JP2004085364A

JP2004085364A - 作業車の衝撃力測定装置

Info

Publication number: JP2004085364A
Application number: JP2002246905A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakagawa; 中川　新市
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-03-18

Abstract

【課題】簡単かつ短時間で計測準備することができるとともに、安価に製作でき、かつ、苛酷な計測条件下での計測にも十分対応することのできる実用性に優れた衝撃力測定装置を提供する。
【解決手段】衝撃力測定部位と荷重受け板１１との間に、歪ゲージ１７を付設した複数のスペーサ１２を介在し、各スペーサ１２に挿通したボルト１３によって荷重受け板１１を衝撃力測定部位の外面に脱着自在にボルト締め連結してある。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックホウやフロントローダなど、主として土工用の作業車における剛性解析などに利用する衝撃力測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
土工用作業車の一例であるバックホウにおいては、バケットに側方から衝撃負荷が作用した場合のブーム、アーム、あるいは、各支点などへの影響を解析するために、バケットを固定の壁面などの衝突させる試験を行うことがある。この場合、所定位置での応力測定と、バケットに加えられる衝撃力の測定が行われる。そして、この衝撃力を測定する手段として、ロードセルや圧電マット・フィルムを組み込んだ衝撃力測定装置が利用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の衝撃力測定装置は、精密なセッティングが必要であるために計測準備に手数と時間がかかるものであった。また、比較的高価であるとともに、耐久性が比較的低いものであったために、大きい衝撃力をかける苛酷な計測条件下での測定には十分応えられないことがあった。
【０００４】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、簡単かつ短時間で計測準備することができるとともに、安価に製作でき、かつ、苛酷な計測条件下での計測にも十分対応することのできる実用性に優れた衝撃力測定装置を提供することを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用、および効果〕
【０００６】
請求項１に係る発明の作業車の衝撃力測定装置は、衝撃力測定部位と荷重受け板との間に、歪ゲージを付設した短パイプからなる複数のスペーサを介在し、各スペーサに挿通したボルトによって荷重受け板を衝撃力測定部位の外面に脱着自在にボルト締め連結してあることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によると、荷重受け板に加えられた衝撃力は、複数のスペーサに圧縮荷重として作用し、スペーサに備えた歪ゲージによって各スペーサの歪量を測定し、この歪量とスペーサの横断面積から加えられた衝撃力を演算することができる。この場合、加える衝撃力に応じてスペーサの寸法（内径と外径）や個数を変更することで、広範囲の衝撃力を測定することができる。
また、測定に際しては、衝撃力測定部位に取付け孔をあけ、ここにスペーサを介して荷重受け板をボルト締め付け連結するだけでよく、短時間で計測準備することができる。また、スペーサはボルト挿通用の孔を有する短筒状の部材であり簡単かつ安価に加工することができる。
【０００８】
従って、請求項１の発明によると、簡単かつ短時間で計測準備することができるとともに、安価に製作でき、かつ、苛酷な計測条件下での計測にも十分対応することのできる実用性に優れた衝撃力測定装置を提供することができた。
【０００９】
〔請求項２に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１０】
請求項２に係る発明の作業車の衝撃力測定装置は、請求項１の発明において、前記スペーサをパイプ材で構成してある。
【００１１】
上記構成によると、市販のパイプ材を切断するだけで簡単にスペーサを構成することができ、衝撃力測定装置を安価に構成する上で一層有効となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、作業車の一例であるバックホウが例示されている。このバックホウは、左右のクローラ走行装置１を備えた走行車体２の上に、縦軸心Ｘ１周りに全旋回可能に旋回台３が搭載され、この旋回台３にエンジン４および運転部５が備えられるとともに、旋回台３の前部に、ブーム６、アーム７、および、バケット８を順次連結してなるフロント作業装置９が縦軸心Ｘ２周りに横スイング可能に連結され、また、走行車体２の前部にドーザ１０が装備された構造となっている。
【００１３】
前記フロント作業装置９を構成するブーム６、アーム７、および、バケット８は、それぞれブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ２、および、バケットシリンダＣ３で起伏あるいは屈伸駆動するよう構成されるとともに、フロント作業装置９全体がスイングシリンダＣ４によって左右にスイング駆動され、また、ドーザ１０がドーザシリンダＣ５によって上げ下げ駆動されるようになっている。
【００１４】
上記バックホウにおいては、フロント作業装置９の剛性解析などのために、バケット８に側方から衝撃力を加え、その時にフロント作業装置９の各部に働く応力を計測する試験を行う。この場合、各応力測定部位に歪ゲージなどの応力測定センサを取付けるとともに、バケット８に加えた衝撃力を測定する。本発明では、バケット８に加わった衝撃力を測定する測定装置を以下のように構成している。
【００１５】
図２に示すように、衝撃力測定装置は、バケット８の側面形状に近い形状の荷重受け板１１と、鉄製のパイプ材を所定長さに切断した４個のスペーサ１２と、４本の取付け用のボルト１３とナット１４、とから構成されおり、荷重受け板１１に設けた取付け孔１５、スペーサ１２、および、バケット８の側板８ａに設けた取付け孔１６に亘ってボルト１３を挿通し、ナット１４を装着して締め上げることで荷重受け板１１がバケット８外面に所定の間隔をあけて連結される。
【００１６】
ここで、各スペーサ１２の外周面の対角位置には、一対の一軸型の歪ゲージ１７がスペーサ軸心方向への歪を検出可能に貼付け装備されており、衝撃試験に際しては、旋回台３を旋回作動させる等してトフロント作業装置９を横方向にある程度の速度で移動させて、バケット側面に取付けた荷重受け板１１を壁面などの固定物に衝突させる。
【００１７】
上記衝撃によって各スペーサ１２に軸心方向の圧縮応力が発生し、各スペーサ１２の歪を歪ゲージ１７からの出力によって検出する。そして、予め判っているスペーサ１４の寸法と材質からその時の衝撃力Ｆを次式で演算する。
【００１８】
Ｆ＝ε・Ａ・Ｅ＝（ε１＋ε２＋・・・・εｎ）／（２・Ａ・Ｅ）
ここで、εｉは歪、Ａはスペーサ１２の横断面積、Ｅはスペーサのヤング率である。
【００１９】
なお、想定される衝撃力の大きさに応じてスペーサ１２の寸法（内径および外径）や個数を任意に変更すればよい。また、スペーサ１２は、荷重受け板１１を安定よく取付けるために３個以上使用することが望ましい。
【００２０】
〔他の実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
（１）スペーサ１２としては、上記のようにパイプ材を用いる他に、図５に示すように、ボルト挿通用の孔を形成した角筒状のものであってもよい、
（２）図６に示すように、荷重受け板１１が厚い場合には、この荷重受け板１１にボルト１３をねじ込んで、荷重受け板１１をスペーサ１２を介してバケット側板８ａの外面に連結するように構成してもよい。
（３）上記実施形態では、作業車としてバックホウを例示しているが、フロントローダ、クレーン、高所作業車、などのブーム類やアーム類に衝撃力をかける試験にも適用することができる他、車体本体へに加えられる衝突負荷に対する耐久試験の衝撃力測定に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バックホウの側面図
【図２】衝撃力測定装置の斜視図
【図３】スペーサの斜視図
【図４】荷重受け板の連結部を示す断面図
【図５】他の実施形態のスペーサの斜視図
【図６】荷重受け板連結部の他の実施形態を示す断面図
【符号の説明】
１１　　　　　　荷重受け板
１２　　　　　　スペーサ
１３　　　　　　ボルト
１７　　　　　　歪ゲージ

Claims

衝撃力測定部位と荷重受け板との間に、歪ゲージを付設した複数のスペーサを介在し、各スペーサに挿通したボルトによって荷重受け板を衝撃力測定部位の外面に脱着自在にボルト締め連結してあることを特徴とする作業車の衝撃力測定装置。
前記スペーサをパイプ材で構成してある請求項１記載の作業車の衝撃力測定装置。