JP2001249081A - トロリー線の外観検査方法とその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トロリー線の製造工程において、摺接面の梨
地品質を連続的に監視し、実体摺接面の受光状態に実用
上の問題の生じないトロリー線の表面状態を保証する方
法とその装置を提案する。 【解決手段】 トロリー線１の外観検査方法は、被検査
物であるトロリー線１の無い状態で、光量補正用カメラ
８で捉えるハロゲンランプ７の光量と予め演算装置９に
記憶させている光量を比較して、電圧変換器１０を介し
て適正な光量に制御し、その制御された明度のハロゲン
ランプ７の光量を、ハーフミラー１１を介する落射照明
として偏向して梨地処理したトロリー線１の摺接面に当
て、ハーフミラー１１の後方から摺接面を検査用ＣＣＤ
カメラ２にて撮像し、撮像された画像データを演算装置
９に送信して、予め定められている線幅方向の３区分の
明度分布の内、中央部を除く両端部の明度を閾値と比較
することによってトロリー線の摺接面の梨地処理の程度
を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、架線されているト
ロリー線の摩耗を光学的手段により検出し易くすること
を意図したトロリー線の完成品外観検査方法とその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】電気鉄道のトロリー線は、電車の走行に
伴って次第に摩耗する。これが一定の限界に達すると切
断等の重大事故の原因となるので、適切な摩耗測定装置
を用いて、適時に摩耗量を測定し限界に達したトロリー
線は張り替えなどの措置がとられている。

【０００３】従来から摩耗測定装置は各種のものが開発
されているが、特開平６−３０７８２３号公報には光学
的手段による摩耗測定装置を検測車に搭載して、新幹線
の営業走行速度に近い速度で測定する方法が開示されて
いる。

【０００４】図６に、そのレーザー方式の摩耗測定装置
の概略図を示す。摩耗測定装置は、検測車に搭載された
光学系１１０とデータ処理部１５０からなる。光学系１
１０においては、レーザー光源１１１よりのレーザーが
平面ミラー１１２により反射され、投光レンズ１１３に
よりビームに集束されて孔ミラー１１４の中心孔１１４
ａを通り、回転ミラー１１５により角度掃引される。掃
引されたレーザービームは第１および第２の平面ミラー
１１６、１１７により反射され、さらにパラボラミラー
１１８により平行ビームとされて鉛直上方に投射され、
トロリー線１の変位Ｄ（約７０ｃｍ）の範囲を走査し
て、トロリー線１とパンタグラフの摺板が摺接する実体
摺接面が照射される。

【０００５】実体摺接面による反射光は、前記の光路を
逆に通って孔ミラー１１４まで戻る。反射光は乱反射す
るので、中心孔１１４ａの周辺により除かれ、残りの反
射光がフィルタ１１９によって波長選択され受光器１２
０に受光される。受光器１２０の検出信号はデータ処理
部１５０に入力して処理され、摩耗量が測定される。

【０００６】図１に、一般的なトロリー線１の断面図を
示す。新品のトロリー線１の直径はＨ０で示され、摺接
面１ｂがパンタグラフ側の摺板に接し、摩耗に伴って次
第に実体摺接面１ａの幅Ｗ１が広くなる。幅Ｗ１と残存
直径ＨＲは一定の関係があるので、幅Ｗ１を上記データ
処理部１５０にて検出することで残存直径ＨＲが判る。
線幅方向の突起は、摩耗限界溝１ｃである。トロリー線
１の摩耗が進行するのに伴い、残存直径ＨＲの変化に対
して幅Ｗ１の変化量は小さくなり、残存直径ＨＲの判定
精度が低下する。そのため摩耗限界溝１ｃを設け、摩耗
限界近傍では幅Ｗ１を急激に拡大させ張り替え時期の判
定を容易にしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】トロリー線は、スリー
ブローラによって所定の寸法に延伸され、最終的に姿ダ
イスを通すことにより指定寸法に形成され、その表面は
光沢のある生地となる。又、トロリー線の実体摺接面も
摩滅面としての輝度を有する。パラボラミラーから発光
される平行ビームの反射光は、日照の位置やトンネル内
のように背景光が変化する場合、摺接面全体に光沢があ
ると実体摺接面との境界が不鮮明になり易い。むしろ、
摺接面にショットブラスト等による梨地処理を施すこと
により意図的に乱反射を起こし実体摺接面との境界を識
別するのが好ましい。そこで本発明は、トロリー線の製
造工程において、摺接面の梨地処理の程度を連続的に監
視し、実体摺接面の受光状態に実用上の問題の生じない
トロリー線の表面状態を保証する方法とその装置を提案
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】トロリー線の外観検査方
法は、被検査物であるトロリー線の無い状態で、光量補
正用カメラで捉える照明部の光量と予め演算装置に記憶
させている光量を比較して、電圧変換器を介して適正な
光量に制御し、その制御された照明部の光量を、ハーフ
ミラーを介する落射照明として偏向して梨地処理したト
ロリー線の摺接面に当て、ハーフミラーの後方から摺接
面を検査用ＣＣＤカメラにて撮像し、撮像された画像デ
ータを演算装置に送信して、予め定められている線幅方
向の３区分の明度分布の内、中央部を除く両端部の明度
を閾値と比較することによってトロリー線の摺接面の梨
地処理の程度を判定する。

【０００９】又、前記トロリー線の外観検査方法におい
て、トロリー線の線幅方向の３区分における明度分布の
両端部の明度は、トロリー線の検査の進行に伴ってガイ
ドローラに配置されるエンコーダが検出する検査区間毎
に、演算装置によってアナログまたはデジタル値として
モニター上に表示され、任意に定める検査区間におい
て、閾値を超える明度が単独又は連続して検出された場
合には警報を発信するのが好ましい。この警報によっ
て、梨地処理の不良区間を認識し、不良品となるトロリ
ー線の製造を中断することができる。

【００１０】トロリー線の外観検査装置は、被検査物で
あるトロリー線の無い状態で、照明部の光量を演算装置
に記憶させるための光量補正用カメラを備え、演算装置
からのフィードバックにより電圧変換器で制御される照
明部の光を、ハーフミラーを介する落射照明となってト
ロリー線の摺接面に当て、ハーフミラーの後方から摺接
面の画像を撮像する検査用ＣＣＤカメラを備え、ガイド
ローラに配置されるエンコーダが検出する検査区間毎
に、検査用ＣＣＤカメラから送信される画像を演算装置
にて、トロリー線の線幅方向の明度と予め定める閾値を
比較して、トロリー線の摺接面の梨地処理の程度を判定
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した外観
検査装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図
２は、本発明の外観検査装置を構成する各ユニットの配
置を表わす全体図である。トロリー線１は、図１に示す
摺接面１ｂ及び摩耗限界溝１ｃを検査用ＣＣＤカメラ２
に対面させて、第１ガイドローラ３と第２ガイドローラ
４に案内され矢印Ａの方向に移送される。第１ガイドロ
ーラ３の直前には、摺接面１ｂに梨地処理を連続的に施
すショットブラストのノズル５が配置されている。第１
ガイドローラ３若しくは第２ガイドローラ４のいずれか
一方に、検査区間を認識するエンコーダ６が設置されて
いる。

【００１２】トロリー線１を挟んで、照明部としてのハ
ロゲンランプ７の光量を適切に設定するための光量補正
用カメラ８が、検査用ＣＣＤカメラ２の対向位置に配置
される。トロリー線１の移送されていない状態で、ハロ
ゲンランプ７の光量と予め演算装置９に記憶させている
光量を比較し、電圧変換器１０を用いて適正な光量に制
御する。その制御されたハロゲンランプ７の光は、ハー
フミラー１１を介して落射照明としてトロリー線１の摺
接面１ｂに当てられる。移送されてくるトロリー線１の
摺接面１ｂを検査用ＣＣＤカメラ２にて撮像し、画像デ
ータを演算装置９に送信して、トロリー線１の線幅方向
の明度と予め定める閾値を比較して、トロリー線１の摺
接面１ｂにおける梨地処理の程度を判定する。

【００１３】その結果は、エンコーダ６によって任意の
検査区間毎に、外部モニター１２にＡ／Ｄ変換されで表
示される。そして検査区間毎に、単独又は連続して閾値
を超える明度が検出された場合には、警報ランプの点灯
またはアラーム音等の異常警告を発信することで、不良
品となるトロリー線１の製造を中断することができる。
さらには警告が発信されると、トロリー線１の移送とシ
ョットブラストのノズル５の噴射を自動的に調整して製
造を継続することもできる。

【００１４】次に、トロリー線１の摺接面１ｂにおける
梨地処理の程度を判定する基準を図３、４によって説明
する。図３は、摺接面１ｂに梨地処理を施さない状態の
画像データであり、図４は、摺接面１ｂに梨地処理が適
正に施された画像データを示す。

【００１５】図３（イ）は、梨地処理が施されていない
トロリー線１の摺接面１ｂを、検査用ＣＣＤカメラ２に
て撮像した画像データ２０の一例である。図３（ロ）
は、予め定められているトロリー線１の線幅Ｂ方向の３
区分に、その画像データ２０の明度をアナログ信号とし
て捉え、中央部を除く両端部の明度を閾値Ｘ−Ｘと比較
したものである。この場合、両端部の明度が閾値Ｘ−Ｘ
を超えているので、不良品と判定される。閾値Ｘ−Ｘ
は、実車走行現場の測定を重ね実体摺接面１ａとの境界
識別に実用上の問題の生じない範囲に設定されている。

【００１６】図４（イ）は、梨地処理を施したトロリー
線１の摺接面１ｂを検査用ＣＣＤカメラ２にて撮像した
画像データ３０の一例である。図４（ロ）は、予め定め
られているトロリー線１の線幅Ｂ方向の３区分に、その
画像データ３０の明度をアナログ信号として捉え、中央
部を除く両端部の明度を閾値Ｘ−Ｘと比較したものであ
る。この場合、両端部の明度が閾値Ｘ−Ｘを超えていな
いので、良品と判定される。図３（ロ）、図４（ロ）の
明度は、２値化されたデジタル信号であってもよく、
又、モニター１２に表示し、生産ロット毎に記憶させ其
の後の品質管理の指標としてもよい。

【００１７】次に、検査用ＣＣＤカメラ２で撮像した画
像データから、トロリー線１の摺接面１ｂの品質を判定
する外観検査方法を図２を用いて説明する。

【００１８】先ず、被検査物であるトロリー線１の無い
状態で、光量補正用カメラ８で捉えるハロゲンランプ７
の光量と予め演算装置９に記憶させている光量を比較す
る。そして電圧変換器１０を介して適正な光量に制御
し、その制御された明度のハロゲンランプ７の光量を、
ハーフミラー１１を介する落射照明として偏向してトロ
リー線１の摺接面１ｂに当てる。次に、ハーフミラー１
１の後方から摺接面１ｂを検査用ＣＣＤカメラ２にて撮
像し、撮像された図３（イ）、図４（イ）に示されたよ
うな画像データ２０、３０を演算装置９に送信する。演
算装置９に受信された画像データ２０、３０は、予め定
められている線幅Ｂ方向における３区分の明度分布の
内、中央部を除く両端部の明度と演算装置９に記憶する
閾値Ｘ−Ｘと比較することによってトロリー線１の摺接
面１ｂにおける梨地処理の程度を判定する。尚、中央部
はトロリー線の摩耗に伴い、早期に実体摺接面１ａに変
化していくため、両端部の明度を監視すれば充分であ
る。

【００１９】トロリー線１の線幅Ｂ方向における３区分
の明度分布のうち両端部の明度は、トロリー線１の検査
の進行に伴って第１ガイドローラ３又は第２ガイドロー
ラ４のいずれか一方に配置されるエンコーダ６が検出す
る連続若しくは間歇した検査区間毎に、演算装置９によ
ってアナログまたはデジタル値としてモニター１２上に
表示される。そして、任意に定める検査区間において、
単独又は連続して閾値Ｘ−Ｘを超える明度が検出された
場合には、警報ランプの点灯またはアラーム音等の異常
警告を発信することで、不良品となるトロリー線１の製
造を中断することができる。

【００２０】これ等の一連の検査手順を、図５のフロー
チャートに従って説明する。トロリー線の移送されてい
ない状態で、（１）光量補正用カメラでハロゲンランプ
の光量を計る。（２）演算装置に記憶されている光量と
比較する。（３）双方の光量にずれがあれば、演算装置
の指令に従い電圧変換器により調整する。（４）ハロゲ
ンランプの初期設定が整ったところで、トロリー線の移
送を開始する。（５）エンコーダによって検査区間を認
識する。

【００２１】（６）ハロゲンランプの光をハーフミラー
を介して、トロリー線に落射照明する。（７）ハーフミ
ラーの後方から摺接面を検査用ＣＣＤカメラで撮像す
る。（８）画像データを演算装置に送信する。（９）線
幅Ｂ方向における３区分毎に、デジタル又はアナログ信
号の明度として画像処理する。（１０）中央部を除く両
端部の明度と演算装置に記憶されている閾値を比較す
る。（１１）定められた検査区間で、単独又は連続して
閾値を超えると、（１２）異常信号を発信して不良品と
なるトロリー線の製造を中断する。（１３）閾値内に納
まっていれば、良品と判定する。

【００２２】

【発明の効果】梨地処理したトロリー線の製造工程にお
いて、摺接面の梨地処理の程度を検査用ＣＣＤカメラを
用いて連続的に監視し、演算装置に記憶されている明度
の閾値と比較して、実体摺接面との境界を鮮明にするト
ロリー線の摺接面の表面状態を、自動的に精度よく保証
する方法とその装置を提案する。適切に梨地処理された
トロリー線は、検測車に搭載した光学的手段による摩耗
測定装置によって新幹線の営業走行速度に近い速度で損
耗状態を測定する際に、実体摺接面と摺接面との境界を
鮮明に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】周知のトロリー線の断面図である。

【図２】本発明のトロリー線の外観検査装置における全
体図である。

【図３】摺接面が光沢のある生地となつている画像デー
タである。

【図４】摺接面に梨地処理が施された本発明の画像デー
タである。

【図５】本発明の検査手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】従来のトロリー線の摩耗測定装置の概略図であ
る。

【符号の説明】

１ トロリー線 １ａ 実体摺接部 １ｂ 摺接面 １ｃ 摩耗限界溝 ２ 検査用ＣＣＤカメラ ３ 第１ガイドローラ ４ 第２ガイドローラ ５ ノズル ６ エンコーダ ７ ハロゲンランプ ８ 光量補正用カメラ ９ 演算装置 １０ 電圧変換器 １１ ハーフミラー １２ 外部モニター ２０ 摺接面が光沢のある生地となつている画像データ ３０ 摺接面に梨地処理が施された本発明の画像データ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA50 AA63 BB12 CC34 FF04 FF67 GG02 JJ03 JJ26 KK01 NN02 NN16 PP16 QQ03 QQ25 RR06 SS09 SS13 2G051 AA44 AB12 BC01 CA04 CA07 CA08 CB01 DA06 DA15 EA16 EB01 EB02 FA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被検査物であるトロリー線の無い状態で、
   光量補正用カメラで捉える照明部の光量と予め演算装置
   に記憶させている光量を比較し、電圧変換器を介して適
   正に光量制御し、その制御された前記照明部の光量を、
   ハーフミラーを介する落射照明として偏向して梨地処理
   したトロリー線の摺接面に当て、前記ハーフミラーの後
   方から前記摺接面を検査用ＣＣＤカメラにて撮像し、撮
   像された画像データを演算装置に送信して、予め定めら
   れている線幅方向の３区分の明度分布の内、中央部を除
   く両端部の明度を閾値と比較することによってトロリー
   線の前記摺接面における梨地処理の程度を判定すること
   を特徴とするトロリー線の外観検査方法。
2. 【請求項２】トロリー線の線幅方向において３区分の明
   度分布の両端部の明度は、トロリー線の検査の進行に伴
   ってガイドローラに配置されるエンコーダが検出する検
   査区間毎に、演算装置によってアナログまたはデジタル
   値としてモニター上に表示され、任意に定める前記検査
   区間において、単独又は連続して閾値を超える明度が検
   出された場合には、警報を発信することを特徴とする請
   求項１に記載のトロリー線の外観検査方法。
3. 【請求項３】被検査物であるトロリー線の無い状態で、
   照明部の光量を演算装置に記憶させるための光量補正用
   カメラを備え、前記演算装置からのフィードバックによ
   り前記照明部の光量を制御する電圧変換器を備え、制御
   される光量の前記照明部の光が、ハーフミラーを介する
   落射照明となって梨地処理したトロリー線の摺接面に当
   てられ、前記ハーフミラーの後方から前記摺接面の画像
   を撮像する検査用ＣＣＤカメラを備え、ガイドローラに
   配置されるエンコーダが検出する検査区間毎に、前記検
   査用ＣＣＤカメラから送信される画像を前記演算装置に
   て、トロリー線の線幅方向の明度と予め定める閾値を比
   較して、トロリー線の前記摺接面における梨地処理の程
   度を判定することを特徴とするトロリー線の外観検査装
   置。