JPS6124898Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は埋込型荷重検出器に関し、より具体的
には、例えば通過車両速度検出装置または頻度計
測装置に使用されるもので、路面上を走行する車
両の車輪の通過を検出する埋込型荷重検出器に関
するものである。

従来、この種の荷重検出器は、通過車両による
荷重を各種形状の板ばねの変形に置き変え、その
変形によるひずみを直接ひずみゲージ等により電
気出力に変換し検出するものが主であつた。これ
らの検出器の形状は、実際の路面において通過車
両の車輪位置が幅員方向に対し定まらないので、
幅員方向に長いものとなつている。このような形
状にした場合、車輪がどの位置を通過しても出力
が等しくなることが望ましいが、そのためには、
第１図に示すようにレール状をなす長尺な板ばね
１の長手方向に多数のひずみゲージ２ａ，２ｂ，
２ｃ，２ｄ……，２ｎを取り付け不感帯を少なく
する方法が用いられる。しかしながら、取り付け
得るひずみゲージの数を無制限に多くすること
は、経済的または信頼性の面から好ましいことで
はなく、通常は通過車両の車輪幅等によつて取り
付け間隔が決定される。このようにして作られた
検出器の電気回路は、第２図および第３図に示す
ように、ひずみゲージによりホイートストンブリ
ツジ回路を構成している。

第４図はこのような従来の検出器に対する車輪
位置と各ひずみゲージの出力との関係を示す図で
あるが、それぞれのひずみゲージの出力の大きさ
は、第４図に○印で示すように通過車輪に最も近
いものが最大となり、順次減少してゆく、これを
第２図および第３図に示すようなホイートストン
ブリツジ回路の出力とすると、その大きさは第４
図に示すamのように、各ひずみゲージの平均値
となり、車輪が通過した部分だけで考えた出力に
比べ大幅に低下したものとなる。また通過車両の
輪荷重も100Kg〜5000Kg程度の幅を持つので、実
際の計測時の出力の最小値と最大値のひらきは非
常に大きく、最小値を検出可能なように出力を設
定した場合、第１図に示す板ばね１およびひずみ
ゲージ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……，２ｎに対し
て過負荷を強いる結果となり、検出器の耐久性を
著しく低下させることとなつている。またこのよ
うに板ばね１のひずみを検出する方式において、
ひずみゲージ取り付け部および配線部分３は雨水
等による絶縁抵抗の劣化を防止するため防水処置
を行う必要がある。しかしながら、板ばね１の剛
性を高くしないような金属カバー等による完全密
封は困難であるので、従来は耐水性樹脂等による
コーテイングが行われているが、これは耐久性に
難点がある。

本考案は前述の問題点を考慮してなされたもの
で、その目的は、通過車両の車輪がどの位置に載
つても等しい電気出力が得られ、また路面内への
埋込みに適し、耐久性に優れ、ひずみゲージの吸
湿による絶縁抵抗の劣化のおそれがなく、小重量
の車両から大重量の車両まで広範囲にわたる車輪
の重量の検出を行うことができ、もつて車両の通
過を正確に検出することができる埋込型荷重検出
器を提供することにある。

このような目的を達成するため、本考案は、断
面が偏平さや状で長さが車両の車輪幅以上とさ
れ、内部の偏平間隙に非圧縮性の液体が封入さ
れ、荷重が印加されると該偏平間隙が変化する荷
重検出部と、この荷重検出部の前記偏平間隙に連
通されその偏平間隙内の前記液体の圧力をダイア
フラムで受けそのダイアフラムの変形をひずみゲ
ージによつて電気出力に変換する圧力変換部と、
この圧力変換部と前記荷重検出部全体を一体的に
被覆するように樹脂状物質により棒状に形成され
たモールド体とからなり、前記荷重検出部の断面
でみて前記偏平さや状の部分を路面に対し所定角
度以上起立させて路面内に埋め込み得るように構
成したものである。

以下、図面により本考案を詳細に説明する。

第５図は本考案の一実施例の全体構成を示す斜
視図であり、第６図は同実施例における荷重検出
部の断面図である。

第５図において、４は荷重検出部であつて、断
面が偏平さや状の中間部を折曲して逆くの字状
（くの字状でもよい）を呈するように形成され、
長さが車両の車輪幅以上とされている。この荷重
検出部４は薄い金属板で折曲げ加工され、第６図
に示すように内部に偏平間隙４０が形成されてい
る。この偏平間隙４０内には、水銀等の非圧縮液
体が充填（封入）されている。５は前記荷重検出
部４の一端側の偏平間隙４０に連通され、かつ固
定された圧力変換部である。６は前記荷重検出部
４と圧力変換部５の全体を一体的に被覆するよう
に、樹脂状物質により四角柱の棒状に成形された
モールド体である。７は圧力変換部５の電気出力
を外部に導出する信号用コードである。

この実施例における荷重検出部４は、くの字状
になつているが、これは水銀等の液体を封入する
ための偏平間隙４０の製作を容易にするためのも
のである。すなわち幅が狭く、これに直交する方
向に長尺の金属板を素材として、まず幅方向に二
つ折りにし、さらに幅方向にほぼ直角に折曲し、
次いで、折曲げ端縁（第６図における上端縁）を
溶接により封止し、その後、ほぼ90゜に折曲され
ていた部分を60゜より幾分開角して第６図に示す
ように、くの字状にすると、それまで当接してい
た２枚重ねの金属板間がわずかに離間されて薄い
さや状の間隙が形成されるのである。このよう
に、くの字状に形成すると、非常に薄く長手方向
に均一な偏平間隙が極めて容易に形成できる。た
だし、さや状の部分は、薄い連続した偏平間隙が
形成される形状で、荷重を受けると変形し、その
厚さまたは容積が変化するようなものであればよ
い。

第７図は前記実施例のより具体的な構成を一部
破断して示す斜視図である。

第７図に示すように、さや状の荷重検出部４の
一端は、溶接部８で圧力変換部５のケース５０と
溶接され、偏平間隙４０は受圧室５１と連通され
た状態で密封されている。この受圧室５１はダイ
アフラム５２で仕切られているので、圧力の変化
はダイアフラム５２の変形となる。このダイアフ
ラム５２が変形すると、ダイアフラム５２の裏面
に貼られたひずみゲージ５３が伸張または圧縮さ
れて抵抗変化を生じる。このひずみゲージ５３の
抵抗変化は、ゲージリード線５４、端子台５５、
ピン５６を経て信号用コード７により、外部に電
気信号を取り出すことができる。信号用コード７
はゴムガスケツト６１、リングナツト６２によ
り、圧力変換部５内への水、空気の流入等から保
護されている。

これら荷重検出部４および圧力変換部５、信号
用コード７の基端部は、その全体を樹脂状物質に
より棒状のモールド体６にモールド成形される。

このような構成からなる前記実施例の作用につ
いて説明する。

荷重検出部４を、断面で見て偏平さや状の部分
が路面に対し所定角度以上（実施例のものでは、
くの字状であるので、ほぼ45゜と、ほぼ135゜）
起立する状態にして路面に設置する。すなわち実
施例の場合、四角柱状のモールド体６内に、さや
状の部分がくの字状にモールド成形されているの
で、モールド体６の上面が路面に沿うように設置
すればよい。第８図にこの設置状態を示す。

第８図に示すように、荷重検出器が設置された
道路に車両が走行してきて、その車輪が斜線で示
した載荷部分７０に載り荷重が加わると、その荷
重に応じて樹脂状物質が圧縮され、荷重検出部４
のくの字状をなす折曲角度が減少するように、さ
や状の部分が変形され、この偏平間隙４０がより
一層偏平状に変化する。このようにして、偏平間
隙４０内に充填されている液体４１（この場合は
水銀）の圧力は上昇する。そして液体４１は、偏
平さや状断面を呈する荷重検出部４とモールド体
６によつて拘束されているので、載荷部分７０の
荷重によつて生じた最大の圧力変化は減少するこ
となく、圧力変換部５の受圧室５１に伝達され、
ダイアフラム５２を変形させる。この変形はブリ
ツジ回路構成とされたひずみゲージ５３により電
気的に検出される。この荷重検出器で得られた電
気信号は、通過車両速度検出装置または頻度計測
装置に導かれ、走行車両の通過情報として利用さ
れる。前者の通過車両速度検出装置の場合、道路
の所定の２地点に荷重検出器を設置し、走行車両
の車輪が最初に１地点を通過（載荷）した時点か
ら次の１地点を通過（載荷）した時点までの時間
を計測することにより、走行車両の速度を測定す
ることができる。また後者の頻度計測装置の場
合、路面上の１地点を車両の車輪が通過したとい
うことを、荷重検出器で検出し、この検出出力の
回数を計数することによつて、車両の通行頻度を
計測することができる。従つてここでいう荷重検
出器は、車両（または車輪）の重量を測定するの
が目的ではなく、例えば２輪車のような小重量の
車両から大型バスのような大重量の車両が路面上
の所定点を通過したこと、また通過した時点が確
実に検出できればよい。

このような構成からなる前記実施例の埋込型荷
重検出器には、次のような種々の利点がある。

(1) 荷重検出部４の長手方向（道路における幅員
方向）のどの部位に車輪が載つても、常に等し
い出力が得られる。

(2) 荷重検出部４の任意の部位に荷重（輪重）が
加わつた場合、荷重検出器の出力はその荷重が
加わつた部位の最大圧力と等しいので、従来の
検出器のように最小荷重を基準とした出力の設
定を行つても、過負荷がかかることが少なく、
耐久性が非常に良くなる。

(3) 荷重検出部４の断面形状を偏平さや状とした
うえ、路面への設置に際し、前記荷重検出部の
断面でみて偏平さや状の部分を路面に対し所定
角度以上起立させた状態で設置することによ
り、車輪が載つたとき偏平間隙が大きく形状変
化し、非常に高感度な出力が得られる。また車
輪が荷重検出器にに載り、通過していくときの
検出信号のパルス幅は、狭い方が検出誤差が少
なく有利であり、前記実施例のように、偏平さ
や状の部分を直立または路面に対して所定角度
以上に起立させることにより、車両通過検出信
号として急峻なパルス信号が得られるので、通
過車両速度検出装置または頻度計測装置の検出
器として、極めて有用であり、システム全体の
信頼性を飛躍的に向上させることができる。

(4) 荷重検出部４のさや状の部分の断面を、くの
字状とした場合には、既述したように、非常に
薄い偏平間隙を極めて容易に形成でき、また第
５図に示すようなモールド体６を成形するに際
して、水銀が充填されて重量の大きい長尺の荷
重検出部４が折れたり曲つたりしにくいので、
モールド成形作業が容易化される。

(5) 荷重検出部４および圧力変換部５は、全体を
モールド体６で被覆されているので、荷重検出
部４の強度が増大し、また水分（湿気）や酸化
の原因となる外気が侵入しないので、ひずみゲ
ージの絶縁低下や酸化等による劣化がほとんど
なく、耐久性が著しく向上する。

(6) モールド体６を形成する樹脂は、その配合に
より舗装道路材料に合わせて硬くまたは軟らか
く作ることが可能であり、埋め込みによる道路
破損等の事故のおそれが減少する。

以上詳しく説明したように、本考案の埋込型荷
重検出器は、路面への設置が容易で、車輪の載つ
た位置による出力の“バラツキ”がなく、小重量
の車両から大重量の車両にわたる種々の車両の通
過を精度よく検出でき、かつ耐久性にも優れてお
り、従つて通過車両速度検出装置または頻度計測
装置の検出器として極めて有用なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来用いられている検出器の原理を説
明するための斜視図、第２図および第３図は従来
用いられている検出器の回路図、第４図は従来用
いられている検出器のひずみゲージの取り付け位
置と荷重がかかつた場合の出力の関係を示す図、
第５図は本考案の一実施例の斜視図、第６図は本
考案の実施例の荷重検出部の断面図、第７図は本
考案の実施例の荷重検出部および圧力変換部の一
部を切り開いて構造を示した斜視図、第８図は本
考案の埋込型荷重検出器を路面に設置した一実施
例の斜視図である。 １……板ばね、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……，
２ｎ……ひずみゲージ、３……配線部分、４……
荷重検出部、５……圧力変換部、６……モールド
体、７……信号用コード、８……溶接部、４０…
…偏平間隙、４１……非圧縮性の液体、５０……
圧力変換部のケース、５１……受圧室、５２……
ダイアフラム、５３……ひずみゲージ、５４……
ゲージリード線、５５……端子台、５６……ピ
ン、６１……ゴムガスケツト、６２……リングナ
ツト、７０……載荷部分。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 断面が偏平さや状で長さが車両の車輪幅以上と
   され、内部の偏平間隙に非圧縮性の液体が封入さ
   れ、荷重が印加されると該偏平間隙が変化する荷
   重検出部と、この荷重検出部の前記偏平間隙に連
   通されその偏平間隙内の前記液体の圧力をダイア
   フラムで受けそのダイアフラムの変形をひずみゲ
   ージによつて電気出力に変換する圧力変換部と、
   この圧力変換部と前記荷重検出部全体を一体的に
   被覆するように樹脂状物質により棒状に形成され
   たモールド体とからなり、前記荷重検出部の断面
   でみて前記偏平さや状の部分を、路面に対し所定
   角度以上起立させて路面内に埋め込み得るように
   構成したことを特徴とする埋込型荷重検出器。