JPH04506772A - インパクトハンマ及びその制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 インパクトハンマ及びその制御装置 技術分野 本発明はインパクトハンマとその制御装置に関し、詳細には一連の１回の動作の 間加圧流体を貯蔵するための手段を備え、その後、貯蔵した流体を他の一連の動 作に使用する制御装置に関する。

背景技術 多くの油圧ハンマは、圧縮性ガスを圧縮する方向にピストンを動かすために油圧 ポンプから供給される加圧流体を受ける油圧室を備えている。

これらの油圧ハンマにおいては、ピストンが所定位置に到達すると、作動バルブ が油圧室の圧力を抜く位置をとるように自動的に制御され、これにより圧縮され たガスがピストンを逆方向にカッティングツールに向けて急激に押動するように なっている。

これらのハンマのいくつかにおいては、前記作動バルブはピストンの押動行程の 間、油圧ポンプからの流体の流れを遮断するようになっている。流体の流れが遮 断されると通常、加圧流体はポンプの吐出配管に接続された逃がし弁から放出さ れる。この操作は、いくつかの点で作動効率を低下させる。

まず第一に、逃がし弁の作動圧力はハンマの通常の作動圧力より高（する必要が あるので、このような高圧下で逃がし弁を通して流体を送出するために大きなエ ネルギが消費される点である。

第二に、ハンマの作動速度はポンプの吐出量によって決まることから、加圧流体 の一部が実際のハンマの作動に利用されないために大型のポンプが必要になる点 である。

この問題全般に関連した従来技術としては１９８７年１２月２９日にグロール他 （Ｇｒａｕｌ　ｅｔ、ａｌ、）に付与された米国特許第４，７１５，２６５のも のがある。このシステムは、ポンプから作動バルブを介して供給される加圧流体 によってピストンがツールの方向に動かされるようにした装置に関するものであ る。上記作動バルブは、ポンプに接続される入口ボートを有し、バルブを通って 作動室に向う流体を、交互に遮断及び連通させるようになっている。また、前記 作動バルブの入口ボートには均圧貯蔵手段又はリザーバが接続されている。しか し、上記米国特許では、この均圧貯蔵手段を機能上使用する点については開示さ れていない。

本発明は、上記の問題の１つ又はそれ以上を解決することを目的としている。

発明の開示 本発明の１つの態様においては、インパクトハンマとその制御装置は、ハウジン グと、該ハウジング内を滑動可能に配置されると共に流体の作用する一対の面を 備えたピストンと、前記ハウジングと前記流体の作用する面の一方とにより画成 されると共に加圧ガスで満たされた容積可変のガス室と、前記ハウジングと前記 流体の作用する面の他方とにより画成される容積可変の油圧室とを有する油圧イ ンパクトハンマを備えている。また、加圧流体の供給源には、供給配管が接続さ れている。作動バルブは、前記容積可変油圧室に接続されており、ポンプからの 加圧流体が油圧室に導入されて加圧ガスの付勢力に抗してピストンを後退させる 第一の位置と、油圧室の圧力が抜かれ、作動バルブを通って油圧室へ向う流体の 流れが遮断される第二の位置との間を移動可能とされている。

また、前記バルブが第二の位置にあるときに、ポンプからの加圧流体を貯蔵し、 前記バルブが第一の位置にあるときにポンプからの加圧流体の吐出量の不足を補 うための手段が設けられている。

図面の簡単な説明 添付の図は本発明の実施例の、説明のために一部を断面で示した略示図である。

発明を実施するための最良の形態 図を参照すると、油圧ハンマ１０は制御装置１１に接続されている。油圧ハンマ １０は長手方向に延設された段付きボア１３を有するハウジング１２を備えてお り、この段付きボア１３は大径中間部１４を有している。

ピストン１６はボア１３内に滑動可能に配設されており、前記大径中間部１４内 に滑動可能に配置されたフランジ１７を有している。ピストン１６は、流体の作 用面として機能すると共にハウジング１２と共に容積可変ガス室１９を画成する 端面１８を有している。またフランジ１７は、流体の作用面として機能すると共 に、ハウジングと共に一対の環状の容積可変油圧室それぞれ２３．２４をフラン ジ１７の両側に画成するショルダ一部２１．２２を有している。衝撃伝達部材２ Ｇはピストンエ６の打撃を受ける位置に配置され、図示しない作業ツールに連結 されている。ガス室１９は、通常の方法により加圧ガスで満たされている。

制御装置１１は、リザーバ２日に接続された油圧ポンプ２７等の加圧流体供給源 と、ポンプ２７に接続された制御弁２９と、供給配管３Ｉとを備えている。制御 弁２９は、加圧流体がポンプ２７から供給配管３１に導かれる第一の位置と、ポ ンプ２７と供給配管３４とがリザーバ２８に連通ずる第二の位置との間を移動で きるようになっている。

作動バルブ３２は、通常の方法で前記ハウジング１２に接続されたバルブボディ ３３を備えている。また、バルブボディ３３は段付きボア３４を有しており、該 段付きボアには大径の端部３６が設けられている。段付きボア３９の軸線方向に 沿って複数の環状部３７，３８．３９が相互に離間して配置されており段付きボ アに連通している。ボア３４内にはバルブスプール４１が滑動可能に配設されて おり、このバルブスプール４１は大径の端部３６内に配置されたフランジ４２を 有している。

フランジ４２は環状ショルダ部４３を有しており、この環状ショルダ部４３は作 動面として機能すると共に、バルブボディ３３と共に環状の作動室４４を画成し ている。バルブスプール４１はその内部に長手方向に延設された通路４６と、外 周面に形成された環状溝４７とを有している。バルブボディ３３はボア４３の大 径端部３６に間口するボア４８を有している。また、プランジャ４９がボア４８ 内に滑動可能に配置されると共にバルブスプール４１に当接している。環状ショ ルダ部４３の有効面積はプランジャ４９の有効面積より太き（設定されている。

バルブボディ３３は更に、供給配管３１に接続されると共に環状部３８とボア４ ８とに連通ずる入口ポート５１を備えている。また出口ボート５２は前記大径端 部３６をリザーバ２８に接続している。

信号通路５３は、作動室４４と環状部３９とに常時連通している。この信号通路 はピストン１６の位置に応じて油圧室工４と連通し、或いはピストン１６のフラ ンジ１７により遮断され、又は油圧室１４と連通ずるようになっている。横断通 路５４は環状部３７を油圧室２３に連通しており、他の横断通路５６は油圧室２ ４を大径端部３６に連通している。また、バルブスプール４１は第一と第二の位 置との間を移動するようにされている。第一の位置では、スプール４１は入口ボ ート５１を油圧室２３に連通ずると共に、入口ボートを環状部３９から遮断し、 油圧室２３を出口ポート５２から遮断する。第二の位置では、油圧室２３は出口 ボート５２に連通ずると共に、入口ボート５１は環状部３９に連通ずる。

バルブスプール４１が前記第二の位置にあるときにポンプ２７からの加圧流体を 貯蔵し、バルブスプール４１が前記第二の位置にあるときにポンプからの加圧流 体の吐出量の不足分を補うための手段５７が設けられている。

前記手段５７は、例えば供給配管３１に接続したアキエムレータ５８とすること ができる。供給配管３１には、更に逃がし弁５９が接続されている。

Ｕ直立机凪可岨箪 添付図は作動バルブ３２のバルブスプール４１が前記第一の位置にあり、ピスト ンエ６が部材２８を打撃した直後に占める位置にある状態を示している。このよ うに制御弁２９が図示の位置にある状態では、ポンプ２７がらの加圧流体は、供 給配管３１、入口ボート５１、環状部３８、環状溝４７、環状部３７及び横断通 路５４を通って油圧室２３に導入される。環状ショルダ２１に作用する加圧流体 はピストン１６を後退させ、それによりガス室１９内のガスを圧縮する。ピスト ン１６が後退するにつれて、油圧室２４内の作動流体は横断通路５６と大径端部 ３６及び出口ボート５２からリザーバ２８に排出される。ピストン１６が、環状 ショルダ２１が信号通路５３を開放する位置に到達すると油圧室２３と信号通路 ５３とが連通ずる。このため高圧作動流体が油圧室２３から作動室４４内に流入 してバルブスプール４１の環状ショルダ４３を押圧し、これによりバルブスプー ルを前記第二の位置に移動させる。バルブスプールが第二の位置をとると、ガス 室１９内の圧縮されたガスに蓄積されたエネルギはピストン１６を外部方向に衝 撃部材２６に向けて急激に押動する。

このとき、油圧室２３内の流体は横断通路５４、中央の通路４６及び横断通路５ ６を通って、移動するピストン背面の膨張室２４を満たす。余剰の流体は出口ボ ート５７を通ってリザーバ２日に排出される。

ピストン１６が外部方向に移動中、環状部３８内の加圧流体が作動室４４内に導 入されバルブスプール４１を第二の位置に保持するように、フランジ１７は信号 通路５３と大径部１４との連通を遮断する。バルブスプールが第二の位置をとる と、ポンプ２７から油圧ハンマへの流体の流れは実質的に遮断される。しかし、 この状態では供給配管３１内の流体圧力が増大するため、ポンプ２７からの流体 はアキュムレータ５８に流入し、ピストン１６がガス圧によって外部方向に押動 されている間アキュムレータ５８内に貯蔵される。環状ショルダ２２が信号通路 ５３の開口を通過すると作動室４４とリザーバ２８とが即座に連通ずる。信号通 路５３のサイズは、その内部を通過する流体の流れを制限して、入口ボート５１ とボア４８とにプランジャ４９がバルブスプール４１を第一の位置に移動させる のに充分な背圧を生じさせるように設定される。バルブスプールが第一の位置に 到達すると入口５１と作動室２３とが再び連通ずるようになる。

この状態ではアキュムレータに貯蔵された加圧流体はポンプ２７の流量の不足分 を補って再びピストン１６を後退させ、制御弁２９が図示の位置にある限り上記 サイクルが繰り返される。

アキュムレータ５日は、ピストン１６がガス室１９内のガス圧に抗して後退して いる間に流体がアキュムレータ中に流入することを防止するため予圧しておくこ とが好ましい。

また、アキュムレータは作動バルブのスプール４１が第二の位置にある間のポン プ２７の全吐出量を貯蔵するのに充分な容量を持つようにされる。

上述の説明から、本発明の構成は、ポンプの吐出が作動バルブによってハンマか ら遮断されている期間にポンプからの加圧流体を貯蔵することによって作動効率 を向上させる油圧ハンマとその制御装置の改良をもたらすものであることは容易 に理解されよう。

同様に、貯蔵された加圧流体は次にピストンを後退させる行程においてポンプ流 量の不足分を補うのに使用されることから同じ周期のハンマ動作を行うのにより 小型のポンプを使用することができる。

本発明の他の態様や目的、利点については図面や説明及び請求の範囲を検討する ことにより理解されよう。

蘭　島　ｉ胃　審　会Ｂ　４し 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ハウジング（１２）と、該ハウジング内に滑動可能に配置されると共に一対 の流体作用面（１８，２１）を有するピストンと、前記ハウジング（１２）と前 記流体作用面の一方とによって画成され加圧ガスで満たされた容積可変のガス室 （１９）と、前記ハウジング（１２）と前記流体作用面の他の一方とにより画成 される油圧室（２３）とを有する油圧インパクトハンマと； 加圧流体供給源（２７）と； 該加圧流体供給源に接続された供給配管３１と；前記容積可変の油圧室（２３） と供給配管（３１）とに接続されると共に、加圧流体供給源からの加圧流体が前 記油圧室（２３）に導入され、ピストン（１６）がガス室（１９）内の加圧ガス の付勢力に抗して後退させられる第一の位置と、前記油圧室の圧力が抜かれ、作 動バルブを通り前記加圧流体供給源から油圧室へ向う流体の流れが遮断される第 二の位置との間を移動可能な作動バルブ（３２）と；前記作動バルブ（３２）が 前記第二の位置にあるときに加圧流体供給源からの加圧流体を貯蔵すると共に前 記作動バルブが前記第一の位置にあるときに加圧流体供給源からの加圧流体の流 量の不足分を補うための手段（５７）；とを備えたインパクトハンマ及びその制 御装置。 ２．前記貯蔵のための手段は前記供給配管（３１）に接続されたアキュムレータ （５８）を備えている請求の範囲第１項記載の油圧ハンマ及びその制御装置。 ３．前記アキュムレータ（５８）は、前記ピストン（１６）がガス室（１９）内 のガス圧に抗して後退させられる間、流体がアキュムレータ内に流入するのを防 ぐのに充分なだけ予圧されている請求の範囲第２項記載の油圧ハンマ及びその制 御装置。 ４．前記アキュムレータは、前記作動バルブ（３２）が前記第二の位置にある間 のポンプ（２７）の全吐出量を貯蔵するのに充分なだけの容量を有している請求 の範囲第３項記載の油圧ハンマ及びその制御装置。