JP2004028743A

JP2004028743A - Mobile load test vehicle

Info

Publication number: JP2004028743A
Application number: JP2002184218A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Itani; 夷谷　和博; Makoto Hisaie; 久家　誠; Shoe Nakamura; 中村　庄衞
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Central Japan Railway Co
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd; Central Japan Railway Co
Priority date: 2002-06-25
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-25
Also published as: JP3702252B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a mobile load test vehicle to detect the vibration of a track or the ground with high accuracy by appropriately imparting a lateral pressure to the track. <P>SOLUTION: A bearing 120 is supported on the truck frame 118 of a loading truck 15 through an axle spring 119 and a loading wheel 122 is fitted to the bearing 120 through an axis arm 121. Then a wheel load excitation device 123 which imparts a vertical load to the loading wheel 122 is mounted on the truck frame 118. At the same time, a lateral pressure exciting device 124 which imparts a load to the loading wheel 122 in the direction of the rotating axis of the wheel 122 is also mounted on the frame 118. The lateral pressure exciting device 124 imparts the load to the end section of the axis arm 121 toward a direction inclined to the track 17 side from the axial direction of the axis arm 121. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車走行を模擬し、軌道を起振すると共にこの軌道に作用する起振荷重を検出することで、この軌道の振動評価や軌道材料及び構造の評価を行う移動式載荷試験車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の高速化においては既存設備の活用が前提となるため、速度向上による軌道から地盤までの影響を十分に検討する必要がある。このような軌道から地盤への影響の検討項目として、最終的には列車走行に伴う地盤振動の評価を行い、この地盤振動を悪化させないように車両側や軌道側に工夫を施すことが考えられる。車両側の工夫としては軸重や車両の軸ばね特性を変更した車両を走行する等がある。一方、軌道側の工夫としては軌道ばね係数を変更した軌道を敷設して実車両を走行させていた。
【０００３】
従来の移動式載荷試験車としては、例えば、特開２００１−２４１９４６号公報に開示されたものがある。この公報に開示された「軌道特性試験車」は、車体の下部にばね装置を介してサブフレームを設け、このサブフレームの下部にころを介して台車枠を設け、この台車枠の下部にころを介して支持枠を設け、車体と支持枠との間に引上シリンダを架設し、この支持枠に載荷輪及び載荷シリンダを設ける一方、台車枠と載荷輪との間をてこで連結し、台車枠とてこの中間部荷の間に左右載荷シリンダを設けたものである。
【０００４】
従って、車両の走行中に載荷シリンダにより載荷輪を介してレールに鉛直方向の荷重を付与し、レールの変位を光式検出計で検出すると共に、左右載荷シリンダにより載荷輪を介してレールに横方向の荷重を付与することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した従来の「軌道特性試験車」にあっては、車体の下部にばね装置を介してサブフレーム、台車枠、支持枠を設け、この支持枠に載荷輪及び載荷シリンダを設ける一方、載荷輪から台車枠に対して前方に向けててこを架設して左右載荷シリンダを設けており、各載荷シリンダの支持構造が複雑となって装置の大型化及び大重量化を招いてしまうという問題がある。また、左右載荷シリンダはてこを介して車軸に軸方向の荷重を付与しているため、載荷輪には横圧と共に転倒モーメントが発生して輪重が作用することとなり、高精度な試験を実施することができないという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するものであって、軌道に対して横圧を適正に付与することで軌道や地盤振動を高精度に検出可能とした移動式載荷試験車を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための請求項１の発明の移動式載荷試験車は、軌道に沿って走行可能な車輪を有する車体フレームと、該車体フレームの前後方向ほぼ中央部に軸ばねを介して装着された左右の軸受と、該軸受に回転自在に支持された車輪軸と、該車輪軸に固結された左右の載荷車輪と、前記車輪軸方向に対して軌道側に傾斜した方向に向けて前記車輪軸の端部に荷重を付与する横圧加振装置とを具えたことを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２の発明の移動式載荷試験車では、前記横圧加振装置による荷重の付与方向を、前記車輪軸の端部の荷重入力点と、前記左右の載荷車輪と前記軌道との接触部を結ぶ水平線の中間点とを通る傾斜線に沿った方向としたことを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明の移動式載荷試験車では、前記横圧加振装置を構成する左右のアクチュエータを前記左右の載荷車輪の側方に傾斜して配設したことを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明の移動式載荷試験車では、前記横圧加振装置を構成する左右のアクチュエータを前記左右の載荷車輪の上方に配設し、該アクチュエータはリンク機構を介して前記車輪軸の端面に荷重を付与することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明の移動式載荷試験車では、前記リンク機構は、上下のアームを有する回動軸と、前記アクチュエータ該上部アームとを連結する上部連結リンクと、前記車輪軸の端部と前記下部アームとを連結する下部連結リンクとを有し、該下部連結リンクを傾斜して配設したことを特徴としている。
【００１２】
請求項６の発明の移動式載荷試験車では、前記載荷車輪に対して鉛直方向の荷重を付与する輪重加振装置を設けたことを特徴としている。
【００１３】
請求項７の発明の移動式載荷試験車では、前記車体フレームに昇降フレームが昇降自在に支持され、該昇降フレームに前記載荷車輪と前記輪重加振装置と前記横圧加振装置が装着されたことを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
図１に本発明の一実施形態に係る移動式載荷試験車における起振台車の下部正面視、図２に本実施形態の起振台車の下部平面視、図３に本実施形態の起振台車の下部背面視、図４に図２のＩＶ−ＩＶ断面、図５に図４のＶ−Ｖ断面、図６に空気ばねによる懸架剛性の変更機構を表す図３のＶＩ部詳細、図７に軸ばねによる懸架剛性の変更機構を表す図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面、図８に本実施形態の載荷台車の要部正面視、図９に図８のＩＸ−ＩＸ断面、図１０に図８のＸ−Ｘ断面、図１１に図１０のＸＩ−ＸＩ断面、図１２に載荷台車における横圧載荷機構を表す概略、図１３に載荷フレームのロック機構を表す図１０のＸＩＩＩ部詳細、図１４に本実施形態の移動式載荷試験車の概略を示す。
【００１６】
本実施形態の移動式載荷試験車は、図１４に示すように、牽引車１１と機器搭載車１２，１３と走行台車１４と載荷台車１５と起振台車１６とにより構成されている。牽引車１１は運転者が乗車して運転操作を行うことで前進及び後退が可能となっている。機器搭載車１２，１３は牽引車１１により牽引されて走行可能であり、機器搭載車１２には各種機器の油圧源が搭載され、機器搭載車１３には各種機器の制御装置が搭載されている。そして、走行台車１４と載荷台車１５と起振台車１６は牽引車１１により牽引されて走行可能であり、後述するが、載荷台車１５には走行中に軌道を鉛直方向及び水平方向に起振する起振手段が装着され、起振台車１６には停止中に軌道を鉛直方向に起振する起振手段が装着されている。
【００１７】
この場合、走行台車１４と載荷台車１５と起振台車１６はそれぞれ別々に製造され、走行台車１４の後端部に形成されたフランジ部１４ａと載荷台車１５の前端部に形成されたフランジ部１５ａとがボルトにより着脱自在に締結されており、また、載荷台車１５の後端部に形成されたフランジ部１５ｂと起振台車１６の前端部に形成されたフランジ部１６ａとがボルトにより着脱自在に締結されている。従って、起振台車１６を載荷台車１５から外して他の自走可能な車両に連結することで、この起振台車１６を単独で走行して使用可能となっている。
【００１８】
一方、軌道１７は地盤１８上に敷設されているが、一般には、路盤上に道床バラストを敷き詰め、その上に多数の枕木を並べ、この枕木に掛け渡すように左右一対のレールを敷設しており、軌道１７の詳細な敷設構造についての説明は省略する。
【００１９】
ここで、走行台車１４と載荷台車１５と起振台車１６の詳細な構造について説明する。なお、この走行台車１４と載荷台車１５と起振台車１６は左右ほぼ対称な構造となっており、一方のみ説明して他方には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００２０】
走行台車１４において、車体フレーム２１の下部には空気ばね２２を介して前後に長い台車枠２３が装着されており、この台車枠２３の前下部と後下部には軸ばね２４及び軸ダンパ２５を介して軸受２６が支持されており、前後の軸受２６には走行車輪２７が回転自在に装着されている。
【００２１】
また、起振台車１６において、図１乃至図５に示すように、車体フレーム３１の左右下部にはそれぞれ空気ばね３２を介して前後に長い左右一対の台車枠３３が装着されており、中間部が連結枠３４により連結されている。各台車枠３３の前下部には前後の軸ばね３５を介して軸受３６が支持されると共に、台車枠３３と軸受３６との間には軸ダンパ３７が介装されている。そして、左右の軸受３６には車輪軸３８が貫通して回転自在に支持されており、この車輪軸３８の左右端部には走行車輪３９が固結されている。
【００２２】
各台車枠３３の後下部には前後の軸ばね４１を介して慣性マス４２が支持されている。この慣性マス４２は、左右の軸ばね４１のためのばね受部材４３と慣性マス本体４４とが連結フレーム４５により一体に連結されて構成されている。この慣性マス本体４４上には所定重量のウエイト４６が複数のボルト４７により固定されると共に、中間部に所定重量のウエイト４８を搭載して複数のボルト４９により固定可能となっており、試験条件に合わせて荷重を調整可能となっている。また、左右の台車枠３３と慣性マス４２の各ばね受部材４３との間には軸ダンパ５０が介装されている。
【００２３】
慣性マス４２における左右のばね受４１に隣接する連結フレーム４５に軌道１７を起振させる起振装置５１が設けられている。即ち、連結フレーム４５には上下起振用アクチュエータ５２が固定されており、このアクチュエータ５２から下方に延出する駆動ロッド５３の先端部には取付治具５４が固定され、この取付治具５４に載荷治具５５が装着されている。この載荷治具５５は軌道１７と接触する下面が走行車輪３９と同心の円弧形状をなし、且つ、この走行車輪３９とほぼ同様の断面形状をなしており、上部が取付治具５４の取付孔に嵌入してボルト締結されることで着脱自在となっている。そして、この取付治具５４に軌道１７に作用する荷重を検出する検出手段としてのロードセル５６が設けられている。
【００２４】
取付治具５４の外周部には雄ねじ５７が形成される一方、連結フレーム４５には雌ねじ部５８が形成されており、載荷治具５５を上昇させたときに、取付治具５４の雄ねじ５７が連結フレーム４５の雌ねじ部５８に螺合することで、載荷治具５５（取付治具５４）を上昇位置で仮固定する（治具ロック手段）することができる。
【００２５】
従って、起振装置５１は、アクチュエータ５２により駆動ロッド５３を駆動し、取付治具５４を介して載荷治具５５を軌道１７に対して鉛直方向に押圧することで、この軌道１７を起振させることができ、このとき、ロードセル５６が軌道１７に発生する振動を輪重として検出することができる。
【００２６】
また、起振装置５１の前方及び後方には箱型形状をなす前後のハウジング５９が連結フレーム４５にそれぞれ固定されている。この各ハウジング５９は下方が開口して内部にライナ６０を介して昇降枠６１がそれぞれ昇降自在に嵌合しており、各昇降枠６１に車輪軸６２を介して走行補助輪６３が回転自在に装着されている。そして、ハウジング５９の上部には上下方向に沿ってねじ軸６４が螺合し、このねじ軸６４の上端部には操作ハンドル６５が取付けられる一方、ねじ軸６４の下端部は昇降枠６１に連結されている。
【００２７】
この場合、慣性マス４２の左右側部にて、起振装置５１の前後に走行補助輪６３が配設されると共に外側に軸ばね４１が配設されており、この起振装置５１と走行補助輪６３と軸ばね４１とはほぼ水平方向に並設されている。
【００２８】
従って、ハウジング５９に対して昇降枠６１が最下方位置に下降したときには、走行補助輪６３が軌道１７に接触して転動することができ、前述した起振装置５１のアクチュエータ５２を駆動して載荷治具５５を軌道１７に接触させるときには、操作ハンドル６５を回転操作してハウジング５９に対して昇降枠６１を上昇し、走行補助輪６３を最上方位置に位置させて軌道１７と離間させることができる。
【００２９】
なお、起振装置５１と走行補助輪６３と軸ばね４１との位置関係並びに作用を明確に説明するため、図４及び図５では、進行方向右側の起振装置５１を上昇して走行補助輪６３を下降させ、進行方向左側の起振装置５１を下降して走行補助輪６３を上昇して表している。
【００３０】
ところで、この起振台車１６では、サスペンションとして空気ばね３２及び軸ばね３５，４１を適用しているが、懸架剛性（空気ばね剛性、軸ばね剛性）を変更して走行特性を調整できるように、少なくとも空気ばね３２あるいは軸ばね３５，４１の一方の機能を停止可能とするばね殺し機構を有している。
【００３１】
車体フレーム３１の下部には起振台車１６の走行方向と直交する方向に左右及び前後一対のガイドレール６６が固定されており、この各ガイドレール６６にはスライドガイド６７が移動自在に嵌合し、このスライドガイド６７にテーパ面を有するコ字形状をなすスライドブロック６８が固定されている。そして、車体フレーム３１の下部には各ガイドレール６６に対応して油圧シリンダ６９が垂設されており、駆動ロッド７０の先端部がスライドブロック６８に連結されている。一方、台車枠３３の上部には固定ブロック７１が固定されており、先端部にスライドブロック６８が係止可能なテーパ面を有する係止突起７２が形成されている。また、車体フレーム３１の下部には調心用ガイド７３が垂下して固定されている。
【００３２】
従って、空気ばね３２には図示しない流量調整弁を有するエア給排管を介してエア源が接続されており、この流量調整弁を調整して空気ばね３２内のエアを全て排出すると、台車枠３３に対して車体フレーム３１が下降することとなり、このとき、車体フレーム３１は調心用ガイド７３が固定ブロック７１にガイドされることで、調心されながら下降する。そして、この状態で油圧シリンダ６９を伸長してスライドガイド６７をガイドレール６６に沿って前進すると、スライドブロック６８が固定ブロック７１の係止部７２に係止し、台車枠３３に対して車体フレーム３１を一体に拘束することで、空気ばね３２のサスペンション機能を停止して懸架剛性を高めることができる。
【００３３】
また、図４及び図７に示すように、台車枠３３の後部にて各軸ばね４１はその上端部が台車枠３３の下面に固定された上部受座７４に支持され、下端部は慣性マス４２を構成するばね受部材４３に固定された下部受座７５に支持されている。このばね受部材４３の下部には支持プレート７６が固定されており、この支持プレート７６には筒上のピストン７７が移動自在に嵌合したシリンダ７８が固定されており、両者の間には圧縮ばね７９が介在してシリンダ７８に対してピストン７７を上方に付勢している。そして、上部受座７４から軸ばね４１の中心部に垂下した支持部８０内には支持ロッド８１が貫通し、上端部が台車枠３３に連結され、下部はシリンダ７８及びピストン７７を貫通してその端部にストッパ８２が位置調節自在に装着されている。
【００３４】
従って、ピストン７７とシリンダ７８との間に油圧を供給すると、支持プレート７６に固定されたシリンダ７８に対してピストン７７が圧縮ばね７９に抗して下降するが、このピストン７７がストッパ８２に当接するとその移動が規制され、ピストン７７に対してシリンダ７８が上昇を開始する。すると、シリンダ７８と一体の支持プレート７６及びばね受部材４３が上昇することで、下部受座７５が軸ばね４１を押しつぶすことで、この軸ばね４１のサスペンション機能を停止して懸架剛性を高めることができる。
【００３５】
この起振台車１６の説明にて、走行補助輪６３のサスペンションとしての軸ばね４１の機能を停止するばね殺し機構として、ピストン７７、シリンダ７８、圧縮ばね７９、支持ロッド８１、ストッパ８２等を設けたが、このばね殺し機構は走行車輪３９のサスペンションとしての軸ばね３５にも装着されており、両者を同期して作用させることで、起振台車１６全体の懸架剛性を変更して走行特性を調整することができる。
【００３６】
一方、載荷台車１５において、図８乃至図１１に示すように、車体フレーム９１の中央部には収納凹部９２が設けられており、上部には架台９３が３本架設され、前後の側壁９４には上下方向に沿ったガイドレール９５が複数固定されている。車体フレーム９１の収納凹部９２には中空箱型形状の載荷フレーム９６が配設され、前端部及び後端部に固定された複数のリニアガイド９７が各ガイドレール９５に移動自在に嵌合している。
【００３７】
架台９３の中央部には電動機９８が搭載され、この電動機９８の出力軸９９は第１ギヤボックス１００に連結され、２つの連結軸１０１を介して第２ギヤボックス１０２に連結され、更に、４つの連結軸１０３をウォームギヤ１０４が固結されている。そして、架台９３の四方にはウォームホイール１０５が回転自在に支持され、各ウォームギヤ１０４が噛み合っており、ウォームギヤ１０４の螺合する昇降ねじ軸１０６は下方に延設されている。一方、載荷フレーム９６の上面部の四方には吊り具１０７が固定されており、昇降ねじ軸１０６の下端部と吊り具１０７の上端部とが連結リンク１０８により連結されている。
【００３８】
この場合、図１３に詳細に示すように、昇降ねじ軸１０６の下端部と連結リンク１０８の上端部とは連結軸１０９により連結される一方、連結リンク１０８の下端部と吊り具１０７の上端部とは、吊り具１０７に形成された長孔１１０に連結リンク１０８に固定された連結軸１１１が嵌合することで、所定ストロークだけ移動可能に連結されている。そして、載荷フレーム９６の上面部には吊り具１０７に隣接してロックシリンダ１１２が固定され、駆動ロッドの先端部には上テーパ面１１３を有するロック片１１４が固結される一方、吊り具１０７に連結された連結リンク１０８の下端面には下テーパ面１１５が形成されている。
【００３９】
従って、電動機９８を駆動すると、その回転力が出力軸９９から第１ギヤボックス１００、連結軸１０１、第２ギヤボックス１０２、連結軸１０３、ウォームギヤ１０４を介してウォームホイール１０５に伝達され、このウォームギヤ１０４に噛み合う昇降ねじ軸１０６が上下に移動する。そのため、この昇降ねじ軸１０６に連結リンク１０８及び吊り具１０７を介して連結された載荷フレーム９６を昇降することができる。この場合、電動機９８の駆動に拘らず、載荷フレーム９６は長孔１１０の距離だけ昇降することができるが、ロックシリンダ１１２を伸長駆動してロック片１１４を連結リンク１０８の下方に進入すると、ロック片１１４の上テーパ面１１３が連結リンク１０８の下テーパ面１１５を介して連結リンク１０８を押し上げ、載荷フレーム９６を昇降不能に拘束することができる。
【００４０】
また、架台９３と載荷フレーム９６との間には空気ばね１１６が介装されており、この空気ばね１１６には図示しない流量調整弁を有するエア給排管を介してエア源が接続され、この流量調整弁を調整して空気ばね１１６内のエア圧を変更することで空気ばね力を変更し、載荷フレーム９６による下方の押圧力を調整可能としている。なお、載荷フレーム９６は中空であるため、内部に所定重力のウエイト１１７を搭載可能となっており、試験条件に合わせてウエイト１１７の搭載量を変更し、載荷フレーム９６による下方の押圧力を調整可能としている。
【００４１】
載荷フレーム９６の下部には下向きコ字形状をなす台車フレーム１１８が締結されており、この台車フレーム１１８の左右側部には前後の軸ばね１１９を介して軸受１２０が支持されており、左右の軸受１２０には車輪軸１２１が貫通して回転自在に支持されており、この車輪軸１２１に左右の載荷車輪１２２が固結されている。そして、台車フレーム１１８にはこの載荷車輪１２２（軌道１７）に対して鉛直方向の荷重を付与する左右一対の輪重加振装置１２３が装着されると共に、載荷車輪１２２（軌道１７）に対して水平方向の荷重を付与する左右一対の横圧加振装置１２４が装着されている。
【００４２】
即ち、輪重加振装置１２３において、台車フレーム１１８には左右一対のアクチュエータ１２５が装着されており、駆動ロッド１２６が下方に伸縮駆動可能であり、先端部に取付治具１２７が固定されている。一方、車輪軸１２１には左右一対の載荷軸受１２８が相対回転可能で且つ軸方向に相対移動可能に装着されており、取付治具１２７が載荷軸受１２８に連結されている。そして、この取付治具１２７には軌道１７に発生する鉛直方向の振動（輪重）を検出する検出手段としてのロードセル１２９が設けられている。
【００４３】
従って、輪重加振装置１２３は、アクチュエータ１２５により駆動ロッド１２６を駆動し、取付治具１２７、載荷軸受１２８及び車輪軸１２１を介して載荷車輪１２２を鉛直方向に押圧することで、軌道１７を起振させることができ、ロードセル１２９が軌道１７に発生する振動を輪重として検出することができる。このとき、ロックシリンダ１１２のロック片１１４により連結リンク１０８を拘束していなければ、軌道１７には、載荷フレーム９６や台車フレーム１１８等の荷重だけを作用させることができる。一方、ロックシリンダ１１２のロック片１１４により連結リンク１０８を拘束していれば、軌道１７には載荷台車１５の全重量を作用させることができる。
【００４４】
また、横圧加振機１２４において、台車フレーム１１８には左右一対のアクチュエータ１３０が装着されており、駆動ロッド１３１が外方に伸縮駆動可能であり、先端部に取付金具１３２が固定されている。一方、車輪軸１２１の左右端面には左右一対の取付金具１３３が固定されている。また、台車フレーム１１８の側部にはアクチュエータ１３０と車輪軸１２１の間に位置して鉛直方向に沿った回動軸１３４が支持筒１３５により回動自在に支持されている。この回動軸１３４の上下端部にはそれぞれ逆方向に延出する連結アーム１３６，１３７が取付けられており、アクチュエータ１３０の取付金具１３２が連結リンク１３８を介して上部連結アーム１３６に連結され、下部連結アーム１３７が連結リンク１３９を介して車輪軸１２１の取付金具１３３に連結されている。そして、この取付金具１３２には軌道１７に発生する水平方向の振動（横圧）を検出する検出手段としてのロードセル１４０が設けられている。
【００４５】
この場合、各連結アーム１３６，１３７と各連結リンク１３８，１３９との連結部には前後方向に所定量のガタ（図１１参照）が設けられており、アクチュエータ１３０の直線運動が回動軸１３４の回転運動に、また、この回動軸１３４の回転運動が車輪軸１２１の直線運動にスムースに変換できるようになっている。ここで、回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、各連結リンク１３８，１３９によりリンク機構が構成されることとなる。
【００４６】
また、横圧加振機１２４にて、各アクチュエータ１３０は回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、各連結リンク１３８，１３９等を介して車輪軸１２１を軸方向に押圧することで、軌道１７に横圧を付与するものであるが、アクチュエータ１３０の圧力が作用する車輪軸１２１の軸心と軌道１７が横圧を受ける載荷車輪１２２との接触点とではその位置が異なるため、車輪軸１２１及び載荷車輪１２２に回転する方向の無駄な荷重が作用してしまう。そこで、アクチュエータ１３０の圧力が車輪軸１２１に対して適正に入力することで、車輪軸１２１及び載荷車輪１２２に回転する方向の無駄な荷重が作用しないようにしている。
【００４７】
即ち、図１２に示すように、車両の左右方向をｙ、上下方向をｚ、回転方向をθとし、図１２にて左側のアクチュエータ１３０を伸長して右側のアクチュエータ１３０を収縮して、回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、各連結リンク１３８，１３９等を介して車輪軸１２１に右方向の軸荷重を作用させたとする。ここで、右側のアクチュエータ１３０から車輪軸１２１に作用する力をｆ_１ｙ，ｆ_１ｚとし、左側のアクチュエータ１３０から車輪軸１２１に作用する力をｆ_２ｙ，−ｆ_２ｚとする。
【００４８】
また、車輪軸１２１の長さをＬ、載荷車輪１２２間の長さをｌ　、載荷車輪１２２と軌道１７との接点から車輪軸１２１の中心までの高さをＨとし、同一荷重にて伸長・収縮するとこの機構により
ｆ_１ｙ＝ｆ_２ｙ
ｆ_２ｚ＝ｆ_１ｚ
ｆ_１ｚ／ｆ_１ｙ＝ｆ_２ｚ／ｆ_２ｙ＝Ｈ／（Ｌ／２）
となる。更に、このときに右側の載荷車輪１２２と軌道１７との接点に作用する力をｆ_１ｙ，ｆ_１ｚとし、左側の載荷車輪１２２と軌道１７との接点に作用する力をｆ_２ｙ，ｆ_２ｚとする。
【００４９】
すると、ｙ方向の力の釣合いは以下のようになる。
ｆ_１ｙ＋ｆ_２ｙ＋Ｆ_１ｙ＋Ｆ_２Ｙ＝０
ｚ方向の力の釣合いは以下のようになる。
ｆ_１ｚ−ｆ_２ｚ＋Ｆ_１Ｚ＋Ｆ_２Ｚ＝０
軌道１７の高さの水平線と左右の載荷車輪１２２の中間点Ｃ回りのモーメントの釣合いは以下のようになる。
−Ｈ（ｆ_１ｙ＋ｆ_２ｙ）＋Ｌ／２（ｆ_１ｚ＋ｆ_２ｚ）＋１／２（Ｆ_１Ｚ−Ｆ_２Ｚ）＝０
【００５０】
従って、
Ｆ_１ｙ＋Ｆ_２ｙ＝−（ｆ_１ｙ＋ｆ_２ｙ）
Ｆ_１Ｚ＋Ｆ_２Ｚ＝０
Ｆ_１Ｚ−Ｆ_２Ｚ＝０
となり、
Ｆ_１Ｚ＝Ｆ_２Ｚ＝０
である。
【００５１】
即ち、アクチュエータ１３０を軌道１７側に向けて同一荷重にて伸長・収縮することにより、軌道１７へ横圧荷重を作用できると共に、軌道１７の垂直方向には荷重は発生しない。連結リンク１３９の取付角度θ_１，θ_２を、取付金具１３３の連結点ＡまたはＢと、軌道１７の高さの水平線と左右の載荷車輪１２２の中間点Ｃとを通る直線の角度に設定することが一番望ましいが、必ずしも一致させずに角度を付けても同様に軌道１７の垂直方向の荷重の発生を抑制できる効果がある。
【００５２】
従って、横圧加振装置１２４は、図１２にて左側のアクチュエータ１３０を伸長して右側のアクチュエータ１３０を収縮して、各取付治具１３２、連結リンク１３８、連結アーム１３６、回動軸１３４、連結アーム１３７、連結リンク１３９、取付治具１３３を介して車輪軸１２１を右方向に押圧することで、右側の載荷車輪１２２を介して軌道１７を起振させることができ、ロードセル１４０が軌道１７に発生する振動を横圧として検出することができる。一方、図１２にて左側のアクチュエータ１３０を収縮して右側のアクチュエータ１３０を伸長すると、前述とは逆に、車輪軸１２１を左方向に押圧することで、左側の載荷車輪１２２を介して軌道１７を起振させてロードセル１４０により振動を横圧として検出することができる。
【００５３】
また、載荷台車１５にて、車体フレーム９１に昇降自在に支持された載荷フレーム９６に台車フレーム１１８を固定し、この台車フレーム１１８に輪重加振装置１２３及び横圧加振装置１２４の各アクチュエータ１２５，１３０を搭載したことで、この輪重加振装置１２３及び横圧加振装置１２４がユニット化され、装置がコンパクトとなって簡素化される。
【００５４】
なお、図１０に示すように、左右の載荷車輪１２２には歪ゲージ１４１が装着されており、この歪ゲージ１４１により載荷車輪１２２の歪を検出することで、この歪に基づいて軌道１７の輪重及び横圧を求めることができようになっている。この場合、ロードセル１２７，１４０と歪ゲージ１４１とを必要に応じて使い分けたり、相殺したりすることで高精度の試験を行うことができる。
【００５５】
ここで、上述した本実施形態の移動式載荷試験車による軌道特性試験方法について説明する。
【００５６】
まず、起振台車１６を用いて軌道特性試験を行う場合、試験を行う位置で牽引車１１を停止し、図示しないジャッキ等を用いて起振台車１６を所定の試験位置に位置決め固定する。この状態で、図１、図４、図５に示すように、起振装置５１のアクチュエータ５２を伸長し、取付治具５４を介して載荷治具５５を下降して軌道１７に接触させることで、この起振装置５１により起振台車１６の後方の荷重を支持する。一方、各操作ハンドル６５を回転操作してハウジング５９に対して昇降枠６１を上昇し、前後の走行補助輪６３を上方位置に位置させて軌道１７から離間させる。この状態で、起振装置５１のアクチュエータ５２により駆動ロッド５３を往復駆動し、取付治具５４を介して載荷治具５５を軌道１７に対して鉛直方向に押圧して起振させ、ロードセル５６は軌道１７に発生する振動を輪重として検出する。
【００５７】
このとき、試験条件に合わせてウエイト４６，４８の搭載量を調整して荷重を変更することで、多数の試験条件を設定することができる。
【００５８】
次に、載荷台車１５を用いて軌道特性試験を行う場合、試験を行う位置にて牽引車１１により走行速度を試験速度（例えば、５〜１０ｋｍ／ｈ）とする。この走行状態で、図８及び図１０に示すように、輪重加振装置１２３のアクチュエータ１２５により駆動ロッド１２６を往復駆動し、取付治具１２７、載荷軸受１２８、車輪軸１２１を介して載荷車輪１２２を鉛直方向に押圧して軌道１７を起振させ、ロードセル１２９は軌道１７に発生する振動を輪重として検出する。また、ロックシリンダ１１２を不作動として連結リンク１０８をフリーとすれば、軌道１７に載荷フレーム９６や台車フレーム１１８等の荷重だけを付与できる。一方、ロックシリンダ１１２を作動して連結リンク１０８を拘束すれば、軌道１７に載荷台車１５の全重量を付与できる。
【００５９】
また、このとき、空気ばね３２や軸ばね４１の機能を停止することで、起振台車１６の懸架剛性を変更して軌道特性試験を行うこともできる。即ち、空気ばね３２内のエアを排出して車体フレーム３１を下降すると共に、油圧シリンダ６９を伸長してスライドブロック６８により固定ブロック７１を係止し、台車枠３３に対して車体フレーム３１を拘束することで、空気ばね３２のサスペンション機能を停止して懸架剛性を高める。また、油圧の供給によりピストン７７に対してシリンダ７８を上昇して軸ばね４１を押しつぶすことで、この軸ばね４１のサスペンション機能を停止して懸架剛性を高める等、多種類の軌道特性試験を行うことができる。
【００６０】
また、連結リンク１０８をフリーとしたとき、空気ばね１１６内のエア圧を変更することで、載荷フレーム９６による軌道１７への押圧力を調整できる。更に、ウエイト１１７の搭載量を変更することで、載荷フレーム９６による下方の押圧力を調整できる。
【００６１】
また、載荷台車１５の走行状態で、横圧加振装置１２４のアクチュエータ１３０を往復駆動し、取付治具１３２、連結リンク１３８、連結アーム１３６、回動軸１３４、連結アーム１３７、連結リンク１３９、取付治具１３３を介して車輪軸１２１を軸方向に押圧し、載荷車輪１２２を介して軌道１７を起振させ、ロードセル１４０は軌道１７に発生する振動を横圧として検出する。
【００６２】
このように本実施形態の移動式載荷試験車にあっては、載荷台車１５の台車フレーム１１８に軸ばね１１９を介して軸受１２０を支持し、この軸受１２０に車輪軸１２１を介して載荷車輪１２２を装着し、台車フレーム１１８に載荷車輪１２２に対して鉛直方向の荷重を付与する輪重加振装置１２３を装着すると共に、載荷車輪１２２に対して回転軸方向の荷重を付与する左右一対の横圧加振装置１２４を装着し、横圧加振装置１２４は、車輪軸１２１の軸方向に対して軌道１７側に傾斜した方向に向けてこの車輪軸１２１の端部に荷重を付与するようにしている。
【００６３】
そして、横圧加振装置１２４にて左側のアクチュエータ１３０を伸長し、右側のアクチュエータ１３０を収縮することにより、回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、連結リンク１３８，１３９等を介して車輪軸１２１の左端部を軌道１７側に傾斜した方向に沿って軌道１７側に向けて押し付け、車輪軸１２１の右側の端部を軌道１７側に傾斜した方向に沿って軌道１７の反対側に向けて引っ張る。また、前述とは逆に、右左側のアクチュエータ１３０を伸長し、左側のアクチュエータ１３０を収縮することにより、回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、連結リンク１３８，１３９等を介して車輪軸１２１の右端部を軌道１７側に傾斜した方向に沿って軌道１７側に向けて押し付け、車輪軸１２１の左側の端部を軌道１７側に傾斜した方向に沿って軌道１７の反対側に向けて引っ張る。
【００６４】
従って、各アクチュエータ１３０の駆動力は、回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、各連結リンク１３８，１３９等を介して車輪軸１２１の端部に軸方向に対して軌道１７側に傾斜して作用するため、載荷車輪１２２に発生する転倒モーメントがアクチュエータ１３０の駆動力により打ち消され、載荷車輪１２２には横圧だけが作用することとなり、軌道１７に対して横圧を適正に付与して軌道１７や地盤１８の振動を高精度に起振することができる。
【００６５】
この場合、水平面に対するアクチュエータ１３０による駆動力入力角度（連結リンク１３９の取付角度θ_１，θ_２）を、車輪軸１２１の端部の荷重入力点Ａ，Ｂと、軌道１７と左右の載荷車輪１２２との接触部を結ぶ水平線の中間点Ｃとを通る直線の角度に設定することで、載荷車輪１２２に発生する転倒モーメントを確実になくすことができる。そして、アクチュエータ１３０が傾斜した連結リンク１３９を介して車輪軸１２１の端部に横圧を付与することで、この横圧により載荷車輪１２２が微小変形しても、連結リンク１３９の傾斜角度が変わることなく常時適正に横圧を付与することができる。
【００６６】
また、車輪軸１２１及び載荷車輪１２２の上方に輪重加振装置１２３及び横圧加振装置１２４の各アクチュエータ１２５，１３０が配設され、側方に横圧加振装置１２４のリンク機構（回動軸１３４、連結アーム１３６，１３７、各連結リンク１３８，１３９）が配設されることとなり、輪重加振装置１２３及び横圧加振装置１２４がユニット化されて装置がコンパクトとなって簡素化することができる。
【００６７】
更に、車体フレーム９１にリニアガイド９７により載荷フレーム９６を昇降自在に支持して電動機９８により昇降可能とすると共に、ロックシリンダ１１２により試験位置で車体フレーム９１と載荷フレーム９６を拘束可能としている。また、載荷フレーム９６に台車フレーム１１８を固定し、この台車フレーム１１８に前述した載荷車輪１２２、輪重加振装置１２３、横圧加振装置１２４等を装着している。
【００６８】
従って、軌道特性試験を行う場合には、電動機９８により載荷フレーム９６と共に台車フレーム１１８を下降することで、待機位置にある載荷車輪１２２を軌道に接触する試験位置に迅速且つ容易に移動することができ、作業性を向上することができると共に、この試験位置にて、ロックシリンダ１１２により載荷フレーム９６を車体フレーム９１に拘束可能であり、軌道１７に載荷フレーム９６や台車フレーム１１８等の荷重だけを作用させたり、軌道１７に載荷台車１５の全重量を作用させたりすることができる。また、非拘束とすることで、車体フレーム９１に発生する弾性振動が軌道１７に伝搬しない起振条件にて加振するなど、多種の軌道特性試験を実施することができる。
【００６９】
また、この車体フレーム９１に対する載荷フレーム９６の分離を長孔１１０及び連結軸１１１により構成すると共に、車体フレーム９１に対する載荷フレーム９６の拘束をロックシリンダ１１２及びロック片１１４により構成することで、簡単な構造で多種の軌道特性試験を実施することができる。更に、この載荷フレーム９６の重量を空気ばね１１６内のエア圧やウエイト１１７の搭載量を変更することで、調整することで、軌道への載荷荷重を容易に調整することができる。
【００７０】
なお、上述した実施形態では、横圧加振装置１２４のアクチュエータ１３０は、回動軸１３４などのリンク機構を介して車輪軸１２１の軸方向に傾斜した荷重を付与するようにしたが、このリンク機構を用いずにアクチュエータ１３０により直接傾斜した荷重を付与してもよい。
【００７１】
図１５に本発明の他の実施形態に係る移動式載荷試験車における載荷台車の横圧載荷機構を表す概略を示す。なお、前述した実施形態で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７２】
本実施形態の移動式載荷試験車における載荷台車２０１において、図１５に示すように、載荷フレーム９６の下部には台車フレーム２０２が締結されており、この台車フレーム２０２の左右側部には前後の軸ばね（図示略）を介して軸受１２０が支持され、この軸受１２０により車輪軸１２１が回転自在に支持され、左右の載荷車輪１２２が固結されている。そして、台車フレーム２０２に輪重加振装置１２３を構成する左右一対のアクチュエータ１２５が装着されており、駆動ロッド１２６が取付治具１２７を介して載荷軸受１２８に連結されている。
【００７３】
また、台車フレーム２０２の両側部には取付フランジ２０３がそれぞれ形成されており、左右の取付フランジ２０３には横圧加振装置２０４を構成する左右一対のアクチュエータ１３０が装着されており、駆動ロッド１３１に固定された取付金具１３２と車輪軸１２１の左右端面に固定されたは取付金具１３３とが連結軸２０５により回動自在に連結されている。この場合、各アクチュエータ１３０の取付角度θ_１，θ_２は、前述の実施形態と同様に、連結軸２０４の中心点（車輪軸１２１の端部の荷重入力点）ＡまたはＢと、軌道１７の高さの水平線（左右の載荷車輪１２２と軌道１７との接触部を結ぶ水平線）と左右の載荷車輪１２２の中間点Ｃとを通る直線の角度に設定されている。
【００７４】
従って、横圧加振装置２０４は、図１５にて左側のアクチュエータ１３０を伸長して右側のアクチュエータ１３０を収縮して、各取付治具１３２，１３３及び連結軸２０５を介して車輪軸１２１を右方向に押圧することで、右側の載荷車輪１２２を介して軌道１７を起振させることができる。一方、図１５にて左側のアクチュエータ１３０を収縮して右側のアクチュエータ１３０を伸長すると、前述とは逆に、車輪軸１２１を左方向に押圧することで、左側の載荷車輪１２２を介して軌道１７を起振させることができる。
【００７５】
このように本実施形態の移動式載荷試験車にあっては、台車フレーム２０２に載荷車輪１２２に対して鉛直方向の荷重を付与する輪重加振装置１２３と、載荷車輪１２２に対して回転軸方向の荷重を付与する横圧加振装置２０４とを装着し、横圧加振装置２０４は、アクチュエータ１３０が車輪軸１２１の軸方向に対して軌道１７側に傾斜した方向に向けてこの車輪軸１２１の端部に直接荷重を付与するようにしている。従って、載荷車輪１２２に発生する転倒モーメントがアクチュエータ１３０の駆動力により打ち消され、載荷車輪１２２には横圧だけが作用することとなり、軌道１７に対して横圧を適正に付与して軌道１７や地盤１８の振動を高精度に検出することができる。また、リンク機構を不要として構造の簡素化並びに小型軽量化を図ることができる。
【００７６】
なお、上述した実施形態では、車体フレーム９１に対して電動機９８やウォームギヤ１０４、ウォームホイール１０５等を用いて載荷フレーム９６を昇降可能としたが、複数の電動機により昇降ねじ軸を直接回転可能としたり、油圧ジャッキを用いても良いものである。また、分離機構を長孔１１０及び連結軸１１１により構成し、拘束手段をロックシリンダ１１２及びロック片１１４により構成したが、この構成に限定されるものではない。
【００７７】
【発明の効果】
以上、実施形態において詳細に説明したように請求項１の発明の移動式載荷試験車によれば、軌道に沿って走行可能な車輪を有する車体フレームの前後方向ほぼ中央部に軸ばねを介して左右の軸受を装着し、軸受に車輪軸を回転自在に支持し、車輪軸に左右の載荷車輪を固結し、車輪軸方向に対して軌道側に傾斜した方向に向けて車輪軸の端部に荷重を付与する横圧加振装置を設けたので、横圧加振装置の荷重は車輪軸の端部に軸方向に対して軌道側に傾斜して作用するため、載荷車輪に発生する転倒モーメントが横圧加振装置の付与荷重により打ち消され、載荷車輪には横圧だけが作用することとなり、軌道に対して横圧を適正に付与して軌道や地盤を高精度に起振することができる。
【００７８】
請求項２の発明の移動式載荷試験車によれば、横圧加振装置による荷重の付与方向を、車輪軸の端部の荷重入力点と、左右の載荷車輪と軌道との接触部を結ぶ水平線の中間点とを通る傾斜線に沿った方向としたので、載荷車輪に発生する転倒モーメントを確実になくすことができる。
【００７９】
請求項３の発明の移動式載荷試験車によれば、横圧加振装置を構成する左右のアクチュエータを左右の載荷車輪の側方に傾斜して配設したので、アクチュエータが車輪軸の端部に直接荷重を付与することで、リンク機構などを不要として構造の簡素化並びに小型軽量化を図ることができる。
【００８０】
請求項４の発明の移動式載荷試験車によれば、横圧加振装置を構成する左右のアクチュエータを左右の載荷車輪の上方に配設し、アクチュエータはリンク機構を介して車輪軸の端面に荷重を付与するので、リンク機構の構成部材を軌道側に傾斜することで、アクチュエータはこの傾斜したリンク構成部材を介して車輪軸の端部に荷重を付与することとなり、この荷重により載荷車輪が微小変位しても傾斜角度が変わることなく常時適正に荷重を付与することができる。
【００８１】
請求項５の発明の移動式載荷試験車によれば、リンク機構を、上下のアームを有する回動軸と、アクチュエータ上部アームとを連結する上部連結リンクと、車輪軸の端部と下部アームとを連結する下部連結リンクとで構成し、下部連結リンクを傾斜して配設したので、アクチュエータの駆動力を車輪軸の端部に傾斜した方向に変換して確実に伝達することができる。
【００８２】
請求項６の発明の移動式載荷試験車によれば、載荷車輪に対して鉛直方向の荷重を付与する輪重加振装置を設けたので、一つの装置で軌道の輪重と横圧を同時の検出することができ、作業性を向上することができる。
【００８３】
請求項７の発明の移動式載荷試験車によれば、車体フレームに昇降フレームを昇降自在に支持し、昇降フレームに載荷車輪と輪重加振装置と横圧加振装置を装着したので、昇降フレームを下降することで載荷車輪と輪重加振装置と横圧加振装置をを軌道に接触する試験位置に迅速且つ容易に移動することができ、作業性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る移動式載荷試験車における起振台車の下部正面図である。
【図２】本実施形態の起振台車の下部平面図である。
【図３】本実施形態の起振台車の下部背面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】空気ばねによる懸架剛性の変更機構を表す図３のＶＩ部詳細図である。
【図７】軸ばねによる懸架剛性の変更機構を表す図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。
【図８】本実施形態の載荷台車の要部正面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ断面図である。
【図１２】載荷台車における横圧載荷機構を表す概略図である。
【図１３】載荷フレームのロック機構を表す図１０のＸＩＩＩ部詳細図である。
【図１４】本実施形態の移動式載荷試験車の概略図である。
【図１５】本発明の他の実施形態に係る移動式載荷試験車における載荷台車の横圧載荷機構を表す概略図である。
【符号の説明】
１１　牽引車
１２，１３　機器搭載車
１４　走行台車
１５，２０１　　　載荷台車
１６　起振台車
１７　軌道
１８　地盤
９１　車体フレーム
９６　載荷フレーム（昇降フレーム）
９７　リニアガイド
１１６　　空気ばね
１１８　，２０２　　　台車フレーム（昇降フレーム）
１１９　　　軸ばね
１２１　　　車輪軸
１２２　　　載荷車輪
１２３　　輪重加振装置
１２４　，２０２　　　横圧加振装置
１２５　　アクチュエータ
１２８　　載荷治具
１２９　　　ロードセル
１３０　　アクチュエータ
１３４　　回動軸（リンク機構）
１３６　，１３７　　連結アーム（リンク機構）
１３８　，１３９　　連結リンク（リンク機構）
１２９　　　ロードセル
１４０　　　ロードセル
１４１　　　歪センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile loading test vehicle that simulates train running, excites a track, and detects a vibrating load acting on the track to evaluate the vibration of the track and the track material and structure. .
[0002]
[Prior art]
Since the use of existing facilities is premised on increasing the speed of railway rolling stock, it is necessary to sufficiently consider the effect of speed improvements from the track to the ground. As an item to consider the influence of the track on the ground, it is conceivable to finally evaluate the ground vibration accompanying the train running and to devise the vehicle side and the track side so as not to deteriorate this ground vibration. . As a device on the vehicle side, there is a method of driving a vehicle in which the axle load or the shaft spring characteristics of the vehicle are changed. On the other hand, as a device on the track side, the actual vehicle travels by laying a track with a changed track spring coefficient.
[0003]
As a conventional mobile loading test vehicle, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-241946. The "track characteristic test vehicle" disclosed in this publication is provided with a sub-frame under a vehicle body via a spring device, a bogie frame provided through a roller under the sub-frame, and a roller under the bogie frame. A support frame is provided through, a lifting cylinder is erected between the vehicle body and the support frame, and a loading wheel and a loading cylinder are provided on the support frame, while the bogie frame and the loading wheel are connected with a lever, The left and right loading cylinders are provided between the bogie frame and the intermediate load.
[0004]
Therefore, while the vehicle is running, a vertical load is applied to the rail via the loading wheel by the loading cylinder, and the displacement of the rail is detected by the optical detector, and the rail is laterally mounted on the rail via the loading wheel by the left and right loading cylinders. Directional loads can be applied.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional "track characteristic test vehicle", a sub-frame, a bogie frame, and a support frame are provided at a lower portion of the vehicle body via a spring device, and a loading wheel and a loading cylinder are provided on the support frame. The left and right loading cylinders are provided by extending the lever forward from the loading wheel to the bogie frame, and the support structure of each loading cylinder is complicated, resulting in an increase in the size and weight of the device. There is. In addition, since the left and right loading cylinders apply an axial load to the axle via the lever, the loading wheel generates a falling moment along with the lateral pressure and the wheel weight acts, and a high-precision test was performed. There is a problem that you can not.
[0006]
The present invention is intended to solve such a problem, and to provide a mobile loading test vehicle capable of accurately detecting a track and ground vibration by appropriately applying a lateral pressure to a track. Aim.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a mobile loading test vehicle having a body frame having wheels capable of traveling along a track, and a shaft spring disposed substantially at the center in the front-rear direction of the body frame. Left and right bearings mounted, a wheel shaft rotatably supported by the bearings, left and right loading wheels fixed to the wheel shafts, and directed in a direction inclined toward the track with respect to the wheel shaft direction. And a lateral pressure vibrating device for applying a load to the end of the wheel axle.
[0008]
In the mobile loading test vehicle according to the second aspect of the present invention, the direction in which the load is applied by the lateral pressure vibrating device is set to a load input point at an end of the wheel shaft, and a contact portion between the left and right loaded wheels and the track. And a direction along an inclined line passing through an intermediate point of a horizontal line connecting the lines.
[0009]
The mobile loading test vehicle according to the third aspect of the invention is characterized in that left and right actuators constituting the lateral pressure vibrating device are arranged to be inclined to the side of the left and right loading wheels.
[0010]
In the mobile loading test vehicle according to the fourth aspect of the invention, the left and right actuators constituting the lateral pressure vibrating device are disposed above the left and right loading wheels, and the actuators are connected to the wheel shaft via a link mechanism. It is characterized in that a load is applied to the end face.
[0011]
The mobile loading test vehicle according to claim 5, wherein the link mechanism includes a rotating shaft having upper and lower arms, an upper connecting link connecting the actuator to the upper arm, an end of the wheel shaft, A lower connecting link for connecting the lower arm to the lower arm, wherein the lower connecting link is arranged to be inclined.
[0012]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a mobile loading test vehicle, wherein a wheel load vibrating device for applying a vertical load to the loaded wheels is provided.
[0013]
In the mobile loading test vehicle according to the invention of claim 7, an elevating frame is supported on the body frame so as to be able to move up and down, and the loading wheel, the wheel load vibration device, and the lateral pressure vibration device are mounted on the lifting frame. It is characterized by having.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a front view of a lower portion of a vibration excavator in a mobile loading test vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a lower portion of a vibration excavator of this embodiment, and FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 2, FIG. 5 is a sectional view taken along the line VV of FIG. 4, FIG. 6 is a detail of a VI portion of FIG. FIG. 8 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 4 showing a mechanism for changing the suspension rigidity by the shaft spring, FIG. 8 is a front view of a main part of the loading truck of this embodiment, FIG. XX section, FIG. 11 shows the XI-XI section of FIG. 10, FIG. 12 shows the outline of the lateral pressure loading mechanism in the loading truck, FIG. 13 shows the details of the XIII portion of FIG. 10 showing the loading frame locking mechanism, and FIG. The outline of the mobile loading test vehicle of this embodiment is shown.
[0016]
As shown in FIG. 14, the mobile loading test vehicle according to the present embodiment includes a towing vehicle 11, equipment-equipped vehicles 12, 13, a traveling vehicle 14, a loading vehicle 15, and a vibrating vehicle 16. The towing vehicle 11 is capable of moving forward and backward when a driver gets on the vehicle and performs a driving operation. The equipment-equipped vehicles 12 and 13 can be run by being towed by the towing vehicle 11, the equipment-equipped vehicle 12 is equipped with hydraulic sources of various equipment, and the equipment-equipped vehicle 13 is equipped with control devices for various equipment. . The traveling vehicle 14, the loading vehicle 15, and the exciter 16 can be run by being pulled by the towing vehicle 11. As will be described later, the loading vehicle 15 vibrates the track vertically and horizontally while traveling. The vibration generating means is mounted, and the vibration generating carriage 16 is mounted with a vibration generating means for vibrating the track in a vertical direction while the vehicle is stopped.
[0017]
In this case, the traveling vehicle 14, the loading vehicle 15, and the vibrating vehicle 16 are separately manufactured, and a flange portion 14 a formed at a rear end portion of the traveling vehicle 14 and a flange portion 15 a formed at a front end portion of the loading vehicle 15. And a flange 15b formed at the rear end of the loading cart 15 and a flange 16a formed at the front end of the vibrating cart 16 are detachably attached by bolts. Has been concluded. Accordingly, by detaching the exciter bogie 16 from the loading cart 15 and connecting it to another self-propelled vehicle, the exciter bogie 16 can be used by traveling independently.
[0018]
On the other hand, the track 17 is laid on the ground 18, but in general, a ballast ballast is laid on the roadbed, a number of sleepers are arranged thereon, and a pair of left and right rails is laid so as to bridge over the sleepers. Therefore, the description of the detailed laying structure of the track 17 is omitted.
[0019]
Here, the detailed structures of the traveling vehicle 14, the loading vehicle 15, and the vibration oscillating vehicle 16 will be described. Note that the traveling vehicle 14, the loading vehicle 15, and the oscillating vehicle 16 have a structure which is substantially symmetrical in the left and right directions, and only one will be described, and the other will be denoted by the same reference numeral and redundant description will be omitted.
[0020]
In the traveling vehicle 14, a long bogie frame 23 is attached to a lower portion of the body frame 21 via an air spring 22 and a front and rear lower portion of the bogie frame 23 is provided with a shaft spring 24 and a shaft damper 25. Bearings 26 are supported via the bearings, and running wheels 27 are rotatably mounted on the front and rear bearings 26.
[0021]
As shown in FIGS. 1 to 5, a pair of left and right bogie frames 33 that are long in the front and rear directions are respectively mounted on left and right lower portions of a body frame 31 of the vibration bogie 16, as shown in FIGS. Are connected by a connection frame 34. A bearing 36 is supported at the front lower portion of each bogie frame 33 via front and rear shaft springs 35, and a shaft damper 37 is interposed between the bogie frame 33 and the bearing 36. The left and right bearings 36 rotatably support a wheel shaft 38 therethrough, and running wheels 39 are fixed to left and right ends of the wheel shaft 38.
[0022]
An inertia mass 42 is supported at a lower rear portion of each bogie frame 33 via front and rear shaft springs 41. The inertial mass 42 is configured such that a spring receiving member 43 for the left and right shaft springs 41 and an inertial mass main body 44 are integrally connected by a connecting frame 45. A weight 46 having a predetermined weight is fixed on the inertial mass main body 44 with a plurality of bolts 47, and a weight 48 having a predetermined weight is mounted on an intermediate portion and can be fixed with a plurality of bolts 49. The load can be adjusted according to the requirements. A shaft damper 50 is interposed between the left and right bogie frames 33 and the respective spring receiving members 43 of the inertial mass 42.
[0023]
An exciter 51 is provided to excite the track 17 in the connection frame 45 adjacent to the left and right spring supports 41 in the inertial mass 42. That is, the vertical vibration actuator 52 is fixed to the connection frame 45, and a mounting jig 54 is fixed to a tip end of a driving rod 53 extending downward from the actuator 52. The loading jig 55 is mounted. The lower surface of the loading jig 55 that is in contact with the track 17 has an arc shape concentric with the traveling wheel 39 and has a substantially similar cross-sectional shape to the traveling wheel 39. It is detachable by being inserted into and bolted. The mounting jig 54 is provided with a load cell 56 as detecting means for detecting a load acting on the track 17.
[0024]
A male screw 57 is formed on the outer peripheral portion of the mounting jig 54, while a female screw portion 58 is formed on the connection frame 45. When the loading jig 55 is raised, the male screw 57 of the mounting jig 54 is By screwing into the female screw portion 58 of the connecting frame 45, the loading jig 55 (the mounting jig 54) can be temporarily fixed at the raised position (jig locking means).
[0025]
Accordingly, the vibrating device 51 drives the driving rod 53 by the actuator 52, and presses the loading jig 55 via the mounting jig 54 against the track 17 in the vertical direction, thereby causing the track 17 to vibrate. At this time, the vibration generated by the load cell 56 on the track 17 can be detected as a wheel load.
[0026]
Further, front and rear housings 59 having a box shape are fixed to the connection frame 45 in front and rear of the vibration device 51, respectively. Each of the housings 59 is open at the bottom, and a lifting frame 61 is fitted inside the lifting frame 61 via a liner 60 so that the traveling assist wheel 63 can rotate freely via a wheel shaft 62 to each lifting frame 61. It is installed. A screw shaft 64 is screwed into the upper portion of the housing 59 along the vertical direction. An operation handle 65 is attached to the upper end of the screw shaft 64, while the lower end of the screw shaft 64 is connected to the lifting frame 61. Have been.
[0027]
In this case, on the left and right sides of the inertial mass 42, a traveling auxiliary wheel 63 is disposed before and after the vibration generating device 51, and a shaft spring 41 is disposed on the outer side. The wheel 63 and the shaft spring 41 are juxtaposed in a substantially horizontal direction.
[0028]
Therefore, when the elevating frame 61 is lowered to the lowermost position with respect to the housing 59, the traveling auxiliary wheels 63 can contact the track 17 and roll, and drive the actuator 52 of the vibration generator 51 described above. When the loading jig 55 is brought into contact with the track 17, the operating handle 65 is rotated to raise the lifting frame 61 with respect to the housing 59, and the traveling assist wheel 63 is positioned at the uppermost position to be separated from the track 17. Can be.
[0029]
In order to clearly explain the positional relationship between the vibration generating device 51, the traveling auxiliary wheels 63, and the shaft springs 41 and the operation thereof, in FIG. 4 and FIG. 63 is lowered, the exciter 51 on the left side in the traveling direction is lowered, and the driving assist wheel 63 is raised.
[0030]
By the way, in the exciter 16, the air spring 32 and the shaft springs 35 and 41 are applied as suspensions. However, the running characteristics can be adjusted by changing the suspension rigidity (air spring rigidity, shaft spring rigidity). A spring killing mechanism that can stop at least one of the functions of the air spring 32 and the shaft springs 35 and 41 is provided.
[0031]
A pair of left and right and front and rear guide rails 66 are fixed to a lower portion of the body frame 31 in a direction orthogonal to the traveling direction of the vibration excavation truck 16, and a slide guide 67 is movably fitted to each of the guide rails 66. A U-shaped slide block 68 having a tapered surface is fixed to the slide guide 67. Hydraulic cylinders 69 are provided vertically below the body frame 31 so as to correspond to the respective guide rails 66, and the distal end of the drive rod 70 is connected to the slide block 68. On the other hand, a fixed block 71 is fixed to the upper part of the bogie frame 33, and a locking projection 72 having a tapered surface on which the slide block 68 can be locked is formed at the tip. An alignment guide 73 is fixed to the lower part of the body frame 31 so as to hang down.
[0032]
Therefore, an air source is connected to the air spring 32 via an air supply / discharge pipe having a flow control valve (not shown). When the air in the air spring 32 is discharged by adjusting the flow control valve, the bogie frame The body frame 31 descends with respect to 33. At this time, the body frame 31 descends while being centered by the guide 73 for alignment being guided by the fixed block 71. When the hydraulic cylinder 69 is extended and the slide guide 67 is advanced along the guide rail 66 in this state, the slide block 68 is locked by the locking portion 72 of the fixed block 71, and the body frame is By constraining 31 integrally, the suspension function of the air spring 32 can be stopped and the suspension rigidity can be increased.
[0033]
As shown in FIGS. 4 and 7, at the rear of the bogie frame 33, each shaft spring 41 is supported by an upper seat 74 whose upper end is fixed to the lower surface of the bogie frame 33, and whose lower end is formed by an inertial mass. The supporting member 42 is supported by a lower receiving seat 75 fixed to the spring receiving member 43. A support plate 76 is fixed to a lower portion of the spring receiving member 43. A cylinder 78 in which a piston 77 on a cylinder is movably fitted is fixed to the support plate 76. A spring 79 urges the piston 77 upward with respect to the cylinder 78. Then, a support rod 81 penetrates into a support portion 80 hanging down from the upper seat 74 to the center of the shaft spring 41, the upper end portion is connected to the bogie frame 33, and the lower portion passes through the cylinder 78 and the piston 77. A stopper 82 is mounted on the end so as to be adjustable in position.
[0034]
Therefore, when hydraulic pressure is supplied between the piston 77 and the cylinder 78, the piston 77 descends against the cylinder 78 fixed to the support plate 76 against the compression spring 79, but the piston 77 contacts the stopper 82. When they come into contact with each other, the movement is restricted, and the cylinder 78 starts to move up with respect to the piston 77. Then, the support plate 76 and the spring receiving member 43 integral with the cylinder 78 are raised, so that the lower receiving seat 75 crushes the shaft spring 41, thereby stopping the suspension function of the shaft spring 41 and increasing the suspension rigidity. Can be.
[0035]
In the description of the vibration oscillating vehicle 16, a piston 77, a cylinder 78, a compression spring 79, a support rod 81, a stopper 82, and the like are provided as a spring killing mechanism for stopping the function of the shaft spring 41 as a suspension of the traveling assist wheel 63. However, this spring killing mechanism is also mounted on the shaft spring 35 as a suspension for the traveling wheels 39, and by operating them in synchronization, the suspension rigidity of the entire exciter bogie 16 is changed to improve traveling characteristics. Can be adjusted.
[0036]
On the other hand, in the loading cart 15, as shown in FIGS. 8 to 11, a storage recess 92 is provided at the center of the body frame 91, and three mounts 93 are installed at the upper part. A plurality of guide rails 95 along the vertical direction are fixed. A hollow box-shaped loading frame 96 is disposed in the storage recess 92 of the body frame 91, and a plurality of linear guides 97 fixed to the front end and the rear end are movably fitted to the respective guide rails 95. I have.
[0037]
An electric motor 98 is mounted at the center of the gantry 93. An output shaft 99 of the electric motor 98 is connected to a first gear box 100, connected to a second gear box 102 via two connecting shafts 101, and A worm gear 104 is fixedly connected to the two connection shafts 103. A worm wheel 105 is rotatably supported on all sides of the gantry 93, and the worm gears 104 are engaged with each other. An elevating screw shaft 106 with which the worm gear 104 is screwed extends downward. On the other hand, hanging members 107 are fixed to four sides of the upper surface of the loading frame 96, and the lower end of the lifting screw shaft 106 and the upper end of the hanging member 107 are connected by a connecting link 108.
[0038]
In this case, as shown in detail in FIG. 13, the lower end of the lifting screw shaft 106 and the upper end of the connecting link 108 are connected by the connecting shaft 109, while the lower end of the connecting link 108 and the upper end of the hanging member 107 are connected. Is that the connection shaft 111 fixed to the connection link 108 is fitted into the long hole 110 formed in the hanging member 107, and is connected so as to be movable by a predetermined stroke. A lock cylinder 112 is fixed to the upper surface of the loading frame 96 adjacent to the hanging member 107, and a lock piece 114 having an upper tapered surface 113 is fixed to the tip of the driving rod. A lower tapered surface 115 is formed on the lower end surface of the connecting link 108 connected to the connecting link 108.
[0039]
Accordingly, when the electric motor 98 is driven, its rotational force is transmitted from the output shaft 99 to the worm wheel 105 via the first gear box 100, the connecting shaft 101, the second gear box 102, the connecting shaft 103, and the worm gear 104, and the worm gear 105 The elevating screw shaft 106 meshing with 104 moves up and down. Therefore, the loading frame 96 connected to the lifting screw shaft 106 via the connection link 108 and the hanging tool 107 can be moved up and down. In this case, regardless of the driving of the electric motor 98, the loading frame 96 can be moved up and down by the distance of the elongated hole 110. However, when the lock cylinder 112 is extended and the lock piece 114 enters below the connecting link 108, the lock frame is locked. The upper tapered surface 113 of the piece 114 pushes up the connecting link 108 via the lower tapered surface 115 of the connecting link 108, so that the loading frame 96 can be restrained from moving up and down.
[0040]
An air spring 116 is interposed between the gantry 93 and the loading frame 96, and an air source is connected to the air spring 116 via an air supply / discharge pipe having a flow control valve (not shown). By adjusting the flow control valve to change the air pressure in the air spring 116, the air spring force is changed, and the downward pressing force by the loading frame 96 can be adjusted. Since the loading frame 96 is hollow, a weight 117 having a predetermined gravity can be mounted inside the loading frame 96. The loading amount of the weight 117 is changed according to the test conditions, and the downward pressing force by the loading frame 96 is adjusted. It is possible.
[0041]
A bogie frame 118 having a downward U-shape is fastened to a lower portion of the loading frame 96, and bearings 120 are supported on left and right sides of the bogie frame 118 via front and rear shaft springs 119. A wheel shaft 121 is rotatably supported through the bearing 120, and left and right loaded wheels 122 are fixed to the wheel shaft 121. A pair of left and right wheel load vibrating devices 123 for applying a load in the vertical direction to the loaded wheels 122 (track 17) are mounted on the bogie frame 118. A pair of left and right lateral pressure vibrating devices 124 for applying a load in the horizontal direction are mounted.
[0042]
That is, in the wheel load vibration device 123, a pair of left and right actuators 125 are mounted on the bogie frame 118, the drive rod 126 can be driven to expand and contract downward, and the mounting jig 127 is fixed to the distal end. . On the other hand, a pair of left and right loading bearings 128 are mounted on the wheel shaft 121 so as to be relatively rotatable and relatively movable in the axial direction, and a mounting jig 127 is connected to the loading bearing 128. The mounting jig 127 is provided with a load cell 129 as detecting means for detecting a vertical vibration (wheel load) generated in the track 17.
[0043]
Therefore, the wheel load vibration device 123 drives the drive rod 126 by the actuator 125, and presses the loaded wheel 122 in the vertical direction via the mounting jig 127, the loaded bearing 128, and the wheel shaft 121, thereby causing the track 17 to move. Vibration can be generated, and the vibration generated in the track 17 by the load cell 129 can be detected as a wheel load. At this time, if the connecting link 108 is not restrained by the lock piece 114 of the lock cylinder 112, only the load of the loading frame 96 and the bogie frame 118 can be applied to the track 17. On the other hand, if the connecting link 108 is restrained by the lock piece 114 of the lock cylinder 112, the entire weight of the loading cart 15 can act on the track 17.
[0044]
In the lateral pressure exciter 124, a pair of left and right actuators 130 are mounted on the bogie frame 118, the drive rod 131 can be driven to expand and contract outward, and a mounting bracket 132 is fixed to the distal end. . On the other hand, a pair of left and right mounting brackets 133 is fixed to the left and right end surfaces of the wheel shaft 121. A rotating shaft 134 extending between the actuator 130 and the wheel shaft 121 in the vertical direction is rotatably supported on the side of the bogie frame 118 by a support cylinder 135. Connection arms 136 and 137 extending in opposite directions are attached to the upper and lower ends of the rotating shaft 134, respectively, and a mounting bracket 132 of the actuator 130 is connected to the upper connection arm 136 via a connection link 138. The lower connecting arm 137 is connected to the mounting bracket 133 of the wheel shaft 121 via the connecting link 139. The mounting bracket 132 is provided with a load cell 140 as detecting means for detecting horizontal vibration (lateral pressure) generated in the track 17.
[0045]
In this case, a predetermined amount of backlash (see FIG. 11) is provided in the connecting portion between each of the connecting arms 136 and 137 and each of the connecting links 138 and 139, and the linear motion of the actuator 130 , And the rotational motion of the rotating shaft 134 can be smoothly converted to the linear motion of the wheel shaft 121. Here, a link mechanism is constituted by the rotating shaft 134, the connecting arms 136 and 137, and the connecting links 138 and 139.
[0046]
In the lateral pressure exciter 124, each actuator 130 presses the wheel shaft 121 in the axial direction via the rotating shaft 134, the connecting arms 136 and 137, the connecting links 138 and 139, and the like. Is applied at the contact point between the axis of the wheel shaft 121 on which the pressure of the actuator 130 acts and the loading wheel 122 on which the track 17 receives the lateral pressure. In addition, a useless load in the rotating direction acts on the loaded wheel 122. Therefore, by appropriately inputting the pressure of the actuator 130 to the wheel shaft 121, a useless load in the rotating direction is prevented from acting on the wheel shaft 121 and the loaded wheel 122.
[0047]
That is, as shown in FIG. 12, the left-right direction of the vehicle is y, the up-down direction is z, and the rotation direction is θ, and the left actuator 130 is extended and the right actuator 130 is contracted in FIG. It is assumed that a rightward axial load is applied to the wheel shaft 121 via the shaft 134, the connecting arms 136 and 137, the connecting links 138 and 139, and the like. Here, forces acting on the wheel shaft 121 from the right actuator 130 are f _1y and f _1z, and forces acting on the wheel shaft 121 from the left actuator 130 are f _2y and −f _2z .
[0048]
The length of the wheel axle 121 is L, the length between the loaded wheels 122 is l, the height from the contact point between the loaded wheel 122 and the track 17 to the center of the wheel axle H is H. When contracted, this mechanism causes f _1y = f _2y
f _2z = f _1z
f _1z / f _1y = f _2z / f _2y = H / (L / 2)
It becomes. Further, at this time, forces acting on the contact point between the right loading wheel 122 and the track 17 are f _1y and f _1z, and forces acting on the contact point between the left loading wheel 122 and the track 17 are f _2y and f _2z . I do.
[0049]
Then, the balance of the force in the y direction is as follows.
f _1y + f _2y + F _1y + F _2Y = 0
The balance of the force in the z direction is as follows.
f _1z −f _2z + F _1Z + F _2Z = 0
The balance between the horizontal line at the height of the track 17 and the moment about the intermediate point C between the left and right loaded wheels 122 is as follows.
_{_{_{_{-H (f 1y + f 2y)}}}} + L / 2 (f 1z + f 2z) +1/2 (F 1Z -F 2Z) = 0
[0050]
Therefore,
F _1y + F _2y = − (f _1y + f _2y )
F _1Z + F _2Z = 0
F _1Z -F _2Z = 0
Becomes
F _1Z = F _2Z = 0
It is.
[0051]
That is, by extending and contracting the actuator 130 toward the track 17 under the same load, a lateral pressure load can be applied to the track 17 and no load is generated in the vertical direction of the track 17. The mounting angles θ ₁ and θ ₂ of the connecting link 139 are set to the angles of straight lines passing through the connecting point A or B of the mounting bracket 133, the horizontal line of the height of the track 17 and the intermediate point C of the left and right loaded wheels 122. Although it is most desirable, even if the angles are not necessarily matched, the generation of the load in the vertical direction of the track 17 can be similarly suppressed.
[0052]
Accordingly, the lateral pressure vibrating device 124 extends the left actuator 130 and contracts the right actuator 130 in FIG. 12 to make each mounting jig 132, connecting link 138, connecting arm 136, rotating shaft 134, By pressing the wheel shaft 121 rightward through the connection arm 137, the connection link 139, and the mounting jig 133, the track 17 can be excited through the right loading wheel 122, and the load cell 140 Can be detected as lateral pressure. On the other hand, when the left actuator 130 is contracted and the right actuator 130 is extended in FIG. 12, the wheel shaft 121 is pressed to the left in the opposite direction to the track 17 via the left loaded wheel 122. And the load cell 140 can detect the vibration as a lateral pressure.
[0053]
Also, the loading frame 15 is used to fix a truck frame 118 to a loading frame 96 supported on the vehicle body frame 91 so as to be able to move up and down, and each of the actuators of the wheel load vibrating device 123 and the lateral pressure vibrating device 124 By mounting the 125 and 130, the wheel load vibration device 123 and the lateral pressure vibration device 124 are unitized, and the devices are compact and simplified.
[0054]
As shown in FIG. 10, strain gauges 141 are attached to the left and right loading wheels 122, and the strain of the loading wheels 122 is detected by the strain gauges 141, and the wheels of the track 17 are determined based on the strain. Weight and lateral pressure can be determined. In this case, a high-precision test can be performed by properly using or canceling the load cells 127 and 140 and the strain gauge 141 as needed.
[0055]
Here, a description will be given of a track characteristic test method using the mobile loading test vehicle of the present embodiment described above.
[0056]
First, when a track characteristic test is performed by using the exciter 16, the towing vehicle 11 is stopped at the position where the test is performed, and the exciter 16 is positioned and fixed at a predetermined test position using a jack or the like (not shown). In this state, as shown in FIGS. 1, 4, and 5, the actuator 52 of the vibrating device 51 is extended, and the loading jig 55 is lowered via the mounting jig 54 to contact the track 17. The vibration device 51 supports the load behind the vibration carrier 16. On the other hand, the operation handle 65 is rotated to raise the elevating frame 61 with respect to the housing 59, and the front and rear traveling assist wheels 63 are positioned at an upper position and separated from the track 17. In this state, the driving rod 53 is reciprocally driven by the actuator 52 of the vibrating device 51, and the loading jig 55 is vertically pressed against the track 17 via the mounting jig 54 to vibrate. The vibration generated on the track 17 is detected as a wheel load.
[0057]
At this time, a large number of test conditions can be set by changing the load by adjusting the mounting amounts of the weights 46 and 48 according to the test conditions.
[0058]
Next, when a track characteristic test is performed using the loading cart 15, the traveling speed is set to a test speed (for example, 5 to 10 km / h) by the towing vehicle 11 at the position where the test is performed. In this running state, as shown in FIGS. 8 and 10, the drive rod 126 is reciprocated by the actuator 125 of the wheel load vibrating device 123, and the loaded wheel is mounted via the mounting jig 127, the loaded bearing 128, and the wheel shaft 121. 122 is pressed in the vertical direction to cause the track 17 to vibrate, and the load cell 129 detects the vibration generated in the track 17 as a wheel load. In addition, if the lock cylinder 112 is deactivated and the connection link 108 is made free, only the load of the loading frame 96 and the bogie frame 118 can be applied to the track 17. On the other hand, if the lock cylinder 112 is operated to restrain the connection link 108, the entire weight of the loading cart 15 can be given to the track 17.
[0059]
At this time, by stopping the functions of the air springs 32 and the shaft springs 41, the suspension stiffness of the exciter 16 can be changed to perform a track characteristic test. That is, the air in the air spring 32 is discharged to lower the vehicle body frame 31, and at the same time, the hydraulic cylinder 69 is extended to lock the fixed block 71 by the slide block 68, thereby restraining the vehicle body frame 31 to the bogie frame 33. By doing so, the suspension function of the air spring 32 is stopped to increase the suspension rigidity. Also, various kinds of orbital characteristics tests are performed, such as raising the cylinder 78 against the piston 77 by supplying hydraulic pressure and crushing the shaft spring 41 to stop the suspension function of the shaft spring 41 and increase the suspension rigidity. be able to.
[0060]
In addition, when the connecting link 108 is free, by changing the air pressure in the air spring 116, the pressing force of the loading frame 96 on the track 17 can be adjusted. Further, by changing the mounting amount of the weight 117, the downward pressing force by the loading frame 96 can be adjusted.
[0061]
Further, while the loading cart 15 is running, the actuator 130 of the lateral pressure vibrating device 124 is reciprocally driven, and the mounting jig 132, the connecting link 138, the connecting arm 136, the rotating shaft 134, the connecting arm 137, the connecting link 139, The wheel axle 121 is pressed in the axial direction via the mounting jig 133 to excite the track 17 via the loading wheel 122, and the load cell 140 detects the vibration generated in the track 17 as a lateral pressure.
[0062]
As described above, in the mobile loading test vehicle of the present embodiment, the bearing 120 is supported on the bogie frame 118 of the loading cart 15 via the shaft spring 119, and the loaded wheel 122 is supported on the bearing 120 via the wheel shaft 121. Is mounted on the bogie frame 118, and a pair of left and right laterals that apply a load in the rotation axis direction to the loaded wheel 122 while attaching a load vibrating device 123 that applies a vertical load to the loaded wheel 122 to the bogie frame 118. The pressure vibration device 124 is mounted, and the lateral pressure vibration device 124 applies a load to the end of the wheel shaft 121 in a direction inclined toward the track 17 with respect to the axial direction of the wheel shaft 121. ing.
[0063]
Then, the left actuator 130 is extended and the right actuator 130 is contracted by the lateral pressure vibration device 124, so that the wheel axle is connected via the rotating shaft 134, the connecting arms 136, 137, the connecting links 138, 139 and the like. The left end of 121 is pressed toward the track 17 along the direction inclined toward the track 17, and the right end of the wheel shaft 121 is directed toward the opposite side of the track 17 along the direction inclined toward the track 17. pull. Conversely, by expanding the right-hand left actuator 130 and contracting the left-hand actuator 130, the wheel shaft 121 is connected via the rotation shaft 134, the connecting arms 136, 137, the connecting links 138, 139 and the like. Is pressed toward the track 17 along the direction inclined toward the track 17, and the left end of the wheel shaft 121 is pulled toward the opposite side of the track 17 along the direction inclined toward the track 17. .
[0064]
Therefore, the driving force of each actuator 130 is inclined toward the track 17 side with respect to the axial direction at the end of the wheel shaft 121 via the rotating shaft 134, the connecting arms 136 and 137, the connecting links 138 and 139, and the like. As a result, the overturning moment generated on the loaded wheel 122 is canceled by the driving force of the actuator 130, and only the lateral pressure acts on the loaded wheel 122. Vibrations of the ground 17 and the ground 18 can be generated with high accuracy.
[0065]
In this case, the driving force input angles by the actuator 130 with respect to the horizontal plane (the mounting angles θ ₁ , θ _{2 of the} connection link 139) are changed to the load input points A, B at the end of the wheel shaft 121, the track 17, and the left and right loading wheels 122. By setting the angle of a straight line passing through the middle point C of the horizontal line connecting the contact portion with the vehicle, the overturning moment generated in the loaded wheel 122 can be reliably eliminated. When the actuator 130 applies a lateral pressure to the end of the wheel shaft 121 via the inclined connecting link 139, the inclination angle of the connecting link 139 changes even if the loaded wheel 122 is slightly deformed by the lateral pressure. The lateral pressure can always be appropriately applied without the need.
[0066]
Further, the actuators 125 and 130 of the wheel load vibrating device 123 and the lateral pressure vibrating device 124 are disposed above the wheel shaft 121 and the loaded wheel 122, and the link mechanism (turning) of the lateral pressure vibrating device 124 is disposed laterally. The drive shaft 134, the connecting arms 136 and 137, and the connecting links 138 and 139) are provided, and the wheel load vibrating device 123 and the lateral pressure vibrating device 124 are unitized to make the device compact and simple. Can be
[0067]
Further, the loading frame 96 is supported on the body frame 91 by a linear guide 97 so as to be able to move up and down freely, and can be moved up and down by an electric motor 98, and the lock cylinder 112 can restrain the body frame 91 and the loading frame 96 at the test position. Further, a truck frame 118 is fixed to the loading frame 96, and the above-mentioned loaded wheels 122, the wheel load vibrating device 123, the lateral pressure vibrating device 124, and the like are mounted on the bogie frame 118.
[0068]
Therefore, in the case of performing the track characteristic test, the loading frame 122 is lowered together with the loading frame 96 by the electric motor 98 so that the loaded wheel 122 at the standby position can be quickly and easily moved to the test position where the loaded wheel 122 contacts the track. In this test position, the load frame 96 can be restrained by the lock cylinder 112 to the vehicle body frame 91, and only the load of the load frame 96 and the bogie frame 118 can be applied to the track 17. Or the entire weight of the loading truck 15 on the track 17. In addition, various types of trajectory characteristics tests can be performed by setting the trajectory to be non-constrained, for example, by exciting the vehicle frame 91 under vibration conditions that do not propagate to the trajectory 17.
[0069]
Further, the separation of the loading frame 96 from the body frame 91 is constituted by the elongated holes 110 and the connecting shafts 111, and the constraint of the loading frame 96 to the body frame 91 is constituted by the lock cylinder 112 and the lock pieces 114. A variety of track characteristics tests can be performed on the structure. Further, by adjusting the weight of the loading frame 96 by changing the air pressure in the air spring 116 and the mounting amount of the weight 117, the load applied to the track can be easily adjusted.
[0070]
In the above-described embodiment, the actuator 130 of the lateral pressure vibration device 124 applies a load inclined in the axial direction of the wheel shaft 121 via the link mechanism such as the rotation shaft 134. An inclined load may be directly applied by the actuator 130 without using a mechanism.
[0071]
FIG. 15 schematically shows a lateral pressure loading mechanism of a loading truck in a mobile loading test vehicle according to another embodiment of the present invention. Note that members having the same functions as those described in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0072]
In the loading truck 201 of the mobile loading test vehicle of the present embodiment, as shown in FIG. 15, a truck frame 202 is fastened to a lower portion of the loading frame 96, and front and rear A bearing 120 is supported via a shaft spring (not shown), and a wheel shaft 121 is rotatably supported by the bearing 120, and left and right loaded wheels 122 are fixed. A pair of left and right actuators 125 constituting a wheel load vibration device 123 are mounted on the bogie frame 202, and a drive rod 126 is connected to a load bearing 128 via a mounting jig 127.
[0073]
Mounting flanges 203 are formed on both sides of the bogie frame 202, and a pair of left and right actuators 130 constituting a lateral pressure vibrating device 204 are mounted on the left and right mounting flanges 203. And a mounting bracket 133 fixed to the left and right end faces of the wheel axle 121 are rotatably connected by a connecting shaft 205. In this case, the mounting angles θ ₁ and θ ₂ of the actuators 130 are, as in the above-described embodiment, the center point (the load input point at the end of the wheel shaft 121) A or B of the connecting shaft 204 and the track 17. The angle is set to a straight line passing through a horizontal line of height (a horizontal line connecting a contact portion between the left and right loading wheels 122 and the track 17) and an intermediate point C between the left and right loading wheels 122.
[0074]
Therefore, the lateral pressure vibration device 204 extends the left actuator 130 and contracts the right actuator 130 in FIG. 15, and moves the wheel shaft 121 to the right through the mounting jigs 132 and 133 and the connection shaft 205. By pressing in the direction, the track 17 can be excited through the right loading wheel 122. On the other hand, when the left actuator 130 is contracted and the right actuator 130 is extended in FIG. 15, the wheel shaft 121 is pressed to the left in the opposite direction to the track 17 via the left loaded wheel 122. Can be excited.
[0075]
As described above, in the mobile loading test vehicle according to the present embodiment, the wheel excitation unit 123 that applies the load in the vertical direction to the loading wheel 122 on the bogie frame 202, and the rotating shaft with respect to the loading wheel 122. A lateral pressure vibrating device 204 for applying a load in the direction is mounted, and the lateral pressure vibrating device 204 is mounted on the wheel shaft in a direction in which the actuator 130 is inclined toward the track 17 with respect to the axial direction of the wheel shaft 121. A load is applied directly to the end of the 121. Therefore, the overturning moment generated on the loading wheel 122 is canceled by the driving force of the actuator 130, and only the lateral pressure acts on the loading wheel 122. The vibration of the ground 18 can be detected with high accuracy. Further, the structure is simplified and the size and weight are reduced by eliminating the need for a link mechanism.
[0076]
In the above-described embodiment, the loading frame 96 can be moved up and down with respect to the body frame 91 using the electric motor 98, the worm gear 104, the worm wheel 105, and the like. However, the lifting screw shaft can be directly rotated by a plurality of electric motors. Alternatively, a hydraulic jack may be used. Further, the separating mechanism is constituted by the elongated hole 110 and the connecting shaft 111, and the restraining means is constituted by the lock cylinder 112 and the lock piece 114. However, the present invention is not limited to this structure.
[0077]
【The invention's effect】
As described above in detail in the embodiment, according to the mobile loading test vehicle according to the first aspect of the present invention, the vehicle body frame having the wheels that can travel along the track is provided with the shaft spring at substantially the center in the front-rear direction. The left and right bearings are mounted, the wheel shaft is rotatably supported on the bearings, the left and right loaded wheels are fixed to the wheel shaft, and the end of the wheel shaft is inclined toward the track side with respect to the wheel axis direction Since the lateral pressure vibration device that applies a load to the wheel is provided, the load of the lateral pressure vibration device acts on the end of the wheel axle in a direction inclined to the raceway with respect to the axial direction. The moment is canceled by the applied load of the lateral pressure excitation device, and only the lateral pressure acts on the loaded wheels, so that the lateral pressure is appropriately applied to the track and the track and ground are vibrated with high precision Can be.
[0078]
According to the mobile loading test vehicle of the second aspect of the present invention, the direction in which the load is applied by the lateral pressure vibration device is connected between the load input point at the end of the wheel axle and the contact portion between the left and right loaded wheels and the track. Since the direction is along the inclined line passing through the middle point of the horizontal line, the overturning moment generated on the loaded wheels can be reliably eliminated.
[0079]
According to the mobile loading test vehicle according to the third aspect of the present invention, the left and right actuators that constitute the lateral pressure vibrating device are arranged to be inclined to the side of the left and right loading wheels, so that the actuator is positioned at the end of the wheel shaft. By directly applying a load to the device, the structure can be simplified and the size and weight can be reduced without the need for a link mechanism or the like.
[0080]
According to the mobile loading test vehicle of the invention of claim 4, the left and right actuators constituting the lateral pressure vibration device are disposed above the left and right loading wheels, and the actuators are provided on the end surfaces of the wheel shafts via the link mechanism. Since the load is applied, the component of the link mechanism is inclined to the track side, so that the actuator applies a load to the end of the wheel axle via the inclined link component, and the loaded wheel is caused by this load. The load can always be properly applied without changing the inclination angle even if the displacement is minute.
[0081]
According to the mobile loading test vehicle according to the fifth aspect of the present invention, the link mechanism includes a rotating shaft having upper and lower arms, an upper connecting link connecting the actuator upper arm, an end portion of the wheel shaft and a lower arm. And the lower connecting link is arranged inclined, so that the driving force of the actuator can be converted to the inclined direction to the end of the wheel axle and transmitted reliably.
[0082]
According to the mobile loading test vehicle according to the sixth aspect of the present invention, since the wheel load vibrating device for applying the load in the vertical direction to the loaded wheel is provided, the wheel load and the lateral pressure of the track can be simultaneously measured by one device. Can be detected, and workability can be improved.
[0083]
According to the mobile loading test vehicle of the invention of claim 7, the lifting frame is supported on the body frame so as to be able to move up and down, and the loading wheel, the wheel load vibration device and the lateral pressure vibration device are mounted on the lifting frame. By lowering the frame, the loaded wheel, the wheel load vibration device, and the lateral pressure vibration device can be quickly and easily moved to the test position where they contact the track, and the workability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a lower portion of an exciter bogie in a mobile loading test vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a lower portion of the vibration excavator according to the embodiment.
FIG. 3 is a lower rear view of the vibration excavator according to the embodiment.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 2;
FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;
6 is a detailed view of a portion VI of FIG. 3 showing a mechanism for changing suspension rigidity by an air spring.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 4 showing a mechanism for changing suspension rigidity by a shaft spring.
FIG. 8 is a front view of a main part of the loading cart according to the embodiment.
FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of FIG. 8;
FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG. 8;
11 is a sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
FIG. 12 is a schematic view showing a lateral pressure loading mechanism in the loading truck.
FIG. 13 is a detailed view of a portion XIII in FIG. 10 showing a lock mechanism of the loading frame.
FIG. 14 is a schematic view of a mobile loading test vehicle according to the present embodiment.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating a lateral pressure loading mechanism of a loading truck in a mobile loading test vehicle according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 Towing vehicle 12, 13 Equipment-mounted vehicle 14 Traveling vehicle 15, 201 Loading vehicle 16 Exciting vehicle 17 Track 18 Ground 91 Body frame 96 Loading frame (elevating frame)
97 Linear guide 116 Air spring 118, 202 Bogie frame (elevating frame)
119 Shaft spring 121 Wheel shaft 122 Loading wheel 123 Wheel load vibrating device 124, 202 Horizontal pressure vibrating device 125 Actuator 128 Loading jig 129 Load cell 130 Actuator 134 Rotating shaft (link mechanism)
136, 137 Connecting arm (link mechanism)
138, 139 Connecting link (link mechanism)
129 Load cell 140 Load cell 141 Strain sensor

Claims

A body frame having wheels that can travel along the track, left and right bearings mounted via shaft springs at approximately the center in the front-rear direction of the body frame, and a wheel shaft rotatably supported by the bearings; Left and right loaded wheels fixed to the wheel axle, and a lateral pressure excitation device for applying a load to the end of the wheel axle in a direction inclined toward the track with respect to the wheel axle direction. A mobile loading test vehicle, characterized in that:

In Claim 1, the direction in which the load is applied by the lateral pressure vibrating device is defined as a load input point at the end of the wheel axle, and a midpoint of a horizontal line connecting the contact portions between the left and right loaded wheels and the track. A mobile loading test vehicle characterized in that the direction is along a passing inclined line.

3. The mobile loading test vehicle according to claim 1, wherein the left and right actuators constituting the lateral pressure vibrating device are arranged to be inclined to the side of the left and right loading wheels.

The right and left actuators constituting the lateral pressure vibrating device are disposed above the left and right loaded wheels according to claim 1 or 2, and the actuator applies a load to an end face of the wheel shaft via a link mechanism. A mobile loading test vehicle, characterized in that:

5. The link mechanism according to claim 4, wherein the link mechanism includes a rotation shaft having upper and lower arms, an upper connection link connecting the actuator to the upper arm, and a lower connection connecting an end of the wheel shaft to the lower arm. 6. A movable loading test vehicle having a lower link and a lower link.

The mobile loading test vehicle according to claim 1 or 2, further comprising a wheel load vibrating device that applies a vertical load to the loaded wheel.

3. The lift frame according to claim 1, wherein a lift frame is supported on the body frame so as to be able to move up and down, and the loaded wheel, the wheel load vibration device, and the lateral pressure vibration device are mounted on the lift frame. Mobile loading test vehicle.