JPH08512373A - 装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明により、付加運動量が、実質的に直線経路又は弓状経路沿いに交互往復動作又はしなるように構成されたボデー、特に対象物（３）に対して直線的に移動する重りの衝撃速度を増大するようにしたボデー（１）の動作に、適用されるようにした装置であって、ボデーをその休止位置から退避させるための手段であって特に重りを該重りと該重りの休止位置に位置する対象物との間に位置する衝撃ポイントから退避させるための手段（４）と、ボデーを休止位置方向に付勢するための、つまり、特に、重りを対象物方向に付勢するための手段であって重りが対象物方向に移動するときに付加的な衝撃速度を重りに伝達するための手段（５）とを備え、（ａ）ボデーがその休止位置にあるときに該ボデーをその休止位置に付勢するための手段は、張力又は圧縮下において保持される弾性ポリマー部材であり、（ｂ）その付勢手段は、歪結晶化するものであることを特徴とする装置が提供される。本発明により、また、本発明の装置が適用される表面を破砕又は貫通するための方法が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 装置及び方法 本発明は、装置及び方法に関し、詳しくは、エラストマ駆動ユニットに蓄えら れたエネルギーでボデーを直線的に移動させるための装置及びそのような動作を 生じさせるための方法に関する。 発明の背景 典型的に、パイル・ドライバ及びハイドロリック・ハンマには、ガイド・フレ ームに案内されて交互往復運動をする重りが備えられている。この重りは、高圧 の流体が供給されることにより拡張せしめられるハイドロリック・ラムにより、 重力に逆らって持ち上げられる。この重りが所定領域にまで持ち上げられたとき 、高圧流体がラムから排出され、重りは、重力下において、くい、地盤の絞固め 用脚部（ground compaction foot）や、地盤の破砕装置や、重りが作用するとこ ろの他の対象物上に落下する。たとえば、この重りがラムのピストン・ロッドに 接続され該ハイドロリック・ラムのシリンダ内のピストンが上昇したときに持ち 上げられるときには、このハイドロリック・ラムは、重りに直接作用することが できる。選択的に、たとえば、この重りがハイドロリック・シリンダのピストン ・ロッドに対してガイド・フレームの頂部又は該頂部近傍に設けられたプーリを 通過するロープによって接続されている場合や、ハイドロリック・シリンダが、 重りに接続されたレバーの端部に作用する場合等には、このハイドロリック・ラ ムは、間接的に重りに作用することができる。 このハイドロリック・ラムは、重りを重力に逆らって所定領域まで持ち上げ、 ラムの収縮時に対象物に所望の衝撃が加えられるように機能する。この対象物は 、たとえば、地盤に打ち込まれるくいの頭部であったり、地盤を引き締めたり平 らにするのに使用される地盤の絞固め用脚部であったり、直線的に作用する衝撃 が加えられるアース・ブレーカやコンクリート・ブレーカであることができる。 便宜上、上記ハイドロリック・ハンマという言葉は、ここでは、一般的に上記 タイプの装置を意味するものとして用いている。対象物は、ハイドロリック・ラ ムの手段により交互往復運動せしめられる重りによって直線的に作用する衝撃を 受ける。 上記衝撃の大きさは、重りの質量と、衝撃を受ける対象物と衝突する瞬間にお ける重りの速度とにより左右されるであろう。単動式ハイドロリック・ラムによ り重力に逆らって持ち上げられ重力の影響を受けて落下する重りに関し、その速 度は、重りが持ち上げられた高さによって左右されるであろう。実際的に考慮す るならば、その質量は、所定のハイドロリック・ラムによって持ち上げられるこ とができる質量に制限され、その高さは、その装置が拡張できるところの高さに 制限されることができる。 それ故、重りがラムの作動サイクルの一部（ラムの上昇ストローク）において 持ち上げられ、次いで、ラムの作動サイクルの第２の部分（ラムの降下ストロー ク）において反対方向に積極的に駆動されるようにした、複動式ラムの使用が提 案されている。このような複動式ラムは、該ラムによって重りを積極的に駆動で きるため、ラムの降下ストロークでより大きい衝撃を達成することができるもの の、ラムに対して流出入する作動油の流れを調整する必要がある。この調整には 、複雑な流体制御システムや、高圧アキュムレータと低圧アキュムレータとを必 要とし、これにより、ラム・シリンダに対して高圧低圧の大きい流量が実現され 、重りの上下動における十分な動作速度を確保したり、達成される衝撃の反復動 作速度を大きくすることが可能になる。 上記対象物に対する重りの衝撃エネルギは、重りの衝撃時の速度に左右される 。典型的には、サク岩機やドリルに用いられるようなハンマにおいて、複動式ラ ムにより駆動される重りは、比較的軽量であり、この重量は、しばしば、対象物 の重量よりも大きくない。このような軽量の重りが短い動程距離で高エネルギを 達成するには、重りは、ラムによって高加速度が与えられねばならない。この結 果、ラムのストロークは、短時間で完了せしめられることになる。結果として、 特にそのようなハイドロリック・ラムが適用される場合には、流体が高圧でラム に供給される必要があり、これにより、必要な加速度が達成される。また、その ようなハイドロリック・ラムが適用される場合には、ラムに対する流量を大きく する必要があり、これにより、ラム・シリンダ内でラム・ピストンを急速に移動 させ ることが可能になる。これには、大型でありしかも強力な流体ポンプ・システム が必要であり、また、高圧アキュムレータと低圧アキュムレータとの使用が必要 になる。これにより、ラムのシリンダに対して高圧／低圧流体の所望の流量が達 成される。これらのコンポーネントにより、上記ハイドロリック・ラムとその重 量に、ハンマ・アセンブリの重量や大きさや複雑さが付加されることになる。ハ ンマが運搬可能であるためには、たとえばハンマが使用されるグラウンド上の所 定位置にハンマ装置を支持したり運搬するためのクレーンやトラクタ等の支持装 置や、たとえば土壌を圧縮固化したり、くいを打ち込んだり、岩石に穴を開けた り、コンクリート・スラブを破砕したりする等のグラウンド上でのある種の仕事 を達成するための支持装置を設けることが必要となる。大型の支持装置が必要に なれば、それだけ、装置も複雑になり、コストアップにつながる。 複動式ラムに代わり、単動式ハイドロリック・ラムを用いて、重りを圧縮コイ ルスプリングに抗して持ち上げるようにしたものが提案されている。このスプリ ングによって、ラムによる重りの持ち上げ動作が完了して重りが下方向に解放さ れたときに積極的な下方向への力が作用せしめられる。このようなスプリングは 、必要な下方向への力を実際的に作用させるには大型で重たく、しかも、同一の 重りをもって同一の衝撃を達成する周知の単動式ラムの動力装置と比較して、ほ とんど利点がない。 さて、我々は、駆動力がハイドロリック・ラムの降下ストロークで供給される ようにしたエネルギ貯蔵手段が付加された単動式ハンマ装置が容易に提供される ことができる装置を考え出した。これにより、対象物との衝撃時における重りの 速度が増大せしめらる。従って、本発明により、詳しくは、単動式ハイドロリッ ク・ラムを用いて岩やコンクリートに穴を開けたり破砕するような用途において 、複動式ハイドロリック・ラムを二者択一的に使用できる装置が提供される。本 発明により、複動式ラムと比較して、高圧ハイドロリック・アキュムレータ及び ／又は低圧ハイドロリック・アキュムレータのサイズ及び重量が低減し、これに より、ハンマ装置は全体的に軽量化され単純化される。従って、上記支持装置に ついて必要とされるサイズ及び重量が低減する一方、重りを同一高さに持ち上げ る 単動式ラムを使用して達成される衝撃力よりも十分に大きい衝撃力が達成される 。 本発明は、また、剛性構造物がバイアス荷重(biassing load force)に対して 曲げ力(deflection force)により休止位置から変形せしめられ、曲げ（たわみ） が所定の度合いに達したときに解放され、そして、その構造体の剛性及び／又は 周期的に作用せしめられる反対方向の曲げ力に帰すべき上記バイアス力とその反 対方向の力の下で上記剛性構造物を繰り返し曲げる（たわませる）試験にも適用 されることができる。たとえば、本発明は、周期的に変化する曲げ力が作用する と共に連続的にバイアス力が作用する航空機のウイング等の細長構造体の疲れ試 験に適用されることができる。 発明の要旨 従って、本発明により、実質的に直線又は弓形の経路を通して交互往復運動又 は撓るように構成されたボデーの動作に付加的な運動量を作用させるようにする ための装置、特に、対象物に対して直線的に移動する重りの衝撃速度を増大する ための装置が提供される。この装置は、ボデーをそのレスト・ポジションから退 避させるための手段、特に、重りを、該重りと該重りのレスト・ポジションに位 置する対象物との間に位置する衝撃ポイントから退避させるための手段と、ボデ ーをそのレスト・ポジション方向に付勢するための手段、特に、それが対象物の 方向に移動するときに重りを対象物の方向に付勢して付加的な衝撃速度を加える ようにするための手段とを備える。この装置は、 ａ．上記ボデーをそのレスト・ポジション方向に付勢するための手段が、ボデー がそのレスト・ポジションにあるときに張力又は圧縮下において保持される弾性 ポリマー部材であり、そして、 ｂ．上記付勢手段は、歪結晶化するものであることに特徴を有する。 本発明により、また、表面に接しているツールに衝撃を作用させることにより 、表面を破砕したり貫通するための方法であって、衝撃が本発明の装置によって 与えられることに特徴を有する方法が提供される。 上記レスト・ポジションという言葉は、ここでは、装置の動作時に退避させる 力が作用していないときに、重りや構造物が取るその位置を示すために用いられ ている。構造物が退避力や付勢力の作用の下に撓む場合には、そのレスト・ポジ ションは、退避力がないときにその構造物によって取られる位置であるが、その 付勢力は、継続的に、又は非継続的に作用せしめらることができる。従って、こ の付勢力は、構造物に作用せしめられる一定のロード、たとえば、通常の飛行時 における航空機のウイングの上昇力、をシミュレートすることができる。そして 、その退避力は、乱流時に発生するような、ウイングの異常なロードをシミュレ ートする。この場合、ウイングは、継続的に該ウイングを上方へ撓らせる付勢力 に作用せしめられるであろう。この上方へ撓った位置が、ウイングのレスト・ポ ジションである。他の場合、この付勢力は、通常は存在しない、ウイングに作用 する他のロードであることがある。この場合、そのレスト・ポジションは、退避 力と付勢力とが作用していない状態における、ウイングによってとられる位置に なるであろう。ハンマの落下重りの場合には、そのレスト・ポジションは、重り と、該重りが衝突する対象物との間に位置する衝撃位置である。この場合、重り は、残差付勢力に作用せしめられる可能性がある。しかしながら、たとえば、重 りが動程においてオーバーランしたときや、ハンマの動作が完了して重りがその 最下位に落下したときや、重りがその残差付勢力を無視できる動作ポイントから 外れたときに、重りは、衝撃ポイントを超過して移動する可能性があることが理 解されるであろう。このオーバーランにより動程又は動作ポイントから外れる極 端は、通常、軸方向にレスト・ポジションを超過した位置に位置するであろう。 このレスト・ポジションおいて、重りは、対象物に衝突するが、本発明の目的に 対して、このレスト・ポジションは、レスト・ポジションとしては考慮されない 。 上記退避力は、たとえば、疲れ試験等の場合のように、ボデーに要求される動 作が小さいところにおいて用いられるカム及び従動子タイプの機構等のあらゆる 適切な手段により生じせしめられる。しなしながら、ボデーをそのレスト・ポジ ションから、センチメータの数十分の１の距離退避させることが通常所望される であろう。そして、それ故、ハイドロリック・ラムの手段により退避力を発生さ せるのが好ましかろう。便宜上、本発明は、これ以降、周知の単動式ハイドロリ ック・ラムの使用、及びボデーに作用させる退避力を発生させるための動作に関 し て、記載されるであろう。そのような１つ以上のラムの使用が可能であることが 理解されるであろう。たとえば、１対のラムは、重りの直径に対して反対側に設 けられることができ、ラムのピストンロッドの自由端は、そこから吊り下げられ る重りを支持するトラバース・ヨーク部材に接続される。 上記ラムが作用するボデーは、繰り返し撓らしめられるところの例えば航空機 のウイングや他のコンポーネントのような剛性部材であることができる。この場 合、複数のラムや付勢力手段が装置の長手方向に沿って配置されることができ、 これにより、退避力及び付勢力がその長手方向沿いに均一に伝えられる。しかし ながら、上記の如く、本発明の用途は特別であり、ここでは、ボデーは、衝撃を 対象物に作用させるための重りである。上記対象物としては、たとえば、落とし 鍛造装置のハンマ・ヘッドや、パイル・キャップや、地盤や、たとえばコンクリ ートを破砕するチゼル等の、他の固い物を破砕するツールが挙げられる。 上記重りは、重りを備えた装置が載置される使用状態において、水平又は垂直 方向に対してあらゆる角度に設けられた経路沿いに移動することができる。従っ て、削岩機や破砕装置において、重りは、上方向に移動して、その衝撃をその動 程の上端で作用させることができる。疲れ試験において、付勢力は、水平方向又 は垂直方向に作用することができる。しかしながら、本発明は、装置において特 別の用途があり、該用途において、その重りは、一般的に上下方向に移動し、そ の衝撃は、動程の下端に伝えられる。便宜上、本発明は、これ以降、重りに関し て記載されるであろう。この重りは、繰り返し、持ち上げられたり衝撃を作用さ せる対象物上に落下したりすることができる。 上記重りは、重りを摺動自在に支持する、案内フレームやレールやトラックの 手段により、実質的に直線経路に沿って案内されることが好ましい。このような 案内フレームやレールやトラックは、周知の装置や構成であることができる。所 望により、その重りは、たとえばローラや車輪等の１つ以上の回転部材を有する インターフェースの手段により、案内フレームや、レールや、トラックに備えら れることができる。このインターフェースは、１つ以上の個別の案内ユニットで あって、車輪やローラを備えた案内ユニットの形状であることができる。或いは 、 このインターフェースは、たとえば連続的なリンク状に位置する回転式ボール・ ベアリングを支持するチェーンの如く、露出する回転面をその長手方向沿いに支 持する支持フレームから形成することができる。重りやその支持部材により支持 される２つ又はそれ以上のローラ又は車輪タイプの支持手段を用いることが好ま しい。そのような回転式インターフェース手段の使用により、摺動タイプの支持 手段が使用されるところで必須であると考えられている潤滑なしで済ませられる 。さらに、このようなインターフェース手段は、それらの自由動作を維持してい る間に、側面方向の力を受けることができる。従って、上記インターフェース手 段が重りの動作に対して過度の抵抗を作用させることなく、重りの動程ラインに 対する中心を外れて退避力及び付勢力を作用させることが可能になる。重り又は その支持部は、互いに軸方向に変位せしめられる２つ又はそれ以上の支持手段に 重りの動程ライン沿いに備えられることが好ましい。ここで、動作時に重りがそ の動程ラインに対する整列から外れるように偏向するあらゆる傾向は、減じられ る。典型的に、その支持手段は、重り又はその支持部の各軸方向における端部に 又は該端部に隣接した位置に設けられるであろう。 このように軸方向に変位せしめられる支持手段や、軸方向に延在するインター フェース手段の使用により、重りの動程ラインに対してその中心を外れるように 退避力や付勢力を重りに作用させるようにすることが可能になる。これにより、 たとえば、その重りをラムの手段により上昇させる退避力が、重りの動程ライン の一方側に作用せしめられる。ここで、ラムは、トラバース接続アームつまり重 りを支持するヨークにより重りに接続される。上記力が重りの動程ラインの中心 から外せることにより、ハイドロリック・ラムは重りと並んで位置せしめられる ことができ、それと整列しないようになっている。従って、これにより、ラムと 重りの全体的な高さが低減する。そのような構成は、ツールに衝撃が作用せしめ られるところの装置の構成であって重りが速やかに交互往復運動せしめられオフ ライン力がしばしば生じるところでの面をツールにより破砕したり貫通したりす るところの岩やコンクリートや同様の装置の構成において、特別の利点を有する 。 従って、他の観点から、本発明により、また、次の装置が提供される。すなわ ち、この装置において、重りは、その機能的端部により面に衝撃が作用せしめら れ該面を破砕し貫通するところのツールに衝撃を作用せしめるべく、実質的に直 線的な動程ライン沿いに交互往復動作せしめられる。この装置は、重り又は該重 りと機能的に関連付けられる支持部材が、１つ以上の回転式インターフェース手 段によって、その交互往復動作時に重りの動程を案内するように構成された案内 部材上に支持されていることに特徴を有する。この回転式インターフェース手段 としては、具体的には、ボール・ベアリングや、ローラや、ホイールが挙げられ る。 上記の如く、重りは、ハイドロリック・ラムにより持ち上げられ重力及び付勢 力の下に落下せしめられるようにすることが好ましい。そのハンマ・アセンブリ は、従って、一般的に垂直な重りの動程ラインを中心として設計されかつ構成さ れる。しかしながら、重りは、他のあらゆる適切な動程ライン沿いに移動するこ とができる。そのような例として、たとえば、水平な動程ラインや、水平と垂直 との間に位置するあらゆる傾斜に対応する動程ラインが挙げられる。所望により 、ハンマ装置を支持するための支持装置には、たとえば独立的に機能するラムに より、重りの動程ラインを変更するための手段が備えられる。このラムにより、 重りが移動せしめられるところの案内レールや他の支持手段の前方、後方、そし て一つの側から他の側への傾きが調整される。 上記ハイドロリック・ラムは、ラムのシリンダに対して高圧の流体を適用した り該高圧の流体を解放したりすることにより動作せしめられる。このラムのシリ ンダにより、ラムのシリンダ内に位置するピストンから突出するピストン・ロッ ドを突出させたり退避させたりする。この高圧の流体を発生させるための手段に より、シリンダ及び液体を流動させるのに必要とされるあらゆるアキュムレータ に対する流れが制御される。この手段は、周知の装置及び構成であることができ る。ハイドロリック・ラムの動作は、重りの動程の上端と下端とを検知し弁機構 の動作をコントロールするセンサにより制御されることが好ましい。上記弁機構 により、ラムのシリンダに対する高圧の流体の流れが制御される。このような制 御センサは、周知装置であり周知の動作を行うことができる。ハンマ・アセンブ リは、たとえば、重りが動程の末端で対象物に打ち当たらないようにチゼル・ツ ールが不用意に装置から取り外されたときや、チゼル・ツールの機能的先端が破 砕されるべきグランドやコンクリートや石と接していないときに、重りがそのレ スト・ポジションを超過して移動することができるところの手段を備えることが 好ましい。典型的に、このような超過またはオーバーランには、エネルギー吸収 手段が備えられる。これにより、重りの衝撃エネルギーは、重りがオーバーラン してその末端に達する前に少なくとも部分的に吸収又は分散される。たとえば、 オーバーランは、摩擦パッドや、ラバー製の止めや、ハイドロリック・アキュム レータや、その他、弾性手段や粘性手段や粘弾性手段により、対抗されることが できる。好ましくは、センサ手段がハンマ・アセンブリに備えられ、これにより 、いつオーバーランが生じたかが検知され、明白に、ハンマのさらなる動作を不 活性化させ、操作者に音による警告及び／又は視覚的警告が与えられる。 ラムがその上昇ストロークの末端に達したときに重りを対象物方向下方向に駆 動するための付勢力を発生させるための手段は、重りがハイドロリック・ラムに より対象物から退避せしめられたときの圧縮下及び／又は張力下においてエネル ギーを保持する弾性ポリマ部材を備える。この弾性ポリマは、あらゆる適切な形 状に形成されることができ、ハンマ・アセンブリが備えられるところの構成に適 合させることができる。たとえば、このポリマ部材は、軸方向に細長の硬質ロッ ドや、バーや、ストリップとして、明白には、移動する重りとハンマ・アセンブ リの静止部とに対して部材の長さが確保されることができる手段を形成するべく 径方向に拡大した端部を有するものとして、形成又はキャスティング又は押し出 し成形されることができる。しかしながら、重りが上昇したときに張力が作用せ しめられるところの実質的に直線的な複数の弾性ストランドをロープ又は類似の ボデーに形成することが好ましい。典型的に、このようなロープは、複数の解れ た直線的で個別的な適切な弾性ストランド、又は異なったポリマ製ストランドを 混ぜたものからなるであろう。所望により、個々のストランドから形成されたロ ープをスリーブ内に収納して互いに密着させロープに形成されることができる。 これにより、擦り傷及び／又は作動油との接触等に基づく損傷が減じられる。便 宜上、これ以降、ロープの内構造という言葉を用いて、保護シース内のポリマ製 ストランドを示すことにする。また、ロープという言葉を用いて、ストランド及 び保護シースの全体構成を示すことにする。好ましくは、そのようなシースは、 比較的拡張しにくいテキスタイルのより糸の組みひもの形状を備えており、たと えば、周知の組みひも装置の手段により、ロープの内構造に対して密にフィティ ングしたシースが形成される間、該ロープの内構造は、拡張状態に保持される。 典型的に、これは、ラバー・ストランドが編組プロセスに入る前にラバー・スト ランドに張力を作用させない状態の４０〜２００％拡張される。ロープの内構造 に対する張力解放時に、好ましくは、シースがロープの内構造に密に適合するこ とにより、シース内におけるロープの内構造の全体的な週収縮が防止される。典 型的に、ロープの内構造は、保護シースにより、張力が作用していないときの長 さの２５〜１５０％、明白には、４０〜１００％、拡張された状態に支持される 。典型的には、そのようなロープは、ブリティッシュ・スタンダード（エアロス ペース・シリーズ）規格Ｎｏ．ＢＳ ３Ｆ７０：１９９１に従って作られる。こ のようなロープは、たとえば、航空母艦の着艦甲板における航空機用拘束装置に 使用され、使用に際して商業的に入手可能である。便宜上、本発明は、これ以降 、ポリマ材料からなる複数のストランドから形成されるロープの使用に関して記 載される。 好ましくは、本発明に使用されるポリマは、張力下において歪結晶化（strain crystallization）を示すものである。なぜなら我々は、そのようなポリマは、 使用時の寿命が長いことを知見しているからである。典型的に、そのようなポリ マは、天然ゴムや合成ゴムであり、典型的には、ポリイソプレン、ポリクロロプ レン、及びポリ（シス）イソプレン ゴム；ブタジエン及びブタジエンスチレン ゴム；ポリウレタン ゴム；ポリアルキレン、たとえばイソブチレン、エチレ ン、又はポリプロピレン ゴム；ポリスルホン、ポリアクリレート、ペルフルオ ロ ゴム；ハロゲン化誘導体やアロイ、又はそのようなゴムのブレンドである。 天然ゴム、クロロプレン又は合成イソプレンゴムを使用することが特に好ましい 。便宜上、本発明は、これ以降、ロープの内構造を形成するための天然ゴムから な る複数のストランドに関して記載される。 上記ロープは、所望される重りの衝撃速度に対して、適切であれば、どのよう な寸法、断面、長さであっもよい。しかしながら、われわれは、明白には、重り がそのレスト・ポジションにあるときに、ロープの内構造が常に張力がかかって いる状態で保持されることが好ましいことを見い出している。これにより、ロー プの内構造内における個々のストランドは、常に、張力下において保持され、従 って、常に、歪結晶化の下に保持される。上記の如く、この拡張の少なくとも一 部は、ロープの内構造に対して、シースが密にフィットしていることに基づいて いる。しかしながら、レスト・ポジションにある重りがロープをさらに少なくと も１５％拡張するように、ハンマ・アセンブリのロープの取り付け位置を決める ことが好ましい。このさらなる拡張は、上記製造時におけるシース内収納状態に ある拡張よりも大きい。しかしながら、重りの上方への最大動程により、製造時 の上記収納状態におけるその長さの９５％以上ロープを拡張しないようにするこ とが好ましい。また、上記の如くあらゆるオーバーランが生じている間に発生す る可能性がある重りの余剰動程により、ロープがその収納形態の非拡張状態に復 帰せしめられないようにすること好ましい。 上記ロープは、重りに固定されることができる。ヨークにより、重りや、該重 りと共に移動するハンマ・アセンブリの他のあらゆる適切な部分が支持される。 上記ロープは、重りの落下時に重りと共に移動せずロープの固定点となるところ の、ハンマ・アセンブリのあらゆる部分に固定されることができる。ロープは、 あらゆる適切な固定手段を用いて固定されることができる。ロープが堅いバー又 はポリマ材料からなるロッドとして形成されるところでは、その固定手段は、ロ ッド又はバーを、該バーや該ロッドが一般的に亜鈴構成を有するように、ポリマ 材料から形成するためのモールディング時や、押し出し時や、他のプロセス時に 、ロッド又はバーに対する拡張端部として、ロッド又はバーと一体的に形成され ることができる。付勢力が複数の薄いストランドからなるロープにより発生せし められるところでは、固定手段をこのように形成することは実際的ではないかも しれない。われわれは、以下に記載の如く、ターミナル・ボビン・ユニットの所 定 位置でロープのストランドの端部を固定するのに特にコンパクトで効果的な手段 を考え出した。このターミナル・ボビン・ユニットは、ロープに繰り返し張力が 作用したり弛緩する時に、外れにくいようになっている。このボビン・ユニット は、重りが上記レスト・ポジションに位置するときに張力状態のロープを有する ハンマ・アセンブリや重りに対する固定位置で支持される適切な凹部やカップ内 に位置する。 好ましい固定手段において、ロープの内構造をなすポリマ製ストランドの自由 端部は、ロープ上にターミナル・ボビン・ユニットを形成する金属や他の剛性端 部キャップ内に接着剤やセメントの手段により保持される。われわれは、接着剤 やセメントが個々のストランド間の隙間に浸透することにより、ストランドと端 部キャップとが接着されることを見い出した。所望により、ストランドは、明白 には、天然又は合成イソプレン又はクロロプレン ゴムの場合に、前処理され、 これにより、ストランドに対する接着剤又はセメントの接着力を高めることがで きる。しかしながら、スルフォン酸を用いる加硫ゴム面の周知の前処理は、実際 的ではない。我々は、ゴム製ストランドの露出面を湿分硬化したシアノアクリレ ート接着剤をもって処理することが好ましく、処理されたストランドを端部キャ ップのエポキシ樹脂層に適用することが好ましい。我々は、エポキシ樹脂の硬化 時にそれがストランド上のシアノアクリレート樹脂と確実に接着して、ストラン ドと、使用時に繰り返し実行されるロープの拡張と収縮に耐え得る端部キャップ との間で満足のいく接着が達成されることを見い出している。 上記端部キャップは、単なるトラバース・プレートであることができる。この トラバース・プレートに対して、ストランドの端部が固定される。このトラバー ス・プレートにより、ハンマ・アセンブリ上の固定点に据えられるトラバース部 材が供される。ある場合には、明白には小さい外径のロープに関しては、端部キ ャップは、余剰の接着剤やセメントにより形成されることができる。この余剰の 接着剤やセメントにより、ロープの端部にストランドを備えた剛性ボデーが形成 される。この剛性ボデーは、ボビン・ユニットとして機能することができる。し かしながら、カップの形状に端部キャップを形成することが好ましい。このカッ プ 内に、ストランドの自由端部が挿入され上記接着剤やセメントにより固定される 。 上記ロープの上記内構造のストランドの端部を固定するためのそのような手段 により、おおくの適用に対して十分な安全性が提供される。しかしながら、スト ランドがキャップから外れる危険性を最小限にするために、第２の保持手段を端 部キャップの近傍に備えることが好ましい。この第２の保持手段は、また、スト ランドに固定され、端部キャップと協働し、これにより、ロープに作用せしめら れるあらゆる張力の少なくとも一部から端部キャップが保護される。好ましくは 、そのような第２の固定手段は、ロープの内構造のストランドに固定されるスリ ーブ部材を備え、これにより、端部キャップ部材が据えられることができる部材 が提供され、閉鎖されたボビン・ユニットが提供される。上記スリーブにより、 ストランドが、たとえばその内側にストランドを圧縮する小さい直径の部分を有 してクリンプされたり形成されたりすることにより、その長さの少なくとも一部 上で摩擦的に把持されることが好ましい。この第２の固定手段により、ロープに 作用せしめられるあらゆる張力の少なくとも一部が吸収され、ストランドと端部 キャップとの間に位置する接着剤又はセメントの接着に作用するストレスが減じ られる。 典型的に、上記スリーブは、その長さの少なくとも一部上でその内径を減じる ことにより、ストランドに固定される。ストランドが拡張されるにつれて、それ らの外径は小さくなる。直径が減じられた部分は、使用時におけるロープの最大 拡張時に、それがストランドを摩擦的に径方向に把持することを保証するように 寸法構成される。典型的に、ロープの外径は、張力が作用していないときの直径 の凡そ２０〜４５％減じられるであろう。スリーブのこの減じられた直径の部分 は、従って、張力が作用してないその収納状態における、ロープの直径の１５〜 ４０％の内径を有することが好ましい。好ましくは、上記スリーブの直径が減じ られた部分は、スリーブの内径の０．５〜３倍の軸方向長さを有する。好ましく は、直径は、たとえばスリーブの端部をテーパ状に収束又は発散させてなる如く 、ステップ状ではなく連続的に減じられる。これにより、外側に位置するシース 又はロープの内側に位置するストランドを切断するあらゆる危険性が減じられる 。 ボビンの端部を製造する他の方法において、ロープのストランドは、スリーブ が所望の大きさにそれらの外径を減じるように形成される前に拡張される。次い で、スリーブは、たとえば分割されたスリーブを拡張されたストランドの周囲に クリンプしたり、スリーブを形成するべくストランドの周囲をコードやワイヤや ストリップで縛ることにより拡張されたストランドに適用される。そして、スト ランドは、解放され、軸方向に収縮し該スリーブの拘束に対抗して径方向に拡張 する。この場合、スリーブは、直径が減じられた部分を有する必要がなく、スリ ーブにより、ストランドの半径方向の拡張に基づく半径方向の圧縮力が上記スト ランドに作用せしめられる。ここで、ストランドは、摩擦力により、ストランド 内に確保される。 所望により、上記ストランドは、ストランドの自由端がそこから突出して分岐 する拡張部分を形成するところの中央部がくびれた部分をもって形成されること ができる。この部分は、ストランドの端部をキャップの内側に接着するセメント を保持する端部キャップ内に位置する。このキャップの径方向のリムや、軸方向 に延在しキャップのリムに位置する環状スカートは、押圧フィットやその他によ り、スリーブのリムに係合する。スリーブの自由端は、内側フレアをもって形成 されることができる。この内側フレアは、たとえば１２０〜６０°のテーパ角度 を有し、これにより、ストランドの自由端は拡張して、スリーブのフレアに従動 する。上記端部キャップは、円錐形状の部材を支持することができ、あるいは該 部材をもって形成されることができる。この円錐形状の部材は、ストランドの拡 張部内に延在する。ストランドがスリーブ内で軸方向に移動する結果、この円錐 形状の部材は、ストランドと共にスリーブのフレア部内に引かれ、付加的な径方 向の把持作用により上記円錐形状の部材とスリーブの内面との間に位置するスト ランドが把持されるであろう。 従って、他の観点から、本発明により、ポリマ材料から形成され、好ましくは 、複数のストランドの形状を有し部材長さが伸縮自在であるものが提供される。 これらのストランドは、天然又は合成弾性ポリマ材料から形成され、明白に、歪 結晶化されるものであり、材料の長さをある部材に固定するための手段を有する 。 該固定手段は、上記材料の長さの自由端に又は該自由端に隣接して設けられる。 この固定手段は、接着剤、明白には、エポキシ樹脂、により上記ポリマ材料に固 定される端部キャップを備え、ストランドはシアノアクリレート樹脂をもって処 理されることに特徴を有する。 好ましくは、上記固定手段は、上記端部キャップと協働し該端部キャップに作 用せしめられる張力をストランドにより減じるように構成されたスリーブ部材を 備える。該スリーブ部材により、半径方向に上記ストランドに対して圧縮力が作 用せしめられる。ここで、ストランドは、摩擦力により、スリーブ内に固定され る。好ましくは、実質的に、ポリマ材料製ストランドの全長は、ストランドに径 方向の圧縮力を作用させる保護シース又は編組内に収められる。ここで、上記ス トランドは、上記固定手段の間で、それらが圧縮されない状態であって張力がか けられていない状態の２５〜１５０％拡張せしめられる。 本発明の細長部材は、本発明の装置内で付勢力を供給するところにおいて、特 別に使用される。しかしながら、この材料は、拡張された弾性部材の末端にエネ ルギーを保持することが望ましいところ、たとえばアップ・アンド・オーバー・ ドア機構用や下降上昇ランプ用のカウンタ・バランス機構において、他の広い用 途を有している。 上記重りの衝撃速度を増大するべく付勢手段を提供することとは別に、ハイド ロリック・ハンマは、周知のハンマと同様に構成されることができる。たとえば 、ラムは、典型的にはパイル・ドライバに使用されるような大型ラム用高圧アキ ュムレータを介して、高圧の作動油が周知のポンプから供給されることができる 。これにより、上昇ストローク時において、ラムのシリンダに対する流体の高速 の流れが保証される。適切な、流体ポートの寸法構成や流入ラインや流出ライン により、ラムのシリンダに対する液体の流出入が最善の状態にされ、重りの交互 往復運動の所望速度つまりハンマの所望衝撃速度が達成されるであろう。付勢力 を供給するのに使用される伸長可能なロープの長さと直径は、重りの動程の軸方 向長さと、必要とされる衝撃速度とで決定される。我々は、本発明のハンマ・ア センブリが、典型的に、同一の重りの動程に対して作動油からの同一のエネルギ 入 力で作動する周知の単動ハイドロリック・ラムにより達成されることができる衝 撃速度よりも２５０％大きい衝撃速度を達成することを見い出している。 ラムのピストンが、また、ラムのストロークの末端で生じさせる衝撃のための 運動エネルギを供給する重りとして作用する周知の複動ハンマに関して、該ピス トンは、比較的軽量であり、有用な衝撃を発生させるには可成の速度まで加速さ れねばならない。本発明の装置により、装置のデザイナは、より重たい重りを備 えることができ、これにより、所望の運動エネルギを発生させ、動作がより遅い ラムの使用が可能になる。我々は、より低い周期(lower frequency)で作用する より大きい衝撃により、より高い周期(high frequency)で作用するより小さい衝 撃よりも、数多くの面がよりたくさん破砕されたり貫通されることを見い出して いる。そして、我々は、本発明の装置のより小さい動作速度を補償する必要がな いことを見い出している。 結果として、本発明の装置は、同一の衝撃を達成する周知の単動ハンマ・アセ ンブリよりも軽くそしてよりコンパクトであることができる。そして、衝撃を発 生させるのにピストンの重りを使用する破砕装置に一般的に用いられている複動 ハンマ形式のものと比較すれば、本発明の装置は、より経済的な衝撃の周期で作 動し、従って、短周期が必要とする付属装置を必要としない。結果として、本発 明の装置は、より小さいトラクタや他の支持装置に設けられることができる。我 々は、また、本発明の装置から発せられるノイズは、装置重量に対して同様の衝 撃を達成する周知の複動ハンマ・アセンブリと比較して、低減することを見い出 している。 図面の簡単な説明 本発明の装置は、図示の手段により、添付図面に概略的に示す如く好ましい形 態の装置に関して記載される。 図１は、コンクリートの破砕に適しており本発明のバイアス力を供給するため の弾性ロープを備えたパワー・ハンマのハイドロリック・ラム・アセンブリの垂 直断面図である。 図２は、図１の装置内に設置するときに弾性ロープを拡張するための手段を詳 細に示す図面である。 図３は、図１の装置に使用される重りガイド・アセンブリを部分的に示す垂直 断面図である。 図４は、図３のガイド・アセンブリの水平横断面図である。 図５は、図１の装置に使用される弾性ロープの一端側に位置するターミナル・ ボビン・ユニットの軸方向の横断面図である。 図６は、図１の装置に用いられる流体及び電気制御装置と、その相互接続を示 している。 図７は、図１の装置を掘削機のシャーシに取り付けるための装置の等大図であ る。 図８は、本発明を具体化したくい打ち装置の側面図である。 好ましい実施形態の説明 図１の装置において、重り１は、以下に記載の図３，４に拡大して詳細に示す 如く、ケーシング２に設けられた案内面に沿って移動自在であり、この重り１は 、動程の最下位において、ツール３を叩くようになっている。このケーシングに は、図７に示す如く掘削機のアームに取り付けるための取り付けポイントが設け られている。重り１は、１対のハイドロリック・ラム４によって上方に移動せし められる。このラム４により、バイアス力を供給する１対の弾性ロープ５の張力 に抗する退避力が供給される。ピストン・ロッドの上端部と、ロープの上端部と は、交軸方向に延在するヨーク６の手段により重りに接続されている。このヨー ク６により、ラムとロープは、重りの動程ラインに沿って整列せしめられる。重 り１は、重力とロープ５の張力との影響の下に落下し、チゼル・ツール３上の重 り１により作用せしめられる衝撃の影響下に破砕したり貫通させたりすることが 望まれている岩やコンクリートや他の面上に支持されているチゼル・ツール３を 叩く。ラム４のシリンダに対する作動油の流れは、図６に示すハイドロリック・ バルブと電気制御回路とにより制御される。弾性ロープ５をヨーク６とケーシン グ２とに取り付けているターミナル・ボビン７は、図５に示している。 上記重り１の上端は、トラバース・ヨーク６に取り付けられおり、該ヨーク６ に対して、ラム４とロープ５とが、重りの長手軸を中心として対称的に設けられ ている。図３に示すように、重り１の上下方向の動程は、ケーシング２の垂直ト ラック３１の間で移動するホイール３０によって案内される。ホイール３０は、 重りの上端部及び下端部から側面方向に突出する適切な心棒軸の手段によって取 り付けられており、これにより、トラック３１に対する重りの偏向が防止される 。結果として、ハイドロリック・ラム（このハイドロリック・ラムは、図３，４ に明確に示している。）は、重りの動程ラインから外れた位置に設けられること ができると共に、その上昇力を、図１に示す如く重りから側面方向に延在してい るヨーク６を介して作用させることができる。この弾性ロープ５も、また、図１ に示す如く重りの動程のラインから外れた位置に設けられることができる。 上記弾性ロープ５に支持されているターミナル・ボビン７は、張力がかかった 状態を表している図１に示すように、ケーシング２の止めカップつまり凹部５０ 内及びヨーク６対して確保されている。図２に示すように、このボビン・ユニッ ト７は、弾性ロープの最下部に位置しており、調整されるべきロープ５に張力を 作用させることができる手段により確実に取り付けられることができる。これら の手段は、たとえば、交軸方向に延在する取り付けアーム２１に設けられた凹部 内に支持され内側で係合するスプリット・コレット２０からなるカップを備える 。このコレットは、段状に、又は、軸方向にテーパ状に形成されることができ、 これにより、ロープ５がボビン７に軸方向の張力を作用させたときに、それらは 、凹部５０内に確実に位置せしめられることになる。アーム２１は、調整ボルト ２２により、ケーシング２に接続されている。このボルト２２の頭部は、図に示 すように、ケーシング２の凹部内に位置している。ボルト２２を絞めることによ り、アーム２１は下方へ引っ張られ、これにより、ロープ５の張力は増大する。 作動油は、パイプ１５と制御バルブ１６とを通して、ラム４に対して供給され る。この制御バルブ１６により、ラムのシリンダは、パイプ１７を通して高圧の 流体に接続されるか、或いはパイプ１８を通して低圧のダンプ・タンクに接続さ れる。ラム４は、周知の機能を有する単動式装置である。 上記弾性ロープ５は、主として、天然シスポリイソプレンから形成され、両端 はボビン・ユニット７まで延在している。図５に示すように、これらのボビン・ ユニットは、ロープ５を形成しているゴム製ストランド５２の端部にクリンプ嵌 合するスリーブ５１を備えている。典型的に、ストランド５２の横断面における 直径は、スリーブ５１により、ストランドを波形にして（クリンプして）直径を 減じる部分５３を形成する編組製造課程において初期の直径に対して約３５％減 じられる。ストランドの自由端５４は、エポキシ樹脂セメントに対するストラン ドの接着性を改善するべく、シアノアクリレート樹脂接着剤で処理されている。 ストランドの上記自由端５４は、次いで、端部キャップつまりプレート５５に保 持されているエポキシ樹脂セメント内に埋め込まれる。図５に示すように、エポ キシ樹脂セメントは硬化し、ロープの端部側に位置しゴム製ストランド５２の端 部を端部プレート５５に接続するバルブ(bulb)５６が形成される。所望により、 プレート５５は、図５に示す硬化したセメントからなるバルブ(bulb)の外見に類 似した形状や、スリーブ５１の自由端側に位置する押しばめ又はクリンプ嵌合部 に類似した形状であるキャップ部材の形状であることができる。このスリーブ５ １により、スリーブ５２は摩擦的に把持され、該スリーブ５１により、ロープ５ によりボビン・ユニットに作用せしめられる張力の多くが吸収される。これによ り、ストランド５２とキャップ５５との間に作用するストレスが減じられる。 ラム４が拡張するとき、上記弾性ロープ５は伸張して引っ張られ、重り１と、 重り１をツール３方向に付勢するケーシング２との間に張力が作用する。重り１ が上記ツール３から離れる方向へ所望の領域まで持ち上げられると、ラム４に対 する高圧の流体の供給が断たれ、ラムのシリンダは、作動油を排出するべくダン プ・タンクに接続される。これにより、ラムは、収縮が可能になる。ロープ５に より作用せしめられるバイアス力により、重り１は、上記チゼル３方向に加速さ れる。一般的に、チゼル３の先端は、貫通又は割られることが意図されている堅 い面の上に支持されている。チゼル３上の通常の衝撃位置つまり休止位置（図１ 中、点線で示している）における重り１の衝撃により、大きな衝撃力がチゼル３ に作用せしめられ、これにより、チゼル３の先端が短距離分上記固い面を貫通つ まり移動する。チゼル３がこの短距離を移動した後に、重りは休止する。しか しながら、上記固い面が予想以上に弾性を有していない場合や、チゼルのチップ が固い面に対して位置せしめられていない場合には、その重りは、固い面の抵抗 により休止せしめられないであろうし、その通常の動程領域を超過するであろう 。上記ケーシング２内において重り１の通常の動程領域の下方には、緩衝器９が 備えられており、これにより、そのようなオーバーラン状態となった場合には、 重りの運動エネルギーが吸収されるようになっており、重りをケーシング内のポ イント１０で停止させるようになっている。 上記重り又はケーシング２の近傍には、図１に示すように、弾性ブロック１１ が支持されることができ、これにより、重りの上昇時のオーバーランに対してク ッションの機能を持たせることができる。このブロック１１は、選択的に、図３ に示すように、重り１１の動程ラインから離れた位置に支持されることができ、 同様に、緩衝器９が、重りそのものではなくサイド・ストップ・アーム１２に作 用するようにすることができる。 この例において、装置の軸を中心として対称的に設けられている１対のラム４ が示されている。しかし、本発明は、１対のラム４に限定されないこと、及びそ の配置が対称的であることに限定されないことが理解されるであろう。従って、 図３に示すように、１つのラムを用いることができ、これが重りの動程ラインか ら外れたところで作用するように設けられ、これが有する可能性がある偏向効果 （twisting effect）がホイール３０と垂直トラック３１の配置によって打ち消 されるようにすることができる。さらに、ラム４は、重り１のベースに接続され 、収縮により重りが持ち上げられるようにすることができる。 上記の如く、ケーシングには、装置を掘削機に取り付けるための手段が備えら れている。従って、図７に示すように、ケーシングは、掘削機のディッパー・ア ームの自由端に接続される側面ブラケット７０を有することができる。ケーシン グは、従って、ディッパー・アームに対して同軸的というよりはむしろディッパ ー・アームの横側に設けられる。これにより、ケーシングは、該ケーシングがデ ィッパー・アームの自由動作を妨げないようにディッパー・アームに対して関節 連接されることにより所望位置に位置決めされることができる。このディッパー ・ アームは、典型的に、ピボットで接続されラム７３を有する２つのセクション７ １，７２を備える。ここで、ディッパー・アームは、ピボット接続部７４を中心 として関節連接されることができる。ディッパー・アームのセクション７２は、 ハイドロリック・ラム７６を有しており、該セクション７２は、ピボット接続部 ７５によりブラケット７０に接続される。ここで、ケーシング２の向き、従って 、チゼル・ツールの位置及び作用線は、変化することができる。 図１に示すように、マグネット１３，１４は、重り１を支持するヨーク６に固 定されている。これらのマグネットは、好ましくは、不図示の調整手段を備えて 取り付けられる。該調整手段により、マグネットは、重り１に対して異なった軸 方向位置に位置決めされることができる。たとえばリード・スイッチやホール効 果センサ等のマグネット検知装置１３ａが重り１の動程ライン沿いに設けられて おり、これにより、マグネット１３の上方への動作が検知されるようになってい る。重り１が上方ストロークの末端に接近したときに、検知装置１３ａにより、 たとえば図６に示す如く作動油制御システムに信号が出力され、ラム４のシリン ダに対して作動油の供給が断たれる。第２のマグネット検知装置１４ａが重り１ の動程ライン沿いに設けられており、重り１が下方向へ移動したときにマグネッ ト１４の移動が検知されるようになっている。重り１がチゼル３に打撃を与える 瞬間に検知装置１４ａは信号を発し、これにより、ラム４のシリンダが高圧の作 動油供給源に接続されてラムの上昇ストロークが開始される。検知装置１３ａの 下方に、さらなるマグネット検知装置１３ｂを備えることができ、これにより、 重り１がその動程のオーバーラン・ゾーンに入ったことが検知され、検知装置１ ４により作動せしめられるラム・シリンダへの高圧流体の供給が断たれる。マグ ネットと検知装置の相対位置は、単純な試行錯誤によって得られる必要条件に応 じて、選択されることができる。 また、検知装置１４ａにより、たとえば図６に示す制御ボックス１９内のタイ マー・モジュール２７によって、タイミング・シーケンスがトリガされるように することが好ましい。もし、重りが、先ず、検知装置１３ａを作動させる位置に 達しない場合には、タイミング・シーケンスが終了して、ラムへ作動油の供給が 遮断されるであろう。 図６に示すように、ラムのシリンダに対する作動油の流れは、制御ボックス１ ９の動作の下、バルブ・アセンブリ１６により制御される。このバルブ・アセン ブリ１６において、ラムのシリンダからのパイプ１５は、ベント付きパイロット ・ツー・オープン逆止弁６０とパイロット・ツー・クローズ逆止弁６１とに接続 されている。弁６０により、（不図示の）ポンプからラムへパイプ１７を通して 流れる高圧の作動油の流れが調整される。弁６１は、逆止弁６２とパイプ１８と を介して作動油ダンプ・タンクに接続されている。フィード・パイプ１７は、ベ ント付き圧力リリーフ弁６３により、パイプ１８に接続可能である。弁６０，６ １，６３のパイロット方式の接続部が形成されているパイロット・ライン（パイ ロット・ギャラリ）は、ソレノイド制御弁６４によりパイプ１７又はパイプ１８ に接続されることができる。圧力スイッチ６５は、流体圧力を受けたときに閉じ るようになっており、該圧力スイッチ６５は、パイプ１７に接続されている。低 圧の油圧蓄圧器６６は、弁６１，６２を接続するパイプに接続されている。 上記制御ボックス１９は、図６に示す如く、主として５５５タイマ・モジュー ル６７とトランジスタ６８のような電子部品のアセンブリを有する。 図１，６を参照して、このシステムの動作を以下に示す。 圧力がかけられている作動油がパイプ１７を通して供給されていないとき、ス イッチ６５が開き、ソレノイド制御弁６４により上記パイロット・ラインがパイ プ１８に接続され、ラム４が弁６１，６２を通してパイプ１８に接続される。ラ ム４のピストンは低位置にあり、重り１は、マグネット１４を検知装置１４ａに 隣接した位置に位置決めするところのチゼル３のヘッド上に休止つまり休止位置 にある。ここで、検知装置１４ａから信号が出力され、トリガー・スイッチが閉 じられて制御回路が動作する。スイッチ６５がパイプ１７内の圧力により動作せ しめられ、これにより、トランジスタ６８が動作して、弁６４のソレノイドが動 作せしめられる。弁６１が閉じて、弁６０が開く。そして、弁６３により作動油 が案内され、作動油はパイプ１７内で所定の最大圧力に維持される。パイプ１７ 内の圧力下における流体は、弁６０を通ってフィード・パイプ１５に案内され、 ラム４に導かれる。そして、ラムによって、重り１は上昇せしめられる。 重りの上昇に伴って、上記マグネット１３が検知装置１３ａに達したとき、検 知装置１３ａにより信号が出力され、制御ボックス１９内の５５５タイマ・モジ ュール６７がリセットされる。これにより、弁６４のソレノイドの動作が停止せ しめられる。これにより、弁６０は閉じられ、弁６１，６３が開いて、ラムに対 する高圧の流体の供給が遮断される。そして、このときに、ラムはパイプ１８に 接続され、重り１が下降せしめられる。上記弾性ロープ５の張力により、重り１ はチゼル３方向に加速せしめられ、作動油がパイプ１５と弁６１を通してラム４ から排出される。 同時に、パイプ１７から作動油が弁６３を通ってパイプ１８に案内される。多 くの掘削機において、パイプ１８により、作動油は、（不図示の）加圧ポンプを 備えた流体供給タンクにフィルタを通して案内されるようになっている。フィル タからの背圧は、逆止弁６２の出口にかかるであろう。もし、この背圧が上記低 圧の蓄積器６６の圧力よりも大きい場合には、逆止弁６２が閉じて、その流れは 、ラム４から上記低圧の蓄積器６６に転換する。 弁６１，６３が閉じられる次ぎの半サイクルにおいて、上記低圧の蓄積器６６ は、その流体をパイプ１８を通して排出することができる。 もし、ラム１４に作用するパイプ１７内の圧力が十分ではなく、マグネット１ ３を検知装置１３ａに到達させるに十分弾性ロープ５が拡張されないときには、 タイマ・モジュール６７は、そのプリセット・タイミング時間を消費して、弁６ ４のソレノイドの動作を停止させるであろう。 上記、重り１がチゼル３との衝撃ポイントに達したとき、マグネット１４が検 知装置１４ａに達して、該検知装置１４ａにより、タイマ・モジュール６７が作 動せしめられる。トランジスタ６８が作動して、バルブ６４のソレノイドは再度 動作せしめられる。バルブ６１，６３が閉じて、バルブ６０が開き、高圧の作動 油はパイプ１５とラムへ流動し、重り１は、再度、チゼル３から隔てられる方向 へ上昇せしめられる。 上記サイクルは、パイプ１７内の作動油の流れがつながった状態でとどまって おり、制御ボックス１９に対する電気の供給が維持され、チゼルが打つ限り、繰 り返えされる。 検知装置１４ａによる動作時復帰時遅延は、操作者によって、たとえば可変抵 抗器の手段により制御されることができる。この可変抵抗器により、上記タイマ 装置２７のピン５の基準電圧が制御される。上記動作時復帰時遅延を短縮するこ とにより、操作者は、ラム４による重り１の上昇を減じることができ、従って、 低減したエネルギーで打撃の頻度を増すことができる。この装置により、操作者 は、チゼルが作用するコンクリートや岩や地盤の状態に応じて、重りによって作 用せしめられる衝撃を調整することができる。 衝撃時における速度が５ｍ／ｓまで加速されるべき質量６５Ｋｇの重りの場合 には、２つの弾性ロープ５を形成する適切な材料の直径は、「ブリティッシュ・ スタンダード・スペシフィケーション」（Aerospace Series）のＮｏ．３Ｆ７０ ：１９９１に示されている如く、２６ｍｍである。このロープは、部分的な歪結 晶化（strain crystallization）の状態にある主として加硫天然シスポリイソプ レンから形成されたストランドからなる。上記編組過程（ブレーディング・プロ セス）で、その初期の長さの７５パーセント拡張させたとき、各ロープ５におけ る張力は、１６００〜２１００Ｎである。従って、例示の重り１がチゼル３の方 向に加速されている間、ケーシング２に作用する反跳力（recoil force）は、弾 性ロープ５における張力に等しい。その大きさは、凡そ４ｋＮである。掘削機の ディッパー・アームに伝えられるその反跳力は、ケーシング２の重量によってこ れよりも小さくなる。すなわち、ディッパー・アームに作用する正味の力（net force）は、略２．５ｋＮ（２５０ｋｇｆ）である。重り１の質量は、典型的な 周知のブレーカーにおけるのと同様の運動エネルギーにまで加速せしめられるで あろうピストンの質量よりも有意に大きいため、重りの付加的な質量は、重力以 外の加速手段からの跳ね返りを減じるように機能する点に注目されることができ る。 その低反跳力と、小型フィード・ポンプで機能する能力とにより、衝撃毎に所 定エネルギーを作用させる本発明に係るブレーカは、過去において可能であった もの以上に小さい掘削機に設けられることができる。このファクタにより、運転 費がかなり削減され、大型装置でのアクセスが大変制限されるところでの作業を 実行することが可能になる。 図８は、たとえば、パイル・ドライバのような、重り１の動程のストロークが 長く且つ変更可能である装置における本発明の他の使用例を示している。重りが 案内装置８２に沿って加速せしめられた後、該重り８０によってくい８１の上面 に衝撃が加えられる。この案内装置８２は、図３，４に示した装置と類似である ことができる。この重り８０は、上記装置８２の上部に設けられたジャーナルに より支持されているプーリ８４上を通過するケーブル８３により上昇せしめられ る。このケーブルは、不図示の引っ張り手段、たとえばハイドロリック・ラムに 接続されている。重り８０が上記装置８２の上部に接近したとき、その引っ張り 手段の動作は停止して、重り８０は自由落下せしめられ、くい８１に対して衝撃 が与えられる。このくい８１が地面に打ち込まれるとき、重り８０の動程距離は 増大する。 固定点８５は、重り８０の各側に設けられている。図８は、その１つを示して いる。弾性ロープ８６は、上記の如く主として天然シスポリイソプレンから形成 されており、各固定点８５に固定されている。この弾性ロープ８６は、重り８０ の側面に設けられているアタッチメント・ポイントへ向けて下方向に案内されて いる。くいが地盤内に有意に移動しないところでは、上記弾性ロープは、上記装 置８２の底部近傍に設けられているプーリ８７の周囲を移動し、次いで、上記装 置の上部近傍に設けられている固定点８８方向に移動することができる。所望に より、そのような弾性ロープ８６を複数使用することができる。各弾性ロープ８ ６の長さは、重り上の固定点と固定点８５からの距離よりも小さい。つまり、そ の長さは、図８に示すアセンブリの場合には、上方の固定点８８からプーリ８７ を介して上記装置８２の最下位に位置する重り８０が有する固定点８５までの距 離よりも小さい。重り８０がくい８１との衝突方向に加速するとき、弾性ロープ ８６における張力が重力に付加されることになる。 周知のコンクリート破砕機と、本発明の付勢式弾性ロープを使用する破砕機と の比較試験により、所定のサイズの掘削機に対して、より大きなエネルギーの打 撃が低周期（lower frequency）で作用せしめられた場合には、破砕性能がより 良いことが証明されている。また、所定の運動エネルギーに対して、重たい重り のより大きい運動量の方が、周知の破砕機の駆動質量を供給するべく用いられて いるようなピストンの小さい運動量よりも、対象物はより破砕されることがまた 示された。本発明の装置の他の利点は、周知の破砕機と比較して、より専門化さ れていない工作機械を用いて、それが低精度水準に構成されることができること である。この周知の破砕機においては、駆動質量は、ハイドロリック・ラムのピ ストンにより供給されるようになっており、それは、必然的に、精度良く構成さ れねばならない。 本発明は、重りをその休止位置に復帰させるべく付勢力を供給する弾性ロープ について記載されている。しかしながら、ハイドロリック・ラムを使用して重り を休止位置方向に駆動すると共に、弾性ロープを用いて重りをその上昇位置に復 帰させることは、本発明のスコープ内にある。しかしながら、この構成は、好ま しいとはいえない。なぜなら、弾性ロープにおける張力が、衝撃ストロークに対 するハイドロリック・ラムの作用に対抗し、従って、ラムによって作用せしめら れることができる衝撃力を低減するからである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，Ｐ Ｌ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 キャンプリング、バリー イギリス ディーエヌ14・７エヌジェイ ハンバーサイド、グール、スポールディン グトン、オーチャード・ハウス （番地の 表示なし) (72)発明者 ドナルドソン、ウィリアム・ケネス イギリス エイチユー17・７アールエル ハンバーサイド、ベバリー、チェリー・バ ートン、ザ・メドウズ 12番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．実質的に直線又は弧状の経路を通って往復運動又は撓むように構成されたボ デーの動きに運動量を付加するための装置であって、ボデーをそのレスト・ポジ ションから退避させるための退避手段と、ボデーをそのレスト・ポジションに付 勢するための付勢手段とを有する装置において、 ａ．上記退避手段又は付勢手段の一方は、ボデーがそのレスト・ポジションに位 置しているときに張力又は圧縮力の下に保持される弾性ポリマー部材からなり、 ｂ．上記退避手段又は付勢手段の上記一方は、歪結晶化されるものであることを 特徴とする装置。 ２．上記弾性ポリマー部材からなるのは、上記付勢手段であり、 上記退避力は、ハイドロリック・ラムにより供給されることを特徴とする請求 の範囲第１項記載の装置。 ３．上記ボデーは、直線的に移動する重りであり、 上記付勢力は、対象物に対する重りの衝撃速度を増大させるように作用するこ とを特徴とする請求の範囲第１又は２項記載の装置。 ４．上記退避手段により、重りは、該重りのレスト・ポジションに位置する該重 りと対象物との間の衝撃ポイントから、退避せしめられ、 上記付勢手段により、重りは、該重りの対象物方向への移動時に該重りに付加 衝撃速度が与えられるように、対象物方向に付勢されることを特徴とする請求の 範囲第１〜３項のいずれかに記載の装置。 ５．上記ボデーは、略垂直な動程のライン沿いに移動することを特徴とする請求 の範囲第１〜４項のいずれかに記載の装置。 ６．上記付勢手段は、天然ゴム製又は合成ゴム製の複数の直線状縒り無しストラ ンドからなり、 上記付勢手段は、上記ボデーがそのレスト・ポジションに位置しているときに 、張力下で保持されるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１〜５項のいず れかに記載の装置。 ７．上記天然ゴム製又は合成ゴム製の上記ストランドはロープに形成され、 上記ストランドは、外側スリープ又はブレードによって拡張下で保持されるよ うにしたことを特徴とする請求の範囲第６項記載の装置。 ８．上記ストランドは、上記外側スリープ又は上記ブレードによって、張力が作 用せしめられていないときの長さの２５〜１００％の拡張下に保持されるように したことを特徴とする請求の範囲第７項記載の装置。 ９．上記ロープは、上記ボデーがそのレスト・ポジションに位置しているときに 、さらに少なくとも１５％拡張された状態で保持されるようにしたことを特徴と する請求の範囲第７又は８項記載の装置。 １０．上記弾性ポリマー部材は、イソプレン、シスイソプレン、及び／又はクロ ロプレンからなることを特徴とする請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の装 置。 １１．重りを実質的に直線的な動程のラインに沿って往復運動させ、該重りを作 動端部が所定の面に衝撃を与えたり該面を破砕したり該面を貫通したりするとこ ろのツールに衝突させるようにした装置において、 上記重り又は重りと効果的に連動する支持部材は、案内部材上に位置する１つ 又はそれ以上の回転インターフェース手段によって支持され、 上記案内部材は、重りの往復運動時に該重りの動程を案内するように構成され たことを特徴とする装置。 １２．上記重りが、請求の範囲第１〜１０項のいずれかに記載の装置によって、 往復運動せしめられるようにしたことを特徴とする請求の範囲第１１項記載の装 置。 １３．実質的に、添付図面に関して上記した請求の範囲第１又は１１項記載の装 置。 １４．天然弾性ポリマー材料又は合成弾性ポリマー材料から形成された伸長自在 な細長部材であって、該部材を所定部材に固定するための固定手段を有し、該固 定手段が自由端に設けられた又は該自由端に隣接して設けられた細長部材におい て、 上記固定手段は、上記ポリマー材料に固定された端部キャップを備えたことを 特徴とする伸長自在な細長部材。 １５．上記弾性ポリマー材料は、歪結晶化される材料であることを特徴とする請 求の範囲第１４項記載の伸長自在な細長部材。 １６．上記ポリマー材料は、ポリマー材料からなる複数のストランドの形状を有 することを特徴とする請求の範囲第１４又は１５項記載の伸長自在な細長部材。 １７．上記ストランドは、エポキシ樹脂の手段により、上記端部キャップに固定 されたことを特徴とする請求の範囲第１６項記載の伸長自在な細長部材。 １８．上記端部キャップと協動し上記部材により端部キャップに作用する張力を 減じるように構成されたスリーブ部材を支持し、 上記スリーブ部材によって、半径方向に圧縮力が作用せしめられ、 上記スリーブ内に摩擦力によって確保されるようにしたことを特徴とする請求 の範囲第１４〜１７項のいずれかに記載の伸長自在な細長部材。 １９．上記ストランドは、上記スリーブ部材により、それらの初期の直径の５０ 〜８０％圧縮されることを特徴とする請求の範囲第１８項記載の伸長自在な細長 部材。 ２０．上記ポリマー材料は、実質的に全長に亙って、半径方向の圧縮力をポリマ ー材料に作用させるシース内又はブレード内に収納され、 該材料は、上記固定手段の間で、圧縮力と張力とが作用せしめられていない状 態の２５〜１５０％軸方向に拡張されるようにしたことを特徴とする請求の範囲 第１４〜１９項のいずれかに記載の伸長自在な細長部材。 ２１．実質的に、添付図面の図５に関して上記した請求の範囲第１４項記載の伸 長自在な細長部材。 ２２．上記付勢手段は、請求の範囲第１４〜２１項のいずれかに記載の伸長可能 な細長部材からなることを特徴とする請求の範囲第１又は１２項記載の装置。 ２３．所定の面に接したツールに一連の衝撃を作用させるによって該面に衝撃を 作用させるための方法において、 上記衝撃は、請求の範囲第１〜１３項のいずれかに記載の装置により作用せし められるようにしたことを特徴とする方法。 ２４．上記面は、岩又はコンクリートであることを特徴とする請求の範囲第２３ 項記載の方法。