特許 6016430 重心位置測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6016430

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】重心位置測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 1/12 20060101AFI20161013BHJP

【ＦＩ】

   G01M1/12

【請求項の数】5

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-95071(P2012-95071)

(22)【出願日】2012年4月18日

(65)【公開番号】特開2013-221900(P2013-221900A)

(43)【公開日】2013年10月28日

【審査請求日】2015年3月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】505260556

【氏名又は名称】川西 勝三

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】特許業務法人 有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川西 勝三

【審査官】 田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０７８４４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８９９５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定物の一方側及び他方側を別々に保持する保持部と、
前記保持部が前記被測定物の一方側及び他方側から受ける荷重を検出する荷重検出器と、
前記保持部を介して前記被測定物を一方側が他方側よりも上方になる第一姿勢となるように傾斜させるとともに、前記被測定物を一方側が他方側よりも下方になる第二姿勢となるように傾斜させる傾斜装置と、
前記保持部が前記第一姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第一荷重、及び、前記保持部が前記第二姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第二荷重に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する重心位置算出器と、を備え、
基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが同じであり、
前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記第二荷重との差に基づいて、前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する、重心位置測定装置。

【請求項2】

被測定物の一方側及び他方側を別々に保持する保持部と、
前記保持部が前記被測定物の一方側及び他方側から受ける荷重を検出する荷重検出器と、
前記保持部を介して前記被測定物を一方側が他方側よりも上方になる第一姿勢となるように傾斜させるとともに、前記被測定物を一方側が他方側よりも下方になる第二姿勢となるように傾斜させる傾斜装置と、
前記保持部が前記第一姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第一荷重、及び、前記保持部が前記第二姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第二荷重に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する重心位置算出器と、を備え、
基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが異なり、
前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、及び、前記第二荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する、重心位置測定装置。

【請求項3】

前記被測定物はコンテナであって、
前記第一姿勢及び前記第二姿勢における前記被測定物の傾斜は、８．７％以上１０％以下である、請求項１又は２に記載の重心位置測定装置。

【請求項4】

前記保持部は、前記被測定物を上から持ち上げる複数の線状部材であって、
前記高さ方向の移動量は、前記複数の線状部材の巻き取り量に基づいて、算出される、請求項１又は２に記載の重心位置測定装置。

【請求項5】

前記保持部は、前記被測定物を下から持ち上げるジャッキの荷重受け部であって、
前記高さ方向の移動量は、前記ジャッキにより前記被測定物を持ち上げるパルスモータの回転量、又は、当該モータに供給するパルスの数に基づいて、算出される、請求項１又は２に記載の重心位置測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、物体の重心位置を測定する重心位置測定装置に関し、特に物体を傾斜させて高さ方向の重心位置を測定する重心位置測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、コンテナを積んだ大型トレーラーの横転事故が多発している。コンテナ輸送においてコンテナをトレーラーに積み込む際に予めコンテナの重心位置を知っておくことは、安全上非常に重要である。

【0003】

従来、物体の重心位置を測定する重心位置測定装置において、物体を傾けて高さ方向の重心位置を測定する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平６−４３０６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術では、高さ方向の重心位置を求める工程で物体を傾斜させるとき、一方向へのみ高く持ち上げると測定精度は高くなるが、コンテナ内部の荷崩れ等の危険性が増大するという課題があった。

【0006】

そこで、本発明は、物体を傾けて重心位置を求める重心位置測定装置において、重心位置の測定精度を維持しつつコンテナ内部の荷崩れの危険性を低減することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明に係る重心位置測定装置は、被測定物の一方側及び他方側を別々に保持する保持部と、前記保持部が前記被測定物の一方側及び他方側から受ける荷重を検出する荷重検出器と、前記保持部を介して前記被測定物を一方側が他方側よりも上方になる第一姿勢となるように傾斜させるとともに、前記被測定物を一方側が他方側よりも下方になる第二姿勢となるように傾斜させる傾斜装置と、前記保持部が前記第一姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第一荷重、及び、前記保持部が前記第二姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける第二荷重に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する重心位置算出器と、を備える。

【0008】

本発明によれば、物体を傾けて重心位置を求める重心位置測定装置において、傾斜装置により、保持部を介して被測定物を一方側が他方側よりも上方になるように傾斜させるとともに、被測定物を一方側が他方側よりも下方になるように傾斜させ、荷重検出器により２種類の傾斜角における被測定物の一方側からの荷重をそれぞれ検出する。重心位置算出器により、測定結果に基づいて被測定物の高さ方向の重心位置を算出する。これにより、重心位置の測定時において被測定物の傾斜角度を従来よりも減少させることができる。

【0009】

上記重心位置測定装置において、基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが同じであり、前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記第二荷重との差に基づいて、前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する。

【0010】

上記構成によれば、被測定物を上方向及び下方向の双方に傾斜させる場合において、基準姿勢から第一姿勢までの被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、基準姿勢から第二姿勢までの被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが同じになるように被測定物を傾斜させるので、上方向及び下方向のいずれか一方のみに傾斜させる場合に比べて、被測定物の傾斜角度を半減させることができる。

【0011】

上記重心位置測定装置において、基準姿勢から前記第一姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量と、前記基準姿勢から前記第二姿勢までの前記被測定物の一方側の高さ方向の移動量とが異なり、前記重心位置算出器は、前記第一荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、及び、前記第二荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出する。

【0012】

上記構成によれば、被測定物を上方向及び下方向の双方に傾斜させる場合において、前記第一荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、及び、前記第二荷重と前記保持部が前記基準姿勢であるときの前記被測定物の一方側から受ける荷重との差、に基づいて前記被測定物の高さ方向の重心位置を算出するので、上方向及び下方向のそれぞれ異なる角度に傾斜させた場合でも重心位置を得ることができる。

【0013】

前記被測定物はコンテナであって、前記第一姿勢及び前記第二姿勢における前記被測定物の傾斜は、８．７％以上１０％以下であることが望ましい。これにより、道路勾配の影響によるトレーラー上のコンテナの傾きと同程度の傾きで高さ方向の重心位置を算出することができるので、コンテナ内部の荷崩れを生じにくくすることができる。

【0014】

前記保持部は、前記被測定物を上から持ち上げる複数の線状部材であることが望ましい。これにより、例えば、線状のワイヤでコンテナを吊り下げることにより、コンテナ全体を載置できるような大掛かりな台秤や傾斜機構が不要となるので、比較的設備も簡単でかつ精度良く上記重心測定を実現することができる。この場合、前記高さ方向の移動量は、前記複数の線状部材の巻き取り量に基づいて、算出することができる。

【0015】

その他、前記保持部は、前記被測定物を下から持ち上げるジャッキの荷重受け部であって、前記高さ方向の移動量は、前記ジャッキにより前記被測定物を持ち上げるパルスモータの回転量、又は、当該モータに供給するパルスの数に基づいて、算出されるようにしてもよい。

【0016】

尚、特許請求の範囲及び明細書にいう「基準姿勢」とは、被測定物が保持部材により静止した状態をさす。より具体的には、例えば被測定物をコンテナとして、コンテナは線状の部材であるワイヤやロープで静止した状態としてもよい。あるいは、コンテナは持ち上げ装置の荷重を受ける部分の上に載置された状態で静止させてもよい。従って、コンテナの任意の姿勢を「基準姿勢」として定義することができる。但し、典型的には、コンテナが地上に置かれる場合の所定の姿勢が「基準姿勢」であると定義される。

【0017】

また、特許請求の範囲及び明細書にいう「傾斜」（％）とは、道路の傾斜勾配として一般的に定義される指標を、被測定物の傾斜の指標に用いたものであり、百分率を用いて表される。例えば、長さ１０ｍのコンテナの一方側の高さが１ｍ持ち上げられた場合は１０％の傾斜とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明は、以上に説明した構成を有し、重心位置の測定精度を維持しつつコンテナ内部の荷崩れの危険性を低減することができる重心位置測定装置を提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施の形態に係る重心位置測定装置の概要を示す斜視図である。

【図2】図１の重心位置測定装置による重心位置測定における基準姿勢のコンテナを模式的に示す正面図である。

【図3】図１の重心位置測定装置による重心位置測定における傾斜姿勢のコンテナを模式的に示す正面図である。

【図4】図１の重心位置測定装置による重心位置測定における基準姿勢と傾斜姿勢のコンテナを模式的に示す正面図である。

【図5】本実施形態及び比較例の重量差の値の計算結果を示した表である。

【図6】図１の重心位置測定装置における保持台周辺の概要を示す斜視図である。

【図7】本発明の実施の形態の変形例１に係る重心位置測定装置を簡略化して示す斜視図である。

【図8】本発明の実施の形態の変形例２に係る重心位置測定装置を簡略化して示す斜視図である。

【図9】本発明の実施の形態の変形例３に係る重心位置測定装置を簡略化して示す斜視図である。

【図10】本発明の実施の形態の変形例４に係る重心位置測定装置を簡略化して示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。以下では、全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同じ符号を付して、重複する説明は省略する。

【0021】

（実施形態）
［重心位置測定装置の構造］
まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態に係る重心位置測定装置１００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る重心位置測定装置１００の概要を示す斜視図である。図１の左下には、矢印によりＸＹＺの３つの方向を表記しているが、Ｚ方向は鉛直方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は水平面内おける互いに直交する２つの方向である。図１に示すように、重心位置測定装置１００は、吊り下げ台１０と、保持台２０と、吊り下げワイヤ３１〜３４と、傾斜装置４０と、ロードセル５０と、操作部６０と、演算部７０と、を備えている。以下、これらの各構成要素について順に説明する。

【0022】

吊り下げ台１０は、被測定物Ａを吊り下げる部分である。本実施形態では被測定物Ａを直方体のコンテナとする。図１に示す被測定物Ａは、底面が水平になるように保持されている。以下、このように被測定物Ａの底面が水平である状態を「基準姿勢」と呼ぶこととする。また、図１では、被測定物Ａの高さ方向、長さ方向、及び幅方向は、それぞれＺ方向、Ｘ方向、及びＹ方向に一致している。

【0023】

保持台２０は、被測定物Ａを保持する部分である。本実施形態では、保持台２０が被測定物Ａの上面部分と結合することにより、被測定物Ａを保持している。本実施形態のように被測定物Ａがコンテナであれば、被測定物Ａの上面の四隅には隅金具が設けられている。そのため、本実施形態では、保持台２０の底面の隅金具に対応する位置に連結部材を設け、この連結部材を隅金具に連結すれば容易に被測定物Ａを保持することができる。

【0024】

吊り下げワイヤ３１〜３４は、吊り下げ台１０と保持台２０を連結する線状の部材である。本実施形態では、４本の吊り下げワイヤ３１〜３４が使用されている。４本の吊り下げワイヤ３１〜３４のそれぞれは、保持台２０を介して被測定物Ａの４点をそれぞれ保持している。このように線状のワイヤで被測定物Ａを吊り下げることにより、被測定物Ａ全体を載置できるような大掛かりな台秤や傾斜機構が不要となるので、比較的設備も簡単でかつ精度良く重心測定を実現することができる。以下では、各吊り下げワイヤ３１〜３４を図１紙面右側手前から反時計回りで順に「第１吊り下げワイヤ３１」、「第２吊り下げワイヤ３２」、「第３吊り下げワイヤ３３」、「第４吊り下げワイヤ３４」と呼ぶこととする。このうち、第１吊り下げワイヤ３１と第４吊り下げワイヤ３４はＸ方向に並んで配置されている。また、第２吊り下げワイヤ３２と第３吊り下げワイヤ３３もＸ方向に並んで配置されている。

【0025】

傾斜装置４０は、被測定物Ａを傾斜させる装置である。傾斜装置４０は、第１巻取り部４１と第２巻取り部４２を有している。第１巻取り部４１は、第１吊り下げワイヤ３１及び第２吊り下げワイヤ３２の長さを同時に調整する。また、第２巻取り部４２は、第３吊り下げワイヤ３３及び第４吊り下げワイヤ３４の長さを同時に調整する。これにより、第１巻取り部及び第２巻取り部の少なくとも一方を操作すれば、被測定物を図１のＹＺ平面内において傾斜させることができる。つまり、被測定物Ａの姿勢を変えることができる。

【0026】

ロードセル５０は、各吊り下げワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重（張力）を検出する装置である。ロードセル５０は、４本の吊り下げワイヤ３１〜３４の中間にそれぞれに取り付けられており、各吊り下げワイヤにかかる吊り下げ荷重（張力）に対応する検出信号を生成し演算部７０に送信する。なお、ロードセル５０は、吊り下げワイヤ３１〜３４に直接取り付けるのではなく、吊り下げ台１０の吊り下げワイヤ３１〜３４との連結部分や、保持台２０の吊り下げワイヤ３１〜３４との連結部分に取り付けてもよい。

【0027】

操作部６０は、主に傾斜装置４０による吊り下げワイヤ３１〜３４の巻き取り量を操作する部分である。この操作は操作員により手動で行われてもよく、自動で行われるように構成されてもよい。尚、操作部６０は、各ワイヤ３１〜３４の巻き取り量に基づいて、各ワイヤによる被測定物Ａの持上げ高さを算出することができる。

【0028】

演算部７０は、被測定物Ａの重量、及びコンテナの高さ方向の重心位置を算出する部分である。具体的には、ロードセル５０から送信された検出信号に基づいて各吊り下げワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重（張力）を算出し、各吊り下げワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重（張力）等に基づいて、被測定物Ａの重量、及び被測定物Ａの高さ方向の重心位置等を算出する。これらの演算において、ワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重（張力）から風袋（ワイヤ３１〜３４、保持台２０等）の重量が減算されることはいうまでもない。以上が、本実施形態に係る重心位置測定装置１００の構成である。

【0029】

［重心位置の算出方法］
次に、被測定物の重心位置の算出方法について説明する。高さ方向の重心位置は、被測定物の姿勢を変え、それぞれの姿勢における各ワイヤの荷重等を測定し、その測定結果に基づいて算出することができる。このように重心位置を算出するために必要な計測を行う被測定物の姿勢を「測定姿勢」と呼ぶとする。そうすると、本実施形態が採用する測定姿勢は、被測定物の一方側が他方側よりも上方になる「第１姿勢」と、被測定物の一方側が他方側よりも下方になる「第２姿勢」の２つである。また、本実施形態とは異なる算出方法として、２つの測定姿勢の１つを上述した「基準姿勢」とすることもできる。以下では、測定姿勢の１つを基準姿勢とする場合を比較例として説明し、その後、本実施形態に係る重心位置の算出方法について説明する。

【0030】

＜比較例＞
比較例では、重心位置の算出における測定姿勢として、基準姿勢（被測定物の底面が水平である姿勢）と第１姿勢（被測定物の右側が左側よりも上方となる姿勢）を採用する。図２及び図３は被測定物を模式的に示す正面図（Ｙ方向からみた図）であり、図２が基準姿勢を示し、図３が第１姿勢を示している。

【0031】

図２に示すように、Ｘ方向の支点間距離をＬ、Ｘ方向の重心位置をｘ１、重心高さをＺとする。また、基準姿勢における被測定物の左側にかかる荷重に基づいて算出する重量をＷ０、右端にかかる荷重に基づいて算出する重量をＷ１とする。さらに、図３に示すように、基準姿勢から第１姿勢へと姿勢を変えたときの被測定物の右側の移動距離をＨ、被測定物の傾斜角度をθとする。また、第１姿勢における被測定物の左側にかかる荷重に基づいて算出する重量をＷ０’、右端にかかる荷重に基づいて算出する重量をＷ1’とする。さらに、ｘ２、ｘ３、及びｘ４を図３に示すように定め、被測定物全体の荷重に基づいて算出する総重量をＷＧとする。そうすると、まず以下の式が成り立つ。

【0032】

【数1】

【0033】

【数2】

【0034】

図２において、モーメントのつり合いを考えると次式が成り立つ。

【0035】

【数3】

【0036】

図３において、モーメントのつり合いを考えると次式が成り立つ。

【0037】

【数4】

【0038】

式（１）〜（４）より、重心高さＺを求める式が導かれる。

【0039】

【数5】

【0040】

式（５）のうち、Ｌは既知の値であり、Ｗ１、Ｗ１’、 ＷＧはロードセルが検出した荷重により求めることができ、Ｈはワイヤの巻取り量により求めることができる。そのため、各値を式（５）に代入すれば、被測定物の重心高さＺを算出することができる。

【0041】

ここで、被測定物の重心高さを精度良く求めるには、各値の測定誤差を低減させることが重要であるがそれだけではない。例えば、式（５）のうち重量差Ｗ１’−Ｗ１を１つの値（パラメータ）として考えれば、第一姿勢時に被測定物の右側をより高く持ち上げれば、重量Ｗ１’が大きくなるので重量差Ｗ１’−Ｗ１の測定誤差（誤差の割合）を低減させることで、重心高さを精度良く求めることができる。ところが、被測定物がコンテナであるような場合には、被測定物の一方を高く持ち上げると内部の荷物が崩れてしまうという問題がある。これをふまえ、次に本実施形態に係る重心位置の算出方法について説明する。

【0042】

＜本実施形態＞
本実施形態では、重心位置の算出における測定姿勢として、図４に示すような第１姿勢（被測定物の右側が左側よりも上方となる姿勢）と第２姿勢（被測定物の右側が左側よりも下方となる姿勢）を採用する。

【0043】

前述したように、測定姿勢として基準姿勢と第１姿勢を採用したときには、次の式で被測定物の重心高さを求めることができる。なお、Ｈ１は基準姿勢から第１姿勢へと姿勢を変えたときの被測定物の右側の移動距離とする。また、Ｗ１は、基準姿勢における被測定物の右端にかかる荷重に基づいて算出する重量であり、Ｗ1’は、第１姿勢における被測定物の右端にかかる第１荷重に基づいて算出する重量である。

【0044】

【数6】

【0045】

次に、測定姿勢として基準姿勢と第２姿勢を採用したときには、同じようにして次の式で被測定物の重心高さを求めることができる。なお、Ｈ２は、基準姿勢から第２姿勢へと姿勢を変えたときの被測定物の左側の移動距離とする。また、Ｗ０は基準姿勢における被測定物の左側にかかる荷重に基づいて算出する重量であり、Ｗ０’’は第２姿勢における被測定物の左側にかかる第２荷重に基づいて算出する重量である。

【0046】

【数7】

【0047】

(５−１)式＋(５−２)式より、本発明における重心高さＺを求める式が次のように導出される。

【0048】

【数8】

【0049】

ここで、本実施形態では、第１姿勢における被測定物の右側の移動距離Ｈ１と、第２姿勢における被測定物の左側の移動距離Ｈ２を同じとする。つまり、Ｈ１＝Ｈ２＝Ｈとすると、重心高さＺは次式で求めることができる。

【0050】

【数9】

【0051】

式（７）より、基準姿勢から第一姿勢までの被測定物の一方側の高さ方向の移動量Ｈ１と、基準姿勢から第二姿勢までの被測定物の一方側の高さ方向の移動量Ｈ２とが同じになるように被測定物を傾斜させるので、上方向及び下方向のいずれか一方のみに傾斜させる場合に比べて、被測定物の傾斜角度を半減させることができる。

【0052】

以下、本実施形態の効果について説明する。まず、重心高さＺを求める式(７)を変形して、本実施形態における被測定物の第１姿勢と第２姿勢の重量差Ｗ１’−Ｗ１’’を求める式を導出する。

【0053】

【数10】

【0054】

式（８）より、Ｈが大きいほど重量差Ｗ１’−Ｗ１’’が大きくなる。被測定物の高さ方向の重心位置を求める工程で被測定物を傾斜させるとき、一方向へのみ高く持ち上げると、重量差が大きくなり、高さ方向の重心位置の測定精度は高くなる。

【0055】

本実施形態では被測定物であるコンテナの傾斜角度θを５°（傾斜８．７％）とする。その理由は、本発明者らは、我が国日本の道路の傾斜勾配が概ね１０％以下と定められていること（道路構造令による「設計速度に対する勾配の制限値」等を参照）を考慮して、道路勾配の影響によるトレーラー上のコンテナの傾きと同程度の傾きで予め高さ方向の重心位置を測定できれば、コンテナ内部の荷崩れが生じにくいと考えるからである。

【0056】

以下、この傾斜角度による効果を検証する。具体的には、本実施形態における重量差の式（８）にパラメータの数値を代入して重量差の値を計算する。ここでコンテナの総重量ＷＧを２０ｔ、コンテナの長さＬを１２ｍ、コンテナの高さを４ｍとし、重心高さＺを３ｍとする。尚、Ｈはコンテナの傾斜角θが決まれば式（２）より求まる。

【0057】

また、比較のために式（８）と同様に、比較例の重心高さＺを求める式(５)を変形して、比較例における被測定物の基準姿勢と第１姿勢の重量差Ｗ１−Ｗ1’を求める式を導出する。

【0058】

【数11】

【0059】

そして、式（９）にもパラメータの数値を代入して、比較例における重量差の値を計算する。ここでもコンテナの総重量ＷＧを２０ｔ、コンテナの長さＬを１２ｍ、コンテナの高さを４ｍとし、重心高さＺを３ｍとする。傾斜角度は比較のため５°、１０°とする。

【0060】

図５は、本実施形態及び比較例の重量差の値の計算結果を示した表である。同図に示すように、比較例において傾斜角度が５°となるようコンテナを傾けた時の重量差は４３９ｋｇになる。一方、傾斜角度が１０°となるようコンテナを傾けた時の重量差は、８９６ｋｇになる。これに対し、本実施形態では、上方向に角度５°傾斜した場合（第一姿勢）は４３９ｋｇ軽くなり、下方向に角度５°傾斜した場合（第二姿勢）は４３９ｋｇ重くなるので、吊り上げ時と吊り下げ時の重量差は、４３９ｋｇ×２＝８７８ｋｇになる。このように吊り上げた時は傾斜時の重量は軽くなり、吊り下げた時の重量は重くなるが、角度が同じであれば重量差の絶対値は同じになる。また、本実施形態のように１０°の傾斜角を吊り上げと吊り下げでそれぞれ５°振り分けた場合の重量差と、比較例において１０°傾斜させて計測した場合の重量差とを比べると、８９６ｋｇ−８７８ｋｇ＝１８ｋｇとなり、本実施形態の重量差は比較例と比べて約２％程度少なくなっている。このように、本実施形態において傾斜角５°で吊り上げた時の重量値Ｗ１’と、傾斜角５°で吊り下げた時の重量Ｗ１’’の重量差Ｗ１’−Ｗ１’’は、比較例において傾斜角度１０°で持ち上げた時の重量差Ｗ１−Ｗ１’より若干劣るが、同程度の重量差が得られている。このことは、本実施形態において、傾斜角度が半分であるにも関わらず、高さ方向の重心位置Ｚの測定精度が同等程度に維持されることを示している。これにより、コンテナの内部荷崩れの危険性が格段に少なくなるという効果を奏することができる。

【0061】

尚、本実施形態では、高さ方向の重心位置を求める方法について説明したが、重心位置測定装置１００の演算部７０において、取得した各吊り下げワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重に基づいて、被測定物Ａの平面方向の重心位置を算出することも可能である。

【0062】

図６は、図１の重心位置測定装置１００における保持台２０周辺の概要を示す斜視図である。同図に示すように、各吊り下げワイヤ３１〜３４の保持台２０における支点の中心を座標の中心０とし第１吊り下げワイヤ３１と第４吊り下げワイヤ３４の保持台２０における支点間距離ｗ１、第１吊り下げワイヤ３１と第２吊り下げワイヤ３２の保持台２０における支点間距離ｄ1、第１〜第４吊り下げワイヤ３１〜３４にかかる吊り下げ荷重をそれぞれＦ１〜Ｆ４とすると、被測定物Ａの平面方向における重心位置の座標Ｇｈ（ｘＧ，ｙＧ）を算出することができる。

【0063】

これにより、上記本実施の形態による効果に加えて、平面方向の重心位置を測定することができ、より正確にコンテナの重心位置を把握することが可能となる。

【0064】

尚、本実施形態では４本の吊り下げワイヤで被測定物Ａを保持しているが、少なくとも３点で被測定物Ａを保持する構成であれば、基準姿勢における各吊り下げ荷重に基づいて被測定物Ａの平面方向の重心位置の座標を算出することができる。

【0065】

以下、本発明の実施の形態の変形例について説明する。

【0066】

［変形例１］
図１に示された重心位置測定装置１００の構成では、被測定物Ａを保持する保持部は、４本の吊り下げワイヤであり、各吊り下げワイヤに対応する部位の荷重を検出するロードセルを４点備える構成であった（以下、基本構成とする）。しかし、本変形例では、図７の斜視図に示すように、被測定物Ａを保持する保持部が４本の吊り下げワイヤである点は共通するが、ロードセル５０を３つ備える点が異なる。そのうち２つのロードセル５０のそれぞれは１本の吊り下げワイヤに対応した１つの部位の荷重を検出し、残りのロードセル５０は２本の吊り下げワイヤからなる部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、使用するロードセルの数を削減することが可能となる。

【0067】

［変形例２］
本変形例では、図８の斜視図に示すように、基本構成と比べて、被測定物Ａを保持する保持部が３本の吊り下げワイヤである点、及びロードセル５０を３つ備える点が異なる。ロードセル５０のそれぞれは１本の吊り下げワイヤに対応した１つの部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、ロードセルを削減することが可能となる。

【0068】

［変形例３］
本変形例では、図９の斜視図に示すように、基本構成と比べて、被測定物Ａを保持する保持部が４本の吊り下げワイヤである点が共通するが、ロードセル５０を２つ備える点が異なる。ロードセル５０のそれぞれは２本の吊り下げワイヤからなる部位の荷重を検出する。これにより、本実施の形態と同様な効果に加え、上記変形例１及び変形例２と比べて、使用するロードセルの数を更に削減することが可能となる。

【0069】

［変形例４］
図１に示された重心位置測定装置１００の構成では、被測定物Ａを保持する保持部は、４本の吊り下げワイヤであり、各吊り下げワイヤに相当する部位に対応するロードセルを４点備える基本構成であった。しかし、本変形例では、図１０の斜視図に示すように、重心位置測定装置２００は、被測定物Ａの底面の四隅に配置された４つの持ち上げ計量装置８０である点が異なる。各持ち上げ装置８０は、図示しないが、被測定物Ａの保持部として荷重受け部と、傾斜装置として被測定物Ａの持ち上げ量を測定可能なジャッキ部、荷重検出器としてロードセルを内部に備えた構成である。更に、検出される荷重に基づいて被測定物Ａの高さ方向の重心位置を算出する演算部が、ロードセルで検出された検出信号を受信可能な構成であれば、持ち上げ装置８０の内部又は外部のどちらに配置されてもよい。本実施形態で説明した第一姿勢及び第二姿勢の重量差の式（８）は、持ち上げて計量する場合も同様に成り立つので、高さＨに依存する。よって、本発明を本実施形態の吊り下げ計測だけでなく、地上での持ち上げ計測へ応用することができる。

【0070】

［変形例５］
上記変形例４では、図１０に示したように、４つの持ち上げ装置８０のそれぞれの荷重受け部が被測定物Ａを支えるような構成としていたが、更なる変形例として、上記４つの荷重受け部が一体となり、被測定物Ａを下から支える板状の載台となってもよい。このような構成であっても、荷重検出器により支持される載台に被測定物Ａを載せ、載台を上方向と下方向に傾斜させることで、被測定物Ａの高さ方向の重心位置を算出することが可能である。更に、被測定物Ａをコンテナが積載されたトラックとした場合には、本発明を高さ方向の重心位置を測定可能なトラックスケールとして応用することもまた可能である。

【0071】

［その他の変形例］
被測定物Ａをコンテナとした場合の傾斜角度は５°（傾斜８．７％）には限定されず、任意に設定（定義）できる。例えば、コンテナが荷崩れし難い場合には、５°以上に設定してもよい。好適な範囲としてコンテナを第一姿勢及び第二姿勢であるときの傾斜が８．７％以上１０％以下となるように傾斜させることが望ましい。これにより、我が国日本における道路勾配の影響によるトレーラー上のコンテナの傾きと同程度の傾きで高さ方向の重心位置を算出するので、コンテナ内部の荷崩れを生じにくくすることができる。

【0072】

また、上記本実施形態では、上方向への傾斜角度と下方向への傾斜角度が同じであったが、両傾斜角度が厳密に同じである必要はない。また、これらが互いに異なっていてもよい。このような場合は、本実施形態の式（６）により、高さ方向の重心位置を求めるようにしてもよい。

【0073】

また、高さ方向の重心位置を算出する際のパラメータである高さ方向の移動量Ｈは、第１吊り下げワイヤ３１及び第２吊り下げワイヤ３２、又は第３吊り下げワイヤ３３及び第４吊り下げワイヤ３４の巻き取り量を計測して、被測定物Ａを持ち上げた高さＨを算出するようにしたが、これに限られるものではない。例えば、高さ方向の移動量Ｈは、被測定物を下から持ち上げるジャッキの荷重受け部によりコンテナを保持し、ジャッキにより被測定物を持ち上げるパルスモータの回転量、又は、そのモータに供給するパルスの数に基づいて、被測定物を持ち上げた高さＨを算出するようにしてもよい。また、傾斜センサにより傾斜角θを計測し、式（２）より傾斜角θから高さ方向の移動量Ｈを求めるようにしてもよい。

【0074】

上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【産業上の利用可能性】

【0075】

本発明は、重心位置の測定精度を維持しつつコンテナ内部の荷崩れの危険性を低減することができる重心位置測定装置として有用である。

【符号の説明】

【0076】

１０ 吊り下げ台
２０ 保持台
３１〜３４ 吊り下げワイヤ
４０ 傾斜装置
４１ 第１巻取り部（傾斜装置）
４２ 第２巻取り部（傾斜装置）
５０ ロードセル
６０ 操作部
７０ 演算部
８０ 持ち上げ装置
９０ 高所レール
１００、２００ 重心位置測定装置
Ａ 被測定物（コンテナ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】