JPS5848064Y2 - 液圧打撃装置におけるピストン往復動切換バルブ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は液圧打撃装置においてピストンに往復動を与え
るための液圧流切換パルプに関するものである。

岩石、道路および建造物などを破壊しあるいは破砕する
手段として、下端にたがね等の工具を装着した本体内に
複動液圧シリンダを設け、この複動液圧シリンダ内でピ
ストンを往復動させることにヨリ、ピストン上部室の下
端のハンマーで前記工具を打撃するようにした液圧打撃
装置がある。

このような液圧打撃装置において最も枢要な構造は、作
動液の流れをピストンの上部と下部に自動的に切換えて
ピストンに往復動を与えるための減圧流制御手段である
。

かかる減圧流制御手段として、従来では本体の外側に切
換弁を含む制御ユニットを配設していたが、これによる
と装置が大型化し取扱いが不便になる。

そこで本考案者は打撃用のピストンの上部にコントロー
ルピストンを連結し、このコントロールピストンと同軸
上に切換弁を配置し、ピストンと一体に上下動するコン
トロールピストンにより切換弁を自動的に動かし液圧の
流れをピストン上部室または下部室に交互に流入させる
構造の液圧式打撃装置を提案した。

この構造によれば、減圧流制御を本体内でピストンと協
働して行えるので、装置をほっそりした取扱いの容易な
形状にすることが可能である。

ただこの装置では、弁体とこれを同軸上に収容する弁室
との微少なすき間を通して液圧の漏れがあったときに弁
体が弁室中で不用意に動きやすく、これが原因で減圧流
制御に誤動作が生ずるおそれがあった。

本考案はさきの事実から開発されたもので、液圧の流れ
をピストンの上部室と下部室に交互に流入させ、打撃作
用を生じさせる働きをする切換バルブにおいて、液圧の
流れの切換時を除くピストンの上昇行程またはｆ降行程
中、切換要素である弁体を所定の位置に安定に保持させ
ることができる制御手段を提供しようとするものである
。

この目的のため本考案は、弁室内のコントロールピスト
ンを外嵌する弁体に、一端が弁室の下部スペースと常時
通じ、他端が弁体外径部に通じる細径ダクトを穿設し、
弁体が上部位置にあるときには細径ダクトを弁室下部ス
ペースに対する高圧液補液路として働かせ、また、弁体
が下部位置にあるときには細径ダクトを弁室下部スペー
スからの高圧液排出路として働かせるようにし、もって
弁体を弁室のあいだに微少な液漏れすき間があっても弁
室下部スペースを所定の圧力状態に保ち得るようにした
ものである。

第１図は本考案に係るピストン往復動切換バルブを備え
た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１′にはたがね
などの工具２を備え、本体上側部には操作・・ンドル３
，３を有し、また頂部にはアキュームレータ４を冠着し
ている。

５は本体１の下底部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と同軸上に打撃用ピストン１９が連設され、
該打撃用ピストン１９は筒状部内に突出し、その突端に
・・ンマー８を強固に連結している。

また、前記ピストン７の上面には打撃用ピストン１９と
同軸上に棒状のコントロールピストン１８を備えている
。

ピストン７と打撃用ヒストン１９およびコントロールピ
ストン１８は夫々の直径がｗ＞ｗ２＞ｗｌの関係に構成
され、複動シリンダ内はピストン７を境として容度自由
なピストン上部室５１とピストン下部室５２が形成され
ている。

６は本考案で特徴とする切換バルブであり、前記複動シ
リンダ５と隔壁１７を介して形成された弁室９と、この
弁室９に収容される弁体１０とからなっている。

前記弁室９の中心部に前記コントロールピストン１８が
隔壁１７を貫いて進出シ、このコントロールピストン１
８に対し弁体１０が相対摺動可能な関係に外嵌されてお
り、前記コントロールピストン１８の上下動に伴う弁室
への液圧の流入、流出により弁体１０を上部位置又は下
部位置に動かし、これにより作動液を前記ピストン上部
室５１又はピストン下部室５２に交互に流入させ、ピス
トン７に往復動を与えるようになっている。

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、それらと鋳交
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
は人口通路１３と出口通路１４とを非連通にして、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。

第２図と第３図はさきの切換バルブの詳細を示すもので
まず、コントロールピストン１８には、一端が上端面に
開口し他端が側壁に開口するスツール状ダクト２０が穿
設されると共に、このダクトより下方には、ピストンの
上昇と下降の切換え期に後述する弁室下部室の液圧を出
口通路１４に排出するための凹入状のダクト２１が欠設
されている。

方、前記弁室９には、底部に弁体１０の下部フランジ２
２を収納する筒状の下部室９４を有すると共に、頂部か
ら前記底部にかけてリング状をなした第１ないし第４の
凹所９Ｌ９１’、９２゜９３が形成されている。

このような弁室９に対し弁体１０は、さきのように下部
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、その外径が前記下部フランジ
２２と同径に作られ上昇時において前記第３の凹所９２
の底部に接触して上昇限になり、下降期には第３の凹所
９２と第４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
３の凹所９２と第４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。

そして、弁体１０の内径側には下端から所定の深さのリ
ング状穴２６が形成されると共に、このリング状穴２６
の先端から弁体外径側に細径ダクト２６′が穿設されて
いる。

前記細径ダクト２６′は、弁体１０が上部位置にあると
きには第２の凹所９１′に通じ、弁体１０が下部位置に
あるときには第３の凹所９２に通じるような傾斜角に構
成されている。

なお、本実施例ではリング状穴２６を形成しているが、
弁体１０の高さ寸法によってはリング状穴２６を廃し、
細径ダクト２°６′を外径部から底部にまで穿設しても
よいものである。

そして、前記弁室９の外側の本体内部には上部室１２と
ピストン下部室５２を連結する通路２７が穿設されると
共に、この通路２７に対し前記第２の凹所９１′が通路
９７をもって連通されている。

一方、出口通路１４が第３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、弁室下部室９４と隔
壁１１においてコントロール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りはコント
ロールピストン１８のダクト２１と連通し、下部室９４
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とピストン上部室５１を連絡する通路
３０が穿設されていると共に、第４の凹所９３とピスト
ン上部室５１を連絡する通路３１が穿設されている。

次に本考案の作用を説明する。

液圧打撃装置を作動させるにあたっては、操作レバー１
６により作動パルプ１５を動かし、入口通路１３と出口
通路１４を非連通にする。

こうすれば、第４図のごとく高圧の作動液は流れＡとな
り、上部室１２および通路２７を通ってピストン下部室
５２に導かれ、ピストン下部室５２とコントロールピス
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・・ンマー８を上方に押上げる。

同時にピストン７の上に位置するコントロールピストン
１８も上へ押し上げられる。

この時ピストン上部室５１内の作動液は、流れＢとなっ
て通路３１から第３、第４の凹所９２，９３で構成され
る中継路９６を通り、出口通路１４から流出する。

また、高圧の作動液はスプール状ダクト２０と弁体１０
のリング状穴２６を通って弁室下部室９４に流入し、こ
れと上部室１２とを同じ圧力にする。

弁体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弁体１０は図示の
ような上部位置に保たれる。

さらに入口通路１３から流入する高圧の作動油は、第５
図のようにピストン７を押し上げると同時に上部室１２
から流れＤとなってアキュムレータ内に進入し封入ガス
（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、コントロールピストン１８が
押し上げられ、これに設げたダクト２１が弁室下部室９
４と凹所２９とを連絡するまで上昇すると、弁体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
弁室下部室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。

これにより弁体１０はフリーとなり、上部室１２の高圧
の働きによりコントロールピストン１８に沿って押し下
げられ、下部位置つまり下部フランジ２２が弁室下部室
９４の底に接し、上部フランジ２３が弁室突筒面９５に
接する位置で停止する。

このように弁体１０が下部位置に到ると、前記上部フラ
ンジ２３により第３の凹所９２と第４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１
２と第１の凹所９１とが連通状態になる。

そのため、第６図のように、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
通りピストン上部室５１に流入する。

このピストン上部室５１の面積はピストン下部室５２の
それに較べてはるかに大きい。

そのため打撃用ピストン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
てコントロールピストン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、コント
ロールピストン１８を押圧する。

こうした上下の全面積に対する圧力の合力によりピスト
ン７は下方へ急激に加速され、打撃用ピストン１９の先
端の・・ンマー８が工具２に打撃を与える。

これが第７図の状態であり、・・ンマー８が工具２を打
撃するのとほとんど同時に、下降したコントロールピス
トン１８のスプール状ダクト２０と弁体１０のリング状
穴２６が連絡され、高圧の作動油は流れＧとなって弁室
下部室９４に封入する。

これにより弁体１０の上下の面積差による力によって弁
体１０は押し上げられて第４図Ｃ状態に戻り、筒状頭部
２５で第１の凹所９１か閉じられるため上部室１２から
ピストン上部室５１への通路３０が遮断され、同時に弁
体１０の筒秒凹部２４により第３の凹所９２と第４の凹
所９３が連通されるため、ピストン上部室５１は通路３
１により出口通路１４と連絡し、上部室１２とピストン
下部室５２をつなぐ流路２γからの高狂作動油によりピ
ストン７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。

しかして、弁体１０が上部位置にある場合、コントロー
ルピストン１８のスプール状ダクト２０と弁体のリング
状穴２６を通して弁室下部室９４に高圧液が供給され、
これがコントロールピストン１８の上昇に伴って弁室下
部室９４に封入されるため弁室下部室９４には高圧が作
用するが、その上側の第３．第４の凹所９２．９３と下
側の凹所２９は夫々出口通路１４とつながっているため
常に低圧になっている。

そして、弁体１０のＦ部フランジ２２と弁室下部室９４
のあいだおよびコントロールピストン１８の外周面と凹
所２９を構成する通孔壁面とのあいだにはわずかではあ
るがすき間に、に’がある。

そのためこのすき間に、に’を通って弁室下部室９４の
液が低圧側に漏れ、この液漏れにより弁室下部室９４の
圧力は低下する傾向となる。

しかし本考案では、弁体１０に細径ダクト２６′が穿設
されており、弁体１０が上部位置にあるときに、前記細
径ダクト２６′を介して第２の凹所９１′と弁室下部室
９４と連絡されるようになっている。

そして第２の凹所９１′は通路２７に通じており上部室
１２からの高圧液の流入で常に高圧となっている。

そのため、高圧液が絶えず第２の凹所９１′−細径ダク
ト、２６′−リング状穴２６の経路を通って弁室下部室
９４に流入し、これにより前記すき間からの圧力漏れ分
が自動的に補われる。

従って弁室下部室９４は所期の高圧に保たれ、弁体１０
がきわめて安定した状態に保持される。

一方、弁体１０か下部位置にある場合には、弁室下部室
９４が低圧となる一方、その上の第４の凹所９３は出口
通路１４と遮断させるため高圧となっている。

このことから作動液は第４の凹所９３からすき間Ｋを通
って弁室下部室９４に侵入し、この室の圧力を上昇させ
弁体１０を持ち上げる挙動を示す。

しかるに本考案では、この状態のときに細径ダクト２６
′が弁室９４と第３の凹所９２とを連絡している。

そしてこの第３の凹所９２は出口通路１４と連通し常に
低圧となっている。

そのため、上部の凹所から弁室下部室９４に高圧液の侵
入があっても、これがリング状穴−細径ダクト２６′−
第３の凹所９２−出口通路１４の経路より自動的に排出
され、従って、弁室下部室９４は所期の低圧に保たれ、
この場合も弁体１０をきわめて安定よく保持させること
ができる。

以上説明した本考案によるときには、作動液の流れをピ
ストンの上部室または下部室に交互に流入させ打撃作用
を生じさせる働きをする液圧打撃装置用切換バルブにお
いて、流路切換え要素としての弁体を、ピストンの上昇
行程と下降行程のあいだ中、弁室内の所定の位置に確実
安定に保持させることができる。

これにより作動液の流れをスムーズにしてピストンに円
滑な往復動を与えることができ、また、弁体、弁室およ
びコントロールバルブの摺動面の仕上げを軽減できるの
で、製造が容易となるなどの効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るピストン往復動切換バルブを備え
た液圧打撃装置の一例を示す断面図、第２図は本考案の
要部を弁体が上部位置にある状態で示す断面図、第３図
は同じく弁体が下部位置にある状態で示す断面図、第４
図ないし第７図は本考案バルブを備えた液圧打撃装置の
作動を段階的に示す断面図である。 ６・・・切換バルブ、９・・・弁室、１０・・・弁体、
１８・・・コントロールピストン、２６・・・リンク状
穴、２６′・・・細径ダクト、５１・・・ピストン上部
室、５２・・・ピストン下部室、９４・・・弁室下部室
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複動シリンダ内のピストン７に直結したコントロールピ
   ストン１８と同軸上に弁体１０およびこれを制御する弁
   室９を配置し、前記コントロールピストン１８の上下動
   に伴う弁室への液圧の流出入により弁体１０を動かし、
   作動液をピストン上部室又は下部室に交互に流入させピ
   ストンに往復動を与えるようにした切換パルプにおいて
   、前記弁体１０に一端が弁室の下部室９４と常時通じ他
   端が弁体外径部に通ずる細径ダクト２６を設は弁体１０
   が上部位置にあるときには前記下部室９４へ高圧液を補
   給し弁体１０が下部位置にあるときには漏洩高圧液を下
   部室９４から排出するようにしたことを特徴とする液圧
   打撃装置におけるピストン往復動切換バルブ。