JP2017031798A - 道路舗装機械におけるスクリード構成を決定する方法及び道路舗装機械 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、舗装スクリード（２）のいくつかの可能な構成の中から１つの構成を決定する方法に関する。
【解決手段】 舗装スクリード（２）は、道路舗装機械（１）としてのトラクタの機械フレーム（４）上に固定されている。本発明による方法は、計量システム（１０）によって舗装スクリードの質量を検出し、舗装スクリード（２）の検出した質量に基づいて舗装スクリード（２）の構成を決定することを特徴とする。本発明は更に、材料ホッパ（５）及び機械フレーム（４）を有するトラクタ（３）を備え、機械フレーム上に舗装スクリード（２）が固定されている道路舗装機械（１）に関する。本発明による道路舗装機械（１）は、舗装スクリード（２）の質量を検出するように構成された計量システム（１０）を特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、請求項１のプリアンブルによる道路舗装機械の舗装スクリードの構成を決定する方法、及び請求項５のプリアンブルによる道路舗装機械に関する。

実用向けの道路舗装機械はよく知られている。それらは、多くの場合、道路表面を滑らかにすると共に押し固めるためのいわゆる舗装スクリードを牽引するトラクタを有している。最新の舗装スクリードは、多様な構成が可能であるので、建築現場におけるそれぞれの条件に適合させることができる。道路舗装機械の動作の自動化が進んでいるため、機械制御システムによる各スクリード構成の検出が大きな関心を集めている。通常のやり方では、開始時に、道路舗装機械の作業員に手作業で各スクリード構成を入力させる。しかしながら、これは面倒で時間がかかるので、このプロセスを簡略化する方法の開発が盛んに行われている。

欧州特許第２２３９３７４Ａ１が開示する道路舗装機械は、この道路舗装機械の追加コンポーネントに据え付けられる識別デバイスを読み取ることができる読み取りデバイスを有する。例えば、舗装スクリードの部品は、追加コンポーネントと称される。
また、１つのスクリードシステムが米国特許第２０１４／０２９４５０３号により公知である。このシステムでは、スクリードのコンポーネントに識別モジュールが備えられ、これらは、結合された場合に各スクリードの部品に関するデータを相互に交換し、最終的にそのようなデータを制御ユニットへと転送することができる。

これらのシステムは、双方とも、据え付けた部品の各々に識別デバイスを設ける必要がある。このため、識別デバイスを備えた新しい部品を取得するか、又は識別デバイスを後付けすることが必要となる。更に、データ交換は、特に極めて多くの部品を有する複雑なスクリード構成ではエラーが発生しやすい場合がある。スクリード幅の記録のための１つの解決策が、本出願人の欧州特許第２８１３６１９Ａ１により公知である。この場合、いわゆる側方スライダ間の舗装スクリードの舗装幅を直接測定しなければならない。しかしながら、このようにして記録できるのはスクリード幅のみである。スクリード構成の他の特性は、これによって記録することはできない。

したがって、本発明の目的は、スクリード構成の決定についての改良を提供することである。この問題は、請求項１に記載の方法よる発明及び請求項５に記載の道路舗装機械の発明によって解決される。更に別の好適な拡張については、関連する従属請求項に記載している。

本発明は、舗装スクリードのいくつかの可能な構成の中から１つの構成を決定する方法を提供する。舗装スクリードは、道路舗装機械のトラクタの機械フレームに固定されている。本発明による方法は、計量システムによって舗装スクリードの質量を検出し、検出した舗装スクリードの質量に基づいて、舗装スクリードの構成を決定することを特徴とする。計量システムは、特に、センサ及び評価ユニットを備えることができる。このセンサとしては、舗装スクリードの質量について直接的又は間接的な結論を導き出すことができるパラメータを測定又は記録する様々なタイプのセンサを設けることができる。センサの例については以下で更に説明する。

１つのスクリード構成及び／又は１つの構成は、様々なスクリードコンポーネント及び／又は特徴の組み合わせとして理解するものとする。したがって、構成を決定する過程において、例えば、拡幅部、主なスクリードタイプ、又は側方スライダのようなスクリードを形成するコンポーネントが確定されると共に、例えば、据え付け幅、傾斜、又は可能な圧縮の程度のようなスクリードが有する特徴を、例えば、振動要素、タンパ、又はプレッシャーバー等の据え付けた圧縮要素の検出に基づいて確定されなければならない。

評価ユニットは、例えば、舗装スクリードの質量を検出するためにセンサが測定した値を用いる電子制御デバイスであり得る。検出した質量に基づいて、舗装スクリードの構成は、いくつかの可能な構成の中から決定され得る。これは、例えば、計量システムの評価ユニットによって実行可能である。
しかしながら、計量システムの評価ユニットは、計算した質量を道路舗装機械の他の適切なコンポーネントに送信し、そのコンポーネントが舗装スクリードの構成を決定することも想定できる。
更に、計量システムは、センサのみを含むことも可能である。この場合、計量システムは、評価ユニットなしで提供することができる。この点で、センサデータの評価は、道路舗装機械の別のシステムの電子制御デバイスによって実行され得る。計量システムは、道路舗装機械に設置され得る。しかしながら、計量システムは、例えば、別個の追加システムとして、道路舗装機械とは別に提供されることも同様に可能である。

舗装スクリードについて計算した質量は、既知のスクリード構成に割り当てられた既知の質量と比較されることが考えられる。これは、舗装スクリードの構成を決定する１つの方法として機能することができる。例えば、表（テーブル）は、工場によって提供される場合があり、又は、このような構成の舗装スクリードの対応する質量値を既知のスクリード構成に割り当てる別の方式での割り当てを予め定義することができる。
そして、検出した質量を複数の上記質量値と比較することで、計算した質量にスクリード構成を割り当てることができる。また、既知の質量として質量範囲を予め定義して、この質量範囲に該当して検出した質量をそれぞれ対応するスクリード構成に割り当てることも可能である。これにより、測定の不正確さや質量計算における不正確さのような逸脱がある場合でも、舗装スクリードの構成を決定することができる。

既知の質量及び／又は上記質量値の計算は、様々な方法で行うことができる。一方では、様々なスクリードコンポーネント及び追加部品の公称質量を、考えられる様々な組み合わせで加算して、そのようなコンポーネント及び／又は追加部品の組み合わせから成る舗装スクリードの構成の公称重量を得ることが想定できる。
他方では、考えられる様々な組み合わせを実際に構築すること、すなわちスクリードコンポーネント及び／又は追加部品の様々な組み合わせを装着して、それらの質量を経験的に決定することが想定できる。経験的に決定した質量及び計算した質量は、双方とも、既に述べた質量範囲を得るため、公差範囲によって補完され得る。

別の変形例では、舗装スクリードについて計算した質量を、例えば、既知のスクリードコンポーネントの既知の質量からの計算によって決定された基準質量と比較することができる。この方法は、公称質量による計算と同様のものであり得る。例えば、表又は別の割り当てフォームは、工場によって事前に定義することができ、これは、別のスクリードコンポーネント及び／又は追加部品や互いのそれぞれの質量を割り当てる。
そして、計量システムによって検出した舗装スクリードの質量は、様々な公称質量の組み合わせと比較して、最も可能性の高い舗装スクリードの構成を適切な選択方法によって決定され得る。スクリードコンポーネント及び／又は追加部品の様々な組み合わせに対して同一の質量が割り当てられる場合、実際の構成の最終的な選択は、道路舗装機械のユーザの判断に任せることができる。例えば、考えられる構成をユーザに表示して、最も妥当と思われる構成をユーザが選択できるようにする。

既に述べたように、舗装スクリードの質量に関する結論を導き出すことができる別のパラメータが想定できる。舗装スクリードの質量は、例えば、一方側で舗装スクリードに取り付けられ、他方側で道路舗装機械に取り付けられた油圧デバイス内の圧力に基づいて計算され得る。そのようなデバイスは、例えば、油圧シリンダ、特に、いわゆるスクリードリフトシリンダ及び／又はリリーフシリンダとすることができる。
油圧デバイスは、例えば、一方側で道路舗装機械の機械フレームの一部に接続し、他方側で舗装スクリードに接続することができる。舗装スクリードとのこの接続は直接的であること、例えば、舗装スクリードの構造的なコンポーネント上で実施されることが想定できる。
しかしながら、舗装スクリードとの接続が間接的であること、例えば、道路舗装機械上にスクリードを支持するか又は必要に応じて柔軟に支持する構造と油圧デバイスとの接続によって設けられることも等しく想定できる。この状況では、特に、舗装スクリードを牽引するために道路舗装機械のトラクタで使用されることが多い牽引アームが想定できる。

また、本発明は、材料ホッパ及び機械フレームを有するトラクタを備え、機械フレーム上に舗装スクリードが固定されている道路舗装機械に関する。本発明によるそのような道路舗装機械は、舗装スクリードの質量を検出するように構成された計量システムを特徴とする。既に述べたように、計量システムは、評価ユニット及び様々なタイプのセンサを備えることができる。これらは、双方とも上記の記載に従って構成することができる。
このため、道路舗装機械は、必要な場合に道路舗装機械の様々な機能を制御すると共に舗装スクリードの構成の決定を実施することができる制御デバイスを更に備え得る。
しかしながら、舗装スクリードの構成を決定するために、この機能だけを実行する別個の制御デバイスを設けることも想定できる。

計量システムは、検出した舗装スクリードの質量に基づいて舗装スクリードの構成を決定するように構成されていると有利であり得る。これは、評価ユニットによって又は別個に設けられた制御デバイスによって実行可能である。既に述べたように、道路舗装機械の他の機能において使用される制御デバイスを用いて舗装スクリードの構成を決定することも等しく想定できる。

計量システムが、計算した舗装スクリードの質量を、既知のスクリード構成に割り当てられた既知の質量と比較するように構成されていることが想定できる。この点での繰り返しを避けるため、上記の説明を参照されたい。

別の変形例では、計量システムは、計算した舗装スクリードの質量を、既知のスクリード構成の既知の質量から計算された基準質量と比較するように構成することができる。この変形例についても上記の説明を参照されたい。

計量システムは、道路舗装機械に有利に設けることができる。あるいは、別個に設計した計量システムも想定できる。道路舗装機械に設ける変形の利点は、例えば、道路舗装機械に既に存在しているセンサ等のコンポーネントを連続的に利用可能であることである。また、別の変形例では、従来の道路舗装機械の後付けの解決策としても使用可能である。これにより、例えば、同一の建設現場におけるいくつかの道路舗装機械のために１つの計量システムを用いることができる。

計量システムは、一方側で舗装スクリードに取り付けられ、他方側でトラクタに取り付けられた油圧デバイスの圧力を求めるため、この油圧デバイス内に設けられる圧力センサを含むと有利であり得る。油圧デバイスの取り付けは、上述したものと同じように理解されるものとする。

舗装スクリードの質量は、油圧装置内で特定された圧力に基づいて決定されることが想定できる。

別の変形例において、計量システムは力測定ボルトを備えている。この力測定ボルトは、例えば、油圧デバイスとトラクタとの間の接合部、又は舗装スクリードと油圧デバイスとの間の接続部に設けることができる。これは、計量システムのセンサのための簡単な、かつ後付け可能であり得る解決策である。力測定ボルトは、例えば、機械フレームと油圧デバイスとの間の固定ポイントに、又は油圧デバイスと舗装スクリードとの間の固定ポイントに据え付けられることができる。

別の変形例において、計量システムは歪み測定ストリップを有する。

本発明は、上述したタイプの方法及び道路舗装機械に関する。以下で、図面を用いて実施形態を更に詳しく説明する。

本発明による方法を実施するのに適している本発明の道路舗装機械を示す図である。 本発明による道路舗装機械のための計量システムのコンポーネントを概略的に示す図である。 様々なスクリード構成を概略的に示す図である。

図１は、本発明の一実施形態による道路舗装機械１を示す。これは、トラクタ３によって牽引される舗装スクリード２を備えている。トラクタは機械フレーム４を備えている。道路舗装機械１の必須のコンポーネントは、この機械フレームに直接又は間接的に固定されている。トラクタ３は、例えば、材料ホッパ５、ドライバ又はオペレータスタンド６、及びシャーシ７を備えている。シャーシ７は、本実施形態ではキャタピラシャーシである。
しかしながら、個別の車輪を備えたシャーシも想定することができる。舗装スクリード２は、牽引アーム８を介して機械フレーム４に取り付けられている。最新の道路舗装機械で普通に見られるように、牽引アーム８は、機械フレーム４の固定ポイント８ａで旋回軸的に可能に支持されている。これによって、敷設したアスファルト上で円滑に舗装スクリード２を牽引することができる。

機械フレーム４と舗装スクリード２との間には、牽引アーム８の他にもう１つの機械的接続がある。本実施形態において、この機械的接続は、油圧デバイス９を含み、油圧シリンダ９とすることができる。
本実施形態において、この機械的接続は、機械フレーム４と牽引アーム８との間に設置されるように設計されている。
しかしながら、この機械的接続は、機械フレーム４と舗装スクリード２との間に直接設けることも等しく想定され得る。本実施形態によれば、油圧シリンダ９は、そのピストン側が機械フレーム４に、そのピストンロッド側が牽引アーム８に固定されている。しかしながら、これとは逆の構成も等しく想定できる。また、油圧デバイス及び／又は油圧シリンダ９は、一方側で機械フレーム４に、他方側で舗装スクリード２に直接接続されることも可能である。

図２は、道路舗装機械１に設置される計量システム１０に存在し得るコンポーネントを示している。計量システム１０は、舗装スクリード２の質量を検出するように構成されている。この目的のため、この実施形態の計量システム１０は、力測定ボルト１１、歪み測定ストリップ１２、及び圧力センサ１３を備えている。これらについては以下で更に詳しく説明する。
本実施形態において、力測定ボルト１１は、油圧シリンダ９と機械フレーム４との間の第１の固定ポイント１７ａに設けられている。しかしながら、これは、油圧シリンダ９と牽引アーム８及び／又は舗装スクリード２との間の第２の固定ポイント１７ｂに設けることも可能である。

本実施形態において、歪み測定ストリップ１２は、機械フレーム４上に据え付けられる。このため、歪み測定ストリップ１２は、油圧デバイス９と機械フレーム４との間の第１の固定ポイント１７ａの近くに配置される。しかしながら、歪み測定ストリップ１２は、機械フレーム４と舗装スクリード２との間の力の流れに沿って任意のポイントに配置することも想定される。

圧力センサ１３は、油圧デバイス９の内部に据え付けられる。本実施形態において、圧力センサ１３は、油圧シリンダ９のピストンロッド側の油圧チャンバ内に位置付けられる。そこで、圧力センサ１３は、その面に存在する油圧を記録する。又は、圧力センサ１３は、油圧シリンダ９のピストン側の油圧チャンバ内に設置されることも可能である。

全てのセンサ１１、１２、１３は、機械フレーム４と舗装スクリード２との間の機械的接続に加わる力を明らかにするために用いられる。この目的のため、測定信号は、制御デバイス１４に送信される。本実施形態において、この制御デバイス１４は、計量システム１０のコンポーネントである。但し、測定信号は、他の機能を制御するため道路舗装機械１に設けられた制御デバイス１４に送信されることも想定できる。制御デバイス１４は、電子制御デバイスとしてもよい。測定信号は未処理のセンサ値であり得る。
しかしながら、センサ１１、１２、１３で第１の処理ステップが既に実行されることで、例えば、機械フレーム４と舗装スクリード２との間に作用する力を示す値は、制御デバイス１４に送信されることも等しく想定できる。これはデジタル及び／又はアナログ形式で実行可能である。

本実施形態における計量システム１０は、加速度センサ１５及び傾斜センサ１６を更に備えている。これらのセンサも、測定信号を制御デバイス１４に送信する。これによって、計量システム１０及び／又は制御デバイス１４は、鉛直線に対する道路舗装機械１の傾斜を導き出すことができる。センサ１１、１２及び１３の測定信号と組み合わせて、舗装スクリード２の質量は、このように計算され得る。

機械フレーム４と舗装スクリード２との間に作用する力を求めるために、本実施形態では、力測定ボルト１１、歪み測定ストリップ１２及び圧力センサ１３を設けているが、本発明の他の実施形態では、計量システムは上記のセンサの１つ又は２つのみを備えることも可能である。同様に、機械フレーム４と舗装スクリード２との間の機械的接続に加わる力を明らかにする他の何れかのセンサも想定できる。
また、ここでの加速度センサ１５及び傾斜センサ１６は、鉛直線に対する道路舗装機械１の傾斜を求めるのに適した１つ又はいくつかの任意のセンサの単なる例として示している。本発明によれば、加速度センサ１５のみ又は傾斜センサ１６のみを設ける場合もあることは明らかであろう。

機械フレーム４と舗装スクリード２との間の機械的接続は、いくつかの場所に設置することができる。道路舗装機械の場合、例えば、２つの油圧シリンダ９を設けることは一般的である。しかしながら、他の何れの数も想定できる。このような場合、機械的接続に加わる力は、全ての位置で記録され得る。このように記録した力に基づいて、例えば、舗装スクリード２の重量分布が求められる。また、この重量分布に基づいて、トラクタ３に対する舗装スクリード２の傾斜に関して結論が導出されることも想定できる。

このようにして求めた機械的接続に加わる力に基づいて、更に、このようにして求めた道路舗装機械１の傾斜、牽引アーム８の重量、牽引アーム８及び／又は牽引アーム８の懸架ポイントの長さのような別の既知のパラメータに基づいて、舗装スクリード２の質量が計算され得る。

次に、この舗装スクリード２の質量は、舗装スクリード２の構成を決定するための基礎として用いられる。
図３は、例示的な７つの異なるスクリード構成を概略的に示している。これらは、異なるスクリードコンポーネント２ａ、２ｂを、場合によっては多数含む。図３において、拡張スクリード２ａは、例示的な主要コンポーネント２ａとして設けられている。これはトラクタ３に据え付けられている。例えば、それぞれ固定長を有する剛性の細長い部品等、多くの異なる追加コンポーネント２ｂは、主要コンポーネント２ａに、据え付けられることができる。これは、例えば、図３に示すように舗装スクリード２の舗装幅を拡大するために用いられる。

しかしながら、舗装スクリード２について実際にはいかなる数の異なる構成も想定できることは明らかである。表１は、例えば、図３に示すスクリード構成で提供され得る舗装幅に対する様々な質量値の例示的な割り当てを示す。

上記のスクリードの質量検出の結果、例えば、質量が５５００ｋｇであった場合、スクリードの幅は７．５ｍであると結論づけることができる。しかしながら、別の構成的特徴が、舗装スクリード幅に加えて又はその代わりに、決定され得ることも想定できる。
したがって、振動デバイス、すなわちいわゆるタンパ又はプレッシャーバーを舗装スクリード２に装備することを決定可能とすることも想定できる。しかしながら、この目的のためには極めて精密な質量検出及び／又は複雑な割り当てプロセスが必要となり得る。

表１に例示的に示すような、対応するスクリード構成に対する測定値の割り当ては、好ましくは電子記憶媒体１４ａに記憶することができる。この媒体は、道路舗装機械１に固定して設置することができ、又はユーザのために着脱可能に設計することも可能である。

何れの場合でも、割り当てをユーザによって変更可能とすることで、必要に応じてスクリード構成の選択肢を減らし、例えば、ユーザによって実際に用いられる構成に限定することが想定できる。
また、上記質量値及び／又は質量範囲を変更可能とすることも想定できる。このため、例えば、質量範囲を拡大すると共に、可能なスクリード構成の数を減らすことができる。これにより、検出の精度及び／又は速度を向上させることができる。
更に、割り当てが工場によって与えられることも想定できる。顧客の要求に適合させた割り当てを与えること、又は、全ての可能なスクリード構成及び対応する質量値及び／又は質量範囲を含むものを与えることが可能である。

冒頭で述べたような第２の割り当ての変形例では、検出した質量を、例えば、既知のスクリードコンポーネント２ａ、２ｂの既知の質量に基づいて計量システム１０が計算した基準質量と比較する。この変形例では、スクリードコンポーネント２ａ、２ｂの構成的特徴を、対応する既知の質量値に割り当てることができる。
既に述べたように、複数の構成的特徴を含むことが想定できる。例えば、振動デバイスすなわちいわゆるタンパ又はプレッシャーバーをスクリードコンポーネント２ａ、２ｂに装備することや舗装幅である。割り当ては、道路舗装機械１に固定して設置されるか又はユーザによって着脱可能であるように設計され得る電子記憶媒体１４ａに記憶することができる。

また、第２の割り当ての変形例をユーザによって変更可能であるように設計することができる。この場合、上記の変更の可能性を第１の割り当ての変形例と組み合わせることに加えて、基準質量が計算されるスクリードコンポーネント２ａ、２ｂの選択肢を減らすか又は増やして、例えば、ユーザによって実際に利用できるスクリードコンポーネント２ａ、２ｂに限定することが想定できる。

Claims (14)

1. 舗装スクリード（２）のいくつかの可能な構成の中から１つの構成を決定するための方法であって、
   前記舗装スクリード（２）が道路舗装機械（１）のトラクタ（３）の機械フレーム（４）に固定されており、
   計量システム（１０）によって前記舗装スクリード（２）の質量を検出し、
   前記検出した舗装スクリード（２）の質量に基づいて前記舗装スクリード（２）の前記構成を決定することを特徴とする、方法。
2. 前記検出した舗装スクリード（２）の質量を、既知のスクリード構成に割り当てられた既知の質量と比較することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 一方側で前記舗装スクリード（２）に固定され、他方側で前記トラクタ（３）に固定された油圧デバイス（９）内の圧力に基づいて、前記舗装スクリード（２）の前記質量を検出することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
4. 前記検出した舗装スクリード（２）の質量を、既知のスクリードコンポーネント（２ａ、２ｂ）の既知の質量から計算された基準質量と比較することを特徴とする、先行する請求項の何れか１項に記載の方法。
5. 材料ホッパ（５）及び機械フレーム（４）を有するトラクタ（３）を備え、前記機械フレーム（４）に舗装スクリード（２）が固定されている道路舗装機械（１）であって、前記舗装スクリード（２）の質量を検出するように構成された計量システム（１０）を含むことを特徴とする、道路舗装機械。
6. 前記計量システム（１０）は、前記検出した舗装スクリード（２）の質量に基づいて前記舗装スクリード（２）の構成を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の道路舗装機械。
7. 前記計量システム（１０）は、前記検出した舗装スクリード（２）の質量を、既知のスクリード構成に割り当てられた既知の質量と比較するように構成されていることを特徴とする、請求項５又は６に記載の道路舗装機械。
8. 前記計量システム（１０）は、前記検出した舗装スクリード（２）の質量を、既知のスクリードコンポーネント（２ａ、２ｂ）の既知の質量から計算された基準質量と比較するように構成されていることを特徴とする、請求項５から７の何れか１項に記載の道路舗装機械。
9. 前記計量システム（１０）は、前記道路舗装機械（１）に設置されることを特徴とする、請求項５から８の何れか１項に記載の道路舗装機械。
10. 前記計量システム（１０）は、油圧デバイス（９）内に存在する圧力を求めるため、前記油圧デバイス（９）に据え付けられる圧力センサ（１３）を備え、
    前記油圧デバイス（９）は、一方側で前記舗装スクリード（２）に固定され、他方側で前記トラクタ（３）に固定されていることを特徴とする、請求項５から９の何れか１項に記載の道路舗装機械。
11. 前記舗装スクリード（２）の前記質量は、前記油圧デバイス（９）内の前記求められた圧力に基づいて決定されることを特徴とする、請求項１０に記載の道路舗装機械。
12. 前記計量システム（１０）は、力測定ボルト（１１）を備えることを特徴とする、請求項５から１０の何れか１項に記載の道路舗装機械。
13. 前記力測定ボルト（１１）は、前記機械フレーム（４）と前記油圧デバイス（９）との間の固定ポイント（１７ａ）、又は前記油圧デバイス（９）と前記舗装スクリード（２）との間の固定ポイント（１７ｂ）に据え付けられることを特徴とする、請求項１２に記載の道路舗装機械。
14. 前記計量システム（１０）は、歪み測定ストリップ（１２）を有することを特徴とする、請求項５から１３の何れか１項に記載の道路舗装機械。