JPH03442B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は建設及び道路建造用機械、特に、土、
コンクリート、その他の材料を締め固めるための
装置に関する。

この発明は、また、土を種々の構造部材の中に
投入するために、凍土、コンクリート、アスフア
ルト舗装を粉砕するために、さらに、コンクリー
ト構造物、鉄筋コンクリート構造物を作る時の振
動発生機として有利に利用できる。

（従来技術） 公知の振動締め固め機は、ハンマーを有するケ
ーシング、アンビルを有する突き固めプレート、
及び、カムギヤを有し上記プレートに取付けられ
たケーシング駆動機を備えてなつている（ソ連邦
発明者証第726250号C1、F01C19／38、1980年４
月５日発行参照）：同様に公知の振動締め固め機
は、所望の衝突力を発生させるために軸に取付け
られた不平衡錘を有する（ソ連邦発明者証第
480794号C1F01C19／34、1975年８月15日発行参
照）。

このような振動締め固め機のプレートに直接カ
ムギヤと駆動原動機を配置するために、プレート
の質量が増加し、そのため、相互作用する質量の
衝突において不必要なエネルギーロスが起き、締
め固め過程が低い効率で行われることになる。ま
た、ケーシングとハンマーの合計質量が大きく、
十分な衝突エネルギーを確保するためにカムギヤ
のケーシングを駆動するための原動機として高い
パワーのものを設けることが必要となり、これは
上記したように、プレート質量を増加させ、低い
締め固め効率となつてしまうと言うことによつて
も、効率は不十分なものである。軸に取付けた不
平衡錘を設けることによつて、衝突エネルギーを
一定量増加させることが可能となるが、締め固め
効率はまだ不十分なものである。これは、連続す
る打撃の間のハンマー部分の自由飛翔時間が長
く、ハンマー部分のジヤンプの高さも増加するの
で、作業媒体によつてインパクト動作に加わる抵
抗の増加と共にこの時間も増加するので、打撃速
度は低く、安定動作の範囲が狭いと言うことによ
つて説明される。

先行技術の装置である、土、コンクリート、そ
の他の材料を締め固めるための装置が公知であ
る。

この装置は、アンビルを有する突き固めプレー
ト、このプレートの支柱に取付けられているイン
パクト機構であつて相位に位相ずれの関係にある
クランクを有するクランクギヤ形式の駆動装置を
持つているインパクト機構、ハンマー・ラムに連
結されている連結ロツド、貫通孔を有していて他
のハンマー・ラムの案内部材として作用する１つ
のハンマー・ラムを備えてなつている。両方のハ
ンマー・ラムはプレートの方へ向いていて、共通
のアンビルを有する（ソ連邦発明者証第323508
号、1971年12月１日発行参照）。

構造上の消費金属の減少、及び、ハンマー質量
とハンマー・ラムの連続する相互作用の間の荷重
付与速度と時間の延長によつてハンマー部分によ
つて土に伝達されるエネルギーが相当量増加する
可能性があることによつて、締め固め効率が高ま
ることにもかかわらず、この先行技術の装置も多
くの欠点を有する。

したがつて、この考え方に基づいて、各衝突サ
イクルの間に動作部材によつて加えられる作用の
強度が大きくなればなるほど、安定動作をする周
波数は低下する。なぜなら、ジヤンプの高さを制
限する手段は何もないので、土を詰め込む強度が
増加するとインパクト機構のジヤンプの高さが増
加することになり、各動作サイクルが長くなるか
らである。

締め固めるべき材料に力を付与する強度と時間
の調節可能性、及び、製造プロセスの必要性の観
点から、十分に広い範囲の中で動作条件を調節す
ることができる可能性もまた制限されている。

（発明の概要） 本発明は、インパクト機構の構造を改良して、
土を締め固める効率を改良した、土、コンクリー
ト、その他の材料を締め固めるための装置を提供
することをその課題とする。

この課題は、アンビルを有する突き固めプレー
ト、突き固めプレートへ連結されていてケーシン
グの中に取付けられたクランクギヤを備えハンマ
ー・ラムとその軸に取付けられたはずみ車とを有
するインパクト機構及び、ハンマーを有する反動
質量手段を備えてなる土を締め固めるための装置
であつて、本発明に基づいて、反動質量手段は垂
直方向運動のためのアンビルを具備しており、ハ
ンマー・ラムは反対方向に向いていてプレートと
反動質量手段のアンビルと同軸に取付けられてお
り、かつ、ハンマー・ラムに運動を与えているク
ランクが相互に位相ずれの関係でずれ角で軸に
取付けられているような土を締め固めるための装
置によつて解決される。

ハンマー・ラムのこのような構成、及び、軸に
取付けられたクランクの位相ずれの関係によつ
て、振動発生機のケーシングのジヤンプの高さを
適当に制限し、ケーシングが突き固めプレートへ
向つて動く時のその強制加速度を変えることによ
り、インパクトサイクル時間と基本作用強度を調
節することができる。

このような調節により、軸の広い速度範囲の中
で（種々の形状のパルスで）安定した動作条件を
確保できるだけでなく、時間と共に変化する振動
とシヨツクパラメータで、作動媒体に作用を与え
ることもできる。

媒体、特に土に作用を与えるこの方法は、最も
用途の広い、かつ効率的なものである。

種々の材料を締め固める現在のいずれかの方法
と比較した時の本方法の利点は、媒体全体及びそ
の個々の成分の両方に関して媒体の物理力学的性
質を完全に考慮に入れることが可能となり、か
つ、動作の間にプロセスを制御することができる
ことにある。

３個以上のハンマー・ラムを備えており、ハン
マー・ラムの少なくとも１つは上方へ向いていて
反動質量手段のアンビルと協同作用をし、他のハ
ンマー・ラムは下方へ向いていて突き固めプレー
トのアンビルと協同作用をし、後者のハンマー・
ラムのクランクは回転方向に相互に位相ずれの関
係で角度より小さい角度ずれ₁、₂…で軸に
取付けられていることぎ望ましい。

ハンマー・ラムの数の増加により、各インパク
トサイクルの間の荷重付与周波数と合計時間が増
加することによつて、土の締め固め効率が改善さ
れる。

ハンマー・ラムのクランクは異なつた長さであ
り、ハンマー・ラムは一定の軸の速度においてケ
ーシングに対して異なる直線速度で動くようなも
のであつても良い。その結果、ハンマー・ラムと
アンビルの連続する相互作用には常に荷重付与速
度の変化が伴い、これによつて、インパクト部分
によつて土に伝達されるモーメンタムの変化が起
きる。

クランクの長さを適当に選択することによつ
て、全体として合計のインパクト・エネルギーの
増加をもたらすことができるだけでなく、所与の
プロセスに適用するための荷重パルスの形状を最
も最適にすることができる（力の変化の法則）。

本発明によると、この装置は２つの不平衡錘を
備えており、１個の不平衡錘はクランク軸に取付
けられていて位相ずれ角度の下側ハンマー・ラ
ムのクランクの軸線に対して軸の回転方向に15〜
90゜の角度γですれている軸線を有しており、他
方の不平衡錘は軸によつて反動質量手段に取付け
られており、インパクト機構のケーシングは少な
くともこのケーシングを突き固めプレートに連結
する振子アームを具備している。

この構造配置により、インパクト機構のケーシ
ングと反動質量手段は、インパクト機構がプレー
トと反動質量手段を押圧して相互に離す時間の
間、慣性力の作用によりプレートに対して押し付
けられ、これにより突き固めプレートから土への
力の伝達のエネルギーと期間が増加する。これに
よつて土を締め固める効率が向上する。

反動質量手段は、望ましくは、この手段を突き
固めプレートに連結する振子アームを具備してお
り、ケーシングの振子アームと反動質量手段の振
子アームは共通の懸架枢軸を有している。

この構造配置によつて、特に、この装置をあま
り平らになつていない面を締め固めるのに用いる
時、動作条件の安定性が改善される。

反動質量手段が作動しない装置に上記の不平衡
錘を用いる場合、第２の不平衡錘は望ましくはケ
ーシングに取付けられ、ハンマー・ラムは下方に
のみ向いている。

この構造配置により、インパクト、サイクルの
間の基本作用のエネルギーが増加し、動作条件の
範囲が拡大されるため、使用効率が改善される。

インパクト機構のケーシングは、望ましくは、
垂直平面内の運動のために振子アームによつて突
き固めプレートに連結されており、第２の不平衡
錘の軸は振子アームの枢軸から一定の距離離れて
おり、この距離はこの枢軸からクランク軸の回転
中心とハンマー・ラムの軸線とを通つて引いた平
面までの距離より大きい。

この構造配置により、プロセスのエネルギー消
費と装置の金属重量とを減らすことができるた
め、土の締め固め効率を改善することができる。
同時に、装置の構成部分に加わる動的荷重が小さ
いため、装置の寿命が延びる。

第１の下側ハンマー・ラムに対して最後の下側
ハンマー・ラムのずれ角度βはβ＝90゜−γを越
えない。

この結果、全ハンマー・ラムが作用している間
に慣性力によつてインパクト部分が下方へ押し付
けられるので、締め固め効率が改善される。

本発明によると、不平衡錘の軸の間の伝動比は
１：２であり、両方の不平衡錘は、クランク軸に
取付けられた不平衡錘の軸線が水平位置にある
時、別の不平衡錘の軸線が垂直位置にあり、その
重心がその回転中心の下側にあるような相互の位
置関係にある。

不平衡錘のこのような位置により、プレートに
対してケーシングを押し付ける特徴を有するどの
装置も、全遠心力を所望の変化則に従うよう調節
することができる。これは、両方の振動機の不平
衡錘の静的モーメントの間の比を所定の値に選択
することによつて行われる。

クランクギヤの原動機は、望ましくは、ケーシ
ングが突き固めプレートに枢着されている位置に
おいて、ケーシングの振子アームに取付けられて
おり、この原動機は共通懸架枢軸と同軸に取付け
られている。

この原動機の配置により、複雑な変速機を用い
る必要性なしに、全ての回転質量を駆動するのに
一個の原動機を用いれば良いようになり、また、
原動機はインパクト作用領域の外に取付けられ、
これによつて構造が簡単になり、装置の寿命が延
びる。

本発明によると、インパクト機構のケーシング
は、プレートの案内支柱に取付けられていて下側
領域においてプレートからバネ偏倚され上側領域
においてインパクト機構のケーシングからバネ偏
倚されているフレームによつて、突き固めプレー
トに連結されており、フレームは垂直に延びる案
内部材を有しており、ケーシングはこれら案内部
材にそつて動くように取付けられている。

この構造配置によつて、（他の条件が同じで）
各ハンマーによつて加えられる打撃の位相角、フ
レームのストローク制限器に対する無慣性押圧力
の値、及び、突き固めプレートの土に対する静的
押圧力の値を同時に変えることが可能になり、こ
れによつて、プレートに対するインパクト機構の
作用の強さと時間を変えることが可能になる。し
たがつて、これによつて、１以上のクランクギヤ
を有する装置を用いる際の土を締め固める効率を
改善することが可能になる。

また、これによつて、むしろ単純な手段により
土を締め固めるプロセスを自動化することが可能
になる。同時に、インパクト機構のケーシングが
プレートに直接設けられている装置と比較して、
動作条件の範囲を拡大でき、動作性能を改善でき
る。

土の締め固め効率は、フレーム、ケーシング、
及びプレートの間に弾性拘束器を設けると、さら
に改善できる。

（発明の望ましい実施例） 添付の図面に詳細に示した特定の実施例を参照
にして、本発明を説明する。

土を締め固めるための装置は、アンビル２と直
垂支柱３を有する突き固めプレート１（第１図）、
ハンマー５と付加アンビル６とを設けた反動質量
手段４、及び、支柱３に取付けられたケーシング
７の中に収容されているクランクギヤの形をした
インパクト機構を備えて成つている。

クランクギヤは軸１０に取付けられたクランク
８，９と連結ロツド１１，１２を有しており、こ
の連結ロツド１１，１２の自由端にはハンマー・
ラム１３，１４が取付けられていて、これらラム
１３，１４はそれぞれアンビル２，６と協同作動
をするように構成されている。

ハンマー・ラム１３，１４は反対方向に向けら
れ、アンビル２，６と同軸に設けられている。

反動質量手段４のアンビル６はハンマー５に対
して垂直方向に変位可能に取付けられており、ア
ンビル２と６の間の距離“Ｈ”を変えることがで
きるようになつている。この変位は、例えば調節
ネジ１５のような適当な公知の手段によつて行う
ことができる。

支柱３の端部にはナツト１６が取付けられてお
り、このナツトと反動質量手段４との間にはバネ
１７のような弾性部材が設けられている。

反動質量手段４のハンマー５は、アンビル１８
を介してプレート１と協同作用を行い、また、ハ
ンマー・ラム１３，１４は垂直軸と同軸に設けら
れている案内部材１９，２０にそつて動く。

クランク８，９は軸１０に偏心的に設けられて
いて、角度位相がずれており、クランク８は半
径r₁を有し、クランク９は半径r₂を有しており、
半径r₁とr₂は等しいか、又は異なつている。連結
ロツド１１，１２は長さl₁、l₂のものであり、ハ
ンマー・ラム１３，１４は高さS₁、S₂のものであ
る。

アンビル２，６と協同作用をする２以上のハン
マー・ラム１３，１４が設けられても良い。

例えば、第２図は３つのハンマー・ラムを示し
ており、２つのハンマー・ラム１３は下方へ向い
ていて突き固めプレート１のアンビル２と協同作
用をするようになつており、ハンマー・ラム１４
は上方へ向いていて反動質量手段４の付加アンビ
ル６と協同作用をするようになつている。

第３図は４つのハンマー・ラムを有する本発明
による装置の実施例を示しており、２つのハンマ
ー・ラム１３は下方へ向いてプレート１のアンビ
ル２と協同作用するようになつている。他の２つ
のハンマー・ラム１４は上方へ向いていて反動質
量手段４のアンビル４と協動作用をするようにな
つている。ハンマー・ラム１３，１４のクランク
は軸１０の回転方向において相互に位相がずれた
関係で、角度より小さい角度₁、₂をなして
軸１０に取付けられている。

クランクギヤのケーシング７（第４図）の中に
おいて軸１０にははずみ車２１が装着されてい
る。

反動質量手段４は振子アーム２２によつてプレ
ート１に旋回可能に連結されており、垂直平面内
においてこのプレートに対して振動するようにな
つている。クランクギヤのケーシング７は振子ア
ーム２３によつてプレート１へ同様に連結されて
いる。両方のアームは共通の懸架枢軸（結合部）
２４を有していて、プレートが水平面に対してど
のような位置にあつてもこのプレートに等しく効
率的な力を加えるようになつており、かつ、チエ
ーンないしＶベルトの伝動系を用いて両方の軸を
駆動するのに単一の原動機２５を用いるようにな
つており、この原動機は振子の枢軸に対して整列
した位置に取付けられている。締め固める材料に
作用する付加的な慣性力を与えるために、クラン
ク軸１０のはずみ車２１には、クランク８の軸に
対して角度γ＝15〜90゜位相ずれし、ω₁の速度を
有する不平衡錘２６が取付けられている。反動質
量手段４には、はずみ車２８を有する軸２７によ
つて、第２の不平衡錘２９が取付けられており、
この第２の不平衡錘は2ω₁に等しい速度ω₂で回転
しており、不平衡錘２６の軸線が水平位置にある
時にこの第２の不平衡錘の軸線は垂直位置にあつ
て、第４図に示すように不平衡錘２９が下方へ向
いているような位置関係に置かれている。

上記した不平衡錘２６，２９は反動質量手段が
作動しない土締め固め装置に用いることができ
る。このような場合、不平衡錘２９（第５図）は
直接ケーシング７に設けられる。

不平衡錘２９（第６図）は取付アーム３０によ
つてケーシング７に取付けられており、振子アー
ム２３の枢軸２４から距離Ａだけ離れており、こ
の距離Ａは、振子アーム２３の枢軸からハンマ
ー・ラム１３の軸線とクランク８の軸とを通る平
面までの距離Ｂよりも大きい。

両方の軸１０と２７は伝動系（例えば、チエー
ン伝動系）によつて相互に運動学的に１：２の伝
動比で連結されており、そのため、軸２７は軸１
０の速度ω₁の２倍の速度ω₂で回転するようにな
つている。

不平衡錘２６，２９はそれぞれm₁とm₂の質量
と、重心O₁とO₂を有している。両方の不平衡錘
２６，２９の軸は、はずみ車２１に取付けられた
不平衡錘２６の軸が水平位置にある時に、不平衡
錘２９の軸が垂直位置にあるように位置付けられ
ている。不平衡錘２９の重心O₂は、この位置に
おいて、その回転軸の中心から下側に距離e₂の位
置にあり、不平衡錘２６の重心O₁はその回転軸
からe₁の距離だけ離れている。第７図は、連結ロ
ツド１１，１２によつて、下方にだけ向いている
ハンマー・ラム１３に連結されている２つのクラ
ンク８，９を有する装置の実施例を示している。
クランク８に対するクランク９の角度ずれβは
90゜−γの値より大きくはない。

駆動原動機２５は、ケーシング７が突き固めプ
レート１に随着されている位置において、弾性部
材３１によつてこのケーシング７の振子アーム２
３に取付けられており、この原動機は共通の懸架
枢軸２４と整列して取付けられている。

第８図は例えば掘削機のハンドル３２に懸架さ
れている装置の実施例を示している。このような
場合、インパクト機構のケーシング７は、プレー
ト１の案内支柱３に取付けられたフレーム３３に
よつて突き固めプレート１に連結されており、こ
のフレーム３３は掘削機のハンドル３２と油圧シ
リンダーのピストンロツド（図示なし）とへこの
フレーム３３を結合するための取つ手３４を有し
ている。

フレーム３３は下側領域のバネ３５によつてプ
レート１からバネ偏倚されている。この設備によ
つて、プレート１を土に対して慣性力なしで押圧
させている。上側領域においては、フレーム３３
はケーシング７からバネ３６によつてバネ偏倚さ
れていて、振動発生器をフレーム３３の下側部分
に押圧している。バネ３６の事前圧縮量を変える
ために、調節ナツト３７が設けられている。

フレーム３３は垂直に伸びている案内部材３８
を有しており、ケーシング７はこれら案内部材に
そつて垂直に移動可能に取付けられている。

この装置のフレーム３３の下側部分とケーシン
グ７の間に弾性拘束器３９が設けられており、ま
た、フレーム３３の下側部分とプレート１の間に
弾性拘束器４０が設けられている。

フレーム３３はその下側部分と上側部分の間に
一定の距離“Ｃ”を有するように構成されてい
る。

プレート１とフレーム３３の上側部分の間の距
離“Ｄ”はフレーム３３のストローク“ｄ”の範
囲内で動作中に変化可能である。

プレート１に対するフレーム３３のストローク
“ｄ”は制限されており、その目的のために迫持
ナツト４１が支柱３に取付けられている。

第１図に示した装置は以下の様に動作する。

原動機２５からクランク軸１０へトルクが伝動
され、ハンマー・ラム１３，１４はケーシング７
に対して案内部材１９，２０にそつて反対方向へ
往復移動させられ、そのため、それぞれアンビル
２，６と一定時間間隔で相互作用する。その結
果、ケーシング７、突き固めプレート１、反動質
量手段４も垂直平面内で往復運動を開始する。

動作条件は、主として、クランク軸の速度、両
方のクランク８，９の偏心量とそれらの間の比、
弾性部材の力、ハンマー５がアンビル１８と係合
す時のアンビル２と６の間の最小可能距離の値
Ｈ、及び：ハンマー・ラム１３，１４がケーシン
グ７に対して下側の死点にある時のハンマー・ラ
ム１３と１４の衝突面間の合計距離に依存する
が、この最後の距離は第９図に示すようにｈ＝l₁
＋S₁＋S₂＋l₂−r₂−r₁に等しい。ここで、ｈはハ
ンマー・ラム１３，１４の衝突面間の距離であ
る。

以下の動作モードは、調節装置１５によつてＨ
の値を変えることによつて、得られる。Ｈ＝ｈ＝
l₁＋S₁＋l₂＋S₂−r₂−r₁、すなわち、ハンマー・
ラム１３，１４が下側の死点にある時にハンマ
ー・ラム１３，１４の衝突面の間の距離ｈにほぼ
等しいようにＨの値を選択した時、締め固め作用
は、反動質量手段４と突き固めプレート１とを離
す押圧パルスによつて形成される。（ハンマー・
ラム１３，１４が下側死点及び上側死点から離れ
て動く時）この作用はハンマー・ラムの分離移動
の間に作用し、また、ハンマー５がアンビル１８
と衝突する時にプレートに対する反動質量手段の
衝突作用にも依存してこの作用が行われるが、こ
れはハンマー・ラムが下側の死点に近づく時に起
こる。

（ハンマー・ラム１４から離れることなしに、
反動質量手段４と突き固めプレート１とが接合運
動するために、弾性部材１７が十分な強さの力を
有する場合）パラメータの上記比率における相対
運動の最大振幅はＡ＝２（r₁＋r₂）であり、相対
運動の速度の最大値は、（クランクが水平位置に
ある時、すなわち、回転方向において垂直線に対
するクランク８の角度位置が角度α＝90゜に対応
する時）、Ｖ＝（r₁＋r₂）ωに等しい。

反動質量手段とプレートが相互に反対方向に運
動する時に、弾性部材１７は圧縮される。ハンマ
ー・ラム１３，１４が上側死点を通過した後、反
動質量手段４は重力と弾性部材１７の力の作用に
より下降する。ハンマー５と反動質量手段４が突
き固めプレート１のアンビル１８をたたき、こう
して土を突き固める。このインパクト作用のすぐ
後に、ハンマー・ラムは再び離れるように移動を
開始し、こうして押圧分離作用を行い、上記した
プロセスをくり返す。したがつて、このケースに
おいては振動とインパクト作用の時間はクランク
軸１０の回転周期の２分の１になる。

l₁＋S₁＋l₂＋S₂−r₂−r₁＜Ｈ＜l₁＋S₁＋l₂＋S₂＋
r₂＋r₁の場合（第９図参照）、振動発生器である
クランクギヤのケーシング７は、初期位置におけ
る振動突き固めの主たるインパクト質量であり、
ハンマー・ラム１３を介してアンビル２を圧迫す
る。両方のハンマー・ラム１３，１４はそれぞれ
の下側死点にあり、上側（付加）ハンマー・ラム
１４はアンビル６の衝突面から距離δ＝Ｈ−ｈ＝
Ｈ−l₁−S₁−r₁−l₂−S₂−r₂だけ下側にある。

予じめセツトしたｈの値及びクランクギヤの要
素の寸法配分に依存して、軸１０の回転の間、上
側ハンマー・ラム１４が初期位置から予じめセツ
トした隙間δに等しい量だけ移動するような垂直
線からの角度０＜α＜180゜をクランク８が回転し
た時に、上側ハンマー・ラム１４は反動質量手段
４に取付けたアンビル６と相互作用をする。

上側ハンマー・ラムがアンビルに接触する前
に、振動発生器の質量（ケーシング７内に収容さ
れている主なインパクト部分の質量）が突き固め
プレートから離れるように、突き出るハンマー・
ラム１３の速度に等しい速度で、押し出されるこ
とによつて、この突き固めプレートは力学的作用
を受ける。

ハンマー・ラム１４がアンビル６と接触する時
に、クランクギヤを通してプレートにインパクト
作用が伝達される。この力の値はハンマー・ラム
１４の質量と反動質量手段４の質量との比、及
び、衝突速度に依存する。

プレート１に対する反動質量手段４の速度と相
互に離れる方向に動くハンマー・ラム１３，１４
の速度と間の比に依存して、最大変位振幅がＡ＝
２（r₁＋r₂）−δに等しいならば（衝突の後の反動
質量手段の速度が離れる方向の運動の速度と等し
いか又は小さい場合）、振動突き固め器の種々の
要素のその後の運動は上記のケースと同様であ
り、又は、（衝突の間、ハンマー・ラムが相互に
離れる方向に動いている時の速度より反動質量手
段の速度が大きい時）、次の衝突で反動質量手段
と振動発生器は分離し、その時、反動質量手段４
のアンビル６と上方へ動き続けているハンマー・
ラム１４とは再び相互に接触する。反動質量手段
のハンマー５が突き固めプレートのアンビル１８
に突き当る時、さらにもう１つの相互作用が起き
る。

Ｈ＞l₁＋S₁＋l₂＋S₂＝r₂＋r₂の時、振動発生器
は後者のケースの場合と同様な初期位置にある。
このケースにおける動作条件の違いは、上側ハン
マー・ラム１４と反動質量手段４のアンビル６と
の衝突は、下側ハンマー・ラム１３と突き固めプ
レート１のアンビル２との衝突相互作用によつて
振動発生器が突き固めプレート１に対してジヤン
プした時にのみ起きるという点にある。

上記したケースと同様、ハンマー・ラム１３が
下側死点から上側死点へ動く間（これは、クラン
ク８が回転角0゜≦α≦180゜の範囲で動く場合であ
る）、振動発生器のケーシング７は突き固めプレ
ート１から離れるように押される。

この場合、軸１０の速度ωに依存して、次の動
作条件（他の条件は同じ）が得られる。

突き固めプレート１に対するクランクギヤのケ
ーシング７の、２倍振幅A₁＝2f₁で、振動数ωで
の、振動であつて、ハンマー・ラム１３がアンビ
ル２から離れるような条件が与えられているよう
な振動の結果としての振動モード。

この場合、振動器の不平衡質量の静的モーメン
トは、十分な近似度で、両方のハンマー・ラムの
質量ではなく、振動発生器全体の質量とクランク
８の偏心値及びクランク９の偏心値との積によつ
て決定できる。

この場合、反動質量手段４はプレート１の無慣
性過荷重として作用する。

単一打撃インパクト及び振幅のモードは、ωの
振動で動作し、ハンマー・ラム１３がアンビル２
から離れることがケーシング７の２倍振幅A₂＞
2r₁の振動の結果確保されているが、ジヤンプは
上側ハンマー・ラム１４と付加アンビル６の相互
作用を確実にするほど高くない時に起こる。

ハンマー・ラム１３がアンビル２に接触する時
の衝突パルスの値は、ケーシング７の自由落下速
度とケーシングに対するハンマー・ラム１３の運
動速度の合計の値によつて決定される。

２回打撃インパクト及び振動のモードは、振動
発生器とプレートの衝突相互作用の結果、ケーシ
ング７のジヤンプが上側ハンマー・ラム１４とア
ンビル６の相互作用を確実にするのに十分になる
ようなスピードで振動発生器が動作する時に起こ
る。この場合の運転サイクルは、振動発生器とプ
レートの衝突相互作用の間の次のような運動段階
から構成される：ケーシング７のプレート１から
反動質量手段４へ向う飛翔：上側ハンマー・ラム
１４の衝突面とアンビル６の係合による振動発生
器と反動質量手段との衝突相互作用、これによつ
て反動質量手段４は案内手段にそつてプレート１
から離れる方向に運動を開始し、弾性手段１７を
変形させ、また、振動発生器のケーシング７は、
ハンマー・ラム１４のケーシング７に対する運動
の速度と反動質量手段の速度との差に等しい速度
でプレートに向つて運動を開始する：振動発生器
と反動質量手段の質量が分離した後のケーシング
の反動質量手段から離れてプレートに向う自由飛
翔：ハンマー・ラム１３とアンビル２とを介する
振動発生器とプレートとの衝突相互作用：振動発
生器との相互作用によつて反動質量手段が上昇さ
せられた高度から重力と弾性部材の力の作用とに
よつてこの反動質量手段が落下する結果、ハンマ
ー５とアンビル１８とを介する反動質量手段４と
プレート１との衝突相互作用。

締め固めサイクルの時間及び打撃回数は、土の
性質と所望の締め固め密度及び深さを考慮に入れ
て、選択される。

この装置の構造から、異なる動作モードを得る
ための調節が簡単なため、その利用分野を拡大す
ることができる。

３個のハンマー・ラム（第２図）又はそれより
多いハンマー・ラム（第３図）を用いる場合、可
能な動作条件の範囲をさらに広げることができ
る。このような場合、特に異なる長さのクランク
を用いると、作業媒体に作用する複数パルス衝突
及び振動モードの方法を得ることができる。

第５図に示した実施例においては、原動機２５
からのトルクはクランクギヤの軸１０及びはずみ
車２８の軸２７へ伝動され、不平衡錘２６，２９
を回転させるが、これら不平衡錘の軸間の伝動比
が１：２、ないしω₁＝2ω₂であるので、それぞれ
P₁＝m₁e₁ω² ₁、P₂＝m₂e₂ ² ₂の遠心力が発生する。

ハンマー・ラム１３が拘束器と共にアンビル２
と相互作用する時に、クランクギヤの全ての能動
力は相互に加え合わさつて、打撃力と力付与時間
の両方を増加させる結果となる。ハンマー・ラム
１３に連結したクランク８が垂直線から回転方向
に測つて75゜の角度に近い鋭角にある時にハンマ
ー・ラム１３がアンビル２に衝突する動作条件に
おいて、最大効率が得られ、かつ、クランク軸に
連結した不平衡錘が90゜に近い角度を動く時に垂
直慣性圧力の最大値が得られるので、角度15゜〜
90゜において、所望の力付与時間を考慮に入れて、
回転方向におけるこの不平衡錘の軸線のずれ量を
選択するのが望ましい。

第４図に示した実施例において、この装置は上
記に説明したものと同様に動作するが、振子懸架
２３を設けたことによつて、ケーシング７、突き
固めプレート１、及び、反動質量手段４は、垂直
面内で相互に振動する。

この場合の動作条件も、不平衡錘２６と２９の
静的モーメントの比に依存する。

調節装置１５によつてＨの値を変えることによ
り、以下の動作条件が得られる。

Ｈ＞ｈの時、上側ハンマー・ラム１４はケーシ
ング７の大きな振動振幅においてもアンビル６と
接触せず、反動質量手段４はそのハンマー５をア
ンビル１８に永続的に突き当てており、また、振
動源は、振幅2r₁（第４図）と周波数ω₁でケーシン
グ７と共にプレート１に対して動いて振動し、全
振動発生器の質量に等しい不平衡質量を有する振
動機として作用するか、又は、単一打撃インパク
ト及び振動作用を行う。前者の場合、周波数2ω₁
で回転している不平衡錘と、クランク軸１０が周
波数ω₁で回転している振動発生器とによつて、
締め固める媒体には複合周波数の作用が加えられ
る。後者の場合、周波数2ω₁の連続振動作用に周
波数ω₁の単一打撃力の作用が伴う。

Ｈ＝ｈの時でハンマー・ラム１４が反動質量手
段４に設けたアンビル６に接触するようにインパ
クト部分がジヤンプする時、プレートに対する単
一打撃力の作用は、押圧分離パルスが現われてく
る結果、より強くなり、また、この場合、プレー
ト１に対する反動質量手段４の振動によつて発生
する付加衝突作用も起こる。

第１０図に示すようにＨ＜ｈの時、反動質量手
段４は、重力の作用によつてだけではなく、その
上に設けられた遠心力励起子の作用によつて発生
した付加的慣性力の作用によつて、より大きな振
幅で振動して、アンビル１８を介してプレート１
に強い打撃を加える。この遠心力励起子は、その
作用的構造のために、クランクギヤの押圧分離パ
ルスの発生の時であつて、ハンマー・ラム１３，
１４が上側の死点を通過したすく後に、反動質量
手段４に付加的圧力を加える。

第６図、第７図に示した実施例において、クラ
ンク軸１０の回転角に依存して、また、不平衡錘
２６，２９の静的モーメントと、振子アーム２３
の枢軸からクランク軸１０の回転中心とハンマ
ー・ラム１３の軸線を通つて引いた平面までの距
離、及び第２の不平衡錘２９の軸２７の回転中心
までの距離Ｂ、Ａとの比の選択に依存して、ハン
マー・ラム１３のアンビル２に対する衝突作用の
開始以前に慣性力の圧力がインパクト部分に加わ
り、この圧力はハンマー・ラム１３とアンビル２
の相互作用の時間の間の最大可能値に近い値であ
り、かつ、第２の不平衡錘２９の静的モーメント
は、他の条件が等しい時に、振子アーム２３の枢
軸に対する第２の不平衡錘２９のずれ量と、イン
パクト部分の作用軸線のずれ量との比に直接比例
して減らすことができ、こうして、突き固め機の
金属重量は、駆動に必要なパワーの減少と同時に
減らすような状態が達成できる。その上、この構
造によつて、原動機２５はインパクト作用領域の
外側に設けられるので、原動機２５に加わる動的
作用を取除くことが可能となる。これによつて、
この装置の寿命が非常に延びる。

衝突エネルギーを増加させるために装置は２つ
以上のハンマーを有することができる（第７図）。

クランク９のr₂がクランク８のr₁より２回打撃
相互作用において最適動作条件を与える量だけ大
きい時に効率的動作が行われ、また、不平衡錘２
６の軸線に対する第２のクランク９の位相ずれ角
βの値は、最も効率的な動作モードにおいてβ＝
90゜−γを越えるものであるべきではない。ここ
で、γはクランク８とはずみ車２１に取付けられ
た不平衡錘２６の軸線との間の位相ずれ角であ
る。その理由は、この場合にのみ、両方のハンマ
ー・ラム１３がケーシング７に対して下方へ動く
間に、ケーシング７をプレート１に対して押しつ
ける慣性力に最大値が存在しながら、両方のハン
マー・ラム１３が拘束器と連続的に相互作用をす
ることができるからである。

第８図に示した実施例において、動作条件と媒
体に対する力付与特性とは、支持体車輛の張出し
棒から振動突き固め機のフレームの懸架枢軸に対
する突き固めプレートの位置に依存する。

したがつて、ハンドル３２の部分においてフレ
ームに何らの圧力もない場合には、ハンマー・ラ
ム１３（第８図）はアンビル２を打撃することが
できないため、装置は無荷重で走行する。

フレームがｄ／２より小さい距離だけプレート
１に近づく時、可能な全ての力付与のうち最も弱
い力の付与と、土に対してわずかの圧力で突き固
めプレートを押圧することが起こるような角度位
置α₁、α₂にクランクが位置する時においてのみ、
両方のハンマー・ラム１３のアンビル２（第１１
図）との衝突相互作用が動作条件の中に含まれよ
う。同じようなタイプの公知の振動突き固め機に
おいて、このような動作条件を全て得ることは不
可能である。フレームがプレートに対してｄ／２
より大きい距離移動する時、最も強い打撃が加え
られる90゜近くの角度（第１２図）にクランクが
ある場合に、ハンマー・ラムとアンビルの衝突相
互作用が可能である。この場合の力付与は、クラ
ンクが180゜に対応する角度位置を回転するまで持
続し、土に対してプレートを押圧させる圧力の値
は、最大可能値の２分の１に近い値である。

プレートに対してフレームが加圧される時、ク
ランク（第１３図）が最上位置にある時、すなわ
ち、α₁＝０、α₂＝０の時に、衝突相互作用の開始
が可能である。これらの条件によつたて、各イン
パクト・サイクルの間、最も長い力付与時間が与
えられる。なぜなら、クランクが180゜の角度（0゜
から180゜）を回転する間、ハンマー・ラムはそれ
らが対応するアンビルと接触しているからであ
る。同時に、作業媒体に対してプレートを押圧さ
せる静的圧力の可能な最大値が得られる。

したがつて、この装置においては、簡単な手段
によつて動作条件を変えることが可能になり、ま
た、各ハンマーの打撃位相角度、土に対してプレ
ートを押圧させている無慣性静圧力、及び、プレ
ートに対して反動質量手段を押圧させている予備
圧力、を同時に変えることによつて、予じめセツ
トしたプロセス要件に従つて、作業媒体に対する
力の付与を制御することが可能になる。

また、土を締め固める時に、力付与の強さと時
間を自動的に変えることもできる。例えば、土を
入れる時に、ハンドル３２の位置を変えないで、
締め固めを行う場合を考えよう。最初の位置にお
いて、フレーム３３はプレート１に対して押圧さ
れ、すなわち、フレーム３３は弾性拘束器４０に
突き当つている。

このようにして、締め固め作用を最長時間で最
小量行うことが確保される。これは締め固めの初
期段階においては最も有利な動作モードである。
締め固めの過程で土が固まる結果、突き固めプレ
ートはフレームから徐々に動き始める。この結
果、ハンマー・ラムの打撃の位相角度α₁とα₂は自
動的に変化し、これらの位相角度は90゜に近くな
る。この角度の時、締め固めの最終段階のために
最良の条件として知られている、最強のより短か
いインパクトと振動の作用が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による土締め固め装置の縦断面
概要図、第２図は本発明による装置の１実施例の
同様な図面、第３図は本発明による装置の別の実
施例の同様な図面、第４図は反動質量手段に取付
けた不平衡錘を有する本発明による装置の縦断面
概要図、第５図は２つの不平衡錘を有する本発明
による装置の実施例の同様な図面、第６図はケー
シングに取付けた不平衡錘を有する本発明による
装置の別の実施例の同様な図面、第７図は第６図
に示したのと同様な本発明による装置の別の実施
例の同様な図面、第８図はフレームによつて突き
固めプレートへインパクト機構が連結されている
本発明による装置の縦断面概要図、第９図は初期
位置にある第１図の装置の図面、第１０図は１つ
の動作位置にある第４図の装置の図面、第１１
図、第１２図、第１３図は別々の動作位置にある
第８図の装置の図面を示す。 １：プレート、２：ブレート・アンビル、３：
垂直支柱、４：反動質量手段、５：反動質量手段
のハンマー、６：付加アンビル、７：ケーシン
グ、８：下側クランク、９：上側クランク、１
０：クランクギヤ軸、１１：下側連結ロツド、１
２：上側連結ロツド、１３：ハンマー・ラム、１
４：ハンマー・ラム、１５：調節ネジ、１６：支
柱に装着されているナツト、１７：支柱バネ、１
８：アンビル、１９：案内部材、２０：案内部
材、２１：軸１０に装着されているはずみ車、２
２：振子アーム、２３：振子アーム、２４：両方
のアームの懸架枢軸、２５：原動機、２６：不平
衡錘、２７：不平衡の軸、２８：軸２７にあ
る不平衡のはずみ車、２９：不平衡錘、３
０：取付アーム、３１：弾性部材、３２：掘削機
のハンドル、３３：フレーム、３４：取つ手、３
５：下側部分のバネ、３６：上側部分のバネ、３
７：調節ナツト、３８：案内部材、３９：弾性拘
束器、４０：弾性拘束器、４１：迫持ナツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アンビル２を有する突き固めプレート１、突
   き固めプレート１へ連結されていてケーシング７
   の中に取付けられたクランクギヤを備えハンマ
   ー・ラム１３，１４とその軸１０に取付けられた
   はずみ車２１とを有するインパクト機構及び、ハ
   ンマー５を有する反動質量手段４を備えてなる土
   を締め固めるための装置であつて、反動質量手段
   ４は垂直方向運動のためのアンビル６を具備して
   おり、ハンマー・ラム１３，１４は反対方向に向
   いていてプレート１と反動質量手段４のアンビル
   ２，６と同軸に取付けられており、かつ、ハンマ
   ー・ラム１３，１４に運動を与えているクランク
   ８，９が相互に移送ずれの関係でずれ角ψで軸１
   ０に取付けられていることを特徴とする土を締め
   固めるための装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、３個以上の
   ハンマー・ラム１３，１４を備えており、ハンマ
   ー・ラム１４の少なくとも１つは上方へ向いてい
   て反動質量４のアンビル６と協同作用をし、他の
   ハンマー・ラム１３は下方へ向いていて突き固め
   プレート１のアンビル２と協同作用をし、後者の
   ハンマー・ラムのクランク８，９は回転方向に相
   互に位相ずれの関係で角度ψより小さい角度ずれ
   ψ₁、ψ₂…で軸１０に取付けられていることを特
   徴とする土を締め固めるための装置。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項において、
   ハンマー・ラム１３，１４のクランク８，９は異
   なつた長さのものであることを特徴とする土を締
   め固めるための装置。 ４ アンビル２を有する突き固めプレート１、突
   き固めプレート１へ連結されていてケーシング７
   の中に取り付けられたクランクギヤを備えハンマ
   ー・ラム１３，１４とその軸１０に取付けられた
   はずみ車２１とを有するインパクト機構及び、ハ
   ンマー５を有する反動質量手段４を備えてなる土
   を締め固めるための装置であつて、反動質量手段
   ４は垂直方向運動のためのアンビル６を具備して
   おり、ハンマー・ラム１３，１４は反対方向に向
   いていてプレート１と反動質量手段４のアンビル
   ２，６と同軸に取付けられており、かつ、ハンマ
   ー・ラム１３，１４に運動を与えているクランク
   ８，９が相互に移送ずれの関係でずれ角ψで軸１
   ０に取付けられており、かつ、２つの不平衡錘２
   ６，２９を備えており、１個の不平衡鍾２６はク
   ランク軸１０に取付けられていて位相ずれ角度ψ
   の下側ハンマー・ラム１３のクランク８の軸線に
   対して軸１０の回転方向に15〜90゜の角度γでず
   れている軸線を有しており、他方の不平衡錘２９
   は軸２７によつて反動質量手段４に取付けられて
   おり、インパクト機構のケーシング７は少なくと
   もこのケーシングを突き固めプレート１に連結す
   る振子アーム２３を具備していることを特徴とす
   る土を締め固めるための装置。 ５ 特許請求の範囲第４項において、反動質量手
   段４はこの反動質量手段を突き固めプレート１に
   連結する振子アーム２２を具備していて、振子ア
   ーム２２，２３は共通の懸架枢軸２４を有してい
   ることを特徴とする土を締め固めるための装置。 ６ 特許請求の範囲第４項において、反動質量手
   段を有さず、第２の不平衡錘２９はケーシング７
   に取付けられており、ハンマー・ラム１３，１４
   は下方にのみ向いていることを特徴とする土を締
   め固めるための装置。 ７ 特許請求の範囲第６項において、インパクト
   機構のケーシング７は垂直運動のために振子アー
   ム２３によつて突き固めプレート１に連結されて
   おり、第２の不平衡錘の軸２７は振子アーム２３
   の枢軸から距離Ａ離れており、この距離はこの枢
   軸からクランク軸１０の回転中心とハンマー・ラ
   ム１３の軸線とを通つて引いた平面までの距離Ｂ
   より大きいことを特徴とする土を締め固めるため
   の装置。 ８ 特許請求の範囲第７項において、第１の下側
   ハンマー・ラムに対して最後の下側ハンマー・ラ
   ム１３のクランク８がずれている角度βはβ＝
   90゜−γを越えないことを特徴とする土を締め固
   めるための装置。 ９ 特許請求の範囲第４項又は第６項のいずれか
   において、不平衡錘２６，２９の軸１０，２７の
   間の伝動比は１：２であり、両方の不平衡錘２
   ６，２９は、クランク軸１０に取付けられた不平
   衡錘２６の軸線が水平位置にある時、第２の不平
   衡錘２９の軸線が垂直位置に有り、その質量m₂
   の中心O₂がその回転中心の下側にあるような相
   互の位置関係にあることを特徴とする土を締め固
   めるための装置。 １０ 特許請求の範囲第４項又は第７項のいずれ
   かにおいて、クランクギヤの原動機２５は、ケー
   シング７が突き固めプレート１に枢着されている
   位置において、ケーシング７の振子アーム２３に
   取付けられており、この原動機は共通懸架枢軸２
   ４と同軸に取付けられていることを特徴とする土
   を締め固めるための装置。 １１ 特許請求の範囲第１項又は第１０項のいず
   れかにおいて、インパクト機構のケーシング７
   は、突き固めプレート１の案内支柱３に取付けら
   れていて下側領域においてプレート１からバネ偏
   倚され上側領域においてインパクト機構のケーシ
   ング７からバネ偏倚されているフレーム３３によ
   つて、突き固めプレート１に連結されており、フ
   レーム３３は垂直に延びる案内部材３８を有して
   おり、ケーシング７はこれら案内部材にそつて動
   くように取付けられていることを特徴とする土を
   締め固めるための装置。 １２ 特許請求の範囲第１１項において、フレー
   ム３３、ケーシング７、およびプレート１の間に
   弾性拘束器３９，４０が設けられていることを特
   徴とする土を締め固めるための装置。