JP2930888B2 - 起動手段付きハンマー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、起動シリンダに連動し
て気体を圧縮する主ピストンを備え、その圧縮された気
体圧でハンマーを突進する起動手段付きハンマー装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のハンマー装置は、特開平６−２
２８９５３号公報によって開示してあり、その構成の概
要は、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、その主ピストンを駆動するための起動手
段を設けたものである。

【０００３】起動手段は、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体圧発生装置への帰
流路を備えている第２制御弁を介して連結し、前記第２
制御弁は流路を開閉すると共に開放時に流体を双方へ流
動可能となるものである。

【０００４】また起動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のことその間に設
けた制御機器などの耐久性に問題が生じるが、前記公報
のものによれば、起動シリンダの加圧室が縮小して流体
を排出する際、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されるので、
排出量が減少されサージ圧の発生を防止するものであ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記公報によっ
て開示してある起動シリンダと副シリンダは互いに縦列
に連設したもので、ハンマー装置の機体全体の長さが長
くなり、この機体を立坑から土中にパイプを圧入して埋
め込む土木工事を行う際、その立坑にハンマー装置の機
体が納まるように大きく掘削する必要があり、立地条件
によっては大きい立坑を設けることが不可能な場合もあ
った。

【０００６】本発明は以上の問題を解決することにあ
り、サージ圧の発生を防止し、サイクルタイムを向上す
る機能を維持して、しかもヘッド部の寸法を小さくする
ことができるようにする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による解決方法
は、筒体のヘッド内の起動シリンダ内に流体圧で直線往
復運動する起動ピストンを備え、筒体内に起動ピストン
と連動して気体を圧縮する主ピストンを有し、主ピスト
ンより突出する支持軸にハンマーを摺動自在に設け、主
ピストンによる圧縮初期の気体圧でハンマーを上死点に
保持し、以後の圧縮気体圧でハンマーを急速突進する起
動手段付きハンマー装置において、イ）ヘッド内に副シ
リンダを、起動シリンダの横に並列して配設し、主ピス
トンとロッドで連結され同方向に連動する副ピストンを
副シリンダ内に備え、ロ）副シリンダの主ピストン側
に、起動シリンダの加圧室の膨張に従って逆に縮小する
蓄圧室を有し、ハ）上記加圧室と蓄圧室とを、流体圧発
生装置への帰流路に接続した第２制御弁を介して連通し
てあることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記構成において、副シリンダが起動シリンダ
の横に並列して配設され、起動ピストン、副ピストンが
主ピストンとロッドでそれぞれ連結されたものであるか
ら、起動ピストン、副ピストン及び主ピストンは同方向
に往復動するものであり、主ピストンが復動する時に
は、起動シリンダの加圧室が縮小し、副シリンダの主ピ
ストン側の蓄圧室が逆に膨張するため、加圧室の流体の
一部が蓄圧室に退避され、流体圧発生装置の帰流路への
流量を制限してサージ圧を防止する作用が得られる。

【０００９】しかも、副シリンダが起動シリンダの横に
並列して設けたものであるから、副シリンダと起動シリ
ンダを納めるヘッド部の長さを起動シリンダが納まる長
さのみで形成され、ハンマー装置の機体全長の長さを従
来のものに比し大きく縮小することができるようにな
る。

【００１０】

【実施例】本発明のハンマー装置を具体的に説明する
と、図１に示しているように、筒体１内を内鍔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
の先端に支持鍔６を有する支持軸７をその支持鍔６がハ
ンマー室４内に存在するように突設し、支持鍔６上に、
内鍔２内に突入する細径部８を備えたハンマー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、支持鍔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、支持
鍔６とハンマー９間の背圧室１４間に通じる第１通気孔
１５が明けてあり、ハンマー９には、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に設けた支持鍔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
１４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内の圧縮空気と、前記のＤ
１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係からその差圧によって、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
かって駆動する起動手段は、筒体１に設けたヘッド２０
内に設けられるもので、図１に示しているように、主ピ
ストン５と連結した単動型の起動シリンダ２１と、副シ
リンダ２２とで構成するものである。

【００１４】起動シリンダ２１は、主ピストン５より延
長した支持軸７を起動シリンダ２１の起動ピストン２３
に連結して、この起動ピストン２３によって主ピストン
５を連動するもので、起動シリンダ２１の加圧室２４
（起動ピストン２３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２５と排出口２６を備え、両口
２５，２６には油圧ユニットなどによる流体圧発生装置
２７（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２８，２９及び両制御弁２８，２９を交
互に切り換える切換弁３０を介して連結してある。切換
弁３０は、主ピストン５の上死点と下死点を検出するセ
ンサー３１の指令によって機械的に切り換えるようにな
っている。

【００１５】副シリンダ２２は図１と図２に示すよう
に、起動シリンダ２１の横に一対並列して設けるもの
で、その副ピストン３２を主ピストン５にロッド３３で
連結してあり、副シリンダ２２の主ピストン５側室を蓄
圧室３４とするもので、この蓄圧室３４に通じる出入口
３５が図３に示すように、前記第２制御弁２９から流体
圧発生装置２７へ通じる帰流路３６に連結している。
尚、図３中の３７はホースである。

【００１６】前記センサー３１は図１、図４と図５に示
しているように、主ピストン５に検出棒３８を固着して
起立し、その先端部に検出コマ３９を設け、検出コマ３
９にはその左右に段違いに突出する凸部４０，４１を有
し、検出コマ３９の移動する軌跡に沿って主ピストン５
の上死点で一方の凸部４０で押し出される接触子４２
と、主ピストン５の下死点で他方の凸部４１で押し出さ
れる接触子４３とを、それぞれ凸部４０，４１に向かっ
て圧接するように附勢して設け、各接触子４２，４３に
切換弁３０のスプールを押すスイングアーム４４，４５
を連設したものである。

【００１７】以上の構造であるから、起動シリンダ２１
の起動ピストン２３が上死点にある時には、第１制御弁
２８が開の状態で、他方の第２制御弁２９は閉の状態に
あるから、流体が第１制御弁２８を通じて加圧室２４に
流入し、起動ピストン２３が下死点に向かって駆動す
る。これに連動して主ピストン５が下死点に向かって駆
動して空気室３の空気を圧縮して、前述のようにハンマ
ー９が突進するものであるが、この起動ピストン２３が
下死点に向かって駆動する間、副ピストン３２も主ピス
トン５に連動して下死点に向かって進み、その蓄圧室３
４の体積が減少するから、蓄圧室３４内の流体が帰流路
３６を通じて流体圧発生装置２７へ排出される。

【００１８】一方起動ピストン２３が下死点から上死点
へ戻る際には、センサー３１によって切換弁３０が切換
えられ、第２制御弁２９が開の状態に、第１制御弁２８
は閉の状態となるから、主ピストン５の上死点への帰動
に伴い、起動シリンダ２３の加圧室２４の体積が減少し
始め、加圧室２４内の流体圧が第２制御弁２９を通じて
流体圧発生装置２７に帰流する一方、加圧室２４の体積
が減少すると同時に、主ピストン５と連動する副シリン
ダ２２の蓄圧室３４が逆に膨大することから、第２制御
弁２９から流出する流体の一部が蓄圧室３４内に流入す
るものである。

【００１９】

【発明の効果】本発明による起動手段付きハンマー装置
によれば、起動手段を構成する起動シリンダと副シリン
ダとをヘッド内に並列して設け、各シリンダのピストン
を主シピストンと連結して設けたもので、起動シリンダ
と副シリンダとをヘッド内に並列して設けたことによ
り、ヘッドの長さが起動シリンダが納まる長さに形成す
ることができ、ハンマー装置全体の長さを大幅に短くす
ることができる。

【００２０】更に、起動シリンダと副シリンダの各ピス
トンを主ピストンと連結して設けたものであるから、主
ピストンが作動中に回転することがなく、しかも水平を
保って作動することができ、従って支持軸を確実に垂直
を保って駆動することができることから、異常を来すこ
となく長期に亘り高速運転することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による起動手段付きハンマー装置を示す
平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視の断面図である。

【図３】本発明による起動手段の流体圧の流動を示す回
路図である。

【図４】センサーの部分を示す平面図である。

【図５】同じく断面図である。

【符号の説明】

５ 主ピストン ２１ 起動シリンダ ２２ 副シリンダ ２３ 起動ピストン ２４ 加圧室 ２７ 流体圧発生装置 ２８ 第１制御弁 ２９ 第２制御弁 ３０ 切換弁 ３２ 副ピストン ３３ ロッド ３４ 蓄圧室 ３６ 帰流路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒体（１）のヘッド（２０）内の起動シ
   リンダ（２１）内に流体圧で直線往復運動する起動ピス
   トン（２３）を備え、筒体（１）内に起動ピストン（２
   ３）と連動して気体を圧縮する主ピストン（５）を有
   し、主ピストン（５）より突出する支持軸（７）にハン
   マー（９）を摺動自在に設け、主ピストン（５）による
   圧縮初期の気体圧でハンマー（９）を上死点に保持し、
   以後の圧縮気体圧でハンマー（９）を急速突進する起動
   手段付きハンマー装置において、イ）ヘッド（２０）内
   に副シリンダ（２２）を、起動シリンダ（２１）の横に
   並列して配設し、主ピストン（５）とロッド（３３）で
   連結され同方向に連動する副ピストン（３２）を副シリ
   ンダ（２２）内に備え、 ロ）副シリンダ（２２）の主ピストン（５）側に、起動
   シリンダ（２１）の加圧室（２４）の膨張に従って逆に
   縮小する蓄圧室（３４）を有し、 ハ）上記加圧室（２４）と蓄圧室（３４）とを、流体圧
   発生装置（２７）への帰流路（３６）に接続した第２制
   御弁（２９）を介して連通してあることを特徴とする起
   動手段付きハンマー装置。