JPS6393577A - 衝撃動工具 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧パワーショベル等の先端に取り付け、コ
ンクリート構造物の解体、岩石の破砕、岩盤掘削等に用
いる油圧作動の衝撃動工具に関するものである。

〔従来の技術〕

油圧作動の衝撃動工具は、大きく分けるとアキュームレ
ータ方式とガス方式に１分される。

アキュームレータ方式は、ピストンが上昇する時、アキ
ュームレータに油を蓄積しておいて、打撃行程でそれを
放出してピストンを加速する方式ガス方式は、ピストン
が油圧によって上昇する時、ピストン上方のガスを圧縮
することによりエネルギーを蓄積し、打撃行程では、ガ
スの膨張するエネルギーを利用してピストンを加速する
方式で、特公昭５４−３２１９２号公報にこの方式が示
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第７図に示す前記の発明は、ピストンの打撃行程ではバ
ルブが上昇位置にあるため、下室はバルブの軸心に設け
られた連通孔と弁室を通って中室と低圧側の排油口に連
通ずる。

従って、ピストンがチゼルを打撃して、次に激しく反撥
した時、下室の圧力は急激に低下し、作動油の中に含ま
れている気泡が急速に成長する、いわゆるキャビテーシ
ョン現象が発生する。

次にバルブが下降して圧油が下室に流入してくるとこの
成長した気泡が瞬間的に崩壊し、非常に高い圧力と衝撃
波を発生する。

この現象が一分間に数百回繰り返されるので、衝撃動工
具を長期間使用するとピストンとシリンダの表面に壊食
（エロージョン）が生じる。

本発明は、このキャビテーション現象の発生を防止し、
ピストンとシリンダの表面に発生する壊食（エロージョ
ン）を無くすることを目的とする〔問題点を解決するた
めの手段とその作用〕ピストンがチゼルを打撃した後、
下室の油中の気泡が成長する原因は、打撃時には下室が
排油口に連絡しているため、下室の圧力が低いことによ
る。

従って、気泡が成長しない程度に下室の圧力を上げてお
けば、キャビテーションは発生しない。

そのため、本発明はピストンの打撃行程でバルブが上昇
して上死点近くになると、下室は中室とのみ連絡してお
り、排油口への連通は遮断されるようにし、ピストンが
チゼルを打撃する少し前に圧油側から下室へ圧油を流入
させて下室の圧力を上昇させる回路構成として、ピスト
ンが打撃直後反（θしても、下室の圧力は、下室の油中
の気泡が成長する程低下しないようにし、キャビテーシ
ョンの発生をなくす。

従って、次にバルブが下降して圧油が下室に供給され、
下室の圧力が上昇しても気泡の崩壊現象は無く、衝撃動
工具を長期間使用しても壊食（エロージョン）が発生す
ることはない。

〔実施例〕

まず、第一実施例について第１図乃至第４図に基づき説
明する。

第１図で、１は衝撃動工具で、２はシリンダであり、こ
のシリンダ２内にピストン３が摺動自在に組み込まれて
いる。

ピストン３は上下にそれぞれ直径の等しい上部小径部４
と下部小径部５を有し、中央に直径の等しい上部大径部
６と下部大径部７を形成し、その間に中部小径部８を一
体に形成する。

シリンダ２内には、ピストンの大径部６の上面に中室９
を、下部大径部７の下面に下室１ｏを形成し、上部小径
部４の上方には、窒素ガスを封入する上室１１を形成す
る。

シリンダ２の下端には、一定範囲で摺動自在にチゼル１
２を嵌装して、ピストン３の下端でチゼル１２の上端が
打撃されるようにする。

なおピストン３の上部大径部６と下部大径部７が摺動す
るシリンダ２の内側には、上方より内周溝１３・１４・
１５・１６を設ける。

各周溝は、ピストン３が下降位置にあるときは、内周溝
１４と１５が連通し、内周溝１５と１６が遮断され、ピ
ストンが上昇位置にあるきは、内周溝１５と１６が連通
し、内周溝１４と１５が遮断されるように形成する。

１７は、シリンダ２の一側に固定した弁箱で、この弁箱
１７内に弁室１８を設け、バルブ１９を摺動自在に嵌装
する。

弁室１８の上部には、室２０を設け、プランジャ２１を
摺動自在に嵌装し、プランジャ２１の下端は、バルブ１
９の上端に当接させる。バルブ１９は、」１方に大径部
２２と下方に小径部２３を有し、弁室１８の大径部と小
径部に進退自在に嵌合させ、大径部２２の下端面と弁室
１８の間にはアクチュエイト室２４を形成する。

パルプ小径部２３の下方には、外周溝２５を形成し、軸
心には弁室１８の上部と下部を連通させる連通孔２６を
形成する。なお大径部と小径部の断面積はプランジャ２
１の断面積より大きく形成する。

弁室１８の大径部には、上方より内周溝２７・２８を形
成し、小径部には内周溝２９・３０・３１を形成する。

なお前記弁室１８の上部は、油路３２によりシリンダ２
の内周溝１３に連通し、内周溝１４は油路により周溝２
７に連通する。

シリンダの内周溝１５・１６は、それぞれ油路３３・３
４により弁室１８の内周溝２８・３１に連通ずる。

油路３３は、途中で小径の油路３５に分岐して内周溝２
９に接続し、油路３４は極小径油路３８に分岐して内周
溝３０に接続する。

３６は、低圧の排油口で、内周溝２７に接続し、３７は
給油口で、油路により内周溝３０と室２０に連通する。

以上の構成においてバルブ１９が下降位置にある時は、
内周溝３０と３１は外周溝２５により連通し、内周溝２
９と３０及び内周溝３１と弁室１８の下部は遮断される
。バルブ１９が上昇を始めると、まず内周溝３０と３１
が遮断され、同時に内周溝２９と３０、内周溝３１と弁
室１８の下部が連通する。更に上昇するとバルブ１９の
大径部の上端面が、内周溝２７を弁室１８の上部から遮
断する。

次に作動について説明する。

第１図は、ピストン３もバルブ１９も下降位置にあり、
この状態で給油口３７に圧力油を供給すると、圧油は、
内周溝３〇−外周溝２５−内周溝３１→油路３４→下室
１０と流れ、ピストン３の下部大径部７の下端面に油圧
が加わる。この時中室９は、油路３２→弁室１８の上部
→内周溝２７→排油口３６と連通するので、ピストン３
は上室１１内の窒素ガスを圧縮しながら上昇する。この
時給油口３７から圧油が室２０にも流入し、プランジャ
２１を下方に押し付けるので、バルブ１９も下方に押し
付けられる。

次にピストン３が更に上昇して、下部大径部７の下端面
が内周溝１５と下室１０を連通させる第２図状態になる
と、下室１０の圧油が内周溝１５−油路３３→アクチエ
エイト室２４と流れ、バルブ１９の大径部２２の下端面
に油圧が働く。

バルブ１９のこの作用面積は、プランジャ２１の断面積
より大きいのでバルブ１９は上方に動き始める。

バルブ１９の変位がある量になると同時に内周溝３０と
３１が遮断され、内周溝２９と３０、内周溝３１と弁室
１８の下部が連通し、下室１０は油路３４−内周溝３１
−弁室１８の下部一連通孔２６→排油口３６と接続し、
下室１０の圧力は低下するので、上室１１内の窒素ガス
の圧力によりピストンは下降を始める。

下降途中でピストンの下部大径部７の下端が内周溝１５
を下室１０より遮断しても、圧油が内周溝２９−小径の
油路３５→油路３３→アクチユエイト室２４と供給され
続けるので、バルブ１９は上昇を続ける。バルブ１９が
更に上昇して、最上昇位置に来ると、大径部２２の上端
面が内周溝２７を排油口３６より遮断し、下室１０の油
は中室９に流入する。この状態を第３図に示す。

この時、圧油が内周溝３０−極小径油路３８−油路３４
−下室１０と流入するので、下室１０の圧力は上昇する
。それにともない中室９の圧力も上昇する。

上部小径部４と上部大径部６の断面積差は下部小径部８
と下部大径部７の断面積差に等しいので、下室１０と中
室９の圧力が共に同圧となれば、ピストン３の下向きの
運動には支障を及ぼさない。

ピストン３が下降して、第４図の位置になり、ピストン
の中部小径部８が内周溝１４と１５を連通ずるとアクチ
ュエイト室２４は、内周溝２８→油路３３−内周溝１５
−内周溝１４と流れ、油路により排油口３６に連通する
ので、アクチュエイト室２４の圧力は急速に低下し、バ
ルブ１９はプランジャ２１により第１図に示す下降位置
に押し下げられる。この時小径の油路３５より圧油が供
給される状態があるが、小径の油路３５が絞りの効果を
発揮し、アクチュエイト室２４への流入流量を制限する
のでバルブ１９の動きに重大な影響を及ぼすことはない
。給油口３７から圧油が供給されている限り、上記の作
動を繰り返す。

次に第二実施例について第５図に基づき説明す第一実施
例では、バルブ１９を常に下向きに押し付ける手段とし
て、室２０を設け、プランジャ２１を摺動自在に嵌挿し
てバルブ１９に当接させている。

第二実施例では、これに代わる手段として、バルブ１９
に中径部３９を付加し、弁室１８の上部と中径部３９の
段部とで室４０を形成し、油路にて常時給油口３７に連
通させる。バルブ１９の大径部２２と中径部３９の断面
積差は、大径部２２と小径部２３の断面積差より小さく
する。その他の構成は第一実施例と同じであり、作動に
ついては第一実施例と全く同様になる。

次に第三実施例について第６図に基づき説明する。

第一実施例、第二実施例では、ピストンが上昇して下部
大径部７の下端面が、内周溝１５と下室１０を連通させ
る位置になると、圧油がアクチュエイト室２４に流入し
、バルブ１９をＦ方に作動させる。更にバルブ１９の上
方への作動を確実にす１す るため、圧油を内周溝３〇−内周溝２９−小径の油路３
５→油路３３→アクチユエイト室２４と流入させている
。これに代わる手段として、第三実施例では、バルブの
上端に中径部３９を付加して室４０を形成するとともに
、バルブ１９０大径部２２が摺動する弁室１８に、内周
溝４１を形成し、これを小径の油路４２で給油口３７に
連通ずる。内周溝４１は、バルブ１９が上昇した時、内
周溝３０と３１を遮断し、内周溝３１と弁室１８の下部
を連通ずると同時に、バルブ１９の大径部２２の下端面
がアクチュエイト室２４と内周溝４１を連通ずるように
形成する。この構成により、圧油が小径の油路４２を通
って、内周溝４１−アクチュエイト室２４と流入し、バ
ルブ１９をストロークエンドまで上方に押し続ける。そ
の他の構成及び作動については、第一実施例と同様であ
る。

〔発明の効果〕

本発明の衝撃動工具は、ピストンの打撃行程で、ピスト
ンがチゼルを打撃する直前から圧油を下室に流入させ、
下室の圧力を上昇させる。従って、ピストンが打撃後反
撥しても下室の油中の気泡は成長せず、キャビテーショ
ンの発生を防止することができ、シリンダ・ピストンの
表面に壊食（エロージョン）を生じさせない効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第一実施例の作動説明図、第
５図は第二実施例の断面図、第６図は第三実施例の断面
図、第７図は従来例の断面図である。 １　−一−−−衝撃動工具　　　　　２−一−−シリン
ダ３−−ピストン　　　　　　４−−一上部小径部５−
−一下部小径部　　　　　６−　上部大径部７−下部大
径部　　　　　８−−−−中部小径部９−−−一中室　
　　　　　　１０　−一一−−下室１１−・−上室　　
　　　　１２−・−チゼル１８　・・−弁　　　　　　
　１９　・−バルブ２０−−・室　　　　　　　２１−
　プランジャ２２−　大径部　　　２４−　アクチュエ
イト室３６　−−−一排油口　　　　　３７−　給油口
３８−一−−極小径油路　　　４０−一室第１　（２） ！

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下端にチゼル（１２）等の工具を進退自在に装着し、シ
   リンダ（２）の内部にはピストン（３）を摺動自在に組
   み込む。 ピストン（３）は、直径の等しい上部小径部（４）と下
   部小径部（５）を有し、中央部に直径の等しい上部大径
   部（６）と下部大径部（７）を有し、その間に中部小径
   部（８）を一体に形成するシリンダ（２）の内部には、
   ピストン上部大径部（６）の上面側に中室（９）を、ピ
   ストン下部大径部（７）の下面側には下室（１０）を設
   け、更にピストン（３）の上端面にガス圧力を加える上
   室（１１）を設ける。 下室（１０）及び中室（９）と給油口（３７）と排油口
   （３６）間に設けた弁室（１８）には、バルブ（１９）
   を摺動自在に組み込む。 バルブ（１９）は、下降位置にある時、給油口（３７）
   を下室（１０）に通じるとともに、排油口（３６）を中
   室（９）の上部に通じ、上昇位置の途中においては、下
   室（１０）を排油口（３６）に通じ、最上昇位置では、
   下室（１０）を排油口（３６）から遮断して中室（９）
   の上部へ連通させる。 弁室（１８）の上部には、常に給油口（３７）に通じて
   いる室（２０）・（４０）を形成し、給油口（３７）に
   加わる油圧によりバルブ（１９）を押下させ、下部には
   、給油口（３７）から極小径油路（３８）を通って下室
   （１０）に通じる油路を設ける。 更にパルプ（１９）とピストン（３）の下降時には、シ
   リンダ（２）の下室（１０）とバルブ（１９）の大径部
   （２２）の下側のアクチュエイト室（２４）を排油口（
   ３６）に連通させる。 またバルブ（１９）が下降位置にあり、ピストン（３）
   が上昇位置にある時は、アクチュエイト室（２４）を給
   油口（３７）に通じて、バルブ（１９）を上昇させる油
   路を形成する。 以上構成を特徴とした衝撃動工具。