(57)【要約】  集電装置の押し上げ圧を効率的に検査して、異常が生じた場合に速やかにこれを発見できる集電装置の検査方法及び検査システムを提供する。この検査方法は、下降指令により待機位置へ下降する一方、上昇指令により上昇して電力を取り込むために架線に接触する集電部の押し上げ圧の検査を行う集電装置の検査方法及び検査システムである。そして、列車の運用時における集電部の上昇又は下降の開始を示す第１タイミング（ｔ１）と、集電部の上昇又は下降の終了を示す第２タイミング（ｔ２）とを検出し、第１タイミング及び第２タイミングから求められる上昇又は下降にかかる動作時間に基づいて、集電部の押し上げ圧の評価を行う。
2017145750.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下降指令により待機位置へ下降する一方、上昇指令により上昇して電力を取り込むために架線に接触する集電部の押し上げ圧の検査を行う集電装置の検査方法であって、
列車の運用時における前記集電部の上昇又は下降の開始を示す第１タイミングと、前記集電部の上昇又は下降の終了を示す第２タイミングとを検出する検出ステップと、
前記第１タイミング及び前記第２タイミングから求められる上昇又は下降にかかる動作時間に基づいて、前記集電部の押し上げ圧の評価を行う評価ステップと、
を含むことを特徴とする集電装置の検査方法。
【請求項２】
複数の集電装置が接触器により分断可能に引き通し線を介して接続されている列車を対象とする請求項１記載の集電装置の検査方法であって、
前記評価ステップでは、前記集電部が下降するときの前記動作時間、あるいは、前記接触器が切断で前記集電部が上昇するときの前記動作時間に基づき、前記押し上げ圧の評価を行い、
前記接触器が接続で前記集電部が上昇するときの前記動作時間は、前記評価ステップで用いる前記動作時間から除外することを特徴とする集電装置の検査方法。
【請求項３】
前記集電部の摩耗量を取得するステップを更に含み、
前記評価ステップでは、前記摩耗量に基づく補正を行って、前記押し上げ圧を評価することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の集電装置の検査方法。
【請求項４】
バネ力とエアシリンダの制御によって前記集電部を昇降させる集電装置を対象とする請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の集電装置の検査方法であって、
前記エアシリンダに送られる空気の圧力値を取得するステップを更に含み、
前記評価ステップでは、前記空気の圧力値に基づく補正を行って、前記押し上げ圧を評価することを特徴とする集電装置の検査方法。
【請求項５】
列車を制御するための指令情報、センサ機器の検出情報、駆動部の制御情報が列車内の伝送路を介して伝送される制御伝送システムから情報を収集して、集電部を昇降させる集電装置の検査を行う検査システムであって、
収集された前記制御伝送システムの情報から、前記集電部の上昇又は下降の開始を示す第１タイミングと、前記集電部の上昇又は下降の終了を示す第２タイミングとを検出する検出手段と、
前記第１タイミング及び前記第２タイミングから求められる前記集電部の上昇又は下降にかかる動作時間に基づいて、前記集電部の押し上げ圧の評価を行う評価手段と、
を備えることを特徴とする検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、列車に備わる集電装置の検査方法及び検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道軌道を走行する列車には、軌道上方に配設されたトロリ線に集電部を摺接させて集電を行う集電装置を備えるものがある。集電部は、摺り板とこれを支持する舟体とから構成される部分を指す。集電部は昇降機構により昇降可能であり、例えば列車の運用開始時に上昇してトロリ線に接触し、車両基地に車両を留置させる際などに待機位置に下降して固定される。昇降機構は、集電部を上昇させるバネと、下降時に駆動するエアシリンダとを備え、集電中はバネの力で集電部をトロリ線に押し付けるように構成される。
このように構成された集電装置は、集電部がトロリ線から外れないよう、また、集電部の偏摩耗が生じないよう、集電部の押し上げ圧が適切な範囲になるように管理される。押し上げ圧は、昇降機構の可動部のグリスの減少、摺り板の摩耗による集電部の重量低下、バネの経年劣化等、様々な要因により変化する。【０００３】
従来、押し上げ圧の管理は、例えば３ヶ月に一度の機能保全と呼ばれる車両検査の際、集電部を規定の高さに上昇させた状態で、バネ計りにより押し上げ圧を測定し、昇降機構のバネの強さを調整することで行っていた。
特許文献１には、従来の集電装置の保守を行う技術として、パンタグラフ（集電装置）の制御指令値の積算に基づいて摺り板の摩耗量を推定する車両の保守システムが提案されている（特許文献１の段落００６５−００７２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２８２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の押し上げ圧の管理方法では、集電部の押し上げ圧を実測していたため、多くの手間がかかり、検査を高い頻度で行うことができないという課題があった。このため、例えば車両検査の直後に異常が生じた場合には、３ヶ月後の次の車両検査まで異常を発見することができないという課題があった。
ところで、近年、列車の各種の制御情報及び各種検出器の出力情報などを、列車内の伝送路を介して伝送することで、列車の制御を行うことが考えられている。本発明者らは、このように伝送路の情報を用いて集電装置の効率的な保守ができないか検討した。【０００６】
本発明の目的は、効率的に集電装置の押し上げ圧を検査して、異常が生じた場合に速やかにこれを発見できる集電装置の検査方法及び検査システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の集電装置の検査方法は、上記目的を達成するため、
下降指令により待機位置へ下降する一方、上昇指令により上昇して電力を取り込むために架線に接触する集電部の押し上げ圧の検査を行う集電装置の検査方法であって、
列車の運用時における前記集電部の上昇又は下降の開始を示す第１タイミングと、前記集電部の上昇又は下降の終了を示す第２タイミングとを検出する検出ステップと、
前記第１タイミング及び前記第２タイミングから求められる上昇又は下降にかかる動作時間に基づいて、前記集電部の押し上げ圧の評価を行う評価ステップと、
を含むことを特徴としている。【０００８】
また、本発明の検査システムは、上記目的を達成するため、
列車を制御するための指令情報、センサ機器の検出情報、駆動部の制御情報が列車内の伝送路を介して伝送される制御伝送システムから情報を収集して、集電部を昇降させる集電装置の検査を行う検査システムであって、
収集された前記制御伝送システムの情報から、前記集電部の上昇又は下降の開始を示す第１タイミングと、前記集電部の上昇又は下降の終了を示す第２タイミングとを検出する検出手段と、
前記第１タイミング及び前記第２タイミングから求められる前記集電部の上昇又は下降にかかる動作時間に基づいて、前記集電部の押し上げ圧の評価を行う評価手段と、
を備えることを特徴としている。【０００９】
上記のような検査方法及び検査システムによれば、列車の運用時（例えば運用開始時又は運用終了時）に得られる情報を用いて集電部の押し上げ圧の評価が行われる。よって、保守員が押し上げ圧を実測するといった手間のかかる作業が不要となり、さらに、定期的な車両検査と比べて高い頻度で集電装置の検査を行える。よって、押し上げ圧に異常が生じた場合に、速やかにこれを発見し、異常が故障に発展しないように対処することができる。【００１０】
ここで、本発明に係る集電装置の検査方法が、複数の集電装置が接触器により分断可能に引き通し線を介して接続されている列車を対象とする場合、
前記評価ステップでは、前記集電部が下降するときの前記動作時間、あるいは、前記接触器が切断で前記集電部が上昇するときの前記動作時間に基づき、前記押し上げ圧の評価を行い、
前記接触器が接続で前記集電部が上昇するときの前記動作時間は、前記評価ステップで用いる前記動作時間から除外するように構成するとよい。【００１１】
通常、集電部の上昇の終了を示す第２タイミングは、集電部がトロリ線に接触して電圧が入力されたことを検出することで得ることができる。複数の車両に亘って配設された引き通し線が複数の集電装置を接続している場合、１つの集電装置の集電部がトロリ線に接触した際、引き通し線を介して別の集電装置へ入力電圧が送られてしまう。このため、複数の集電装置の何れか１つの集電部が遅れてトロリ線に接触した場合に、この遅れが検出できない。逆に、集電部を下降させる際には、複数の集電装置の間で大きなばらつきなく集電部がトロリ線から離れ、また、集電した電圧の変化を検出しなくても各集電部の下降の動作時間を得ることができる。
そこで、上記の検査方法では、集電部が下降するときの動作時間か、接触器が切断状態で集電部が上昇するときの動作時間を用いて、押し上げ圧の評価を行うことで、複数の集電装置の各々について妥当な評価を行うことができる。【００１２】
さらに、本発明に係る集電装置の検査方法は、部前記集電部の摩耗量を取得するステップを更に含み、
前記評価ステップでは、前記摩耗量に基づく補正を行って、前記押し上げ圧を評価するように構成するとよい。
集電部は摩耗により重量が低下してくる。よって、上記の方法のように、摩耗量を取得して補正に用いることで、より正確な押し上げ圧の評価ができる。【００１３】
さらに、本発明に係る集電装置の検査方法は、バネ力とエアシリンダの制御によって前記集電部を昇降させる集電装置を対象とする場合、
前記エアシリンダに送られる空気の圧力値を取得するステップを更に含み、
前記評価ステップでは、前記空気の圧力値に基づく補正を行って、前記押し上げ圧を評価するように構成するとよい。
バネ力とエアシリンダの制御によって集電部を昇降させる集電装置では、エアシリンダの圧力の変化により、昇降の動作時間に変化が生じる。よって、上記構成によれば、このような変化の影響を補償して、より正確な押し上げ圧の評価ができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、効率的に集電装置の押し上げ圧を検査でき、異常が生じた場合に速やかにこれを発見できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】制御伝送システム及び検査システムの概要を示す構成図である。
【図２】検査システムの機能構成を示すブロック図である。
【図３】パンタグラフの押し上げ圧の検査に使われる信号の流れを示す説明図である。
【図４】検査部が実行する検査処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】上昇時間の計算例を説明するタイムチャートであり、図５Ａは上昇制御線加圧情報、図５Ｂは上昇検知センサ出力、図５Ｃは架線電圧値を示す。
【図６】下降時間の計算例を説明するタイムチャートであり、図６Ａは下降制御線加圧情報、図６Ｂは上昇検知センサ出力、図６Ｃは架線電圧値を示す。
【図７】押し上げ圧と上昇時間との相関を示すグラフである。
【図８】押し上げ圧と下降時間との相関を示すグラフである。
【図９】変形例における検査部の基準値読出し処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、制御伝送システム及び検査システムの概要を示す構成図である。
本発明の実施の形態の検査システム１００は、列車の制御伝送システム１０の情報を利用して列車に搭載された様々な機器２１、２２、２３の機能検査を行うものである。この機能検査の中に、集電装置であるパンタグララ２０５（図３）の押し上げ圧の検査が含まれる。
【００１７】
先ず制御伝送システム１０の説明を行う。
制御伝送システム１０は、伝送路を介して各機器２１、２２、２３の指令情報、制御情報、並びに、各機器２２、２３に備わるセンサ機器の検出情報を統合的に伝送して列車を制御するシステムである。制御伝送システム１０は、先頭車両２に搭載される制御伝送中央装置１１と、後続車両２、２に搭載される制御伝送端末装置１２、１２とを備える。先頭車両２の制御伝送中央装置１１には、例えば運転士が操作する運転台機器２１が接続され、後続車両２の制御伝送端末装置１２には、各種駆動部及び各種センサを含んだ様々な機器２２、２３が接続される。なお、図１では、各種駆動部及び各種センサを有する機器として、２つの機器２２、２３しか示していないが、各車両２には多数の同様の機器が設けられ、これらが同様に伝送路に接続されている。
【００１８】
列車の運用中、制御伝送システム１０には、各機器２２、２３から各種の検出情報が送られ、これにより列車の状態が管理される。また、運転士の操作により運転台機器２１から操作指令が入力されると、制御伝送システム１０が操作指令に応じた制御指令を生成及び対象の機器２２、２３へ伝送し、各機器２２、２３が動作する。検査システム１００は、伝送路に流れる各種センサの検出情報、運転士の操作指令、機器の制御指令を監視及び収集することができる。
【００１９】
続いて検査システム１００の説明を行う。
図２は、検査システムの機能構成を示すブロック図である。
検査システム１００は、列車に搭載されて検査処理を行う車上装置１１０と、地上に設置されて複数の列車から検査結果を収集する地上装置１２０とを備えている。
車上装置１１０は、制御伝送システム１０に伝送される情報が収集されるデータ格納部１１１と、収集された情報に基づいて所定の検査を行う検査部（検出手段、評価手段に相当）１１２と、検査結果の判定に使われる検査基準値が予め格納された検査基準値格納部１１３と、検査結果を格納する検査結果格納部１１４と、検査結果を地上装置１２０へ送信するデータ送信部１１５とを備えている。
【００２０】
地上装置１２０は、車上装置１１０から送られた検査結果を受信するデータ受信部１２３と、各列車の検査結果を格納する検査結果格納部１２２と、例えば検査員の携帯端末１３０と通信を行う通信処理部１２１とを有している。
このように構成された検査システム１００によれば、列車の運用中に収集された情報に基づいて自動的に様々な検査が行われ、複数の列車の検査結果が地上装置１２０に収集される。検査員は、収集された検査結果を調査して各列車の保守計画を立てたり、列車の保守中に携帯端末１３０で対象機器の検査結果の詳細を確認したりできる。
【００２１】
次に、検査システム１００で行われるパンタグラフ２０５（図３）の押し上げ圧の検査方法について詳細に説明する。
図３は、パンタグラフの押し上げ圧の検査に使われる信号の流れを示す説明図である。
パンタグラフ２０５は、トロリ線に接触して電力を取り込みながら摺動する摺り板と、摺り板を保持する舟体とを有する。これら摺り板と舟体とを合わせた部分を集電部と呼ぶ。また、パンタグラフ２０５は、集電部の上昇と下降とを行う昇降機構を有し、昇降機構は集電部に上昇方向の力を及ぼすバネと、集電部に下降方向の力を及ぼすエアシリンダとを備えている。図３の下げ電磁弁２０７は、このエアシリンダに圧縮空気を送って作動させる弁を示す。
【００２２】
さらに、パンタグラフ２０５には、待機位置で集電部に引っかかって、集電部を下降した状態に保持する電磁カギが設けられている。図３の電磁カギ外し２０６は、電気的に駆動して集電部への電磁カギの引っかかりを外すアクチュエータを示す。
また、パンタグラフ２０５には、電磁カギ外し２０６が正常に機能して集電部が上昇を開始したか検出するための上昇検知センサ２０８が設けられている。上昇検知センサ２０８は、例えば集電部を待機位置で非接触に検出する近接スイッチである。上昇検知センサ２０８の出力は制御伝送システム１０に出力される。
【００２３】
このように構成されたパンタグラフ２０５は、集電部がトロリ線から外れないよう、また、集電部の偏摩耗が生じないよう、集電部の押し上げ圧が適切な範囲に収まるように管理する必要がある。押し上げ圧は、昇降機構の可動部のグリスの減少、摺り板の摩耗による集電部の重量低下、バネの経年劣化等、様々な要因により変化する。
運転台機器２１には、パンタグラフ２０５の上昇指令と下降指令とを出力可能な上昇下降スイッチ２０４が設けられている。上昇と下降の操作指令に関する信号はパンタグラフ２０５と、制御伝送システム１０に送られる。
【００２４】
ＳＩＶ（Static InVerter：補助電源装置）２０９は、パンタグラフ２０５が集電した電圧を受けて、列車の照明、空調器、又は開閉ドアの制御弁などの各種駆動部の電源を供給する。ＳＩＶ２０９には、パンタグラフ２０５が集電した電圧を検出する架線電圧センサ２１０が設けられている。検出された架線電圧値は、制御伝送システムに送られる。
空気圧縮機の調圧器２１４は、パンタグラフ２０５のエアシリンダ及び開閉ドアに供給される圧縮空気の圧力を調整する機器である。調圧器２１４には、圧縮空気の圧力を検出する圧力センサ２１５が設けられている。検出された圧縮空気の圧力値は、制御伝送システムに送られる。
【００２５】
複数の車両が連結されてなる列車（編成とも呼ばれる）においては、複数のパンタグラフ２０５が設けられ、トロリ線から各パンタグラフ２０５が入力した架線電圧は、高圧引通線を介して他の車両へ送られる。また、各車両の高圧引通線は接触器２１６を介して接続されており、接触器２１６を切断に切り替えることで、別々の車両に設けられている複数のパンタグラフ２０５が電気的に分断可能である。
【００２６】
また、列車外の施設には、パンタグラフ２０５の摺り板の摩耗具合を計測する摺り板自動計測装置２２０が設けられている。摺り板自動計測装置２２０とは、列車の通過の際、摺り板の上面を近接センサあるいは接触式のセンサを用いて検出し、摩耗量を測定する装置である。運行量の多い線区を走行する列車は、数日に一回程度、摺り板自動計測装置２２０を用いて摺り板の摩耗量の測定を行っている。摺り板自動計測装置２２０の測定結果は、無線を介して制御伝送システム１０へ送信することができる。
【００２７】
パンタグラフ２０５の押し上げ圧の検査は、集電部の上昇又は下降にかかる昇降の動作時間（以下では「上昇時間」と「下降時間」と呼ぶ）を計算し、この動作時間に基づいて押し上げ圧を評価するものである。押し上げ圧は、集電部を上昇させるように付勢するバネの力に依存するが、バネの力は集電部の上昇時間又は下降時間と相関する。よって、これらの時間に基づいて押し上げ圧を評価できる。
【００２８】
図４は、検査部が実行する検査処理の手順を示すフローチャートである。図５Ａ〜図５Ｃは、上昇時間の計算例を説明するタイムチャートであり、図５Ａは上昇制御線加圧情報、図５Ｂは上昇検知センサ出力、図５Ｃは架線電圧値を示す。図６Ａ〜図６Ｃは、下降時間の計算例を説明するタイムチャートであり、図６Ａは下降制御線加圧情報、図６Ｂは上昇検知センサ出力、図６Ｃは架線電圧値を示す。
図４の検査処理は、検査システム１００の検査部１１２によって例えば定期的に実行される。検査処理が開始されると、検査部１１２は、データ格納部１１１に格納された各種のデータの中からパンタグラフ２０５の昇降に関するデータを抽出する（ステップＳ１）。
【００２９】
ここで抽出されるデータには、運転士の上昇下降スイッチ２０４の操作タイミングが分かる上昇制御線及び下降制御線の加圧情報と、上昇検知センサ２０８のセンサ出力の情報と、架線電圧センサ２１０の架線電圧値の情報と、接触器２１６の動作情報とが含まれる。これらの情報は、短いサンプリング周期で取得され時間情報と対応付けられて記録されている。
なお、押し上げ圧の評価に使われるデータからは、接触器２１６がオンの状態でパンタグラフ２０５が上昇した際のデータが除外される。このようなデータで得られた集電部の上昇時間は、集電部の押し上げ圧と相関しない場合があるからである。この現象についての詳細は後述する。
【００３０】
データを抽出したら、検査部１１２は、上昇のデータか下降のデータかを判別し（ステップＳ２）、上昇のデータであれば、抽出されたデータを用いて上昇時間を計算し（ステップＳ３：検出ステップ）、検査基準値格納部１１３に格納されている上昇基準時間と比較する（ステップＳ４：評価ステップ）。その結果、例えば上昇基準時間の下限値と上限値との間であれば異常なし、それ以外であれば異常発生の検査結果とする。検査部１１２は、検査結果を検査結果格納部１１４に格納する（ステップＳ７）。
【００３１】
ステップＳ３の上昇時間の計算は、次のように行われる。図５に示すように、先ず、検査部１１２は、上昇制御線の加圧情報の立ち上りタイミングｔ１を、上昇開始を示す第１タイミングとして検出する。また、検査部１１２は、架線電圧センサ２１０が検出する架線電圧値の立ち上りタイミングｔ２を、上昇終了を示す第２タイミングとして検出する。そして、タイミングｔ１からタイミングｔ２までを、集電部の上昇時間として計算する。この上昇時間は、電磁カギ外し２０６に指令が入力されてから、電磁カギが外れてバネの力により集電部が上昇を開始し、集電部がトロリ線に接触して架線電圧が入力されるまでの時間であり、バネ力の大小により変化する。
なお、上昇時間の始端は、上昇制御線の加圧情報の立ち上りタイミングｔ１の他に、上昇検知センサ２０８の出力の立ち上りタイミングｔ３としてもよい。
【００３２】
図７は、押し上げ圧と上昇時間との相関を示すグラフである。図７は、パンタグラフ２０５を異なる状態で複数回の上昇試験を行って得られた押し上げ圧と上昇時間との関係を示している。
図７に示されるように、接触器２１６が切断の状態であれば、パンタグラフ２０５の押し上げ圧と上昇時間とに強い相関が確認できる。よって、この相関に基づいて上昇時間からパンタグラフ２０５の押し上げ圧を推定及び評価することができる。相関のばらつきの影響を無視できないような場合には、複数回の上昇時間、下降時間、又は押し上げ圧と関係する他の検出値と合わせて統計的に押し上げ圧を評価しても良い。これにより精度の高い検査を行うことができる。
【００３３】
一方、図７に示されるように、接触器２１６が接続の状態であれば、パンタグラフ２０５の押し上げ圧と上昇時間とに強い相関が得られない。これは、上昇時間の終端のタイミングを、架線電圧値の立ち上りから得ていることに起因する。例えば検査対象のパンタグラフの押し上げ力が小さくなっていて上昇終了に遅延が生じていても、同じ列車の他のパンタグラフが早く上昇して架線電圧を入力することがある。この場合、列車内の高圧引通線を通じて検査対象のパンタグラフが接続されている高圧引通線にも架線電圧が入力されてしまう。このため、計算により得られた検査対象のパンタグラフの上昇時間は、実際の上昇時間と異なり、上昇終了の遅延が反映した値とならない。以上のことから、計算により得られた上昇時間と、検査対象のパンタグラフの押し上げ力とは相関しない場合があり、ステップＳ１のデータ抽出の処理の際、このような場合のデータをデータ抽出の対象から除外することで、検査の精度を低下させる要因を省いている。
【００３４】
図４のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ２の判別処理で、下降のデータが抽出された場合、検査部１１２は、抽出されたデータから下降時間を計算し（ステップＳ５：検出ステップ）、検査基準値格納部１１３に格納されている下降基準時間と比較する（ステップＳ６：評価ステップ）。その結果、例えば下降基準時間の下限値と上限値との間であれば異常なし、それ以外であれば異常発生の検査結果とする。検査部１１２は、検査結果を検査結果格納部１１４に格納する（ステップＳ７）。そして、この検査処理を終了する。
【００３５】
ステップＳ５の下降時間の計算は、次のように行われる。図６に示すように、先ず、検査部１１２は、下降制御線の加圧情報の立ち上りタイミングｔ１１を、下降開始を示す第１タイミングとして検出する。また、検査部１１２は、上昇検知センサ２０８の出力の立下りタイミングｔ１２を、下降終了を示す第２タイミングとして検出する。そして、これらから集電部の下降時間を計算する。この下降時間は、下げ電磁弁２０７に指令が入力されてから、エアシリンダが駆動して集電部を下降し、集電部が待機位置近傍まで下降して上昇検知センサ２０８の検出位置に到達するまでの時間である。バネ力はエアシリンダの駆動力に抗するように作用するため、バネ力の大小により下降時間が変化する。
【００３６】
なお、下降時間の始端は、下降制御線の加圧情報の立ち上りタイミングｔ１１の他、架線電圧センサ２１０が検出する架線電圧値の立下りのタイミングｔ１３としてもよい。複数のパンタグラフがある場合でも、下降の制御指令は複数のパンタグラフにほぼ同時に出力され、集電部はトロリ線からほぼ同時に離れることが確認されている。
【００３７】
図８は、押し上げ圧と下降時間との相関を示すグラフである。図８は、パンタグラフ２０５を異なる状態で複数回の下降試験を行って得られた押し上げ圧と下降時間との関係を示している。
図８に示されるように、パンタグラフ２０５の押し上げ圧と下降時間とには、接触器２１６の状態に拘らずに、強い相関があることが確認される。よって、この相関に基づいて下降時間からパンタグラフ２０５の押し上げ圧を検査することができる。相関のばらつきの影響を無視できないような場合には、複数回の下降時間、上昇時間、又は押し上げ圧と関係する他の検出値を合わせて統計的に押し上げ圧を求めるようにしてもよい。これにより、より精度の高い検査を行うことができる。
【００３８】
以上のように、この実施の形態の検査システム１００及びそのパンタグラフ２０５の押し上げ圧の検査方法によれば、列車の運用時（例えば運用開始時又は運用終了時）に得られる情報を用いて集電部の押し上げ圧の評価を行うことができる。よって、保守員が押し上げ圧を実測するといった手間のかかる作業が不要となり、さらに、定期的な車両検査と比べて高い頻度で集電装置の検査を行える。よって、押し上げ圧に異常が生じた場合に、速やかにこれを発見し、異常が故障に発展しないように対処することができる。
【００３９】
（変形例）
この変形例は、集電部の押し上げ圧を評価する処理に、エアシリンダの空気圧と摺り板の摩耗量とに基づく補正処理を追加した例である。エアシリンダの空気圧が標準範囲からずれると、その分、エアシリンダの駆動力が変わるので、集電部の下降時間に影響する。また、摺り板の摩耗量が大きくなると、集電部が軽くなるので、集電部の上昇時間及び下降時間に影響し、かつ、バネ力が同じでも集電部の押し上げ圧が変化する。よって、この変形例では、このような影響を考慮した補正処理を追加して、より精度の高い集電部の押し上げ圧の評価を行う。
【００４０】
エアシリンダの空気圧は、図３の空気圧縮機の調圧器２１４の圧力センサ２１５から制御伝送システム１０へ送られる空気の圧力値データから得ることができる。また、摺り板の摩耗量は、摺り板自動計測装置２２０から制御伝送システム１０へ送られるデータから得ることができる。なお、摺り板の摩耗量は、列車の走行距離から推測するようにしてもよい。
補正処理は、集電部の押し上げ圧を評価する基準値（上昇の基準時間と下降の基準時間）を、エアシリンダの空気圧と摺り板の摩耗量とに応じて複数種類用意しておき、使用する基準値を変更することで行う。このような基準値は、実際に試験を行って求めることもできるし、理論計算から求めることもできる。
【００４１】
図９は、変形例における検査部の基準値読出し処理の手順を示すフローチャートである。
変形例では、図４のステップＳ４又はステップＳ６にて上昇時間又は下降時間と基準値とを比較する際に、図９の基準値読出し処理により検査基準値格納部１１３から基準値を読み出す。
基準値読出し処理では、先ず、検査部１１２は、エアシリンダの空気圧の値として、データ格納部１１１から集電部の昇降時における圧力センサ２１５の圧力値データを抽出する（ステップＳ１１）。また、検査部１１２は、集電部の昇降時に一番近いタイミングで計測された摺り板摩耗量データを抽出する（ステップＳ１２）。
【００４２】
続いて、検査部１１２は、抽出した圧力値データと摺り板摩耗量データとから、これらの値が標準範囲にあるか判別し（ステップＳ１３）、標準範囲であれば、検査基準値格納部１１３から標準の基準値を読み出す（ステップＳ１４）。そして、この基準値読出し処理を終える。
一方、標準範囲になければ、検査部１１２は、検査基準値格納部１１３から、圧力値データ及び摺り板摩耗量データの値に応じた補正された基準値を読み出す（ステップＳ１５）。そして、この基準値読出し処理を終える。
検査部１１２は、このように読み出された基準値を用いて、図４のステップＳ４又はステップＳ６の押上げ圧の評価を行う。これにより、エアシリンダの空気圧あるいは摺り板の摩耗量が標準から大きく異なる場合でも、高い精度の評価を行うことができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られるものではない。例えば、上記の変形例では、エアシリンダの空気圧と摺り板の摩耗量とに応じて評価の基準値を異ならせることで補正処理を行ったが、補正処理はこれに限られるものではない。例えば、評価処理を昇降の動作時間から押し上げ圧を計算して評価するようにした場合、押上げ圧の計算式に、エアシリンダの空気圧と摺り板摩耗量との影響を反映するような補正項目を付加し、この補正項目の計算を補正処理としてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態では、主に集電部の上昇時間又は下降時間から押し上げ圧を評価していたが、上昇時間又は下降時間に様々なパラメータを加えて総合的に押し上げ圧を評価してもよい。例えば、集電部がトロリ線から離れる際の挙動は、トロリ線からの電磁力とパンタグラフのバネ力とによって変化するため、この変化がトロリ線から離脱する際の架線電圧値の立下りパターンに表れる。よって、高圧引通線の接触器２１６が切断状態で集電部が下降するときの架線電圧値の立下りパターンを判別し、この判別結果を考慮に加えて集電部の押し上げ圧を総合的に評価してもよい。
【００４５】
また、上記の実施の形態では、車上装置１１０が集電部の押し上げ圧の評価を行う構成を例にとって説明した。しかし、制御伝送システム１０において収集されたデータを車上装置１１０から地上装置１２０へ送ることで、地上装置１２０において集電部の押し上げ圧の評価が行われるようにしてもよい。
また、上記の実施の形態では、制御伝送システム１０において伝送されるデータを用いて評価を行う構成を例にとって説明した。しかし、制御伝送システムを採用していない列車であれば、パンタグラフを昇降する列車の運用時に、別途、集電部の上昇又は下降の時間を測定して、本発明を適用してもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態では、上昇時間と下降時間との両方から集電部の押し上げ圧の評価を行っているが、上昇時間のみあるいは下降時間のみから評価を行うようにしてもよい。その他、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、列車に備わる集電装置の検査方法及び検査システムに利用できる。
【符号の説明】
【００４８】
２  車両
１０  制御伝送システム
１００  検査システム
１１１  データ格納部
１１２  検査部（検出手段、評価手段）
１１３  検査基準値格納部
２０４  上昇下降スイッチ
２０５  パンタグラフ（集電装置）
２０６  電磁カギ外し
２０７  下げ電磁弁
２０８  上昇検知センサ
２０９  ＳＩＶ
２１０  架線電圧センサ
２１４  空気圧縮機の調圧器
２１５  圧力センサ
２１６  接触器
２２０  摺り板自動計測装置
ｔ１、ｔ１１  立ち上りタイミング（第１タイミング）
ｔ２  立ち上りタイミング（第２タイミング）
ｔ１２  立下りタイミング（第２タイミング）
【図１】
2017145750.tif 000003
【図２】
2017145750.tif 000004
【図３】
2017145750.tif 000005
【図４】
2017145750.tif 000006
【図５】
2017145750.tif 000007
【図６】
2017145750.tif 000008
【図７】
2017145750.tif 000009
【図８】
2017145750.tif 000010
【図９】
2017145750.tif 000011
【国際調査報告】
2017145750.tif 000012
2017145750.tif 000013
2017145750.tif 000014
2017145750.tif 000015