クボタは、わが国のトラックスケールのトップメーカーとして、日々生産・出荷を
行っています。モノを計量するはかりでも、安全は最優先ですが、ドライバーさん
がトラックに乗車したまま乗り込むトラックスケールの場合、より一層安全性が
要求されることは言うまでもありません。

そこで、今月はトラックスケールの「強度計算」についての当社の取り組みを紹介
します。分かりやすいよう、当社の製品のなかでも小さいクラスである次の型式を
例にして説明します。
　　　ひょう量＝３０ｔ、載台寸法＝幅２．７ｍ×長６．５ｍ、ピット式

当社のトラックスケールの強度計算は、社団法人 日本道路協会が発行する
「道路橋示方書（どうろきょうしほうしょ）」に準拠して行っています。
これは、日本における橋や高架道路等に関する技術基準を定めたものです。
トラックスケールは橋でも高架道路でもありませんが、それに類するもの
として、道路橋示方書の技術基準により計算を行います。具体的には、
トラックスケールの主要構造材である主桁およびデッキに加わる応力が
道路橋示方書が定める許容応力以下になるよう設計します。

　　　許容応力　　　 　　鋼種　　　　　適　用
① σ1≦１．４ｔ／cm²　SS400　主荷重に対する許容応力です
② σ2≦１．７ｔ／cm²　SS400　上記①に制動荷重の割増係数１．２を乗じた許容応力
③ σ3≦２．４ｔ／cm²　SS400　上記②に偏芯による割増係数を乗じた最も不利な載荷
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 状態における許容応力

主桁１本当たりの応力について計算例を示します。トラックの後輪２軸の
片側が主桁上のロードセルピッチの中央に来たときに最大応力が発生する
ものとして計算します。

車軸にかかる荷重　P2＝P3＝　12　[ｔ]
ロードセルピッチ　　　 L＝ 5.7 [ｍ]
軸間距離　　　　　　　 X＝　1.25[ｍ]
１ｍ当たりの自重　　　 W＝　 1　[ｔ/ｍ]
偏芯係数＊　　　　　　 C＝　0.21
　＊偏芯係数Cの計算：C=(975+200)/975-1

主桁１本にかかる荷重に対する反力R1の計算（通常時）
　　R1=0.5･{P2･0.5L+P3･(0.5L+X)}/L　[ｔ]

主桁１本当たりのモーメントの計算
　主荷重に対するモーメント
　　M1=0.5･R1･L-0.5･P3･X　[ｔ･ｍ]
　制動（ブレーキ）時の割増し分のモーメント
　　M2=0.2･M1　[ｔ･ｍ]
　偏芯係数を考慮した割増し分のモーメント
　　M3=C･M1　[ｔ･ｍ]
　スケール自重によるモーメント
　　M4=0.5･(W･L²/8)　[ｔ･ｍ]

応力の計算（上記数値を代入）
　①σ1=（M1+M4)･100/Z=　　　　　　　1.3　≦1.4　[ｔ／cm²]
　②σ2=（M1+M2+M4)･100/Z=　　　　1.5　≦1.7　[ｔ／cm²]
　③σ3=（M1+M2+M3+M4)･100/Z=　1.8　≦2.4　[ｔ／cm²]
　＊主桁Ｈ型鋼H400×200×8/13の断面係数Z＝　1170[cm³]

応力①,②,③、いずれも道路橋示方書基準の許容応力以下ですので充分な
強度を確保した設計であることが分かります。その他に主桁のたわみ量や
デッキの応力計算等も行いますが、ここでは割愛します。

以上強度計算例を示しましたとおり、弊社では厳しい条件で計算を行って
います。通常は計量するケースはない、ひょう量いっぱいのトラックが、
応力が最大になるポジションにある場合、さらには偏芯位置にある場合を
想定した強度計算を行っています。

しかし、衝撃荷重の場合には、静的荷重や緩やかな繰り返し荷重とは異なり、
瞬時に大きな力が作用します。以前トラックスケールの日常点検について
取り上げましたが、http://kubota-hakari.net/p.php/5/5/20/計量時に急進入、急ブレーキ
など、また重量物をデッキ上に落下させるなど、はかりに衝撃荷重を与える
ことは避けていただきますようお願いします。はかりの精度確保のためにも
是非守っていただきたい項目です。