JP2637153B2 - ロープ張力調整装置 - Google Patents

ロープ張力調整装置

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JP2637153B2 JP8539688A JP8539688A JP2637153B2 JP 2637153 B2 JP2637153 B2 JP 2637153B2 JP 8539688 A JP8539688 A JP 8539688A JP 8539688 A JP8539688 A JP 8539688A JP 2637153 B2 JP2637153 B2 JP 2637153B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動車テストコースのコーナー部のような
法面の舗装層の転圧を行なう際に用いられる法面作業装
置において、自走式転圧ローラあるいはアスファルトフ
ィニッシャ等の法面作業車を自走式サポート車により支
持ロープを介して支持しながら伴走する場合、支持ロー
プの張力が所定の値になるように調整する装置に関す
る。
(従来の技術) 第5図に示すように、自動車テストコースのコーナー
部等の法面1のアスファルト舗装層の転圧を自走式転圧
ローラ2により行なう場合、法面1の上部の平面部3上
に自走式サポート車4を伴走させながら、支持ロープ5
を介して転圧ローラ2を支持する。この場合、従来は転
圧ローラ2の動きに追従してサポート車4のオペレータ
と転圧ローラ2のオペレータとが連絡をとりながら支持
ロープ5の張力が一定となるように支持ロープ巻取り用
ウインチ6をサポート車4のオペレータが操作し、支持
ロープ5の巻取り繰出しを行なっていた。そして転圧作
業は、転圧ローラ2を例えばA、B、C、…の高さの部
分についてそれぞれ横方向に数十mあるいは数百mずつ
転圧することにより行なっていた。
なお、前記転圧ローラ2は、第6図に示すように、運
転席7を有し、車体側面部の重心G(第3図参照)に相
当する位置に一端を接続し、他端に前記支持ロープ5を
接続するシーブ8を取付けたブラケット9を有する。ま
た、10,11はそれぞれ転圧用の前輪および後輪であり、
前輪10により転圧し残した部分を後輪11で転圧すると共
に、法面1の曲線に沿うように、分割された車輪はそれ
ぞれ転圧圧力が可及的に均一となるように、車輪上下動
用油圧シリンダを車輪荷重により自動調整する上下位置
調整装置(図示せず)を介して車体に取付けられてい
る。
また、サポート車4は、下部走行体12上に旋回装置13
を介して上部旋回体14を設置し、上部旋回体14に運転室
15を設置すると共に、上記旋回体14の前部に前記支持ロ
ープ5を掛けるシーブ16を取付けたブラケット17を取付
けたものである。
なお、第7図に示すように、サポート車4を法面1の
下面にて走行させ、上部旋回体14にブーム18を起伏ウイ
ンチ24およびロープ25により起伏自在に取付け、該ブー
ム18の先端にT字形をなすようにジブ20を取付け、支持
ロープ5をブーム18、ジブ20および転圧ローラ2にそれ
ぞれ取付けたシーブ21,22,16,8に掛け、ブーム18の傾斜
角を起伏ウインチ24および起伏ロープ25を介して調整
し、かつ転圧ローラ支持用ウインチ6をオペレータが操
作して支持ロープ5の張力が一定になるように制御する
方式を採用する場合もある。
上述のように、従来は、サポート車4のオペレータが
転圧ローラ2のオペレータと連絡しあいながらローラ支
持用ウインチ6を操作することにより、支持ロープ5の
張力が一定となるようになし、これにより転圧ローラ2
の転圧圧力が走行幅全域にわたって均一となるようにし
ているが、オペレータの感に依存した作業であるため、
車輪の上下位置調整装置が備えてあるともいえども、上
下動範囲や追従速度等の関係から転圧圧力を均一とする
ことが困難であり、仕上げ面に凹凸を生じ、作業のしな
おしを行なう必要が生じることが多々あり、作業能率が
低下する上、前記ウインチ6の操作に高度の熟練を要す
るという問題点があった。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の問題点に鑑み、法面作業者の支持ロ
ープの張力が自動的に所定の範囲におさまり、オペレー
タの負担が軽減されると共に、法面作業車が転圧ローラ
である場合にはその全幅について均一に転圧が行なえる
支持ロープ張力調整装置を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) この目的を達成するため、本発明の支持ロープ張力調
整装置は、法面に横方向に転動させる自走式法面作業者
と、該法面作業車に伴走させながらウインチに巻取られ
る支持ロープを介して該法面作業車を支持する自走式サ
ポート車とからなる法面作業装置において、前記支持ロ
ープの張力調整用油圧シリンダと、前記法面作業車の傾
斜角および重量から該法面作業車の目標ロープ張力を算
出する演算手段と、実際のロープ張力を検出する荷重検
出器と、前記目標ロープ張力と前記実際のロープ張力と
を比較する比較手段と、該比較手段により得られるロー
プ張力差が所定値以内にある際に前記油圧シリンダのロ
ープ引上げ側油圧回路に前記目標ロープ張力に相当する
油圧を加える第1の油圧設定手段と、ロープ張力が所定
値以上不足している際に前記油圧シリンダのロープ引上
げ側油圧回路に前記第1の油圧設定手段による油圧より
高い油圧を加えて支持ロープを引上げる第2の油圧設定
手段と、ロープ張力が所定値以上過剰である際に前記油
圧シリンダのロープ引下げ側油圧回路にロープ引上げ装
置による損失に相当する油圧以上の油圧を加えて支持ロ
ープを引下げる切換え弁および第3の油圧設定手段とか
らなることを特徴とする。
(実施例) 以下本発明の一実施例を第1図ないし第4図により説
明する。第1図は本発明による支持ロープ張力調整装置
の一実施例を示す構成図であり、第5図ないし第7図と
同じ符号は同じ構成要素を示す。第1図において、30は
前記支持ロープ5の張力調整用油圧シリンダであり、該
油圧シリンダ30のピストンロッド30aの先端にシーブ31
を取付け、第5図あるいは第7図のサポート車4に設置
したローラ支持用ウインチ6から繰出された支持ロープ
5を油圧シリンダ30近傍のシーブ32および前記シーブ31
に掛けて折り返し、さらに前記ローラ2に対向するシー
ブ16とローラ側シーブ8との間で掛け回すことにより、
支持ロープ5の向きは、油圧シリンダ30の近傍において
は、油圧シリンダ30の軸心の向きに一致するように構成
されている。
33はサポート車4に搭載された油圧ポンプ等からなる
油圧源、34は油タンク、35は電磁切換弁、36は前記油圧
シリンダ30のロープ引上げ側回路37と油タンク34との間
に挿入された引上げ側(油圧シリンダ30のボトム室側)
圧力設定用電磁比例弁、38は前記油圧シリンダ30のロー
プ引下げ側回路39と油タンク34との間に挿入された引下
げ側(油圧シリンダ30のロッド室側)圧力設定用電磁比
例弁である。すなわち、これらの電磁比例弁36,38はソ
レノイド36a,38aに流す電流値を変えることによって設
定圧を変えることができるものである。
40はこれらの電磁比例弁36,38および切換弁35を制御
する演算装置(マイクロコンピュータ)を備えた制御盤
であり、その入力側には、前記支持ロープ5の終端に取
付けられた荷重検出器41の出力と、転圧ローラ2の支持
ロープ5の傾斜角αを検出する角度検出器42と、前輪
10の両端の車輪10a,10bの傾斜角α、αを検出する
角度検出器43,44の出力とが入力される。なお、角度検
出器42〜44の信号は無線あるいは有線により制御盤40の
受信回路に送られる。
第2図は前記制御盤40の機能ブロック図、第3図はそ
の原理説明図であり、第2図および第3図において、45
は転圧ローラ2が転圧面全幅を均一に転圧するに必要な
目標ロープ張力WROを求める演算手段であり、該演算手
段45は、マイクロコンピュータのCPUによって実現(専
用の演算器を用てもよい。後述の比較手段46,48につい
ても同様)され、前記ロープ角度検出器42により検出さ
れるロープ5の垂直線に対する角度αと、前輪10の左
右の車輪10a,10b(後輪11の両端あるいは全部または中
間部の3本、もしくは前輪10の全輪あるいは中間部の2
輪の傾斜角を求めてもよい。)の垂直線に対する角度α
2によって求められる転圧ローラ傾斜角θと、転圧
ローラ2の重量46とから下記の原理により目標ロープ張
力WROを求めるものである。
すなわち、第3図において、実際のロープ張力WRとロ
ーラ重量WWとがバランスしてFに示すように転圧力が転
圧面に対して垂直に作用した場合、転圧ローラ2の傾斜
角θは、左右のローラ車輪の角度α、αから(1)
〜(3)式により求められる。
θ=tan-1(A/B) …(1) A=sinα+sinα …(2) B=cosα+cosα …(3) また、前記Fに示すように、転圧面に対して垂直な方
向とロープ張力WRの方向となす角度γは、(4)式によ
り求められる。
γ=180−α−θ …(4) また、ロープ張力WRと転圧ローラ重量WWとがバランス
する時には、ロープ張力WRが転圧ローラ2に作用する転
圧面に沿う上下方向(転圧力Fに直角をなす方向)の引
上げ力が、ローラ重量WWによって転圧ローラ2が転圧面
に沿って下がろうとする力に等しくなるので、(5)式
が成立する。
WRsinγ=WWsinθ …(5) 従って、(5)式が成立する時の張力、すなわち目標
ロープ張力WROは(6)式で表わされる。
WRO=WW(sinθ/sinγ) …(6) 46は上述のようにして求められた目標ロープ張力WRO
と前記荷重検出器41により検出された実際のロープ長録
WRとを比較し、ロープ張力が過剰であるか否かを判定す
る比較手段であり、 WR>WRO+ΔWR1 …(7) (ただし、ΔWR1はWROの数%(例えば5%)程度に設定
される。) であれば前記切換弁35のドライバ47を作動させてそのソ
レノイド35aに通電し、第1図において、切換弁35をA
位置からB位置に切換え、 WR≦WRO+ΔWR1 …(8) であれば、A位置に保持するものである。
48はロープ張力が不足であるか否かを判定する比較手
段であり、 WR≧WRO−ΔWR2 …(9) (ただし、ΔWR2はΔWR1と同様に、WROの数%程度に設
定される。) であれば(すなわちロープ張力が不足していなけれ
ば)、前記電磁比例弁36のドライバ49が、第1の設定手
段50により設定される電流値が電磁比例弁36のソレノイ
ド36aに流れるように制御する。この電流制御は、ソレ
ノイド36aの電源電圧の制御や、可変抵抗の制御、もし
くはスイッチ素子の駆動数の制御等により行なわれる。
この第1の設定手段50により設定される電流値は、前記
油圧シリンダ30のロープ引上げ側油圧回路37に前記目標
ロープ張力WROに相当する油圧を加える値である。
また、比較手段48による比較結果が、 WR<WRO−ΔWR2 …(10) であれば(すなわちロープ張力不足であれば)、第2の
設定手段51により設定される電流値が電磁比例弁36のソ
レノイド36aに流れるように制御する。この第2の設定
手段51により設定される電流値は、前記油圧シリンダ30
のロープ引上げ側油圧回路37に前記目標ロープ張力WRO
に相当する油圧より高い油圧を加える値である。
また、第3の設定手段52は、前記油圧シリンダ30のロ
ープ引下げ側油圧回路39に加える油圧に相当する電流値
を設定するもので、ロープ引上げ装置による損失、すな
わち前記シーブ16,8(第7図の場合には、さらにシーブ
21,22の損失が加わる。)における損失および油圧シリ
ンダ30における損失等の和に相当する油圧以上の高い油
圧を前記ロープ引下げ側油圧回路39に発生するように、
ドライバ53によりソレノイド38aに通電させるものであ
る。実際には、電磁比例弁38に設定させる油圧は、前記
電磁比例弁36に第1の設定手段50により設定される油圧
の2〜3割程度であるのが実状である。
また、前記制御盤40には、荷重検出器41により検出さ
れる実際のロープ張力WRおよび前記目標ロープ張力WRO
をそれぞれ表示する荷重指示計54と目標値指示計55とが
設けてあり、また、目標ロープ張力値に対する実際のロ
ープ張力値の割合を算出する機能と、これを、目標値を
零点として、実測値の過不足を%表示するバランス計56
が設けられ、さらに装置の故障等によりロープ張力が目
標値から大幅にはずれている際にランプやブザーにより
警報を発する警報器57が設けてある。
この実施例の作用を説明する。いま、第5図または第
7図のように、転圧ローラ2にサポート車4を伴走させ
ながら支持ロープ5を介して転圧ローラ2を支持しつつ
転圧ローラ2による転圧を行なっている時、荷重検出器
41により検出されるロープ張力WRと目標ロープ張力WRO
との関係が、前記(8),(9)式を満足する場合、す
なわち目標ロープ張力を中心として正負の所定範囲内に
おさまる場合、比較手段46はドライバ47を作動させず、
切換弁35は第1図に示すようにA位置にあり、油圧源35
からの圧油はロープ引上げ側回路37に加えられ、また、
比較手段48により設定される電磁比例弁36のソレノイド
36aの電流は、第1の設定手段50により設定された電流
であるから、電磁比例弁36の設定圧は、目標ロープ張力
WROに相当する油圧であるから、支持ロープ5の張力は
目標ロープ張力WROにほぼ等しくなり、転圧ローラ2は
支持ロープ5により全車輪について均一な転圧がなされ
るように支持される。
一方、転圧ローラ2とサポート車4とが離れる等の理
由により、荷重検出器41により検出されるロープ張力WR
が増大し、(7)式が成立すると、比較手段46により、
ドライバ47が作動し、切換弁35のソレノイド35aに通電
されて切換弁が第1図のA位置からB位置に切換わるの
で、油圧源33からの圧油は、ロープ引下げ側回路39を介
して油圧シリンダ30のロッド室側に加わり、この時、電
磁比例弁38に設定された圧力をシーブ16等からなるロー
プ巻上げ装置の損失に相当する圧力よりやや高い程度に
設定しておくことにより、油圧シリンダ30は滑らかに収
縮し(この時、ロープ引上げ側の電磁比例弁36の設定圧
は、前記第1の設定手段50により設定された圧力であ
り、油圧シリンダ30のボトム室の圧油は該電磁比例弁36
を介して油タンク34に戻される。)これにより支持ロー
プ5は繰出され、ロープ張力WRが低下し、(8)式が成
立すると、切換弁35はB位置からA位置に復帰し、ロー
プ繰出しが停止する。
次に、転圧ローラ2とサポート車4とが近づく等の理
由により、荷重検出器41により検出されるロープ張力WR
が低下し、(10)式が成立すると、比較手段48により設
定される電磁比例弁36のソレノイド36aの電流は、第2
の設定手段51により設定された増大した電流であるか
ら、電磁比例弁36の設定圧は、目標ロープ張力WROに相
当する油圧より高い圧力となるから、油圧シリンダ30が
伸長し、これにより支持ロープ5の張力は増大し、これ
により(9)式が成立すると、比較手段48の出力が変わ
り、ソレノイド36aに流れる電流値は第1の設定手段50
による設定される値に戻る。このような動作により、支
持ロープ5の張力WRは、(8),(9)式が成立するよ
うに、すなわち目標ロープ張力WROを中心とする所定範
囲内におさまり、支持ロープ5の張力が一定化されるか
ら、転圧ローラ2による転圧圧力は全幅について均一化
される。
なお、上記実施例においては、ロープ引上げ側油圧回
路37の油圧設定のために1つの可変リリーフ弁36を用
い、ソレノイド36aに通電する電流値を変えることによ
り設定圧を変えるように構成したが、この代わりに2つ
のリリーフ弁を用いてそれぞれの設定圧を変え、実際の
ロープ張力の大きさに応じて切換弁により切換え使用す
る構成とすることができ、各リリーフ弁の設定圧はバネ
圧の調整により変えるようにしてもよい。また、ロープ
引下げ側油圧回路39の油圧設定もバネ圧の調整により行
なうこともできる。また、第1の設定手段50と第2の設
定手段51による油圧の変化は、上記のように段階的に行
なうのではなく、漸減、漸増させるようにしてもよい。
また、実測ロープ張力の目標ロープ張力との比較は、目
標ロープ張力に対する実測ロープ張力の割合の比較によ
り行なうようにしてもよい。また、上記実施例において
は、法面作業車が転圧ローラである場合について説明し
たが、法面作業車がアスファルトフィニッシャである場
合にも本発明を適用できるものである。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明の装置は、ロープ張力の実
測値と、目標ロープ張力値との比較結果から、ロープ張
力調整用油圧シリンダを伸縮させてロープ張力が所定範
囲内におさまるように構成したものであるから、ロープ
張力が一定化され、法面作業車が転圧ローラである場合
には、転圧ローラによる転圧圧力が全幅について均一化
され、平滑化された仕上面が得られる。従って、転圧不
良による作業のやりなおしが減少し、作業能率が上昇す
る。また、操作に熟練を要せず、さらにオペレータの疲
労も軽減されるという多大の利益を生む。また、本発明
の装置は、支持ロープ引下げの際、ロープ引上げ側回路
の油圧を減少させるのではなく、所定の圧力に保持した
ままにしておき、ロープ引下げ側回路に装置損失に相当
する油圧を加えてロープ引下げを行なうようにしたの
で、動作が安定化し、円滑なロープ張力制御が行なえ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるロープ張力調整装置の一実施例を
示す構成図、第2図は該実施例の制御盤の機能ブロック
図、第3図は該実施例についての原理説明図、第4図は
該実施例の制御盤の表面図、第5図は従来の作業装置の
一例を作業状態にて示す背面図、第6図は該装置の転圧
ローラの側面図、第7図は従来の作業装置の他の例を作
業状態にて示す背面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬戸 英次郎 埼玉県草加市弁天町宮沼216―3 日立 建機株式会社東京サービス工場内 (56)参考文献 特開 昭57−174503(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】法面に横方向に転動させる自走式法面作業
    車と、該法面作業車に伴走させながらウインチに巻取ら
    れる支持ロープを介して該法面作業車を支持する自走式
    サポート車とからなる法面作業装置において、前記支持
    ロープの張力調整用油圧シリンダと、前記法面作業車の
    傾斜角および重量から該法面作業車の目標ロープ張力を
    算出する演算手段と、実際のロープ張力を検出する荷重
    検出器と、前記目標ロープ張力と前記実際のロープ張力
    とを比較する比較手段と、該比較手段により得られるロ
    ープ張力差が所定値以内にある際に前記油圧シリンダの
    ロープ引上げ側油圧回路に前記目標ロープ張力に相当す
    る油圧を加える第1の油圧設定手段と、ロープ張力が所
    定値以上不足している際に前記油圧シリンダのロープ引
    上げ側油圧回路に前記第1の油圧設定手段による油圧よ
    り高い油圧を加えて支持ロープを引上げる第2の油圧設
    定手段と、ロープ張力が所定値以上過剰である際に前記
    油圧シリンダのロープ引下げ側油圧回路にロープ引上げ
    装置による損失に相当する油圧以上の油圧を加えて支持
    ロープを引下げる切換え弁および第3の油圧設定手段と
    からなることを特徴とする転圧ローラのロープ張力調整
    装置。
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