JP7588910B1 - 路面切削機 - Google Patents
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Abstract
Description
従来の路面切削機の切削ドラムは、油圧モータで回転させるのがほとんどであったが、特許文献1~6に記載のように、電動モータで、切削ドラムを回転させる装置についても提案されてきている。
図1において、本発明の第1の実施形態に係る路面切削機100は、切削ドラム101と、各種油圧アクチュエータ102と、エンジン103と、油圧ポンプ104と、制御弁105と、油圧モータ106と、第1のクラッチ107と、第2のクラッチ108と、第3のクラッチ109と、第1の伝達手段110と、第2の伝達手段111と、電動モータ112と、制御装置113と、入力表示装置114と、バッテリ115と、電動モータ116と、各種アクチュエータ117とを備える。
なお、図1において、破線で示した矢印は、回転軸やドラムの回転方向を意味する(図4においても同様)。
このような制御モードは、電動モータ112の状態を意味している。
本明細書において、電動モータ112の回転軸が回転していない場合の状態を、制御モードが「オフ」であるということにする。
電動モータ112に電力が供給されていて、電動モータ112に電力が供給されて回転している場合を、制御モードが「駆動モード」であるということにする。
電動モータ112に電力が供給されていない場合に回転軸が回転している場合を、制御モードが「充電モード」であるということにする。充電モードの場合、電動モータ112は、交流を発電する。
なお、図1の矢印に示したように、電動モータ112の回転軸の回転方向は、駆動モードの場合も、充電モードの場合も、同じ方向である。ただし、限定されるものではない。
(1)電動モータ112を駆動モードにする場合、バッテリ115の直流を交流に変換して電動モータ112に電力を供給して回転させる。
(2)電動モータ112を充電モードにする場合、バッテリ115の電力を電動モータ112に供給せずに、電動モータ112が発電した交流を直流に変換してバッテリ115を充電する。
(3)電動モータ112がオフの場合、バッテリ115の電力の供給及び充電のいずれも行わない。
(4)入力表示装置114で指定された作業モードに応じた制御内容を記憶している。
(5)作業モードに応じたクラッチ切替信号及び油圧指令信号を出力する。
(6)油圧ポンプ104におけるポンプ吐出圧や、エンジン103におけるエンジン負荷率を認識し、ポンプ吐出圧やエンジン負荷率で表される負荷が所定値以上となっているか否かを判断して、作業モードを自動で変更する。
第1のクラッチ107は、第2の伝達手段111によって、電動モータ112の回転軸と直接又は間接的に接続されている。
第1のクラッチ107,第2のクラッチ108,及び第3のクラッチ109は、制御装置113からのクラッチ切替信号によって、切り替えられるようになっており、油圧モータ106によって切削ドラム101を回転させるか、電動モータ112によって切削ドラム101を回転させるかの切替手段となっている。
また、各種油圧アクチュエータ102についても、本発明においては必須の構成ではない。
なお、各モードはどれか一つが本発明においてあればよく、全てのモードが備わっている必要はない。
(通常モード)
通常モードは、切削ドラム101を油圧の力だけで回転させて、路面を切削するモードである。通常モードの場合、第1のクラッチ107をオフにすることで、電動モータ112からの動力は、切削ドラム101には伝わらないようにする。このとき、電動モータ112の制御モードは「オフ」であり、電動モータ112の回転軸は回転しないので、制御装置113は、電動モータ112に対して電力の供給も行わないし、バッテリ115への充電も行わない。
油圧指令信号をオンにし、第2のクラッチ108及び第3のクラッチ109をオンにすることで、油圧モータの回転が、第1の伝達手段110を伝って、切削ドラム101を回転させることができる。
アシストモードでは、切削ドラム101を油圧の力に加えて、電動の力でも回転させて、路面を切削するというモードである。アシストモードの場合、第1のクラッチ107をオンにして、かつ、電動モータ112に電力を供給することで、電動モータ112を回転させる。その他は、通常モードと同じである。
この場合、電動モータ112の回転力が第2の伝達手段111を通じて、第1の伝達手段110にまで伝わり、切削ドラム101が油圧の力と電動の力で回転することとなる。
電動モータ112の力で油圧の力がアシストされているので、回転力(トルク)がさらにアップする。
充電のみモードでは、油圧指令信号をオンにし、第2のクラッチ108をオフにして、油圧モータ106の回転力が切削ドラム101に伝達しないようにする。第3のクラッチ109と第1のクラッチ107をオンにして、第2の伝達手段111を介して、電動モータ112を回転させる。このとき、電動モータ112の制御モードは「充電モード」であるので、制御装置113は、電動モータ112が発電した交流を直流に変換して、バッテリ115に充電する。
整備モードでは、第3のクラッチ109をオフにして、油圧指令信号をオフにしておく。これにより、油圧モータ106が切削ドラム101を回転させることはない。整備モードでは、第1のクラッチ107をオン、第2のクラッチ108をオンにする。
そして、電動モータ112の制御モードは「駆動モード」であるので、制御装置113は、電動モータ112にバッテリ115からの電力を供給する。
これによって、電動モータ112の回転力によって、切削ドラム101を回転させて、油圧モータ106を駆動させずに、切削ドラム101の整備が可能となる。
もちろん、油圧モータ106を駆動させて整備してもよいことは言うまでもない。
作業&充電モードでは、油圧指令信号をオンにし、第1のクラッチ107、第2のクラッチ108、及び第3のクラッチ109を全てオンにしておく。電動モータ112の制御モードは「充電モード」であるので、制御装置113は、電動モータ112が発電した交流を直流に変換してバッテリ115に充電する。
油圧モータ106の回転力が切削ドラム101に伝わり、切削ドラム101を回転させることができる。また、切削ドラム101の回転中にも、第2の伝達手段111を伝って電動モータ112を回転させることができるので、発電が可能となり、バッテリ115に充電されることとなる。
図4において、本発明の第2の実施形態に係る路面切削機200は、切削ドラム201と、各種油圧アクチュエータ202と、エンジン203と、油圧ポンプ204と、制御弁205と、油圧モータ206と、クラッチ207と、伝達手段211と、電動モータ212と、制御装置213と、入力表示装置214と、バッテリ215と、電動モータ216と、各種アクチュエータ217とを備える。
たとえば、油圧モータ内駆動力伝達機構206aとして、複数のピンが放射状に外側に飛び出すような機構を採用し、ピンが外側に飛び出て外側のカムと噛み合うことで、油圧モータ206の回転軸の回転が外部に伝達する。逆に、ピンが飛び出ないようにして、外側のカムと噛み合わないようにすることで、油圧モータ206の回転軸の回転が外部に伝達しないような機構を採用できる。
通常モードは、切削ドラム201を油圧だけで回転させて、路面を切削するモードである。通常モードの場合、クラッチ207をオフにすることで、電動モータ212からの動力は、切削ドラム201に伝わらないようにする。このとき、電動モータ212の制御モードは「オフ」であり、電動モータ212の回転軸は回転しないので、制御装置213は、電動モータ212に対して電力の供給も行わないし、バッテリ215への充電も行わない。
このとき、油圧指令信号は、駆動信号となっている。
アシストモードでは、切削ドラム201を油圧の力に加えて、電動の力でも回転させて、路面を切削するというモードである。アシストモードの場合、クラッチ207をオンにして、かつ、電動モータ212に電力を供給することで、電動モータ212を回転させる。油圧指令信号は、駆動信号となっている。
これによって、油圧モータ206によって切削ドラム201が回転し、かつ、電動モータ212の回転によって、切削ドラム201の回転がアシストされ、トルクがアップすることとなる。
充電のみモードでは、クラッチ207をオンにして、油圧指令信号を駆動信号にする。これによって、油圧モータ206を回転させることで、切削ドラム201が回転し、その回転力が伝達手段211を伝って電動モータ212の回転軸を回転させて、発電が行われる。電動モータ212の制御モードは「充電モード」であるので、制御装置213は、電動モータ212が発電した電力を、バッテリ215に充電する。
整備モードでは、クラッチ207をオンにして、油圧指令信号をフリー信号にする。電動モータ212の制御モードは「駆動モード」であるので、制御装置213は、バッテリ215の電力を電動モータ212に供給して回転させる。これによって、電動モータ212が回転して、伝達手段211を伝って、切削ドラム201を回転させることができる。
作業&充電モードでは、クラッチ207をオンにし、油圧指令信号を駆動信号とする。電動モータ212の制御モードは「充電モード」であるので、制御装置213は、電動モータ212が発電した電力をバッテリ215に充電する。これによって、油圧モータ206が回転して、切削ドラム201が回転し、その回転力の一部が、伝達手段211を伝って、電動モータ212の回転軸を回転させる。電動モータ212の発電した電力がバッテリ215に充電されることとなる。
101,201 切削ドラム
102,202 各種油圧アクチュエータ
103,203 エンジン(駆動装置)
104,204 油圧ポンプ
105,205 制御弁(切替手段)
106,206 油圧モータ(駆動装置)
206a 油圧モータ内駆動力伝達機構
107 第1のクラッチ(切替手段)
108 第2のクラッチ(切替手段)
109 第3のクラッチ(切替手段)
207 クラッチ(切替手段)
110 第1の伝達手段
111 第2の伝達手段
211 伝達手段
112,212 電動モータ
113,213 制御装置
114,214 入力表示装置
115,215 バッテリ
116,216 電動モータ
117,217 各種アクチュエータ
Claims (18)
- 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、負荷が所定値以上となった場合に、アシストモードに移行して、前記駆動装置及び前記電動モータの両方によって、前記切削ドラムを回転させるように制御することを特徴とする、路面切削機。 - 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、充電のみモードの場合には、前記駆動装置の回転力を前記電動モータに伝達し、
前記電動モータによって発電された電力が前記バッテリに充電されるように制御することを特徴とする、路面切削機。 - 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、作業&充電モードの場合には、前記駆動装置に前記切削ドラムを回転させるとともに、前記電動モータを回転させて前記バッテリに充電させるように制御することを特徴とする、路面切削機。 - 前記制御装置は、通常モードの場合には、前記駆動装置のみによって、前記切削ドラムを回転させように制御することを特徴とする、請求項1、2、又は3のいずれか一項に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、整備モードの場合には、前記電動モータのみに前記切削ドラムを回転させるように制御することを特徴とする、請求項1、2、又は3のいずれか一項に記載の路面切削機。
- 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記切替手段は、
前記電動モータに直接又は間接的に接続される第1のクラッチと、
前記切削ドラムに直接又は間接的に接続される第2のクラッチと、
前記油圧モータに直接又は間接的に第3のクラッチとを含み、
前記制御装置は、作業モードに応じて、前記第1~第3のクラッチを制御することを特徴とする、路面切削機。 - 前記制御装置は、通常モードの場合には、前記第1のクラッチをオフにして、前記電動モータからの回転力が前記切削ドラムに伝達しないように制御することを特徴とする、請求項6に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、アシストモードの場合には、前記第1~第3のクラッチをオンにして、前記電動モータ及び前記駆動装置からの回転力が前記切削ドラムに伝達するように制御することを特徴とする、請求項6に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、充電のみモードの場合には、前記第2のクラッチをオフにして、前記駆動装置からの回転力を前記電動モータに伝達させて発電及び充電するように制御することを特徴とする、請求項6に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、整備モードの場合には、前記第3のクラッチをオフにして、前記電動モータからの回転力が前記切削ドラムに伝達するように制御することを特徴とする、請求項6に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、作業&充電モードの場合には、前記第1~第3のクラッチをオンにしつ、かつ、前記駆動装置で前記切削ドラムを駆動し、その動力で前記電動モータを回転させて前記バッテリに充電させるように制御することを特徴とする、請求項6に記載の路面切削機。
- 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記駆動装置は、前記切削ドラムに内蔵されている油圧モータであり、
前記切替手段は、
前記油圧モータの動作を制御する制御弁と、
前記電動モータの回転軸に直接又は間接的に接続されたクラッチとを含み、
前記制御装置は、作業モードに応じて、前記制御弁及び前記クラッチを制御することを特徴とする、路面切削機。 - 前記制御装置は、通常モードの場合には、前記クラッチをオフにして、前記電動モータからの回転力が前記切削ドラムに伝達しないように制御することを特徴とする、請求項12に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、アシストモードの場合には、前記クラッチをオンにし、かつ、前記制御弁を制御して前記油圧モータを回転させるようにすることを特徴とする、請求項12に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、充電のみモードの場合には、前記クラッチをオンにし、かつ、前記制御弁を制御して前記油圧モータを回転させるようにして、前記電動モータが発電機として機能するように制御することで、前記バッテリが充電されるように制御することを特徴とする、請求項12に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、整備モードの場合には、前記クラッチをオンにし、かつ、前記制御弁を制御して前記油圧モータを回転させないようにして、前記電動モータの回転力で前記切削ドラムが回転するように制御することを特徴とする、請求項12に記載の路面切削機。
- 前記制御装置は、作業&充電モードの場合には、前記クラッチをオンにし、かつ、前記制御弁を制御して前記油圧モータを回転させるようにして、さらに、前記電動モータが発電機として機能するように制御することで、前記バッテリを充電させつつ、かつ、前記切削ドラムを回転させるように制御することを特徴とする、請求項12に記載の路面切削機。
- 路面を切削するための切削ドラムと、
前記切削ドラムを回転させるための油圧モータからなる駆動装置と、
バッテリの電力で動作する電動モータと、
前記切削ドラムの回転を、前記駆動装置によって回転させるか、若しくは、前記電動モータによって回転させるかを切り替えるための切替手段と、
前記切替手段、前記駆動装置、及び前記電動モータの動作を制御する制御装置と、
前記バッテリの電力を利用する投光器とを備えることを特徴とする、路面切削機。
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