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摩擦評価量測定装置及び方法

国内特許コード P07A011166
整理番号 /NO31081
掲載日 2007年11月2日
出願番号 特願2004-343369
公開番号 特開2006-153610
登録番号 特許第4377805号
出願日 平成16年11月29日(2004.11.29)
公開日 平成18年6月15日(2006.6.15)
登録日 平成21年9月18日(2009.9.18)
発明者
  • 飯田 浩平
  • 西山 幸夫
  • 前橋 栄一
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 摩擦評価量測定装置及び方法
発明の概要 【課題】 鉄道車両の踏面等について、微小すべり状態における摩擦評価量を測定可能な装置及び方法を提供する。
【解決手段】 この摩擦評価量測定装置1は、車輪Cの踏面Cs上において、押圧力設定機構71によりスリップローラー60を所望の押圧力で押し当てた状態で、このローラー60を所望のすべり率Sで転走させながら摩擦係数等を測定することができる。ローラー60は、回転機構61により回転周速Vrで回転しつつ移動機構91により移動速度Vfで移動し、これらVr、Vf(Vr≠Vf)を適切に設定することで、すべり率S=(Vr-Vf)/{(Vr+Vf)/2}を任意の微小な状態とすることができる。そのため、従来の装置でも測定可能な完全すべり状態に加えて、微小すべり(すべり率-10%~+10%程度)状態における摩擦係数等を測定することが可能となる。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】鉄道車輪やレールの動摩擦係数を測定する装置としては、例えば鉄道総合技術研究所製の『μテスター』が知られている。このμテスターは、車輪又はレールの表面に接してすべりながら回転するスリップローラーを備えており、このスリップローラーと車輪又はレールとの間に働く摩擦力の特性(動摩擦係数)を測定する装置である。μテスターは、現場において、車輪又はレールの様々な位置に様々な姿勢で取り付けて用いることができ、現在広く普及している。ところで、このμテスターは、車輪又はレールの動摩擦係数の測定は可能であるが、クリープ係数等の摩擦評価量までは測定することができない。これに対し、本出願人は、特許文献1(特願2003-399122号)において、すべり率とクリープ力との関係(クリープ飽和特性)を測定することが可能な『クリープ力測定装置』を提案した。このクリープ力測定装置によれば、レール上に測定ローラー(スリップローラー)を押し付けた状態で転動させることにより、実際のレール上でのクリープ力飽和特性を簡易に測定することが可能である。
【特許文献1】特願2003-399122号
産業上の利用分野 本発明は、鉄道車輪の踏面等の摩擦評価量(クリープ力、クリープ係数)を測定する装置及び方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 被測定物の表面に押し当てられるスリップローラーと、 該スリップローラーを被測定物の表面上において所望の回転周速(Vr)で回転させる回転手段と、 前記スリップローラーを被測定物の表面に沿って所望の移動速度(Vf)で移動させる移動手段と、 被測定物の表面に対する前記スリップローラーの法線方向の押圧力を設定する押圧力設定手段と、 前記押圧力を検出する押圧力検出手段と、 前記スリップローラーが回転しつつ移動する際に該ローラーにかかる接線力を検出する接線力検出手段と、 前記スリップローラーの周囲3箇所において各々が被測定物の表面に当たって転動する回転自在の補助ローラーと、を備え、 装置使用時に、前記補助ローラーが被測定物の表面に当たり、次いで、押圧力設定機構を操作して、スリップローラーを被測定面に押し付けが可能であり、 前記スリップローラーの回転周速(Vr)と移動速度(Vf)を異ならせ、前記スリップローラーを被測定物の表面でスリップさせながら、被測定物の表面の摩擦評価量を測定可能なことを特徴とする摩擦評価量測定装置。
【請求項2】 被測定物に固定される固定フレームと、 該固定フレームの長手方向に延びるガイド、及び、該ガイドに沿ってスライド可能に設けられたスライダーを有するスライド機構と、 該スライド機構のスライダーに揺動可能に設けられた測定フレームと、 該測定フレーム及び前記スライダーを前記ガイドに沿って移動させる移動手段と、 該測定フレームに回転可能に取り付けられたスリップローラーと、 該スリップローラーを被測定物の表面上で回転させる回転手段と、 前記測定フレームに設けられた、被測定物の表面に対する前記スリップローラーの法線方向の押圧力を設定する押圧力設定機構と、 前記スリップローラーの押圧力を検出する押圧力検出手段と、 前記スリップローラーの周囲3箇所において前記測定フレームに回転自在に取り付けられ、各々が被測定物の表面に当たって転動する補助ローラーと、 前記回転手段によって前記スリップローラーを回転させつつ、前記移動手段で前記測定フレームを移動させる際に、前記スリップローラーにかかる接線力を検出する接線力検出手段と、を具備することを特徴とする摩擦評価量測定装置。
【請求項3】 前記測定フレームが、 前記スライド機構のスライダーに揺動可能に設けられた、前記各補助ローラーを回転自在に支持する外フレームと、 該外フレームに揺動可能に設けられた、前記スリップローラーを回転可能に支持する内フレームと、を備えることを特徴とする請求項2記載の摩擦評価量測定装置。
【請求項4】 前記接線力検出手段が、前記内フレームと前記外フレーム間に配置されていることを特徴とする請求項3記載の摩擦評価量測定装置。
【請求項5】 前記移動手段が、 被測定物の表面に着脱可能に配置されるフレキシブルラックと、 前記測定フレームに設けられた駆動用モーターと、 該駆動用モーターの出力軸に設けられた、前記フレキシブルラックに噛み合うピニオンと、を備えることを特徴とする請求項2、3又は4記載の摩擦評価量測定装置。
【請求項6】 前記回転手段が、 前記測定フレームに設けられた駆動用モーターと、 該駆動用モーターの出力軸と前記スリップローラーの支持軸との間に架け渡されたタイミングベルトと、を備えることを特徴とする請求項2~5いずれか1項記載の摩擦評価量測定装置。
【請求項7】 前記固定フレームに、該固定フレームを被測定物に着脱自在に固定する固定手段が設けられていることを特徴とする請求項2~6いずれか1項記載の摩擦評価量測定装置。
【請求項8】 スリップローラーの周囲3箇所に配置した回転自在の補助ローラーを被測定物の表面に当て、次いで、被測定物の表面にスリップローラーを押し当てて、被測定物の表面に対する前記スリップローラーの法線方向の押圧力を設定し、 前記スリップローラーを被測定物の表面上において所望の回転周速(Vr)で回転させつつ、被測定物の表面に沿って所望の移動速度(Vf)で移動させ、 これら回転周速(Vr)と移動速度(Vf)を異ならせ、前記スリップローラーを被測定物の表面でスリップさせながら、被測定物の表面の摩擦評価量を測定することを特徴とする摩擦評価量測定方法。
産業区分
  • 試験、検査
  • 鉄道
国際特許分類(IPC)
出願権利状態 権利存続中
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