重量計量装置
【課題】軸状ピン型ロードセルで計量物の重量を測定する重量計量装置において、計量精度と耐久性を向上する。
【解決手段】
荷台４と車体３の間に介在する計量ユニット７Ｆ，７Ｒはぞれぞれ軸状ピン型ロードセル１３を備える。荷台側金具１２の保持穴１２ａと車体側金具１１の保持穴１１ｃで軸状ピン型ロードセル１３が保持される。複数の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうちの少なくとも１つについて、荷台側金具１２及び車体側金具１１のうちの少なくとも一方の保持穴１２ａ，１１ｃを長穴とする。
【解決手段】
荷台４と車体３の間に介在する計量ユニット７Ｆ，７Ｒはぞれぞれ軸状ピン型ロードセル１３を備える。荷台側金具１２の保持穴１２ａと車体側金具１１の保持穴１１ｃで軸状ピン型ロードセル１３が保持される。複数の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうちの少なくとも１つについて、荷台側金具１２及び車体側金具１１のうちの少なくとも一方の保持穴１２ａ，１１ｃを長穴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は重量計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
計量物が積載される積載部と基部との間に複数個のロードセルを介在させた重量計量装置であって、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された円柱状の軸状ピン型ロードセルで積載部側の金具と基部側の金具を連結したものが知られている。この構造は、高さ方向の寸法を抑制できることから、塵芥収集車等の車両における車載重量計量装置としても使用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体（円柱状）と金具の保持穴（丸穴）は隙間を確保して組み立てられる。この隙間が大きい場合、例えば車載用であると車両の走行時の荷台や荷箱の上下振動により衝撃荷重が軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体に作用し、耐久性の面で問題がある。一方、この隙間が小さい場合、計量物の重量による積載部（荷台や荷箱）の変形、基部（車体）の捩れ、基台と積載部の熱膨張の相違等の原因による積載部と基部の相対的変位を吸収できず、軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体に大きな横荷重が作用し、計量誤差が大きくなる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９９８４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９５１１号公報
【特許文献３】特開２００９−３５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された複数個の軸状ピン型ロードセルで計量物の重量を測定する重量計量装置において、上下振動が作用する使用環境下での耐久性を確保しつつ、積載部と基部の相対的変位を吸収することにより計量精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、計量物が積載される積載部と、この積載部を支持する基部との間に介在し、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された軸状ピン型ロードセルをそれぞれ含む複数の計量部を備え、個々の前記計量部は、前記積載部に固定された積載台側金具と、前記基部に固定された基部側金具とを備え、前記軸状ピン型ロードセルの両端側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの一方に設けられた保持穴で支持され、前記軸状ピン型ロードセルの中央側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの他方に設けられた保持穴で支持され、前記複数の計量部のうちの少なくともいずれか１つでは、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を長穴としていることを特徴とする、重量計量装置を提供する。
【０００７】
例えば、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線が互いに平行に延び、かつ前記軸線と直交する水平方向に並ぶように配置された前記計量部の対を含み、前記対を構成する前記計量部のうちの一方において、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を前記長穴としている。
【０００８】
具体的には、前記長穴とした前記保持穴は、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線に対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁と、この下側穴壁の上方に位置する上側穴壁と、前記下側穴壁と前記上側穴壁の両端をそれぞれ連結する前側穴壁及び後側穴壁とを備える。
【０００９】
より具体的には、上記下側及び上側穴壁の長さは、前記軸状ピン型ロードセルの直径の０．０４倍以上０．２倍以下であり、前記軸状ピン型ロードセルと前記上側又は上側穴壁との間の隙間は、前記軸状ピン型ロードセルの前記直径の０．００１倍以上０．０２倍以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の重量計量装置では、積載部と基部の間に介在する複数の計量部のうち少なくとも１つにおいて、積載部側金具及び基部側金具のうちの少なくとも一方について軸状ピン型ロードセルを保持するための保持穴を長穴としている。そのため、上下振動が作用する使用環境下での耐久性を確保しつつ、積載部と基部の相対的変位を吸収することにより計量精度を向上できる。具体的には、長穴の前側穴壁及び後側穴壁と軸状ピン型ロードセルとの間に十分な隙間が確保されるので、積載部の変形、基部の捻れ、基台と積載部の熱膨張の相違等による積載部と基部の相対的変位が吸収され、大きな横荷重が軸状ピン型ロードセルに作用しない。その結果、計量精度が向上する。また、長穴で支持された軸状ピン型ロードセルと、長穴の上側穴壁又は下側穴壁との間の隙間は組付に必要な最小限に設定されるので、計量物を積載した積載部の上下振動による過大な衝撃荷重が軸状ピン型ロードセルに作用せず、耐久性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかる車載重量計量装置を備える車両の模式的な側面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる車載重量計量装置を備える車両の模式的な平面図。
【図３】計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【図４】車体、荷台、及び計量ユニットの模式的な側面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線での断面図。
【図６Ａ】計量ユニット（車体側金具が丸穴で荷台側金具が長穴）の模式的な斜視図。
【図６Ｂ】計量ユニット（車体側金具が長穴で荷台側金具が丸穴）の模式的な側面図。
【図６Ｃ】計量ユニット（車体側金具及び荷台側金具がともに長穴）の模式的な側面図。
【図７】計量ユニット（車体側金具及び荷台側金具がともに丸穴）の模式的な斜視図。
【図８】軸状ピン型ロードセルと長穴の関係を示す模式的な部分拡大側面図。
【図９】横荷重を説明するための側面図。
【図１０】軸状ピン型ロードセルの側面図。
【図１１】図１０のXI−XI線の部分拡大断面図。
【図１２】変形例における計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【図１３】他の変形例における計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明を適用した車載重量計量装置１を備える車両２を示す。車両２の車体（基部）３上には計量物が積載される荷台（積載部）４が配置されている（荷台４の上又は荷台４に代えて荷箱５が配置されていてもよい）。車両２の種類は、例えば塵芥収集車、汚泥吸引等であるが特に限定されない。また、ダンプ機構を備えるものでもよい。
【００１３】
図３から図５を併せて参照すると、荷台４と、荷台４を支持する車体３との間には、本実施形態では合計４個の計量ユニット（計量部）７Ｆ，７Ｒが介在している。具体的には、車体３のフロント側には車幅方向（左右方向）に１列に並ぶように２個の計量ユニット７Ｆ，７Ｆが配置され、車体３のリア側にも車幅方向に１列に並ぶように２個の計量ユニット７Ｒ，７Ｒが配置されている。
【００１４】
個々の計量ユニット７Ｆ，７Ｒは、車体側金具１１、荷台側金具１２、及び軸状ピン型ロードセル１３を備える。
【００１５】
図６Ａ〜図７に示すように、車体側金具１１は、車体３の上面に固定された座部１１ａと、この座部１１ａの両端から上向きに平行に延びる一対の板状の支持部１１ｂ，１１ｂとを備える。個々の支持部１１ｂには厚み方向に貫通すように保持穴１１ｃが設けられている。荷台側金具１２は上部が荷台４の下面に固定された板状であり、厚み方向に貫通するように保持穴１２ａが設けられている。荷台側金具１２は車体側金具１１の一対の支持部１１ｂ，１１ｂの間に配置されている。軸状ピン型ロードセル１３が備える全体として円柱状の軸状弾性体１４は、車体側金具１１の２個の保持穴１１ｃ，１１ｃと荷台側金具１２の１個の保持穴１２ａを貫通するように配置されている。軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は、軸線γが水平方向かつ車幅に延びる姿勢で保持穴１１ｃ，１１ｃと保持穴１２ａに保持されている。具体的には、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４はその両端付近がそれぞれ車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１１ｃにより保持され、長さ方向（軸線γ方向）の中央付近が荷台側金具１２の保持穴１２ａにより保持されている。
【００１６】
軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体を軸線γが水平方向に延びる姿勢で保持する保持穴を有する限り、個々の計量ユニット７Ｆ，７Ｒの車体側金具１１及び荷台側金具１２の具体的な構造は図示のものに限定されない。例えば、図示の車体側金具１１の座部１１ａを荷台４の下面に固定して荷台側金具として使用し、図示の荷台側金具１２の下端側を車体３の上面に固定して車体側金具として使用してもよい。
【００１７】
図１０及び図１１を併せて参照すると、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４には、それぞれ軸線γと直交する方向に対向する断面円形の凹部１５Ａ〜１５Ｄの対を設け、凹部１５Ａ，１５Ｂとの間、及び凹部１５Ｃ，１５Ｄとの間にそれぞれ比較的薄厚の円板状として軸線γに対して直交する方向の断面積を減少させた起歪部１６Ａ，１６Ｂを設けている。起歪部１６Ａ，１６Ｂは、一方が車体側金具１１の一方の支持部１１ｂと荷台側金具１２の間に位置し、他方が車体側金具１１の他方の支持部１１ｂと荷台側金具１２の間に位置している。起歪部１６Ａ，１６Ｂは荷台側金具１２と車体側金具１１から作用する荷重Ｆｖ（計量物の重量に対応する）により適切なせん断歪みが発生するような形状に設計されている。個々の起歪部１６Ａ，１６Ｂの両面には歪みゲージ１７が貼り付けられている。これらの歪みゲージ１７でホイーストンブリッジ回路を構成して荷重Ｆｖに比例した電気信号が得られるようにしている。軸状弾性体１４が円柱状であり、かつ荷台側金具１２と車体側金具１１から作用する荷重が検出可能である限り、軸状ピン型ロードセル１３の具体的な構造は特に限定されない。
【００１８】
図３に最も明瞭に示すように、４個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒはいずれも、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の軸線γが車幅方向（左右方向）に延びるように配置されている。つまり、４個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒは、軸状ピン型ロードセル１３の軸線γが互いに平行に延びるように配置されている。
【００１９】
図３、図４、及び図６Ａを参照すると、フロント側の計量ユニット７Ｆでは、車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０とする一方、荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１としている。保持穴１１ｃ（丸穴２０）の穴径は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４を挿通可能となるように軸状弾性体１４の直径Ｄ（図８参照）よりも僅かに大きく設定している。
【００２０】
図８を参照すると、荷台側金具１２に形成された保持穴１２ａ（長穴２１）は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の軸線γに対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁２２と、この下側穴壁２２の上方に位置して下側穴壁２２と平行に水平方向に延びる直線状の上側穴壁２３とを備える。また、保持穴１２ａ（長穴２１）は、下側穴壁２２と上側穴壁２３の両端をそれぞれ連結する半円弧状の前側穴壁２４と後側穴壁２５とを備える。
【００２１】
図８に最も明瞭に示すように、保持穴１２ａ（長穴２１）に挿通された軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は上側穴壁２３を支持する。下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、軸状弾性体１４と前側及び後側穴壁２４，２５との間に十分な水平方向隙間βが確保されるように設定されている。
【００２２】
例えば、下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の直径Ｄの０．０４倍以上０．２倍以下の範囲で設定される。直線状の下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、想定される荷台４の撓みや熱膨張の差や、捩れによって生じる車体側金具１１と荷台側金具１２の相対変位より大きく設定する必要がある。長さαが相対変位より短い場合、相対変位を吸収できず十分な機能を発揮できない。また、相対変位は一般的にプラス側及びマイナス側に動く可能性があることから、軸状ピン型ロードセル１３の中心は長穴２１の中心、すなわち長さαの直線状の下側穴壁２２及び上側穴壁２３の中央に設定する必要がある。一方、長さαは相対変位より大きいという条件は満たすが十分に大きくない場合、計量ユニット７Ｆ，７Ｒの組み立て時に位置決めに時間を要し、組み立て作業効率が落ちる。一般的に大型構造物に組み込む軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄは大きく、小型構造物に対しては軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄも小さく、長さαも構造物の大きさに比例する傾向があるため、直径Ｄに対する長さαの比率α/Ｄは概ね一定範囲に収まる。機能性や組み立て性を考慮すると比率α/Ｄの下限値は例えば０．０４に設定される。比率α/Ｄが大きくなると、組み立て性は良くなるが、軸受け寸法が大型化し、加工費用も上昇することから、比率α/Ｄの上限値は例えば０．２に設定される。
【００２３】
前述のように軸状弾性体１４は上側穴壁２３を支持するが、この軸状弾性体１４の下端と下側穴壁２２との間の垂直方向隙間εは、保持穴１２ａ（長穴２１）へ軸状弾性体１４が挿入可能となる範囲で可能な限り狭く設定されている。例えば、この垂直方向隙間εは、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の直径Ｄの０．００１倍以上０．０２倍以下の範囲に設定される。この垂直方向隙間εは重量計量装置が使用される環境によって異なり、上下振動や、積載部（本実施形態では荷台４）が浮き上がる荷重条件がある場合は小さく設定し、積載部の動的挙動による衝撃荷重を防ぐ必要がある。静的な使用環境では、組み立て性を考慮して垂直方向隙間εは大きく設定することが好ましい。軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄに対する垂直方向隙間εの比率ε/Ｄも、前述の比率α/Ｄと同様、構造物の大小にかかわらず概ね、一定の範囲に収まり、比率ε/Ｄが小さ過ぎると組み立てが困難になるため下限値は例えば０．００１に設定され、動的挙動を抑えるため上限値が例えば０．０２に設定される。
【００２４】
図３、図４、図７を参照すると、リア側の計量ユニット７Ｒでは、車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａはいずれも丸穴２０としている。保持穴１１ｃと保持穴１２ａ（丸穴２０）の穴径は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４を挿通可能となるように軸状弾性体１４の直径Ｄよりも僅かに大きく設定している。
【００２５】
図２及び図３を参照すると、車体３の右側ではフロント側の計量ユニット７Ｆとリア側の計量ユニット７Ｒが車体３の前後方向に対向する対を構成し、車体３の左側でもフロント側の計量ユニット７Ｆとリア側の計量ユニット７Ｒが同様の対を構成する。そして、個々の対を構成する２のつ計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち、一方（フロント側）の計量ユニット７Ｆでは車体側金具１１の保持穴１１ｃは丸穴２０であるが荷台側金具１２の保持穴１２ａは長穴２１とし、他方（リア側）の計量ユニット７Ｒでは車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａをいずれも丸孔２０としている。
【００２６】
以上の構成を有する本実施形態の車載重量計量装置１の利点について以下に説明する。
【００２７】
図９は、仮にフロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのいずれについても車体側金具１１及び荷台側金具１２の保持穴１１ｃ，１２ａがすべて丸穴２０とした例を示す。荷台４には計量物の荷重Ｆにより撓みが生じる場合があり、この場合、フロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒの荷台側金具１２の保持穴１２ａ（軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４が支持されている）の間の距離は距離Ｌから距離Ｌ’に延びる。一方、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は車体側金具１１の保持穴１１ｃにも支持されており、この車体側金具１１の保持穴１１ｃについてはフロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒ間の距離の変化は生じない。つまり、計量物の荷重Ｆによる荷台４の撓みにより、車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間で、水平方向の相対的な変位が生じる。このような車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位は、温度上昇に対する車体３と荷台４の熱膨張量の相違や、車体３の捩れによっても生じる。そして、保持穴１１ｃ，１２ａがすべて丸穴２０であって保持穴１１ｃ，１２ａと軸状弾性体１４の間の隙間が小さいと、この水平方向の相対的な変位に対して軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束されるので、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４には軸線γに対して直交する方向（軸直角方向）に大きな横荷重Ｆｈが作用することになる。この横荷重Ｆｈは計量誤差の原因となる。
【００２８】
これに対し、本実施形態ではフロント側の計量ユニット７Ｆについては荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１とし、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４と前側及び後側穴壁２４，２５との間に十分な水平方向隙間βを確保しており、軸状弾性体１４は長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動可能である。従って、荷台４の撓み等による車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位は、計量ユニット７Ｆの荷台側金具１２の保持穴１２ａ（長穴２１）内で軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４が水平方向に移動することで吸収される。言い換えれば、荷台４の撓み等による車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位に対し、軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束されないので計量誤差の原因となる横荷重Ｆｈが大幅に低減される。長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動する軸状弾性体１４に対し、摩擦による横荷重Ｆｈが作用するが、この横荷重は図９の例のように軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束される場合の横荷重Ｆｈと比較するとはるかに小さい。
【００２９】
以上のように、長穴２１の前側穴壁２４及び後側穴壁２５と軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４との間に十分な水平方向隙間βが確保されるので、荷台４の変形、車体３の捻れ、車体３と荷台４の熱膨張の相違等による荷台４と車体３の相対的変位が吸収され、大きな横荷重Ｆｈが軸状ピン型ロードセル１３に作用しない。その結果、計量精度が向上する。
【００３０】
図９を参照すれば明らかなように、車体３の前後方向（軸線γと直交する方向）に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒの軸状ピン型ロードセル１３に作用する横荷重Ｆｈは内力として釣り合い状態となる。従って、前後方向で対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒの両方について保持穴１２ａを長穴２１とするよりも、計量ユニット７Ｆ，７Ｒのいずれか一方のみについて保持穴１２ａを長穴２１とすることが好ましい。
【００３１】
次に、長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動する軸状弾性体１４に作用する横荷重Ｆｈは、摩擦の法則により以下の式のように表され、軸状弾性体１４に作用する垂直力に比例する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
塵芥収集車等の車両２の荷台４は一般に重心が後方にあるため、前後方向に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒを比較すると、フロント側の計量ユニット７Ｆが備える軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４に作用する垂直力Ｗが小さい。
【００３４】
以上の点を考慮し、本実施形態では、前後方向に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち垂直力Ｗの小さいフロント側の計量ユニット７Ｆのみについて保持穴１２ａを長穴２１とし、計量精度をより一層向上させている。また、リア側の計量ユニット７Ｒでは両方の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０とすることで、車両２の発進時、停止時、又は走行中における荷台４の車体３に対する前後方向の移動を規制している。
【００３５】
本実施形態では、図６Ａに示すように荷台側金具１２の保持穴１２ａのみを長穴２１としている。しかし、荷台側金具１２の保持穴１２ａと車体側金具１１の保持穴１１ｃのいずれか一方又は両方を長穴とすれば前述した車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の相対的変位を吸収する効果が得られる。
【００３６】
例えば、図６Ｂに示すように、本実施形態とは逆に、車体側金具１１の保持穴１１ｃを長穴２１とし荷台側金具１２の保持穴１２ａを丸穴２０としてもよい。
【００３７】
また、図６Ｃに示すように、車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａの両方を長穴２１としてもよい。この場合、車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間で、水平方向の相対的な変位に対して軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は回転可能となる。つまり、長穴２１の上側穴壁２３に対する軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の水平方向の移動は、摺動ではなく転がりとなる。転がり摩擦力はすべり摩擦力（前述の式参照）よりも相当小さくなるので、横荷重Ｆｈをさらに低減してより一層計量精度を向上できる。
【００３８】
長穴２１の上側穴壁２３を支持する軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の下端と、長穴２１の下側穴壁２２との間の垂直方向隙間εは組付に必要な最小限に設定されるので、計量物を積載した荷台４の上下振動による過大な衝撃荷重が軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４に作用しない。その結果、耐久性も確保できる。
【００３９】
以上のように、本実施形態の車載重量計量装置１では、荷台４と車体３の間に介在する複数の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち少なくとも１つにおいて、荷台側金具１２及び車体側金具１１のうちの少なくとも一方について軸状ピン型ロードセル１３を保持するための保持穴１１ｃ，１２ａを長穴２１とすることで、上下振動に対する耐久性を確保しつつ、計量精度の向上を実現している。
【００４０】
図１２及び図１３は、本実施形態の変形例を示す。
【００４１】
図１２に示す変形例の車載重量計量装置１は、車体３のフロント側に１個の計量ユニット７Ｆを備え、リア側に２個（１列）の計量ユニット７Ｒを備える。これら３個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち、フロント側の１個の計量ユニット７Ｆについて荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１として車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０とする一方、リア側の２個の計量ユニット７については荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０としている。
【００４２】
図１３に示す他の変形例では、車体３のフロント側に２個（１列）の計量ユニット７Ｆ，７Ｆを備え、リア側に４個（２列）の計量ユニット７Ｒ，７Ｒ，７Ｒ’，７Ｒ’を備える。フロント側の２個の計量ユニット７Ｆ，７Ｆと、リア側前列の２個の計量ユニット７Ｒ，７Ｒについて荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１、車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０としている。リア側後列の２個の計量ユニット７Ｒ’，７Ｒ’については荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０としている。
【００４３】
図１２及び図１３の変形例の場合も、車体３の前後方向（軸状ピン型ロードセル１３の軸線γに対して直交し、かつ水平な方向）に対向する計量ユニットの対のうちの一方で荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１２ａ，１１ｃの少なくとも一方を長穴２１としているので、前述の実施形態と同様、荷台４の上下振動による衝撃荷重防止による耐久性を確保しつつ、荷台４と車体３の相対変位を吸収することにより計量精度を向上できる。
【００４４】
車載重量計量装置を例に本発明を説明したが、本発明は車載重量計量装置に限定されず他の用途の重量計量装置にも適用できる。例えば、荷物集配場等において荷物の重量を計量のための重量計量装置や一般的な台計にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 車載重量計量装置
２ 車両
３ 車体
４ 荷台
５ 荷箱
７Ｆ，７Ｒ 計量ユニット
１１ 車体側金具
１１ａ 座部
１１ｂ 支持部
１１ｃ 保持穴
１２ 荷台側金具
１２ａ 保持穴
１３ 軸状ピン型ロードセル
１４ 軸状弾性体
１５Ａ〜１５Ｄ 凹部
１６Ａ，１６Ｂ 起歪部
１７ 歪みゲージ
２０ 丸穴
２１ 長穴
２２ 下側穴壁
２３ 上側穴壁
２４ 前側穴壁
２５ 後側穴壁
γ 軸線
Ｄ 直径
α 長さ
β 水平方向隙間
ε 垂直方向隙間
Ｌ，Ｌ’ 距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は重量計量装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
計量物が積載される積載部と基部との間に複数個のロードセルを介在させた重量計量装置であって、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された円柱状の軸状ピン型ロードセルで積載部側の金具と基部側の金具を連結したものが知られている。この構造は、高さ方向の寸法を抑制できることから、塵芥収集車等の車両における車載重量計量装置としても使用されている（特許文献１〜３参照）。
【０００３】
軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体（円柱状）と金具の保持穴（丸穴）は隙間を確保して組み立てられる。この隙間が大きい場合、例えば車載用であると車両の走行時の荷台や荷箱の上下振動により衝撃荷重が軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体に作用し、耐久性の面で問題がある。一方、この隙間が小さい場合、計量物の重量による積載部（荷台や荷箱）の変形、基部（車体）の捩れ、基台と積載部の熱膨張の相違等の原因による積載部と基部の相対的変位を吸収できず、軸状ピン型ロードセルの軸状弾性体に大きな横荷重が作用し、計量誤差が大きくなる問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９９８４７号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９５１１号公報
【特許文献３】特開２００９−３５４２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された複数個の軸状ピン型ロードセルで計量物の重量を測定する重量計量装置において、上下振動が作用する使用環境下での耐久性を確保しつつ、積載部と基部の相対的変位を吸収することにより計量精度を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、計量物が積載される積載部と、この積載部を支持する基部との間に介在し、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された軸状ピン型ロードセルをそれぞれ含む複数の計量部を備え、個々の前記計量部は、前記積載部に固定された積載台側金具と、前記基部に固定された基部側金具とを備え、前記軸状ピン型ロードセルの両端側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの一方に設けられた保持穴で支持され、前記軸状ピン型ロードセルの中央側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの他方に設けられた保持穴で支持され、前記複数の計量部のうちの少なくともいずれか１つでは、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を長穴としていることを特徴とする、重量計量装置を提供する。
【０００７】
例えば、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線が互いに平行に延び、かつ前記軸線と直交する水平方向に並ぶように配置された前記計量部の対を含み、前記対を構成する前記計量部のうちの一方において、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を前記長穴としている。
【０００８】
具体的には、前記長穴とした前記保持穴は、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線に対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁と、この下側穴壁の上方に位置する上側穴壁と、前記下側穴壁と前記上側穴壁の両端をそれぞれ連結する前側穴壁及び後側穴壁とを備える。
【０００９】
より具体的には、上記下側及び上側穴壁の長さは、前記軸状ピン型ロードセルの直径の０．０４倍以上０．２倍以下であり、前記軸状ピン型ロードセルと前記上側又は上側穴壁との間の隙間は、前記軸状ピン型ロードセルの前記直径の０．００１倍以上０．０２倍以下である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の重量計量装置では、積載部と基部の間に介在する複数の計量部のうち少なくとも１つにおいて、積載部側金具及び基部側金具のうちの少なくとも一方について軸状ピン型ロードセルを保持するための保持穴を長穴としている。そのため、上下振動が作用する使用環境下での耐久性を確保しつつ、積載部と基部の相対的変位を吸収することにより計量精度を向上できる。具体的には、長穴の前側穴壁及び後側穴壁と軸状ピン型ロードセルとの間に十分な隙間が確保されるので、積載部の変形、基部の捻れ、基台と積載部の熱膨張の相違等による積載部と基部の相対的変位が吸収され、大きな横荷重が軸状ピン型ロードセルに作用しない。その結果、計量精度が向上する。また、長穴で支持された軸状ピン型ロードセルと、長穴の上側穴壁又は下側穴壁との間の隙間は組付に必要な最小限に設定されるので、計量物を積載した積載部の上下振動による過大な衝撃荷重が軸状ピン型ロードセルに作用せず、耐久性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかる車載重量計量装置を備える車両の模式的な側面図。
【図２】本発明の実施形態にかかる車載重量計量装置を備える車両の模式的な平面図。
【図３】計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【図４】車体、荷台、及び計量ユニットの模式的な側面図。
【図５】図４のＶ−Ｖ線での断面図。
【図６Ａ】計量ユニット（車体側金具が丸穴で荷台側金具が長穴）の模式的な斜視図。
【図６Ｂ】計量ユニット（車体側金具が長穴で荷台側金具が丸穴）の模式的な側面図。
【図６Ｃ】計量ユニット（車体側金具及び荷台側金具がともに長穴）の模式的な側面図。
【図７】計量ユニット（車体側金具及び荷台側金具がともに丸穴）の模式的な斜視図。
【図８】軸状ピン型ロードセルと長穴の関係を示す模式的な部分拡大側面図。
【図９】横荷重を説明するための側面図。
【図１０】軸状ピン型ロードセルの側面図。
【図１１】図１０のXI−XI線の部分拡大断面図。
【図１２】変形例における計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【図１３】他の変形例における計量ユニットの配置を示す模式的な斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明を適用した車載重量計量装置１を備える車両２を示す。車両２の車体（基部）３上には計量物が積載される荷台（積載部）４が配置されている（荷台４の上又は荷台４に代えて荷箱５が配置されていてもよい）。車両２の種類は、例えば塵芥収集車、汚泥吸引等であるが特に限定されない。また、ダンプ機構を備えるものでもよい。
【００１３】
図３から図５を併せて参照すると、荷台４と、荷台４を支持する車体３との間には、本実施形態では合計４個の計量ユニット（計量部）７Ｆ，７Ｒが介在している。具体的には、車体３のフロント側には車幅方向（左右方向）に１列に並ぶように２個の計量ユニット７Ｆ，７Ｆが配置され、車体３のリア側にも車幅方向に１列に並ぶように２個の計量ユニット７Ｒ，７Ｒが配置されている。
【００１４】
個々の計量ユニット７Ｆ，７Ｒは、車体側金具１１、荷台側金具１２、及び軸状ピン型ロードセル１３を備える。
【００１５】
図６Ａ〜図７に示すように、車体側金具１１は、車体３の上面に固定された座部１１ａと、この座部１１ａの両端から上向きに平行に延びる一対の板状の支持部１１ｂ，１１ｂとを備える。個々の支持部１１ｂには厚み方向に貫通すように保持穴１１ｃが設けられている。荷台側金具１２は上部が荷台４の下面に固定された板状であり、厚み方向に貫通するように保持穴１２ａが設けられている。荷台側金具１２は車体側金具１１の一対の支持部１１ｂ，１１ｂの間に配置されている。軸状ピン型ロードセル１３が備える全体として円柱状の軸状弾性体１４は、車体側金具１１の２個の保持穴１１ｃ，１１ｃと荷台側金具１２の１個の保持穴１２ａを貫通するように配置されている。軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は、軸線γが水平方向かつ車幅に延びる姿勢で保持穴１１ｃ，１１ｃと保持穴１２ａに保持されている。具体的には、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４はその両端付近がそれぞれ車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１１ｃにより保持され、長さ方向（軸線γ方向）の中央付近が荷台側金具１２の保持穴１２ａにより保持されている。
【００１６】
軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体を軸線γが水平方向に延びる姿勢で保持する保持穴を有する限り、個々の計量ユニット７Ｆ，７Ｒの車体側金具１１及び荷台側金具１２の具体的な構造は図示のものに限定されない。例えば、図示の車体側金具１１の座部１１ａを荷台４の下面に固定して荷台側金具として使用し、図示の荷台側金具１２の下端側を車体３の上面に固定して車体側金具として使用してもよい。
【００１７】
図１０及び図１１を併せて参照すると、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４には、それぞれ軸線γと直交する方向に対向する断面円形の凹部１５Ａ〜１５Ｄの対を設け、凹部１５Ａ，１５Ｂとの間、及び凹部１５Ｃ，１５Ｄとの間にそれぞれ比較的薄厚の円板状として軸線γに対して直交する方向の断面積を減少させた起歪部１６Ａ，１６Ｂを設けている。起歪部１６Ａ，１６Ｂは、一方が車体側金具１１の一方の支持部１１ｂと荷台側金具１２の間に位置し、他方が車体側金具１１の他方の支持部１１ｂと荷台側金具１２の間に位置している。起歪部１６Ａ，１６Ｂは荷台側金具１２と車体側金具１１から作用する荷重Ｆｖ（計量物の重量に対応する）により適切なせん断歪みが発生するような形状に設計されている。個々の起歪部１６Ａ，１６Ｂの両面には歪みゲージ１７が貼り付けられている。これらの歪みゲージ１７でホイーストンブリッジ回路を構成して荷重Ｆｖに比例した電気信号が得られるようにしている。軸状弾性体１４が円柱状であり、かつ荷台側金具１２と車体側金具１１から作用する荷重が検出可能である限り、軸状ピン型ロードセル１３の具体的な構造は特に限定されない。
【００１８】
図３に最も明瞭に示すように、４個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒはいずれも、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の軸線γが車幅方向（左右方向）に延びるように配置されている。つまり、４個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒは、軸状ピン型ロードセル１３の軸線γが互いに平行に延びるように配置されている。
【００１９】
図３、図４、及び図６Ａを参照すると、フロント側の計量ユニット７Ｆでは、車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０とする一方、荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１としている。保持穴１１ｃ（丸穴２０）の穴径は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４を挿通可能となるように軸状弾性体１４の直径Ｄ（図８参照）よりも僅かに大きく設定している。
【００２０】
図８を参照すると、荷台側金具１２に形成された保持穴１２ａ（長穴２１）は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の軸線γに対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁２２と、この下側穴壁２２の上方に位置して下側穴壁２２と平行に水平方向に延びる直線状の上側穴壁２３とを備える。また、保持穴１２ａ（長穴２１）は、下側穴壁２２と上側穴壁２３の両端をそれぞれ連結する半円弧状の前側穴壁２４と後側穴壁２５とを備える。
【００２１】
図８に最も明瞭に示すように、保持穴１２ａ（長穴２１）に挿通された軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は上側穴壁２３を支持する。下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、軸状弾性体１４と前側及び後側穴壁２４，２５との間に十分な水平方向隙間βが確保されるように設定されている。
【００２２】
例えば、下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の直径Ｄの０．０４倍以上０．２倍以下の範囲で設定される。直線状の下側穴壁２２及び上側穴壁２３の長さαは、想定される荷台４の撓みや熱膨張の差や、捩れによって生じる車体側金具１１と荷台側金具１２の相対変位より大きく設定する必要がある。長さαが相対変位より短い場合、相対変位を吸収できず十分な機能を発揮できない。また、相対変位は一般的にプラス側及びマイナス側に動く可能性があることから、軸状ピン型ロードセル１３の中心は長穴２１の中心、すなわち長さαの直線状の下側穴壁２２及び上側穴壁２３の中央に設定する必要がある。一方、長さαは相対変位より大きいという条件は満たすが十分に大きくない場合、計量ユニット７Ｆ，７Ｒの組み立て時に位置決めに時間を要し、組み立て作業効率が落ちる。一般的に大型構造物に組み込む軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄは大きく、小型構造物に対しては軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄも小さく、長さαも構造物の大きさに比例する傾向があるため、直径Ｄに対する長さαの比率α/Ｄは概ね一定範囲に収まる。機能性や組み立て性を考慮すると比率α/Ｄの下限値は例えば０．０４に設定される。比率α/Ｄが大きくなると、組み立て性は良くなるが、軸受け寸法が大型化し、加工費用も上昇することから、比率α/Ｄの上限値は例えば０．２に設定される。
【００２３】
前述のように軸状弾性体１４は上側穴壁２３を支持するが、この軸状弾性体１４の下端と下側穴壁２２との間の垂直方向隙間εは、保持穴１２ａ（長穴２１）へ軸状弾性体１４が挿入可能となる範囲で可能な限り狭く設定されている。例えば、この垂直方向隙間εは、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の直径Ｄの０．００１倍以上０．０２倍以下の範囲に設定される。この垂直方向隙間εは重量計量装置が使用される環境によって異なり、上下振動や、積載部（本実施形態では荷台４）が浮き上がる荷重条件がある場合は小さく設定し、積載部の動的挙動による衝撃荷重を防ぐ必要がある。静的な使用環境では、組み立て性を考慮して垂直方向隙間εは大きく設定することが好ましい。軸状ピン型ロードセル１３の直径Ｄに対する垂直方向隙間εの比率ε/Ｄも、前述の比率α/Ｄと同様、構造物の大小にかかわらず概ね、一定の範囲に収まり、比率ε/Ｄが小さ過ぎると組み立てが困難になるため下限値は例えば０．００１に設定され、動的挙動を抑えるため上限値が例えば０．０２に設定される。
【００２４】
図３、図４、図７を参照すると、リア側の計量ユニット７Ｒでは、車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａはいずれも丸穴２０としている。保持穴１１ｃと保持穴１２ａ（丸穴２０）の穴径は、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４を挿通可能となるように軸状弾性体１４の直径Ｄよりも僅かに大きく設定している。
【００２５】
図２及び図３を参照すると、車体３の右側ではフロント側の計量ユニット７Ｆとリア側の計量ユニット７Ｒが車体３の前後方向に対向する対を構成し、車体３の左側でもフロント側の計量ユニット７Ｆとリア側の計量ユニット７Ｒが同様の対を構成する。そして、個々の対を構成する２のつ計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち、一方（フロント側）の計量ユニット７Ｆでは車体側金具１１の保持穴１１ｃは丸穴２０であるが荷台側金具１２の保持穴１２ａは長穴２１とし、他方（リア側）の計量ユニット７Ｒでは車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａをいずれも丸孔２０としている。
【００２６】
以上の構成を有する本実施形態の車載重量計量装置１の利点について以下に説明する。
【００２７】
図９は、仮にフロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのいずれについても車体側金具１１及び荷台側金具１２の保持穴１１ｃ，１２ａがすべて丸穴２０とした例を示す。荷台４には計量物の荷重Ｆにより撓みが生じる場合があり、この場合、フロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒの荷台側金具１２の保持穴１２ａ（軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４が支持されている）の間の距離は距離Ｌから距離Ｌ’に延びる。一方、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は車体側金具１１の保持穴１１ｃにも支持されており、この車体側金具１１の保持穴１１ｃについてはフロント側とリア側の計量ユニット７Ｆ，７Ｒ間の距離の変化は生じない。つまり、計量物の荷重Ｆによる荷台４の撓みにより、車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間で、水平方向の相対的な変位が生じる。このような車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位は、温度上昇に対する車体３と荷台４の熱膨張量の相違や、車体３の捩れによっても生じる。そして、保持穴１１ｃ，１２ａがすべて丸穴２０であって保持穴１１ｃ，１２ａと軸状弾性体１４の間の隙間が小さいと、この水平方向の相対的な変位に対して軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束されるので、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４には軸線γに対して直交する方向（軸直角方向）に大きな横荷重Ｆｈが作用することになる。この横荷重Ｆｈは計量誤差の原因となる。
【００２８】
これに対し、本実施形態ではフロント側の計量ユニット７Ｆについては荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１とし、軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４と前側及び後側穴壁２４，２５との間に十分な水平方向隙間βを確保しており、軸状弾性体１４は長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動可能である。従って、荷台４の撓み等による車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位は、計量ユニット７Ｆの荷台側金具１２の保持穴１２ａ（長穴２１）内で軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４が水平方向に移動することで吸収される。言い換えれば、荷台４の撓み等による車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の水平方向の相対的な変位に対し、軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束されないので計量誤差の原因となる横荷重Ｆｈが大幅に低減される。長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動する軸状弾性体１４に対し、摩擦による横荷重Ｆｈが作用するが、この横荷重は図９の例のように軸状弾性体１４の水平方向の移動が拘束される場合の横荷重Ｆｈと比較するとはるかに小さい。
【００２９】
以上のように、長穴２１の前側穴壁２４及び後側穴壁２５と軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４との間に十分な水平方向隙間βが確保されるので、荷台４の変形、車体３の捻れ、車体３と荷台４の熱膨張の相違等による荷台４と車体３の相対的変位が吸収され、大きな横荷重Ｆｈが軸状ピン型ロードセル１３に作用しない。その結果、計量精度が向上する。
【００３０】
図９を参照すれば明らかなように、車体３の前後方向（軸線γと直交する方向）に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒの軸状ピン型ロードセル１３に作用する横荷重Ｆｈは内力として釣り合い状態となる。従って、前後方向で対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒの両方について保持穴１２ａを長穴２１とするよりも、計量ユニット７Ｆ，７Ｒのいずれか一方のみについて保持穴１２ａを長穴２１とすることが好ましい。
【００３１】
次に、長穴２１の上側穴壁２３に接触して水平方向に摺動する軸状弾性体１４に作用する横荷重Ｆｈは、摩擦の法則により以下の式のように表され、軸状弾性体１４に作用する垂直力に比例する。
【００３２】
【数１】
【００３３】
塵芥収集車等の車両２の荷台４は一般に重心が後方にあるため、前後方向に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒを比較すると、フロント側の計量ユニット７Ｆが備える軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４に作用する垂直力Ｗが小さい。
【００３４】
以上の点を考慮し、本実施形態では、前後方向に対をなす計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち垂直力Ｗの小さいフロント側の計量ユニット７Ｆのみについて保持穴１２ａを長穴２１とし、計量精度をより一層向上させている。また、リア側の計量ユニット７Ｒでは両方の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０とすることで、車両２の発進時、停止時、又は走行中における荷台４の車体３に対する前後方向の移動を規制している。
【００３５】
本実施形態では、図６Ａに示すように荷台側金具１２の保持穴１２ａのみを長穴２１としている。しかし、荷台側金具１２の保持穴１２ａと車体側金具１１の保持穴１１ｃのいずれか一方又は両方を長穴とすれば前述した車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間の相対的変位を吸収する効果が得られる。
【００３６】
例えば、図６Ｂに示すように、本実施形態とは逆に、車体側金具１１の保持穴１１ｃを長穴２１とし荷台側金具１２の保持穴１２ａを丸穴２０としてもよい。
【００３７】
また、図６Ｃに示すように、車体側金具１１の保持穴１１ｃと荷台側金具１２の保持穴１２ａの両方を長穴２１としてもよい。この場合、車体側金具１１（保持穴１１ｃ）と荷台側金具１２（保持穴１２ａ）との間で、水平方向の相対的な変位に対して軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４は回転可能となる。つまり、長穴２１の上側穴壁２３に対する軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の水平方向の移動は、摺動ではなく転がりとなる。転がり摩擦力はすべり摩擦力（前述の式参照）よりも相当小さくなるので、横荷重Ｆｈをさらに低減してより一層計量精度を向上できる。
【００３８】
長穴２１の上側穴壁２３を支持する軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４の下端と、長穴２１の下側穴壁２２との間の垂直方向隙間εは組付に必要な最小限に設定されるので、計量物を積載した荷台４の上下振動による過大な衝撃荷重が軸状ピン型ロードセル１３の軸状弾性体１４に作用しない。その結果、耐久性も確保できる。
【００３９】
以上のように、本実施形態の車載重量計量装置１では、荷台４と車体３の間に介在する複数の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち少なくとも１つにおいて、荷台側金具１２及び車体側金具１１のうちの少なくとも一方について軸状ピン型ロードセル１３を保持するための保持穴１１ｃ，１２ａを長穴２１とすることで、上下振動に対する耐久性を確保しつつ、計量精度の向上を実現している。
【００４０】
図１２及び図１３は、本実施形態の変形例を示す。
【００４１】
図１２に示す変形例の車載重量計量装置１は、車体３のフロント側に１個の計量ユニット７Ｆを備え、リア側に２個（１列）の計量ユニット７Ｒを備える。これら３個の計量ユニット７Ｆ，７Ｒのうち、フロント側の１個の計量ユニット７Ｆについて荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１として車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０とする一方、リア側の２個の計量ユニット７については荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０としている。
【００４２】
図１３に示す他の変形例では、車体３のフロント側に２個（１列）の計量ユニット７Ｆ，７Ｆを備え、リア側に４個（２列）の計量ユニット７Ｒ，７Ｒ，７Ｒ’，７Ｒ’を備える。フロント側の２個の計量ユニット７Ｆ，７Ｆと、リア側前列の２個の計量ユニット７Ｒ，７Ｒについて荷台側金具１２の保持穴１２ａを長穴２１、車体側金具１１の保持穴１１ｃを丸穴２０としている。リア側後列の２個の計量ユニット７Ｒ’，７Ｒ’については荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１１ｃ，１２ａを丸穴２０としている。
【００４３】
図１２及び図１３の変形例の場合も、車体３の前後方向（軸状ピン型ロードセル１３の軸線γに対して直交し、かつ水平な方向）に対向する計量ユニットの対のうちの一方で荷台側金具１２及び車体側金具１１の保持穴１２ａ，１１ｃの少なくとも一方を長穴２１としているので、前述の実施形態と同様、荷台４の上下振動による衝撃荷重防止による耐久性を確保しつつ、荷台４と車体３の相対変位を吸収することにより計量精度を向上できる。
【００４４】
車載重量計量装置を例に本発明を説明したが、本発明は車載重量計量装置に限定されず他の用途の重量計量装置にも適用できる。例えば、荷物集配場等において荷物の重量を計量のための重量計量装置や一般的な台計にも本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００４５】
１ 車載重量計量装置
２ 車両
３ 車体
４ 荷台
５ 荷箱
７Ｆ，７Ｒ 計量ユニット
１１ 車体側金具
１１ａ 座部
１１ｂ 支持部
１１ｃ 保持穴
１２ 荷台側金具
１２ａ 保持穴
１３ 軸状ピン型ロードセル
１４ 軸状弾性体
１５Ａ〜１５Ｄ 凹部
１６Ａ，１６Ｂ 起歪部
１７ 歪みゲージ
２０ 丸穴
２１ 長穴
２２ 下側穴壁
２３ 上側穴壁
２４ 前側穴壁
２５ 後側穴壁
γ 軸線
Ｄ 直径
α 長さ
β 水平方向隙間
ε 垂直方向隙間
Ｌ，Ｌ’ 距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量物が積載される積載部と、この積載部を支持する基部との間に介在し、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された軸状ピン型ロードセルをそれぞれ含む複数の計量部を備え、
個々の前記計量部は、前記積載部に固定された積載台側金具と、前記基部に固定された基部側金具とを備え、前記軸状ピン型ロードセルの両端側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの一方に設けられた保持穴で支持され、前記軸状ピン型ロードセルの中央側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの他方に設けられた保持穴で支持され、
前記複数の計量部のうちの少なくともいずれか１つでは、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を長穴としていることを特徴とする、重量計量装置。
【請求項２】
前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線が互いに平行に延び、かつ前記軸線と直交する水平方向に並ぶように配置された前記計量部の対を含み、
前記対を構成する前記計量部のうちの一方において、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を前記長穴としていることを特徴とする、請求項１に記載の重量計量装置。
【請求項３】
前記長穴とした前記保持穴は、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線に対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁と、この下側穴壁の上方に位置する上側穴壁と、前記下側穴壁と前記上側穴壁の両端をそれぞれ連結する前側穴壁及び後側穴壁とを備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の重量計量装置。
【請求項４】
上記下側及び上側穴壁の長さは、前記軸状ピン型ロードセルの直径の０．０４倍以上０．２倍以下であり、
前記軸状ピン型ロードセルと前記上側又は上側穴壁との間の隙間は、前記軸状ピン型ロードセルの前記直径の０．００１倍以上０．０２倍以下であることを特徴とする、請求項２に記載の重量計量装置。
【請求項１】
計量物が積載される積載部と、この積載部を支持する基部との間に介在し、軸線が水平方向に延びる姿勢で配置された軸状ピン型ロードセルをそれぞれ含む複数の計量部を備え、
個々の前記計量部は、前記積載部に固定された積載台側金具と、前記基部に固定された基部側金具とを備え、前記軸状ピン型ロードセルの両端側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの一方に設けられた保持穴で支持され、前記軸状ピン型ロードセルの中央側は前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの他方に設けられた保持穴で支持され、
前記複数の計量部のうちの少なくともいずれか１つでは、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を長穴としていることを特徴とする、重量計量装置。
【請求項２】
前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線が互いに平行に延び、かつ前記軸線と直交する水平方向に並ぶように配置された前記計量部の対を含み、
前記対を構成する前記計量部のうちの一方において、前記積載部側金具及び前記基部側金具のうちの少なくとも一方の前記保持穴を前記長穴としていることを特徴とする、請求項１に記載の重量計量装置。
【請求項３】
前記長穴とした前記保持穴は、前記軸状ピン型ロードセルの前記軸線に対して直交し、かつ水平方向に延びる直線状の下側穴壁と、この下側穴壁の上方に位置する上側穴壁と、前記下側穴壁と前記上側穴壁の両端をそれぞれ連結する前側穴壁及び後側穴壁とを備えることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の重量計量装置。
【請求項４】
上記下側及び上側穴壁の長さは、前記軸状ピン型ロードセルの直径の０．０４倍以上０．２倍以下であり、
前記軸状ピン型ロードセルと前記上側又は上側穴壁との間の隙間は、前記軸状ピン型ロードセルの前記直径の０．００１倍以上０．０２倍以下であることを特徴とする、請求項２に記載の重量計量装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−７８３２０（Ｐ２０１２−７８３２０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２６５９５（Ｐ２０１０−２２６５９５）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（３９０００００１１）ＪＦＥアドバンテック株式会社 (32)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【公開日】平成２４年４月１９日（２０１２．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（３９０００００１１）ＪＦＥアドバンテック株式会社 (32)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
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