JPH0495840A - 容器の強度試験方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、たとえば鉄道車両などに代表される乗物の胴
体のような容器の強度を試験するための方法および装置
に関する。

従来の技術 乗物では、高度が変化する際、あるいは速度が向上して
互いにすれ違ったり、トンネルに入ったりする際に、そ
の胴体は空気力から負荷を受ける。

たとえば、鉄道車両では、その走行速度が向上するのに
伴って、互いにすれ違ったり、トンネルに入ったときは
、車両の外周面の空気圧力が瞬間的に増大し、次に減少
するというサイクルを縁返す。

このとき車両の車室内の圧力は、はぼ一定であるため、
外気圧の変化に対応して車体に膨張、収縮力が作用する
。このため車両に外方から内方ｌ＼の力が作用するとき
の疲労強度を評価する必要が生じる。

典型的な先行技術では、密閉した車両の車室に管を接続
して圧縮空気を車室内に供給し、その車室内の圧力を上
昇させて、疲労強度を測定すべき場所に、ストレンゲー
ジなどの検出素子を固定して車体に作用する応力を測定
し、疲労強度の試験を行っている。

発明が解決しようとする課題 このような先行技術では、車室内の圧力の増減を繰返す
方法では時間がかかりすぎ、また静的な圧力の増加およ
び減少を各々ごくわずかな回数だけ実施して動的な試験
に読み替える方法では実際の状態とは異なり、正確な疲
労強度などの評価を行うことができない。

典型的な先行技術としては、たとえば特公平１−２９２
５０および特公平１−３００９５がある。

これらの先行技術では、容器の漏洩を試験する構成であ
って、その容器の内部に充填した液体または気体の漏洩
を測定するものである。このような先行技術は、車両の
胴の疲労強度の試験などを行うための工夫は何らなされ
ていない。

本発明の目的は、各種の強度試験を行うことができるよ
うにした容器の強度試験方法および装置を提゛供するこ
とである。

課題を解決するための手段 本発明は、複数の筒体を軸線方向に接続して試験室を有
する本体を構成し、この本体の試験室内に、強度試験す
るべき容器を収納し、本体の軸線方向両端位置にある筒
体の外端部を、端板によって閉じ、 送気手段によって、容器内に、または容器の外周面と試
験室の内周面との間の空間に、圧縮空気を供給すること
を特徴とする容器の強度試験方法である。

また本発明は、容器内に、または容器の外周面と試験室
の内周面との間の空間に、圧縮空気によって潰れない強
度を有する物体を収納することを特徴とする。

また本発明は、複数の筒体が軸線方向に接続されて試験
室を構成する本体と、 本体の軸線方向両端位置にある筒体の外端部を閉じる端
板と、 圧縮空気を供給する送気手段と、 送気手段からの圧縮空気を、試験室内に設けた容器内に
、または容器の外周面と試験室の内周面との間に、切換
えて供給する切換え弁とを含むことを特徴とする容器の
強度試験装置である。

また本発明は、送気手段からの圧縮空気を、アキュムレ
ータに貯留して供給することを特徴とする。

作　　用 本発明に従えば、乗物の胴体などのような容器を、本体
の試験室内に収納し、この本体は、複数の筒体を軸線方
向に接続して構成し、この本体に収納した容器内に、ま
たは容器の外周面と試験室の内周面との間の空間に、圧
縮空気を供給し、これによって容器にかかる内圧および
外圧に対する強度試験を行うことができる。

本体は、複数の筒体を、上述のように軸線方向に接続し
て構成するので、容器の長さに対応して、その容器を収
納するのに最も適した最小の大きさを有する試験室を形
成することができる。そのためこの容器の外周面と試験
室の内周面との間の空間が、むやみに大きくなることを
防いで、無駄に圧縮空気を供給する必要がなく、動力費
の低減を図ることができ、またこの容器の外周面と試験
室の内周面との間の空間の圧縮空気による圧力を迅速に
上昇し、また下降することが可能となる。

さらに本発明に従えば、圧縮空気によって潰れない強度
を有する物体、たとえば発泡スチロールなどを、容器内
に、または容器の外周面と試験室の内周面との間の空間
に、収納し、これによって圧縮空気の必要な量を少なく
することができ、また圧力の上昇速度および下降速度を
向上することができる。容器に繰返し負荷を与えて疲労
強度の試験を行う際には、このような圧力の上昇と下降
を、たとえば１０６回、繰返す必要があり、したがって
容器内の圧力、または容器の外周面と試験室の内周面と
の間の空間の圧力の上昇および下降に必要な時間を短縮
することができることは、特に実体を用いた疲労強度の
試験を行う際に、重要なことである。

さらに本発明に従えば、複数の筒体が軸線方向に接続さ
れて構成される本体の軸線方向両端位置にある筒体の外
端部を端板によって閉じる。この本体の試験室内には、
乗物の胴体などの容器を収納し、送気手段からの圧縮空
気を、この容器内に、または容器の外周面と試験室の外
周面との間の空間に、切換え弁を介して切換えて供給し
、こうして容器内の圧力、または容器の外周面と試験室
の内周面との間の空間の圧力を、上昇および下降する動
作を、自動的に行うことができるようになる。

さらに本発明に従えば、送気手段からの圧縮空気は、ア
キュムレータを経て、前述の容器内に、または容器の外
周面と試験室の内周面との間の空間に供給するようにし
たので、送気手段を運転し続けた状態で、切換え弁を介
してアキュムレータの圧力を容器内に与え、または容器
の外周面と試験室の内周面との間の空間に与え、このと
き送気手段は上述のように連続的に運転したままである
ので、圧力の上昇および下降を円滑に行うことが可能で
あり、さらにアキュムレータから一時的に大量の空気を
、与えることができ、強度試験に必要な時間の短縮を図
ることができる。

このようにして、たとえば乗物に負荷される繰返しの内
外圧力変化、およびその他の各種の強度試験を行うこと
ができる。

実施例 第１図は、本発明の一実施例の全体の系統図である０強
度試験を行うべき容器である乗物の胴体１は、実験室を
構成する本体２内に収納される。

圧縮機などの送気手段３からの圧縮空気は、開閉弁４か
ら圧力制御弁５を経て、その２次圧をたとえば２０００
　ｍ　ｍ　Ａ　ｑとし、アキュムレータ６に貯留される
。このアキュムレータ６からの圧縮空気は、開閉弁７か
ら管路８および４ボ一ト２位置の切換え弁９を経て、管
路１０，１１から本体２に導かれる。管路１０は、胴体
１の内周面と、本体２の試験室１２の内周面との間の空
間１３に接続される。管路１１は、胴体１内に接続され
る。

胴体１の窓および扉は総て閉じられており、その胴体１
の内部の車室は気密空間となっている。この車室内の圧
力は、管路３６を介して圧力計１４によって計測される
。また胴体１の外周面と試験室１２の内周面との間の空
間１３の圧力は、管路３７を介して圧力計１５によって
計測される。処理回路１６は、たとえばマイクロコンピ
ュータによって実現され、圧力計１４．１５の出力に応
答して、切換え弁９を制御する。

切換え弁９の一方の第１位置１７では、管路８からの圧
縮空気は管路１０に導かれ、このとき管路１１は、大気
開放されている。もう１つの第２位置１８では、管路８
からの圧縮空気は管路１１に導かれ、このとき管路１０
は大気開放される。

第２図は本体２の側面図であり、第３図はその本体２の
正面図であり、第４図は第２図の切断面線ＩＶ−■から
見た断面図である。この本体２は、複数の直円筒状の筒
体２０が軸線方向２１にフランジ２２．２３によってパ
ツキンを介して接続されて、試験室１２を有する本体２
が構成される。

第５図は、筒体２０の斜視図である。筒体２０の軸線方
向の両端部には、前述のフランジ２２゜２３が固着され
ている。この筒体２０およびフランジ２２．２３は、そ
の軸線を含む鉛直な対称面２４（前述の第４図参照）に
関してほぼ対称に構成されている。この筒体２０内の試
験室１２には、筒体２０の軸線方向に延びて支持台２５
が固定される。この支持台２５の上には、ローラコンベ
ア２６が配置される１乗物の胴体１は、このローラコン
ベア２６に乗載されて筒体２０内の試験室１２に沿って
移動可能とされる。

フランジ２２．２３は、その下部に支持部２７゜２８が
形成されており、この支持部２７．２８は、平坦な床な
どの上に置かれる。

こうして筒体２０は、胴体１の長さに応じて、その胴体
１を収納する長さとなるように、複数個、フランジ２２
．２３とパツキンによって気密的にフランジ接合される
。

第３図では複数の筒体２０のうち、本体２の軸線方向両
端位置にある筒体２０ａ、２０ｂの外端部には端板３０
，３１がフランジ部と同様、気密的に取付けられる。端
板３０には、開閉可能な扉３２が設けられる。この扉３
２を開いて、支持台２５間で胴体１の下部の空間３３に
作業者が人込み、胴体１の下部の点検作業などを行うこ
とができる。もう１つの端板３１にもまた同様にして、
扉３４が開閉可能に気密的に設けられる。

筒体２０の両側部等、適当な箇所には、孔３５が形成さ
れるにの孔３５へ、管路１０，１１が気密に挿通され、
また圧力計１４．１５のための管路３６，３７が気密に
挿通される。このような管路１０，１１；３６，３７が
挿通されない孔３５は、観測用の窓あるいはＭ２Ｓによ
って閉塞される。

第６図を参照して、胴体１の強度試験の手順を述べる。

第６図（１）に示されるように、筒体２０を、７ランジ
２２．２３によって接合する。この状態で、第６図（２
）のように筒体２０の外方でローラコンベア２６に沿っ
てローラコンベア３９が設けられ、このローラコンベア
３９の上に、強度試験する胴体１を乗せる。次に第６図
（３）で示されるように、索条４１を筒体２０に挿通し
て、ウィンチ４０によって巻取る。この索条４１は胴体
１に連結される。そこで、ウィンチ４０を動作させて胴
体１を筒体２０内に、第６図（４）で示されるように搬
入する。

その後、第６図（５）で示されるように、両端位置にあ
る筒体２０ａ、２０ｂに端板３０，３１を固定する。こ
の端板３０，３１には、扉３２゜３４が取付けである。

その後、筒体２０に管路１０．１１．３６．３７などを
接続する。

こうして、前述の開閉弁４．７が開かれ、切換え弁９が
第１位２１７とすることによって、第７図のように、胴
体１の外周面と試験室１２の内周面との間の空間１３内
に、圧縮空気をアキュムレータ６から供給する。このと
き、胴体１内の空間４２内は大気圧となっている。やが
て空間１３内の圧力が規定の値に達したとき胴体１の壁
部４３の変位を、その壁部４３などに取付けたストレン
ゲージなどの検出素子４４によって応力をそれぞれ検出
するなど種々の測定を行う。

測定が終了したら次に、圧力計の出力によって切換え弁
９を第２位置１８とすれば、第８図のように胴体１の空
間４２内に圧縮空気が供給され、このとき胴体１の外周
面と筒体２０の試験室１２の内周面との間の空間１３は
大気圧となり、それまでの圧力空気は大気に急速に放出
される。その後、室内４２内の圧力が規定の値になった
とき、胴体１の壁部４３の変形量や応力を検出素子４４
によって測定する。測定が終了すると再び切換え弁９を
第１位置とし、前述の動作を行う、このような動作を、
たとえば１０’回繰返して、供試車両の繰返し負荷によ
る疲労強度の試験時間を短縮して行うことが可能となる
。

また充分容量のあるアキュムレータ６を用いることによ
って、大流量で圧縮空気を供給することができ、空間１
３または４２の圧力上昇を迅速に行うことができる。

上述の実施例では、胴体１はローラコンベア２６によっ
て筒体２０内に搬入されたけれども、本発明の他の実施
例として胴体１に台車を設け、筒体２０内にはレールを
敷設し、このレールによって案内される台車を有する胴
体１を搬入し、また排出するようにしてもよい。

さらに、本発明の他の実施例として、胴体１の空間４２
内および／または空間１３内に、第９図に示されるよ、
うに圧縮空気によって潰れない強度を有する物体４４を
収納する。この物体４４は、たとえば発泡スチロールな
どから成り、その多数の細孔の空間は閉塞している。こ
のような物体４４を用いることによって、必要な圧縮空
気の量が小さくて済む。これによって、繰返し試験を行
う際に、圧力の上昇および下降を迅速に行うことができ
て都合がよい。物体４４は容量に比べて軽いため、搬入
、搬出がしやすい。

本発明は、鉄道車両や自動車、航空機、ほかの他の乗物
であってもよく、あるいは荷物を運搬するコンテナや流
体を貯留するタンクなどの容器の試験を行うために広範
囲に実施することができる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、本体の試験室内に、試験
を行うべき容器を収納し、送気手段から、容器内に、ま
たは容器の外周面と試験室の内周面との間の空間に、圧
縮空気を供給するようにしたので、たとえば乗物の繰返
し疲労等の強度試験を実体を使い迅速に行うことができ
る。

さらに本発明によれば、本体は、複数の筒体が軸線方向
に接続して構成され、したがって容器を収納するに必要
かつ充分な大きさの本体を構成することができ、圧縮空
気の送込み量が大量になることがない。

また容器内に、または容器の外周面と試験室の内周面と
の間の空間に、物体を収納して、必要な圧縮空気の量を
少なくすることができる。このような物体は軽量である
ので、作業者が容易に運搬することができ、作業性の向
上を図ることができる。

さらに本発明によれば、送気手段がらの圧縮空気を切換
え弁を経て、容器内に、または容器の外周面と試験室の
内周面との間の空間に切換えて供給し、こうして自動的
な繰返し負荷によるたとえば疲労強度の評価などを行う
ことができるようになる。

さらに本発明によれば、送気手段からの圧縮空気は、ア
キュムレータに貯留され、このアキュムレータからの圧
縮空気が容器内に、または容器の外周面と試験室の内周
面との間の空間に供給されるので、送気手段は継続的に
運転された状態で、容器内の圧力、または容器の外周面
と試験室の内周面との間の空間の圧力の上昇および低下
を円滑に、また大流量で行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の系統図、第２図は本
体２の側面図、第３図は本体２の正面図、第４図は第２
図の切断面線ＩＶ−４から見た断面図、第５図は筒体２
０の斜視図、第６図は本発明の一実施例の手順を示す簡
略化した断面図、第７図は胴体１の外圧負荷の試験を行
う状態を示す断面図、第８図は胴体１の内圧負荷の強度
試験を行・うときの状態を示す断面図、第９図は物体４
４の断面図である。 １・・・胴体、２・・・本体、３・・・送気手段、６・
・・アキュムレータ、９・・・切換え弁、１２・・・試
験室、１６・・・処理回路、２６・・・ローラコンベア
、３０．３１・・・端板、３２．３４・・・扉、４４・
・・物体代理人　　弁理士　西教　圭一部 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の筒体を軸線方向に接続して試験室を有する
   本体を構成し、この本体の試験室内に、強度試験するべ
   き容器を収納し、本体の軸線方向両端位置にある筒体の
   外端部を、端板によつて閉じ、送気手段によつて、容器
   内に、または容器の外周面と試験室の内周面との間の空
   間に、圧縮空気を供給することを特徴とする容器の強度
   試験方法。
2. （２）容器内に、または容器の外周面と試験室の内周面
   との間の空間に、圧縮空気によつて潰れない強度を有す
   る物体を収納することを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の容器の強度試験方法。
3. （３）複数の筒体が軸線方向に接続されて試験室を構成
   する本体と、 本体の軸線方向両端位置にある筒体の外端部を閉じる端
   板と、 圧縮空気を供給する送気手段と、 送気手段からの圧縮空気を、試験室内に設けた容器内に
   、または容器の外周面と試験室の内周面との間に、切換
   えて供給する切換え弁とを含むことを特徴とする容器の
   強度試験装置。
4. （４）送気手段からの圧縮空気を、アキュムレータに貯
   留して供給することを特徴とする特許請求の範囲第３項
   記載の容器の強度試験装置。