JP3811102B2

JP3811102B2 - 自走式電車線検査装置

Info

Publication number: JP3811102B2
Application number: JP2002172012A
Authority: JP
Inventors: 健夫三島田; 勇輔佐藤
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2002-06-12
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2022-06-12
Also published as: JP2004017700A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電車線路のき吊架線等の吊架線の上を自走しながら、吊架線の摩耗、素線切れ等の損傷や、トロリ線の摩耗度を検出する自走式電車線検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自走式の電車線検査装置として、例えば特開平７−２６６９３７号の公報に記載されたものが知られている。この装置は、架空吊架線上をを自走しながら、吊架線に近接する損傷検出器で吊架線の損傷状態を検出するものである。この電車線検査装置においては、吊架線上にある接続スリーブ等の障害物をセンサで検知し、損傷検出器を退避させて障害物との干渉を回避する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の電車線検査装置では、損傷検出器の障害物に対する退避、復帰の動作が、当該障害物の吊架線上の大きさと正確に対応していないため、障害物の前方（走行方向側）直近位置、後方（反走行方向側）直近位置において検査のできない箇所が発生するという問題点がある。
また、上記従来の電車線検査装置は、トロリ線の摩耗度を測定することができない。トロリ線は、これを上方で吊る吊架線又はき電吊架線（この明細書において「吊架線」と総称する。）との間隔が一定しないので、測定部をこの間隔の変化に対応させることが難しいし、トロリ線と吊架線との間には、延線方向に所要間隔毎にハンガイヤが設けられるため、トロリ線の摩耗測定機能を具備させるためには、ハンガイヤのような障害物を回避しながら連続的に測定作業を行えるようにする必要がある。
【０００４】
従って、本発明は、吊架線接続スリーブや、吊架線支持金具等の障害物をかわして自在に走行することができ、障害物の前、後に吊架線の検査のできない箇所が発生せず、またトロリ線と吊架線との間隔の変化に対応して正確にトロリ線の摩耗測定ができ、ハンガイヤのような障害物を回避しながら連続的に摩耗測定作業を行える自走式の電車線検査装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【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、吊架線Ｗ上を転動する走行ローラ１２を備えた走行装置４のような走行手段と、この走行手段４の下方に吊られ、トロリ線Ｔの下方を走行手段に従って移動する本体３と、吊架線Ｗ及びトロリ線Ｔの片側を垂下して走行手段４と本体３とを連結する連結部材５と、吊架線Ｗに接近した検査位置と吊架線Ｗから離れた退避位置との間で移動自在に設けられ、検査位置においての吊架線Ｗの損傷状態を渦電流により検出する前方及び後方の一対の損傷検出器２１，２２のような損傷検出手段と、基点からの走行距離を計測するロータリーエンコーダ３０のような距離計測手段と、前方損傷検出手段２１の前方直近位置に設けられ、吊架線Ｗ上のスリーブＳのような障害物の後端を検出するセンサ３１のような障害物後端検出手段と、後方損傷検出手段２２の前方直近位置に設けられ、吊架線Ｗ上の障害物Ｓの前端を検出するセンサ３２のような障害物前端検出手段と、各損傷検出手段２１，２２を吊架線Ｗに対して退避、復帰させるモータ２７，２８のような退避手段と、連結部材５に上下方向に設けられたスライドガイド３３と、このスライドガイド３３に昇降自在に支持され、かつ上昇方向に付勢された直径測定部材３４のような直径測定手段と、制御装置２とを具備させて自走式の電車線検査装置１を構成する。直径測定手段３４は、スライドガイド３３に昇降自在に係合するスライド部材３６と、このスライド部材３６に支持されトロリ線Ｔの下面に接して転動する下部ローラ３７と、スライド部材３６に上下動自在にかつ下方へ付勢されて支持された昇降部材３８と、この昇降部材３８に支持されトロリ線Ｔの上面に接して転動する上部ローラ３９と、下部ローラ３７と上部ローラ３９との間隔を連続的に計測する直径計測装置４０のような直径計測手段とを具備する。制御装置２は、各損傷検出手段２１，２２からの検査データ、距離計測手段３０からの距離データ及び直径計測手段４０からの直径データを処理して外部記憶装置に記憶させ、障害物後端検出手段３１からの検出データを受けて前方損傷検出手段２１及び後方損傷検出手段２２の退避手段に退避指令を発し、障害物前端検出手段３２からの検出データを受けて前方損傷検出手段２１及び後方損傷検出手段２２の退避手段に復帰指令を発し、前方損傷検出手段２１には検査位置において常時検査動作を実行させ、後方損傷検出手段２２には検査位置に復帰後所定距離だけ検査動作を実行させて前方損傷検出手段２１による検査空白区間を補填させるように構成した。
【０００６】
本発明の電車線検査装置１は、走行ローラ１２，１３を吊架線Ｗ上で転動させて走行する。吊架線Ｗの損傷状態は、渦電流センサを備えた損傷検出器２１，２２のような損傷検出手段で検出する。また、基点からの走行距離は、走行ローラ１３の回転をカウントするロータリーエンコーダ３０のような距離計測手段で計測する。トロリ線の残存直径は、上下動自在の直径測定手段３４により測定する。走行の障害となる吊架線Ｗ上のスリーブＳのような障害物は、まずその後端を後端検出センサ３１で検出し、次いでその前端を前端検出センサ３２で検出する。まず、前方損傷検出器２１、後方損傷検出器２２の双方を検査位置に置き、前方損傷検出器２１のみで吊架線Ｗを検査しながら走行させる。そして、障害物の後端を後端検出センサ３１が検出すると、障害物の後端直近位置で前方損傷検出器２１及び後方損傷検出器２２の双方を上方へ退避させる。障害物を通過して、障害物の前端を前端検出センサ３２で検出すると、前後の損傷検出器２１，２２を共に復帰させて検査を再開する。後方損傷検出器２２は、障害物の前端の直近位置から検査を開始することができる。そして、前方損傷検出器２１の検査再開位置に対応する所定距離走行後、後方損傷検出器２２の検査動作を停止させ、前方損傷検出器２１のみで検査を続行する。従って、前後の損傷検出器２１，２２により障害物の前後の直近位置に空白区間なく検査を実行できる。直径測定手段３４は、トロリ線Ｔと吊架線Ｗとの間隔の変化に対応して上下動し、正確にトロリ線Ｔの残存直径を測定できる。損傷検出手段２１，２２、距離計測手段３０及び直径測定手段３４からのデータは制御装置２で処理してＩＣメモリカードのような外部記憶装置に記憶させる。障害物検出手段３１，３２から障害物データが発せられると、これを制御装置２が受けて、モータ２７，２８のような退避手段に駆動指令を発し、損傷検出手段２１，２２を吊架線Ｗから退避させ又は復帰させ、走行の障害を回避しつつ吊架線Ｗの検査を円滑に実行する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は検査装置の正面図、図２は検査装置の側面図、図３は検査装置の平面図、図４は検査装置の一部の概略的斜視図、図５は障害物通過の前後の検査装置の動作を順を追って示す説明図である。
【０００８】
吊架線Ｗ上を図１において右方（以下右方を前方、左方を後方という）へ走行する電車線検査装置１は、制御装置２を内蔵した本体３と、本体３を吊り下げて吊架線Ｗ上を走行する走行装置４とを具備している。
【０００９】
本体３の側面には、連結部材５が垂直に固定され、その上端部に、支持軸６の基端が固定されている。支持軸６は、本体３の上方へ水平に延出し、他端側に走行装置４のフレーム７を支持している。フレーム７は、装置の走行方向に長い平行一対の支持板８，９を前後の端板１０，１１で平面視矩形に連結して成る。
【００１０】
支持板８，９の前後に離れた位置に一対の走行ローラ１２，１３が架設されている。走行ローラ１２，１３の軸１４，１５は，互いにベルト１６で連結され、同時に回転する。軸１４の一端側にはギア１７が固定されている。支持板８の外側には減速機付きモータ１８が固定され、その軸１９に固定されたギア２０が、走行ローラ１２のギア１７に噛み合っている。走行ローラ１２，１３は、モータ１８の駆動で、架空吊架線Ｗ上を転動する。
【００１１】
前後一対の損傷検出器２１，２２は、フレーム７の前端及び後端付近に夫々取り付けられている。損傷検出器２１，２２は、その下方に位置する吊架線Ｗの損傷状態を渦電流により検出する。損傷検出器２１，２２は、フレーム７に対して上下動自在に取り付けられている。損傷検出器２１，２２の側面には、上下に延びるラック２３が固定されている。このラック２３は、フレーム７に架設された軸２４上のピニオンギア２５に噛み合っている。軸２４の一端には受動ギア２６が固定されている。支持板８の外側にはステッピングモータ２７，２８が固定され、その軸に固定されたギア２９が、受動ギア２６に噛み合っている。従って、損傷検出器２１，２２は、ステッピングモータ２７，２８の駆動により上下に移動自在であり、下方に位置する吊架線Ｗとの間隔を変更することができる。
【００１２】
フレーム７には、走行ローラ１３の軸１５の回転を検知するロータリーエンコーダ３０が取り付けられている。ロータリーエンコーダ３０は、検査装置１が吊架線Ｗ上を走行中、軸１５の回転をカウントし、基点からの走行距離を計測してデータを制御装置２へ送る。
【００１３】
前方損傷検出器２１の前方直近に位置する端板１０の前面には、吊架線Ｗ上のスリーブの後端を検知するための光電センサ３１が取り付けられている。また、後方損傷検出器２２の前方の直近に位置してフレーム７上に、吊架線Ｗ上のスリーブの前端を検知するための光電センサ３２が取り付けられている。光電センサ３１は、吊架線Ｗ上に固着された接続用スリーブＳ（図５）の端部を検出してデータを制御装置２へ送出する。
【００１４】
連結部材５の側面には、上下方向にスライドガイド３３が設けられている。直径測定部材３４は、スライドガイド３３に昇降自在に支持され、かつコンストンばね３５により上昇方向に付勢されている。
直径測定部材３４は、スライド部材３６、下部ローラ３７、昇降部材３８、上部ローラ３９、直径計測装置４０を具備する。スライド部材３６は、スライドガイド３３に昇降自在に係合し、下部ローラ３７を支持する。下部ローラ３７は、スライド部材３６に支持され、トロリ線Ｔの下面に接して転動する。下部ローラ３７は、コンストンばね３５のばね力で常時トロリ線Ｔの下面に圧接され、トロリ線Ｔと吊架線Ｗとの間隔の変化に対応する。昇降部材３８は、スライド部材３６に上下動自在に、かつ自重で下方へ付勢されて支持される。上部ローラ３９は、昇降部材３８に支持され、トロリ線Ｔの上面に接して転動する。光電式の直径計測装置４０は、下部ーラ３７と上部ローラ３９との間隔を連続的に計測してデータを制御装置２へ送出する。
【００１５】
昇降部材３８は、回転軸３８ａにより、スライド部材３６に水平回転自在かつ上下動自在に支持される。昇降部材３８は、回転中心から水平に相互に９０°の角度を持って四方へ延出する支持軸３８ｂを備え、各支持軸３８ｂに上部ローラ３９が支持される。検査装置１が走行中に、トロリ線Ｔ上を転動している上部ローラ３９の１つのがハンガイヤＨのような障害物に当接すると、これに押されて昇降部材３８が９０°水平回転し、他の上部ローラ３９がトロリ線Ｔ上に配置される。
【００１６】
制御装置２は、損傷検出器２１，２２、直径計測装置４０及びロータリーエンコーダ３０からのデータを処理してＩＣメモリカードのような外部記憶装置に記憶させ、また、光電センサ３１，３２からの障害物データを受けて、モータ２７，２８を駆動させ、損傷検出器２１，２２を吊架線Ｗから遠ざけたり復帰させたりするように制御する。
【００１７】
しかして、この実施形態の電車線検査装置１は、走行装置４の走行ローラ１２，１３を吊架線Ｗに掛けて自走させ、地上において無線でこれを制御して使用する。渦電流センサを具備する損傷検出器２１，２２は、吊架線Ｗの直上をこれに沿って移動し、吊架線Ｗの減耗、素線切れ等の損傷を検出する。また、装置の走行に伴い、ロータリーエンコーダ３０が、基点からの走行距離を計測する。損傷検出器２１，２２及びロータリーエンコーダ３０からのデータは、制御装置２で処理され、ＩＣメモリカードのような外部記憶装置に記憶される。走行の障害となる吊架線上の障害物、例えば接続スリーブＳは、光電センサ３１，３２で検出する。
【００１８】
即ち、図５Ａに示すように、検査装置１は、前後の損傷検出器２１，２２が下位の検査位置にあり、図において右方へ前進し、図５Ｂに示すように、スリーブＳの後端の直近まで前方の損傷検出器２１が吊架線Ｗを検査してくる。この間後方の損傷検出器２２を検査動作を行わないように制御される。そして、障害物であるスリーブＳを通過する場合、まず先頭の光電センサ３１がスリーブＳの後端からの反射光を受けると、スリーブ後端到達データが発せられ、これを制御装置２が受けて、モータ２７，２８の駆動指令を発し、前後の損傷検出器２１，２２を上昇させて吊架線Ｗから遠ざける。損傷検出器２１は、図５Ｂに示すスリーブＳの後端の直近位置で検査を中止し、図５Ｄに示すように、検査装置１がスリーブＳに乗り上げてこれを通過する。そして、図５Ｅに示す状態で、後方の光電センサ３２がスリーブＳの前端を検知すると、スリーブ通過データが発せられ、これを制御装置２が受けて、モータ２７，２８の駆動指令を発し、図５Ｆに示すように、前後双方の損傷検出器２１，２２を下降させて、前進しつつ、前後両損傷検出器２１，２２が、吊架線Ｗの検査を再開する。後方の損傷検出器２２は、スリーブの前端の直近位置から検査を開始し、図５Ｇに示すように、前方の損傷検出器２１が検査を再開した位置Ｐに到達するまでの所定距離検査を継続して検査を終了するよう制御される。即ち、前方の損傷検出器２１が検査できないスリーブＳの前端の直近位置からスリーブ通過後の検査再開位置Ｐまでの検査を後方の損傷検出器２２が分担し、検査結果を外部記憶装置に記憶する。以後同様の動作を繰り返して連続的に吊架線Ｗの検査を実行する。
【００１９】
なお、障害物の位置や形状、種類に応じて光電センサの光軸の方向や取り付け位置あるいはその数を適宜変更することができるし、光電センサに代えて他の適宜のセンサを用いることができる。
【００２０】
併せてトロリ線の摩耗を測定する場合には、上下ローラ３９，３７の間にトロリ線Ｔを挟んで、走行装置４を吊架線Ｗ上で自走させる。上下ローラ３９，３７間の間隔は、トロリ線Ｔの上下方向の残存直径に等しいから、この距離を直径計測装置４０で計測して、同様に外部記憶装置に記憶させる。
【００２１】
走行に従って、トロリ線Ｔと吊架線Ｗとの間隔が変化すると、スライド部材３６がコンストンばね３５を伸縮させて昇降し、常時直径測定部材３４をトロリ線Ｔに追従させる。
【００２２】
走行の障害となるハンガイヤＨを通過する際には、トロリ線Ｔ上を転動している上部ローラ３９がこれに当接し、次いでこれに押されて昇降部材３８が９０°水平回転し、他の上部ローラ３９がトロリ線Ｔ上に配置されるから、支障なくハンガイヤＨを通過することができる。
なお、トロリ線の摩耗測定のみの単機能の検査装置を構成することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、前後の損傷検出器２１，２２により障害物の前後の直近位置に空白区間なく吊架線の検査を実行できる。また、トロリ線と吊架線との間隔の変化に対応して正確にトロリ線の摩耗度合いを測定ができ、ハンガイヤのような障害物を回避しながら連続的にトロリ線の測定作業を行えるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】検査装置の正面図である。
【図２】検査装置の側面図である。
【図３】検査装置の平面図である。
【図４】検査装置の一部の概略的斜視図である。
【図５】検査装置の動作の説明図である。
【符号の説明】
１検査装置
２制御装置
３本体
４走行装置
５連結部材
６支持軸
７フレーム
８支持板
９支持板
１０端板
１１端板
１２走行ローラ
１３走行ローラ
１４軸
１５軸
１６ベルト
１７ギア
１８モータ
１９軸
２０ギア
２１前方損傷検出器
２２後方損傷検出器
２３ラック
２４軸
２５ピニオンギア
２６受動ギア
２７モータ
２８モータ
２９ギア
３０ロータリーエンコーダ
３１前方光電センサ
３２後方光電センサ
３３スライドガイド
３４直径測定部材
３５コンストンばね
３６スライド部材
３７下部ローラ
３８昇降部材
３８ａ回転軸
３９上部ローラ
４０直径計測装置
４１上部ローラの軸
Ｈハンガイヤ
Ｓスリーブ
Ｔトロリ線
Ｗ吊架線

Claims

トロリ線の上方に架設された吊架線上を転動する走行ローラを備えた走行手段と、
この走行手段の下方に吊られ、トロリ線の下方を走行手段に従って移動する本体と、
前記吊架線及びトロリ線の片側を垂下して前記走行手段と前記本体とを連結する連結部材と、
吊架線に接近した検査位置と吊架線から離れた退避位置との間で移動自在に設けられ、検査位置において吊架線の損傷状態を渦電流により検出する前方及び後方の一対の損傷検出手段と、
検査開始基点からの走行距離を計測する距離計測手段と、
前記前方損傷検出手段の前方直近位置に設けられ、吊架線上の障害物の後端を検出する障害物後端検出手段と、
前記後方損傷検出手段の前方直近位置に設けられ、吊架線上の障害物の前端を検出する障害物前端検出手段と、
前記各損傷検出手段を吊架線に対して退避、復帰させる退避手段と、
前記連結部材に上下方向に設けられたスライドガイドと、
このスライドガイドに昇降自在に支持され、かつ上昇方向に付勢された直径測定手段と、
制御装置とを具備し、
前記直径測定手段は、前記スライドガイドに昇降自在に係合するスライド部材と、このスライド部材に支持されトロリ線の下面に接して転動する下部ローラと、前記スライド部材に上下動自在にかつ下方へ付勢されて支持された昇降部材と、この昇降部材に支持されトロリ線の上面に接して転動する上部ローラと、前記下部ローラと前記上部ローラとの間隔を連続的に計測する直径計測手段とを備え、
前記制御装置は、前記各損傷検出手段からの検査データ、前記距離計測手段からの距離データ及び前記直径計測手段からの直径データを処理して外部記憶装置に記憶させ、前記障害物後端検出手段からの検出データを受けて前記前方損傷検出手段及び後方損傷検出手段の退避手段に退避指令を発し、前記障害物前端検出手段からの検出データを受けて前記前方損傷検出手段及び後方損傷検出手段の退避手段に復帰指令を発し、前方損傷検出手段には検査位置において常時検査動作を実行させ、後方損傷検出手段には検査位置に復帰後所定距離だけ検査動作を実行させて前記前方損傷検出手段による検査空白区間を補填させるように構成されていることを特徴とする自走式電車線検査装置。
前記損傷検出手段は、前記吊架線に接近した下位の検査位置と吊架線から遠ざかった上位の退避位置との間で上下方向移動自在にフレームに取付けられ、かつ上下方向に延びるラックを備え、
前記退避手段は、前記ラックに噛み合うようにフレームに取付けられたピニオンギアと、これを駆動するピニオンギア駆動モータとを具備し、
前記距離計測手段は、吊架線上を転動する前記走行ローラの回転をカウントするように、フレームに取付けられたロータリーエンコーダを具備し、
前記ピニオンギア駆動モータは、前記障害物前端検出手段及び障害物後端検出手段からの障害物検出データを受けて制御装置から送出される退避指令又は復帰指令によって、前記損傷検出手段を吊架線から退避させ又は復帰させる方向に移動させるべく制御されていることを特徴とする請求項１に記載の自走式電車線検査装置。
トロリ線の上方に架設された吊架線上を転動する走行ローラを備えた走行手段と、
この走行手段の下方に吊られ、トロリ線の下方を走行手段に従って移動する本体と、
前記吊架線及びトロリ線の片側を垂下して前記走行手段と前記本体とを連結する連結部材と、
この連結部材に上下方向に設けられたスライドガイドと、
このスライドガイドに昇降自在に支持され、かつ上昇方向に付勢された直径測定手段と、
制御装置とを具備し、
前記直径測定手段は、前記スライドガイドに昇降自在に係合するスライド部材と、このスライド部材に支持されトロリ線の下面に接して転動する下部ローラと、前記スライド部材に上下動自在にかつ下方へ付勢されて支持された昇降部材と、この昇降部材に支持されトロリ線の上面に接して転動する上部ローラと、前記下部ローラと前記上部ローラとの間隔を連続的に計測する直径計測手段とを備え、
前記制御装置は、前記直径計測手段からの直径データを処理して外部記憶装置に記憶させるように構成されていることを特徴とする自走式電車線検査装置。
前記昇降部材が、前記スライド部材に水平回転自在に設けられ、かつ前記上部ローラの支持軸が昇降部材の回転中心から水平に相互に９０°の角度を持って四方へ延出し、
前記上部ローラが、前記各支持軸に１つずつ、計４個設けられ、１つの上部ローラがトロリ線上の障害物に当接したときに９０°水平回転して他の上部ローラがトロリ線上に配置されることを特徴とする請求項３に記載の自走式電車線検査装置。
前記連結部材と前記スライド部材との間に、コンストンばねが介設され、コンストンばねによってスライド部材が上方へ付勢されることを特徴とする請求項３又は４に記載の自走式電車線検査定装置。