JP6630644B2 - Axle case crack detection system - Google Patents
Axle case crack detection system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6630644B2 JP6630644B2 JP2016146576A JP2016146576A JP6630644B2 JP 6630644 B2 JP6630644 B2 JP 6630644B2 JP 2016146576 A JP2016146576 A JP 2016146576A JP 2016146576 A JP2016146576 A JP 2016146576A JP 6630644 B2 JP6630644 B2 JP 6630644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axle case
- strain
- crack
- axle
- detection system
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Description
本発明は、車両のアクスルケースの亀裂検知システムに関するものである。 The present invention relates to a system for detecting a crack in an axle case of a vehicle.
トラックなどの車両のアクスルケースには、積載量に応じた軸重が掛かると共に走行時の路面反力が繰り返し入力されるため、車両の耐用年数に応じた疲労強度が要求される。しかし、過積載や悪路走行が繰り返されると劣化の進行度が高くなり、亀裂が発生してしまう可能性がある。 An axle case of a vehicle such as a truck receives an axle load corresponding to the load capacity and repeatedly inputs a road surface reaction force during traveling. Therefore, a fatigue strength corresponding to a service life of the vehicle is required. However, if overloading or running on a rough road is repeated, the degree of deterioration increases, and cracks may occur.
アクスルケースの亀裂検知構造として、特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1には、アクスルケースの開口部に、最も弱い部分と次に弱い部分とを成形し、それらを結ぶライン上に歪ゲージを装着し、歪ゲージが断線したことを検出したとき、ラインに沿って亀裂が発生したことを運転者に知らせ、アクスルケースの寿命が尽きる前に交換を促すようにした亀裂検知構造が開示されている。
An axle case crack detection structure described in
しかしながら、アクスルケースに、わざわざ、最も弱い部分と次に弱い部分とを形成しているため、本来最初に亀裂が発生する部位(アクスルケースの本質的な最弱部位)に亀裂が発生する前に、成形した部位(最も弱い部位、次に弱い部位)に亀裂が発生すると、アクスルケースの耐用年数が短くなってしまう。 However, since the axle case is purposely formed with the weakest part and the next weakest part, before the crack occurs at the site where the crack originally occurs (the essential weakest part of the axle case), If a crack occurs in the formed part (the weakest part, then the weakest part), the service life of the axle case is shortened.
一方、アクスルケースとブレーキフランジの溶接は重要保安部位に設定され、亀裂の発生は避けなければならない。ブレーキフランジ廻りの亀裂の発生は、その溶接ビードの溶接端部から亀裂が発生し、これが全体亀裂に進展するため、溶接端部の亀裂の発生を事前に予測するか或いは発生後直ちに検知することが望まれる。 On the other hand, the welding of the axle case and the brake flange is set at a critical security site, and cracks must be avoided. Cracking around the brake flange occurs at the weld end of the weld bead and propagates to the overall crack.Therefore, the crack occurrence at the weld end must be predicted in advance or detected immediately after it has occurred. Is desired.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ブレーキフランジ付きアクスルケースの亀裂検知システムを提供することにある。 Then, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a crack detection system for an axle case with a brake flange.
上記目的を達成するために本発明は、アクスルケースに下方が未溶接となるようにリング状のブレーキフランジを溶接し、前記アクスルケースの溶接ビードの端部の位置に歪センサを取り付け、前記歪センサで検出した歪値を、単位走行時間或いは単位走行距離ごと積算し、その積算した歪量の総和から前記アクスルケースの亀裂の発生を予測することを特徴とするアクスルケースの亀裂検知システムである。 To accomplish the above object, the lower is welded a ring-shaped brake flange so that the unwelded axle casing, attach the strain sensor to the position of the end of the welding bead of the axle case, the In the axle case crack detection system, the strain value detected by the strain sensor is integrated for each unit travel time or unit travel distance, and the occurrence of the axle case crack is predicted from the sum of the integrated strain amounts. is there.
前記溶接ビードは、前記ブレーキフランジの両側に施され、前記歪センサは、前記溶接ビードの端部にそれぞれ取り付けられるのが好ましい。 Preferably, the welding beads are provided on both sides of the brake flange, and the strain sensors are respectively attached to ends of the welding beads.
前記歪センサの検出値に基づいて、車両の積載重量を算出するのが好ましい。 It is preferable to calculate the loaded weight of the vehicle based on the value detected by the strain sensor .
前記歪センサの検出値から車両の積載率を求め、積載率120%又は150%を超えるときに警告を発するのが好ましい。 Preferably, the loading ratio of the vehicle is obtained from the detected value of the distortion sensor, and a warning is issued when the loading ratio exceeds 120% or 150% .
本発明は、ブレーキフランジの溶接ビードの端部に位置したアクスルケースに歪センサを取り付けて、その歪を検出することで、亀裂発生を予測できるという優れた効果を発揮する。 The present invention exerts an excellent effect that a strain sensor is attached to an axle case located at an end of a weld bead of a brake flange and the strain is detected, whereby the occurrence of a crack can be predicted.
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図3により、本発明に適用されるアクスルケース10を説明する。
Referring to FIG. 3, an
アクスルケース10は、ディファレンシャルギヤユニット(図示せず)を収容するバンジョー部11と、バンジョー部11から左右に延びた管状の角断面部12と、中央側が角断面部12の角断面形状に形成されると共に外側が円形断面に形成された移行部13と、移行部13に接続される円筒部14とで構成される。
The
バンジョー部11は、前後にディファレンシャルギヤユニットを挿入する開口部を有すると共にその開口部前部にリングが溶接され、ディファレンシャルギヤユニット収容後の前部リング部に、デフキャリア(図示せず)がボルト止めされ、後部にカバー15が溶接される。
The
移行部13には、リング状のブレーキフランジ16が溶接される。
A ring-
図2に示すように、アクスルケース10の角断面部12には、下向きに軸重が加わることで、路面からの反力を受け、アクスルケース10は、支点SPに対して、下に凹となるように曲げられ、中心のバンジョー部11の変位が最大に下がり、中心から支点SPにかけて変位量が少なくなる。ここで、アクスルケース10の中立軸Lを境に、上側が圧縮応力、下側が引張応力が発生し、上面、下面に行くにつれ高い応力が発生する。
As shown in FIG. 2, the
そのため、図4に示すように、アクスルケース10の移行部13にリング状のブレーキフランジ16を溶接する際、溶接ビード18は、ブレーキフランジ16の全周に施すのではなく、高い引張応力が発生する下方を未溶接部19となるように溶接することで、強度影響を小さくしている(特許文献2)。
Therefore, as shown in FIG. 4, when welding the ring-
溶接ビード18は、ブレーキフランジ16の両側に施し、未溶接部19は、ブレーキフランジ16と移行部13の最下端を中心に90°〜120°の範囲となるようにする。
The
しかし、この未溶接部19を形成した溶接ビード18においても、図3の丸D部分の拡大図で示すように、溶接ビード18の端部18eに応力集中が発生するため、溶接ビード18の端部18eが最弱部位となり、この部位が亀裂発生点Csとなり、亀裂発生点Csから点線で示したように亀裂進展予想線Clに沿って亀裂が発生することがある。
However, even in the
そこで、図3の丸D部分の拡大図に示したように、溶接ビード18の端部18eに近接してに歪センサ20を取り付けることで、弱い部分を成形することなく、アクスルケース10に生じる亀裂の発生を予測でき、また亀裂が発生した時には、これを直ちに検知できる。
Therefore, as shown in the enlarged view of the circle D portion in FIG. 3, by attaching the
すなわち、本発明においては、特許文献1のようにアクスルケースに、わざわざ、最も弱い部分と次に弱い部分とを成形する必要がないので、アクスルケースが本来有する寿命強度が低下することはない。よって、本発明においては、アクスルケースのブレーキフランジ溶接部に生じる亀裂を、アクスルケースの耐用年数を低下させることなく、予測できると共に亀裂発生を直ちに検出することができる。
That is, in the present invention, since the weakest part and the next weakest part do not need to be formed on the axle case as in
この歪センサ20は、ブレーキフランジ16の両側に施される溶接ビード18の端部18eごとに4個、左右のブレーキフランジ16で計8個取り付けられ、各歪センサ20の検出値が、図1に示すようにECU(エンジンコントロールユニット)30に入力される。
The four
ECU30は、各歪センサ20の検出値を基に、車両総積載量算出手段31、各軸ごとの積載量算出手段32、各歪センサでの歪量積算手段33、亀裂発生予測手段34とを備え、これら手段31〜34で算出した結果を運転席多重モニタ35に出力する。
The ECU 30 includes a vehicle total load
車両総積載量算出手段31は、車両の停車時に検出した検出値である歪値から、以下の式を基に軸重(積載量)を算出する。
車両総積載量=前軸の積載量+後軸の積載量
The vehicle total load amount calculating means 31 calculates an axle load (load amount) based on the following equation from a distortion value which is a detection value detected when the vehicle stops.
Total vehicle load = Front shaft load + Rear shaft load
車両総積載量算出手段31で算出した車両総積載量を運転席多重モニタ35の積載量指示針36でアナログもしくはデジタル表示すると共に、積載率が150%を超えた場合は、運転席多重モニタ35の赤ランプ37Rで警告し、150%以下で120%を超えるときには黄ランプ37Yで警告し、120%以下のときには、青ランプ37Bを点灯する。
The total vehicle load calculated by the total vehicle load calculating
図5は、図2で説明したようにアクスルケース10に軸重が掛かったときの、アクスルケースセンターからの距離に対する変位量分布を示したものである。
FIG. 5 shows the displacement distribution with respect to the distance from the axle case center when the
アクスルケース10に軸重が掛かると中央のバンジョー部11の変位量が大きく、センターから支持点にかけて変位量が小さい分布となる。
When an axle load is applied to the
ここで、歪センサ20の位置で、積載量120%と150%の歪値は、予め求めることができるため、歪センサ20の検出値で、積載量120%で黄ランプ37Yを点灯し、積載量150%で赤ランプ37Rを点灯して警告する。
Here, at the position of the
すなわち、総重量25トンのトラック(6×4の場合:前輪側軸5トン、後輪側の2つのアクスルケースにそれぞれ10トンの軸重が掛かっている場合)では、積載量110%では、アクスルケースに10トンの軸重が掛かるが、積載率120%では軸重が11トン、積載率150%では、13トンの軸重が掛かる。 That is, in a truck with a total weight of 25 tons (in the case of 6 × 4: a front wheel side axle of 5 tons, and two rear wheel side axle cases each having an axle load of 10 tons), with a loading capacity of 110%, The axle case has an axle load of 10 tons, but at a loading rate of 120%, an axle load of 11 tons and at a loading rate of 150%, an axle load of 13 tons.
そこで、各軸ごとの積載量算出手段32は、車両停止時に検出した歪値から、以下の式を基に軸重(積載量)を算出する。
各軸ごとの積載量=(計測値/定積時のたわみ)×定積時の積載量
※定積時の積載量については各車両ごとの諸元表から算出する。
Therefore, the loading amount calculation means 32 for each axis calculates the axle load (loading amount) from the distortion value detected when the vehicle stops, based on the following equation.
Load capacity for each axis = (measured value / deflection at fixed load) x load capacity at fixed load * Load capacity at fixed load is calculated from the specification table for each vehicle.
各軸ごとの積載量算出手段32で算出した各軸ごとの積載量は、表示器38で表示される。
The load amount for each axis calculated by the load amount calculation means 32 for each axis is displayed on the
各歪センサでの歪量積算手段33は、車両走行時に各歪センサで検出した歪値を単位時間ごと或いは単位距離ごとに積算する。これにより、図3で説明した溶接ビード18の端部18eに掛かる歪量の総和が求められる。
The distortion amount integrating means 33 of each distortion sensor integrates the distortion value detected by each distortion sensor during traveling of the vehicle for every unit time or every unit distance. Thus, the total sum of the strain amounts applied to the end portions 18e of the
亀裂発生予測手段34は、各歪センサ20での歪量積算手段33で積算した歪量の総和から、別途実験で求めた疲労限度線図(一般的にS−N線図)を基に、端部18eの亀裂発生を予測する。
The crack occurrence predicting means 34 is based on a fatigue limit diagram (generally an SN diagram) obtained by a separate experiment from the sum of the strain amounts integrated by the strain amount integrating means 33 in each
通常のトラックは、車両メーカが設定している目標寿命距離又は耐用年数までアクスルケース10に亀裂が発生しないようにアクスルケース10の強度が確保されているが、過積載や頻繁に悪路を繰り返し走行したときには、アクスルケースに掛かる軸重が大きくなり、亀裂が発生する可能性がある。この亀裂が実際に発生した場合には、その亀裂発生箇所の歪センサの検出値は、亀裂発生前の検出歪量は最大となり、亀裂発生後の検出歪はゼロ近くまで下がる。
In ordinary trucks, the strength of the
そこで、亀裂発生予測手段34は、各歪センサでの歪量積算手段33で積算した歪量の総和から歪センサ位置でのアクスルケースの疲労度を求める。この疲労度を求めることで、現在検出している積載量に基づいた検出歪量と疲労のない積載量に基づいた初期の歪量変化から、アクスルケースの経年劣化を予測でき、これにより、アクスルケースに亀裂が発生するまでの時期或いは走行可能距離を推定することができ、これを表示器38で表示することで、亀裂発生を未然に防止することが可能となる。
Therefore, the crack occurrence predicting means 34 calculates the degree of fatigue of the axle case at the position of the strain sensor from the sum of the strain amounts integrated by the strain amount integrating means 33 in each strain sensor. By calculating the degree of fatigue, it is possible to predict the aged deterioration of the axle case from the detected strain amount based on the currently detected load amount and the initial strain amount change based on the load amount without fatigue. It is possible to estimate the time until the crack is generated in the case or the travelable distance, and by displaying this on the
このように、本発明は、歪データをリアルタイムにモニタすることで、以下の効果がある。 As described above, the present invention has the following effects by monitoring distortion data in real time.
アクスルケースのブレーキフランジ溶接部周辺が故障する前兆を知ることができるため、予め部品の準備ができ、故障による車両の停止時間を最小にできる。 Since it is possible to know the signs of failure around the welded portion of the brake flange of the axle case, parts can be prepared in advance, and the vehicle stop time due to the failure can be minimized.
アクスルケースのブレーキフランジ溶接周辺が故障する前に運行を停止することができるため、故障に起因する事故を回避できる。 Since the operation can be stopped before the breakdown around the brake flange welding of the axle case, an accident due to the failure can be avoided.
停車時の歪値から、積載重量を車内に表示することにより、以下の効果がある。 Displaying the loaded weight in the vehicle based on the distortion value when the vehicle is stopped has the following effects.
過積載での車両の運行を防止させることができる。 The operation of the vehicle in overloading can be prevented.
過積載が原因となる交通事故や故障を回避することができる。 Traffic accidents and breakdowns caused by overloading can be avoided.
10 アクスルケース
16 ブレーキフランジ
18 溶接ビード
18e 端部
19 未溶接部
20 歪センサ
30 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016146576A JP6630644B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Axle case crack detection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016146576A JP6630644B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Axle case crack detection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018017557A JP2018017557A (en) | 2018-02-01 |
| JP6630644B2 true JP6630644B2 (en) | 2020-01-15 |
Family
ID=61076756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016146576A Active JP6630644B2 (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Axle case crack detection system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6630644B2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2529419Y2 (en) * | 1991-03-29 | 1997-03-19 | 日産ディーゼル工業株式会社 | Flange welding structure in axle housing |
| JPH09243518A (en) * | 1996-03-11 | 1997-09-19 | Toshiba Corp | Fatigue monitoring device for vehicle axles |
| JP2001343277A (en) * | 2000-06-01 | 2001-12-14 | Yazaki Corp | Vehicle load measuring device |
| JP2003322593A (en) * | 2002-04-26 | 2003-11-14 | Nippon Steel Corp | Apparatus, estimation system, estimation method, program, and storage medium for estimating residual fatigue life of welded portion of steel structure |
| CA2562946A1 (en) * | 2004-04-28 | 2005-11-10 | Komatsu Ltd. | Maintenance support system for construction machine |
| JP6088303B2 (en) * | 2013-03-14 | 2017-03-01 | プレス工業株式会社 | Axle case crack detection structure |
-
2016
- 2016-07-26 JP JP2016146576A patent/JP6630644B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018017557A (en) | 2018-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102479557B1 (en) | Load weighing method and system for wheel loader | |
| CN107176166B (en) | Off-highway mining dump truck loading monitoring and recording system and loading monitoring and recording method | |
| US9718660B2 (en) | Lifting vehicle with a transverse stability control system | |
| US9169110B2 (en) | Method for determining the probability of a handling truck's tipping over | |
| CN105174139A (en) | Forklift imbalance alarming device and method | |
| MX2008005391A (en) | Rollover prediction and warning method. | |
| CN103026186A (en) | Loading capacity display device for dump trucks | |
| JP2008503417A (en) | Forklift truck safety device | |
| KR20190080183A (en) | Axial load sensor module with axle load | |
| CN103675320A (en) | Method for detecting maximum steering speed of road roller, anti-rollover control method and equipment | |
| CN106574862A (en) | Control unit and method for controlling a vehicle comprising a platform for carrying a load | |
| CN105329048A (en) | Emergency safety device for car tire explosion | |
| EP3283429B1 (en) | A lifting vehicle incorporating a load monitor | |
| JP6253466B2 (en) | Remaining fuel amount detection device for vehicle fuel tank | |
| JP6630644B2 (en) | Axle case crack detection system | |
| CN103010081A (en) | Automatic detection load axle | |
| KR20120077988A (en) | Safety apparatus for a riding basket of a high-place working vehicle | |
| JP2005257451A (en) | In-vehicle weight detector | |
| KR101769295B1 (en) | Monitoring system of weight in motion | |
| GB2515795A (en) | Payload measurement system | |
| WO2012090934A1 (en) | Overturn warning system, load measuring device used for same, overturn checking program, and overturn checking method | |
| JP6630643B2 (en) | Dead axle case crack detection system | |
| EP3524945B1 (en) | Estimation method of the compatibility of a load carried by a vehicle | |
| JP2003004515A (en) | Sensor unit, sensor abnormality detection unit, and loading weight measuring device | |
| CN1842487B (en) | Safety device for a fork lift truck and fork lift truck comprising such a safety device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190130 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190808 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190820 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190926 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191203 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191209 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6630644 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |