JP2018112056A - 土工ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】硬質の基層、特にコンクリート基層の破砕に対する適性が向上した、土工ローラを提供する。【解決手段】土工ローラは、略円形の外周輪郭を有する、ローラ回転軸の方向に沿って延在した、ローラ内部空間３４を包囲するローラドラム３０を含み、ローラドラム３０の外周面３２には、土壌破砕構造が設けられている土工ローラにおいて、土壌破砕構造が、概ねローラ回転軸の方向においてローラドラム３０に沿って延在する複数の衝突バー４０と、概ねローラ回転軸周囲の周方向においてローラドラム３０に沿って延在する複数の破砕バー４４と、を含んでいることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、土工機のための土工ローラに関するものであり、当該土工ローラは、略円形の外周面を有する、ローラ回転軸の方向に沿って延在した、ローラ内部空間を包囲するローラドラムを含んでおり、ローラドラムの外周面には、土壌破砕構造が設けられている。

このような土工ローラは、一般的に、いわゆるソイルコンパクタとして構成された土工機において、例えばコンクリート基層等の硬質な基層を破砕するために用いられる。

特許文献１から知られている土工ローラは、略円形の外周面を有するように構成されたローラドラムの外周に、複数の交換ホルダを含んでおり、当該交換ホルダは、ローラドラムの外周面に固定されており、当該交換ホルダには、例えばノミ等のローラ工具を取り付けることができる。当該交換ホルダは、ローラ回転軸の方向において隣り合って配置された複数のリングにおいて、互いに対して略同じ周方向間隔を有して配置されており、隣り合うリング内に配置された交換ホルダと、交換ホルダ上に固定されるべきローラ工具と、は周方向において互いに対してずらして配置されている。

特許文献２から知られた土工ローラは、ローラドラムの外周面に、複数の、ローラ回転軸の方向において互いに対して同じ間隔で配置された、略Ｖ字形の横断面又は刃の形の横断面を備えた切断リングを有している。

特許文献３は、ローラドラムの外周面に設けられた土壌破砕構造を有する土工ローラを開示している。この既知の土壌破砕構造は、複数の、ローラ回転軸の方向において連続したジグザグ状の構成を有するように形成されたバーを含んでおり、当該バーは、まず第１に岩盤の破砕に適しており、一塊のコンクリート板の粉砕にはあまり適していない。

特許文献４は、正方形に近い、すなわち実質的に円形ではない外周輪郭を有する土工ローラを開示している。複数の周方向位置に分散して破砕要素が設けられており、当該破砕要素は、外周輪郭が円形ではないので、土工ローラの回転運動の際に、周期的に基層に衝突し、基層を破砕することができる。

国際公開第２０１３／１０７５４５号 独国特許出願公開第１０２０１４２０１２４０号明細書 米国特許第４５２３８７３号明細書 欧州特許第２１４２７０６号明細書

本発明の課題は、硬質の基層、特にコンクリート基層の破砕に対する適性が向上した、土工機のための土工ローラを提供することにある。

本発明によると、本課題は、略円形の外周輪郭を有する、ローラ回転軸の方向に沿って延在した、ローラ内部空間を包囲するローラドラムを含んだ、土工機のための土工ローラによって解決され、ローラドラムの外周面には、土壌破砕構造が設けられている。

当該土工ローラは、土壌破砕構造が、概ねローラ回転軸の方向においてローラドラムに沿って延在する複数の衝突バーと、概ねローラ回転軸の周方向においてローラドラムに沿って延在する複数の破砕バーと、を含んでいることを特徴としている。

格子状パターンを形成する衝突バー及び破砕バーの供給によって、一方では土工作業において、すなわち例えば取り除かれるべきコンクリート面の破砕の際に、格子状パターンに一致して、セグメントが、破砕されるべき基層から取り出され、その後、例えば掘削機又はホイールローダ等の、さらなる機械によって容易に除去され得ることが保証される。他方、特に、概ね周方向に延在している破砕バーは、略一定の転動を行う土工ローラが、破砕されるべき基層上に所定の通り誘導されること、及び特に基層が、当該土工ローラを備えた土工機の進行方向に対して横に傾く場合に、土工ローラが横に逸れる傾向を有さないことを保証する。

一様な土工作業を確実にするために、衝突バーを、ローラ回転軸の周方向において、互いに対して略同じ周方向間隔を有するように配置することが提案される。例えば、周方向間隔は、４０ｃｍから６０ｃｍの間、好ましくは約５０ｃｍであり得る。

衝突バーの非常に堅牢な構造は、例えば、衝突バーが、略長方形の、好ましくは正方形の断面を有することによって得られる。好ましくは、衝突バーの横断面寸法は、４０ｍｍ×４０ｍｍの範囲である。

例えばコンクリート板のような、土工すべき基層を完全に掘り返すことを確実にするために、衝突バーが、ローラ回転軸の方向において、概ね途切れること無く、ローラドラムに沿って延在することが提案される。

掘り返されるべき基層の一様な土工はさらに、少なくとも１つの、周方向において隣り合う衝突バーの間の空間に配置された破砕バー、好ましくは周方向に隣り合う衝突バーの間の全ての空間に配置された破砕バーが、ローラ回転軸に沿って、互いに対して略同じ軸方向間隔を有して配置されていることによって支援される。

特に有利な態様によると、本発明に係る構成を有する土工ローラでは、それぞれ２つの周方向において隣り合う衝突バーの間の、ローラ回転軸周囲の周方向において隣り合う空間における破砕バーが、ローラ回転軸の方向において、互いに対してずらされていることが規定され得る。軸方向において互いに対してずらされた破砕バーは、レールガイド効果を生じさせること無く、土工ローラの所定の横方向における誘導を保証し、それによって、このような土工ローラを備える土工機の操縦性が維持される。そのためには、特に、周方向において隣り合う２つの空間の内の一方の空間の破砕バーが、周方向において隣り合う２つの空間の内の他方の空間の破砕バーに関して、ローラ回転軸の方向において、略中心に配置されていることを規定し得る。

操縦性が維持され、土工挙動が一定である場合、土工ローラの所定の横方向における誘導は、さらなる有利な態様によると、周方向において隣り合うそれぞれ２つの衝突バーの間の、周方向において連続する空間の内の各第２の空間における破砕バーが、ローラ回転軸の方向において、互いに対するずれを実質的に有していないことによって支援され得る。

このような土工ローラの転動が概ね阻害されていない場合に、土工されるべき基層を掘り返す際に、１つ、好ましくは全ての破砕バーの少なくとも一部の外周領域が、概ね、ローラ回転軸を同心に包囲する軌道の上にあること、及び／又は１つ、好ましくは全ての破砕バーの少なくとも一部の外周領域において、少なくとも１つの窪みが形成されていることによって、破砕バーをより有効に用いることができる。

ローラ回転軸の方向において、概ねローラドラム全体に沿って延在する部分の長さゆえに、土工ローラに、破砕されるべき基層に対する比較的大きな載置面を供給する衝突バーが、基層の破砕に有効に用いられ得ることを保証するために、ローラドラムの外周面を通じた１つの、好ましくは全ての衝突バーの少なくとも一部の突起の径方向の最大高さが、ローラドラムの外周面を通じた、１つ、好ましくは全ての破砕バーの少なくとも一部の突起の径方向の最大高さよりも大きいことが提案される。

例えばコンクリート板のような、硬質な基層を破砕する際の、本発明に係る土工ローラの有効性をさらに改善するために、ローラ内部空間に、ローラ回転軸周囲の回転運動に重ねることができる土工ローラの振動を生成するための振動装置が配置されていることが提案される。このような振動は、土工ローラの周期的な上下運動又は加速であり、すなわち、概ね垂直方向における運動又は加速である。それによって、土工ローラは、周期的に、破砕されるべき基層に衝突する。

本発明はさらに、機械のフレームに、ローラ回転軸の周囲で回転可能となるように取り付けられた、本発明に係る少なくとも１つの土工ローラを含む土工機に関する。

以下に、添付された図面を用いて、本発明を詳細に説明する。示されているのは以下の図である。

土工機の側面図である。 図１に係る土工機において使用可能な土工ローラの斜視図である。 図２に係る土工ローラの径方向図である。 図２に係る土工ローラの軸方向図である。 図２に係る土工ローラのローラドラムの周の一部を示す図である。 図２に係る土工ローラで土工される基層の一部を示す図である。

図１は土工機１０を側面図で示している。土工機１０は、後方車両１２を含んでおり、後方車両１２には、図１には図示されていない駆動ユニットと、当該駆動ユニットによって駆動される駆動輪１４と、が設けられている。運転室１６内には、土工機１０を操作する操作員が着席することができる。

全般的に参照符号１８が付された土工機１０の前方車両は、土工機１０を操縦するために後方車両１２に揺動可能に取り付けられた機械フレーム２０を含んでおり、機械フレーム２０には、土工ローラ２２が、図１の投影面に対して垂直なローラ回転軸の周囲に回転可能に取り付けられている。

土工作業の際、土工機１０は前方へ、又は後方へ、すなわち図１では左へ、又は右へと移動し、それによって、例えば取り除かれるべきコンクリート板のような、土工されるべき基層２４が土工又は破砕される。そのために、土工ローラ２２には、後続の図２から図５に関して詳細に記載される土壌破砕構造が設けられている。さらに、駆動ローラ２２内には、全般的に参照符号２６を付した、不釣り合いな回転軸の周囲に回転可能に駆動され得る、少なくとも１つの不釣り合い質量２８を有する振動装置を設けることが可能であり、ローラ回転軸周囲での土工ローラ２２の回転運動に振動、すなわち略垂直方向の運動又は加速が重ねられる。ここで指摘しておくべきことに、図１の振動装置２６は、概略的に示されているに過ぎず、自明のことながら、土工ローラ２２のローラ内部空間の適切な位置に、そのために設けられたシステム構成要素と共に配置されている。

図２から図５に詳細に図示された土工ローラ２２は、土工作業の際、ローラ回転軸Ｄの周りに回転可能である。土工ローラ２２は、外周面３２を有する、シリンダ状に形成されたローラドラム３０を含んでいる。ローラドラム３０は、ローラ内部空間３４を包囲しており、ローラ内部空間３４内には、１つ又は複数のローラディスク３６が配置可能であり、当該ローラディスクを通じて、土工ローラ２２は、機械フレーム１８に回転可能に取り付けられる。

ローラドラム３０の外周面３２には、すでに記載された土壌破砕構造３８が設けられている。土壌破砕構造３８は、ローラ回転軸Ｄに対して平行に延在する複数の衝突バー４０を含んでおり、衝突バー４０は、外周面３２に、溶接等によって固定されている。ローラ回転軸Ｄ周囲の周方向において連続的に配置された衝突バー４０は、好ましくは略一定の周方向間隔Ｕを有しており、当該間隔は、４０ｃｍから６０ｃｍの間、好ましくは約５０ｃｍであり得る。ここで指摘しておくべきことに、周方向間隔Ｕは、周方向において隣り合う２つの衝突バー４０の間の内法の間隔であり、従って、実質的に周方向において隣り合う２つの衝突バー４０の間に形成された空間４２の周方向延在部分であり得る。

ローラ回転軸Ｄの方向において、好ましくは途切れなく続いた、例えば一体的に構成された衝突バー４０は、約４０ｍｍ×４０ｍｍの横断面面積を有する、略長方形の、好ましくは正方形の横断面形状を有し得る。図面において視認可能な長方形の横断面形状が、周方向よりも径方向において、より大きな距離を有することも可能である。

周方向において隣り合うそれぞれ２つの衝突バー４０の間に形成された空間４２内には、それぞれ複数の破砕バー４４が配置されている。空間４２それぞれに配置された破砕バー４４は、周方向において、ローラドラム３０の外周又は外周面３２に沿って、すなわち衝突バー４２に対して略垂直に延在している。破砕バー４４の周方向における延在部分の長さは、好ましくはこれらをそれぞれ受容している空間４２の周方向の延在部分に対応している。従って、破砕バー４４はその周方向端部で、好ましくは実質的に空間４２それぞれを区切っている衝突バー４４に対して間隔を与えること無く、衝突バー４０に当接している。

図３からは、直接隣り合う空間４２内に配置された破砕バー４４が、ローラ回転軸Ｄの方向において互いに対してずらされていることが認識できる。好ましくは、このずれは、空間４２の内の一方の空間に配置された破砕バー４４が、ローラ回転軸Ｄの方向において、空間４２の内の他方の空間に配置された破砕バー４４に関して略中心に位置しており、それによって、図３から認識可能なパターンも生じており、当該パターンでは、空間４２の内側のそれぞれ第２の空間に配置された破砕バー４４は、互いに周方向において実質的に続いており、すなわち互いに対して軸方向のずれを有しないようになっている。

空間それぞれに配置された破砕バー４４の間の内法の間隔Ａは、約７０ｃｍの範囲であるので、図２から図５に示された実施例において、各第２の空間４２内に３つの破砕バー４４が配置された構成を得ることが可能であり、３つの破砕バーの内の１つが、ローラドラム３０の軸方向中央の領域に位置しており、残りの２つは、ローラドラム３０のそれぞれ軸方向の端部領域の近くに配置されており、他の空間４２には、それぞれ２つの破砕バー４４が配置されており、当該破砕バーは、すでに述べたように、両方の直接隣接する空間４２内に配置された破砕バー４４に対して、軸方向のずれを有しており、この軸方向のずれは、各破砕バー４４の間の軸方向間隔Ａの略半分に相当する。

図４及び図５が明示しているように、衝突バー４０は、ローラドラム３０の外周面３２を始点として、周方向に延在する破砕バー４４より大きな、径方向の最大距離を有している。その際、破砕バー４４は、実質的にローラ回転軸Ｄを中心とする円周と同心に一致する外周輪郭を有している。当該外周輪郭においては、破砕バー４４に、好ましくは２つの、互いに対して周方向間隔を有して配置された窪み４６が設けられており、好ましくはそれぞれ、各破砕バー４４の周方向端部領域の近くに設けられている。

図２から図５に示された、衝突バー４０及び破砕バー４４から成る格子状構造によって、土壌破砕構造３８が提供され、土壌破砕構造３８は特に、コンクリートの土壌を破砕するのに適している。その際、土工ローラ２２は周期的に、周方向において連続して設けられた衝突バー４０で、破砕されるべき基層に接触する。どの衝突バー４０も基層に接触していない段階では、破砕バー４４は、それぞれ２つの衝突バー４０の間に形成された空間４２において、基層に載置されており、特に、その周方向において２つの窪み４６の間に配置された周方向中央領域４８で載置されている。特に、ローラ内部空間３４に設けられた振動装置２６によって、土工ローラ２２の回転運動に重ねられた振動が生じる場合、土壌破砕構造３８が、破砕されるべき基層と接触する領域において、当該土壌は効果的に破砕されるので、図６から認識できるパターンの亀裂５０が、基層２４内に生じる。このパターンは、概ね格子状のパターンに一致しており、当該パターンは、衝突バー４０及び破砕バー４４によって、ローラドラム３３の外周面３２に供給されているので、このような亀裂によって互いに分離した多数のセグメント５２が生じ、これらのセグメントは、掘削機又はホイールローダ等のさらなる土工機によって、互いに分離され、搬出され得る。

特に、周方向において隣接する衝突バー４０の間の各空間４２に設けられた破砕バー４４によって、破砕機能が供給されるだけではなく、破砕バー４４は、前進の方向における土工ローラ２２、及び、従って土工機１０の誘導に大きく役立つものである。土工されるべき基層２４に、概ね持続的に接触する破砕バー４４は、横に逸れることを防止する。隣接する空間の破砕バー４４は、ローラ回転軸Ｄの方向において、互いに対してずらされているので、特に後方車両１２に対する前方車両１８の振動による変位によって、土工機１０の操縦を困難にし得るレールガイド効果の発生が回避される。

最後に指摘しておくべきことに、ローラドラム３０の外周に設けられた衝突バー４０及び破砕バー４４は、自明のことながら、他のパターンで配置されていても良い。衝突バー４０を、互いに対して略同じ周方向間隔で配置することが、特に有利である。しかしながら、周方向において変化する間隔を設けてもよい。また、必ずしも、空間４２内に配置された破砕バーを、それぞれ同じ軸方向間隔で設けなくてもよい。例えば、交互に、空間４２内に、破砕バーを、その両側に設けられた空間４２内よりも小さな軸方向間隔で配置してもよい。各空間内部において、破砕バーの軸方向間隔を変化させてもよい。図６で認識できる、破砕された基層２４の概ね同じ大きさのセグメント５２を維持するためには、図２から図５に示された、略均一な格子状のパターンが特に有利である。

１０ 土工機
１２ 後方車両
１４ 駆動輪
１６ 運転室
１８ 前方車両
２０ 機械フレーム
２２ 土工ローラ
２４ 基層
２６ 振動装置
２８ 不釣り合い質量
３０ ローラドラム
３２ 外周面
３４ ローラ内部空間
３６ ローラディスク
３８ 土壌破砕構造
４０ 衝突バー
４２ 空間
４４ 破砕バー
４６ 窪み
４８ 周方向中央領域
５０ 亀裂
５２ セグメント

Claims (13)

1. 略円形の外周輪郭を有する、ローラ回転軸（Ｄ）の方向に沿って延在した、ローラ内部空間（３４）を包囲するローラドラム（３０）を含んだ、土工機のための土工ローラであって、前記ローラドラム（３０）の外周面（３２）には、土壌破砕構造（３８）が設けられている土工ローラにおいて、
   前記土壌破砕構造（３８）が、概ね前記ローラ回転軸（Ｄ）の方向において前記ローラドラム（３０）に沿って延在する複数の衝突バー（４０）と、概ね前記ローラ回転軸（Ｄ）周囲の周方向において前記ローラドラム（３０）に沿って延在する複数の破砕バー（４４）と、を含んでいることを特徴とする土工ローラ。
2. 前記衝突バー（４０）が、前記ローラ回転軸（Ｄ）周囲の周方向において、互いに対して略同じ周方向間隔（Ｕ）を有して配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の土工ローラ。
3. 前記周方向間隔（Ｕ）が、４０ｃｍから６０ｃｍの範囲、好ましくは約５０ｃｍであることを特徴とする、請求項２に記載の土工ローラ。
4. 前記衝突バー（４０）が、略長方形の、好ましくは正方形の横断面を有しており、前記衝突バー（４０）の横断面寸法は、好ましくは４０ｍｍ×４０ｍｍであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の土工ローラ。
5. 前記衝突バー（４０）が、前記ローラ回転軸（Ｄ）の方向において、前記ローラドラム（３０）に沿って概ね途切れなく延在していることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の土工ローラ。
6. 少なくとも１つの、周方向において互いに隣り合う前記衝突バー（４０）の間の空間（４２）に配置された前記破砕バー（４４）、好ましくは周方向に互いに隣り合う前記衝突バー（４０）の間の全ての空間（４２）に配置された前記破砕バー（４４）が、前記ローラ回転軸（Ｄ）に沿って、互いに対して略同じ軸方向間隔（Ａ）を有して配置されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の土工ローラ。
7. 前記破砕バー（４４）が、それぞれ２つの周方向において互いに隣り合う前記衝突バー（４０）の間の、前記ローラ回転軸（Ｄ）周囲の周方向において互いに隣り合う空間（４２）内で、前記ローラ回転軸（Ｄ）の方向において、互いに対してずらされていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の土工ローラ。
8. 周方向において互いに隣り合う２つの空間（４２）の内の一方の空間の前記破砕バー（４４）が、周方向において互いに隣り合う２つの空間（４２）の内の他方の空間の前記破砕バー（４４）に関して、前記ローラ回転軸（Ｄ）の方向において、略中心に配置されていることを特徴とする、請求項７に記載の土工ローラ。
9. 前記破砕バー（４４）が、周方向において互いに隣り合うそれぞれ２つの前記衝突バー（４０）の間の、周方向において連続する空間（４２）の内のそれぞれ第２の空間内で、前記ローラ回転軸（Ｄ）の方向において、互いに対するずれを実質的に有していないことを特徴とする、請求項７又は８に記載の土工ローラ。
10. １つ、好ましくは全ての前記破砕バー（４４）の少なくとも一部の外周領域が、概ね前記ローラ回転軸（Ｄ）を同心に包囲する軌道の上にあること、及び／又は１つ、好ましくは全ての前記破砕バー（４４）の少なくとも一部の外周領域において、少なくとも１つの窪み（４６）が形成されていることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の土工ローラ。
11. 前記ローラドラム（３０）の前記外周面（３２）を通じた、１つ、好ましくは全ての前記衝突バー（４０）の少なくとも一部の突起の径方向の最大高さが、前記ローラドラム（３０）の前記外周面（３２）を通じた、１つ、好ましくは全ての前記破砕バー（４４）の少なくとも一部の突起の径方向の最大高さよりも大きいことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の土工ローラ。
12. 前記ローラ内部空間（３４）内には、前記ローラ回転軸（Ｄ）を中心とする回転運動に重ねることができる土工ローラ（２２）の振動を生成するための振動装置（２６）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の土工ローラ。
13. ローラ回転軸（Ｄ）の周囲に回転可能に、機械フレーム（２０）に取り付けられた、少なくとも１つの、請求項１から１２のいずれか一項に記載の土工ローラ（２２）を含む土工機。

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