JP2004351529A

JP2004351529A - Hydraulic breaker

Info

Publication number: JP2004351529A
Application number: JP2003149046A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sasaki; 浩佐々木
Original assignee: Maruzen Kogyo Co Ltd
Current assignee: Maruzen Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP4064868B2; CN100349658C; CN1572370A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic breaker of simple structure provided with a simple circuit and capable of showing breaking force more than that of a pneumatic breaker having the same mass, and driveable by a compact hydraulic source. <P>SOLUTION: In this hydraulic breaker having a hammer piston for hammering a tool and a control valve for switching flow of operating fluid in relation to the hammer piston, the control valve is arranged in a central part of a breaker main body close to an upper part of the hammer piston, and this hydraulic breaker is provided with a means for making the operating fluid work to the hammer piston through a hollow part, vertically passing through the control valve, during a hammering stroke of the hammer piston. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ブレーカの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで世界中の各社でいろいろなタイプのブレーカが開発されている。このうち、油圧を動力源とする油圧ブレーカは、エネルギー効率が高いこと、低騒音であること、建設機械の油圧動力を利用できること、作業中埃を巻き上げないこと、寒冷時にも凍結の恐れがないことなどの特長を持つことから、普及が進んでいる。
【０００３】
しかし、これまでの油圧ブレーカは、特許第３３７８０２９号などで理解されるように、内部構造及び作動油が流れる回路が複雑であるため圧力損失が大きく、このため、空圧ブレーカに比べて打撃力（破砕力）の点で劣り、今一段の普及を妨げる要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような問題点を解消するためになされたもので、その目的とするところは、シンプルな構造と回路を備えてしかも同等の質量の空圧ブレーカを上回る破砕力を発揮することができ、小型の油圧源で駆動できる油圧ブレーカを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、工具と、該工具を打撃するハンマーピストンと、ハンマピストンに対する作動油の流れを切り換えるコントロールバルブを有する油圧ブレーカにおいて、コントロールバルブをブレーカ本体中心域でかつハンマーピストンの上部直近に配置するとともに、ハンマーピストンの打撃行程において、作動油を前記コントロールバルブの上下を貫通する中空部を通してハンマーピストンに作用させる手段を設けたことを特徴としている。
【０００６】
また、本発明は、ハンマーピストンの打撃行程において、作動油を前記コントロールバルブの上下を貫通する中空部を通してハンマーピストンに作用させる手段が、ハンマーピストンの上部受圧面が位置する上部ピストン室とコントロールバルブとの間にヘッド部を位置させた区画部材からなり、前記ヘッド部が、コントロールバルブ弁体の筒部が嵌まる開口を天部に有する内室と、弁体の筒部下端を受支可能な盤部を有し、前記盤部に上部ピストン室に通じる複数の通路が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明するが、本発明はこの態様に限定されるものではない。
図１ないし図４は本発明による油圧ブレーカの一実施例を示しており、図５ないし図８は動作を示している。
図１において、１は本体であり、アキュムレータ１ａと、バルブボデイ１ｂと、シリンダ１ｃおよびフロントエンド１ｄとを備え、それらは上部から下方に配させ、図示しないボルト類で結合されている。そして、バルブボデイ１ｂにはハンドル９が取付けられている。
【０００８】
フロントエンド１ｄは筒状をなし、中央穴にチゼルなどの工具６が摺動自在に内挿されている。シリンダ１ｃは先端の段付き部をもってフロントエンド１ｄの上端部に嵌合されており、中心部には軸線方向に貫通穴１００が設けられている。
【０００９】
この貫通穴１００にはハンマーピストン４が摺動自在にはめられている。ハンマピストン４は、貫通穴１００を貫いてフロントエンド１ｄ内にまで伸びるロッド部４ａと、このロッド部より径の大きなピストン部４ｃとを有し、ロッド部４ａとピストン部４ｃとの境にはリング状の下部受圧面４０が形成されている。
ピストン部４ｃは上端から所要深さの袋穴４１が形成されており、したがって、ピストン部４ｃは頂面にリング状の上部受圧面４２が形成されている。上部受圧面４２よりも下方の外周には幅の広いリング溝４３が設けられている。
【００１０】
前記貫通穴１００の上端部には拡径段部が設けられており、この段部に本発明で特徴とする区画部材２の拡大したヘッド２ｂが下部部分をもって嵌めこまれている。
前記ヘッド２ｂの残部は、バルブボデイ１ｂの下端中央部からうがたれた拡大穴１０１に嵌められている。
【００１１】
区画部材２は、ヘッド２ｂの下端中心にガイド用の軸部２ａを有し、このガイド軸部２ａに、前記ピストン部４ｃの袋穴４１が相対摺動可能にはめられている。これによって、前記上部受圧面４２と区画部材２のヘッド２ｂとの間には、リング状をなしハンマーピストン４が摺動することによって容積が変化する上部ピストン室１６が形成されている。
【００１２】
前記区画部材２のヘッド２ｂは、図３のように、天部の中央部分に後述するコントロールバルブの弁体筒部を摺動ガイドする開口２０を有し、開口２０よりも内部には拡大した内室２１を有している。この内室２１の下側には後述するコントロールバルブの筒部の下端面を受支する盤部２２が形成されており、この盤部２２に上部ピストン室１６と内室２１とをつなぐ複数の貫通孔からなる通路２３が縦設されている。
前記ヘッド２ｂの内室２１を囲む壁と盤部２２および軸部２ａは、この例では一部品として一体に形成されているが、これに限定されず、２部品以上を組み付けて作られていてもよい。
【００１３】
前記貫通穴１００には、下降状態でのハンマーピストン４の下部受圧面４０に油圧を作用させるために、リング溝状をなした下部ピストン室１５が設けられており、さらに、貫通穴１００には、この下部ピストン室１５よりも上位レベルに、リング溝からなる中間ピストン室１７が形成されている。この中間ピストン室１７は、ハンマーピストン４の下降ストロークの末期に前記リング溝４３と連通する位置にある。さらに、前記中間ピストン室１７よりも適度に上位の貫通穴１００にはリング溝からなる低圧室１８が形成されている。低圧室１８は、ハンマーピストン４の下降状態時においてハンマーピストン４のリング溝４００を介して中間ピストン室１７と連通しあう関係となっている。
【００１４】
バルブボデイ１ｂは、上端に上部室１２が設けられるとともに、一側部には作動油の入口１０と出口１１が設けられている。
上部室１２はアキュムレータ１ａに通じており、入口１０は先端が導入通路１０１によって上部室１２に通じ、後端は図示しないホースを介して油圧建設機械などの油圧発生装置の吐出部に接続される。
前記上部室１２には、導入通路１０１の接続部と異なる部位に、第１通路１４の上端部が接続されている。この第１通路１４はバルブボデイ１ｂを貫いてシリンダ１ｃに延出し、下端部が前記下部ピストン室１５に連通している。
【００１５】
出口１１は先端が導出通路１１１によって後述するコントロールバルブの第１バルブ室に連通とともに、出口１１から分岐状をなした通路１１２によって、前記低圧室１８に通じている。出口１１の後端は、図示しないホースを介して油圧建設機械などの油圧発生装置のオイルタンクに連絡される。
【００１６】
前記入口１０と出口１１の領域には、一端がバルブボデイ１ｂの外面に枢支されたコントロールレバー７で操作されるオペレートバルブ８が設けられている。
該オペレートバルブ８は、入口１０と出口１１に交差するように設けた弁室８ａとこれに摺動可能に配された弁体８ｂとを有しており、弁室８ａは、入口１０と交差し下端が相対的に径小な戻し通路８１によって出口１１に通じた筒孔を有している。
弁体８ｂは筒孔に摺動自在に嵌まり、中間外周に環状溝８０を有している。そして上部には弁室８ａを貫いて延びるロッド８２を有し、該ロッド８２がコントロールレバー７で押圧されることにより、弁体全体が筒孔を移動し、下部が入口１０と出口１１の境界壁に進入するようになっている。
【００１７】
アキュムレータ１ａは、シェルとチャンバ１００ｈにより形成された空所にダイヤフラム１００ｉを張設しており、このダイヤフラム１００ｉによってガス室１００ｊと蓄圧室１００ｋが区画されている。そして蓄圧室１００ｋと上部室１２とは通路１００ｍによって連通している。
【００１８】
バルブボデイ１ｂは、前記区画部材２と同軸上に、ハンマーピストン４に対する圧油の流れを切り替えるとともにアキュムレータ１ａで蓄圧された圧油を区画部材２と協働して直接ハンマーピストン４の上部受圧面４２に作用させるためのコントロールバルブ５を内蔵している。
【００１９】
前記コントロールバルブ５は、区画部材２のヘッド２ｂから上部のバルブ穴５ａと、区画部材２の前記盤部２２への当接を下降限としてバルブ穴５ａに摺動自在にはめられた弁体５ｂからなっている。
前記弁体５ｂは、図２に示すように、上端から下端まで貫通した中央室５３を有して全体が筒状をなし、外周には、上方から下方に向かって、第１筒部５０と、ランド部５１と、第２筒部５２を有している。
【００２０】
いま、図４のように、第１筒部５０の外径をＤ１、ランド部５１の外径をＤ２、第２筒部５２の外径をＤ３とし、第１筒部５０の断面積をＡ２、第２筒部５２の断面積をＡ１、ランド部５１の上面の面積をＡ４、ランド部５１の下面の面積をＡ３とした場合、それらは、次の条件を満たす関係となっている。
Ｄ２＞Ｄ１＞Ｄ３
Ａ１＋Ａ３＝Ａ２＋Ａ４
Ａ３−Ａ４＝Ａ２−Ａ１
【００２１】
前記弁体５ｂは、上昇して第１筒部５０の端面がバルブ穴５ａの天面５４に当接した状態で、第２筒部５２の下端が、区画部材２のヘッド２ｂに設けられている開口２０から脱出しない長さ（高さ）を有している。
バルブ穴５ａには、図２のように、上部室１２に通じる孔より下にそれぞれリング溝からなる第１バルブ室（上部バルブ室）５５、第２バルブ室（中間バルブ室）５６、および第３バルブ室（下部バルブ室）５７が順次間隔をおいて形成されている。
【００２２】
第１バルブ室５５は、弁体５ｂの第１筒部５０に対応する領域にある。第１バルブ室５５は、弁体５ｂがいずれの位置にあるときにも、上部室１２との連通が遮断される。そして、第１バルブ室５５には前記導出通路１１１の端部が接続されている。
第２バルブ室５６は、弁体５ｂが下限位置にあるときに第１筒部５０が位置し、弁体５ｂが上限位置に達したときにランド部５１で第１バルブ室５５との連通が遮断される領域に設けられており、第２バルブ室５６は連絡通路１９によって前記上部ピストン室１６に接続されている。
【００２３】
第３バルブ室５７は、区画部材２のヘッド２ｂの直上位置に設けられており、この第３バルブ室５７は、弁体５ｂがいずれの位置にあっても、ランド部５１によって第２バルブ室５６とは遮断されている。そして、第３バルブ室５７は通路１３によって前記中間ピストン室１７に接続されている。
【００２４】
【実施例の作用】
本発明による油圧ブレーカを使用するに当っては、入口１０を任意の外部油圧源たとえばパワショベルなどの油圧ユニットの吐出部とホースで接続し、出口１１をホースによって油圧ユニットのタンクに導いておく。
図１はこの状態であり、オペレートバルブ８が開いているため、入口１０から流入した作動油は、戻し通路８１から出口１１へと流出し、したがって油圧回路の圧力は上がらず、油圧ブレー力は作動を開始しない。
この時には、コントロールバルブ５の弁体５ｂは下限位置にあり、第２筒部５２は区画部材２の開口２０から内室２１に進入し、下端面が盤部２２に当接している。また、ハンマーピストン４も下降しており、先端が工具６と当接している。
【００２５】
コントロールレバー７を握って操作すると、図５のように、コントロールレバー７によってオペレートバルブ８の弁体８ｂが押し込まれ、大径部よって戻し通路１１１が閉じられる。作動油は入口１０からオペレートバルブ８の弁体８ｂの環状溝８０を流れ、導入通路１０１を通って上部室１２に流入し、これに通じている通路１４を通って下部ピストン室１５へ流入する。
【００２６】
下部ピストン室１５にはハンマーピストン４の下部受圧面４０が臨んでいるので、ここに下部ピストン室１５の圧力が作用し、ハンマーピストン４はこの圧カによる力によって押し上げられる。この時、ハンマーピストン４の上部受圧面４４２が位置している上部ピストン室１６内の作動油はハンマーピストン４によって押し出され、上部ピストン室１６に通じている通路１９から第２バルブ室５６、第１バルブ室５５を経て導出通路１１１に流れ、出口１１から流出する。
【００２７】
こうしてハンマーピストン４が上昇する間、図６のように、入口１０から導入通路１０１を経て上部室１２に流入した作動油の一部は、通路１００ｍを通って蓄圧室１００ｋに流人し、その圧力でダイアフラム１００ｉを押し上げガス室１００ｊ内のガスを圧縮するため、蓄圧室１００ｋには、作動油が高圧に蓄えられる。
【００２８】
下部ピストン室１５への作動油の供給で上昇するハンマーピストン４の下部受圧面４０が中間室１７に臨む位置に達すると、下部ピストン室１５内の高圧の作動油は中間室１７に入り、ここに接続している通路１３を経てコントロールバルブ５の第３バルブ室５７に流入する。この位置には下限位置にある弁体５ｂのランド５１の下端部と第２筒部５２の境界部分（段部）が位置しているので、段部に加わる第３バルブ室５７の圧力によって弁体５ｂは上昇し始める。
【００２９】
詳述すると、図４において、弁体５ｂの下端面の面積Ａ１と上端面の面積Ａ２には常に高圧Ｐｈが作用している。またランド部５１の上面の面積Ａ４には常に低圧Ｐｌが作用している。いま、第３バルブ室５７に高圧Ｐｈが作用すると、コントロールバルブの弁体５ｂには上昇力Ｆｕが作用する。この上昇力Ｆｕは次式で表される。
【００３０】
Ｆｕ＝Ｐｈ×Ａ１＋Ｐｈ×Ａ３−Ｐｈ×Ａ２−Ｐｌ×Ａ４
＝Ｐｈ（Ａ１−Ａ２＋Ａ３）−Ｐｌ×Ａ４
ここで、Ａ１−Ａ２＋Ａ３＝Ａ４であるから、
Ｆｕ＝Ａ４（Ｐｈ−Ｐｌ）＞０
したがって、圧力差による力Ｆｕによりコントロールバルブの弁体５ｂは上昇するのである。
【００３１】
コントロールバルブ５の弁体５ｂが上昇すると、図７のように、弁体５ｂの第２筒部５２の下端と区画部材２の盤部２２の接触によって弁体５ｂの中央室５３およびその上流の上部室１２と遮断されていた内室２１が、弁体５ｂの上昇に伴って中央室５３と連通し、同時に第１バルブ室５５と第２バルブ室５６との間の接続が弁体５ｂのランド部５１によって閉じられる。
【００３２】
これにより、上部室１２の高圧の作動油は、弁体５ｂの中央室５３から内室２１および盤部２２の縦の通路２３を経て、直接、上部ピストン室１６に流入する。上部ピストン室１６の面積は下部ピストン室１５の面積に比べはるかに大きくなっているため、ハンマーピストン４は上部ピストン室１６の面積に作用する高圧による力で急激に下方に加速される。下部ピストン室１５内の作動油は押し出され、通路１４を経て上部室１２に逆流する。
ハンマーピストン４の下降中には、蓄圧室１００ｋ内に蓄えられた作動油が通路１００ｍを通って放出され、コントロールバルブ５の弁体５ｂの中央室５３から通路２３を経て上部ピストン室１６に供給され、高圧回路の圧力を補償する。
【００３３】
区画部材２は、コントロールバルブ５およびハンマーピストン４のガイド機能、コントロールバルブ５の下限位置決め機能のほか、コントロールバルブ５の弁体５ｂと協働して１種の切換弁として機能し、コントロールバルブ５の弁体５ｂの内部を流れる高圧の作動油を上部ピストン室１６に臨むハンマーピストン４の受圧面に直接導くのである。
以上のことから、上部室１２から上部ピストン室１６に至る経路はコントロールバルブ５の弁体５ｂの中空部を通ることで最短経路となる。また、通路の形状が単純であるため、作動油の流れがスムーズとなり、圧力損失が少ない。このように短時問に大量の作動油を流せるようにすることでハンマーピストン４のスピードを上げることができ、結果として大きな打撃力を発生させることができる。
【００３４】
こうしてハンマーピストン４が下降して先端が工具６の頭部を打撃すると、工具６はこの打撃エネルギーを伝達し先端部でコンクリート等を破砕する。この状態が図８であり、ハンマーピストン４の先端が工具６を打撃すると、ハンマーピストン４のリング溝４３が中間室１７に達し、中間室１７と低圧室１８との間が開かれる。
中間室１７は通路１３が接続されており、低圧室１８には通路１１２が接続されているので、第２バルブ室５７内の作動油は、通路１３、中間室１７、リング溝４３、低圧室１８および通路１１２を経て出口１１１から流出する。このためコントロールバルブ４の第２バルブ室５６は低圧となり、コントロールバルブ５の弁体５ｂは中央室５３内の圧力により下降しはじめる。
【００３５】
詳述すると、第３バルブ室５７に低圧Ｐｌが作用すると、コントロールバルブの弁体５ｂには下降力Ｆｄが作用する。下降力Ｆｄは次式で表される。
Ｆｄ＝Ｐｈ×Ａ２−Ｐｌ×Ａ３−Ｐｈ×Ａ１＋Ｐｌ×Ａ４
＝Ｐｈ（Ａ２−Ａ１）−Ｐｌ×（Ａ３−Ａ４）
ここで、Ａ３−Ａ４＝Ａ２−Ａ１であるから、
Ｆｄ＝（Ｐｈ−Ｐｌ）×（Ａ２−Ａ１）＞０
【００３６】
このように、圧力差と面積差による力Ｆｄにより、コントロールバルブ５の弁体５ｂは下降する。
弁体５ｂが下降すると、図５の状態に戻り、ハンマーピストン４は再び上昇しはじめる。以下、同じ作動を繰り返すことで工具６に連続的に打撃を加えることができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明した本発明の請求項１によるときには、工具６と、該工具を打撃するハンマーピストン４と、ハンマーピストン４に対する作動油の流れを切り換えるコントロールバルブ５を有する油圧ブレーカにおいて、コントロールバルブ５をブレーカ本体中心域でかつハンマーピストン４の上部直近に配置するとともに、ハンマーピストン４の打撃行程において、作動油を前記コントロールバルブ５の上下を貫通する中空部５３を流れてハンマーピストン４に直接作用させるので、上部室１２から上部ピストン室１６に至る経路が最短経路となり、また、通路形状が単純であるため作動油の流れがスムーズで圧力損失が少なく、短時問に大量の作動油を流すことができる。このため、同等の質量の空圧ブレーカを上回る破砕力を持たせることができ、しかもシンプルな構造で回路も簡単で故障が少なく、小型の油圧源で駆動できるなどのすぐれた効果が得られる。
【００３８】
請求項２によれば、ハンマーピストン４の上部受圧面が位置する上部ピストン室１６とコントロールバルブ５との間にヘッド部２ａが固定された区画部材２からなり、前記ヘッド部２ａが、コントロールバルブ弁体５ｂの筒部５２が挿通する開口２０を天部に有する室２１と、弁体５ｂの筒部下端を受支可能な盤部２２を有し、前記盤部２２に上部ピストン室１６に通じる複数の通路２３が設けられているので、コントロールバルブ５の弁体５ｂに対するシートの機能と、高圧をコントロールバルブ５の弁体５ｂからダイレクトに上部ピストン室１６に導く通路部材としての機能を発揮でき、したがって、簡単な構造により、ハンマーピストンの打撃行程において、作動油を前記コントロールバルブの中空部を通してハンマーピストンに作用させることができるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による油圧ブレーカの一実施例を示す縦断側面図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】（ａ）は図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図、（ｂ）は区画部材単体の部分切欠側面図である。
【図４】本発明におけるコントロールバルブの径と受圧面積を示めす説明図である。
【図５】上昇ストロークを開始した状態の断面図である。
【図６】上昇ストロークの末期の状態を示す断面図である。
【図７】下降（打撃）ストロークを開始した状態の断面図である。
【図８】打撃時の状態の断面図である。
【符号の説明】
１本体
２区画部材
２ａヘッド部
４ハンマーピストン
５コントロールバルブ
１６上部ピストン室
２０開口
２１内室
２２盤部
２３通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a hydraulic breaker.
[0002]
[Prior art]
To date, various types of breakers have been developed by companies around the world. Among these, hydraulic breakers that use hydraulic power as the power source have high energy efficiency, low noise, use of hydraulic power of construction machinery, do not wind up dust during work, and do not have the risk of freezing even in cold weather It has been spreading because of its features.
[0003]
However, the conventional hydraulic breaker has a large pressure loss due to the complicated internal structure and the circuit through which the hydraulic oil flows, as understood in Japanese Patent No. 3378029 and the like. (Crushing power), which was a factor that hindered further spread.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a crushing force exceeding a pneumatic breaker having a simple structure and a circuit and having the same mass. And a hydraulic breaker that can be driven by a small hydraulic source.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a hydraulic breaker having a tool, a hammer piston for striking the tool, and a control valve for switching a flow of hydraulic oil to the hammer piston. And a means for causing hydraulic oil to act on the hammer piston through a hollow portion penetrating above and below the control valve in a stroke of the hammer piston.
[0006]
Further, in the present invention, in the hammering stroke of the hammer piston, the means for causing the hydraulic oil to act on the hammer piston through the hollow portion penetrating above and below the control valve includes an upper piston chamber in which the upper pressure receiving surface of the hammer piston is located and the control valve. The head portion can receive the inner chamber having an opening in the top portion into which the cylinder portion of the control valve valve fits, and the lower end of the cylinder portion of the valve body. And a plurality of passages leading to the upper piston chamber are provided in the board.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
1 to 4 show an embodiment of the hydraulic breaker according to the present invention, and FIGS. 5 to 8 show the operation.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a main body, which includes an accumulator 1a, a valve body 1b, a cylinder 1c and a front end 1d, which are arranged downward from above and connected by bolts (not shown). A handle 9 is attached to the valve body 1b.
[0008]
The front end 1d has a cylindrical shape, and a tool 6 such as a chisel is slidably inserted in a central hole. The cylinder 1c is fitted to the upper end of the front end 1d with a stepped portion at the tip, and a through hole 100 is provided in the center in the axial direction.
[0009]
The hammer piston 4 is slidably fitted in the through hole 100. The hammer piston 4 has a rod portion 4a extending through the through hole 100 into the front end 1d, and a piston portion 4c having a larger diameter than the rod portion, and a boundary between the rod portion 4a and the piston portion 4c is formed. A ring-shaped lower pressure receiving surface 40 is formed.
The piston portion 4c is formed with a blind hole 41 having a required depth from the upper end. Therefore, the piston portion 4c has a ring-shaped upper pressure receiving surface 42 formed on the top surface. A wide ring groove 43 is provided on the outer periphery below the upper pressure receiving surface 42.
[0010]
An enlarged diameter step is provided at the upper end of the through hole 100, and the enlarged head 2b of the partition member 2 characterized by the present invention is fitted into this step with its lower part.
The remaining portion of the head 2b is fitted in an enlarged hole 101 which is recessed from the center of the lower end of the valve body 1b.
[0011]
The partition member 2 has a guide shaft 2a at the center of the lower end of the head 2b, and the blind hole 41 of the piston portion 4c is fitted to the guide shaft 2a so as to be relatively slidable. Thus, the upper piston chamber 16 is formed between the upper pressure receiving surface 42 and the head 2b of the partition member 2 and has a ring shape and has a volume that changes when the hammer piston 4 slides.
[0012]
As shown in FIG. 3, the head 2b of the partition member 2 has an opening 20 at the center of the top portion for slidingly guiding a valve body cylinder portion of a control valve, which will be described later. It has an inner chamber 21. Below the inner chamber 21, there is formed a disk 22 for receiving a lower end surface of a tubular portion of a control valve, which will be described later. A plurality of the disk 22 connect the upper piston chamber 16 and the inner chamber 21 to each other. A passage 23 composed of a through hole is provided vertically.
The wall surrounding the inner chamber 21 of the head 2b, the board 22 and the shaft 2a are integrally formed as one component in this example, but are not limited to this, and are made by assembling two or more components. Is also good.
[0013]
The through-hole 100 is provided with a ring-shaped lower piston chamber 15 for applying a hydraulic pressure to the lower pressure-receiving surface 40 of the hammer piston 4 in a lowered state. An intermediate piston chamber 17 composed of a ring groove is formed at a level higher than the lower piston chamber 15. This intermediate piston chamber 17 is at a position communicating with the ring groove 43 at the end of the lowering stroke of the hammer piston 4. Further, a low-pressure chamber 18 formed of a ring groove is formed in the through hole 100 which is appropriately higher than the intermediate piston chamber 17. The low-pressure chamber 18 is in communication with the intermediate piston chamber 17 via the ring groove 400 of the hammer piston 4 when the hammer piston 4 is in the lowered state.
[0014]
The valve body 1b is provided with an upper chamber 12 at an upper end and an inlet 10 and an outlet 11 for hydraulic oil on one side.
The upper chamber 12 communicates with the accumulator 1a. The inlet 10 has a leading end communicating with the upper chamber 12 through the introduction passage 101, and a rear end connected to a discharge portion of a hydraulic pressure generating device such as a hydraulic construction machine through a hose (not shown). .
An upper end of the first passage 14 is connected to the upper chamber 12 at a portion different from the connection portion of the introduction passage 101. The first passage 14 extends through the valve body 1b to the cylinder 1c, and has a lower end communicating with the lower piston chamber 15.
[0015]
The outlet 11 has a leading end communicating with a first valve chamber of a control valve, which will be described later, through an outlet passage 111, and communicates with the low-pressure chamber 18 via a passage 112 branched from the outlet 11. The rear end of the outlet 11 is connected to an oil tank of a hydraulic generator such as a hydraulic construction machine via a hose (not shown).
[0016]
In the area of the inlet 10 and the outlet 11, an operating valve 8 is provided, one end of which is operated by a control lever 7 pivotally supported on the outer surface of the valve body 1b.
The operating valve 8 has a valve chamber 8a provided so as to intersect with the inlet 10 and the outlet 11, and a valve body 8b slidably disposed in the valve chamber 8a. The lower end has a cylindrical hole communicating with the outlet 11 by a return passage 81 having a relatively small diameter.
The valve body 8b is slidably fitted in the cylindrical hole, and has an annular groove 80 in the middle outer periphery. The upper portion has a rod 82 extending through the valve chamber 8a. When the rod 82 is pressed by the control lever 7, the entire valve element moves through the cylindrical hole, and the lower portion is a boundary between the inlet 10 and the outlet 11. It is designed to enter the wall.
[0017]
In the accumulator 1a, a diaphragm 100i is stretched in a space formed by a shell and a chamber 100h, and a gas chamber 100j and a pressure accumulation chamber 100k are defined by the diaphragm 100i. The pressure accumulating chamber 100k and the upper chamber 12 communicate with each other through a passage 100m.
[0018]
The valve body 1b switches the flow of the pressure oil to the hammer piston 4 coaxially with the partition member 2 and directly cooperates with the partition member 2 with the pressure oil accumulated in the accumulator 1a to receive the upper pressure receiving surface 42 of the hammer piston 4 directly. A control valve 5 is provided for causing the control valve 5 to operate.
[0019]
The control valve 5 is provided with a valve hole 5a which is slidably fitted in the valve hole 5a with the upper end of the valve hole 5a from the head 2b of the partition member 2 and the contact of the partition member 2 with the board portion 22 as a lower limit. Consists of
As shown in FIG. 2, the valve body 5b has a central chamber 53 penetrating from the upper end to the lower end, and has a cylindrical shape as a whole. , A land portion 51, and a second cylindrical portion 52.
[0020]
Now, as shown in FIG. 4, the outer diameter of the first cylindrical portion 50 is D1, the outer diameter of the land portion 51 is D2, the outer diameter of the second cylindrical portion 52 is D3, and the sectional area of the first cylindrical portion 50 is A2. When the sectional area of the second cylindrical portion 52 is A1, the area of the upper surface of the land portion 51 is A4, and the area of the lower surface of the land portion 51 is A3, they satisfy the following condition.
D2>D1> D3
A1 + A3 = A2 + A4
A3-A4 = A2-A1
[0021]
The valve body 5b is raised and the lower end of the second cylindrical portion 52 is provided on the head 2b of the partition member 2 in a state where the end surface of the first cylindrical portion 50 is in contact with the top surface 54 of the valve hole 5a. Has a length (height) that does not escape from the opening 20.
In the valve hole 5a, as shown in FIG. 2, a first valve chamber (upper valve chamber) 55, a second valve chamber (intermediate valve chamber) 56, and a second valve chamber 56 each formed of a ring groove below a hole communicating with the upper chamber 12. Three valve chambers (lower valve chambers) 57 are formed sequentially at intervals.
[0022]
The first valve chamber 55 is located in a region corresponding to the first cylinder 50 of the valve element 5b. The communication between the first valve chamber 55 and the upper chamber 12 is interrupted when the valve element 5b is in any position. The end of the outlet passage 111 is connected to the first valve chamber 55.
In the second valve chamber 56, when the valve body 5b is at the lower limit position, the first cylindrical portion 50 is located, and when the valve body 5b reaches the upper limit position, communication with the first valve chamber 55 at the land portion 51 is established. The second valve chamber 56 is connected to the upper piston chamber 16 by a communication passage 19.
[0023]
The third valve chamber 57 is provided immediately above the head 2b of the partition member 2. The third valve chamber 57 is provided by the land portion 51 regardless of the position of the valve element 5b. 56 is cut off. The third valve chamber 57 is connected to the intermediate piston chamber 17 through the passage 13.
[0024]
Operation of the embodiment
In using the hydraulic breaker according to the present invention, the inlet 10 is connected to an arbitrary external hydraulic source, for example, a discharge portion of a hydraulic unit such as a power shovel by a hose, and the outlet 11 is guided to a tank of the hydraulic unit by a hose.
FIG. 1 shows this state, in which the operating valve 8 is open, so that the hydraulic oil flowing from the inlet 10 flows out of the return passage 81 to the outlet 11, so that the pressure of the hydraulic circuit does not increase, and the hydraulic braking force is reduced. Do not start operation.
At this time, the valve body 5b of the control valve 5 is at the lower limit position, the second cylindrical portion 52 enters the inner chamber 21 from the opening 20 of the partition member 2, and the lower end surface is in contact with the board portion 22. The hammer piston 4 is also lowered, and the tip is in contact with the tool 6.
[0025]
When the control lever 7 is gripped and operated, as shown in FIG. 5, the valve body 8b of the operating valve 8 is pushed in by the control lever 7, and the return passage 111 is closed by the large diameter portion. The hydraulic oil flows from the inlet 10 through the annular groove 80 of the valve body 8b of the operating valve 8, flows into the upper chamber 12 through the introduction passage 101, and flows into the lower piston chamber 15 through the passage 14 communicating therewith. .
[0026]
Since the lower pressure receiving surface 40 of the hammer piston 4 faces the lower piston chamber 15, the pressure of the lower piston chamber 15 acts thereon, and the hammer piston 4 is pushed up by the force of the pressure. At this time, the hydraulic oil in the upper piston chamber 16 where the upper pressure receiving surface 442 of the hammer piston 4 is located is pushed out by the hammer piston 4 and passes through the passage 19 communicating with the upper piston chamber 16 to the second valve chamber 56 and the second valve chamber. It flows into the outlet passage 111 via one valve chamber 55 and flows out from the outlet 11.
[0027]
While the hammer piston 4 rises in this way, as shown in FIG. 6, part of the hydraulic oil flowing from the inlet 10 into the upper chamber 12 via the introduction passage 101 flows through the passage 100m into the accumulator 100k, where The hydraulic oil is stored at a high pressure in the pressure accumulating chamber 100k because the diaphragm 100i is pushed up by the pressure to compress the gas in the gas chamber 100j.
[0028]
When the lower pressure receiving surface 40 of the hammer piston 4 which rises by the supply of the hydraulic oil to the lower piston chamber 15 reaches a position facing the intermediate chamber 17, the high-pressure hydraulic oil in the lower piston chamber 15 enters the intermediate chamber 17. Flows into the third valve chamber 57 of the control valve 5 through the passage 13 connected to the control valve 5. At this position, the boundary (step) between the lower end of the land 51 of the valve element 5b at the lower limit position and the second cylindrical portion 52 is located, so that the valve is actuated by the pressure of the third valve chamber 57 applied to the step. The body 5b starts to rise.
[0029]
More specifically, in FIG. 4, the high pressure Ph always acts on the area A1 of the lower end face and the area A2 of the upper end face of the valve element 5b. In addition, the low pressure Pl always acts on the area A4 of the upper surface of the land portion 51. Now, when the high pressure Ph acts on the third valve chamber 57, an upward force Fu acts on the valve element 5b of the control valve. This rising force Fu is expressed by the following equation.
[0030]
Fu = Ph × A1 + Ph × A3-Ph × A2-Pl × A4
= Ph (A1−A2 + A3) −P1 × A4
Here, since A1-A2 + A3 = A4,
Fu = A4 (Ph-Pl)> 0
Accordingly, the valve element 5b of the control valve rises due to the force Fu due to the pressure difference.
[0031]
When the valve element 5b of the control valve 5 is raised, as shown in FIG. The inner chamber 21 that has been isolated from the upper chamber 12 communicates with the central chamber 53 as the valve body 5b rises, and at the same time, the connection between the first valve chamber 55 and the second valve chamber 56 is connected to the valve body 5b. It is closed by the land 51.
[0032]
Thus, the high-pressure hydraulic oil in the upper chamber 12 flows directly from the central chamber 53 of the valve body 5b into the upper piston chamber 16 via the inner chamber 21 and the vertical passage 23 of the board 22. Since the area of the upper piston chamber 16 is much larger than the area of the lower piston chamber 15, the hammer piston 4 is rapidly accelerated downward by a high-pressure force acting on the area of the upper piston chamber 16. The hydraulic oil in the lower piston chamber 15 is pushed out and flows back to the upper chamber 12 via the passage 14.
While the hammer piston 4 is descending, the hydraulic oil stored in the pressure accumulating chamber 100k is released through the passage 100m, and is supplied from the central chamber 53 of the valve body 5b of the control valve 5 to the upper piston chamber 16 via the passage 23. To compensate for the pressure in the high pressure circuit.
[0033]
The partitioning member 2 functions as a kind of switching valve in cooperation with the valve body 5b of the control valve 5, in addition to the function of guiding the control valve 5 and the hammer piston 4, the function of positioning the lower limit of the control valve 5, and the like. The high-pressure hydraulic oil flowing inside the valve body 5b is directly led to the pressure receiving surface of the hammer piston 4 facing the upper piston chamber 16.
From the above, the path from the upper chamber 12 to the upper piston chamber 16 is the shortest path through the hollow portion of the valve element 5b of the control valve 5. Further, since the shape of the passage is simple, the flow of the hydraulic oil is smooth, and the pressure loss is small. By allowing a large amount of hydraulic oil to flow in a short time, the speed of the hammer piston 4 can be increased, and as a result, a large impact force can be generated.
[0034]
When the hammer piston 4 descends and the tip hits the head of the tool 6, the tool 6 transmits the impact energy and crushes concrete or the like at the tip. FIG. 8 shows this state. When the tip of the hammer piston 4 hits the tool 6, the ring groove 43 of the hammer piston 4 reaches the intermediate chamber 17, and the space between the intermediate chamber 17 and the low-pressure chamber 18 is opened.
Since the passage 13 is connected to the intermediate chamber 17 and the passage 112 is connected to the low-pressure chamber 18, the operating oil in the second valve chamber 57 is supplied to the passage 13, the intermediate chamber 17, the ring groove 43, and the low-pressure chamber. It flows out of the outlet 111 via the passage 18 and the passage 112. Therefore, the pressure in the second valve chamber 56 of the control valve 4 becomes low, and the valve element 5b of the control valve 5 starts to decrease due to the pressure in the central chamber 53.
[0035]
More specifically, when the low pressure Pl acts on the third valve chamber 57, a downward force Fd acts on the valve element 5b of the control valve. The descending force Fd is expressed by the following equation.
Fd = Ph × A2-Pl × A3-Ph × A1 + Pl × A4
= Ph (A2-A1) -Pl * (A3-A4)
Here, since A3-A4 = A2-A1,
Fd = (Ph-Pl) × (A2-A1)> 0
[0036]
As described above, the valve element 5b of the control valve 5 is lowered by the force Fd due to the pressure difference and the area difference.
When the valve element 5b moves down, the state returns to the state shown in FIG. 5, and the hammer piston 4 starts moving up again. Hereinafter, the tool 6 can be continuously hit by repeating the same operation.
[0037]
【The invention's effect】
According to claim 1 of the present invention described above, in a hydraulic breaker having a tool 6, a hammer piston 4 for striking the tool, and a control valve 5 for switching a flow of hydraulic oil to the hammer piston 4, the control valve 5 Since the hydraulic oil is disposed in the center region of the main body and immediately near the upper part of the hammer piston 4, and in the stroke of the hammer piston 4, the operating oil directly flows on the hammer piston 4 by flowing through the hollow portion 53 penetrating above and below the control valve 5. In addition, the path from the upper chamber 12 to the upper piston chamber 16 is the shortest path, and since the path shape is simple, the flow of hydraulic oil is smooth, the pressure loss is small, and a large amount of hydraulic oil can flow in a short time. it can. For this reason, it is possible to provide an excellent effect such that a crushing force higher than that of a pneumatic breaker having an equivalent mass can be provided, and a simple structure, a simple circuit, few failures, and a small hydraulic power source can be used.
[0038]
According to the second aspect, the head member 2a is fixed to the control valve 5 between the upper piston chamber 16 where the upper pressure receiving surface of the hammer piston 4 is located and the control valve 5, and the head part 2a is provided with the control valve. The valve body 5b has a chamber 21 having an opening 20 in the top portion through which the cylindrical portion 52 is inserted, and a board portion 22 capable of receiving the lower end of the cylindrical portion of the valve body 5b. Since a plurality of passages 23 communicating with the control valve 5 are provided, a function of a seat for the valve element 5b of the control valve 5 and a function of a passage member for guiding high pressure directly from the valve element 5b of the control valve 5 to the upper piston chamber 16 are exhibited. And therefore, with a simple structure, the hydraulic oil acts on the hammer piston through the hollow part of the control valve during the hammer piston stroke. Excellent effect that it is possible to obtain.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional side view showing an embodiment of a hydraulic breaker according to the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
3A is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2, and FIG. 3B is a partially cutaway side view of a partition member alone.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a diameter and a pressure receiving area of a control valve according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state where a rising stroke is started.
FIG. 6 is a sectional view showing a state at the end of a rising stroke.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a state in which a descending (hitting) stroke is started.
FIG. 8 is a sectional view of a state at the time of hitting.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main body 2 Partition member 2a Head part 4 Hammer piston 5 Control valve 16 Upper piston chamber 20 Opening 21 Inner chamber 22 Board part 23 Passage

Claims

In a hydraulic breaker having a tool, a hammer piston for striking the tool, and a control valve for switching a flow of hydraulic oil to the hammer piston, the control valve is arranged in a central region of the breaker body and in the vicinity of an upper portion of the hammer piston. A hydraulic breaker, characterized in that in the impact stroke of (1), means is provided for causing hydraulic oil to act on a hammer piston through a hollow portion penetrating above and below the control valve.

Means for causing the hydraulic oil to act on the hammer piston through a hollow portion penetrating above and below the control valve during a hammering stroke of the hammer piston includes a head portion between the upper piston chamber where the upper pressure receiving surface of the hammer piston is located and the control valve. Wherein the head portion has an inner chamber having an opening in the top portion into which the cylinder portion of the control valve valve fits, and a board portion capable of receiving the lower end of the cylinder portion of the valve body. 2. The hydraulic breaker according to claim 1, wherein the board portion is provided with a plurality of passages communicating with the upper piston chamber.