JP6757682B2 - 液圧式打撃装置 - Google Patents
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Description
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、低圧アキュムレータの利用効率を向上することによって前室の負圧状態を緩和し得る液圧式打撃装置を提供することを課題とする。
よって、本発明のいずれか一の態様に係る液圧式打撃装置によれば、負圧状態が緩和されるのでキャビテーションの発生量が低減され、エロージョンによって機器が破損することを抑制できるとともに、前室に供給される高圧油がキャビテーションの圧縮に消費されることが少なくなることから穿孔効率が向上する。
φD4<φD2<φD3<φD1・・・・・・・・(式1)
また、バルブ前端面308の受圧面積をS1、バルブ後端面309の受圧面積をS2、バルブ段付面(前)の受圧面積S3、およびバルブ段付面(後)312の受圧面積をS4とすると、以下の(式2)の通りとなる。
S1=π/4×(D22−D42)
S2=π/4×(D32−D42)
S3=π/4×(D12−D22)
S4=π/4×(D12−D32)・・・・・・・(式2)
そして、受圧面積S1〜S4の関係は、以下の(式3)〜(式5)の通りとなる。
S1<S2・・・・・・・・・・・・・・・・・・(式3)
[S1+S3]>S2・・・・・・・・・・・・・(式4)
S3>S4・・・・・・・・・・・・・・・・・・(式5)
バルブ低圧通路125は、ピストン前進制御ポート112と後室低圧ポート136とを接続している。バルブ制御通路126は、バルブ制御ポート114とバルブ制御室137とを接続している。なお、バルブ低圧通路125は、ピストン前進制御ポート112と低圧回路102とを接続してもよい。
今、図3(a)に示すように、切換弁機構210のバルブ300が前進位置に切換えられると、ピストン高圧ポート134と後室通路121とが連通して後室111が高圧となる。一方で、前室低圧ポート135と前室通路120とが連通して前室110が低圧となる。これにより、ピストン200は前進する。
なお、本実施形態では、バルブ制御室137に圧油が供給されて、上述した常時作用する前進推力(=バルブ付勢手段の付勢力)に抗してバルブ300を後進させる構成がバルブ制御手段になっている。
ピストン200が打撃点まで達した直後に、バルブ300がその後退位置への切換が完了する。バルブ後退位置では、ピストン高圧ポート134と前室通路120とが連通して前室110が高圧となる。一方で、後室低圧ポート136と後室通路121とが連通して後室111が低圧となる。これにより、ピストン200は後退に転じる。バルブ制御室137が高圧を維持している間は、バルブ300は後退位置に保持される(図3(c)参照)。
上記の通り、第一実施形態の液圧式打撃装置は、前室110と後室111をそれぞれ交互に高圧と低圧に切り替えてピストン200を前進後退させる、いわゆる「前後室高低圧切換え式」の液圧式打撃装置である。
前室110の負圧状態が緩和されるとキャビテーションの発生量が低減され、エロージョンによる構成部材の損傷を抑制し、キャビテーションの圧縮に消費される高圧油量を低減できるので穿孔効率が向上する。
条件:「低圧アキュムレータ401の利用効率が向上することでもたらされる容積効率の向上分が、圧油排出時の排圧上昇に伴う水力効率の低下分を補填し、全体としての穿孔効率が向上する。」
ηd=ηw×ηv・・・・・・・・・・・・・・・・(式6)
Cv=1−(ηv/ηvmax)・・・・・・・・・(式7)
また、絞り401の絞り調整量Xは、高圧回路101における作動圧をPoと、低圧アキュムレータ401のガス圧P1とによって以下の通り表すことができる。
X=α(P1/Po)・・・・・・・・・・・・・・(式8)
α:係数
(式7)より、キャビテーション気泡率Cvがゼロとなるのは、容積効率ηvが最大値となる場合であり、このとき、(式6)により穿孔効率ηdが最大値となる。穿孔効率ηdが最大値となる絞り調整量Xは0.055であり、これを本発明の絞り調整量の下限値とする。
0.055<X<0.106・・・・・・・・・・・(式9)
よって、第二実施形態においても、前室110´の負圧状態が緩和されるとキャビテーションの発生量が低減され、エロージョンによる構成部材の損傷を抑制し、キャビテーションの圧縮に消費される高圧油量を低減できるので穿孔効率が向上する。
101 高圧回路
102 低圧回路
110 前室
111 後室
112 ピストン前進制御ポート
112a 〃 (ショートストローク)
113 ピストン後退制御ポート
114 バルブ制御ポート
120 前室通路
121 後室通路
123 バルブ高圧通路(前)
124 バルブ高圧通路(後)
125 バルブ低圧通路
126 バルブ制御通路
130 弁室
131 弁室大径部
132 弁室小径部
133 弁室中径部
134 ピストン高圧ポート
135 前室低圧ポート
136 後室低圧ポート
137 バルブ制御室
150 弁室
151 バルブ主室
152 バルブ前室
153 バルブ付勢室
154 ピストン高圧ポート
155 前室低圧ポート
156 後室低圧ポート
200 ピストン
201 大径部(前)
202 大径部(後)
203 小径部(前)
204 小径部(後)
205 バルブ切換溝
210 切換弁機構
300 バルブ
301 バルブ大径部(前)
302 バルブ大径部(中)
303 バルブ大径部(後)
304 バルブ小径部
305 バルブ中径部
306 前室切換溝(ピストン高低圧切換部)
307 後室切換溝(ピストン高低圧切換部)
308 バルブ前端面
309 バルブ後端面
310 バルブ段付面(前)
311 バルブ中空通路
312 バルブ段付面(後)
350 バルブ(中実)
351 バルブ大径部(前)
352 バルブ大径部(中)
353 バルブ大径部(後)
354 バルブ小径部(前)
355 バルブ小径部(後)
356 前室切換溝
357 後室切換溝
358 バネ(バルブ付勢手段)
400 高圧アキュムレータ
401 低圧アキュムレータ
402 油圧ポンプ
402a 配管部材
403 タンク
403a 配管部材
405 絞り弁
Claims (3)
- シリンダと、該シリンダの内部に摺嵌されたピストンと、該ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間に画成されて軸方向の前後に離隔配置された前室および後室と、前記前室および前記後室を交互に高圧回路と低圧回路とに切換えて前記ピストンを駆動する切換弁機構と、前記高圧回路に設けられた高圧アキュムレータと、前記低圧回路に設けられた低圧アキュムレータとを備え、前記高圧回路に油圧ポンプで圧油を供給し前記低圧回路から圧油をタンクへと排出することで、前記ピストンを前記シリンダ内で前後進させて打撃用のロッドを打撃する液圧式打撃装置であって、前記低圧回路の前記低圧アキュムレータの接続位置と前記タンクとの間に、絞り弁を有することを特徴とする液圧式打撃装置。
- シリンダと、該シリンダの内部に摺嵌されたピストンと、該ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間に画成されて軸方向の前後に離隔配置された前室および後室と、前記後室を高圧回路に常時接続するとともに前記前室を高圧回路と低圧回路とに交互に切換えて前記ピストンを駆動する切換弁機構と、前記高圧回路に設けられた高圧アキュムレータと、前記低圧回路に設けられた低圧アキュムレータとを備え、前記高圧回路に油圧ポンプで圧油を供給し前記低圧回路から圧油をタンクへと排出することで、前記ピストンを前記シリンダ内で前後進させて打撃用のロッドを打撃する液圧式打撃装置であって、前記低圧回路の前記低圧アキュムレータの接続位置と前記タンクとの間に、絞り弁を有することを特徴とする液圧式打撃装置。
- 前記絞り弁による絞り調整量は、低圧アキュムレータのガス圧と作動圧との比(ガス圧/作動圧)をXとするとき、0.055<X<0.106である請求項1または2に記載の液圧式打撃装置。
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JP2017033376A JP6757682B2 (ja) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | 液圧式打撃装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2017033376A JP6757682B2 (ja) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | 液圧式打撃装置 |
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JP6757682B2 true JP6757682B2 (ja) | 2020-09-23 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2017033376A Active JP6757682B2 (ja) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | 液圧式打撃装置 |
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