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クリープ力測定装置及び方法

国内特許コード P07A011388
整理番号 /NO30945
掲載日 2007年11月9日
出願番号 特願2003-399122
公開番号 特開2005-156505
登録番号 特許第4065831号
出願日 平成15年11月28日(2003.11.28)
公開日 平成17年6月16日(2005.6.16)
登録日 平成20年1月11日(2008.1.11)
発明者
  • 宮本 岳史
  • 大江 晋太郎
出願人
  • (財)鉄道総合技術研究所
発明の名称 クリープ力測定装置及び方法
発明の概要 【課題】 実際のレール-鉄道車輪においてクリープ力を簡易に測定することができるクリープ力測定装置及び方法を提供する。
【解決手段】 クリープ力算出部80は、次の手順でクリープ力を算出する。ステップ1:測定ローラー30の半径rと、エンコーダ81の検出値(測定ローラー30の回転角速度ω)とから、測定ローラー30の周速度V=r・ωを算出する。ステップ2:測定ローラー30の周速度Vと、エンコーダ82の検出値(ローラーブロック20の駆動速度V)とから、測定ローラー30のレールRに対するすべり率s=(V-V)/Vを算出する。ステップ3:ロードセル83の検出値(モーメント付与機構70に基づく測定ローラー30のレールRに対する接線力f)、並びに、ロードセル84の検出値(押付力設定機構40で設定される測定ローラー30のレールRに対する法線力N)から、測定ローラー30とレールR間の等価摩擦係数μ=f/Nを算出する。ステップ4:すべり率s及び等価摩擦係数μに基づきクリープ力を算出する。
【選択図】 図1
従来技術、競合技術の概要 【背景技術】鉄道技術においては、レール・車輪の動摩擦係数や、これら両者間に作用するクリープ力(転がり摩擦力)の、脱線等に与える影響を解明することが重要である。従来より、レール・車輪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『トリボメータ』や『μテスター』等が知られている。一方、クリープ力については、2円筒の回転試験機を用いて、すべり率とクリープ力を測定する方法が知られている。クリープ力は、レール上における車輪の転がり状態のすべり率に応じて発生する力であり、このすべり率をパラメータとして、法線力に摩擦係数を掛けた値に飽和するとされている。さらに、クリープ力は、左右両車輪のレールへの接触状態、車輪とレールの各々の表面状態、油や水等の介在物、あるいは、レール長手方向と幅方向とによって、飽和傾向に違いが生じることがわかっている。
産業上の利用分野 本発明は、鉄道レールと鉄道車輪間に作用するクリープ力(転がり摩擦力)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】鉄道レールと鉄道車輪間に作用するクリープ力(接線力)を測定するクリープ力測定装置であって、レール上に固定され、レール長手方向に延びるフレームと、該フレーム上でレール長手方向に沿って駆動されるローラーブロックと、前記フレームに設けられた、前記ローラーブロックを低摩擦で案内する案内手段と、前記ローラーブロックに回転自在に取り付けられ、レール上をレール長手方向に転動する測定ローラーと、該測定ローラーの回転角速度を検出する回転角速度検出手段と、前記測定ローラーに回転モーメントを付与するモーメント付与手段と、該回転モーメントを検出するモーメント検出手段と、前記測定ローラーのレールへの押付力を設定する押付力設定手段と、該押付力を検出する押付力検出手段と、前記ローラーブロックの駆動速度を検出する駆動速度検出手段と、前記各検出手段の検出値に基づいて、前記クリープ力を算出する算出手段と、を備えることを特徴とするクリープ力測定装置。
【請求項2】前記算出手段が、前記測定ローラーのレールに対するすべり率s、及び、前記測定ローラーとレール間の等価摩擦係数μをさらに算出することを特徴とする請求項1記載のクリープ力測定装置。
【請求項3】前記ローラーブロックが、前記フレームに設けられた駆動機構により駆動され、該駆動機構が、前記ローラーブロックを一定速度で駆動するモータ付送り機構と、前記ローラーブロックの前記フレームに対する移動限界点を検知する検知手段と、を具備することを特徴とする請求項1又は2記載のクリープ力測定装置。
【請求項4】前記モーメント付与手段が、前記フレームに設けられたプーリーと、該プーリーと前記測定ローラー間に架け渡された第1のワイヤと、前記フレームに設けられたバネと、該バネと前記プーリー間に架け渡された第2のワイヤと、を具備することを特徴とする請求項1~3いずれか1項記載のクリープ力測定装置。
【請求項5】前記モーメント付与手段が、前記測定ローラーの転動に伴い引張される前記バネのバネ力により、前記測定ローラーにモーメントを付与することを特徴とする請求項4記載のクリープ力測定装置。
【請求項6】鉄道レールと鉄道車輪間に作用するクリープ力(接線力)を測定するクリープ力測定装置であって、レール上に固定され、レール長手方向に延びるフレームと、該フレーム上でレール長手方向に沿って駆動されるローラーブロックと、前記フレームに設けられた、前記ローラーブロックを低摩擦で案内する案内手段と、前記ローラーブロックに回転自在に取り付けられ、レール上をレール長手方向に転動する測定ローラーと、該測定ローラーの転動に伴い引張られるバネを有し、該バネのバネ力により前記測定ローラーにモーメントを付与するモーメント付与手段と、を備えることを特徴とするクリープ力測定装置。
【請求項7】前記フレームに、該フレームをレールに着脱自在に固定する固定機構が設けられていることを特徴とする請求項1~6いずれか1項記載のクリープ力測定装置。
産業区分
  • 試験、検査
  • 鉄道
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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