JP6200496B2 - ハンマー上昇装置 - Google Patents

Description

本発明はハンマー上昇装置に関するもので、より詳しくは、上側に上がったピストンが下側へ下降する際に、ピストンとメインシリンダー内の流体抵抗を排除させて、ピストンの打撃強度を増加させるハンマー上昇装置に関するものである。

一般に、ハンマーは油圧ポンプを有する掘削機、ローダーなどのような装備に装着されて、油圧ポンプで供給される高圧流体を予め所定流路とバルブで制御して、油圧ハンマーの内部に設置されたピストンを上昇及び下降させて、ツール（ｔｏｏｌ）を打撃するようにし、その反力でツールが岩盤やコンクリート地面などを破鎖するようにする器機を言う。

図１は従来の油圧式ハンマーを示している。以下、図１を利用して従来の油圧式ハンマーの構成及び動作について詳しく説明する。

図１によれば、油圧式ハンマーは、バルブ、アキュムレーター、シリンダー、ピストン、充電ガス貯蔵部を含む。もちろん、上述した構成以外に他の構成が油圧式ハンマーに含まれることができることは自明である。

バルブ１００が開放されると、油圧ポンプから供給された高圧流体がシリンダー１０２の内部に流入される。高圧流体がシリンダー１０８の内部９９に流入されると、流入される流体の圧力によってシリンダー１０８の内部に収容されているピストン１０２を上昇させる。

図１に示すように、ピストン１０２は円柱状で、中央部分が突出された形状を有する。シリンダー１０８は内部にピストン１０２を収容するために通孔形態を保持し、ピストン１０２の上下移動を誘導する。また、シリンダー１０８は中央部分が突出された形状を有するピストン１０２が所定範囲内で上下移動することができるように、通孔の直径を同じく形成しない。即ち、ピストン１０２の突出された部分が上下に移動する領域は他の領域よりシリンダーの通孔の直径を大きく形成する。もちろん、油圧ハンマーは高圧流体がピストン１０２とシリンダー１０８との間の隙間を通じて外部に流出されないように、ピストン１０２とシリンダー１０８との間の隙間を完璧に密閉させることが何より重要である。

ピストン１０２の上昇によりシリンダーの上部に形成された充電ガス貯蔵部１０６に貯蔵されたガスは徐徐に圧縮される。油圧によってピストン１０２が設定された位置まで上昇すれば、バルブ１００が閉まり、その後、ピストン１０２自体の荷重と充電ガス貯蔵部１０６に圧縮されたガスの力によってピストンは下側に移動する。

この場合、シリンダーとピストンとの間にある流体はアキュムレーター１０４に移動する。このように従来の油圧式ハンマーは上述した動作を繰り返すことによって岩盤やコンクリート地盤を破鎖する。

しかし、従来の油圧式ハンマーは、ピストンとシリンダーとの隙間に高圧流体が離脱しないように下端部に密閉部材を用い、これによりピストンとシリンダーとの間の摩擦によって下側に移動するシリンダーの加速度を減少させる。また、摩擦によってピストンとシリンダーを密閉させる密閉部材である下端部のシーリング部材８８が損傷され、所望の密閉状態を保持するために、損傷された部材を周期的に取り替えなければならない。

また、ピストンが下側に移動する際に、シリンダーの内部９９にあった流体があっという間にアキュムレーター１０４に流出されなければならないため、この場合に発生する抵抗によってピストンの打撃強度が顕著に減少される。

本発明が解決しようとする課題は、ピストンとシリンダーとの間の摩擦力を減少させ、下側に移動するピストンの加速度を増加させて、ピストンの打撃強度を増加させる方案を提案することにある。

本発明が解決しようとする他の課題は、ピストンとシリンダーとの間を密閉させる下端部に形成されているシーリング部材を用いなくても済むので、管理費用を減少させることができる方案を提案することにある。

本発明が解決しようとするまた他の課題は、ドレーン（排出）ラインの抵抗を減少させるために、大型配管を用いないので、付加的にシリンダーとピストンとの間の過熱現象を防止する方案を提案することにある。

このために、本発明のハンマー上昇装置は、流体の供給を制御する油圧制御バルブと、上記油圧制御バルブの操作によって流体が供給されるサブシリンダーと、上記サブシリンダーに一部が収容され、上記流体によって上昇または下降するサブピストンと、上記サブピストンの終端に密着されて、上記サブピストンの上昇によって上昇し、密着された上記サブピストンの終端が離隔されると下降するメインピストンと、上記メインピストンを収容するメインシリンダーとを含む。

本発明によるハンマー上昇装置は、メインシリンダーの内部に流体を投入しないで、外部に設置されているシリンダーとピストンを利用して、メインシリンダーの内部に形成されているメインピストンを上昇させることによって、メインシリンダーとメインピストンとの間に別途の密封部材を用いない。このように、別途の密封部材を用いないことによって、メインシリンダーとメインピストンとの間の摩擦力による抵抗によって加速度減少現象を防止することができる。また、複数のサブピストンを利用してメインピストンを上昇させることによって、ピストンの打撃回数を増加させることができるという長所がある。

さらに、本発明のハンマー装置は、打撃のためのメインピストンの移動範囲を自在に調節することができるという長所がある。即ち、従来のハンマー装置は流体をメインシリンダーの内部に投入させなければならなく、メインピストンの移動範囲によって投入される流体の量も増加されなければならないが、本発明のハンマー装置は流体をメインシリンダーに投入しないで、サブピストンを利用することによって、自在に移動範囲を調節することができる。

従来の油圧式ハンマーを示す。 本発明の一実施例によるハンマー装置を示す。 本発明の他の実施例によるハンマー装置を示す。 本発明の一実施例によるメインピストン上昇装置の構造を示す。 本発明の一実施例によるメインピストン上昇装置の構造を示す。 本発明の一実施例によるメインピストン上昇装置の構造を示す。

前述した、また追加的な本発明の様相は添付された図面を参照して説明される好ましい実施例を通じてさらに明らかになる。以下では、本発明のこのような実施例を通じて当業者が容易に理解して再現することができるように詳しく説明する。

図２は本発明の一実施例によるハンマー装置を示す。以下、図２を利用して本発明の一実施例によるハンマー装置について詳細に説明する。

図２によれば、ハンマー装置は、油圧制御バルブ、メインシリンダー、メインピストン、サブシリンダー、サブピストン、充電ガス貯蔵部を含む。もちろん、上述した構成以外に他の構成がハンマー装置に含まれることができることは自明である。

油圧制御バルブ２００は、油圧ポンプから供給される高圧で形成された流体の移動を制御する。油圧制御バルブ２００が開放されると、油圧ポンプから供給される流体をサブシリンダー２０２に供給する。サブシリンダー２０２に供給された高圧流体はサブシリンダー２０２の内部に存在するサブピストン２０４を上昇させる。サブピストン２０４はメインピストン２０６の突出された部分の下端に密着されて、サブピストン２０４の上昇によってメインピストン２０６も上昇する。

メインピストン２０６は円柱状で、中央部分が突出された形状を有する。メインシリンダー２０８は内部にメインピストン２０６が収容されるように通孔形態を有し、メインピストン２０６の上下移動を誘導する。

また、中央部分が突出された形状（突出部）を有するメインピストン２０６が所定範囲内で上下に移動することができるように通孔の直径を同一に形成しない。即ち、メインピストン２０６の突出された部分が上下に移動する領域は他の領域よりメインシリンダー２０８の通孔の直径を大きく形成する。メインシリンダー２０８内でメインピストン２０６の上下移動範囲は製作者の意図によって多様に製作することができる。本発明はサブピストンを利用してメインピストンを上昇させることによって、メインピストンとメインシリンダーとの間の下端部シールが必要なくなる。

メインピストン２０６の上昇によってメインシリンダー２０８の上部に形成された充電ガス貯蔵部２１０に貯蔵されたガスが圧縮される。メインピストン２０６がメインシリンダー２０８内で設定された位置まで上昇すると、転換バルブ（図示しない）が動作するようになる。転換バルブの動作によって、サブピストン２０４はメインピストン２０６の下端から離脱するようになり、サブピストン２０４が離脱されば、メインピストン２０６はメインピストン２０６自体の荷重と充電ガス貯蔵部２１０に貯蔵された圧縮ガスの力によって下側に移動するようになる。もちろん転換バルブが作動すると同時に、油圧制御バルブ２００は閉まる。この場合、上述したように、メインピストン２０６とメインシリンダー２０８との間に摩擦力が発生しなくなり、これにより、下側に移動するメインシリンダーの加速度は従来に比べて増加するようになる。

また、上述したように、メインシリンダー内でメインピストンの上下移動範囲を製作者の意図によって多様に製作可能になるので、必要な場合、移動範囲を大きくしてメインピストンによって発生する打撃強度を高めることができる。これに比べて従来の油圧ハンマーはシリンダー内でピストンの上下移動範囲を調節するためにはアキュムレーターの大きさ、供給される流体を増加させなければならないという短所を有する。

メインピストン２０６から離脱されたサブピストン２０４は下側に移動し、下側に移動したサブピストンは再びメインピストンを上昇させる。

図２はメインピストンの中央部分が突出された形状を有するものに示されたが、これに限定されるのではない。即ち、メインピストンの中央部分が所定深さの溝を形成し、サブピストンは形成された溝を利用して、メインピストンを上昇させることができる。

図３は本発明の他の実施例によるハンマー装置を示す。以下、図３を利用して本発明の他の実施例によるハンマー装置について詳細に説明する。

図３によれば、ハンマー装置は、第１油圧制御バルブ、第２油圧制御バルブ、メインシリンダー、メインピストン、第１サブシリンダー、第２サブシリンダー、第１サブピストン、第２サブピストン、充電ガス貯蔵部を含む。もちろん、上述した構成以外に他の構成がハンマー装置に含まれることができることは自明である。

第１油圧制御バルブ３００は油圧ポンプから供給される高圧流体を第１サブシリンダー３０２に供給することを制御する。第２油圧制御バルブ３２０は油圧ポンプから供給される高圧流体を第２サブシリンダー３１２に供給することを制御する。

第１油圧制御バルブ３００が開放されると、油圧ポンプから供給される流体を第１サブシリンダー３０２に供給する。第２油圧制御バルブ３２０が開放されると、油圧ポンプから供給される流体を第２サブシリンダー３１２に供給する。本発明において、第１油圧制御バルブ３００と第２油圧制御バルブ３１０は同時に開放されるのではなく交互に開放する。

第１サブシリンダー３０２に供給された高圧流体は第１サブシリンダー３０２の内部に存在する第１サブピストン３０４を上昇させる。第１サブピストン３０４はメインピストン３０６の突出された部分の下端に密着されて、第１サブピストン３０４の上昇によってメインピストンも上昇する。

メインピストン３０６の上昇によってメインシリンダー３０８の上部に形成されている充電ガス貯蔵部３１０に貯蔵されているガスが圧縮される。メインピストン３０６が設定された位置まで上昇すると、第１転換バルブ（図示しない）が動作する。第１転換バルブの動作によって第１サブピストン３０４はメインピストン３０６の下端から離脱され、第１サブピストン３０４が離脱されると、メインピストン３０６はメインピストン３０６自体の荷重と充電ガス貯蔵部３１０に貯蔵された圧縮ガスの力によって下側に移動する。もちろん第１転換バルブが作動すると同時に、第１油圧制御バルブ３００は閉まる。

第２サブシリンダー３１２、第２サブピストン３１４、第２転換バルブ（図示しない）も第１サブシリンダー３０２、第１サブピストン３０４、第１転換バルブと同じ動作をする。上述したように、第１サブシリンダー３０２、第１サブピストン３０４、第１転換バルブで構成される第１駆動部と第２サブシリンダー３１２、第２サブピストン３１４、第２転換バルブで構成される第２駆動部と同じ時点で同じ動作を行うのではなく、交互に周期的に動作を行う。このように複数の駆動部を利用することによって、メインピストンの上下移動回数を増加させることができる。即ち、メインピストンが下降によって最低点に到逹する前に、第１サブピストン、第２サブピストンの中の少なくとも一つのサブピストンは移動によって最低点に到逹することによって、メインピストンの上下移動回数を増加させることができる。

図３は二つの油圧制御バルブを形成しているが、これに限定されるのではない。即ち、一つの油圧制御バルブを利用して二つのサブピストンを動作させる。

図４は本発明の一実施例によるメインピストンの構造による上昇方式を示している。以下、図４を利用して本発明の一実施例によるメインピストンの構造による上昇方式について詳細に説明する。

図４ａによれば、メインピストンは溝部を形成しており、溝部にメインピストン上昇装置４００が密着されている。メインピストン上昇装置４００はサブピストンの終端に連結されている。メインピストン上昇装置４００は溝部が形成されている下側に位置し、メインピストン上昇装置４００の上昇によってメインピストンを上昇させる。転換バルブはメインピストンの最高点に到逹すると、メインピストン上昇装置４００をメインピストンから離隔させる。

図４ｂによれば、メインピストンは溝部を形成しており、溝部にメインピストン上昇装置が密着されている。メインピストン上昇装置４００はサブピストンの終端に連結されている。メインピストン上昇装置４００は溝部が形成されている上側に位置し、メインピストン上昇装置４００の上昇によってメインピストンを上昇させる。転換バルブはメインピストンの最高点に到逹すると、メインピストン上昇装置４００をメインピストンから離隔させる。

図４ｃによれば、メインピストンは「Ｔ」字状に構成され、「Ｔ」字の下端にメインピストン上昇装置４００が密着されている。メインピストン上昇装置４００はサブピストンの終端に連結されている。メインピストン上昇装置は「Ｔ」字の下端に位置し、メインピストン上昇装置の上昇によってメインピストンを上昇させる。メインピストンの最高点に到逹すると、メインピストン上昇装置がメインピストンから自動的に離隔される。

本発明は図面に示した一実施例を通じて説明されたが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施例が可能であるということを理解すべきである。

２００：油圧制御バルブ
２０２：サブシリンダー
２０４：サブピストン
２０６：メインピストン
２０８：メインシリンダー
２１０：充電ガス貯蔵部
３００：第１油圧制御バルブ
３０２：第１サブシリンダー
３０４：第１サブピストン
３１０：充電ガス貯蔵部
３１２：第２サブシリンダー
３１４：第２サブピストン

Claims (1)

1. 油圧制御バルブの操作によって流体が供給されるサブシリンダーと；
   前記サブシリンダーに一部が収容され、前記流体によって上昇または下降するサブピストンと；
   前記サブピストンの終端に密着されて、前記サブピストンの上昇によって上昇し、密着された前記サブピストンの終端が離隔されると下降するメインピストンと；
   前記メインピストンを収容するメインシリンダーと；
   前記メインピストンが前記メインシリンダー内で移動可能な最高点に到逹すれば、前記サブピストンを前記メインピストンから離隔させる転換バルブと；を含み、
   前記サブピストンは、第１サブピストン、第２サブピストンを含み、前記第１サブピストンと第２サブピストンが前記メインピストンを交互に上昇させることを特徴とするハンマー上昇装置。

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