JPH0641871B2 - 計量器特に車輪荷重計量器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特許請求の範囲第１項の前提部分に記載の計
量器特に車輪荷重計量器に関する。

〔従来の技術〕

この種の計量器はスイス国特許第５９７５９５号明細書
から公知である。携帯用の車輪荷重計量器は台を持つて
おり、この台は車輪荷重を、底板上に互いに平行に配置
され、横断面がほぼ楕円形の一連の弾性材料製管に分散
させる。これらの管は液体で満されかつ測定機構と接続
されており、この測定機構は、荷重をかけられる際にこ
れらの管から押し出される液体の体積を測定しかつ重量
単位で校正されている。計量器の過重負担の際の管の不
可逆塑性変形を回避するために、各管には圧縮を制限す
る棒素子が設けられなければならない。これらの棒素子
の横断面は正確に管の許容変形および液体の所望の中間
空間容積に応じて寸法設定されなければならない。これ
は構造的に手間がかかりかつ高価である。さらに温度相
殺が困難である。なぜならば管および液体の膨張に加え
てさらに棒素子の膨張も考慮されなければならないから
である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明の課題は、冒頭に挙げた種類の計量器を改良し
て、計量器が一層簡単かつ安価に製造可能でかつ一層正
確な測定を可能にすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこの課題を特許請求の範囲第１項の特徴部分に
記載の特徴によつて解決する。

本発明による解決策においては従来必要な棒素子が省略
されるので、計量器が一層簡単かつ安価に製造可能であ
る。空所の横断面を間隙状に構成することによつて、中
空素子の正確に直線状のばね特定、すなわち中空素子か
ら押し出される液体の荷重に正確に比例する増加、した
がつて個々の中空素子が不均一な荷重をかけられる際の
正確な測定も保証される。さらに次のような別の利点が
得られる。すなわち中空素子の空所の間隙状断面の、し
たがつて非常に狭い構成のため計量器の高さが小さくな
り、そのことは車輪荷重計量器にとつて特に重要であ
る。棒素子が省略されるから、有利に携帯可能に構成さ
れた計量器の重量も減少する。さらに本発明による解決
策は液体および中空素子の熱膨張の正確な相殺も可能に
する。そのために、計量器はなるべく特許請求の範囲第
４項および第５項により２つの中空素子および１つの相
殺装置を備えるのが好ましい。

本発明のそれ以外の好ましい構成は、特許請求の範囲第
２項、第３項および第６項ないし第10項に記載されてい
る。

〔実施例〕

本発明の実施例を図面により以下に詳細に説明する。

車輪荷重計量器は底板１を持つており、この底板上に一
連の平行した縦長の弾性材料製中空素子２が互いに同じ
間隔を置いて並置されている。中空素子２上に台３が配
置されており、この台は車輪荷重を中空素子２に分散さ
せる。中空素子２の空所12は一端において管５を介し
て、他端において管６を介して互いにつながつている。
台３および底板１は管5,6の範囲に溝状凹所を持つてお
り、これらの凹所は、台３が過重負担の際にも管5,6に
当たらずに、中空素子２によつて保持されたままである
ことを保証する。それによつて管5,6および台３の曲が
る恐れが回避される。管６から接続管路７が測定機構８
へ通じている。中空素子２、管5,6、接続管路７および
この接続管路に接続された測定機構８の波形管（ベロ
ー）10は完全に液体で満たされている。以下に詳細に説
明される測定機構８は、荷重をかけられる際に中空素子
２の空所12から押し出される液体の体積を測定しかつ重
量単位で校正されている。

第３図から分かるように、中空素子２の空所12は間隙状
の横断面を持つている。これらの間隙は台３に対して平
行に延びており、間隙幅（台３に対して垂直に測定され
た間隙の内側幅）は、間隔12を区画する中空素子２の内
面が計量器の過重負担の際に中空素子２の弾性限界に達
する前に互いに当たるように、大きさを定められてい
る。中空素子２は横断面中心の範囲において上側および
下側外面にそれぞれ全長にわたつて延びる条片状突起1
3,14を持つている。下側突起14は底板上にあり、正確に
垂直にその上にある上側突起13は台上にあるので、中空
素子は台が荷重をかけられる際に横断面中心に沿つて圧
縮される。

間隙幅は、素子が荷重をかけられていない場合は、間隙
断面の端部において横断面中心における大きさのほぼ半
分の大きさである。中くらいの荷重の際、間隙幅は全断
面にわたつてほぼ一定である。許容最大荷重の際、間隙
幅は横断面中心の方へ小さくなり、そこにおいて荷重を
かけられていない素子の間隙幅の約３分の１しかない。
荷重が許容最大荷重の約１倍半になると、中空素子の内
面の中間範囲が互いに当たる。その際空所壁の応力はま
だ少なくとも10％の公差だけ弾性限界より下方にある。

こうして測定された間隙幅は中空素子２の肉厚の数分の
１しかない。実施例において横断面中心における間隙幅
は、中空素子が荷重をかけられていない場合、中空素子
の肉厚の４分の１より小さい。実験の結果、中空素子の
上述の形状および間隙幅の上述の寸法設定により、計量
器の大きい過重負担の際にも中空素子の塑性変形が確実
に回避されることが分かつた。

さらに、中空素子２の上述の形状が直線状のばね特性を
保証することが明らかになつた。すなわち、中空素子２
が荷重をかけられる際に間隙幅の縮小のため押し出され
る液体量は荷重と正確に比例して増加する。すべての中
空素子は正確に直線状に動作するから、車輪荷重が個々
の素子に均一に分布して作用しない場合にも、正確な測
定が保証される。なお台３は、車輪荷重が、個々の中空
素子２が許容最大荷重の際に完全に圧縮されるように不
均一に作用することがないようにする。

台３の周縁17の下面にゴム製の密封条片18が加硫接着さ
れている。密封条片18の自由縁は、底板１と、間隔を置
いて台３の回りを回る枠20との間に締め付けられてい
る。この枠20は、荷重をかけられていない台３とほぼ同
じ高さを持つている。この台はゴム弾性的の密封条片18
だけによつて底板１上に保持されているので、この保持
によりいかなる力も吸収されず、全荷重が台３によつて
中空素子２へ伝達される。したがつて台３は中空素子上
にほとんど浮いている。

密封条片18によつて、台３と、中空素子２が配置されて
いる底板１との間の空間21が密閉されている。空間21と
大気との間の圧力平衡のために排気管23が空間21から引
き出されている。排気管23の一方の端部24が、台３の周
縁17の下に延びている底板１の溝25に配置されており、
この溝の中へ、管5,6の下部および下方へＵ字状に曲げ
られた密封条片18の中間範囲が突き出ている。排気管23
の他方の端部26は上昇管として測定機構８のハウジング
29の側壁28の垂直孔27に配置されている。ハウジング29
は保持板31上に組み付けられており、このハウジング29
と保持板31との間に間隔片（脚部）30が配置されてお
り、これらの間隔片はハウジング29を保持板31から間隔
を置いて保持している。ハウジング29と保持板31との間
の中間空間が33で示されている。

排気管23は空間21と大気との間の圧力平衡に役立つのみ
ならず、さらに空間21内に形成されることがある復水の
導出にも役立つ。復水が形成されると、この復水は溝25
に入り、したがつて排気管23の入口24に達する。温度上
昇の際、計量器が荷重をかけられる際または周囲圧力の
低下の際に空間21に正圧が発生し、この正圧は排気管23
によつて直ちに平衡せしめられ、その際復水は排気管を
通つて孔27へ押し込められ、この孔から復水は下方にお
いてハウジング29と保持板31との間にある開いてる中間
空間33へ流出する。下方においてのみ開いている孔に上
昇管26を配置することによつて、外部から水が排気管を
通つて空間21へ流入することができないことが保証され
る。

保持板31の第１図では上側の縁が枠20の一部を形成し、
すなわちこの枠部分は底板１の縁にねじ止めされており
かつ密封条片18を底板１の縁に締め付ける。（保持板31
を適当な枠条片にねじ止めすることができることはもち
ろんのことである。）。

排気管23、接続管路７およびさらに以下に説明される接
続管路39は同じ個所において空間21から保持板31上へ導
かれている。この移行部は密封材料により密封されてい
る。第１図には見やすくするために移行個所における３
つの管7,23および39は互いに間隔を置いて示されてい
る。第４図には同じ理由から管23のみが示されている。
管路7,39およびこれらの管路に対して直角に延びかつ溝
25の中へ突き出ている管６は省略されている。

保持板31には、さらに計量器を保持するための２つのハ
ンドル34が取り付けられている。

中空素子２内の液体の熱膨張の相殺は次のように行なわ
れる。

空間21内において中空素子２の間に２つの相殺管36,37
が配置されており、これらの相殺管の全空所容積は中空
素子２の空所容積の合計に一致し、これらの相殺管は中
空素子と同じ液体で満たされている。両相殺管36,37は
接続管路38によつて互いに接続されかつ接続管路39によ
つて測定機構８の第２の波形管（ベロー）40と接続され
ている。相殺管36,37が、中空素子２の間隔幅を制限す
る台３の移動行程の外部にあるようにするために、底板
１に溝41が削られており、これらの溝は周溝25とつなが
つておりかつ相殺管の下部を収容している。測定機構８
は相殺装置42を備えており、この相殺装置は、熱膨張の
ため中空素子２から押し出された液体量の測定機構８に
対する作用を、相殺管36,37から押し出された液体量に
よつて相殺するので、測定が温度に関係しない。（もち
ろん中空素子２の接続管路および相殺管36,37ならびに
波形管10,40は、全部で同じ液体体積があるように、大
きさを定められている。）。

第２図に示されている相殺装置42は、計量器が最大荷重
の半分をかけられている場合にほぼ平行した２つの同じ
長さのレバー44,45を持つている。レバー44,45の第２図
では下側の端部は、引張棒46によつて互いに関節結合さ
れており、この場合調整用回転継手はレバーの縦穴の中
で移動可能である。波形管10は押しピン48を保持してお
り、この押しピンはレバー44のほぼ中心に枢着されかつ
圧縮ばね49により荷重をかけられており、この圧縮ばね
は波形管10を圧縮しようとしている。レバー45には、圧
縮ばね50により荷重をかけられている波形管40の押しピ
ン51が枢着されている。レバー44の第２図では上側の端
部は、長さがバイメタル素子53によつて変え得る引張棒
52によつて測定機構８の指示機構54と関節結合されてい
る。バイメタル素子53は、中空素子２の弾性係数の温度
による変化を相殺するために使われる。レバー45の第２
図では上側の端部は、零位調整ねじ55に支持されてい
る。レバー45の端部が常に確実に零位調整ねじ55を接触
しているようにするために、レバー44の第２図では上側
の端部に引張ばね57が取り付けられている。（指示機構
54の渦巻ばねは引張ばね57と同じ方向にレバー装置へ作
用するが、しかしその弾性力は零位調整ねじ55における
レバー45の接触を保証するには弱すぎる。） 計量器が荷重をかけられる際に、中空素子２から押し出
された液体は、その押し出された体積したがつて荷重に
比例した、波形管10の押しピン48の移動を生ぜしめ、そ
れによつてレバー44は引張棒46にある継手の回りを揺動
せしめられ、それに応じて指示機構54が操作される。温
度変化は中空素子２および相殺管36,37（ならびに接続
管路および波形管10,40）内の液体の同じ体積変化を生
ぜしめるので、両方の波形管10,40の押しピン47,51は同
じ角度方向および同じ角度の大きさに揺動し、レバー45
は零位調整ねじ55にある支持点の回りを揺動し、レバー
44は引張棒52にある継手の回りを揺動し、指示機構54は
操作されない。

中空素子２および相殺管36,37の中には同じ液体がある
から、液体の熱膨張係数（温度係数）が一定でなくて温
度の関数である場合にも相殺は確実に行なわれる。

図示してない実施例においては計量器が電子表示装置を
備えており、この場合は指示機構の代わりに機械−電気
変換器（変位検出器、例えばポテンシヨメータ）が設け
られており、この変換器が引張棒52の移動を検出する。
この場合レバー装置44ないし46の代わりに両波形管10,4
0のそれぞれにこのような変換器または変位検出器を設
けかつ減算素子を設けることができ、この減算素子は波
形管10の変位から波形管40の変位を減じる。さらに計量
器は、複数の計量器に共通の表示装置に対する接続部を
持つことができ、この表示装置は、車両の各車輪により
荷重をかけられる計量器の測定結果を表示しかつ車両の
全重量を計算するための計算機構を持つことが好まし
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は車輪荷重計量器の平面図、第２図は計量器の測
定機構の拡大平面図、第３図は第１図のIII−III線に沿
う、台を保持する中空素子のうちの１つの中空素子の横
断面、第４図は第１図のIV−IV線に沿う、排気管が貫通
している計量器の部分の横断面、第５図は第１図のＶ−
Ｖ線に沿う計量器の縁範囲の横断面である。 ２……中空素子、３……台、７……接続管路、８……測
定機構、12……空所。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台（３）が荷重を複数の縦長の弾性材料製
   中空素子（２）に分散させ、これらの中空素子の空所
   （12）が液体で満たされかつ測定機構（８）と接続
   （７）しており、この測定機構が、荷重をかけられる際
   に中空素子（２）の空所（12）から押し出される液体の
   体積を測定しかつ重量単位で校正されている計量器特に
   車輪荷重計量器において、中空素子（２）の空所（12）
   が間隙状断面を持ちかつ台（３）とほぼ平行しており、
   空所の間隙幅が、空所（12）を区画する中空素子（２）
   の内面が計量器の過重負担の際に中空素子（２）の弾性
   限界に達する前に少なくとも部分的に互いに当たるよう
   に、大きさを定められていることを特徴とする計量器。
2. 【請求項２】中空素子（２）が横断面中心の範囲におい
   て上側および／または下側外面にそれぞれ台（３）また
   は底板（１）に接触する突起（13,14）を持つているこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載の計量
   器。
3. 【請求項３】間隙空所の幅が中空素子（２）の肉厚の数
   分の１しかないことを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項または第２項に記載の計量器。
4. 【請求項４】中空素子（２）が配置されている空間（2
   1）において台（３）の移動行程の外部に１つまたはそ
   れ以上の第２の、例えば管状の中空素子（36,37）が配
   置されており、これらの中空素子の全空所容積が第１の
   中空素子（２）の全空所容積に一致しかつこれらの第２
   の中空素子（36,37）が測定機構（８）の相殺装置（4
   2）と接続（39）されており、この相殺装置が、熱膨張
   のため第１の中空素子（２）から押し出された液体量の
   測定機構（８）に対する作用を、第２の中空素子（36,3
   7）から押し出された液体量によつて相殺するので、測
   定が温度に関係しないことを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のうち１つに記載の計量器。
5. 【請求項５】相殺装置（42）が、一端において引張棒
   （46）により結合された２つの同じ長さのレバー（44,4
   5）を持ち、第１のレバー（44）の他端が指示機構（5
   4）または測定機構の機械−電気変換器と関節結合さ
   れ、第２のレバー（45）の端部が零位調整機構（55）に
   支持され、第１の中空素子（２）と結合された、中空素
   子（2,36,37）から押し出される液体量の増減を押し運
   動に変換する機構（10,40）が第１のレバー（44）に枢
   着され、第２の中空素子（36,37）と結合された、中空
   素子（2,36,37）から押し出される液体量の増減を押し
   運動に変換する機構（10,40）が第２のレバー（45）に
   枢着されており、それにより両レバー（44,45）が同じ
   液体供給量の際に第１および第２の中空素子（2,36,3
   7）から同じ方向および程度に他端の回りを揺動せしめ
   られることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載
   の計量器。
6. 【請求項６】台（３）が底板（１）の縁に保持され、こ
   の底板上に中空素子（２）が配置されており、台（３）
   が、周縁（17）に取り付けられた、可撓的な、なるべく
   ゴム弾性的な結合手段（18）のみによつて底板（１）に
   保持されていることを特徴とする、特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のうち１つに記載の計量器。
7. 【請求項７】中空素子（２）が底板（１）上に配置さ
   れ、台（３）と底板（１）との間の空間（21）が、台
   （３）の周縁（17）を底板（１）と結合する可撓結合手
   段（18）によつて密閉され、空間（21）内にある中空素
   子（２）の空所（12）が互いに接続（5,6）されかつ空
   間（21）から引き出された管路（７）が、空間（21）の
   外部に配置された測定機構（８）と接続されており、空
   間（21）と大気との圧力平衡の目的のために排気通路
   （23）が空間（21）から引き出されていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項ないし第６項のうち１つに
   記載の計量器。
8. 【請求項８】排気通路（23）の一方の端部（24）が底板
   （１）の溝（25）へ開口し、他方の端部（26）が上昇管
   によつて形成され、この上昇管が、空間（21）の外部に
   配置された、上部で閉じられかつ下部で開いている空所
   （27）に配置されていることを特徴とする、特許請求の
   範囲第７項に記載の計量器。
9. 【請求項９】底板（１）の一方の側に測定機構（８）の
   ハウジング（29）用保持板（31）が取り付けられ、この
   保持板上に測定機構（８）が間隔片（30）によつて間隔
   を置いて保持されており、上昇管として構成された排気
   通路（23）の端部（26）が達する空所（27）が、測定機
   構（８）のハウジング（29）の側壁（28）にある孔（2
   7）によつて形成され、この孔が下方においてハウジン
   グ（29）と保持板（31）との間にある開いている中間空
   間（33）へ開口していることを特徴とする、特許請求の
   範囲第８項に記載の計量器。
10. 【請求項１０】底板（１）上に、間隔を置いて台（３）
    の回りを回る枠（20）が取り付けられ、この枠が、荷重
    をかけられていない台（３）と同じまたはほぼ同じ高さ
    を持つており、可撓結合手段が、台（３）の周縁（17）
    に取り付けられたゴム弾性的条片（18）によつて形成さ
    れ、この条片が枠（20）と底板（１）との間に締め付け
    られていることを特徴とする、特許請求の範囲第６項ま
    たは第７項に記載の計量器。