JP6009026B1 - 振動ローラ - Google Patents

Abstract

【課題】起振軸回転停止をする際の被転圧面への悪影響を、共振現象が発生する時間を短くして、簡単な構造で防止することができる振動ローラを提供すること。【解決手段】ロールと、油圧ポンプ１２と油圧モータ１４とを接続する油圧回路と、油圧ポンプ１２と油圧モータ１４とを連通するとともに油圧モータ１４と作動油タンク１１とを連通する振動発生位置と、油圧モータ１４への作動油の供給を遮断するとともに油圧ポンプ１２からの作動油を直接作動油タンク１１に戻す中立位置と、に切り換わる切換弁１３と、を備えた振動ローラであって、切換弁１３が振動発生位置から中立位置に切り換わったとき、油圧モータ１４の吐出ポート側の圧力が所定圧以上であるときに連通し、油圧モータ１４の吐出ポートから吐出された作動油を油圧モータ１４の吸入ポートに流す循環回路Ｊ１を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、ロールを振動させて舗装路面等を締め固める振動ローラに関する。

舗装路面を締め固める振動ローラとして、固定偏心錘を備えた起振軸を油圧モータによって回転させてロールに振動を発生させるものが知られている。当該振動ローラは、振動による力と車両重量とによって舗装路面の締め固めを行っている。

固定偏心錘を備えた起振軸の回転数が、ロール、フレーム及び当該ロールを支持する防振支持部材（防振ゴム等）からなる系の固有振動数と一致すると、ロール及びフレームが共振して車体が激しく振動する。このような共振現象は、振動を起動又は停止させるとき（起振軸の回転数が低いとき）に発生する。共振現象が発生すると、舗装路面の仕上がりに悪影響を及ぼすだけでなく、振動ローラに搭載された各装置や運転者にも悪影響を及ぼすことになる。特に、振動を停止させる時は、運転者が振動停止の操作を行っても、起振軸の大きな慣性によって回転がすぐには停止せず、共振時間が長くなる場合がある。

一方、特許文献１には、共振現象を回避できる振動ローラが開示されている。当該振動ローラの起振装置は、起振軸と、起振軸に対して可動する偏心錘と、偏心錘を変位させるアクチュエータと、を有している。当該起振装置は、起振軸の重心に対して、偏心錘を変位させることで振動の振幅を変動させることができる。このような「可変振幅振動機構」を備えた振動ローラは、振動を起動する時は共振回転数を超えた時点で振動が発生し、振動を停止する時は共振回転数になる前に振動が停止するため、共振現象を回避することができる。

特開平８−３２６０１１号公報

しかし、特許文献１の振動ローラのように、可変振幅振動機構を備えた構成であると、構造が複雑になり、製造コストが増加するという問題がある。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、共振現象が発生する時間を短くすることができるとともに、簡易な構造とすることができる振動ローラを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するため、起振軸の回転により振動するロールと、駆動源により駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから供給される作動油により回転制御され前記起振軸を回転させる油圧モータと、を接続する油圧回路と、前記油圧ポンプの吐出ポートと前記油圧モータの吸入ポートとを連通するとともに前記油圧モータの吐出ポートと作動油タンクとを連通する振動発生位置と、前記油圧モータへの作動油の供給を遮断するとともに前記油圧ポンプからの作動油を直接前記作動油タンクに戻す中立位置と、に切り換わる切換弁と、を備え、前記油圧回路において一方向又は他方向に作動油を流通させることにより、前記起振軸が正逆回転可能に形成された振動ローラであって、前記油圧回路は、前記切換弁と前記作動油タンクとを繋ぐ第一の戻り流路と、前記切換弁と前記第一の戻り流路とを繋ぐ第二の戻り流路と、前記切換弁と前記油圧モータとを繋ぐ一方の流路と、前記切換弁と前記油圧モータとを繋ぐ他方の流路と、前記第二の戻り流路と前記一方の流路とを繋ぐ一方の迂回流路と、前記第二の戻り流路と前記他方の流路とを繋ぐ他方の迂回流路と、前記一方の迂回流路及び前記他方の迂回流路にそれぞれ設けられたチェックバルブ付リリーフバルブと、を少なくとも含み、前記一方の流路の一部と、前記他方の流路の一部と、前記第二の戻り流路の一部と、前記一方の迂回流路と、前記他方の迂回流路と、で循環回路が構成されており、前記第一の戻り流路と前記循環回路の間には、前記第二の戻り流路の下流部が形成されており、前記循環回路は、前記切換弁が前記振動発生位置から前記中立位置に切り換わったとき、前記油圧モータの吐出ポート側の流路の圧力が所定圧以上であると、当該流路側に設けられた前記チェックバルブ付リリーフバルブが開き、前記油圧モータの吐出ポートから吐出された前記作動油を前記油圧モータの吸入ポートに流すように構成されていることを特徴とする。
また、本発明は、起振軸の回転により振動するロールと、駆動源により駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから供給される作動油により回転制御され前記起振軸を回転させる油圧モータと、を接続する油圧回路と、前記油圧ポンプの吐出ポートと前記油圧モータの吸入ポートとを連通するとともに前記油圧モータの吐出ポートと作動油タンクとを連通する振動発生位置と、前記油圧モータへの作動油の供給を遮断するとともに前記油圧ポンプからの作動油を直接前記作動油タンクに戻す中立位置と、に切り換わる切換弁と、を備えた振動ローラであって、前記油圧回路は、前記切換弁と前記作動油タンクとを繋ぐ第一の戻り流路と、前記切換弁と前記第一の戻り流路とを繋ぐ第二の戻り流路と、前記切換弁と前記油圧モータの吸入ポートとを繋ぐ一方の流路と、前記切換弁と前記油圧モータの吐出ポートとを繋ぐ他方の流路と、前記第二の戻り流路と前記一方の流路とを繋ぐ一方の迂回流路と、前記第二の戻り流路と前記他方の流路とを繋ぐ他方の迂回流路と、前記他方の迂回流路に設けられたリリーフバルブと、を少なくとも含み、前記一方の流路の一部と、前記他方の流路の一部と、前記第二の戻り流路の一部と、前記一方の迂回流路と、前記他方の迂回流路と、で循環回路が構成されており、前記第一の戻り流路と前記循環回路の間には、前記第二の戻り流路の下流部が形成されており、前記循環回路は、前記切換弁が前記振動発生位置から前記中立位置に切り換わったとき、前記油圧モータの吐出ポート側の流路の圧力が所定圧以上であると、前記他方の迂回流路に設けられた前記リリーフバルブが開き、前記油圧モータの吐出ポートから吐出された前記作動油を前記油圧モータの吸入ポートに流すように構成されていることを特徴とする。

かかる構成の循環回路は、油圧モータの吐出ポート側の圧力が所定圧以上であると連通し、所定圧未満であると作動油の流通が遮断される。循環回路の流れが遮断されると、油圧モータの吐出ポートに接続されている流路の圧力が上昇し、その圧力で強制的に起振軸の回転が停止される。これにより、従来よりも短時間で油圧モータを停止させることができるため、共振現象の発生を短くすることができる。
また、油圧回路に循環回路を設けるだけであるため、簡易に製造することができる。また、「所定圧」は、例えば、循環回路の流れを遮断したときに油圧モータ等の各機器が破損しないような値に設定することができる。これにより、油圧モータ等の各機器に過剰圧が作用しないため、強制的に停止させても振動用油圧装置の各機器が破損するのを防ぐことができる。
また、かかる構成によれば、循環回路を簡易に構成することができる。また、例えば、起振軸を正逆回転させることで振動モードが二種類ある場合であっても、循環回路を簡易に構成することができる。

また、前記油圧回路は、ロールがタイヤである場合に特に好ましい。タイヤ（空気入りタイヤ）は、鉄輪（鋼製ロール）と比べて柔らかく、振動による影響を受け易いため、共振現象に起因する悪影響も大きくなる。しかし、本発明によれば、その共振現象の発生する時間を短くし、転圧ロールとしてタイヤを採用した場合であっても、締固め施行に実質的な悪影響を与えないようにすることができる。

本発明に係る振動ローラによれば、起振軸回転停止をする際の被転圧面への悪影響を、共振現象が発生する時間を短くして、簡単な構造で防止できる。

本発明の実施形態に係る振動ローラを示す図であって、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は背面図である。 （ａ）は本実施形態に係る振動用油圧装置の油圧回路図であって、振動停止モードを示している。（ｂ）は切換弁の拡大図である。 本実施形態に係る起振部を示す図であって、（ａ）は模式側断面図であり、（ｂ）は低振幅モードを示す正面図であり、（ｃ）は高振幅モードを示す正面図である。 本実施形態に係る振動用油圧装置の作用を示す油圧回路図であって、（ａ）は低振幅モードを示し、（ｂ）は高振幅モードを示す。 本実施形態に係る振動の停止操作時の作用を示す油圧回路図であって、（ａ）は低振幅モードから振動停止モードに切り換える場合を示し、（ｂ）は高振幅モードから振動停止モードに切り換える場合を示す。 比較例に係る振動用油圧装置の油圧回路図であって、（ａ）は低振幅モードを示し、（ｂ）は振動停止モードを示す。 第一変形例に係る振動用油圧装置の油圧回路図であって、（ａ）は振動モードを示し、（ｂ）は振動モードから振動停止モードに切り換える場合を示す。

本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態に係る振動タイヤローラ（振動ローラ）Ｒは、振動する複数のタイヤＭを備えた締め固め機械である。振動タイヤローラＲは、タイヤＭを振動させながら前後進することで、舗装路面（被転圧面）を転圧することができる。

振動タイヤローラＲは、前部車体１と、後部車体２と、前部車体１と後部車体２とを連結する連結部３と、前部タイヤアッセンブリ４と、後部タイヤアッセンブリ５と、駆動源としてエンジンＥとを主に含んで構成されている。振動タイヤローラＲは、前部車体１と後部車体２とが連結部３を中心に鉛直軸周りに回動可能なアーティキュレート式振動ローラである。ここにおける駆動源としては、電動モータでもよい。

前部タイヤアッセンブリ４及び後部タイヤアッセンブリ５は、空気入りタイヤＭを３つ又は４つ並設して構成されている。タイヤＭの本数は限定されるものではない。前部タイヤアッセンブリ４は、防振ゴムを含むタイヤ支持部材６を介して前部車体１に接続されている。後部タイヤアッセンブリ５は、図示しないブラケットを介して後部車体２に接続されている。エンジンＥは、後記する油圧ポンプ１２の駆動源である。振動タイヤローラＲは、運転席Ｓにある操作レバー（図示省略）を前後に傾倒させることにより、車両を前後進させることができる。

前部タイヤアッセンブリ４及び後部タイヤアッセンブリ５は、起振機ケースを備えたタイヤ取付手段と、走行用油圧モータ（いずれも図示省略）と、タイヤ取付手段に取り付けられた３つ又は４つのタイヤＭと、起振用の油圧モータ１４（図２参照）と、を主に含んで構成されている。起振機ケースには、後記する起振部１５が内蔵されている。

各タイヤアッセンブリの構造は、例えば、特開平９−３１９１２に記載された公知の構造と略同等であるため、詳細な説明は省略する。本実施形態の前部タイヤアッセンブリ４及び後部タイヤアッセンブリ５は、いずれも振動可能な構成になっており両者の構造は略同等であるため、後部タイヤアッセンブリ５を例に説明する。

なお、本実施形態では、ロールとして複数のタイヤ（空気入りタイヤ）Ｍを用いているが、鉄輪を用いてもよい。また、本発明は、アーティキュレート式だけでなく、リジッドフレーム式に採用することも可能であるし、タンデムローラ、マカダムローラ等に採用してもよい。

図２は、本実施形態に係る振動用油圧装置の油圧回路図である。図２に示すように、本実施形態の振動用油圧装置１０は、作動油タンク１１と、油圧ポンプ１２と、切換弁１３と、油圧モータ１４と、各機器を連結する流路とを含んで主に構成されている。振動用油圧装置１０は、油圧回路内に作動油を流通させて、油圧モータ１４を駆動させることにより振動を発生させる装置である。振動用油圧装置１０は、本実施形態では、低い振幅の「低振幅モード」と、高い振幅の「高振幅モード」と、振動を停止させる「振動停止モード」の３つのモードに切り換えることができる。

図３は、本実施形態に係る起振部を示す図であって、（ａ）は模式側断面図であり、（ｂ）は低振幅モードを示す正面図であり、（ｃ）は高振幅モードを示す正面図である。図３に示すように、起振部１５は、起振軸１６と、起振軸１６に固定された固定偏心錘１７と、起振軸１６に対して可動式となる可動偏心錘１８とで構成されている。

起振部１５は、起振軸１６を回転させることにより、式１に示す振動力ＦをタイヤＭに上下方向に発生させるものである。
Ｆ＝ｍｒω^２×ｓｉｎωｔ（式１）
ここで、ｍは固定偏心錘１７及び可動偏心錘１８の質量であり、ｒは起振軸１６の回転中心と固定偏心錘１７及び可動偏心錘１８全体の重心との距離であり、ωは起振軸１６の角速度であり、ｔは時間である。

起振部１５は、固定偏心錘１７の他に、起振軸１６に対して可動式となる可動偏心錘１８が設けられており、起振軸１６の回転方向の正逆によって固定偏心錘１７に対する可動偏心錘１８の位相を変え、結果として距離ｒの値を変化させて、振動力の強弱を発生させるものである。

図３の（ｂ）に示すように、起振軸１６が正回転（一方向回転）すると、可動偏心錘１８，１８が固定偏心錘１７のストッパに当たるところまで起振軸１６に対して相対的に回転し、固定偏心錘１７に対して両側の可動偏心錘１８，１８の偏位の方向が逆となって起振力は打ち消す方向に作用し、低い振幅となる（低振幅モード）。

一方、図３の（ｃ）に示すように、起振軸１６が逆回転（他方向回転）すると、可動偏心錘１８，１８が固定偏心錘１７のストッパに当たるところまで起振軸１６に対して相対的に逆方向に回転し、固定偏心錘１７に対して両側の可動偏心錘１８，１８の偏位の方向が一致し、振動力が合成されて高い振幅となる（高振幅モード）。

また、起振軸１６の回転を停止することにより、タイヤＭの振動が停止される（振動停止モード）。運転席Ｓ（図１参照）にこの「低振幅モード」、「高振幅モード」又は「振動停止モード」を切り換える切換スイッチが設けられており、例えば、アスファルト舗装では「低振幅モード」で転圧を行い、路盤では「高振幅モード」で締め固め転圧が行われる。

図２に戻り、振動用油圧装置１０について詳細に説明する。作動油タンク１１は、作動油を貯留するタンクである。油圧ポンプ１２は、エンジンＥによって駆動され、作動油を油圧モータ１４に供給する作動油の供給源である。

図２の（ｂ）に示すように、切換弁１３は、振動モードに応じて作動油の流れを切り換える弁である。切換弁１３は本実施形態では３位置６ポートの電磁弁を用いている。切換弁１３は、ソレノイド１３ａ，１３ｂがそれぞれ励磁されることにより、右位置（低振幅モード）、左位置（高振幅モード）及び中立位置（振動停止モード）に位置するように構成されている。切換弁１３の右位置及び左位置は、特許請求の範囲の「振動発生位置」に相当する。切換弁１３には、第一ポートＰ１、第二ポートＰ２、第三ポートＰ３、第四ポートＰ４、第五ポートＰ５及び第六ポートＰ６がそれぞれ形成されている。

油圧モータ１４は、作動油が供給されることによって起振軸１６を回転させる油圧式のモータである。油圧モータ１４は、作動油の流通方向に応じて正逆回転可能になっている。油圧モータ１４には、第一ポートＱ１と、第二ポートＱ２とが形成されている。第一ポートＱ１及び第二ポートＱ２は、作動油の流通方向（起振軸１６の回転方向）によって吸入ポート又は吐出ポートとなる。つまり、第一ポートＱ１が吸入ポートとなる場合、第二ポートＱ２が吐出ポートとなる。一方、第二ポートＱ２が吸入ポートとなる場合、第一ポートＱ１が吐出ポートとなる。

振動用油圧装置１０の流路は、第一流路Ｔ１と、第二流路Ｔ２と、第三流路Ｔ３と、第四流路Ｔ４と、第五流路Ｔ５と、第六流路Ｔ６とで主に構成されている。第一流路Ｔ１は、油圧ポンプ１２の吐出ポートＰ０と切換弁１３の第一ポートＰ１とを連結している。第二流路Ｔ２は、切換弁１３の第二ポートＰ２と作動油タンク１１とを連結している。

第三流路Ｔ３は、切換弁１３の第四ポートＰ４と油圧モータ１４の第一ポートＱ１とを連結している。第四流路Ｔ４は、切換弁１３の第五ポートＰ５と油圧モータ１４の第二ポートＱ２とを連結している。第五流路Ｔ５は、切換弁１３の第六ポートＰ６と第二流路Ｔ２の一部とを連結している。第六流路Ｔ６は、第一流路Ｔ１の一部と切換弁１３の第三ポートＰ３とを連結している。第六流路Ｔ６には、第一流路Ｔ１側から切換弁１３側への一方向の流路を開通するチェックバルブ２１が設けられている。特許請求の範囲の「油圧回路」とは、油圧ポンプ１２、油圧モータ１４及び第一流路Ｔ１〜第六流路Ｔ６で構成される部位である。

振動用油圧装置１０の流路は、さらに、第七流路Ｔ７、第八流路Ｔ８、第九流路Ｔ９及び第十流路Ｔ１０を備えている。第七流路Ｔ７は、第一流路Ｔ１の一部と第五流路Ｔ５の一部とを連結している。第七流路Ｔ７には、リリーフバルブ２２が設けられている。リリーフバルブ２２は、所定の圧力が作用した場合に開通するように構成されている。リリーフバルブ２２を通過した作動油は、第五流路Ｔ５及び第二流路Ｔ２を介して作動油タンク１１に戻る。つまり、第七流路Ｔ７は、第一流路Ｔ１と第七流路Ｔ７との分岐点Ｇ１よりも下流側において故障によって作動油の流れが止まった場合に、迂回路となる流路である。迂回路となる第七流路Ｔ７を設けることで、故障時に振動用油圧装置１０の各機器に過剰圧が作用して各機器が破損するのを防ぐことができる。

第八流路Ｔ８は、第三流路Ｔ３の一部と第五流路Ｔ５の一部とを連結している。第八流路Ｔ８には、ポートリリーフバルブ２３が設けられている。ここにおけるポートリリーフバルブ２３は、チェックバルブ２３ａ付のリリーフバルブである。ポートリリーフバルブ２３は、チェックバルブ２３ａによって第五流路Ｔ５→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３の流路を常に開通するとともに、所定の圧力が作用する場合以外は、第三流路Ｔ３→第八流路Ｔ８→第五流路Ｔ５の流通を遮断するように構成されている。

第九流路Ｔ９は、第四流路Ｔ４の一部と第五流路Ｔ５の一部とを連結している。第九流路Ｔ９と第五流路Ｔ５との分岐点Ｇ３は、第八流路Ｔ８と第五流路Ｔ５との分岐点Ｇ２よりも第二流路Ｔ２に近い側（下流側）に位置している。第九流路Ｔ９には、ポートリリーフバルブ２４が設けられている。ここにおけるポートリリーフバルブ２４は、チェックバルブ２４ａ付のリリーフバルブである。ポートリリーフバルブ２４は、チェックバルブ２４ａによって第五流路Ｔ５→第九流路Ｔ９→第四流路Ｔ４の流路を常に開通するとともに、所定の圧力が作用する場合以外は、第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５側への流通を遮断するように構成されている。

ポートリリーフバルブ２３，２４は、所定圧以上の圧力が作用すると開弁することにより、この作動油を迂回させて振動用油圧装置１０を構成する各機器に過剰圧が作用するのを防ぐバルブである。ポートリリーフバルブ２３，２４の「所定圧」は、例えば、本実施形態のように後記する循環回路Ｊ１の流れを遮断したときに油圧モータ１４等の各機器が破損しないような値に設定することができる。

第十流路Ｔ１０は、油圧モータ１４の第三ポートＱ３と作動油タンク１１とを連結している。第十流路Ｔ１０は、油圧モータ１４のドレン流路となる部位である。

次に、振動用油圧装置１０の作用について説明する。操作者は、エンジンＥを駆動させた状態で、運転席Ｓの切換スイッチ（図示省略）を操作することにより、振動モードを変更することができる。本実施形態では、「低振幅モード」、「高振幅モード」、「振動停止モード」の３つの振動モードを備えている。

＜振動停止モード＞
「振動停止モード」は、油圧回路に作動油を流通させるが、タイヤＭは振動させない状態である。図２の（ａ）に示すように、運転者が切換スイッチを「振動停止モード」に切り換えると、切換弁１３が中立位置となる。「振動停止モード」では、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。このとき、第一ポートＰ１は吸入ポートとなり、第二ポートＰ２は吐出ポートとなる。

＜低振幅モード＞
「低振幅モード」は、起振軸１６を正回転させて低い振幅でタイヤＭを振動させる状態である。図４の（ａ）に示すように、運転者が切換スイッチを「低振幅モード」に切り換えると、切換弁１３のソレノイド１３ａが励磁されて切換弁１３が右位置となり、「低振幅モード」となる。「低振幅モード」では、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第六流路Ｔ６→第三流路Ｔ３→油圧モータ１４→第四流路Ｔ４→第五流路Ｔ５→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。このとき、切換弁１３の第三ポートＰ３、第五ポートＰ５及び油圧モータ１４の第一ポートＱ１は、吸入ポートとなる。一方、切換弁１３の第四ポートＰ４、第六ポートＰ６及び油圧モータ１４の第二ポートＱ２は、吐出ポートとなる。

「低振幅モード」では、前記したように作動油が流れることで、油圧モータ１４が正回転するとともに起振軸１６も正回転する。これにより、タイヤＭに低振幅の振動が発生する。

＜高振幅モード＞
「高振幅モード」は、起振軸１６を逆回転させて高い振幅でタイヤＭを振動させる状態である。図４の（ｂ）に示すように、運転者が切換スイッチを「高振幅モード」に切り換えると、切換弁１３のソレノイド１３ｂが励磁されて切換弁１３が左位置となり、「高振幅モード」となる。「高振幅モード」では、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第六流路Ｔ６→第四流路Ｔ４→油圧モータ１４→第三流路Ｔ３→第五流路Ｔ５→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。このとき、切換弁１３の第三ポートＰ３、第四ポートＰ４及び油圧モータ１４の第二ポートＱ２は、吸入ポートとなる。一方、切換弁１３の第五ポートＰ５、第六ポートＰ６及び油圧モータ１４の第一ポートＱ１は、吐出ポートとなる。

「高振幅モード」では、前記したように作動油が流れることで、油圧モータ１４が逆回転するとともに起振軸１６も逆回転する。これにより、タイヤＭに高振幅の振動が発生する。

＜「低振幅モード」→「振動停止モード」＞
次に、振動を停止させるときの作動油の流れについて説明する。図５は、本実施形態に係る振動の停止操作時の作用を示す油圧回路図であって、（ａ）は低振幅モードから振動停止モードに切り換える場合を示し、（ｂ）は高振幅モードから振動停止モードに切り換える場合を示す。

図５の（ａ）に示すように、「低振幅モード」で起振軸１６が回転しているときに、ソレノイド１３ａへの通電を切って切換弁１３が中立位置に戻ると、前記した「振動停止モード」のように油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。これにより、油圧モータ１４の第一ポートＱ１に作動油が供給されなくなるが、起振軸１６の回転は慣性のため、すぐには止まらず油圧モータ１４も所定の時間回転し続ける。

第三流路Ｔ３を流れていた作動油は、油圧モータ１４の回転に伴い油圧モータ１４の第二ポートＱ２から吐出されて第四流路Ｔ４側に流れ出すが、切換弁１３が中立位置であるため、第四流路Ｔ４内の作動油の流れが止められ回路圧力が急上昇する。

そして、第四流路Ｔ４内の圧力がポートリリーフバルブ２４の設定圧（所定圧）以上になると、ポートリリーフバルブ２４の弁が開き、第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３→油圧モータ１４の経路で作動油が流通する。つまり、第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３で作動油が循環する循環回路Ｊ１が形成され、油圧モータ１４が回転する。なお、第五流路Ｔ５の下流部Ｔ５ａには、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２から分岐した作動油が補充されるため、ポートリリーフバルブ２４を流通した作動油は、第五流路Ｔ５の下流部Ｔ５ａ側へは流れないようになっている。

循環回路Ｊ１で作動油が循環した後に、循環回路Ｊ１内の圧力が、ポートリリーフバルブ２４の設定圧未満になると、ポートリリーフバルブ２４の弁が閉じて循環回路Ｊ１内の作動油の流れが遮断される。言い換えると、油圧モータ１４の吐出ポート側に連結されている流路に設けられたポートリリーフバルブ（ここではポートリリーフバルブ２４）が設定圧未満になると、当該ポートリリーフバルブの弁が閉じて循環回路Ｊ１内の作動油の流れが遮断される。これにより、油圧モータ１４の第二ポート（吐出ポート）Ｑ２側に連結されている第四流路Ｔ４側の圧力が上昇し、その圧力が油圧モータ１４に作用するため、油圧モータ１４の回転が強制的に停止される。よって、起振軸１６の回転も止まり振動が停止する。

＜「高振幅モード」→「振動停止モード」＞
図５の（ｂ）に示すように、「高振幅モード」から「振動停止モード」に切り換える場合の停止に至る原理は、作動油の流通方向を除いて前記した「低振幅モード」から「振動停止モード」に切り換える場合と同じであるため、要点のみ説明する。

「高振幅モード」から「振動停止モード」に切り換わると、切換弁１３が中立位置に戻る。第四流路Ｔ４を流れていた作動油は、油圧モータ１４の回転に伴い油圧モータ１４の第一ポートＱ１から吐出されて第三流路Ｔ３に流れ出すが、切換弁１３が中立位置であるため、第三流路Ｔ３内の作動油の流れが止められ回路圧力が急上昇する。

そして、第三流路Ｔ３内の圧力がポートリリーフバルブ２３の設定圧（所定圧）以上になると、ポートリリーフバルブ２３の弁が開き、第三流路Ｔ３→第八流路Ｔ８→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第九流路Ｔ９→第四流路Ｔ４→油圧モータ１４の経路で作動油が循環する。つまり、第三流路Ｔ３→第八流路Ｔ８→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第九流路Ｔ９→第四流路Ｔ４で作動油が循環する循環回路Ｊ１が形成され、油圧モータ１４が回転する。なお、第五流路Ｔ５の下流部Ｔ５ａには、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２から分岐した作動油が補充されるため、ポートリリーフバルブ２３を流通した作動油は、第五流路Ｔ５の下流部Ｔ５ａ側へは流れないようになっている。

循環回路Ｊ１で作動油が循環した後に、循環回路Ｊ１内の圧力が、ポートリリーフバルブ２３の設定圧未満になると、ポートリリーフバルブ２３の弁が閉じて循環回路Ｊ１内の作動油の流れが遮断される。言い換えると、油圧モータ１４の吐出ポート側に連結されている流路に設けられたポートリリーフバルブ（ここではポートリリーフバルブ２３）が設定圧未満になると、当該ポートリリーフバルブの弁が閉じて循環回路Ｊ１内の作動油の流れが遮断される。これにより、油圧モータ１４の第一ポート（吐出ポート）Ｑ１側に連結されている第三流路Ｔ３側の圧力が上昇し、その圧力が油圧モータ１４に作用するため、油圧モータ１４の回転が強制的に停止される。よって、起振軸１６の回転も止まり振動が停止する。

以上説明した本実施形態に係る振動タイヤローラＲによれば、循環回路Ｊ１の流れが遮断されると、油圧モータ１４の吐出ポートに接続されている流路（本実施形態では第三流路Ｔ３又は第四流路Ｔ４）の圧力が上昇し、当該圧力が油圧モータ１４の吐出ポートに作用して強制的に起振軸１６の回転が停止される。これにより、従来よりも短時間で油圧モータ１４を停止させることができるため、振動を停止させる時における共振現象の発生を短くすることができる。よって、共振現象により車両が揺れることに起因する舗装路面の仕上がりに対する悪影響や、振動ローラに搭載さられた各装置及び運転者に対する悪影響も小さくすることができる。

また、本実施形態では、振動用油圧装置１０の油圧回路に循環回路Ｊ１を設けるとともにポートリリーフバルブ２３，２４を設けるだけであるため、簡易に製造することができる。

ここで、図６は比較例に係る振動用油圧装置の油圧回路図であって、（ａ）は低振幅モードを示し、（ｂ）は振動停止モードを示す。図６の（ａ）に示す比較例の油圧回路は、第八流路Ｔ８、第九流路Ｔ９、ポートリリーフバルブ２３，２４を備えていない点で前記した本実施形態と相違し、その他の構成は前記した本実施形態と同等である。つまり、比較例の油圧回路は前記した本実施形態の循環回路Ｊ１を備えていない。比較例の油圧回路では、本実施形態と同じ符号を付している。

比較例の油圧回路において、図６の（ａ）に示す「低振幅モード」から図６の（ｂ）に示す「振動停止モード」に切り換わると、第三流路Ｔ３及び第四流路Ｔ４を流れていた作動油の流れが遮断されるため、油圧モータ１４の吐出ポートに連結された側の流路（ここでは第四流路Ｔ４）の圧力が急激に上昇し油圧回路を構成する機器（例えば、油圧モータ１４）に過剰圧が作用して、破損するおそれがある。

しかし、本実施形態によれば、図５に示すように、ポートリリーフバルブ２３，２４の設定圧（所定圧）を、循環回路Ｊ１の流れを遮断したときに油圧モータ１４等の各機器が破損しないような値に設定している。これにより、循環回路Ｊ１の流れが遮断されても油圧モータ１４等の各機器に過剰圧が作用しないため、起振軸１６を強制的に停止させても油圧モータ１４の各機器が破損するのを防ぐことができる。

また、従来のように「可変振幅振動機構」を採用すると、構造が複雑になり、製造コストが上昇するおそれがある。しかし、本実施形態の起振部１５のように、固定偏心錘１７及び可動偏心錘１８を用いて油圧モータ１４の回転方向に応じて振動モードを変化する構成にすることで、より簡易に製造することができる。また、油圧モータ１４の回転方向に応じて二種類の振動モードを設けることができる。

また、タイヤ（空気入りタイヤ）Ｍは、鉄輪（鋼製ロール）と比べて柔らかく、振動による影響を受け易いため、共振現象に起因する悪影響も大きくなる。しかし、本実施形態によれば、その共振現象の発生する時間を短くし、転圧ロールとしてタイヤＭを採用した場合であっても、締固め施工に実質的な悪影響を与えないようにすることができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、本実施形態では一の油圧ポンプ１２に対して、一の油圧モータ１４を駆動させるようにしたが、一の油圧ポンプ１２に対して二つ以上の油圧モータを駆動させるように油圧回路を構成してもよい。

また、本実施形態では、高振幅モード及び低振幅モードの二種類の振動モードを設けたが、一種類であってもよい。図７は、第一変形例に係る振動用油圧装置の油圧回路図であって、（ａ）は振動モードを示し、（ｂ）は振動モードから振動停止モードに切り換える場合を示す。

図７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一変形例に係る振動用油圧装置４０は、振幅モードが一種類しかない点で前記した実施形態と相違する。つまり、振動用油圧装置４０は、運転席Ｓの切換スイッチを切り換えることにより「振動モード」と「振動停止モード」の２つのモードに切り換えることができ、振動の振幅の変更はできない構成になっている。第一変形例では、前記した実施形態と相違する部分を中心に説明し、共通する部分は同じ符号を付して説明を省略する。

第一変形例に係る起振部１５’は、起振軸１６と、固定偏心錘１７とで構成されている。起振軸１６は、油圧モータ１４の一方向回転に伴って回転し、タイヤＭに振動を発生させる。

振動用油圧装置４０は、作動油タンク１１と、油圧ポンプ１２と、切換弁４３と、油圧モータ１４と、各機器を連結する流路とを含んで主に構成されている。切換弁４３は、「振動モード」又は「振動停止モード」に応じて作動油の流れを切り換える弁である。切換弁４３は、２位置６ポートの電磁弁を用いている。切換弁４３は、ソレノイド４３ａが励磁されることにより、右位置（振動モード）又は左位置（振動停止モード）に位置するように構成されている。右位置は、特許請求の範囲の「振動発生位置」に相当し、左位置は、特許請求の範囲の「中立位置」に相当する。油圧モータ１４は、第一ポートＱ１が吸入ポートとなり、第二ポートＱ２が吐出ポートとなる。

第八流路Ｔ８には、チェックバルブ４４が設けられている。チェックバルブ４４は、第五流路Ｔ５→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３の流路を常に開通し、逆流を防止している。チェックバルブ４４を設けないと、油圧ポンプ１２から供給された作動油が逆流して作動油タンク１１に戻ってしまい油圧モータ１４に作動油が供給されなくなる。

第九流路Ｔ９には、リリーフバルブ４５が設けられている。リリーフバルブ４５は、第四流路Ｔ４内に、所定以上の圧力が作用する場合に第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５の流路を開通し、所定の圧力未満の場合は流通を遮断する。

＜振動モード＞
次に、第一変形例の作用について説明する。「振動モード」は、油圧モータ１４に作動油を流通させてタイヤＭを振動させる状態である。図７の（ａ）に示すように、運転者が切換スイッチを「振動モード」に切り換えると切換弁４３のソレノイド４３ａが励磁されて切換弁４３が右位置となり、「振動モード」となる。「振動モード」では、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第六流路Ｔ６→第三流路Ｔ３→油圧モータ１４→第四流路Ｔ４→第五流路Ｔ５→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。これにより、起振軸１６が一方向回転し、タイヤＭに振動が発生する。

＜振動停止モード＞
「振動停止モード」は、油圧回路に作動油を流通させるが、タイヤＭは振動させない状態である。図７の（ｂ）に示すように、運転者が切換スイッチを「振動停止モード」に切り換えると、切換弁４３のソレノイド４３ａへの通電が切られて左位置となり「振動停止モード」となる。「振動停止モード」では、油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。

＜「振動モード」→「振動停止モード」＞
次に、振動を停止させるときの作動油の流れについて説明する。図７の（ｂ）に示すように、「振動モード」で起振軸１６が回転しているときに、ソレノイド４３ａへの通電を切って切換弁４３が左位置に戻ると、前記した「振動停止モード」のように油圧ポンプ１２→第一流路Ｔ１→第二流路Ｔ２→作動油タンク１１の経路で作動油が流通する。これにより、油圧モータ１４の第一ポートＱ１に作動油が供給されなくなるが、起振軸１６の回転は慣性のため、すぐには止まらず油圧モータ１４も所定の時間回転し続ける。

第三流路Ｔ３を流れていた作動油は、油圧モータ１４の回転に伴い油圧モータ１４の第二ポートＱ２から吐出されて第四流路Ｔ４側に流れ出すが、切換弁４３が左位置であるため、第四流路Ｔ４内の作動油の流れが止められ回路圧力が急上昇する。

そして、第四流路Ｔ４内の圧力がリリーフバルブ４５の設定圧（所定圧）以上になると、リリーフバルブ４５の弁が開き、第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３→油圧モータ１４の経路で作動油が流通する。つまり、第四流路Ｔ４→第九流路Ｔ９→第五流路Ｔ５（Ｔ５ｂ）→第八流路Ｔ８→第三流路Ｔ３で作動油が循環する循環回路Ｊ２が形成され、油圧モータ１４が回転する。

循環回路Ｊ２で作動油が循環した後に、循環回路Ｊ２内の圧力が、リリーフバルブ４５の設定圧未満になると、リリーフバルブ４５の弁が閉じて循環回路Ｊ２内の作動油の流れが遮断される。言い換えると、油圧モータ１４の吐出ポート側に連結されている流路に設けられたリリーフバルブ４５が設定圧未満になると、当該リリーフバルブ４５の弁が閉じて循環回路Ｊ２内の作動油の流れが遮断される。これにより、油圧モータ１４の第二ポート（吐出ポート）Ｑ２側に連結されている第四流路Ｔ４側の圧力が上昇し、その圧力が油圧モータ１４に作用するため、油圧モータ１４の回転が強制的に停止される。よって、起振軸１６の回転も止まり振動が停止する。

以上説明した第一変形例のように振動モードが一種類であっても、前記した実施形態と略同等の効果を得ることができる。この場合、リリーフバルブ４５は、油圧モータ１４の吐出ポート（第二ポートＱ２）に連結される流路（第四流路Ｔ４）に設けられる。また、第一変形例のように振動モードが一種類の場合、可動偏心錘１８も省略できるため、より簡易に製造することができる。また、リリーフバルブ４５に、チェックバルブを設けてもよい。

なお、第一変形例において、チェックバルブ４４をポートリリーフバルブ（チェックバルブ付のリリーフバルブ）２３に換えるとともに、リリーフバルブ４５をポートリリーフバルブ（チェックバルブ付のリリーフバルブ）２４に換えてもよい。

１ 前部車体
２ 後部車体
３ 連結部
１０ 振動用油圧装置
１１ 作動油タンク
１２ 油圧ポンプ
１３ 切換弁
１４ 油圧モータ
１５ 起振部
１６ 起振軸
１７ 固定偏心錘
１８ 可動偏心錘
２３ ポートリリーフバルブ（チェックバルブ付のリリーフバルブ）
２３ａ チェックバルブ
２４ ポートリリーフバルブ（チェックバルブ付のリリーフバルブ）
２４ａ チェックバルブ
Ｍ タイヤ
Ｒ 振動ローラ
Ｓ 運転席
Ｔ１〜Ｔ１０ 第一流路〜第十流路

Claims (3)

1. 起振軸の回転により振動するロールと、
   駆動源により駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから供給される作動油により回転制御され前記起振軸を回転させる油圧モータと、を接続する油圧回路と、
   前記油圧ポンプの吐出ポートと前記油圧モータの吸入ポートとを連通するとともに前記油圧モータの吐出ポートと作動油タンクとを連通する振動発生位置と、前記油圧モータへの作動油の供給を遮断するとともに前記油圧ポンプからの作動油を直接前記作動油タンクに戻す中立位置と、に切り換わる切換弁と、を備え、前記油圧回路において一方向又は他方向に作動油を流通させることにより、前記起振軸が正逆回転可能に形成された振動ローラであって、
   前記油圧回路は、
   前記切換弁と前記作動油タンクとを繋ぐ第一の戻り流路と、
   前記切換弁と前記第一の戻り流路とを繋ぐ第二の戻り流路と、
   前記切換弁と前記油圧モータとを繋ぐ一方の流路と、
   前記切換弁と前記油圧モータとを繋ぐ他方の流路と、
   前記第二の戻り流路と前記一方の流路とを繋ぐ一方の迂回流路と、
   前記第二の戻り流路と前記他方の流路とを繋ぐ他方の迂回流路と、
   前記一方の迂回流路及び前記他方の迂回流路にそれぞれ設けられたチェックバルブ付リリーフバルブと、を少なくとも含み、
   前記一方の流路の一部と、前記他方の流路の一部と、前記第二の戻り流路の一部と、前記一方の迂回流路と、前記他方の迂回流路と、で循環回路が構成されており、
   前記第一の戻り流路と前記循環回路の間には、前記第二の戻り流路の下流部が形成されており、
   前記循環回路は、前記切換弁が前記振動発生位置から前記中立位置に切り換わったとき、前記油圧モータの吐出ポート側の流路の圧力が所定圧以上であると、当該流路側に設けられた前記チェックバルブ付リリーフバルブが開き、前記油圧モータの吐出ポートから吐出された前記作動油を前記油圧モータの吸入ポートに流すように構成されていることを特徴とする振動ローラ。
2. 起振軸の回転により振動するロールと、
   駆動源により駆動される油圧ポンプと、当該油圧ポンプから供給される作動油により回転制御され前記起振軸を回転させる油圧モータと、を接続する油圧回路と、
   前記油圧ポンプの吐出ポートと前記油圧モータの吸入ポートとを連通するとともに前記油圧モータの吐出ポートと作動油タンクとを連通する振動発生位置と、前記油圧モータへの作動油の供給を遮断するとともに前記油圧ポンプからの作動油を直接前記作動油タンクに戻す中立位置と、に切り換わる切換弁と、を備えた振動ローラであって、
   前記油圧回路は、
   前記切換弁と前記作動油タンクとを繋ぐ第一の戻り流路と、
   前記切換弁と前記第一の戻り流路とを繋ぐ第二の戻り流路と、
   前記切換弁と前記油圧モータの吸入ポートとを繋ぐ一方の流路と、
   前記切換弁と前記油圧モータの吐出ポートとを繋ぐ他方の流路と、
   前記第二の戻り流路と前記一方の流路とを繋ぐ一方の迂回流路と、
   前記第二の戻り流路と前記他方の流路とを繋ぐ他方の迂回流路と、
   前記他方の迂回流路に設けられたリリーフバルブと、を少なくとも含み、
   前記一方の流路の一部と、前記他方の流路の一部と、前記第二の戻り流路の一部と、前記一方の迂回流路と、前記他方の迂回流路と、で循環回路が構成されており、
   前記第一の戻り流路と前記循環回路の間には、前記第二の戻り流路の下流部が形成されており、
   前記循環回路は、前記切換弁が前記振動発生位置から前記中立位置に切り換わったとき、前記油圧モータの吐出ポート側の流路の圧力が所定圧以上であると、前記他方の迂回流路に設けられた前記リリーフバルブが開き、前記油圧モータの吐出ポートから吐出された前記作動油を前記油圧モータの吸入ポートに流すように構成されていることを特徴とする振動ローラ。
3. 前記ロールは、タイヤであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動ローラ。

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