JP3729428B2 - 振動発生装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕作業を行なうブレーカや転圧作業を行なう転圧機等に用いられる振動発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
振動発生装置としては、本体のシリンダ孔にピストンを嵌挿して第1室と第2室を形成し、その第1室の受圧面積を小さくして常時油圧源に接続し、第2室の受圧面積を大きくし油圧源とタンクにピストンの往復動に基づいて交互に連通してピストンを作業方向と戻り方向に往復動させるものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述の振動発生装置のピストンの作動速度は第1室、第2室の受圧面積差を小さくし、流量当りの速度を大きくすることで速くなり、ピストンの推力は第1室、第2室の受圧面積差を大きくして推力を発生するために圧力が作用する面積を大きくすれば大きくなる。
【0004】
破砕作業するブレーカの場合にはチゼルの往復動速度が速い方が効率良く破砕作業できるので、ブレーカ用の振動発生装置としては第1室と第2室の受圧面積差が小さい方が良い。
【0005】
また、転圧作業する転圧機の場合には転圧板を強い力で転圧面に押しつける方が効率良く転圧作業できるので、転圧用の振動発生装置としては第1室と第2室の受圧面積差が大きい方が良い。
【0006】
前述のことに鑑み本出願人は先に、第1室と第2室の受圧面積差を変更できるようにした振動発生装置を提案したが、第1室と第2室との受圧面積差を変更するには限度があって大きな推力が得られない。
【0007】
また、第1室と第2室の受圧面積差を小さくしてピストンの移動速度を速くした場合にはピストンの推力が小さくなるので、戻り方向ストロークエンド位置のピストンを作業方向に移動する開始する時に、そのピストンの慣性力や重量によってピストンが移動開始するまでに時間がかかり、結局ピストンの往復動速度が遅くなってしまう。
【0008】
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした振動発生装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、本体1のシリンダ孔2内にロッドを備えたピストン3を嵌挿してピストン3を戻り方向に移動する受圧面積の小さな第1室4と、ピストン2を作業方向に移動する受圧面積の大きな第2室5及び補助室6とを有するシリンダ部7と、
油圧源と、タンク28と、主切換弁20と、第1の切換手段と、第2の切換手段を備え、
前記第1室4、第2室5、補助室6を、前記主切換弁20、第1の切換手段、第2の切換手段によって前記油圧源とタンク28に連通・遮断して前記ピストン3を作業方向と戻り方向に往復動させることで、チゼルを打撃したり、転圧板を押しつける振動発生装置において、
前記主切換弁20は、前記第2室5をタンク28に連通する第1の位置Aと、前記第2室5を油圧源に連通する第2の位置Bに切換作動し、
前記第1の切換手段は、前記ピストン3とともに移動して前記主切換弁20を第1の位置A、第2の位置Bに切換えると共に、前記補助室6を油圧源とタンクに連通制御し、
前記第2の切換手段は、外部信号でブレーカ位置Cと転圧位置Dに切換えられ、ブレーカ位置Cの時には前記第1室4を油圧源に連通し、転圧位置Dの時には前記第1室4をタンクに連通し、
前記第1の切換手段は、前記第2の切換手段がブレーカ位置Cの時は、前記ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁20を第2の位置Bとし、当該ピストン3が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室6をタンク28に連通し、かつストロークエンド位置の時に前記主切換弁20を第1の位置Aとし、前記ピストン3が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、主切換弁20を第2の位置Bとし、
前記第1の切換手段は、前記第2の切換手段が転圧位置Dの時には、前記ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁20を第2の位置Bとし、当該ピストン3が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室6をタンク28に連通すると共に、前記主切換弁20を第1の位置とし、前記ピストン3が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に、前記補助室6を油圧源に連通すると共に、主切換弁20を第2の位置Bとするようにしたことを特徴とする振動発生装置である。
【0010】
本発明によれば、第2の切換手段をブレーカ位置Cとした時にはその第2の切換手段によって、油圧源から第1室4に常時圧力が供給されると共に、ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時には油圧源と第2室5が主切換弁20で連通し、油圧源と補助室6は第1の切換手段で連通して第2室5と補助室6に油圧源から圧力が供給されるから、ピストン3は(第2室5の受圧面積+補助室6の受圧面積)−第1室4の受圧面積の受圧面積差に作用する圧力で作業方向に移動開始し、ピストン3が所定のストローク移動した時に第1の切換手段で補助室6がタンク28に連通してピストン3が、第2室5の受圧面積−第1室4の受圧面積の受圧面積差に作用する圧力で作業方向ストロークエンド位置まで移動する。
【0011】
これにより、戻り方向ストロークエンド位置であるピストン3の作業方向に移動開始する時の推力が大きく、ピストン3は迅速に移動開始するし、ピストン3が所定のストローク移動した後には推力が小さく高速で作業方向ストロークエンド位置まで移動する。
【0012】
したがって、ピストン3が高速で往復動するのでブレーカ作業に好適なる振動発生装置となる。
【0013】
また、第2の切換手段を転圧位置Dとした時には、その第2の切換手段によって第1室4が常時タンク28に連通していると共に、ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時には油圧源と第2室5が主切換弁20で連通し、油圧源と補助室6が第1の切換手段で連通して第2室5と補助室6に油圧源から圧力が供給されるから、ピストン3は第2室5の受圧面積+補助室6の受圧面積の受圧面積に作用する圧力で作業方向に移動し、その推力は大となる。
【0014】
しかも、ピストン3が作業方向に向けて所定のストローク移動した時に、第1の切換手段で、主切換弁20が第2の位置Bとなると共に、補助室6がタンク28に連通するから、ピストン3の往復動ストロークが短かくなる。
【0015】
これにより、ピストン3の推力が大きく、しかも単位時間当りのピストン往復動回数、つまり周波数が大きくなる。
【0016】
したがって、転圧作業に好適なる振動発生装置となる。
【0017】
【発明の実施の形態】
図1に示すように、本体1のシリンダ孔2にピストン3を嵌挿し、そのピストン3は一側大径ロッド3a、他側中間径ロッド3b、他側小径ロッド3cを備え、ピストン3を戻り方向に押す受圧面積の小さな第1室4と、ピストン3を作業方向に押す受圧面積の大きな第2室5と、ピストン3を作業方向に押す補助室6を有するシリンダ部7としてある。
【0018】
弁機構10は第1ポンプポート11、第2ポンプポート12、タンクポート13、第1補助ポート14、第2補助ポート15、主ポート16、補助入口ポート17、補助出口ポート18を有し、ピストン3の移動によって第1位置a、第2位置b、第3位置c、第4位置dに切換えられる。
【0019】
主切換弁20は第1・第2・第3・第4ポート21,22,23,24を有し、第1受圧部25の圧力で第1の位置A、第2受圧部26の圧力で第2の位置Bとなり、第1ポート21が油圧ポンプ27の吐出路27aに連通し、第2ポート22が弁機構10の第2補助ポート15に連通し、第3ポート23がタンク28に連通し、第4ポート24がシリンダ部7の第2室5と弁機構10の補助入口ポート17に連通している。
【0020】
切換弁30はスプリング31でブレーカ位置Cに保持され、受圧部32に圧油が供給されると転圧位置Dとなる。この受圧部32には油圧パイロット弁33より補助油圧ポンプ34の吐出圧油が供給される。
【0021】
前記切換弁30がブレーカ位置Cの時には第1のポート35と第3のポート37が連通し、第2のポート36と第5のポート39が連通し、第4のポート38が遮断する。切換弁30が転圧位置Dの時には第1のポート35と第4のポート38が連通し、第3のポート37と第5のポート39が連通し、第2のポート36が遮断する。
【0022】
前記第1のポート35はシャトル弁40の一方の入口側に接続し、このシャトル弁40の他方の入口側は弁機構10の主ポート16に接続し、そのシャトル弁40の出口側は主切換弁20の第1受圧部25に接続している。
【0023】
前記第2のポート36は油圧ポンプ27の吐出路27aに接続し、第3のポート37はタンク28に接続し、第4のポート38は弁機構10の第1補助ポート14に接続し、第5のポート39は第1室4に連通している。
【0024】
前記油圧ポンプ27の吐出路27aは弁機構10の第1・第2ポンプポート11,12に接続していると共に、主切換弁20の第2受圧部26に接続している。この主切換弁20の第1受圧室25の受圧面積は第2受圧室26の受圧面積よりも大きくしてある。
【0025】
次に作動を説明する。
図1において、ピストン2が右方(戻り方向)のストロークエンドで、切換弁30がブレーカ位置Cの状態を考える。
弁機構10は第4位置dとなり、補助入口ポート17と補助出口ポート18が連通し、主ポート16がタンクポート13よりタンク28に連通し、切換弁30の第1のポート35が第3のポート37よりタンク28に連通するから主切換弁20の第1受圧室25には圧油が供給されずにタンク28に連通するので、主切換弁20は第2受圧部26に作用するポンプ吐出圧で第2位置Bとなる。
【0026】
これにより、油圧ポンプ27の吐出圧油が第2室5と補助室6及び第1室4に供給され、第2室5の受圧面積+補助室6の受圧面積と第1室4の受圧面積との受圧面積差によってピストン3が左方(作業方向)に移動する。この時の受圧面積差は大きく、ピストン3を作業方向に押す推力が大である。
【0027】
ピストン3の左方への移動につれて弁機構10が第3位置c、第2位置bに切換えられる。弁機構10が第2位置bとなると補助入口ポート17が遮断され、補助出口ポート18がタンクポート13に連通して補助室6がタンク28に連通するので、ピストン3は第2室5の受圧面積と第1室4の受圧面積との受圧面積差によって左方に移動する。
【0028】
この時の受圧面積差は小さくピストン3が作業方向に移動する速度が速くなる。
【0029】
そして、ピストン3が左方のストロークエンドとなると弁機構10が第1位置aとなり、油圧ポンプ27の吐出圧油が第2ポンプポート12、主ポート16よりシャトル弁40に流入し、そのシャトル弁40の出口側から主切換弁20の第1受圧部25に供給される。
【0030】
これによって、主切換弁20が第1位置Aに切換って第2室5が第4ポート24、第3ポート23よりタンク28に流出し、補助室6は補助出口ポート18、タンクポート13よりタンク28に流出する、このためにピストン2は第1室4内の圧力で右方に移動する。これとともに弁機構10が第2位置b、第3位置c、第4位置dに移動して前述の状態となる。
【0031】
このように、切換弁30をブレーカ位置Cとした時にはピストン3を作業方向に移動する初期に推力が大であるから、ピストン3が戻り方向に移動する時の慣性力及びピストン3、ロッドの質量に抗してピストン3を作業方向に迅速に移動開始できるし、ピストン3が作業方向に移動開始した後にはピストン3を高速で移動するので、ピストン3が作業方向に速く移動するし、戻り方向にも速く移動するのでブレーカ作業用の振動発生装置として好ましい。
【0032】
次に、切換弁30が図2に示すように転圧位置Dの時の動作を説明する。
切換弁30が転圧位置Dの時には第1室4が切換弁30の第5のポート39、第3のポート37よりタンク28に連通し、第1補助ポート14が第4のポート38、第1のポート35よりシャトル弁40の一方の入口側に連通する。
【0033】
ピストン3が右方ストロークエンドの時には前述のように弁機構10が第4位置dとなって主切換弁20が第2位置Bとなる。これにより、第2室5と補助室6に圧油が供給されてピストン3が作業方向に移動する。
【0034】
この時に、第1室4がタンク圧であるからピストン3は第2室5の受圧面積+補助室6の受圧面積の面積に作用する圧力で作業方向に押され、その面積は前述の切換弁30をブレーカ位置Cとした場合の面積よりも第1室4の受圧面積分だけ大きく、ピストン3を作業方向に押す推力は大きく、転圧機用の振動発生装置として好ましい。
【0035】
ピストン3が作業方向にストロークして弁機構10が第2位置bとなると第1ポンプポート11が第1補助ポート14に連通するので、ポンプ圧は弁機構10、切換弁30を経てシャトル弁40の一方の入口に流入し、主切換弁20の第1受圧部25に作用して主切換弁20が第1の位置Aとなる。これとともに補助室6が弁機構10を経てタンク28に連通する。
【0036】
これにより、第2室5が主切換弁20でタンク28に連通し、ピストン3は外力で右方に移動し、右方ストロークエンドとなると前述のようにして再びピストン3が作業方向に移動する。
【0037】
このように、切換弁30を転圧位置Dとした時にはピストン3の推力が大であるし、ピストン3の往復動ストロークが短かく同一のポンプ流量でも単位時間当りの往復動回数、つまり周波数が大きくなるので、転圧機用の振動発生装置として好適となる。
【0038】
例えば、図3に示すように、下部走行体50に上部車体51を旋回自在に取付け、この上部車体51にブーム52をブームシリンダー53で上下揺動自在に取付け、そのブーム52にアーム54をアームシリンダ55で上下揺動自在に取付けた油圧式パワーショベルにおける前記アーム54の先端部に本体1を作業機シリンダー56とリンク57で首振自在に取付け、ブームシリンダ53を浮状態としてブーム重量、アーム重量でロッド3aを転圧板58に押しつけて転圧作業することで、第2室5、補助室6に圧油が供給された時にシリンダ部7がピストン3に対して相対的に上方に移動し、第2室5、補助室6がタンクに連通した時にシリンダ部7がピストン3に対して相対的に下方に移動する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の態様を示す構成説明図である。
【図2】切換弁を切換えた状態の説明図である。
【図3】油圧ショベルのアーム先端部に取付けて転圧作業する場合の説明図である。
【符号の説明】
1…本体
2…シリンダ孔
3…ピストン
4…第1室
5…第2室
6…補助室
10…弁機構
20…主切換弁
27…油圧ポンプ
28…タンク
30…切換弁
52…ブーム
54…アーム
58…転圧板
Claims (1)
- 本体1のシリンダ孔2内にロッドを備えたピストン3を嵌挿してピストン3を戻り方向に移動する受圧面積の小さな第1室4と、ピストン2を作業方向に移動する受圧面積の大きな第2室5及び補助室6とを有するシリンダ部7と、
油圧源と、タンク28と、主切換弁20と、第1の切換手段と、第2の切換手段を備え、
前記第1室4、第2室5、補助室6を、前記主切換弁20、第1の切換手段、第2の切換手段によって前記油圧源とタンク28に連通・遮断して前記ピストン3を作業方向と戻り方向に往復動させることで、チゼルを打撃したり、転圧板を押しつける振動発生装置において、
前記主切換弁20は、前記第2室5をタンク28に連通する第1の位置Aと、前記第2室5を油圧源に連通する第2の位置Bに切換作動し、
前記第1の切換手段は、前記ピストン3とともに移動して前記主切換弁20を第1の位置A、第2の位置Bに切換えると共に、前記補助室6を油圧源とタンクに連通制御し、
前記第2の切換手段は、外部信号でブレーカ位置Cと転圧位置Dに切換えられ、ブレーカ位置Cの時には前記第1室4を油圧源に連通し、転圧位置Dの時には前記第1室4をタンクに連通し、
前記第1の切換手段は、前記第2の切換手段がブレーカ位置Cの時は、前記ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁20を第2の位置Bとし、当該ピストン3が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室6をタンク28に連通し、かつストロークエンド位置の時に前記主切換弁20を第1の位置Aとし、前記ピストン3が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、主切換弁20を第2の位置Bとし、
前記第1の切換手段は、前記第2の切換手段が転圧位置Dの時には、前記ピストン3が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室6を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁20を第2の位置Bとし、当該ピストン3が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室6をタンク28に連通すると共に、前記主切換弁20を第1の位置とし、前記ピストン3が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に、前記補助室6を油圧源に連通すると共に、主切換弁20を第2の位置Bとするようにしたことを特徴とする振動発生装置。
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