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アクスル負荷計算
アクスル荷重計算の概要
アクスル荷重計算の概要トラックを使用する輸送形態のすべてにおいて、トラックシャシに何らかの形のボディワークを取り付ける必要があります。

アクスル荷重計算の目的はシャシおよびボディワークの位置を最適化することです。

法的要件および技術的限度を考慮に入れて、最大許容アクスルおよびボギー荷重を超えないで最大限の荷物を輸送できることが重要です。

荷重の最適化を行うには、シャシ重量、ディメンションなどの情報が必要です。

• 同一軸の左右ホイール間の荷重の差は、アクスル総荷重の 3 % を超えてはなりません。不均一な荷重は車両を片方へ傾かせることになります。

• 車両の操舵性を良好に維持するため、車両重量の少なくとも 20 % がステアド（操舵）アクスルにかかる必要があります。しかし、地域の法規によっては異なる配分を指定する場合もあります。

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アクスル負荷計算アクスル荷重計算の概要

1. フロントアクスル荷重 (kg)

2. 最大フロントアクスル荷重

3. フロントアスクルの荷重曲線

4. リヤアスクルの荷重曲線

5. 荷降ろし時のフロントアクスル荷重最大値

6. 車両がリヤ部から荷降ろしされている状態

7. リヤアクスル荷重 (kg)

8. 最大積載に対するパーセントとしての積載量

例場合によっては、トラックがフル積載より部分積載の方がアクスル荷重が大きくなることがあります。図は、トラックが約 65% 積載時にフロントアクスル荷重が最大に達していることを示しています。

この場合、最大フロントアクスル荷重は 65% 積載で許容値より高くなり、フル積載では許容値より低くなっています。

例えば、廃棄物車両の計算を行う場合、状況は逆転します。これらの車両では積載がリヤから行われるため、フル積載より少ない量でリヤアクスル荷重が高くなることがあります。

F (kg) R (kg)

9 000

8 000

7 000

6 000

5 000

4 000

3 000

2 000

1 000

12 00011 00010 000

9 0008 0007 0006 0005 0004 0003 0002 0001 000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %

1

2

7 100

3

4

8

7

5

6

316

998

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6 500955

3 250

1 495 5 100

9 205

1 210

6 455

4 666

13 611 17 38931 000

800

2 610

15 420

316

999

スカニアディストリビュータおよびディーラーには PC（コンピュータ）ベースの負荷最適化プログラムが備えられ、アクスル荷重計算をサポートします。

アクスル荷重計算結果の例：

フロントリヤ合計

シャシ重量 6 445 2 585 9 030

追加重量 0 0 0

ボディワーク重量 1 146 3 404 4 550

重量 1-4 0 0 0

ボディワーク装備機器 2 135 -135 2 000

装備重量 9 726 5 854 15 580

荷重 0 3 885 11 535 15 420

荷重 1 – 4 0 0 0

貨物重量 3 885 11 535 15 420

無積載重量 9 756 5 854 15 580

貨物重量 3 885 11 535 15 420

総積載重量 13 611 17 389 31 000

最大重量 14 200 19 000 32 000

重量の余裕 589 1 611 1 000

操舵アクスルにかかる重量 66 %

フロント操舵アクスル 43 %

スキッドリミット、アスファルト

31 %

スキッドリミット、砂利道 18 %


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70 kg

100 kg

317

000

20 kg

100 kg

317

001

10 kg100 kg

317

002

テコの原理テコの原理は以下の例で説明できます（例中の手押し車は無重量と仮定されます）。

手押し車の 2 個の地上の支点は片端の車輪と他端を持ち上げる人とから成り立っています。荷重が人の近くに置かれるとき、人は大きな分量の荷重を、車輪は小さな分量の荷重を担うことになります。

荷重を車輪の方へ近づけると、車輪にかかる荷重は増し、人は軽い方の荷重を担えばよくなります。

荷重が車輪の中心より前方に置かれるとき、人は手押し車が前方に傾かないようにハンドルを押し下げる必要があります。


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TR (kg)

U (kg)

C

A

317

003

人にかかる荷重は手押し車上の荷重の位置に比例して変わります。

システムが動いていないとき、すべての力とトルクの総和は 0 に等しくなります。車輪の中心周りにトルクの均衡が存在する場合、以下の式が成り立ちます。

U = 荷重

TR = 荷重（人にかかる荷重の反力）

C = 車輪の中心から荷重の重心までの距離

A = 地上の支点（車輪の中心と人）間の距離

U · C = TR · A

荷重（荷物） · 関連するテコの長さ = 負荷 · 関連するテコの長さ


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BL/2AB

UBL/2

C

A L

AT

TF TRK

317

004

概念と計算アクスル荷重とボディワークの計算は静的均衡を基に成り立ちます。

• 下向きの力の合計は上向きの力の合計に等しくなります。これはすなわち、トラックの全コンポーネントと積載重量の総計はトラックのアクスル荷重の総計に等しいということを意味します。

• ある一点で重力の力によって発せられたトルクの合計は、同一点で働く反作用によって発せられるトルクに等しくなります。これは前セクションのテコの原理で説明されています。前の例のホイールをトラックのフロントホイールに、人をリアホイールに置き換えることができます。

寸法

Scania BEP 説明

A L011 第一フロントアクスルと第一ドライビングアクスル間の距離

AB L002 フロントアクスルからボディワークまでの距離

Q L012.1 フロントアクスル間の距離

LL - 第一フロントアクスルから、両フロントアクスルの理論的荷重中心までの距離

L L014 第一ドライビングリヤアクスルからボギーの理論的荷重中心までの距離

AT L015 理論的ホイールベース、フロントおよびリヤの理論的荷重中心間の距離

BL - ロードキャリアの外部的長さ

K - ロードキャリアの中心点から荷重およびボディワークの重心までの距離

C - フロント荷重中心から荷重およびボディワークまたは追加重量の重心までの距離


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重量および公式

均衡を得るには、負荷とボディワークの総重量 U にそのテコ C をかけたものが、リアアクスルの重量の中心にかかる U の比率 UR に理論上のアクスル距離 AT をかけたものと等しくならなければなりません。

積載面 BL を計算できるように、先ず C を計算します。積載面 BL の位置は一般的に偏差 K によって決まります。この偏差はできる限り 0 に近いことが必要です。

重量のタイプ：重量の分配

フロントリヤ

T = 積載車両総重量 TF TR

W = シャシ重量 WF WR

N = 追加重量、例えばクレーン NF NR

U = 荷重およびボディワーク重量 UF UR

以下の式を使用します：

T = W + N + U C · U = AT · UR

または書形式で：

C =AT · UR

U = UF + URU


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以下の情報を獲得します：

• 許容アクスル重量

• トラック重量およびホイールベース

• ボディワークおよび追加機器の重量

ここに 5 つの計算例があります。

計算フロント重量(kg)

リヤ重量 (kg) 総重量 (kg)

積載車両総重量 TF TR T

シャシ重量 - WF - WR - W

追加重量 - NF - NR - N

荷重 + ボディワーク = UF = UR = U


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C

U

TR

A L

AT

TF

317

005

例 1：ホイール構成 6x4 のトラクター

計算の目的は、最適なアクスル荷重を得るためにあるべきカプラー (C) の位置を見つけることです。

次の事実を得て計算を開始します：

• 最大許容アクスル荷重


AT = A + L = 4,977.5 mm

以下の計算を使用して C を計算します：

最大許容アクスル荷重を利用するには、カプラーをフロントアクスル後方 4,350 mm の位置に置く必要があります。その場合、K は 0 です。

A=4,300 mm

L = 677.5 mm



総重量a

a.積載車両

TF = 7,000 TR = 19,000 T = 26,000

シャシ重量 - WF = 4,790 - WR = 3,350 - W = 8,140

荷重 + カプラー = UF = 2,210 = UR = 15,650 = U = 17,860

C =

AT · UR

=

4 977,5 · 15 650 = 4,362 mm

U 17 860


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N

C

AT

A LNRNF

317

006

例 2：リヤマウントクレーンおよびホイール構成 6x2 装備のトラック

計算の目的は、フロントまたはリヤの各アクスル上のクレーンの重量配分を決定することにあります。




• 重量およびクレーンの重心

A = 4,600 mm

L = 612 mm (6x2)

AT = A + L = 4,600 + 612 = 5,212 mm

C = 7,400 mm

N = 2,500 kg


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テコの原理を用いることで、以下の計算ができます：

NR = 3,550 kg 以下の条件下で：

NF = N - NR = 2,500 - 3,550 = -1,050 kg

NF = - 1,050 kg

フロントアクスルにかかる重量は負になります。すなわちフロントアクスルにかかる荷重が低減されます。

車両全体の計算のため、続く計算では NF と NR が対応する重量の中心に挿入されます。

NR =N · C

=2 500 · 7 400

= 3,550 kgAT 5 212


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BLAB

U

N

C TR

A

TF

J

BL/2 BL/2

317

007

例 3：キャブ背後のクレーンおよびホイール構成 4x2 装備のトラック

計算の目的は、フロントおよびリヤの各アクスル上のクレーンの重量配分とボディワーク用の適切なプラットフォームの長さを決定することにあります。




• 重量およびクレーンの重心

アクスル上のクレーンの重量配分計算については例 2 を参照してください。

A = AT = 4,300 mm

AB = クレーンの仕様および計算によれば、少なくとも 1,100 mm

WF = 4,260 kg

WR = 1,848 kg

N = 1,950 kg



総重量a

a.積載車両

TF = 7,500 TR = 11,000 T = 18,500

シャシ重量 - WF = 4,260 - WR = 1,848 - W = 6,108

設備機器、クレーン - NF = 1,586 - NR = 364 - N = 1,950

荷重 + ボディワーク = UF = 1,654 = UR = 8,788 = U = 10,442


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以下の計算を使用して C を計算します：

最適アクスル荷重配分の下での可能な限り最長の積載面 (BL) を得るために、可能な限り最短の AB を入力します。

最適アクスル荷重配分の下での可能な限り最長の積載面 (BL) は 5,038 mm です。標準長さ 4,400 mm を持つチッパーボディを使用してください。前出の計算では、チッパーボディはクレーンの背後に空間があることを示しています。

C =AT · UR

C =4 300 · 8 788

= 3,619 mmU 10 442

C = AB + BL/2 3 619 = 1 100 + BL/2 BL/2 = 2 519 mm


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最適長さおよび許容可能なリヤオーバーハングを持つチッパーボディを選択できるように、寸法 AB を計算します。

フロントアクスルからチッパーボディの最後部位置までは：

リヤアクスル背後のオーバーハング (J) は以下のようになります：

ダンピングアクスルがリヤアクスルの背後 1,000 mm にある場合、ダンピングアクスルの背後に 519 mm のオーバーハングがあります。これは許容できる値ですから、長さ 4,400 mm のチッパーボディの選択は変更する必要がありません。

C = AB + BL/2 3 619 = AB + 2,200 AB = 1,419 mm

C + BL/2 = 3,619 + 2,200 = 5,819 mm

(C + BL/2) - A = 5,819 - 4,300 = 1,519 mm


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AB

U

A TR

AT

TF

BL/2 BL/2

C K

L

317

008

例 4：ホイール構成 8x4*4 のチッパートラック

計算の目的は、最大許容アクスル重量を超過せずに適切な長さの積載エリア (BL) とその取り付け位置を得ることにあります。またこの場合、選択された長さで、ダンプ操作時の良好な安定が得られるよう適切なオーバーハングのもたらされる必要があります。




• ボディワークおよび追加機器の重量

このチッパートラックの例では、計算は均一に配分された荷重で行われます。

寸法 (AB) はフロントアクスルとボディワークフロント部分の間で一般的に求められます。異なる長さのキャブに対する最小許容 AB 寸法が示されています。 14 キャブ用の最小 AB 寸法は 320mm と示されています。

A = 3,350 mm

K = 0

L = 1,256 mm

AT = A + L = 4,606 mm （ICD によって）



総重量a

a.積載車両

TF = 7,100 TR = 24,000 T = 31,100

シャシ重量 - WF = 4,870 - WR = 4,585 - W = 9,455

荷重 + ボディワーク = UF = 2,230 = UR = 19,415 = U = 21,645


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C の計算用に以下の公式を使用します：

以下の公式を使用して、最適アクスル荷重配分の下での最長ボディワーク (BL) を計算します：

最適アクスル荷重配分の下での最長ボディワークは 7,622 mm です。

C =AT · UR

C =4 606 · 19 415

= 4 131U 21 645

C + K = AB + BL/2 4,131 = 320 + BL/2 BL = 7,622 mm


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= 7,231 - 6,010

標準長さ 6,200 mm を持つチッパートラックを使用します。以下の計算は選択されたチッパーボディに対して十分なスペースがあるを示しています。どのプラットホームが許容可能なリヤオーバーハングを与えるかを見るため、寸法 AB を計算します。

積載面 (BL)6,200 mm のチッパープラットホームについて、フロントアクスルからチッパープラットホーム再後部位置までは以下の通りです：

ボギーのホイールベースは 1,355 + 1,305 です。これは車両の ICD に示されています。

最後尾アクスル後方のオーバーハングは：

ダンピングアクスルが最後尾リヤアクスルの背後 550 mm にある場合、1 221 - 550 = 671 mm のオーバーハングがダンピングアクスルの背後にあります。これは許容できる値ですから、長さ 6,200 mm のチッパーボディの選択は変更する必要がありません。

C = AB + BL/2 4 131 = AB + 6,200/2 AB = 1,031 mm

C + BL/2 4,131 + 3,100 = 7,231 mm

(C + BL/2) - (A + 1,355 + 1,305) = (4,131 + 3,100) - (3,350 + 1,355 + 1,305)= 1,221 mm


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AB

Q

AT

C

A

U

TRTF

317

009

例 5： C ホイール構成 8x4 のコンクリートミキサー車

計算の目的は最大許容アクスル荷重時のコンクリートミキサー車の最適位置を得ることにあります。



• トラックシャシ重量およびホイールベース

• ボディワークおよび追加装備の重量とそれら各々の重心 (CG)。

AT = 4,005 mm

CG = 2,941 mm、ボディワークのフロント端からの寸法



総重量a

a.積載車両

TF = 13,000 TR = 19,000 T = 32,000

シャシ重量 - WF = 6,385 - WR = 2,720 - W = 9,105

荷重 + ボディワーク = UF = 6,615 = UR = 16,280 = U = 22,895


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フロント荷重の中心に対してあるべき重心の位置を見つけるために、C を計算します。

第一フロントアクスルに対するコンクリートミキサー車の位置を決定するするために、寸法 AB を計算します。 C はフロント荷重の中心、フロントホイールベースの半分の位置、から計るので、この場合、1 940/2 = 970 mm が使用されます。

コンクリートミキサー車の位置は第一フロントアクスルの後ろ 877 mm です。

C =AT · UR

= 4 005 · 16 280

= 2,848 mmU 22 895

AB = C - CG + フロントホイールベースの半分 = 2,848 - 2,941 + 970 = 877 mm


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