JPH0516481B2 - - Google Patents

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JPH0516481B2
JPH0516481B2 JP2058486A JP2058486A JPH0516481B2 JP H0516481 B2 JPH0516481 B2 JP H0516481B2 JP 2058486 A JP2058486 A JP 2058486A JP 2058486 A JP2058486 A JP 2058486A JP H0516481 B2 JPH0516481 B2 JP H0516481B2
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JP
Japan
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eccentric
rotating shaft
rolling wheel
eccentric mass
center line
Prior art date
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JP2058486A
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JPS62178605A (ja
Inventor
Hisanori Sadahiro
Akira Mitsui
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Sakai Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sakai Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62178605A publication Critical patent/JPS62178605A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は締固め機械の振動機構に関する。
〔従来の技術〕
従来締固め機械において締固め能率を向上する
ため転動輪を振動せしめるには、転動輪の回転中
心線に沿つて転動輪に設けた回転軸に偏心荷重を
取付け、該回転軸を回転させることにより転動輪
を該転動輪の接地部に対し上下に振動せしめてい
た。この従来技術は地盤を通じて上下振動が伝翻
するので、住宅地や地盤振動を嫌う施設近傍にお
ける施工で振動公害を発生する欠点があるほか、
舗装合材の骨材をたたき破壊する欠点があつた。
またこの上下振動を行う締固め機械は、上下振
動が直接転動輪の回転軸に働き、サスペンシヨン
ゴムに剪断方向(上下方向)の力として働くこと
により機械本体の垂直荷重及び駆動力と合成され
て大きな剪断力となるから、これに耐えるサスペ
ンシヨンゴムとして多少防振効果を損なつても、
バネ定数の高い(硬い)、大きな形状のものを採
用することとなり、コストも高くなり必然的にサ
スペンシヨンゴムで吸収できない振動が機械本体
のフレームに伝わるため、操縦者に大きな疲労を
与えるという問題点もあつた。
そこで、本出願人はすでに特願昭58−61408号
において、転動輪に偏心質量の回転軸を、該回転
軸の回転中心線が該転動輪の半径方向に平行な直
線上に位置するように、回転自在に設け、上記回
転軸の軸芯に対する各偏心質量の偏心位置を転動
輪の起振駆動軸方向に対して定めて回転させるこ
とにより前記転動輪の接地部を水平面内で振動せ
しめるように構成した締固め機械の振動機構を開
示し、その一実施例として前記回転軸を転動輪の
半径方向に平行な直線上の左右の位置に2個づつ
設け、該回転軸の軸芯に対する各偏心位置を対向
位置又は同一方向に配置することにより、転動輪
の接地部を水平面内で全周方向又は左右方向又は
前後方向に振動を相乗させたものを示した。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、特願昭58−61408号の発明の一
実施例においては、転動輪の起振駆動軸と該転動
輪の起振駆動軸の半径方向に設けた四つの回転軸
への動力の伝達を二つの駆動傘歯車と四つの従動
傘歯車で行つているため、構造が複雑で組付け作
業が難しいのと共に、傘歯車の製造コストも高く
コストアツプの要因となつていた。
本発明は上記の点に鑑み改良創案されたもの
で、組付け作業の難点を半減し廉価に製造するこ
とのできる締固め機械の振動機構を提供すること
にある。
〔問題点を解決するための手段及びその作用〕
上記の問題点を解決するため、本発明において
は、転動輪のほぼ回転中心線に直交する直線上に
回転中心線を有し、かつ、外方端にそれぞれ偏心
質量を有する回転軸を回転することにより、前記
転動輪の接地部をほぼ水平面内で振動させる締固
め機械の振動機構において、前記転動輪のほぼ回
転中心線上における複数の位置で、転動輪のほぼ
回転中心線を通る直線を成分とする方向の直線上
に位置するように、直径方向に、外方端にそれぞ
れ偏心質量を有する回転軸を取付け、前記転動輪
のほぼ回転中心線上における複数の位置の1箇所
では、起振駆動軸に固着した駆動傘歯車と、前記
回転軸に固着した単一の従動傘歯車とを噛合さ
せ、この回転軸と、前記転動輪のほぼ回転中心線
上における複数の位置における他の箇所に軸支し
た回転軸とを、相互に平歯車で噛合させて構成し
たことを特徴とする。
上記構成を採用したことにより、締固め機械の
振動機構が組立て易くなると共に、廉価に製造す
ることができ実用的となつた。
〔実施例〕 以下本発明の実施例について図面に基づき説明
をする。第1図は本発明に係る振動機構を適用す
る締固め機械1を例示する側面図である。2は原
動機、走行装置、操向装置、操縦席等が配備され
た車台、3は車台2に設けた走行輪である。車台
2には転動輪4を支持するフレーム5が連接ピン
6を介して取付けられている。
第2図は本発明の第1実施例を示す断面図であ
る。フレーム5の左右に取付座7,7が設けら
れ、該取付座7,7内にサスペンシヨンゴム8,
8を介して取付体9,9が固着される。
一方転動輪4の内部に側板10,11が設けら
れ、右側の側板10の中央に中空のボス軸12が
固着される。該ボス軸12は前記取付体9,9に
軸受13,13を介して軸支されている。
右側の取付体9の中央に正逆回転可能な起振用
の油圧モータ14が固着され、該油圧モータ14
の出力軸が中空のボス軸12と右側の側板10に
貫入され左方へ延設された起振駆動軸15にカツ
プリングを介して接続されている。該駆動軸15
は前記右側の側板10にベアリング16,16を
介して枢支されると共に、該駆動軸15の側板側
先端に一つの駆動傘歯車17が設けられている。
また、前記右側の側板10の内側面には、転動
輪4の回転中心線Aを挟んでブラケツト21,2
1,21が設けられている。そして、このブラケ
ツト21,21,21に、転動輪4の回転中心線
A上における複数の位置で、転動輪4の回転中心
線Aに直交する直線上に回転中心線B及びCを有
し、かつ、転動輪4の回転中心線Aに直交する直
線を成分とする方向の直線上に位置するように、
直径方向に第1の回転軸18a及び第2の回転軸
18bを、ベアリング19,19,19及び2
0,20,20を介して軸支している。
駆動傘歯車17寄りに位置する前記第1の回転
軸18aのほぼ中央部には、従動傘歯車22が設
けられ、前記駆動軸15の先端の駆動傘歯車17
に噛合する。そして、第1の回転軸18aの中途
部に設けられた駆動平歯車23が、第2の回転軸
18bの中途部に設けられた駆動平歯車24に噛
合する。駆動平歯車23及び駆動平歯車24は、
それぞれ同一歯数で構成されている。前記第1の
回転軸18a及び第2の回転軸18bの両外方端
には、それぞれ等しい質量の偏心質量25a,2
5b及び25c,25dが取付けられている。な
お、左側の取付体9には、転動輪4を駆動するホ
イールモータ26が固着されている。
前記偏心質量25a,25b及び25c,25
dの各偏心位置の相互関係は、第1実施例として
次のように定められている。即ち、第1の回転軸
における一側の外方端の偏心質量25aが、起振
駆動軸15の軸方向の一方に偏心しているとき、
他側の外方端の偏心質量25bは、起振駆動軸1
5の軸方向の他方、つまり一側の外方端の偏心質
量25aの偏心方向に対して反対方向(180゜異な
る位置関係となる方向)に偏心しており、このと
き、第2の回転軸における一側及び他側の外方端
の偏心質量25c,25dは、第1の回転軸にお
ける両外方端の偏心質量25a,25bの偏心方
向と対称の向き、つまり第2の回転軸における一
側の外方端の偏心質量25cは、第1の回転軸に
おける一側の外方端の偏心質量25aの偏心方向
と反対方向に、また、第2の回転軸における他側
の外方端の偏心質量25dは、第1の回転軸にお
ける他側の外方端の偏心質量25bの偏心方向と
反対方向に偏心しているものである。
次にこの第1実施例に係る振動機構の作用につ
いて説明する。締固め機械1の走行を停止した状
態で油圧モータ14により出力軸、カツプリン
グ、起振駆動軸15、駆動傘歯車17、従動傘歯
車22、駆動平歯車23、縦動平歯車24を介し
て回転軸18a,18bを矢印の如く回転させる
と、第3図において偏心質量25aの外周端は回
転中心線Bを中心に位置F,G,D,Eの順に回
転し、偏心質量25bの外周端は同様にD,E,
F,Gの順に回転し、偏心質量25cの外周端は
回転中心線Cを中心に逆にH,K,J,Iの順に
回転し、偏心質量25dの外周端は同様にJ,
I,H,Kの順に回転をする。
各偏心質量25a,25b,25c,25dの
偏心位置は、前記の関係にあるので、この回転中
の一時点で、偏心質量25aの外周端が位置Fに
あるとき、偏心質量25bの外周端はDの位置を
とる。そして、この時点で、偏心質量25cの外
周端は位置Hにあり、かつ、偏心質量25dの外
周端はJの位置をとる。
同様に、回転中の一時点で、偏心質量25aの
外周端が位置Dにあるとき、偏心質量25bの外
周端はFの位置をとる。そして、この時点で、偏
心質量25cの外周端は位置Jにあり、かつ、偏
心質量25dの外周端はHの位置をとる。
このため、転動輪4には25aと25c及び2
5dと25bの遠心力が相互に打ち消し合い、左
右方向の遠心力は生じない。
一方、回転中の一時点で、偏心質量25aの外
周端が位置Gにあるとき、偏心質量25bの外周
端はEの位置をとる。そして、この時点で、偏心
質量25cの外周端は位置Kにあり、かつ、偏心
質量25dの外周端はIの位置をとる。このため
第4図において転動輪4にL方向(円周方向)に
回転する力が相乗して作用する。
同様に、回転中の一時点で、偏心質量25aの
外周端が位置Eにあるとき、偏心質量25bの外
周端はGの位置をとる。そして、この時点で、偏
心質量25cの外周端は位置Iにあり、かつ、偏
心質量25dの外周端はKの位置をとる。このた
め転動輪4に前記L方向と反対のM方向(円周方
向)に回転する力が相乗して作用する。
従つて、偏心質量25a,25b,25c,2
5dが回転をすると転動輪4をL方向に回転させ
る力が作用する。即ち、この力は接地部を水平面
内で前後方向に振動させる。
また、締固め機械1を走行させながら偏心質量
25a,25b,25c,25dを回転させる
と、転動輪4の接地部は、上記の前後方向の振動
と走行に伴う前進又は後退運動とが合成された水
平運動を行うことになる。従つて締固め機械1が
走行している状態においても走行を停止している
状態においても偏心質量25a,25b,25
c,25dを回転させて締固め作業を行うと、転
動輪4が接地面の土粒子を揺動するように又はこ
ねるように運動するから、舗装合材の骨材の破壊
及びヘアクラツクの発生がなく且つ締固め能率の
向上が図られる。
また、水平面内の前後方向に締固め作用を行な
うから、上下振動に比較して地盤の特性上振動減
衰率が大きく、従つて地盤振動を嫌う施設近傍に
おける転圧作業や住居の多い生活道路の施工に振
動公害を大幅に減少し得ると共に、発生した前後
方向の振動は転動輪の回転軸を中心に転動輪廻り
のモーメントとしてのみ働くから転動輪の回転軸
は振動を受けず、従つてサスペンシヨンゴムには
振動が働かないことになり、操縦者に振動による
疲労を全く与えない利点がある。
次に第2実施例を第5図に基づき説明する。
この第2実施例では偏心質量の回転軸の数及び
偏心質量の取付け方以外の構成は第1実施例と同
じであるので、同一部材には同符号を付し説明は
省略する。
第2実施例では、転動輪4の回転中心線Aを挟
んで設けたブラケツト21,21,21に、転動
輪4の回転中心線Aに直交する直径方向の直線上
に回転中心線村BびCを有する第1実施例におけ
る第1及び第2の回転軸18a及び18bに加え
て、起振駆動軸15の軸方向に離間して位置し、
回転中心線Xを有する第3の回転軸18cを、ベ
アリング28,28,28を介して軸支してい
る。そして、この第3の回転軸18cの中途部に
は、第1の回転軸の駆動平歯車23及び第2の回
転軸の従動平歯車24と同一歯数の従動平歯車2
9を設けてあり、第2の回転軸の従動平歯車24
と噛合して、回転の伝達を受けるように構成され
ている。
前記第1の回転軸18a、第2の回転軸18b
及び第3の回転軸18cの両外方端には、それぞ
れ偏心質量27a,27b、同同27c,27d
及び27e,27fが取付けられている。前記偏
心質量27a,27b、同27c,27d及び周
30e,30fの各偏心位置の相互関係は、次の
ように定められている。即ち、第1の回転軸にお
ける一側の外方端の偏心質量27aが、起振駆動
軸15の軸方向の一方に偏心しているとき、他側
の外方端の偏心質量27bは、起振駆動軸15の
軸方向の他方、一側の外方端の偏心質量27aの
偏心方向に対して反対方向(180゜異なる位置関係
となる方向)に偏心しており、このとき、第2の
回転軸における一側及び他側の外方端の偏心質量
27c,27dは、第1の回転軸における両外方
端の偏心質量27a,27bの偏心方向と対称の
向き、つまり第2の回転軸における一側の外方端
の偏心質量27cは、第1の回転軸における一側
の外方端の偏心質量27aの偏心方向と反対方向
に偏心している。
また、第2の回転軸における他側の外方端の偏
心質量27dは、第1の回転軸における他側の外
方端の偏心質量27bの偏心方向と反対方向に偏
心しており、かつ、第3の回転軸における一側及
び他側の外方端の偏心質量27e,27fは、第
1の回転軸における両外方端の偏心質量27a,
27bの偏心方向と同一の向き、つまり第3の回
転軸における一側の外方端の偏心質量27eは、
第1の回転軸における一側の外方端の偏心質量2
7aの偏心方向と同一方向に、また、第3の回転
軸における他側の外方端の偏心質量27bの偏心
方向と同一方向に偏心しているものである。
一方、前記偏心質量27a,27b、同27
c,27d及び27e,27fの各質量の相互関
係は、次のように定められている。即ち、第1及
び第3の回転軸の両外方端の偏心質量27a,2
7b及び27e,27fは、それぞれ質量が等し
く、また、第2の回転軸の両外方端の偏心質量2
7c,27dは、第1及び第3の回転軸の両外方
端の偏心質量27a,27b及び27e,27f
に対し質量が2倍、つまり、27c=27a+27e及び
27d=27b+27fの関係となつている。
次にこの第2実施例に係る振動機構の作用につ
いて説明をする。締固め機械1の走行を停止した
状態で油圧モータ14により出力軸、カツプリン
グ、起振駆動軸15、駆動傘歯車17、従動傘歯
車22、駆動平歯車23、従動平歯車24,29
を介して回転軸18a,18b,18cを矢印の
如く回転させると、第6図において偏心質量27
aの外周端は回転中心線Bを中心として位置F,
G,D,Eの順に回転し、偏心質量27bの外周
端は同様にD,E,F,Gの順に回転し、偏心質
量27cの外周端は回転中心線Cを中心として逆
にH,K,J,Iの順に回転し、偏心質量27d
の外周端は同様にJ,I,H,Kの順に回転し、
偏心質量27eの外周端は回転中心線Xを中心と
して逆にP,Q,N,Oの順に回転し、偏心質量
27fの外周端はN,O,P,Qの順に回転す
る。
各偏心質量27a,27b,27c,27d,
27e,27fの偏心位置は、前記の関係にある
ので、この回転中の一時点で、偏心質量27aの
外周端が位置Fにあるとき、偏心質量27bの外
周端はDの位置をとる。そして、この時点で、偏
心質量27cの外周端は位置Hにあり、偏心質量
27dの外周端はJの位置をとり、かつ、偏心質
量27eの外周端は位置Pにあり、偏心質量27
fの外周端はNの位置をとる。
同様に、回転中の一時点で、偏心質量27aの
外周端が位置Dにあるとき、偏心質量27bの外
周端はFの位置をとる。そして、この時点で、偏
心質量27cの外周端は位置Jにあり、偏心質量
27dの外周端はHの位置をとり、かつ、偏心質
量27eの外周端は位置Nにあり、偏心質量27
fの外周端はPの位置をとる。しかし、各偏心質
量27a,27b,27c,27d,27e,2
7fの間には、前述したように、27c=27a
+27e及び27d=27b+27f、同時に2
7c=27dの関係があるので、左右方向の遠心
力は打ち消し合い、転動輪4に作用しない。
一方、回転中の一時点で、偏心質量27aの外
周端が位置Gにあるとき、偏心質量27bの外周
端はEの位置をとる。そして、この時点で、偏心
質量27cの外周端は位置Kにあり、偏心質量2
7dの外周端はIの位置をとり、かつ、偏心質量
27eの外周端は位置Qにあり、偏心質量27f
の外周端はOの位置をとる。このため第7図にお
いて転動輪4にL方向(円周方向)に回転する力
が相乗して作用する。
同様に、回転中の時点で、偏心質量27aの外
周端が位置Eにあるとき、偏心質量27bの外周
端はGの位置をとる。そして、この時点で、偏心
質量27cの外周端は位置Iにあり、偏心質量2
7dの外周端はKの位置をとり、かつ、偏心質量
27eの外周端は位置Oにあり、偏心質量27f
の外周端はQの位置をとる。このため転動輪4に
は、前記L方向と反対のM方向(円周方向)に回
転する力が相乗して作用する。
従つて、偏心質量27a,27b,27c,2
7d,27e,27fが回転をすると転動輪4を
L方向に回転させる力及びM方向(L方向の反
対)に回転させる力が作用する。即ち、この力は
接地部を水平面内で前後方向に振動させる。
また、締固め機械1を走行させながら偏心質量
27a,27b,27c,27d,27e,27
fを回転させると、転動輪4の接地部は、上記の
前後方向の振動と走行に伴なう前進又は後退運動
とが合成された水平運動を行うことになる。従つ
て締固め機械1が走行している状態においても走
行を停止している状態においても偏心質量27
a,27b,27c,27d,27e,27fを
回転させて締固め作業を行なうと、転動輪4が接
地面の土粒子を揺動するように又はこねるように
運動するから、舗装合材の骨材の破壊及びヘアク
ラツクの発生がなく且つ締固め能率の向上が図ら
れる。
また、水平面内の前後方向に締固め作用を行な
うから、上下振動に比較して地盤の特性上振動減
衰率が大きく、従つて地盤振動を嫌う施設近傍に
おける転圧作業や住居の多い生活道路の施工に振
動公害を大幅に減少し得ると共に、発生した前後
方向の振動は転動輪の回転軸を中心に転動輪廻り
のモーメントとしてのみ働くから転動輪の回転軸
は振動を受けず、従つてサスペンシヨンゴムには
振動が働かないことになり、操縦者に振動による
疲労を全く与えない利点がある。
第2実施例は、このように第1及び第3の回転
軸の外方端の偏心質量27a,27b及び27
e,27fは、それぞれ質量が等しく、また、第
2の回転軸の外方端の偏心質量27c,27d
は、第1及び第3の回転軸の外方端の偏心質量2
7a,27b及び27e,27fに対し質量が2
倍の関係となるように質量条件を設定している。
そして、偏心質量27a,27b,27c,27
d,27e,27fの回転により、起振力を発生
させ、転動輪4を水平面内で左右方向に振動させ
るものである。
ところで、起振力Fは、 F=mrω2 (但し、mは物体の全質量、rは偏心距離、m・
rは偏心モーメント、ωは回転角速度)で表され
るから、上記のように質量条件を設定すること
は、比例関係にある偏心距離、つまり軸のまわり
の回転半径rを変えたときも、当然に同一条件を
設定し得る。すなわち、回転角速度ωを一定とす
れば、第1、第2及び第3の回転軸の外方端の偏
心質量を、それぞれ等しい質量とし、第2の回転
軸の外方端の偏心質量27c,27dの偏心距離
を、第1及び第3の回転軸の外方端の偏心質量2
7a,27b及び27e,27fの偏心距離の2
倍の関係となるように設定しても、同一の起振力
が得られることが、自明の事柄である。
したがつて、第2実施例における締固め機械の
振動機構によつては、偏心質量の質量の大きさを
変化させることに替え、偏心距離を変化させて
も、また、場合によつては回転軸の長さを変化さ
せても、同一の効果を生ぜしめる。
よつて、本明細書において用いられる「偏心質
量」なる用語は、比例関係にある「偏心距離」の
意味を包含し、「偏心モーメント」を意味するも
のとする。
第1実施例及び第2実施例の如く駆動傘歯車1
つ、縦動傘歯車1つ、駆動平歯車及び従動平歯車
を複数個で締固め機械の振動機構の駆動手段を構
成すると、従来の如き駆動傘歯車2つ以上、従動
傘歯車4つ以上により構成したものに比べて、組
立が容易であると共に、廉価に製造することがで
き実用的である。
なお、第1実施例及び第2実施例では転動輪の
回転中心線上の2〜3箇所の位置のうち1箇所を
傘歯車で伝動させ、残りの1〜2箇所を平歯車で
噛合させたが、これに限定される転動輪の回転中
心線上複数箇所の位置のうち1箇所を傘歯車で伝
動させ、残りの箇所を平歯車で噛合させればよい
ことは勿論である。
また、第1実施例では回転軸の長さと、偏心質
量の重さを一定のものとして示したが、これに限
定せず、回転軸の長さと偏心質量の重せの積が一
定のものであればよい。
なお、請求の範囲において転動輪のほぼ回転中
心線上とは偏心質量の回転中心線が転動輪の回転
中心から転動輪直径の1/4長さ以内の範囲を通る
ものを含める意味であり、この範囲であれば有効
な水平起振力を発生することができる。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明した如く、締固め機械におい
て水平面内の進行方向に対し前後方向等の振動に
よつて転圧を行うから、振動公害の発生を可及的
に防止できると共に、傘歯車の伝動を極力少なく
したので組立が容易であり、廉価に製造すること
ができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は締固め機械の側面図、第2図は本発明
の第1実施例を示す転動輪の断面図、第3図は第
2図の矢視説明図、第4図は第2図の矢視説
明図、第5図は本発明の第2実施例を示す転動輪
の断面図、第6図は第5図の矢視説明図、第7
図は第5図の矢視説明図である。 4…転動輪、5…フレーム、9…取付体、1
0,11…側板、12…ボス軸、13…軸受、1
4…油圧モータ、15…起振駆動軸、16…ベア
リング、17…駆動傘歯車、18a,18b,1
8c…回転軸、19,20…ベアリング、22…
従動傘歯車、23…駆動平歯車、24…従動平歯
車、25a,25b,25c,25d…偏心質
量、26…ホイールモータ、27a,27b,2
7c,27d,27e,27f…偏心質量。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 転動輪のほぼ回転中心線に直交する直線上に
    回転中心線を有し、かつ、外方端にそれぞれ偏心
    質量を有する回転軸を回転することにより、前記
    転動輪の接地部をほぼ水平面内で振動させる締固
    め機械の振動機構において、 前記転動輪のほぼ回転中心線上における複数の
    位置で、転動輪のほぼ回転中心線に直交する直線
    を成分とする方向の直線上に位置するように、直
    径方向に、外方端にそれぞれ偏心質量を有する回
    転軸を取付け、前記転動輪のほぼ回転中心線上に
    おける複数の位置の1箇所では、起振駆動軸に固
    着した駆動傘歯車と、前記回転軸に固着した単一
    の従動傘歯車とを噛合させ、この回転軸と、前記
    転動輪のほぼ回転中心線上における複数の位置に
    おける他の箇所に軸支した回転軸とを、相互に平
    歯車で噛合させて構成したことを特徴とする締固
    め機械の振動機構。
JP2058486A 1986-02-01 1986-02-01 締固め機械の振動機構 Granted JPS62178605A (ja)

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