(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車幅方向に回転軸が延びる切削ドラムを、自走車両の車体底面に搭載した路面切削装置であって、
前記切削ドラムは、軸方向における中央部に対して両端部が上下方向に相対変位可能な二分割形状をなし、前記切削ドラムの分割箇所が所定間隔を隔てて相互に嵌合可能な凹凸形状をなし、
前記二分割された前記切削ドラムは、前記中央部に対して前記両端部が上下方向に最大変位した状態において、前記分割箇所を含む軸方向の所定範囲で、一方の前記切削ドラムのカッタビットと他方の前記切削ドラムのカッタビットとがオーバラップしている、
ことを特徴とする路面切削装置。
【請求項２】
前記切削ドラムの分割箇所は、直列に連結された２つのユニバーサルジョイントを介して連結されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の路面切削装置。
【請求項３】
前記切削ドラムは、前記自走車両の前後方向から見て、Ｖ字形状又はハ字形状にチルトする、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の路面切削装置。
【請求項４】
前記自走車両の前輪及び後輪は、伸縮シリンダを介して車体に取り付けられている、
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の路面切削装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の路面切削装置を使用した湾曲斜面の切削工法であって、
前記切削ドラムの両端部のうち少なくとも一方の端部を上下方向に相対変位させて前記湾曲斜面に倣った形状とし、前記湾曲斜面が延びる方向に前記路面切削装置を走行させて路面を切削する、
ことを特徴とする湾曲斜面の切削工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、路面切削装置及び湾曲斜面の切削工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車テストコースなどの湾曲斜面（バンク）を改修する場合には、特開平１１−１４８１０７号公報（特許文献１）に記載されるような路面切削装置を使用して、アスファルト舗装などの路面を所定深さ切削し、その上にアスファルト混合物などを舗設する工法が採用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１４８１０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、路面切削装置の切削ドラムは、横断面が均一の円筒形状を有していたため、湾曲斜面に倣った形状で路面を切削することができず、設計値よりも深めに路面を切削しなければならなかった。路面を深めに切削した場合、アスファルト混合物などを舗設するレベリング作業が不可欠となり、工期の長期化やコスト増大の要因となっていた。
【０００５】
そこで、本発明は、湾曲斜面に倣った形状で路面を切削することができる、路面切削装置及び湾曲斜面の切削工法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
路面切削装置は、自走車両の車体底面に、車幅方向に回転軸が延びる切削ドラムを搭載している。そして、切削ドラムは、軸方向における中央部に対して両端部が上下方向に相対変位可能な二分割形状をなしていると共に、その分割箇所が所定間隔を隔てて嵌合可能な凹凸形状をなしている。また、二分割された切削ドラムは、中央部に対して両端部が上下方向に最大変位した状態において、分割箇所を含む軸方向の所定範囲で、一方の切削ドラムのカッタビットと他方の切削ドラムのカッタビットとがオーバラップしている。
【０００７】
路面切削装置を使用した湾曲斜面の切削工法は、切削ドラムの両端部のうち少なくとも一方の端部を上下方向に相対変位させて湾曲斜面に倣った形状とし、湾曲斜面が延びる方向に路面切削装置を走行させて路面を切削する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、湾曲斜面に倣った形状で路面を切削することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】路面切削装置の一例を示す平面図である。
【図２】路面切削装置の一例を示す側面図である。
【図３】切削ユニットの一例を示す部分拡大図である。
【図４】湾曲斜面を切削するときの切削ユニットの状態を示す部分拡大図である。
【図５】切削ドラムのカッタビットの軌跡の説明図である。
【図６】湾曲斜面の切削作業を開始する状態の説明図である。
【図７】湾曲斜面の切削作業を行っている状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１及び図２は、路面切削装置１００の一例を示す。
【００１１】
路面切削装置１００は、自走車両２００と、自走車両２００の車体底面に搭載された切削ユニット３００と、切削ユニット３００により切削された路面の廃材を排出するスクリューコンベア４００と、を有する。
【００１２】
自走車両２００は、例えば、ディーゼルエンジンにより駆動される、左右一対の前輪２１０及び後輪２２０を有する。左右一対の前輪２１０及び後輪２２０は、車体２３０の上下方向に伸縮可能な伸縮シリンダ２４０を介して、車体２３０に取り付けられている。ここで、伸縮シリンダ２４０としては、例えば、ディーゼルエンジンにより駆動される油圧ポンプから供給される作動油を駆動源とする油圧シリンダを使用することができる（以下同様）。従って、伸縮シリンダ２４０に対する作動油の供給及び排出を適宜制御することで、車体２３０に対する前輪２１０及び後輪２２０の上下位置が変更され、自走車両２００の地上高を任意に変更することができる。
【００１３】
また、車体２３０の底面、具体的には、左右一対の前輪２１０と後輪２２０との間に位置する底面には、車幅方向に平行に延びる一対のガイドレール２５０が取り付けられている。一対のガイドレール２５０の間には、切削ユニット３００を吊り下げて支持する部材として、例えば、下面が開口する略直方体形状をなす、ベース部材２６０がスライド可能に取り付けられている。そして、ベース部材２６０は、例えば、車幅方向に伸縮可能な伸縮シリンダ（図示せず）により、ガイドレール２５０に沿って車幅方向にスライドする。なお、ベース部材２６０は、下面が開口する略直方体形状に限らず、例えば、平面視で略矩形形状など、所要の強度を確保可能な任意の形状とすることができる。
【００１４】
ベース部材２６０の下面には、図２及び図３に示すように、車体２３０の前後方向に垂直な面上に板面が位置するように、先端部に向かうにつれて幅が漸減する略台形形状をなす、一対の支持部材２７０が所定距離を隔てて取り付けられている。ここで、支持部材２７０は、ベース部材２６０の車幅方向の略中央に位置し、ベース部材２６０と一体化することもできる。
【００１５】
切削ユニット３００は、車体２３０の車幅方向に回転軸が延びる切削ドラム３２０を有する。切削ドラム３２０は、軸方向における中央部に対して両端部が上下方向に相対変位可能な二分割形状をなし、切削ドラム３２０の分割箇所が所定間隔を隔てて相互に嵌合可能な凹凸形状をなしている。ここで、所定間隔は、軸方向における中央部に対して両端部が上下方向に最大変位（以下「最大変位状態」という）しても、二分割された切削ドラム３２０が相互に干渉しない間隔とすることができる。また、切削ドラム３２０の凹凸形状は、最大変位状態において、二分割された各切削ドラム３２０のカッタビットの先端が離れないように、その軸方向の寸法（長さ）が決定されている。従って、二分割された切削ドラム３２０は、最大変位状態において、分割箇所を含む軸方向の所定範囲で、一方の切削ドラム３２０のカッタビットと他方の切削ドラム３２０のカッタビットとがオーバラップしている。
【００１６】
以下、切削ユニット３００の詳細について、説明を続ける。
切削ドラム３２０は、車体２３０の車幅方向に沿って直列に配設された一対の分割ドラム３４０と、一対の分割ドラム３４０の対向する端部を連結するジョイント３６０と、を有する。
【００１７】
一対の分割ドラム３４０は、略円筒形状のカッタドラム３４２と、カッタドラム３４２の外周面に着脱可能に取り付けられた複数のカッタビット３４４と、を有する。一対の分割ドラム３４０において、各カッタドラム３４２の相互に対向する端部は、所定間隔を隔てて相互に嵌合可能な凹凸形状３４２Ａに形成されている。図示の例では、カッタドラム３４２の端部は、２周期を有する矩形波（方形波）形状、要するに、２つの凸部と２つの凹部とを有する形状に形成されている。そして、一方のカッタドラム３４２の凸部及び凹部が、他方のカッタドラム３４２の凹部及び凸部に所定間隔を隔てて嵌合している。なお、カッタドラム３４２の凹凸形状３４２Ａとしては、例示するような矩形波形状に限らず、例えば、三角波形状、のこぎり波形状、正弦波形状など公知形状とすることができる。また、カッタドラム３４２の凹凸形状３４２Ａとしては、２周期に限らず、３周期以上とすることもできる。ここで、「矩形波」、「三角波」、「のこぎり波」及び「正弦波」とは、正確な各波形に限らず、見た目で各波形であると認識できる程度でよい。
【００１８】
ジョイント３６０は、一対の分割ドラム３４０の回転を同期させつつ、一対の分割ドラム３４０を少なくともＶ字形状にチルト可能にすべく、直列に連結された２つのユニバーサルジョイントからなる。従って、一対の分割ドラム３４０は、ジョイント３６０におけるユニバーサルジョイントの２つの連結部を回転中心として、車体２３０の前後方向に延びる回転軸周りにＶ字形状にチルトすることができる。ここで、ユニバーサルジョイントの中央に位置する部材の長さを短くすることで、各分割ドラム３４０の回転中心を近づけることができる。
【００１９】
そして、一対の分割ドラム３４０の車幅外方に位置する両端部は、支持部材２７０に固定された左右一対のブラケット３７０に取り付けられている。ここで、左右一対のブラケット３７０は、車体２３０の前後方向に延びる２つの回転軸３８０を中心として搖動可能となっている。
【００２０】
即ち、左右一対のブラケット３７０は、下面及び車幅内方に位置する側面が開口した略直方体形状をなし、側面視でＶ字形状にチルト可能とすべく、車幅内方に位置する端部の上部が上方に向かうにつれて車幅外方へと広がる傾斜部となっている。左右一対のブラケット３７０の車幅内方に位置する端部の下部は、車体２３０の前後方向に延びる２つの回転軸３８０を中心として夫々搖動可能なように、支持部材２７０の先端部（下端部）に取り付けられている。従って、左右一対のブラケット３７０は、２つの回転軸３８０を中心として、Ｖ字形状にチルトすることができる。ここで、「Ｖ字形状」とは、完全なＶ字形状に限らず、見た目でＶ字形状であると認識できる程度でよい（以下同様）。
【００２１】
また、左右一対のブラケット３７０の車幅外方に位置する部分には、一対の分割ドラム３４０の両端部を支持しつつ回転駆動させる、油圧モータ、電動モータなどのモータＭＴＲが固定されている。従って、各分割ドラム３４０は、モータＭＴＲを介してブラケット３７０に片持ち状態で支持されることとなる。
【００２２】
ここで、２つの回転軸３８０は、ジョイント３６０におけるユニバーサルジョイントの２つの連結部と同心とすることが望ましい。このようにすれば、分割ドラム３４０とブラケット３７０とが一体的に搖動するので、一対の分割ドラム３４０をスムーズにチルトさせることができる。
【００２３】
左右一対のブラケット３７０の車幅外方に位置する外側面には、一対の伸縮シリンダ３９０の先端部が、車体２３０の前後方向に延びる回転軸を中心として回転可能に固定されている。一対の伸縮シリンダ３９０の中間部は、ベース部材２６０に対して搖動可能に固定されている。従って、伸縮シリンダ３９０を縮めると、図４に示すように、一対のブラケット３７０がＶ字形状にチルトし、ここに片持ち状態で固定された一対の分割ドラム３４０もＶ字形状にチルトする。
【００２４】
一対の分割ドラム３４０が単純な円筒形状をなしている場合、これがＶ字形状にチルトした状態では、その下面において、各カッタドラム３４２のカッタビット３４４の先端が離れてしまい、路面を切削できない部分ができてしまう。しかし、各カッタドラム３４２の凹凸形状３４２Ａが所定間隔を隔てて嵌合し、ここにカッタビット３４４が取り付けられているため、一対の分割ドラム３４０の軸方向の中央部分では、一方のカッタドラム３４２のカッタビット３４４の切削可能範囲と他方のカッタドラム３４２のカッタビット３４４の切削可能範囲とがオーバラップしている。このため、一対の分割ドラム３４０をＶ字形状にチルトしても、図５に示すように、その下面において、各カッタドラム３４２のカッタビット３４４の先端が離れず、路面を切削できない部分が発生することを回避できる。
【００２５】
スクリューコンベア４００は、油圧モータ、電動モータなどのモータ４１０で駆動され、自走車両２００の前輪２１０と切削ユニット３００との間において、搬送方向が車体２３０の車幅方向に延びるように配設されている。切削ユニット３００の切削ドラム３２０とスクリューコンベア４００との間には、切削ドラム３２０によって切削された路面の廃材を受けつつスクリューコンベア４００に送り出す、廃材受け４２０が取り付けられている。従って、切削ドラム３２０によって切削された廃材は、廃材受け４２０によって受けられつつスクリューコンベア４００へと送り出され、スクリューコンベア４００が作動することで車幅外方に搬送及び排出される。
【００２６】
ここで、スクリューコンベア４００は、切削ユニット３００の切削ドラム３２０との相対位置を変更可能なように、例えば、図示しない伸縮シリンダによって上下方向に移動可能となっていてもよい。また、スクリューコンベア４００の傾斜角度を任意に変更可能なように、その一端部を車体２３０の前後方向に延びる回転軸に回転可能に連結する一方、その他端部をベース部材２６０に対して伸縮シリンダを介して連結してもよい。
【００２７】
切削ドラム３２０の近傍に、例えば、水を霧状に噴射する散水装置を取り付け、路面の切削作業に伴って発生する粉塵を低減するようにしてもよい。また、切削ドラム３２０における一対の分割ドラム３４０は、伸縮シリンダ３９０を伸ばすことで、自走車両２００の前後方向から見て、ハ字形状（逆Ｖ字形状）にチルトしてもよい。このようにすれば、凹状の湾曲斜面に限らず、凸状の湾曲斜面を切削することができる。ここで、「ハ字形状」とは、完全なハ字形状に限らず、見た目でハ字形状であると認識できる程度でよい。
【００２８】
次に、かかる路面切削装置１００を使用し、自動車テストコースなどの湾曲斜面を改修する工法の手順について、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここでは、湾曲斜面５００が延びる方向と直交する方向に沿った所定幅ごとに、湾曲斜面５００が延びる方向に路面切削装置１００を走行させて路面を切削する。
【００２９】
［手順１］
湾曲斜面５００を改修する作業を開始するときには、図６に示すように、湾曲斜面５００の下部に路面切削装置１００を配置すると共に、湾曲斜面５００の上部に形成した平坦部５１０に支持台車（ローラサポータ）６００を配置する。そして、路面切削装置１００と支持台車６００とを、例えば、ワイヤロープ７００で連結する。なお、支持台車６００は、湾曲斜面５００の下部に形成した平坦部に配置される場合もある。
【００３０】
［手順２］
路面切削装置１００及び支持台車６００を走行させて、図７に示すように、路面の切削を開始する位置へと移動させる。このとき、路面切削装置１００は、支持台車６００にワイヤロープ７００を介して連結されているため、湾曲斜面５００の傾斜角度が大きくても安全に作業を行うことができる。
【００３１】
［手順３］
自走車両２００の伸縮シリンダ２４０を伸縮させて車体２３０を上下動し、切削ユニット３００の切削ドラム３２０の路面からの高さを所定高さにする。そして、切削ユニット３００の伸縮シリンダ３９０を適宜伸縮させ、図４に示すように、切削ドラム３２０を湾曲斜面５００に倣ったＶ字形状にチルトさせる。
【００３２】
［手順４］
切削ユニット３００の切削ドラム３２０を回転駆動させながら、自走車両２００の伸縮シリンダ２４０を縮め、切削ドラム３２０を下方へと移動させる。そして、既設の路面を所定深さまで切削する。このとき、路面の切削深さは、伸縮シリンダ２４０の伸縮によって設定できるため、その精度を向上させることができる。また、切削ドラム３２０により切削された路面の廃材は、切削ドラム３２０の前方に配置されたスクリューコンベア４００の上に跳ね上げられ、スクリューコンベア４００によって自走車両２００の側方へと排出される。
【００３３】
［手順５］
路面切削装置１００及び支持台車６００を湾曲斜面５００が延びる方向に沿って走行させ、路面を所定幅で帯状に切削する。このとき、路面切削装置１００は、ワイヤロープ７００を介して支持台車６００に連結されているため、湾曲斜面５００の下方に向かってずり下がることがなく、路面を高精度に連続して切削することができる。
【００３４】
［手順６］
路面の切削終了位置まで切削が完了したならば、自走車両２００の伸縮シリンダ２４０を伸ばして、切削ユニット３００の切削ドラム３２０を路面から遠ざける。そして、切削ドラム３２０の回転駆動を停止する。
【００３５】
［手順７］
路面切削装置１００及び支持台車６００を次の切削開始位置へと移動させ、手順３〜手順６を繰り返す。
【００３６】
［手順８］
路面切削装置１００による路面の切削が完了したら、斜面用清掃車（スイーパー）などを使用して、湾曲斜面５００に残っている廃材を回収及び清掃する。
【００３７】
［手順９］
清掃完了後の路面にアスファルト乳剤を散布した後、その上に斜面用アスファルトフィニッシャによりアスファルト混合物を敷き均す。このとき、アスファルト混合物は、例えば、スタッカ及びベルトコンベアにより、斜面用アスファルトフィニッシャのホッパへと供給される。
【００３８】
［手順１０］
敷き均したアスファルト混合物を、斜面用鉄輪ローラ及び斜面用タイヤローラにより締め固める。
【００３９】
このようにすれば、湾曲斜面５００の路面を切削するとき、切削ドラム３２０がＶ字形状にチルトして、湾曲斜面５００に倣った形状となる。このため、湾曲斜面５００をその横断面形状に倣った形状で切削することができ、従来技術のように、設計値よりも深く切削するという作業が不要となる。従って、アスファルト混合物を舗設するレベリング作業が不要又は少なくなり、工期の長期化やコスト増大を抑制することができる。
【００４０】
また、路面の横断形状が平坦から３次元曲線まで連続的に変化する場合には、切削ドラム３２０の姿勢を連続的に変化させることで、これに対応させることができる。
【００４１】
路面切削装置１００は、コンピュータを内蔵した制御装置を備え、事前に入力された切削深さのデータに応じて、切削ドラム３２０の伸縮シリンダ３９０を制御するようにしてもよい。この場合、路面切削装置１００は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning system）により現在位置を測位し、この現在位置に関連付けられたデータに応じて伸縮シリンダ３９０を制御すればよい。このようにすれば、路面の切削面の横断形状が平坦から３次元曲線まで連続的に変化する場合にも、路面切削装置１００が対応することができる。なお、路面切削装置１００の制御装置は、切削深さのデータに応じて、前輪２１０及び後輪２２０を上下動させる伸縮シリンダ２４０を更に制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１００  路面切削装置
２００  自走車両
２３０  車体
２４０  伸縮シリンダ
３００  切削ユニット
３２０  切削ドラム
３４０  分割ドラム
３４２  カッタドラム
３４２Ａ  凹凸形状
３４４  カッタビット
３６０  ジョイント
３９０  伸縮シリンダ
５００  湾曲斜面
【図１】
0006542026.tif 000002
【図２】
0006542026.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006542026.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006542026.tif 000007
【図７】
0006542026.tif 000008