JP2005023551A - 打撃力発生装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、削孔装置、杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機及び貫入試験機等に適用して最適な打撃力発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ウエイトハンマに該ウエイトハンマを付勢するばねを設け、ウエイトハンマの落下による打撃力で被打撃物を打撃する装置は提供されている。この装置によればウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重された打撃力が発生するので、短い落下距離であっても大きな打撃力を得ることができる。
本出願人は、このような打撃力発生装置を採用した削孔装置を既に提供している。この削孔装置は、垂直方向に固設されたガイドロッドに摺動自在に設けられたウエイトハンマと、該ウエイトハンマを持ち上げ、落下させるリフトと、前記ウエイトハンマの落下線上に設けられ、ウエイトハンマの落下により打撃されるハンマサブ(被打撃物)と、前記ウエイトハンマを付勢するばねとで構成されており、ウエイトハンマはリフトによって所定の高さまで持ち上げられては落下されるが、この時、ウエイトハンマがリフトにより持ち上げられるとばねが圧縮され、ウエイトハンマの落下時にはウエイトハンマを付勢するものである。これによりハンマサブは、ウエイトハンマの自由落下の打撃力とばねの付勢力とが加重された打撃力で打撃される(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
実用新案登録第3085813号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記削孔装置に採用した打撃力発生装置は、削孔装置においては大きな打撃力が発生し好ましいものである。しかしながら、削孔装置だけでなく杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機および貫入試験機などにも適用するためには、前記削孔装置に採用した打撃力発生装置のリフトは、スプロケット間に懸回されたチェーンにウエイトハンマの係止部材が固着され、スプロケットに連結されたモータで駆動するチェーンの移動によりウエイトハンマを係止部材で係止して下方より上方に持ち上げ、落下させる構成となっているために、次のような改善すべき課題がある。
(1)ウエイトハンマを持ち上げては落下させて打撃するタイミングを合わせにくい。
(2)所定時間内での打撃数を余り増加させることができない。
(3)ウエイトハンマの移動距離(落下距離)が短い場合には採用が困難となる。従って、小型化にも支障する。
(4)少なくとも2個のスプロケットにチェーンを懸回するので、そのスペースが必要となり、その分大きくなるし、構造も複雑となる。
この発明は、このような点に鑑み前記課題を解決し、汎用性が高く、大きな打撃力を発生させることができるし、打撃力の大きさ、打撃回数の調整も容易な打撃力発生装置を提供せんとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明の打撃力発生装置は、摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃することを特徴とする。
これにより被打撃体を、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力で打撃することができる。また、ウエイトハンマは回転体の回転で持ち上げ、落下の作動を行うことができる。
【0006】
また、この発明の打撃力発生装置は、摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体と、ウエイトハンマにより打撃されるハンマサブとを具備し、
前記ハンマサブにはスピンドルを介してまたは直接にスピンドルギアがスプライン結合により相対移動自在に設けられ、かつ、このスピンドルギアにモータのギアが噛合して回転可能となっており、前記回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力によりハンマサブを打撃することを特徴とする。
これにより前記効果の他に、ハンマサブに連結する部材には、打撃力と回転力を付与することができる。
【0007】
また、この発明の打撃力発生装置は、前記ウエイトハンマがガイドロッドに沿ってまたはガイド筒内に摺動自在に設けられていることを特徴とする。
これによりウエイトハンマは、ガイドロッドまたはガイド筒にガイドされて移動するので、被打撃体またはハンマサブを正確に打撃することができる。
【0008】
さらに、この発明の打撃力発生装置は、前記ばねが圧縮ばねであることを特徴とする。
これによりばねはウエイトハンマの移動により圧縮するように設けられるので付勢力を容易に付与することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の図面に示す実施の形態について詳細に説明する。図1(a)(b)はこの発明の基本原理を説明する断面図であり、(a)が作動前、(b)が作動途中を示す。
同図に示すようにこの発明の打撃力発生装置は、機枠、例えばケース10の一部に固設されたガイドロッド12に摺動自在に設けられたウエイトハンマ13と、このウエイトハンマ13に付勢力を付与する圧縮ばね14と、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマ13を係止して前記圧縮ばね14の付勢力が増大する方向に移動(本例では上動)させると共に所定位置で係止を解除する係止部18が設けられた回転体17とを具備する。
【0010】
ウエイトハンマ13には回転体17が回転したとき、その係止部18が係止する突起13aが設けられている。回転体17にはモータ19が連結され回転駆動される。従って、回転体17を回転させると、回転体17の係止部18がウエイトハンマ13の突起13aを係止して図1(a)の状態から(b)に示すように上方に持ち上げる。この時、圧縮ばね14はウエイトハンマ13により圧縮され付勢力が増大する。そして、回転体17の係止部18が回転して上死点を通過すると、係止部18とウエイトハンマ13の突起13aとの係止が外れるから、ウエイトハンマ13は自重とばね14の付勢力により落下し、被打撃物(例えば、ハンマサブ)15を打撃する。この打撃力は、ウエイトハンマ13の自重とばね14の付勢力との加重力となる。
【0011】
この図1(a)(b)に示す打撃力発生装置では、突起18は回転体17の回転する円軌道上の位置に1個設けられているので、回転体17の1回転で1回の打撃数となる。従って、所定時間内の打撃数は回転速度によって決定される。しかし、突起18を回転体17の回転する同一の円軌道上の位置に複数設けると、同じ回転速度であっても打撃数は増加する。例えば、突起18を回転体17の180°対称位置にも設けると、回転体17の半回転で一回の打撃数となる。従って、回転体17をプロペラ状とし、その先端に突起18を設ける構成とすると、回転体17の半回転で1回の打撃が行われる。
なお、この打撃力発生装置では、ウエイトハンマ13にばね14の付勢力が働くので、垂直方向だけでなく、斜め方向の打撃力も付与することができる。
【0012】
図2乃至図6は、前記打撃力発生装置を削孔装置に適用した実施の形態を示し、図2はその側面図、図3はその概略斜視図、図4はその要部拡大正面図、図5はその要部拡大側面図、図6はその要部拡大正面図であり、前記図1に示す構成要素と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【0013】
同図において、1はリーダであって、ベースマシン2に起倒自在に立設されている。本例においてはベースマシン2としてクローラタイプを示しており、下部走行体3上にパワーユニット5やコントロールボックス6などよりなるベース本体4にブームシリンダ7及びスライドシリンダ8等のシリンダを介して、起倒自在に立設されている。前記ベース本体4には、アウトリガー9が設けられ、作業時にベースマシン2を安定して支持できるようになっている。
なお、ベースマシン2としては、クローラタイプでなく、戴置式であってもよい。
【0014】
前記リーダ1には、スライドケース10が摺動自在に設けられ、このスライドケース10には駆動手段が設けられ、リーダ1に沿って進退される。この駆動手段は、従来公知の手段でよく、本例においてはシリンダ11が採用されており、シリンダ11のシリンダロッド11aの先端がスライドケース10に固定されて連結されている。
【0015】
前記スライドケース10内には、リーダ1を作業状態に立設したときの垂直方向に固設されたガイドロッド12に摺動自在にもうけられたウエイトハンマ13と、このウエイトハンマ13をガイドロッド12に沿って持ち上げ、落下させる回転体17と、前記ウエイトハンマ13の落下線上に設けられ、ウエイトハンマ13の落下により打撃されるハンマサブ15と、ウエイトハンマ13をハンマサブ15の打撃方向へ付勢する圧縮ばね14と、ハンマサブ15を回転させるモータ16の伝動機構、などが大略内蔵されている。
【0016】
スライドケース10は、直方体の箱状であって、前記駆動手段としてのシリンダ11のシリンダロッド11aは、その先端がスライドケース10に固着されている。
また、前記ガイドロッド12も図3及び図4に示すようにその先端がスライドケース10の天板10aに固着されて垂下されている。
【0017】
ウエイトハンマ13は、前記ガイドロッド12に摺動自在に設けられており、ガイドロッド12に沿って上下動が可能となっている。このウエイトハンマ13にはウエイトハンマ13をハンマサブ15の打撃方向に付勢する圧縮ばね14が設けられている。このばね14は、ウエイトハンマ13と天板10aとの間に、ガイドロッド12に巻装されて設けられている。前記ウエイトハンマ13は、ハンマサブ15を打撃することによってハンマサブ15に連結される削孔ロッドRに打撃力を付与するものである。従って、圧縮ばね14が設けられていると、ウエイトハンマ13の自由落下の打撃力に、ばね14の付勢力が加重される。このウエイトハンマ13は、ガイドロッド12に回転不可であって軸方向に摺動自在に装着されるのが、ウエイトハンマ13の持ち上げ、落下時に回転しないので好ましい。本例では2本のガイドロッド12を使用し回転不可としている。
【0018】
前記ウエイトハンマ13は、回転体17の回転によって所定の高さまで持ち上げられて落下される。即ち、本例の回転体17は図4に示すようにプロペラ状であって、モータ19に連結され回転駆動される。この回転体17の先端には係止部18が設けられており、また、ウエイトハンマ13には該回転体17の係止部18が回転したとき描く円軌道上に位置するように突起13aが設けられている。従って、回転体17が回転すると最下方の位置で係止部18が突起13aに当り係止してウエイトハンマ13を上方に持ち上げると共に、係止部18が最上方に回転して移動するとその時点で係止部18の突起13aからの係止が離れ、ウエイトハンマ13は落下する。また、このウエイトハンマ13が回転体17の回転で持ち上げられると圧縮ばね14が圧縮され付勢力が増大するから、ウエイトハンマ13の落下時にはウエイトハンマ13を付勢する。本例の回転体17は、ウエイトハンマ13の左右に設けられ、同期して回転して両者でウエイトハンマ13を持ち上げて落下させる。また、本例のプロペラ状の回転体17は、両端に係止部18が設けられているため、半回転で1回の打撃動作が発生する。即ち、回転体17の半回転で、1回のウエイトハンマ13の持ち上げ、落下が行われる。
【0019】
この時、ウエイトハンマ13がガイドロッド12に沿って落下すると、この落下線上に位置してハンマサブ15が設けられているので、ウエイトハンマ13はハンマサブ15を打撃する。この時の打撃力は、ウエイトハンマ13の自由落下の打撃力に圧縮ばね14の付勢力が加重された打撃力となる。本例では前記した通り回転体17の半回転で1回の打撃動作となる。
ここでウエイトハンマ13の落下させる高さは、回転体17の径の長さ(正確には回転中心より係止部18までの長さ)によって決定される。
【0020】
前記ハンマサブ15は、ウエイトハンマ13の落下線上に同心的に設けられる。このハンマサブ15の外周には、スピンドル20が回転不可で軸方向摺動自在に設けられ、該スピンドル20の外周には、スピンドルギア21がスプライン結合により相対移動自在に設けられ、このスピンドルギア21にモータ16のギア(ピニオンも含む)22が噛合されている。従って、ハンマサブ15はモータ16の駆動による回転力が、ギア22、スピンドルギア21、スピンドル20を介して伝達され回転される。
ここでスピンドル20を無くし、ハンマサブ15の外周にスピンドルギア21をスプライン結合して設けるようにしてもよい。
【0021】
しかして、ハンマサブ15に削孔ロッドRを連結すると、削孔ロッドRには、ウエイトハンマ13の自由落下の打撃力に圧縮ばね14の付勢力が加重された打撃力と、モータ16による回転力と、シリンダ11による給進力が伝達される。従って、この削孔装置によれば、削孔ロッドRに打撃力、回転力および給進力を付与して削孔することができる。また、ウエイトハンマ13には、圧縮ばね14が設けられているので、垂直方向だけでなく、斜め方向にも打撃力を付与し斜め方向の削孔(掘削)も可能となる。
【0022】
なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなく、この発明は要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が許容される。例えば、ウエイトハンマ13のガイドはガイドロッドでなくてもよく、ガイド筒内に入れてガイドしてもよい。また、ばね14を設ける位置や数も前記実施の形態に限定されるものではない。
【0023】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明の打撃力発生装置によれば、次のような効果を奏する。
(1)打撃力としてウエイトハンマの自由落下による重力とばねの付勢力が加重される。従って、大きな打撃力を付与できると共に、打撃力を、ウエイトハンマの重量及び持ち上げの高さ(落下させる高さ)だけでなく、ばねでもコントロールできる。ウエイトハンマの自由落下より落下スピードが速くなるので打撃回数をふやすことができるし、削孔効率を向上させることができる。
(2)回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うので、落下距離を小さくできるし構造を簡単にできるので、小型化が可能となる。
【0024】
(3)回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うので、所定時間内の打撃回数の増減の調整が容易となるし、回転体の1回転でウエイトハンマでの打撃回数を複数とすることができるし、回転体の回転速度でも打撃回数の調整ができるので、ウエイトハンマの落下スピードが速くなるのと相俟って打撃回数を増やすことができる。
【0025】
(4)回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うし、ウエイトハンマはばねの付勢力で付勢されて落下するので、打撃のタイミングを合わせやすい。
(5)ウエイトハンマにはばねの付勢力が作用するので、打撃力は垂直方向だけでなく斜め方向にも付与することができる。
【0026】
(6)打撃力、回転力および給進力を選択的に付与できるし、打撃力の大きさの増減、打撃回数、回転数、等の調整が可能であるので削孔装置、杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機および貫入試験機、等にも使用でき汎用性が極めて高いものである。例えば、削孔(掘削)はもちろんのこと、削孔ロッドの先端にサンプラーやコアチューブ等を使用することで地質調査にも使用できるし、また、ウエイトハンマの落下させる高さ、ウエイトハンマの重量およびばねの付勢力は自由に設定できるため貫入試験にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の基本原理を説明する断面図で、(a)は作動前と(b)は作動途中である。
【図2】この発明の実施の形態を示す側面図である。
【図3】この発明の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図4】この発明の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【図5】この発明の実施の形態を示す要部拡大側面図である。
【図6】この発明の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【符号の説明】
12 ガイドロッド
13 ウエイトハンマ
13a 突起
14 圧縮ばね
15 被打撃体(ハンマサブ)
17 回転体
18 係止部
Claims (5)
- 摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃することを特徴とする打撃力発生装置。
- 摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体と、ウエイトハンマにより打撃されるハンマサブとを具備し、
前記ハンマサブにはスピンドルを介してまたは直接にスピンドルギアがスプライン結合により相対移動自在に設けられ、かつ、このスピンドルギアにモータのギアが噛合して回転可能となっており、前記回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力によりハンマサブを打撃することを特徴とする打撃力発生装置。 - 前記ウエイトハンマは、ガイドロッドに沿って摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の打撃力発生装置。
- 前記ウエイトハンマは、ガイド筒内に摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の打撃力発生装置。
- 前記ばねは、圧縮ばねであることを特徴とする請求項1または2記載の打撃力発生装置。
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