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パンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法 コモンズ

国内特許コード P110006214
掲載日 2011年12月20日
出願番号 特願2007-285686
公開番号 特開2009-113530
登録番号 特許第5184050号
出願日 平成19年11月2日(2007.11.2)
公開日 平成21年5月28日(2009.5.28)
登録日 平成25年1月25日(2013.1.25)
発明者
  • 網干 光雄
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
発明の名称 パンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法 コモンズ
発明の概要

【課題】パンタグラフ通過時にトロリ線に作用する応力(ひずみ)を、実測された架線・パンタグラフ間の接触力を用いて精度良く連続的に推定することができるパンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法を提供する。
【解決手段】パンタグラフ点におけるトロリ線応力(ひずみ)を推定する方法であって、 トロリ線の波動方程式から得られる特性方程式、(a)λ4 -(T-ρν2 /EI)λ2 -i(2ρνω/EI)λ-(ρω2 /EI)=0 …(A) 上記式(A)の4つの特性根のうち、λ1 を実数部が正の複素数、λ3 を実数部が負の複素数、λ2 を正の純虚数、λ4 を負の純虚数とし、計測された接触力に対して、トロリ線ひずみへの変換係数(b)(γ/EI)・〔(λ1 +λ2 )/(λ1 -λ3 )(λ1 -λ4 )〕 …(B)を乗じてパンタグラフ点におけるトロリ線応力(ひずみ)を推定することを特徴とする。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


パンタグラフとトロリ線間の接触力によりトロリ線に曲げ応力(ひずみ)が発生し、この曲げ応力が繰り返し作用するとトロリ線が疲労破断(断線)する恐れがあるため、応力(ひずみ)の許容値が設定されている。特に、高速度運転する新幹線ではトロリ線に発生する曲げ応力は著大になる傾向があり、高速化の良否を判断する重要な指標の一つとなっている。



これまでは、トロリ線に直接ひずみゲージを貼り、パンタグラフ通過時の値を実測していたが、事実上測定箇所が限定される上に、必ずしもその測定箇所が応力(ひずみ)の最大値を発生する箇所とも限らないため、空間的に連続な測定が望まれていた。そこで、パンタグラフに作用する接触力を実測して、トロリ線の最大応力(ひずみ)を連続的に算出する方法が望まれていた。



近年、弾性支床梁モデルを用いて、パンタグラフ点のトロリ線ひずみを算出する方法が提案されている。

【非特許文献1】久須美 俊一,福谷 隆宏,岩井中 篤史,「接触力によるトロリ線ひずみ推定の検討」,平成16年電気学会産業応用部門大会,2004年8月,3-27,pp.III -239~242

産業上の利用分野


本発明は、パンタグラフの接触力からトロリ線のひずみを推定する方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
パンタグラフ点におけるトロリ線応力(ひずみ)を推定する方法であって、
トロリ線の波動方程式から得られる特性方程式、
λ4 -(T-ρν2 /EI)λ2 -i(2ρνω/EI)λ-(ρω2 /EI)=0 …(A)
(ここで、ρはトロリ線の線密度、νは列車走行速度、iは虚数単位、Tはトロリ線の張力、EIはトロリ線の曲げ剛性、ωは振動角周波数)の4つの特性根のうち、λ1 を実数部が正の複素数、λ3 を実数部が負の複素数、λ2 を正の純虚数、λ4 を負の純虚数とし、計測された接触力に対して、トロリ線ひずみへの変換
(r/EI)・〔(λ1 +λ2 )/(λ1 -λ3 )(λ1 -λ4 )〕
…(B)
(ここで、はトロリ線の中立軸から表面までの距離であり、トロリ線の形状が円形の場合は半径に相当)を乗じてパンタグラフ点におけるトロリ線応力(ひずみ)を推定することを特徴とするパンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法。

【請求項2】
請求項1記載のパンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法において、前記式(B)は周波数特性を示すので、予めインパルス応答関数を用意しておき、実測された時間軸の接触力波形に対して前記インパルス応答関数を重畳積分することにより、前記時間軸のパンタグラフ点におけるトロリ線応力(ひずみ)を推定することを特徴とするパンタグラフの接触力からのトロリ線のひずみ推定方法。
産業区分
  • 電力応用
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2007285686thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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