JPH0525289B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両重量の計測方法に係り、詳しくは
走行時における車体の重量を適切に検出でき、特
に高速道路等において走行している車体の重量を
チエツクする車体重量の計測方法に関する。

（従来技術） 今日、高速道路等においてトラツク等の車体重
量、特に走行時の重量を測定して、重量を超過し
た車体を摘出することによつて、常時高速道路で
の安全走行がはかられるようになりつつある。

ところで、このような走行時の車体重量を測定
する方法としては電極板間に天然ゴムを介在させ
た静電容量型のセンサーを下地に敷設することに
より行なわれている。（英国特許明細書第1234083
号参照） （発明が解決しようとする問題点） しかし、大きな重量の車体が繰り返しセンサー
部材を通過すると、電極板間の天然ゴムも老化し
やすくなる。このため、弾性部材を保護して長時
間できるセンサー部材の開発が望まれているが、
それと同時に重量測定方法においても車体スピー
ドによつて車体重量の補正を行わなければ正確な
重量チエツクが出来ない等の問題も残されてい
た。

本発明はこのような問題点を改善するものであ
り、車体速度を一定に調節しなくても走行中の車
体重量を適正に計測できる車体重量の計測方法を
提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 即ち、本発明の特徴とするところは車体の通過
時に光電センサーが作動すると、感圧導電性ゴム
材からなる車体重量計センサーから出力される最
初のパルス波信号がインタフエースからコンピユ
ータのメモリへ出力され、上記光電センサーの信
号がOFFになつた後、入力されたパルス波信号
の感応時間（車体の通過時間）から求められる補
正値により、上記パルス波信号のピーク値から求
められる荷重を修正することによつて、走行中の
車体重量を検知してなる車体重量を計測する方法
にある。

（作用） 即ち、本発明方法では光電センサーと車体重量
計センサーからなる検知部を車体が通過すると、
車体の通過中のみ光電センサーが作動し、その直
後に車体重量計センサーから車体の重量と速度に
応じた最初のパルス波信号がデジタル変換されて
コンピユータへ入力され解析される。コンピユー
タへ入力されたデータはパルス波信号の巾（感応
時間ｔ）とピーク値ｒ（抵抗値もしくは電圧値）
であり、コンピユータに記憶されているプログラ
ムから感圧時間ｔに対応する車体の補正値（荷重
もしくは係数）によりピーク値ｒに応じた荷重を
修正することによつて車体重量が計測される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説
明する。第１図は本発明の計測方法において用い
る車体重量計センサーの断面斜視図であり、本発
明において使用する車体重量計センサー１によれ
ば、車体のタイヤと接する上カバー２と路面に接
する下カバー３との間に空間部４を有する状態で
補強部材５が挟持されている。

勿論、この場合センサー部材１は上カバー２と
下カバー３によつて密封されている。そして、上
記空間部４にはゴム、ポリウレタンエラストマー
等の弾性部材からなる支持部材６が補強部材の壁
面７に接し、且つ相対向した状態で配置され、こ
の支持部材６の上面には上部電極板８が置かれて
いるが、上部電極板８と上カバーとの間には空隙
９が設けられている。また、一方下部電極板１０
は下カバー３に接した空間部４領域に介在してい
る。

上記上下カバー２，３の材質はポリ塩化ビニ
ル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレ
ンプロピレンコポリマー等である。

また、補強部材５はポリ塩化ビニル、ポリウレ
タン、ゴム等からなり、これらに繊維部材を積層
してもよい。

このような構造をもつ空間部４には感圧導電性
ゴム材１１が下カバー３に接し、且つ支持部材６
の間に設けられている。

上記感圧導電性ゴム材１１は電気絶縁性を有す
るゴム100重量部に対して導電性カーボンブラツ
ク２〜100重量部とウイスカー１〜80重量部が混
入されている。該感圧導電性ゴム材１１の抵抗値
と押圧力の関係を見ると、押圧力Ｐが大きくなる
に従つて抵抗値Ｒが徐々に低下し、しかもlog(R)
とlog(P)とが直線的な関係になりやすく、従来の
ように急激な低下を示さない特性があるため、所
定の異なる押圧力を明確に検知することができ
る。

このような特性を示すために使用される電気絶
縁性を有するゴム、導電性カーボンブラツクそし
てウイスカーは夫々以下のとおりであり、まずゴ
ムとしては、例えば天然ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ポリイソプレンゴム、スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、クロ
ロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体、エチレン−プロピレン共重合体、シリコ
ンゴム等があるが、そのうちこれらのゴムを２種
類使用することも可能である。そして、上記ゴム
は機械的強度及び耐熱性を向上させるために硫
黄、硫黄化合物又は過酸化物で架橋可能なゴムを
用い、又架橋して使用される。

また、導電性カーボンブラツクとしては、例え
ば通常用いられるフアーネスブラツク系、アセチ
レンブラツク系、サーマルブラツク系等公知のも
のが使用され、その添加量は上記ゴム100重量部
に対して2.0〜100重量部、好ましくは10〜80重量
部であり、２重量部未満の場合は加圧、非加圧時
とも抵抗値が高くて感度のよい感圧導電性ゴムに
ならない。

また一方、100重量部以上になるとゴムが硬化
し加圧による抵抗値変化が小さくなる。

更に、ウイスカーとしては、α−炭化ケイ素
（α−SiC）、β−炭化ケイ素（β−SiC）、窒化ケ
イ素（Si₃N₄）、α−アルミナ（Al₂O₃）、酸化チ
タン、酸化亜鉛、酸化スズ、黒鉛、Fe、Cu、Ni
等であり、直径0.05〜3μｍ、長さ５〜500μｍ程度
の形状からなる針状結晶体である。上記ウイスカ
ーをゴムに添加するにあたつては、前もつてシラ
ンカツプリング剤やチタンカツプリング剤等で処
理したり、ゴムと混合時にシランカツプリング剤
やチタンカツプリング剤を添加することも可能で
ある。これにより補強効果がより高まり、ゴムへ
の分散性がより良好となる。

上記ウイスカーの添加量は、ゴム100重量部に
対して１〜80重量部、好ましくは５〜40重量部で
あり、もしウイスカーの添加量が１重量部未満で
は抵抗値の変化が大きく、また加圧0.5Kg／cm²に
おける電気抵抗値も高くて導電性が悪くなり、ま
た一方80重量部を越えるとゴムの硬化が大きくな
る。

尚、上記感圧導電性ゴム材の表面にガラス、珪
砂、炭化珪素、重合化珪素等の無機質粉体もしく
はミルドフアイバー、ポリエチレンイミド等の有
機粉体で直径約0.1〜800μｍ程度の電気絶縁性の
粉体材料を埋め込んでもよい。

第２図は、上記車体重量計用センサー１を用い
た車体重量の計測方法の概略図であるが、本計測
に使用する装置は検出部１６と制御部２１から構
成され、該検出部１６は、まず道路１３の横に設
置された車体１４の有無を検出する光電センサー
１５と道路１３の巾方方に設置された車体の速
度、重量を計測する車体重量計センサー１からな
り、また制御部２１は、該検出部１６から出力さ
れたデータを取り込むインタフエース１７と検出
部から取り込んだデータから車体の重量を算出す
るコンピユータ１８、車体の重量を表示する
CRTデイスプレイ１９、及び入力装置２０から
構成されているが、上記コンピユータ１８はプロ
グラムに従つてデータ処理を行う中央処理装置
（以下CPU）と記す）と処理プログラムを格納し
たROM、そして検出部１６からの入力データを
一次記憶させるためのRAMを含んでいる。

いま、図中矢印方向へ進行している車体１４が
検出部１６を通過すると、通過時に最初に光電セ
ンサー１５が作動して第３図ａに示されるON信
号が出力され、このON信号の間に車体重量計セ
ンサー１から第３図ｂに示されるようなパルス波
信号２２が車輪の数（前輪、後輪）だけ出力さ
れ、車体１４の通過後光電センサー１５の信号が
OFFになる。その後、上記最初のパルス波信号
２２がコンピユータ１８により解析されて車体重
量が算出される。

該パルス波信号２２において感応時間ｔと電圧
値もしくは抵抗値のピーク値ｒは車体の速度Ｖに
よつて変化し、速度が大きくなると感応時間ｔは
短くなり、一方ピーク値はｒは大きくなる。

従つて、予めプログラムを作成する前に車体重
量計センサー１の特性値である押圧力と抵抗値、
車体速度とパルス波信号の感応時間ｔそして車体
速度と補正値の関係を夫々求めて、これを取り込
む必要があるが、本発明において使用する車体重
量計センサー１においては重量と抵抗値の関係は
第４図に、感応時間と車体スピードの関係は第５
図にそして車体速度と抵抗補正係数（所定速度の
抵抗値を10Kg／hr時の抵抗値で除した値）の関係
は第６図に夫々示されるように一定の関係式を有
しており、この関係式をプログラムに入れてお
く。

以上の関係によりコンピユータで走行中の車体
重量を推定する方法を第７図に示されるフローチ
ヤートにより説明する。まず、一定重量以上の車
体についてアラーム用のブザーを鳴らすように設
定、あるいは車体重量の表示方法を設定する条件
設定を行つた後、車体の通過まで待機し車体が通
過すれば光電センサー１５が信号ONになり、デ
ータをインプツトできる状態になる。続いて、車
体重量計センサー１の最初のパルス波信号２２の
感応時間ｔとピーク値ｒがインターフエース１７
からコンピユータ１８のRAMへインプツトされ
る。車体１４が通過し、光電センサー１５の信号
がOFFになると、データのインプツトが完了し
プログラムが作用し始める。即ち入力された感応
時間ｔより車体の速度が推定され（第５図）、こ
の推定された速度から抵抗補正係数が求められる
（第６図）。続いて、入力したピーク値ｒから抵抗
値が求められ、これに該抵抗補正係数を掛けた補
正抵抗値から車体の荷重が算出され（第４図）、
その結果はCTRデイスプレイ１９上に表示され
一回分の測定が終了する。

また、他の方法として感応時間ｔより推定され
た車体速度から補正荷重値を求め、続いてピーク
値ｒより算出された荷重を加算補正することも出
来る。

この場合、CRTデイツスプレイ１９上には車
体重量として表示され、同時に車体重量が適正で
あるか否か表示され、該CRTデイスプレイ等の
制御部２１を検出部１６から少し離れた、例えば
料金所２３に設置して重量超過している車体をチ
エツクすることが出来る。

（効果） 以上のように、本発明の車体重量の計測方法に
よれば、車体が通過すると光電センサーが作動す
ると車体重量計センサーから出力されるデータを
入力出来る状態になり、かかるデータをコンピユ
ータのRAMに入力し、光電センサーの信号が
OFFになるとプログラムの作動により感応時間、
即ち車体の通過時間から車体のスピードを推定し
て車体のスピードに適応した補正値をもとにピー
ク値から変換して得られた荷重を修正することに
より走行中の車体重量値を計測することが可能に
なり、車体を停止させずに重量を測定でき、また
検出部と制御部を分離して制御部を料金所等に設
置して車体をチエツクできる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の計測方法において用いる車体
重量計センサーの断面斜視図、第２図は本発明に
係る車体重量の計測方法の概略図、第３図は光電
センサーと車体重量計センサーの信号のタイムチ
ヤート図、第４図は車体重量計センサーにおける
重量と抵抗値の関係を示すグラフ、第５図は車体
重量計センサーにおける感応時間と車体速度の関
係を示すグラフ、第６図は車体重量計センサーに
おける抵抗補正係数と車体速度の関係を示すグラ
フ、第７図は本発明の計測方法におけるフローチ
ヤート図である。 １……車体重量計センサー、１５……光電セン
サー、１７……インタフエース、１８……コンピ
ユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 車体の通過時に光電センサーが作動すると、
   感圧導電性ゴム材からなる車体重量計センサーか
   ら出力される最初のパルス波信号がインタフエー
   スからコンピユータのメモリへ入力され、上記光
   電センサーの信号がOFFになつた後、入力され
   たパルス波信号の感応時間から求められる補正値
   によつて上記パルス波信号のピーク値から求めら
   れる値を修正して走行中の車体重量を算出してな
   ることを特徴とする車体重量の計測方法。