JPH0374929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 技術分野 本発明は、軌道車両重量計測用検出装置に関
し、より詳細には、所定長を有する２本の平行な
軌道と複数の枕木との間にそれぞれ間挿された複
数の荷重変換器によつて前記軌道上に停止した被
測定車両の輪重または軸重に対応した検出信号を
得る検出装置に関するものである。

(b) 従来技術 従来、軌道上を走行する車両等の重量を計測す
る方法としては軌道の側部にひずみゲージを用い
たひずみ検出器を取付けまたはひずみゲージを直
接接着し、その軌道上に車両が停止されたとき生
ずる軌道のせん断応力をひずみゲージによつて電
気信号に変換しその電気信号に基づいて車両重量
を計測する方法や、軌道下方に強固な基礎、すな
わち道床を設け、その道床の上に荷重変換器、載
荷板および軌道を順次重ねる如く設置し、その軌
道上に乗せられた車輪の荷重（輪重）を荷重変換
器により検出し、その検出信号に基づいて車両重
量を計測する方法等がある。

しかしながら、上記前者の方法は、軌道にひず
みゲージを接着またはひずみ検出器を取付けるこ
とを前提としており、ひずみゲージの防湿処理、
軌道へのセンサ取付面の平面加工や精密な孔あけ
加工等の厄介な取付工事を施さねばならず、また
加工精度による検出誤差や軌道の撓みによる検出
誤差が混入し易く、高精度化が容易に実現し得な
いという難点がある。

また、上記後者の方法は、軌道を支える道床に
相当する載荷板を充分厚くして剛性を大きくして
いるので、軌道の撓みによる検出誤差はほぼ無く
すことができるが、その載荷板や荷重変換器等が
大型化、高重量化しそれらを軌道下に埋蔵設置す
るために非常に大がかりな基礎工事を要し、その
費用も膨大となる欠点がある。

ところで、高炉と製鋼工場との間の軌道上に架
設され、高炉より出銑された溶銑を製鋼工場へ運
搬するトピードカーと称される混銑車にあつて
は、その積載重量、すなわち受銑量（受銑重量）
を計測することが必要である。従来、この受銑量
を計測する方法としては、上述したような方法が
採られるが、ここで、上記後者の従来方法を第１
図を参照して詳しく説明し、その問題点となると
ころを述べる。

第１図は、従来の軌道車両重量計測用検出装置
の配置例を示す側面図である。

同図において、１は２本の平行な軌道２，３上
に走行自在に架設された混銑車である。軌道２，
３のうち、所定長を有する特定の軌道２ａ，３ａ
は、枕木４の代わりに底面全面を支持するように
形成された高い剛性を有する載荷板５上に固定し
て載置されている。この載荷板５の下方の地盤は
コンクリート等により堅固に形成された基礎６と
なつており、荷重変換器（ロードセル）８が載荷
板５と基礎６上に設けた枠７との間に複数個間挿
されるようにして設置されている。これらの荷重
変換器８は、混銑車１の被測定対象車輪９が軌道
２ａ，３ａ上に停止したときに載荷板５を介して
荷重を受けて起歪部がその荷重に対応する量だけ
ひずみそのひずみをひずみゲージが検出して荷重
に対応する検出信号を出力する。従つて、これら
の出力の総和を求めることにより混銑車１の重量
を知ることができる。

しかしながら、このようにして混銑車１の重量
を検出する場合、現実には次のような問題点が生
じている。

すなわち、荷重変換器８は、上述のような混銑
車１の重量を計測する場合に、積載された溶銑の
湯こぼれにより荷重変換器８が加熱されて損傷す
ることがある。そのような場合、荷重変換器８を
修理あるいは交換する必要がある（定期的な点
検、修理のときも同様である）が、そのためには
軌道２ａ，３ａを除去し載荷板５を持ち上げなけ
ればならない。しかし、この載荷板５は、荷重変
換器８により正確に重量を測定し得るように剛性
大なるものを用いているため、極めて重いものと
なつている。従つて、このような作業を行うには
軌道２，３近傍にクレーン等の物上げ機械を導入
または設置する必要が生じるが、高炉工場等では
クレーン等を設置するスペースは殆んどなく、ま
た、もしその設置が可能であつても荷重変換器８
の修理、交換等に長時間を要してしまうため、混
銑車１の運行を著しく妨げることになつてしま
い、特に高炉工場のように一時的にも高炉の火を
止めることのできないような所では致命的な問題
であつた。

さらに、軌道２ａ，３ａの下部は全面的に載荷
板５となつているため、湯こぼれにより特に軌道
２ａ，３ａと載荷板５とが固着してしまう可能性
が大きく、軌道２ａ，３ａの交換もできなくなる
虞れがあつた。

また、この載荷板５は既述したように相当な厚
みとなるため、基礎６は地盤中やや深目に設ける
必要があり、その作業も大掛りとなり、さらに重
量の大きな載荷板５のため（載荷板５が風袋重量
となるため）に、荷重変換器８の定格容量を大き
くしなければならなかつた。

このように、従来の方法によると、装置自体が
大掛りで且つ膨大なコストを要するものとなつて
しまい、また、荷重変換器８の修理、交換等が極
めて困難でその作業に長時間を要するという難点
があつた。

(c) 目的 本発明は、上記従来装置の有する問題点を解決
すべくなされたもので、その目的とするところ
は、簡単な構成で、据付、修理等に際し従来のよ
うな物上げ機械を用いずとも容易且つ迅速にその
作業ができ、装置自体の製作コストを低減できる
ばかりでなく装置の据付、補修に要する費用も大
幅に低減でき、しかも被測定対象車両の輪重また
は軸重を正確に検出することができる軌道車両重
量計測用検出装置を提供することにある。

(d) 構成 本発明の要旨とするところは、所定長を有する
２本の平行な軌道と複数の枕木との間にそれぞれ
間挿された複数の荷重変換器によつて前記軌道上
に停止した被測定車両の輪重または軸重に対応し
た検出信号を検出し、該検出信号をもとに前記被
測定車両の重量および／または積載重量を計測す
るために用いられる検出装置であつて、前記荷重
変換器の荷重受部を顎状部を有する荷重受座と強
固に連結または一体化し、前記荷重変換器の台座
部を前記枕木上に直接または介挿部材を介して載
置し且つ取外し可能な固定手段により前記枕木に
固定し、前記荷重受座の受圧面を前記軌道の脚部
底面に当接し且つ前記顎部と前記軌道のフランジ
部とを挟持手段によつて取外し可能に挟持固定す
るように構成したところにあり、このような構成
とすることによつて上記目的を完全に達成するこ
とができる。

以下、本発明の構成を図示の一実施例に基づき
詳細に説明する。

第２図ＡおよびＢは、本発明の一実施例の構成
を示す半断面正面図および側面図である。

同図において、特定の軌道２ａは、第１図に示
したものと同一のものであり、周知の如く、脚部
１０は、両側方に張り出したフランジ部１１が形
成されている。この脚部１０の底面には、脚部１
０のスパン（幅）と略同じ寸法の大径の顎部１２
ａ（この場合フランジ状をなす）と雄ねじが形成
された小径部１２ｂとを有する円柱状の荷重受座
１２の上面が当接している。

１３は軌道固定板であり、中央部に円孔１３ａ
が穿設され、縦・横の寸法が荷重受座１２の顎部
（大径部）１２ａより大きい矩形状に形成され、
四隅部にはネジ穴１３ｂが形成されており、上記
円孔１３ａには荷重受座１２の小径部１２ｂが嵌
入され、その上端面が荷重受座１２の顎部１２ａ
下面と当接している。１４は、フランジ部１４ａ
を有する軌道固定金具であり、その横断面形状が
逆Ｌ字状に形成され、その長手方向に２つのボル
ト孔１４ｂが穿設されており、そのフランジ部１
４ａが軌道２ａのフランジ部１１と当接され、底
部が軌道固定板１３の上面と一部が当接され且つ
ボルト孔１４ｂには締付ボルト１５が挿通され、
その締付ボルト１５は軌道固定板１３のねじ穴１
３ｂと螺合されている。このように軌道固定金具
１４と軌道固定板１３との間に軌道２ａのフラン
ジ部１１と荷重受座１２の顎部１２ａとを挟み込
み、締付ボルト１５を軌道固定金具１４のボルト
孔１４ｂに挿通し軌道固定板１３のねじ孔１３ｂ
にねじ込むことによつて、軌道２ａと荷重受座１
２とは挟持固定される。図示のものは、２つの軌
道固定金具１４を用いて軌道２ａの両側を挟持し
ている例を示している。１６は、荷重変換器であ
り、全体形状が厚肉円板状を呈しており、段状を
なす上面中央部が受圧面１６ａ、底面周辺部が台
座部１６ｂとなつており、その中央の円孔１６ｃ
に形成された雌ねじ部に、荷重受座１２の小径部
１２ｂに形成された雄ねじが螺合されている。こ
れにより、荷重受座１２と荷重変換器１６の荷重
受部とが強固に固定される。この荷重変換器１６
は、その内部の構成は図示を省略したが、破線１
６ｄと１６ｅとで挟まれた部分が起歪部１６ｆと
され、この起歪部１６ｆにせん断ひずみを検出し
得るようにひずみゲージ（図示せず）が添着され
ている。さらに、この荷重変換器１６は、介挿部
材としての取付台座１７および例えばゴム等より
なる緩衛部材１８を介して、例えばコンクリー
ト、鉄材等よりなる特殊枕木１９上に載置され、
そして荷重変換器１６がボルト２０により取付台
座１７に締付固定され、この取付台座１７がボル
ト２１により特殊枕木１９に締付固定されてい
る。すなわち、荷重変換器１６は、特殊枕木１９
上に取付台座１７および緩衛部材１８等の介挿材
を介して載置され且つ取外し可能な固定手段とし
てのボルト２０，２１によつて特殊枕木１９に固
定される。この特殊枕木１９は、第１図示のもの
と同様に形成された基礎６上に設置される。

次に、上述のように構成された実施例の作用に
つき説明する。

第３図において、混銑車１が軌道２（軌道３に
ついては、説明を省略する）を介して誘導され、
軌道２ａ上に停止（架設）されたとき、その軌道
２ａは、混銑車１の車輪９の輪重または軸重を第
２図Ａに示す荷重受座１２に伝達する。この荷重
受座１２は、軌道固定板１３および小径部１２ｂ
に形成された雄ねじを介して荷重変換器１６の受
圧面および円孔１６ｃに形成された雌ねじの部
分、すなわち荷重変換器１６の荷重受部を図にお
いて下方向に押圧する。すると、荷重変換器１６
の円孔１６ｃと破線１６ｄとで囲まれる荷重受部
は、下方向に押圧され、一方、それによつて破線
１６ｅと外周面とで囲まれる反力受部（台座部）
には、上向きの反力が生ずる。その結果、破線１
６ｄと１６ｅとで囲まれる起歪部１６ｆにせん断
力が印加されるため、その起歪部１６ｆに接着剤
等の手段により添着されたひずみゲージにせん断
ひずみを生じ、被測定対象の車輪９の輪重（また
は軸重）に対応した検出信号を発する。一般に、
荷重変換器１６に添着されたひずみゲージは、１
枚，２枚または４枚を含んでホイートストンブリ
ツジ回路が形成され、そのブリツジ回路の入力端
にブリツジ電圧を印加すると、そのブリツジ回路
の出力端からひずみ量に対応した信号、すなわち
印加荷重に対応した検出信号を出力するようにな
つている。この荷重変換器１６の検出信号は、図
示は省略したが、増幅器により適宜増幅され、場
合によりＡ／Ｄ変換器を介してデイジタル信号に
変換され、さらに演算器により被測定車両の重量
および／または積載量が演算され、その演算結果
は表示器によつて表示され、場合により記録器に
記録される。

上述のように構成され且つ動作する本実施例に
よれば、軌道２ａ，３ａ上に混銑車１の被測定車
輪９が架設されたとき、軌道２ａ，３ａと特殊枕
木１９との間に間挿された複数の荷重変換器１６
の各出力を加算することにより混銑車１の重量を
容易に演算することができる。また、混銑車１の
積載重量は、混銑車１が空荷のときに空荷重量を
予め測定しておくことにより簡単に求めることが
できる。

また、この荷重変換器１６を修理、交換等のた
め取外す場合、先ず、締付ボルト１５を緩め、抜
き取つて軌道固定金具１４を取り外し、次いで、
ボルト２１を緩め、抜き取れば、荷重変換器１６
は、それに付随した、例えば軌道固定板１３、取
付台座１７等とともに軌道２ａと特殊枕木１９と
の間に間挿されているだけであるので、軌道２ａ
を取り外すことなく、側方にスライドさせるだけ
で簡単に取り外すことができる。この場合、荷重
変換器１６だけの交換も、荷重受座１２、取付台
座１７は、それぞれねじ結合とされているだけな
ので、簡単に行うことができる。従つて、第１図
に示した従来の場合のように、クレーン等の大掛
りな物上げ機械により重い載荷板５を吊り上げて
作業を行う必要がない。

また、軌道２ａはそのままの状態であり、交換
等の作業も極めて短時間で終了させることができ
るので、混銑車１の運行を中断させる心配はな
く、製鋼工場のラインに影響を与えるといつた虞
れはない。

また、従来のように載荷板５が不要となるため
その分非常に安価なものとなる。

また、上記実施例のように構成せず、例えば一
般の鉄道軌道のように、軌道２ａを軌道固定金具
１４およびボルト１５のような固定手段により特
殊枕木１９上に固定した場合には、軌道２ａと特
殊枕木１９とが一体化されてしまうので荷重変換
器１６により重量を検出することはできなくなつ
てしまうが、本実施例では締付ボルト１５および
ボルト２１により間接的に固定しているため、荷
重変換器１６により確実に輪重を検出でき、しか
も、軌道２ａも特殊枕木１９に確実に固定され
る。

さらにまた、荷重変換器１６としてせん断型の
ものを用いているため、軌道２ａの撓み等による
サイドフオースに対しては不感であり、常に、垂
直荷重のみを検出することができるため極めて正
確に混銑車１の重量を検出することができる。し
かも、変換器１６は、複数個設けてあるので、軌
道２ａの撓みは少なく抑えることができる。

尚、本発明は上述した実施例のみに限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形実施が可能であることは勿論であ
る。

例えば、荷重受座１２と軌道固定板１３は必ず
しも別体である必要はなく一体のものであつても
よい。また、この荷重受座１２および軌道固定板
１３は荷重変換器１６の受圧面１６ａに固定され
てあつてもよく、荷重変換器１６は混銑車１の荷
重を受けてその起歪部１６ｆがひずみを生ずるも
のであればせん断型に限らず圧縮あるいは引張り
ひずみ等を検出するものであつてもよい。

(e) 効果 以上説明したように本発明によれば、簡単な構
成で、据付、修理等に際し従来のような物上げ機
械を用いずとも、また軌道を取り外すことなく容
易且つ迅速にその作業ができ、装置自体の製作コ
ストを低減できるばかりでなく、装置の据付工
事、修理等に要する人件費も大幅に低減でき、し
かも被測定対象車両の輪重または軸重を正確に検
出することのできる軌道車両重量計測用検出装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の軌道車両重量計測用検出装置
の配置例を示す側面図、第２図ＡおよびＢは、本
発明の一実施例の構成を示す半断面正面図および
側面図、第３図は、同実施例のものを混銑車の重
量計測装置に適用した場合の配置例を示す側面図
である。 １……混銑車、２，３，２ａ，３ａ……軌道、
４……枕木、６……基礎、９……車輪、１０……
脚部、１１…フランジ部、１２……荷重受座、１
２ａ……顎部、１３……軌道固定板、１４……軌
道固定金具、１４ａ……フランジ部、１５，２
０，２１……ボルト、１６……荷重変換器、１７
……取付台座、１８……緩衛部材、１９……特殊
枕木。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 所定長を有する２本の平行な軌道と複数の枕
   木との間にそれぞれ間挿された複数の荷重変換器
   によつて前記軌道上に停止した被測定車両の輪重
   または軸重に対応した検出信号を検出し、該検出
   信号をもとに前記被測定車両の重量および／また
   は積載重量を計測するために用いられる検出装置
   であつて、前記荷重変換器の荷重受部を顎状部を
   有する荷重受座と強固に連結または一体化し、前
   記荷重変換器の台座部を前記枕木上に直接または
   介挿部材を介して載置し且つ取外し可能な固定手
   段により前記枕木に固定し、前記荷重受座の受圧
   面を前記軌道の脚部底面に当接し且つ前記顎部と
   前記軌道のフランジ部とを挟持手段によつて取外
   し可能に挟持固定してなることを特徴とする軌道
   車両重量計測用検出装置。