JP4785506B2 - 車載計量装置 - Google Patents

Description

本発明は、塵芥車の荷箱（容器）内に収容された塵芥などの被収容物の重量を計量する車載計量装置に関する。

塵芥車や、バルクローリ、タンクローリ、バキューム車など、内部に被収容物を収容する荷箱等の容器を載せた車両において、その被収容物の重量を確認する計量装置を備えたものは既に知られている。

この種の車載計量装置として、例えば、特許文献１〜３に、車体のフレームと容器との間にロードセルを介装し、前記ロードセルの荷重受部側を容器に固定し、かつ、ロードセルの固定部側を車体のフレームに固定したものが開示されている。この構造では、ロードセルを単に車体のフレームおよび容器の両方に固定するので構成が極めて簡単となる利点がある一方、以下に述べるように、計量精度が悪い欠点がある。

この種の車載計量装置を備えた車両では、容器内の被収容物が外部に漏れることがないよう安全性を極めて高く維持すべく、容器の剛性を非常に高く維持する構造となっている。一般的に、車体のフレームは、前記容器の剛性と比較すると、剛性そのものについては低い。しかし、上記した車載計量装置を有しないものでは、車体のフレームと剛性が高い容器とをボルトなどを用いて結合して一体構造としているため、これらを一体化した状態では剛性が高まり、頑丈な構造である。

これに対して、容器と車体フレームとの間にロードセルを介装して、このロードセルを容器と車体フレームとの両方に完全に固定した場合、車両の設置面が水平である場合には、高さによる車体の捩れなどが殆ど生じないため、車載計量装置の計量精度の狂いは比較的少ない。また、設置面が傾斜している場合でも、傾斜角度が一定であり、車両の四輪ともほぼ同一平面上にある場合には、例えば、特許文献４などに開示されているように、傾斜角度に対する補正値を演算するシステムなどを備えて補正することで、計算精度の狂いを小さく維持することが可能である。

しかしながら、車両が接地している路面（設置面）が均一な平面ではなくて、部分的に傾斜したり突出したりしており、いびつな形状である場合、特に、前後２輪ずつ、合計４輪を有する車両において、１つの車輪のみが、他の３つの車輪の設置面と比べて上下高さが異なっている場合には、車体フレームに捩れが作用して車体フレームが変形しようとする。

この場合に、容器は剛性が高くて丈夫であるため、結局、車体フレーム側からロードセルに変形しようとする力、すなわち横荷重が作用する。この横荷重は、計量しようとする容器内の被収容物の質量の鉛直方向荷重に対して干渉力となって計量精度を阻害して低下させる。

計量精度を阻害する干渉力は、車体フレームの捻り変形以外にもある。すなわち、干渉力の要素になるものとして、車体フレームと容器との温度差、並びに熱伝導の差による熱膨張歪の差がある。この干渉力は非常に大きな値であり、車載計量装置の計量精度を大きく阻害する。

ここで、一般的に、車載計量装置が設けられる車体フレームは前後方向の長さが左右方向の長さ（すなわち車幅）よりも大きく、また、車載計量装置のロードセルは、車体フレーム上の容器が載置される領域における、平面視して前後左右の端部寄りの４箇所に配設される場合が多い。したがって、ロードセルは、車体の前後方向のロードセル間寸法が、車体左右方向のロードセル間寸法よりも大きくなるように配置される。したがって、上述したような熱膨張歪の差による横荷重（左右方向および前後方向を含む概略的に水平方向の荷重）は、左右のロードセル間で作用する力よりも前後のロードセル間で作用する力のほうが大きい。

これに対処して、車載計量装置の計量精度を大きく阻害する前後のロードセル間で作用する横方向の荷重を改善する手法として、特許文献５に、ロードセルが車体前後方向にスライド可能に構成した構造が開示されている。このような構造を採用することで、前後方向に作用する横荷重を０に近づけることができて一定の効果が期待できる。しかしながら、この特許文献５に開示されている構造では、車体左右方向の熱膨張を無視しているとともに、熱膨張以外の車体捻り等による、横方向の力も何ら考慮されておらず、この点が課題として残っている。

他の横荷重の低減を図る技術として、特許文献６には、車体フレーム上に載置した複数のロードセル（荷重検出器）により容器を支持するとともに、車体フレームに対して前後方向に容器が移動することを規制する前後移動規制装置と、車体フレームに対して左右方向に容器が移動することを規制する左右移動規制装置と、容器の上下移動を選択的に固縛規制し得る固縛装置とを設けた塵芥車の構造が開示されている。

ここで、前後移動規制装置および左右移動規制装置は、それぞれ前後左右に４箇所ずつ設けられている。前後移動規制装置は、車体外側方に立設したブラケットと、主桁外側方に立設したブラケットとの間に前後方向に延びたロッドを接続した、いわゆる、ロッドを前後方向にたすきがけにした構造であり、これにより、車体フレームに対して前後方向に容器が移動することを常に規制している。また、左右移動規制装置は、車体外側方に立設したブラケットと、容器より垂設したブラケットとの間に左右方向に延びたロッドを接続した、いわゆる、ロッドを左右方向にたすきがけにした構造であり、これにより、車体フレームに対して左右方向に容器が移動することを常に規制している。なお、これらについての、さらに具体的な構成については述べられていない。また、固縛装置は、車体内側面にシリンダを軸支させ、容器から垂設したブラケットに長孔を形成するとともに、シリンダの出退部の端部を前記長孔に係合させており、車両の走行時には、シリンダの出退部を縮小させた固縛状態として、容器が車体フレームから上方に移動することを阻止する一方、計量時には、シリンダの出退部を伸張させて固縛状態を解除するようになっている。

上記特許文献６に開示されている塵芥車の構造では、走行時ならびに計量時も含めて、常時、前後移動規制装置や左右移動規制装置による前後方向と左右方向との規制動作が行われる構成である。したがって、この前後移動規制装置や左右移動規制装置において設けられているロッドの連結部が、これらの両端に設けられているブラケットに対して当接して位置規制されている場合には、車体の捻り等による横荷重や熱膨張による横荷重が前記前後移動規制装置や左右移動規制装置により受けられることとなるので、これらの横荷重がロードセルに作用しなくなる利点がある。しかしその一方で、これらの当接箇所で、前後移動規制装置や左右移動規制装置によって干渉することとなり、結局、計量精度が阻害される要因となる。

このように計量精度が阻害されることを防止するためには、計量時において、前後移動規制装置や左右移動規制装置におけるロッドとブラケットとの連結部において隙間を有するように位置調整することが考えられる。しかし、走行時には隙間がないように連結する一方、計量時には隙間があるように調整することは、計量するために極めて多くの時間や手間を要することとなるとともに、その隙間寸法については、勘や経験に頼ったものとなってしまい、信頼性も極めて低いものとなってしまう。

これに対処するものとして、本出願の発明者らが既に出願している特許文献７に開示された車載計量装置がある。この車載計量装置は、車体フレームと容器とを互いに緊締する緊締装置と、容器を昇降させる油圧シリンダを備えた昇降装置とを設け、車両の走行時にはロードセルを容器より離反させてロードセルに荷重がかからないよう構成するとともに、車体フレームと容器とを緊締装置により緊締する一方、計量時には、緊締装置による車体フレームと容器との緊締を解除し、前記昇降装置によりロードセルを上昇させて、ロードセルを介して容器を押し上げて、容器を車体フレームから上昇させ、この容器を計量時だけ複数のロードセルで支持させて、計量する構成である。

この構成よれば、走行時には緊締装置により、容器が所定位置に位置規制された状態で支持される一方、計量時には、緊締装置を解除した状態で複数のロードセルで容器を支持させて計量するので、計量時の隙間寸法の調整などが不要であるとともに、計量時において理想に近い姿勢、すなわち、横荷重の影響を殆ど受けない状態で、極めて高い精度で計量することができる。
特開２００４−２２４５０２号公報 特開２００４−６９３２３号公報 特開２００１−７４５４０号公報 特開平８−９３０４５号公報 特開２００２−３４０６６２号公報 実開平１−１６４２０５号公報 特開２００２−１４８１０８号公報

しかしながら、上記特許文献７に開示された車載計量装置は、容器全体を昇降装置の油圧シリンダにより直接昇降させ、計量時には、ロードセルにより容器を支持するように載せかえる構成であるので、昇降装置として極めて大きな駆動力を有するものを必要としていた。また、ロードセルと緊締装置とがそれぞれ別個に設けられているとともに、ロードセルを含めた計量部と緊締装置とがそれぞれ複雑な構造であったため、製造コストが極めて高価となってしまうとともに、大きな設置スペースも必要となっていた。

また、ロードセルを車体フレームと、容器に沿って取付けたサブフレームとの間に介装する構造ものも別途に提案されているが、この種の構造では、車体フレームと容器のサブフレームとの間にロードセルを介装するだけの比較的大きなスペースが必要となり、その結果、容器が高い位置に配置されることとなって、ひいては車両全体の重心が高くなって、走行時にふらつく恐れがあった。

本発明は上記不具合や課題を解決するもので、計量時には、熱膨張や捩れによる横方向の力がロードセルに作用することを最小限に抑えることができて、被収容物を含めた容器の重量を良好な計量精度で計量することができながら、製造コストを低めに抑えることが可能で、さらには、比較的、少ないスペースでコンパクトに設置できる車載計量装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、被収容物を収容する容器が車体フレーム上に搭載され、車体フレーム側または容器側に複数のロードセルが取り付けられ、非計量時に車体フレーム側と容器側とを互いに緊締する緊締装置が設けられ、計量時に緊締装置による緊締作用を解除させた状態で、前記複数のロードセルで容器を支持させ、被収容物の重量を前記複数のロードセルで計量して合計して被収容物の重量を算出する車載計量装置であって、揺動中心となる支点と、容器の荷重が作用する重点と、容器を押し上げる駆動力を作用させる力点とを有して、車体フレーム上から容器を持ち上げるてこを設け、前記てこに荷重検出器を組込んでロードセルとして構成し、前記てこに、緊締装置からの緊締力が作用する緊締力作用点が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、てこを用いて車体フレーム上から容器を持ち上げることで、容器を直接持ち上げる場合と比較して、持ち上げる油圧シリンダ等の駆動源の駆動力が小さいもので済ますことができて、その分、製造コストの低減化を図ることができるとともに、設置スペースを少なくすることも可能となる。また、てこに荷重検出器を組込んで、てこ自体をロードセルとすることで、てことは別個にロードセルを設けた場合と比較して、省スペース化を図ることができる。また、この構成により、てこを利用して緊締力を与えることができ、さらに省スペース化を図ることが可能となる。

また、本発明は、計量時にてこが略水平姿勢となる配置としたことを特徴とする。
この構成により、てこが略水平姿勢となる状態で計量するため、精度良く計量することができる。

また、本発明は、てこと、てこに対して容器を押し上げる駆動力を発生するシリンダ装置と、シリンダ装置とてことの間に介装されるリンク機構とを容器側に取り付け、てこから容器側の荷重を重点を介して負荷させる重点受け部材と、てこを介して容器を下方に付勢して緊締力を発生する緊締力発生用弾性部材および緊締力受け板とを車体フレーム側に取り付けたことを特徴とする。

この構成により、当該車載計量装置における殆どを車体フレームより上方の箇所に配設できるので、車体フレームの側方など、車体フレームより下方の箇所に各種装置などを設けることの多い塵芥車などにも、良好に対応して組付けることができる。

また、本発明は、非計量時は、てこによる容器側の持ち上げ動作を行わず、容器の重量を分布荷重として車体フレーム全体に作用させて支持させるように構成したことを特徴とする。

この構成により、走行時などの非計量時には、容器の重量を分布荷重として車体フレーム全体に作用させて極めて安定した状態で支持することができる。
また、本発明は、ロードセルを有する計量装置と緊締装置とを備えた計量緊締ユニットが、平面視して車体フレーム近傍の前後左右の４箇所に設けられ、後部側の左右の計量緊締ユニットが、車体フレームにおける後輪支持部よりも後方に配置されたことを特徴とする。

このような構成において、上記のように、非計量時は、てこによる容器側の持ち上げ動作を行わず、容器の重量を分布荷重として車体フレーム全体に作用させて支持させる構成とした場合には、走行時などの非計量時は、容器の重量が車体フレーム全体に作用しているため、当然ながら、車体フレームと、容器側部材とは全体的に密着する。

一方、計量時に、てこで車体フレームより容器側を持ち上げると、てこおよび重点受け部材を介して、車体フレームにおける重点受け部材が設けられている箇所に容器側の荷重が集中して作用する。ここで、前部側の計量緊締ユニットは、一般に、車両フレームにおける、前輪の支持部と後輪の支持部との間に配設されるので、計量時において、てこにより容器側を持ち上げて、車体フレームから容器側を離反させた状態では、容器の前部寄りの荷重は、この前部側の計量緊締ユニットの重点受け部材が設けられている箇所から車体フレームに集中して作用し、この箇所を中心として下方向に弓状に湾曲する姿勢で車体フレームが撓むことになり、また、この影響を受けて車体フレームにおける後輪の支持部よりも後方の部分は、後方ほど上方に反ることとなる。この場合に、後部側の左右の計量緊締ユニットが、車体フレームにおける後輪支持部よりも前方に配置されていると、容器の後部寄りの荷重も、車体フレームにおける後輪の支持部よりも前側に負荷されるので、車体フレームにおける後輪の支持部よりも前側の部分はより大きく下方に湾曲し、また、車体フレームにおける後輪の支持部よりも後側の部分は、より大きく上方に傾斜することとなる。

したがって、緊締装置により緊締動作を行っていた状態から、緊締を解除し、その後、てこを用いて容器を徐々に持ち上げる場合に、てこによる持ち上げ動作を行っていても、しばらくの間は、車体フレームにおける後端部が、容器側に当接し続けた状態となっており、当然ながらこの間は正確には計量できず、大きな距離を持ち上げなければならない。すなわち、計量しようとしても、大きな距離を持ち上げなければならない分だけ、多くの持ち上げ用作業時間が必要となり、極めて能率が悪くなるとともに、大きな距離を持ち上げることができる大型の駆動装置などが必要となり、設置スペースも取り難くなる。

これに対して、後部側の左右の計量緊締ユニットが、車体フレームにおける後輪支持部よりも後方に配置されていると、容器の後部寄りの荷重が、車体フレームにおける後輪の支持部よりも後側に負荷されるので、車体フレームにおける後輪の支持部よりも後側の部分が上方に傾斜することが相殺され、上方への湾曲寸法が減少する（場合によっては、下方へ傾斜するように変形する）。これによって、緊締装置による緊締を解除した後、てこを用いて容器を徐々に持ち上げる場合に、てこによる持ち上げ距離が少なくても、車体フレームにおける後端部が容器側から離反することとなり、この結果、持ち上げ用作業時間を少なめに抑えることができて、作業能率を向上させることができるとともに、持ち上げるための駆動装置も小型で済み、設置スペースも取り易くなる。

また、本発明は、てこから容器側の荷重を重点を介して負荷させる重点受け部材が取付けられるとともに緊締装置の緊締力の反力を受けるベース部材が、左右の車体フレーム上に取付けられ、左側の車体フレーム上に取付けられたベース部材と、右側の車体フレーム上に取付けられたベース部材とが、左右に延びる補強部材で連結されたことを特徴とする。

この構成により、左右の車体フレーム上に取付けられたベース部材同士が、補強部材で連結されて、車両の車体フレーム上面部間の車幅方向に対する距離が計量時などに変動することが防止される。つまり、このような補強部材が設けられないと、計量時などに容器側の荷重が負荷される重点受け部材が、ベース部材上における車体フレームよりも側方（外側）にせり出した箇所に配設した場合に、計量時に容器側の荷重が集中して作用する車体フレームの上面部が、車体フレームの下端部を中心として、正面視して外側に広がるように片持ち状に湾曲変形しようとするが、補強部材を設けて左右のベース部材同士を連結することで、左右の車体フレームの上面部やベース部材同士間の間隔が広がることが阻止され、この湾曲変形を最小限に抑えることができて、信頼性が向上する。

本発明によれば、揺動中心となる支点と、容器の荷重が作用する重点と、容器を押し上げる駆動力を作用させる力点とを有して、車体フレーム上から容器を持ち上げるてこを設け、前記てこに荷重検出器を組込んでロードセルとして構成したことにより、容器を直接持ち上げる場合と比較して、持ち上げる油圧シリンダ等の駆動源の駆動力が小さいもので済ますことができ、製造コストの低減化を図ることができるとともに、設置スペースを少なくすることも可能となる。また、てこに荷重検出器を組込んで、てこ自体をロードセルとすることで、てことは別個にロードセルを設けた場合と比較して、一層省スペース化を図ることができ、また、てこに、緊締装置からの緊締力が作用する緊締力作用点を設けることで、てこを利用して緊締力を与えることができ、さらに省スペース化を図ることが可能となる。

また、計量時にてこが略水平姿勢となる配置とすることで、精度良く計量することができる。
また、てこと、駆動力発生用のシリンダ装置と、シリンダ装置とてことの間に介装されるリンク機構とを容器側に取り付け、てこから容器側の荷重を重点を介して負荷させる重点受け部材と、てこを介して容器を下方に付勢して緊締力を発生する緊締力発生用弾性部材および緊締力受け板とを車体フレーム側に取り付ける構成とすることにより、当該車載計量装置における殆どを車体フレームより上方の箇所に配設できるので、車体フレームの側方など、車体フレームより下方の箇所に各種装置などを設けることの多い塵芥車などにも、良好に対応して組付けることができる。

また、非計量時は、てこによる容器側の持ち上げ動作を行わず、容器の重量を分布荷重として車体フレーム全体に作用させて支持させるように構成したことにより、走行時などの非計量時には、容器の重量を分布荷重として極めて安定した状態で支持することができて、走行の際の安定性を向上させることができる。

また、ロードセルを有する計量装置と緊締装置とを備えた計量緊締ユニットを、平面視して車体フレーム近傍の前後左右の４箇所に設け、後部側の左右の計量緊締ユニットを、車体フレームにおける後輪支持部よりも後方に配置させたことにより、緊締を解除して計量する際に、容器の後部寄りの荷重が、車体フレームにおける後輪の支持部よりも後側に負荷されるので、車体フレームにおける後輪の支持部よりも後側の部分が上方に傾斜することが相殺され、上方への湾曲寸法が減少する。これによって、てこによる持ち上げ量が少ない状態で、計量することが可能となり、てこによる持ち上げの時間を少なめに抑えることができて、作業能率を向上させることができるとともに、持ち上げるための駆動装置も小型で済み、設置スペースも取り易くなる。

また、重点受け部材を取付けた左右のベース部材を補強部材で連結することにより、計量時などに、左右の車体フレームの上面部やベース部材同士間の間隔が広がることが阻止され、この湾曲変形を最小限に抑えることができて、信頼性が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る車載計量装置を備えた塵芥車の全体側面図、図２は、塵芥車の車体の概略的な平面図（塵芥収容タンクを概略的に仮想線で示す）である。

図１、図２に示すように、塵芥車１は、車体の前部に運転室２を備え、車体の後部に、被収容物としての塵芥（古紙などの場合も含む）を収納する容器としての箱型の塵芥収容タンク（以下、荷箱と称す）３を備え、さらに、平面視して前後左右の４箇所に配設されている計量緊締ユニットＵからなる車載計量装置を備えている。また、塵芥車１の荷箱３はその後端部に、押込み板や回転板などを有するいわゆるパッカーと呼ばれる投入室３ａを有しており、投入室３ａの押込み板や回転板は、車両に備えられた電動機または原動機により駆動される。なお、図１におけるＦ、Ｒは車両の前輪および後輪である。

図３、図４などに示すように、荷箱３の下面部における左寄り箇所と右寄り箇所とには、それぞれ前後方向に延びる断面略コ字形状の荷箱サブフレーム４が固着状態で配設されている。また、車体側には、荷箱サブフレーム４と平行に、車両の左寄り箇所と右寄り箇所とにおいて前後方向に延びる断面略コ字形状の車体フレーム５が配設されており、さらに、車体フレーム５上面には一部を除き、ほぼ全面にゴムベルト７が敷設され、走行時にはこのゴムベルト７の上に、荷箱サブフレーム４が載せられるように構成されている。したがって、走行時などの非計量時は、荷箱３の重量が分布荷重として車体フレーム５全体に作用させて支持される。図４、図５に示すように、各計量緊締ユニットＵは、概略的には、荷箱サブフレーム４の側方に配設されている。また、車両の前寄り箇所と後寄り箇所とには、車幅方向に延びて左右の車体フレーム５同士を連結するクロスメンバ８が配設されている。

図３、図５に示すように、各計量緊締ユニットＵが設けられている、荷箱サブフレーム４の側面部における前寄り箇所と後寄り箇所とには、それぞれ固定用ブラケット６が固着されており、この固定用ブラケット６の前方部６ｃには、てこ（アーム部）１０を揺動自在に支持する支点部材１１が取付けられ、固定用ブラケット６の後方部６ｂには後述するリンク機構１２が設けられている。てこ１０の後端部（一端部（図７の紙面に向かって右端））には、リンク機構１２を介しててこ１０の後端部を昇降させる油圧シリンダ１３の出退ロッド部１３ａが連結されている。なお、この実施の形態では、図５に示すように、固定用ブラケット６は、片側の固着面６ｄで荷箱サブフレーム４の側面部分に固着されており、固定用ブラケット６の前方部６ｃにおいては、この固着面部６ｄを含んで下方に開口するコ字形状断面部（固着面部６ｄと、上面部６ｅおよび側面部６ｆ）で枠部分が形成されている一方、固定用ブラケット６の後方部６ｃにおいては、固着面部６ｄとは別に、固定用ブラケット６の上面部から下方に垂下する２枚の板体６ｇ、６ｈ間に、リンク機構１２が組みつけられて支持されているが、この構造に限るものではない。

てこ１０の前端（他端（図７の紙面に向かって左端））側には、てこ１０および荷箱サブフレーム４を介して、荷箱３を車体フレーム５側、すなわち下方に付勢して車体フレーム５に荷箱３を緊締する緊締装置３０に設けられた付勢ロッド３１が付勢用連結ピン３５を介して連結されており、また、てこ１０の前端部（他端部）には、半球形状の球面凸部１４が形成されている。またさらに、てこ１０における付勢ロッド３１との連結部分と支点部材１１との連結部分との間の箇所には側面視して円形形状の薄肉部１５が形成されており、この薄肉部１５には、荷重検出器としての歪ゲージ１６が貼り付けられている。そして、てこ１０に作用する力をこの歪ゲージ１６により測定するようになっており、てこ１０自体がロードセルとしても機能するよう構成されている。なお、てこ１０の後部には段差１０ｃが形成され、リンク機構１２との連結部分は、支点部材１１等が連結されている箇所よりも若干薄肉とされている。

また、図３、図５に示すように、車体フレーム５上におけるてこ１０にほぼ対向する箇所では、ゴムベルト７が設けられておらず、ベース部材１７と固定用下プレート（図示せず）とこれらを連結する連結ボルト１８とからなる固定用部品が取り付けられている。そして、ベース部材１７上に固定された重点受け部材１９の平面凹部に、てこ１０の球面凸部１４が当接可能とされ、また、てこ１０の前端側に連結された付勢ロッド３１は、ベース部材１７を貫通して下方に延設され、この付勢ロッド３１の下端にねじ込まれた２つのナット３２とベース部材１７との間には、緊締力発生用弾性部材としての複数枚の皿ばね３３を介装した緊締力受け板３４が配設されている。

リンク機構１２は、第１〜第３のリンク部材２１〜２３と、第１〜第４の連結ピン２５〜２８とを備えている。第１のリンク部材２１は、油圧シリンダ１３の出退ロッド部１３ａに嵌合された第１連結ピン２５にその下端が連結され、上端が、第２連結ピン２６を介して、固定用ブラケット６の後方部６ｂの上端に連結されている。第２のリンク部材２２は、第１連結ピン２５にその上端が連結され、下端が、第３のリンク部材２３の下端に連結された第３連結ピン２７に連結されている。第３連結ピン２７は、固定用ブラケット６の後方部６ｂにおける板体６ｇ、６ｈの下端部に形成された上下に長い長孔６ａに案内されており、また、第３連結ピン２７の上端は第４の連結ピン２８を介して、てこ１０の一端部に連結されており、これらにより、第３のリンク部材２３はほぼ垂直姿勢で昇降するように位置規制されている。また、油圧シリンダ１３はその前端部が取付ピン２９を介して揺動可能な姿勢で固定用ブラケット６の前方部６ｃに取付けられている。

なお、４０は、車体フレーム５上に取付けられた左右のベース部材１７に跨るように固着されて、車体フレーム５側の車幅方向に対する剛性を向上させる補強部材である。
上記構成において、車両の走行時などの非計量時においては、図７に示すように、油圧シリンダ１３の出退ロッド部１３ａが最も後方に突出した位置に伸張される。これに連動して、第１のリンク部材２１と第２のリンク部材２２が少しだけ後方に屈曲した姿勢（第１連結ピン２５が、第２連結ピン２６と第３連結ピン２７とを結ぶ線Ｌよりも後方（図７における紙面左側）に少しずれた姿勢）となって、固定用ブラケット６の後方部６ｂにおいて所定位置に固定されている第２連結ピン２６に対して、第１のリンク部材２１と第２のリンク部材２２とを介して、第３連結ピン２７および第４連結ピン２８が最下位置に近い箇所まで押し下げられ、これにより、てこ１０の後端部が押し下げられた姿勢とされている。その結果、てこ１０の前端部は上方に傾斜した姿勢とされ、てこ１０の球面凸部１４が、重点受け部材１９の上面（平面凹部）から離反し、したがって、車体フレーム５に敷設されたゴムベルト７上に荷箱サブフレーム４が密着して載せられた状態となっており、荷箱３の重量が分布荷重として車体フレーム５全体に作用させて支持される。

また、てこ１０の前端部側が上方に傾斜した姿勢とされるため、てこ１０の前端部側に連結された付勢ロッド３１は上方寄りの位置となり、複数枚の皿ばね３３が介装された最も上方の押さえ板３４がベース部材１７の下面に当接している。したがって、皿ばね３３の付勢力によって、てこ１０（詳しくは、緊締力作用点としての付勢用連結ピン３５の箇所）および固定用ブラケット６を介して、荷箱サブフレーム４および荷箱３が下方に押し下げられて、車体フレーム５側に緊締され、車体フレーム５に対して荷箱３側が上方に浮き上がることが確実に阻止される。これにより、荷箱３の重量が分布荷重として車体フレーム５全体に作用されていることと相まって安定した状態で走行できる。

なお、この状態では、図７に示すように第１のリンク部材２１と第２のリンク部材２２とが直線Ｌを越えた（死点を越えた）姿勢で、油圧シリンダ１３のピストン１３ｂが後端位置とされているので、油圧シリンダ１３において出退ロッド部１３ａの位置を保持するような油圧を積極的に負荷しないでも、この姿勢は良好に保持される。

一方、計量時においては、車両を停車させた状態で、図３に示すように、油圧シリンダ１３に油圧がかけられて、その出退ロッド部１３ａが最も前方に縮退した位置にされる。これに連動して、第１のリンク部材２１と第２のリンク部材２２が大きく前方に屈曲した姿勢（第１連結ピン２５が、第２連結ピン２６と第３連結ピン２７とを結ぶ線Ｌよりも前方（図７における紙面右側）に大きくずれた姿勢）となって、第２連結ピン２６に対して、第３連結ピン２７および第４連結ピン２８が最上位置に近い箇所まで引上げられ、これにより、てこ１０がほぼ水平となる姿勢まで、てこ１０の後端部が引上げられる。そして、てこ１０の前端部に設けられている球面凸部１４が、重点受け部材１９の上面（平面凹部）に当接し、車体フレーム５に敷設されたゴムベルト７上から荷箱サブフレーム４が離反した状態となる。また、この際に、てこ１０の前端部側に連結された付勢ロッド３１は下方寄りの姿勢となるため、最も上方の押さえ板３４はベース部材１７の下面から離反しており、皿ばね３３による付勢力は作用しない。

すなわち、この状態では、支点部材１１を中心に、てこ１０における第４連結ピン２８が連結された箇所を力点として、この力点に油圧シリンダ１３による駆動力が作用され、また、てこ１０における球面凸部１４の接触点を重点として、荷箱３側の荷重が、重点としての球面凸部１４の接触部に作用する。これにより、てこ１０には荷箱３側の荷重が作用し、薄肉部１５に貼り付けられた歪ゲージ１６により荷箱３側の荷重が測定される。

なお、この際、車体フレーム５に敷設されたゴムベルト７上から荷箱サブフレーム４が離反し、かつ、緊締装置３５の緊締力がなくなった時点で、車体フレーム５と荷箱３との相対位置を規制するものがなくなるので、設置面の凹凸や傾斜等による車体フレーム５の捩れや、車体フレーム５と荷箱３との熱膨張の違いによる歪などに応じて、車体フレーム５が変形するが、この変形によっても、てこ１０の球面凸部１４と重点受け部材１９との接触位置が横方向にずれるだけであり、これにより、てこ１０には、横荷重が作用せず、この結果、歪ゲージ１６により荷箱３側の荷重を良好かつ高精度に測定することができる。また、この計量時には、てこ１０が略水平姿勢であるので、これによっても、精度良く計量することができる。さらに、てこ１０は重点受け部材１９に対して球面凸部１４で点接触でほぼ垂直に接しているので、これによっても、重点受け部材１９に横荷重が作用することを最小限に抑えることができて、計量精度を高めることができる。

また、上記構成によれば、てこ１０を用いて車体フレーム５上から荷箱３を持ち上げる構成としたことで、従来のように油圧シリンダなどにより容器を直接持ち上げる場合と比較して、持ち上げる油圧シリンダ１３の駆動源の駆動力が小さいもので済ますことができて、その分、製造コストの低減化を図ることができるとともに、油圧シリンダ１３としても小型のもので済むので設置スペースを少なくすることも可能となる。また、てこ１０自体に荷重検出器としての歪ゲージ１６を組つけて、てこ１０自体をロードセルとしたので、てことは別個にロードセルを設けた場合と比較して、省スペース化を図ることができる。また、てこ１０自体に、緊締装置３０からの緊締力が作用する緊締力作用点を設けたので、てこ１０を利用して緊締力を与えることができ、さらに省スペース化を図ることが可能となる。

ところで、塵芥車１は、燃料タンクやバッテリ等の諸部品を有しているが、これらが、車体フレーム５の側方や下方に配設されている。したがって、塵芥車１に車載計量装置を装着しようとした場合でも、これらの車載計量装置をなす計量装置や緊締装置などの構成ユニットが、同じく車体フレーム５の側方や下方に配設される構造であると、部品の配設箇所が干渉してしまって、実際問題として配設空間の調整が困難となる。

これに対して、本発明の車載計量装置は、上述のように、計量緊締ユニットＵ自体が極めて省スペースであるとともに、その大部分が、車体フレーム５の側方や下方ではなくて、荷箱サブフレーム４の側方に配設されているため、配設スペース関する問題を生じることが少なく、車載計量装置を後付けすることも比較的容易に行うことができる。

すなわち、本発明の車載計量装置の各部をなす計量緊締ユニットＵは、ロードセルとしてのてこ１０と、てこ１０に対して荷箱３を押し上げる駆動力を発生する油圧シリンダ１３と、この油圧シリンダ１３とてこ１０との間に介装されるリンク機構１２などの主要部分が、容器３側、詳しくは、荷箱サブフレーム４の側方に取り付けられ、車体フレーム５側には、車体フレーム５の上面にベース部材１７と、この上面にベース部材１７に、荷箱３側の荷重を負荷させる重点受け部材１９と、てこ１０を介して荷箱３を下方に付勢して緊締力を発生する緊締力発生用弾性部材としての皿ばね３３および緊締力受け板３４とを取り付けるだけである。したがって、当該車載計量装置における殆どを車体フレーム５より上方の箇所に配設でき、車体フレーム５の側方など、車体フレーム５より下方の箇所に各種装置などを設けることの多い塵芥車１などにも、良好に対応して組付けることができる。

また、車体フレーム５と荷箱サブフレーム４との間には、ベース部材１７と補強部材４０だけを介装するだけであるので、荷箱３を低い位置に配置でき、ひいては車両全体の重心を低くできる。しかも、走行時などの非計量時は、てこ１０による荷箱３側の持ち上げ動作を行わず、荷箱３の重量を分布荷重として車体フレーム５全体に作用させて支持させるように構成しているので、走行時でのふらつきなどを生じる恐れがなく、信頼性が極めて良好となる。

また、本発明によれば、左右の車体フレーム５上に取付けられたベース部材１７同士が、左右に延びる補強部材４０で連結されているので、車両の車体フレーム５における上面部間の車幅方向に対する距離が計量時などに変動することが防止される。つまり、計量時などに荷箱３側の荷重が負荷される重点受け部材１９は、ベース部材１７上における車体フレーム５よりも側方（外側）にせり出した箇所に配設されているので、前記補強部材４０が設けられないと、計量時に重点受け部材１９を介して荷箱３側の荷重が集中して作用するベース部材１７および車体フレーム５の上面部が、車体フレーム５の下端部を中心として、正面視して外側に広がるように片持ち状に湾曲変形しようとするが、補強部材４０を設けて左右のベース部材１７同士を連結することで、左右の車体フレーム５の上面部やベース部材１７同士間の間隔が広がることが阻止され、この湾曲変形を最小限に抑えることができて、信頼性が向上する。

また、このような構成において、計量時に、てこ１０で車体フレーム５より荷箱３側を持ち上げると、てこ１０および重点受け部材１９を介して、車体フレーム５における重点受け部材１９が設けられている箇所に荷箱３側の荷重が集中して作用する。ここで、前部側の計量緊締ユニットＵは、一般に、車両フレーム５における、前輪Ｆの支持部と後輪Ｒの支持部との間に配設されるので、計量時において、てこ１０により荷箱３側を持ち上げて、車体フレーム５から荷箱３側を離反させた状態では、荷箱３の前部寄りの荷重は、この前部側の計量緊締ユニットＵの重点受け部材１９が設けられている箇所から車体フレーム５に集中して作用し、この箇所を中心として下方向に弓状に湾曲する姿勢で車体フレーム５が撓むことになり、また、この影響を受けて車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも後方の部分は、後方ほど上方に反ることとなる。この場合に、図９（ａ）に簡略的示すように、後部側の左右の計量緊締ユニットＵが、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも前方に配置されていると、荷箱３の後部寄りの荷重も、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも前側に負荷されるので、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも前側の部分はさらに大きく下方に湾曲し、また、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも後側の部分は、大きく上方に傾斜することとなる。

したがって、緊締装置３０により緊締動作を行っていた状態から、緊締を解除し、その後、油圧シリンダ１３に油圧をかけながら、てこ１０を介して荷箱３を徐々に持ち上げる場合に、油圧シリンダ１３およびてこ１０による持ち上げ動作を行っていても、しばらくの間、すなわち持ち上げ量が小さい間は、車体フレーム５における後端部が、荷箱サブフレーム４の後端部に当接し続けた状態となっており、当然ながらこの間は正確には計量できず、大きな距離を持ち上げなければならない。すなわち、計量しようとしても、大きな距離を持ち上げなければならない分だけ、多くの持ち上げ用作業時間が必要となり、極めて能率が悪くなるとともに、大きな距離を持ち上げることができるストロークを有する大型の油圧シリンダ１３などが必要となり、製造コストも高くなり、また、設置スペースも取り難くなる。

これに対して、本実施の形態に示すように、後部側の左右の計量緊締ユニットＵが、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも後方に配置されていると、図９（ｂ）に簡略的示すように、荷箱３の後部寄りの荷重が、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも後側に負荷されるので、車体フレーム５における後輪Ｒの支持部よりも後側の部分が上方に傾斜することが相殺され、上方への湾曲寸法が減少する（場合によっては、下方へ傾斜するように変形する）。これによって、緊締装置３０による緊締を解除した後、油圧シリンダ１３およびてこ１０を用いて荷箱３を徐々に持ち上げる場合に、持ち上げ量がより少ない状態で、車体フレーム５における後端部が、荷箱サブフレーム４の後端部より離反することとなり、この結果、計量できる状態となるまでの時間を少なめに抑えることができて、作業能率を向上させることができ、また、油圧シリンダ１３としても、ストロークの小さなもので済ますことができて、製造コストも安価となり、また、設置スペースも小さくて済む。

なお、上記実施の形態では、ロードセルとしてのてこ１０や油圧シリンダ１８などを容器である荷箱３側に設けた場合を述べ、この構成は、塵芥車等の場合に特に好適であるが、これに限るものではなく、これらのロードセルとしてのてこや油圧シリンダなどを容器側に取付ける代わりに、車体（車体フレーム）側に設けることも可能である。

また、上記実施の形態では、車両が塵芥車である場合を述べたが、これに限るものではなく、同様な構成を、バルクローリ、タンクローリ、バキューム車など、内部に被収容物を収容する荷箱等の容器を載せた車両に適用することも可能であることはもちろんである。

本発明の実施の形態に係る車載計量装置を備えた塵芥車の全体側面図である。 同塵芥車の車体の概略的な平面図（荷箱を概略的に仮想線で示す）である。 本発明の実施の形態に係る車載計量装置の計量緊締ユニットの計量時における概略的な側面図である。 図３の概略的なIV−IV線背面断面図である。 図３の概略的なV−V線背面断面図である。 図３の概略的なVI−VI線背面断面図である。 本発明の実施の形態に係る車載計量装置の計量緊締ユニットの非計量時における概略的な側面図である。 図７の概略的なVIII−VIII線背面断面図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、計量緊締ユニットの配置と車体フレームの湾曲状態を概念的に示す側面図である。

１ 塵芥車
２ 運転室
３ 塵芥収容タンク（荷箱：容器）
４ 荷箱サブフレーム
５ 車体フレーム
６ 固定用ブラケット
７ ゴムベルト
８ クロスメンバ
１０ てこ（アーム部）
１１ 支点部材
１２ リンク機構
１３ 油圧シリンダ
１４ 球面凸部
１５ 薄肉部
１６ 歪ゲージ（荷重検出器）
１７ ベース部材
１９ 重点受け部材
２１ 第１のリンク部材
２２ 第２のリンク部材
２３ 第３のリンク部材
２５ 第１の連結ピン
２６ 第２の連結ピン
２７ 第３の連結ピン
２８ 第４の連結ピン
３０ 緊締装置
３１ 付勢ロッド
３３ 皿ばね（緊締力発生用弾性部材）
３４ 緊締力受け板
４０ 補強部材
Ｆ 前輪
Ｒ 後輪
Ｕ 計量緊締ユニット

Claims (6)

1. 被収容物を収容する容器が車体フレーム上に搭載され、
   車体フレーム側または容器側に複数のロードセルが取り付けられ、
   非計量時に車体フレーム側と容器側とを互いに緊締する緊締装置が設けられ、
   計量時に緊締装置による緊締作用を解除させた状態で、前記複数のロードセルで容器を支持させ、被収容物の重量を前記複数のロードセルで計量して合計して被収容物の重量を算出する車載計量装置であって、
   揺動中心となる支点と、容器の荷重が作用する重点と、容器を押し上げる駆動力を作用させる力点とを有して、車体フレーム上から容器を持ち上げるてこを設け、
   前記てこに荷重検出器を組込んでロードセルとして構成し、
   前記てこに、緊締装置からの緊締力が作用する緊締力作用点が設けられていることを特徴とする車載計量装置。
2. 計量時にてこが略水平姿勢となる配置としたことを特徴とする請求項１に記載の車載計量装置。
3. てこと、てこに対して容器を押し上げる駆動力を発生するシリンダ装置と、シリンダ装置とてことの間に介装されるリンク機構とを容器側に取り付け、てこから容器側の荷重を重点を介して負荷させる重点受け部材と、てこを介して容器を下方に付勢して緊締力を発生する緊締力発生用弾性部材および緊締力受け板とを車体フレーム側に取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の車載計量装置。
4. 非計量時は、てこによる容器側の持ち上げ動作を行わず、容器の重量を分布荷重として車体フレーム全体に作用させて支持させるように構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の車載計量装置。
5. ロードセルを有する計量装置と緊締装置とを備えた計量緊締ユニットが、平面視して車体フレーム近傍の前後左右の４箇所に設けられ、後部側の左右の計量緊締ユニットが、車体フレームにおける後輪支持部よりも後方に配置されたことを特徴とする請求項４に記載の車載計量装置。
6. てこから容器側の荷重を重点を介して負荷させる重点受け部材が取付けられるとともに緊締装置の緊締力の反力を受けるベース部材が、左右の車体フレーム上に取付けられ、左側の車体フレーム上に取付けられたベース部材と、右側の車体フレーム上に取付けられたベース部材とが、左右に延びる補強部材で連結されたことを特徴とする請求項３記載の車載計量装置。

Images