JPH0419503A - トロリー線の摩耗測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野１ 本発明は、電気鉄道への電力供給用として、線路に沿っ
て架設されたトロリー線の摩耗量を測定するためのトロ
リー線の摩耗測定方法に関する。 【従来の技術］ 電気鉄道における電力供給用トロリー線は、通常は断面
が円形の硬銅線で形成され、線路に沿って立てられた電
柱と、この電柱に支持された吊架線から垂れ下がったハ
ンガーによって懸垂支持されている。　そして、電車の
屋根上に設置されたパンタグラフの上部に取付けてあっ
て、通常はトロリー線に比べて軟質の銅板で形成された
摺板をトロリー線に接触させ、電車に所要の電力を供給
している。　この場合、摺板の全面が一様に摩耗するよ
うに、トロリー線は電車の進行方向に沿って所定の範囲
で蛇行（以下、偏位という）するように架設されている
。　また、電車の走行密度が高い区間では、所要の電力
を供給するために複数本のトロリー線を所定の間隔で平
行に架設することも行なわれている。 このようなトロリー線も、パンタグラフの摺板との間の
摩擦や火花放電によって摩耗或いは損傷を受け、放置す
ると断線することになる。　そして、トロリー線の断線
は、電車の運行が停止することによる電車利用者のみな
らず、社会的な損失や影響は極めて大きく、この対策は
ケーブル保守上の重要課題の一つとなっている。 上記重要課題に鑑みて、従来では画一的にトロリー線の
使用量を決めて該トロリー線の張替を行なうとか、特別
な測定車輛を走行させて年２回程度の摩耗測定を行なっ
ていた。 【発明が解決しようとする課題】 トロリー線の張替作業は、電車が運行されていない時間
帯を選び、或いは電車の運行を止めて、多数の作業員を
投入して行なうため、多大の費用が必要となる。　また
、トロリー線の使用量を決めて張替を行なうことは、使
用可能なトロリー線の破棄による経費の無駄使い、戚い
は危険な状態にあるトロリー線の放置による断線事故の
発生等、極めて不合理であフた。　更にまた、測定に当
って特別な測定車輛を使用することは、運行時間の調整
や夜間の特別運行等による人員の確保や運行経費の問題
があると共に、年２回程度の測定ではトロリー線の摩耗
を適確に把握することは困難であった。 一方、一般に行なわれている光ビーム走査による測定方
法をトロリー線の摩耗測定に適用しようとすると１次の
ような問題がある。 （１）ネオン管、　Ａｒレーザ等の高出力レーザ光を光
源とすると、それ自体でかなり大型となり、営業車輛の
屋根上に簡単に搭載できない。　また、水冷や空冷等に
よる熱対策が厄介である。 （２）従来方式の光学系は車輛の垂直方向に長くなるた
め、営業車輛の屋根上に搭載できない。 （３）光源の長時間信頼性を確保できない。 したがって、これらの問題から測定装置を営業車輛の屋
根上に、クーラーのユニット程度の大きさで簡単に搭載
することは技術的及び経済的に極めて困難であった。 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは高さ方向の寸法が小さく、小型で営業車輛
の屋根上に搭載可能であるコンバク、トな測定装置を構
成できて、経済的にして高精度な測定ができるトロリー
線の摩耗測定方法を提供することにある。 ｒ課題を解決するための手段】 上記目的を達成するために、本発明の特徴とするトロー
リ線の摩耗測定方法は小型高出力のダイオードＹＡＧレ
ーザによるレーザ光源から発せられる平行光線を集束し
て仮想光源とし、この仮想光源からの光ビームを光ビー
ムスプリッタの中心部において透過させた後、回転多面
鏡によって走査光束となし、この走査光束を長焦点距離
光学系を通過させることにより、許容範囲内に位置する
トロリー線の摺動面に垂直な光スポットを得て、該光ス
ポットが上記トローリ線の摺動面に当って反射した反射
光のうち、上記長焦点距離光学系を逆進して上記光ビー
ムスプリッタの中心部周囲で反射した光をフィルタを通
して検知することを特徴とするものである。

【実　施　例】

以下に１本発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。 先ず本発明方法の実施に用いる測定装置について説明す
ると、１は小型高出力のダイオードＹＡＧレーザを用い
たレーザ光源、２はレーザ光源１から発せられる平行光
線の光軸上に対して所定角度傾斜させて設けた第１の反
射鏡、３は第１の反射＃Ｉ２の反射光軸と直交するよう
に設けてあって、その焦点距離に当る位置に仮想光源Ｓ
を形成する第１の集光レンズ、４は中央部に透過穴４ａ
を備え、この透過穴４ａの中心が仮想光源Ｓによる光ビ
ームの光路と所定角度傾斜させて設けた光ビームスプリ
ッタ、５は後述するように被測定物体からの反射光束を
集束する第２の集光レンズ、６は回転面に光ビームスプ
リッタ４の透過穴４ａを通過した光ビームが入射するよ
うに設けである回転多面鏡（走査ｔｆＬ）である。　７
は回転多面鏡６の偏向点Ｐを焦点とする凹形の球面鏡ま
たは放物面鏡等からなる第２の反射鏡、８は第２の反射
鏡７による反射光を上方に反射する平面鏡である第３の
反射鏡、９は被測定物体であるトロリー線、１Ｏは後述
するようにトロリー線９からの反射光のみを通過させる
フィルタ、１１はフィルタ１ｏを通して入射する光を受
光する受光素子である。 上記構成において、第２の集光レンズ５、回転多面鏡６
、第２及び第３の反射鏡７，８は長焦点距離光学系を形
成しており、この光学系を含む上記測定装置は、第４図
に符号１２で総括的に図示されている。　そして、測定
装置１２は第４図に示すように営業車輛１３の屋根上に
設置され、その大きさは例えば営業車輛１３の屋根上に
取付けであるクーラー１４とほぼ同じか或いは小さいも
のであって、次のような測定動作を実行できる。 即ち、小型高出力のダイオードＹＡＧレーザを用いたレ
ーザ光源１から発せられた平行光線は第１の反射鏡２に
よって反射され、その後第１の集光レンズ３により集光
されて仮想光源Ｓを形成する。 仮想光源Ｓからの光ビームは光ビームスプリッタ４の透
過穴４ａと第２の集光レンズ５を通して回転多面鏡６に
入射される。　回転多面鏡６の回転によって仮想光源Ｓ
からの光ビームを所定範囲幅の走査光ビームとし、該走
査光ビームを第２の反射ｊ！７に入射させる。　この第
２の反射［７は回転多面鏡６の反射面に対して該第２の
反射［７の焦点距離分だけ離間して配置されているため
、回転多面鏡６から第２の反射ｔＩｔ７に入射した走査
光ビームは平行走査光ビームとして反射される。 第２の反射ｔＲ７から反射した平行走査光ビームは、第
３の反射鏡８によって反射され、トロリー線９の摺動面
９ａに、その下方から垂直な光スポツト走査ビームとな
って投射される。　即ち、第２の反射鏡７は、回転多面
鏡６の偏向点Ｐを焦点とし、第２の集光レンズ５と共働
して仮想光源Ｓの像を垂直方向に振動するトロリー線９
の摺動面９ａの振動中心に結像すると共に、偏向点Ｐに
達した走査光ビームが全て摺動面９ａに対し光軸が平行
な光ビームとなって、摺動面９ａに下方から垂直に投射
される。 トロリー線９の摺動面９ａに投射された光ビームは該摺
動面９ａによって反射され、帰還光束となる。　この帰
還光束は、第３の反射鏡８によって反射され、第２の反
射鏡７に入射される。　第２の反射鏡７に入射した帰還
光束は回転多面ｔＩｔＧ上に集束される。　この集束さ
れた光ビームは、回転多面鏡６によって再び反射され、
第２の集光レンズ５に入射される。　第２の集光レンズ
５に入射した光ビームは集束されるが、光ビームスプリ
ッタ４によって偏光された後、フィルタ１ｏを通って受
光素子１１に向けられる。　フィルタ１０はレーザ光源
１から投光されてトロリー線９の摺動面９ａから乱反射
して帰還する光ビームのみを通過させ、トロリー線９の
周辺から入射される自然光のような外乱光を遮断する。 　そして、受光素子１１は仮想光源Ｓと共役の位置に置
かれており、この受光素子１１により得られる電気信号
は信号処理部（図示せず）により処理されて、最終的に
トロリー線の摩耗量が算出される。

【発明の効果】

本発明は上記の如くであって、レーザ光源として小型高
出力のダイオードＹＡＧレーザを用い、その平行光線を
集束して仮想光源とすると共に、該仮想光源からの光ビ
ームを走査光束となし、この走査光束を長焦点距離光学
系を通してトロリー線の摺動面に投射すると共に、トロ
リー線からの反射光を上記長焦点距離光学系を通して光
ビームスプリッタにより偏光させ、その帰還する光ビー
ムをフィルタを通して受光素子で検知するようにしたか
ら、本発明方法の実施に用いられる測定装置は高さ方向
の寸法が小さくコンパクト化できて、従来では考えられ
なかった営業車輛の屋根上に簡単に搭載してトロリー線
の摩耗を随時測定することが可能となるものであって、
経済的にも極めて有利に測定できることは勿論のこと、
トロリー線摩耗による事故防止の面でも有効である・

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施に用いる測定装置の構成を示
す斜視図で測定状態を示す図、第２図は第１図の装置を
上方から見た平面図、第３図は同上要部の側面図、第４
図は本発明方法の実施に用いる測定装置を営業車輛の屋
根上に設けた状態の側面図である。 図中、１はレーザ光源、２は第１の反射鏡、３は第１の
集光レンズ、４は光ビームスプリッタ、５は第２の集光
レンズ、６は走査鏡である回転多面鏡、７は第２の反射
鏡、８は第３の反射鏡、９はトロリー線、９ａは摺動面
、１０はフィルタ、１１は受光素子である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 小型高出力のダイオードＹＡＧレーザによるレーザ光源
   から発せられる平行光線を集束して仮想光源とし、この
   仮想光源からの光ビームを光ビームスプリッタの中心部
   において透過させた後、回転多面鏡によって走査光束と
   なし、この走査光束を長焦点距離光学系を通過させるこ
   とにより、許容範囲内に位置するトロリー線の摺動面に
   垂直な光スポットを得て、該光スポットが上記トローリ
   線の摺動面に当って反射した反射光のうち、上記長焦点
   距離光学系を逆進して上記光ビームスプリッタの中心部
   周囲で反射した光をフィルタを通して検知することを特
   徴とするトロリー線の摩耗測定方法。