(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
起振装置の前後進切換え軸に設けられる前後進切換え装置であって、駆動軸偏心振子に対して位相を変化させる偏心振子を備えた筒形の従動軸と、この従動軸と同軸線上の起振体ケース一端に突設させた油圧シリンダと、前記従動軸及び油圧シリンダ内に挿着された前後進切換え軸とからなっており、前記前後進切換え軸が、前記油圧シリンダ内に挿通されたピストンと、従動軸の軸方向に沿って設けた長孔を通して、軸方向と直交する向きに突設したピンの両端を、従動軸の外周に嵌合された従動ギアのボス内壁の螺旋溝へ係合した従動軸内の基軸部と、前記基軸部とピストンとの間の従動軸内に配置されたスプリングとから構成されている振動締固め機の前後進切換装置。
【請求項２】
前後進切換え軸は、従動ギアのボス内壁における螺旋溝の回転により前後進切換え軸に発生する機械的戻し力によって、前後進切換え軸のピストンが、油圧シリンダ内の最も外側方向位置へ押し出されときでも、前記ピストンの背面に延出するピストンロッド一端のフランジ形端部が筒形従動軸の一端内部に位置していて、前後進切換え軸の基軸部とピストン背面の前記フランジ形端部との間に配置されたスプリングが常に従動軸内で圧縮と伸長を行えるように構成されている請求項１の振動締固め機の前後進切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、起振装置における一対の偏心振子のうち、一方の偏心振子の他方の偏心振子に対する回転の位相を変化させて、その合成ベクトルにより機体を前後進させる振動締固め機における前後進切換装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、起振装置における一対の偏心振子のうち、一方の偏心振子の他方の偏心振子に対する回転の位相を変化させて、その合成ベクトルにより機体に前後進を与えるこの種の振動締固め機の前後進切換機構としては、前後進レバーの回動をリンクやケーブルを介して機械的手段により偏心振子の回転切換機構に伝えるものと、前後進レバーの回動により油圧動力を発生させて、この油圧動力手段により偏心振子の回転切換機構に伝えるものが知られており、油圧動力手段を利用するものとして、例えば、特公昭６１−４８９９７号，特開昭６３−６０３０６号，特公平５−１７３２３号，特開平６−３３４１３号，特開平７―２８６３０６号などがある。
【０００３】
上記の振動締固め機の前後進切換機構に油圧動力を利用するものは、起振装置における偏心振子の位相を変える前後進切換え軸の油圧シリンダと、機体のハンドルなどに設けた前後進レバーを有する前後進切換ハンドポンプとの間を油圧ホースにより接続し、前後進レバーの操作により前後進切換ハンドポンプ内のピストンを移動することで起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダに圧油力を伝える。
【０００４】
また、上記の前後進切換機構に油圧動力を利用するもののうち、機体重量が３００ｋｇ以上の比較的大型の振動締固め機においては、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力が大きく、機体ハンドルなどに設けた前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で回動しようとしても、その機械的戻し力に対抗できないことになるので、前記特公昭６１−４８９９７号，特開昭６３−６０３０６号，特開平７―２８６３０６号に示されるように、起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダと機体ハンドル上の前後進切換ハンドポンプとの間に油圧ポンプを介して油圧タンクから補助的圧力を供給できるサーボ機構を設けるようになっている。
【０００５】
一方、上記の前後進切換機構に油圧動力を利用するもののうち、機体重量が３００ｋｇ以下の汎用の振動締固め機では、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力がさほど大きくなく、この機械的戻し力に対して機体ハンドルなどに設けた前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で楽に回動することができるので、起振装置における前後進切換え軸の油圧シリンダと機体ハンドル上の前後進切換ハンドポンプとの間に油圧補助サーボ機構を設ける必要はなく、機体ハンドル上に設ける前後進切換ハンドポンプとして、軽い操作力で切換えが行えるような前後進切換ハンドポンプが特開２０００−１７６０７号により知られている。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】
機体重量が３００ｋｇ以下の軽量な振動締固め機では、起振装置の偏心振子の回転によって前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力がさほど大きくないので、特開２０００−１７６０７号のような切換ハンドポンプにより、前記の機械的戻し力に対向して前後進切換ハンドポンプの前後進レバーを手動で容易に回動できるという利点を有する。この場合、特開２０００−１７６０７号の切換ハンドポンプでは、機体を後進から前進へ切換えるときには、レバー回動軸のカムがポンプボデー内のピストンと離れていて、このピストンが、前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力によって、既に前進側へ回転しているカムの方向へ追従していくため、機械的戻し力によって偏心振子の前進方向への位相が無理なく徐々に行われ、機体は支障なく前進する。
【０００７】
一方、上記の切換ハンドポンプでは、機体を前進から後進へ切換えるときには、レバー回動軸のカムの回転力でピストンを前後進切換え軸に生ずる機械的戻し力と対向する方向へ押し出すので、力のある作業員がレバーを前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の方向へ押し込むと、切換ハンドポンプボデー内のピストンが急激に押し出されて、偏心振子の後進方向への位相が急速に行われることになる。その結果、図６に示すように、機体は前進から急速に後進しようとして、輾圧板Ａの後端Ｂを支点にして輾圧板Ａの前端Ｃが浮き上がるように傾いてその姿勢のままで後進することになり、折角今まで前進で輾圧してきた路面Ｄを、輾圧板Ａの後端Ｂで蹴り上げて掘ってしまうような動きを生じ、適切な輾圧作用を阻害するという問題を生ずることになる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来のこの種の軽量型振動締固め機における上記のような問題点を解消するために、起振装置における前後進切換え軸に改良を施したものであり、作業員が前後進レバーを前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込むことで、切換ハンドポンプボデー内の圧油が油圧シリンダ内に対して機械的戻し力に抵抗する方向へ急激に押し込まれても、起振装置の従動軸内に設けた前後進切換え軸内のスプリングが前記押し出し力の一部を吸収して、直ちに従動軸偏心振子の後進方向への位相が急速に行われず、機械的戻し力に徐々に抵抗しつつ偏心振子の後進方向への位相を無理なく行い、機体が円滑に後進へ移行できるようにした前後進切換装置の提供を目的とするものである。
【０００９】
請求項１の発明はそのための具体的手段として、起振装置の前後進切換え軸に設けられる前後進切換え装置であって、駆動軸偏心振子に対して位相を変化させる偏心振子を備えた筒形の従動軸と、この従動軸と同軸線上の起振体ケース一端に突設させた油圧シリンダと、前記従動軸及び油圧シリンダ内に挿着された前後進切換え軸とからなっており、前記前後進切換え軸が、前記油圧シリンダ内に挿通されたピストンと、従動軸の軸方向に沿って設けた長孔を通して、軸方向と直交する向きに突設したピンの両端を、従動軸の外周に嵌合された従動ギアのボス内壁の螺旋溝へ係合した従動軸内の基軸部と、前記基軸部とピストンとの間の従動軸内に配置されたスプリングとから構成されていることを特徴とする。
【００１０】
前後進切換え軸の構成としては、従動ギアのボス内壁における螺旋溝の回転により前後進切換え軸に発生する機械的戻し力によって、前後進切換え軸のピストンが、油圧シリンダ内の最も外側方向位置へ押し出されときでも、前記ピストンの背面に延出するピストンロッド一端のフランジ形端部が筒形従動軸の一端内部に位置していて、前後進切換え軸の基軸部とピストン背面の前記フランジ形端部との間に配置されたスプリングが常に従動軸内で圧縮と伸長を行えるように構成することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る前後進切換装置の構成を図面に示す実施例について説明すると、この前後進切換装置は、図１及び図２に示すように、振動締固め機１の輾圧板２上に設けられた起振装置３の前後進切換え軸４と、前記振動締固め機１における操作ハンドル５の上部に設けられた前後進切換ハンドポンプ６とから構成されており、図１に示すように、起振装置３を収納する起振体ケース３ａにおける前後進切換え軸４と同軸上の一端に設けられた油圧シリンダ７と、前後進切換ハンドポンプ６との間が油圧ホース８を介して接続されている。
【００１２】
前記起振装置３は、図２のエンジン９からプーリ１０を介して回転を伝えられる駆動軸１１と、この駆動軸１１と平行に配置された従動軸１２とを有し、駆動軸１１には偏心振子１３が固定されると共に、従動軸１２には同様の偏心振子１４が前記駆動軸偏心振子１３に対して位相を変化させることができるように軸装されている。
【００１３】
従動軸１２の中央部分には、該軸１２とは回転可能であり、かつ軸方向には移動不能なるように軸装された従動ギア１６を備え、この従動ギア１６が駆動軸８の中央部に固定された駆動ギア１５から回転を伝えられる。また、前記従動ギア１６には、ボス１７の内壁に該ボス１７の軸線に対して傾斜した螺旋溝１８が設けられている。
【００１４】
一方、前記従動軸１２は筒形になっていて、前記従動ギア１６の位置する部分には、相対向する軸壁に夫々軸方向に沿った長孔１９が開設されていると共に、該従動軸１２内には、前記前後進切換え軸４が回転可能でかつ軸方向に移動可能なるように挿通されている。
【００１５】
この前後進切換え軸４は、従動軸１２の内周面と摺動する太さの基軸部２０と、起振体ケース３ａの一端に突出する油圧シリンダ７内に摺動自在に挿通されたピストン２１と、前記基軸部２０とピストン２１との間に配置されたスプリング２２とから構成されている。
【００１６】
前記ピストン２１の背面には、ベアリング２１ｂを介して後端に前記基軸部２０と同径のフランジ形端部２３を有するピストンロッド２１ａが回転可能なるように延出していて、前後進切換え軸４に生ずる機械的戻し力によって、図１に示すように、前記ピストン２１が油圧シリンダ７内における最も外側方向（右側）の位置まで押し出された場合でも、後方のフランジ形端部２３が筒形従動軸１２の一端内部に位置していて、前後進切換え軸４の基軸部２０とピストンロッド２１ａの前記フランジ形端部２３との間に配置された前記スプリング２２が常に従動軸１２内で圧縮と伸長を繰り返すことができるように構成されている。
【００１７】
前記前後進切換え軸４の基軸部２０には、該切換え軸４の軸線方向と直交するようにピン２４が埋め込まれており、このピン２４の両端が従動軸１２の長孔１９を貫通して前記従動軸１２の内壁における螺旋溝１８内に係合している。
【００１８】
前後進切換え軸４の一端のピストン２１が挿着された油圧シリンダ７内に、外部からの油圧力が全く作用しない状態においては、従動ギア１６に駆動ギア１５からの回転を伝えられると、前後進切換え軸４は、ピン２４の両端が従動軸１２の長孔１９を貫通して前記従動ギア１６の内壁における螺旋溝１８内に係合していることにより、螺旋溝１８のリード角、リード角方向及び従動ギア１６の回転方向に伴って、図１の右側方向へ押される機械的戻し力を与えられる。そして、前後進切換え軸４が図面上最も右側へ移動した状態が、従動軸１２の偏心振子１４を駆動軸１１の偏心振子１３に対して、前後進いずれか、例えば前進の最速で走行する位相位置へ回転したことになる。
【００１９】
一方、前後進切換え軸４の一端のピストン２１が挿着された油圧シリンダ７は、外部に設けた前記前後進切換ハンドポンプ６の先端接続口２５とホース８を介して接続されている。この前後進切換ハンドポンプ６は、前記従動軸１２内の前後進切換え軸４が従動ギア１６の螺旋溝１８により右側方向への機械的戻し力を受けることにより、前記油圧シリンダ７内からホース８を介して機械的戻し力が伝えられたり、また、機械的戻し力に打ち勝って、前後進切換え軸４を図５ｃのように、反対の左側（後進）方向へ押し戻すための機能を有する。
【００２０】
前記前後進切換ハンドポンプ６は、図３に示すように、例えば、特開２０００−１７６０７号に開示されているようなものを使用することができる。このハンドポンプ６は、機体の操作ハンドル５の上端に装着されるポンプボデー２６内に設けられており、このボデー２６の先端（図３の左側）に設けられたシリンダ２７と、このシリンダ２７内に挿着されたピストン２８と、ポンプボデー２６の他端（図３の右側）に設けられた油室２９と、この油室２９内に軸着された前後進レバー３０と、該前後進レバー３０の回動軸３１に前記ピストン２８から突出したロッド３２と接触するローラ３４を有するカム３３とを備え、前記ピストン２８の先端に設けられた接続口２５が起振装置３の前記油圧シリンダ７とホース８を介して導通している。
【００２１】
前後進レバー３０は、ボデー２６の他端の油室２９内にシリンダ２７の軸方向と直交する向きに軸着された回動軸３１の両端に設けられていて、図３に実線で示す前進位置と鎖線で示す後進位置との間を回動するようになっている。回動軸３１に設けられた前記カム３３とピストン２８との関係は、図３に実線で示すように、前後進レバー３０を前進方向へ回動すると、カム３３が右側へ回転して、ピストン２８が前記起振装置３の前後進切換え軸４方向からの機械的戻し力を受けて右側へ突出する形となり、レバー３０を鎖線のように後進方向へ回動すると、カム３３が左側へ回転してピストン２８を起振装置３の前後進切換え軸４方向からの機械的戻し力に対向して左側へ押し込むような関係に構成されている。
【００２２】
前記ピストン２８は、シリンダ２７内の前記接続口２５側に配置したスプリング３５によりレバー回動軸３１が設けられた油室２９の方向へ押されるように設けられている。また、このピストン２８は前記接続口２５側の端部（図３の左側）に中空部３６が設けられていると共に、この中空部３６のレバー回動軸３１側に中空部３６より内径の小さい孔３７が設けられていて、この孔３７内に前記ロッド３２が軸端３２ａをレバー回動軸３１側に突出するように挿通されている。さらに、図３に示すように、該ピストン２８内における孔３７の外側には、ピストン２８のレバー回動軸３１側と前記中空部３６内とを連通する圧油流路３８が孔３７と平行に設けられている。
【００２３】
前記ロッド３２は、接続口２５側の端部にボール３９を備えていると共に、該ボール３９よりレバー回動軸３１側に寄った外周面にフランジ４０が設けられていて、このフランジ４０が中空部３６と孔３７との境目の段部４１に係合することでロッド３２がレバー回動軸３１側方向へ移動しないようになっている。
【００２４】
前記ボール３９を備えたロッド３２の接続口２５側端部には、ピストン中空部３６の接続口２５側端部を閉じる流路４２を有する弁座４３が設けられていて、この弁座４３の内側とロッド３２の前記フランジ４０との間に前記スプリング３５よりも弱いスプリング４４が介装され、このスプリング４４によりロッド３２がレバー回動軸３１側方向へ押されることで前記ボール３９が弁座流路４２と離れ、図３の左側の接続口２５側と右側の油室２９側との間に圧油の流路が形成されるようになっている。
【００２５】
前にも述べたように、図３は、前後進レバー３０を前進の位置へ回動した状態であり、この状態ではカム３３が図面の右側へ回動することで、ピストン２８が左側のスプリング３５の押圧力と前記起振装置３の前後進切換え軸４方向からの機械的戻し力による圧油を受けてシリンダ２７内の右側へ移動し、機体は前進最速の状態で走行する。この前進最速の位置では、ロッド３２がスプリング４４のバネ圧によって右側へ押されることで弁座流路４２が開くので、シリンダ２７内の圧油は流路３８を通して油室２９の方向へ流れる。なお、この状態において、起振装置３の前後進切換え軸４は、図１及び図５ａのように、従動軸１２及び油圧シリンダ７内の右側に移動している。
【００２６】
一方、前後進切換えハンドポンプ６の前後進レバー３０を、図４のように後進位置の方向へ回動すると、ハンドポンプ６のシリンダ２７内における圧油がホース８を通して起振装置３の油圧シリンダ７の方向へ流れ、該油圧シリンダ７内のピストン２１が図５ｂのように左側の従動軸１２の方向へ押し込まれることになる。
【００２７】
図５ｂに示すように、油圧シリンダ７内のピストン２１が、前後進切換えハンドポンプ６の方向からの圧油によって左側方向へ押し込まれると、前後進切換え軸４はピストン２１と基軸部２０との間にスプリング２２が介在しているので、ピストン２１の押し込み力が基軸部２０に対して直接そのまま伝わらずに、一部を中間のスプリング２２が吸収し、基軸部２０をピストン２１の移動量よりも短いい距離、つまり、従動ギアボス１７内における螺旋溝１８の中間部分まで移動させる。
【００２８】
図５ｂのように、基軸部２０が従動ギアボス１７内の螺旋溝１８の中間部分に位置しているということは、未だ機体が後進を開始しておらず、いわば前後進の間の中立状態の位置へ移動されたことになる。一方、この状態において、油圧シリンダ７内には、前後進切換えハンドポンプ６の方向からの圧油の押し込み力が持続されているので、今度は図５ｃに示すように、ピストン２１をアンカーとして圧縮されたスプリング２２のバネ力が基軸部２０を螺旋溝１８の左側方向へ押し込むことになり、これによって機体が後進することになる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の前後進切換装置では、起振装置３における従動軸１２と、これと同軸上の油圧シリンダ７内に設けられる前後進切換え軸４を、ピストン２１と、基軸部２０と、その間に介装されたスプリング２２とにより構成したので、作業員がレバー３０を前記機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込んでも、ピストン２１が直接基軸部２０を従動ギアボス１７内の螺旋溝１８の左側位置まで移動して、直ちに後進へ切り換えるのではなく、油圧シリンダ７内でピストン２１がスプリング２２を圧縮して、ピストン２１からの衝撃力を吸収し、しかるのちにスプリングの反撥力によって基軸部２０を従動ギアボス１７内の螺旋溝１８の左側位置まで移動して後進が開始される。
【００３０】
従って、機体重量が３００ｋｇ以下の軽量型の輾圧機のように、起振装置における機械的戻し力が小さいため、作業員がレバー３０を機械的戻し力に抵抗して一気に後進の位置へ押し込んでしまうような操作をした場合でも、本発明の前後進切換え装置によれば、前後進切換え軸４のスプリング２２がまずその衝撃力を吸収して、次に、スプリング２２の反撥力で基軸部２０を後進方向へ移動させるという動きを経ることになり、機械的戻し力に徐々に抵抗しつつ偏心振子の後進方向への位相を無理なく行って、機体を円滑に後進へ移行することができる。その結果、本発明の装置によれば、従来のこの種の輾圧機に発生していたような、レバーを一気に後進の位置へ押し込むように操作した場合に、偏心振子が前進から急速に後進へ移り変わることで機体が後方へ傾斜して、輾圧板が路盤を蹴りあげるというような不具合を確実に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る前後進切換え軸を備えた起振装置の内部構造を示す平面図。
【図２】本発明の起振装置を備えた振動締固め機の側面図。
【図３】前後進切換えハンドポンプの前進操作時における側面図。
【図４】同じく前後進切換えハンドポンプの後進操作時における側面図。
【図５】本発明に係る前後進切換え軸の前進から後進への移動状態を示す部分平面図であって、ａは前進最速時、ｂは中立、ｃは後進最速時の状態を示す。
【図６】従来における振動締固め機の後進切換え時に生ずる現象を示す側面図。
【符号の説明】
１：振動締固め機
２：輾圧板
３：起振装置
３ａ：起振体ケース
４：前後進切換え軸
５：操作ハンドル
６：前後進切換えハンドポンプ
７：油圧シリンダ
８：油圧ホース
９：エンジン
１０：プーリー
１１：駆動軸
１２：従動軸
１３：駆動軸偏心振子
１４：従動軸偏心振子
１５：駆動ギア
１６：従動ギア
１７：ボス
１８：螺旋溝
１９：長孔
２０：基軸部
２１：ピストン
２２：スプリング
２３：フランジ形端部
２４：ピン
２５：先端接続口
２６：ポンプボデー
２７：シリンダ
２８：ピストン
２９：油室
３０：前後進レバー
３０：ロッド
３１：レバー回動軸
３２：ロッド
３３：カム
３４：ローラ
３５：スプリング
３６：中空部
３７：小孔
３８：圧油流路
３９：ボール
４０：フランジ
４１：段部
４２：流路
４３：弁座
４４：スプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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