JPH0313683Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は電車線の摩耗検出装置、詳しくは電車
線のパンタグラフとの摺接面（以下摺面という）
の幅寸法および偏位を検出するための装置に関す
るものである。

従来の技術 電車線は電車のパンタグラフとの摺接によつて
徐々に摩耗するため、保全管理上定期的にその摩
耗量の測定が実施されている。その測定方法とし
ては、国有鉄道のように終日電車が走行している
場合には、摩耗検出装置を備えた検測車を営業電
車の走行する合間を利用して営業電車と同等の速
度で走行させるを要することから、テレビ方式と
呼ばれている非接触光学式のものが有利とされ、
実用されている。他方、民営電鉄のように営業電
車が走行しない深夜を利用して測定できる場合に
は、電車線が無電圧の状態において架線検測車を
低速で走行させることができ、高電圧の危険がな
く振動も低減されるため、投光光源と反射光の受
光器などからなる検測器が利用されている。そし
てこの光学式検測器は電車線に接近させることが
でき、レンズ系の自動焦点機構が不要となり、測
定精度も向上するという利点がある。

また、電車線の偏位量測定方式としては、機械
的接触方式と光学方式に大別されるが、前者は偏
位量測定専用であつて、電車線の摩耗状態を検出
することができない。これに対して後者の光学方
式は、前記した摩耗量の測定と同時に行なうこと
ができるが、測定器が可成り大型となる。

上記した電車線の摩耗量と偏位量とを同時に測
定でき、しかも可及的コンパクトな検知装置とし
て特開昭55−59305号公報に記載されたトロリー
線検測装置が挙げられる。この装置は第７図およ
び第８図に示しているように、ネオン管１からな
る投光器、複数個の受光レンズ２、各受光レンズ
２のそれぞれに対応して配設されたダイオードア
レイ３、ミラー４などから構成され、該ダイオー
ドアレイ３、受光レンズ２およびミラー４を複数
組、例えば７組を並列配置している。通常電車線
は、パンタグラフに対して左右方向に±300mm、
上下方向に±550mm程度変位するため、上記７組
の検出器によつて左右方向の変位にもとづく電車
線と検出器との距離の差を僅少化し、また検出器
をパンタグラフの上部に取付けることによつて上
下方向の変位による影響を吸収している。そして
光源としてはネオンランプが用いられ、該ネオン
ランプから放出される強力な光を架線の摺面に照
射し、摺面からの反射光をミラー４、レンズ２を
介して受光素子であるダイオードアレイ３に導
き、その結果、電車線の摺面の縮小された映像が
受光素子に結像され、該受光素子のパルス信号に
より摺面の幅寸法と位置が検出されるようになつ
ている。

考案が解決しようとする問題点 しかしながら上記したごとき電車線の検測装置
は、その設置に際してはレンズ倍率、光軸調整等
光学系の調整が必要であり、さらにレンズ収差等
による分解能劣下を防止するために高価な光学部
品を多数組使用せざるを得ず、また電車線の摺面
から光源および受光素子までの間隔（光路長）が
可成り大きいため、ネオンランプのような強力な
発光源が必要となる。この強力な光は強力な反射
光が得られるといる利点を有しているが、反面に
おいて摺面以外の他の金属面あるいは濡れ面から
の反射光がノイズとして受光部に入ることが多い
という不都合が生じる。更に、パンタグラフに対
する電車線の左右方向の偏位に対処して複数組、
例えば７組の光学系部分を光源と共にケース内に
納めなければならないため、装置自体が大型化し
て重量が大きくなり、この重量物をパンタグラフ
に吊り下げるには実開昭55−65509号公報にみら
れるような検測用の特殊なパンタグラフが必要と
なり、電車線との追従性を考慮した場合、検測速
度のアツプが困難となる。

問題点を解決するための手段 本考案は上述したごとき従来の電車線の検測装
置の不都合を改善することを目的としてなされた
ものであつて、既存の一般的なパンタグラフの集
電すり板の中央部長手方向に長溝を開設し、該長
溝内に、電車線の摺面に向つて照射するアレイ状
のLED光源（発光ダイオード光源）と該光源に
よる摺面からの反射光を捕捉するための下部にア
レイ状の受光素子を備えたロツドレンズとからな
る近接型センサーを、該すり板の上面から僅かに
下方位置に配して支持体により該すり板と一体的
に取付けてなり、電車線の摺面と常に一定のかつ
近接した間隔を保つて摺面の幅寸法および架線の
偏位を検出するように構成してなるものである。

作 用 パンタグラフのすり板に上記近接型のセンサー
を取付けて検知車を走行させながらLED光源に
より電車線摺面を照射すると、その反射光がロツ
ドレンズによつて捕集されて該ロツドレンズの下
方に位置したアレイ状の受光素子に導入され、該
受光素子により入力反射光が電圧波形として検出
され、電車線の摺面幅および偏位量が測定記録さ
れる。

実施例 以下本考案の実施例を示している第１図〜第５
図にもとづいて具体的に説明すると、第１図は主
要部の断面図、第２図は一部省略平面図、そして
第３図はパンタグラフの部分斜視図であつて、１
０は検測される電車線、１１はパンタグラフのす
り板、１２はセンサーである。すり板１１は既存
のすり板同様に集電舟支工装置１３によつて弾力
的に支持され、電車線１０の下面に摺接される。
該すり板１１の中央部長手方向には、該すり板１
１に対する電車線１０の左右方向への偏位量に相
応した長溝１４が開設され、センサー１２は第１
図に示しているように該長溝１４内において該す
り板１１の上面より僅かに下方の位置に取付けら
れている。該センサー１２は、該長溝１４の長手
方向に延び電車線１０に向つて発光するLED光
源１５および下部に受光素子１６を備えたロツド
レンズ１７とからなり、該LED光源１５、受光
素子１６およびロツドレンズ１７は共にアレイ状
をなして長溝１４の長手方向に平行して延び、光
源先端から電車線１０の摺面１８までの距離は約
５〜７mm程度に設定され、検出幅（約600mm）に
対して一様に発光し摺面１８を照射するようにな
つている。ロツドレンズ１７はLED光源１５に
よる摺面１８からの反射光を捕集し受光素子１６
に入射するものであり、該LED光源１５と該ロ
ツドレンズ１７は、図示したごとく摺面１８に対
する相等しい投射角と反射角の方向に傾斜指向せ
しめて取付けられている。

上記した長尺なLED光源１５、ロツドレンズ
１７および受光素子１６からなるセンサー１２
は、近年密着形イメージセンサーとして紙面の複
写用に利用されているものであるが、摺面１８に
は多数の条痕が存在しているため光の反射率が弱
くその儘適用することができない。そこで本考案
では、上記したごとく、LED光源１５とロツド
レンズ１７とを、摺面１８とLED光源１５およ
びLED光源１５とロツドレンズ１７とのそれぞ
れの間隔を考慮して摺面１８に対する投射角と反
射角に指向して傾斜せしめて筐体１９内にアンプ
（図示せず）と共に薄型コンパクトに収納し、前
記したすり板１１の長溝１４の下方に取付けるよ
うに構成している。

上記筐体１９の取付け手段としては特に限定を
要するものではないが、すり板１１をその下面に
おいてチヤンネル状のフレーム２０で支持せし
め、このフレーム２０の底板２１上に防振ゴム２
２を介して支持体でもつて取付けるとよい。第４
図および第５図は上記支持体における側面支持板
２３および中間支持板２４を示している。

またLED光源１５からの光は該LED光源１５
から摺面１８までの距離に応じて拡がつて電車線
１０に達するため、該線１０の両側曲面２５から
の反射光の一部がロツドレンズ１７によつて捕捉
され、検出された摺面１８の幅寸法がみかけの上
において大きくなるという誤差が生じる。本考案
の実施例においてはこの誤差を小さくするため、
筐体１９の上方の両側からLED光源１５および
ロツドレンズ１７の先端部に向つてナイフエツジ
状の遮光板２６，２７を取付け、照射光および反
射光の広がり幅を規制している。このように照射
光および反射光の広がりを規制することにより、
LED光源１５からの照射光中心域の反射光線が
ロツドレンズ１７を介して受光素子１６に入射さ
れ、的確な信号として検出することができる。第
６図は本考案装置によつて検出され、検出部から
出力された信号を例示しているものであり、３種
類の異なる摺面１８の幅を表わす電圧波形を示し
ている。かくして検出された摺面１８の電圧波形
は摺面１８に相当する部分が高くなつており、こ
の部分に含まれている受光素子数をカウントする
ことによつて摺面幅が計測される。そしてその精
度は受光素子１６の分解能によつて決定される
が、本考案に適用している密着形イメージセンサ
ータイプによれば、受光素子１６の分解能は1/16
mmを有し、電車線の摩耗管理に要求される0.1mm
単位の精度を充分満足することができる。

考案の効果 本考案による電車線の摩耗検出装置は、パンタ
グラフの集電すり板１１の中央部長手方向に開設
した長溝１４内に、電車線１０の摺面１８に向つ
て照射するアレイ状LED光源１５と、該LED光
源１５による電車線１０の摺面１８からの反射光
を捕捉するための下部にアレイ状の受光素子１６
を備えたロツドレンズ１７とからなるセンサー１
２を、該すり板１１の上面から僅かに下方位置に
配して支持体により該すり板１１と一体的に取付
けてなるものであり、該センサー１２は薄形にし
てコンパクトになし得るから、通常のすり板１１
に上記のごとく長溝１４を開設することによつて
該すり板１１に直接取付けることができ、特殊な
パンタグラフは不要となる。その上軽量であるた
めパンタグラフへの重量加算が少なく、したがつ
て検測の高速化が容易となる。更にレンズ倍率や
焦点合せ等の光学系の調整が不要であるばかりで
なく、照明光源が波長400〜800mmのLED光源で
ありしかも摺面１８に対して極めて近接して取付
けられているから、機械的振動に強く高解像が得
られ、信頼度が著しく向上するなど、実用的効果
が多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本考案の実施例を示している
ものであり、第１図は主要部の側面図、第２図は
長溝部分の一部省略平面図、第３図はパンタグラ
フの一部省略斜視図、第４図および第５図は支持
体のそれぞれ斜視図、第６図は検出された電圧波
形を示した説明図、そして第７図および第８図は
従来の検測装置の主要部を示した側面図および平
面図である。 １０……電車線、１１……すり板、１２……セ
ンサー、１３……集電舟支工装置、１４……長
溝、１５……LED光源、１６……受光素子、１
７……ロツドレンズ、１８……摺面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) パンタグラフの集電すり板の中央部長手方向
   に開設した長溝内に、電車線の摺面に向つて照
   射するアレイ状LED光源と、該光源による電
   車線の摺面からの反射光を捕捉するための下部
   にアレイ状の受光素子を備えたロツドレンズと
   からなるセンサーを、該すり板の上面から僅か
   に下方位置に配して支持体により該すり板と一
   体的に取付けてなる電車線の摩耗検出装置。 (2) 上記センサーの支持体が防振ゴムを介して取
   付けられている実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の電車線の摩耗検出装置。