JP6124748B2

JP6124748B2 - 道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置

Info

Publication number: JP6124748B2
Application number: JP2013195700A
Authority: JP
Inventors: 渡邊　哲也; 哲也渡邊
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: JP2015059402A

Description

本発明は道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置に関するものであり、特に、エンジンの動力により駆動される油圧ポンプから吐出される作動油でアクチュエータの駆動と発電機を回転させる、道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置に関するものである。

従来、この種の道路舗装機械は、例えば特許文献１、特許文献２等で知られている。

また、車両用エンジンにより駆動される１つの油圧ポンプと、１つの油圧流量制御用の電磁比例弁を使用して、油圧ポンプから吐出される作動油を、例えば作業機であるコンベアやスクリュを駆動する油圧モータや、発電機を駆動する油圧モータにそれぞれ分配し、作業機の駆動と同時に発電機を駆動するようにした道路舗装機械も知られている。

図５は、車両用エンジンにより駆動される１つの油圧ポンプと、１つの油圧流量制御用の電磁比例弁を使用して、油圧ポンプから吐出される作動油を、作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータにそれぞれ分配し、作業機の駆動と同時に発電機を駆動する、従来装置における制御系統の回路ブロック図である。同図において、この制御系統の回路では、道路舗装機械全体を、決められた手順に従って制御するコントローラ１００を備えている。該コントローラ１００は、主としてマイクロコンピュータからなる。

エンジン１０１は、該エンジン１０１の前側にラジエター１１４と該エンジン１０１の動力で駆動するカップリングファン１１５を備え、出力軸(図示せず)には油圧ポンプ１０２が接続されている。その油圧ポンプ１０２の吐出ライン１０３は、電磁比例式の流量制御弁である電磁比例弁１０４を介して、スクリュ１０５を駆動するアクチュエータ用油圧モータ１０６に作動油を供給するための吐出ライン１０３ａと、コンベア１０７を駆動するアクチュエータ用油圧モータ１０８に作動油を供給するための吐出ライン１０３ｂと、発電機１０９を駆動する発電機用油圧モータ１１０に作動油を供給するための吐出ライン１０３ｃとに分岐されている。

また、発電機１０９には、電気加熱式スクリード装置１１１のスクリードプレート(図示せず)を加熱するための電気ヒータ１１２が接続されており、発電機１０９で生成された電力を電気ヒータ１１２に供給して、その電気ヒータ１１２でスクリードプレートを加熱できるようになっている。

前記電磁比例弁１０４は、コントローラ１００からの指令信号により制御されるものであり、コントローラ１００からの指令信号が出力されると、そのコントローラ１００の指令信号に対応した弁開度をもって開弁し、前記油圧ポンプ１０２からの作動油を各油圧モータ１０６，１０８，１１０側にそれぞれ流して、各油圧モータ１０６，１０８，１１０を回転させる。

したがって、この装置では、エンジン１０１により駆動される１つの油圧ポンプ１０２から作動油を、１つの油圧流量制御用の電磁比例弁１０４により作業機用の油圧モータ１０６、１０８と発電機用の油圧モータ１１０にそれぞれ分配し、作業機であるスクリュ１０５及びコンベア１０７の駆動と並行して、発電機１０９を駆動することができる。

図５に示すような道路舗装機械では、電磁比例弁１０４の性格上、作業機用の油圧モータ１０６，１０８と発電機用の油圧モータ１１０の作動圧力に差が生じると、差分が電磁比例弁１０４で作動油の熱に変わり、ラジエター１１４の水温及び作動油温度がオーバヒートしてしまう。

図６は、その作動油がオーバヒートする状態を示したものであり、（ａ）は作業機であるスクリュ１０５及びコンベア１０８の駆動と並行して、発電機１０９が安定した状態で駆動している施工時の状態であり、（ｂ）は施工前準備等で、スクリュ１０５及びコンベア１０７が空負荷でアイドリングに近い状態で駆動し、また発電機１０９も安定して駆動された駆動を示している。そして、図６の（ａ）及び（ｂ）中、符号Ａで示す部分領域は、スクリュ１０５用の油圧モータ１０６及びコンベア１０７用の油圧モータ１０８と発電機用の油圧モータ１１０との作動圧力差であり、作動油が熱に変わった量を示している。図中、符号Ａで示す作動油が熱に変わった量が増えると、作動油温度がオーバヒートを起こす虞がある。

特開平１０−２５２０１２号公報。特許第４７７４０９５号公報。

上述したように、一般に、エンジンの動力により駆動される１つの油圧ポンプから作動油を、１つの油圧流量制御用の電磁比例弁により、作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータにそれぞれ分配し、作業機であるスクリュ及びコンベアの駆動と並行して発電機を駆動する道路舗装機械では、電磁比例弁の性格上、作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータの作動圧力に差が生じると、差分が電磁比例弁で作動油の熱に変わり、作動油がオーバヒートしてしまう虞があった。

その問題を防ぐために、従来の道路舗装機械では、アイドリング状態で発電機を駆動している時には、コンベア及びスクリュが駆動しないように制御している。このため、一般に、電気加熱式のスクリード装置におけるスクリードプレートの加熱は、施工前準備で行われている。したがって、作業機への材料付着防止の散油のために、同時にコンベア及びスクリュを駆動して、それらコンベア及びスクリュに散油を均等に付着させることができないので、施工前準備時間が長いという問題があった。

また、電気加熱式スクリード装置の加熱は騒音や燃費の問題から、エンジンはアイドリング状態で行うことが望ましい。しかし、電気加熱式スクリード装置は、ガス加熱式スクリード装置と比較して、加熱に時間がかかり、かつ、発電機をエンジンの動力で駆動しているので加熱時の負荷がガス加熱式と比べて高くなり、エンジンがアイドリング状態では十分なラジエターのカップリングファン速度が得られず、ラジエターの水温がオーバヒートする危険性がある。

そこで、作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータを並行駆動しても、ラジエターの水温及び作動油温度のオーバヒートを防止することができる道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置を提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、路面に敷いたアスファルト合材を、電気ヒータで加熱されたスクリードプレートで敷き均すスクリード装置と、車両用エンジンの動力により駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される作動油で駆動される発電機用油圧モータ及び各種のアクチュエータを駆動するためのアクチュエータ用油圧モータと、該発電機用油圧モータの駆動力で回転し発電する発電機と、を備え、前記発電機で生成された電力を前記電気ヒータに供給する道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置において、前記エンジンを冷却するラジエターの水温を検出する水温センサと、前記作動油温度を検出する作動油センサと、前記水温センサと前記作動油センサで検出された信号に基づいて前記水温と作動油温度を監視し、施工前準備のときに前記水温または作動油温度がオーバヒートの一歩手前に設けた閾値まで上がった段階で前記各種のアクチュエータの出力を低減させてオーバヒートを防止するコントローラを設けた道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置を提供する。

この構成によれば、エンジンを冷却するラジエターの水温を検出する水温センサと、油圧ポンプから吐出される作動油温度を検出する作動油センサにより水温及び作動油温度を監視し、水温または作動油温度がオーバヒートの一歩手前となる閾値まで上がると、アクチュエータを止め、水温または作動油温度がオーバヒートするのを防止できる。これにより水温または作動油温度がオーバヒートの危険になる一歩手前まで、アクチュエータ用の油圧モータと発電機用の油圧モータを並行駆動させることができる。

本発明は、水温または作動油温度がオーバヒートするのを確実に防止することができる。また、水温または作動油温度がオーバヒートの危険になる一歩手前の段階まで、作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータを並行駆動させることができるので、準備時間の短縮が図れる。

本発明を適用したアスファルトフィニッシャの平面図。同上アスファルトフィニッシャの側面図。同上アスファルトフィニッシャにおける作業機と発電機を駆動する制御系統の回路ブロック図。同上アスファルトフィニッシャにおけるコントローラの一動作例を説明するフローチャート。従来技術としての、アスファルトフィニッシャにおける作業機と発電機を駆動する制御系統の回路ブロック図。従来技術としての、作業機と発電機を同時に駆動したときの問題点を説明する図。

本発明は作業機用の油圧モータと発電機用の油圧モータを並行駆動しても、ラジエターの水温及び作動油温度のオーバヒートを防止することができる道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置を提供するという目的を達成するために、路面に敷いたアスファルト合材を、電気ヒータで加熱されたスクリードプレートで敷き均すスクリード装置と、車両用エンジンの動力により駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプから吐出される作動油で駆動される発電機用油圧モータ及び各種のアクチュエータを駆動するためのアクチュエータ用油圧モータと、該発電機用油圧モータの駆動力で回転し発電する発電機と、を備え、前記発電機で生成された電力を前記電気ヒータに供給する道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置において、前記エンジンを冷却するラジエターの水温を検出する水温センサと、前記作動油温度を検出する作動油センサと、前記水温センサと前記作動油センサで検出された信号に基づいて前記水温と作動油温度を監視し、施工前準備のときに前記水温または作動油温度がオーバヒートの一歩手前に設けた閾値まで上がった段階で前記各種のアクチュエータの出力を低減させてオーバヒートを防止するコントローラを設ける、ことにより実現した。

以下、本発明の道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置について、好適な実施例をあげて詳細に説明する。

図１及び図２は本発明を適用した道路舗装機械としてのアスファルトフィニッシャを示し、図１はその平面図、図２はその側面図である。

同図において、アスファルトフィニッシャ１は、前輪２ａと後輪２ｂに支持された車体３と、該車体３のパワーユニット４内に搭載されているエンジン５（図１参照）の動力で走行する自走式の車両(走行車両)６と、該車両６の前部に設けられたアスファルト合材を収容するためのホッパ装置７と、前記車両６の後部に車体３の幅方向(図１で上下方向、図２で紙面に垂直な方向)に向けて支持されているスクリュ(送出装置)８と、前記ホッパ装置７の底部とスクリュ８との間において前記車体３にその前後方向(図１、図２で左右方向)に沿って設けられているコンベア(フィーダ装置)９と、前端を車両６の前後方向における中央の両側部に回動自在に支持され、後端部をシリンダ１０で車体３に上下動可能に支持されているレベリングアーム１１と、該レベリングアーム１１の後端に支持され、かつ、シリンダ(図示せず)で上下に回動可能となっている車両６の幅方向に伸縮自在のスクリード装置１２と、操縦装置１４を有する運転席１５とを備えている。なお、このアスファルトフィニッシャ１の構成は、従来のアスファルトフィニッシャの構成と基本的に同一になっている。

図３は図１及び図２に示したアスファルトフィニッシャ１に搭載された発電機制御装置を構成しているパワー系統の回路図である。同図において、この制御系では、道路舗装機械であるアスファルトフィニッシャ１の全体を、決められた手順に従って制御するためのコントローラ２０を備えている。該コントローラ２０は、主としてマイクロコンピュータからなる。

前記エンジン５は、該エンジン５の前側にラジエター２９と該エンジン５の動力で駆動するカップリングファン３０を備え、出力軸(図示せず)には油圧ポンプ２１が接続されている。その油圧ポンプ２１の吐出ライン２２は、電磁比例式の流量制御弁である電磁比例弁２３を介して、スクリュ８を駆動するアクチュエータ用油圧モータ２４に作動油を供給するための吐出ライン２２ａと、コンベア９を駆動するアクチュエータ用油圧モータ２５に作動油を供給するための吐出ライン２２ｂと、発電機２６を駆動する発電機用油圧モータ２７に作動油を供給するための吐出ライン２２ｃとに分岐されている。

また、発電機２６には、スクリード装置１２のスクリードプレート(図示せず)を加熱するための電気ヒータ２８が接続されており、その発電機２６で生成された電力を電気ヒータ２８に供給して、その電気ヒータ２８でスクリードプレートを加熱できるようになっている。

前記電磁比例弁２３は、コントローラ２０からの指令信号により制御されるものであり、コントローラ２０からの指令信号が出力されると、そのコントローラ２０の指令信号に対応した弁開度をもって開弁し、前記油圧ポンプ２１からの作動油を各油圧モータ２４，２５，２７側にそれぞれ流して、各油圧モータ２４，２５，２７を回転させる。

また、前記エンジン５には、ラジエー２９タの水温を検出するための水温センサ３１が設けられ、吐出ライン２２には作動油の温度を検出するための作動油センサ３２が設けられている。その水温センサ３１及び作動油センサ３２の各情報はコントローラ２０に常時入力される。

図４は、図３に示すアスファルトフィニッシャ１における駆動制御系統におけるコントローラ２０の一動作例を示すフローチャートである。コントローラ２０の一動作例を図４に示すフローチャートに従って説明する。

アスファルトフィニッシャ１が駆動されているとき、コントローラ２０には水温センサ３１と作動油センサ３２から水温と作動油温度の信号が入力される（ステップＳ１）。そして、コントローラ２０は、水温及び作動油温度が予め設定された閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。

ここで、水温または作動油温度が、オーバヒートの危険性がある一歩手前に設けた閾値温度よりも所定温度低い場合、コントローラ２０は電磁比例弁２３を介して油圧ポンプ２１で生成された圧油（作動油）を油圧モータ２４，２５，２７側にそれぞれ流して各油圧モータ２４，２５，２７を回転させ、作業機（スクリュ８、コンベア９）と発電機２６が並行して駆動するのを可能にする。これにより、オペレータが作業機（スクリュ８、コンベア９）を操作すると、作業機（スクリュ８、コンベア９）と発電機２６を並行して駆動させることができる（ステップＳ３）。

一方、水温または作動油温度が、閾値温度に近い場合、コントローラ２０は電磁比例弁２３を介して油圧ポンプ２１で生成された圧油（作動油）を発電用油圧モータ２７側にだけ流し、発電機２６だけを駆動させ、作業機（スクリュ８、コンベア９）の駆動は停止させる（ステップＳ４）。これにより、作業機用の油圧モータ２４、２５と発電機用の油圧モータ２７の作動圧力に差が生じるのを無くし、水温または作動油温度がオーバヒートするのを防止する。

また、作業機（スクリュ８、コンベア９）が停止し、発電機２６だけが駆動された状態が続き、水温または作動油温度が閾値温度よりも所定温度低くなると（ステップＳ５）、ステップＳ５からステップＳ３に移行し、作業機（スクリュ８、コンベア９）と発電機２６を並行して駆動させる。以後、コントローラ２０は、この動作を繰り返す。

したがって、本実施例によるアスファルトフィニッシャ１によれば、エンジン５を冷却するラジエター２９の水温を検出する水温センサ３１と、油圧ポンプ２１から吐出される作動油温度を検出する作動油センサ３２により水温及び作動油温度を監視し、水温または作動油温度がオーバヒートの一歩手前となる閾値まで上がると、アクチュエータである作業機（スクリュ８、コンベア９等）の駆動を止め、水温または作動油温度がオーバヒートするのを防止するようにすることにより、水温または作動油温度がオーバヒートの危険になる一歩手前まで、作業機（スクリュ８、コンベア９等）用の油圧モータ２４、２５と発電機用の油圧モータ２７を並行駆動させることができるので、準備時間等の短縮が図れる。

なお、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

以上説明したように、本発明は道路舗装機械の発電制御装置以外に、例えば乳剤散布機能付アスファルトフィニッシャの発電制御装置や、建設機械である油圧ショベル等の発電制御装置にも応用できる。

１アスファルトフィニッシャ（道路舗装機械）
５エンジン
６車両
７ホッパ装置
８スクリュ
９コンベア
１２スクリード装置
２０コントローラ
２１油圧ポンプ
２２吐出ライン
２２ａ〜２２ｃ吐出ライン
２３電磁比例弁
２４アクチュエータ用油圧モータ
２５アクチュエータ用油圧モータ
２６発電機
２７発電機用油圧モータ
２８電気ヒータ
２９ラジエター
３０カップリングファン
３１水温センサ
３２作動油センサ

Claims

路面に敷いたアスファルト合材を、電気ヒータで加熱されたスクリードプレートで敷き均すスクリード装置と、
車両用エンジンの動力により駆動される油圧ポンプと、
該油圧ポンプから吐出される作動油で駆動される発電機用油圧モータ及び各種のアクチュエータを駆動するためのアクチュエータ用油圧モータと、
該発電機用油圧モータの駆動力で回転し発電する発電機と、を備え、
前記発電機で生成された電力を前記電気ヒータに供給する道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置において、
前記エンジンを冷却するラジエターの水温を検出する水温センサと、
前記作動油温度を検出する作動油センサと、
前記水温センサと前記作動油センサで検出された信号に基づいて前記水温と作動油温度を監視し、施工前準備のときに前記水温または作動油温度がオーバヒートの一歩手前に設けた閾値まで上がった段階で前記各種のアクチュエータの出力を低減させてオーバヒートを防止するコントローラを設けたことを特徴とする道路舗装機械におけるオーバヒート防止装置。