JPH0443737B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は油圧式ブレーカーに関し、詳しくは、
油圧と窒素ガスを用いて進退運動させるピストン
によりチゼルに打撃を加え、該チゼルを対象物に
押し付けて対象物を破砕するものである。

従来の技術 従来、油圧式ブレーカーとしては、ピストンを
直接油圧で駆動する油圧直動型と、油圧により作
動するピストンでシリンダ内の窒素ガスあるいは
スプリングを圧縮してその反発力でピストンを作
動して打撃させるガス媒介型、あるいはスプリン
グ媒介型があるが、いずれも、給油側の高圧側配
管に油を補給するためのアキユムレータを設ける
と共に、排油側の低圧側配管には脈動の発生を防
止するアキユムレータを設置している。

このように従来の油圧式ブレーカーでは高圧回
路側および低圧回路側のいずれにもアキユムレー
タを設置する必要があるが、アキユムレータはガ
ス漏れよる作動不良を起こし易く、そのため周期
的にガス点検および交換が必要で、点検補修が面
倒であると共に構造が複雑でコスト高になる等の
問題があつた。さらに、ガス媒介型では、高圧油
でピストンが上昇し、打撃を与えるピストンの下
降は窒素ガスの反発力を利用して行つているた
め、高圧回路側にアキユムレータを設置して油圧
および油量を増しても打撃力はあがらない問題が
あつた。

発明の目的 本発明は上記した問題に鑑みてなされたもの
で、ピストンの上昇および下降行程のいずれにお
いても低圧回路に常時一定圧の油圧が流れるよう
にして低圧側回路のアキユムレータを不要とし、
かつ、ピストンの上昇および下降行程のいずれに
おいても高圧油量を必要として高圧回路でのサー
ジ圧変化を少なくし、よつて、高圧回路側でもア
キユムレータを不要とするものである。さらに、
打撃を与えるピストンの下降時に窒素ガスの反発
力に加えて高圧油を利用して打撃力を上げること
を目的とするものである。

発明の構成 本発明は上記した目的を達成するためになされ
たもので、シリンダ内にピストンを摺動自在に嵌
合し、該ピストンの下部にチゼルを嵌装すると共
にピストンの上部に窒素ガス室を設け、ピストン
を油圧と窒素ガス圧とにより昇降して下限時にチ
ゼルを打撃し、かつ、上記油圧の切替をシリンダ
に一体に設けたメインバルブにより行う油圧式ブ
レーカーにして、 上記ピストンを上側より下側に第１、第２、第
３、第４、第５の各段部を５段形状に形成し、上
記第１段部より第２段部を大径としてその段面を
低圧受圧面とし、第２段部より第３段部を小径と
してその段面を上部高圧受圧面とし、第４段部の
直径を最大として第３段部と第４段部との段面を
下部高圧受圧面とし、第５段部と第３段部を同径
として第４段部と第５段部の段面を下部受圧面と
し、該下部受圧面を上記下部高圧受圧面と同面積
とする一方、 上記ピストンとシリンダとの間には、上部より
ピストン低圧室、ピストンパイロツト室、ピスト
ン高圧室、ピストン反転室を形成し、 上記ピストン高圧室を常時高圧ポートと連通さ
せると共に、ピストン低圧室を上記油圧切替用の
メインバルブを介して常時低圧ポートと連通さ
せ、かつ、ピストンパイロツト室およびピストン
反転室を上記メインバルブの各室と連通させ、 上記ピストン第１段部とシリンダ内周面との間
に形成した低油圧流路を、ピストンの下降行程お
よび上昇行程のいずれにおいても常時ピストン低
圧室と連通させ、低圧ポートに低圧油を切れ目な
く送つて低圧側管でのサージ圧変化を抑制する一
方、 ピストン第３段部とシリンダ内周面との間に形
成した高油圧流路をピストンの下降行程および上
昇行程のいずれにおいても常時ピストン高圧室と
連通させ、上部高圧受圧面および下部高圧受圧面
を高圧油で常時押圧し、ピストン下降時には下部
高圧受圧面に作用する高圧油と圧縮した窒素ガス
圧でピストンを下降すると共に、ピストンの上昇
時、メインバルブを介してピストン反転室を高圧
ポートと連通し、該ピストン反転室と連通した下
部受圧面を高圧油で上向きに押圧し、ピストンの
下降および上昇行程のいずれにも高圧油を必要と
することにより高圧配管側でのサージ圧変化を抑
制する構成としたことを特徴とする油圧式ブレー
カーを提供するものである。

このように、低圧側配管および高圧側配管での
サージ圧変化を抑制することにより、従来低圧お
よび高圧側配管で必要とされたアキユムレータを
不要とし、その点検補修作業をなくすと共に構造
を簡単としてコストが低下し、かつ、ピストン下
降時に窒素ガス圧と共に高圧油を利用して打撃力
を高め、さらに、ピストンに作用する油圧を切り
替えるメインバルブをシリンダに一体に設けるこ
とにより、部品点数を少なくし、コストをより低
下させるものである。

実施例 以下、本発明を図面に示す実施例により詳細に
説明する。

本発明の油圧式ブレーカー全体の構造は第１図
に示すように、シリンダ１内にはピストン２を摺
動自在に嵌合すると共に該ピストン２の下部にチ
ゼル３を嵌装しており、かつ、ピストン２の上部
に窒素ガスを封入した窒素ガス室４を設けてい
る。

上記ピストン２は図示のように、上側より第１
段部２ａ、第２段部２ｂ、第３段部２ｃ、第４段
部２ｄ、第５段部２ｅを形成した５段形状として
いる。上記第１段部２ａ、第３段部２ｃおよび第
５段部２ｅは同径で直径をD₁とし、第２段部２
ｂは第１段部２ａ等より大径としてその直径を
D₂とし、第４段部２ｄを最大径としてその直径
をD₃とし、D₁＜D₂＜D₃に設定している。該形状
のピストン２において、第１段部２ａの上端面が
ガス室受圧面Ａとなり、第５段部２ｅの下端面が
チゼル打撃面Ｂとなる。また、第１段部２ａと第
２段部２ｂとの段面を低圧受圧面Ｃ、第２段部２
ｂと第３段部２Ｃとの段面を上部高圧受圧面Ｄ、
第３段部２ｃと第４段部２ｄとの段面を下部高圧
受圧面Ｅ、第４段部２ｄと第５段部２ｅとの段面
を下部受圧面Ｆとし、上記各受圧面の断面積の関
係は、Ｃ＝Ｄ＜Ｅ＝Ｆとなるように設定してい
る。

上記ピストン２とシリンダ１の内周面との間に
は、上側部にピストン２の第２段部２ｂが摺動自
在に内嵌する低圧油流路５を形成し、該低圧油流
路５の上端部にピストン低圧室６を、下端部にピ
ストンパイロツト室７を連通して形成している。
また、該ピストン２の第４段部２ｄが摺動自在に
内嵌する高圧油流路８を形成し、該高圧油流路８
の上端部にピストン高圧室９を、下側部にピスト
ン反転室１０を連通して形成している。

また、シリンダ１内には、上記ピストン嵌合部
位の側方に、ピストン２を駆動させるために油圧
を切替えるシリンダ１１を組み込んで一体に設
け、該シリンダ１１内にメインバルブ１２を摺動
自在に嵌合している。

該メインバルブ１２は図示の如く４段形状で、
小径の上端第１段部１２ａから下方にかけて中径
の第２段部１２ｂ、最大径の第３部１２ｃ、第１
段部１２ａと同径の小径な第４段部１２ｄとから
なる。該メインバルブ１２は第１段部１２ａの上
端面を上部受圧面Ｇとし、第１段部１２ａと第２
段部１２ｂとの段面をメインバルブ高圧受圧面Ｈ
とし、第３段部１２ｃと第４段部１２ｄとの段面
をメインバルブ中間受圧面Ｉとし、第４段部１２
ｄの下端面を下部受圧面Ｊとしている。また、メ
インバルブ１２内には中空状の通路１５を軸芯に
沿つて貫通して設けている。該メインバルブ１２
とシリンダ１１の内周面との間には、図示のよう
に、上部よりメインバルブ高圧室１３、メインバ
ルブ上部低圧室１４、メインバルブパイロツト室
１６、メインバルブ下部低圧室１７、メインバル
ブ反転室１８を形成している。

該メインバルブ１２の外周面に形成した各室
と、前記ピストン２の外周面に形成した室とは、
下記のように、シリンダ１内に設けた各通路を介
して、シリンダ１の側端面に設けた高圧ポートＰ
および低圧ポートＴと連通している。

まず、上記ピストン高圧室９は高圧ポートＰと
通路２０を介して直接に連通し、かつ、該ピスト
ン高圧室９はピストン２の上限時にもピストン第
４段部２ｄにより閉鎖されずに開口状態で、常
時、ピストン高圧室９と高圧ポートＰとを連通し
て上部高圧受圧面Ｄおよび下部高圧受圧面Ｅに高
圧油を作用させている。また、上記通路２０から
分岐した通路２１をメインバルブ高圧室１３と連
通し、メインバルブ高圧室１３に常時高圧油を供
給してメインバルブ高圧受圧面Ｈに高圧油を作用
させている。

一方、ピストン低圧室６はピストン第１段部２
ａとシリンダ内周面の間の低圧油流路５と常時連
通すると共に、シリンダ１に設けた通路２２を介
してメインバルブ下部低圧室１７と連通し、該メ
インバルブ下部低圧室１７を通路２３を介して低
圧ポートＴと連通することにより、低圧ポートＴ
には常時低圧油が排出されるようにしている。さ
らに、該通路２３より分岐した通路２４をメイン
バルブ上部低圧室１４に連通している。

さらに、ピストン反転室１０はメインバルブ反
転室１８に通路２５を介し、かつ、ピストンパイ
ロツト室７はメインバルブパイロツト室１６と通
路２６を介して連通している。

次に、上記装置の作動を第２図により説明す
る。図中、実線は高圧油の流れを示し、点線は低
圧油の流れを示す。

第２図Ａに示すピストン２がチゼル３に打撃を
与えた下限位置の時、ピストン２の下降によりピ
ストン低圧室６とピストンパイロツト室７とは低
圧油流路５でつながつている。よつて、メインバ
ルブパイロツト室１６は通路２６、ピストンパイ
ロツト室７、低圧油流路５を介してメインバルブ
低圧室６につながり、メインバルブパイロツト室
１６内の圧油をメインバルブ１２の下降に応じ
て、ピストン低圧室６より通路２２、メインバル
ブ下部低圧室１７、通路２３を経て低圧ポートＴ
へと排出している。

一方、高圧ポートＰより通路２０へ流入した高
圧油はピストン高圧室９に流入すると共に、通路
２１よりメインバルブ高圧室１３に流入する。該
メインバルブ高圧室１３内において、高圧油でメ
インバルブ高圧受圧面Ｈが押圧され、メインバル
ブパイロツト室１６が低圧通路と連通しているた
め、圧力差でメインバルブ１２は下降する。該メ
インバルブ１２が下死点に達すると、メインバル
ブ１２の軸芯通路１５が通路２５と連通しピスト
ン反転室１０に高圧油が流入させる。

第２図Ｂに示す如く、ピストン高圧室９とピス
トン反転室１０に高圧油が流入し、高圧油が作用
する上部高圧受圧面Ｄと下部受圧面Ｆとの和が、
下部高圧受圧面Ｅよりり面積が大きいため、この
面積差によりピストン２は上昇する。この時、ピ
ストン２の上昇で低圧油流路５の低圧油はピスト
ン低圧室６から通路２２を介してメインバルブ下
部低圧室１７、通路２３を経て低圧ポートＴへ排
出される。ピストン２が上昇して、ピストンパイ
ロツト室７がピストン高圧室９と高圧油流路８で
連通され、通路２６を介してメインバルブパイロ
ツト室１６に高圧油が流入し、メインバルブ中間
受圧面Ｉに高圧油が作用する。高圧油が作用して
メインバルブ１２を上昇方向に押圧するメインバ
ルブ中間受圧面Ｉとメインバルブ下部受圧面Ｊの
和が、メインバルブ１２を下降方向に押圧するメ
インバルブ上端の上部受圧面Ｇとメインバルブ高
圧受圧面Ｈの和の面積より大きいため、この面積
差でメインバルブ１２を上昇させる。

第２図Ｃに示すように、メインバルブ１２が上
死点に達すると、メインバルブ下部低圧室１７は
通路２５を介してピストン反転室１０と連通し、
ピストン反転室１０がが低圧ポートＴと連通する
ために、ピストン反転室１０の圧力が低下する。
よつて、上死点にあるピストン２が窒素ガス室４
内に圧縮された窒素ガスの圧力とピストン高圧室
９の下部高圧受圧面Ｅに作用する高圧油の圧力の
和により、高圧力でピストンを強く下降する。該
ピストン２の下降でピストン反転室１０より通路
２５、メインバルブ反転室１８、メインバルブ下
部低圧室１７、通路２３を経て低圧ポートＴへ低
圧油が排出される。

第２図Ｄに示すように、ピストン２が下降して
チゼル３を打撃すると、ピストン低圧室６とピス
トンパイロツト室７が低圧油流路５で連通し、該
ピストンパイロツト室７と通路２６を介してメイ
ンバルブパイロツト室１６の圧力が低下し、メイ
ンバルブ１２は圧力差で下降する。この時、メイ
ンバルブパイロツト室１６の低圧油は通路２６、
ピストンパイロツト室７、低圧油流路５、ピスト
ン低圧室６を介して通路２２、メインバルブ下部
低圧室１７、通路２３を経て低圧ポートＴに排出
され、上記した作動を繰り返す。

打撃時にチゼル３が抜けた場合、高圧ポートＰ
より高圧油を送つても、ピストン反転室１０はピ
ストン２の第４段部２ｄにより閉鎖されるため、
メインバルブ高圧室１３からの高圧油が流入され
ず、ピストン下部受圧面Ｆに圧力がかからない
為、チゼル３を押し込んでチゼル３でピストン２
を押し上げない限り、ピストン２は上昇しない。
よつて、空打ちするのを防止することができる。

上記した構造の油圧式ブレーカーによれば、ピ
ストン２の上昇および下降行程において、ピスト
ン低圧室６がメインバルブ下部低圧室１７を介し
て低圧ポートＴと常時つながり、ピストン２の上
昇時には低圧油流路５内の低圧油が低圧ポートＴ
へ流出すると共に、ピストン２の下降時にはピス
トン反転室１０内の低圧油がメインバルブ下部低
圧室１７を介して低圧ポートＴへ流出し、低圧ポ
ートＴには常時切れ目なく低圧油が送られる。よ
つて、低圧ポートＴからタンクへ戻される油圧の
脈動は抑えられ、サージ圧が高くならないため、
低圧側回路にアキユムレータを設置する必要がな
くなる。また、高圧ポートＰに連通したピストン
高圧室９およびメインバルブ高圧室１３は常時開
口状態であり、ピストン２の上昇および下降のい
ずれの行程においても高圧油が送られている。ピ
ストン２の上昇時にはピストン反転室１０へ高圧
油が流入してピストン２の上昇に利用すると共
に、ピストン２の下降時にはピストン高圧室９、
高圧油流路８に流入してピストン２の下降に利用
される。このように、ピストン２の上昇および下
降行程に高圧油を必要としているため、高圧側回
路でのサージ圧の変化が少なく、よつて、該高圧
側回路にアキユムレータを設置する必要はない。

さらに、本構造の油圧式ブレーカーにおいて
は、ピストン２を下降してチゼル３に打撃を与え
る時、圧縮した窒素ガスを利用すると共に、高圧
油の圧力を利用しているため、打撃力を強化にす
ることにが出来る。

発明の効果 以上の説明より明らかなように、本発明によれ
ば、油圧式ブレーカー内部の低圧室はピストンの
上昇および下降行程にかかわらず低圧ポートに送
られるため、低圧配管側におけるサージ圧変化が
少なく、よつて、低圧側配管にアキユムレータを
設ける必要がない。また、高圧油もピストンの上
昇および下降行程にかかわらず必要とされるた
め、高圧側配管におけるサージ圧変化が少なく、
高圧側配管にもアキユムレータを置する必要がな
い。このように、低圧側および高圧側のアキユム
レータを不要とするため、構造が極めて簡単とな
り、コストの低下を図れると共に、アキユムレー
タの点検補修がなくなり、手数がかからない利点
を有する。かつ、ピストンに作用する油圧を切り
替えるメインバルブをシリンダに一体に設け、か
つ、該メインバルブの構造も簡単としているた
め、コストの低下を図ることが出来るものであ
る。

さらに、ガス媒介型の場合は、圧縮したガスの
反発力でピストンの下降を行つているため、圧油
の量および圧力を高めても、打撃力が上がらない
欠点があつたが、本発明では、ガス圧と共に油圧
を併用してピストンを下降しているため、打撃力
が強力になる利点も有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる油圧式ブレーカーの断
面図、第２図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは作動を示す断面図
である。 １…シリンダ、２…ピストン、２ａ…第１段
部、２ｂ…第２段部、２ｃ…第３段部、２ｄ…第
４段部、２ｅ…第５段部、Ｃ…低圧受圧面、Ｄ…
…上部低圧受圧面、Ｅ…下部低圧受圧面、３…チ
ゼル、４…窒素ガス室、５…低圧油流路、６……
ピストン低圧室、７…ピストンパイロツト室、８
…高圧油流路、９…ピストン高圧室、１０…ピス
トン反転室、１１…シリンダ、１２…メインバル
ブ、１３…メインバルブ高圧室、１４…メインバ
ルブ上部低圧室、１５…通路、１６…メインバル
ブパイロツト室、１７…メインバルブ下部低圧
室、１８…メインバルブ反転室、２０〜２６…通
路、Ｐ…高圧ポート、Ｔ…低圧ポート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ内にピストンを摺動自在に嵌合し、
   該ピストンの下部にチゼルを嵌装すると共にピス
   トンの上部に窒素ガス室を設け、ピストンを油圧
   と窒素ガス圧とにより昇降して下限時にチゼルを
   打撃し、かつ、上記油圧の切替をシリンダに一体
   に設けたメインバルブにより行う油圧式ブレーカ
   ーにして、 上記ピストンを上側より下側に第１、第２、第
   ３、第４、第５の各段部を５段形状に形成し、上
   記第１段部より第２段部を大径としてその段面を
   低圧受圧面とし、第２段部より第３段部を小径と
   してその段面を上部高圧受圧面とし、第４段部の
   直径を最大として第３段部と第４段部との段面を
   下部高圧受圧面とし、第５段部と第３段部を同径
   として第４段部と第５段部の段面を下部受圧面と
   し、該下部受圧面を上記下部高圧受圧面と同面積
   とする一方、 上記ピストンとシリンダとの間には、上部より
   ピストン低圧室、ピストンパイロツト室、ピスト
   ン高圧室、ピストン反転室を形成し、 上記ピストン高圧室を高圧ポートと直接に連通
   させると共に、ピストン低圧室を上記油圧切替用
   のメインバルブを介して常時低圧ポートと連通さ
   せ、かつ、ピストンパイロツト室およびピストン
   反転室を上記メインバルブの各室と連通させ、 上記ピストン第１段部とシリンダ内周面との間
   に形成した低油圧流路を、ピストンの下降行程お
   よび上昇行程のいずれにおいても常時ピストン低
   圧室と連通させ、低圧ポートに低圧油を切れ目な
   く送つて低圧側管でのサージ圧変化を抑制する一
   方、 ピストン第３段部とシリンダ内周面との間に形
   成した高油圧流路をピストンの下降行程および上
   昇行程のいずれにおいても常時ピストン高圧室と
   連通させ、上部高圧受圧面および下部高圧受圧面
   を高圧油で常時押圧し、ピストン下降時には下部
   高圧受圧面に作用する高油圧と圧縮した窒素ガス
   圧でピストンを下降すると共に、ピストンの上昇
   時、メインバルブを介してピストン反転室を高圧
   ポートと連通し、該ピストン反転室と連通した下
   部受圧面を高圧油で上向きに押圧し、ピストンの
   下降および上昇行程のいずれにも高圧油を必要と
   することにより高圧側配管でのサージ圧変化を抑
   制する構成としたことを特徴とする油圧式ブレー
   カー。