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パンタグラフ

ぱんたぐらふ

電車や電気機関車の屋根に設置されている集電装置の一つ。
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頭上の架線に接触させ、車両側に電力を供給するためのもの。

架線からの集電装置には、他にも「トロリーポール」、「ビューゲル」などの種類があるが、日本においては、圧倒的にパンタグラフ方式である。
横から見ると菱形のものが、また2階建て車・ハイデッカー車など設置面積が狭い車両には下枠交差型パンタグラフが馴染み深い。最近の新車には、横から見ると「く」の字状の形をした、シングルアーム式パンタグラフの採用が増えている。
また、500系新幹線電車は空力騒音対策のため、編成短縮改造を行うまで翼型パンタグラフを搭載していた。
シングルアーム式パンタグラフや翼型パンタグラフは、厳密にはその機構からパンタグラフに分類されないが、高速走行する鉄道車両の集電装置としての用途からパンタグラフとして分類されている。

パンタグラフは、電車などの電気で動く鉄道車両の、外観上の大きな特徴とも言える。
パンタグラフが無い鉄道車両は、以下のいずれかである。

  1. 電気以外の動力で走るもの(気動車蒸気機関車など)
  2. 牽引されることを前提としており駆動用の動力を持っていないもの(貨車客車など)
  3. 第3軌条(サードレール)から集電する電車(東京メトロ銀座線丸ノ内線など)
  4. 普通の鉄道ではない電車(モノレールゆりかもめリニモなど)

しかし一部では蒸気機関車(スイス国鉄E3/3形蒸気機関車)や客車(カニ22やスハ25(※「電源車」「24系25形」の記事を参照)、更に架線計測用装備を持った客車等)に集電装置を搭載した車両も存在した。

関連イラスト

時間厳守少女


最近のトレンド、シングルアーム式パンタグラフ。「Zパンタ」とも呼ばれる。

鉄道ファンからのお願い(パンタグラフ編)


電車の絵を描く人は、参考にするといいかも。

関連タグ

鉄道 電車 電気機関車 蓄電池電車

余談

  • JR東日本E233系電車やE655系電車のように、車両によってはパンタグラフの予備が装備されている事がある。そもそも整備や保線に著しい手落ちがない限り、そう簡単に予備を使う機会に遭うことはないと思われる。
  • 元々国鉄151系以降の特急電車に2基載っているパンタグラフは、交流電気機関車のそれと同様、予備の予定であった。しかし実際に高速運転させてみると、1ユニット1基では不安定だったため直流区間については2基使うことを国鉄時代長く標準としていた。
  • JRになってから余程の高速区間(北越急行湖西線など)でのみ2基、あとは尽く1基としたが、これは地下鉄並みに離線対策のなされたシューに変わったからである。

交流区間では、そもそも電圧がJR在来線でも直流区間の13.3倍あり(電流量は1/13.3=約7.5%)、しかも基本的に変電所の境ごとで交流電気の位相がずれる(波長は6000km(50Hz)または5000km(60Hz)。同じ発電所由来でも、僅かな経路差でも電位が変わってしまう。余程長い絶縁区間を挟まないとパンタグラフ~屋上バスバーを通じて2つの変電所を破壊しかねないため、2基上げているように見えてもJR在来線では片方を電気的に切り離している(つくばエクスプレスがその「余程長い絶縁区間」を用いて2基のパンタグラフを電気的に繋いだまま交流区間を走行している)。

  • 寒冷地では架線に霜が付くことがあり、それにより集電に使うパンタグラフが離線して火花を散らし、それに伴って集電効率の低下、パンタグラフのすり板や架線の損傷が起こるため、進行方向前方のパンタグラフも上げて霜を掻き落とすことがある。また、積雪による離線を防ぐために古い鉄道車両のパンタグラフを積雪面積の小さいシングルアーム式パンタグラフに換装することがよくある。1998年の大雪でよほど懲りたのか、菱枠・下枠交差含めて尽く電車のパンタグラフを交換した事業者が多かった一方、JRの国鉄型直流電気機関車で殆ど交換されなかったのは、機関車パンタの舟体を上げているのが、金属バネではなく、上昇シリンダー内の圧縮空気であったためと推測される(空気を追加で込めれば済むため)。
  • 地方の鉄道事業者に改造され譲渡される車両では、上記の理由以外に同じ型のパンタグラフが既に入手不可能だったり改造の結果載せる場所が足りないために、一部のパンタグラフだけシングルアーム式パンタグラフになるといったどう見ても魔改造です本当に(ryな車両も存在する。
  • ちなみに、製図に使われていた道具にも「パンタグラフ」という道具があった。名前の由来は集電用パンタグラフと同様に機構が菱形のため。これをつかって、元の図形をなぞり、拡大・縮小した図形を描く。現在はCADの登場によりほとんど使用されていない。
  • 鉄道事業者が一般向けに公開している解説図などでは第3軌条用の集電器であるコレクターシュー(「集電靴」ともよばれる)や、モノレール新交通システムなどの車両が集電器として使用しているコレクターもパンタグラフと書かれていることがよくある。この辺は鉄道に詳しい人だけが見るとは限らないので寛大な心で見守ってあげよう。

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