JPS5837112B2 - 液圧打撃装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は岩石、道路、建造物などの破壊、破砕作業に使
用する液圧打撃装置に関するものである。

岩石、道路、建造物などを破壊あるいは破砕する手段と
して、従来では一般に圧縮空気を動カ源とする打撃装置
が用いられていたが、打撃行程後の空気放出時に大きな
破裂音が生じ、市街地などで騒音公害を引き起す不具合
があることがら、騒音の発生の少ない液圧を使用した打
撃装置が使用される傾向となっている しかして、液圧を動力源とする打撃装置は、般に、本体
に内蔵したシリンダにピストンを摺動自在に配し、この
ピストンを液圧で往復動させ、ピストンそのものあるい
はこれと直結するピストンロンド下端のハンマーにより
たがね等の工具を打撃する構成となっているが、液圧の
流れを自動的に切換えてピストンに往復動を与えるため
の切換機構やこれを制御する機構が複雑であるため本体
そのものが太い形状となり、またピストン下降時（打撃
行程）に低圧ラインでの作動液の吸込み現象により脈動
が起ってホースに大きな揺れが生じ、脈動を防止するに
は加圧用のアキュムレータと別に専用の脈動吸収用アキ
ュムレータを必要とし、これが本体側方に大きく張出す
ので、全体として大型になると共に取扱いや使い勝手が
良好でないという欠点があった。

また、シリ，ダに対する作動液の導入部と排出部が遠く
隔った関係に設けられ、装置を作動させないときにも、
作動油が本体内ノヒストン作動用回路を経て排出される
ので作動油タンクに戻るまでの抵抗が大きく、従って動
力のロスが不必要に大きくなるという欠点があった。

本発明は前記のような事情から研究を重ねて創案された
もので、その目的とするところは、液圧の流れを自動的
に切換えピストンに往復動を与えるための機構とこれを
制御する機構およびピストン下降時の低圧ラインでの作
動液吸込み防止機構が簡単で、全体としてほっそりした
簡潔な形状をなし、取扱いならびに製造の容易な液圧打
撃装置を提供することにある。

また、本発明の目的とするところは、脈動吸込用のアキ
ュムレータを必要とせず、しかも加カ用アキュムレータ
が本体の上部キャップを兼ねて本体から容易に取外しで
き、本体内各部の点検や部品の交換を簡単に行え、また
故障時およびガス充填時等に即座に別のアキュムレータ
と交換できる構造の液圧打撃装置を提供することにある
。

さらに本発明の目的とするところは、作動液の導入部と
導出部が非常に接近し、各ホースのまとまりが良く、し
かも装置を作動しないときには作動液を本体内の液圧回
路を通さず直接入口がら出口へと排出させ、動力ロスを
最少限に抑えることカテキる液圧打撃装置を提供するこ
とにある。

また、本発明は、装置非作動時に前記のように入口から
出口へ直接作動液を流し、装置作動時に前記の作動油の
流れを中断し本体内の回路を経て出口に到る流れを作る
液圧自動復帰式のこの種装置用バルブを提供することに
ある。

以下本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。

第１図ないし第１０図は本発明に係る液圧打撃装置を示
すもので、図面において、１は下部に筒状部１′を嵌着
した本体で、筒状部１ｌにはたがねなどの工具２を備え
、本体上側部には操作ハンドル３，３を有し、また頂部
にはアキュムレータ４を冠着している。

５は本体１の下底部６の上に縦設した複動シリンダであ
り、内部にピストン７を有し、このピストン７の下面に
は前記工具２と同軸上に下部ピストン１９が連設され、
該下部ピストン１９は筒状部内に突出し、その突端にハ
ンマー８を強固に連結している。

また、前記ピストン１の上面には下部ピストン１″．９
と同軸上に棒状の上部ピストン１８を備え、ピストン７
と下部ピストン１９および上部ピストン１８は第５図の
ように、夫々の直径がＷ＞Ｗ， ＞Ｗ２の関係に構成さ
れ、複動シリンダ内はピストン７を境として容変自由な
上部ピストン室５１と下部ピストン室５２が形成されて
いる。

９は前記複動シリンダ５と隔壁１７を介して形成された
弁室であり、その中心部に前記上部ピストン１８が隔壁
１７を貫いて進出している。

そして前記弁室９には、液圧の流れをピストンの昇降に
より自動的に切換える切換弁１ｏが上部ピストン１８と
相対摺動可能な関係で装入されている。

１１は本体１の頂部下側に連設した傾斜状突部で、この
傾斜状突部１１には、アキュムレータ４と前記弁室９の
あいだに形成した上部室１２と連通可能な入口通路１３
が穿設されると共に、前記入口通路１３と平行かつ近接
した関係に出口通路１４が穿設されている。

そして入口通路１３と出口通路１４には、それらと直交
する関係に作動バルブ１５が内装され、操作レバー１６
により入口通路１３と出口通路１４とを直結し、あるい
は入口通路１３と出口通路１４とを非運通して、作動油
を本体内を流通してから出口通路１４を経て排出させる
ようになっている。

しかして、前記上部室１２は本体１の頂面に開口し、ア
キュムレータ４は第３図のように前記上部室１２の内径
面１２１に環状突部４１をもって嵌合し、その環状突部
４１の内側に上部室１２に対する多数の通孔４２が形成
され、との通孔４２の奥部にダイヤフラム４４を張設し
た蓄油室４５が凹設されている。

セしてアキュムレータ４の隅角部にはそれぞれ本体１の
同位置に形成しためねじ孔４６と連通する縦孔４７が形
成され、それら各縦孔４７にボルト４８を挿入回動する
ことによりアキュムレータ４を本体１に対し取外し可能
に冠着している。

次いで、前記上部ピストン１８と弁室９および切換弁１
０は同軸上に配置されており、まず上部ピストン１８に
は、第５図のごとく、一端が上端面に開口し他端が側壁
に開口するスプール状ダクト２０が穿設されると共に、
このダクトより下方には常態において前記隔壁部位に開
口する凹人状のダクト２１が欠設されている。

一方、前記弁室９には底部に切換バルブ１０の下部フラ
ンジ２２を収納する筒状の弁室底部９４を有すると共に
、内部には頂部から前記底部にかげてリング状をなした
第１ないし第３の凹所９１，９２，９３が形或されてい
る。

このような弁室９に対し切換弁１０は、さぎのように下
部フランジ２２を有すると共に、下部フランジ２２と所
定の間隔をおいて対向する上部フランジ２３を有してい
る。

この上部フランジ２３は、上昇時において前記第２の凹
所９２の底面に接触して上昇限になり、かつその外径が
前記下部フランジ２２と同径に作られ、下降期に第２の
凹所９２と第３の凹所９３のあいだの突周面９５に接し
前記両凹所を遮断するようになっている。

前記下部フランジ２２と上部フランジ２３のあいだは第
２の凹所９２と第３の凹所９３を連通させて中継路９６
を得るための筒状凹部２４が形成されている。

そして前記上部フランジ２３には常態およびピストン上
昇期に前記第１の凹所９１と上部室１２との連結を遮断
するための環状頭部２５を連設している。

また切換弁１０の内径側には下端から所定の深さのリン
グ状穴２６が形成されている。

そして、前記弁室９の外側の本体内部には上部室１２と
下部ピストン室５２を連絡する通路２７が穿設されると
共に、出口通路１４が第２の凹所９２に連通され、さら
に出口通路１４にはその中間位置から排出用通路２８が
分岐形成され、この通路の他端は、筒状スペース９４と
隔壁１７の間において上部ピストンと同心に形成した凹
所２９に接続されている。

この凹所２９は、ピストン昇降切換え時期にだけ上部ピ
ストン１Ｂのダクト２１と連通し、弁室筒状スペース内
の作動油を前記排出用通路２８に導くためのものである
。

さらに本体には、前記通路２７，２８と別の断面位置に
、第１の凹所９１と上部ピストン室５１を連絡する通路
３０が穿設されていると共に、第３の凹所９３と上部ピ
ストン室５１を連絡する通路３１が穿設されている。

次に本発明の特徴のひとつである作動バルフ１５を詳細
に示すと第１図および第２図ａ，ｂの如くである。

すなわち、この作動バルブ１５はさきのように互いに平
行関係にある入口通路１３と出口通路１４を横断するよ
うに形成されたバルブ室３２と、このバルブ室３２中に
摺動可能に納められた上下に通孔３４を貫設したスリー
ブ状の弁体３３と、下端部をピン３６により弁体３３の
通孔内で連結され、中間部に段付部３７を持ちそれより
上部が傾斜状突部壁を貫いて突出する作動ロツド３５と
を備えている。

前記バルブ室３２は、入口通路１３と交わるバルブ上部
室３２１と、出口通路１４と交わりかつ一部が出口通路
１４の外側に凹大したバルブ下部室３２２を直列に連結
してなり、それらバルブ上部室３２１と下部室３２２の
境界位置には段部３８が周設されている。

一方弁体３３は外径に前記段部３８と接し得るストツパ
部３３１を有すると共に、底部にはバルブ下部室３２２
の凹入部内壁と接し得るフランジ部３３２を備え、それ
らフランジ部３３２とストッパ部３３１のあいだには、
バルブ中間室３２３を構成するための縮径筒部３３３が
設けられている。

次に本発明液圧打撃装置の作用を説明する。

まず第５図のように操作レバー１６で作動ロッド３５を
押し下げずにおけば、ポンプからの高圧の作動油は入口
通路１３から流入後作動ロッド３５の中間部により流れ
が曲げられるため、弁体３３の通孔３４を通って直接出
口通路１４から流出しタンクに戻る。

従って装置は作動せず、しかも作動油が本体１の内部を
経由せず入口通路１３の始端から直ちに出口通路１４へ
排出され、ほとんど抵抗なしにタンクに戻るため、動力
のロスを最少限に抑えることができる。

上記の状態においては、バルプ室３２１，３２２ ，３
２３がすべてつながっているため各バルフ室ハ背圧のみ
の低い圧力となる。

このため弁体の上部面積Ｓ１，ｓ２と下部面積ｓ３スト
ッパ部面積Ｓ４に加わる圧力は相殺され、作動ロッド３
５の下部面積Ｓ５に加わる低い圧力により作動ロンドが
上方に押し上げられ、弁体３３も上方に移動し、作動ロ
ツド段付部３７がストッパーとなって停止し、そのまま
保持される。

次に、作動ロツド３５を操作レバー１６の押圧部により
、ストッパ部３３１が段部３８に係止するまで弁体３３
を下降させれば、入口通路１３と出口通路１４との間の
通路は弁体３３のフランジ部３３２により閉鎖され（第
２図ｂ参照）、入口通路から流入した高圧の作動油は流
れＡとなって本体内に流入しこれを作動させた後、流れ
Ｂとなって弁体３３の縮径筒部外側を通り出口通路１４
から流出する。

すなわち、まず第６図のように、高圧作動油は上部室１
２および通路２７を通って下部ピストン室５２に導かれ
、下部ピストン室５２と上部ピストン１８との面積差に
より発生する力によってピストン７およびハンマー８を
上方に押上げる。

同時にピストン７の上に位置する上部ピストン１８も上
へ押し上げられる。

この時上部ピストン室５１内の作動油は、流れＢとなっ
て通路３１から第２・第３の凹所９２，９３で構成され
る中継路９６を通り、出口流路１４から流出する。

また、高圧の作動油はスプール状ダクト２０と切換弁１
０のリング状穴２６を通って弁室底部９４に流入し、こ
れと上部室１２とを同じ圧力にする。

切換弁１０の下部面積は上部のそれと較べて大きいため
、この面積差により発生する力によって切換弁１０は図
示のような上部位置に安定に保たれる。

さらに入口通路１３から流入する高圧の作動油は、第７
図のようにピストンＩを押し上げると同時に上部室１２
から通孔４２を通り、流れＤとなってアキュムレータ内
の封入ガス（窒素ガスなど）を圧縮しながらダイヤフラ
ム４４を押し上げ、蓄油室４５内に蓄圧される。

一方、ピストン７と共に、上部ピストン１８が押し上げ
られ、これに設げたダクト２１が弁室底部（バルブ下部
室）９４と凹所２９とを連絡するまで上昇すると、切換
弁１０を上限位置に保っていた高圧の作動油は、流れＣ
となって弁室底部９４からダクト２１および排出用通路
２８を通って出口通路１４から流出する。

これにより自動切換弁１０はフリーとなり、上部室１２
の高圧の働きにより上部ピストン１８に沿って押し下げ
られ、下限位置つまり下部フランジ２２が弁室底部９４
の底に接し、上部７ランジ２３が弁室突周面９５に接す
る位置で安定する。

（第８図参照） 第８図はピストンの下降期を示しており、さぎのように
切換弁１０が下限位置に到ると、前記上部フランジ２３
により第２の凹所９２と第３の凹所９３との間は閉鎖さ
れ、同時に環状頭部２５の下降により上部室１２と第１
の凹所９１とが連通状態になる。

そのため、高圧の作動油は流れＥとなって、上部室１２
から第１の凹所９１および通路３０を通り上部ピストン
室５１に流入する。

この上部ピストン室５１の面積は下部ピストン室５２の
それに較べてはるかに大きい。

そのため下部ピストン１９はその面積差に相当する力で
急激に下方に押される。

しかもこの時、アキュムレータ４に蓄圧されていた作動
油が流れＥとなって放出され、これが上部室１２を通っ
て上部ピストン１８を加速する。

また、ピストン下部室５２の作動油は押出されて通路２
７を通り、流れＦとなって上部室１２に逆流し、上部ピ
具トン１８を押圧する。

このように本発明においては、下部ピストン１９と同時
に上部ヒストン１８も加速し、こうした上下の全面積に
対する圧力の合力によりハンマ一８は下方へ急激に加速
されるものであり、しかもこのとき、上部ピストン室５
１と第３の凹所９３をむすぶ通路３１が上部フランジ２
３と下部フランジ２２により閉じられ、出口通路１４は
上部ピストン室５１および下部ピストン室５２のいずれ
からも遮断される。

そのためピストンＩの下降期に出口通路１４からの作動
油の吸込み現象が全く生じず、このことがら作動油の脈
動が小さくなると共に、脈動吸収用のアキュムレータが
不要となり、またホースの揺れが少ないためホース寿命
を延命することが可能となる。

そしてさらにピストン７が急激に下降することにより、
下部ピストン１９の先端に連結されているハンマー８が
工具２に打撃を与える。

これが第９図の状態であり、ハンマー８が工具２を打撃
すルノハホとんど同時に、下降した上部ピストン１８の
スプール状ダクト２０と切換弁１ｏのリング状穴２６が
連絡され、これにより高圧の作動油は流れＧとなって弁
室底部９４に流入する。

このとき弁室底部９４と凹所２９との間は上部ピストン
周面により閉鎖されているため、排出用通路２８は遮断
されており、従って作動油が出口通路１４に流出する心
配がない。

高圧の作動油が弁室底部９４に流入すると、第１０図の
ように切換弁１０の上下の面積差による力によって切換
弁１０は押し上げられて第６図の状態に戻り、これによ
り筒状頭部２５で第１の凹所９１が閉じられるため上部
室１２から上部ピストン室５１への通路３０が遮断され
、同時に切換弁１０の筒状凹部２４により第２の凹所９
２と第３の凹所９３が連通されるため、上部ピストン室
５１は通路３１により出口通路１４と連絡し、上部室１
２と下部ピストン室５２をっなぐ流路２７からの高圧作
動油によりピストン１が押し上げられる。

以下同様の作動を繰返すことにより連続的に工具２に打
撃が与えられる。

なお上記した本体１の作動時において、作動バルブ１５
のバルブ上部室３２１とバルフ下部室３２２は高圧とな
り、バルブ中間室３２３は背圧だけの低い圧力となる。

この時弁体上部面積ｓ１，Ｓ２および下部面積Ｓ３と作
動ロッド下部面積Ｓ，には高圧が作用し、バルブストッ
パ部の面積Ｓ４はダクトＤ１ によりバルブ中間室３
２３とつながっているので背圧のみの低い圧力が作用す
る。

そして作動ロツドは面積Ｓ５に加わる高圧による大きな
力で上方に押し上げられるので、装置を連続して作動さ
せるには、前記の力に対抗して作動ロッド３５を図示の
位置に保つよう押し下げておけばよく、作動ロッド３５
の押圧を解放すれば油圧により直ちに第２図ａの状態に
自動復帰する。

従って復帰用スプリング不要となり、その分だけ構造の
簡易化が図られる。

なお、本発明は、作動ロツド３５を押し下げる力を軽減
するため、弁体３３の外周にストッパ部３３１を設けて
いる。

第２図ｂの状態で弁体３３および作動ロッド３５を上方
へ押す力は、高圧圧力をＰｈ、背圧圧力をＰＩとすると
、Ｐｈｘ（Ｓ５十Ｓ３）十Ｐｉ ｘ （ Ｓ４）となり
、下方へ押す力はＰｈ Ｘ （ Ｓ１＋Ｓ２ ）となる
。

ゆえに各面積の関係をＳ５＞（Ｓｔ 十Ｓ２ ） ”
”３＝Ｓ４ となるように設定すれば、弁体３３及び作
動ロッド３５を上に押す力はＰｈＸ（Ｓｓ Ｓ４）＋
ＰｈＸ（Ｓ＋）となる。

ＰＩはｐｈに較べはるかに小さ《無視できるので、Ｐｈ
Ｘ （ Ｓ５ Ｓ４ ）が上に押す力となり、従っ
て流通圧力がどんなに大きくなっても（Ｓ５Ｓ４）を適
当に設定することにより、作動バルプ３５を手動で押し
下げる力を任意に調整することができる。

以上説明した本発明によるときには、本体１の上側部に
作動バルブ１５により直結される入口通路１３と出口通
路１４を設け、入口通路１３の先には通路２７を介して
シリンダ下側と通じる上部室１２を形成すると共に、こ
の上部室直上にアキュムレータ４を冠着し、さらに本体
に設けた複動シリンダ内のピストン７に棒状の上部ピス
トン１８磐欠設し、これのまわりに液圧の流れをピスト
ンの昇降により自動的に切換える切換弁１０とこの切換
弁１０の動きを制御弁する弁室９を同軸上に設け、この
弁室９に、常態において切換弁上側の環状頭部２５と協
働して上部室１２と弁室９の連絡を遮断しピストン下降
期にだけ通路３０により上部室１２と上部ピストン室５
１を連通させる第１の凹所９１と、ピストン上昇期に相
互に通じ合って上部ピストン５１から出口通路１４に作
動液を流出させ、ピストン下降期には切換弁１０の上部
７ランジ２３により非運通となって上部ピストン５１と
出口通路１４とを結ぶ通路３１を封鎖する第２・第３の
凹所９２，９３を設け、かつ弁室９と上部ピストン室５
１のあいだには、ピストン昇降切換え期にだけ上部ピス
トン１８のダクト２１を介して弁室９と出口通路１４を
通じさせ切換弁位置保持圧を排出する凹所２９を形成し
たので、液圧の流れを自動的に切換えてピストンに往復
動を与えるための機構とこれを制御する機構が簡単であ
るうえに、ピストン下降期の低圧ラインへの作動液吸込
み現象を防止するための専用アキュムレータや作動バル
ブの復帰用バルブを必要としないことにより全体として
ほっそりした簡潔な形状とすることができる。

さらに、脈動防止効果がよいため脈動およびホースの振
れによる本体の振れがない上に、作動液の導入部と導出
部がごく近接した位置関係にあり、ホースがバラバラに
ならず、まとまりのよいものにすることができること、
装置を作動させないときには作動液を本体内の通路に経
由させることなくダイレクトに入口から出口へと排出さ
せるため、動力ロスも最少限に抑えることができること
、アキュムレータが本体のキャップをも兼ね自由に取外
しを行え、本体内の各回路の点検や切換弁の装脱および
アキュムレータの交換を簡単に行えることなどにより、
取扱いや使い勝手を非常に良好なものにすることができ
るなどのすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液圧打撃装置の一実施例を示す断
面図、第２図ａ，ｂは本発明における作動バルブの構造
と作用を示す断面図、第３図は本発明における本体頂部
構造を示す断面図、第４図は同じくその平面図、第５図
ないし第１０図は本発明装置の使用状態を段階的に示す
断面図である。 １・・・・・・本体、２・・・・・・工具、４・一・・
・・アキュムレータ、５・・・・・・複動シリンダ、７
・・・・・・ピストン、８・−・・・・ハンマー、９・
・・・・・弁室、１０・−・・・・切換弁、１２一・・
・・・上部室、１３・・・・−・入口通路、１４・−・
・・出口通路、１５・・・−・・作動バルブ、１８・・
・・・・上部ピストン、１９・・・・・一下部ピストン
、２２・・・・・・下部フランジ、２３・・・・・・上
部フランジ、２５・・・・・・環状頭部、２７，２８，
３０，３１・・・・・・通路、２９・・−・・・凹所、
５１・・・・・・上部ピストン室、５２・−・・・一下
部ピストン室、９１，９２，９３，９４・・・・・・凹
所。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下部に工具を取付けた本体１に複動シリンダを設け
   、この複動シリンダ内のピストン７に前記工具と同軸上
   にハンマー８を吊持した下部ピストン１９を突設し、ピ
   ストンの往復動によりハンマー８で工具２に打撃を与え
   るようにした装置におイテ、前記ヒストンＩに突設した
   上部ピストン１８と同軸上に、液圧の流れをピストンの
   昇降により自動的に切換える切換弁１０と、ピストンの
   往復動と共に前記切換弁１０の動きを制御する弁室９を
   外設する一方、本体１の上側部に作動バルブ１５で直結
   可能な平行状の入口通路１３と出口通路１４を設け、前
   記入口通路の先の本体頂部には、通路２７を介して下部
   ピストン室５２と通じる上部室１２を形戒すると共に、
   この上部室１２にアキュムレータ４を冠着し、さらに前
   記弁室９には、常態において切換弁の環状頭部２５と協
   働して上部室１２と弁室９のあいだを遮断し、ピストン
   下降期にだけ通路３０により上部室１２と上部ピストン
   室５１を連通させる第１の凹所９１と，ピストン上昇期
   に相互に通じあって上部ピストン室５１から出口通路１
   ４に作動液を流出させ、ピストン下降期には切換弁１０
   の上部フランジ２３により相互の連絡が遮断され上部ピ
   ストン室５１と出口通路１４を結ぶ通路３１を封鎖する
   第２・第３の凹所９２ ，９３を備え、かつ弁室９と上
   部ピストン室５１のあいだに、ピストン昇降切換え時に
   だけ上部ピストン１８のダクト２１を介して弁室９と出
   口通路１４を通じさせ切換弁保持圧を排出する凹所２９
   を設げたことを特徴とする液圧打撃装置。 ２ アキュムレータ４が、上部室内径面と接する環状突
   部４１により本体頂面に冠着され、環状突部４１の外周
   域に配したボル｝４Ｂ，４８により本体１に着脱可能に
   固定されるようになっている特許請求の範囲第１項記載
   の液圧打撃装置。 ３ 切換弁１０が、弁室下部スペースに納まる下部フラ
   ンジ２２と、この下部フランジ２２と所定の間隔をおい
   て対向し上昇時に弁室９の第２の凹所底面で係止される
   上部フランジ２２と、前記上下のフランジ部間にあって
   ピストン上昇期に上部ピストン室５１と出口通路１４と
   を通じさせる中継路９６を構戒する筒状凹部２４、およ
   び上部フランジ上面に連設され、上部室１２と上部ピス
   トン室５１の連絡用凹所９１をピストン下降期だけ開放
   する環状頭部２５とを備えている特許請求の範囲第１項
   記載の液圧打撃装置。 ４ 作動バルブ１５が、互いに平行状の入口通路１３と
   出口通路１４を横断するように形成されたバルブ室３２
   と、このバルブ室中に摺動可能に納められ内部に通孔３
   ４を貫設したスリーブ状の弁体３３と、下端をもって弁
   体の上部空間に連結され上部が本体１がら突出する作動
   ロッド３５とを備え、常態において入口通路１３を通っ
   た液圧を受けて弁体３３が上昇位置に保持されることで
   通孔３４が入口通路１３と出口通路１４に連通し、作動
   ロッド３５を押圧している間は弁体３３の底フランジ部
   ３３２とバルブ室底部の接触で通孔３４が遮断されて本
   体中の作動液が弁体外側凹部のまわりを通って出口通路
   １４に流出し、作動ロツド３５の押圧停止と共にバルブ
   室底部に作用する液圧で弁体３３力相動的に常態に復帰
   する関係に構成されている特許請求の範囲第１項記載の
   液圧打撃装置。