JP3798882B2 - ハンマーシャベル - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シェルの開閉機構としてシリンダの駆動システムを用いたハンマーシャベルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地盤に掘削孔を形成する等の比較的大きな出力を必要とする装置には油圧式駆動システムを採用しているものが多く、当該システムは例えば、ハンマーシャベルにおけるシェルの開閉機構としても使用している。
【０００３】
シェルの開閉機構に使用されている油圧式駆動システムは、一般的には、地上に設置された電動モータ及び油圧ポンプにより地上設置のオイルタンク内のオイルを耐圧ホースを介してシェルに取り付けられた二本のシリンダに圧送するようにしたものであり、前記シェルはシリンダの出力軸の進退力により開閉せしめるれる。
【０００４】
しかしながら、上記油圧式駆動システムを採用した場合、掘削孔が深くなればなるほど上記耐圧ホースが長くなり、管路抵抗によりエネルギーロスが大きくなってしまうという問題がある。なお、掘削孔は場合によっては百メートルにも及ぶことから前記エネルギーロスは非常に大きくなり、システム全体が非常に大型化してしまう。
【０００５】
なお、前記エネルギーロスを抑制する手段としては、例えば、油圧式駆動システム全体をシェルの近傍に設け、これによりオイル移送ルートを短くするという方法が考えられる。しかし、この種のシステムでは空気抜き孔を有したオイルタンクを必須構成とすることから、地中の悪条件で使用するとオイルタンク内に水分等が侵入してしまうという事態が発生する。
【０００６】
したがって、近年では、悪条件下でも外部からの異物の侵入を完全に防止できるシリンダの駆動システムの開発が望まれている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明では、悪条件下でも外部からの異物の侵入を完全に防止できるシリンダの駆動システムを用いたハンマーシャベルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このハンマーシャベルは、第一、第二及び第三のシリンダと、第三シリンダにおけるピストンの両側の室のうちの一方を第一シリンダにおける両側の室の一方に連通接続する第一配管路と、第三シリンダにおける前記両側の室のうちの他方を第二シリンダにおけるピストンの両側の室の一方に連通接続する第二配管路と、前記二つの配管路と接続されていない側の第一、第二シリンダの室相互を連通接続する第三配管路と、第一シリンダのピストンロッドの端部に繋がれた重り付きのワイヤーと、第三シリンダのピストンロッドの進退に伴って開閉するシェルとを具備し、前記した全てのシリンダ及び配管路には流体が充填されていることを特徴とする。以下、説明の便宜上、上記シリンダ及び配管路の全てを含む構成を駆動システムという。
【０００９】
なお、上記駆動システムに関して、第一、第二シリンダが、両側ロッド型シリンダであるものとすることができる。この場合、第一、第二シリンダにおけるピストンの両面の受圧有効面積が同一であることが好ましい。
【００１０】
また、上記駆動システムに関して、第一、第二シリンダが片側ロッド型シリンダであり、第一、第二シリンダにおけるロッド収容側室相互又はロッド非収容側室相互のうち一方が第三配管路により連通接続されており、前記第三配管路と接続されていない側の第一シリンダの室を第三シリンダにおける前記両側の室の一方と、前記第三配管路と接続されていない側の第二シリンダの室を第三シリンダにおける前記両側の室の他方と、それぞれ第一、第二配管路により連通接続してあるものとすることができる。
【００１１】
更に、上記駆動システムに関して、第二シリンダ又は第三シリンダのうちの少なくとも一方が複数のシリンダで構成されているものとすることができる。
【００１２】
そして、上記駆動システムに関して、流体は、液体又は気体であればよい。ここで、この発明のハンマーシャベルに適用可能なシリンダの駆動システムにおける機能については以下の発明の実施の形態の欄で明らかにする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って説明する。
〔実施形態１〕この実施形態はこの発明のハンマーシャベルに適用可能な駆動システムを利用してジャッキを構成したものであり、この発明の原理をわかりやすく説明するものである。図１に示すように、シリンダ１（第一シリンダ）のピストンロッド12を上下動させることによりシリンダ３（第三シリンダ）のピストンロッド32を縮短・伸長させ、前記ピストンロッド32の端部に取り付けた台座Ｄを下降・上昇させるようにしたものである。
【００１４】
この駆動システムは、図１に示すように、ピストンロッド12を進退させる外力が作用するシリンダ１と、ピストンロッド32が出力部となるシリンダ３と、タンクとして機能するシリンダ２（第二シリンダ）とを具備している。そして、図１に示す如く、前記シリンダ１のピストンロッド収容側の室10とシリンダ３のピストンロッド非収容側の室31とを配管路４（第一配管路）により、シリンダ３のピストンロッド収容側の室30とシリンダ２のピストンロッド収容側の室20とを配管路５（第二配管路）により、シリンダ２のピストンロッド非収容側の室21とシリンダ１のピストンロッド非収容側の室11とを配管路６（第三配管路）により、それぞれ連通接続している。ここで、このシステムでは、上記したシリンダ１，２，３及び配管路４，５，６にはオイルが充填されている。
【００１５】
なお、この駆動システムでは、図示していないが、モータの回転運動をクランク機構を用いて往復直進運動に変換し、この変換された往復直進力Ｆによりシリンダ１のピストンロッド12を上下動させるようにしている。
【００１６】
また、この駆動システムではピストンロッド12を引き上げたときには、例えば、配管路４を介して室10から室31へオイルが１リットル流れるようにしてあり、これに伴って配管路５を介して室30から室20へオイルが0.5リットル流れ、配管路６を介して室21から室11へオイルが２リットル流れるようにしてある。このため、シリンダ１は（ピストンロッド側におけるピストン面の受圧有効面積）：（ピストンロッドが無い側におけるピストン面の受圧有効面積）＝１：２とし、シリンダ２は（ピストンロッド側におけるピストン面の受圧有効面積）：（ピストンロッドが無い側におけるピストン面の受圧有効面積）＝１：４とし、シリンダ３は（ピストンロッド側におけるピストン面の受圧有効面積）：（ピストンロッドが無い側におけるピストン面の受圧有効面積）＝１：２としてある。
【００１７】
この駆動システムは上記のような構成であり完全に密封されたものであるから、悪条件下でも外部から異物が侵入するような事態は発生しない。
【００１８】
なお、配管路４，５，６の接続態様は上記のものに限られるものではなく、配管路４が、シリンダ３の室30又は室31のうちの一方とシリンダ１の室11とを連通接続し、配管路５が、シリンダ３の室30又は室31のうちの他方とシリンダ２の室21とを連通接続し、配管路６が、シリンダ１, ２の室１０，２０相互を連通接続するものでもよい。この態様において上記実施形態と同様の効果を奏する。
〔実施形態２〕この実施形態はこの発明のハンマーシャベルにおけるシェルの開閉機構を構成したものであり、図２に示すように、実施形態１のシリンダ２を二つのシリンダ2a,2b により、シリンダ３を二つのシリンダ3a,3b により、それぞれ構成すると共に二つの配管路4a,5a,6a／4b,5b,6bを設け、前記シリンダ3a,3b におけるピストンロッド32の進退によりシェルＳＨを開閉するようにしてある。
【００１９】
なお、この駆動システムでは、図２に示すようにシリンダ１のピストンロッド12の端部を例えばクレーンから吊るされた重りwtが付いたワイヤーＷに繋ぎ、前記ワイヤーＷを上下動させる態様でピストンロッド12を進退させるものとしてある。このシステムの動作については基本的に実施形態１と同様であるので説明しない。この駆動システムを用いたハンマーシャベルを使用した場合、掘削孔が深い場合でもオイルルートの長さには関係しないから、従来の技術のようなエネルギーロスによるシステム全体の大型化を回避できる。また、このシステムは完全に密封されたものであるから、悪条件下でも外部から異物が侵入するような事態は発生しない。
〔実施形態３〕この実施形態の駆動システムは、図３に示すように、実施形態１のシリンダ３のみを二つのシリンダ3a,3b により構成したものであり、このため、シリンダ3a,3b の室31,31 とを連通接続した配管路７と配管路４とを連通接続し、シリンダ3a,3b の室30,30 とを連通接続した配管路８と配管路５とを連通接続している。
〔他の実施形態〕上記実施形態ではシリンダ１，２，３は全て片側ロッド型シリンダとしてあるが、シリンダ３のみを両側ロッド型シリンダとすることもできる。
【００２０】
また、シリンダ１，２，３の全てを両側ロッド型シリンダとした場合、「シリンダ３の室30又は室31のうちの一方とシリンダ１の室10又は室11の一方とを配管路４によりに連通接続し、シリンダ３の室30又は室31のうちの他方とシリンダ２の室20又は室21の一方とを配管路５により連通接続し、前記配管路４, ５と接続されていない側のシリンダ１, ２の室相互を配管路６により連通接続する」という構成における全ての配管経路態様を採用することができる。
【００２１】
さらに、シリンダ１，２，３として、一端側と他端側でロッド径が相違する両側ロッド型シリンダを採用することもでき、この場合は、片側ロッド型シリンダに準じて配管経路を決定する。
【００２２】
そして、上記実施形態１，２では流体をオイルとしてあるが、これに限定されることなく、オイル以外の液体、気体でもよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は上記のような構成であるから、次の効果を有する。
【００２４】
発明の実施の形態の欄に記載した内容から、悪条件下でも外部から駆動システムへの異物の侵入を完全に防止できるハンマーシャベルを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態のハンマーシャベルにおけるシリンダの駆動システムの説明図。
【図２】実施形態のハンマーシャベルの構成図。
【図３】この発明の実施形態３におけるシリンダの駆動システムの説明図。
【符号の説明】
１ シリンダ
２ シリンダ
３ シリンダ
４ 配管路
５ 配管路
10 室
11 室
12 ピストンロッド
20 室
21 室
22 ピストンロッド
30 室
31 室
32 ピストンロッド

Claims (6)

1. 第一、第二及び第三のシリンダと、第三シリンダにおけるピストンの両側の室のうちの一方を第一シリンダにおける両側の室の一方に連通接続する第一配管路と、第三シリンダにおける前記両側の室のうちの他方を第二シリンダにおけるピストンの両側の室の一方に連通接続する第二配管路と、前記二つの配管路と接続されていない側の第一、第二シリンダの室相互を連通接続する第三配管路と、第一シリンダのピストンロッドの端部に繋がれた重り付きのワイヤーと、第三シリンダのピストンロッドの進退に伴って開閉するシェルとを具備し、前記した全てのシリンダ及び配管路には流体が充填されていることを特徴とするハンマーシャベル。
2. 第一、第二シリンダが、両側ロッド型シリンダであることを特徴とする請求項１記載のハンマーシャベル。
3. 第一、第二シリンダにおけるピストンの両面の受圧有効面積が同一であることを特徴とする請求項２記載のハンマーシャベル。
4. 第一、第二シリンダが片側ロッド型シリンダであり、第一、第二シリンダにおけるロッド収容側室相互又はロッド非収容側室相互のうち一方が第三配管路により連通接続されており、前記第三配管路と接続されていない側の第一シリンダの室を第三シリンダにおける前記両側の室の一方と、前記第三配管路と接続されていない側の第二シリンダの室を第三シリンダにおける前記両側の室の他方と、それぞれ第一、第二配管路により連通接続してあることを特徴とする請求項１記載のハンマーシャベル。
5. 第二シリンダ又は第三シリンダのうちの少なくとも一方が複数のシリンダで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のハンマーシャベル。
6. 流体が、液体又は気体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のハンマーシャベル。

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