JPH05346376A - 車両の衝突実験装置の牽引ロープの特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 検証用車両を用い、安全停止が可能な低速度
における模擬試験により、定速度移行曲線の検証が可能
な車両の衝突実験装置の牽引ロープの特性測定装置を提
供すること。 【構成】 牽引ロ―プを把持する把持部を有する第１の
台車と、この第１の台車の後方に設けられ、かつ、索条
部材を介して検証用車両を牽引する第２の台車と、この
第２の台車と前記第１の台車との連結部材に設けられ、
かつ、前記牽引ロープの張力を検知するための荷重検出
器とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両の衝突実験装置の牽
引ロープの特性測定装置に関する。この牽引ロープの特
性測定装置は、牽引ロ―プの巻取りドラムを駆動電動機
により駆動し、牽引ロ―プを牽引することにより検証用
車輌あるいは被試験車両を加速し、所定の速度に達した
時点で台車を介して検証用車輌あるいは被試験車両と牽
引ロ―プとの継合を断ち／又は継合を断たないで検証用
車輌あるいは被試験車両を惰行により対象物に衝突させ
る／又は衝突させない車両の衝突実験装置に利用され
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の運転方法に於いて、本出願人
は、図７で示すように被試験車両の加速走行路上の３点
（ｔｐ１、ｔｐ２、ｔｐ３）に車両あるいは牽引台車
（ド―リ―）等移動物Ｃの通過検出器を３個設け、これ
らの各検出点通過時における駆動電動機の駆動力を検出
あるいは演算により求めると共に、各検出点間（ｔｐ１
とｔｐ２の間、およびｔｐ２とｔｐ３の間）に於ける巻
取りドラムによる牽引ロ―プの巻取り長さの計測を行
い、その一方、これらの検出点通過に於ける駆動電動機
力の値から系全体の走行抵抗値を求め、これを利用して
その後の速度上昇による牽引ロープの伸び増加量を推定
している。そして、これらの値から目標とする一定速度
に移行する直前に於ける牽引ロープの長さを推定してい
る。

【０００３】さらに、先の走行抵抗関数を利用して被試
験車両を目標速度に合わせた時の牽引ロープの収縮長さ
を推定し、牽引ロープの負荷となる慣性量を考慮した上
で最適な加速度逓減曲線を選択し、以後この曲線に従っ
て駆動電動機の運転を行っている。

【０００４】ところで、上記加速度逓減曲線に関して
は、その有効性の簡単なる検証装置あるいは方法が現在
に至るまでなく、このために用意した検証用車輌あるい
は被試験車輌の牽引切り離し試験を実際に何度も繰り返
し、試行錯誤により数種類の上記加速度逓減曲線の検証
を行っていた。

【０００５】しかして、車両の衝突実験装置の加速走行
路は、長大な直線平坦面を必要とするため、その経済性
から長さにあまり余裕がない場合が多く、しかも使用目
的から、バリア等の障害物が固定的に設けられているこ
とも多い。

【０００６】従って、その走行路全長の内で検証用車両
を自由に走行させ得る範囲は、その車輌の検証走行後ご
の安全停止距離をも含めて考えれば、非常に制限を受け
ることになる。この長さの制限から、検証用車輌を破損
してしまうこともあり、余り高速度の試験を行うことで
きないので、特に切り離し速度精度の不良をおこし易い
高速度の試験に関して、簡単に検証が行えないという問
題があった。

【０００７】

【本発明が解決しようとする問題点】本発明は、以上の
ような従来の問題に鑑み、実際に検証用車両を高速度で
切り離すことを行わず、比較的低い速度に於いての実験
により高速度に於ける定速度移行の状態を再現し、その
時の牽引ロープの挙動を観察して、駆動電動機の速度を
目標速度に合わせると同時に被試験車両の速度も目標速
度に一致させることを理想とする定速度移行曲線を、簡
単に実地検証することができる車両の衝突実験装置の牽
引ロープの特性測定装置を提供する。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】車両の衝突実験装置の
牽引ロープの特性測定装置は、牽引ロ―プを把持する把
持部を有する第１の台車と、この第１の台車の後方に設
けられ、かつ、索条部材を介して検証用車両を牽引する
第２の台車と、この第２の台車と前記第１の台車との連
結部材に設けられ、かつ、前記牽引ロープの張力を検知
するための荷重検出器とから成ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】駆動電動機を利用し牽引ロープを巻き取ると、
牽引ロープは第１の台車を牽引する。しかして、牽引ロ
ープの牽引力は第１の台車を介して、荷重検出器に伝え
られる。荷重検出器は牽引ロープの張力を検出し、この
検出信号は記憶手段に記憶される。検証用車両は連結部
材を介し及び第２の台車に索条部材を介して牽引され
る。

【００１０】

【実施例】以下、図面に示す実施例により本発明を詳細
に説明する。

【００１１】１は牽引ロープ２を把持する把持部３を有
する第１の台車である。この台車１の両側部には合計８
個の滑車４が枢着されている。台車１は前記滑車４を介
して加速走行路に敷設された１対のガイドレール５に案
内されながら走行する。なお、第１の台車の質量はなる
べく小さくすることが望ましい。従って、本実施例では
牽引ロープの把持部３のみ設けてある。

【００１２】６は第１の台車１の後方に設けられ、か
つ、ロープ等の牽条部材７を介して検証用車両８を牽引
する第２の台車である。

【００１３】なお、ここで「検証用車両」とは、定速度
移行曲線を実地検証するために使用される車両を言う。
そして、定速度移行曲線は、図６で示すように時間を横
軸Ｘ、一方、牽引ロープの張力を縦軸Ｙとした場合に、
定速度移行曲線（それまでどんどん勢い良く加速してき
たものを一定速度に弱める時に生じる曲線。）は、Ｃ１
（張力変化が緩く、一定速度に至るまでの時間が長い曲
線。）、Ｃ２（張力変化が適切で、一定速度に至るまで
の時間が最も短い曲線。）、Ｃ２（張力変化が急で、一
定速度に安定するのに時間がかかる曲線。）のように成
る。

【００１４】しかして、第２の台車６は上面に牽条部材
７と係合する鉤状の係合部９を有すると共に、その両側
部には第１の台車と同様にガイドレール５に案内される
合計８個の滑車１０が設けられている。第２の台車は特
に質量の制限を受けることはない。従って、図４で示す
ように第２の台車をラッチ状の羽車２０やその開放機構
の一部を構成する水平回転ストッパアーム２１を有する
通常の牽引台車６Ａに置き換えることもできる。

【００１５】１１は第２の台車６と第１の台車１との連
結部材１２の適宜の部位に設けられ、かつ、牽引ロープ
２の張力を検知するための荷重検出器である。

【００１６】この荷重検出器１１としては、ロードセル
等が考えられるが、その出力はアナログ信号と成るの
で、後述するように信号変換器で一旦デジタル信号に変
換し、その変換信号を記憶手段の記憶部に記憶させると
か、あるいはその出力を無線送信する必要がある。

【００１７】前記連結部材１２は図１で示すように玉継
手が用いられ、本実施例では荷重検出器１１が破損しな
いように第１及び第２の台車１、６の上方に適宜設けら
れている。

【００１８】１３は第１又は第２の台車のいずれか、本
実施例では第２の台車６（６Ａ）の上面に設けられ、荷
重検出器１１が検知した牽引ロープ２の張力を記憶する
記憶手段である。この記憶手段１３は荷重検出器と電気
的に接続すると共に、マイクロコンピュータ、荷重変換
器の出力を一旦記憶する記憶部、記憶部の波形情報を目
視することができるように記憶する記憶計等を備えてい
る。

【００１９】なお、記憶手段１３は台車ではなく、牽引
ロープで牽引される検証用車両８に搭載したり、あるい
は試験場内の適宜の箇所に設けても良い。この場合無線
方式なので、荷重変換器の出力を発信する発信器や発信
器から発信された信号を受信する受信機等が必要とな
る。

【００２０】次に上記実施例に関し、実際に検証を行う
順序について説明する。

【００２１】まず、検証用車両８を予め設定されている
立ち上がり曲線（電流値立ち上げ曲線）ＳＬ及び一定加
速にて加速を開始する。この時、図５で示すように出発
点ないしはその近くの検証用車両の加速及び電流値が極
く低い点（ｔｐ１点）と、立ち上がり曲線ＳＬが終了し
一定電流値で加速を行っている比較的低速域における点
（ｔｐ２点）に、車両又は牽引台車（ドーリー）など移
動物Ｃの通過検出器を少なくとも合計２個設ける。そし
て、これらの各点ｔｐ１、ｔｐ２に於いて検証用車両の
通過検出が行われた時点の巻き取りドラムの速度をｖ
１、ｖ２とし、その時の計測あるいは演算により求めた
駆動電動機の駆動力をＦ１、Ｆ２とすれば、次の数式１
（二個の式）が成り立つ。

【００２２】

【数１】

【００２３】そして、ｔｐ１点に於いては検証用車両Ｃ
の速度が「０」に近いことから、このＦ１（数字は小さ
い。）の近似値をＡと考えることができる（Ｆ１は約Ａ
である）。次に上記１の二個の式の差をとれば、次の数
式２が導かれる。

【００２４】ここでも、先に述べた様にｖ１（数字は小
さい。）はｖ２（数字は小さい。）に比較すると「０」
と見なし得るということを利用すれば、上記数式２は次
の様に数式３と見なすことができる。

【００２５】

【数２】

【００２６】ここで、Ｂの大部分を占めているＢｍ（機
械装置分のＢ）の値が車種に対しては不変であるという
ことから、予め検証用車両の分も含めたＢ（＝Ｂｍ＋Ｂ
ｃ）の値を記憶させておけば、非常に簡単な計算により
Ｃの近似値を求めることができる。

【００２７】以上の簡単な操作によりＡとＣとの値を近
似的に求めることが出来るので、これにより系全体の走
行抵抗関数を下記の数式４と定めることが可能となる。

【００２８】

【数４】

【００２９】以上の手法により系全体の走行抵抗関数を
推定することができるので、目標速度時点及びそれに移
行する直線の一定加速時点の系全体の走行抵抗値、言い
換えればそれらの時点に駆動電動機が出す必要がある牽
引力を推定することができる。そして、これらの牽引力
の差が牽引ロープの伸縮運動の原因となるので、予め記
憶させてある定速度移行曲線を使用してこの牽引力の差
を再現し、その時の荷重検出器１１の出力を一旦記憶手
段に記憶させ、走行後にこれの波形を記録計等に描かせ
るか、あるいは検証用車両に搭載した記録計に直接描か
せる等の方法により、定速度移行曲線の有効性を目視で
判断することが容易に可能となる。

【００３０】一方、検証用車両Ｃがｔｐ１、ｔｐ２点間
を走行する間の牽引ロ―プの巻取り長さを測定し、この
間の実際の距離と比較することにより、最大駆動力にて
加速中の牽引ロ―プの伸び量を知ることができる。そし
て、双方の値により、検証用車両の目標速度に合わせた
ときの牽引ロ―プの収縮長さを予測することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、従来試
行錯誤を繰り返していた定速度移行曲線の検証が、目視
で確認できる結果を伴い、明確に行えるように成る。し
かも、この検証の為の走行は、あくまでも牽引ロープの
張力をある数値分だけ弛めた時の荷重検出器の出力を見
るということであり、実際の検証用車両の速度には関係
が無い。つまり、たとえば目標速度時速１００ｋｍ／ｈ
における定速度移行曲線の検証を行う場合でも、一定加
速度による加速から時速１００ｋｍ／ｈと言う一定への
定速度移行曲線の、最初と最後のロープ張力値の変化量
を与えれば良いのであって、実際に検証用車両を時速１
００ｋｍ／ｈで牽引切り離しを行う必要はない。

【００３２】従って、実際にその速度で検証用車両を牽
引切り離しをしてしまうと、バリアなど障害物の手前で
車両を止めることができない場合であっても、安全停止
が可能な低速度における模擬試験により、定速度移行曲
線の検証が可能と成る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す概略説明図。

【図２】図１に基づく平面からの概略説明図。

【図３】図１の３−３線概略断面図。

【図４】本発明の要部（第２の台車）の異なる実施例を
示す図１と同様な図。

【図５】本発明に於ける検証用車両の「時刻（横軸Ｘ）
〜速度（縦軸Ｙ）」曲線である。

【図６】定速度移行曲線の説明図。

【図７】従来の車両の衝突実験装置の運転方法に於ける
被試験車両の「時刻（横軸Ｘ）〜速度（縦軸Ｙ）」曲線
である。

【符号の説明】

１…第１の台車、２…第２の台車、３…把持部、６…第
２の台車、７…索条部材、８…検証用車両、１１…荷重
検出器、１２…連結部材、１３…記憶手段、Ｖｃ…検証
用車両速度、Ｖｍ…駆動電動機速度、ｔｐ１、ｔｐ２…
各通過検出器の検証用車通過検出時点、ｔｃ…牽引ロ―
プと検証用車両との継合を断つ時刻

【数３】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 牽引ロ―プを把持する把持部を有する第
   １の台車と、この第１の台車の後方に設けられ、かつ、
   索条部材を介して検証用車両を牽引する第２の台車と、
   この第２の台車と前記第１の台車との連結部材に設けら
   れ、かつ、前記牽引ロープの張力を検知するための荷重
   検出器とから成る車両の衝突実験装置の牽引ロープの特
   性測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１に於いて、第１の台車又は第２
   の台車のいずれかに荷重検出器が検知した牽引ロープの
   張力を記憶する記憶手段が設けられていることを特徴と
   する車両の衝突実験装置の牽引ロープの特性測定装置。
3. 【請求項３】 請求項１に於いて、検証用車両に荷重検
   出器が検知した牽引ロープの張力を記憶する記憶手段が
   設けられていることを特徴とする車両の衝突実験装置の
   牽引ロープの特性測定装置。