JP2023103700A - 振動締め固め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の軌道用タンピング装置では、軽量化や小型化が実現され難いという課題があった。【解決手段】本発明の振動締め固め装置１０では、振動回転軸２７及び振動部１３が、筐体部１４の内部に配設される。振動部１３を構成する振動プレート３４が、振動回転軸２７の下端側に分割して配設される。そして、振動プレート３４は、振動回転軸２７に配設されるベアリング３１，３２，３３の間に配設される。この構造により、振動回転軸２７の回転時に、振動回転軸２７が振動プレート３４から受ける外力が分散され、振動回転軸２７の撓み量が低減される。また、筐体部１４とベアリング３１，３２，３３との接触面積が増大することで、筐体部１４が振動プレート３４から受ける外力が分散される。その結果、振動回転軸２７や筐体部１４の材料の選択幅が増え、振動締め固め装置１０の小型化や軽量化が実現される。【選択図】図３Ａ

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り ウェブサイト掲載日：２０２１年２月２６日 ウェブサイトアドレス：ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｉｓｈｉｄａ－ｓｅｉｓａｋｕｓｙｏ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｏｐｉｃｓ／ｉｎｄｅｘ．ｃｇｉ？ｉｄ＝８０ ［刊行物等］販売日：２０２１年２月２５日 販売先：レール軌材株式会社 他２１社

本発明は、振動締め固め装置に関する。

従来の軌道用タンピング装置１００（以下、「タンピング装置１００」と呼ぶ。）として、図７に示す構造が知られている。図７Ａは、従来のタンピング装置１００を説明する斜視図である。図７Ｂは、従来のタンピング装置１００を説明する分解側面図である。

図７Ａに示す如く、タンピング装置１００は、主に、エンジン１０１と、燃料タンク１０２と、振動ユニット１０３と、タンピングツール１０４と、保持バー１０５と、一対のグリップ１０６，１０７と、を備える。この構造により、作業者は、グリップ１０６，１０７を握りながら保持バー１０５を操作し、バラスト内にタンピングツール１０４を押し込んで、振動させることで、バラストを締め固めることができる。

図７Ｂに示す如く、振動ユニット１０３の振動伝達部１０８は、主に、振動発生部１０９と、振動発生部１０９に接続された自在シャフト１１０と、を備え、自在シャフト１１０は、タンピングツール１０４の内部の挿入孔１１４へと挿入される。一方、振動発生部１０９は、その回転軸１１１の端部に設けられた接続部１１２を介して、エンジン１０１の回転軸１１５の端部に設けられた接続部１１３と直接連結する（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４－１２９８４号公報

図７Ｂに示す如く、タンピング装置１００では、エンジンの１０１の回転軸１１５と振動発生部１０９の回転軸１１１とは、接続部１１２，１１３を介して直接連結し、エンジン１０１の回転力が、振動発生部１０９の回転力として伝達される。そして、振動発生部１０９は、回転軸１１１の中央部に設けられた偏心カムであり、偏心カムが、上記回転力を利用して回転することで振動が発生する。振動発生部１０９では、自在シャフト１１０を介してその振動をタンピングツール１０４に伝えることで、上記したようにバラストを締め固めることができる。

この構造により、タンピング装置１００では、タンピングツール１０４の先端部からバラスト内へと挿入される。そして、タンピングツール１０４の先端部は、バラストとの接触時間が長く、最もバラストへと上記振動を伝達する領域となる。

しかしながら、タンピング装置１００では、振動発生部１０９は、タンピングツール１０４の上方の振動ユニット１０３内に配設されるため、自在シャフト１１０を介してタンピングツール１０４及びその先端部に上記振動が伝達される。その結果、上記振動が減衰され易く、所望の振動強さを得難いという課題がある。

一方、上記振動の減衰量を補うため、偏心カムを大きくする場合には、タンピング装置１００が大型化し、総重量が重くなってしまうという、新たな課題が発生する。一方、偏心カムの量を増加させる場合にも、タンピング装置１００の総重量が重くなってしまうという、新たな課題が発生する。

また、タンピング装置１００では、保持バー１０５が、振動ユニット１０３の筐体の側面に連結する構造であり、振動発生部１０９にて発生する振動が、直接、保持バー１０５に伝達してしまう、という課題がある。具体的には、保持バー１０５に伝達した振動が、手元振動として作業者に伝わり、作業者は、締め固め時における微妙なバラストの固さやバラストの状態を感じ取り難くなり、作業効率の悪化を招く恐れがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、筐体部の下端側の振動回転軸に振動プレートを分割して配設することで、振動の減衰量を低減し、装置の小型化や軽量化を実現する振動締め固め装置を提供する。

本発明の振動締め固め装置は、筐体部と、前記筐体部の内部に配設される振動部と、前記振動部を駆動させる駆動部と、前記駆動部の駆動回転軸と前記振動部が配設される振動回転軸とを連結させる連結機構と、前記筐体部の内部に配設され、前記振動回転軸を回転自在に支持する軸受部と、を備え、前記軸受部は、前記振動回転軸の下端側に複数配置され、前記振動部は、前記振動回転軸に固定される振動プレートであり、前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において前記軸受部の間に分割して配置されることを特徴とする。

また、本発明の振動締め固め装置では、前記筐体部の下端側に固定される締め固め部と、を更に備え、前記締め固め部は、前記筐体部に固定するための装着部と、バラストに振動を伝達する振動伝達部と、を有し、前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において、前記振動伝達部と重畳しない領域に配置され、あるいは、前記振動伝達部との重畳領域を前記振動プレートの配置領域の長さに対して２０％以下有することを特徴とする。

また、本発明の振動締め固め装置では、前記筐体部の下端側に固定される締め固め部と、を更に備え、前記締め固め部は、前記筐体部に固定するための装着部と、バラストに振動を伝達する振動伝達部と、前記振動伝達部の外周面に形成されるブレードと、を有し、前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において、前記ブレードとの重畳領域を前記振動プレートの配置領域の長さに対して１５％以下有することを特徴とする。

また、本発明の振動締め固め装置では、前記筐体部及び前記振動回転軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されることを特徴とする。

また、本発明の振動締め固め装置では、前記軸受部は、軸受筐体部と、前記軸受筐体部の内部にて回転するベアリングと、を有し、前記軸受筐体部は、その外周面が前記筐体部の内周面と接触した状態にて、前記筐体部に固定されることを特徴とする。

また、本発明の振動締め固め装置では、前記駆動部は、エンジンまたはバッテリ式モータであることを特徴とする。

本発明の振動締め固め装置では、振動部を構成する振動プレートが、振動回転軸の下端側に分割して配設される。そして、振動プレートは、振動回転軸に配設される軸受部の間に配設される。この構造により、振動回転軸の回転時に、振動回転軸が振動プレートから受ける外力が分散され、振動回転軸の撓み量が低減される。また、筐体部と軸受部との接触面積が増大することで、筐体部が振動プレートから受ける外力が分散される。その結果、振動回転軸や筐体部の材料の選択幅が増え、振動締め固め装置の小型化や軽量化が実現される。

また、本発明の振動締め固め装置では、振動プレートは、振動回転軸の延在方向において、振動伝達部と重畳しない領域に配置され、あるいは、振動伝達部との重畳領域を振動プレートの配置領域の長さに対して２０％以下有する。この構造により、振動部が、振動回転軸の先端過ぎず、振動伝達部の近傍に配設されることで、振動部にて発生した振動が、振動伝達部を介して効率的にバラストへと伝達される。

また、本発明の振動締め固め装置では、振動プレートは、振動回転軸の延在方向において、ブレードとの重畳領域を振動プレートの配置領域の長さに対して１５％以下有する。この構造により、振動部が、振動回転軸の先端過ぎず、振動伝達部やブレードの近傍に配設されることで、振動部にて発生した振動が、振動伝達部やブレードを介して効率的にバラストへと伝達される。

また、本発明の振動締め固め装置では、筐体部及び振動回転軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成される。この構造により、振動締め固め装置の軽量化が実現される。

また、本発明の振動締め固め装置では、軸受部は、軸受筐体部と、軸受筐体部の内部にて回転するベアリングと、を有する。この構造により、軸受筐体部にて筐体部の強度を補強すると共に、ベアリングが、直接、筐体部の内周面と接触した状態にて回転しない構造が実現される。その結果、筐体部の耐久性を維持しつつ、筐体部の軽量化が実現される。

また、本発明の振動締め固め装置では、駆動部は、エンジンまたはバッテリ式モータである。この構造により、駆動部に動力を供給する外部電源が不要となり、電源コードレス化が実現される。そして、作業者は、電源コードに制限を受けることなく作業を行うことが可能となり、作業効率が向上される。また、作業者は、電源コードレス化により軌道短絡の注意を意識せずにバラストの締め固め作業に集中でき、作業効率が向上される。

本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する斜視図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する側面図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する断面図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する分解斜視図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する背面図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する断面図である。 本発明の一実施形態の振動締め固め装置を説明する断面図である。 従来のタンピング装置を説明する斜視図である。 従来のタンピング装置を説明する分解側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る振動締め固め装置１０を図面に基づき詳細に説明する。尚、本実施形態の説明の際には、同一の部材には原則として同一の符番を用い、繰り返しの説明は省略する。

また、上下方向は振動締め固め装置１０の高さ方向を示し、左右方向は振動締め固め装置１０を前方から見た場合の横幅方向を示し、前後方向は振動締め固め装置１０の奥行方向を示している。

図１は、本実施形態の振動締め固め装置１０を説明する斜視図である。図２は、本実施形態の振動締め固め装置１０を説明する側面図である。図３Ａは、本実施形態の振動締め固め装置１０の振動部１３を説明する断面図である。図３Ｂは、本実施形態の振動締め固め装置１０の振動部１３を説明する分解斜視図である。図４は、本実施形態の振動締め固め装置１０の締め固め部１５を説明する背面図である。図５は、本実施形態の振動締め固め装置１０の連結機構１６を説明する断面図である。図６は、本実施形態の振動締め固め装置１０の締め固め部１５の変形例を説明する断面図である。尚、説明の都合上、図５では、連結機構１６を中心に部分的に断面図として示す。

図１及び図２に示す如く、振動締め固め装置１０は、主に、エンジンから成る駆動部１１と、駆動部１１に供給する燃料を貯蔵する燃料タンク１２と、駆動部１１からの動力により振動する振動部１３（図３参照）と、振動部１３をその内部に収納する筐体部１４と、筐体部１４の先端部に固定される締め固め部１５と、駆動部１１の動力を伝達する駆動回転軸２１Ｂ（図４参照）と振動部１３が固定される振動回転軸２７（図３参照）とを連結させる連結機構１６（図４参照）と、振動部１３等にて発生する振動を防振する防振ゴム１７と、筐体部１４を操作するハンドル部１８と、防振ゴム１７と連結する支持フレーム１９と、を備える。

振動締め固め装置１０の一例としては、タイタンパであり、タイタンパの場合には、筐体部１４の一部や締め固め部１５が、バラスト（図示せず）内へと挿入される。そして、振動締め固め装置１０では、主に、締め固め部１５からの振動をバラストへと伝達し、まくらぎ（図示せず）下方のバラストを突くことで、バラストを締め固める。尚、振動部１３から伝達された振動は、筐体部１４を介してもバラストへと伝達される。

駆動部１１としては、例えば、本田技研工業株式会社製のＧＸ３５の自在傾斜４ストロークエンジンが採用され、駆動部１１は、燃料タンク１２から供給される燃料により駆動する。そして、駆動部１１は、支持フレーム１９の一部である第１の支持フレーム１９Ａに対して固定されると共に、ハンドル部１８の内部空間に配設される。一方、燃料タンク１２は、駆動部１１の側方に隣接して配設され、燃料ホース（図示せず）を介して駆動部１１に燃料を供給する。

この構造により、振動締め固め装置１０では、発電機等の外部電源から駆動部１１へと電力を供給する必要がなく、駆動部１１と外部電源とを接続する電源コードが不要となる。その結果、振動締め固め装置１０の電源コードのコードレス化が実現され、作業者は、発電機や電源コード等の運搬、設置作業が不要となると共に、作業者が、作業範囲に応じて電源コードを延長する作業が不要となる。

更には、作業者は、作業中に電源コードがレール（図示せず）やまくらぎに絡まない様に取り扱う必要がない。その結果、作業者は、ハンドル部１８を介してまくらぎに対して作業し易い方向から筐体部１４の一部や締め固め部１５をバラスト内へと挿入させることができ、作業効率が大幅に向上される。また、作業者は、電源コードレス化により軌道短絡の注意を意識せずにバラストの締め固め作業に集中でき、作業効率が向上される。

尚、軌道短絡とは、従来の発電機から電源コードを用いて電力の供給を受けるタイタンパにおいて、同時に複数台のタイタンパを用いて作業を行う際に、発電機のケーブルのアース線にてタイタンパ同士が接続状態となり、タイタンパが、左右の一対のレールの片側毎に接触した場合に発生するショート状態である。そして、この軌道短絡が発生することで、踏切等の遮断機に誤動作信号が流れてしまう。また、軌道短絡箇所に列車が存在することになるため、管制制御に支障をきたしてしまう。

筐体部１４は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成される円筒形状のパイプ部材である。筐体部１４の大きさは、例えば、その内径が６０ｍｍ、その長さが６９０ｍｍ、板厚が５ｍｍである。そして、筐体部１４の上端側は、支持フレーム１９を構成する第２の支持フレーム１９Ｂに対して固定される。詳細は後述するが、筐体部１４の内部には、振動回転軸２７及び振動回転軸２７に固定された振動部１３を収納することで、筐体部１４自体が振動する。つまり、振動部１３にて発生した振動は、筐体部１４を介在して締め固め部１５に伝達される。

締め固め部１５は、筐体部１４の下端側に着脱自在に固定される。締め固め部１５は、
作業時にバラストと衝突を繰り返すが、例えば、機械構造用炭素鋼鋼管、機械構造用合金鋼、または機械構造用炭素鋼等を用いて形成されることで、所望の剛性及び耐久性を有する。そして、締め固め部１５は、筐体部１４に装着するための装着部１５Ａと、バラスト内へと挿入される振動伝達部１５Ｂと、を有する。

図３Ａに示す如く、振動部１３は、筐体部１４の内部に配設され、主に、振動回転軸２７を回転自在に支持するベアリング３１，３２，３３と、上記ベアリング３１，３２，３３間に配設される複数枚の振動プレート３４と、を有する。そして、詳細は後述するが、ベアリング３１，３２，３３は、それぞれ軸受筐体部３９の内部に回転自在な状態に配設される。

振動回転軸２７は、筐体部１４の長手方向に沿って配設される。振動回転軸２７は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されるパイプ部材である。

ここで、一点鎖線３０は、筐体部１４の軸心１４Ａを示すが、振動回転軸２７の軸心２７Ａが、上記軸心１４Ａと略一致するように、振動回転軸２７は、複数のベアリング２３（図４参照），３１，３２，３３を介して筐体部１４に支持される。そして、振動回転軸２７が、連結機構１６を介して駆動部１１の駆動回転軸２１Ｂと一体に回転する。尚、振動回転軸２７は、その上端部側の第２の支持フレーム１９Ｂの近傍にて、ベアリング２３及び軸受筐体部３９を介して筐体部１４に支持される。

複数枚の振動プレート３４が、個々に振動回転軸２７に対してボルト締結される。振動プレート３４は、上面視略半円形状の板状体であり、所謂、偏心カムである。この構造により、振動プレート３４は、振動回転軸２７と一体に回転することで、振動部１３では、振動が発生する。そして、振動部１３にて発生した振動が、筐体部１４や締め固め部１５へと伝達されることで、筐体部１４や締め固め部１５が振動する。

ここで、図３Ｂに示す如く、本実施形態では、ベアリング２３，３１，３２，３３は、リング形状の軸受筐体部３９の内部に配設される。軸受筐体部３９は、筐体部１４の内部に圧入して配設されることで、筐体部１４に対して回転することなく固定される。そして、ベアリング２３，３１，３２，３３は、軸受筐体部３９と接触状態にて回転し、振動回転軸２７を軸支する。尚、ベアリング２３，３１，３２，３３は、係止部材３９Ａにより軸受筐体部３９から抜け落ちることが防止される。

この構造により、振動部１３の配設領域では、筐体部１４は、軸受筐体部３９にてその内部側から３箇所支えられた補強構造となる。そして、筐体部１４では、振動部１３の振動発生時に大きな応力を受ける上記振動部１３の配設領域の剛性が高まることで、上記アルミニウム合金等の使用が可能となり、軽量化が実現される。

また、図３Ａに示すように、締め固め部１５の内部には、筐体部１４の一部を収納し、支持するための装着空間３５が形成される。そして、アルマイト処理された支持部３６が、装着空間３５に対して嵌合状態にて配置される。支持部３６は、筐体部１４の先端部と当接する第１の位置決め部３６Ａと、ベアリング３３の筐体と当接する第２の位置決め部３６Ｂと、を有する。

第１の位置決め部３６Ａは、支持部３６の中間部であり、その外周面に沿って環状に形成される。そして、筐体部１４は、装着空間３５にて締め固め部１５の内周面と当接状態にて挿入されると共に、その先端部が、第１の位置決め部３６Ａの上面と当接する。

第２の位置決め部３６Ｂは、円筒形状に形成されると共に、筐体部１４の内部へと挿入される。装着空間３５において、筐体部１４は、締め固め部１５の内周面と第２の位置決め部３６Ｂとの間に挟持される。そして、ベアリング３３が収納される軸受筐体部３９は、第２の位置決め部３６Ｂの上面と当接することで、ベアリング３３が、筐体部１４の内部にて位置決めされる。

図示したように、ベアリング３２が収納される軸受筐体部３９は、位置決めプレート３７を介してベアリング３３が収納される軸受筐体部３９の上方に位置決めされる。同様に、ベアリング３１が収納される軸受筐体部３９は、位置決めプレート３８を介してベアリング３２が収納される軸受筐体部３９の上方に位置決めされる。この構造により、振動回転軸２７は、ベアリング３１，３２，３３を介して軸心１４Ａと略一致するように回転する。

更には、支持部３６の第２の位置決め部３６Ｂの外周面には、雄ねじ加工が施され、筐体部１４の内周面には、雌ねじ加工が施される。そして、支持部３６は、筐体部１４に対してねじ締め付け関係にて締結される。この構造により、振動回転軸２７や振動プレート３４の点検や交換作業等を行う際には、支持部３６の脱着作業が容易となり、振動締め固め装置１０のメンテナンス性が向上される。

図４に示す如く、締め固め部１５は、装着部１５Ａと、振動伝達部１５Ｂとを有する。振動伝達部１５Ｂは、断面視略六角形状の基部１５Ｂ１と、略円錐形状の先端部１５Ｂ２と、を有する。ここで、図３Ａに示すように、締め固め部１５では、例えば、円筒形状の第１の基材４１と略鉛筆形状の第２の基材４２とが溶接接合される。筐体部１４の周囲では、第１の基材４１の板厚ｔ１は、例えば、３ｍｍであり、第２の基材４２の板厚ｔ２は、例えば、６ｍｍであり、第２の基材４２の板厚ｔ３は、例えば９ｍｍである。

図示したように、装着部１５Ａは、筐体部１４と略同形状の円筒形状となり、筐体部１４の外周面に沿って一周に渡り覆うように配置される。そして、装着部１５Ａは、その内側に筐体部１４を締め付けて配置し、分割領域１５Ａ３にて、周方向の両端部がボルト１５Ａ１とナット１５Ａ２により締結されることで、筐体部１４に対して装着される。

上述したように、装着部１５Ａでは、第１の基材４１と第２の基材４２とが溶接接合される。そして、装着部１５Ａは、その板厚が、その他の領域に対して薄くなることで、振動締め固め装置１０の組み付け作業や締め固め部１５の脱着作業の際に、装着部１５Ａが、分割領域１５Ａ３を介して開き易くなり、作業性が向上される。

また、装着部１５Ａが、筐体部１４の下端側から１／３程度の領域を覆うことで、作業時に筐体部１４が直接バラストと衝突し難くなる。そして、装着部１５Ａに被覆されることで筐体部１４の耐久性が向上し、筐体部１４の変形等が防止される。その結果、筐体部１４として上記アルミニウム合金等の使用が可能となり、振動締め固め装置１０の軽量化が実現される。

振動伝達部１５Ｂは、筐体部１４の周囲に配置される基部１５Ｂ１と、基部１５Ｂ１の先端に形成される先端部１５Ｂ２と、を有する。基部１５Ｂ１は、装着部１５Ａの先端に連続して形成され、板厚ｔ３が９ｍｍの部分の第２の基材４２から形成される。そして、基部１５Ｂ１の外周面が、例えば、断面視略六角形形状となるように切削加工される。一方、先端部１５Ｂ２は、装着部１５Ａの先端に連続して形成され、略円錐形状となる。例えば、振動伝達部１５Ｂは、六角形状の鉛筆の先端側が鉛筆削りに削られた形状となる。

この構造により、作業者は、ハンドル部１８を用いて振動伝達部１５Ｂの先端部１５Ｂ２を操作し、バラスト間の隙間を利用しながら、締め固め部１５をバラストの内部へと挿入する。そして、作業者は、締め固め部１５及び筐体部１４の一部がバラストの内部に挿入された状態にて、丸印４３にて示す基部１５Ｂ１のエッジ部にてバラストを引っ掛けながらバラストを均すことが出来る。その結果、締め固め部１５が、まくらぎ（図示せず）の下方まで容易に挿入されることで、まくらぎの下方のバラストが締め固められ、まくらぎの浮き上がり現象を防止できる。

更に、図３Ａに示す如く、本実施形態の振動部１３では、２枚の振動プレート３４が、ベアリング３１，３２との間に固定され、別の２枚の振動プレート３４が、ベアリング３２，３３の間に固定される。つまり、２枚の振動プレート３４同士が、ベアリング３２にて分割された状態にて、筐体部１４の内部に配置される。

複数枚の振動プレート３４が、振動回転軸２７の下端側に配置される。そして、複数のベアリング３１，３２，３３間に分割して配置されることで、振動プレート３４の配設領域が、振動回転軸２７の長さ方向（紙面上下方向）において広がる。この構造により、振動回転軸２７の回転時における振動プレート３４による遠心力が分散し、振動回転軸２７の振幅幅が狭まり、振動回転軸２７の撓み量が抑制される。また、振動プレート３４の配置領域におけるベアリング３１，３２，３３と筐体部１４との接触面積を増大させることで、上記遠心力が分散され、筐体部１４への応力集中が抑制される。

その結果、筐体部１４及び振動回転軸２７の設計強度が緩和され、それらの材料として、上記アルミニウム合金等を用いることが可能となり、振動締め固め装置１０の軽量化が実現される。また、複数枚の振動プレート３４の組み合わせ構造とすることで、個々の振動プレート３４の大きさが小さくなる。そして、振動プレート３４の形状の小型化により、筐体部１４の内径を小さくすることが可能となり、筐体部１４の小型化、つまり、振動締め固め装置１０の小型化が実現される。

更には、本実施形態では、振動回転軸２７の長さ方向において、振動プレート３４と締め固め部１５の振動伝達部１５Ｂとの重畳領域が、振動プレート３４の配置領域の長さＬ１の２０％以下とすることが出来る。尚、支持部３６の第２の位置決め部３６Ｂの長さを調整することで、振動プレート３４が、振動伝達部１５Ｂと重畳することなく配置されることも可能となる。この構造により、振動部１３が、振動回転軸２７の先端過ぎず、振動伝達部１５Ｂの近傍に配置されることで、振動部１３にて発生した振動の減衰量が低減される。そして、上記振動が、振動伝達部１５Ｂを介してバラストへと効率的に伝達される。また、振動回転軸２７や筐体部１４の上記撓み現象も防止される。

また、図示したように、振動伝達部１５Ｂの装着空間３５内には、支持部３６が、筐体部１４の径方向において架橋した状態で配置されると共に、筐体部１４の先端部にて、上記ネジ締め構造により支持部３６、筐体部１４及び締め固め部１５とが一体に密着状態にて配置される。更には、軸受筐体部３９を介しても、筐体部１４と締め固め部１５とが一体に密着状態にて配置される。この構造により、締め固め部１５と筐体部１４とが一体状態にて振動することで、振動部１３にて発生した振動の減衰量が低減され、上記振動をバラストへと効率的に伝達することが出来る。

つまり、振動プレート３４を分割配置することで、振動プレート３４の一体配置の場合と比較して発生する振動量は低減するが、各部材の密着状態により振動伝達ロスを最小限に抑制することで、振動締め固め装置１０としての振動特性を維持することが出来る。

図５に示す如く、駆動部１１は、ハンドル部１８の内側に配設され、第１の支持フレーム１９Ａに対して固定される。駆動部１１の駆動伝達部２１が、駆動部１１の底面側に配設され、駆動部１１からの動力を振動回転軸２７へと伝達する。

駆動伝達部２１は、主に、駆動部１１の底面側のクラッチ（図示せず）に組付けられるクラッチハウジング２１Ａと、クラッチハウジング２１Ａの中心部に配置される駆動回転軸２１Ｂと、駆動回転軸２１Ｂを回転自在に支持するベアリング２１Ｃと、を有する。そして、クラッチハウジング２１Ａの内部のクラッチドラムが、駆動部１１の回転数の上昇に伴いクラッチと接触し、回転することで、駆動回転軸２１Ｂも回転する。図示したように、駆動伝達部２１は、第１の支持フレーム１９Ａの中央に開口した開口部２２へと挿入される。尚、駆動部１１は、第１の支持フレーム１９Ａに対してボルト締結される。

第２の支持フレーム１９Ｂは、第１の支持フレーム１９Ａの下方に配設される。４つの防振ゴム１７は、第１の支持フレーム１９Ａと第２の支持フレーム１９Ｂとの間にボルト締結される。第２の支持フレーム１９Ｂにもその中央に開口した開口部２４が形成される。上述したように、開口部２４には、筐体部１４が挿入され、筐体部１４は、第２の支持フレーム１９Ｂに対して溶接接合される。そして、駆動伝達部２１の駆動回転軸２１Ｂは、筐体部１４の内部まで配設される。

連結機構１６は、主に、駆動伝達部２１の駆動回転軸２１Ｂに装着される第１の軸継手部２６と、振動回転軸２７に装着される第２の軸継手部２８と、第１の軸継手部２６と第２の軸継手部２８とを連結する連結部材２９と、を有する。

第１の軸継手部２６は、例えば、金属製の円筒状の蓋部材であり、その中心に駆動回転軸２１Ｂが挿入される。そして、駆動回転軸２１Ｂに設けられた回り止め溝２６Ａまで、第１の軸継手部２６を貫通した固定ボルト２６Ｂの先端を挿入することで、第１の軸継手部２６と駆動回転軸２１Ｂとは連結状態となる。

第２の軸継手部２８は、例えば、金属製の円筒状の蓋部材であり、その中心に振動回転軸２７が挿入される。そして、振動回転軸２７に設けられた回り止め凹部（図示せず）まで、第２の軸継手部２８を貫通した固定ボルト２６Ｂを挿入することで、第２の軸継手部２８と振動回転軸２７とは連結状態となる。

連結部材２９は、円柱形状のゴム部材であり、連結部材２９の外周面には、周方向に渡り連続した波形状が形成される。そして、連結部材２９の上端側は、第１の軸継手部２６の内部に挿入されると共に、連結部材２９の下端側は、第２の軸継手部２８の内部に挿入される。そして、第１及び第２の軸継手部２６，２８の内周面にも、上記波形状と嵌合するための波形状が形成される。この構造により、振動回転軸２７は、連結機構１６を介して駆動部１１の駆動回転軸２１Ｂと一体に回転することで、駆動部１１の動力が振動部１３へと伝達される。

また、駆動回転軸２１Ｂと振動回転軸２７とは、連結部材２９を介して連結すると共に、お互いに直接連結しない構造が実現される。その結果、振動部１３にて発生した振動が、連結部材２９にて減衰されるため、振動回転軸２７から駆動回転軸２１Ｂへと伝達される振動が大幅に低減される。

ここで、一点鎖線３０は、筐体部１４の軸心１４Ａを示すが、駆動部１１では、駆動回転軸２１Ｂが、振動回転軸２７からの振動による影響を受け難くなり、駆動回転軸２１Ｂが、一点鎖線３０にて示す軸心１４Ａと略同一軸心上にて安定して回転する。その結果、駆動部１１の部品の破損や駆動部１１の寿命の低下が防止されると共に、駆動部１１からの異音の発生が防止される。

また、図示したように、連結部材２９の近傍であり、振動回転軸２７の上端部側には、ベアリング２３が配設され、振動回転軸２７は、筐体部１４に支持される。この構造により、振動回転軸２７は、一点鎖線３０にて示す軸心１４Ａと略同一軸心上にて安定して回転する。

また、ハンドル部１８は、その内部に空間を有する箱型構造となると共に、ハンドル部１８の先端は、第１の支持フレーム１９Ａに対して固定される。上述したように、第１の支持フレーム１９Ａと第２の支持フレーム１９Ｂとは、４つの防振ゴム１７を介して連結される。この構造により、振動部１３からハンドル部１８へと伝達される振動が、防振ゴム１７にて大幅に低減される。その結果、作業者の手元振動が大幅に低減され、作業者は、作業時における微妙なバラストの固さやバラストの状態を把握し易くなり、作業効率が向上される。

最後に、図６に示す振動締め固め装置５０は、図１から図５を用いて説明した振動締め固め装置１０とは、その締め固め部５１の構造が異なる。そのため、以下の振動締め固め装置５０の説明では、締め固め部５１の構造を中心に説明をし、振動締め固め装置１０と同一の構成部材には同一の付番を示し、上述した図１から図５の説明を参照する。

締め固め部５１は、装着部５１Ａと、振動伝達部５１Ｂとを有し、振動伝達部５１Ｂは、円筒形状の基部５１Ｂ１と、略円錐形状の先端部５１Ｂ２と、ブレード５２と、を有する。締め固め部５１では、例えば、円筒形状の第１の基材５３と略鉛筆形状の第２の基材５４とが、溶接接合される。そして、第１の基材５３の板厚ｔ４は、例えば、３ｍｍであり、第２の基材５４の板厚ｔ５は、例えば、７ｍｍである。

尚、締め固め部５１は、締め固め部１５と同様に、例えば、機械構造用炭素鋼鋼管、機械構造用合金鋼、または機械構造用炭素鋼等を用いて形成される。また、装着部５１Ａの構造は、装着部１５Ａの構造と略同一の構造であり、上述した装着部１５Ａの説明を参照し、ここではその説明を省略する。

振動伝達部５１Ｂは、筐体部１４の周囲に配置される基部５１Ｂ１と、基部５１Ｂ１の先端に形成される先端部５１Ｂ２と、を有する。基部５１Ｂ１は、装着部５１Ａの先端に連続して形成され、板厚ｔ５が７ｍｍの第２の基材５４から形成される。そして、先端部５１Ｂ２は、基部５１Ｂ１の先端に連続して形成され、略円錐形状となる。例えば、振動伝達部１５Ｂは、丸形状の鉛筆の先端側が鉛筆削りに削られた形状となる。

基部５１Ｂ１の外周面には、２枚のブレード５２が形成され、略１８０度間隔にて配置される。そして、ブレード５２は、先端部５１Ｂ２が鋭角となる様に、側面視略台形形状となると共に、その板厚が、例えば、９ｍｍとなる。

この構造により、作業者は、ハンドル部１８を用いて振動伝達部５１Ｂの先端部５１Ｂ２を操作し、バラスト間の隙間を利用しながら、締め固め部５１をバラストの内部へと挿入する。そして、作業者は、締め固め部５１及び筐体部１４の一部がバラストの内部に挿入された状態にて、ブレード５２も利用してバラストに振動を伝達すると共に、ブレード５２にてバラストを引っ掛けながらバラストを均すことが出来る。その結果、締め固め部５１が、まくらぎ（図示せず）の下方まで容易に挿入されることで、まくらぎの下方のバラストが締め固められ、まくらぎの浮き上がり現象を防止できる。

また、振動締め固め装置５０の稼働時には、駆動部１１から発生する回転反発がハンドル部１８に加わるが、ブレード５２がバラスト内に挿入されバラストに引っ掛かることで、上記回転反発がブレード５２の面で受け止められる。その結果、作業者が、ハンドル部１８から受ける上記回転反力が低減することで、振動締め固め装置１０の操作性が向上し、作業効率が向上される。

更に、図示したように、複数枚の振動プレート３４が、振動回転軸２７の下端側に配置される。そして、複数のベアリング３１，３２，３３間に分割して配置されることで、振動プレート３４の配設領域が、振動回転軸２７の長さ方向において広がる。この構造により、振動回転軸２７の回転時における振動プレート３４による遠心力が分散し、振動回転軸２７の振幅幅が狭まり、振動回転軸２７の撓み量が抑制される。また、振動プレート３４の配置領域におけるベアリング３１，３２，３３が収納される軸受筐体部３９と筐体部１４との接触面積を増大させることで、上記遠心力が分散され、筐体部１４への応力集中が抑制される。

その結果、筐体部１４及び振動回転軸２７の設計強度が緩和され、それらの材料として、上記アルミニウム合金を用いることが可能となり、振動締め固め装置５０の軽量化が実現される。また、複数枚の振動プレート３４の組み合わせ構造とすることで、個々の振動プレート３４の大きさが小さくなる。そして、振動プレート３４の形状の小型化により、筐体部１４の内径を小さくすることが可能となり、筐体部１４の小型化、つまり、振動締め固め装置５０の小型化が実現される。

また、本実施形態では、振動回転軸２７の長さ方向（紙面上下方向）において、振動プレート３４と締め固め部５１のブレード５２との重畳領域が、振動プレート３４の配置領域の長さＬ２の１５％以下とすることが出来る。この構造により、振動部１３が、振動回転軸２７の先端過ぎず、振動伝達部５１Ｂの近傍に配置されることで、振動部１３にて発生した振動の減衰量が低減される。そして、上記振動が、振動伝達部５１Ｂを介してバラストへと効率的に伝達される。また、振動回転軸２７や筐体部１４の上記撓み現象も防止される。

図示したように、振動伝達部５１Ｂの装着空間３５内には、支持部３６が、筐体部１４の径方向において架橋した状態で配置されると共に、筐体部１４の先端部にて、上記ネジ締め構造により支持部３６、筐体部１４及び締め固め部５１とが一体に密着状態にて配置される。更には、軸受筐体部３９を介しても、筐体部１４と締め固め部５１とが一体に密着状態にて配置される。この構造により、締め固め部５１と筐体部１４とが一体状態にて振動することで、振動部１３にて発生した振動の減衰量が低減され、上記振動をバラストへと効率的に伝達することが出来る。

尚、本実施形態では、駆動部１１として、エンジンが採用される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、駆動部１１としてバッテリ式のモータを採用する場合でも良い。この場合においても、モータの駆動源となるバッテリをモータの上面に配置することで、電源コードのコードレス化が実現され、上述した効果と同様な効果が得られる。

また、振動部１３では、２枚の振動プレート３４が、ベアリング３１，３２との間に固定され、別の２枚の振動プレート３４が、ベアリング３２，３３の間に固定される場合について説明したが、この場合に限定するものではない。例えば、各分割領域の振動プレート３４の枚数は、１枚の場合でも、３枚の場合でも良く、発生させる振動量に応じて任意の設計変更が可能である。また、振動部１３の配設領域に配置されるベアリングの個数を４個とし、振動部を３分割して配置する場合でも良い。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲にて種々の変更が可能である。

１０，５０ 振動締め固め装置
１１ 駆動部
１２ 燃料タンク
１３ 振動部
１４ 筐体部
１４Ａ 軸心
１５，５１ 締め固め部
１５Ａ，５１Ａ 装着部
１５Ｂ，５１Ｂ 振動伝達部
１５Ｂ１，５１Ｂ１ 基部
１５Ｂ２，５１Ｂ２ 先端部
１６ 連結機構
１７ 防振ゴム
１８ ハンドル部
１９ 支持フレーム
１９Ａ 第１の支持フレーム
１９Ｂ 第２の支持フレーム
２１ 駆動伝達部
２１Ａ クラッチハウジング
２１Ｂ 駆動回転軸
２３，３１，３２，３３ ベアリング
２６ 第１の軸継手部
２７ 振動回転軸
２７Ａ 軸心
２８ 第２の軸継手部
２９ 連結部材
３４ 振動プレート
３５ 装着空間
３６ 支持部
３６Ａ 第１の位置決め部
３６Ｂ 第２の位置決め部
４１，５３ 第１の基材
４２，５４ 第２の基材
５２ ブレード

Claims (6)

1. 筐体部と、
   前記筐体部の内部に配設される振動部と、
   前記振動部を駆動させる駆動部と、
   前記駆動部の駆動回転軸と前記振動部が配設される振動回転軸とを連結させる連結機構と、
   前記筐体部の内部に配設され、前記振動回転軸を回転自在に支持する軸受部と、を備え、
   前記軸受部は、前記振動回転軸の下端側に複数配置され、
   前記振動部は、前記振動回転軸に固定される振動プレートであり、
   前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において前記軸受部の間に分割して配置されることを特徴とする振動締め固め装置。
2. 前記筐体部の下端側に固定される締め固め部と、を更に備え、
   前記締め固め部は、
   前記筐体部に固定するための装着部と、
   バラストに振動を伝達する振動伝達部と、を有し、
   前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において、前記振動伝達部と重畳しない領域に配置され、あるいは、前記振動伝達部との重畳領域を前記振動プレートの配置領域の長さに対して２０％以下有することを特徴とする請求項１に記載の振動締め固め装置。
3. 前記筐体部の下端側に固定される締め固め部と、を更に備え、
   前記締め固め部は、
   前記筐体部に固定するための装着部と、
   バラストに振動を伝達する振動伝達部と、
   前記振動伝達部の外周面に形成されるブレードと、を有し、
   前記振動プレートは、前記振動回転軸の延在方向において、前記ブレードとの重畳領域を前記振動プレートの配置領域の長さに対して１５％以下有することを特徴とする請求項１に記載の振動締め固め装置。
4. 前記筐体部及び前記振動回転軸は、アルミニウムまたはアルミニウム合金から形成されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の振動締め固め装置。
5. 前記軸受部は、軸受筐体部と、前記軸受筐体部の内部にて回転するベアリングと、を有し、
   前記軸受筐体部は、その外周面が前記筐体部の内周面と接触した状態にて、前記筐体部に固定されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の振動締め固め装置。
6. 前記駆動部は、エンジンまたはバッテリ式モータであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の振動締め固め装置。

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