JP2005177899A - Hydraulic hammering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置に関し、特に打撃対象物の硬度に応じて打撃ピストンのストロークを自動的に変更する技術に関するものである。 The present invention relates to a hydraulic striking device that strikes a chisel by reciprocating a striking piston, and particularly relates to a technique for automatically changing the stroke of a striking piston according to the hardness of a striking object.
従来、打撃対象物の硬度に応じて打撃ピストンのストロークを自動的に変更する打撃装置としては、例えば特許文献1に見られるものが提供されている。
Conventionally, as a striking device that automatically changes the stroke of a striking piston according to the hardness of a striking object, for example, a device that can be found in
具体的には、打撃ピストンの打撃の瞬間に生じる当該打撃ピストン上部の部屋、あるいは下部の部屋の瞬間的な圧力変動を基準圧力と比較し、その圧力差に応じて発生する制御流量を操作手段として利用している。 Specifically, an instantaneous pressure fluctuation in the upper or lower chamber of the striking piston that occurs at the moment of striking the striking piston is compared with a reference pressure, and the control flow rate generated according to the pressure difference is controlled by the operating means. It is used as.
例えば、排出通路を制御するスプールの位置を変化させて作動圧力を変化させるか、又は圧力差に応じた制御流量によりストローク選択スライド弁の位置を変化させることで、打撃ピストンの行程を変化させてその打撃力あるいは打撃回数を調整している。
しかしながら、上記従来のものでは、スプールやストローク選択スライド弁の位置を保持するとともにその解除に係わる機能が付加されていない。従って、計測された圧力差に見合った流量を取り込みそれを排出しながら必要な時までスプールやストローク選択スライド弁を必要な位置に保持するためにはかなり冗長性を見込んでおく必要がある。このため、装置全体が大きくなったり、打撃対象物の硬さに対して望ましい占有位置に落ち着くまでに時間差が生じるなど効率的ではなかった。 However, in the above-described conventional one, the function of holding the position of the spool and the stroke selection slide valve and releasing it is not added. Accordingly, it is necessary to allow for considerable redundancy in order to hold the spool and the stroke selection slide valve at a required position until necessary, while taking in and discharging the flow rate corresponding to the measured pressure difference. For this reason, it is not efficient such that the entire apparatus becomes large or a time difference occurs until the device reaches a desirable occupied position with respect to the hardness of the hit object.
また、油のように温度により粘性が変化する流体の場合には、流体温度の影響も大きく作用するため、上述したようなストローク制御が的確に行えない。 In addition, in the case of a fluid whose viscosity changes depending on the temperature, such as oil, the influence of the fluid temperature acts greatly, so that the stroke control as described above cannot be performed accurately.
上記の目的を達成するため、請求項1に係る発明の液圧式打撃装置は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置において、打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいて切換えられるストローク制御バルブと、上記ストローク制御バルブをその切換位置で保持する保持機構とを備え、ストローク制御バルブの切換位置に基づいて次回の打撃ストロークが少なくとも2段階に制御されるように構成されたものである。 In order to achieve the above object, the hydraulic striking device according to the first aspect of the present invention is a hydraulic striking device that strikes a chisel by reciprocating a striking piston. A stroke control valve that is switched based on a pressure difference between the upper and lower chambers of the striking piston caused by a difference in the hardness of the object, and a holding mechanism that holds the stroke control valve at its switching position. The next hitting stroke is controlled in at least two stages based on the position.
請求項2に係る発明の液圧式打撃装置は、前記打撃対象物への打撃時において、前記打撃ピストンの上の部屋と前記ストローク制御バルブの駆動室とを連通させて、当該上の部屋から駆動室に油圧信号を作用させる前制御バルブを備えたものである。
The hydraulic striking device of the invention according to
請求項3に係る発明の液圧式打撃装置は、前記保持機構がストローク制御バルブのスプールを各移動位置で保持する保持バルブからなるものである。 In the hydraulic striking device according to a third aspect of the present invention, the holding mechanism includes a holding valve that holds the spool of the stroke control valve at each moving position.
本発明の液圧式打撃装置によれば、打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいてストローク制御バルブを切換えることで、次回の打撃ストロークを例えばショートストロークとロングストロークとの2段階のいずれかに自動的に変更することができる。また、油圧回路に備えられた保持機構によりストローク制御バルブの切換位置を保持して打撃ピストンをストローク制御することで、当該ストローク制御を効率よく的確に行うことができる。 According to the hydraulic striking device of the present invention, when striking a striking object, the stroke control valve is switched based on the pressure difference between the upper and lower chambers of the striking piston caused by the difference in hardness of the striking object. Thus, the next striking stroke can be automatically changed to one of two stages, for example, a short stroke and a long stroke. Further, the stroke control of the striking piston can be performed efficiently and accurately by holding the switching position of the stroke control valve by the holding mechanism provided in the hydraulic circuit and controlling the stroke of the striking piston.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の液圧式打撃装置の全体構成を示している。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the overall configuration of the hydraulic striking device of the present invention.
この打撃装置1は、一般に油圧ショベルなどの建設機械にアタッチメントとして装着され、油圧源から供給される作動流体を利用し土木現場あるいは砕石場などにおいてコンクリートや岩などを破砕する際に利用されるものである。
This
まず、打撃装置1の概要について説明すると、面積の異なる2つの受圧面PS1とPS2(PS1>PS2)を有する打撃ピストン2を備え、面積の小さい受圧面PS2には油圧源から油圧回路を通じて常に高圧が作用し、面積の大きい受圧面PS1には油圧源から油圧回路を通じて交番的に高圧と低圧が作用するようになされている。そして、受圧面PS1に低圧が作用している時には、受圧面PS2に作用する高圧により打撃ピストン2の最上部の受圧面PS0に作用するガス圧に抗して当該ガスを圧縮しながら打撃ピストン2が戻り行程を行い、受圧面PS1に高圧が作用している時には、当該受圧面PS1に作用する高圧とガス圧により打撃行程を行うように構成されている。
First, the outline of the
以下、打撃装置1の具体的な構成について説明する。
Hereinafter, a specific configuration of the
図1において、Cはケーシングであって、このケーシングCは打撃ピストン2を軸方向に往復摺動自在に収容したシリンダ室C1と、シリンダ室C1の一端(下端側)に連設されチゼル3を収容したチゼル室C2と、シリンダ室C1の他端(上端側)に連設され例えば窒素などのガスが封入されたガス室C3とで構成されている。
In FIG. 1, C is a casing, and this casing C is connected to a cylinder chamber C1 in which the
打撃ピストン2は、途中部に所定距離を隔てて形成された2つの大径部2a、2bを有し、これら2つの大径部2a、2bの周面がシリンダ室C1内に摺動自在に配置されている。そして、大径部2aに連結された上軸部2cの端面がガス室C3内に臨んで配置されるとともに、大径部2bに連結された下軸部2dの端面がチゼル室C2に臨んで配置されている。
The
また、上、下軸部2c、2dは、上軸部2cの方が下軸部2dよりも小径になされており、この結果、大径部2aの受圧面PS1が大径部2bの受圧面PS2よりも大きく(PS1>PS2)なっている。
Further, the upper and
さらに、シリンダ室C1には、その軸方向に複数の溝4乃至9が環状に形成されている。これら溝4乃至9は、シリンダ室C1の上端側(左端側)から下端側にかけて順次形成されている。溝4は前記上軸部2cとシリンダ室C1との間に形成される収容室(上の部屋)10に臨んで形成されるとともに、溝9は前記下軸部2dとシリンダ室C1との間に形成される収容室(下の部屋)11に臨んで形成されている。
Furthermore, a plurality of
また、溝6と溝7は、図1に示すように打撃ピストン2が理論的打撃位置Lに配置された状態では打撃ピストン2の大径部2a、2b間の軸部2eに形成された環状溝12を介して連通されており、溝6が油路13を通じてタンクTに連通されて低圧になっている。
In addition, the
一方、溝9の下端側となるシリンダ室C1にはブレーキ室15が形成されており、図1に示すように打撃ピストン2が理論的打撃位置Lに配置された状態では大径部2bの受圧面PS2がブレーキ室15内に突入することなく配置されるようになされている。
On the other hand, a
これら溝4乃至9、並びにブレーキ室15は後述する油圧回路に組み込まれた各油路に連通されている。
These
前記チゼル室C2は、前述したようにチゼル3を収容する部位であり、当該チゼル3はその先端が所定長さ突出した状態で配置され、打撃ピストン2が理論的打撃位置Lまで移動した際に当該打撃ピストン2とその基端が当接するように配置されている。
The chisel chamber C2 is a portion that houses the
前記ガス室C3は、その内部に封入したガス圧により打撃ピストン2を打撃方向に付勢している。つまり、このガス室C3内に臨んで配置された上軸部2cの端面がガス圧を受ける受圧面PS0になされている。
The gas chamber C3 urges the
次に油圧回路の具体的な構成について図2を参照しながら説明する。 Next, a specific configuration of the hydraulic circuit will be described with reference to FIG.
油圧ポンプPの吐出側は、油路20を通じて制御バルブ21に連通されている。油路20からは油路22と油路23が分岐されており、油路22が制御バルブ21の一方の駆動室CV2に連通されるとともに、油路23が前記溝9に連通されている。
The discharge side of the hydraulic pump P communicates with the
制御バルブ21は、2位置切換式のバルブであり、他方の駆動室CV1が油路24を通じてストローク制御バルブ25の出口の一つに連通されており、駆動室CV1と駆動室CV2とに作用する油圧信号により図1及び図2における上位置(A回路)と下位置(B回路)とに切換えられる。
The
具体的には、制御バルブ21がA回路では、油路20と前記溝4に連通された油路26との連通を遮断するとともに、油路26とタンクTに連通された油路27とを連通させる。従って、制御バルブ21がA回路に配置されている際には、収容室10は溝4がタンクTに連通されて低圧になっている。
Specifically, when the
また、制御バルブ21がB回路では、油路20と油路26が連通されることになり、これによって油圧ポンプPからの作動流体が溝4を通じて収容室10に導入され、当該収容室10を高圧にする。
Further, when the
つまり、大径部2aの受圧面PS1には、制御バルブ21の切換えにより交番的に高圧と低圧が作用するようになっている。
That is, high pressure and low pressure act alternately on the pressure receiving surface PS1 of the
また、前記油路26からは油路28が分岐され、当該油路28が前制御バルブ29の駆動室V1に連通されている。
An
前制御バルブ29は、2位置切換式のバルブであり、駆動室V1に作用する油圧信号とこの駆動室V1に対向する側に設けられたバネS2との力関係によって図1及び図2における上位置(A回路)と下位置(B回路)とに切換えられる。
The
具体的には、油路26が高圧になった時に駆動室V1とバネS2との関係がV1>S2になってバネS2の力に抗してA回路に切換わり、これによって前記溝5に連通した油路30がストローク制御バルブ25の後述する駆動室SV3に油路31を通じて連通される。また、油路26が低圧になった時にV1<S2になってバネS2の力でB回路に切換わり、これによって駆動室SV3が油路31を通じてタンクTに連通された油路32と連通され、当該駆動室SV3が低圧に導かれる。
Specifically, when the
上記ストローク制御バルブ25は、2位置切換式のバルブであり、駆動室SV1、SV2及びSV3に連通する油圧信号、並びにバネS1の作用により図1及び図2における上位置(A回路)と下位置(B回路)とに切換えられる。
The
具体的には、ストローク制御バルブ25がA回路では、ブレーキ室15に連通された油路33が駆動室SV1に連通された油路34に連通されるとともに、溝8に連通された油路35が前記油路24に連通される。
Specifically, when the
ストローク制御バルブ25がB回路では、上記油路34がタンクTに連通された油路36に連通されて駆動室SV1が低圧になる。
When the
また、ストローク制御バルブ25の駆動室SV2には、溝7に連通された油路37が連通され、この油路37と前記油路24とが逆止弁38を備えた油路39によって連通されている。
An
そして、上記駆動室SV1、SV2及びSV3には後述するように各状況に応じて各油圧信号が作用するように回路構成されるとともに、バネS1の力も設定されており、これによってストローク制御バルブ25を各状況に応じた切換位置で保持する保持機構を構成するようにしている。 The drive chambers SV1, SV2 and SV3 are configured so that each hydraulic signal acts according to each situation as will be described later, and the force of the spring S1 is also set. Is configured to hold at a switching position corresponding to each situation.
なお、図2における符号20aは、油路20に介装された例えば操作ペダルなどで切換えられる切換弁である。
In addition, the code |
次に、打撃装置1の動作について、各油圧信号に基づく各バルブの切換え動作などの詳細とともに説明する。
Next, the operation of the
まず、打撃装置1に油圧ポンプPから作動流体が導入された直後の各バルブは次のような状態に配置されている。
First, each valve immediately after the working fluid is introduced from the hydraulic pump P to the impacting
制御バルブ21は、駆動室CV1が油路24、39、37、溝7、溝6から油路13を通じてタンクTに連通されて低圧になっており、駆動室CV2が油路22を通じて高圧になっていることからA回路の状態になっている。
In the
前制御バルブ29は、バネS2の力によりB回路になっておりストローク制御バルブの駆動室SV3を油路32を通じてタンクTに連通することによって当該駆動室SV3を低圧にしている。
The
また、ストローク制御バルブ25もバネS1の力によりB回路になっている。
The
このように各バルブが配置された状態において、油圧ポンプPから作動流体を導入すると、圧油は油路20、23を通じて溝9から収容室11に導入される。これにより大径部2bの受圧面PS2に高圧が作用して打撃ピストン2がガス室C3に封入されたガスを圧縮しながら図1において左側に移動する戻り行程を行う。
When the working fluid is introduced from the hydraulic pump P in a state where the valves are arranged as described above, the pressure oil is introduced from the
このように戻り行程を行って溝9が溝8と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が後退すると溝8から油路35に高圧が導入するものの、通路35がB回路になっているストローク制御バルブ25により遮断されているため、打撃ピストン2は引き続き戻り行程を行う。
Thus, when the return stroke is performed and the pressure receiving surface PS2 of the
そして、溝9が溝7と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が後退すると、溝7から油路37を通じてストローク制御バルブ25の駆動室SV2に高圧が導入される。これによりストローク制御バルブ25はバネS1の力に抗してB回路からA回路に切換わる。このようにストローク制御バルブ25がA回路に切換わることで、溝8から油路35に導入される高圧は油路24を通じて制御バルブ21の駆動室CV1に導入され、駆動室CV1とCV2との関係がCV1>CV2に予め設定されているために制御バルブ21がA回路からB回路に切換わる。
When the pressure receiving surface PS2 of the large-
従って、油圧ポンプPからの作動流体は油路23を通じて溝9から収容室11に導入されるとともに、油路26を通じて溝4から収容室10にも導入される。この結果、受圧面がPS1>PS2の関係にあることから打撃ピストン2が図1において右側に移動する打撃行程に切換わる。
Accordingly, the working fluid from the hydraulic pump P is introduced from the
一方、これとともに前制御バルブ29の駆動室V1にも油路28を通じて高圧が導入されることから、当該前制御バルブ29がバネS2の力に抗してA回路に切換わる。これにより溝5が油路30、31を通じてストローク制御バルブ25の駆動室SV3に連通されるものの、打撃ピストン2が打撃行程に移行した初期の状態では上記溝5は当該打撃ピストン2によって収容室10と閉鎖された状態にあり、駆動室SV3には収容室10に導入される高圧が導入されることはない。
On the other hand, since a high pressure is also introduced into the driving chamber V1 of the
そして、打撃行程を行っている打撃ピストン2がチゼル3を打撃する直前に溝7と溝6が環状溝12を通じて連通される。これにより油路37が油路13を通じて低圧に開放される。このため制御バルブ21の駆動室CV1が、油路24、39、37、溝7、6、油路13を通じて低圧になり、これによって駆動室CV2に作用する高圧によって制御バルブ21がA回路に切換わり始める。同時に駆動室SV2も低圧になるが、SV1>SV3+バネS1力に設定されており、ストローク制御バルブ25はA回路を保持している。
The groove 7 and the
しかし、この時には打撃ピストン2は打撃方向に十分に加速されており、上記制御バルブ21がA回路に切換わる前にチゼル3を打撃する。
However, at this time, the
一方、上述した溝7と溝6とが連通するのと略同時に閉鎖されていた溝5が溝4と収容室10を通じて連通し、溝5からA回路の前制御バルブ29、油路31を通じて高圧がストローク制御バルブ25の駆動室SV3に導入される。この際、ストローク制御バルブ25では駆動室SV3に通常の高圧が作用してもB回路に切換わることなくA回路を保持するように予め各駆動室SV1、2、3及びバネS1の力関係が設定されているため、当該ストローク制御バルブ25はA回路を保持することになる。
On the other hand, the
ところで、上述のようにしてチゼル3が打撃対象物を打撃した時、当該打撃対象物の硬さによって打撃ピストン2は次回の打撃行程に移行するまでの戻り行程のストロークが以下ように異なる。
By the way, when the
まず、打撃対象物が硬い場合について説明する。 First, the case where a hit | damage target object is hard is demonstrated.
この場合、チゼル3が打撃対象物を打撃すると当該チゼル3は打撃対象物に食込まない。このようにチゼル3の変位がない場合には、打撃ピストン2もチゼル3の打撃方向にこれ以上変位することがなく、図1に示すような理論的打撃位置(正規の打撃位置)Lの状態になる。
In this case, when the
この際、打撃ピストン2によってチゼル3に伝達された衝撃力は打撃対象物からその多くの割合で反射され、このチゼル3を通じて大きな戻り方向の力が打撃ピストン2に返される。この為、打撃ピストン2は非常に短時間の間にその運動方向を変えて戻り行程を始める。しかし、打撃ピストン2の受圧面PS2かかる作動流体は、依然として溝9を通じて油路23に向かう運動を保持しており、一方、打撃ピストン2の受圧面PS1にかかる作動流体は打撃方向の運動を保持している。このため受圧面PS1に作用する圧力が急激に上昇するとともに、受圧面PS2に作用する圧力が減圧される。
At this time, the impact force transmitted to the
そして、このような圧力状態は、収容室10においては溝5から油路30、前制御バルブ29、油路31を通じてストローク制御バルブ25の駆動室SV3に伝達されるとともに、収容室11においてはブレーキ室15から通路33、ストローク制御バルブ25、油路34を通じて当該ストローク制御バルブ25の駆動室SV1に伝達される。
Such a pressure state is transmitted from the
これにより駆動室SV3+バネS1の力と駆動室SV1の力とが逆転した時にストローク制御バルブ25がB回路に切換わる。この時駆動室SV1の油は、油路39a、逆止弁38aを通じて油路23に帰され、駆動室SV2の油は溝7、溝6を通じてタンクTに戻る。このようにストローク制御バルブ25がB回路に切換わった状態では、駆動室SV1は油路34、油路36を通じてタンクTに連通されて低圧に保持され、また油路26、28が低圧となって前制御バルブ29がバネS2によりB回路に切換わっていることから駆動室SV3も低圧になっている。従って、駆動室SV2に高圧が作用するまではバネS1の力によりストローク制御バルブ25はB回路に保持されることになる。
As a result, when the force of the drive chamber SV3 + spring S1 and the force of the drive chamber SV1 are reversed, the
このようにストローク制御バルブ25がB回路に切換わっていることから、溝9が溝8と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が戻り行程を行っても油路35が遮断されているために、打撃行程に移行することはない。従って、引き続き戻り行程を行って溝9が溝7と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が後退し、溝7から油路37を通じてストローク制御バルブ25の駆動室SV2に高圧が導入されることで、ストローク制御バルブ25がバネS1の力に抗してB回路からA回路に切換わる。ストローク制御バルブ25がA回路に切換わると、溝8から油路35に導入される高圧が油路24を通じて制御バルブ21の駆動室CV1に導入されて当該制御バルブ21がA回路からB回路に切換わり、打撃ピストン2は打撃行程に移行する。
Thus, since the
つまり、打撃対象物が硬くてチゼル3が当該打撃対象物に食い込まない場合には大径部2bの受圧面PS2が溝7まで戻って打撃行程に移行する所謂ロングストロークS2(図3参照)の動作を繰り返すことになる。
That is, when the hit object is hard and the
次に、打撃対象物が柔らかかかったり、もしくは硬い打撃対象物でも破砕されることにより、打撃ピストン2によりチゼル3を打撃した際に、チゼル3が打撃対象物に食い込んだ場合には次のような動作が行われる。
Next, when the
この場合、打撃ピストン2の衝撃エネルギーはチゼル3を通じて打撃対象物の破砕に使われて当該打撃ピストン2にはその反動が殆ど返ってこない。従って、打撃ピストン2は撥ね返らずに制御バルブ21のB回路への切換わりを待って戻り行程を始めることになる。
In this case, the impact energy of the
このため、打撃ピストン2の受圧面PS1と受圧面PS2とにかかる圧力変動は、上述した打撃対象物が硬い場合のようにストローク制御バルブ25をB回路に切換えるほど大きくはなく、ストローク制御バルブ25はA回路のままとなる。
For this reason, the pressure fluctuation applied to the pressure receiving surface PS1 and the pressure receiving surface PS2 of the
従って、溝9が溝8と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が戻り行程を行うと溝8から油路35油路24を通じて高圧が駆動室CV1に導入されて制御バルブ21がB回路に切換わり、これにより打撃ピストン2はこの位置から打撃行程を始めることになる。
Therefore, when the pressure receiving surface PS2 of the
つまり、打撃対象物が柔らかい場合には、大径部2bの受圧面PS2が溝8まで戻って打撃行程に移行する所謂ショートストロークS1(図3参照)の動作を繰り返すことになる。即ち、ショートストロークS1により打撃時のエネルギーはロングストロークS2よりも小さくなるが、その分打撃回数を多くして作業量を増やすことができるので、結果として打撃効率を高めることができる。
That is, when the hit object is soft, the operation of the so-called short stroke S1 (see FIG. 3) in which the pressure receiving surface PS2 of the
このように打撃ピストン2でチゼル3を打撃した際の受圧面PS1と受圧面PS2とにかかる圧力状態の変動に基づいてストローク制御バルブ25の切換えを行うことで、次回の打撃ストロークをショートストロークS1とロングストロークS2とのいずれかに自動的に変更することができる。
In this way, by switching the
また、油圧回路に備えられた保持機構によりストローク制御バルブ25の切換位置を保持しながら当該ストローク制御バルブ25を切換えることによって制御バルブ21を切換えることで、打撃ピストン2をストローク制御しているために当該ストローク制御を効率よく的確に行うことができる。尚、逆止弁38の働きは、制御バルブ21とストローク制御バルブ25の切換わりの順序を確実にするため設けたものであるが、同様な機能を果たす通路絞りで代用しても良い。
Further, the
[第2実施形態]
図4は、本発明の液圧式打撃装置における他の回路構成を示している。なお、前記第1実施形態で説明した構成と同様な構成については同符号を付して説明は省略する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 shows another circuit configuration in the hydraulic striking device of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to the structure demonstrated in the said 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
この液圧式打撃装置は、前述したストローク制御バルブに組み込んでいた保持機構を保持バルブ40として分離したストローク制御バルブ50を設けたもので、打撃ストロークを2以上の複数段階(本例では4段階)に選択できるようにしている。
This hydraulic striking device is provided with a
以下、これら保持バルブ40、ストローク制御バルブ50やその他の油路構成などについて図5を参照して説明する。
Hereinafter, the holding
ストローク制御バルブ50は、両端に設けられた駆動室SV1、SV2に作用する油圧信号と駆動室SV1側に設けられたバネS3の力とによる力関係によりスプール51が軸方向(図5において左右方向)に所定量移動するようになっている。
In the
そして、駆動室SV1は油路52を通じてブレーキ室15に連通され、駆動室SV2は油路53通じて前制御バルブ60の一方のポートに連通されており、前制御バルブ60の他方のポートが油路54を通じて溝5に連通されている。
The drive chamber SV1 communicates with the
前制御バルブ60は、2位置切換式のバルブであり、上記油路54から分岐された油路55を介して駆動室V1に作用する油圧信号とこの駆動室V1に対向する側に設けられたバネS4との力関係によって図4及び図5における上位置(A回路)と下位置(B回路)とに切換えられる。
The
具体的には、油路55が高圧になった時に駆動室V1とバネS4との関係がV1>S4になってバネS4の力に抗してB回路に切換わり、これによって前記溝5に連通した油路54が油路53を通じて駆動室SV2に連通される。また、油路55が低圧になった時にV1<S4になってバネS4の力でA回路に切換わり、これによって油路53がタンクTに連通された油路56と連通されて駆動室SV2が低圧に導かれる。
Specifically, when the
一方、スプール51の一端部側(駆動室SV1側)には、等間隔を隔てて4つのロック溝57a、57b、57c、57dが形成されている。
On the other hand, four
前記保持バルブ40は、上記スプール51の移動に伴ってロック溝57a〜dのいずれか1つのロック溝に係止して当該スプール51をその位置で保持するためのものである。
The holding
具体的には、例えば図5に示すようにロック溝57bを係止した状態では、当該ロック溝57bの周囲に面して環状のロック室41が配されており、このロック室41とバルブ本体42が挿通孔43を通じて連通されている。一方、バルブ本体42にはピストン44が設けられており、このピストン44の一端面にロックピン45が上記挿通孔43を挿通する形で突設されている。
Specifically, for example, in a state where the
また、バルブ本体42には、そのロックピン45側に油路26から分岐された油路46が連通されるとともに、ピストン44を挟んでロックピン45と反対側にバネS5が設けられている。
The
従って、油路46が低圧の時にはバネS5の力によりロックピン45がロック溝側に移動してそこに対峙して配置されている例えばロック溝57bなどに当該ロックピン45の先端部45aが係止してスプール51を保持する。また、油路46が高圧の時にはバネS5の力に抗してロックピン45がバルブ本体42側に移動してロック溝57bなどから離脱することによってスプール51の移動がフリーな状態になる。
Therefore, when the
また、図6に示すように、ロックピン45の途中部には、溝45bが形成されており、上述のようにロックピン45の先端部45aがロック溝57bなどに係止した際には、その溝45bを通じてロック室41が挿通孔43を通じてタンクTに連通された油路47に連通されるようになっている。
As shown in FIG. 6, a
そして、上記ロック室41は図5に示すように油路48を通じて前記油路55に連通されている。これにより、上述したようにロックピン45がロック溝57bなどに係止した際には、前制御バルブ60の駆動室V1の流体をタンクTに逃がす。即ち、ロックが効いている状態では駆動室V1は低圧であり前制御バルブ60はA回路となる。
The
さらに、前記スプール51の他端部側には、所定間隔を隔てて環状の溝58、59が形成されており、これら溝58、59はスプール51内に形成された連通孔70によって連通されている。
Further,
溝58は、油路71を通じて溝7に連通されるとともに、油路72を通じて制御バルブ21の駆動室CV1に連通されている。
The
溝59は、前記スプール51が移動して前記保持バルブ40により保持された際に、シリンダ室C1に形成された溝8、8a、8bに連通された油路73、74、75のいずれか1つの油路と連通するようになっている。
The
つまり、スプール51に連通された油路73、74、75の当該連通部間の間隔が前記ロック溝57a〜dの中心間の間隔と同じに設定されている。例えば、ロック溝57aにロックピン45が係止された状態では溝59が通路75と連通し、ロック溝57cにロックピン45が係止された状態では溝59が通路73と連通することになる。
That is, the interval between the communicating portions of the
これに対して溝58は、ロック溝57dにロックピン45が係止された状態で溝59がいずれの油路73、74、75と連通していない場合でも油路71、72と連通するようにその幅が大きく設定されている。
On the other hand, the
次に、このように構成された打撃装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the
まず、ストローク制御バルブ50が図4及び図5に示すように保持バルブ40のロックピン45がロック溝57bに係止した状態にある場合において、油圧ポンプPから作動流体を導入する。この際、制御バルブ21は駆動室CV1が低圧であるのに対して駆動室CV2が油路22を通じて高圧になることからA回路の状態になり、また、前制御バルブ60は、駆動室V1が上述の通り低圧になっているためA回路の状態になっている。
First, when the
このように各バルブが配置されている状態で作動流体を導入すると、圧油は油路20、23を通じて溝9から収容室11に導入される。これにより大径部2bの受圧面PS2に高圧が作用して打撃ピストン2がガス室C3に封入されたガスを圧縮しながら図4及び図5において左側に移動する戻り行程を行う。
When the working fluid is introduced in a state where the valves are arranged as described above, the pressure oil is introduced from the
そして、溝9が溝8aと連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が後退すると、溝8aから油路74、溝59、連通孔70、溝58、油路72を通じて制御バルブ21の駆動室CV1に高圧が導入される。これにより制御バルブ21がB回路に切換わり、打撃ピストン2は打撃行程に移行する。
When the pressure receiving surface PS2 of the large-
この打撃行程時において、保持バルブ40には通路26、46を通じて高圧が導入され、この作用でピストン44がバネS5の力に抗して後退することでロックピン45がロック溝57bとの係止を解除してスプール51がフリーな状態になる。この際、前制御バルブ60は、溝5が打撃ピストン2により収容室10との連通を閉鎖されているため依然A回路になっている。尚、この時ロックピン45の先端部45aによりロック室41と低圧油路47との連通は遮断される。
During this striking stroke, a high pressure is introduced into the holding
そして、打撃行程を行っている打撃ピストン2がチゼル3を打撃する直前に溝7と溝6が環状溝12を通じて連通される。これにより制御バルブ21の駆動室CV1が油路71、スプール51の溝58、油路72を通じて低圧に開放され、制御バルブ21は駆動室CV2に作用する高圧によってA回路に切換わり始める。
The groove 7 and the
しかし、この時には打撃ピストン2は打撃方向に十分に加速されており、上記制御バルブ21がA回路に切換わる前にチゼル3を打撃する。
However, at this time, the
一方、上述した溝7と溝6とが連通するのと略同時に閉鎖されていた溝5が溝4と収容室10を通じて連通し、溝5から油路54を通じて前制御バルブ60の駆動室V1に高圧が導入される。これにより前制御バルブ60がB回路に切換わる。
On the other hand, the
ところで、上述のようにしてチゼル3が打撃対象物を打撃した時、当該打撃対象物の硬さによって打撃ピストン2は次回の打撃行程に移行するまでの戻り行程のストロークが以下ように異なるようにストローク制御バルブ50によって制御される。
By the way, when the
まず、打撃対象物が硬い場合について説明する。 First, the case where a hit | damage target object is hard is demonstrated.
この場合、チゼル3が打撃対象物を打撃すると当該チゼル3は打撃対象物に食込まない。このようにチゼル3の変位がない場合には、打撃ピストン2もチゼル3の打撃方向にこれ以上変位することがなく、図4に示すような理論的打撃位置(正規の打撃位置)Lの状態になる。
In this case, when the
この際、打撃ピストン2によってチゼル3に伝達された衝撃力は打撃対象物からその多くの割合で反射され、このチゼル3を通じて大きな戻り方向の力が打撃ピストン2に返される。この為、打撃ピストン2は非常に短時間の間にその運動方向を変えて戻り行程を始める。しかし、打撃ピストン2の受圧面PS2かかる作動流体は、依然として溝9を通じて油路23に向かう運動を保持しており、一方、打撃ピストン2の受圧面PS1にかかる作動流体は打撃方向の運動を保持している。このため受圧面PS1に作用する圧力が急激に上昇するとともに、受圧面PS2に作用する圧力が減圧される。
At this time, the impact force transmitted to the
そして、このような圧力状態は、収容室10においては溝5から油路54、B回路の前制御バルブ60、油路53を通じてストローク制御バルブ50の駆動室SV2に伝達されるとともに、収容室11においてはブレーキ室15から通路52を通じてストローク制御バルブ50の駆動室SV1に伝達される。なお、油路54を通じて駆動室SV2に一度入った流体は、制御バルブ21がA回路に切換わるタイミングに合わせてピストン2が溝5を閉じているため、影響を受けることはない。
Such a pressure state is transmitted from the
これによりスプール51が高圧の駆動室SV2側から低圧の駆動室SV1側にバネS3の力に抗して図4及び図5において左側に大きく移動する。
As a result, the
この直後、保持バルブ40のストッパピン45は、制御バルブ21のA回路への切換わりによって油路26、46が低圧になることから、スプール51側に突出するように移動する。
Immediately after this, the
このストッパピン45の移動により、図6に示すようにロック室41がストッパピン45の溝45b、挿通孔43、油路47を通じてタンクTに連通するため、前制御バルブ60の駆動室V1の高圧流体が油路48、ロック室41等を通じて上記タンクTに逃がされる。これにより前制御バルブ60はバネS4の力によってA回路に切換えられるとともに、スプール51は駆動室SV1とバネS3の作用によりその作用方向(図4及び図5において右側)に移動することになり、この移動によってストッパピン45の先端部45aと隣接して配置されている例えばロック溝57dに当該先端部45aが係止して当該スプール51を保持する。
The movement of the
これにより溝7のみが油路71、スプール51の溝58、油路72を通じて制御バルブ21の駆動室CV1と連通し、溝8、8a、8bはスプール51の溝59との連通が遮断された状態になる。
As a result, only the groove 7 communicates with the drive chamber CV1 of the
従って、スプール51が上述したような位置に配置されている状態で打撃ピストン2が戻り行程を行うと、溝9が溝7と連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が達するまで戻り行程を行い、当該溝7から駆動室CV1に高圧を導入して制御バルブ21をB回路に切換えることによって打撃ピストン2が打撃行程に移行することになる。つまり、この場合の打撃ストロークは、前述したストッパピン45がロック溝57bに係止してスプール51を固定した状態よりも長くなり、硬い打撃対象物に対して大きな衝撃エネルギーを与えて打撃することになる。
Accordingly, when the
逆に、対象物が柔らかい場合には、打撃ピストン2の衝撃エネルギーはチゼル3を通じて打撃対象物の破砕に使われて当該打撃ピストン2にはその反動が殆ど返ってこない。従って、打撃ピストン2の受圧面PS1と受圧面PS2とにかかる圧力変動は、上述した打撃対象物が硬い場合のような高低差よりも小さくなる。
On the other hand, when the object is soft, the impact energy of the
よって、スプール51は、打撃対象物の柔らかさに応じて発生した圧力の高低差による駆動室SV1+バネS3と駆動室SV2との力関係に基づいて移動し、ストッパピン45がロック溝57a〜cのいずれかに係止して保持され、このスプール51の位置に基づいて次回のストロークが決定される。
Therefore, the
例えば、ストッパピン45がロック溝57aに係止した場合には、溝8bが油路75、溝59、連通孔70、溝58、油路72を通じて駆動室CV1と連通された状態となり、この結果、溝9が溝8bと連通する位置まで大径部2bの受圧面PS2が戻り行程を行った後に打撃行程に移行する。つまり、最少のストロークで打撃行程を行うことになる。
For example, when the
このように打撃ピストン2による打撃時において、受圧面PS1に作用する収容室10内の圧力と、受圧面PS2に作用する収容室11内の圧力との差に基づいて、次回の打撃ストロークを本例では4段階に自動的に制御することができる。
Thus, at the time of striking with the
これにより打撃作業時における打撃対象物の変動などに対しても自動的に打撃ストロークを変えて効率よく破砕することができる。 Thereby, it is possible to automatically change the striking stroke to efficiently crush the striking object during the striking operation.
また、上述したような複数段のストローク制御ができれば、打撃対象物をかなり細かく破砕する必要がある場合おいても、大型の打撃装置を用いも当該破砕を行うことができ非常に有用である。 Further, if the multi-stage stroke control as described above can be performed, even if it is necessary to crush the hitting object fairly finely, the crushing can be performed using a large hitting device, which is very useful.
なお、本例では打撃ピストン2を4段階にストローク制御するものに述べたが、ストローク制御は、4段階に限らず、2段階や3段階もしくは4段階以上にすることもできる。この場合、ストローク制御しようとする段数に応じてスプール51のロック溝の数やシリンダ室C1の溝の数などを設ければよい。
In this example, the
1 打撃装置
2 打撃ピストン
3 チゼル
10 収容室(上の部屋)
11 収容室(下の部屋)
25 ストローク制御バルブ
29 前制御バルブ
40 保持バルブ(保持機構)
50 ストローク制御バルブ
51 スプール
60 前制御バルブ
1
11 Containment room (lower room)
25
50
Claims (3)
打撃対象物への打撃時において、当該打撃対象物の硬さの相違によって生じる前記打撃ピストンの上下の部屋の圧力差に基づいて切換えられるストローク制御バルブと、
上記ストローク制御バルブをその切換位置で保持する保持機構とを備え、
ストローク制御バルブの切換位置に基づいて次回の打撃ストロークが少なくとも2段階に制御されるように構成されたことを特徴とする液圧式打撃装置。 In the hydraulic hitting device that hits the chisel by reciprocating the hitting piston,
A stroke control valve that is switched based on the pressure difference between the upper and lower chambers of the striking piston when the striking target is hit,
A holding mechanism for holding the stroke control valve in its switching position,
A hydraulic striking device characterized in that the next striking stroke is controlled in at least two stages based on the switching position of the stroke control valve.
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