JP5771175B2 - アスファルトフィニッシャー及びサイドスクリュー装置 - Google Patents

Description

本発明は、舗装用建設機械であるアスファルトフィニッシャー及びそれに取り付けられるサイドスクリュー装置に関する。

アスファルトフィニッシャーは、道路等のアスファルト舗装のためにアスファルト混合材（以下「合材」と称する）を所定の厚さと幅員で敷き均すための舗装用建設機械である。

図６は、従来の一般的な形態のアスファルトフィニッシャー１００を概略的に示した平面図である。矢印はアスファルトフィニッシャー１００の前後方向を示す。アスファルトフィニッシャー１００は、原動機と車輪又はクローラ等の走行手段（図示せず）を備えている。アスファルト舗装の施工を行う際には、前方を進行方向として自走する。アスファルトフィニッシャー１００は、概略的に、前方部のホッパ２１及びコンベア２２と、中央部の運転台２７及び駆動機構（図示せず）と、後方部のスクリード本体２４とから構成されている。アスファルトフィニッシャー１００の主要部の構成は、基本的に左右対称であるので、同じ構成要素については同じ符号で示している。

施工時には、運転台２７上の運転操作席における作業員の操作により駆動機構が駆動される。ダンプカー等からホッパ２１に投下された合材は、コンベア２２により、運転台２７の床面下を後方に移送され（白抜矢印参照）、スクリード本体２４の手前で施工対象面上に投下される。施工対象面上に投下された合材の一部は、左右移送用ねじ羽根２３により左右方向にそれぞれ移送され（白抜矢印参照）、合材が施工対象面の幅員全体に亘るように拡げられる。スクリード本体２４は、中央スクリード２４ａと、アスファルトフィニッシャー１００の車体側壁２６から左右方向にそれぞれ突出したサイドスクリード２４ｂとから構成されている。合材の左右方向への移送は、サイドスクリード２４ｂの左右の各端に設けられたエンドプレート２５により制限される。

合材は、ストレートアスファルトと骨材（砂、砂利、砕石等）とを１６０℃程度で混合したものである。合材敷き均しによる舗装完成体の品質は、敷き均し時の合材の温度、粒度、密度に依存する。敷き均し時の合材の温度、粒度、密度のムラを無くし、均一な敷き均し面を施工することが求められる。
従来のアスファルトフィニッシャーの例として特許文献１、２がある。

特開平９−２１７３１４号公報 ２００４−８４３４５号公報

上記の従来のアスファルトフィニッシャーには、以下のような問題点がある。
図６に示した従来のアスファルトフィニッシャーでは、左右移送用ねじ羽根２３によって移送された合材は、サイドスクリード２４ｂの前面に沿って移動し、エンドプレート２５によってそれ以上の左右方向への移動を阻止される。このため、一定量の余剰合材Ｍが、常にエンドプレート２５とサイドスクリード２４ｂで形成される隅部に留まってしまう。この隅部に留まった余剰合材Ｍは、順次送り込まれるフレッシュな合材によって持ち上げられ、時間経過とともに温度低下を起こし、不良合材となる。

不良合材への対応手段として、作業員が、エンドプレート２５の隅部に滞留した余剰合材Ｍを崩してフレッシュな合材と入れ替えたり、不良合材となったものは除去したりしていた。しかし、人力作業に頼る方法では、合材の温度ムラ、粒度の片寄りは避けられず、これらにより密度ムラを生じていた。この結果、舗装完成体の品質確保が難しかった。

人力作業以外の対応手段として特許文献１、２では、エンドプレートをガスバーナー等で加熱する加熱手段を設けて、温度低下を防止している。しかし、温度を維持できたとしても、合材が隅部に滞留するという問題は解消されておらず、依然として密度ムラを生じることになる。また、加熱手段の設置が必要である。

本発明の目的は、アスファルトフィニッシャーにおいて舗装完成体の良好な品質を確保するために、合材をエンドプレートの隅部に滞留させず施工対象面の幅員全体に亘って均一に敷き拡げることを、人力作業に頼ることなく実現することを目的とする。

上記の目的を達成するべく、本発明は以下の構成を提供する。なお、括弧内の数字は、後述する実施形態の例を示した図面中の符号であり、参考のために付している。

本発明の一態様は、アスファルトフィニッシャー（20）の車体側壁（26）から左右方向に突出するサイドスクリード（24b）の先端位置から前方に延在するエンドプレート（25）に取り付けられるサイドスクリュー装置（1）であって、前記エンドプレート（25）の内面（25a）の近傍にて前後方向に延在しかつ合材を前方に移送するべく回転駆動されるねじ羽根（6a，6b）を備え、前記ねじ羽根（6a，6b）は、前記エンドプレート（25）に取り付けられた支持部材により支持されることにより所定の位置に設置され、かつ、前記支持部材は、前記ねじ羽根（6a，6b）の上下方向の位置を調節する手段を有することを特徴とする。

上記態様において、前記支持部材は、前記ねじ羽根（6a，6b）の前後方向の位置を調節する手段を有することが、好適である。

上記態様において、前記支持部材は、前記エンドプレート（25）の内面（25a）上にて前後方向に延在して該エンドプレート（25）に固定されるレール受け部材（2）と、前記レール受け部材（2）に沿って延在し該レール受け部材（2）に固定されるレール部材（3）と、前記レール部材（3）に上端が固定される懸架部材（4a，4b）と、前記懸架部材（4a，4b）の下端に固定されかつ前記ねじ羽根（6a，6b）の軸であるスクリュー軸（7）を回転自在に支持するスクリュー軸受部材（5a，5b）と、を有することが、好適である。

上記態様において、前記レール受け部材（2）を前記エンドプレート（25）に固定する位置を上下方向に調整可能であることが、好適である。

上記態様において、前記レール部材（3）を前記レール受け部材（2）に固定する位置を前後方向に調整可能であることが、好適である。

本発明の別の態様は、上記サイドスクリュー装置を備えたことを特徴とするアスファルトフィニッシャーである。

本発明に係るサイドスクリュー装置により、アスファルトフィニッシャーのスクリード本体のサイドスクリードに沿って左右方向に移送されエンドプレートに到達した合材が、前後方向に延在するねじ羽根の回転によって、エンドプレートに押し付けられつつ前方に移送される。この結果、エンドプレートの隅部においては、常時フレッシュな合材が供給されることとなり、古い合材が滞留しない。よって、施工対象面の幅員全体に亘って合材を均一に敷き拡げることができる。また、回転するねじ羽根によって合材が攪拌されかつ圧密化されることによっても、温度、粒度及び密度のムラを解消し、合材の均一な敷き均しを実現することができる。本発明により、人力作業に頼ることなく、舗装完成体の良好な品質を確保することが実現される。

図１は、本発明を適用したアスファルトフィニッシャーを概略的に示した平面図である。 図２は、図１に示したサイドスクリュー装置をエンドプレートとともに示した概略側面図である。 図３は、図２に対応する概略平面図である。 図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、図２におけるＸ矢視図、Ｙ矢視図及びＺ矢視図である。 図５は、取り付け工程の概略図である。 図６は、従来の一般的な形態のアスファルトフィニッシャーを概略的に示した平面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を適用したアスファルトフィニッシャー及びそれに取り付けたサイドスクリュー装置の実施形態について説明する。なお、図示したアスファルトフィニッシャー及びサイドスクリュー装置の実施形態は一例であり、本発明の各構成要素の具体的形状及び個数等は、本発明の原理に従う限りにおいて図示の例に限定されるものではない。

図１は、本発明を適用したアスファルトフィニッシャー２０を概略的に示した平面図である。なお、図６に示した一般的なアスファルトフィニッシャー１００と共通する構成要素については同じ符号で示している。なお、アスファルトフィニッシャー２０の構成のうち、一般的な構成部分については、公知の多様な形態に置き換えてもよく、また、公知の多様な構成要素を付加してもよい。矢印は、アスファルトフィニッシャー２０の前後方向を示している。前後方向に対して垂直な方向を左右方向と称することとする。

アスファルトフィニッシャー２０は、原動機と車輪又はクローラ等の走行手段（図示せず）を備えている。アスファルト舗装の施工を行う際には、前方を進行方向として自走する。アスファルトフィニッシャー２０は、概略的に、前方部のホッパ２１及びコンベア２２と、中央部の運転台２７及び駆動機構（図示せず）と、後方部のスクリード本体２４とから構成されている。アスファルトフィニッシャー２０の主要部の構成は、基本的に左右対称であるので、同じ構成要素については同じ符号で示している。

施工時には、運転台２７上の運転操作席における作業員の操作により駆動機構が駆動される。駆動機構としては、図示しないが、アスファルトフィニッシャーを走行させるための走行駆動部と、合材の移送、敷き均し及び締め固めを行うための油圧駆動部とがある。ダンプカー等からホッパ２１に投下された合材は、コンベア２２により、運転台２７の床面下を後方に移送され（白抜矢印参照）、スクリード本体２４の手前で施工対象面上に投下される。施工対象面上に投下された合材の一部は、左右移送用ねじ羽根２３により左右方向にそれぞれ移送され（白抜矢印参照）、合材が施工対象面の幅員全体に亘るように拡げられる。

スクリード本体２４は、例えば、アスファルトフィニッシャー２０の車体とほぼ同じ幅の中央部分（以下「中央スクリード」と称し符号２４ａで示す）と、車体側壁２６から左右方向にそれぞれ突出した突出部分（以下「サイドスクリード」と称し符号２４ｂで示す）とから構成されている。中央スクリード２４ａ及びサイドスクリード２４ｂは、合材を敷き均して締め固める役割を果たす。

合材の左右方向への移動は、エンドプレート２５により制限される。エンドプレート２５は、サイドスクリード２４ｂの先端位置から前方に向かって所定の長さをもって延在する。また、エンドプレート２５は、施工対象面の直上から所定の高さを有し、施工対象面に対して垂直となるようにサイドスクリード２４ｂに取り付けられている。ここで、エンドプレート２５において、車体側壁２６に対向する面を内面とし、反対側の面を外面と称することとする。合材は、エンドプレート２５の内面に当たることで、それ以上の左右方向への移動を阻止される。

エンドプレート２５の左右方向における位置は、施工対象面の幅員に合わせて設定される。サイドスクリード２４ｂの車体側壁２６からの突出長さを変更することにより、エンドプレート２５の位置を変更することができる。サイドスクリード２４ｂの突出長さの変更手段は公知であるので、ここでは説明しない。

合材は、ストレートアスファルトと骨材（砂、砂利、砕石等）とを１６０℃程度で混合したものである。

本発明を適用したアスファルトフィニッシャー２０においては、サイドスクリュー装置１を備えたことを特徴とする。サイドスクリュー装置１は、エンドプレート２５の内面の近傍にて前後方向に延在するように設置されたねじ羽根を備えている。このねじ羽根は、合材を前方に移送するように回転駆動される。従って、左右方向用ねじ羽根２３によりエンドプレート２５まで到達した合材は、白抜き矢印で示されるように、前方に方向転換して移送されるようになる。

図１に示した油圧コントローラ１１から延びる油圧ホース１０は、サイドスクリュー装置１に連結され、サイドスクリュー装置１のねじ羽根を油圧により回転駆動する。油圧コントローラ１１は、アスファルトフィニッシャー２０の駆動機構における油圧駆動部（図示せず）に接続され、作動油を供給される。なお、図１では、油圧ホース１０を１本の線で示しているが、実際は給油路と排油路の２本のホースから構成される。

図２は、図１に示したサイドスクリュー装置１をエンドプレート２５とともに示した概略側面図であり、エンドプレート２５の内面２５ａ側から見た図である。図３は、図２に対応する概略平面図である。図４（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、図２におけるＸ矢視図、Ｙ矢視図及びＺ矢視図である。これらの図を参照して、サイドスクリュー装置１について説明する。

ねじ羽根６ａは、回転駆動軸であるスクリュー軸７の周囲に螺旋状に設けられた羽根からなる。ねじ羽根６ａは、エンドプレート２５に取り付けられた適宜の支持部材により、エンドプレート２５の内面２５ａの近傍に設置される。スクリュー軸７は前後方向に沿って配置される。ねじ羽根６ａは、左右方向においては、エンドプレート２５の内面２５ａに対して衝突しないように所定の間隔を空け、前後方向においては所定の位置に設置される。また、ねじ羽根６ａは、上下方向においては施工対称面から所定の高さとなる位置に設置される。

スクリュー軸７は、ねじ羽根６ａの両端位置にてスクリュー軸受部材５ａ、５ｂにより回転自在に支持されている。スクリュー軸７は、後方側のスクリュー軸受部材５ａよりもさらに後方に延びており、この部分には補助ねじ羽根６ｂが設けられている。補助ねじ羽根６ｂの位置は、図１の平面図にてエンドプレート２５とサイドスクリード２４ｂにより形成される直角の隅部の位置にほぼ相当する。スクリュー軸７が回転することにより、補助ねじ羽根６ｂが隅部に位置する合材を前方に移送し、ねじ羽根６ａが合材をさらに前方に移送する。ねじ羽根６ａと補助ねじ羽根６ｂは、同じ直径とピッチを備えており、これらをまとめて「ねじ羽根」と称する場合がある。ねじ羽根６ａ及び補助ねじ羽根６ｂからなるねじ羽根の左右、前後及び上下の各方向における位置は、この合材の前方移送を効率的に行えるように決定される。同様に、ねじ羽根の直径及びピッチも適切に選択する。

スクリュー軸７は、前方側のスクリュー軸受部材５ｂよりもさらに前方に延在しており、軸上の先端には油圧モータ９が取り付けられている。油圧モータ９によりスクリュー軸７が回転駆動される。油圧モータ９の軸とスクリュー軸７の間には、カップリング８が介在している。カップリング８は、一般的にモータ軸と被駆動軸とを連結するために用いられる周知の部材である。図２には示さないが、油圧モータ９には、図１に示した油圧ホース１０（給油路と排油路の２本からなる）の一端が接続されている。

スクリュー軸７の回転は、図示のねじ羽根の巻き方向の場合、後方側から見て左回転（矢印参照）とすることにより、合材が前方に移送される。ねじ羽根の巻き方向が逆の場合には、後方側から見て右回転とするように油圧モータ９に対する油圧ホースの接続を反転させればよい。また、図１に示した油圧コントローラ１１による制御により、ねじ羽根の回転の始動及び停止、並びに、回転速度の変更を行うことが可能である。

ねじ羽根６ａ及び補助ねじ羽根６ｂからなるねじ羽根を支持するための支持部材は、スクリュー軸受部材５ａ、５ｂと、スクリュー軸受部材５ａ、５ｂをその下端に固定し上下方向に延在する棒状の懸架部材４ａ、４ｂとを有する。懸架部材４ｂを前方側から見た図は、図４（ａ）に示されている。支持部材はさらに、懸架部材４ａ、４ｂの上端を固定したレール部材３と、レール部材３を固定したレール受け部材２とを有する。

また、前方側のスクリュー軸受部材５ｂとカップリング８の間に取り付けられ、カップリング８を支持固定するカップリング支持板４ｃの上端も、レール部材３に固定される。カップリング支持板４ｃを前方から見た図は、図４（ｂ）に示されている。

さらに、カップリング部材８と油圧モータ９の間に取り付けられ、モータ９を支持固定するモータ支持板４ｄの上端もレール部材３に固定される。モータ支持板４ｄを前方から見た図は、図４（ｃ）に示されている。

本発明における構成部材は、典型的には鋼材により作製されており、構成部材同士の固定は、ボルトナット締め又は溶接等の適宜の手段を用いて行う。例えば、恒久的に固定する構成部材同士の固定は溶接又はボルトナット締めにより行い、また、互いに着脱可能であって相対的に位置調整可能な構成部材同士の固定はボルトナット締めにて行う。なお、一部の固定手段については図示を省略している。

レール受け部材２は、エンドプレート２５の内面２５ａに固定される。レール受け部材２は、図４に例示するようにコ字状の断面を有し、図２及び図３に示すように前後方向に延在している。レール受け部材２のコ字状断面の閉じた側面の外面がエンドプレート２５の内面２５ａに当接する。また、レール受け部材２のコ字状断面の開いた側面からレール部材３が取り付けられる。

レール受け部材２のエンドプレート２５に対する固定は、上下方向に延びる一対のアジャストボルト１２ａ、１２ｂにより行われる。レール受け部材２の上面には、アジャストボルト１２ａ、１２ｂの下端が固定されている。アジャストボルト１２ａ、１２ｂは、その軸方向の適宜の中間位置において、固定ナット１２ｃ、１２ｄと螺合しかつ貫通している。固定ナット１２ｃ、１２ｄは、エンドプレート２５の内面２５ａに固定されている。アジャストボルト１２ａ、１２ｂには、固定ナット１２ｃ、１２ｄより上方において調整ナット１２ｅ、１２ｆが螺合している。調整ナット１２ｅ、１２ｆを回動することにより、アジャストボルト１２ａ、１２ｂは、上下方向に移動することができる。これによりレール受け部材２の上下方向の位置を調整できる。レール受け部材２の上下方向における位置により、ねじ羽根６ａ及び補助ねじ羽根６ｂの上下方向の位置が決定される。

さらに、レール受け部材２の上面には、前後方向に対して垂直な方向に一対のガイド棒１３ａ、１３ｂが固定されている。これらのガイド棒１３ａ、１３ｂは、エンドプレート２５に穿設された一対のガイド孔２５ｃ、２５ｄ内にそれぞれ挿通されている。ガイド孔２５ｃ、２５ｄは、上下方向に延在するスリットとして形成されている。ガイド棒１３ａ、１３ｂがガイド孔２５ｃ、２５ｄに沿って動くことにより、レール受け部材２が正確に上下方向に動くことになる。

レール部材３は、図４に例示するようにＨ字状断面を有し、図２及び図３に示すように前後方向に延在している。レール部材３のＨ字状断面の一方の平坦面と、レール受け部材２のコ字状断面の閉じた側面の内面とはほぼ同じ幅であり、互いに当接し固定される。レール部材３のレール受け部材２に対する前後方向の位置は、調節することができる。このために、レール受け部材２には、上下一対の突条からなるレールガイド２ａ、２ｂが設けられている（図２、図４（ａ）参照）。レール部材３は、レールガイド２ａ、２ｂにより形成される溝に沿って前後方向に移動可能である。レール部材３の前後方向における位置を適切に決定した後に、レール部材３をレール受け部材２及びエンドプレート２５に対して固定する。この固定は、レール固定ボルト３ａ、３ｂ及びレール固定ナット３ｃにより行う（図２、図４（ａ）参照）。レール部材３の前後方向における位置により、ねじ羽根６ａ及び補助ねじ羽根６ｂの前後方向の位置が決定される。

上記のようにして、ねじ羽根６ａ及び補助ねじ羽根６ｂの前後方向及び上下方向のそれぞれにおける位置を、合材を効率的に移送できるように調整することができる。

なお、ねじ羽根を支持する支持部材の構成は、図示の例に限られず多様な形態が考えられる。また、ねじ羽根の上下方向及び前後方向の位置調整の構成についても、スクリュー軸７の位置を調整可能とする構成であればよいので、図示の例に限られず態様な形態が考えられる。

図５は、サイドスクリュー装置１をエンドプレート２５に取り付ける際の取り付け工程の概略図であり、前方側から見た図である。

サイドスクリュー装置１の取り付けは、エンドプレート２５をサイドスクリードに取り付ける前に行う。先ず、レール受け部材２をエンドプレート２５に取り付ける。レール受け部材２のアジャストボルト１２ｂが、エンドプレート２５の固定ナット１２ｄに螺合した状態とする。次に、調整ナット１２ｆを回動させ（もう一方の調整ナットも均等に回動させる）てアジャストボルト１２ｂの上下方向の位置を適切に調整する。これにより、レール受け部材２の上下方向の位置が決定する。

一方、レール受け部材２以外の構成要素（ねじ羽根、補助ねじ羽根、カップリング、油圧モータ、スクリュー軸、スクリュー軸受部材、懸架部材、カップリング支持板及びモータ支持板）を組み立て、レール部材３に取り付け固定する。

レール受け部材２のレールガイド２ａ、２ｂにより形成される溝に嵌め込むように、レール部材３を一端から挿入する。次に、レール受け部材２に対してレール部材３の前後方向の位置を適切に調整した後、レール固定ボルト３ｂ及びレール固定ナット３ｃを用いてレール部材３をレール受け部材２及びエンドプレート２５に固定する。

その後、エンドプレート２５をサイドスクリードに取り付ける。さらに、油圧ホースを油圧モータ９に接続する。

１ サイドスクリュー装置
２ レール受け部材
２ａ、２ｂ レールガイド
３ レール部材
３ａ、３ｂ レール固定ボルト
３ｃ レール固定ナット
４ａ、４ｂ 懸架部材
４ｃ カップリング支持板
４ｄ モータ支持板
５ａ、５ｂ スクリュー軸受部材
６ａ ねじ羽根
６ｂ 補助ねじ羽根
７ スクリュー軸
８ カップリング
９ 油圧モータ
１０ 油圧ホース
１１ 油圧コントローラ
１２ａ、１２ｂ アジャストボルト
１２ｃ、１２ｄ 固定ナット
１２ｅ、１２ｆ 調整ナット
１３ａ、１３ｂ ガイド棒
２０ アスファルトフィニッシャー
２１ ホッパ
２２ コンベア
２３ 左右移送用ねじ羽根
２４ スクリード本体
２４ａ 中央スクリード
２４ｂ サイドスクリード
２５ エンドプレート
２５ａ エンドプレート内面
２５ｂ エンドプレート外面
２５ｃ、２５ｄ ガイド孔
２６ 車体側壁
２７ 運転台
１００ アスファルトフィニッシャー

Claims (6)

1. アスファルトフィニッシャー（20）の車体側壁（26）から左右方向に突出するサイドスクリード（24b）の先端位置から前方に延在するエンドプレート（25）に取り付けられるサイドスクリュー装置（1）であって、
   前記エンドプレート（25）の内面（25a）の近傍にて前後方向に延在しかつ合材を前方に移送するべく回転駆動されるねじ羽根（6a，6b）を備え、
   前記ねじ羽根（6a，6b）は、前記エンドプレート（25）に取り付けられた支持部材により支持されることにより所定の位置に設置され、かつ、
   前記支持部材は、前記ねじ羽根（6a，6b）の上下方向の位置を調節する手段を有することを特徴とするサイドスクリュー装置。
2. 前記支持部材は、前記ねじ羽根（6a，6b）の前後方向の位置を調節する手段を有することを特徴とする請求項１に記載のサイドスクリュー装置。
3. 前記支持部材は、
   前記エンドプレート（25）の内面（25a）上にて前後方向に延在して該エンドプレート（25）に固定されるレール受け部材（2）と、
   前記レール受け部材（2）に沿って延在し該レール受け部材（2）に固定されるレール部材（3）と、
   前記レール部材（3）に上端が固定される懸架部材（4a，4b）と、
   前記懸架部材（4a，4b）の下端に固定されかつ前記ねじ羽根（6a，6b）の軸であるスクリュー軸（7）を回転自在に支持するスクリュー軸受部材（5a，5b）と、を有することを特徴とする
   請求項１又は２に記載のサイドスクリュー装置。
4. 前記レール受け部材（2）を前記エンドプレート（25）に固定する位置を上下方向に調整可能であることを特徴とする請求項３に記載のサイドスクリュー装置。
5. 前記レール部材（3）を前記レール受け部材（2）に固定する位置を前後方向に調整可能であることを特徴とする請求項３又は４に記載のサイドスクリュー装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載のサイドスクリュー装置（1）を備えたことを特徴とするアスファルトフィニッシャー。

Images