JP4005840B2

JP4005840B2 - 前後進プレートコンパクタ

Info

Publication number: JP4005840B2
Application number: JP2002137159A
Authority: JP
Inventors: 俊郎木内
Original assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sakai Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: JP2003328314A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路工事や土木工事等において、地盤の締固め施工に使用される振動式の締固め機（前後進プレートコンパクタ）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、前後進プレートコンパクタは各々偏心錘を有する一対の平行なる起振軸を備え、起振軸を互いに逆向きに同期回転させ、その回転により発生する合力の起振力の方向を鉛直方向より傾斜させて輾圧板に振動を伝達することにより、機体を前進或いは後進させる構造となっている。そして、作業者が前後進レバーを前進側或いは後進側に回動操作することにより、偏心錘の相互の位相が１８０度にわたって変わるようになっている。
【０００３】
図９は、起振軸７２に取り付けた偏心錘７１の位相を変える位相可変機構７３を、油圧式のシリンダ（前後進切換用シリンダという）７４を介して制御する場合の一従来例を示す。前後進切換用シリンダ７４は電磁弁７５によって制御され、前後進レバーの前進側或いは後進側への回動操作に伴って電磁弁７５を切り換え、ピストンヘッドを挟んだ各油室のどちらかに圧油を流入させることでピストンを一方側或いは他方側に移動させる。なお本図に示した状態はピストンが中立位置にある状態であり、圧油の油圧が両油室にかかっている。
【０００４】
しかし、この電磁弁７５を用いた制御方法は、ピストンの保持される位置が、中立位置と、一方側及び他方側のストローク限界位置の３つの位置のみとなり、つまり偏心錘７１の位相モードが３種類のみとなるため、機体の走行速度が零の状態か、最大の前進速度或いは最大の後進速度のいずれかに限定されるという制約を受ける。地盤の締固め作業では、特に狭い場所や傾斜地或いは不陸地では、微速状態での作業が適する場合が多く、例えば不陸修正の場合、走行速度が零の状態で作業すると機体が跳躍に伴い傾斜している方向に落下しやすいため、このような場合には落下方向と逆方向に微速を与えることで機体を安定化させることができる。また、狭い場所において最大の前進速度或いは後進速度にすると、機体が急に動いて縁石等を破損しやすいというおそれもあり、このような点から、前後進プレートコンパクタとしては連続的に任意の走行速度に調節できる機能を備えることが望ましい。
【０００５】
この任意の走行速度が得られる前後進プレートコンパクタに関する従来技術としては、例えばプッシュ−プル式のコントロールケーブルを介して偏心錘の位相を連続的に可変する技術や、特開２０００−１７６０７号公報に開示されているように、ハンドポンプを介して偏心錘の位相を連続的に可変する技術が知られている。しかし、両者の技術は共に油圧ポンプを介さずに手動の力のみで偏心錘の位相を変える機構であり、前後進レバーの回動操作力が重いという問題がある。また、起振軸の回転によってコントロールケーブルやハンドポンプには常にこれらを押し戻そうとする機械的反力が作用する構造となっていることから、作業者は常にこの機械的反力に対抗する力を加えながら前後進レバーを握り続ける必要があり、前後進レバーから手を離した場合には、この機械的反力を受けて前後進レバーが後進側に戻ってしまうという問題があった。
【０００６】
これに対して、任意の走行速度が得られる前後進プレートコンパクタに関し、油圧を利用して偏心錘の位相を変化させる従来技術として、特開平１１−３２３８１７号公報に開示された技術が挙げられる。当該技術は図１０に示すように、前後進レバー８１に連動して移動する操作ロッド８２と、前後進切換用シリンダ８３を介して機械的反力を受けるピストン８４を有したシリンダ８５と、油圧ポンプ８６からの圧油により作動し、圧油をシリンダ８５に供給するスプール８７と、スプール８７を挟んで配置される一対のスプリング８８，８９とを備えた構造からなり、スプール８７に形成した凹溝（図示せず）とスプリング８８，８９等からなるサーボ機構を利用し、油圧流路９０，９１の連通状態、非連通状態を繰り返すことで、ピストン８４を任意の位置において保持させ、もって前後進切換用シリンダ８３側のピストンを任意の位置に保持させるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開平１１−３２３８１７号公報に開示された従来技術によれば、油圧流路９０，９１が互いに非連通となった状態では、油圧ポンプ８６からの圧油はリリーフ弁９２を通って循環することになるため、油圧ポンプ８６から供給される圧油は常にこのリリーフ弁９２の高圧な設定圧力値で循環し続けることとなる。したがって、動力損失が大きくなるとともに、圧油が高熱を発し、その結果、油の粘度が低くなって油漏れが生じやすくなったり、油の早期劣化を招いてシール部材が破損しやすいなどのおそれがある。また、操作ロッド８２とピストン８４との間に、スプール８７と一対のスプリング８８，８９を要する構造であるため、部品点数が多い構造になるとともに、これらの部品を直列に配する構造となることから、機構部全体が長尺化するという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような問題を解決するために創作されたものであり、偏心錘の位相を連続的に可変とする制御機構において、部品点数が少なく小型化が可能であり、また、前後進レバーの操作性が向上する前後進プレートコンパクタを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するため、一対の起振軸と、一方の起振軸に設けられ、他方の起振軸の偏心錘に対する位相が可変となる偏心錘と、前記一方の起振軸に設けられた偏心錘の位相を制御し、且つ、前記一方の起振軸の回転によって生ずる機械的反力が作用する油圧式の前後進切換用シリンダと、を備え、各偏心錘の相互の位相を変えることにより機体を前進又は後進させる前後進プレートコンパクタにおいて、油タンクに接続した油タンク側油室に連通する吐出流路を内部に形成したピストンと、前記ピストンを挟んで一方側に形成され、前記前後進切換用シリンダに連通する制御シリンダ室と、前記ピストンを挟んで他方側に形成され、圧油の供給源に連通する圧力シリンダ室と、前記ピストンにおいて形成され、前記吐出流路と前記圧力シリンダ室とを連通可能な圧力制御孔と、前記ピストンの摺動方向と同方向に移動可能に構成され、その移動過程において前記圧力制御孔を開閉可能な制御部材と、を備える前後進制御機構を有し、前記制御部材を移動させて前記圧力制御孔を開いたとき或いは閉じたときに、前記圧力制御孔において所定の圧油の流れ抵抗が生ずる位置まで、前記ピストンを前記制御部材の移動に対して自動的に追従させる構成とし、当該ピストンの追従移動に伴う前記制御シリンダ室の容積の変化量により前記前後進切換用シリンダを制御する構成とした。
【００１０】
また、前記制御シリンダ室の容積が最小となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記圧力制御孔が閉じられた状態として維持される構成とした。
【００１１】
また、前記制御シリンダ室の容積が最小となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記前後進切換用シリンダに圧油を補充供給し得る圧油補充手段を設けた。
【００１２】
また、前記圧油補充手段は、前記圧油の供給源と前記圧力シリンダ室とを連通する流路と、前記制御シリンダ室との間に介在するチェック弁を備える構成とした。
【００１３】
さらに、前記制御シリンダ室の容積が最大となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記圧力制御孔が開いた状態として維持される構成とした。
【００１４】
また、前記制御シリンダ室の容積が最大となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記前後進切換用シリンダから圧油を逃がす圧油逃がし手段を設ける構成とした。
【００１５】
また、前記圧油逃がし手段は、前記ピストンに形成され、前記制御シリンダ室と前記油タンク側油室とを連通可能とするタンク連通孔を備える構成とした。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る前後進プレートコンパクタの側面説明図（一部は仮想線にて示す）である。前後進プレートコンパクタ１は、起振機２，輾圧板３，原動機４等を備え、後方部には操向用のハンドル５が取り付けられている。原動機４の出力軸に軸着されたプーリ６と、起振機２の第１起振軸９に軸着されたプーリ７との間にはベルト８が巻回されており、原動機４を駆動させ、ベルト８を介して起振機２内の起振軸（第１起振軸９及び第２起振軸１０）を回転させることにより輾圧板３に振動を与え、地盤を締め固める。図１において、第１起振軸９はプーリ６と同方向の反時計回りに、第２起振軸１０は時計回りに回転する。
【００１７】
図２は前記した起振機２の平断面説明図である。起振機２は、ケース１１とケース１１の側部に取り付けられるカバー１２とを筐体とし、内部には第１起振軸９及び第２起振軸１０が機体の左右方向に沿って互いに平行となるように配設されている。第１起振軸９は軸受１３，１３を介してケース１１に回転自在に軸支されており、ケース１１内においてその軸胴部には中空半月状の偏心錘１４が固設されている。第１起振軸９の一端側はケース１１から外部に突出し、その突出部には前記したようにプーリ７が軸着され、他端側にはカバー１２内において駆動ギア１５が軸着される。
【００１８】
一方、第２起振軸１０は中空円筒形状を呈した部材であって、軸受１６，１６を介してケース１１に回転自在に軸支されており、ケース１１内においてその軸胴部には中空半月状の偏心錘１７が固設されている。第２起振軸１０には、後記する位相可変機構１８を介して従動ギア１９が取り付けられ、前記駆動ギア１５と従動ギア１９が噛合することにより、第１起振軸９と第２起振軸１０は互いに逆方向に同期回転する（図２におけるＡ方向から見て、第１起振軸９は時計回りに、第２起振軸１０は反時計回りに回転する）。
【００１９】
偏心錘１７は偏心錘１４に対する位相が可変となるように構成されており、その可変機構となる位相可変機構１８について以下に説明する。第２起振軸１０はその内部に、第２起振軸１０に対しその軸回りに回動不能に、且つその軸方向に移動可能となる芯軸２０を有する。芯軸２０は、軸胴部２０ａと、軸胴部２０ａの一端側において形成され、軸胴部２０ａよりも大径の基軸部２０ｂと、軸胴部２０ａの他端側においてリード角を有するスプラインを形成したスプライン軸部２０ｃとを備えた形状からなり、基軸部２０ｂの部位でスリーブ２１を介し第２起振軸１０の内壁部に支持されている。
【００２０】
基軸部２０ｂには、その径方向に沿ってピン２２がその両端部を基軸部２０ｂの周面から突出するようにして内嵌固定されている。ピン２２の両端部はそれぞれスリーブ２１を通って、第２起振軸１０において軸方向を長手として形成された長孔１０ａに係合される。すなわち、芯軸２０は、ピン２２が長孔１０ａにガイドされることで、第２起振軸１０に対しその軸回りに回動不能に、且つその軸方向に移動可能となるように構成される。
【００２１】
従動ギア１９はそのボス部にて軸受１９ａ，１９ａにより回転可能に支持されており、中央部には円筒形状のボス２３が同軸状としてボルト（図示せず）により締結固定されている。ボス２３の内壁部には、前記スプライン軸部２０ｃに対しスプライン結合が可能となるように、スプライン軸部２０ｃ側のリード角と同一のリード角を有するスプラインが形成されており、芯軸２０はこのボス２３を介し従動ギア１９とスプライン結合する。リード角とは、スプラインの歯のつる巻き線（図２において仮想線で示す符号２４）と、その上の１点を通る芯軸２０の軸方向と直交する平面とがなす角度をいい、図２において符号θにて示す。
【００２２】
符号２５は芯軸２０に直線運動を与えることで偏心錘１７の位相を制御する油圧シリンダ（以降、前後進切換用シリンダという）であり、油室２５ａを形成するシリンダカバーはケース１１の外側に取り付けられ、ピストンロッド２６ａがケース１１内に挿通している。芯軸２０は、スリーブ２１の部位で軸受２７により、このピストンロッド２６ａに対して回転可能に、且つ、ピストンロッド２６ａの伸縮により直線移動可能となるように、ピストンロッド２６ａの先端部に連結している。
【００２３】
位相可変機構１８は以上の構成からなり、ピストンロッド２６ａの伸縮動作を受けて芯軸２０は、ピン２２が長孔１０ａ内を移動することで軸方向に直線移動するとともに、軸受２７の介在によりピストンロッド２６ａに対して回転可能となっていることから、リード角を有したスプラインの作用により従動ギア１９側に対して相対的に回動する。したがって、ピン２２の介在により、偏心錘１７を固設した第２起振軸１０も従動ギア１９に対して相対的に回動することとなり、これにより、偏心錘１４に対する偏心錘１７の位相が変化する。
【００２４】
ここで、前後進切換用シリンダ２５に油圧がかかっていない場合を想定すると、駆動ギア１５からの駆動力により従動ギア１９（第２起振軸１０）が図２におけるＡ方向から見て反時計回りに回転すると、スプラインのリード角の形成により従動ギア１９の回転方向の力の一部が芯軸２０の軸方向の力に変換され、芯軸２０がピストンロッド２６ａを押し戻す方向（油室２５ａを小さくする方向）に移動するようになっている。つまり、このピストンロッド２６ａを押し戻す力は、前後進切換用シリンダ２５に油圧がかかっている場合には、その油圧力に対抗する機械的な反力として前後進切換用シリンダ２５に作用する。
【００２５】
なお、図２では油圧力に対抗する機械的な反力の一部として、ピストンロッド２６ａを押し戻す方向に付勢するコイルばね２８を設けた場合を示している。コイルばね２８は第２起振軸１０の内壁部に固定した環状のストッパ２９と前記スリーブ２１との間において圧縮された状態として配設され、スリーブ２１を介してピストン２６を油室２５ａ側に向けて付勢する。
【００２６】
この前後進切換用シリンダ２５は、図３に示すように、油室２５ａのポート２５ｂを介して前後進制御機構３０側と接続する。図３は前後進制御機構３０の構造説明図である。前後進制御機構３０は、油タンク３１側に連通する吐出流路３２を内部に形成したピストン３３と、ピストン３３を挟んで一方側に形成され、前後進切換用シリンダ２５に連通する制御シリンダ室３４と、ピストン３３を挟んで他方側に形成され、圧油の供給源（油圧ポンプ３５）側に連通する圧力シリンダ室３６と、ピストン３３において形成され、吐出流路３２を介して油タンク３１側と圧力シリンダ室３６とを連通可能な圧力制御孔３７と、ピストン３３の摺動方向と同方向に移動可能に構成され、その移動過程において圧力制御孔３７を開閉可能な制御部材（サーボロッド３８）とを備える。この前後進制御機構３０は例えば図１に示すように、ユニットとして前後進レバー４１の近傍に取り付けられる。
【００２７】
以下、前後進制御機構３０の具体的な一形態について説明する。図３においてピストン３３は、その摺動方向の中央部においてシリンダ３９の内壁部に摺接する大径部３３ａと、この大径部３３ａを挟んで一方側及び他方側に形成され、それぞれ大径部３３ａよりも小径の第１小径部３３ｂ及び第２小径部３３ｃと、を有した形状からなり、軸心部においては摺動方向に沿って貫通孔が形成されている。この貫通孔が前記した吐出流路３２を構成する。
【００２８】
第１小径部３３ｂ及び第２小径部３３ｃは、シリンダ３９の対向し合う壁部３９ａ，３９ｂにそれぞれ形成された挿通孔に挿通して支持されており、これにより、シリンダ３９内において、大径部３３ａを挟んだ一方側においては、シリンダ３９の内壁部と第１小径部３３ｂとの間で環状空間として制御シリンダ室３４が形成され、大径部３３ａを挟んだ他方側においては、シリンダ３９の内壁部と第２小径部３３ｃとの間で環状空間として圧力シリンダ室３６が形成される。
【００２９】
圧力シリンダ室３６に形成されたポートＰは流路Ｔ１を介して油圧ポンプ３５に連通し、制御シリンダ室３４に形成されたポートＶは流路Ｔ３を介して前後進切換用シリンダ２５のポート２５ｂと連通する。油圧ポンプ３５は図２に示すように、第１起振軸９を介し原動機４からの駆動力により作動する。第１小径部３３ｂの先端側は、ポートＴを介して油タンク３１に連通した油タンク側油室４０に位置する。前記流路Ｔ１と、油タンク３１とポートＴとを連通する流路Ｔ２との間にはリリーフ弁５１が介設される。
【００３０】
圧力制御孔３７は、第２小径部３３ｃの筒壁部において圧力シリンダ室３６と吐出流路３２とを連通するように形成され、本実施形態では、第２小径部３３ｃの筒壁部に周回状に複数の圧力制御孔３７を形成している（図３では周方向に９０度間隔で４つの圧力制御孔３７を形成した場合を示しており、図ではその内の３つの圧力制御孔３７が示されている）。各圧力制御孔３７は真円径の孔として形成されているが、周方向や軸方向に長手となる長孔等として形成することも可能である。
【００３１】
ピストン３３の吐出流路３２には、第２小径部３３ｃ側の開口部からサーボロッド３８の一端側（先端部３８ｂ側）が挿通される。サーボロッド３８の直線運動は前後進レバー４１（図１も参照）の回動操作により与えられる。前後進レバー４１側とサーボロッド３８側とを連結し、前後進レバー４１の回転運動をサーボロッド３８の直線運動に変換する連結機構部４２について図８も参照して説明すると、連結機構部４２は長孔４３と、長孔４３内に長手方向に移動可能に係合される軸部４４とを備えた構成からなる。
【００３２】
サーボロッド３８の軸方向と直交する面方向に沿って延設され、前後進レバー４１の回動操作によって回転するコントロールシャフト４５の周面上には、一対の支持板４６がコントロールシャフト４５の軸方向に離間して固設されている。支持板４６，４６間には、コントロールシャフト４５の軸方向と平行となるように軸部４４が固設される。一方、サーボロッド３８の他端側には矩形状の連結板部３８ａが形成され、この連結板部３８ａにはサーボロッド３８の軸方向と直交する方向に長手であり、軸部４４が係合する長孔４３が切欠き形成されている。なお、図３では軸部４４と長孔４３との間に軸受４７を介在させている。
【００３３】
以上の構成により、前後進レバー４１の回動操作によりコントロールシャフト４５を回転させると、軸部４４がコントロールシャフト４５の軸心回りに回動し、その際に長孔４３内を移動しつつ軸受４７を介して長孔４３の内壁を押圧することでサーボロッド３８が直線移動する。このように、長孔４３と、この長孔４３に係合する軸部４４とを利用する構成とすれば、簡単な構造で前後進レバー４１の回転運動をサーボロッド３８の直線運動に変換でき、連結機構部４２自体のコンパクト化が図れる。
【００３４】
次いで、前後進制御機構３０の作用について説明する。原動機４（図１）を始動させて第２起振軸１０（図２）の回転により前後進切換用シリンダ２５に機械的反力が生じているとき、先ず図３に示すように、前後進レバー４１が中立位置にある場合について説明すると、ピストン３３は、その圧力制御孔３７がサーボロッド３８の先端部３８ｂにかかって孔が絞られた状態、つまり半閉じの状態となるように位置している。ポートＰを介して油圧ポンプ３５から圧力シリンダ室３６に流入する圧油の一部は、この半閉じ状態の圧力制御孔３７から吐出流路３２，油タンク側油室４０，ポートＴを介し油タンク３１に流れる。この際、圧力制御孔３７が半閉じとなった状態は、圧力制御孔３７において所定の圧油の流れ抵抗が生じている状態であることから、圧力シリンダ室３６はこの圧油の流れ抵抗によりピストン３３に対して所定の油圧力を有する状態となる。
【００３５】
一方、前後進切換用シリンダ２５の油室２５ａや制御シリンダ室３４側に充填された圧油により、制御シリンダ室３４においてはピストン３３に対して圧力シリンダ室３６側と同等の油圧力を有するように設定されており、これによりピストン３３は圧力制御孔３７が半閉じの状態として維持されるように位置する。また、前後進切換用シリンダ２５においては機械的反力と釣り合うかたちでピストン２６の位置が維持される。なお、このときの各偏心錘１４，１７の互いの位相状態を図７（ａ）に示す。この状態は偏心錘１４，１７が上下方向のみの振動力を発生している状態であり、機体の走行速度は零となる。
【００３６】
次に図４に示すように、前後進レバー４１を中立位置から任意の回動角度で前進側に倒した場合について説明すると、図４（ａ）において、前後進レバー４１の回動により連結機構部４２を介してサーボロッド３８が図面の左側に移動し、先端部３８ｂが圧力制御孔３７を閉じる。すると、油タンク３１側への圧油の流出が停止することから、ポートＰからの圧油は圧力シリンダ室３６に充填されてピストン３３に対する油圧力が制御シリンダ室３４側よりも大きくなり、ピストン３３は左側（制御シリンダ室３４側）に移動する。その移動量は、図４（ｂ）に示すように、サーボロッド３８の先端部３８ｂによって圧力制御孔３７が半閉じとなる状態、すなわち、圧力シリンダ室３６側から油タンク３１側への圧油の流れが生じて、前記したように圧力制御孔３７において所定の圧油の流れ抵抗が生ずる位置までの量である。
【００３７】
このように、ピストン３３はサーボロッド３８の移動量に対し同移動量だけ自動的に追従することになる。このときのサーボロッド３８（ピストン３３）の移動量をｘ₁とし、シリンダ３９の内径をｄ₁、ピストン３３の第１小径部３３ｂの外径をｄ₂とすると、制御シリンダ室３４の減少容積ｖ₁は次式で示される。
ｖ₁＝π/4・（ｄ₁ ²−ｄ₂ ²）・ｘ₁
この減少容積ｖ₁はすなわち前後進切換用シリンダ２５側への圧油の流入容積であり、これによりピストン２６は機械的反力と釣り合う位置まで移動し、その位置が維持される。したがって、作業者が前後進レバー４１を離してもこの状態は維持される。なお、このときの各偏心錘１４，１７の互いの位相状態を図７（ｂ）に示す。
【００３８】
次に図５に示すように、前後進レバー４１を中立位置から任意の回動角度で後進側に倒した場合について説明すると、図５（ａ）において、前後進レバー４１の回動により連結機構部４２を介してサーボロッド３８が図面の右側に移動すると、圧力制御孔３７は全開の状態となる。すると、ポートＰより圧力シリンダ室３６に供給される圧油はその流れ抵抗が小さい状態として、圧力制御孔３７から油タンク３１側へ流出することとなり、圧力シリンダ室３６におけるピストン３３に対する油圧力が低下する。一方、制御シリンダ室３４側へは機械的反力により油圧がかかっていることから、ピストン３３は右側（圧力シリンダ室３６側）に移動することとなる。その移動量は、図５（ｂ）に示すように、サーボロッド３８の先端部３８ｂによって圧力制御孔３７が半閉じとなる状態、すなわち、圧力シリンダ室３６側から油タンク３１側への圧油の流れが生じて、前記したように圧力制御孔３７において所定の圧油の流れ抵抗が生ずる位置までの量である。
【００３９】
このときのサーボロッド３８（ピストン３３）の移動量をｘ₂とすると、制御シリンダ室３４の増加容積ｖ₂は次式で示される。
ｖ₂＝π/4・（ｄ₁ ²−ｄ₂ ²）・ｘ₂
この増加容積ｖ₂はすなわち前後進切換用シリンダ２５からの圧油の流出容積であり、これによりピストン２６は機械的反力と釣り合う位置まで移動し、その位置が維持される。勿論、作業者が前後進レバー４１を離してもこの状態は維持される。なお、このときの各偏心錘１４，１７の互いの位相状態を図７（ｃ）に示す。
【００４０】
以上に説明した前後進制御機構３０を備えた前後進プレートコンパクタ１によれば、
▲１▼偏心錘の相互の位相を連続的に可変でき、任意の走行速度が得られる。
▲２▼油圧を利用した機構であるため、前後進レバー４１の回動操作に要する力が少なくて済む。
▲３▼作業中、中立位置や前進側或いは後進側の任意の回動位置で前後進レバー４１を離しても前後進レバー４１はその位置を保ち続け、機体の走行速度が維持されるので、前後進レバー４１の操作性が向上する。
などの効果に加え、以下に示すような効果が奏される。
【００４１】
▲４▼前後進制御機構部において、動力損失が小さく、熱の発生が少ない油圧回路となる。すなわち、既述した従来技術（特開平１１−３２３８１７号公報）にあっては、回路内の圧油が常にリリーフ弁の設定圧力値で循環することから、動力損失が大きく、圧油が高熱になりやすいという問題があったのに対し、本発明によれば、回路内の圧油は、前後進切換用シリンダ２５に作用する機械的反力に等しくなるだけの油圧で循環するため、動力損失が小さくなり、圧油の熱の発生も抑えられる。したがって、油の劣化やそれに伴うシール部材の破損や油漏れのおそれ等が防止され、信頼性の高い前後進プレートコンパクタとなる。
【００４２】
▲５▼前後進制御機構部において、部品点数が少なく簡単な構造となり、さらに小型化が可能となる。すなわち、前記従来技術にあっては、制御部材である操作ロッドとピストンとの間に、スプールと一対のスプリングを要する構造であり、且つこれらの部品を直列に配する構造であるため、機構部全体が大型化するという問題があったのに対し、本発明によれば、制御部材（サーボロッド３８）と圧力制御孔３７を形成したピストン３３だけで構成できるため、部品点数が少なく簡単な構造が実現され、メンテナンス性に優れるとともに、機構部の小型化、特にピストン３３の移動方向に関する寸法の縮小化が図れる。
【００４３】
▲６▼制御精度の優れた前後進制御機構となる。すなわち、前記従来技術にあっては、ばね定数等の誤差要因を含むスプリングが一対として介在する構造であるのに対し、本発明によれば、制御部材（サーボロッド３８）の移動量がダイレクトに前後進切換用シリンダ２５側に反映される構造となるため、前後進レバー４１の回動角度に対する偏心錘１７の位相角度の位置決め精度が向上する。
【００４４】
次いで、本実施形態における前後進制御機構３０は、図６（ａ）に示すように制御シリンダ室３４の容積が最小となる位置までピストン３３が達したときに、圧力制御孔３７が閉じられた状態として維持される構成となっている。前後進レバー４１を最大前進位置いっぱいまで回動させたとき、サーボロッド３８の先端部３８ｂはそのストローク最左端に位置し、その移動過程において圧力制御孔３７を閉じることから、前記した作用によりピストン３３も左側に自動的に追従移動する。そして、ピストン３３がそのストローク最左端であるシリンダ３９の壁部３９ｂに当接する位置に達したときであっても、圧力制御孔３７がサーボロッド３８によって全閉となるように構成されている。場合によっては、全閉ではなく、前記した圧力制御孔３７における所定の圧油の流れ抵抗よりも大きい流れ抵抗が生ずるように微小な開口面積を有する程度に閉じる構成としても良い。
【００４５】
圧力制御孔３７が閉じられ続けることで圧力シリンダ室３６と流路Ｔ１の油圧は上昇し、やがてリリーフ弁５１の設定低圧力値に達した時点で、圧油はリリーフ弁５１を通って循環することとなる。なお、ピストン３３がストローク最左端に位置した状態であっても、制御シリンダ室３４を介してポートＶと後記するポートＳとを連通可能とするようにピストン３３の大径部３３ａには、若干小径となる段差部３３ｄが形成されている。また、図７（ｄ）は前後進レバー４１を最大前進位置いっぱいまで回動させたときの各偏心錘１４，１７の互いの位相状態を示している。
【００４６】
以上の構成によれば、前後進切換用シリンダ２５側におけるピストン２６の一端側のストローク限界位置の位置決めを簡易な構造にて確実に行えるという効果が奏される。
【００４７】
ここで、前後進切換用シリンダ２５の油室２５ａ，制御シリンダ室３４，流路Ｔ３からなる閉回路において油漏れ等により圧油が満たされていないときには、ピストン３３が最左端に位置した場合であっても、前後進切換用シリンダ２５側におけるピストン２６の正確な位置決めが行えないおそれがある。そこで、本実施形態では、ピストン３３が最左端に位置したとき、つまり制御シリンダ室３４の容積が最小となる位置にピストン３３が達したときに、前後進切換用シリンダ２５側に圧油を補充供給し得る圧油補充手段を設けた構成としてあり、具体的には、流路Ｔ１と、制御シリンダ室３４に形成したポートＳとの間にチェック弁５２を設けた構成としている。
【００４８】
例えば、仮にリリーフ弁５１の設定圧力値を２．８ＭＰａとし、圧油を順方向にチェック弁５２より流すために要する差圧（クラッキング圧力）を０．５ＭＰａとすると、ピストン３３が最左端に位置して流路Ｔ１の油圧力が２．８ＭＰａに達したとき、油室２５ａの油圧力が２．３ＭＰａ以下であるとき、チェック弁５２が開いて圧油をポートＳから制御シリンダ室３４を介して油室２５ａに補充する。このときのピストン２６に作用する機械的反力は、ピストン２６に対する油室２５ａ側の油圧力２．３ＭＰａよりも低い値（例えば１．５ＭＰａ）として設定されており、コイルばね２８（図２）の設定により行われる。
【００４９】
以上のような圧油補充手段を設ければ、制御シリンダ室３４内及び前後進切換用シリンダ２５の油室２５ａ内の圧油が油漏れにより減少した場合であっても、前後進切換用シリンダ２５におけるピストン２６の一端側のストローク限界位置において圧油の補充が行われるので、前後進レバー４１の回動角度に対する偏心錘１４，１７の位相制御が確実なものとなる。また、流路Ｔ１と制御シリンダ室３４との間にチェック弁５２を設ける構成とすることで、簡単な構造の圧油補充手段となる。
【００５０】
次いで、本実施形態における前後進制御機構３０は、図６（ｂ）に示すように制御シリンダ室３４の容積が最大となる位置までピストン３３が達したときに、圧力制御孔３７が開いた状態として維持される構成となっている。前後進レバー４１を最大後進位置いっぱいまで回動させたとき、サーボロッド３８の先端部３８ｂはそのストローク最右端に位置し、その移動過程において圧力制御孔３７を開くことから、前記した作用によりピストン３３も右側に自動的に追従移動する。そして、ピストン３３がそのストローク最右端であるシリンダ３９の壁部３９ａ側に当接する位置に達したときであっても、圧力制御孔３７がサーボロッド３８の先端部３８ｂにかかることなく全開状態となるように構成されている。場合によっては、全開ではなく、前記した圧力制御孔３７における所定の圧油の流れ抵抗よりも小さい流れ抵抗が生ずる開口面積を有する程度に開いた構成としても良い。
【００５１】
また、ピストン３３が壁部３９ａ側に当接した際であっても、圧力制御孔３７がポートＰと連通可能となるように、壁部３９ａにはピストン３３に当接するストッパ部５３が局所的に単数、或いは複数設けられている。したがって、図６（ｂ）から判るように、ピストン３３は壁部３９ａに直接当接せずに、このストッパ部５３に当接し、その際、圧力制御孔３７は圧力シリンダ室３６に臨むようになっている。
【００５２】
以上により、圧力制御孔３７が開き続けることで、ポートＰから供給される圧油は小さな流れ抵抗で油タンク３１側に流出し続けることになり、一方、制御シリンダ室３４側は、前後進切換用シリンダ２５に作用している機械的反力により油圧がかかっているため、ピストン３３は壁部３９側に押し付けられた状態が維持されることになる。なお、図７（ｅ）に前後進レバー４１を最大後進位置いっぱいまで回動させたときの各偏心錘１４，１７の互いの位相状態を示す。
【００５３】
以上の構成によれば、前後進切換用シリンダ２５側におけるピストン２６の他端側のストローク限界位置の位置決めを簡易な構造にて確実に行えるという効果が奏される。
【００５４】
ここで、ピストン３３が最右端に位置したとき、つまり制御シリンダ室３４の容積が最大となる位置にピストン３３が達したときに、前後進切換用シリンダ２５側から圧油を逃がす圧油逃がし手段を設ける構成とすれば、前後進切換用シリンダ２５のピストン２６は機械的反力のみを受けることになり、他端側のストローク限界位置まで確実に達することとなる。
【００５５】
圧油逃がし手段として本実施形態では、ピストン３３において、制御シリンダ室３４と油タンク３１側とを連通可能とするタンク連通孔５４を設けている。このタンク連通孔５４は、図６（ｂ）に示すように、ピストン３３が最右端に位置したときに、吐出流路３２及び油タンク側油室４０を介して制御シリンダ室３４と油タンク３１側とを連通するように、第１小径部３３ｂの所定位置に形成されるものである。これにより、前後進切換用シリンダ２５の油室２５ａ内の圧油は完全に制御シリンダ室３４側へ流れ、ピストン２６が他端側のストローク限界位置まで確実に達することとなる。このように、圧油逃がし手段をタンク連通孔５４から構成することで簡易な構造にて圧油を油タンク側に逃がすことができる。孔の形状は真円形であっても良いし、長孔等であっても良い。また孔の個数も任意に設定できる。
【００５６】
以上、本発明に係る前後進プレートコンパクタについてその好適な実施形態を説明したが、前後進制御機構の構成部材の形状やそれらの配置構造などについては、図面に記載したものに限られることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で設計変更が可能である。また、位相可変機構や連結機構部も特に上述した機構に限られることなく、本発明は実施可能となるものである。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、前後進切換用シリンダを油圧で制御する前後進制御機構部において、動力損失が小さく、熱の発生が少ない油圧回路となるため、油の劣化やそれに伴うシール部材の破損や油漏れのおそれ等が防止され、信頼性の高い前後進プレートコンパクタとなる。また、前後進制御機構部において、部品点数が少なく簡単な構造が実現されるため、メンテナンス性に優れるとともに、機構部の小型化及び軽量化が図れる。さらに、従来のような、ばね定数等の誤差要因を含むスプリングが一対として介在する構造に対し、本発明は、制御部材の移動量がダイレクトに前後進切換用シリンダ側に反映される構造となるため、前後進レバーの回動角度に対する偏心錘の位相角度の位置決め精度が向上し、制御精度の優れた前後進制御機構となる。また、制御回路内の圧油が減少しても前後進レバーを一方の側に倒したときに圧油の補充が自動的に行われるため、前後進レバーの回動角度に対する偏心錘の位相角度の位置決め精度がより向上し、制御精度の優れた前後進制御機構となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る前後進プレートコンパクタの側面説明図（一部は仮想線にて示す）である。
【図２】起振機の平断面説明図である。
【図３】前後進制御機構の構造を示す説明図である。
【図４】前後進レバーを中立位置から任意の回動角度で一方側（前進側）に倒した場合の前後進制御機構の作用説明図である。
【図５】前後進レバーを中立位置から任意の回動角度で他方側（後進側）に倒した場合の前後進制御機構の作用説明図である。
【図６】（ａ），（ｂ）はそれぞれ前後進レバーを最大前進位置、最大後進位置まで回動させたときの前後進制御機構の作用説明図である。
【図７】偏心錘の互いの位相状態を示す説明図である。
【図８】連結機構部の外観斜視図（一部破断）である。
【図９】前後進切換用シリンダの制御機構に関する従来技術を示す説明図である。
【図１０】前後進切換用シリンダの制御機構に関する他の従来技術を示す油圧回路説明図である。
【符号の説明】
１前後進プレートコンパクタ
９第１起振軸（他方の起振軸）
１０第２起振軸（一方の起振軸）
１４偏心錘（他方の起振軸側の偏心錘）
１７偏心錘（一方の起振軸側の偏心錘）
１８位相可変機構
２５前後進切換用シリンダ
３０前後進制御機構
３１油タンク
３２吐出流路
３３ピストン
３４制御シリンダ室
３５油圧ポンプ（圧油の供給源）
３６圧力シリンダ室
３７圧力制御孔
３８サーボロッド（制御部材）
４１前後進レバー
５１リリーフ弁
５２チェック弁
５４タンク連通孔

Claims

一対の起振軸と、一方の起振軸に設けられ、他方の起振軸の偏心錘に対する位相が可変となる偏心錘と、前記一方の起振軸に設けられた偏心錘の位相を制御し、且つ、前記一方の起振軸の回転によって生ずる機械的反力が作用する油圧式の前後進切換用シリンダと、を備え、各偏心錘の相互の位相を変えることにより機体を前進又は後進させる前後進プレートコンパクタにおいて、
油タンクに接続した油タンク側油室に連通する吐出流路を内部に形成したピストンと、
前記ピストンを挟んで一方側に形成され、前記前後進切換用シリンダに連通する制御シリンダ室と、
前記ピストンを挟んで他方側に形成され、圧油の供給源に連通する圧力シリンダ室と、
前記ピストンにおいて形成され、前記吐出流路と前記圧力シリンダ室とを連通可能な圧力制御孔と、
前記ピストンの摺動方向と同方向に移動可能に構成され、その移動過程において前記圧力制御孔を開閉可能な制御部材と、
を備える前後進制御機構を有し、
前記制御部材を移動させて前記圧力制御孔を開いたとき或いは閉じたときに、前記圧力制御孔において所定の圧油の流れ抵抗が生ずる位置まで、前記ピストンを前記制御部材の移動に対して自動的に追従させる構成とし、当該ピストンの追従移動に伴う前記制御シリンダ室の容積の変化量により前記前後進切換用シリンダを制御する構成としたことを特徴とする前後進プレートコンパクタ。
前記制御シリンダ室の容積が最小となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記圧力制御孔が閉じられた状態として維持される構成としたことを特徴とする請求項１に記載の前後進プレートコンパクタ。
前記制御シリンダ室の容積が最小となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記前後進切換用シリンダに圧油を補充供給し得る圧油補充手段を設けたことを特徴とする請求項２に記載の前後進プレートコンパクタ。
前記圧油補充手段は、前記圧油の供給源と前記圧力シリンダ室とを連通する流路と、前記制御シリンダ室との間に介在するチェック弁を備えた構成からなる請求項３に記載の前後進プレートコンパクタ。
前記制御シリンダ室の容積が最大となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記圧力制御孔が開いた状態として維持される構成としたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の前後進プレートコンパクタ。
前記制御シリンダ室の容積が最大となる位置まで前記ピストンが達したときに、前記前後進切換用シリンダから圧油を逃がす圧油逃がし手段を設けたことを特徴とする請求項５に記載の前後進プレートコンパクタ。
前記圧油逃がし手段は、前記ピストンに形成され、前記制御シリンダ室と前記油タンク側油室とを連通可能とするタンク連通孔を備えた構成からなる請求項６に記載の前後進プレートコンパクタ。