JP2635191B2 - 舗装機械の合材撒き出し量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アスファルトフィニッシャ等の舗装機構
における合材撒出し量制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕 従来、路上表層再生工法等によって、既設のアスファ
ルト舗装路面の修復を行う際に使用される路上切削混合
機や、一般的なアスファルトフィニッシャ等の機械は、
ダンプトラック等から投入されたアスファルト合材（以
下、合材）を受け入れるホッパ装置と、このホッパ装置
内の合材を所定量ずつ後方に搬送するフィーダ装置と、
このフィーダ装置によって搬送された合材をスクリュー
によって路面の幅方向へ移送しつつ、路面上に均等に送
り出す合材撒出し装置と、路面上に撒き出された合材を
敷き固める敷均し装置等を自走車両に搭載した構成とな
っている。

ところで、上述した舗装機械の合材撒出し装置は、従
来、上記スクリューの回転数を手動で調整することによ
って、路面上に撒き出される合材量を調整する構造とな
っているが、この構造であると、操作員が常時目視によ
り上記敷均し装置の前方に滞留する合材の滞留状態を監
視しつつ、スクリューの回転速度を手動調整しなければ
ならなず、操作に熟練を要すると共に多大な作業労力が
かかるという問題点がある。

そこで、敷均し装置の前方に滞留する合材の高さが一
定の高さになったことを検出する揺動自在なパドルによ
ってオン／オフされるスイッチを設け、このスイッチの
検出信号に基づいてスクリューの回転をオン／オフ制御
するようにしたもの、及び超音波センサ等の１個の非接
触式センサで合材の高さを検出してスクリューの回転速
度および／またはフィーダ装置の移動速度および／また
は合材を通すゲートの高さを、合材の高さが所定の上限
値をこえた場合に合材の供給が中止され、また合材の高
さが所定の下限値よりも低くなったときに合材の供給が
最大にされるとともに、合材高さが上限値と下限値の間
にある場合は合材の供給が中程度の適量になるように制
御するものが知られている（特開昭63−308103号公
報）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、パドルを用いて合材の高さが一定の高
さになる毎に、スクリューの回転を単にオン／オフ制御
する上記前者の装置は、滞留する合材の増減量の差が大
きくなり過ぎる上、スクリューの回転停止によって路面
の幅方向への合材の撒出しが中断するので、路面の平坦
性が損なわれ道路の品質が低下するという問題がある。
またパドルに合材が付着したり、パドルが合材内に埋没
したりし易く、合材高さの検出精度に劣る。

また、非接触式センサを用いる上記後者の装置は、合
材供給の中断を極力抑えて合材の滞留量を制御すること
ができ、しかも合材にセンサが接触しないので、上記前
者の問題点を一応改善することができる。しかしなが
ら、フィーダ装置による合材の後方への搬送量制御と、
スクリューによる合材の左右への撒出し量制御とが１つ
のセンサにより一緒に行われるので、舗装幅や舗装厚等
の舗装条件を変更した場合、それに対応した前記各制御
が的確かつ緻密に行えない不満がある。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、敷
均し装置の前方に滞留する合材の滞留量を精度良く一定
に保つと共に、合材を路面の幅方向へ均一に送り出すこ
とができる舗装機械の合材撒出し量制御装置を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明は、合材をホ
ッパ装置からフィーダ装置で後方に搬送してスクリュー
の回転で路面の幅方向へ撒き出し敷均し装置により敷き
固める舗装機械において、上記フィーダ装置で搬送され
る合材の搬送量を調整する搬送量調整手段と、上記スク
リューの回転速度を調整する回転速度調整手段と、上記
敷均し装置の前方の路面幅方向中央付近に設けられ、下
に滞留した合材の高さを非接触で検出するセンタセンサ
と、上記敷均し装置の路面幅方向外側寄りの位置に設け
られ、下に滞留した合材の高さを非接触で検出するサイ
ドセンサと、上記敷均し装置の前方の路面幅方向中央付
近に滞留すべき合材量を設定するセンタ合材量設定器
と、上記敷均し装置の前方の路面幅方向外側寄りの位置
に滞留すべき合材量を設定するサイド合材量設定器と、
上記センタセンサの検出データから合材高さの変化傾向
を判断し、該変化傾向とセンタセンサの上記検出データ
及び上記センタ合材量設定器に設定された設定値とに基
づいて上記搬送量調整手段により合材の搬送量を制御す
るとともに、上記サイドセンサの検出データから合材高
さの変化傾向を判断し、該変化傾向とサイドセンサの上
記検出データ及び上記サイド合材量設定器に設定された
設定値とに基づいて上記回転速度調整手段により上記ス
クリューの回転速度を制御する制御手段とを具備した構
成とした。

〔作用〕

制御手段は、センタセンサの検出データから合材高さ
の変化傾向を判断し、該変化傾向とセンタセンサの上記
検出データ及びセンタ合材量設定器に設定された設定値
とに基づいて搬送量調整手段により合材の搬送量を制御
するとともに、サイドセンサの検出データから合材高さ
の変化傾向を判断し、該変化傾向とサイドセンサの上記
検出データ及びサイド合材量設定器に設定された設定値
とに基づいて回転速度調整手段により上記スクリューの
回転速度を制御する。

このようにセンタセンサとサイドセンサとは互いに機
能を分担し、また制御手段は両センサの検出データから
合材高さの変化傾向を判断してこれと上記検出データ及
び両合材量設定器の設定値とに基づいて合材の搬送量と
スクリューの回転速度とを個別に制御するので、敷均し
装置の前方に滞留する合材の滞留量を精度良く一定に保
つと共に、合材を路面の幅方向へ均一に送り出すことが
できる。

〔実施例〕 以下、図面を参照し、この発明を実施例について説明
する。

ここで、まず最初に、第２図を参照して本実施例によ
る合材撒出し量制御装置が適用されるアスファルトフィ
ニッシャの構成について説明する。

第２図（イ）および（ロ）において、符号３は自走車
両の前部に設けられ、ダンプトラック等によって投入さ
れた合材を受け入れるホッパ装置であり、このホッパ装
置３は、上方へ向って開閉自在に取り付けられた左右一
対のウイング4,4と、これらウイング4,4の開閉角度を調
整する油圧駆動機構等によって構成されている。また、
車両の幅方向中央部には、ホッパ装置３の底部から後方
へ延びる左右一対のフィーダ装置41L,41R（Ｌは、自走
車両の走行方向左側を、またＲは右側をそれぞれ意味す
る。以下、同。）が各々設けられており、これらのフィ
ーダ装置41L,41Rによって、ホッパ装置３内に投入され
た合材が、ホッパ装置３の後端に設けられた左右の排出
口28L,28Rを各々介して後方へ搬送されるようになって
いる。

ホッパ装置３の下方の車両フレームは左右一対の前車
輪6,6が各々回転自在に、かつ水平面内において旋回自
在に取り付けられており、これら前車輪6,6は、運転席
に設けられたハンドル７の回転操作に応じて動作する油
圧駆動機構によって、その方向が変化し、これにより進
行方向が変化するようになっている。前車輪6,6の後方
の車両フレームは、左右一対の駆動車輪14,14が各々回
転自在に設けられており、これら駆動車輪14,14は図示
せぬ油圧モータと後輪駆動機構によって回転駆動される
ようになっている。

さらに、駆動車輪14,14の後方には、フィーダ装置41
L,41Rによって搬送された合材を路面に送り出す合材撒
出し装置30が設けられている。この合材撒出し装置30
は、車両の幅方向に延び車体フレームに昇降自在に支持
されてなる左右一対のスクリュー42L,42R（第１図）
と、これら各スクリュー42L,42Rを駆動する駆動機構等
によって構成され、フィーダ装置41L,41Rを駆動すると
共に、スクリュー42L,42Rを回転駆動することによっ
て、ホッパ装置３内から搬送された合材を車両の幅方向
へ移送しつつ路面上に均等に送り出すようになってい
る。この合材撒出し装置30の後方には、路面上に撒き出
された合材を敷き固める敷均し装置31が設けられてい
る。

次に、第１図を参照して、この発明の一実施例による
合材撒出し量制御装置の構成について説明する。

第１図において、符号45は自走車両に搭載されたディ
ーゼルエンジンであり、このディーゼルエンジン45によ
って油圧ポンプ46が駆動されるようになっている。上記
油圧ポンプ46から吐出された作動油は、圧力配管47によ
って一対の電磁比例制御弁48L,48Rへ導かれ、これら電
磁比例制御弁48L,48Rによって作動油の流量が各々調整
された後、一対の圧力配管49L,49Rによって左油圧モー
タ50Lと右油圧モータ50Rへ各々導かれる。また、左右の
油圧モータ50L,50Rから各々吐出された作動油は、一対
の戻り配管51L,51Rによって電磁比例制御弁48L,48Rへ各
々導かれた後、戻り配管52によって作動油タンク53へ戻
され、さらに、この作動油タンク53内に貯蔵されている
作動油が吸込み配管54によって油圧ポンプ46へ導かれる
ようになっている。

上記電磁比例制御弁48L,48Rは、電磁石によってポペ
ットやスプールを移動させることにより、左右の油圧モ
ータ50L,50Rへ供給される作動油の流量を各々制御する
もので、電磁力が電磁石のコイルに供給される励磁電流
の大きさに略比例する性質を利用している。すなわち、
電磁比例制御弁48L,48Rに供給される励磁電流が大とな
る程、左右の油圧モータ50L,50Rへ供給される作動油の
流量が大となる。これら左右の油圧モータ50L,50Rは、
スプロケットとローラチェーン55L,55Rを介して、各フ
ィーダ装置41L,41Rを各々駆動すると共に、各スクリュ
ー42L,42Rを各々回転駆動するためのものであり、これ
ら油圧モータ50L,50Rに供給される作動油の流量を増減
することにより、スクリュー42L,42Rの回転速度が任意
に調整できるようになっている。

また、符号56L,56Rは左右のゲート駆動用油圧シリン
ダであり、ホッパ装置３の後端の左右の排出口28L,28R
に各々開閉自在に設けられた左右のゲート57L,57Rの開
閉度を各々調整するためのもので、これらの油圧シリン
ダ56L,56Rには、前記油圧ポンプ46から一対のソレノイ
ドバルブ58L,58Rを介して作動油が各々供給されるよう
になっている。すなわち、左ソレノイドバルブ58Lの一
方のソレノイド58Laがオンとされると、このソレノイド
バルブ58Lを介して油圧シリンダ56Lへ正方向に作動油が
供給され、左ゲート57Lが閉じられ、逆に、他方のソレ
ノイド58Lbがオンとされると、油圧シリンダ56Lへ逆方
向に作動油が供給され、ゲート57Lが開かれる。同様
に、右ソレノイドバルブ58Rの一方のソレノイド58Raが
オンとされると、このソレノイドバルブ58Rを介して油
圧シリンダ56Rへ正方向に作動油が供給され、ゲート57R
が閉じられ、逆に、他方のソレノイド58Rbがオンとされ
ると、油圧シリンダ56Rへ逆方向に作動油が供給され、
ゲート57Rが開かれるようになっている。

さらに、符号59L,59Rはセンタセンサである。センタ
センサ59L,59Rは、車両中央部側の敷均し装置31の前方
であって、各スクリュー42L,42Rの内端部近くの所定の
高さ位置に各々配置されて、敷均し装置31のフレームに
取り付けられ、敷均し装置31の前方に滞留する合材の路
面からの高さ（合材までの距離）を非接触で検出するも
のであり、特定の周波数の超音波を下方へ向けて発射し
てから、合材表面で反射して戻ってくるまでの超音波伝
播時間に基づいて、合材の高さに対応した検出データを
後述するコントローラ66へ供給する。

また、符号60L,60Rはサイドセンサである。サイドセ
ンサ60L,60Rは、敷均し装置31の左右端に各々設けられ
た左右のエンドプレート31L,31Rと、各スクリュー42L,4
2Rの外端部との間の所定の高さ位置に各々配置されて、
敷均し装置31のフレームに取り付けられ、エンドプレー
ト31L,31Rの近くに滞留する合材の路面からの高さ（合
材までの距離）を非接触で検出するものであり、各セン
タセンサ59L,59Rと同様に超音波伝播時間に基づいて、
合材の高さに対応した検出データをコントローラ66へ供
給する。

コントローラ66は車両各部の制御を行うもので、各種
演算等を行うCPU（中央処理装置）と、CPUにおいて用い
られるプログラムが記憶されたROM（リードオンリメモ
リ）と、データー時保持用のRAM（ランダムアクセスメ
モリ）と、各種データの授受を行うI/O（入出力）イン
ターフェイスとからなるマイクロコンピュータによって
主に構成され、その他、CPUが算出した電流指令値（デ
ィジタル信号）EL,ERをアナログ信号に変換し、左右の
比例弁アンプ67L,67Rへ供給するD/A（ディジタル／アナ
ログ）変換器、CPUの指示に応じて各ソレノイドバルブ5
8L,58Rに対して切換制御信号VL,VRを各々供給するバル
ブ駆動回路等が設けられている。

各比例弁アンプ67L,67Rはコントローラ66から出力さ
れた各電流指令値（電圧信号）EL,ERに各々対応する励
磁電流を電磁比例制御弁48L,48Rへ供給するものであ
る。

一方、符号68Lは左側のスクリュー42Lによって左のエ
ンドプレート31Lの内側まで送り出されて敷均し装置31
の前方に滞留すべき合材量を設定するための左サイド合
材量設定器、符号69Lは敷均し装置31の前方であって、
左側のスクリュー42Lの車両中央寄りに滞留すべき合材
量を設定するための左センタ合材量設定器である。また
符号68Rは、同様に、右側のスクリュー42Rによって右エ
ンドプレート31Rの内側まで送り出されて、敷均し装置3
1の前方に滞留すべき合材量を設定するための右サイド
合材量設定器、符号69Rは敷均し装置31の前方であっ
て、右側のスクリュー42Rの車両中央寄りに滞留すべき
合材量を設定するための右センタ合材量設定器である。

以上のように構成された合材撒出し量制御装置の動作
について、第３図〜第５図を参照して説明する。

ここで、左右のフィーダ装置41L,41R、各スクリュー4
2L,42R、および各ゲート57L,57Rの動作は左側のものと
右側のものとは同一であるので、左側の各部の動作につ
いてのみ説明する。

まず、コントローラ66内のCPUは、第３図に示すステ
ップSP1において、左サイド合材量設定器68Lによって設
定された設定値、すなわち、スクリュー42Lによって送
り出され、エンドプレート31Lの内側で滞留すべき合材
量に対応した値を取り込んだ後、次のステップSP2にお
いて、左側のサイドセンサ60Lによって検出された合材
の高さに対応する検出データを取り込み、そして、次の
ステップSP3において、スクリュー42Lの回転速度を決定
する。

この場合、コントローラ66内のCPUは、サイドセンサ6
0Lの検出データに基づいて、合材の高さを、第４図に示
すように、高域、中域、低域の３段階に分類する。すな
わち、合材の高さが左サイド合材量設定器68Lによって
設定された設定値と略等しかった場合は中域と判断し、
設定値よりも大であった場合は高域と判断し、設定値よ
りも小であった場合は低域と判断する。さらに、第５図
に示すように、高域、中域、低域の各検出域毎に、サイ
ドセンサ60Lの検出データの変化傾向を、増加、一定、
減少の３段階に分類する。そして、高域で増加傾向にあ
ると判断した場合は、スクリュー42Lの回転速度を大幅
に下げ、高域で一定であると判断した場合は、スクリュ
ー42Lの回転速度を少し下げ、逆に、低域で一定である
と判断した場合は、スクリュー42Lの回転速度を少し上
げ、低域で減少傾向にあると判断した場合は、スクリュ
ー42Lの回転速度を大幅に上げ、上記以外の場合である
と判断した場合は、スクリュー42Lの回転速度を現状の
まま維持すべきであると決定する。

次のステップSP4においては、上記ステップSP3で決定
されたスクリュー回転速度に対応した電流指令値ELを、
D/A変換器によってアナログ信号に変換した後、比例弁
アンプ67Lへ出力する。これにより比例弁アンプ67Lは、
コントローラ66から出力された電流指令値ELに対応した
励磁電流を電磁比例制御弁48Lへ供給するので、電磁比
例制御弁48Lを介して左油圧モータ50Lへ供給される作動
油の流量が電流指令値ELに応じた値に調整され、この結
果、スクリュー42Lの回転速度、およびこのスクリュー4
2Lと連動して駆動されるフィーダ装置41Lの搬送速度
が、電流指令値ELに応じた値となる。

このようにして、左側のスクリュー42Lによって、エ
ンドプレート31Lの内側へ送り出されて滞留する合材量
が、常に、左サイド合材量設定器68Lによって設定され
た値となるように制御される。

次に、ステップSP5において、コントローラ66内のCPU
は、左センタ合材量設定器69Lによって設定された設定
値、すなわち、左側のスクリュー42Lの車両中央寄りに
滞留すべき合材量に対応した値を取り込んだ後、次のス
テップSP6において、左側のセンタセンサ59Lによって検
出された合材の高さに対応する検出データを取り込み、
そして、次のステップSP7において、ゲート57Lの開閉度
を決定する。

この場合、コントローラ66内のCPUは、左センタセン
サ59Lの検出データに基づいて、合材の高さを、高域、
中域、低域の３段階に分類し、すなわち、合材の高さが
左センタ合材量設定器69Lによって設定された設定値と
略等しかった場合は中域と判断し、設定値よりも大であ
った場合は高域と判断し、設定値よりも小であった場合
は低域と判断し、さらに、第５図に示すように、各検出
域毎に、センタセンサ59Lの検出データの変化傾向を、
増加、一定、減少の３段階に分類する。そして、高域で
増加傾向にあると判断した場合は、左ゲート57Lを大幅
に閉じ、高域で一定であると判断した場合は、ゲート57
Lを少し閉じ、逆に、低域で一定であると判断した場合
は、ゲート57Lを少し開き、低域で減少傾向にあると判
断した場合は、ゲート57Lを大幅に開き、上記以外の場
合であると判断した場合は、ゲート57Lの開閉度を現状
のまま維持すべきであると決定する。

次のステップSP8においては、上記ステップSP7で決定
されたゲート開閉度に応じたバルブ駆動信号VLが左ソレ
ノイドバルブ58Lへ供給され、これにより、左側の油圧
シリンダ56Lが駆動されて左ゲート57Lの開閉度が調整さ
れ、この結果、ホッパ装置３内から排出口28Lを介して
左側のフィーダ装置41Lによって搬送される合材量が調
整される。このようにして、敷均し装置31の前方であっ
て、左センタセンサ59Lの下方に滞留する合材量が、常
に、左センタ合材量設定器69Lによって設定された値と
なるように制御される。

なお、上述した一実施例においては、各ゲート57L,57
Rの開閉度によって、各フィーダ装置41L,41Rで搬送され
る合材の搬送量を調整するようにしたが、各スクリュー
42L,42Rと各フィーダ装置41L,41Rが各々別個の油圧モー
タによって駆動され、電磁比例制御弁によって各々別個
に速度制御可能である場合においては、各フィーダ装置
41L,41Rを駆動する油圧モータの回転速度を変化させ
て、合材の搬送量を調整するようにしても勿論構わな
い。また、左右２個のセンタセンサ59L,59Rを各スクリ
ュー42L,42Rの内端部近くに設けて、それらにより敷均
し装置31の中央前方に滞留する合材量を検出して、左右
のゲート57L,57Rの開閉度を個別に調節するようにした
が、一個のセンタセンサを車両幅方向の中央に設けて両
方のゲート57L,57Rの開閉度を調節するようにしてもよ
い。

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明に係る舗装機械の合材
撒出し量制御装置は前記の構成とされ、センタセンサと
サイドセンサとは互いに機能を分担し、また制御手段は
両センサの検出データから合材高さの変化傾向を判断し
てこれと上記検出データ及び両合材量設定器の設定値と
に基づいて合材の搬送量とスクリューの回転速度とを個
別に制御するものであるから、舗装幅や舗装厚等の舗装
条件の変更に対応させて合材の搬送量とスクリューの回
転速度とをきめ細かく的確に制御して、敷均し装置の前
方に滞留する合材の滞留量を精度良く一定に保つと共
に、合材を路面の幅方向へ均一に送り出し、路面をより
平坦に品質良く舗装することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による合材撒出し量制御装
置の構成を示すブロック図、第２図（イ）および（ロ）
は同、合材撒出し量制御装置が適用されるアスファルト
フィニシャの構成を示す側面図および平面図、第３図は
この発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャ
ート、第４図は同実施例におけるサイドセンサおよびセ
ンタセンサの検出域を説明するための図、第５図は同実
施例におけるサイドセンサおよびセンタセンサの各検出
結果と各部の制御内容との関係を説明するための図であ
る。 28L,28R……排出口 31……敷均し装置 31L,31R……エンドプレート 41L,41R……フィーダ装置 42L,42R……スクリュー 48L,48R……電磁比例制御弁（回転速度調整手段） 50L,50R……油圧モータ 58L,58R……ソレノイドバルブ（搬送量調整手段） 59L,59R……センタセンサ 60L,60R……サイドセンサ 66……コントローラ（制御手段） 68L,68R……サイド合材量設定器 69L,69R……センタ合材量設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 哲夫 群馬県群馬郡群馬町大字棟高907 株式 会社新潟鉄工所高崎工場内 (72)発明者 後町 知宏 東京都中央区京橋１丁目19番11号 日本 鋪道株式会社内 (72)発明者 松井 美喜二 東京都中央区京橋１丁目19番11号 日本 鋪道株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−308103（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合材をホッパ装置からフィーダ装置で後方
   に搬送してスクリューの回転で路面の幅方向へ撒き出し
   敷均し装置により敷き固める舗装機械において、上記フ
   ィーダ装置で搬送される合材の搬送量を調整する搬送量
   調整手段と、上記スクリューの回転速度を調整する回転
   速度調整手段と、上記敷均し装置の前方の路面幅方向中
   央付近に設けられ、下に滞留した合材の高さを非接触で
   検出するセンタセンサと、上記敷均し装置の前方の路面
   幅方向外側寄りの位置に設けられ、下に滞留した合材の
   高さを非接触で検出するサイドセンサと、上記敷均し装
   置の前方の路面幅方向中央付近に滞留すべき合材量を設
   定するセンタ合材量設定器と、上記敷均し装置の前方の
   路面幅方向外側寄りの位置に滞留すべき合材量を設定す
   るサイド合材量設定器と、上記センタセンサの検出デー
   タから合材高さの変化傾向を判断し、該変化傾向とセン
   タセンサの上記検出データ及び上記センタ合材量設定器
   に設定された設定値とに基づいて上記搬送量調整手段に
   より合材の搬送量を制御するとともに、上記サイドセン
   サの検出データから合材高さの変化傾向を判断し、該変
   化傾向とサイドセンサの上記検出データ及び上記サイド
   合材量設定器に設定された設定値とに基づいて上記回転
   速度調整手段により上記スクリューの回転速度を制御す
   る制御手段とを具備したことを特徴とする舗装機械の合
   材撒出し量制御装置。