JPH0683969B2 - 油圧ブレーカにおける打数変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は岩石等の破砕作業に使用される油圧ブレーカ
における打数変換装置に関する。

［従来の技術］ 油圧で往復駆動されるピストンによってたがねを衝打す
る油圧ブレーカにおいて、ピストンを駆動する駆動圧を
下げてピストンがたがねを衝打する打数を多くすると、
たがねの打撃力が低下する一方、駆動圧を上げてピスト
ンがたがねを衝打する打数を少なくすると、たがねの打
撃力が強化されるので、ピストンの打数を切換えてたが
ねの打撃力を調整する打数変換機構が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の打数変換機構では破砕作業中にピストンの打数を
変換することができないので、ピストンの打数を多くし
た状態で作業すると、軟質の岩石を効率的に破砕するこ
とができるが、硬質の岩石に対しては被破砕物を破砕す
るまでに要する作業時間が長くなったり、破砕が不能と
なる不具合がある。一方、ピストンの打数を少なくした
状態で作業すると硬質の岩石を効率的に破砕することが
できるが、軟質の岩石に対しては過度の打撃力が加えら
れたり、作業性が悪くなる不具合があり、軟質の岩石や
硬質の岩石が混交している場所での破砕作業が非効率的
となる問題点があった。また、割れない岩石を打撃し続
けると、岩石からの反力の影響を受けて油圧ブレーカの
寿命が短くなる問題点がある。

本発明は上記問題点を解消することを課題とするもので
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の油圧ブレーカにおける打数変換装置は油圧ブレ
ーカのピストンの打数を切換えるために設けた切換機構
を作動制御するコントロールユニットの制御回路には油
圧ブレーカの油圧回路への作動油の供給及び供給停止を
検出する検出手段と、この検出手段が検出信号を発信し
てから所定時間後に切換信号を出力する切換時期設定手
段と、前記検出手段が検出信号を発信しかつ前記切換時
期設定手段が切換信号を出力したときに前記切換機構を
作動させる作動信号を出力する駆動回路とを設けた構成
を有する。

［作 用］ 油圧ブレーカの油圧回路への作動油の供給を検出手段に
よって検出して検出信号が発信され、かつ、この検出信
号の発信時から一定時間経過後に切換時期設定手段が切
換信号を出力すると、駆動回路が作動信号を出力してピ
ストンの打数を切換える切換機構が作動し、ピストンの
上昇速度が変化してピストンの打数が変換される。ま
た、前記検出信号の発信後、前記切換時期設定手段が前
記切換信号が出力する以前に前記検出手段が前記油圧回
路への作動油の供給停止を検出すると、前記切換時期設
定手段が初期状態に戻り、打数の切換えは行われない。

［発明の効果］ 本発明は上記したように構成してあるので、硬度差を有
する各被破砕物をその硬度に合わせて的確かつ効率的に
破砕して軟質の被破砕物や硬質の被破砕物が混交した場
所での破砕作業を効率化し得る効果を有する。

また、被破砕物を早期に破砕することができるので、被
破砕物からの反力の影響が少なくなり、油圧ブレーカの
耐用寿命を延長することができる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を図面に従って説明する。

油圧ショベル車のブームの先端に取付けられる油圧ブレ
ーカＢのシリンダ１の中央部付近に形成されたピストン
孔1a内には下降用受圧面2aと、この下降用受圧面2aより
面積が縮小された上昇用受圧面2bとを有するピストン２
が上下スライド可能に嵌挿されるとともに、シリンダ１
の下部に形成されたたがね孔1b内にはたがね３が上下ス
ライド可能に嵌挿されている。

シリンダ１のピストン孔1aの周面には上から順に反転油
室４と、低圧油室５と、パイロット油室６と、高圧油室
７とがそれぞれ環状に凹設されるとともに、シリンダ１
の上端部付近にはピストン２の下降時に油圧を助勢して
ピストン２を下方へ押圧するガスが封入されてピストン
２の上端部付近が突入されたガス室８が形成されてい
る。

シリンダ１に取着された切換弁11の弁室11a内には円筒
状で下降用受圧面と、この下降用受圧面より面積が若干
拡大された上昇用受圧面とを有する弁体12が上下スライ
ド可能に嵌挿されている。

切換弁11の弁室11aの周面には上から順に上高圧室13
と、低圧室14と、反転室15と、下高圧室16とがそれぞれ
環状に凹設され、弁室11aは反転油路17を介してシリン
ダ１の反転油室４に連通され、上高圧室13は油圧ショベ
ル車に設置された油ポンプ18に高圧油供給管路26を介し
て連通され、低圧室14はシリンダ１の低圧油室５に低圧
油路20を介して連通されかつ油タンク22に戻り油路21を
介して連通され、反転室15はシリンダ１のパイロット油
室６にパイロット油路23を介して連通され、下高圧室16
はシリンダ１の高圧油室７に高圧油路24を介して連通さ
れかつ油ポンプ18に高圧油供給管路26を介して連通して
いる。

高圧油供給管路26を通じて高圧油をシリンダ１内及び切
換弁11内へ供給すると、ピストン２が下死点から上死点
へ上昇し、続いて、弁体12が下死点から上死点へ上昇し
てから、ピストン２が上死点から下死点へ下降し、続い
て弁体12が上死点から下死点へ下降する一連の動作が反
復されてピストン２が昇降動作を反復する。

次に、ピストン２の上昇速度を増減速させてピストン２
の打数を切換える切換機構Ｋについて説明すると、シリ
ンダ１の上端部内には上フランジ部27aと胴部27bと下フ
ランジ部27cとが連設されたスプール27が上下動可能に
装入され、スプール27の上フランジ部27aはガス室８の
上方に形成された作動室28内にシール状態で上下スライ
ド可能に密嵌され、胴部27bは作動室28とガス室８との
隔壁29に貫挿され、下フランジ部27cはガス室８内の上
部にシール状態で上下スライド可能に密嵌されている。
また、スプール27は胴部27bに外嵌されて上フランジ部2
7aと隔壁29との間に介装されたスプリング30で上方へ付
勢されている。

スプール27を駆動するために油タンク32に接続された切
換油路31の途中にはリリーフ弁33と、切換弁34とが接続
されるとともに、切換油路31はシリンダ１の上端に貫設
された流通孔35を介して作動室28内に連通されている。

切換弁34のソレノイド34aが励磁されて切換弁34が開路
状態に切換えられたときには作動油が切換油路31から連
通孔35を通じて作動室28内の上部へ流入してスプール27
が作動室28内の作動油によって押下げられ、ガス室８の
容積が縮小してガス室８内のガスがスプール27の下フラ
ンジ部27cによって圧縮され、ガス室８内のガス圧が上
昇する。ガス室８内のガス圧が上昇すると、ピストン２
の上昇時にピストン２の上昇動作に抵抗する抵抗力が増
大してピストン２の上昇速度が減速されるため、ピスト
ン２の打数が少なくなり、またピストン２の下降時にピ
ストン２の下降動作を助勢する押圧力が増強されてピス
トン２を駆動する駆動圧が増強される。

一方、切換弁34のソレノイド34aが消磁されて切換弁34
が閉路状態に切換えられたときにスプール27が解放され
てスプリング30の弾発力によって押上げられ、作動室28
の作動油が流通孔35を通じて流出して切換弁34に接続さ
れた油タンク36内へ排出されるとともに、ガス室８の容
積が拡張されてガス室８内のガス圧が圧縮前の標準状態
に復元し、ピストン２の上昇時にピストン２の上昇動作
に抵抗する抵抗力が低減し、ピストン２の上昇速度が増
強されてピストン２の打数が多くなり、また、ピストン
２の下降時にピストン２の下降動作を助勢する押圧力及
びピストン２を駆動する駆動圧が元の強さに復元する。

次に、切換機構Ｋを作動制御してピストン２の打数を自
動的に切換えるコントロールユニット38について説明す
る。

コントロールユニット38の制御回路は油圧ブレーカＢの
油圧回路への作動油の供給及び供給停止を検出する検出
手段39と、この検出手段39が検出信号を発信してから一
定時間後に切換信号を出力する切換時期設定手段40と、
検出手段39が検出信号を発信しかつ切換時期設定手段40
が切換信号を出力したときに切換弁34を作動させる作動
信号を出力する駆動回路41とによって構成されている。

検出手段39としては高圧油供給管路26の途中に設置され
て油圧ブレーカＢへの高圧油の供給及び供給停止によっ
てON状態とOFF状態とに切換えられる圧力スイッチや、
高圧油供給管路26を開閉路するペダルに連動してON状態
とOFF状態とに切換えられるスイッチ等が適用される。

切換時期設定手段40は検出手段39の検出信号がONとなっ
た時点でセットされてＨ信号を出力し、検出手段39の検
出信号がOFFとなった時点でリセットされてＬ信号を出
力する記憶回路42と、検出手段39の検出信号がONとなっ
た時点でカウントを開始してピストン２の打数を切換え
る時間を設定するタイマ43aを有し、記憶回路42のＨ信
号によってセットされて検出手段39の検出信号がOFFと
なった時点でリセットされる遅延回路43と、記憶回路42
の出力信号及び遅延回路43の出力信号がそれぞれ入力さ
れ、記憶回路42がＨ信号を出力しかつ遅延回路43がＨ信
号を出力したときにＨ信号を出力するゲート回路（AND
回路）44とによって構成されている。

コントロールユニット38の電源をONにすると、制御回路
の各回路が全てリセットされ、油圧ブレーカへ高圧油を
供給してピストン２を駆動すると、検出手段39の検出信
号がONとなり、記憶回路42及び遅延回路43がセットさ
れ、遅延回路43のタイマ43aがカウントを開始する。タ
イマ43aで設定した設定時間をt1とし、検出手段39の検
出信号がONとなってからOFFとなるまでの時間、すなわ
ち油圧ブレーカＢの作動時間をt2とすると、t1＞t2とな
った場合、すなわち設定時間t1が経過する以前に検出手
段39の検出信号がOFFとなった場合にはその時点で記憶
回路42及び遅延回路43がリセットされて初期状態に戻
り、ピストン２の打数は切換えられない。

一方、t1＜t2となった場合、すなわち設定時間t1が経過
した以後も検出手段39の検出信号がON状態となっている
場合には、設定時間t1が経過した時点で遅延回路43がＨ
信号を出力してゲート回路44のAND入力端子がいずれも
Ｈとなり、ゲート回路44のＨ信号が駆動回路41に入力さ
れて駆動回路41が作動信号を出力し、切換弁34のソレノ
イド34aが励磁されてスプール27が下動し、ガス室８内
のガス圧が上昇するため、打数が少なくなってピストン
２を駆動する駆動圧が増強される。

ピストン２が停止して検出手段39の検出信号がOFFとな
ると、記憶回路42がリセットされてゲート回路44のＬ信
号が駆動回路41に入力され、切換弁34のソレノイド34a
が消磁されて切換機構Ｋが初期状態に戻り、ガス室８内
のガス圧が標準状態に復元する。

続いて、上記した構成をもつ実施例の作用と効果を説明
する。

油圧ブレーカＢのピストン２の上昇速度を増減速させて
ピストン２の打数を切換えるために設けた切換機構Ｋを
作動制御するコントロールユニット38の制御回路には油
圧ブレーカＢの油圧回路への作動油の供給及び供給停止
を検出する検出手段39と、この検出手段39が検出信号を
発信してから所定時間後に切換信号を出力する切換時期
設定手段40と、検出手段39が検出信号を発信しかつ切換
時期設定手段40が切換信号を出力したときに切換機構Ｋ
を作動させる作動信号を出力する駆動回路42とを設けて
ある。

このため、砕石作業に際し、作業開始後一定時間内はガ
ス室８内のガス圧を標準状態にしてピストン２の上昇速
度を増速させ、ピストン２の打数を多くして軟質の岩石
の破砕が可能な状態で砕石作業を行い、作業開始後一定
時間経過しても岩石が破砕しない場合にはガス室８内の
ガス圧を自動的に上昇させてピストン２の上昇速度を減
速させる状態に自動的に切換え、ピストン２の打数を少
なくしかつピストン２を駆動する駆動圧を増強して砕石
作業を行うことができる。

従って、軟質の岩石に対しては油圧ブレーカＢをピスト
ン２の打数が多い状態に保持してその岩石を短時間で効
率的に破砕し得るとともに、硬質の岩石に対してはピス
トン２の打数を多くした状態で所定の破砕作用を加えて
から、ピストン２の打数を岩石の硬度に適応する打数に
切換えてその岩石を短時間で効率的に破砕することがで
き、硬度差を有する各岩石をその硬度に合わせて的確か
つ効率的に破砕して軟質の岩石や硬質の岩石が混交した
場所での破砕作業を効率化し得る効果がある。

なお、切換機構Ｋとしては第３図に示すように油圧ブレ
ーカＢの切換弁11の低圧室14と油タンク22とを接続する
戻り油路21の途中にコントロールユニット38の駆動回路
41の作動信号によって作動制御される切換弁46と、流量
調整弁48で流量が調整されるバイパス油路47とを設け、
ピストン２の退動時にシリンダ１の反転油室４内から流
出して戻り油路21内を流通する戻り油量をコントロール
ユニット38の指令によって変化させ、ピストン２の退動
時の反転油室４内の油圧を変化させてピストン２の上昇
速度を増減させることにより、ピストンの打数を切換え
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】 図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は打数変
換装置のブロック図、第２図は油圧ブレーカの縦断面図
及び油圧回路図、第３図は切換機構の他例を示す油圧回
路図、第４図は打数変換装置のタイムチャートである。 ２……ピストン 38……コントロールユニット 39……検出手段 40……切換時期設定手段 41……駆動回路 Ｂ……油圧ブレーカ Ｋ……切換機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧ブレーカのピストンの打数を切換える
   ために設けた切換機構を作動制御するコントロールユニ
   ットの制御回路には油圧ブレーカの油圧回路への作動油
   の供給及び供給停止を検出する検出手段と、この検出手
   段が検出信号を発信してから所定時間後に切換信号を出
   力する切換時期設定手段と、前記検出手段が検出信号を
   発信しかつ前記切換時期設定手段が切換信号を出力した
   ときに前記切換機構を作動させる作動信号を出力する駆
   動回路とを設けたことを特徴とする油圧ブレーカにおけ
   る打数変換装置。