JP4669173B2 - 振動型締固め車両における締固め度管理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型締固め車両における締固め度管理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
振動型締固め車両における締固め度管理装置の従来例として、ロールが地盤を打撃した際に発生するロールの上下方向の加速度を検出し、この加速度の値をもって地盤の締固め度を管理する装置が知られている。この加速度情報は例えば運転席回りの計器パネル等に表示される。しかし、当該装置はロール内に加速度センサ等を設ける構造となることから、装置が複雑になるという問題がある。またこの加速度情報を基に車両の走行速度を調整しようとした場合、熟練度の低いオペレータにとっては加速度情報の判断が困難となり、例えば最適な締固めを実現する車両の走行速度に対して、走行現在の車両の走行速度が一致しているのか、或いは速すぎるのか、遅過ぎるのか、またその程度はどの位であるのか、といった判断を瞬時に行えないという問題がある。
【０００３】
この問題に対処した従来技術として、特表平１１−５１４０５８号公報に開示された技術が挙げられる。当該装置の概略構成について図１３を基に説明する。車両の走行速度を検知する速度検知装置７１から得られる電気信号は移動距離変換器７２を経て、単位時間当たりの車両の移動距離に対応する電気信号として振動衝撃量計算部７３に出力される。また、ロールの振動数を検知する振動数検知装置７４から得られる電気信号は振動衝撃数変換機７５を経て、単位時間当たりの振動衝撃数（振動数）に対応する電気信号として振動衝撃量計算部７３に出力される。振動衝撃量計算部７３はこの２つの電気信号を演算し、車両の単位移動距離当たりの振動数に対応する電気信号を生成し、運転席回りに設けられた表示部７６に出力する。
【０００４】
表示部７６には、車両の単位移動距離当たりの振動数に関する絶対値の目盛りが付されており、針７６ａが該目盛りを指し示すことで、オペレータは走行現在における車両の単位移動距離当たりの振動数を知ることができる。仮に表示部７６には１フィート当たりの振動数の目盛りが付されているものとすると、例えば現場管理者がある地盤において最適な締固めを実現する１フィート当たりの振動数の値を「１０」として決定した場合には、オペレータは針７６ａが「１０」の目盛りの部位を指し示すようにして車両の走行速度を調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当該装置においては以下に示す問題がある。先ず、速度検知装置７１と振動数検知装置７４とを要する構成、つまり２つのセンサ部を要する構成となることから装置が複雑になるという問題がある。また、表示部７６に表示される値はあくまで車両の単位移動距離当たりの振動数であるので、熟練度の低いオペレータにとっては、地盤にとって最適な車両の走行速度に対する現在の車両の走行速度の関係が瞬時に把握できない。
【０００６】
また、表示部７６に表示される値は車両の単位移動距離当たりの振動数、つまり絶対値であるので、オペレータは常にこの絶対値を認知し続ける必要がある。
しかし、地盤の材質等の違いによって最適となる車両の単位移動距離当たりの振動数は異なるものであり、その都度オペレータがこの絶対値を把握することは面倒であり、作業中この数値を取り違えるといったミスも発生するおそれがある。特に、同一地盤での施工においても長期間の施工にわたる場合には複数のオペレータが交替で作業することも多く、決められた数値に関する連絡の不徹底により違った数値で作業を行うといった事態も考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題を同時に解決するべく創作されたものであり、簡易な構成を実現でき、オペレータにとって、地盤に対する最適な車両の走行速度の把握が容易となる振動型締固め車両における締固め度管理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、ロールを振動させて地盤を締め固める振動型締固め車両において、車両の移動速度を検出する車速度検出手段と、単位時間当たりのロールの振動数を設定可能な振動数設定手段と、車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段と、前記車速度検出手段と前記振動数設定手段と前記基準振動数設定手段とから出力される各電気信号を制御する制御手段と、前記制御手段から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数の大小関係を車速指標値として相対的に比較表示する表示手段と、を備える締固め度管理装置を構成した。
【０００９】
また、制御手段として、前記車速度検出手段から出力される電気信号と前記振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を算出する振動数演算部と、前記振動数演算部にて算出された現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数と前記基準振動数設定手段により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数とを比較演算する振動数比較部と、を備える構成とした。
【００１０】
また、制御手段として、前記車速度検出手段から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部と、前記振動数設定手段から出力される電気信号と前記基準振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、基準車速度を算出する基準車速度演算部と、前記車速度演算部にて算出された現在の車速度と前記基準車速度演算部にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部と、を備える構成とした。
【００１１】
さらに、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を記憶する不揮発性メモリを備える構成とした。
【００１２】
また、車両のエンジン回転数を直接的に或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段を備え、該エンジン回転数検出手段から出力される電気信号を前記制御手段にて制御する構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は振動型締固め車両の一例を示す側面説明図である。本図に示した振動型締固め車両Ｒは主に不整地等の締固め施工に多用される振動ローラである。本振動ローラは、タイヤＴを左右一対に有した車体１と、車体１の前方側においてロール２を軸装する平面視四角形状の機枠３とを備えており、車体１と機枠３は連結部４によりアーティキュレート式に連結される。車体１の上部には運転席５が形成される。ロール２内には油圧モータ等により駆動する公知構造（例えば偏心重錘を取り付けた軸を回転させる構造等）の振動装置（図示せず）が収装されており、オペレータが運転席５回りの計器パネル６等に設けられたスイッチをＯＮ操作することで、当該振動装置が作動し、ロール２は振動しながら地盤を締め固める。
【００１４】
本発明に係る締固め度管理装置７は、図２に示すように、車両の移動速度を検出する車速度検出手段８と、単位時間当たりのロール２の振動数を設定可能な振動数設定手段９と、車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段１０と、車速度検出手段８と振動数設定手段９と基準振動数設定手段１０とから出力される各電気信号を制御する制御手段１１と、制御手段１１から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数に対する現在の(走行時の実際の)車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の振動数の大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する表示手段１２と、を備える。
【００１５】
本発明の好適な例として、主に制御手段１１の違いによる２つの実施例を以下に示して詳細に説明する。
「第１実施例」
図３（ａ），図４，図５はそれぞれ第１実施例の構成ブロック図，システムブロック線図，システム回路ブロック図を示す。図３（ａ）において、締固め度管理装置７は、前記車速度検出手段８を構成するロール回転数検出器１３と、前記振動数設定手段９を構成する振動数切替器１４と、前記基準振動数設定手段１０を構成する基準振動数設定器１５と、前記制御手段１１を構成する入出力・演算装置１６と、前記表示手段１２を構成するモニタ部１７とを備える。
【００１６】
「ロール回転数検出器１３（車速度検出手段８）」
図９（ａ）はロール回転数検出器１３の側面説明図，図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。先ず、ロール２は中空円筒形状を呈し、その内周面には一対の円板形状の鏡板１８（図９（ｂ）では一方の鏡板１８は省略）が固設されている。一対の鏡板１８間には中空円筒形状を呈した起振機ケース１９がロール２と同芯状に固設されていて、この起振機ケース１９内に前記した図示しない振動装置が収装される。鏡板１８の外面側には走行用油圧モータ２０の出力部２０ａがボルト２１により締結固定される。走行用油圧モータ２０の固定部２０ｂは支持プレート２２にボルト２３により締結固定される。支持プレート２２は防振ゴム及びブラケット（共に図示せず）を介して機枠３の側面に固定される部材である。以上により、走行用油圧モータ２０において固定部２０ｂに対し出力部２０ａが回転することでロール２が走行回転する。
【００１７】
ロール回転数検出器１３は、被検出部材２４と検出センサ２５とから構成される。被検出部材２４はリング形状を呈した部材であり、その外周側には複数の突部２４ａが等間隔で放射状に形成されている。被検出部材２４は前記ボルト２１により走行用油圧モータ２０の出力部２０ａと共にロール２と同芯状となるように鏡板１８に共締め固定される。一方、検出センサ２５は、そのセンサ部２５ａが被検出部材２４の突部２４ａに対し僅かな間隙をもって対向するように、ブラケット２６を介し支持プレート２２側に固定されている。なお、検出センサ２５は光学式や磁気式等、特に限定されるものではない。以上の構成により、ロール２の回転に伴って被検出部材２４が回転した際、検出センサ２５が被検出部材２４の突部２４ａの通過回数を検知することでロール２の回転数を検出しうるようになっている。
【００１８】
「振動数切替器１４（振動数設定手段９）」
図１０に振動数切替器１４の一例を示す。本実施例において振動数切替器１４は運転席５回りの計器パネル６に設けられた手動式のロータリ式の切替スイッチであり、単位時間当たりのロール２の振動数として、毎分２５００，３０００，４０００回の３段階の振動数（単位ｖｐｍ）に切り替えが可能である。この振動数の切り替え機能は様々な地盤の材質に対し良好な締固めを行うために有効なものであり、振動数値の決定は施工対象となる地盤の材質等を考慮して適宜に選択されるものである。
【００１９】
「基準振動数設定器１５（基準振動数設定手段１０）」
図１１に基準振動数設定器１５の一例を示す。本実施例において基準振動数設定器１５は、後に詳述する制御手段１１，モニタ部１７（表示手段１２），車速度表示手段２７と共に、一つのケーシング２８にユニットとして組み込まれる。図１１はこのケーシング２８の前面パネル２８ａを示す図である。ケーシング２８は例えば前面パネル２８ａが運転席５の計器パネル６上にレイアウトされるように配設される。
【００２０】
図１１に示した基準振動数設定器１５は手動式の押しボタン式のスイッチの場合を示すもので、指で押すごとに「１，２，３，４，…」というように設定値が順次切り替わるようになっている。この設定値はＬＥＤセグメント等からなる車速度表示手段２７にて表示される。具体的には、所望する設定値とした後、スイッチから指を離して例えば所定時間（たとえば５秒間程度）その設定値が表示された後自動的に消えるようになっている。スイッチを押し続けて設定値がＭＡＸ値に達すると再び設定値は「１」から始まるようになっている。
【００２１】
設定値の単位は「車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数」であり、本実施例では１フィート当たりのロールの振動数としている。本明細書においては、当該基準振動数設定器１５にて設定した値を明確化する意味で「車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数」というものとする。なお、設定値は施工対象となる地盤の材質、車両の軸重等を考慮して適宜に決定されるものである。
【００２２】
図１２は基準振動数設定器１５の変形例を示し、ロータリ式のスイッチとした場合を示す。この場合、前面パネル２８ａには既に各設定値が付されているため、前記車速度表示手段２７のように電気的に表示させる必要もなく、その分、経済的となる。
【００２３】
「入出力・演算装置１６（制御手段１１）」
図３（ａ）において、ロール回転数検出器１３はロール２の回転数に対応した所定の電気信号を出力する。また、振動数切替器１４は設定した単位時間当たりのロールの振動数に対応した所定の電気信号を出力し、基準振動数設定器１５は設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対応した所定の電気信号を出力する。入出力・演算装置１６はこれら３つの電気信号を入力し、演算処理して所定の電気信号をモニタ部１７（表示手段１２）に出力する。
【００２４】
図４及び図５を参照して演算処理の概略プロセスを説明する。図４においてロール回転数検出器１３から出力された電気信号は車速度演算部２９にて演算処理され、車速度Ｖｍとして算出される。具体的には、図５に示すように、ロール回転数検出器１３から出力された電気信号は波形整形回路３２，計時回路３３を経て車速度演算回路３４にて演算処理される。算出された車速度Ｖｍ及び振動数切替器１４にて設定された単位時間当たりのロールの振動数（これを振動数Ｆｓという）は振動数演算部３０により演算される。具体的には図５における除算回路３５において、振動数Ｆｓを車速度Ｖｍで除算することにより、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数（これを振動数Ｆｐという）として算出される。
Ｆｐ＝Ｆｓ／Ｖｍ …式（１）
つまり、振動数Ｆｐは車両走行時の実際の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を表している。
【００２５】
振動数比較部３１（図５における比較回路３６）は前記振動数Ｆｐと、基準振動数設定器１５により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数（これを基準振動数Ｆｏという）とを比較してその差を算出する。そしてこの差に対応する電気信号は図５に示すように表示駆動回路３７を経てモニタ部１７に出力される。
【００２６】
「モニタ部１７（表示手段１２）」
モニタ部１７は前記基準振動数Ｆｏに対する前記振動数Ｆｐの大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する部位である。図１１にモニタ部１７の一例を示す。ケーシング２８の前面パネル２８ａの上部には、複数（本実施例では９個）のＬＥＤランプが配列されている。具体的には、各ランプに左側から順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌ９と符号を付すと、中央のランプＬ５が最上部に位置するように各ランプは等間隔で円弧状に配列されている。前面パネル２８ａにおいてモニタ部１７の下部には「ＳＰＥＥＤ」の文字が付され、モニタ部１７が車両の走行速度に関する車速指標値を表すことを示唆している。また、左端のランプＬ１の近傍には「ＳＬＯＷ」の文字が、右端のランプＬ９の近傍には「ＦＡＳＴ」の文字が付されている。これら「ＳＰＥＥＤ」，「ＦＡＳＴ」，「ＳＬＯＷ」の文字は必ずしも必須ではないが、各ランプＬ１〜Ｌ９のいずれかが点灯した際、基準振動数Ｆｏに対して車両の現在の車速度が速いか遅いかを認識する有効な手助けとなる。場合によっては、前記式（１）からも判るように車速度Ｖｍと逆数関係にある振動数Ｆｐを示唆する文字，記号等を付しても良い。
【００２７】
走行中、ランプＬ１〜Ｌ９はいずれか１つが点灯するようになっており、車両の走行速度が適正な場合、つまり基準振動数Ｆｏと振動数Ｆｐがほぼ一致する場合には中央のランプＬ５が点灯する。この場合、基準振動数Ｆｏと振動数Ｆｐの値は完全に同一である必要はなく、振動数Ｆｐが基準振動数Ｆｏに対して所定の範囲内にあるとき、例えば振動数Ｆｐの値が基準振動数Ｆｏ±１の範囲内にあるときランプＬ５を点灯させれば良い。具体例を挙げると、基準振動数Ｆｏの設定値を「１２」（前記したように、単位は１フィート当たりのロールの振動数）とした場合において、走行中における振動数Ｆｐが「１１〜１３」の範囲内にあるとき中央のランプＬ５を点灯させる。
【００２８】
また、基準振動数Ｆｏに対し車両の走行速度が遅い場合、つまり車速度Ｖmの値が小さい場合には、前記式（１）から明らかなように振動数Ｆｐの値は大きくなり（振動数Ｆｓは振動数切替器１４により設定された固定値である）、「ＳＬＯＷ」の文字側、つまりランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯する。勿論、左端のランプＬ１に向かうほど振動数Ｆｐの値が大きく、車両の走行速度がより遅いことを示している。つまり、ランプＬ１〜Ｌ４は車両の適正な走行速度を示すランプＬ５に対し、車両の走行速度が遅い状態であることを相対的に比較表示する部位となる。これらランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯している状態は、基準振動数設定器１５にて設定した基準振動数Ｆｏの設定値よりもロール２が地盤を余計回数分、打撃している状態に他ならない。このようにランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯した場合、運転席上のオペレータは車両の走行速度が遅過ぎる状態であることを即座に認知でき、中央のランプＬ５が点灯するまで車両の走行速度を上げれば良い。
【００２９】
逆に、基準振動数Ｆｏに対し車両の走行速度が速い場合、つまり車速度Ｖmの値が大きい場合には、前記式（１）から明らかなように振動数Ｆｐの値は小さくなり、「ＦＡＳＴ」の文字側、つまりランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯する。右端のランプＬ９に向かうほど振動数Ｆｐの値が小さく、車両の走行速度がより速いことを示している。つまり、ランプＬ６〜Ｌ９は車両の適正な走行速度を示すランプＬ５に対し、車両の走行速度が速い状態であることを相対的に比較表示する部位となる。これらランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯している状態は、車両の走行速度が速過ぎて、基準振動数設定器１５にて設定した基準振動数Ｆｏの設定値よりもロール２の打撃回数が少ない状態である。このようにランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯した場合、オペレータは車両の走行速度が速過ぎる状態であることを即座に認知でき、中央のランプＬ５が点灯する状態となるまで車両の走行速度を下げれば良い。
【００３０】
本実施例において各ランプＬ１〜Ｌ９は色分け表示される。中央側に位置する３つのランプＬ４〜Ｌ６は、車両の走行速度が適正である、或いは適正値に近い走行速度であるということから緑色発光のランプとなっている。「ＳＬＯＷ」側のランプＬ１〜Ｌ３は、車両の走行速度が遅い結果、施工時間が長くなるという問題を有するものの、地盤の締固め品質に関して振動回数が多くなる分にはそれ程の悪影響は受けないことから、オペレータに軽度の注意を促す意味で黄色発光のランプとなっている。また、「ＦＡＳＴ」側のランプＬ７〜Ｌ９は、単位移動距離当たりの振動回数が少ないと地盤の締固め品質に悪影響を及ぼすおそれがあることから、重度の注意を促す意味で赤色発光のランプとなっている。
【００３１】
「車速度表示手段２７」
本発明において車速度表示手段２７はその有無が選択的な構成要素であるが、オペレータが車両の走行速度（絶対値）を把握できるので有効である。図１１を参照して、車速度表示手段２７はケーシング２８の前面パネル２８ａにおいてモニタ部１７の下部にレイアウトされる。本図はＬＥＤセグメントからなるデジタル表示メータとした場合を示す。前記したように、当該車速度表示手段２７では基準振動数設定器１５にて設定した設定値も表示される態様としてあるが、通常時は車両の走行速度をリアルタイムで表示する。図５に示すように、車速度演算回路３４にて算出した車速度Ｖｍに関する電気信号は表示駆動回路３８を経て車速度表示手段２７に出力されるものである。
【００３２】
以上に説明したように、車両の移動速度を検出する車速度検出手段８と、単位時間当たりのロール２の振動数（振動数Ｆｓ）を設定可能な振動数設定手段９と、車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数（基準振動数Ｆｏ）を設定可能な基準振動数設定手段１０と、車速度検出手段８と振動数設定手段９と基準振動数設定手段１０とから出力される各電気信号を制御する制御手段１１と、制御手段１１から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数（基準振動数Ｆｏ）に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の振動数（振動数Ｆｐ）の大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する表示手段１２と、を備える構成とすれば次のような効果が奏される。
【００３３】
例えば、ある施工現場において、現場管理者等が作業前に締固め対象となる地盤の材質や作業条件等を考慮して最適となる基準振動数Ｆｏを一旦設定すれば、従来のように、車両のオペレータはこの基準振動数Ｆｏの具体的な数値を覚えておく必要がなく、表示手段において相対的に比較表示される車速情報に基づき、走行速度が最適となる表示位置まで車両の走行速度を容易に調整できるようになる。つまり従来にあっては、車両の走行速度を調整するに当たり、ある地盤における最適な基準振動数Ｆｏの値が「１０」である場合にはオペレータは作業中常にこの「１０」の値を認知し続ける必要があり、別の地盤における最適な基準振動数Ｆｏの値が「１２」である場合にはオペレータは作業中常にこの「１２」の値を認知し続ける必要がある。これに対し、基準振動数Ｆｏをいかなる値に設定した場合であっても、本発明に係る表示手段には最適車速に対する車速情報が相対的に比較表示されるので、熟練度の低いオペレータでも容易に車両の走行速度を調整できるようになる。
【００３４】
また、従来のようにロールの振動数を検出する振動数検出装置（振動用油圧モータの回転数を検出する検出センサ等）が不用な構成となるため、組み付け工数の低減が図れ、簡易な締固め度管理装置を構築できる。
【００３５】
また、図２に示すように、設定した基準振動数Ｆｏを記憶する不揮発性メモリ３９を備える構成とすれば、ある施工現場で施工日数が何日間にもわたる際、日ごと作業開始前に基準振動数Ｆｏを設定し直す必要もなく、有効である。
【００３６】
さらに、図４に示したように、車速度検出手段８から出力される電気信号と振動数設定手段９から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数（振動数Ｆｐ）を算出する振動数演算部３０と、この振動数演算部３０にて算出された振動数Ｆｐと基準振動数設定手段１０により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数Ｆｏとを比較演算する振動数比較部３１と、を備える構成とすれば、制御手段１１を簡易な構成とすることができる。
【００３７】
さて、以上に説明した締固め度管理装置７において、振動数切替器１４（振動数設定手段９）にて設定する振動数Ｆｓ（２５００，３０００，４０００ｖｐｍ）の発生は、車両のエンジン回転数を一定回転数（通常は最大回転数）に設定することを条件としている。エンジン回転数の調整は通常、運転席回りに配設された傾倒式のスロットルレバー（図示せず）を操作することで行われるが、場合によってはオペレータが最大回転数まで上げ忘れるということもあり得、この場合には振動数切替器１４にて設定した振動数Ｆｓと、ロールに実際に発生する振動数Ｆｓとの値が異なることから、表示手段１２に表示される車速情報に誤差が生じるおそれもある。
【００３８】
そこで、エンジン回転数を直接的或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段４０を設け、エンジン回転数に関する情報を加味させることで、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段１２に表示させることができる。図３（ｂ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジンスロットル開度センサ４１から構成した場合であり、前記スロットルレバーの開度（傾倒度）を検出することで間接的にエンジン回転数に対応する電気信号を取り出すことができる。そして、この電気信号を入出力・演算装置１６に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。また、図３（ｃ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジン回転数センサ４２とした場合であり、このエンジン回転数センサ４２から得られる電気信号を入出力・演算装置１６に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。
【００３９】
「第２実施例」
次いで第２実施例について説明する。本実施例は第１実施例に対して制御手段１１の構成を変えたものであり、他の手段構成については共通であるため、以下では制御手段１１について説明し、他の手段構成については第１実施例に準ずるものとしその説明は省略する。図６（ａ），図７，図８はそれぞれ第２実施例の構成ブロック図，システムブロック線図，システム回路ブロック図を示す。
【００４０】
図６（ａ）において、制御手段１１は、ロール回転数検出器１３（車速度検出手段８）から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部２９と、振動数切替器１４（振動数設定手段９）から出力される電気信号と基準振動数設定器１５（基準振動数設定手段１０）から出力される電気信号とを演算して基準車速度を算出する基準車速度演算部４３と、車速度演算部２９にて算出された現在の車速度と基準車速度演算部４３にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部４４と、を備える。なお、車速度演算部２９は第１実施例の場合と同一構成である。
【００４１】
図７及び図８を参照して演算処理の概略プロセスを説明する。図７においてロール回転数検出器１３から出力された電気信号は車速度演算部２９にて演算処理され、車速度Ｖｍとして算出される。具体的には、図８に示すようにロール回転数検出器１３から出力された電気信号は波形整形回路３２，計時回路３３を経て車速度演算回路３４にて演算処理される。一方、振動数切替器１４にて設定された単位時間当たりのロールの振動数（振動数Ｆｓ）に対応する電気信号と、基準振動数設定器１５にて設定された車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数（基準振動数Ｆｏ）に対応する電気信号は、図８に示すように除算回路４５において演算される。つまり、振動数Ｆｓを基準振動数Ｆｏで除算することにより基準車速度Ｖｏが算出される。
Ｖｏ＝Ｆｓ／Ｆｏ …式（２）
【００４２】
図７における車速度比較部４４（図８における比較回路４６）は車速度演算部２９により算出された現在の車速度Ｖｍと前記基準車速度Ｖｏとを比較してその差を算出する。そしてこの差に対応する電気信号は図８に示すように表示駆動回路４７を経てモニタ部１７に出力される。
【００４３】
つまり、第１実施例においては振動数Ｆｐと基準振動数Ｆｏとを比較してその差に対応する電気信号をモニタ部１７に出力する構成であるのに対し、本実施例は現在の車速度Ｖｍと基準車速度Ｖとを比較してその差に対応する電気信号をモニタ部１７に出力する構成であり、当該構成により制御手段１１を簡易な構成とすることができる。
【００４４】
なお、本実施例においても、エンジン回転数を直接的或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段４０を設け、エンジン回転数に関する情報を加味させることで、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段１２に表示させることができる。図６（ｂ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジンスロットル開度センサ４１から構成した場合であり、その電気信号を基準車速度演算部４３に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。また、図６（ｃ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジン回転数センサ４２とした場合であり、このエンジン回転数センサ４２から得られる電気信号を基準車速度演算部４３に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。
【００４５】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。説明した実施形態では締固め車両をタイヤを備えたタイプの振動ローラとしたが、本発明は他の形式の振動型締固め車両にも適用可能である。その他、本発明は説明した形態に限られることなく、各構成要素の形状やレイアウト等についてその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果が奏される。
１）車両の移動速度を検出する車速度検出手段と、単位時間当たりのロールの振動数を設定可能な振動数設定手段と、車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段と、車速度検出手段と振動数設定手段と基準振動数設定手段とから出力される各電気信号を制御する制御手段と、制御手段から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数の大小関係を車速指標値として相対的に比較表示する表示手段と、を備える構成とすれば、オペレータは基準振動数の具体的数値を認知する必要もなく、車両の走行速度を容易に調整できるようになる。
また、従来のようにロールの振動数を検出する振動数検出装置が不用な構成となるため、組み付け工数の低減が図れ、簡易な締固め度管理装置を構築できる。
２）制御手段として、車速度検出手段から出力される電気信号と振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を算出する振動数演算部と、この振動数演算部にて算出された振動数と基準振動数設定手段により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数とを比較演算する振動数比較部とを備える構成とすれば、或いは、車速度検出手段から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部と、振動数設定手段から出力される電気信号と基準振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して基準車速度を算出する基準車速度演算部と、車速度演算部にて算出された現在の車速度と基準車速度演算部にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部とを備える構成とすれば、制御手段１１を簡易に構成でき、経済的な締固め度管理装置を構築できる。
３）設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を記憶する不揮発性メモリを備える構成とすれば、作業開始ごとに基準振動数を設定し直す必要もなくなる。
４）車両のエンジン回転数を直接的に或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段を備え、該エンジン回転数検出手段から出力される電気信号を前記制御手段にて制御する構成とすれば、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動型締固め車両の一例を示す側面説明図である。
【図２】本発明に係る締固め度管理装置を示す構成ブロック図である。
【図３】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示す構成ブロック図である。
【図４】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示すシステムブロック線図である。
【図５】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示すシステム回路ブロック図である。
【図６】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示す構成ブロック図である。
【図７】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示すシステムブロック線図である。
【図８】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示すシステム回路ブロック図である。
【図９】（ａ）はロール回転数検出器の側面説明図，図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１０】振動数切替器の一例を示す説明図である。
【図１１】基準振動数設定器，モニタ部，車速度表示手段を示す説明図である。
【図１２】基準振動数設定器の変形例を示す説明図である。
【図１３】従来の締固め度管理装置を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
Ｒ 振動型締固め車両
１ 車体
２ ロール
７ 締固め度管理装置
８ 車速度検出手段
９ 振動数設定手段
１０ 基準振動数設定手段
１１ 制御手段
１２ 表示手段
１３ ロール回転数検出器
１４ 振動数切替器
１５ 基準振動数設定器
１６ 入出力・演算装置
１７ モニタ部
２９ 車速度演算部
３０ 振動数演算部
３１ 振動数比較部
３９ 不揮発性メモリ
４０ エンジン回転数検出手段
４３ 基準車速度演算部
４４ 車速度比較部
【発明の属する技術分野】
本発明は、振動型締固め車両における締固め度管理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
振動型締固め車両における締固め度管理装置の従来例として、ロールが地盤を打撃した際に発生するロールの上下方向の加速度を検出し、この加速度の値をもって地盤の締固め度を管理する装置が知られている。この加速度情報は例えば運転席回りの計器パネル等に表示される。しかし、当該装置はロール内に加速度センサ等を設ける構造となることから、装置が複雑になるという問題がある。またこの加速度情報を基に車両の走行速度を調整しようとした場合、熟練度の低いオペレータにとっては加速度情報の判断が困難となり、例えば最適な締固めを実現する車両の走行速度に対して、走行現在の車両の走行速度が一致しているのか、或いは速すぎるのか、遅過ぎるのか、またその程度はどの位であるのか、といった判断を瞬時に行えないという問題がある。
【０００３】
この問題に対処した従来技術として、特表平１１−５１４０５８号公報に開示された技術が挙げられる。当該装置の概略構成について図１３を基に説明する。車両の走行速度を検知する速度検知装置７１から得られる電気信号は移動距離変換器７２を経て、単位時間当たりの車両の移動距離に対応する電気信号として振動衝撃量計算部７３に出力される。また、ロールの振動数を検知する振動数検知装置７４から得られる電気信号は振動衝撃数変換機７５を経て、単位時間当たりの振動衝撃数（振動数）に対応する電気信号として振動衝撃量計算部７３に出力される。振動衝撃量計算部７３はこの２つの電気信号を演算し、車両の単位移動距離当たりの振動数に対応する電気信号を生成し、運転席回りに設けられた表示部７６に出力する。
【０００４】
表示部７６には、車両の単位移動距離当たりの振動数に関する絶対値の目盛りが付されており、針７６ａが該目盛りを指し示すことで、オペレータは走行現在における車両の単位移動距離当たりの振動数を知ることができる。仮に表示部７６には１フィート当たりの振動数の目盛りが付されているものとすると、例えば現場管理者がある地盤において最適な締固めを実現する１フィート当たりの振動数の値を「１０」として決定した場合には、オペレータは針７６ａが「１０」の目盛りの部位を指し示すようにして車両の走行速度を調整する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当該装置においては以下に示す問題がある。先ず、速度検知装置７１と振動数検知装置７４とを要する構成、つまり２つのセンサ部を要する構成となることから装置が複雑になるという問題がある。また、表示部７６に表示される値はあくまで車両の単位移動距離当たりの振動数であるので、熟練度の低いオペレータにとっては、地盤にとって最適な車両の走行速度に対する現在の車両の走行速度の関係が瞬時に把握できない。
【０００６】
また、表示部７６に表示される値は車両の単位移動距離当たりの振動数、つまり絶対値であるので、オペレータは常にこの絶対値を認知し続ける必要がある。
しかし、地盤の材質等の違いによって最適となる車両の単位移動距離当たりの振動数は異なるものであり、その都度オペレータがこの絶対値を把握することは面倒であり、作業中この数値を取り違えるといったミスも発生するおそれがある。特に、同一地盤での施工においても長期間の施工にわたる場合には複数のオペレータが交替で作業することも多く、決められた数値に関する連絡の不徹底により違った数値で作業を行うといった事態も考えられる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題を同時に解決するべく創作されたものであり、簡易な構成を実現でき、オペレータにとって、地盤に対する最適な車両の走行速度の把握が容易となる振動型締固め車両における締固め度管理装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、ロールを振動させて地盤を締め固める振動型締固め車両において、車両の移動速度を検出する車速度検出手段と、単位時間当たりのロールの振動数を設定可能な振動数設定手段と、車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段と、前記車速度検出手段と前記振動数設定手段と前記基準振動数設定手段とから出力される各電気信号を制御する制御手段と、前記制御手段から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数の大小関係を車速指標値として相対的に比較表示する表示手段と、を備える締固め度管理装置を構成した。
【０００９】
また、制御手段として、前記車速度検出手段から出力される電気信号と前記振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を算出する振動数演算部と、前記振動数演算部にて算出された現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数と前記基準振動数設定手段により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数とを比較演算する振動数比較部と、を備える構成とした。
【００１０】
また、制御手段として、前記車速度検出手段から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部と、前記振動数設定手段から出力される電気信号と前記基準振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、基準車速度を算出する基準車速度演算部と、前記車速度演算部にて算出された現在の車速度と前記基準車速度演算部にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部と、を備える構成とした。
【００１１】
さらに、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を記憶する不揮発性メモリを備える構成とした。
【００１２】
また、車両のエンジン回転数を直接的に或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段を備え、該エンジン回転数検出手段から出力される電気信号を前記制御手段にて制御する構成とした。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は振動型締固め車両の一例を示す側面説明図である。本図に示した振動型締固め車両Ｒは主に不整地等の締固め施工に多用される振動ローラである。本振動ローラは、タイヤＴを左右一対に有した車体１と、車体１の前方側においてロール２を軸装する平面視四角形状の機枠３とを備えており、車体１と機枠３は連結部４によりアーティキュレート式に連結される。車体１の上部には運転席５が形成される。ロール２内には油圧モータ等により駆動する公知構造（例えば偏心重錘を取り付けた軸を回転させる構造等）の振動装置（図示せず）が収装されており、オペレータが運転席５回りの計器パネル６等に設けられたスイッチをＯＮ操作することで、当該振動装置が作動し、ロール２は振動しながら地盤を締め固める。
【００１４】
本発明に係る締固め度管理装置７は、図２に示すように、車両の移動速度を検出する車速度検出手段８と、単位時間当たりのロール２の振動数を設定可能な振動数設定手段９と、車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段１０と、車速度検出手段８と振動数設定手段９と基準振動数設定手段１０とから出力される各電気信号を制御する制御手段１１と、制御手段１１から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数に対する現在の(走行時の実際の)車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の振動数の大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する表示手段１２と、を備える。
【００１５】
本発明の好適な例として、主に制御手段１１の違いによる２つの実施例を以下に示して詳細に説明する。
「第１実施例」
図３（ａ），図４，図５はそれぞれ第１実施例の構成ブロック図，システムブロック線図，システム回路ブロック図を示す。図３（ａ）において、締固め度管理装置７は、前記車速度検出手段８を構成するロール回転数検出器１３と、前記振動数設定手段９を構成する振動数切替器１４と、前記基準振動数設定手段１０を構成する基準振動数設定器１５と、前記制御手段１１を構成する入出力・演算装置１６と、前記表示手段１２を構成するモニタ部１７とを備える。
【００１６】
「ロール回転数検出器１３（車速度検出手段８）」
図９（ａ）はロール回転数検出器１３の側面説明図，図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。先ず、ロール２は中空円筒形状を呈し、その内周面には一対の円板形状の鏡板１８（図９（ｂ）では一方の鏡板１８は省略）が固設されている。一対の鏡板１８間には中空円筒形状を呈した起振機ケース１９がロール２と同芯状に固設されていて、この起振機ケース１９内に前記した図示しない振動装置が収装される。鏡板１８の外面側には走行用油圧モータ２０の出力部２０ａがボルト２１により締結固定される。走行用油圧モータ２０の固定部２０ｂは支持プレート２２にボルト２３により締結固定される。支持プレート２２は防振ゴム及びブラケット（共に図示せず）を介して機枠３の側面に固定される部材である。以上により、走行用油圧モータ２０において固定部２０ｂに対し出力部２０ａが回転することでロール２が走行回転する。
【００１７】
ロール回転数検出器１３は、被検出部材２４と検出センサ２５とから構成される。被検出部材２４はリング形状を呈した部材であり、その外周側には複数の突部２４ａが等間隔で放射状に形成されている。被検出部材２４は前記ボルト２１により走行用油圧モータ２０の出力部２０ａと共にロール２と同芯状となるように鏡板１８に共締め固定される。一方、検出センサ２５は、そのセンサ部２５ａが被検出部材２４の突部２４ａに対し僅かな間隙をもって対向するように、ブラケット２６を介し支持プレート２２側に固定されている。なお、検出センサ２５は光学式や磁気式等、特に限定されるものではない。以上の構成により、ロール２の回転に伴って被検出部材２４が回転した際、検出センサ２５が被検出部材２４の突部２４ａの通過回数を検知することでロール２の回転数を検出しうるようになっている。
【００１８】
「振動数切替器１４（振動数設定手段９）」
図１０に振動数切替器１４の一例を示す。本実施例において振動数切替器１４は運転席５回りの計器パネル６に設けられた手動式のロータリ式の切替スイッチであり、単位時間当たりのロール２の振動数として、毎分２５００，３０００，４０００回の３段階の振動数（単位ｖｐｍ）に切り替えが可能である。この振動数の切り替え機能は様々な地盤の材質に対し良好な締固めを行うために有効なものであり、振動数値の決定は施工対象となる地盤の材質等を考慮して適宜に選択されるものである。
【００１９】
「基準振動数設定器１５（基準振動数設定手段１０）」
図１１に基準振動数設定器１５の一例を示す。本実施例において基準振動数設定器１５は、後に詳述する制御手段１１，モニタ部１７（表示手段１２），車速度表示手段２７と共に、一つのケーシング２８にユニットとして組み込まれる。図１１はこのケーシング２８の前面パネル２８ａを示す図である。ケーシング２８は例えば前面パネル２８ａが運転席５の計器パネル６上にレイアウトされるように配設される。
【００２０】
図１１に示した基準振動数設定器１５は手動式の押しボタン式のスイッチの場合を示すもので、指で押すごとに「１，２，３，４，…」というように設定値が順次切り替わるようになっている。この設定値はＬＥＤセグメント等からなる車速度表示手段２７にて表示される。具体的には、所望する設定値とした後、スイッチから指を離して例えば所定時間（たとえば５秒間程度）その設定値が表示された後自動的に消えるようになっている。スイッチを押し続けて設定値がＭＡＸ値に達すると再び設定値は「１」から始まるようになっている。
【００２１】
設定値の単位は「車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数」であり、本実施例では１フィート当たりのロールの振動数としている。本明細書においては、当該基準振動数設定器１５にて設定した値を明確化する意味で「車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数」というものとする。なお、設定値は施工対象となる地盤の材質、車両の軸重等を考慮して適宜に決定されるものである。
【００２２】
図１２は基準振動数設定器１５の変形例を示し、ロータリ式のスイッチとした場合を示す。この場合、前面パネル２８ａには既に各設定値が付されているため、前記車速度表示手段２７のように電気的に表示させる必要もなく、その分、経済的となる。
【００２３】
「入出力・演算装置１６（制御手段１１）」
図３（ａ）において、ロール回転数検出器１３はロール２の回転数に対応した所定の電気信号を出力する。また、振動数切替器１４は設定した単位時間当たりのロールの振動数に対応した所定の電気信号を出力し、基準振動数設定器１５は設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対応した所定の電気信号を出力する。入出力・演算装置１６はこれら３つの電気信号を入力し、演算処理して所定の電気信号をモニタ部１７（表示手段１２）に出力する。
【００２４】
図４及び図５を参照して演算処理の概略プロセスを説明する。図４においてロール回転数検出器１３から出力された電気信号は車速度演算部２９にて演算処理され、車速度Ｖｍとして算出される。具体的には、図５に示すように、ロール回転数検出器１３から出力された電気信号は波形整形回路３２，計時回路３３を経て車速度演算回路３４にて演算処理される。算出された車速度Ｖｍ及び振動数切替器１４にて設定された単位時間当たりのロールの振動数（これを振動数Ｆｓという）は振動数演算部３０により演算される。具体的には図５における除算回路３５において、振動数Ｆｓを車速度Ｖｍで除算することにより、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数（これを振動数Ｆｐという）として算出される。
Ｆｐ＝Ｆｓ／Ｖｍ …式（１）
つまり、振動数Ｆｐは車両走行時の実際の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を表している。
【００２５】
振動数比較部３１（図５における比較回路３６）は前記振動数Ｆｐと、基準振動数設定器１５により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数（これを基準振動数Ｆｏという）とを比較してその差を算出する。そしてこの差に対応する電気信号は図５に示すように表示駆動回路３７を経てモニタ部１７に出力される。
【００２６】
「モニタ部１７（表示手段１２）」
モニタ部１７は前記基準振動数Ｆｏに対する前記振動数Ｆｐの大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する部位である。図１１にモニタ部１７の一例を示す。ケーシング２８の前面パネル２８ａの上部には、複数（本実施例では９個）のＬＥＤランプが配列されている。具体的には、各ランプに左側から順にＬ１，Ｌ２，Ｌ３，…，Ｌ９と符号を付すと、中央のランプＬ５が最上部に位置するように各ランプは等間隔で円弧状に配列されている。前面パネル２８ａにおいてモニタ部１７の下部には「ＳＰＥＥＤ」の文字が付され、モニタ部１７が車両の走行速度に関する車速指標値を表すことを示唆している。また、左端のランプＬ１の近傍には「ＳＬＯＷ」の文字が、右端のランプＬ９の近傍には「ＦＡＳＴ」の文字が付されている。これら「ＳＰＥＥＤ」，「ＦＡＳＴ」，「ＳＬＯＷ」の文字は必ずしも必須ではないが、各ランプＬ１〜Ｌ９のいずれかが点灯した際、基準振動数Ｆｏに対して車両の現在の車速度が速いか遅いかを認識する有効な手助けとなる。場合によっては、前記式（１）からも判るように車速度Ｖｍと逆数関係にある振動数Ｆｐを示唆する文字，記号等を付しても良い。
【００２７】
走行中、ランプＬ１〜Ｌ９はいずれか１つが点灯するようになっており、車両の走行速度が適正な場合、つまり基準振動数Ｆｏと振動数Ｆｐがほぼ一致する場合には中央のランプＬ５が点灯する。この場合、基準振動数Ｆｏと振動数Ｆｐの値は完全に同一である必要はなく、振動数Ｆｐが基準振動数Ｆｏに対して所定の範囲内にあるとき、例えば振動数Ｆｐの値が基準振動数Ｆｏ±１の範囲内にあるときランプＬ５を点灯させれば良い。具体例を挙げると、基準振動数Ｆｏの設定値を「１２」（前記したように、単位は１フィート当たりのロールの振動数）とした場合において、走行中における振動数Ｆｐが「１１〜１３」の範囲内にあるとき中央のランプＬ５を点灯させる。
【００２８】
また、基準振動数Ｆｏに対し車両の走行速度が遅い場合、つまり車速度Ｖmの値が小さい場合には、前記式（１）から明らかなように振動数Ｆｐの値は大きくなり（振動数Ｆｓは振動数切替器１４により設定された固定値である）、「ＳＬＯＷ」の文字側、つまりランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯する。勿論、左端のランプＬ１に向かうほど振動数Ｆｐの値が大きく、車両の走行速度がより遅いことを示している。つまり、ランプＬ１〜Ｌ４は車両の適正な走行速度を示すランプＬ５に対し、車両の走行速度が遅い状態であることを相対的に比較表示する部位となる。これらランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯している状態は、基準振動数設定器１５にて設定した基準振動数Ｆｏの設定値よりもロール２が地盤を余計回数分、打撃している状態に他ならない。このようにランプＬ１〜Ｌ４のいずれかが点灯した場合、運転席上のオペレータは車両の走行速度が遅過ぎる状態であることを即座に認知でき、中央のランプＬ５が点灯するまで車両の走行速度を上げれば良い。
【００２９】
逆に、基準振動数Ｆｏに対し車両の走行速度が速い場合、つまり車速度Ｖmの値が大きい場合には、前記式（１）から明らかなように振動数Ｆｐの値は小さくなり、「ＦＡＳＴ」の文字側、つまりランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯する。右端のランプＬ９に向かうほど振動数Ｆｐの値が小さく、車両の走行速度がより速いことを示している。つまり、ランプＬ６〜Ｌ９は車両の適正な走行速度を示すランプＬ５に対し、車両の走行速度が速い状態であることを相対的に比較表示する部位となる。これらランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯している状態は、車両の走行速度が速過ぎて、基準振動数設定器１５にて設定した基準振動数Ｆｏの設定値よりもロール２の打撃回数が少ない状態である。このようにランプＬ６〜Ｌ９のいずれかが点灯した場合、オペレータは車両の走行速度が速過ぎる状態であることを即座に認知でき、中央のランプＬ５が点灯する状態となるまで車両の走行速度を下げれば良い。
【００３０】
本実施例において各ランプＬ１〜Ｌ９は色分け表示される。中央側に位置する３つのランプＬ４〜Ｌ６は、車両の走行速度が適正である、或いは適正値に近い走行速度であるということから緑色発光のランプとなっている。「ＳＬＯＷ」側のランプＬ１〜Ｌ３は、車両の走行速度が遅い結果、施工時間が長くなるという問題を有するものの、地盤の締固め品質に関して振動回数が多くなる分にはそれ程の悪影響は受けないことから、オペレータに軽度の注意を促す意味で黄色発光のランプとなっている。また、「ＦＡＳＴ」側のランプＬ７〜Ｌ９は、単位移動距離当たりの振動回数が少ないと地盤の締固め品質に悪影響を及ぼすおそれがあることから、重度の注意を促す意味で赤色発光のランプとなっている。
【００３１】
「車速度表示手段２７」
本発明において車速度表示手段２７はその有無が選択的な構成要素であるが、オペレータが車両の走行速度（絶対値）を把握できるので有効である。図１１を参照して、車速度表示手段２７はケーシング２８の前面パネル２８ａにおいてモニタ部１７の下部にレイアウトされる。本図はＬＥＤセグメントからなるデジタル表示メータとした場合を示す。前記したように、当該車速度表示手段２７では基準振動数設定器１５にて設定した設定値も表示される態様としてあるが、通常時は車両の走行速度をリアルタイムで表示する。図５に示すように、車速度演算回路３４にて算出した車速度Ｖｍに関する電気信号は表示駆動回路３８を経て車速度表示手段２７に出力されるものである。
【００３２】
以上に説明したように、車両の移動速度を検出する車速度検出手段８と、単位時間当たりのロール２の振動数（振動数Ｆｓ）を設定可能な振動数設定手段９と、車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数（基準振動数Ｆｏ）を設定可能な基準振動数設定手段１０と、車速度検出手段８と振動数設定手段９と基準振動数設定手段１０とから出力される各電気信号を制御する制御手段１１と、制御手段１１から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の基準振動数（基準振動数Ｆｏ）に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロール２の振動数（振動数Ｆｐ）の大小関係を車速指標値（車速情報）として相対的に比較表示する表示手段１２と、を備える構成とすれば次のような効果が奏される。
【００３３】
例えば、ある施工現場において、現場管理者等が作業前に締固め対象となる地盤の材質や作業条件等を考慮して最適となる基準振動数Ｆｏを一旦設定すれば、従来のように、車両のオペレータはこの基準振動数Ｆｏの具体的な数値を覚えておく必要がなく、表示手段において相対的に比較表示される車速情報に基づき、走行速度が最適となる表示位置まで車両の走行速度を容易に調整できるようになる。つまり従来にあっては、車両の走行速度を調整するに当たり、ある地盤における最適な基準振動数Ｆｏの値が「１０」である場合にはオペレータは作業中常にこの「１０」の値を認知し続ける必要があり、別の地盤における最適な基準振動数Ｆｏの値が「１２」である場合にはオペレータは作業中常にこの「１２」の値を認知し続ける必要がある。これに対し、基準振動数Ｆｏをいかなる値に設定した場合であっても、本発明に係る表示手段には最適車速に対する車速情報が相対的に比較表示されるので、熟練度の低いオペレータでも容易に車両の走行速度を調整できるようになる。
【００３４】
また、従来のようにロールの振動数を検出する振動数検出装置（振動用油圧モータの回転数を検出する検出センサ等）が不用な構成となるため、組み付け工数の低減が図れ、簡易な締固め度管理装置を構築できる。
【００３５】
また、図２に示すように、設定した基準振動数Ｆｏを記憶する不揮発性メモリ３９を備える構成とすれば、ある施工現場で施工日数が何日間にもわたる際、日ごと作業開始前に基準振動数Ｆｏを設定し直す必要もなく、有効である。
【００３６】
さらに、図４に示したように、車速度検出手段８から出力される電気信号と振動数設定手段９から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数（振動数Ｆｐ）を算出する振動数演算部３０と、この振動数演算部３０にて算出された振動数Ｆｐと基準振動数設定手段１０により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数Ｆｏとを比較演算する振動数比較部３１と、を備える構成とすれば、制御手段１１を簡易な構成とすることができる。
【００３７】
さて、以上に説明した締固め度管理装置７において、振動数切替器１４（振動数設定手段９）にて設定する振動数Ｆｓ（２５００，３０００，４０００ｖｐｍ）の発生は、車両のエンジン回転数を一定回転数（通常は最大回転数）に設定することを条件としている。エンジン回転数の調整は通常、運転席回りに配設された傾倒式のスロットルレバー（図示せず）を操作することで行われるが、場合によってはオペレータが最大回転数まで上げ忘れるということもあり得、この場合には振動数切替器１４にて設定した振動数Ｆｓと、ロールに実際に発生する振動数Ｆｓとの値が異なることから、表示手段１２に表示される車速情報に誤差が生じるおそれもある。
【００３８】
そこで、エンジン回転数を直接的或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段４０を設け、エンジン回転数に関する情報を加味させることで、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段１２に表示させることができる。図３（ｂ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジンスロットル開度センサ４１から構成した場合であり、前記スロットルレバーの開度（傾倒度）を検出することで間接的にエンジン回転数に対応する電気信号を取り出すことができる。そして、この電気信号を入出力・演算装置１６に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。また、図３（ｃ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジン回転数センサ４２とした場合であり、このエンジン回転数センサ４２から得られる電気信号を入出力・演算装置１６に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。
【００３９】
「第２実施例」
次いで第２実施例について説明する。本実施例は第１実施例に対して制御手段１１の構成を変えたものであり、他の手段構成については共通であるため、以下では制御手段１１について説明し、他の手段構成については第１実施例に準ずるものとしその説明は省略する。図６（ａ），図７，図８はそれぞれ第２実施例の構成ブロック図，システムブロック線図，システム回路ブロック図を示す。
【００４０】
図６（ａ）において、制御手段１１は、ロール回転数検出器１３（車速度検出手段８）から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部２９と、振動数切替器１４（振動数設定手段９）から出力される電気信号と基準振動数設定器１５（基準振動数設定手段１０）から出力される電気信号とを演算して基準車速度を算出する基準車速度演算部４３と、車速度演算部２９にて算出された現在の車速度と基準車速度演算部４３にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部４４と、を備える。なお、車速度演算部２９は第１実施例の場合と同一構成である。
【００４１】
図７及び図８を参照して演算処理の概略プロセスを説明する。図７においてロール回転数検出器１３から出力された電気信号は車速度演算部２９にて演算処理され、車速度Ｖｍとして算出される。具体的には、図８に示すようにロール回転数検出器１３から出力された電気信号は波形整形回路３２，計時回路３３を経て車速度演算回路３４にて演算処理される。一方、振動数切替器１４にて設定された単位時間当たりのロールの振動数（振動数Ｆｓ）に対応する電気信号と、基準振動数設定器１５にて設定された車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数（基準振動数Ｆｏ）に対応する電気信号は、図８に示すように除算回路４５において演算される。つまり、振動数Ｆｓを基準振動数Ｆｏで除算することにより基準車速度Ｖｏが算出される。
Ｖｏ＝Ｆｓ／Ｆｏ …式（２）
【００４２】
図７における車速度比較部４４（図８における比較回路４６）は車速度演算部２９により算出された現在の車速度Ｖｍと前記基準車速度Ｖｏとを比較してその差を算出する。そしてこの差に対応する電気信号は図８に示すように表示駆動回路４７を経てモニタ部１７に出力される。
【００４３】
つまり、第１実施例においては振動数Ｆｐと基準振動数Ｆｏとを比較してその差に対応する電気信号をモニタ部１７に出力する構成であるのに対し、本実施例は現在の車速度Ｖｍと基準車速度Ｖとを比較してその差に対応する電気信号をモニタ部１７に出力する構成であり、当該構成により制御手段１１を簡易な構成とすることができる。
【００４４】
なお、本実施例においても、エンジン回転数を直接的或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段４０を設け、エンジン回転数に関する情報を加味させることで、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段１２に表示させることができる。図６（ｂ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジンスロットル開度センサ４１から構成した場合であり、その電気信号を基準車速度演算部４３に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。また、図６（ｃ）は、エンジン回転数検出手段４０をエンジン回転数センサ４２とした場合であり、このエンジン回転数センサ４２から得られる電気信号を基準車速度演算部４３に出力して振動数Ｆｓに関する電気信号に誤差修正をかけることで、ロールに実際に発生している振動数Ｆｓを求めることができる。
【００４５】
以上、本発明について好適な実施形態を説明した。説明した実施形態では締固め車両をタイヤを備えたタイプの振動ローラとしたが、本発明は他の形式の振動型締固め車両にも適用可能である。その他、本発明は説明した形態に限られることなく、各構成要素の形状やレイアウト等についてその趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば次のような効果が奏される。
１）車両の移動速度を検出する車速度検出手段と、単位時間当たりのロールの振動数を設定可能な振動数設定手段と、車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段と、車速度検出手段と振動数設定手段と基準振動数設定手段とから出力される各電気信号を制御する制御手段と、制御手段から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数の大小関係を車速指標値として相対的に比較表示する表示手段と、を備える構成とすれば、オペレータは基準振動数の具体的数値を認知する必要もなく、車両の走行速度を容易に調整できるようになる。
また、従来のようにロールの振動数を検出する振動数検出装置が不用な構成となるため、組み付け工数の低減が図れ、簡易な締固め度管理装置を構築できる。
２）制御手段として、車速度検出手段から出力される電気信号と振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を算出する振動数演算部と、この振動数演算部にて算出された振動数と基準振動数設定手段により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数とを比較演算する振動数比較部とを備える構成とすれば、或いは、車速度検出手段から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部と、振動数設定手段から出力される電気信号と基準振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して基準車速度を算出する基準車速度演算部と、車速度演算部にて算出された現在の車速度と基準車速度演算部にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部とを備える構成とすれば、制御手段１１を簡易に構成でき、経済的な締固め度管理装置を構築できる。
３）設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を記憶する不揮発性メモリを備える構成とすれば、作業開始ごとに基準振動数を設定し直す必要もなくなる。
４）車両のエンジン回転数を直接的に或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段を備え、該エンジン回転数検出手段から出力される電気信号を前記制御手段にて制御する構成とすれば、あらゆるエンジン回転数域の状態において、誤差の無い正確な車速情報を表示手段に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】振動型締固め車両の一例を示す側面説明図である。
【図２】本発明に係る締固め度管理装置を示す構成ブロック図である。
【図３】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示す構成ブロック図である。
【図４】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示すシステムブロック線図である。
【図５】本発明に係る締固め度管理装置の第１実施例を示すシステム回路ブロック図である。
【図６】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示す構成ブロック図である。
【図７】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示すシステムブロック線図である。
【図８】本発明に係る締固め度管理装置の第２実施例を示すシステム回路ブロック図である。
【図９】（ａ）はロール回転数検出器の側面説明図，図９（ｂ）は図９（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【図１０】振動数切替器の一例を示す説明図である。
【図１１】基準振動数設定器，モニタ部，車速度表示手段を示す説明図である。
【図１２】基準振動数設定器の変形例を示す説明図である。
【図１３】従来の締固め度管理装置を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
Ｒ 振動型締固め車両
１ 車体
２ ロール
７ 締固め度管理装置
８ 車速度検出手段
９ 振動数設定手段
１０ 基準振動数設定手段
１１ 制御手段
１２ 表示手段
１３ ロール回転数検出器
１４ 振動数切替器
１５ 基準振動数設定器
１６ 入出力・演算装置
１７ モニタ部
２９ 車速度演算部
３０ 振動数演算部
３１ 振動数比較部
３９ 不揮発性メモリ
４０ エンジン回転数検出手段
４３ 基準車速度演算部
４４ 車速度比較部
Claims (5)
- ロールを振動させて地盤を締め固める振動型締固め車両において、
車両の移動速度を検出する車速度検出手段と、
単位時間当たりのロールの振動数を設定可能な振動数設定手段と、
車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を設定可能な基準振動数設定手段と、
前記車速度検出手段と前記振動数設定手段と前記基準振動数設定手段とから出力される各電気信号を制御する制御手段と、
前記制御手段から出力される電気信号に基づいて、設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数に対する現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数の大小関係を車速指標値として相対的に比較表示する表示手段と、
を備えることを特徴とする振動型締固め車両における締固め度管理装置。 - 前記制御手段は、
前記車速度検出手段から出力される電気信号と前記振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数を算出する振動数演算部と、
前記振動数演算部にて算出された現在の車両の単位移動距離当たりにおけるロールの振動数と前記基準振動数設定手段により設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数とを比較演算する振動数比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動型締固め車両における締固め度管理装置。 - 前記制御手段は、
前記車速度検出手段から出力される電気信号を演算して現在の車速度を算出する車速度演算部と、
前記振動数設定手段から出力される電気信号と前記基準振動数設定手段から出力される電気信号とを演算して、基準車速度を算出する基準車速度演算部と、
前記車速度演算部にて算出された現在の車速度と前記基準車速度演算部にて算出された基準車速度とを比較演算する車速度比較部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の振動型締固め車両における締固め度管理装置。 - 設定した車両の単位移動距離当たりにおけるロールの基準振動数を記憶する不揮発性メモリを備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の振動型締固め車両における締固め度管理装置。
- 車両のエンジン回転数を直接的に或いは間接的に検出するエンジン回転数検出手段を備え、該エンジン回転数検出手段から出力される電気信号を前記制御手段にて制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の振動型締固め車両における締固め度管理装置。
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