JP4368034B2 - 摩擦係数測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば鉄道車両用レール等の表面の摩擦係数の測定に使用される摩擦係数測定装置に関し、特に構造が簡単で手軽に使用できる簡易式の摩擦係数測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両用レールと車輪間の粘着（車輪が滑走しない境界条件）を評価するための指標として、レール表面の摩擦係数は不可欠である。しかし、レール表面の摩擦係数を手軽に測定できる装置は、出願人の知る限り存在しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
レール表面の摩擦係数を手軽に測定できる装置が存在しないため、現場でのレール表面の状況を定量的に把握することができなかった。
【０００４】
本発明の目的は、物体表面の摩擦係数を手軽に測定できる操作性に優れ、しかも構造が簡単で経済性に優れ、持ち運びも簡単な摩擦係数測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、摩擦係数を測定すべき物体表面上をその表面に沿って移動操作される移動体によって測定する摩擦係数測定装置であって、前記移動体２０は、これを構成するフレーム２１に前後一対の移動用ローラ２２，２２を備え、且つ該前後一対の移動用ローラ間にあってストッパ２１ｅ，２１ｅにて下方への抜け止めがされ、移動体２０の移動に伴って前記物体表面上を接触子３２，３２を介して摺動し、移動体の移動方向に相対移動できるように移動体に取り付けられた摺動体３０を備えるとともに、移動体の移動時において、前記摺動体を、その上面側より弾性的に押圧して、該摺動体下面側の接触子３２，３２を測定すべき物体表面に所定の設定圧力で押圧する押圧手段４０と、該所定の設定圧力下で前記摺動体に作用する移動体の移動方向と逆方向の荷重を測定する荷重測定器５０とを備える。
【０００６】
本発明の摩擦係数測定装置では、移動体２０を測定すべき物体表面上へ載置し，これにより摺動体３０がストッパー２１ｅ，２１ｅより浮き上がり、前記押圧手段４０による所定の圧力が設定された接触子３２，３２を介して測定すべき物体表面上に支持された状態として、移動体２０を前後に移動させると、該移動体の前後一対のローラ２２，２２間を相対移動する摺動体３０に作用する荷重が荷重測定器５０により測定されて、測定すべき物体表面の摩擦係数が判明するように構成されている。
【０００７】
本願発明においては、押圧手段４０は、移動体２０のフレーム２１の上面部を構成する押しボルト取付けプレート２１ｄに直角に貫通して取付けられたボルト状の軸体４１と、該軸体の下方に上下方向に移動可能に連結された押しローラ４２と、該押しローラを下方に付勢するコイルスプリング４３とを備え、前記押しローラ４２が、下面側に接触子３２，３２を取り付けた摺動体３０の上面側に、該摺動体３０の前後摺動を阻害しないように弾性的に接触するものであるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１〜図３は本発明の一実施形態を示す摩擦係数測定装置の３面図であり、図１は側面図、図２は平面図、図３は正面図である。
【００１０】
本実施形態の摩擦係数測定装置は、例えば鉄道車両用レール表面の摩擦係数の測定に好適に使用される。この摩擦係数測定装置は、被測定物体であるレール１０上をその長手方向に移動操作される移動体２０と、移動体２０の中に組み込まれた摺動体３０と、摺動体３０をレール１０の表面に所定の圧力で押圧するために移動体２０に取り付けられた両側一対の押圧手段４０，４０と、移動体２０の上に搭載されたデジタル式の荷重測定器５０とを備えている。
【００１１】
移動体２０は、フレーム２１に前後一対の移動用のローラ２２，２２を取付けたコロであり、その全長は例えば３０ｃｍ程度であり、横幅はここではレール１０の頭部の横幅とほぼ同じ７ｃｍ程度である。
【００１２】
フレーム２１は、両側一対のサイドプレート２１ａ，２１ａと、サイドプレート２１ａ，２１ａを連結する前後一対の連結プレート２１ｂ，２１ｂと、サイドプレート２１ａ，２１ａの後部上に取付けられたゲージ取付けプレート２１ｃと、サイドプレート２１ａ，２１ａの中央後部上に取付けられた押しボルト取付けプレート２１ｄとで構成されている。
【００１３】
摺動体３０は、フレーム２１のサイドプレート２１ａ，２１ａと連結プレート２１ｂ，２１ｂとで囲まれた空間に収容されている。この摺動体３０は、側面から見てＬ形のベース３１と、Ｌ形ベース３１の水平部下面に取付けられた２個の接触子３２，３２と、Ｌ形ベース３１の垂直部の上部から水平部に沿って後方へ延出した連結棒３３とを備えている。
【００１４】
Ｌ形ベース３１は、連結プレート２１ｂ，２１ｂの間で前後方向及び上下方向に移動可能である。このベース３１は、連結プレート２１ｂ，２１ｂの下部を対向側へ突出させて形成したストッパ２１ｅ，２１ｅにより下方への抜け止めがなされており、移動体２０をレール１０の表面上へ載置した状態で、ストッパ２１ｅ，２１ｅから浮き上がって、２個の接触子３２，３２のみでレール１０上に支持される。
【００１５】
連結棒３３は、押しボルト取付けプレート２１ｄの上方を後方に延びており、その基部は、Ｌ形ベース３１の上下動を阻害しないために、その垂直部の上部に、上下方向に移動可能に連結されている。その先端部は、後述する荷重測定器５０に連結されている。
【００１６】
両側一対の押圧手段４０，４０は、フレーム２１の押しボルト取付けプレート２１ｄに取付けられている。各押圧手段４０は、押しボルト取付けプレート２１ｄに直角に貫通して取付けられたボルト状の軸体４１と、軸体４１の下方に上下方向に移動可能に連結された押しローラ４２と、押しローラ４２を下方に付勢するコイルスプリング４３と備えている。
【００１７】
押しローラ４２は、Ｌ形ベース３１の水平部上面に、Ｌ形ベース３１の前後動を阻害しなように弾性的に接触しており、この接触により、Ｌ形ベース３１を下方へ所定の圧力で押圧する。
【００１８】
荷重測定器５０は市販のフォースゲージで、頭頂部から直角に突出する棒状の計測軸５１を備えており、計測軸５１に付加される軸方向の荷重を、両方向について計測して正面の表示部５２にデジタル表示する。この荷重測定器５０は、計測軸５１を前方に向け、表示部５２を上方に向けた状態で、フレーム２１の押しボルト取付けプレート２１ｄ上に取付けられており、その計測軸５１は、摺動体３０の連結棒３３の先端部にジョイント３４を介して連結されている。
【００１９】
次に、本実施形態の摩擦係数測定装置の使用方法について説明する。
【００２０】
移動体２０を手に持ち、前後方向をレール１０の長手方向に一致させて、レール１０上に乗せる。これにより、移動体２０内の摺動体３０は、２個の接触子３２，３２が、押圧手段４０，４０により設定された所定の圧力でレール１０の表面に押し付けられた状態になる。
【００２１】
この状態で、移動体２０を前後に移動させる。移動体２０をレール１０の表面に押し付ける荷重は、移動体２０内の摺動体３０に付加されない。移動体２０内に前後動可能に収容され所定の圧力で圧下された摺動体３０は、レール１０の表面の摩擦係数に対応する力でその表面上に保持される。このため、移動体２０を前後に移動させ、荷重測定器５０が前後に移動することにより、この保持力に対応する荷重が荷重測定器５０の計測軸５１に付加され、表示部５２にデジタル表示される。
【００２２】
従って、移動体２０をレール１０の表面上で前後に移動させことにより、その表面の摩擦係数に対応する数値が荷重測定器５０に表示され、例えば摩擦係数が０．１のとき荷重測定器５０に１ｋｇが表示されるように、接触子３２，３２の仕様や押圧荷重を設計しておけば、レール１０の表面の摩擦係数が瞬時に判明する。
【００２３】
なお、上記実施形態では、レール１０の表面の摩擦係数を測定する例を説明したが、レール１０の表面に限らず、種々の物体表面の摩擦係数の測定に適用可能であり、対象物体の形状等に合わせた装置形状、寸法、構造等の設計が可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上に説明したとおり、本発明の摩擦係数測定装置は、物体表面上で移動体を前後に移動操作するだけで、その表面の摩擦係数を手軽に測定でき、小型で扱いやすい。従って、操作性に優れる。また、構造が簡単で経済性に優れる。更に、小型であることにより、持ち運びも簡単である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す摩擦係数測定装置の側面図である。
【図２】同摩擦係数測定装置の平面図である。
【図３】同摩擦係数測定装置の正面図である。
【符号の説明】
１０ レール（測定対象物体）
２０ 移動体
２１ フレーム
２２ ローラ
３０ 摺動体
３１ ベース
３２ 接触子
３３ 連結棒
４０ 押圧手段
５０ 荷重測定器
５１ 計測軸
５２ 表示部

Claims (2)

1. 摩擦係数を測定すべき物体表面上をその表面に沿って移動操作される移動体によって測定する摩擦係数測定装置であって、前記移動体は、これを構成するフレームに前後一対の移動用ローラを備え、且つ該前後一対の移動用ローラ間にあってストッパにて下方への抜け止めがされ、移動体の移動に伴って前記物体表面上を接触子を介して摺動し、移動体の移動方向に相対移動できるように移動体に取り付けられた摺動体を備えるとともに、移動体の移動時において、前記摺動体を、その上面側より弾性的に押圧して、該摺動体下面側の接触子を測定すべき物体表面に所定の設定圧力で押圧する押圧手段と、該所定の設定圧力下で前記摺動体に作用する移動体の移動方向と逆方向の荷重を測定する荷重測定器とを備えており、前記移動体を測定すべき物体表面上へ載置し、これにより摺動体がストッパより浮き上がり、前記押圧手段による所定の圧力が設定された接触子を介して測定すべき物体表面上に支持された状態として、移動体を前後に移動させると、該移動体の前後一対のローラ間を相対移動する摺動体に作用する荷重が荷重測定器により測定されて、測定すべき物体表面の摩擦係数が判明するように構成されていることを特徴とする摩擦係数測定装置。
2. 押圧手段が、移動体のフレームの上面部を構成する押しボルト取付けプレートに直角に貫通して取付けられたボルト状の軸体と、該軸体の下方に上下方向に移動可能に連結された押しローラと、該押しローラを下方に付勢するコイルスプリングとを備え、前記押しローラが、下面側に接触子を取り付けた摺動体の上面側に、該摺動体の前後摺動を阻害しないように弾性的に接触するものである請求項１に記載の摩擦係数測定装置。

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