(57)【要約】【課題】一本リンク上の歪ゲージを用いない新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に演算かつ評価することができる、鉄道車両における摩擦ブレーキ力の測定装置及び測定方法を提供する。【解決手段】ブレーキディスクＷ等の回転体に接するブレーキパッド１を有する一対の支持ピン２、これら支持ピン２を支持しかつ駆動するアクチュエータＡを有する支持部材４、該支持部材４と一体に設けられかつ台車枠５に連結されるブラケット６を具備するキャリパブレーキ装置５０と、該キャリパブレーキ装置５０のブラケット６上に配置された歪ゲージと、ブラケット６上の歪ゲージから出力される検出値と予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づきブレーキディスクＷのブレーキ力を算出する演算装置とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両の車輪又はこれと一体に回転する回転体に接するブレーキパッドを有する一対の支持ピン、これら支持ピンを支持しかつ駆動するアクチュエータを有する支持部材、該支持部材と一体に設けられかつ台車枠に連結されるブラケットを具備するキャリパブレーキ装置と、
前記キャリパブレーキ装置のブラケット上に配置された歪ゲージと、
前記歪ゲージから出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づいて前記車輪のブレーキ力を算出する演算装置と、を具備することを特徴とする鉄道車両における摩擦ブレーキ力の測定装置。
【請求項２】
前記ブラケットは、前記アクチュエータが配置される力点側に位置する副ブラケットと、前記キャリパが配置される作用点側に位置する主ブラケットと、を具備し、
前記歪ゲージは、前記副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に設置されていることを特徴とする請求項１に記載の摩擦ブレーキ力の測定装置。
【請求項３】
前記歪ゲージは副ブラケットに設置されることを特徴とする請求項１に記載の摩擦ブレーキ力の測定装置。
【請求項４】
前記台車枠に連結されるブラケットは、締結ボルトにより台車枠に連結され、
前記歪ゲージは、４アクティブゲージ法により直交配置したブリッジを締結ボルトの近傍に設けられる構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の摩擦ブレーキ力の測定装置。
【請求項５】
鉄道車両の車輪又はこれと一体に回転する回転体に接するブレーキパッドを有する一対のキャリパ、これらキャリパを支持しかつ駆動するアクチュエータを有する支持部材、該支持部材と一体に設けられかつ台車枠に連結されるブラケットを具備するキャリパブレーキ装置において、
前記ブラケット上に該ブラケットの歪みを測定する歪ゲージを貼付した上で、該歪ゲージから出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づいて車輪のブレーキ力を算出することを特徴とする鉄道車両における摩擦ブレーキ力の測定方法。
【請求項６】
前記ブラケットは、前記アクチュエータが配置される力点側に位置する副ブラケットと、前記キャリパが配置される作用点側に位置する主ブラケットと、を具備し、
前記歪ゲージは、前記副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の摩擦ブレーキ力の測定方法。
【請求項７】
前記歪ゲージは副ブラケットに設置されることを特徴とする請求項６に記載の摩擦ブレーキ力の測定方法。
【請求項８】
前記台車枠に連結されるブラケットは、締結ボルトにより台車枠に連結され、
前記歪ゲージは、４アクティブゲージ法により直交配置したブリッジを締結ボルトの近傍に設けられることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の摩擦ブレーキ力の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車両のキャリパブレーキ装置において作用するブレーキ力を正確に測定することのできる測定装置及び測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両のブレーキ装置にて摩擦ブレーキのブレーキ力を計測する技術として、特許文献１に示される鉄道車両のブレーキ力評価方法が知られている。
この鉄道車両のブレーキ力評価方法は、車輪が設けられた台車と、該台車上に空気ばねを介して搭載された車体と、該車体を前記台車に連結する一本リンクと、該一本リンクの歪みを測定する歪ゲージとを有する車両に対して適用される。
【０００３】
そして、このような車両にて、歪ゲージにより測定された一本リンクの歪みとブレーキ力を示す制動情報との相関関係を予め求める工程と、該工程で求めた相関関係に基づき、前記歪ゲージで測定された歪みからブレーキ力を発生させる荷重を演算する工程と、該工程により演算された荷重から、前記ブレーキ力が適正であるかどうかを評価する工程とで、鉄道車両のブレーキ力評価がなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６０２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１で示される技術では、電気ブレーキの指令値（概ね、１５ｋＮ程度）に基づき、一本リンク上の歪ゲージの測定値から計算されるブレーキ力の評価が可能である。
しかしながら、特許文献１では、電気ブレーキの指令値に基づき発生させたブレーキ力が全て一本リンクに作用する訳ではなく、空気ばねなど様々な支持構造により動力伝達の構成部材が分担されている。
このため、特許文献１では、動力伝達の負担割合を表す係数を、歪ゲージの測定値に乗じることで、一本リンク上の歪ゲージを介して計算されるブレーキ力を較正する必要がある。
【０００６】
ところで、動力伝達の負担割合を表す係数は、動台車や付随台車で異なる他、ブレーキノッチ（実際に負荷されるブレーキ力）に応じて異なることが分かっている。特にブレーキの作用時や緩解時の場合においては、様々な支持構造を経由してブレーキ力が車輪に伝達されるため、一本リンクを用いた牽引装置には遅れが生じ、精度が低下する。
【０００７】
また、摩擦ブレーキは空制とも呼ばれ、ブレーキシリンダ圧力（ＢＣ圧力）の圧縮性の影響やキャリパブレーキ装置の機械的な構造・機構的な効率やガタツキ、ブレーキパッド１の摩擦メカニズムなどで生じる遅れの影響により、電気ブレーキ（電制とも呼ばれる）のように指令値通りにブレーキ力が発生しないことが分かっている。
【０００８】
このため、ブレーキ開始直後に人為的に滑走を生じさせて、その滑走し始めのブレーキ力から求める粘着係数は、ブレーキ力の伝達遅れによって、真の値よりも低い値となってしまう。さらに、隣接号車からの外力などの変動がある場合には、ブレーキ力の増減として現れてしまう。
すなわち、特許文献１に示される技術では、ブレーキ力の演算を正確に演算することができず、この点において改善が期待されていた。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、一本リンク上の歪ゲージを用いない新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に演算かつ評価することができる、鉄道車両における摩擦ブレーキ力の測定装置及び測定方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に示す鉄道車両における摩擦ブレーキ力の測定装置では、車輪又はこれと一体に回転するブレーキディスク等の回転体に接するブレーキパッドを有する一対のキャリパ、これらキャリパを支持しかつ駆動するアクチュエータを有する支持部材、該支持部材と一体に設けられかつ台車枠に連結されるブラケットを具備するキャリパブレーキ装置と、前記キャリパブレーキ装置のブラケット上に配置された歪ゲージと、前記ブラケット上の歪ゲージから出力される検出値と予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づいて前記車輪のブレーキ力を算出する演算装置と、を具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、キャリパブレーキ装置に設けられたブラケット上の歪ゲージから出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づき車輪のブレーキ力を正確に算出することができる。
すなわち、本発明では、動力伝達系の途中にある一本リンク上に設けた歪ゲージを用いず、キャリパブレーキ装置のブラケットの歪を直接的に検出する歪ゲージの検出値を用いるという新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に測定することができる。
【００１２】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定装置では、前記ブラケットは、前記アクチュエータが配置される力点側に位置する副ブラケットと、前記キャリパが配置される作用点側に位置する主ブラケットと、を具備し、前記歪ゲージは、前記副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に設置されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に歪ゲージを設置するだけで、該歪ゲージの検出値に基づきブレーキ力を正確に測定することができる。
【００１４】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定装置では、前記歪ゲージは副ブラケットに設置されることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、残留歪が少なく、歪量とブレーキトルクとの相関関係に高い線形性が得られる副ブラケットに歪ゲージを設置することで、歪ゲージの検出値に基づくブレーキ力をより正確に測定することができる。
【００１６】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定装置では、前記台車枠に連結されるブラケットは、締結ボルトにより台車枠に連結され、前記歪ゲージは、４アクティブゲージ法により直交配置したブリッジを締結ボルトの近傍に位置させることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、４アクティブゲージ法を用いた歪ゲージにより、温度の影響を排除でき、測定対象以外の歪み成分を除去できるなど、信頼性の高い測定値を得ることができる。
【００１８】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定方法では、車輪又はブレーキディスク等の回転体に接するブレーキパッドを有する一対のキャリパ、これらキャリパを支持しかつ駆動するアクチュエータを有する支持部材、該支持部材と一体に設けられかつ台車枠に連結されるブラケットを具備するキャリパブレーキ装置において、前記ブラケット上に該ブラケットの歪みを測定する歪ゲージを貼付した上で、該歪ゲージから出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づいて車輪のブレーキ力を算出することを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、キャリパブレーキ装置に設けられたブラケット上の歪ゲージから出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づき車輪のブレーキ力を正確に算出することができる。
すなわち、本発明では、動力伝達系の途中にある一本リンク上に設けた歪ゲージを用いず、キャリパブレーキ装置のブラケットの歪を直接的に検出する歪ゲージの検出値を用いるという新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に測定することができる。
【００２０】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定方法では、前記ブラケットは、前記アクチュエータが配置される力点側に位置する副ブラケットと、前記キャリパが配置される作用点側に位置する主ブラケットと、を具備し、前記歪ゲージは、前記副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に設置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、副ブラケット及び主ブラケットのいずれか一方に歪ゲージを設置するだけで、該歪ゲージの検出値に基づきブレーキ力を正確に測定することができる。
【００２２】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定方法では、前記歪ゲージは副ブラケットに設置されることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、残留歪が少なく、歪量とブレーキトルクとの相関関係に高い線形性が得られる副ブラケットに歪ゲージを設置することで、歪ゲージの検出値に基づくブレーキ力をより正確に測定することができる。
【００２４】
また、本発明の摩擦ブレーキ力の測定方法では、前記台車枠に連結されるブラケットは、締結ボルトにより台車枠に連結され、前記歪ゲージは、４アクティブゲージ法により直交配置したブリッジを締結ボルトの近傍に設けられることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、４アクティブゲージ法を用いた歪ゲージにより、温度の影響を排除でき、測定対象以外の歪み成分を除去できるなど、信頼性の高い測定値を得ることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、動力伝達系の途中にある一本リンク上に設けた歪ゲージを用いず、キャリパブレーキ装置のブラケットの歪を直接的に検出する歪ゲージの検出値を用いるという新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態に係る摩擦ブレーキ力測定装置に用いられるキャリパブレーキ装置の正面図である。
【図２】（Ａ）図１をＡ−Ａ線から見た図、（Ｂ）図１をＢ−Ｂ線から見た図である。
【図３】（Ａ）副ブラケットに貼付した歪ゲージを示す斜視図、（Ｂ）主ブラケットに貼付した歪ゲージを示す斜視図である。
【図４】車輪を回転させた場合にブラケットに作用する力の方向を示す図である。
【図５】ブレーキパッドを車輪に圧着させた場合にブラケットにかかる力を示す図である。
【図６】（Ａ）ブラケットの側面図、（Ｂ）ブラケット及びその上面に貼付された歪ゲージを示す平面図、（Ｃ）歪ゲージの回路構成図である。
【図７】ブレーキシリンダ圧力と速度との関係を示すグラフである。
【図８】歪ゲージで検出された歪量とブレーキトルクとの関係を示すグラフである。
【図９】歪ゲージで検出された歪量とブレーキトルクとの関係から導き出された傾きｍを評価した結果をまとめた表である。
【図１０】ブレーキディスクを正転させた場合のブレーキトルクと速度との関係を示すグラフである。
【図１１】ブレーキディスクを逆転させた場合のブレーキトルクと速度との関係を示すグラフである。
【図１２】摩擦ブレーキを作動させた場合の（Ａ）ブレーキノッチ、（Ｂ）列車速度、（Ｃ）ブレーキ力及び（Ｄ）ブレーキシリンダ圧力の関係を示すグラフである。
【図１３】摩擦ブレーキを作動させて人為的に車輪の滑走を生じさせた場合の（Ａ）ブレーキノッチ、（Ｂ）列車速度、（Ｃ）１軸供給停止弁、（Ｄ）１軸排気弁、（Ｅ）ブレーキ力及び（Ｆ）接線力係数の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施形態に係る摩擦ブレーキ力の測定装置及び摩擦ブレーキ力の測定方法について、図１〜図１３を参照して説明する。
図１〜図３は実施形態に係る摩擦ブレーキ力の測定装置１００の概略構成図であって、回転体となるブレーキディスクＷ（又は車輪）に対してブレーキ力を発生させるように構成されている。
【００２９】
具体的には、実施形態の摩擦ブレーキ力の測定装置１００は、図１の正面図に示されるように、ブレーキディスクＷに接するブレーキパッド１が装着された一対の支持ピン２、キャリパアーム３を介してこれら支持ピン２を支持する支持部材４、該支持部材４と一体に設けられかつ台車枠５に連結されるブラケット６等からなるキャリパブレーキ装置５０が具備されている。
【００３０】
また、キャリパブレーキ装置５０の支持部材４には、支持ピン２を駆動するアクチュエータＡとともにキャリパアーム３を支持する支持軸４Ａが設けられている。
アクチュエータＡは、矢印Ｙ１で示す反車輪側となる支持部材４の後部側に設けられたものであって、支持部材４内の支持軸４Ａを中心としてキャリパアーム３の前端をブレーキディスクＷに対して圧着、緩解させることができる。
これによりキャリパブレーキ装置５０では、アクチュエータＡの駆動により、ブレーキパッド１をブレーキディスクＡに圧着・摺動させて、該ブレーキディスクＡにブレーキ力を発生させることができる。
【００３１】
ブラケット６は、図２（Ａ）及び（Ｂ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるような、アクチュエータＡが配置される力点側（矢印Ｙ１で示す後方の反車輪側）に位置する副ブラケット６Ａと、支持ピン２が配置される作用点側（矢印Ｙ２で示す前方の車輪側）に位置する主ブラケット６Ｂと、を具備している。
これらブラケット６を構成する副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂは、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、各端部に形成されたボルト孔７に締結ボルト（図示略）を貫通させかつ台車枠５に螺合させることで、該台車枠５に固定される。
【００３２】
そして、上記のようなキャリパブレーキ装置５０では、アクチュエータＡの駆動により、図４に示すように、正転するブレーキディスクＷに対して矢印Ｍ１方向の摩擦ブレーキ力を発生させた場合に、その反力により副ブラケット６Ａに矢印ａ１で示す圧縮力が生じ、主ブラケット６Ｂに符号ａ２で示す引張力が生じる。
また、キャリパブレーキ装置５０では、アクチュエータＡの駆動により、逆転するブレーキディスクＷに対して矢印Ｍ２方向の摩擦ブレーキ力を発生させた場合に、その反力により副ブラケット６Ａに矢印ｂ１で示す引張力が生じ、主ブラケット６Ｂに符号ｂ２で示す圧縮力が生じる。
また、上記キャリパブレーキ装置５０では、アクチュエータＡの駆動によりブレーキパッド１を動作させた場合に、副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂに、図４に矢印ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２で示されるような引張力／圧縮力が生じる。
【００３３】
また、副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂには、該ブラケット６の歪みを検出する歪ゲージ１０が貼付されている。
また、摩擦ブレーキ力の測定装置１００には、歪ゲージ１０から出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づき、ブレーキディスクＷにおけるブレーキ力を算出する演算装置１１（図６（Ｂ）参照）が設けられている。
【００３４】
なお、副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂ上に設置された歪ゲージ１０は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、４アクティブゲージ法により直交配置したブリッジ１０Ａを、ボルト孔７近傍のスロープ部に位置することで構成される。
ここで、図６（Ａ）はブラケット６の側面図、図６（Ｂ）は歪ゲージ１０が貼付されたブラケット６の平面図、図６（Ｃ）は回路構成図を示している。
【００３５】
歪ゲージ１０のブリッジ１０Ａは、図６（Ｂ）に符号Ｇ１〜Ｇ４で示すようにブラケット６上に直交配置されている。
また、歪ゲージ１０の検出回路１０Ｂは、リード線の温度影響消去が可能なホイートストンブリッジ回路（出力約２．６倍）を構成している
このホイートストンブリッジ回路では、抵抗の変化を電圧の変化に変換して測定し、ブリッジ電圧をＥ（Ｖ）とした場合の出力電圧ｅ（Ｖ）に基づき、ブラケット６の歪量を検出する。
【００３６】
次に、図７〜図１３を参照してキャリパブレーキ装置５０のブレーキ力を演算するための処理手順について説明する。なお、この演算処理の内容は、演算装置１１（図６（Ｂ）参照）に制御プログラムとして記憶しておく。
【００３７】
まず、本実施形態に係わる構造のキャリパブレーキ装置５０と同等な台上ブレーキ試験を用いて、ブレーキディスクＷの回転方向を正転（キャリパブレーキ装置の下向きに摩擦ブレーキ力が負荷される場合）、又は逆転（キャリパブレーキ装置の上向きに摩擦ブレーキ力が負荷される場合）させるようにした。
【００３８】
このとき、図７で示すような、ブレーキシリンダ圧力（ＢＣ圧力）を１００ｋＰａ程度から７００ｋＰａ程度まで連続的かつ緩やかに変化させるようにし（ただし、―定圧力では精度が低下するので実施しない）、高速度からの停止又は減速ブレーキを少なくとも同じ条件で３回実施した。
そして、このときダイナモメータで測定したブレーキトルクＴ［ｋＮｍ］と、歪ゲージ１０で検出した歪量Ｓｔ［με］との関係を、図８で示すように求めた。
図８は第３回目の正転時の試験結果に基づき作成したグラフの一例であり、副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂのいずれにおいても、ブレーキトルクＴと、歪ゲージ１０で検出した歪量Ｓｔとの関係に線形性があることが確認された。
【００３９】
なお、ブレーキトルクＴ［ｋＮｍ］、歪ゲージ１０で検出されるブラケット６の歪量［με］及び傾きｍ、は、以下の数式１で示される関係にある。
【００４０】
［数１］
ブレーキトルクＴ［ｋＮｍ］＝傾きｍ × 歪量Ｓｔ［με］
【００４１】
そして、図８で示される測定結果及び数式１の関係から線形の傾きｍを求め、その傾きｍの逆数１／ｍのバラツキや、最大値と最小値の差を比較して小さい方の平均値を求め、その逆数から較正値となる傾きｍを求めるようにした（図９参照）。
そして、図９の試験結果を参照して分かるように、副ブラケット６Ａの傾きｍの方が、主ブラケット６Ｂの傾きｍよりもバラツキが小さく、これにより主ブラケット６Ｂよりも副ブラケット６Ａ上に貼付された歪ゲージ１０の検出値に基づく方が、ブレーキトルクの計測を正確に行えることが確認された。
【００４２】
その理由として、車輪側（矢印Ｙ２側）に位置する主ブラケット６Ｂでは、発生応力が高いこと、及び車輪踏面が巻き上げた水分や塵埃に加え、ブレーキパッドから飛散する高温の摩耗材が付着することから、歪ゲージ１０の防湿性や温度影響、養生の劣化などの問題があるからである。このため、構造上、反車輪側（矢印Ｙ１側）に位置する副ブラケット６Ａ上に歪ゲージ１０を貼り付けることが望ましい。
その他、１ゲージ法や歪ゲージ１０の貼り付け位置など検討したが、ブレーキトルクと歪量の線形性が得られなかったり、残留歪が生じたり、感度が低かったりと、精度上の問題がある。
【００４３】
また、車輪踏面上のブレーキ力Ｆt［ｋＮ］、ブレーキトルクＴ［ｋＮｍ］、車輪径Ｒｗ［ｍ］、歪ゲージ１０で検出されるブラケット６の歪量［με］及び傾きｍは、以下の数式２で示される関係にある。すなわち、数式２により実車両における車輪踏面上のブレーキ力Ｆt［ｋＮ］を求めることができる。
【００４４】
［数２］
車輪踏面上のブレーキ力Ｆt［ｋＮ］
＝ブレーキトルクＴ／車輪径Ｒｗ  
＝傾きｍ×歪量Ｓｔ［με］／車輪径Ｒｗ［ｍ］
【００４５】
図１０及び図１１には、数式１及び数式２により、歪ゲージ１０の副ブラケット６Ａで検出される歪量Ｓｔに基づきブレーキトルクＴを計算した後、当該ブレーキトルクＴから車輪踏面上のブレーキ力Ｆtを求めた結果（近似値Ｆ１、Ｆ２として示す）が、速度に対応して示されている。
さらに、図１０及び図１１には、近似値Ｆ１、Ｆ２との比較のために、速度とブレーキ力Ｆtとの関係を実測した結果（実測値Ｆ３、Ｆ４）が示されている。
なお、これらの図において、図１０はブレーキディスクを正転させた場合の例、図１１はブレーキディスクＷを逆転させた場合の例を示している。
【００４６】
そして、これら図１０及び図１１を参照して分かるように、歪ゲージ１０の検出値から求めたブレーキ力Ｆtの近似値Ｆ１，Ｆ２と、実測により求めたブレーキ力Ｆtの実測値Ｆ３，Ｆ４とは近似しており、これにより副ブラケット６Ａ上の歪ゲージ１０の検出値に基づき求められるブレーキ力Ｆtが、実測値に近いことが確認された。
【００４７】
一方、図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、摩擦ブレーキを作動させた場合のブレーキノッチ、列車速度［ｋｍ／ｈ］、ブレーキ力［ｋＮ］及びブレーキシリンダ圧力［ｋＰａ］の関係を示すグラフである。
具体的には、図１２は、図１２（Ａ）に示すようにブレーキノッチを操作して、図１２（Ｂ）に示すように列車速度を変化させた場合におけるブレーキ力（図１２（Ｃ））とブレーキシリンダ圧力（図１２（Ｄ））をそれぞれ示している。
【００４８】
そして、これらグラフの中で、図１２（Ｃ）のブレーキ力を参照して分かるように、本発明により測定したブレーキ力（符号Ｆ１０で示す）は、電気ブレーキにより発生させた基準となる必要ブレーキ力（符号Ｆ１１で示す）と近い挙動を示すことが確認された。
これに対して、従来の一本リンクにより測定したブレーキ力（符号Ｆ１２で示す）は、基準となる必要ブレーキ力Ｆ１１から遅れ、実際の必要ブレーキ力Ｆ１１からは乖離する結果が示された。
【００４９】
一方、図１３（Ａ）〜（Ｆ）は、摩擦ブレーキを作動させて人為的に車輪の滑走を生じさせた場合におけるブレーキノッチ、列車速度［ｋｍ／ｈ］、１軸供給停止弁、１軸排気弁、ブレーキ力［ｋＮ］及び接線力係数の関係を示すグラフである。
なお、接線力係数とは滑走が開始されたときのブレーキ力を静止輪重で割ったもので、滑走開始時の接線力係数を粘着係数と呼ぶ。
【００５０】
そして、図１３（Ｂ）で示される滑走開始点Ｐ１における図１３（Ｆ）の粘着係数Ｐ２，Ｐ３を参照して分かるように、本発明のブレーキ力（符号Ｆ２０で示す）により求めた粘着係数Ｐ２は、従来の一本リンクで測定されたブレーキ力（符号Ｆ２１で示す）により求めた粘着係数Ｐ３と比較して全体的にフラットでかつ高い値となることが確認された。
これは、図１２（Ｃ）で示された本発明により測定したブレーキ力（Ｆ１０）が、電気ブレーキにより発生させた基準となる必要ブレーキ力（Ｆ１１）と近い挙動を示すことからして、図１３（Ｆ）に示される、本発明に係る歪ゲージにより求めた粘着係数Ｐ２の方が、従来の一本リンク測定により求めた粘着係数Ｐ３よりもデータとしての信頼性が高いと推察される。
なお、図１３（Ｂ）において、符号Ｓ１は台車の１軸を示す速度であり、Ｓ２が列車速度を示している。
【００５１】
以上詳細に説明したように本発明によれば、キャリパブレーキ装置５０のブラケット６上に設けられた歪ゲージ１０から出力される検出値と、予め記憶された歪量及びブレーキトルクの相関関係とに基づきブレーキディスクＷのブレーキ力を正確に算出することができる。
すなわち、本発明では、動力伝達系の途中にある一本リンク上に設けた歪ゲージを用いず、キャリパブレーキ装置５０のブラケット６の歪を直接的に検出できる歪ゲージ１０の検出値を用いるという新たな検出方式により、ブレーキ力を正確に測定することができる。
【００５２】
また、本発明では、キャリパブレーキ装置５０のブラケット６上に設けられた歪ゲージ１０から出力される検出値に基づき、ブレーキディスクＷのブレーキ力を正確に算出することができるので、実車両における摩擦ブレーキ力を最小単位の１車輪から簡便かつ容易で高精度に測定・評価でき、さらにブレーキパッド１の摩擦係数を測定・評価することも可能である。
また、予め台上ブレーキ試験により較正を行っているため、広い範囲（１車両あたり０．１ｋＮ〜１００ｋＮ）のブレーキ力を精度よく検出できる。
また、本発明を用いれば、空制滑走再粘着制御における緩め動作時（排気弁を動作時間を規定して制御）の実ブレーキ力の低下量が評価できるため、最適な制御パラメータの決定が容易になる。
【００５３】
さらに、本発明の実施形態では、アクチュエータＡが配置される力点側に位置する副ブラケット６Ａ上に歪ゲージ１０を貼り付け、該歪ゲージ１０の検出値に基づきブレーキ力を測定するようにした。
しかし、これに限定されず、支持ピン２が配置される作用点側に位置する主ブラケット６Ｂ上に歪ゲージ１０を配置し、該歪ゲージ１０の検出値に基づきブレーキ力を測定しても良い。
すなわち、歪ゲージ１０は、副ブラケット６Ａ及び主ブラケット６Ｂのいずれか一方に設置しても良いし、これらブラケット６Ａ，６Ｂの双方に配置し、２つの歪ゲージ１０の検出値に基づきブレーキ力を総合的に測定しても良い。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、鉄道車両のキャリパブレーキ装置において作用する摩擦ブレーキ力を正確に測定できる測定装置及び測定方法に関する。
【符号の説明】
【００５６】
１  ブレーキパッド
２  支持ピン
３  キャリパアーム
４  支持部材
５  台車枠
６  ブラケット
６Ａ  副ブラケット
６Ｂ  主ブラケット
７  ボルト孔
１０  歪ゲージ
１０Ａ  ブリッジ
１０Ｂ  検出回路
１１  演算装置
５０  キャリパブレーキ装置
１００  ブレーキ力測定装置
Ｗ  ブレーキディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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