JP3831027B2 - 衝撃動工具 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧パワーショベル等の先端に取付けて、コンクリート構造物の解体、岩石の破砕、岩盤掘削等に用いられる油圧ブレーカ等の衝撃動工具に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
油圧によりピストンを上昇させ、そのピストンの上昇時に上方のガスを圧縮してエネルギを蓄積し、そのガスの膨張によるエネルギによりピストンを下降させて下方のチゼルを打撃する衝撃動工具においては、特公平7−63939号公報に記載されているように、弁箱内にバルブを組込み、そのバルブの昇降により油圧を制御して、ピストンの昇降動を繰り返し行なわせるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に記載された衝撃動工具においては、図9に示すように、ピストン50が上昇し、下室51とアクチュエイト室52とが連通したとき、下室51内の圧油をアクチュエイト室52に流動させてバルブ53を上昇させるようにしている。このとき、バルブ53は、その上部の大径部53aの下端面の面積とバルブ53上に設けられて給油口55からの圧油の圧力が常に付与されるプランジャ56の面積との差により、バルブ53を上昇させるため、バルブ53の上昇速度が比較的速く、バルブ53が弁室57の上壁58に衝撃的に衡突するおそれがあり、弁箱59の破損や取付ボルトの折損を防止するうえにおいて改善すべきところが残されている。
【0004】
また、ピストン50の打撃行程で、ピストン50が下降してアクチュエイト室52と中室62が連絡すると、圧油が給油口55から供給され、中室62、弁室57の圧力は上昇し、さらにバルブ53のセンタの穴を通り連絡している下室51の圧力も上昇する。この圧力を内部チャージ圧と呼ぶ。
【0005】
すなわち、ピストン50の打撃行程では、弁室57内が加圧されるため、プランジャ56には元圧(給油圧)から内部チャージ圧を減じた圧力しか受けることができず、プランジャ56の推力は、きわめて小さくなり、バルブ53を素速く下降させることができない。
【0006】
このため、バルブ53の下降切換えのタイミングに遅れが生じ、その点においても改善すべき点が残されている。
【0007】
この発明の課題は、油圧を制御するバルブが上昇行程時に弁室の上壁に衝撃的に衝突するのを防止し、かつ、バルブの下降切換えをスムースに行なわせることである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、この発明においては、シリンダの内部にピストンをスライド自在に組込み、シリンダ内の下端部には上記ピストンの下降時に、そのピストンで打撃される打撃部材を進退自在に挿入し、上記ピストンは、中程位置に大径部を有し、前記シリンダ内には、上記大径部の上面側に中室を、下面側には下室を設け、下室および中室と給油口および排油口との間に形成された弁室内にバルブを摺動自在に組込み、そのバルブの上下動により下室および中室に対する圧油の供給と排出とを切換えて、下室に供給される圧油の圧力とガスの圧力とによりピストンを上下動させ、そのピストンの上昇工程の途中に下室に供給された圧油の圧力をバルブに加えてバルブを上昇させ、そのバルブの上昇時に押し上げられるプランジヤ上に給油口と常に連通する上室を設け、その上室の圧力と弁室上部の圧力差によりプランジャを下降させてバルブを押し下げるようにした衝撃動工具において、前記プランジャを第1プランジャと、その第1プランジャより断面積の大きい第2プランジャとで形成し、第2プランジャの上面側に形成された前記上室と前記給油口とを連通させる通路に絞りを形成した構成を採用している。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図1乃至図8に基づいて説明する。
【0010】
図1に示すように、シリンダ1の内部にはピストン2が摺動自在に組込まれ、その下方に打撃部材としてのチゼル3が設けられている。チゼル3は上下方向に所定ストローク移動自在とされ、上記ピストン2の下降動によって上面が打撃される。
【0011】
図2に示すように、ピストン2は大径部4を有し、その大径部4の上下の軸径は同径とされている。シリンダ1内には、上記大径部4の上面側に中室5と、下面側に下室6とが形成され、さらに、ピストン2の上面側に図1に示すように、上室7が設けられている。
【0012】
上室7にはガスが封入されている。ガスはピストン2の上昇時に圧縮されてエネルギが蓄積され、そのガスの膨張によるエネルギによりピストン2が下降する。
【0013】
中室5の内径面には第1周溝8と第2周溝9とが上下に設けられ、一方、下室6の内径面上部には第3周溝10が設けられている。第2周溝9は、ピストン2が下降位置にあるとき、第1周溝8と連通し、第3周溝10とは大径部4によって遮断される。また、ピストン2が上昇位置にあるとき、第2周溝9は第3周溝10と連通し、第1周溝8とは大径部4によって遮断される。
【0014】
図2に示すように、シリンダ1の外周一側には弁箱11が取付けられている。弁箱11は弁室12を有し、その弁室12の上部および下部は、トッププレート13およびボトムプレート14によって閉塞されている。
【0015】
弁室12には、バルブ15が摺動自在に組込まれている。バルブ15は、上部に大径部16を有し、その大径部16の上面から下面に貫通する連通孔17が設けられている。
【0016】
バルブ15の外周には、第1環状溝18と第2環状溝19とが上下に設けられている。一方、弁室12の内周にはバルブ15の大径部16の下部周囲にアクチュエイト室20が設けられている。このアクチュエイト室20とシリンダ1の第2周溝9とはトリガーポート21を介して連通している。
【0017】
また、弁室12の内周には、上記アクチュエイト室20の下方に第4周溝22と第5周溝23とが設けられ、アクチュエイト室20は第4周溝22及び極く小径の小径通路24を介して給油口25と常時連通している。
【0018】
ここで、バルブ15が下降位置にあるとき、第4周溝22は第1環状溝18と連通し、第5周溝23は第2環状溝19を介して給油口25と連通する。また、バルブ15が上昇位置にあるとき、第4周溝22はバルブ15の第1環状溝18によってアクチュエイト室20と連通し、第5周溝23は給油口25との連通が遮断され、シリンダ1の前記第3周溝10と第1通路27で連通する。一方、弁室12の上部とシリンダ1の前記第1周溝8とは第2通路28で連通している。また、弁室12の上部は、前記第2通路28よりやや下方位置で排油口29と連通している。
【0019】
前記トッププレート13には、第1シリンダ室30が形成され、その第1シリンダ室30上に第2シリンダ室31が設けられている。第1シリンダ室30の内周上部には周溝32が形成されている。周溝32とトッププレート13の外周に形成された環状溝33とは半径方向に延びる小径孔34で連通しており、上記環状溝33は給油口25と常に連通している。ここで、小径孔34の流路径は、前記小径通路24の流路径よりいく分大径とされている。
【0020】
第1シリンダ室30には第1プランジャ35がスラスト自在に挿入され、給油口25から周溝32に供給される圧油によってバルブ15の上面に押し付けられている。
【0021】
第2シリンダ室31の下端は斜めの通路40を介して弁室12の上部と連通している。この第2シリンダ室31には第2プランジャ36がスライド自在に挿入されている。第2プランジャ36は第1シリンダ室30によって案内される小径部41を下端に有する。この第2プランジャ36の上部の断面積は第1プランジャ35の断面積より大きくなっている。
【0022】
第2プランジャ36の上端側に形成された上室37と前記小径孔34とは通路38で連通し、その通路38の下部に絞り39が設けられている。
【0023】
図1は、チゼル3およびバルブ15が下降位置にある状態を示す。その状態で図2に示す給油口25に圧油を供給すると、圧油は、第5周溝23−第1通路27−第3周溝10−下室6に流れ、ピストン2の大径部4の下端面に油圧が付与される。
【0024】
このとき、中室5は、第1周溝8−第2通路28−弁室12の上部−排油口29と連通しているため、ピストン2は上室7内に封入されたガス(窒素ガス)を圧縮しながら上昇し始める。
【0025】
同時に、給油口25からの圧油は、図2に示すトッププレート13の環状溝33から小径孔34を通って周溝32内に流入すると共に、通路38から上室37に流入するため、第1プランジャ35および第2プランジャ36は押し下げられ、バルブ15はその第1プランジャ35により押し下げられて下降位置に保持される。
【0026】
ピストン2が上昇して大径部4の下端面が第2周溝9の位置まで上昇し、図3に示すように、第2周溝9と第3周溝10とが連通すると、下室6の圧油は、第2周溝9−トリガーポート21−アクチュエイト室20に流れ、バルブ15の大径部16の下端面に油圧が付与される。
【0027】
大径部16の下端面の面積は第1プランジャ35の上端面の面積より大きいため、バルブ15は上方に移動し、第1プランジャ35もバルブ15と共に上方に移動する。
【0028】
図4に示すように、バルブ15の下端面が第5周溝23と対向する位置まで上昇すると、第2環状溝19により、供給口25と第5周溝23の連通が遮断される。また、バルブ15の大径部16によって排油口29が閉鎖される。
【0029】
図4に示す状態からバルブ15がさらに少し上昇し、図5に示すように、弁室12の下部が第1通路27を介して下室6に連通すると、その下室6は、第1通路27−第5周溝23−弁室12の下部−連通孔17−弁室12の上部−第2通路28を介して中室5に連通するため、中室5と下室6とは同圧となり、その圧力は給油口25の圧力よりいく分低い状態に保持される。
【0030】
このため、ピストン2の大径部4の下端面に作用する油圧と上端面に作用する圧力は等しくなり、ピストン2は、上室7内の圧縮されたガスの圧力によって下降し始める。そのピストン2の下降により、下室6内の油は大径部4によって押し下げられるため、下室6の油はバルブ15の連通孔17から中室5に流れる。
【0031】
このとき、ピストン2の大径部4の上下の軸径は同径であるため、下室6の容積が減少した分、中室5の容積が増大し、下室6と中室5の圧力は一定に保持され、ピストン2の下降は円滑に行なわれる。
【0032】
また、弁室12の上下部の圧力は同圧に保持され、一方、アクチュエイト室20には給油口25から極く小径の小径通路24を介して圧油が供給されるため、バルブ15は上昇を続ける。
【0033】
バルブ15がさらに上昇すると、第1プランジャ35は、第2プランジャ36を押し上げる。第2プランジャ36が上昇すると、上室37の油は通路38を流れて絞り39から小径孔34−環状溝33と流れるため、上室37の圧油の圧力は高くなり、その上室37の圧油がクッションの役目を果たす。
【0034】
そのため、バルブ15は上死点近くにおいて減速されることになり、バルブ15がトッププレート13に衝撃的に衝突するのが防止される。
【0035】
図6はバルブ15が上死点の位置まで上昇した状態を示す。このとき、ピストン2の下降によってピストン2の大径部4は第2周溝9を閉じて下室6とアクチュエイト室20の連通を遮断するが、小径通路24を通って給油口25から圧油が供給されているので、バルブ15は上死点の位置に保持される。
【0036】
ピストン2がさらに下降して、図7に示すように、大径部4の上端面が第2周溝9に対向すると、トリガーポート21が中室5と連通し、弁室12の上部および下部とアクチュエイト室20が連通する。すると、小径通路24を通ってアクチュエイト室20に供給される圧油が中室5→弁室12上部→連通孔17→弁室12下部→下室6へと流れ、圧力が上昇し始める。しかし、給油口25からの圧油は、小径通路24で絞られながら流入するため、その圧力は給油口25の圧力より低く維持される。
【0037】
このとき、第2プランジャ36上の上室37には給油口25からの圧油が常に供給されているため、上室37の圧力は弁室12内の圧力より高く、しかも、第2プランジャ36の上面と下面とに面積差があるため、第2プランジャ36は、トリガーポート21が中室5と連通すると同時に直ちに下降して第1プランジャ35を押し下げる。また、第1プランジャ35はバルブ15を押し下げるため、バルブ15は素速く下降し始め、ピストン2は下降して、図8に示すように、ピストン2がチゼル3を打撃する。第1プランジャ35上の周溝32内の圧力は、そのアクチュエイト室20の圧力より高いため、第1プランジャ35はさらに下降を続け、その第1プランジャ35の押し下げによりバルブ15は下死点の位置まで下降し、図2の状態に戻る。
【0038】
実施の形態では、衝撃動工具として油圧ブレーカを示したが、衝撃動工具はこれに限定されない。
【0039】
【発明の効果】
以上のように、この発明においては、バルブの上昇時に第1プランジャを介して第2プランジャを押し上げ、その第2プランジャの上方に形成された上室の油を通路から絞りを連過させて流動させるようにしたので、上室内の油は油圧ダンパとしての機能を発揮し、高速度で上昇するバルブを上死点近くにおいて減速させることができる。このため、バルブが弁室の上壁に衝撃的に衝突するのが防止され、弁箱の破損防止に効果を挙げることができる。
【0040】
また、バルブを押し下げるプランジャを第1プランジャと、その第1プランジャより断面積の大きい第2プランジャとで形成して、給油口から上室内に供給される圧油の受圧面積を大きくしたので、下降動するピストンの大径部がアクチュエイト室と中室を連通させてバルブを下降動に切り換える時に、第2プランジャは直ちに下降してバルブを押し下げるため、バルブに大きい初速度を与えて素速く下降させることができ、バルブの下降切換えをスムースに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る衝撃動工具の断面図
【図2】同上の弁箱部の拡大断面図
【図3】同上のピストンの上昇行程時の状態を示す断面図
【図4】同上のバルブの上昇途中の状態を示す断面図
【図5】ピストンの下降開始の直後の状態を示す断面図
【図6】同上のバルブの上昇位置を示す断面図
【図7】同上のバルブの下降切換え時の状態を示す断面図
【図8】同上のピストンのチゼル打撃時の状態を示す断面図
【図9】従来の衝撃動工具を示す断面図
【符号の説明】
1 シリンダ
2 ピストン
3 チゼル
4 大径部
5 中室
6 下室
7 上室
12 弁室
15 バルブ
25 給油口
29 排油口
35 第1プランジャ
36 第2プランジャ
37 上室
38 通路
39 絞り
Claims (1)
- シリンダの内部にピストンをスライド自在に組込み、シリンダ内の下端部には上記ピストンの下降時に、そのピストンで打撃される打撃部材を進退自在に挿入し、上記ピストンは、中程位置に大径部を有し、前記シリンダ内には、上記大径部の上面側に中室を、下面側には下室を設け、下室および中室と給油口および排油口との間に形成された弁室内にバルブを摺動自在に組込み、そのバルブの上下動により下室および中室に対する圧油の供給と排出とを切換えて、下室に供給される圧油の圧力とガスの圧力とによりピストンを上下動させ、そのピストンの上昇工程の途中に下室に供給された圧油の圧力をバルブに加えてバルブを上昇させ、そのバルブの上昇時に押し上げられるプランジヤ上に給油口と常に連通する上室を設け、その上室の圧力と弁室上部の圧力差によりプランジャを下降させてバルブを押し下げるようにした衝撃動工具において、前記プランジャを第1プランジャと、その第1プランジャより断面積の大きい第2プランジャとで形成し、第2プランジャの上面側に形成された前記上室と前記給油口とを連通させる通路に絞りを形成したことを特徴とする衝撃動工具。
Priority Applications (1)
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JP31051996A JP3831027B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 衝撃動工具 |
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JP31051996A JP3831027B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 衝撃動工具 |
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JPH10151584A JPH10151584A (ja) | 1998-06-09 |
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Family Applications (1)
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JP31051996A Expired - Fee Related JP3831027B2 (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 衝撃動工具 |
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JP2003071744A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Nippon Pneumatic Mfg Co Ltd | 衝撃動工具 |
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- 1996-11-21 JP JP31051996A patent/JP3831027B2/ja not_active Expired - Fee Related
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