JPS6362682A - 衝撃装置 - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は流体的に制御された空気的ｆｉｇ撃装副装置カ
ッタやハンマ等の工具における空気的衝撃装置の利用に
関する。より詳しくは本発明はアクチュエータシリンダ
から外方に突出したピストンロッドを有して、切断或は
押工ずべき対象物に大きな衝撃力を及ぼす空気的アクチ
ブ、エータに関ずろ。

〔従来の技術〕

現用のハンマ、鋲打機、舗道破砕機等の多くの空気的工
具では、自由浮動ビスＩ・ンが制御弁によって振動状に
高速運動して、たがね又υ、１ハンマ等の工具の後端に
衝撃を与える。一方、現用の長行程のくい打込機では、
重量と空気的ｆｆｉ撃力とを組合せてくいの頭部に強い
ｆａｒ撃を与えてくいを地面に打込む。

〔発明が解決しようとする問題点〕

現在公知の空気シリンダは離れた端部にある弁を通して
圧縮空気を供給するように設計されていて該圧縮空気が
外方に向げてのビスＩ・ンの移動に伴って膨張する。従
って衝撃行程の終りにおいてビスＩ・ンに作用する実際
の圧力は排気圧まで減少する。上述の利用において、ビ
ス１〜ンばその速度的運動量が工具に働くようにシリン
ダ内を走行中に加速されねばならぬのでに記の現象は好
ましくない。また例えば切断機のように゛ビスＩ・ンの
全行程を通して強い圧力か要求される工具がある。

本発明の主たる目的は、ビスｌ−ンの全衝撃行程に１っ
て略一様な大きさの強い圧力をかげることのできる長い
行程の空気的ｆｆｆｉ撃装置全装置することである。

本発明の別の目的は、構造が簡単で従って低価格の空気
的衝撃装置を提供することである。

本発明のまた別の目的は、可動部品の少ないことに起因
して保全の手間の少ない空気的衝撃装置を提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の衝撃装置は大径のピストンと共通のピストンロ
ッド上に距離をあげて整合状に設けられた小径のピスト
ンとを備え、これらのピストンば以下に衝撃用アクチュ
エータと呼ばれる空気を充填した大径のシリンダ内と以
下に制御用アクチェエータと呼ばれる液体を充填した小
径のシリンダ内を夫々往ｊ夕移動する。上記の両シリン
ダは同ｈｉｔ状に形成され、夫々の内端で互に固く連結
され、又外端において外気に開Ｉ−１シている。衝撃用
ピストンの外端には切断工具又は衝撃工具が接続されて
おり、制御用ピストンの外端は切換え装置を作動するよ
うになっている。衝撃用アクチュエータの内端に連通し
た大容量の圧力容器は、圧縮空気く５） 供給源と摺動スプール型流量弁を介して夕（気とに交互
に接続される。制御用アクチュエータの内端には好まし
くは油等の液体が充填され、かつ液体を満たした圧力容
器の下部に連通している。この圧力容器の上部は摺動ス
プール型流量弁を介して圧縮空気源と外気とに交互に接
続している。制御用アクチュエータと液体を充填した圧
力容器間の流路には圧力容器から衝撃用アクチュエータ
に液体を流すための逆止弁と、該逆止弁と並設した止め
弁とが設けられている。両弁は公知の構造のものであっ
て、装置の設置条件に応じてソレノイド又は流体で作動
される。衝撃用アクチュエータ及び制御用アクチュエー
タに用いられる二つの摺動スプール型流量弁を一つの流
量弁に合体させて、夫々の圧力容器を圧縮空気源及び外
気に交互に接続させることが好ましい。

〔作　用〕

以下、本発明の衝撃装置の作動を説明する。作動サイク
ルの初期において、共通の摺動スプール型流量弁は空気
用圧力容器及び（ｈ撃用アクチュエータを外気と接続し
、液体用圧力容器を圧縮空気源に接続する。圧縮空気に
よって、油は逆止弁を介して液体用圧力容器から制御用
アクチュエータの内部に押込まれ、これによって制御用
ピストンを外方即ち後方に移動させる。従って衝撃用ピ
ストンは制御用ビスＩ・ンと共に引込まれる。上記の作
動中に止め弁は閉じられている。両ビスＩ・ンが後端に
到達すると制御用ピストンは、共通の流量弁を活性化さ
せる切換え装置を作動させる。従って空気用圧力容器及
び衝撃用アクチェエータは与圧空気で充満され、又液体
用圧力容器は外気と接続される。この際、液体用圧力容
器と摺動スプール型流量弁間の接続は逆止弁及び止め弁
によって中断されている。衝撃用アクチュエータ内の圧
力が増加するのにつれて制御用アクチュエータ内の圧力
は両シリンダの断面の比率に応じて増加するが、油が非
圧縮性なので前方には殆ど移動しないで衝撃用ピストン
は制御用アクチュエータのピストンによって後方位置に
保持される。

衝撃装置によって１万撃を与えるにｔよ、止め弁を開い
て制御用アクチュエータ内の圧力を液体用圧力容器（内
部の圧力は大気圧に等しい）内に解放する。このように
して保持力が無くなるので、衝撃用ピストンは衝撃用シ
リンダ内及び空気用圧力容器内の圧縮空気によって前方
に向って押進められる。圧力容器内に含まれる空気量が
大きいので衝撃行程に衝撃用シリンダ内の空気圧は略一
定に維持される。従って衝撃用ピストンを高速度に加速
することができ、それに取付けた工具によって切断又は
押しつふずべき物体に強い衝撃を与えることが可能とな
る。衝撃用ビスｌ−ンが衝撃用アクチュエータの前端に
到達すると制御用アクチュエータの後端の切換え装置に
よって共通の流量弁の作用を逆δこして初期の位置に戻
し、１チテ撃ザイクルを繰返えず。切換え装置に時間遅
延装置を設けて衝撃行程の終り以前に摺動スプール型流
量弁が作動しないようにする。１１＝め弁ば作動が逆に
なった時に閉しる。

以下余白 〔実施例〕 図について説明すると、本発明の衝撃装置は夫々ピスト
ン１１及び２１を含んで互に背中合わ・Ｕになった大径
のシリンダ１及び小径のシリンダ２からなる衝撃用アク
チュエータ及び制御用）′クチュエータを備える。二つ
のピストン１１，２１は共通のピストンロッド３によっ
て互に連結されている。

このピストンロッド３ば、三方シール１２によってシー
ルされた二つのシリンダ１，２内ｆａ　Ｍｎの隅端部に
おいて外気に向って開口している。ピストンロッド３ば
シリンダ１を越して外方に延び、延出部３１は切断具、
ハンマ等の工具に接続している。ピストンロッド３はま
た制御用ビスＩ・ン２１を越して外方に僅か延び、後述
する切換え装置７を作動する（ｔｌｌ＋きをする。

シリンダ１の内端は大径の連結管４１を介して大容積の
空気用圧力容器４に連通ずる。この連結管４Ｉば圧力容
器４からシリンダ１に高速空気が流れるのを実質的に妨
げないように形成されている。圧力容器４はソレノイド
５１によって制御された摺動スプール型切換用流量弁５
に接続している。摺動スプール型流量弁５は圧力容器４
を圧縮空気供給源と大気とに交互に接続する。

制御用シリンダ２の内端ば液体用圧力容器６の下部に連
結されている。この圧力容器６の容積の大部分は好まし
くは油のような液状で満たされ、シリンダ２を圧力容器
６に接続する流路には逆止弁２３とソレノイド作動の止
め弁２４とが並列状に設けられている。逆止弁２３は油
が圧力容器６からシリンダ２に流れるのを許すが、その
逆方向に流れるのを防止する。にめ弁２４の作動につい
ては後述する。

摺動スプール型流量弁５は入口５２を介して圧縮空気源
に接続し、出口５３と５４を介して二つの圧力容器４と
６とに夫々接続している。

摺動スプール５５ばソレノイド５１によって弁ハウジン
グ内を移動し、その活勢状態において人口５２及び出口
５３を介して圧力容器４内に圧縮ぐ１０） 空気を送込み、他方、油相圧力容器６は出］」５４を介
して外気に向けて開ト］シている。Ｌ記の位置を実線で
示す。ソレノイド５１の開放状態において、摺動スプー
ル５５は破線で示すよ・うに図の右方向に移動し空気用
圧力容器４を外気に接続し、油層圧力容器６を圧縮空気
源に接続する。

ピストンロッド３は制御用シリンダ２から外方に突出し
た延出部３２を備える。破線乙よ延出部３２が後退した
位置を示す。この延出部３２は蓄電池８等の電力供給源
を摺動スプール型流皇弁５のソレノイド５１に接続ずろ
切換え装置７を作動させるものである。蓄電池８ば又ソ
レノイド”の消勢状態において閉しる止め弁２４のソレ
ノイド２５に接続している。切控え装置７は戻しばね７
２と時間遅延用シリンダ内で移動するビスＩ・ン７３と
を含んだ時間遅延装置７１を備えていて、空気が遅い速
度で漏出するよ・うに時間遅延用シリンダに形成したピ
ンホール（図示せず）によって戻しばね７２の作用を遅
延させろ。

切断作用或は衝撃作用を行うＪヌ前は、ピストン１１及
び２１は後退位置にあって、ピストンロソドの延出部３
２は切換え装置７を閉鎖位置に保っており、従ってソレ
ノイド５１が活性化される。

ソレノイＦ５１がスプール５５を左方向に吸引するので
、空気用圧力容器４は圧縮空気供給源にまた液体用圧力
容器６ば外気に接続され、る。圧力容器６内の圧力は外
気圧と同一であるが、制御用シリンダ２が逆止弁２３及
び止め弁２４によって分離されているので制御用アクチ
ュエータ内は高圧に保たれる。事実、制御用アクチ２１
．エータ内の圧力番；につのシリンダの環状断面積に比
例して衝撃用シリンダ１内の空気圧よりもはるかに上昇
する。

シリンダ２の壁とビスＩ−ンロソド３間の環状空間が極
めて狭いことは図から明らかである。制御用アクチュエ
ータ内の油量が最小ですまされるので、−のことは重要
である。

摺動スプール５５が実線で示す位置にある間は、空気圧
によってビスＩ・ン１１は前方方向く図の左方向）にイ
・］勢されるが、制御用ビスＩ・ン２１の保肴力に起因
する張力を受Ｃ′Ｊ７ｃｖ、持される。このノ、：めシ
リンダ２の壁に沿って油が逃げるのが防市される。装置
を作動させるためにスイッチ９を閉し、ソレノイド２５
を活性化させて止め弁２４を開く。

この作動によって制御用アクチュエータ内の圧力が下院
して外気圧となり、衝撃用シリンダ１及び空気用圧力容
器４内の空気圧によってピストン１１及びビスＩ・ンロ
ソドの延出部３１を前方向（図の左方向）に駆動する。

圧力容器４の容積はシリンダ１の容積より大きいのでビ
ス１−７１１の前進中における空気圧の低下は極く僅か
であって、どのような目的でまたどのような工具がピス
トンロッドの延出部３１に取付番Ｊられていても切ｌ折
或は衝撃作用時に大きな力を有する障害物に適合するよ
うに速続的に加速される。二つのピストン１１゜２１の
前進移動によって、戻しばね７の力により開かれる切換
え装置７が解除される。しかし切換え装置７の最終的開
きは、ピストン１１がシリンダ１の前端又は切断すべき
対象物に到達するまでは切換え用ピストン７３の遅い移
動によって遅延される。切換え装置７の開きによってソ
レノイド５１が消勢され、摺動スプール５５は破線で示
す位置に向って図の右方向に移動する。このようにして
空気用圧力容器４を外気に接続しまた圧縮空気を液体用
圧力容器６に導いて制御用アクチュエータに油を押込ん
で二つのピストン１１　、２１を後方向即ち右方向に移
動さセる。この移動の終りに切１！え装置７は再び閉じ
られる。従って装置の初期条件が得られる。この途中で
スイ・ッチ９が再び開かれて止め弁２４を閉して制御用
シリンダ２に圧力をかけて保持する。

スイッチ９は手動或は装置自体の移動によって作動させ
てもよい。例えば同一型式の二゛つの装置を一つのキャ
リッジに搭載し、それらの装置に水、ｌＦ状刃物を取付
けて、綿のこりを締イ１けた鋼製弗・金の切断Ｏ１二使
用するごとかできる。切断後にスイッチ９が自りＪ的に
開かれて止め弁２４を閉じる。

子連の実施例は可能性のある多くの実施例のうノうから
ほんの一例を説明したもので、この外乙こも以下に述べ
る数件の実例が考えられる。

時間遅延装ｖＩ７１は衝撃を行な・う以前に摺動スプー
ル型流量弁５が移動するのを防止するものである。この
時間遅延装置７１を切換え装置７に協働させる代りに、
両ピストン１．１．，２］がシリンダ１の前端に到達し
た直後に摺動スプール型流量弁の位置を変化させる装置
を取付けることができる。

電気的ソレノイド弁の代りに、空気又は他の流体で作動
する弁を設け、電線の代りに管系で接続することができ
る。圧縮機或は圧縮ガスシリンダを設けることによって
圧縮空気が利用できるのでこのような装置は電気的制御
よりも便利なことがある。

切換え装置７の代りに別の装置を利用して摺動スプール
型流量弁５の位置を変化させてもよい。

またこの切換えを必ずしも制御用アクチュエータで行な
う必要はなく、公知の電気的手段によって行なうことが
できる。

両圧力容器４，６に作用する複合スプール型流量弁の代
りに、位置上の理由で有利であれば、夫々の圧力容器４
．６に夫々別個の弁を設けてもよい。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の衝撃装置の部分破断長手断面を示す概略図
である。 １・・・大径のシリンダ、　　２・・・小径のシリンダ
、３・・・ビス１〜ンロソド、　　　４・・・空気用圧
力容器、５・・・摺動スプール型流量弁、 ６・・・液体用圧力容器、　　７・・・切換え装置、１
１・・・大径のピストン、　　１３・・・隔壁、２１・
・・小径のピストン、　２３・・・ｔ　止弁、２４・・
・止め弁、 ３１・・・大径のピストンの延出部、 ３２・・・小径のピストンの延出部、 ４１・・・大径の連結管、　　５１・・・ソレノイド、
５２・・・入口、　　　　　　　５３　、５４・・・出
口、７１・・・時間遅延装置。 以下　白 手続補正書（方式） 昭和６２年８月、２５　ＩＥＩ 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第１０６４５３号 ２、発明の名称 衝撃装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　特許出願人 氏名　ジオラ　ゴールドマン ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号６、
補正の対象 図　　　面 ７、補正の内容 図面の浄書（内容に変更なし） ８、添付書類の目録 浄書図面　　　　　１通

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対象物を大きな力で切断するのに使用される衝撃装
   置であって、 夫々の内端を同軸状に連結した大径のシリンダ（１）と
   小径のシリンダ（２）とからなる単動の衝撃用アクチュ
   エータと単動の制御用アクチュエータとを備え、夫々の
   シリンダは上記シリンダ間の密封状隔壁（１３）を貫通
   した共通のピストンロッド（３）によって互に連結され
   た大径のピストン（１１）と小径のピストン（２１）と
   を夫々含み、 大径の連結管（４１）によって、上記衝撃用アクチュエ
   ータの内端に連通した大容量の空気用圧力容器（４）と
   、 夫々並設された逆止弁（２３）及び止め弁（２４）を介
   して、上記制御用アクチュエータの内端に連通した液体
   用圧力容器（６）と、 上記圧力容器（４、６）を外気と圧縮空気供給源とに交
   互に接続するように形成された弁手段と、対象物に衝撃
   力を付与するために、上記大径のシリンダ（１）から突
   出した上記大径のピストン（１１）の延出部（３１）に
   取付けられる工具とを備え、上記制御用アクチュエータ
   は、上記シリンダ（１）と上記圧力容器（４）内に含ま
   れた圧縮空気による上記大径のピストン（１１）上の圧
   力に逆らって上記工具を引込み位置に保持し、かつ上記
   止め弁（２４）を開いた時に上記大径のピストンを開放
   する働きをして上記制御用アクチュエータを外気に接続
   し、以って上記衝撃用アクチュエータ及び上記空気用圧
   力容器（４）に含まれた圧縮空気によって、略一定の空
   気圧で上記大径のピストン（１１）を前方に向けて駆動
   した衝撃装置。 ２、上記弁手段が、上記圧縮空気供給源に接続した入口
   （５２）と、上記圧力容器（４、６）に接続した二つの
   出口（５３、５４）とを有しかつ両端が外気に向って開
   口したソレノイド作動の摺動スプール型流量弁（５）を
   含んだ特許請求の範囲第１項記載の衝撃装置。 ３、上記小径のピストン（２１）の延出部（３２）によ
   って作動される切換え装置（７）を備えて、上記摺動ス
   プール型流量弁（５）のソレノイド（５１）を付勢した
   特許請求の範囲第２項記載の衝撃装置。 ４、上記摺動スプール型流量弁（５）の切換え作動を遅
   延させる時間遅延装置（７１）を備えた特許請求の範囲
   第３項記載の衝撃装置。