シングルアームパンタグラフの長所と短所

質問

こんにちは

昔は鉄道のパンタグラフって、ひし形が主流でしたが、最近はシングルアームのパンタグラフが増えてきましたね。
このシングルアームのパンタグラフ。
ひし形のパンタグラフと比較した場合
長所や短所はどんな感じですか？

回答No.2

masaban · ベストアンサー

平行四辺形の特徴を実験し体験すれば自ずと分かると思います。
１．剛性がひし形は高く強く、シングルアームには剛性がありません。
２．パンタグラフの末端に位置する摺動面には饋電線トロリーの摩擦を受けて高速鉄道になるほど大きな力がかかります。速度面に優劣があります。
３．力が大きくなるほど、風見鶏のように、力に正対してパンタグラフは設置されるべきですが、ひし形を進行方向に固定正対させるだけでは、力に対して正対できません。鉄道走行中にトロリーの摺動の接触位置が正面方向から見て左右に大きく移動します。移動と同時に正対から外れているのです。移動するとパンタに腕の長さの変化と比例した回転力が生まれています。ひし形のパンタグラフを力に正対させるためには回転ターレット座が必要なので、部品数が多く、構造が複雑になります。
ところがシングルアームには、もともとの柔軟性と、台座の部品が、１軸回転に向いています。もともと風見鶏の回転ターレット座が力に押し流される性質のあるシングルアームには簡単に設置できます。
シングルアームには風見鶏と同じ回転ターレット座が採用できます。
４．ひし形パンタの摺動部は面に沿って上下しますが、押されて倒れる回転する余分な自由度があります。回転を防ぐにはさらに部品が直交３軸に必要です。シングルアームにもその部品は必要ですが、風見鶏の軸上で力に押し流された位置では、鉛直方向の部品の強度ほどの強度が他の２軸には不要です。
５．ひし形パンタグラフは６面のそれぞれの辺すなわち８つの辺に鋼材が必要です。ところがシングルアームは２辺の鋼材ですむので、４倍の鋼材を使っても重量は同一以内です。重量が有利です。
６．重量が少ないので、回転座も対重量強度が小さくなります。

平行四辺形の特徴を実験し体験すれば自ずと分かると思います。
部品を揃えてください。
タミヤ(TAMIYA)模型社
ロングユニバーサルアームセット(オレンジ)とItem No:70143楽しい工作シリーズ（パーツ） No.143ユニバーサルアームセット、Item No:70155楽しい工作シリーズ（パーツ） No.1553mmプッシュリベットセット、ユニバーサルプレートL(210x160mm)を用意して、まずプッシュピン４本とアーム４本だけで平行四辺形を組み上げてください。
少し遊んで平行四辺形を色々作ってみましょう。
形が変えられるので潰したり広げたり平行四辺形の面白い動きを楽しめるでしょう。
遊びに十分親しんだ後、ユニバーサルプレートの上にその等辺平行四辺形（ひし形）を載せて、ブッシュピンの１箇所だけを抜いて、プレートの穴にボルトを貫き通してください。
そのままナットをボルトに軽く締めてプレートとアームを回転できる程度に固定します。
これはひし形のパンタグラフの６面のうち、上下移動可動な４面から線路軌道に平行な面の１つをモデルした形です。面に沿って上下しますが、風見鶏のように力を流し受ける事ができません。プレートから平行四辺形を剥がせないのです。シングルアームにはそれが、ひし形よりも簡単に剥がれる性質がもとからあるので簡単に改良できます。

プッシュピンを２本外してシングルアームの２辺だけに組み替えて動きを比べてみてください。
回転座がシングルアームには不可欠な部品であると欠点もわかるかと思います。

お礼

詳細に解説していただき、恐れ入ります。
よくわかりました＾＾

回答No.1

eroero4649

https://okwave.jp/qa/q9798207.html

割と最近の質問で、こんなのがありました。
まとめていうと、シングルアームのほうがメリットが多くて、特許が切れたからシングルアームがメインになった、ということみたいですね。

お礼

シングルアームが増えたのは、特長があるというよりも、特許切れだからという理由の方が大きいんですね。