JP3773543B2 - Impact tamping machine - Google Patents

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Abstract

The invention concerns an impact compactor (10) which comprises one or more out-of-round compactor masses (14). The masses are moved rotationally over a soil surface, at an angular velocity suitable for normal operation, to apply periodic compaction blows to the soil surface. This is achieved by primary drive means. In the case of a towed impact compactor, the primary drive means is typically a tractor. The impact compactor (10) includes an auxiliary drive which is arranged to operate automatically, in response to a reduction of the angular velocity of the compactor masses below the angular velocity suitable for normal operation, to apply an auxiliary rotary drive that restores their angular velocity.

Description

発明の背景
本発明は、衝撃突き固め機（ｉｍｐａｃｔ ｃｏｍｐａｃｔｏｒ）に関する。
「衝撃突き固め機」という用語は、土を突き固める機械に関し、牽引又は何等かの他の方法で土の表面上で駆動された場合に土の表面への一連の衝撃打撃を発生する回転自在の円形でないマス（ｍａｓｓ：すなわち、塊）を含む。衝撃突き固め機の突き固め機マスは、間隔が隔てられた一連の角点（換言すれば、突出点）をその周囲に画成する多数の側部を有する。各角点の後ろには、突き固め面が続く。マスは、牽引又は何等かの他の方法で土の表面上で駆動された場合、各角点で持ち上がり、この角点を通過するときに前方及び下方に落下する。その結果、角点に続く突き固め面が衝撃打撃を土の表面に加える。従って、マスは、各角点で持ち上がるときに位置エネルギを蓄え、次いでこのエネルギを衝撃打撃として放出する作用を及ぼす。
衝撃突き固め機は、上文中に説明したように、実際に土を高度に突き固める上で、土の表面の下の深さが非常に大きい場合でも、よく作動することがわかっている。しかしながら、角点が土の表面に食い込んだり土の表面に対して滑る場合には、突き固め機マスの回転速度が通常のレベルよりも低下し、衝撃突き固め機の前方への移動に対して抵抗が加えられるという問題が生じる。この問題は、衝撃突き固め機が、突き固めた土を均す被牽引用の平坦化ブレードを含む場合に更に悪化する。これは、平坦化ブレードが含まれていると、衝撃突き固め機の前方への移動に対する抵抗が更に大きくなるためである。
発明の概要
本発明によれば、使用時に主駆動手段によって通常の作動に適した角速度で土の表面上で回転移動して土の表面に突き固め打撃を周期的に加えることができる少なくとも一つの非円形突き固め機マスを備えた衝撃突き固め機が提供される。前記衝撃突き固め機は、副駆動手段を含んでいる。前記副駆動手段は、この突き固め機マス又は各突き固め機マスの角速度が通常の作動に適した角速度より下に低下したことに応じて、自動的に作動し、これによって、突き固め機マス又は各突き固め機マスに副回転駆動を加え、突き固め機マスの角速度を通常の作動に適した速度に戻すことができるように構成されている。
他の種類の副駆動手段も本発明の範疇に含まれるが、好ましい副駆動手段は、主駆動手段によって動力が与えられる液圧駆動装置及び制御手段を含み、この制御手段は、液圧駆動装置の作動を制御するため、突き固め機マスの角速度及び主駆動手段の被駆動地面係合ホイールの角速度に応答する。液圧駆動装置は、便利には、使用時に主駆動手段によって駆動される液圧ポンプによって動力が加えられる液圧モータを含み、この液圧モータは、突き固め機マス又は各突き固め機マスをチェーン駆動手段によって駆動するように構成されている。この構成では、制御手段は、突き固め機マスの角速度及び主駆動手段の被駆動地面係合ホイールの角速度を検出するセンサ及び関連した電子装置の制御下で、液圧ポンプから液圧モータへの液圧流体の流れを調節する比例弁を有する。
本発明は、同期回転するように共通のシャフトにしっかりと取り付けられた一対の離間された突き固め機マスを備えたデュアルマス衝撃突き固め機を含む。この場合、突き固め機マスは、典型的に、共通のシャフトの端部に設けられたハブに取り付けられており、チェーン駆動手段は、液圧モータによって駆動される第１スプロケットと、この第１スプロケット及び副シャフトにしっかりと取り付けられた第２スプロケットの周りに通したチェーンと、副シャフトからずれたハブを駆動するための手段とを含む。このような手段は、便利には、副シャフトにしっかりと取り付けられた第３スプロケットを備えてもよく、この第３スプロケットは、ハブにしっかりと取り付けられた第４スプロケットと噛み合っている。
【図面の簡単な説明】
本発明を添付図面を参照して以下に単なる例として詳細に説明する。
第１図は、図面の明瞭化を図るためにチェーンが省略してある、本発明による衝撃突き固め機の副駆動装置のチェーン駆動装置及び関連した構成要素の斜視図であり、
第２図は、第１図に示すチェーン駆動装置及び関連した構成要素の概略部分平面図であり、
第３図は、第１図に示すチェーン駆動装置及び関連した構成要素の概略部分側面図であり、
第４図は、第１図乃至第３図に示すチェーン駆動装置及び関連した構成要素を含む、衝撃突き固め機の概略図である。
好ましい実施例の説明
第４図は、本発明による衝撃突き固め機１０を概略に示す。この場合、衝撃突き固め機１０は、トラクター１２の形体の原動機によって牽引されるように構成されているが、本発明は、自己推進型（自走式）即ちそれ自体に原動機が組み込まれた衝撃突き固め機にも適用できるということは理解されよう。
この実施例では、衝撃突き固め機１０は、三つの側部を持つ従来設計の一対の突き固め機マス１４を含む。これらのマス（すなわち、塊）１４は、第２図に平面図で示すチューブアクスルアッセンブリ１８の部分を形成する共通のシャフト１６にしっかりと取り付けられている。チューブアクスルアッセンブリ１８は、ドラッグリンク（すなわち、引棒）２６が図示のように連結されたチューブ２０を含む。第４図に概略に示すように、ドラッグリンク２６は、トラクター１２に牽引連結されたホイール付きキャリッジ３０にドロップリンク２８（第４図参照）によって連結されている。
衝撃突き固め機の技術分野の当業者は、上文中に説明した牽引式衝撃突き固め機１０は従来の設計であるということを理解するであろう。ドラッグリンク及びドロップリンクを含む牽引アッセンブリは、土の表面上で突き固め機マスを牽引して土の表面に衝撃を加えるときの衝撃荷重を吸収するため、弾性の性質を備えているということもまた理解するであろう。突き固め機マス用牽引アッセンブリのこれ以上の詳細については、例えばＷＯ９４／２６９８５の開示を参照されたい。
副駆動装置を設けることは、衝撃型突き固め機１０については従来行われてこなかった。この装置は、ドラッグリンク２６に連結された取り付けプレート３３に取り付けられた容量形液圧モータ３２と、第４図で全体に参照番号３５を附したチェーン駆動装置とを含む。第１図乃至第３図の詳細図を参照すると、チェーン駆動装置は、モータ３２の出力シャフトに取り付けられたスプロケット３４を含む。第２図及び第３図に破線で概略に示すチェーン３６は、スプロケット３４の周囲、及びシャフト４０に取り付けられたスプロケット３８の周囲に通してある。シャフト４０は、シャフト１６と平行であり且つこのシャフト１６の上方にあり、チューブアクスルアッセンブリ１８のチューブ２０によって支持された内ベアリング４２及び外ベアリング４４で支持されている。
シャフト４０の端部がスプロケット４６を支持する。別のチェーン４７が、スプロケット４６の周囲、及び突き固め機マス１４が取り付けられたハブ５０に連結されたスプロケット４８の周囲に通してある。図面の明瞭化を図るため、第１図乃至第３図ではマス１４が省略してある。チェーン駆動装置３５には、チェーン３６及び４７及びアイドラースプロケットアッセンブリ５６の適正な張力を維持するためのチェーンテンショナ５２、５３、及び５４が設けられている。
第４図を再び参照すると、トラクターモータのモータには参照番号５８が附してあり、トランスミッションには参照番号６０が附してある。トラクターの被駆動ホイールには参照番号６２が附してある。
従来の斜板型（ｓｗａｓｈ ｐｌａｔｅ ｔｙｐｅ）の可変容量形液圧ポンプ６４が、トランスミッション６０によって駆動される。ポンプ６４は、センサに連結された比例弁６６とマス１４及び被駆動ホイール６２の回転即ち角速度を検出する関連した電子制御装置（図示せず）との制御下で、モータ３２に液圧流体（換言すれば、作動液）を供給する。
通常の作動では、液圧流体が、ポンプ６４によってモータ３２に連続的に圧送されている。突き固め機マスと被駆動ホイール６２との間で回転速度が異なること、即ち前記ホイールが突き固め機マスよりも速く回転していることをセンサが検出すると、バルブ６６は、モータ３２への液圧流体の流量を電子制御下で増大する。液圧モータ３２は、これに従って、チェーン駆動機構により突き固め機マスに追加の回転トルクを及ぼし、これらのマスの回転を加速し、これらのマスの回転速度をホイール６２の回転速度に追いつかせる。
速度の相違は、例えば、突き固め機マスの一方又は他方が、第４図に参照番号６８で示す次の角点を中心として回転しないで土の表面に食い込んだりあるいはこの表面に対して滑ったりした場合、又は、第４図で全体に参照番号７０を附した牽引されている平坦化ブレードの作用が衝撃突き固め機の前方への移動に対する抵抗を過度に大きくした場合に生じる。
速度が再び一致すると直ぐに、バルブ６６はモータ３２への液圧流体の供給量を通常レベルまで低下させ、突き固め機マスの通常の作動が再開される。
かくして、衝撃突き固め機１０は、速度のずれが生じた場合に突き固め機マスに通常よりも大きな回転力を自動的に供給する液圧式駆動制御装置を備えているということは理解されよう。
スプロケット３８は、回転運動を一方向だけに伝達し、他方の方向ではフリーホイールをなす単方向クラッチ７２を介してシャフト４０に取り付けられている。
この特徴によれば、突き固め機マスの回転速度がホイール６２の回転速度以上である場合に、突き固め機マスでトラクターを駆動することは不可能である。これは、例えば、マスが角点を通過するときにマスが前方に落ちる場合に起こる。以上の説明では、副駆動装置は液圧式である。しかしながら、本発明の原理は、純粋に機械的な装置や電気機械的装置を含む他の形体の副駆動装置に等しく適用できるということは理解されるべきである。チェーン駆動装置に代えて、例えば、突き固め機マスのハブのところで、独立形液圧式駆動装置を含む任意の他の適当なシステムを使用してもよい。更に、本発明の範囲は、牽引式突き固め機マスでの使用に限定されず、それ自体に原動機が組み込まれた自己推進式衝撃突きに等しく適用できるということにも着目されたい。 Background of the invention The present invention relates to an impact compactor.
The term "impact tamping machine" refers to a machine that compacts soil and is free to rotate to generate a series of impact strikes on the surface of the soil when driven on the surface of the soil by traction or in some other way Of non-circular masses. The tamping mass of the impact tamping machine has a number of sides that define a series of spaced corner points (in other words, protruding points) around it. A tamping surface follows behind each corner. When driven on the surface of the soil by traction or some other method, the mass lifts at each corner and falls forward and downward as it passes through this corner. As a result, the tamped surface following the corner point adds an impact blow to the soil surface. Therefore, the mass acts to store potential energy as it lifts at each corner, and then releases this energy as an impact hit.
The impact tamping machine has been found to work well even when the depth beneath the surface of the soil is very large, as described above, in practice to highly compact the soil. However, if the corners bite into the soil surface or slide against the soil surface, the rotational speed of the tamping mass will be lower than normal, and the impact tamping machine will move forward. The problem is that resistance is added. This problem is exacerbated when the impact tamping machine includes towed flattening blades that level the crushed soil. This is because the inclusion of a flattening blade further increases resistance to the forward movement of the impact tamping machine.
Summary of the invention According to the present invention, during use, the main drive means can rotate and move on the surface of the soil at an angular velocity suitable for normal operation to periodically apply a smashing blow to the surface of the soil. An impact tamping machine with at least one possible non-circular tamping mass is provided. The impact tamping machine includes sub-driving means. The secondary drive means automatically operates in response to the angular velocity of the tamping mass or each tamping mass being reduced below the angular velocity suitable for normal operation, whereby the tamping mass. Alternatively, a sub-rotation drive is applied to each tamping machine mass so that the angular speed of the tamping machine mass can be returned to a speed suitable for normal operation.
Other types of sub-drive means are also included in the scope of the present invention, but preferred sub-drive means include a hydraulic drive device and control means powered by the main drive means, the control means being a hydraulic drive device In response to the angular velocity of the tamper mass and the driven ground engaging wheel of the main drive means. The hydraulic drive conveniently includes a hydraulic motor that is powered by a hydraulic pump driven by the main drive means in use, which hydraulic motor drives the tamping mass or each tamping mass. It is comprised so that it may drive with a chain drive means. In this configuration, the control means is from a hydraulic pump to a hydraulic motor under the control of a sensor that detects the angular speed of the tamping mass and the angular speed of the driven ground engaging wheel of the main drive means and the associated electronic device. It has a proportional valve that regulates the flow of hydraulic fluid.
The present invention includes a dual mass impact tamper with a pair of spaced tampers mass secured to a common shaft for synchronous rotation. In this case, the tamping machine mass is typically attached to a hub provided at the end of a common shaft, and the chain drive means includes a first sprocket driven by a hydraulic motor and the first sprocket. Including a chain threaded around a second sprocket secured to the sprocket and the secondary shaft and means for driving a hub offset from the secondary shaft. Such means may conveniently comprise a third sprocket securely attached to the secondary shaft, which meshes with a fourth sprocket firmly attached to the hub.
[Brief description of the drawings]
The present invention will now be described in detail by way of example only with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a chain drive device and related components of a secondary drive device of an impact tamping machine according to the present invention, wherein the chain is omitted for clarity of illustration.
FIG. 2 is a schematic partial plan view of the chain drive shown in FIG. 1 and related components;
FIG. 3 is a schematic partial side view of the chain drive shown in FIG. 1 and related components;
FIG. 4 is a schematic view of an impact tamping machine including the chain drive shown in FIGS. 1 to 3 and related components.
Description of the preferred embodiment Figure 4 schematically shows an impact tamping machine 10 according to the present invention. In this case, the impact tamping machine 10 is configured to be pulled by a prime mover in the form of a tractor 12, but the present invention is self-propelled (self-propelled), that is, an impact in which the prime mover is incorporated in itself. It will be understood that it can also be applied to a tamping machine.
In this embodiment, impact tamping machine 10 includes a pair of conventionally designed tamping masses 14 having three sides. These masses (i.e., lumps) 14 are securely attached to a common shaft 16 that forms part of the tube axle assembly 18 shown in plan view in FIG. The tube axle assembly 18 includes a tube 20 to which a drag link (ie, pull rod) 26 is connected as shown. As schematically shown in FIG. 4, the drag link 26 is connected to a carriage 30 with a wheel that is connected to the tractor 12 by a drop link 28 (see FIG. 4).
Those skilled in the art of impact tamping will appreciate that the towed impact tamping machine 10 described above is a conventional design. Traction assemblies, including drag links and drop links, also have elastic properties to absorb impact loads when pulling the tamping mass on the soil surface and applying impact to the soil surface. You will also understand. For further details of the traction assembly for the tamping mass, reference is made, for example, to the disclosure of WO 94/26985.
Providing the auxiliary drive device has not been conventionally performed for the impact type tamping machine 10. This device includes a displacement hydraulic motor 32 mounted on a mounting plate 33 connected to a drag link 26, and a chain drive generally designated by reference numeral 35 in FIG. Referring to the detailed views of FIGS. 1-3, the chain drive includes a sprocket 34 attached to the output shaft of the motor 32. A chain 36, shown schematically in broken lines in FIGS. 2 and 3, passes around the sprocket 34 and around a sprocket 38 attached to the shaft 40. The shaft 40 is supported by an inner bearing 42 and an outer bearing 44 that are parallel to and above the shaft 16 and are supported by the tube 20 of the tube axle assembly 18.
The end of the shaft 40 supports the sprocket 46. Another chain 47 runs around the sprocket 46 and around a sprocket 48 connected to a hub 50 to which the tamping mass 14 is attached. In order to clarify the drawings, the mass 14 is omitted in FIGS. 1 to 3. The chain drive device 35 is provided with chain tensioners 52, 53, and 54 for maintaining proper tensions of the chains 36 and 47 and the idler sprocket assembly 56.
Referring again to FIG. 4, the motor of the tractor motor is designated by reference numeral 58 and the transmission is designated by reference numeral 60. The driven wheel of the tractor is provided with reference numeral 62.
A conventional swash plate type variable displacement hydraulic pump 64 is driven by transmission 60. The pump 64 provides hydraulic fluid (with hydraulic fluid (not shown) to the motor 32 under the control of a proportional valve 66 coupled to a sensor and an associated electronic controller (not shown) that detects the rotation or angular velocity of the mass 14 and driven wheel 62. In other words, hydraulic fluid) is supplied.
In normal operation, hydraulic fluid is continuously pumped to the motor 32 by the pump 64. When the sensor detects that the rotational speed is different between the tamping mass and the driven wheel 62, i.e., the wheel is rotating faster than the tamping mass, the valve 66 is supplied to the motor 32. Increase the flow of pressurized fluid under electronic control. The hydraulic motor 32 accordingly applies additional rotational torque to the tamping masses by means of the chain drive mechanism, accelerates the rotation of these masses and keeps the rotational speed of these masses up to the rotational speed of the wheel 62.
The difference in speed is, for example, that one or the other of the tamping masses bites or slips against the surface of the soil without rotating about the next corner point indicated by reference numeral 68 in FIG. Or if the action of the towed flattening blade, generally designated by reference numeral 70 in FIG. 4, increases the resistance to forward movement of the impact tamping machine excessively.
As soon as the speeds match again, the valve 66 reduces the amount of hydraulic fluid supplied to the motor 32 to a normal level and normal operation of the tamping mass is resumed.
Thus, it will be appreciated that the impact tamping machine 10 includes a hydraulic drive control device that automatically supplies a greater than normal rotational force to the tamping mass when a speed shift occurs.
The sprocket 38 is attached to the shaft 40 via a unidirectional clutch 72 that transmits rotational motion in only one direction and forms a freewheel in the other direction.
According to this feature, it is impossible to drive the tractor with the tamping mass when the rotational speed of the tamping mass is equal to or higher than the rotation speed of the wheel 62. This occurs, for example, when the mass falls forward as it passes a corner point. In the above description, the auxiliary driving device is hydraulic. However, it should be understood that the principles of the present invention are equally applicable to other forms of secondary drive devices, including purely mechanical and electromechanical devices. Instead of the chain drive, any other suitable system may be used including a stand-alone hydraulic drive, for example at the hub of the tamper mass. It should also be noted that the scope of the present invention is not limited to use with towed tampers masses, but is equally applicable to self-propelled impact rams incorporating a prime mover in themselves.

Claims (9)

衝撃突き固め機であって、
前記衝撃突き固め機は、使用時に主駆動手段によって通常の作動に適した角速度で土の表面上で回転移動して前記土の表面に突き固め打撃を周期的に加えることができる少なくとも一つの非円形突き固め機マスを有しており、
前記衝撃突き固め機は、副駆動手段を有しており、
前記副駆動手段は、突き固め機マス又は各突き固め機マスの角速度が通常の作動に適した角速度より低下したことに応じて自動的に作動し、これによって、前記突き固め機マス又は各突き固め機マスに副回転駆動を加え、前記突き固め機マス又は各突き固め機マスの角速度を通常の作動に適した角速度に戻すことができることを特徴とする衝撃突き固め機。An impact tamping machine,
The impact tamping machine is at least one non-rotating machine that can rotate and move on the surface of the soil periodically by the main drive means at an angular velocity suitable for normal operation during use. It has a circular tamping machine mass,
The impact tamping machine has a secondary drive means;
The secondary drive means automatically operates in response to the angular velocity of the tamping mass or each tamping mass being reduced below the angular velocity suitable for normal operation, whereby the tamping mass or each ramming mass. An impact tamping machine characterized in that a sub-rotation drive is applied to the compactor mass, and the angular velocity of the tamping mass or each tamping mass can be returned to an angular velocity suitable for normal operation. 前記副駆動手段は、前記主駆動手段によって動力が与えられる液圧駆動装置及び制御手段を含み、この制御手段は、前記液圧駆動装置の作動を制御するため、前記突き固め機マスの角速度及び前記主駆動手段の被駆動地面係合ホイールの角速度に応答する、請求項１に記載の衝撃突き固め機。The sub-drive means includes a hydraulic drive device and control means powered by the main drive means, which control means controls the operation of the hydraulic drive device to control the angular velocity of the tamping machine mass and 2. The impact tamping machine according to claim 1, responsive to an angular velocity of a driven ground engaging wheel of the main drive means. 前記液圧駆動装置は、使用時に前記主駆動手段によって駆動される液圧ポンプによって動力が加えられる液圧モータを含み、前記液圧モータは、前記突き固め機マス又は各突き固め機マスをチェーン駆動手段によって駆動するように構成されている、請求項２に記載の衝撃突き固め機。The hydraulic drive device includes a hydraulic motor that is powered by a hydraulic pump driven by the main drive means when in use, the hydraulic motor chaining the tamping mass or each tamping mass. 3. The impact tamping machine according to claim 2, configured to be driven by a drive means. 前記制御手段は、前記突き固め機マスの角速度及び前記主駆動手段の被駆動地面係合ホイールの角速度を検出するセンサ及び関連した電子装置の制御下で、前記液圧ポンプから前記液圧モータへの液圧流体の流れを調節する比例弁を備えている、請求項３に記載の衝撃突き固め機。The control means from the hydraulic pump to the hydraulic motor under the control of a sensor for detecting the angular velocity of the tamping mass and the angular velocity of the driven ground engaging wheel of the main drive means and the associated electronic device. The impact tamping machine according to claim 3, further comprising a proportional valve that regulates the flow of hydraulic fluid. 同期回転するように共通のシャフトにしっかりと取り付けられた一対の離間された突き固め機マスを備えた、請求項３又は４に記載の衝撃突き固め機。5. An impact tamping machine according to claim 3 or 4, comprising a pair of spaced tamping masses firmly attached to a common shaft for synchronous rotation. 前記突き固め機マスは、前記共通のシャフトの端部に設けられたハブに取り付けられており、
前記チェーン駆動手段は、
前記液圧モータによって駆動される第１スプロケットと、
前記第１スプロケットと、副シャフトにしっかりと取り付けられた第２スプロケットとの周りに通したチェーンと、
前記副シャフトからずれた前記ハブを駆動するための手段とを備えた、請求項５に記載の衝撃突き固め機。The tamping mass is attached to a hub provided at an end of the common shaft;
The chain driving means is
A first sprocket driven by the hydraulic motor;
A chain threaded around the first sprocket and a second sprocket securely attached to the secondary shaft;
6. An impact tamping machine according to claim 5, comprising means for driving the hub displaced from the secondary shaft. 前記副シャフトからずれた前記ハブを駆動するための前記手段は、前記副シャフトにしっかりと取り付けられた第３スプロケットを備えており、この第３スプロケットは、前記ハブにしっかりと取り付けられた第４スプロケットと噛み合っている、請求項６に記載の衝撃突き固め機。The means for driving the hub offset from the secondary shaft comprises a third sprocket secured to the secondary shaft, the third sprocket being a fourth secured to the hub. The impact tamping machine according to claim 6, wherein the impact tamping machine meshes with a sprocket. 前記衝撃突き固め機は、前記主駆動手段として機能するトラクターに使用時に連結できる、請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の衝撃突き固め機。The impact tamping machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the impact tamping machine can be connected to the tractor functioning as the main drive means when used. 前記衝撃突き固め機それ自体に主駆動手段が組み込まれている、請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の衝撃突き固め機。The impact tamping machine according to any one of claims 1 to 7, wherein main drive means are incorporated in the impact tamping machine itself.
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