JP5713846B2 - 車両の軸重計測装置及び車種判別装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の軸重を計測することで車両の重量を検出する車両の軸重計測装置、並びにこの車両の軸重計測装置を有する車種判別装置に関するものである。

従来、例えば、トラックなどの車両の軸重が車両制限令に規定されている軸重を超えているかどうかを判定するために、軸重計測装置が用いられている。この軸重計測装置は、一般道路や有料道路の料金所入口手前の道路に埋設されており、車両がこの荷重計測装置の上を走行することで、車両の各軸重を計測することができる。この場合、軸重計測装置による車両の軸重計測は、一般的に、複数のロードセルにより行われている。

このような車両の軸重計測装置として、例えば、下記特許文献１、２に記載されたものがある。

特許第３４８４６８６号公報 特許第３９３５６４５号公報

上述した従来の車両の軸重計測装置では、複数のロードセルによりこの軸重計測装置が構成されている。即ち、道路の幅方向に沿って載置板を設置することから、この載置板の長手方向（道路の幅方向）に沿って複数のロードセルを配置しなければならない。そのため、従来の車両の軸重計測装置は、構造の複雑化、高コスト化を招いてしまい、計測データの処理系統も複雑化して計測精度が低下してしまうおそれもある。

本発明は上述した課題を解決するものであり、構造の簡素化及び低コスト化を可能とする車両の軸重計測装置及び車種判別装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の車両の軸重計測装置は、道路の路面に幅方向に沿って配置される踏板と、前記踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、前記断熱圧縮体の温度を計測する温度計測器と、前記温度計測器が計測した前記断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する軸重算出部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、車輪から踏板を介して断熱圧縮体に荷重が入力すると、この断熱圧縮体は、入力荷重に応じて温度が変化することから、温度計測器は、この断熱圧縮体の温度を計測し、軸重算出部は断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する。その結果、踏板の下方に断熱圧縮体を設けるだけで、車両の軸重を容易に計測することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

本発明の車両の軸重計測装置では、前記踏板は弾性体により構成され、前記断熱圧縮体は前記踏板内に埋設されることを特徴としている。

従って、車両からの入力荷重を弾性体で構成される踏板により断熱圧縮体に適正に伝達することで、軸重の計測精度を向上することができる。

本発明の車種判別装置は、道路の路面に幅方向に沿って配置される踏板と、前記踏板からの入力により軸数を検出する複数の軸数検知器と、前記踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、前記断熱圧縮体の温度を計測する温度計測器と、前記温度計測器が計測した前記断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する軸重算出部と、前記軸数検知器と前記軸重算出部の出力に基づいて車種を判別する車種判別部と、を備えることを特徴とするものである。

従って、車輪から踏板に荷重が入力すると、各軸数検知器は車両の軸数を検出する一方、断熱圧縮体は入力荷重に応じて温度が変化し、温度計測器は断熱圧縮体の温度を計測し、軸重算出部は断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する。車種判別部は、軸数と軸重とに基づいて車種を判別する。その結果、踏板の下方に複数の軸数検知器と断熱圧縮体を設けるだけで、車種を容易に判別することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

本発明の車種判別装置では、前記複数の軸数検知器と前記断熱圧縮体は、前記道路の長手方向に沿って所定間隔をもって配列されることを特徴としている。

従って、踏板内に複数の軸数検知器と断熱圧縮体を並べて配置することで、装置のコンパクト化を可能とすることができる。

本発明の車種判別装置では、前記断熱圧縮体は前記複数の軸数検知器の間に配置され、該軸数検知器は、少なくとも２つ連続して配置されることを特徴としている。

従って、断熱圧縮体を複数の軸数検知器の間に配置すると共に軸数検知器を２つ連続配置することで、検出精度を向上することができる。

本発明の車種判別装置では、前記複数の軸数検知器は、前記道路の長手方向に沿って所定間隔をもって配列され、前記断熱圧縮体は前記複数の軸数検知器の上方または下方に配置されることを特徴としている。

従って、踏板の長さを短縮して装置全体のコンパクト化を可能とすることかできる。

本発明の車両の軸重計測装置及び車種判別装置によれば、踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、断熱圧縮体の温度を計測する温度計測器と、温度計測器が計測した前記断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する軸重算出部とにより軸重計測装置を構成し、また、踏板からの入力により軸数を検出する複数の軸数検知器と、軸数検知器と軸重算出部の出力に基づいて車種を判別する車種判別部とにより車種判別装置を構成している。従って、踏板の下方に断熱圧縮体や複数の軸数検知器を設けるだけで、軸重を容易に計測したり、車種を容易に判別したりすることができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

図１は、本発明の実施例１に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図である。 図２は、実施例１の車両の車種判別装置の縦断面図である。 図３は、断熱圧縮体の作用を表すグラフである。 図４は、実施例１の車種判別装置を表す概略図である。 図５は、本発明の実施例２に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図である。 図６は、本発明の実施例３に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る車両の軸重計測装置及び車種判別装置の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。

図１は、本発明の実施例１に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図、図２は、実施例１の車両の車種判別装置の縦断面図、図３は、断熱圧縮体の作用を表すグラフ、図４は、実施例１の車種判別装置を表す概略図である。

実施例１の車種判別装置は、有料道路または有料駐車場などの入口部や出口部に設けられており、料金収受システムの一部として機能する。即ち、料金収受システムは、車種判別装置により有料道路や有料駐車場に進入する車両の種類、例えば、４輪車または２輪車、普通車または大型車などを判別し、その車種に応じた料金を収受するものである。

実施例１において、図４に示すように、道路１０１は、車両１０２が走行可能であり、有料道路の入口部に車種判別装置１０３が設けられている。この車種判別装置１０３は、道路１０１における有料道路の入口部の両側に設けられた一対の車高検出器１０４（１０４ａ，１０４ｂ）と、踏板１０５とを有している。車高検出器１０４は、光学式の検出器であって、発光部１０４ａと受光部１０４ｂとからなり、この発光部１０４ａと受光部１０４ｂとの間を車両１０２が通過すと光を遮ることから、車両１０２の通過を確認すると共に、その高さを検出する。

踏板１０５は、車高検出器１０４における発光部１０４ａと受光部１０４ｂの間の道路１０１にその幅方向に沿って埋設されている。この踏板１０５は、この上を車両１０２が通過することにより、軸数、輪数、軸重、トレッドなどを検出し、この検出結果から車種を判別することができる。なお、符号の１０６は、料金収受器や通行券発行機などが設けられた料金収受器である。

ここで、踏板１０５について詳細に説明する。図１及び図２に示すように、踏板１０５は、弾性部材（例えば、ゴム部材など）からなり、内部に１つの断熱圧縮体１１と、複数（本実施例では、３つ）の軸数検知器１２，１３，１４が収容されている。この場合、断熱圧縮体１１と各軸数検知器１２，１３，１４は、道路１０１の長手方向（図１及び図２の左右方向）に沿って所定間隔（均等間隔）をもって配列されている。そして、踏板１０５は、上方が開口した収容ケース２０内に収容され、道路１０１に形成された穴に埋設されている。

断熱圧縮体１１は、踏板１０５からの入力荷重に応じて発熱することで、温度変化が可能な構成となっている。この場合、断熱圧縮体１１は、周囲の部材である踏板１０５の温度の伝達を遮断可能となっており、踏板１０５からの入力荷重により圧縮されて体積が変化することで発熱し、踏板１０５からの入力荷重がなくなると、圧縮が解除されて体積が元に戻って発熱が終了する。温度センサ（温度計測器）２１は、断熱圧縮体１１の温度を計測して出力する。即ち、図３に示すように、断熱圧縮体１１は、踏板１０５への入力荷重の増加に対して、その温度が比例して上昇するような特性を有している。なお、この断熱圧縮体１１は、膨張係数の高い有機液体が好ましく、例えば、ハイドロカーボン（炭化水素）などが適用される。この場合、有機液体は、容器内に充填された状態で、踏板１０５内に配置される。

軸数検知器１２，１３，１４は、踏板１０５からの入力により軸数を検出するものであり、ほぼ同様の構成をなしている。この軸数検知器１２，１３，１４は、空洞部３１の上部に第１接点３２が固定されると共に、下部に第２接点３３が固定され、側部に第１接点３２と第２接点３３との接触を検出する接点検出器３４が設けられて構成されている。従って、踏板１０５上を車両が走行すると、車重によりこの踏板１０５が押しつぶされ、空洞部３１の第１接点３２が第２接点３３に接触し、接点検出器３４は、第１接点３２と第２接点３３との接触を検出して出力する。

車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体１１の温度が入力されると共に、３つの接点検出器３４が検出した第１接点３２と第２接点３３との接触結果が入力される。従って、車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体１１の温度に基づいて、例えば、軸重を算出（軸重算出部）する。この場合、断熱圧縮体１１の温度変化と、踏板１０５に入力する入力荷重、つまり、車両の軸重の変化との相関関係を予め実験等により求めておき、両者の関係をマップ化しておくことが望ましい。

また、車種判別部４１は、３つの接点検出器３４から入力された信号により車両の軸数を検出する。即ち、車両のタイヤが踏板１０５上を転動するとき、軸数検知器１２，１３，１４は、第１接点３２と第２接点３３とが順に接触するため、各接点検出器３４が接触信号を出力するが、その接触信号の出力期間が重複することで、人ではなく車両が通過したことを検出する。また、軸数検知器１２，１３，１４は、第１接点３２と第２接点３３とが接触して各接点検出器３４が接触信号を出力することで、車利用の軸数を検出する。そして、車種判別部４１は、車高検出器１０４（図４参照）の検出結果と、この各接点検出器３４からの接触信号を合わせて、車両のトレッド、輪数、軸数などを計測する。そして、車種判別部４１は、車両の軸重、トレッド、輪数、軸数などから車種を判別する。

なお、実施例１では、踏板１０５、断熱圧縮体１１、温度センサ２１、車種判別部４１により本発明の軸重計測装置が機能する。

このように実施例１の車両の軸重計測装置にあっては、道路１０１の路面に幅方向に沿って配置される踏板１０５と、この踏板１０５からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体１１と、断熱圧縮体１１の温度を計測する温度センサ２１と、温度センサ２１が計測した断熱圧縮体１１の温度に基づいて軸重を算出する車種判別部４１とを設けている。

従って、車輪から踏板１０５を介して断熱圧縮体１１に荷重が入力すると、この断熱圧縮体１１は、入力荷重に応じて温度が変化することから、温度センサ２１は、この断熱圧縮体１１の温度を計測し、車種判別部４１は断熱圧縮体１１の温度に基づいて軸重を算出する。その結果、踏板１０５の下方に断熱圧縮体１１を設けるだけで、車両１０２の軸重を容易に計測することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

また、実施例１の車両の軸重計測装置では、踏板１０５を弾性部材により構成し、断熱圧縮体１１を踏板１０５内に埋設している。従って、車両１０２からの入力荷重を弾性部材で構成される踏板１０５により断熱圧縮体１１に適正に伝達することで、軸重の計測精度を向上することができる。

また、実施例１の車種判別装置にあっては、道路１０１の路面に幅方向に沿って配置される踏板１０５と、踏板１０５からの入力により軸数を検出する複数の軸数検知器１２，１３，１４と、踏板１０５からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体１１と、断熱圧縮体１１の温度を計測する温度センサ２１と、温度センサ２１が計測した断熱圧縮体１１の温度に基づいて算出した軸重と軸数検知器１２，１３，１４が検出した踏板１０５からの入力により検出された軸数に基づいて車種を判別する車種判別部４１とを設けている。

従って、車輪から踏板１０５に荷重が入力すると、各軸数検知器１２，１３，１４はこれを検出する一方、断熱圧縮体１１は入力荷重に応じて温度が変化し、温度センサ２１が断熱圧縮体１１の温度を計測し、車種判別部４１は、断熱圧縮体１１の温度に基づいて算出された軸重と軸数とに基づいて車種を判別する。その結果、踏板１０５の下方に複数の軸数検知器１２，１３，１４と断熱圧縮体１１を設けるだけで、車種を容易に判別することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

また、実施例１の車種判別装置では、各軸数検知器１２，１３，１４と断熱圧縮体１１を道路１０１の長手方向に沿って所定間隔をもって配列している。従って、踏板１０５内に各軸数検知器１２，１３，１４と断熱圧縮体１１を並べて配置することで、装置のコンパクト化を可能とすることができる。

図５は、本発明の実施例２に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例２の車両の車種判別装置において、図５に示すように、踏板１０５は、道路１０１の幅方向に沿って埋設されており、踏板１０５の上を車両１０２が通過することにより、軸数、輪数、軸重、トレッドなどを検出し、この検出結果から車種を判別することができる。

この踏板１０５は、内部に１つの断熱圧縮体５１と、複数（本実施例では、４つ）の軸数検知器１２，１３，１４，１５が収容されている。この場合、断熱圧縮体５１は、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の中間位置に配置され、２つの軸数検知器１２，１３及び２つの軸数検知器１４，１５は、それぞれ連続して配置されている。即ち、踏板１０５は、内部に、軸数検知器１２，１３、断熱圧縮体５１、軸数検知器１４，１５の順に道路１０１の長手方向（図５の左右方向）に沿って所定間隔（均等間隔）をもって配列されている。そして、踏板１０５は、上方が開口した収容ケース２０内に収容され、道路１０１に形成された穴に埋設されている。

車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体５１の温度が入力されると共に、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の接触結果が入力される。従って、車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体５１の温度に基づいて、例えば、軸重を算出（軸重算出部）する。また、車種判別部４１は、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の信号により車両を検出する。そして、車種判別部４１は、各軸数検知器１２，１３，１４，１５からの接触信号と、車両の軸重などから車種を判別する。

このように実施例２の車種判別装置にあっては、道路１０１の路面に幅方向に沿って配置される踏板１０５と、踏板１０５からの入力により軸数を検出を検出する複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５と、踏板１０５からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体５１と、断熱圧縮体５１の温度に基づいて算出した軸重と軸数検知器１２，１３，１４，１５が検出した車両の軸数に基づいて車種を判別する車種判別部４１とを設けている。

従って、車輪から踏板１０５に荷重が入力すると、各軸数検知器１２，１３，１４，１５は車両の軸数を検出する一方、断熱圧縮体５１は入力荷重に応じて温度が変化し、車種判別部４１は、断熱圧縮体５１の温度に基づいて算出された軸重と車両の軸数とに基づいて車種を判別する。その結果、踏板１０５の下方に複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５と断熱圧縮体５１を設けるだけで、車種を容易に判別することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

また、実施例２の車種判別装置では、断熱圧縮体５１を４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の中間位置に配置している。従って、軸数検知器１２，１３，１４，１５が少なくとも２つ連続して配置されることで、検出精度を向上することができる。

図６は、本発明の実施例３に係る車両の軸重計測装置が適用された車種判別装置の平面図である。なお、上述した実施例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

実施例３の車両の車種判別装置において、図６に示すように、踏板１０５は、道路１０１の幅方向に沿って埋設されており、踏板１０５の上を車両１０２が通過することにより、軸数、輪数、軸重、トレッドなどを検出し、この検出結果から車種を判別することができる。

この踏板１０５は、内部に１つの断熱圧縮体６１と、複数（本実施例では、４つ）の軸数検知器１２，１３，１４，１５が収容されている。この場合、断熱圧縮体６１は、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の下方に配置されている。即ち、踏板１０５は、内部に、軸数検知器１２，１３，１４，１５の順に道路１０１の長手方向（図６の左右方向）に沿って所定間隔（均等間隔）をもって配列されており、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の下方に位置して１つの断熱圧縮体６１が配置されている。そして、踏板１０５は、上方が開口した収容ケース２０内に収容され、道路１０１に形成された穴に埋設されている。

この場合、踏板１０５の内部に、軸数検知器１２，１３，１４，１５を道路１０１の長手方向に沿って所定間隔をもって配列し、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の上方に１つの断熱圧縮体６１を配置してもよい。また、断熱圧縮体６１は、軸数検知器１２，１３，１４，１５の全ての下方にわたって配置する必要はなく、軸数検知器１２，１３，１４，１５のうちの１つの上方または下方に配置してもよい。

車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体６１の温度が入力されると共に、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の接触結果が入力される。従って、車種判別部４１は、温度センサ２１が検出した断熱圧縮体５１の温度に基づいて、例えば、軸重を算出（軸重算出部）する。また、車種判別部４１は、４つの軸数検知器１２，１３，１４，１５の信号により車両の軸数を検出する。そして、車種判別部４１は、各軸数検知器１２，１３，１４，１５からの接触信号と、車両の軸重などから車種を判別する。

このように実施例３の車種判別装置にあっては、道路１０１の路面に幅方向に沿って配置される踏板１０５と、踏板１０５からの入力荷重を検出する複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５と、踏板１０５からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体６１と、断熱圧縮体６１の温度に基づいて算出した軸重と軸数検知器１２，１３，１４，１５が検出した車両の軸数に基づいて車種を判別する車種判別部４１とを設けている。

従って、車輪から踏板１０５に荷重が入力すると、各軸数検知器１２，１３，１４，１５はこれを検出する一方、断熱圧縮体６１は入力荷重に応じて温度が変化し、車種判別部４１は、断熱圧縮体６１の温度に基づいて算出された軸重と車両の軸数とに基づいて車種を判別する。その結果、踏板１０５の下方に複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５と断熱圧縮体６１を設けるだけで、車種を容易に判別することができ、構造の簡素化及び低コスト化を可能とすることができる。

また、実施例３の車種判別装置では、複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５を道路１０１の長手方向に沿って所定間隔をもって配列し、断熱圧縮体６１をこの複数の軸数検知器１２，１３，１４，１５の上方または下方に配置している。従って、踏板１０５の長さを短縮して装置全体のコンパクト化を可能とすることかできる。

なお、上述した各実施例では、断熱圧縮体１１，５１，６１や軸数検知器１２，１３，１４，１５を踏板１０５の内部のそれぞれの位置に必要な数だけ配置したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、適宜設定すればよいものである。

１１，５１，６１ 断熱圧縮体
１２，１３，１４，１５ 軸数検知器
２１ 温度センサ（温度計測器）
４１ 車種判別部
１０１ 道路
１０２ 車両
１０３ 車種判別装置
１０５ 踏板

Claims (6)

1. 道路の路面に幅方向に沿って配置される踏板と、
   前記踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、
   前記断熱圧縮体の温度を計測する温度計測器と、
   前記温度計測器が計測した前記断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する軸重算出部と、
   を備え、
   前記断熱圧縮体は、前記踏板からの入力荷重に応じて発熱して温度変化が可能であり、前記踏板の温度の伝達を遮断可能であり、容器内に充填された有機液体である、
   ことを特徴とする車両の軸重計測装置。
2. 前記踏板は弾性体により構成され、前記断熱圧縮体は前記踏板内に埋設されることを特徴とする請求項１に記載の車両の軸重計測装置。
3. 道路の路面に幅方向に沿って配置される踏板と、
   前記踏板からの入力により軸数を検出する複数の軸数検知器と、
   前記踏板からの入力荷重に応じて温度変化が可能な断熱圧縮体と、
   前記断熱圧縮体の温度を計測する温度計測器と、
   前記温度計測器が計測した前記断熱圧縮体の温度に基づいて軸重を算出する軸重算出部と、
   前記軸数検知器と前記軸重算出部の出力に基づいて車種を判別する車種判別部と、
   を備え、
   前記断熱圧縮体は、前記踏板からの入力荷重に応じて発熱して温度変化が可能であり、前記踏板の温度の伝達を遮断可能であり、容器内に充填された有機液体である、
   ことを特徴とする車種判別装置。
4. 前記複数の軸数検知器と前記断熱圧縮体は、前記道路の長手方向に沿って所定間隔をもって配列されることを特徴とする請求項３に記載の車種判別装置。
5. 前記断熱圧縮体は前記複数の軸数検知器の間に配置され、該軸数検知器は、少なくとも２つ連続して配置されることを特徴とする請求項４に記載の車種判別装置。
6. 前記複数の軸数検知器は、前記道路の長手方向に沿って所定間隔をもって配列され、前記断熱圧縮体は前記複数の軸数検知器の上方または下方に配置されることを特徴とする請求項３に記載の車種判別装置。

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