JPH0315966B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車両軸重検出装置に関し、より詳細
には、荷重が印加されると弾性変形する起歪体の
起歪部にひずみゲージが添着された荷重変換器の
上面に載荷板を載置し該載荷板上に載せた被測定
車両の軸重を前記ひずみゲージの電気的出力とし
て検出する車両軸重検出装置に関するものであ
る。

トラツク等において過積みを行なうと、その車
両自体の運転性に支障があるのみならず、交通事
故あるいは路面の傷みの要因となる。そこで、警
察、道路公団等においては、法定の積載量以下の
積載であるか否かを判定すべく、車両軸重検出装
置により車両の軸重を検出し、その車両の軸数分
軸重量を加算することによつて車両総重量を求
め、その結果に基づき取締りあるいは通行規制を
行なつている。従来、車両の軸重を検出する可搬
型軸重検出装置としては、第１図Ａ〜Ｃに示すも
のが多用されている。

同図において、１は道路等の設置面２上に４個
または６個、台座３を介して配置される荷重変換
器（ロードセル）、４はその荷重変換器の上面に
載置された厚肉で剛性大なる載荷板である。この
ような構成の車両軸重検出装置５は、載荷板４上
に車両のタイヤが載ると、荷重変換器１に荷重が
印加されその荷重に比例した電気信号を出力する
ようになつている。この電気信号出力は、図示省
略の車両重量計で適宜増幅、Ａ／Ｄ変換、演算等
の処理が施こされた上、車両重量が表示、記録さ
れる。

しかしながら、上記従来の車両軸重検出装置
は、次に述べるような欠点がある。

すなわち、上述の従来装置によれば、タイヤに
掛つている輪荷重を第１図Ｂに示すように６点
（４点の場合もある）で支持しているから、タイ
ヤの位置によつては６点のうちの１点に荷重の大
部分が印加される場合があり、従つて、荷重変換
器を容量を過荷重にも耐え得るように余裕をもた
せて大きく構成しなけければならず、その分荷重
変換器の高さが大きくなり価格も嵩むという欠点
がある。

また、上記従来装置の載荷板４は、荷重変換器
１に荷重を垂直に伝達する必要があるため、タイ
ヤ荷重が作用したとき、撓み（曲げ）を小さくし
なければならず、仮に撓みを小さくしようとする
と、載荷板４の厚みｔを相当大きくする必要があ
り、従つて、装置全体の高さＨおよび重量が大き
くなるという欠点がある。反対に装置自体の高さ
Ｈを低く且つ軽量化すべく載荷板４の厚さｔを薄
くすると、荷重変換器１には撓み角に応じた傾斜
荷重が作用するため、正確な荷重を検出すること
ができない。

さらに、上記従来装置は、実際に車両重量を測
定する場合、通例、第２図に示すように１軸づつ
測定が行なわれる。この場合、車両軸重検出装置
５の前後（進入側および退出側）には、平板６，
７および傾斜板８，９が道路等の設置面２上へ設
置されるが、車両１０の車輪１０ａ〜１０ｃの全
てが載るわけではないので、例えば、第２図に示
す如く前輪１０ａが載荷板４上に載つた場合、前
輪１０ａが載つた軸は高くなり、車両１０が傾斜
することになる。そのため、正確な軸量測定がで
きなかつた。この点を考慮し、測定時における車
両１０を水平にするためには、別途平板６，７、
および傾斜板８，９と同様なものを中輪１０ｂま
たは後輪１０ｃの下にも配置すればよいが、その
ようにすると、コストの上昇をもたらすのみなら
ず、傾斜板８，９等の重量も大きいため運搬や設
置が大変であり可搬型のものとしては甚だ不都合
なものとなる。

本発明は、上記の如き従来装置の欠点を解消す
べくなされたもので、高さが低く、重量が軽く、
製作コストが安く、運搬や設置がし易く、設置面
の状況による悪影響を受け難く、座屈に強くし、
しかも正確な車両軸重の測定が可能な可搬型車両
軸重検出装置を提供することを目的としている。

以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。

第３図は、本発明の要部である起歪体の加工段
階を説明するための展開図である。第３図におい
て、１１は展開状態の起歪体で、弾性を有する薄
板を例えばプレスマシンにより打ち抜き成形され
る。すなわち全体は細長い矩形状に形成され、幅
方向の中央帯域すなわち二点鎖線Ｐ−ＰとＱ−Ｑ
で挟まれる帯域には、その長手方向に所定間隔を
隔てて複数の略矩形状孔１２が穿設され、その各
孔１２に挟まれた矩形状部分はそれぞれ起歪部１
３とされる。その起歪部１３の左右端に連なる部
分は、各孔１２の角部から線Ｐ−Ｐおよび線Ｑ−
Ｑに沿つて、起歪体１１の肉厚より若干大きい寸
法幅のスリツト１４，１４がそれぞれ上下に形成
されており、その上下のスリツトに挟まれた部分
は補強リブ１５とされる。二点鎖線Ｐ−Ｐより外
側（図において上側）の帯域は荷重印加部１６と
される部分であり、二点鎖線Ｑ−Ｑより外側（図
において下側）の帯域は台座部１７とされる部分
であるが、各起歪部１３間をそれぞれ連結する荷
重印加部１６および台座部１７の部分のいずれか
一方は、スリツト１８が形成されて分断されてい
る。

このような形状に打ち抜かれた起歪体１１は、
次いで、折曲加工される。すなわち、第４図Ａ〜
Ｃおよび第５図に示すように、起歪体１１は各二
点鎖線Ｐ−Ｐ，Ｑ−Ｑ、およびＲ−Ｒにて同一側
に折曲されて荷重印加部１６とされる天板と、起
歪部１３とされる側板と、台座部１７とされる底
板とで断面コ字状を呈するように形成される。さ
らに、上下にスリツト１４が形成された補強リブ
１５は、起歪部１３の板面に対し略90度内側に折
曲され、且つ荷重印加部１６および台座部１７と
の間に挟持されるように形成される。すなわち、
本実施例の起歪体１１における圧縮荷重を受ける
複数の起歪部１３，１３……は、荷重印加部（天
板）１６と台座部（底板）１７のいずれか一方に
よつて長手方向に交互に連結されていることにな
る。そして、その連結部分（天板および底板）が
荷重方向に対して極めて薄く形成されているた
め、起歪体１１としては極めて可撓性のあるもの
が形成される。そして、各起歪部１３の中央の表
裏に各２枚のひずみゲージ１９が接着等の手段に
よつて添着されている。

このように形成された起歪体１１を複数個、例
えば道路等に設置し、その上に比較的厚さが薄く
可撓性のある載荷板（図示せず）を第１図に示す
ように載置することによつて車両輪重検出装置が
構成される。

次に、上述した実施例の作用につき説明する
に、載荷板上に被測定車両の車輪を載せると、そ
の載荷板を介して輪重が起歪体１１の荷重印加部
１６に印加される。起歪部１３は、その荷重印加
部１６と、台座部１７との間に挟まれているた
め、荷重印加部１６に加わる圧縮加重を受けて、
その荷重の印加方向に対しては、圧縮ひずみを生
じる。その起歪部１３の中央部の表面および裏面
には、荷重印加方向とこれに直交する方向にそれ
ぞれ受感するひずみゲージ１９が４枚添着されて
おり、さらに一般にはその４枚のひずみゲージ１
９によつてホイートストンブリツジが構成されて
いるため、そのホイートストンブリツジの出力端
から軸重に対応した電気信号が出力される。この
車両軸重検出装置かれ出力される電気信号は、適
宜増幅され、所定の処理が施こされて荷重値（軸
重値）に変換された上、表示および／または記録
されることになる。この実施例の場合、起歪部１
３に連るようにして設けられた補強リブ１５も圧
縮ひずみを受けるが、起歪部１３と直交するよう
に折曲されていることから、起歪部１３の座屈を
防止する機能を果たす。

次に、本発明を具体的数値に基づいて更に説明
する。

圧縮起歪部１３断面が上記実施例のように溝形
（コ字形）断面の場合、タイヤ接地面の単位面積
当りの面荷重をＰ、起歪部断面をＳ、起歪部に発
生する圧縮ひずみをε、タイヤ接地面をＡ、タイ
ヤ接地面に対して配置する起歪部の個数をＮとす
れば、その起歪部に発生する圧縮応力σは次の式
より求めることができる。

σ＝Ｐ・Ａ／Ｎ・Ｓ＝ε・Ｅ／2.6 (1) ここで、Ｅは縦弾性率である。

また、装置全体に必要な起歪部の数Ｎは、(1)式
を変形した次の(2)式により求まる。

Ｎ＝2.6・Ｐ・Ａ／ε・Ｅ・Ｓ (2) ここで、上記(2)式中、単位面積当りの面荷重Ｐ
は、最大軸重を30tonとして最大軸重時のタイヤ
４個の接地面の大きさを200mm×200mm×４とした
とき18.75Kg／cm²であり、また、起歪部１３の水
平断面を第４図(A)に示すようにコ字状断面とし、
起歪部１３の幅W₁＝20mm、補強リブ１５の幅W₂
＝５mm、起歪部１３の板厚0.5mmとしたときの起
歪部断面積Ｓは、17.28mm²である。そして、起歪
部１３に発生させる圧縮ひずみε＝4000×10⁶、
縦弾性率Ｅ＝2.1×10⁴Kg／mm²、載荷板の面積Ａ＝
400mm×700mmとする。これらの数値を上記(2)式に
代入して載荷板の下側に設置すべき起歪部１３の
必要個数を求めるとその数は、94個となる。

上記のように構成された本実施例によれば、下
記に示す数々の利点が得られる。

すなわち、起歪体１１は、非常に薄い弾性を有
する板材を打ち抜き、折曲加工して成形され、起
歪部１３の荷重印加方向の高さも低く形成するこ
とができ、且つ載荷板も可撓性のある比較的薄い
もので足りるので、車両軸重検出装置全体の高さ
を低く構成することができる。そのため、被測定
車両の車輪を載荷板に載せた場合、その車両の傾
斜角は極めて小さく、軸重測定に与える影響を無
視できる程度にとどめることができる。このこと
から、従来装置では正確な車両軸重を測定する場
合、第２図に示す平板６，７や傾斜板８，９を被
測定車輪の下のみならず、他の車輪の下にも設置
する必要があつたが、本実施例の場合、その必要
がない。

また、上記実施例のものは、従来のものに比較
して支持点たる起歪部１３を非常に多く設けるこ
とができるから、局部的に荷重が集中することが
なく、従つて、徒らに高容量の起歪部にする必要
がないので、小容量で高精度な起歪部とすること
ができる。

また、本実施例の起歪体１１は、薄い弾性板を
打ち抜き、折曲加工を施こすだけで、従来のよう
に切削加工等を伴うことなく製作できるから、原
料費、加工費を大幅に削減することができる。

また、起歪体１１は、上述するように薄い板材
よりなるので、極めて軽く、装置の運搬や設置が
容易となる。

また、本実施例の起歪体１１は、可撓性があ
り、上述したように支持点が多く面圧が極めて小
さいから、軟化路面や凹凸のある路面でも使用す
ることができる。

さらにまた、起歪部１３に連なる補強リブ１５
を設け起歪部断面（水平断面）をコ字状としたか
ら、断面積は小さくても非常に座屈に強い構成と
なつており、従つて、印加荷重に対応した圧縮ひ
ずみを起歪部１３に生じることになる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定される
ものではなく、種々変形して実施できる。

例えば、第４図に示す如き起歪体１１を複数個
並設し、その上面に載荷板を、その下面に台座板
を当接して、サンドイツチ状に積層し、それら載
荷板と台座板との間に液状ゴム等のモールド材を
充填することができる。このようにすることによ
つて、ひずみゲージの吸湿による劣化を防止でき
るとともに起歪部の座屈を防止することにも役立
つ。

また、上記実施例では、各起歪部同士をそれぞ
れ連結する天板および底板の中間部分に交互にス
リツト１８を設けて分断した例を示したが、これ
に限ることなく、要は、相隣る起歪部同士は、天
板と底板のいずれかによつて連結されていればよ
い。

以上詳述したように本発明によれば、高さが低
く、重量が軽く、製作コストが安く、運搬や設置
がし易く、座屈に強く、軟弱路面や凹凸路面への
設置も可能でしかも正確な車両軸重を検出し得る
可搬型車両軸重検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，ＢおよびＣは従来装置の構成を示す
正面図、平面図および側面図、第２図は、その従
来装置を用いて車両の軸重を測定する状態を示す
側面図、第３図は、本発明の要部である起歪部の
展開図、第４図Ａ，ＢおよびＣは本発明の起歪体
の構成を示す平面図、正面図および同図Ｂにおけ
るＸ−Ｘ線断面図、第５図は、同実施例の起歪体
１１の斜視図である。 １１……起歪体、１２……略矩形状孔、１３…
…起歪部、１４，１８……スリツト、１５……補
強リブ、１６……荷重印加部、１７……台座部、
１９……ひずみゲージ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 荷重が印加されると弾性変形する起歪体の起
   歪部にひずみゲージが添着された荷重変換器の上
   面に載荷板を載置し該載荷板上に載せた被測定車
   両の軸重を検出する装置において、天板と側板と
   底板とで断面コ字状の起歪体が形成され、前記側
   板には長手方向に所定間隔を隔てて複数の略矩形
   状孔が穿設されその略矩形状孔に挟まれた部分を
   それぞれ起歪部とされ、前記各起歪部の左右端に
   連なる部分を内側に折曲され且つ前記天板および
   前記底板間に挟持されるようにして補強リブが設
   けられ、隣接する起歪部同士をそれぞれ連結する
   前記天板と前記底板のうちいずれか一方の中間部
   分が分断され、上記のように形成された前記天板
   部分を荷重印加部とされ、前記底板部分を台座部
   とされ、前記各起歪部の両面にそれぞれ圧縮ひず
   みを検出するひずみゲージが添着されてなる荷重
   変換器と、設置面上に複数個配置された前記荷重
   変換器の荷重印加部上に載置され被測定車両の車
   輪が載せられる載荷板とを具備したことを特徴と
   する可搬型車両軸重検出装置。