JP2008285915A - タイヤローラ、タイヤローラのタイヤの加熱方法及びアスファルト混合物の付着防止方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ表面を均一に加熱できるとともに、タイヤの表面温度を容易に調整でき、効率良くタイヤ表面の温度を上げることができるタイヤローラ及びその加熱方法並びにアスファルト混合物の付着を防止する方法を提供する。
【解決手段】高周波加熱器４で発生した過熱水蒸気を路面と接する直前のタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）に噴射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、過熱水蒸気を用いてタイヤを加熱して、タイヤ表面へのアスファルト混合物の付着を防止するタイヤローラ及びタイヤローラのタイヤの加熱方法、並びにアスファルト混合物の付着防止方法に関する。

アスファルト舗装の施工におけるタイヤローラの転圧時において、タイヤローラのタイヤ表面の温度が低い場合には、アスファルト混合物がタイヤ表面に付着する。そのため、アスファルト舗装の仕上り面の状態が悪くなる。従って、これを防止するために、従来は、例えば、特許文献１のようにガスバーナーで加熱した熱風でタイヤ表面を温めていた。また、特許文献２のようにタイヤの内部からタイヤ表面を加熱していた。

実用新案登録第２６０２６８８号公報 実公昭４８−０４４００５号公報

しかしながら、上述の特許文献１の従来例では、ガスバーナーとタイヤの距離、熱風の当たる角度により、タイヤの加熱温度が一定とならなかった。すなわち、タイヤ表面を均一に加熱することが困難であった。また、一定の温度でタイヤを加熱することができないためタイヤの表面温度を調整することが困難であった。従って、タイヤローラを停車させた際に、ガスバーナーを消火しなければ、タイヤの一部分だけが集中的に加熱されてしまうためタイヤが燃える場合もあった。さらに、ガスバーナーの吹出口を車体側に設置しているため、タイヤ表面に熱風が当たってから路面に接するまでの間に時間のずれがあった。従って、その間にタイヤ表面が冷やされるため、熱効率が悪かった。

また、上述の特許文献２の従来例では、ゴムの熱伝導率が悪いため、タイヤ表面の温度が上がりにくかった。従って、タイヤ表面の温度がアスファルト混合物が付着しない程度にまで上がるのに時間がかかり、熱効率が悪かった。

そこで、本発明は、タイヤ表面を均一に加熱できるとともに、タイヤの表面温度を容易に調整でき、効率良くタイヤ表面の温度を上げることができるタイヤローラ及びタイヤローラのタイヤの加熱方法、並びにアスファルト混合物の付着を防止する方法を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するために、請求項１に記載のタイヤローラは、タイヤ加熱
装置を備えたタイヤローラであって、前記タイヤ加熱装置は、過熱水蒸気を用いてタイヤを加熱することを特徴とする。

過熱水蒸気は、対流伝熱、放射伝熱、凝縮伝熱の３つの伝熱により加熱するため、対流伝熱だけで加熱する加熱空気（熱風）を用いる場合に比べて高い熱伝達特性を有し、密度も高い。また、過熱水蒸気は、正確な温度制御が可能である。従って、請求項１に記載のタイヤローラによれば、過熱水蒸気によりタイヤが加熱されるため、タイヤローラのタイヤ表面は、均一且つ迅速に加熱でき、表面温度を容易に調整できることとなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤローラにおいて、前記タイヤ加熱装置は、水蒸気を送り出すボイラーと、前記水蒸気を高周波加熱して過熱水蒸気を発生させる高周波加熱器と、前記過熱水蒸気の温度を監視する温度監視装置と、前記温度監視装置で検出した前記過熱水蒸気の温度に基づいて前記高周波加熱器の出力を増減する出力制御装置と、前記過熱水蒸気をタイヤに噴射するノズルとを備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、過熱水蒸気の温度監視装置と高周波加熱器の出力を増減する出力制御装置とにより、過熱水蒸気の温度が適切に調整される。従って、タイヤの過加熱及び加熱不足を防止することができるため、タイヤは常に適正な温度に加熱されることとなる。

請求項３に記載の発明は、請求項１及び請求項２に記載のタイヤローラにおいて路面と接する直前のタイヤ表面に前記過熱水蒸気を噴射することを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、路面と接する直前のタイヤ表面に過熱水蒸気を噴射するので、タイヤ表面の温度が下がる前に、タイヤ表面がアスファルト混合物に接触することとなる。そのため、アスファルト混合物の付着を好適に防止することができる。

請求項４に記載の発明は、ボイラーが水蒸気を送り出す第１工程と、前記ボイラーから送り出された水蒸気を高周波過熱器により高周波加熱して過熱水蒸気を発生させる第２工程と、温度監視装置により前記過熱水蒸気の温度を監視して、前記温度監視装置で検出した前記過熱水蒸気の温度に基づいて出力制御装置により前記高周波加熱器の出力を増減する第３工程と、ノズルにより前記過熱水蒸気をタイヤに噴射する第４工程とを備えたタイヤローラのタイヤの加熱方法に関する。

請求項４に記載の発明によれば、過熱水蒸気の温度を監視して、高周波加熱器の出力を増減する工程により、過熱水蒸気の温度が適切に調整される。従って、タイヤの過加熱及び加熱不足を防止することができるため、タイヤは常に適正な温度に加熱されることとなる。

請求項５に記載の発明は、前記過熱水蒸気をタイヤローラのタイヤ表面に噴射することにより、アスファルト混合物の付着を防止することを特徴とするアスファルト混合物の付着防止方法に関する。

請求項５に記載の発明によれば、過熱水蒸気によりタイヤが加熱されるため、タイヤローラのタイヤ表面は、均一且つ迅速に加熱でき、表面温度を容易に調整できることとなる。

本発明は、過熱水蒸気を用いたことにより、アスファルト混合物の付着を防止し、舗装の仕上り面をきれいにする効果を奏する。また、以下のような効果を奏する。
過熱水蒸気を噴射することによりタイヤの表面を均一に加熱できる。また、任意に過熱水蒸気の温度の設定変更ができるためタイヤの表面温度を容易に調整できる。さらに、タイヤ表面の温度を効率良く上げることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
参照する図面において、図１は、本実施形態に係るタイヤローラの構成を示す全体側面図である。タイヤローラ１は、アスファルトフィニッシャによって敷均されたアスファルト混合物１１を転圧して締固める装置である。
図１に示すように、タイヤローラ１は、ボイラー２と、水蒸気配管３と、高周波加熱器４と、温度監視装置５と、出力制御装置６と、高周波ケーブル７と、過熱水蒸気配管８と、ノズル９と、タイヤ１０とを備えて構成されている。

ボイラー２は、熱を水に伝えることによって、水蒸気を発生させる装置である。
ボイラー２は、例えば、電気式ボイラー、ガス式ボイラー、油式ボイラー等で構成されている。そして、このボイラー２で発生した水蒸気が高周波加熱器４に送られる。

水蒸気配管３は、ボイラー２で発生した水蒸気を高周波加熱器４に送る役割を果たす。図１に示すように、水蒸気配管３は、ボイラー２と前輪用の高周波加熱器４との間及びボイラー２と後輪用の高周波加熱器４との間にそれぞれ一直線に設置されている。

高周波加熱器４は、水蒸気を高周波加熱することで過熱水蒸気を発生させる装置である。 水蒸気配管３を通ってボイラー２から送られてきた水蒸気は、高周波加熱器４により、高周波加熱され過熱水蒸気に変化する。ここで、過熱水蒸気とは、水蒸気をさらに過熱し、１００℃を超える温度になった蒸気のことをいう。過熱水蒸気は、対流伝熱、放射伝熱、凝縮伝熱の３つの伝熱により加熱するため、対流伝熱だけで加熱する加熱空気（熱風）を用いる場合に比べて高い熱伝達特性を有し、密度も高い。従って、過熱水蒸気によってタイヤ１０を加熱するとタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）を均一且つ迅速に加熱できる。また、過熱水蒸気は、正確な温度制御が可能であるため、後記する温度監視装置５を用いて過熱水蒸気の温度の設定変更を精度よく行うことが可能となる。従って、タイヤ１０の過加熱及び加熱不足を防止することができるため、タイヤ１０は常に適正な温度に加熱される。すなわち、過熱水蒸気を用いることで、タイヤ１０の表面温度を容易に調整できることになる。尚、本実施形態では、前輪用と後輪用に２つの高周波加熱器４を設置しているがこれに限定することなく、少なくとも１つ以上設置すればよい。

温度監視装置５は、高周波加熱器４内の過熱水蒸気の温度を検知して、検知の結果得た情報を出力制御装置６に送る役割を果たす。温度監視装置５は、例えば、温度センサ等で構成されている。図１に示すように、温度監視装置５は、高周波加熱器４及び出力制御装置６とそれぞれケーブルでつながっている。

出力制御装置６は、温度監視装置５から送られてきた検知結果に基づいて、高周波過熱器４の高周波の出力の増減を指令する役割を果たす。図１に示すように、出力制御装置６は、高周波ケーブル７を介して、高周波加熱器４とつながっている。

高周波ケーブル７は、出力制御装置６の指令を高周波加熱器４に送る役割を果たす。図１に示すように、高周波ケーブル７は、高周波加熱器４と出力制御装置６とをつないでいる。

過熱水蒸気配管８は、高周波加熱器４で発生した過熱水蒸気をノズル９に送る役割を果たす。図１に示すように、過熱水蒸気配管８は、過熱水蒸気配管８Ａと過熱水蒸気配管８Ｂとから構成されており、前輪及び後輪の円周面に沿うようにそれぞれ設置されている。また、図示は省略するが、過熱水蒸気配管８には、弁が設置されている。そして、タイヤローラを前進させる場合には、過熱水蒸気配管８Ａの弁だけが開いて、過熱水蒸気が過熱水蒸気配管８Ａを通って、先端に取り付けられているノズル９に送られる。一方、タイヤローラを後進させる場合には、過熱水蒸気配管８Ｂの弁だけが開いて、過熱水蒸気が過熱水蒸気配管８Ｂを通って、先端に取り付けられているノズル９に送られる。

ノズル９は、高周波加熱器４で発生して、過熱水蒸気配管８（８Ａ、８Ｂ）を通ってきた過熱水蒸気をタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）に的確に噴射する役割を果たす。ノズル９は、例えば、多連スリット型ノズル等を使うのが好ましい。図１に示すように、ノズル９は、タイヤ１０とアスファルト混合物１１が敷均された路面とが接する直前のタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）に過熱水蒸気を噴射できる距離及び角度で設置されている。また、ノズル９は、タイヤ１０の幅方向に延設されている。さらに、ノズル９は、タイヤの数に合わせて設置されている。そして、図１の矢印Ａが示すように接地する直前のタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）に過熱水蒸気を噴射するので、タイヤ表面１０ａ（１０ｂ）の温度が下がる前に、タイヤ表面１０ａ（１０ｂ）がアスファルト混合物１１に接触することになる。そのため、過熱水蒸気の熱を浪費することなく、効率良く使えるとともに、アスファルト混合物１１の付着を好適に防止することができる。また、タイヤ１０の内部から加熱する場合に比べてタイヤ表面１０ａ（１０ｂ）の温度がアスファルト混合物１１が付着しない程度にまで上がるのに時間がかからない。従って、熱効率が良い。

また、タイヤローラを前進させる場合には、ノズル９からタイヤ表面１０ａだけに過熱水蒸気を噴射する。一方、タイヤローラを後進させる場合には、ノズル９からタイヤ表面１０ｂだけに過熱水蒸気を噴射する。従って、本実施形態では、タイヤローラの進行方向に合わせた過熱水蒸気の噴射が可能となる。尚、タイヤ表面１０ａ（１０ｂ）に当たるように過熱水蒸気を噴射するためには、ノズル９だけでなく、過熱水蒸気配管８の長さ及び角度も含めて調整するのが好ましい。

タイヤ１０は、アスファルト混合物１１を締め固める役割を果たす。また、タイヤ１０は、略円柱形状を呈し、円周面が舗装面上を転動するように軸支されている。タイヤ１０は、前側に３本、後側に４本設置されている。そして、タイヤ１０は、ノズル９から噴射される過熱水蒸気により加熱される。従って、タイヤ１０にアスファルト混合物１１が付着することを防止できる。尚、タイヤ１０は、少なくとも１本以上設置すればよい。また、タイヤ１０の厚さもタイヤの１０の数に応じて適宜変えても構わない。さらに、本実施形態では、タイヤ１０を前側に３本、後側に４本設置しているがこれに限定することなく、後輪の数を前輪の数より多く設置しても構わない。例えば、前側に４本、後側に５本設置しても構わない。さらにまた、前輪の数と後輪の数は、同じでも構わないし、前輪の数を後輪の数より多く設置しても構わない。

アスファルト混合物１１は、道路の表層を構成する材料であり、主に、粗骨材、細骨材、フィラー及びアスファルトを所定の割合で混合したものである。図１のように過熱水蒸気によりタイヤ１０が加熱されているので、タイヤ１０に接触したアスファルト混合物１１が冷え固まって付着することがない。そのため、アスファルト混合物１１の舗装面はきれいな仕上がりとなる。

次に、高周波加熱器４と温度監視装置５と出力制御装置６とを用いた過熱水蒸気の温度調整について図２のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、出力制御装置６に所望の過熱水蒸気の温度Ｔｏを設定する（ステップＳ１）。次に、温度監視装置５により、高周波加熱器４内の過熱水蒸気の温度Ｔを検知する（ステップＳ２）。温度監視装置５は、その検知結果を出力制御装置６に送り、出力制御装置６は、検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより高いか否かを判定する（ステップＳ３）。検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより高い場合には、出力制御装置６は、高周波の出力を下げる指令を高周波加熱器４に出して命令が終了する（ステップＳ４）。一方、検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより高くない場合には、出力制御装置６は、検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより低いか否かを判定する（ステップＳ５）。検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより低い場合には、出力制御装置６は、高周波の出力を上げる指令を高周波加熱器４に出して命令が終了する（ステップＳ６）。一方、検知した温度Ｔが設定温度Ｔｏより低くない場合には、出力制御装置６は、所望の設定温度Ｔｏになっていると判断して命令が終了する。

以上の工程を経ることにより、一定の温度の過熱水蒸気でタイヤ１０を加熱できるため、タイヤ表面１０ａ（１０ｂ）の正確な温度調整が可能となる。尚、本実施形態では、施工始めには、設定温度Ｔｏを２５０℃程度に設定し、タイヤ１０の状態を確認しながら過熱水蒸気の温度設定を行うのが好ましい。

過熱水蒸気を用いることにより、タイヤ表面１０ａ（１０ｂ）の温度を一定に管理しやすくなる。そのため、タイヤ１０の一部分だけが集中的に加熱されるのを防止できる。従って、アスファルト混合物１１のタイヤ１０への付着を好適に防止することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できるのはいうまでもない。本実施形態では、過熱水蒸気を生成する手段として高周波加熱器を用いたが、これに限られるものではなく、例えば、バーナーにより生成する手段を用いても構わない。尚、高周波加熱器を用いた方が、バーナーにより生成する手段に比べて温度のばらつきが小さいため温度を制御しやすい。従って、本実施形態では、高周波加熱器を用いるのが好ましい。

また、本実施形態では、高周波加熱器と温度監視装置と制御装置とを前輪用と後輪用に分けてそれぞれ２つずつ設置したが、これらの装置を１つずつ設置しても構わない。これにより、過熱水蒸気の温度管理を一括して行うことが可能になるという利点がある。また、スペースの確保ができるとともにタイヤローラの総重量が軽くなる。

さらに、本実施形態では、高周波加熱器、温度監視装置、出力制御装置を車体の上側に設置したが、タイヤにより近い本体内部に設置しても構わない。これにより、過熱水蒸気配管の長さを短くできる。すなわち、高周波過熱器からノズルまでの距離を短くできるため、過熱水蒸気の温度をなるべく下げずにノズルから噴射することが可能になる。

その他、ボイラー、水蒸気配管、過熱水蒸気配管の数、設置等を変更しても構わない。

本実施形態に係るタイヤローラの構成を示す全体側面図である。 過熱水蒸気の温度調整についてのフローチャートである。

符号の説明

１ タイヤローラ
２ ボイラー
３ 水蒸気配管
４ 高周波加熱器
５ 温度監視装置
６ 出力制御装置
７ 高周波ケーブル
８ 過熱水蒸気配管
９ ノズル
１０ タイヤ
１１ アスファルト混合物

Claims (5)

1. タイヤ加熱装置を備えたタイヤローラであって、
   前記タイヤ加熱装置は、過熱水蒸気を用いてタイヤを加熱することを特徴とするタイヤローラ。
2. 前記タイヤ加熱装置は、水蒸気を送り出すボイラーと、前記水蒸気を高周波加熱して過熱水蒸気を発生させる高周波加熱器と、前記過熱水蒸気の温度を監視する温度監視装置と、前記温度監視装置で検出した前記過熱水蒸気の温度に基づいて前記高周波加熱器の出力を増減する出力制御装置と、前記過熱水蒸気を前記タイヤに噴射するノズルとを備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤローラ。
3. 路面と接する直前のタイヤ表面に前記過熱水蒸気を噴射することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載のタイヤローラ。
4. ボイラーが水蒸気を送り出す第１工程と、
   前記ボイラーから送り出された水蒸気を高周波加熱器により高周波加熱して過熱水蒸気を発生させる第２工程と、
   温度監視装置により前記過熱水蒸気の温度を監視して、前記温度監視装置で検出した前記過熱水蒸気の温度に基づいて出力制御装置により前記高周波加熱器の出力を増減する第３工程と、
   ノズルにより前記過熱水蒸気をタイヤに噴射する第４工程と
   を備えたタイヤローラのタイヤの加熱方法。
5. 過熱水蒸気をタイヤローラのタイヤ表面に噴射することにより、アスファルト混合物の付着を防止することを特徴とするアスファルト混合物の付着防止方法。

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