前のページ 1/7 次のページ

集電装置(しゅうでんそうち)とは、鉄道車両・トロリーバス(いわゆる電車)が動力用の電力を得るための装置をいう。集電器(しゅうでんき)とも呼ばれ、とりわけパンタグラフは、その主要なもののひとつである。

電車では通常、編成内の電動車に装備されるが、重量配分や取り付け位置の制約等の関係で無動力の制御車や付随車に取り付けられる事例交流→直流変換系の機器を制御・付随車に集約搭載した国鉄781系やJR西日本681系、重量配分の関係で付随車に集約搭載した京急2100形、あるいは操作の都合で運転台寄りにのみトロリーポールを搭載した京福嵐山線ク201形など。もある。

◆ 架空電車線方式

架空電車線方式では、通常、集電装置は車両の屋根上に設置される。

◇ トロリーポール

トロリーポールとは、「ポール」または「電棍」(でんこん)とも呼ばれ、鉄道車両やトロリーバスの屋根上に取り付けられ、架線に接して電気を伝える金属製の棒のことである。なお、鉱山鉄道などでは事故防止の観点から、木製のポールに絶縁材で被覆された電源ケーブルを組み合わせたものも用いられた。

先端にはホイールと呼ばれる滑車状の車輪、またはスライダーと呼ばれる摺り板が取り付けられている。

黎明期には電気鉄道全般に幅広く使用されたが、重量が大きく剛性も低い(しなる)ため、架線追従性が非常に悪く離線が多い、分岐通過時各ポールに操作員(車掌)が必要で貫通路も使用しにくい、という問題があり、高速化、大出力化、長編成化には不向きであった。

そのため曲線や分岐が多く連結運転が多用された日本などでは、電気鉄道の発展に伴い1920年代以降パンタグラフへの移行が急速に進展したが、アメリカではインターアーバンを中心にその後もトロリーポールを使用する例が多数見られた。

また、日本でも構造が単純で製造コストも低く、架線の上下動や張力変動に強く、架線設置が簡単で済むため、その後も長きにわたり路面電車用として使われ続けた。

トロリーバスは道路状況によっては架線の直下を大きく外れて走る必要があるが、U字断面で自由に回転できるスライダーとポールの組み合わせはこの使用状況に向いており、いまだにポールが使われ続けている。

スライダー式はトロリーバス用として開発されたが、架線への追従性に優れていたため、鉄道でも高速運転を行う路線を中心に、ホイール式から変更された例がある。

ポールには進行方向に対して1本(シングルポール)のものと2本(ダブルポール)のものがある。戦前の日本では、大都市の路面電車を中心に、線路からの帰電が漏電して地下埋設した水道用の鉄管を腐食(電食)させる事例があり、これを防ぐために架線に帰電する方式としたため、2本となった。その後、水道管の材質が電気の影響の少ない鉛等に変更されたため、戦後はすべて1本に変更されている。トロリーバスの場合は、地面への帰電が不可能なため、架線に帰電する方式を採らざるを得ないことから、すべて2本となっている。

小型の電車では屋根の中央に1基が装備され、進行方向が変わる場合は乗務員が引き紐で旋回させていた。その後車両の大型化に伴い、進行方向ごとに1対を備えるようになり、2本ポールの場合は合計4本となる。この場合、常に後ろ側を使用し、終端部で乗務員が上げ下ろしを行っていた。ポールを上げるには組み込まれたバネの復元力を利用するが、引き紐を操り、正確に架線をつかむには熟練が必要であった。また、分岐、転線の際は、走行中の架け替えが必要となるため、乗務員は天候にかかわらず身を乗り出してポール操作を行わなくてはならず、大きな負担になった。

トロリーバスの場合は進行方向が一方のため、終端部には転回線が設けられており、途中に分岐を作らないことで、ポールの上げ下ろしは入出庫時や、電化区間の鉄道線の踏切をわたる場合以外は不要であった。

路面電車で分岐を自動化する機構も開発されたが、構造が複雑なこととビューゲルの普及により、一般化はしなかった。

車両の速度が向上するにつれ、架線を外れたポールが吊線(スパン ワイヤー)を切断する事故も増えたため、ぜんまいばねの働きで引き紐を巻き取り、ポールの跳ね上がりを防ぐ、リトリーバー(レトリーバー)が考案された。

日本の営業用鉄道におけるポールの使用状況は、ホイール式は1975年12月の京福電気鉄道嵐山本線・北野線、スライダー式は1978年10月の京福電気鉄道叡山本線・鞍馬線なお、この叡山本線・鞍馬線はホイール式トロリーポール使用で開業しているが、1970年の京阪電鉄京津・石山坂本線のパンタグラフ化時に不要となったスライダー式トロリーポールを譲受して切り替えていた。(現・叡山電鉄叡山本線・鞍馬線)を最後に使用する路線はなくなり、現在は明治村等の保存用鉄道でのみ用いられている。一方、トロリーバス向けスライダー式は、日本に2路線のみ現存するトロリーバス路線、すなわち立山黒部アルペンルート内に含まれる関西電力関電トンネルトロリーバスと、立山黒部貫光立山トンネルトロリーバスのみで使用されている。

◇ ビューゲル

前のページ 1/7 次のページ

・集電装置 page1

・集電装置 page2

・集電装置 page3

・集電装置 page4

・集電装置 page5

・集電装置 page6

・集電装置 page7