以降量産して全米各地で使用され、マサチューセッツ州ボストン市を走るレッドラインのマタパン(Mattapan)支線[1]では2012年(平成24年)現在でも使用中であり、スライダーシュー付きのトロリーポールを使用している。トロリーポールを装備して登場し、使用されている。アメリカではサンフランシスコ市営鉄道のFライン、ウィスコンシン州ケノーシャなど、トロリーポールを装備したPCCカーのような旧型路面電車を市中で復活運行している例も複数ある。トロリーポールには進行方向に対して1本(シングルポール)のものと2本(ダブルポール)のものがある。6]、これを防ぐために架線に帰電する方式としたため、2本となった。その後、水道管の材質が電気の影響の少ない鉛等に変更されたため、戦後はすべて1本に変更されている。トロリーバスでは構造上地面への帰電が不可能であり、架線に帰電するためすべて2本となっている。7]、進行方向が変わる場合は乗務員が引き紐で旋回させていた。日本ではこの作業はポール回しと呼ばれる。その後車両の大型化に伴い、進行方向ごとに1対を備えるようになり、2本ポールの場合は合計4本となる。この場合、常に後ろ側を使用し、終端部で乗務員が上げ下ろしを行っていた。分岐、転線の際は、本線側の架線から分岐側の架線への架け替えが必要となるため、乗務員は天候にかかわらず身を乗り出してポール操作を行わなくてはならず、大きな負担になった[3]。分岐部でトロリーポールを下げて付け替える手間を軽減するために、軌道側の分岐器よりも進行方向やや奥側に架線の分岐部を設置し、走行中にトロリーコードを分岐側に軽く引くだけでトロリーポールの転線が完了する様に改良されたが、離線も発生しやすいので従来の付け替え作業を行うタイプと併用されていた。トロリーバスは道路状況によっては架線の直下を大きく外れて走る必要があるが、U字断面で水平・垂直方向に可動式のスライダーシューを装着して架線追従性を高める改良がされたトロリーポールはこの使用状況に向いており、2012年(平成24年)現在もトロリーポールが使われている。トロリーバスの場合は進行方向が一方のため、終端部には転回線が設けられており、途中の分岐が少ない。トロリーポールの上げ下ろしは(1)数少ない分岐(2)入出庫時(3)電化区間の鉄道線の踏切をわたる場合(4)離線や車両故障時等で、路面電車より頻度を低くして表定速度の向上による高速化を狙っている。トロリーポール自体も当初は路面電車用と同様の構造だったが、高速化に対応し、また離線時の架線や吊架線の切断事故防止のために、後年はほとんどのケースでレトリバー(トロリーキャッチャー)を取り付けた[4]。手動で操作する架線分岐器が開発され、車庫構内や停留所など停車して操作可能な場所で使用された。自動化した架線分岐機構も開発され、世界各国のトロリーバスで使用されたが[5]、構造が複雑なことと、後述するビューゲルやパンタグラフの普及により、手動式・自動式ともに鉄道や路面電車では一般化しなかった。Depoele)の電気品を使用した電気機関車がトロリーポールを用いている。Sprague)考案の電気鉄道システムを採用して開通、やはりトロリーポールを使用している。限定運行でありサンプル的存在)[6]。)を最後に旅客用鉄道で使用する路線はなくなり、現在は乗客を乗せる車両では明治村等の保存用鉄道でのみ用いられている[7][8]。トロリーバス向けスライダー式は、日本に2路線のみ現存するトロリーバス路線の立山黒部アルペンルート内に含まれる関西電力関電トンネルトロリーバスと立山黒部貫光立山トンネルトロリーバスのみで使用されている。空気圧操作式に改造後の姿)ビューゲルとは、路面電車や鉄道車両の屋根上に設置されて架線にすり板(スライダーシュー)を圧接し、摺動させて集電する装置の一種。11])が用いられ主にヨーロッパで発展したシステムである[9]。collector=弓形集電子)と呼ばれる。本体は鉄・軽金属・ステンレス等のパイプで作られており、枠状であり通常は関節を持たない。特殊構造で中途に関節を持つものもあるがパンタグラフやZパンタグラフの様に本体の倒れこみを防ぐ機構は持たず、トロリーポールと同様に架線に接触する角度を変位させて架線高さの変位に追従させる。トロリーポールと違い左右方向には首を振らない。横幅を持たせたすり板(スライダーシュー)の左右端が閉じて曲線を描き、枠と接続しているのが特徴で、その形状から日本では「布団たたき」と呼ばれた。枠の丸みは架線が大きく偏倚した際の復元をスムーズにし、ビューゲルと架線の損傷を防ぐ目的で設けられているが、枠が角形でパンタグラフ同様の集電舟を持つタイプも存在する[10]。架線にトロリーホイールやスライダーシューをはめ込む様に接触させるトロリーポールと異なり、横幅のあるスライダーシューを架線にすべり接触させる。架線とビューゲルがバウンドして離線が発生しても自動で復旧するので、トロリーポールの様に再び架線に着線させる操作をせずに運転を継続することができる。架線を外れて跳ね上がってしまう事も無いので架線や吊架線の切断事故が起こりにくい。運転中の監視や操作が不要となり、乗務員の負担は軽減されて機関車から路面電車まで幅広く普及した。本体の台座への取付け部分の回転軸(てこの支点)と直角(車両の前後進行方向)に一組ずつコイルばねを設置し、本体のてこの支点の上部もしくは下部(てこの力点)に作用させるもの(二宮式)。架線への押し上げ圧力を一定にするため架線の高さを一定に整える必要がある。本体枠中央部分(てこの力点)と台座をリンク装置を介してシリンダに組み込んだ一組のコイルばねで連結するもの(泰平電鉄機械)。スプリングの力を受ける前後のリンクが進行方向毎に切り替わって架線への押し上げ圧力の変動を軽減している。巻き数を増やしたスプリングの直径を大きくしてばね定数を低めに設定し、復元力の変動を抑制して押し上げ圧力の変動を軽減している。日本での実用化例が見受けられる[11][12]。トロリーポール同様原則的に車両の進行方向に合わせてなびく方向で使用し、逆行時には架線を持ち上げて反転させて使用する。車両を逆行させるだけで架線とスライダーシューの摩擦で自然に反転するが、滑って反転しない場合は引き紐を引いて反転させる。13]、このタイプは架線を持ち上げずに反転できるが乗務員は必ず下車しての作業となる。1基の台座に本体を2基装備して進行方向ごとに上げ下げして使い分けるタイプも存在した[14]。ビューゲルはトロリーポールと異なり、分岐点での架線の付け替えは不要で、乗務員による集電装置の監視も折り返し時の反転以外は基本的に不要になる。日本では1902年(明治35年)に江之島電氣鐡道(現江ノ島電鉄)、1903年(明治36年)に宮川電氣(後の三重交通神都線)がそれぞれ開業時にドイツのジーメンス・ウント・ハルスケ(現シーメンスAG)製ビューゲルを使用するが、いずれも短期間にとどまり、トロリーポールに交換している[15][16]。14]1944年(昭和19年)に全線ビューゲル化した[17]。使用したビューゲルは自社開発した二宮式と称する物で、ビューゲルを短期間に留まらずに継続使用した路線としては日本国内最初のケースとなった。続いて終戦後、都市部の路面電車で各電機メーカーの試作品の試用が始まり、1949年(昭和24年)1月の横浜市電(横浜市交通局)採用の泰平電鉄機械(現泰平電機)が開発した定圧式ビューゲル集電装置(1948年(昭和23年)8月に開発)が本格採用第一号[18]。15]して長く使用された[19][20]。トロリーポールに比較して扱いが格段に簡便になったビューゲルではあったが、トロリーポールと同様に架線に対して斜めに接触するので、架線の高さが変化すると架線に対するビューゲルの接触角度が変位する。架線を押し上げる圧力の変動が大きく離線しやすい。反転時にも架線とビューゲルがバウンドして離線する事が多い。離線によってアークが飛び、架線・ビューゲルのすり板(スライダーシュー)共に著しく消耗する。一般的なタイプは離線の発生を考慮すると集電容量を大きくする事が難しい。反転時に重い架線を持ち上げるので、パイプで軽量化して製作されているビューゲル本体が破損することがある。欠点があり、これらの欠点がないパンタグラフが高速車両では主流になった。日本国内の路面電車においても順次Zパンタグラフやパンタグラフに交換されて行き、東京都電荒川線が離線によって起こる瞬間的な停電による冷房装置のインバータ故障防止の為パンタグラフに切り替えた[21]のを最後に標準仕様の機器として使用する路線は無くなり、長崎電気軌道の動態保存車や土佐電気鉄道の貨1形に残っている程度である。Yゲル"Y字型ビューゲル"の略で、形状がアルファベットの「Y」の字に似ている。これは、ポール集電から移行する際に、既存のトロリーポールを改造して先端部をY字状に分岐させてトラス構造を形成し、左右に首を振らない様に加工の上でスライダーシューを取り付けたもので、トロリーポール同様に車体前後の屋根上に各1基ずつ装備して進行方向にあわせて前後のYゲルを上げ下げして使用する。静岡鉄道秋葉線ではこのYゲルをさらに改造し、2つ組み合わせて途中に関節を設け、菱枠形のパンタグラフとするという工事も実施している[22]。Yゲルは現在、日本では無車籍ではあるが、えちぜん鉄道のML6形がこれを備えている[23]。ボウコレクタービューゲルの一種で導入の推移は前述のYゲルとほとんど同じで、Yゲルもボウコレクターと呼ばれる場合がある。Yゲルとの違いは、既存のトロリーポール2本を平行にならべて先端部にスライダーを取り付けるもので、ポール間の梁は鋼管でトラス構造に接続されている。Yゲル同様トロリーポールの再利用例であるが、採用例は少ない。おける集電装置としては最も一般的に使われている。略してパンタ、またはパンと呼ばれることが多い。パンタグラフの構造は、大きく分けて4つの部分で構成されており、架線に直接に接触して摺動しながら架線の電力を取込むための集電舟、集電舟が自由に動きながら架線の追従性を良くするための集電舟支え装置、鋼板・アルミ合金・ステンレスパイプのリンクで構成された枠組、パンタグラフ全体を支えて車体に固定するための枠からなっており、集電舟の架線との摺動部分は摺板と呼ばれており、導電性の良く架線に損耗を与えにくいカーボンや銅合金などが使用され、摩耗による定期的な交換を必要とするため、それが容易にできるように、いくつかに分割された構造となっている。1903年(明治36年)の開業時に既に菱枠形パンタグラフを装備した電車を就役させていたことが開業当日に撮影された写真で判明している。動作が似ていたため採られた名称である。現在では必ずしも菱形のもののみを指すのではなく、他の形状のものも含め、関節構造を備えた屋根上に装備する集電装置の総称となっている。菱形ファイル:Tokyu-8500-pantograph.jpgPT43形。pantograph.jpgPT43形。pantograph.jpgPS13形。パンタグラフ(銚子電気鉄道デハ801)菱形の最も古典的かつ一般的な構造のもので、その形状と動作が絵を拡大または縮小して描くことのできるパンタグラフ(写図器)に似ていたことから、このタイプの集電装置がパンタグラフと呼ばれるようになった。厳密には菱形(四角形)ではなく、五角形である。一般的には鋼管をトラス構造に組立てたものであるが、一部にラーメン構造のものも見られた。低・中速での追従性能がよく、下枠交差型が普及してもなお、国鉄の在来線電車の大半に採用されるなど架空電車線方式の集電装置の主流を占めていた。可動部の質量が大きい、高速時の空気抵抗が大きい、といった欠点があり、1990年代以降はシングルアーム型に取って代わられつつある。現在、新造車に装備されるケースはほとんどなくなっている。日本の鉄道で使用された主な菱形パンタグラフは下記の通り。東洋電機製造のものがほとんど。東洋電機製造C形を1923年(大正12年)に制式化。ばね上昇式で鋼管による上下枠を備え、上枠にX字状のたすき状支柱を取り付けて強度を向上している。従来機種と異なり主軸軸受にボールベアリングを採用し、摩擦軽減とこれに伴う追従性の向上を実現した。はじめとする各電機メーカーが共同で設計。基本となったのはウェスティングハウス・エレクトリック社製ED53形・EF51形に装着されていた省形式PS9で、空気圧上昇式で上枠だけではなく下枠にもX字状のたすき状支柱が取り付けられ、強度の向上が図られた。PS11形PS10の枠構造を基本として主ばねを4本から2本に減らし、ばね上昇式に変更したもの。省制式電車用として設計され、1932年製造開始のモハ40形などより採用された。基本はPS13形と同じだが、天井管がある。PS13形1944年(昭和19年)に工作の簡易化と資材の節約を最優先目的として設計。下枠に鋼板折り曲げ溶接によるラーメン構造を採用し、補強用のたすき状支柱を廃止、横方向の支持棒のみとし、さらには非鉄金属資源節約のためにカーボンスライダーを本格採用した。モハ63形やEF13形などに採用され、主軸軸受を平軸受としたことなどによる追従性の低下はあったが、構造の簡素さもあって取り扱いが容易で性能の低下も想定以下であった。相模鉄道では8000系まで使用された。電車では一応の成功を見たPS13だが、電気機関車用としてはばね上昇式などとの相性が芳しくなかった。そのためPS10を基本に再設計された形式である。PS15形PS14を改良し、集電舟支え装置に平行リンク機構を組み込み、枠の幅を縮小することで追従性の向上と軽量化を図ったもの。生産が終了したため、本形式搭載車の一部は後にこれをPS22Bへ交換している。当初は高速運転を実施する153系(旧91系)用として1957年(昭和32年)に設計され、続く151系(旧20系)用PS16Aで集電舟の追従性改良が施されて一応の完成をみた。ばね上昇式で鋼管溶接構造に回帰し、下枠は支柱付加でM字状のトラス構造となっている。上枠もN字形の鋼管溶接構造として軽量化と高速追従性、それに強度の両立を図った。細部の仕様変更を重ねつつ約30年にわたって大量採用され、一部の旧形電車にも採用された。403・423系初期車にも使用されたが、特高圧絶縁が必要な為パンタグラフ折りたたみ限界を確保すべく、パンタグラフ搭載部分が低屋根になっていた。寒地向け(寒冷地仕様)には耐雪カバーが付けられており、交流車向けなども製造されたため、用途に合わせた接尾辞がある。A形はバネカバーなしまたは簡易カバーの直流用、B形がA形の交流用、J形がA形寒地向け、H形がB形寒地向けである。私鉄向けはPT16Bとされている。パンタグラフとして多用された。PS18形カニ22形用としてPS16を基本に設計。PS19形EF30形・EF80形などに採用。PS17を基本に交流対応としたもの。剛体架線を使用する地下鉄線乗り入れ対応車として設計された301系用として、PS16を基本にスライダーシューの舟支え装置部分の設計変更等を行って小ばねの追加を行ったもの。追従性能が優秀であったことから回生制動を行い離線が好ましくなかった201系にも採用されたほか、301系以降の各地下鉄線乗り入れ車にも採用された。狭小限界区間対策として、PS16を基本に集電船の小型化やイコライザーの台枠外への移設などの改良を行い、最小折りたたみ高さを縮小したモデル。PS24形PS23の集電船支え装置にPS21と同様の小ばねを追加して架線追従性能を向上させた改良後継機種。JR東日本在籍の201系電車の分割編成に搭載。PS26形PS23を基本に交直流対応とした機種。他253系でも採用、E351系ではシングルアームパンタグラフ化前に採用。PS28形PS16を小型化したもの。209系(但し、500番台後期車はPS33A形、1000番台は203系や207系と同様のPS21形が採用された)、E217系に搭載。PS29形PS28をさらに小型化し、交直流に対応した。予讃線の観音寺駅以西はパンタグラフ折りたたみ高さ制限が中央本線・身延線より更に厳しく、PS23形では入線できない。このために開発された専用のパンタグラフ。7000系、6000系、113系に搭載。日本における集電装置製造の最大手として、トップシェアを握る。A形ゼネラル・エレクトリック社製パンタグラフの原図を元に1921年に阪神急行電鉄向けとしてデッドコピーしたもの。事実上、国産初の菱枠パンタグラフであったと見られている。B形はこれを小型化し、バネ上昇ヒキヒモ下降式としたものである。各社に大量納入された。鉄道省でも上述の通りPS2として初期モデルが制式採用されている。国鉄向けのPS16に対応する、戦後私鉄電車向け菱形パンタグラフのベストセラー。初号機は1955年(昭和30年)に設計された。大手私鉄各社に大量に採用された。構造面ではPS16に類似するが、下枠がM字状ではなく上枠と同様のN字状となっており、また関節部に横方向の支柱が取り付けられている点、主ばね(上昇ばね)が屋根に対し平行にかけられている点などで異なる。舟体をそのままカーブさせてホーンとするモデルからスタートしたが、後にPT43同様パイプ形ホーンとして軽量化が図られた。PT43形PT42系と並ぶ私鉄向けベストセラー。PT42の派生機種の一つで、スライダーから舟体とホーンを分離することで架線追従性と軽量化を実現した。架線高の低い路線に対応すべく、最低高が400mmとPT42系に比して50mm低くなっている。PT42と比較して枠構造がPS16により近いが、外観上、PT42と同様に関節部に横方向の支柱が取り付けられている点で異なる(初期には省略されたものがあった)。それに阪急などの各社に採用された。営団3000系用に開発された、上下寸法が小型化された機種である。基本的な構造はS-PS58や、(交流用だが)PS105の私鉄版と言える。寸法が大きく異なるもののPS29も同様である。用意した東武と東急が、基本構造や寸法がPT43とほぼ共通のPT44Bを採用したが、それ以降は同線用の後継車が営団車でも従来形、東武車が下枠交差形としており、菱形パンタグラフを採用したほとんどの地下鉄はPT42かPT43で用が足り、採用例は極端に落ち込んだ。1985年頃より、省スペースを求めて東急が多数導入したが、この頃には省スペースという点では下枠交差形がすでに普及しており、選択肢としては魅力に乏しかった。対応する小型モデルの一つ。主として近鉄や南海、神戸電鉄など、自社製機器の納入先各社へウェスティングハウス・エレクトリック(WH)社とのライセンス契約に基づく、あるいはそれを自社で独自に改良した集電装置を製造販売していた。このため型番は基本的にWH社の番号体系をそのまま踏襲していたが、一部にその体系から外れた型番を与えられた特異な機種も存在した。現在では製造販売から撤退している。大阪電気軌道デボ1000・1300・1400形などに採用された機種。-Aというサフィックスを付与されたモデルが納入された。横型碍子を備え、上枠と下枠それぞれにX字状の支柱を備える。戦後も長く重用され、ク1560形を電装して近鉄初の高性能試作車であるモ1450形へ改造した際にもS-514-DCが搭載されている。S-516形S-514系の後継機種として近鉄モ2250形前期車などに採用。軽量化などに留意した設計となっている。S-520形S-516形の改良型。近鉄モ2250形後期グループに採用された。大阪線以上に車両限界の制約が厳しい近鉄奈良線や神戸電鉄向け車両に標準採用された機種。横型碍子の採用はS-514・516系と同様であるが、枠寸法が縮小され、また構造も簡素化されている。伊予鉄道100形101-104、200形にS-710-B、105-106と300形304にS-710-CCを採用。近鉄が奈良線モ800形用としてS-750-DCを採用した。神戸電気鉄道デ300形,長野電鉄2000系,1100系にS-752-Aを採用。N字状の上枠とM字状の下枠を組み合わせた構造で、横方向の支持棒を持たない。前後方向の横型碍子を備える。阪和(モタ300・モヨ100形)・東横・目黒蒲田(デハ510形の一部)などに採用。横型碍子で支持され、幅の広いスライダーシューを備える、ヨーロッパ風の空気圧上昇式大型パンタグラフ。20]が、その出自は未だ謎である。戦前型などでの採用が多いが、採用後早期に東洋製に切替えている事業者がほとんどである。相鉄、京王などが採用した。東武に納入していた機種より小型化されている。台枠の上下に碍子が配置され、下枠はPS13の支柱を撤去したようなもの、ほかは後述のPG16に似る。横剛性が乏しかったと見られ、相鉄、京王とも初期車のみの採用で、以降PS13に交換されている。伊予鉄道300形303にK-110Cを採用。電装品一式が同社製の車両への採用が見られた。2014年現在は阪急や地方向けの部品保守程度に縮小されている。東急旧5000系から東急旧6000系B編成まで採用され、地方譲渡時に各地へ渡った。外観は東洋のPT35やPT42に似ている。阪急のうち、3000系前後までで電装品が東芝の車両が採用。外観は東洋の電装品を装備した同3300系等に類似しつつ、PS23のようにリンク機構が台枠の外に移動されている。譲渡車である(能勢電)1500系、1700系も装備している。西武への納品が多かった。長期に亘り西武が採用した形式。PS16かPT43のどちらかによく似た機種である。同社ではシングルアームパンタグラフ化が進んでいる中、3000系は廃車まで交換されなかった。下枠交差型ファイル:Pantograph-PT-4823A-M.jpg下枠交差形パンタグラフ(写真は小田急20000形電車)菱形の下枠を交差させることで、作用高さを損なうことなく(集電舟の可動範囲を狭めることなく)上枠を小型化でき、それによる軽量化で架線追従性の向上を図ったもの。1962年(昭和37年)に新幹線1000形電車で採用された試作型PS9009での試験を経て、1964年(昭和39年)に新幹線0系電車においてPS200形が量産形されて採用された。在来線用では、同じく1962年にED30形(2代目)でPS20形が採用され、1968年(昭和43年)には、日本海縦貫線用のEF81形や、函館本線用のED76形500番台、711系電車[24]など、豪雪・積雪地域から本格的に採用が始まった。増備途中から下枠交差式に変更され、在来車の保守、交換用としても普及したが、電車での採用は北海道地区のみに留まった。新幹線は、最初からパンタグラフを軽量化することを前提に、架線の方でも対応している。その後の新幹線電車では、パンタ台を架線に近づけることでさらにパンタグラフ全体を小型化し、上昇用バネやカギ外しシリンダ、平衡リンク(イコライザ)等の台枠部分にある機器類全てを流線型のカバー内部に収容することによって空気抵抗と風切り音を減少させている。私鉄車両では、使用速度域が低いことと、前面投影面積が従来型とほとんど変わらないため、空気抵抗の面で利点は少ないものの、省スペース性から注目されることとなった。22]等で積極的に採用された。23]や名古屋鉄道等)も多い。JR西日本など下枠交差型を採用してきた鉄道事業者においても、シングルアーム形が採用されるようになっているが、京阪は現在も下枠交差型が主流となっている。韓国では、通勤形電車および地下鉄は例外等なく全て下枠交差形を採用している。002-6型(中央)が並んだ光景ファイル:Iyo-tetsudo-2002.jpg泰平電鉄機械製の「Zパンタ」を搭載する伊予鉄道モハ2000形電車ファイル:Toden-8500-Pantograph-00.jpg都電8500形が採用していたZパンタ。(PS207)(写真は新幹線E2系電車1000番台)呼び名や外観は違うが、基本原理はどちらも全く同じもの。「脚型」と呼ぶ国もある。日本でこのタイプが高速車両に普及していなかった頃は、欧州同様「Zパンタ」と呼ばれていた。メインビームは横から見ると「く」の字形をしており、ほかに集電舟の平衡とパンタグラフ全体の変形を防ぐリンクを持つ。摺動抵抗となる関節を減らし、枠の軽量化と高剛性化を両立し、高速時の架線追従性を向上させたもの。受風しにくく、着雪面積が小さい点も有利とされ、実際に降雪地域(特に日本海側の豪雪地帯)では離線防止の目的で換装する例もある。開発し、特許を取得した。イタリア国鉄や西ドイツ国鉄の車両も、フランスへ乗り入れるものは架線高さの問題もあって、古くからシングルアームパンタグラフが採用されていた。アメリカ合衆国においては、東海岸の都市部に路線をもっていたペンシルバニア鉄道の高速電車「メトロライナー」(1969年運用開始)に使われ、同社の電気機関車にも採用例があった。同社の旅客輸送および路線を引き継いだアムトラックでも最初の新車となったE60形電気機関車(English版)以来最新のACS-64形まで、高速列車のアセラ・エクスプレスを含めて電車・電気機関車において一貫して採用されている。日本では、1955年(昭和30年)に路面電車用ビューゲル製造の大手であった泰平電鉄機械(現・泰平電機)が開発したZパンタグラフが路面電車各社局で使われた。これは、ビューゲルの枠を関節構造とし、リンク装置を設けて本体の倒れ込みを防止している。形状はビューゲルに類似しているが、構造上はパンタグラフの仲間である。スライダーシューが架線を押し上げる力の方向を垂直に近づけて架線の高さの変位に対する押し上げ圧力の変動を減少させたので、ビューゲルの欠点である頻発していた離線が大幅に減少した。車両の方向変換の際の反転操作も不要になり、付随する問題点を解決した。日本で初めて本格的に採用した車両は1990年3月より営業運転を開始した大阪市交通局70系電車である。集電舟を支持する上枠は逆三角形で、前から見るとY字型をしたものが多かったが、近年さらに簡略化が進み、上枠、下枠とも1本の鋼管で済ませ、前後視ではT字型の形状のものが現れている。新幹線に採用されたタイプは、上枠、下枠が中空構造のパイプとなっており、中に平衡リンクを通すことによって外部に露出する構造物を最小限として、空気抵抗と風切り音の低減化を図っている。慣例で「枠」と呼んでいるが、すでに枠構造を持っておらず、当然、従来型パンタグラフのようなトラス構造にもなっていない。このタイプは、架線高さの上下に対応できる範囲が大きく、最低有効作用高や、折畳み高さが低い点は、地下鉄や狭小トンネルでは特に有利となるため、速度域がそれほど高くない日本では、高速性能より、この面の有用性が重視されている。折りたたみ時の屋上の占有面積が菱形パンタグラフと比べ少なく済む事から、屋上に配置する空調やその他各種機器の配列の自由度が増す他、屋根上重量の軽減にも寄与する。近年路面電車で主流となりつつある超低床電車では、主要機器を床下に配置できないことから、占有面積も少なく軽いシングルアームパンタグラフが屋上の機器の配置がし易くなり、煩雑さを低減させている。新幹線でも近年はシングルアームパンタグラフの採用例が増えている。新幹線の場合は架線への追随性のみならず、高速走行時に発生する「風切り音」の軽減に主力が置かれている。現在新幹線で主力となっているシングルアーム型は、通常露出しているイコライザーアームが全て中空構造となっている枠の中に収められ、側面から見ると完全な「く」の字型の一本アームとなっている。ホーン部分に小さい穴を設けることにより、パンタグラフ自体から発生する風切り音を軽減している(後述の通り)。主流であるが、近年はJR九州800系やJR東日本E2系1000番台の様に、碍子及びパンタグラフ基部に空力的な処理を施し、パンタグラフカバーそのものを廃しているケースもある。新幹線の場合はかつてはパンタグラフカバーによって騒音を低減するという考え方が主流だったが、カバー自体が騒音の元となることが、JR東海の955形"300X"で試用された「ワイングラス型」タイプや、JR東日本の952形・953形"STAR21"、JR西日本500系900番台"WIN350"といった高速試験車、そしてJR総研での風洞実験等で蓄積されたデータによって突き止められてきたことから、現在はカバーに頼ることなくパンタグラフ自体で騒音を軽減するという思想が主流となっている。その後N700系の様に、シングルアーム型の下枠を極端に短くし、基部ともに流線型のカバーに納めたもの(この場合は遮音板とスロープ状カバーを組み合わせている)や、JR東日本のE954形"FASTECH360"で試用された、関節の無い完全シングルアーム(実際は下枠が極端に短く、カバーに覆われている)のタイプが登場する等、空力と騒音対策の試行錯誤が続いている。櫓の中央部に錘が見える。通常のパンタグラフのように空気圧やバネの力で架線に追従させるのではなく、パンタグラフ下枠を主軸や台枠よりもさらに下に延長し、その下部に下枠交差式パンタグラフを上下ひっくり返したような小型のパンタグラフ機構を形成してその直下に錘をつり下げ、その重力による降下で得られた力でパンタグラフを押し上げ、架線に追随させるものである。構造上、錘のための小型パンタグラフ機構が台枠の下に組み込まれていることから台枠を屋根上に碍子を介して直接固定することができず、800mm前後の高さの櫓を組んでそこに錘のための機構部を格納し(過去にはこの両側面に広告板を取り付けて運行された例もあった)、その上に台枠を置く必要がある。枠構造の平衡維持のための機構が備わっておらず高速走行での追随性に難があり、離線も発生しやすいため、路面電車のような低速で走る車両にしか適さないが、ばねも空気配管も不要で保守しやすい長所を持つ。その開発以来現在に至るまで、岡山電気軌道のみ(9200型「MOMO」を除く)が採用している。構造は異なるが、過去には草軽電気鉄道でやはり錘を上昇に用いる特異な形状のパンタグラフが使用されていた。表面のジグザグ模様が微小渦発生モールド基部キセにショーワのロゴが見える関節構造を用いず、構造体(チューブ、ケース)の伸縮によって架線に追従させる構造となっており、前後視ではT字型、側面視ではI型に見え、使用時は屋根上に直立する形となる。関節構造を持たないため、正しくはパンタグラフの仲間ではない。高速走行時の乱流による風切り騒音防止のため、音もなく滑空できるフクロウの羽根の構造を手本に開発された凸モールドがアウターチューブの表面にある(これはボルテックスジェネレータの一種である)。JR西日本の新幹線500系電車のみに採用されていた。これに用いられているダンパーは、F1用ショックアブソーバーの製作で300km/h以上でのデータとノウハウを数多く持つ、ショーワに依頼された。架線高さの変動幅の大きな在来線では使用できないことがあげられる。後年にシングルアーム型で安価で高性能な新幹線用パンタグラフが開発されたため、500系を開発したJR西日本においてもその後の新型新幹線車両では翼型パンタグラフは採用されておらず、「こだま」に転用改造された500系でも組成変更に伴う移設の際車体の切り欠き加工が必須(アルミハニカム構体への穴あけ加工は大きく強度を落とす)ことから移設はされず、シングルアームパンタグラフに換装されている。鋼管を使用し、上枠と下枠からなる。高速時の離線を抑えるため、軽量であることと、十分な剛性と強度を持つことが必要となる。km/hを超える条件下で使用されるものは、空力も重要な設計用件となる。スライダーパンタグラフが架線と接触する部分をスライダー(すり板、摺り板)または集電舟と呼ぶが、このスライダーは架線との接触状態を保った状態で走行するため、走行中は常に摩擦された状態になる。したがって使用しているうちに摩耗してくるので、定期的な交換が必要である。スライダーの材質はカーボン(グラファイト)や銅系の焼結合金が主流であり、特性に応じて使い分けられている。一般的にカーボンすり板は離線によるアークに強く、金属すり板は伝導率が良いために大電流を流しやすい[26]。そのほかの材質として、摩耗を少なくするために鉄系の焼結合金にしたり、銅系の合金に油脂や二硫化モリブデンなどの潤滑剤を混ぜて造ることもある。スライダーに摩耗の少ない材料を使用する場合、架線の摩耗が早くなることを考慮する必要がある[27]。通常スライダーは菱形・シングルアーム形共に2枚付いている事が多いが、新幹線では騒音防止のため1枚に減らされた。一部の電車でも1枚のものがあった。路面電車の菱形パンタグラフでは1枚であることが多い。架線と接触する部分をローラーとして回転する形態となっているもので、接触部の磨耗を抑制する狙いがある。日本では1914年(大正3年)に鉄道院デハ6340系電車に採用されたが、重量が過大で高速運転時に離線トラブルを起こしがち(架線追随性が悪く、度々アーク放電を起こして架線を断線させた他、軌道の状況が悪い区間ではパンタグラフが激しく上下動してタンピングを引き起こしていた)で、開業記念運転時に運転不能になるという致命的トラブルを起こしたことから、電車の運行を中止し、通常のシュー式に改造するという事態に陥った。新幹線E5系及びE6系にて採用されたもの。スライダー自体を分割し、それぞれにスプリングを組み込んだもの。これによって追従性が格段に向上し、運転時の集電装置使用数を1つに削減することに成功した。ホーンファイル:N7NN-PANTA.JPG黄色い部分がホーン写真は新幹線N700系電車用シングルアーム形スライダー両端の湾曲した部分で、ホーンとは角(つの)意味。架線の障害(通常走行時では分岐器等によって架線が交差する部分等)で偏倚が極端に大きくなった場合など、万一の際に集電装置の復元を助け、逸脱を防ぐ。車両やパンタグラフの形式によって、先端が一本のもの、二本のもの、先端が一本にまとまったY型など、形状も様々である。菱形パンタグラフは、日本では登場当初より長らくスライダーそのものがホーンとなっていて、これを平形ないしは船形と呼ぶ。その後私鉄ではPT43(一部例外あり)やPT44、国鉄ではPS21でスライダーとは別にホーンパイプが設けられ、スライダーそのものは集電に徹するようになっている。これによってスライダーが短縮され、その分軽量化に寄与している。現在、ホーンの先端には蛍光色のペイントもしくはテープの巻き付けが広く行われるようになっている。新幹線用では、波線状に多数の長穴が開けられており、穴の中を抜ける気流により、カルマン渦を小さくし、高速時の「エオルス音(鈍音)」の発生を抑えている。イコライザーパンタグラフのイコライザーは、走行時に架線との間に働く摩擦力による、枠とスライダーの傾きを防ぐ平衡装置である。鍵(かぎ)留置時など、集電装置がばねの力で跳ね上がらないようにするためのフック状の留め金。車両と集電装置の間に位置し、絶縁用に使われる部品。交流用など電圧の高い場合は絶縁間隔確保のために段数が増え、海底トンネルや風の強い沿岸部で使われる場合、塩害を防ぐため、さらにシリコン系の絶縁材を塗布する場合がある。通常は屋根上と集電装置の台枠の間に垂直に挿入して絶縁間隔を確保するが、トンネルなどの断面形状が小さく車両限界に制約がある場合には、碍子を横倒しに配置して台枠高さを可能な限り引き下げる例が近畿日本鉄道などで見られる。既述のとおり、新幹線車輌によっては、碍子自体に空力的な形状処理を施し、騒音の軽減を図った碍子を採用するケースが増えている。碍子の形状は風洞実験によって決定され、車輌の外観上のアクセントともなっている。寒期に車上の集電装置を使用し架線に付着した霜や氷などを掻き取るものを「霜取り用」「除霜用」と称する。集電機能を持たない霜取り専用のものある。霜による離線の際に発生するアークを防止する目的でパンタグラフを2台化する場合や、走行方向の関係から霜取り作業用として増設したパンタグラフで集電しながら既設のパンタグラフで霜取りをする場合もある。通過動画(見難い場合はコメント非表示推奨)。きの大型ビューゲルを装備している。日本では新交通システムを除く一般鉄道で実用化されなかったが、ヨーロッパの一部では架空線の三相交流電化が行われている。ポール集電におけるダブルポール同様に架線を並行して2本張り、集電装置は横に2基を並べて集電を行う方式と、1基の集電装置に電気的に独立した2つの集電舟を左右に並べて装備する方式があるほか、初期の三相交流電化では架線を縦に3本張り、集電装置も縦に3機を並べて集電を行う方式も存在した。工進精工所で製造されている(ただし、工進精工所製はかなりの数がJR各社への納入)。山陽電気鉄道などで使用されていたが、いずれの会社も車両の経年廃車、パンタグラフ自体の更新などにより、現在は少数の車両を除き使われていない。)などが異なる区間を走行する場合もままありうる。いった区間を走行する場合には、通例高さが低い方に合わせる。これは他社の郊外路線と直通する地下鉄などが当てはまる。日本の旧国鉄では、電化工事の際、工期短縮と工費節減を目的として、明治時代に建設された設備(主にトンネル)を、大規模な改修を行わずにそのまま使用した箇所があり、これらの限界が他の線区より狭い。中津川の山岳区間、篠ノ井線、私鉄を国有化した路線である身延線、民営化後に電化された予讃線の愛媛県内などの線区が知られている。飯田線も戦時買収私鉄であるが、この事例には該当しない。