(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行路の前部と後部とに複数の軸を有し、これら軸の両端に車輪を有し、物品を受ける走行支持体において、少なくとも前記前部若しくは後部の軸の車輪がそれぞれ載る２条のレールと、
これらレールの下部に設けられたＮ（Ｎは２以上の正の整数）台の荷重検出部とを、
備え、Ｎ台の荷重検出部をＭ（Ｍは２以上の正の整数でＭ＜Ｎ）個の群に分け、これら加重検出部群を前記２条のレールに、襷または千鳥状に、前記前部または後部の軸に対応して配置してなる計量装置。
【請求項２】
請求項１記載の計量装置において、前記２条のレールは、全ての車輪が同時に載る長さに形成され、前記各荷重検出部の計重信号の合計値を４倍にする演算手段が設けられている計量装置。
【請求項３】
請求項１記載の計量装置において、前記２条のレールは、前記前部または後部の軸の半分の車輪が同時に載る長さに少なくとも選択され、前記Ｍ個の荷重検出部群を、前記前部または後部の軸の半分の重量の半分ずつを受けるように襷または千鳥状に配置し、前記各荷重検出部の計重信号の合計値を８倍にする演算手段が設けられている計量装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計量装置に関し、特に、溶銑台車のような、車輪が両端に設けられた複数の軸を有する走行支持体に載荷された物品を計量するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、溶銑台車は、溶けた銑鉄が収容された鍋を搬送させるものである。その搬送の途中で、鍋内の銑鉄の重量を測定するために計量装置が設けられている。この計量装置は、図４（ａ）に示すように、溶銑台車が走行するレール１ａ、１ｂの中途に測定用のレール２ａ、２ｂを設ける。これらレール２ａ、２ｂは、溶銑台車の車輪が全て同時に載る長さを有している。これらレール２ａ、２ｂの下方にロードセル４を設けたものである。ロードセル４は、レールの下方に設置するので、スペースの関係上、ロードセル４の容量を余り大きくすることができない。溶銑台車は、長さが長く、重量も５００トンを超えるものもある。そのため、容量の小さなロードセルを、多数、例えば４０個以上も必要とする。そのため、基礎工事、配線工事も多くなり、コストアップとなっていた。
【０００３】
この点を改善するために、溶銑台車の進行方向の重心位置は、鍋本体が台車の中央部にあり、その鍋の重量が溶銑台車及び鍋の重量の大半を占めているので、溶銑台車の前部または後部の半分のみを計量し、その値を２倍にすれば、全体を計量するのと同等の効果がある。そのため、図４（ｂ）に示すように、測定用のレール２ａ、２ｂの前半部分（または後半部分）にのみロードセルを設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４（ｂ）のように構成すると、ロードセル４の数を半減させることはできる。しかし、それでも、全ての重量を測定している場合に使用されていた４０個のロードセルが２０個になったにすぎず、依然としてロードセルの個数は多い。そのため、更なるの個数の削減が求められていた。
【０００５】
本発明は、使用するロードセルのような荷重検出部の個数を更に減少させた計量装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による計量装置は、走行支持体用のものである。走行支持体は、走行路の前部と後部とに複数の軸を有し、これら軸の両端に車輪を有するものである。例えば、走行支持体としては、溶銑台車や、貨車、トロッコ、トラック等のようなものがある。走行支持体の重心は、走行支持体の走行方向側の中央にあることが望ましい。本計量装置では、走行体の少なくとも前記前部若しくは後部の軸の車輪がそれぞれ載る２条のレールが設けられている。２条のレールは、走行支持体の進行方向に沿って互いに平行に配置されている。これらレールの下部にＮ（Ｎは２以上の正の整数）台の荷重検出部が設けられている。荷重検出部としては、例えばロードセルを使用することができる。Ｎ台の荷重検出部は、Ｍ（Ｍは２以上の正の整数でＭ＜Ｎ）個の群に分け、これらＭ個の荷重検出部群が、前記２条のレールに、襷または千鳥状に配置してある。これらＭ個の荷重検出部群の配置位置は、走行支持体の前部または後部の各軸に対応して位置する。即ち、Ｍ個の荷重検出部群は、互いに異なる軸の荷重を、受けており、２条のレールにそれぞれ設けられた荷重検出部群は、同一の軸の荷重をいずれも受けていない。
【０００７】
前記２条のレールは、走行支持体の全ての車輪が同時に載る長さに形成することができる。各荷重検出部の計重信号の合計値を４倍にする演算手段が設けられている。
【０００８】
２条のレールの上に、走行支持体の全ての車輪が同時に載った状態では、走行支持体の重量が全て２条のレールに印加されている。また、走行支持体の重心は、走行支持体のほぼ中央にあるので、各レールには走行支持体の１／２の重量が印加されている。これら前部または後部の車軸に対応して、Ｍ個の荷重検出部群が配置されているので、一方のレール側にある荷重検出部群は、本来１／４の荷重を検出可能であるが、両レールに設けられた荷重検出部群は、同一軸の荷重を受けないので、一方のレール側にある荷重検出部群は実際には走行支持体の重量の１／８を受ける。同様に、他方のレール側にある荷重検出部群も、走行支持体の重量の１／８を受けている。従って、これら各荷重検出部の計重信号を合計し、その合計値を４倍することによって、走行支持体の全重量を測定することができる。しかも、使用されている荷重検出部の個数は、非常に少なく、基礎工事、配線工事等も削減でき、コストダウンを図ることができる。
【０００９】
前記２条のレールは、前記前部または後部の軸の半分の車輪が同時に載る長さに少なくとも選択され、前記Ｍ個の荷重検出部群を、前記前部または後部の軸の半分の重量の半分ずつを受けるように襷または千鳥状に配置し、前記各荷重検出部の計重信号の合計値を８倍にする演算手段が設けられている。
【００１０】
２条のレールの上に、走行支持体の前部または後部の軸の前半または後半部分の車輪が同時に載っているので、これら２条のレールには、走行支持体の１／４の重量が印加されている。また、走行支持体の重心は、走行支持体の中央にあるので、２条のレールには、それぞれ１／８の荷重が加わっている。これら前部または後部の車軸に対応して、Ｍ個の荷重検出部群が配置されているので、一方のレール側にある荷重検出部群は、本来１／８の荷重を検出可能であるが、両レールに設けられた荷重検出部群は、各軸の半分の荷重を受け、かつ同一軸の荷重を受けないので、一方のレール側にある荷重検出部群は実際には走行支持体の重量の１／１６を受ける。同様に、他方のレール側にある荷重検出部群も、走行支持体の重量の１／１６を受けている。従って、これら各荷重検出部の計重信号を合計し、その合計値を８倍することによって、走行支持体の全重量を測定することができる。しかも、使用されている荷重検出部の個数は、非常に少なく、基礎工事、配線工事等も削減でき、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の計量装置は、図１（ｂ）に示すように、走行支持体、例えば溶銑台車１０に充填されている溶けた銑鉄を計量するためのものである。溶銑台車１０は、溶けた銑鉄が収容される鍋１２を受ける鍋受け１４を有している。この鍋受け１４が、載台１６に取り付けられている。載台１６は、台車１８に取り付けられている。台車１８は、概略平板状に形成されている。この台車１８の長手方向及び幅方向それぞれの中心位置に鍋１２の中心が位置するように、鍋受け１４及び載台１６が配置されている。この台車１８の下面には、複数、例えば８つの車軸２０ａ乃至２０ｈが、台車１８の幅方向に沿って設けられている。これら車軸２０ａ乃至２０ｈのうち、車軸２０ａ乃至２０ｄが、台車１８の前半部分に位置し、残りの車軸２０ｅ乃至２０ｈが台車１８の後半部分に位置している。前半部分にある車軸２０ａ乃至２０ｄの間隔は同一間隔であり、後半部分にある車軸２０ｅ乃至２０ｈの間隔も同一間隔である。これら両間隔は、同一の大きさである。これら車軸２０ａ乃至２０ｈの両端には、それぞれ車輪２２が取り付けられている。これら車輪２０が載るように２条の軌条、例えばレール２４ａ、２４ｂが、図１（ａ）に示すように平行に配置されている。溶銑台車１０は、図１（ａ）、（ｂ）における左側から右側に、このレール２４ａ、２４ｂ上を走行する。
【００１２】
このレール２４ａ、２４ｂの中途に、測定用のレール２６ａ、２６ｂが、これらと同一直線上に位置するように配置されている。これら測定用のレール２６ａ、２６ｂは、台車１８の各軸２０ａ乃至２０ｈが同時に載ることが可能な長さ寸法に形成されている。
【００１３】
これら測定用のレール２６ａ、２６ｂの下方に、Ｎ台、例えば８台の荷重検出部、例えばロードセル２８ａ乃至２８ｈが設けられている。これら測定用のレール２６ａ、２６ｂと、ロードセル２８ａ乃至２８ｈによって、計量装置が形成されている。ロードセル２８ａ乃至２８ｈは、台車１８の半分、例えば前半部分に設けられている。しかも、これらロードセル２８ａ乃至２８ｈは、Ｍ個、例えば２つのグループに分けられており、それのうち第１のグループのロードセル２８ａ乃至２８ｄは、測定用のレール２６ｂの下方に、車軸２０ａ、２０ｂに対応するように設けられている。また、第２のグループのロードセル２８ｅ乃至２８ｈは、測定用のレール２６ａの下方に、車軸２０ｃ、２０ｄに対応するように設けられている。
【００１４】
即ち、一方の測定用のレール２６ａ側に車軸２０ｃ、２０ｄが受けている荷重の半分を検出するロードセル２８ｅ乃至２８ｈが設けられ、他方の測定用のレール２６ｂ側に車軸２０ａ、２０ｂが受けている荷重の半分を検出するロードセル２８ａ乃至２８ｄが設けられている。従って、ロードセル２０ａ乃至２０ｄと、ロードセル２０ｅ乃至２０ｈとは、同一の車軸の両側に位置することはなく、襷状に測定用レール２６ａ、２６ｂに設けられている。これによって、全車軸２０ａ乃至２０ｈが負担している重量Ｗのうち、半分の車軸２０ａ乃至２０ｄが負担している重量Ｗ／２のさらに半分の重量、即ちＷ／４が、これらロードセル２８ａ乃至２８ｈによって検出される。
【００１５】
これらロードセル２８ａ乃至２８ｈからの荷重信号は、図２に示すように、演算器３０に供給される。この演算器３０において、ロードセル２８ａ乃至２８ｄの出力の加算値に補正係数ｂ１を乗算したものと、ロードセル２８ｅ乃至２８ｈの出力の加算値に補正係数ｂ２を乗算したものとを加算し、この加算値に補正係数ａを乗算して、更に４倍にしたものが、溶銑台車１０の重量となる。補正係数ａ、ｂ１、ｂ２は、台車１０の種類によって軸重に差があるときの補正係数である。ａは溶銑台車１０の前半部分と後半部分とで重量差があるとき（例えば、鍋１２の位置が台車１８の完全に中央に位置しない場合、前半部分と後半部分とで軸重に差が生じる）のためのものである。ｂ１、ｂ２は、測定部分の軸重に差がある場合（例えば軸２０ａ、２０ｂと軸２０ｃ、２０ｄとでは軸重の負担が均等でない場合）のためのものである。これら補正係数ａ、ｂ１、ｂ２は、溶銑台車１０ごとに実測して、決定する。溶銑台車１０は、銑鉄が収容される鍋１２の位置が一定しており、重心位置が特定できるので、台車１０ごとに実測すれば、各係数ａ、ｂ１、ｂ２を決定することができ、測定精度を向上させることができる。
【００１６】
このようにロードセル２８ａ乃至２８ｈを配置し、演算器３０によって演算するように構成しているので、測定に使用するロードセルの数は少なくてすむ。例えば、この実施の形態において、各軸２０ａ乃至２０ｈの軸重をそれぞれ測定しようとすると、測定用レール２６ａ側に８台のロードセル、測定用レール２６ｂ側に８台のロードセルの合計１６台のロードセルが必要である。しかし、この実施の形態では、その半分の合計８台のロードセル２８ａ乃至２８ｈを設けるだけでよい。
【００１７】
第２の実施形態の計量装置を図３（ａ）に示す。この計量装置では、測定用のレール２６ａ、２６ｂの長さを、溶銑台車１０の前半部分の軸２０ａ乃至２０ｄの車輪２２だけが同時に載るように、第１の実施の形態の測定用のレール２６ａ、２６ｂの長さの半分にした以外、第１の実施の形態と同様に構成されている。また、第１の実施の形態と同様に動作する。この実施の形態では、測定用のレール２６ａ、２６ｂの長さを短くすることができるので、コストの低減を図ることができる。
【００１８】
第３の実施の形態を図３（ｂ）に示す。第１の実施の形態では、一方のレール、例えばレール２６ａ側に配置されたロードセル２８ｅ乃至２８ｈは、連続する軸２０ｃ乃至２０ｄの軸重を測定し、他方のレール２６ｂに配置されたロードセル２８ａ乃至２８ｄは、連続する軸２０ａ、２０ｂの軸重を測定している。そのため、上述したように軸２０ａ、２０ｂと軸２０ｃ、２０ｄとでは軸重の負担が均等でない場合に備えて、補正係数ｂ１、ｂ２が必要であった。この点を改善したのが第３の実施の形態の計量装置で、ロードセル２８ａ、２８ｂは、軸２０ａの重量の１／２を受け、ロードセル２８ｃ、２８ｄは、軸２０ｃの重量の１／２を受け、ロードセル２８ｅ、２８ｆは軸２０ｂの重量の１／２を受け、ロードセル２８ｇ、２８ｈは軸２０ｄの重量の１／２を受けるように、測定レール２６ａ、２６ｂの配置されている。即ち、ロードセル２８ａ乃至２８ｈは、千鳥状に配置されている。この実施の形態では、ロードセル２８ａ乃至２８ｈは、４つのグループに分けられている。
【００１９】
このように一方の測定用のレール２６ａ側のロードセル２８ａ、２８ｃには、軸２０ａ乃至２０ｄのうち、重量を受けようとしている各軸２０ａ乃至２０ｄのうち前半部分と後半部分とにある軸２０ａ、２０ｃの荷重を受け、他方の測定用のレール２６ｂ側のロードセル２８ｂ、２８ｄでも、前半部分と後半部分とにある軸２０ｂ、２０ｄの荷重を受けるように構成しているので、補正係数ｂ１、ｂ２を使用する必要がない。なお、他の構成は、第１の実施の形態と同様に構成されている。
【００２０】
第４の実施の形態を図３（ｃ）に示す。この実施の形態は、第３の実施の形態において、測定用レール２６ａ、２６ｂの長さを、第２の実施の形態と同様に半分の長さにしたものである。他の点は、第３の実施の形態と同様に構成されている。
【００２１】
第５の実施の形態を図３（ｄ）に示す。この実施の形態の計量装置では、前半部分にある車軸２０ａ乃至２０ｄのうち更に前半部分にある車軸２０ａ、２０ｂの重量の１／２ずつをロードセル２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆによって測定しようとするものである。これら車軸２０ａ乃至２０ｄの間隔が等しい間隔であることにより、各軸２０ａ乃至２０ｄがほぼ均等に荷重を受けているので、軸２０ａ、２０ｂの荷重の１／２をロードセル２０ａ、２０ｂ、２０ｅ、２０ｆによって検出し、その検出値の合計値を８倍することによって、全荷重を検出することができる。第１の実施の形態と同様に補正係数を使用することによってより高精度に荷重を測定することができる。
【００２２】
なお、この実施の形態において、ロードセル２０ｅ、２０ｆの設置位置を変更して、軸２０ｃまたは２０ｄの荷重の１／２を検出するようにしてもよいし、ロードセル２０ａ、２０ｂの設置位置を変更して、軸２０ｂの荷重の１／２を検出するように構成してもよい。
【００２３】
上記の各実施の形態では、溶銑台車において銑鉄の重量を測定する場合について説明したが、溶銑台車に限ったものではなく、トラック、貨車、トロッコのようなものに載荷されている物品の重量を測定する場合にも、本発明を適用することができる。この場合、レール２４ａ、２４ｂは不要である。上記の各実施の形態では、各軸の重量の１／２を２台のロードセルによって検出する例を示したが、これに限ったものではなく、各ロードセルの容量が許せば、少なくとも１台のロードセルによって各軸の重量の１／２を検出するように構成してもよい。また、上記の各実施の形態では、各軸２０ａ乃至２０ｈのうち前半にある軸２０ａ乃至２０ｄの重量を測定したが、後半にある軸２０ｅ乃至２０ｈの重量を測定するように構成してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、少ない数のロードセルによって走行支持体に載荷されている物品の重量を測定することができ、基礎工事や配線工事を簡略化することができ、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の計量装置の平面図および正面図である。
【図２】図１の計量装置のブロック図である。
【図３】本発明の第２乃至第５の実施の形態の計量装置の平面図である。
【図４】従来の計量装置の平面図である。
【符号の説明】
１０  溶銑台車（走行支持体）
２０ａ乃至２０ｈ  車軸
２６ａ、２６ｂ  測定用レール
２８ａ乃至２８ｈ  ロードセル（荷重検出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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