(57)【要約】【課題】ダンプトラックや貨物自動車等の車両の荷台に積載している積荷の重量を、その車両に装着している機器で計測する。【解決手段】ダンプトラックは、その荷台を傾動させるために直列している二箇所の旋回軸と、その荷台の反該旋回軸側の裏面の下方に設けたロードセルとで、その荷台を支持したときに、旋回軸に作用する反力とそのロードセルに生じた荷重との和を以って、積載時の荷台の重量および空積み時の荷台の重量を計測する。【効果】ダンプトラックの駆動エンジンを過酷に稼動させないで済むので、故障が減少すると共に、消費燃料の無駄が減少する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座から突出したブラケットに横型ロードセルを固定し、
押圧台の下面に自動調心ベアリング付き一対の軸受を設け、
該ブラケットを一対の軸受の間にスラストベアリングを介在して遊嵌すると共に、
該横型ロードセルの円周方向の全域に設けた絞り部を該ブラケットと軸受の間に所在させて、該横型ロードセルを一対の軸受に挿通した
ことを特徴とした荷重検知装置。
【請求項２】
荷台を傾動させるための旋回軸の部分に請求項１記載の荷重検知装置を装着すると共に、荷台の下方の反旋回軸側に油圧または空圧で上下動する竪型ロードセルを設置したことを特徴とした積載物の重量を計測することができるダンプトラック。
【請求項３】
後輪が空気バネ式車輪懸架装置に組みつけられ、前輪が板バネ式車輪懸架装置に組みつけられて貨物自動車において、後輪の車軸と車体フレームの間に竪型ロードセルを介在すると共に、前輪の板バネを装着している部分に  請求項１記載の荷重検知装置を装着したことを特徴とした積載物の重量を計測することができる貨物自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、揚重装置や運搬車両に装着する秤量機に関し、詳しくは、「吊り上げている物体の重量、或いは、車両の荷台に積載している積荷の重量を、揚重装置や車両に装着している機器で計測する装置」に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来から、「ダンプトラックは、その積載物の重量を、その運搬手段に搭載された重量計測装置で直接的に計測する」ことは、重量計測装置の摺動部に土砂が噛み込むので、長期間に亘って継続使用することが困難であるとされてきた。【０００３】  しかし、企業は、車両の積載許容重量を厳守しなければ、社会的責任を果たさないものとして、法的制裁を受ける。
このため、企業の構内や工場においては、過大積載している車両の出入りが禁じられ、過小積載した車両の運行を余儀なくされている。【０００４】  以上の事情に基づいて、運送関係者の間で「積載した荷の重量を、車両に装着されている装置で計測することができる車両」の出現が熱望されていた。【０００５】  図１４は特許文献１に開示されているダンプトラックの側面図であり、そのダンプトラックは、荷台４を傾動させる支点１１が改造され、その荷台４の下にロードセル１３を装着した担持シリンダ１２が配設されたことによって、荷台４の上昇が可能になったので、荷台４の積載物の重量を計測する機能が備わったものである。【０００６】  文献１のダンプトラックにおける積載物の計測要領は、空車状態における「荷台４の重量」および積車状態における「荷台４の重量」の両者を計測し、後者の重量から前者の重量を差し引く演算で以って、積載物の重量を算出するものである。【０００７】  しかし、荷台４の支点１１は特殊な構造をしているので、荷台４の支点１１を上昇または下降させるときに、土砂が噛み込み易いという欠点がある。【０００８】  以上の事情により、文献１に開示されているダンプトラックは、土砂が噛み込むことに起因して、長期間に亘って継続使用することが困難であるという課題があった。【０００９】  また、揚重装置や貨物自動車においては、吊に荷や積荷の重量をその揚重装置や貨物自動車に装着している機器で計測する装置は現存していなく、その装置の現出が関係者の間で熱望されている。【００１０】
【特許文献１】特開昭６１−１９１９２７  ダンプトラックの積荷重量計測装置
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  ダンプトラックや貨物自動車等の車両に積載している積荷の重量の一部分を支持しているシャフトに生じる剪断力を活用して、積荷の重量を計測する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  積荷の重量を片持ちシャフトに掛けたときに生じるシャフトの撓み量を計測し、その撓み量に基づいて、シャフトに生じる剪断力、即ち、積荷の重量を算出する。
【発明の効果】
【００１３】  積荷の過大積載を無くせるから、レッカー車やダンプトラック等の車両の駆動エンジンは過酷な稼動をせず、消費燃料の無駄を無くすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】  図１は本発明の荷重検知装置Ｇの断面図を表示したものである。
ダンプトラックは荷台の裏面の後端付近に旋回軸があるので、荷重検知装置Ｇをその後端付近と車体フレームの間に装着することができる。
この旋回軸を兼ねている横型ロードセルの撓み量を計測することにより、横型ロードセルが負担している荷台の重量を知ることができる。
荷台に積み込んだ荷重量は、荷を積載した荷台の重量から空荷の荷台の重量を引くことによって知ることができる。【００１５】  板バネ式車輪懸架装置を装着している貨物自動車は、板バネを装着している部分にシャフトが使用されているので、荷重検知装置Ｇを板バネと車体フレームの間に装着することができる。
このシャフトを兼ねている横型ロードセルの撓み量を計測することにより、横型ロードセルが負担している車体の重量を知ることができる。
荷台に積み込んだ荷重量は、荷を積載した車体の重量から空荷の車体の重量を引くことによって知ることができる。【００１６】  積荷の重量支持する片持ちシャフト、即ち、横型ロードセルは、撓み易くするために、片持ちシャフトの固定端の付近に、円周方向の全周に、窪んだ溝を設けたものにする。【００１７】  更に、片持ちシャフトを押圧する軸受は、片持ちシャフトの溝部が撓んでも、片持ちシャフトがその軸心に対する垂直荷重を受けることを可能にするために、自動調心ベアリングを装着したものにする。【００１８】  加えて、片持ちシャフトを固定しているブラケットと軸受の間には、スラストベアリングを介在させて、片持ちシャフトを押圧する力、即ち、積荷の重量をブラケットで受けないようにする。
【産業上の利用可能性】
【００１９】  本発明の荷重検知装置は、ダンプトラックに限らず、ホッパーから排出された粒状物や紛体物の重量を計測する秤量機に適用することが可能である。
【実施例１】
【００２０】  図２は、本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＡ」の側面図を、表示している。【００２１】  図３は、ダンプトラックＡの荷台を傾動させるために支点部分を表示している。【００２２】  荷台を傾動させるために直列している二箇所の旋回軸は、図２で表示しているように横型ロードセルである。
横型ロードセルは、円柱状体で、中央付近に円周の全域に亘って括れている部分が２箇所ある。
荷台の先端側の裏面の下方に、油圧シリンダで上下動可能に竪型ロードセルを設ける。【００２３】  横型ロードセルは、ダンプトラックの荷台の後端付近の裏側から下方に突出している軸受と嵌合していると共に、車体フレームから上方に突出したブラケットに固定されている。【００２４】  横型ロードセルと軸受とが嵌合している部分は、軸受を介して荷重を受ける。【００２５】  横型ロードセルは以上の構造の下で使用するから、荷台の旋回部分に掛かる垂直荷重を計測することができる。【００２６】  図２に表示しているように、荷台の先端側の裏面の下方に、油圧シリンダで上下動可能に竪型ロードセルを設ける。【００２７】  図４は荷台の反該旋回軸側の裏面の下方に油圧シリンダで上下動する竪型ロードセルを表している。【００２８】  荷台を傾斜させる油圧シリンダを駆動させて、荷台の先端を５０ｍｍほど上昇させた後に、竪型ロードセルを油圧シリンダで、荷台の底の前端付近まで押上げる。
竪型ロードセルを押上げている油圧シリンダに出入りする作動油を逆止弁で遮断して、竪型ロードセルを押上げられている高さに固定する。【００２９】  荷台を傾斜させる油圧シリンダの油圧を大気圧に開放する。
荷台は、自然降下して、竪型ロードセル１点と横型ロードセル２点の計３点で支えられた状態になる。【００３０】  以上の構成であるから、積載時の荷台の重量および空積み時の荷台の重量は、横型ロードセルの反力と竪型ロードセルの受けた荷重を合算して計測することができる。
積み荷の重量は、積載時の荷台の重量から空積み時の荷台の重量を差し引くことによって、算出する。【００３１】  次に、積荷の重量を計測するときの手順の一例を開示する。
▲１▼乗務員が、自動操作で、荷台を傾斜させる油圧シリンダを駆動させて、荷台の先端を５０ｍｍほど上昇させた後に、自動操作で、竪型ロードセルを油圧シリンダで、荷台の底の前端付近まで押上げる。
荷台の傾斜が極微小なので、荷台の後部扉は開かず、土砂等がこぼれ落ちない。
▲２▼自動操作で、竪型ロードセルを押上げている油圧シリンダに出入りする作動油を逆止弁で遮断して、竪型ロードセルを押上げられている高さに固定する。
▲３▼自動操作で、荷台の先端を降下させて、荷台の前端付近を竪型ロードセルに載せる。
▲４▼自動操作で、荷台を傾斜させる油圧シリンダの油圧を大気圧に開放する。
▲５▼荷台は竪型ロードセル１点と横型ロードセル２点の計３点で支えられた状態になる。
▲６▼荷台に荷を積み込む。
▲７▼荷の積み込み途上において、間断なく、荷が入っている荷台の重量を自動操作で計測し続ける。
▲８▼積荷の重量を、荷が入っている荷台の重量から空車時の荷台重量を連続して差し引くことによって、自動操作で計測し続ける。
▲９▼ダンプトラックの乗務員は、運転室内に設置している「荷台に入っている荷の重量が表示されているディスプレイ」を見ながら、バックホー等の積み込み作業者に、積み込み量の加減指示をする。
▲１０▼所定の積み込み重量に達したら、積み込み作業を停止し、積み込み重量がプリンターで自動記録されていることを確認してから、自動操作で、竪型ロードセルを押上げている油圧シリンダのピストンを引いて、竪型ロードセルを降下させた後に、荷台を固定する。
▲１１▼ダンプトラックは、必ず積載許容重量を厳守した状態で、走行発進させることができる。【００３２】  前記の各々の自動操作を作動させるための電気計装、油圧回路、および、これらの結合は、従来の基礎的な電気計装および油圧回路の技術を寄せ集めて形成することができる。
【実施例２】
【００３３】  図５は、本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＢ」の側面図を、表示している。【００３４】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＢ」は、積載物によって生じた荷台の部分荷重、所謂、積荷の重量を集計するための部分荷重は、荷台の支点部分と荷台と油圧シリンダの連結部分で検知する。【００３５】  図６は、ダンプトラックＢにおける荷台に発生する力の作用状況を表示したものである。【００３６】  荷台の支点部分における荷重Ｒは、その支点に設けた「本発明の荷重検知装置」で、荷台と油圧シリンダの連結部分の荷重Ｆは、「荷台を傾動させる油圧シリンダの推力Ｐ」と「油圧シリンダのピストンの傾き角度θ」から演算して検知する。【００３７】  「荷台を傾動させる油圧シリンダの推力Ｐ」は、「荷台を傾動させるときの油圧」と「油圧シリンダ内部の作用面積Ｓ」の積として検知する。【００３８】  「本発明の荷重検知装置」は、ダンプトラックの支点の支点軸が荷重検知軸で代用されている。
荷重検知軸は、最大曲げ応力が発生する部分に、絞り溝を設けることによって、撓み易い構造に、かつ、集中応力が発生し易い構造にしている。【００３９】  ダンプトラックの荷台を傾動するときに、その支点の旋回軸に発生した撓み量、或いは、支点の旋回軸の絞り溝に発生した歪量を計測する。
計測したその撓み量または歪量から旋回軸に発生している反力を算出する。
油圧シリンダの推力は、ダンプトラックの荷台を傾動するときに、その油圧とシリンダ内部の油圧の作用面積とから算出する。【００４０】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラック」は、積載物を積載している状態、所謂、積車状態における部分荷重ＦとＲを集計して「積載物の重量Ｗを含んだ荷台重量Ｗ１」を算出し、この「積載物の重量を含んだ荷台重量」から「積載物が積載されていない状態、所謂、空車状態の荷台重量Ｗ２」を差し引く演算によって、積荷の重量Ｗを算出する。
【実施例３】
【００４１】  図７は、本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＣ」を表示しており、図８は、荷重検知装置１０ａの正面図を表示している。【００４２】  荷重検知装置１０ａは、荷台４から対向して垂下しているブラケット１４，１４にカム１９付き荷重検知軸２１を軸止めし、その荷重検知軸２１を車体フレーム１に対向して立設しているブラケット１７に軸架し、そのカム１９を台座２０に滑合させるものである。【００４３】  荷台４が傾動すれば、荷重検知軸２１が旋回するので、荷重検知軸２１はカム１９が台座２０と滑合して撓み、中央部が両端部より高くなる。【００４４】  荷重検知軸２１が撓んでいるときの撓み量または歪量を計測し、その撓み量または歪量に基づいて、荷重検知軸２１に生じている反力を演算して、反力を知ることができる。
この演算方法は従来の鋼構造力学に基づいて算出する。【００４５】  荷重検知装置１０ａを採用する場合は、土砂が摺動部に噛み込まないように、荷重検知装置１０ａの全体を可塑性のあるシートで囲う必要がある。【００４６】  図９（ａ）は、図８の断面Ｂ−Ｂを表示しており、ダンプトラックＣの荷台４が傾動していない状態、例えば、走行状態における荷重検知装置１０ａの断面を表示したものである。
荷重検知軸２１を押圧して固定しているアーム１８が、図９（ａ）中に表示されていて然るべきであるが、構造を理解し易くするために、アーム１８の表示を省略している。【００４７】  図９（ｂ）は、荷台４を傾動し始めたときの、荷重検知装置１０ａの断面を表示したものである。
荷台４の傾動で荷重検知軸２１が旋回し、荷重検知軸２１の旋回でカム１９が台座２０と滑動して、荷重検知軸２１の中央部がその両端より高くなっている状況を表示している。
【実施例４】
【００４８】  図１０は、本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＤ」における荷台を傾動させる支点部分を表示しており、荷重検知装置１０ｂの正面図を表示している。【００４９】  荷重検知装置１０ｂは、車体フレーム１に対向して立設しているブラケット２６ａ，２６ｂに荷重検知軸２５を軸止めし、その荷重検知軸２５を荷台４から対向して垂下しているブラケット２４に軸架したものである。【００５０】  荷台４が傾動すれば、荷重検知軸２５がブラケット２４の軸孔で押圧されるので、荷重検知軸２５の中央部の絞部２８に歪が生じる。
この生じた歪量を測定し、その歪量に基づいて、荷重検知軸２５に生じた反力を算出する。
この反力の算出は従来の鋼構造力学に基づいて行う。
【実施例４】
【００５１】  図１１は、本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＥ」における荷台を傾動させる支点部分を表示しており、荷重検知装置１０ｃの正面図を表示している。【００５２】  荷重検知装置１０ｃは、車体フレーム１に対向して立設しているブラケット３０に荷重検知軸３１を軸止めし、その荷重検知軸３１を荷台４から対向して垂下しているブラケット３０に軸架したものである。【００５３】  荷重検知軸３１は、ブラケット３０に軸止されている部分の外側、所謂、支点軸の固定部の外側であって、その固定部付近の円周方向に絞り部を具備している。【００５４】  荷台４が傾動すれば、荷重検知軸３１がブラケット２４の軸孔に設けた自動調心機能付きベアリング３２を介して押圧されるので、荷重検知軸３１の中央部の絞部２８に歪が生じる。【００５５】  荷重検知軸３１は、ブラケット２４の軸孔に設けた自動調心機能付きベアリング３２を介して押圧されて、等分布荷重を受けるので、片持ち支持であっても使用に供することが可能である。
この生じた歪量を測定し、その歪量に基づいて、荷重検知軸３１に生じた反力を算出する。
この反力の算出は従来の鋼構造力学に基づいて行う。
【実施例５】
【００５６】  図１２は、前輪に板バネ式車輪懸架装置を、後輪にエアサス、所謂、空気バネ式車輪懸架装置を装着し、後輪の車軸と車体フレームの間に竪型ロードセルを、前輪の板バネを支持している横型ロードセル４０を装着した貨物自動車を表示している。【００５７】横型ロードセル４０が感知した荷重がＰであり、板バネの長さがＬであり、前輪の車軸から反横型ロードセル側の支持点までの距離がＡである場合において、前輪の車軸が負担する荷重Ｆは
Ｆ＝Ｐ×Ｌ／Ａ
である。【００５８】  空気バネの圧縮空気を排出した後における竪型ロードセル４０の荷重と、横型ロードセル４０の感応値から算出した前輪の車軸が負担する荷重Ｆを合算することによって、車体重量を知ることができる。
積荷の重量は、荷を積載したときの車体重量から、空積みの車体重量を引くことによって知ることができる。【００５９】  前輪の車軸に生じる軸重は、車両の舵取りをする関係から、後輪に生じる軸重よりも小さく設定されている。
このため、前輪の車軸として使用する場合の横型ロードセルは、後輪の板バネ式懸架装置のトラニオンシャフトのシャフトとして使用する横型ロードセルよりも、格段に細くすることができる。【００６０】  前輪の板バネ式懸架装置における板バネの装着軸として使用する横型ロードセルは、梃子の原理が作用するので、前輪の車軸として使用する場合の横型ロードセルよりも、更に細くすることができる。【００６１】  以上の事情により、本発明の荷重検知装置は、運搬車両の前輪の板バネ式懸架装置における板バネの装着軸として使用することが可能である。
【実施例６】
【００６２】  レッカー車は、ブームに装着している滑車にロープを掛け、そのロープを巻き取って、そのロープの先端のフックに掛けた荷を吊り揚げている。【００６３】  その滑車に、本発明の荷重検知装置Ｇを装着すれば、その滑車の車軸として横型ロードセルが使用されるので、ロープの張力を知ることが可能である。
吊り荷の重量はその張力に基づいて知ることができる。【００６４】  レッカー車は、過大な重量を吊り上げをしなくて済むので、過大な重量の吊り上げに起因したブームの折損事故やそのレッカー車自体の転倒事故を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】  横型ロードセルを用いた本発明の荷重検知装置の断面図を表示している。
【図２】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＡ」の側面図を表示している。
【図３】  ダンプトラックＡの荷台を傾動させるために支点部分を表示している。
【図４】  荷台の反該旋回軸側の裏面の下方に油圧シリンダで上下動する竪型ロードセルを表している。
【図５】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＢ」の側面図を表示している。
【図６】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＢ」における各荷重を表示している。
【図７】  本発明の「積載物の重量を計測することができるダンプトラックＣ」の側面図を表示している。
【図８】  荷重検知装置１０ａを表示している。
【図９】  （ａ）図７中の断面Ｂ−Ｂを表示している。（ｂ）反力Ｒを検知しているときの荷重検知軸２１とカム１９と台座２０との相互位置関係を表示している。
【図１０】  荷重検知装置１０ｂを表示している。
【図１１】  荷重検知装置１０ｃを表示している。
【図１２】  本発明の貨物自動車の側面図を表示している。
【図１３】  図１２中の横型ロードセルの取り付け状況を表示している。
【図１４】  特許文献１のダンプトラックの側面図を表示している。
【符号の説明】
【００６６】Ａ・・・・・・・・・積載物の重量を計測することができるダンプトラック
Ｂ・・・・・・・・・積載物の重量を計測することができるダンプトラック
Ｃ・・・・・・・・・積載物の重量を計測することができるダンプトラック
Ｄ・・・・・・・・・積載物の重量を計測することができるダンプトラック
Ｅ・・・・・・・・・積載物の重量を計測することができるダンプトラック
Ｇ・・・・・・・・・荷重検知装置
１・・・・・車体フレーム
２・・・・・盤木                    ３・・・・・フレーム
４・・・・・荷台                    ５・・・・・ブラケット
６・・・・・軸                      ７・・・・・油圧シリンダ
８・・・・・ピストン                ９・・・・・軸
１０・・・・荷重検知装置            １１・・・・支点
１２・・・・担持シリンダー          １３・・・・ロードセル
１４・・・・ブラケット              １５・・・・スラストベアリング
１６・・・・空隙                    １７・・・・ブラケット
１８・・・・アーム                  １９・・・・カム
２０・・・・台座                    ２１・・・・荷重検知軸
２２・・・・長穴                    ２３・・・・床面
２４・・・・ブラケット              ２５・・・・荷重検知軸
２６ａ，２６ｂ・・・・ブラケット
２７・・・・ピン                    ２８・・・・絞部
２９・・・・スラストベアリング      ３０・・・・ブラケット
３１・・・・荷重検知軸
３２・・・・自動調心機能付きベアリング
３３・・・・スラストベアリング      ３４・・・・ピン
３５・・・・ブラケット              ３６・・・・ロードセル
３７・・・・軸受                    ３８・・・・押圧台
３９・・・・スラストベアリング      ４０・・・・横型ロードセル
４１・・・・自動調心ベアリング      ４２・・・・ブラケット
４３・・・・台座
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009101979.tif 000011
【図１０】
2009101979.tif 000012
【図１１】
2009101979.tif 000013
【図１２】
2009101979.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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