JPS6161946B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧ブレーカ、クローラドリルなどの
油圧作動衝撃工具に関するものである。

この種の衝撃工具は、工具本体のシリンダ内に
設けた打撃ピストンを油圧によつて往復摺動させ
ると共に、打撃ピストンを往復運動させるシリン
ダ内の圧油の供給並びに排出は、ピストンの往復
運動に応じて作動する油路開閉切換バルブにより
制御される。

従来の衝撃工具において、この切換バルブの上
げ方向の切換バルブとピストンとにより構成され
る油室に油を閉じ込め、油クツシヨンを介してピ
ストンの上昇運動がそのまま機械的に行なわれ、
またバルブの下げ方向の切換がピストンの移動に
よつて切換えられた油圧の作用によつて行なわれ
るので、バルブの動きとピストンの動きが機械的
に決定されて、バルブとピストンのタイミングが
取りにくく、特に高速打撃時の追従性に難点があ
つた。従つてこのような衝撃工具は所望の打撃力
又は打撃数を得られなくなるという欠点を有す
る。

本発明はかかる欠点を排除し、構造簡単にして
作動が確実であり、しかも高速打撃に順応し得る
油圧作動衝撃工具を提供せんとするものである。

本発明の望ましい実施例を図に基づいて以下詳
細に説明する。

第１図を参照するとほぼ円筒形のシリンダ１は
上部に高圧口２と低圧口３を備え、打撃ピストン
４が内部を軸方向に摺動するための収納部が軸方
向に形成されている。シリンダ１は更にその上部
に高圧口２と連通するアキユムレータ５を有し、
また打撃室６、中空室６′、シリンダ前室７、シ
リンダ後室８、段部室９がそれぞれ設けられる。

シリンダ１内を往復摺動される打撃ピストン４
には、前部中径部前１０、前部大径部１１、段部
１２、後部大径部１３、後部小径部１４が順次形
成され、また前部及び後部大径部１１と１３はそ
れぞれ同一径に形成される。更に後部小径部１４
の外径は前部中径部１０の外径より小さく形成さ
れ、従つて後部大径部１３上面の後側加圧面１５
は前部大径部１１下面の前側加圧面１６よりも大
きく形成されている。

前記シリンダ１の前室７には高圧口２からの高
圧通路１７の一端が高圧ポート１８で開口し、ま
たシリンダ１の後室８には高圧口２からの高圧通
路１７の一端が切換バルブ２０を介して高圧ポー
ト１９で開口している。シリンダ１の後室８には
更に低圧口３からの低圧通路２５の一端が低圧ポ
ート２６で開口し、前記高圧ポート１９および低
圧ポート２６の開口は、前記切換バルブ２０によ
つて開閉される。低圧通路２５は、更にピストン
の段部１２により形成される段部室９に低圧ポー
ト２７で開口する。

前記シリンダ１には切換バルブ２０のフランジ
２１上方に後室２８とシリンダ後室８を連通する
バルブ２０の後室２８用パイロツト通路２９が設
けられ、この通路２９はバルブ後室ポート３０と
シリンダ後室ポート３１を有する。シリンダ１に
は更に切換バルブ２０が上昇したとき形成される
バルブ前室３２（第３図参照）と段部室９とを連
通するバルブ前室用パイロツト通路３３が設けら
れ、この通路３３はバルブ前室ポート３４と段部
室ポート３５を有する。

切換バルブ２０はほぼ環状を成しており、フラ
ンジ部２１、及び低圧ポート２６と連通するバル
ブポート２２を有する。切換バルブ後室２８と面
する後側加圧面２３は斜面から成り、切換バルブ
前室３２と面する前側加圧面２３′よりも大きく
形成されている（第４図参照）。切換バルブ２０
は更に前端面２４を有する。前記バルブ後側加圧
面はこの前端面２４よりも広く形成されている。

シリンダ１の先端にはピストン４により打撃さ
れるタガネ３７がピストン４と同軸線上に設けら
れる。

次に本発明による油圧作動衝撃工具の作動を説
明する。

第１図はピストン４がタガネ３７を打撃した状
態を示す。このとき切換バルブ２０は下方位置に
ある。このため、高圧ポート１９はバルブ２０に
より閉じられて、シリンダ後室８は高圧口２側と
の連通を遮断される。又、低圧ポート２６はバル
ブ２０に設けたバルブポート２２と連通し、シリ
ンダ後室８は低圧側と連通する。一方、シリンダ
前室７は常時高圧口２に接合する高圧ポート１８
と連通している。このためピストン４は、ピスト
ン前側加圧面１６に作用する高圧により、またタ
ガネ３７を打撃した反動によりタガネ３７を打撃
後直ちに上昇を開始する。なお、ピストン上昇
中、ピストンのシリンダ後室８の油はポート２
２，２６を介して低圧側へ排出される。尚、打撃
室６と中空室６′は大気と常に連通しているた
め、ピストン４はシリンダ内を自由に移動でき
る。バルブ前室３２用パイロツト通路３３のポー
ト３５はピストンの段部１２を介して低圧ポート
２７と連通するためバルブ前側加圧面２３′に低
圧側の圧力が作用する。バルブ後側加圧面２３の
シリンダ中空部の内壁上端に形成した溝状の後室
２８はパイロツト通路２９のシリンダ後室ポート
３１および後室２８のポート３６を介してピスト
ン後側加圧面１５のシリンダ後室８に連通するた
めバルブ後側加圧面２３にはピストン後側加圧面
１５の後室８の圧力が作用する。バルブ前端面２
４はシリンダ後室８と常に同圧のためバルブ前端
面２４にはバルブ後側加圧面２３と同様、シリン
ダ後室８の圧力が作用する。シリンダ後室８の圧
力は、ピストンの上昇中、低圧ポート２６または
バルブポート２２の絞り効果により低圧側の圧力
よりも若干高くなる。このため、バルブ後側加圧
面２３、前端面２４、前側加圧面２３′に作用す
る鉛直方向の力をそれぞれＸ，Ｙ，ＺとするとＸ
＞Ｙ＋Ｚとなり、バルブはバルブ後側加圧面２３
に作用するシリンダ後室の圧力により下方（前
方）位置に押圧保持される。かようにしてピスト
ン４が第２図に示す位置に移行する。

ピストン４が上昇し、パイロツト通路２９のポ
ート３１が上昇したピストンの段部１２を介して
低圧ポート２７と連通すると、バルブ後側加圧面
２３には低圧側の圧力が作用する。しかし、この
ときパイロツト通路３３の段部室ポート３５がピ
ストン４の前方大径部１１により閉じられるため
パイロツト通路３３は閉鎖される。よつてバルブ
２０は下方（前方）位置に保持される。

ピストンが上昇を開始した第２図と上昇限度を
示す第３図を参照すると、同図において高圧ポー
ト１８が段部室ポート３５と連通すると、バルブ
前側加圧面２３′には高圧側の圧力が作用する。
このときパイロツト通路２９のポート３１はピス
トンの段部１２を介して低圧ポート２７と連通し
ているため、バルブ後側加圧面２３には低圧側の
圧力が作用している。このため、前述した鉛直方
向の力はＸ＜Ｙ＋Ｚとなり、バルブはバルブ前側
加圧面２３′に作用する高圧により上昇を開始す
る。なお、ピストン４が上昇中、高圧側の油をア
キユムレータ５に蓄える。

次にピストンが降下し始めた状態を示す第３図
から下降限度付近を示す第４図を参照して説明す
る。

バルブ２０が上昇すると、バルブポート２２と
低圧ポート２６との連通が遮断されるため、シリ
ンダ後室８と低圧側との連通が遮断される。同時
に高圧ポート１９がシリンダ後室８に連通し、シ
リンダ後室８は高圧側に連通する。このため高圧
側の油およびアキユムレータに蓄えられた油がポ
ート１９を介してシリンダ後室に流入する。パイ
ロツト通路２９のポート３１はピストンの段部１
２を介して低圧のポート２７に連通しているた
め、バルブ後側加圧面２３には低圧側の圧力が作
用している。パイロツト通路３３のポート３５は
高圧ポート１８と連通しているため、バルブ前側
加圧面２３′には高圧側の圧力が作用している。
一方、バルブ前端面２４にはシリンダ後室８の圧
力（高圧側の圧力）が作用している。このため、
第１図を参照して説明した鉛直方向の力はＸ＜Ｙ
＋Ｚとなり、バルブはバルブ前側加圧面２３′お
よび前端面２４に作用する高圧により上方（後
方）位置に保持される。従つてピストン後側加圧
面１５＞ピストン前側加圧面１６であるため、シ
リンダ後室８が高圧側と連通すると、ピストンは
上昇を停止し、反転して、下降を開始する。

ピストンが下降し、バルブ前室用パイロツト通
路３３の段部室ポート３５がピストンの段部１２
を介して低圧ポート２７に連通すると、バルブ前
側加圧面２３′には低圧側の圧力が作用する。し
かしながら、パイロツト通路２９のシリンダ後室
８のポート３１はピストンの後部大径部１３によ
つて遮断され、パイロツト通路２９は閉鎖され
る。また、バルブ前端面２４には高圧が作用して
いる。このため、バルブは上方（後方）位置に保
持される。

最後にピストン４が下降してタガネ３７が打撃
を開始する直前の状態を示す第４図を参照して説
明する。

ピストンが下降し、パイロツト通路２９のポー
ト３１がシリンダ後室８に連通すると、バルブ後
側加圧面２３には高圧側の圧力が作用する。一方
パイロツト通路３３のポート３５はピストンの段
部１２を介して低圧ポート２７と連通しているた
め、バルブ前側加圧面２３′には低圧側の圧力が
作用している。このため、たとえバルブ前端面２
４にシリンダ後室８内の高圧が作用しても前述し
た鉛直方向の力はＸ＞Ｙ＋Ｚとなり、バルブはバ
ルブ後側加圧面２３に作用する高圧により下降す
る。

バルブが下降すると高圧ポート１９は閉じら
れ、シリンダ後室８と高圧側との連通が遮断され
る。同時に、低圧ポート２６とバルブポート２２
が連通し、シリンダ後室８は低圧側と連通する。
シリンダ前室７は高圧ポート１８と常時連通して
いるため、ピストンはこの前側加圧面１６に作用
する高圧と、タガネを打撃した反動により再び上
昇し、第１図から第４図の作動サイクルを反覆す
る。

以上詳述したように本発明は、シリンダ内の中
空部を軸線方向に摺動自在な段部を有するピスト
ンと、前記ピストンの上部でシリンダ内の中空部
内壁を摺動自在な切換バルブを備え、前記シリン
ダの中空部をピストンの段部を介して前室と後室
に分割すると共に、前記シリンダ内に高圧及び低
圧通路を有する油圧作動衝撃工具において、 前記高圧通路を、前記シリンダの前室に開口
し、またフランジ部を有する切換バルブの摺動に
より開閉する高圧ポートを介して後室に、それぞ
れ連通せしめ、且つ、前記低圧通路を、前室及び
後室間に介在するピストン段部により形成される
段部室に開口し、また前記摺動自在の切換バルブ
に穿設したポートを介して後室に、それぞれ連通
せしめると共に、前記切換バルブのフランジ部上
方に形成されるバルブ後室とシリンダ後室とを一
のパイロツト通路を介して連通し、且つ、前記切
換バルブのフランジ部下方に形成されるバルブ前
室と前記段部室とを他のパイロツト通路を介して
連通せしめ、ピストンの後退端付近において、前
記一のパイロツト通路を段部室を介し低圧通路に
連通し、且つ前記他のパイロツト通路を高圧通路
に連通せしめると共に、ピストンの前進端付近に
おいて、前記一のパイロツト通路を高圧通路に連
通し、且つ前記他のパイロツト通路を段部室を介
して低圧通路に連通するよう設けた極めてコンパ
クトな構成により、ピストンとバルブを機械的に
連動させることなくシリンダ内に自由に配置し、
両者を油圧により関連動作せしめて確実かつ迅速
にバルブを切換えることができ、また、切換え後
バルブを確実に保持することができるので、油圧
ブレーカあるいはクローラードリルなどに用いて
従来にない確実な高速による反覆打撃を可能とし
たものである。

また、前記ピストンの前進端付近において、前
記一つのパイロツト通路をシリンダ後室に連通し
て前記一つのパイロツト通路を高圧通路に連通せ
しめるので、シリンダ後室の油を無駄なくバルブ
の切換え用として利用することができ、実用上、
経済上の多大の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油圧作動衝撃工具の打撃
位置を示す中央縦断面図、第２図ないし第４図は
第１図に示す工具の後退行程から前進行程に至る
各行程の中央縦断面図をそれぞれ示す。 １…シリンダ、２…高圧口、３…低圧口、４…
打撃ピストン、５…アキユムレータ、７…シリン
ダ前室、８…シリンダ後室、１０…前部中径部、
１１…前部大径部、１２…段部、１３…後部大径
部、１４…後部小径部、１５…ピストンの後側加
圧面、１６…ピストンの前側加圧面、１７…高圧
通路、１８，１９…高圧ポート、２０…切換バル
ブ、２１…フランジ部、２２…バルブポート、２
３…バルブの後側加圧室面、２３′…バルブの前
側加圧面、２４…バルブの前端面、２５…低圧通
路、２６，２７…低圧ポート、２８…バルブの後
室、２９，３３…パイロツト通路、３０，３１，
３４，３５，３６…ポート、３７…タガネ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ内の中空部を軸線方向に摺動自在な
   段部を有するピストンと、前記ピストンの上部で
   シリンダ内の中空部内壁を摺動自在な切換バルブ
   を備え、前記シリンダの中空部をピストンの段部
   を介して前室と後室に分割すると共に、前記シリ
   ンダ内に高圧及び低圧通路を有する油圧作動衝撃
   工具において、 前記高圧通路を、前記シリンダの前室に開口
   し、またフランジ部を有する切換バルブの摺動に
   より開閉する高圧ポートを介して後室に、それぞ
   れ連通せしめ、且つ、前記低圧通路を、前室及び
   後室間に介在するピストン段部により形成される
   段部室に開口し、また前記摺動自在の切換バルブ
   に穿設したポートを介して後室に、それぞれ連通
   せしめると共に、 前記切換バルブのフランジ部上方に形成される
   バルブ後室とシリンダ後室とを一のパイロツト通
   路を介して連通し、且つ、前記切換バルブのフラ
   ンジ部下方に形成されるバルブ後室と前記段部室
   とを他のパイロツト通路を介して連通せしめ、 ピストンの後退端付近において、前記一のパイ
   ロツト通路を段部室を介し低圧通路に連通し、且
   つ前記他のパイロツト通路を高圧通路に連通せし
   めると共に、ピストンの前進端付近において、前
   記一のパイロツト通路を高圧通路に連通し、且つ
   前記他のパイロツト通路を段部室を介して低圧通
   路に連通せしめたことを特徴とする油圧作動衝撃
   工具。 ２ 前記ピストンは外周に順次前部中径部、前部
   大径部、段部、後部大径部及び後部小径部を形成
   して成る特許請求の範囲第１項記載の油圧作動衝
   撃工具。 ３ 前記ピストンの段部室は、前記前部大径部と
   後部大径部が中空部内壁に密接して形成する前部
   段部の空間より成る特許請求の範囲第１項又は第
   ２項記載の油圧作動衝撃工具。 ４ 前記後部大径部の、前記後室側に形成される
   後側加圧面を、前記前部大径部の前記前室側に形
   成される前側加圧面より広く形成して成る特許請
   求の範囲第２項記載の油圧作動衝撃工具。 ５ 前記切換バルブのフランジ部は、該フランジ
   部の上面を下面より広く形成して成る特許請求の
   範囲第１項、第２項又は第４項記載の油圧作動衝
   撃工具。 ６ 前記切換バルブのフランジ部は、前記シリン
   ダーの中空部の内壁上端部に形成した溝状のバル
   ブ後室内を摺動自在に設けて成る特許請求の範囲
   第１項、第２項、第４項又は第５項記載の油圧作
   動衝撃工具。 ７ 前記フランジ部の下面は前記他のパイロツト
   通路上方開口端に形成されるバルブ前室のポート
   に係止して、該バルブ前室及び前記バルブ後室内
   を摺動自在に設けて成る特許請求の範囲第６項記
   載の油圧作動衝撃工具。 ８ 前記切換バルブのフランジ部上面は、該切換
   バルブの下面に相当する前端面より広く形成して
   成る特許請求の範囲第５項、第６項又は第７項記
   載の油圧作動衝撃工具。