JPS5812317Y2 - 車両判別検出器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は有料道路の無人化システム等における車両の軸
数或いは車輪数を検出して車種判別を行なう車両判別検
出器に関するものである。

有料道路においては大型車や普通車等の車種別に通行料
金が定められている場合が多い。

一方、近時においては有料道路の料金収受業務の完全無
人化（自動化）を図る傾向があり、このような無人化シ
ステムにおいては車種判別を正確に行なう必要がある。

従来のシステムでは光学センサーにより車体の検出を行
なうと共に路面に敷設した車軸数や車輪数の検出のため
のスイッチ式センサーである車両判別検出器（以下、こ
れを踏板と称する。

）によリタイヤの踏圧を受けて動作した回数等を検出し
て車軸数が二軸であるか三軸であるか、或いはタイヤの
数、特にダブルタイヤであるか否かを検出するＯ 第１図に有料道路において踏板の利用されている一例を
示す。

図は料金所の斜視図であり、１は走行車線の路面、２は
通行車両である。

車線の料金所入口近傍にはこの車線の両側に車両２を一
台ずつ弁別するための光学検出器である投光器３Ａ及び
受光器３Ｂが互いに対峙するように配設してあり、投光
器３Ａより受光器３Ｂに向けて照射されている光ビーム
を車両２が遮断することによって車両を一台ずつ分離弁
別する。

この投光器３Ａより照射される光ビームの直下位置近傍
の路面にはほぼ車線の幅員いっばいに軸数、車輪数検出
用の踏板４が敷設しである。

この踏板４は第２図に示すようにｍ行ｎ列に感圧センサ
ー５をマトリックス状配置しである。

ＩＦはこれら光学検出器及び踏板４の各感圧センサー５
からの信号により車種判別を行ない料金計算やその他種
々の必要な制御を行なうインターフェースである。

前記感圧センサー５は第３図ａに示す如き形状の素子で
等価回路的には第３図すに示す如くスイッチであり、素
子の上面に圧力を受けるとスイッチが閉路される構成と
しである。

感圧センサーの形態にはメカニカルなスイッチ、半導体
圧力センサー、静電容量変化の検出センサー等があげら
れる。

第４図は踏板４の断面を示す図であり、台板６の上に感
圧センサー５をｍ行ｎ列で並べてあり、台板６を含めて
これら感圧センサー５をゴム７でモールドしである。

そして、このような踏板４を路面１に設けた溝中に収納
し、路面１を矢印方向に走行する車両の車輪２ａによる
踏圧を受けてその直下近傍の感圧センサー６が動作され
る。

以上の如き構成で光学検出器が車両２を検出している期
間内に動作した感圧センサー５の関係によりインターフ
ェースＩＦが車軸数や車輪数の算出を行なって車種判別
を行なう。

即ち、マ） ＩＪラックス状配設された感圧センサー５
のうち隣接する複数の列の感圧センサーが同時に動作し
ていたとすれば車輪の幅が一本のタイヤ幅より広いダブ
ルタイヤの車両であることが検出でき、また感圧センサ
ー５の動作状況から車輪数や車軸数の検出でき、更に列
方向の感圧センサー５がどのような順で動作したかによ
り車両の進行方向も検出できるわけである。

ところで、上述の理由から感圧センサーをマトリックス
状配列としているわけであるが、感圧センサーとしては
メカニカルスイッチや半導体圧力センサー、静電容量変
化の検出センサ←等を用いているが、これらどの感圧セ
ンサーであってもマトリックスがｍｘｎならばｍｘｎ個
のセンサーを必要とする。

そして、検出精度を保つには各センサーとも同一検出感
度で耐久性も均一であることが望ましい。

しかしながらｍＸｎ個のセンサーがそれぞれ上記条件を
満すことは現実的に無理であることから、踏板からの信
号を処理する回路の側で個々のセンサーについて感度レ
ベルの調整を行なわなければならない欠点を有している
。

これは感圧センサーの数が多くなれば大変な作業となり
、また、感圧センサーや感度レベル調整回路の経年変化
等を考名るとその保守も大変なものとなる。

本考案は上記事情に鑑みて威されたもので、圧力を受け
るとその加圧部分の抵抗値が変化する導電ゴムのシート
を圧力センサーとして用い、対を威す電極を複数組マト
リックス状に配列すると共にこれら電極上に前記一枚の
シート状の圧力センサーを配置し、圧力センサーの抵抗
値変化によって各組の電極をスイッチングするようにす
ることにより、前記欠点を除去した車両判別検出器を提
供することを目的とする。

以下、本考案の一実施例について第５図〜第８図を参照
して説明する。

本考案は感圧センサーを導電ゴムにより構成しこの導電
ゴムのシートを踏板とする点及びこれによりマトリック
ス状配列の特徴を生かしつつ動作特性の均一化を容易に
図ることができるようにし且つ簡易なる構造とした点に
ある。

ここで、導電ゴムとは圧力の刺激に対して電気抵抗が変
化するトランスジューサであり、その抵抗変化の大きさ
は圧力の大きさに応じて絶縁状態（数１０Ｍ０）から導
通状態（数１０Ω）１で急激に変化するスイッチング機
能を持った感圧抵抗体である。

例えば日本合成ゴム（株）製の導電ゴムは無加圧暗抵抗
１０３Ω−の、導通暗抵抗ｌＯ２Ω−の以下の特性を有
している。

また加圧された部分のみが導通する性質がある。

ゴムとしての性質は通常のゴムと変りなく、−例を挙げ
ると硬度は７０、密度は３．３ ｇ ／赫、引張強さは
１５ｋｇ／−１伸びは２００％である。

動作圧力は種類によって多少異なるが抑圧０．１〜３ｋ
ｇ／ｆｆｌで導通状態となる。

第５図に本考案による車両判別検出器、即ち、踏板の断
面図を示す。

図中８は感圧センサーとなる上述の導電ゴムのシート、
９はベークライト等による板状の絶縁板、１０は合板で
ある。

前記導電ゴムシート８は絶縁板９上に面接触させて配置
しである○筐た、絶縁板９の導電ゴムシート８との接触
面側には等間隔に且つ踏板の長手方向に平行にｎ本の電
極１１が帯状に設けてあり、またこれら帯状の電極１１
に対応させてこれと平行に小面積の電極１２が多数等間
隔で設けである。

電極１１とこれに対応させた電極１２は対を威すもので
ある。

また、電極１１は行方向を示す。１３は列方向の各電極
１２を結ぶリード線で、このリード線１３は各列単位で
それぞれ独立させてあり、前記絶縁板９内を通って外部
に導出させである。

１４は絶縁板９中に設けたリード線１３導出用の穴であ
る。

導電ゴムシート８を上面に載せた絶縁板９は台板１０上
に載せたうえでこれらの外部をゴム１５でモールドしで
ある。

第６図は前記絶縁板９部分の構成を示す分解斜視図であ
り、第５図と同一符号を付した部分は同一物を示す。

同図ａに示すように電極１１，１２は配置されており、
これら電極上に導電ゴムシート８は設けられる。

そして、導電ゴムシート８が圧力を受けると、この圧力
を受けた部分は導通状態となり、との導通状態となった
部分の導電ゴムシート８部分の直下にあたる電極１１．
１２の対は閉路されることになる。

電極１２は電極１１に対応してこれと平行に一列に並ぶ
ように多数配設してあり、従って、電極１１方向を行と
し電極１２の配列方向を列とするｍ行ｎ列のマトリック
ス配列とした無接点形の感圧センサーを構成することと
なる。

第６図すは電極１２の配列関係と結線関係を示すもので
、図の如く同一の列方向のものは同一リード線１３で結
線され、電極１１のリード線と電極１２のリード線１３
によりｍｘｎのマトリックスの各々の位置における踏圧
検出が行なえる。

次に上記構成の本装置の作用について説明する。

第５図、第６図に示す如き踏板をその行方向を道路幅員
方向にして踏面に敷設しておくと、車両通過の際、その
車輪の踏圧を受けてその車輪に踏み付けられた部分の導
電ゴムシート８の抵抗値は激減するから、この部分に位
置する対と或す電極１１．１２は導通する。

即ち、第７図の模式図に示す如く導電ゴムシート８の踏
圧を受けた部分８Ａが導通状態となるためにこの部分に
接する電極１１と電極１２−３ 、１２−４が図の如く
ショート状態となり、電極１１と電極１２−１，１２−
２，１２−５．１２−６間はオープンとなってマ） Ｉ
Ｊラックス列となった電極１１，１２の各対のうちどの
対がショート状態となったか、即ちマトリックスのどの
座標位置部分が踏圧を受けたかが検出できる。

従って、マトリックス状に感圧センサーを配列した場合
と同様の検出機能が得られる。

しかも、導電ゴムシートを用いて加圧時にその加圧を受
けた部分の抵抗値減少によりマトリックス配列した電極
の対をショートさせる構成であり、電極の各対は単なる
電極であるので個々に動作特性の不均一を持つような要
因がなり、シかも、加圧部分の抵抗値が激減すると云う
導電ゴムの特徴を利用しているため、マトリックス配列
にした電極の対の上部に導電ゴムシートを配置すると云
う簡単な構成で、しかも各電極の対の圧力検出特性は圧
力センサーとして用いる一枚の共通の導電ゴムシートの
特性そのものであることから均一な動作特性を備えるこ
ととなり、且つ可動部分が無いので高耐久性、高信頼性
の踏板が得られる。

第８図に３×４マトリツクスの場合における踏板の電気
的等価回路を示す。

行に当る電極１１−１．１１−２，１１−３に時分割で
電源を供給しつつ列に当る電極１２−１．１２−２．１
２−３゜１２−４を走査し、導通となっているマトリッ
クス位置の電極をセンスすることにより、圧力を受けて
いる座標位置を知ることができる。

このように、圧力を受けるとその加圧部分の抵抗値が変
化する導電ゴムシートを圧力センサーとして用い、対を
威す電極を複数組マトリックス状に配列すると共にこれ
ら電極上に前記一枚のシート状圧力センサーを配置し、
圧力センサーの抵抗値変化により各組の電極をスイッチ
ングさせるようにしたので、即ち、車輪の踏圧を受ける
位置は一枚の共通な圧力センサーで、また圧力センサー
の検出位置はマトリックス配列した各電極で行なうよう
にしたので、各組の電極とも動作特性は共通で利用する
圧力センサーの特性で定１す、しかもかかる圧力センサ
ーは各部分においてその感度の不均衡は少ないから感度
調整も圧力センサーのシート単位で行なえば良く各組の
電極とし動作特性は均一で、また可動部分が全くないこ
とから耐久性も良く且つ信頼性も高くなる他、電極の組
数を増大させるだけで分解能も簡単に高めることができ
る等、簡易なる構成で保守調整も容易な車両判別検出器
を提供することができる。

尚、本考案は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となくその要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施
し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は有料道路の無人化システムにおける料金所を示
す斜視図、第２図は踏板の構成を示す平面図、第３図ａ
及びｂは圧力センサーの構成を示す斜視図及び等価回路
図、第４図は踏板の断面図、第５図は本考案の一実施例
を示す断面図、第６図ａ及びｂは本考案による踏板の絶
縁板部分の構成を説明するための分解斜視図及び電極１
２の接続状態を説明するための分解斜視図、第７図は本
装置の動作を説明するための模式図、第８図は３×４７
） ＩＪラックス列の場合における踏板の等価回路を示
す図である。 ８・・・・・・導電ゴム、９・・・・・・絶縁板、１１
，１２・・・・・・電極。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧力を受けるとその加圧部分の抵抗量が変化する導電ゴ
   ムのシートを圧力センサーとして用い、対を威す電極を
   複数組マ） ＩＪラックス状配列すると共にこれら電極
   上に前記一枚のシート状の圧力センサーを配置し、圧力
   センサーの抵抗値変化によって各組の電極をスイッチン
   グするようにしたことを特徴とする車両判別検出器。