JP2010014553A - コンテナ応力検知装置及びこれを備えたトレーラー - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、走行中に随時コンテナのバランスを運転者に知らせることのできる、コンテナ応力検知装置及びこれを備えたトレーラーを提供する。
【解決手段】コンテナ３を搭載するシャーシ１２の複数箇所に応力センサ５１，５２を取り付け、この応力センサ５１，５２により検知されたデータを運転者に知覚させるためのディスプレイ６及びスピーカー７をこの応力センサ５１，５２に接続した、コンテナ応力検知装置２及びこれを備えたトレーラー１を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンテナの応力を検知する装置及びこれを備えたトレーラーに関する。

従来、輸入コンテナ貨物は、港で陸揚げされ、トレーラーに積まれて陸送される。このような陸送段階において、コーナーなどを曲がる際にトレーラーがバランスを崩して横転する事故が後を絶たない。

陸送段階におけるトレーラーの横転事故は、トレーラーに積まれたコンテナ内の積み荷が均一でないことにより、コンテナの重心が左右の何れかに偏っていることが原因の一つである。コンテナの重心が偏っている場合に、ある程度のスピードを出しつつこの重心と逆の方向にトレーラーが曲がろうとすると、遠心力によりコンテナにカーブの外側方向への力がかかり、この力と重心方向とが一致することにより、コンテナの重心がさらに偏り、これが閾値を超えた場合にはトレーラーごと横転することになる。重心の偏り具合によっては、時速３０キロメートル程度でも横転することがある。

このような横転事故を防ぐには、陸揚げ段階においてコンテナの中身を検査することが効果的であるが、実際には荷主の許可を得ることなくコンテナの中身を検査することは法律的な問題が伴うため、海外で施錠され、内部に異常があっても確認することができないまま国内流通されているのが実情である。また、港においては停泊時間に応じて課金されるため、時間をかけて検査をすることができない。

また、コンテナの重心や重さを予め運転者が知っていれば、これを考慮しながら運転することができるから、ある程度横転事故を防ぐことができる。そのため、トレーラーの連結部分に重心測定装置を設置し、コンテナをトレーラーに載せ、牽引トラックにより３０秒ほど走らせることで、コンテナの振動と揺れの周期から重心を割り出すという方法も考えられる。コンテナの重心位置がわかれば、どの程度のスピードを出すと横転の危険があるかを計算により特定することができる。

一方、ひずみや圧力を検知するセンサが知られている。例えば、特許文献１には圧電フィルムと、該圧電フィルムの両面に設けられた一対の電極と、該電極上に設けられたひずみ増幅部材とからなり、前記ひずみ増幅部材は圧電フィルムのヤング率よりも小さいヤング率を有する弾性体からなる変動荷重検出用シートが開示されている。

特開２００６−１５３８４２号公報

しかしながら、上述のような重心位置の算出方法では、道路勾配や轍などの道路状況によって、コンテナの重心が同じであってもトレーラーに対する荷重のかかり方が変わり、バランスが崩れてしまうことがあるし、輸送時の揺れや加重によりコンテナ内部の荷物が移動して重心が変化することもあるところ、このような変化に対応することができない。また、検査のためにトレーラーに重心測定装置やコンテナを積み替える作業は煩雑であるし、港においては停泊時間に応じて課金されるため、時間をかけて検査をすることができない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、走行中に随時コンテナのバランスを運転者に知らせることのできる、コンテナ応力検知装置及びこれを備えたトレーラーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のコンテナ応力検知装置は、コンテナを搭載するシャーシの複数箇所に取り付けられる応力センサと、この応力センサに接続されこの応力センサにより検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置と、を有する。

応力センサとしては、ひずみセンサまたは圧力センサを利用することができる。

出力装置は、例えばディスプレイ及び／又はスピーカーである。

また、本発明のトレーラーは、コンテナと、コンテナを搭載するシャーシに取り付けられる応力センサとこの応力センサに接続され該応力センサにより検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置とを有するコンテナ応力検知装置と、を備える。

本発明のコンテナ応力検知装置によれば、応力センサがシャーシの複数箇所に取り付けられ、応力センサにより検知されたデータを出力装置を通じて運転中の運転者に視認又は警告音などで知覚させることができる。

応力センサとしてひずみセンサまたは圧力センサを利用することで、簡易に取り付けることができる。

出力装置がディスプレイ及びスピーカーである場合には、運転中であっても、応力センサ取付箇所における応力を運転者が随時容易に知ることができ、これにより運転スピードを落とすなどの対処を迅速にとることができる。

本発明のトレーラーによれば、応力センサがシャーシの複数箇所に取り付けられ、応力センサにより検知されたデータを出力装置を通じて運転者に知覚させることができるから、応力センサ取付箇所における応力を運転者が随時認識することができ、これを見ながら道路状況に応じてスピードの出しすぎに配慮しつつ運転することにより、効果的にトレーラーの横転事故を防ぐことができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図においてＵＰは上方、ＬＨは左方、ＦＲは前方を示す。

図１は本発明の実施形態のコンテナ応力検知装置を備えたトレーラーを示す図である。トレーラー１は、トラクタ１１とシャーシ１２とから成り、コンテナ応力検知装置２を備える。コンテナ応力検知装置２は、コンテナ３を搭載するシャーシ１２の複数箇所に取り付けられる応力センサであるひずみセンサ５１及び圧力センサ５２と、このひずみセンサ５１及び圧力センサ５２に接続され、図２に示すように、トラクタ１１の運転席前方に、運転者に面して設置され、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２により検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置としてのディスプレイ６及びスピーカー７と、を有する。

図３は本発明の実施形態のコンテナ応力検知装置の構成を示すブロック図である。ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２は、増幅器５３を介して処理装置としてのコンピュータ８に接続されている。このコンピュータ８はＣＰＵ８１と記憶部８２と通信部８３とを備え、通信部８３を介してひずみセンサ５１からの電圧変化信号を受信し、これを処理部であるＣＰＵ８１で解析して、ひずみセンサ５１に掛かっているひずみの大きさを算出する。算出されたデータは画像データ及び音声データに変換され、通信部８３を通じてディスプレイ６及びスピーカー７に送信される。ＣＰＵ８１はまた、記憶部９にも接続されており、ＣＰＵ８１で解析されたひずみの大きさを記憶部８２に定期的に記録し、特に事故後などに資料として参照することができる。

ひずみセンサ５１は、金属製の圧電フィルムのひずみ時の電気抵抗変化を検出する変動荷重検出用シートであって、図７に示すように長方形状をなし、長手方向への湾曲変形を検出することができる。例えば、上述の特許文献１に記載の変動荷重検出用シートを使用することができる。このようなひずみセンサ５１によれば、簡単な構造で、高精度かつ容易にセンサが張り付けられた表面のひずみを測定することができる。

圧力センサ５２は、金属製の圧電フィルムに圧力が加えられた時の電気抵抗変化を検出する変動荷重検出用シートであって、フィルム面に垂直に掛かる圧力を検出することができる。このような圧力センサ５２によれば、簡単な構造で、高精度かつ容易に圧力を測定することができる。

図３に示すように、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２は増幅器５３に接続され、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２と増幅器５３とにより変動荷重検出回路５が構成されている。変動荷重検出回路５は、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２に作用する変動荷重の大きさに応じて圧電フィルムに帯電された電荷量により発生する、変動荷重に比例した出力電圧を検出する変動荷重検出回路である。このような変動荷重測定検出回路によれば、スキャン信号の発令と処理に特別な測定装置を必要とせず簡単な電圧測定装置によって変動荷重を測定することができる。

図４はシャーシ１２を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。シャーシ１２は、幅方向の両側において前後、すなわち長手方向に延びる左右一対の縦フレーム１２ａ，１２ｂと、この縦フレーム１２ａ，１２ｂに結合され幅方向に延びる複数の横フレーム１２ｃ，１２ｄとを有している。また、シャーシ１２は、連結部１３を介してトラクタ１１に接続されている。

コンテナ３は、シャーシ１２の上に載置される。図５に示すように、コンテナ３の後端においては、シャーシ１２の後端の横フレーム１２ｄの両端において上方へ突出したピン１２ｐが、コンテナ３の左右後端の穴３１に嵌合することにより、水平方向への移動が規制される。なお、ピン１２ｐの基部周囲には厚さ５ｍｍ程度のスペーサー１２ｈが備えられており、このスペーサー１２ｈによりコンテナ３の左右後端はシャーシ１２の左右後端から５ｍｍ程度上に保持される。

また、図６に示すコンテナ３の前端においては、図７に図６のＡ−Ａ断面図として示すように、シャーシ１２の前端の横フレーム１２ｃの両端において後方へ突出したピン１２ｑがコンテナ３の左右前端の穴３２に嵌合することにより、上下左右方向への移動が規制される。

コンテナ３の荷重は主に、上述したシャーシ１２において、上述したピン１２ｐ，１２ｑによるコンテナ３とシャーシ１２との結合部分、すなわち横フレーム１２ｃ，１２ｄの両端付近のほか、縦フレーム１２ａ，１２ｂの各地点に掛かる。このことは、長く使用したシャーシにはコンテナとの摩擦により生じた傷があり、これを検証することで割り出すことができる。

また、長く使用したシャーシは新品のシャーシと比較するとひずみがあり、このようなひずみは縦フレーム１２ａ，１２ｂにおける横フレーム１２ｃ，１２ｄとの接合部分に特に見られることから、この部分にコンテナ３の荷重による応力が集中しやすいことがわかる。

圧力センサ５２の貼り付け箇所は、シャーシ１２において、上述のようにコンテナ３の荷重が主に掛かる部分付近に設定されることが望ましい。例えば、図１においてポイント５２ａに圧力センサ５２を張り付けることができる。具体的には、圧力を検出するための圧力センサ５２は、横フレーム１２ｃ，１２ｄの両端付近の上面のポイント５２ａに張り付ける。

また、表面のひずみを検出するためのひずみセンサ５１は、上述のようにコンテナ３の応力が集中する部分付近に設定されることが望ましい。具体的には、縦フレーム１２ａ，１２ｂにおける横フレーム１２ｃ，１２ｄとの接合部分や車軸の上方の側面のポイント５１ａに張り付ける。この際、図８に示すように、近接する表面箇所に二つのひずみセンサ５１を、互いに検出方向が直交するように、すなわち長手方向が直交するように張り付けることで、上下方向及びこれに垂直な方向の面ゆがみを検出することができる。

ディスプレイ６には、図２に示すように、トレーラー１を模した平面図６ａと、シャーシ１２を模した平面図６ｂとが表示される。トレーラー１を模した平面図には、トレーラー１の状態が模式的に表示される。例えば、運転者が右にハンドルを切ると、トラクタ１１がシャーシ１２に対し右へ移動するから、図２に示すように、平面図６ａとして、トラクタ１１が右へ移動した状態が表示される。

シャーシ１２を模した平面図６ｂには、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２の貼り付け箇所であるポイント５１ａ，５２ａに対応したアイコン５１ｂ，５２ｂが表示される。これらのアイコン５１ｂ，５２ｂは、それぞれ対応するポイント５１ａ，５２ａに掛かる応力を示すものであり、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２により検知された応力が増幅器５３により増幅され、さらにコンピュータ８により色情報に変換されて表示されるものである。例えば、強い応力が掛かっている箇所は赤、応力が弱い箇所は青、中間の応力が掛かっている箇所は黄色というように色分けされ、それらの間の応力については中間色で表現される。この色が、路面状態などによる応力の変化に応じて随時変化することで、感覚的に応力を認識できる。なお、応力の強さと色分けの関係は、応力の絶対値に対応して色を設定してもよいし、平均値を黄色とし、これより強いものを赤、弱いものを青とするような相対的な設定としてもよい。

スピーカー７は、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２により検知された応力が所定の閾値を超えた場合や、複数のひずみセンサ５１及び圧力センサ５２に掛かる応力の比較値が所定の閾値を超えた場合に、アラーム音を鳴らす。複数のひずみセンサ５１及び圧力センサ５２に掛かる応力の比較値とは、例えば横フレーム１２ｃの両端に設けられたひずみセンサ５１及び圧力センサ５２により検地された応力の比を算出することで割り出すことができる。

以上のように構成されたコンテナ応力検知装置２を備えたトレーラー１によれば、トレーラー１の走行中に、コンテナ３の重量によりシャーシ１２の各所に掛かる応力を、ひずみセンサ５１及び圧力センサ５２が検知し、増幅器５３がこれを増幅し、コンピュータ８が画像データや音声データとして出力し、ディスプレイ６にリアルタイムの応力状況が表示されると共に、安全範囲を超える応力が掛かった際にはスピーカー７からアラーム音が流れるから、運転者が運転中に自己判断でトレーラー１を減速し、または停止するなどの安全措置を採ることができ、トレーラーの横転事故を未然に防ぐことができる。また、コンテナ応力検知装置２は、従来のトレーラーに簡単に後付けすることができるし、応力検知手段としてひずみセンサという安価な部品を採用することにより、コストをかけずに安全対策を講じることができる。

以上説明したように、本発明のコンテナ応力検知装置及びこれを備えたトレーラーは、コンテナを搭載するシャーシの複数箇所に応力センサを取り付け、この応力センサにより検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置をこの応力センサに接続したものであり、その主旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施することができる。

例えば、ひずみセンサや応力センサの貼り付け箇所は適宜選択することができる。図９から図１１は、シャーシの変形例を示し、それぞれ２軸，２軸，３軸のシャーシ１４，１５，１６を示す。いずれの場合においても、圧力を検出するための圧力センサ５２は、コンテナ３の荷重が主に掛かる横フレームの両端付近の上面のポイント５２ａに張り付けることが望ましい。また、表面のひずみを検出するためのひずみセンサ５１は、コンテナ３の応力が集中する部分である、縦フレームにおける車軸の上方や横フレームとの接合部分の側面のポイント５１ａに張り付けることが望ましい。

ひずみセンサ及び応力センサのいずれか一方のみを使用することもできる。また、センサは、ひずみセンサと圧力センサを兼ねるセンサなど、適宜のセンサを採用することができる。このようなセンサによれば、直接センサ自体に掛かる圧力のほか、センサが張り付けられた表面のひずみを検出することもできる。

応力の出力手段は、実施形態の色分けや音声出力のほか、数値表示や発光による注意喚起など、適宜の方式の何れか又はこれらを組み合わせて選択することができる。また、ディスプレイ６やスピーカー７は、カーナビゲーションシステムやカーオーディオなど、従来車載されている機器を利用することができ、コンピュータ８についてもカーナビゲーションシステムのものを利用することができる。その場合には変動荷重検出回路５を既存のシステムに接続し、必要なソフトウェアをインストールするだけでコンテナ応力検知装置２を構成することができるから、設置が簡易であると共にコストがさらに低減できる。

実施形態のコンテナ応力検知装置を備えたトレーラーを示す図である。 ディスプレイ及びスピーカーを示す図ある。 実施形態のコンテナ応力検知装置の構成を示すブロック図である。 図１におけるシャーシを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 図１におけるトレーラーの後部を示す斜視図である。 図１におけるシャーシの前部を示す斜視図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 （ａ），（ｂ）は、ひずみセンサの貼り付け態様を示す斜視図である。 変形例のシャーシを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 変形例のシャーシを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。 変形例のシャーシを示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。

符号の説明

１ トレーラー
２ コンテナ応力検知装置
３ コンテナ
５ 変動荷重検出回路
６ ディスプレイ
７ スピーカー
８ コンピュータ
９ 記憶部
１１ トラクタ
１２，１４，１５，１６ シャーシ
１２ａ，１２ｂ 縦フレーム
１２ｃ，１２ｄ 横フレーム
１２ｈ スペーサー
１２ｐ，１２ｑ ピン
１３ 連結部
３０ 時速
３１，３２ 穴
５１ ひずみセンサ
５１ａ，５２ａ ポイント
５１ｂ，５２ｂ アイコン
５２ 圧力センサ
５３ 増幅器
８１ ＣＰＵ
８２ 記憶部
８３ 通信部

Claims (4)

1. コンテナを搭載するシャーシの複数箇所に取り付けられる応力センサと、
   この応力センサに接続され、この応力センサにより検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置と、を有する、コンテナ応力検知装置。
2. 前記応力センサは、金属板のひずみ時の電気抵抗変化を検出するひずみセンサまたは圧力センサである、請求項１に記載のコンテナ応力検知装置。
3. 前記出力装置は、ディスプレイ及び／又はスピーカーである、請求項１または２に記載のコンテナ応力検知装置。
4. コンテナと、
   コンテナを搭載するシャーシの複数箇所に取り付けられた応力センサとこの応力センサに接続され応力センサにより検知されたデータを運転者に知覚させるための出力装置とを有するコンテナ応力検知装置と、
   を備えた、トレーラー。