JPH0772411B2 - 路面カッタ装置の切削深さ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、路上表層再生工法によって舗装路面の修復
を行う際に用いられる路上切削混合機等に適用される路
面カッタ装置の切削深さ制御装置に関するものである。

「従来の技術」 従来、路上表層再生工法によって、既設のアスファルト
舗装路面の修復を行う場合、路上切削混合機が使用され
るが、この路上切削混合機は、舗装路面を切削して掻
きほぐす路面カッタ装置（ロータリスカリファイア）
と、ダンプトラック等から投入された新規合材を受け
入れるホッパ装置と、カッタ装置によって掻きほぐさ
れた掻きほぐし材とホッパ装置内の新規合材とを所定量
ずつ搬送するフィーダ装置と、このフィーダ装置によ
って搬送された掻きほぐし材と新規合材とを混合するミ
キサ装置と、ミキサ装置によって混合された混合材を
回転するスクリュウ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き出し装置と、路面上
に撒き出された混合材を敷き固める敷き均し装置とを自
走車両に搭載した構成となっている。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した路上切削混合機に適用される路面カ
ッタ装置は、円筒状のドラムの周面に多数のビットを固
定してなるカッタロータと、このカッタロータを回転自
在に支持すると共に、車両フレームに昇降自在に設けら
れたカッタフレームと、このカッタフレームを昇降させ
る油圧シリンダ等によって構成されており、カッタロー
タを回転駆動しつつカッタフレームを昇降することによ
り、カッタロータによる切削深さを自在に調整できるよ
うになっている。そして、カッタフレームには、先端部
が路面に接触する揺動自在なアームと、このアームの揺
動角度を検出するセンサとから構成される接触式距離検
出器が設けられており、この接触式距離検出器から出力
された路面までの距離に対応した検出信号に基づいて油
圧シリンダを作動させることにより、舗装路面の切削深
さが常に一定に保たれるようになっていた。しかしなが
ら、路面までの距離を検出する距離検出器が接触式であ
るため、路面に接触するアームの先端部に合材等が付着
して成長し、これにより検出信号に誤差が生じ、切削深
さに誤差が生じてしまうという問題があった。また、最
初に設定された切削深さを常に維持するようにカッタロ
ータが昇降制御されるようになっていたので、最初の切
削深さの設定の際に、熟練と時間を要するという問題が
あり、さらに、障害物を回避する際に、接触式距離検出
器を一旦非動作状態とし、カッタロータを手動操作で持
ち上げる等の操作が必要とされ、操作性が悪く、多大な
労力が費やされてしまうという問題もあった。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、切削
深さの設定を容易に、かつ短時間で行うことができると
共に、切削深さに誤差が生じることがなく、さらに障害
物の回避も容易な路面カッタ装置の切削深さ制御装置を
提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、回転駆動されて舗装路面を切削するカッタ
ロータと、前記カッタロータを回転自在に支持し、車両
に昇降自在に支持されているカッタフレームと、前記カ
ッタフレームを車両に対して昇降移動させる駆動手段
と、前記カッタフレームに取り付けられ、路面までの距
離を非接触で検出する距離検出手段と、前記カッタロー
タが路面に接触した時点で得られる前記距離検出手段の
検出結果を零設定値として記憶する記憶手段と、所望の
切削深さを設定する深さ設定手段と、前記距離検出手段
の検出結果から前記記憶手段に記憶されている零設定値
を減算して実際の切削深さを算出し、この算出した切削
深さが前記深さ設定手段によって設定された値となるよ
うに、前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを具備
することを特徴としている。

「作用」 上述した構成によれば、路面までの距離が非接触で検出
されるので、従来のようにアームの先端部に合材等が付
着して切削深さに誤差が生じることがなく、また距離検
出手段の検出結果から、記憶手段に記憶されている零設
定値が減算され、実際の切削深さが算出され、この実際
の切削深さが、深さ設定手段によって設定された値とな
るように、駆動手段の動作が制御されるので、切削深さ
を設定する場合、深さ設定手段を操作して所望の切削深
さを設定するだけで済む。さらに、障害物を回避する際
に操作される回避スイッチを設け、この回避スイッチが
操作されている期間、駆動手段によってカッタフレーム
を上方へ引き上げるようにすれば、障害物の回避も容易
に行うことができる。

「実施例」 以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明す
る。

まず最初に、第４図を参照して本実施例による路面カッ
タ装置の切削深さ制御装置が適用される路上切削混合機
の構成について説明する。第４図において、１は先行す
る自走車両、２は後続の自走車両であり、これら２台の
自走車両1,2は、舗装路面修復作業時においては、同図
に示すように、縦方向に並び、常に一定距離を隔てた状
態で矢印Ｆ（前進）方向へ低速走行し、また、輸送用ト
レーラ等から積み降ろされて作業現場に向かう場合や、
作業現場から輸送用トレーラに戻る場合などの回送時に
おいては、各々単独で走行するようになっている。

先行する自走車両１の前部には、ダンプトラック等によ
って投入された新規合材を受け入れるホッパ装置３が設
けられており、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の開閉角度を調節する油圧駆動機構等に
よって構成されている。

自走車両１の幅方向中央部には、ホッパ装置３の下方か
ら後方斜め上方へ延びるフィーダ装置５が設けられてお
り、このフィーダ装置５によって、ホッパ装置３に投入
された新規合材が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には左右一対の前車
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には、既設のアスファ
ルト舗装路面を予め加熱する加熱装置８が昇降自在に支
持されており、この加熱装置８が昇降自在に支持されて
おり、この加熱装置８は油圧シリンダ９によって昇降さ
れるようになっている。

加熱装置８の後方の車両フレームには、加熱装置８によ
って予め加熱されたアスファルト舗装路面を切削して掻
きほぐす路面カッタ装置10が設けられている。この路面
カッタ装置10は、第２図および第３図に示すように、円
筒状の回転ドラムの周面に多数のビットが固定されたカ
ッタロータ11と、このカッタロータ11を回転自在に支持
するカッタフレーム12とを有しており、カッタロータ11
はその回転軸に直結されたモータ（図示略）によって回
転駆動されるようになっており、またカッタフレーム12
はスライダ13a〜13dおよびスライダガイド15a〜15dを介
して車両フレームに昇降自在に支持されている。そし
て、カッタフレーム12は左右の油圧シリンダ16L,16Rに
よって昇降されるようになっており、これにより切削深
さが調節できるようになっている。また、カッタフレー
ム12の左右両端部には、路面までの距離を非接触で検出
する距離センサ17L,17Rが各々取り付けられている。こ
れら距離センサ17L,17Rは、特定の周波数の超音波を下
方へ向けて発射してから、路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、路面までの距離に対応
する測距データを各々出力する。

再び、第４図に戻り、路面カッタ装置10の後方の車両フ
レームには、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、自走車両１の後部には、前述したフィーダ装置
５によって搬送された新規合材を後続の自走車両２へ受
け渡す乗継フィーダ装置18が設けられている。この乗継
フィーダ装置18は、油圧シリンダ19によってその後端の
排出部18aの高さを調整できるようになっており、舗装
路面修復作業時においては、乗継フィーダ装置18の排出
部18aが後続の自走車両の投入シュート20の上方に位置
している。

一方、後続の自走車両２の前端部には、先行する自走車
両１の路面カッタ装置10によって掻きほぐされた掻きほ
ぐし材を路面の側方へ押し退け抜き出し装置21と、掻き
ほぐし材を掬い上げるピックアップフィーダ22が設けら
れている。

このピックアップフィーダ22によって掬い上げられた掻
きほぐし材は、ケーシング23内を後方斜め上方へ向けて
搬送され、ケーシング23の後端部に形成された開口部か
ら排出されるようになっている。

ピックアップフィーダ22の後方には、ケーシング23の開
口部から排出された掻きほぐし材を後方斜め上方へ向け
て搬送すると共に、搬送中の掻きほぐし材の重量を計量
する計量フィーダ装置24が設けられている。この計量フ
ィーダ装置24の上方には、乗継フィーダ装置18から排出
された新規合材を後方斜め上方へ向けて搬送すると共
に、搬送中の新規合材の重量を計量する計量フィーダ装
置26が設けられている。

そして、これら計量フィーダ装置24,26によって各々搬
送されてきた掻きほぐし材と新規合材は、各計量フィー
ダ装置24,26の後方に設けられたミキサ装置28に投入さ
れる。このミキサ装置28は、ケーシング内に設けられた
車両前後方向に延びる２本の回転軸に、複数のパドルを
放射状に突出させてなり、これら２本の回転軸を回転駆
動することによって、投入シュート29に投入された掻き
ほぐし材と新規合材をパドルによって混合し、その後、
この混合材をケーシングの後部に形成された排出口から
排出するようになっている。

ミキサ装置28の後方には、このミキサ装置28のケーシン
グの左右の排出口から各々排出された混合材を路面に送
り出す合材撒き出し装置30が設けられている。この合材
撒き出し装置30は、車両の幅方向に延び、車体フレーム
に昇降自在に支持してなる左右一対のスクリュウと、こ
れらスクリュウを回転駆動する駆動機構等によって構成
され、これらスクリュウを回転駆動することによって、
ミキサ装置28から排出された混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
の合材撒き出し装置30の後方には、路面上に撒き出され
た混合材を敷き固める敷き均し装置31が設けられてい
る。

また、撒き出し装置30の前方の車両フレームには、左右
一対の駆動車両34,34が各々回転自在に設けられてお
り、これら駆動車輪34,34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おり、さ
らに、ピックアップフィーダ22の後方の車両フレームに
は、左右一対の前車輪36,36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36,36は、運転席に設けられたハンドル37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
が変化するようになっている。

次に、第１図を参照して、この発明の一実施例による路
面カッタ装置10の切削深さ制御装置の構成について説明
する。第１図において、45は先行の自走車両１に搭載さ
れたディーゼルエンジンによって駆動される油圧ポンプ
であり、作動油タンク46内に貯蔵されている作動油を吸
い込み配管47を介して吸い込む。そして、この油圧ポン
プ45から吐出された作動油は、圧力配管48によってリリ
ーフバルブ49と、左右のソレノイドバルブ50L,50Rと、
アンロードバルブ51へ導かれる。リリーフバルブ49は、
油圧ポンプ45から吐出される作動油圧力を一定に保つも
ので、作動油圧力が所定圧力以上になった場合、油圧ポ
ンプ45から吐出された作動油を、戻り配管52を介して作
動油タンク46へ戻す。左ソレノイドバルブ50Lは、圧力
配管48を介して供給される作動油を左油圧シリンダ16L
のロッド側もしくはヘッド側へ選択的に導くものであ
る。すなわち、左ソレノイドバルブ50Lのソレノイド50L
aが励磁された場合、作動油が配管54Lを介して左油圧シ
リンダ16Lのロッド側へ導かれ、これによりシリンダロ
ッド16Laが上方へ引き上げられ、これに伴って左油圧シ
リンダ16Lのヘッド側から吐出された作動油が配管55Lを
介して左ソレノイドバルブ50Lに戻され、さらに戻り配
管56を介して作動油タンク46へ戻される。逆にソレノイ
ド50Lbが励磁された場合、作動油が配管55Lを介して左
油圧シリンダ16Lのヘッド側へ導かれ、これによりシリ
ンダロッド16Laが下方へ押し下げられ、これに伴って左
油圧シリンダ16Lのロッド側から吐出された作動油が配
管54Lを介して左ソレノイドバルブ50Lに戻され、さらに
戻り配管56を介して作動油タンク46へ戻される。同様
に、右ソレノイドバルブ50Rは、圧力配管48を介して供
給される作動油を油圧シリンダ16Rのロッド側もしくは
ヘッド側へ選択的に導くものであり、右ソレノイドバル
ブ50Rのソレノイド50Raが励磁された場合、作動油が配
管54Rを介して右油圧シリンダ16Rのロッド側へ導かれ、
シリンダロッド16Raが上方へ引き上げられ、逆にソレノ
イド50Rbが励磁された場合、作動油が配管55Rを介して
右油圧シリンダ16Rのヘッド側へ導かれ、シリンダロッ
ド16Raが下方へ押し下げられる。

アンロードバルブ51は、図示する状態においては、圧力
配管48内の作動油を作動油タンク46へ戻しており、上記
ソレノイド50La,50Lb,50Ra,50Rbの内のいずれか一つが
励磁されると、これに連動してソレノイド51aが励磁さ
れ、圧力配管48内の作動油の全量が各ソレノイドバルブ
50L,50Rへ導かれる。

上記各ソレノイドバルブ50L,50Rの動作は、左右のコン
トローラ60L,60Rによって各々制御される。左コントロ
ーラ60Lは各種演算等を行うCPU（中央処理装置）と、CP
U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、各種データおよび後述する零設定
値を記憶するRAN（ランダムアクセスメモリ）61L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の指示に応じて左ソレノイドバルブ50L
の各ソレノイド50La,50Lbに対して駆動信号を供給する
バルブ駆動回路等が設けられている。右コントローラ60
Rも左コントローラ60Lと同様にCPUと、ROMと、RAM61R
と、I/O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の指示に応じ
て右ソレノイドバルブ50Rの各ソレノイド50Ra,50Rbに対
して駆動信号を供給するバルブ駆動回路等が設けられて
いる。

これら左右のコントローラ60L,61Rには、距離センサ17
L,17Rから各々測距データが供給されると共に、デジタ
ルスイッチ等によって構成される深さ設定器63L,63Rか
ら深さ設定値D₀が各々供給され、さらに零設定スイッチ
62L,62Rと、自動深さ制御開始スイッチ64L,64Rと、回避
スイッチ65L,65Rとから各々オン／オフ信号が供給され
るようになっている。

以上のように構成された路面カッタ装置10の切削深さ制
御装置の動作について、第５図に示すフローチャートを
参照して説明する。

ここで、各油圧シリンダ16L,16R,各ソレノイドバルブ50
L,50R、各コントローラ60L,60R等の各部の動作は、左側
のものも右側のものも同様であるので、左側の各部の動
作についてのみ説明する。

路上切削混合機による路上表層再生工法が行なわれる際
には、自走車両1,2が走行されると共に、それぞれ搭載
されている各種装置が作動される。この場合、先行する
自走車両１において、まず、図示せぬ始動ボタンが押さ
れ、カッタロータ11の回転が開始すると（ステップSP10
1）、コントローラ60L内のCPUはソレノイドバルブ50Lの
ソレノイド50Lbを励磁して、油圧シリンダ16Lのシリン
ダロッド16Laを下方へ押し下げ、これによりカッタロー
タ11、カッタフレーム12、距離センサ17L、17Rなどから
なるカッタユニット全体を降下させる（ステップSP10
2）。次いで、カッタロータ11が路面に接触したことを
操作員が目視で確認した時点（SP103）で，ソレノイド
バルブ50Lのソレノイド50Lbを消磁して、カッタユニッ
トの降下が一旦停止され（SP104）、そして、現時点
で、距離センサ17Lから出力された路面との間の距離に
対応する測距データが零設定値Ｚとして左コントローラ
60LのRAM61L内に格納される（SP105）。そして、次のス
テップSP106において、深さ設定器63Lに、深さ設定値D₀
が設定され、この値D₀がRAM61L内に格納される。次のス
テップSP107で、作業者が自動深さ制御開始スイッチ64L
をオンとすることにより、左コントローラ60Lによる自
動制御が開始される。まず、ステップSP201において、
コントローッラ60L内のCPUに、RAM61L内に格納されてい
る零設定値Ｚが取り込まれる。次に、ステップSP202に
おいて、同様に深さ設定値D₀も取り込まれる。そして、
ステップSP203において、自動深さ制御を実行するかを
判断し、自動深さ制御開始スイッチ64Lがオンになって
いる場合には、ステップSP204へ進む。ステップSP204に
おいては、コントローラ60Lは、距離センサ17Lから出力
された測距データを、RAM61L内に格納されている零設定
値Ｚから減算し、現時点におけるカッタロータ11による
実際の切削深さＤを算出する。そして、次のステップSP
205において、上記ステップSP8において算出された実際
の切削深さＤが、深さ設定値D₀と比較され、それらの差
が０となるように、左コントローラ60Lからソレノイド
バルブ50Lの各ソレノイド50La,50Lbにオン／オフの制御
信号が供給され、該ソレノイドバルブ50Lが切り換えら
れて、油圧シリンダ16Lのシリンダロッド16Laが伸縮す
る。これにより、カッタロータ11による切削深さが、常
に、深さ設定器63Lに設定されている設定値となるよう
にカッタロータ11の昇降制御がなされ、第２図に示す切
削予定線Ａに沿って路面が切削される。

ここで、路面の障害物を回避する場合は、回避スイッチ
65Lをオンとすればよい。すると、回避スイッチ65Lがオ
ンとされている期間、カッタロータ11は上方へ引き上げ
られ、その後、障害物を回避した時点で、回避スイッチ
65Lをオフとすることによって、元の切削深さまでカッ
タロータ11が押し下げられる。このように、回避スイッ
チ65Lの操作のみで障害物を回避することができ、復帰
する際においても深さ設定値D₀や零設定値Ｚを記憶して
いるので、再度設定し直す必要がなく、スイッチ操作一
つで行うことができる。

なお、上述した一実施例においては、距離センサ17L,17
Rを超音波センサによって構成したが，光学式センサに
よって構成しても構わない。また、カッタロータ11が路
面に接触した時点で、操作員が零設定スイッチ62Lをオ
ン操作とすることによって零設定値Ｚを取り込むように
したが、零設定スイッチ62Lを、可変抵抗器等に置き換
え、この可変抵抗器等から出力されるアナログ信号をA/
Dコンバータを介してコントローラ60Lに入力することに
よって零設定値Ｚを操作員の手動操作によらずに自動的
に直接入力するようにしても構わない。さらに、深さ設
定器63Lをディジタルスイッチによって構成したが、こ
れを可変抵抗器等に置き換えるようにしても構わない。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、路面までの距
離が非接触で検出されるので、従来のようにアームの先
端部に合材等が付着して切削深さに誤差が生じることが
なく、また距離検出手段の検出結果から、記憶手段に記
憶されている零設定値が減算され、実際の切削深さが算
出され、この実際の切削深さが、深さ設定手段によって
設定された値となるように、駆動手段の動作が制御され
るので、切削深さを設定する場合、深さ設定手段を操作
して所望の切削深さを設定するだけで済み、切削深さの
設定を容易に、かつ短時間で行うことができるという効
果が得られる。さらに、障害物を回避する際に操作され
る回避スイッチを設け、この回避スイッチが操作されて
いる期間、駆動手段がカッタフレームを上方へ引き上げ
るようにすれば、障害物の回避を容易に行うことができ
るという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による路面カッタ装置の切
削深さ制御装置の構成を示すブロック図、 第２図は同実施例による路面カッタ装置の機械的構成を
示す正面図、 第３図は同実施例による路面カッタ装置の機械的構成を
示す側面図、 第４図は同実施例による路面カッタ装置が適用される路
上切削混合機の構成を示す側面図、 第５図は同実施例による路面カッタ装置の動作を説明す
るためのフローチャートである。 11……カッタロータ、 12……カッタフレーム、 16L,16R……油圧シリンダ（駆動手段）、 17L,17R……距離センサ（距離検出手段）、 60L,60R……コントローラ（制御手段）、 61L,61R……RAM（記憶手段）、 63L,63R……深さ設定器（深さ設定手段）、 65L,65R……回避スイッチ。

フロントページの続き (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 宮崎 一郎 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 実開 昭58−172507（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭63−1206（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転駆動されて舗装路面を切削するカッタ
   ロータと、前記カッタロータを回転自在に支持し、車両
   に昇降自在に支持されているカッタフレームと、前記カ
   ッタフレームを車両に対し昇降移動させる駆動手段と、
   前記カッタフレームに取り付けられ、路面までの距離を
   非接触で検出する距離検出手段と、前記カッタロータが
   路面に接触した時点で得られる前記距離検出手段の検出
   結果を零設定値として記憶する記憶手段と、所望の切削
   深さを設定する深さ設定手段と、前記距離検出手段の検
   出結果から前記記憶手段に記憶されている零設定値を減
   算して実際の切削深さを算出し、この算出した切削深さ
   が前記深さ設定手段によって設定された値となるよう
   に、前記駆動手段の動作を制御する制御手段とを具備す
   ることを特徴とする路面カッタ装置の切削深さ制御装
   置。
2. 【請求項２】障害物を回避する際に操作される回避スイ
   ッチを設け、前記制御手段は、前記回避スイッチが操作
   されている期間、前記駆動手段によってカッタフレーム
   を上方へ引き上げることを特徴とする請求項１記載の路
   面カッタ装置の切削深さ制御装置。