集電管理研究室

Current Collection Maintenance

集電管理は、電車線とパンタグラフで構成する集電系について、メンテナンスに関連する研究・開発を担当しています。担当している技術分野は以下の二方面です。

第一は、電車線材料に関する分野です。電車線および付帯設備の各種材料について、腐食、疲労、摩耗をはじめとする劣化・損傷メカニズムの研究を行うとともに、それらの知見も踏まえ、耐久性が高く、また、高速運転にも対応する材料、部品の開発を行っています。

第二は、集電系計測に関する分野です。集電系の性能評価や状態診断に関する測定システムの開発を行っています。現在は画像処理技術を用いた電車線検測の開発を中心に研究を行っています。

研究開発

自動離線集計プログラム(パンタステーション)

離線測定時の集計作業を自動化し,リアルタイムに離線率を表示可能なツールとして自動離線集計プログラム「パンタステーション」を開発しました。集計した離線率などのデータをソートし、離線率が大きかったドラムなどがすぐに確認できます。このプログラムは,市販のA/D変換機を接続したパソコン上で動作します。

電車線コネクタの疲労寿命推定手法

電車線コネクタは列車通過時の振動で疲労損傷します。そこで、予防保全のため、コネクタの疲労寿命推定手法を開発しました。本手法では、有限要素法によるコネクタの振動解析を行い、パンタグラフ通過時に生じるひずみと、疲労試験で求めた疲労寿命曲線を合わせて、疲労寿命推定が可能となりました。

パンタグラフ通過時のひずみを低減するトロリ線断面形状

トロリ線の曲げひずみによる疲労防止の一方法として、トロリ線の断面形状を変更してひずみを低減することを検討しました。

画像処理技術を用いた電車線検測

車両の屋根上にカメラ・センサを搭載し、架空電車線の各線条の位置を非接触で計測できる、ハイブリッドセンシング手法を開発しました。従来は手作業で計測していた架線の静的な高さや左右偏位が、車両から計測できるようになります。今後、金具の位置計測や診断手法の開発、高速走行への対応を進めます。

トロリ線とすり板の通電下における摩耗現象の解明

トロリ線とパンタグラフすり板の長寿命化・メンテナンスコスト低減を目指して、通電下において摩耗がどのように進むのかを研究しています。研究の結果、通電下で発生する摩耗形態の種類とその発生条件を解明し、各摩耗形態の発生条件を可視化したマップを提案しました。

重腐食環境用ハンガイヤーの開発

金属成分中のNi量を多く調整することで耐食性を向上できないか、トロリ線を支持する金具であるハンガイヤーを対象として試作・試験を通じ検討しました。

実験設備

集電摩耗試験機

集電系材料の開発などでは、材料のしゅう動摩耗特性の把握が必要となります。集電摩耗試験機はトロリ線・すり板の摩耗状況を各種条件で試験する装置です。

線条・金具振動試験機

パンタグラフ通過による振動を繰返し受けることによる疲労破断事故防止のため、トロリ線疲労寿命や金具類損傷程度の確認を試験する装置です。

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