JP2577856B2

JP2577856B2 - ハンマー装置の起動方法と起動装置

Info

Publication number: JP2577856B2
Application number: JP3755893A
Authority: JP
Inventors: 政次藤田
Original assignee: Sato Tekko Co Ltd
Current assignee: Sato Tekko Co Ltd
Priority date: 1993-02-01
Filing date: 1993-02-01
Publication date: 1997-02-05
Anticipated expiration: 2012-02-05
Also published as: JPH06228953A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、圧縮空気でハンマーを
突進する装置において、該装置を駆動するための起動方
法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このハンマー装置は、特公昭５８−１７
６８８号公報によって開示されたもので、この当初の装
置は主にプレス機を対象とし、これを駆動するために
は、他の起動加圧力を例えばプレスのラムなどによって
駆動するもので、この装置では高速で大きな衝撃力が得
られるものである。この大きなエネルギーを土木用とし
て例えばパイプを土中に埋め込むハンマー装置としても
適用できるよう提案され、その場合、装置内に起動装置
を組み込む必要があるが、その技術が特公平３−１６６
０７０号公報によって開示してある。

【０００３】上記ハンマー装置は、他から与えられる力
で従動する主ピストンより突設した支持軸にハンマーを
摺動自在に設け、主ピストンの下死点に向かう前進動に
生じる圧縮空気のうち、前進の当初の圧縮空気をハンマ
ーに背圧として与えて、ハンマーを上死点に保持してお
き、更に前進して高められた圧縮空気を一挙にハンマー
に与えて急激に突進する。その後、主ピストンを有する
シリンダ内の圧縮空気によって元の状態へ復動するもの
である。

【０００４】前記主ピストンに他から与える力を装置内
に組み込む特公平３−１６６０７０号公報の装置は、支
持軸を主ピストンより上方へ延長し、その先端に油圧シ
リンダのピストンを設けたもので、油圧シリンダを連続
して往復駆動することによって、ハンマー作用が高速に
繰り返して行われるものである。しかも油圧シリンダ
は、前述のようにハンマーの衝撃力に対する差圧で上昇
するから単動のものであっても良い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のように駆動装置
として単動型であろうと復動型であろうと油圧シリンダ
が復動する場合、その加圧室の圧力を急激に排出する必
要があるが、その際シリンダに連結したホースに大きな
サージ圧が発生し、特に土木用として使用する場合には
ホースが長くなるため、ホースが激しく振れ出しホース
は勿論その間に設けた制御機器などの耐久性に問題が生
じた。またサージ圧の発生によりハンマーが上死点に戻
る時間が遅くなり、装置のサイクルタイムが長くなると
いう欠点があった。

【０００６】本発明は以上の問題を解決することにあ
り、前記サージ圧の発生を防止し、サイクルタイムを向
上することを目的として提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による解決方法
は、主ピストンより突出する支持軸の先端にハンマーを
摺動自在に備え、主ピストンの前進初期の圧縮気体をハ
ンマーに背圧として与えてハンマーを上死点に保持し、
以後の圧縮気体でハンマーを急速突進するハンマー装置
において、主ピストンを起動シリンダで駆動し、該起動
シリンダの加圧室が縮小して流体が排出する際に、その
流体圧の１部を、起動シリンダと同方向に連動する副シ
リンダの蓄圧室に吸収し、加圧室の膨張時に先に吸収し
た流体圧を蓄圧室より排出することを特徴とする。

【０００８】更に、本発明による解決手段は、主ピスト
ンより突出する支持軸の先端にハンマーを摺動自在に備
え、主ピストンの前進初期の圧縮気体をハンマーに背圧
として与えてハンマーを上死点に保持し、以後の圧縮気
体でハンマーを急速突進するハンマー装置において、前
記主ピストンを駆動する起動シリンダと、該起動シリン
ダと同方向に連動する副シリンダとからなり、起動シリ
ンダの加圧室と、その膨張と縮小に応じて逆に縮小と膨
張する副シリンダの蓄圧室とを、流路を開閉すると共に
開放時に流体が双方へ流動可能となる第２制御弁を介し
て連結し、前記蓄圧室に流体圧発生装置への帰流孔を備
えていることを特徴とする

【０００９】

【作用】従って、加圧室に流体圧が加わって支持軸が往
動する時には、蓄圧室へは流体圧が流動しないが、支持
軸が復動して戻る時には、加圧室の流体圧が第２制御弁
を介して蓄圧室と流体圧発生装置へ流入し、再び加圧室
に流体圧が加わった時、蓄圧室内の先に流入した流体圧
が流体圧発生装置へ帰流するもので、このように加圧室
より排出される流体圧の一部が蓄圧室に流入するため、
サージ圧が蓄圧室で吸収され、ホースの振れを防止する
と同時にサイクルタイムを早めることができるようにな
る。

【００１０】

【実施例】本発明を具体的にハンマー装置から説明する
と、図４に示しているように、筒体１内を長手方向に内
鍔２で２室に分け、一方を空気室３とし他方をハンマー
室４となし、空気室３内には主ピストン５を設け、主ピ
ストン５の先端に支鍔６を有する支持軸７をその支鍔６
がハンマー室４内に存在するように突設し、該支持軸７
の支鍔６上に、細径部８を有するハンマー９を支持軸７
に沿って摺動自在に設け、そのハンマー９の細径部８は
主ピストン５が上死点にある状態で前記内鍔２内に突入
し、しかもハンマー９と細径部８の外周面、及びハンマ
ー９の支持軸７を挿通する孔１０の内周面が、それぞれ
の対向面とシール１１，１２，１３を介して接触してあ
る。更に、主ピストン５の直径Ｄ１、支鍔６の直径Ｄ
２、細径部８の直径Ｄ３は、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係に
形成してある。またハンマー９には、空気室３と、支鍔
６とハンマー９間の背圧室１４間に通じる第１通気孔１
５が明けてあり、更にハンマー９に、その支持軸７を挿
通する孔１０と、ハンマー９と内鍔２との間の押圧室１
６間に第２通気孔１７が明けてある。また押圧室１６と
空気室３間に、押圧室１６から空気室３へ流通するチェ
ック弁１８を設けている。一方、支持軸７の主ピストン
５寄りの外周面に複数の通気溝１９を備えるものであ
る。

【００１１】従って、主ピストン５を内鍔２側に向かっ
て、即ち下死点に向かって押圧すれば、空気室３が順次
圧縮され、同時に支持軸７に設けた支鍔６も下死点に向
かうが、圧縮空気の一部が第１通気孔１５より背圧室１
４に流入し、ハンマー９を上死点に依然として保持して
いる。しかし圧縮が進み支持軸７の通気溝１９と第２通
気孔１７が合致すると、第２通気孔１７を通じて圧縮空
気が押圧室１６に流入し、その圧力がハンマー９の背圧
より高くなると同時にハンマー９が突進するものであ
る。

【００１２】以上のようにハンマー９が突進し相手に衝
撃を与えると共に、空気室３内の圧縮空気によってハン
マーは上死点へと戻り始める。この時、押圧室１６内の
空気が空気室３に流入すると同時に、背圧室１４の空気
も空気室３に帰流するものである。

【００１３】次ぎに、上述の主ピストン５を下死点に向
かって駆動する本発明の装置を、図１によって説明する
と、筒体１に主ピストン５と対向して設けた単動型の起
動シリンダ２０と、該起動シリンダ２０と同方向に連動
する副シリンダ２１とで構成するものである。しかし、
起動シリンダ２０が単動型に限らず、復動型のものであ
っても良い。

【００１４】起動シリンダ２０は、主ピストン５より延
長した支持軸７を起動シリンダ２０の起動ピストン２２
に連結して、この起動ピストン２２によって主ピストン
５を連動するもので、起動シリンダ２０の加圧室２３
（起動ピストン２２を上死点から下死点へ駆動する側を
指す）に流体圧の注入口２４と排出口２５を備え、両口
２４，２５には油圧ユニットなどによる流体圧発生装置
２６（図３参照）と、それぞれロジックバルブによる第
１、第２制御弁２７，２８及び両制御弁２７，２８を交
互に切り換える切換弁２９を介して連結してある。

【００１５】また、加圧室２３とは反対側の復動室３０
は図示の場合、これに空気による蓄圧部３１を連設した
ものであるが、スプリング（図示省略）であっても良
い。更に、第１、第２制御弁２７，２８及び切換弁２９
は、図１に示すように起動シリンダ２０などを形成する
ブロック体内に設けられるもので、切換弁２９は、起動
ピストン２２の上死点と下死点を検出する従来周知のセ
ンサー３２の指令によって機械的に切り換えるようにな
っている。

【００１６】ところで前記センサー３２の一つの例を図
１と図２に示しているが、起動ピストン２２の往復動と
平行して可動する検出杆３３を、主ピストン５に当接し
て設けると共に、その先端を空気圧室３４に挿入して検
出杆３３を主ピストン５に向かって押圧してあり、この
検出杆３３の起動ピストン２２と対応する位置に検出コ
マ３５を設け、その上下死点でそれぞれスイングアーム
などの起動杆３６を介して切換弁２９を切り換えるよう
に形成してある。

【００１７】副シリンダ２１は、その副ピストン３７と
前記起動ピストン２２とをロッド３８で連結してあり、
しかも起動シリンダ２０の内径Ｄ４と副シリンダ２１の
内径Ｄ５の関係をＤ４＞Ｄ５となるように形成してあ
る。また、副シリンダ２１の起動シリンダ２０側に存在
する室を蓄圧室３９とするもので、この蓄圧室３９に通
じる出入口４０が、図１に示すように、前記第２制御弁
２８から流体圧発生装置２６へ通じる帰流孔４１に連結
している。尚、図３中の４２はホースである。

【００１８】以上の構造であるから、起動シリンダ２０
の起動ピストン２２が上死点にあり第１制御弁２７を通
じて流体が加圧室２３に流入すれば、下死点に向かって
駆動するからハンマー装置の空気室３が圧縮され、ハン
マー９が突進するものであるが、起動ピストン２２が下
死点に向かって駆動する間、副ピストン３７も下死点に
向かって進みその蓄圧室３９の体積が減少するから、入
充していた流体が帰流孔４１より流体圧発生装置２６へ
排出される。

【００１９】一方、起動ピストン２２が下死点から上死
点へ戻る際には切換弁２９が切換えられ、第２制御弁２
８が開放の状態となり、加圧室２３の体積が減少し始め
るから、加圧室２３内の流体圧が第２制御弁２８を通じ
て流体圧発生装置２６に帰流する一方、加圧室２３の体
積が減少すると同時に副シリンダ２１の蓄圧室３９が逆
に膨大することから、第２制御弁２８から流出する流体
の一部が蓄圧室３９内に流入するものである。

【００２０】

【発明の効果】本発明によるハンマー装置の起動方法に
よれば、起動シリンダとこれに連動する副シリンダとか
らなり、起動シリンダの加圧室体積が縮小すると同時に
副シリンダの蓄圧室が膨張するから、加圧室から排出す
る流体の１部が蓄圧室に吸収され、流体圧発生装置へ帰
流する量が減少し、サージ圧の発生が防止でき、しかも
復動時に加圧室の流体を迅速に排出することができるこ
とから、ハンマー装置のサイクルタイムを大幅に増大す
ることができるようになる。

【００２１】また本発明の起動装置であれば、加圧室か
ら排出する流体の一部を副シリンダの貯留室に流入し、
流体圧発生装置への急激な戻し量が減少され、このこと
から流体圧発生装置と結ぶホース径を細くでき、ホース
にサージ圧が伝わらないのでその耐久性を向上すること
ができ、しかもそのホースが長くなってもハンマー装置
のサイクルタイムを減少することがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による駆動装置をハンマー装置に設けた
状態で示す縦断面図である。

【図２】同じく起動シリンダ部分の横断面図である。

【図３】本発明による駆動装置の流体圧の流動を示す回
路図である。

【図４】ハンマー装置の説明図である。

【符号の説明】

５主ピストン２０起動シリンダ２１副シリンダ２２起動ピストン２３加圧室２８第２制御弁２７第１制御弁２９切換弁３７副ピストン３９蓄圧室４１帰流孔

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主ピストン（５）より突出する支持軸
（７）の先端にハンマー（９）を摺動自在に備え、主ピ
ストン（５）の前進初期の圧縮気体をハンマー（９）に
背圧として与えてハンマーを上死点に保持し、以後の圧
縮気体でハンマー（９）を急速突進するハンマー装置に
おいて、主ピストン（５）を起動シリンダ（２０）で駆
動し、該起動シリンダ（２０）の加圧室（２３）が縮小
して流体が排出する際に、その流体の１部を、起動シリ
ンダ（２０）と同方向に連動する副シリンダ（２１）の
蓄圧室（３９）に吸収し、加圧室（２３）の膨張時に先
に吸収した流体圧を蓄圧室（３９）より排出することを
特徴とするハンマー装置の起動方法。
【請求項２】主ピストン（５）より突出する支持軸
（７）の先端にハンマー（９）を摺動自在に備え、主ピ
ストン（５）の前進初期の圧縮気体をハンマー（９）に
背圧として与えてハンマーを上死点に保持し、以後の圧
縮気体でハンマー（９）を急速突進するハンマー装置に
おいて、前記主ピストン（５）を駆動する起動シリンダ
（２０）と、該起動シリンダ（２０）と同方向に連動す
る副シリンダ（２１）とからなり、起動シリンダ（２
０）の加圧室（２３）と、その膨張と縮小に応じて逆に
縮小と膨張する副シリンダ（２１）の蓄圧室（３９）と
を、流路を開閉すると共に開放時に流体が双方へ流動可
能となる第２制御弁（２８）を介して連結し、前記蓄圧
室（３９）に流体圧発生装置（２６）への帰流孔（４
１）を備えていることを特徴とするハンマー装置の起動
装置。