定精度を向上した接触力測定装置及び接触力測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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