JPH074130Y2 - 油圧打撃工具 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、鑿岩あるいは鑿孔用として用いられる油圧打
撃工具に関するものである。

（従来技術） 一般に、鑿岩あるいは鑿孔用に用いられる油圧打撃工具
は、シリンダ内において打撃ピストン前後のピストン前
室あるいはピストン後室への圧油の供給を切り換えるこ
とにより前後動せしめられる打撃ピストンの打撃力を、
該打撃ピストンの前側に配置されたシャンクロッドを介
して（あるいは該シャンクロッドを介することなく）チ
ゼルに伝達し、該チゼルの打撃力によって岩盤を破砕し
て穴を掘削するものであるが、破砕対象である岩盤の硬
軟によって打撃ピストンの作動ストロークを変える方が
より効率的な掘削が行えるところから、従来から種々の
工夫がなされている。例えば、特開昭58-90476号公報記
載の如く、打撃ピストンとシャンクロッドとの打撃によ
り生じた反射衝撃波を検出素子によって検知し、該反射
衝撃波に対応して前記打撃ピストンの前後室への圧油給
排路を切り換える制御ロッドを作動させるようにしたも
のが既に提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） 上記公知例の油圧打撃工具においては、打撃ピストン前
後室への圧油給排切り換えをシリンダに形成した複数の
圧油給排路の開閉により行うようにしているため、シリ
ンダ周辺の構造が複雑化するとともに、段階的作動スト
ローク調整しかできないという問題を内包している。

本考案は、上記の点に鑑みてなされたもので、打撃ピス
トンの作動ストロークを無段階調整可能ならしめること
を目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案では、上記問題点を解決するための手段として
は、打撃工具本体に形成されたシリンダと、該シリンダ
内に摺動自在に挿着された打撃ピストンと、前記シリン
ダと打撃ピストンとで形成されたピストン前室およびピ
ストン後室とを有する油圧打撃工具において、前記ピス
トン後室の後方に設けられ且つ常時圧油が供給される如
く構成された圧力室と、前記ピストン前室と圧力室とを
連通させるべく前記打撃ピストンに穿設された第１油路
と、前記ピストン後室への圧油供給を切り換えて前記打
撃ピストンを前後動可能に制御する切換弁と、該切換弁
を打撃ピストン後退作動側に切り換えるべく動作させる
ためのパイロット圧導入室と前記圧力室とを連通させる
第２油路と、前記圧力室に前記打撃ピストンと同一軸心
を有して前後動可能に配設され、打撃ピストン後退時に
該打撃ピストンの一部が嵌挿されて前記圧力室への圧油
供給を遮断する如く構成されるとともに打撃ピストンの
更なる後退による前記ピストン前室の容積変化に伴って
前記切換弁の打撃ピストン後退作動側パイロット圧導入
室に作用する圧油の圧力を降下せしめて前記切換弁を打
撃ピストン前進作動側に切り換え可能ならしめる如く作
用する同軸弁と、該同軸弁を前後方向に動作させる駆動
手段とが付設している。

（作用） 本考案では、上記手段によって次のような作用が得られ
る。

即ち、鑿岩あるいは鑿孔対象の岩質に応じて同軸弁を前
後方向に動作させることにより、打撃ピストン後退時に
おける打撃ピストンの一部と同軸弁との嵌挿時期（即
ち、打撃ピストンの前後動切換時期）が無段階に変更で
きることとなり、打撃ピストンの作動ストロークを無段
階調整することができるのである。

（実施例） 以下、添付の図面を参照して、本考案の好適な実施例を
説明する。

本実施例の油圧打撃工具は、第１図図示の如く、打撃工
具本体１に形成されたシリンダ２と、該シリンダ２内に
摺動自在に挿着された打撃ピストン３と、前記シリンダ
２と打撃ピストン３とで形成されたピストン前室５およ
びピストン後室６と、該打撃ピストン３前方にあって打
撃ピストン３の前進作動により打撃力を作用せしめられ
るチゼル４とを備えている。

前記ピストン前室５とピストン後室６とは、打撃ピスト
ン３に形成されたボス部3aによって区画されており、該
ボス部3a外周には、後述する切換弁７の一方（換言すれ
ば、打撃ピストン前進作動側）のパイロット圧導入室17
に連通される環状の連通室８が形成されている。

また、前記打撃工具本体１において前記ピストン後室６
の後方には、常時圧油が供給される如く構成された圧力
室９が形成されており、該圧力室９は、打撃ピストン３
内に形成された第１油路10を介して前記ピストン前室５
と連通せしめられている。そして、該圧力室９内には、
前記打撃ピストン３と同一軸心を有する円筒状の同軸弁
11が前後動可能に配設されている。前記圧力室９は、こ
の同軸弁11の内周面と打撃ピストン３の後部外周との間
の隙間として与えられ、打撃ピストン３の後部適所に
は、前記同軸弁11内周面に嵌挿される段部3bが形成され
ている。なお、前記同軸弁11外周には、鍔部11aが突設
されており、該鍔部11aは、打撃工具本体１の同軸弁11
外周側に形成された作動室12を前後の２室12a,12bに区
画している。そして、本実施例においては、これら２室
12a,12bに対して適当に調圧された圧油を方向制御弁13
を介して供給することにより、同軸弁11が前後方向に動
作せしめられるようになっている。つまり、本実施例の
場合、同軸弁11を前後方向に動作させる駆動手段として
は、方向制御弁13を介して圧油が供給される作動室12と
同軸弁11外周の鍔部11aとからなる油圧式アクチュエー
タＡが採用されているのである。この駆動手段は、本実
施例の油圧式アクチュエータに限定されるものではな
く、機械式あるいは電磁式等のアクチュエータを採用し
ても差し支えないことは勿論である。

さらに、この打撃工具本体１には、シリンダ２の各部へ
の圧油の給排を制御するための切換弁７が付設されてい
る。該切換弁７は、バルブシリンダ14と該バルブシリン
ダ14内に摺動可能に配設されたスプール15とからなって
おり、該スプール15の前後両端に形成されたパイロット
圧導入室16,17へのパイロット圧導入によりスプール15
が前後方向（換言すれば、打撃ピストン３を前進作動さ
せる側あるいは後退作動させる側）に摺動するようにな
っている。なお、一方（換言すれば、前方側）のパイロ
ット圧導入室16は、他方（換言すれば、後方側）のパイ
ロット圧導入室17の径より大径の大径部16aと小径の小
径部16bとからなっており、スプール15の一端側がパイ
ロット圧導入室16の大径部16aに臨ましめられている時
点で両パイロット圧導入室16,17に同圧が作用する場合
には、スプール15はパイロット圧導入室17側に後退動
し、スプール15の一端側がパイロット圧導入室16の小径
部16bに臨ましめられている時点で両パイロット圧導入
室16,17に同圧が作用する場合には、スプール15はパイ
ロット圧導入室16側に前進動するようになっている。さ
らに、前記バルブシリンダ14は、スプール15に形成され
た３個のボス部15a,15b,15cによって前後方向に連なる
４個の室14a,14b,14c,14dに区画されており、前から３
番目の室14cは圧油供給路18に連通されて高圧室とさ
れ、他の室14a,14bおよび14dは圧油排出路19に連通され
て低圧室とされている。

而して、一方側（換言すれば、前方側）のパイロット圧
導入室16は、前記圧力室９の後端側にパイロット圧導入
用の第２油路20を介して連通されており、他方側（換言
すれば、後方側）のパイロット圧導入室17は、切換弁７
のスプール15の後退時（換言すれば、パイロット圧導入
室17側への移動時）にバルブシリンダ14の高圧室14cに
パイロット圧導入用の第３油路21を介して連通されてい
る。また、切換弁７のバルブシリンダ14における高圧室
14cと前記圧力室９の前端側とは、第１連通路22を介し
て連通せしめられている。さらに、前記第３油路21は、
第２連通路23を介して打撃ピストン３の前進限において
該打撃ピストン３外周の連通室８に連通せしめられ、該
連通室８は、第３連通路24を介して打撃ピストン３の前
進限であって切換弁７におけるスプール15の前進限にお
いてバルブシリンダ14における低圧室14bに連通せしめ
られるようになっている。

つまり、打撃ピストン３の後退作動中において該打撃ピ
ストン３の段部3bが同軸弁11に嵌挿されるまでの間は、
前方側のパイロット圧導入室16には、圧油供給路18、切
換弁７の高圧室14c、第１連通路22、圧力室９および第
２油路20を経て高圧のパイロット圧が導入され、打撃ピ
ストン３の後退限においてその段部3bが同軸弁11に嵌挿
された後には、前方側のパイロット圧導入室16のパイロ
ット圧は、第２油路20、圧力室９および第１油路10を経
てピストン前室５へ排出されるようになっている。な
お、このパイロット圧導入室16のパイロット圧のピスト
ン前室５への排出は、打撃ピストン３の慣性後退動によ
るピストン前室５の容積変化に起因するピストン前室５
の圧力降下により行なわれる。一方、スプール15の後退
限（この時、打撃ピストン３は後退限に位置している）
においては、切換弁７における後方側のパイロット圧導
入室17には、圧油供給路18、高圧室14cおよび第３油路2
1を経て高圧のパイロット圧が導入される一方、打撃ピ
ストン３の前進限（この時、スプール15は前進限に位置
している）においては、第３油路21、第２連通路23、連
通室８、第３連通路24、低圧室14bおよび圧油排出路19
を経てパイロット圧導入室17のパイロット圧が排出され
るようになっているのである。

さらに、ピストン後室６は、第４連通路25を介して切換
弁７におけるスプール15の前進時にはバルブシリンダ14
の高圧室14cに、スプール15の後退時にはバルブシリン
ダ14の低圧室14bに連通せしめられるようになってい
る。つまり、スプール15の前後動に対応して打撃ピスト
ン３が前後動せしめられるようになっているのである。

ついで、図示の油圧打撃工具の作用を説明する。

（Ｉ）最大ストローク時 硬質の岩盤に対して鑿岩を行う場合である。

この場合、第１図図示の如く、油圧式アクチュエータＡ
を作動させて、同軸弁11を後退限に位置せしめた状態で
油圧打撃工具は作動せしめられる。

打撃ピストン３の前進限においては、第１図図示の如
く、切換弁７の後方側のパイロット圧導入室17は、第３
油路21、第２連通路23、連通室８、第３連通路24および
低圧室14を介して圧油排出路19に連通され、一方、切換
弁７の前方側のパイロット圧導入室16は、第２油路20、
圧力室９、第１連通22および切換弁７の高圧室14cを介
して圧油供給路18に連通されており、パイロット圧導入
室16に導入された高圧によりスプール15がパイロット圧
導入室17側に後退動せしめられる。この時、ピストン前
室５には、圧油供給路18、切換弁７の高圧室14c、第１
連通路22、圧力室９および第１油路10を介して高圧が供
給されている。切換弁７のスプール15が後退すると、第
２図図示の如く、ピストン後室６が第４連通路25および
切換弁７の低圧室14bを介して圧油排出路19に連通せし
められることとなり、打撃ピストン３がピストン前室５
の高圧により後退動せしめられる。そして、打撃ピスト
ン３の後退中においては、第２図図示の如く、切換弁７
の後方側のパイロット圧導入室17にも切換弁７の高圧室
14cおよび第３油路21を介して高圧が導入されるが、前
方側のパイロット圧導入室16におけるスプール15端面の
面積が後方側のパイロット圧導入室17におけるスプール
15端面の面積より大きいため、スプール15は後退位置を
保持し続ける。その後、打撃ピストン３が後退限位置に
くると、第３図図示の如く、打撃ピストン３の段部3bが
同軸弁11に嵌挿されることとなり、圧力室９への圧油供
給が遮断される。従って、切換弁７における前方側のパ
イロット圧導入室16は、第２油路20、圧力室９および第
１油路10を介してピストン前室５に連通せしめられるこ
ととなり、打撃ピストン３の慣性後退に起因するピスト
ン前室５の容積変化により圧力降下を来し、後方側のパ
イロット圧導入室17に封入されている高圧によってスプ
ール15が前進せしめられる。すると、ピストン後室６
が、第１図図示の如く、第４連通路25および切換弁７の
高圧室14cを介して圧油供給路18に連通せしめられるこ
ととなり、該圧油供給路18からの高圧によって前進動を
開始し、その前進限において、チゼル４に打撃力を作用
させるのである。なお、打撃ピストン３の前進と同時
に、圧力室９に圧油供給路18からの高圧が供給されると
ともに、第２油路20を介して切換弁７の前方側のパイロ
ット圧導入室16にも高圧が導入されるが、パイロット圧
導入室16の小径部16bに臨ましめられているスプール15
の端面面積よりパイロット圧導入室17に臨ましめられて
いるスプール15の端面面積が大きいため、スプール15は
前進位置を保持し続ける。しかる後、第１図図示の状態
から再び打撃ピストン３の後退動が開始されるのであ
る。

上述のように、打撃ピストン３の後退限において、該打
撃ピストン３の段部3bが同軸弁11に嵌挿せしめられる時
点で、打撃ピストン３の前後動が切換られることとな
り、打撃ピストン３は最大作動ストロークL₁で往復動せ
しめられ、硬質の岩盤に適した鑿岩が行えることとなる
のである。

（Ｉ）最小ストローク時 軟質の岩盤に対して鑿岩を行う場合である。

この場合、第４図図示の如く、油圧式アクチュエータＡ
を作動させて、同軸弁11を前進限に位置せしめられた状
態で油圧打撃工具は作動せしめられる。

この時の切換弁７の作動および打撃ピストン３の作動
は、前記最大ストローク時と同様なので、重複を避け
て、その説明を省略する。

この場合にも、第５図図示の如く、打撃ピストン３の後
退限において、該打撃ピストン３の段部3bが同軸弁11に
嵌挿した時点で打撃ピストン３の前進が開始されるので
あり、同軸弁11が前進限に位置せしめられている分だけ
打撃ピストン３の作動ストロークが小さくなり、軟質の
岩盤に適した最小作動ストロークL₂での鑿岩が行なわれ
るのである。

なお、打撃ピストン３を任意の作動ストロークで動作さ
せるには、アクチュエータＡの作動によって同軸弁11を
任意位置に位置決めすれば、打撃ピストン３の作動スト
ローク調整を無段階で行うことができる。

上述の如く、本実施例によれば、同軸弁11の前後方向位
置を適宜選択することにより、打撃ピストン３の作動ス
トロークを無段階で調整することができるのである。

上記説明においては、打撃ピストンによって直接チゼル
を打撃するものを実施例としているが、本考案は、打撃
ピストンの打撃力を回転作動せしめられているシャンク
ロッドを介してチゼルに伝達する形式の油圧打撃工具に
も適用可能なことは勿論である。

また、本考案は、上記実施例の構成に限定されるもので
はなく、考案の要旨を逸脱しない範囲において適宜設計
変更可能なことも勿論である。

（考案の効果） 叙上の如く、本考案によれば、油圧打撃工具において、
ピストン後室の後方に設けられ且つ常時圧油が供給され
る如く構成された圧力室とピストン前室とを第１油路を
介して連通させるとともに、ピストン後室への圧油供給
を切り換えて前記打撃ピストンを前後動可能に制御する
切換弁を打撃ピストン後退作動側に切り換えるべく動作
させるためのパイロット圧導入室と前記圧力室とを第２
油路を介して連通させ、前記圧力室に前記打撃ピストン
と同一軸心を有して前後動可能に配設された同軸弁に対
して、打撃ピストン後退時に該打撃ピストンの一部が嵌
挿されて前記圧力室への圧油供給を遮断する如く構成し
且つ打撃ピストンの更なる後退による前記ピストン前室
の容積変化に伴って前記切換弁の打撃ピストン後退作動
側パイロット圧導入室に作用する圧油の圧力を降下せし
めて前記切換弁を打撃ピストン前進作動側に切り換え可
能ならしめ、さらに前記同軸弁を前後方向に動作させる
駆動手段を付設して、鑿岩あるいは鑿孔対象の岩質に応
じて同軸弁を前後方向に動作させることにより、打撃ピ
ストン後退時における打撃ピストンの一部と同軸弁との
嵌挿時期（即ち、打撃ピストンの前後動切換時期）を変
更できるようにしたので、駆動手段による同軸弁の前後
動操作だけで、打撃ピストンの作動ストロークを無段階
に調整することができることとなり、岩質に最適な打撃
ピストンの作動ストロークでの鑿岩あるいは鑿孔ができ
るという実用的な効果がある。

また、シリンダ後部の圧力室内に同軸弁を配設し且つ該
同軸弁を前後動させる駆動手段を設けるだけでよいの
で、従来例におけるようにシリンダ周辺の構造が複雑化
するというおそれもなく、コストダウンに寄与するとい
う効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本考案の実施例にかかる油圧打撃
工具の最大ストローク時における作動状態を説明するた
めの概略断面図、第４図および第５図は本考案の実施例
にかかる油圧打撃工具の最小ストローク時における作動
状態を説明するための概略断面図である。 １……打撃工具本体 ２……シリンダ ３……打撃ピストン ５……ピストン前室 ６……ピストン後室 ７……切換弁 ９……圧力室 10……第１油路 11……同軸弁 16……パイロット圧導入室 20……第２油路 Ａ……駆動手段（アクチュエータ）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】打撃工具本体に形成されたシリンダと、該
   シリンダ内に摺動自在に挿着された打撃ピストンと、前
   記シリンダと打撃ピストンとで形成されたピストン前室
   およびピストン後室とを有する油圧打撃工具であって、
   前記ピストン後室の後方に設けられ且つ常時圧油が供給
   される如く構成された圧力室と、前記ピストン前室と圧
   力室とを連通させるべく前記打撃ピストンに穿設された
   第１油路と、前記ピストン後室への圧油供給を切り換え
   て前記打撃ピストンを前後動可能に制御する切換弁と、
   該切換弁を打撃ピストン後退作動側に切り換えるべく動
   作させるためのパイロット圧導入室と前記圧力室とを連
   通させる第２油路と、前記圧力室に前記打撃ピストンと
   同一軸心を有して前後動可能に配設され、打撃ピストン
   後退時に該打撃ピストンの一部が嵌挿されて前記圧力室
   への圧油供給を遮断する如く構成されるとともに打撃ピ
   ストンのさらなる後退による前記ピストン前室の容積変
   化に伴って前記切換弁の打撃ピストン後退作動側パイロ
   ット圧導入室に作用する圧油の圧力を降下せしめて前記
   切換弁を打撃ピストン前進作動側に切り換え可能ならし
   める如く作用する同軸弁と、該同軸弁を前後方向に動作
   させる駆動手段とが付設されていることを特徴とする油
   圧打撃工具。