JP4573617B2 - 車輪重量測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の車輪重量を測定するための車輪重量測定装置に関するものである。

従来、道路管理者である国土交通省や道路公団は、道路の耐久性の観点から、車両の総重量だけでなく、車両の車輪重量あるいは車軸重量（軸重）についても重要視している。そのため、車両の総重量、軸重、車輪重量を測定するために、種々の装置が提案され、実用に供されている。

前記車両の車輪重量を測定するための装置としては、例えば特許文献１に開示された輪重計がある。この輪重計は、４個のロードセルによって支持されるとともに、他軸の車輪ならびに、自軸の他方の車輪の重量の影響が排除できるような幅と長さに製作された計量台を備え、この計量台を少なくとも２台分車軸方向に並べ、１台の計量台上には特定の一軸の片側車輪のみを載置するように構成されている。

また、車軸、車両の総重量を測定するための装置としては、１台の計量台上に１軸分の左右両輪のみを同時に載置して、両輪の合計重量を測定することにより、軸重を測定するように構成される軸重計や、１台の計量台に車両全体を同時に載置するようにし、全車軸の合計値を同時に測定することによって、車両の総重量を測定するトラックスケール等が知られている。

特開昭６４−２１３２６号公報

しかしながら、前記従来の輪重計では、１個の計量台を支持するのに、少なくとも４個のロードセルが必要となるので、左右両輪を測定するためには、計８個のロードセルが必要となり、このロードセルの増加に伴って測定回路数も増えることになりコスト高になるという問題点がある。

また、前記輪重計では、車両全体の重量が同時に測定することができず、車輪重量測定専用になっている。こうした輪重計であっても、全ての輪重を合計すれば、車両全体の重量を求めることができるが、計量台上に載置された計量中の車輪以外の車輪は、計量台前後の道路面上にあるので、道路面の状態や、道路面と計量台表面との高低差によって、測定値（輪重）に誤差が生じる可能性が高い。したがって、前記輪重計では、計量精度の保証を自己完結することができず、取引証明用の計量器としては成立しないという問題点がある。

以上の理由により、従来の輪重計を設置し車軸重量の合計から車両の重量を求めたとしても信頼性が低く、商取引に用いることができないので、一般の運送業者、荷主、運転手等は、車輪重量測定に大きな必要意識を持たず、道路の耐久性の観点から道路管理者である国土交通省や道路公団のみが輪重測定に必要性を感じて特別に輪重計を設置していた経緯がある。このような状況であるから、車両の輪重が車両制限令における規定以上の値であっても運転手がそのことを認識するのが困難となり、取締りによる通行禁止処置の機会がなければ、道路上を多くの違反車両が通行することになり道路の損傷を早める結果に繋がるという問題点がある。

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、車両の各車輪の重量を測定することができ、かつ取引証明に使用するのに足る高い信頼性をもって、車両の総重量を測定することができる車輪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発明による車輪重量測定装置は、
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、複数の車輪を有する車両全体が載置可能な計量台を備える車輪重量測定装置において、
前記計量台上に１個又は複数個の計量区分が形成され、１個の計量区分上に同時に複数車軸分の車輪が載置されるか、又は複数個の計量区分のうちのいずれかの計量区分上に同時に複数車軸分の車輪が載置された状態で、各荷重検出器からの検出値に基づいて、前記計量台上に載置された状態にある各車輪の重量をそれぞれ個別に算出する車輪重量演算手段を備えることを特徴とする。

第１発明において、複数個の計量区分が形成される場合に、各計量区分の互いに分離して隣接する部分が共通の荷重検出器にて支持されているのが好ましい（第２発明）。

第１発明または第２発明において、前記各車輪の前記計量台上での位置情報を設定または測定する車輪位置設定・測定手段が設けられ、前記車輪重量演算手段は、この車輪位置設定・測定手段からの位置情報と、前記荷重検出器からの出力信号に基づき、前記各車輪の重量を算出するものであっても良く（第３発明）、あるいは、前記車両の一側の車輪と、他側の車輪との距離を設定または測定する車輪間距離設定・測定手段が設けられ、前記車輪重量演算手段は、この車輪間距離設定・測定手段からの車輪間距離と、荷重検出器からの出力信号に基づき、前記各車輪の重量を算出するものであっても良い（第４発明）。

前記第１発明によれば、車両の全車輪を１個又は複数個の計量区分を有する計量台上に載置するとともに、複数の車軸に付属する車輪を同時に一台の計量台に載置された状態で個別に車輪重量を測定することができ、併せて車輪重量の合計である車両の総重量を測定することができる。また、車両の総重量を測定する際には、車両全体が計量台上に載置されているため、計量台外の道路面の状態等が測定結果の誤差に繋がることがなく、車両の総重量を取引証明に使用するのに足る高い信頼性をもって測定することができる。加えて、本発明においては、車両の総重量と各車輪重量との双方の測定が可能であるため、車輪重量に対する自己管理が容易となり、車輪重量が車両制限令に違反するのを確実に防止することができる。さらに、従来のもの（輪重計）のように、複数台の計量台が不要であるため、荷重検出器の個数および回路装置を削減することができ、更なる低コスト化を図ることが可能になる。

前記第２発明の構成を採用すれば、計量台上に形成された計量区分に対応する荷重検出器からの出力信号に基づいて、その計量区分上に載置された状態にある車輪の重量を測定することができる。したがって、多数の車輪を有する車両の車輪重量測定を行う場合であっても、荷重検出器の配置数を増やす等して、より多くの計量区分を形成することで、全ての車輪の重量を求めることが可能となる。

前記第３発明の構成を採用すれば、設定または測定された各車輪の位置情報と、前記各荷重検出器からの出力情報とに基づいて、各車輪の重量をより正確に求めることができる。また、第４発明の構成を採用した場合であっても、いずれかの車輪の位置さえ特定することができれば、全車輪の位置情報の特定に繋がるので、やはり、各車輪の重量をより正確に求めることが可能となる。

次に、本発明による車輪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実施形態に係る車輪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輪重量測定装置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全体が載置可能な大きさの計量台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調整された合計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、前記計量台３上の各ロードセル４ａ〜４ｄに囲まれた範囲が、本発明の計量区分に相当する。

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。

図１、図２に示されるように、車輪重量測定装置１は、入力信号に基づき、所定の重量信号（各車輪２ａＬ〜２ｂＲの車輪重量、車両２の総重量等；詳細は後述）を生成する重量信号生成部（車輪重量演算手段）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から入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（入出力回路）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。

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。

また、前記演算処理装置９は、車輪重量測定装置１の操作面に配置されている操作用、データ設定用キースイッチ等からなる入力部１１および各種重量信号（軸重）等を表示する表示部（液晶表示器、蛍光表示管等）１２と、前記Ｉ／Ｏ回路８を介して接続されている。

ところで、前記計量台３の寸法等に狂いがある場合、各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される荷重が変化し、それら各ロードセル４ａ〜４ｄからの出力に誤差が生じる場合があるので、各ロードセル４ａ〜４ｄの出力値を補正する必要がある。以下、その補正方法について図面を参照しつつ説明する。

図３には、計量台３の平面図が示されている。

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。

重量Ｗの被計量物を計量台３上に置いたときの座標を（ｘ，ｙ）とすると、各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される荷重Ｗ１〜Ｗ４は、それぞれ次式で表される。
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）

ここで、重量Ｍ（ｔ）の分銅を、その重心位置が座標（Ａ／２，Ｂ／２）に位置するように載置した場合、各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される負荷荷重は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、各測定値Ｖ１〜Ｖ４は各ロードセル４ａ〜４ｄへの負荷荷重Ｍ／４に比例し
Ｖ１＝Ｖ２＝Ｖ３＝Ｖ４＝ｋ・（Ｍ／４） （５）
となる。

しかし、前述のように、計量台３の寸法にわずかな狂い等があると、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ので、次のようにして各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４の補正を行う。

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、まず次式
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による測定値Ｖ１〜Ｖ４がＶ／４に等しくなるように、すなわち次式（８）〜（１１）が成り立つように係数ｋ１〜ｋ４を決定する。
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）
これら係数ｋ１〜ｋ４の値は重量信号生成部５のメモリー１０に記憶される。また、係数ｋは、Ｖ／Ｍにより決定され、やはりメモリー１０に記憶される。

前記計量台３を用いて被測定物の車輪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て各測定値Ｖ１〜Ｖ４を補正する。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。

図４は、２軸４輪を有する車両が計量台３のｘ軸に平行に入った場合を示している。ここで、前記各車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲを通じて計量台３に加わる荷重（つまり、各車輪重量）をそれぞれｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４とし、各車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲの接地部の中心が、座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ１，Ｙ２），（Ｘ２，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）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の一般式は、式（１）〜（４）より、次式（１２）〜（１５）で与えられる。
Ｗ１＝（Ｘ１・Ｙ１／Ａ・Ｂ）・ｗ１
＋（Ｘ１・Ｙ２／Ａ・Ｂ）・ｗ２
＋（Ｘ２・Ｙ１／Ａ・Ｂ）・ｗ３
＋（Ｘ２・Ｙ２／Ａ・Ｂ）・ｗ４ （１２）
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 （１３）
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 （１４）
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 （１５）

前記一般式（１１）〜（１５）において、前記各ロードセル４ａ〜４ｄに負荷される各荷重Ｗ１〜Ｗ４は、それら各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４に、前述の係数１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ４）をそれぞれ掛け合わせて荷重値に変換することで求めることができる。

次に、本実施形態における車両２の車輪重量の測定方法について図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照しつつ説明する。本実施形態は、１台の車両２の１軸づつを計量台に載置して測定する方法に関するものである。なお、以下の説明において、車輪２ａＬ，２ａＲ，２ｂＬ，２ｂＲの座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１），（ｘ１'，ｙ２）で示すこととする。

本実施形態において、車輪２ａＬ〜２ｂＲの重量を求めるには、車両２を図１状態から右方に向けて計量台３のｘ軸と平行に走行させ、１軸２ａが計量台３上に載置した状態で停車させる（図５（ａ）参照。）。

この際、２軸２ｂの車輪２ｂＬ，２ｂＲは計量台３外にあるので、それら車輪２ｂＬ，２ｂＲから計量台３に加わる荷重ｗ３，ｗ４は当然零となる（ｗ３＝ｗ４＝０）。

ここで、前記式（１２）、（１４）のＸ１，Ｘ２を車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標ｘ１，ｘ１'に、Ｙ１，Ｙ２をｘ座標ｙ１，ｙ２にそれぞれ置き換え、各式（１２）、（１４）の和をとると、第１および第３ロードセル４ａ、４ｃに配分される荷重の合計Ｗ１＋Ｗ３は、
Ｗ１＋Ｗ３（＝Ｖ１／ｋ・ｋ１＋Ｖ３／ｋ・ｋ３）
＝（ｙ１／Ｂ）・ｗ１＋（ｙ２／Ｂ）・ｗ２ （１６）
で表される。また、第２、第４ロードセル４ｂ、４ｄに配分される荷重Ｗ２，Ｗ４の合計も同様にして、式（１３）、（１５）により次式で表される。
Ｗ２＋Ｗ４（＝Ｖ２／ｋ・ｋ２＋Ｖ４／ｋ・ｋ４）
＝｛（Ｂ−ｙ１）／Ｂ｝・ｗ１＋｛（Ｂ−ｙ２）／Ｂ｝・ｗ２ （１７）
なお、前記計量台３の設計定数Ａ，Ｂは、予めメモリー１０に記憶されているものとする。

前記車輪２ａＲのｙ座標ｙ２をｂとし（特定方法については後述する。）、車輪２ａＬの接地面の中心位置から、車輪２ｂＲの接地面の中心位置までの間隔（以下、「車輪間距離」という。）をｍとすると、前記式（１６）、（１７）はそれぞれ
Ｗ１＋Ｗ３（＝Ｖ１／ｋ・ｋ１＋Ｖ３／ｋ・ｋ３）
＝｛（ｍ＋ｂ）／Ｂ｝・ｗ１＋（ｂ／Ｂ）・ｗ２ （１８）
Ｗ２＋Ｗ４（＝Ｖ２／ｋ・ｋ２＋Ｖ４／ｋ・ｋ４）
＝［｛Ｂ−（ｍ＋ｂ）｝／Ｂ］・ｗ１＋｛（Ｂ−ｂ）／Ｂ｝・ｗ２ （１９）
となる。

式（１８）、（１９）において、Ｗ１〜Ｗ４は、前記各ロードセル４ａ〜４ｄから出力された測定値Ｖ１〜Ｖ４と、各係数１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ４）の積によって表される既知化された値であり、車輪間距離ｍは車両２に特有の定数であり（導出方法については後述する。）、車輪２ａＲのｙ座標ｂおよび設計係数Ｂも既知化された定数であることから、前記（１８）、（１９）は、全ての係数が既知化された、１軸２ａの各車輪重量ｗ１，ｗ２についての連立方程式となる。したがって、この連立方程式を解くことにより、１軸２ａの各車輪２ａＬ、２ａＲの車輪重量ｗ１、ｗ２を求めることができる。

前記１軸２ａの車輪２ａＬ、２ａＬの車輪重量ｗ１、ｗ２を得た後、前記第１、第３ロードセル４ａ、４ｃに配分される合計荷重Ｗ１＋Ｗ３の値と、第２、第４ロードセル４ｂ、４ｄに配分される合計荷重Ｗ２＋Ｗ４の値はそれぞれ前記メモリー１０に記憶させる。

次に、前記車両２を、ｘ軸と平行に前進させ、全ての車輪２ａＬ〜２ｂＲが計量台３に乗り込んだ状態で、その車両２を停車させる（図５（ｂ）参照。）。なお、図５（ｂ）、（ｃ）に示されるように、２軸２ｂの車輪２ｂＬ，２ｂＲはそれぞれダブルタイヤから構成されて、その中心位置が１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲの中心位置から、ズレ量ｅだけ車両２の内側にずれており、それら車輪２ｂＬ，２ｂＲの車輪間距離も１軸２ａの車輪間距離ｍとは異なっているものとする。また、前記ズレ量ｅは、後述の手法にて予め求められ、車の形式とともに、メモリー１０に登録され記憶されているものとする。

以上の条件の際、２軸２ｂの車輪２ｂＬ，２ｂＲのｙ座標ｙ１'，ｙ２'は、図５（ｂ）から明らかなように、それぞれ
車輪２ｂＬ：ｙ１'＝ｂ＋ｍ−ｅ
車輪２ｂＲ：ｙ２'＝ｂ＋ｅ
で表される。

前記計量台３上に１軸２ａおよび２軸２ｂが乗り込んだ状態での各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値に基づき計算した、各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される荷重をＷ１'〜Ｗ４'とすると、
Ｗ１'＋Ｗ３'＝（ｙ１／Ｂ）・ｗ１＋（ｙ２／Ｂ）・ｗ２
＋（ｙ１'／Ｂ）・ｗ３＋（ｙ２'／Ｂ）・ｗ４
＝Ｗ１＋Ｗ３
＋（ｙ１'／Ｂ）・ｗ３＋（ｙ２'／Ｂ）・ｗ４
Ｗ２'＋Ｗ４'＝｛（Ｂ−ｙ１）／Ｂ｝・ｗ１＋｛（Ｂ−ｙ２）／Ｂ｝・ｗ２
＋｛（Ｂ−ｙ１'）／Ｂ｝・ｗ３
＋｛（Ｂ−ｙ２'）／Ｂ｝・ｗ４
＝Ｗ２＋Ｗ４
＋｛（Ｂ−ｙ１'）／Ｂ｝・ｗ３
＋｛（Ｂ−ｙ２'）／Ｂ｝・ｗ４
となり、これら各式より次式（２０）、（２１）が求められる。
（Ｗ１'＋Ｗ３'）−（Ｗ１＋Ｗ３）
＝（ｙ１'／Ｂ）・ｗ３＋（ｙ２'／Ｂ）・ｗ４ （２０）
（Ｗ２'＋Ｗ４'）−（Ｗ２＋Ｗ４）
＝｛（Ｂ−ｙ１'）／Ｂ｝・ｗ３＋｛（Ｂ−ｙ２'）／Ｂ｝・ｗ４ （２１）
そして、これら各式（２０）、（２１）に、前述のｙ１'，ｙ２'，Ｂの値と、メモリー１０に記憶されているＷ１＋Ｗ３、Ｗ２＋Ｗ４の値を代入して得られる連立方程式を解くことにより、前記２軸２ｂの各車輪２ｂＬ，２ｂＲの重量ｗ３，ｗ４を求めることができる。

一方、前記車両２の総重量については、各車輪重量ｗ１〜ｗ４を合計することで、あるいは、前記各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４の合計値Ｖと前述の係数１／ｋの積をとることで求められる。

なお、１軸２ａの車輪２ａ、２ｂを同重量と仮定して、前記各車輪重量ｗ１〜ｗ４を求めることも可能である。ここで、１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲの車輪を同重量と仮定するのは、それら各車輪２ａＬ、２ａＲの重量ｗ１，ｗ２は、車両２固有の重量にのみによるものと言えるからである。

ここで、１軸２ａの車輪間距離ｍが予め与えられているものとする。

１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲは同重量であると仮定したとき、すなわち、ｗ１＝ｗ２のとき、前記式（１８）、（１９）は、
Ｗ１＋Ｗ３＝｛（ｍ＋２ｂ）／Ｂ｝・ｗ１ （２２）
Ｗ２＋Ｗ４＝｛（２Ｂ−２ｂ−ｍ）／Ｂ｝・ｗ１ （２３）
となる。これら式（２２）、（２３）より、次式が得られる。
（Ｗ１＋Ｗ３）／（Ｗ２＋Ｗ４）
＝Ｄ＝（ｍ＋２ｂ）／（２Ｂ−２ｂ−ｍ） （２４）
この式（２４）より、（１軸２ａの右側の）車輪２ａＲのｙ座標ｙ２の値ｂを次式にて得ることができる。
ｂ＝（２Ｂ・Ｄ−ｍ・Ｄ−ｍ）／２・（１＋Ｄ）
そして、この値ｂを、前記式（２２）（または式（２３））に代入することにより、１軸２ａの各車輪重量ｗ１，ｗ２を求めることができる。また、車輪２ａＲのｙ座標ｙ２＝ｂが求まれば、後輪（２軸２ｂの各車輪）２ｂＬ，２ｂＲのｙ座標ｙ１'、ｙ２'（ｙ１'＝ｂ＋ｍ−ｅ，ｙ２'＝ｂ＋ｅ；前述）が求まるので、前記式（２０）、（２１）により、２軸２ｂの各車輪重量ｗ３，ｗ４を求めることができる。

さらに、１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａの重量ｗ１，ｗ２が略等しい重量であると仮定した場合において、１軸２ａのいずれかの車輪２ａＬ，２ａＲのｙ座標（例えば、車輪２ａＲのｙ座標ｙ２＝ｂ）が何等かの方法により特定されている場合においても、各車輪重量ｗ１〜ｗ４を求めることができる。

この場合、前述と同様に、前記式（２４）より、車輪間距離ｍを求め、この車輪間距離ｍと、車輪２ａＲのｙ座標ｙ２＝ｂと、設定定数Ｂと、前記式（２２）（または（２３））とに基づき、前輪２ａＬ、２ａＲの重量ｗ１，ｗ２を求める。以下、前述と同様にして、式（２０）、（２１）により２軸２ｂの各車輪重量ｗ３，ｗ４を求める。

次に、１軸２ａの車輪間距離ｍ、１軸２ａの車輪中心と、２軸２ｂの車輪中心とのズレ間隔ｅの設定方法について説明する。

まず、１軸２ａの車輪間距離ｍ、ズレ量ｅの設定方法としては、例えば、以下の方法がある。
（ａ）予め車の型式に対する諸元値から、車輪間距離ｍ、ズレ量ｅをメモリー１０に記憶しておき、型式番号を設定すると、該当する車種の車輪間距離ｍ、ズレ量ｅが呼び出される方法、
（ｂ）オペレータが直接計量台３上で諸元表などを参照して設定する方法、
（ｃ）撮像装置を計量台３上、あるいは車両２の前方斜め上方位置等に設置して、車両の前輪（１軸２ａ）を撮像し、その撮像された画像に基づいて画像処理装置にて設定する方法。

なお、前記（ｂ）の方法を採用する際には、計量台３上に目盛り線が入ったラインを設けておき、オペレータによる測定を容易にするのが好ましい。また、前記（ｃ）の方法を採用する場合には、各車輪２ａＬ〜２ｂＲの厚み、ダブルタイヤであるか否か等を考慮して、車輪間距離ｍの補正を行う必要がある。

また、その他にも、（ｄ）超音波等による車輪位置測定センサ（以下単に「センサ」という。）を用いて、１軸２ａの車輪間距離ｍ、ズレ量ｅを求める方法もある。この方法は、図６に示されるように、計量台３に乗り込む前の車両２の運転手から見て、その計量台３の後端部よりもやや後方位置で、計量台３の左側辺（紙面上側の側辺）の延長線上よりもやや左方に離れた位置に第１のセンサＳ１を設置し、計量台３の右側辺（紙面下側の側辺）の延長線上よりもやや右側に離れた位置で、前記第１のセンサＳ１と対向する位置に第２のセンサＳ２を設置する。また、これら各センサＳ１、Ｓ２を前記Ｉ／Ｏ回路８を介して演算処理装置９に接続し、この演算処理装置９に検出結果を出力するようにする。

車輪間距離ｍを求めるには、前記車両２の先頭の車軸２ａが第１のセンサＳ１−第２のセンサＳ２間を通過した際に、第１のセンサＳ１と車輪２ａＬの左側面との距離ｄ１と、第２のセンサＳ２と車輪２ａＲの右側面との距離ｄ２をそれぞれ検出し、これら検出結果ｄ１，ｄ２を演算処理装置９に出力する。次いで、演算処理装置９にて、各検出結果ｄ１，ｄ２と、車種データ等により特定される各車輪２ａＬ，２ａＲの厚みｇを用い、第１のセンサＳ１から車輪２ａＬの中心位置までの距離（ｄ１＋ｇ／２）、第２のセンサＳ２から車輪２ａＲの中心位置まで距離（ｄ２＋ｇ／２）を算出する。ここで、第１のセンサＳ１−第２のセンサＳ２間距離をｄとすると、車輪間距離ｍは次式
ｍ＝ｄ−（ｄ１＋ｇ／２）−（ｄ２＋ｇ／２）
にて求めることができる。

次いで、２軸２ｂが第１のセンサＳ１−第２のセンサＳ２を通過する際に、同様の手順にて、２軸２ｂの車輪２ｂＬの中心位置と、第１のセンサＳ１との距離（ｄ１'＋ｇ'／２；ｇ'は車輪２ｂＬの厚み）を算出する。この算出結果と、前述の１軸２ａの車輪２ａＬの中心位置と第１のセンサＳ１との距離（ｄ１＋ｇ／２）との差をとれば、ズレ量ｅが求められる。

次に、各車輪２ａＬ〜２ｂＲの位置座標（特にｙ座標）を自動的に特定する方法としては、例えば、
（ａ）前述の撮像装置により、車両２の上方位置から計量台３と、車両２とを撮像し、画像処理装置によって撮像された画像を処理して各車輪２ａＬ〜２ｂＲのｙ座標を自動的に測定する方法、
（ｂ）前記車輪位置測定センサＳ１，Ｓ２により、計量台３上の各車輪２ａＬ〜２ａＲの位置情報を自動的に測定する方法が挙げられる。

さらに、各車輪２ａＬ〜２ｂＲの位置座標のマニュアル測定方法としては、
（ｃ）測定対象の車両が右ハンドル車である場合には、計量台３上にｘ軸と平行なガイドライン（以下、単に「ライン」という。）Ｌを、ｙ＝ｂの位置に引いておき（図５（ａ）（ｂ）参照。）、車両２を、１軸２ａの右側の車輪２ａＲがそのラインＬを踏むように走行させて、その車輪２ａＲのｙ座標ｙ２をラインＬのｙ座標（ｙ＝ｂ）に一致させる方法。
（ｄ）前記計量台３上に、ｘ軸と平行なガイドラインを複数本等間隔に設け、これらのラインを用いて、各車輪２ａＬ〜２ｂＲのｙ座標を目視にて特定する方法等が挙げられる。

ここで、前記（ｃ）の方法を採用する場合には、重量信号生成部５に誤差補正設定機能を設けておき、１軸２ａの右側車輪２ａＲの中心が前記ラインＬからはずれている場合には、そのはずれ量±ｒをオペレータによって読取らせ入力部１１より入力させ、１軸２ａの右側車輪２ａＲのｙ座標ｙ２＝ｂをｂ±ｒに補正し、一連の計算を行うのが好ましい。これにより、測定結果に狂いが生じるのを防止することができる。

以上のように、本実施形態においては、４個のロードセル４ａ〜４ｄによって、計４個の車輪２ａＬ〜２ｂＲの重量を求めることができる。したがって、車輪重量を測定するのに、少なくとも８個のロードセルを用いる必要があった従来のものに比して、部品点数を減らすことができ、コスト面で有利である。

また、本実施形態においては、車両２の総重量を測定するために、その車両２を計量台３上に載置させる過程にて、全車輪２ａＬ〜２ｂＲを測定することができるので、言い換えると、取引証明用に使用する車両２の総重量を求めるついでに、各車輪重量を求めることができるので、各車輪重量の自己管理が容易となり、各車輪重量が車両制限令に違反するのを防止することができる。

なお、車軸２ａＬ〜２ｂＲの位置座標、車輪間距離ｍを特定するための具体的な手段（撮像装置、画像処理装置、センサＳ１，Ｓ２、重量信号生成部５等）が本発明の車輪位置設定・測定手段、車軸間距離設定・測定手段に相当する。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る車輪重量測定装置について説明する。なお、本実施形態においては、前記実施形態と共通する構成については、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。

本実施形態は、第１〜第４ロードセル４ａ〜４ｄにて支持される計量台３上に車両２の全ての車輪２ａＬ〜２ｂＲを載置して、各車輪重量を測定する方法に関するものである。なお、本実施形態においても、計量台３上の、各ロードセル４ａ〜４ｄに囲まれた範囲が、本発明の計量区分に相当する。以下、車両２の各車輪２ａＬ〜２ｂＲの測定方法について説明する。

車両２の各車輪重量測定を行うには、車両２を、図５（ｂ）の左方から右方に向けて計量台３のｘ軸と平行に走行させ、全ての車輪２ａＬ〜２ｂＲが計量台３上に載置させた状態で、その車両２を停車させる。この際、各車軸２ａＬ〜２ｂＲはそれぞれ以下の座標に位置しているものとする。
１軸２ａの左側車輪２ａＬ：（ｘ１，ｙ１）
１軸２ａの右側車輪２ａＲ：（ｘ１，ｙ２）
２軸２ｂの左側車輪２ｂＬ：（ｘ１'，ｙ１'）
２軸２ｂの右側車輪２ｂＲ：（ｘ１'，ｙ２'）

この条件において、前記各ロードセル４ａ〜４ｄに配分される荷重Ｗ１〜Ｗ４は、以下の各式（２５）〜（２８）で求められる。
Ｗ１＝（１／Ａ・Ｂ）・（ｘ１・ｙ１・ｗ１
＋ｘ１・ｙ２・ｗ２
＋ｘ１'・ｙ１'・ｗ３
＋ｘ１'・ｙ２'・ｗ４） （２５）
Ｗ２＝（１／Ａ・Ｂ）・｛ｘ１・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋ｘ１・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋ｘ１'・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋ｘ１'・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４｝ （２６）
Ｗ３＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ１）・ｙ１・ｗ１
＋（Ａ−ｘ１）・ｙ２・ｗ２
＋（Ａ−ｘ１'）・ｙ１'・ｗ３
＋（Ａ−ｘ１'）・ｙ２'・ｗ４｝ （２７）
Ｗ４＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋（Ａ−ｘ１'）・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋（Ａ−ｘ１'）・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４｝ （２８）

前記荷重Ｗ１〜Ｗ４は、各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４と、予め定められる係数１／（ｋ・ｋ１）〜１／（ｋ・ｋ４）の積から求まる既知化された値であることから、前記各車輪２ａＬ〜２ｂＲの各座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１'），（ｘ１'，ｙ２'）を、画像処理、目視に基づく測定等、前記第１実施形態と同様の手法により特定すれば、前記各式（２５）〜（２８）は、すべての係数が既知化された連立方程式となる。そして、この連立方程式を解くことにより、全車輪２ａＬ〜２ｂＲの重量ｗ１〜ｗ４を求めることができる。一方、前記車両２の総重量については、前記実施形態と同様に、各車輪重量ｗ１〜ｗ４を合計することで、あるいは、前記各ロードセル４ａ〜４ｄから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ４の合計値Ｖと前述の係数１／ｋの積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は、車両２を計量台３上に完全に載置した状態にて全車輪２ａＬ〜２ｂＲの重量測定と、車両２の総重量の測定が行われるため、道路面の状態等が測定結果に誤差として反映されることがない。したがって、車両２の総重量と、各車輪重量の方法を、精度良く、高い信頼性でもって測定することができる。加えて、測定時においては、車両２が完全に計量台３に乗り込むまでの間、その車両２を停車させる必要がないので、測定時間を短縮することが可能である。

さらに、本実施形態においては、一台の測定装置にて車両２の総重量と車輪重量の双方が測定されるので、車輪重量の自己管理が容易となり、車輪重量が車両制限令に違反するのを防止することができる。また、従来のもの（輪重計）に比して、ロードセルの必要数を減らすことができるので、装置の低コスト化に寄与することができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態に係る車輪重量測定装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、３軸以上を有する車両の車軸重量を求める方法に関するものである。

図７（ａ）には、第３実施形態に係る車輪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Ａ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。

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、前記第１実施形態および第２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Ｚ１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Ｚ２が形成され、車輪重量測定時においては、前記１軸２ａおよび２軸２ｂの車輪２ａＬ〜２ｂＲは第１の計量区分Ｚ１内に、他の車軸２ｃの車輪２ｃＬ，２ｃＲは第２の計量区分Ｚ２内に位置しているものとする。なお、前記計量台３の好ましい形式は、図７（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、各々の部分に前記各計量区分Ｚ１，Ｚ２が形成される形式である。これは、例えば、図７（ｂ）における右側の計量区分（第２の計量区分Ｚ１）上の荷重が、中央のロードセル（第５，第６ロードセル）４ｅ、４ｆを支点とするモーメント力によって、計量区分Ｚ２を支持する第３，第４ロードセル４ｃ、４ｄに影響を与えるのを防止できるからである。

図７（ａ）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〜２ｂＲの座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１'），（ｘ１'，ｙ２'）とし、第２の原点を基準とした車輪２ｃＬ，２ｃＲの座標をそれぞれ（ｘ２，ｙ３），（ｘ２，ｙ４）とする。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〜２ｃＲを通じて計量台３に加わる荷重、すなわち、各車輪２ａＬ〜２ｃＲの車輪重量をそれぞれｗ１〜ｗ６で示し、前記各ロードセル４ａ〜４ｆに配分される荷重を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。

以上の条件の際に、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（２９）〜（３４）で求めることができる。
Ｗ１＝（１／Ａ・Ｂ）・（ｘ１・ｙ１・ｗ１＋ｘ１・ｙ２・ｗ２
＋ｘ１'・ｙ１'・ｗ３＋ｘ１'・ｙ２'・ｗ４） （２９）
Ｗ２＝（１／Ａ・Ｂ）・｛ｘ１・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋ｘ１・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋ｘ１'・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋ｘ１'・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４｝ （３０）
Ｗ３＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ２）・ｙ３・ｗ５
＋（Ａ−ｘ２）・ｙ４・ｗ６｝ （３１）
Ｗ４＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ２）・（Ｂ−ｙ３）・ｗ５
＋（Ａ−ｘ２）・（Ｂ−ｙ４）・ｗ６｝ （３２）
Ｗ５＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ１）・ｙ１・ｗ１
＋（Ａ−ｘ１）・ｙ２・ｗ２
＋（Ａ−ｘ１'）・ｙ１'・ｗ３
＋（Ａ−ｘ１'）・ｙ２'・ｗ４
＋ｘ２・ｙ３・ｗ５＋ｘ２・ｙ４・ｗ６｝ （３３）
Ｗ６＝（１／Ａ・Ｂ）・｛（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋（Ａ−ｘ１）・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋（Ａ−ｘ１'）・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋（Ａ−ｘ１'）・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４
＋ｘ２・（Ｂ−ｙ３）・ｗ５
＋ｘ２・（Ｂ−ｙ４）・ｗ６｝ （３４）

そして、画像解析、目視による測定等により、各車輪２ａＬ〜２ｃＲの座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１'），（ｘ１'，ｙ２'），（ｘ２，ｙ３），（ｘ２，ｙ４）を特定すれば、前記各式（２９）〜（３４）は係数が全て決定された連立方程式となり、この連立方程式を解くことによって、各車輪２ａＬ〜２ｃＲの各車輪重量ｗ１〜ｗ６を得ることができる。一方、前記車両２の総重量については、各車輪重量ｗ１〜ｗ６を合計することで、あるいは、前記各ロードセル４ａ〜４ｆから出力される測定値Ｖ１〜Ｖ６の合計値Ｖと係数１／ｋの積をとることで求められる。

ここで、前記各車輪２ａＬ〜２ｃＲの座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１'），（ｘ１'，ｙ２'），（ｘ２，ｙ３），（ｘ２，ｙ４）は、目視による測定により特定することができる。

また、計量台３上に引かれたｘ軸と平行なラインＬと、ｙ軸に平行な１軸の停車位置指定ライン（以下、単に「ライン」という。）Ｌｘを用いて、前記各車輪２ａＬ〜２ｃＲの座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ１'，ｙ１'），（ｘ１'，ｙ２'），（ｘ２，ｙ３），（ｘ２，ｙ４）を特定しても良い。以下、ラインＬ，Ｌｘを用いた座標の特定方法について図面を参照しつつ説明する。

図８には、車輪の座標の特定方法を説明するための図が示されている。

図８に示されるように、前記計量台３上には、ｙ＝ｂの位置に、ｘ軸に平行なガイドライン（ライン）Ｌが引かれており、その計量台３上の第１計量区分Ｚ１上には、１軸２ａの停止位置を指定するためのｙ軸と平行な停車位置指定ライン（以下、単に「ライン」という。）Ｌｘが、第６ロードセル４ｆを基準としたｘ＝αの位置に引かれている。また、図示のように、計量台３上のラインＬｘの近接位置には、ラインＬｘと平行な複数本の位置目盛りラインＬｘ'が、一定間隔ε毎に引かれている。

車両２Ａの車輪重量を測定するに際しては、車両２Ａが右ハンドル車の場合、１軸２ａの右側の車輪２ａＲが、前記ラインＬを踏むように、前記車両２Ａをｘ軸と平行に走行させ、１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲが前記ラインＬｘに一致した際に停車させる。これにより、車輪２ａＬ、２ａＬのｘ座標がラインＬｘの座標（ｘ＝α）に特定され、車輪２ａＲのｙ座標が、ラインＬのｙ座標（ｙ＝ｂ）に特定される。次いで、各車輪２ａＬ〜２ｃＲの厚みと、各車軸２ａ〜２ｃの車軸間距離に基づき、その他の車輪２ａＬ，２ｂＬ〜２ｃＲのｙ座標を特定する。

次に、各車輪２ａＲ〜２ｃＲのｘ座標の特定は、以下のようにして行う。まず、車輪２ａＬ，２ａＲが完全にラインＬｘと一致している場合には、１軸２ａの車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標ｘ１は、前述のようにラインＬｘのｘ座標（ｘ＝α）となる。また、その他の車軸２ｂ，２ｃの車輪２ｂＬ〜２ｃＲのｘ座標については、１軸２ａのｘ座標（ｘ１＝α）と、１軸２ａ−２軸２ｂの車軸間距離Δ１および、２軸２ｂ−３軸２ｃの車軸間距離Δ２とに基づいて求めることができる。なお、前記車軸間距離Δ１，Δ２に関しては、例えば、車種データの一部としてメモリー１０に登録しておき、車種の形式が入力される毎に該当する車両の車軸間距離Δ１、Δ２を呼び出すようにしても良いし、あるいは、諸元表から割り出すようにしても良いし、あるいはオペレータ等による直接的な測定によって求めるようにしても良い。

一方、車輪２ａＬ，２ａＲがラインＬｘと一致していない場合は、前記目盛りラインＬｘ'を目安にして、それら車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標を特定する。例えば、車輪２ａＬ，２ａＲの接地部中心がラインＬよりも目盛りラインＬｘ'ｎ本分前方にずれていた場合には、車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標ｘ１をαからα＋ｎεに補正する。また、２軸２ｂ、３軸２ｃの各車輪２ｂＬ〜２ｃＲのｘ座標についても同様の補正を行う。そして、以上のようにして特定された各車輪２ａＬ〜２ｃＲの座標および前記式（２９）〜（３４）に基づき、各車輪重量ｗ１〜ｗ６および車両２Ａの総重量を求めることができる。

以上のように構成される本実施形態においても、車両２Ａ全体を計量台３上に載置させた状態にて、かつ、一台の装置にて、車両２Ａの総重量と、各車輪重量との双方が測定されるので、前記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

なお、本実施形態においては、３軸６輪の車両２Ａの各車輪重量ｗ１〜ｗ６を求める例について説明したが、４軸８輪以上の車両の場合であっても、車輪数（Ｎ個；Ｎは偶数）と同数（Ｎ個）のロードセルを計量台３の下方に設置して、その計量台３上にＮ／２−１個の計量区分を形成し、一の計量区分上に２軸４輪が位置し、他の各計量区分上に１軸２輪が位置するように前記車両を停車させることで、全ての車輪重量を求めることができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態に係る車輪重量測定装置について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、より少ないロードセルからの出力信号に基づいて、各車輪重量を測定する方法に関するものである。

図９には、２軸４輪を具備する車両２の車輪重量を、２個のロードセルを用いて測定する方法を説明するための図が示されている。

本実施形態において、計量台３に乗り込む車両２は、２軸４輪を有している。また計量台３に乗り込んだ車両２の運転手から見て、計量台３下方の前端部左隅には、第１ロードセル４ａが、前端部右隅には第２ロードセル４ｂがそれぞれ配されており、後端部左隅および右隅には、前記各ロードセル４ａ、４ｂと同形同大に形成される第１の支持部材４'、第２の支持部材４"がそれぞれ配されている。

車両２の車輪重量を測定する際には、車両２全体を計量台３上に乗り込ませる。ここで、車両２の全車輪２ａＬ〜２ｂＲは、それぞれ座標（ｘ１，ｙ１），（ｘ１，ｙ２），（ｘ２，ｙ１'），（ｘ２，ｙ２'）に位置しているものとする。また、前記各ロードセル４ａ、４ｂから出力される測定値をＶ１，Ｖ２とし、各ロードセル４ａ，４ｂに配分される荷重をＷ１，Ｗ２とする。

以上の状態において、各ロードセル４ａ、４ｂから出力される測定値Ｖ１，Ｖ２に係数１／（ｋ・ｋ１），１／（ｋ・ｋ２）を掛け合わせて荷重Ｗ１，Ｗ２にそれぞれ変換すると、これら各荷重Ｗ１，Ｗ２は
Ｗ１＝（１／Ａ・Ｂ）・（ｘ１・ｙ１・ｗ１＋ｘ１・ｙ２・ｗ２
＋ｘ２・ｙ１'・ｗ３＋ｘ２・ｙ２'・ｗ４） （３５）
Ｗ２＝（１／Ａ・Ｂ）・｛ｘ１・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋ｘ１・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋ｘ２・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋ｘ２・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４｝ （３６）
により求められる。

次いで、車両２をｘ軸と平行に所要距離ｆだけ走行させる。ここで、走行後の各車輪２ａＬ〜２ｂＲの座標を（ｘ１'，ｙ１），（ｘ１'，ｙ２），（ｘ２'，ｙ１'），（ｘ２'，ｙ２'）とすると、１軸の車輪２ａＬ，２ａＲのｘ座標ｘ１'および、２軸２ｂＬ，２ｂＲのｘ座標ｘ２'は、ｘ１'＝ｘ１＋ｆ、ｘ２'＝ｘ２＋ｆとなる。

前記車両２の走行後に、各ロードセル４ａ、４ｂから出力される測定値をＶ１'，Ｖ２'とし、前記各ロードセル４ａ、４ｂに配分される荷重をそれぞれＷ１'、Ｗ２'とすると、これら荷重Ｗ１'、Ｗ２'は次の各式（３７）、（３８）で表される。
Ｗ１'＝（１／Ａ・Ｂ）・（ｘ１'・ｙ１・ｗ１＋ｘ１'・ｙ２・ｗ２
＋ｘ２'・ｙ１'・ｗ３＋ｘ２'・ｙ２'・ｗ４） （３７）
Ｗ２'＝（１／Ａ・Ｂ）・｛ｘ１'・（Ｂ−ｙ１）・ｗ１
＋ｘ１'・（Ｂ−ｙ２）・ｗ２
＋ｘ２'・（Ｂ−ｙ１'）・ｗ３
＋ｘ２'・（Ｂ−ｙ２'）・ｗ４｝ （３８）

前記荷重Ｗ１，Ｗ２，Ｗ１'，Ｗ２'は、各ロードセル４ａ、４ｂから出力される測定値Ｖ１'，Ｖ２'と、前記係数ｋ、ｋ１、ｋ２とにより求まる数値であり、また、車両２の移動前、移動後における各車輪２ａＬ〜２ｂＲの座標も特定済みであることから、前記各式（３５）〜（３８）は、全ての係数が既知化された各車輪重量ｗ１〜ｗ４についての連立方程式となる。したがって、式（３５）〜（３８）で表される連立方程式を解くことにより、全ての車輪２ａＬ〜２ｂＲの車輪重量ｗ１〜ｗ４が求められる。一方、車両２の総重量については、各車輪重量ｗ１〜ｗ４の合計、または各ロードセル４ａ，４ｂから出力値合計Ｖに１／ｋを掛け合わせることにより求められる。

以上のような車輪の測定方法は、より多くの車軸車輪を有する車両、例えば、３軸６輪を有する車両２Ｂの場合であっても適用することが可能である。こうするには、図１０に示されるように、３つの部分に分離されて第１〜第３の計量区分Ｚ１〜Ｚ３を形成する計量台３の下方に、６個のロードセル４ａ〜４ｅと２個の支持部材４'，４"を配し、前記第１の計量区分Ｚ１に車両２Ｂの１軸２ａ、２軸２ｂを、第２の計量区分Ｚ２に３軸２ｃ、４軸２ｄを、第３の計量区分Ｚ３に５軸２ｅ、６軸２ｆをそれぞれ載置し、前述と同様に、車両２ｆを所要距離ｆだけ走行させる。そして、車両２の走行前・走行後にそれぞれ特定された各車輪２ａＬ〜２ｆＲの座標と、走行前・走行後にそれぞれ出力される各ロードセル４ａ〜４ｆからの測定値に基づく一連の計算を行うことで、全ての車輪２ａＬ〜２ｆＲの車軸重量ｗ１〜ｗ１２を求めることができる。また、車両の総重量については、前記各実施形態と同様に、各車輪重量ｗ１〜ｗ１２を合計して、または各ロードセル４ａ〜４ｆからの出力値の合計Ｖに係数１／ｋを掛け合わせて求める。

以上のように、本実施形態においても、一台の装置にて、車両２Ｂの総重量と、各車軸重量とが測定されるので、前記各実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、前記第１〜第３実施形態の方法では、４個／１２個の車輪重量を求めるのにそれと同数のロードセルが必要であるが、本実施形態においては、２個／６個のロードセルにより、４個／１２個の車輪重量測定を行うことができる。つまり、本実施形態においては、単位ロードセル当たりの測定可能な車輪の個数を増やすことができるので、より多くの車輪を有する車両の車輪重量測定を行うのに、特に適している。

なお、本実施形態においては、２軸４輪、６軸１２輪の車両２，２Ｂに限定して説明を行ったが、３軸６輪〜５軸１０輪の車軸・車輪を具備する車両、あるいは、７軸１４輪以上の車軸・車輪を有する車両の場合であっても、同様の手法を用いることで、各車輪重量を測定できるのは言うまでもない。

本発明の第１実施形態に係る車輪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 車両が乗り込んだ状態の計量台の平面図 計量台上に１軸が乗り込んだ状態を示す図（ａ）および、計量台上に車両全体が乗り込んだ状態を示す図（ｂ）ならびに、１軸の車輪の中心位置と、２軸の車輪の中心位置との位置関係を示す図（ｃ） センサにより車輪間距離ｍとズレ量ｅの導出方法を説明するための図 第３実施形態に係る車輪重量測定装置の平面図（ａ）および側面図（ｂ） 車輪の座標の特定方法を説明するための図 ２軸４輪を具備する車両２の車輪重量を、２個のロードセルを用いて測定する方法を説明するための図 ６軸１２輪を有する車両の各車輪重量の測定方法を説明するための図

符号の説明

１ 車輪重量測定装置
２、２Ａ、２Ｂ 車両
２ａ〜２ｆ 車軸
２ａＬ〜２ｆＲ 車輪
３ 計量台
４ａ〜４ｆ 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
Ｓ１，Ｓ２ センサ

Claims (4)

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、複数の車輪を有する車両全体が載置可能な計量台を備える車輪重量測定装置において、
   前記計量台上に１個又は複数個の計量区分が形成され、１個の計量区分上に同時に複数車軸分の車輪が載置されるか、又は複数個の計量区分のうちのいずれかの計量区分上に同時に複数車軸分の車輪が載置された状態で、各荷重検出器からの検出値に基づいて、前記計量台上に載置された状態にある各車輪の重量をそれぞれ個別に算出する車輪重量演算手段を備えることを特徴とする車輪重量測定装置。
2. 複数個の計量区分が形成される場合に、各計量区分の互いに分離して隣接する部分が共通の荷重検出器にて支持されている請求項１に記載の車輪重量測定装置。
3. 前記各車輪の前記計量台上での位置情報を設定または測定する車輪位置設定・測定手段が設けられ、前記車輪重量演算手段は、この車輪位置設定・測定手段からの位置情報と、前記荷重検出器からの出力信号に基づき、前記各車輪の重量を算出するものである請求項１または２に記載の車輪重量測定装置。
4. 前記車両の一側の車輪と、他側の車輪との距離を設定または測定する車輪間距離設定・測定手段が設けられ、前記車輪重量演算手段は、この車輪間距離設定・測定手段からの車輪間距離と、荷重検出器からの出力信号に基づき、前記各車輪の重量を算出するものである請求項１または２に記載の車輪重量測定装置。

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