JP2805287B2 - 振動タイヤローラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変振幅振動機構を備
えた振動タイヤローラに関し、特に、自走搭乗型の振動
タイヤローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】路面転圧用の振動ローラは、従来、鉄輪
に振動機構を取り付けたものが広く使用されている。こ
の鉄輪の振動ローラでは、例えば締固めの対象が非粘性
粒状物の場合、振動を加えての転圧時に、転圧面にクラ
ックが生じることが多い。これは、粘性の少ない転圧面
に鉄輪による過大な剪断力が作用し、クラックを発生し
易いためである。また、鉄輪の振動ローラの場合、鉄輪
が転圧面を叩きながら締固めるため、作業中に大きな騒
音を発生する問題がある。

【０００３】これに対して、タイヤを付けた振動ローラ
は、被牽引式のものが過去に提案され、採用されてい
る。例えば実開昭５７−３１３０７号公報に示されるも
のは、フレーム上部に起振機を取り付け、フレームに固
定されたアームを通じてタイヤ軸を振動させる方式で、
ブルドーザの排土板の連結部材を介して牽引された土工
用の振動タイヤローラである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この被牽引式の振動タ
イヤローラは、フレーム等の剛性がないと、振動がタイ
ヤまで伝わりにくく、また、剛性を上げるために大きな
部材を使用すると、振動部の重量が大きくなるため、転
圧面に大きな振動力を作用させるには、より大きな起振
力を必要とする。また、従来の振動タイヤローラにおい
ては、起振軸の所定回転における振動の振幅の値につい
ては、一定であったが、種々の転圧材料および作業状況
に最適に対応するためには、振幅を変える必要があっ
た。

【０００５】一方、タイヤに振動を与える場合、タイヤ
のバネ定数とタイヤ部の質量により共振点を持ち、ま
た、フレームを防振部材で支持するときは、防振部材の
バネ定数とフレームの質量により共振点を持つ。そし
て、特に振動タイヤローラの場合タイヤのバネ定数が小
さいため変位が大きく、共振点で鉄輪の場合に比べ大き
く振動する。したがって、振動の停止および起動を偏心
軸の回転，停止によっている従来の起振機構では、共振
点通過時にタイヤ部とフレームが非常に大きく振動し、
路面の平坦性を大幅に損なってしまい、フレームおよび
動力部に悪影響を与える。また、自走式の場合は、フレ
ームの振動により、オペレータの疲労を招くことから、
従来は止むを得ず機動性のよくない被牽引方式の振動タ
イヤローラを用いているのが実情である。そして、振動
タイヤローラの固有の現象として、共振点を通過する際
に、タイヤの振動に伴う非常に大きな振動で、起振軸の
偏心軸に起振軸の回転する加速度とは逆方向の加速度が
加わり、それ以上、起振軸用の油圧モータの回転が上が
らなくなったりする現象も発生する。もちろん、余裕の
ある機器を用いれば、回避できるが、容量の大きな機器
が必要となる。通常、道路転圧用の振動ローラの場合、
走行停止時に、振動を発生し続けていると、その停止し
た場所だけが、沈み込むので、停止時および往復転圧作
業時の前後進切換え時には、振動停止するが、今までの
振動タイヤローラの場合、そのようにすると、さらに悪
い結果となっていた。

【０００６】本発明は、従来の振動タイヤローラが有す
る上記のような問題点を解決し、可変振幅振動機構を採
用することにより、振動の起動および停止時に共振する
ことなく、タイヤおよびフレームが大きく振動しない、
自走搭乗型の振動タイヤローラを提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、第１に、フレームに防振部材と軸受を
介して支承されたタイヤ取付手段と、このタイヤ取付手
段に取り付けたタイヤと、前記タイヤ取付手段に軸支さ
れ、起振用駆動源により回転する起振軸と、この起振軸
に枢支した偏心錘を可動として起振軸の重心に対して偏
位させ、振動の振幅を変える可変振幅振動機構とを備え
ることを特徴とする振動タイヤローラを構成した。

【０００８】本発明は、第２に、前記タイヤ取付手段
は、起振機ケースを兼ねることを特徴とする前記第１の
発明に係る振動タイヤローラを構成した。また、第３
に、前後進レバーの操作によって前進・中立・後進の各
位置を選択し走行駆動系に進行・停止の指令を与える前
後進操作装置と、前記前後進レバーの中立位置を検出す
る前後進レバー中立位置検出手段と、この前後進レバー
中立位置検出手段からの中立位置信号により、起振軸の
重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめる起振軸偏
心量制御手段とを備える前記第１の発明に係る振動タイ
ヤローラを構成した。

【０００９】本発明は、第４に、走行速度を検出する走
行速度検出手段と、速度設定手段と、走行速度検出手段
からの信号と速度設定手段からの信号とを比較して、走
行速度検出手段における走行速度と速度設定手段におけ
る速度の大小を比較する速度比較手段とを備え、速度比
較手段からの信号にもとずき、走行速度検出手段におけ
る走行速度が速度設定手段における速度より小さくなっ
たときに、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位
置せしめる起振軸偏心量制御手段とを備える前記第１の
発明に係る振動タイヤローラを構成した。

【００１０】

【作用】請求項１については、振動タイヤローラの起振
軸は、タイヤ取付手段に軸支され、可変振幅振動機構を
備えているので、起振機からタイヤへの振動の伝達が効
率よく、かつ、振動振幅を変えることが可能である。こ
れは、タイヤ取付手段が起振機ケースを兼ねる請求項２
の構成とすることにより、より有効に作用する。請求項
３については、前後進レバーの位置を前進または後進か
ら中立に切換えると、前後進レバー中立位置検出手段が
中立位置を検出し、この中立位置信号により、起振軸偏
心量制御手段が、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心
上に位置せしめ、振動を生じさせないようにする。ま
た、請求項４については、走行速度が、予め定めた速度
より小さくなると、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸
心上に位置せしめる。

【００１１】

【実施例】以下に、本発明の第１の実施例を図面に基づ
き詳細に説明する。本発明の振動タイヤローラに用いる
前後進操作装置は、どのような構成でもかまわないが、
本例では、図３に示すものを用いた。すなわち、前後進
操作装置６０は、前後進レバー３０の操作によって前進
位置Ａ・中立（停止）位置Ｂ・後進位置Ｃの各位置を選
択し、この前後進レバー３０と連動する制御レバー３４
により、走行駆動用の可変容量ポンプ３３の回転方向と
回転速度を変え、走行駆動系に進行・停止の指令を与え
る。

【００１２】基軸３１には、カム３６が一体に形成さ
れ、また、前後進レバー３０を取付けてあるフレーム３
７には、前後進レバー中立位置検出手段としての中立位
置検出リミットスイッチ３８を設けてある。中立位置検
出リミットスイッチ３８は、カム３６の動きによって、
前後進レバー３０が前進位置Ａまたは後進位置Ｃにある
か、中立位置Ｂにあるかを検出する。

【００１３】図１は、本発明に係る振動タイヤローラの
一実施例を示す平面断面図である。左側のフレーム１１
には、防振ゴムにより構成される防振部材１２Ａを介し
て支持体１３Ａが取着され、この支持体１３Ａに減速機
付走行駆動用モータ１４を取り付ける。この減速機付走
行駆動用モータ１４の回転駆動部１４ａが、タイヤ取付
手段２の一端に固定され、回転駆動部１４ａ内の図示し
ていない軸受で支持体１３Ａとタイヤ取付手段２は軸支
されている。タイヤ取付手段２は、径の異なる複数のタ
イヤ取付部材２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを、ボルト
２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊで締付け固定し、組合せて構成
した横長の構成部材（本例では、中空体）からなり、起
振機ケース３を兼ねる。タイヤ取付手段２の複数のタイ
ヤ取付け位置には、ディスクホイール１７ａ，１７ｂ，
１７ｃ，１７ｄをボルト２１ａ，２１ｂ，２１ｃ（タイ
ヤ取付用のボルト２ｉと兼用），２１ｄにより取り付
け、これに複数のタイヤホイール１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄを装着している。このように、タイヤ取付手段２によ
り、タイヤホイール１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを取り付け
ているので、効率的に振動をタイヤに伝えることができ
る。タイヤ取付手段２は、前記回転駆動部１４ａの回転
駆動により転動する。

【００１４】一方、右側のフレーム１１′には、防振ゴ
ムにより構成される防振部材１２Ｂを介して支持体１３
Ｂを取着し、この支持体１３Ｂの軸受部材１３Ｂ′に、
軸受１６を介してタイヤ取付手段２の他端を取り付け
る。タイヤ取付手段２の一部である起振機ケ−ス３の内
部には、２枚の板状の支持部材１８，１８を離間して対
向するように配設する。そして、この板状の支持部材１
８，１８間に、偏心錘６ａを有する枢軸６を軸着する。
板状の支持部材１８，１８の左側の端部には、蓋材１９
を被着し、この蓋材１９に形成したボス部材２０を、起
振機ケ−ス３の左側寄りに軸受２２ａを介して軸支す
る。

【００１５】板状の支持部材１８，１８の右側の端部に
は、後述するジョイント２３をガイドする円筒状のガイ
ドケース１０ａを一体的に取付け、このガイドケース１
０ａを、起振機ケース３の右側寄りに軸受２２ｂを介し
て軸支する。この円筒状のガイドケース１０ａの右端に
は、中心部に軸穴２４ａを形成したシャフト２４の一端
が結合され、シャフト２４の他端部寄りにはギヤ２５が
取付けられる。前記右側の支持体１３Ｂの軸受部材１３
Ｂ′の端部におけるタイヤ１の軸心と一致する位置に
は、アクチュエータとしての油圧シリンダ７を装着す
る。この油圧シリンダ７からの推進軸であるロッド７ａ
は、前記シャフト２４の軸穴２４ａに挿通され、その先
端部にジョイント２３を設けている。このジョイント２
３は、ロッド７ａ側に回転可能に軸受２７を介して支持
されている。このジョイント２３には、コネクティング
ロッド８の一端が接続される。コネクティングロッド８
は、その他端が可動偏心錘６ａ側に接続され、ジョイン
ト２３からの直線運動の変位を枢軸６まわりの回転運動
の変位に変える。

【００１６】また、前記右側の支持体１３Ｂの軸受部材
１３Ｂ′の端部には、タイヤ１の軸心と異なる位置に、
支持部材２８を介して起振用駆動油圧モ−タ９を設置
し、その駆動軸９ａにギヤ２９を取付け、これを前記シ
ャフト２４に取付けたギヤ２５と噛合させ、起振用駆動
油圧モ−タ９の駆動力をシャフト２４に伝達する。した
がって、シャフト２４，ガイドケース１０ａ，板状の支
持部材１８，１８およびボス部材２０のそれぞれは、本
発明における起振軸１０を構成する。また、油圧シリン
ダ７，そのロッド７ａ，偏心錘６ａが連結されたコネク
ティングロッド８および偏心錘６ａを有する起振軸１０
のそれぞれは、同じく可変振幅振動機構４を構成する。

【００１７】なお、可変振幅振動機構として、上記の実
施例では、コネクティングロッドとジョイントを使用す
る場合について説明したが、例えばピニオンとラックに
より偏心錘を回転させる等の従来公知の他の手段を採用
してもよい。

【００１８】振動タイヤローラの振動を停止するとき
は、起振軸１０の重心が起振軸１０の軸心に位置するよ
うに、図２の（ａ）に示すように、油圧シリンダ７のロ
ッド７ａを縮退させ、偏心錘６ａを直立状態として、起
振軸１０に対する偏心錘６ａの重量配分を均等としてい
る。一方、振動タイヤローラに振動を与えるときは、油
圧シリンダ７のロッド７ａを伸張させ、図２の（ｂ）に
示すように、偏心錘６ａが起振軸１０に対して一側に偏
るように偏心錘６ａを枢軸６を中心に回転し、起振軸１
０の重心を起振軸１０の軸心に対して偏位させる。

【００１９】この場合、起振軸１０の重心が起振軸１０
の軸心に位置させた図２の（ａ）の状態から、偏心錘６
ａを枢軸６を中心に９０゜近く回転させた図２の（ｂ）
の実線に示す状態としたときは、偏心錘６ａが、起振軸
１０に対して一側に大きく偏り、振動の振幅は高く
（Ｈ）なる。また、同様に、偏心錘６ａを枢軸６を中心
に４５゜程度回転させた同図の鎖線に示す状態としたと
きは、偏心錘６ａが起振軸１０に対する偏りは少なく、
振動の振幅は低く（Ｌ）なる。この高振幅と低振幅の切
換えは、図４および図６に示す起振軸偏心量制御手段４
０を作動させる振幅切換えスイッチ４３により行う。

【００２０】起振軸偏心量制御手段４０は、図４に示す
信号回路図および図６に示す油圧回路図を参照して、油
圧ポンプ４７と、起振軸１０の軸線上に配設される油圧
シリンダ７と、そのロッド７ａと、ロッド７ａの軸まわ
りに回転可能に取り付けられたジョイント２３と、一端
をジョイント側に接続し、他端を偏心錘６ａ側に接続し
たコネクティングロッド８と、油圧ポンプ４７から油圧
シリンダ７に圧油を供給する油圧回路中に介設された電
磁切換弁４４等から構成される。

【００２１】そして、図４に示す信号回路図中には、振
幅モード設定手段としての振幅切換スイッチ４３が設け
られ、図６に示す油圧回路図における油圧ポンプ４１か
ら油圧ポンプ４１に至る経路中の電磁切換弁４２を作動
させる。この振幅切換スイッチ４３を、低振幅（Ｌ）ま
たは高振幅（Ｈ）に設定している状態では、常に、電磁
切換弁４２の電磁コイル Sol１に電流が送られ、油圧ポ
ンプ４１から圧油が供給されて、起振用駆動油圧モータ
９は回転し、したがって起振軸１０は所定の方向に回転
している。振幅切換スイッチ４３をOFF に設定すると、
電磁切換弁４２に電流が送られず、油圧ポンプ４１から
圧油が供給されず、起振用駆動油圧モータ９の回転は止
まり、起振軸１０の回転も止まる。

【００２２】一方、起振軸１０の偏心錘６ａを可動とし
て起振軸の重心を起振軸の軸心に対して偏位させるた
め、油圧ポンプ４７から油圧シリンダ７に圧油を供給す
る油圧回路中には、電磁切換弁４４が介設されている。
前記中立位置検出リミットスイッチ３８が前後進レバー
３０の中立（Ｎ）の設定位置を検出しているときは、電
磁切換弁４４の電磁コイル Sol２に電流が送られ、油圧
シリンダ７のロッド７ａを縮退させる。そして、偏心錘
６ａを直立させた図２の（ａ）に示す状態とすることに
より、起振軸１０の重心を起振軸１０の軸心に位置させ
る。

【００２３】また、前記振幅切換スイッチ４３を低振幅
（Ｌ）または高振幅（Ｈ）に設定している状態で、中立
位置検出リミットスイッチ３８が、前後進レバー３０の
前進（Ｆ）または後進（Ｒ）の位置を検出しているとき
は、電磁切換弁４４の電磁コイル Sol３に電流が送ら
れ、油圧シリンダ７のロッド７ａを伸張させる。そして
偏心錘６ａを起振軸１０に対して偏らせた図２の（ｂ）
に示す状態とすることにより起振軸１０の重心を起振軸
１０の軸心位置から偏位させる。

【００２４】例えば、振幅切換スイッチ４３を低振幅
（Ｌ）に設定しているときは、シリンダロッド７ａが所
定の低振幅相当の位置まで変位したところで、油圧シリ
ンダ７の本体のほぼ中間位置に設けた、起振軸偏心量検
出手段としての偏心量のセンサであるＬポジションセン
サ４５は、電磁切換弁４４の電磁コイル Sol３に電流を
送るのを停止する。すると、電磁切換弁４４は、中間位
置に切換わり、油圧シリンダ７への作動油の供給を止
め、油圧シリンダ７の伸張動作も、その位置で停止す
る。その結果、偏心錘６ａは、図２の（ｂ）の鎖線に示
す、起振軸１０に対して比較的少ない偏りの状態を保ち
つつ、起振軸１０が回転し、低振幅の振動を発生するこ
ととなる。また、振幅切換スイッチ４３を高振幅（Ｈ）
に設定しているときは、シリンダロッド７ａが低振幅相
当の位置を通り過ぎ、さらに、所定の高振幅相当の位置
まで変位したところで、同様に、Ｈポジションセンサ４
６は、電磁切換弁４４の電磁コイル Sol３に電流を送る
のを停止する。すると、電磁切換弁４４は、中間位置に
切換わり、油圧シリンダ７への作動油の供給を止め、油
圧シリンダ７の伸張動作も、その位置で停止する。その
結果、偏心錘６ａは、図２の（ｂ）の実線に示す、起振
軸１０に対して大きく偏った状態を保ちつつ、起振軸１
０が回転し、高振幅の振動を発生することとなる。な
お、図４における符号３９は、自動と手動とを切換える
自動手動切換えスイッチであり、前後進レバーの位置に
応じて自動的に振動の発生・停止を行わせるか、常に振
動させるかを選択するスイッチである。

【００２５】次に、上記の構成からなる振動タイヤロー
ラの起振装置の作動について説明する。振動タイヤロー
ラの運転作業者は、路面の締固め作業を行うに当り、先
ず、前後進レバー３０を中立位置Ｂに設定し、締固める
べき路面の状況に応じて振幅切換スイッチ４３をオフ状
態から低振幅（Ｌ）または高振幅（Ｈ）に切り換える。
この切換え操作により、電磁切換弁４２の電磁コイル S
ol１に電流が送られ、油圧ポンプ４１から圧油が供給さ
れ、起振用駆動油圧モータ９は回転し、起振軸１０は所
定の方向に回転する。この状態では、前後進レバー３０
は中立位置Ｂにあるため中立位置検出リミットスイッチ
３８が電磁切換弁４４の電磁コイル Sol２に中立位置信
号を送り、油圧シリンダ７のロッド７ａを縮退させ、起
振軸１０の重心は起振軸１０の軸心に位置し、起振軸１
０が回転しても起振力は零である。

【００２６】いま、振幅切換スイッチ４３を高振幅
（Ｈ）とした状態で、前後進レバー３０を中立位置Ｂか
ら前進位置Ａに操作すると、中立位置検出リミットスイ
ッチ３８が電磁切換弁４４の電磁コイル Sol２に電流を
送るのを止めて、電磁コイル Sol３に電流が送られ、前
述したと同様に、油圧シリンダ７のＨポジションセンサ
４６が働き、シリンダロッド７ａを後端位置まで伸張さ
せる。したがって、偏心錘６ａを起振軸１０に対して一
側に大きく偏らせ、振動タイヤローラは高振幅で振動す
る。

【００２７】前後進レバー３０を前進位置Ａとして所定
の距離の締固めを行い、折返して後進位置Ｃとするとき
には、一旦前後進レバー３０を中立位置Ｂに戻すが、こ
のときは、振幅切換スイッチ４３が依然として高振幅
（Ｈ）に設定されているので、起振軸１０は回転を継続
する。しかし、前後進レバー３０の中立位置Ｂへの移動
に伴う中立位置検出リミットスイッチ３８が、今度は、
電磁切換弁４４の電磁コイル Sol３に変えて電磁コイル
Sol２に電流を送るので、油圧シリンダ７のロッド７ａ
は縮退され、再び起振軸１０の重心は起振軸１０の軸心
に位置して、起振軸１０は回転を継続するものの振動の
振幅は零となる。次いで、前後進レバー３０を後進位置
Ｃに操作すると、前進時と同様に、振動タイヤローラは
高振幅で振動する。

【００２８】締固め作業の途中で振幅切換スイッチ４３
を高振幅（Ｈ）から低振幅（Ｌ）に切換える場合は、や
はり前後進レバー３０を一旦中立位置Ｂに戻し、振幅切
換スイッチ４３の切換え作業を行う。そして、前後進レ
バー３０を前進位置Ａまたは後進位置Ｃに操作すると、
中立位置検出リミットスイッチ３８が、電磁切換弁４４
の電磁コイル Sol２に電流を送るのを止めて、電磁コイ
ル Sol３に電流が送られ、油圧シリンダ７のＬポジショ
ンセンサ４５が働き、シリンダロッド７ａを所定の長さ
まで縮退させ、偏心錘６ａの起振軸１０に対して比較的
少なく偏って、低振幅の振動が発生する。

【００２９】図７は、起振軸１０に定常回転を維持させ
た状態で、前後進レバー３０を前進位置Ａまたは後進位
置Ｃから中立位置Ｂに操作したときの起振軸回転数とタ
イヤ１の振動変位振幅と振動加速度振幅の時間的推移を
示すグラフである。前後進レバー３０を中立位置Ｂにし
た時点からタイヤ１の振動変位は徐々に低下するのみ
で、共振が発生しない。これは、前後進レバー中立位置
検出手段が中立位置を検出し、その中立位置信号によ
り、起振軸の重心を起振軸の軸心上に位置させているた
めである。そして、前後進レバー３０を中立位置Ｂにし
てから1.3 秒経過程度で、振動変位振幅と振動加速度振
幅は完全に零となって振動が停止する。図７のグラフ
は、前後進レバー３０が中立位置となってから起振軸の
重心が起振軸の軸心上に完全に一致する理想的な場合の
一例である。このような構成では、多くの場合も同じパ
ターンをとって、振動変位振幅と振動加速度振幅が、共
振を発生することなしに、減少して零に向かうが、とき
として製作誤差等により、完全には起振軸の重心と起振
軸の軸心が一致し得ないことがあり、数秒経過した以降
も、微小振動が続く形となる。この微小振動が転圧面に
与える大きな沈下等の悪影響はないので、この状態で、
振動が停止した状態とみなす。すなわち、起振軸の重心
が、実質的に起振軸の軸心上に位置しているので、振動
が停止している状態とみなす。（本明細書中、以下同様
である。）

【００３０】上記のように、前後進レバー中立位置検出
手段からの中立位置信号により、起振軸の重心を、実質
的に起振軸の軸心上に位置せしめることとなるので、振
動タイヤローラの停止時に、タイヤは共振せずに、振動
しない状態となる。上記の例は、前後進レバーを中立位
置に操作して、起振軸は定常回転を保つ場合であった
が、振動タイヤローラの停止時に、起振軸の回転数を徐
々に低下させて停止させ、振動数がタイヤの振動の共振
点を通過したとしても、前後進レバー中立位置検出手段
からの中立信号により、共振点通過前に起振軸の重心を
実質的に起振軸の軸心上に位置せしめれば、タイヤを共
振させずに振動停止できる。

【００３１】また、前後進レバーを中立位置から、前進
位置または後進位置に操作するときも同様に、起振軸が
定常回転を保つ場合であれば、タイヤは共振することな
く、走行開始とともに振動停止の状態から、振動し始め
る。振動タイヤローラの停止時に、起振軸の重心を実質
的に起振軸の軸心上に位置させ、起振軸も停止した状態
から回転数を徐々に高めていく場合も、共振点を通過す
るときは、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位
置させた状態にすれば、共振せずに振動開始する。

【００３２】なお、共振点通過時に、起振軸の重心を実
質的に起振軸の軸心上に位置させるには、これに対応し
て、カムの中立位置を検出する範囲を広くするとか、中
立位置を検出してから起振軸の回転と起振軸の偏心量を
動かすタイミングをずらすために、適宜公知のシーケン
ス制御装置を介在させるとかの手段を講ずると、より確
実に作動させることができる。

【００３３】この場合、起振軸の回転を停止させずに、
起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめる
ようにして、振動の停止を行えば、起振軸の起動停止に
よるエネルギ損失が少なく、振動用の油圧ポンプ、油圧
モータに与える負荷も小さくできる。特に、起振軸の定
常回転数を維持した状態で転圧作業を行なうと、起振軸
の起動停止によるエネルギ損失を最も少なくできる。

【００３４】また、共振を発生する起振軸の回転数は、
通常、起振軸の定常回転数以下に存在するので、前後進
レバー中立位置信号が来た時に、起振軸の回転数を定常
回転または、起振軸の回転を停止させずに所定値（共振
点付近の回転数より上の値）以上に保っておけば、起振
軸の製作誤差が少し大きくて、起振軸の重心が起振軸の
軸心上から多少ずれても、共振点を通過することがない
ので、共振せず有利でもある。

【００３５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。この例では、第１の実施例における図４に相当す
る信号回路図は、図５で表される。起振軸偏心量制御手
段４０は、図５に示す信号回路図および図６に示す油圧
回路図を参照して、油圧ポンプ４７と、起振軸１０の軸
線上に配設される油圧シリンダ７と、そのロッド７ａ
と、ロッド７ａの軸まわりに回転可能に取り付けられた
ジョイント２３と、一端をジョイント側に接続し、他端
を偏心錘６ａ側に接続したコネクティングロッド８と、
油圧ポンプ４７から油圧シリンダ７に圧油を供給する油
圧回路中に介設された電磁切換弁４４、リレー８６等か
ら構成される。

【００３６】また、図５に示す信号回路図中には、走行
駆動系の歯車等の走行駆動装置部品８１と、走行速度検
出手段としてのこのこの走行駆動装置部品８１の近くに
設けられた近接センサ等の速度センサ８２と、速度演算
回路８３と、速度設定手段としての速度設定回路８４
と、速度比較手段としての速度比較回路８５がある。速
度センサ８２により検出され、速度演算回路８３で演算
された振動タイヤローラの走行速度は、速度比較回路８
５において速度設定回路８４で設定された予め定めた走
行速度とその大小が比較される。そして、図８で示すブ
ロック図の通り、速度比較手段８５からの信号にもとず
き、起振軸偏心量制御手段４０を作動させる。すなわ
ち、走行速度検出手段８２における走行速度が速度設定
手段８４における速度より小さいときに、起振軸の重心
を実質的に起振軸の軸心上に位置させ、また、走行速度
検出手段８２における走行速度が速度設定手段８４にお
ける速度より大きいときには、起振軸の重心を起振軸の
軸心から離れさせるように、偏心錘を動かす。つまり、
走行速度が設定速度より小さい場合は、図５に示す如
く、リレー８６に速度比較回路８５より電流が送られ
て、リレー８６内の接点Ｔ₁ とＴ₂ が接続される。ま
た、走行速度が設定速度より大きい場合は、リレー８６
には、走行比較回路８５からは電流は送られず、リレー
８６内の接点Ｔ₁ とＴ₃ が接続される。

【００３７】振動タイヤローラの走行速度が予め定めた
速度以下である状態を検出しているときには、リレー８
６内の接点Ｔ₁ とＴ₂ が接続されるので、電磁切換弁４
４（図６）の電磁コイル Sol２に電流が送られ、油圧シ
リンダ７のロッド７ａを縮退させる。そして、偏心錘６
ａを直立させた図２の（ａ）に示す状態とすることによ
り、起振軸１０の重心を起振軸１０の軸心に位置させ
る。

【００３８】また、前記振幅切換スイッチ４３を低振幅
（Ｌ）または高振幅（Ｈ）に設定している状態で、走行
速度検出手段８０において、振動タイヤローラの走行速
度が予め定めた速度より大きい速度であることを検出し
ているときは、リレー８６内の接点Ｔ₁ とＴ₃ が接続さ
れて、電磁切換弁４４（図６）の電磁コイル Sol３に電
流が送られ、油圧シリンダ７のロッド７ａを伸張させ
る。そして、偏心錘６ａを起振軸１０に対して偏らせた
図２の（ｂ）の鎖線または実線に示す状態とすることに
より起振軸１０の重心を起振軸１０の軸心位置から偏位
させる。

【００３９】なお、上記の例では、起振軸偏心量検出手
段としての偏心量検出用センサを、シリンダの本体に２
カ所設置して、高振幅・低振幅とする場合について説明
したが、センサを増設することにより、偏心錘の回転角
はさらに細かく変化させることができ、これにより、振
動振幅を多段に可変とした振動タイヤローラの起振装置
を実現できる。また、比例ポジションセンサを取り付け
ることにより、無段階に可変もできる。

【００４０】次に、上記の構成からなる振動タイヤロー
ラの起振装置の作動について説明する。振動タイヤロー
ラの運転作業者は、路面の締固め作業を行うに当り、先
ず、走行停止させ、締固めるべき路面の状況に応じて振
幅切換スイッチ４３をオフ状態から低振幅（Ｌ）または
高振幅（Ｈ）に切り換える。この切換え操作により、電
磁切換弁４２の電磁コイル Sol１に電流が送られ、油圧
ポンプ４１から圧油が供給され、起振用駆動油圧モータ
９は回転し、起振軸１０は所定の方向に回転する。この
状態では、振動タイヤローラは走行停止の状態にあり、
走行速度は、当然予め定めた速度よりも小さいので、図
５および図６の電磁コイル Sol２に電流が送られ、油圧
シリンダ７のロッド７ａを縮退させ、起振軸１０の重心
は起振軸１０の軸心に位置し、起振力は零となる。

【００４１】いま、振幅切換スイッチ４３を高振幅
（Ｈ）とした状態で、前進側に走行開始し、走行速度が
予め定めた速度より大きくなると、電磁切換弁４４の電
磁コイルSol３に電流が送られ、同時に油圧シリンダ７
のＨポジションセンサ４６が働き、シリンダロッド７ａ
を後端位置まで伸張させる。したがって、偏心錘６ａを
起振軸１０に対して一側に大きく偏らせ、振動タイヤロ
ーラは高振幅で振動する。

【００４２】所定の距離の締固めを行い、折返して後進
するときには、例え前後進レバー３０を前進位置Ａから
一気に後進位置Ｃに揺動操作しても、走行速度が予め定
めた速度以下にならない限り、振動は停止しない。そし
て、振動タイヤローラが前進から後進に移行する過程
で、走行速度が設定速度より小さくなると、リレー８６
が作動し、電磁切換弁４４の電磁コイル Sol２に電流を
送るので、起振軸１０は回転を継続するものの振動の振
幅は零である。次いで、振動タイヤローラが後進し、走
行速度が設定速度より大きくなると、前進時と同様に、
振動タイヤローラは高振幅で振動する。

【００４３】締固め作業の途中で振幅切換スイッチ４３
を高振幅（Ｈ）から低振幅（Ｌ）に切り換える場合は、
走行停止状態で、振幅切換スイッチ４３の切換え作業を
行う。そして、前進または後進を開始し、走行速度が設
定速度より速くなると、電磁切換弁４４の電磁コイル S
ol３に電流が送られ、油圧シリンダ７のＬポジションセ
ンサ４５が働き、シリンダロッド７ａを所定の長さまで
縮退させ、偏心錘６ａの起振軸１０に対する偏りを少な
くし、振動の振幅を低く押さえた状態で振動する。

【００４４】図９は、起振軸１０に定常回転を維持させ
た状態で、振動タイヤローラを前後進させたときの振動
タイヤローラの走行速度と振動振幅（高振幅または低振
幅）の関係を示すグラフである。振動タイヤローラが停
止しているときは、前記のように振幅は零である。前進
方向に振動タイヤローラが走り出しても、その走行速度
が予め定めた速度以下の状態では、依然として、振幅は
零のままである。走行速度が予め定めた速度を越える
と、その時点から偏心量は零から設定振幅まで増加す
る。次いで、前進走行の速度が徐々に低下し、設定速度
より小さくなると、再び振幅が零となる。前進走行から
後進走行に移った後、その走行速度（絶対値）が予め定
めた速度以下の状態では、前進走行の場合と同様、依然
として、振幅は零のままである。後進方向の走行速度
（絶対値）が予め定めた速度を越えると、その時点から
偏心量は零から設定振幅まで増加する。そして、後進か
ら停止を経由して前進する場合も、上記と同様の関係を
繰り返すものである。

【００４５】上記のように、車両を前進位置から後進位
置に切り換えるときに、車両の走行速度がある設定値以
下になれば偏心量は零になり、車両が停止し反対方向に
動き出し、ある設定値を越えれば偏心量は零から設定振
幅まで増加する。したがって、車両の停止時には、常に
振幅は零になり、また、振動のオン、オフは起振軸の偏
心量を変えることにより行うため、タイヤは共振点を通
過せず、振動タイヤローラの停止時に、タイヤは共振せ
ずに、振動しない状態となる。上記の例は、起振軸が定
常回転を保つ場合であったが、振動タイヤローラの停止
時に、起振軸の回転数を徐々に低下させて停止させ、振
動数がタイヤの振動の共振点を通過したとしても、走行
速度検出手段からの信号により、共振点通過前に起振軸
の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめれば、タ
イヤを共振させずに振動を停止できる。

【００４６】また、走行停止から前進または後進すると
きも、起振軸が定常回転を保つのであれば、タイヤは共
振することなく、予め定めた走行速度を越えると振動停
止の状態から、振動し始める。振動タイヤローラの停止
時に、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置さ
せ、起振軸も停止した状態から回転数を徐々に高めてい
く場合も、共振点を通過するときは、起振軸の重心を実
質的に起振軸の軸心上に位置させた状態にすれば、共振
せずに振動を開始する。

【００４７】なお、起振軸の回転を停止させずに、起振
軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめるよう
にして、振動の停止を行えば、起振軸の起動停止による
エネルギ損失が少なく、振動用の油圧ポンプ、油圧モー
タに与える負荷も小さくできる。特に、起振軸の定常回
転数を維持した状態で転圧作業を行なうと、起振軸の起
動停止によるエネルギ損失を最も少なくできる。

【００４８】また、共振を発生する起振軸の回転数は、
通常、起振軸の定常回転数以下に存在するので、予め定
めた走行速度以下となった時に、起振軸の回転数を定常
回転または、起振軸の回転を停止させずに所定値（共振
点付近の回転数より上の値）以上に保っておけば、起振
軸の製作誤差があって、起振軸の重心が起振軸の軸心上
から多少ずれていても、共振点を通過することがないの
で、共振せず有利でもある。

【００４９】

【発明の効果】振動タイヤローラでは、締固め材料が非
粘性粒状物等の締固めが難しい材料もクラックなしに転
圧可能となるが、以上、説明したように、本発明に係わ
る振動タイヤローラでは、さらに、起振軸が起振機ケー
スを兼ねるタイヤ取付手段に軸支され、可変振幅振動機
構を備えているので、起振機からタイヤへの振動の伝達
が効率よく行われ、かつ、振動振幅を変えることが可能
である。したがって、駆動系のエネルギを有効に使用で
き、他の振動の必要のない場所の、振動の発生を低く抑
えることができると共に、転圧材料とか作業状況によ
り、適切な振動の振幅を設定することが可能である。

【００５０】また、タイヤは、バネ定数が小さいので、
今までの振動タイヤローラでは、起振軸の回転開始する
ときと停止するときの共振点通過時に、特に振動タイヤ
ローラの欠点として、タイヤおよびフレームが異常に揺
れて、路面、機器、運転者に悪影響を及ぼす現象が発生
した。しかし、本発明の振動タイヤローラにおいては、
前後進レバーの中立位置検出手段により、前後進レバー
の中立位置を検出するか、または、ローラの走行速度が
予め定めた速度より小さいことの検出により、起振軸の
重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめるので、異
常な共振を発生する現象を回避することができる。した
がって、被牽引式でなく自走式で、搭乗型の振動タイヤ
ローラを実現可能とした。被牽引式のタイヤローラで
は、締固めの際、タイヤに加わる静的な荷重として、牽
引車側の重量と被牽引車の重量の総てを利用するわけに
はいかないが、本発明に係る振動タイヤローラでは、静
的な荷重として、自走の車両全体の自重を有効に利用で
きる。また、従来は、共振点の通過時に起振軸に大きな
加速度がかかるため、起振軸駆動トルクが大きくなり、
大型のモータを必要とした（共振点を通過後は、駆動ト
ルクは半分以下に下がる。）が、本発明では、小型のモ
ータでよく、サイズを小さくできる。

【００５１】本発明の第１の実施例によれば、前後進レ
バー中立位置検出手段からの中立位置信号により、起振
軸の重心を、実質的に起振軸の軸心上に位置せしめるこ
ととなるので、振動タイヤローラの停止時に、前後進レ
バーを前進位置または後進位置から中立位置とした場合
に、ロールを共振させることなく振動を停止させ、振動
タイヤローラの走行開始時に、前後進レバーを中立位置
から前進位置または後進位置とした場合に、ロールを共
振させることなく振動を発生させて、停止した転圧面を
大きく沈下させずに、かつ、小さな波状の凹凸も発生さ
せない。

【００５２】この場合、前後進レバー中立位置検出手段
からの中立位置信号により、起振軸の回転を停止させず
に転圧作業を行うと、起振軸の起動停止によるエネルギ
損失が少なく、振動用の油圧ポンプ，油圧モータに与え
る負荷を小さくできる。特に、起振軸の定常回転を維持
した状態で転圧作業を行うと、起振軸の起動停止による
エネルギ損失を最も少なくできる効果がある。

【００５３】また、本発明の第２の実施例によれば、走
行速度検出機構における振動タイヤローラの走行速度が
予め定めた速度以下であるとの信号により、起振軸の重
心を、実質的に起振軸の軸心上に位置せしめることとな
るので、振動タイヤローラの停止時に、ロールを共振さ
せることなく振動を停止させ、振動タイヤローラの走行
開始時に、ロールを共振させることなく振動を発生させ
て、停止した転圧面を大きく沈下させずに、かつ、小さ
な波状の凹凸も発生させない。

【００５４】この場合、走行速度検出手段における振動
タイヤローラの走行速度が速度設定手段における速度以
下であるとの信号により、起振軸の回転を停止させずに
転圧作業を行うと、起振軸の起動停止によるエネルギ損
失が少なく、振動用の油圧ポンプ，油圧モータに与える
負荷を小さくできる。特に、起振軸の定常回転を維持し
た状態で転圧作業を行うと、起振軸の起動停止によるエ
ネルギ損失を最も少なくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る振動タイヤローラの一実施例を示
す平面断面図である。

【図２】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る振動タイヤロ
ーラにおける起振装置の可変振幅の状態を示す側面図で
ある。

【図３】本発明に係る振動タイヤローラの前後進レバー
と中立位置検出手段との配設位置関係を示す前後進操作
装置の側面図である。

【図４】本発明に係る振動タイヤローラにおける起振装
置の第１の実施例の信号回路図である。

【図５】本発明に係る振動タイヤローラにおける起振装
置の第２の実施例の信号回路図である。

【図６】本発明に係る振動タイヤローラにおける起振装
置の油圧回路図である。

【図７】本発明の第１の実施例において、起振軸が定常
回転をしている状態で前後進レバーを前進位置または後
進位置から中立位置に操作したときの起振軸回転数と振
動輪の振動変位振幅と振動加速度振幅の時間的推移を示
すグラフである。

【図８】本発明の第２の実施例における起振軸偏心量の
制御の手段を示すブロック図である。

【図９】本発明第２の実施例ににおいて、起振軸に定常
回転を維持させた状態で、振動タイヤローラを前後進さ
せたときの振動タイヤローラの走行速度と振動振幅の関
係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ …タイヤ ２ …タイヤ取付手段 ２ａ〜２ｅ …タイヤ取付部材 ３ …起振機ケ−ス ４ …可変振幅振動機構 ６ …枢軸 ６ａ…偏心錘 ７ …油圧シリンダ ７ａ…シリンダロッド ８ …コネクティングロッド ９ …起振用駆動油圧モ−タ １０ …起振軸 １１ …フレーム １２Ａ…防振部材 １３Ａ…支持体 １８ …板状の支持部材 ２３ …ジョイント ３０ …前後進レバー ３８ …中立位置検出リミットスイッチ（前後進レバー
中立位置検出手段） ４０ …起振軸偏心量制御手段 ４１ …油圧ポンプ ４２ …電磁切換弁 ４３ …振幅切換スイッチ ４４ …電磁切換弁 ４５ …Ｌポジションセンサ ４６ …Ｈポジションセンサ ４７ …油圧ポンプ ６０ …前後進操作装置 ８０ …走行速度検出手段 ８１ …走行駆動装置部品 ８２ …速度センサ（走行速度検出手段） ８３ …速度演算回路 ８４ …速度設定回路（速度設定手段） ８５ …速度比較回路（速度比較手段） ８６ …リレー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E01C 19/26

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームに防振部材と軸受を介して支承
   されたタイヤ取付手段と、このタイヤ取付手段に取り付
   けたタイヤと、前記タイヤ取付手段に軸支され、起振用
   駆動源により回転する起振軸と、この起振軸に枢支した
   偏心錘を可動として起振軸の重心に対して偏位させ、振
   動の振幅を変える可変振幅振動機構とを備えることを特
   徴とする振動タイヤローラ。
2. 【請求項２】 前記タイヤ取付手段は、起振機ケースを
   兼ねることを特徴とする請求項１に記載の振動タイヤロ
   ーラ。
3. 【請求項３】 前後進レバーの操作によって前進・中立
   ・後進の各位置を選択し走行駆動系に進行・停止の指令
   を与える前後進操作装置と、前記前後進レバーの中立位
   置を検出する前後進レバー中立位置検出手段と、この前
   後進レバー中立位置検出手段からの中立位置信号によ
   り、起振軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せし
   める起振軸偏心量制御手段とを備える請求項１に記載の
   振動タイヤローラ。
4. 【請求項４】 走行速度を検出する走行速度検出手段
   と、速度設定手段と、走行速度検出手段からの信号と速
   度設定手段からの信号とを比較して、走行速度検出手段
   における走行速度と速度設定手段における速度の大小を
   比較する速度比較手段とを備え、速度比較手段からの信
   号にもとずき、走行速度検出手段における走行速度が速
   度設定手段における速度より小さくなったときに、起振
   軸の重心を実質的に起振軸の軸心上に位置せしめる起振
   軸偏心量制御手段とを備える請求項１に記載の振動タイ
   ヤローラ。