KR102593990B1

KR102593990B1 - 액압식 타격장치

Info

Publication number: KR102593990B1
Application number: KR1020207001912A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 가네코; 스스무 무라카미; 이사오 고바야시; 아츠시 시오다; 신스케 나가노
Original assignee: 후루까와 로크 드릴 가부시끼가이샤
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2023-10-24
Also published as: JPWO2019022021A1; WO2019022021A1; JP7210452B2; EP3659752A4; US11590642B2; CN110944801B; ES2945157T3; KR20200033854A; US20210086337A1; CN110944801A; FI3659752T3; EP3659752B1; US20220055196A1; EP3659752A1

Abstract

오토 스트로크기구와 공타방지기구를 간이한 회로구성으로 병존시키고, 어느 한쪽을 용이하게 선택할 수 있는 액압식 타격장치를 제공한다. 이 액압식 타격장치는, 피스톤(120)의 전후진 동작을 제어하는 제1제어밸브(200)와, 오토 스트로크기구 및 공타방지기구와, 오토 스트로크기구 및 공타방지기구 중의 어느 한쪽 모드를 선택하는 제2제어밸브(300)를 구비한다. 제2제어밸브(300)에는, 공통스풀(320)이 감압되는 것과 함께 모드선택수단(400)이 마련되고, 모드선택수단(400)이, 공통스풀(320)의 오토 스트로크 설정부에 압유를 공급하는 한편, 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 금지했을 때에는 오토 스트로크기구가 선택되고, 오토 스트로크 설정부로의 압유의 공급을 금지하는 한편, 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 허용하였을 때에는 공타방지기구가 선택된다.

Description

액압식 타격장치

본 발명은 착암기나 브레이커 등의 액압식 타격장치에 관한 것이며, 특히 피스톤의 스트로크를, 통상 스트로크 및 그것보다도 짧은 쇼트 스트로크의 한쪽에서 선택된 스트로크로 자동적으로 절환하는 기술, 및, 피스톤의 타격동작을 자동적으로 정지 가능하게 하는 공타(空打)방지기술에 관한 것이다.

이러한 종류의 액압식 타격장치에서는, 암반의 경도(암반으로의 관입량(貫入量))에 따라서 피스톤의 스트로크를 통상 스트로크 및 쇼트 스트로크의 한쪽에서 선택된 스트로크로 자동적으로 절환하여 타격력을 적정하게 조정함으로써, 로드 및 로드 핀 등의 타격부로의 과잉인 부하를 경감하는 기술, 즉, "오토 스트로크기구"가 여러 가지 제안되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 피스톤의 스트로크 제어시에 스트로크 제어용의 밸브를 작동시키는 유로(油路)에 스로틀을 마련하고, 이 스로틀에 의해 절환 타이밍을 조정하고 있다.

한편, 피스톤의 타격동작을 자동적으로 정지 가능하게 하는 공타방지기술, 즉, "공타방지기구"도 여러 가지 제안되어 있다.

예를 들면, 특허문헌 2에 기재된 공타방지기구는, 피스톤이 타격위치를 벗어나 소정량의 전진을 하면, 공타방지기구가 작동해서 후실(後室)과 전실(前室)이 모두 저압접속된다. 이것에 의해 피스톤은, 백 헤드의 가스압에 의해 전방의 스트로크 엔드까지 도달해서 타격을 자동정지한다. 또 오퍼레이터가 로드를 파쇄대상에 밀어붙여서 피스톤을 후퇴시켜 공타방지기구의 작동을 해제시키면, 전실이 고압접속되서 피스톤이 후퇴를 개시하고, 타격사이클이 재개된다고 하는 것이다.

미국 20140326473 A1호 공보 일본국 특개 평4-300172호 공보

오토 스트로크기구와 공타방지기구는, 각각 목적·작용효과가 다른 개별 기술이고, 소망의 작업내용에 따라 달리 사용된다. 즉, 지산(地山)굴삭과 같이 파쇄대상의 암반 상태가 변화하는 경우는, 오토 스트로크사양의 압유(壓油) 브레이커를 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 파쇄작업처럼 타격장치의 작동과 정지를 반복해서 행하는 경우는, 공타방지사양의 압유 브레이커를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 1 대의 압유 브레이커를 지산굴삭과 파쇄 작업의 양쪽에서 사용하기 위해서는 오토 스트로크기구와 공타방지기구를 구비할 필요가 있는 바, 특허문헌 1에 기재된 오토 스트로크기구와 특허문헌 2에 기재된 공타방지기구를 양립시키기 위해서는, 회로구성이 복잡해지고 비용이 증가한다고 하는 문제가 있다.

그래서 본 발명은, 이와 같은 문제점에 착목해서 이루어진 것으로서, 오토 스트로크기구와 공타방지기구를 간이한 회로구성으로 병존시켜서 어느 한쪽을 용이하게 선택 가능한 액압식 타격장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 태양에 관계되는 액압식 타격장치는, 실린더와, 그 실린더에 전후진 가능하게 접감(摺嵌)되는 피스톤과, 그 피스톤의 전후진 동작을 제어하는 제1제어밸브와, 상기 피스톤의 피스톤 스트로크를 통상 스트로크와 그 통상 스트로크보다도 짧은 쇼트 스트로크로 전환하는 오토 스트로크기구와, 상기 피스톤을 액압(液壓)으로 구동하는 회로 내를 작동압 미만으로 감압하는 공타방지기구와, 상기 오토 스트로크기구 및 상기 공타방지기구 중의 어느 한쪽의 모드를 선택하는 제2제어밸브를 구비하고, 상기 제2제어밸브에는, 오토 스트로크 설정부와 공타방지 설정부를 둘 다 갖춘 공통스풀이 접감되는 것과 함께, 상기 오토 스트로크 설정부로의 압유의 공급과 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 상호 접단(接斷)하는 모드선택수단이 마련되고, 상기 모드선택수단은, 상기 오토 스트로크 설정부에 압유를 공급하는 한편, 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 금지했을 때에는, 상기 오토 스트로크기구가 선택되고, 상기 오토 스트로크 설정부로의 압유의 공급을 금지하는 한편, 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 허용했을 때에는, 상기 공타방지기구가 선택되는 것을 특징으로 한다.

또 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 일 태양에 관계되는 액압식 타격장치는, 실린더와, 그 실린더에 전후진 가능하게 접감되는 피스톤과, 그 피스톤의 전후진 동작을 제어하는 제1제어밸브와, 상기 피스톤의 피스톤 스트로크를 통상 스트로크와 그 통상 스트로크보다도 짧은 쇼트 스트로크로 전환하는 오토 스트로크기구와, 상기 피스톤을 액압으로 구동하는 회로 내를 작동압 미만으로 감압하는 공타방지지구와, 상기 오토 스트로크기구 및 상기 공타방지기구 중 어느 한쪽의 모드를 선택하는 제2제어밸브를 구비하고, 상기 제2제어밸브는, 모드를 선택하는 스풀로서, 오토 스트로크용의 스풀과, 공타방지용의 스풀이 교체 가능하게 접감되는 스풀 접감부를 가지고, 상기 스풀 접감부에 상기 오토 스트로크용의 스풀이 접감되었을 때에는, 상기 오토 스트로크기구가 선택되고, 상기 스풀 접감부에 상기 공타방지용의 스풀이 접감되었을 때에는, 상기 공타방지기구가 선택되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 오토 스트로크기구와 공타방지기구를 간이한 회로구성으로 병존시켜서 어느 한쪽을 용이하게 선택할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 태양에 관계되는 액압식 타격장치의 제1실시형태의 모식적 설명도로서, 동 도면에서는 모드선택수단을 오토 스트로크측으로 절환한 상태를 나타내고 있다.
도 2는 제1실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 모드선택수단을 오토 스트로크측으로 절환한 상태에 있어서의 동작의 설명도다.
도 3은 제1실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 모드선택수단을 공타방지측으로 절환한 상태를 나타내고 있다.
도 4는 제1실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 모드선택수단을 공타방지측으로 절환한 상태에 있어서의 동작의 설명도다.
도 5는 본 발명의 일 태양에 관계되는 액압식 타격장치의 제2실시형태의 모식적 설명도로서, 동 도면에서는 스풀을 오토 스트로크사양으로 교체한 경우의 설명도다.
도 6은 제2실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 스풀을 오토 스트로크사양으로 교체한 경우의 설명도다.
도 7은 본 발명의 제2실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 스풀을 공타방지사양으로 교체한 경우의 설명도다.
도 8은 제2실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 스풀을 공타방지사양으로 교체한 경우의 동작의 설명도다.

이하, 본 발명의 제1실시형태에 대하여 도면을 적절히 참조하면서 설명한다. 또한, 도면은 모식적인 것이다. 그 때문에 두께와 평면치수와의 관계, 비율 등은 현실의 것과는 다름에 유의해야 하며, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수 관계나 비율이 다른 부분이 포함되어 있다. 또 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은, 구성부품의 재질, 형상, 구조, 배치 등을 하기의 실시형태에 특정하는 것은 아니다.

[제1실시형태]

먼저, 본 발명의 일 태양에 관계되는 액압식 타격장치의 제1실시형태에 대하여 설명한다.

제1실시형태에서는, 제2제어밸브에 접감되는 스풀은, 오토 스트로크와 공타방지와의 공통사양이고, 압유회로 내에 모드선택수단을 마련함으로써 오토 스트로크기구와 공타방지기구를 선택 가능하게 한 예이다.

상세하게는, 이 액압식 타격장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이. 실린더(100) 및 피스톤(120)을 구비하는 것과 함께, 제1제어밸브(200)와 제2제어밸브(400)가 실린더(100)와는 별개체로 마련되어 있다. 제1제어밸브(200)의 내부에는, 밸브(201)가 접감되어 있으며, 제2제어벨브(300)의 내부에는, 공통스풀(320)이 접감되어 있다.

실린더(100)의 후부(後部)에는 백 헤드(500)가 장착되어 있다. 백 헤드(500)에는 고압의 백 헤드 가스(G)가 봉입되어 있다. 또 실린더(100)의 전부(前部)에는 프론트 헤드(600)가 장착되어 있다. 프론트 헤드(600)의 내부에는 로드(601)가 접감되어 있다.

피스톤(120)은, 중실(中實)의 원통체이고, 그 대략 중앙에 2 개의 대경부로서 전측 대경부(121) 및 후측 대경부(122)를 갖는다. 전측 대경부(121)의 전방에는 중경부(123)가 마련되고, 후측 대경부(122)의 후방에는 소경부(124)가 마련되며, 전측 대경부(121)와 후측 대경부(122)와의 사이에는 원환홈(125)이 마련되어 있다.

이 피스톤(120)이, 실린더(100)의 내부에 접감됨으로써 실린더(100) 내의 전후에 피스톤 전실(101)과 피스톤 후실(102)이 각각 획성(劃成)되어 있다. 피스톤 전실(101)에는 전실포트(103)가 마련되고, 전실포트(103)는 전실통로(112)를 개재해서 고압회로(110)에 상시 접속되어 있다.

피스톤 후실(102)에는, 후실포트(104)가 마련되어 있다. 후실포트(104)와 제1제어밸브(200)는, 후실통로(113)에 의해 접속되어 있다. 피스톤후실(102)은, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)에 의한 전후진 절환에 의해 고압회로(110)와 저압회로(111)로 각각 번갈아 연통 가능하게 되어 있다. 또한, 고압회로(110)의 개소에는 어큐뮬레이터(미도시)가 마련되어 있다.

중경부(123)의 외경은, 소경부(124)의 외경보다도 크게 설정되어 있다. 이것에 의해, 피스톤전실(101) 및 피스톤후실(102)에 있어서의 피스톤(120)의 수압면적(受壓面積), 즉, 전측 대경부(121)와 중경부(123)의 지름차, 및 후측 대경부(122)와 소경부(124)의 지름차는 피스톤후실(102) 측의 쪽이 크게 되어 있다.

이것에 의해, 피스톤후실(102)이 밸브(201)의 작동에 의해 고압접속되면 수압면적차에 의해 피스톤(120)이 전진하고, 피스톤후실(102)이 밸브(201)의 작동에 의해 저압접속되면 피스톤(120)이 후퇴하도록 되어 있다.

여기서, 이 액압식 타격장치는, 통상 스트로크 및 그것보다도 짧은 쇼트 스트로크의 한쪽에서 자동적으로 선택된 스트로크에 의해 피스톤(120)을 실린더(100) 내에서 전후진시켜서 로드(601)를 타격하는 오토 스트로크기구와, 피스톤(120)의 전후진 위치에 따라서, 피스톤전실(101)에 공급되는 압유를 시동압(始動壓) 이상으로 유지시키거나, 피스톤전실(101)에 공급되는 압유를 개방압을 초과하며 또한 시동압 미만의 압력인 타격정지압으로 하게 할지를 제어하는 공타방지기구를 선택 가능하게 구비하고 있다.

본 실시형태에서는, 오토 스트로크기구와 공타방지기구와의 절환은, 모드선택수단(400)을 조작함으로써 행한다.

상세하게는, 실린더(100)에는, 전실포트(103)와 후실포트(104)와의 사이에, 스트로크제어포트(105), 스풀제어포트(106), 밸브제어포트(107) 및 저압포트(108)가, 축방향으로 서로 이간한 위치에 마련되어 있다.

제1제어밸브(200)는, 피스톤(120)과 비동축에 형성된 밸브실(212)이 내부에 형성되고, 이 밸브실(212)에 밸브(201)가 접감되어 있다. 밸브실(212)은 전방으로부터 후방으로 향하여 순서대로, 중경의 밸브 전실(213), 대경의 밸브 주실(214), 및 소경의 밸브 후실(215)을 가진다. 밸브 전실(213)에는, 고압회로(110)와 상시 연통하는 전실통로(223)가 접속되어 있다.

밸브 주실(214)에는, 전방으로부터 후방으로 향하여 순서대로, 전측 저압포트(218), 리셋포트(219), 밸브제어포트(220), 후측 저압포트(221)가 마련되고, 밸브 후실(215)에는 후실포트(222)가 마련되어 있다. 전측 저압포트(218)는, 전측 저압통로(224)를 개재해 저압회로(111)에 상시 연통하고, 후측 저압포트(211)는 후측 저압통로(227)를 개재해서 저압회로(111)에 상시 연통하고 있다. 밸브제어포트(220)와 밸브제어포트(107)는, 밸브제어통로(직결)(114)를 개재해 연통하고 있다. 후실포트(222)와 후실포트(104)는, 후실통로(113)를 개재해 연통하고 있다.

밸브(201)는, 중공의 원통체이고, 전방으로부터 후방으로 향하여 순서대로, 중경부(202), 대경부(203) 및 소경부(204)를 가진다. 원통 내부의 중공통로(228)가 전실통로(223)를 개재해 고압회로(110)와 상시 연통하고 있다. 밸브(201)에는, 소경부(204)의 대략 중앙의 외주면에, 피스톤후실(102)을 고압과 저압으로 절환하기 위한 배유홈(排油溝, 205)이 원환모양으로 마련되어 있다. 밸브(201)의 배유홈(205)보다도 전측에는, 연통구멍(210)이, 밸브(201)의 지름방향으로 관통해서 형성되고, 대경부(203)의 전방측의 외주면에는, 슬릿홈(211)이 축방향을 따라 슬릿모양으로 형성되어 있다.

본 실시형태의 밸브(201)는, 중경부(202)와 소경부(204)의 수압면적차에 의해 상시 후방으로 부세(付勢)되어 있고, 밸브제어포트(220)에 고압유가 공급되면, 대경부(203)의 후측 단부면(段付面)(209)의 수압면적이 가산되어 전방으로 이동하도록 되어 있다.

밸브(201)가 후단위치, 즉, 후단면(207)이 밸브실 후단면(217)에 맞닿은 경우에는, 후실포트(222)는, 배유홈(205)에 의해 후측 저압포트(221) 및 후측저압통로(227)를 개재해 저압회로(111)에 연통하므로, 피스톤후실(102)은 저압접속된다.

한편, 밸브(201)가 전단위치, 즉, 전단면(206)이 밸브실 전단면(216)에 맞닿은 경우에는, 후실포트(222)는, 후측 저압포트(221)와의 연통이 차단되는 것과 함께, 후단면(207)과 밸브실 후단면(217)과의 사이, 및 중공통로(228)를 통해 고압접속된 밸브실(212)과 연통하므로, 피스톤후실(102)이 고압접속되도록 되어 있다.

여기서, 압유 브레이커는, 밸브제어포트(220)가 고압 또는 저압을 유지하지 않으면 안되기 때문에, 밸브(201)는, 그 전단 및 후단의 절환위치에 있어서 정지상태를 유지하기 위한 보호유지기구가 필요하게 된다.

본 실시형태에서는, 밸브(201)가 후단위치에 있는 경우의 보호유지기구는, 슬릿홈(211)이다. 슬릿홈(211)은, 밸브(201)가 후단 위치일 때, 밸브제어포트(220)와 리셋포트(219) 및 전측 저압포트(218)를 연통시킴으로써, 후측 단부면(209)이 확실하게 저압접속되서 밸브(201)의 정지상태를 유지하도록 되어 있다.

또 밸브(201)가 전단위치에 있을 경우의 보호유지기구는 연통구멍(210)이다. 연통구멍(210)은, 밸브(201)가 전단위치일 때, 밸브제어포트(220)(및 리셋포트(219))에 대해, 중공통로(228)로부터의 압유를 보충함으로써 보호유지압력의 저하를 방지해서 밸브(201)의 정지상태를 유지하도록 되어 있다.

여기서, 본 실시형태의 액압식 타격장치는, 상기 제1제어밸브(200)에 인접해서 실린더(100)의 측면에 마련한 제2제어밸브(300)를 가진다. 또한, 도 1에서는, 설명의 편의를 위해 제2제어밸브(300)를 이격한 위치에 도시하고 있다.

제2제어밸브(300)는, 대략 직육면체 모양의 하우징(301) 내에 제1슬리브(302a) 및 제2슬리브(302b)가 장전되어 있고, 이들 제1슬리브(302a) 및 제2슬리브(302b)에 의해 스풀실(304)이 형성되어 있다. 제1슬리브(302a) 및 제2슬리브(302b)는, 하우징(301)의 상부 개구에 나착(螺着)되는 플래그(303)를 조여 넣음으로써 축방향의 위치가 고정되어 있다.

이 스풀실(304) 내에, 공통스풀(320)이 슬라이드 이동 가능하게 접감됨으로써, 공통스풀(320)의 상측에 고압실(304)이 획성되고, 하측에 제어실(306)이 획성되는 것과 함께, 고압실(305)과 제어실(306)과의 사이에 감압실(307)이 획성되어 있다.

공통스풀(320)은, 대경부(321)와 소경부(322)로 이루어지는 원통모양의 부재이고, 대경부(321)의 외주에는, 원환모양의 연통홈(323)이 마련되어 있다. 공통스풀(320)의 축심에는, 축심을 따라 관통구멍(324)이 형성되고, 관통구멍(324)의 대경부(321) 측에는 오리피스(325)가 마련되어 있다. 관통구멍(324)의 소경부(322) 측에는, 축심과 직교하는 방향으로 가로구멍(326)이 형성되어 있다. 가로구멍(326)은, 공통스풀(320)이 하단 위치로 이동했을 때에, 극간(307a)을 개재해 감압실(307)에 연통하도록 형성되어 있다.

하우징(301)에는, 고압실(305)에 연통하는 고압포트(308)가 마련되는 것과 함께, 제어실(307)에 연통하는 제어포트(309), 및, 감압실(307)에 연통하는 감압포트(310)가 각각 마련되어 있다. 또 하우징(301)에는, 연통홈(323)에 대향하는 위치에, 밸브연통포트(311)와 실린더연통포트(312)가 마련되고, 실린더연통포트(312)와 제어포트(309)와의 사이에 저압포트(313)가 마련되어 있다.

고압포트(308)는, 고압통로(314)에 의해 고압회로(110)와 연통하고 있고, 고압실(305)은, 상시 고압접속되어 있다. 제어포트(309)는, 스풀제어통로(115)에 의해 스풀제어포트(106)와 연통하는 것과 함께, 리셋통로(225)에 의해 리셋포트(219)와 연통하고 있다. 리셋포트(219)에는, 역지밸브(340)가 리셋포트(219) 측에서 제어포트(309) 측으로의 압유의 흐름을 허용하도록 마련되어 있다.

감압포트(310)는, 감압통로(315)에 의해 저압회로(111)와 연통하고 있고, 감압통로(315)에는, 감압포트(310)측에서 저압회로(111) 측으로 향해 순서대로, 제1절환밸브(401) 및 가변 스로틀(330)이 마련되어 있다. 제1절환밸브(401)는 상위치(上位置)가 연통, 하위치(下位置)가 스로틀(402)을 구비한 연통으로 구성된 2 위치의 전자절환밸브다. 제1절환밸브(401)는, 통상은 하위치로 절환되어 있다. 밸브연통포트(311)는, 밸브제어통로(스풀경유)(226)에 의해 밸브제어포트(220)와 연통하고 있다.

실린더연통포트(312)는 스트로크제어통로(116)에 의해 스트로크제어포트(105)와 연통하고 있다. 스트로크제어통로(116)에는, 제2절환밸브(403)가 마련되어 있다. 제2절환밸브(403)는, 상위치가 폐지, 하위치가 연통으로 구성된 2 개 위치의 전자절환밸브이고, 통상은 하위치로 절환되어 있다. 저압포트(313)는, 저압통로(316)에 의해 저압회로(111)에 연통하고 있다. 본 실시형태의 액압식 타격장치에서는, 이 제1절환밸브(401)와 제2절환밸브(403)가, 상기 과제를 해결하는 수단에 기재하는 "모드선택수단"을 구성하고 있다.

본 실시형태의 액압식 타격장치에 있어서, 제어포트(309)에 고압유가 공급되었을 때에는, 대경부(321)와 소경부(322)의 지름차에 의해 제어실(306) 및 고압실(305)에 있어서의 공통스풀(320)의 수압면적차에 의해, 공통스풀(320)이 상방으로 이동하도록 되어 있고, 제어포트(309)에 고압유가 공급되어 있지 않은 저압시에는, 공통스풀(320)이 도 1과 같이 하방으로 이동하도록 되어 있다.

제2제어밸브(300)는, 공통스풀(320)이 하방으로 이동했을 때는, 밸브연통포트(311)와 실린더연통포트(312)가 연통홈(323)에 의해 연통해서 스트로크제어포트(105)와 밸브제어포트(220)가 연통하고, 공통스풀(320)이 상방으로 이동했을 때는, 밸브연통포트(311)와 실린더연통포트(312)의 연통이 차단되도록 되어 있다.

이하, 공통스풀(320)이 상방으로 이동했을 때를 "통상 스트로크위치"라고도 부르며, 공통스풀(320)이 하방으로 이동했을 때를 "쇼트 스트로크위치"라고도 부른다. 또 피스톤(120)의 전후진 위치로서, 피스톤(120)이 전진시에 타격점을 벗어나 소정량의 전진을 한 위치를 "절환위치"라고도 부른다.

여기서 스로틀(402)의 유량조정량 δ1은, 감압실(307)의 압유가 리이크해서 저압회로(111)로 유출하는 것을 허용하도록 설정되어 있다. 이것에 대하여 가변 스로틀(330)의 유량조정량 δ2는, 감압실(307)의 압유를 시동압 미만으로 감압하도록 설정되어 있다.

δ1와 δ2의 관계는 하기 (식 1)로 되어 있다.

δ1 > δ2 … (식 1)

모드선택수단(400)의 제1절환밸브(401)와 제2절환밸브(403)가, 도 1에 나타내는 통상위치로 절환되어 있는 상태에 있어서는, 공통스풀(320)이 하방으로 이동해도 감압실(307)은 감압작용을 발휘하는 일은 없다. 그 반면, 공통스풀(320)의 상하이동에 의해, 스트로크제어포트(105)와 밸브제어포트(220)가 접단(接斷)하는 것과 함께, 리셋포트(219)와 제어포트(309)가 접속하므로, 액압식 타격장치는, "오토 스트로크 사양"이 된다.

이것에 대하여, 모드선택수단(400)의 제1절환밸브(401)와 제2절환밸브(403)가, 도 3에 나타내는 상위치로 절환되어 있는 상태에 있어서는, 공통스풀(320)이 하방으로 이동하면 감압실(307)은 가변 스로틀(330)에 의해 감압작용을 발휘한다. 그 반면, 공통스풀(320)이 상하 이동하여도 스트로크제어포트(105)와 밸브제어포트(220)가 접속하는 일은 없으므로, 액압식 타격장치는 "공타방지사양"이 된다.

[제1실시형태에서의 오토 스트로크사양]

다음으로, 상기 오토 스트로크사양에서의, 제1실시형태의 액압식 타격장치의 동작, 및 작용·효과에 대해 설명한다.

제1실시형태의 액압식 타격장치는, 제1절환밸브(401)와 제2절환밸브(403)가 통상 위치로 절환되어 있는 상태에 있어서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가동전의 상태에서는, 피스톤(120)은 백 헤드(500)에 봉입된 고압의 백 헤드가스(G)에 의한 압압력(押壓力)(F)에 의해 전방으로 압압되어 있다. 그 때문에, 피스톤(120)은 전사점의 위치가 된다.

가동 개시시에는, 피스톤(120)이 전사점의 위치일 때, 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)은, 동 도면에 나타내는 상측의 고압실(305)이 전실통로(122)에 상시 접속되고, 하측의 제어실(306)이 저압회로(111)에 접속되어 있다. 그 때문에, 동 도면의 하방을 향하여 공통스풀(320)이 압압되서 "쇼트 스트로크위치"에 위치한다.

또 가동 개시시에는 제1제어밸브(200)는, 밸브 전실(213)에 전실통로(112)의 고압유가 공급된다. 그 때문에, 밸브(201)가 후퇴위치에 위치한다. 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 후퇴위치일 때, 제1제어밸브(200)는, 피스톤후실(102)을 저압회로(111)에 접속하고 있다.

현재, 액압식 타격장치가 가동되면, 피스톤전실(101)에 전실통로(112)의 고압유가 공급되서 피스톤전실(101)이 상시 고압이 되는 한편, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 후퇴위치일 때, 피스톤후실(102)은 저압이므로, 피스톤(120)이 후방으로 부세되서 후퇴를 개시한다.

그리고 도 2에 나타내는 바와 같이, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 전단이 실린더(100)의 스트로크제어포트(105)의 위치까지 후퇴하면, 상시 고압인 피스톤전실(101)로부터 스트로크제어포트(105)로 도입된 고압유는, 동 도면에 나타내는 바와 같이, 제2제어밸브(300) 내에서 "쇼트 스트로크위치"에 있는 공통스풀(320)의 연통홈(323)을 개재해 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)에 도입된다.

제1제어밸브(200)는, 밸브제어포트(220)에 고압유가 공급되면, 후측 단부면(209)의 수압면적이 가산되서 밸브(201)가 전방으로 이동한다. 이것에 의해, 후실포트(222)는, 밸브(201)의 후단면(207)과 밸브실 후단면(217)과의 사이, 및 중공통로(228)를 개재해 고압접속된 밸브실(212)과 연통하므로 피스톤후실(102)이 고압접속된다. 따라서, 피스톤후실(102)이 고압이 되기 때문에, 피스톤(120)은, 자신의 수압면적차에 의해 쇼트 스트로크로 전진을 개시한다.

여기서, 본 실시형태의 오토 스트로크사양에 있어서, 제2제어밸브(300)의 제어포트(309)에 압유를 공급하는 수단으로서 마련되어 있는 것이, 역지밸브(340), 리셋통로(225) 및 리셋포트(219)다.

즉, 상기 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 전진위치로 절환되면, 밸브제어포트(220)와 리셋포트(219)는, 후측 단부면(209)에 의해 상호 연통하고, 압유가 리셋통로(225)로부터 역지밸브(340)를 개재해 제2제어밸브(300)의 제어포트(309)로 공급된다.

이것에 의해, 제2제어밸브(300)는, 공통스풀(320) 상하의 소경부(322)와 대경부(321)와의 수압면적차에 의해 공통스풀(320)이 동 도면 상방으로 압압되서 "통상 스트로크위치"로 절환된다. 이때 리셋포트(219)에는, 밸브제어포트(220)를 개재해 연통구멍(210)으로부터 압유가 보충된다. 그 때문에, 밸브(201)의 정지상태의 유지와 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)의 작동(도면 중, 상방으로의 공통스풀(320)의 이동과 이동후의 정지상태의 유지)에 필요한 압유가 충분히 공급된다.

이어서, 피스톤(120)이 전진해서 피스톤(120)이 타격점의 위치, 즉, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 후단이, 실린더(100)의 밸브제어포트(107)의 위치를 통과하면, 실린더(100)의 저압포트(108)와 밸브제어포트(107)가 연통하고, 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)가 저압으로 접속된다. 이것에 의해, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 후방으로 압압되서 후퇴위치로 전환되고, 이에 따라 피스톤후실(102)이 저압이 된다.

여기서, 피스톤후실(102)이 저압이 되면, 암반이 단단한 경우에는 피스톤(120)이 근소한 관입량으로 후퇴한다. 이때, 제2제어밸브(300)는, 하측의 제어포트(309)에, 스풀제어포트(106)에 연통하는 압유가 보호유지되어 있으므로, 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)은 "통상 스트로크위치"를 유지한다.

즉, 피스톤(120)이 후퇴해서 밸브(201)의 절환이 이루어질 때까지는, 실린더(100)의 밸브제어포트(107)는 저압포트(108)와 계속 연통하기 때문에, 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)가 저압포트(108)와 계속 연통한다. 이것에 의해 실린더(100)의 스풀제어포트(106)의 압유가 폐회로내에 보호유지되기 때문에 밸브(201)가 전환되지 않도록 "통상 스트로크위치"가 보호유지된다.

이어서, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 전단이 실린더(100)의 밸브제어포트(107)의 위치까지 후퇴하면, 밸브제어포트(107)가 피스톤전실(101)의 고압유에 연통한다. 그 때문에 밸브제어포트(107)를 개재해 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)에 고압유가 도입된다. 또한, 전측 대경부(121)의 전단이 밸브제어포트(107)까지 후퇴하는 과정에서, 스트로크제어포트(105) 및 스풀제어포트(106)의 순서로 통과하지만, 어느 쪽의 포트도 회로가 폐쇄되어 있기 때문에 액압식 타격장치의 작동에 영향은 없다.

이것에 의해, 제1제어밸브(200)의 밸브(201) 전후의 수압면적차에 의해 밸브(201)가 전진위치로 이동하고, 후실포트(222)는, 밸브(201)의 후단면(207)과 밸브실 후단면(217)과의 사이, 및 중공통로(228)를 개재해 고압접속된 밸브실(212)과 연통하기 때문에 피스톤후실(102)이 고압접속되어, 피스톤후실(102)이 고압이 된다. 그 때문에 피스톤(120) 전후의 수압면적차에 의해 피스톤(120)은 전진을 개시한다.

이때 제2제어밸브(300)에는, 제1제어밸브(200)의 작동압유가, 리셋포트(219)로부터 리셋통로(225)의 역지밸브(340)를 개재해 제2제어밸브(300) 하측의 제어포트(309)에 도입되어 있기 때문에, 공통스풀(320) 상하의 소경부(322)와 대경부(321)와의 수압면적차에 의해 공통스풀(320)이 동 도면 상방의 "통상 스트로크위치"가 유지되고 있다.

여기서, 암반이 약한 경우에는, 피스톤(120)이 암반을 타격후에도 타격점의 위치를 벗어나 더욱 피스톤(120)이 전진해 버린다. 이때, 본 실시형태의 액압식 타격장치에서는, 피스톤(120)이 타격점의 위치를 벗어나 더욱 전진했을 때에, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 후단이 실린더(100)의 스풀제어포트(106)가 형성되어 있는 "절환위치"까지 도달하면, 스풀제어포트(106)가 저압포트(108)와 연통하기 때문에 저압으로 접속된다. 그 때문에 제2제어밸브(300) 하측의 제어포트(309)의 고압유가 개방되고, 이것에 의해 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)이 하방으로 압압되어 "쇼트 스트로크위치"로 절환된다.

이어서, 피스톤(120)이 후퇴해서 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 전단이 실린더(100)의 스트로크제어포트(105)의 위치까지 후퇴하면, 이때의 제2제어밸브(300)는, 공통스풀(320)이 "쇼트 스트로크위치"에 있기 때문에, 피스톤전실(101)의 고압유가, 스트로크제어포트(105)로부터 제2제어밸브(300)의 연통홈(323)을 개재해 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)에 도입된다.

그 때문에, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)는 전진위치로 절환되고, 이에 따라서 피스톤후실(102)이 고압이 된다. 따라서, 피스톤(120)은, 자신 전후의 수압면적차에 의해 쇼트 스트로크에서의 전진을 개시한다. 즉, 이 액압식 타격장치에 의하면, 암반이 약한 경우에는, "절환위치"에서 제2제어밸브(300)가 "쇼트 스트로크위치"로 절환되고, 피스톤(120)이 자동적으로 쇼트 스트로크에 의해 타격을 행할 수 있다.

그리고 밸브(201)가 전진위치로 절환될 때, 밸브제어포트(220)에 도입된 밸브(201)의 작동압유는, 제1제어밸브(200)의 리셋포트(219)로부터 리셋통로(225)의 역지밸브(340)를 개재해 제2제어밸브(300) 하측의 제어포트(309)에 도입된다.

이것에 의해, 제2제어밸브(300)는, 피스톤(120)이 쇼트 스트로크에 의한 전진시로서 "절환위치"에 도달하지 않는 동안에, 상하의 소경부(322)와 대경부(321)와의 수압면적차에 의해 동 도면 상방으로 압압되어 "통상 스트로크위치"로 절환된다. 환언하면, 제2제어밸브(300)가, 쇼트 스트로크상태에서 통상 스트로크상태로 리셋된다.

이후, 이 액압식 타격장치에서는, "오토 스트로크사양"으로 설정되어 있을 때는, 암반의 경도에 따라서 피스톤(120), 제1제어밸브(200) 및 제2제어밸브(300)의 협동에 의해 피스톤(120)이 전진과 후퇴를 반복하면서 로드(601)를 타격하지만, 암반이 단단한 경우(즉, 피스톤(120)의 전진시의 위치가 "절환위치"에 도달하지 않않은 때)는, 피스톤(120)이 통상 스트로크로 전진 및 후퇴하고, 암반이 약한 경우(즉, 피스톤(120)의 전진시의 위치가 "절환위치"에 도달한 때)는, 피스톤(120)이 쇼트 스트로크로 전진 및 후퇴한다.

따라서, 오토 스트로크사양으로 설정되어 있을 때, 이 액압식 타격장치에 의하면, 암반의 경도(암반에 대한 관입량)에 따라서 피스톤(120)의 스트로크를, 쇼트 스트로크 및 통상 스트로크의 한쪽에서 선택된 스트로크로 자동적으로 전환해서 타격력을 적정하게 조정함으로써, 로드(601) 및 로드 핀 등의 타격부로의 과잉된 부하를 경감할 수 있다.

특히, 이 액압식 타격장치에 의하면, 실린더(100)에는, 스트로크제어포트(105), 밸브제어포트(107) 및 이들 두 개의 포트(105, 107) 사이의 위치에 마련된 스풀제어포트(106)를 마련하고, 제2제어밸브(300)는, 일단의 고압실(305)을 상시 고압으로 하는 한편, 타단의 제어실(306)에 대하여 피스톤(120)이 전진시에 스트로크를 강제적으로 절환하는 스풀제어포트(106)에 연통하는 위치에 도달한 때에는, 제2제어밸브(300)의 제어실(306)을 저압회로(111)에 연통함으로써, 제2제어밸브(300)를 "쇼트 스트로크위치"로 전환하는 것과 함께, 피스톤(120)이 후퇴시에는, 제어실(306)이 전실통로(112)에 연통되어 실린더 스트로크를 통상 스트로크로 리셋하는 "통상 스트로크위치"로 전환하기 때문에, 실린더(100)에 스풀제어포트(106)를 추가함으로써, 제2제어밸브(300)에 스로틀을 마련하지 않은 간소한 구조로 하고, 암반에 대한 관입량을 피스톤(120)의 위치에 따른 단순한 유로의 절환에 의해 피스톤(120)의 스트로크를 강제적으로 절환 가능하게 하고 있다. 그 때문에, 예를 들면, 제2제어밸브(300)에 스로틀을 마련하는 구조에 비해 작동유의 온도변화의 영향을 받는 일이 없기 때문에, 제2제어밸브(300)의 동작의 안전성이 높다고 할 수 있다.

[제1실시형태에서의 공타방지사양]

다음으로, 상기 "공타방지사양"에서의, 제1실시형태의 액압식 타격장치의 동작, 및 작용·효과에 대해 설명한다.

이 액압식 타격장치는, 제1절환밸브(401)와 제2절환밸브(403)가, 도 3에 나타내는 상위치로 절환되어 있는 상태에 있어서, 가동전의 상태에서는, 위에서 설명한 바와 같이, 피스톤(120)은 백 헤드(500)에 봉입된 백 헤드 가스(G)의 가스압에 의한 압압력(F)에 의해 전방으로 압압되어 있다. 그 때문에, 피스톤(120)은, 도 3에 나타내는 전사점의 위치가 된다.

가동개시시에는, 피스톤(120)이 전사점의 위치일 때, 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)은, 동 도면에 나타내는 상측의 고압실(305)이 전실통로(112)에 상시 접속되는 한편, 하측의 제어실(306)은, 스풀제어통로(115)를 개재해서 실린더(100)의 스풀제어포트(106)에 연통하고 있다. 그 때문에, 고압실(305)로부터 공통스풀(320) 중앙의 관통구멍(324)에 공급되는 압유는, 스풀제어통로(115)로부터 스풀 제어포트(106)를 개재해 탱크로 빠져나간다. 그 때문에, 공통스풀(320)은, 고압실(305)측의 압유에 의해, 동 도면의 하방을 향하여 압압되어 "정지제어위치"에 위치한다.

또 가동개시시에는, 제1제어밸브(200)는, 전실통로(112)로부터의 압유가, 전실통로(223)를 개재해 밸브 전실(213)에 공급되기 때문에, 밸브(210)는 후퇴위치에 위치한다. 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 후퇴위치일 때, 제1제어밸브(200)는, 피스톤후실(102)을 저압회로(111)에 접속하고 있다.

즉, 펌프의 가동 전은, 피스톤(120)은, 백 헤드 가스(G)에 의한 전방으로의 압압력(F)에 의해 전사점의 위치에 있다. 펌프의 가동에 의해 유압(油壓)이 작용하면, 제2제어밸브(300)는, 공통스풀(320) 상단면에 작용하는 압유의 압압력에 의해 하방으로 이동한다. 이때, 제2제어밸브(300)에 공급되는 압유는, 공통스풀(320)의 소경부(322)의 위치에 형성된 감압실(307)로부터 감압통로(315)로 빠져나가서 감압한다. 또 공통스풀(320) 중앙의 관통구멍(324)에 공급되는 압유는, 하부의 제어포트(309)에 접속된 스풀제어통로(115)로부터 스풀제어포트(106)를 개재해서 탱크로 빠져나간다.

여기서, 관통구멍(324)의 오리피스(325) 및 감압실(307)은, 공급되는 압유의 압력을, 개방압을 초과하며 또한 시동압 미만의 압력인 타격정지압으로 하도록, 각 부분의 지름이나 용적이 설정되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 타격정지압은, 5~8 MPa의 범위에서 설정하고 있다.

그 때문에, 피스톤(120)의 피스톤전실(101)의 수압면에 작용하는 유압은 시동압미만이 되고, 피스톤(120)은 백 헤드 가스(G)에 의한 전방으로의 압압력(F)에 저항할 수 없다. 따라서, 피스톤(120)은 전사점의 위치가 유지되고, 액압식 타격장치는 그대로는 작동하지 않는다.

여기서, 도 3에 나타내는 상태에서는, 타격장치는 작동하지 않지만, 백 헤드 가스(G)에 의한 전방으로의 압압력(F)에 대해 피스톤전실(101)의 수압면에는, 개방압을 초과하며 또한 시동압 미만의 압력인 타격정지압의 유압이 작용하고 있다. 그 때문에, 공타방지사양의 작동을 해제할 때에, 비교적 적은 힘으로 로드(601)를 타격점까지 밀어넣을 수 있다. 로드(601)의 밀어 넣는 동작은, 오퍼레이터가 대차(臺車)의 붐, 암 등의 조작에 의해 로드(601)를 밀어 넣는다.

로드(601)가 피스톤(120) 측으로 밀어넣어짐으로써, 도 4에 나타내는 바와 같이, 로드(601)에 눌린 피스톤(120)이 후퇴하고, 실린더(100)의 스풀제어포트(106)와 저압포트(108)와의 연통상태를 피스톤(120)의 전측 대경부(121)가 차단한다. 스풀 제어포트(106)가 닫히면, 공통스풀(320) 상부의 고압실(305)에 공급되고 있는 압유는, 공통스풀(320)의 중심을 관통하는 관통구멍(324)으로부터 하부의 오리피스(325)를 개재해서 공통스풀(320) 하측의 제어실(306)에 공급되어 있으므로, 제어실(306)이 승압(昇壓)한다.

이것에 의해, 공통스풀(320) 상부의 소경부(322)와 하부의 대경부(321)와의 수압면적차에 의해 압유가 공통스풀(320)을 상방으로 밀어올리고, 공통스풀(320)은 상방으로 이동해서 "통상타격위치"에 위치한다. 공통스풀(320)이 "통상타격위치"에 위치하면, 공통스풀(320) 상부의 소경부(322)에 형성된 가로구멍(326)이 차단된다. 그 때문에 전실통로(112)의 압유가 시동압 이상까지 상승하여, 피스톤(120) 전실의 수압면에 작용하는 시동압에 의해 피스톤(120)이 후퇴하고, 액압식 타격장치가 가동을 개시한다.

액압식 타격장치가 가동되면, 피스톤전실(101)에 전실통로(112)의 고압유가 공급되서 피스톤전실(101)이 상시 고압이 되는 한편, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)가 후퇴위치일 때, 피스톤후실(102)은 저압이므로 피스톤(120)이 후방으로 부세되서 후퇴를 개시한다.

그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 전단이, 실린더(100)의 밸브제어포트(107)의 위치까지 후퇴하면, 상시 고압인 피스톤전실(101)로부터 밸브제어포트(107)에 공급된 고압유는, 제1제어밸브(200)의 하부에 마련된 밸브제어포트(220)에 도입된다. 제1제어밸브(200)는, 밸브제어포트(220)에 고압유가 공급되면, 후측 단부면(209)의 수압면적이 가산되서 밸브(201)가 전방으로 이동한다.

이것에 의해, 후실포트(222)는, 밸브(201)의 후단면(207)과 밸브실(212)의 밸브실 후단면(217)과의 사이가, 중공통로(228)를 개재해서 고압접속된 밸브실(212)과 연통한다. 그 때문에, 피스톤후실(102)이 후실포트(222)에 접속된 후실통로(113)를 개재해서 고압접속된다. 따라서, 피스톤후실(102)이 고압이 되기 때문에, 피스톤(120)은, 자신의 수압면적차에 의해, 밸브제어포트(107)의 위치에 따른 소정 스트로크의 전진을 개시한다.

이어서, 피스톤(120)이 전진해서, 피스톤(120)이 타격점의 위치, 즉, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 후단이, 실린더(100)의 밸브제어포트(107)의 위치를 통과하면, 실린더(100)의 저압포트(108)와 밸브제어포트(107)가 원환홈(125)을 개재해서 연통하고, 제1제어밸브(200)의 밸브제어포트(220)가 저압으로 접속된다.

밸브제어포트(220)가 저압접속되면, 제1제어밸브(200)의 밸브(201)는, 밸브(201) 전후의 수압면적차에 의해 후방으로 압압되서 후퇴위치로 전환되고, 이에 따라 피스톤후실(102)이 저압이 된다. 여기서, 피스톤후실(102)이 저압이 되면, 암반이 단단한 경우에는, 피스톤(120)은 근소한 관입량으로 후퇴를 개시한다. 이때 제2제어밸브(300)는, 스풀제어포트(106)가 차단상태로 유지되어 있으므로 공통스풀(320)은 "통상타격위치"를 유지한다.

이와 같이 해서, 암반이 단단한 경우에는, 계속해서 피스톤(120)은 후퇴할 수 있다. 즉, 이 액압식 타격장치에 의하면, 암반이 단단한 경우에는, 피스톤(120)이 전진과 후퇴를 반복하면서 로드(601)를 타격하는, 계속된 통상타격을 행할 수 있다.

이에 대하여, 암반이 약한 경우에는, 피스톤(120)이 암반을 타격후에도 타격점의 위치를 벗어나 더욱 피스톤(120)이 전진해 버린다. 이때 본 실시형태의 액압식 타격장치에서는, 피스톤(120)이 타격점의 위치를 벗어나 더욱 전진했을 때에, 피스톤(120)의 전측 대경부(121)의 후단이, 실린더(100)의 스풀제어포트(106)가 형성되어 있는 "정지제어위치"까지 도달하면, 스풀제어포트(106)가 원환홈(1250)을 개재해서 저압포트(108)와 연통하기 때문에 저압회로에 접속된다. 이때문에, 제2제어밸브(300)의 공통스풀(220) 하측의 제어포트(309)의 고압유가 개방된다.

이것에 의해, 제2제어밸브(300)의 공통스풀(320)은, 고압실(305)에 공급되는 압유에 의해 하방으로 압압되서 "타격정지위치"로 절환된다. 공통스풀(320)이 "타격정지위치"에 위치하면, 제2제어밸브(300)의 고압실(305)에 공급되는 압유는, 위에서 설명한 감압실(307)로부터 감압통로(315)로 빠져나간다. 그 때문에 전실통로(112)가 감압되고, 피스톤(120) 전실의 수압면에 작용하는 압유가 시동압 미만으로 내려가서, 피스톤(120)은, 백 헤드 가스(G)에 의한 전방으로의 압압력(F)에 의해, 전사점까지 이동해서 자동적으로 정지한다.

따라서, 이 액압식 타격장치에 의하면, "공타방지사양"으로 설정되어 있을 때는, 암반의 경도(암반으로의 관입량)에 따라서 피스톤(120)의 타격동작을, 암반이 단단한 경우에는 계속된 통상타격을 행하는 것과 함께, 암반이 약한 경우에는, 피스톤(120)을 자동적으로 정지시킬 수 있다.

특히, 공타방지사양으로 설정되어 있을 때, 이 액압식 타격장치에 의하면, 타격사이클을 정지시에, 피스톤(120)이 전사점 위치에서 정지할 때는, 피스톤전실(101)이, 개방압을 초과하며 또한 시동압 미만의 압력인 5~8 MPa 정도의 타격정지이므로, 피스톤전실(101)이 쿠션작용을 발휘하면서 피스톤(120)을 정지할 수 있다. 그 때문에, 피스톤(120)이 프론트 헤드(600)에 세차게 충돌하는 것이 방지 또는 억제되기 때문에, 타격사이클을 정지시에서의 양자의 부하가 경감된다.

또 이 액압식 타격장치에 의하면, 피스톤(120)이 전사점 위치일 때에, 피스톤(120) 전실의 수압면에 작용하는 압유가, 5~8 MPa 정도의 타격정지압으로 되어 있기 때문에, 타격사이클을 재개할 때는, 적은 힘으로 타격점까지 로드(601)를 밀어넣을 수 있으며, 실린더의 스풀제어포트(106)와 실린더(100)의 저압포트(108)와의 연통상태를 용이하게 차단할 수 있다. 따라서, 공타방지사양의 해제조작이 용이하다.

또 이 액압식 타격장치에 의하면, 타격사이클을 재개시에, 피스톤(120)이 후퇴동작을 개시할 때는, 작동압이 5~8 MPa 정도의 타격정지압의 상태로부터 상승하기 때문에, 절환시의 압력변동이 비교적 온화하고, 반력이 비교적으로 작으며, 유압기기의 구성부재에 걸리는 부하가 작다. 그 때문에 각 부분의 고장이나 호스의 풀림이 발생하는 갑작스러운 트러블도 방지 또는 저감할 수 있다.

또 이 액압식 타격장치에 의하면, 실린더(100)에는, 스풀제어포트(106)를 추가한 간소한 구조로 하고, 암반에 대한 관입량을 피스톤(120)의 위치에 따른 단순한 유로의 절환에 의해 피스톤(120)의 타격동작을 절환 가능하게 하고 있기 때문에, 제2제어밸브(300)의 동작의 안정성이 높다고 할 수 있다.

[제2실시형태]

다음으로, 본 발명의 제2실시형태에 대하여 도면을 적절히 참조하면서 설명한다.

제2실시형태는, 제1실시형태와 대비하면 절환밸브로서의 모드선택수단(400)을 구비하지 않고, 제2제어밸브에 접감하는 스풀을 오토 스트로크사양의 스풀과 공타방지사양의 스풀로 교체함으로써 양 모드를 절환하는 점이 상이하다.

또한, 제2실시형태에 있어서, 오토 스트로크기구의 동작에 대해서는, 위에서 설명한 제1실시형태의 액압식 타격장치에서 오토 스트로크사양을 선택한 경우의 작용기서(作用機序)와 마찬가지이며, 또 공타방지기구의 동작에 대해서는, 위에서 설명한 제1실시형태의 액압식 타격장치에서 공타방지사양을 선택한 경우의 작용기서 마찬가지이므로, 본 실시형태에서는 설명을 생략한다.

도 5 및 도 6은 제2제어밸브(300') 내에, 오토 스트로크 스풀(350)을 접감한 상태를 나타내고 있다.

도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 오토 스트로크 스풀(350)은, 대경부(351)와 소경부(352)를 가지는 원통모양의 부재이고, 대경부(351)의 외주에는, 원환모양의 연통홈(353)이 마련되어 있다. 연통홈(353)은, 오토 스트로크 스풀(350)이 하단 위치로 이동했을 때에 밸브연통포트(311)와 실린더연통포트(312)를 연통하도록 형성되어 있다.

제2제어밸브(300')의 다른 구성은, 제1실시형태의 제2제어밸브(300)와 공통이다. 또한, 제2제어밸브(300')의 경우, 감압실(307)이 고압실(305)과 연통하는 일은 없기 때문에, 감압포트(310) 및 감압통로(315)는 감압기구로서 작용하지 않고 드레인으로서 기능한다.

도 7 및 도 8은, 제2제어밸브(300") 내에, 공타방지스풀(360)을 접감한 상태를 나타내고 있다.

도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 공타방지스풀(360)은, 대경부(361)와 소경부(362)를 가지는 원통모양의 부재이고, 그 축심에는, 축심을 따라 관통구멍(363)이 형성되어 있다. 관통구멍(363)의 대경부(361) 측에는, 오리피스(364)가 마련되고, 관통구멍(363)의 소경부(362) 측에는, 축심과 직교하는 방향으로 가로구멍(365)이 형성되어 있다. 가로구멍(326)은, 공타방지스풀(360)이 하단 위치로 이동했을 때에, 극간(307a)을 개재해서 감압실(307)에 연통하도록 형성되어 있다. 제2실시형태에 있어서, 공타방지스풀(360)은, 대경부(361)의 외주에, 제1실시형태에서의 연통홈(323)이 형성되어 있지 않은 점이 상이하다.

제2제어밸브(300")의 다른 구성은, 제1실시형태의 제2제어밸브(300)와 공통이다. 또한, 제2제어밸브(300')의 경우, 제1실시형태에서의 연통홈(323)이 형성되어 있지 않기 때문에, 밸브연통포트(311)와 실린더연통포트(312)가 연통하는 일은 없기 때문에, 스트로크제어통로(116)와 밸브제어통로(스풀경유)(226)는, 오토 스트로크기구로서 작용하지 않는다.

제2실시형태에 있어서, 이들 오토 스트로크 스풀(350)과 공타방지스풀(360)의 교체작업은, 플래그(303)와 제1스프링(302a)을 떼어내는 것 만으로 부품을 교체할 수 있다. 그 때문에 필요에 따라서, 오토 스트로크사양과 공타방지사양을 적절하게 또한 용이하게 변경 가능하다.

100: 실린더
101: 피스톤전실
102: 피스톤후실
103: 전실포트
104: 후실포트
105: 스트로크제어포트
106: 스풀제어포트
107: 밸브제어포트
108: 저압포트
110: 고압회로
111: 저압회로
112: 전실통로
113: 후실통로
114: 밸브 제어통로 (직결)
115: 스풀제어통로
116: 스트로크 제어통로
120: 피스톤
121: 전측 대경부
122: 후측 대경부
123: 중경부
124: 소경부
125: 원환홈
200: 제1제어밸브
201: 밸브
202: 중경부
203: 대경부
204: 소경부
205: 배유홈
206: 전단면
207: 후단면
208: 전측 단부면
209: 후측 단부면
210: 연통구멍
211: 슬릿홈
212: 밸브실
213: 밸브 전실
214: 밸브 주실
215: 밸브 후실
216: 밸브실 전단면
217: 밸브실 후단면
218: 전측 저압포트
219: 리셋포트
220: 밸브제어포트
221: 후측 저압포트
222: 후실포트
223: 전실통로
224: 전측 저압통로
225: 리셋통로
226: 밸브 제어통로 (스풀 경유)
227: 후측 저압통로
228: 중공통로
300, 300', 300": 제2제어밸브
301: 하우징
302a, 302b: 제1슬리브, 제2슬리브
303: 플래그
304: 스풀실
305: 고압실
306: 제어실
307: 감압실
307a: 극간
308: 고압포트
309: 제어포트
310: 감압포트
311: 밸브 연통포트
312: 실린더 연통포트
313: 저압포트
314: 고압통로
315: 감압통로
316: 저압통로
320: 공통스풀
321: 대경부
322: 소경부
323: 연통홈
324: 관통구멍
325: 오리피스
326: 가로구멍
330: 가변 스로틀
340: 역지밸브
350: 오토 스트로크 스풀
351: 대경부
352: 소경부
353: 연통홈
360: 공타방지스풀
361: 대경부
362: 소경부
363: 관통구멍
364: 오리피스
365: 가로구멍
400: 모드선택수단
401: 제1절환밸브
402: 스로틀
403: 제2절환밸브
500: 백 헤드
600: 프론트 헤드
601: 로드
G: 백 헤드 가스
P: 펌프
T: 탱크

Claims

실린더와,
그 실린더에 전후진 가능하게 접감(摺嵌)되는 피스톤과,
그 피스톤의 전후진 동작을 제어하는 제1제어밸브와,
상기 피스톤의 피스톤 스트로크를 통상 스트로크와 그 통상 스트로크보다도 짧은 쇼트 스트로크로 전환하는 오토 스트로크기구와,
상기 피스톤을 액압으로 구동하는 회로 내를 작동압 미만으로 감압하는 공타방지기구와,
상기 오토 스트로크기구 및 상기 공타방지기구 중 어느 한쪽의 모드를 선택하는 제2제어밸브를 구비하고,
상기 제2제어밸브에는, 오토 스트로크 설정부와 공타방지 설정부를 둘 다 갖춘 공통스풀이 접감되는 것과 함께, 상기 오토 스트로크 설정부로의 압유(壓油)의 공급과 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 상호 접단(接斷)하는 절환밸브를 포함하는 모드선택수단이 마련되고,
상기 모드선택수단은,
상기 오토 스트로크 설정부에 압유를 공급하는 한편, 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 금지했을 때에는, 상기 오토 스트로크기구가 선택되고,
상기 오토 스트로크 설정부로의 압유의 공급을 금지하는 한편, 상기 공타방지 설정부로부터의 압유의 토출을 허용했을 때에는, 상기 공타방지기구가 선택되는 것을 특징으로 하는 액압식 타격장치.
실린더와,
그 실린더에 전후진 가능하게 접감되는 피스톤과,
그 피스톤의 전후진 동작을 제어하는 제1제어밸브와,
상기 피스톤의 피스톤 스트로크를 통상 스트로크와 그 통상 스트로크보다도 짧은 쇼트 스트로크로 전환하는 오토 스트로크기구와,
상기 피스톤을 액압으로 구동하는 회로 내를 작동압 미만으로 감압하는 공타방지기구와,
상기 오토 스트로크기구 및 상기 공타방지기구 중 어느 한쪽의 모드를 선택하는 제2제어밸브를 구비하고,
상기 제2제어밸브는, 스풀접감부를 가짐과 함께, 그 스풀접감부에 공급되는 제어압에 따라 자신의 축방향으로 진퇴하는 스풀로서, 상기 스풀접감부에 접감되었을 때에 상기 오토 스트로크기구가 선택되는 오토 스트로크용 스풀과, 상기 스풀접감부에 접감되었을 때에 상기 공타방지기구가 선택되는 공타방지용 스풀이 교체 가능하게 접감되도록 구성되고,
상기 오토 스트로크용 스풀은, 상기 스풀접감부에 접감되었을 때에, 자신의 진퇴에 따라 상기 오토 스트로크기구를 구성하는 유로를 개폐하고,
상기 공타방지용 스풀은, 상기 스풀접감부에 접감되었을 때에, 자신의 진퇴에 따라 상기 공타방지기구를 구성하는 유로를 개폐하는 것을 특징으로 하는 액압식 타격장치.