JPH0633418A - コンクリートカッターの制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カッターによる切断作業中に、硬いコンクリ
ートや厚みの厚い部分に至ると、カッターの回転数が低
下するのであり、そのままの車速で切断作業を続ける
と、カッターが曲がったり、異常摩耗したりするのであ
る。この場合に、カッターの回転数やエンジンの負荷を
検出し、自動的にエンジンの制御を可能としたものであ
る。また従来のコンクリートカッターにおいては、切断
基準線に沿って切断する制御も、オペレーターが勘に頼
りながら、機体を左右に微妙に操向操作して切断基準線
に沿わせていたのである。本発明では、このような切断
基準線に沿う制御をセンサーを設けて自動的に操向制御
すべく構成したものである。 【構成】 カッター１又はカッター１の駆動系統に回転
数検出手段を設け、該カッター１の回転数が設定された
回転数となるように、車速を制御すべく構成した。ま
た、切断するコンクリート面に切断基準線を設け、該切
断基準線をセンサーにより検出し、該切断基準線を走行
基準としてコンクリートカッターを走行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は道路の表面に舗装された
コンクリートやアスファルト等を切断するコンクリート
カッターの負荷制御及び操向制御の機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からコンクリートカッターに関する
技術は公知とされているのである。例えば、実開昭５０
−１１９２３０号公報や、実開昭５１−４８３２４号公
報や、実開昭６３−１２６４０７号公報に記載の技術の
如くである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の技術にお
いては、カッターによる切断作業中に、硬いコンクリー
トや厚みの厚い部分に至ると、カッターの回転数が低下
するのであり、そのままの車速で切断作業を続けると、
カッターが曲がったり、異常摩耗したりするのである。
このような場合には、オペレーターが切断音を注意して
聴き、車速を落としたり、エンジンの回転数を上げたり
という制御を人為的に行っていたのである。本発明はこ
のような、従来の勘に頼る運転が必要の無いように、カ
ッターの回転数やエンジンの負荷を検出し、自動的にエ
ンジンの制御を可能としたものである。また従来のコン
クリートカッターにおいては、切断基準線に沿って切断
する制御も、オペレーターが勘に頼りながら、機体を左
右に微妙に操向操作して切断基準線に沿わせていたので
ある。本発明においては、このような切断基準線に沿う
制御を切断基準線検出センサを設けて自動的に操向制御
すべく構成したものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。即ち、カッター１又はカッター１の
駆動系統に回転数検出手段を設け、該カッター１の回転
数が設定された回転数となるように、車速を制御すべく
構成したものである。

【０００５】また、コンクリートカッターを駆動するエ
ンジンＥに、エンジン回転数設定手段・エンジン回転数
検出手段・エンジン負荷検出手段と、前記各手段からの
信号を演算する電子ガバナー機構を具備させたものであ
る。

【０００６】また、切断するコンクリート面に切断基準
線を設け、該切断基準線をセンサーにより検出し、該切
断基準線を走行基準としてコンクリートカッターを走行
させるものである。

【０００７】また、切断基準線がコンクリートカッター
の旋回可能な半径以下の場合には、走行を停止又は最小
旋回半径で走行するものである。

【０００８】また、カッター１又はカッター１の駆動系
統にトルク検出手段を設け、該トルク検出手段により検
出したトルクが設定されたトルクと一致するように車速
を制御すべく構成したものである。

【０００９】また、カッター１又はカッター１の駆動系
統に、回転数検出手段及びトルク検出手段を設け、該検
出回転数又は検出トルクまたはその両方を予め設定され
た値となるように、車速を制御するものである。

【００１０】

【作用】次に作用を説明する。本発明のコンクリートカ
ッターは、操向輪１２・１２により走行しながら、カッ
ター１によりコンクリートやアスファルトを切断するの
である。しかしコンクリートやアスファルトの内部に
は、時折り鉄筋やガス管や電気配線管等が埋設されてい
る場合があり、これにカッター１が至ると、トルクが異
常に高くなり、回転数が低下したり、一気にカッター１
が割れたり、欠損したりするのである。本発明において
は、このような場合に、車速を遅くしたり、機体を停止
したりするのである。またコンクリートの面に切断基準
線Ａをまず引いて、この切断基準線Ａを切断基準線検出
センサ１１により検出し、この切断基準線Ａに沿って、
自動的に走行するのである。

【００１１】

【実施例】次に実施例を説明する。図１はコンクリート
カッターの全体側面図、図２はコンクリートカッターの
平面図、図３は本発明のコンクリートカッターの制御機
構の制御ブロック線図、図４はカッター回転数センサ２
８により車速を制御する制御のフローチャート図面、図
５はエンジンＥに付設した電子ガバナー機構による制御
のフローチャート図面、図６は、地表面に描いた切断基
準線Ａに沿って、自動的に操向制御しながら切断する機
構でセンサーが１個の場合のフローチャート図面、図７
は同じくセンサーが３個の場合のフローチャート図面、
図８は大きいズレと、小さいズレで別の操向装置を制御
する場合のフローチャート図面、図９は切断基準線検出
センサ１１により検出した切断基準線Ａが円弧を描いて
いる場合に、この円弧がカッター１の可能撓み円弧を超
えている場合に、機体の走行を停止するフローチャート
図面、図１０は円弧がカッター１の可能撓み円弧を超え
ている場合に、機体を前後進行しながら、切断基準線Ａ
の円弧に沿って切断する制御のフローチャート図面、図
１１はトルク検出センサ７によりカッター１のトルクを
検出し、車速制御を行うフローチャート図面、図１２は
トルク検出センサ７とカッター回転数センサ２８との両
方を重複制御するフローチャート図面、図１３はトルク
検出センサ７により検出した負荷トルクが一定値以上の
場合にはカッター１の駆動を停止する制御のフローチャ
ート図面、図１４は、電子ガバナー機構を具備したエン
ジンＥによりカッター１を駆動している場合に、負荷が
軽くなりエンジンＥの回転数がカッター１の設定回転数
よりも高い回転数となるように支持されるような場合に
は、設定回転数以上の回転数は必要ないので、該設定回
転数の高い位置で定回転数となるように制御するフロー
チャート図面である。

【００１２】メインフレーム２の上にエンジンＥとラジ
エータ１４と燃料タンク１５を配置しており、該燃料タ
ンク１５の後部に操向ハンドル１３を配置している。ま
た操向ハンドル１３の下方に簡易乗車台３０を配置し、
簡易乗車台３０の側方に切断操向ハンドル４と直進制御
輪５が配置されている。該切断操向ハンドル４は切断基
準線に沿ってオペレーターが微調節する場合に操作する
ハンドルである。直進制御輪５は大径遊転輪５ａと小径
遊転輪５ｂにより構成されており、小径遊転輪５ｂが地
面に接地遊転し、大径遊転輪５ａは切断溝の内部に嵌入
し遊転する。該直進制御輪５の位置を調整するバランス
シリンダ２１が設けられており、先端に切断基準線を検
出する切断基準線検出センサ１１が設けられている。

【００１３】メインフレーム２に枢支部３を設け、該枢
支部３にリフトアーム９の後端を枢支している。該リフ
トアーム９の先端にカッター駆動ミッション１０を固設
し、該カッター駆動ミッション１０から突出したカッタ
ー軸にカッター１が固設されている。該カッター１の周
囲を半円状のカッターカバー１６により被覆している。
該カッター１を駆動するのは、油圧モータ２０であり、
該油圧モータ２０の回転数がカッター駆動ミッション１
０に入力されている。該油圧モータ２０に圧油を供給す
る油圧ポンプ１８が、エンジンＥの前部に突出したクラ
ンクシャフトに固定されている。該油圧ポンプ１８の部
分に変速レバーが設けられており、油圧モータ２０の回
転数を変速することが出来る。

【００１４】機体の走行は、エンジンＥからの動力によ
り、駆動輪８・８を駆動しており、操向輪１２・１２は
操向ハンドル１３による操向輪を構成している。該操向
輪１２・１２と駆動輪８・８の間に、４輪の横移動輪１
７が設られており、１本の切断基準線に沿って切断後
に、次の直線へ移動する場合に、横走行輪突出シリンダ
により、横移動輪１７を突出し、駆動輪８・８と操向輪
１２・１２を浮かした状態で機体を左右へ移動すること
ができる。本発明においては、カッター１の回転数とト
ルクを検出するセンサーを設け、エンジンＥの回転や車
速を変更し、また切断基準線検出センサ１１により切断
基準線の位置を検出し、機体が該切断基準線Ａから外れ
た場合に修正すべく構成している。

【００１５】図３は本発明のコンクリートカッターの制
御機構の制御ブロック線図である。コントローラＣにト
ルク検出センサ７と、カッター回転数センサ２８、車速
検出センサ１９と、操舵角検出センサ２２と、切断基準
線検出センサ１１からの信号が入力される。また、オペ
レーターが設定するトルク設定器２３と、回転数設定器
２４からの設定信号も入力される。これらの信号をコン
トローラＣにより演算し、切断ＨＳＴ式変速装置を構成
する油圧ポンプ１８と油圧モータ２０、及び走行ＨＳＴ
式変速装置２５、及び操舵用制御モータ２７等に出力信
号を送信する。

【００１６】図４はカッター回転数センサ２８により車
速を制御する制御フローチャート図面、図５はエンジン
Ｅに付設した電子ガバナー機構による制御のフローチャ
ート図面である。図４におけるカッター回転数センサ２
８による車速の制御においては、まずオペレーターが所
定のカッター１の回転数を回転数設定器２４により設定
する。該回転数設定器２４の設定回転数を読み込み、カ
ッター回転数センサ２８が検出する現在のカッター１の
回転数と比較する。そしてカッター１の回転数が所定の
回転数よりも高過ぎたり、低過ぎたりすると車速を高低
に変速するのである。車速の変速は、走行ＨＳＴ式変速
装置２５により無段変速を行うのである。

【００１７】また、図５の制御においては、エンジンＥ
に電子ガバナー機構が付設されており、該電子ガバナー
機構には、エンジン回転数検出手段と、エンジン負荷検
出手段と、エンジン回転数設定手段等か付設されている
ので、これらからの信号を演算し、ガバナー機構を操作
し、負荷が大となって回転が低下すると、スロットルを
開いて、回転数を上昇方向に操作し、実質の回転数が変
化しないように制御するのである。逆に、負荷が少なく
なり、回転数が上昇するとスロットルを閉じて、回転数
が所定の回転数となるように自動制御が行われるのであ
る。自動の場合には、上記の如く電子ガバナー機構によ
り自動制御が行われるが、手動の場合には、エンジン回
転数設定手段で設定した位置を読み込み、該回転数とな
るようにドループ制御が行われるのである。

【００１８】図６は、地表面に描いた切断基準線Ａにそ
って、自動的に操向制御しながら切断する機構でセンサ
ーが１個の場合のフローチャート図面、図７は同じくセ
ンサーが３個の場合のフローチャート図面である。図６
の実施例においては、切断基準線検出センサ１１を構成
する光電センサが１個であり、該光電センサーをパルス
モータで駆動し、該パルスモータに取りつけたポテンシ
ョメータにより、光電センサの位置を得るのである。即
ち、アスファルト又はコンクリートに黒のペイント等で
切断基準線Ａを描く。そして光電センサをパルスモータ
で予め設定された角度だけ左右に振るのである。この時
に黒の切断基準線Ａの幅を検出した場合には、その幅だ
け回りより低いレベルの検出信号が得られるのである。
そして光電センサが切断基準線Ａを外れると出力が変化
するので、これにより切断基準線Ａの幅を検出し、この
中央位置に常時切断基準線検出センサ１１が位置するよ
うに、図３の操舵用制御モータ２７を制御して、操向輪
１２・１２を微調整するのである。

【００１９】図７においては、切断基準線検出センサ１
１を構成する光電センサを３個設け、それぞれの光電セ
ンサの出力を読み取り、機体と切断基準線Ａとのズレの
位置を検出し、常時切断基準線検出センサ１１が切断基
準線Ａの中央位置に来るように操舵用制御モータ２７を
操作して、操向輪１２・１２を微調整するのである。即
ち、各光電センサは本機の前方に３個並列に配置し固定
する。中央の光電センサＢが切断基準線を追う。他の外
側の光電センサＡ・Ｃは、中央の光電センサとの比較用
に用いる。言い換えれば、Ａ−ＢとＣ−Ｂとの差が等し
くなるように、機体を操向制御するのである。該操舵用
制御モータ２７の代わりに、図１と図２に示す、直進制
御輪５とバランスシリンダ２１を制御して操作すること
も出来るのである。この場合には、油圧シリンダにより
構成したバランスシリンダ２１を伸縮して、直進制御輪
５とメインフレーム２との関係位置を微調整することに
より、操向を行うのである。

【００２０】図８は大きいズレと、小さいズレで別の操
向装置を制御する場合のフローチャート図面である。切
断基準線検出センサ１１が検出した切断基準線Ａとのズ
レが小さい場合には、直進制御輪５とバランスシリンダ
２１等により微調整を行い、ズレが大きい場合には、直
進制御輪５とバランスシリンダ２１では対処が不可能で
あるので、操舵用制御モータ２７と操向輪１２・１２に
より操向制御を行うのである。直進制御輪５とバランス
シリンダ２１による制御の限界を超えるズレの場合に
は、操舵用制御モータ２７と操向輪１２・１２により制
御と分担して制御することも出来るのである。

【００２１】図９は切断基準線検出センサ１１による検
出した切断基準線Ａが円弧を描いている場合に、この円
弧がカッター１の可能撓み円弧を超えている場合に、機
体の走行を停止するフローチャート図面、図１０は円弧
がカッター１の可能撓み円弧を超えている場合に、機体
を前後進行しながら、切断基準線Ａの円弧に沿って切断
する制御のフローチャート図面である。このように切断
基準線Ａが円弧を描いている場合には、カッター１を撓
ませて円弧として切断するにも限度があり、ある程度以
上の円弧にカッター１を曲げると、カッター１が破断さ
れるのである。故に、このような場合には、機体の走行
を停止し、警報を発するか、または図１０の如く、走行
変速を前進・耕深とシーケンス制御で入れ替えて、前後
進行を繰り返しながら、徐々に円弧に沿った切断を行う
ように制御したのである。

【００２２】図１１はトルク検出センサ７によりカッタ
ー１のトルクを検出し、車速制御を行うフローチャート
図面、図１２はトルク検出センサ７とカッター回転数セ
ンサ２８との両方を重複制御するフローチャート図面で
ある。カッター１は円板状であり、負荷が或る程度以上
となると、破断したり、欠けたり、または異常摩耗を発
生し、高価であるにも関わらず、直ちに交換する必要が
発生するのである。このようなカッター１がすぐに駄目
になるのを防ぐべく、トルク検出センサ７によりカッタ
ー１に掛かる負荷トルクを検出して、車速を高低に制御
するのである。また、該トルク検出センサ７による制御
と、カッター回転数センサ２８による制御を重複して制
御することにより、更に正確な制御が出来るのである。
トルク検出センサ７は、カッター１を駆動する油圧モー
タ２０に圧力センサとして設けても良いものである。ま
た車速の制御は走行ＨＳＴ式変速装置２５により行うの
である。

【００２３】図１３はトルク検出センサ７により検出し
た負荷トルクが一定値以上の場合にはカッター１の駆動
を停止する制御のフローチャート図面である。本制御
は、トルク検出センサ７による車速の変速制御に付加し
て設けられるものであり、コンクリート内に鉄筋があ
り、これにカッター１が掛かった場合や、ガス管や電気
配線管にカッター１が掛かった場合に、一気に異常トル
クが発生するので、このような場合には、速度を低下さ
せるだけでは不十分であり、カッター１の破損や欠損を
発生するので、ただちに機体を停止するのである。

【００２４】図１４は、電子ガバナー機構を具備したエ
ンジンＥによりカッター１を駆動している場合に、負荷
が軽くなりエンジンＥの回転数がカッター１の設定回転
数よりも高い回転数となるように支持されるような場合
には、設定回転数以上の回転数は必要ないので、該設定
回転数の高い位置で定回転数となるように制御するフロ
ーチャート図面である。負荷が軽くなった場合に電子ガ
バナー機構により、エンジンＥの回転数が必要以上に高
くなるように制御するのを抑制するものである。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。即ち、請求項１の如く構
成したので、コンクリートの厚みが厚くなった場所に至
った時に、無理に同一の速度で進行することなく、カッ
ター１の回転数が常時、切断に必要な回転数となるよう
に車速を低下させるので、カッター１の破損や欠損を回
避することが出来るのである。

【００２６】また請求項２の如く構成したので、カッタ
ー１に負荷が掛かった場合には、これをエンジンＥに具
備した電子ガバナー機構が検出し、負荷に対応してエン
ジンＥのスロットルを開閉するので、カッター１の回転
数は負荷に関わらず常時一定の回転数で運転することが
出来るのである。故に切断作業能率を低下させることが
無いのである。

【００２７】また、請求項３の如く構成したので、コン
クリートカッターの操作に慣れないオペレーターが運転
する場合にも、最初に必要な位置にエンジンＥを描いて
おけば、切断基準線検出センサ１１がこれを検出して正
確にエンジンＥに沿って切断することが出来るので、オ
ペレーターの熟練性を必要としないのである。

【００２８】また、請求項４の如く構成したので、切断
基準線Ａが円弧を描いている場合に、これにカッター１
の撓み可能な円弧が沿うことが出来ない場合には、無理
に切断を続けると、カッター１が割れるのである。本発
明では、この場合に機体を停止するので、このカッター
１の割れを阻止することが出来たのである。

【００２９】また、請求項５の如く、カッター１の軸に
掛かるトルクを一定とすべく車速を制御するので、コン
クリートの厚い部分と、薄い部分とで車速を変更して切
断するので、カッター１を破損することなく、切断作業
能率を向上することが出来たのである。

【００３０】また、請求項６の如く構成したので、トル
ク制御と回転数制御を重複制御することにより、一方の
制御だけでは十分に対応できない、異常負荷に対処する
制御の場合にも、遅れることなく対処することが可能と
なったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンクリートカッターの全体側面図。

【図２】コンクリートカッターの平面図。

【図３】本発明のコンクリートカッターの制御機構の制
御ブロック線図。

【図４】カッター回転数センサ２８により車速を制御す
る制御フローチャート図面。

【図５】エンジンＥに付設した電子ガバナー機構による
制御のフローチャート図面。

【図６】地表面に描いた切断基準線Ａにそって、自動的
に操向制御しながら切断する機構でセンサーが１個の場
合のフローチャート図面。

【図７】同じくセンサーが３個の場合のフローチャート
図面。

【図８】大きいズレと、小さいズレで別の操向装置を制
御する場合のフローチャート図面。

【図９】切断基準線検出センサ１１により検出した切断
基準線Ａが円弧を描いている場合に、この円弧がカッタ
ー１の可能撓み円弧を超えている場合に、機体の走行を
停止するフローチャート図面。

【図１０】円弧がカッター１の可能撓み円弧を超えてい
る場合に、機体を前後進行しながら、切断基準線Ａの円
弧に沿って切断する制御のフローチャート図面。

【図１１】トルク検出センサ７によりカッター１のトル
クを検出し、車速制御を行うフローチャート図面。

【図１２】トルク検出センサ７とカッター回転数センサ
２８との両方を重複制御するフローチャート図面。

【図１３】トルク検出センサ７により検出した負荷トル
クが一定値以上の場合にはカッター１の駆動を停止する
制御のフローチャート図面。

【図１４】電子ガバナー機構を具備したエンジンＥによ
りカッター１を駆動している場合に、負荷が軽くなりエ
ンジンＥの回転数がカッター１の設定回転数よりも高い
回転数となるように支持されるような場合には、設定回
転数以上の回転数は必要ないので、該設定回転数の高い
位置で定回転数となるように制御するフローチャート図
面。

【符号の説明】

Ａ 切断基準線 Ｃ コントローラ １ カッター ７ トルク検出センサ １１ 切断基準線検出センサ １９ 車速検出センサ ２２ 操舵角検出センサ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カッター１又はカッター１の駆動系統に
   回転数検出手段を設け、該カッター１の回転数が設定さ
   れた回転数となるように、車速を制御すべく構成したこ
   とを特徴とするコンクリートカッターの制御機構。
2. 【請求項２】 コンクリートカッターを駆動するエンジ
   ンＥに、エンジン回転数設定手段・エンジン回転数検出
   手段・エンジン負荷検出手段と、前記各手段からの信号
   を演算する電子ガバナー機構を具備させたことを特徴と
   するコンクリートカッターの制御機構。
3. 【請求項３】 切断するコンクリート面に切断基準線を
   設け、該切断基準線をセンサーにより検出し、該切断基
   準線を走行基準としてコンクリートカッターを走行させ
   ることを特徴とするコンクリートカッターの制御機構。
4. 【請求項４】 請求項３において、該切断基準線がコン
   クリートカッターの旋回可能な半径以下の場合には、走
   行を停止又は最小旋回半径で走行することを特徴とする
   コンクリートカッターの制御機構。
5. 【請求項５】 カッター１又はカッター１の駆動系統に
   トルク検出手段を設け、該トルク検出手段により検出し
   たトルクが設定されたトルクと一致するように車速を制
   御すべく構成したことを特徴とするコンクリートカッタ
   ーの制御機構。
6. 【請求項６】 カッター１又はカッター１の駆動系統
   に、回転数検出手段及びトルク検出手段を設け、該検出
   回転数又は検出トルクまたはその両方を予め設定された
   値となるように、車速を制御することを特徴とするコン
   クリートカッターの制御機構。