JP4632740B2 - 車軸重量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車軸重量を測定する車軸重量測定装置に関するものである。

一般に、車両の車軸重量（軸重）を測定する装置として、ロードセルによって支持された計量台上に、車両（トラック等）の車軸が乗り込んだときに、その車軸の重量測定を行う重量測定装置が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の重量測定装置は、車両の１個の車軸のみが載置できるように、計量台の車両進行方向の幅が設定され、他の車軸の重量による影響を排除し、所望の車軸重量が独立して測定できるようにされている。

また、車両の全車軸が同時に積載可能な大きさの計量台を有する重量測定装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２に記載の重量測定装置においては、車両の各車軸が計量台に乗り込む際に生じる重量変動、あるいは、各車軸が計量台から降りる際に生じる重量変動に基づいて、各車軸の重量を測定するようにされている。

特開昭６４−２１３２６号公報 特開昭６３−８１２２０号公報

しかしながら、前記従来の重量測定装置はいずれも、一または複数の車軸が計量台上に位置し、少なくとも１軸以上が計量台外の路面に位置する状態で車軸重量を測定するようにされていることから、路面が傾斜した状態にあった場合、車両が傾斜して、各車軸に分配負荷される車両荷重の比率が、その車両の傾斜角度に応じて変化し、軸重測定値に狂いが生じてしまうという問題点がある。そのため、車軸測定値の精度を保証するためには、計量台およびその前後の路面を水平に保ち、かつその路面表面と計量台表面とを同一平面上に位置させる構成として、前記車両の姿勢を常に水平な状態に維持する必要がある。ところが、路面は車両が通過することによる影響を受け易く常に一定の状態に保つのが難しいことから、前記重量測定装置では、測定結果に対して信頼性に欠けるという問題点がある。

また、軸重の測定は道路の安全管理上の見地から、高速道路上で行われることが多いが、高速道路においては、構造上、道路の厚みが一般道路に比べて非常に薄く、計量台用に路面を掘り下げて計量台表面と路面とを同一平面上に位置させる構成を採るのが困難であるという問題点がある。そのため、計量台を路面上に設置することになるが、この場合、車両を計量台に乗り降りさせるための傾斜台をその計量台の前後に設置する必要がある。しかし、こうした場合、例えば、先頭の車軸の重量測定を行う際には、その先頭の車軸が計量台上に載置されるため、後続の車軸が計量台の表面よりも下方に位置する状態となって、車両全体が傾斜することになるから、やはり各車軸に分配負荷される車両荷重の比率が変化して、軸重測定値に狂いが生じるという問題点がある。また、車の種類によって傾斜角度も異なるため、傾斜角度に応じて正確な重量測定値を割り出すことが困難である。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、計量台と道路面との高さが異なっていても、各車軸の軸重を常に安定した高い精度で測定することができる車軸重量測定装置を提供することを目的とするものである。

前記目的を達成するために、第１発明による車軸重量測定装置は、
複数個の荷重検出器と、これら荷重検出器上に支持されるとともに複数の車軸を有する車両全体が載置可能な一つの計量区分よりなる計量台を備える車軸重量測定装置であって、
前記一つの計量区分上に全ての車軸が同時に載置された状態にて、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、各車軸重量をそれぞれ個別に算出する車軸重量演算手段を備えることを特徴とするものである。

また、第２発明による車軸重量測定装置は、
複数個の荷重検出器と、これら荷重検出器上に支持されるとともに複数の車軸を有する車両全体が載置可能な複数の計量区分よりなる計量台を備える車軸重量測定装置であって、
前記荷重検出器を、前記計量台の４隅に各１個ずつと、互いに分離された２つの計量区分のその分離位置の車両進行方向の左右両側に、前記互いに分離された２つの計量区分にそれぞれ負荷される荷重を共通に検出するように１個ずつ設け、
前記計量台の４隅に各１個ずつ設けた４個の荷重検出器は、２個ずつが前記２つの計量区分をそれぞれ支持し、それら２つの計量区分にそれぞれ負荷される荷重を互いの計量区分に対して独立に検出し、
前記複数の計量区分上に全ての車軸が同時に載置された状態にて、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、各車軸重量をそれぞれ個別に算出する車軸重量演算手段を備えることを特徴とするものである。

前記第１発明または第２発明において、前記車軸重量演算手段は、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号に加え、前記車両を計量区分上で所定距離移動させた後に得られる各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、前記各車軸重量を算出するものであるのが良い（第３発明）。

前記第１発明〜第３発明のいずれかにおいて、前記各車軸の位置情報を自動的に生成する車軸位置情報自動生成手段が設けられるのが好ましい（第４発明）。

また、前記第１発明〜第４発明のいずれかにおいて、前記計量区分上には、車軸位置を特定するための車軸停止位置指定ラインが設けられるのが良い（第５発明）。

前記第１発明〜第５発明のいずれかにおいて、車両の車軸間距離を予め設定する車軸間距離設定手段が設けられるのが好ましく（第６発明）、前記車両の車軸間距離を自動的に測定する車軸間距離自動測定手段が設けられても良い（第７発明）。

さらにまた、前記第７発明において、前記車軸間距離自動測定手段は、特定車軸が所定位置を通過する際の第１の車速と、その車軸の後続の車軸が所定位置を通過する際の第２の車速と、特定車軸が所定位置を通過してから後続の車軸がその所定位置を通過するまでに要する時間とを測定し、これら測定結果に基づいて、特定車軸と後続の車軸との車軸間距離を自動的に測定するものであるのが好ましい（第８発明）。

前記第１発明または第２発明によれば、計量区分上に全車両が乗り込み全ての車軸が同時に載置された状態において、全車軸の重量を測定することができるので、車軸重量の測定時に車軸が計量区分前後の路面上に位置することがない。したがって、計量区分と道路面との高さが異なる場合であっても、あるいは、路面が傾斜していた場合であっても、車両の姿勢を常に一定に保つことができるので、全車軸の軸重を常に安定した高い精度で測定することができる。

前記第３発明の構成を採用すれば、計量区分上の車両の位置に応じて、前記各荷重検出器より異なる出力信号が出力されるため、言い換えると、計量区分上で車両が移動することにより荷重検出器からの情報量が増えることになるため、荷重検出器の単位個数当たりの測定可能な車軸の数が増えることになる。したがって、多数の車軸を有する車両について、それら各車軸の重量を求めるのに特に適している。

また、前記第４，５発明の構成を採用すれば、車軸重量を求めるのに必要な車軸の位置情報を容易に求めることができる。

さらに、第６，７発明の構成を採用すれば、特定車軸と他の車軸との車軸間距離が求まるので、全ての車軸の位置情報を求めなくても、いずれか一つの車軸の車軸位置さえ特定すれば、全て車軸位置情報の車軸位置が特定されたことになり、全車軸の車軸重量の測定が容易に行える。

さらにまた、第８発明の構成を採用すれば、車両の速度が変化している場合であってもその車両の車軸間距離に求めることができる。また、車両が計量区分に乗り込む過程で、その車両の車軸間距離を求めることができるので、車両の車軸重量を求めるのに要する時間を短縮することができる。

次に、本発明による車軸重量測定装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

〔第１実施形態〕
図１には、本発明の第１実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ）がそれぞれ示されている。また、図２には、重量信号生成部の回路構成図が示されている。

本実施形態に係る車軸重量測定装置１は、図１において左方から右方に向けて走行する２軸４輪の車両２全体が載ることのできる大きさの計量台（計量区分）３を備えている。この計量台３の下方の四隅には、同一の荷重に対して同一の測定値を出力するように予め調整される合計４個のロードセル（荷重検出器）４ａ，４ｂ，４ｃ、４ｄが設けられている。

なお、以下の説明において、車両２の先頭の車軸から順に、１軸２ａ、２軸２ｂと称することとし、車両２の運転手から見て１軸２ａの左側の車輪に符号２ａＬ、右側の車輪に符号２ａＲ、２軸２ａの左側の車輪に符号２ｂＬ、右側の車輪に符号２ｂＲをそれぞれ付すことにする。また、前記計量台３上に乗り込んだ車両２の運転手から見て、その計量台３下方の前端部左隅に位置するロードセルを第１ロードセル４ａとし、前端部右隅に位置するロードセルを第２ロードセル４ｂとする。また、計量台３下方の後端部左隅に位置するロードセルを第３ロードセル４ｃとし、後端部右隅に位置するロードセルを第４ロードセル４ｄとする。なお、これら各ロードセル４ａ〜４ｄとしては、ストレインゲージ式荷重センサ、磁歪式荷重センサ等、各種形式のものを用いることができる。

図１、図２に示されるように、車軸重量測定装置１は、入力信号に基づき、所定の重量信号（１軸２ａの軸重Ｘ１，２軸２ｂの軸重Ｘ２等；詳細は後述）を生成する重量信号生成部（車軸重量演算手段）５を有しており、前記各ロードセル４ａ〜４ｄは、歪み量に応じたアナログ荷重信号をその重量信号生成部５に出力するようにされている。

前記重量信号生成部５は、前記各ロードセル４ａ〜４ｄから出力されるアナログ荷重信号（出力信号）をそれぞれ増幅する第１〜第４の増幅器６ａ〜６ｄと、これら各増幅器６ａ〜６ｄによって増幅されたアナログ荷重信号をデジタル荷重信号にそれぞれ変換する第１〜第４のＡ／Ｄ変換器７ａ〜７ｄを備えている。また、第１〜第４のＡ／Ｄ変換器７ａ〜７ｄは、Ｉ／Ｏ回路８を介して演算処理装置（ＣＰＵ）９にデジタル荷重信号を出力するようにされている。なお、デジタル変換回路を有する各ロードセルを用いる場合、各ロードセルからの出力信号（デジタル出力信号は）は、各増幅器６ａ〜６ｄで増幅された後、Ｉ／Ｏ回路８を介して演算処理装置９に出力される。

前記演算処理装置９は、所定のプログラムを実行することにより所定の演算処理を行うように構成されている。また、この演算処理装置９は、演算時に前記プログラムおよび各種データを一時的あるいは半永久的に記憶させるＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなるメモリー１０に接続されている。さらに前記演算処理装置９は、前記Ｉ／Ｏ回路８を介して各種入力キーを有する入力部１１に接続されるとともに、各種重量信号（軸重）等を表示する表示部（液晶表示器、蛍光表示管等）１２に接続されている。

前記入力部１１は、軸重を測定するための車軸計測キー、データ設定を行うためのデータ設定用キースイッチ等を具備しており、これら各キーがキー操作された際には、前記演算処理装置９において、そのキー操作に応じた所定のデータ処理が実行される。

次に、車両２の各車軸の軸重を測定する方法について図３、図４を参照しつつ説明する。

図３には、計量台３の平面図が、図４には、車両が乗り込んだ状態の計量台３の平面図がそれぞれ示されている。

以下の説明において、前記第４ロードセル４ｄと前記第２ロードセル４ｂとを結ぶ仮想直線およびその延長線をｘ軸とし、第４ロードセル４ｄと第３ロードセル４ｃとを結ぶ仮想直線およびその延長線をｙ軸とし、ｘ軸およびｙ軸の交点、すなわち第４ロードセル４ｄの配置位置を原点とする。また、前記第４ロードセル４ｄ−第２ロードセル４ｂ間（第３ロードセル４ｃ−第１ロードセル４ａ間）の間隔を設計定数Ａとし、第４ロードセル４ｄ−第３ロードセル間（第２ロードセル４ｂ−第１ロードセル４ａ間）の間隔を設計定数Ｂとすると、前記各ロードセル４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの座標はそれぞれ
第１ロードセル４ａ：（Ａ，Ｂ）
第２ロードセル４ｂ：（Ａ，０）
第３ロードセル４ｃ：（０，Ｂ）
第４ロードセル４ｄ：（０，０）
となる（図３参照。）。

重量Ｗの被計量物を計量台３上に置いたとき、その被計量物の重心が計量台３の座標（ｘ，ｙ）上に位置しているとすると、各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される荷重Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ
Ｗ１＝（ｘ・ｙ／Ａ・Ｂ）・Ｗ （１）
Ｗ２＝［｛ｘ・（Ｂ−ｙ）｝／Ａ・Ｂ］・Ｗ （２）
Ｗ３＝［｛（Ａ−ｘ）・ｙ｝／Ａ・Ｂ］・Ｗ （３）
Ｗ４＝［｛（Ａ−ｘ）・（Ｂ−ｙ）｝／Ａ・Ｂ］・Ｗ （４）
となる。

ここで、重量Ｍ（ｔ）の分銅を、その重心位置が中心座標（Ａ／２，Ｂ／２）に位置するように置いたとき、各ロードセル４ａ〜４ｄに分配される負荷荷重はＭ（ｔ）／４であることから、各ロードセル４ａ〜４ｄから出力信号として発信される測定値をそれぞれＶ１〜Ｖ４とし、各ロードセル４ａ〜４ｄの負荷荷重に対する出力電圧の変換係数をｋとすると、それら各測定値Ｖ１〜Ｖ４は各ロードセル４ａ〜４ｄへの負荷荷重に比例し
Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４＝ｋ・（Ｍ／４） （５）
となるはずである。

しかし、計量台３の寸法のわずかな狂い等によって、各ロードセル４ａ〜４ｄからの測定値Ｖ１〜Ｖ４に誤差が生じる場合がある。そこで、以下のような調整を、車両２の車軸重量測定前に行う。

まず、すべてのロードセル４ａ〜４ｄからの各測定値Ｖ１〜Ｖ４の合計値を
Ｖ＝Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＋Ｖ４ （６）
とし、必ず次式
Ｖ＝ｋ・Ｍ （７）
を満たすような、すなわち、各測定結果の合計値Ｖが被測定物（この場合分銅）の重量に一致するような係数ｋの値を決定する。

次いで、各ロードセル４ａ〜４ｄにおける測定値Ｖ１〜Ｖ４を以下の各式（８）〜（１１）にて定め、
Ｖ１＝ｋ１・（Ｖ／４）＝ｋ１・ｋ・（Ｍ／４） （８）
Ｖ２＝ｋ２・（Ｖ／４）＝ｋ２・ｋ・（Ｍ／４） （９）
Ｖ３＝ｋ３・（Ｖ／４）＝ｋ３・ｋ・（Ｍ／４） （１０）
Ｖ４＝ｋ４・（Ｖ／４）＝ｋ４・ｋ・（Ｍ／４） （１１）
これら測定値Ｖ１〜Ｖ４がＶ／４に等しくなるような係数ｋ１〜ｋ４をそれぞれ決定する。これら係数ｋ，ｋ１〜ｋ４の値は調整作業が完了した時に重量信号生成部５のメモリー１０に記憶される。

前記計量台３を用いて、被測定物の重量測定を行う際には、前記メモリー１０に記憶されている係数ｋ，ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４を呼び出し、各ロードセル４ａ〜４ｄからの測定値Ｖ１〜Ｖ４に、１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ４）をそれぞれ掛け合わせる。これにより、各ロードセル４ａ〜４ｄに加わる正確な負荷荷重（この場合、Ｍ／４）を得ることができる。また、計量台３上の全荷重を正確に求めるには、各ロードセル４ａ〜４ｄの出力信号Ｖ１〜Ｖ４の合計値Ｖに１／ｋを掛けてその合計値Ｖを補正する。これにより、計量台３上の被測定物の重量（Ｍ）を正確に求めることができる。

車両２の各車軸２ａ〜２ｄの車軸重量を求めるには、車両２をｘ軸と平行に走行させて計量台３上に乗り込ませ、１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲの接地面の中心が、計量台３のｘ＝αの位置にｙ軸と平行に引かれている車軸停止位置指定ライン（以下、単に「ライン」という。）Ｌ上に位置するように、すなわち、１軸２ａとラインＬとが一致するように、その車両２を停車させる（図４（ｂ）参照。）。このとき、車両２の右側の車輪２ａＲ，２ｂＲの設地部の中心ラインはｙ＝ｙ２の位置にあるとし、車両２の左側の車輪２ａＬ，２ｂＬの設地部の中心ラインは、ｙ＝ｙ１の位置にあるとする。

ここで、図４（ａ）に示されるように、前記各車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲを通じて計量台３に加わる荷重をそれぞれｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４とすると、各ロードセル４ａ〜４ｄに与えられる荷重Ｗ１〜Ｗ４は、ｘ−ｙ座標上の（ｘ１，ｙ１）（ｘ１，ｙ２）（ｘ２，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）の位置に負荷される荷重ｗ１〜ｗ４によって与えられる。

以上の条件の時、前記第１ロードセル４ａに加わる荷重Ｗ１は、前記式（１）より、
Ｗ１＝（ｘ１・ｙ１／Ａ・Ｂ）・ｗ１
＋（ｘ１・ｙ２／Ａ・Ｂ）・ｗ２
＋（ｘ２・ｙ１／Ａ・Ｂ）・ｗ３
＋（ｘ２・ｙ２／Ａ・Ｂ）・ｗ４
となり、前記第２ロードセルに加わる荷重Ｗ２は、前記式（２）より
Ｗ２＝［｛ｘ１・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ１
＋［｛ｘ１・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ２
＋［｛ｘ２・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ３
＋［｛ｘ２・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ４
となる。

したがって、第１ロードセル４ａと第２ロードセル４ｂから出力される測定値Ｖ１，Ｖ２に１／（ｋ・ｋ１），１／（ｋ・ｋ２）をそれぞれ掛けて、第１ロードセル４ａと第２ロードセル４ｂに負荷される荷重Ｗ１，Ｗ２に変換して和をとると、
Ｖ１／（ｋ・ｋ１）＋Ｖ２／（ｋ・ｋ２）＝Ｗ１＋Ｗ２＝
（ｘ１／Ａ）・（ｗ１＋ｗ２）＋（ｘ２／Ａ）・（ｗ３＋ｗ４） （１２）
となる。

また、第３ロードセル４ｃに加わる荷重Ｗ３は、前記式（３）より、
Ｗ３＝［｛（Ａ−ｘ１）・ｙ１｝／Ａ・Ｂ］・ｗ１
＋［｛（Ａ−ｘ１）・ｙ２｝／Ａ・Ｂ］・ｗ２
＋［｛（Ａ−ｘ２）・ｙ１｝／Ａ・Ｂ］・ｗ３
＋［｛（Ａ−ｘ２）・ｙ２｝／Ａ・Ｂ］・ｗ４
となり、第４ロードセル４ｄに加わる荷重Ｗ４は、前記式（４）より
Ｗ４＝［｛（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ１
＋［｛（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ２
＋［｛（Ａ−ｘ２）・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ３
＋［｛（Ａ−ｘ２）・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ・Ｂ］・ｗ４
となることから、第３ロードセル４ｃと第４ロードセル４ｄから出力される測定値Ｖ３，Ｖ４に１／（ｋ・ｋ３），１／（ｋ・ｋ４）をそれぞれ掛けて、第３ロードセル４ｃと第４ロードセル４ｄに負荷される荷重Ｗ３，Ｗ４に変換して和をとると、
Ｖ３／（ｋ・ｋ３）＋Ｖ４／（ｋ・ｋ４）＝Ｗ３＋Ｗ４＝
｛（Ａ−ｘ１）／Ａ｝・（ｗ１＋ｗ２）
＋｛（Ａ−ｘ２）／Ａ｝・（ｗ３＋ｗ４） （１３）
となる。

前述のように、前記車両２は、１軸２ａがラインＬ上に略重なった状態で停車していることから、前記各車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標、すなわち１軸２ａのｘ座標ｘ１は、ラインＬのｘ座標と同じαとなる。一方、前記各車輪２ｂＬ，２ｂＲのｘ座標、すなわち前記２軸２ｂのｘ座標ｘ２は、１軸２ａ−２軸２ｂ間の車軸間距離を定数ａとすると、ｘ２＝α−ａで表される（車軸間距離ａの求め方については後述する。）。また、前述のように、設計定数Ａおよび係数ｋ，ｋ１〜ｋ４は、予め求められた値である。したがって、ｗ１＋ｗ２を１軸２ａの軸重Ｘ１，ｗ３＋ｗ４を２軸２ｂの軸重Ｘ２に置き換え、各ロードセル４ａ〜４ｄより測定値Ｖ１〜Ｖ４が出力されたとすると、前記式（１２）、（１３）は、変数がＸ１，Ｘ２で、係数が全て既知化された連立方程式となる。したがって、この連立方程式を解くことにより、１軸２ａおよび２軸２ｂの軸重Ｘ１，Ｘ２を求めることができる。また、その連立方程式より求められた１軸２ａおよび２軸２ｂの軸重Ｘ１，Ｘ２は重量信号として前記表示部１２に送信されて出力される。本実施形態においては、ラインＬを前輪車軸（１軸２ａ）に一致させるようにしたが、このラインＬは、前輪車軸以外の車軸を置くための目標位置として、別の箇所に引くこともできる。

なお、計量台３上の１軸２ａ、２軸２ｂのｘ座標を生成する方法としては、１軸２ａをラインＬと一致させる方法の他に、例えば、計量台３の横に画像処理装置を設置して前記重量信号生成部５と接続し、車両２を計量台３上の任意の位置に停車させた際に、各車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲのイメージを読み取り、それにより、計量台３上での全ての車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲのｘ座標、すなわち１軸２ａ、２軸２ａの車軸位置情報ｘ１，ｘ２を自動的に生成するという方法を採用することができる。あるいは、１軸２ａのｘ座標のみを画像処理によって求めるようにし、２軸２ｂについては、１軸のｘ座標と、車軸間距離ａとにより求めるようにしても良い。なお、前記画像処理装置と重量信号生成部５等が本発明の車軸位置情報自動生成手段に相当する。また、図示は省略するが、第４ロードセル４ｄの設置位置を原点０とし、第２ロードセル４ｂの設置位置をＡとする長さ寸法目盛りの付いたラインを第４ロードセル４ｄ−第２ロードセル間に設け、この目盛りを用いて１軸２ａ、２軸２ｂのｘ座標を特定するようにしても良い。

また、前記車軸間距離ａを求める方法については、種々の方法が挙げられるが、例えば、入力部１１のデータ設定用キースイッチを操作し、車軸間距離等の車種データを車両の形式ごとに入力して前記メモリー１０に記憶しておき、車両の形式がオペレータ等によって入力された際には、該当する車両の車軸間距離をメモリー１０から呼び出すようにすると良い。なお、このような車種データを記憶するメモリー１０および車種データを呼び出すための入力部１１等を有する重量信号生成部５が本発明の車軸間距離設定手段に相当する。勿論諸元表等から直接車軸間距離ａを求めて設定してもよく、あるいは、人の手を用いて測定するようにしても良い。このようにすれば、前述の各方法によって特定された１軸２ａのｘ座標ｘ１と、車軸間距離ａとにより、２軸２ｂのｘ座標ｘ２を求めることができ、１軸２ａ、２軸２ｂのｘ座標と各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４等により、各車軸２ａ、２ｂの重量Ｘ１、Ｘ２を求めることができる。

さらにまた、光センサ、超音波センサ等の物体センサを用いて、前記車軸間距離ａを自動的に読み取ることもできる。以下、その方法について図５を参照しつつ説明する。

図５には、物体センサを具備する車軸重量測定装置の要部側面図（ａ）および、物体センサからの出力信号を示す図（ｂ）が示されている。

図５（ａ）に示されるように、計量台３の後端部（計量台３の、車両の待機位置側の端部）から、車両２の待機位置側（図５（ａ）の紙面左側）に距離ｒだけ離れた位置には、第１の物体センサ２０Ａが設置されており、計量台３の後端部には、第２の物体センサ２０Ｂが設置されている。これら各センサ２０Ａ、２０Ｂは、各車軸２ａ、２ｂ（あるいは車輪２ａＲ、２ａＬ、２ｂＲ、２ｂＲ）の非検知時においては一定出力の信号を前記重量信号生成部５に発信するＯＮ状態になり、車軸２ａ、２ｂ（あるいは車輪２ａＲ、２ａＬ、２ｂＲ、２ｂＲ）の検知時においては信号の発信を停止するＯＦＦ状態となるように設定されている。

前記各センサ２０Ａ，２０Ｂによって車軸間距離ａを求めるには、前記１軸２ａ、２軸２ｂが、第１の物体センサ２０Ａによって検知されてから第２の物体センサ２０Ｂによって検知されるまでの時間ｔ１，ｔ２と、１軸２ａが第１の物体センサ２０Ａによって検知されてから、２軸２ｂが同センサ２０Ａによって検知されるまでの時間ｔｘを自動的に測定する（図５（ｂ）参照。）。

前記第１の物体センサ２０Ａ−第２の物体センサ２０間の距離はｒであるため、前記１軸２ａおよび２軸２ｂが、第１の物体センサ２０Ａ−第２の物体センサ２０Ｂ間を通過する際の平均速度ｖ１，ｖ２は、
ｖ１＝ｒ／ｔ１、ｖ＝ｒ／ｔ２
で表される。また、前記車両２は減速しながら計量台３上に乗り込むのが普通であるため、２軸２ｂの平均速度ｖ２は１軸２ａの平均速度ｖ１よりも低速（ｖ１＞ｖ２）となり、また、１軸２ａの通過が検知されてから２軸２ｂの通過が検知されるまでの間、前記車両２は一定の割合で減速すると考えられるので、車両２の平均時速ｖは、
ｖ＝（ｖ１＋ｖ２）／２
となる。したがって、１軸２ａ−２軸２ｂ間の車軸間距離ａは、次式
ａ＝ｖ・ｔｘ
により求めることができる。なお、前記各センサ２０Ａ，２０Ｂ、重量信号生成部５等が本発明の車軸間距離自動読取手段に相当する。

なお、このような車軸間距離の自動的な読み取り手段を用いる場合には、車両２が計量台３上の所定位置で停車している状態で（つまり、１軸２ａがラインＬに一致する位置で停車している状態で）、前記入力部１１の車両計量キーがキー操作された際に、
（１）１軸２ａのｘ座標ｘ１の特定、車種データに基づく車軸間距離ａの割り出し、１軸２ａのｘ座標ｘ１および車軸間距離ａに基づく２軸２ｂのｘ座ｘ２の特定、
（２）各車軸２ａ，２ｂのｘ座標ｘ１,ｘ２と、前記各ロードセルからの測定値Ｖ１〜Ｖ４等に基づく、各車軸２ａ,２ｂの軸重Ｘ１，Ｘ２の特定、
を自動的に行うようにするのが好ましい。このようにすれば、キー操作をするだけで、一連のデータ処理が順次なされて、各車軸２ａ、２ｂの軸重Ｘ１，Ｘ２が自動的に求まるので車軸重量測定の手順を簡易化することができる。

以上のように、本実施形態においては、全体が計量台３上に乗り込んだ車両の全車軸２ａ，２ｂの軸重Ｘ１，Ｘ２を求めることができるので、計量台３前後の路面の状態に係りなく、常に安定した測定精度で、各車軸２ａ，２ｂの重量を求めることができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る車軸重量測定装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、基本的な構成については、先の実施形態と基本的に変わりがないため、先の実施形態に共通する部分については先の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。

図６には、第２実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ）が示されている。

本実施形態において、計量台３'上に乗り込む車両２Ａは３軸６輪を有しており、この車両２Ａが乗り込む計量台３'は、その下方に配される合計６個のロードセル４ａ〜４ｆによって支持されている。以下、車両２Ａの先頭の車軸から順に、１軸２ａ、２軸２ｂ、３軸２ｃと称することとする。また、車両２Ａの運転手から見て各車軸２ａ、２ｂ、２ｃの左側の車輪には、符号２ａＬ，２ｂＬ，２ｃＬを付すこととし、右側の車輪には符号２ａＲ，２ｂＲ，２ｃＲを付すこととする。この場合、好ましい計量台３'の形式は、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、中央部付近で２つの部分に分離され、２つの計量区分（Ｙ１，Ｙ２）が形成される形式である。これは、例えば、図６（ａ）における左側の計量区分（後述の第２の計量区分Ｙ２）上の荷重が、中央のロードセル（下記の第５，第６ロードセル４ｅ、４ｆ）を支点として、右端のロードセル（第１，第２ロードセル４ａ，４ｂ）の出力結果に影響を与えるのを防止できるからである。

前記各ロードセル４ａ〜４ｆのうち、第１〜第４ロードセル４ａ〜４ｄは、先の実施形態と同様に、計量台３'の下方の４隅にそれぞれ配されており、第１ロードセル４ａ−第３ロードセル４ｃ間を二分する位置には第５ロードセル４ｅが、第２ロードセル４ｂ−第４ロードセル４ｄ間を二分する位置には、第６ロードセル４ｆがそれぞれ配されている。また、前記第５、第６ロードセル４ｅ、４ｆは、他のロードセル４ａ〜４ｄと同様に、歪み量に応じたアナログ荷重信号を出力するようにされており、これらアナログ荷重信号は、図示省略される第５、第６の増幅器で増幅され、第５、第６のＡ／Ｄ変換器でデジタル荷重信号化された後、Ｉ／Ｏ回路８を介して演算処理装置９に入力される。

ここで、計量台３'上には、前記第６ロードセル４ｆの位置座標を第１の原点とする第１、第２、第５および第６ロードセル４ａ、４ｂ、４ｅ、４ｆで囲まれた第１の計量区分Ｙ１と、第４ロードセル４ｄの位置座標を第２の原点とする第３〜第６ロードセル４ｃ〜４ｆで囲まれた第２の計量区分Ｙ２が形成されているとする。また、第１の計量区分Ｙ１には、第１の原点を基準にしたｘ座標αの位置にラインＬがｙ軸と平行に引かれているものとする。さらに車軸の計量時においては、前記１軸２ａは第１の計量区分Ｙ１内に、他の車軸２ｂ、２ｃは第２の計量区分Ｙ２内に位置しているものとする。

図６に示されるように、前記計量台３'上の、第１の原点を基準とした車輪２ａＬ，２ａＲの座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２）で表し、第２の原点を基準とした車輪２ｂＬ、２ｂＲ、２ｃＬ，２ｃＲの座標をそれぞれ（ｘ２，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），（ｘ３，ｙ１），（ｘ３，ｙ２）で表す。また、前記第４ロードセル４ｄ−第６ロードセル４ｆ間距離および、第６ロードセル４ｄ−第２ロードセル４ｂ間距離を設計定数Ａ'で示し、第４ロードセル４ｄ−第３ロードセル間距離を設計定数Ｂで示す。さらにまた、前記各車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲ，２ｃＬ，２ｃＲを通じて計量台３'に加わる荷重をそれぞれｗ１〜ｗ６で示し、前記各ロードセル４ａ〜４ｆに分配される荷重をＷ１〜Ｗ６で示し、各ロードセル４ａ〜４ｆから出力される計測値をＶ１〜Ｖ６で示すこととする。

本実施形態において、車両２Ａの車軸重量測定を行うには、車両２Ａを計量台３'上に乗り込ませ、先の実施形態と同様に、１軸２ａと予め所定のｘ座標に引かれたラインＬとが一致するように車両２Ａを停車させて１軸２ａのｘ座標を特定する（勿論、測定、画像解析等、他の方法を用いて１軸２ａのｘ座標を特定しても良い。）。併せて、先の実施形態と同様に、車種データ等を用いて、１軸２ａから２軸２ｂまでの車軸間距離ａと、２軸２ｂから３軸２ｃまでの車軸間距離ｂをそれぞれ特定し、これら車軸間距離ａ，ｂと１軸２ａのｘ座標ｘ１（＝α）とに基づき、２軸２ａ、３軸２ｃのｘ座標ｘ２，ｘ３を特定する。

先の実施形態と同様にして、前記各ロードセル４ａ〜４ｆに配分される荷重Ｗ１〜Ｗ６は、次の各式で求めることができる。
Ｗ１＝（ｘ１・ｙ１／Ａ'・Ｂ）・ｗ１
＋（ｘ１・ｙ２／Ａ'・Ｂ）・ｗ２
Ｗ２＝［｛ｘ１・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ１
＋［｛ｘ１・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ２
Ｗ３＝［｛（Ａ'−ｘ２）・ｙ１｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ３
＋［｛（Ａ'−ｘ３）・ｙ１｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ５
＋［｛（Ａ'−ｘ２）・ｙ２｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ４
＋［｛（Ａ'−ｘ３）・ｙ２｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ６
Ｗ４＝［｛（Ａ'−ｘ２）・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ３
＋［｛（Ａ'−ｘ３）・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ５
＋［｛（Ａ'−ｘ２）・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ４
＋［｛（Ａ'−ｘ３）・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ６
Ｗ５＝［｛（Ａ'−ｘ１）・ｙ１｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ１
＋［｛（Ａ'−ｘ１）・ｙ２｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ２
＋｛（ｘ２・ｙ１）／Ａ'・Ｂ｝・ｗ３
＋｛（ｘ３・ｙ１）／Ａ'・Ｂ｝・ｗ５
＋｛（ｘ２・ｙ２）／Ａ'・Ｂ｝・ｗ４
＋｛（ｘ３・ｙ２）／Ａ'・Ｂ｝・ｗ６
Ｗ６＝［｛（Ａ'−ｘ１）・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ１
＋［｛（Ａ'−ｘ１）・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ２
＋［｛ｘ２・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ３
＋［｛ｘ３・（Ｂ−ｙ１）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ５
＋［｛ｘ２・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ４
＋［｛ｘ３・（Ｂ−ｙ２）｝／Ａ'・Ｂ］・ｗ６

先の実施形態と同様に車軸重量測定装置１の調整を行い、出力信号を荷重に変換する係数１／（ｋ・ｋ１）、１／（ｋ・ｋ２）、１／（ｋ・ｋ３）、１／（ｋ・ｋ４）、１／（ｋ・ｋ５）、１／（ｋ・ｋ６）をそれぞれ求め、これら各係数と前記各ロードセル４ａ〜４ｆから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ６との積をとって、第１ロードセル４ａ〜第６ロードセル４ｆに負荷される荷重値Ｗ１〜Ｗ６に変換し、第１および第２ロードセル４ａ、４ｂの荷重値Ｗ１，Ｗ２の和、第３および第４ロードセル４ｃ、４ｄの荷重値Ｗ３，Ｗ４の和、第５および第６ロードセル４ｅ、４ｆの荷重値Ｗ５，Ｗ６の和をとると、
Ｖ１／（ｋ・ｋ１）＋Ｖ２／（ｋ・ｋ２）＝Ｗ１＋Ｗ２
＝（ｘ１／Ａ'）・（ｗ１＋ｗ２） （１７）
Ｖ３／（ｋ・ｋ３）＋Ｖ４／（ｋ・ｋ４）＝Ｗ３＋Ｗ４
＝｛（Ａ'−ｘ２）／Ａ'｝・（ｗ３＋ｗ４）
＋｛（Ａ'−ｘ３）／Ａ'｝・（ｗ５＋ｗ６） （１８）
Ｖ５／（ｋ・ｋ５）＋Ｖ６／（ｋ・ｋ６）＝Ｗ５＋Ｗ６
＝｛（Ａ'−ｘ１）／Ａ'｝・（ｗ１＋ｗ２）
＋（ｘ２／Ａ'）・（ｗ３＋ｗ４）
＋（ｘ３／Ａ'）・（ｗ５＋ｗ６） （１９）
となる。Ｖ１〜Ｖ６、１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ６）および、各式の右辺の各係数は全て既知化された値であるため、ｗ１＋ｗ２を１軸の軸重Ｘ１に、ｗ３＋ｗ４を２軸の軸重Ｘ２に、ｗ５＋ｗ６を３軸の軸重Ｘ３にそれぞれ置き換え、前記各式（１７）〜（１９）の連立方程式を解けば、各車軸２ａ、２ｂ、２ｃの重量Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３をそれぞれ求めることができる。

以上のように、本実施形態においても、先の実施形態と同様に、全ての車軸２ａ〜２ｃが計量台３'上に完全に乗り込んだ状態で全車軸２ａ〜２ｃの重量を求めることができるので、計量台３'前後の路面の傾斜等に係りなく、安定した測定精度を保つことができる。

また、本実施形態においては、３軸を有する車両２Ａの軸重を求める例について説明したが、４軸以上の車軸を有する車両であっても、車軸数（Ｎ個）に倍する数（２Ｎ個）のロードセルを計量台３'の下方に設置して、Ｎ−１個の計量区分を計量台３'上に形成し、一の計量区分に２個の車軸を位置させ、他の計量区分に１個の車軸を位置させることで、全ての車軸の軸重を求めることが可能になる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明による第３実施形態に係る車軸重量測定装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においても、基本的な構成については、前記各実施形態と基本的に変わりがないため、先の実施形態に共通する部分については先の実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略するものとする。

図７には、第３実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図が示されている。

図７に示されるように、計量台３"上に乗り込む車両２Ｂは６軸１２輪を備えている。ここで、車両２Ｂの前部に位置する車軸から順に、１軸２ａ、２軸２ｂ、…、６軸２ｆと称するとともに、これら各車軸２ａ〜２ｆの左側の車輪に符号２ａＬ〜２ｆＬを、右側の車輪に符号２ａＲ〜２ｆＲをそれぞれ付すこととする。また、前記車両２Ｂは、図７に対して左方から右方に向けて走行するものとする。なお、図示省略しているが、本実施形態において、好ましい計量台３"の形式は、下記の第３，第４ロードセル４ｃ'，４ｄ'を結ぶラインのやや左側および、第５，第６ロードセル４ｅ'，４ｆ'を結ぶラインのやや左側にて合計３個の部分に分離され、かつ後述の３個の計量区分（Ｚ１〜Ｚ３）が形成される形式である。

計量台３"の下方には、合計８個のロードセル４ａ'〜４ｈ'が配されている。ここで、計量台３"上に乗り込んだ車両２Ｂの運転手から見て、計量台３"下方の前端部左隅に位置するロードセルを第１ロードセル４ａ'、前端部右隅に位置するロードセルを第２ロードセル４ｂ'、後端部左隅に位置するロードセルを第７ロードセル４ｇ'、後端部右端に位置するロードセルを第８ロードセル４ｈ'と称することにする。また、前記第１ロードセル４ａ'−第７ロードセル４ｇ'間を三等分する位置で、第１ロードセル４ａ'寄りの位置に設置されたロードセルを第３ロードセル４ｃ'、第７ロードセル４ｇ'寄りの位置に設置されたロードセルを第５ロードセル４ｅ'と称し、前記第２ロードセル４ｂ'−第８ロードセル４ｈ'間で、前記第３、第５ロードセル４ｃ'、４ｅ'に対向する位置に設置された各ロードセルをそれぞれ第４ロードセル４ｄ'、第６ロードセル４ｆ'と称することにする。ここで、前記計量台３"上には、第４ロードセル４ｄ'の位置座標を原点とする第１〜第４ロードセル４ａ'〜４ｄ'に囲まれた第１の計量区分Ｚ１、第６ロードセル６ｆ'の位置座標を原点とする第３〜第６ロードセル４ｃ'〜４ｆ'で囲まれた第２の計量区分Ｚ２および、第８ロードセル４ｈ'の位置座標を原点とする第５〜第８ロードセル４ｅ'〜４ｈ'で囲まれた第３の計量区分Ｚ３が形成されているものとし、第１の計量区分Ｚ１には、１軸２ａ、２軸２ｂが、第２の計量区分Ｚ２には、３軸２ｃ、４軸２ｄが、第３の計量区分Ｚ３には、５軸２ｅ、６軸２ｆがそれぞれ位置しているものとする。

ここで、第４ロードセル４ｄ'の位置座標を基準とした１軸２ａ、２軸２ｂのｘ座標をそれぞれｘ１、ｘ２とし、第６ロードセル４ｆ'の位置座標を基準とした３軸２ｃ、４軸２ｄの第６ロードセルを原点としたｘ座標をｘ３、ｘ４とし、第８ロードセル４ｈ'の位置座標を基準とした５軸２ｅ、６軸２ｆのｘ座標をｘ５、ｘ６とする。また、第２ロードセル２ｂ'−第４ロードセル２ｄ'間、第４ロードセル２ｄ'−第６ロードセル２ｆ'間、第６ロードセル２ｆ'−第８ロードセル２ｈ'間距離を設計定数Ａ"で定める。さらにまた、各車輪２ａＬ、２ａＲ、２ｂＬ、２ｂＲ…〜…２ｆＬ、２ｆＲを通じて計量台３"にかかる荷重をそれぞれｗ１〜ｗ１２で示し、第１〜第８ロードセル４ａ'〜４ｈ'に分配される荷重をそれぞれＷ１〜Ｗ８で示し、ロードセル４ａ'〜４ｈ'から出力される計測値をそれぞれＶ１〜Ｖ８で示すこととする。

前記車両２Ｂの各車軸２ａ〜２ｈの軸重を求めるには、車両２Ｂを前進させて、１軸２ａが第１の計量区分Ｚ１上にｙ軸と平行に引かれたラインＬに一致するようにその車両２Ｂを停車させる、または任意に停車した位置を人為的に読み取る、あるいは、画像処理装置を用いた車軸位置の自動測定等の手段を用いて、１軸２ａのｘ座標ｘ１を特定し、重量信号生成部５に１軸２ａのｘ座標ｘ１を認識させる。このようにして、１軸２ａのｘ座標ｘ１が特定されると、車種データ等から、他の車軸２ｂ〜２ｆのｘ座標ｘ２〜ｘ６がそれぞれ特定される。

前記各実施形態と同様にして、係数１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ８）を求め、これら各係数と、各ロードセル４ａ'〜４ｈ'から出力される測定値Ｖ１〜Ｖ８との積をとり、各ロードセル４ａ'〜４ｈ'に分配される荷重Ｗ１〜Ｗ８をそれぞれ求めると、第１および第２ロードセル４ａ'、４ｂ'に配分される荷重の合計値Ｗ１＋Ｗ２、第３および第４ロードセル４ｃ'、４ｄ'に配分される荷重の合計値Ｗ３＋Ｗ４、第５および第６ロードセル４ｅ'、４ｆ'に配分される荷重の合計値Ｗ５＋Ｗ６、第７および第８ロードセル４ｇ'、４ｈ'に配分される荷重の合計値Ｗ７＋Ｗ８は、
Ｖ１／（ｋ・ｋ１）＋Ｖ２／（ｋ・ｋ２）＝Ｗ１＋Ｗ２
＝（ｘ１／Ａ"）・（ｗ１＋ｗ２）
＋（ｘ２／Ａ"）・（ｗ３＋ｗ４） （２０）
Ｖ３／（ｋ・ｋ３）＋Ｖ４／（ｋ・ｋ４）＝Ｗ３＋Ｗ４
＝｛（Ａ"−ｘ１）／Ａ"｝・（ｗ１＋ｗ２）
＋｛（Ａ"−ｘ２）／Ａ"｝・（ｗ３＋ｗ４）
＋（ｘ３／Ａ"）・（ｗ５＋ｗ６）
＋（ｘ４／Ａ"）・（ｗ７＋ｗ８） （２１）
Ｖ５／（ｋ・ｋ５）＋Ｖ６／（ｋ・ｋ６）＝Ｗ５＋Ｗ６
＝｛（Ａ"−ｘ３）／Ａ"｝・（ｗ５＋ｗ６）
＋｛（Ａ"−ｘ４）／Ａ"｝・（ｗ７＋ｗ８）
＋（ｘ５／Ａ"）・（ｗ９＋ｗ１０）
＋（ｘ６／Ａ"）・（ｗ１１＋ｗ１２） （２２）
Ｖ７／（ｋ・ｋ７）＋Ｖ８／（ｋ・ｋ８）＝Ｗ７＋Ｗ８
＝｛（Ａ"−ｘ５）／Ａ"｝・（ｗ９＋ｗ１０）
＋｛（Ａ"−ｘ６）／Ａ"｝・（ｗ１１＋ｗ１２） （２３）
で求められる。

しかし、前記式（２０）〜（２２）において求めたい未知数は、Ｘ１＝ｗ１＋ｗ２、Ｘ２＝ｗ３＋ｗ４、Ｘ３＝ｗ５＋ｗ６、Ｘ４＝ｗ７＋ｗ８、Ｘ５＝ｗ９＋ｗ１０、Ｘ６＝ｗ１１＋ｗ１２の計６個であるから、式（２０）〜（２２）の方程式だけでは（式（２３）を加えたとしても）それら未知数を求めることはできない。

そこで、車両２Ｂを所定の距離ｆだけｘ軸方向に前進させ、各車軸２ａ〜２ｆのｘ座標を変化させた後、再度各ロードセル４ａ'〜４ｈ'に配分される荷重を求める。

前記各車軸２ａ〜２ｆの新たなｘ座標を求めるには、図７に示されるように、ラインＬから、前方に距離ｆだけ離れた位置に、ラインＬと平行なラインＬ'を引いておき、このラインＬ'に１軸２ａが一致するように前記車両２Ｂを停車させ、１軸２ａのｘ座標（ｘ１＋ｆ）を特定し、前述と同様の手法を用いて他の車軸２ｂ〜２ｆのｘ座標（ｘ２+ｆ、…、ｘ６+ｆ）を特定する。あるいは、１軸２ａが第１の計量区分Ｚ１からはみ出ないように、車両２Ｂを任意の距離ｆだけ前進させて停車させ、その前進後の１軸２ａのｘ座標（ｘ１＋ｆ）を測定する方法、あるいは、画像解析等により特定する方法等他の方法を用いることもできる。

この状態で、前記各ロードセル４ａ'〜４ｈ'に配分される負荷荷重をＷ１'〜Ｗ８'とし、車両２Ｂの前進後に各ロードセル４ａ'〜４ｇ'から出力される計測値をＶ１'〜Ｖ８'とすると、第１および第２ロードセル４ａ'、４ｂ'に配分される荷重の合計値Ｗ１'＋Ｗ２'、第３および第４ロードセル４ｃ'、４ｄ'に配分される荷重の合計値Ｗ３'＋Ｗ４'、第５および第６ロードセル４ｅ'、４ｆ'に配分される荷重の合計値Ｗ５'＋Ｗ６'、第７および第８ロードセル４ｇ'、４ｈ'に配分される荷重の合計値Ｗ７'＋Ｗ８'は、
Ｖ１'／（ｋ・ｋ１）＋Ｖ２'／（ｋ・ｋ２）＝Ｗ１'＋Ｗ２'
＝｛（ｘ１＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ１＋ｗ２）
＋｛（ｘ２＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ３＋ｗ４） （２４）
Ｖ３'／（ｋ・ｋ３）＋Ｖ４'／（ｋ・ｋ４）＝Ｗ３'＋Ｗ４'
＝［｛Ａ"−（ｘ１＋ｆ）｝／Ａ"］・（ｗ１＋ｗ２）
＋［｛Ａ"−（ｘ２＋ｆ）｝／Ａ"］・（ｗ３＋ｗ４）
＋｛（ｘ３＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ５＋ｗ６）
＋｛（ｘ４＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ７＋ｗ８） （２５）
Ｖ５'／（ｋ・ｋ５）＋Ｖ６'／（ｋ・ｋ６）＝Ｗ５'＋Ｗ６'
＝［｛Ａ"−（ｘ３＋ｆ）｝／Ａ"］・（ｗ５＋ｗ６）
＋［｛Ａ"−（ｘ４＋ｆ）｝／Ａ"］・（ｗ７＋ｗ８）
＋｛（ｘ５＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ９＋ｗ１０）
＋｛（ｘ６＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ１１＋ｗ１２） （２６）
Ｖ７'／（ｋ・ｋ７）＋Ｖ８'／（ｋ・ｋ８）＝Ｗ７'＋Ｗ８'
＝［｛Ａ"−（ｘ５＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ９＋ｗ１０）
＋［｛Ａ"−（ｘ６＋ｆ）／Ａ"｝・（ｗ１１＋ｗ１２）
（２７）
となる。

前記各車軸２ａ〜２ｆのｘ座標ｘ１〜ｘ６、定数Ａ"、移動距離ｆおよび、係数１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ８）は既に求められた値であるため、各ロードセル４ａ'〜４ｈ'から計測値Ｖ１〜Ｖ８、Ｖ１'〜Ｖ８'が出力されると前記各式（２０）〜（２７）は、係数が全て既知化された、ｗ１＋ｗ２〜ｗ１１＋ｗ１２についての連立方程式となる。

したがって、前記式（２０）と式（２４）とによる連立方程式を解けば、１軸２ａの軸重Ｘ１（＝ｗ１＋ｗ２）、と２軸２ｂの軸重Ｘ２（＝ｗ３＋ｗ４）を求めることができる。また、１軸２ａの軸重Ｘ１と、２軸２ｂの軸重Ｘ２が求まると、前記式（２１），（２５）は３軸２ｃの軸重Ｘ３（＝ｗ５＋ｗ６）および４軸２ｄの軸重Ｘ４（＝ｗ７＋ｗ８）についての連立方程式となるので、この式を解くことで３軸２ｃ、４軸２ｄの重量値Ｘ３、Ｘ４が求まる。同様にして、前記式（２２）、（２６）より、５軸２ｅの重量値Ｘ５（＝ｗ９＋ｗ１０）、６軸２ｆの重量値Ｘ６（＝ｗ１１＋ｗ１２）が求められる。なお、以上のことから分かるように、第７、第８ロードセル４ｇ、４ｈからの測定値Ｖ７，Ｖ８，Ｖ７'，Ｖ８'を用いることなく全車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めることができるので、第７、第８ロードセル４ｇ'、４ｈ'の代わりに、それと同形同大の支持部材を用いても良い。勿論、第７、第８ロードセル２ｇ'、２ｈ'を用いる場合には、それらロードセル２ｇ'、２ｈ'から出力される出力値Ｖ７，Ｖ８，Ｖ７'，Ｖ８'に係る式（２３）（２７）を、各軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めるのに利用することができる。

また、車両２Ｂの総重量に関しては、全車軸２ａ〜２ｆの車軸重量Ｘ１〜Ｘ６の和をとることで求めることができる。

以上のように、本実施形態においても、前記各実施形態と同様に、車両２Ｂ全体が計量台３"上に乗り込んだ状態で、その車両２Ｂの全車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めることができるので、計量台３"前後の路面の傾斜等が測定結果に影響を与えることがない。したがって、それら各車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を常に安定した高い精度で測定することができる。

また、前記第１実施形態および第２実施形態においては、車軸の軸重を求めるのに、車軸の数（それぞれ２個、３個）に倍する数のロードセル（それぞれ４個、６個）が必要であったが、本実施形態においては、車軸と同数のロードセルにより、各車軸の軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めることができる。したがって、本実施形態においては、車軸重量測定に要するロードセルの個数を削減することができるので、多数の車軸を有する車両の車軸重量を求めるのに特に適している。

また、本実施形態においては、６軸の車両２Ｂに限定して説明を行ったが、７軸以上、あるいは２軸〜５軸の車軸を有する車両であっても、同様の方法を用いることで、それら各車軸の重量を求めることができる。

さらに、本実施形態においては、１軸２ａがラインＬ、ラインＬ'に一致するように車両２Ｂを停車させて、１軸２ａのｘ座標を特定し、前述の過程を経て各車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めるようにされているが、１軸２ａが、ラインＬ、Ｌ'に一致しない場合であっても、車両２Ｂの停止位置補正入力を行うことで、全車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ1〜Ｘ６を求めることが可能である。以下、停止位置補正入力および、各車軸２ａ〜２ｆを求める過程について説明する。ここで、前記入力部１１には、第１〜第６ロードセル４ａ'〜４ｆ'から出力される測定値Ｖ１ｅ〜Ｖ６ｅ、Ｖ１ｅ'〜Ｖ６ｅ'をメモリー１０に記憶させるための第一の測定キー、第二の測定キーが設けられているものとする。

１軸２ａとラインＬとを一致させることができなかった場合には、ラインＬから１軸２ａまでの間隔をオペレータの目視等に基づき測定し、その間隔を補正値±ｅとする。次いで、各車軸２ａ〜２ｆのｘ座標を補正して、ｘ１±ｅ、ｘ２±ｅ、…、ｘ６±ｅとする。さらに、前記入力部１１に設けた第一測定キーをキー操作し、前記第１〜第６ロードセル４ａ〜４ｆから出力される測定値Ｖ１ｅ〜Ｖ６ｅを前記メモリー１０に記憶させる。

次いで、１軸２ａとラインＬ'が一致するように車両２Ｂを前進させる。この際、１軸２ａと前記ラインＬ'にズレがある場合には、ラインＬ'から１軸２ａまでの間隔を測定して補正値±ｅ'とし、前述と同様に各車軸２ａ〜２ｆのｘ座標を補正してｘ１＋ｆ±ｅ'、ｘ２＋ｆ±ｅ'、…、ｘ６＋ｆ±ｅ'とする。 次いで、入力部１１の第二測定キーをキー操作し、第１〜第６ロードセル４ａ〜４ｆから出力される測定値Ｖ１ｅ'〜Ｖ６ｅ'をメモリー１０に記憶させる。

そして、前記式（２０）〜（２２）のｘ座標ｘ１〜ｘ６を、補正後のｘ座標ｘ１±ｅ、ｘ２±ｅ、…に、Ｖ１〜Ｖ６をＶ１ｅ〜Ｖ６ｅに、前記式（２４）〜（２６）のｘ座標ｘ１＋ｆ〜ｘ６＋ｆを補正後のｘ座標ｘ１＋ｆ±ｅ'、ｘ２＋ｆ±ｅ'、…に、Ｖ１'〜Ｖ６'をＶ１ｅ'〜Ｖ６ｅ'にそれぞれ置き換えて連立方程式を解き、各車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を求める。こうすることで、１軸２ａとラインＬ、Ｌ'とが一致しない場合であっても、全車軸２ａ〜２ｆの軸重Ｘ１〜Ｘ６を求めることができる。なお、こうした位置補正は、前記第１実施形態、第２実施形態においても適用できるのは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ） 重量信号生成部の回路構成図 計量台の平面図 ２軸を具備する車両の各車軸重量の測定方法を説明するための図（ａ）および、車両の１軸の車輪と計量台上のラインＬとの位置関係を示す図（ｂ） 物体センサを具備する車軸重量測定装置の要部側面図（ａ）および、物体センサからの出力信号を示す図（ｂ） 第２実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ） 第３実施形態に係る車軸重量測定装置の平面図

符号の説明

１ 車軸重量測定装置
２、２Ａ、２Ｂ 車両
２ａ〜２ｆ 車軸
３、３'、３" 計量台
４ａ〜４ｆ、４ａ'〜４ｈ' ロードセル
５ 重量信号生成部
９ 演算処理装置
１０ メモリー

Claims (8)

1. 複数個の荷重検出器と、これら荷重検出器上に支持されるとともに複数の車軸を有する車両全体が載置可能な一つの計量区分よりなる計量台を備える車軸重量測定装置であって、
   前記一つの計量区分上に全ての車軸が同時に載置された状態にて、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、各車軸重量をそれぞれ個別に算出する車軸重量演算手段を備えることを特徴とする車軸重量測定装置。
2. 複数個の荷重検出器と、これら荷重検出器上に支持されるとともに複数の車軸を有する車両全体が載置可能な複数の計量区分よりなる計量台を備える車軸重量測定装置であって、
   前記荷重検出器を、前記計量台の４隅に各１個ずつと、互いに分離された２つの計量区分のその分離位置の車両進行方向の左右両側に、前記互いに分離された２つの計量区分にそれぞれ負荷される荷重を共通に検出するように１個ずつ設け、
   前記計量台の４隅に各１個ずつ設けた４個の荷重検出器は、２個ずつが前記２つの計量区分をそれぞれ支持し、それら２つの計量区分にそれぞれ負荷される荷重を互いの計量区分に対して独立に検出し、
   前記複数の計量区分上に全ての車軸が同時に載置された状態にて、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、各車軸重量をそれぞれ個別に算出する車軸重量演算手段を備えることを特徴とする車軸重量測定装置。
3. 前記車軸重量演算手段は、前記計量区分上における各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号に加え、前記車両を計量区分上で所定距離移動させた後に得られる各車軸の位置情報と各荷重検出器からの出力信号とに基づき、前記各車軸重量を算出するものである請求項１または２に記載の車軸重量測定装置。
4. 前記各車軸の位置情報を自動的に生成する車軸位置情報自動生成手段が設けられる請求項１〜３のいずれかに記載の車軸重量測定装置。
5. 前記計量区分上には、車軸位置を特定するための車軸停止位置指定ラインが設けられる請求項１〜４のいずれかに記載の車軸重量測定装置。
6. 車両の車軸間距離を予め設定する車軸間距離設定手段が設けられる請求項１〜５のいずれかに記載の車軸重量測定装置。
7. 前記車両の車軸間距離を自動的に測定する車軸間距離自動測定手段が設けられる請求項１〜５のいずれかに記載の車軸重量測定装置。
8. 前記車軸間距離自動測定手段は、特定車軸が所定位置を通過する際の第１の車速と、その車軸の後続の車軸が所定位置を通過する際の第２の車速と、特定車軸が所定位置を通過してから後続の車軸がその所定位置を通過するまでに要する時間とを測定し、これら測定結果に基づいて、特定車軸と後続の車軸との車軸間距離を自動的に測定するものである請求項７に記載の車軸重量測定装置。

Images