JP4414610B2 - 振動締固め機の前後進切換装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、起振装置における一対の偏心振子のうち、一方の偏心振子の他方の偏心振子に対する回転の位相を変化させて、その合成ベクトルにより機体を前後進させる振動締固め機における前後進切換装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、起振装置における一対の偏心振子のうち、一方の偏心振子の他方の偏心振子に対する回転の位相を変化させて、その合成ベクトルにより機体に前後進を与えるこの種の振動締固め機の前後進切換機構としては、前後進レバーの回動をリンクやケーブルを介して機械的手段により偏心振子の回転切換機構に伝えるものと、前後進レバーの回動により油圧動力を発生させて、この油圧動力手段により偏心振子の回転切換機構に伝えるものが知られており、油圧動力手段を利用するものとして、例えば、特公昭61−48997号,特開昭63−60306号,特公平5−17323号,特開平6−33413号,特開平7―286306号などがある。
【0003】
上記の振動締固め機の前後進切換機構に油圧動力を利用するものは、起振装置における偏心振子の位相を変える前後進切換え軸の油圧シリンダと、機体のハンドルなどに設けた前後進レバーを有する前後進切換ハンドポンプとの間を油圧ホースにより接続し、前後進レバーの操作により前後進切換ハンドポンプ内のピストンを移動することで起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダに圧油力を伝える。
【0004】
また、上記の前後進切換機構に油圧動力を利用するもののうち、機体重量が300kg以上の比較的大型の振動締固め機においては、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力が大きく、機体ハンドルなどに設けた前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で回動しようとしても、その機械的戻し力に対抗できないことになるので、前記特公昭61−48997号,特開昭63−60306号,特開平7―286306号に示されるように、起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダと機体ハンドル上の前後進切換ハンドポンプとの間に油圧ポンプを介して油圧タンクから補助的圧力を供給できるサーボ機構を設けるようになっている。
【0005】
一方、上記の前後進切換機構に油圧動力を利用するもののうち、機体重量が300kg以下の汎用の振動締固め機では、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力がさほど大きくなく、この機械的戻し力に対して機体ハンドルなどに設けた前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で楽に回動することができるので、起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダと機体ハンドル上の前後進切換ハンドポンプとの間に油圧補助サーボ機構を設ける必要はなく、機体ハンドル上に設ける前後進切換ハンドポンプとして、軽い操作力で切換えが行えるような前後進切換ハンドポンプが特開2000−17607号により知られている。
【0006】
【発明が解決すべき課題】
機体重量が300kg以下の軽量な振動締固め機では、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力がさほど大きくないので、特開2000−17607号のような切換ハンドポンプにより、前記の機械的戻し力に対向して前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で容易に回動できるという利点を有する。この場合、特開2000−17607号の切換ハンドポンプでは、機体を後進から前進へ切換えるときには、レバー回動軸のカムがポンプボデー内のピストンと離れていて、このピストンが、前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力によって、既に前進側へ回転しているカムの方向へ追従していくため、機械的戻し力によって偏心振子の前進方向への位相が無理なく徐々に行われ、機体は支障なく前進する。
【0007】
一方、上記の切換ハンドポンプでは、機体を前進から後進へ切換えるときには、レバー回動軸のカムの回転力でピストンを前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力と対向する方向へ押し出すので、力のある作業員がレバーを前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の方向へ押し込むと、切換ハンドポンプボデー内のピストンが急激に押し出されて、偏心振子の後進方向への位相が急速に行われることになる。その結果、図6に示すように、機体は前進から急速に後進しようとして、輾圧板Aの後端Bを支点にして輾圧板Aの前端Cが浮き上がるように傾いてその姿勢のままで後進することになり、折角今まで前進で輾圧してきた路面Dを、輾圧板Aの後端Bで蹴り上げて掘ってしまうような動きを生じ、適切な輾圧作用を阻害するという問題を生ずることになる。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のこの種の軽量型振動締固め機における上記のような問題点を解消するために、起振装置における前後進切換え軸に改良を施したものであり、作業員が前後進レバーを前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込むことで、切換ハンドポンプボデー内の圧油が油圧シリンダ内に対して機械的戻し力に抵抗する方向へ急激に押し込まれても、起振装置の従動軸内に設けた前後進切換え軸内のスプリングが前記押し出し力の一部を吸収して、直ちに従動軸偏心振子の後進方向への位相が急速に行われず、機械的戻し力に徐々に抵抗しつつ偏心振子の後進方向への位相を無理なく行い、機体が円滑に後進へ移行できるようにした前後進切換装置の提供を目的とするものである。
【0009】
請求項1の発明はそのための具体的手段として、起振装置の前後進切換え軸に設けられる前後進切換え装置であって、駆動軸偏心振子に対して位相を変化させる偏心振子を備えた筒形の従動軸と、この従動軸と同軸線上の起振体ケース一端に突設させた油圧シリンダと、前記従動軸及び油圧シリンダ内に挿着された前後進切換え軸とからなっており、前記前後進切換え軸が、前記油圧シリンダ内に挿通されたピストンと、従動軸の軸方向に沿って設けた長孔を通して、軸方向と直交する向きに突設したピンの両端を、従動軸の外周に嵌合された従動ギアのボス内壁の螺旋溝へ係合した従動軸内の基軸部と、前記基軸部とピストンとの間の従動軸内に配置されたスプリングとから構成されていることを特徴とする。
【0010】
前後進切換え軸の構成としては、従動ギアのボス内壁における螺旋溝の回転により前後進切換え軸に発生する機械的戻し力によって、前後進切換え軸のピストンが、油圧シリンダ内の最も外側方向位置へ押し出されときでも、前記ピストンの背面に延出するピストンロッド一端のフランジ形端部が筒形従動軸の一端内部に位置していて、前後進切換え軸の基軸部とピストン背面の前記フランジ形端部との間に配置されたスプリングが常に従動軸内で圧縮と伸長を行えるように構成することが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明に係る前後進切換装置の構成を図面に示す実施例について説明すると、この前後進切換装置は、図1及び図2に示すように、振動締固め機1の輾圧板2上に設けられた起振装置3の前後進切換え軸4と、前記振動締固め機1における操作ハンドル5の上部に設けられた前後進切換ハンドポンプ6とから構成されており、図1に示すように、起振装置3を収納する起振体ケース3aにおける前後進切換え軸4と同軸上の一端に設けられた油圧シリンダ7と、前後進切換ハンドポンプ6との間が油圧ホース8を介して接続されている。
【0012】
前記起振装置3は、図2のエンジン9からプーリ10を介して回転を伝えられる駆動軸11と、この駆動軸11と平行に配置された従動軸12とを有し、駆動軸11には偏心振子13が固定されると共に、従動軸12には同様の偏心振子14が前記駆動軸偏心振子13に対して位相を変化させることができるように軸装されている。
【0013】
従動軸12の中央部分には、該軸12とは回転可能であり、かつ軸方向には移動不能なるように軸装された従動ギア16を備え、この従動ギア16が駆動軸8の中央部に固定された駆動ギア15から回転を伝えられる。また、前記従動ギア16には、ボス17の内壁に該ボス17の軸線に対して傾斜した螺旋溝18が設けられている。
【0014】
一方、前記従動軸12は筒形になっていて、前記従動ギア16の位置する部分には、相対向する軸壁に夫々軸方向に沿った長孔19が開設されていると共に、該従動軸12内には、前記前後進切換え軸4が回転可能でかつ軸方向に移動可能なるように挿通されている。
【0015】
この前後進切換え軸4は、従動軸12の内周面と摺動する太さの基軸部20と、起振体ケース3aの一端に突出する油圧シリンダ7内に摺動自在に挿通されたピストン21と、前記基軸部20とピストン21との間に配置されたスプリング22とから構成されている。
【0016】
前記ピストン21の背面には、ベアリング21bを介して後端に前記基軸部20と同径のフランジ形端部23を有するピストンロッド21aが回転可能なるように延出していて、前後進切換え軸4に生ずる機械的戻し力によって、図1に示すように、前記ピストン21が油圧シリンダ7内における最も外側方向(右側)の位置まで押し出された場合でも、後方のフランジ形端部23が筒形従動軸12の一端内部に位置していて、前後進切換え軸4の基軸部20とピストンロッド21aの前記フランジ形端部23との間に配置された前記スプリング22が常に従動軸12内で圧縮と伸長を繰り返すことができるように構成されている。
【0017】
前記前後進切換え軸4の基軸部20には、該切換え軸4の軸線方向と直交するようにピン24が埋め込まれており、このピン24の両端が従動軸12の長孔19を貫通して前記従動軸12の内壁における螺旋溝18内に係合している。
【0018】
前後進切換え軸4の一端のピストン21が挿着された油圧シリンダ7内に、外部からの油圧力が全く作用しない状態においては、従動ギア16に駆動ギア15からの回転を伝えられると、前後進切換え軸4は、ピン24の両端が従動軸12の長孔19を貫通して前記従動ギア16の内壁における螺旋溝18内に係合していることにより、螺旋溝18のリード角、リード角方向及び従動ギア16の回転方向に伴って、図1の右側方向へ押される機械的戻し力を与えられる。そして、前後進切換え軸4が図面上最も右側へ移動した状態が、従動軸12の偏心振子14を駆動軸11の偏心振子13に対して、前後進いずれか、例えば前進の最速で走行する位相位置へ回転したことになる。
【0019】
一方、前後進切換え軸4の一端のピストン21が挿着された油圧シリンダ7は、外部に設けた前記前後進切換ハンドポンプ6の先端接続口25とホース8を介して接続されている。この前後進切換ハンドポンプ6は、前記従動軸12内の前後進切換え軸4が従動ギア16の螺旋溝18により右側方向への機械的戻し力を受けることにより、前記油圧シリンダ7内からホース8を介して機械的戻し力が伝えられたり、また、機械的戻し力に打ち勝って、前後進切換え軸4を図5cのように、反対の左側(後進)方向へ押し戻すための機能を有する。
【0020】
前記前後進切換ハンドポンプ6は、図3に示すように、例えば、特開2000−17607号に開示されているようなものを使用することができる。このハンドポンプ6は、機体の操作ハンドル5の上端に装着されるポンプボデー26内に設けられており、このボデー26の先端(図3の左側)に設けられたシリンダ27と、このシリンダ27内に挿着されたピストン28と、ポンプボデー26の他端(図3の右側)に設けられた油室29と、この油室29内に軸着された前後進レバー30と、該前後進レバー30の回動軸31に前記ピストン28から突出したロッド32と接触するローラ34を有するカム33とを備え、前記ピストン28の先端に設けられた接続口25が起振装置3の前記油圧シリンダ7とホース8を介して導通している。
【0021】
前後進レバー30は、ボデー26の他端の油室29内にシリンダ27の軸方向と直交する向きに軸着された回動軸31の両端に設けられていて、図3に実線で示す前進位置と鎖線で示す後進位置との間を回動するようになっている。回動軸31に設けられた前記カム33とピストン28との関係は、図3に実線で示すように、前後進レバー30を前進方向へ回動すると、カム33が右側へ回転して、ピストン28が前記起振装置3の前後進切換え軸4方向からの機械的戻し力を受けて右側へ突出する形となり、レバー30を鎖線のように後進方向へ回動すると、カム33が左側へ回転してピストン28を起振装置3の前後進切換え軸4方向からの機械的戻し力に対向して左側へ押し込むような関係に構成されている。
【0022】
前記ピストン28は、シリンダ27内の前記接続口25側に配置したスプリング35によりレバー回動軸31が設けられた油室29の方向へ押されるように設けられている。また、このピストン28は前記接続口25側の端部(図3の左側)に中空部36が設けられていると共に、この中空部36のレバー回動軸31側に中空部36より内径の小さい孔37が設けられていて、この孔37内に前記ロッド32が軸端32aをレバー回動軸31側に突出するように挿通されている。さらに、図3に示すように、該ピストン28内における孔37の外側には、ピストン28のレバー回動軸31側と前記中空部36内とを連通する圧油流路38が孔37と平行に設けられている。
【0023】
前記ロッド32は、接続口25側の端部にボール39を備えていると共に、該ボール39よりレバー回動軸31側に寄った外周面にフランジ40が設けられていて、このフランジ40が中空部36と孔37との境目の段部41に係合することでロッド32がレバー回動軸31側方向へ移動しないようになっている。
【0024】
前記ボール39を備えたロッド32の接続口25側端部には、ピストン中空部36の接続口25側端部を閉じる流路42を有する弁座43が設けられていて、この弁座43の内側とロッド32の前記フランジ40との間に前記スプリング35よりも弱いスプリング44が介装され、このスプリング44によりロッド32がレバー回動軸31側方向へ押されることで前記ボール39が弁座流路42と離れ、図3の左側の接続口25側と右側の油室29側との間に圧油の流路が形成されるようになっている。
【0025】
前にも述べたように、図3は、前後進レバー30を前進の位置へ回動した状態であり、この状態ではカム33が図面の右側へ回動することで、ピストン28が左側のスプリング35の押圧力と前記起振装置3の前後進切換え軸4方向からの機械的戻し力による圧油を受けてシリンダ27内の右側へ移動し、機体は前進最速の状態で走行する。この前進最速の位置では、ロッド32がスプリング44のバネ圧によって右側へ押されることで弁座流路42が開くので、シリンダ27内の圧油は流路38を通して油室29の方向へ流れる。なお、この状態において、起振装置3の前後進切換え軸4は、図1及び図5aのように、従動軸12及び油圧シリンダ7内の右側に移動している。
【0026】
一方、前後進切換えハンドポンプ6の前後進レバー30を、図4のように後進位置の方向へ回動すると、ハンドポンプ6のシリンダ27内における圧油がホース8を通して起振装置3の油圧シリンダ7の方向へ流れ、該油圧シリンダ7内のピストン21が図5bのように左側の従動軸12の方向へ押し込まれることになる。
【0027】
図5bに示すように、油圧シリンダ7内のピストン21が、前後進切換えハンドポンプ6の方向からの圧油によって左側方向へ押し込まれると、前後進切換え軸4はピストン21と基軸部20との間にスプリング22が介在しているので、ピストン21の押し込み力が基軸部20に対して直接そのまま伝わらずに、一部を中間のスプリング22が吸収し、基軸部20をピストン21の移動量よりも短いい距離、つまり、従動ギアボス17内における螺旋溝18の中間部分まで移動させる。
【0028】
図5bのように、基軸部20が従動ギアボス17内の螺旋溝18の中間部分に位置しているということは、未だ機体が後進を開始しておらず、いわば前後進の間の中立状態の位置へ移動されたことになる。一方、この状態において、油圧シリンダ7内には、前後進切換えハンドポンプ6の方向からの圧油の押し込み力が持続されているので、今度は図5cに示すように、ピストン21をアンカーとして圧縮されたスプリング22のバネ力が基軸部20を螺旋溝18の左側方向へ押し込むことになり、これによって機体が後進することになる。
【0029】
【発明の効果】
本発明の前後進切換装置では、起振装置3における従動軸12と、これと同軸上の油圧シリンダ7内に設けられる前後進切換え軸4を、ピストン21と、基軸部20と、その間に介装されたスプリング22とにより構成したので、作業員がレバー30を前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込んでも、ピストン21が直接基軸部20を従動ギアボス17内の螺旋溝18の左側位置まで移動して、直ちに後進へ切り換えるのではなく、油圧シリンダ7内でピストン21がスプリング22を圧縮して、ピストン21からの衝撃力を吸収し、しかるのちにスプリングの反撥力によって基軸部20を従動ギアボス17内の螺旋溝18の左側位置まで移動して後進が開始される。
【0030】
従って、機体重量が300kg以下の軽量型の輾圧機のように、起振装置における機械的戻し力が小さいため、作業員がレバー30を機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込んでしまうような操作をした場合でも、本発明の前後進切換え装置によれば、前後進切換え軸4のスプリング22がまずその衝撃力を吸収して、次に、スプリング22の反撥力で基軸部20を後進方向へ移動させるという動きを経ることになり、機械的戻し力に徐々に抵抗しつつ偏心振子の後進方向への位相を無理なく行って、機体を円滑に後進へ移行することができる。その結果、本発明の装置によれば、従来のこの種の輾圧機に発生していたような、レバーを一気に後進の位置へ押し込むように操作した場合に、偏心振子が前進から急速に後進へ移り変わることで機体が後方へ傾斜して、輾圧板が路盤を蹴りあげるというような不具合を確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る前後進切換え軸を備えた起振装置の内部構造を示す平面図。
【図2】本発明の起振装置を備えた振動締固め機の側面図。
【図3】前後進切換えハンドポンプの前進操作時における側面図。
【図4】同じく前後進切換えハンドポンプの後進操作時における側面図。
【図5】本発明に係る前後進切換え軸の前進から後進への移動状態を示す部分平面図であって、aは前進最速時、bは中立、cは後進最速時の状態を示す。
【図6】従来における振動締固め機の後進切換え時に生ずる現象を示す側面図。
【符号の説明】
1:振動締固め機
2:輾圧板
3:起振装置
3a:起振体ケース
4:前後進切換え軸
5:操作ハンドル
6:前後進切換えハンドポンプ
7:油圧シリンダ
8:油圧ホース
9:エンジン
10:プーリー
11:駆動軸
12:従動軸
13:駆動軸偏心振子
14:従動軸偏心振子
15:駆動ギア
16:従動ギア
17:ボス
18:螺旋溝
19:長孔
20:基軸部
21:ピストン
22:スプリング
23:フランジ形端部
24:ピン
25:先端接続口
26:ポンプボデー
27:シリンダ
28:ピストン
29:油室
30:前後進レバー
30:ロッド
31:レバー回動軸
32:ロッド
33:カム
34:ローラ
35:スプリング
36:中空部
37:小孔
38:圧油流路
39:ボール
40:フランジ
41:段部
42:流路
43:弁座
44:スプリング
Claims (2)
- 起振装置の前後進切換え軸に設けられる前後進切換え装置であって、駆動軸偏心振子に対して位相を変化させる偏心振子を備えた筒形の従動軸と、この従動軸と同軸線上の起振体ケース一端に突設させた油圧シリンダと、前記従動軸及び油圧シリンダ内に挿着された前後進切換え軸とからなっており、前記前後進切換え軸が、前記油圧シリンダ内に挿通されたピストンと、従動軸の軸方向に沿って設けた長孔を通して、軸方向と直交する向きに突設したピンの両端を、従動軸の外周に嵌合された従動ギアのボス内壁の螺旋溝へ係合した従動軸内の基軸部と、前記基軸部とピストンとの間の従動軸内に配置されたスプリングとから構成されている振動締固め機の前後進切換装置。
- 前後進切換え軸は、従動ギアのボス内壁における螺旋溝の回転により前後進切換え軸に発生する機械的戻し力によって、前後進切換え軸のピストンが、油圧シリンダ内の最も外側方向位置へ押し出されときでも、前記ピストンの背面に延出するピストンロッド一端のフランジ形端部が筒形従動軸の一端内部に位置していて、前後進切換え軸の基軸部とピストン背面の前記フランジ形端部との間に配置されたスプリングが常に従動軸内で圧縮と伸長を行えるように構成されている請求項1の振動締固め機の前後進切換装置。
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