JPS5894520A - デイ−ゼルパイルハンマ用燃料ポンプ - Google Patents

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】 本発明は、ディーゼルパイルハンマの燃料ポンプの改良
に係り、従来のディーゼルパイルノ・ンマの欠点であっ
た過熱時の燃料の早期着火を防止して杭打力の低下を防
ぐとともに、従来のディーゼルツクイルハンマよりも大
幅に燃料消費献の少ないディーゼルノミイルハンマの燃
料ポンプを提供することを目的とするものである。

第１図は、従来のディーゼルパイルハンマの略示的説明
図であるが、この種のハンマは、一般に、適当な吊上げ
装置（図示せず）を用いて、ラム１を引上げ、ある規定
位置に達するや、該ラム１は自動的にシリンダ壁７内を
落下し始める。このラム１の落下の途中に、該ラム１は
燃料ポンプ２０カムレバー３を作動させて、所要燃料を
シリンダ壁７の下端に取付けられたアンビル４上面に供
給する。そして更にラム１が落下し、その下端肩部がシ
リンダ壁７の吸排気ポート６を閉じ、ラム１の下端面と
アンビル４間の空気を密閉状態とじて圧縮する。そして
、更にラム１がアンビル４に向って落下し、その下端面
がアンビル４の上面に衝突してアンビル４面上の燃料を
打撃する。そうすると、該燃料は１周囲の高温、高圧空
気中に霧化飛散して瞬間的な爆発燃焼する。このラム１
とアンビル４の衝突及び燃料の爆発燃焼エネルギにより
、杭を土中に押込める一方、ラム１は燃焼ガスエネルギ
によって上方へ押し上げられて、反覆連、結するハンマ
サイクルを形成して杭打動作を行うようになっている。

この場合におけるディーゼルパイルノ・ンマの杭打エネ
ルギは、ラム１とアンビル４の衝突及び燃料の爆発燃焼
エネルギから成るが、杭打込みの爆発燃焼エネルギの寄
与率は、せいぜい１０％程度であり、ラム１とアンビル
４との衝突によって発生する衝撃力が、杭打込みの主導
的役割を果している。この事実は、後述するように、デ
ィーゼルパイルハンマが過熱してくると、杭打力が低下
して（ることがら明らかである。

硬い土層への杭打作業高温環境下での連続運転などでデ
イゼルパイルハンマを長時間連転すると、ディーゼルパ
イルハンマは過熱して杭打力が低）゛する。杭打力が低
下すれば、規定の深さまで杭を押し込むことができなく
なり、打込みに長時１ｉｆｔを要して杭を破損させるお
それがある。このように杭の打込み能率の悪化により、
工期が遅延す６等　　−工事推進上重大な問題となる。

ディーゼル・ξイルハンマ過熱時の杭打力低下現象は、
次のように説明される。第１図において、シリンダ壁７
内及びアンビル４上面は、燃料の爆発ガスに運転中常時
さらされるに拘わらす、これを効果的に冷却できない状
態にあるため、ディーゼルパイルハンマの運転時間の増
大とともに、それらの部材の温度は上昇を続け、ついに
は所謂過熱状態となる。従来のディーゼルパイルノ・ン
マでは、アンビル４の上面に燃料を供給してから、ラム
１の下端面がアンビル４に衝突するまでに、Ｌｓなる落
下道程を残している。この場合、ディーゼルパイルハン
マが過熱状態にあると、アンビル４上面の燃料が、シリ
ンダ７内壁からの放射熱やアンビル４からの加熱を受け
、ラム１が道程Ｌ８を落下中に、燃料の一部が蒸発、自
己燃焼して爆発燃焼を起す。これが所開早期着火と呼ば
れるものである。この早期着火には２つの弊害があり、
その１つは、これがラム１の落下を押し止めるように作
用するため、アンビル４に衝突するラム１の落下速度が
大幅に低下し、従って衝突スピードが低下し、打撃力が
低下することである。他の弊害は、ラム１を上昇させる
ために、供給燃料の全部が利用されないので、燃料消費
に蕪駄が多くなることである。すなわち、アンビル４上
面に供給された燃料の何割かは、早期着火してラム１の
落人を押し止めることに使用されるので、ラム１を上昇
させる爆発燃焼エネルギは、その分だけ少なくなる。こ
れは、ラムストロークの低下として確認される。ディー
ゼル・ξイルハンマが冷えている運転当初は、ラム１は
十分高く飛び上っていたのが、過熱してくると、ラム１
は余り飛び上らなくなる。

との現象は、従来のディーゼルパイルハンマの日常の杭
打作業でしはしば経験するところである。

このように、従来のディーゼルパイルハンマでは、運転
中に早期着火現象が起り、ラム１の衝突スヒードが低下
し、かつラム１の飛び上り高さも低くなるので、杭打力
が低下するばかりでなく、４１Ｌ給燃料が有効に利用さ
れないため、燃料消費にノド・躯が多いという欠点があ
った。

また、一般に、燃料ポンプ２０カムレバー３とシリンダ
壁７に設けられたカムレバー溝５との間には、カムレバ
ー３がスムーズに作動できるように、かなりの余裕をも
ってスキマが設けられて（・るため、カムレバー６の一
部もしくは全部が外部に突出している従来のディーゼル
パイルハンマの燃料ポンプでは、ハンマの排気行程時、
吸排気ボート６からのみならず、このカムレバー溝５が
らも排気ガスが高速で茨き出す。このカムレバー溝５か
らの排気ガスは、ハンマ軸線に対し殆んど圭直に吹き出
すので、杭打の最終時点等のようにハンマが低位置で作
動するときには、周囲の作条者に、まともに排気ガスが
降りかかり危険であった。

また、仮に従来の燃料ポンプを小型化して、吸排気ポー
ト６の開口下端より下位におけるシリンダ壁７に取付は
得たとしても、上述のカムレバー溝５からの圧縮洩れ、
排気ガスの噴出方向等の問題は依然として解決されない
。すなわち、ラム１が落下して吸排気ポート６を締め切
り圧縮行程に入っても、カムレバー溝５がら空気が飛び
上げるので所要の圧縮が達成されない。更にまた、ハン
マサイクルの膨張行程においては、吸排気ポート６より
も早くカムレバー溝５が開くので、排気ガスは今まで以
上に高温、高圧でカムレバー溝５から噴出することにな
り、作業者の危険が助長されることになる。この問題を
解決するには、燃料ポンプのカムレバ一部を、新たにカ
バー等で密閉する必要があった。なお、第１図において
、８はカムレバー６の操作用ワイヤロープで、同ワイヤ
ロープ８は燃料供給停止用のロープで同ワイヤロープ８
を引いて、これを保持すると、ラムの上下動に無関係に
、カムレバー６が回動してプランジャ１７を動かし、燃
料の供給を断ってハンマが停止するようになっている。

また、９はハンマシリンダの外周に固設された燃料タン
クを示す。

本発明は、上記従来のものの欠点を解消し、牛几打力が
低下することなく、かつ、従来に比し胚科消費量を大幅
に節減できるディーゼル・・ンマの、／へ料ポンプを提
供することを目的として提条さオ（たもので、ハンマシ
リンダの上端部周壁の、ｓ　Ｆ９「＞こ設けられたポン
プ本体取付孔に、流体密に装有さ１１、空洞部を有する
ポンプ本体と、同ボ／ブ本体の仝洞部内に、ハンマシリ
ンダの軸線に対して垂面方向に配設され、外周に燃料源
に通じる油溜室を２口えるとともに給油開口をもつプラ
ンジャシリンダと、同プランジャシリ／ダ内に摺動自在
に挿入され、上記給油開口を介して油溜室からプランジ
ャシリンダ内に給油される燃料を加圧するプランジャと
、該加圧燃料をディーゼル・セイル・・ンマのアンビル
上面に噴射するノズルに供給する管路と、同管路中に介
装され、該加圧燃料量を’ｗｌａｋする手され、ディー
ゼルパイルハンマのラムの落下時に、該ラムによって回
動せしめられて、上記プランジャを作動させるカムレバ
ーとを具備することを特徴とするディーゼルパイルハン
マ用燃料ポンプに係るものである。

以下、第２図乃至第４図に示す実施例により、本発明に
つき具体的に説明する。

第２図において、１はラム、４はアンビル、６は吸排気
ポート、７はハンマシリンダ壁、８はカムレバー操作用
ワイヤロープで、それら部材の構成、作用及び相互の関
係構造は、シリンダ壁７にポンプ取付孔を設けた点板外
は上記従来のディーゼルパイルハンマのものとほぼ同様
である。

Ｐは、第６図及び第４図に示す如く、上記シリンダ壁７
の上端部適所に穿設されたポンプ本体取付孔７ａに流体
密に装着され内部に空洞部をもつ、ポンプ本体、１２は
該ポンプ本体Ｐに設けられ、燃料人口１１を介して燃料
源に接続された横断面形状が円筒状の油溜室で、同油溜
室１２は、該油溜室１２内に同心的に嵌着され、給油開
口１３をもつプランジャシリンダ１０の給油開口１６を
介して、横断面形状が円筒状の加圧室１４に接続されて
いる。１７は該プランジャシリンダ１０内にその軸心方
向に摺動可能に挿入されたプランジャ、２８は該プラン
ジャシリンダ１０に同心的にポンプ本体Ｐに嵌着された
スプリングリテーナ、２７は該スプリングリテーナ２８
内に、同心的に？ｒｔｗ＋自在に挿入されたスプリング
キャップで、同スフリングキャップ２７とスプリングリ
テーナ２８との間には、第３図に示す如くスプリング２
９が介装されており、また、スプリングキャップ２７と
上記プランジャ１７とはピ／３０で結合されている。そ
して、プランジャ１７は該スプリング２９によって常に
第３図で左方へ付勢されているスプリングキャップ２７
とともに、常に左方へ変位するようになっていて、油溜
室１２は常にプランジャシリンダ１０の開口１６を介し
て加圧室１４と連通きれるようになっている。３１はポ
ンプ本体Ｐに第６図に示す如く設けられたカムレバーＣ
の支軸で、四亥軸６１には、上記プランジャ１７の作動
用カムレバーＣの屈曲部が回動自在に軸支されている。

カムレバーＣは、レバーＣａト、レバ−ＣｂとでほぼＬ
状に形成されており、一方のレバーｃｂはポンプ本体Ｐ
のレバー収容空洞部内に収容されており、その先端には
カムレバー操作ワイヤロープ８が接続されている。また
、他のレバーＣａはシリンダ壁７のポンプ本体取付孔７
ａより若干シリンダの内側に突き出ており、その先端部
は上記スプリングキャップ２７の外側端面に当接してい
る。１５は上記加圧室１４に連通してポンプ本体Ｐ内に
設けられた管路、１６は該管路１５の途中に第４図に示
す如く設けられた燃料の逃げ孔で、同逃げ孔１・６の開
口面積は、ポンプ本体Ｐに取付けられた調整ニードル弁
２２によって調整できるようになっている。２５は該燃
料逃げ孔１６に連通されたドレン管路で、同ドレン管路
２５は上記油溜室１２に連通されており、燃料逃げ孔１
６を介して管路１５かもの燃料を油溜室１２へ戻すよう
になっている。この場合の燃料量の調整は、調整ニード
ル弁２２によって調整される。１８は上記管路１５とポ
ンプ本体Ｐに第６図に示す如く設けられ、アンビル４上
面への燃料噴射ノズル２１をもつ管路２０との交叉部に
設けられたはね１９を内蔵するデリベリバルブで、加圧
室１４及び配管１５内の燃料圧力が、はね１９の抵抗を
」−回イ。

と、デリベリバルブ１８が開き、加圧室１４及び管路１
５内の燃料が管路２０、ノズル２１を柱てアンビル４の
上面に向って噴射されるようになっている。この場合、
アンビル４の上面に噴射される燃料量は、調整ニードル
弁２２によって行われる。すなわち、ニードル弁の固定
ナツト２６を収め、ニードル弁２２を所要の噴出量を得
られるように調整したのち、ナツト２６を締付けてニー
ドル弁２２を固定する。なお、ポンプ本体Ｐとニードル
指動部との間には、燃料洩れかないようにＯリング２４
が介装されている。また、ニードル升２２の先端部と、
燃料逃げ孔１６の間から逃ける燃料は、ドレン管路２５
を経て油溜室１２へ戻される。そして該調整ニードル弁
２２は、ノズル２１への燃料量の調整手段を形成してい
る。゛なお、第４図において、３２は空気扱き用プラグ
を取付けるためのねじ孔で、このねじ孔６２に空気抜き
用プラグ（図示せず）を取付けることにより、燃料を加
圧する加圧室１４及び管路１５内の燃料に空気が混入し
たままで運転を開始すると、燃料が噴射されないばかり
か、プランジャ１７とプランジャシリンダ１０か焼付（
おそれがあるので、この空気抜きプラグを利用して燃料
中の混合空気を除去するようにしたものである。

本発明の燃料ポンプの一実施例は、上記のように構成さ
れており、本燃料ポンプ取付けたディーゼルパイルハン
マの運転を開始し、従来同様にラム１の吊上げ、落下の
ハンマサイクルを繰返すと、・・ンマシリンダ壁７のポ
ンプ本体取付孔７ａから内側に突き出ているカムレバー
ＣのレバーＣａはラム１の落下時に、該ラム１によつ、
てポンプ本体Ｐ側へ押し込まれ支軸６１を軸として反時
計方向へ回動しながら、スプリング２９に抗してスプリ
ングキャップ２７を含むプランジャ１７を第６図で右方
ひ摺動させて給油開口１３を閉じ、加圧室１４及び配管
１５内を密閉状態とし、それまで給油開口１３を介して
油溜室１２から供給され、加圧室１４及び配管１５内に
閉じ込められた・部材を加圧する。この加圧作用で燃料
圧力が上昇し、その圧力がｉＩＪベリーバルフ１８のば
ね１９の抵４ηを上回ると、デリベリバルブ１８が開き
、加圧室１４及び配管１５内の燃料は管路２０．ノズル
２１を経てアンビル４の上面に噴射される。こり揚台本
発明の燃料ポンプのプランジャ作動用カムレ・・−Ｃは
、ポンプ本体Ｐ内に設置され、かつプランジャ１７及び
プランジャシリンダ１０はハンマシリンダ壁７の軸線方
向に対して直角な方向にポンプ本体Ｐ内に設置されてい
るため、カムレバーを含む燃料ポンプの全高を、従来に
比し大幅に現かく設定で皮る。そのため、ポンプ本体Ｐ
のシリンダ壁７への取付位置を従来に比し相当下方に設
定できるため、アンビル４上面に燃料を供給してがらラ
ム１がアンビル面に衝突するまで落下道程ＩＢを、従来
の燃料ポンプの落下道程Ｌｓよりも大幅に／Ｊ’ｔさく
設定できる。このため、従来のものと異なり、周囲が過
熱状態となっても、アンビル４上面の燃料は、早期着火
するに要する時間的余裕をもてなくなり、結束的に早期
着火現象の発生は防葎、抑制される。また、本発明では
、ポンプ本体取付孔７ａは、ポンプ本体Ｐで包囲されて
いるため、シリンダ内部と外部とのガス交換が従来に比
べて著しく阻害される。すなわちシリンダ壁７内のガス
が、ポンプ本体取付孔７ａを介して外部に排出されるた
めには、該ポンプ本体取付孔７ａを遇ａ懐、更にカムレ
バー操作用ワイヤロープ８の小さなロープ孔を通る必要
があるが、このポンプ本体取付孔７ａと小径のロープ孔
の流路は曲折しており、この流路を通過するガスは、ポ
ンプ本体Ｐ内の壁に衝突してエネルギを減殺されるため
。

従来に比し大−にガス洩れが少なくなる。また。

ワイヤロープ８のロープ孔からのガスの外部への噴出方
向は、ノ・ンマ軸に平行な上方に向ってなされるため、
ガスが直接作業者に吹きつけられるおそれがない。

本発明のディーゼルパイルノ・ンマの燃料ポンプは、上
記のような構成、作用を具有するものであるから、本発
明によれば、上記従来のものの欠点従って杭打力の低下
をきたすことがなく、しかも作業者へ直接吹きつけるよ
うな外部へのガス洩れがなく、作業者の安全を確保でき
るという実用的効果を挙げることができる。

つぎに、第５図及び第６図に示す本発明の他の実施例は
、上記実施例に比し、デベリバルプ１８を、シリンダ壁
Ｚ側に設けた点で異なっている。

本例の場合、配管２０は、加圧室ラインの一部となり、
上記実施例と同じ噴射圧力でノズルから燃料が吐出され
ても、吐出される燃料流に作用する管路摩擦が少ないた
め、燃料流の減速が少な（、該燃料流の勢いがよいため
、アンビル打軍面上での燃料の分散率を向上させ、ラム
衝突後の爆発燃焼が、燃焼室の広域で均一に行われ、燃
・焼効率が良くなる利点がある。

次に、第７図及び第８図に示す本発明の史に他の実施例
は、デリベリバルブ１８を支えるばね１９のばね抵抗を
変化させることができるようにするとともに、上記各実
施例の調整ニードル弁２２に代工て、リターンスプリン
グ３５を内蔵するリターンパルプ３４を用い、デリベリ
バルブ１８のばね１９とリターンバルブ３５のリターン
のばね抵抗差を種々組合せて、アノビル上面に吐出され
る燃料量を調整するようにしたものである。これがハン
マ作動に与える効果については、実公昭４９−１５３６
６号公報において詳述されているので、ここでは省略す
る。

なお、本例では、デリベリバルブ１Ｂのばね１９のばね
抵抗を変化させているが、リターン・之ルブ３４のリタ
ーンスプリング６５のばね抵抗を変化させるようにして
もよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のディーゼルパイνノ−ンマの略示的縦
断面図、第２図乃至第４図は、本発明の一実旙例の概略
説明図で、第２図は１本発明の燃料ポンプを、ディーゼ
ルノイルノ１ンマに適用した縦断面図、１ｊＩｃ３図は
本発明燃料ポンプの縦断面図、第４図は、一部を切開し
て示す第６図のｍＶ−ＩＶ線矢祝図、第５図及び第６図
は１本発明の他の実施例の概略説明図で、第５図は一部
を切開して示す側面図、第６図は一部を切開して示す第
５図の■−Ｖｌ線矢視図′、第７図及び第８図は本発明
の更に他の実施例の概略説明図で、第７図は一部を切開
して示す側面図、第８図は一部を切開して示す第７図の
■−■線矢視図である。 第２図乃至第８図において、 １：ラム、　　４＝アンビル、　　６：吸排気ポート。 ７：ハンマシリンダ壁、　　７ａ：ポンプ取付孔。 ８：カムレノミー操作ワイヤロープ、　　　Ｌ８．　Ｉ
ｓ　：ラム残余落下道程、　　１０ニブランジヤシリン
ダ。 １１：燃料入口、　　１２：油榴室、　　１３：給油開
口、　　１４：加圧室、　　１５：加圧室管路。 １６：燃料の逃げ孔、　　１７：プランジャ。 １８：デリベリ・２ルプ、　　１９：ばね（デリベリス
プリング）、　　２０：管路、　　２１：ノズル。 ２２：燃料調整ニードル弁、　　２３：ニードル弁固定
ナツト、　　　２４：Ｏリング、　　２５：ドレン管路
、　　　２７：スプ・リングキャップ、　　２８ニスプ
リングリテーナ、　　２９：プランジャスプリンダ。 ３０：ピン、　　３１：カムレバーセットピン、　−３
４：リターンバルプ、　　３５：リターンスプリング、
　　ＣニレバーＣａ、　Ｃｂよりなるカムレバー。 Ｐ：ポンプ本体。 し外Ｚろノ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ・・ンマシリンダの下端部局壁の適所に設けられたポン
   プ本体取付孔に、流体密に装着され、空洞ｒｉｂ５を有
   するポンプ本体と、同ポンプ本体の空洞部内に、ハンマ
   シリングの軸線に対して垂直方向に配設され、外周に燃
   料源に通じる油溜室を具えるとともに給油開口をもつプ
   ランジャシリンダと、回シランジャシリンダ内に摺動自
   在に挿入され、上記給油開口を介して油溜室からプラン
   ジャシリンダ内に給油される燃料を加圧するプランジャ
   と、影カロ圧燃料をディーゼル／８イルハンマのアンビ
   ルｌ−面に噴射するノズルに供給する管路と、同管路中
   に介装され、該加圧燃料量を調整する手段と、ポンプ本
   体の空洞部内に、回動可能に装着され、ディーゼルパイ
   ルハンマのラムの落下時に、該ラムによって回動せしめ
   られて、上記プ？ンジャを作動させるカムレバ゛−とを
   具備することを特徴とするディーゼルパイルハンマ用燃
   料ポンプ。