踏板及びこれを備えた料金収受システム
【課題】車両の押圧や軸重の検出精度を低下させることなく、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能な踏板フレームを提供する。
【解決手段】車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間３２が車両進行方向に複数形成された踏板本体２１と、空間３２の内面３３に上下に対向して設けられた一対の接点体３４とを備え、該一対の接点体３４の接触によって車両の押圧を検知する踏板２０において、複数の空間３２のうちの少なくとも一つの空間３２の内部の圧力を検出する圧力センサ４０と、該圧力センサ４０の検出結果に基づいて通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部５０とを設ける。
【解決手段】車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間３２が車両進行方向に複数形成された踏板本体２１と、空間３２の内面３３に上下に対向して設けられた一対の接点体３４とを備え、該一対の接点体３４の接触によって車両の押圧を検知する踏板２０において、複数の空間３２のうちの少なくとも一つの空間３２の内部の圧力を検出する圧力センサ４０と、該圧力センサ４０の検出結果に基づいて通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部５０とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有料道路や駐車場等の車両用有料施設の料金所において車両の押圧を検知する踏板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速道路等の有料道路や駐車場等の料金所ゲートにおいて、料金の収受を自動化するシステムとしてＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｅｍ)が導入されている。このＥＴＣによる料金収受方法は、車両に搭載された車載器にセットしたＩＣカードと料金所に設置された料金収受システムのアンテナとの間で無線通信を行うことで当該車両の車両特定情報を取得し、通行料金を収受するものである。
【０００３】
この料金収受システムにおける料金所の通行処理用の通路には、車両の押圧を検出するための踏板が設けられている（例えば特許文献１参照）。この踏板は、通路に埋設されており、内部に設けられた接点体が車両の重量によって短絡されることで当該車両の押圧を検知する。押圧の有無を示す押圧信号は料金収受システムの車線サーバに出力され、車線サーバは押圧信号に基づいて車両の進入検知や前後進検知を行う。
【０００４】
また、この他、車両における車輪の左右間の距離（トレッド）を検知可能な踏板も知られている（例えば特許文献２参照）。
このような踏板によって検出される車両の押圧に基づく情報（以下、踏板検出情報と称する）は、アンテナが取得する車両特定情報と車線サーバにて紐付けられ、有料道路の円滑な運用に供されている。
【０００５】
一方、有料道路の料金所の手前には、上記料金収受システムとは別個に軸重計が設けられている(例えば特許文献３参照）。この軸重計は、道路保全等の目的から、通行する車両の軸重を測定してその過積載の可能性有無を判定するものである。
また、車両の軸重を歪ゲージ等の感圧センサで検出するとともに当該検出された軸重情報に基づいて車両の軸数やトレッド、前後進等の踏板検出情報を取得可能な踏板も知られている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９４１６５０号公報
【特許文献２】特開昭６１−１６６６８８号公報
【特許文献３】特開２００８−０３９４８９号公報
【特許文献４】特開平０７−２２５８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、現状の道路交通システムでは、料金収受システムにおける踏板と軸重計とは車両進行方向にある程度離間して配置されて別個独立に管理されている。したがって、例えば車両の軸重情報を料金収受システムで一括して管理しようとした場合、アンテナが取得する車両特定情報と軸重計が取得する軸重情報とを紐付けての一元的な管理が困難であるという問題があった。
【０００８】
即ち、例えば先行車両が軸重計を一旦通過した後に後退して別のレーンに移動した場合、アンテナによって取得される後続車両の車両特定情報が先行車両の軸重情報と紐付けられてしまうおそれがある。また、大型トレーラー等のように軸数が多く車長の大きな車両の場合、最後輪の軸重情報が後続車両の車両特定情報と紐付けられてしまうおそれがある。よって、いかなる車両が過積載の可能性があるかの特定を誤るおそれがあり、車両特定情報と軸重計とを紐付けての一元的な管理が困難であった。
【０００９】
ここで、例えば特許文献４に記載の踏板のように、車両の軸重情報から踏板検出情報を取得することが可能な踏板ならば、軸重情報とアンテナが取得する車両特定情報との一元的な管理を行うことができるとも考えられる。
【００１０】
ところが、この特許文献４に記載の踏板では、例えば特許文献１に記載のような接点体を備えた踏板と比較して処理が複雑となるため、信頼性や寿命が不足するという欠点がある。また、特許文献４に記載の踏板はそもそも過積載を検出することを想定していないため、車両から過剰な軸重が作用した際にはその軸重計測はおろか踏板検出情報の取得を適切に行うことができないおそれがある。
したがって、特許文献４に記載の踏板では、過積載判定をできるだけの軸重の計測精度を担保しつつ車両の押圧の検知を信頼性高く行うことができないという問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、車両の押圧や軸重の検出精度を低下させることなく、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能な踏板、及び、この踏板を備えた料金収受システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る踏板は、車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間が車両進行方向に複数設けられた踏板本体と、前記空間の内面に上下に対向して設けられた一対の接点体とを備え、該一対の接点体の接触によって車両の押圧を検知する踏板であって、複数の前記空間のうちの少なくとも一つの前記空間内を検出空間として該検出空間の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出結果に基づいて前記通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴の踏板によれば、踏板上を車両が通過する際には車両の重量によって踏板本体内部の空間が上下に潰れて一対の接点体が接触する。また、この空間の潰れに伴って空間の容積が車両の重量に応じて減少することで空間内の圧力は車両の軸重に応じて増加する。そのため、圧力センサが検出した空間内の圧力に基づいて軸重検出部により車両の軸重を求めることができる。
したがって、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る踏板フレームにおいては、前記空間が前記踏板本体の外部と隔離された密閉状態とされていることが好ましい。
【００１５】
これによって、踏板本体内部の空間が車両の軸重によって潰れた結果、空間の容積が変化した際には、該空間に圧力変動が速やかに生じる。即ち、圧力変動が空間の容積の変化に線形に対応するため、軸重の検出精度を向上させることができる。
なお、踏板本体内部の空間が密閉状態とされていない場合、即ち、踏板本体内部の空間と踏板本体外部とが連通状態とされている場合であっても、軸重によって空間が潰れた結果として該空間内部に圧力変動が生じれば、当該圧力変動に基づいて軸重を検出することは可能である。
【００１６】
さらに、本発明に係る踏板は、複数の前記空間のうちの少なくとも一つの空間の内部に前記一対の接点体に代えて設けられたバルーンをさらに備え、前記圧力センサが前記空間内における前記バルーンの内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出するものであってもよい。
【００１７】
これによって、車両の軸重によって踏板本体内部の空間が潰れた際には、当該空間内に設けられたバルーンも同様に潰れることになる。これによって、バルーン内部に軸重に応じた圧力変動が生じることになるため、該バルーン内の圧力を検出することで軸重を求めることができる。
また、このようにバルーンを設けた場合、踏板本体内部の空間が該踏板本体外部と連通している場合であっても、圧力変動がバルーンの容積変動に線形に対応するため軸重の検出精度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る踏板は、複前記検出空間と前記踏板本体との外部を連通させるチューブをさらに備え、前記踏板本体の外部に設けられた前記圧力センサが前記チューブを介して前記検出空間の圧力を検出するものであってもよい。
【００１９】
ここで、例えば圧力センサを踏板本体内に設けた場合、踏板上を繰り返し車両が通過することによる衝撃や振動によって圧力センサ自体の故障頻度が高くなってしまうおそれがある。また、故障した場合であっても踏板本体内から圧力センサを取り外すのに手間がかかるため、容易にメンテナンスを施すことができないという欠点がある。
この点、本発明によれば、圧力センサを踏板本体の内部に設けなくとも検出空間の圧力を検出することができるため、故障頻度を低減させることができるとともに容易に交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００２０】
そして、本発明に係る料金収受システムは、車両用有料施設に設置され、該有料施設の利用料金を収受する料金収受システムであって、上記いずれかの踏板を供えることを特徴とする。
【００２１】
これによって、上記同様、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の踏板及び料金収受システムによれば、車両の押圧の検出と車両の軸重の検出とを別個に行う構成のため、車両の押圧や軸重の検出精度を高く維持することができる。一方で、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことができるため、例えば先行車両の軸重が後続車両の車両特定情報に紐付けられることを回避することができる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態の料金収受システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】第一実施形態の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【図３】踏板本体内部の空間が潰れた状態を示す図であって、（ａ）は過積載ではない通常車両が通過した場合、（ｂ）は過積載車両が通過した場合を示す図である。
【図４】第一実施形態の変形例の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【図５】第二実施形態の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る踏板及び料金収受システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、料金収受システム１は、例えば有料道路の料金所におけるアイランド９，９の間の通行処理用の通路に設けられており、第一車両検知器２と、第二車両検知器３と、第三車両検知器４と、第一アンテナ５と、第二アンテナ６と、発進制御機７と、路側表示器８と、料金収受システム１の各装置を制御する車線サーバ１０と、踏板２０とを備えている。
【００２６】
第一車両検知器２、第二車両検知器３及び第三車両検知器４は、 図１に示すように、通路を挟んで対向するようにして該通路の両側に設置される一対の光センサから構成されており、これら一対の光センサの間が通光状態であるか遮光状態であるか否かを示す車両検知信号を車線サーバ車線サーバ１０に出力する。なお、車線サーバ１０は、車両検知信号が通光状態から遮光状態に遷移することで車両の進入を検出し、車両検知信号が遮光状態から通光状態に遷移することで車両の通過を検出する。
【００２７】
第一車両検知器２は通路の入り口に設置されており、第二車両検知器３は第一車両検知器２より車両進行方向前方側に設置されている。また、第三車両検知器４は第二車両検知器３よりもさらに車両進行方向前方側に設置されている。
【００２８】
第一アンテナ５は、通路を走行する車両に搭載された車載器との通信を行い、車線サーバ１０の制御によって車載器から車両を特定する車両特定情報を読み出す。この第一アンテナ５は、第二車両検知器３と車両進行方向に隣接するように該第二車両検知器３の車両進行方向前方側に設置されており、第一車両検知器２と第二車両検知器３との間の範囲を通信領域とする。
【００２９】
第二アンテナ６は、通路を走行する車両に搭載された車載器との通信を行い、車線サーバ１０の制御によって踏板２０により計数された車軸数を用いて決定した車種情報を車載器に書き込む。
【００３０】
発進制御機７は、第三車両検知器４の車両進行方向後方に設置されており、通路を開閉自在に設置された阻止棒を備えている。この発進制御機７は、車線サーバ１０の制御によって阻止棒を開閉することで通路を開放又は閉鎖する。
路側表示器８は、車線サーバ１０の制御によって車両の運転者に通知する情報を表示する。
【００３１】
踏板２０は、図１に示すように、通路の入口において、即ち、第一車両検知器２と同様の車両進行方向位置において、通路の幅方向に延在するように配置されている。
この踏板２０は、図２に示すように、例えばゴム等の弾性体によって形成された踏板本体２１を有している。この踏板本体２１は踏板２０の外郭を形成しており、通路幅方向を長手方向とするとともに車両進行方向を短手方向とした平面視矩形状をなしている。また、この踏板本体２１はその上下方向に所定の厚みを有しており、その内部には複数の孔部２２が形成されている。
【００３２】
この孔部２２は踏板本体２１の内部において通路幅方向に延在するように形成されており、その延在方向に直交する方向の断面形状は上下及び車両進行方向にそれぞれ対向する辺を備えた略四角形状とされている。このような孔部２２は踏板本体２１の内部において車両進行方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）形成されている。
【００３３】
さらに、踏板本体２１の上面における上記複数の孔部２２の直上に当たる箇所には、上方に向かって突出するとともにそれぞれ孔部２２と同様に通路幅方向に延在する複数（本実施形態では３つ）の凸部２３が形成されている。
【００３４】
また、複数の孔部２２にはそれぞれ接触型センサ３０が設けられている。この接触型センサ３０は、孔部２２に隙間無く嵌り込む四角筒状をなす筐体３１を備えている。この筐体３１は孔部２２同様、例えば弾性体から形成されるとともに通路幅方向に延在しており、その外面が孔部２２の内面３３に密着している。さらに、筐体３１の内側には通路幅方向に延びる空間３２が形成されており、本実施形態ではこの空間３２は踏板本体２１の外部と隔離された密閉空間３２とされている。
【００３５】
そして、空間３２を囲む筐体３１の内面３３には上下に対向するようにして一対の接点体３４が設けられている。即ち、筐体３１の内面３３における上部及び下部には、空間３２を間に挟んで上下に離間する接点体３４が設けられている。接触型センサ３０においては、これら一対の接点体３４が互いに接触して短絡した際に車線サーバ１０に対して車両の押圧の有無を示す押圧信号が出力される。
【００３６】
このようにして本実施形態においては、内部に空間３２を有する筐体３１が踏板本体２１の孔部２２内に設置されており、これによって踏板本体２１内部に通路幅方向に延びる空間３２が形成されている。そして、この空間３２の内面３３に上下に対向するようにして一対の接点体３４が設けられているのである。
【００３７】
また、本実施形態の踏板２０は、上記構成に加えて圧力センサ４０及び軸重検出部５０を備えている。
圧力センサ４０は、筐体３１内部の空間３２、即ち、踏板本体２１内部の空間３２を検出空間として該検出空間の圧力を検出するセンサであって、例えば空間３２内に挿入された気圧プローブによって空間３２内の気体の圧力を検出可能とされている。この圧力センサ４０が検出する空間３２の圧力の値は軸重検出部５０に出力される。
なお、圧力センサ４０はその全体が空間３２内に設けられていてもよいし、気圧プローブの先端部のみが空間３２内に挿入された構成であってもよい。また、圧力センサ４０は、空間の気圧を測定可能であればいかなる形式のものであってもよい。
【００３８】
軸重検出部５０は圧力センサ４０から入力される空間３２の圧力の値に基づいて車両の軸重を演算する。即ち、この軸重検出部５０は、空間３２の圧力の値に対応する軸重の値を記憶したテーブル、あるいは、空間３２の圧力と軸重との関係式に基づいて空間３２の圧力から車両の軸重を求める。このように求められた軸重情報は、車線サーバ１０へと出力される。
【００３９】
次に、このような踏板２０を備えた料金収受システム１の動作及び処理について説明する。
料金収受システム１の通路に車両が進入すると、まず第一車両検知器２の光センサが遮光状態とされることで車線サーバ１０が車両の進入を検知する。これと同時に、車両が車両進行方向前方側の踏板２０上を通過する。
【００４０】
車両が踏板２０上を通過すると踏板本体２１の上面に車両の車輪による軸重が作用することにより、弾性体からなる踏板本体２１及び筐体３１は内部の空間３２を潰すようにして変形し、図３に示すように、上下に対向する一対の接点体３４が互いに接触する。これによって、接触型センサ３０から車線サーバ１０に対して車両の押圧の有無を示す押圧信号が出力される。
【００４１】
車線サーバ１０は踏板２０の押圧信号に基づいて車軸数を計数する。即ち、車線サーバ１０は、第一車両検知器２により車両の進入が検知されている間の押圧信号の出力数を車両の車軸数として計数する。そして、車線サーバ１０は、例えば、車軸数が「２」の場合に「普通車」であると判定し、車軸数が「３」または「４」の場合に「大型車」であると判定し、車軸数が「５」以上の場合に「特大車」であると判定する。
さらに、車線サーバ１０は複数の接触型センサ３０からの出力の順番によって、車両の前後進を判断する。
【００４２】
一方、上記のように空間３２が潰れることにより空間３２の容積が減少すると、該空間３２内部の気体の圧力が増加する。この空間３２の容積の減少度は軸重が大きいほど顕著となる。例えば図３（ａ）に示すように過積載ではない通常車両による軸重が作用した場合に比べて、図３（ｂ）に示すように過積載車両による軸重が作用した場合の方が空間３２の容積は小さなものとなる。即ち、軸重が大きいほど空間３２の容積は減少し、これに伴って空間３２内の圧力は増加する。
【００４３】
このような空間３２内の圧力は圧力センサ４０によって検出され、軸重検出部５０が圧力センサ４０の出力に基づいて車両の軸重を演算する。即ち、軸重が大きいほど空間３２内の圧力が大きくなるため、このような軸重と空間３２内の圧力との対応関係を軸重検出部５０が予め記憶しておくことで、空間３２内の圧力に基づいて容易に軸重を求めることができる。そして、このように求められた軸重が軸重検出部５０から車線サーバ１０に対して軸重情報として出力される。
【００４４】
この車両の総重情報が予め定めた閾値を超えた結果、車線サーバ１０が過積載であると判断した場合、車線サーバ１０は路側表示器８に過積載である旨の表示情報を出力し、路側表示器８は当該表示情報を画面に表示する。
【００４５】
上記第一車両検知器２による車両の進入の検知によって、第一アンテナ５が起動される。この第一アンテナ５は車両の車載器と通信を行い、車載器に挿入されたＩＣカードが記憶する車両特定情報等を取得して車線サーバ１０に送信する。車線サーバ１０は、この車両特定情報を軸重情報と紐付けて管理する。
【００４６】
次いで、車両が進行して第二車両検知器３の光センサが遮光状態とされると、車線サーバ１０は、車両特定情報等が正常であるか否かを判定し、正常であると判定した場合には、正常時処理を実行する。即ち、車線サーバ１０は発進制御機７に開放命令を出力し、発進制御機７は当該開放命令に基づいて通路を開放する。また、車線サーバ１０は、路側表示器８に通行を許可する旨を示す表示情報を出力し、路側表示器８は、当表示情報を画面に表示する。
【００４７】
そして、進行する車両が第三車両検知器４の光センサを遮光状態とした際、車線サーバ１０は路側表示器８に消灯命令を出力し、これに基づいて路側表示器８は画面を消灯する。さらに車両が第三車両検知器４の光センサの照射範囲を通過して当該光センサが通光状態となった場合、車線サーバ１０は発進制御機７に閉鎖命令を出力し、発進制御機７は当該閉鎖命令に基づいて阻止棒を下げて通路を閉鎖する。その後、第二アンテナ６が車両の車載器と通信を行い、踏板２０により計数された車軸数を用いて決定した車種情報を車載器に書き込む。
一方、車線サーバ１０が車両特定情報等が異常であると判定した場合には、車線サーバ１０は異常時処理を実行し、車線サーバ１０による通路の閉鎖状態を維持する。
【００４８】
以上のような料金収受システム１の踏板２０によれば、踏板２０上を車両が通過する際には車両の重量によって踏板本体２１内部の空間３２が上下潰れて一対の接点体３４が接触することで、車両の押圧を検知する。また、空間３２の潰れに伴って該空間３２の容積が車両の重量に応じて減少することで空間３２内の圧力は車両の軸重に応じて増加する。そのため、圧力センサ４０が検出した空間３２内の圧力に基づいて軸重検出部５０により車両の軸重を求めることができる。したがって、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【００４９】
即ち、本実施形態によれば、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としたので、車両の押圧や軸重の検出精度を高く維持することが可能となる。一方で、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことができるため、例えば先行車両の軸重が後続車両の車両特定情報に紐付けられることを回避することができる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【００５０】
さらに、本実施形態では踏板本体２１内の空間３２が密閉状態とされているため、踏板本体２１内部の空間３２が車両の軸重によって潰れた結果、空間３２の容積が変化した際には、該空間３２に圧力変動が速やかに生じる。即ち、圧力変動が空間３２の容積の変化に線形に対応するため、感度高く軸重を検出することができる。
【００５１】
なお、この第一実施形態の変形例の踏板２０として、例えば図４に示すように、検出空間としての踏板本体２１内の空間３２と踏板本体２１の外部とを連通させるチューブ６０を設け、圧力センサ４０が当該チューブ６０を介して空間３２内の圧力を検出する構成であってもよい。
即ち、この変形例では圧力センサ４０が踏板本体２１の外部に設けられており、チューブ６０における空間３２とは反対側の端部から該チューブ６０内の圧力を空間３２内の圧力として検出する。
【００５２】
ここで、第一実施形態の踏板２０の圧力センサ４０を踏板本体２１内に設けた場合、踏板２０上を繰り返し車両が通過することによる衝撃や振動によって圧力センサ４０自体の故障頻度が高くなってしまうおそれがある。また、故障した場合であっても踏板本体２１内から圧力センサを取り外すのに手間がかかるため、容易にメンテナンスを施すことができないという欠点がある。
【００５３】
なお、第一実施形態のように踏板本体２１内に圧力センサ４０を一体設ける場合には、ゴムからなる踏板本体２１の製造時において加硫加工前に圧力センサ４０を踏板本体２１に内挿する必要がある。そのため、その後の加硫温度によって圧力センサ４０が故障してしまうおそれがある。この点についても、本変形例のように外部に圧力センサを配置することによって、製造時における圧力センサ４０の故障を回避することができる。
【００５４】
また、第一実施形態のように踏板本体２１内に圧力センサ４０を一体設ける場合に、踏板本体２１に形成された空間３２と外部とを連通させる孔に気圧プローブ等の圧力センサ４０を挿入し、その後この孔を接着等により閉塞させることも考えられる。しかしながら、孔内において接着不良が生じた場合には、空間３２内の圧力変動を正確に計測できないおそれがある。この点についても、本変形例のように外部に圧力センサを配置することにより、空間３２内の圧力変動を正確に検出することができる。
【００５５】
この点、本変形例によれば、圧力センサ４０を踏板２０本体の内部に設けなくとも検出空間の圧力を検出することができるため、車両の軸重の検出を可能としながらも故障頻度を低減させることができ、軸重計としての信頼性を向上させることができる。また、
圧力センサ４０を容易に交換等することができるため、メンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００５６】
次に第二実施形態の踏板２０について図５を参照して説明する。この第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第二実施形態では、踏板本体２１の複数の孔部２２のうちの一の孔部２２（本実施形態では車両進行方向中央の孔部２２）には接触型センサ３０が設けられておらず、該接触型センサ３０の構成部品である筐体３１のみが設けられている。そして、この筐体３１内にはバルーン３５が設けられている。換言すれば、踏板本体２１の複数の孔部２２内に配置された筐体３１のうちの一の筐体３１においては、その内部に接点体３４体に代えてバルーン３５が設けられている。
【００５７】
このバルーン３５はゴム等の伸縮自在な弾性体からなる密閉された袋状の部材であって、その内部に気体が充填されて膨らんだ状態で空間３２内に配置されている。このバルーン３５は、空間３２内において筐体３１の内面３３の上面及び下面に接触していることが好ましく、より好ましくは筐体３１の内面３３のうち車両進行方向に対向する一対の側面にも接触していることが好ましい。また、バルーン３５は孔部２２や筐体３１と同様、通路幅方向に延在していることが好ましい。
【００５８】
そして、本実施形態の圧力センサ４０は空間３２内に代えてバルーン３５内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出するように設けられており、例えばバルーン３５内に挿入された気圧プローブによって検出空間内の気体の圧力を検出可能とされている。この圧力センサ４０が検出するバルーン３５内の圧力の値は軸重検出部５０に出力される。
なお、圧力センサ４０はその全体がバルーン３５内部に設けられていてもよいし、気圧プローブの先端部のみがバルーン３５内部に挿入された構成であってもよい。また、バルーン３５内の圧力を検出可能ならばいかなる形式の圧力センサ４０を用いてもよい。
【００５９】
このような踏板２０では、車両が踏板２０上を通過する際に第一実施形態と同様、軸重によって踏板本体２１及び筐体３１が弾性変形し、上下に離間する一対の接点体３４が接触することで車両の押圧を検出する。なお、第二実施形態では、筐体３１及びバルーン３５が配置された踏板本体２１の孔部２２を除いた他の孔部２２、即ち、筐体３１及び接点体３４体が配置された孔部２２のみにおいて車両の押圧が検出される。
【００６０】
一方、筐体３１及びバルーン３５が配置された孔部２２では、車両の軸重に応じて空間３２内の容積が小さくなることで当該空間３２内に配置されたバルーン３５もその容積が小さくなる。即ち、バルーン３５が筐体３１の内面３３によって潰されることで該バルーン３５内の容積が小さくなり、バルーン３５内の圧力が上昇する。
そして、このバルーン３５内の圧力を圧力センサ４０が検出することにより、当該圧力センサ４０の出力に基づいて軸重検出部５０が車両の軸重を求めることができる。
【００６１】
ここで、踏板本体２１の複数の孔部２２は、車両進行方向に例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの間隔で形成されているため、車両の通過時には接点体３４の短絡と圧力センサ４０による空間３２内の圧力変動の検出はほぼ同時に行なわれる。
これによって第一実施形態同様、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出とをほぼ同時に行うことが可能となる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【００６２】
また、このようにバルーン３５を設けた場合、踏板本体２１内部の空間３２が該踏板本体２１外部と連通している場合であっても圧力変動がバルーン３５の容積変動に線形に対応するため、精度高く軸重を求めることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば実施形態では軸重検出部５０を車線サーバ１０とは独立して設けたが、この軸重検出部５０を車線サーバ１０の一構成としてもよく、即ち、車線サーバ１０に軸重検出部５０の機能を設けてもよい。
【００６４】
また、第二実施形態でも第一実施形態の変形例と同様、検出空間としてのバルーン３５の内部と踏板本体２１の外部とを連通させるチューブ６０を設け、圧力センサ４０が当該チューブ６０を介して空間３２内の圧力を検出する構成であってもよい。これによっても、上記同様、圧力センサの信頼性やメンテナンス性を向上させることができる。また、製造時に圧力センサ４０が故障したり該圧力センサ４０により気圧変動を正確に検出できなくなってしまうことを回避することができる。
【００６５】
なお、空間３２内又はバルーン３５内に接続されたチューブ６０は接触型センサ３０の配線とともにケーブル内に収納し該チューブ６０車線サーバ１０内に導入することが好ましい。この場合、圧力センサ４０も車線サーバ１０内に配置され、該車線サーバ１０内にてチューブ６０を介して空間３２又はバルーン３５内の圧力を検出する。
このように構成した場合、例えば車線サーバ１０内に設けられたファンや遮熱板によって圧力センサ４０の温度対策を図ることができるため、圧力センサ４０に対して高熱による負荷がかかってしまうことを回避できる。
【００６６】
また、第一実施形態では踏板本体２１内の空間３２を該踏板本体２１の外部と隔離された密閉状の空間３２としたが、空間３２と踏板本体２１外部とが連通状態とされていてもよい。この場合であっても車両の通過によって空間３２内に圧力変動が生じれば軸重を求めることができる。
【００６７】
また、実施形態では、踏板本体２１の孔部２２及び接触型センサ３０を３つ設けたものについて説明したが、これらの数を１つ又は２つとしても良いし、４つ以上としても良い。
さらに、接触型センサ３０は必ずしも筐体３１を備えてなくともよく、接点体３４を孔部２２の内面３３に直接的に設けた構成であってもよい。
また、第二実施形態では踏板本体２１の複数の孔部２２のうち中央の孔部２２にバルーン３５を配置したが、他の孔部２２にバルーン３５を配置してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 料金収受システム
２ 第一車両検知器
３ 第二車両検知器
４ 第三車両検知器
５ 第一アンテナ
６ 第二アンテナ
７ 発進制御機
８ 路側表示器
９ アイランド
１０ 車線サーバ
２０ 踏板
２１ 踏板本体
２２ 孔部
２３ 凸部
３０ 接触型センサ
３１ 筐体
３２ 空間
３３ 内面
３４ 接点体
３５ バルーン
４０ 圧力センサ
５０ 軸重検出部
６０ チューブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有料道路や駐車場等の車両用有料施設の料金所において車両の押圧を検知する踏板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速道路等の有料道路や駐車場等の料金所ゲートにおいて、料金の収受を自動化するシステムとしてＥＴＣ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｏｌｌ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｅｍ)が導入されている。このＥＴＣによる料金収受方法は、車両に搭載された車載器にセットしたＩＣカードと料金所に設置された料金収受システムのアンテナとの間で無線通信を行うことで当該車両の車両特定情報を取得し、通行料金を収受するものである。
【０００３】
この料金収受システムにおける料金所の通行処理用の通路には、車両の押圧を検出するための踏板が設けられている（例えば特許文献１参照）。この踏板は、通路に埋設されており、内部に設けられた接点体が車両の重量によって短絡されることで当該車両の押圧を検知する。押圧の有無を示す押圧信号は料金収受システムの車線サーバに出力され、車線サーバは押圧信号に基づいて車両の進入検知や前後進検知を行う。
【０００４】
また、この他、車両における車輪の左右間の距離（トレッド）を検知可能な踏板も知られている（例えば特許文献２参照）。
このような踏板によって検出される車両の押圧に基づく情報（以下、踏板検出情報と称する）は、アンテナが取得する車両特定情報と車線サーバにて紐付けられ、有料道路の円滑な運用に供されている。
【０００５】
一方、有料道路の料金所の手前には、上記料金収受システムとは別個に軸重計が設けられている(例えば特許文献３参照）。この軸重計は、道路保全等の目的から、通行する車両の軸重を測定してその過積載の可能性有無を判定するものである。
また、車両の軸重を歪ゲージ等の感圧センサで検出するとともに当該検出された軸重情報に基づいて車両の軸数やトレッド、前後進等の踏板検出情報を取得可能な踏板も知られている（例えば特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２９４１６５０号公報
【特許文献２】特開昭６１−１６６６８８号公報
【特許文献３】特開２００８−０３９４８９号公報
【特許文献４】特開平０７−２２５８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、現状の道路交通システムでは、料金収受システムにおける踏板と軸重計とは車両進行方向にある程度離間して配置されて別個独立に管理されている。したがって、例えば車両の軸重情報を料金収受システムで一括して管理しようとした場合、アンテナが取得する車両特定情報と軸重計が取得する軸重情報とを紐付けての一元的な管理が困難であるという問題があった。
【０００８】
即ち、例えば先行車両が軸重計を一旦通過した後に後退して別のレーンに移動した場合、アンテナによって取得される後続車両の車両特定情報が先行車両の軸重情報と紐付けられてしまうおそれがある。また、大型トレーラー等のように軸数が多く車長の大きな車両の場合、最後輪の軸重情報が後続車両の車両特定情報と紐付けられてしまうおそれがある。よって、いかなる車両が過積載の可能性があるかの特定を誤るおそれがあり、車両特定情報と軸重計とを紐付けての一元的な管理が困難であった。
【０００９】
ここで、例えば特許文献４に記載の踏板のように、車両の軸重情報から踏板検出情報を取得することが可能な踏板ならば、軸重情報とアンテナが取得する車両特定情報との一元的な管理を行うことができるとも考えられる。
【００１０】
ところが、この特許文献４に記載の踏板では、例えば特許文献１に記載のような接点体を備えた踏板と比較して処理が複雑となるため、信頼性や寿命が不足するという欠点がある。また、特許文献４に記載の踏板はそもそも過積載を検出することを想定していないため、車両から過剰な軸重が作用した際にはその軸重計測はおろか踏板検出情報の取得を適切に行うことができないおそれがある。
したがって、特許文献４に記載の踏板では、過積載判定をできるだけの軸重の計測精度を担保しつつ車両の押圧の検知を信頼性高く行うことができないという問題がある。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、車両の押圧や軸重の検出精度を低下させることなく、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能な踏板、及び、この踏板を備えた料金収受システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る踏板は、車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間が車両進行方向に複数設けられた踏板本体と、前記空間の内面に上下に対向して設けられた一対の接点体とを備え、該一対の接点体の接触によって車両の押圧を検知する踏板であって、複数の前記空間のうちの少なくとも一つの前記空間内を検出空間として該検出空間の圧力を検出する圧力センサと、該圧力センサの検出結果に基づいて前記通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴の踏板によれば、踏板上を車両が通過する際には車両の重量によって踏板本体内部の空間が上下に潰れて一対の接点体が接触する。また、この空間の潰れに伴って空間の容積が車両の重量に応じて減少することで空間内の圧力は車両の軸重に応じて増加する。そのため、圧力センサが検出した空間内の圧力に基づいて軸重検出部により車両の軸重を求めることができる。
したがって、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【００１４】
また、本発明に係る踏板フレームにおいては、前記空間が前記踏板本体の外部と隔離された密閉状態とされていることが好ましい。
【００１５】
これによって、踏板本体内部の空間が車両の軸重によって潰れた結果、空間の容積が変化した際には、該空間に圧力変動が速やかに生じる。即ち、圧力変動が空間の容積の変化に線形に対応するため、軸重の検出精度を向上させることができる。
なお、踏板本体内部の空間が密閉状態とされていない場合、即ち、踏板本体内部の空間と踏板本体外部とが連通状態とされている場合であっても、軸重によって空間が潰れた結果として該空間内部に圧力変動が生じれば、当該圧力変動に基づいて軸重を検出することは可能である。
【００１６】
さらに、本発明に係る踏板は、複数の前記空間のうちの少なくとも一つの空間の内部に前記一対の接点体に代えて設けられたバルーンをさらに備え、前記圧力センサが前記空間内における前記バルーンの内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出するものであってもよい。
【００１７】
これによって、車両の軸重によって踏板本体内部の空間が潰れた際には、当該空間内に設けられたバルーンも同様に潰れることになる。これによって、バルーン内部に軸重に応じた圧力変動が生じることになるため、該バルーン内の圧力を検出することで軸重を求めることができる。
また、このようにバルーンを設けた場合、踏板本体内部の空間が該踏板本体外部と連通している場合であっても、圧力変動がバルーンの容積変動に線形に対応するため軸重の検出精度を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明に係る踏板は、複前記検出空間と前記踏板本体との外部を連通させるチューブをさらに備え、前記踏板本体の外部に設けられた前記圧力センサが前記チューブを介して前記検出空間の圧力を検出するものであってもよい。
【００１９】
ここで、例えば圧力センサを踏板本体内に設けた場合、踏板上を繰り返し車両が通過することによる衝撃や振動によって圧力センサ自体の故障頻度が高くなってしまうおそれがある。また、故障した場合であっても踏板本体内から圧力センサを取り外すのに手間がかかるため、容易にメンテナンスを施すことができないという欠点がある。
この点、本発明によれば、圧力センサを踏板本体の内部に設けなくとも検出空間の圧力を検出することができるため、故障頻度を低減させることができるとともに容易に交換等のメンテナンスを行うことができる。
【００２０】
そして、本発明に係る料金収受システムは、車両用有料施設に設置され、該有料施設の利用料金を収受する料金収受システムであって、上記いずれかの踏板を供えることを特徴とする。
【００２１】
これによって、上記同様、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の踏板及び料金収受システムによれば、車両の押圧の検出と車両の軸重の検出とを別個に行う構成のため、車両の押圧や軸重の検出精度を高く維持することができる。一方で、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことができるため、例えば先行車両の軸重が後続車両の車両特定情報に紐付けられることを回避することができる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態の料金収受システムの概略構成を示す平面図である。
【図２】第一実施形態の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【図３】踏板本体内部の空間が潰れた状態を示す図であって、（ａ）は過積載ではない通常車両が通過した場合、（ｂ）は過積載車両が通過した場合を示す図である。
【図４】第一実施形態の変形例の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【図５】第二実施形態の踏板における通路幅方向に直交する方向の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態に係る踏板及び料金収受システムについて、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、料金収受システム１は、例えば有料道路の料金所におけるアイランド９，９の間の通行処理用の通路に設けられており、第一車両検知器２と、第二車両検知器３と、第三車両検知器４と、第一アンテナ５と、第二アンテナ６と、発進制御機７と、路側表示器８と、料金収受システム１の各装置を制御する車線サーバ１０と、踏板２０とを備えている。
【００２６】
第一車両検知器２、第二車両検知器３及び第三車両検知器４は、 図１に示すように、通路を挟んで対向するようにして該通路の両側に設置される一対の光センサから構成されており、これら一対の光センサの間が通光状態であるか遮光状態であるか否かを示す車両検知信号を車線サーバ車線サーバ１０に出力する。なお、車線サーバ１０は、車両検知信号が通光状態から遮光状態に遷移することで車両の進入を検出し、車両検知信号が遮光状態から通光状態に遷移することで車両の通過を検出する。
【００２７】
第一車両検知器２は通路の入り口に設置されており、第二車両検知器３は第一車両検知器２より車両進行方向前方側に設置されている。また、第三車両検知器４は第二車両検知器３よりもさらに車両進行方向前方側に設置されている。
【００２８】
第一アンテナ５は、通路を走行する車両に搭載された車載器との通信を行い、車線サーバ１０の制御によって車載器から車両を特定する車両特定情報を読み出す。この第一アンテナ５は、第二車両検知器３と車両進行方向に隣接するように該第二車両検知器３の車両進行方向前方側に設置されており、第一車両検知器２と第二車両検知器３との間の範囲を通信領域とする。
【００２９】
第二アンテナ６は、通路を走行する車両に搭載された車載器との通信を行い、車線サーバ１０の制御によって踏板２０により計数された車軸数を用いて決定した車種情報を車載器に書き込む。
【００３０】
発進制御機７は、第三車両検知器４の車両進行方向後方に設置されており、通路を開閉自在に設置された阻止棒を備えている。この発進制御機７は、車線サーバ１０の制御によって阻止棒を開閉することで通路を開放又は閉鎖する。
路側表示器８は、車線サーバ１０の制御によって車両の運転者に通知する情報を表示する。
【００３１】
踏板２０は、図１に示すように、通路の入口において、即ち、第一車両検知器２と同様の車両進行方向位置において、通路の幅方向に延在するように配置されている。
この踏板２０は、図２に示すように、例えばゴム等の弾性体によって形成された踏板本体２１を有している。この踏板本体２１は踏板２０の外郭を形成しており、通路幅方向を長手方向とするとともに車両進行方向を短手方向とした平面視矩形状をなしている。また、この踏板本体２１はその上下方向に所定の厚みを有しており、その内部には複数の孔部２２が形成されている。
【００３２】
この孔部２２は踏板本体２１の内部において通路幅方向に延在するように形成されており、その延在方向に直交する方向の断面形状は上下及び車両進行方向にそれぞれ対向する辺を備えた略四角形状とされている。このような孔部２２は踏板本体２１の内部において車両進行方向に間隔をあけて複数（本実施形態では３つ）形成されている。
【００３３】
さらに、踏板本体２１の上面における上記複数の孔部２２の直上に当たる箇所には、上方に向かって突出するとともにそれぞれ孔部２２と同様に通路幅方向に延在する複数（本実施形態では３つ）の凸部２３が形成されている。
【００３４】
また、複数の孔部２２にはそれぞれ接触型センサ３０が設けられている。この接触型センサ３０は、孔部２２に隙間無く嵌り込む四角筒状をなす筐体３１を備えている。この筐体３１は孔部２２同様、例えば弾性体から形成されるとともに通路幅方向に延在しており、その外面が孔部２２の内面３３に密着している。さらに、筐体３１の内側には通路幅方向に延びる空間３２が形成されており、本実施形態ではこの空間３２は踏板本体２１の外部と隔離された密閉空間３２とされている。
【００３５】
そして、空間３２を囲む筐体３１の内面３３には上下に対向するようにして一対の接点体３４が設けられている。即ち、筐体３１の内面３３における上部及び下部には、空間３２を間に挟んで上下に離間する接点体３４が設けられている。接触型センサ３０においては、これら一対の接点体３４が互いに接触して短絡した際に車線サーバ１０に対して車両の押圧の有無を示す押圧信号が出力される。
【００３６】
このようにして本実施形態においては、内部に空間３２を有する筐体３１が踏板本体２１の孔部２２内に設置されており、これによって踏板本体２１内部に通路幅方向に延びる空間３２が形成されている。そして、この空間３２の内面３３に上下に対向するようにして一対の接点体３４が設けられているのである。
【００３７】
また、本実施形態の踏板２０は、上記構成に加えて圧力センサ４０及び軸重検出部５０を備えている。
圧力センサ４０は、筐体３１内部の空間３２、即ち、踏板本体２１内部の空間３２を検出空間として該検出空間の圧力を検出するセンサであって、例えば空間３２内に挿入された気圧プローブによって空間３２内の気体の圧力を検出可能とされている。この圧力センサ４０が検出する空間３２の圧力の値は軸重検出部５０に出力される。
なお、圧力センサ４０はその全体が空間３２内に設けられていてもよいし、気圧プローブの先端部のみが空間３２内に挿入された構成であってもよい。また、圧力センサ４０は、空間の気圧を測定可能であればいかなる形式のものであってもよい。
【００３８】
軸重検出部５０は圧力センサ４０から入力される空間３２の圧力の値に基づいて車両の軸重を演算する。即ち、この軸重検出部５０は、空間３２の圧力の値に対応する軸重の値を記憶したテーブル、あるいは、空間３２の圧力と軸重との関係式に基づいて空間３２の圧力から車両の軸重を求める。このように求められた軸重情報は、車線サーバ１０へと出力される。
【００３９】
次に、このような踏板２０を備えた料金収受システム１の動作及び処理について説明する。
料金収受システム１の通路に車両が進入すると、まず第一車両検知器２の光センサが遮光状態とされることで車線サーバ１０が車両の進入を検知する。これと同時に、車両が車両進行方向前方側の踏板２０上を通過する。
【００４０】
車両が踏板２０上を通過すると踏板本体２１の上面に車両の車輪による軸重が作用することにより、弾性体からなる踏板本体２１及び筐体３１は内部の空間３２を潰すようにして変形し、図３に示すように、上下に対向する一対の接点体３４が互いに接触する。これによって、接触型センサ３０から車線サーバ１０に対して車両の押圧の有無を示す押圧信号が出力される。
【００４１】
車線サーバ１０は踏板２０の押圧信号に基づいて車軸数を計数する。即ち、車線サーバ１０は、第一車両検知器２により車両の進入が検知されている間の押圧信号の出力数を車両の車軸数として計数する。そして、車線サーバ１０は、例えば、車軸数が「２」の場合に「普通車」であると判定し、車軸数が「３」または「４」の場合に「大型車」であると判定し、車軸数が「５」以上の場合に「特大車」であると判定する。
さらに、車線サーバ１０は複数の接触型センサ３０からの出力の順番によって、車両の前後進を判断する。
【００４２】
一方、上記のように空間３２が潰れることにより空間３２の容積が減少すると、該空間３２内部の気体の圧力が増加する。この空間３２の容積の減少度は軸重が大きいほど顕著となる。例えば図３（ａ）に示すように過積載ではない通常車両による軸重が作用した場合に比べて、図３（ｂ）に示すように過積載車両による軸重が作用した場合の方が空間３２の容積は小さなものとなる。即ち、軸重が大きいほど空間３２の容積は減少し、これに伴って空間３２内の圧力は増加する。
【００４３】
このような空間３２内の圧力は圧力センサ４０によって検出され、軸重検出部５０が圧力センサ４０の出力に基づいて車両の軸重を演算する。即ち、軸重が大きいほど空間３２内の圧力が大きくなるため、このような軸重と空間３２内の圧力との対応関係を軸重検出部５０が予め記憶しておくことで、空間３２内の圧力に基づいて容易に軸重を求めることができる。そして、このように求められた軸重が軸重検出部５０から車線サーバ１０に対して軸重情報として出力される。
【００４４】
この車両の総重情報が予め定めた閾値を超えた結果、車線サーバ１０が過積載であると判断した場合、車線サーバ１０は路側表示器８に過積載である旨の表示情報を出力し、路側表示器８は当該表示情報を画面に表示する。
【００４５】
上記第一車両検知器２による車両の進入の検知によって、第一アンテナ５が起動される。この第一アンテナ５は車両の車載器と通信を行い、車載器に挿入されたＩＣカードが記憶する車両特定情報等を取得して車線サーバ１０に送信する。車線サーバ１０は、この車両特定情報を軸重情報と紐付けて管理する。
【００４６】
次いで、車両が進行して第二車両検知器３の光センサが遮光状態とされると、車線サーバ１０は、車両特定情報等が正常であるか否かを判定し、正常であると判定した場合には、正常時処理を実行する。即ち、車線サーバ１０は発進制御機７に開放命令を出力し、発進制御機７は当該開放命令に基づいて通路を開放する。また、車線サーバ１０は、路側表示器８に通行を許可する旨を示す表示情報を出力し、路側表示器８は、当表示情報を画面に表示する。
【００４７】
そして、進行する車両が第三車両検知器４の光センサを遮光状態とした際、車線サーバ１０は路側表示器８に消灯命令を出力し、これに基づいて路側表示器８は画面を消灯する。さらに車両が第三車両検知器４の光センサの照射範囲を通過して当該光センサが通光状態となった場合、車線サーバ１０は発進制御機７に閉鎖命令を出力し、発進制御機７は当該閉鎖命令に基づいて阻止棒を下げて通路を閉鎖する。その後、第二アンテナ６が車両の車載器と通信を行い、踏板２０により計数された車軸数を用いて決定した車種情報を車載器に書き込む。
一方、車線サーバ１０が車両特定情報等が異常であると判定した場合には、車線サーバ１０は異常時処理を実行し、車線サーバ１０による通路の閉鎖状態を維持する。
【００４８】
以上のような料金収受システム１の踏板２０によれば、踏板２０上を車両が通過する際には車両の重量によって踏板本体２１内部の空間３２が上下潰れて一対の接点体３４が接触することで、車両の押圧を検知する。また、空間３２の潰れに伴って該空間３２の容積が車両の重量に応じて減少することで空間３２内の圧力は車両の軸重に応じて増加する。そのため、圧力センサ４０が検出した空間３２内の圧力に基づいて軸重検出部５０により車両の軸重を求めることができる。したがって、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことが可能となる。
【００４９】
即ち、本実施形態によれば、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としたので、車両の押圧や軸重の検出精度を高く維持することが可能となる。一方で、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出を同時に行うことができるため、例えば先行車両の軸重が後続車両の車両特定情報に紐付けられることを回避することができる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【００５０】
さらに、本実施形態では踏板本体２１内の空間３２が密閉状態とされているため、踏板本体２１内部の空間３２が車両の軸重によって潰れた結果、空間３２の容積が変化した際には、該空間３２に圧力変動が速やかに生じる。即ち、圧力変動が空間３２の容積の変化に線形に対応するため、感度高く軸重を検出することができる。
【００５１】
なお、この第一実施形態の変形例の踏板２０として、例えば図４に示すように、検出空間としての踏板本体２１内の空間３２と踏板本体２１の外部とを連通させるチューブ６０を設け、圧力センサ４０が当該チューブ６０を介して空間３２内の圧力を検出する構成であってもよい。
即ち、この変形例では圧力センサ４０が踏板本体２１の外部に設けられており、チューブ６０における空間３２とは反対側の端部から該チューブ６０内の圧力を空間３２内の圧力として検出する。
【００５２】
ここで、第一実施形態の踏板２０の圧力センサ４０を踏板本体２１内に設けた場合、踏板２０上を繰り返し車両が通過することによる衝撃や振動によって圧力センサ４０自体の故障頻度が高くなってしまうおそれがある。また、故障した場合であっても踏板本体２１内から圧力センサを取り外すのに手間がかかるため、容易にメンテナンスを施すことができないという欠点がある。
【００５３】
なお、第一実施形態のように踏板本体２１内に圧力センサ４０を一体設ける場合には、ゴムからなる踏板本体２１の製造時において加硫加工前に圧力センサ４０を踏板本体２１に内挿する必要がある。そのため、その後の加硫温度によって圧力センサ４０が故障してしまうおそれがある。この点についても、本変形例のように外部に圧力センサを配置することによって、製造時における圧力センサ４０の故障を回避することができる。
【００５４】
また、第一実施形態のように踏板本体２１内に圧力センサ４０を一体設ける場合に、踏板本体２１に形成された空間３２と外部とを連通させる孔に気圧プローブ等の圧力センサ４０を挿入し、その後この孔を接着等により閉塞させることも考えられる。しかしながら、孔内において接着不良が生じた場合には、空間３２内の圧力変動を正確に計測できないおそれがある。この点についても、本変形例のように外部に圧力センサを配置することにより、空間３２内の圧力変動を正確に検出することができる。
【００５５】
この点、本変形例によれば、圧力センサ４０を踏板２０本体の内部に設けなくとも検出空間の圧力を検出することができるため、車両の軸重の検出を可能としながらも故障頻度を低減させることができ、軸重計としての信頼性を向上させることができる。また、
圧力センサ４０を容易に交換等することができるため、メンテナンス性を向上させることが可能となる。
【００５６】
次に第二実施形態の踏板２０について図５を参照して説明する。この第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この第二実施形態では、踏板本体２１の複数の孔部２２のうちの一の孔部２２（本実施形態では車両進行方向中央の孔部２２）には接触型センサ３０が設けられておらず、該接触型センサ３０の構成部品である筐体３１のみが設けられている。そして、この筐体３１内にはバルーン３５が設けられている。換言すれば、踏板本体２１の複数の孔部２２内に配置された筐体３１のうちの一の筐体３１においては、その内部に接点体３４体に代えてバルーン３５が設けられている。
【００５７】
このバルーン３５はゴム等の伸縮自在な弾性体からなる密閉された袋状の部材であって、その内部に気体が充填されて膨らんだ状態で空間３２内に配置されている。このバルーン３５は、空間３２内において筐体３１の内面３３の上面及び下面に接触していることが好ましく、より好ましくは筐体３１の内面３３のうち車両進行方向に対向する一対の側面にも接触していることが好ましい。また、バルーン３５は孔部２２や筐体３１と同様、通路幅方向に延在していることが好ましい。
【００５８】
そして、本実施形態の圧力センサ４０は空間３２内に代えてバルーン３５内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出するように設けられており、例えばバルーン３５内に挿入された気圧プローブによって検出空間内の気体の圧力を検出可能とされている。この圧力センサ４０が検出するバルーン３５内の圧力の値は軸重検出部５０に出力される。
なお、圧力センサ４０はその全体がバルーン３５内部に設けられていてもよいし、気圧プローブの先端部のみがバルーン３５内部に挿入された構成であってもよい。また、バルーン３５内の圧力を検出可能ならばいかなる形式の圧力センサ４０を用いてもよい。
【００５９】
このような踏板２０では、車両が踏板２０上を通過する際に第一実施形態と同様、軸重によって踏板本体２１及び筐体３１が弾性変形し、上下に離間する一対の接点体３４が接触することで車両の押圧を検出する。なお、第二実施形態では、筐体３１及びバルーン３５が配置された踏板本体２１の孔部２２を除いた他の孔部２２、即ち、筐体３１及び接点体３４体が配置された孔部２２のみにおいて車両の押圧が検出される。
【００６０】
一方、筐体３１及びバルーン３５が配置された孔部２２では、車両の軸重に応じて空間３２内の容積が小さくなることで当該空間３２内に配置されたバルーン３５もその容積が小さくなる。即ち、バルーン３５が筐体３１の内面３３によって潰されることで該バルーン３５内の容積が小さくなり、バルーン３５内の圧力が上昇する。
そして、このバルーン３５内の圧力を圧力センサ４０が検出することにより、当該圧力センサ４０の出力に基づいて軸重検出部５０が車両の軸重を求めることができる。
【００６１】
ここで、踏板本体２１の複数の孔部２２は、車両進行方向に例えば数ｍｍ〜数十ｍｍの間隔で形成されているため、車両の通過時には接点体３４の短絡と圧力センサ４０による空間３２内の圧力変動の検出はほぼ同時に行なわれる。
これによって第一実施形態同様、車両の押圧を検出と車両の軸重の検出を別個に行う構成としつつも、通路を走行する車両の押圧の検出と軸重の検出とをほぼ同時に行うことが可能となる。したがって、車両特定情報と軸重情報との一元的な管理を実現することが可能となる。
【００６２】
また、このようにバルーン３５を設けた場合、踏板本体２１内部の空間３２が該踏板本体２１外部と連通している場合であっても圧力変動がバルーン３５の容積変動に線形に対応するため、精度高く軸重を求めることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば実施形態では軸重検出部５０を車線サーバ１０とは独立して設けたが、この軸重検出部５０を車線サーバ１０の一構成としてもよく、即ち、車線サーバ１０に軸重検出部５０の機能を設けてもよい。
【００６４】
また、第二実施形態でも第一実施形態の変形例と同様、検出空間としてのバルーン３５の内部と踏板本体２１の外部とを連通させるチューブ６０を設け、圧力センサ４０が当該チューブ６０を介して空間３２内の圧力を検出する構成であってもよい。これによっても、上記同様、圧力センサの信頼性やメンテナンス性を向上させることができる。また、製造時に圧力センサ４０が故障したり該圧力センサ４０により気圧変動を正確に検出できなくなってしまうことを回避することができる。
【００６５】
なお、空間３２内又はバルーン３５内に接続されたチューブ６０は接触型センサ３０の配線とともにケーブル内に収納し該チューブ６０車線サーバ１０内に導入することが好ましい。この場合、圧力センサ４０も車線サーバ１０内に配置され、該車線サーバ１０内にてチューブ６０を介して空間３２又はバルーン３５内の圧力を検出する。
このように構成した場合、例えば車線サーバ１０内に設けられたファンや遮熱板によって圧力センサ４０の温度対策を図ることができるため、圧力センサ４０に対して高熱による負荷がかかってしまうことを回避できる。
【００６６】
また、第一実施形態では踏板本体２１内の空間３２を該踏板本体２１の外部と隔離された密閉状の空間３２としたが、空間３２と踏板本体２１外部とが連通状態とされていてもよい。この場合であっても車両の通過によって空間３２内に圧力変動が生じれば軸重を求めることができる。
【００６７】
また、実施形態では、踏板本体２１の孔部２２及び接触型センサ３０を３つ設けたものについて説明したが、これらの数を１つ又は２つとしても良いし、４つ以上としても良い。
さらに、接触型センサ３０は必ずしも筐体３１を備えてなくともよく、接点体３４を孔部２２の内面３３に直接的に設けた構成であってもよい。
また、第二実施形態では踏板本体２１の複数の孔部２２のうち中央の孔部２２にバルーン３５を配置したが、他の孔部２２にバルーン３５を配置してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１ 料金収受システム
２ 第一車両検知器
３ 第二車両検知器
４ 第三車両検知器
５ 第一アンテナ
６ 第二アンテナ
７ 発進制御機
８ 路側表示器
９ アイランド
１０ 車線サーバ
２０ 踏板
２１ 踏板本体
２２ 孔部
２３ 凸部
３０ 接触型センサ
３１ 筐体
３２ 空間
３３ 内面
３４ 接点体
３５ バルーン
４０ 圧力センサ
５０ 軸重検出部
６０ チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間が車両進行方向に複数設けられた踏板本体と、前記空間の内面に上下に対向して設けられた一対の接点体とを備え、該一対の接点体の接触によって車両の押圧を検知する踏板であって、
複数の前記空間のうちの少なくとも一つの前記空間内を検出空間として該検出空間の圧力を検出する圧力センサと、
該圧力センサの検出結果に基づいて前記通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部とを備えることを特徴とする踏板。
【請求項２】
前記空間が前記踏板本体の外部と隔離された密閉状態とされていることを特徴とする請求項１に記載の踏板。
【請求項３】
複数の前記空間のうちの少なくとも一つの空間の内部に前記一対の接点体に代えて設けられたバルーンをさらに備え、
前記圧力センサが前記空間内における前記バルーンの内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の踏板。
【請求項４】
前記検出空間と前記踏板本体との外部を連通させるチューブをさらに備え、
前記踏板本体の外部に設けられた前記圧力センサが前記チューブを介して前記検出空間の圧力を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の踏板。
【請求項５】
車両用有料施設に設置され、該有料施設の利用料金を収受する料金収受システムであって、
請求項１から３のいずれか一項に記載の踏板を備えることを特徴とする料金収受システム。
【請求項１】
車両用有料施設の通行処理用の通路の幅方向に沿って設けられ、内部に幅方向に延在する空間が車両進行方向に複数設けられた踏板本体と、前記空間の内面に上下に対向して設けられた一対の接点体とを備え、該一対の接点体の接触によって車両の押圧を検知する踏板であって、
複数の前記空間のうちの少なくとも一つの前記空間内を検出空間として該検出空間の圧力を検出する圧力センサと、
該圧力センサの検出結果に基づいて前記通路を通過した車両の軸重を求める軸重検出部とを備えることを特徴とする踏板。
【請求項２】
前記空間が前記踏板本体の外部と隔離された密閉状態とされていることを特徴とする請求項１に記載の踏板。
【請求項３】
複数の前記空間のうちの少なくとも一つの空間の内部に前記一対の接点体に代えて設けられたバルーンをさらに備え、
前記圧力センサが前記空間内における前記バルーンの内部を検出空間として該検出空間の圧力を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の踏板。
【請求項４】
前記検出空間と前記踏板本体との外部を連通させるチューブをさらに備え、
前記踏板本体の外部に設けられた前記圧力センサが前記チューブを介して前記検出空間の圧力を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の踏板。
【請求項５】
車両用有料施設に設置され、該有料施設の利用料金を収受する料金収受システムであって、
請求項１から３のいずれか一項に記載の踏板を備えることを特徴とする料金収受システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９８６３２（Ｐ２０１２−１９８６３２Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６１０２２（Ｐ２０１１−６１０２２）
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１８日（２０１１．３．１８）
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【Ｆターム（参考）】
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