JP4774095B2 - 道路舗装機械における発電制御装置 - Google Patents

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Description

本発明はアスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械における発電制御装置に関するものであり、特に、エンジンにより駆動される油圧ポンプの駆動力で発電機を回転させて発電する道路舗装機械における発電制御装置に関するものである。
従来、アスファルトフィニッシャ等の道路舗装機械では、アスファルト乳剤を溶融させて散布するアスファルト乳剤散布装置の電源、及び、敷き均し装置の電源として、発電装置を搭載している。
また、一般に、このような道路舗装機械に搭載される発電装置は、該道路舗装機械に搭載されたエンジンの動力取り出し口、すなわちＰＴＯ(power takeoff)からＶベルト等を介して発電機を直接駆動し、エンジンの回転時に発電機を常時回転させておく方式が採用されている（特許文献１参照）。
そして、上記道路舗装機械のエンジンの回転制御は、スイッチの切り換え操作で、例えば、「高」、「低」、「連動」の３つのモードに切り換え可能となっており、「高」モードでは高速回転、「低」モードでは低速回転となる。また、「連動」モードは走行発進スイッチに連動しており、走行発進スイッチが「停止」モードから「走行発進」モードに切り換えられるとエンジンの回転を上記「高」モードに切り換え、「停止」時はエンジンの回転数を上記「低」モードに切り換えるように動作する。
ところで、従来の道路舗装機械では、アスファルト乳剤散布装置内の溶融アスファルト乳剤が配管内部で冷えて固着するのを防止するために、散布作業を行っていない間にも、ヒータによって散布回路を予熱する必要がある。しかし、散布作業を行っていない時点においては、エンジンはアイドリング状態、すなわち「低」モード状態になっており、低い回転数で運転されている。そのため、発電機を駆動するための動力が不足し、十分な電力を出力できない場合がある。
そこで、道路舗装機械のエンジンとは別に発電用エンジンを装備した道路舗装機械も知られている。この場合では、道路舗装機械のエンジンの回転数が低下しても、発電機の動力が不足することはない。
特開平１０−２５２０１２号公報。
しかしながら、道路舗装機械のエンジンとは別に発電用エンジンを装備した道路舗装機械では、振動や騒音が大きく、他の装置に悪影響を与えることがある。このため、発電装置を防振ゴム等の上にマウントする等の振動及び騒音対策を施す必要があり、構造が複雑になる問題点があった。
また、発電用エンジンにも、道路舗装機械のエンジンと同様に燃料を補給したり、オイルを交換したりというメンテナンス作業が必要になり、手間がかかるという問題点があった。
そこで、道路舗装機械を駆動するエンジンとは別に発電用エンジンを設けなくても低速運転時における十分な発電が得られ、かつ、燃費の節減、及び騒音を低減できる道路舗装
機械における発電制御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、車両用エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、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る道路舗装機械における発電制御装置において、前記油圧ポンプは、前記エンジンの出力軸に多連式に取り付けられている少なくとも第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプを備えるとともに、前記エンジンの高速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプ１個から吐出される作動油により駆動し、低速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプからそれぞれ吐出される作動油を合流させて駆動するように、前記油圧ポンプの作動油が流れる系路を切り換える切換制御手段を設けた道路舗装機械における発電制御装置を提供する。
この構成によれば、作業時等、エンジンが高速回転している場合は多連ポンプの第１の油圧ポンプ１個から吐出される作動油により発電機用油圧モータが高速駆動され、発電機を高速回転させて十分な電力が得られる。一方、アイドリング状態等、低速回転時は第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプからそれぞれ吐出される作動油が合流されて発電機用油圧モータが駆動される。これにより、エンジンが低速回転時であっても発電機を駆動させるのに必要かつ大きな動力(作動油流量)が得られ、発電機は高速回転し大きな電力を出力する。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の道路舗装機械における発電制御装置において、上記切り換え制御手段は、２位置切換形の電磁切換弁である道路舗装機械における発電制御装置を提供する。
この構成によれば、電磁切換弁の２位置切り換えを遠隔操作等で切り換えることができる。
請求項１記載の発明は、切換制御手段が車両用エンジンの回転数が変化しても発電機が所定の駆動力を得られるように作動油流量を制御しているので、常に安定した電力が得られる。これにより、車両エンジンとは別に発電用エンジンを装備しなくても済み、機体の軽量化と構造の簡略化、燃費の節減、及び騒音の低減並びにメンテナンスの簡略化等が可能になる。
請求項２記載の発明は、電磁切換弁の２位置切り換えを遠隔操作等で切り換えることができるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、切り換え操作の簡略化が可能になる。
本発明は、道路舗装機械を駆動するエンジンとは別に発電用エンジンを設けなくても低速運転時における十分な発電が得られ、かつ、燃比の向上及び騒音を低減できる道路舗装機械における発電制御装置を提供するという目的を達成するために、車両用エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、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る道路舗装機械における発電制御装置において、前記油圧ポンプは、前記エンジンの出力軸に多連式に取り付けられている少なくとも第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプを備えるとともに、前記エンジンの高速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプ１個から吐出される作動油により駆動し、低速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプと前記第２の油
圧ポンプからそれぞれ吐出される作動油を合流させて駆動するように、前記油圧ポンプの作動油が流れる系路を切り換える切換制御手段を設けた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発電制御装置について、好適な実施例をあげて説明する。図１及び図２に本発明を適用したアスファルトフィニッシャの一実施例を示す。
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プレッディングスクリュ(送出装置)８と、前記ホッパ７の底部とスプレッディングスクリュ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バーフィーダ(送出装置)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１２と、アスファルト乳剤散布装置１３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に搭載されているパワー系統の回路図である。同図において、エンジン５は、切換スイッチ(図示せず)の切り換え操作で、例えば、「高」、「低」、「連動」の３つのモードに切り換え可能となっており、「高」モードでは高速回転、「低」モードでは低速回転となる。また、「連動」モードは走行発進スイッチに連動しており、走行発進スイッチが「停止」モードから「走行発進」モードに切り換えられるとエンジン５の回転を上記「高」モードに切り換え、「停止」時はエンジン５の回転を上記「低」モードに切り換え動作するように構成されており、これらの動作切り換えはパワー系統全体を制御する制御装置１００の指令によって制御される。
前記エンジン５の出力軸５ａには、可変容量形の油圧ポンプ１６と、定容量形の油圧ポンプ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄが多連式に取り付けられており、それぞれの油圧ポンプ１６,１７ａ〜１７ｄは該エンジン５の動力で駆動される構成になっている。また、前記エンジン５には動力取り出し口(ＰＴＯ)として定容量形の油圧ポンプ１８が取り付けられている。
前記油圧ポンプ１８は、前記アスファルトフィニッシャ１のタンパ２０を駆動するタンパモータ群２０ａ,２０ｂ,２０ｃ、及びバイブレータ２１を駆動するバイブレータモータ群２１ａ〜２１ｆ並びに比例弁２２を経てタンクＴと接続されている。
前記油圧ポンプ１６は、前記後輪２ｂを駆動する後輪モータ２３と接続されており、該後輪モータ２３を該油圧ポンプ１６から吐出される圧油(作動油)で回転駆動させる。
前記油圧ポンプ１７ｄは前記シリンダ１０を駆動するためのもので、該シリンダ１０と油路管２４を通して接続されている。
前記油圧ポンプ１７ａ及び前記油圧ポンプ１７ｃは、フィーダ用の油圧ポンプである。また、該油圧ポンプ１７ａは、前記前輪２ａを駆動する左右の前輪モータ２５ａ,２５ｂを経て、タンクＴと油路管２６で接続されており、該油圧ポンプ１７ａから吐出される圧油で前輪モータ２５ａ,２５ｂを回転駆動させる。
前記油圧ポンプ１７ｃは、前記バーフィーダ９用の左右のコンベア２７ａ,２７ｂを駆動するコンベアモータ２８ａ,２８ｂ、及び、前記スプレッディングスクリュ８用の左右のスクリュー２９ａ,２９ｂを駆動するスクリューモータ３０ａ,３０ｂと、比例弁３１並びに油路管３２を介して接続されている。また、該油圧ポンプ１７ｃは、前記アスファルト乳剤散布装置１３の乳剤ポンプ１３ａを駆動する乳剤モータ３３と油路管３４で接続されている。なお、油路管３４内には逆止弁３５が取り付けられている。
前記油圧ポンプ１７ｂは発電機用の油圧ポンプである。該油圧ポンプ１７ｂは、発電装置３６の発電機３６ａを回転させる発電機用油圧モータ（以下、「発電モータ」という）３７及び該発電モータ３７への圧油量を定量制御する比例弁３８と油路管３９及び油路管４０で接続されている。
また、前記油路管２６と前記油路管３９との間は電磁切換弁４１を介して接続され、前記油路管３２と前記油路管４０との間は電磁切換弁４２を介して接続されている。該電磁切換弁４１及び電磁切換弁４２は２位置切換形の切換制御手段を構成しており、位置の切り換えは制御装置１００からの指令信号を受けて制御される。
前記電磁切換弁４１は、前記油路管２６と前記油路管３９との連通を遮断するポジション(イ)と、入力ポートが油路管２６に接続され、かつ、出力ポートが油路管３９に接続されて該油路管２６と該油路管３９が連通した油系路を形成するポジション(ロ)とに切り換え可能に構成された２位置切換弁であり、該電磁切換弁４１のソレノイド４１ａに通電されないときは、ばね４１ｂの付勢によりポジション(イ)に保持される。一方、制御装置１００からの指令信号によりソレノイド４１ａが通電されるとポジション(ロ)に切り換えられ、ソレノイド４１ａに通電されている間保持される。
前記電磁切換弁４２は、前記油路管３２から前記油路管４０内に流れる油圧量を制御するポジション(ハ)と、前記油路管３２から前記油路管４０内に流れる油圧量を遮断するポジション(ニ)に切り換え可能に構成された２位置切換弁であり、該電磁切換弁４２のソレノイド４２ａに通電されないときは、ばね４２ｂの付勢によりポジション(ニ)に保持される。一方、制御装置１００からの指令信号によりソレノイド４２ａが通電されるとポジション(ハ)に切り換えられ、ソレノイド４２ａに通電されている間保持される。
この構成において、エンジン５が回転すると、該エンジン５の駆動力を受けて油圧ポンプ１６、１７ａ〜１７ｄ、１８がそれぞれ駆動する。また、作業時等、エンジン５が高速運転をする「高」モードに切り換えられ、油圧ポンプ１７ｂから吐出される作動油流量が発電モータ３７を駆動するのに十分な量が得られているとき、前記制御装置１００は電磁切換弁４１がポジション(イ)に保持されるとともに、電磁切換弁４２がポジション(ニ)に保持されるように各々制御し、発電モータ３７を１個の油圧ポンプ１７ｂから吐出される作動油流量だけで回転させる。
反対に、アイドリング状態等、エンジン５が低速運転する「低」モードに切り換えられて油圧ポンプ１７ｂから吐出される作動油流量が発電モータ３７を駆動するのに十分な量が得られていないとき、前記制御装置１００は電磁切換弁４１をポジション(ロ)に切り換えて保持するとともに、電磁切換弁４２をポジション(ハ)に切り換えて保持するように各々制御し、２個の油圧ポンプ１７ａ,１７ｂの作動油を合流させて発電モータ３７を高速回転させ、発電機３６ａから大きな電力を出力する。
したがって、本実施例による発電制御装置によれば、エンジン５が高速回転しているときには、多連ポンプのうちの１個の油圧ポンプ１７ｂの作動油で発電モータ３７が発電機
３６ａと共に高速回転され、該発電機３６ａから十分大きな電力を得ることができる。一方、アイドリング状態等の低速回転時は、油圧ポンプ１７ｂと第２の油圧ポンプ１７ａの作動油を合流させて発電モータ３７を駆動する。これにより、エンジン５が低速回転時であっても発電機３６ａを駆動させるための動力(作動油流量)が十分に得られ、該発電機３６ａを高速回転させて大きな電力を得ることができる。すなわち、エンジン５の回転数が変化しても常に安定した電力が得られるので、エンジン５とは別に発電用エンジンを装備しなくても済み、機体の軽量化と構造の簡略化、燃費の節減、及び騒音の低減並びにメンテナンスの簡略化が可能になる。
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。
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。 アスファルトフィニッシャに搭載しているパワー系統の回路図。
符号の説明
１ アスファルトフィニッシャ
５ エンジン
１６ 油圧ポンプ
１７ａ〜１７ｄ 油圧ポンプ
３６ 発電装置
３６ａ 発電機
３７ 発電用油圧モータ(発電モータ)
４１ 電磁切換弁(切換制御手段)
４２ 電磁切換弁(切換制御手段)
１００ 制御装置
Ｔ タンク

Claims (2)

  1. 車両用エンジンにより駆動される油圧ポンプと、該油圧ポンプで駆動される発電機用油圧モータと、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る道路舗装機械における発電制御装置において、
    前記油圧ポンプは、前記エンジンの出力軸に多連式に取り付けられている少なくとも第１の油圧ポンプと第２の油圧ポンプを備えるとともに、
    前記エンジンの高速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプ１個から吐出される作動油により駆動し、低速回転時は前記発電機用油圧モータを前記第１の油圧ポンプと前記第２の油圧ポンプからそれぞれ吐出される作動油を合流させて駆動するように、前記油圧ポンプの作動油が流れる系路を切り換える切換制御手段を設けたことを特徴とする道路舗装機械における発電制御装置。
  2. 上記切り換え制御手段は、２位置切換形の電磁切換弁であることを特徴とする請求項１記載の道路舗装機械における発電制御装置。
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