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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024154182
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】トロリ線
(51)【国際特許分類】
B60M 1/13 20060101AFI20241023BHJP
【ＦＩ】
B60M1/13 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023067877
(22)【出願日】2023-04-18
(71)【出願人】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】株式会社プロテリアル
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】蛭田 浩義
(72)【発明者】
【氏名】田村 和彦
(72)【発明者】
【氏名】加藤 起基
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 正彦
(57)【要約】
【課題】左右両側に摩耗検知線としての光ファイバを内蔵したトロリ線であって、トロリ線本体の長寿命化とともに光ファイバの長寿命化を図ることができる構造を備えたトロリ線を提供する。
【解決手段】トロリ線本体１０が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、摩耗検知線用孔１４の断面積が３ｍｍ２未満であり、光ファイバ２０の径方向の断面積が、摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、トロリ線本体１０の中心線３０と前記摩耗検知線用孔１４との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、胴径が９７０ｍｍのドラムに横巻きに巻き付けた後に架線する場合に、架線後に２本の光ファイバ２０に残留する伸び歪みが０．３５％以下である、トロリ線１を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】トロリ線本体１０が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、摩耗検知線用孔１４の断面積が３ｍｍ２未満であり、光ファイバ２０の径方向の断面積が、摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、トロリ線本体１０の中心線３０と前記摩耗検知線用孔１４との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、胴径が９７０ｍｍのドラムに横巻きに巻き付けた後に架線する場合に、架線後に２本の光ファイバ２０に残留する伸び歪みが０．３５％以下である、トロリ線１を提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中心線の両側に設けられた２つの摩耗検知線用孔を内部に有するトロリ線本体と、
前記２つの摩耗検知線用孔に収容された、摩耗検知線としての２本の光ファイバと、
を備え、
前記トロリ線本体が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、
前記摩耗検知線用孔の断面積が、３ｍｍ２未満であり、
前記光ファイバの径方向の断面積が、前記摩耗検知線用孔の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、
前記トロリ線本体の中心線と前記摩耗検知線用孔との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、
胴径が９７０ｍｍのドラムに前記トロリ線本体の中心線が前記ドラムの軸に対して平行になるように巻き付けた後に架線する場合に、架線後に前記２本の光ファイバに残留する伸び歪みが０．３５％以下である、
トロリ線。
前記２つの摩耗検知線用孔に収容された、摩耗検知線としての２本の光ファイバと、
を備え、
前記トロリ線本体が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、
前記摩耗検知線用孔の断面積が、３ｍｍ２未満であり、
前記光ファイバの径方向の断面積が、前記摩耗検知線用孔の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、
前記トロリ線本体の中心線と前記摩耗検知線用孔との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、
胴径が９７０ｍｍのドラムに前記トロリ線本体の中心線が前記ドラムの軸に対して平行になるように巻き付けた後に架線する場合に、架線後に前記２本の光ファイバに残留する伸び歪みが０．３５％以下である、
トロリ線。
【請求項2】
前記トロリ線本体の摩耗しろが、４．０ｍｍ以上、４．２５ｍｍ以下である、
請求項１に記載のトロリ線。
請求項１に記載のトロリ線。
【請求項3】
前記光ファイバの直径が、０．９ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である、
請求項１又は２に記載のトロリ線。
請求項１又は２に記載のトロリ線。
【請求項4】
前記トロリ線本体が１６００ｍ以上の長さを有する、
請求項１又は２に記載のトロリ線。
請求項１又は２に記載のトロリ線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、摩耗検知線としての光ファイバを内蔵するトロリ線に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、錫とインジウムの含有量を所定の範囲内に収めることにより、引張強度などの特性を向上させたトロリ線が知られている（特許文献１を参照）。特許文献１に記載のトロリ線は、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金線で構成される。
【0003】
また、従来、摩耗検知線として内蔵する光ファイバの寿命の低下を抑えた光ファイバ入りトロリ線が知られている（特許文献２を参照）。一般的に、トロリ線をドラムに巻き付ける際には、横巻きにすることにより、架線後にトロリ線が波打つことに起因する波状摩耗の発生を抑えることができる。このとき、トロリ線が左右両側に収容された２本の光ファイバを備える場合、ドラムに近い方の光ファイバに圧縮歪みが生じる。
【0004】
特許文献２によれば、この光ファイバの圧縮歪みは、トロリ線の架線後に伸び歪みに変わり、光ファイバの寿命の低下の原因となるとされている。そこで、特許文献２に記載のトロリ線においては、光ファイバの径方向の断面積を摩耗検知線用孔の有効断面積の４０％以下とすることにより、トロリ線の架線後の光ファイバの伸び歪みの量の最大値を０．３５％以下に抑えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第６２１７８７４号公報
【特許文献2】特開２０１７－２２６２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１に記載のトロリ線のような、高い引張強度を有するトロリ線においては、摩耗しろを大きく確保することにより、長寿命化を図ることができる。そして、摩耗検知線としての光ファイバを内蔵したトロリ線において、トロリ線本体の長寿命化を図る場合には、それに伴って光ファイバの長寿命化も求められる。そのためには、トロリ線の架線後の光ファイバの伸び歪みの量を従来よりもさらに効果的に低減する必要がある。
【0007】
本発明の目的は、左右両側に摩耗検知線としての光ファイバを内蔵したトロリ線であって、トロリ線本体の長寿命化とともに光ファイバの長寿命化を図ることができる構造を備えたトロリ線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、中心線の両側に設けられた２つの摩耗検知線用孔を内部に有するトロリ線本体と、前記２つの摩耗検知線用孔に収容された、摩耗検知線としての２本の光ファイバと、を備え、前記トロリ線本体が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、前記摩耗検知線用孔の断面積が、３ｍｍ２未満であり、前記光ファイバの径方向の断面積が、前記摩耗検知線用孔の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、前記トロリ線本体の中心線と前記摩耗検知線用孔との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、胴径が９７０ｍｍのドラムに前記トロリ線本体の中心線が前記ドラムの軸に対して平行になるように巻き付けた後に架線する場合に、架線後に前記２本の光ファイバに残留する伸び歪みが０．３５％以下である、トロリ線を提供する。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、左右両側に摩耗検知線としての光ファイバを内蔵したトロリ線であって、トロリ線本体の長寿命化とともに光ファイバの長寿命化を図ることができる構造を備えたトロリ線を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔実施の形態〕
（トロリ線の構造）
図１は、本発明の実施の形態に係るトロリ線１の径方向の断面図である。トロリ線１は、２つの摩耗検知線用孔１４を内部に有するトロリ線本体１０と、２つの摩耗検知線用孔１４内に収容された摩耗検知線としての２本の光ファイバ２０とを有する。トロリ線１は、新幹線路などの架線区間の距離に応じた長さを有し、トロリ線本体１０が１６００ｍ以上の長さ、例えば、１６００ｍ以上かつ１８３０ｍ以下の長さを有する場合もある。
（トロリ線の構造）
図１は、本発明の実施の形態に係るトロリ線１の径方向の断面図である。トロリ線１は、２つの摩耗検知線用孔１４を内部に有するトロリ線本体１０と、２つの摩耗検知線用孔１４内に収容された摩耗検知線としての２本の光ファイバ２０とを有する。トロリ線１は、新幹線路などの架線区間の距離に応じた長さを有し、トロリ線本体１０が１６００ｍ以上の長さ、例えば、１６００ｍ以上かつ１８３０ｍ以下の長さを有する場合もある。
【0012】
トロリ線１のトロリ線本体１０は、異形丸形のトロリ線であり、上部の小弧面１１、下部の大弧面１２、両側部の小弧面１１と大弧面１２の間のＶ字状のイヤー溝１３と、大弧面１２の底部から所定の距離の位置にトロリ線本体１０の長手方向に沿って設けられた線状の摩耗検知線用孔１４とを有する。トロリ線本体１０は、ＪＩＳＥ２１０１、ＩＥＣ６２９１７に規定されたみぞ付硬銅トロリ線に該当する。
【0013】
トロリ線本体１０の公称断面積は１５０ｍｍ２（１５０ＳＱ）以上かつ１７５ｍｍ２（１７５ＳＱ）以下である。ここで、公称断面積とは、摩耗検知線用孔１４が設けられていないと仮定した場合の計算断面積を示すものとする。
【0014】
トロリ線本体１０は、Ｃｕ－Ｓｎ－Ｉｎ系合金を主成分とする銅合金からなることが好ましい。具体的には、トロリ線本体１０は、錫（Ｓｎ）が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウム（Ｉｎ）が０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなることが好ましい。これにより、従来の銅合金、例えば錫が０．２５質量％超かつ０．３５質量％以下、インジウムが０．０５質量％超かつ０．２５質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金（以下、比較例Ａと呼ぶ）、を材料に用いる場合と比較して、引張強度などの特性を向上させることができる。
【0015】
また、トロリ線本体１０の錫の含有量は、０．４５質量％以上かつ０．５５質量％以下であることがより好ましく、インジウムの含有量は、０．０５質量％以上かつ０．１質量％以下であることがより好ましい。これにより、トロリ線本体１０の引張強度などの特性をより効果的に向上させることができる。
【0016】
また、トロリ線本体１０の材料に用いられる銅合金には、酸素（Ｏ）が０．０２質量％以上かつ０．０５質量％以下で含有されることが好ましい。これにより、トロリ線本体１０の表面に傷や割れが発生しにくくなると同時に錫インジウム酸化物が微細化するため、トロリ線本体１０の耐振動疲労特性の向上などに有効である。
【0017】
トロリ線１を介して、例えば高速で走行する新幹線などの鉄道車両からなる電気車に給電が行われる際には、トロリ線本体１０の大弧面１２の底部が、パンタグラフ等の電気車の集電装置に接触する。このため、集電装置の摺動により、トロリ線本体１０は大弧面１２の底部から摩耗する。摩耗が進むと、設定された摩耗限度位置１５に達する前に光ファイバ２０が断線し、断線検知システムが作動して、トロリ線本体１０が限界に近いところまで摩耗していることが検知される。
【0018】
摩耗検知線用孔１４は、その上端の位置がトロリ線本体１０の摩耗限度位置１５に一致するような位置に設けられる。トロリ線本体１０においては、トロリ線本体１０の中心線３０の両側に１つずつ、計２つの摩耗検知線用孔１４が設けられ、それら２つの摩耗検知線用孔１４の各々に１本ずつ光ファイバ２０が収容されている。２本の光ファイバ２０を用いることにより、偏摩耗が生じた場合にも摩耗を検知することができる。
【0019】
図１中のＬ１は、摩耗前のトロリ線本体１０の底部と摩耗限度位置１５との距離であり、摩耗しろと呼ばれる。また、図１中のＬ２は、トロリ線本体１０の上端と摩耗限度位置１５との距離である。Ｌ２は、トロリ線本体１０が摩耗して底面が摩耗限度位置１５に達したときの残存するトロリ線本体１０の高さに相当し、残存高さと呼ばれる。図１中のＬは、トロリ線本体１０の上端から下端までの距離であり、摩耗しろＬ１と残存高さＬ２の合計に等しい。例えば、トロリ線本体１０の公称断面積が１７０ｍｍ２である場合の距離Ｌは、約１５．５ｍｍである。
【0020】
トロリ線１を架線したときにトロリ線本体１０に加わる架線張力が大きいほど、トロリ線本体１０の残存高さＬ２を大きく確保する必要がある。例えば、２４．５ｋＮまでの架線張力に対応させるためには、トロリ線本体１０の残存高さＬ２を約１１．２５ｍｍ以上に設定する。そのため、トロリ線本体１０の公称断面積が１７０ｍｍ２である場合には、摩耗しろＬ１は約４．２５ｍｍ以下に設定される。一方で、トロリ線１を２４．５ｋＮの架線張力で架線したときに１５年以上の寿命を確保するためには、トロリ線本体１０の摩耗しろＬ１を約４．０ｍｍ以上に設定する。
【0021】
トロリ線本体１０は、上記の比較例Ａなどの従来の銅合金よりも高い引張強度を有し、より高い架線張力で架線することができるため、新幹線のさらなる高速化に対応することができる。また、高い引張強度を有しているため、耐摩耗性にも優れており、比較例Ａに比べて約１．３倍の摩耗性能を有している。
【0022】
また、トロリ線本体１０は、上記の比較例Ａなどの従来の銅合金よりも高い引張強度を有するため、架線張力に対して求められる残存高さＬ２を小さくすることができる。そのため、摩耗しろＬ１を大きく確保し、長寿命化を図ることができる。例えば、上記の比較例Ａを材料に用いたトロリ線本体１０と同じ大きさ及び形状を有するトロリ線本体は、１９．６ｋＮの架線張力で架線する場合、約４．５ｍｍの摩耗しろを設定して約１０年の寿命を確保することができ、２４．５ｋＮの架線張力で架線する場合、約３．５ｍｍの摩耗しろを設定して約８年の寿命を確保することができる。一方、トロリ線本体１０は、その高い引張強度などにより、例えば、２４．５ｋＮの架線張力で架線する場合、約４．０ｍｍの摩耗しろＬ１を設定して約１５年の寿命を確保することができる。
【0023】
本実施の形態に係るトロリ線１においては、トロリ線本体１０の中心線３０と摩耗検知線用孔１４との距離Ｌ３と、光ファイバ２０の径方向の断面積（以下、単に光ファイバ２０の断面積と呼ぶ）と摩耗検知線用孔１４の径方向の断面積（以下、単に摩耗検知線用孔１４の断面積と呼ぶ）の比を調整することにより、トロリ線１をドラムに巻き付けたときに光ファイバ２０に生じる圧縮歪みを低減している。それによって、トロリ線１の架線後に光ファイバ２０に残留する伸び歪みを低減し、光ファイバ２０の長寿命化を図っている。
【0024】
具体的には、摩耗検知線用孔１４の断面積を３ｍｍ２未満、光ファイバ２０の径方向の断面積を摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下、トロリ線本体１０の中心線３０と摩耗検知線用孔１４との距離Ｌ３を３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下とすることにより、トロリ線本体１０の中心線３０がドラム５０の軸（胴５１の軸）に対してほぼ平行になるようにトロリ線１を胴径が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けたときの、トロリ線１の架線後に２本の光ファイバ２０に残留する伸び歪み（以下、単に残留伸び歪みと呼ぶ場合がある）を０．３５％以下に抑えている。
【0025】
ここで、スクリーニングレベル（スクリーニングにより加えられた伸び歪みの値）が１．３％である光ファイバを光ファイバ２０として用いる場合に、約１５年の光ファイバ２０の寿命を確保することのできる残留伸び歪みの最大値を、安全率を考慮して算出すると、約０．３５％となる。上述の光ファイバ２０ａの残留伸び歪みの範囲である“０．３５％以下”は、この算出結果に基づいて、光ファイバ２０を長寿命化することができる範囲として設定されたものである。
【0026】
なお、スクリーニングレベルが１．３％の光ファイバを光ファイバ２０として用いる場合に、約１０年の光ファイバ２０の寿命を確保することのできる残留伸び歪みの最大値を、安全率を考慮して算出すると、０．４４％となる。
【0027】
図２（ａ）、（ｂ）は、ドラム５０に巻き付けられた状態のトロリ線１の断面を示す模式図である。図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、トロリ線１は、通常、架線後の波状摩耗の発生を抑えるため、ドラム５０に横巻きで巻き付けられる。すなわち、トロリ線本体１０の中心線３０がドラム５０の軸（胴５１の軸）に対して平行に近くなるように巻かれる。
【0028】
トロリ線１がドラム５０に横巻きに巻き付けられると、２本の光ファイバ２０のうちの、ドラム５０に近い、すなわち胴５１に近い光ファイバ２０（光ファイバ２０ａとする）には圧縮歪みが生じ、ドラム５０から遠い、すなわち胴５１から遠い光ファイバ２０（光ファイバ２０ｂとする）には伸び歪みが生じる。
【0029】
通常、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍに満たない場合には、図２（ａ）に示されるように、トロリ線１は胴径（円筒形の胴５１の直径）が比較的大きいドラム５０、例えば胴径が１０３０ｍｍであるドラム５０に巻き付けられ、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍ以上である場合には、図２（ｂ）に示されるように、トロリ線１は胴径が比較的小さいドラム５０、例えば胴径が９７０ｍｍであるドラム５０に巻き付けられる。トロリ線本体１０が長い場合にドラム５０の胴径が小さくなるのは、延線車両に搭載されるドラム５０の鍔５２の直径に制約があるためである。
【0030】
トロリ線本体１０の長さが１６００ｍ以上である場合には、トロリ線１は胴径が小さいドラム５０に巻き付けられるため、ドラム５０に巻き付けられた状態のトロリ線１内の光ファイバ２０ａにはより大きな圧縮歪みが生じる。そして、この大きな圧縮歪みがトロリ線１の架線後に大きな伸び歪みに変わり、光ファイバ２０ａの寿命を低下させる。すなわち、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍ以上である場合には、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍに満たない場合よりも、光ファイバ２０ａの寿命が低下しやすい。
【0031】
なお、トロリ線１をドラム５０に巻き付けることにより光ファイバ２０ｂに生じる伸び歪みは、トロリ線１の架線後に圧縮歪みに変わり、この架線後の圧縮歪みは光ファイバ２０ｂの寿命にほとんど影響を及ぼさない。すなわち、基本的に光ファイバ２０ｂの寿命は光ファイバ２０ａの寿命よりも長く、光ファイバ２０ａを長寿命化することにより、２本の光ファイバ２０を長寿命化することができる。また、トロリ線１の架線後に光ファイバ２０ｂに残留する歪みは圧縮歪みであるため、トロリ線１の架線後に光ファイバ２０ａに残留する伸び歪みを０．３５％以下にすることは、２本の光ファイバ２０に残留する伸び歪みを０．３５％以下にすることになる。
【0032】
トロリ線本体１０の中心線３０と摩耗検知線用孔１４との距離Ｌ３を小さくすることにより、トロリ線１をドラム５０に巻き付けた状態におけるトロリ線本体１０の中心部の長さと摩耗検知線用孔１４の長さの差を低減することができる。それにより、トロリ線１をドラム５０に巻き付けたときの光ファイバ２０ａに生じる圧縮歪みを低減し、光ファイバ２０ａを長寿命化することができる。
【0033】
上述のように、トロリ線１においては、胴径が９７０ｍｍのドラム５０にトロリ線１を巻き付ける場合、すなわちトロリ線本体１０の長さが１６００ｍ以上である場合の光ファイバ２０ａの寿命を約１５年確保するために、距離Ｌ３を３．８ｍｍ以下に設定している。
【0034】
一方で、距離Ｌ３が短すぎると、トロリ線本体１０の寿命に影響を及ぼすほどトロリ線本体１０の機械的強度が低くなるおそれがあるため、距離Ｌ３は３．７ｍｍ以上に設定されることが好ましい。
【0035】
また、上述のように、新幹線路などにおいて２４．５ｋＮの架線張力でトロリ線１を架線する場合に、約１５年のトロリ線本体１０の寿命を確保するためには、摩耗しろＬ１を４．０ｍｍ以上に設定する。しかしながら、従来の一般的な方法により摩耗検知線用孔１４を形成する場合には、摩耗しろＬ１を４．０ｍｍ以上に設定すると、距離Ｌ３が３．８ｍｍ以下になるようなトロリ線本体１０の表面から離れた位置に摩耗検知線用孔１４を形成することができない。
【0036】
図３（ａ）、（ｂ）は、従来の一般的な方法により形成されるトロリ線本体１０の、摩耗検知線用孔１４を閉じる前と閉じる後の状態の断面図である。図３（ａ）に示される状態のトロリ線本体１０に伸線加工を施すことにより、トロリ線本体１０を伸線しつつ溝１４０の開口部１４０ｂを閉じて摩耗検知線用孔１４を形成する。従来の一般的な方法によれば、図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、溝１４０の底部を含む部分１４０ａの幅が溝１４０の開口部１４０ｂの幅とほぼ等しい。そして、溝１４０の開口部１４０ｂの両側の縁１４１がほぼ線で接触するように閉じられ、溝１４０の内面のほぼ全体が摩耗検知線用孔１４の内面を構成する。その結果、摩耗検知線用孔１４の断面は、図３（ｂ）に示されるような雫形になる。
【0037】
この図３（ａ）、（ｂ）に示される従来の方法によれば、例えば、トロリ線本体１０の公称断面積が１７０ｍｍ２であるとき、摩耗しろＬ２を３．５ｍｍとするときの距離Ｌ３は３．７ｍｍとなるが、摩耗しろＬ２を４．０ｍｍとするときの距離Ｌ３は３．９ｍｍとなり、３．８ｍｍを超えてしまう。
【0038】
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る方法により形成されるトロリ線本体１０の、摩耗検知線用孔１４を閉じる前と閉じる後の状態の断面図である。図３（ａ）と図４（ａ）に示されるように、従来の方法と本発明の実施の形態に係る方法とでは、摩耗検知線用孔１４を閉じる前のトロリ線本体１０の形状が異なり、また、伸線加工に用いられるダイスの形状が異なる。
【0039】
具体的には、本発明の実施の形態に係る方法によれば、図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、溝１４０が従来の方法よりも深く形成され、また、溝１４０の底部を含む摩耗検知線用孔１４となる部分１４０ａの断面が円形に膨らんでおり、その部分１４０ａの幅が溝１４０の開口部１４０ｂの幅よりも大きい。そして、溝１４０の開口部１４０ｂの両側の縁１４１が、面で接触するように閉じられ、ほぼ部分１４０ａであった部分の内面のみが摩耗検知線用孔１４の内面を構成する。その結果、摩耗検知線用孔１４の断面は、雫形ではなく、図４（ｂ）に示されるような真円に近い円形になる。
【0040】
この図４（ａ）、（ｂ）に示される本発明の実施の形態に係る方法によれば、例えば、トロリ線本体１０の公称断面積が１７０ｍｍ２であるとき、摩耗しろＬ２を４．０ｍｍとするときの距離Ｌ３を３．８ｍｍとすることができる。このため、摩耗しろＬ２が４．０ｍｍ以下であれば、距離Ｌ３を３．８ｍｍ以下とすることができる。
【0041】
上述のように、トロリ線１においては、胴径が９７０ｍｍのドラム５０にトロリ線１を巻き付ける場合、すなわちトロリ線本体１０の長さが１６００ｍ以上である場合の光ファイバ２０ａの寿命を約１５年確保するために、光ファイバ２０の径方向の断面積を摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下、摩耗検知線用孔１４の断面積を３ｍｍ２未満に設定している。
【0042】
光ファイバ２０の径方向の断面積が、摩耗検知線用孔１４の断面積の３５％以下であることにより、トロリ線１が曲げられた際に摩耗検知線用孔１４の長手方向に対して光ファイバ２０が動き易くなり、光ファイバ２０に発生する歪みが低減する。そのため、トロリ線１を胴径が小さいドラム５０に横巻きで巻き付けた場合であっても、光ファイバ２０ａにおける圧縮歪みの発生が抑えられる。
【0043】
一方で、摩耗検知線用孔１４の断面積に対する光ファイバ２０の径方向の断面積が小さすぎると、摩耗検知線用孔１４の内面と光ファイバ２０との摩擦が極端に小さくなるため、トロリ線１が架線されて電気車が通過する際に、摩耗検知線用孔１４の長手方向に対して光ファイバ２０が動いてしまう波乗り現象と呼ばれる現象が生じる。そこで、光ファイバ２０の径方向の断面積を摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超にすることにより、波乗り現象を抑えることができる。
【0044】
また、摩耗検知線用孔１４の断面積を３ｍｍ２未満とすることにより、摩耗検知線用孔１４を設けることによるトロリ線本体１０の断面積の減少量を抑え、トロリ線１を架線したときの架線張力に対する信頼性の低下を抑えることができる。なお、光ファイバ２０を細くすることには限度があるため、光ファイバ２０の径方向の断面積を摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下とするためには、摩耗検知線用孔１４の断面積を小さくすることはできず、例えば、２ｍｍ２以上に設定する。
【0045】
次の表１に、光ファイバ２０の直径を１．０ｍｍ又は１．１ｍｍとする場合の、トロリ線本体１０の断面積、摩耗検知線用孔１４の断面積、及び摩耗検知線用孔１４の断面積に対する光ファイバ２０の断面積の比率（％）を示す。
【0046】
【表1】
【0047】
表１によれば、光ファイバ２０の直径を約１．０ｍｍ以下とすることにより、光ファイバ２０の径方向の断面積が摩耗検知線用孔１４の断面積の２８％超かつ３５％以下、及び摩耗検知線用孔１４の断面積が３ｍｍ２未満、の条件を満たすための、トロリ線本体１０の断面積と摩耗検知線用孔１４の断面積の設定の自由度が高くなることがわかる。なお、光ファイバ２０の直径の下限値は、例えば０．９ｍｍである。
【0048】
このため、光ファイバ２０の直径は、例えば、０．９ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下であることが好ましい。直径が１．０ｍｍ以下の光ファイバ２０は、例えば、従来一般的に用いられている直径が１．１ｍｍの光ファイバの外部被覆を薄くすることにより得ることができる。
【0049】
以下に、トロリ線１の構造とトロリ線１の架線後に光ファイバ２０ａに残留する伸び歪みとの関係について調べるために実施したシミュレーションの一例を示す。次の表２に、このシミュレーションに用いた２本のトロリ線１（トロリ線Ｉ、ＩＩとする）の構造を示す。
【0050】
【表2】
【0051】
ドラム５０に巻き付けられたトロリ線１における、トロリ線本体１０の中心部の長さに対する光ファイバ２０の中心部の長さの比率（％）をＰ１、トロリ線１をドラム５０に巻き付けることにより光ファイバ２０ａに生じる圧縮歪み（％）をＰ２、トロリ線本体１０の長さに対するトロリ線１を架線するときのトロリ線本体１０への光ファイバ２０ａの引き込み長さの比率（％）をＰ３、トロリ線１を架線することによりトロリ線１に生じる伸び歪み（％）をＰ４とすると、トロリ線１の架線後に光ファイバ２０ａに残留する伸び歪みＰ（％）は、次の式１により求められる。
【0052】
【数1】
【0053】
上記の比率Ｐ１は、ドラム５０に巻きつけられたトロリ線本体１０の中心径（Ｄ１とする）に対する、そのドラム５０に巻きつけられたトロリ線本体１０に収容された光ファイバ２０ａの中心径（Ｄ２とする）の比の値Ｄ２／Ｄ１に等しいものとして、近似的に算出することができる。この計算においては、ドラム５０に巻き付けられたトロリ線本体１０の中心線３０がドラム５０の軸に平行であり、光ファイバ２０が孔内のトロリ線本体１０の中心線３０側に位置し、また、トロリ線１を多重に巻き付けることによるトロリ線本体１０の中心径Ｄ１及び光ファイバ２０の中心径Ｄ２の変化はないものとした。
【0054】
中心径Ｄ１、Ｄ２は、トロリ線本体１０の直径をｄ１、光ファイバ２０の直径をｄ２、ドラム５０の胴径をｄ３として、次の式２、式３によりそれぞれ求められる。
【0055】
【数2】
【0056】
【数3】
【0057】
上記の伸び歪みＰ４は、トロリ線１の架線張力（Ｎ）をＴ、トロリ線本体１０の断面積（ｍ２）をＳ、トロリ線本体１０のヤング率（Ｎ／ｍ２）をＥとすると、次の式４により求められる。
【数4】
【0058】
胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線Ｉの比率Ｐ１（＝Ｄ２／Ｄ１）は、式２と式３から０．８１％と求められる。また、胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線Ｉの圧縮歪みＰ２、比率Ｐ３は、それぞれ約０．２５％、約０．３１％となることが確認されている。なお、比率Ｐ３は、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍのときの光ファイバ２０ａの引き込み長さが約５ｍであることから算出した。また、トロリ線Ｉの架線張力Ｔを２４．５ｋＮ、トロリ線本体１０のヤング率Ｅを１．１×１０１１Ｎ／ｍ２とすると、胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線Ｉの伸び歪みＰ４は、式４から０．１４％と求められる。
【0059】
胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線Ｉの比率Ｐ１（＝Ｄ２／Ｄ１）は、式２と式３から０．８６％と求められる。また、胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線Ｉの圧縮歪みＰ２、比率Ｐ３は、それぞれ約０．２５％、約０．３３％であることが確認されている。なお、比率Ｐ３は、トロリ線本体１０の長さが１８１５ｍのときの光ファイバ２０ａの引き込み長さが約６ｍであることから算出した。また、トロリ線Ｉの架線張力Ｔを２４．５ｋＮ、トロリ線本体１０のヤング率Ｅを１．１×１０１１Ｎ／ｍ２とすると、胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線Ｉの伸び歪みＰ４は、式４から０．１４％と求められる。
【0060】
胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線ＩＩの比率Ｐ１（＝Ｄ２／Ｄ１）は、式２と式３から０．８３％と求められる。また、胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線Ｉの圧縮歪みＰ２、比率Ｐ３は、それぞれ約０．３０％、約０．３７５％となることが確認されている。なお、比率Ｐ３は、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍのときの光ファイバ２０ａの引き込み長さが約６ｍであることから算出した。また、トロリ線ＩＩの架線張力Ｔを２４．５ｋＮ、トロリ線本体１０のヤング率Ｅを１．１×１０１１Ｎ／ｍ２とすると、胴径ｄ３が１０３０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ未満であるトロリ線Ｉの伸び歪みＰ４は、式４から０．１４％と求められる。
【0061】
胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線ＩＩの比率Ｐ１（＝Ｄ２／Ｄ１）は、式２と式３から０．８８％と求められる。また、胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線ＩＩの圧縮歪みＰ２、比率Ｐ３は、それぞれ約０．３０％、約０．３８％であることが確認されている。なお、比率Ｐ３は、トロリ線本体１０の長さが１８１５ｍのときの光ファイバ２０ａの引き込み長さが約７ｍであることから算出した。また、トロリ線ＩＩの架線張力Ｔを２４．５ｋＮ、トロリ線本体１０のヤング率Ｅを１．１×１０１１Ｎ／ｍ２とすると、胴径ｄ３が９７０ｍｍのドラム５０に巻き付けられる長さが１６００ｍ以上であるトロリ線ＩＩの伸び歪みＰ４は、式４から０．１４％と求められる。
【0062】
次の表３に、式１から算出された、２４．５ｋＮの架線張力で架線されたトロリ線Ｉ、ＩＩの光ファイバ２０ａに残留する伸び歪みＰの値を示す。
【0063】
【表3】
【0064】
表３に示されるように、トロリ線Ｉは、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍ未満、１６００ｍ以上のいずれの場合であっても、光ファイバ２０ａの残留伸び歪みＰが０．３５％を超えており、トロリ線１を２４．５ｋＮの架線張力で架線したときの光ファイバ２０ａの寿命が１５年に満たないものと推測される。一方で、トロリ線ＩＩは、トロリ線本体１０の長さが１６００ｍ未満、１６００ｍ以上のいずれの場合であっても、光ファイバ２０ａの残留伸び歪みＰが０．３５％以下であり、トロリ線１を２４．５ｋＮの架線張力で架線したときの光ファイバ２０ａの寿命が１５年以上になると推測される。
【0065】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、左右両側に摩耗検知線としての光ファイバを備えたトロリ線であって、トロリ線の架線後に光ファイバに残留する伸び歪みを低減し、トロリ線本体の長寿命化とともに光ファイバの長寿命化を図ることができる構造を備えたトロリ線を提供することができる。
本実施の形態によれば、左右両側に摩耗検知線としての光ファイバを備えたトロリ線であって、トロリ線の架線後に光ファイバに残留する伸び歪みを低減し、トロリ線本体の長寿命化とともに光ファイバの長寿命化を図ることができる構造を備えたトロリ線を提供することができる。
【0066】
（実施の形態のまとめ）
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
【0067】
［１］中心線（３０）の両側に設けられた２つの摩耗検知線用孔（１４）を内部に有するトロリ線本体（１０）と、前記２つの摩耗検知線用孔（１４）に収容された、摩耗検知線としての２本の光ファイバ（２０）と、を備え、前記トロリ線本体（１０）が、錫が０．４質量％超かつ０．６質量％以下、インジウムが０質量％超かつ０．１質量％以下で含有され、残部が銅及び不可避不純物からなる銅合金からなり、前記摩耗検知線用孔（１４）の断面積が、３ｍｍ２未満であり、前記光ファイバ（２０）の径方向の断面積が、前記摩耗検知線用孔（１４）の断面積の２８％超かつ３５％以下であり、前記トロリ線本体（１０）の中心線（３０）と前記摩耗検知線用孔（１４）との距離が３．７ｍｍ以上かつ３．８ｍｍ以下であり、胴径が９７０ｍｍのドラム（５０）に、前記トロリ線本体（１０）の中心線（３０）が前記ドラム（５０）の軸に対して平行になるように巻き付けた後に架線する場合に、架線後に前記２本の光ファイバ（２０）に残留する伸び歪みが０．３５％以下である、トロリ線（１）。
【0068】
［２］前記トロリ線本体（１０）の摩耗しろが、４．０ｍｍ以上、４．２５ｍｍ以下である、上記［１］に記載のトロリ線（１）。
【0069】
［３］前記光ファイバ（２０）の直径が、０．９ｍｍ以上かつ１．０ｍｍ以下である、上記［１］又は［２］に記載のトロリ線（１）。
【0070】
［４］前記トロリ線本体が１６００ｍ以上の長さを有する、上記［１］又は［２］に記載のトロリ線（１）。
【0071】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【0072】
また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【0073】
１ トロリ線
１０ トロリ線本体
１４ 摩耗検知線用孔
２０、２０ａ、２０ｂ 光ファイバ
５０ ドラム
１０ トロリ線本体
１４ 摩耗検知線用孔
２０、２０ａ、２０ｂ 光ファイバ
５０ ドラム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】