JP6990491B2 - 電動小型ローラ - Google Patents

Description

本発明は、電気を動力源とし、操縦者が搭乗可能な電動小型ローラに関する。

従来、環境問題に配慮し、自動車と同様、建設機械においても電気を動力源とするものが開発され、例えば、特許文献１の図３等には、所謂ハイブリッド型の振動ローラの発明が開示されている。また、特許文献２には、外部電源から交流電力の供給を受けて動作する電動式建設機械の発明が開示されている。

特開２０１３－２３４５６４号公報 特開２０１８－０８４０９９号公報

しかしながら、前述した特許文献１に開示されたような技術は、ハイブリッド型であるため、基本的にエンジンを搭載する必要があり、例えば、建築物の中など、排気ガスの排出や火気の使用が制限される施工場所や、施工機械の重量や大きさに制限があるような施工場所においては、当該特許文献１に開示されたような振動ローラは使用することができない。

また、前述した特許文献２に開示されたような技術は、常に４００Ｖもの高電圧電源を外部から給電ケーブルを介して建設機械に供給する必要があり、十分な給電設備を設けることができない施工場所や、特にローラなど、繰り返し舗装現場を走行する必要がある建設機械に対しては、給電ケーブルを地面に這わせることなど不可能であり、到底適用することはできない。

そこで、本願発明は、屋内や狭小箇所等において、敷設材料の転圧作業を可能とするとともに、操縦者が搭乗可能な電動小型ローラを提供することを目的とする。

（１）前側ロール（１１）を有する前側車体（１０）と、後側ロール（２１）を有する後側車体（２０）とが車体連結部材（３０）によって連結されて成る電動小型ローラ（１００、２００）であって、前記後側車体（２０）は、前記後側ロール（２１）を駆動する後側モータ（２２）と、ドライバーシート（５０）と、操向装置（４０）と、を備え、前記前側車体（１０）は、前記前側ロール（１１）を駆動する前側モータ（１２）を備え、前記操向装置（４０）は、前記前側車体（１０）に連結して設けられるとともにドライバーの操作に基いて前記前側車体（１０）の進行方向を制御し、前記前側車体（１０）及び前記後側車体（２０）は内燃機関を搭載することなく、前記前側車体（１０）と前記後側車体（２０）との内いずれか一方に備えられるバッテリ（１８）のみを前記前側モータ（１２）及び前記後側モータ（２２）の動力源とすることを特徴とする電動小型ローラ。

上記（１）の構成によれば、従来技術のようなエンジンなどの内燃機関を搭載する建設機械に比べ、排気ガスの排出がなく、また騒音も出ない。また、構造がシンプルであるため大幅に小型化、軽量化が可能となり、従来型のローラでは施工することができなかった狭小箇所や建築建屋内においても、安全且つ高品質の舗装工事が可能となる。さらに、バッテリ（１８）のみを動力源として転圧作業が可能であるので、排気ガスの発生がないのはもちろんのこと、転圧作業中に電源ラインを接続して電力を供給する必要がないため、極めて作業性に優れている。

（２）前記操向装置（４０）は、前記後側車体（２０）と前記前側車体（１０）とを連結するストロークモータ（４１）である上記（１）に記載の電動小型ローラ。

上記（２）の構成によれば、上記（１）により得られる効果に加え、操向装置（４０）としてストロークモータ（４１）を利用するので、従来型の油圧シリンダに比べて装置全体を小型化できるとともに、油圧ホースや油圧シリンダに破損が生じて、周辺の構築物を汚損するような事態を招くことが皆無である。

（３）前記前側ロール（１１）及び／又は前記後側ロール（２１）は、転圧幅員を変更可能である上記（１）または（２）に記載の電動小型ローラ。

上記（３）の構成によれば、下記実施形態で説明したように、電動小型タンデムローラ１００及び電動小型マカダムローラ２００は、前側ロール（１１）及び／又は後側ロール（２１）を交換又は移動するなどして転圧幅員を変更することが可能となっており、例えば、狭小箇所や建築建屋内において安全且つ高品質の舗装工事が可能となる。

本発明の電動小型ローラにおいて、第１実施形態の電動小型タンデムローラの一例を示した側面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第１実施形態の電動小型タンデムローラの一例を示した平面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第１実施形態の電動小型タンデムローラの一例を示した後面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第１実施形態の電動小型タンデムローラの仕様表の一例である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの一例を示した側面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの一例を示した平面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの一例を示した後面図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの前側ロールの設置態様を示した図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの前側ロールの設置態様を示した図である。 本発明の電動小型ローラにおいて、第２実施形態の電動小型マカダムローラの仕様表の一例である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の電動小型ローラについて実施形態ごとに説明する。

（第１実施形態）
図１～図４には、本実施形態の電動小型タンデムローラ１００の一例が図示されている。図１には、電動小型タンデムローラ１００の側面図が図示されており、主に前側車体１０と後側車体２０とが、車体連結部３０で連結されて構成されている。より詳細に説明すると、図１及び図２に示されるように、車体連結部３０の前側車体１０側には前車体ヨーク１７が設けられ、同様に後側車体２０側には後車体ヨーク２７が設けられている。そして、両方のヨークを連通するようにして連結ピン３１が嵌め込まれ、前側車体１０と後側車体２０とが回動自在に連結されている。

また、前側車体１０は、前側ロール１１と、前側ギヤードモータ１２と、前側ギヤードモータ１２及び後述する後側ギヤードモータ２２の動力源であるバッテリ１８とを備えている。さらに、図２から判るように、上記前側ギヤードモータ１２には左右に延びる前側ドライブシャフト１３が連結され、前側車体１０の両側に取り付けられる前軸受ブラケット６０に設けられたベアリング部材９を挿通することによって当該前側ドライブシャフト１３は回転可能に支持されている。

また、前側ロール１１の中心軸には前側ロール軸１９が設けられており、上記前側ドライブシャフト１３と同様に、前軸受ブラケット６０に設けられた図示しないベアリング部材を挿通して、当該前側ロール軸１９は回転可能に支持されている。なお、本実施例の前側ロール１１は適宜、幅の異なるロールに交換することが可能であり、これにより、施工条件に応じて転圧幅員を変更することが可能である。

さらに、上記前側ドライブシャフト１３の両端部には、前側駆動ギヤ１５が設けられるとともに、上記前側ロール軸１９の両端部には、前側ロールギヤ１６が設けられている。そして、上記前側駆動ギヤ１５と上記前側ロールギヤ１６とを図１に示される態様で、前側駆動チェーン１４によって連結することにより、前側ギヤードモータ１２で発生した駆動力が前側ロール１１に伝達されるように構成されている。なお、図１に示されるように、前側ギヤードモータ１２やバッテリ１８等を保護するための前方保護カバー５１を備えるようにしてもよい。

続いて、後側車体２０は、後側ロール２１と、後側ギヤードモータ２２と、電動小型タンデムローラ１００の制御装置が収納された制御ボックス２８とを備えている。さらに、図３から判るように、上記後側ギヤードモータ２２には左右に延びる後側ドライブシャフト２３が連結され、後側車体２０の両側に取り付けられる後軸受ブラケット７０に設けられたベアリング部材９を挿通することによって当該後側ドライブシャフト２３は回転可能に支持されている。

また、後側ロール２１の中心軸には、図３の後面図に示されるように、後側ロール軸２９が設けられており、上記後側ドライブシャフト２３と同様に、後軸受ブラケット７０に設けられたベアリング部材９を挿通して、当該後側ロール２１は回転可能に支持されている。なお、本実施例の後側ロール２１は、前述した前側ロール１１と同様、適宜、幅の異なるロールに交換することが可能である。

さらに、上記後側ドライブシャフト２３の両端部には、後側駆動ギヤ２５が設けられるとともに、上記後側ロール２１の両端部には、後側ロールギヤ２６が設けられている。そして、上記後側駆動ギヤ２５と上記後側ロールギヤ２６とを図１に示される態様で、後側駆動チェーン２４によって連結することにより、後側ギヤードモータ２２で発生した駆動力が後側ロール２１に伝達されるように構成されている。

加えて、後側車体２０には、電動小型タンデムローラ１００の操縦者が搭乗するためのシート台座５３及びドライバーシート５０が設けられ、さらに図示しない操縦装置と、バッテリ１８に対する図示しない充電装置を備えている。

本実施形態の上記操縦装置には、少なくとも電動小型タンデムローラ１００の電源をＯＮ、ＯＦＦする電源スイッチと、進行方向を操作する操向操作装置と、前進操作及び後進操作を行う走行操作装置と、パーキングブレーキ装置と、非常停止装置等が備えられている。

また、本実施形態の電動小型タンデムローラ１００は、操向装置として、図２等に示されるようなストロークモータ４１を搭載しており、より具体的には、当該ストロークモータ４１の本体部を、後側車体２０の右側に取り付け、ストロークモータ４１の伸縮ロッド４１１の先端ヨークが、前側車体１０の右側後方に回動自在に取り付けられている。

すなわち、上記ストロークモータ４１の動作態様として、例えば、操縦者が右方向へ前進する操作を行った場合は、伸縮ロッド４１１が縮んで前側車体１０が右方向を向き、一方、操縦者が左方向へ前進する操作を行った場合は、伸縮ロッド４１１が伸びて前側車体１０が左方向を向くことにより、進行方向を変えることができるよう構成されている。

続いて、図４には、本実施形態における電動小型タンデムローラ１００の仕様の一例が示されている。本実施形態における電動小型タンデムローラ１００の特徴の一つとしては、１００％バッテリ電源を駆動源とするとともに、非常に軽量、コンパクトに構成されている点である。しかも、シンプルな構造であるため、分解が容易で、狭小箇所や２階以上の建築建屋内に、小型の揚重機やエレベータを使用するなどして容易に搬入することができ、施工箇所で容易に組み立てることが可能となっている。なお、図示される仕様はあくまで一実施例によるものであり、適宜代替の装置を適用することも可能であるし、動力の仕様や機体寸法等の変更が可能である。

（第２実施形態）
図５～図１０には、本実施形態の電動小型マカダムローラ２００の一例が図示されている。図５には、電動小型マカダムローラ２００の側面図が図示されており、主に前側車体１０と後側車体２０とが、車体連結部３０で連結されることにより構成されている。より詳細に説明すると、図５及び図６に示されるように、車体連結部３０の前側車体１０側には前車体ヨーク１７が設けられ、一方、後側車体２０側には後車体ヨーク２７が設けられている。そして、両方のヨークを連通するようにして、連結ピン３１が嵌め込まれ、前側車体１０と後側車体２０とが回動自在に連結されている。

また、図８には、電動小型マカダムローラ２００の前側車体１０を前方から透視した図面が示されているが、前側車体１０には、左右二つの前側ロール１１と、前側ギヤードモータ１２と、前側ギヤードモータ１２及び後述する後側ギヤードモータ２２の動力源であるバッテリ１８とが主に備えられている。また、図示されるように、上記前側ギヤードモータ１２から右側にわずかに延びる前側ドライブシャフト１３が連結され、その先に前側駆動ギヤ１５が設けられている。

また、左右二つの前側ロール１１には、図示されるように外側にロール軸固定プレート６２をボルト結合する軸プレート外側固定部６３が設けられ、ロール軸固定プレート６２に固定された前側ロール軸１９と左右の前側ロール１１とが一体的に回転するように構成されている。そして、前側ロール軸１９の中央付近には前側ロールギヤ１６が設けられ、当該前側ロールギヤ１６と上記前側駆動ギヤ１５とが前側駆動チェーン１４によって連結されることにより、前側ギヤードモータ１２の駆動力が前側ロール軸１９に伝達するように構成されている。

なお、本実施形態の前側ロール軸１９は、図示されるように二つの前軸受ブラケット６０に取り付けられたベアリング部材９に挿通され、さらに、二つの前軸受ブラケット６０は前側車体１０と一体的に形成されたブラケット固定部材６１にボルト接合されて懸垂されている。

さらに、本実施形態の電動小型マカダムローラ２００は、左右の前側ロール１１による転圧幅員を容易に変更することができるという特徴的な構成を有しており、図９（ａ）～（ｃ）には、転圧幅員の変更した３つの実施例が図示されている。すなわち、本実施形態の電動小型マカダムローラ２００の左右の前側ロール１１は、当該前側ロール１１の内側と外側に、前側ロール軸１９の両端部にあるロール軸固定プレート６２を固定するための軸プレート内側固定部６４と、軸プレート外側固定部６３とを備えており、ロール軸固定プレート６２を軸プレート内側固定部６４に固定することにより、転圧幅員を広げることが可能となっている。

加えて、前側ロール軸１９を支持する二つの前軸受ブラケット６０は、図示されるようにブラケット固定部材６１に対して左右方向に移動させて固定することが可能となっており、前側ロール軸１９に加わる曲げ応力を抑えることが可能となっている。

図９（ａ）に図示される実施例では、左右の前側ロール１１の幅が２００ｍｍとなっており、図９（ｂ）、（ｃ）に図示される実施例では、左右の前側ロール１１の幅が３００ｍｍとなっている。このように、施工条件（転圧幅員等）に応じて異なる幅寸法を有する前側ロール１１に交換することが可能となっている。

図９（ａ）、（ｃ）に図示される実施例では、前側ロール軸１９の両端部にあるロール軸固定プレート６２を軸プレート内側固定部６４に固定することによって転圧幅員を広げる実施例が図示されており、図９（ｃ）の実施例においては、さらに二つの前軸受ブラケット６０を左右に最大限広げて、前側ロール軸１９にかかる曲げ応力を抑えている。

続いて、後側車体２０は、図５等に示されるように、後側ロール２１と、後側ギヤードモータ２２と、電動小型マカダムローラ２００の制御装置が収納された制御ボックス２８とを備えている。さらに、図６から判るように、上記後側ギヤードモータ２２には左右に延びる後側ドライブシャフト２３が連結され、後側車体２０の両側に取り付けられたベアリング部材９を挿通することによって当該後側ドライブシャフト２３は回転可能に支持されている。

また、後側ロール２１の中心軸には、図７の後面図に示されるように、後側ロール軸２９が設けられており、上記後側ドライブシャフト２３と同様に、後軸受ブラケット７０に設けられたベアリング部材９を挿通して、当該後側ロール２１は回転可能に支持されている。なお、本実施例の後側ロール２１は適宜、幅の異なるロールに交換することが可能であり、これにより、施工条件に応じて転圧幅員を変更することが可能である。

さらに、図７等から判るように、上記後側ドライブシャフト２３の両端部には後側駆動ギヤ２５がそれぞれ設けられるとともに、上記後側ロール２１の両端部には後側ロールギヤ２６が設けられている。そして、上記後側駆動ギヤ２５と上記後側ロールギヤ２６とを図５、図７等に示される態様で、後側駆動チェーン２４によって連結することにより、後側ギヤードモータ２２で発生した駆動力が後側ロール２１に伝達されるように構成されている。

加えて、後側車体２０には、図５に示されるように、電動小型マカダムローラ２００の操縦者が搭乗するためのシート台座５３及びドライバーシート５０が設けられ、さらに図示しない操縦装置と、バッテリ１８に対する図示しない充電装置を備えている。

本実施形態の上記操縦装置には、少なくとも電動小型マカダムローラ２００の電源をＯＮ、ＯＦＦする電源スイッチと、進行方向を操作する操向操作装置と、前進操作及び後進操作を行う走行操作装置と、パーキングブレーキ装置と、非常停止装置等が備えられている。

また、本実施形態の電動小型マカダムローラ２００は、操向装置として、図５、図６等に示されるようなストロークモータ４１を搭載しており、より具体的には、当該ストロークモータ４１の本体部を、後側車体２０の右側に取り付け、ストロークモータ４１の伸縮ロッド４１１の先端ヨークが、前側車体１０の右側後方に回動自在に取り付けられている。

すなわち、上記ストロークモータ４１の動作態様として、例えば、操縦者が右方向へ前進する操作を行った場合は、伸縮ロッド４１１が縮んで前側車体１０が右方向を向き、一方、操縦者が左方向へ前進する操作を行った場合は、伸縮ロッド４１１が伸びて前側車体１０が左方向を向くことにより、進行方向を変えることができるよう構成されている。

続いて、図１０には、本実施形態における電動小型マカダムローラ２００の仕様の一例が示されている。本実施形態における電動小型マカダムローラ２００の特徴の一つとしては、１００％バッテリ電源を駆動源とするとともに、非常に軽量、コンパクトに構成されている点である。しかも、シンプルな構造であるため、分解が容易で、狭小箇所や２階以上の建築建屋内に、小型の揚重機やエレベータを使用するなどして容易に搬入することができ、施工箇所で容易に組み立てることが可能となっている。さらに、前述した特徴的な転圧幅員の拡張機能により、転圧幅員は最小６００ｍｍから最大１１００ｍｍまで調整が可能であり、幅広い施工条件に対応することが可能となっている。なお、図示される仕様はあくまで一実施例によるものであり、適宜代替の装置を適用することも可能であるし、動力の仕様や機体寸法等の変更が可能である。

（その他の実施態様）
本実施形態における実施の態様は上記したとおりであるが、必ずしも上記したような構成に限定されるものではなく、以下のような種々の変更が可能となっている。

例えば、本実施形態では前側モータ１２及び後側モータ２２の駆動源となるバッテリ１８を前側車体１０に配置したが、後側車体２０にまとめて配置してもよく、さらに、前側車体１０と後側車体２０とに分けてバッテリ１８を配置し、それぞれ前側モータ１２及び後側モータ２２に電力を供給することも可能である。ただし、前側車体１０と後側車体２０との重量配分に十分配慮し、適切に設置されることが好ましい。

また、上記各実施形態では、操向装置としてストロークモータを使用したが、必ずしも油圧シリンダの使用を必ずしも否定するものではない。しかし、構造をシンプルに形成して軽量化できることや、油圧シリンダを使用した場合、破損による周辺構築物の汚損を考慮すると、ストロークモータを使用することが好ましい。

以上、本発明の実施形態について図面にもとづいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。また、上記実施例に記載された具体的な仕様、材質、寸法形状等は本発明の課題を解決する範囲において、変更が可能である。

１０ 前側車体
１１ 前側ロール
１２ 前側ギヤードモータ
１８ バッテリ
２０ 後側車体
２１ 後側ロール
２２ 後側ギヤードモータ
２８ 制御ボックス
４０ 操向部
４１ ストロークモータ
４１１ 伸縮ロッド
５０ ドライバーシート
１００ 電動小型タンデムローラ
２００ 電動小型マカダムローラ

Claims (3)

1. 前側ロールを有する前側車体と、後側ロールを有する後側車体とが車体連結部材によって連結されて成る電動小型ローラであって、
   前記後側車体は、前記後側ロールに駆動力を伝達して該後側ロールを駆動する後側ギヤードモータと、ドライバーシートと、操向装置と、を備え、
   前記前側車体は、前記前側ロールに駆動力を伝達して該前側ロールを駆動する前側ギヤードモータを備え、
   前記操向装置は、前記前側車体に連結して設けられるとともにドライバーの操作に基いて前記前側車体の進行方向を制御し、
   前記前側車体及び前記後側車体は内燃機関を搭載することなく、前記前側車体と前記後側車体との内いずれか一方に備えられるバッテリのみを前記前側ギヤードモータ及び前記後側ギヤードモータの動力源とする
   ことを特徴とする電動小型ローラ。
2. 前記操向装置は、前記後側車体と前記前側車体とを連結するストロークモータである
   請求項１に記載の電動小型ローラ。
3. 前記前側ロール及び／又は前記後側ロールは、転圧幅員を変更可能である
   請求項１又は請求項２に記載の電動小型ローラ。
   
   
   

Images