(57)【要約】  【課題】  過積載を確実に防止すること。  【解決手段】  積載装置は、搬送車両１０に、ホッパー１２内に収容された土砂を積載するものであり、載置重量の測定が可能なトラックスケール１４と、ホッパー１２の下端に設けられたホッパー開閉機構部１６と、トラックスケール１４の積載重量の検出値に基づいて、ホッパー開閉機構部１６を開閉制御する制御部１８とを備えている。制御部１８は、トラックスケール１４上に載置された搬送車両１０に、ホッパー開閉機構部１６を駆動させて、ホッパー１２内の収容土砂を搬送車両１０に搭載するととともに、積載重量値が目標重量値になると、ホッパー開閉機構部１６の駆動を停止して、ホッパー１２を閉塞する。  【選択図】  図１
2005041644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダンプトラックなどの搬送車両に、ホッパー内に収容された土砂を積載する土砂積載装置において、
載置重量の測定が可能なトラックスケールと、
前記ホッパーの下端に設けられたホッパー開閉機構部と、
前記トラックスケールの前記積載重量の検出値に基づいて、前記ホッパー開閉機構部を開閉制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記トラックスケール上に載置された前記搬送車両に、前記ホッパー開閉機構部を駆動して前記ホッパー内の収容土砂を前記搬送車両に搭載するととともに、前記積載重量値が目標重量値になると、前記ホッパー開閉機構部の駆動を停止させて、前記ホッパーを閉塞することを特徴とする土砂積載装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記目標重量値に到達するまでの間に少なくとも１つの管理重量値を設定し、前記積載重量値が前記管理重量値になるまでの間は、前記ホッパーの開口度合いが大きい第１開度係数となるように、前記ホッパー開閉機構部を駆動し、
前記積載重量値が前記管理重量値を超えて、前記目標重量値に到達するまでの間は、前記ホッパーの開口度合いが前記第１開度よりも小さくなる第２開度係数となるように、前記ホッパーの開閉機構部を駆動することを特徴とする請求項１記載の土砂積載装置。
【請求項３】
前記土砂積載装置は、前記トラックスケールの所定位置に、前記搬送車両が搭載されたことを検知する車両存置センサーを有することを特徴とする請求項１または２記載の土砂積載装置。
【請求項４】
前記トラックスケールは、前記搬送車両が載置される秤量台と、前記秤量台の下方に設置されたロードセルとを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の土砂積載装置。
【請求項５】
前記ホッパー開閉機構部は、前記ホッパーの下端側に揺動自在に支持され、前記ホッパーの下端開口を閉塞する一対の開閉ゲートと、前記開閉ゲートをそれぞれ揺動移動させる一対のシリンダーとを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の土砂積載装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダンプトラックなどに土砂を積載する際に用いる土砂積載装置に関し、特に、過積載を防止することができる積載装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トンネル工事などの土砂の掘削現場においては、掘削土砂をダンプトラックなどに積載して外部に搬出している。この際に、ダンプトラックへの積載量は、ダンブトラックの形式などにより最大積載量が法定化されていて、過積載を禁止している。
近時、地球環境の保護強化などにより、産業廃棄物の各種の規制が厳しくなっていて、掘削土砂の搬出を行うダンプトラックなどの過積載も、遵守することが厳しく要請されている。ところで、土砂運搬におけるダンプトラックへ土砂を積載する際において、過積載の確認は、公知文献の存在は確認していないが、実際の施工現場では、以下の方法により行っていた。
まず、土砂をダンプトラックに積載する際に、オペレーターが土砂ホッパーのゲート制御を行いながら、目測で積み込みを行い、その後に、トラックスケールにダンプトラックを載せて、積載量を測定し、過積載の有無をチェックしてから外部に搬出していた。
しかしながら、このような従来の過積載の確認方法には、以下に説明する課題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
すなわち、上述した過積載の確認方法では、ホッパーゲートの操作を作業者が目視判断で行っており、ゲート操作を誤ると、土砂の流出が発生する恐れがあるとともに、積載量にバラツキが生じ易く、積み過ぎた場合には、バックホウなどにより、過積載分を取り除く必要があって、土砂の積み込みにロスタイムを生じ、掘削土砂の貯留ヤードの確保が困難な都市部でのトンネル工事では、掘削サイクルにも影響を及ぼしかねない。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、土砂の積載作業を自動化することにより、積載時の流出や過積載の発生を防止することができる土砂積載装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するために、本発明は、ダンプトラックなどの搬送車両に、ホッパー内に収容された土砂を積載する土砂積載装置において、載置重量の測定が可能なトラックスケールと、前記ホッパーの下端に設けられたホッパー開閉機構部と、前記トラックスケールの前記積載重量の検出値に基づいて、前記ホッパー開閉機構部を開閉制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記トラックスケール上に載置された前記搬送車両に、前記ホッパー開閉機構部を駆動させて、前記ホッパー内の収容土砂を前記搬送車両に搭載するととともに、前記積載重量値が目標重量値になると、前記ホッパー開閉機構部の駆動を停止して、前記ホッパーを閉塞するようにした。
【０００５】
このように構成した土砂積載装置によれば、制御部が、トラックスケール上に載置された搬送車両に、ホッパー開閉機構部を駆動させて、ホッパー内の収容土砂を搬送車両に搭載するととともに、積載重量値が目標重量値になると、ホッパー開閉機構部の駆動を停止して、ホッパーを閉塞するので、搬送車両には、目標重量値に相当する分の土砂が自動的に積載され、土砂の積載作業が自動化されるとともに、目標重量値を過積載値よりも低く設定しておくことで、過積載が確実に防止される。
【０００６】
前記制御部は、前記目標重量値に到達するまでの間に少なくとも１つの管理重量値を設定し、前記積載重量値が前記管理重量値になるまでの間は、前記ホッパーの開口度合いが大きい第１開度係数となるように、前記ホッパー開閉機構部を駆動し、前記積載重量値が前記管理重量値を超えて、前記目標重量値に到達するまでの間は、前記ホッパーの開口度合いが前記第１開度よりも小さくなる第２開度係数となるように、前記ホッパーの開閉機構部を駆動することができる。
【０００７】
この構成によれば、管理重量値に到達するまでの間は、ホッパーの開口度合いが大きい第１開度係数で土砂を積載して、積載作業の効率化を図り、管理重量値を超えて、目標重量値に到達するまでの間は、ホッパーの開口度合いが第１開度よりも小さくなる第２開度係数となるように、ホッパーの開閉機構部を駆動するので、過積載に対する積載重量の精度が向上する。
【０００８】
前記土砂積載装置は、前記トラックスケールの所定位置に、前記搬送車両が搭載されたことを検知する車両存置センサーを設けることができる。
【０００９】
前記トラックスケールは、前記搬送車両が載置される秤量台と、前記秤量台の下方に設置されたロードセルとで構成することができる。
【００１０】
前記ホッパー開閉機構部は、前記ホッパーの下端側に揺動自在に支持され、前記ホッパーの下端開口を閉塞する一対の開閉ゲートと、前記開閉ゲートをそれぞれ揺動移動させる一対のシリンダーとで構成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる土砂積載装置によれば、搬送車両に、目標重量値に相当する分の土砂が自動的に積載され、土砂の積載作業が自動化されるとともに、過積載が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１から図４は、本発明にかかる土砂積載装置の一実施例を示している。同図に示した土砂積載装置は、例えば、トンネル構築工事の現場近傍に設置され、ダンプトラックなどの搬送車両１０に、ホッパー１２内に収容された土砂を積載するものであって、トラックスケール１４と、ホッパー開閉機構部１６と、制御部１８とを備えている。
【００１４】
ホッパー１２は、両端が開口した筒状のホッパー本体１２ａを備え、先細状の開口１２ｂが下方側を向くように、架台２０上に搭載されている。
【００１５】
ホッパー開閉機構部１６は、図２に拡大図を示すように、ホッパー本体１２ａの下端に設けられていて、一対の開閉ゲート１６ａと、一対のシリンダー１６ｂとを備えている。
【００１６】
一対の開閉ゲート１６ａは、ホッパー本体１２ａの側面にピン１６ｃを介して、揺動移動自在に支持されていて、ホッパー本体１２ａの下端開口１２ｂを閉塞している。
【００１７】
一対のシリンダー１６ｂは、本体部がホッパー本体１２ａの側面にピンブラケット１６ｄを介して揺動自在に支持され、伸縮プランジャの先端が開閉ゲート１６ａの端部に結合されている。
【００１８】
シリンダー１６ｂを駆動させて、プランジャを収縮すると、開閉ゲート１６ａが揺動移動して、図２に示したホッパー本体１２ａの下端開口１２ｂの閉止状態から、観音開き状に移動して、開放状態に移行する。
【００１９】
この際の開口１２ｂの開放度合いは、ゲート１６ａの最大開口寸法位置から、任意に設定することができ、この開口度合いは、後述するように制御部１８からの制御信号で行われる。
【００２０】
ホッパー開閉機構部１６のシリンダー１６ｂには、パワーユニット２２から動力、例えば、圧力油が供給され、その駆動制御は、パワーユニット２２内に設置される制御部１８により行われる。
【００２１】
制御部１８は、パワーユニット２２内に設置されていて、メモリやＣＰＵを備えたパソコンから構成されている。トラックスケール１４は、搬送車両１０の重量測定を行うものであって、ホッパー１２が搭載された架台２０の中央部に設置されている。
【００２２】
本実施例の場合、トラックスケール１４は、秤量台１４ａと、ロードセル１４ｂとから構成されている。秤量台１４ａは、その上面側に搬送車両１０が載置されてるものであって、架台２０の中央部に配置され、この秤量台１４ａに搬送車両１０が載置されると、搬送車両１０の荷台の中心上にホッパー１２の開口が位置するようになっている。
【００２３】
このような搬送車両１０の載置状態は、架台２０に取付けられた車両存置センサー２４により確認される。この車両存置センサー２４は、例えば、光学式の近接センサーから構成され、図１には、１つしか示していないが、複数設置することもでき、これらのセンサー２４の駆動および検知信号は、制御部１８に入力される。
【００２４】
図３は、制御部１８で実行される制御手順の一例を示している。図３において、手順がスタートすると、まず、ステップ１で、搬送車両１０がいるか否かが判断される。
【００２５】
この判断には、車両存置センサー２４の検知信号が用いられ、搬送車両１０の所定位置への存置が確認されると、ステップ２に移行する。
【００２６】
ステップ２では、搬送車両１０のから重量（乾重量Ｗ０）の計測が行われる。この計測は、トラックスケール１４のロードセル１４ｂの検知信号を取り込むことで行われる（後述する積載重量（Ｗ）の計測も同様にロードセル１４ｂを介して実行される。）。
【００２７】
次に、ステップ３で、ホッパー開閉機構部１６のシリンダー１６ｂに制御信号を送出して、開閉ゲート１６ａの開口度合いが、第１開度係数Ｋ１となるようにして、ホッパー１２内に収容されている土砂を搬送車両１０の荷台に投入する。
【００２８】
このような第１開度係数Ｋ１での土砂の投入は、続くステップ４で、積載重量値（Ｗ）が管理重量値１（Ｗ１）になるまで継続され、積載重量値（Ｗ）が管理重量値１（Ｗ１）になると、次のステップ５に移行する。
【００２９】
すなわち、ステップ４で、積載重量値（Ｗ）が管理重量値１（Ｗ１）になったと判断されると、ステップ５では、ホッパー開閉機構部１６のシリンダー１６ｂに制御信号を送出して、開閉ゲート１６ａの開口度合いが、第２開度係数Ｋ２となるようにして、ホッパー１２内に収容されている土砂を搬送車両１０の荷台に投入する。
【００３０】
この場合の第第２開度係数Ｋ２は、第１開度係数Ｋ１よりも小さい値であって、単位時間当たりの土砂の投入量が第１開度係数Ｋ１の場合よりも小さくなる。
【００３１】
このような第２開度係数Ｋ２での土砂の投入は、続くステップ６で、積載重量値（Ｗ）が管理重量値２（Ｗ２）になるまで継続され、積載重量値（Ｗ）が管理重量値２（Ｗ２）になると、次のステップ７に移行する。
【００３２】
この場合の管理重量値２（Ｗ２）は、積載目標重量値（Ｗｅ）（搬送車両１０で、過積載重量値以下の値であって、可能な限り過積載値に近似した値に設定される）に対して、それよりも小さい値に設定される。
【００３３】
なお、以上の管理重量値１（Ｗ１），管理目標値２（Ｗ２）および積載目標重量値（Ｗｅ），第１開度係数Ｋ１，第２開度係数Ｋ２のそれぞれの値は、図３に示した制御手順がスタートする前に初期設定される。
【００３４】
続くステップ７では、ホッパー開閉機構部１６のシリンダー１６ｂに制御信号を送出して、開閉ゲート１６ａを閉塞して、土砂の積載を停止する。
【００３５】
次のステップ８では、管理重量値２（Ｗ２）と積載目標重量値（Ｗｅ）の比較が行われ、これらの値の差が所定の範囲内に入っていれば、手順が終了し、差が大きすぎる場合には、ステップ９で、管理重量値２(Ｗ２)の見直し行い、次回の土砂の投入の際には、新たに設定した管理重量値２（Ｗ２）で土砂の積載を行うようにして、手順が終了する。
【００３６】
図４は、図３に示した制御手順で実行される土砂の積載状態をタイムチャートで示したものである。同図に示した例では、積載目標重量値（Ｗｅ）に対して、その概略２／３程度の重量となる点に、管理重量値１（Ｗ１）を設定している。
【００３７】
また、管理重量値２（Ｗ２）は、積載目標重量値（Ｗｅ）に対して、所定値だけ小さくなる値に設定されている。第１開度係数Ｋ１は、第２開度係数Ｋ２よりも大きくなるように設定されている。
【００３８】
図３に示した制御手順によると、積載目標重量値（Ｗｅ）に到達するまでの間に２つの管理重量値（Ｗ１），（Ｗ２）を設定し、積載重量値（Ｗ）が管理重量値１（Ｗ１）になるまでの間は、ホッパー１２の開口度合いが大きい第１開度係数Ｋ１となるように、ホッパー開閉機構部１６を駆動する。
【００３９】
そして、積載重量値（Ｗ）が管理重量値１（Ｗ１）を超えて、管理重量値２（Ｗ２）に到達するまでの間は、ホッパー１２の開口度合いが第１開度係数Ｋ１よりも小さくなる第２開度係数Ｋ２となるように、ホッパー１２の開閉機構部１６を駆動するにしている。
【００４０】
この場合、管理重量値２（Ｗ２）は、積載目標重量値（Ｗｅ）よりも小さい値に設定しているが、これを積載目標重量値（Ｗｅ）と同じ値とすることもでき、この場合には、積載重量値（Ｗ）が積載目標重量値（Ｗｅ）となると、図３に示した制御手順では、ステップ７でホッパー１２の開口１２ｂが閉塞されることになり、それ以後のステップ８，９は、省略される。
【００４１】
以上のような制御手順で土砂の積載を行うと、図４からも明らかなように、管理重量値１（Ｗ１）に到達するまでの間は、ホッパー１２の開口度合いが大きい第１開度係数Ｋ１で土砂を積載するので、単位時間当りの積載量が大きくなっていて、積載作業の効率化が図れる。
【００４２】
また、管理重量値１（Ｗ１）を超えて、管理重量値２（Ｗ２）に到達するまでの間は、ホッパー１２の開口度合いが第１開度係数Ｋ１よりも小さくなる第２開度係数Ｋ２となるように、ホッパー１２の開閉機構部１６を駆動するので、ホッパー１２の閉塞した際の制御時間の遅延などに起因する過積載に対して、単位時間当りの積載量が小さくなっている分だけ、過積載量を低く抑えることができ、過積載に対する積載重量の精度が向上する。
【００４３】
なお、本実施例の場合には、積載目標重量値（Ｗｅ）よりも小さい値の管理重量値２（Ｗ２）を設定して、積載重量値（Ｗ）がこの値になるとホッパー１２の開口１２ｂを閉塞しているので、過積載に対する安全性がより一層高くなっている。
【００４４】
また、上記実施例で示した管理重量値は、２箇所に限ることはなく、３以上に設定することもできるし、開口度合いの開度係数も２つに限る必要はない。
【００４５】
さて、以上のように構成した土砂積載装置によれば、制御部１８が、トラックスケール１４上に載置された搬送車両１０に、ホッパー開閉機構部１６を駆動させて、ホッパー１２内の収容土砂を搬送車両１０に搭載するととともに、積載重量値（Ｗ）が目標重量値（Ｗｅ）になると、ホッパー開閉機構部１６の駆動を停止して、ホッパー１２を閉塞するので、搬送車両１０には、目標重量値（Ｗｅ）に相当する分の土砂が自動的に積載され、土砂の積載作業が自動化されるとともに、目標重量値を過積載値よりも低く設定しておくことで、過積載が確実に防止される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明にかかる土砂積載装置は、トンネル掘削工事現場など、掘削土砂の発生する個所で有効に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明にかかる土砂積載装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図１に示した制御部で行われる制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【図４】図３に示した制御手順で実行される土砂の積載状態のタイムチャート図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０        搬送車両
１２        ホッパー
１２ａ      本体
１２ｂ      開口部
１４        トラックスケール
１６        ホッパー開閉機構部
１８        制御部
２４        車両存置センサー
【図１】
2005041644.tif 000003
【図２】
2005041644.tif 000004
【図３】
2005041644.tif 000005
【図４】
2005041644.tif 000006