JPH1121938A

JPH1121938A - 振動ローラ

Info

Publication number: JPH1121938A
Application number: JP18774297A
Authority: JP
Inventors: Osamu Mori; 修森; Satoshi Miyaoka; 諭宮岡
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Yutani Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 1997-06-27
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】従来より油圧ショベルの作業機のバケットに
ローラを取付けて、地盤の締固め作業を行わせる装置が
勘案されている。しかし前記ローラには起振部がそなえ
られず、作業機自体の重量、作業機用油圧シリンダなど
の押圧力による転圧を行うので、その転圧力が弱く、埋
戻した後の例えば路面が陥没する等のトラブルが発生し
ていた。本発明は、掘削と十分な締固めを支障なく行う
ことのできる振動ローラを提供することを目的とする。【解決手段】本発明では振動ローラが、左右に分割し
て形成された転輪用の外筒体と，前記左右の外筒体の内
側に挿嵌されかつ作業機側の支持部に係止された内筒体
と、前記内筒体に設けられた起振モータと、前記起振モ
ータによって駆動される起振ウエイト付軸とを有するよ
うにし、前記振動ローラが、作業機のバケットの背部に
一体形に構成されるようにした。そして前記振動ローラ
の外周が、バケットの掘削軌跡範囲より外側に突出しな
いように設定した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の掘削と締固
めを行わせるために油圧ショベルなど建設機械，作業車
両の作業機のバケットに一体形に構成されている振動ロ
ーラに関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は実開平６−４１６１号公報に記載
されている一実施例掘削機械の側面図である。図９に示
す掘削機械では、アーム６の先端部に連結したバケット
８の裏板に、ローラ１４を有するヨーク１３装置のブラ
ケット１６をボルト１９締付けしている。

【０００３】また図１０は、実開昭５３−７１９０２号
公報に記載されている一実施例バケット装置を示す斜視
図である。図１０に示すバケット装置では、バケット本
体１の背面下部にローラ３を着脱可能に軸支している。

【０００４】また図１１は、実公平５−３８０９０号公
報に記載されている一実施例締固め装置を取付けた油圧
ショベルを示す斜視図である。図１１に示す油圧ショベ
ルでは、アーム１１の先端部に、起振部をそなえた締固
め装置を取付けている。なお符号９は、前記締固め装置
の底面の地盤締固め用ベースプレートである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来より油圧ショベル
の作業機のバケットにローラを取付けて、地盤の締固め
作業を行わせる装置（実施例として図９及び図１０に示
す）が勘案されている。そして前記油圧ショベルが上下
水道，又はガス管，電線等の埋設工事を行う場合には、
前記埋設物敷設用の溝（トレンチ）をバケットで掘削
し、前記埋設物の敷設された溝の埋戻し土砂の締固めに
前記ローラを用いるようにしている。しかし前記ローラ
には起振部がそなえられず、作業機自体の重量、ブーム
シリンダ，アームシリンダ，バケットシリンダ等の押圧
力による転圧を行うので、その転圧力は振動を用いた転
圧力に比べてかなり弱い。そのために地盤がよく締固め
られないことがあり、埋戻した後の例えば路面が陥没す
る等のトラブルが発生する。なお図９に示す一実施例掘
削機械では、掘削を行うときにはローラ１４をそなえた
ヨーク１３装置を取外し、締固めを行うときには再びヨ
ーク１３装置を取付けるので、その手間がわずらわし
く、作業能率が悪い。また図１１に示す油圧ショベルで
は起振部をそなえた締固め装置を取付けているが、振動
するベースプレート１６の面圧によって締固めを行うの
で、その面圧による締固め力は、例えば図示していない
振動ローラによる線圧よりかなり弱く、締固めが十分に
行われないことがある。本発明は、作業機のバケットと
一体形に構成され、掘削と十分な締固めを支障なく行う
ことのできる振動ローラを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明では、振動ローラ
が、左右に分割して形成された転輪用の外筒体と、前記
左右の外筒体の内側に挿嵌されかつ作業機側の支持部に
係止された内筒体と、前記内筒体に設けられた起振モー
タと、前記起振モータによって駆動される起振ウエイト
付軸とを有するようにし、前記振動ローラが、作業機の
バケットの背部に一体形に構成されるようにした。そし
て前記の場合、前記作業機のアーム先端部のバケット基
部連結ピンを中心としたバケット爪先の曲率半径より外
側に、前記振動ローラの外周が突出しないように、また
前記バケットの底面の側面視延長戦より、前記振動ロー
ラの外周が上側に位置するようにした。また前記バケッ
トの左右の外幅より外側に、前記振動ローラが突出しな
いように設定した。また前記バケットの左右の側板を前
記バケットの背板より下方に延設し、前記側板に対して
前記振動ローラを緩衝部材を介して軸支せしめるととも
に、前記緩衝部材を側面視丸形の環状に形成するか、又
は側面視で軸穴を有しかつ外周が角形となるように形成
した。

【０００７】本発明では作業機による掘削時にアーム，
バケットを回動させたとき、前記バケットの掘削軌跡範
囲より外側に前記振動ローラの外周が突出しないので、
前記振動ローラが地盤の土質と衝突をおこすことなく、
前記バケットによる円滑な正常の掘削を行うことができ
る。また前記バケットの左右の側板に対して前記振動ロ
ーラを緩衝部材を介して軸支しているので、前記振動ロ
ーラの振動が前記バケット，アーム，ブームに伝播する
のを低減させることができる。また前記緩衝部材は、作
業に対応して側面視丸形の環状のものか、或いは側面視
で軸穴を有しかつ外周が角形のものを選択して、所要の
形状の緩衝部材を組付けることが可能である。なお前記
内筒体を作業機側の支持部に係止せしめているブラケッ
トに対しても、緩衝部材を設けている。そして前記振動
ローラによる転圧は、前記振動ローラの発する起振力と
前記作業機の自重にて加圧し、大なる線圧として地盤に
対し作用するので、例えば深溝等の埋戻し土砂の締固め
を確実かつ十分に行うことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形
態を示す振動ローラ２を取付けた油圧ショベル４の側面
図である。図において、５は油圧ショベル４の下部走行
体、７は下部走行体５の上部に連設した上部旋回体、１
０は上部旋回体７のフロント部に装着した作業機、１２
は作業機１０のブーム、１５はアーム，１８は振動ロー
ラ２と一体形に構成されたバケット、２１はバケット１
８に固設されている係止用ブラケット、２２は振動ロー
ラ２０側に設けられている連結用ブラケット、２３は係
止用ブラケット２１と連結用ブラケット２２とを互いに
係止している連結ピン、２４はブームシリンダ、２５は
アームシリンダ、２６はバケットシリンダ、２７はアー
ム１５先端部とバケット１８の基ブラケット２８とを連
結しているバケット基部連結ピン、２９はバケット１８
の爪である。図２は、図１における振動ローラ２付近の
拡大詳細図である。図において、３０_L ，３０_R はバケ
ット１８の左右側面のそれぞれ側板（右側板３０_R は左
側板３０_L の向う側にあるので図示では見えない）、３
１はバケット１８底面の底板、３２はバケット１８背面
の背板、４５は振動ローラ２の内部に設けられている起
振ウエイト付軸、３４は振動ローラ２内部の軸封室（図
２には図示されていないが後述する）へ潤滑油を供給す
るための給油口パイプ、３５は給油口パイプ３４のプラ
グである。図３は、図２のＡより見た一部切開後面図で
ある。図において、３６は振動ローラ２の左右両端面部
の中心に突出設されている支軸、３７_L ，３７_R は左右
の支軸３６，３６（右側の支軸３６は図示では見えな
い）を支承するために側板３０_L ，３０_R にそれぞれ構
成された軸支部、３８は軸支部３７_L （軸支部３７_L と
３７_R は互いに対称に構成されているので軸支部３７_L
の側を代表して説明する）のハウジング、３９は支軸３
６の外周に嵌着されているベアリング（本実施例では調
心形複列ボールベアリングを使用している）、４０はハ
ウジング３８の内周面とベアリング３９の外周面との間
に嵌合されている振動緩動用の緩衝部材（通常、インシ
ュレータと呼ばれている）である。

【０００９】図４は図２のＢ−Ｂより見た要部断面図で
あるが、給油口パイプ３４の説明を容易にするために給
油口パイプ３４の断面図を記載している。図において、
４１_L ，４１_R は振動ローラ２の転輪である左右のそれ
ぞれ外筒体、４２_L ，４２_Rは外筒体４１_L ，４１_R の
それぞれ外側の端面に締付固定されている支軸用面板、
４３は内筒体、４４は外筒体４１_L ，４１_R 内周面と内
筒体４３外周面との間に嵌合されているベアリング部材
（本実施例ではニードルベアリングを使用している）、
３３は起振ウエイト付軸４５の偏心マスを有する起振ウ
エイト、４６，４６’は内筒体４３の内側に溶着された
隔壁板、４７，４７’は隔壁板４６，４６’に設けられ
た起振ウエイト付軸４５の両端側の各軸受部、４８，４
８は軸受部４７，４７’に嵌合されているベアリング
（本実施例では調心形複列ボールベアリングを使用して
いる）、４９，５０はそれぞれオイルシール、５１はロ
ーラ軸４５を回転駆動する油圧式（電動式等も含む）の
起振モータ、５２は隔壁板４６と４６’との間に溶着さ
れ内側に軸封室５３を形成する円筒部、５４は内筒体４
３に固設された連結用ブラケット２２の先端ボス、５５
は先端ボス５４のボス穴内周面と連結ピン２３外周面と
の間に設けられているゴム材等の緩衝部材である。

【００１０】図５は、図３及び図４における緩衝部材４
０の拡大図である。図において、５６は緩衝部材４０の
外枠リング、５７は内枠リング、５８は外枠リング５６
と内枠リング５７との間に焼付固着されたゴム材等の弾
性体である。図６は、図５のＣ−Ｃより見た断面図であ
る。図７は、角形の緩衝部材４０’をそなえた振動ロー
ラ２’を示す一部切開側面図である。図において、図２
〜図４に示す振動ローラ２と同一構成要素を使用してい
るものに対しては同符号を付す。３７’_L は左側の支軸
３６を支承する軸支部（右側の支軸３６を支承する軸支
部３７’_R は左側の軸支部３７’_L の向う側にあるの
で、図示では見えない）であって、側板３０’_L に設け
られている。なお右側の軸支部３７’_R が設けられてい
る側板３０’_R は、図示していない。

【００１１】図８は、本発明の一実施形態の振動ローラ
２（図７に示す振動ローラ２’も含む）をそなえた作業
機１０に係る一実施例油圧シリンダ回路図である。図に
おいて、５９はバケットシリンダ２６制御用の方向切換
弁、６０は起振モータ５１回転信号（図示していないが
起振モータ５１回転操作信号、運転席からの起振モータ
用切換弁の切換信号等を含む）によって切換作動する切
換弁、６１はメインポンプ、６２は作動油タンクであ
る。

【００１２】次に、本発明の一実施形態の振動ローラ２
の構成を図１〜図８について述べる。本実施形態の振動
ローラ２では、左右に分割して形成された転輪用の外筒
体４１_L ，４１_R と、前記左右の外筒体４１_L ，４１_R
の内側に挿嵌されかつ作業機１０のバケット１８の係止
用ブラケット２１に係止された内筒体４３と、前記内筒
体４３に設けられた起振モータ５１と、前記起振モータ
５１によって駆動される起振ウエイト付軸４５とを有す
るようにし、前記振動ローラ２が、前記バケット１８の
背部に一体形に構成されるようにした。そして前記の場
合、前記作業機１０のアーム１５先端部のバケット基部
連結ピン２７の軸心０（図２に示す）を中心としたバケ
ット爪先（爪２９の先端）の曲率半径Ｒ₁ より外側に、
前記振動ローラ２の外周が突出しないように、また前記
バケット１８の左右の底面（底板３１の外面）の側面視
延長線より、前記振動ローラ２の外周が寸法Ｈだけ上側
に位置するようにした。また前記バケット１８の左右の
外側（図３に示すように外幅は寸法Ｗ₁ である）より外
側に、前記振動ローラ２（振動ローラ２の外幅は寸法Ｗ
₂ であるがＷ₂ ＜Ｗ₁ ）が突出しないように設定した。
また前記バケット１８の側板３０_L ，３０_R を前記背板
３２より下方に延設し、前記側板３０_L ，３０_R に対し
て前記振動ローラ２を緩衝部材を介して軸支（振動ロー
ラ２の左右両端面部に突設した支軸３６を支持する）せ
しめるとともに、前記緩衝部材を図５及び図６に示すよ
うな側面視丸形の緩衝部材４０に形成するか、又は図７
に示すような側面視角形（本実施例では長方形であるが
図示していない他の多角形でもよい）の緩衝部材４０’
に形成した。また前記内筒体４３の外周面部に連結用ブ
ラケット２２を設け、前記連結用ブラケット２２を前記
左外筒体４１_L と右外筒体４１との間より延設せしめ、
前記連結用ブラケット２２の先端ボス５４（図４に示
す）を、ゴム材等の緩衝部材５５を介して前記バケット
１８の係止用ブラケット２１に連結（連結ピン２３の枢
着による）した。

【００１３】また前記内筒体４３の内側に前記起振ウエ
イト付軸４５の軸受部４７及び４７’をともに油密に包
囲する軸封室５３を形成し、前記軸封室５３に潤滑油を
充填した。また、前記起振モータ５１に接続される配
管，配線等（図４において符号イなる仮想線で示すが、
起振モータ５１として油圧モータ以外に電動モータを使
用する場合を含む）は前記左外筒体４１_L と右外筒体４
１_R との間を通すようにした。

【００１４】また図８に示すように、前記作業機１０を
構成するブーム１２、アーム１５、バケット１８（バケ
ット１８は振動ローラ２と一体形である）をそれぞれ駆
動するブームシリンダ２４、アームシリンダ２５、バケ
ットシリンダ２６のうち少くとも一つの油圧シリンダ例
えばバケットシリンダ２６と、前記バケットシリンダ２
６を制御する方向切換弁５９とを連通する給排回路（６
３−６３’，６４−６４’）に、前記バケットシリンダ
２６のボトム側油室６５とロッド側油室６６とを短絡切
換する切換弁６０を設けている。

【００１５】次に、本発明の一実施形態の振動ローラ２
の作用について述べる。本実施形態では作業機１０によ
る掘削時にアーム１５、振動ローラ２を回動させたと
き、バケット１８の掘削軌跡範囲（図２に示す曲率半径
Ｒ₁ の範囲をいう）より外側に振動ローラ２の外周が突
出しないので、前記振動ローラ２が地盤の土質と衝突を
おこすことなく、前記バケット１８による円滑な正常の
掘削を行うことができる。また前記バケット１８の左右
の側板３０_L ，３０_R に対して前記振動ローラ２を、緩
衝部材（図５及び図６に示す緩衝部材４０、又は図７に
示す緩衝部材４０’などをいう）を介して軸支するとと
もに、前記振動ローラ２の内筒体４３の外周面部に設け
た連結用ブラケット２２を緩衝部材５５を介して前記バ
ケット１８に連結しているので、前記振動ローラ２の振
動が前記バケット１８、アーム１５、ブーム１２に伝播
するのを低減させることができる。また前記緩衝部材
は，作業に対応して側面視丸形の環状の緩衝部材４０
か、或いは側面視で軸穴を有しかつ外周が角形（長方
形）の緩衝部材４０’を選択して、所要のものを組付け
ることが可能である。すなわち丸形の緩衝部材４０を選
択した場合には、側板３０_L，３０_R を軸受用プレート
とし、支軸３６を中心として上下に振動するので、起振
ウエイトは例え単数個取付けていても前記支軸３６がラ
ジアル方向（３６０°方向）に動かないで、起振力を地
盤に対して有効に伝えることができる。また起振モータ
５１の回転を速くして起振力を大きく設定しているが、
その振巾は小さい（例えば０．５mm）ので、弾性体５８
（図５及び図６に示すがゴム材である）のバネ常数は低
く（ゴム材を比較的軟かく）設定している。また丸形の
緩衝部材４０の場合には、その組付け構造が簡単で、そ
の交換を容易に行うことができる。また角形（例えば長
方形）の緩衝部材４０’を選択した場合には、上下方向
のゴム材の量を多くすることができるので、上下方向の
起振力をより有効に発揮できるとともに、振動騒音を低
減することができる。

【００１６】また前記内筒体４３の内側に前記起振ウエ
イト付軸４５の軸受部４７及び４７’を油密に包囲（図
４に示す隔壁板４６，４６’及び円筒部５２による包
囲）する軸封室５３を形成し、前記軸封室５３に潤滑油
に充填（給油口パイプ３４のプラグ３５を取外して給油
充填する）しているので、前記軸受部４７，４７’のベ
アリング４８，４８は油切れをおこすことがなく、した
がって焼付きトラブルを防止することができる。

【００１７】また本実施形態の振動ローラ２による転圧
作業を行うときには、前記作業機１０に装備しているブ
ームシリンダ２４，アームシリンダ２５，バケットシリ
ンダ２６のうち少くとも一つの油圧シリンダ、例えば図
８に示すようにバケットシリンダ２６の給排回路（６３
−６３’，６４−６４’）に設けた切換弁６０が起振モ
ータ５１回転信号（図８ではパイロット圧信号にしてい
るが、起振モータ５１回転操作信号、運転席からの起振
モータ用切換弁の切換信号等を含む）によって給排油路
位置ロから短絡油路位置ハに切換わる。前記バケットシ
リンダ２６のボトム側油室６５とロッド側油室６６とが
油タンク６２を介して短絡状態となり、前記給排回路は
フリー回路となる。したがって振動ローラ２の振動は少
くともバケット１８が吸収する状態となり、前記振動を
油圧ショベル４本体に伝わらないようにすることができ
る。なお振動ローラ２による転圧は、前記振動ローラ２
の発する起振力と前記作業機１０の自重にて加圧し、大
なる線圧として地盤に対し作用するので、例えば深溝等
の埋戻し土砂の締固めを確実かつ十分に行うことができ
る。

【００１８】

【発明の効果】本発明の振動ローラ付バケットを取付け
た作業機による掘削時にアーム，バケットを回動させた
とき、バケットの掘削軌跡範囲より外側に振動ローラの
外周が突出しないので、前記振動ローラが地盤の土質と
衝突をおこすことなく、前記バケットによる円滑な正常
の掘削を行うことができる。また前記バケットの左右の
側板に対して前記振動ローラを緩衝部材を介して軸支し
ているので、前記振動ローラの振動が前記バケット、ア
ーム，ブームに伝播するのを低減させることができる。
また前記緩衝部材は、作業に対応して側面視丸形の環状
のものか、或いは側面視で軸穴を有しかつ外周が角形の
ものを選択して、所要の形状の緩衝部材を組付けること
が可能である。なお前記内筒体を作業機側の支持部に係
止せしめているブラケットに対しても、緩衝部材を設け
ている。そして前記振動ローラによる転圧は、前記振動
ローラの発する起振力と前記作業機の自重にて加圧し、
大なる線圧として地盤に対し作用するので、例えば深溝
等の埋戻し土砂の締固めを確実かつ十分に行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す振動ローラを取付け
た油圧ショベルの側面図である。

【図２】図１における振動ローラ付近の拡大詳細図であ
る。

【図３】図２のＡより見た一部切開後面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂより見た要部断面図である。

【図５】図３及び図４における緩衝部材の拡大図であ
る。

【図６】図５のＣ−Ｃより見た断面図である。

【図７】角形の緩衝部材をそなえた振動ローラを示す一
部切開側面図である。

【図８】本発明の一実施形態の振動ローラをそなえた作
業機に係る一実施例油圧シリンダ回路図である。

【図９】従来技術の一実施例掘削機械の側面図である。

【図１０】従来技術の一実施例バケット装置を示す斜視
図である。

【図１１】従来技術の一実施例締固め装置を取付けた油
圧ショベルを示す斜視図である。

【符号の説明】

２，２’ 振動ローラ６，１１，１５アーム８，１８バケット１０作業機１２ブーム２７バケット基部連結ピン３０_L ，３０’_L ，３０_R ，３０’_R 側板３１底板３２背板３３起振ウエイト３６支軸４０，４０’，５５緩衝部材４１_L ，４１_R 外筒体４３内筒体４５起振ウエイト付軸４７，４７’ 軸受部５１起振モータ５３軸封室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】左右に分割して形成された転輪用の外筒
体と、前記左右の外筒体の内側に挿嵌されかつ作業機側
の支持部に係止された内筒体と、前記内筒体に設けられ
た起振モータと、前記起振モータによって駆動される起
振ウエイト付軸とを有するようにしたことを特徴とする
振動ローラ。
【請求項２】前記振動ローラが、作業機のバケットと
一体形に構成されたことを特徴とする請求項１記載の振
動ローラ。
【請求項３】前記振動ローラが、前記バケットの背部
に設けられたことを特徴とする請求項２記載の振動ロー
ラ。
【請求項４】前記振動ローラの外周が、前記作業機の
アーム先端部のバケット基部連結ピンを中心としたバケ
ット爪先の曲率半径より外側に突出しないように設けた
ことを特徴とする請求項２記載の振動ローラ。
【請求項５】前記振動ローラが、前記バケットの左右
の外幅より外側に突出しないように設定されていること
を特徴とする請求項２記載の振動ローラ。
【請求項６】前記振動ローラの外周が、前記バケット
の底面の側面視延長線より上側に位置することを特徴と
する請求項２記載の振動ローラ。
【請求項７】前記バケットの左右の側板を前記バケッ
トの背板より下方に延設し、前記側板に対して前記振動
ローラを緩衝部材を介して軸支することを特徴とする請
求項２記載の振動ローラ。
【請求項８】前記緩衝部材を、側面視丸形の環状に形
成したことを特徴とする請求項７記載の振動ローラ。
【請求項９】前記緩衝部材を、側面視で軸穴を有しか
つ外周が角形となるように形成したことを特徴とする請
求項７記載の振動ローラ。