JP2012077605A - 心土圧縮用振動タンパー - Google Patents

Abstract

【課題】全体の重量を減少させながら、圧縮効率を改善し、特に操作快適性を高めるとともに、タンパー駆動部材の軸受に作用する応力を減少させるような上述したタイプの振動タンパーを提供する。
【解決手段】本発明は、上部構造（２）と下部構造（３）とを有し、前記上部構造（２）が、モータ（５）と、モータによって駆動される偏心ディスク（７）とを備えている、心土を圧縮するための振動タンパーに関する。連結ロッド（８）が前記偏心ディスク（７）に偏心して設けられており、回転運動を直線運動に変換する。前記下部構造は、前記連結ロッドの直線運動によりタンパー軸芯（９）に沿った直線的なタンピング運動をするよう駆動されるタンパープレート（１３）を備えたタンパー基部（２５）を有している。前記連結ロッドに湾曲部が設けられている結果、振動タンパーの進行方向と逆方向に、前記偏心ディスク上の前記連結ロッドの軸受（１８）によって決まる平面と平行に設けられた平面（２８）上に前記タンパー軸芯（９）がある。
【選択図】図２

Description

本発明は、心土を圧縮するための振動タンパーに関するものであり、これは、上部構造と下部構造とからなり、上部構造が、実質的に、モータを備えたハウジングと、出力軸と、この出力軸と係合する偏心ディスクためにハウジング内に設けられた軸受と、偏心ディスクに偏心して設けられるとともにモータの機械的作用を下部構造に伝達する連結ロッドのための軸受とを有しており、下部構造が、実質的に、タンパー軸芯に沿って延びるタンパー基部ハウジングとタンパープレートとを有している。

このような振動タンパーは、特に溝の工事や、水路やパイプラインの工事や、園芸及び造園の埋め戻し作業において、心土を圧縮するために用いられる。道路工事では、主に、路肩の補修作業や地固め作業に用いられる。

これらの工事では、振動タンパーは、作業方向に前進運動を行う。加工表面は、タンパーによって点状になるのではなく、平面状で、位置に関して安定しない。タンパーの前進運動の動きは、タンパーの振動重量の方向および特に、励振装置の中心軸芯または下部構造のタンパー軸芯に関する振動重量の方向に直接関係付けられている。

前進運動の形成に対する影響に加えて、中心軸芯の方向における振動重量によってコントロールレバーに対して不都合な振動励振が生じることもあり、これは、操作快適性に悪影響を及ぼす。その結果、中心軸芯に対して振動重量を量的に一直線に揃えることは、機械全体の動作、操作快適性、圧縮効率にかなりの影響を与えることになる。

従来から周知の上述したタイプの振動タンパーの場合、特に連結ロッドの軸受及び偏心ディスクに作用する荷重が減少するように、特にハウジングにバランスウエイトを配することが必要となる。これにより、振動タンパーの全重量はかなり増加する。さらに、従来技術から周知の振動タンパーの重心は、前進運動に関して後部に向かって配されているので、これもバランスウエイトによって改善されるものである。これもまた、装置全体に悪影響を及ぼす。

従って、本発明の目的は、全体の重量を減少させながら、圧縮効率を改善し、特に操作快適性を高めるとともに、タンパー駆動部材の軸受に作用する応力を減少させるような上述したタイプの振動タンパーを提供することにある。

この目的は、タンパー軸芯がモータの方向にオフセットされるように、連結ロッドが、振動タンパーの前進方向と逆方向に偏心ディスクを迂回する湾曲部を有するようにした上述したタイプの振動タンパーによって達成される。

本発明のさらに好適な展開例は、従属クレームに記載される。

本発明によるタンパー軸芯の配置により、連結ロッドの軸方向運動、特にそこから生じ、タンパープレートのタンパー軸芯に沿って作用する圧縮パルスは、特に曲げモーメントにおいて、偏心ディスクの軸受及び偏心ディスクそのものに、わずかな影響しか与えない。

特に、偏心ディスクに連結ロッド軸受を配置するとともに、タンパー軸芯が偏心ディスクにおいて連結ロッド軸受を通るようにタンパー軸芯または連結ロッドを配置することにより、連結ロッド軸受における曲げ応力が、ほぼ完全になくなり、偏心ディスクの軸受における荷重が減少するのである。

連結ロッド軸受または偏心ディスクの軸受によって決まる平面の間に延びるようにタンパー軸芯を配置することによって、連結ロッド軸受における曲げ応力が最小化され、偏心ディスクの軸受ポイントにおいてかなりの程度まで小さくなり減少する。このような実施例は、連結ロッドに連結ロッド軸受がある場合、つまり、連結ロッドにある軸受ポイントにおいて、特に可能である。

上述した状態によるタンパー軸芯の配置を、技術的に簡単に、また操作が確実になるように達成するために、タンパー軸芯をモータの方向にオフセットして配置することが好ましい。これは、連結ロッドを、モータの方向にクランク状に構成することで簡単に達成できる。重要な点は、このようにタンパー軸芯を変位させる場合は、バランスウエイトの大部分を省略することができるということである。また、種々の軸受や一連の駆動部材に作用する応力は、さらに減少することになる。

連結ロッドは、出力軸の軸芯方向にクランク状に湾曲していることが好ましい。その結果、タンパー軸芯に対してオフセットするように配された重量バランスに有意義な影響を及ぼすことができる。

連結ロッドは、好ましくはクロスヘッドにより、モータの機械的な力を下部構造に伝達する。これにより、上部構造及び下部構造における装置の幾何学的配置の決定自由度が得られる。

ある特別な実施例では、偏心ディスクはタンパー軸芯に設けられている。偏心ディスクにおける連結ロッドの軸受が軸受ジャーナルによって連結ロッドに連結されている構成との組合せで、非常に低い曲げモーメントによって特徴づけられる振動タンパーにおいて重量のバランスを得ることができる。

振動重量をできるだけ減らすために、連結ロッドは、金属または軽金属またはこれらの合金で作られている。

出力軸がタンパー軸芯に直交する場合は、特に低振動の実施例が可能である。この場合、タンパー軸芯は、出力軸と交差するよう設けられていることが特に好ましい。

ある実施例では、上部構造の重量と下部構造の重量との比率がタンパー軸芯に対して均衡して、できるだけ振動が低い振動タンパーが構成されるようになっている。

本発明の好適な実施例は、従属クレームに記載されている。

振動タンパーの第１実施例の側面図である。 図１の実施例の一部断面詳細斜視図である。 図２の詳細図の側面断面図である。 図３による態様における振動タンパーの第２実施例を部分的に示す図である。

以下に、本発明を、図面に示す２つの実施例に関してより詳細に説明する。

以下においては、同じ部材または同様の働きをするものには、同じ参照番号が用いられる。

図１は、振動タンパー１の第１実施例を示す。これは、上部構造２と、隣接する下部構造３とを備えている。上部構造２は、モータ５と、励振器１２（図２）を備えた伝動ハウジング４を有する。下部構造３は、タンパー基部ハウジング１０を備えたタンパー基部２５と、タンパープレート１３と、バネを部分的に示すバネ機構２６（図２）と、バネ機構２６のための部分的に示した案内シリンダ２７（図２）と、を有する。上部構造２はさらに、操作用ハンドルバー２２を備えている。タンパープレート１３を振動させると、心土２１を振動タンパー１によって締め固めることができる。

振動タンパー１は、アイドリング状態では、心土２１の直交方向に対して前方に傾斜するよう配置される。この傾斜は、心土に付与される圧縮力の合力Ｒの方向を実質的に決めるとともにタンパー基部ハウジング１０の中心軸に対応する仮想のタンパー軸芯９によって形成される。この振動タンパー１の構成によって、振動タンパー１の作業方向における進行方向Ｆに作業時の前進運動が生じる。加工表面は、従って、点状ではなく、位置に関して内定しない。振動タンパー１の構成部材及び特にモータ５によって駆動される重量物は、結果として生じる、各軸受、駆動及び伝動部材に作用する応力が減少すると同時に装置の全重量も小さくなるよう配置されている。

図２は、図１による振動タンパー１の伝動ハウジング４及び筒状のタンパー基部ハウジング１０を、一部断面の斜視図で示したものである。タンパー基部ハウジング１０は、上部構造２の伝動ハウジング４に締め付けられている。励振器１２は、偏心ディスク７を有しており、偏心ディスク７は、外部ギヤを備えるとともに、モータ５の出力軸６に設けられたピニオン２３と噛合する。偏心ディスク７は、モータ５によって付与される回転運動を振動運動として、バネ機構２６及びタンパープレート１３に連動連結されたバネ機構２６のための案内シリンダ２７に伝達する連結ロッド８を駆動するために用いられる。案内シリンダ２７は、長手方向に変位可能にタンパー基部ハウジング１０に保持されており、その端部にタンパープレート１３を備えている。

連結ロッド８には、進行方向Ｆと逆方向に延び、偏心ディスク７及びピニオン２３を迂回する湾曲部１５が設けられている。これによって、タンパープレート１３に連設されている第２部分９ｂは、第１偏心部分９ａに対して、モータ５に向かう方向に、進行方向Ｆと逆方向に後部にオフセットされている。図示された例では、湾曲部１５は伝動ハウジング４内にあり、偏心側の部分９ａはできるだけ短くなっており、湾曲部１５が偏心ディスク７の回転中に連結ロッド８の運動を妨げない程度だけの長さになっている。

モータ５は、出力軸６及びピニオン２３によって偏心ディスク７に連動係合しており、軸の回転が、出力軸６を介して偏心ディスク７に伝達されるようになっている。連結ロッド８のためのクランクピン１１が、偏心ディスク７に関して偏心するよう偏心ディスク７に設けられており、これは、連結ロッド８の連結ロッド軸受１８つまり軸受孔に係合している。連結ロッド８の他方の自由端は、周知の関節連結で、バネ機構２６に連動連結された案内ピストン（図外）の案内シリンダ２７内に設けられている。連結ロッド８の自由端は、偏心ディスク７の回転中にタンパー軸芯９に沿って直線振動運動を行う。この軸方向運動は、バネ機構２６及び案内シリンダ２７を介してタンパープレート１３に伝達されて、タンパープレート１３がタンパー軸芯９に沿ってタンピング運動をするようになっている。

図３は、図２に示した振動タンパー１の部分図の縦断面図である。上部構造２の最主要構成要素、下部構造３の上部、及びタンパープレート１３を示している。

偏心ディスク７は、モータ側に中心軸受ジャーナル２４を有しており、この軸受ジャーナルは、モータ側の伝動ハウジング４の壁部にモータ５の出力軸６と平行に設けられている。この目的のために、互いに間隔を空けた２つの偏心軸受１７、１９が伝動ハウジング４に設けられている。第１偏心軸受１７は、軸受ジャーナル２４の基部領域に設けられており、第２偏心軸受１９は、モータ５に近接して、軸受ジャーナル２４の自由端領域に設けられている。伝動ハウジング４におけるこの回転軸受によって、伝動ハウジング４と偏心ディスク７間での力の放出が確実なものとなる。

連結ロッド８の連結ロッド軸受１８は、偏心ディスク７に設けられた偏心クランクピン１１によって偏心ディスク７に作用し、偏心ディスク７の回転運動が、タンパー軸芯９に沿った連結ロッド８の自由端の直線運動に変換されるようになっている。

振動タンパー１の前進運動は、一方では、上部構造２の重量の配置、特に励振器１２の振動重量と直接関係し、他方では、タンパー軸芯９及び下部構造３の重量、特にタンパープレート１３、タンパー基部ハウジング１０のバネ機構２６及び案内シリンダ２７の振動重量に関係している。さらに、ハンドルバー２２の不都合な振動励振は、振動重量によって影響を受ける。従って、タンパー軸芯９に関して振動重量を量的に一直線に揃えることは、圧縮効率及び作業快適性において、全体的な振動タンパー１の動作に大きな影響を与える。

連結ロッド軸受１８及び偏心側の連結ロッド８の第１部分８ａは、出力軸６及び軸受ジャーナル２４に直交して設けられる第１縦平面１４上に位置している。第１平面１４は、進行方向Ｆに関して、偏心ディスク７によって決まる平行な第２縦平面２８の前、及び第２偏心軸受１９によって決まる平行な第３平面１６の前に位置している。連結ロッド８の第２部分８ｂは、主に、第２平面２８または第３平面１６、またはこれら２つの面の間にある平行面上に位置している。連結ロッド８の第２部分８ｂが位置する平面によって、連結ロッド８の自由端が連動連結される下部構造３の振動重量の位置が決まり、これによってタンパー軸芯９の位置が決まる。

下部構造３の振動重量は、上部構造２の振動重量に関して、進行方向と逆方向に、湾曲部１５によって後部へオフセットされるよう配置されるものであるため、下部構造の振動重量が振動タンパーの進行方向と逆方向に後部へオフセットされるよう、湾曲部１５は、タンパー軸芯９に対する上部構造２及び下部構造３の振動重量の方向を改善し、前進運動、圧縮効率、及び操縦者の手と腕の振動を改善する。

図示された例では、連結ロッド８の第２部分８ｂは第２平面にある。従って、タンパー軸芯９は、図示された例では、第２平面２８にある。

その結果、偏心ディスク７は、図示された例ではタンパー軸芯９上にあり、偏心ボルト１１及び連結ロッド軸受１８の領域において、曲げ応力をかなり低いレベルに維持する。

湾曲部１５を大きくすると、下部構造３の振動重量を、さらに後部へオフセットされるよう配置することができる。前進運動、圧縮効率及び操作快適性はこのように最適化することができる。振動タンパーの低振動作動を確実にするためにバランスウエイトを追加する必要がない、あるいはほとんど必要がないのである。さらに、偏心軸受１７、１９がタンパー軸芯９上にあるとき、または、タンパー軸芯９をはさんで両側にあるとき、偏心ディスク７の偏心軸受１７、１９に作用する曲げ力を最小限にすることができる。

図４は、図３による実施例における振動タンパー１の第２実施例である。この例においても、上部構造２及び下部構造３を示す。この場合においては偏心ディスク７及び連結ロッド８によって形成される偏心駆動力によって、回転運動はモータ５及び出力軸６を経由してタンパー軸芯９に沿った軸方向運動に変換される。

本発明によると、連結ロッド軸受１８は、連結ロッド８を偏心ディスク７に枢支偏心連結するために、偏心ディスク７に直接設けられている。図３による第１実施例とは対照的に、偏心ディスク７は、偏心ディスク７に連結ロッド軸受１８を有する。その結果、タンパー軸芯９は、連結ロッド軸受１８を通るか、連結ロッド軸受１８によって決まる平面１４上に設けられる。連結ロッド８は、連結ロッド軸受１８と係合するジャーナル３０を備えている。第１実施例と同様に、偏心ディスク７は、上部構造２のハウジング４上に設けられた各軸受溝２０に配された偏心軸受１７、１９を介して設けられている。

本実施例では、連結ロッド軸受１８に作用する曲げ応力は、タンパー軸芯９の両側に配分された重量によってほぼ完全に排除され、偏心ディスク７の軸受ポイントに作用する曲げ荷重もまた、湾曲連結ロッド８の構成によって最小限になる。

Claims (5)

1. 心土を圧縮するための振動タンパーであって、
   上部構造（２）と下部構造（３）とを有し、
   前記上部構造（２）が、モータ（５）と、偏心ディスク（７）と、当該偏心ディスク（７）のための軸受（１７、１９）とを備えており、連結ロッド（８）が連結ロッド軸受（１８）によって前記偏心ディスク（７）に偏心して設けられ、
   前記下部構造（３）が、前記連結ロッド（８）の自由端と連動連結することによりタンパー軸芯（９）に沿った直線的なタンピング運動をするよう駆動されるタンパープレート（１３）を備え、
   前記連結ロッド（８）は、前記タンパー軸芯（９）が前記モータ（５）の方向にオフセットされるように、前記振動タンパー（１）の進行方向の逆方向に前記偏心ディスク（７）を迂回する湾曲部（１５）を有していることを特徴とする振動タンパー。
2. 前記連結ロッド軸受（１８）が前記偏心ディスク（７）に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動タンパー。
3. 前記タンパー軸芯（９）が、偏心側の前記連結ロッド（８）の部分（８ａ）によって決まる第１平面（１４）に対して前記振動タンパーの進行方向（Ｆ）の逆方向に平行にオフセットされた第２平面（２８）上に来るように、前記連結ロッド（８）の前記湾曲部（１５）が設けられ、
   前記第２平面（２８）が、前記第１平面（１４）と、前記偏心ディスク（７）の前記軸受（１７、１９）によって決まる第３平面（１６）との間に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の振動タンパー。
4. 前記タンパー軸芯（９）が、前記偏心ディスク（７）によって決まる平面上にあることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の振動タンパー。
5. 前記上部構造（２）と前記下部構造（３）の重量比率が、前記タンパー軸芯（９）に関して均衡していることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の振動タンパー。

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