JPS5871081A - 圧力流体により作動される衝撃装置 - Google Patents

圧力流体により作動される衝撃装置

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JPS5871081A
JPS5871081A JP57118701A JP11870182A JPS5871081A JP S5871081 A JPS5871081 A JP S5871081A JP 57118701 A JP57118701 A JP 57118701A JP 11870182 A JP11870182 A JP 11870182A JP S5871081 A JPS5871081 A JP S5871081A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、非圧縮性液圧流体のような圧力流体により
作動される衝撃装置に関する。
この装置は、ピストン運動を行なう可動層ン1コを介し
て、工具jK対して連続的KIN撃を加える。ピストン
コは、装置の胴体j中に形成されたシリン/参の内部を
滑動するように取り付けられてい・′る。シリンダ参、
は、それぞれ導路l、りに続(/−)j、7を有し、す
ベク弁10の案内としての役割もする。すべり弁10は
、シリンダ参内を滑動するととKより、ピストン上方の
室7/を高圧回路/Jおよび低圧回路/Jと交互に連絡
させる。室//が高圧回路llと連絡するとピストンは
急速に下降させられ、室1/が低圧回路/Jと連絡する
とピ・ストンは戻)行程に入る。
図示した実線例の場合、すべり弁10は、仏国特許第1
.ゲJ/、IJj4ijl/C従って、ばね14Iによ
って工具Jの方へ押されている。
しかし、この装置は他の実施態様も可能であり。
たとえばすべり弁ioをばねKよって移動させるのでは
なく、仏閣特許第1.#31.IIj号に対する追加の
証明、書(certificat d’additio
n )第コ、oar、コrり号に従って液圧により作動
させられるタペットによって移動させたり、あるいは、
仏閣特許第7.ぶzp、iyA号に従って、対向する2
本のロンドを有する中央シランジャピストンによって移
動させることができる。
すべり弁の動作方式Kかかわりなく、この形式の装置の
作動原理は、ピストン上方の室l/を高圧回路および低
圧回路と交互に連絡させ、対向し九小面積の環状部域を
常時高圧に維持し、それKよって液圧力の合力を一方向
に交互に作用させるととに存する。
この装置の作動原理を調べてみると、高速で作動する1
打撃ピストンコ中に蓄積された運動エネルギーが、工具
Jを打撃した瞬間に圧縮波に変わり、この圧縮波が金属
中を音速で伝わり、岩石に接触したとき、それを破砕す
る力に変わることがわかる。実際には、前記エネルギー
の一部だけが岩石に吸収され、残りは圧縮波の形で工具
に返され。
装置の方へ戻る。
この戻って行く圧縮波は1通常、工具3のカラーII’
を介して一部は装置の胴体中へ消散し、残抄は運動エネ
ルギーの形でピストンへ返される。
この場合、ぎストンははね返って、液圧装置の分野で通
常1水撃作用Iと呼ばれる液圧波の形で流体を低圧回路
の方へ押し戻す。
上記のλつの場合において、戻りエネルギーは回収不可
能な形で失われるだけでなく、装置の耐用寿命に有害な
影響を及ぼし、特に、装置の胴体と接触する工具のカラ
ーの摩耗を早め、低圧用九わみ管を疲労させ、あるいは
戻り波のエネルギーの消散による温度上昇を引き起こす
さらに、工具中の戻り圧縮波が運動エネルギーの形でピ
ストンに返されることKよって、ピストンの戻抄がd易
になプ、かつ、動作ノセツメータが液圧を岩石の硬さに
比例して低下させる方向で変化させられ、この圧力低下
によって装置の効率が損なわれる点ケC注意すべきであ
る。
この発明の目的は、工具中における戻り圧縮波に含まれ
るエネルギーを回収して再利用するととKある。
このため、この発明による衝撃装置は、流体がピストン
上方の室//から高圧回路lコの方へ移動することを可
能にする逆止弁ココと、この流体の移動に続いてすベク
弁10を確実に移動させる手段とを具備しており、すべ
)弁がピストン上方の室/’ /を高圧回路lコと連絡
させているときの位置から、この連絡を断つときの位置
へきわめて迅速に移動し1次いで室//と低圧回路13
との連絡を遅らせるよう一層低く制御された速度で移動
することKより、室//が高圧回路および低圧回路から
隔絶されている全期間のあいだ、逆止弁の作用による室
//に閉じ込められた流体・の圧縮と高圧回路中への移
動により戻りエネルギーの蝦大限の回収が可能であるこ
とを特徴とする。
上記構造には、以下のような多数の大きな利点がある。
一工具支持カラーの摩耗がきわめて少ない。
−低圧用九わみ管のレベルにおけろ水撃作用がなくなる
ため、これらのたわみ管の耐用寿命が延びる。
一衝撃装置に対して供給さ゛れる流体に加えて、回収さ
れた流体のすべてを利用できるので。
一定流量における単位時間当たシ衝撃回数が増大する。
この単位時間当たり衝撃回数の増大はその分だけ各サイ
クルの時間的長さが短縮することを意味し、かつ、衝撃
装置の作動/1t−)メータを前記と逆の方向で、すな
わち高圧したがってまた各衝撃の有効度を岩石の硬さに
比例して増大させる方向で変化させる。
−通常戻り波のエネルギーの消散によって引き起こされ
る温度上昇の度合、が減少するので、装置の構成部品の
耐用寿命が延びる。
−以上のような作動条件の改善は、装置の支持アームに
吸収させなければならない反動および振動の幅の減少に
つながる。
もし可能ならば、すべり弁がピストン上方の室l/と高
圧−′路との連絡を遮断するときの位置から室//を低
圧回路と連絡させるときの位置へ移動するのに要する時
間を、最も硬い部類の岩石の場合において最も多くのエ
ネルギーが戻るのに必要な時間と等しくすることが望ま
しい。
このよう圧すれば、破砕すべき岩石の種類にかかわりな
く鰻大限のエネルギー回収が可能になる。
この発明の別の特徴によれば、すべり弁は、ピストン上
方の室が低圧回路と連絡すると直ちに新しい加速運動を
受けて、連絡開口部を大きく開放し、可動ハンマの自由
な移動を可能にする。
この発明のl実施例においては、すべり弁は断面積の異
なるλつの部分、すなわちピストンがそ、の内部を滑動
できるように取り付けられているところのシリンダの断
面積に対応する断面積を有するピストン側に位置する部
分と、それよυ〜f面積の大きな、ピストンから遠い饋
に位置する部分とによって構成され、断l111積が大
きい方の部分は。
それよりも断面積が大きくかクシリンダを延長している
空所に配置されておりかつ自らの断面積と同じ断1釦積
を有する室へ進入することができ、この室はシリンダと
前記拡大され友空所との間に位置しており、すべり弁が
ピストン上方の室と高圧回路との連絡を断つ位置に違し
たとき断面積の大きい方の部分は前記シリンダと空所と
の関に位置する室に進入し、この室とすべ抄弁の一つの
部分の接続部とによって形成された環状のスペース示少
なくとも1つの流体流出オリスイスを介してピストン上
方の室と連絡するように構成されている。
すべり弁は、その断面積が大きい方の部分すなわちカラ
一部の全体がシリンダ上方の空所に位置していするとき
、何らの制動作用も受けないため。
ピストンの方へ急速に移動する。
すべり弁のλつのt$4の接続mK対応する′クラ9フ
部が前記環状室を閉鎖する位置に来九とき、環状室の内
部に収容された流体の圧縮が起こって、それがすべり弁
に対・する急激な制動作用となる。
この時点以後は、前記矛リフイスからの流体の流出(・
トよってのみ、すべに弁の移動は可能となる。
したがって、ピストン上方の室を高圧回路から確実に隔
絶しているとき、の位置からピストン上方の室を低圧回
路と連絡させるときの位置へのすべり弁の移動の速度は
、前記オリスイスの断面積に依存する。
第1の実施例においては、前記環状室からの流体の流出
をof能にする前記オリアイスは、前記環状室を限って
いる外壁に設ける。
別0%施例にお−ては、すべp弁の円11に/本O導路
を軸方向に設け、この導路〇一端を、すべ9弁O断−積
O異なるλつOs分を接続して−るクラクンmKN口さ
?、それKよって前記環状室からの流体の流出tiir
mにするオリフィスを形成する。
以下にお−て、こO発@OいくりかOX施態様を例示し
た添付−IIjAを参照しながら1発@O詳顔なa@を
行なう。
すべ9弁10は、断−積の異なる1つの一分、すなわち
ピストノコがそのP1部を移動するところのシリンダ参
に直径が対応する下@/4と、それよりも断自積が大き
い上@/7とに工って構成されて−る。下@/4はシリ
ンダーの上端に嵌合されており、上扉17は、それより
も断−顧がかなり大きな空所llK位置して−る。
lI4−に示す実施例O場合、空所/Iq)断―積は、
すぺ抄弁O上@/ 70儒方KIRけた半月状Oスペー
λの分だけ部分1719大きくなって−るのに対し、I
/s7輔に示す実施例の場合、空所11は対向する2つ
の半A状スペースに工って構成されている。
すべ抄弁O上g/7は、シリンダ事を延兼して−る。自
己O断面積と対応する断−積【1する皇lりに進入する
ことができる。こLDkl/デとすべ抄弁og大i1/
7すなわちカラーsO寸法関係は。
カッ−@/7が富/PO&さまで下降して室lりを閉鎖
したときすべに弁が高圧−路ココとピストン上方0@/
/との通路1kvA鎖する工うな関係である。
環状*/Fと!2!所trとの通路は、オリフイスコO
KよってOみ可能となっている。
すべ抄弁O移動によって’fill/と連絡させられる
9!所itと高8E−路lコとO関には、逆止弁コλが
設けである。
こO逆止弁ココO目的は、圧力流体の富//から高圧回
路/Jへ向かう移−【可能にすることに6ゐ。
こOII撃装置は次O工うにしてFTI動する。
まず、すべ9弁ioがh II t II!Aに示す高
圧流体OR入【可能圧している位置から、第λ−に示す
高圧回路を閉鎖する位置へきわめて迅速に移動する。こ
O段階は、第1J@f(示すllI−における期間tO
,t/における移動dO,d/に対応する。
こO迅速移動は、すべり弁のカラ一部17のλっ0面が
2Pft/IOvベルで断t+o大きな導路Kjつて液
圧的な関係K1m持されていることKよって可能となっ
ている。すべ抄弁の断面積OJj&る一つの部分t−結
ぶクラウンSコJが@/デのレベル箇で下降して3i1
/Ff:皇iだと′#i、一定量ot1体が室/りO内
部で圧縮されるため、すべ抄弁0以畿θ移動は、流体が
オリフィス−〇から流出してはじめて可能となる。II
JIK示す位置がら落ダ図に示す位置への、すなわち高
圧回路を閉鎖する位置から低圧(ロ)路/Jf@放する
位置へのすべ抄弁0Saq間は、オリスイスコ0o#面
積を関節することKよって調節が可能でるる。
すべ)弁の、こO$動待時間中K11l//高8E釧賂
lコおよび低圧―路/JO双方から隔絶され、かつtピ
ストン上方より圧縮された流体が@//から高圧回路θ
方へ、より正確には高圧回路のアキエムレータλ亭Q方
へ逆止弁2Jを介して移動することKより%II’−に
示すごとく戻りエネルギーO最大限O11収が可能にな
る。こO段階は、總tz&720期闘1/、1コにおけ
るすべり弁O移動d/、dJK対応する。
戻りエネルギーが1収された後、すべや弁はさらに下降
して、IIjaQiC示す位置に達する。ピストン上方
の皇/lは、導路7.りによって徐々に低圧−路と連絡
され、こうして富//からの流体の流出が起こってピス
トンコは戻9行11に入ることができる。こO段階は、
纂/J−に示すすベシ弁の移動dJ、dJに対応すり。
環状室lデから流体tR出させる装置の変形例を示す嬉
l−において、すべり弁の8酷に1本O導路コJが軸方
向に設けられており、こ04路は、すべり弁の断銀*o
異なる1りO部分をつないで−るクラウンSコJK対し
て開口している。こυ導路Jjt介して流体が排出され
る仕組みは、オリフイスコOVr介する場合とまったく
同じでるる。
117Vないし嬉I−1および嬉l−に示す実施例の場
合、逆止弁λλは、弁IIO下に配置され几中央室λ4
によって弁座への復帰が可能になっており、前記中央室
は導路コナによって低圧回路と接続されている。
鴎り凶に示す実施例O場合、逆止弁−2は環状室27に
よって弁座への復帰が可能となっており。
こO環状室は、直vILλ1.とコfbK差がるること
に工9.導路コタを介して低圧回路と接続されてiる。
鴫10−に示す実施例の場合、逆止弁ココは、そのリフ
トがストッパ邸70に!つで小さな遊隙Jに制限されて
いるため、流体の流―方向がwp替わlろうとするとき
高fill路lλと室/lとの間に発生する負圧によっ
て閉鎖位置に維持される。
離lt図に示す実施例の場合、逆止弁ココは、弁と−F
EIImに位置するストツノ(鄭11と0間に配置され
たばねJJK、Cつで、閉鎖位置に戻される。
!g/−一は、嬉/−なiし編J−に示す衝撃装置O変
形例を示す5.P、仁の実施例の場合、すべ抄弁10は
もは中ばね/#O作1@を受けず、対向したコ本Oロッ
ドを有する中央プランジャピストンJ参の作用を受ける
。この場合、總1113に示す弁復帰装置を設けること
は不可能でるるか、嬉ターないし嬉//@pc示す弁復
帰装置の任意の/りt設けることができる。
II/参図お工び謳is図に示す実施例にお−て、すべ
り弁10は、円筒部/jj?工び770間に設けられた
凹@J!t−有する。シリンダ参の胴体鄭には、断−O
大きな導路31が少なくとも1本設けてあり、こO導路
は円筒部14がその円at滑動するところ11019!
所に開口していて、空Pftirと連絡する。導路J4
はさらに、すベシ弁10が皇。
//と低圧1路とを連絡させる位RK来たと亀、凹11
Jji(よって形成され皮環状スペース【低圧回路と連
絡する。
嬉/jlls?!0!I/7図、K 示T’A施flo
ml皇/IからO#1体O#りは、lIl川の場合と同
様。
導路コjを介して行なわれる。富lすO周囲に四i1J
?が設けて6D、すぺ9弁O円11には導路Jlが設け
てるる。これらくよって、すペク弁10が室l/と低[
E回路とを連絡させる位置に来たとき、室lツと低圧回
路とを充分に連絡させることができるようKなっている
以上O1!明から明らかなごとく、この発明は従来公知
の衝撃装置工9も構造が複雑でなくそれら工りもすぐれ
た性能および信頼IItを示す衝撃装置1提供するとと
によ?、11来技at大11に改良するものでるる。
【図面の簡単な説明】
#Il城ないし嬉l@は、こO発明による衝撃装置01
11K)実施例における縦断面一でるるか、これらの鴫
はjつ0Ijb作段階に対応している。 嬉4図は、すべり弁の上部が位置する空所の、嬉l−の
4〜4線に沿った部分断面−でるる。 嬉71Ii3は、altjmK示す空所の別の変形例に
おける断−―でるる。 第1−は、環状室から流体を流出させる装置の他の変形
例における断面を示す、この発明による衝撃装置O部分
瑠でるる。 111FI1.第10鴫および纂//図は、ピストン上
方oyjiと高圧回路との関に配置された逆止弁の11
1@o実論例Ks?ける断面を示すこの発@による衝撃
装置の部分−である。 11f/J図は、嬉1図ないし嬉I−に示す衝撃装置O
他O変形例における縦断面一である。 嬉lJsは、時間に応じたすベヤ弁O移動を示す線−で
番る。 #1g/#@およびBit−は、落l@ないし落!−に
示す衝撃装置Oすべ抄弁を含む部分の拡大縦断ai@で
、これら0@はすべり弁□Jつの動作段階に対応する。 第14(2)および嬉I7図は、第を−に示す衝撃装置
のすべり弁を含む部分の拡大縦断5i1111で、これ
らの−はすべ9弁0J−ytvljh作段階に対応する
。 コ・・・ピストン、J・・・1臭、参・・・シリンダ、
j、7・・・ポート、t、v−・導路。 10・・・すべ抄弁、/ /−・・ピストン上方OIK
、/ J−・・高圧回路、/J−・低8Ea路、it−
・・空所。 lり・・・富、J#−・・通路、JJ・・・逆止弁。 図面の浄書(内容に変更なし) FIG−3 FIG−9 FIG−10 FIG−11 夕L FIG−16 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和57年 特許願 第118’i’01号2、発明の
名称 圧力流体により作動される衝撃装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所   ’Z;:1=”=o’i”°プリ゛・−ト
°ド。 名称     エタゾリスマン・峰ンタペル4、代理人 〒105住所 東京都港区西新橋1丁目1番15号物産
ビル別館 電話(591) 0261昭和5’F年10
月 7日

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 t 工具(J)K連続的に衝撃を加える可動ハンマすな
    わちピストン(I2)を具備しており、このピストンが
    装置の胴体中Ky#成されたシリンダ(4’) O内部
    を滑動できるように敗り付けられており、前記シリン/
    C)がそれぞれ導路(t、り)に続</−)(417)
    を含んでおり、シリン/(→がすベク弁(10)の滑動
    の案内としての役割、も果たしており、前記すべ)弁(
    10)の移動によってピストン上方の室(ll)が高圧
    回路(ノコ)および低圧回路(/J)と交互に連絡させ
    られ、室(/ / 、)と高圧回路(12)との連絡に
    よってピストンの急速な下降がり能となり、室(ll)
    と低圧回路(/J)との連絡によってピストンが戻り行
    程に入る形式の圧力流体により作動される衝撃装置にお
    いて、流体がピストン上方O室(//)から高圧回路(
    /J)の方へ移動することを可能にする逆止弁(ノコ)
    と、この流体の移動に続いてすべり弁(10)を確実に
    移動させる手段とを具備しており、すベク弁がピストン
    上方の室(ll)を高圧回路(ノコ)と連絡させている
    ときの位置から、この連絡を断つときの位置へきわめて
    迅速に移動し、次いで室(ll)と低圧回路(/J)と
    の連絡を遅らせるよう一層低く制御された速度で移動す
    ることKより、室(/I)が高圧回路および低圧回路か
    ら隔絶されている全期間のろいだ、逆止弁の作用による
    室(//)K閉じ込められ九流体の圧縮と高圧回路中へ
    の移動により戻りエネルギーの最大限の回収が可能であ
    ることを特徴とする衝撃装置。 2 すべり弁(IO)がピストン上方の室(ll)と高
    圧回路(ノコ)との連絡を遮断するときの位置から室(
    //)を低圧回路(/J)と連絡させるときの位置へ移
    動するのに要する時間が、最も破い部類の岩石′の場合
    において最も゛多くのエネルギーが戻るのに必要な時間
    と等しいことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
    の衝撃装置。 ま ピストン上方の室(ll)が低圧回路(13)と連
    絡すると直ちKすべり弁(10)が耕しい加速運動を受
    けて、連絡開口部を大きく開放し、可動ハンマ(コ)の
    自由な移動を、ITmKすることを特徴とする特許請求
    の範囲第7項または第2項に記載の衝撃装置。 仏 すべり弁(10)が断面積の異なる2つの部分、す
    なわちピストン(−2)がその内部を滑動できるように
    奴り付けられているところの7リンI” (4=)の断
    面積に対応するf+f面積を南するピストンIIK位置
    する部分(/j)と、それよ)断面積が大きな、ピスト
    ンから適い側に位置する部分(17)とKよって構成さ
    れており、断面積の大きい方の部分(77)がそれより
    も断面積が大きくかつ7リンダを延長している空所(/
    I)に配置されておりかつ自らの断面積と同じ断面積を
    有するm(/り)へ進入することができ、この室(/P
    )がシリン/(→と前記拡大された空所(#)との間に
    位置しており、すべり弁(10)がピストン上方の室(
    //)と高圧回路(12)との連絡を断つ位置に達し九
    とき断面積の大きい方の部分(17)が室(/2)に進
    入し7%室(lツ)とすべ〉弁の2つの部分の接続部と
    によって形成された環状の/ スペースが少なくとも1本の通路(20)を介してピス
    トン上方の室(//)と連絡するととを特徴とする特許
    請求の範囲第1項ないし第3項の任意の1項に記載の衝
    撃装置。 ま 環状室(/2)からの流体の流出を可*I!ICす
    る通路(コ0)が環状室(/F)を限っている壁uK、
    設けであることを特徴とする特許請求の範囲第q項に記
    載の衝撃装置。 L すベク井(10)が断面積の異なる2つの円筒部(
    16)と(17)との間に形成され九凹部(3りを有し
    、かつ、すべり弁(10)がピストン上方の室(//)
    を低圧回路と連絡させる位置に移動したとき直ちに前記
    凹部(37)Kよって形成された環状スペースと低圧回
    路との連絡を可能にする少なくとも1本の導路(34)
    がシリンダC)に対して開口していることを特徴とする
    特許請求のm囲第J項ないし第3項の任意の1項に記載
    の衝撃装置。 2 すべり弁(10)の内部に/本の導路(コj)が軸
    方向に設けてあり、この導路の一端がすべり弁の断面積
    の異なるコうの部分を接続しているクラウン部(J3)
    に開口しておりかつ前記環状室からの流体の流出を可能
    にしているオリアイスを形成していることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項に記載の衝撃装置。 t すべり弁の移動中にその内部で流体の圧縮が行なわ
    れるところの室(lり)が周I8に凹部(37)を有し
    、この凹部が、すべり弁がピストン上方の室(//)を
    低圧回路と連絡させる位置に移動したときすベク弁中に
    設けられ良導路(31)を介して直ちに低圧回路と連絡
    できることを特徴とする特許請求の範囲第3項。 第参項および第7項の任意のll[K記載の衝撃装置。
JP57118701A 1981-07-10 1982-07-09 圧力流体により作動される衝撃装置 Expired JPS5912428B2 (ja)

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