(57)【要約】【課題】  製造中および布設後の光伝送損失の増加を抑制し、伝送信頼性が高い長距離の摩耗監視性能・摩耗位置検知性能を有する光ファイバ検知線内蔵型トロリ線を提供する。【解決手段】  トロリ線本体の摩耗を検知するための摩耗検知線を備えたトロリ線において、前記トロリ線本体に、前記摩耗検知線としてコアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバを内蔵したものである。【選択図】  図１
2005170096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線本体の摩耗を検知するための摩耗検知線を備えたトロリ線において、前記トロリ線本体に、前記摩耗検知線としてコアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバを内蔵したことを特徴とする光ファイバ検知線内蔵型トロリ線。
【請求項２】
前記光ファイバはホーリーファイバである請求項１記載の光ファイバ検知線内蔵型トロリ線。
【請求項３】
前記光ファイバはフォトニッククリスタルファイバである請求項１記載の光ファイバ検知線内蔵型トロリ線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トロリ線本体の摩耗を検知するための摩耗検知線を備えたトロリ線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トロリ線は、導電性がよく、しかも引張り荷重が大きく、耐摩耗性に優れていることから電気鉄道（トロリ線本体の両側部に溝が形成されたもの）やクレーン（横断面が円形のもの）等に多用されている。
【０００３】
この種のトロリ線には、トロリ線本体にトロリ線本体の摩耗を検知するための摩耗検知線を内蔵した検知線内蔵型トロリ線がある。
【０００４】
図５に示すようなメタル検知線内蔵型トロリ線５１は、トロリ線本体５２内の大弧面５２ｂ側の摩耗限度位置ｃに、２つ（または１つ）の検知線用溝５３ａ，５３ｂを（図５では左右）対称に設け、各検知線用溝５３ａ，５３ｂ内に摩耗検知線としての絶縁電線５４ａ，５４ｂ（例えば、直径１．５５ｍｍ）がそれぞれ挿入されて収納されたものである。トロリ線５１は、トロリ線本体５２の両側部に溝５５がそれぞれ形成されるので、溝付きトロリ線とも言う。
【０００５】
トロリ線５１を用いた摩耗検知システムは、トロリ線本体５２の摩耗が進行すると絶縁電線５４ａ，５４ｂが露出し、さらに絶縁電線５４ａ，５４ｂの絶縁被覆が削られてメタル導体が露出し、露出したメタル導体がトロリ線本体５２と接触して導通することで作動し、トロリ線本体５２の摩耗を検知するものである。
【０００６】
しかし、このシステムは摩耗による絶縁電線５４ａ，５４ｂのメタル導体とトロリ線本体５２との導通位置の検知までは不可能である。
【０００７】
一方、摩耗検知線として光ファイバ（一般にシングルモード光ファイバ）を用いた光ファイバ検知線内蔵型トロリ線がある。このトロリ線を用いた摩耗検知システムは、トロリ線本体の摩耗が進行すると光ファイバが露出し、さらに光ファイバが破断することで作動し、トロリ線本体の摩耗を検知するものである。光ファイバ検知線内蔵型トロリ線は、トロリ線本体の摩耗を検知するだけでなく、摩耗位置の検知まで可能である。
【０００８】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のものがある。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２５３２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、摩耗検知線として絶縁電線５４ａ，５４ｂを使用したメタル検知線内蔵型トロリ線５１は、メタル導体がトロリ線本体５２と摩耗接触した場合、またはメタル導体が断線した場合にシステムが作動するが、摩耗や断線した箇所を正確に把握するのは不可能である。また、列車通過時に発生するノイズにより、列車が運行される昼間のトロリ線摩耗監視は不可能である。
【００１１】
一方、光ファイバ検知線内蔵型トロリ線は、製造中、光ファイバに大きな歪みが加わることから光伝送損失の増加を招く可能性がある。つまり、製造時のドラム巻取り工程および布設時の送出し工程で、光ファイバに曲率半径６ｍｍ程度の小曲りが発生することから、背景技術の光ファイバでは光伝送損失の増加が発生する。
【００１２】
また、布設後も製造中に発生した歪は完全に解消されることがなく、さらに列車通過時の振動等が加わる非常に厳しい布設環境であることから、光伝送損失の増加を招く可能性が高く、光ファイバの低損失布設が困難であり、長距離の摩耗監視が不可能である。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、製造中および布設後の光伝送損失の増加を抑制し、伝送信頼性が高い長距離の摩耗監視性能・摩耗位置検知性能を有する光ファイバ検知線内蔵型トロリ線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、トロリ線本体の摩耗を検知する摩耗検知線を備えたトロリ線において、前記トロリ線本体に、前記摩耗検知線としてコアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバを内蔵した光ファイバ検知線内蔵型トロリ線である。
【００１５】
請求項２の発明は、前記光ファイバはホーリーファイバである請求項１記載の光ファイバ検知線内蔵型トロリ線である。
【００１６】
請求項３の発明は、前記光ファイバはフォトニッククリスタルファイバである請求項１記載の光ファイバ検知線内蔵型トロリ線である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００１８】
（１）製造中および布設後の光伝送損失増加を抑制することが可能となる。このことにより、一つの監視システムでカバーできる距離を延ばすことが可能となる。また、短距離の測定においても、これまで以上に安定かつ確実な摩耗監視が可能となる。
【００１９】
（２）良好な光伝送損失特性を得ることが可能となるため、一般的な光ファイバケーブルと同様に通信等の用途にも使用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２１】
図１は、本発明の好適実施の形態を示す光ファイバ検知線内蔵型トロリ線の横断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施の形態に係る光ファイバ検知線内蔵型トロリ線１は、主にパンタグラフを介して電車に給電を行う電線として使用される。このトロリ線１は、トロリ線本体２に、トロリ線本体２の摩耗を検知するための摩耗検知線として、コアの周囲に複数の空孔を有する光ファイバ３ａ，３ｂを内蔵したものである。
【００２３】
トロリ線本体２の両側部には、トロリ線１の布設時にハンガイヤーを取り付けるための取り付け溝４がそれぞれ形成される。トロリ線本体２の下側の外周面は、電車のパンタグラフが摺動する部分である大弧面２ｂであり、トロリ線本体２の上側の外周面は、小弧面２ｓである。
【００２４】
より詳細には、トロリ線本体２内の大弧面２ｂ側の摩耗限度位置ｃに、トロリ線本体２の軸方向に沿うファイバ用溝５ａ，５ｂを（図１では左右）対称に設け、各ファイバ用溝５ａ，５ｂ内に光ファイバ３ａ，３ｂをそれぞれ挿入して収納する。トロリ線本体２は、Ｃｕ、あるいはＣｕ合金で形成される。トロリ線１としては、例えば、一般に使用される硬銅トロリ線、銀入りトロリ線、すず入りトロリ線などを含む。
【００２５】
本実施の形態では、各光ファイバ３ａ，３ｂとして、耐応力特性が優れるホーリーファイバを使用した。ホーリーファイバは、クラッド部に空孔を設けることにより、コアとクラッドの屈折率差を大きくし、曲げに強く良好な耐応力特性を備えたファイバである。
【００２６】
このようなホーリーファイバとしては、図２に示すようなホーリーファイバ２１がある。ホーリーファイバ２１は、コア２２の外周にクラッド２３を形成し、そのクラッド２３内にコア２２を取り囲むように軸方向に延びる複数の空孔２４（図２では６個）を形成したものである。
【００２７】
本実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
通常トロリ線１は、図３に示すように、製造時にドラム３１に横巻きされた後、すなわちトロリ線１の中心線（トロリ線１が線対称になる線）Ｌ１がドラム３１の軸方向に平行となるように、ドラム３１に巻き取られた後、製品として出荷される。ファイバ用溝５ａ，５ｂは、ドラム３１の径方向に位置する。
【００２９】
トロリ線１の製造から布設までの工程で、各光ファイバ３ａ，３ｂへの圧縮歪が最大となる工程は、製造時におけるドラムへの巻取り工程、および布設時における送出し工程であり、各光ファイバ３ａ，３ｂに発生する圧縮歪は最大で０．９％程度となる。このとき、光ファイバには曲率半径６ｍｍ程度の曲がりが発生することから、背景技術のトロリ線のようにシングルモード光ファイバでは光伝送損失の増加を招く可能性が高い。
【００３０】
トロリ線１は、各光ファイバ３ａ，３ｂとして、曲げに対する光伝送損失増加特性が非常に良好な図２のホーリーファイバ２１を使用しているので、製造時および布設時の各光ファイバ３ａ，３ｂに曲率半径６ｍｍ程度の曲がりが発生しても、布設後の各光ファイバ３ａ，３ｂに歪みがほとんど残留せず、製造中および布設後の光伝送損失の増加を抑制できる。このことにより、一つの監視システムでカバーできる距離を延ばすことが可能となる。また、各光ファイバ３ａ，３ｂが破断することもない。
【００３１】
ここで、トロリ線１と、摩耗検知線としてシングルモード光ファイバを使用した従来の光ファイバ検知線内蔵型トロリ線とを試作し、製造中および布設環境下における光伝送損失を測定した。その結果、従来のトロリ線では若干の光損失増加が見られたが、トロリ線１の場合、光損失増加はほとんど見られなかった。以上の実験結果より、トロリ線の摩耗検知線にホーリーファイバを使用することにより、光伝送損失の増加を抑制できることを確認した。
【００３２】
つまりトロリ線１は、伝送信頼性が高い長距離の摩耗監視性能・摩耗位置検知性能を有する。また、短距離の測定においても、これまで以上に安定かつ確実な摩耗監視が可能となる。
【００３３】
さらにトロリ線１は、良好な光伝送損失特性を得ることが可能となるため、一般的な光ファイバケーブルと同様に、通信用、温度監視用等の用途にも使用が可能となる。
【００３４】
上記実施の形態では、各光ファイバ３ａ，３ｂとして図２のホーリーファイバ２１を使用した例で説明したが、ホーリーファイバ２１の代わりに、図４に示すようなフォトニッククリスタルファイバ４１を使用しても同じ作用効果が得られる。
【００３５】
フォトニッククリスタルファイバ４１は、コア４２の周囲にクラッド４３を形成し、そのクラッド４３内にコア４２を取り囲むようにコア４２の軸方向に延びる複数の空孔４４をハニカム（蜂巣）状に配列形成し、フォトニックバンドギャップ構造の回折格子を構成したものである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の好適実施の形態を示す光ファイバ検知線内蔵型トロリ線の横断面図である。
【図２】ホーリーファイバの一例を示す横断面図である。
【図３】図１に示した光ファイバ検知線内蔵型トロリ線をドラムに巻き取ったときの横断面図である。
【図４】フォトニッククリスタルファイバの一例を示す横断面図である。
【図５】背景技術のトロリ線の一例を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  光ファイバ複合トロリ線
２  トロリ線本体
２ｂ  大弧面
２ｓ  小弧面
３  光ファイバ
５  ファイバ用溝
【図１】
2005170096.tif 000003
【図２】
2005170096.tif 000004
【図３】
2005170096.tif 000005
【図４】
2005170096.tif 000006
【図５】
2005170096.tif 000007