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現在の完成形だけじゃなく、過去の形状と問題点も解説してくれてるのがとてもいい！
やるじゃん
神っぽいじゃん
@@akaaaaaakaaakanaaなんだそりゃ
@@samtom8007I I do he do f do I’ll I’ll my jfh
シングルアームパンタを、集電装置の究極型と評する動画だが、1950年代に開発されながら日本では90年代頃までほとんど採用されなかった。それは特許の壁に阻まれたからだった。シングルアームパンタは、フランスの大手鉄道機器メーカーであるフェブレーにより開発され同社の特許技術となった。フェブレーが有する特許が有効な間は、同社からライセンス供与を受けなければシングルアームパンタを導入できないわけだが、日本でライセンス供与の動きがなかったのは、単にライセンス料が高かったというよりもフェブレー側がライセンス許諾を実質拒絶したという見方もある。国鉄もシングルアームパンタ導入に向けフェブレーと交渉をしたものの、ライセンス条件として車両規格をフェブレーの提示する仕様に合わせるよう要求され、国鉄としてはとても飲めるものではなかったという。これは、単に意地悪をされたというわけでもなく、狭軌メインで独自発展した日本の鉄道に合わせて新たに製品開発するのが合理的でないとフェブレーが判断したものとも言われている。結局、特許が切れる80年代末まで日本でシングルアームパンタが採用されることはなかったが、その有用性は国内メーカーも熟知していて水面下で独自研究をしていたとも言われ、特許が切れた直後からシングルアームパンタが日本でも急速に普及し始め、国内メーカーがシングルアームパンタにおける改良技術の特許を取得するまでに至っている。
なるほど、自分が子供の頃だった80年代にはひし形のパンタグラフしか見たことなかったのに、動画だと50年代にはシングルアームのパンタグラフを開発したとあるのはなぜなんだろう？と疑問に思ってましたが、そんな背景があったのですね。詳細な補足説明ありがとうございます。
@asdhy ewer 軸をつけたら線路を切り替えるのが難しいと思いますよ
風力オルタネータは、航空機ならともかく、発電効率が低いまま摩擦抵抗が増えるだけで、エコに逆行するなぁ
材料技術や流体力学の知見を考えると、シングルアームのメリットも、半世紀前程は、ないんじゃないだろうし、降雨や降雪が多く、騒音や摺動雑音に煩い日本では、少なくとも、半世紀前の発想レベルのものは、そのままじゃしょうがないよな
@asdhy ewer 我々素人が考えつくようなことは、専門家はとっくに試している場合がほとんどなんだよね。そして淘汰されて今の物が残っている訳でさ。
こういうCG作れるの尊敬
意外とやってみたら作れるもんやで、無料ソフトでも。作れるようになったらバウト感覚でもわりとお金入ってくるからいいよ。
具体的にはblenderとかですか？名前だけ聞いたことある程度ですけど…
@@ajs_fun 無料ソフトだとblender有料だとMAYA、3dsMax上の人は「意外と簡単にできる」って言ってるけどこのレベルのCGだと要領良い人で1〜2年本気で勉強しないと無理。上の人がどのレベルかは知らんけど、少なくとも俺は2年やってこれよりちょい下のレベル。
こういうの考えた人はホントすごいね失敗もいっぱいあったんだろうけど、思いつくだけでもすごい
Nゲージでいつも何気に適当に上げていたパンタグラフにこんな複雑でなお歴史的に色々な発明があるとは知りませんでした。勉強になりました！！
すげーー！普段何気なく見ている人工物にもこう言った先人の輝く発明が詰め込まれていると思うと素晴らしいですね
10:45パンタグラフ一基で320km出せるE 5系とE6系ほんとにすごいな…
技術者の積み重ねに敬意しかないな
なぜ常にあのスピードで擦れてるのに著しく磨耗しないのか今まで不思議だったんですが、これで謎が解明しました！
それでも東海道山陽新幹線のパンタグラフの摺り板は3～4日の寿命だそうです。走行距離はんぱないですからね
特急列車の上部を見ると、たまに粉状の汚れが見えますが、あれはすべて架線やパンタグラフが削れた粉なんですよね。パンタグラフも変えなければならないのと同じく、架線も変えないと断線してしまうので、日常点検が必要なんですよね。
架線がジグザグになってるのを解説してるのはちゃんとしてる！
個人的に一番の豆知識は、パンタグラフの集電高さに関わらず押し上げ力が一定になるように工夫して設計されてる事。普通にそのままバネを付けると低い時は強く、高い時は弱くなって摩耗や集電能力に差がでるのでそうならないようにしてる。凄いなと思った。
アッパーアームとロアアームの組み合わせで接触面を水平に保つ技術。正に車のダブルウィッシュボーンサスペンションと同じ原理。一部の高級車やレーシングカーに、タイヤ接地を常に水平に保つ目的で採用されていますね。
昔、パンタグラフはどういうものなのか興味はあったけど、今ほどネットが発達してなかったから詳細を調べるのも一苦労だったし、いつの間にか諦めてました。この動画を見てそういうことだったんだなと思いました。更に他の方のコメントも見てなるほど、と納得できました。いくらすごい技術でもそれを作る側と使う側の折り合いがつかなければせっかくの技術を活かすことはできないですね。
パンタはロマン…！ 新幹線などの高速鉄道になるとより高度な流体力学を使っているようでロマンが広がります
シングルアームパンタグラフ、美しくてとても好きです！
engine → 機関車
門外漢でも理解できる内容でありながらそれぞれの形状の意味も歴史的背景からうかがい知る事が出来る良い解説動画しかしシンプルで美しい設計だな
2:45トロリーバスの集電装置だ！
とてもよくわかる動画でした。今までのパンタグラフも説明してくれていたので感動です。
シングルアームの最大の利点は雪害のリスク低下。表面積が菱形より少ないために着雪害が少なく押し付け圧力への影響が少ない。交流は２万Ｖとかの高圧だから離線してもアークは引くが電気的に接続が継続されるゆえに１パンで十分だし高圧だから電流も少ない。直流の1500Ｖ程度だと大電流の離線した際に架線とすり板のダメージが計りしれないので引きとおし２パンは必要である。
それもあるけど修繕が楽で助かります〜
からくりの勉強をしているところなので、パンタグラフの構造がめっちゃ面白いです
昔の人のメカ設計の優秀さ👍
パンタグラフと車体の間に高性能な絶縁体とあるのですが、未だに土砂降りの雨の時に雨水を伝ってショートしないのが不思議です。
撥水加工や沿面距離を伸ばす工夫がされてるけど、付着物や雨のphで、絶縁破壊が起き易くなるから、海岸沿いや、空気が汚れている降り始めは、結構放電してませんか
あれ、擦り切れるんじゃない？ってずっと疑問だった事とその他の謎が一気に氷解した！
トロリー時代のパンタグラフ構造を勉強できました。とても良かったです。
トロリーポールは溝状の集電子では無く、回転するホイールを付けたものが主流でした。摩耗対策だったんでしょうね。
電車の整備士だからパンタなんか毎日触ってるけど、今の追従性高いものでも擦り板の方減りとか段付きに悩まされるのに、昔のタイプ見たら比にならんほど整備性クソそうw紹介されていないけど、シングルアームの大きなメリットの一つとして、何かぶつかって損傷した時でも畳んで別のパンタで走行可能なこと。従来の菱形は変形するともう畳めないから現地解体になる。
500系新幹線は1:42のシンプルなタイプのパンタグラフが採用されていたね。
ただそこに用いられていた技術もすごかった。シューにしても支柱部にしても翼断面形状だったり、あえて細かな渦を発生させることで騒音低下を図ったり。
voltex generationは、空力屋さんの世界では、十八番だよな
滅茶苦茶分かりやすくて素晴らしい
本当に考えた人すごいなぁ…
これ気になってたから分かりやすく教えてくれて嬉しい！
勉強になります。素晴らしい説明ありがとうございます。
地味だが重要なテーマが好ましいね
鉄道工学寄りの鉄オタだと自分で思っていたけど、パンタひとつでもこんなに知らないことがあったなんて。
海外機関車のパンタが外向きくの字なのは交流25000Vで後パンを上げるのが大前提だからか。それに比べて直流1500Vで両パン上げの日本の機関車は内向きくの字が採用されたと…
新幹線ではまさに動画と同様の理由でパンタグラフの前後とくの時の向きが決まってましたね(E5,H5,E6辺りがそうだったはず)、あれらは走行時騒音と空気抵抗を減らすためにパンタグラフひとつで走行しますし。機関車と関係なくてすんません…
5:00 ワイの記憶のパンタグラフはこっちやな
子供のころに読んだ図鑑では「集電シュー」と書かれていて、"shoe"のことだと思っていたのですが、ちゃんと漢字の当て字があったんですね
しかも言われてみれば舟のかたちしてるっていう(笑)当て字まで含めて我らの国の先人はジャパナイズがとことん機能的で美しいと思います。
ちなみに第三軌条方式に使われる集電装置、「集電靴(しゅうでんか)」 は英語でコレクティブシューと呼ぶ...
なんでこんな動画見ているのか自分でも分からんが凄いなこれ
今年から鉄道電気の仕事に就いた者です。勉強をしていてジグザグ偏位の意味があまり分からなかったのでが、この説明でよく分かりました。ありがとうございました。
中学生くらいになればほとんどを理解できるはず。こういう動画を学校教育に役立ててほしいなと思う。
めっちゃ勉強になった
一番シンプルな平行リンク機構ですね。車のステアリングやサスペンションも似たような機構です。ハンドルを切ったときに左右のタイヤの切れ角がだいたい同じになるとか、サスペンションが動いてもタイヤがボディとだいたい平行になるとか。
Hello bro
ぜんぜん違うぞ。車の場合、カーブを曲がる時は外側と内側の回転半径が違うから、内側の舵角は大きく、外側の舵角は小さくなる様になっている。左右のタイヤの切角が同じではカーブはまともに曲がれないし、タイヤの摩耗も激しい。サスペンションも、F1くらいストロークが短いならいざ知らず、ストロークの長い普通のクルマは、タイヤは並行には動かない。並行に動くように設計すると、トレーリングアーム式以外はサスが縮むとトレッドが狭まるように動いてしまい、タイヤが横滑りを起こして摩耗が激しくなる。
補足この解説は海外の交流電化の場合です、日本の直流区間（在来線の本州の7割位）ではパンタグラフは必ず二本とも上げます。理由は電圧が1500ボルトなので一本では必要な電流にたいして集電力が不足するからです。交流区間（本州の他の地域、北海道、九州）では2万ボルトなのでパンタグラフ一本で充分必要な電流が流れます。なお全ての新幹線は交流電化であり、最初からそれに見合ったパンタグラフの数になってます。ちなみに新幹線は二本パンタグラフをあげてますが、電力的には一本で充分です。瞬間的な離線で火花が散るのを防ぐため二本あげて、それを電気的に接続してます。初期の新幹線はパンタグラフ同士を電気的に接続してなかったためバチバチ火花を散らしてました。
途中まで空気抵抗やら接点の摩耗の話やら難しいのに最後の最後で逆に動くこともあるからっていう誰でも思いつきそうなことなの草
👍とても❗勉強になりました❗✌️ありがとうございます～
これはすげぇ良い動画
これを見ると、新幹線に使われているパンタグラフは、速度300キロに耐えるものだから凄いと思う。考えてみると、パンタグラフはマッチ棒のようなもので常に架線に接触しており【火】が点きそうな気がする。或いは、接触部分では相当な摩擦熱が発生しているだろうから溶けてしまうのではと思ってしまう。架線側も同じようにパンタグラフによってすられているだろうから、厚さ❓が減って行くだろうと考えられる。更にどちらにも高電圧が掛かる訳で部分的なスパークもあるだろうし摩擦熱による損傷もあると思われる。それでも、新幹線は事故を起こさず走り続けていることに脅威を感じてしまう。
昔の新幹線は常時火花が出ていましたよ。
@@そのなか そうですね😅😅夜には光輝いて面白かったです。
分かりやすくて好き
よく分からんけど映像がとても分かりやすかった
電車のCG作るときに参考にしようっと!!
シングルアームパンタはフェブレーが特許を持っていたんで、メリットが分かっても日本では作れなかったんです。なので下枠交差とかでお茶を濁していたんですが、1980年ごろに特許の保護期間が切れたんで、日本でも作り始めたんですね。今ではひし形/下枠交差の架台にそのまま載せられるシングルアームパンタもあるので、もうすぐ全部変わってしまうんでしょう。旧型の電車や機関車は、でっかいひし形パンタが似合うんですけどね。
EF57は前後に張り出していたかと。(*´ω｀*)
@@クモハ165 ですね。メチャメチャカッコ良かったです。蓮田で待っててEF56やEF58が来るとガックリ来たもんです。
天才かよ
パンタグラフと架線の間の電気抵抗って、列車が動いていても止まっていても変わらないの？
架線の波数スペクトラムと相対速度、離線率、接触面積と接触圧あたりの関係で決まりそうだな
変わるから、止まっちゃいけない場所がある。
5:03 日本では直流電車は説明の通りバネがパンタグラフを下げようとしますが、交直流電車はバネがパンタグラフを上げようとします。
逆じゃ無かった? と言うか電車用はバネ上昇で機関車用が空気上昇だったような。
大変よく解りました🙇
摩損という言葉は勉強になりました。全体的に素晴らしい動画です。進化の過程が即くれるからこういうのでいいんだよ、な動画。１１分があっという間でした。
パンタグラフの発達と轢断自56の関連性はどうなってますかね？
子供の頃から気になってた仕組み
交流電気機関車が前パンタを下げる理由がわかった！
直流·交流で使い分けるから
車でいうダブルウィッシュボーンみたいな構造なのかなと思いました
基本的に平行リンクだから同じですね。
10:59この状況で走る電車めっちゃ見るww
素人が見るとパンタグラフって「骨組みだけで、なんか軽そう」に思えてしまいますが、じつはとても重いらしいですね｡シングルアームにして軽量化の効果もあったそうです｡
そういわれてみると、確かに子供の頃の「のりもの絵本」のパンタグラフはダイヤ型でしたね。子供の頃の落書きでも、上に何もない「長い乗り物」と言えばバスかな？上に◇があったら電車かな？ という感じだった思い出があります。いつの間にやらこんな進化を遂げていたとは。最近の子供は「Ｚ」を描いているのかな？ｗ
昔は、ひし形パンタグラフもありましたよね？
上コメのほうで解説してる人がいましたが、特許で許諾がとれなかったようです。。
ジグザグに見えたのはそう言う事だったのか、すげぇな
自分が電車の絵を書こうとすると無意識にダイヤモンドパンタグラフを書いてしまってることに気付いたちょうど移行期に子供時代を過ごしたせいだけどこんなところで世代差を感じるとは・・・
この様な機構は、生物の構造をヒントに開発される事が多い。私も生物の構造を参考に数々の機構を開発してきた。
昔の新幹線はパンタグラフがイッパイ付いていました。しかも走行中はスパークしながら・・・今そうではないのは何が変わったのですか❓
シングルアームの向きと取り付け位置の前後が動画と反対の車両が多いのですが、なんでですか？鉄道社員だけどわからないので教えてwwこんな感じに__です
在来線の場合、この動画内で取り上げられた列車ほど高速運転しないからですね。130km/h程度までの速度域なら、空気抵抗や騒音の問題はそこまで顕在化しません。むしろ屋根上のスペースを有効活用したり、車両の台車位置とスリ板位置を合わせる都合の方が大きいのだと思います。くの字の折れ曲がる側はパンタ降下した際にアームが飛び出す形になりますが、逆側には支障しないので、パンタのすぐ近くまで屋根上機器を搭載できます。ちなみにJR西日本の287系の4号車に搭載されたパンタは……_＜________＜_--……というような形になってますが、これは上記の右側に運転台があり、＞にすると運転台屋根にアームが支障するからですね。
@@kotsukiryo 勉強になりました😀
JRは1500Vほどしか流れていないので、海外と比べると結構低い方なんですね、
この動画内で挙がった25000Vというのは"交流"電圧ですね。日本国内の場合、一部路線を除いて"直流"1500Vを採用しているので確かに一見すると低いように思えます。が、これには日本特有の理由があります。長くなるのでなるべく簡略化しますがご容赦を。「電力＝電流×電圧」なので同等の電力を必要とする場合、電圧が低いと電流量が多くなり、電圧が高いと電流量は低くなります。まず問題となるのは送電時の電力消失です。いわゆる超電導状態にならない限り、いかなる電線や物質を用いても必ず伝達時に電力消失が起きます。この損失は電流量が多いほど大きくなるので、電圧が高い方がより損失を少なくでき効率的になります。一般的な電気も、発電所から各地の変電所までは高圧電線で送られているのと同じですね。では電圧が高ければ高い方がいい、かというとそうでもありません。25000Vなどで送電する際はそれでいいのですが、そのままでは動力機に流せないので電圧を下げる必要があります。つまりコンセントからゲーム機などに充電する際にACアダプタを介在させるのと原理は同じですね。この「降圧」という手法、交流なら二次コイルなどを使用することで簡単にできるんですが直流だとめちゃくちゃ手間がかかります。そのため、直流で電気を流す際は最初から低電圧にしておく必要があります。と、ここまでの電気効率面を踏まえると交流で送電する方が断然メリットが多いことが分かると思います。現に一般に広く使われる電気が各家庭のコンセントまで交流である点からもメリットが大きいと感じられますね。ですがここにコストパフォーマンスを考えた場合、話が変わってきます。もし架線を交流電化とした場合、直流への変換や降圧はそれぞれの列車（車両）で行うことになるのですが、そのためには重くかさばる変圧器を各列車に搭載しなければいけません。しかも1本の列車に複数パンタグラフが搭載されている場合、そのパンタの数だけ変圧器が必要になります。そしてこの変圧器、決して安価というほどでもありません。一方直流電化であれば、各列車に変圧器を載せる必要がないので、搭載機器は最低限で済むというメリットがあります。つまり「送電効率を考えると交流電化の方が望ましいものの、運転本数が増加すると列車の製造数も増えるため、高価な変圧機器を載せれば載せるほどコストがかかり、結果的に直流電化の方がコスパがよくなる」というわけです。実際、首都圏や関西などの大都市圏で高頻度運転を行う線区はそのほぼ全てが直流電化されており、東北地方や九州地方の路線、北陸本線の大半などの中規模都市圏しかなく運転本数のさほど多くない路線は交流である場合が多いです。このような理由から、JR線の大部分や大半の私鉄路線では直流1500Vが、JR線の一部やごく少数の私鉄路線では交流20000Vが、高速運転を行う新幹線では交流25000Vがそれぞれ採用されているのです。ちなみに例外として常磐線やつくばエクスプレスのような高頻度運転なのに交流電化区間を含む路線もありますが、この2路線は沿線に地磁気観測所という施設があり観測データに影響が出にくい交流を選択するしかなかった、という理由があります。また新幹線が交流であることにも理由があります。新幹線は高速運転するために莫大な電力を消費するため、もしも直流電化した場合電流量を大きくせざるを得ません。しかし電流量が大きくなると走行中にパンタと架線が離線した際に発せられる空中放電（スパーク）が発生しやすくなり、その扱う電流量から架線やパンタが焼き切れたり、最悪の場合列車火災を惹き起こす可能性があります。そのためコスパが悪くても安全性の高く一度に流れる電流量を少なくできる交流電化をしているのです。長くなりましたが、以上が日本が直流1500Vを広く採用している理由です。あ、余談ですが海外でも直流電化された路線は最高でも3000Vまでです。なので「動画内の25000Vというのが直流の可能性あるだろ」という指摘をしようとした方、25000Vは交流でしか採用例がありませんのでご注意くださいね(*ﾉωﾉ)
@@kotsukiryo なんでパンタの数だけ変圧器が必要になるのかわからん。
@@usr747 失礼、少し語弊がありました。パンタの数だけ変圧器が必要になると書きましたが、正確には・・・「交流電車、交直流電車にとってはパンタよりも変圧器の方が重要であり、最低でもパンタと同数、またはそれ以上の数の変圧器が必要」です。と、これだけだとなんのこっちゃだと思うのでなるべく簡略化して解説してみます。基本的に電車とは「架線(＋極)→線路(－極)を繋ぐ電気回路である」といえます。架線からパンタで集電し、それをモーターに伝達して駆動させ、車輪を通して線路に接地させることで電気回路が構成されているわけですね。これについては直流電化でも交流電化でも実は全く同じで、あくまでも架線を流れている電気は＋極側であると考えてください。具体的な例えとして、JR西日本の683系(交直流電車)をみてみましょう。直流区間では、パンタ(直流1500V)→主制御器(VVVFインバータ)→主電動機→接地 という流れで電気回路が構成されています。そして交流区間では、パンタ(交流20000V)→主変圧器(交流から直流に変換)→主制御器(VVVFインバータ)→主電動機→接地 となります。つまり変圧器とは「架線から供給された交流電気を直流に変換し、降圧させるためのもの」であり、交流区間を走行する列車にとっては「架線からの高圧な交流電気を電動機に流せる電圧にまで調整してくれる必須装備」なのです。と、ここまで聞くと電車の基本的な構成は直流電車も交流電車も交直流電車もほとんど変わらない、ということにも気づけるかと思います。交流区間を走る際は「変圧器を用いて一度交流の電気を直流化する」手順が増えているだけで、それ以外の走行機器はほぼ同じなのですから。こういった理由から、交流区間を走る列車は直流区間のみを走る列車よりも多く機器を搭載せねばならず、機器が増える分製造コストも高くなる・・・というわけです。
@@kotsukiryo なぜパンタの数だけ変圧器が必要になるのかの説明にはなっていない。
@@usr747 供給と変換、どっちが難しいかなんて考えなくても分かるだろ？
EF210とEF510が、どちらもパンタグラフが2つ搭載されているのに、搭載の向きが逆なのは、常に2つ上げなければいけない直流方式のEF210と、2つ上げてはいけない交流区間が多いEF510、ということなんだな、きっと。
交流区間が二つ上げてはいけない、ということはないのですが、電圧は高くても電流が低いので一つでも問題ないことと、運転台から見て後ろのが上がっているのが確認しやすいことなどがあります。国鉄型特急485系などで交流区間でもパンタグラフを２つ上げて走っている場合がありましたが、集電しているのは第１パンタグラフだけで、第二パンタグラフは電気的に切り離されて集電しておらず、単に上がっているだけでした。直流区間から交流区間に入った場合に見られましたが、交流区間に入った最初の停車駅で、第２パンタグラフを降下していました。直流区間に向かう場合は逆のことをしていました。
510さんのパンタの関節の向きが最初見たときに許せなかったんですが、そうゆう理由があったのですね。150㌔も出さない在来線だと境界層効果も関係ないのか、北海道のED76とかED79は進行方向に関係なく１つのパンタだけ上げてましたね。
まあ結局EF510も直流区間で両パン上げるしEF210も後ろ側は逆くの字だし、見た目の問題なんだろうなと思ったりもする。障害物とぶつかった時に順くの字の方がいい気はするけど、運次第だし。ちなみにEF510の先祖EF500は直流機と同じ外向きくの字だし、ED500って交流機は当然のようにEF510タイプの付き方してました。
EF510のパンタの向きがEF210などと逆なのは単に艤装(ぎそう)条件からきたもの。
I didn't know that such an epic technology using trains. by the way this CG is very good!! I've read book about this technology , then I can't understand what is going on. Now I get a crystal-clear understanding!! I appreciate this video!
新幹線の屋根が黒く汚いのってカーボンの汚れなんだっけ、たしか
0:59余談ですが、誰かさんが指パッチンしてた？
詳しい方にお聞きしたいのですが，この機構で集電舟が水平を維持できる理由がわかりません．8:26 でいうとピンク色のリンク機構はアームの角度が変わったときにひしゃげるので集電舟と垂直関係が崩れてしまうのではないですかね？平行四辺形やひし形のリンク機構なら平行移動可能だと思いますが，図のような四角形では無理ではありませんか？(バランスロッドは伸縮するのか？ということでもあります)
ピンクのアームの上側は水色のアームの短い部分まで伸びていて、水色のアームの下側に繋がっているんだと思う。0:03 からのアニメーションが分かりやすいよ。デスクアームライトとか昔の製図盤なんかの構造と同じなので、経験的に仕組みを知っているけど、何でこうなるのか説明するのは難しいね。
全く詳しくないのですが、動画を見るにピンク色の部分は集電舟の平行移動ではなく、回転運動を狙ったものだと思われます。集電舟は、7:10 の図に示される黄色のアームに連動して回転してしまい、このせいで集電舟は水平を保てません。この回転に対抗するため、8:26 の図に示されるピンク色の部分が、集電舟に逆向きの回転を加えることで水平を維持しているのだと思います。
お二人ともありがとうございます．確かに手元にある割り箸と輪ゴムで同じようなリンク機構を作ってみると平行になりますね…理屈はやはりよくわからないのですが…動画中で図形的な解説があったらなお良かった気がしますね
幾何学の素養があるないかですかね
アッパーアームとバランスロッドで平行四辺形を作っているんですよ。アーム類が直線じゃないからひずんでいるように見えるけれど。
パンタグラフがパンタグラフの形をしていないという。
集電部分の水平保つためにひし形リンク機構持っているのでパンタグラフで良いと思います
平成の間に列車のパンタグラフの形が大幅に変わりましたよね(笑)今のシンプルな形のを見ると、逆に先祖返りした様にも見えて面白いですね。まあ、使われてる工学技術は天と地ほど違う訳ですが⋯(^^;)
なるほど接触部を回転子に帰ることが出来れば更に磨耗を無くすことが出来るわけだな
トロリーポールはまさにホイールが付いていましたが、集電容量が小さいのと高速に対応できないと言う問題があるみたいです。
シングルアームパンタグラフ… なんか足みたいですねぇ🤔
良い着眼点ですね
なるほど、摩耗に強いカーボン製。
日本はばね上げ・エアシリンダ下げが主流ですが、欧米などはエアシリンダで押し上げ力を調整し下すのは自重なのが多いようですね。土台が小さくなり軽量になりますし、部品数もかなり減らせるようで日本でも開発中との情報があります。
日本でもありますよ。大電流を必要とする機関車では昔から空気上昇式でした。
架線は斜めになってるのかっ👍知らなかったです。
最後のパンタグラフ振動する渦の説明あってたか？あれでええんか？
高さの変化は京阪京津線800系がわかりやすい。
これこそ高評価！
Very well done graphics. An english version (or just subscript) would be wonderful.
This is the English version - ua-cam.com/video/ElsDYKTntU8/v-deo.html
@@midnightrambler6227 Thank you.
説明してたおじさんが霧となって消えて不覚にも笑っちゃった
似た形のマイクスタンドも同じ仕組みでマイクの水平を保ってるよね。
日本の鉄道においてはパンタグラフはバネで昇降、空気圧で下降だったはずだけど下がっている状態は留め金で固定されていて外れるとばねの力で上昇下ろすときは空気圧でおろして留め金に引っ掛ける
日本でも機関車向けだと空気上昇式になっていたりしますね(PS17型など)
@@y_beta それぞれ何がメリットなんでしょうか？
@@blank_pseudonym 押し上げ圧力を制御しやすい・非常時に空気を抜くだけで確実にパンタグラフを畳めるというのが理由のようです。走らせる前に事前に空気圧確保しないとパンタグラフを持ち上げられないという欠点があるために、パンタ搭載車両が多い電車では鍵はずすだけで持ち上がるバネ上昇式が普及したようです。
意外と奥が深いんですね
単に集電気なのに改善、改良、進化していることに驚き👀‼️
シングルアームのパンタを見るとこの方向く←はいいけどこの方向く→で走ると7→こうならないか心配になる
Thanks.
接触部分を車輪のように回転できるものにしたら、摩擦抵抗はなくならないのかな？
それ他の部分で結局摩擦が発生してしまうから何も変わらない。油をさせばマシになるとは言えメンテナンスの工数がかかる。加えて、動く部品になってしまうと、機構としてどうしてもデリケートになって、そこでもメンテナンスのコストと工数がかかるようになってしまう。だから現実的ではないよ。工数無視したところで、集電装置である以上高電圧の設備があるから運転前の点検が危険すぎてできない。(車輪なんかは運転前に運転士が一つ一つチェックしてから電車を走らせるようになっている)これらの事情から、残念ながら貴方の案は現実的ではないと言わざるを得ない
ビューゲルポールにそういうのがあったような気がしますね。時々その集電用の円盤が外れて転がっていったとか。
下枠交差式のパンタの仕組みも教えてほしい
10:26 よく見たら後ろの車輪の線路動いてないやんけ
ほんとに素晴らしい形のことやその仕組みの解説はもちろん、それぞれの形の問題点まで述べているのが良い！ひとつ言うなら…アルファXに搭載された1本型のやつも解説してください()
ひし形からシングルアームに変わっていったのは、アームが半分ならその分コスト安くなるからだと思ってたｗ
コストというか重量軽減でしょうね。あと、雪国では雪が積もってパンタが下がってしまう。アームが半分なら積もる量も半分なので下がりにくいと言う理由もあったようです。
あと、部品を減らせることで高さをかなり低くしても邪魔になりにくいので、架線がかなり低い位置でも集電できます。このことから、高さが低い昔のトンネルを走行出来たりする車両もあるのです。こうなると、高さが低く負担が大きい鋼体架線が採用された地下線でひし形は不利ですが、この高さの不利を軽減できる下枠交差式などの対策されたパンタもありました（JR東西線など）。シングル式がメインになった今は、これもほぼ解消されています。
整備性の向上かと思ってたわ
歴史的な変遷も含めてあると「なぜそうなってるのか」がよく分かる
１編成４００ｍの新幹線のパンタグラフはたったの２本。最高技術の結晶なのだろうと気づかされた。
〇系の頃はいっぱい付いていましたけれどね。そして火花を散らしながら走っていた。
こんにちは😀鉄道のシングルアーム式パンタグラフとは、自動車のダブルウィッシュボーン式サスペンションと同じ考え方ですよね。
現在の完成形だけじゃなく、過去の形状と問題点も解説してくれてるのがとてもいい！
やるじゃん
神っぽいじゃん
@@akaaaaaakaaakanaa
なんだそりゃ
@@samtom8007I I do he do f do I’ll I’ll my jfh
シングルアームパンタを、集電装置の究極型と評する動画だが、
1950年代に開発されながら日本では90年代頃までほとんど採用されなかった。
それは特許の壁に阻まれたからだった。
シングルアームパンタは、フランスの大手鉄道機器メーカーであるフェブレーにより開発され同社の特許技術となった。
フェブレーが有する特許が有効な間は、同社からライセンス供与を受けなければシングルアームパンタを導入できないわけだが、
日本でライセンス供与の動きがなかったのは、単にライセンス料が高かったというよりもフェブレー側がライセンス許諾を
実質拒絶したという見方もある。
国鉄もシングルアームパンタ導入に向けフェブレーと交渉をしたものの、ライセンス条件として車両規格を
フェブレーの提示する仕様に合わせるよう要求され、国鉄としてはとても飲めるものではなかったという。
これは、単に意地悪をされたというわけでもなく、狭軌メインで独自発展した日本の鉄道に合わせて
新たに製品開発するのが合理的でないとフェブレーが判断したものとも言われている。
結局、特許が切れる80年代末まで日本でシングルアームパンタが採用されることはなかったが、
その有用性は国内メーカーも熟知していて水面下で独自研究をしていたとも言われ、特許が切れた直後から
シングルアームパンタが日本でも急速に普及し始め、国内メーカーがシングルアームパンタにおける
改良技術の特許を取得するまでに至っている。
なるほど、自分が子供の頃だった80年代にはひし形のパンタグラフしか見たことなかったのに、
動画だと50年代にはシングルアームのパンタグラフを開発したとあるのはなぜなんだろう？
と疑問に思ってましたが、そんな背景があったのですね。詳細な補足説明ありがとうございます。
@asdhy ewer 軸をつけたら線路を切り替えるのが難しいと思いますよ
風力オルタネータは、航空機ならともかく、発電効率が低いまま摩擦抵抗が増えるだけで、エコに逆行するなぁ
材料技術や流体力学の知見を考えると、シングルアームのメリットも、半世紀前程は、ないんじゃないだろうし、
降雨や降雪が多く、騒音や摺動雑音に煩い日本では、少なくとも、半世紀前の発想レベルのものは、そのままじゃしょうがないよな
@asdhy ewer 我々素人が考えつくようなことは、専門家はとっくに試している場合がほとんどなんだよね。そして淘汰されて今の物が残っている訳でさ。
こういうCG作れるの尊敬
意外とやってみたら作れるもんやで、無料ソフトでも。作れるようになったらバウト感覚でもわりとお金入ってくるからいいよ。
具体的にはblenderとかですか？名前だけ聞いたことある程度ですけど…
@@ajs_fun
無料ソフトだとblender
有料だとMAYA、3dsMax
上の人は「意外と簡単にできる」って言ってるけどこのレベルのCGだと要領良い人で1〜2年本気で勉強しないと無理。上の人がどのレベルかは知らんけど、少なくとも俺は2年やってこれよりちょい下のレベル。
こういうの考えた人はホントすごいね
失敗もいっぱいあったんだろうけど、思いつくだけでもすごい
Nゲージでいつも何気に適当に上げていたパンタグラフにこんな複雑でなお歴史的に色々な発明があるとは知りませんでした。勉強になりました！！
すげーー！
普段何気なく見ている人工物にもこう言った先人の輝く発明が詰め込まれていると思うと素晴らしいですね
10:45パンタグラフ一基で320km出せるE 5系とE6系ほんとにすごいな…
技術者の積み重ねに敬意しかないな
なぜ常にあのスピードで擦れてるのに著しく磨耗しないのか今まで不思議だったんですが、これで謎が解明しました！
それでも東海道山陽新幹線のパンタグラフの摺り板は3～4日の寿命だそうです。
走行距離はんぱないですからね
特急列車の上部を見ると、たまに粉状の汚れが見えますが、あれはすべて架線やパンタグラフが削れた粉なんですよね。
パンタグラフも変えなければならないのと同じく、架線も変えないと断線してしまうので、日常点検が必要なんですよね。
架線がジグザグになってるのを解説してるのはちゃんとしてる！
個人的に一番の豆知識は、パンタグラフの集電高さに関わらず押し上げ力が一定になるように工夫して設計されてる事。
普通にそのままバネを付けると低い時は強く、高い時は弱くなって摩耗や集電能力に差がでるのでそうならないようにしてる。凄いなと思った。
アッパーアームとロアアームの組み合わせで接触面を水平に保つ技術。正に車のダブルウィッシュボーンサスペンションと同じ原理。一部の高級車やレーシングカーに、タイヤ接地を常に水平に保つ目的で採用されていますね。
昔、パンタグラフはどういうものなのか興味はあったけど、今ほどネットが発達してなかったから詳細を調べるのも一苦労だったし、いつの間にか諦めてました。
この動画を見てそういうことだったんだなと思いました。
更に他の方のコメントも見てなるほど、と納得できました。
いくらすごい技術でもそれを作る側と使う側の折り合いがつかなければせっかくの技術を活かすことはできないですね。
パンタはロマン…！ 新幹線などの高速鉄道になるとより高度な流体力学を使っているようでロマンが広がります
シングルアームパンタグラフ、美しくてとても好きです！
engine → 機関車
門外漢でも理解できる内容でありながらそれぞれの形状の意味も歴史的背景からうかがい知る事が出来る良い解説動画
しかしシンプルで美しい設計だな
2:45トロリーバスの集電装置だ！
とてもよくわかる動画でした。今までのパンタグラフも説明してくれていたので感動です。
シングルアームの最大の利点は雪害のリスク低下。表面積が菱形より少ないために着雪害が少なく押し付け圧力への影響が少ない。交流は２万Ｖとかの高圧だから離線してもアークは引くが電気的に接続が継続されるゆえに１パンで十分だし高圧だから電流も少ない。直流の1500Ｖ程度だと大電流の離線した際に架線とすり板のダメージが計りしれないので引きとおし２パンは必要である。
それもあるけど修繕が楽で助かります〜
からくりの勉強をしているところなので、パンタグラフの構造がめっちゃ面白いです
昔の人のメカ設計の優秀さ👍
パンタグラフと車体の間に高性能な絶縁体とあるのですが、未だに土砂降りの雨の時に雨水を伝ってショートしないのが不思議です。
撥水加工や沿面距離を伸ばす工夫がされてるけど、付着物や雨のphで、絶縁破壊が起き易くなるから、海岸沿いや、空気が汚れている降り始めは、結構放電してませんか
あれ、擦り切れるんじゃない？ってずっと疑問だった事とその他の謎が一気に氷解した！
トロリー時代のパンタグラフ構造を勉強できました。とても良かったです。
トロリーポールは溝状の集電子では無く、回転するホイールを付けたものが主流でした。摩耗対策だったんでしょうね。
電車の整備士だからパンタなんか毎日触ってるけど、今の追従性高いものでも擦り板の方減りとか段付きに悩まされるのに、昔のタイプ見たら比にならんほど整備性クソそうw紹介されていないけど、シングルアームの大きなメリットの一つとして、何かぶつかって損傷した時でも畳んで別のパンタで走行可能なこと。従来の菱形は変形するともう畳めないから現地解体になる。
500系新幹線は1:42のシンプルなタイプのパンタグラフが採用されていたね。
ただそこに用いられていた技術もすごかった。シューにしても支柱部にしても翼断面形状だったり、あえて細かな渦を発生させることで騒音低下を図ったり。
voltex generationは、空力屋さんの世界では、十八番だよな
滅茶苦茶分かりやすくて素晴らしい
本当に考えた人すごいなぁ…
これ気になってたから分かりやすく教えてくれて嬉しい！
勉強になります。素晴らしい説明ありがとうございます。
地味だが重要なテーマが好ましいね
鉄道工学寄りの鉄オタだと自分で思っていたけど、パンタひとつでもこんなに知らないことがあったなんて。
海外機関車のパンタが外向きくの字なのは交流25000Vで後パンを上げるのが大前提だからか。それに比べて直流1500Vで両パン上げの日本の機関車は内向きくの字が採用されたと…
新幹線ではまさに動画と同様の理由でパンタグラフの前後とくの時の向きが決まってましたね(E5,H5,E6辺りがそうだったはず)、あれらは走行時騒音と空気抵抗を減らすためにパンタグラフひとつで走行しますし。
機関車と関係なくてすんません…
5:00 ワイの記憶のパンタグラフはこっちやな
子供のころに読んだ図鑑では「集電シュー」と書かれていて、"shoe"のことだと思っていたのですが、
ちゃんと漢字の当て字があったんですね
しかも言われてみれば舟のかたちしてるっていう(笑)
当て字まで含めて我らの国の先人はジャパナイズがとことん機能的で美しいと思います。
ちなみに第三軌条方式に使われる集電装置、「集電靴(しゅうでんか)」 は英語でコレクティブシューと呼ぶ...
なんでこんな動画見ているのか自分でも分からんが凄いなこれ
今年から鉄道電気の仕事に就いた者です。
勉強をしていてジグザグ偏位の意味があまり分からなかったのでが、この説明でよく分かりました。ありがとうございました。
中学生くらいになればほとんどを理解できるはず。こういう動画を学校教育に役立ててほしいなと思う。
めっちゃ勉強になった
一番シンプルな平行リンク機構ですね。車のステアリングやサスペンションも似たような機構です。ハンドルを切ったときに左右のタイヤの切れ角がだいたい同じになるとか、サスペンションが動いてもタイヤがボディとだいたい平行になるとか。
Hello bro
ぜんぜん違うぞ。
車の場合、カーブを曲がる時は外側と内側の回転半径が違うから、内側の舵角は大きく、外側の舵角は小さくなる様になっている。
左右のタイヤの切角が同じではカーブはまともに曲がれないし、タイヤの摩耗も激しい。
サスペンションも、F1くらいストロークが短いならいざ知らず、ストロークの長い普通のクルマは、タイヤは並行には動かない。
並行に動くように設計すると、トレーリングアーム式以外はサスが縮むとトレッドが狭まるように動いてしまい、タイヤが横滑りを起こして摩耗が激しくなる。
補足
この解説は海外の交流電化の場合です、日本の直流区間（在来線の本州の7割位）ではパンタグラフは必ず二本とも上げます。
理由は電圧が1500ボルトなので一本では必要な電流にたいして集電力が不足するからです。
交流区間（本州の他の地域、北海道、九州）では2万ボルトなのでパンタグラフ一本で充分必要な電流が流れます。
なお全ての新幹線は交流電化であり、最初からそれに見合ったパンタグラフの数になってます。
ちなみに新幹線は二本パンタグラフをあげてますが、電力的には一本で充分です。
瞬間的な離線で火花が散るのを防ぐため二本あげて、それを電気的に接続してます。
初期の新幹線はパンタグラフ同士を電気的に接続してなかったためバチバチ火花を散らしてました。
途中まで空気抵抗やら接点の摩耗の話やら難しいのに最後の最後で逆に動くこともあるからっていう誰でも思いつきそうなことなの草
👍とても❗勉強になりました❗✌️ありがとうございます～
これはすげぇ良い動画
これを見ると、新幹線に使われているパンタグラフは、速度300キロに耐えるものだから凄いと思う。
考えてみると、パンタグラフはマッチ棒のようなもので常に架線に接触しており【火】が点きそうな気がする。
或いは、接触部分では相当な摩擦熱が発生しているだろうから溶けてしまうのではと思ってしまう。
架線側も同じようにパンタグラフによってすられているだろうから、厚さ❓が減って行くだろうと考えられる。
更にどちらにも高電圧が掛かる訳で部分的なスパークもあるだろうし摩擦熱による損傷もあると思われる。
それでも、新幹線は事故を起こさず走り続けていることに脅威を感じてしまう。
昔の新幹線は常時火花が出ていましたよ。
@@そのなか
そうですね😅😅
夜には光輝いて面白かったです。
分かりやすくて好き
よく分からんけど
映像がとても分かりやすかった
電車のCG作るときに参考にしようっと!!
シングルアームパンタはフェブレーが特許を持っていたんで、メリットが分かっても日本では作れなかったんです。なので下枠交差とかでお茶を濁していたんですが、1980年ごろに特許の保護期間が切れたんで、日本でも作り始めたんですね。今ではひし形/下枠交差の架台にそのまま載せられるシングルアームパンタもあるので、もうすぐ全部変わってしまうんでしょう。旧型の電車や機関車は、でっかいひし形パンタが似合うんですけどね。
EF57は前後に張り出していたかと。(*´ω｀*)
@@クモハ165 ですね。メチャメチャカッコ良かったです。蓮田で待っててEF56やEF58が来るとガックリ来たもんです。
天才かよ
パンタグラフと架線の間の電気抵抗って、列車が動いていても止まっていても変わらないの？
架線の波数スペクトラムと相対速度、離線率、接触面積と接触圧あたりの関係で決まりそうだな
変わるから、止まっちゃいけない場所がある。
5:03 日本では直流電車は説明の通りバネがパンタグラフを下げようとしますが、交直流電車はバネがパンタグラフを上げようとします。
逆じゃ無かった? と言うか電車用はバネ上昇で機関車用が空気上昇だったような。
大変よく解りました🙇
摩損という言葉は勉強になりました。全体的に素晴らしい動画です。進化の過程が即くれるからこういうのでいいんだよ、な動画。１１分があっという間でした。
パンタグラフの発達と轢断自56の関連性はどうなってますかね？
子供の頃から気になってた仕組み
交流電気機関車が前パンタを下げる理由がわかった！
直流·交流で使い分けるから
車でいうダブルウィッシュボーンみたいな構造なのかなと思いました
基本的に平行リンクだから同じですね。
10:59この状況で走る電車めっちゃ見るww
素人が見るとパンタグラフって「骨組みだけで、なんか軽そう」に思えてしまいますが、じつはとても重いらしいですね｡
シングルアームにして軽量化の効果もあったそうです｡
そういわれてみると、確かに子供の頃の「のりもの絵本」のパンタグラフはダイヤ型でしたね。
子供の頃の落書きでも、上に何もない「長い乗り物」と言えばバスかな？
上に◇があったら電車かな？ という感じだった思い出があります。
いつの間にやらこんな進化を遂げていたとは。最近の子供は「Ｚ」を描いているのかな？ｗ
昔は、ひし形パンタグラフもありましたよね？
上コメのほうで解説してる人がいましたが、
特許で許諾がとれなかったようです。。
ジグザグに見えたのはそう言う事だったのか、すげぇな
自分が電車の絵を書こうとすると無意識にダイヤモンドパンタグラフを書いてしまってることに気付いた
ちょうど移行期に子供時代を過ごしたせいだけどこんなところで世代差を感じるとは・・・
この様な機構は、生物の構造をヒントに開発される事が多い。
私も生物の構造を参考に数々の機構を開発してきた。
昔の新幹線はパンタグラフがイッパイ付いていました。しかも走行中はスパークしながら・・・
今そうではないのは何が変わったのですか❓
シングルアームの向きと取り付け位置の前後が動画と反対の車両が多いのですが、なんでですか？
鉄道社員だけどわからないので教えてww
こんな感じに__です
在来線の場合、この動画内で取り上げられた列車ほど高速運転しないからですね。
130km/h程度までの速度域なら、空気抵抗や騒音の問題はそこまで顕在化しません。
むしろ屋根上のスペースを有効活用したり、車両の台車位置とスリ板位置を合わせる都合の方が大きいのだと思います。
くの字の折れ曲がる側はパンタ降下した際にアームが飛び出す形になりますが、逆側には支障しないので、パンタのすぐ近くまで屋根上機器を搭載できます。
ちなみにJR西日本の287系の4号車に搭載されたパンタは……
_＜________＜_--
……というような形になってますが、これは上記の右側に運転台があり、＞にすると運転台屋根にアームが支障するからですね。
@@kotsukiryo 勉強になりました😀
JRは1500Vほどしか流れていないので、海外と比べると結構低い方なんですね、
この動画内で挙がった25000Vというのは"交流"電圧ですね。
日本国内の場合、一部路線を除いて"直流"1500Vを採用しているので確かに一見すると低いように思えます。
が、これには日本特有の理由があります。長くなるのでなるべく簡略化しますがご容赦を。
「電力＝電流×電圧」なので同等の電力を必要とする場合、電圧が低いと電流量が多くなり、電圧が高いと電流量は低くなります。
まず問題となるのは送電時の電力消失です。
いわゆる超電導状態にならない限り、いかなる電線や物質を用いても必ず伝達時に電力消失が起きます。
この損失は電流量が多いほど大きくなるので、電圧が高い方がより損失を少なくでき効率的になります。
一般的な電気も、発電所から各地の変電所までは高圧電線で送られているのと同じですね。
では電圧が高ければ高い方がいい、かというとそうでもありません。
25000Vなどで送電する際はそれでいいのですが、そのままでは動力機に流せないので電圧を下げる必要があります。
つまりコンセントからゲーム機などに充電する際にACアダプタを介在させるのと原理は同じですね。
この「降圧」という手法、交流なら二次コイルなどを使用することで簡単にできるんですが直流だとめちゃくちゃ手間がかかります。
そのため、直流で電気を流す際は最初から低電圧にしておく必要があります。
と、ここまでの電気効率面を踏まえると交流で送電する方が断然メリットが多いことが分かると思います。
現に一般に広く使われる電気が各家庭のコンセントまで交流である点からもメリットが大きいと感じられますね。
ですがここにコストパフォーマンスを考えた場合、話が変わってきます。
もし架線を交流電化とした場合、直流への変換や降圧はそれぞれの列車（車両）で行うことになるのですが、そのためには重くかさばる変圧器を各列車に搭載しなければいけません。
しかも1本の列車に複数パンタグラフが搭載されている場合、そのパンタの数だけ変圧器が必要になります。
そしてこの変圧器、決して安価というほどでもありません。
一方直流電化であれば、各列車に変圧器を載せる必要がないので、搭載機器は最低限で済むというメリットがあります。
つまり「送電効率を考えると交流電化の方が望ましいものの、運転本数が増加すると列車の製造数も増えるため、高価な変圧機器を載せれば載せるほどコストがかかり、結果的に直流電化の方がコスパがよくなる」というわけです。
実際、首都圏や関西などの大都市圏で高頻度運転を行う線区はそのほぼ全てが直流電化されており、東北地方や九州地方の路線、北陸本線の大半などの中規模都市圏しかなく運転本数のさほど多くない路線は交流である場合が多いです。
このような理由から、JR線の大部分や大半の私鉄路線では直流1500Vが、JR線の一部やごく少数の私鉄路線では交流20000Vが、高速運転を行う新幹線では交流25000Vがそれぞれ採用されているのです。
ちなみに例外として常磐線やつくばエクスプレスのような高頻度運転なのに交流電化区間を含む路線もありますが、この2路線は沿線に地磁気観測所という施設があり観測データに影響が出にくい交流を選択するしかなかった、という理由があります。
また新幹線が交流であることにも理由があります。
新幹線は高速運転するために莫大な電力を消費するため、もしも直流電化した場合電流量を大きくせざるを得ません。
しかし電流量が大きくなると走行中にパンタと架線が離線した際に発せられる空中放電（スパーク）が発生しやすくなり、その扱う電流量から架線やパンタが焼き切れたり、最悪の場合列車火災を惹き起こす可能性があります。
そのためコスパが悪くても安全性の高く一度に流れる電流量を少なくできる交流電化をしているのです。
長くなりましたが、以上が日本が直流1500Vを広く採用している理由です。
あ、余談ですが海外でも直流電化された路線は最高でも3000Vまでです。
なので「動画内の25000Vというのが直流の可能性あるだろ」という指摘をしようとした方、25000Vは交流でしか採用例がありませんのでご注意くださいね(*ﾉωﾉ)
@@kotsukiryo なんでパンタの数だけ変圧器が必要になるのかわからん。
@@usr747
失礼、少し語弊がありました。
パンタの数だけ変圧器が必要になると書きましたが、正確には・・・
「交流電車、交直流電車にとってはパンタよりも変圧器の方が重要であり、最低でもパンタと同数、またはそれ以上の数の変圧器が必要」です。
と、これだけだとなんのこっちゃだと思うのでなるべく簡略化して解説してみます。
基本的に電車とは「架線(＋極)→線路(－極)を繋ぐ電気回路である」といえます。
架線からパンタで集電し、それをモーターに伝達して駆動させ、車輪を通して線路に接地させることで電気回路が構成されているわけですね。
これについては直流電化でも交流電化でも実は全く同じで、あくまでも架線を流れている電気は＋極側であると考えてください。
具体的な例えとして、JR西日本の683系(交直流電車)をみてみましょう。
直流区間では、パンタ(直流1500V)→主制御器(VVVFインバータ)→主電動機→接地 という流れで電気回路が構成されています。
そして交流区間では、パンタ(交流20000V)→主変圧器(交流から直流に変換)→主制御器(VVVFインバータ)→主電動機→接地 となります。
つまり変圧器とは「架線から供給された交流電気を直流に変換し、降圧させるためのもの」であり、交流区間を走行する列車にとっては「架線からの高圧な交流電気を電動機に流せる電圧にまで調整してくれる必須装備」なのです。
と、ここまで聞くと電車の基本的な構成は直流電車も交流電車も交直流電車もほとんど変わらない、ということにも気づけるかと思います。
交流区間を走る際は「変圧器を用いて一度交流の電気を直流化する」手順が増えているだけで、それ以外の走行機器はほぼ同じなのですから。
こういった理由から、交流区間を走る列車は直流区間のみを走る列車よりも多く機器を搭載せねばならず、機器が増える分製造コストも高くなる・・・というわけです。
@@kotsukiryo なぜパンタの数だけ変圧器が必要になるのかの説明にはなっていない。
@@usr747
供給と変換、どっちが難しいかなんて考えなくても分かるだろ？
EF210とEF510が、どちらもパンタグラフが2つ搭載されているのに、搭載の向きが逆なのは、常に2つ上げなければいけない直流方式のEF210と、2つ上げてはいけない交流区間が多いEF510、ということなんだな、きっと。
交流区間が二つ上げてはいけない、ということはないのですが、電圧は高くても電流が低いので一つでも問題ないことと、運転台から見て後ろのが上がっているのが確認しやすいことなどがあります。国鉄型特急485系などで交流区間でもパンタグラフを２つ上げて走っている場合がありましたが、集電しているのは第１パンタグラフだけで、第二パンタグラフは電気的に切り離されて集電しておらず、単に上がっているだけでした。直流区間から交流区間に入った場合に見られましたが、交流区間に入った最初の停車駅で、第２パンタグラフを降下していました。直流区間に向かう場合は逆のことをしていました。
510さんのパンタの関節の向きが最初見たときに許せなかったんですが、そうゆう理由があったのですね。150㌔も出さない在来線だと境界層効果も関係ないのか、北海道のED76とかED79は進行方向に関係なく１つのパンタだけ上げてましたね。
まあ結局EF510も直流区間で両パン上げるしEF210も後ろ側は逆くの字だし、見た目の問題なんだろうなと思ったりもする。
障害物とぶつかった時に順くの字の方がいい気はするけど、運次第だし。
ちなみにEF510の先祖EF500は直流機と同じ外向きくの字だし、ED500って交流機は当然のようにEF510タイプの付き方してました。
EF510のパンタの向きがEF210などと逆なのは単に艤装(ぎそう)条件からきたもの。
I didn't know that such an epic technology using trains. by the way this CG is very good!! I've read book about this technology , then I can't understand what is going on. Now I get a crystal-clear understanding!! I appreciate this video!
新幹線の屋根が黒く汚いのってカーボンの汚れなんだっけ、たしか
0:59
余談ですが、誰かさんが指パッチンしてた？
詳しい方にお聞きしたいのですが，この機構で集電舟が水平を維持できる理由がわかりません．
8:26 でいうとピンク色のリンク機構はアームの角度が変わったときにひしゃげるので集電舟と垂直関係が崩れてしまうのではないですかね？
平行四辺形やひし形のリンク機構なら平行移動可能だと思いますが，図のような四角形では無理ではありませんか？(バランスロッドは伸縮するのか？ということでもあります)
ピンクのアームの上側は水色のアームの短い部分まで伸びていて、水色のアームの下側に繋がっているんだと思う。0:03 からのアニメーションが分かりやすいよ。
デスクアームライトとか昔の製図盤なんかの構造と同じなので、経験的に仕組みを知っているけど、何でこうなるのか説明するのは難しいね。
全く詳しくないのですが、動画を見るにピンク色の部分は集電舟の平行移動ではなく、回転運動を狙ったものだと思われます。
集電舟は、7:10 の図に示される黄色のアームに連動して回転してしまい、このせいで集電舟は水平を保てません。
この回転に対抗するため、8:26 の図に示されるピンク色の部分が、集電舟に逆向きの回転を加えることで水平を維持しているのだと思います。
お二人ともありがとうございます．
確かに手元にある割り箸と輪ゴムで同じようなリンク機構を作ってみると平行になりますね…
理屈はやはりよくわからないのですが…動画中で図形的な解説があったらなお良かった気がしますね
幾何学の素養があるないかですかね
アッパーアームとバランスロッドで平行四辺形を作っているんですよ。アーム類が直線じゃないからひずんでいるように見えるけれど。
パンタグラフがパンタグラフの形をしていないという。
集電部分の水平保つためにひし形リンク機構持っているのでパンタグラフで良いと思います
平成の間に列車のパンタグラフの形が大幅に変わりましたよね(笑)
今のシンプルな形のを見ると、逆に先祖返りした様にも見えて面白いですね。
まあ、使われてる工学技術は天と地ほど違う訳ですが⋯(^^;)
なるほど
接触部を回転子に帰ることが出来れば
更に磨耗を無くすことが出来るわけだな
トロリーポールはまさにホイールが付いていましたが、集電容量が小さいのと高速に対応できないと言う問題があるみたいです。
シングルアームパンタグラフ… なんか足みたいですねぇ🤔
良い着眼点ですね
なるほど、摩耗に強いカーボン製。
日本はばね上げ・エアシリンダ下げが主流ですが、欧米などはエアシリンダで押し上げ力を調整し下すのは自重なのが多いようですね。土台が小さくなり軽量になりますし、部品数もかなり減らせるようで日本でも開発中との情報があります。
日本でもありますよ。
大電流を必要とする機関車では昔から空気上昇式でした。
架線は斜めになってるのかっ👍
知らなかったです。
最後のパンタグラフ振動する渦の説明あってたか？あれでええんか？
高さの変化は京阪京津線800系がわかりやすい。
これこそ高評価！
Very well done graphics. An english version (or just subscript) would be wonderful.
This is the English version - ua-cam.com/video/ElsDYKTntU8/v-deo.html
@@midnightrambler6227 Thank you.
説明してたおじさんが霧となって消えて不覚にも笑っちゃった
似た形のマイクスタンドも同じ仕組みでマイクの水平を保ってるよね。
日本の鉄道においてはパンタグラフはバネで昇降、空気圧で下降だったはずだけど
下がっている状態は留め金で固定されていて外れるとばねの力で上昇
下ろすときは空気圧でおろして留め金に引っ掛ける
日本でも機関車向けだと空気上昇式になっていたりしますね(PS17型など)
@@y_beta それぞれ何がメリットなんでしょうか？
@@blank_pseudonym 押し上げ圧力を制御しやすい・非常時に空気を抜くだけで確実にパンタグラフを畳めるというのが理由のようです。
走らせる前に事前に空気圧確保しないとパンタグラフを持ち上げられないという欠点があるために、パンタ搭載車両が多い電車では鍵はずすだけで持ち上がるバネ上昇式が普及したようです。
意外と奥が深いんですね
単に集電気なのに改善、改良、進化していることに驚き👀‼️
シングルアームのパンタを見るとこの方向く←はいいけどこの方向く→で走ると7→こうならないか心配になる
Thanks.
接触部分を車輪のように回転できるものにしたら、摩擦抵抗はなくならないのかな？
それ他の部分で結局摩擦が発生してしまうから何も変わらない。油をさせばマシになるとは言えメンテナンスの工数がかかる。
加えて、動く部品になってしまうと、機構としてどうしてもデリケートになって、そこでもメンテナンスのコストと工数がかかるようになってしまう。だから現実的ではないよ。
工数無視したところで、集電装置である以上高電圧の設備があるから運転前の点検が危険すぎてできない。(車輪なんかは運転前に運転士が一つ一つチェックしてから電車を走らせるようになっている)
これらの事情から、残念ながら貴方の案は現実的ではないと言わざるを得ない
ビューゲルポールにそういうのがあったような気がしますね。時々その集電用の円盤が外れて転がっていったとか。
下枠交差式のパンタの仕組みも教えてほしい
10:26 よく見たら後ろの車輪の線路動いてないやんけ
ほんとに素晴らしい
形のことやその仕組みの解説はもちろん、それぞれの形の問題点まで述べているのが良い！
ひとつ言うなら…
アルファXに搭載された1本型のやつも解説してください()
ひし形からシングルアームに変わっていったのは、アームが半分ならその分コスト安くなるからだと思ってたｗ
コストというか重量軽減でしょうね。あと、雪国では雪が積もってパンタが下がってしまう。アームが半分なら積もる量も半分なので下がりにくいと言う理由もあったようです。
あと、部品を減らせることで高さをかなり低くしても邪魔になりにくいので、架線がかなり低い位置でも集電できます。
このことから、高さが低い昔のトンネルを走行出来たりする車両もあるのです。
こうなると、高さが低く負担が大きい鋼体架線が採用された地下線でひし形は不利ですが、この高さの不利を軽減できる下枠交差式などの対策されたパンタもありました（JR東西線など）。
シングル式がメインになった今は、これもほぼ解消されています。
整備性の向上かと思ってたわ
歴史的な変遷も含めてあると「なぜそうなってるのか」がよく分かる
１編成４００ｍの新幹線のパンタグラフはたったの２本。最高技術の結晶なのだろうと気づかされた。
〇系の頃はいっぱい付いていましたけれどね。そして火花を散らしながら走っていた。
こんにちは😀
鉄道のシングルアーム式パンタグラフとは、自動車のダブルウィッシュボーン式サスペンションと同じ考え方ですよね。