JPS6333082B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はトンネル内で、トンネルの上壁面か
らの反射光を抑制することができるトロリー線摩
耗測定用投光器に関するものである。

従来、電気検測車（以下単に検測車という）に
よる光学式トロリー線摩耗測定装置においては、
検測車の屋根上に設けた投光器により、トロリー
線の摺面を照射し、その反射光を検測車内に設け
た受光器により捉える方式が実用されている。こ
の場合、トロリー線はこれと摺動接触するパンタ
グラフの摺板の摩耗を均一とするため、水平面内
でジグザクに蛇行（以下これを偏位という）する
ように架設されており、上記投光器はトロリー線
の偏位範囲に亘つて十分でかつ均等な光度となる
ように配置することが必要である。

第１図ａ，ｂは従来行なわれている投光器の配
置を説明するもので、図においてトロリー線１は
矢印Ｄで示す範囲に偏位する。これに対向して検
測車の屋根３の上には投光器２が配置されてお
り、投光器２ａ〜２ｆの６個はおおむね偏位範囲
Ｄと同じ範囲におかれ、ほぼ垂直上方に投光する
ものである。なおトロリー線１の摺面は必ずしも
反射の良好な平滑面でなく、良好な反射光をうる
ために、さらにトロリー線１に対して左右両側方
に投光器２ｇ〜２ｊを設けて偏位範囲Ｄ内を斜上
方に照射することが行なわれている。使用される
各投光器２ａ，…は通常の白熱電灯による300w
程度の屋外用のものであり、この場合所要電力は
3kwである。

第２図はトロリー線１の摺面よりの反射光の光
路を説明するもので、反射光のうち垂直下方に向
う成分は屋根３に設けられた窓４を通過し、ミラ
ー５，６，７により反射されて受光レンズ８ａに
入力し受像器８内で映像がえられる。ここで、ト
ロリー線１の高さはかなり広い範囲に変化するの
で、したがつて上記光路長が変化することによ
り、受像器８の映像に焦点ボケを生ずる危険があ
るので、別途トロリー線の高さ検知器よりの高さ
信号により、ミラー６，７を矢印Ａの方向に移動
制御して、常に一定の光路長を維持できるものと
されている。以上により、受像器８には適度の光
量で、焦点ボケのない安定な映像がえられ信頼性
の高い測定が行なわれているものである。

しかしながら、上述の方式においては鉄道線路
のトンネル区間においては重大な支障が生ずる。
すなわちトンネル区間においては、第１図ｂに示
すように投光器２よりの投光ビームはトンネルの
上壁面９により反射されて、第２図で示す受光光
路に侵入し、トロリー線１の摺面よりの反射光に
対して雑音となつて妨害を与えるのである。

なお、トンネルの構造には各種のものがあり、
そのうち狭小トンネルと称されるものは断面形状
寸法が比較的小さいため、壁面９の高さが低く、
したがつてトロリー線１の地上高もまた特に低い
位置にある。これらにより壁面９の反射光による
妨害は、狭小トンネルが最も大きい実情にある。

なお、上述した屋根３上におかれた投光器２の
方式においては、トロリー線１の高電圧の危険な
どにより保守上必ずしも好都合でないことが欠点
とされる。

この発明は上記したトンネル壁面の反射光によ
る測定妨害を排除でき、かつ効率、作業性ともに
優れたトロリー線摩耗測定用投光器を提供するこ
とを目的とするものである。

この発明によるトロリー線摩耗測定用投光器に
おいては、上述したトンネル壁面よりの反射光が
受光光路に極力入らないようにすることを目標と
する。しかしながら、投光器を用いて下方からト
ロリー線を照射する方式である限り、トロリー線
の上方にある壁面には必ず投光光が照射され、そ
の反射光はトロリー線による反射光とともに下方
に向うものであり、壁面よりの反射光のみを遮断
できる決定的な方式はありえない。ただし、トン
ネル壁面の反射光には、この場合に好都合と考え
られる方向特性がある。すなわち第１図ｂにおい
て、垂直上向の投光器２ａ〜２ｆによる壁面９よ
りの反射光は比較的多量に受光光路に侵入する
が、斜上向の投光器２ｇ〜２ｊによる壁面９の反
射光は、反射に際してかなりの部分が、光の反射
法則による正反射の方向、すなわち斜下方に向
い、その結果受光光路に侵入する分は垂直上方向
の投光器２ａ〜２ｆによるものに比べてかなり小
さいことが確認されている。

さて一般に光学機器の検定などに使用される反
射板として、任意の方向からの入射光に対して、
その反射光が空間的にあらゆる方向（勿論反射側
の半球内）に均等に乱反射できる。すなわち無方
向性反射板が存在し実用されているが、このよう
な特殊な場合を除いて、粗面を有する通常の物体
による反射光においては、正反射方向の成分が比
較的多いことは事実である。上述したトンネル壁
面による反射光の方向特性はこの事実によるもの
と考えられる。

このような事実によれば、トンネルにおいては
側方の投光器２ｇ〜２ｊのみを使用することが問
題解決への捷径と考えられる。これにより受光光
路に侵入する壁面９よりの反射妨害を可及的に減
少できる筈だからである。しかし、このような方
式とするときは垂直上向の投光器２ａ〜２ｊの使
用を停止するために光量の不足を生ずるので、側
方の投光器をその分だけ増強することが必要であ
るが、検測車の屋根３における条件により実現困
難であるばかりでなく、前述した狭小トンネルに
おいてはトロリー線１の高さが特に低いため、通
常の区間において適切に方向調整されている投光
範囲からトロリー線１が下方に逸脱する事態が生
ずる。これに対して、このような広い範囲に投光
できる投光器を用いることも考えられるが、トロ
リー線１と接近した屋根３上の位置で所要の広範
囲に亘つて照射できる投光器は必然的に低能率と
なり決して得策ではない。

そこでこの発明においては、検測車の室内に投
光器を設け、投光角度範囲（指向特性）を狭くす
ることにより能率を向上するとともに、壁面に対
する投光角度を斜方向とすることにより壁面９よ
りの反射光の妨害を可及的に排除する方式をとる
ものである。この場合、トロリー線１の高さ変化
に対して、上記投光角度の適正値が変動し、常に
トロリー線を有効に照射できない不都合が生ずる
ので、前述した従来の一定光路長に維持された受
光光路を利用してこのような不都合を避けること
がこの発明による投光器の特徴である。

第３図ａ，ｂはこの発明によるトロリー線摩耗
測定用投光器の実施例を示すもので、第３図ａに
おいて、投光器１０は従来の方式における受光レ
ンズ８ａの近傍に第３図ｂに示すように左右に各
１個宛設ける。投光器１０による投光ビームは第
３図ａにおいては、受光ビームと等しい光路によ
り、トロリー線１の摺面を照射する第３図ｂにお
いて、投光器１０ａ，１０ｂは互に交叉するよう
に内方に向け投光される。ここで、投光ビームの
指向角度Ｓは、標準の高さにおけるトロリー線１
の偏位範囲Ｄの1/2を照射できる角度を選定する。
さらに、投光角度θを調整することにより、投光
器１０ａ，１０ｂの投光ビームの周縁が、偏位範
囲Ｄの中央点Ｃで互に一致する方向とするもので
ある。このように設定することにより、壁面９に
は斜方向に入射するので、前述したところによ
り、反射光のうち受光光路に侵入する成分は比較
的少く、妨害は排除されるわけである。

ここで、上記した投光角度θについて再び述べ
ると、既述のとおりトロリー線の地上高は場所に
より大幅に変化するものであるが、投光器１０
ａ，１０ｂよりの投光ビームは第３図ａにおける
ミラー６，７を経由する。既述のように、ミラー
６，７はトロリー線１の高さ変化に拘らず、トロ
リー線１と受光器８の間の光路長を常に一定に維
持されているので、第３図ｂにおける光路長ｌは
一定とされ、したがつて上記した方法により、投
光角度θを一旦設定すれば、トロリー線１の高さ
変化に拘らず、偏位範囲Ｄに亘つて確実かつ均等
に照射を行なうことができるものである。

なお投光器１０ａ，１０ｂに用いる光源として
は所要の光度、指向性を有するものであれば任意
のもので差支えないが、クセノンランプの如き発
光効率の良好なものを用い、反射鏡、レンズなど
により指向性をもたせることにより低電力で、ト
ロリー線１の摺面を十分明るく照射できるもので
ある。

以上の説明により明らかなごとく、この発明に
よるトロリー線摩耗測定用投光器によれば、トン
ネル壁の反射方向特性を利用し、投光ビームを斜
方向に向けることにより、トンネル壁面から受光
光路に侵入する妨害光を可及的に排除し、実用上
狭小トンネル内での摩耗測定を可能とするばかり
でなく、トロリー線の高さ変動に対して安定に使
用できるので、トンネル以外のすべての区間で使
用できるものであり、従来の屋根上の投光器に代
るものとしてその効果が極めて顕著である。さら
に、投光器を検測車内に設けることにより、従来
の屋根上に比べて著しく保守作業が改善され、ま
た指向性の鋭い投光器により電力効率を向上でき
るなど多くの利点を備えているもので、この方向
に貢献するところが大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来行なわれている投光器の配
置を示すもので、第１図ａは平面図、第１図ｂは
トロリー線と直角方向の垂直断面図、第２図は従
来行なわれている受光光路の説明図で、トロリー
線方向の垂直断面図、第３図ａ，ｂはこの発明に
よるトロリー線摩耗測定用投光器の実施例におけ
る投光器の配置と投光ビームの経路を説明する図
である。 記号説明、１…トロリー線、２，１０…投光
器、３…検測車の屋根、４…窓、５，６，７…ミ
ラー、８…受光器、８ａ…受光レンズ、９…トン
ネル上壁面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トロリー線の摺面を照射する投光器と、該摺
   面よりの反射光を受光する受像器と、該摺面から
   該受像器までの光路長を一定値に維持するミラー
   とよりなるトロリー線の摩耗測定装置において、
   該受像器の左右近傍にそれぞれ１個宛の投光器を
   設け、該投光器を上記受像器に固定することによ
   り、トロリー線摺面と該投光器間の光路長を一定
   に維持し、該２個の投光器の投光ビームがトロリ
   ー線の前方で交叉し、それぞれの投光ビームがト
   ロリー線の偏位範囲を２等分して右側および左側
   の範囲を照射し、かつトンネルの上壁面よりの該
   投光ビームの反射光が受像器に入力できないよう
   に投光ビームの角度を設定したことを特徴とする
   トロリー線摩耗測定用投光器。