JP5399956B2

JP5399956B2 - 車両重量計測装置

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Publication number: JP5399956B2
Application number: JP2010061964A
Authority: JP
Inventors: 正司高橋; 哲也小山
Original assignee: Yamato Scale Co Ltd
Current assignee: Yamato Scale Co Ltd
Priority date: 2010-03-18
Filing date: 2010-03-18
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2030-03-18
Also published as: JP2011196743A

Description

本発明は、ロールパレット等の台車及びトラック等の車両の重量を測定するための車両重量計測装置に関する。

従来、トラック等の車両の軸重及び車両の総重量の計測装置として軸重計が用いられている。軸重計には、埋込み式の軸重計と、路面の上に設置される可搬式の軸重計とがある（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平６−５８７９６号公報特開昭６０−１０２５２６号公報

埋込み式の軸重計は、車両の積載面が路面とフラットであり、高精度な計量を行うことが可能であるが、設置場所の変更等には対応できない。一方、可搬式の軸重計は、必要に応じて設置場所の変更を容易に行えるが、車両が傾斜した状態で計量されることになるため、高精度な計量が困難であるという問題がある。

なお、特許文献２には、装置全体の高さを低くすることで、車両の傾斜角を小さくして計量精度を向上させた可搬式の軸重計が開示されているが、車両が傾斜した状態で軸重が計量されることには変わりないため、計量誤差がふくまれる。また、特許文献２の構成では、装置全体の高さを低くするために、歪みゲージを添着した起歪部が数十個も必要である荷重変換器を用いており、配線作業が煩雑になると考えられる。

また、従来の軸重計では、荷物を積載したトラック等の車両の場合、重心が高くなると、安定した走行をしにくくなるが、重心の高さを検出することはできない。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、設置場所の変更を容易にでき、正確な車両の重量（総重量）の計測が可能になる車両重量計測装置を提供することを目的としている。また本発明の他の目的は、車両の重心の高さを算出することができる車両重量計測装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の車両重量計測装置は、水平な路面からの高さが第１の高さである第１の両輪載荷板を有し、前記第１の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第１の重量計と、前記路面からの高さが前記第１の高さとは異なる第２の高さである第２の両輪載荷板を有し、前記第２の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第２の重量計と、車両の左右の前輪が前記第１の両輪載荷板上に載せられて前記車両の左右の後輪が路面上にある状態の第１の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両の前輪及び後輪が路面上にある状態の車両水平状態である場合の前記車両の前軸及び後軸のいずれか一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記車両の前軸及び後軸の軸間距離と、前記第１の両輪載荷板の第１の高さと、前記第１の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第１の方程式と、前記左右の前輪が前記第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の後輪が路面上にある状態の第２の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記第２の両輪載荷板の第２の高さと、前記第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第２の方程式と、前記左右の後輪が前記第１または第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の前輪が路面上にある状態の第３の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記後輪が載せられている前記第１または第２の両輪載荷板の高さである第１または第２の高さと、前記後輪が載せられている前記第１または第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両の重量を算出するための車両重量算出式を予め記憶している記憶手段と、前記車両が前記第１の車両傾斜状態のときに前記第１の重量計によって測定される第１の重量と、前記車両が前記第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、前記車両が前記第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量とを取得し、この取得した第１、第２及び第３の重量と前記車両重量算出式とに基づいて前記車両の重量を算出する演算手段とを備えている。

この構成によれば、高さの異なる第１、第２の両輪載荷板上の重量を測定する第１、第２の重量計を有し、前輪が第１の両輪載荷板上に載せられた第１の車両傾斜状態のときに第１の重量計によって測定される第１の重量と、前輪が第２の両輪載荷板上に載せられた第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、後輪が第１または第２の両輪載荷板上に載せられた第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量と、車両重量算出式とに基づいて、車両の重量を算出するようにしている。ここで、車両重量算出式が、第１の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第１の方程式と、第２の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第２の方程式と、第３の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第３の方程式とから導き出されているため、車両が傾斜することによる計測誤差を含まず、車両の重量（総重量）を正確に算出することができる。

また、本発明の車両重量計測装置は、水平な路面からの高さが第１の高さである第１の両輪載荷板を有し、前記第１の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第１の重量計と、前記路面からの高さが前記第１の高さとは異なる第２の高さである第２の両輪載荷板を有し、前記第２の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第２の重量計と、車両の左右の後輪が前記第１の両輪載荷板上に載せられて前記車両の左右の前輪が路面上にある状態の第１の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両の前輪及び後輪が路面上にある状態の車両水平状態である場合の前記車両の前軸及び後軸のいずれか一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記車両の前軸及び後軸の軸間距離と、前記第１の両輪載荷板の第１の高さと、前記第１の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第１の方程式と、前記左右の後輪が前記第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の前輪が路面上にある状態の第２の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記第２の両輪載荷板の第２の高さと、前記第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第２の方程式と、前記左右の前輪が前記第１または第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の後輪が路面上にある状態の第３の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記前輪が載せられている前記第１または第２の両輪載荷板の高さである第１または第２の高さと、前記前輪が載せられている前記第１または第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両の重量を算出するための車両重量算出式を予め記憶している記憶手段と、前記車両が前記第１の車両傾斜状態のときに前記第１の重量計によって測定される第１の重量と、前記車両が前記第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、前記車両が前記第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量とを取得し、この取得した第１、第２及び第３の重量と前記車両重量算出式とに基づいて前記車両の重量を算出する演算手段とを備えている。

この構成によれば、高さの異なる第１、第２の両輪載荷板上の重量を測定する第１、第２の重量計を有し、後輪が第１の両輪載荷板上に載せられた第１の車両傾斜状態のときに第１の重量計によって測定される第１の重量と、後輪が第２の両輪載荷板上に載せられた第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、前輪が第１または第２の両輪載荷板上に載せられた第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量と、車両重量算出式とに基づいて、車両の重量を算出するようにしている。ここで、車両重量算出式が、第１の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第１の方程式と、第２の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第２の方程式と、第３の車両傾斜状態のときの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される第３の方程式とに基づいて導き出されているため、車両が傾斜することによる計測誤差を含まず、車両の重量（総重量）を正確に算出することができる。

また、前記記憶手段は、さらに、前記第１の方程式と前記第２の方程式と前記第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さを算出するための重心高さ算出式を予め記憶しており、前記演算手段は、さらに、前記取得した第１、第２及び第３の重量と前記重心高さ算出式とに基づいて前記車両の重心の高さを算出するように構成されていてもよい。この構成により、車両の重心の高さを算出することができる。

また、前記記憶手段は、さらに、前記第１の方程式と前記第２の方程式と前記第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離を算出するための前後方向重心位置算出式を予め記憶しており、前記演算手段は、さらに、前記取得した第１、第２及び第３の重量と前記前後方向重心位置算出式とに基づいて前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離を算出するように構成されていてもよい。この構成により、車両の重心の前後方向の位置を求めることができる。

また、前記第１の重量計及び前記第２の重量計のうちの少なくとも一方は、前記両輪載荷板の前記車両の右側の車輪が載置される側の端部部分を支持して重量を検出する右側重量検出部と、前記両輪載荷板の前記車両の左側の車輪が載置される側の端部部分を支持して重量を検出する左側重量検出部と、前記右側重量検出部で検出される重量と前記左側重量検出部で検出される重量とを加算することによって前記両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を算出する加算手段とを有し、前記演算手段は、さらに、前記車両が前記第１、第２または第３のいずれかの車両傾斜状態のときに前記右側重量検出部及び前記左側重量検出部のうちのいずれか一方で検出される重量を取得し、この取得した重量と、前記いずれかの車両傾斜状態のときに前記加算手段により算出される前記両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量と、左右の車輪の幅とに基づいて、前記車両の左右方向の重心位置を求めるように構成されていてもよい。この構成により、車両の左右方向の重心位置を求めることができる。

また、前記第１の重量計及び前記第２の重量計のうちの少なくとも一方は、前記両輪載荷板が、前記車両の右側の車輪が載置される右車輪載荷板と、前記車両の左側の車輪が載置される左車輪載荷板とに分割され、前記右車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する右車輪用重量計と、前記左車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する左車輪用重量計とを有するように構成されていてもよい。

また、前記演算手段は、さらに、前記車両が前記第１、第２または第３の車両傾斜状態のときに取得した前記右車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量及び前記左車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量と、左右の車輪の幅とに基づいて、前記車両の左右方向の重心位置を求めるように構成されていてもよい。この構成により、車両の左右方向の重心位置を求めることができる。

また、前記演算手段により算出される前記車両の重心の高さが所定の高さより高いときに、その旨を報知するための報知手段をさらに備えていてもよい。

本発明は、以上に説明した構成を有し、設置場所の変更を容易にでき、正確な車両の重量（総重量）の計測が可能になる車両重量計測装置を提供することができるという効果を奏する。また、車両の重心の高さを算出することができる車両重量計測装置を提供することができるという効果を奏する。

（ａ）は、本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、同車両重量計測装置の計測部を上から見た平面図であり、（ｃ）は、同車両重量計測装置の計測部を側面からみた要部を示す透視図である。本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置の構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を説明するための図である。本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を説明するための図である。（ａ）は、本発明の第２の実施形態の車両重量計測装置の概略構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、同車両重量計測装置の計測部を上から見た平面図であり、（ｃ）は、同車両重量計測装置の計測部を側面からみた要部を示す透視図である。本発明の第２の実施形態の車両重量計測装置の構成を示すブロック図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。また、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態の車両重量計測装置の概略構成を示す斜視図であり、図１（ｂ）は、同車両重量計測装置の計測部を上から見た平面図であり、図１（ｃ）は、同車両重量計測装置の計測部を側面からみた要部を示す透視図である。また、図２は、本実施形態の車両重量計測装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態の車両重量計測装置は、設置場所の変更が容易な可搬式の装置であり、平坦で水平な路面９上に設置される計測部１と、支柱等によって支持される処理部６とを備えている。本実施形態における被測定対象の車両１０は、例えばロールパレット等の作業者が押して移動させる台車であるが、これに限られず、例えばトラック等の自動車であってもよい。なお、図１（ａ）では、図面スペースの都合上、処理部６を計測部１のほぼ横に図示しているが、例えば車両１０の後輪１２が計測部１上へ載っているとき、あるいは車両１０の後輪１２が計測部１を通り越したときに、車両１０を移動させる作業者あるいは運転手が表示装置７に表示される計量結果（車両総重量、軸重等）が見える位置、例えば計測部１より車両進行方向の前方位置に配置されていてもよい。また、処理部６に計量結果を印刷するプリンタが設けられてあってもよい。

計測部１には、車両１０の進行方向に並んで配置され、車両１０の左右の車輪が載せられる高さの異なる２つの重量計本体２、３と、車両１０が路面９から重量計本体２へあがるための傾斜部ＳＬ１と、重量計本体２から重量計本体３へあがるための傾斜部ＳＬ２と、重量計本体３から路面９へ降りるための傾斜部ＳＬ３とを備えている。

重量計本体２には、車両１０の左右の車輪が載せられる載荷板２１と、載荷板２１を水平に支持して載荷板２１に加わる垂直荷重を検出する２つの重量センサ２２（２２Ｒ，２２Ｌ）とを有している。載荷板２１は長板状であり、その長手方向の両端部分に車両１０の左右の車輪が載せられる。そして、載荷板２１の長手方向の一方の端部部分、すなわち車両１０の右側の車輪が載せられる側の端部部分を下方から支持するように右側の重量センサ２２Ｒが配設され、載荷板２１の長手方向の他方の端部部分、すなわち車両１０の左側の車輪が載せられる側の端部部分を下方から支持するように左側の重量センサ２２Ｌが配設されている。右側の重量センサ２２Ｒと左側の重量センサ２２Ｌとは載荷板２１の長手方向の中心に対して左右対称に配置されている。

同様に、重量計本体３には、車両１０の左右の車輪が載せられる載荷板３１と、載荷板３１を水平に支持して載荷板３１に加わる垂直荷重を検出する２つの重量センサ３２（３２Ｒ，３２Ｌ）とを有している。載荷板３１は長板状であり、その長手方向の両端部分に車両１０の左右の車輪が載せられる。この載荷板３１を支持する右側の重量センサ３２Ｒと左側の重量センサ３２Ｌとは、載荷板２１を支持する重量センサ２２Ｒ、２２Ｌと同様にして配設され、載荷板３１の長手方向の中心に対して左右対称に配置されている。

本実施形態では、重量計本体２の載荷板２１の上面の高さより重量計本体３の載荷板３１の上面の高さの方が高いように構成されている。４つの各重量センサ２２、３２の計量信号は制御装置８に入力される。重量センサ２２、３２は、ロードセル等によって構成されている。各重量計本体２、３に備えられている２つの重量センサで検出される合計重量が各重量計ｍ１、ｍ２（図２）の測定重量となる。

なお、重量計ｍ１、ｍ２のそれぞれの右側重量検出部を、それぞれ１つの重量センサ２２Ｒ、３２Ｒで構成したが、それぞれ複数の重量センサで構成してもよい。同様に、重量計ｍ１、ｍ２のそれぞれの左側重量検出部を、それぞれ１つの重量センサ２２Ｌ、３２Ｌで構成したが、それぞれ複数の重量センサで構成してもよい。

処理部６は、計量結果を画面に表示する例えば液晶ディスプレイからなる表示装置７と、その筐体内に制御装置８とを備えている。

制御装置８は、例えば、マイクロコンピュータ等によって構成され、図２に示すように、加算手段８ａ、８ｂ、演算手段８ｃ及び記憶手段８Ｍ等を有し、表示装置７を制御する。記憶手段８Ｍには、予め必要な情報が記憶されており、また適宜算出された情報が記憶される。加算手段８ａは、２つの重量センサ２２の計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８ｃへ出力する。同様に、加算手段８ｂは、２つの重量センサ３２の計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８ｃへ出力する。演算手段８ｃは、加算手段８ａ、８ｂから入力する重量値に基づいて、後述のように車両総重量、前軸重量、後軸重量、重心の位置等を算出する。

ここで、載荷板２１と２つの重量センサ２２と加算手段８ａとによって、載荷板２１にかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第１の重量計ｍ１が構成され、載荷板３１と２つの重量センサ３２と加算手段８ｂとによって、載荷板３１にかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第２の重量計ｍ２が構成されている。

本実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を図３〜図６を参照しながら説明する。図３〜図６の各図において、（ａ）は実モデル、（ｂ）は理論モデルを示す。

まず、図３（ａ）は、車両１０が計測部１に載る前の状態、すなわち、車両１０の前輪１１及び後輪１２が水平な路面９上にある状態（以下、「車両水平状態」という）を示す。ここで、計測部１の第１の載荷板２１の上面の路面９からの高さ（第１の高さ）Ｈと、第２の載荷板３１の上面の路面９からの高さ（第２の高さ）Ｈ’とは既知の値である。また、車両１０の前軸と後軸との軸間距離Ｌも既知の値である。そして、この車両水平状態であるときの車両１０の重心Ｇの路面９からの高さをＺ、重心Ｇと車両１０の後軸との前後方向の水平距離をＸ_１とする。また、車両１０の総重量をＷ_Ｇとすれば、図３（ｂ）の理論モデルに示すように、総重量Ｗ_Ｇが重心Ｇに作用する。ここで、Ｘ_１、Ｚ、Ｗ_Ｇが未知の値である。なお、理論モデルにおける点Ａは、後輪１２と路面９との接点であり、点Ｂは前輪１１と路面９との接点である。また、重心Ｇから直線ＡＢにおろした垂線との交点を点Ｃとする。

次に、図４（ａ）に示すように、車両１０の前輪１１が第１の載荷板２１上に載せられ後輪１２が路面９上にあって停止している状態について考えると、図４（ｂ）に示すように、車両１０は前輪１１が後輪１２より高い位置となり、水平面に対し傾斜角度θだけ傾斜した状態になる。なお、図４（ｂ）の理論モデルでは、見やすいように、図４（ａ）の実モデルに比べて傾斜角度を大きくして示している。これは図５、図６においても同様である。

このときの第１の載荷板２１にかかる垂直荷重に応じた重量をＷ_Ｂとすれば、図４（ｂ）では、点Ｂに重量Ｗ_Ｂが作用し、これが第１の重量計ｍ１で計測される（加算手段８ａによって算出される）。また、重心Ｇを通る鉛直線と直線ＡＢとの交点を点Ｄとし、点Ａと点Ｄとの距離をＸ_２、点Ｄと点Ｃとの距離をＸ_３とすると、
Ｘ_１＝Ｘ_２＋Ｘ_３
である。ここで、以下の（数１）のようにしてＸ_２、Ｘ_３を表せば、Ｘ_１は（１）式で示される。（Ｍ１）式は、左右の後輪１２、１２と路面９との２つの接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいの式であり、図４（ｂ）では、点Ａのまわりの力のモーメントのつりあいの式であると言える。

次に、図５（ａ）に示すように、車両１０の前輪１１が第２の載荷板３１上に載せられ後輪１２が路面９上にあって停止している状態について考えると、図５（ｂ）に示すように、車両１０は前輪１１が後輪１２よりさらに高い位置となり、水平面に対し傾斜角度φだけ傾斜した状態になる。

このときの第２の載荷板３１にかかる垂直荷重に応じた重量をＷ_Ｂ’とすれば、図５（ｂ）では、点Ｂに重量Ｗ_Ｂ’が作用し、これが第２の重量計ｍ２で計測される（加算手段８ｂによって算出される）。また、重心Ｇを通る鉛直線と直線ＡＢとの交点を点Ｅとし、点Ａと点Ｅとの距離をＸ_４、点Ｅと点Ｃとの距離をＸ_５とすると、
Ｘ_１＝Ｘ_４＋Ｘ_５
である。ここで、以下の（数２）のようにしてＸ_４、Ｘ_５を表せば、Ｘ_１は（２）式で示される。（Ｍ２）式は、左右の後輪１２、１２と路面９との２つの接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいの式であり、図５（ｂ）では、点Ａのまわりの力のモーメントのつりあいの式であると言える。

次に、図６（ａ）に示すように、車両１０の前輪１１が計量部１を通過した後、後輪１２が第１の載荷板２１上に載せられ前輪１１が路面９上にあって停止している状態について考えると、図６（ｂ）に示すように、車両１０は後輪１２が前輪１１より高い位置となり、水平面に対し傾斜角度θだけ傾斜した状態になる。

このときの第１の載荷板２１にかかる垂直荷重に応じた重量をＷ_Ａとすれば、図６（ｂ）では、点Ａに重量Ｗ_Ａが作用し、これが第１の重量計ｍ１で計測される（加算手段８ａによって算出される）。また、重心Ｇを通る鉛直線と直線ＡＢとの交点を点Ｆとし、点Ｂと点Ｆとの距離をＸ_６、点Ｆと点Ｃとの距離をＸ_７とすると、
Ｘ_１＝Ｌ−Ｘ_６−Ｘ_７
である。ここで、以下の（数３）のようにしてＸ_６、Ｘ_７を表せば、Ｘ_１は（３）式で示される。（Ｍ３）式は、左右の前輪１１、１１と路面９との２つの接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいの式であり、図６（ｂ）では、点Ｂのまわりの力のモーメントのつりあいの式であると言える。

後述の（数７）に示すように、上記の（１）式及び（３）式におけるtanθは、第１の載荷板２１の高さＨと、車両１０の軸間距離Ｌとで表すことができ、（２）式におけるtanφは、第２の載荷板３１の高さＨ’と、車両１０の軸間距離Ｌとで表すことができる。したがって、（１）式は、Ｘ_１、Ｚ及びＷ_Ｇを未知数とし、Ｈ、Ｌ及びＷ_Ｂを既知数とする方程式に相当し、（２）式は、Ｘ_１、Ｚ及びＷ_Ｇを未知数とし、Ｈ’、Ｌ及びＷ_Ｂ’を既知数とする方程式に相当し、（３）式は、Ｘ_１、Ｚ及びＷ_Ｇを未知数とし、Ｈ、Ｌ及びＷ_Ａを既知数とする方程式に相当する。

そして、以上の（１）、（２）、（３）式を連立方程式として解けば、Ｘ_１、Ｚ、Ｗ_Ｇを求めることができる。

例えば、（１）式と（２）式から、次の（数４）のようにして、（４）式が得られる。

また、（１）式と（３）式から、次の（数５）のようにして、（５）式が得られる。

そして、（５）式に（４）式を代入して整理すると、次の（６）式が得られる。

さらに、tanθ、tanφは、次の（数７）のように示されるので、これを（６）式に代入して整理すると、（７）式で示すＺの算出式（重心高さ算出式）が求められる。

そして、（４）式に、上記のtanθ、tanφ及びＺを代入して整理すると、次の（８）式で示すＷ_Ｇの算出式（車両重量算出式）が求められる。

さらに、（１）式に、上記のtanθ、Ｚ及びＷ_Ｇを代入して整理すると、次の（９）式で示すＸ_１の算出式（前後方向重心位置算出式）が求められる。

すなわち、（８）式によって車両の総重量Ｗ_Ｇが算出され、（９）式によって前後方向の重心位置を示す重心Ｇと後軸との前後方向の水平距離Ｘ_１が算出される。また、（７）式によって重心Ｇの高さＺを算出することができる。

なお、車両の前後方向の重心位置の片寄り程度Ｓ_ＦＲを、Ｓ_ＦＲ＝Ｘ_１／Ｌとして算出することもできる。この場合、Ｓ_ＦＲが０．５のときは、重心位置は車軸間の中央にあり、０．５未満のときは、重心位置は車軸間の中央から後寄りにあり、０．５より大きいときは、重心位置は車軸間の中央から前寄りにある。

また、前軸重量Ｗ_ｆ及び後軸重量Ｗ_ｒは、上記で算出されるＷ_Ｇ、Ｘ_１を用いてそれぞれ次の（１０）式及び（１１）式によって算出される。

制御装置８では、予め、（７）式〜（１１）式を記憶手段８Ｍに記憶しているとともに、各載荷板２１、３１の高さＨ、Ｈ’と、計測対象となる車両の軸間距離Ｌとを記憶手段８Ｍに記憶している。そして、演算手段８ｃは、高さＨ、Ｈ’と、軸間距離Ｌと、加算手段８ａによって算出されるＷ_Ｂ、Ｗ_Ａと、加算手段８ｂによって算出されるＷ_Ｂ’とを用いて、（７）式〜（１１）式に基づいて、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１、Ｗ_ｆ及びＷ_ｒの値を算出する。

本実施形態では、高さの異なる載荷板２１、３１を有する重量計２、３を備え、それぞれ傾斜を考慮した連立方程式から導かれた算出式を用いて車両の総重量Ｗ_Ｇを求めるので、正確に算出することができる。また、正確な総重量Ｗ_Ｇを用いて算出する前軸重量Ｗ_ｆ及び後軸重量Ｗ_ｒも正確な値になる。なお、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１は、それぞれ（８）式、（９）式で示されるので、（１０）式のＷ_Ｇ、Ｘ_１に（８）式、（９）式を代入して整理したＷ_ｆの算出式を用いて前軸重量Ｗ_ｆを算出するようにしてもよいし、（１１）式のＷ_Ｇ、Ｘ_１に（８）式、（９）式を代入して整理したＷ_ｒの算出式を用いて後軸重量Ｗ_ｒを算出するようにしてもよい。

上述のように本実施形態では、車両の総重量Ｗ_Ｇ、前後方向の重心位置を示す重心Ｇと後軸との前後方向の水平距離Ｘ_１及び鉛直方向（上下方向）の重心位置を示す重心Ｇの高さＺを算出する算出式を導いておいて、それぞれ正確な値を算出することができる。また、前軸重量Ｗ_ｆ及び後軸重量Ｗ_ｒも算出式を用いて正確に算出することができる。

そして、制御装置８は、算出した値などを表示装置７の画面に表示する。図２に表示画面７ａの一例を示している。この例では、前軸重量Ｗ_ｆ、後軸重量Ｗ_ｒ及び総重量Ｗ_Ｇを数値で示し、重心Ｇの位置については、車両を側面から見た模式図に重心Ｇの位置を黒丸で示して、前後方向の重心位置及び重心の高さを把握できるように表示している。また、車両の模式図の下には、メッセージ欄が設けられ、制御装置８は算出した重心の高さＺが予め定められた所定高さより高い場合に、表示装置７に例えば「重心が高いです」というメッセージの表示を行わせるようにしている。

なお、軸間距離Ｌの異なる複数車種（種類）の車両（ロールパレット）を計測する場合には、例えば、計測対象の各ロールパレットにその車体形式（車種名）を記憶したＲＦＩＤタグ（無線タグ）を取り付けておいて、計測部１の近傍にＲＦＩＤタグリーダ（図７のＲＦＩＤタグリーダ５を参照）を設け、ＲＦＩＤタグリーダがＲＦＩＤタグから車体形式の情報を読み出して、制御装置８に与えるように構成する。そして、制御装置８では、計測対象となる全ての車種の車両についての軸間距離Ｌを記憶手段８Ｍに記憶しておき、演算手段８ｃがＲＦＩＤタグリーダから与えられた車体形式（車種名）の情報に対応する軸間距離Ｌを記憶手段８Ｍから読み出すように構成すればよい。

また、本実施形態では、車両の一例としてロールパレットを例に説明したが、その他の台車及びトラック等の自動車の重量等を計測する装置についても同様に構成することができる。

本実施形態の車両重量計測装置を、例えばトラックを計測する装置として構成した場合、制御装置８は、算出した重心の高さＺが予め定められた所定高さより高い場合に、トラックの運転手に対して注意を促すメッセージ、例えば、「重心が高いので走行に注意してください」というようなメッセージを表示装置７の画面に表示させるようにする。また、重心の高さＺが予め定められた所定高さより高い旨を運転手に知らせるためのランプを設けておいて、重心の高さＺが所定高さより高い場合に、制御装置８が上記ランプを点灯させるようにしてもよい。

また、本実施形態の車両重量計測装置を、例えば、工場で生産した製品を積んで出荷するトラックを計測するために用いる場合に、制御装置８は、計測した車両の重心の高さＺを全て記憶手段８Ｍに記憶するとともに、記憶している重心の高さＺの平均値（高さ平均値）を算出し、現在計測している車両の重心の高さＺの値が上記の高さ平均値より所定値（ｘ）以上大きい場合に、前述のようにトラックの運転手に対して注意を促すメッセージ、例えば、「重心が高いので走行に注意してください」というようなメッセージを表示装置７の画面に表示させるようにする。また、前述のように重心の高さＺが高い旨を運転手に知らせるためのランプを設けておいて、制御装置８が上記ランプを点灯させるようにしてもよい。上記所定値（ｘ）は、例えば、高さ平均値を算出するために用いた重心の高さＺの標準偏差σを算出し、高さ平均値＋２σの値としてもよいし、他の方法によって予め定めた値としてもよい。

なお、軸間距離Ｌの異なる複数の車種のトラックを計測する場合には、前述の軸間距離Ｌの異なる複数種類の車両（ロールパレット）を計測する場合と同様、例えば、計測対象の各トラックにその車体形式（車種名）を記憶したＲＦＩＤタグを取り付けておいて、計測部１の近傍にＲＦＩＤタグリーダ（図７のＲＦＩＤタグリーダ５を参照）を設け、制御装置８が、計測対象となる全ての車種の車両についての軸間距離Ｌを記憶手段８Ｍに記憶しておき、演算手段８ｃがＲＦＩＤタグリーダから与えられた車体形式（車種名）の情報に対応する軸間距離Ｌを記憶手段８Ｍから読み出すように構成すればよい。同一車種のトラックなど、軸間距離Ｌが同一のトラックのみを計測する場合には、その車種の軸間距離Ｌを予め記憶手段８Ｍに記憶しておけばよい。

なお、ロールパレット等の台車を計測する場合であっても、またトラック等の自動車を計測する場合であっても、同一車種などの軸間距離Ｌが同一の車両のみを計測する場合には、軸間距離Ｌは一定値となるので、予め、以下のｋ１〜ｋ６の値を求めておいて、（７）式〜（９）式に代えて、以下の（１２）式〜（１４）式を用いて、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するようにしてもよい。

なお、本実施形態では、車両１０が計測部１へ向かって前進して前輪１１が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ｂと、さらに前進して前輪１１が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量Ｗ_Ｂ’と、さらに前進して後輪１２が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ａとを用いた算出式により、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するようにしたが、これに限られない。

例えば、車両１０が計測部１へ向かって前進して前輪１１が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ｂと、さらに前進して前輪１１が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量Ｗ_Ｂ’と、さらに前進して後輪１２が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量（Ｗ_Ａ’）とを用いたＺ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１の各算出式により、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するように構成してもよい。

あるいは、車両１０が計測部１へ向かって前進して前輪１１が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ｂと、さらに前進して後輪１２が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ａと、さらに前進して後輪１２が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量（Ｗ_Ａ’）とを用いたＺ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１の各算出式により、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するように構成してもよい。

あるいは、車両１０が計測部１へ向かって前進して前輪１１が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量Ｗ_Ｂ’と、さらに前進して後輪１２が第１の載荷板２１上に載せられた状態のときに重量計ｍ１で測定される重量Ｗ_Ａと、さらに前進して後輪１２が第２の載荷板３１上に載せられた状態のときに重量計ｍ２で測定される重量（Ｗ_Ａ’）とを用いたＺ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１の各算出式により、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するように構成してもよい。

上記それぞれの場合のＺ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１の各算出式は、前述の例えば（７）式、（８）式及び（９）式の各算出式を求める場合に、図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）に示すそれぞれの状態のときに成立する（１）式、（２）式、（３）式を作成し、これらを連立方程式として解くことにより求めたが、この場合と同様にして求めればよい。

また、本実施形態では、車両１０の前後方向の重心位置を示す距離として、車両水平状態のときの重心Ｇと車両１０の後軸との前後方向の水平距離Ｘ_１を用いたが、車両水平状態のときの重心Ｇと車両１０の前軸との前後方向の水平距離Ｘ_ｆ（＝Ｌ−Ｘ_１）を用いるように構成してもよい。

（第２の実施形態）
図７（ａ）は、本発明の第２の実施形態の車両重量計測装置の概略構成を示す斜視図であり、図７（ｂ）は、同車両重量計測装置の計測部を上から見た平面図であり、図７（ｃ）は、同車両重量計測装置の計測部を側面からみた要部を示す透視図である。また、図８は、本実施形態の車両重量計測装置の構成を示すブロック図である。なお、図７（ａ）では、図面スペースの都合上、処理部６を計測部１Ａの横に図示しているが、例えば、トラック等の車両１０が計測部１Ａを通過して計測部１Ａから降りたときに、トラック等の運転手から表示装置７に表示される計量結果（車両総重量、軸重等）が見える位置に処理部６を配置していればよい。また、処理部６に計量結果を印刷するプリンタが設けられてあってもよい。

本実施形態の車両重量計側装置も、第１の実施形態同様、設置場所の変更が容易な可搬式の装置である。本実施形態では、計測部１Ａにおいて、第１の実施形態における重量計本体２が、左右の車輪それぞれについての重量を独立に測定する２つの重量計本体２ａ、２ｂに分割されるととともに、第１の実施形態における重量計本体３が、左右の車輪それぞれについての重量を独立に測定する２つの重量計本体３ａ、３ｂに分割された構成である。

具体的には、重量計本体２ａは、右側の車輪が載せられる載荷板２１ａと、載荷板２１ａを水平に支持して載荷板２１ａに加わる垂直荷重を検出する４つの重量センサ２２ａとを有し、重量計本体２ｂは、左側の車輪が載せられる載荷板２１ｂと、載荷板２１ｂを水平に支持して載荷板２１ｂに加わる垂直荷重を検出する４つの重量センサ２２ｂとを有している。同様に、重量計本体３ａには、右側の車輪が載せられる載荷板３１ａと、載荷板３１ａを水平に支持して載荷板３１ａに加わる垂直荷重を検出する４つの重量センサ３２ａとを有し、重量計本体３ｂには、左側の車輪が載せられる載荷板３１ｂと、載荷板３１ｂを水平に支持して載荷板３１ｂに加わる垂直荷重を検出する４つの重量センサ３２ｂとを有している。

２つの載荷板２１ａ、２１ｂの上面の高さは同一であり、２つの載荷板３１ａ、３１ｂの上面の高さは同一である。そして、載荷板２１ａ、２１ｂの上面の高さより載荷板３１ａ、３１ｂの上面の高さの方が高いように構成されている。

重量センサ２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂの各々の計量信号は制御装置８に入力される。重量センサ２２ａ、２２ｂ、３２ａ、３２ｂは、ロードセル等によって構成されている。各重量計本体２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂに備えられている４つの重量センサで検出される合計重量が各重量計ｍ１１、ｍ１２、ｍ２１、ｍ２２（図８）の測定重量となる。

制御装置８は、例えば、マイクロコンピュータ等によって構成され、図８に示すように、加算手段８１〜８４、演算手段８５及び記憶手段８Ｍ等を有し、表示装置７を制御する。記憶手段８Ｍには、予め必要な情報が記憶されており、また適宜算出された情報が記憶される。加算手段８１は、４つの重量センサ２２ａの計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８５へ出力する。同様に、加算手段８２は、４つの重量センサ２２ｂの計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８５へ出力する。同様に、加算手段８３は、４つの重量センサ３２ａの計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８５へ出力する。同様に、加算手段８４は、４つの重量センサ３２ｂの計量信号によって示される重量値を合計し、その合計した重量値を演算手段８５へ出力する。

演算手段８５は、２つの加算手段８１、８２から入力する重量値を加算することにより、第１の実施形態における加算手段８ａの出力値に相当する重量値（例えば、Ｗ_Ｂ、Ｗ_Ａ）を算出する。また、２つの加算手段８３、８４から入力する重量値を加算することにより、第１の実施形態における加算手段８ｂの出力値に相当する重量値（例えば、Ｗ_Ｂ’）を算出する。そして、演算手段８５は、第１の実施形態と同様にして、後述のように車両総重量、前軸重量、後軸重量、重心の位置等を算出する。

ここで、載荷板２１ａと４つの重量センサ２２ａと加算手段８１とによって、載荷板２１ａにかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第１の右車輪用重量計ｍ１１が構成され、載荷板２１ｂと４つの重量センサ２２ｂと加算手段８２とによって、載荷板２１ｂにかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第１の左車輪用重量計ｍ１２が構成されている。また、載荷板３１ａと４つの重量センサ３２ａと加算手段８３とによって、載荷板３１ａにかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第２の右車輪用重量計ｍ２１が構成され、載荷板３１ｂと４つの重量センサ３２ｂと加算手段８４とによって、載荷板３１ｂにかかる垂直荷重に応じた重量値を求める第２の左車輪用重量計ｍ２２が構成されている。

また、本実施形態では、計測対象の車両１０には、図示していないが、その車体形式（車種名）を記憶したＲＦＩＤタグ（無線タグ）が装着されており、計測部１Ａの近傍にＲＦＩＤタグリーダ５が設けられている。ＲＦＩＤタグリーダ５がＲＦＩＤタグから車両１０の車体形式の情報を読み出して、制御装置８に与える。そして、制御装置８では、計測対象となる全ての車種の車両についての軸間距離Ｌ及び左右の車輪の幅（左右の車輪の各々の中心間の距離）Ｉ等の車両情報を記憶手段８Ｍに記憶しておき、演算手段８５がＲＦＩＤタグリーダから与えられた車体形式（車種名）の情報に対応する車両１０の軸間距離Ｌ及び左右の車輪の幅Ｉを読み出すように構成されている。

なお、同一車種のトラックなど、軸間距離Ｌ及び左右の車輪の幅Ｉが同一のトラックのみを計測するために本実施形態の車両重量計測装置を用いる場合には、その軸間距離Ｌ及び左右の車輪の幅Ｉを予め記憶手段８Ｍに記憶しておけば、車両１０に装着するＲＦＩＤタグ及びＲＦＩＤタグリーダ５は不要である。

本実施形態の車両重量計測装置による車両総重量等の算出方法を図４〜図６を参照しながら説明する。

制御装置８では、図４（ａ）の場合と同様、車両１０の前輪１１が載荷板２１ａ、２１ｂに載った時に、載荷板２１ａに加わる右前輪の重量Ｗ_ＢＲを加算手段８１が算出し、載荷板２１ｂに加わる左前輪の重量Ｗ_ＢＬを加算手段８２が算出し、演算手段８５が２つの加算手段８１、８２の算出値を合計（加算）して第１の実施形態における重量Ｗ_Ｂを算出する。

また、制御装置８では、図５（ａ）の場合と同様、車両１０の前輪１１が載荷板３１ａ、３１ｂに載った時に、載荷板３１ａに加わる右前輪の重量Ｗ_ＢＲ’を加算手段８３が算出し、載荷板３１ｂに加わる左前輪の重量Ｗ_ＢＬ’を加算手段８４が算出し、演算手段８５が２つの加算手段８３、８４の算出値を合計（加算）して第１の実施形態における重量Ｗ_Ｂ’を算出する。

また、制御装置８では、図６（ａ）の場合と同様、車両１０の後輪１２が載荷板２１ａ、２１ｂに載った時に、載荷板２１ａに加わる右後輪の重量Ｗ_ＡＲを加算手段８１が算出し、載荷板２１ｂに加わる左後輪の重量Ｗ_ＡＬを加算手段８２が算出し、演算手段８５が２つの加算手段８１、８２の算出値を合計（加算）して第１の実施形態における重量Ｗ_Ａを算出する。

そして、さらに演算手段８５は、以上のようにして算出したＷ_Ｂ、Ｗ_Ｂ’及びＷ_Ａを用いて、第１の実施形態同様、（７）式によって重心Ｇの高さＺを算出し、（８）式によって車両の総重量Ｗ_Ｇを算出し、（９）式によって前後方向の重心位置（重心Ｇと後軸との前後方向の水平距離）Ｘ_１を算出する。

また、前軸重量Ｗ_ｆ及び後軸重量Ｗ_ｒは、上記で算出されるＷ_Ｇ、Ｘ_１を用いて、第１の実施形態同様、（１０）式及び（１１）式によって算出される。

さらに、演算手段８５は、各車輪に加わる荷重（輪重）を次のようにして算出する。左前輪に加わる荷重に応じた重量（左前輪重量）をＷ_ｆＬ、右前輪に加わる荷重に応じた重量（右前輪重量）をＷ_ｆＲ、左後輪に加わる荷重に応じた重量（左後輪重量）をＷ_ｒＬ、右後輪に加わる荷重に応じた重量（右後輪重量）をＷ_ｒＲとする。

Ｗ_ｆＬ＝Ｗ_ｆ・Ｗ_ＢＬ／Ｗ_Ｂ
Ｗ_ｆＲ＝Ｗ_ｆ・Ｗ_ＢＲ／Ｗ_Ｂ
Ｗ_ｒＬ＝Ｗ_ｒ・Ｗ_ＢＬ／Ｗ_Ｂ
Ｗ_ｒＲ＝Ｗ_ｒ・Ｗ_ＢＲ／Ｗ_Ｂ
なお、上記のＷ_ｆＬ、Ｗ_ｒＬの算出式において、Ｗ_ＢＬ／Ｗ_Ｂの代わりに、Ｗ_ＢＬ’／Ｗ_Ｂ’あるいはＷ_ＡＬ／Ｗ_Ａを用いてもよい。また、Ｗ_ｆＲ、Ｗ_ｒＲの算出式において、Ｗ_ＢＲ／Ｗ_Ｂの代わりに、Ｗ_ＢＲ’／Ｗ_Ｂ’あるいはＷ_ＡＲ／Ｗ_Ａを用いてもよい。

さらに、演算手段８５は、車両の左右方向の重心位置を次のようにして算出する。左右方向の重心位置を示す値を例えば右側の車輪と重心Ｇとの左右方向の距離Ｙ_Ｒとすれば、例えば、つぎのいずれかの式を用いて車両の左右方向の重心位置を示すＹ_Ｒを算出する。

Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＢＬ／（Ｗ_ＢＬ＋Ｗ_ＢＲ）
Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＢＬ’／（Ｗ_ＢＬ’＋Ｗ_ＢＲ’）
Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＡＬ／（Ｗ_ＡＬ＋Ｗ_ＡＲ）
ここでは、左右の車輪の幅Ｉは、前輪と後輪で等しいものとし、前輪または後輪の左側の車輪の左右方向の中心と、右側の車輪の左右方向の中心との距離を幅Ｉとしている。

なお、車両の左右方向の重心位置の片寄り具合Ｓ_ＬＲを、例えば、つぎのいずれかの式を用いて車両の左右方向の重心位置の片寄り具合Ｓ_ＬＲを算出することもできる。

Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＢＬ／（Ｗ_ＢＬ＋Ｗ_ＢＲ）
Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＢＬ’／（Ｗ_ＢＬ’＋Ｗ_ＢＲ’）
Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＡＬ／（Ｗ_ＡＬ＋Ｗ_ＡＲ）
この場合、Ｓ_ＬＲ＝Ｙ_Ｒ／Ｉであり、Ｓ_ＬＲが０．５のときは、重心位置は車両の左右方向の中央にあり、０．５未満のときは、重心位置は車両の左右方向の中央から右寄りにあり、０．５より大きいときは、重心位置は車両の左右方向の中央から左寄りにある。

本実施形態では、第１の実施形態と同様にして、車両の総重量Ｗ_Ｇ、前後方向の重心位置を示す距離（例えば重心Ｇと後軸との前後方向の水平距離Ｘ_１）、鉛直方向（上下方向）の重心位置を示す重心Ｇの高さＺ、前軸重量Ｗ_ｆ及び後軸重量Ｗ_ｒを算出式を用いて正確に算出することができる。さらに、左前輪重量Ｗ_ｆＬ、右前輪重量Ｗ_ｆＲ、左後輪重量Ｗ_ｒＬ、及び右後輪重量Ｗ_ｒＲと、左右方向の重心位置を示す右側の車輪と重心Ｇとの左右方向の距離Ｙ_Ｒとを算出することができる。したがって、車両の重心の高さ（鉛直方向の重心の位置）及び前後方向の重心位置に加え、左右方向の重心位置も算出することができる。すなわち、車両の３次元の重心位置を求めることができる。

そして、制御装置８は、算出した値などを表示装置７の画面に表示する。図８に表示画面７１の一例を示している。この例では、左前輪重量（前軸左）Ｗ_ｆＬ、右前輪重量（前軸右）Ｗ_ｆＲ、左後輪重量（後軸左）Ｗ_ｒＬ、右後輪重量（後軸右）Ｗ_ｒＲ、前軸重量Ｗ_ｆ、後軸重量Ｗ_ｒ及び総重量Ｗ_Ｇを数値で示し、重心Ｇの位置については、車両を側面から見た模式図と後ろから見た模式図とのそれぞれに重心Ｇの位置を黒丸で示して、前後方向の重心位置、左右方向の重心位置及び重心の高さを把握できるように表示している。また、車両の模式図の下には、メッセージ欄が設けられ、制御装置８は、算出した車両の３次元の重心位置が車種毎に予め定められた範囲を外れている場合に、例えば、表示装置７の画面に運転手に対して注意を促すメッセージ、例えば、「重心が右側の後寄りで高いです。走行に注意してください。」というメッセージの表示を行わせるようにしている。なお、上記の車種毎に予め定められた範囲とは、車種別の理想的重心位置から前後方向、左右方向、鉛直方向にそれぞれ所定距離離れた範囲内であり、予め記憶手段８Ｍに記憶されている。

また、第１の実施形態において、例えばトラックを計測する装置として構成した場合に、表示装置７の画面に重心が高い旨等のメッセージを表示させたり、ランプを点灯させるようにしたが、第２の実施形態においても、同様のメッセージを表示させたり、ランプを点灯させるように構成してもよい。

なお、第２の実施形態においても、同一車種など、軸間距離Ｌが同一の車両のみを計測する場合には、軸間距離Ｌは一定値となるので、前述の（７）式〜（９）式に代えて、前述の（１２）式〜（１４）式を用いて、Ｚ、Ｗ_Ｇ、Ｘ_１を算出するように構成してもよい。

なお、第２の実施形態において、２つの重量計ｍ１１、ｍ１２を第１の実施形態のような１つの重量計ｍ１に代えても、あるいは２つの重量計ｍ２１、ｍ２２を第１の実施形態のような１つの重量計ｍ２に代えても、車両の総重量、前軸重量、後軸重量、各車輪に加わる荷重及び車両の３次元の重心位置を求めることができる。これは、前述の算出方法から明らかである。

また、第１の実施形態において、２つの重量計ｍ１、ｍ２の少なくとも一方が、第２の実施形態のように２つの重量計に分割されていてもよい。重量計ｍ１が２つの重量計ｍ１１、ｍ１２に分割されている場合には、２つの加算手段８１，８２の出力値の加算値が重量計ｍ１の加算手段８ａの出力値となり、重量計ｍ２が２つの重量計ｍ２１、ｍ２２に分割されている場合には、２つの加算手段８３，８４の出力値の加算値が重量計ｍ２の加算手段８ｂの出力値となる。

また、第１の実施形態において、例えば、演算手段８ｃに、２つの重量センサ２２のいずれか、あるいは２つの重量センサ３２のいずれかの計量信号を入力して、演算手段８ｃが、次のようにして車両の左右方向の重心位置を算出するように構成してもよい。この場合、前述の第２の実施形態の場合と同様、左右方向の重心位置を示す値を例えば右側の車輪と重心Ｇとの左右方向の距離Ｙ_Ｒとすれば、例えば、つぎのいずれかの式を用いて車両の左右方向の重心位置を示すＹ_Ｒを算出する。

Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＢＬ１／Ｗ_Ｂ・・・(１５)
Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＢＬ１’／Ｗ_Ｂ’・・・(１６)
Ｙ_Ｒ＝Ｉ・Ｗ_ＡＬ１／Ｗ_Ａ・・・(１７)
上式において、Ｉは、前述の第２の実施形態の場合と同様、左右の車輪の幅であり、演算手段８ｃは、車両１０の軸間距離Ｌを取得する場合と同様にして左右の車輪の幅Ｉを取得するようにしている。また、（１５）式は、左側の重量センサ２２Ｌの計量信号を演算手段８ｃに入力するように構成した場合で、Ｗ_Ｂは、車両１０の前輪１１が載荷板２１に載っている図４（ａ）の状態のときに加算手段８ａが出力する重量値であり、Ｗ_ＢＬ１は、同状態のときに左側の重量センサ２２Ｌの計量信号によって示される重量値である。また、（１６）式は、左側の重量センサ３２Ｌの計量信号を演算手段８ｃに入力するように構成した場合で、Ｗ_Ｂ’は、車両１０の前輪１１が載荷板３１に載っている図５（ａ）の状態のときに加算手段８ｂが出力する重量値であり、Ｗ_ＢＬ１’は、同状態のときに左側の重量センサ３２Ｌの計量信号によって示される重量値である。また、（１７）式は、左側の重量センサ２２Ｌの計量信号を演算手段８ｃに入力するように構成した場合で、Ｗ_Ａは、車両１０の後輪１２が載荷板２１に載っている図６（ａ）の状態のときに加算手段８ａが出力する重量値であり、Ｗ_ＡＬ１は、同状態のときに左側の重量センサ２２Ｌの計量信号によって示される重量値である。

なお、上記のようにして算出される車両の左右方向の重心位置は、車両１０が載荷板２１，３１に載る時に、車両１０の左右方向の中心位置が載荷板２１，３１の左右方向の中心からずれると誤差が生じるので、車両１０の左右方向の中心位置がなるべく載荷板２１，３１の左右方向の中心となるように車両１０が載荷板２１，３１に載せられることが好ましい。

また、車両の左右方向の重心位置の片寄り具合Ｓ_ＬＲについても、前述の第２の実施形態の場合と同様、Ｓ_ＬＲ＝Ｙ_Ｒ／Ｉとして、例えば、つぎのいずれかの式を用いて算出することができる。

Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＢＬ１／Ｗ_Ｂ
Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＢＬ１’／Ｗ_Ｂ’
Ｓ_ＬＲ＝Ｗ_ＡＬ１／Ｗ_Ａ
なお、右側の重量センサ２２Ｒあるいは３２Ｒの計量信号を演算手段８ｃに入力するように構成して、車両１０の左右方向の重心位置を、左側の車輪と重心Ｇとの左右方向の距離として算出するようにしてもよい。この場合も、同様にして片寄り具合を算出するようにしてもよい。

なお、第１の実施形態では、第１の載荷板２１より第２の載荷板３１の高さの方が高くなるように構成したが、第２の載荷板３１より第１の載荷板２１の高さの方が高くなるように構成してもよい。同様に、第２の実施形態において、載荷板３１ａ、３１ｂより載荷板２１ａ、２１ｂの高さの方が高くなるように構成してもよい。

また、可搬式の装置ではなくなるが、第１の実施形態において、第１の載荷板２１と第２の載荷板３１とのうちのいずれか一方を埋め込んで路面９と同じ高さ（すなわち路面９からの高さＨまたはＨ’が０）になるように構成してもよい。同様に、第２の実施形態において、載荷板２１ａ、２１ｂと載荷板３１ａ、３１ｂとのうちのいずれか一方を埋め込んで路面９と同じ高さ（すなわち路面９からの高さＨまたはＨ’が０）になるように構成してもよい。

本発明は、車両の総重量等を正確に測定することができる車両重量計測装置等として有用である。

２、２ａ、２ｂ、３、３ａ、３ｂ重量計
２１、２１ａ、２１ｂ、３１、３１ａ、３１ｂ載荷板
２２、２２ａ、２２ｂ、３２、３２ａ、３２ｂ重量センサ
７表示装置
８制御装置
８ａ、８ｂ加算手段
８ｃ、８５演算手段
８Ｍ記憶手段
９路面

Claims

水平な路面からの高さが第１の高さである第１の両輪載荷板を有し、前記第１の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第１の重量計と、
前記路面からの高さが前記第１の高さとは異なる第２の高さである第２の両輪載荷板を有し、前記第２の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第２の重量計と、
車両の左右の前輪が前記第１の両輪載荷板上に載せられて前記車両の左右の後輪が路面上にある状態の第１の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両の前輪及び後輪が路面上にある状態の車両水平状態である場合の前記車両の前軸及び後軸のいずれか一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記車両の前軸及び後軸の軸間距離と、前記第１の両輪載荷板の第１の高さと、前記第１の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第１の方程式と、前記左右の前輪が前記第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の後輪が路面上にある状態の第２の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記第２の両輪載荷板の第２の高さと、前記第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第２の方程式と、前記左右の後輪が前記第１または第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の前輪が路面上にある状態の第３の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記後輪が載せられている前記第１または第２の両輪載荷板の高さである第１または第２の高さと、前記後輪が載せられている前記第１または第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両の重量を算出するための車両重量算出式を予め記憶している記憶手段と、
前記車両が前記第１の車両傾斜状態のときに前記第１の重量計によって測定される第１の重量と、前記車両が前記第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、前記車両が前記第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量とを取得し、この取得した第１、第２及び第３の重量と前記車両重量算出式とに基づいて前記車両の重量を算出する演算手段と
を備えた車両重量計測装置。
水平な路面からの高さが第１の高さである第１の両輪載荷板を有し、前記第１の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第１の重量計と、
前記路面からの高さが前記第１の高さとは異なる第２の高さである第２の両輪載荷板を有し、前記第２の両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する第２の重量計と、
車両の左右の後輪が前記第１の両輪載荷板上に載せられて前記車両の左右の前輪が路面上にある状態の第１の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両の前輪及び後輪が路面上にある状態の車両水平状態である場合の前記車両の前軸及び後軸のいずれか一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記車両の前軸及び後軸の軸間距離と、前記第１の両輪載荷板の第１の高さと、前記第１の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第１の方程式と、前記左右の後輪が前記第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の前輪が路面上にある状態の第２の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記第２の両輪載荷板の第２の高さと、前記第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の前輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第２の方程式と、前記左右の前輪が前記第１または第２の両輪載荷板上に載せられて前記左右の後輪が路面上にある状態の第３の車両傾斜状態を想定した場合に、前記車両の重量と、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離と、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さとを未知数とし、前記軸間距離と、前記前輪が載せられている前記第１または第２の両輪載荷板の高さである第１または第２の高さと、前記前輪が載せられている前記第１または第２の重量計によって測定される重量とを既知数として、前記左右の後輪と前記路面との接点を通る軸のまわりの力のモーメントのつりあいを考慮して作成される３つの前記未知数の関係を示す第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両の重量を算出するための車両重量算出式を予め記憶している記憶手段と、
前記車両が前記第１の車両傾斜状態のときに前記第１の重量計によって測定される第１の重量と、前記車両が前記第２の車両傾斜状態のときに前記第２の重量計によって測定される第２の重量と、前記車両が前記第３の車両傾斜状態のときに前記第１または第２の重量計によって測定される第３の重量とを取得し、この取得した第１、第２及び第３の重量と前記車両重量算出式とに基づいて前記車両の重量を算出する演算手段と
を備えた車両重量計測装置。
前記記憶手段は、
さらに、前記第１の方程式と前記第２の方程式と前記第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両水平状態である場合の前記路面からの前記車両の重心の高さを算出するための重心高さ算出式を予め記憶しており、
前記演算手段は、
さらに、前記取得した第１、第２及び第３の重量と前記重心高さ算出式とに基づいて前記車両の重心の高さを算出するように構成された、請求項１または２に記載の車両重量計測装置。
前記記憶手段は、
さらに、前記第１の方程式と前記第２の方程式と前記第３の方程式とに基づいて導き出された、前記車両水平状態である場合の前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離を算出するための前後方向重心位置算出式を予め記憶しており、
前記演算手段は、
さらに、前記取得した第１、第２及び第３の重量と前記前後方向重心位置算出式とに基づいて前記一方の車軸と前記車両の重心との水平距離を算出するように構成された、請求項１または２に記載の車両重量計測装置。
前記第１の重量計及び前記第２の重量計のうちの少なくとも一方は、
前記両輪載荷板の前記車両の右側の車輪が載置される側の端部部分を支持して重量を検出する右側重量検出部と、
前記両輪載荷板の前記車両の左側の車輪が載置される側の端部部分を支持して重量を検出する左側重量検出部と、
前記右側重量検出部で検出される重量と前記左側重量検出部で検出される重量とを加算することによって前記両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を算出する加算手段とを有し、
前記演算手段は、
さらに、前記車両が前記第１、第２または第３のいずれかの車両傾斜状態のときに前記右側重量検出部及び前記左側重量検出部のうちのいずれか一方で検出される重量を取得し、この取得した重量と、前記いずれかの車両傾斜状態のときに前記加算手段により算出される前記両輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量と、左右の車輪の幅とに基づいて、前記車両の左右方向の重心位置を求めるように構成された、
請求項１または２に記載の車両重量計測装置。
前記第１の重量計及び前記第２の重量計のうちの少なくとも一方は、
前記両輪載荷板が、前記車両の右側の車輪が載置される右車輪載荷板と、前記車両の左側の車輪が載置される左車輪載荷板とに分割され、前記右車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する右車輪用重量計と、前記左車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量を測定する左車輪用重量計とを有するように構成された、請求項１または２に記載の車両重量計測装置。
前記演算手段は、
さらに、前記車両が前記第１、第２または第３の車両傾斜状態のときに取得した前記右車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量及び前記左車輪載荷板に加わる垂直荷重に応じた重量と、左右の車輪の幅とに基づいて、前記車両の左右方向の重心位置を求めるように構成された、
請求項６に記載の車両重量計測装置。
前記演算手段により算出される前記車両の重心の高さが所定の高さより高いときに、その旨を報知するための報知手段をさらに備えた、請求項３に記載の車両重量計測装置。