JP3126986B2 - クローラ式振動締固機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、表層部から深層部まで高効率で締固めでき
るクローラ式振動締固機械に関する。

背景技術 自走式振動締固機械は、通常ローラ式とクローラ式
（履帯式又は装軌式）とに大別される。ローラ式は殆ど
が専用機化され、かつ上下振動の起振力を生ずる起振機
（以下「上下振動起振機」とする）を有する。ところが
ローラ式はローラが地表にほぼ線接触するために大面圧
を地表に与える。そしてこの結果、次の第１、第２問題
を生ずる。第１問題は、軟土では大面圧が表層部を剪断
破壊してしまい、表層部が締固まらないということであ
る。第２問題は、硬土では表層部は締固まるが、表層部
と深層部との剛性差が大きく、このため深層部が余り締
固まらないことである。基本的には自重や上下振動力を
大きくすれば深層部は締固まる。ところが自重や上下振
動力を大きくして土質固有の支持力以上の圧力を土中に
与えてしまうと、硬土でも軟土同様に表層部が締固まら
なくなる。つまり硬土でも締固め深さが30cm程度までで
あるのが実情である。

日本特公平５−41761号には、「上下振動起振機では
大偏心錘を低速回転させて高振幅振動させると深層部が
締固まり、一方、小偏心錘を高速回転させて低振幅振動
させると表層部が締固まる」との特性に着目し、「低速
回転する大偏心錘と、高速回転する小偏心錘とを備えた
上下振動起振機を有するローラ式振動締固機械」が開示
されている。

日本実開平１−119407号には、「ローラを水平振動さ
せると、土中から水や空気が排出されて締固まり」また
「水平振動が上下振動と比べて振動公害が少ない」との
特性に着目して「上下振動起振機に代えて水平振動の起
振機を生ずる起振機（以下「水平振動起振機」とする）
を有するローラ式振動締固機械」が開示されている。

一方、クローラ式はローラ式と異なり、地表に対し面
接触する。このため小面圧となるが、振動による圧力の
付与範囲が広くなる。換言すれば、深さ方向では表層部
と深層部との圧力差が、ローラ式に比べてはるかに小さ
いということである。しかも車両の前後進では振動によ
る土中への圧力付与時間がローラ式と比べて長くなる
（又は持続する）ということである。このため、表層部
から深層部にかけて満遍なく締固めできる。即ちクロー
ラ式は、ローラ式で生じた第１、第２問題が生ぜず、軟
土でも深層部（深さ1m程度）まで締固めできる利点があ
る。そこで、次のような提案がなされている。

（１）日本特開昭58−135231号には、「左右のトラック
フレームの夫々に上下振動起振機を設けたクローラ式シ
ョベル作業車」が開示されている。

（２）日本特開昭61−257506号には、「（Ａ）動力源を
有する上部構造物と、（Ｂ）上部構造物の下方に位置し
て上部構造物をバネを介して支持する横プレートと、
（Ｃ）横プレートの左右から立ち下げた左右のサイドプ
レートと、（Ｄ）左右のサイドプレートの下辺間に架設
され、かつ上面に上下振動起振機を有する底プレート
と、（Ｅ）底プレートの前方及び後方位置であり、かつ
左右のサイドプレートの夫々の前後端部に軸支された駆
動輪と誘導輪と、（Ｆ）駆動輪と誘導輪と底プレートの
外面とに巻き回した左右の履帯と、を有するクローラ式
振動締固機械」が開示されている。

（３）日本特公平７−23609号には、「クローラ式自走
車両のフレーム上に上下振動起振機を搭載し、他所に設
けたパワーユニットから可撓性のエネルギー供給管を介
して走行、操舵、起振用のエネルギーを遠隔的に得るク
ローラ式振動締固機械」が開示されている。

しかしながら、上記従来の自走式振動締固機械には次
のような問題がある。

ローラ式は軟土を締固められないという第１問題と、
硬土でも深さ30cm程度までしか締固められないという第
２問題とが未解決である。特公平１−41761号には、
「表層部と深層部とを締固めることができる」と記載さ
れているが、具体的な締固め深さの記載は全く無く、ま
た第１問題も未解決である。

実開平１−119407号は第１問題は未解決である。また
水平振動は土中の水や空気を「ローラが線接触している
土中」から「ローラが線接触していない土中」へ排除す
るが、この「ローラが線接触していない土中」には「先
にローラで締固めた表層部」が含まれる。このため、
「先にローラで締固めた表層部」内に現在ローラが線接
触している土中からの水や空気が押し込められる。この
結果、「先にローラで締固めた表層部」の含水比が増大
し、さらに「現在ローラが線接触している土中」からの
水平振動による剪断破壊を受けて再び軟化してしまう問
題がある。

一方、上記従来のクローラ式にも、次のような問題が
ある。特開昭58−135231号には、車両本体が左右にクロ
ーラ式のトラックフレームを有するショベル作業車であ
る。このため一回の前進や後進だけでは左右に離間した
履帯間を締固めできない問題が生ずる。またバネ系がな
いため、上下振動がオペレータや車体全体に伝播し、オ
ペレータに不快感を与え、健康を害し、また車体各部に
早期寿命をもたらす問題がある。

特開昭61−257506号は、バネ系の上に動力源を有する
上部構造物有する。このためバネ系の問題は生じない。
また底プレートが上下振動力や車体自重を受けるため、
大きな上下方向の起振力を得られる。ところが車体の前
後進は起動輪の回転力によって履帯を底プレートの裏面
上で滑らせて行うこととなる。このため滑り抵抗に打ち
勝つだけの大きな駆動力を起動輪は発生しなければなら
ないという問題がある。また締固め時には、底プレート
を履帯に周期的に押付ける下向きの振動力が働くが、こ
の押付け力は底プレート裏面と履帯上面との滑り摩擦力
を周期的に増大させる問題が有る。そしてこの周期的か
つ大きい滑り摩擦力が起動輪に対する制動力となるた
め、起動輪及びその動力伝達系が短寿命となる問題も生
ずる。勿論、底プレートと履帯との滑り磨耗も激しくな
る問題も生ずる。

特公平７−23609号は、パワーユニットを本体から遠
ざけているため、振動によるパワーユニットの損傷は無
い。ところが左右にクローラ式トラックフレームを有す
るため、一回の前進又は後進だけでは左右に離間した履
帯間を締固めできない問題が生ずる。

以上、従来技術を個々に検討したが、要すれば従来の
自走式振動締固機械は、ローラ式振動締固機械とクロー
ラ式機械の両長所を十分に取り込むことなく、かつクロ
ーラ式の利点を引き出すことなく構成されている。

発明の開示 本発明は、かかる従来技術の問題点を解消するために
なされたもので、通常地盤は元より軟弱地盤でも、低公
害、かつ高効率で表層部から深層部まで締固めできるク
ローラ式振動締固機械を提供することを目的とする。

本発明に係るクローラ式振動締固機械は、 トラックフレームの前後及び上部に設けられる車輪間
に、１枚の幅広履帯又は互いに隣接する複数枚の履帯を
巻き回してなる三角形状クローラユニットと、 クローラユニットに設けられる起振機とを備えることを
特徴としている。

かかる構成によれば、クローラユニットは、ローラ式
と比べて面圧が小さいが、面圧が高い程、高効率で締固
めできる。ところが全体自重を大きくすると、大形化し
て保管上、輸送上の問題が生じ、また不経済である。こ
の場合、起振機を大きくすればよいが、このようにする
と、起振機を格納するための空間の確保が問題となる。
そこで、大きな起振機を格納するために、クローラユニ
ットを三角形状としたものである。これにより小さなク
ローラ式振動締固機械でも、大きな起振機を搭載でき、
もって大きな起振力を得ることができる。またクローラ
式であるから、通常地盤は元より軟弱地盤でも、表層部
から深層部まで満遍なく締固めできる。

また、クローラユニットの中央部左右端と、運転席及
び動力系を有する本体から張り出すアームとを、第１左
右軸でピン連結してもよい。

かかる構成によれば、次の作用効果を奏する。詳細に
は後述する実施例で説明するように、クローラ式振動締
固機械では、接地面積を正方形に近づけ、かつ面圧を高
めた方が、深層部までよく締固まる。ところが実機では
これらが背反事象となる。即ち従来のローラ式振動締固
機械は、起振機を有するクローラユニットを運転席及び
動力系を有する車体上に直接設けてある。この従来構成
において、面圧を高めようとすれば、正方形の接地面積
を小さくしなければならない。ところがこのようにする
と、重心位置が高くなり、例えばトレーラへの積込み・
積降ろしや凹凸現場での乗り越え走行での危険性が生ず
る。ところが本構成では、「起振機を有するクローラユ
ニットを、運転席及び動力系を有する車体から分離し、
これらをアームで接続する」ので、重心位置を低くで
き、もって転倒などの危険を阻止できる。但しこの構成
だけでは、クローラユニットと、車体と、アームとが、
リジッドに固定された場合が含まれる。このリジッドの
ままでは、例えばトレーラへの積込み・積降ろしや凹凸
現場での乗り越え走行が困難又は不能となる。そこで本
構成では、さらに「クローラユニットと、アームとを、
第１左右軸でピン連結する」としている。これにより、
トレーラへの積込み・積降ろしや凹凸現場での乗り越え
走行の困難性を解消している。

また、起振機は、少なくとも上下振動を起振する上下
振動起振機を備え、上下振動起振機の起振中心を、第１
左右軸の軸心を通るほぼ鉛直面内に収めてもよい。更
に、クローラユニットとアームとの間に、第１左右軸回
りにおけるクローラユニット及びアームの相対回転に対
して、この回転の力を減衰させる減衰手段を備えてもよ
い。かかる構成により、ロッキングモーションの発生を
抑制できる。即ち、“振動部が僅かな力でロッキングモ
ーションを生じること”を防止し、例え生じても直ちに
減衰させるようにしているので、好適な締固めが得られ
る。

またトランクフレームの下面に前後方向に順次並べて
設けられる複数の下転輪が、トラックフレームの中央部
から前後方向に向かうに従って、順次高位置となるとし
てもよい。かかる構成により、自動調芯作用が生じて、
ロッキングモーションを生じ難くなるので、好適な締固
めが得られる。

また、起振機は、水平振動を起振する水平振動起振機
と、上下振動を起振する上下振動起振機とを備てえもよ
い。更に、水平振動起振機がクローラユニットの底部中
央に設けられ、上下振動起振機が水平振動起振機の上方
に設けられてもよい。

かかる構成によれば、履帯は、地表に対して面接触し
て、土中を上下振動及び水平振動させる。水平振動は、
ローラ式では、前述したように「先にローラで締固めた
表層部」を再軟化させる問題がある。ところがクローラ
式では、履帯の接地面が広いため、当該土中領域の水分
は同土中領域内の空隙に押込められるだけであるから含
水比自体は変わらない。つまり空隙の潰れ分と、潰れ空
隙に押込められた水分の移動分とが締固め分となる。即
ちローラ式での水平振動のように、先に締固められた土
が再軟化することを阻止できる。一方、上下振動は、従
前通り、ローラ式のように表層部だけが締固まって深層
部の締固めを阻害するようなことがなく、深層部まで好
適に締固まる。即ち本構成によれば、上下振動及び水平
振動が互いに有機的かつ相乗的に作用し合い、深層部ま
で満遍なく締固める。またこの締固めにおいて、水平振
動による締固めが上下振動による締固めをカバーするた
め、その分、上下振動での振動公害を低減できる。

また、クローラユニットの中央部左右端から張り出す
アームと、運転席及び動力系を有する本体とを、左右方
向に水平な第２左右軸でピン連結してもよい。かかる構
成により、振動部の上下振動が第２左右軸部のピン回動
により吸収されるので、本体への振動伝達が防止され
て、常に良好な運転性が得られる。

また、トラックフレームを、車輪を有する上部トラッ
クフレームと、起振機を有する下部トラックフレームと
に分割し、上部及び下部トラックフレームを、第２弾性
部材を介して接続してもよい。かかる構成によれば、弾
性部材を介して上下トラックフレームを接続し、下部ト
ラックフレームが起振機を有するので、起振機で生じた
起振機が弾性部材に吸収される。これにより、起振力が
上部トラックフレームに伝播せず、もって車輪等の上部
トラックフレームの破損を阻止できる。

本発明に係るクローラ式振動締固機械は、 トラックフレームに設けられる車輪とトラックフレーム
の下面に設けられる下転輪との間に１枚の幅広履帯又は
互いに隣接する複数枚の履帯を巻き回してなる三角形状
クローラユニットと、このクローラユニットに設けられ
る起振機とを有するクローラ式振動締固機械において、 幅広履帯又は互いに隣接する複数枚の履帯の夫々に対し
て、下転輪が複数列備えられることを特徴としている。

かかる構成によれば、次の効果を奏する。従来のクロ
ーラ式は、左右夫々一本の履帯に対し、履帯毎に前後方
向に一列の下転輪を有する。この場合、トラックユニッ
トに設けた起振機を作動させると、下転輪間の離間領域
に対応するトラックフレームや履帯の領域が起振機の起
振力によって撓み、土中に与える起振力が小さくなる。
即ち、撓みが起振力の一部を吸収する。この対応策とし
て、トラックフレームや履帯の剛性を高めることが考え
られる。ところがこれでは材料が高価となったり、場積
が増大し、芳しい対応策とならない。具体的には場積が
増大するとその分、起振機を小さくしなければならず、
結局、地中に伝わる起振力が小さいままとなるからであ
る。そこで本構成では、下転輪の数列を増やし、これに
より、下転輪間の離間領域を狭くした。即ち、離間領域
が狭くなった分、相対的にトラックフレームや履帯の剛
性が大きくなり、起振力による撓みを阻止できる。そし
て起振力が多数の下転輪を介して満遍なく履帯を地表に
押付けるので、起振力を土中に効率良く与えることがで
きて、より好適な締固めが行われる。

本発明に係るクローラ式振動締固機械は、トラックフ
レームに履帯を巻き回し、かつ起振機を有するクローラ
式振動締固機械において、履帯のシューは、非接地面側
に左右方向に長い突起物を形成することを特徴としてい
る。かかる構成により、場積を大きくすることなく、履
帯の剛性を高めることができる。

本発明に係るクローラ式振動締固機械は、トラックフ
レームに履帯を巻き回し、かつ起振機を有するクローラ
式振動締固機械において、履帯のシューは、接地面側に
前後方向に長い突起物を形成することを特徴としてい
る。かかる構成により、水平振動、特に左右振動を確実
に地中に伝播できると共に、履帯の横滑りを抑制でき
る。

図面の簡単な説明 図１は本発明の第１実施例に係る第１例機の側面図で
ある。

図２は図１の第１例機の平面図である。

図３は図１のヨーク状アーム及びクローラ式振動部の
拡大図である。

図４は図３の４−４断面図である。

図５は図３の５−５断面図である。

図６は第１例機の第１弾性部材及び支承板を示す側面
図である。

図７は第１例機の起振機を示す側面図である。

図８は第１例機のロッキングモーションを説明するた
めのクローラ式振動部の模式図である。

図９〜図13は第１例機のロッキングモーションを抑制
するための他の構成例であって、 図９は第１例を示す第１左右軸の部位の平面図、 図10は第２例を示すクローラ式振動部の側面図、 図11は図10の第１左右軸の部位の平面図、 図12は図10の第１左右軸の部位の正面図、 図13は第３例を示す下転輪の配列図である。

図14は第１例機の履帯形状毎の土中応力の特性図であ
る。

図15は第１例機の履帯の組合わせ毎の土中応力の特性
図である。

図16は本発明の第２実施例に係り、下転輪を前後方向
に３列設ける場合の配列図である。

図17は本発明の第３実施例に係り、２枚の履帯を支承
する３列の下転輪の配列図である。

図18は本発明の第４実施例に係り、３枚の履帯を支承
する３列の下転輪の配列図である。

図19は第１実施例の第１例機における、離間した下転
輪間で生ずるトラックフレーム及び幅広履帯の振動撓み
の説明図である。

図20A及び図20Bは本発明の第５実施例に係る非接地面
側に左右方向に長いリブを有するシューの図であって、
図20Aは正面図、図20Bは側面図である。

図21A、図21B及び図21Cは本発明の第６実施に係る接
地面側に前後方向に長いグローサを有するシューの図で
あって、図21Aは正面図、図21Bは側面図、図21Cは平面
図である。

図22A〜図27Bは本発明の第７実施例に係る他の起振機
の例（第１例〜第６例）を示す図であって、 図22Aは第１例の模式的斜視図、図22Bは第１例の起振状
態説明図、 図23Aは第２例の模式的斜視図、図23Bは第２例の起振状
態説明図、 図24Aは第３例の模式的斜視図、図24Bは第３例の起振状
態説明図、 図25Aは第４例の模式的斜視図、図25Bは第４例の起振状
態説明図、 図26Aは第５例の模式的斜視図、図26Bは第５例の起振状
態説明図、 図27Aは第６例の模式的斜視図、図27Bは第６例の起振状
態説明図である。

図28は本発明の第８実施例に係る上下トラックフレー
ムを有するクローラ式振動部の側面図である。

図29は本発明の第９実施例に係る第２例機の側面図で
ある。

図30は図29のヨーク状アーム及びクローラ式振動部の
拡大図である。

図31は図30の31−31断面図である。

発明を実施するための最良の形態 本発明に好適な実施例を図面を参照して説明する。

第１実施例なるクローラ式振動締固機械（以下「第１
例機」とする）は、図１及び図２に示す通り、左右に１
本ずつのタイヤ13を装着した装輪式本体10と、ヨーク状
アーム20と、クローラ式振動部30とを有して構成され
る。

本体10は運転席11、操舵環12、動力源（図示せず）等
を有し、タイヤ走行可能とされている。ヨーク状アーム
20は、図３に示す通り、その後端中央部を本体10の前端
中央部に垂直軸21と前後方向に水平な軸22（以下「前後
軸22」とする）とで軸支されている。そしてヨーク状ア
ーム20は、図１、図２にも示す通り、そのヨーク間にク
ローラ式振動部30を収め、このクローラ式振動部30の中
央部左右サイドを夫々、左右方向に水平な軸23（以下
「第１左右軸23」で軸支している。本体10の前端とアー
ム20の後端とには、操舵環12の操作に応じて伸縮自在と
された油圧シリンダ（図示せず）が架設される。油圧シ
リンダはオペレータが操舵環12を操作することによりそ
の操舵量に応じて伸縮する。この油圧シリンダの伸縮に
より、アーム20（即ち、クローラ式振動部30）が垂直軸
21回りに揺動（ヨーイング）し、もって操舵可能とされ
ている。即ち第１例機はいわゆるアーチキュレート式車
両となっている。そして第１例機が凹凸路面等での走行
時に生ずる本体10とクローラ式振動部30との相対的ロー
リングは前後軸22回りの揺動で吸収し、さらにクローラ
式振動部30のピッチングは左右サイドの第１左右軸23回
りの揺動で吸収される。

クローラ式振動部30は、図３〜図５に示す通り、クロ
ーラユニットと、このクローラユニットに内蔵された起
振機40とを有する。クローラユニットは、１つのトラッ
クフレーム31と、トラックフレーム31の前後左右に夫々
設けた誘導輪32（左前誘導輪32FL、右前誘導輪32FR、左
後誘導輪32BL、右後誘導輪32BR）と、トラックフレーム
31の左右の夫々において前後誘導輪32間（左誘導輪32F
L、32BL間、右誘導輪32FR、32BR間）のトラックフレー
ム31下面に前後方向に順次固設した複数個の下転輪33
と、トラックフレーム31の中央上部に設けた起動輪34
（左起動輪34L、右起動輪34R）と、これら誘導輪32、下
転輪33、起振機40に巻き回した１枚の幅広履帯35と、を
有して構成される。即ちクローラユニットは、図１、図
３に示す通り、側面視して三角形状クローラユニットと
なる。直、起動輪34は、図５に示す通り、油圧モータ34
1を夫々有し、油圧モータ341から回転力を得て回転す
る。油圧モータ341は運転席11での操作に基づき回転す
る。

尚、クローラ式振動部30の中央部左右サイドの夫々
は、前記したように、ヨーク間に収められ、第１左右軸
23で軸支される。その詳細は図４〜図６に示す通りであ
る。即ちクローラ式振動部30は第１左右軸23の軸線回り
に第１弾性部材36を複数有する。なお、第１弾性部材36
は１個でも構わない。第１弾性部材36の外側端部に支承
板37を固設してある。支承板37の中央部とアーム20のヨ
ーク内側面とが第１左右軸23で軸支される。

起振機40は、図４、図５、図７に示す通り、水平振動
起振機40Aと、上下振動起振機40Bとで構成される。水平
振動起振機40Aは、トラックフレーム31の底部中央に設
けた孔から出し入れ自在とされて、トラックフレーム31
の底部中央に固設される。この水平振動起振機40Aは、
図７に示す通り、１本の偏心錘付き上下軸41がチェーン
（図示せず）を介してモータ411で回転されて、水平方
向の起振力を生ずる。一方、上下振動起振機40Bは水平
振動起振機40Aの上方に設けられる。そして上下振動起
振機40Bと水平振動起振機40Aとは、各々の起振中心が第
１左右軸23の軸心C1を通る鉛直面内にほぼ納まるよう
に、配置されている。詳しくは、図４に示す通り、上下
振動起振機40Bを構成する２本の偏心錘付き左右軸42、4
2の夫々の軸心C2、C2の離間中心C1と、水平振動起振機4
0Aの軸心とが、第１左右軸23の軸心C1を通る鉛直面内に
ほぼ納まるように、配置される。そして上下振動起振機
40Bは、図７に示す通り、２本の偏心錘付き左右軸42、4
2がモータ421で回転時に互いの偏心錘が上下方向で一致
して同速逆回転する。このため、前後方向の起振力はキ
ャンセルされるものの、上下方向の起振力が倍加され
る。

第１実施例の作用効果を述べる。

（１−１）起振機40は水平振動起振機40Aと上下振動起
振機40Bとを有する。従って、上下、水平方向の起振力
が相互に重畳し、表層部は元より深層部まで好適に締固
めできる。また水平振動起振機40Aにより振動公害を低
減できる。

（１−２）クローラ式振動部30は、三角形状トラックユ
ニットで構成される。従ってトラックユニットに収納さ
れる起振機40を大形化できる。つまり大きな起振力が得
られる。

（１−３）クローラ式振動部30を本体10から切り離し、
かつ本体10に対して、ヨーイング、ローリング自在に接
続されると共にクローラ式振動部30に対してピッチング
自在に連結されている。従って大きな起振機40をクロー
ラ式振動部30に設けることでき、自在操舵でき、また第
１例機のトレーラへの積込み積降しや凹凸現場を乗り越
え走行を容易に行える。また重心位置が低くなるから転
倒防止ともなる。

（１−４）クローラ式振動部30は、第１左右軸23と第１
弾性部材36とを介してアーム20のヨーク内側に軸支され
ている。従って第１弾性部材36は、起振機40からの振動
力を吸収し減衰し、振動が本体10側への伝播を減衰させ
る。つまり本体10側のオペレータの疲労軽減させ、乗り
心地を向上させ、また本体10側での搭載機器の長寿化を
図っている。

（１−５）起振機40がロッキングモーションを抑制す
る。詳しくは次の通り。仮りに上下振動起振機40Bの上
方に水平振動起振機40Aを設けると、クローラ式振動部3
0の上部に前後方向の大きなモーメントが働き、クロー
ラ式振動部30を大きくピッチングさせようとする。換言
すれば、その分だけ地中に伝える振動エネルギーが損失
する。また仮に水平振動起振機40Aと、上下振動起振機4
0Bとの夫々の起振中心を第１左右軸23の軸心C1を通る鉛
直面内から外して設けると、第１左右軸23前後での路面
への押し付け力のバランスが崩れる。この結果、クロー
ラ式振動部30は、図８に示すように、前後いずれか一方
側に偏りがちのピッチングを起こす。これがロッキング
モーションである。ロッキングモーションは、前後いず
れか一方側の誘導輪32や下転輪33の片当たりを促進し、
これらの耐久性を低下させる。またロッキングモーショ
ンは幅広履帯35の接地面積を減少させ、幅広履帯35の大
面積に基づく深層部の締固め効率を低下させる。具体的
には、クローラ式振動締固機械の起振機40の振動数は、
クローラ式振動部30や本体10の固有振動数から外れるよ
うに設定される。ここで起振機40の振動数は地面がバネ
系であることも鑑み設定される。ところがロッキングモ
ーションが生ずると、上記の通り、接地面積が当初の設
定よりも小さくなるため、地面のバネ係数も変化するこ
ととなり、路面状態等によっては、起振機40の振動数が
クローラ式振動部30や本体10の固有振動数に一致した
り、近づき、土中に振動力を与えるどころが、クローラ
式振動部30や本体10自体が共振し、各部の破損を早める
ことにもなる。これに対し、第１実施例では、水平振動
起振機40Aをクローラ式振動部30の底部中央に設け、上
下振動起振機40Bを水平振動起振機40Aの上方に設け、ま
た上下振動起振機40Bと水平振動起振機40Aとの夫々の起
振中心を第１左右軸23の軸心C1を通る鉛直面内にほぼ納
まるように上下振動起振機40B及び水平振動起振機40Aを
設けたため、ロッキングモーションの発生を抑制でき
る。ここでロッキングモーションを抑制するための他の
構成例（第１〜第３例）を図９〜図13を参照し、次の
（１−５−１）〜（１−５−３）に列記する。

（１−５−１）第１例は、図９に示すように、第１左
右軸23と支承板37との間にブレーキ部材（減衰手段）38
を設けたものである。ブレーキ部材38は第１左右軸23の
アーム20でそのトラックアーム31側端部に固設したディ
スク38aと、ディスク38aと支承板37との間でバネ38bに
よって付勢されたバッド38cとで構成される。即ちバネ3
8bでバッド38cをディスク38aに圧着し、クローラ式振動
部30が僅かな力でロッキングモーションを生じ難くし、
また生じても直ちに減衰させるようにしている。つまり
ブレーキ部材38は好適な締固めを与える。

（１−５−２）第２例は、図10〜図12に示すように、
ヨーク状アーム20のヨークと支承板37との間に、ショッ
クアブソーバ用シリンダ（減衰手段）39を加設したもの
である。シリンダ39によってクローラ式振動部30が僅か
な力でロッキングモーションを生じ難くし、また生じて
も直ちに減衰させるようにしている。つまりシリンダ39
は好適な締固めを与える。

（１−５−３）第３例は、図13に示すように、複数の
下転輪33、例えば下転輪331、332、・・・、336の取付
け位置を、中央部から前後方向に向かうに従い徐々に高
くしたものである。このようにすると、自動調芯作用が
生じてクローラ式振動部30はロッキングモーションを生
じ難く、また生じても直ちに減衰し、またロッキングモ
ーション時でも接地面積が基本的に変化しない。つまり
このような下転輪331、332、・・・、336の配置は好適
な締固めを与える。

（１−６）履帯は一枚の幅広履帯35である。このため深
層部に対し十分な締固めを与える。詳しくは図14、図15
の試験成績を参照し説明する。図14、図15は、試験結果
をブズネスク（Boussinesq）の理論式から編成した土中
応力の特性図であり、横軸に土中深さ、縦軸に土中圧縮
圧力を示す。図14において、特性線Ａは正方形（幅広履
帯35に対応）、特性線Ｂは長方形（少し狭い幅広履帯に
対応）、特性線Ｃは長い長方形（通常の履帯に対応）、
また特性線Ｄは線接触（ローラに対応）に基づく値であ
る。図15において、特性線Ａ、Ｃ、Ｄは前記夫々と同じ
で、特性線AAは隣接させた２枚の正方形、特性線CCは隣
接させた２枚の“より長い長方形”、また特性線DDは隣
接させた２枚の線接触に基づく値である。尚、図14、図
15は共に、夫々の接地面での面圧は総て同じである。具
体的な試験条件は、各面積は900cm²に4410Kgの負荷であ
る。より詳しくは、正方形は一枚につき「30cm×30c
m」、長方形は一枚につき「45cm×20cm」、“より長方
形”は一枚につき「75cm×12cm」、また線接触は一枚に
つき「150cm×6cm」としてある。ここで図14の特性線
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及び図15の特性線Ａ、Ｃ、Ｄから分かる
ように、接地面積が正方形に近づくほど表層部から深層
部にかけての土中圧縮応力が高くなる。また図15の特性
線Ａと特性線AAと、特性線Ｃと特性線CCと、また特性線
Ｄと特性線DDとによれば、互いに隣接して設けたもので
は正方形Ａが線接触Ｄに比べて表層部から深層部にかけ
ての土中での圧縮応力の高くなる割合が高くなる。これ
ら成績は感触的にも次のように説明できる。地表に加え
た荷重は、いわゆる応力球根となり、水平方向に遠くな
るに従って、かつ深くなるに従って減衰割合が高くな
る。この場合、隣合う面圧の数が多い程、夫々の応力球
根が互いに作用し合い減衰程度が小さくなる。一方、隣
合う面圧の数が少ない程、夫々の応力球根が互いに作用
できず、このため減衰割合が大きくなる。ここで前者
「隣合う面圧の数が多いもの」が正方形Ａに相当し、一
方、後者「隣合う面圧の数が少ないもの」が線接触Ｄに
相当する。即ち幅広履帯35によれば、上記したように、
深層部に対し十分な締固めを行えることが分かる。

次に本発明に係る他の実施例（第２〜第10実施例）に
ついて説明する。

第２実施例は次の通り。これは、第１実施例のように
下転輪33を左右夫々に前後方向に一列とするのではな
く、図16に示すように、下転輪33を前後方向に３列設け
て構成した。

第３実施例は次の通り。これは、第１実施例のように
１枚の幅広履帯35を巻き回すのではなく、図17に示すよ
うに、隣接させた２枚の履帯35A、35Bを支承するよう
に、下転輪33を前後方向に３列設けて構成した。

第４実施例は次の通り。これは、第１実施例のように
１枚の幅広履帯35を巻き回すのではなく、図18に示すよ
うに、隣接させた３枚の履帯35a、35b、35cとし、かつ
夫々に一列の下転輪33を前後方向に設けて構成した。
尚、履帯35bは起動輪34が無くともよい。即ち、起動輪3
4の３位置に誘導輪32を設けても良い。

第２〜第４実施例によれば、次のような作用効果を奏
する。第１実施例の起振機40は大きな起振力を発生す
る。ところが第１実施例のように下転輪33の列が１枚の
幅広履帯35に対して左右に夫々１列しかないと、図19に
示すように、トラックフレーム31及び幅広履帯35におけ
る下転輪33間の離間領域が広くなる。このためこの領域
に対応するトラックフレーム31及び幅広履帯35の領域が
振動によって撓み、起振力が減衰され、地中に与える振
動力が小さくなる場合がある。ここでトラックフレーム
31及び幅広履帯35の剛性を高めてもよいが、このように
すると、材料が高価となったり、損傷が増大する。場積
が増大すると、その分、起振機40を小さくしなければな
らず、結局、地中に伝わる起振力は小さいままとなる。
そこで第２及び第３実施例は、下転輪33の列数を増や
し、これによりトラックフレーム31及び幅広履帯35にお
ける下転輪33間の離間領域を小さくしたものである。即
ち第２〜第４実施例によれば、離間領域が小さくなった
分だけ、トラックフレーム31及び幅広履帯35の剛性が大
きくなる。従って起振機40の起振力及び自重が多数の下
転輪33を介して満遍なく、履帯35を地面に直接押し付け
る。このため自重は勿論のこと振動力が地中に効率良く
伝播できる。つまりより好適な締固めを行える。尚、下
転輪33の列は、３列以上でもよく、また下転輪33を千鳥
状に配設してもよい。

尚、第３、第４実施例では履帯を複数枚としたが、隣
接配置してあるため、第１実施例での一枚の幅広履帯35
と同じ作用効果が得られる。即ち図15に基づき説明した
ように、第３実施例の図17や第４実施例の図18のよう
に、長い履帯を複数本用いても、これらを隣接させると
大きな土中圧縮応力が得られることが分かる。換言すれ
ば、より強固な締固めを行うことができることが分か
る。具体的には、図14、図15によれば、特性線Ａの「縦
（30）：横（30）＝1:1」及び特性線Ｂの「縦（45）：
横（20）＝1:0.44」を確保しておけば、十分な締固めを
行える。即ち、縦と横との比が「1:0.4〜1:1」程度の範
囲の幅広履帯36又は互いに隣接する複数枚の履帯を有し
ておれば、よい。

第５実施例は次の通り。履帯は普通、リンク上に複数
のシューを順次ボルト締めして構成される。そこで第５
実施例の履帯は、例えば第１実施例での幅広履帯35の構
成部品であるシューを示す図20A及び20Bにおいて、幅広
履帯35を構成する幅広シュー351上の左右夫々のリンク3
52間の領域で、かつ非接地面側に、左右方向に長いリブ
351A（即ち、左右方向に長い突起物351A）を設けたもの
である。

第５実施例によれば、場積を大きくすることなく、幅
広履帯35の剛性を高めることができる。場積が大きくな
らないから、起振機40の大形化を維持できる。従って土
中に伝わる起振力を大きいままにできる。尚、第５実施
例は、第１実施例の幅広履帯35のシュー351を示す図20A
及び図20Bを参照して説明したが、クローラ式振動締固
機械のシューならば、どの様であれ、そのシューの非接
地面側に左右方向に長いリブ351Aを設けてもよく、その
作用効果も同じである。

第６実施例は次の通り。これは、図21A、図21B及び図
21Cに示すように、シュー351の接地面側に、前後方向に
長いグローサ351B（即ち、前後方向に長い突起物351B）
を設けたものである。

第６実施例によれば、次のような作用効果を奏する。
クローラ式機械では、例えばブルドーザのグローサから
明らかなように、左右方向に長いグローサをシューの接
地面側に有する。これらは牽引力を確保する構成であ
る。ところが本発明はクローラ式振動締固機械である。
従って牽引よりも地中への振動伝播機能が重視される。
そこで第６実施例は、この機能を重視して構成したもの
である。即ち水平振動（特に左右振動）を確実に地中に
伝播できる。また左右方向へ傾斜した転圧路面では、第
１例機は上下振動によって飛び上がろうとし、このとき
第１例機が左右方向に横滑りしようとする。ところが第
６実施例によれば、この横滑りを抑制できる。尚、図21
A〜図21Cは、図20A及び図20Bに第６実施例の構成を加え
たものであるが、クローラ式振動締固機械のシューなら
ば、どの様であれ、そのシューの接地面側に前後方向に
長いグローサ351Bを設けてもよく、その作用効果も同じ
である。

第７実施例は次の通り。これは、起振機40の他の例
（第１〜第６例）であり、図22A〜図27Bを参照し、次の
（７−１）〜（７−６）にて説明する。尚、第１例、第
３例〜第６例は、第１実施例での起振機40と異なり、一
本の偏心錘付き水平軸（左右軸42又は前後軸43）で上下
振動を起振している。

（７−１）第１例は、図22Aに示す通り、２本の偏心錘
付き上下軸41、41と、１本の偏心錘付き左右軸42とを有
して構成した。第１例によれば、次の作用効果を奏す
る。上下軸41、41は回転時に互いの錘が左右方向で一致
して同速逆回転するため、図22Bに示すように、前後方
向の振動がキャンセルされる（×印）が、左右方向の振
動力は倍加する（◎印）。一方、左右軸42は、図22Bの
○印に示すように、前後、上下方向に起振力を生ずる。

（７−２）第２例は、図23Aに示す通り、１本の偏心錘
付き上下軸41と、２本の偏心錘付き前後軸43、43とを有
して構成した。第２例によれば、次の作用効果を奏す
る。前後軸43、43は回転時に互いの錘が上下方向で一致
して同速逆回転するため、図23Bに示すように、左右方
向の振動がキャンセルされる（×印）が、上下方向の起
振力は倍加する（◎印）。一方、上下軸41は、図23Bの
○印に示すように、前後、左右方向の起振力を生ずる。

（７−３）第３例は、図24Aに示す通り、１本の偏心錘
付き左右軸42と、２本の偏心錘付き前後軸43、43とを有
して構成した。第３例によれば、次の作用効果を奏す
る。前後軸43、43は回転時に互いの錘が左右方向で一致
して同速逆回転するため、図24Bに示すように、上下方
向の振動がキャンセルされる（×印）が、左右振動の起
振力は倍加する（◎印）。一方、左右軸42は、図24Bの
○印に示すように、上下、前後方向の振動の起振力を生
ずる。

（７−４）第４例は、図25Aに示す通り、夫々１本の偏
心錘付き上下軸41と、偏心錘付き前後軸43とを有して構
成した。第４例によれば、次の作用効果を奏する。図25
Bに示すように、上下軸41は前後、左右方向の起振力を
生じ、前後軸43は上下、左右方向の起振力を生ずる。

（７−５）第５例は、図26Aに示す通り、２本の偏心錘
付き上下軸41、41と、１本の偏心錘付き前後軸43とを有
して構成した。第５例によれば、次の作用効果を奏す
る。上下軸41、41は、回転時に互いの偏心錘が前後方向
で一致して同速逆回転するため、図26Bに示すように、
左右方向の振動がキャンセルされる（×印）が、前後方
向の起振力は倍加する（◎印）。一方、前後軸43は、図
26Bに示すように、左右、上下方向の起振力を生ずる。

（７−６）第６例は、図27Aに示す通り、２本の左右軸4
2、42と、１本の前後軸43とを有して構成した。第６例
によれば、次の作用効果を奏する。左右軸42、42は、回
転時に互いの偏心錘が前後方向で一致して同速逆回転す
るため、図27Bに示すように、上下方向の振動がキャン
セルされる（×印）が、前後方向の起振力は倍加する
（◎印）。一方、前後軸43は、図27Bに示すように、左
右、上下方向の起振力を生ずる。

起振機40及び第１〜第６例によれば、さらに次のよう
な基本的作用効果を生ずる。例えば鋳物砂は多方向から
の振動を受けつつ圧縮されると、良く固まる。このこと
から分かるように、路床等の普通土も多方向からの振動
を受けつつ圧縮されると、良く締固まる。即ち起振機40
や第１〜第６例も、前後、左右、上下方向の起振を可能
とし、締固めに寄与している。また第１〜第６例は、図
22A〜図27Bに夫々示したように、上下夫々の起振軸の各
起振中心が、第１左右軸23の軸心C1を通る鉛直面内にほ
ぼ納まるように、配置してある。また前後振動を起振す
る軸は、これが左右又は上下振動を起振する又はしない
に係わらず、クローラ式振動部30の底部中央に配置し、
他の軸をその上方に配置してある。従って第７実施例に
よれば、第１実施例での起振機40によるロッキングモー
ション抑制効果が得られる。この抑制効果は、個々には
多少異なるが、基本的には上記項目（１−５）と同じで
ある。尚、起振機40、第１〜第６例の起振機の説明で
は、説明を分かり易くするために、前後、左右、上下方
向の起振力とした。しかし、この起振力は、偏心錘付き
軸の回転に基づき発生するので、上下軸41、左右軸42、
前後軸43の夫々の軸に直交する面での半径方向の振動力
を生ずる。

第８実施例は次の通り。これは、図28に示すように、
第１実施例でのトラックフレーム31を、誘導輪32と起動
輪34とを有する上部トラックフレーム31Uと、下転輪33
と起振機40とを有する下部トラックフレーム31Dとに分
割し、これら上下トラックフレーム31U、31Dを第２弾性
部材50で接続して構成したものである。

第８実施例によれば、次のような作用効果を奏する。
第１実施例では、トラックフレーム31の中に大きな起振
機40を格納した。第１実施例の場合、大きな起振力が誘
導輪32や起動輪34に直接伝播し、これらを破損させる不
都合が懸念される。これに対し第８実施例は、第２弾性
部材50を介して上下トラックフレーム31U、31Dを接続し
た。このため大きな起振力は、第２弾性部材50に吸収さ
れて上部トラックフレーム31U（即ち誘導輪32や起動輪3
4）に伝播し難くなり、これらの破損を阻止できる。
尚、上部トラックフレーム31Uにヨーク状アーム20を接
続するときは、第２弾性部材50によって振動が既に減衰
されているため、本体10へ振動が伝播することが抑制さ
れる。従ってこの構成では第１弾性部材36は無くても構
わない。一方、下部トラックフレーム31Dにヨーク状ア
ーム20を接続するときは、第１弾性部材36によって本体
10へ振動が伝播しないようにするのが好ましい。

第９実施例は次の通り。第９実施例なるクローラ式振
動締固機械（以下、「第２例機」とする）は、図29〜図
31に示す通り、左右に１本ずつの履帯14をクローラ式本
体10Aと、ヨーク状アーム20と、クローラ式振動部30と
を有して構成される。第２例機は、本体10Aがクローラ
式であり、本体10（図１参照）が装輪式である第１例機
と異なる。更に、本体10Aとヨーク状アーム20とを、ピ
ン連結している。即ちヨーク状アーム20は、その後端中
央部を本体10Aの前端中央部に垂直軸21と、前後軸22
と、左右方向に水平な軸24（以下、「第２左右軸24」）
で軸支されている。尚、この例２例機は、図31に示す通
り、第１例機と同様、クローラ式振動部30と、ヨーク状
アーム20との間に第１左右軸23も有している。

第９実施例によれば、第１例機に対して、次の点が更
に改良される。即ち、第１例機では、第１左右軸23によ
ってクローラ式振動部30がヨーク状アーム20に対してピ
ッチング自在となる。ところが、例えば厚い層を締固す
るために起振力を大きくする場合、第１例機の第１弾性
部材36での振動減衰能では、必ずしも十分ではなく、良
好な運転性が得られがたくなる。これに対し、第２例機
では、クローラ式振動部30の起振力が大きい場合、第２
左右軸24が回動する。即ち、クローラ式振動部30の上下
振動が第２左右軸24部で吸収されるので、常に良好な運
転性が得られる。また、凹凸路面でクローラ式振動部30
が上下方向に揺れる場合でも、第２左右軸24部で揺れが
吸収され、運転性が損なわれない。

第10実施例は次の通り。第１〜第９実施例はいずれも
三角形状のクローラユニットに起振機40を有するクロー
ラ式振動部30を有するクローラ式振動締固機械とした。
これに対し、第１〜第９実施例で個別説明したクローラ
式振動締固機械としての各部の特徴的要素は、在来形式
のトラックフレームであって、かつ起振機を有するトラ
ックユニットに適用しても構わない。ここで、在来形式
のトラックフレームとは、前部に誘導輪を、後部に起動
輪を、これらの間に複数の下転輪を有して履帯を巻き回
される形式をいう。

産業上の利用可能性 本発明は、通常地盤は元より軟弱地盤でも、低公害、
かつ高効率で表層部から深層部まで締固めできるクロー
ラ式振動締固機械として有用である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−23609（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−164904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−135231（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−119407（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E02D 3/026 E01C 19/28

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラックフレーム（31）の前後及び上部に
   設けられる車輪（32,34）間に、１枚の幅広履帯（35）
   又は互いに隣接する複数枚の履帯（35A,35B）を巻き回
   してなる三角形状クローラユニットと、 前記クローラユニットに設けられる起振機（40）とを備
   えることを特徴とするクローラ式振動締固機械。
2. 【請求項２】請求の範囲１記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記クローラユニットの中央部左右端と、運転席（11）
   及び動力系を有する本体（10）から張り出すアーム（2
   0）とを、左右方向に水平な第１左右軸（23）でピン連
   結することを特徴とするクローラ式振動締固機械。
3. 【請求項３】請求の範囲２のクローラ式振動締固機械に
   おいて、 前記起振機（40）は、少なくとも上下振動を起振する上
   下振動起振機（40B）を備え、 前記上下振動起振機（40E）の起振中心を、前記第１左
   右軸（23）の軸心を通るほぼ鉛直面内に収めることを特
   徴とするクローラ式振動締固機械。
4. 【請求項４】請求の範囲２記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記クローラユニットと前記アーム（20）との間に、前
   記第１左右軸（23）回りにおける前記クローラユニット
   及び前記アーム（20）の相対回転に対して、前記回転の
   力を減衰させる減衰手段（39）を備えることを特徴とす
   るクローラ式振動締固機械。
5. 【請求項５】請求の範囲２記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記トラックフレーム（31）の下面に前後方向に順次並
   べて設けられる複数の下転輪（331,332,333,334,335,33
   6）が、前記トラックフレーム（31）の中央部から前後
   方向に向かうに従って、順次高位置となることを特徴と
   するクローラ式振動締固機械。
6. 【請求項６】請求の範囲１記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記起振機（40）は、水平振動を起振する水平振動起振
   機（40A）と、上下振動を起振する上下振動起振機（40
   B）とを備えることを特徴とするクローラ式振動締固機
   械。
7. 【請求項７】請求の範囲６記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記水平振動起振機（40A）が前記クローラユニットの
   底部中央に設けられ、前記上下振動起振機（40B）が前
   記水平振動起振機（40A）の上方に設けられることを特
   徴とするクローラ式振動締固機械。
8. 【請求項８】請求の範囲１記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記クローラユニットの中央部左右端から張り出すアー
   ム（20）と、運転席（11）及び動力系を有する本体（1
   0）とを、左右方向に水平な第２左右軸（24）でピン連
   結することを特徴するクローラ式振動締固機械。
9. 【請求項９】請求の範囲１記載のクローラ式振動締固機
   械において、 前記トラックフレーム（31）を、前記車輪（32,34）を
   有する上部トラックフレーム（31U）と、前記起振機（4
   0）を有する下部トラックフレーム（31D）とに分割し、 前記上部及び下部トラックフレーム（31U,31D）を、第
   ２弾性部材（50）を介して接続することを特徴とするク
   ローラ式振動締固機械。
10. 【請求項１０】トラックフレーム（31）に設けられる車
    輪（32,34）と前記トラックフレーム（31）の下面に設
    けられる下転輪（33）との間に１枚の幅広履帯（35）又
    は互いに隣接する複数枚の履帯（35A,35B）を巻き回し
    てなる三角形状クローラユニットと、前記クローラユニ
    ットに設けられる起振機（40）とを有するクローラ式振
    動締固機械において、 前記幅広履帯（35）又は互いに隣接する複数枚の履帯
    （35A,35B）の夫々に対して、前記下転輪（33）が複数
    列備えられることを特徴とするクローラ式振動締固機
    械。
11. 【請求項１１】トラックフレーム（31）に履帯（35）を
    巻き回し、かつ起振機（40）を有するクローラ式振動締
    固機械において、 前記履帯（35）のシュー（351）は、非接地面側に左右
    方向に長い突起物（351A）を形成することを特徴とする
    クローラ式振動締固機械。
12. 【請求項１２】トラックフレーム（31）に履帯（35）を
    巻き回し、かつ起振機（40）を有するクローラ式振動締
    固機械において、 前記履帯（35）のシュー（351）は、接地面側に前後方
    向に長い突起物（351B）を形成することを特徴とするク
    ローラ式振動締固機械。