JP2000314654A - 走行自動車の軸重測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動車の走行中でも軸重を測定する。 【解決手段】 自動車の走行路２に先端部１０ａを前記
自動車の走行方向上流側に位置させて片持ち状にして敷
設した踏み板１０と、該踏み板１０の前記先端部１０ａ
の直下にセンサヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´を
配設して前記踏み板１０との離開幅の変化量の最大値を
電気信号に変換して出力する変位センサ１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ｃと、該変位センサ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃか
らの前記電気信号と記憶手段によって記憶した実測値デ
ータを比較演算する演算手段１５および該演算手段１５
からの信号を前記自動車の軸荷重として表示する表示手
段１６とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行中の自動車の軸重
を測定するために用いる軸重測定装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の軸重を測定するための軸重計と
してロードセルを用いた軸重計など種々提案されている
が、いずれも踏み板上に自動車を停止状態に近い状態で
配置するようにして測定しているのが現状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年、高速道路の料金
所は自動車が停止せずとも料金徴収が可能なシステムが
導入されつつあり、特にトラックを遅退なく通過させ、
且つその軸重の測定が可能になれば、渋滞の緩和、路面
の保護、過積載による自動車事故の防止等、社会への貢
献は大きい。

【０００４】また、路面にかかる軸重を知ることは、そ
の走行路の保守上、重要な事項でもある。

【０００５】本発明は、自動車の走行中でも軸重を測定
をできるようにして斯様な課題に答えるものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】自動車の走行路に先端部
を前記自動車の走行方向上流側に位置させて片持ち状に
して敷設した踏み板と、該踏み板の前記先端部の直下に
センサヘッドを配設して前記踏み板との離開幅の変化量
の最大値を電気信号に変換して出力する変位センサと、
該変位センサからの前記電気信号と記憶手段によって記
憶した実測値データを比較演算する演算手段および該演
算手段からの信号を前記自動車の軸荷重として表示する
表示手段とからで構成することを基本的手段とする。

【０００７】なお、踏み板との離開幅の変化量の最大値
と共に、前記離開幅の変化時間を電気信号に変換して出
力する変位センサを用いることにより、当該自動車の停
止時の軸重を測定できる。

【０００８】

【作用】自動車の走行状態で車輪が踏み板上に乗り上げ
ると、踏み板は、片持ち状にしてあるため車輪の荷重を
受けることにより撓み、この撓みは車輪の踏み板通過初
期から終了して軸重測定開始時の原状態に復帰するまで
の間変化し、該変化は、踏み板の直下に配した変位セン
サのヘッドと踏み板との離開幅の変化となって現われ、
変位センサが該変化量の最大値を電気信号に変換して演
算手段に出力し、演算手段は、実測値データと比較して
演算して当該自動車の軸重として表示手段に電気信号を
出力する。

【０００９】

【実施例】図面は本発明に係る走行自動車の車軸測定装
置の一実施例を示し、図１は略示説明図、図２は踏み板
と変位センサの関係を示す平面図である。

【００１０】図中、１は自動車の走行路（道路）２に適
宜設けた凹陥部で、該凹陥部１には金属製の基盤３を嵌
合して該凹陥部１を構成する基礎コンクリート４にアン
カーボルト５で固着し、基盤３は前記走行路２における
自動車の走行方向の上流側の一端に規制部６を、該規制
部６側に対応する下流側の他の一端に受支部７をそれぞ
れ上方に突出させて備え、この基盤３の前記受支部７に
は、該受支部７の上面に形成した係合溝８に、下面に設
けた突条９を係合して金属製の踏み板１０の一端部を載
置して止着杆１１によって固定してある。

【００１１】突条９を係合溝８に係合してあるのは、基
盤３（受支部７）に踏み板１０の止着杆１１による固定
を補強して踏み板１０の前記走行方向の動き（ずれ）を
尚一層確実に規制し、基盤３と踏み板１０の組付け精度
を上げるためである。

【００１２】踏み板１０は、基盤３の受支部７に前記走
行方向の下流側の基端部を前記のように固定して、走行
方向の上流側の先端部１０ａを自由状態にして片持ち状
に基盤３に支持させるように前記走行路２の適所に敷設
したもので、この踏み板１０と前記基盤３とで構成され
る空間部１２の前記走行方向上流側すなわち踏み板１０
の前記先端部１０ａ側には、踏み板先端部１０ａ側の直
下に存するようにして、前記走行方向に対する幅員方向
に並べて中央変位センサ１３Ａのセンサヘッド（以下、
中央センサヘッド）１３Ａ´と左右の変位センサ１３
Ｂ，１３Ｃのセンサヘッド（以下、左右のセンサヘッ
ド）１３Ｂ´，１３Ｃ´を配設し、このセンサヘッド１
３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´と踏み板１０の離開間隙が
保持されるように（変位センサヘッド１３Ａ，１３Ｂ，
１３Ｃが踏み板１０の下面に圧接して破壊しないよう
に）、踏み板１０の前記先端部１０ａの下面に突条１４
を設けて前記離開間隙が維持するようにしてある。

【００１３】中央センサヘッド１３Ａ´、左センサヘッ
ド１３Ｂ´および右センサヘッド１３Ｃ´は、前記踏み
板１０と共に軸重の検出部Ａを構成し、検出部Ａ（セン
サヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´）は、該検出部
Ａの近傍すなわち走行路２の外に配置した演算手段１５
に導通し、演算手段１５には、該演算手段１５からの信
号を自動車の軸荷重として表示する表示手段１６に導通
してある。

【００１４】前記中央センサヘッド１３Ａ´、左センサ
ヘッド１３Ｂ´および右センサヘッド１３Ｃ´は演算手
段１５に組み込んだアンプユニットとで前記変位センサ
１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃを構成する。

【００１５】変位センサには、渦電流式、光学式、超音
波式等が知られているが、使用環境や外部からの調整の
容易さを考慮して実施例では渦電流変位計を用いた。

【００１６】因みに、渦電流変位センサとは、センサヘ
ッドの内部のコイルに高周波電流を流し、センサヘッド
の先端から高周波磁界を発生させ、この磁界内に、測定
対象物があると、電磁誘導作用によって、距離に応じて
センサコイルのインピーダンスが変化し、この変化を電
圧、または電流といった電気信号に変換して、距離を測
定するもので分解能１μｍ、応答速度１０ＫＨｚをクリ
アして、本装置の目的に対応している。

【００１７】演算手段１５は、前記踏み板１０上を通過
する車輪を時間に換算するためのパルス発信器１７およ
びパルスカウンタ１８も組み込んであり（パルス発信器
１７とパルスカウンタ１８はエンコーダを構成）、前記
の通り、センサヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´と
ケーブル接続され、アンプユニットを介して、電気信号
として送られる数値で荷重を演算する（この値は路面に
架かる軸重である）。また、変位が始まって元の変位量
に戻るまでのパルス数を演算して、自動車の走行速度を
算出する。

【００１８】更に、その荷重と速度を演算することによ
り、走行中の自動車の軸重を算出する。求められた軸重
は、演算手段１５とケーブル接続された表示手段１６に
より、数値表示やプリントアウト等で目視できる構成と
してある。

【００１９】しかして、走行路２に敷設した踏み板１０
は、温度変化、付加による変形、近隣を走行する自動車
による振動等により、センサヘッド１３Ａ´，１３Ｂ
´，１３Ｃ´との距離間隙は絶えず変化している。

【００２０】本装置に用いた３個の変位センサ１３Ａ，
１３Ｂ，１３Ｃのセンサヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１
３Ｃ´は、組立て時に於いて踏み板１０との隙間が均一
であるように取り付けるが、実際に設置された場合の各
変位センサ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの示す数値はそれぞ
れ異なる。

【００２１】そのために、中央センサヘッド１３Ａ´の
変位センサ１３Ａはマスターとして使用され、走行路２
の振動量を計測して、他の２個の変位センサ１３Ｂ，１
３Ｃの測定データから、振動に関する数値をキャンセル
すると共に、その数値を基に左右の変位センサ１３Ｂ，
１３Ｃの変位開始ポイントを決定する役割を持たせる。

【００２２】実測に用いる左右の変位センサ１３Ｂ，１
３Ｃは、その変位量の最大値の和を重量に関する数値と
する。

【００２３】路面の振動は踏み板１０の動きが上下する
ことである、変位は増減として計測される。この間は車
輪が踏み板１０上にない状態で、３個の変位センサ１３
Ａ，１３Ｂ，１３Ｃのそれぞれの変位量の差はほぼ同じ
と考える。

【００２４】中央の変位センサ１３Ａはこの計測の最終
から逆算して、数回分の変位量を振動の平均値として、
遂次記憶すると共に、他の２個の変位センサ１３Ｂ，１
３Ｃとの変位量を比較する。

【００２５】踏み板１０に車輪が載った時、センサヘッ
ド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´は踏み板１０の沈下方
向のみの変位を検出して、各変位センサ１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ｃは車輪の前進によって最大値に至った後、復
元した値を示す。

【００２６】マスターセンサ（中央のセンサ１３Ａ）は
この時に、直前に記憶した平均値に対して、一定の値を
超えるか、他のセンサ１３Ｂ，１３Ｃとの変位量の比較
差が一定の値を保たなくなる。

【００２７】ここで中央の変位センサ１３Ａは以後の計
測は行なわずに、他の変位センサ１３Ｂ，１３Ｃへの測
定開始の信号として使用する。

【００２８】左右の変位センサ１３Ｂ，１３Ｃで検出す
る変位量は、その最大値から中央の変位センサ１３Ａか
らの信号を得た時点の数値の差を用いて、該数値の差の
和を演算のための数値として演算手段１５が演算する。

【００２９】パルスカウントは、左右の変位センサ１３
Ｂ，１３Ｃの内、マスターセンサである中央の変位セン
サ１３Ａが検出する前記隙間の変位量との比較差が先に
一定量を超えた側の左右いずれかの変位センサを対象と
してカウントを開始し、当該変位センサが検出する前記
隙間の変位量が前記中央の変位センサ１３Ａの信号を得
た時点での数値に戻るまでカウントとし、該カウント数
（時間）を速度として、前記左右の変位センサ１３Ｂ，
１３Ｃの数値の和と演算手段１５によって演算する。

【００３０】なお、演算式については、装置の材質、寸
法、形状等により大きく変わるため、実測を行なって決
定する。本装置で走行速度として置き換えられた数値
は、車輪外径の大小に影響しない。

【００３１】車輪が検出部Ａ上で停止の場合は、変位セ
ンサ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが測定開始の変位量に復帰
しないので、パルスカウントは継続されるが、超低速で
進入して来た場合にのみ発生する現象であるから、荷重
のみの演算で表示して良い。

【００３２】しかして、実施例装置を作動状態にすると
（演算手段１５には各部材の組立て、すなわち、装置設
置後、実測して記憶手段によって実測データを記憶して
ある）、各変位センサ１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃはセンサ
ヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´を通じて該センサ
ヘッド１３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´と踏み板１０との
それぞれの離開間隙幅を電気信号に変換して演算手段１
５に送り込む。

【００３３】このとき、走行自動車の車輪が踏み板１０
の上に乗り上げると、踏み板１０はその荷重を受けて撓
み、該撓みによって前記離開間隙幅が変化する。この変
化した離開間隙幅を中央センサヘッド１３Ａ´が検出す
ると、該信号を受けた演算手段１５は、左センサヘッド
１３Ｂ´および右センサヘッド１３Ｃ´を通じて入力さ
れるそれぞれの離開間隙幅（変化した）と比較演算し、
その結果、離開間隙幅（変化して、中央変位計１３Ａよ
り大きな値で）の大きい値側の変位センサ例えば左変位
センサ１３Ｂの離開間隙幅の数値を基準にしてパルスカ
ウンタ１８がパルスカウントをはじめる一方、車輪が左
右のセンサヘッド１３Ｂ´，１３Ｃ´の直上に至ると
（同じ又は異時に）左右の変位センサ１３Ｂ，１３Ｃの
変化量（離開間隙幅）の最大値の信号として演算手段１
５はこれを受け、演算手段１５は該最大値の和として演
算して記憶手段に記憶させた実測データと比較演算して
自動車の走行時の軸重として表示手段１６に表示させ
る。

【００３４】また、踏み板１０上の車輪の移動によって
中央変位センサ１３Ａが前記パルスカウント開始時の離
開間隙幅の数値時に戻ると（踏み板１０の撓みがパルス
開始時に戻ると）、該カウント時間と実測データを比較
演算して車輪（自動車）の速度として表示手段１６に表
示せしめ、このカウント時間と前記最大値の和を同じく
実測データと比較演算して当該自動車の停止時状態にお
ける軸重として表示手段１６に表示せしめるのである。

【００３５】図中、２０は雨水の滞溜を防ぐ排水路であ
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明は前記の通りの構成であるから、
走行自動車の走行時の軸重と停止時の軸重を計測でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】略示説明図。

【図２】踏み板と変位センサの関係を示す平面図。

【符号の説明】

２ 走行路 １０ 踏み板 １０ａ 先端部 １３Ａ´，１３Ｂ´，１３Ｃ´ センサヘッド １３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ 変位センサ １５ 演算手段 １６ 表示手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自動車の走行路に先端部を前記自動車の
   走行方向上流側に位置させて片持ち状にして敷設した踏
   み板と、該踏み板の前記先端部の直下にセンサヘッドを
   配設して前記踏み板との離開幅の変化量の最大値を電気
   信号に変換して出力する変位センサと、該変位センサか
   らの前記電気信号と記憶手段によって記憶した実測値デ
   ータを比較演算する演算手段および該演算手段からの信
   号を前記自動車の軸荷重として表示する表示手段とから
   成る走行自動車の軸重測定装置。
2. 【請求項２】 変位計を、踏み板との離開幅の変化量の
   最大値と共に、前記離開幅の変化時間を電気信号に変換
   して出力させるようにした、請求項１記載の走行自動車
   の軸重測定装置。