JPH09159414A

JPH09159414A - 携帯型トロリ線摩耗測定装置

Info

Publication number: JPH09159414A
Application number: JP7345175A
Authority: JP
Inventors: Takao Yoshizawa; 孝夫吉沢; Nobuyuki Iizuka; 信行飯塚
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1995-12-07
Filing date: 1995-12-07
Publication date: 1997-06-20
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JP3536950B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軌道上を測定者が携帯して、昼夜を問わずト
ロリ線の任意の小部分を連続的に測定する。【解決手段】摩耗測定装置８は、オートフォーカス機
能付きズームレンズ811と液晶モニタ812 を具備するビ
デオカメラ813 と、スポット光Ｓ_P を投射する投光器81
4 よりなる撮像部81と、撮像部を装着する雲台82および
三脚83、ビデオカメラ813 の画像信号を処理してトロリ
線の摺面幅Ｗ_S を算出し、これを残存直径Ｄに変換して
出力するデータ処理部84、ならびにバッテリ85とによ
り、軽量に構成される。【効果】従来の光学式測定装置では、測定除外または
見落とされていた、ハンガー部や接続部のトロリ線の摩
耗量を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、架空トロリ線の
摩耗量を、軌道上において測定するための、携帯型のト
ロリ線摩耗測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、電気鉄道における架空トロリ線
（以下単にトロリ線という）の架設構造の概略を示す。
適当なスパンに植設された各支持電柱２の間に吊架線３
が連続して架設され、トロリ線１は、ハンガー４により
吊架線３に吊架されて水平に展長される。ハンガー４
は、拡大図に示すように、上端が吊架線３に結合された
ワイヤ41と、その下端に接続されたイヤー42よりなる。
イヤー42は、２個の固定具421a,421b を有し、それぞれ
の下端を爪ｎをトロリ線１の両側の溝ｍに嵌入し、ボル
ト43により締付けてトロリ線１を固定する。なお両爪ｎ
の形はイヤー（耳）に似ているため、このようによばれ
ている。イヤーには上記と異なる構造の各種のものがあ
るが、その目的作用は同一である。

【０００３】次に、トロリ線１は所定の長さがドラムに
捲き取られており、これを現場で接続して架設するの
で、架設されたトロリ線には接続部がある。図５はトロ
リ線１の接続部５を示し、２条のトロリ線１(A) と１
(B) は、それぞれの長さＬ、例えば３００ｍｍの端末部
分が、３個のダブルイヤー51(A),51(B),51(C) により締
結して接続され、それぞれの先端Ｋ(A),Ｋ(B) は、図示
のように上方に曲げられている。ダブルイヤー51は、拡
大図に例示するように、４個の固定具511 が有する爪ｎ
を対応する溝ｍに嵌入し、ボルト512 により締結して両
トロリ線１(A),１(B) を固定する。

【０００４】さて、トロリ線１の底面Ｓ（摺面という）
は、走行する電車のパンタグラフが摺動接触して漸次に
摩耗し、これが限度に達すると切断などの恐れがあるの
で、この摩耗量を測定することがトロリ線１の保守管理
上必須事項とされている。摩耗量の測定方法には、マイ
クロメータによる手作業方法があるが、これは接触式で
あるため、高所作業で頗る非能率であり、トロリ線１が
活線状態のときは高電圧による危険を伴い、またポイン
ト測定であるので摩耗の詳細が分かり難いなど、多くの
短所がある。これに対して現今では、光学式の測定装置
を使用し、非接触で連続的に摩耗量が測定されている。

【０００５】以下図６により、代表的な光学式の摩耗測
定装置の測定原理を説明する。図６の(a) は、走行速度
が比較的遅い保守作業車などに採用されている光量式と
よばれる測定装置の光学系６を示し、ランプ光源61より
の光束Ｌ_T はレンズ62により平行とされて、トロリ線１
に対して直角かつ水平に投射され、トロリ線１により遮
断されない光束Ｌ_T は、例えばＣＣＤセンサよりなる受
光器63に入射する。遮断された部分の長さは、トロリ線
１の上端と摩耗した摺面Ｓの垂直方向の直径Ｄ（残存直
径という）に相当し、これを測定して摩耗しない直径と
の差分を求めると、この差分が本来の摩耗量である。た
だし通常では便宜上、残存直径Ｄを摩耗量とよんでい
る。上記の光量式測定方法には次の欠点がある。すなわ
ち、ハンガー４のイヤー42は光束Ｌ_T を遮断するので、
この部分のトロリ線１の残存直径Ｄは見掛け上、大きく
測定されて誤差を生ずる。このためイヤー42の部分は測
定が除外され、たとえ測定されてもそのデータは無視
（以下単に測定除外という）されている。前記した接続
部５においても同様に、ダブルイヤー51が光束Ｌ_T を遮
断して測定誤差が生ずる。また、接続部５の２条のトロ
リ線１(A) と１(B) の摩耗量は、一般的には異なるの
で、それぞれを測定すべきであるが、両者により光束Ｌ
_T が同時に遮断されるので、それぞれの摩耗量を別個に
測定できない。これらのため、光量式では接続部５の全
体に対して測定除外がなされている。しかしながら、ト
ロリ線１の摩耗には長さが非常に短いが、状態によって
は切断などの原因となりうる重要な局部摩耗がある。局
部摩耗が丁度イヤー42または接続部５の位置に存在する
と、測定除外のために、重要にもかかわらず見落とされ
る欠点がある。

【０００６】次に図６の(b) は、測定専用の電気検測車
に採用され、営業列車並の高速度で摩耗測定を行うレー
ザ方式の光学系７を示し、レーザ光源71よりのレーザビ
ームＬ_T'は、図示しない角度掃引器により掃引されて鉛
直上方に投射され、トロリ線１に直角方向の矢印Ｃの範
囲が走査される。摺面Ｓによる反射光Ｌ_R は受光器72に
受光されて摺面幅Ｗ_S が測定され、これが図示しない処
理回路により残存直径Ｄに変換される。ただしこのレー
ザ方式にも欠点がある。すなわち、レーザビームＬ_T の
走査により摺面Ｓはサンプリングされ、このサンプリン
グ間隔をトロリ線１の距離間隔ｄに換算すると、走行速
度が大きいほど距離間隔ｄは大きく、走行速度が、例え
ば毎時１００ｋｍのときは距離間隔ｄは約３０ｍｍとな
り、摺面幅Ｗ_S は約３０ｍｍの間隔の各点で測定され
る。すなわちポイント測定である。従って、距離間隔ｄ
以下の長さの局部摩耗はその一部または全部が見落とさ
れる。もしこのような局部摩耗がイヤー42またはダブル
イヤー51の位置に存在し、これが見落とされることは、
はなはだ遺憾とされる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した光量式または
レーザ方式の測定方法において、測定除外または見落と
されるイヤー42、ダブルイヤー51または接続部５のトロ
リ線１は、これらに異常が知得されたとき、マイクロメ
ータにより残存直径Ｄまたは摺面幅Ｗ_S が測定されてい
る。しかし、マイクロメータによる測定は、すでに述べ
たように頗る非能率であり、また局部摩耗の詳細はポイ
ント測定では把握し難い。そこで、これに代わる効率的
な測定手段が必要とされている。ただし測定手段は小型
軽量で携帯可能とし、測定は昼夜を問わないことを条件
とする。この発明は以上の各条件を満たす摩耗測定装置
を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は携帯型トロリ
線摩耗測定装置であって、上記の課題を解決する手段と
して、携帯可能なビデオカメラと投光器などを使用し、
昼夜を問わず、軌道上でトロリ線の任意の部分を連続的
に測定できるものである。すなわち、摩耗測定装置は、
オートフォーカス機能付きズームレンズと液晶モニタを
具備し、軌道上から架空トロリ線の測定箇所を撮像する
ビデオカメラと、測定箇所にスポット光を投射する投光
器よりなる撮像部と、撮像部を装着する雲台および三
脚、ならびに、ビデオカメラの画像信号を処理してトロ
リ線の摺面幅を算出し、摺面幅を残存直径に変換して出
力するデータ処理部、とにより構成される。

【０００９】上記の構成において、液晶モニタの画面
に、予め、その中心に対して左右対称に、トロリ線の両
側面のエッジ線を示す２本の基準直線を設定する。ビデ
オカメラをトロリ線の測定箇所の直下に定置して、雲台
の操作により測定箇所の方向にセットし、投光器により
スポット光を投射して測定箇所のトロリ線の両側面のエ
ッジ線を、オートフォーカス機能により合焦して撮像
し、液晶モニタに表示する。表示された任意の方位角と
幅をなす該両エッジ線を、雲台の操作によるビデオカメ
ラの方位角または左右偏位の調整と、ズームレンズによ
る画像の伸縮調整とにより、両基準直線にそれぞれ一致
させる。この場合、もし一致させないと、トロリ線の直
径に相当する両エッジ線の間隔が不定となるので、つぎ
に述べる摺面幅の算出がやや面倒になるからである。一
致した状態におけるビデオカメラの画像信号はデータ処
理部に送出され、画像信号中の摺面は複数箇所がサンプ
リングされて摺面幅が順次に算出され、各摺面幅は逐次
に残存直径に変換されて、残存直径データが連続して出
力される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、上記の摩耗測定装置による
測定方法を述べると、三脚に装着されたビデオカメラを
トロリ線の測定箇所の直下に定置し、雲台を操作して測
定箇所の方向にセットし、測定箇所にスポット光を投射
すると、ビデオカメラは昼夜にかかわらず撮像が可能で
ある。ビデオカメラはオートフォーカス機能により測定
箇所に合焦して、トロリ線の両側面のエッジ線を撮像
し、その画像が液晶モニタに表示される。液晶モニタの
画面に設定された２本の基準直線に対して、表示された
両エッジ線は任意の方位角と任意の幅をなしている。そ
こで、雲台の操作によりビデオカメラの方位または左右
偏位を調整し、さらにズームレンズにより画像を伸縮調
整して、この両エッジ線を両基準直線にそれぞれ一致さ
せる。この一致状態におけるビデオカメラの画像信号は
データ処理部に送出され、摺面の複数箇所がサンプリン
グされてそれぞれの摺面幅が順次に算出され、各摺面幅
は逐次に残存直径に変換されて残存直径データが連続し
て出力される。

【００１１】

【実施例】図１は、この発明の一実施例における摩耗測
定装置８の構成図、図２は液晶モニタの画像の説明図、
図３はデータ処理部の概略のブロック構成図である。図
１において、摩耗測定装置８は、撮像部81と、雲台82、
三脚83、データ処理部84、およびバッテリ85とにより構
成される。撮像部81は、オートフォーカス機能付きズー
ムレンズ811 と液晶モニタ812 とを具備するビデオカメ
ラ813 と、投光器814 とが固定板815 に固定され、固定
板815 は雲台82を介して三脚83に取付られる。バッテリ
85は投光器814 とデータ処理部84にパワーを供給する。
ビデオカメラ813 はバッテリ内蔵型とする。なお、ビデ
オカメラ813 、三脚83、雲台82は市販の適当なものを使
用し、その他の構成部品は極力小型軽量に製作して使用
する。摩耗測定においては、三脚83とともにビデオカメ
ラ813 をトロリ線１の測定箇所の直下に定置し、投光器
よりスポット光Ｓ_P を投射する。雲台82を操作して液晶
モニタ812 にトロリ線１の画像が現れるようにセット
し、オートフォーカス機能を動作させるとビデオカメラ
は合焦して、液晶モニタ812 には、トロリ線１の両側面
のエッジ線Ｅ₁,Ｅ₂ と摺面Ｓとの画像が得られ、ビデオ
カメラ813 はこの画像信号を出力する。上記において、
測定箇所の長さがビデオカメラ813 の視野の数倍程度の
ときは、雲台82の操作により視野を順次に移動し、トロ
リ線１の接続部５の場合は、視野を２本のトロリ線１
(A) と１(B) に順次に移動して、上記と同様に測定を行
う。ただし、測定箇所が非常に長いときは三脚83ととも
にビデオカメラ813 を移動する。

【００１２】図２において、液晶モニタ812 の画面に
は、予め、２本の基準直線Ｋ₁,Ｋ₂ が、中心点Ｏの左右
に対称的に、間隔Ｒ'をトロリ線１の直径Ｒに対応させ
て設定される。(イ) は、ビデオカメラ812 が合焦した時
点の画像を示し、両エッジ線Ｅ₁,Ｅ₂ は任意の方向に傾
斜し、その間隔は両基準直線Ｋ₁,Ｋ₂ より狭く、中心点
Ｏに対する距離は等しくない。また、摺面Ｓの左右のエ
ッジｅ_s1, ｅ_s2も同様に傾斜している。ただしこの図
は、例として局部摩耗の場合を示し、局部摩耗は摩耗量
が急激に変化しているため、両エッジｅ_s1, ｅ_s2は、図
示のように曲線をなしている。ここで雲台82を操作して
ビデオカメラ812 を回転し、かつ平行移動して、(ロ) の
ように両エッジ線Ｅ₁,Ｅ₂ を両基準直線Ｋ₁,Ｋ₂ に平行
で、中心点Ｏとの距離を等しくする。さらにズームレン
ズ811 を操作して画像を拡大し、両エッジ線Ｅ₁,Ｅ₂ を
両基準直線Ｋ₁,Ｋ₂ に一致させると(ハ) の状態となり、
この状態の画像信号をデータ処理部84に送出する。

【００１３】データ処理部84は、図３に示すように、画
像処理回路841 と、変換回路842 およびプリンタ843 よ
りなり、図２の(ハ) の画像信号は画像処理回路841 に入
力して、摺面Ｓは適当な間隔ｄで複数ｎ回サンプリング
されてｎ個の摺面幅Ｗ_s1〜Ｗ_snが算出され、これらは変
換回路842 により逐次に残存直径Ｄに変換されて、プリ
ンタにより用紙Ｐに連続してプリントされる。このサン
プリング間隔ｄを十分小さくとるほど、局部摩耗の状態
をより詳細に測定することができる。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の摩耗測
定装置においては、撮像部はビデオカメラと投光器、三
脚などにより軽量に構成され、データ処理部とバッテリ
も小型軽量とすることにより携帯に便利とされ、これを
軌道上で操作することにより、昼夜を問わず架空トロリ
線の任意の小部分の摩耗量が連続して測定され、とくに
従来の測定装置では測定除外または見落とされていた、
ハンガー部や接続部に存在する局部摩耗が測定されて、
その詳細を知得できるなど、トロリ線の保守管理に寄与
する効果には大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施例における摩耗測
定装置の構成図である。

【図２】図２は、液晶モニタの画像の説明図である。

【図３】図３は、データ処理部の概略のブロック構成
図である。

【図４】図４は、架空トロリ線の架設構造の構成図で
ある。

【図５】図５は、トロリ線の接続部の構成図である。

【図６】図６は、光学式の摩耗測定装置の説明図で、
(a) は光量式測定装置の光学系、(b) はレーザ方式測定
装置の光学系をそれぞれ示す。

【符号の説明】

１…架空トロリ線（単にトロリ線）、２…支持電柱、３
…吊架線、４…ハンガー、41…ワイヤ、42…イヤー、５
…接続部、51…ダブルイヤー、６…光量式測定装置の光
学系、７…レーザ方式測定装置の光学系、８…この発明
の携帯型摩耗測定装置、81…撮像部、811 …オートフォ
ーカス機能付きズームレンズ、812 …液晶モニタ、813
…ビデオカメラ、814 …投光器、815 …固定板、82…雲
台、83…三脚、84…データ処理部、841 …画像処理回
路、842 …変換回路、823 …プリンタ、Ｓ_P …スポット
光、Ｒ…トロリ線の直径、Ｄ…トロリ線の残存直径、Ｅ
₁,Ｅ₂ …トロリ線の両側面のエッジ線、ｅ_S1, ｅ_S2…摺
面の左右エッジ、Ｋ₁,Ｋ₂ …基準直線。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】オートフォーカス機能付きズームレンズと
液晶モニタを具備し、架空トロリ線の測定箇所を軌道上
から撮像するビデオカメラと、該測定箇所にスポット光
を投射する投光器よりなる撮像部と、該撮像部を装着す
る雲台および三脚、ならびに、該ビデオカメラの画像信
号を処理して該トロリ線の摺面幅を算出し、該摺面幅を
残存直径に変換して出力するデータ処理部、とにより構
成されたことを特徴とする、携帯型トロリ線摩耗測定装
置。
【請求項２】前記液晶モニタの画面に、予め、その中心
に対して左右対称に、該トロリ線の両側面のエッジ線を
示す２本の基準直線を設定し、前記ビデオカメラを前記
測定箇所の直下に定置して、前記雲台の操作により該測
定箇所の方向にセットし、前記投光器によりスポット光
を投射して該測定箇所のトロリ線の両側面のエッジ線
を、前記オートフォーカス機能により合焦して撮像し、
該液晶モニタに表示し、該表示された任意の方位角と幅
をなす該両エッジ線を、前記雲台の操作によるビデオカ
メラの方位角または左右偏位の調整と、前記ズームレン
ズによる画像の伸縮調整とにより、前記設定された両基
準直線にそれぞれ一致させ、該一致した状態におけるビ
デオカメラの画像信号を前記データ処理部に送出し、該
トロリ線の摺面の複数箇所をサンプリングしてそれぞれ
の摺面幅を順次に算出し、該算出された各摺面幅を逐次
に残存直径に変換して、残存直径データを連続して出力
することを特徴とする、請求項１記載の携帯型トロリ線
摩耗測定装置。