JP7390940B2 - Hydraulic striking device - Google Patents
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Description
本発明は、さく岩機やブレーカ等の液圧式打撃装置に係り、特に、ピストンが所定の打撃位置を超えて前進したときにその作動を停止する空打防止機構を備えた液圧式打撃装置に関する。 The present invention relates to hydraulic striking devices such as rock drills and breakers, and particularly relates to a hydraulic striking device equipped with a dry striking prevention mechanism that stops the operation when a piston advances beyond a predetermined striking position. .
この種の液圧式打撃装置は、ピストンがロッドを打撃しその衝撃エネルギーを破砕対象へと伝えてを破砕する。液圧式打撃装置では、一般的に、地山掘削作業においては打撃による破砕は連続的に行われる。これに対し、小割作業においては打撃によって破砕対象物が破砕されると、瞬間的にロッドと破砕対象物との密着が不十分な状態でピストンがロッドを打撃する「空打」が発生する。
空打はロッドや液圧式打撃装置本体に掛かる負荷が大きい。そのため、空打時の衝撃から液圧式打撃装置を保護することを目的として、所謂「空打防止機構」(「オートストップ機構」ともいう)が種々提案されている。
空打防止機構は、空打状態ではロッドが正規の打撃位置を超えて前進しているので、ピストンが正規の打撃位置よりも所定距離前進すると液圧式打撃装置の作動を強制的に停止するというものである。
In this type of hydraulic striking device, a piston strikes a rod and transmits the impact energy to the object to be crushed. In a hydraulic impact device, generally, crushing by impact is performed continuously in rock excavation work. On the other hand, in splitting operations, when the object to be crushed is crushed by a blow, a "dry strike" occurs in which the piston hits the rod without sufficient contact between the rod and the object to be crushed. .
Dry striking places a large load on the rod and the main body of the hydraulic striking device. For this reason, various so-called "dry-hit prevention mechanisms" (also referred to as "auto-stop mechanisms") have been proposed for the purpose of protecting the hydraulic striking device from impact during dry-hitting.
The dry striking prevention mechanism forcibly stops the operation of the hydraulic striking device when the piston advances a predetermined distance beyond the normal striking position, as the rod advances beyond the normal striking position in the dry striking state. It is something.
本出願人は、空打防止機構を備えた液圧式打撃装置として、図4に示す技術を提案している。液圧式打撃装置は、シリンダ500、ピストン520、第一制御弁600および第二制御弁700によって構成される。ピストン520はシリンダ500に摺嵌され、第一制御弁600および第二制御弁700はシリンダ500とは別体に設けられている。
ピストン520は、中実の円筒体であり、その略中央に2つの大径部として、前側大径部521および後側大径部522を有する。前側大径部521の前方には中径部523が設けられ、後側大径部522の後方には小径部524が設けられ、前側大径部521と後側大径部522との間には円環溝525が設けられている。
The present applicant has proposed a technique shown in FIG. 4 as a hydraulic impact device equipped with a dry strike prevention mechanism. The hydraulic impact device includes a
The
このピストン520が、シリンダ500の内部に摺嵌されることで、シリンダ500内の前後に、ピストン前室501とピストン後室502とがそれぞれ画成されている。ピストン前室501には、前室ポート503が設けられ、前室ポート503は、前室通路510を介して高圧回路508に常時接続されている。
ピストン後室502には、後室ポート504が設けられている。後室ポート504と第一制御弁600は、後室通路511によって接続されている。ピストン後室502は、第一制御弁600のバルブ601による前後進切換えによって、高圧回路508と低圧回路509とにそれぞれ交互に連通可能になっている。
This
A
中径部523の外径は、小径部524の外径よりも大きく設定されている。これにより、ピストン前室501およびピストン後室102におけるピストン120の受圧面積、すなわち、前側大径部121と中径部123の径差、および後側大径部122と小径部124の径差はピストン後室102側の方が大きくなっている。
これにより、ピストン後室502がバルブ601の作動により高圧接続されると、受圧面積差によってピストン520が前進し、ピストン後室502がバルブ601の作動により低圧接続されるとピストン520が後退するようになっている。
The outer diameter of the
As a result, when the piston
シリンダ500には、前室ポート503と後室ポート504との間に前方から後方へ向けて順に、第二制御弁連通ポート505、第一制御弁連通ポート506、および低圧ポート507が、軸方向に互いに離隔した位置に設けられている。
第二制御弁連通ポート505は、第二制御弁連通路513を介して後述する第二制御弁700のスプール室702に接続され、第一制御弁連通ポート506は、第一制御弁連通路512を介して後述する第一制御弁600のバルブ制御室616に接続され、低圧ポート507は、低圧通路515を介して低圧回路509に接続されている。
In the
The second control
第一制御弁600は、シリンダ500とは別体に設けられたバルブハウジング640の内部にバルブプラグ630が装着されてバルブ室609が形成され、このバルブ室609にバルブ601が摺嵌されている。バルブ室609には、バルブ規制室610とバルブ制御室616とが前後に対向する形で設けられている。バルブ規制室610は常時高圧回路508に接続されている。
In the
バルブ601は中空の円筒体であり、その側面には互いに離隔して排油孔605および給油孔607が設けられており、バルブ規制室610に供給される高圧油により常時前方へと付勢されており、バルブ制御室616に高圧油が供給されると後方へと移動するようになっている。
バルブ601が前端位置では、排油孔605によってピストン後室502は低圧回路509と連通して圧接続される。一方で、バルブ601が後端位置では、排油孔605は遮断されピストン後室502は高圧回路508に連通して高圧接続される。
The
When the
第二制御弁700(700')は、バルブハウジング640に第一制御弁600とは非同軸かつねじれの関係にスプール室702が形成され、このスプール室702にスリーブ703を装着し、スリーブ703内に空打防止スプール710を摺嵌している。スプール室702はプラグ701によって閉止されている。
スプール室702は、高圧回路508から分岐した高圧通路514、第一制御弁連通路512から分岐したバルブ制御通路620、および、第二制御弁連通路513が接続されている。また、スプール室702はパイロットポート704が接続されているおり、パイロットポートへ圧油を給排することで、第二制御弁700の作動を制御可能となっている。
In the second control valve 700 (700'), a
The
ところで、液圧式打撃装置のピストン520と第一制御弁600とは、相互に非同軸であることは前述した通りであるが、ピストン520の軸心CLと第一制御弁600の軸心CLとは平面視において一致、すなわち、横方向の断面図において両者の軸心CLは鉛直方向で一致するように設定されている。さらには、このピストン520および第一制御弁600の軸心CLとは、液圧式打撃装置の幅方向の中央に配設されている(特許文献1参照)。
By the way, as mentioned above, the
図4に示す基本的な構成は、前室常時高圧接続-後室高低圧切換式の液圧式打撃装置であり、その作動機序についての説明は省略する。
第二制御弁700の空打防止スプール710が、図5に示すように下方の位置にある場合には、高圧通路514と第二制御弁連通路513が連通する。そのため、通常の打撃サイクルにおいてはロングストロークで打撃し、図4に示すように、ピストン520が通常の打撃位置を超えて前進して、円環溝525によって第二制御弁連通ポート505と第一制御弁連通ポート506が連通すると、ピストン後室502は、高圧接続されてピストン520は停止する。
The basic configuration shown in FIG. 4 is a hydraulic impact device in which the front chamber is always connected to high pressure and the rear chamber is switched between high and low pressure, and a description of its operating mechanism will be omitted.
When the dry firing prevention spool 710 of the
第二制御弁700の空打防止スプール710が上方の位置にある場合には、バルブ制御通路620と第二制御弁連通路513とが連通する。そのため、通常の打撃サイクルにおいてはショートストロークで打撃し、図4に示すように、ピストン520が通常の打撃位置を超えて前進しても、ピストン後室502は高圧接続されることはないのでピストン520は停止することなく後退を開始する。
このように、液圧式打撃装置は、第二制御弁700の空打防止スプール710の切換によって、ショートストロークで打撃する際には空打を許容し、ロングストロークで打撃する際には空打を防止する。この作動モードを空打防止モードという。
When the dry firing prevention spool 710 of the
In this way, the hydraulic striking device allows a dry hit when hitting with a short stroke and prevents a dry hit when hitting with a long stroke by switching the dry
なお、第二制御弁700'は、空打防止スプール710に代えてストローク調整スプール720をスプール室702に装着する態様であり、第二制御弁700'によれば、ショートストロークおよびロングストロークのどちらを選択しても空打を許容する。この作動モードをストローク調整モードという。
In addition, the second control valve 700' has a mode in which a
この液圧式打撃装置は、図5に示す通り、第二制御弁700が第一制御弁600の側方にねじれの関係、すなわち、それぞれの軸心が交わることなくかつ直交するように設けられている。そして、図5のA-A線断面図の通り、スプール室702の軸心は第一制御弁600の軸心CLから軸間距離Lだけオフセットして設けられている。
高圧通路514も第一制御弁600の軸心CLから軸間距離Lオフセットしており、第二制御弁連通路513は、スプール室702の側方、すなわち、高圧通路514よりもさらに外側に配設されている。
As shown in FIG. 5, in this hydraulic impact device, the
The
このように、液圧式打撃装置において空打防止機構が作動する局面では、高圧通路514~スプール室702~第二制御弁連通路513からなる経路は、液圧式打撃装置のピストン520の軸心CLに対して大きくオフセットし、かつ、第一制御弁600の構成部材をバイパスするような迂回路を形成して設けられているので、油圧経路は長大となり圧損が増加して油圧効率が低下する。
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って、空打防止モードとストローク調整モードとを切換える第二制御弁を備えた液圧式打撃装置において、油圧効率の低下を抑制し得る液圧式打撃装置を提供することを課題とする。
In this manner, in the situation where the dry striking prevention mechanism operates in the hydraulic striking device, the path consisting of the high pressure passage 514 - the spool chamber 702 - the second control
Therefore, the present invention has been made with attention to such problems, and in a hydraulic impact device equipped with a second control valve that switches between a dry striking prevention mode and a stroke adjustment mode, a decrease in hydraulic efficiency is achieved. An object of the present invention is to provide a hydraulic impact device that can suppress the
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置は、シリンダと、該シリンダの内部に前後進可能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ピストン前室およびピストン後室と、前記ピストンのストロークをロングストロークとショートストロークとの間で調整するストローク調整機構と、前記ピストンが打撃位置を超えて所定距離前進したときに前記ピストン後室を高圧回路に接続して前記ピストンの作動を停止させる空打防止機構と、前記ピストンの前後進動作を制御する第一制御弁と、前記ストローク調整機構および前記空打防止機構のいずれか一方のモードを選択する第二制御弁と、を備える液圧式打撃装置であって、前記第一制御弁は、前記シリンダに前記ピストンの軸線とは非同軸にかつ互いに略平行に自身のバルブ室が設けられるとともに、前記バルブ室には、前記ピストンの前後進制御に必要な動作を得るために、少なくとも、前記高圧回路に連通する高圧通路と自身のバルブ制御ポートに連通するバルブ制御通路とがそれぞれ接続され、前記第二制御弁は、前記シリンダに前記第一制御弁よりも前方の位置にかつ自身のスプール室の軸線が前記第一制御弁のバルブ室の軸線とはねじれの位置に前記スプール室が設けられるとともに、前記スプール室には、前記モードの選択に必要な動作を得るために、前記高圧通路、前記バルブ制御通路および第二制御弁連通路がそれぞれ接続され、前記シリンダには、前記ピストン前室と前記ピストン後室との間に前方から後方に向けて、前室ポート、第二制御弁連通ポート、第一制御弁連通ポートおよび低圧ポートがこの順に設けられるとともに、前記前室ポートが前室通路を介して前記高圧通路に連通され、前記第二制御弁連通ポートが前記第二制御弁連通路を介して前記第二制御弁のバルブ室に連通され、前記第一制御弁連通ポートが、第一制御弁連通路を介して前記バルブ制御通路に連通され、前記バルブ制御通路および前記高圧通路は、前記ピストンの軸線と非同軸にかつ互いに略平行に設けられるとともに、前記前室通路および前記第一制御弁連通路は、前記ピストンの軸線と略直交する方向にかつ互いに略平行に設けられており、前記第二制御弁のスプール室は、前記前室通路と前記第一制御弁連通路との間の位置であってそれぞれの通路と略平行に設けられるとともに、前記バルブ制御通路と前記高圧通路との間の領域を含む位置であってそれぞれの通路とねじれの位置に設けられ、さらに、前記第二制御弁連通路が、当該スプール室の軸線と略同軸上の位置に設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a hydraulic impact device according to one aspect of the present invention includes a cylinder, a piston slidably fitted inside the cylinder so as to be movable back and forth, and an outer circumferential surface of the piston and an inner surface of the cylinder. a piston front chamber and a piston rear chamber defined between the peripheral surface and spaced apart from each other in the front and rear of the axial direction; a stroke adjustment mechanism that adjusts the stroke of the piston between a long stroke and a short stroke; a dry-strike prevention mechanism that connects the piston rear chamber to a high-pressure circuit to stop the operation of the piston when the piston advances a predetermined distance beyond the striking position; and a first control valve that controls the forward and backward movement of the piston. and a second control valve that selects a mode of either the stroke adjustment mechanism or the dry striking prevention mechanism, wherein the first control valve is configured to connect the piston to the cylinder. A valve chamber is provided non-coaxially with the axis and substantially parallel to each other, and the valve chamber is provided with at least a high pressure connected to the high pressure circuit in order to obtain the movement necessary for controlling the forward and backward movement of the piston. The passages are connected to valve control passages that communicate with their own valve control ports, and the second control valve is located in the cylinder at a position forward of the first control valve, and the axis of its own spool chamber is aligned with the second control valve. The spool chamber is provided at a position twisted with respect to the axis of the valve chamber of the control valve, and the spool chamber includes the high pressure passage, the valve control passage, and the valve control passage. A second control valve communication passage is connected to each cylinder, and a front chamber port, a second control valve communication port, a first control A valve communication port and a low pressure port are provided in this order, the front chamber port communicates with the high pressure passage via the front chamber passage, and the second control valve communication port communicates with the high pressure passage through the second control valve communication passage. The first control valve communication port communicates with the valve control passage through a first control valve communication passage, and the valve control passage and the high pressure passage communicate with the valve chamber of the second control valve. The front chamber passage and the first control valve communication passage are provided non-coaxially with the axis and substantially parallel to each other, and the front chamber passage and the first control valve communication passage are provided in a direction substantially perpendicular to the axis of the piston and substantially parallel to each other. The spool chamber of the second control valve is located between the front chamber passage and the first control valve communication passage, and is provided approximately parallel to each passage, and between the valve control passage and the high pressure passage. The second control valve communication passage is provided at a position that includes the area and is twisted with each passage, and further, the second control valve communication passage is provided at a position substantially coaxial with the axis of the spool chamber. do.
本発明の一態様に係る液圧式打撃装置によれば、第二制御弁は、モードの選択に必要な動作を得るために、自身のスプール室に接続される高圧通路、バルブ制御通路、および第二制御弁連通路がそれぞれ最短の経路で連通するように構成されるので、圧損が少ないため油圧効率の低下を抑制可能である。
ここで、この種の液圧式打撃装置においてアキュムレータを備える場合、上述した従来の液圧式打撃装置のように、一般的には、ピストン前室501側、すなわち、第一制御弁600の前方へ配設する(図示略)。
しかし、第二制御弁700は、上述した通り、第一制御弁600の側方に配設されるので、第一制御弁600が第二制御弁700を経由した制御圧によって駆動する場合は、アキュムレータによる圧力変動の緩衝作用を受けにくくなり打撃機構の作動が不安定となる場合がある。
According to the hydraulic striking device according to one aspect of the present invention, the second control valve has a high pressure passage connected to its own spool chamber, a valve control passage, and a second control valve in order to obtain the operation necessary for mode selection. Since the two control valve communication passages are configured to communicate with each other through the shortest route, pressure loss is small, so it is possible to suppress a decrease in hydraulic efficiency.
Here, when this type of hydraulic impact device is provided with an accumulator, it is generally arranged on the piston
However, as described above, the
これに対し、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記前室通路が、前記高圧通路との結節点を超えて延長して形成され、その延長線上の位置にて当該前室通路に連通するようにアキュムレータを設けることができる。
このような構成であれば、前室通路を、高圧通路との結節点と超えて延長し、その延長線上にアキュムレータを設けているので、第二制御弁は、アキュムレータによる圧力変動の緩衝作用が充分に発揮されるため、打撃機構の作動を安定させる上で好適である。
In contrast, in the hydraulic impact device according to one aspect of the present invention, the front chamber passage is formed to extend beyond the node with the high pressure passage, and the front chamber passage is located at a position on the extension line. An accumulator may be provided to communicate with the.
With this configuration, the front chamber passage is extended beyond the node with the high pressure passage, and the accumulator is provided on the extended line, so the second control valve has a buffering effect against pressure fluctuations caused by the accumulator. Since it is fully exerted, it is suitable for stabilizing the operation of the striking mechanism.
また、上述した従来の液圧式打撃装置においては、第二制御弁700の一端はプラグ701によって閉止されているものの、プラグ701自体はバルブハウジング640の表面に露出しているので、ダスト等の侵入に対しては改善の余地がある。
これに対し、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記第二制御弁のスプール室の一端を、前記アキュムレータの装着面に、前記アキュムレータが装着された状態で覆われる位置に開口するように構成できる。
このような構成であれば、第二制御弁の弁室の一端がアキュムレータの装着面に開口しているので、通常作業時には、第二制御弁のスプール室がアキュムレータによって閉止される。そのため、ダスト等の侵入が極め少ない構成とする上で好適である。
Further, in the conventional hydraulic impact device described above, although one end of the
In contrast, in the hydraulic impact device according to one aspect of the present invention, one end of the spool chamber of the second control valve is opened at a position where the mounting surface of the accumulator is covered with the accumulator mounted. It can be configured as follows.
With this configuration, one end of the valve chamber of the second control valve opens to the mounting surface of the accumulator, so that the spool chamber of the second control valve is closed by the accumulator during normal operation. Therefore, it is suitable for providing a configuration in which the intrusion of dust and the like is extremely reduced.
上述したように、本発明によれば、空打防止モードとストローク調整モードとを切換える第二制御弁を備えた液圧式打撃装置において、油圧効率の低下を抑制できる。 As described above, according to the present invention, a decrease in hydraulic efficiency can be suppressed in a hydraulic impact device equipped with a second control valve that switches between the dry striking prevention mode and the stroke adjustment mode.
以下、本発明の第一の実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with appropriate reference to the drawings. Note that the drawings are schematic. Therefore, it should be noted that the relationships, ratios, etc. between thickness and planar dimensions are different from those in reality, and the drawings also include portions where the relationships and ratios of dimensions are different.
In addition, the embodiments shown below exemplify devices and methods for embodying the technical idea of the present invention. etc., are not limited to the embodiments described below.
この液圧式打撃装置の実施形態は、図1に示すように、シリンダ100およびピストン120を備えるとともに、第一制御弁200と第二制御弁300(300')とがシリンダ100に内蔵されて設けられている。第一制御弁200の内部には、バルブ201が摺嵌されており、第二制御弁300(300')の内部には、空打防止スプール310とストローク調整スプール320とを選択的に装着するようになっている。
シリンダ100の後部にはバックヘッド400が装着されている。バックヘッド400には高圧のバックヘッドガスGが封入されている。また、シリンダ100の前部にはフロントヘッド401が装着されている。フロントヘッド401の内部にはロッド402が摺嵌されている。
As shown in FIG. 1, this embodiment of the hydraulic impact device includes a
A
ピストン120は、中実の円筒体であり、その略中央に2つの大径部として、前側大径部121および後側大径部122を有する。前側大径部121の前方には中径部123が設けられ、後側大径部122の後方には小径部124が設けられ、前側大径部121と後側大径部122との間には円環溝125が設けられている。
このピストン120が、シリンダ100の内部に摺嵌されることで、シリンダ100内の前後に、ピストン前室101とピストン後室102とがそれぞれ画成されている。ピストン前室101には、前室ポート103が設けられ、前室ポート103は、前室通路110、結節点110a、高圧通路114および中空通路222を介して高圧回路108に常時接続されている。
The
The
ピストン後室102には、後室ポート104が設けられている。後室ポート104と第一制御弁200は、後室通路111によって接続されている。ピストン後室102は、第一制御弁200のバルブ201による前後進切換えによって、高圧回路108と低圧回路109とにそれぞれ交互に連通可能になっている。
中径部123の外径は、小径部124の外径よりも大きく設定されている。これにより、ピストン前室101およびピストン後室102におけるピストン120の受圧面積、すなわち、前側大径部121と中径部123の径差、および後側大径部122と小径部124の径差はピストン後室102側の方が大きくなっている。
これにより、ピストン後室102がバルブ201の作動により高圧接続されると受圧面積差によってピストン120が前進し、ピストン後室102がバルブ201の作動により低圧接続されるとピストン120が後退するようになっている。
A
The outer diameter of the
As a result, when the piston
シリンダ100には、前室ポート103と後室ポート104との間に前方から後方へ向けて順に、第二制御弁連通ポート105、第一制御弁連通ポート106、および低圧ポート107が、軸方向に互いに離隔した位置に設けられている。
第二制御弁連通ポート105は、第二制御弁連通路113を介して第二制御弁300のスプール室302に接続され、第一制御弁連通ポート106は第一制御弁連通路112を介してバルブ制御通路220接続され、低圧ポート107は低圧通路115を介して低圧回路109に接続されている。
シリンダ100の上面にはアキュムレータ装着面116が形成されており、アキュムレータ130が図示しないボルトによって脱着可能に装着されている。アキュムレータ130は前室通路110、結節点100aを経て高圧通路114に接続されている。
In the
The second control
An
第一制御弁200は、シリンダ100内部にピストン120と非同軸かつ平行にバルブ室209が形成され、このバルブ室209にバルブ201が摺嵌されている。バルブ室209は、前方から後方へ向けて順に、中径のバルブ前室210、大径のバルブ主室211、および小径のバルブ後室212を有する。バルブ室209の軸心付近には、バルブ前室210側に高圧通路114、バルブ後室212側に高圧回路108がそれぞれ接続されている。
In the
バルブ主室211には、前方から後方へ向けて順に、前側低圧ポート215およびバルブ制御ポート216が設けられ、バルブ後室212には後側低圧ポート217および後室ポート218が設けられている。
前側低圧ポート215は前側低圧通路219を介して低圧回路109に接続され、後側低圧ポート217は後側低圧通路221を介して低圧回路109に接続されている。バルブ制御ポート216はバルブ制御通路220および第一制御弁連通路112を介して第一制御弁連通ポート106に接続されている。後室ポート218は後室通路111を介して後室ポート104と接続されている。
The
The front
バルブ201は、中空の円筒体であり、前方から後方へ向けて順に、中径部202、大径部203および小径部204を有する。円筒内部の中空通路222は高圧経路を形成している。バルブ201には、小径部204の略中央の外周面にピストン後室102を高圧と低圧に切り替えるための排油溝205が円環状に設けられている。
バルブ201は、中径部202と小径部204の受圧面積差により常時後方へと付勢されており、バルブ制御ポート216に高圧油が供給されると、大径部203の後側段付面208の受圧面積が加算されて前方へと移動するようになっている。
The
The
バルブ201が後端位置、すなわち、後端面207が弁室後端面214に当接した場合には、後室ポート218は、排油溝205によって後側低圧ポート217および後側低圧通路221を介して低圧回路109に連通するので、ピストン後室102は低圧接続される。
一方、バルブ201が前端位置、すなわち、前端面206が弁室前端面213に当接した場合には、後室ポート218は後側低圧ポート217との連通が遮断されるとともに、後端面207と弁室後端面214との間隙および中空通路222を介して高圧接続されたバルブ後室212と連通するので、ピストン後室102が高圧接続されるようになっている。
When the
On the other hand, when the
第二制御弁300(300')は、シリンダ100上面付近にピストン120や第一制御弁200とは非同軸かつねじれの関係にスプール室302が形成され、このスプール室302に空打防止スプール310とストローク調整スプール320とを選択的に装着することで空打防止モードとストローク調整モードとを切換えるようになっている。
スプール室302には後述する高圧ポート306とストローク調整ポート307が設けられており、高圧ポート306は高圧通路114に接続され、ストローク調整ポート307はバルブ制御通路220に接続されている。
The second control valve 300 (300') has a
The
図2は図1のXX線断面図の右上四半部であり、第二制御弁300に空打防止スプール310を装着した状態を示している。すなわち、この状態では液圧式打撃装置は空打防止モードで作動する。
図2にはシリンダ100、バックヘッド400およびフロントヘッド401を締結する公知のスルーボルト(図示略)を挿通するためのスルーボルト穴117が表示されている。また、図2は各要素の位置および寸法をある程度正確に表示しているが、これによれば第二制御弁300は実際には図1のようにピストン120と同一断面に配置されていないことが読み取れる。
FIG. 2 is the upper right quarter of the cross-sectional view taken along the XX line in FIG. That is, in this state, the hydraulic impact device operates in the dry-hit prevention mode.
FIG. 2 shows a through
スプール室302は、上方から下方へ向けて順に、スプール室大径部303、スプール室中径部304およびスプール室小径部305を有する。スプール室302のスプール室大径部303側は、アキュムレータ装着面116に開口し、小径部305側の軸心には第二制御弁連通路113が同軸に接続されている。スプール室大径部303の上端にはプラグ301が羅着され、これにより空打防止スプール310が保持されスプール室302が封止される。
The
空打防止スプール310は、上方から下方へ向けて順に、スプール中径部311およびスプール小径部312からなる中実の円筒体である。スプール室中径部304とスプール小径部312とが協同して高圧ポート306を形成し、スプール室大径部303とスプール中径部311とが協同してストローク調整ポート307を形成している。空打防止スプール310の下半部には高圧ポート306と第二制御弁連通路113とを接続する連通路313が設けられている。
The dry-
第二制御弁300を備えた液圧式打撃装置を空打防止モードで作動させる場合の動作および作用効果は他案件(例えば特願2019-135559)と同様なので説明は省略する。
ここでは第二制御弁300を取り巻く各種油圧通路の位置関係を整理する。
ピストン120、高圧通路114およびバルブ制御通路220は非同軸かつ互いに略平行に形成されている。第二制御弁300はピストン120、高圧通路114およびバルブ制御通路220とはそれぞれ非同軸、かつ、ねじれの関係に形成されている。
The operation and effects when operating the hydraulic striking device equipped with the
Here, the positional relationships of various hydraulic passages surrounding the
The
高圧通路114はシリンダ100の幅方向(図2中の左右方向)の中央に配設されており、これに対して第二制御弁300は軸間距離L1オフセットされて設けられ、バルブ制御通路220は第二制御弁300から軸間距離L2オフセットされて設けられている。
高圧通路114の内径をΦD1、バルブ制御通路220の内径をΦD2、スプール室中径部304の内径をΦd1、およびスプール室大径部303の内径をΦd2とすると、
L1<[ΦD1+Φd1]/2・・・式1
L2<[ΦD2+Φd2]/2・・・式2
の関係となっている。
The
Assuming that the inner diameter of the
L1<[ΦD1+Φd1]/2...
L2<[ΦD2+Φd2]/2...
The relationship is
すなわち、高圧通路114の内壁と高圧ポート306の内壁がオーバーラップして直接連通し、同様にバルブ制御通路220の内壁とストローク調整ポート307の内壁がオーバーラップして直接連通している。それぞれのオーバーラップ量は通過流量に応じて適宜決定する、
このように、高圧通路114と高圧ポート306との接続箇所およびバルブ制御通路220とストローク調整ポート307との接続箇所には連通のための接続通路は存在しないので油圧経路の構成は非常に簡素でかつ最短距離となっている。また図2によれば、第二制御弁連通路113はスプール室302と同軸に設けられ、かつ、極めて短い距離で第二制御弁連通ポート105と接続されていることが見て取れる。
That is, the inner wall of the
In this way, since there is no connection passage for communication between the connection point between the
したがって、第二制御弁300を取り巻く各種油圧通路は、その位置関係によって非常に簡素、かつ、最短距離で連通していることから、本発明の液圧式打撃装置は第二制御弁3000が作動する局面において圧損が少なく油圧効率が良好で応答性に優れている。
ちなみに、従来の液圧式打撃装置において、バルブ制御室616の内径をΦD616、スプール室702の内径をΦd702とすると以下の関係が成立する。
L>[ΦD616+Φd702]/2・・・式3
Therefore, the various hydraulic passages surrounding the
Incidentally, in the conventional hydraulic impact device, if the inner diameter of the
L>[ΦD616+Φd702]/2...Formula 3
次に、第二制御弁300とアキュムレータ130との関係について考察する。
図1に示す通り、アキュムレータ130と第二制御弁300の軸間距離は、前室通路110と第二制御弁連通路113との軸間距離と同じであり非常に近接している。
さらに、前室通路110と高圧通路114との結節点100aは図2の紙面奥側で、かつ、高圧ポート306の直側方であることが読み取れる。
したがって、高圧通路114~高圧ポート306~連通路113~第二制御弁連通ポート105に至る空打防止機構を構成する油圧経路と、アキュムレータ130~前室通路110~結節点100aとで構成する油圧経路は最短距離で接続されており、これら油圧経路内はアキュムレータ130による圧油の緩衝作用が充分発揮されるので空打防止モードでの液圧式打撃装置の作動が安定する。
Next, the relationship between the
As shown in FIG. 1, the distance between the axes of the
Furthermore, it can be seen that the
Therefore, the hydraulic path that constitutes the dry firing prevention mechanism from the
第二制御弁300のスプール室302の上方はアキュムレータ装着面116に開口しているところ、スプール室302に空打防止スプール310を装着した後はプラグ301によってスプール室302は封止され、さらには、液圧式打撃装置の使用時にはアキュムレータ装着面116にアキュムレータ130が装着されるので、スプール室302は外気とは2重に遮断された状態となるので異物等の侵入のおそれはない。
ここで、本発明と従来技術とを改めて対比すると、本実施形態の第二制御弁300が、ピストン120の軸心からオフセットして設けられている点は従来技術と共通するものの、本実施形態では、第二制御弁300が略軸心付近に配設されているのに対し、従来技術は、図5に示すように、第二制御弁700は、第一制御弁600の側方に配設されている。
The upper part of the
Here, comparing the present invention and the prior art again, although the
したがって、本発明と従来技術とのレイアウトは、オフセット量が大きく異なり油圧経路の長短は差が歴然となるので、圧損に大きく影響することは明白である。さらに、本実施形態の第二制御弁300のレイアウトは、2つの油圧機器間を、無駄な連通手段を経ずに接続するものとなっているのに対して、従来技術の第二制御弁700は、バイパスされた経路内に配設されているので、この点においても両者の圧損の差が大きいことは明白である。
Therefore, it is clear that the layouts of the present invention and the prior art have a large offset amount and a significant difference in the length of the hydraulic path, which greatly affects the pressure loss. Furthermore, the layout of the
図3は図1のXX線断面図の右上四半部であり、第二制御弁300'にストローク調整スプール320を装着した状態を示している。すなわち、この状態では液圧式打撃装置はストローク調整モードで作動する。図3の右側の図がロングストローク、左側の図がショートストロークに設定されている。
図3の基本的な構成は図2と共通しているので差異点のみを説明する。
第二制御弁300'にはストローク調整スプール320が装着されている。ストローク調整スプール320は、上方から下方へ向けて順に、中径部321および小径部322からなる中実の円筒体である。ストローク調整スプール320の軸心に第一連通路323が設けられ、第一連通路323の上方にはタップ324が設けられ、タップ324の上方には第二連通路325が設けられている。
FIG. 3 is the upper right quarter of the XX-line cross-sectional view of FIG. 1, and shows a state in which the
The basic configuration of FIG. 3 is the same as that of FIG. 2, so only the differences will be explained.
A
スプール室302にストローク調整スプール320を装着すると、第二制御弁連通ポート105から第二制御弁連通路113~第一連通路323~タップ324~第二連通路325~ストローク調整スプールポート307~バルブ制御通路220に至るショートストローク経路は、簡素、かつ、最短距離で連通している。
したがって、本発明の液圧式打撃装置は第二制御弁300'が作動する局面において圧損が少なく油圧効率が良好で応答性に優れている。なお、タップ324にプラグ326を装着するとショートストローク経路は遮断されるので、第二制御弁300'は作動を停止し液圧式打撃装置はロングストロークで作動する。
When the
Therefore, the hydraulic impact device of the present invention has less pressure loss, good hydraulic efficiency, and excellent responsiveness when the second control valve 300' operates. Note that when the plug 326 is attached to the
なお、本発明に係る液圧式打撃装置は上記お実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能なことは勿論である。
例えば、第二制御弁300'のストローク調整スプール320を、連通路を備えたショートストローク専用スプールと連通路を備えないロングストローク専用スプールとで構成し、この2つのスプールの差替えでストロークを切換えても良い。
また、実施形態の説明の中で用いた同軸、平行、ねじれ等の姿勢・位置関係を表す文言は多少の誤差を許容することは勿論であり、例えば、高圧通路114は、結節点110a~前室ポート103の距離を短縮するために前傾(図1中、左前下がり)して構成することも可能である。
It should be noted that the hydraulic impact device according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the
In addition, it goes without saying that the words used in the description of the embodiments expressing postures and positional relationships such as coaxial, parallel, twisted, etc. allow for some errors; for example, the
100(500) シリンダ
101(501) ピストン前室
102(502) ピストン後室
103(503) 前室ポート
104(504) 後室ポート
105(505) 第二制御弁連通ポート
106(506) 第一制御弁連通ポート
107(507) 低圧ポート
108(508) 高圧回路
109(509) 低圧回路
110(510) 前室通路
110a 結節点
111(511) 後室通路
112(512) 第一制御弁連通路
113(513) 第二制御弁連通路
114(514) 高圧通路
115(515) 低圧通路
116 アキュムレータ装着面
117 スルーボルト穴
120(520) ピストン
121(521) 前側大径部
122(522) 後側大径部
123(523) 中径部
124(524) 小径部
125(525) 円環溝
130 アキュムレータ
200(600) 第一制御弁
201(601) バルブ
202 中径部
203 大径部
204 小径部
205(605) 排油溝(排油孔)
206 前端面
207(607) 後端面(給油孔)
208 段付面
209(609) バルブ室
210(610) バルブ前室(バルブ規制室)
211 バルブ主室
212 バルブ後室
213 バルブ室前端面
214 バルブ室後端面
215 前側低圧ポート
216(616) バルブ制御ポート(バルブ制御室)
217 後側低圧ポート
218 後室ポート
219 前側低圧通路
220(620) バルブ制御通路
221 後側低圧通路
222 中空通路
300、300´(700、700') 第二制御弁
301(701) プラグ
302(702) スプール室
303 スプール室大径部
304 スプール室中径部
305 スプール室小径部
306 高圧ポート
307 ストローク調整ポート
310(710) 空打防止スプール
311 中径部
312 小径部
313 連通路
320(720) ストローク調整スプール
321 中径部
322 小径部
323 第一連通路
324 タップ
325 第二連通路
326 プラグ
400 バックヘッド
401 フロントヘッド
402 ロッド
630 バルブプラグ
640 バルブハウジング
703 スリーブ
704 パイロットポート
L1、L2(L) 軸間距離
ΦD1、ΦD2 通路径
Φd1、Φd2 スプール室内径
CL 軸線
F 推力
G ガス
P ポンプ
T タンク
100 (500) Cylinder 101 (501) Piston front chamber 102 (502) Piston rear chamber 103 (503) Front chamber port 104 (504) Rear chamber port 105 (505) Second control valve communication port 106 (506) First control Valve communication port 107 (507) Low pressure port 108 (508) High pressure circuit 109 (509) Low pressure circuit 110 (510)
206 Front end surface 207 (607) Rear end surface (oil supply hole)
208 Stepped surface 209 (609) Valve chamber 210 (610) Valve front chamber (valve regulation chamber)
211 Valve
217 Rear
Claims (3)
前記第一制御弁は、前記シリンダに前記ピストンの軸線とは非同軸にかつ互いに略平行に自身のバルブ室が設けられるとともに、前記バルブ室には、前記ピストンの前後進制御に必要な動作を得るために、少なくとも、前記高圧回路に連通する高圧通路と自身のバルブ制御ポートに連通するバルブ制御通路とがそれぞれ接続され、
前記第二制御弁は、前記シリンダに前記第一制御弁よりも前方の位置にかつ自身のスプール室の軸線が前記第一制御弁のバルブ室の軸線とはねじれの位置に前記スプール室が設けられるとともに、前記スプール室には、前記モードの選択に必要な動作を得るために、前記高圧通路、前記バルブ制御通路および第二制御弁連通路がそれぞれ接続され、
前記シリンダには、前記ピストン前室と前記ピストン後室との間に前方から後方に向けて、前室ポート、第二制御弁連通ポート、第一制御弁連通ポートおよび低圧ポートがこの順に設けられるとともに、前記前室ポートが前室通路を介して前記高圧通路に連通され、前記第二制御弁連通ポートが前記第二制御弁連通路を介して前記第二制御弁のバルブ室に連通され、前記第一制御弁連通ポートが、第一制御弁連通路を介して前記バルブ制御通路に連通され、
前記バルブ制御通路および前記高圧通路は、前記ピストンの軸線と非同軸にかつ互いに略平行に設けられるとともに、前記前室通路および前記第一制御弁連通路は、前記ピストンの軸線と略直交する方向にかつ互いに略平行に設けられており、
前記第二制御弁のスプール室は、前記前室通路と前記第一制御弁連通路との間の位置であってそれぞれの通路と略平行に設けられるとともに、前記バルブ制御通路と前記高圧通路との間の領域を含む位置であってそれぞれの通路とねじれの位置に設けられ、さらに、前記第二制御弁連通路が、当該スプール室の軸線と略同軸上の位置に設けられていることを特徴とする液圧式打撃装置。 a cylinder; a piston slidably fitted into the cylinder so as to be movable back and forth; and a piston front defined between an outer circumferential surface of the piston and an inner circumferential surface of the cylinder and spaced apart from each other in the axial direction. a stroke adjustment mechanism that adjusts the stroke of the piston between a long stroke and a short stroke; and a stroke adjustment mechanism that connects the piston rear chamber to a high pressure circuit when the piston advances a predetermined distance beyond a striking position. A dry firing prevention mechanism that is connected to stop the operation of the piston, a first control valve that controls forward and backward movement of the piston, and a mode of one of the stroke adjustment mechanism and the dry firing prevention mechanism is selected. A hydraulic striking device comprising a second control valve,
The first control valve has its own valve chamber provided in the cylinder non-coaxially with the axis of the piston and substantially parallel to each other, and the valve chamber has an operation necessary for controlling the forward and backward movement of the piston. at least a high pressure passage communicating with the high pressure circuit and a valve control passage communicating with its own valve control port,
The second control valve has a spool chamber provided in the cylinder at a position forward of the first control valve and at a position where the axis of the second control valve is twisted with respect to the axis of the valve chamber of the first control valve. and the high pressure passage, the valve control passage, and the second control valve communication passage are respectively connected to the spool chamber in order to obtain the operation necessary for selecting the mode,
The cylinder is provided with a front chamber port, a second control valve communication port, a first control valve communication port, and a low pressure port in this order from the front to the rear between the piston front chamber and the piston rear chamber. and the front chamber port communicates with the high pressure passage via the front chamber passage, and the second control valve communication port communicates with the valve chamber of the second control valve via the second control valve communication passage, the first control valve communication port communicates with the valve control passage via a first control valve communication passage;
The valve control passage and the high pressure passage are provided non-coaxially with the axis of the piston and substantially parallel to each other, and the front chamber passage and the first control valve communication passage are provided in a direction substantially orthogonal to the axis of the piston. and are provided approximately parallel to each other,
The spool chamber of the second control valve is located between the front chamber passage and the first control valve communication passage, and is provided approximately parallel to each passage, and is located between the valve control passage and the high pressure passage. The second control valve communication passage is provided at a position including a region between the two and twisted with each passage, and further, the second control valve communication passage is provided at a position substantially coaxial with the axis of the spool chamber. Features a hydraulic striking device.
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