JP5843549B2 - トラックスケール - Google Patents

Description

本発明は、トラックスケールに関する。特に、本発明は、荷物を積載したトラックやトレーラ等の車両の輪重および重心位置を導くことができるトラックスケールに関する。

トラックやトレーラ等の車両が荷物を積載したとき、その積載状態により走行不安定になる恐れがあることはよく知られている。特に、車両に遠心力が作用する走行状態において、車両の走行不安定性は大きくなり、その主要な力学的要因として、車両の速度、総重量、軸重、輪重および重心位置等を挙げることができる。

積荷の、車両中央面を基準とした車両幅方向の偏りは「片荷」、車両前後方向の偏りは「前荷」あるいは「後荷」とよばれる。これらは、車両の安全運転において留意すべき積載状態であるとされている。そして、この積載状態の指標となる量が車両の輪重と軸重であり、これらは車両の総重量と重心位置に依存する。よって、トラックスケールを用いて、車両の総重量と軸重の他、車両の輪重および重心位置を導くことができると、車両の安全運転にとって有益である。なお、車両制限令では、軸重は１０トン以下、輪重は５トン以下と規定されている。

ところで、従来、トラックスケールを用いて精度良く測定できる量は、車両の総重量および軸重であり、輪重と重心位置の測定は困難であるとされている。

そこで、車両が載台に進入する位置や車両のトレッド間隔を測定する付属の計測装置（例えば、超音波計測器等）を用いて、車両の輪重を導くことができるトラックスケールがすでに提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３２９１号公報

しかし、特許文献１に記載のトラックスケールには、以下の問題がある。

第１に、車両が載台に進入する位置等を計測する付属の計測装置が、別途、必要となる。よって、トラックスケールのコストアップおよび構成複雑化を招く。

第２に、特許文献１では、車両の重心位置を導くことが意図されていない。

なお、車両の重心は、一般に、３次元空間に存在するので、その位置を定めるには、３個の変数を必要とするが、本明細書では、鉛直方向の重心位置は測定の対象とせず、その他の２個の重心位置のみを測定の対象とする。また、本明細書において、上記対象とする２個の重心位置を、必要に応じて、「水平面的重心位置」とよぶ。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、車両の輪重および水平面的重心位置を導くことができるトラックスケールを提供することも目的とする。

なお、本件発明者等は、車両の輪重および水平面的重心位置の導出の考察過程において、車輪のタイヤ接地長を導くことができることに気がついた。車両の車輪のタイヤ接地長に基づいてタイヤ空気圧の良否が判定できると、車両の安全運転に極めて有益であると考えられる。

そこで、本発明は、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、車両の車輪のタイヤ接地長に基づいてタイヤ空気圧の良否を判定することができるトラックスケールを提供することも目的とする。

ところで、従来のトラックスケールの載台は、直方形の板部材により構成されている。そして、従来のトラックスケールでは、車両がこの載台の両端部の一方側から進入し、その他方側から退出する間に、車両の軸重および総重量が測定される。

これに対し、本発明のトラックスケールは、上記課題を解決するため、トラックスケールの載台が、車両の車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達しない領域を備えることを特徴とする（以下、このような載台を「新型載台」と略す場合があり、「新型載台」を備えるトラックスケールを「新トラックスケール」と略す場合がある）。

以上により、本発明の新トラックスケールは、新型載台上に車両の片側の車輪のみの荷重がロードセルに作用する時間区間が生じ、この作用を有効に利用して、車両の軸重および総重量の他、車両の輪重および水平面的重心位置を求めることができる。また、本発明の新トラックスケールは、車両の車輪のタイヤ接地長も求めることができる。

なお、新トラックスケールによる車両の輪重および水平面的重心位置並びにタイヤ接地長の演算においては、従来のトラックスケールの制御系のハードウェアをそのまま用いることができる。

本発明は、このような知見に基づいてはじめて案出できたものであり、本発明のある形態（aspect）は、車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、を備え、
前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域と、を備え、
前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号に基づいて、前記車両の左右両方の車輪の輪重を演算する、トラックスケールを提供する。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに車両の輪重を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態は、車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、を備え、
前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域と、を備え、
前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号に基づいて前記車両の平面的重心位置を演算する、トラックスケールを提供する。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに平面的重心位置を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記左右両方の車輪の輪重のうちの少なくとも一方を用いて前記車両のトレッド間隔を演算してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールに車両のトレッド間隔を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記左右両方の車輪の輪重のうちの少なくとも一方と、前記車両のトレッド間隔とを用いて、前記車両の幅方向の重心位置を演算してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールに車両の幅方向の重心位置を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記出力信号の時間波形を用いて前記車両の軸間距離を演算してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールに車両の軸間距離を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記車両の軸間距離と前記車両の軸重とを用いて前記車両の全長方向の重心位置を演算してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールに車両の全長方向の重心位置を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記出力信号の時間波形を用いて前記車両の左右それぞれの車輪のタイヤ接地長が同一と仮定した場合の前記タイヤ接地長を演算してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールに車両の左右それぞれの車輪のタイヤ接地長が同一と仮定した場合のタイヤ接地長を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記タイヤ接地長に基づいて前記車輪のタイヤ空気圧の良否を判定してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、車両の左右それぞれの車輪のタイヤ接地長が同一と仮定した場合のタイヤ接地長に基づいて、従来のトラックスケールに車輪のタイヤ空気圧の良否を判定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態は、車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、を備え、
前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域と、を備え、
前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号の時間波形および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの出力信号の時間波形に基づいて、前記車両の左右それぞれの車輪毎にタイヤ接地長を演算する、トラックスケールを提供する。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ接地長を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記演算手段は、前記車輪毎のタイヤ接地長に基づいて前記車輪毎のタイヤ空気圧の良否を判定してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ接地長に基づいて、従来のトラックスケールに、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ空気圧の良否を判定する機能を付与することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記載台は、前記第１領域を構成する窓部と、前記第２領域を構成する載台本体とを備えてもよく、前記窓部および前記載台本体を、直方板体を窓形に削ることにより形成してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、車両の車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達しない第１領域を備える載台を容易に構成することができる。

また、本発明のある形態のトラックスケールでは、前記載台は、前記第１領域を構成する切欠部と、前記第２領域を構成する載台本体とを備えてもよく、前記切欠部および前記載台本体を、直方板体を前記車両の進入方向に直交する方向に凹状に削ることにより形成してもよい。

かかる構成により、本発明のある形態のトラックスケールは、車両の車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達しない第１領域を備える載台を容易に構成することができる。

本発明のトラックスケールによれば、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の輪重を測定する機能を付与することができる。

また、本発明のトラックスケールによれば、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の水平面的重心位置を測定する機能を付与することもできる。

更に、本発明のトラックスケールによれば、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の車輪のタイヤ接地長に基づいてタイヤ空気圧の良否を判定する機能を付与することもできる。

図１は本発明の第１実施形態による新トラックスケールにおける窓付形載台の寸法設計の説明に用いる図である。 図２は突出形載台の寸法設計の説明に用いる図である。 図３は本発明の第１実施形態による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。同図（ａ）には、新トラックスケールの平面図が示され、同図（ｂ）には、新トラックスケールの側面図が示されている。 図４は図３の新トラックスケールの制御系の構成の一例を示したブロック図である。 図５は図３の新トラックスケールの制御装置の機能ブロック図である。 図６は車両のタイヤ接地面およびタイヤ接地長の説明に用いる図である。 図７は図５の輪重演算部による車両の輪重導出の説明、図５の軸重演算部による車両の軸重導出の説明および図５の総重量演算部による車両の総重量導出の説明に用いる概略図である。 図８は図５の輪重演算部による車両の輪重導出の説明、図５の軸重演算部による車両の軸重導出の説明および図５の総重量演算部による車両の総重量導出の説明に用いる概略図である。 図９は図３の重心位置演算部による車両の水平面的重心位置の導出の説明に用いる図である。 図１０は図３の重心位置演算部による車両の水平面的重心位置の導出の説明に用いる図である。 図１１は図３の重心位置演算部による車両の水平面的重心位置の導出の説明に用いる図である。 図１２は図３の重心位置演算部による車両の水平面的重心位置の導出の説明に用いる図である。 図１３は本発明の第２実施形態による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。同図（ａ）には、新トラックスケールの平面図が示され、同図（ｂ）には、新トラックスケールの側面図が示されている。 図１４は図１３の新トラックスケールの制御装置の機能ブロック図である。 図１５は図１３のタイヤ空気圧演算部による車両の左右のそれぞれの車輪毎のタイヤ接地長導出の説明に用いる図である。 図１６は本発明の第１変形例による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。 図１７は本発明の第２変形例による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。 図１８は本発明の第３変形例による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。

以下、本発明の好ましい第１および第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、重複する要素の説明を省略する場合がある。また、本発明は、以下の第１および第２実施形態に限定されない。つまり、以下の第１および第２実施形態の説明は、上記新トラックスケールの特徴を例示しているに過ぎない。

よって、本発明は、以下の第１実施形態において例示する輪重および水平面的重心位置の定式化における具体的な演算式には限定されず、第２実施形態において例示するタイヤ接地長の定式化における具体的な演算式にも限定されない。例えば、以下の演算式の変数として車両の総重量を含む場合、この総重量は、車両の全車軸の軸重の和に等しいので、車両の総重量に代えて車両の軸重を、かかる演算式の変数に用い、同式の定式化を行ってもよい。また、以下の演算式の変数として車両の左右両方の車輪の輪重を含む場合、左右車輪の輪重の和は、これらの車輪を支持する車軸の軸重に等しいので、左右車輪の輪重に代えて左右車輪の輪重の一方と軸重とを、かかる演算式の変数に用い、同式の定式化を行ってもよい。

また、新トラックスケールの新型載台には、窓付形および切欠形など様々な形態がある。

そこで、以下の第１実施形態および第２実施形態では、図１に示した窓付形載台を用いて、車両の輪重、総重量、軸重、水平面的重心位置およびタイヤ空気圧を測定する方法を述べる。また、新トラックスケールの新型載台の他の例としての切欠形載台は、後述の第３変形例において説明する。

なお、本明細書では、「窓付形載台」のような用語を用いて、新型載台を特定しているが、かかる用語の使用は、新型載台の形態を厳密に定義付ける趣旨ではなく、あくまで、新型載台の形態を直感的に理解するための便法に過ぎない。よって、「窓付形載台」の窓部は、必ずしも、貫通孔を構成する必要はない。非貫通の窓部については、後述の第１変形例において説明する。

（第１実施形態）
本実施形態の新トラックスケールは、車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、載台を下方から支持する複数のロードセルと、ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、を備える。載台は、車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達しない第１領域と、車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達する第２領域と、を備える。演算手段は、車両の左右いずれか一方の車輪のみが第１領域に載ったときのロードセルからの出力信号および車両の左右両方の車輪が第２領域に載ったときのロードセルからの出力信号に基づいて、車両の左右両方の車輪の輪重および／または車両の平面的重心位置を演算する。

かかる構成により、本実施形態の新トラックスケールは、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の輪重を測定する機能および／または車両の水平面的重心位置を測定する機能を付与することができる。

［新型載台の設計］
以下、窓付形載台２０の寸法の設計手法について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の第１実施形態による新トラックスケールにおける窓付形載台の寸法設計の説明に用いる図である。

図１の窓付形載台２０の窓部の寸法については、点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを頂点とする突出形載台２０’（同図の二点鎖線参照）の寸法を基準に設計することができる。そこで、まず、突出形載台２０’の寸法設計について図２を参照しながら説明し、その後、窓付形載台２０の寸法設計について説明する。

＜突出形載台の寸法設計＞
図２に示すように、突出形載台２０’は、４輪トラック等の車両１０の左右両方の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを積載でき、車両１０の前側の車軸１３（以下、「第１軸１３」と略す場合がある）および後側の車軸１４（以下、「第２軸１４」と略す場合がある）の軸重測定に用いる軸重測定載台面２１を備える。また、突出形載台２０’は、車両１０の左右いずれか一方の車輪（ここでは、右車輪１１ａ，１２ａ）のみを積載でき、車両の左右いずれか一方の車輪（ここでは、右車輪１１ａ，１２ａ）の輪重測定に用いる輪重測定載台面２２も備える。更に、突出形載台２０’は、車両１０の軸重測定の後、車両の左右両方の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂを全て積載でき、車両１０の総重量の測定に用いる総重量測定載台面２３も備える。

このような突出形載台２０’において、点Ａ，Ｂ，Ｇ，Ｆを頂点とする長方板体の主面（おもて面）が輪重測定載台面２２を相当し、点Ｅ，Ｇ，Ｈ，Ｉ（ラージアイ）を頂点とする長方板体の主面（おもて面）が軸重測定載台面２１を相当し、点Ｉ，Ｈ，Ｃ，Ｄを頂点とする長方板体の主面（おもて面）が総重量測定載台面２３を相当している。

ここで、車両１０の進入に関して、突出形載台２０’の輪重測定載台面２２、軸重測定載台面２１および総重量測定載台面２３が満たすべき要件を検討すると、これは、以下の各要件（１）、（２）、（３）の如く整理できると考えられる。

なお、本明細書において、「載台面」とは載台の最上面をいうものとし、図１の窓付形載台の場合の窓部の如く、載台に形成された空間であっても、載台の主面（おもて面）と同一平面の窓部の領域を最上面として特定できるので、この窓部の最上面２０Ｎを載台面として定義するものとする。

（１）車両の輪重の測定中において、その直後にある車両の車輪が、輪重測定載台面に進入しないこと。

（２）車両の軸重の測定中において、その直後にある車両の車輪が、輪重測定載台面または軸重測定載台面に進入しないこと。

（３）車両の全ての車輪が、総重量測定載台面に載ることができること。

よって、上記要件（１），（２），（３）を基にして、突出形載台２０’の寸法を以下の如く設計することができる。

＜記号の定義＞
まず、図２に用いる記号の意味を、まとめて定義する。

ｔ_１：車両１０の第１軸１３の右車輪１１ａのタイヤが、輪重測定載台面２２に完全に載った時
ｔ_３：車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、軸重測定載台面２１に完全に載った時
ｔ_４：車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、軸重測定載台面２１から退避し始める時
Ｓ：タイヤ接地長（本例では、タイヤ接地長Ｓは、全ての車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂにおいて同一であると仮定する）
α_１：輪重測定余裕量（但し：α_１≧０）
α_２：軸重測定余裕量（但し：α_２≧０）
Ｌ：突出形載台２０’の全長
Ｌ^＊：相隣る車軸間の距離であって、全測定対象車両中で最小のもの（以下、「最小軸間距離」という）
Ｌ_１：輪重測定載台面２２の車両１０の進入方向の寸法
Ｌ_２：軸重測定載台面２１の車両１０の進入方向の寸法
β：上記要件（１），（２）を基にした制約条件に用いる変数（β＝Ｌ^＊−（Ｌ_１＋Ｌ_２））
Ｌ^ｔ：最前方の車軸と最後方の車軸の間の距離であって、全測定対象車両中で最大のもの
γ：総重量測定余裕量（但し：γ≧０）

図２において、３個の白抜き長方形はそれぞれ、第１軸１３（前側の車軸）の両輪１１ａ，１１ｂの接地面を表し、時刻の経過（ｔ_１→ｔ_３→ｔ_４）とともに、上記接地面が移動する様子を示している。また、網掛け長方形は、最小軸間距離Ｌ^＊分離れた第２軸１４（後側の車軸）の接地面を表し、時刻ｔ_４における上記接地面の位置を示している。

以上により、図２から明らかなとおり、突出形載台２０’の寸法設計では、上記要件（１），（２）に基づいて、次式（１）の制約条件を満たす必要がある。

β＝Ｌ^＊−（Ｌ_１＋Ｌ_２）≧０・・・（１）
そして、上記式（１）の制約条件下において、α_１、α_２が最大となる寸法Ｌ_１、Ｌ_２を導くことが、突出形載台２０’の最適設計であると理解できる。

そこで、かかる設計指針に基づいて、寸法Ｌ_１、Ｌ_２を以下の如く求める。

寸法Ｌ_１、Ｌ_２は、図２に示すように、次式（２）の関係で表される。

Ｌ_１＝Ｓ＋α_１
Ｌ_２＝Ｓ＋α_２・・・（２）
式（２）を式（１）に代入すると、次式（３）が得られる。

α_１＋α_２≦Ｌ^＊−２Ｓ・・・（３）
車両１０が突出形載台２０’を等速で移動すると仮定するとき、α_１、α_２が等しい場合（α_１＝α_２）に、これらが最大値（α_ＭＡＸ）となる寸法Ｌ_１、Ｌ_２を導くことが理に適っていると考えられる。よって、ここでは、α_１、α_２が等しい場合（α_１＝α_２）の寸法Ｌ_１、Ｌ_２を決定する方法を述べる。

まず、最小軸間距離Ｌ^＊を、タイヤ接地長Ｓを用いて、次式（４）で表す。

Ｌ^＊＝λＳ・・・（４）
式（４）を式（３）に代入すると、次式（５）が得られ、α_１＝α_２なので、式（６）となる。

α_１＋α_２≦（λ−２）・Ｓ・・・（５）
α_１（＝α_２）≦（λ−２）・Ｓ／２・・・（６）
よって、α_ＭＡＸは、次式（７）で表すことができる。

α_ＭＡＸ＝（λ−２）・Ｓ／２・・・（７）
以上により、突出形載台２０’の寸法Ｌ_１、Ｌ_２は、次式（８）で与えられる。

Ｌ_１＝Ｌ_２＝Ｓ＋α_ＭＡＸ＝Ｓ＋（λ−２）・Ｓ／２＝λ・Ｓ／２・・・（８）
例えば、最小軸間距離Ｌ^＊が、タイヤ接地長Ｓの３倍程度の場合、式（４）のλは、λ＝３となるので、α_ＭＡＸ＝Ｓ／２、Ｌ_１＝Ｌ_２＝Ｓ＋α_ＭＡＸ＝３Ｓ／２、Ｌ_１＋Ｌ_２＝３Ｓ、β＝０（つまり、輪重測定余裕量α_１，軸重測定余裕量α_２が最大の場合、βは必然的にゼロとなる）と見積もることができる。

また、図２から明らかなとおり、突出形載台２０’の寸法設計では、上記要件（３）に基づいて、次式（９）を満たす必要がある。

Ｌ_３＝Ｓ＋Ｌ^ｔ＋γ・・・（９）
よって、突出形載台２０’の全長Ｌは、次式（１０）で表すことができる。

Ｌ＝Ｌ_１＋Ｌ_３＋α_ＭＡＸ・・・（１０）
このようにして、寸法Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３が決定された突出形載台２０’を新トラックスケールの新型載台に用いることにより、全測定対象車両のすべての輪重、軸重、総重量および平面的重心位置を測定できる。

＜窓付形載台の寸法設計＞
図１に示すように、窓付形載台２０は、４輪トラック等の車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０の主面（ここでは、載台面２０Ｎ）との間の面圧に基づいた荷重が、窓付形載台２０の下方に配されたロードセル（図１では図示せず）に伝達しない窓部（第１領域）と、車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０の主面（ここでは、載台面２０Ｍ）との間の面圧に基づいた荷重が、上記ロードセルに伝達する、上記窓部以外の載台に相当する載台本体（第２領域）と、を備える。なお、かかる窓部および載台本体の具体的な構成例については後述する。

窓付形載台２０の長手方向（図２の車両１０の全長方向）における窓部の幅と位置に関する横幅寸法Ｌｗおよび横離間寸法ΔＬの関係は、上記突出形載台２０’の寸法Ｌ_１を基準にして、以下の如く、定めることができる。

まず、横離間寸法ΔＬは、窓付形載台２０の端部４００と窓部の一方の端部４０１との間の距離に相当する。そこで、この横離間寸法ΔＬを、便宜上、タイヤ接地長Ｓとの関係において次式（１１）で規定する。

ΔＬ＝Ｓ／ｋ・・・（１１）
ただし、ｋは、窓付形載台２０の強度等に考慮して設定される任意の設計パラメータであり、窓付形載台２０の構成（例えば、厚み）や材質等に基づいて、窓付形載台２０の強度確保の観点から予め適当な値に設定するとよい。

このとき、突出形載台２０’の点Ｅ，Ｆ，Ｇを結ぶラインと窓部の他方の端部４０２との間の距離を、図１に示す如く、上記横離間寸法ΔＬの半分（ΔＬ／２）に取るものとする。

すると、上記窓部の横幅寸法Ｌｗおよび横離間寸法ΔＬの関係式は、突出形載台２０’の寸法Ｌ_１を用いて、次式（１２）で表すことができる。

Ｌｗ＝Ｌ_１−ΔＬ／２・・・（１２）
例えば、Ｓ＝４００ｍｍ、Ｌ_１＝８００ｍｍの場合、ｋ＝４を選ぶとすると、ΔＬ＝１００ｍｍ、Ｌｗ＝７５０ｍｍとなる。

一方、窓付形載台２０の幅方向（図２の車両の幅方向）における窓部の幅と位置に関する寸法は、新トラックスケールによる輪重、軸重、総重量および平面的重心位置の測定に直接的には影響を与えない。よって、車両１０の左右いずれか一方の車輪（ここでは、右車輪１１ａ，１２ａ）のみを窓部の載台面２０Ｎに積載できるよう、図１に示す如く、窓部の下端部４０３を突出形載台２０’の点Ａ，Ｆを結ぶラインに一致させるとよい。そして、窓付形載台２０の強度等を考慮して窓部の縦幅寸法Ｌｗ_Ｖ、縦離間距離ΔＬ_ｖを所望の寸法に設定することができる。例えば、これらの値Ｌｗ_Ｖ，ΔＬ_ｖは窓付形載台２０の構成（例えば、厚み）や材質等に基づいて、窓付形載台２０の強度確保の観点から適当な値に設定するとよい。

このようにして、以上の各寸法ΔＬ，Ｌｗ，ΔＬ_Ｖ，Ｌｗ_ｖが決定された窓付形載台２０を新トラックスケールの新型載台に用いることにより、全測定対象車両のすべての輪重、軸重、総重量および平面的重心位置を測定できる。

［新トラックスケールの構成］
以下、上記各寸法ΔＬ，Ｌｗ，ΔＬ_Ｖ，Ｌｗ_Ｖが決定された窓付形載台２０を備える新トラックスケールの構成の一例について図面を参照しながら詳しく説明する。

図３は、本発明の第１実施形態による新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。同図（ａ）には、新トラックスケールを平面図が示されている。同図（ｂ）には、新トラックスケールの側面図が示されている。

なお、本実施形態では、便宜上、図３において車両１０の全長方向を「前」および「後」の方向として図示し、車両１０の幅方向を「左」および「右」の方向として図示している。そして、車両１０が窓付形載台２０に窓付形載台２０の「後」から進入し、窓付形載台２０の「前」から退出するものして、以下の新トラックスケール１００の構成を説明する。よって、以下の説明では、車両１０の進入方向を、前後方向と言い換え、車両１０の幅方向を左右方向と言い換える場合がある。

図３に示すように、新トラックスケール１００は、トラックやトレーラ等の車両１０が載ることができる窓付形載台２０と、第１ロードセルＬＣ１、第２ロードセルＬＣ２、第３ロードセルＬＣ３および第４ロードセルＬＣ４（以下、これらのロードセルＬＣ１，ＬＣ２，ＬＣ３，ＬＣ４を総称して「ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４」と略す場合がある）と、を備える。

なお、ここでは、車両１０として、車輪１１ａ，１１ｂが装着された前側の車軸１３（第１軸１３）が運転席の下方に１本、車輪１２ａ，１２ｂが装着された後側の車軸１４（第２軸１４）が荷台の下方に１本、合計２本の車軸１３，１４が配された４輪トラックが例示されている。

図３に示すように、窓付形載台２０は、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０の主面（ここでは、載台面２０Ｎ）との間の面圧に基づいた荷重が、窓付形載台２０の下方に配されたロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達しない窓部１５０（第１領域）と、車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０の主面（ここでは、載台面２０Ｍ）との間の面圧に基づいた荷重が、上記ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達する載台本体１６０（第２領域）と、を備える。

新トラックスケール１００を平面視（図３（ａ））した場合、設置ベース２５の表面には長方形のピット部１７０が形成されている。そして、図３に示すように、このピット部１７０に、設置ベース２５のピット部１７０とほぼ同形（若干小さめ）の窓付形載台２０が配されている。

なお、本例では、窓付形載台２０のうちの矩形の窓部１５０以外の部分が、載台本体１６０となっている。つまり、図３（ａ）に示すように、載台本体１６０は、前後方向に延びる右端部２０Ｒおよび左端部２０Ｌを長辺とし、左右方向に延びる前端部２０Ｆおよび後端部２０Ｂを短辺とし、全長が、上記の総重量測定余裕量γを確保できる寸法に設定された長方板体となっている。そして、この直方板体の左後方部を、上述の設計寸法ΔＬ，Ｌｗ，ΔＬ_ｖ，Ｌｗ_ｖに基づいて矩形の窓形に削り取ることにより、窓部１５０が直方板体を貫通するようにして形成されている。

また、本例では、新トラックスケール１００を平面視（図３（ａ））した場合、窓部１５０内には、この窓部１５０とほぼ同形（若干小さめ）の窓蓋部材２６および窓蓋部材２６の四隅を支持する４本の支持部材２７が設けられている。窓蓋部材２６は、図３（ｂ）に示すように、設置ベース２５から立設する支持部材２７を用いて、載台本体１６０と同一の高さに下方から支持される。つまり、窓蓋部材２６は、窓部１５０の枠内のピット空間を塞ぐ目的で設けられている部材である。

このようにして、本実施形態では、この窓蓋部材２６の主面（おもて面）に車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂが載ったときでも、上記荷重が窓付形載台２０の下方に配されたロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達しないように構成している。

なお、以上の窓付形載台２０の構成は一例であり、様々な構成に変更できる。

例えば、窓部１５０の載台面２０Ｎの形成法は、上記の方法に限らない。他の形成法の詳細は、第１変形例において述べる。

また、窓部１５０の形状は必ずしも矩形でなくてもよい。例えば、この窓部１５０の寸法を上記窓付形載台の設計手法に基づいて決定すれば、他の形状（例えば、窓部の角を面取りしたような多角形状等）であってもよい。

図３に示すように、４個のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４はそれぞれ、窓付形載台２０の載台本体１６０の四隅近傍において窓付形載台２０の下方の設置ベース２５上に配されている。

詳しくは、第１ロードセルＬＣ１と第３ロードセルＬＣ３は、載台本体１６０の後端部２０Ｂの近傍において後端部２０Ｂと平行な直線上に一定間隔（寸法ｂ；例えば、図９および図１０参照）を隔てて並び、第２ロードセルＬＣ２と第４ロードセルＬＣ４は、載台本体１６０の前端部２０Ｆの近傍において前端部２０Ｆと平行な直線上に上記一定間隔と同じ間隔（寸法ｂ；例えば、図９および図１０参照）を隔てて並んでいる。

一方、第１ロードセルＬＣ１と第２ロードセルＬＣ２は、載台本体１６０の左端部２０Ｌの近傍において左端部２０Ｌと平行な直線上に一定間隔（寸法ａ；例えば、図１１および図１２参照）を隔てて並び、第３ロードセルＬＣ３と第４ロードセルＬＣ４は、載台本体１６０の右端部２０Ｒの近傍において右端部２０Ｒと平行な直線上に上記一定間隔と同じ間隔（寸法ａ；例えば、図１１および図１２参照）を隔てて並んでいる。

以上より、窓付形載台２０の載台本体１６０が、図３（ｂ）に示すように、設置ベース２５上のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４を用いて、窓付形載台２０の窓蓋部材２６と同一の高さに下方から支持されている。これにより、この載台本体１６０の主面（おもて面）に車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂが載ったとき、上記荷重を窓付形載台２０の下方に配されたロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達できる。

このように、本実施形態の新トラックスケール１００の特徴は、窓付形載台２０が、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達しない領域を備えることにある。そして、本実施形態の新トラックスケール１００では、上記特徴により、従来のトラックスケールに、車両１０の軸重および総重量を測定する機能の他、車両１０の輪重および水平面的重心位置を測定する機能を付与することができるが、その詳細は後述する。

［新トラックスケールの制御系の構成］
図４は、図３の新トラックスケールの制御系の構成の一例を示したブロック図である。また、図５は、図４の新トラックスケールの制御装置の機能ブロック図である。

図４に示すように、新トラックスケール１００は、制御装置４０と、操作装置４１と、表示装置４２とを備える。

制御装置４０は、例えば、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４のそれぞれに対応する複数（ここでは、４個）の増幅器４３および複数（ここでは、４個）のローパスフィルタ４４と、マルチプレクサ４５と、Ａ／Ｄ変換器４６と、Ｉ／Ｏ回路４７と、メモリ４８と、演算器４９とを備える。

増幅器４３は、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４から送信される信号をＡ／Ｄ変換可能な大きさに増幅して送り出す機能を備える。

ローパスフィルタ４４は、低域周波数のみを信号として通過させる機能を備える。

マルチプレクサ４５は、ローパスフィルタ４４のそれぞれから送信される複数の信号を、演算器４９からの選択制御信号の指令に基づいて選択的に送り出す機能を備える。

Ａ／Ｄ変換器４６は、マルチプレクサ４５からのアナログ信号をデジタル信号に変換する機能を備える。

Ｉ／Ｏ回路４７は、Ａ／Ｄ変換器４６と、操作装置４１と、表示装置４２と、メモリ４８と、演算器４９との間で各種の信号やデータの受け渡しを行う機能を備える。

メモリ４８は、例えば、ＰＲＯＭやＲＡＭ等で構成され、所定プログラムや基本データ等を長期的に記憶したり、種々のデータや演算用数値などを一時的に記憶したりする機能を備える。

演算器４９は、例えば、マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）等の処理装置で構成され、メモリ４８に格納されている所定プログラムの指示に従って、必要な信号をＩ／Ｏ回路４７を介して受け取り、必要なデータをメモリ４８から受け取り、受け取った信号やデータに基づいて演算を実行する機能を備える。

操作装置４１は、操作スイッチや数値キー等を備え、測定開始・終了の動作や零点調整動作、使用モードの切り換え動作、数値設定動作などの種々の動作の際に用いられる。

表示装置４２は、例えば、液晶ディスプレイパネル等で構成され、測定結果や各種データの入出力画面などが表示される。

［新トラックスケールの制御系の処理動作］
新トラックスケール１００の制御系においては、各ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力信号が、増幅器４３、ローパスフィルタ４４、マルチプレクサ４５、Ａ／Ｄ変換器４６およびＩ／Ｏ回路４７を経由して演算器４９に送られる。演算器４９は、メモリ４８に格納されている所定プログラムに従って、Ｉ／Ｏ回路４７からの信号を取り込み、メモリ４８に記憶されている種々のデータを読み込む。

これにより、演算器４９は、これらの信号やデータに基づいて車両１０の運転を支援できる様々な有益な積載状態量の演算を行い、この演算結果は表示装置４２に表示される。

そして、本実施形態の新トラックスケール１００では、制御装置４０において、所定プログラムが演算器４９で実行されることにより、図５に示すように、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの輪重を演算する輪重演算部５１、車両１０の水平面的重心位置を演算する重心位置演算部５２、車両１０の総重量を演算する総重量演算部５３、車両１０の車軸１３、１４の軸重を演算する軸重演算部５４、表示信号生成部５５のそれぞれの機能が実現される。

なお、制御装置４０は、必ずしも、単独の演算器４９で構成される必要はなく、複数の演算器が分散配置されていて、それらが協働して新トラックスケール１００の動作を制御するよう構成されていてもよい。例えば、輪重演算部５１の機能、重心位置演算部５２の機能、総重量演算部５３の機能および軸重演算部５４の機能を、ここでは、単一の演算器４９を用いて実現している例が示されているが、これらの機能を別個の演算器（ＭＰＵ）を用いて実現してもよい。

そこで、以下、新トラックスケール１００の輪重演算部５１、重心位置演算部５２、総重量演算部５３および軸重演算部５４のそれぞれの機能について順を追って説明する。なお、表示信号生成部５５の機能は公知である。よって、表示信号生成部５５の機能説明は、ここでは、省略する。

［記号の定義］
まず、以下の説明およびこれに関連する図面に用いる記号の意味を、まとめて定義する。

＜車両関連＞
Ｘ軸：車両１０の幅方向の中心位置を通り全長方向に延びる中央線
Ｙ軸：車両１０の第１軸１３に沿った直線
Ｏ（ラージオー）：Ｘ軸とＹ軸との交点
Ｗ_Ｒ１：車両１０の第１軸１３の右車輪１１ａの輪重
Ｗ_Ｌ１：車両１０の第１軸１３の左車輪１１ｂの輪重
Ｗ_Ｒ２：車両１０の第２軸１４の右車輪１２ａの輪重
Ｗ_Ｌ２：車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂの輪重
Ｗ_１：第１軸１３の軸重
Ｗ_２：第２軸１４の軸重
Ｗ：車両１０の総重量
Ｇ：車両１０の重心
Ｘ_Ｇ：直交座標系Ｏ−ＸＹにおける車両１０の全長方向の重心位置
Ｙ_Ｇ：直交座標系Ｏ−ＸＹにおける車両１０の幅方向の重心位置
Ｂ_１：車両１０の第１軸１３のトレッド間隔
Ｂ_２：車両１０の第２軸１４のトレッド間隔
ｌ（スモールエル）_１２：第１軸１３と第２軸１４との間の距離（軸間距離）
Ｓ：タイヤ接地長（本実施形態では、タイヤ接地長Ｓは、全ての車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂにおいて同一であると仮定する。）
＜ロードセル関連＞
Ｐ_１：第１ロードセルＬＣ１の出力
Ｐ_２：第２ロードセルＬＣ２の出力
Ｐ_３：第３ロードセルＬＣ３の出力
Ｐ_４：第４ロードセルＬＣ４の出力
Ｐ_１２：第１ロードセルＬＣ１および第２ロードセルＬＣ２の出力の和
（Ｐ_１２＝Ｐ_１＋Ｐ_２）
Ｐ_１３：第１ロードセルＬＣ１および第３ロードセルＬＣ３の出力の和
（Ｐ_１３＝Ｐ_１＋Ｐ_３）
Ｐ_２４：第２ロードセルＬＣ２および第４ロードセルＬＣ４の出力の和
（Ｐ_２４＝Ｐ_２＋Ｐ_４）
Ｐ_３４：第３ロードセルＬＣ３および第４ロードセルＬＣ４の出力の和
（Ｐ_３４＝Ｐ_３＋Ｐ_４）
Ｐ：全てのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力の総和
（Ｐ＝Ｐ_１＋Ｐ_２＋Ｐ_３＋Ｐ_４）
ａ：第１ロードセルＬＣ１と第２ロードセルＬＣ２との中心間距離（第３ロードセルＬＣ３と第４ロードセルＬＣ４との中心間距離）
Δａ：載台本体１６０の後端部２０Ｂと第１ロードセルＬＣ１の中心との距離（載台本体１６０の後端部２０Ｂと第３ロードセルＬＣ３の中心との距離）
ｂ：第１ロードセルＬＣ１と第３ロードセルＬＣ３との中心間距離（第２ロードセルＬＣ２と第４ロードセルＬＣ４との中心間距離）
ｂ_１：第１ロードセルＬＣ１の中心と第１軸１３の輪重Ｗ_Ｌ１の作用点との距離
ｂ_１´：第３ロードセルＬＣ３の中心と第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１の作用点との距離
ｂ_２：第１ロードセルＬＣ１の中心と第２軸１４の輪重Ｗ_Ｌ２の作用点との距離
ｂ_２´：第３ロードセルＬＣ３の中心と第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ２の作用点との距離
なお、上記記号のうち、距離ａ，ｂ，Δａは、既知の値（ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の配置に依存する固定値）であり、これらの値は予めメモリ４８に記憶されている。

＜窓付形載台関連＞
Ｌ：載台本体１６０の全長
Ｌｗ：窓部１５０の横幅寸法
ΔＬ：窓部１５０の横離間寸法
なお、上記距離Ｌ，Ｌｗ，ΔＬは、既知の値（窓付形載台２０の形状に依存する固定値）であり、これらの値は予めメモリ４８に記憶されている。

＜ロードセルの出力波形関連＞
図６に示すように、車両１０の第１軸１３（第２軸１４も同じ）の左車輪１１ｂのタイヤでは、載台本体１６０および窓蓋部材２６においてタイヤ接地面３０が生じ、タイヤにはタイヤ接地長Ｓが存在する。よって、車両１０が窓付形載台２０上を移動するとき、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力Ｐの出力波形には、複数個の折点が表れ（例えば、図７（ｂ）および図８参照）、これらの出力波形の折点に対応する時刻ｔ_０，ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４，ｔ_５，ｔ_６，ｔ_７，ｔ_８は、以下のように定義できる。

ｔ_０：第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、設置ベース２５から載台本体１６０に載り込み始める時
ｔ_１：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６に完全に載った時
ｔ_２：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６から載台本体１６０に再び載り込み始める時
ｔ_３：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、載台本体１６０に完全に載った時
ｔ_４：第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、設置ベース２５から載台本体１６０に載り込み始める時
ｔ_５：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６に完全に載った時
ｔ_６：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６から載台本体１６０に再び載り込み始める時
ｔ_７：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、載台本体１６０に完全に載った時
ｔ_８：第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、載台本体１６０から設置ベース２５に降り始める時

［輪重演算部の機能］
以下、新トラックスケール１００の輪重演算部５１の機能について説明する。

図７および図８は、図５の輪重演算部による車両の輪重導出の説明、図５の軸重演算部による車両の軸重導出の説明および図５の総重量演算部による車両の総重量導出の説明に用いる概略図である。図７および図８では、窓付形載台２０における第１軸１３の位置と、全てのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力の総和であるＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））との間の関係が示されている。図７中のＰ（ｘ）は、第１軸１３が、窓付形載台２０上を移動するときのグラフであり（対一軸応答）、図８中のＰ（ｘ）は、第１軸１３および第２軸１４の両方が、窓付形載台２０上を移動するときのグラフである（対二軸応答）。

車両１０の第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１および第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２を導くには、車両１０が窓付形載台２０上を移動する場合のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力波形（時間波形）の意味を知る必要がある。

そこで、まず、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力波形について説明する。

図７（ｂ）は、図１の車両の第１軸の両車輪が窓付形載台に移動するときの、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力波形（時間波形）を表した図である。詳しくは、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが載台本体１６０に載り込み始める時の第１軸１３の位置（タイヤ中心線位置）をｘ軸の原点（ｘ＝０）とし、同位置を横軸に取り、全てのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力の総和であるＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形を縦軸に取って、両者の関係が示されている。

なお、図７では、上記出力波形の意味を理解容易にする趣旨で、上記ｘ軸の位置に対応付けて、車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが載台本体１６０に載り込み始める様子が併記されている。但し、ここでは、輪重演算部５１による車両１０の輪重導出を理解することが目的なので、本導出法に直接関係しない新トラックスケール１００の構成の図示は、便宜上、省略ないし簡略化されている。例えば、設置ベース２５（図１参照）の図示は省略されている。また、車両１０の構成の図示は、第１軸１３をそのタイヤ中心線で略記する等、適宜、簡略化されている。更に、窓付形載台２０の各部の大小関係については図面を容易に作成できるように、適宜、改変している。

図７（ｂ）および図８のＰ（ｘ）の出力波形は、以下の如く理解できる。

図７（ａ）に示すように、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、設置ベース２５（図３参照）から載台本体１６０に載り込み始める時（時刻ｔ_０）、Ｐ（ｘ）の出力波形は立ち上がり始め、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６上に載り込む場合の適時に減少に転じる。そして、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６に完全に載った時（時刻ｔ_１）、上記出力波形の値は一定となる。この場合、Ｐ（ｘ）の出力値が第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１に相当する。

なお、このとき、車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤと窓付形載台２０との間でタイヤ接地面３０が生じるが、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂの輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１がタイヤ接地面３０に等分布荷重として作用すると仮定する場合、上記出力波形の立ち上がりプロファイルは、図７（ｂ）に示す如くほぼ折線状となる。また、時刻ｔ_０に対応するｘ軸の位置と、時刻ｔ_１に対応するｘ軸の位置との間の距離は、タイヤ接地長Ｓに、窓部１５０の横離間寸法ΔＬを足した値に等しくなる。

次いで、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６から載台本体１６０に再び載り込み始める時（時刻ｔ_２）、Ｐ（ｘ）の出力波形は、再び立ち上がり始め、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、載台本体１６０に完全に載った時（時刻ｔ_３）、上記出力波形の値は一定となる。この場合、Ｐ（ｘ）の出力値が第１軸１３の軸重Ｗ_１（＝Ｗ_Ｒ１＋Ｗ_Ｌ１）に相当する。

なお、このとき、車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤと窓付形載台２０との間でタイヤ接地面３０が生じるが、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂの輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１がタイヤ接地面３０に等分布荷重として作用すると仮定する場合、上記出力波形の立ち上がりプロファイルは、図７（ｂ）に示す如くほぼ折線状となる。また、時刻ｔ_０に対応するｘ軸の位置と、時刻ｔ_３に対応するｘ軸の位置との間の距離は、タイヤ接地長Ｓに、窓部１５０の横離間寸法ΔＬおよび横幅寸法Ｌｗを足した値に等しくなる。

一方、図８に示すように、第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、設置ベース２５から載台本体１６０に載り込み始める時（時刻ｔ_４）、Ｐ（ｘ）の出力波形は、再び立ち上がり始め、第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６上に載り込む場合の適時に減少に転じる。そして、第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６に完全に載った時（時刻ｔ_５）、上記出力波形の値は一定となる。この場合、Ｐ（ｘ）の出力値が、第１軸１３の軸重Ｗ_１に、第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ１を足した値に相当する。

なお、このとき、車両１０の第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤと窓付形載台２０との間でタイヤ接地面３０が生じるが、第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂの輪重Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２がタイヤ接地面３０に等分布荷重として作用すると仮定する場合、上記出力波形の立ち上がりプロファイルは、図８に示す如くほぼ折線状となる。また、時刻ｔ_０に対応するｘ軸の位置と、時刻ｔ_５に対応するｘ軸の位置との間の距離は、タイヤ接地長Ｓに、窓部１５０の横離間寸法ΔＬおよび軸間距離ｌ_１２を足した値に等しくなる。

次いで、第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６から載台本体１６０に再び載り込み始める時（時刻ｔ_６）、Ｐ（ｘ）の出力波形は、再び立ち上がり始め、第２軸１３の左車輪１２ｂのタイヤが、載台本体１６０に完全に載った時上記出力波形の値は一定となる。この場合、Ｐ（ｘ）の出力値が第１軸１３の軸重Ｗ_１に、第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２を足した値に相当する。

なお、このとき、車両１０の第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤと窓付形載台２０との間でタイヤ接地面３０が生じるが、第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂの輪重Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２がタイヤ接地面３０に等分布荷重として作用すると仮定する場合、上記出力波形の立ち上がりプロファイルは、図８に示す如くほぼ折線状となる。また、時刻ｔ_０に対応するｘ軸の位置と、時刻ｔ_７に対応するｘ軸の位置との間の距離は、タイヤ接地長Ｓに、窓部１５０の横離間寸法ΔＬ、窓部１５０の横幅寸法Ｌｗおよび軸間距離ｌ_１２を足した値に等しくなる。

次いで、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、載台本体１６０から設置ベース２５に降り始める時（時刻ｔ_８）、Ｐ（ｘ）の出力波形は減少に転じる。

以上により、時間区間［ｔ_１，ｔ_２］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の右車輪１１ａのみが載台本体１６０上に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１に相当する。

よって、第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１は以下の式（１３）によって求めることができる。

輪重Ｗ_Ｒ１＝Ｐ（ｔ）・・・（１３）
ただし、式（１３）において、ｔは時間区間［ｔ_１，ｔ_２］内の時刻（ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２）である。

また、時間区間［ｔ_３，ｔ_４］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂが軸重測定載台面２１に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の軸重Ｗ_１（＝Ｗ_Ｌ１＋Ｗ_Ｒ１）に相当する。

よって、第１軸１３の輪重Ｗ_Ｌ１は以下の式（１４）によって求めることができる。

輪重Ｗ_Ｌ１＝Ｐ（ｔ）−Ｗ_Ｒ１＝Ｗ_１−Ｗ_Ｒ１・・・（１４）
ただし、式（１４）において、ｔは時間区間［ｔ_３，ｔ_４］内の時刻（ｔ_３≦ｔ≦ｔ_４）である。

また、時間区間［ｔ_５，ｔ_６］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび第２軸１４の右車輪１２ａのみが載台本体１６０に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の軸重Ｗ_１に、第２軸１４の右車輪１２ａの輪重Ｗ_Ｒ２を足した値に相当する。

よって、第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ２は以下の式（１５）によって求めることができる。

輪重Ｗ_Ｒ２＝Ｐ（ｔ）−Ｗ_１・・・（１５）
ただし、式（１５）において、ｔは時間区間［ｔ_５，ｔ_６］内の時刻（ｔ_５≦ｔ≦ｔ_６）である。

また、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂが載台本体１６０に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の軸重Ｗ_１に、第２軸１４の左右車輪１２ａの輪重Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２を足した値に相当する。

よって、第２軸１４の輪重Ｗ_Ｌ２は以下の式（１６）によって求めることができる。

輪重Ｗ_Ｒ２＝Ｐ（ｔ）−（Ｗ_１＋Ｗ_Ｒ２）・・・（１６）
ただし、式（１６）において、ｔは時間区間［ｔ_７，ｔ_８］内の時刻（ｔ_７≦ｔ≦ｔ_８）である。

以上により、本実施形態の新トラックスケール１００は、輪重演算部５１が、上記式（１３）および式（１４）を用いて、車両１０の第１軸１３の輪重Ｗ_Ｒ１、Ｗ_Ｌ１を演算することができる。また、輪重演算部５１が、上記式（１５）および式（１６）を用いて、車両１０の第２軸１４の輪重Ｗ_Ｒ２、Ｗ_Ｌ２を演算することができる。

［軸重演算部の機能］
以下、新トラックスケール１００の軸重演算部５４の機能について説明する。

上記のとおり、時間区間［ｔ_３，ｔ_４］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂが載台本体１６０に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の軸重Ｗ_１に相当する。

よって、車両１０の第１軸１３の軸重Ｗ_１は以下の式（１７）によって求めることができる。

軸重Ｗ_１＝Ｐ（ｔ）・・・（１７）
ただし、式（１７）において、ｔは時間区間［ｔ_３，ｔ_４］内の時刻（ｔ_３≦ｔ≦ｔ_４）である。

また、上記のとおり、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂが載台本体１６０に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、第１軸１３の軸重Ｗ_１に、第２軸１４の軸重Ｗ_２を足した値に相当する。

よって、車両１０の第２軸１４の軸重Ｗ_２は以下の式（１８）によって求めることができる。

軸重Ｗ_２＝Ｐ（ｔ）−Ｗ_１・・・（１８）
ただし、式（１８）において、ｔは時間区間［ｔ_７，ｔ_８］内の時刻（ｔ_７≦ｔ≦ｔ_８）である。

以上により、本実施形態の新トラックスケール１００は、軸重演算部５４が、上記式（１７）を用いて車両１０の第１軸１３の軸重Ｗ_１を演算することができる。また、軸重演算部５４が、上記式（１８）を用いて車両１０の第２軸１４の軸重Ｗ_２を演算することができる。

［総重量演算部の機能］
以下、新トラックスケール１００の総重量演算部５３の機能について説明する。

上記のとおり、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］におけるＰ（ｔ）は、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂが載台本体１６０に載ったときのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４からの出力信号（荷重信号）の総和に対応し、この値は、車両１０の総重量Ｗに相当する。

よって、車両１０の総重量Ｗは以下の式（１９）によって求めることができる。

Ｗ＝Ｐ（ｔ）・・・（１９）
ただし、式（１９）において、ｔは時間区間［ｔ_７，ｔ_８］内の時刻（ｔ_７≦ｔ≦ｔ_８）である。

以上により、本実施形態の新トラックスケール１００は、総重量演算部５３が、上記式（１９）を用いて車両１０の総重量Ｗを演算することができる。

［重心位置演算部の機能］
以下、新トラックスケール１００の重心位置演算部５２の機能について説明する。

＜水平面的重心位置（Ｘ_Ｇ，Ｙ_Ｇ）の説明＞
まず、車両１０の水平面的重心位置（Ｘ_Ｇ，Ｙ_Ｇ）の内容について図面を参照しながら説明する。

図９は、図３の重心位置演算部による車両の水平面的重心位置の導出の説明に用いる図である。

図９に示すように、本実施形態の新トラックスケール１００では、車両１０の重心Ｇの位置の定式化において、車両１０の幅方向の中心位置を通り全長方向に延びる車両中央線に沿ってＸ軸を定め、第１軸１３に沿ってＹ軸を定め、Ｘ軸とＹ軸との交点に原点Ｏを取っている。

つまり、本実施形態の新トラックスケール１００では、直交座標系Ｏ−ＸＹを基準にして、車両の重心Ｇの位置に相当する水平面的重心位置（Ｘ_Ｇ，Ｙ_Ｇ）を求めることに特徴がある。このように、直交座標系Ｏ−ＸＹを用いることによって、重心Ｇの位置を以下の如く簡易に定式化することができる。

＜座標Ｙ_Ｇの導出法＞
図９に示すように、座標Ｙ_Ｇは、直交座標系Ｏ−ＸＹにおける車両幅方向の重心位置を表している。

ここで、モーメントのつりあいの式から座標Ｙ_Ｇは、次式（２０）で表わすことができる。

Ｙ_Ｇ＝｛Ｂ_１（Ｗ_Ｌ１−Ｗ_Ｒ１）＋Ｂ_２（Ｗ_Ｌ２−Ｗ_Ｒ２）｝／２Ｗ・・・（２０）
式（２０）において、車両１０の第１軸１３のトレッド間隔Ｂ_１および車両１０の第２軸１４のトレッド間隔Ｂ_２を求めることができると、同式に基づいて座標Ｙ_Ｇを演算できる。

そこで、トレッド間隔Ｂ_１，Ｂ_２の求め方について、以下に詳述する。

なお、これらのトレッド間隔Ｂ_１，Ｂ_２を求めるに当たって、次の計算上の仮定を置く。

『仮定：窓付形載台２０上の車両１０の輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１の作用点のロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の位置に対する幅方向の相対位置は、車両１０の移動に関係なく一定である。』

トレッド間隔Ｂ _１ の求め方
モーメントのつりあいの式から距離ｂ_１´は、次式（２１）で表すことができる。

ｂ_１´＝ｂ・Ｐ_１２（ｔ）／Ｗ_Ｒ１・・・（２１）
ただし、式（２１）において、Ｐ_１２（ｔ）＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ）であり、ｔは時間区間［ｔ_１，ｔ_２］内の時刻（ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２）である。

また、以下のモーメントのつりあいの式（２２）が成立し、その結果、次式（２３）が得られる。

ｂ・Ｐ_１２（ｔ）−ｂ_１´・Ｗ_Ｒ１−Ｗ_Ｌ１・（ｂ−ｂ_１）＝０・・・（２２）
ｂ_１＝ｂ−（ｂ・Ｐ_１２（ｔ）−ｂ_１´・Ｗ_Ｒ１）／Ｗ_Ｌ１ ・・・（２３）
ただし、式（２２）および式（２３）において、Ｐ_１２（ｔ）＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ）であり、ｔは時間区間［ｔ_３，ｔ_４］内の時刻（ｔ_３≦ｔ≦ｔ_４）である。

そして、トレッド間隔Ｂ_１は、距離ｂ，ｂ_１，ｂ_１´との間において、次式（２４）の幾何学的関係が成り立つので、既知の値である距離ｂおよび上記式（２３）および式（２１）を用いて導くことができる距離ｂ_１，ｂ_１´をそれぞれ、式（２４）に代入することにより、トレッド間隔Ｂ_１を演算することができる。

Ｂ_１＝ｂ−（ｂ_１＋ｂ_１´）・・・（２４）

トレッド間隔Ｂ _２ の求め方
まず、車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂが、窓付形載台２０の窓部２６に載り込む前後において、窓付形載台２０を全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力（輪重に基づく荷重力およびロードセルからの反力）の変化を考える。

図１０（ａ）では、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂが、窓付形載台２０の載台本体１６０に載り込んだときの窓付形載台２０を、その全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力が示されている。また、図１０（ｂ）では、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂが、窓付形載台２０の載台本体１６０に載り込み、車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂが、窓付形載台２０の窓部２６に載り込んだときの窓付形載台２０をその全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力が示されている。

そして、上記の仮定を置くとき、輪重Ｗ_Ｒ１が作用する位置および輪重Ｗ_Ｌ１が作用する位置は、図１０（ａ）の窓付形載台２０上でも図１０（ｂ）の窓付形載台２０上でも、窓付形載台２０をその全長方向から見た場合は変化せずに、これらが作用する位置は、窓付形載台２０の同方向において同じであるはずである。

すると、時間区間［ｔ_３，ｔ_４］におけるＰ_１２（ｔ）と、時間区間［ｔ_５，ｔ_６］におけるＰ_１２（ｔ）との間の差は、輪重Ｗ_Ｒ２の作用のみによって生じるものと考えられる。

よって、第３ロードセルＬＣ３および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線のまわりのモーメントのつりあいの式から、距離ｂ_２´は、次式（２５）で表すことができ、同式に基づいて距離ｂ_２´を演算できる。

ｂ_２´＝ｂ・ΔＰ_１２´／Ｗ_Ｒ２・・・（２５）
ただし、式（２５）において、ΔＰ_１２´は、時間区間［ｔ_５，ｔ_６］におけるＰ_１２（ｔ）（＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ））の値から時間区間［ｔ_３，ｔ_４］におけるＰ_１２（ｔ）（＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ））の値を引いた値である。

次に、車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂが、窓付形載台２０の窓部２６から載台本体１６０に載り込む前後において、窓付形載台２０を全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力（輪重に基づく荷重力およびロードセルからの反力）の変化を考える。

図１０（ｂ）では、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂが窓付形載台２０の載台本体１６０に載り込み、車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂが、窓付形載台２０の窓部２６に載り込んだときの窓付形載台２０を全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力が示されている。また、図１０（ｃ）では、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび車両１０の第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂが、窓付形載台２０の載台本体１６０に載り込んだときの窓付形載台２０を全長方向（前後方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力が示されている。

この場合、上記説明から理解できるとおり、時間区間［ｔ_５，ｔ_６］におけるＰ_１２（ｔ）と、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］におけるＰ_１２（ｔ）との間の差は、輪重Ｗ_Ｌ２の作用のみによって生じるものと考えられる。

よって、第３ロードセルＬＣ３および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線のまわりのモーメントのつりあいの式から、距離ｂ_２は、次式（２６）で表すことができ、同式に基づいて距離ｂ_２を演算できる。

ｂ_２＝ｂ−ｂ・ΔＰ_１２／Ｗ_Ｌ２・・・（２６）
ただし、式（２６）において、ΔＰ_１２は、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］におけるＰ_１２（ｔ）（＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ））の値から時間区間［ｔ_５，ｔ_６］におけるＰ_１２（ｔ）（＝Ｐ_１（ｔ）＋Ｐ_２（ｔ））の値を引いた値である。

そして、トレッド間隔Ｂ_２は、距離ｂ，ｂ_２，ｂ_２´との間において、次式（２７）の幾何学的関係が成り立つので、既知の値である距離ｂおよび上記式（２６）および式（２５）から得られる距離ｂ_２，ｂ_２´をそれぞれ、式（２７）に代入することにより、トレッド間隔Ｂ_２を演算することができる。

Ｂ_２＝ｂ−（ｂ_２＋ｂ_２´）・・・（２７）
以上により、本実施形態の新トラックスケール１００では、トレッド間隔Ｂ_１，Ｂ_２を演算できる。その結果、新トラックスケール１００の重心位置演算部５２は、車両１０のトレッド間隔Ｂ_１，Ｂ_２、輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２および総重量Ｗの取得に基づいて、式（２０）を用いて車両１０の重心Ｇの座標Ｙ_Ｇを演算することができる。

＜座標Ｘ_Ｇの導出法＞
図９に示すように、座標Ｘ_Ｇは、直交座標系Ｏ−ＸＹにおける車両全長方向の重心位置を表している。

なお、ここで、図９のＹ軸は、車両１０の第１軸１３の中心線を載台本体１６０の表面（おもて面）に投影した直線上に設定される。一般に、重心ＧはＹ軸の左側（直交座標系Ｏ−ＸＹで言うと、第二象限および第三象限のうちのいずれか）に存在するので、重心Ｇの座標Ｘ_Ｇの値は、通常、負である。

ここで、図１１に示すように、車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂおよび第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂが、窓付形載台２０の載台本体１６０に載り込んだときの窓付形載台２０を、その幅方向（左右方向）から見た場合の窓付形載台２０に作用する力（軸重に基づく荷重力およびロードセルからの反力）のつりあいを考える。

すると、モーメントのつりあいの式から座標Ｘ_Ｇは、次式（２８）で表わすことができる。

Ｘ_Ｇ＝−Ｗ_２・ｌ_１２／Ｗ・・・（２８）
ただし、式（２８）において、ＷおよびＷ_２はそれぞれ、車両１０の総重量および第２軸１４の軸重である。よって、車両１０の軸間距離ｌ_１２を導くことができると、同式に基づいて座標Ｘ_Ｇを演算できる。

なお、式（２８）の関係が得られる図１１の状態は、車両１０の軸重Ｗ_１，Ｗ_２が窓付形載台２０に作用している状態、つまり、時間区間［ｔ_７，ｔ_８］のときの状態である。車両１０は、この状態のとき、窓付形載台２０上に静止してもよいし、窓付形載台２０上を移動してもよい。

車両１０を載台１０上に静止させた状態で重心位置演算部５２の演算が行われる場合、車両１０からのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４への振動の伝達が抑制されるので、重心位置演算部５２の演算精度を向上できる。

逆に、車両１０を窓付形載台２０上で移動させた状態で重心位置演算部５２の演算が行われる場合、重心位置演算部５２の演算を効率的に行うことができる。

軸間距離ｌ _１２ の求め方
車両１０の軸間距離ｌ_１２を導くには、車両１０が窓付形載台２０上を移動する場合の、Ｐ_１３（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ））の出力波形（時間波形）の折点の意味を知る必要がある。

そこで、Ｐ_１３（ｘ）の出力波形の折点について説明する。Ｐ_１３（ｘ）の出力波形（各プロファイルの変化）は、第２ロードセルＬＣ２および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線のまわりのモーメントのつりあい式に基づいて理解できる。

図１２は、図１の車両の第１軸の両車輪が窓付形載台に載り込むときの、ロードセルの出力波形（時間波形）を表した図である。

詳しくは、図１２（ｂ）には、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが載台本体１６０に載り込み始める時の第１軸１３の位置（タイヤ中心線位置）をｘ軸の原点（ｘ＝０）とし、同位置を横軸に取り、第１ロードセルＬＣ１および第３ロードセルＬＣ３の出力の和であるＰ_１３（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ））の出力波形を縦軸に取って、両者の関係が示されている。

また、図１２では、上記出力波形の折点の意味を理解容易にする趣旨で、上記ｘ軸の位置に対応付けて、車両１０の第１軸１３（但し、第１軸１３の中心線のみ図示）および両車輪１１ａ，１１ｂが窓付形載台２０上を動く様子、並びに、車両１０の第２軸１４（但し、第２軸１４の中心線のみ図示）および両車輪１２ａ，１２ｂが窓付形載台２０の端部に差し掛かったときの様子が、併記されている。

図１２（ｂ）に示すように、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、載台本体１６０に載り込み始める時（時刻ｔ_０）、Ｐ_１３（ｘ）の出力波形は立ち上がり始め、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６上に載り込む場合、複数の折点において傾きが変わる。そして、第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６から載台本体１６０に完全に載った時（時刻ｔ_３）、図１２（ｂ）に示す如く折点Ｇ_１が形成され、この折点Ｇ_１に対応するＰ_１３（ｘ）の出力値をＷ^＊とする。なお、時刻ｔ_３は、図８のＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形の変化に基づいて容易に知ることができ、その結果、Ｗ^＊を特定することができる。

次いで、図１２（ｂ）に示すように、第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、設置ベース２５から載台本体１６０に載り込み始める時（時刻ｔ_４）までの間、Ｐ_１３（ｘ）の出力波形は線形的に減少する。このとき、Ｐ_１３（ｘ）の出力値が第１軸１３の軸重Ｗ_１の半分（Ｗ_１／２）となる時刻（時刻ｔ_ｃ）は、第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、載台本体１６０上において、第１ロードセルＬＣ１と第２ロードセルＬＣ２との間の中央点Ｇ_ｃに丁度、到達した時に相当する。よって、この時刻ｔ_ｃは、既知の軸重Ｗ_１に基づいて特定することができる。

次いで、図１２（ｂ）に示すように、第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、設置ベース２５から載台本体１６０に載り込み始める時（時刻ｔ_４）、図１２（ｂ）に示す如く折点Ｇ_２が形成され、この折点Ｇ_２に対応するＰ_１３（ｘ）の出力値をＷ^＊＊とする。なお、時刻ｔ_４は、図８のＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形の変化に基づいて容易に知ることができ、その結果、Ｗ^＊＊を特定することができる。

このとき、第１軸１３のＰ_１３（ｘ）への寄与分Ｋ_１は、図１２（ｂ）の点線参照で示す如く、第１軸１３が第２ロードセルＬＣ２および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線上に到達したときに（ｘ軸＝ｘ_３のときに）、ゼロとなる。

図１２に示すように、折点Ｇ_１に対応するｘ軸上の位置Ｘ_１と第４ロードセルＬＣ４（第２ロードセルＬＣ２）のｘ軸上の位置Ｘ_３との間の距離は、第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）と第２ロードセルＬＣ２（第４ロードセルＬＣ４）との中心間距離ａ、載台本体１６０の後端部２０Ｂと第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）の中心との距離Δａ、タイヤ接地長Ｓ、窓部１５０の横幅寸法Ｌｗおよび窓部１５０の横離間寸法ΔＬを用いて窓付形載台２０の幾何学的関係により、寸法（ａ＋Δａ−ΔＬ−Ｌｗ−Ｓ／２）と表すことができる。

また、中央点Ｇ_ｃに対応するｘ軸上の位置Ｘ_ｃと第４ロードセルＬＣ４（第２ロードセルＬＣ２）のｘ軸上の位置Ｘ_３との間の距離は、上記のとおり、窓付形載台２０の幾何学的関係により、寸法（ａ／２）と表すことができる。

また、折点Ｇ_２に対応するｘ軸上の位置Ｘ_２と第４ロードセルＬＣ４（第２ロードセルＬＣ２）のｘ軸上の位置Ｘ_３との間の距離は、第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）と第２ロードセルＬＣ２（第４ロードセルＬＣ４）との中心間距離ａ、載台本体１６０の後端部２０Ｂと第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）の中心との距離Δａ、タイヤ接地長Ｓ、窓部１５０の横幅寸法Ｌｗおよび軸間距離ｌ_１２を用いて窓付形載台２０の幾何学的関係により、寸法（ａ＋Δａ＋Ｓ／２−ｌ_１２）と表すことができる。

以上により、車両１０の軸間距離ｌ_１２は、図１２の幾何学的関係に基づいて以下の如く導くことができる。

まず、図１２（ｂ）上の折点Ｇ_１および座標位置Ｘ_１，Ｘ_３を頂点とする直角三角形と、折点Ｇ_２および座標位置Ｘ_２，Ｘ_３を頂点とする直角三角形と、に着目する。すると、これらの直角三角形の間の相似関係を用いて、以下の関係式（２９）が得られる。

Ｗ^＊／（ａ＋Δａ−ΔＬ−Ｌｗ−Ｓ／２）＝Ｗ^＊＊／（ａ＋Δａ＋Ｓ／２−ｌ_１２）
・・・（２９）
よって、式（２９）を変形すると、軸間距離ｌ_１２は、次式（３０）で表すことができる。

ｌ_１２＝ａ＋Δａ＋Ｓ／２＋Ｗ^＊＊／Ｗ^＊・（ａ＋Δａ−ΔＬ−Ｌｗ−Ｓ／２）
・・・（３０）
ただし、式（３０）において、寸法ａ，Δａ，ΔＬ，Ｌｗは既知の値である。また、Ｗ^＊およびＷ^＊＊はそれぞれ、図１２（ｂ）に示すように、Ｐ_１３の極値として導くことができ、これらの値も既知である。よって、タイヤ接地長Ｓの値を知ることにより、軸間距離ｌ_１２を導くことができる。

そこで、図１２（ｂ）上の折点Ｇ_１および座標位置Ｘ_１，Ｘ_３を頂点とする直角三角形と、中央点Ｇ_ｃおよび座標位置Ｘ_ｃ，Ｘ_３を頂点とする直角三角形と、に着目する。すると、これらの直角三角形の間の相似関係を用いて、以下の関係式（３１）が得られる。

Ｗ^＊／（ａ＋Δａ−ΔＬ−Ｌｗ−Ｓ／２）＝Ｗ_１／ａ ・・・（３１）
よって、式（３１）を変形すると、タイヤ接地長Ｓは、次式（３２）で表すことができる。

Ｓ＝２（ａ＋Δａ−ΔＬ−Ｌｗ）−２ａ・Ｗ^＊／Ｗ_１ ・・・（３２）
ただし、式（３２）において、距離ａ，Δａ，ΔＬ，Ｌｗは既知の値である。Ｗ_１は、車両１０の第１軸１３の軸重であり、Ｗ^＊は、図１２（ｂ）に示すように、Ｐ_１３の極値として導くことができ、これらの値も既知である。

このようにして、既知の値ａ，Δａ，ΔＬ，Ｌｗ，Ｗ^＊，Ｗ^＊＊および上記式（３２）から得られる距離Ｓをそれぞれ、式（３０）に代入することにより、軸間距離ｌ_１２を演算することができる。

以上により、本実施形態の新トラックスケール１００では、軸間距離ｌ_１２を演算できる。その結果、新トラックスケール１００の重心位置演算部５２は、車両１０の軸間距離ｌ_１２総重量Ｗおよび軸重Ｗ_２の取得に基づいて、式（２８）を用いて車両１０の重心Ｇの座標Ｘ_Ｇを演算することができる。

（第２実施形態）
本実施形態の新トラックスケールは、車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、載台を下方から支持する複数のロードセルと、ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、を備える。載台は、車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達しない第１領域と、車輪のタイヤ接地面と載台の主面との間の面圧に基づいた荷重がロードセルに伝達する第２領域と、を備える。演算手段は、車両の左右いずれか一方の車輪のみが第１領域に載ったときのロードセルからの出力信号の時間波形および車両の左右両方の車輪が第２領域に載ったときのロードセルからの出力信号の時間波形に基づいて車両の左右それぞれの車輪毎にタイヤ接地長を演算する。

かかる構成のより、本実施形態の新トラックスケールは、従来のトラックスケールの載台形状を変更するだけで、従来のトラックスケールに、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ接地長を測定する機能を付与することができる。

また、本実施形態の新トラックスケールでは、演算手段は、車輪毎のタイヤ接地長に基づいて車輪毎のタイヤ空気圧の良否を判定してもよい。

かかる構成により、本実施形態の新トラックスケールは、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ接地長に基づいて、従来のトラックスケールに、車両の左右それぞれの車輪毎のタイヤ空気圧の良否を判定する機能を付与することができる。

［新トラックスケールの構成］
図１３は、本発明の第２実施形態の新トラックスケールの概略構造の一例を示した図である。同図（ａ）には、新トラックスケールを平面図が示されている。同図（ｂ）には、新トラックスケールの側面図が示されている。

なお、本実施形態では、便宜上、図１３において車両１０の全長方向を「前」および「後」の方向として図示し、車両１０の幅方向を「左」および「右」の方向として図示している。そして、車両１０が窓付形載台２０Ａに窓付形載台２０Ａの「後」から進入し、窓付形載台２０Ａの「前」から退出するものして、以下の新トラックスケール２００の構成を説明する。よって、以下の説明では、車両１０の進入方向を、前後方向と言い換え、車両１０の幅方向を左右方向と言い換える場合がある。

図１３に示すように、本実施形態の新トラックスケール２００では、第１実施形態の新トラックスケール１００の窓部１５０の横離間寸法ΔＬに代えて、車両１０の左車輪１１ｂ，１２ｂのタイヤよりも充分に長い横離間寸法ＬＨが取られている。つまり、式（１１）の設計パラメータｋを１未満（例えば、ｋ＝０．２）として、窓付形載台２０Ａの窓部１５０Ａ（窓蓋部材２６Ａ）の寸法設計および載台本体１６０Ａの寸法設計が行われている。これにより、本実施形態の新トラックスケール２００では、所定の条件下において、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ毎の個別タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２を演算できるが、その詳細は後述する。

窓付形載台２０Ａの全長が、第１実施形態の新トラックスケール１００の窓付形載台２０の全長よりも長くなる（つまり、載台の長大化）という不都合もある。

図１４は、図１３の新トラックスケールの制御装置の機能ブロック図である。

本実施形態の新トラックスケール２００では、制御装置４０Ａにおいて、所定プログラムが演算器４９（図４参照）で実行されることにより、図１４に示すように、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの輪重を演算する輪重演算部５１、車両１０の水平面的重心位置を演算する重心位置演算部５２、車両１０の総重量を演算する総重量演算部５３、車両１０の車軸１３、１４の軸重を演算する軸重演算部５４、表示信号生成部５５のそれぞれの機能の他、車両１０の左右のそれぞれの車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ空気圧を予測するタイヤ空気圧演算部５６の機能も実現される。

つまり、本実施形態の新トラックスケール２００については、制御装置４０Ａにおいて、所定プログラムが演算器４９で実行されることにより、タイヤ空気圧演算部５６の機能を実現できる点で、かかる機能が実現されていない第１実施形態の新トラックスケール１００（図３参照）と区別されるが、ハードウェア上、新トラックスケール１００の窓付形載台２０の構成を変更したこと以外は、他の構成要素をそのまま使用することができる。なお、図３の新トラックスケール１００の窓付形載台２０のそれぞれの構成と対応する図１３の新トラックスケール２００の窓付形載台２０Ａのそれぞれの構成については、上記窓付形載台２０のそれぞれの構成の参照番号と同じ番号に記号Ａを付して図示しており、詳細な説明を省略する。

また、制御装置４０Ａは、必ずしも、単独の演算器４９（図４参照）で構成される必要はなく、複数の演算器が分散配置されていて、それらが協働して新トラックスケールの動作を制御するよう構成されていてもよい。例えば、以下に述べるタイヤ空気圧演算部５６の機能および、第１実施形態で述べた輪重演算部５１の機能、重心位置演算部５２の機能、総重量演算部５３の機能および軸重演算部５４の機能はそれぞれ、独自の価値がある。よって、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ空気圧を予測できるよう、タイヤ空気圧演算部５６の機能実現に特化した演算器を用いて、タイヤ空気圧演算部５６の機能のみが実現される新トラックスケールを構築してもよい。

なお、輪重演算部５１、重心位置演算部５２、総重量演算部５３および軸重演算部５４のそれぞれの機能については、第１実施形態で述べた内容と同じである。また、以下の説明およびこれに関連する図面に用いる記号の意味についても、以下のタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２および窓部１５０Ａの寸法以外は、第１実施形態で述べた内容と同じである。更に、表示信号生成部５５の機能については公知である。よって、これらの詳細な説明は、ここでは、省略する。

［記号の定義］
以下の説明およびこれに関連する図面に用いる記号の意味を定義する。

Ｓ_Ｒ１：車両１０の第１軸１３の右車輪１１ａのタイヤ接地長
Ｓ_Ｌ１：車両１０の第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤ接地長
Ｓ_Ｒ２：車両１０の第２軸１４の右車輪１２ａのタイヤ接地長
Ｓ_Ｌ２：車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤ接地長
Ｓ_long１：Ｓ_Ｒ１およびＳ_Ｌ１のうちの長い方
Ｓ_long２：Ｓ_Ｒ２およびＳ_Ｌ２のうちの長い方
Ｌｗ_２：窓部１５０Ａの横幅寸法
ＬＨ：窓部１５０Ａの横離間寸法
車両１０が窓付形載台２０Ａ上を移動するとき、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力Ｐの出力波形には、複数個の折点が表れ（例えば、図１５（ｂ）参照）、これらの出力波形の折点に対応する時刻ｔ_０，ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３，ｔ_４，ｔ_５，ｔ_６，ｔ_７，ｔ_８，ｔ_９，ｔ_１０，ｔ_１１は、以下のように定義できる。

ｔ_０：第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、設置ベース２５Ａから載台本体１６０Ａに載り込み始める時
ｔ_１：第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａに完全に載った時
ｔ_２：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａから窓蓋部材２６Ａに載り込み始める時
ｔ_３：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６Ａに完全に載った時
ｔ_４：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、窓蓋部材２６Ａから載台本体１６０Ａに再び載り込み始める時
ｔ_５：第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａに再び完全に載った時
ｔ_６：第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、設置ベース２５Ａから載台本体１６０Ａに載り込み始める時
ｔ_７：第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａに完全に載った時
ｔ_８：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａから窓蓋部材２６Ａに載り込み始める時
ｔ_９：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６Ａに完全に載った時
ｔ_１０：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、窓蓋部材２６Ａから載台本体１６０Ａに再び載り込み始める時
ｔ_１１：第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤが、載台本体１６０Ａに再び完全に載った時
なお、上記記号のうち、寸法Ｌｗ_２，ＬＨは、既知の値（窓付形載台２０Ａに依存する固定値）であり、これらの値は予めメモリ４８に記憶されている。

［タイヤ空気圧演算部の機能］
以下、新トラックスケール２００のタイヤ空気圧演算部５６の機能について説明する。

車両１０の左右それぞれの車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２は、対応する空気圧と輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２とにより変化する。よって、このようなタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２と輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２とを演算できると、これらの値に基づいて、車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ毎のタイヤ空気圧の過不足を予測できる。

つまり、タイヤ空気圧が低い場合、または、輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２が大きい場合、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２は長くなる。逆に、空気圧が高い場合、または、輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２が小さい場合、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２が短くなる。車両１０が、タイヤ空気圧が低い状態で走行すると、車両１０のタイヤトラブル（例えば、走行中のタイヤバースト）の発生原因になる。よって、車両１０のタイヤ空気圧を知ることは、車両１０の運転にとって重要である。

なお、新トラックスケール２００による車両の輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２の導出法については、第１実施形態において述べた内容を参酌することにより理解できる。

そこで、以下、車両１０の左右のそれぞれの車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ毎のタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２を演算する方法を説明する。

＜車両のタイヤ接地長導出法＞
図１５は、図１３の車両の第１軸の両車輪および第２軸の両車輪が窓付形載台に乗り込むときの、ロードセルの出力波形（時間波形）を表した図であり、図１４のタイヤ空気圧演算部による車両のタイヤ接地長導出の説明に用いる概略図である。詳しくは、図１５（ｂ）には、窓付形載台２０の後端部２２０Ｂをｘ軸の原点（ｘ＝０）とし、第１軸１３の位置（タイヤ中心線位置）を横軸に取り、全てのロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力の総和であるＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形を縦軸に取って、両者の関係が示されている。また、図１５（ｃ）には、窓付形載台２０の後端部２２０Ｂをｘ軸の原点（ｘ＝０）とし、第１軸１３の位置（タイヤ中心線位置）を横軸に取り、第１ロードセルＬＣ１および第３ロードセルＬＣ３の出力の和であるＰ_１３（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ））の出力波形を縦軸に取って、両者の関係が示されている。

なお、図１５（ｂ）でのＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形は、第１実施形態でのＰ（ｘ）の出力波形についての説明を参酌することにより容易に理解できる。また、図１５（ｃ）でのＰ_１３（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ））の出力波形は、第１実施形態でのＰ_１３（ｘ）の出力波形についての説明を参酌することにより容易に理解できる。よって、ここでは、これらの詳細な説明は省略する。

車両１０の第１軸１３について
車両１０の第１軸１３の両車輪１１ａ，１１ｂのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１については、以下の如く定めることができる。

時刻ｔが時間区間［ｔ_１，ｔ_２］内の場合（ｔ_１≦ｔ≦ｔ_２）に特定される、図１５（ｃ）上の座標位置３００，３０１，３０２を頂点とする直角三角形は、図１５（ｃ）上の座標位置３０３，３０４，３０５を頂点とする直角三角形と相似関係にある。

座標位置３０２に対応するｘ軸上の位置と、座標位置３０１に対応するｘ軸上の位置との間の距離は、窓部１５０Ａの横離間寸法（ＬＨ）とタイヤ接地長Ｓ_Ｌ１，Ｓ_long１とを用いて窓付形載台２０Ａの幾何学的関係により、寸法（ＬＨ−Ｓ_Ｌ１／２−Ｓ_long１／２）と表すことができる。

なお、Ｓ_long１は、上記のとおり、Ｓ_Ｒ１およびＳ_Ｌ１のうちの長い方に相当する。つまり、Ｓ_Ｒ１＞Ｓ_Ｌ１の場合はＳ_long１＝Ｓ_Ｒ１であり、Ｓ_Ｒ１＜Ｓ_Ｌ１の場合はＳ_long１＝Ｓ_Ｌ１である。

また、座標位置３０５に対応するｘ軸上の位置と、座標位置３０４に対応するｘ軸上の位置との間の距離は、第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）と第２ロードセルＬＣ２（第４ロードセルＬＣ４）との中心間距離ａである。

また、座標位置３０３は、第１ロードセルＬＣ１および第３ロードセルＬＣ３を結ぶ直線上に位置しており、この座標位置３０２でのＰ_１３（ｔ）の値は、第２ロードセルＬＣ２および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線を基準とするＰ_１３（ｔ）のモーメントのつりあい式に基づいて、軸重Ｗ_１に等しいことが容易に理解できる。

更に、時刻ｔ_１および時刻ｔ_２を図１５（ｂ）のＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形の変化に基づいて容易に知ることができるので、Ｐ_１３（ｔ_１）の値およびＰ_１３（ｔ_２）の値を特定することができる。

すると、以上の直角三角形の間の相似関係を用いて、以下の関係式（３３）が得られ、式（３３）を変形すると、次式（３４）で表すことができる。

（Ｐ_１３（ｔ_２）−Ｐ_１３（ｔ_１））／（ＬＨ−Ｓ_Ｌ１／２−Ｓ_long１／２）
＝−Ｗ_１／ａ ・・・（３３）
Ｓ_long１＝２ａ（Ｐ_１３（ｔ_２）−Ｐ_１３（ｔ_１））／Ｗ_１＋２ＬＨ−Ｓ_Ｌ１
・・・（３４）
次に、時刻ｔが時間区間［ｔ_２，ｔ_５］内の場合（ｔ_２≦ｔ≦ｔ_５）に特定される、図１５（ｃ）上の座標位置３０１，３０６，３０７を頂点とする直角三角形は、図１５（ｃ）上の座標位置３０３，３０４，３０５を頂点とする直角三角形と相似関係にある。

座標位置３０７に対応するｘ軸上の位置と、座標位置３０６に対応するｘ軸上の位置との間の距離は、窓部１５０Ａの横幅寸法Ｌｗ_２と、タイヤ接地長Ｓ_Ｌ１と、を用いて、載台２０の幾何学的関係により、寸法（Ｌｗ_２＋Ｓ_Ｌ１）と表すことができる。

また、座標位置３０５に対応するｘ軸上の位置と、座標位置３０４に対応するｘ軸上の位置との間の距離は、第１ロードセルＬＣ１（第３ロードセルＬＣ３）と第２ロードセルＬＣ２（第４ロードセルＬＣ４）との中心間距離ａである。

また、座標位置３０３は、第１ロードセルＬＣ１および第３ロードセルＬＣ３を結ぶ直線上に位置しており、この座標位置３０３でのＰ_１３（ｔ）の値は、第２ロードセルＬＣ２および第４ロードセルＬＣ４を結ぶ直線を基準とするＰ_１３（ｔ）のモーメントのつりあい式に基づいて、軸重Ｗ_１に等しいことが容易に理解できる。

更に、時刻ｔ_２および時刻ｔ_５を図１５（ｂ）のＰ（ｘ）（＝Ｐ_１（ｘ）＋Ｐ_２（ｘ）＋Ｐ_３（ｘ）＋Ｐ_４（ｘ））の出力波形の変化に基づいて容易に知ることができるので、Ｐ_１３（ｔ_２）の値およびＰ_１３（ｔ_５）の値を特定することができる。

すると、以上の直角三角形の間の相似関係を用いて、以下の関係式（３５）が得られ、式（３５）を変形すると、次式（３６）で表すことができる。

（Ｐ_１３（ｔ_５）−Ｐ_１３（ｔ_２））／（Ｌｗ_２＋Ｓ_Ｌ１）＝−Ｗ_１／ａ
・・・（３５）
Ｓ_Ｌ１＝ａ（Ｐ_１３（ｔ_２）−Ｐ_１３（ｔ_５））／Ｗ_１−Ｌｗ_２ ・・・（３６）
このようにして、車両１０の第１軸１３の左車輪１１ｂのタイヤ接地長Ｓ_Ｌ１は、上記式（３６）を用いて求めることができる。

また、車両１０の第１軸１３の右車輪１１ａのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１は、Ｓ_Ｒ１＞Ｓ_Ｌ１と仮定を置く場合、Ｓ_long１＝Ｓ_Ｒ１となるので、上記式（３４）を用いて求めることができる。つまり、この場合、車両１０の第１軸１３の左右車輪１１ａ，１１ｂのそれぞれのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１を個別に求めることができる。

逆に、Ｓ_Ｒ１＜Ｓ_Ｌ１の場合は、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１を個別に求めることができない。しかし、タイヤ接地長が長い程、タイヤの空気圧不足に陥っているという事実を直視するとき、Ｓ_Ｒ１＜Ｓ_Ｌ１の場合を考慮せずに、Ｓ_Ｒ１＞Ｓ_Ｌ１を仮定することは、タイヤ接地長を長い方に仮定してタイヤ空気圧を評価することを意味し、このことは、タイヤ空気圧の不足を厳しい側の条件下において判定することになるので理に適っていると考えられる。

車両１０の第２軸１４について
上記第１軸１３におけるタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１の演算法と同様に、直角三角形の相似関係を用いて、以下の如く、車両１０の第２軸１４の両車輪１２ａ，１２ｂのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２について定めることができる。但し、ここでは、式の導出の詳細は省略する。

時刻ｔが時間区間［ｔ_７，ｔ_８］の場合（ｔ_７≦ｔ≦_８）、直角三角形の相似関係を用いて、以下の関係式（３７）が得られ、式（３７）を変形すると、次式（３８）で表すことができる。

（Ｐ_１３（ｔ_８）−Ｐ_１３（ｔ_７））／（ＬＨ−Ｓ_Ｌ２／２−Ｓ_long２／２）
＝−（Ｗ_１＋Ｗ_２）／ａ ・・・（３７）
Ｓ_long２＝２ａ（Ｐ_１３（ｔ_８）−Ｐ_１３（ｔ_７））／（Ｗ_１＋Ｗ_２）＋２ＬＨ−Ｓ_Ｌ２
・・・（３８）

次に、時刻ｔが時間区間［ｔ_８，ｔ_１１］の場合（ｔ_８≦ｔ≦ｔ_１１）、直角三角形の相似関係を用いて、以下の関係式（３９）が得られ、式（３９）を変形すると、次式（４０）で表すことができる。
（Ｐ_１３（ｔ_１１）−Ｐ_１３（ｔ_８））／（Ｌｗ_２＋Ｓ_Ｌ２）＝−（Ｗ_１＋Ｗ_２）／ａ
・・・（３９）
Ｓ_Ｌ２＝ａ（Ｐ_１３（ｔ_８）−Ｐ_１３（ｔ_１１））／（Ｗ_１＋Ｗ_２）−Ｌｗ_２
・・・（４０）
このようにして、車両１０の第２軸１４の左車輪１２ｂのタイヤ接地長Ｓ_Ｌ２は、上記式（４０）を用いて求めることができる。

また、車両１０の第２軸１４の右車輪１２ａのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１は、Ｓ_Ｒ２＞Ｓ_Ｌ２と仮定を置く場合と、Ｓ_long２＝Ｓ_Ｒ２となるので、上記式（３８）を用いて求めることができる。つまり、この場合、車両１０の第２軸１４の左右車輪１２ａ，１２ｂのそれぞれのタイヤ接地長Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２を個別に求めることができる。

逆に、Ｓ_Ｒ２＜Ｓ_Ｌ２の場合は、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ２を個別に求めることができない。しかし、タイヤ接地長が長い程、タイヤの空気圧不足に陥っているという事実を直視するとき、Ｓ_Ｒ２＜Ｓ_Ｌ２の場合を考慮せずに、Ｓ_Ｒ２＞Ｓ_Ｌ２を仮定することは、タイヤ接地長を長い方に仮定してタイヤ空気圧を評価することを意味し、このことは、タイヤ空気圧の不足を厳しい側の条件下において判定することになるので理に適っていると考えられる。

以上により、本実施形態の新トラックスケール２００では、Ｓ_Ｒ１＞Ｓ_Ｌ１と仮定を置き、かつＳ_Ｒ２＞Ｓ_Ｌ２と仮定を置く場合、タイヤ空気圧演算部５６が、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力波形（時間波形）を用いてタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２を個別に演算できる。

また、第１実施形態で述べたように、本実施形態の新トラックスケール２００では、輪重演算部５１が、車両１０の輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２を個別に演算できる。

これにより、新トラックスケール１００のタイヤ空気圧演算部５６は、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２および輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２の取得に基づいて、各車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤの空気圧の過不足を予測できる。その結果、タイヤ空気圧演算部５６は、各車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ空気圧の良否を判定できる。

例えば、このような判定では、車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂの輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２に対するタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２の閾値を予め設定しておき、輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２の演算値とタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２の演算値に基づいてタイヤ空気圧の過不足を予測してもよい。

また、車両１０の輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２の法定上限値が、例えば、５トンとすれば、車両１０のタイヤにおけるタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２の上限値Ｓ１max（５トン）を、自ずと決定できる。よって、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２のいずれかが、上限値Ｓ１max（５トン）を超える場合は、輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２の値に関わらず、タイヤ空気圧が異常（ここでは、タイヤ空気圧の不足）であると予測してもよい。

また、車両１０のタイヤサイズに対応するタイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２の上限値Ｓ２max（Ａインチ），Ｓ２max（Ｂインチ）・・・をテーブルデータとしてメモリ４８に予め記憶させることにより、きめ細かなタイヤ空気圧の異常（ここでは、タイヤ空気圧の不足）を予測できる。例えば、タイヤ接地長Ｓ_Ｒ１，Ｓ_Ｌ１，Ｓ_Ｒ２，Ｓ_Ｌ２のいずれかが、上限値Ｓ２max（Ａインチ）を超える場合は、制御装置４０Ａは、適宜の報知手段（図示せず）を用いて、『搭載しているタイヤサイズがＡインチなら、タイヤ空気圧不足と思われるので、タイヤ空気圧を調整してください』等の運転者への警告を報知することができる。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態の新トラックスケール２００では、車両１０の左右のそれぞれの車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ毎のタイヤ接地長を演算する方法を述べたが、必ずしもこれに限らない。

例えば、第１実施形態では、全ての車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂにおいてタイヤ接地長Ｓが同一であると仮定して、タイヤ接地長Ｓの定式化が行われている（式（３２）参照）。よって、この場合でも、タイヤ空気圧の過不足を簡易に予測できて有益な場合がある。つまり、第１実施形態の新トラックスケール１００の演算器４９は、ロードセルＬＣ１〜ＬＣ４の出力波形（時間波形）を用いて、車両１０の左右それぞれの車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地長Ｓが同一と仮定した場合のタイヤ接地長Ｓを演算できる。よって、新トラックスケール１００の演算器４９は、このタイヤ接地長Ｓおよび輪重Ｗ_Ｒ１，Ｗ_Ｌ１，Ｗ_Ｒ２，Ｗ_Ｌ２に基づいて車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ空気圧の良否を簡易に判定できる。

（変形例）
次に、第１実施形態の新トラックスケール１００および第２実施形態の新トラックスケール２００の変形例について述べる。以上の説明から、当業者にとっては、新トラックスケール１００，２００を以下の如く、様々に改変することができる。

＜第１変形例＞
第１実施形態の新トラックスケール１００および第２実施形態の新トラックスケール２００では、図３および図１３に示すように、設置ベース２５のピット部１７０とほぼ同形（若干小さめ）の直方板体の一部を矩形に削り取ることにより、窓部１５０，１５０Ａが、直方板体を貫通するように形成されている。

しかし、本変形例（図１６）の如く、直方板体５２０の一部を、その厚み方向に部分的に矩形に削ることによって、非貫通の有底の窓部５２１を形成してもよい。なお、この場合、窓部５２１のほぼ全域を覆うように、適宜の固定手段５２７を用いて設置ベース５２５に固定された窓蓋部材５２６が配置されている。この窓蓋部材５２６は、直方板体５２０との間の接続の縁切りが行われている。これにより、窓蓋部材５２６上に車両１０の左車輪１１ｂ，１２ｂが載っても、車両１０の荷重は、直方板体５２０に伝わらない。かかる構成により、直方板体５２０の剛性を増すことができる。

＜第２変形例＞
第１および第２実施形態の新トラックスケール１００，２００では、図３および図１３に示すように、載台本体１６０，１６０Ａの後端部２０Ｂ近傍の左領域に窓部１５０，１５０Ａを設ける例を示したが、これに限らない。

本変形例の新トラックスケール１００Ｂ（図１７）に示すように、載台本体１６０Ｂの前端部近傍の左領域に窓部１５０Ｂを設けてもよい。そして、第１実施形態の新トラックスケール１００と同様に、窓部１５０Ｂに窓蓋部材２６Ｂを配置し、この窓蓋部材２６Ｂが、設置ベース２５から立設する支持部材２７Ｂにより下方から支持されている。よって、この場合、窓部１５０Ｂが、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と窓付形載台２０Ｂの主面との間の面圧に基づいた荷重が、窓付形載台２０Ｂの下方に配されたロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達しない領域を構成する。

なお、ここでは、図示を省略しているが、載台本体の前端部近傍の右領域、あるいは、載台本体の後端部近傍の右領域に、窓部１５０Ｂと同じ類の窓部を設けることもできる。

また、ここでは、窓部１５０Ｂが、直方板体を貫通するように形成されているが、上記の第１変形例と同様に、直方板体の一部を、その厚み方向に部分的に矩形に削ることによって、非貫通の有底の窓部を形成してもよい。

＜第３変形例＞
第１実施形態の新トラックスケール１００および第２実施形態の新トラックスケール２００では、図３および図１３に示すように、新型載台として、窓付形載台２０，２０Ａを用いる例を述べたが、新型載台は、窓付形に限定されない。

本変形例の新トラックスケール１００Ｃ（図１８）の如く、新型載台として、切欠形載台２０Ｃを用いることもできる。

つまり、図１８に示すように、本変形例の新トラックスケール１００Ｃでは、設置ベース２５のピット部１７０とほぼ同形（若干小さめ）の直方板体の左後方部を、その左端部から左右方向に矩形かつ凹状に削り取ることにより、切欠部１５０Ｃが形成されている。そして、第１実施形態の新トラックスケール１００と同様に、切欠部１５０Ｃに切欠蓋部材２６Ｃを配置し、この切欠蓋部材２６Ｃが、設置ベース２５から立設する支持部材２７Ｃにより下方から支持されている。よって、この場合、切欠部１５０Ｃが、車両１０の車輪１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂのタイヤ接地面と切欠形載台２０Ｃの主面との間の面圧に基づいた荷重が、切欠形載台２０Ｃの下方に配されたロードセルＬＣ１〜ＬＣ４に伝達しない領域を構成する。

なお、ここでは、図示を省略しているが、載台本体の前端部近傍の右領域、あるいは、載台本体の後端部近傍の右領域に、切欠部１５０Ｃと同じ類の切欠部を設けることもできる。

また、ここでは、切欠部１５０Ｃが、直方板体を貫通するように形成されているが、上記の第１変形例と同様に、直方板体の一部を、その厚み方向に部分的に矩形かつ凹状に削ることによって、非貫通の有底の切欠部を形成してもよい。

本発明のトラックスケールによれば、従来のトラックスケールに、車両の輪重および／または水平面的重心位置を測定する機能および／またはタイヤ空気圧の良否を判定する機能を付与することができる。よって、本発明は、車両の輪重や重心位置等の測定やタイヤ空気圧等の良否判定に用いることができるトラックスケールに利用できる。

１０ 車両
１１ａ 前側の車軸（第１軸）の右車輪
１１ｂ 前側の車軸（第１軸）の左車輪
１２ａ 後側の車軸（第２軸）の右車輪
１２ｂ 後側の車軸（第２軸）の左車輪
１３ 前側の車軸（第１軸）
１４ 後側の車軸（第２軸）
２０ 窓付形載台（新型載台）
２５ 設置ベース
２６ 窓蓋部材
３０ タイヤ接地面
４０，４０Ａ 制御装置
４１ 操作装置
４２ 表示装置
４３ 増幅器
４４ ローパスフィルタ
４５ マルチプレクサ
４６ Ａ／Ｄ変換器
４７ Ｉ／Ｏ回路
４８ メモリ
４９ 演算器
５１ 輪重演算部
５２ 重心位置演算部
５３ 総重量演算部
５４ 軸重演算部
５５ 表示信号生成部
５６ タイヤ空気圧演算部
ＬＣ１ 第１ロードセル
ＬＣ２ 第２ロードセル
ＬＣ３ 第３ロードセル
ＬＣ４ 第４ロードセル
１００，２００ トラックスケール（新トラックスケール）

Claims (12)

1. 車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、
   前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、
   前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、
   を備え、
   前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域を構成する窓部又は切欠部と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域を構成する載台本体と、を備え、
   前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの第１出力信号および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの第２出力信号、に基づいて、前記車両の左右両方の車輪の輪重を演算する、トラックスケール。
2. 車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、
   前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、
   前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、
   を備え、
   前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域を構成する窓部又は切欠部と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域を構成する載台本体と、を備え、
   前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの第１出力信号および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの第２出力信号に基づいて、前記車両の平面的重心位置を演算する、トラックスケール。
3. 前記演算手段は、前記左右両方の車輪の輪重のうちの少なくとも一方を用いて前記車両のトレッド間隔を演算する請求項１または２に記載のトラックスケール。
4. 前記演算手段は、前記左右両方の車輪の輪重のうちの少なくとも一方と、前記車両のトレッド間隔とを用いて、前記車両の幅方向の重心位置を演算する請求項２に記載のトラックスケール。
5. 前記演算手段は、前記第１出力信号及び前記第２出力信号の時間波形を用いて前記車両の軸間距離を演算する請求項１または２に記載のトラックスケール。
6. 前記演算手段は、前記車両の軸間距離と前記車両の軸重とを用いて前記車両の全長方向の重心位置を演算する請求項２に記載のトラックスケール。
7. 前記演算手段は、前記第１出力信号及び前記第２出力信号の時間波形を用いて前記車両の左右それぞれの車輪のタイヤ接地長が同一と仮定した場合の前記タイヤ接地長を演算する請求項１または２に記載のトラックスケール。
8. 前記演算手段は、前記タイヤ接地長に基づいて前記車輪のタイヤ空気圧の良否を判定する請求項７に記載のトラックスケール。
9. 車両の左右両方の車輪が載ることができる載台と、
   前記載台を下方から支持する複数のロードセルと、
   前記ロードセルからの出力信号を受け取ることができる演算手段と、
   を備え、
   前記載台は、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達しない第１領域を構成する窓部又は切欠部と、前記車輪のタイヤ接地面と前記載台の主面との間の面圧に基づいた荷重が前記ロードセルに伝達する第２領域を構成する載台本体と、を備え、
   前記演算手段は、前記車両の左右いずれか一方の車輪のみが前記第１領域に載ったときの前記ロードセルからの第１出力信号の時間波形および前記車両の左右両方の車輪が前記第２領域に載ったときの前記ロードセルからの第２出力信号の時間波形に基づいて前記車両の左右それぞれの車輪毎にタイヤ接地長を演算する、トラックスケール。
10. 前記演算手段は、前記車輪毎のタイヤ接地長に基づいて前記車輪毎のタイヤ空気圧の良否を判定する請求項９に記載のトラックスケール。
11. 前記窓部および前記載台本体は、直方板体を窓形に削ることにより形成されている、請求項１ないし１０のいずれかに記載のトラックスケール。
12. 前記切欠部および前記載台本体は、直方板体を前記車両の進入方向に直交する方向に凹状に削ることにより形成されている、請求項１ないし１０のいずれかに記載のトラックスケール。

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