JPS6023687Y2 - 車軸たわみ検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は例えばトラックの荷重を検出するために適用
され、車両の車軸のたわみを検出する車軸たわみ検出器
に関する。

従来歪を検出する手段として、被検出物体に歪ゲージを
接着剤で貼付けた電気抵抗線歪計が知られている。

例えばトラックにおいてその荷台に乗せた荷物の重量に
応じて車軸がたわむ、よってその車軸のたわみを検出す
れば荷台の荷物の重量を知ることができる。

この車軸のたわみを検出するために、電気抵抗線歪計を
用い、車軸のたわみを検出することが考えられるが、車
両のように振動が激しく、また車軸の温度変化が大きい
ものについては振動により歪ゲージが剥離するおそれが
あり、誤差の発生原因となり、また温度変化によって検
出出力が変動する。

この考案の目的は磁歪式歪検出器を用いることにより、
正確に車軸のたわみを検出できるたわみ検出器を提供す
ることにある。

先ず磁歪式歪検出器を第１図を参照して説明する。

弾性及び適当な剛性がある、例えば金属材のリング状体
１１の一つの直径上において磁性材の棒状起歪体１２が
橋渡され、その両端がリング状体１１に固定される。

その起歪体１２に励磁コイル１３及び検出コイル１４が
互にはＳ゛直角交叉して巻回される。

起歪体１２の延長方向においてリング状体１１の両端に
取付片１５．１６がそれぞれ固定され、起歪体１２と直
角な方向におけるリング状体１１の両端に取付片１７．
１８がそれぞれ固定される。

交流信号源１９から例えば１０００Ｈｚの交流電流を励
磁コイル１３に流すと、起歪体１２の内部にはその材料
の固有の透磁率に応じたある量の磁束が交流する。

したがって検出コイル１４に電磁誘導効果により１００
０Ｈｚのある量の交流電流が流れる。

こ）で起歪体１２に引張歪を発生させると、その歪量に
応じてその固有の透磁率が増大する（これを磁歪効果と
呼ぶ）ので、励磁コイル１３に常に二定強さの交流電圧
が与えられていても、それによって起歪体１２内に流れ
る磁束量は増大し、従つて検出コイル１４の誘導電流も
増加する。

それで、この誘導電流の変化量を例えば交流電圧計２１
で計測することにより、この起歪体１２に加えられた力
の大きさを知ることができる。

こ）で励磁コイル１３、検出コイル１４を互に直交させ
ているため、一方のコイル１３で発生した磁束のうち空
中のみを通るものは他方のコイル１４と平行となり、そ
の成分はコイル１４の出力とはならない。

しかしコイル１３で発生する磁束のうち起歪体１２を通
るものは、そのコイル１４と直交する成分があるため、
これに応じた出力がコイル１４から得られる。

コイル１３て発生する磁束中の空気中のみを通るものは
起歪体１２が歪を受けてもコイル１４の出力に影響しな
い。

従ってコイル１３．１４を直交させることにより起歪体
１２に与える歪がゼロでコイル１４の出力を著しく小さ
くし、かつ起歪体１２の歪によりコイル１４の出力変化
を大きくすることができる。

被検出体に取付片１５〜１８が固定され、被検出体に取
付片１５．１６を結ぶ方向の引張力が作用して取付片１
５．１６間の距離が大きくなろうとすると、起歪体１２
は引張られる。

逆に被検出体に取付片１７．１８を結ぶ方向の圧縮力が
作用すると、取付片１７．１８間の距離が小さくなろう
とするので、リング状体１１の直交位置の起歪体１２の
両端取付部分は両方へ拡がろうとし、やはり起歪体１２
が引張られる。

従って、引張りを計測するときは、この歪検出器をその
引張力の方向にならべて取付片１５，１６を取付けて使
用し、圧縮を計測する場合は、取付片１７．１８をその
圧縮方向にならべて取付けて用いればよい。

この考案はこのような歪検出器を２個用いて車軸のたわ
みを検出する。

即ち第２図において、例えばトラックの左右の後車輪２
３．２４の車軸は車軸用フレーム２５内に挿通して保持
されている。

車軸用フレーム２５上には支持体２６．２７を介して図
に示していないが荷台が支持されている。

車軸のたわみを検出するために車軸用フレーム２５の上
面中央部に第１図に示した歪検出器２８がその取付片１
７．１８を車軸延長方向に配列して取付けられ、車軸フ
レーム２５の下面中央部に第１図に示した歪検出器２９
がその取付片１５．１６を車軸延長方向に配列して取付
ける。

荷台に荷物を乗せるとその荷物の重量に応じて車軸用フ
レーム２５は変形して曲りを発生するので、車軸用フレ
ーム２５の上面部は圧縮され、下面部は引張られる。

この圧縮力が歪検出器２８で検出され、引張り力が歪検
出器２９て検出される。

これら歪検出器２８．２９の各出力は例えば検波器３１
．３２により直流信号とされた後、加算回路３３で加算
され、指示計３４に指示させる。

指示計３４は運転手が見ることができる位置に設けられ
る。

歪検出器２８．２９の出力が同位相の場合は検波するこ
となく加算してもよい。

このように同じ歪検出器を差動式の使用するときには、
次のように温度による誤差なぞが相殺される効果がある
。

それはトラックがその停車中より走行を始めると、車軸
用フレーム２５の温度が上昇し、車軸用フレーム２５が
熱膨張し、歪検出器のリング状体１１よりも、その膨張
寸法が大である場合は車軸用フレーム２５の下面部では
引張歪を計測中であるため熱膨張の差により、その計測
値は増大するが、上面部では圧縮歪を計測中であるので
、熱膨張に差により、その計測値は減少し、その両方の
値の合計値では丁度熱膨張による誤差は相殺されること
になる。

表示器ではこのようにして検出された歪の前車軸での数
値、後車軸での数値、及びそれらの合計値を表示させ、
また荷台がからの場合の零設定や検定用の荷重を乗せて
感度設定するなどのための感度を調整のため調整部を例
えば加算回路３３に設けることができる。

以上述べたこの考案の車軸たわみ検出器によれば、取付
片１５〜１８により充分強固に車軸又はこれと関連する
部分に取付けることができ、その取付けが外れるおそれ
がなく、正確に検出できる。

また温度変動があっても誤差を生じない特徴がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は磁歪式検出器の一例を示す平面図、第２図はこ
の考案による車軸たわみ検出器の一例を示す構成図であ
る。 １１：リング状体、１２・：起歪体、１３：励磁コイル
、１４：検出コイル、１５〜１８：取付片、２５：車軸
用フレーム、２８，２９：歪検出器、３３：加算回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 被検出車軸の上面及び下面にそれぞれ第１．第２の歪検
   出器が取付けられ、これら第１．第２歪検出器はそれぞ
   れ弾性及び適当な剛性をもつリング状体に磁性体の棒状
   起歪体が橋渡されて両端が固定され、この棒状起歪体に
   互にはＳ゛直角交叉して励磁コイル及び検出コイルが巻
   回されて構成され、上記第１歪検出器はその起歪体の延
   長方向と直角な方向においてそのリング状体の両端が上
   記車軸に固定され、上記第２歪検出器はその起歪体の延
   長方向においてそのリング状体の両端が上記車軸に固定
   され、上記第１．第２歪検出器の検出コイルの出力が加
   算手段により加算されて取出されるように構成された車
   軸たわみ検出器。