パンタグラフと電車のスピード？

質問

今朝、ふといつも乗っている京浜急行のパンタグラフは昔から見慣れた＜＞（ダイヤ形をしたやつ）ではなく＞とか＜の形をしたやつに変わっている車両が増えてきました。
進行方向に対してなんだか負荷がかかって→こういう進行方向で＞こういう形でいると｜こうなって＜こうなりはしないかと・・・そんなことはないんでしょうが・・・ちょっと心配に思えることがあります。

そしてパンタグラフの数ですが、１編成で４、６、８、１２両と増えるごとにパンタグラフが増えるのではなく意外とみんな、４個くらいなんです。
普通に考えるとパンタグラフ＝モーターの数＝スピード、馬力が大きいと考えてしまいそうになりますが、あんまり関係ないのでしょうか？

たしか時速３００ｋｍを出す５００系のぞみとか新たに東日本で導入される予定の新型新幹線もパンタグラフの数がそんなに多くなかったと思います。
パンタグラフの数は電車のスピードに影響されないんでしょうか？なんで数が少なくても新幹線はあんなに早いスピードがでるんでしょうか？

すみません、鉄道は大好きなんですが、ただ好きなだけで詳しくなくて・・・是非詳しい方、教えてください。

回答No.5

こげ まぐろ（@koge-magu） · ベストアンサー

鉄道マンです。

最近、京急に限らず、菱形の従来のものではなく、シングルアームパンタグラフの採用例が増えてきています。

＜長所＞
菱形：安定性がある
シングルアームパンタ：スペースが少なくてすむ
　　　　　　　　　　　軽量化出来る
　　　　　　　　　　　面積が少ない分、積雪時に雪の重さでパンタグラフが下がらずに済む。

・・・・・といった違いがあります。

なお、最近の京急のクルマの高圧回路は引き通しとなっており、1500Vの高圧回路が一編成に引き通されております。

その為、パンタグラフは少なくて済みます。
今、８両編成ですと、
1号車・5号車（ダブルパンタ）・7号車に搭載しています。

なお、京急のクルマのパンタグラフの特徴として、
●　1号線直通規格のカーボン製
●　三角形の断面をしており、一辺が摩耗しても120°ごと回転して最大３回まで使える。
●　また、時速120キロ運転を行うにあたって、改良されている。

・・・・と言ったところが上げられます。

お礼

おおおおお！これはすごい！
京急のことを教えていただいてありがとうございます！！
なるほど、非常に興味深いお話です。

今までいくつかの鉄道に乗ってきて、京急のパンタグラフはずいぶん車両に比べて大きいように感じていました。
鉄道会社によって車両だけでなくパンタグラフにも特徴があるんですね。
いやぁ～おくが深い！面白い！！

ご回答、ありがとうございました。

回答No.6

hitoshi999

昔の電車は１モーター車に対して一個のパンタグラフでした。
それがユニットといってモーター車２両に対して一個のパンタグラフというのが国鉄末期までの常識でした。
ＪＲとなり　モーターが交流モーターパワーが大きくなりVVVFインバーターという制御となり　編成におけるモーター車の割合が少なくなりました。
ということはパンタグラフの数もへることとなります。

新幹線に関しては（ちなみに新幹線は交流25000Vです）
高速ではしればパンタグラフが架線からはなれることがおこります。
離れてまたくっついた際に火花がとびちります。（アークといいます）
たまにコンセントを差し込むときとおなじ現象がおこりますね
以前の新幹線だと１６両で８個パンタグラフがあり、バリバリと光をはなってました。騒音の原因にもそして破損の原因にもなってました。
これらをケーブルで結ぶことによってパンタグラフに電流が流れない状態をつくらないようにしてます。
現状５００系、７００系は４両１ユニットなので実質４個パンタグラフが必要ですが２個で運用してます。
５００系はすべてモーター車　７００系は１２両モーター車です。
在来線だとモーター車とトレーラー（もーたーなし）の割合は２：３ぐらいになってます。

進行方向と逆むきになってるのは僕もいやですね
URLは納得できない機関車の例です。
ただ｜となることはないので
パンタグラフというのは架線に押さえつけてるのではなく、開かないように力をかけているとおもってください
長文ですいませんでした。
ps　オフコースさんでいいのかな　ちなみに僕は小田和正のファンです

参考URL：

http://ja.wikipedia.org/wiki/JR%E8%B2%A8%E7%89%A9EF510%E5%BD%A2%E9%9B%BB%E6%B0%97%E6%A9%9F%E9%96%A2%E8%BB%8A

お礼

あら～小田さんのファンの方ですか～。それはそれはどうもです～ヽ(=´▽`=)ノ
私はソロよりもオフコースのころの曲をいまだに聞いています。でももう解散して２０年・・・時のたつ早さを感じています。

速さといえば新幹線！そんなからくりがあったんですね。騒音対策からパンタグラフを減らさざるを得なかったんですね。発想が面白いですねぇ。開発者の方々のすばらし
い英知に脱帽です。すごいなぁ・・・。

パンタは｜になることはないんですよね（笑）
なるほど、どうしても形からすると架線に押し付けてるイメージがありました。
面白いなぁ

ご回答ありがとうございました。

回答No.4

TMA117-24

確かにモーターの数が増えれば列車全体の出力が上がり、それだけスピードも出ます（最近は強力なモーターを使って、モーターの数を増やさずに出力を上げることが多いですが）。

しかし、パンタグラフとモーターは常に１：１の関係である必要はありません。モーターの数が増えても、その分一個のパンタグラフによりたくさんのモーターを担当させれば、パンタグラフを増やす必要はないわけです。
５００系新幹線などは、それを極限まで追求した姿です。

ただし、たくさんのモーターを担当するとそれだけパンタグラフには大きな電流が流れます。そのため、あまりにもたくさんのモーターを担当させ過ぎると、パンタグラフが流れる電流に耐えられなくなって壊れてしまうので、一個のパンタグラフが担当できるモーターの数には限界があります。

お礼

なるほど！
５００系はそういうことだったんですね。
あまりにも少ないので・・・それで３００ｋｍなんて・・・と思ってましたが、それと↓の方の回答で電圧のこともありましたので・・・私がぼーっと乗ってる電車もいろいろと技術革新が進んでいたのですね・・・。
まだまだ勉強不足だなぁ・・・。

パンタグラフとモーターの関係も計算されているんですね。
そういわれてみると、一車両に２個あるのとか、一個しかないのとかありますね！

ありがとうございました。

回答No.3

tetsumyi

昔、国鉄架線に関する仕事をちょこっとやりました。
一般の架線は1500Vの電圧で、新幹線は確か3000Vか6000Vだったと思います。
また、以前のモータの制御はパルス電圧制御のために瞬間的に大電流が流れました。
最近の制御はインバータ制御のために多くの電流を流さないですむためにパンタグラフも多い必要は無いでしょう。
車両の軽量化もあって余裕のある設計ができるようになっているのでしょう。

お礼

おおお！すごい！現場の方からのご回答！
ありがとうございます。
ほーーー在来線と新幹線では電圧が違うのですね。
普通に考えればわかりそうな話でしたが・・・そこまで頭が回りませんでした・・・失礼しました。
パルス制御とインバーター制御！
インバーターは最近のエアコンとかで聞く名前ですね。
ウーン (Θ_Θ;)・・・また勉強になりました。
ちょっと調べてみましょう。

ありがとうございました。

回答No.2

noname#79142

集電装置は小さく部品が少ないほうが良いのです。(空気抵抗が少なくなる、雪や氷の付着問題も減る、メンテが楽になる・・・・)　近年の高速用シングルアームパンタグラフは高強度高精度の材料が安価に使用できるようになったりその使用実績が十分になってきたため急に目立つようになってきました。

在来線や私鉄の電車のパンタグラフが減ったのは最新のVVVF制御でモーター車の数を減らせたからです。以前モーター車がたくさん必要だったのは主に加速時の性能を確保するためで、高速定速走行時はそんなにたくさんモーターが要らなかったのです。(まあたしかに今のVVVF用＋交流モーターは以前の制御方式＋直流モーターよりちょっとだけ性能が良いこともありますが)　今はモーター車とトレーラー(モーターなし)車の比率が4:6程度で、昔はそれが平坦線で6:4勾配線で8:2でした。

新幹線のパンタグラフが減ったのは空気抵抗と騒音の問題からどうしてもそれを減らしたかったからです。(新幹線も最近はVVVFですが)　このため各車両の端部にでかい碍子が付いて、高圧線が車両間に渡されています。新幹線の2万5千ボルトの超高圧電気はパンタグラフの数を減らすのにも有利です。

あと、パンタグラフとは本当は平行四辺形に腕木を組み合わせた製図用の機械(もと絵をなぞるとその図面の複製や拡大縮小ができる)のことで、以前の電車のパンタグラフはそれに似ていたためパンタグラフ形集電装置と言われたもので、シングルアームになって製図用パンタグラフと似ても似つかなくなった今の電車のパンタグラフをパンタグラフと呼ぶのは本来おかしいらしいです(「鉄道ファン」今年の1月号くらいより)

お礼

ほー。なるほど。非常に興味のある話です。
確かに京浜急行の＜＞こういうパンタグラフはでかいです。
車両と比べると台車を除いた人が乗る部分と同じくらいの高さがあります。シングルアームはそれよりもちょっと小さいです。快特は特にスピードをすごく出しています。
そういうことにもきちんと考えて作られているんですね。
最新のモーター、ＶＶＶＦというのですね・・・。ちょっと調べてみましょう。
奥が深いなぁ・・・

ありがとうございました。

回答No.1

pyonpyon123

私も鉄道好きなくせにそんなに詳しくはないのですが・・・もっと詳しい方が解説してくれるとは思いますが、それまでの間の話ということで。

パンタグラフは、シングルアーム式のものが増えてますね。走行時の抵抗が少ないからと聞いたことがあります。架線に接しながら走行した場合、パンタグラフを反対側に捻じ曲げるような力はおそらく働いてないんじゃないでしょうか？

以前の電車は（今でも走っていますが）、ユニット（集電から駆動までの部品の集合体）が2両にひとつずつとかあって、それごとにパンタグラフもついていたので4両だとパンタが2つになったりしてましたが、最近の長大編成はたとえば4両でひとつのユニットになったりしてますのでパンタグラフも数が減ってますね。要は必要な電流を車内に取り込めればいいのですからパンタグラフからの電流がそれに耐えうるなら少ない方が走行抵抗は少ないということなのかもしれません。パンタグラフの数と電車のスピードとは直接関係ないと思います。速く走れるかどうかは、駆動装置（モーター）の出力合計と電車の重量との関係じゃないでしょうか？

なにやら推測やうろ覚えの話ばっかりでごめんなさい。

お礼

ご回答ありがとうございます。
いえいえ。うろ覚えでも、タイヘン興味のある話です。
どうもあのパンタ（シングルアームというのですね）だと
気になっちゃって・・・。
もっともそんなあぶなっかしいのを走らせるわけないんですけどね(⌒∇⌒)
よく考えてみれあば昔の市電とかもそうでしたよね。
ありあｇとうございました。