JPH04501176A - 軸ばね秤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 軸ばね秤 この発明は、弾性作用を受ける乗物に取付けられる、輸送される品物の１量をめ るための秤量装置に関し、特に、乗物ばね輪受が、ばね減速の一次ばねとして作 用し、力感知器が、−次ばねに平行ｔこ作用する比較的柔軟な二次ばねの作用を 受ける、かかる秤量装置に関する。

かかる秤ｍｌ装置は、例えば米国特許第４　、７０６　、７６８号明細書および 多くの古い刊行物でそれ自身知られている＠すべてに共通なものとして、餌型的 には板ばねｔ九はつる巻ばねによって弾力を受ける乗物の行程は、車軸に対する 乗物負荷の質量によって起る。この行程は、目で見て把握され（例えばドイツ連 邦共和１ｆｆｌ特許会開＠　２６４０２８３号明細書、仏１ｆｉｌ籍軒第７８２ ７２６１考明細書、英国特許第２１２３５６９号明細書の場合）、超音波によっ て測定され（米１特許第４，６２３，０２９号明細書）、或いは乗物はねに平行 にｍ続され九直巌ばねのばね圧力によって確認される（米ｆｆｌ！許第４　、７ ０６　。

７６８号明細書）。平行に接続された測定ばねは、米１特許第３．８５８．１７ ３号明細書からも知られている。しかしながら、予め与えられた最大負荷に到達 しま良はこれを上回った場合には、長さの変化は、接触の解放だけに利用される 。

先行技術に示された米ｔｆｉ！特許第４，７０６．７６１１１４細書からの解決 では、欠点として、＃Ｉ定ばねを介して運び去られる軸負荷の部分を受入れる距 喝感知惨が、乗物の正規の駆動において引込み収線にとどまり、秤量作動に対し てだけ引出されるべきである０ことで備えられた引出し機嘴は、非常に金の掛る ように構成され、従って製造および保持が高偵になる。故に、装置も、停止して いる乗物の作動に対してだけ設けられ、走行の際には、上述の距暖感知器は引込 み収線にとどまる。

その上に、すべての知られている解決では、乗物の任意の斜め配置は、米国籍許 第４，６２３，０２９号＃！Ａ細書で主張されているとはいえ、考慮できない。

この発明で解決すべきａｍは、一方では知られている装置の欠点を克服し、実際 上生じる乗物の各斜め配置に使用でき、静止のときにも走行のときにも負荷の重 量を正しくめるような、乗物−望ましくはトラック−における秤量５ａｔ−提供 することにある。

上述のａ題の解決は、請求の範囲における請求項１の特徴部分に記されている０ 図面を参照しながら、この発明について拝しくＢ、＃４する。

第１図は、上位概念に対応する測定原理を示す０第２図は、この発明による秤１ １装置の′＄１の図解的図示を示す◇ 第３図は、この発明による秤量装置の第２の図解的図示を示す。

第４図は、この発明による秤量装置の第３の図解的図示を示す。

第５図は、傾斜針の第１実施例を示す〇第６図は、傾斜針の第２実施例を示す。

第７図は、測定系の第１実施例を示す。

第８図は、第７図の詳細の変型を示す。

第９図は、測定系の第２実施例を示す。

ａｔ図は、上位概念の基礎となる測定原理を図解的に示す＠板ばねまたはつる巻 ばねを代表する全体的に図示された乗物ばね１は、４１１ｉ１２の一端でそれぞ れ支えられ、他の図示なしのばねと共に、３で示される乗物構造物を支持する・ 乗物ばね１よりも実質に小さい堅さを有する、各乗物ばねｌに対して平行に走る 測定ばね４は、とのばねｌに作用する乗物構造物３０重量分担分の（＠さの比に 対応する）小さな部分を、−じ〈軸２に作用させる。各饋定ばね４に直列に、そ れ自身知られている構造の力感知器５がそれぞれ存する。実質的に１乗物の各車 輪（ないし二重車輪）は第１図による装置を倫える。乗物の構造にそれぞれ従っ て、二重軸の車台の場合に、一つの軸だけが第１図による二つの測定装置を備え ることも考えられる０先行技術によれば、力感知器５は、軸２の一つの車輪に作 用する乗物構造物３の１量力の小さな割合を＃１足する０すべての車輪ないしす べての力感知ｆ＃５に渉る合計は、乗物構造瞼３の全重量を生じる。これに対す る暗然の前提は、平らな水平の車道にある。傾いた車道によって乗物構造物３が 傾斜している場合には、１１成分か、長手方向の力および一方の案内力またはそ のいずれかを介して、直接に車道に導かれるから、完全な１量はもはや測定され ない０ 第２図および第３図には、この発明による秤量装置の第１実施例か図解的に図示 される。

この発明による秤量装置を装着しブリッジ９を備える乗物６は、第２図では、側 方に傾斜した車道の上に位置し、第３図では、走行方向に傾斜した車道の上に位 置する◎普通の場合に、両傾斜は、任意の割合で組合わされて現われる。乗物６ は、ここで−車輪の数に対応して一４＠の力感知器５をｆＩｃ看し、その際に、 第２図および＃！３図では、それぞれ２個だけか見ることができる。乗物６が従 来の構成の板ばね７によって支えられているが、板げね７０代りに、図示なしの 案内と組合わされたつる巻ばねも使用される。後軸の区域に、図示なしの安定器 が存し、これは、ブリツ：）９の負荷が非対称の場合にも、負荷を後方の双方の 板ばね７に均等に分布させるように、つｔり両板ｄね７の実質的に等しい行程を 生じるように、作用する。

図解的に図示される負荷１０によって作用される板ばね７０行程は、次いで、板 ばね７よりも著しく柔軟な、それで乗物のｆｉ栗時特性大きく変化させない、４ つの測定ばね１１に伝えられるＣ測定ばね１１の圧縮によって生成する力は、例 えば振動弦形式の力感知−５に伝達されるが、発明のｍ想を減縮させることなし に、先行技術に対応する他の力感知器も可能であるＯ車道の傾斜に基づいて、乗 物６の全体のおよび負荷ｌＯのＩｌｌ力の一部分が、車道に旧って接線的に派生 し、それで、力感知器５によって測定された力のすべての合計は、有効全］１［ １１１（車輪、軸および部分的に案内と安定器からなる、本来の車台を常に含ま ない）より小さい。Ｇｅｆｆを有効全］Ｉ［ｔ％ＦＣｋを力感知器５−【よって められた力の合計とすれば、 ＩＦＯ＝　ｃｏｓαｑｘＣＯ５αｔｘＧｅｆｆとなる。

乗物にそれ自身で取付けられた秤１１装皺が、起り得る過負荷を回避するだけに 使用される限りは、車道の傾斜によって生じる測定誤差は、１要ではない。これ に対して、例えば、個数貨物便において得意先に関連する運転性能（重量×距離 ）を統計的なまたは料金表に関する目的のためにめること、或いは、ごみのよう な品物の収集の際にその原因に関する費用を決定すること、が目標である場合に は、傾斜角度αｑおよびα□を考慮することが必要である。故に、第２図および 第３図による実施例は、上述した要素に加えて、傾斜計１２を備え、これによっ て、傾斜角（αｑおよびα６が決定される。

第４図には、　５１１定げね１１を備えた４個の力感知器５と傾斜計１２とが、 図解的に図示される０これらは、図解的に示されるブリッジ１７に固定され、攬 檀に張られた測定ばね１１によって作動される０傾斜計１２は、傾斜角度α９お よびα６を測定する＠幽定値に対応する電気量は、導線１８または１９を介して 計算＋！に１３に伝えられる。これは、先行技術に従って、必要な記憶および計 算手段（図示なし）を包含する◎さらにこれは、指示区域１４および触手区域１ ５を備え、並びに、走行の以前、最中および以後において本質的なデータを引出 すための印刷部分１６を備える＠力感知器５および測定ばね１１に対する４と言 う個数は、決して発明にとって本質的な本のではなく、これは、上述した４個の 力感知器より少なくも一多軸のトラックの場合に−多くも備えることができる。

計算１１ｉ１３は望ましくは、乗物６０運転痩の中に剣付けられる。計算機１３ は、先行技術によれば、死ｌ量を形成すること、集積および分配またはそのいず れかの走行において生じる追加荷積みおよび荷おろしの重量をめること、のよう な秤量技術上の計算操作を装着する。

第５図から第８図において、第４図に導線１８．１９で示される電気的接続は、 完全に省略きれているが、これは発明にとって本質的なものである。

第５図は、発明にとって本質的な傾斜針の第１実抛例を示す。乗物６のブリッジ ９の適当な場所に、強固な箱形の架台２０が例えばねじ２１によって固定される 。架台２０の内部には、この架台２０にねじ止めされた基板２２が存する。基板 ２２には、２つの実質的に水平で平行な案内２３が、それぞれ１つの弾性的な関 節２４を介して連結され、基準質量２５は、別の弾性的な関節２６を介して案内 ２３に連結される。基準質量２５は、−望ましくは、第２図および第３図による 力感知器５と同じ形式の一力感籾器２７によって拘束され、これは同様に架台２ （Ｈこ固定される口乗物６が、これと共にブリッジ９も、水平に位置していると すれば、基準質量２５の１量力の方向は垂直であり、それで、力感知器２７は、 その重量ないし弾性的な関節２４によって引起され九小さな１量比例項を測定す る。角度α９だけの乗物６の傾斜は、係数ｃｏｓα。

だけの１量力の低減を引起し、α、だ轢の傾斜は、ＣＯＳα□だけの低減を引起 す０＾細斜が組合わせて埃われると、測定された力の１１成分の低減係数は、ｃ ｏｓαｑ　Ｃｏｇαｔであるｏｔｔ算磯１３は、力感知器５の測定型および力感 知！２７の測定型から、乗物６およびその積荷の質量を形成する・力感知器５， ２７の弾性的な初期応力を考慮することは、先行技術であり、例えばＥＰ　Ａｔ 　（ｗｏ　８９１０３０２３）から知られている。

第６図は、この発明にとって本質的な傾斜計の第２喪施例を示す＠ブリッジ９に ねじ３１によって固定された架台３０は、この架台３０に固くねじ止めされた基 板３２で振子質量３３を支持し、これは、基板３２に、弾性的な関節３４によっ て、図平面に対して垂直に回転できるように取付けられる。振子質ｊｉｉ３３の 糊方では、例えば力感知器５または２７と同じ形式の、力感知−３８が架台３０ に固定される◎振子質量３３は、押圧力および引張力を伝達できる棒３９によっ て力感知６３８に連結され、棒３９を遡って走る実質的に水平な作用線が、振子 質量３３０重心８を通って走るようにされる◎さらに、１１１３９は、力感知器 ３８への剪断力の発生を回避ないし低減する丸め、２つの曲げ関節３６．３７を 装着する。

乗物６の長手方向が図平面に平行であるとすると、α□≠０である場合には、力 が力感知器３８に作用し、この力は、乗物の後端が前端よ抄深い場合には、引張 力であり、傾斜角度が逆の場合には押圧力である。この力は（弾性的な力を考慮 せずに）、 Ｆ、＝ｋ　＋　ｒｎ　曹　ｇ−ｓｉｎ　αＬである。ここで、 ｋは幾何学的構成に依存する比例係数、ｍは振子質量３３の質量、 ｇは重力加速度、 を意味する。弾性的な初期応力または部分力を考慮することは、上述し九脣許出 願ＷＯ８９１０３０２３から知られている。

ここに記載し良傾斜針は乗物の長手方向傾斜をめるものであるが、横方向傾斜α ｑの＃ｊ定のためには、同等に構成された図示なしの傾斜計が設けられる。これ の振子方向は、乗物に対して横に走る。望ましくは、両傾斜針は同じ架台３０に 固定される０その場合昏〔は、対応して Ｆ＝に−ｍ−ｇ−ｓｉｎαｑ が成立つ。量’ｓ　ｍｓ　ｇは、計算４１３の中に記憶され九いつでも決定でき る定まり九定数であるから、傾斜角度α１、α□は、測定された力ＦｑおよびＦ ｔから容易にめることができ、それで、乗物６および積荷の有効重量Ｇｅｆｆは 、式 ％式％ に従って決定できる。

第７図は、車輪に作用する力を測定する装置の第１実施例を示す。長手梁４１に は、−例えばねじ４３によって一強固に実施された下向きに開く箱４２が固定さ れる。第７図において、箱は断面で図示される。

箱４２の１つの壁の一端は、端部で曲けられた長い板ばね４６を、例えばねじ５ ２によって支持し、それで、板ばね４６のための支持体５９として作用する。箱 ４２の内部には、力受取機構４５を備えた力感知＠４４が固定される。力感知器 は、水および塵に対して密になるように実施される。板げね４６の自由端は、回 転承け４７を支持する。これに対応する回転承ｔｉ４８は、乗物の＠５０に固定 される。固定の方式は、乗物の製造業者および形式にそれぞれ従って橿樵に実施 できるから、単に図解的に示される。回転承け４７と４８の間には棒４９がはさ まれ、これは、ｍ＋ｓｏの垂直運動一部分的に示された板ばね５１の行程−を板 ばね４６に伝達する・これは、４７，４５．５２で示される要素の間に存する距 噛の割合に従って、軸５０の運動を低減させ、回転承け４７に作用する力を伝達 し、この伝達され走力で力感知器４４に作用する０箱５２の壁の５３で示される かどは、板ばね４６が過度に曲がる場合の、力感知器４４の過大負荷防一手段と して作用するＯ 第５図または第６崗のいずれかによる傾斜計５５ｔ１、箱４２の近くで同じく梁 ４１に同定される０図示なしの変形において、傾斜計は同じく箱４２の中に取付 けられる。

板ばね４６、両方の回転承け４７，４８、＠４９および箱４２のための保禰手段 は、図示されない。これは、装置全体を九はその部分に対する保護板材およびプ ラスチックのフードまたはベロー着しくにそのいずれかからなることができる◎ 発明の意味において明らかに、Ｍ４２は他の構成にでき、例えば紙面に平行に位 置する＠壁は省略でき、それで、断面で示された要素すなわち支持体５９および かど５３だけが、図示されている。

本質的に、支持体５９は、軸５０を通る垂直平面からはぼ板ばね４６の長さだけ 変位し、それで、褌４９は、軸から垂直上向きに走る。それで、乗物のブレーキ によって板ばね５１の一貴が他側より４強く負荷された場合に生じる誤測定が、 回避される。

第８図は、第７図に対するに形を示す。乗物の−５０と板ばね４６の連結は、こ こでは脚部材７９によって作られる・これは、棒７７およびスリーブ７８からな り、これらは、互に摺動できるが、板ばね４６の初期応力によって互に固定され る。棒７７は下方で、スリーブ４８は上方でそれぞれ１つの球関節に固定され、 それぞれ１つのビン７５が、下方で＠５０に、上方で板ばね４６に取付けられ、 この際にビン７５の軸線方向は、実質的に軸５０に対して垂直である。球区域８ １には、同様に球区域形状の軸受箱７６が装着されるＯビン７５、球区域８１お よび軸受箱７６からなるカルダン関節は、外部からの影響に対する保護のため、 ベロー８２ｔこよって包囲され、これは隣接の構成部分に密に連結される。この 発明によるこの変形は、測定装置のおよびこれに連結され九乗物の部分の組立て および分解を容易にする。

第９図には、軸の４部に作用する力を＃ｊ定する装置の第２実施例が示される。

梁４１には、ここでは、應および水に対して密な箱６０がねじ６１によって固定 される。これは、力受取４１Ｉ構７０を備えた力感知器６２を包含する・これに は、つる巻ばね６３が作用する。

つる巻はね６３の他端は、４１１１１５０に固定された端片６５に連結される。

つる巻ばね６３によって伝達もれる力の作用線は、軸５０から垂直上向に走り、 それで、力感知器６２は、軸５０の実質的に垂直な上方に存する口ここでも、固 定の方法は、すべて述べた理由から明らかである。つる巻げね６３は、この実施 例では、引張初期応力のもとに取付けられる０それで、板ばね５１０行程は、力 受取機構７０に作用する引張力の低減を生じさせるＯこの実施例の利点は、つる 巻ばね６３が比較的容易に保−装置なしに実施できることにある。

これに対する図示なしの変形は、押圧力を伝達でき故に強固に実施されたつる巻 ばねからなる。それで同様に、力感知器は押圧を受取るように実力される０第９ 図においても、傾斜計５５が梁４１に固定されるが、これは同じく、箱６０自身 の中に取付けることもできる。

自動車の特にトラックのばね系の中に現われる、この発明による秤を装置でも全 体として内在するＪｌ１１１１力は、秤量特性曲線のヒステリシス特性を引き起 す。これは、運転中の原動機からまたは乗物運転部材からばね系および＃１定系 に伝達される振動によって見服される。

Ｆｉｇ、　２ Ｆｉｇ、　５ Ｆｉｇ、　９ 国際調査報告 国際調査報告 ＣＨ９０００１２２ ＳＡ　３６４０２

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．乗物ばね（５１）が、ばね減速の一次ばねとして作用し、力感知器（５，４ ４，６２）が、一次ばねに平行に作用する比較的柔軟な二次ばね即ち測定ばね（ ７，８，１１，４６，６３）の作用を受ける、輸送される品物の重量を求めるた めの、弾性作用を受ける乗物に取付けられた秤量装置において、 乗物の各軸（５０）の各側が、測定ばね（７，８，１１，４６，６３）および力 感知器（５，４４，６２）からなるかかる秤量装置を備え、 乗物の枠に、長手方向（αｌ）および横方向（αｑ）の乗物の傾斜を確認できる 傾斜計（１２）が固定され、秤量装置および傾斜計（１２）が、測定値に対応す る電気信号を送出し、 力感知器（５，４４，６２）および傾斜計（１２）が、導体（１８，１９）を介 して計算機（１３）に接続され、この計算機が、前記の電気信号から乗物構造お よび負荷の全重量を決定でき、別の計算段によつて荷積みおよび荷おろしの重量 を求めることができること、 を特徴とする秤量装置。
2. ２．測定ばねが板ばね（４６）であること、を特徴とする請求項１に記載の秤量 装置。
3. ３．板ばね（４６）が、乗物の梁（４１）に固定された支持体（５９）で支持さ れ、 支持体（５９）が、ほぼ板ばね（４６）の長さだけ、軸（５０）を通つて走る垂 直線から遠さかり、 板ばね（４６）の自由端が同転承け（４７）を支持し、この回転承けの中に、垂 直の棒（４９）の上端が係合し、この棒の下端が、実質的に同様に構成された回 転承け（４８）の中に取付けられ、この回転承け（４８）が軸（５０）に固定さ れ、 力感知器（４４）が、板ばね（４６）の長手方向で、支持体（５９）とかど（５ ３）の間で、同じく梁（４１）に固定され、板ばね（４６）が、力受取機構（４ ５）を介して力感知器（４４）を圧し、 板ばね（４６）の上向きの運動が、梁（４１）に固定されたかど（５３）によつ て限定され、このかどが力感知器（４４）のための過負荷保護部材として作用す ること、を特徴とする請求項２に記載の秤量装置。
4. ４．支持体（５９）およびかど（５３）が、下向きに開く箱（４２）の一部分で あり、この箱の中で力感知器（４４）も固定されること、 を特徴とする請求項３に記載の秤量装置。
5. ５．板ばねが、乗物の梁（４１）に固定された支持体（５９）によつて支持され 、 支持体（５９）が、ほぼ板ばね（４６）の長さだけ、軸（５０）を通つて走る垂 直線から遠さかり、 板ばね（４６）の自由端が球関節を支持し、この球関節が、ピン（７５）、この ピンに固定されたた球区域（８１）、およびこの球区域のまわりを旋回できる同 じく球区域形状をなす軸受箱（７６）からなり、この際に、ピン（７５）の軸線 が、軸（５０）に対して実質的に垂直に位値し、この軸に、同じ要素（７５，７ ６，８１）で構成された球関節が固定され、 上方の軸受箱（７６）にスリーブ（７８）が、下方の軸受箱（７６）に棒（７７ ）が固定され、この際に、棒（７７）が、スリーブ（７８）の中に摺動可能に取 付けられるが、両部分（７７，７８）が、板ばね（４６）の初期応力によつて互 に固定され、 双方の前記球関節が、隣接の構成部分に密に連結されたペロー（８２）によつて 包囲されること、を特徴とする請求項２に記載の秤量装置。
6. ６．測定ばねがつる巻ばね（６３）であること、を特徴とする請求項１に記載の 秤量装置。
7. ７．つる巻ばね（６３）が、このつる巻ばねに端片（６５）によつて固定された 軸（５０）から垂直上向きに延長し、このつる巻ばねが、その上端で力感知器（ ６２）の力受取機構（７０）に連結され、かつこの力受取機構（７０）に押圧力 を加えること、 を特徴とする請求項６に記載の秤量装置。
8. ８．つる巻ばね（６３）が、このつる巻ばねに端片（６５）によつて固定された 軸（５０）から垂直上向きに延長し、このつる巻ばねが、その上端で力感知器（ ６２）の力受取機構（７０）に連結され、かつこの力受取機構（７０）に引張力 を加えること、 を特徴とする請求項６に記載の秤量装置。
9. ９．傾斜計（１２）が基準質量（２５）を備え、この基準質量が、弾性的な関節 （２４，２６）を備えた実質的に水平で平行な２つの案内（２３）によつて、垂 直方向に平行に導かれ、 基準質量（２５）か、力感知器（２７）によつて拘束されること、 を特徴とする請求項２、３、４または５に記載の秤量装置。
10. １０．傾斜計（１２）が二重の構成からなり、各構成において、振子質量（３３ ）が、実質的に水平な基板（３２）に、弾性的な関節（３４）によつて回転可能 に取付けられ、振子質量（３３）が、力感知器（３８）に作用する実質的に水平 に走る棒（３９）に、柔軟にかつ力を伝達するように連結され、棒（３９）を走 る作用線が、振子質量（３３）の重力（８）を通り、 さらに、弾性的な関節（３４）の軸線が、水平方向に位置し、かつ、その一方の 軸線を走行方向に向け他方の軸線を走行方向に対して横方向に向けるように互に 直交すること、 を特徴とする請求項２、３、４または５に記載の秤量装置。
11. １１．傾斜計（１２）が基準質量（２５）を備え、この基準質量が、弾性的な関 節（２４，２６）を備えた実質的水平で平行な２つの案内（２３）によつて、垂 直方向に平行に導かれ、 基準質量（２５）が、力感知器（２７）によつて拘束されること、 を特徴とする請求項６、７または８に記載の秤量装置。
12. １２．傾斜計（１２）が二重の構成からなり、各構成において、振子質量（３３ ）が、実質的に水平な基板（３２）に、弾性的な関節（３４）によつて回転可能 に取付けられ、振子質量（３３）が、力感知器（３８）に作用する実質的に水平 に走る棒（３９）に、柔軟にかつ力を伝達するように連結され、棒（３９）を走 る作用線が、振子質量（３３）の重力（Ｓ）を通り、 さらに、弾性的な関節（３４）の軸線が、水平方向に位置し、かつ、その一方の 軸線を走行方向に向け他方の軸線を走行方向に対して横方向に向けるように互に 直交すること、 を特徴とする請求項６、７または８に記載の秤量装置。