JP5337129B2

JP5337129B2 - 車両搭載型計重装置

Info

Publication number: JP5337129B2
Application number: JP2010243870A
Authority: JP
Inventors: 静英早川; 義郎西村
Original assignee: 株式会社守隨本店
Priority date: 2010-10-29
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2030-10-29
Also published as: JP2012098067A

Description

本発明は、左右一対のシャシーに左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットが取付けられて、運搬車両の荷台に積載された被積載物の重量をそのままで計重できる両搭載型計重装置に関するものである。なお、本明細書において、「計重」とは、物体の重量を測定することをいう。

上記構成の車両搭載型計重装置としては、特許文献１，２に開示の装置が知られているが、特許文献１，２に共通の構成として、各ロードセルユニットの先端自由端部の荷重支持部を球面軸受の内輪に直接に挿入支持することにより、当該荷重支持部と荷台側の連結部とは、車両（荷台）の前後方向に軸心が配置された球面軸受を介して支持される構造であった。

このため、特に引例１では、車両の前後方向に軸心が配置された球面軸受がフレキャに連結されており、当該フレキシャは、垂直方向には柔軟であっても、前後方向を含んだ水平方向には、剛性の高い構造となっている。よって、球面軸受は、フレキシャに動きを正弦されて、回動ないし回転できず、ロードセルユニットの幅方向及び前後方向の捩れを吸収できない。

また、フレキシャを用いない場合には、運搬車両（荷台）の前後方向に軸心が配置された球面軸受を使用すると、球面軸受を構成する内輪と外輪は、運搬車両の前後方向を含む垂直面内において運搬車両の前後方向に沿った相対移動が可能である。従って、車両の急発進又は急停止、或いは走行中における急激な速度変化により、当該車両の前後方向に大きな加速度が作用すると、シャシー、或いは当該シャシーに取付けられたロードセルユニットに対して荷台が前後方向に微動されることがあって、シャシーに対する荷台の取付安定性が低下して、事故の原因となる。このため、特許文献２では、シャシーに取付けられる複数のロードセルユニットのうちの一部を、車両の前後方向に対して直交させたり、或いは傾斜させて配置することにより、当該シャシーに対して荷台が前後方向に微動するのを防止している。しかし、複数のロードセルユニットを左右非対象に配置すると、各ロードセルユニットの負荷も不均等となって、計重精度の低下の原因となると共に、ロードセルユニットを前後方向に対して傾斜して取付けることは、シャシーに対する取付構造自体が複雑となる問題がある。

また、運搬車両（荷台）の前後方向に軸心が配置された球面軸受を使用した場合には、球面軸受を構成する内輪と外輪は、運搬車両の前後方向を含む垂直面内において運搬車両の前後方向に沿った相対移動が可能である。このことは、ロードセルユニットの荷重支持部に対する運搬車両の前後方向に沿った荷重作用点が微動したり、或いはロードセルユニットの荷重支持部に対する荷重方向が僅かに変化することを意味し、その結果、計重精度が低下するという、ロードセルユニットを使用した計重装置の本質的な欠点が生ずる。

特開２００１−７４５４０号公報特開２００４−２９９８４７号公報

本発明は、左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットを備えた車両搭載型計重装置において、前記ロードセルユニットの回転捩れ、及び取付誤差を吸収可能にすると共に、シャシーに対して荷台が前後方向に微動するのを防止して計重精度を高めることを課題としている。

上記課題を解決するための請求項１の発明は、左右一対のシャシーの上面に荷台フレームを介して荷台が一体に取付けられる塵埃運搬車等の運搬車両の前記シャシーの部分に、左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットが取付けられ、前記荷台フレームの下面のフレーム側連結部と前記ロードセルユニットの先端の自由端部に取付けられたロードセル側連結部とは互いに連結されて、前記運搬車両の荷台に積載された被積載物の重量をそのままで計重するための車両搭載型計重装置であって、前記ロードセル側連結部の下面に取付けられた左右一対の支持板部に、支持ピンが前記運搬車両の幅方向に沿って支持されて、当該支持ピンは、前記一対の支持板部の間に配置された軸受の内輪に挿通され、前記ロードセルユニットの先端の自由端部は、前記軸受を介して前記支持ピンに連結されていることを特徴としている。

請求項１の発明によれば、軸受の軸心は、車両の幅方向に配置されて、ロードセル側連結部の下面に一体に設けられた左右一対の支持板部に支持された支持ピンは、当該軸受の内輪に挿通されて、ロードセルユニットの先端の自由端部は、前記軸受を介して前記支持ピンに連結されているので、当該ロードセルユニットの荷重支持部に対して荷台が車両の前後方向に微動できない構造となって、左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットにより荷台の荷重を支持している。従って、車両が急発進、急停止等して、車両の進行方向に沿った大きな加速度が発生しても、シャシーに対して荷台が前後方向に微動しないので、安定した状態で荷台の被積載物を運搬できる。

また、ロードセルユニットの荷重支持部に対して荷台が運搬車両の前後方向に微動できない構造であって、当該荷重支持部に対する運搬車両の前後方向に沿った荷重作用点が不変であるので、ロードセルユニットの計重精度が高められる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記軸受は、球面軸受であって、前記ロードセルユニットの先端自由端部の両側面と、前記一対の支持板部の内側面との間には、前記ロードセルユニットの捩れを吸収可能とすべく、僅かの隙間が形成されていることを特徴としている。

請求項２の発明によれば、球面軸受の外輪及び内輪の各軸心位置が相対的に変化して、運搬車両の幅方向を含む垂直面内における球面軸受の内輪と外輪との当該幅方向への相対移動を許容する構造と、前記隙間の存在とが協働して、ロードセルユニットに対して荷台が前後方向に微動しない構造に加えて、ロードセルユニットの長手方向に沿った回転捩れを許容する構造となる。この結果、ロードセルユニットに無理な回転力、即ち回転捩れが加わった場合には、球面軸受の外輪及び内輪の各軸心が相対的に変化することにより、当該回転捩れは容易に吸収されると共に、シャシーに対するロードセルユニットの取付誤差類があっても、当該取付誤差類は、球面軸受の内外輪の相対移動により、容易に吸収される。

請求項１の発明によれば、ロードセルユニットに対して荷台が車両の前後方向に微動できない構造となって、左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットにより荷台の荷重を支持している。従って、車両が急発進、急停止等して、車両の進行方向に沿った大きな加速度が発生しても、シャシーに対して荷台が前後方向に微動しないので、安定した状態で荷台の被積載物を運搬できると共に、ロードセルユニットの荷重支持部に対する運搬車両の前後方向に沿った荷重作用点が不変となって、計重精度が高められる。

請求項２の発明によれば、球面軸受の外輪及び内輪の各軸心位置が相対的に変化して、運搬車両の幅方向を含む垂直面内における球面軸受の内輪と外輪との当該幅方向への相対移動を許容する構造と、ロードセルユニットの先端自由端部の両側面と前記一対の支持板部の内側面との間の隙間の存在とが協働して、ロードセルユニットに対して荷台が前後方向に微動しない構造に加えて、ロードセルユニットの長手方向に沿った回転捩れを許容する構造となる。この結果、ロードセルユニットに無理な回転力、即ち回転捩れが加わった場合には、球面軸受の軸心が変化することにより、当該回転捩れは容易に吸収されると共に、シャシーに対するロードセルユニットの取付誤差類があっても、当該取付誤差類は、ロードセルユニットが捩じられることにより、容易に吸収される。

左右一対のシャシーＣの外側面に、前後二対のロードセルユニットＵが取付けられた運搬車両Ｔの側面図である。左右一対のシャシーＣと前後二対のロードセルユニットＵとの配置関係を示す平面図である。（ａ），（ｂ）は、それぞれロードセルユニットＵの部分正面図、及び部分右側面図である。左右一対のロードセルユニットＵと荷台フレームＦとを分離させた状態を下方から見た斜視図である。ロードセルユニットＵの先端の荷重支持部１３が球面軸受Ｂを介して連結ピンに支持された状態の部分拡大正面図である。同じく部分拡大平面図である。

以下、図１ないし図６を参照して、本発明の実施例について更に詳細に説明する。図１は、左右一対のシャシーＣの外側面に、前後二対のロードセルユニットＵが取付けられた運搬車両Ｔの側面図であり、図２は、左右一対のシャシーＣと前後二対のロードセルユニットＵとの配置関係を示す平面図であり、図３（ａ），（ｂ）は、それぞれロードセルユニットＵの部分正面図、及び部分右側面図であり、図４は、左右一対のロードセルユニットＵと荷台フレームＦとを分離させた状態を下方から見た斜視図であり、図５は、ロードセルユニットＵの先端の荷重支持部１３が球面軸受Ｂを介して連結ピンに支持された状態の部分拡大正面図であり、図６は、同じく部分拡大平面図である。なお、以下の説明において、Ｘ，Ｙは、それぞれ運搬車両Ｔの前後方向及び幅方向を示し、Ｚは、上下方向を示す。

図１ないし図３に示されるように、荷台５１に被積載物Ｌを積載して運搬する運搬車両Ｔの基本構造は、左右一対のシャシーＣが当該運搬車両Ｔのほぼ全長に亘って配置されて、当該一対のシャシーＣの外側面に左右一対の一組となった前後二組のロードセルユニットＵが取付けられ、荷台フレームＦは、計４個のロードセルユニットＵを介して左右一対のシャシーＣに連結され、当該荷台フレームＦの上面に荷台５１が固定され、更に前記左右一対のシャシーＣにおける運転席に達している部分に、運転席フレーム５２が取付けられる。前後二対のロードセルユニットＵは、左右一対のシャシーＣの外側面における荷台５１の後端部と、前端部よりも僅かに後方に対応する各部分にロードセルユニット取付台Ｓを介してそれぞれ取付けられている。なお、図１及び図２において、Ｗ₁，Ｗ₂は、それぞれ運搬車両Ｔの前輪、及び後輪を示す。

また、シャシーＣの幅方向の上下端部は、いずれも内側に折り曲げられて、曲げ剛性が高められている。当該シャシーＣの外側面に固定されるロードセルユニット取付台Ｓは、当該シャシーＣの外側面に複数本のボルト４１を介して直接に固定される固定板部１と、当該固定板部１の外側面における高さ方向の中央部に、左右一対の支持板部２により下方から支持された状態で一体に取付けられた取付板部３とから成る。ロードセルユニットＵは、前記ロードセルユニット取付台Ｓに固定される基端の固定部１１と、歪みゲージが内蔵された中間のロードセル部１２と、内装された球面軸受Ｂを介して荷台フレームＦを支持することにより、荷台５１の被積載物Ｌの荷重を分配支持する荷重支持部１３との３つの部分から成る。また、ロードセルユニット取付台Ｓの取付板部３の上面には、運搬車両Ｔの前後方向Ｘに沿って所定間隔をおいて一対のユニット固定板４が複数本のボルト４２を介して垂直に固定され、当該一対のユニット固定板４によりロードセルユニットＵの固定部１１を片持ち状に固定している。荷台フレームＦを連結するためのロードセル側連結板１４の裏面には、運搬車両Ｔの幅方向Ｙに沿って所定間隔をおいた一対の支持板部１５が固定されており、当該一対の支持板部１５の間に、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３が挿入されて、当該一対の支持板部１５と荷重支持部１３とは、運搬車両Ｔの幅方向Ｙに配置された支持ピン１６を介して連結されている。

このため、図５及び図６に拡大して示されるように、ロードセルユニットＵの先端の荷重支持部１３は、球面軸受Ｂを介して支持ピン１６に支持されている。即ち、球面軸受Ｂは、その外輪３２がロードセルユニットＵの荷重支持部３１に形成された段差状の中空部１９に嵌合され、前記支持ピン１６は、球面軸受Ｂの内輪３１に嵌合状態で挿入されている。ロードセルユニットＵの先端の荷重支持部１３が一対の支持板部１５の間に配置された状態で、当該荷重支持部１３の両側面と、前記一対の支持板部１５の内側面との間には、それぞれ所定の隙間Ｅが形成されている。これにより、球面軸受Ｂの外輪３２と内輪３１との各軸心の相対位置が変更可能となって、運搬車両Ｔの幅方向Ｙを含む垂直面内における球面軸受Ｂの内輪３１と外輪３２との当該幅方向Ｙへの相対移動を許容する構造が実現される。図５には、球面軸受Ｂの内輪３１と外輪３２の各軸心位置ＣＬ₁が一致した状態から、不一致となって、球面軸受Ｂの内輪３１に対して外輪３２がロードセルユニットの軸心ＣＬ₂を中心に僅かに回転（回動）して、ロードセルユニットＵの回転捩れが吸収される作用が図示されている。なお、図５及び図６において、１７は、一対の支持板部１５に対して球面軸受Ｂが軸心方向にスライドするのを防止するために、支点ピン１６の外側に嵌合されたカラーを示し、１８は、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３に対して球面軸受Ｂの外輪３２がスライドするのを防止するスナップリングを示し、３３は、球面軸受Ｂのボールを示す。

ロードセルユニットＵの荷重支持部１３の上記支持構造により、全てのロードセルユニットＵが運搬車両Ｔの前後方向Ｘに沿って配置されていても、当該ロードセルユニットＵに対して荷台５１が前後方向Ｘに微動しなくなる。この結果、全てのロードセルユニットＵと荷台５１とが運搬車両Ｔの前後方向Ｘに沿って一体化された構造となり、当該運搬車両Ｔの急発進時、急停止時、或いは走行中における大きな速度変化時等において、当該運搬車両Ｔに大きな加速度が作用しても、全ロードセルユニットＵ、即ちシャシーＣに対する荷台５１の前後方向Ｘに沿った配置位置の変化はない。よって、全てのロードセルユニットＵを運搬車両Ｔの前後方向Ｘである通常の配置にしても、シャシーＣに対する荷台５１の前後方向Ｘの微動（移動）が不能となって、被積載物Ｌの運搬時における安全が図られる。また、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３に対する運搬車両Ｔの前後方向Ｘに沿った荷重支持点の位置が不変となって、ロードセルユニットＵによる計重精度が高められる。

また、球面軸受Ｂの内輪３１及び外輪３２の各軸心の相対位置が変化して、運搬車両Ｔの幅方向Ｙを含む垂直面内における球面軸受Ｂの内輪３１と外輪３２との当該幅方向Ｙへの相対移動を許容する構造と、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３の両側面と、一対の支持板部１５の内側面との間にそれぞれ所定の隙間Ｅが形成されている構造との相乗によって、ロードセルユニットＵの長手方向に沿った回転捩りの吸収が可能となる。このため、シャシーＣに対するロードセルユニットＵの取付誤差の吸収が可能となって、ロードセルユニットＵの歪ゲージ（図示せず）に被積載物Ｌの荷重以外の計重の障害となる荷重が作用しなくなって、計重精度、及び耐久性の双方が高められる。また、運搬車両Ｔの走行時において、急なカーブを曲がって走行する場合等において、シャシーＣに捩り力が作用したりして、ロードセルユニットＵに当該捩り力が作用しても、当該ロードセルユニットＵの回転捩りを吸収できる。この点においても、ロードセルユニットＵの歪ゲージに、計重の障害となる力が作用しなくなって、計重精度、及び耐久性の双方が高められる。

また、荷台フレームＦは、断面縦長方形状の縦横の各型鋼２１，２２を縦横に組んで形成された部材であって、幅方向Ｙの両端部の２本の縦型鋼２１の間であって、しかも前後方向Ｘの両端部の計４箇所には、フレーム側連結板２３が一体に設けられている。当該フレーム側連結板２３は、荷台フレームＦの下面と一致するように配置され、曲げ強度を高めるために、フレーム側連結板２３の前後方向Ｘの中央部には、補強板２４が幅方向Ｙに沿って起立して一体に設けられている。

そして、図３に示されるように、各ロードセルユニットＵの荷重支持部１３に取付けられた計４個のロードセル側連結板１４の上面に荷台フレームＦを載せて、ロードセルユニットＵに取付けられたロードセル側連結板１４と、荷台フレームＦに取付けられたフレーム側連結板２３とを複数本のボルト４３で連結すると、計４個のロードセルユニットＵの荷重支持部１３に荷台フレームＦが一体に連結される。これにより、荷台フレームＦの下面と、シャシーＣの上折曲げ部Ｃ₁との間には、被積載物Ｌの運搬中において、当該荷台フレームＦの上下方向Ｚの変形によって、当該荷台フレームＦがシャシーＣの上折曲げ部Ｃ₁に接触しない隙間２５〔図１及び図３（ｂ）参照〕が形成される。また、一対のシャシーＣにロードセルユニット取付台Ｓを介して前後二対のロードセルユニットＵが取付けられた状態において、全てのロードセルユニットＵは、荷重支持部１３が車両の前方を向いて配置されている。なお、荷台フレームＦに載せられた荷台５１は、当該荷台フレームＦの縦横の各型鋼２１，２２に対して多数本のボルト類（図示せず）を介して固定される。

このため、荷台５１に積載された被積載物Ｌの重量は、計４個の各ロードセルユニットＵの荷重支持部１３に分配して作用し、計４個の各ロードセルユニットＵで計重された各重量の加算により、前記被積載物Ｌの重量が計重される。なお、ロードセルユニットＵの荷重計測原理は、ロードセル部に内装された歪みゲージの機械的歪を出力電圧に変換して計測するものであって、産業界において多用されて、広く知られている。

また、上記実施例では、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３の両側面と、左右一対の支持板部１５の内側面との間に隙間Ｅを設けて、ロードセルユニットＵの長手方向を中心とする回転捩りを吸収可能な構造であるが、前記隙間Ｅをなくしても、ロードセルユニットＵの荷重支持部１３と荷台５１とは、前後方向Ｘに沿って一体構造となっているために、シャシーＣに対する荷台５１の前後方向Ｘに沿った微動を防止できると共に、前記荷重支持部１３に対する前後方向Ｘに沿った荷重作用点が不変である構造は、維持できる。なお、前記隙間Ｅが存在しない場合には、球面軸受に替えて、ラジアル軸受の使用も可能である。

また、上記実施例では、一対のシャシーＣにロードセルユニット取付台Ｓを介して左右一対で一組の二組のロードセルユニットＵが取付けられた状態において、全てのロードセルユニットＵは、荷重支持部１３が車両の前方を向いて配置されており、本発明では、ロードセルユニットＵが運搬車両Ｔの前後方向Ｘに配置されることは必要条件であるが、当該ロードセルユニットＵの荷重支持部１３は、前後方向Ｘのいずれを向いて配置されてもよいし、使用されるロードセルユニットＵは、二組を超える組数であってもよい。

また、上記実施例では、左右一対で一組の二組のロードセルユニットＵは、ロードセルユニット取付台Ｓを介してシャシーＣの外側面に取付けられているが、ロードセルユニットＵは、当該シャシーＣの上面に取付けられた構成にしてもよい。

Ｃ：シャシー
ＣＬ₁：球面軸受の軸心（内輪と外輪の一致した軸心）
ＣＬ₂：ロードセルユニットの軸心
Ｆ：荷台フレーム
Ｌ：被積載物
Ｓ：ロードセルユニット取付台
Ｔ：運搬車両
Ｕ：ロードセルユニット
Ｘ：運搬車両の前後方向
Ｙ：運搬車両の幅方向
１３：ロードセルユニットの荷重支持部
１４：ロードセル側連結板
１５：支持板部
１６：支持ピン
２３：フレーム側連結板
３１：球面軸受の内輪
３２：球面軸受の外輪
５１：荷台

Claims

左右一対のシャシーの上面に荷台フレームを介して荷台が一体に取付けられる塵埃運搬車等の運搬車両の前記シャシーの部分に、左右一対で一組となった複数組のロードセルユニットが取付けられ、
前記荷台フレームの下面のフレーム側連結部と前記ロードセルユニットの先端の自由端部に取付けられたロードセル側連結部とは互いに連結されて、
前記運搬車両の荷台に積載された被積載物の重量をそのままで計重するための車両搭載型計重装置であって、
前記ロードセル側連結部の下面に取付けられた左右一対の支持板部に、支持ピンが前記運搬車両の幅方向に沿って支持されて、当該支持ピンは、前記一対の支持板部の間に配置された軸受の内輪に挿通され、
前記ロードセルユニットの先端の自由端部は、前記軸受を介して前記支持ピンに連結されていることを特徴とする車両搭載型計重装置。
前記軸受は、球面軸受であって、前記ロードセルユニットの先端自由端部の両側面と、前記一対の支持板部の内側面との間には、前記ロードセルユニットの捩れを吸収可能とすべく、僅かの隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両搭載型計重装置。