JP2000326261A - 液圧式打撃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空打ちに起因する装置の損傷を効果的に防止
するとともに、この空打ち防止状態を容易に解除して通
常の打撃状態に復帰させ得るようにする。 【解決手段】 シリンダ３に形成された前部ポート８と
後部ポート１１との間に、低圧回路１０に連通する排出
ポート１３と、制御弁１２の設置部に連通するパイロッ
トポート１４とを設けるとともに、上記前部ポート８の
前方側に、ドレン通路１６に連通されたドレンポート１
５を設け、ピストン２が正規の打撃位置よりも前進した
ときに、ピストン２により上記前部ポート８を閉止した
状態で、前部室４をドレンポート１５に連通させる連通
溝１８を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、削岩機等の駆動源
として用いられる液圧式打撃装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば特開平１０−８０８７８号
公報に示されるように、シリンダ内に、中央に大径部そ
の前後に小径部を有するピストンを摺嵌して前室と後室
とを形成し、前室を高圧回路へ連通させる前室ポート
と、後室を制御弁へ連通させる後室ポートとを設け、制
御弁の前後進の切換によって上記後室を低圧回路と高圧
回路とに交互に切換えてピストンを前後進させる液圧式
打撃装置において、上記ピストンが正規の打撃位置より
も前方側に移動した状態で打撃が行われる空打ちの発生
により、打撃部が損傷するのを防止する空打ち防止機能
を設けることが行われている。

【０００３】すなわち、図６及び図７に示すように、上
記シリンダ３１内に、制御弁３２の切換えを行う弁制御
室に弁制御回路３３で接続される弁制御ポート３４を、
ピストン３５が後進したときに前部室３６と連通する位
置に設け、弁制御ポート３４の後方に低圧回路３７と連
通する排液ポート３８を設け、弁制御ポート３４の前方
にショートストロークポート３９を設け、ピストン３５
が前進したときに打撃位置の手前で弁制御ポート３４と
排液ポート３８とを連通させ、かつピストン３５が打撃
位置を越えてさらに前進したときに弁制御ポート３４と
ショートストロークポート３９とを連通させる連通溝４
０をピストン３５の大径部３５ａの外周に設け、上記ス
トローク切替弁４１を介してショートストロークポート
３９を弁制御回路３３と高圧回路４２とに切り換え連通
可能に接続することが行われている。

【０００４】そして、上記ピストン３５が通常の打撃位
置を越えてさらに前進し、図７に示す位置に達した場合
には、ショートストロークポート３９と弁制御ポート３
４とが連通溝４０を介して連通することにより弁制御室
が高圧となり、制御弁３２の弁体が後退して後部室４３
が再度、高圧回路４２と連通するため、ピストン３５が
後退することなく、前進した状態で停止して空打ちが防
止されるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のようにピストン
３５が通常の打撃位置を越えてさらに前進したときに、
上記後部室４３を高圧回路４２と連通させることによ
り、ピストン３５を前進状態で停止させるように構成し
た場合には、空打ちに起因する装置の損傷を防止できる
という利点を有する反面、上記空打ち防止状態から通常
の打撃状態に復帰させる際に、上記ピストン３５によっ
て駆動されるロッド４４の先端部を被破砕物に押し付け
ることにより、上記後部室４３に作用する高圧の押し付
け力に抗してピストン３５を通常の打撃位置に復帰させ
る必要があるために、この作業が困難であるという問題
がある。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑み、空打ち
に起因する装置の損傷を効果的に防止することができる
とともに、この空打ち防止状態を容易に解除して通常の
打撃状態に復帰させることができる液圧式打撃装置を提
供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
工具ビットを打撃するピストンと、この工具ビット及び
ピストンを前後進可能に支持するシリンダと、ピストン
の前後進に応じて切換え操作される制御弁と、ピストン
を前方に付勢するガスが封入されたガス室とを有し、上
記ピストンとシリンダとの間に、作動流体が導入される
前部室と後部室とを形成するとともに、この前部室に連
通する前部ポートと、後部室に連通する後部ポートとを
上記シリンダに形成し、上記制御弁の切換え操作に応じ
て後部ポートまたは前部ポートの少なくとも一方を高圧
回路と低圧回路とに交互に連通させることにより、上記
ピストンを前後進させて工具ビットを打撃するように構
成された液圧式打撃装置において、上記前部ポートと後
部ポートとの間に、低圧回路に連通する排出ポートと、
上記制御弁の設置部に連通するパイロットポートとを設
けるとともに、上記前部ポートの前方側に、ドレン通路
に連通されたドレンポートを設け、上記ピストンが正規
の打撃位置よりも前進したときに、ピストンにより上記
前部ポートを閉止した状態で、前部室をドレンポートに
連通させる連通溝を設けたものである。

【０００８】上記構成によれば、ピストンが正規の打撃
位置よりも前進したときに、上記前部ポートの他方がピ
ストンによって閉塞された状態で、上記連通溝を介して
前部室がドレンポートに連通されることにより、この前
部室が低圧となった状態で、上記ガス室に封入されたガ
ス圧によってピストンが上記前進位置に保持されるた
め、空打ちが防止されるとともに、後部室を低圧状態と
することによりピストンを正規の打撃位置に容易に復帰
させることが可能となる。

【０００９】請求項２に係る発明は、上記請求項１記載
の液圧式打撃装置において、上記ピストンの外周部に、
その軸方向に伸びるように上記連通溝を形成したもので
ある。

【００１０】上記構成によれば、ピストンが正規の打撃
位置よりも前進したときに、上記前部ポートがピストン
によって閉塞された状態で、上記ピストンの外周部に形
成された連通溝を介して前部ポートがドレンポートに連
通され、上記前部室内の作動流体がドレンポートからド
レン通路に排出されることことにより、前部室内が低圧
状態となる。

【００１１】請求項３に係る発明は、上記請求項１又は
２記載の液圧式打撃装置において、上記ドレンポートに
接続されたドレン通路を開閉する開閉手段を備えたもの
である。

【００１２】上記構成によれば、開閉手段を開放位置に
操作して上記ドレン通路を連通状態とすることにより、
ピストンが正規の打撃位置よりも前進したときに、上記
前部ポートがピストンにより閉塞された状態で、上記前
部室内の作動流体がドレン通路に排出されるため、ピス
トンの後退が阻止されて空打ち防止状態となる。また、
上記開閉手段を閉止位置に操作して上記ドレン通路を遮
断状態とすることにより、ピストンが正規の打撃位置よ
りも前進したときに、上記前部室内の作動流体がドレン
通路に排出されることが防止されるため、ビストンの後
退が許容されて空打ち可能状態となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明に係る
液圧式打撃装置の実施形態を示している。上記衝撃工具
は、さく岩機のチゼル１等からなる工具ビットを打撃す
るピストン２と、このチゼル１およびピストン２を前後
進可能に支持するシリンダ３と、ピストン２の前後進に
応じて切換え操作される制御弁１２とを有し、上記ピス
トン２とシリンダ３との間には、オイル等の作動流体が
導入される前部室４と後部室５とが形成されている。

【００１４】また、上記シリンダ３には、油圧ポンプ６
に接続された油圧供給回路７からなる高圧回路に上記前
部室４を連通させる前部ポート８が形成されるともに、
上記油圧供給回路７と排出タンク９に接続された油圧排
出回路１０からなる低圧回路とに上記後部室５を選択的
に連通させる後部ポート１１が形成され、上記制御弁１
２が切換え操作されるのに応じて、上記後部室５が油圧
供給回路７と油圧排出回路１０とに交互に連通されるこ
とにより、上記ピストン２が前後進するように構成され
ている。

【００１５】すなわち、上記ピストン２の中央部には、
前後一対の大径部２ａ，２ｂが形成されるとともに、後
部室５内に臨む後端部２ｄの直径が、上記前部室４内に
臨む前端部２ｃの直径よりも小さく設定されることによ
り、後方室５側の受圧面積が前方室４側の受圧面積より
も大きくなるように構成されている。そして、上記前部
室４及び後部室５の両方が油圧供給回路７に連通された
場合に、上記受圧面積の差に応じてピストン２が前方側
に付勢されて前方移動し、上記後部室５が油圧排出回路
１０に連通された場合に、上記前部室４の内部圧力と後
部室５の内部圧力との差に応じてピストン２が後方側に
付勢されて後方移動するようになっている。

【００１６】上記前部ポート８と後部ポート１１との間
には、上記油圧排出回路１０からなる低圧回路に連通す
る排出ポート１３と、上記制御弁１２の設置部に連通す
るパイロットポート１４とが設けられ、このパイロット
ポート１４と上記排出ポート１３とが遮断状態から導通
状態となった時点で、上記後部室５を油圧排出回路１０
に連通させる方向に制御弁１２が切り換えられるように
構成されている。また、上記前部ポート８の前方側に
は、ドレンポート１５が形成され、ピストン２とシリン
ダ３との間隙を通って漏出した作動流体等が上記ドレン
ポート１５からドレン通路１６を介して排出タンク９に
導出されるようになっている。

【００１７】上記ピストン２の前端部２ｃには、軸方向
に伸びる連通溝１８が周面に形成されている。そして、
後述するように上記ピストン２が正規の打撃位置よりも
前方側に移動した場合に、ピストン２の大径部２ａによ
り前部ポート８が閉塞された状態で、上記連通溝１８を
介して前部室４がドレンポート１５に連通されるように
構成されている。また、上記シリンダ３の後端部側に
は、ピストン２を前方に付勢するガスが封入されるガス
室１９が設けられている。

【００１８】上記構成において、図１に示すように、ピ
ストン２が通常の打撃位置に前進すると、パイロットポ
ート１４が排出ポート１３と連通した状態となるので、
上記制御弁１２の弁体を後方側に押動する圧力が低下
し、この弁体が前方側にスライド変位することにより、
後部ポート１１が油圧排出回路１０に連通して後部室５
内が低圧状態となるため、油圧供給回路７から前部室４
内に導入された高圧の作動流体により、ピストン２が後
方に押されて後退し始める。

【００１９】そして、図２に示す後退位置にピストン２
が後退すると、上記パイロットポート１４と排出ポート
１３との連通状態が、ピストン２の大径部２ａによって
遮断されるとともに、前部ポート８とパイロットポート
１４とが連通状態となる。このため、上記油圧供給回路
７から上記パイロットポート１４を介して制御弁１２の
前端部側に高圧の作動流体が導入されることにより、制
御弁１２の弁体が、後方側に押動されてスライド変位し
て、上記後部ポート１０を油圧供給回路７からなる高圧
回路に連通させるように制御弁１２が切り換えられる。

【００２０】すなわち、上記制御弁１２の弁体は、その
前端部の直径が後端部に比べて小さな値に設定されるこ
とにより、前端部側の受圧面積が後端部側に比べて大き
く設定されているため、図２に示すようにパイロットポ
ート１４と排出ポート１３との連通が遮断された状態で
は、上記受圧面積の差に応じて制御弁１２の弁体が後方
側にスライド変位して後部ポート１１が高圧の上記油圧
制御回路７に連通するようになっている。

【００２１】そして、上記制御弁１２の切換えに応じて
後部室５内に高圧の作動流体が導入されるため、ピスト
ン２が再び前方側に移動し、この一連の動作が繰り返さ
れることにより、ピストン２が前後に往復動して上記工
具ビット１が連続的に打撃されることになる。

【００２２】上記工具ビット１によって被破砕物が破砕
される等により、図３に示すように、ピストン２が正規
の打撃位置よりも前方側に移動した場合には、上記ピス
トン２の大径部２ａにより上記前部ポート８が閉塞され
るとともに、上記連通溝１８を介して前部室４がドレン
ポート１５に連通されることにより、前部室４内の作動
流体が上記ドレン通路１６から排出タンク９に導出され
て前部室４も低圧状態となる。また、後部室５は、上記
パイロットポート１４が排出ポート１３に連通した状態
となっているので、上記後部ポート１１が制御弁１２に
より油圧排出回路１０に連通されて低圧状態に維持され
ている。

【００２３】このようにして上記前部室４及び後部室５
の両方が低圧状態となることにより、ピストン２の後退
が阻止されるため、上記シリンダ３の後端部側に位置す
るガス室１９内に封入されたガスの圧力によりピストン
２が上記前進位置に保持さて空打ち防止状態となる。こ
れによって上記被破砕物が破砕されたにも拘わらず、ピ
ストン２が正規の打撃位置を超えて工具ビット１を連続
的に打撃するという事態が生じることがなくなり、液圧
式打撃装置の損傷を防ぐことができる。

【００２４】しかも、上記後部室５が低圧状態となって
いるため、工具ビット１の先端部を被破砕物等に押し当
てて液圧式打撃装置を軽く前方に付勢するだけで、ピス
トン２を正規の打撃位置に押し込むことができる。した
がって、被破砕物の破砕作業等を再開する際に、後部室
に導入された高圧の作動流体の押圧力に抗してピストン
を押し込む必要がある従来装置に比べ、上記空打ち防止
状態を極めて容易に解除することができる。

【００２５】なお、上記ピストン２が正規の打撃位置よ
りも前方側に移動した場合に、上記前部室４をドレンポ
ート１５に連通させるための連通溝１８をピストン２の
外周部に形成してなる上記実施形態に代え、図４に示す
ように、上記ドレンポート１５の設置部から前方側に伸
びる連通溝２０をシリンダ３側に形成することも可能で
ある。そして、通常の打撃時には、上記連通溝２０によ
る前部室４とドレンポート１６との連通状態を、上記ピ
ストン２に形成されたフランジ部２１により遮断すると
ともに、ピストン２が仮想線で示すように、正規の打撃
位置よりも前方側に移動するのに応じて、上記フランジ
部２１をドレンポート１５の前方側に変位させることに
より、上記連通溝２０を介して前部室４とドレンポート
１６とを連通させるように構成してもよい。

【００２６】しかし、上記のように連通溝２０をシリン
ダ３側に形成した場合には、上記連通溝１８をピストン
２の外周面に形成する場合に比べて加工が困難であり、
製造コストが高く付くとともに、既存の液圧式打撃装置
に上記構成を容易に適用することができないため、ピス
トン２の周面に、その軸方向に伸びるように上記連通溝
１８を形成した構造とすることが望ましい。

【００２７】また、図５に示すように、上記連通溝１８
を介して前部室４に連通される第１ドレンポート１５
と、ピストン２とシリンダ３との間隙を通って漏出した
作動流体を排出タンク９に導出させる第２ドレンポート
２２とをシリンダ３に形成するとともに、上記第１ドレ
ンポート１５に接続されたドレン通路１６を開閉するス
トップバルブ又は埋め栓プラグ等からなる開閉手段２３
を設けた構造としてもよい。

【００２８】上記構成によれば、開閉手段２３を開放し
て上記第１ドレンポート１５とドレン通路１６とを連通
させた場合には、ピストン２が正規の打撃位置よりも前
進したときに、上記前部室４内の作動流体を、上記第２
ドレンポート２２に接続されたドレン通路２４を介して
排出タンク９に導出させて前部室４内を低圧状態とする
ことにより、上記前進位置にピストン２を保持させる空
打ち防止状態とすることができる。

【００２９】また、上記開閉手段２３を閉止して上記第
１ドレンポート１５に接続されたドレン通路１６を遮断
状態とした場合には、ピストン２が正規の打撃位置より
も前進したときに、前部室４内の作動流体が上記ドレン
通路１６を介して排出タンク９に導出されるのを防止し
て高圧状態に維持することにより、ピストン２を後退さ
せて空打ち可能状態とすることができる。

【００３０】なお、上記開閉手段２３を閉止した空打ち
防止状態においても、ピストン２とシリンダ３との間隙
から漏出した作動流体を、上記第２ドレンポート２２か
らドレン通路２４を経て排出タンク９に導出させること
ができるため、上記漏出作動流体によってシール材が劣
化するのを防止することができる。

【００３１】また、上記実施形態では、前部ポート８を
常に高圧回路に連通させるとともに、制御弁１２の切換
え操作に応じて後部ポート１１を高圧回路と低圧回路と
に交互に連通させるように構成した例について説明した
が、後部ポート１１を常に高圧回路に連通させるととも
に、制御弁１２の切換え操作に応じて前部ポート８を高
圧回路と低圧回路とに交互に連通させ、あるいは前部ポ
ート８及び後部ポート１１の両方を制御弁１２の切換え
操作に応じて高圧回路と低圧回路とに交互に連通させる
ように構成することにより、ピストン２を前後進させる
ように構成してもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、工具ビ
ットを打撃するピストンと、この工具ビット及びピスト
ンを前後進可能に支持するシリンダと、ピストンの前後
進に応じて切換え操作される制御弁と、ピストンを前方
に付勢するガスが封入されたガス室とを有し、上記ピス
トンとシリンダとの間に、作動流体が導入される前部室
と後部室とを形成するとともに、この前部室に連通する
前部ポートと、後部室に連通する後部ポートとを上記シ
リンダに形成し、上記制御弁の切換え操作に応じて後部
ポートまたは前部ポートの少なくとも一方を高圧回路と
低圧回路とに交互に連通させることにより、上記ピスト
ンを前後進させて工具ビットを打撃するように構成され
た液圧式打撃装置において、上記前部ポートと後部ポー
トとの間に、低圧回路に連通する排出ポートと、上記制
御弁の設置部に連通するパイロットポートとを設けると
ともに、上記前部ポートの前方側に、ドレン通路に連通
されたドレンポートを設け、上記ピストンが正規の打撃
位置よりも前進したときに、ピストンにより上記前部ポ
ートを閉止した状態で、前部室をドレンポートに連通さ
せる連通溝を設けたため、上記ピストンが正規の打撃位
置よりも前進したときに、上記前部室及び後部室の両方
を低圧状態としてピストンの後退を阻止することによ
り、空打ちを防止することができる。

【００３３】したがって、上記被破砕物が破砕されたに
も拘わらず、ピストンが正規の打撃位置を超えて工具ビ
ットの打撃が繰り返される空打ちの発生が防止され、こ
の空打ちが行われることによる液圧式打撃装置の損傷を
防ぐことができる。しかも、上記空打ち防止状態では、
後部室が低圧状態であるため、上記工具ビットの先端部
を被破砕物等に押し当てて液圧式打撃装置を軽く前方に
付勢するだけで、ピストンを正規の打撃位置に押し込む
ことができ、上記空打ち防止状態を容易に解除して被破
砕物の破砕作業等を再開できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液圧式打撃工具の実施形態を示す
断面図である。

【図２】ピストンが後退した状態を示す断面図である。

【図３】ピストンが正規の打撃位置よりも前方側に移動
した状態を示す断面図である。

【図４】本発明に係る液圧式打撃工具の別の実施形態を
示す説明図である。

【図５】本発明に係る液圧式打撃工具のさらに別の実施
形態を示す説明図である。

【図６】液圧式打撃装置の従来例を示す断面図である。

【図７】液圧式打撃装置の従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 工具ビット ２ ピストン ３ シリンダ ４ 前部室 ５ 後部室 ７ 油圧供給回路（高圧回路） ８ 前部ポート １０ 油圧排出回路（低圧回路） １１ 後部ポート １２ 制御弁 １３ 排出ポート １４ パイロットポート １６ ドレンポート １８ 連通溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 工具ビットを打撃するピストンと、この
   工具ビット及びピストンを前後進可能に支持するシリン
   ダと、ピストンの前後進に応じて切換え操作される制御
   弁と、ピストンを前方に付勢するガスが封入されたガス
   室とを有し、上記ピストンとシリンダとの間に、作動流
   体が導入される前部室と後部室とを形成するとともに、
   この前部室に連通する前部ポートと、後部室に連通する
   後部ポートとを上記シリンダに形成し、上記制御弁の切
   換え操作に応じて後部ポートまたは前部ポートの少なく
   とも一方を高圧回路と低圧回路とに交互に連通させるこ
   とにより、上記ピストンを前後進させて工具ビットを打
   撃するように構成された液圧式打撃装置において、上記
   前部ポートと後部ポートとの間に、低圧回路に連通する
   排出ポートと、上記制御弁の設置部に連通するパイロッ
   トポートとを設けるとともに、上記前部ポートの前方側
   に、ドレン通路に連通されたドレンポートを設け、上記
   ピストンが正規の打撃位置よりも前進したときに、ピス
   トンにより上記前部ポートを閉止した状態で、前部室を
   ドレンポートに連通させる連通溝を設けたことを特徴と
   する液圧式打撃装置。
2. 【請求項２】 上記ピストンの外周部に、その軸方向に
   伸びるように上記連通溝を形成したことを特徴とする請
   求項１記載の液圧式打撃装置。
3. 【請求項３】 上記ドレンポートに接続されたドレン通
   路を開閉する開閉手段を備えたことを特徴とする請求項
   １又は２記載の液圧式打撃装置。