JP4912764B2 - カッタービット折損検知装置および路面切削機制御装置ならびにこれらを備えた路面切削車両 - Google Patents
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Description
このアスファルト舗装の修繕は、ロードカッターと称される専用の路面切削車両によって、例えば図6に示すように古いアスファルトの表層部分を遮水層と共に切削除去した後、その切削面上に新しいアスファルトで再舗装する方法(いわゆる切削オーバーレイ)が一般的に多く採用されている。
この路面切削車両は、自ら路上を走行しながら路面表層を切削削除するものであり、例えば、図5に示すように前輪1が左右に各々1輪、後輪2が左右に各々2輪を有する車体3の下側に路面切削機(カッター部)4を昇降自在に取り付け、この路面切削機4によってアスファルト舗装路面を削り取ると共に、削り取った切削廃材を車体3前方に延びる搬送コンベア5によって所定の場所に搬送するようになっている。
また、以下の特許文献2〜4などに示すような路面切削自動制御装置を備え、この路面切削自動制御装置によって予め切削深さ、切削範囲、横断勾配などを設定すれば、所望する内容の切削作業を自動的に行うことを可能とした路面切削車両も用いられている。
そして、このようなカッタービット7の折損トラブルが起こると、路面切削の仕上がり状態を悪化させて切削品質が著しく低下するといった不都合を招く。
また、一部のカッタービット7の折損トラブルを放置したまま作業を続けると他のカッタービット7へ負担が集中してその折損トラブルが拡大してしまう結果となる。
そのため、このようなカッタービットの折損トラブルが起こった場合には、それを早急に検知して直ちに折損したカッタービットを交換するなどの対応を行わなければならないが、実際には、図7に示したように切削路面に線状または間欠状に切削路面の削り残しが発見されるまでわからないケースが多い。
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、路面切削機のカッタービットの折損を迅速かつ正確に検知することができる新規なカッタービット折損検知装置および切削機制御装置ならびにこれらを備えた路面切削車両を提供するものである。
そのため、この切削振動や切削騒音の変化についてオペレータなどが常に注意していれば、カッタービットの折損をより早急に検知することが可能となる。
しかしながら、この切削振動の変化に基づくカッタービットの折損の有無を正確かつ迅速に判断するには、通常、多くの作業経験を要し、一部の熟練したオペレータでなければわからないのが現状である。
多数のカッタービットを備えた路面切削機のカッタービットの折損を検知するための装置であって、前記路面切削機が路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、当該カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項1に記載のカッタービット折損検知装置において、前記周波数特性登録手段は、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性のうち、任意の周波数特性を選択して登録する周波数特性登録スイッチを有することを特徴とするものである。
また、請求項3の路面切削機制御装置は、
路面を切削する路面切削機を制御する装置であって、
当該路面切削機を昇降する昇降手段と、前記請求項1または2に記載のカッタービット折損検知装置のカッタービット折損判定手段による判定結果に基づいて前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を有することを特徴とするものである。
自走可能な車体に、
多数のカッタービットを備えた路面切削機と、前記路面切削機が路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、当該カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とするものである。
自走可能な車体に、
多数のカッタービットを備えた路面切削機と、当該路面切削機を昇降する昇降手段と、当該路面切削機が前記路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、当該カッタービット折損判定手段による判定結果に基づいて前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
請求項5に記載の路面切削車両において、前記カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
また、請求項7の路面切削車両は、
請求項4〜6のいずれか1項に記載の路面切削車両において、前記周波数特性登録手段は、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性のうち、任意の周波数特性を選択して登録する周波数特性登録スイッチを有することを特徴とするものである。
これによって、未熟なオペレータであってもその路面切削機のカッタービットの折損を迅速かつ正確に検知できるため、その後のカッタービット折損トラブルに対して迅速に対応することができる。
また、請求項3の路面切削機制御装置によれば、昇降制御手段が前記カッタービット折損検知装置のカッタービット折損判定手段による判定結果に基づいて、前記路面切削機を昇降する昇降手段を制御することになる。
これによって、カッタービット折損トラブルが発生した際の路面切削機の制御を最適に実施することができる。例えば、カッタービット折損トラブルが検知されたならば、昇降制御手段が昇降手段を制御して路面切削機をゆっくり上昇させてその切削面がスロープ状になるように切削しながら停止するようにすれば、その切削面に急停止した場合のような急激な段差などが発生を回避することができる。
また、請求項5に記載の路面切削車両は、すなわち自走可能な車体に、路面を切削する路面切削機と、請求項1または2のカッタービット折損検知装置と請求項3の切削機制御装置を備えたため、請求項3と同様にカッタービット折損トラブルが発生した際の路面切削機の制御を最適に実施することができる。
また、請求項7に記載の路面切削車両によれば、請求項2と同様に特殊な周波数特性を有するカッタービット不具合に対してもそれを確実に判断できるため、最適な対応を迅速に採ることができる。
図1および図2は、本発明に係る路面切削車両(ロードカッター)100の実施の一形態を示したものである。なお、特に図示および以下に説明のない部分は、図5などに示したような従来の路面切削車両と同様な構成となっている。
図示するようにこの路面切削車両(ロードカッター)100は、例えば、コンクリート製の路盤上に遮水層を介してアスファルト舗装からなる表層を形成した路面を切削するための路面切削機4と、この路面切削機4の切削振動を検知する振動センサSと、この振動センサSからの入力信号を処理する信号処理部20と、この信号処理部20の処理結果に応じて所定の警報を行う警報器30と、同じくこの信号処理部20の処理結果に応じてこの路面切削機4の切削深さなどを調整する切削機制御部40と、この切削機制御部40によって制御されるアクチュエータ50とから主に構成されている。
この信号処理部20は、図2に示すように信号増幅器22と、周波数分析器24と、周波数特性登録器26と、周波数特性比較器28とから主に構成されており、振動センサSで検出された振動加速度信号を入力し、その入力信号に基づいてその路面切削機4のカッタービット7に折損などのトラブル(異常)が発生したか否かを迅速に判断するようになっている。
そして、この周波数分析器24は、この信号増幅器22で増幅された入力波形を構成している信号に含まれている成分を周波数別の大きさとして調べた後、その処理結果を周波数特性登録器26および周波数特性比較器28に入力するようになっている。
また、この周波数特性登録器26には、周波数特性登録スイッチ60が設けられており、オペレータなどの操作などによって前記周波数分析器24で得られた所定の周波数特性を任意に登録(記録)できるようになっている。
また、警報器30は、例えばブザーやランプ、メータ、ディスプレイなどから構成されており、周波数特性比較器28による判断結果を音声や光などによって常時または随時オペレータに報知するようになっている。
このアクチュエータ50としては、油圧ポンプから圧油を供給されて駆動される油圧シリンダ9等により構成される。
なお、この切削機制御部40は、オペレータによる手動によって切削深さを制御する場合は、この切削機制御部40へスイッチにより指示がいき、制御される。
図示するようにこの信号処理部20は、先ず最初のステップS100において振動センサSで検知された振動加速度を信号増幅器22に連続して入力し、入力された振動加速度信号を所定時間単位に区切って増幅処理する。なお、この振動センサSから入力される信号が十分に大きな値であれば、この信号増幅器22による信号の増幅処理は省略することも可能である。
図4(1)は、このようにして得られた周波数特性(周波数スペクトル)のうち、カッタービット7が折損していない正常な状態での切削振動周波数特性の一例を示したものであり、正常な状態の切削振動周波数特性を示す基本波成分aのみが安定して発生している点が典型的な特徴である。
その後、このようにして実測値に基づく周波数特性(測定周波数特性)が得られたならば次のステップS104に移行し、周波数特性比較器28によってこの測定周波数特性と、前述した周波数特性登録器26から呼び出してきた登録周波数特性とを比較し、次の判断ステップS106においてそれらの特性が一致するか否かを判断する。
この判断処理の結果、特性が一致していないと判断したとき(No)、路面切削機4にカッタービット折損7が発生していないとみなして、そのまま処理を終了することになるが、特性が一致していると判断したとき(Yes)は、路面切削機4にカッタービット折損7が発生したとみなして、次のステップS108に移行して警報器30および切削機制御部40に対してその旨の信号を出力して最初のステップS100に戻り、同様の処理を繰り返すことになる。
また、前述したように、路面の状況やカッタービット7の種類、切削速度などによってはその固有の切削振動周波数特性が図4に示したような典型例とは大きく異なるため、このような場合はオペレータが周波数特性登録スイッチ60を操作して新たな周波数特性データとして周波数特性登録器26に登録しておけば、そのデータベースが充実し、信頼性の高い判断を行うことが可能となる。
なお、本発明は主にカッタービットの折損によって変化する切削振動を分析することによってそのカッタービットの折損の有無を検知するようにしたものであるが、このような切削振動の変化は他の切削トラブル、例えば道路の縁石やマンホール、埋設物などを誤って切削した場合でも発生し得ることから、これらの切削トラブルについても同様に迅速に検知可能であることは勿論である。
そして、この請求項1および2に記載した「振動加速度検知手段」、「周波数特性分析手段」、「周波数特性登録手段」、「カッタービット折損検知判定手段」、「報知手段」、「周波数特性登録スイッチ」は、それぞれ本実施の形態に係る「振動センサS」、「周波数分析器24」、「周波数特性登録器26」、「周波数特性比較器28」、「警報器30」、「周波数特性登録スイッチ60」に対応するものである。
そして、この請求項3に記載した「昇降手段」および「昇降制御手段」はそれぞれ本実施の形態に係る「アクチュエータ50」および「切削機制御部40」に対応するものである。
また、前記課題を解決するための手段の欄に記載した請求項4〜7の発明である「路面切削車両」は、本実施の形態に係る「路面切削車両100」に対応するものである。
4…路面切削機
7…カッタービット
20…信号処理部
22…信号増幅器
24…周波数分析器(周波数特性分析手段)
26…周波数特性登録器(周波数特性登録手段)
28…周波数特性比較器(カッタービット折損検知判定手段)
30…警報器(報知手段)
40…切削機制御部(昇降制御手段)
50…アクチュエータ(昇降手段)
60…周波数特性登録スイッチ
S…振動センサ(振動検知手段)
S1…カッタービット折損検知装置
S2…路面切削機制御装置
Claims (7)
- 多数のカッタービットを備えた路面切削機のカッタービットの折損を検知するための装置であって、
前記路面切削機が路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、
当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、
予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、
前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、
当該カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とするカッタービット折損検知装置。 - 請求項1に記載のカッタービット折損検知装置において、
前記周波数特性登録手段は、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性のうち、任意の周波数特性を選択して登録する周波数特性登録スイッチを有することを特徴とするカッタービット折損検知装置。 - 路面を切削する路面切削機を制御する装置であって、
当該路面切削機を昇降する昇降手段と、
前記請求項1または2に記載のカッタービット折損検知装置のカッタービット折損判定手段による判定結果に基づいて前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を有することを特徴とする路面切削機制御装置。 - 自走可能な車体に、
多数のカッタービットを備えた路面切削機と、
前記路面切削機が路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、
当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、
予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、
前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、
当該カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段と、を備えたことを特徴とする路面切削車両。 - 自走可能な車体に、
多数のカッタービットを備えた路面切削機と、
当該路面切削機を昇降する昇降手段と、
当該路面切削機が前記路面を切削するときに発生する振動加速度を検知する振動加速度検知手段と、
当該振動加速度検知手段で検知される振動加速度を連続的にあるいは随時取得してその振動周波数の特性を分析する周波数特性分析手段と、
予め前記路面切削機による路面の切削振動周波数特性を登録した周波数特性登録手段と、
前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性と当該周波数特性登録手段に登録された周波数特性とを比較し、その比較結果に基づいて前記路面切削機のカッタービットに折損を生じたか否かを判定するカッタービット折損判定手段と、
当該カッタービット折損判定手段による判定結果に基づいて前記昇降手段を制御する昇降制御手段と、を備えたことを特徴とする路面切削車両。 - 請求項5に記載の路面切削車両において、
前記カッタービット折損判定手段による判定結果を報知する報知手段をさらに備えたことを特徴とする路面切削車両。 - 請求項4〜6のいずれか1項に記載の路面切削車両において、
前記周波数特性登録手段は、前記周波数特性分析手段で分析された周波数特性のうち、任意の周波数特性を選択して登録する周波数特性登録スイッチを有することを特徴とする路面切削車両。
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