JPS63182507A - 電気車のパンタグラフ監視装置 - 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） 本発明は、パンタグラフの集電部を監視して、そのすり
板や舟板に異常があるか否かを検出する監視装置に関す
る。

〔従来技術〕

パンタグラフのすり板が摺接するトロリー線は、メツセ
ンジャ線からハンガ等で吊支されており、このメツセン
ジャ線の支持部には、トロリー線を固定するための振れ
止め装置が取付けられている。

ところが、振れ止め装置になんらかの異常が生じている
と、この振れ止め装置にパンタグラフのすり板やこのす
り板を支持する舟板が衝突して、これらが変形する場合
がある。このようにすり板や舟板が変形したままの状態
で電気車が走行を続けると、トロリー線を始めとしてこ
のトロリー線を吊支するハンガー類に悪影響を及ぼし、
電車線路の故障の原因となるために、上記すり板や舟板
の変形は早期のうちに発見する必要がある。

このため、従来では、第７図に示すように、電車線路１
の要所に、パンタグラフ２のすり板３ヤ舟板４を真上か
ら搬影するカメラ５を設け、このカメラ５が捕えた多値
の画像を二値化して、この二値画像から上記すり板３や
舟板４の形状を取出し、これら両者に異常があるか否か
を検出することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、この従来の監視装置では、パンタグラフ２を
真上から撮影している都合上、そのすり板３や舟板４の
背景には、第８図に示すように、パンタグラフ２を昇降
動させる駆動装置６が写されることになる。

しかしながら、この駆動装置６の色は、電気車７の新旧
や種類により明るいものから暗いものまで、色調が種々
異なることが多いために、駆動装置６の色によってはカ
メラ５で撮影した画像が、コントラストの乏しい軟調の
画像となってしまう。

このため、撮影した画像を二値化しても、二値画像中か
らすり板３や舟板４の形状を正確に取出すことが困難で
、検出の信頼性が低くなるといった問題がある。

〔問題点を解決するための手段〕 そこで、本発明に係る監視装置は、架線と交差する方向
に延びるパンタグラフの集電部に対し上方から局部的に
光を照射するとともに、この集電部上で反射された光の
みを受光することで、上記集電部の局部的な位置を電気
的信号として取出す検出部を、上記集電部の長手方向に
沿って複数個一列に並べてなる検出ｉ構と、 上記各検出部からの信号を列状に並べて取出すことで、
この信号相互間のずれを検出して、この信号列の幅が正
常な範囲内にあるか否かを判定し、この信号列の幅から
集電部の異常を検出する処理部とで構成したことを特徴
とする。

〔作用〕

この構成によれば、集電部の形状に異常があるか否かの
検出は、この集電部上で反射された反射光のみを受光し
て、この光信号を電気的な信号に変換して取出すことで
行なわれるから、集電部の下方に位置する物体が、この
集電部の形状を判別する際の妨げとなることはなく、そ
の分、集電部の形状を正確に検出できる。

このため、集電部の部分的な変形等を確実に見つけ出す
ことができ、異常検出の信頼性が向上する。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を、第１図ないし第６図にもとづ
いて説明する。

第１図中符号１１は軌道、１２は電気車、１３は軌道１
１に沿って建てられた電柱を示し、この電柱１３に固定
したビーム１４には架線１５が吊支されている。

上記電気車１２の屋根１２ａにはパンタグラフ１６が取
付けられており、このパンタグラフ１６の枠体１７の頂
部には、架線１５から電気を取入れる集電部１８が設け
られている。この集電部１８は第４図に示すように、架
線１５と交差する方向に延びる前後の舟板１９ａ　、　
１９ｂと、これら舟板１９ａ　、　１９ｂの上面に取付
けられて、架線１５に摺接するすり板２０ａ。

２０ｂと、上記舟板１９ａ　、　１９ｂの左右両端部よ
りも側方に張出すとともに、下方に向かって彎曲された
ホーン部２１とで構成され、この集電部１８の下方にパ
ンタグラフ１６を昇降動させる駆動機構２８が設けられ
ている。

そして、上記架線１５の要所、例えばこの架線１５を吊
支する特定のビーム１４には、集電部１８の上方から、
その長手方向に沿う複数箇所を光学的に検出する検出機
構２２が設けられている。この検出機構２２は集電部１
８に対し上方から局部的にレーザ光を照射する発光部２
３と、上記集電部１８上で反射されたレーザ光のみを受
光する受光部２４を１ユニツトとしてなる検出部２５を
備え、この検出部２５が電気絶縁性の筐体内に、架線１
５と交差する方向に間隔を存して複数個、本実施例の場
合は５個一列に並べられている。そして、これら検出部
２５は第２図に示すように、その両端の２個がホーン部
２１に対向する位置に設けられているとともに、中間の
３個が舟板１９ａ　、　１９ｂおよびすり板２０ａ　、
　２０ｂ　Ｉ、ニ一対向する範囲内に設けられている。

この検出部２５の受光部２４は、集電部１８で反射され
たレーザ光がレンズ２６を通じて入射された際に、その
光変化を電気的な信号に変換して取出すフォトダイオー
ド２７を備えており、この検出部２５の下方を集電部１
８が通過すると、夫々のフォトダイオード２７からは、
第４図に示すように、前後の舟板１９ａ　、　１９ｂお
よびすり板２０ａ　、　２０ｂの長手方向に離間した３
か所の位置を示す信号と、ホーン部２１の位置を示す信
号が夫々出力される。

そして、本実施例では集電部１８の下方物体、例えば電
気車１２の屋根１２ａやパンタグラフ１６の駆動機構２
８からの反射光の影響をなくすために、予め集電部１８
の上下動弁を見込んで、発光部２３と受光部２４との間
隔およびレーザ光の発光角度や受光角度を適宜設定し、
第３図に示すように、集電部１８がその最上位の位置か
ら下方に所定距離りだけ離れた最下位の範囲内にある時
のみ、この集電部１８の各部で反射された反射光がフォ
トダイオード２７の受光面上に焦点を結ぶようになって
いる。

なお、隣接する検出部２５間の反射波の干渉をなくすた
めには、検出部２５毎に使用するレーザ光の周波数を変
えたり、受光部２４にフードを設けることが望ましい。

一方、上記各検出部２５に取出された信号は、例えば地
上の監視所に設けた処理部２９に送られ、この処理部２
９で集電部１８に異常があるか否かが検出される。すな
わち、本実施例の処理部２９は、第４図に示すように、
上記前後の舟板１９ａ　、　１９ｂとすり板２０ａ　、
　２０ｂおよびホーン部２１の位置を検出する信号を夫
々列状に並べ、この信号相互間の位置ずれを検出すると
ともに、この信号列の幅が夫々正常な範囲Ｌ１、Ｌ２お
よびＬ３内にあるか否かを判定するもので、この処理部
２９にて信号に異常ありと判定された場合には、異常検
出指令が監視所に設けた警報器３０に入力され、この警
報器３ｏが作動されるようになっている。

また、上記検出機構２２には集電部１８を上方から戯影
するカメラ３１が設けられている。このカメラ３１で捕
えた画像信号は、上記処理部２９に設けた画像メモリに
一列車毎に記憶されており、さらに、この画像信号は監
視所のモニタテレビ３２に、第４図に示す如き画像とし
てモニタされている。

なお、上記各検出部２５およびカメラ３１の動作開始と
停止は、電気車１２が接近してきたこと、ならびに電気
車１２が通過したことを検知する検知器３３からの指令
により自動的に行なわれる。

このような構成において、いま電気車１２のパンタグラ
フ１６が検出機構２２の下方を通過すると、発光部２３
から照射されたレーザ光が舟板１９ａ　、　１９ｂとす
り板２０ａ　、　２０ｂの長手方向に間隔をおいた三箇
所およびホーン部２１の三箇所で反射されて、フォトダ
イオード２７の受光面上に受光され、夫々の位置を示す
電気信号が出力される。また、同時に集電部１８の全体
形状が上方からカメラ３１によって撮影される。

そして、上記フォトダイオード２７からの信号が処理部
２９に送られてくると、この処理部２９では、舟板１９
ａ　、　１９ｂとすり板２０ａ　、　２０ｂおよびホー
ン部２０の各位置を示す信号を列状に並べて、この信号
相互間の位置ずれを検出するとともに、この信号列の幅
が正常な範囲Ｌ１〜Ｌ３にあるか否かを判定する。

すなわち、第４図に示すように、フォトダイオード２７
からの信号が、同一列上に沿って正常な範囲Ｌ１〜Ｌ３
に位置する場合には、処理部２９は舟板１９ａ　、　１
９ｂとすり板２０ａ　、　２０ｂおよびホーン部２１と
もに異常なしと判定する。

これに対し、第５図に示すように、例えば前側のすり板
２０ａの中央部が、舟体１９ａとともに後方に折れ曲が
っていると、この中央部の位置を示す信号の発生タイミ
ングが遅れるから、すり板２０ａからの信号の発生タイ
ミングにばらつきが生じ、信号発生列の幅が上記正常な
範囲Ｌ１を上回るＬｌ−となる。したがって、処理部２
９はすり板２０ａの形状に異常ありと判定し、監視所の
警報器３０を作動させる。この警報により保守要員がモ
ニタテレビ３２にモニタされている画像から、改めて異
常と判定されたすり板２０ａの状態を観察し、明らかに
異常と認められた場合に、電気車１２を直ちに停止させ
る等、二次的な架線１５の破損を防止する上での適切な
処置を行なう。

このような本発明の一実施例によれば、集電部１８の長
手方向に沿った複数箇所に、局部的にレーザ光を照射す
るとともに、この集電部１８からの反射光のみを受光す
ることで、上記集電部１８の各部の位置を光学的に検出
し、さらに、この光信号を電気的な信号に変換すること
により、集電部１８の形状に異常があるか否かを検出す
るようにしたので、従来のように、この集電部１８の下
方に位置する物体が、この集電部１８の形状を判別する
際の妨げとなることはなく、集電部１８の形状を正確に
検出することができる。このため、集電部１８の変形を
確実に見つけ出すことができ、検出の信頼性が向上する
。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明によれば、パンタグラフの集電部の
下方に位置する物体が、形状判別の際の妨げとならずに
済むから、この集電部の変形を正確かつ確実に見つけ出
すことができ、異常検出の信頼性が向上する利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示し、第１図
は監視装置全体の構成図、第２図は検出機構の概略を示
す構成図、第３図は検出部の概略を示す構成図、第４図
は舟板、すり板およびホーン部の形状が正常な時に得ら
れる信号の波形図、第５図は舟板、すり板およびホーン
部に異常があるときに得られる信号の波形図、第６図は
カメラが撮影した集電部の画像を示す平面図、第７図は
従来の監視装置の概略を示す側面図、第８図は従来の監
視装置のカメラが撮影した画像を示す平面図である。 １５・・・架線、１６・・・パンタグラフ、１８・・・
集電部、２２・・・検出機構、２５・・・検出部、２９
・・・処理部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 架線と交差する方向に延びるパンタグラフの集電部に対
   し上方から局部的に光を照射するとともに、この集電部
   で反射された光のみを受光することで、上記集電部の局
   部的な位置を電気的信号として取出す検出部を、上記集
   電部の長手方向に沿って複数個一列に並べてなる検出機
   構と、 上記各検出部からの信号を列状に並べて取出すことで、
   これら信号相互間のずれを検出して、この信号列の幅が
   正常な範囲内にあるか否かを判定し、この信号列の幅か
   ら上記集電部の異常を検出する処理部とを具備したこと
   を特徴とする電気車のパンタグラフ監視装置。