JP2013124895A - 車両用軸重センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】補修の頻度を少なくすることができる車両用軸重センサ、およびその製造方法を提供する。
【解決手段】車両用軸重センサ１３は、センサ部２１と、荷重伝達部２２と、を含む。センサ部２１は、道路１００の路面１０４から道路１００の下方に向けて延びるように形成された溝１０７に配置され、道路１００を通過する車両１０２の軸重を計測する。荷重伝達部２２は、溝１０７内においてセンサ部２１上に配置され、道路１００を通行する車両１０２の荷重をセンサ部２１に伝達する。荷重伝達部２２は、樹脂部と、この樹脂部に混入された繊維部と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、道路を通行する車両の重量を計測するための車両用軸重センサおよびその製造方法に関する。

道路に、車両の重量を計測するセンサを設け、この道路を通過する車両の重量が道路法規に違反しているか否かを監視する構成が知られている。具体的には、たとえば、特開２００８−２９９７０７号公報（特許文献１）には、車両の重量を監視することが可能な車両通行管理システムが開示されている。この車両通行管理システムは、軸重計測装置を備えている。

軸重計測装置は、道路に設置されたロードセルなどで構成されている。ロードセルは、歪みゲージを有しており、車両のタイヤからの荷重を受けて電気信号を発生する。この電気信号を基に、車両の軸重が算出される。

特開２００８−２９９７０７号公報（[００１８]）

上記のロードセルは、たとえば、道路の最上層であるアスファルト舗装部と、この舗装部の下方の路盤とに形成された溝に、設置される。そして、溝内において、ロードセルの上部に、合成樹脂からなる樹脂部材が配置される。樹脂部材は、液状の樹脂を、上記の溝に流し込んで硬化させることにより形成される。

上記の構成により、溝のうちの、ロードセルの上方の部分が、樹脂部材で塞がれる。これにより、路面上を回転するタイヤからの荷重が、樹脂部材を介してロードセルに伝わる。これにより、ロードセルを用いて、正確な軸重を測定できるようにしている。

上記の樹脂部材は、車両からの荷重を繰り返し受けるため、長期間の使用により、クラックが生じ、さらに、このクラックが進行することにより、一部が破断する。これにより、樹脂部材の一部が欠損してしまう。樹脂部材が欠損すると、車両のタイヤからの荷重を、樹脂部材の下方に配置されたロードセルに伝えることができず、ロードセルを用いた正確な軸重計測を行うことができない。

このような不具合を解消するためには、損傷した樹脂部材を、アスファルト舗装部の溝から除去し、再度、液状の樹脂を溝に流し込むことで、樹脂部材を溝の中に設置し直せばよい。しかしながら、このような、樹脂部材の交換作業を行うためには、道路を通行止めにする必要がある。このため、道路管理者の費用負担の増加を招くとともに、道路の利用者の利便性が損なわれてしまう。

したがって、樹脂部材の耐久性をより高くすることで、樹脂部材の交換の頻度を少なくできるようにすることが好ましい。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、補修の頻度を少なくすることができる車両用軸重センサ、およびその製造方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる車両用軸重センサは、道路の路面から前記道路の下方に向けて延びるように形成された溝に配置され、前記道路を通過する車両の軸重を計測するセンサ部と、前記溝内において前記センサ部上に配置され、前記道路を通行する車両の荷重を前記センサ部に伝達する荷重伝達部と、を備える車両用軸重センサであって、前記荷重伝達部は、樹脂部と、この樹脂部に混入された繊維部と、を含む。

このような構成であれば、荷重伝達部は、母材としての樹脂部に、高い弾性率を有する繊維部を混入することにより形成されている。これにより、荷重伝達部を樹脂部のみで形成した場合と比べて、荷重伝達部の比強度、すなわち、引張強さを格段に高くすることができる。さらに、車両からの荷重を受けることなどによって、荷重伝達部の樹脂部にクラックが生じた場合でも、樹脂部に混入された繊維部によって、クラックの進行を抑制することができる。したがって、車両からの荷重を長期に亘って繰り返し受けた場合でも、荷重伝達部に、破断などに起因する欠損が生じることを抑制できる。これにより、荷重伝達部の欠損に起因する交換作業の頻度、すなわち、補修の頻度を、より少なくすることができる。よって、補修の頻度の少ない車両用軸重センサを実現することができる。

好ましくは、前記繊維部は、曲がった形状を有する繊維を含む。

これにより、樹脂部の材料としての流動状の樹脂材料と、繊維部とを混合した際に、樹脂材料と繊維部との密着性を、より向上することができる。これにより、流動状の樹脂が硬化することで形成された荷重伝達部について、引張強さ、およびせん断強さの双方を向上することができる。その結果、荷重伝達部の破断などに起因する欠損を、より確実に抑制することができる。

上記の課題を解決するために、この発明のある局面に係わる車両用軸重センサの製造方法は、道路の路面から前記道路の下方に向けて延びるように形成された溝に配置され、前記道路を通過する車両の軸重を計測するセンサ部と、前記溝内において前記センサ部上に配置され、前記道路を通行する車両の荷重を前記センサ部に伝達する荷重伝達部と、を備える車両用軸重センサの製造方法であって、繊維を、流動状の樹脂材料に混入するステップと、前記センサ部が設置された前記溝内に、前記繊維が混入された、前記流動状の前記樹脂材料を流し込むことで前記荷重伝達部を形成するステップと、を含む。

このような構成であれば、荷重伝達部は、母材としての樹脂部に、高い弾性率を有する繊維部を混入することにより形成されている。これにより、荷重伝達部を樹脂部のみで形成した場合と比べて、荷重伝達部の比強度、すなわち、引張強さを格段に高くすることができる。さらに、車両からの荷重を受けることなどによって、荷重伝達部の樹脂部にクラックが生じた場合でも、樹脂部に混入された繊維部によって、クラックの進行を抑制することができる。したがって、車両からの荷重を長期に亘って繰り返し受けた場合でも、荷重伝達部に、破断などに起因する欠損が生じることを抑制できる。これにより、荷重伝達部の欠損に起因する交換作業の頻度、すなわち、補修の頻度を、より少なくすることができる。よって、補修の頻度の少ない車両用軸重センサを実現することができる。また、道路および車両用軸重センサを新規に設置する新設工事の場合には、繊維が混入された流動状の樹脂材料を、道路の溝に流し込むという簡易な作業で、荷重伝達部を形成することができる。また、道路に既設の車両用軸重センサの荷重伝達部の欠損により、荷重伝達部を交換する補修工事の場合でも、繊維が混入された流動状の樹脂材料を、道路の溝に流し込むという簡易な作業で、荷重伝達部を形成することができる。このため、道路の新設工事の際に車両用軸重センサを設置する場合と、道路に既設の車両用軸重センサの荷重伝達部を交換する場合の双方において、荷重伝達部の形成にかかる手間が少なくて済み、工事期間が短くて済む。これにより、道路管理者の費用負担の低減、および、道路の利用者の利便性の向上の双方を達成することができる。

好ましくは、前記形成するステップに先立って行われるステップとして、前記道路の路盤から一部が上方に突出するように前記センサ部を前記路盤に埋設するステップと、前記路盤の上方に舗装部を形成することで前記路面を形成し、かつ、前記センサ部の上方には前記溝の一部を構成する空洞を形成するステップと、を含む。

これにより、たとえば、道路の新設工事の際に、センサ部を路盤に設置し、次いで、路盤上に舗装部を形成し、その後、繊維が混入された流動状の樹脂材料を、道路の溝に流し込む。これにより、車両用軸重センサを形成することができる。

本発明によれば、補修の頻度を少なくすることができる車両用軸重センサ、およびその製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態における車両自動計測装置の一例を示す模式的な斜視図である。 車両用軸重センサの長手方向と直交する切断面で切断した、道路および車両用軸重センサの断面図である。 車両用軸重センサの長手方向と平行な切断面で切断した、道路および車両用軸重センサの断面図である。 荷重伝達部の拡大断面図であり、切断面のハッチングを省略して示している。 車両用軸重センサの新設工事について説明するための模式図であり、（ａ）は、路盤を形成する工程を示しており、（ｂ）および（ｃ）は、路盤にセンサ部を埋設するための工程を示している。 車両用軸重センサの新設工事について説明するための模式図であり、（ａ）は、図５（ｃ）に続いて、路盤にセンサ部を埋設するための工程を示しており、（ｂ）は、舗装部を形成する工程を示しており、（ｃ）および（ｄ）は、樹脂材料に繊維を混入するための工程を示している。 車両用軸重センサの新設工事について説明するための模式図であり、（ａ）は、溝に樹脂材料を流し込む工程を示しており、（ｂ）は、溝に流し込んだ樹脂材料が硬化した状態を示しており、（ｃ）は、荷重伝達部の仕上げ工程を示している。 車両用軸重センサの補修工事について説明するための模式図であり、（ａ）は、荷重伝達部が破損した状態を示しており、（ｂ）は、破損した荷重伝達部を除去する工程を示している。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の実施の形態の変形例について説明するための主要部の模式図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
［車両自動計測装置の構成］
図１は、本発明の実施の形態における車両自動計測装置１の一例を示す模式的な斜視図である。車両自動計測装置１は、道路１００上に設置されており、道路１００上の計測エリア１０１を通過する車両１０２について、重量などの車両諸元を計測する。そして、車両自動計測装置１は、車両１０２の重量が、法規などに定められた許容値を超過しているか否かを判定する。

車両自動計測装置１は、車両検知装置１１ａ，１１ｂと、寸法計測装置１２ａ，１２ｂと、車両用軸重センサ１３と、軸重演算装置１４と、車番読取装置１５と、走行状況撮像装置１６と、路側処理装置１７と、を備えている。

路側処理装置１７は、車両検知装置１１ａ，１１ｂ、寸法計測装置１２ａ，１２ｂ、軸重演算装置１４、車番読取装置１５、走行状況撮像装置１６のそれぞれと電話回線などの通信回線を介して接続されている。また、路側処理装置１７は、上位処理装置２とも電話回線などの通信回線を介して接続されている。

本実施の形態では、車両検知装置１１ａ，１１ｂは、ループコイル式車両センサを含む。車両検知装置１１ａ，１１ｂは、道路１００における車両１０２の進行方向Ｄ１に関して、計測エリア１０１の後端部および前端部に配置されている。車両検知装置１１ａ，１１ｂは、道路１００に埋設されている。本実施の形態では、車両検知装置１１ａ，１１ｂは、道路１００を通過する車両１０２を、ループコイルを用いて検知する。そして、車両検知装置１１ａ，１１ｂは、車両検知信号を、寸法計測装置１２ａ，１２ｂ、軸重演算装置１４、車番読取装置１５、および走行状況撮像装置１６の各装置に送信する。なお、車両検知装置１１ａ，１１ｂは、超音波式車両センサ、光学式車両センサなど、他の方式の車両センサで構成されていてもよい。

寸法計測装置１２ａ，１２ｂは、ステレオカメラおよび超音波車両センサなどを備えて構成されている。寸法計測装置１２ａ，１２ｂは、車両１０２の車幅、車高、および車長を計測するために設けられている。寸法計測装置１２ａ，１２ｂは、それぞれ、道路１００に設置された、門型柱１０３ａ，１０３ｂの上部に設置されている。車両１０２が計測エリア１０１に進入すると、寸法計測装置１２ａに含まれる超音波車両センサは、この車両１０２の進入を感知する。これに応じて、寸法計測装置１２ａ，１２ｂのそれぞれに含まれるステレオカメラは、所定の時間をおいて車両を撮像する。寸法計測装置１２ａ，１２ｂは、撮像によって取得した画像情報を基に、車両１０２の車幅、車高、および車長を計測する。寸法計測装置１２ａ，１２ｂは、計測した車幅、車高、および車長のデータを、路側処理装置１７に送信する。

車両用軸重センサ１３は、道路１００を走行する車両１０２の重量を計測するために設けられている。車両用軸重センサ１３は、１または複数設けられている。本実施の形態では、車両用軸重センサ１３は、道路１００の計測エリア１０１において、進行方向Ｄ１に沿って等間隔に４つ設置されている。各車両用軸重センサ１３は、同様の構成を有している。各車両用軸重センサ１３は、道路１００に埋設されている。各車両用軸重センサ１３は、道路１００の幅方向に細長い形状に形成されている。後述するように、各車両用軸重センサ１３の上面は、道路１００の路面１０４と面一に並んでいる。すなわち、各車両用軸重センサ１３の上面は、道路１００の路面１０４と同一平面上に並んでいる。車両用軸重センサ１３は、歪みゲージを有するロードセルなどを用いて形成されている。車両用軸重センサ１３は、ロードセルからの電気信号を、軸重演算装置１４へ送信する。

軸重演算装置１４は、車両用軸重センサ１３のロードセルからの電気信号に基づいて、車両１０２の軸重および軸数を演算する。また、軸重演算装置１４は、演算した軸重と、車両検知装置１１ａ，１１ｂで得られた車両検知信号などに基づいて、車両総重量を算出する。また、軸重演算装置１４は、時系列的に得られた計測値を解析することにより、走行速度、および、軸距を演算する。軸重演算装置１４は、演算した軸重、軸数、車両総重量、走行速度、および軸距などのデータを、路側処理装置１７に送信する。

車番読取装置１５は、車両１０２を撮像する画像カメラなどを含んでいる。車番読取装置１５は、門型柱１０３ｂの上部に設置されている。車番読取装置１５は、撮像した画像データを解析することにより、車両１０２のナンバープレートの番号、すなわち車番を読取る。具体的には、車番読取装置１５は、画像データの輝度変化のある部分（エッジ）から車両１０２の前端を検出し、この前端から所定の範囲内においてパターンマッチングによりナンバープレートを検出する。そして、車番読取装置１５は、このナンバープレート内の文字を検出することで、車番を認識する。車番読取装置１５は、読取った車番のデータを、路側処理装置１７に送信する。

走行状況撮像装置１６は、車両１０２を撮像する画像カメラなどを含んでおり、門型柱１０３ｂの上部に設置されている。走行状況撮像装置１６は、車両１０２の走行状況を撮像した画像データを、路側処理装置１７に送信する。なお、車番読取装置１５が、走行状況撮像装置１６の機能を兼ねていてもよい。

上記の構成により、法規上の許容値を超える車重の車両１０２が車両自動計測装置１によって検出された場合、この車両１０２の車両総重量、軸重、軸距、走行速度、および車両情報の各データが、路側処理装置１７から、上位処理装置２へ送信される。上位処理装置２は、道路管理事務所などに設置されており、車重が許容値を超える違反車両を取り締まるためのデータを作成する。

図２は、車両用軸重センサ１３の長手方向と直交する切断面で切断した、道路１００および車両用軸重センサ１３の断面図である。図３は、車両用軸重センサ１３の長手方向と平行な切断面で切断した、道路１００および車両用軸重センサ１３の断面図である。

図１および図２に示すように、道路１００は、たとえば、アスファルト舗装された構成を有している。道路１００は、路盤１０５と、舗装部１０６と、を有している。

路盤１０５は、砕石および砂などを混合した混合材などを用いて形成されており、計測エリア１０１において、略一様な厚みを有している。本実施の形態では、路盤１０５のうち、上端側の約５ｃｍ程度の部分は、砕石および砂にアスファルトが混合された混合材を用いて形成されている。

舗装部１０６は、路盤１０５の上方に形成されており、道路１００の路面１０４を形成している。本実施の形態では、舗装部１０６は、アスファルト舗装によって形成されている。より具体的には、舗装部１０６は、たとえば、砂利と、砂とを混合した混合材に対して、数％程度のアスファルトを熱して混ぜ合わせて形成されている。この舗装部１０６は、路盤１０５上に配置された基層と、基層上に配置された表層と、を有している。これら基層および表層は、それぞれ、約５ｃｍ程度の厚みを有している。上記の構成により、路面１０４から約１５ｃｍ程度までの深さの層が、アスファルトを用いて形成されている。舗装部１０６の上面としての路面１０４は、計測エリア１０１において、略平坦である。

また、道路１００には、溝１０７が形成されている。溝１０７は、車両用軸重センサ１３を収容するために設けられている。溝１０７は、複数の車両用軸重センサ１３に対応して複数設けられている。すなわち、本実施の形態では、溝１０７は、４つ設けられている。なお、各溝１０７の構成は同様であるので、以下では、１つの溝１０７についてのみ説明し、他の溝１０７については、説明を省略する。

溝１０７は、道路１００の幅方向、すなわち、図２における紙面と直交する方向に延びており、道路１００の幅方向に略一様な形状を有している。溝１０７は、道路１００の路面１０４から鉛直方向の下方に向けて延びている。溝１０７は、上部１０７ａと、下部１０７ｂと、を有している。

上部１０７ａは、道路１００の幅方向に沿って見たときに、溝幅が一定となるように形成されており、道路１００の幅方向に細長い空間を形成している。上部１０７ａは、舗装部１０６および路盤１０５に形成されており、上部１０７ａの上端は、路面１０４に開放されている。上部１０７ａの下端は、下部１０７ｂに接続されている。

下部１０７ｂは、路盤１０５に形成されており、道路１００の幅方向から見た場合に、円形状の空間を形成している。上記の構成を有する溝１０７に、車両用軸重センサ１３が配置されている。

[車両用軸重センサの詳細な構成]
前述したように、各車両用軸重センサ１３は、同様の構成を有している。したがって、以下では、１つの車両用軸重センサ１３について詳細に説明し、他の車両用軸重センサ１３についての詳細な説明は省略する。車両用軸重センサ１３は、道路１００の路面１０４を通過する車両１０２のタイヤ１０８からの荷重を受けるように構成されている。

車両用軸重センサ１３は、センサ部２１と、荷重伝達部２２と、を有している。

センサ部２１は、道路１００を通過する車両１０２のタイヤ１０８からの荷重、すなわち、軸重を計測するために設けられている。センサ部２１は、たとえば、ロードセルを含んでいる。センサ部２１は、車両１０２のタイヤ１０８からの荷重を受けた場合に歪みを生じ、この荷重に対応する電気信号を、軸重演算装置１４へ出力する。

センサ部２１は、溝１０７内に配置されている。センサ部２１は、道路１００の幅方向に沿って略一様な形状を有している。本実施の形態では、センサ部２１は、円柱部分の外周の一部が、この円柱部分の径方向の外方に向けて突出した形状を有している。センサ部２１は、上部２１ａと、下部２１ｂと、を含んでいる。

上部２１ａは、車両１０２のタイヤ１０８からの荷重が、荷重伝達部２２を介して入力される部分として設けられている。上部２１ａは、溝１０７の上部１０７ａに収容されている。上部２１ａは、道路１００の幅方向から見て、略矩形状に形成されている。上部２１ａの上面は、路面１０４と平行な平坦な面とされている。上部２１ａの下端に、下部２１ｂが接続されている。

下部２１ｂは、道路１００の幅方向から見て、円形状に形成されている。下部２１ｂは、溝１０７の下部１０７ｂに収容されている。下部１０７ｂの直径は、進行方向Ｄ１における上部１０７ａの長さよりも大きい。上記の構成を有するセンサ部２１の上方に、荷重伝達部２２が配置されている。

図２および図３に示すように、荷重伝達部２２は、道路１００を通行する車両１０２のタイヤ１０８からの荷重、すなわち、軸重をセンサ部２１に伝達するために設けられている。荷重伝達部２２は、溝１０７の上部１０７ａ内に配置されている。

荷重伝達部２２は、センサ部２１上に配置されており、道路１００の幅方向に沿って複数設けられている。なお、各荷重伝達部２２の構成は同様であるので、以下では、１つの荷重伝達部２２について説明し、他の荷重伝達部２２についての説明は省略する。

荷重伝達部２２の上面２２ａは、路面１０４と面一に配置されている。すなわち、荷重伝達部２２の上面２２ａは、路面１０４と同一平面上に配置されている。進行方向Ｄ１において、荷重伝達部２２の長さは、約５ｃｍ程度であり、車両１０２の各タイヤ１０８が路面１０４に接触している長さに近い長さである。また、路面１０４と直交する方向における荷重伝達部２２の長さは、約２ｃｍ程度である。

荷重伝達部２２の下面２２ｂは、センサ部２１の上面に直接、載置されている。荷重伝達部２２のうち、進行方向Ｄ１における一対の側面２２ｃ，２２ｄは、それぞれ、溝１０７の内側面から離隔して配置されている。これにより、タイヤ１０８からの荷重を確実に荷重伝達部２２に伝えることができ、タイヤ１０８からの荷重が荷重伝達部２２と路面１０４とに分散されてしまうことを抑制している。

荷重伝達部２２のうち、道路１００の幅方向における一対の側面２２ｅ，２２ｆは、それぞれ、隣接する荷重伝達部２２と隙間をあけて配置されている。

図４は、荷重伝達部２２の拡大断面図であり、切断面のハッチングを省略して示している。図２および図４に示すように、荷重伝達部２２は、樹脂部２３と、繊維部２４と、を含んでいる。

樹脂部２３は、荷重伝達部２２の母材として設けられている。樹脂部２３の材料として、合成樹脂を例示することができる。合成樹脂として、熱硬化性樹脂、および熱可塑性樹脂を例示することができる。熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂を例示することができる。本実施の形態では、樹脂部２３は、エポキシ樹脂を用いて形成されている。

繊維部２４は、樹脂部２３を補強する補強部として設けられており、樹脂部２３に混入されている。繊維部２４は、繊維２５を束ねて形成されている。この繊維２５として、天然繊維、化学繊維を例示することができる。化学繊維として、合成繊維、無機繊維を例示することができる。合成繊維として、アラミド繊維などの合成樹脂を用いた繊維を例示することができる。また、無機繊維として、炭素繊維、グラスウールなどのガラス繊維、ステンレス繊維などの金属繊維を例示することができる。

本実施の形態では、繊維２５として、アラミド繊維が用いられている。なお、図４では、繊維２５を拡大して示しているけれども、実際には、繊維２５は、直径が１ｍｍ以下の細線状に形成されている。また、繊維２５の長さは、荷重伝達部２２の形状に合わせて、適宜設定される。

各繊維２５の形状は、非直線状である、本実施の形態では、各繊維２５は、曲がった形状を有している。本実施の形態では、各繊維２５は、途中が折れ曲がっていることにより、一部がＶ字状部分を有している。また、各繊維２５は、Ｖ字状部分が連続することにより、蛇腹状部分を形成している。

繊維２５は、樹脂部２３の全域に万遍なく混入されている。より具体的には、荷重伝達部２２における繊維部２４の密度の分布は、進行方向Ｄ１に沿って実質的に一定となるようにされており、かつ、鉛直方向に沿って実質的に一定となるようにされており、かつ、荷重伝達部２２の長手方向に沿って実質的に一定となるようにされている。これにより、荷重伝達部２２内で応力集中が生じることを抑制している。また、各繊維２５の向きは、ランダムとされており、配向性を有していない。なお、図４では、各繊維２５が離隔して配置されているように示しているけれども、実際には、各繊維２５が絡み合っており、荷重伝達部２２の靱性が高められている。

[道路および車両用軸重センサの新設工事]
次に、道路１００、および車両用軸重センサ１３を新規に設置する工事について説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）、図６（ａ）〜図６（ｄ）、および図７（ａ）〜図７（ｃ）は、それぞれ、道路１００、および車両用軸重センサ１３の新設工事について説明するための模式図である。

道路１００、および車両用軸重センサ１３の新設する場合、図５（ａ）に示すように、図示しない路床上に、砕石および砂を用いて、路盤１０５を形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、路盤１０５の幅方向に沿って延びる溝１０７’を形成する。この溝１０７’の底部は、センサ部２１の下部２１ｂの下半部の外形形状に対応する形状に形成されている。また、溝１０７’は、路盤１０５の上方に開放されている。次に、センサ部２１を準備する。

次いで、図５（ｃ）に示すように、路盤１０５の溝１０７’に、センサ部２１を嵌め入れる。この状態で、図６（ａ）に示すように、溝１０７’を、砕石および砂で埋める。これにより、路盤１０５から上部２１ａの一部が上方に突出するように、センサ部２１が路盤１０５に埋設される。

次に、図６（ｂ）に示すように、路盤１０５の上方に舗装部１０６を形成する。この際、舗装部１０６は、センサ部２１の上方には形成されないようにする。これにより、溝１０７が完成する。すなわち、センサ部２１の上方には、溝１０７の一部を構成するための空洞２６が形成されている。

また、図６（ｃ）に示すように、容器１０９に入れられた流動状、より具体的には液状の樹脂材料２７と、ポリアミドアミンなどの硬化剤２８と、繊維部２４と、を準備する。そして、容器１０９に硬化剤２８および繊維部２４を混入し、図６（ｄ）に示すように、棒１１０などで、樹脂材料２７、硬化剤２８および繊維部２４の繊維２５を混ぜ合わせる。

そして、図７（ａ）に示すように、繊維２５および硬化剤が混入された、流動状の樹脂材料２７を、センサ部２１が設置された溝１０７内に流し込む。なお、この流し込み作業に先立ち、センサ部２１の上面などに、接着剤を塗布しておく。そして、図７（ｂ）に示すように、溝１０７内に樹脂材料２７が充填された後、所定時間が経過することで、樹脂材料２７が硬化し、荷重伝達部２２が完成する。

その後、図７（ｃ）に示すように、荷重伝達部２２のうち、道路１００における車両の進行方向Ｄ１の両端部を、カッターなどの工具１１１を用いて切除する。また、工具１１１を用いて、荷重伝達部２２を、道路１００の幅方向に等間隔に切断する。さらに、工具１１１などを用いて、荷重伝達部２２の上面を、路面１０４と面一に揃える。これにより、道路１００および車両用軸重センサ１３が完成する。

[車両用軸重センサの補修工事]
次に、図８（ａ）に示すように、道路１００が供用を開始されてから多数の車両が路面１０４上を通過し、その結果、荷重伝達部２２に長期に亘って負荷が作用し、路面１０４に露呈する荷重伝達部２２の一部が欠損する場合がある。この場合、車両のタイヤからの荷重をセンサ部２１に正確に伝達することができない。このため、荷重伝達部２２を交換する必要がある。以下では、荷重伝達部２２の交換作業、すなわち、補修工事を説明する。

図８（ａ）に示すように、荷重伝達部２２の一部が欠損した場合、図８（ｂ）に示すように、欠損した荷重伝達部２２が、図示しない工具などを用いて、溝１０７から除去される。以降の工程は、図６（ｃ）〜図７（ｃ）に示した工程と同様であるので、説明を省略する。

以上説明したように、本実施の形態に係る車両用軸重センサでは、荷重伝達部２２は、母材としての樹脂部２３に、高い弾性率を有する繊維部２４を混入することにより形成されている。これにより、荷重伝達部を樹脂のみで形成した場合と比べて、荷重伝達部２２の比強度、すなわち、引張強さを格段に高くすることができる。さらに、車両１０２からの荷重を受けることなどによって、荷重伝達部２２の樹脂部２３にクラックが生じた場合でも、樹脂部２３に混入された繊維部２４によって、クラックの進行を抑制することができる。したがって、車両１０２からの荷重を長期に亘って繰り返し受けた場合でも、荷重伝達部２２に、破断などに起因する欠損が生じることを抑制できる。これにより、荷重伝達部２２の欠損に起因する交換作業の頻度、すなわち、補修の頻度を、より少なくすることができる。よって、補修の頻度の少ない車両用軸重センサ１３を実現することができる。

また、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、繊維部２４は、曲がった形状を有する繊維２５を含む。これにより、樹脂部２３の材料としての流動状の樹脂材料２７と、繊維部２４とを混合した際に、樹脂材料２７と繊維部２４との密着性を、より向上することができる。これにより、流動状の樹脂材料２７が硬化することで形成された荷重伝達部２２について、引張強さ、およびせん断強さの双方を向上することができる。その結果、荷重伝達部２２の破断などに起因する欠損を、より確実に抑制することができる。

また、道路１００および車両用軸重センサ１３を新規に設置する新設工事の場合には、繊維２５が混入された流動状の溶融樹脂材料２７を、道路１００の溝１０７に流し込むという簡易な作業で、荷重伝達部２２を形成することができる。また、道路１００に既設の車両用軸重センサ１３の荷重伝達部２２の欠損により、荷重伝達部２２を交換する補修工事の場合でも、繊維２５が混入された流動状の樹脂材料２７を、道路１００の溝１０７に流し込むという簡易な作業で、荷重伝達部２２を形成することができる。このため、道路１００の新設工事の際に車両用軸重センサ１３を設置する場合と、道路１００に既設の車両用軸重センサ１３の荷重伝達部２２を交換する場合の双方において、荷重伝達部２２の形成にかかる手間が少なくて済み、工事期間が短くて済む。これにより、道路管理者の費用負担の低減、および、道路の利用者の利便性の向上の双方を達成することができる。

また、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、荷重伝達部２２を形成する作業に先立って、道路１００の路盤１０５から一部が上方に突出するようにセンサ部２１を路盤１０５に埋設する作業と、路盤１０５の上方に舗装部１０６を形成することで路面１０４を形成し、かつ、センサ部２１の上方には溝１０７の一部を構成する空洞２６を形成する作業と、が行われる。すなわち、道路１００の新設工事の際に、センサ部２１を路盤１０５に設置し、次いで、路盤１０５上に舗装部１０６を形成し、その後、繊維２５が混入された流動状の樹脂材料２７を、道路１００の溝１０７に流し込む。これにより、荷重伝達部２２が完成し、車両用軸重センサ１３を形成することができる。

[変形例]
なお、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、繊維２５は、２箇所以上で折れ曲がった蛇腹形状である構成を説明したが、これに限定するものではない。たとえば、繊維２５に代えて、図９（ａ）に示すように、Ｖ字状の繊維２５Ａを用いてもよい。繊維２５Ａは、１箇所で折れ曲がっている。また、繊維２５に代えて、図９（ｂ）に示すように、湾曲状の繊維２５Ｂを用いてもよい。繊維２５Ｂの形状は、螺旋状である。また、繊維２５，２５Ａ，２５Ｂのうちの２種類以上を混合してもよい。

また、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、荷重伝達部２２とセンサ部２１とを固定する固定部材は別途設けられていない構成を説明したが、これに限定するものではない。たとえば、荷重伝達部２２とセンサ部２１とを、ねじ部材を用いて固定してもよい。この場合、荷重伝達部２２のうち、ねじ部材が挿通されるねじ孔周辺において、樹脂部２３にクラックが生じやすい傾向にある。しかしながら、樹脂部２３に繊維部２４が混入されていることにより、このようなクラックの発生、および進行を抑制することができる。

また、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、樹脂材料２７を溝１０７に流し込んで硬化させた後に、工具１１１を用いて荷重伝達部２２の周囲を舗装部１０６から切り離す構成を説明したが、これに限定するものではない。たとえば、溝１０７の内側に型枠を嵌め込んだ状態で、型枠内に流動状の樹脂材料２７を流し込んで硬化させてもよい。この場合、樹脂材料２７が硬化して荷重伝達部２２が形成された後に、型枠を溝１０７から取り外す。

また、本発明の実施の形態に係る車両用軸重センサでは、道路１００の溝１０７を形成した後に、樹脂材料２７に繊維部２４を混入する構成を説明したが、これに限定するものではない。樹脂材料２７に繊維部２４を混入する時期は、樹脂材料２７を溝１０７に流し込む前の段階であれば、特に限定されない。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１３ 車両用軸重センサ
２１ センサ部
２２ 荷重伝達部
２３ 樹脂部
２４ 繊維部
２５，２５Ａ，２５Ｂ 繊維
２６ 空洞
２７ 樹脂材料
１００ 道路
１０２ 車両
１０４ 路面
１０５ 路盤
１０６ 舗装部
１０７ 溝

Claims (4)

1. 道路の路面から前記道路の下方に向けて延びるように形成された溝に配置され、前記道路を通過する車両の軸重を計測するセンサ部と、
   前記溝内において前記センサ部上に配置され、前記道路を通行する車両の荷重を前記センサ部に伝達する荷重伝達部と、を備える車両用軸重センサであって、
   前記荷重伝達部は、樹脂部と、この樹脂部に混入された繊維部と、を含む、車両用軸重センサ。
2. 前記繊維部は、曲がった形状を有する繊維を含む、請求項１に記載の車両用軸重センサ。
3. 道路の路面から前記道路の下方に向けて延びるように形成された溝に配置され、前記道路を通過する車両の軸重を計測するセンサ部と、前記溝内において前記センサ部上に配置され、前記道路を通行する車両の荷重を前記センサ部に伝達する荷重伝達部と、を備える車両用軸重センサの製造方法であって、
   繊維を、流動状の樹脂材料に混入するステップと、
   前記センサ部が設置された前記溝内に、前記繊維が混入された、前記流動状の前記樹脂材料を流し込むことで前記荷重伝達部を形成するステップと、
   を含む、車両用軸重センサの製造方法。
4. 前記形成するステップに先立って行われるステップとして、
   前記道路の路盤から一部が上方に突出するように前記センサ部を前記路盤に埋設するステップと、
   前記路盤の上方に舗装部を形成することで前記路面を形成し、かつ、前記センサ部の上方には前記溝の一部を構成する空洞を形成するステップと、
   を含む、請求項３に記載の車両用軸重センサの製造方法。

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