JP2009101274A - 環境リサイクル作業機械の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境リサイクル作業機械の制御方法に関し、簡素な構成で、破砕装置へ供給される被破砕物の供給量を正確に制御する。
【解決手段】被破砕物を破砕する破砕装置と、該破砕装置に隣接して設けられ該破砕装置へ供給される該被破砕物を積載する積載装置と、該積載装置を該破砕装置に対して傾動自在に支持する駆動装置と、を有する環境リサイクル作業装置の制御方法であって、該積載装置上に積載された該被破砕物の積載位置を検出する位置検出ステップＡ１０と、該位置検出ステップで検出された該積載位置に基づいて該駆動装置を制御する制御ステップＡ５０とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、クラッシャやシュレッダに代表される環境リサイクル作業機械における被破砕物の供給量を制御するための制御方法に関する。

従来、解体された建築物の廃コンクリートを圧砕して再生砕石を生成するクラッシャや、金属，木材，廃プラスチック類等の各種廃棄物を小さく破砕するシュレッダといったさまざまな種類の環境リサイクル作業機械が開発されている。これらの環境リサイクル作業機械では、被破砕物の圧砕，破砕を行う破砕装置の前後に被破砕物用の積載装置，供給装置や搬送コンベア装置が設けられており、スムーズな流れ作業が実現できるようになっている。

例えば、特許文献１には、破砕部へ被破砕物を投入するためのホッパを油圧シリンダで上下回動自在に支持させた自走式破砕機が開示されている。この技術では、被破砕物の投入作業に係るホイルローダに油圧シリンダの操作信号を送信する送信機が設けられており、ホイルローダのオペレータによるリモコン操作でホッパが揺動するようになっている。このような構成により、被破砕物の投入から破砕までの一連の作業における省力化が可能となり、効率的に破砕処理を実施できるようになっている。

また、オペレータによる手動制御ではなく、コントローラ（コンピュータ等の電子制御装置）を用いた自動制御による省力化を目的とした技術も開発されている。例えば、特許文献２には、被破砕物が投入されるホッパとホッパ上の被破砕物に振動を与えて選別しながら破砕装置へと供給する振動フィーダとを備えたジョークラッシャにおいて、破砕装置内部における動歯と受歯との間隙に光電センサを設けたものが記載されている。この技術では、破砕装置内で圧砕されている被破砕物量に応じてホッパ及び振動フィーダを傾動させることにより、安定した被破砕物の自動供給が可能になるとされている。
特開平９−２２０４８８号公報 特開２００６−１１０４０６号公報

しかしながら、特許文献２に記載されたように破砕装置内にセンサを設けた構成では、ホッパから供給された結果として破砕装置内に満たされた被破砕物の量を検出することになる。つまり、実際に破砕装置へ供給される被破砕物量は、ホッパ上に投入された被破砕物量に依存することとなり、必ずしも被破砕物の供給量を一定に保つことができない。
例えば、特許文献１に記載されたように、通常の破砕作業では、被破砕物がホイルローダや油圧ショベル等の投入機によって手作業でホッパ上へと投入される。そのため、ホッパ内の被破砕物量が投入毎に不揃いになりやすく、たとえホッパを自動的に傾動させたとしても破砕装置内の被破砕物量が過剰になる場合や不足する場合が生じる。

また、実際の被破砕物の投入作業では、投入される被破砕物のホッパ上における位置に関しても不揃いとなりやすい。そのため、例えば、ホッパ上の被破砕物が破砕装置に近い位置に投入された場合と、破砕装置から遠い位置に投入された場合とでは、ホッパの角度を同一に制御したとしても、破砕装置への供給速度が相違してしまい、破砕装置内の被破砕物量が一定にならない。

さらに、破砕装置の構造に依っては、特許文献２に記載されたようなセンサを設けることができない場合もある。
例えば、ジョークラッシャやコーンクラッシャ等の破砕装置では、特許文献２に記載されたように、被破砕物を破砕室に一旦蓄えた状態で被破砕物の全体に圧縮応力を作用させることにより、被破砕物を細かく圧砕するようになっている。つまり、これらの破砕装置では構造的に、被破砕物が破砕装置内にある程度貯留された状態となって初めて破砕作業がなされることになる。

一方、シュレッダの場合には、被破砕物に対して、主に剪断応力を作用させて切断破砕するようになっているため、剪断箇所の詰まりを防止するという観点から被破砕物が破砕装置内に貯留されない構造となっているものが多い。したがって、破砕装置の内部にセンサを設けたとしても、詰まりの発生を事後的に検出することしかできず、作業効率を向上させることはできない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、破砕装置へ供給される被破砕物の供給量を正確に制御することができ、作業効率を高めることができる環境リサイクル作業機械の制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、被破砕物を破砕する破砕装置（例えば、クラッシャやシュレッダ等）と、該破砕装置に隣接して設けられ該破砕装置へ供給される該被破砕物を積載する積載装置（例えば、ホッパやグリズリフィーダ等）と、該積載装置を該破砕装置に対して傾動自在に支持する駆動装置（例えば、油圧シリンダや油圧モータ等）と、を有する環境リサイクル作業装置の制御方法であって、該積載装置上に積載された該被破砕物の積載位置を検出する位置検出ステップと、該位置検出ステップで検出された該積載位置に基づいて該駆動装置を制御する制御ステップと、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項１記載の構成に加えて、該位置検出ステップで検出された該積載位置に基づいて、該積載装置上における該被破砕物から該破砕装置までの距離を算出する距離算出ステップをさらに備え、該制御ステップにおいて、該距離算出ステップで算出された該距離に基づいて、該被破砕物が破砕装置へ滑落するのに要する時間が一定となるように該駆動装置を制御することを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項２記載の構成における該制御ステップにおいて、該距離が大きいほど該積載装置が高速で傾動上昇するように該駆動装置を制御するとともに、該距離が小さいほど該積載装置が低速で傾動上昇するように該駆動装置を制御することを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項２又は３記載の構成における該制御ステップにおいて、該距離が大きいほど該積載装置の目標傾動角度を増加させるように該駆動装置を制御するとともに、該距離が小さいほど該積載装置の該目標傾動角度を減少させるように該駆動装置を制御することを特徴としている。

また、請求項５記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項１〜４の何れか１項に記載の構成に加えて、該積載装置上における該被破砕物の積載量を検出する積載量検出ステップをさらに備え、該制御ステップにおいて、該積載量検出ステップで検出された該積載量に基づいて、該被破砕物が破砕装置へ滑落するのに要する時間が一定となるように該駆動装置を制御することを特徴としている。

また、請求項６記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項５記載の構成における該制御ステップにおいて、該積載量が少ないほど該積載装置が高速で傾動上昇するように該駆動装置を制御するとともに、該積載量が多いほど該積載装置が低速で傾動上昇するように該駆動装置を制御することを特徴としている。
また、請求項７記載の本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法は、請求項５又は６記載の構成における該制御ステップにおいて、該積載量が少ないほど該積載装置の傾動角度が大きくなるように該駆動装置を制御するとともに、該積載量が多いほど該積載装置の該傾動角度が小さくなるように該駆動装置を制御することを特徴としている。

本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項１）によれば、被破砕物の積載位置を検出して駆動装置を駆動することにより、被破砕物が破砕装置へ流れ落ちるのに要する滑落時間を制御することができ、作業効率を高めることができる。また、積載装置へ投入された被破砕物への破砕処理を自動化させることができ、作業者の負担を軽減することができる。

また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項２）によれば、積載装置上における被破砕物から破砕装置までの距離を算出することにより、被破砕物が破砕装置へ滑落するのに要する時間を正確に制御することが可能となり、破砕装置で単位時間当たりに破砕される被破砕物の量を一定にすることができる。
また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項３）によれば、被破砕物の積載位置が破砕装置から遠いほど積載装置が高速で傾動上昇するように制御されて滑落速度が増加するため、積載装置上における被破砕物の破砕装置までの距離に関わらず、積載装置から破砕装置への滑落時間を一定に保つことができ、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項４）によれば、被破砕物の積載位置が破砕装置から遠いほど傾動角度が急勾配に制御されて滑落速度が増加するため、積載装置上における被破砕物の破砕装置までの距離に関わらず、積載装置から破砕装置への滑落時間を一定に保つことができ、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項５）によれば、破砕装置へ被破砕物を供給するよりも前に被破砕物の積載量を検出して駆動装置を駆動することにより、単位時間当たりに破砕装置へ投入される被破砕物量を正確に制御することが可能となる。これにより、作業効率をさらに高めることができる。また、破砕装置に作用する作業負荷が均一となり、生産性を高めることができる。

また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項６）によれば、被破砕物の積載量が多いほど積載装置が低速で傾動上昇するように制御されて積載装置から破砕装置への滑落量が減少するため、積載装置上に被破砕物が偏って投入された場合であっても積載装置から破砕装置への滑落量を一定に保つことができる。これにより、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

また、本発明の環境リサイクル作業機械の制御方法（請求項７）によれば、被破砕物の積載量が少ないほど傾動角度が急勾配に制御されて滑落量が増加するため、積載装置上に被破砕物が偏って投入された場合であっても積載装置から破砕装置への滑落量を一定に保つことができる。これにより、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態に係る環境リサイクル作業機械の制御方法を説明するためのものであり、図１は本制御方法を採用した制御装置の全体構成を示す模式図、図２は本制御方法による制御内容とセンサ検出情報との対応関係を示す表、図３は本制御方法の制御内容を説明するためのフローチャート、図４は被破砕物の積載位置が破砕装置から遠い場合における本制御方法の制御作用を説明するための模式図、図５は被破砕物の積載位置が破砕装置に近い場合における本制御方法の制御作用を説明するための模式図、図６は被破砕物の積載量が多い場合における本制御方法の制御作用を説明するための模式図、図７は本制御方法が適用された自走式シュレッダ装置の全体構成を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図である。

なお、図８は本発明の変形例に係る制御方法を採用した環境リサイクル作業機械の制御装置のブロック構成図、図９はその制御装置における制御内容を説明するためのグラフであり、（ａ），（ｂ）は被破砕物の積載位置に応じた制御内容、（ｃ），（ｄ）は被破砕物の積載量に応じた制御内容に関するものである。

［装置構成］
本制御方法は、図７（ａ），（ｂ）に示す自走式シュレッダ装置１０の制御装置に適用されている。本自走式シュレッダ装置１０は、下部走行体１１上に架台フレームを介してシュレッダ（破砕装置）５，ホッパ（積載装置）４及びコンベア６を備えて構成される。

シュレッダ５は、車体の略中央に配置されて架台フレームに固定された油圧駆動の剪断式破砕機である。このシュレッダ５は、箱状の本体内部に、隣接する二個のロータでカッタを回転させる二軸解砕機構を備えており、シュレッダ５の上部から投入された被破砕物を破砕して下部へと排出する。なお、本シュレッダ５は二個のカッタ間に生じる剪断応力を被破砕物に作用させて切断破砕する装置であり、クラッシャとは異なり被破砕物が破砕装置内に貯留されない構造となっている。

コンベア６は、シュレッダ５の下部から車体前方へ向けて延在する搬送装置である。シュレッダ５の内部で破砕された被破砕物は、このコンベア６で車体外部前方へと搬送されるようになっている。
ホッパ４は、シュレッダ５へ供給される被破砕物を荷受けして積載する装置であり、シュレッダ５の車体後方〔図７（ａ），（ｂ）中における右方向〕に隣接して配置されている。ホッパ４は略皿状に形成されており、油圧ショベルやホイルローダを用いて被破砕物をその上へ投入できるようになっている。また、図７（ｂ）に示すように、ホッパ４の下面には、架台フレームに対して固定されたホッパ受け１２とシリンダ（駆動装置）３が取り付けられている。

シリンダ３は、ホッパ４と架台フレームとの間に介装された油圧式のシリンダである。このシリンダ３を伸縮させることでホッパ４を上下に傾動させることができるようになっている。シリンダ３を伸ばしたときのホッパ４の状態を、図７（ｂ）中に破線で示し、シリンダ３を縮めたときのホッパ４の状態を、図７（ｂ）中に実線で示す。また、ホッパ受け１２は、上面視においてホッパ４の外形に沿った枠形状をなしており、シリンダ３を縮めてホッパ４を水平状態にしたときにホッパ４の底面と接触して荷重を支持する構造体である。

シュレッダ５よりも車体前方のエンジンルーム１３内には、油圧ポンプ７及びこの油圧ポンプ７の駆動源であるエンジンが配置されている。油圧ポンプ７は、シュレッダ５及びシリンダ３をそれぞれ駆動するための油圧回路へと作動油を供給している。また、エンジンルーム１３の直後方には、種々の操作装置を集積したコントロールパネル１４が配置されている。このコントロールパネル１４上には、後述するホッパ自動運転スイッチ９ａやシュレッダ運転スイッチ９ｂをはじめとして、エンジンの始動スイッチ，エンジン出力制御ダイアル，コンベア６の作動スイッチ，緊急停止スイッチ等が配設されている。また、コントロールパネル１４の内部には、上記の各種スイッチ操作に応じて各種油圧装置を制御するコントローラ（制御装置）１が収納されている。

図７（ａ）に示すように、ホッパ４の左右内側面には近接物検知用のセンサ（積載位置検出手段，積載量検出手段）２ａ〜２ｃが配置されている。各センサ２ａ〜２ｃは、左右に対をなす光電センサであり、一方から投光される赤外線を他方で受光するよう構成されている。これにより、一方のセンサから他方のセンサまでの間に被破砕物がある（オン）か否（オフ）かを把握することができるようになっている。本実施形態では、３対のセンサが設けられている。以下、車体後方側のものから順に、第一センサ２ａ，第二センサ２ｂ，第三センサ２ｃと呼ぶ。

第一センサ２ａは、ホッパ４の後端部近傍に設けられている。一方、第三センサ２ｃは、シュレッダ５の内部におけるカッタの上部に設けられている。第二センサ２ｂは、ホッパ４上において第一センサ２ａと第三センサ２ｃとの略中間に位置している。このような各センサ２ａ〜２ｃの配設位置の関係から、ホッパ４上に投入された被破砕物の積載位置が検出されるようになっている。つまり、各センサ２ａ〜２ｃは、積載位置検出手段としての機能を有している。

また、例えばホッパ４上の全体に被破砕物が積載されていれば、第一センサ２ａ及び第二センサ２ｂの両方で被破砕物の存在が検出されることになり、一方、少量の被破砕物がホッパ４上に偏って積載されていれば、何れか一方のセンサのみで被破砕物の存在が検出されることになる。したがって、各センサ２ａ〜２ｃは、ホッパ４上の被破砕物の積載量を検出する積載量検出手段としての機能も有している。
なお、これらの各センサ２ａ〜２ｃにおける被破砕物の検出情報は、コントローラ１へ入力されるようになっている。

［制御構成］
続いて、本自走式シュレッダ装置１０の油圧回路を説明する。図１に示すように、シリンダ３とシリンダ３へ作動油を供給する油圧ポンプ７との間の油圧回路上には、第一コントロール弁８ａが介装されている。この第一コントロール弁８ａは、油圧ポンプ７からシリンダ３へ供給される作動油の流量及び流通方向を制御する制御弁である。

また、油圧ポンプ７は、シュレッダ５のロータを駆動する油圧モータ５ａへも作動油を供給している。油圧モータ５ａと油圧ポンプ７との間の油圧回路上には、第二コントロール弁８ｂが介装されている。第二コントロール弁８ｂは、油圧ポンプ７から油圧モータ５ａへの作動油の供給又は遮断を制御する制御弁である。これらの第一コントロール弁８ａ及び第二コントロール弁８ｂは、コントローラ１によってスプール制御されている。

コントローラ１は、各種油圧装置への油圧制御によりそれらの動作を制御するためのコンピュータである。図１に示すように、コントローラ１の入力側には、前述の各センサ２ａ〜２ｃ，ホッパ自動運転スイッチ９ａ及びシュレッダ運転スイッチ９ｂが接続されている。シュレッダ運転スイッチ９ｂとは、シュレッダ５の電源スイッチである。また、ホッパ自動運転スイッチ９ａとは、ホッパ４の傾動を自動的に行わせるか否かを選択するためのスイッチである。これらのスイッチは、操作者によってオン／オフ操作されるようになっている。一方、コントローラ１の出力側には第一コントロール弁８ａ及び第二コントロール弁８ｂが接続されている。

本実施形態のコントローラ１は、主に二種類の機能を有している。
第一に、シュレッダ運転スイッチ９ｂがオン操作されているか否かを判定し、オン操作されている場合には、第二コントロール弁８ｂを開放して油圧モータ５ａを駆動する機能である。なお、オフ操作されている場合には、第二コントロール弁８ｂを閉鎖して油圧モータ５ａを停止させるようになっている。

第二に、ホッパ自動運転スイッチ９ａがオン操作されているか否かを判定し、オン操作されている場合には、速度制御部１ａでホッパ４の自動傾動制御を実施する機能である。ただし、シュレッダ５の停止時には、ホッパ４の自動傾動制御も停止するようになっている。一方、ホッパ自動運転スイッチ９ａがオフ操作されている場合には、ホッパ４の自動傾動制御を実施せず、手動での傾動制御を実施するようになっている。なお、手動での傾動制御については説明を省略する。

［自動傾動制御］
後者の自動傾動制御について詳述する。コントローラ１の内部には、速度制御部１ａが備えられている。速度制御部１ａは、各センサ２ａ〜２ｃにおける検出情報に応じて、図２に示すような対応関係でシリンダ３の駆動速度を設定するものであり、例えばコンピュータプログラムとしてコントローラ１の内部に記録されている。

まず、第一センサ２ａのみで被破砕物を検出した場合、又は、第一センサ２ａ及び第二センサ２ｂで被破砕物を検出した場合には、速度制御部１ａが第一コントロール弁８ａを制御してシリンダ３を素早く伸長させ、ホッパ４を高速で上昇させる。すなわち、シリンダ３のヘッド室側へ作動油が大量に供給されるように、第一コントロール弁８ａのスプールを駆動する。

つまり、速度制御部１ａは、少なくとも第一センサ２ａに被破砕物を検出し、かつ、第三センサ２ｃに被破砕物を検出しなかった場合には、ホッパ４上の被破砕物が車体後方側に偏って投入されたものと判断して、ホッパ４を通常よりも高速で上昇させる制御を行う。
一方、各センサ２ａ〜２ｃで何も検出していない場合、又は、第三センサ２ｃのみで被破砕物を検出した場合には、速度制御部１ａが第一コントロール弁８ａを制御してシリンダ３を短縮させ、ホッパ４を下降させる。なお、シリンダ３が最も縮んだ状態になると、速度制御部１ａはホッパ４が停止状態となるように第一コントロール弁８ａのスプールを駆動する。

つまり、速度制御部１ａは、第二センサ２ｂよりも車体後方側に被破砕物を検出しない場合には、破砕作業が概ね終了しているものと判断して、ホッパ４を下降させる制御を行う。
また、上記以外の場合には、速度制御部１ａが第一コントロール弁８ａを制御してシリンダ３をゆっくりと伸長させ、ホッパ４を低速で上昇させる。すなわち、シリンダ３のヘッド室側へ作動油が適量供給されるように、第一コントロール弁８ａのスプールが駆動される。

つまりこの場合、破砕作業がほとんど終了している訳でもなく、ホッパ４上の被破砕物が車体後方側に偏っている訳でもないため、速度制御部１ａはホッパ４を通常の速度で上昇させる制御を行う。
例えば、第一センサ２ａのみがオンである場合と第二センサ２ｂのみがオンである場合を比較すると、ホッパ４の上昇速度は前者が高速であり、後者が低速である。また、第一センサ２ａ及び第二センサ２ｂの検出情報に関わらず、第三センサ２ｃがオフからオンに切り替わると、ホッパ４が高速で上昇することがなくなる。このことから、コントローラ１は、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほどホッパ４を高速で上昇させ、被破砕物の積載位置がシュレッダ５に近いほどホッパ４を低速で上昇させているといえる。

［フローチャート］
図３は、コントローラ１の内部で繰り返し実施されている制御のフローチャートである。ます、ステップＡ１０では、ホッパ自動運転スイッチ９ａ，シュレッダ運転スイッチ９ｂ及び各センサ２ａ〜２ｃの検出情報がコントローラ１へ読み込まれる。つまりこのステップは、ホッパ４上に積載された被破砕物の積載位置を検出する位置検出ステップに対応する。

続くステップＡ２０では、ホッパ自動運転スイッチ９ａがオン操作されているか否かが判定される。ここでオン操作されている場合にはステップＡ３０へ進み、オン操作されていない場合にはステップＡ７０へ進む。
ステップＡ３０では、シュレッダ運転スイッチ９ｂがオン操作されているか否かが判定される。ここでオン操作されている場合にはステップＡ４０へ進む。一方、オン操作されていない場合にはステップＡ６０へ進む。

ステップＡ４０へ進んだ場合には、コントローラ１により第二コントロール弁８ｂが開放されて油圧モータ５ａが駆動され、シュレッダ５が回転駆動される。そして続くステップＡ５０において、各センサ２ａ〜２ｂの検出情報に応じてホッパ４の自動傾動制御が実施される。つまり、自動傾動制御は、ホッパ自動運転スイッチ９ａ及びシュレッダ運転スイッチ９ｂがともにオン操作されている状態で初めて実施されることになる。

このステップＡ５０で実施される自動傾動制御では、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほどホッパ４が高速で傾動上昇するようにシリンダ３が制御され、被破砕物の積載位置がシュレッダ５に近づくに連れてホッパ４が低速で傾動上昇するようにシリンダ３が制御される。さらに、被破砕物がシュレッダ５に近づき破砕作業の終了間際になるとホッパ４が傾動下降するようにシリンダ３が制御される。つまりこのステップは、位置検出ステップで検出された被破砕物の積載位置に基づいてシリンダ３を制御する制御ステップに対応する。

一方、ステップＡ３０からステップＡ６０へ進んだ場合には、コントローラ１により第二コントロール弁８ｂが閉鎖されて油圧モータ５ｂの駆動が停止され、シュレッダ５が停止される。また、続くステップＡ７０では、コントローラ１によりホッパ４が停止状態となるように第一コントロール弁８ａが制御される。
つまり、シュレッダ５が停止していれば、ホッパ４も停止することになる。また、シュレッダ５が作動していたとしても、ホッパ自動運転スイッチ９ａがオフ操作されていれば、自動傾動制御は実施されず、図示しないサブフローにより手動でのホッパ４の傾動制御がなされることになる。

［作用］
図４〜図６を用いて、本制御方法による自動傾動制御時の制御作用を説明する。これらの図４〜図６中では、各センサ２ａ〜２ｃのうち被破砕物を検出しているセンサ（検出情報がオンであるもの）を黒く塗りつぶして表示している。
［１．被破砕物が遠くに偏っている場合］
まず、ホッパ４上へ投入された被破砕物がシュレッダ５から遠い位置に偏っている場合、図４（ａ）に示すように、被破砕物は第一センサ２ａでは検出されるが、第二センサ２ｂ及び第三センサ２ｃでは検出されない。したがって、速度制御部１ａの自動傾動制御によりシリンダ３が駆動されてホッパ４が高速で上昇し、ホッパ４の傾斜角度が大きくなるとホッパ４上の被破砕物がシュレッダ５側へ滑り落ちる。

図４（ｂ）に示すように、被破砕物が第二センサ２ｂで検出される位置まで到達すると、ホッパ４の上昇速度が低速となる。これにより、被破砕物の急激な落下が抑制され、適度な速度で被破砕物がシュレッダ５の中へ供給されることになる。
図４（ｃ）に示すように、シュレッダ５の内部へ被破砕物が供給され始めると、第三センサ２ｃで被破砕物が検出されるため、ホッパ４が下降を開始する。これにより、被破砕物の供給速度が安定する。

ホッパ４上の被破砕物がすべて破砕されると、図４（ｄ）に示すように、全センサ２ａ〜２ｃの検出情報がオフとなり、ホッパ４がホッパ受け１２と接触するまで下降して停止する。なおこのとき、速度制御部１ａによる自動傾動制御は待機状態であり、続いて被破砕物がホッパ４上へ投入されれば、再びホッパ４が自動的に傾動を開始する。

［２．被破砕物が近くに偏っている場合］
一方、図５（ａ）に示すように、ホッパ４上へ投入された被破砕物が車体前方側のシュレッダ５に比較的近い位置に偏っている場合、第一センサ２ａの検出情報がオフである一方、第二センサ２ｂの検出情報がオンとなる。したがって、ホッパ４が低速で上昇を開始し、ホッパ４の傾斜角度が大きくなるとホッパ４上の被破砕物がシュレッダ５側へ滑り落ちる。

図５（ｂ）に示すように、被破砕物が第二センサ２ｂで検出される位置まで到達したあとも、図４（ｂ）の場合と同様に、ホッパ４の上昇速度が低速に制御され、適度な速度で被破砕物がシュレッダ５の中へ供給される。
ここで、上述の被破砕物がシュレッダ５から遠い位置に偏っていた場合と比較すると、ホッパ４上の被破砕物がシュレッダ５に近い分、ホッパ４の上昇速度が低速となるため、ホッパ４が傾動を開始してから破砕物がシュレッダ５へ到達するまでの滑落時間が略同一となる。

図５（ｃ）に示すように、シュレッダ５の内部へ被破砕物が到達すると、第三センサ２ｃで被破砕物が検出され、ホッパ４が下降を開始する。その後、ホッパ４上の被破砕物がなくなりホッパ４が下降を完了して停止すると、図５（ｄ）に示すように被破砕物の投入待機状態となる。

［３．被破砕物の積載量が多い場合］
ホッパ４上に満遍なく被破砕物が投入された場合、図６（ａ）に示すように、第一センサ２ａ及び第二センサ２ｂの両方の検出情報がオンとなる。したがって、ホッパ４が低速で上昇し、ホッパ４の傾斜角度が大きくなるとホッパ４上の被破砕物がシュレッダ５側へ落下する。

その後、図６（ｂ）に示すように、被破砕物が第二センサ２ｂ及び第三センサ２ｃで検出される位置まで到達し、順にシュレッダ５の中へ供給される。このとき、ホッパ４の上昇速度は低速のままである。なお、ホッパ４が傾動を開始してから被破砕物がシュレッダ５の内部へ被破砕物が到達するまでの滑落時間は、上述の被破砕物がシュレッダ５の近くに偏っていた場合と略同一となる。

シュレッダ５へ供給される被破砕物が徐々に減少し、第二センサ２ｂの検出位置よりもシュレッダ５側まで滑り落ちると、図６（ｃ）に示すように第三センサ２ｃの検出情報のみがオンとなり、ホッパ４が下降を開始する。これにより、被破砕物の急激な滑り落ちが抑制され、供給速度が安定する。
その後、図６（ｄ）に示すように、ホッパ４上の被破砕物が減少するに連れてホッパ４の傾斜角度は小さくなり、被破砕物が適度な落下速度でシュレッダ５内へ供給される。ホッパ４上の被破砕物がなくなりホッパ４が下降を完了して停止すると、図６（ｅ）に示すように被破砕物の投入待機状態となる。

［効果］
このように、本制御方法ではセンサ２ａ〜２ｃを用いてホッパ４上の被破砕物の積載位置を検出してシリンダ３を駆動することにより、被破砕物がシュレッダ５の中へ滑り落ちるのに要する滑落時間を制御することができる。特に、被破砕物が多量である場合であっても少量である場合であっても、さらに、積載位置に偏りがある場合であっても、滑落時間を略一定にすることができ、被破砕物の供給速度を安定させることができる。

また、ホッパ４を傾斜させて破砕物を滑落させた場合に破砕物全体がシュレッダ５側へ移動すると、ホッパ４の上昇速度が低減されるため、シュレッダ５の内部へ供給される被破砕物量も略一定となる。つまり、シュレッダ５で単位時間当たりに破砕される被破砕物量を安定させることができ、作業効率を高めることができる。
また、例えば油圧ショベルやホイルローダ等を用いてホッパ４上に被破砕物を投入さえすれば、その後はホッパ４の自動傾動制御が実施されるため、作業者の操作負担を軽減することができる。

［その他］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、三対の光電センサ２ａ〜２ｃが用いられているが、被破砕物の積載位置を検出するには少なくとも光電センサが二対あればよい。

また、上述の実施形態では、被破砕物の検出に投受光型の光電センサを用いているが、これの代わりに近接センサや超音波センサ等を用いることも可能である。この場合、ホッパ４の左右内側面の何れか一方にセンサを設ければ十分であり、構成をより簡素にすることができる。なお、センサの種類は、ホッパ４上における被破砕物の積載位置を検出可能なものであれば何でもよい。
なお、上述の実施形態では、被破砕物の供給に係る制御を詳述したが、この制御に加えてシュレッダ５やコンベア６における公知の過負荷制御を組み合わせて実施してもよい。

［具体的な変形例］
また、被破砕物の積載位置だけでなく、積載量をセンシング対象とすることも考えられる。例えば、ホッパ４上の被破砕物の積載量に関わらずホッパ４の傾動角度や上昇速度を同一の制御にすると、一度にシュレッダ５内へ滑り落ちる被破砕物量が一定にならず、積載量が多いほどシュレッダ５の破砕負荷が増大することになる。そこで、ホッパ４の下面に荷重センサを設けておき、被破砕物の総重量が重い場合にはホッパ４の駆動速度をやや緩やかにすることで、シュレッダ５の破砕負荷を安定させることが可能となる。

上記の本発明の変形例としての制御方法が適用された環境リサイクル作業機械の制御装置について、図８及び図９を用いて詳述する。
図８に示すように、本制御装置は、上述の実施形態のものとは異なるコントローラ２１を備えて構成される。コントローラ２１の入力側には、ホッパ自動運転スイッチ９ａやシュレッダ運転スイッチ９ｂの他に、積載位置検出センサ（積載位置検出手段）２２及び積載量検出センサ（積載量検出手段）２３が接続されている。

積載位置検出センサ２２は、ホッパ４上における被破砕物の積載位置を検出するセンサであり、本変形例では上述の実施形態における光電センサをホッパ４の左右内側面に複数対配置して、シュレッダ５に対する被破砕物の位置をより細かく検知できるようになっている。また、積載量検出センサ２３は、ホッパ４の底面における複数箇所に配置された感圧センサであり、被破砕物の積載量（重量）を検出することができるようになっている。

コントローラ２１の内部には、距離算出部２１ａ，速度制御部２１ｂ及び角度制御部２１ｃが備えられている。距離算出部２１ａは、積載位置検出センサ２２で検出された被破砕物の位置に基づいて、ホッパ４上における被破砕物からシュレッダ５までの最短距離を算出するものである。つまり、距離算出部２１ａにおける演算は、前述の位置検出ステップ（Ａ１０）での検出結果に基づいて被破砕物の距離を算出する距離算出ステップに対応する。

また、速度制御部２１ｂは、距離算出部２１ａで算出された距離に基づいて、図９（ａ）に示すような対応関係でホッパ４の駆動速度を設定するものである。つまり、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほどホッパ４が高速で傾動上昇するようにシリンダ３を制御し、被破砕物がシュレッダ５に近いほどホッパ４が低速で傾動上昇するようにシリンダ３を制御する。

また、角度制御部２１ｃは、積載量検出センサ２３で検出された積載量に基づいて、図９（ｄ）に示すような対応関係でホッパ４の目標傾動角度を設定するものである。つまり、積載量が少ないほどホッパ４の傾動角度が大きくなるようにシリンダ３を制御し、積載量が多いほどホッパ４の傾動角度が小さくなるようにシリンダ３を制御する。コントローラ２１はホッパ４の傾動角度が角度制御部２１ｃで設定された目標傾動角度になるように、速度制御部２１ｂで設定された駆動速度でホッパ４を駆動する自動傾動制御を実施する。

このような構成によれば、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほどホッパ４が高速で傾動上昇するように制御されて滑落速度が増加するため、ホッパ４上における被破砕物のシュレッダ５までの距離に関わらず、ホッパ４からシュレッダ５への滑落時間を一定に保つことができる。したがって、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

また、被破砕物の積載量が少ないほどホッパ４の傾動角度が急勾配に制御されて滑落量が増加するため、ホッパ４上に被破砕物が偏って投入された場合であってもホッパ４から破砕装置への滑落量を一定に保つことができる。また、積載量が多い場合にはホッパ４の傾動角度が緩やかとなるため、被破砕物が一度にまとまって滑落するようなこともない。これにより、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

特に本実施形態のシュレッダ５は、クラッシャとは異なり装置内部に多量の被破砕物が貯留されない構造となっているが、本制御装置によれば被破砕物の安定供給が容易となり、剪断箇所の詰まりを確実に防止することができるという利点もある。

［他の変形例］
なお、速度制御部２１ｂで設定されるホッパ４の駆動速度を積載量に応じた大きさにしてもよい。例えば、図９（ｃ）に示すような対応関係でホッパ４の駆動速度を設定することが考えられる。つまり、被破砕物の積載量が少ないほどホッパ４が高速で傾動上昇するようにシリンダ３を制御し、該積載量が多いほどホッパ４が低速で傾動上昇するようにシリンダ３を制御する。

このような構成によれば、被破砕物の積載量が多いほどホッパ４が低速で傾動上昇するように制御されてホッパ４からシュレッダ５への滑落量が減少するため、ホッパ４上に被破砕物が偏って投入された場合であってもホッパ４からシュレッダ５への滑落量を一定に保つことができる。これにより、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

同様に、角度制御部２１ｃで設定されるホッパ４の目標傾動角度をシュレッダ５に対する被破砕物の距離に応じた大きさにしてもよい。例えば、図９（ｂ）に示すような対応関係でホッパ４の目標傾動角度を設定することが考えられる。つまり、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほどホッパ４の目標傾動角度を増加させるようにシリンダ３を制御し、被破砕物がシュレッダ５に近いほどホッパ４の目標傾動角度を減少させるようにシリンダ３を制御する。

このような構成によれば、被破砕物の積載位置がシュレッダ５から遠いほど傾動角度が急勾配に制御されて滑落速度が増加するため、ホッパ４上における被破砕物のシュレッダ５までの距離に関わらず、ホッパ４からシュレッダ５への滑落時間を一定に保つことができ、被破砕物の供給速度を安定させることができ、作業効率をさらに高めることができる。

なお、上述の実施形態では本制御装置を自走式シュレッダ装置１０に適用したものを例示したが、定置式のシュレッダ装置やジョークラッシャ，コーンクラッシャ等の破砕装置にも適用することが可能である。

本発明の一実施形態に係る制御方法を採用した環境リサイクル作業機械の制御装置の全体構成を示す模式図である。 本制御方法による制御内容とセンサ検出情報との対応関係を示す表である。 本制御方法の制御内容を説明するためのフローチャートである。 被破砕物の積載位置が破砕装置から遠い場合における本制御方法の制御作用を例示した模式図である。 被破砕物の積載位置が破砕装置に近い場合における本制御方法の制御作用を例示した模式図である。 被破砕物の積載量が多い場合における本制御方法の制御作用を例示した模式図である。 本制御方法が適用された自走式シュレッダ装置の全体構成を示す図であり、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面図である。 本発明の変形例に係る制御方法を採用した環境リサイクル作業機械の制御装置のブロック構成図である。 本発明の変形例に係る制御方法を採用した環境リサイクル作業機械の制御装置における制御内容を説明するためのグラフであり、（ａ），（ｂ）は被破砕物の積載位置に応じた制御内容、（ｃ），（ｄ）は被破砕物の積載量に応じた制御内容に関するものである。

符号の説明

１ コントローラ（制御装置）
２ａ〜２ｃ センサ（積載位置検出手段，積載量検出手段）
３ シリンダ（駆動装置）
４ ホッパ（積載装置）
５ シュレッダ（破砕装置）
５ａ 油圧モータ
６ コンベア
７ 油圧ポンプ
８ａ 第一コントロール弁
８ｂ 第二コントロール弁
９ａ ホッパ自動運転スイッチ
９ｂ シュレッダ運転スイッチ
１０ 自走式シュレッダ装置
１１ 下部走行体
１２ ホッパ受け
１３ エンジンルーム
１４ コントロールパネル

Claims (7)

1. 被破砕物を破砕する破砕装置と、該破砕装置に隣接して設けられ該破砕装置へ供給される該被破砕物を積載する積載装置と、該積載装置を該破砕装置に対して傾動自在に支持する駆動装置と、を有する環境リサイクル作業装置の制御方法であって、
   該積載装置上に積載された該被破砕物の積載位置を検出する位置検出ステップと、
   該位置検出ステップで検出された該積載位置に基づいて該駆動装置を制御する制御ステップと
   を備えたことを特徴とする、環境リサイクル作業機械の制御方法。
2. 該位置検出ステップで検出された該積載位置に基づいて、該積載装置上における該被破砕物から該破砕装置までの距離を算出する距離算出ステップをさらに備え、
   該制御ステップにおいて、該距離算出ステップで算出された該距離に基づいて、該被破砕物が破砕装置へ滑落するのに要する時間が一定となるように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項１記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。
3. 該制御ステップにおいて、該距離が大きいほど該積載装置が高速で傾動上昇するように該駆動装置を制御するとともに、該距離が小さいほど該積載装置が低速で傾動上昇するように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項２記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。
4. 該制御ステップにおいて、該距離が大きいほど該積載装置の目標傾動角度を増加させるように該駆動装置を制御するとともに、該距離が小さいほど該積載装置の該目標傾動角度を減少させるように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項２又は３記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。
5. 該積載装置上における該被破砕物の積載量を検出する積載量検出ステップをさらに備え、
   該制御ステップにおいて、該積載量検出ステップで検出された該積載量に基づいて、該被破砕物が破砕装置へ滑落するのに要する時間が一定となるように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。
6. 該制御ステップにおいて、該積載量が少ないほど該積載装置が高速で傾動上昇するように該駆動装置を制御するとともに、該積載量が多いほど該積載装置が低速で傾動上昇するように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項５記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。
7. 該制御ステップにおいて、該積載量が少ないほど該積載装置の傾動角度が大きくなるように該駆動装置を制御するとともに、該積載量が多いほど該積載装置の該傾動角度が小さくなるように該駆動装置を制御する
   ことを特徴とする、請求項５又は６記載の環境リサイクル作業機械の制御方法。

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