JPH07117668A - 車両の前後力検出装置 - Google Patents
車両の前後力検出装置Info
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- JPH07117668A JPH07117668A JP29147393A JP29147393A JPH07117668A JP H07117668 A JPH07117668 A JP H07117668A JP 29147393 A JP29147393 A JP 29147393A JP 29147393 A JP29147393 A JP 29147393A JP H07117668 A JPH07117668 A JP H07117668A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 連結器を車両から取外して連結器と一緒に校
正する必要がなく、大型の引張・圧縮試験機を用いずと
も校正が可能で、安価に製作でき、連結器に作用する前
後力を安定的に高精度に検出する。 【構成】 連結ピン１の緩衝器側嵌合部１ａには、緩衝
器３が嵌合され、連結器側嵌合部１ｂ，１ｃには、連結
器２の基端が嵌合されている。連結器２と緩衝器３との
間に互いに逆方向に引張力が作用すると、小径部１ｄ，
１ｅに互いに逆方向から座絞り穴Ｈ〜Ｈ４を穿設するこ
とによって形成された起歪部１ｆ，１ｇは、せん断力を
受けてせん断ひずみを生じる。この起歪部１ｆ，１ｇの
面は、連結器２の長手方向と平行になるようにして連結
ピン１が連結器２に対し固定されているので、連結器２
が方向を変えても、常に連結器２の長手方向に作用する
引張力・圧縮力を検出する。
正する必要がなく、大型の引張・圧縮試験機を用いずと
も校正が可能で、安価に製作でき、連結器に作用する前
後力を安定的に高精度に検出する。 【構成】 連結ピン１の緩衝器側嵌合部１ａには、緩衝
器３が嵌合され、連結器側嵌合部１ｂ，１ｃには、連結
器２の基端が嵌合されている。連結器２と緩衝器３との
間に互いに逆方向に引張力が作用すると、小径部１ｄ，
１ｅに互いに逆方向から座絞り穴Ｈ〜Ｈ４を穿設するこ
とによって形成された起歪部１ｆ，１ｇは、せん断力を
受けてせん断ひずみを生じる。この起歪部１ｆ，１ｇの
面は、連結器２の長手方向と平行になるようにして連結
ピン１が連結器２に対し固定されているので、連結器２
が方向を変えても、常に連結器２の長手方向に作用する
引張力・圧縮力を検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄道車両、その他の車
両の前後力検出装置に係わり、更に詳述すると、車両間
を連結する一対の連結器に作用する引張力および圧縮
力、すなわち前後力（自連力とも称されている）を検出
する車両の前後力検出装置に関するものである。
両の前後力検出装置に係わり、更に詳述すると、車両間
を連結する一対の連結器に作用する引張力および圧縮
力、すなわち前後力（自連力とも称されている）を検出
する車両の前後力検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、鉄道は、その性質上、車両の入れ
替え，車両の打ち当て等を行う時に衝撃が生じるが、通
常の運行時にも列車の出発，ブレーキ作動，牽引力の伝
達，粘着力，走行抵抗等により車両間に前後力が発生す
る。
替え，車両の打ち当て等を行う時に衝撃が生じるが、通
常の運行時にも列車の出発，ブレーキ作動，牽引力の伝
達，粘着力，走行抵抗等により車両間に前後力が発生す
る。
【０００３】この前後力は、車両間の衝撃，列車の座屈
等を生じさせる原因となり、乗り心地等の一般的な列車
の性能の他に、列車の運用，安全に係わる問題を生じさ
せる。これらの問題点に対処するために、連結器に加え
られる引張力および圧縮力、すなわち、前後力の測定を
行い管理する必要がある。特に近年の列車の長編成化，
高速運転化の傾向においてはなおさらである。
等を生じさせる原因となり、乗り心地等の一般的な列車
の性能の他に、列車の運用，安全に係わる問題を生じさ
せる。これらの問題点に対処するために、連結器に加え
られる引張力および圧縮力、すなわち、前後力の測定を
行い管理する必要がある。特に近年の列車の長編成化，
高速運転化の傾向においてはなおさらである。
【０００４】このため、従来は、連結器に作用する前後
力を測定する際には、次のような手順で、その準備作業
を行っていた。例えば、図１１および図１２に示されて
いるように、まず第１に、車両に、緩衝器３を介して連
結ピン２８により取り付けられている連結器本体２１
を、連結ピン２８を抜き取って緩衝器３から取外すと共
に、連結器本体２１のナックル２２もナックルピン２５
を外して取り除く。
力を測定する際には、次のような手順で、その準備作業
を行っていた。例えば、図１１および図１２に示されて
いるように、まず第１に、車両に、緩衝器３を介して連
結ピン２８により取り付けられている連結器本体２１
を、連結ピン２８を抜き取って緩衝器３から取外すと共
に、連結器本体２１のナックル２２もナックルピン２５
を外して取り除く。
【０００５】次に、連結器本体２１の胴部中央の所定位
置に歪ゲージ３１を貼着する。そして図１３、図１４に
示すように、引張・圧縮試験機６の台座６１上に連結部
を下にして垂直に立て、上記連結ピン２８にＶブロック
６２の当金を載せ、歪ゲージ３１と歪測定器（図示せ
ず）とをケーブル３２にて接続し、Ｖブロック６２側か
ら連結ピン２８を介して連結器本体２１に圧縮荷重を暫
時加えて行く。
置に歪ゲージ３１を貼着する。そして図１３、図１４に
示すように、引張・圧縮試験機６の台座６１上に連結部
を下にして垂直に立て、上記連結ピン２８にＶブロック
６２の当金を載せ、歪ゲージ３１と歪測定器（図示せ
ず）とをケーブル３２にて接続し、Ｖブロック６２側か
ら連結ピン２８を介して連結器本体２１に圧縮荷重を暫
時加えて行く。
【０００６】最大圧縮荷重が加えられるまでの途中適宜
間隔で加荷重を止めて、その時々の荷重と歪出力との関
係を読み取っておき、この関係をグラフ等で表し、校正
を終える。なお、歪ゲージ３１の出力は、圧縮力と引張
力との差については実用上無視できるため、通常引張り
より簡単にできる圧縮による校正が行われる。
間隔で加荷重を止めて、その時々の荷重と歪出力との関
係を読み取っておき、この関係をグラフ等で表し、校正
を終える。なお、歪ゲージ３１の出力は、圧縮力と引張
力との差については実用上無視できるため、通常引張り
より簡単にできる圧縮による校正が行われる。
【０００７】次に、歪ゲージ３１が貼着され且つ校正を
終えた連結器本体２１を車両の緩衝器３に連結ピン２８
により取り付け、ナックル２２もナックルピン２５によ
り取り付けた後、測定車両に設置された歪測定器（図示
せず）と歪ゲージ３１とをケーブル３２で接続し、現実
の車両による前後力の検出を行う。この現車走行で得ら
れる連結器本体２１での歪出力から、前記荷重と歪出力
との関係グラフ等により、連結器に加わる引張力および
圧縮力、即ち前後力を測定していた。
終えた連結器本体２１を車両の緩衝器３に連結ピン２８
により取り付け、ナックル２２もナックルピン２５によ
り取り付けた後、測定車両に設置された歪測定器（図示
せず）と歪ゲージ３１とをケーブル３２で接続し、現実
の車両による前後力の検出を行う。この現車走行で得ら
れる連結器本体２１での歪出力から、前記荷重と歪出力
との関係グラフ等により、連結器に加わる引張力および
圧縮力、即ち前後力を測定していた。
【０００８】また、鉄道車両の前後力（自連力）を測定
する装置として、特開平４−２６２９６３号公報に記載
されたものがある。
する装置として、特開平４−２６２９６３号公報に記載
されたものがある。
【０００９】この公報記載の従来技術は、鉄道車両に取
り付けられた連結器におけるナックルの衝合部に、引張
力および圧縮力測定用の歪ゲージ式荷重変換器の検出器
が取り付けられ、この検出器が測定車両に設置された歪
ゲージ式荷重変換器の歪測定器と接続された構成となっ
ている。
り付けられた連結器におけるナックルの衝合部に、引張
力および圧縮力測定用の歪ゲージ式荷重変換器の検出器
が取り付けられ、この検出器が測定車両に設置された歪
ゲージ式荷重変換器の歪測定器と接続された構成となっ
ている。
【００１０】このように構成された自連力測定装置は、
例えば列車の発車時等の引張力が連結器に加えられる
と、ナックル内側の歪ゲージ式荷重変換器の検出器が、
対向する連結器のナックルの内面と衝合してその引張り
力による歪出力が歪測定器に伝えられ、列車のブレーキ
時等の圧縮力が連結器に加えられると、ナックル外側の
歪ゲージ式荷重変換器の検出器が対向する連結器のヨー
ク内側の前壁と衝合してその圧縮力による歪出力が歪測
定器に伝えられるので、これらの出力に基づき、荷重変
換器の歪測定器により、引張、または圧縮荷重（自連
力）が測定される。
例えば列車の発車時等の引張力が連結器に加えられる
と、ナックル内側の歪ゲージ式荷重変換器の検出器が、
対向する連結器のナックルの内面と衝合してその引張り
力による歪出力が歪測定器に伝えられ、列車のブレーキ
時等の圧縮力が連結器に加えられると、ナックル外側の
歪ゲージ式荷重変換器の検出器が対向する連結器のヨー
ク内側の前壁と衝合してその圧縮力による歪出力が歪測
定器に伝えられるので、これらの出力に基づき、荷重変
換器の歪測定器により、引張、または圧縮荷重（自連
力）が測定される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前者の従来の自連力測
定装置では、一旦連結器本体２１を車両１０に設けられ
ている緩衝器３から取外し、連結器本体２１に加えられ
る荷重と歪量との関係を校正した後、再度上記車両１０
の緩衝器３に取り付けなければならないが、連結器２１
は重量物であるために、その着脱に多大な労力と時間を
必要とするという問題点、および、引張・圧縮荷重校正
のために、数１０屯〜数１００屯の荷重に耐えられる大
型の引張・圧縮試験機がなければ、前後力測定の前提で
ある連結器本体２１の校正もできないという問題点があ
る。
定装置では、一旦連結器本体２１を車両１０に設けられ
ている緩衝器３から取外し、連結器本体２１に加えられ
る荷重と歪量との関係を校正した後、再度上記車両１０
の緩衝器３に取り付けなければならないが、連結器２１
は重量物であるために、その着脱に多大な労力と時間を
必要とするという問題点、および、引張・圧縮荷重校正
のために、数１０屯〜数１００屯の荷重に耐えられる大
型の引張・圧縮試験機がなければ、前後力測定の前提で
ある連結器本体２１の校正もできないという問題点があ
る。
【００１２】また、上記のように構成された自連力測定
器は、特殊なセンサであり、校正のための準備作業や取
扱に特殊技能が求められ、設備の整った所以外での前後
力の検定は、現実的にできない、という問題点があっ
た。
器は、特殊なセンサであり、校正のための準備作業や取
扱に特殊技能が求められ、設備の整った所以外での前後
力の検定は、現実的にできない、という問題点があっ
た。
【００１３】また、連結器本体２１は、その製作上のば
らつき等を有するため、前後力を測定するためには、そ
の全てに付いて個々に引張・圧縮試験機６における引張
力、圧縮力とセンサである歪ゲージ３１の出力との校正
を行わねばならず、引張・圧縮荷重校正に数日を要す
る、という問題点もある。
らつき等を有するため、前後力を測定するためには、そ
の全てに付いて個々に引張・圧縮試験機６における引張
力、圧縮力とセンサである歪ゲージ３１の出力との校正
を行わねばならず、引張・圧縮荷重校正に数日を要す
る、という問題点もある。
【００１４】一方、後者の従来の鉄道車両用自連力測定
装置においては、連結器におけるナックルの衝合部にひ
ずみゲージ式の荷重変換器が取り付けられる形式である
ため、ひずみゲージの接着や、校正試験をするに際し、
連結器本体を車両の緩衝器からその都度取外したり取り
付けたりする必要がなく、荷重変換器のみを取外して校
正を行い、その後、その荷重変換器を取り付けるだけで
よいから、校正のために引張・圧縮試験機の大型のもの
は必要でなくなり測定の準備時間も短縮化することがで
きる。
装置においては、連結器におけるナックルの衝合部にひ
ずみゲージ式の荷重変換器が取り付けられる形式である
ため、ひずみゲージの接着や、校正試験をするに際し、
連結器本体を車両の緩衝器からその都度取外したり取り
付けたりする必要がなく、荷重変換器のみを取外して校
正を行い、その後、その荷重変換器を取り付けるだけで
よいから、校正のために引張・圧縮試験機の大型のもの
は必要でなくなり測定の準備時間も短縮化することがで
きる。
【００１５】しかしながら、後者の自連力測定装置は、
荷重変換器がナックルの衝合部に設けられている関係
で、第１の問題点として、荷重変換器の一方側の引張力
測定用検出部および他方側の圧縮力測定用検出部とこれ
らに衝合する相手側のナックルとが衝合する際に、ナッ
クルの衝合面が複雑な曲面形状を呈しているため、列車
の走行中の連結器の上下動の影響を受けて接触状態が変
化すると共に引張力および圧縮力の作用方向も微妙に変
化するため、荷重変換器から得られる検出データが不安
定となり、連結器に作用する前後力に正確に対応した検
出データが得られにくいという問題点がある。
荷重変換器がナックルの衝合部に設けられている関係
で、第１の問題点として、荷重変換器の一方側の引張力
測定用検出部および他方側の圧縮力測定用検出部とこれ
らに衝合する相手側のナックルとが衝合する際に、ナッ
クルの衝合面が複雑な曲面形状を呈しているため、列車
の走行中の連結器の上下動の影響を受けて接触状態が変
化すると共に引張力および圧縮力の作用方向も微妙に変
化するため、荷重変換器から得られる検出データが不安
定となり、連結器に作用する前後力に正確に対応した検
出データが得られにくいという問題点がある。
【００１６】第２の問題点として、荷重変換器の一方側
の引張力測定用検出部は、相手側のナックルの内面と衝
合するのに対し、他方側の圧縮力測定用検出部は、相手
側の連結器本体のヨーク内面の前壁と衝合するようにな
っており、圧縮力測定状態と引張力測定状態とがかなり
異なっているため、圧縮力と引張力の両方について校正
を行う必要があり、さらには、上述のように衝合部の接
触状態が複雑に変化するため、荷重変換器のみの単体の
校正では不充分であり、荷重変換器が組み込まれた状態
の連結器と共に校正しなければならないから、結果的に
は、前者の従来技術と同様の問題点を含んでいることに
なる。
の引張力測定用検出部は、相手側のナックルの内面と衝
合するのに対し、他方側の圧縮力測定用検出部は、相手
側の連結器本体のヨーク内面の前壁と衝合するようにな
っており、圧縮力測定状態と引張力測定状態とがかなり
異なっているため、圧縮力と引張力の両方について校正
を行う必要があり、さらには、上述のように衝合部の接
触状態が複雑に変化するため、荷重変換器のみの単体の
校正では不充分であり、荷重変換器が組み込まれた状態
の連結器と共に校正しなければならないから、結果的に
は、前者の従来技術と同様の問題点を含んでいることに
なる。
【００１７】第３の問題点として、荷重変換器の一方側
および他方側と、これらと衝合する相手側のナックルお
よび連結器との間にギャップ（遊び）があるため、発進
時や制動時に荷重変換器に直接大きな衝撃力が作用し、
連結器に作用する実際の前後力に対し荷重変換器から出
力される検出データが過大な値を示すという問題点があ
る上、荷重変換器をより堅牢なものにする必要があり、
その分、コスト高を招くという問題点もある。
および他方側と、これらと衝合する相手側のナックルお
よび連結器との間にギャップ（遊び）があるため、発進
時や制動時に荷重変換器に直接大きな衝撃力が作用し、
連結器に作用する実際の前後力に対し荷重変換器から出
力される検出データが過大な値を示すという問題点があ
る上、荷重変換器をより堅牢なものにする必要があり、
その分、コスト高を招くという問題点もある。
【００１８】本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑
みてなされたもので、その目的とするところは、連結器
を車両から取外した状態で校正する必要がなく、大型の
引張・圧縮試験機がなくとも校正が可能であり、しかも
引張力あるいは圧縮力のいずれか一方のみの校正で足
り、そのうえ安価に製作できると共に連結器に作用する
前後力が安定して高精度に検出可能な車両の前後力検出
装置を提供することにある。
みてなされたもので、その目的とするところは、連結器
を車両から取外した状態で校正する必要がなく、大型の
引張・圧縮試験機がなくとも校正が可能であり、しかも
引張力あるいは圧縮力のいずれか一方のみの校正で足
り、そのうえ安価に製作できると共に連結器に作用する
前後力が安定して高精度に検出可能な車両の前後力検出
装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、車両に連結ピンを介して取り付けられ
た連結器に作用する引張力および圧縮力を検出する車両
の前後力検出装置において、上記連結ピンは、上記車両
側の部材に嵌合される車両側嵌合部と上記連結器側に嵌
合される連結器側嵌合部との間が小径に形成された少な
くとも２つの小径部を有し且つ上記小径部には薄肉に形
成された起歪部を有すると共に上記連結器の所定方向の
角度変化に伴い共に一体的に回動するように上記連結器
に固定され、上記連結ピンの上記起歪部にはひずみゲー
ジが添着され、上記連結器に作用する引張力および圧縮
力を、上記ひずみゲージの抵抗値に変換して検出し得る
ように構成したことを特徴とするものである。
達成するために、車両に連結ピンを介して取り付けられ
た連結器に作用する引張力および圧縮力を検出する車両
の前後力検出装置において、上記連結ピンは、上記車両
側の部材に嵌合される車両側嵌合部と上記連結器側に嵌
合される連結器側嵌合部との間が小径に形成された少な
くとも２つの小径部を有し且つ上記小径部には薄肉に形
成された起歪部を有すると共に上記連結器の所定方向の
角度変化に伴い共に一体的に回動するように上記連結器
に固定され、上記連結ピンの上記起歪部にはひずみゲー
ジが添着され、上記連結器に作用する引張力および圧縮
力を、上記ひずみゲージの抵抗値に変換して検出し得る
ように構成したことを特徴とするものである。
【００２０】また、本発明は、上記の目的をよりよく達
成するために、上記連結ピンの小径部の互いに１８０°
隔てた外周から中心軸方向に向う２つの座繰り穴が一定
の深さまで形成されてその２つの座繰り穴の底面間が所
定の厚さを有する起歪部とされ、その座繰り穴の底面に
せん断応力を検出し得るようにひずみゲージが添着さ
れ、上記連結ピンは上記座繰り穴の底面が上記引張力お
よび圧縮力の作用方向に沿うようにして上記連結器に取
り付けられていることを特徴とするものである。
成するために、上記連結ピンの小径部の互いに１８０°
隔てた外周から中心軸方向に向う２つの座繰り穴が一定
の深さまで形成されてその２つの座繰り穴の底面間が所
定の厚さを有する起歪部とされ、その座繰り穴の底面に
せん断応力を検出し得るようにひずみゲージが添着さ
れ、上記連結ピンは上記座繰り穴の底面が上記引張力お
よび圧縮力の作用方向に沿うようにして上記連結器に取
り付けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
【作用】上記のように構成された車両の前後力検出装置
における連結ピンのうち、車両側嵌合部には車両側の部
材、例えば緩衝器が嵌合され、連結器側嵌合部には連結
器の基端が嵌合され、連結器と緩衝器との間に互いに逆
方向に引張力が作用すると、連結器側嵌合部と車両側嵌
合部との間に挟まれた小径部に形成され起歪部は、せん
断力を受けてせん断ひずみを生じる。
における連結ピンのうち、車両側嵌合部には車両側の部
材、例えば緩衝器が嵌合され、連結器側嵌合部には連結
器の基端が嵌合され、連結器と緩衝器との間に互いに逆
方向に引張力が作用すると、連結器側嵌合部と車両側嵌
合部との間に挟まれた小径部に形成され起歪部は、せん
断力を受けてせん断ひずみを生じる。
【００２２】この起歪部の面は、連結器の引張力および
圧縮力が作用する方向と平行な面とされ、しかも、連結
ピンと連結器とが一体的に回動するように固定されてい
るので、上記の関係は、常に保持され、連結器が車両の
所定方向の移動に伴って方向を変えても起歪部に添着さ
れたひずみゲージによって、常に連結器の長手方向に作
用する引張力および圧縮力を検出することとなる。
圧縮力が作用する方向と平行な面とされ、しかも、連結
ピンと連結器とが一体的に回動するように固定されてい
るので、上記の関係は、常に保持され、連結器が車両の
所定方向の移動に伴って方向を変えても起歪部に添着さ
れたひずみゲージによって、常に連結器の長手方向に作
用する引張力および圧縮力を検出することとなる。
【００２３】
【実施例】次に、本発明に係る車両の前後力検出装置の
実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】図１は、本発明に係る車両の前後力検出装
置の第１の実施例の構成を示す正面縦断面図、図２は、
図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図３は、図１と同一の
実施例の背面縦断面図である。
置の第１の実施例の構成を示す正面縦断面図、図２は、
図１のＡ−Ａ線矢視方向断面図、図３は、図１と同一の
実施例の背面縦断面図である。
【００２５】図１〜図３において、１は、連結ピンであ
り、本来の機能は、連結器２を車両１０に緩衝器３を介
して回動可能に支持するものであるが、本実施例におい
ては、後述するようにひずみゲージが添着されて、連結
器２に作用する引張力および圧縮力（前後力）を検出す
る前後力検出器の機能をも有する。
り、本来の機能は、連結器２を車両１０に緩衝器３を介
して回動可能に支持するものであるが、本実施例におい
ては、後述するようにひずみゲージが添着されて、連結
器２に作用する引張力および圧縮力（前後力）を検出す
る前後力検出器の機能をも有する。
【００２６】図１において一点鎖線で表わす上側の部分
が連結器２の基端部分であり、下側の部分が車両に結合
された緩衝器３の先端部分である。連結ピン１は、全体
が断面円形の円柱状をなしており、中間部分に緩衝器３
に穿設された嵌合孔と適度なクリアランスをもって嵌合
し得る外径を有する車両側嵌合部としての緩衝器側嵌合
部１ａが形成されている。
が連結器２の基端部分であり、下側の部分が車両に結合
された緩衝器３の先端部分である。連結ピン１は、全体
が断面円形の円柱状をなしており、中間部分に緩衝器３
に穿設された嵌合孔と適度なクリアランスをもって嵌合
し得る外径を有する車両側嵌合部としての緩衝器側嵌合
部１ａが形成されている。
【００２７】この緩衝器側嵌合部１ａの左右両側には、
所定の間隔を開けて同じ外径の連結器側嵌合部１ｂ，１
ｃが形成されている。そしてこの緩衝器側嵌合部１ａと
連結器側嵌合部１ｂおよび１ｃとの間は、小径にされた
小径部１ｄ，１ｅが設けられ、この小径部１ｄおよび１
ｅには、薄肉に形成された起歪部１ｆ，１ｇが設けられ
ている。
所定の間隔を開けて同じ外径の連結器側嵌合部１ｂ，１
ｃが形成されている。そしてこの緩衝器側嵌合部１ａと
連結器側嵌合部１ｂおよび１ｃとの間は、小径にされた
小径部１ｄ，１ｅが設けられ、この小径部１ｄおよび１
ｅには、薄肉に形成された起歪部１ｆ，１ｇが設けられ
ている。
【００２８】この連結ピン１における起歪部１ｆ，１ｇ
は、次のようにして形成される。即ち、本来、円柱状の
連結ピン１に、一定間隔の小径部１ｄ，１ｅを旋盤によ
り削成する。
は、次のようにして形成される。即ち、本来、円柱状の
連結ピン１に、一定間隔の小径部１ｄ，１ｅを旋盤によ
り削成する。
【００２９】この小径部１ｄの互いに１８０°隔てた外
周から中心軸方向に向かう２つの座繰り穴Ｈ１，Ｈ２を
フライス盤などにより所定の深さに達するまで穿削す
る。また、同様に小径部１ｅの互いに１８０°隔てた外
周から所定の深さの座繰り穴Ｈ３，Ｈ４を所定の深さに
達するまで穿削する。
周から中心軸方向に向かう２つの座繰り穴Ｈ１，Ｈ２を
フライス盤などにより所定の深さに達するまで穿削す
る。また、同様に小径部１ｅの互いに１８０°隔てた外
周から所定の深さの座繰り穴Ｈ３，Ｈ４を所定の深さに
達するまで穿削する。
【００３０】このようにして、穿削された各２つの座繰
り穴Ｈ１とＨ２およびＨ３とＨ４の互いに対向する底面
間に残された薄肉部分が起歪部１ｆおよび１ｇとされる
のである。
り穴Ｈ１とＨ２およびＨ３とＨ４の互いに対向する底面
間に残された薄肉部分が起歪部１ｆおよび１ｇとされる
のである。
【００３１】この起歪部１ｆ，１ｇ、すなわち、座繰り
穴Ｈ１〜Ｈ４の各底部には、連結ピン１の中心軸に対
し、４５°および１３５°の角度間隔をもって、各２枚
のひずみゲージＧ１およびＧ２、Ｇ３およびＧ４、Ｇ５
およびＧ６、Ｇ７およびＧ８が、それぞれ接着、蒸着、
スパッタリング、その他の手段により添着されている。
穴Ｈ１〜Ｈ４の各底部には、連結ピン１の中心軸に対
し、４５°および１３５°の角度間隔をもって、各２枚
のひずみゲージＧ１およびＧ２、Ｇ３およびＧ４、Ｇ５
およびＧ６、Ｇ７およびＧ８が、それぞれ接着、蒸着、
スパッタリング、その他の手段により添着されている。
【００３２】このように添着されたひずみゲージＧ１〜
Ｇ８のうち、一方の起歪部１ｆに添着されたひずみゲー
ジＧ１〜Ｇ４は、図５に示すようにしてホイートストン
ブリッジ回路（以下、単に「ブリッジ回路」と略称す
る）が形成され、他方の起歪部１ｇに添着されたひずみ
ゲージＧ５〜Ｇ８は、図６に示すようにしてブリッジ回
路が形成される。ひずみゲージＧ１〜Ｇ８が添着された
後、各座繰り穴Ｈ１〜Ｈ４には、コーティング剤塗布あ
るいは盲蓋を冠着するなどして防湿処理を施す。
Ｇ８のうち、一方の起歪部１ｆに添着されたひずみゲー
ジＧ１〜Ｇ４は、図５に示すようにしてホイートストン
ブリッジ回路（以下、単に「ブリッジ回路」と略称す
る）が形成され、他方の起歪部１ｇに添着されたひずみ
ゲージＧ５〜Ｇ８は、図６に示すようにしてブリッジ回
路が形成される。ひずみゲージＧ１〜Ｇ８が添着された
後、各座繰り穴Ｈ１〜Ｈ４には、コーティング剤塗布あ
るいは盲蓋を冠着するなどして防湿処理を施す。
【００３３】連結ピン１の一端（図１において右端）側
には、八角形状を呈する回転止め用のフランジ部５が、
一体にあるいは一体的に設けられており、このフランジ
部５が、連結器２の基端部に形成された八角穴（または
八角溝）に嵌合し、連結ピン１と連結器２とが相対的に
回転を許容しないように結合されている。
には、八角形状を呈する回転止め用のフランジ部５が、
一体にあるいは一体的に設けられており、このフランジ
部５が、連結器２の基端部に形成された八角穴（または
八角溝）に嵌合し、連結ピン１と連結器２とが相対的に
回転を許容しないように結合されている。
【００３４】連結ピン１の他端（図１において左端）に
は、ピン孔１ｈが穿孔されており、図示しない止めピン
がピン孔１ｈに圧入することで、連結器２が連結ピン１
から脱落しないように抜け止め防止が図られる。
は、ピン孔１ｈが穿孔されており、図示しない止めピン
がピン孔１ｈに圧入することで、連結器２が連結ピン１
から脱落しないように抜け止め防止が図られる。
【００３５】ところで、連結器２と前後力検出器４の関
係状態の詳細は、図９、図１０に示されている。同図に
おいて、連結器２は、連結器本体２１、ナックル２２、
錠２３、下錠揚げ２４およびナックルピン２５等により
構成されている。
係状態の詳細は、図９、図１０に示されている。同図に
おいて、連結器２は、連結器本体２１、ナックル２２、
錠２３、下錠揚げ２４およびナックルピン２５等により
構成されている。
【００３６】連結器本体２１の先端部には、ナックル２
２が、ナックルピン２５により回動自在に取り付けら
れ、錠２３および下錠揚げ２４により開閉状態が維持さ
れるようになっている。連結器２は、前後力検出器１を
構成する連結ピン１により緩衝器３と連結され、そして
連結ピン１の中心軸を回動軸として上下回動が可能にさ
れている。
２が、ナックルピン２５により回動自在に取り付けら
れ、錠２３および下錠揚げ２４により開閉状態が維持さ
れるようになっている。連結器２は、前後力検出器１を
構成する連結ピン１により緩衝器３と連結され、そして
連結ピン１の中心軸を回動軸として上下回動が可能にさ
れている。
【００３７】次に、上述したように構成された本発明の
第１実施例の作用について説明する。図１１に示すよう
に相前後する車両１０、１０間が連結器２，２同士によ
って連結された状態で車両１０、１０、が軌道上を走行
する際、例えば発進時には、連結器２には引張力が作用
する。
第１実施例の作用について説明する。図１１に示すよう
に相前後する車両１０、１０間が連結器２，２同士によ
って連結された状態で車両１０、１０、が軌道上を走行
する際、例えば発進時には、連結器２には引張力が作用
する。
【００３８】すると、図１における連結器２が紙面にお
いて上方向（矢印方向）へ移動しようとするから、起歪
部１ｆおよび１ｇには、せん断力が加わり、ひずみゲー
ジＧ１，Ｇ３およびＧ５，Ｇ７は伸長され、ひずみゲー
ジＧ２，Ｇ４およびＧ６，Ｇ８は縮小される。
いて上方向（矢印方向）へ移動しようとするから、起歪
部１ｆおよび１ｇには、せん断力が加わり、ひずみゲー
ジＧ１，Ｇ３およびＧ５，Ｇ７は伸長され、ひずみゲー
ジＧ２，Ｇ４およびＧ６，Ｇ８は縮小される。
【００３９】従って、図５および図６に示す両ブリッジ
回路において、その入力端にブリッジ電源電圧Ｅi を印
加すると、その出力端からは、連結器２に作用する引張
力に対応したひずみ出力電圧ｅo が出力される。
回路において、その入力端にブリッジ電源電圧Ｅi を印
加すると、その出力端からは、連結器２に作用する引張
力に対応したひずみ出力電圧ｅo が出力される。
【００４０】一方、車両１０に制動がかけられて連結器
２に圧縮力が作用した場合には、起歪部１ｆおよび１ｇ
には、上述とは逆方向のせん断力が加わるから、ひずみ
ゲージＧ１，Ｇ３およびＧ５，Ｇ７は圧縮され、ひずみ
ゲージＧ２，Ｇ４およびＧ６，Ｇ８は伸長されるから、
図５および図６に示す両ブリッジ回路において、その出
力端からは、連結器２に作用する圧縮力に対応したひず
み出力電圧ｅo が出力される。
２に圧縮力が作用した場合には、起歪部１ｆおよび１ｇ
には、上述とは逆方向のせん断力が加わるから、ひずみ
ゲージＧ１，Ｇ３およびＧ５，Ｇ７は圧縮され、ひずみ
ゲージＧ２，Ｇ４およびＧ６，Ｇ８は伸長されるから、
図５および図６に示す両ブリッジ回路において、その出
力端からは、連結器２に作用する圧縮力に対応したひず
み出力電圧ｅo が出力される。
【００４１】尚、上述の実施例に係る車両の前後力検出
装置の校正は、連結器２を含めた全体を構成をする必要
はない。即ち、本実施例の場合、連結器２および緩衝器
３の連結ピン１との嵌合構成が等価な構成の校正治具を
準備しておけば、実際の連結器２がなくても、また、大
型の引張・圧縮試験機がなくとも、前後力検出装置とし
ての校正を行うことができる。
装置の校正は、連結器２を含めた全体を構成をする必要
はない。即ち、本実施例の場合、連結器２および緩衝器
３の連結ピン１との嵌合構成が等価な構成の校正治具を
準備しておけば、実際の連結器２がなくても、また、大
型の引張・圧縮試験機がなくとも、前後力検出装置とし
ての校正を行うことができる。
【００４２】そして、連結ピン１の車両側嵌合部として
の緩衝器側嵌合部１ａおよび連結器側嵌合部に対し緩衝
器３の嵌合孔および連結器２の嵌合孔との間隙は、非常
に僅かなものとすることができるから、前後力の再現性
がよく、引張力と圧縮力との差については、実用上無視
することができ、通常、引張りより簡単にできる圧縮に
よる校正のみを行えば十分であるから、校正作業に要し
た時間を大幅に短縮することができると共に、連結器２
が車両の走行中に、上下方向に回動したとしても、連結
ピン１に対する前後力の伝達方向は常に一定であり、緩
衝器３と連結ピン１との嵌合状態は、面（円筒面）接触
であるから、前後力の伝達が円滑に行われ、高精度な前
後力の検出を行うことができる。
の緩衝器側嵌合部１ａおよび連結器側嵌合部に対し緩衝
器３の嵌合孔および連結器２の嵌合孔との間隙は、非常
に僅かなものとすることができるから、前後力の再現性
がよく、引張力と圧縮力との差については、実用上無視
することができ、通常、引張りより簡単にできる圧縮に
よる校正のみを行えば十分であるから、校正作業に要し
た時間を大幅に短縮することができると共に、連結器２
が車両の走行中に、上下方向に回動したとしても、連結
ピン１に対する前後力の伝達方向は常に一定であり、緩
衝器３と連結ピン１との嵌合状態は、面（円筒面）接触
であるから、前後力の伝達が円滑に行われ、高精度な前
後力の検出を行うことができる。
【００４３】尚、治具を使用することにより簡単に引張
圧縮校正も可能である。
圧縮校正も可能である。
【００４４】尚、本発明は、上述した実施例に限定され
ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変形実施が可能である。例えば、連結ピン１に形成する
起歪部は、図１〜図３に示したように２か所に設ける場
合に限らず、図４に示すように連結ピン１の４か所に起
歪部１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍを設けてもよい。
ることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の
変形実施が可能である。例えば、連結ピン１に形成する
起歪部は、図１〜図３に示したように２か所に設ける場
合に限らず、図４に示すように連結ピン１の４か所に起
歪部１ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍを設けてもよい。
【００４５】このように起歪部の数を増やした場合、ひ
ずみゲージも８枚に増やし、第１の実施例の場合と同様
に、例えば連結器２に引張力または圧縮力が作用すると
き、伸長される４枚のひずみゲージは、図７に示すよう
に、ダブルブリッジ回路構成とし、２つのブリッジ回路
の相対向する二辺に分散して配置し、圧縮される４枚の
ひずみゲージは、これを隣接する二辺に分散して配置
（回路挿入）すればよい。
ずみゲージも８枚に増やし、第１の実施例の場合と同様
に、例えば連結器２に引張力または圧縮力が作用すると
き、伸長される４枚のひずみゲージは、図７に示すよう
に、ダブルブリッジ回路構成とし、２つのブリッジ回路
の相対向する二辺に分散して配置し、圧縮される４枚の
ひずみゲージは、これを隣接する二辺に分散して配置
（回路挿入）すればよい。
【００４６】また、せん断ひずみ（応力）を検出するひ
ずみゲージとしては、第１の実施例の場合は、２枚のひ
ずみゲージを互いに９０°ずらせて起歪部に添着した
が、これに限らず、図８に示すように、１枚のゲージベ
ース上に互いにその受感軸方向を９０°ずらせてゲージ
素子Ｇ1 ，Ｇ2 を形成してなる複合ひずみゲージを用い
てもよいことは勿論である。
ずみゲージとしては、第１の実施例の場合は、２枚のひ
ずみゲージを互いに９０°ずらせて起歪部に添着した
が、これに限らず、図８に示すように、１枚のゲージベ
ース上に互いにその受感軸方向を９０°ずらせてゲージ
素子Ｇ1 ，Ｇ2 を形成してなる複合ひずみゲージを用い
てもよいことは勿論である。
【００４７】また、連結器と連結ピンとの回り止め構造
としては、図４の（Ｂ）に示すように、連結器２の連結
ピン嵌合孔２ａをＤの字状に形成し、これに嵌合する連
結器側嵌合部１ｎをやはりＤ字状に形成することで、回
り止めの機能を果たさせることができる。
としては、図４の（Ｂ）に示すように、連結器２の連結
ピン嵌合孔２ａをＤの字状に形成し、これに嵌合する連
結器側嵌合部１ｎをやはりＤ字状に形成することで、回
り止めの機能を果たさせることができる。
【００４８】さらにまた、連結器に作用する前後力を検
出する機構として、せん断ひずみ（応力）検出型の例を
示したが、曲げひずみ検出型に変形して実施することも
できる。
出する機構として、せん断ひずみ（応力）検出型の例を
示したが、曲げひずみ検出型に変形して実施することも
できる。
【００４９】この場合、小径部に形成するのは、座繰り
穴でなく、座繰り穴の形成方向と同じ方向に向けて貫通
孔を穿設し、上記貫通孔の内壁面または、貫通孔に対応
する上記小径部の外周のいずれかの曲げひずみが大きく
現われる部分にひずみゲージを添着すればよい。
穴でなく、座繰り穴の形成方向と同じ方向に向けて貫通
孔を穿設し、上記貫通孔の内壁面または、貫通孔に対応
する上記小径部の外周のいずれかの曲げひずみが大きく
現われる部分にひずみゲージを添着すればよい。
【００５０】
【発明の効果】本発明に係る車両の前後力検出装置は、
上述したところより分かるように次のような効果を有す
る。先ず、車両の前後力検出に際しては、連結器と車両
側の部材との連結手段としてガタツキがなく安定で連結
器が大きく揺動しても、常に連結器の方向に追随して指
向する連結ピンを、前後力検出器の要部として採用した
から、従来のものに比べて、精度と感度と信頼性を大幅
に向上することができる。
上述したところより分かるように次のような効果を有す
る。先ず、車両の前後力検出に際しては、連結器と車両
側の部材との連結手段としてガタツキがなく安定で連結
器が大きく揺動しても、常に連結器の方向に追随して指
向する連結ピンを、前後力検出器の要部として採用した
から、従来のものに比べて、精度と感度と信頼性を大幅
に向上することができる。
【００５１】また、校正も連結器を含めてでなく、前後
力検出器単独で行っても連結器を含めて行う大がかりな
校正と同程度の校正精度が実現される。従って、大型の
引張・圧縮試験機も必要とせず、連結器を車両から脱着
する多大な労力も節減でき、従来数日要していた前後力
測定のための準備時間を大幅に短縮することができる。
力検出器単独で行っても連結器を含めて行う大がかりな
校正と同程度の校正精度が実現される。従って、大型の
引張・圧縮試験機も必要とせず、連結器を車両から脱着
する多大な労力も節減でき、従来数日要していた前後力
測定のための準備時間を大幅に短縮することができる。
【００５２】また、本発明に係る車両の前後力検出装置
は、連結器および車両側に特別な加工を施す必要がな
く、単に連結ピンの形状を変更すれば足りるから、製造
コスト、調整コストが比較的安くて済み、上記校正作業
およびその準備作業に伴うコストの低減化と相俟って、
トータルコストを従来の場合より大幅に低減化すること
ができる。
は、連結器および車両側に特別な加工を施す必要がな
く、単に連結ピンの形状を変更すれば足りるから、製造
コスト、調整コストが比較的安くて済み、上記校正作業
およびその準備作業に伴うコストの低減化と相俟って、
トータルコストを従来の場合より大幅に低減化すること
ができる。
【図１】本発明に係る車両の前後力検出装置の第１の実
施例の構成を示す正面縦断面図である。
施例の構成を示す正面縦断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視方向断面図である。
【図３】図１の背面縦断面図である。
【図４】本発明に係る車両の前後力検出装置の変形実施
例の構成を示す図面であり、左図（Ａ）は、正面縦断面
図であり、右図（Ｂ）は、左図（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視方
向断面図である。
例の構成を示す図面であり、左図（Ａ）は、正面縦断面
図であり、右図（Ｂ）は、左図（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視方
向断面図である。
【図５】図１に示す実施例の前後力検出装置の一方の起
歪部に添着されたひずみゲージをブリッジ回路に組んだ
場合の一方の回路図である。
歪部に添着されたひずみゲージをブリッジ回路に組んだ
場合の一方の回路図である。
【図６】図１に示す実施例の前後力検出装置の他方の起
歪部に添着されたひずみゲージをブリッジ回路に組んだ
場合の他方の回路図である。
歪部に添着されたひずみゲージをブリッジ回路に組んだ
場合の他方の回路図である。
【図７】図４に示す前後力検出装置の起歪部に添着した
８枚のひずみゲージをダブルブリッジ回路に組んだ場合
の回路図である。
８枚のひずみゲージをダブルブリッジ回路に組んだ場合
の回路図である。
【図８】せん断ひずみを検出するためのひずみゲージの
変形例を示す平面図である。
変形例を示す平面図である。
【図９】本発明に係る連結器と前後力検出装置との関係
を説明するための側面図である。
を説明するための側面図である。
【図１０】図９の正面図で、その一部を破断して示して
ある。
ある。
【図１１】車両と連結器の接続関係を説明するための摸
式的な側面図である。
式的な側面図である。
【図１２】従来の前後力検出装置の説明を行うための連
結器および緩衝器の構成を示す側面図である。
結器および緩衝器の構成を示す側面図である。
【図１３】従来の前後力検出装置の校正の要領を説明す
るための側面図で、その一部を破断して示してある。
るための側面図で、その一部を破断して示してある。
【図１４】図１３の正面図で、その一部を破断して示し
てある。
てある。
１ 連結ピン １ａ 緩衝器側嵌合部 １ｂ，１ｃ 連結器側嵌合部 １ｄ，１ｅ 小径部 １ｆ，１ｇ 起歪部 １ｈ ピン孔 １ｉ，１ｊ，１ｋ，１ｍ 起歪部 １ｎ 連結器側嵌合部 ２ 連結器 ２ａ 連結ピン嵌合孔 ３ 緩衝器 ４ 前後力検出器 ５ フランジ部 １０ 車両 ２１ 連結器本体 ２２ ナックル ２４ 下錠揚げ ２５ ナックルピン Ｇ１ 〜Ｇ８ ひずみゲージ Ｈ１〜Ｈ４ 座絞り穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯塚 俊章 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内 (72)発明者 室井 陽三 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内 (72)発明者 井上 祥次郎 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内
Claims (2)
- 【請求項１】 車両に連結ピンを介して取り付けられた
連結器に作用する引張力および圧縮力を検出する車両の
前後力検出装置において、上記連結ピンは、上記車両側
の部材に嵌合される車両側嵌合部と上記連結器側に嵌合
される連結器側嵌合部との間が小径に形成された少なく
とも２つの小径部を有し且つ上記小径部には薄肉に形成
された起歪部を有すると共に上記連結器の所定方向の角
度変化に伴い共に一体的に回動するように上記連結器に
固定され、上記連結ピンの上記起歪部にはひずみゲージ
が添着され、上記連結器に作用する引張力および圧縮力
を、上記ひずみゲージの抵抗値に変換して検出し得るよ
うに構成したことを特徴とする車両の前後力検出装置。 - 【請求項２】 上記連結ピンの小径部の互いに１８０°
隔てた外周から中心軸方向に向う２つの座繰り穴が一定
の深さまで形成されてその２つの座繰り穴の底面間が所
定の厚さを有する起歪部とされ、その座繰り穴の底面に
せん断応力を検出し得るようにひずみゲージが添着さ
れ、上記連結ピンは上記座繰り穴の底面が上記引張力お
よび圧縮力の作用方向に沿うようにして上記連結器に取
り付けられていることを特徴とする請求項１記載の車両
の前後力検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29147393A JP2714627B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 車両の前後力検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29147393A JP2714627B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 車両の前後力検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07117668A true JPH07117668A (ja) | 1995-05-09 |
| JP2714627B2 JP2714627B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=17769332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29147393A Expired - Fee Related JP2714627B2 (ja) | 1993-10-28 | 1993-10-28 | 車両の前後力検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714627B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016027645A1 (ja) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
| JP2018167328A (ja) * | 2018-08-09 | 2018-11-01 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
| CN109946053A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 商用车钢板弹簧销载荷测试方法 |
| RU2742528C1 (ru) * | 2020-06-30 | 2021-02-08 | Максим Юрьевич Кейно | Способ и устройство измерения продольных сил, прикладываемых к автосцепкам грузовых поездов |
| RU2770998C1 (ru) * | 2021-04-05 | 2022-04-25 | Максим Юрьевич Кейно | Способ и устройство измерения величины и направления продольных динамических реакций в поезде |
| CN115077770A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-09-20 | 长沙聚睿科技有限公司 | 车钩牵引力监测传感器及车钩 |
| CN116296021A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-23 | 湘潭市工矿电传动车辆质量检验中心 | 一种工矿车辆车钩牵引力检测系统 |
-
1993
- 1993-10-28 JP JP29147393A patent/JP2714627B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016027645A1 (ja) * | 2014-08-19 | 2016-02-25 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
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| US10576705B2 (en) | 2014-08-19 | 2020-03-03 | Komatsu Industries Corporation | Control system, press machine, and control method for press machine |
| JP2018167328A (ja) * | 2018-08-09 | 2018-11-01 | コマツ産機株式会社 | 制御システム、プレス機械、及びプレス機械の制御方法 |
| CN109946053A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-06-28 | 中国第一汽车股份有限公司 | 商用车钢板弹簧销载荷测试方法 |
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| CN115077770A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-09-20 | 长沙聚睿科技有限公司 | 车钩牵引力监测传感器及车钩 |
| CN116296021A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-06-23 | 湘潭市工矿电传动车辆质量检验中心 | 一种工矿车辆车钩牵引力检测系统 |
| CN116296021B (zh) * | 2023-03-13 | 2023-09-26 | 湘潭市工矿电传动车辆质量检验中心 | 一种工矿车辆车钩牵引力检测系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2714627B2 (ja) | 1998-02-16 |
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