JPS5928696B2 - ドロツプ．ハンマ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ハンマー重錘が液圧機構によって作動され
るドロップ・ハンマーに関するものである。

液圧機構においてシリンダとピストンとの組み合せを使
用する従来のノ・ンマーは、通常にはノ・ンマー重錘を
上昇させるためにはピストンの片側におけるシリンダに
液圧流体を流入させ、次の段階での重錘の降下はハンマ
ーによる打撃、たとえば基礎杭打ちの作業行程、として
用いられて来た。

このような機構では、最大の作業速度は、通常には液圧
流体がシ１１ンダに流入しかつシリンダから流出するこ
とができる速度により決定される。

ピストンの上昇は明らかに液圧流体がシリンダに流入で
きる最大の速度によるが、なお、ノ・ンマーの落下の際
に、今まで加圧流体を受は入れていたシリンダ空間が収
縮されるときに、この空間からの流れの最大速度は背圧
を起させる絞り効果によって制限され、以てこの背圧が
・・ンマー重錘の降下を遅延させ、従ってハンマ一作業
はこの背圧に対応して影響されるのである。

イギリス特許第１２６１２２０号明細書には、作動サイ
クルにおける適当な段階において、流体がピストンの両
側の間を転送されるように構成することにより、この困
難を避ける方法を述べている 開示された１つの構成例
において、ピストン自体に転送弁が含まれており、また
他の構成例においては、転送弁はシリンダの外側すなわ
ちシリンダに連結された流入口導管と流出口導管との間
のバイパスに取付けられている。

これらの構成例の最初のものは、ピストンの両側の空間
の間を可能な限りの最短距離を流体が移動するので、す
ぐれた特長を有している。

外部に弁を取り付けた構成のものは保守のためには比較
的に作業が簡易であるという特長があるが、作動効率は
よくない。

この先行特許で示された転送弁の形式のものは良好な結
果をもたらすことができるとはいえ、この転送弁がピス
トン内部に含まれる構成のものでさえ、単に最大寸法の
ハンマーに有用に用いられ得るというにすぎない。

設計規模がさらに増大すると、慣性効果が一層顕著なも
のになり、結局は弁の正しい作動に干渉すると共に、そ
の信頼性を減少させるので好ましくない。

前述した態形式の構成のもの、すなわち、液圧シリンダ
に連結している流入・流出口導管の間のバイパスに取付
けた弁については、上記したような欠点は生じないが効
率が比較的わるく、大きなハンマーに対しては同様に充
分なものではない。

従って、残された問題は、大型液圧駆動のドロップ・ハ
ンマー、たとえば２０トン以上のハンマー重錘を有する
ものであっても、比較的高い打撃速度で作動され２得る
ドロップ・ハンマーを提供することにある。

この発明によれば、ハンマー重錘を移動させる液圧ラム
を有するドロップ・ハンマーにおいて、前記ラムは上方
に延びるシリンダ・ピストン組立体と、このピストンの
両側でシリンダの内部室を連通させる弁制御導管手段と
を含み、シリンダーの一端にシリンダ・ピストン組立体
と共軸に制御弁が配設されており、また外部から操作可
能な制御手段がハンマー重錘な往復動させるために前記
室を連結及び分離をするように弁を作動させるために設
けられている。

この発明の好ましい形式のものとして、導管手段は、シ
リンダとシリンダをとりまく外部ケーシングとの間の環
状空間を含み、上部シリンダ室の連続部を形成するよう
にピストン上方の室と絶えス連通されている。

このような構成は、シリンダの両端間における流体移送
のために大断面通路を提供でき、シリンダの下端部空間
にごく隣接して弁手段を配設することから得られる効果
を補足し、シリンダ室間を液圧流体が移送される際に流
れの絞りは最小にされるという効果をも有するのである
。

圧力源からラムへの液圧流体の流入の絞りを防ぐことは
望ましく、またハンマー落下中に圧力流体を貯蔵するた
めに高圧アキュームレータが制御弁入口の直近に配設さ
れうる。

さらに好寸しい形式のものとしては、低圧アキュームレ
ータがシリンダ・ピストン組立体に近接して配設され、
ラムからの流体出口と連結しており、流体貯溜手段への
戻りラインを流れる抵抗によりラムから排出される流体
に発生する圧力上昇を抑制するようにシリンダの外部ケ
ーシング空間と直接に連通しているのが好都合である。

制御弁は、上部及び下部シリンダ室を連通させかつ加圧
流体をこの下部室に流入させる各ポートを有するスリー
ブ弁の形式のものであることが好ましい。

このスリーブ弁は、内部及び外部環状空間の間に配設さ
れるのが好都合であり、かつハンマーから離れた位置で
遠隔操作するための案内弁制御手段を備えている。

例示のために添付概要図面を参考にしてこの発明を以下
に詳細説明する。

図示されたこのハンマーは杭打ち作業用のもので、ハン
マーを杭頭（図示せず）に装着するために好ましくはば
ねを組み込んだ支持パッド４が下端に設けられている主
枠２を含む。

この枠ニよって摺動可能に案内される・・ンマー重錘６
は、枠に装着された液圧ラム８によって往復動される。

このラムは、枠の上端部１２に上部フランジ１４をボル
ト締めされた外部ケーシング１０を含み、側方向では枠
の中間板１６が設けられている。

液圧シリンダ１８はケーシング内に配設されており、シ
リンダ内のピストン２０は重錘６を好ましくは弾性カプ
リング２４を介して吊り下げるピストン棒２２を有して
いる。

シリンダ内でピストン下方の部分は第１の下部室２６を
形成し、ピストン上方のシリンダ容積から成る第２室２
８からは通常には密封されている。

この上部室は、シリンダと外部ケーシング１０との間の
外部環状空所２８ａとは絶えず自由に連通している。

ラムはその下端にかいて、室２６゜２８とを互いに接続
させる弁手段を有し、この弁手段はピストン及びシリン
ダと共軸のスリーブ弁３０を含み、かつこの弁手段はケ
ーシングの端部ブロック３４により形成されたハウジン
グの孔部３２に軸方向に変位可能になっている。

このケーシングの中では一連の軸方向の孔３６が外部空
間２８ａとこの弁に対して開口している環状室３８との
間を自由に連結させており、かつ弁３０とピストン棒２
２との間の環状空間３９は直接に室２６内に開口してい
る。

第２ａ図で示したスリーブ弁３０の最下位置において、
上部、下部両シリンダ室２６．２８が弁及び環状空間２
８ａを介して連通ずるように、弁の上部におけるポート
４０の上部リングは室３８に整合されている。

弁は現位置から上端位置まで変位でき、その上端位置で
は弁は孔３２の端部において肩部４２に衝接し、その陳
弁の下部に配設した一連のポート４４が密封リング４Ｂ
の一連のポート４６と整合して、カプリング接手（図示
せず）を介して加圧流体供給ライン６６（第４図）に接
続された入口室５０と連通ずる この位置では、室２６
．２８は互に隔離されており、液圧流体はそれとともに
ピストンとハンマー重錘とを挙揚するために室２６に流
れ込む。

ピストンが、シリンダ壁に配設されているポート１８ａ
を超えて挙揚されると、室２６．２８の連通はスリーブ
弁３０の位置とは無関係に環状空間２８ａを介して再び
行なわれる。

端部ブロック・ハウジング３４の孔３２とスリーブ弁と
の間には、スリーブ弁のランド５８によって互いから密
封される室５２の上端部及び下端部にそれぞれ連結され
ている別々の供給ライン５４．５６を有する案内圧力室
５２が形成されている。

これらのポートと連通している案内弁６０（第４図）は
、手動及び／捷たは自動的に作動する電気スイッチ手段
により制御され、この電気スイッチ手段はハンマーの運
動と連動するトリップ・スイッチ及び／マたは杭頭への
ハンマーの衝撃によって作動可能な衝撃スイッチから構
成されてもよく、またこれらのスイッチ群は電気制御回
路を介して弁６０に作用する。

可能な一実施例として、案内弁６０は図示位置に−ｉで
押圧する復帰ばねな有するソレノイド（作動）弁であっ
て、この位置において補助ポンプ６２からの加圧流体は
ライン５４を経てスリーブ弁３０を第２図に示した下端
の位置にまで押圧するように導かれる。

上部及び下部シリンダ室はその際連通するので 重錘は
杭頭を打撃するために落下することができ、またピスト
ンはシリンダ内においてその最低位置にまで移動する。

案内弁を切り替えるためには、弁ソレノイドは落下ハン
マー重錘の衝撃によりトリガーされるハンマー枠に取付
けた衝撃スイッチにより励磁される。

そして、加圧流体はライン５６を通ってスリーブ弁を切
り換え、ポンプ６４からの主加圧流体はライン６６を通
って下部シリンダ室に流れる。

ソレノイドは、重錘が上昇する高さを制御しかつその高
さによって打撃力を決定することになる調整可能な遅延
タイマーによって保持される。

ポンプ６４からの流量は、ハンマー枠に取り付けられて
いてラムの下降行程中にポンプ６４の出力を受けた高圧
アキュームレータ６８からの流れによって増大される。

従って、供給ポンプがラムよりかなり離れて取り付けら
れても、絞り効果を最小にして、加圧下において極めて
大きな流体の流れを大径導管６８ａ及びごく近くに隣接
するスリーブ弁によって与えられる大断面通路を介して
下部シリンダ室へ導くことが可能である。

上昇行程中においても同様に、排出流体は上部シリンダ
室から排出ライン７２を通って貯溜手段７４へ排出され
る。

ハンマー重錘の挙揚抵抗を増大させることになるであろ
うところのライン７２内の圧力上昇を抑制するために、
低圧アキュームレータ７６がハンマー枠に取付けられて
おり、大径導管７６ａを経て環状空間２８ａに接続され
ており、これにより排出流体のサージングな吸収するこ
とができる。

さらにまた、アキュームレータ７６は、下降行程中に、
ラムのピストン棒の延びのためにラム流体空間の容積が
膨張しているときに、流体のラムへの戻り流をもたらす
ように作用し、流体内に空洞化を生じたり、落下重錘の
若干の遅延を招来するかも知れない真空状態を避ける機
能を有する。

圧力アキュームレータを設けることによって、液圧流体
供給システムを任意の都合の良い位置に配設することが
できるし、ハンマー自体からかなり離れた位置に配設す
ることを可能ならしめるのである。

起動の際に、出力が衝撃スイッチ及びソレノイドの回路
に通電されると、作動用パルスがソレノイドに入って重
錘を静止位置から挙揚させるように構成することができ
る。

付加的にまたは別個に、手動の制御手段を配設すること
ができる。

また第４図は、液圧シリンダをバイパスするラインにお
ける主要液圧回路の弁８０を示す。

この弁は逃し弁とアンローダ（ｕｌｌｌｏａｄｅｒ ’
） 弁との組合せで、アンローディングの目的のため
にこの弁は戻りばねを有する作動用ソレノイドを備える
ことができる。

アンローディング作用は運転者の制御の下に行なわれ、
弁はソレノイドが励磁されるときに液圧シリンダがバイ
パスされるように構成されてもよく、またはそれとは別
に励磁されたソレノイドがこの弁を閉じ（しかしその過
圧逃し作用には干渉しない）かつソレノイドが消磁され
るときに押圧ばねがこの弁を開くように構成することは
好ましい。

第５図は、多数の違ったリミット・スイッチの組み合せ
を用いて、第１図ないし第３図に示したハンマー用の電
気回路構成図を示す。

電気回路は、案内弁６０及び第４図を参照して説明した
ソレノイド作動のばね復帰形式の逃し／アンローダ弁８
０を制御する。

第５図において、破線の囲み１０２はハンマーの枠を表
わしており、そこにはハンマー操作を制御するリミット
・スイッチ群があるわけである。

これらは衝撃検知器として構成されたフエライトロンド
誘導スイッチ１１０、このスイッチ１１０と同じフエラ
イトロンド誘導型のものであってハンマーの動きの上限
及び下限に対する各トリップ作動スイッチ１１２，１１
４、及びスイッチ１１２，１１４と対応してハンマー枠
に配置されたバイステーブル形式の電気機械的な上部及
び下部リミット・スイッチ１１６゜１１８を含んでいる
。

遅延タイマー１２０は、調整可能な上部リミット・スイ
ッチとして動作するが、これはたとえば囲み１０４によ
りて表わされる制御用コンソールの中に、ハンマー枠か
ら離れて取り付けられてよい また第５図には、制御用ペンダントが示されており、こ
れはハンマー作動中はハンマー運転者に自由な動きがで
きるように、可撓ケーブル（図示せず）によりコンソー
ルに接続されているから、運転者は一層容易に杭打ち工
程を制御することができる。

制御用ペンダントには、開閉ダンプ・スイッチ１２２と
、タイマー１２０用の制御ポテンシオメータ１２４と、
”手動″接点１２６ａと゛自動操作“接点１２６ｂと”
閉″接点１２６ｃとを有する３接点セレクタ・スイッチ
１２６と、ハンマーラムの往復動に対して、調整可能な
行程（接点１２８ａ）または最大行程（接点１２８ｂ）
を選択するスイッチ１２６がその゛自動操作″位置にあ
るとき動作する切替スイッチ１２８と、手動の押釦スイ
ッチ１３０とが設けられている。

ダンプスイッチが１閉”位置にあるときには、このスイ
ッチは逃し／アンローダ弁８０のソレノイドに通電する
のでハンマー重錘は挙揚され得ない。

（既に説明したようにこれとは別に、ソレノイドが消磁
されてばねの押圧により弁８０が開くような構成を有す
ることも可能である。

）何れの場合においても、スイッチ１２２は、アンロー
ダ弁が閉じるときに、セレクタ・スイッチ１２６は電源
に接続されて作動が始するように構成される。

もし６手動”位置１２６ａにあるときには、通常には開
放状態にばねで押圧されている押釦スイッチ１３０によ
り、ハンマーが操作される。

スイッチ１２６が”自動操作″位置１２６ｂにあるとき
には、運転者はスイッチ１２８により、最大行程（接点
１２８ｂ閉じ）におけるラム作動かまたは可変行程（接
点１２８ａ閉じ）におけるラム作動の倒れかを選択する
ことができ、可変行程の場合の行程長さはハンマー作動
中連続的に調整可能なポテンシオメータ１２４の設定に
より決定される。

ハンマーの自動操作モードを選択すると、行程は調整可
能で、誘導スイッチ１１０，１１２及び１１４が作動状
態となる。

ハンマー重錘は最初に最低位置にあるから、底部リミッ
ト・スイッチ１１４は案内制御弁６０の作動ソレノイド
を励磁させ、ハンマー重錘を挙揚させるように加圧流体
をラム・ピストンの下側に流入させる状態におかれる。

ポテンシオメータ−１２４の設定によっては、遅延タイ
マー１２０はノーンマー重錘の運動の上限を決定するが
、最大限はどんな事態でもハンマー枠に取り付けられて
いる上部リミット・スイッチ１１２により与えられる
ポート１８ａはピストンがこれらのポートを越えて上昇
する際に、このピストンにかかる液圧力の方向を切り換
えさせるためのさらに別な制御手段（ｏｖｅｒｒｉｄｅ
） を与える。

重錘が充分に上昇してスイッチ１１２のトリップを作動
すると、増幅器１１２ａを介した出力によって、タイマ
ーは放電させられて案内弁ソレノイドを消磁させる。

そこで、この案内弁はラム・スリーブ弁３０を上昇させ
るように切り替わり、このラムへの圧力供給を遮断しシ
リンダ室２６゜２８を連通させる。

したがってノツマー重錘は落下可能となり、流体は一部
は下部室から直接運ばれ、また一部はハンマー枠の低圧
アキュームレータから送られて上部室へ流入する。

ハンマー重錘が金床または他の打撃面に近づくときに、
との重錘は下部リミット・スイッチ１１４のトリップを
作動させ、もしスイッチ１３４が閉じているときには、
このスイッチは増幅器１１４ａを介して案内弁ソレノイ
ドを再励磁させる。

その際に圧力供給はラム・ピストンの下側へ再び切り替
えられ、かつ遅延タイマー１２０は作動するようにセッ
トされる。

これとは別に、衝撃検知スイッチ１１０を伴なった回路
のスイッチ１３６は、１３４０代りに閉じてよく、弁ソ
レノイドの切り替え及び増幅器１１０ａ経由のタイマー
の作動はハンマー重錘の衝撃の瞬間に開始する。

両方のスイッチを閉じることはできるから、そのうちの
１つは他の１つをバックアップするように作用するが、
これとは別に誘導スイッチ１１０．１１４のいずれかを
回路に投入できる１個の切り替えスイッチを設けてよく
、その際には単一の増幅器は、下部リミット誘導スイッ
チの信号が作動するところの各増幅器に置換されてよい
。

制御用ペンダントのダイヤル型ポテンシオメータ１２４
は、ハンマー作動中に調整可能で、タイマーを上部リミ
ット・スイッチ・トリップが届く以前に時間が尽きるよ
うに設定しておけば、ハンマーの行程はそれに対応して
減少する。

調整可能な制御は、ハンマーを最大行程で作動させるこ
とができるが、このモードでの作動用にもつと頑丈な電
気機械的スイッチを使用する別個の回路を設けると種々
利点があり、かつ切り替えスイッチをその別個の位置１
２８ｂに移動させることにより、トリップにより作動さ
れる上部及び下部リミット・スイッチ１１６及び１１８
は作動させられる。

ハンマーがその行程の最下位にあるとき、両方のスイッ
チ１１６，１１８はともに閉じており、案内弁ソレノイ
ドは励磁されてハンマー重錘な上昇させられ、このソレ
ノイドへの回路はスイッチ１４２を閉じるように励磁さ
れるリレー１４０を含む。

上昇運動の最初の部分において、下部リミット・スイッ
チ１１８はそのトリップがハンマー重錘によって変位さ
れるとき開かれるが、その回路は閉接点１４２によりバ
イパスされるから効果はない。

上部リミット・スイッチ１１６も同様にそのトリップの
動作によって開かれるときに、案内弁ソレノイド及びリ
レー１４０の両方への回路は開かれてスリーブ弁３０は
ハンマー重錘を落下させるように切り替わる。

上部リミット・スイッチ１１６は落下が始まるや殆ど直
ちに再び閉じるが、スイッチ１４２が既に開いているか
ら、もはや作動ソレノイド回路に影響を及ぼさない。

下部リミット・スイッチ１１８が、スイッチ１４２を再
び閉じ捷だバイパスさせるようにトリップされるときだ
け、案内弁ソレノイドとリレー１４０とを再励磁するた
めに両スイッチ１１６，１１８を介して回路が形成され
るわけであり、このサイクルが繰返される。

手動押釦制御を用いて、ノ・ンマー重錘の行程は簡単に
押釦スイッチ１３０が押されている時間の長さによって
決まる。

ポート１８ａは、流体圧が重錘な上方に駆動するように
作用する点を制限するが、安全のために、上部リミット
・スイッチをも配設することが望ましい。

押釦スイッチ１３０の回路は、たとえばスイッチ１３０
を制御接点１２８ｂを介して案内弁ソレノイドに接続す
ることによって、リミット・スイッチ１１６，１１８の
回路に接続されることができ、従ってリミット・スイッ
チ１１６を開くとソレノイドを消磁させる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るドロップ・ハンマーの側面図、
第２図はその流体アキュームレータを設けた第１図に示
す液圧ラムの側面図、第２ａ図は第２図の下部の断面詳
細図、第３図は第２ａ図における■−■面沿いの断面詳
細図、第４図はラム用の液圧回路の線図、第５図は前記
図面で示したドロップ・ハンマーに採用され得る電気制
御システムを示す図である。 符号の説明 ６・・・・・・ハンマー重錘、８・・・・
・・液圧ラム、１０・・・・・・外部ケーシング、１８
・・・・・・シリンダ、２０・・・・・・ピストン、２
６・・・・・・下部シリンダ室、２Ｂ・・・・・・上部
シリンダ室、２８ａ・・・・・・外部環状空間、３０・
・・・・・制御弁（スリーブ弁）、３８．３９・・・・
・・外部環状空間、４０，４４・・・・・・ポート、５
４゜５６・・・・・・案内弁制御手段、６０・・・・・
・制御手段（案内弁）、７６・・・・・・アキュームレ
ータ（低圧）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ハンマー重錘を変位させるための液圧ラムを有する
   ドロップ・ハンマーであって、しかもこのラムは上方に
   延びるシリンダ・ピストン組立体と、このピストンの両
   側において上記シリンダの内部室を互いに連通ずるため
   の制御弁とを含むドロップ・ハンマーであって、上記制
   御弁３０は上記シリンダ１８の一端にこのシリンダ・ピ
   ストン組立体１８．２０と共軸に配設され、かつ外部か
   ら操作可能な制御手段６０が、上記ハンマー重錘を往復
   動させるために上記シリンダの内部室２６゜２Ｂを接続
   ・分離させるべく弁を作動させるために設けられてなる
   ことを特徴とする、ドロップ・ハンマー。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のドロップ・ハンマー
   であって、上記制御弁３０は上記上部及び下部シリンダ
   室２６．２８を連通させかつ下部シリンダ室２６へ加圧
   流体を流入させるために、それぞれポー）４０．４４を
   設けたスリーブ弁であることを特徴とする、ドロップ・
   ハンマー。 ３ 特許請求の！第１項に記載のドロップ・ハンマーで
   あって、上記制御弁３０は、内部及び外部環状空間３８
   ，３９の間に配設され、かつ案内弁制御手段５４．５６
   が設けられたスリーブ弁の形式のものであることを特徴
   とする、ドロップ・ハンマー。 ４ ハンマー重錘な変位させるための液圧ラムを有する
   ドロップ・ハンマーであって、しかもこのラムは上方に
   延びるシリンダ・ピストン組立体と、このピストンの両
   側において上記シリンダの内部室を互いに連通ずるため
   の制御弁とを含むドロップ・ハンマーであって、上記制
   御弁３０は上記シリンダ１Ｂの一端にこのシリンダ・ピ
   ストン組立体１８．２０と共軸に配設され、かつ外部か
   ら操作可能な制御手段６０が、上記ハンマー重錘な往復
   動させるために上記シリンダの内部室２６゜２８を接続
   ・分離させるべく弁を作動させるために設けられており
   、また上記シリンダ１８とこのシリンダの周囲の外部ケ
   ーシング１０との間の外部環状空間２８ａが、ピストン
   上方のシリンダ室２８の上端部と絶えず連通しており、
   以てこの室２８が上記シリンダの下端部における王妃制
   御弁３０に導かれるように連続させであることを特徴ト
   スる、ドロップ・ハンマー ５ ハンマー重錘な変位させるための液圧ラムを有する
   ドロップ・ハンマーであって、しかもこのラムは上方に
   延びるシリンダ・ピストン組立体と、このピストンの両
   側において上記シリンダの内部室を互いに連通ずるため
   の制御弁とを含むドロップ・ハンマーであって、上記制
   御弁３０は上記シリンダ１８の一端にこのシリンダ・ピ
   ストン組立体１８．２０と共軸に配設され、かつ外部か
   ら操作可能な制御手段６０が、上記ハンマー重錘な往復
   動させるために上記シリンダの内部室２６゜２８を接続
   ・分離させるべく弁を作動させるために設けられており
   、また上記シリンダ１８とこのシリンダの周囲の外部ケ
   ーシング１０との間の外部環状空間２８ａが、ピストン
   上方のシリンダ室２８の上端部と絶えず連通してあり、
   以てこの室２８が上記シリンダの下端部における上記制
   御弁３０に導かれるように連続させてあり、さらに、圧
   力上昇を下降させるために、復流ライン用に低圧アキュ
   ムレータを有し、このアキュムレータ７６はシリンダ・
   ピストン組立体１８．２０に隣接して装着されかつ上記
   外部環状空間２８ａに接続されることを特徴とする、ド
   ロップ・ハンマー。