(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トロリ線の下方において、測定すべきトロリ線の偏位方向にほぼ水平に伸び、予測されるトロリ線の最大偏位より適当に広い範囲においてトロリ線に単一波長光を投光できるように配置された光源装置と、
トロリ線の下方において、前記光源装置とほぼ平行に水平に伸び、前記トロリ線からの反射光を受光できるように配置された受光装置と、
この受光装置が受けた前記反射光の受光位置から前記トロリ線の偏位を算出して出力する制御装置とを具備し、
前記受光装置は、それの延長方向にほぼ水平に所定の相互間隔をおいて多数列設され受光量に応じた電圧を出力する受光素子と、各受光素子の間に互いに平行に受光素子列に対してほぼ垂直方向に向けて設けられた複数の仕切り板とを具備し、
前記各受光素子は、前記反射光のうち、前記仕切板間を通って入射する所定の角度の反射光のみを受光するように、前記仕切板間に配置され、
前記制御装置は、所定値以上の高電圧を出力している受光素子の位置をトロリ線の偏位として出力するように構成されることを特徴とするトロリ線の偏位測定装置。
【請求項２】
前記光源装置は、光源ランプと、この光源ランプからの光を収束させて前記トロリ線へ投光するためのシリンドリカルレンズとを具備することを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位測定装置。
【請求項３】
前記受光装置は、前記トロリ線からの反射光を収束させて前記受光素子へ投光するためのシリンドリカルレンズを具備することを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位測定装置。
【請求項４】
前記光源装置がナトリウムランプを具備することを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位測定装置。
【請求項５】
前記光源装置は、それの投光角度が、鉛直方向に対して所定角度傾斜するように配置され、前記受光装置は、それの受光角度が、光源装置の傾斜と反対側に等角度傾斜するように配置され、それによって受光視野がトロリ線の上下偏位の範囲に一致するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位測定装置。
【請求項６】
前記受光装置が、光源装置の発する波長の光のみを透過させる光学的フィルタを具備することを特徴とする請求項１に記載のトロリ線の偏位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鉄道施設のトロリ線の水平方向の偏位を非接触で連続的に測定するトロリ線の偏位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トロリ線は、電車のパンタグラフと接触して電車に電力を供給する給電線である。ここで、トロリ線の偏位とは、レールの中心からトロリ線の左右方向の距離を言う。パンタグラフの摩耗を均一にするため、トロリ線は、これを支持する部位毎に最大２５０mm程度のジグザグ偏位を持つように設備されている。偏位は、最大値が規定されているため、規定値以内にあることを検査して確認する必要がある。
従来、トロリ線の偏位測定装置として、例えば特開平７−１２０２２７号の公報に記載されたものが知られている。これは、トロリ線をナトリウムランプで照らし、その反射光をＣＣＤラインセンサカメラで受光して、偏位を測定するものである。この場合、ＣＣＤカメラを複数台用いること、ピント合わせの機構を必要とすること、などから、装置が複雑で大型、大重量化し、また高価になる難点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、機構が比較的簡単であり、小型軽量で安価に得られるトロリ線の偏位測定装置を提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、上記課題を解決するため、測定すべきトロリ線Ｔの偏位方向にほぼ水平に伸び、予測されるトロリ線Ｔの最大偏位より適当に広い範囲においてトロリ線Ｔに単一波長光を投光できるように、トロリ線Ｔの下方に光源装置１を配置すると共に、光源装置１とほぼ平行に水平に伸び、トロリ線Ｔからの反射光を受光できるように、トロリ線Ｔの下方に受光装置２を配置し、受光装置２が受けた反射光の受光位置からトロリ線Ｔの偏位を制御装置１２で算出して出力する。受光装置２には、受光量に応じた電圧を出力する多数の受光素子８をほぼ水平に所定の相互間隔をおいて列設し、各受光素子８の間に、互いに平行に、受光素子列に対してほぼ垂直方向に向けて複数の仕切り板９を設ける。制御装置１２は、所定値以上の高電圧を出力している受光素子８の位置をトロリ線Ｔの偏位として出力するように構成する。この場合、ピント合わせ機構や高価なＣＣＤカメラを必要としない。仕切り板９により、斜め左右方向からの光の入射が遮られ、トロリ線Ｔの真下の受光素子８のみがトロリ線Ｔからの反射光を受光する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１はトロリ線の偏位測定装置の概略的説明図、図２は光源装置の平面図、図３は同側面図、図４は受光装置の平面図、図５は同断面図、図６は偏位算出方法の説明図である。
【０００６】
図１において、偏位測定対象であるトロリ線Ｔの下方に、それと直交する方向にほぼ水平に伸びる光源装置１と受光装置２とが配置されている。
【０００７】
図２，図３に示すように、光源装置１は、一面が開放した細長箱形のケース３内に、ナトリウムランプ４を収容し、ナトリウムランプ４の後方に反射板５を設けて成る。ケース３の開放部にはシリンドリカルレンズ６が取り付けられ、このレンズ６により、ナトリウムランプ４の光を収束し（拡散を防いで）、範囲を限定してトロリ線Ｔへ投光する。図１において、Ｒ１は、光源装置１からトロリ線Ｔへ照射される光束である。光源装置１は、それの投光角度が、鉛直方向に対してθ１の角度傾斜するように配置される。
【０００８】
図４，図５に示すように、受光装置２は、一面が開放した細長箱形のケース７内に、多数の受光素子８を例えば５mm間隔に列設して成る。各受光素子８の間には、互いに平行に受光素子８列に対してほぼ垂直方向に向けて複数の仕切り板９が設けられている。仕切り板９により、これに平行な光線のみが受光素子８に至り、他の光の影響を受けにくくなる。受光素子８の前には、ナトリウムランプ４の光に対応する波長の光のみを透過させる光学フィルタ１０が配置され、さらにその前面にシリンドリカルレンズ１１が設けられている。シリンドリカルレンズ１１により、トロリ線Ｔからの反射光を収束して受光素子８に受けるようになっている。受光素子８は、受光量に応じた電圧を出力する。受光装置２は、受光角度が、光源装置１の傾斜と反対側にθ２の角度傾斜するように配置される。図１において、Ｒ２は、トロリ線Ｔから反射される光束である。
【０００９】
光源装置１からトロリ線Ｔに向かってナトリウムランプ４の光を投光し、それの反射光を受光装置２で受け、その反射光の位置を制御装置１２で算出して出力する。即ち、トロリ線Ｔからの反射光は、その真下にある受光素子８に最も多く入射するから、当該受光素子８の出力電圧が、他の受光素子８のそれより高くなる。他の受光素子８は、支持物の部材やトンネル壁面の反射光を受光する場合があるが、受光量が少ないため、出力電圧は低い。図６に示すように、例えば第１番から第２０番までの受光素子８の出力電圧に対してスライスレベルＬを設け、このレベルＬより高い電圧を出力している受光素子８の位置をトロリ線Ｔの偏位として出力する。
【００１０】
トロリ線Ｔは、架線の種類によっては複数本あるので、スライスレベルＬ以上の出力電圧の受光素子８の位置は全てトロリ線の偏位とみなして出力する。トロリ線Ｔの太さや受光素子８の配置間隔により、１本のトロリ線Ｔ１（図６）で、連続する複数の受光素子８がトロリ線Ｔの反射光を受光する場合がある。この場合は、受光した複数の受光素子８の偏位位置の中心値をトロリ線Ｔ１の偏位として出力する。従って、複数のトロリ線Ｔの偏位を同時に測定することができる。
【００１１】
トロリ線Ｔの高さ位置は、例えば、レール上面から４，８００mm乃至５，２００mmの範囲内に規制されている。そこで、角度θ１，θ２を調整することにより、光束Ｒ１，Ｒ２の範囲をトロリ線Ｔの高さ変動範囲に一致させる。これにより、受光視野がトロリ線の上下偏位の範囲に一致する。この場合、高さ４，８００mmより下、５，２００mmより上の他の部材からの反射光は受光範囲を外れることになるので、測定が確実になる。
【００１２】
しかして、例えばこの偏位測定装置を作業用車両に搭載し、線路上を走行しながらトロリ線Ｔの偏位を連続的に測定する。なお、ナトリウムランプに代えて、他の単一波長光を発光する光源を用いることができる。
【００１３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、トロリ線Ｔの偏位範囲に伸びる光源装置１からトロリ線Ｔへ投光し、反射光を同じくトロリ線Ｔの偏位範囲に伸びる受光装置２で受け、受光した受光素子８の位置で偏位を測定するから、ピント合わせ機構や高価なＣＣＤカメラを必要としない。仕切り板９により、他の部材からの斜め左右方向からの反射光の入射が遮られ、トロリ線Ｔの真下の受光素子８のみがトロリ線Ｔからの反射光を受光するから、測定が確実になる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】トロリ線の偏位測定装置の概略的説明図である。
【図２】光源装置の平面図である。
【図３】光源装置の側面図である。
【図４】受光装置の平面図である。
【図５】受光装置の断面図である。
【図６】偏位算出方法の説明図である。
【符号の説明】
１    光源装置
２    受光装置
３    ケース
４    ナトリウムランプ
５    反射板
６    シリンドリカルレンズ
７    ケース
８    受光素子
９    仕切り板
１０  光学フィルタ
１１  シリンドリカルレンズ
１２  制御装置
Ｔ    トロリ線
【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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