パンタグラフ

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パンタグラフとは、電車架線にぶら下げる装置のことである。

電車を力強く持ち上げるパンタグラフ

概要[編集]

電車の上部には、第三軌条でもない限りパンタグラフと呼ばれる装置が付いている。これは強力な磁力によって電車上方にある架線と繋がり、さらに自らを縮ませることで線路からミリ単位で車両を浮き上がらせ、架線に通っている電気制御で車両を前進させることを可能にした画期的な装置である。なお、下の線路などは車両をただ安定させるための設備であり、ぶら下がっている車両の揺れを抑えるために設置されているにすぎない。これを更に進化させたもの、すなわち線路を取り払ったものが懸垂式モノレールである。

日本でのパンタグラフの始まりは京都路面電車である。上に架線を張っておき、下にガイドウェイとして鉄の線路を敷くことで浮上走行による安定した運転を可能にした。この架線方式は線路をそのままに、既存の蒸気機関車を走らせながらスムーズに電車方式に移行できると大変評判になり、瞬く間に日本中に普及した。以後パンタグラフは架線方式の要として進化し続けている。

仕組み[編集]

パンタグラフの基本形は六角形の伸縮装置である。パンタグラフの一番上部には架線と接触する金属板があり、ここで電気のやり取りをする。なお、架線は電車にとってとも言える大切なもので、電車は架線のないところには絶対に進入できない。

車両が運用に入っていないときは、パンタグラフは縮み、架線からは引き離されている。このときの車両は線路に接地している。車両が運用に入ると、まずパンタグラフが上昇し、架線と接続する。そして架線に常に発生している磁力によって金属板と架線が密着、さらにパンタグラフが少し縮むことで車両が浮かび上がるのである。これによって電車は摩擦力の大幅な削減に成功した。同時に架線から発生する電気的な力によって前後に移動することが可能となり、あとは運転士の操作で電車を動かすのである。

種類[編集]

このタイプのパンタグラフ2基だけで新幹線16両編成を持ち上げることすらある
トロリーポール
初期の吊架装置。主に比較的軽い路面電車に設けられたが、それでも保持力は弱く、すぐに架線から離れてしまい、車両を何回も地面に落としてきた。
菱形パンタグラフ
一両40tもの重量の電車を持ち上げるために開発されたパンタグラフ。六角形という安定的な形により多くの電車に備えつけられ、最もポピュラーなパンタグラフとなった。
シングルアーム型パンタグラフ
近年の技術革新及び車両の軽量化により生まれたパンタグラフ。菱形の四本脚から1つのアームでしっかりと架線に掴まれるようになり、また脚が一本になったことで空気抵抗の大幅な削減に成功、パンタグラフそのものの軽量化と列車の高速化を実現した。

第三軌条[編集]

架線方式を採用出来ない路線に導入されるものとして、第三軌条がある。これは電車を上からぶら下げるのではなく、下から磁石の反発力で車体を持ち上げるというものである。これはトンネル断面積の小ささから架線を設置できない地下鉄路線に導入されており、また持ち上げられる重量も架線方式より限界値が小さいため、必然的に車両が小さくなる傾向がある。実際、東京メトロ銀座線丸の内線で採用されている。

関連項目[編集]

Wikipedia
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