JP5807031B2 - ハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造 - Google Patents

Description

本発明は、路面の締固め施工等に使用されるハンドガイドローラに関する。

ハンドガイドローラは、走行輪（ロール）で路面を締め固める締固め機械の中では比較的小型の非搭乗型の車両であり、アスファルト舗装の転圧や路肩、狭路地等の締固め施工に使用される。

ハンドガイドローラの従来のロールの内部構造を図６、図７に示す。図６はロールの側面図、図７は図６におけるＢ−Ｂ断面図である。主に図７を参照して説明すると、ロール５１内には互いに離間した一対の円板状の鏡板５２、５３が固設されており、鏡板５２、５３には各中心を貫通してロール５１と同軸となる回転軸５４が固設されている。具体的には、一方の鏡板５３の貫通孔は他方の鏡板５２の貫通孔よりも大径に形成されており、この鏡板５３の貫通孔にはリング状のベースフランジ５５が溶接等により一体に固設されている。回転軸５４は、鏡板５２側においては鏡板５２の貫通孔に直に挿通された状態で溶接等により鏡板５２と一体化され、鏡板５３側においてはベースフランジ５５の貫通孔に挿通されて溶接等によりベースフランジ５５に固設されることで鏡板５３と一体化されている。

ハンドガイドローラの左右のサイドフレーム５６，５７の内で鏡板５２の外方に位置するサイドフレーム５６にはブラケット５８がボルト５９により取り付けられ、鏡板５３の外方に位置するサイドフレーム５７にはブラケット６０がボルト６１により取り付けられている。ブラケット６０は第１ブラケット６０Ａおよび第２ブラケット６０Ｂからなる。回転軸５４は一端が軸受６２を介してブラケット５８に支承され、他端が軸受６３を介してブラケット６０に支承されている。ブラケット６０にはモータ取付け座６４が固設されており、このモータ取付け座６４に走行油圧モータＭがボルト６５により取り付けられている。走行油圧モータＭの出力軸６６はモータ取付け座６４を貫通したうえで軸受６７を介してブラケット６０に支承される。出力軸６６の先端に軸着された出力ギヤ６８は、複数のボルト６９によって前記ベースフランジ５５に締結固定されたロール駆動ギヤ７０に噛合する。

出力ギヤ６６およびロール駆動ギヤ７０からなる平歯車のギヤ伝達機構は、第１ブラケット６０Ａにより形成されたギヤ伝達機構収容室７１に収容される。ギヤ伝達機構収容室７１内には潤滑剤が充填され、ギヤ伝達機構収容室７１を封止する封止部７２として第１ブラケット６０Ａとベースフランジ５５との間にオイルシール７３が介設される。

以上により、走行油圧モータＭの出力軸６６が回転すると、出力ギヤ６６およびロール駆動ギヤ７０からなる平歯車のギヤ伝達機構により回転軸５４が軸受６２，６３に支承されて回転し、回転軸５４と一体化されたロール５１が走行回転する。
以上の構造はたとえば特許文献１に記載されている。

特開２０１０−１４４３８６号公報

ロール駆動ギヤ７０は、歯の磨耗や歯欠け等が生じたときに交換できるように回転軸５４に着脱自在に取り付けられるものであり、従来では前記したようにボルト６９による締結構造が利用されている。この構造では、ロール駆動ギヤ７０と回転軸５４との間での回転トルクの伝達は、ボルト６９のボルト頭の座面とロール駆動ギヤ７０の表面との接触部で行われる。ねじはその締付け力（軸力）に比べると前記座面で生ずる摩擦力が弱いという特性を持つことから、従来では、回転中心から力の作用点までの距離を大きくとる構造、具体的には、回転軸５４の軸心回りの大径ピッチ上にボルト６９を等間隔で複数配した構造となっている。前記ベースフランジ５５は、回転軸５４の外径よりも大きいピッチ上に配されることとなるボルト６９を締結させるために設けられるものである。

しかしながら、ベースフランジ５５を要する構造では主に２つの問題がある。
（１）「ロール５１の左右の重量バランスが悪くなる」
ロール５１内には左右方向一方側に走行油圧モータが配されており、これに加えてベースフランジ５５も配する構造では、ロール５１の左右方向の重量バランスが悪くなってロール５１の回転時にバランス悪化に伴う振動を生じるおそれがある。
（２）「封止部７２の最低高さ寸法Ｈが低くなって泥水や塵埃が浸入しやすくなる」
封止部７２（オイルシール７３）は、回転軸５４の周面とブラケット６０との間に位置してギヤ伝達機構収容室７１を封止する部位であり、回転軸５４にベースフランジ５５が取り付けられた構造にあっては、封止部７２はベースフランジ５５の外周面とブラケット６０との間に介設されることとなる。つまり、ベースフランジ５５が存在する分、封止部７２が大径化することとなり、封止部７２の最低高さ寸法Ｈが低くなって泥水や塵埃がギヤ伝達機構収容室７１に浸入しやすくなる。

また、ブラケット６０の問題として、ブラケット６０をたとえば鋳物から構成し、サイドフレーム５７との連結部やギヤ伝達機構収容室７１の形成部、軸受６３の支持部等を全て鋳型により一体成形できれば、ブラケットの部品点数の低減につながることとなる。しかしながら、従来のブラケット６０は、ギヤ伝達機構収容室７１の軸方向一端側にオイルシール７３を取り付ける開口部が形成され、軸方向他端側に軸受６３を取り付ける開口部が形成されている。そして、両開口部は共にロール駆動ギヤ７０の外径よりも小径に形成されていることから、仮にブラケット６０を一体成形すると、ロール駆動ギヤ７０をギヤ伝達機構収容室７１の内部に組み込むことができないという問題がある。そのため、従来ではブラケット６０を、少なくとも、オイルシール７３が取り付けられる第１ブラケット６０Ａと、軸受６３が取り付けられる第２ブラケット６０Ｂとに分割構成し、ロール駆動ギヤ７０の組み付け後に両ブラケットをボルト７４により締結固定するという構造をとっていた。

本発明はこのような課題を解決するために創作されたものであり、その目的はロールの左右の重量バランスの向上およびギヤ伝達機構収容室への泥水等の浸入低減を図り、さらに回転軸の支持機能を持つブラケットを一体成形品として構成することにある。

前記課題を解決するため、本発明は、ロールの内部に、ロールと同軸に配されロールと一体に回転する回転軸と、前記回転軸に取り付けられるロール駆動ギヤと、前記ロール駆動ギヤを駆動する走行油圧モータと、サイドフレームに取り付けられるフレーム連結部と前記ロール駆動ギヤ周りを収容するギヤ収容部とを有し、前記ギヤ収容部のロール内側寄りに形成された側壁に前記回転軸を挿通させる貫通孔が形成されたブラケットと、前記ブラケットに取り付けられて前記回転軸を支承する軸受と、が配されたハンドガイドローラにおいて、前記ロール駆動ギヤは、その一端面が前記回転軸の端面に突き当てられ、このロール駆動ギヤの一端面から他端面まで貫通するように穿孔された嵌合孔と、前記回転軸の端面に穿孔された有底の嵌合孔とにわたって嵌合する断面Ｃ字形状を呈したスプリングピンからなる嵌合ピンにより、前記回転軸に取り付けられることを特徴とする。

このロール駆動ギヤの取り付け構造によれば、ロール駆動ギヤと回転軸との間の回転トルクの伝達は嵌合ピンの耐せん断強度に依る。ＳＫ材からなるスプリングピン等に代表される嵌合ピンの耐せん断強度はボルト頭の座面で得られる摩擦力よりも格段に大きい。したがって本発明によれば回転中心から力の作用点までの距離を大きくとる必要がなく、嵌合ピンを回転軸の端面に配することが可能となり、従来のベースフランジを要することがない。

また、本発明は、前記ロール駆動ギヤを前記回転軸の端面に締結して前記ロール駆動ギヤの軸方向移動を阻止するギヤ外れ防止ボルトを備えることを特徴とする。

このロール駆動ギヤの取り付け構造によれば、万が一、嵌合孔と嵌合ピンとの摩擦力が低下してロール駆動ギヤが回転軸から外れそうになったとしても、ギヤ外れ防止ボルトによりロール駆動ギヤの外れが阻止される。

また、本発明は、前記嵌合ピンは前記回転軸の軸心回りの円周方向に複数配置され、前記ギヤ外れ防止ボルトは前記回転軸の軸心上に配置され、前記ギヤ外れ防止ボルトの座面またはワッシャが前記ロール駆動ギヤの各嵌合孔に重なるように位置することを特徴とする。

このロール駆動ギヤの取り付け構造によれば、ギヤ外れ防止ボルトは回転軸の軸心上に位置しているため回転トルクはさほどかからず、ギヤ外れ防止ボルトが緩むことがない。また、１本のギヤ外れ防止ボルトにより複数の嵌合ピンの抜けを阻止できる。

また、本発明は、前記回転軸と前記ブラケットの貫通孔との間に封止部が介設され、前記軸受は、前記回転軸の軸方向において前記ロール駆動ギヤと前記封止部との間に配置されて前記ブラケットの貫通孔に取り付けられていることを特徴とする。

このロール駆動ギヤの取り付け構造によれば、ギヤ収容部よりもロール内側寄りに封止部および軸受が配されることとなる。したがって、従来のようにギヤ収容部のロール外側寄りに軸受用の小径の開口部を形成する必要がなくなり、ギヤ収容部のロール外側寄りの開口部をロール駆動ギヤの外径以上の大きな開口部として形成できる。これにより、ブラケットを一体成形してもロール駆動ギヤをギヤ収容部に組み込むことができる。

本発明によれば、従来のベースフランジを要することがないため、ロールの左右の重量バランスが向上し、ギヤ伝達機構収容室への泥水等の浸入が低減される。
また、ブラケットを一体成形品から構成できるので、分割構成された従来のブラケット構造に対し、部品点数が低減され、ブラケットの組み立て作業が不要となる。

ハンドガイドローラの外観斜視図である。 ロールの側面図である。 図２におけるＡ−Ａ断面図である。 ブラケットの外観斜視図である。 スプリングピンの説明図である。 従来のロールの側面図である。 図６におけるＢ−Ｂ断面図である。

図１において、ハンドガイドローラＲは、走行機体１に走行駆動源となるエンジン及びこのエンジンにより駆動される油圧ポンプ（共に図示せず）を搭載しており、走行機体１の下部には前後一対のロール２を備えている。走行機体１の両側には平板状のサイドフレーム３，４が取り付けられており、後記するようにロール２はサイドフレーム３，４に支持される。エンジンの駆動によって油圧ポンプから圧油がロール２内の走行油圧モータＭ（図３参照）に流れることで、ロール２が回転してハンドガイドローラＲが走行する。走行機体１の後部には操縦桿５が取り付けられ、操縦桿５の手元には操作パネル６および作業者が把持するハンドル７が設けられている。操作パネル６の上面には、中間の中立位置から前方、後方に倒すと走行機体１がそれぞれ前進、後進となる前後進レバー８が設けられている。

図２は一方のロール２の側面図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ断面図である。図３において、ロール２内には互いに離間した一対の円板状の鏡板１１，１２が固設され、鏡板１１，１２には各中心を貫通してロール２と同軸となる回転軸１３が固設されている。回転軸１３は、鏡板１１，１２の各貫通孔にいずれも直に挿通された状態で溶接等により鏡板１１，１２と一体化されている。回転軸１３は、鏡板１１，１２の各貫通孔にかけて挿通される中央部分は一定径の中央軸部１３Ａとして形成され、鏡板１１，１２から各外方に突出する中央軸部１３Ａの内で各先端周りは、中央軸部１３Ａよりも若干径の小さい小径部１３Ｂ，１３Ｃとして形成されている。

サイドフレーム３にはブラケット１４がボルト１５により取り付けられ、サイドフレーム４にはブラケット１６がボルト１７により取り付けられている。回転軸１３は、小径部１３Ｂにおいて軸受１８を介してブラケット１４に支承され、小径部１３Ｃにおいて軸受１９を介してブラケット１６に支承される。符号２０は軸受１８の軸方向移動を阻止する止め輪、符号２１、２２は軸受１９の軸方向移動を阻止する止め輪、符号２３はリング状のスペーサである。

ブラケット１６について図４も参照して説明すると、ブラケット１６は、概ね、回転軸１３の軸方向に扁平の略円筒状を呈したギヤ収容部２４と、ギヤ収容部２４の上部から二又状としてサイドフレーム４に向けて延設され先端部に前記ボルト１７の締結座が形成されたフレーム連結部２５と、を備えた形状からなる。ブラケット１６は鋳物からなり、ギヤ収容部２４とフレーム連結部２５は一体に成形されている。ギヤ収容部２４の軸方向一端寄り（ロール内側寄り）の側壁２６は鏡板１２に対向するように配置される。側壁２６の略中央には、回転軸１３を挿通させる貫通孔２６Ａが形成されており、この貫通孔２６Ａと回転軸１３との間に前記軸受１９と、封止部４２としてのオイルシール２７が介設されている。ギヤ収容部２４の軸方向他端寄り（ロール外側寄り）は、後記する出力ギヤ３３やロール駆動ギヤ３５等を組み込み可能となるように大きな開口部として形成されている。

ギヤ収容部２４は、円周方向の一部に、径外方向に向けて膨出する膨出部２４Ａを有するように形成されている。ギヤ収容部２４の軸方向他端寄りの開口部は膨出部２４Ａも含め、当該開口部周りの縁に複数のボルト２８により取り付けられる平板状のカバー２９によって閉塞される。カバー２９は例えば鉄板である。これにより、ギヤ収容部２４の内部空間は密閉されたギヤ伝達機構収容室３０として構成される。

ギヤ収容部２４の膨出部２４Ａ周りの縁には、走行油圧モータＭがその出力軸３１が膨出部２４Ａの内部に位置するようにボルト３２により締結固定される。なお、前記カバー２９には出力軸３１を通すための孔が穿孔されている。出力軸３１には平歯車からなる出力ギヤ３３が軸着される。出力ギヤ３３の筒軸部は、ギヤ収容部２４の膨出部２４Ａに取り付けられた軸受３４により支承される。出力ギヤ３３は、回転軸１３に取り付けられた平歯車からなるロール駆動ギヤ３５に噛合する。
以上により、走行油圧モータＭの出力軸３１が回転すると、出力ギヤ３３およびロール駆動ギヤ３５からなるギヤ伝達機構により回転軸１３が軸受１８，１９に支承されて回転し、回転軸１３と一体化されたロール２が走行回転する。

ロール駆動ギヤ３５は、その一端面が回転軸１３の端面に突き当てられ、ロール駆動ギヤに穿孔された嵌合孔３７と回転軸１３の端面に穿孔された嵌合孔とにわたって嵌合する嵌合ピン３６により、回転軸１３に固定される。嵌合ピン３６としては図５に示すように断面Ｃ字形状を呈したスプリングピンが好適である。スプリングピンはたとえばＪＩＳ Ｂ ２８０８に準じたものである。嵌合ピン３６は回転軸１３の軸心回りの円周方向に複数（本実施形態では３個）、等間隔で設けられている。

また、ロール駆動ギヤ３５には、嵌合孔３７のピッチ上にねじ孔３８が複数（本実施形態では３箇所）等間隔で螺設されている。つまり、ロール駆動ギヤ３５には、図２に示すように同一ピッチに嵌合孔３７とねじ孔３８とが交互に形成されている。ねじ孔３８は、たとえばロール駆動ギヤ３５を交換するとき等において、外しボルト(図示せず)を螺合させるためのものである。外しボルトを締め込んでいくと、外しボルトの先端が回転軸１３の端面に当接し、外しボルトとねじ孔３８との送りねじ作用によりロール駆動ギヤ３５を回転軸１３から外すことができる。

さらに、ロール駆動ギヤ３５は、このロール駆動ギヤ３５に穿孔されたボルト貫通孔を挿通して回転軸１３の端面に螺設された雌ねじに螺合するギヤ外れ防止ボルト３９により、回転軸１３に締結固定される。ギヤ外れ防止ボルト３９は回転軸１３の軸心上に位置する。符合４０はスプリングワッシャ、符合４１はワッシャであり、ワッシャ４１はその外縁が各嵌合孔３７に重なるように位置している。

「作用」
走行油圧モータＭの駆動によりロール駆動ギヤ３５が回転すると、ロール駆動ギヤ３５の回転トルクは嵌合ピン３６を介して回転軸１３に伝達され、その際、嵌合ピン３６にはせん断力が作用する。つまり、ロール駆動ギヤ３５から回転軸１３への回転トルクの伝達として従来はボルト頭の座面の摩擦力を利用する構造であったのに対し、本発明は嵌合ピン３６の耐せん断強度を利用する構造となる。一般にＳＫ材からなる汎用のスプリングピン等の耐せん断強度はボルト頭の座面で得られる摩擦力よりも格段に大きい。したがって本発明によれば回転中心から力の作用点までの距離を大きくとる必要がなくなり、嵌合ピン３６を回転軸１３の外径よりも小径のピッチ上に配する、すなわち回転軸１３の端面に配することが可能となり、従来のベースフランジ５５（図７）を要することがない。

また、万が一、たとえば嵌合孔３７と嵌合ピン３６との摩擦力が低下してロール駆動ギヤ３５が回転軸１３から外れそうになったとしても、ギヤ外れ防止ボルト３９によりロール駆動ギヤ３５の外れが阻止される。ギヤ外れ防止ボルト３９は回転軸１３の軸心上に位置しているため回転トルクはさほどかからず、ギヤ外れ防止ボルト３９が緩むということもない。

また、ワッシャ４１の外縁が嵌合孔３７に重なるように位置しているため、このワッシャ４１によって嵌合孔３７からの嵌合ピン３６の抜けが阻止される。場合により、スプリングワッシャ４０やワッシャ４１を設けずに、ギヤ外れ防止ボルト３９の座面を嵌合孔３７に重ねるように配置して、このギヤ外れ防止ボルト３９の座面により嵌合孔３７からの嵌合ピン３６の抜けを阻止するようにしてもよい。

本発明によれば、従来のベースフランジ５５（図７）を要することがないため、ロール２の左右の重量バランスが向上する。また、ベースフランジ５５が存在しないため、回転軸１３とブラケット１６との間の封止部４２（本実施形態ではオイルシール２７）が小径化して封止部４２の最低高さ寸法Ｈが高くなる。したがって、封止部４２から軸受１９，ギヤ伝達機構収容室３０への泥水や塵埃の浸入が低減される。

また、本発明によれば、ロール駆動ギヤ３５よりも小径の軸受１９は、回転軸１３の軸方向においてロール駆動ギヤ３５とオイルシール２７との間に配置されて、ブラケット１６の側壁２６の貫通孔２６Ａに取り付けられる。したがって、ギヤ収容部２４（ギヤ伝達機構収容室３０）のロール外側寄りに軸受用の小径の開口部を形成する必要がなくなり、ギヤ収容部２４のロール外側寄りの開口部を出力ギヤ３３やロール駆動ギヤ３５等を組み込み可能となる程度の大きな開口部として形成できる。すなわち、ブラケット１６を一体成形してもロール駆動ギヤ３５をギヤ収容部２４の内部に組み込むことができる。

以上、本発明に係るハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造について好適な実施形態を説明したが、各構成手段は図面に記載した内容に限られることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。嵌合ピン３６としては、スプリングピンの他にたとえばＪＩＳ Ｂ １３５２に準ずるテーパピン等を用いることもできる。

１ 走行機体
２ ロール
３，４ サイドフレーム
１３ 回転軸
１６ ブラケット
２４ ギヤ収容部
２５ フレーム連結部
２６ 側壁
２６Ａ 貫通孔
３０ ギヤ伝達機構収容室
３３ 出力ギヤ
３５ ロール駆動ギヤ
３６ 嵌合ピン
３７ 嵌合孔
３８ ねじ孔
３９ ギヤ外れ防止ボルト
４０ スプリングワッシャ
４１ ワッシャ
４２ 封止部
Ｍ 走行油圧モータ
Ｒ ハンドガイドローラ

Claims (4)

1. ロールの内部に、
   ロールと同軸に配されロールと一体に回転する回転軸と、
   前記回転軸に取り付けられるロール駆動ギヤと、
   前記ロール駆動ギヤを駆動する走行油圧モータと、
   サイドフレームに取り付けられるフレーム連結部と前記ロール駆動ギヤ周りを収容するギヤ収容部とを有し、前記ギヤ収容部のロール内側寄りに形成された側壁に前記回転軸を挿通させる貫通孔が形成されたブラケットと、
   前記ブラケットに取り付けられて前記回転軸を支承する軸受と、
   が配されたハンドガイドローラにおいて、
   前記ロール駆動ギヤは、その一端面が前記回転軸の端面に突き当てられ、このロール駆動ギヤの一端面から他端面まで貫通するように穿孔された嵌合孔と、前記回転軸の端面に穿孔された有底の嵌合孔とにわたって嵌合する断面Ｃ字形状を呈したスプリングピンからなる嵌合ピンにより、前記回転軸に取り付けられることを特徴とするハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造。
2. 前記ロール駆動ギヤを前記回転軸の端面に締結して前記ロール駆動ギヤの軸方向移動を阻止するギヤ外れ防止ボルトを備えることを特徴とする請求項１に記載のハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造。
3. 前記嵌合ピンは前記回転軸の軸心回りの円周方向に複数配置され、
   前記ギヤ外れ防止ボルトは前記回転軸の軸心上に配置され、
   前記ギヤ外れ防止ボルトの座面またはワッシャが前記ロール駆動ギヤの各嵌合孔に重なるように位置することを特徴とする請求項２に記載のハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造。
4. 前記回転軸と前記ブラケットの貫通孔との間に封止部が介設され、
   前記軸受は、前記回転軸の軸方向において前記ロール駆動ギヤと前記封止部との間に配置されて前記ブラケットの貫通孔に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のハンドガイドローラのロール駆動ギヤの取り付け構造。

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