JPH1114838A - センサ用光ケーブルの固定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 列車との衝突に対して光ファイバが断線しや
すい優れた断線特性を有し、かつ光ファイバの熱伸縮を
許容できるセンサ用光ケーブルの固定方法を提供する。 【解決手段】 列車が走行する線路の区間内への他の列
車の脱線・転倒あるいは飛来物等の侵入による進行妨害
を光ファイバの断線により検知すべく、光ファイバから
構成されるセンサ用光ケーブル２を線路の長手方向に沿
って布設するセンサ用光ケーブル２の固定方法におい
て、上記線路に沿ってセンサ用光ケーブル２を所定間隔
で固定すると共にその固定部２０にセンサ用光ケーブル
の弛み部４０を形成し、その弛み部４０を、線路の長手
方向と直交する方向にのみ移動自在に拘束して支持す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て列車の脱線・転倒の位置標定を行うシステムを構成す
るセンサ用光ケーブルの固定方法に係り、特に脱線・転
倒を光ファイバの断線により検知するセンサ用光ケーブ
ルの固定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】整備新幹線（ミニ新幹線）のように、高
速新幹線と貨物列車の併走する区間では、貨物列車が脱
線・転倒して新幹線の軌道に障害を起こした際に、走行
する新幹線との衝突を防ぐために、従来より、いくつか
の限界支障報知装置が考案され、実施されている。

【０００３】図１０は、この限界支障報知装置の一例を
示したものであり、併走する両車両の間に、メタル線２
９をプラスチックコンクリートでモールドした検知柱３
０と称するセンサを、図１１に示すように線路に沿って
一定間隔ごとに設置し、このメタル線２９に電気信号を
流してその電気信号の変化を中央部でモニタするもので
ある。この装置は、貨物列車が転倒した際に検知柱３０
にぶつかって検知柱３０が破壊され、検知柱３０の中に
埋設したメタル線２９が切断されて電気信号が変化する
ことから、事故が起こったことを検出できる。

【０００４】また、別の限界支障報知装置の一例とし
て、図１２に示すように、併走する両車両の間に検知線
３１と称するメタル線を、フェンス３２に沿って線路の
長手方向に布設し、貨物列車が転倒したときにフェンス
３２にぶつかってメタル線を切断することで、メタル線
に流した電気信号の変化から事故が起こったことを検出
するものもある。

【０００５】しかし、これらの電気式による限界支障報
知方法は、ノイズに弱い、位置の特定が難しいという難
点があった。

【０００６】そのため、光ファイバを利用して、図６に
示すような、ノイズに強く、かつ位置の特定も容易な光
ファイバ限界支障報知システムを発明するに至った。

【０００７】この光ファイバ限界支障報知システムは、
線路の長手方向に沿って、２本の光ファイバ（第一光フ
ァイバ３ａ、第二光ファイバ３ｂ）を内蔵する幹線光ケ
ーブル１を線路脇のトラフ１２に配設し、幹線光ケーブ
ル１の一端に検出装置６を接続して、主に構成されてい
る。

【０００８】具体的には、Ａ区間、Ｂ区間、Ｃ区間、及
びＤ区間の幹線光ケーブル１の途中に接続箱１１を設
け、この接続箱１１内に幹線光ケーブル１の端部同士を
導入すると共にその幹線光ケーブル１内の第一光ファイ
バ３ａ及び第二光ファイバ３ｂを取り出して、第一光フ
ァイバ３ａ同士と第二光ファイバ３ｂ同士を光分岐器７
内で接続する。さらに、その光分岐器７内に梯子用光フ
ァイバ（第一光ファイバ４ａ、第二光ファイバ４ｂ）を
導入し、第一光ファイバ４ａの一端を第一光ファイバ３
ａ同士の光分岐器７接続部と、第二光ファイバ４ｂの一
端を第二光ファイバ３ｂ同士の光分岐器７接続部とを接
続すると共に、第一光ファイバ４ａと第二光ファイバ４
ｂの他端同士を融着して融着接続部５を形成し、この梯
子用光ファイバを検知光ケーブル２（以下、センサ用光
ケーブルと称す。）として、Ａ区間の線路脇の防音壁、
金網等に布設する。

【０００９】同様にして、幹線光ケーブル１の他端と他
の幹線光ケーブル１の一端を上述したように接続して繋
げ、Ｂ区間、Ｃ区間、及びＤ区間の線路脇の防音壁、金
網等に、ぞれぞれのセンサ用光ケーブル２を布設する。

【００１０】そして、第一光ファイバ３ａの一端にパル
ス光を発生する光源８を接続し、第二光ファイバ３ｂの
一端に受光器９及び信号処理装置１０を接続したもので
ある。

【００１１】光源８からのパルス光は、第一光ファイバ
３ａを伝送後、途中の光分岐器７ａ_-1で一部の光がセン
サ用光ケーブル２に伝送する。この１つの梯子枝は、セ
ンサ用光ケーブル２中の１つの梯子用光ファイバ４ａ内
を伝送後、梯子用光ファイバ４の遠端の端末でもう一方
の梯子用光ファイバ４ｂと融着された融着接続部５を介
して、再びセンサ用光ケーブル２中を伝送し、梯子用光
ファイバ４ｂと第二光ファイバ３ｂとが光分岐器７でつ
ながれているので、光分岐器７ｂ_-1を通って第二光ファ
イバ３ｂを伝送後、受光器９で受光される。

【００１２】一方、先の第一ファイバ３ａ中を伝送した
パルス光は、次の梯子枝でも一部の光が光分岐器７ａ_-2
で分岐され、梯子用光ファイバ４ａ，４ｂを伝送後、分
岐器７ｂ_-2を通って第二光ファイバ３ｂを通って受光器
９に戻ってくる。

【００１３】このように、光源から光分岐器７ａ_-3、Ｄ
区間の融着接続部５を通り、光分岐器７ｂ_-3を通って、
受光器９に戻ってくるパルス光と、各梯子を通って受光
器９に達するパルス光の通過距離が各梯子枝で異なるの
で、光源８からの１つのパルス光に対して受光器９で
は、パルス列光が観測される。

【００１４】例えば、図７（ａ）に示すように、光源８
からＡ〜Ｄ区間にパルス光を１パルス送出すると、正常
状態では、図７（ｂ）のように梯子枝の近い方からＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄと順番にパルス列が戻ってくる。しかし、Ｂ
区間で列車の脱線などにより支障が発生し、布設したセ
ンサ用光ケーブル２の光ファイバが断線すると、図７
（ｃ）のようにＢ区間に対応するＢのパルスが観測され
ない。

【００１５】この断線した区間に相当するパルス光が受
光器９に戻ってこないことから、信号処理装置１０は、
支障発生の位置を特定する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記システ
ムでのセンサ用光ケーブル２の布設方法として、従来の
架空ケーブルの布設方法を適用する場合、センサ用光ケ
ーブル２の布設にあたって光ファイバが温度差の影響を
受けやすいことを考慮しなければならない。

【００１７】また、センサ用光ケーブル２に列車が倒れ
たことを検知するためには、センサ用光ケーブル２に応
力がかかり、センサ用光ケーブル２に内蔵される梯子用
光ファイバ４ａ，４ｂが断線するまでの破断荷重がセン
サ用光ケーブル２に負荷されなければならないので、セ
ンサ用光ケーブル２が切れやすい構造であることが必要
条件となる。

【００１８】このため、図８に示すように、線路に沿っ
て並設する電柱２６に、センサ用光ケーブル２を吊すた
めの吊線２７を架設し、この吊線２７に並行してセンサ
用光ケーブル２を配設すると共に、電柱２６の左右及
び、図９に示すように、電柱２６間に一定間隔ごとにハ
ンガ２８を設けてセンサ用光ケーブル２を支持すること
により、電柱２６ごとに波形状の弛み（スラック）４０
を形成し、この弛み４０でセンサ用光ケーブル２の伸縮
を吸収するようにした。

【００１９】また、センサ用光ケーブル２の構造は、従
来のメタル式の検知線は１．６ｍｍφの硬銅線が用いら
れているので、これと同等の強度を持たせるために、架
空用に用いられるスペーサ型で、センサ用光ケーブル２
のテンションメンバとして１ｍｍφ〜２ｍｍφの鋼線を
用いた構造とした。

【００２０】しかしながら、吊線２７を用いてセンサ用
光ケーブル２を布設する場合、通常このセンサ用光ケー
ブル２のテンションメンバより強度のある鋼線を用いて
いるため、センサ用光ケーブル２の実質強度が上がり、
センサ用光ケーブル２がそれの単体であるときよりも断
線しにくくなってしまい、センサ用光ケーブル２の断線
特性が低下してしまうという問題が考えられる。

【００２１】更に、センサ用光ケーブル２の全線につい
てハンガ２８で吊下げて支持しているため、実質的には
固定されておらず、ある場所で貨物列車がセンサ用光ケ
ーブル２に衝突しても、周りのセンサ用光ケーブル２が
次々に引き込まれて、センサ用光ケーブル２が断線する
までの応力が発生しないことも考えられる。

【００２２】これらの問題を解決するために、サドル等
によりセンサ用光ケーブル２を単体で線路の全線に亘っ
て固定することも考えられるが、センサ用光ケーブルの
熱伸縮の逃げ場がなくなり、ケーブル信頼性を確保でき
ないという問題が生じてしまう。

【００２３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、列車との衝突に対して光ファイバが断線しやすい優
れた断線特性を有し、かつ光ファイバの熱伸縮を許容で
きるセンサ用光ケーブルの固定方法を提供することにあ
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、列車が走行する線路の区間内への
他の列車の脱線・転倒あるいは飛来物等の侵入による進
行妨害を光ファイバの断線により検知すべく、光ファイ
バから構成されるセンサ用光ケーブルを線路の長手方向
に沿って布設するセンサ用光ケーブルの固定方法におい
て、上記線路に沿ってセンサ用光ケーブルを所定間隔で
固定すると共にその固定部にセンサ用光ケーブルの弛み
部を形成し、その弛み部を、線路の長手方向と直交する
方向にのみ移動自在に拘束して支持する方法である。

【００２５】請求項２の発明は、電柱やＨ鋼等に上下動
自在に弛みを受け入れる固定器具を設けて上記センサ用
光ケーブルを固定すると共に、その電柱やＨ鋼等の両側
に、センサ用光ケーブルを弛ませて支持し、かつ線路の
長手方向と直交する方向への移動を拘束するガイドを設
けた方法である。

【００２６】請求項３の発明は、上記センサ用光ケーブ
ルに、線路の長手方向にのみ所定の範囲移動自在な固定
器具を設けた方法である。

【００２７】すなわち、本発明は、ケーブルの上下方向
（径方向）には移動するが左右方向（軸方向）に移動し
ない器具と、ケーブルの左右方向（軸方向）には移動す
るが上下方向（径方向）に移動しない器具との２種の保
持金具を組み合わせて、センサ用光ケーブルを固定する
ものである。

【００２８】上記構成によれば、センサ用光ケーブル
は、熱伸縮した際には、電柱又はＨ鋼部において、弛み
（スラック）を挿入し、保持金具で上下方向（径方向）
には移動するが左右方向（軸方向）に移動しない拘束が
与えられ、ケーブルの熱伸縮が吸収される。また、セン
サ用光ケーブルに貨物列車が衝突した際には、電柱又は
Ｈ鋼部間において、保持金具で左右方向（軸方向）に固
定されるので、列車衝突によるケーブルの引き込まれが
防止される。これにより、センサ用光ケーブルに十分な
応力が加わり光ファイバは切断される。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面を用いて説明する。

【００３０】図１に本発明により布設したセンサ用光ケ
ーブルの概略図を示す。

【００３１】図１に示すように、本発明は、高速新幹線
と在来線とが併走する区間の線路に沿ってセンサ用光ケ
ーブルを布設する際に適用され、センサ用光ケーブル２
を支持するためのＨ鋼１４と、センサ用光ケーブル２を
Ｈ鋼１４に取り付けるための弛み固定部２０及び線状固
定部２５とからなる。すなわち、本発明は２種の固定器
具を組み合わせて行う。

【００３２】この弛み固定部２０により、センサ用光ケ
ーブル２には、弛み固定部２０に固定された部分に弛み
４０が形成されている。

【００３３】図２に弛み固定部２０の拡大図を示し、図
３にその断面図を示す。

【００３４】図２に示すように、弛み固定部２０により
センサ用光ケーブル２に弛み４０が形成されるように、
弛み固定部２０は、センサ用光ケーブル２の長手方向と
直交する方向に設けられたＨ鋼１４に沿ってセンサ用光
ケーブル２を案内する保持金具１６を設けると共に、そ
のＨ鋼の左右両側にセンサ用光ケーブル２の長手方向と
直交する方向への移動を制限するガイド１９，１９を設
け、保持金具１６に案内される保持金具１５にサドル１
８でセンサ用光ケーブル２が固定されて構成されてい
る。

【００３５】更に、保持金具１６の上下両側にはストッ
パー１７，１７が設けられており、保持金具１５の上下
移動範囲を制限している。

【００３６】また、図３に示すように、保持金具１５と
保持金具１６は、それぞれ接触する面に、保持金具１５
は凸型溝１５ｍが、保持金具１６は凹型溝１６ｗがそれ
ぞれ直線状に形成されており、凸型溝１５ｍと凹型溝１
６ｗとは係合している。これにより、保持金具１５が保
持金具１６に沿って上下移動自在になっている。

【００３７】図４に線状固定部２５の拡大図を示し、図
３にその断面図を示す。

【００３８】図４に示すように、線状固定部２５によ
り、センサ用光ケーブル２がその長手方向に所定の範囲
移動できるように、線状固定部２５は、線路脇の電柱や
防音壁のＨ鋼等（図示されていない）にセンサ用光ケー
ブル２の長手方向に沿って設けられる。この線状固定部
２５は、センサ用光ケーブル２の長手方向に沿ってセン
サ用光ケーブル２を案内する保持金具２２と、その保持
金具２２に案内される保持金具２１にサドル２４，２４
でセンサ用光ケーブル２が固定されて構成されている。

【００３９】更に、保持金具１６と同様に、保持金具２
２の左右両側にはストッパー２３，２３が設けられてお
り、保持金具２１の左右移動範囲を制限している。

【００４０】また、図５に示すように、保持金具２２と
保持金具２１は、それぞれ接触する面に、保持金具２２
は凸型溝２２ｍが、保持金具２１は凹型溝２１ｗがそれ
ぞれ直線状に形成されており、凸型溝２２ｍと凹型溝２
１ｗとは係合している。これにより、保持金具２１が保
持金具２２に沿って左右移動自在になっている。

【００４１】次に、これら２種の固定器具を用いて、作
用を説明する。

【００４２】センサ用光ケーブル２を高速新幹線と在来
線とが併走する区間の線路に沿って固定するに際して
は、線路に沿って所定の間隔を隔ててＨ鋼１４を配設
し、そのＨ鋼１４に、弛み固定部２０と線状固定部２５
を、弛み固定部２０間に線状固定部２５が２つ位置する
ように、上述した方向に取り付けた後、センサ用光ケー
ブル２上の弛み４０が形成される箇所の中心に保持金具
１５をサドル１８で固定する。そして、弛み固定部２０
にガイド１９を介して弛み４０を形成すると共に、セン
サ用光ケーブル２をこれら弛み固定部２０と線状固定部
２５に固定することにより、センサ用光ケーブル２の布
設が完了する。

【００４３】このようにしてセンサ用光ケーブル２を布
設することにより、センサ用光ケーブル２の温度特性
で、センサ用光ケーブル２が温められて伸び出した時に
は、保持金具１５は下に動いてセンサ用光ケーブル２の
伸びによる応力を緩和する。また、弛み４０が大きくな
り、保持金具１５がストッパーで移動を止められた際に
は、線状固定部２５の保持金具２１が外側に移動してセ
ンサ用光ケーブル２の伸びによる応力を緩和する。一
方、センサ用光ケーブル２が冷やされて縮んだときに
は、保持金具１５は上に動いて、センサ用光ケーブル２
の縮みによる応力を緩和する。同様に、縮みが大きく弛
み４０がなくなった場合には、線状固定部２５の保持金
具２１が内側に移動してセンサ用光ケーブル２の伸びに
よる応力を緩和する。

【００４４】更に、この弛み固定部２０の左右いずれか
の側で列車の衝突により、センサ用光ケーブル２が引っ
張られても、真ん中のサドル１８がセンサ用光ケーブル
２を動かないように固定しているために、これより反対
側からのセンサ用光ケーブル２の伸びが抑えられるの
で、センサ用光ケーブル２には、破断するために十分な
応力が発生する。

【００４５】一方、線状固定部２５では、センサ用光ケ
ーブル２が引っ張られても、ある程度以上のセンサ用光
ケーブル２の移動をストッパー２３が拘束しているの
で、引っ張りがそこでブロックされる。これにより、セ
ンサ用光ケーブル２の引っ張りによる伸び及び移動が抑
えられるので、センサ用光ケーブル２には破断するため
に十分な応力が発生する。

【００４６】以上説明したように、本発明によれば、セ
ンサ用光ケーブル２に熱伸縮が発生した際には、弛み固
定部２０がこの伸縮を許容し、また、列車がセンサ用光
ケーブル２に衝突した際には、弛み固定部２０と線状固
定部２５がセンサ用光ケーブル２の移動を拘束している
ので、これら固定部２０，２５の周りのセンサ用光ケー
ブル２を引き込むことがなく、確実にセンサ用光ケーブ
ル２が断線する。

【００４７】更に、本発明は、吊線を用いないので、セ
ンサ用光ケーブル２の強度が上昇せず、光ファイバの断
線特性を損なわない。

【００４８】また、本発明の適用は、高速新幹線と在来
線とが併走する区間への適用の他に以下の場所への適用
も考えられる。

【００４９】例えば、本発明を高速道路などの中央分離
帯に適用することで、交通事故観察を行える。

【００５０】更に、本発明を交通路脇に適用すること
で、土砂崩れ監視を行える。

【００５１】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、光ファイ
バの温度特性による伸び、縮みを吸収する機構（固定器
具）を設けたので信頼性のあるケーブル布設を行うこと
ができる。

【００５２】また、本発明は、列車衝突による光ファイ
バの断線特性を損なうものではないので、信頼性の高い
限界支障報知システムを構築することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により布設したセンサ用光ケーブルの概
略図である。

【図２】図１の弛み固定部の部分拡大図である。

【図３】図１の弛み固定部の断面図である。

【図４】図１の線状固定部の部分拡大図である。

【図５】図１の線状固定部の断面図である。

【図６】本発明を適用する限界支障検知システムの光フ
ァイバ回路構成を示す図である。

【図７】図６の限界支障検知システムで得られる光パル
スと受信信号を示す図である。

【図８】従来の方法を用いてセンサ用ケーブルを布設し
た状態を示す図である。

【図９】従来の方法を用いてセンサ用ケーブルを布設し
た状態を示す図である。

【図１０】従来の限界支障検知システムに用いられる検
知柱の構造を示す図である。

【図１１】図１０の検知柱を線路に布設した状態を示す
図である。

【図１２】従来の限界支障検知システムに用いられる検
知線を線路に布設した状態を示す図である。

【符号の説明】

２ センサ用光ケーブル（検知光ケーブル） １４ Ｈ鋼 １５，１６，２１，２２ 保持金具 １７，２３ ストッパー １８，２４ サドル １９ ガイド ２０ 弛み固定部 ２５ 線状固定部 ４０ 弛み部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 清俊 茨城県日立市砂沢町880番地 日立電線株 式会社高砂工場内 (72)発明者 本木 一秀 茨城県日立市砂沢町880番地 日立電線株 式会社高砂工場内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 列車が走行する線路の区間内への他の列
   車の脱線・転倒あるいは飛来物等の侵入による進行妨害
   を光ファイバの断線により検知すべく、光ファイバから
   構成されるセンサ用光ケーブルを線路の長手方向に沿っ
   て布設するセンサ用光ケーブルの固定方法において、上
   記線路に沿ってセンサ用光ケーブルを所定間隔で固定す
   ると共にその固定部にセンサ用光ケーブルの弛み部を形
   成し、その弛み部を、線路の長手方向と直交する方向に
   のみ移動自在に拘束して支持することを特徴とするセン
   サ用光ケーブルの固定方法。
2. 【請求項２】 電柱やＨ鋼等に上下動自在に弛みを受け
   入れる固定器具を設けてセンサ用光ケーブルを固定する
   と共に、その電柱やＨ鋼等の両側に、センサ用光ケーブ
   ルを弛ませて支持し、かつ線路の長手方向と直交する方
   向への移動を拘束するガイドを設けた請求項１記載のセ
   ンサ用光ケーブルの固定方法。
3. 【請求項３】 センサ用光ケーブルに、線路の長手方向
   にのみ所定の範囲移動自在な固定器具を設けた請求項１
   記載のセンサ用光ケーブルの固定方法。