(57)【要約】【課題】トロリ線測定装置の投光部及び受光部を、シングルアームタイプのパンタグラフにも取り付けられる様に軽量化する。【解決手段】トロリ線１と接触するすり板１２が設置された舟体１０は、すり板１２が設置されていない所に開口部１１を有する。トロリ線測定装置３０のトロリ線１へ投光する光を発生する投光部（ＬＥＤ光源２２）及びトロリ線１から反射した光を受光する受光部（レンズ２３及び受光素子２４）を収納した筐体２０を、トロリ線１と接触するすり板１２が設置された舟体１０に設けた開口部１１に取り付け、受光部の検出信号を処理して、トロリ線１の摩耗量又は偏位量を検出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線と接触するすり板が設置された舟体であって、
前記すり板が設置されていない所に開口部を有し、
前記トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出するトロリ線測定装置の、前記トロリ線へ投光する光を発生する投光部及び前記トロリ線から反射した光を受光する受光部を収納した筐体を、前記開口部に取り付けたことを特徴とする舟体。
【請求項２】
前記投光部は、光源として、前記すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを有し、前記受光部は、受光素子として、前記すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを有することを特徴とする請求項１に記載の舟体。
【請求項３】
前記すり板が２つ設置され、
前記開口部が２つの前記すり板の間に設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の舟体。
【請求項４】
トロリ線へ投光する光を発生する投光部と、
前記トロリ線から反射した光を受光する受光部と、
前記受光部の検出信号を処理して、前記トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出する演算装置とを備え、
前記投光部及び前記受光部を収納した筐体を、前記トロリ線と接触するすり板が設置された舟体に設けられた開口部に取り付けたことを特徴とするトロリ線測定装置。
【請求項５】
前記投光部は、光源として、前記すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを有し、前記受光部は、受光素子として、前記すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを有することを特徴とする請求項４に記載のトロリ線測定装置。
【請求項６】
前記筐体を、２つの前記すり板が設置された前記舟体の、２つの前記すり板の間に設けられた前記開口部に取り付けたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のトロリ線測定装置。
【請求項７】
トロリ線測定装置のトロリ線へ投光する光を発生する投光部及び前記トロリ線から反射した光を受光する受光部を収納した筐体を、前記トロリ線と接触するすり板が設置された舟体に設けた開口部に取り付け、
前記受光部の検出信号を処理して、前記トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出することを特徴とするトロリ線測定方法。
【請求項８】
前記投光部の光源として、前記すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを用い、前記受光部の受光素子として、前記すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを用いることを特徴とする請求項７に記載のトロリ線測定方法。
【請求項９】
前記筐体を、２つの前記すり板が設置された前記舟体の、２つの前記すり板の間に設けた前記開口部に取り付けることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のトロリ線測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線と接触するすり板が設置された舟体、並びに、トロリ線の摩耗量や偏位量を検出するトロリ線測定装置及びトロリ線測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電車等の鉄道車両へ給電を行うトロリ線は、パンタグラフにより車両の屋根上に搭載された舟体に設置されたすり板と接触して、徐々に摩耗する。そのため、トロリ線測定装置を用いて、トロリ線の摩耗量や偏位量を測定する必要がある。トロリ線測定装置は、トロリ線へ投光する光を発生する投光部と、トロリ線から反射した光を受光する受光部とを備え、受光部の検出信号を処理して、トロリ線の摩耗量や偏位量を検出する。従来のトロリ線測定装置の投光部及び受光部は、合計の重量が約３０ｋｇ程度あり、すり板が設置された舟体を支持するパンタグラフに取り付けられていた。この様なトロリ線測定装置として、特許文献１に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１５４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、トロリ線測定装置を搭載する検測車両のパンタグラフには、２組の「く」の字形のアームを、菱形を形成する様に交差させながら上下させる、菱形パンタグラフが使用されていた。菱形パンタグラフは、すり板が設置された舟体を２組のアームで支持する構成となっているので、強度的に頑丈な構造であった。そのため、菱形パンタグラフに比較的重量の大きなトロリ線測定装置の投光部及び受光部を取り付けても、菱形パンタグラフに支持された舟体が投光部及び受光部の重量の影響を受けることは、ほとんどなかった。
【０００５】
近年、菱形パンタグラフの代わりに、１組のアームで舟体を支持するシングルアームタイプのパンタグラフが主流となって来た。シングルアームタイプのパンタグラフは、舟体を支持するアームが少ない分、従来の菱形パンタグラフよりも軽量であるが、強度が劣る。そのため、シングルアームタイプのパンタグラフには、従来と同じ重量の投光部及び受光部を取り付けることができず、トロリ線測定装置用に菱形パンタグラフを別途設ける必要があった。
【０００６】
本発明の課題は、トロリ線測定装置の投光部及び受光部を、シングルアームタイプのパンタグラフにも取り付けられる様に軽量化することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の舟体は、トロリ線と接触するすり板が設置された舟体であって、すり板が設置されていない所に開口部を有し、トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出するトロリ線測定装置の、トロリ線へ投光する光を発生する投光部及びトロリ線から反射した光を受光する受光部を収納した筐体を、開口部に取り付けたものである。
【０００８】
また、本発明のトロリ線測定装置は、トロリ線へ投光する光を発生する投光部と、トロリ線から反射した光を受光する受光部と、受光部の検出信号を処理して、トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出する演算装置とを備え、投光部及び受光部を収納した筐体を、トロリ線と接触するすり板が設置された舟体に設けられた開口部に取り付けたものである。
【０００９】
また、本発明のトロリ線測定方法は、トロリ線測定装置のトロリ線へ投光する光を発生する投光部及びトロリ線から反射した光を受光する受光部を収納した筐体を、トロリ線と接触するすり板が設置された舟体に設けた開口部に取り付け、受光部の検出信号を処理して、トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出するものである。
【００１０】
従来、舟体がパンタグラフの先端部に取り付けられているため、トロリ線測定装置の投光部及び受光部は、パンタグラフの舟体より下方部分に取り付けられていた。本発明は、トロリ線測定装置の投光部及び受光部を収納した筐体を、トロリ線と接触するすり板が設置された舟体に設けた開口部に取り付けるので、投光部及び受光部を、舟体に邪魔されることなくトロリ線の近傍に設置することができる。そのため、投光部の光源は、従来よりも出力が低い小型軽量ものを使用することができ、受光部の受光素子も、従来よりも感度を必要としない小型軽量のものを使用することができる。
【００１１】
さらに、本発明の舟体及びトロリ線測定装置は、投光部が、光源として、すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを有し、受光部が、受光素子として、すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを有するものである、また、本発明のトロリ線測定方法は、投光部の光源として、すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを用い、受光部の受光素子として、すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを用いるものである。
【００１２】
特許文献１に記載の様に、従来は、投光部の光源として、レールの進行方向に対して横断する方向に複数の光源が設けられ、受光部の受光素子として、レールの進行方向に対して横断する方向に複数の受光器が設けられていた。投光部の光源として、すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを用い、受光部の受光素子として、すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを用いると、光源及び受光素子がそれぞれ１つで済むので、トロリ線測定装置の投光部及び受光部がさらに軽量化される。
【００１３】
さらに、本発明の舟体は、すり板が２つ設置され、開口部が２つのすり板の間に設けられたものである。また、本発明のトロリ線測定装置は、筐体を、２つのすり板が設置された舟体の、２つのすり板の間に設けられた開口部に取り付けたものである。また、本発明のトロリ線測定方法は、筐体を、２つのすり板が設置された舟体の、２つのすり板の間に設けた開口部に取り付けるものである。トロリ線と接触する２つのすり板の中間の位置で、トロリ線の摩耗量又は偏位量が検出される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、トロリ線測定装置の投光部及び受光部を、シングルアームタイプのパンタグラフにも取り付けられる様に軽量化することができる。
【００１５】
さらに、投光部の光源として、すり板の長手方向に並んだＬＥＤアレイを用い、受光部の受光素子として、すり板の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを用いることにより、光源及び受光素子がそれぞれ１つで済むので、トロリ線測定装置の投光部及び受光部をさらに軽量化することができる。
【００１６】
さらに、筐体を取り付ける開口部を、２つのすり板が設置された舟体の、２つのすり板の間に設けることにより、トロリ線と接触する２つのすり板の中間の位置で、トロリ線の摩耗量又は偏位量を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１（ａ）は本発明の一実施の形態による舟体の上面図、図１（ｂ）は同側面図である。
【図２】図２（ａ）は筐体を取り付ける前の舟体の上面図、図２（ｂ）は同側面図である。
【図３】図１（ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。
【図４】ＬＥＤ光源、レンズ及び受光素子の斜視図である。
【図５】本発明の一実施の形態によるトロリ線測定装置のブロック図である。
【図６】本発明の一実施の形態による舟体を搭載した車両を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１（ａ）は本発明の一実施の形態による舟体の上面図、図１（ｂ）は同側面図である。図１（ｂ）に示す様に、舟体１０は、上面のすり板１２が設置される部分が平坦になっており、その両側の部分が下方へ向かって曲げられている。図１（ａ）に示す様に、本実施の形態の舟体１０には、２つのすり板１２が設置されており、２つのすり板１２の間に筐体２０が取り付けられている。
【００１９】
図２（ａ）は筐体を取り付ける前の舟体の上面図、図２（ｂ）は同側面図である。図２（ａ）に示す様に、舟体１０には、すり板１２が設置されていない所に開口部１１が設けられている。本実施の形態の舟体１０には、２つのすり板１２が設置されており、開口部１１は、２つのすり板１２の間に設けられている。
【００２０】
図３は、図１（ａ）のＡ−Ａ部の断面図である。図３において、筐体２０は、舟体１０の開口部１１の中に挿入されている。筐体２０の内部には、トロリ線測定装置の投光部及び受光部が収納されている。本実施の形態において、投光部は、ＬＥＤ光源２２から成り、受光部は、レンズ２３及び受光素子２４から成る。筐体２０の上面には、ガラス等の透明な材料で構成された透過窓２１が設けられている。
【００２１】
図４は、ＬＥＤ光源、レンズ及び受光素子の斜視図である。トロリ線１と図示しないすり板１２とが接触する位置が、すり板１２の長手方向に移動しても、トロリ線１へ光を照射できる様に、投光部のＬＥＤ光源２２には、すり板１２の長手方向に並んだＬＥＤアレイが用いられている。また、トロリ線１と図示しないすり板１２とが接触する位置が、すり板１２の長手方向に移動しても、トロリ線１から反射した光を受光できる様に、受光部の受光素子２４には、すり板１２の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーが用いられている。なお、図４においては、ＬＥＤ光源２２、レンズ２３及び受光素子２４を収納する筐体２０が、破線で示されている。筐体２０の大きさは、一例として、長さが約７００〜９００ｍｍ程度、高さが約１００ｍｍ程度である。
【００２２】
図３において、ＬＥＤ光源２２は、昼間に測定を行う際に太陽光の影響を受けにくい様、赤外領域の光、例えば波長８５０ｎｍの単色光を発生する。なお、夜間に測定を行う場合は、可視領域の光を発生する光源を用いてもよい。図３に示す様に、ＬＥＤ光源２２は、筐体２０内に斜めに傾けて設置されている。ＬＥＤ光源２２から発生した光は、透過窓２１を通り、トロリ線１へ照射される。トロリ線１から反射した光は、透過窓２１を通り、レンズ２３で集光されて、受光素子２４で受光される。受光素子２４は、受光した光の強度に応じた検出信号を出力する。
【００２３】
筐体２０は、トロリ線１との接触を避けるため、透過窓２１の設けられた上面がトロリ線１とすり板１２が接触する面よりも５ｍｍ〜１５ｍｍ下方に位置する様に、取り付けられている。トロリ線１へ投光する光を発生する投光部及びトロリ線１から反射した光を受光する受光部を収納した筐体２０を、トロリ線１と接触するすり板１２が設置された舟体１０に設けた開口部１１に取り付けるので、投光部及び受光部を舟体に邪魔されることなくトロリ線１の近傍に設置することができる。そのため、投光部のＬＥＤ光源２２は、従来よりも出力が低い小型軽量ものを使用することができ、受光部の受光素子２４も、従来よりも感度を必要としない小型軽量のものを使用することができる。
【００２４】
図５は、本発明の一実施の形態によるトロリ線測定装置のブロック図である。本実施の形態のトロリ線測定装置３０は、筐体２０に収納された投光部（ＬＥＤ光源２２）及び受光部（レンズ２３、受光素子２４）の他に、パルス駆動回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、波形データメモリ２７、及び演算装置２８を含んで構成されている。筐体２０以外のパルス駆動回路２５、Ａ／Ｄ変換回路２６、波形データメモリ２７、及び演算装置２８は、トロリ線測定装置３０を搭載した車両内に設置されている。パルス駆動回路２５は、ＬＥＤ光源２２を所定の周期で駆動するパルス信号を発生する。波形データメモリ２７は、受光素子２４が出力したアナログの検出信号を、ディジタル信号に変換する。波形データメモリ２７は、波形データメモリ２７から出力されたディジタル信号を、パルス駆動回路２５からの同期信号に同期して記憶する。演算装置２８は、波形データメモリ２７に記憶されたデータから、トロリ線１の位置及び幅を算出し、トロリ線１の摩耗量及び偏位量を検出する。
【００２５】
図６は、本発明の一実施の形態による舟体を搭載した車両を示す図である。トロリ線１は、レール２の上空に架設されている。車両３は、車輪４により、レール２上を走行する。車両３の屋根上には、絶縁のための碍子５を介して、ベース６が設けられている。シングルアームタイプのパンタグラフ７は、パンタグラフ固定部８によりベース６に固定されている。本実施の形態の舟体１０は、シングルアームタイプのパンタグラフ７の先端部に取り付けられて、パンタグラフ７により支持されている。舟体１０の上面に設置されたすり板１２が、トロリ線１に接触して、トロリ線１から車両３へ電力が供給される。なお、車両３は、トロリ線１やレール２等について各種の検測を行うため検測車両であってもよく、また乗客や貨物を乗せて走行する営業車両であってもよい。
【００２６】
シングルアームタイプのパンタグラフ７は、舟体１０を支持するアームが少ない分、従来の菱形パンタグラフよりも軽量であるが、強度が劣る。しかしながら、以上説明した実施の形態によれば、トロリ線測定装置３０の投光部（ＬＥＤ光源２２）及び受光部（レンズ２３、受光素子２４）を、シングルアームタイプのパンタグラフ７にも取り付けられる様に軽量化することができる。
【００２７】
さらに、投光部のＬＥＤ光源２２として、すり板１２の長手方向に並んだＬＥＤアレイを用い、受光部の受光素子２４として、すり板１２の長手方向に伸びるＣＣＤラインセンサーを用いることにより、光源及び受光素子がそれぞれ１つで済むので、トロリ線測定装置３０の投光部及び受光部をさらに軽量化することができる。
【００２８】
さらに、筐体２０を取り付ける開口部１１を、２つのすり板１２が設置された舟体１０の、２つのすり板１２の間に設けることにより、トロリ線１と接触する２つのすり板１２の中間の位置で、トロリ線１の摩耗量又は偏位量を検出することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  トロリ線
２  レール
３  車両
４  車輪
５  碍子
６  ベース
７  パンタグラフ
８  パンタグラフ固定部
１０  舟体
１１  開口部
１２  すり板
２０  筐体
２１  透過窓
２２  ＬＥＤ光源
２３  レンズ
２４  受光素子
２５  パルス駆動回路
２６  Ａ／Ｄ変換回路
２７  波形データメモリ
２８  演算装置
３０  トロリ線測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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