JPH0741548B2 - 流体圧作動工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧さく岩機等の流体圧作動工具に関し、特
に往復動する打撃ピストンの衝撃力調整に関する。

（従来技術） かかる流体圧作動工具において、岩石の硬度等に応じて
打撃の衝撃力を適宜、変更するために、例えば特公昭54
−4882号公報に示されるように、往復動する打撃ピスト
ンのストロークを調整し得るようにしたものが知られて
いる。

すなわち、上記従来装置においては、打撃工具本体内に
形成されたシリンダ内に摺動自在に嵌合された打撃ピス
トンを前後往復動させるために、シリンダの第1,第２圧
力室に油を交互に供給するスライダ構成の油路切換用の
分配弁を用いるとともに、ピストンのストロークを可変
にするために、シリンダの軸線方向に相離れてシリンダ
へ開口した多数の分岐路を持つ制御油路と、この分岐路
を選択的に閉じるピン構成の調節具とを備え、この調節
具の配置位置によってピストンの転向点つまり後退スト
ロークを可変にし得るようにしている。

ところが、このような構成では、シリンダの内面に多数
の開口を形成する必要があり、加工がシリンダの外方か
ら行えるものでないため困難であり、また、ピン構成な
どの調節具が別途に必要であって、構成が複雑になり高
価となるなどの問題点を有していた。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点を解消するもので、ピスト
ン外周面に形成されるポート構成を工夫することによ
り、シリンダの内面に多数の開口を形成する必要がな
く、しかも、別設の調節具等を必要とせず、構成簡単に
して加工が容易で安価に製作でき、ピストンのストロー
クが可変で打撃衝撃力の調整が可能な流体圧作動工具を
提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、工具本体に形成されたシリンダと、このシリ
ンダ内に摺動自在に嵌合された打撃ピストンと、上記シ
リンダの作動室に作動油を給排して上記打撃ピストンを
前後動可能にする油路切換用バルブとを有する流体圧作
動工具において、一端がシリンダに開口し、他端が上記
バルブの作動室に連通するとともに打撃ピストンの後退
端付近でその外周面のポートを介して上記シリンダ開口
端をリターン油路に連通せしめて上記バルブの切換タイ
ミングを制御するコントロール油路を備え、上記打撃ピ
ストンの外周面のポートはその円周方向においてその端
縁の軸方向位置に異ならしめ、該ピストンの回転角度位
置に応じて上記バルブの切換タイミングを可変としたも
のである。

この構成により、ピストンのセット角度を選択すること
によって、ピストンの前進・後退作動のための油路を切
換えるバルブの作動タイミングが変更されることにな
り、ピストンのストロークが可変され、したがってピス
トンの打撃力が調整されることになる。

（実施例） 第１図〜第５図により本発明の一実施例を説明すると、
打撃工具本体１には前後にシリンダ前室2aとシリンダ後
室2b（いずれも作動室）とを有するシリンダ２が形成さ
れ、このシリンダ２内には打撃ピストン３が摺動自在に
嵌合され、この打撃ピストン３には上記シリンダ前室2a
および後室2bに常時対向する前側加圧面3aおよび後側加
圧面3bが形成され、この後側加圧面3bは前側加圧面3aよ
り大きく形成され、また、打撃ピストン３の外周には、
その前進端付近においてシリンダ前室2aに連通する環状
ポート４が形成されている。上記打撃ピストン３の前方
には、その前進端時にその前端によって打撃されるシャ
ンクロッド５（またはチゼル）が配設されている。

また、一端に油圧ポンプ６が連結された前室用給油路７
および後室用給油路８のそれぞれの他端は上記シリンダ
前室2aおよびシリンダ後室2bに開口され、上記後室用給
油路８のシリンダ後室2bの開口端には油路切換バルブ９
が介設されている。この油路切換バルブ９は打撃工具本
体１内に形成されたバルブ後室10に、その前端部を後室
用給油路８に臨むように嵌合された略円筒形のバルブで
打撃ピストン３の軸線を軸として摺動するように設けら
れている。このバルブ９には後室用給油路８およびバル
ブ後室10にそれぞれ対向する前側加圧面9aおよび後側加
圧面9bが形成され、この後側加圧面9bは前側加圧面9aよ
り大きく形成されているとともに、作動用バルブ９の前
端外周およびシリンダ後室2bのバルブ摺動面にはそれぞ
れ段差11,12が形成され、この両段差11,12によってバル
ブ９の前側加圧面9aの外周側略半面を後室用給油路８に
常時開放せしめるとともに、残る内周側半面をピストン
３の前進・後退の途中において後室用給油路８に対して
遮断・開放せしめるように構成されている。

さらにコントロール油路13の一端は上記コントロール油
路ポート13aを介して環状ポート４に常時連通し、かつ
ピストン３の前進端付近（第１図はこの状態）において
環状ポート４を介して前室用給油路７に連通するように
前室用給油路７の開口部より僅か後方のシリンダ２のピ
ストン摺動面に開口され、その他端はバルブ９の作動室
としてのバルブ後室10に開口され、もってピストン３の
前進端付近においてバルブ後室10を前室用給油路７と連
通せしめるように形成されている。また、シリンダ排油
路14の一端は上記シリンダ後室2bの一部に開口され、そ
の開口部は油路切換バルブ９によって開閉されるように
設けられている。

さらに、リターン油路15の一端はピストン３の後退端付
近において環状ポート４および上記コントロール油路13
を介してバルブ後室10に連通するようにシリンダ２のピ
ストン摺動面にリターン油路15aを介して開口され、、
その他端はシリンダ排油路14の一部に接続され、これに
よってピストン３の後退端付近においてバルブ後室10を
シリンダ排油路14に連通せしめるように設けられてい
る。すなわち、打撃ピストン３の後退時に後退端付近に
おいて環状ポート４の端面4S（または4L）がリターン油
路ポート15aの端部を通過し、バルブ後室10がコントロ
ール油路13、環状ポート４を介してリターン油路15に連
通されたときが上記バルブ９の切換タイミングとなり、
これでもってピストン３の後退から前進への切換タイミ
ングとなる。

上記打撃ピストン３の外周面に形成された環状ポート４
の端縁4S、4Lはその円周方向において軸方向位置を段部
をもって異ならしめピストン３の回転角度位置に応じて
バルブ９の切換タイミングを可変としている。この端縁
4Sの軸方向位置はピストン３をショートストロークで高
打撃数に設定するもので、他方の端縁4Lはピストン３を
ロングストロークで低打撃数に設定するものである。

上記ピストン３の回転角度を変更するための構成とし
て、ピストン３の後端部には嵌合穴16が設けられてお
り、この嵌合孔16にスプライン17にて嵌合されピストン
３の周方向回動を規制する回動規制部材18がボルト19に
て打撃工具本体１に固定されている。もってピストン３
の回転角度位置を変更するにはボルト19を外して回動規
制部材18を嵌合穴16から抜き出した後、所定角度回転さ
せた状態にて再セットすることにより行なえる。

本実施例においてはシリンダ２の内周面に形成されたリ
ターン油路ポート15aは上下に一対設けられており、し
かも、第１図〜第５図の図示の状態はリターン油路ポー
ト15aに環状ポート４の端縁4Sが対向するようにピスト
ン３の回転角度が設定された時であって、ピストン３の
ショートストローク設定状態である。一方、この状態か
らピストン３を90゜回転した設定とすることにより、第
６図に示すごとくリターン油路ポート15aに環状ポート
４の端縁4Lが対向するようになり、ピストン３のロング
ストローク設定状態となる。

次に上記構成の作用について説明すると、まず打撃ピス
トン３が前進を開始しようとする時には油路切換バルブ
９の前側加圧面9aのの前面は後室用給油路８に開放され
ている一方、バルブ９の後側加圧面9bはバルブ後室10、
コントロール油路13、環状ポート４およびリターン油路
15を介してシリンダ排油路14に開放されているため、バ
ルブ９は後方（バルブ後室10側）に押圧されている。ま
た、打撃ピストン３の前側加圧面3aはシリンダ前室2aを
介して前室用給油路７に開放されている一方、ピストン
３の後側加圧面3bはシリンダ後室2bを介して後室用給油
路８に開放され、上記バルブ９によってシリンダ排油路
14とは遮断されているため、前側加圧面3aと後側加圧面
3bとの面積差によってピストン３は前進する。

さらにピストン３が前進して前進端付近に近付くと環状
ポート４はリターン油路15との連通が遮断され、シリン
ダ前室2aと連通するようになるため、バルブ後室10はコ
ントロール油路13、環状ポート４およびシリンダ前室2a
を介して前室用給油路７と連通して、バルブ９の後側加
圧面9bには給油圧が作用することにより、このバルブ９
は前側加圧面9aと後側加圧面9bとの面積差によって前進
し始める。そしてバルブ９が前進して前側加圧面9aのう
ち内周側略半面がシリンダ後室2bのバルブ摺動面に設け
た段差12に達すると、この内周側略半面によって後室用
給油路８はシリンダ後室2bとの連通が遮断されるが、こ
のシリンダ後室2bは、バルブ９によってシリンダ排油路
14が閉じられているので、この排油路14とは連通してい
ないためバルブ９はシリンダ排油路14が開かれるまで前
進する。そしてバルブ９がシリンダ排油路14を開くまで
前進すると、シリンダ後室2bはシリンダ排油路14と連通
するため、バルブ９の前側加圧面9aのうち外周側略半面
のみが後室用給油路８に開放されて、その給油圧が作用
することになり、バルブ９の前後における給油圧の作用
する面積差により、バルブ９は前進し、その切換を完了
する。これとと同時にピストン３は前進端位置に達して
ビットロッド５を打撃した後、前側加圧面3aのみに作用
する給油圧によって後退し始める。

さらにピストン３が後退して後退端付近に近付くと環状
ポート４はシリンダ前室2aとの連通が遮断されて、その
端縁4S（あるいは4L）がリターン油路ポート15aの端部
を通過すると、リターン油路15と連通するようになるた
め、バルブ後室10はコントロール油路13、環状ポート４
およびリターン油路15を介してシリンダ排油路14と連通
することにより、バルブ９の切換タイミングとなり、バ
ルブ９は前側加圧面９のうちの外周側略半面のみに作用
する給油圧によって後退し始め、その後退途上において
シリンダ排油路14を閉じた後、内周側略半面が後室用給
油路８に開放されるとバルブ９の前側加圧面9a全面に給
油圧が作用し、バルブ９が後退するとともに、ピストン
３は後退端に達した後、前進行程に切換わる。以下、上
記と同じ動作を繰返す。

上記のごとくピストン３の環状ポート４の端縁4Sまたは
4Lの軸方向位置に応じてバルブ９の切換タイミングが変
り、以ってピストン３の後退ストロークを可変すること
ができる。

このようにピストン３のストロークが可変となる様子を
第７図（ａ）（ｂ）および（ｄ）に示す。第７図（ａ）
（ｂ）は環状ポート４の端縁4Sが作用するようにピスト
ン３の回転角度位置が設定された場合で、ストロークST
1のショートストローク時（高打撃数）の状態であり、
第７図（ｃ）（ｄ）は環状ポート４の端縁4Lが作用する
ようにピストン３の回転角度が設定された場合で、スト
ロークST2のロングストローク時（低打撃数）の状態を
示す。なお、第７図（ａ）（ｃ）はピストン３の後退
時、第７図（ｂ）（ｄ）はピストン３の打撃時を示す。

次に第８図、第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の他の
実施例の要部を示す。前述した実施例ではピストン３の
ストロークが高低の２段階調整が可能なものを示した
が、この実施例では３段階調整が可能なものを示してい
る。しなわち、シリンダ２の内周面にはリターン油路ポ
ート15a′が１箇所設けられており、ピストン３の外周
面には環状ポート４の端縁41,42,43が円周方向において
略120゜間隔で異なる軸方向位置に設けられ、各々の溝
の長さl₁,l₂,l₃はl₁＜l₂＜l₃の関係に形成されている。

このように環状ポート４の端縁41,42,43を形成したもの
においては、ピストン３の回転角度位置を120゜毎に変
更することにより、バルブ９の切換タイミングを３段階
に調整でき、従ってピストン３のストロークを３段階に
可変することができる。なお、この場合には回動規定部
材18の打撃工具本体１へのボルト19による固定は120゜
間隔でピストン３の回転角度位置を設定できるようにし
ておく必要がある。また、本発明は３段階以上の複数段
のストローク可変構成であっても適用可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、打撃ピストンの後退端付
近で、その外周面のポートを介してバルブの作動室をリ
ターン油路に連通せしめてバルブの切換タイミングを制
御するコントロール油路を設け、かつ、このピストンの
外周面のポートはその円周方向において端縁の軸方向位
置を異ならしめたものであるので、ピストンの回転角度
設定位置に応じてバルブの切換タイミングを変更でき、
従ってピストンの後退から前進への切換タイミング、す
なわち後退ストロークを変更して、打撃力の調整を行な
うことができる。しかも、ピストンのストロークを可変
とするために従来のようにシリンダの内面に多数の開口
を形成したり、別個に調節具等を用いる必要がなく、従
って加工が容易で、構成の簡素化および低コスト化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例による流体圧作動工具の断面
図、第２図は第１図矢印II方向の正面図、第３図は第１
図のIII−III線断面図、第４図は上記工具における打撃
ピストンの要部斜視図、第５図は第１図のＶ−Ｖ線断面
図、第６図は打撃ピストンの回転角度位置を変更した状
態での第５図相当の断面図、第７図（ａ）（ｂ）（ｃ）
（ｄ）は本発明の作用を説明するための概略断面図、第
８図は本発明の他の実施例による第５図相当の断面図、
第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第８図の矢印A,B,Cによれ
ピストンの側面図である。 １……打撃工具本体、２……シリンダ、2a……シリンダ
前室、2b……シリンダ後室（作動室）、３……打撃ピス
トン、４……環状ポート、９……油路切換バルブ、10…
…バルブ後室（バルブの作動室）、13……コントロール
油路、15……リターン油路、4S,4L,41,42,43……端縁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】工具本体に形成されたシリンダと、このシ
   リンダ内に摺動自在に嵌合された打撃ピストンと、上記
   シリンダの作動室に作動油を給排して上記打撃ピストン
   を前後動可能にする油路切換用バルブとを有する流体圧
   作動工具において、一端がシリンダに開口し、他端が上
   記バルブの作動室に連通するとともに打撃ピストンの後
   退端付近でその外周面のポートを介して上記シリンダ開
   口端をリターン油路に連通せしめて上記バルブの切換タ
   イミングを制御するコントロール油路を備え、上記打撃
   ピストンの外周面のポートはその円周方向においてその
   端縁の軸方向位置を異ならしめ、該ピストンの回転角度
   位置に応じて上記バルブの切換タイミングを可変したこ
   とを特徴とする流体圧作動工具。