(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気鉄道車両のパンタグラフを台車に搭載し、試験用トロリー線にパンタグラフを接触させた状態で台車を走行させ、パンタグラフの集電電流を地上側の測定器で検出してパンタグラフの接触状態を試験するパンタグラフの集電試験装置において、
ドラムに光ファイバケーブルを巻回し、前記台車の走行速度に合わせて前記ドラムから光ファイバケーブルを巻き出しできる機構を設け、
前記光ファイバケーブルの一端は前記台車に光結合し、他端は前記測定器に光結合し、
前記台車の走行時にパンタグラフの集電電流を接地電流として流す接地ブラシを設け、
前記接地ブラシによる接地電流を光信号に変換して前記光ファイバケーブルの一端から入力する電気−光変換手段を設けたことを特徴とするパンタグラフの集電試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気鉄道車両の電気集電装置（パンタグラフ）を台車に搭載し、台車を走行させてパンタグラフの集電試験を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の試験装置を図３に示す。地上側には走行用レール１の他に、電磁コイルを配列した電磁レール２を敷設し、台車３は軽量化を図るために鉄輪に代えてゴムタイヤ４を使用し、走行用レール１に沿った高速走行を可能にする。また、台車３には電磁レール２に対向する位置に永久磁石を搭載し、電流源５から電磁レール２の電磁コイルに順次切換供給する電流と永久磁石とによって台車３に高速走行のための駆動力を得るリニアモータ装置に構成される。
【０００３】
台車３には、集電試験対象となるパンタグラフ６が搭載され、このパンタグラフ６に集電電流を供給するための試験用トロリー線７がレール１に沿って配設される。
【０００４】
このような装置構成において、試験には、電流源５から電磁レール２の電磁コイルを順次切換えて電流を供給することで、台車３を加速区間で加速走行させ、この速度が例えば２００ｋｍ／ｈに達した時点で台車３を惰行させ、この惰行区間での惰行走行状態でトロリー線７とパンタグラフ６の接触状態を測定する。
【０００５】
この接触状態の測定には、交流電源（または直流電源）８からトロリー線７に電圧印加し、惰行走行におけるトロリー線７からパンタグラフ６およびレール１を通して測定器９に至る経路の電流の有無を検出することにより、パンタグラフの上下方向の振動による接触／非接触を電圧のオン／オフとして検出および記録する。
【０００６】
図４は、パンタグラフ６の集電電流を測定器９に取り込むための集電治具を示す。台車３の１つのタイヤ４Ａは、レール１と接触する周面全面に金属製のスパイク１０が打ち込まれ、このスパイク１０はタイヤ４Ａの内挿部に設けられる導電性の集電リング１１に達する長さをもち、レール１と集電リング１１の間に導通を得る。集電リング１１にはパンタグラフ６に接続される集電ブラシ１２を摺動接触させる。
【０００７】
この集電治具により、パンタグラフ６の集電電流はケーブル１３から集電ブラシ１２→集電リング１１→スパイク１０の経路でレール１に流れ、レール１から測定器９に導入することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の試験装置では、集電治具を形成するゴムタイヤ４Ａの損傷が激しく、高い頻度での交換が必要となる。
【０００９】
また、ゴムタイヤ４Ａは他のタイヤに比べて重量が大きくなって台車の自重を増大させ、所期の高速走行速度を得るための台車性能に影響を及ぼす。
【００１０】
また、集電治具は、集電リング１１と多数のスパイク１０を打ち込んだ複雑な構造になり、その製作が難しくなるし、高価なものになる。
【００１１】
また、レールを導電経路に利用するため、レールには鉄製やアルミ製のものを必要とするし、集電治具との接触で騒音が発生してしまう。
【００１２】
本発明の目的は、耐久性を高め、軽量化とコストダウンおよび低騒音化を図ることができるパンタグラフの集電試験装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の課題を解決するため、ドラムによる巻き出しを可能にした光ファイバケーブルで測定器と台車との間を接続し、パンタグラフの集電電流を台車上で光信号に変換し、この光信号を光ファイバケーブルで測定器側に導入するようにしたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１４】
電気鉄道車両のパンタグラフを台車に搭載し、試験用トロリー線にパンタグラフを接触させた状態で台車を走行させ、パンタグラフの集電電流を地上側の測定器で検出してパンタグラフの接触状態を試験するパンタグラフの集電試験装置において、
ドラムに光ファイバケーブルを巻回し、前記台車の走行速度に合わせて前記ドラムから光ファイバケーブルを巻き出しできる機構を設け、
前記光ファイバケーブルの一端は前記台車に光結合し、他端は前記測定器に光結合し、
前記台車の走行時にパンタグラフの集電電流を接地電流として流す接地ブラシを設け、
前記接地ブラシによる接地電流を光信号に変換して前記光ファイバケーブルの一端から入力する電気−光変換手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すパンタグラフの集電試験装置の概略構成図であり、図３と同等の部分は同一符号を付して示す。
【００１６】
図１において、地上側には、信号用光ファイバケーブル２０を巻回したドラム２１を設ける。ドラム２１は、モータ２２とその駆動装置（インバータ等）２３によって光ファイバケーブル２０を巻き取り可能にされ、光ファイバケーブル２０の巻き戻しにはモータ２２と切り離されて回転自由状態にされ、光ファイバケーブル２０の弱い引っ張り力で該光ファイバケーブル２０の引き出しを可能にする。
【００１７】
光ファイバケーブル２０の先端は、台車３にコネクタで固定され、台車３の走行によって光ファイバケーブル２０の引き出しを可能にする。この引き出しには、台車３の高速走行にも追従できるよう、その引き出し負荷を小さくしておく。
【００１８】
なお、引き出し負荷を最も小さくする方法として、ドラム２１をモータ２２と駆動装置２３で逆転駆動し、この駆動速度を台車３の走行速度に合わせるよう、駆動装置２３によってモータ２２を可変速駆動することもできる。
【００１９】
台車３には、パンタグラフ６の集電電流を光信号に変換して光ケーブル２０に光入力する電気−光変換器を搭載する。また、ドラム２１に巻回される光ケーブル２０の終端はドラム軸中心部等に設ける光出力端子に接続される。この光出力端子からの光出力は、測定器９に導入され、測定器９で光−電気信号に変換されて集電状態測定に供される。
【００２０】
図２は、台車３に搭載される集電治具の構成例を示す。パンタグラフ６の集電電流はケーブル２４を通してシャント抵抗２５と接地ブラシ２６の直列回路で接地電流として流し、このときのシャント抵抗２５に発生する電圧をフォトカプラ等の電気−光変換器２７によって光信号に変換し、光接続用コネクタ２８を介して光ファイバケーブル２０に光入力する。なお、電気−光変換器２７の電源は、シャント抵抗２５で発生する電圧でコンデンサを充電する構成にしておき、このコンデンサから必要な安定化直流電源を得る。
【００２１】
接地ブラシ２６は、導電性部材でパック状に構成され、台車３の走行で引きずられて接地面に摺動接触状態を得ることで集電電流の電流路を形成する。なお、接地ブラシ２６が接触する接地面は良好な滑りと接地ブラシの走行案内をするためのガイドを設けるのが好ましい。
【００２２】
以上の構成による集電試験は、従来と同様に、台車３を加速し、その後の惰行におけるパンタグラフ６とトロリー線７の接触状態を測定器９で測定する。このとき、台車３の高速走行から惰行停止まで、接地ブラシ２６は接地状態で走行する。これにより、接地ブラシ２６は、摺動抵抗を小さくしながら接地面との間に良好な導電動作を得る。そして、接地ブラシ２６は、パンタグラフ６の集電電流をシャント抵抗２５を通して接地電流として流し、この電流が電気−光変換器２７で光信号に変換され、光ファイバケーブル２０を通して測定器９で検出される。測定終了後はモータ２２によるドラム２１の巻き取りにより台車３を元の位置まで戻すと共に光ファイバケーブル２０の巻き戻しを得る。
【００２３】
したがって、パンタグラフ６の集電電流を地上側の測定器９に導くのに、台車３にはシャント抵抗２５と光−電気変換器２７を搭載し、光ファイバケーブル２０のけん引と接地ブラシ２６の引きずりで済み、その軽量化を図ることができるし、台車の走行負荷を高めることは少ない。
【００２４】
また、光ファイバケーブル２０はドラム２１への巻き取りと巻き戻しで済み、接地ブラシ２６は接地面との摺動接触のみになり、高い頻度の試験にも耐久性が高くコストダウンを可能にした集電治具になる。また、台車３の車輪にはゴムタイヤで済み、その軽量化と低騒音化を図ることができる。さらに、レール１は、鉄製やアルミ製を不要に代えてコンクリート製とすることができる。
【００２５】
なお、実施形態において、パンタグラフの集電電流を光信号に変換する回路や、光ファイバケーブルの巻き取りと巻き戻し機構等は適宜設計変更して同等の作用効果を得ることができる。また、台車の形状を空気抵抗を減らすために流線形とし、台車の安定走行のためにガイドレールを設けるなど適宜設計変更できる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、ドラムによる巻き出しを可能にした光ファイバケーブルで測定器と台車との間を接続し、パンタグラフの集電電流を台車上で光信号に変換し、この光信号を光ファイバケーブルで測定器側に導入するようにしたため、試験治具の耐久性を高め、軽量化とコストダウンおよび低騒音化を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す試験装置の概略構成図。
【図２】実施形態における集電治具の構成図。
【図３】従来の試験装置の概略構成図。
【図４】従来の試験装置における集電治具の構成図。
【符号の説明】
１…レール
２…電磁レール
３…台車
４…タイヤ
５…電流源
６…パンタグラフ
７…トロリー線
８…交流電源
９…測定器
２０…光ファイバケーブル
２１…ドラム
２２…モータ
２３…駆動装置
２５…シャント抵抗
２６…接地ブラシ
２７…光−電気変換器
２８…光コネクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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