JP5922009B2 - すり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラム - Google Patents

Description

この発明は、トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムに関する。

従来のすり板の局部摩耗検出装置は、車両基地の入口に設置されてこの車両基地に入線する電車の集電装置のすり板の表面を連続的に測定するビームセンサと、このビームセンサを駆動するスライダ機構と、ビームセンサからの出力信号に基づいてすり板の表面形状データを生成する情報処理端末手段などを備えている（例えば、特許文献１参照）。このような従来のすり板の局部摩耗検出装置では、ビームセンサからの出力信号に基づいて生成したすり板の表面形状データと予め格納された設計データとを情報処理端末手段が比較して、この情報処理端末手段がすり板の摩耗量を演算している。

特開2010-136563号公報

従来のすり板の局部摩耗検出装置では、検出精度が低いためすり板の局部摩耗がかなり進行しないと、このすり板の局部摩耗を検出することができない問題点がある。また、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、車両基地内のビームセンサの下を車両が通過しない限り、すり板の局部摩耗を検出することができない。このため、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、すり板の局部摩耗が発生する初期の段階でこのすり板の局部摩耗を発見することができず、車両基地の入口を車両が通過する前にすり板の局部摩耗が急激に進展したときには、このような局部摩耗を検出することができない問題点がある。さらに、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、車両基地内の全ての線路上にビームセンサなどを設置するとコストが高くなるため、車両基地内の一部の線路上にのみビームセンサなどを設置している。このため、従来のすり板の局部摩耗検出装置では、ビームセンサなどが設置されていない線路上を電車が走行するときには、この電車のすり板の局部摩耗を検出することができない問題点がある。

この発明の課題は、すり板の局部摩耗の発生を早期に検出することができるすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムを提供することである。

この発明は、以下に記載するような解決手段により、前記課題を解決する。
なお、この発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、この実施形態に限定するものではない。
請求項１の発明は、図２、図３、図６及び図１０〜図１２に示すように、トロリ線（１ａ）と摺動するすり板（５ｆ）に発生する局部摩耗（Ｗ）を検出するすり板の局部摩耗検出装置であって、前記トロリ線と前記すり板とが離れる離線が発生する離線発生回数（Ｎ）に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定部（１０ｄ）を備え、前記局部摩耗判定部は、前記離線が発生する前記すり板上の離線発生箇所（±Δ _X1 ，…）と、この離線発生箇所毎の前記離線発生回数とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置（１０）である。

請求項２の発明は、請求項１に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、図６及び図１２に示すように、前記局部摩耗判定部は、前記離線発生箇所毎の前記離線発生回数が所定値（Ｎ_th）を超えたときには、前記すり板に局部摩耗が発生していると判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、図３に示すように、前記離線発生箇所を特定する離線発生箇所特定部（１０ｂ）と、前記離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部（１０ｃ）とを備えることを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。

請求項４の発明は、請求項３に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、前記局部摩耗判定部は、前記離線発生箇所特定部の特定結果と前記離線発生回数演算部の演算結果とに基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。

請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、図１０に示すように、前記離線発生箇所を特定して、この離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部（１０ｈ）を備えることを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。

請求項６の発明は、請求項５に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、前記局部摩耗判定部は、前記離線発生回数演算部の演算結果に基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定することを特徴とするすり板の局部摩耗検出装置である。

請求項７の発明は、図２、図３、図６、図８及び図１０〜図１２に示すように、トロリ線（１ａ）と摺動するすり板（５ｆ）に発生する局部摩耗（Ｗ）を検出するすり板の局部摩耗検出プログラムであって、前記トロリ線と前記すり板とが離れる離線が発生する離線発生回数（Ｎ）に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定（Ｓ１３０，Ｓ１４０）する局部摩耗判定部（１０ｄ）としてコンピュータ（１０）を機能させ、前記離線が発生する前記すり板上の離線発生箇所（±Δ_X1，…）と、この離線発生箇所毎の前記離線発生回数とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

請求項８の発明は、請求項７に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、図６、図８及び図１２に示すように、前記離線発生箇所毎の前記離線発生回数が所定値（Ｎ_th）を超えたときには、前記すり板に局部摩耗が発生していると判定（Ｓ１４０）する手段として前記局部摩耗判定部を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

請求項９の発明は、請求項７又は請求項８に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、図３及び図８に示すように、前記離線発生箇所を特定（Ｓ１１０）する離線発生箇所特定部（１０ｂ）と、前記離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算（Ｓ１２０）する離線発生回数演算部（１０ｃ）としてコンピュータ（１０）を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

請求項１０の発明は、請求項９に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、前記離線発生箇所特定部の特定結果と前記離線発生回数演算部の演算結果とに基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

請求項１１の発明は、請求項７又は請求項８に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、図６及び図１０に示すように、前記離線発生箇所を特定して、この離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算（Ｓ１１０，Ｓ１２０）する離線発生回数演算部としてコンピュータ（１０）を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

請求項１２の発明は、請求項１１に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、前記離線発生回数演算部の演算結果に基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させることを特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラムである。

この発明によると、すり板の局部摩耗の発生を早期に検出することができる。

この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を備える車両を模式的に示す構成図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって検出されるすり板の局部摩耗の発生状況を模式的に示す正面図であり、（Ａ）は局部摩耗の発生前の状況を示す正面図であり、（Ｂ）は局部摩耗の発生後の状況を示す正面図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を概略的に示す構成図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗測定装置におけるトロリ線位置の測定原理を説明するための模式図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって局部摩耗が検出されるすり板とトロリ線との位置関係を説明するための平面図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の離線発生回数演算部の演算処理及び局部摩耗判定部の判定処理を説明するための模式図であり、（Ａ）は離線発生箇所毎の離線発生回数を示すグラフであり、（Ｂ）はすり板上の離線発生箇所と局部摩耗との関係を離線発生回数と対比して示す正面図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置によって検出されるすり板の局部摩耗の発生状況をすり板が一定速度で直線区間を移動する場合を例に挙げて説明するための平面図である。 この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の第２実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を備える車両を模式的に示す構成図である。 この発明の第２実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置を概略的に示す構成図である。 この発明の第２実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の離線発生箇所特定部の特定処理を説明するための模式図であり、（Ａ）はすり板に局部摩耗が発生していないときの基準撮影画像であり、（Ｂ）はすり板に局部摩耗が発生しているときの撮影画像である。 この発明の第２実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の離線発生回数演算部の演算処理及び局部摩耗判定部の判定処理を説明するための模式図であり、（Ａ）は離線発生箇所毎の離線発生回数を示すグラフであり、（Ｂ）はすり板上の離線発生箇所と局部摩耗との関係を離線発生回数と対比して示す正面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、この発明の第１実施形態について詳しく説明する。
図１に示す架線１は、線路上空に架設される架空電車線である。架線１は、所定の間隔をあけて架線支持装置２によって支持点Ｐで支持されている。図１に示す架線１は、トロリ線１ａと、ちょう架線１ｂと、ハンガイヤー１ｃなどを備えるシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線である。架線１は、トロリ線１ａ及びちょう架線１ｂの径間長（径間）Ｌが所定の長さ（例えば45〜50m程度）になるように架線支持装置２によって支持されている。ここで、径間長Ｌとは、トロリ線１ａが支持される支持点Ｐ間の距離である。

図１、図２及び図５に示すトロリ線１ａは、集電装置５のすり板５ｆが接触する電線である。トロリ線１ａは、すり板５ｆが摺動（接触移動）することによって車両４に負荷電流を供給する。トロリ線１ａは、例えば、材質が硬銅又は銀若しくはすずなどを僅かに含有する銅合金であり、鋼線を銅で被覆した複合トロリ線（CSトロリ線）、鋼心をアルミニウムで被覆した複合トロリ線（TAトロリ線）、又は大きな引張強さと高い導電率を有する銅合金トロリ線でCr,Zr,Siを僅かに含有する銅合金を熱処理することによって特性を向上させたクロム・ジルコニウム系高強度銅合金トロリ（PHCトロリ線）などである。

図１に示すちょう架線１ｂは、トロリ線１ａを支持する線条（撚線）である。ちょう架線１ｂは、トロリ線１ａの重量による弛み（弛度）が小さくなるようにこのトロリ線１ａを吊るして水平に保持する。ハンガイヤー１ｃは、トロリ線１ａをちょう架線１ｂに吊り下げる架線金具（電車線金具）である。ハンガイヤー１ｃは、トロリ線１ａの高さを略一定に保持するようにこのトロリ線１ａの長さ方向に所定の間隔をあけて配置されている。

図１及び図２に示す架線支持装置２は、架線１を支持する装置である。架線支持装置２は、図１及び図５に示すように、トロリ線１ａ及びちょう架線１ｂを支持しており、図２及び図５に示すようにトロリ線１ａにトロリ線偏位Δを付与している。ここで、トロリ線偏位Δとは、図１に示す軌道３の左右のレール３ａに対して垂直な軌道中心面と図５に示すトロリ線１ａとの間の最短距離であり、図２及び図５に示す集電装置５のすり板５ｆが左右方向に平均的に摩耗して、このすり板５ｆの同一箇所をトロリ線１ａが摺動しないように、トロリ線１ａの数径間周期で付与されるジグザグ偏位（左右偏位）である。トロリ線偏位Δは、普通鉄道の場合には250mm以内に設定されており、新幹線の場合には300mm以内に設定されている。架線支持装置２は、図５に示すように、左右交互にトロリ線１ａが偏位するように、このトロリ線１ａを外側に引っ張る曲線引金具、又はトロリ線１ａの振動を抑えてこのトロリ線１ａを支持する振止金具などの架線金具である。

図１に示す軌道３は、車両４が走行する通路（線路）である。軌道３は、車両４の車輪４ｄが転がり接触する左右一対のレール３ａを備えている。車両４は、軌道３に沿って走行する移動体である。車両４は、例えば、電車又は電気機関車などの電気車（鉄道車両）である。車両４は、車体４ａと、屋根上面４ｂと、台車４ｃなどを備えている。車体４ａは、乗客又は貨物などの搭載物を積載し輸送するための構造物であり、屋根上面４ｂは集電装置５、トロリ線位置検出装置８及び離線検出装置９Ｂなどの屋根上機器が設置される部分である。台車４ｃは、車体４ａを支持して走行する装置であり車輪４ｄなどを備えている。

図１及び図２に示す集電装置（パンタグラフ）５は、架線１のトロリ線１ａから電力を車両４に導くための装置である。集電装置５は、図１に示す台枠５ａと、碍子（がいし）５ｂと、枠組５ｃと、図１及び図２に示す集電舟（舟体）５ｄと、ホーン５ｅと、すり板５ｆなどを備えている。集電装置５は、架線１のトロリ線１ａと摺動するすり板５ｆによってこのトロリ線１ａから集電する。図１に示す集電装置５は、車両４の進行方向に対して非対称であり、一方向又は両方向に使用可能なシングルアーム式パンタグラフである。

図１に示す台枠５ａは、枠組５ｃを支持して車体４ａの屋根上に設置される部材であり、碍子５ｂ上に設置されている。碍子５ｂは、車体４ａと台枠５ａとの間を電気的に絶縁する部材である。枠組５ｃは、集電舟５ｄを支持する部材であり、集電舟５ｄを支持した状態で上下方向に動作可能なリンク機構である。枠組５ｃは、台枠５ａに取り付けられて上昇力を付与する主ばね（押上げ用ばね）によって上方に押上げられている。図１及び図２に示す集電舟５ｄは、すり板５ｆを取り付けて支持する部材である。集電舟５ｄは、図２に示すように、一般にトロリ線１ａと直交する方向（まくらぎ方向）に伸びた細長い金属製の柱状部材である。図１及び図２に示すホーン５ｅは、車両４が分岐器を通過するときに、この分岐器の上方で交差する２本のトロリ線１ａのうち車両４の進行方向とは異なる方向のトロリ線１ａへの割込みを防止するための部材である。ホーン５ｅは、図２に示すように、集電舟５ｄの長さ方向の両端部から突出しており、先端部が湾曲して形成された金属製の部材である。

図１及び図２に示すすり板５ｆは、トロリ線１ａと摺動する部材である。すり板５ｆは、図２に示すように、車両４の進行方向と直交する方向に伸びた金属製又は炭素製の板状部材である。すり板５ｆは、集電舟５ｄとは別個に製造される別部品であり、この集電舟５ｄと一体に取り付けられている。すり板５ｆは、トロリ線１ａと接触移動（摺動）して大電流が流れるため、一定の機械的強度、導電性及び耐摩耗性などが要求される。すり板５ｆは、車両４が本線走行時に主にトロリ線１ａと摺動する主すり板として機能するすり板片であり、このすり板片を複数並べた状態で配置されている。すり板５ｆは、例えば、外観形状が略平行四辺形の薄板状部材であり、集電舟５ｄの中央部に取り付けられている。すり板５ｆは、図５に示すように、集電舟５ｄの進行する方向（すり板５ｆの長さ方向と直交する方向）に対して所定の傾斜角度で両端部が斜めに直線状に切断されている。すり板５ｆは、例えば、カーボン（炭素）を主原料とするカーボン系すり板、鉄又は銅などを主成分とする焼結合金すり板である。

図２（Ｂ）に示す局部摩耗Ｗは、すり板５ｆの摺動面に発生する局所的な摩耗である。局部摩耗Ｗは、すり板５ｆの摺動面の同一箇所でトロリ線１ａと摺動が続いたときに、この箇所のみですり板５ｆの摩耗が進行してこのすり板５ｆに発生する凹状の摩耗（段付き摩耗）である。局部摩耗Ｗは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線が発生したときに、このトロリ線１ａとこのすり板５ｆとの間にアークＡが発生し、このアークＡの発生によってすり板５ｆの摺動面に形成される。局部摩耗Ｗは、すり板５ｆが摩耗するときにある部位の摩耗だけが特に早く進行し、一旦すり板５ｆに発生すると成長してすり板５ｆの寿命を短くする。

図１に示す主回路装置６は、車両４を駆動するために必要な電気機器を接続した電気回路である。主回路装置６は、例えば、車両４が直流電車の場合には、集電装置５から導かれるトロリ線１ａの直流電流を開閉する遮断器と、車両４の車輪４ｄを回転駆動する駆動力を発生する主電動機と、遮断器からの直流電流を交流電流に変換して主電動機を駆動するインバータ装置などを備えている。主回路装置６は、例えば、車両４が交流電車の場合には、集電装置５から導かれるトロリ線１ａの交流電流を開閉する遮断器と、車両４の車輪４ｄを回転駆動する駆動力を発生する主電動機と、遮断器からの交流電流を一旦直流電流に変換するコンバータと、コンバータが出力する直流電流を交流電流に変換して主電動機を駆動するインバータ装置などを備えている。

通電部７は、集電装置５から主回路装置６に電流を流す部材である。通電部７は、例えば、電力供給のための絶縁された電線又は導体などの母線である。通電部７は、集電装置５の枠組５ｃから主回路装置６の遮断器まで引き通されてこれらを電気的に接続しており、トロリ線１ａからすり板５ｆを通じて主回路装置６に電力を供給する。

図１、図３及び図４に示すトロリ線位置検出装置８は、トロリ線１ａの左右方向の位置を検出する装置である。トロリ線位置検出装置８は、図４及び図５に示すように、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが摺動しながら左右方向に往復移動するときに、このすり板５ｆに対するトロリ線１ａの位置（偏位位置）をトロリ線位置±Δ_Xとして検出する。ここで、トロリ線位置±Δ_Xは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの上面に対して垂直な軌道中心面と交わるすり板５ｆの長さ方向の中間点を基準位置（原点）Ｏとしたときに、左右方向に往復移動するトロリ線１ａとこの基準位置Ｏとの間の距離である。トロリ線位置±Δ_Xは、図４及び図５に示す基準位置Ｏに対してすり板５ｆの進行方向左側を＋で示し、基準位置Ｏに対してすり板５ｆの進行方向右側を−で示している。トロリ線位置検出装置８は、図４に示すように、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動して、リアルタイムでトロリ線位置±Δ_Xを検出する。トロリ線位置検出装置８は、例えば、トロリ線１ａの摺動面にレーザ光を照射してこのトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を受光することによってトロリ線位置±Δ_Xを測定するレーザ式のトロリ線偏位測定装置などである。トロリ線位置検出装置８は、図４に示すように、距離測定部８ａと、走査部８ｂと、回転角度検出部８ｃと、トロリ線位置演算部８ｄなどを備えている。

図４に示す距離測定部８ａは、トロリ線１ａの摺動面までの距離を測定する手段である。距離測定部８ａは、例えば、トロリ線１ａの摺動面に向けてレーザ光を照射してこのトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を受光して、トロリ線１ａの摺動面からの光路長Ｄ₁を測定する回転式レーザ変位計のようなレーザ距離計である。距離測定部８ａは、レーザ光を照射する照射部と、反射レーザ光を受光する受光部とを備えており、照射部が照射するレーザ光と受光部が受光する反射レーザ光との位相差に基づいて、トロリ線１ａの摺動面から反射する反射光の光路長Ｄ₁を測定する。距離測定部８ａは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの中間位置を通過する直線とこの距離測定部８ａの照射部及び受光部の中心線とが一致し、かつ、これらの照射部及び受光部の中心線がすり板５ｆの基準位置Ｏを通過するように、車両４の屋根上面４ｂに固定されている。

図４に示す走査部８ｂは、距離測定部８ａの照射部から照射されるレーザ光をトロリ線１ａの移動方向に走査する手段である。走査部８ｂは、例えば、距離測定部８ａの照射部から照射されるレーザ光を反射面８ｅによってトロリ線１ａの摺動面に向かって反射させるとともに、このトロリ線１ａの摺動面で反射する反射レーザ光を距離測定部８ａの受光部にこの反射面８ｅによって反射させるポリゴンミラーのような回転ミラーである。走査部８ｂは、図４に示す軌道３の左右のレール３ａの中間位置を通過する直線上にこの走査部８ｂの回転中心が位置し、かつ、この走査部８ｂの回転中心が距離測定部８ａの照射部及び受光部の中心線上に位置するように、車両４の屋根上面４ｂに回転自在に支持されている。回転角度検出部８ｃは、走査部８ｂの回転角度θを検出する手段である。回転角度検出部８ｃは、例えば、図４に示すように、走査部８ｂの回転軸の回転角度θを検出するエンコーダなどである。

図４に示すトロリ線位置演算部８ｄは、トロリ線１ａの位置を演算する手段である。トロリ線位置演算部８ｄは、距離測定部８ａの測定結果と回転角度検出部８ｃの検出結果とに基づいて、トロリ線１ａの位置を演算する。トロリ線位置演算部８ｄは、距離測定部８ａからトロリ線１ａの摺動面までの光路長Ｄ₁であり、走査部８ｂの反射面８ｅから距離測定部８ａまでの距離Ｄ₂であり、走査部８ｂの回転角度θであるときに、以下の数１によってトロリ線位置±Δ_Xを演算する。

トロリ線位置検出装置８は、すり板５ｆ上のトロリ線位置±Δ_Xを検出して、この検出結果をトロリ線位置情報（トロリ線位置信号）として現在時刻情報とともに局部摩耗検出装置１０に出力する。トロリ線位置検出装置８は、すり板５ｆに対するトロリ線１ａの現在位置とこの現在位置にトロリ線１ａが位置する時刻とが対応するように、トロリ線位置情報をトロリ線位置±Δ_Xの検出時刻と対応させて局部摩耗検出装置１０に出力する。

図１及び図３に示す離線検出装置９Ａ，９Ｂは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線を検出する装置である。離線検出装置９Ａ，９Ｂは、図１に示すように、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動して、リアルタイムで離線を検出する。離線検出装置９Ａは、トロリ線１ａからすり板５ｆを通じて流れる電流が離線発生中にゼロになるのを検出する電流式離線検出装置である。離線検出装置９Ａは、例えば、通電部７を流れる電流による磁界を測定することによって離線の発生を検出するクランプメータなどの架線電流計である。離線検出装置９Ａは、一編成に複数の集電装置５が存在する場合にはそれぞれの集電装置５のすり板５ｆを通じてトロリ線１ａから流れる電流を検出する。離線検出装置９Ａは、例えば、一編成に２つ集電装置５が存在する場合には、一方の集電装置５のすり板５ｆにトロリ線１ａから流れる電流の低下を検出し、他方の集電装置５のすり板５ｆにトロリ線１ａから流れる電流の増加を検出することによって離線を検出する。離線検出装置９Ｂは、離線発生時に発生するアークＡの光を検出する光学式離線検出装置である。離線検出装置９Ｂは、例えば、太陽光を遮断してアークＡの光に含まれる紫外線成分を検出して離線を検出する紫外線検出式の撮影装置のような離線センサである。離線検出装置９Ｂは、一編成に１つの集電装置５のみが存在する場合には、離線が発生してもすり板５ｆを通じてトロリ線１ａから電流が流れることがあるため、離線検出装置９Ａを補完するために車両４に搭載されてアークＡを検出する。離線検出装置９Ａ，９Ｂは、離線を検出してこの検出結果を離線検出情報（離線検出信号）として局部摩耗検出装置１０に出力する。離線検出装置９Ａ，９Ｂは、トロリ線位置検出装置８と同様に、離線の発生とこの離線が発生した時刻とが対応するように、離線検出情報を離線発生時刻と対応させて局部摩耗検出装置１０に出力する。

図１及び図３に示す局部摩耗検出装置１０は、トロリ線１ａと摺動するすり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを検出する装置である。局部摩耗検出装置１０は、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動して、トロリ線１ａにすり板５ｆが摺動するときに発生する局部摩耗Ｗをリアルタイムで検出する。局部摩耗検出装置１０は、左右方向に往復動作するトロリ線１ａの現在位置と、トロリ線１ａとすり板５ｆとの間に離線が発生するタイミングとを、トロリ線位置検出装置８及び離線検出装置９Ａ，９Ｂを使用することによって検出して局部摩耗Ｗを検出する。局部摩耗検出装置１０は、図３に示すように、信号入力部１０ａと、離線発生箇所特定部１０ｂと、離線発生回数演算部１０ｃと、局部摩耗判定部１０ｄと、判定結果送信部１０ｅと、プログラム記憶部１０ｆと、制御部１０ｇなどを備えている。

図３に示す信号入力部１０ａは、種々の信号を入力させる手段である。信号入力部１０ａには、トロリ線位置検出装置８が出力するトロリ線位置情報と、離線検出装置９Ａ，９Ｂが出力する離線検出情報とが入力し、信号入力部１０ａはこれらのトロリ線位置情報及び離線検出情報を制御部１０ｇに出力する。

離線発生箇所特定部１０ｂは、離線発生箇所±Δ_X1，…を特定する手段である。離線発生箇所特定部１０ｂは、トロリ線１ａが左右方向に偏位するときに、すり板５ｆとこのトロリ線１ａとの間で離線が発生する離線発生箇所±Δ_X1，…を特定する。離線発生箇所特定部１０ｂは、離線検出装置９Ａ，９Ｂが離線を検出して離線検出情報を出力するタイミングで、トロリ線位置検出装置８が検出するトロリ線１ａの位置を離線発生箇所±Δ_X1，…として特定する。離線発生箇所特定部１０ｂは、図７に示すように、離線検出装置９Ａ，９Ｂが離線を検出した時刻ｔ₁，…と同一時刻ｔ₁，…において、図６に示すようにトロリ線位置検出装置８が検出したトロリ線位置±Δ_Xを離線発生箇所±Δ_X1，…として特定する。離線発生箇所特定部１０ｂは、例えば、図３に示す離線検出装置９Ａ，９Ｂが出力する離線検出情報とトロリ線位置検出装置８が出力するトロリ線位置情報とを照合しこれらの現在時刻情報が一致（離線発生時刻ｔ₁，…とトロリ線位置±Δ_Xの検出時刻ｔ₁，…とが一致）したときには、この時刻ｔ₁，…において離線が発生した図２に示すトロリ線位置±Δ_Xを図６に示すすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…であると特定する。離線発生箇所特定部１０ｂは、離線検出装置９Ａ，９Ｂの検出結果とトロリ線位置検出装置８の検出結果とに基づいて、トロリ線１ａの離線発生箇所±Δ_X1，…を特定し、この離線発生箇所±Δ_X1，…を離線発生箇所情報（離線発生箇所信号）として制御部１０ｇに出力する。

図３に示す離線発生回数演算部１０ｃは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線が発生する離線発生回数Ｎを離線発生箇所±Δ_X1，…毎に演算する手段である。離線発生回数演算部１０ｃは、例えば、図６に示すように、各離線発生箇所±Δ_X1，…に対応させて離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを計数する。ここで、図５に示す横軸は、離線発生箇所（トロリ線位置±Δ_X）であり、縦軸は離線発生回数Ｎである。離線発生回数演算部１０ｃは、図７に示すように、Ｖ方向にすり板５ｆが移動して時刻ｔ₁から離線が発生したときには、離線が発生する各時刻ｔ₁，ｔ₂，…のトロリ線位置±Δ_Xにおける離線発生回数Ｎを計測する。離線発生回数演算部１０ｃは、離線検出装置９Ａ，９Ｂの検出結果と離線発生箇所特定部１０ｂの特定結果とに基づいて、離線発生回数Ｎを計数し、この離線発生回数Ｎを離線発生回数情報（離線発生回数信号）として制御部１０ｇに出力する。

図３に示す局部摩耗判定部１０ｄは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線が発生する離線発生回数Ｎに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する手段である。局部摩耗判定部１０ｄは、離線が発生するすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…と、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎとに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定する。局部摩耗判定部１０ｄは、離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎが所定値（しきい値）Ｎ_thを超えたときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると判定する。ここで、所定値Ｎ_thは、例えば、実際のトロリ線１ａを模擬した模擬トロリ線と実際のすり板５ｆを模擬した模擬トロリ線とを摺動させて離線を発生させる集電材摩耗試験機などの試験結果に基づいて設定される。局部摩耗判定部１０ｄは、例えば、図６に示すように、離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_thを超えている離線発生箇所＋Δ_X3では局部摩耗Ｗが発生していると判定する。一方、局部摩耗判定部１０ｄは、例えば、図５に示すように、離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_th以下である離線発生箇所＋Δ_X3以外では局部摩耗Ｗが発生していない判定する。局部摩耗判定部１０ｄは、離線発生箇所特定部１０ｂの特定結果と離線発生回数演算部１０ｃの演算結果とに基づいて、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定し、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときには局部摩耗判定情報（局部摩耗判定信号）を制御部１０ｇに出力する。

図３に示す判定結果送信部１０ｅは、局部摩耗判定部１０ｄの判定結果を送信する手段である。判定結果送信部１０ｅは、図２（Ｂ）、図６（Ｂ）及び図７に示すような局部摩耗Ｗがすり板５ｆに発生していると局部摩耗判定部１０ｄが判定したときに、告知装置１１などにこの判定結果を送信する送信機などである。

図３に示すプログラム記憶部１０ｆは、トロリ線１ａと摺動するすり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを検出する局部摩耗検出プログラムを記憶する手段である。プログラム記憶部１０ｆは、例えば、情報記録媒体から読み取った局部摩耗検出プログラム、又は電気通信回線を通じて取り込まれた局部摩耗検出プログラムなどを記憶するメモリである。

制御部１０ｇは、局部摩耗検出装置１０に関する種々の動作を制御する手段(中央処理部(CPU))である。制御部１０ｇは、プログラム記憶部１０ｆから局部摩耗検出プログラムを読み出して局部摩耗検出装置１０のコンピュータに所定の処理を指令し実行させる。制御部１０ｇは、例えば、信号入力部１０ａが出力するトロリ線位置情報を離線発生箇所特定部１０ｂに出力したり、信号入力部１０ａが出力する離線検出情報を離線発生箇所特定部１０ｂ及び離線発生回数演算部１０ｃに出力したり、離線発生箇所特定部１０ｂに離線発生箇所±Δ_X1，…の特定を指令したり、離線発生箇所特定部１０ｂが出力する離線発生箇所情報を離線発生回数演算部１０ｃに出力したり、離線発生回数演算部１０ｃに離線発生回数Ｎの演算を指令したり、局部摩耗判定部１０ｄに局部摩耗Ｗの有無の判定を指令したり、局部摩耗判定部１０ｄが出力する局部摩耗判定情報を判定結果送信部１０ｅに出力したり、判定結果送信部１０ｅに局部摩耗判定情報の送信を指令したり、プログラム記憶部１０ｆから局部摩耗検出プログラムを読み出したりする。制御部１０ｇには、信号入力部１０ａ、離線発生箇所特定部１０ｂ、離線発生回数演算部１０ｃ、局部摩耗判定部１０ｄ、判定結果送信部１０ｅ及びプログラム記憶部１０ｆが相互に通信可能なようにバスなどの通信部によって接続されている。

告知装置１１は、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を告知する装置である。告知装置１１は、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部１０ｄが判定したときに、この判定結果を告知する。告知装置１１は、車両４の乗務員が運転操作する乗務員室内の運転台などに設置されている。告知装置１１は、例えば、判定結果を音声で案内するスピーカ又は警報音などの音声発生装置、この判定結果を文字、図形、記号又はこれらの組み合わせによって案内する液晶画面などの表示装置である。

次に、この発明の実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置の動作を説明する。
以下では、図３に示す制御部１０ｇの動作を中心として説明する。
図８に示すステップ（以下、Ｓという）１００において、離線が発生したか否かを制御部１０ｇが判断する。図３に示すトロリ線位置検出装置８、離線検出装置９Ａ，９Ｂ及び局部摩耗検出装置１０に電源装置から電力が供給されると、局部摩耗検出プログラムをプログラム記憶部１０ｆから制御部１０ｇが読み出して、一連の局部摩耗検出処理を制御部１０ｇが実行する。図１、図５及び図７に示すように、車両４がすり板５ｆとともに軌道３上を起点（出発地点）からＶ方向に走行を開始すると、図７に示すようにすり板５ｆに対してトロリ線１ａが左右方向に往復動作しながらトロリ線１ａとすり板５ｆとが摺動する。その結果、図３に示すトロリ線位置検出装置８が左右方向に移動するトロリ線１ａの現在位置であるトロリ線位置±Δ_Xを検出してトロリ線位置情報を局部摩耗検出装置１０の信号入力部１０ａに出力する。信号入力部１０ａから制御部１０ｇにトロリ線位置情報が入力すると、離線発生箇所特定部１０ｂにこのトロリ線位置情報を制御部１０ｇが出力する。

図１に示す軌道３上を起点から車両４が走行を開始して、図５及び図７に示すすり板５ｆに対してトロリ線１ａが相対的に左右方向に往復移動すると、すり板５ｆの摺動面とトロリ線１ａとが離線することがある。その結果、トロリ線１ａからすり板５ｆを通じて流れる電流が離線発生時にゼロになるとともに、トロリ線１ａとすり板５ｆとの間に離線発生時にアークＡが発生することがある。図３に示す離線検出装置９Ａ，９Ｂが離線を検出して離線検出情報を局部摩耗検出装置１０の信号入力部１０ａに出力すると、この信号入力部１０ａから制御部１０ｇにこの離線検出情報が入力する。離線検出情報が制御部１０ｇに入力したときには離線が発生したと制御部１０ｇが判断してＳ１１０に進み、離線検出情報が制御部１０ｇに入力しなかったときには離線が発生していないと制御部１０ｇが判断してＳ１６０に進む。

Ｓ１１０において、離線発生箇所±Δ_X1，…の特定を離線発生箇所特定部１０ｂに制御部１０ｇが指令する。信号入力部１０ａからトロリ線位置情報及び離線検出情報が制御部１０ｇに入力すると、これらのトロリ線位置情報及び離線検出情報を離線発生箇所特定部１０ｂに制御部１０ｇが出力するとともに、離線検出情報を離線発生回数演算部１０ｃに制御部１０ｇが出力する。その結果、トロリ線位置情報と離線検出情報とに基づいて離線発生箇所特定部１０ｂが離線発生箇所±Δ_X1，…を特定する。例えば、図７に示すように、離線発生箇所特定部１０ｂに離線検出情報が入力した時刻ｔ₁，…と同一時刻ｔ₁，…におけるトロリ線位置情報に基づいて、すり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…を離線発生箇所特定部１０ｂが特定する。

例えば、図７に示すように、車両４がすり板５ｆとともに軌道３上をＶ方向に走行している場合に、時刻ｔ₀では離線が発生していないが、時刻ｔ₁において初めて離線が発生し、時刻ｔ₁以降も間欠的に離線が発生しているものと仮定する。この場合に、図７に示す離線が発生している各時刻ｔ₁，…におけるトロリ線位置±Δ_Xを、図６に示すすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…であると離線発生箇所特定部１０ｂが特定し、この離線発生箇所±Δ_X1，…に相当する離線発生箇所情報を離線発生箇所特定部１０ｂが制御部１０ｇに出力する。

Ｓ１２０において、離線発生回数Ｎの演算を離線発生回数演算部１０ｃに制御部１０ｇが指令する。信号入力部１０ａから離線検出情報が制御部１０ｇに入力すると、この離線検出情報を離線発生回数演算部１０ｃに制御部１０ｇが出力する。また、離線発生箇所情報を離線発生箇所特定部１０ｂが制御部１０ｇに出力すると、この離線発生箇所情報が離線発生回数演算部１０ｃに制御部１０ｇが出力する。その結果、離線検出情報と離線発生箇所情報とに基づいて離線発生回数演算部１０ｃが離線発生回数Ｎを演算する。例えば、離線発生箇所特定部１０ｂが特定した図６に示す離線発生箇所±Δ_X1，…と同一箇所で離線が再度発生して離線検出情報が離線発生回数演算部１０ｃに入力したときには、すり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎ=Ｎ＋１に離線発生回数演算部１０ｃがインクリメントする。

例えば、図１に示すように、車両４がすり板５ｆとともに軌道３上をＶ方向に走行している場合に、図７に示す時刻ｔ₁において図６に示す離線発生箇所＋Δ_X3で初めて離線が発生したときには、この離線発生箇所＋Δ_X3の離線発生回数Ｎ＝１と離線発生回数演算部１０ｃがカウントする。次に、図７に示す時刻ｔ₂において離線が発生したときには、図６に示す離線発生箇所-Δ_X4の離線発生回数Ｎ＝１と離線発生回数演算部１０ｃがカウントする。次に、時刻ｔ₃において離線発生箇所＋Δ_X3で２回目の離線が発生したときには、離線発生箇所＋Δ_X3の離線発生回数Ｎ＝２と離線発生回数演算部１０ｃがカウントする。このように、離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを離線発生回数演算部１０ｃが計数して、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数情報を離線発生回数演算部１０ｃが制御部１０ｇに出力する。

Ｓ１３０において、局部摩耗Ｗの有無の判定を局部摩耗判定部１０ｄに制御部１０ｇが指令する。離線発生回数情報が局部摩耗判定部１０ｄに制御部１０ｇから入力すると、この離線発生回数情報に基づいて局部摩耗判定部１０ｄが局部摩耗Ｗの有無を判定する。

Ｓ１４０において、離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_thを超えているか否かを局部摩耗判定部１０ｄが判定する。例えば、図６に示す所定値Ｎ_th＝６に設定されている場合に、図７に示す時刻ｔ₁，ｔ₃，ｔ₄，ｔ₆，ｔ₇，ｔ₉，ｔ₁₀，…では、同一の離線発生箇所＋Δ_X3で離線が７回発生している。この場合には、離線発生箇所＋Δ_X3における離線発生回数Ｎ＝７が所定値Ｎ_th＝６を超えているため、離線発生箇所＋Δ_X3に局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部１０ｄが判定する。一方、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生の有無とは無関係に、トロリ線１ａに振動が発生したり集電舟５ｄを下降させる方向の揚力が作用したりすると、トロリ線１ａとすり板５ｆとの間に離線が発生することがある。例えば、図７に示す時刻ｔ₂，ｔ₅，ｔ₈，…では、同一の離線発生箇所−Δ_X4で離線が３回発生している。この場合には、離線発生箇所−Δ_X4における離線発生回数Ｎ＝３が所定値Ｎ_th＝６以下であるため、離線発生箇所−Δ_X4に局部摩耗Ｗが発生していないと局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このように、図６に示すように、各離線発生箇所±Δ_X1，…における離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_thを超えているか否かを局部摩耗判定部１０ｄが判定し、離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_thを超えていると局部摩耗判定部１０ｄが判定したときには、この局部摩耗判定部１０ｄが判定結果情報を制御部１０ｇに出力する。局部摩耗判定部１０ｄから判定結果情報が入力したと制御部１０ｇが判断したときにはＳ１５０に進み、局部摩耗判定部１０ｄから判定結果情報が入力していないと制御部１０ｇが判断したときにはＳ１００に戻り、Ｓ１１０以降の局部摩耗検出処理を制御部１０ｇが繰り返す。

Ｓ１５０において、判定結果の送信を判定結果送信部１０ｅに制御部１０ｇが指令する。図３に示す局部摩耗判定部１０ｄから判定結果情報が制御部１０ｇに入力すると、この判定結果情報を制御部１０ｇが判定結果送信部１０ｅに出力し、判定結果送信部１０ｅが告知装置１１にこの判定結果情報を送信する。その結果、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を告知装置１１が告知し、車両４内の乗務員に局部摩耗Ｗの発生が警告される。

Ｓ１６０において、局部摩耗Ｗの検出を終了するか否かを制御部１０ｇが判断する。図１に示す軌道３上を走行する車両４が終点（終着点）に到着したか否かを制御部１０ｇが判断する。車両４が終点に到着したと制御部１０ｇが判断したときには、一連の局部摩耗検出処理を制御部１０ｇが終了する。一方、車両４が終点に到着していないと制御部１０ｇが判断したときにはＳ１００に戻り、Ｓ１００以降の局部摩耗検出処理を制御部１０ｇが繰り返す。

この発明の第１実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置とその検出プログラムには、以下に記載するような効果がある。
(1) この第１実施形態では、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線が発生する離線発生回数Ｎに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このため、すり板５ｆの所定箇所で複数回にわたり離線が発生するときには、すり板５ｆに発生する局部摩耗Ｗを発生初期の段階で迅速にその場で検出することができる。

(2) この第１実施形態では、離線が発生するすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…と、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎとに基づいて、このすり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このため、すり板５ｆ上の特定箇所で離線が複数回発生しているときに、この特定箇所に対応する離線発生回数Ｎを計数するだけで、この局部摩耗Ｗの発生を簡単に検出することができる。

(3) この第１実施形態では、離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎが所定値Ｎ_thを超えたときには、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生していると局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このため、すり板５ｆ上の特定箇所で離線が繰り返されたときに、離線発生回数Ｎがしきい値を超えたか否かを判定するだけで、局部摩耗Ｗの発生を簡単に検出することができる。

(4) この第１実施形態では、離線発生箇所±Δ_X1，…を離線発生箇所特定部１０ｂが特定し、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを離線発生回数演算部１０ｃが演算する。このため、すり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…とこの離線発生箇所±Δ_X1，…に対応する離線発生回数Ｎとを検出するだけで、局部摩耗Ｗの発生を簡単に検出することができる。

(5) この第１実施形態では、離線発生箇所特定部１０ｂの特定結果と離線発生回数演算部１０ｃの演算結果とに基づいて、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このため、離線発生箇所±Δ_X1，…を特定するとともにこの離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎを計測することによって、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を安価で簡単な装置によって簡単に検出することができる。

（第２実施形態）
以下では、図１〜図７に示す部分と同一の部分については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図９及び図１０に示す離線検出装置９Ｃは、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離れる離線を検出する装置である。離線検出装置９Ｃは、図１及び図３に示す離線検出装置９Ａ，９Ｂと同様に、車両４に搭載された状態でこの車両４とともに軌道３上を移動してリアルタイムで離線を検出する。図９及び図１０に示す離線検出装置９Ｃは、すり板５ｆに対してトロリ線１ａが摺動しながら左右方向に往復移動するときに、離線によって発生するアークＡとこのアークＡの発生時のトロリ線位置±Δ_Xとを撮影する。離線検出装置９Ｃは、離線発生時に発生するアークＡの光を検出する光学式離線検出装置としての機能と、すり板５ｆに対するトロリ線１ａの位置を撮影してこのトロリ線１ａの左右方向の位置を検出するトロリ線位置検出装置としての機能とを有する。離線検出装置９Ｃは、例えば、図１及び図３に示す離線検出装置９Ｂと同様の紫外線検出式の撮影装置である。離線検出装置９Ｃは、離線発生時のアークＡとこの離線発生時のトロリ線位置±Δ_Xとを同時に撮影して、この撮影画像を離線検出情報（離線検出信号）として局部摩耗検出装置１０に出力する。

図９及び図１０に示す局部摩耗検出装置１０は、図１及び図３に示す局部摩耗検出装置１０とは異なり、左右方向に往復動作するトロリ線１ａの現在位置と、トロリ線１ａとすり板５ｆとの間に離線が発生するタイミングとを、一つの離線検出装置９Ｃを使用することによって検出して局部摩耗Ｗを検出する。局部摩耗検出装置１０は、図３に示す離線発生箇所特定部１０ｂ及び離線発生回数演算部１０ｃに代えて、図１０に示す離線発生回数演算部１０ｈを備えている。局部摩耗判定部１０ｄは、離線発生回数演算部１０ｈの演算結果に基づいて、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を判定し、すり板５ｆに局部摩耗Ｗが発生しているときには局部摩耗判定情報（局部摩耗判定信号）を制御部１０ｇに出力する。

図１０に示す離線発生回数演算部１０ｈは、離線発生箇所±Δ_X1，…を特定するとともに、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを演算する手段である。離線発生回数演算部１０ｈは、図１２に示すように、トロリ線１ａが左右方向に偏位するときに、すり板５ｆとこのトロリ線１ａとの間で離線が発生する離線発生箇所±Δ_X1，…を特定して、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを演算する。離線発生回数演算部１０ｈは、図１１（Ｂ）に示すような離線検出装置９Ｃが離線発生時に撮影した撮影画像に基づいて、図１１（Ａ）に示すようにすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…を特定するとともに、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを計数する。離線発生回数演算部１０ｈは、離線が発生する毎に離線検出装置９Ｃが時系列順に出力する撮影画像を順次画像処理して、アークＡの発生時のトロリ線位置±Δ_Xを撮影画像毎に離線発生箇所±Δ_X1，…として特定するとともに、各離線発生箇所±Δ_X1，…に対応する離線発生回数Ｎを計数する。

離線発生回数演算部１０ｈは、図１１（Ａ）に示すように、正常時のすり板５ｆを離線検出装置９Ｃによって撮影したときの撮影画像が基準スケールＲと対応するように、この撮影画像と基準スケールＲとを合成処理した基準撮影画像を記憶している。離線発生回数演算部１０ｈは、図１１（Ｂ）に示すような離線発生時の撮影画像と、図１１（Ａ）に示すような基準撮影画像とを照合することによって、離線発生時のすり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…を特定する。離線発生回数演算部１０ｈは、図１に示す車体４ａに対して図１１に示すすり板５ｆが上下方向には移動するが左右方向には殆ど移動しない特性を利用して、図１１（Ａ）に示すように基準スケールＲのＹ軸がすり板５ｆの基準位置Ｏを通過し、かつ、この基準スケールＲのＸ軸がすり板５ｆの長さ方向の中心線と一致するような基準撮影画像を記憶している。離線発生回数演算部１０ｈは、例えば、図１１（Ｂ）に示す基準位置Ｏを回転中心としてすり板５ｆが微小角度回転してこのすり板５ｆが傾いたようなときには、離線検出装置９Ｃによって撮影された撮影画像を基準撮影画像と照合可能なように、この撮影画像を傾きがない状態に補正する。

離線発生回数演算部１０ｈは、例えば、図１２に示すように、各離線発生箇所±Δ_X1，…に対応させて離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎを計数する。ここで、図１２（Ａ）に示す横軸は、離線発生箇所（トロリ線位置±Δ_X）であり、縦軸は離線発生回数Ｎである。図１２（Ｂ）に示す横軸は、基準スケールＲのＸ軸であり、縦軸は基準スケールＲのＹ軸である。離線発生回数演算部１０ｈは、離線検出装置９Ｃの検出結果に基づいて、各離線発生箇所±Δ_X1，…に対応する離線発生回数Ｎを計数し、この離線発生回数Ｎを離線発生回数情報（離線発生回数信号）として制御部１０ｇに出力する。

この発明の第２実施形態に係るすり板の局部摩耗検出装置とその局部摩耗検出プログラムには、第１実施形態の効果に加えて、以下に記載するような効果がある。
(1) この第２実施形態では、離線発生箇所±Δ_X1，…を離線発生回数演算部１０ｈが特定して、この離線発生箇所±Δ_X1，…毎に離線発生回数Ｎをこの離線発生回数演算部１０ｈが演算する。このため、第１実施形態に比べて離線発生箇所±Δ_X1，…とこの離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎとを一つの離線発生回数演算部１０ｈによって一度に測定することができ、局部摩耗検出装置１０の構成を簡単にすることができる。例えば、トロリ線１ａとすり板５ｆとが離線したときに発生するアークＡの撮影画像に基づいて、すり板５ｆ上の離線発生箇所±Δ_X1，…を簡単に特定することができるとともに、離線発生回数Ｎを簡単に計数することができる。

(2) この第２実施形態では、離線発生回数演算部１０ｈの演算結果に基づいて、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの有無を局部摩耗判定部１０ｄが判定する。このため、離線発生箇所±Δ_X1，…を特定するとともにこの離線発生箇所±Δ_X1，…毎の離線発生回数Ｎを計測することによって、すり板５ｆの局部摩耗Ｗの発生を安価で簡単な装置によって簡単に検出することができる。

（他の実施形態）
この発明は、以上説明した実施形態に限定するものではなく、以下に記載するように種々の変形又は変更が可能であり、これらもこの発明の範囲内である。
(1) この実施形態では、架線１がシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線である場合を例に挙げて説明したが、このような架線方式に限定するものではない。例えば、シンプルカテナリ式ちょう架方式の架線１のトロリ線１ａとちょう架線１ｂとの間に補助ちょう架線を１本架設し、補助ちょう架線にトロリ線１ａをハンガイヤー１ｃによって吊り下げるコンパウンドカテナリ式ちょう架方式の架線についてもこの発明を適用することができる。同様に、シンプルカテナリ式ちょう架方式の架線を所定の間隔をあけて２組平行に架設したツインシンプルカテナリ式ちょう架方式の架線についてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、電車線として架空式電車線路を例に挙げて説明したが、架空式電車線路のうち線条ではなく剛体を使用する剛体ちょう架式電車線路、導電性レールを使用する第三軌条式（サードレール式）電車線路などについてもこの発明を適用することができる。さらに、この実施形態では、旅客又は貨物の運輸営業を行う営業車である車両４に局部摩耗検出装置１０を搭載する場合を例に挙げて説明したが、架線１及び軌道３などの使用状態における機能を検査する検測車に局部摩耗検出装置１０を搭載することもできる。

(2) この実施形態では、集電装置５がシングルアーム式パンタグラフである場合を例に挙げて説明したが、車両４の進行方向に対して対称である菱形パンタグラフ又は翼型パンタグラフなどの他の形式のパンタグラフについてもこの発明を適用することができる。また、この実施形態では、局部摩耗Ｗの有無の判定結果を車両４内の告知装置１１に送信する場合を例に挙げて説明したが、車両４の運行を円滑に進めるための運転指令及び業務指令を地上側から車両４側に行って、車両４の運行状況を管理する中央指令装置にこの判定結果を送信することもできる。さらに、この第１実施形態では、トロリ線位置検出装置８がレーザ式のトロリ線偏位測定装置である場合を例に挙げて説明したが、このような測定装置に限定するものではない。例えば、低圧ナトリウムランプでトロリ線１ａを照明し、このトロリ線１ａの摺動面で反射する光をCCDラインセンサカメラによって撮像して、トロリ線位置±Δ_Xを検出するナトリウムランプ式のトロリ線偏位測定装置を使用することもできる。

(3) この第１実施形態では、離線検出装置９Ａ，９Ｂが電流式又は光学式の離線検出器である場合を例に挙げて説明したが、トロリ線１ａからすり板５ｆを通じて流れる電流の電圧降下を検出する分圧式の離線検出器を使用することもできる。また、この第１実施形態では、離線検出装置９Ａ，９Ｂを車両４が搭載する場合を例に挙げて説明したが、いずれか一方の離線検出装置９Ａ，９Ｂを省略することもできる。例えば、一編成の複数の集電装置５が母線を通じて電気的に接続されている場合であって、ある集電装置５に離線が発生して他の集電装置５に離線が発生していないようなときには、離線してもアークＡが発生しないことがある。このような場合には、アークＡの発生の有無に関わらず離線の発生を検出可能な電流式の離線検出装置９Ａのみを車両４に搭載することもできる。また、この第２実施形態では、離線発生時のアークＡの光と離線発生時のトロリ線位置±Δ_Xとを一つの離線検出装置９Ｃによって検出する場合を例に挙げて説明したが、離線発生時のアークＡの光を離線検出装置９Ｂによって検出し、離線発生時のトロリ線位置±Δ_Xをステレオ画像に基づいて計測する３Ｄディジタルカメラなどによって撮影して検出することもできる。

１ 架線
１ａ トロリ線
２ 架線支持装置
３ 軌道
３ａ レール
４ 車両
５ 集電装置
５ｆ すり板
６ 主回路装置
７ 通電部
８ トロリ線位置検出装置
８ａ 距離測定部
８ｂ 走査部
８ｃ 回転角度検出部
８ｄ トロリ線位置演算部
９Ａ〜９Ｃ 離線検出装置
１０ 局部摩耗検出装置
１０ａ 信号入力部
１０ｂ 離線発生箇所特定部
１０ｃ，１０ｈ 離線発生回数演算部
１０ｄ 局部摩耗判定部
１０ｅ 判定結果送信部
１０ｆ プログラム記憶部
１０ｇ 制御部
１１ 告知装置
Ａ アーク
Ｌ 径間長
Ｐ 支持点
Ｗ 局部摩耗
Δ トロリ線偏位
Ｄ₁ 光路長
Ｄ₂ 距離
θ 回転角度
±Δ_X トロリ線位置
±Δ_X1，… 離線発生箇所（トロリ線位置）
Ｎ 離線発生回数
Ｎ_th 所定値
Ｏ 基準位置
Ｒ 基準スケール

Claims (12)

1. トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出装置であって、
   前記トロリ線と前記すり板とが離れる離線が発生する離線発生回数に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定部を備え、
   前記局部摩耗判定部は、前記離線が発生する前記すり板上の離線発生箇所と、この離線発生箇所毎の前記離線発生回数とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定すること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
2. 請求項１に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
   前記局部摩耗判定部は、前記離線発生箇所毎の前記離線発生回数が所定値を超えたときには、前記すり板に局部摩耗が発生していると判定すること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
   前記離線発生箇所を特定する離線発生箇所特定部と、
   前記離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部とを備えること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
4. 請求項３に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
   前記局部摩耗判定部は、前記離線発生箇所特定部の特定結果と前記離線発生回数演算部の演算結果とに基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定すること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
5. 請求項１又は請求項２に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
   前記離線発生箇所を特定して、この離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部を備えること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
6. 請求項５に記載のすり板の局部摩耗検出装置において、
   前記局部摩耗判定部は、前記離線発生回数演算部の演算結果に基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定すること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出装置。
7. トロリ線と摺動するすり板に発生する局部摩耗を検出するすり板の局部摩耗検出プログラムであって、
   前記トロリ線と前記すり板とが離れる離線が発生する離線発生回数に基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する局部摩耗判定部としてコンピュータを機能させ、
   前記離線が発生する前記すり板上の離線発生箇所と、この離線発生箇所毎の前記離線発生回数とに基づいて、このすり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
8. 請求項７に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
   前記離線発生箇所毎の前記離線発生回数が所定値を超えたときには、前記すり板に局部摩耗が発生していると判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
9. 請求項７又は請求項８に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
   前記離線発生箇所を特定する離線発生箇所特定部と、
   前記離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部としてコンピュータを機能させること、
   を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
10. 請求項９に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
    前記離線発生箇所特定部の特定結果と前記離線発生回数演算部の演算結果とに基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させること、
    を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
11. 請求項７又は請求項８に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
    前記離線発生箇所を特定して、この離線発生箇所毎に前記離線発生回数を演算する離線発生回数演算部としてコンピュータを機能させること、
    を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。
12. 請求項１１に記載のすり板の局部摩耗検出プログラムにおいて、
    前記離線発生回数演算部の演算結果に基づいて、前記すり板の局部摩耗の有無を判定する手段として前記局部摩耗判定部を機能させること、
    を特徴とするすり板の局部摩耗検出プログラム。

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