JP2021155970A - アスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムおよびアスファルトフィニッシャ - Google Patents

Abstract

【課題】事前準備の作業負担を減らすと共に、高精度な舗装作業を省力化・省人化して行えるアスファルトフィニッシャを提供する。【解決手段】アスファルトフィニッシャ１による敷設方向に連続する型枠材３と被舗装面２の境界である敷設境界部ＢＳをセンサ部５にて検知し、スクリード１２の左ワイドナ１３Ｌのワイドナ外端部１３２が敷設境界部ＢＳ上にある適正状態からずれて左右に片寄ったら、スクリード制御装置６が油圧シリンダ１３１の伸縮を制御して、自動的に適正状態に戻す。【選択図】図２

Description

本発明は、被舗装面を舗装するアスファルトフィニッシャにおけるスクリードのワイドナを自動で伸縮させ、舗装幅員端を適切に施工できるアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムおよびこのシステムに適用可能なアスファルトフィニッシャに関する。

アスファルトフィニッシャでアスファルト混合物を敷き均すと共に締め固めるとき、アスファルトフィニッシャの敷設方向に直交する横方向（幅員方向）の敷設端を調整する必要がある。ワイドナの伸縮をアクチュエータにより調整する伸縮式ワイドナ付きのスクリードを備えるアスファルトフィニッシャでは、人がワイドナの伸縮制御を行って、ワイドナ端部の位置を微調整し、舗装幅員端である型枠部やジョイント部までアスファルトを敷設する。

人によってスクリードのワイドナを調整する方式では、舗装施工時にアスファルトフィニッシャの敷きならし厚さを調整（調節）するアジャストマンや舗装ジョイントを仕上げる作業員等がワイドナ付近に立ち、手動でワイドナの伸縮を操作している。すなわち、ワイドナの外端部が型枠部やジョイント部の位置にあるかずれているかを監視し、ずれていれば必要なだけワイドナを伸縮させるように調整しなければならないので、相応の熟練者でなければ務まらない。しかも、修繕工事の場合、ワイドナの伸縮を操作するアジャストマンや作業員は、供用部分に近い作業帯の端に立つことになるため、非常に危険な作業となる。工事中でも供用部分で車両を通行させる場合、供用部分に近い作業帯の端に立っているアジャストマンや作業員は、横を通過する自動車等と接触する可能性があるからである。また、アスファルトフィニッシャのオペレータの運転技量が低ければ、アスファルトフィニッシャを施工基準通り（例えば、施工方向に対してまっすぐ）に走行させられないため、頻繁に型枠部やジョイント部に近づいたり離れたりするため、ワイドナの伸縮調整が頻発する。このような場合は、アジャストマンや作業員の負担が一層重くなる。

建設機械の操作等に熟練を要する作業を自動化できる建設機械自動制御システムが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１には、ＧＰＳ受信器で測位された現況３次元位置の施工路面の形状が、その施工路面に対応する計画３次元データの位置形状と一致するように、作業部による施工路面の剥ぎ取り作業を、制御装置により自動制御するシステムが記載されている。また、この建設機械自動制御システムは、アスファルトフィニッシャに適用して、舗装路面上のアスファルト混合物を敷きならして締め固める場合にも適用できる（特許文献１の段落［００４３］を参照）。

特開２０１７−１１５３８７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、舗装施工前に計画３次元データを作成しておく必要があり、事前準備に手間がかかるという問題がある。また、計画３次元データの作成には高度な技術知識が必要とされるので、高度な技術を持った人員を確保しなければならない。しかも、事前に準備しておいた計画３次元データに不備があると、本来の舗装作業を行うことができない。作業中に施工状態の異常に気づいても、現場で計画３次元データを修正することは難しく、作業の中断を余儀なくされる可能性もある。

このように、特許文献１に記載の発明では、アスファルトフィニッシャ等の建設機械を自動制御することで、舗装作業中には人手を省ける反面、計画３次元データの作成が重要であるために、事前準備の負担が重いという問題がある。

そこで、本発明は、事前準備の作業負担を減らすと共に、アスファルトフィニッシャによる高精度な舗装作業を省力化・省人化して行えるアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムおよびアスファルトフィニッシャの提供を目的とする。

前記課題を解決するために、アスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムは、敷設方向に移動しながら被舗装面にアスファルト混合物を敷き均し、前記被舗装面の幅員に応じてワイドナの伸縮をアクチュエータにより調整する伸縮式ワイドナ付きのスクリードでアスファルト混合物を締め固めるアスファルトフィニッシャと、前記被舗装面よりも所定量だけ高く突出する指標面が、前記アスファルトフィニッシャによる前記敷設方向に連続する敷設方向指標体と、前記アスファルトフィニッシャのワイドナ外端側に設けられ、前記被舗装面と前記敷設方向指標体との境界である敷設境界部を検出可能なセンサ部と、前記センサ部からのセンサ情報に基づき、前記敷設境界部に対してワイドナ外端部が片寄っているか否かを判定し、片寄りがある場合には片寄りを戻すように前記アクチュエータを動作させて、前記ワイドナの伸縮速度を調整するスクリード制御装置と、から成ることを特徴とする。

前記課題を解決するために、アスファルトフィニッシャは、敷設方向に移動しながら被舗装面にアスファルト混合物を敷き均し、前記被舗装面の幅員に応じてワイドナの伸縮をアクチュエータにより調整する伸縮式ワイドナ付きのスクリードでアスファルト混合物を締め固めるアスファルトフィニッシャにおいて、前記ワイドナの外端側に設けられ、前記敷設方向に連続すると共に前記被舗装面よりも所定量だけ高く突出する指標面を備えた敷設方向指標体と前記被舗装面との境界である敷設境界部を検出可能なセンサ部と、前記センサ部からのセンサ情報に基づき、前記敷設境界部に対してワイドナ外端部が片寄っているか否かを判定し、片寄りがある場合には片寄りを戻すように前記アクチュエータを動作させて、前記ワイドナの伸縮速度を調整するスクリード制御装置と、を備えることを特徴とする。

また、前記構成において、前記センサ部は、前記敷設方向指標体の前記指標面までの距離を検出可能な第１距離センサと、前記被舗装面までの距離を検出可能な第２距離センサと、を備え、前記第１距離センサの検出位置と前記第２距離センサの検出位置は、前記被舗装面の幅員方向にずらして設け、前記スクリード制御装置は、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出すると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出することで適正状態と判定し、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出すると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出しなくなることで外寄り状態と判定し、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出しなくなると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出することで内寄り状態と判定し、前記外寄り状態判定時には前記ワイドナを縮めるように前記アクチュエータを動作させ、前記内寄り状態判定時には前記ワイドナを伸ばすように前記アクチュエータを動作させるようにしてもよい。

また、前記構成において、前記第１距離センサおよび前記第２距離センサは、検出対象物に向けて超音波を発し、反射波を受信することにより前記検出対象物の距離を検出する反射形の超音波センサとしても良い。

また、前記構成において、前記スクリード制御装置は、前記外寄り状態または前記内寄り状態を判定したことで前記アクチュエータを制御するとき、前記センサ部の検出周期が経過して次回の検出情報を取得するまで所定速度で前記アクチュエータを駆動させるようにしても良い。

また、前記構成において、前記スクリード制御装置は、前記外寄り状態または前記内寄り状態を連続して判定した場合、前回のアクチュエータ駆動速度よりも次回のアクチュエータ駆動速度を上げるようにしても良い。

また、前記構成において、前記スクリード制御装置は、ＰＷＭによる給電制御で前記アクチュエータの駆動速度を調整するようにしても良い。

本発明によれば、アスファルトフィニッシャによる敷設方向に連続する敷設方向指標体と被舗装面の境界である敷設境界部をセンサ部にて検知し、スクリードのワイドナ端が敷設境界部から片寄らないように、スクリード制御装置がアクチュエータを動作させる。したがって、高度な技術を持った人員によって計画３次元データ等を事前に準備しておく必要がなく、施工計画通りに施設方向指標体を準備しておけば良いので、事前準備の負担を減らすことができる。また、アスファルトフィニッシャのオペレータの操作技量に左右されることなく、均一な舗装端部の仕上がりが得られると共に、ワイドナの伸縮操作を行う作業員等を必要としないから作業員等は本来の業務（例えば、アジャストマンなど）に専念でき、省力化・省人化に効果がある。

（Ａ）は、アスファルトフィニッシャの後部を示す左側面図である。（Ｂ）は、アスファルトフィニッシャの背面図である。 図１（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ矢視線の概略断面図である。 （Ａ）は、型枠材を敷設方向指標体として用いた場合におけるセンサ部の適正配置状態を示す説明図である。（Ｂ）は、切削オーバレイ工におけるジョイント部近傍を敷設方向指標体として用いた場合におけるセンサ部の適正配置状態を示す説明図である。 （Ａ）は、センサ部の外寄り検知状態を示す説明図である。（Ｂ）は、センサ部の内寄り検知状態を示す説明図である。 スクリード制御装置の概略構成図である。 スクリード制御装置が油圧シリンダを駆動させるＰＷＭ制御の一例を示すパルス波形図である。

次に、添付図面に基づいて、本発明に係るアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムの実施形態につき説明する。

図１（Ａ），（Ｂ）および図２は、アスファルトフィニッシャ１の後部を示し、アスファルトを敷設する被舗装面２上を敷設方向（前方）に移動する。アスファルトフィニッシャ１が移動する敷設方向は、舗装幅員端となる型枠材３が連続して設置された方向である。なお、型枠材３は、被舗装面２よりも所定量だけ高く突出する指標面３ａが、アスファルトフィニッシャ１による敷設方向に連続するので、敷設方向指標体として利用できる。型枠材３の指標面３ａは、被舗装面２よりも所定量だけ高くなっているので、予め定めた基準位置から下向きに距離を測ると、型枠材３の指標面３ａまでは短く、被舗装面２までは長くなる。よって、下向きの距離が短いか長いかで、下方に型枠材３が有るか無いかを判別できる。

アスファルトフィニッシャ１は、ダンプトラック等で運搬されてきたアスファルト合材（アスファルト混合物）をフロントホッパより受け、コンベアにて後部のオーガ１１へ供給し、オーガ１１でアスファルト合材を被舗装面２へ均一に拡げ、スクリード１２（伸縮式ワイドナ付き）によって締め固める。また、アスファルトフィニッシャ１のスクリード１２は、スクリード本体の左右両側にそれぞれ左ワイドナ１３Ｌと右ワイドナ１３Ｒを備えており、アクチュエータである油圧シリンダ１３１のピストンロッドを伸縮させて、ワイドナ外端部１３２の左右位置を調整できる。

左右ワイドナ１３Ｌ，１３Ｒの外端側には、それぞれセンサ取り付けフレーム４を設け、このセンサ取り付けフレーム４によってセンサ部５を所要位置に保持する。このセンサ取り付けフレーム４は、センサ部５の取付位置を前後方向、上下方向および左右方向で調整可能な構造である。センサ部５は、例えば、第１距離センサとしての第１超音波センサ５１と第２距離センサとしての第２超音波センサ５２からなり、ワイドナ外端部１３２の適宜前方に配置され、油圧シリンダ１３１の伸縮動作に伴って、ワイドナ外端部１３２と一体に左右方向にスライド移動する。第１，第２超音波センサ５１，５２は、検出対象物に向けて超音波を発し、その反射波を受信することにより検出対象物の距離を検出する反射形の超音波センサである。

第１超音波センサ５１の検出位置と第２超音波センサ５２の検出位置は、被舗装面２の幅員方向（左右方向）にずらしてある。左ワイドナ１３Ｌにおいては、概ね、ワイドナ外端部１３２の前方左側（外側）に第１超音波センサ５１を配置し、ワイドナ外端部１３２の前方右側（内側）に第２超音波センサ５２を配置するように、センサ保持プレート４１に固定する。右ワイドナ１３Ｒにおいては、概ね、ワイドナ外端部１３２の前方右側（外側）に第１超音波センサ５１を配置し、ワイドナ外端部１３２の前方左側（内側）に第２超音波センサ５２を配置するように、センサ保持プレート４１に固定する。なお、センサ保持プレート４１に保持される第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２は、前後方向にも配設位置をずらしてあり、互いの発する超音波が干渉することを防いでいる。

上述したスクリード１２の左右ワイドナ１３Ｌ，１３Ｒの自動制御は、スクリード制御装置６が、センサ部５からの検出情報に基づいて行う。例えば、被舗装面２と型枠材３との境界である仮想的な鉛直面を敷設境界部ＢＳと設定する。この敷設境界部ＢＳと一致するようにワイドナ外端部１３２が移動して行けば、アスファルトフィニッシャ１による舗装端部の仕上がりが良好となる。すなわち、スクリード制御装置６は、敷設境界部ＢＳに対してワイドナ外端部１３２が片寄っているか否かを第１，第２超音波センサ５１，５２の検出情報から判定し、片寄りがある場合には片寄りを戻すように油圧シリンダ１３１を動作させて、ワイドナ外端部１３２の位置を調整する。このように、スクリード制御装置６は、アスファルトフィニッシャ１のスクリード１２の伸縮にかかる自動制御システムの核となる制御装置である。

スクリード制御装置６は、例えば、スクリード１２本体に直接あるいは近傍に取り付けられ、給電部１４から電源ケーブルを介して電源供給を受けて動作する。また、スクリード制御装置６は、左ワイドナ１３Ｌ側のセンサ部５および右ワイドナ１３Ｒ側のセンサ部５から信号ケーブルを介してセンサ信号を受け、ワイドナ外端部１３２の片寄りを判定する。そして、スクリード制御装置６は、判定結果に基づいて、ワイドナ外端部１３２の片寄りを戻すために、駆動信号ケーブルを介して各油圧シリンダ１３１へ駆動信号を出力する。具体的には、油タンクから油圧シリンダ１３１への油流入および油流出を切り替える伸縮用油圧切替弁１３３の開閉をスクリード制御装置６が制御することで、ピストンロッドの移動方向および移動速度を制御する。

次に、左ワイドナ１３Ｌ側に設けたセンサ部５による検知の詳細を図３に基づいて説明する。なお、図３（Ａ）は、被舗装面２よりも適宜な高さとなる型枠材３の内側側面を含む鉛直面上に敷設境界部ＢＳが生じる場合を示す。一方、図３（Ｂ）は、路面を切削して窪み状の被舗装面２を形成する切削オーバレイ工において、切削されていない旧路面２′のジョイント部近傍を敷設方向指標体とすることで、被舗装面２と旧路面２′との段差面を含む鉛直面上に敷設境界部ＢＳが生じる場合を示す。

第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２は、距離切替スイッチなどで選択設定した検出ゾーン内に存在する物体からの反射波のみを検出する限定ゾーン形を用いる。そして、第１超音波センサ５１は、型枠材３の指標面３ａまでの距離Ｌ１が検出ゾーン内となり、被舗装面２までの距離Ｌ２は検出ゾーン外となるように設定する。一方、第２超音波センサ５２は、被舗装面２までの距離Ｌ２が検出ゾーン内となるように設定し、型枠材３の指標面３ａまでの距離Ｌ１は検出ゾーン外となるように設定する。

従って、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２が共にオン（物体検出状態）であれば、配設方向を左右にずらした第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２との略中間にあるワイドナ外端部１３２が、敷設境界部ＢＳとほぼ一致していると考えられる。なお、第１，第２超音波センサ５１，５２は、検出スポットが完全に対象物に当たっていなくても、検出用のしきい値を上回る反射波を受けられれば、オンとなる。すなわち、敷設境界部ＢＳが第１超音波センサ５１側あるいは第２超音波センサ５２側に多少ずれていても、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２が共にオンになっている範囲は、ワイドナ外端部１３２が敷設境界部ＢＳとほぼ一致している適正状態と看做せる。また、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２の配設位置を左右方向にずらす距離を加減することで、適正状態の検出範囲を調整することもできる。

上述した適正状態の範囲を左ワイドナ１３Ｌのワイドナ外端部１３２が超えた片寄り状態を図４に示す。図４（Ａ）は、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２の検出スポットが型枠材３の指標面３ａに当たって、第２超音波センサ５２が被舗装面２を検出しなくなった外寄り状態である。図４（Ｂ）は、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２の検出スポットが被舗装面２に当たって、第１超音波センサ５１が型枠材３の指標面３ａを検出しなくなった内寄り状態である。

図４（Ａ）のように、第１超音波センサ５１は型枠材３の指標面３ａまでの距離Ｌ１を検出しているが、第２超音波センサ５２は型枠材３の指標面３ａまでの距離Ｌ２′を検出できない場合、センサ部５が左側（外側）に寄っている状態と判定できる。したがって、センサ部５からの検出情報として、第１超音波センサ５１がオンで第２超音波センサ５２がオフという検出結果を得た外寄り状態判定時には、左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１を縮めて、ワイドナ外端部１３２を内側に移動させれば、適正状態の範囲に戻せる。

図４（Ｂ）のように、第２超音波センサ５２は被舗装面２までの距離Ｌ２を検出しているが、第１超音波センサ５１は被舗装面２までの距離Ｌ１′を検出できない場合、センサ部５が右側（内側）に寄っている状態と判定できる。したがって、センサ部５からの検出情報として、第１超音波センサ５１がオフで第２超音波センサ５２がオンという検出結果を得た内寄り状態判定時には、左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１を伸ばして、ワイドナ外端部１３２を外側に移動させれば、適正状態の範囲に戻せる。

なお、センサ部５は、第１超音波センサ５１と第２超音波センサ５２より構成するものに限らず、被舗装面２と敷設方向指標体（型枠材３あるいは切削オーバレイ工におけるジョイント部）との境界である敷設境界部ＢＳを検出できれば良い。例えば、第１，第２超音波センサ５１，５２に代えてレーザ距離センサを用いてもよい。ただし、アスファルト敷設時に発生する水蒸気等によってレーザ光の散乱や減衰が生じ、レーザ距離センサによる安定的な検出機能が阻害される場合には、第１，第２超音波センサ５１，５２が有効である。また、二次元レーザスキャナによって敷設方向に直交する面内をスキャンして敷設方向指標体の位置や距離を検出するようにしても良い。あるいは、被舗装面２と敷設方向指標体を含む二次元画像を写し、画像処理技術により敷設方向指標体の位置や距離を検出するものでも良い。

上述したセンサ部５からの検出情報を受けるスクリード制御装置６の一構成例を図５に示す。スクリード制御装置６は、センサ部５からの検出情報を受け取ると共にワイドナ外端部１３２の状態を判定する左ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌおよび右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｒを備える。これら左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒによって適正状態ではないと判断された場合には、左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌおよび右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒが油圧シリンダ１３１の駆動制御を行って、ワイドナ外端部１３２を適正状態に戻す。

スクリード制御装置６の動作は、例えばアスファルトフィニッシャ１の運転席近傍に設けられたスイッチボックス７から指示する。スイッチボックス７の電源スイッチ７１をオンにすることでスクリード制御装置６が起動し、左自動制御スイッチ７２Ｌをオンにすると左ワイドナ１３Ｌの自動制御が、右自動制御スイッチ７２Ｒをオンにすると右ワイドナ１３Ｒの自動制御が行われる。すなわち、スクリード制御装置６に対して、左ワイドナ１３Ｌと右ワイドナ１３Ｒの自動制御を個別に指示できるので、両側に敷設方向指標体を設ける場合でも、片側の舗装幅員端にのみ敷設方向指標体を設ける場合でも対応できる。

左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒは、所定間隔（例えば、１秒間隔）の検出周期でセンサ部５による検出情報を取得し、検出情報を取得する毎にワイドナ外端部１３２の片寄りが有るか無いかを判定する。ワイドナ外端部１３２が適正状態にあると判定した場合、左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒは次回のセンサ情報を取得するまで何もしない。しかしながら、ワイドナ外端部１３２が外寄り状態あるいは内寄り状態にあると判定した場合、左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒは、左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌまたは右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒへ指示する。

左ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌがワイドナ外端部１３２の外寄り状態を判定した場合、左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１を縮める動作を行うよう左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌへ指示する。これにより、左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌが左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１のピストンロッドを縮めるように制御し、ワイドナ外端部１３２が右側（内側）へ移動する。逆に、左ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌが、ワイドナ外端部１３２の内寄り状態を判定した場合、左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１を伸ばす動作を行うよう左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌへ指示する。これにより、左油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌが左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１のピストンロッドを伸ばすように制御し、ワイドナ外端部１３２が左側（外側）へ移動する。なお、左ワイドナ１３Ｌの油圧シリンダ１３１は、左ワイドナ伸縮手動スイッチ８Ｌによって人為的に操作可能であり、スクリード制御装置６による自動制御を使わない場合は、従来通り、人手によって左ワイドナ１３Ｌの伸縮制御を行うことができる。

同様に、右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｒがワイドナ外端部１３２の外寄り状態を判定した場合、右ワイドナ１３Ｒの油圧シリンダ１３１を縮める動作を行うよう右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒへ指示する。これにより、右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒが右ワイドナ１３Ｒの油圧シリンダ１３１のピストンロッドを縮めるように制御し、ワイドナ外端部１３２が左側（内側）へ移動する。逆に、右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｒが、ワイドナ外端部１３２の内寄り状態を判定した場合、右ワイドナ１３Ｒの油圧シリンダ１３１を伸ばす動作を行うよう右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒへ指示する。これにより、右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｒが右ワイドナ１３Ｒの油圧シリンダ１３１のピストンロッドを伸ばすように制御し、ワイドナ外端部１３２が右側（外側）へ移動する。なお、右ワイドナ１３Ｒの油圧シリンダ１３１は、右ワイドナ伸縮手動スイッチ８Ｒによって人為的に操作可能であり、スクリード制御装置６による自動制御を使わない場合は、従来通り、人手によって右ワイドナ１３Ｒの伸縮制御を行うことができる。

左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒによる油圧シリンダ１３１の制御は、次に左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒからの指示が来るまで続けられる。次のセンサ情報取得タイミングとなり、各センサ部５からの検出情報を取得した左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒが、ワイドナ外端部１３２の片寄りは解消されて適正状態にあると判定すると、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒへ動作停止を指示する。これにより、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒが油圧シリンダ１３１に対する伸縮動作を中止するので、ワイドナ外端部１３２は適正状態の範囲内と想定される位置にて停止する。

一方、ワイドナ外端部１３２の片寄りを解消するために油圧シリンダ１３１の動作制御を開始した後のセンサ情報取得タイミングで、左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒが、ワイドナ外端部１３２の片寄りが解消されていないと判定する場合もある。このような場合、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒによる油圧シリンダ１３１の動作制御をそのまま継続し、ワイドナ外端部１３２が適正状態の範囲内に戻るまで油圧シリンダ１３１の伸縮を同速度で続ける方法も考えられる。しかしながら、前回のセンサ情報取得タイミングから次回のセンサ情報取得タイミングまでの期間（以下、単に周期という）内でワイドナ外端部１３２を適正状態へ戻せない場合、油圧シリンダ１３１の伸縮速度を超える速度で、敷設境界部ＢＳから離隔し続けている可能性がある。そこで、左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒがワイドナ外端部１３２の外寄り状態または内寄り状態を連続して判定した場合、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒは、前回の伸縮速度よりも次回の伸縮速度（アクチュエータ駆動速度）を上げるように油圧シリンダ１３１を動作制御するようにした。

図６に、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒが油圧シリンダ１３１の動作制御を行うための駆動信号の一例を示す。本例における左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒは、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）による給電制御で油圧シリンダ１３１の駆動速度（ピストンロッドの伸縮速度）を調整する。

左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒが最初にワイドナ外端部１３２の片寄りを判定した１周期目に、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒが出力する駆動信号は、ＯＮ時間α１よりもＯＦＦ時間β１が十分に長いパルス信号であり、油圧シリンダ１３１の伸縮速度は低い。左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒが２回続けてワイドナ外端部１３２の片寄りを判定した２周期目に、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒが出力する駆動信号は、ＯＮ時間α２がＯＮ時間α１よりも長く、ＯＦＦ時間β２がＯＦＦ時間β１よりも短いパルス信号に変わり、油圧シリンダ１３１の伸縮速度は上がる。左右ワイドナ外端部状態判定手段６１Ｌ，６１Ｒが３回続けてワイドナ外端部１３２の片寄りを判定した３周期目に、左右油圧シリンダ駆動制御手段６２Ｌ，６２Ｒが出力する駆動信号は、ＯＮ時間α３がＯＮ時間α２よりも長く、ＯＦＦ時間β３がＯＦＦ時間β２よりも短いパルス信号に変わり、油圧シリンダ１３１の伸縮速度は一層上がる。なお、４周期目以降も同様に油圧シリンダ１３１の伸縮速度を徐々に上げるようにしても良いし、油圧シリンダ１３１の伸縮速度がＭＡＸに達した特定周期以降は、最高伸縮速度を保持するようにしても良い。

このように、前周期の結果を次周期の信号出力に反映（フィードバック）し、徐々に油圧シリンダ１３１の伸縮速度を変化させる制御を行えば、ワイドナ外端部１３２の片寄り状態に応じた伸縮速度の増減を適切に行うことができ、迅速に適正状態へ戻すことが可能となる。また、最初にワイドナ外端部１３２の片寄りを判定したときは、油圧シリンダ１３１の伸縮速度を比較的低い所定速度に抑えておくことにより、ワイドナ外端部１３２が敷設境界部ＢＳを行き過ぎる（通過する）オーバーランを繰り返すオーバーシュートが生じることを防げる。

また、センサ部５の取付位置は、ワイドナ外端部１３２に近いところが理想であるが、アスファルトフィニッシャ１の機種や作業条件等の様々な要因により、ワイドナ外端部１３２から離れた位置にセンサ部５を設置しなければならない場合もある。敷設方向指標体の検出位置であるセンサ部５の取付位置と、制御対象であるワイドナ外端部１３２の位置とが無視できないぐらい離れている場合、センサ部５の位置にワイドナ外端部１３２が到達するまでの時間差が問題となる可能性がある。そこで、センサ部５とワイドナ外端部１３２との敷設方向の離隔距離およびアスファルトフィニッシャ１の移動速度から推定される制御遅延時間を設定し、センサ部５の検出情報に基づく油圧シリンダ１３１の制御を検出タイミングより制御遅延時間だけ遅らせる制御を行っても良い。

上述したように、本実施形態のアスファルトフィニッシャ１のスクリード１２の伸縮にかかる自動制御システムは、左右ワイドナ１３Ｌ，１３Ｒ付きのスクリード１２を備える既存のアスファルトフィニッシャ１にセンサ部５とスクリード制御装置６を取り付け、舗装幅員端の指標となる敷設方向指標体を設けることで構成できる。従って、高度な技術を持った人員によって計画３次元データ等を事前に準備しておく必要がなく、施工計画通りに施設方向指標体を準備しておけば良いので、事前準備の負担を減らせるという効果がある。しかも、敷設方向指標体の配置が施工計画と異なっていることが現場で分かっても、敷設方向指標体の配置を修正するだけで、柔軟に対応できるという利点もある。

また、本実施形態のアスファルトフィニッシャ１のスクリード１２の伸縮にかかる自動制御システムは、アスファルトフィニッシャ１のオペレータの操作技量に左右されることなく、均一な舗装端部の仕上がりが得られる。加えて、左右ワイドナ１３Ｌ、１３Ｒの伸縮操作を行う作業員等を必要としないから、作業員等は本来の業務（例えば、アジャストマンなど）に専念できる。よって、本実施形態のアスファルトフィニッシャ１のスクリード１２の伸縮にかかる自動制御システムは、省力化・省人化の効果もある。

上述したように、本実施形態のアスファルトフィニッシャ１は、左右ワイドナ１３Ｌ，１３Ｒ付きのスクリード１２を備える既製品にセンサ部５とスクリード制御装置６を取り付けることで簡単に構成できる。そして、本実施形態のアスファルトフィニッシャ１は、舗装幅員端の指標となる敷設方向指標体が施工現場に設けられていれば、上述したアスファルトフィニッシャ１のスクリード１２の伸縮にかかる自動制御システムに用いることができる。

以上、本発明に係るアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムおよびアスファルトフィニッシャを実施形態に基づき説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りにおいて実現可能な全てのアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システムおよびアスファルトフィニッシャを権利範囲として包摂するものである。

１ アスファルトフィニッシャ
１２ スクリード
１３Ｌ 左ワイドナ
１３Ｒ 右ワイドナ
１３１ 油圧シリンダ
１３２ ワイドナ外端部
２ 被舗装面
３ 型枠材
３ａ 指標面
５ センサ部
５１ 第１超音波センサ
５２ 第２超音波センサ
６ スクリード制御装置

Claims (7)

1. 敷設方向に移動しながら被舗装面にアスファルト混合物を敷き均し、前記被舗装面の幅員に応じてワイドナの伸縮をアクチュエータにより調整する伸縮式ワイドナ付きのスクリードでアスファルト混合物を締め固めるアスファルトフィニッシャと、
   前記被舗装面よりも所定量だけ高く突出する指標面が、前記アスファルトフィニッシャによる前記敷設方向に連続する敷設方向指標体と、
   前記アスファルトフィニッシャのワイドナ外端側に設けられ、前記被舗装面と前記敷設方向指標体との境界である敷設境界部を検出可能なセンサ部と、
   前記センサ部からのセンサ情報に基づき、前記敷設境界部に対してワイドナ外端部が片寄っているか否かを判定し、片寄りがある場合には片寄りを戻すように前記アクチュエータを動作させて、前記ワイドナの伸縮速度を調整するスクリード制御装置と、
   から成ることを特徴とするアスファルトフィニッシャのスクリードの伸縮にかかる自動制御システム。
2. 敷設方向に移動しながら被舗装面にアスファルト混合物を敷き均し、前記被舗装面の幅員に応じてワイドナの伸縮をアクチュエータにより調整する伸縮式ワイドナ付きのスクリードでアスファルト混合物を締め固めるアスファルトフィニッシャにおいて、
   前記ワイドナの外端側に設けられ、前記敷設方向に連続すると共に前記被舗装面よりも所定量だけ高く突出する指標面を備えた敷設方向指標体と前記被舗装面との境界である敷設境界部を検出可能なセンサ部と、
   前記センサ部からのセンサ情報に基づき、前記敷設境界部に対してワイドナ外端部が片寄っているか否かを判定し、片寄りがある場合には片寄りを戻すように前記アクチュエータを動作させて、前記ワイドナの伸縮速度を調整するスクリード制御装置と、
   を備えることを特徴とするアスファルトフィニッシャ。
3. 前記センサ部は、前記敷設方向指標体の前記指標面までの距離を検出可能な第１距離センサと、前記被舗装面までの距離を検出可能な第２距離センサと、を備え、前記第１距離センサの検出位置と前記第２距離センサの検出位置は、前記被舗装面の幅員方向にずらして設け、
   前記スクリード制御装置は、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出すると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出することで適正状態と判定し、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出すると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出しなくなることで外寄り状態と判定し、前記第１距離センサが前記敷設方向指標体の前記指標面を検出しなくなると共に前記第２距離センサが前記被舗装面を検出することで内寄り状態と判定し、前記外寄り状態判定時には前記ワイドナを縮めるように前記アクチュエータを動作させ、前記内寄り状態判定時には前記ワイドナを伸ばすように前記アクチュエータを動作させるようにしたことを特徴とする請求項２に記載のアスファルトフィニッシャ。
4. 前記第１距離センサおよび前記第２距離センサは、検出対象物に向けて超音波を発し、反射波を受信することにより前記検出対象物の距離を検出する反射形の超音波センサであることを特徴とする請求項３に記載のアスファルトフィニッシャ。
5. 前記スクリード制御装置は、前記外寄り状態または前記内寄り状態を判定したことで前記アクチュエータを制御するとき、前記センサ部の検出周期が経過して次回の検出情報を取得するまで所定速度で前記アクチュエータを駆動させるようにしたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のアスファルトフィニッシャ。
6. 前記スクリード制御装置は、前記外寄り状態または前記内寄り状態を連続して判定した場合、前回のアクチュエータ駆動速度よりも次回のアクチュエータ駆動速度を上げるようにしたことを特徴とする請求項５に記載のアスファルトフィニッシャ。
7. 前記スクリード制御装置は、ＰＷＭによる給電制御で前記アクチュエータの駆動速度を調整するようにしたことを特徴とする請求項６に記載のアスファルトフィニッシャ。

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