(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体１のシリンダ孔２内にロッドを備えたピストン３を嵌挿してピストン３を戻り方向に移動する受圧面積の小さな第１室４と、ピストン２を作業方向に移動する受圧面積の大きな第２室５及び補助室６とを有するシリンダ部７と、
油圧源と、タンク２８と、主切換弁２０と、第１の切換手段と、第２の切換手段を備え、
前記第１室４、第２室５、補助室６を、前記主切換弁２０、第１の切換手段、第２の切換手段によって前記油圧源とタンク２８に連通・遮断して前記ピストン３を作業方向と戻り方向に往復動させることで、チゼルを打撃したり、転圧板を押しつける振動発生装置において、
前記主切換弁２０は、前記第２室５をタンク２８に連通する第１の位置Ａと、前記第２室５を油圧源に連通する第２の位置Ｂに切換作動し、
前記第１の切換手段は、前記ピストン３とともに移動して前記主切換弁２０を第１の位置Ａ、第２の位置Ｂに切換えると共に、前記補助室６を油圧源とタンクに連通制御し、
前記第２の切換手段は、外部信号でブレーカ位置Ｃと転圧位置Ｄに切換えられ、ブレーカ位置Ｃの時には前記第１室４を油圧源に連通し、転圧位置Ｄの時には前記第１室４をタンクに連通し、
前記第１の切換手段は、前記第２の切換手段がブレーカ位置Ｃの時は、前記ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、当該ピストン３が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室６をタンク２８に連通し、かつストロークエンド位置の時に前記主切換弁２０を第１の位置Ａとし、前記ピストン３が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、
前記第１の切換手段は、前記第２の切換手段が転圧位置Ｄの時には、前記ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、当該ピストン３が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室６をタンク２８に連通すると共に、前記主切換弁２０を第１の位置とし、前記ピストン３が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に、前記補助室６を油圧源に連通すると共に、主切換弁２０を第２の位置Ｂとするようにしたことを特徴とする振動発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、破砕作業を行なうブレーカや転圧作業を行なう転圧機等に用いられる振動発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動発生装置としては、本体のシリンダ孔にピストンを嵌挿して第１室と第２室を形成し、その第１室の受圧面積を小さくして常時油圧源に接続し、第２室の受圧面積を大きくし油圧源とタンクにピストンの往復動に基づいて交互に連通してピストンを作業方向と戻り方向に往復動させるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の振動発生装置のピストンの作動速度は第１室、第２室の受圧面積差を小さくし、流量当りの速度を大きくすることで速くなり、ピストンの推力は第１室、第２室の受圧面積差を大きくして推力を発生するために圧力が作用する面積を大きくすれば大きくなる。
【０００４】
破砕作業するブレーカの場合にはチゼルの往復動速度が速い方が効率良く破砕作業できるので、ブレーカ用の振動発生装置としては第１室と第２室の受圧面積差が小さい方が良い。
【０００５】
また、転圧作業する転圧機の場合には転圧板を強い力で転圧面に押しつける方が効率良く転圧作業できるので、転圧用の振動発生装置としては第１室と第２室の受圧面積差が大きい方が良い。
【０００６】
前述のことに鑑み本出願人は先に、第１室と第２室の受圧面積差を変更できるようにした振動発生装置を提案したが、第１室と第２室との受圧面積差を変更するには限度があって大きな推力が得られない。
【０００７】
また、第１室と第２室の受圧面積差を小さくしてピストンの移動速度を速くした場合にはピストンの推力が小さくなるので、戻り方向ストロークエンド位置のピストンを作業方向に移動する開始する時に、そのピストンの慣性力や重量によってピストンが移動開始するまでに時間がかかり、結局ピストンの往復動速度が遅くなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした振動発生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、本体１のシリンダ孔２内にロッドを備えたピストン３を嵌挿してピストン３を戻り方向に移動する受圧面積の小さな第１室４と、ピストン２を作業方向に移動する受圧面積の大きな第２室５及び補助室６とを有するシリンダ部７と、
油圧源と、タンク２８と、主切換弁２０と、第１の切換手段と、第２の切換手段を備え、
前記第１室４、第２室５、補助室６を、前記主切換弁２０、第１の切換手段、第２の切換手段によって前記油圧源とタンク２８に連通・遮断して前記ピストン３を作業方向と戻り方向に往復動させることで、チゼルを打撃したり、転圧板を押しつける振動発生装置において、
前記主切換弁２０は、前記第２室５をタンク２８に連通する第１の位置Ａと、前記第２室５を油圧源に連通する第２の位置Ｂに切換作動し、
前記第１の切換手段は、前記ピストン３とともに移動して前記主切換弁２０を第１の位置Ａ、第２の位置Ｂに切換えると共に、前記補助室６を油圧源とタンクに連通制御し、
前記第２の切換手段は、外部信号でブレーカ位置Ｃと転圧位置Ｄに切換えられ、ブレーカ位置Ｃの時には前記第１室４を油圧源に連通し、転圧位置Ｄの時には前記第１室４をタンクに連通し、
前記第１の切換手段は、前記第２の切換手段がブレーカ位置Ｃの時は、前記ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、当該ピストン３が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室６をタンク２８に連通し、かつストロークエンド位置の時に前記主切換弁２０を第１の位置Ａとし、前記ピストン３が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、
前記第１の切換手段は、前記第２の切換手段が転圧位置Ｄの時には、前記ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時に前記補助室６を油圧源に連通すると共に、前記主切換弁２０を第２の位置Ｂとし、当該ピストン３が作業方向に所定のストローク移動した時に前記補助室６をタンク２８に連通すると共に、前記主切換弁２０を第１の位置とし、前記ピストン３が再び戻り方向ストロークエンド位置の時に、前記補助室６を油圧源に連通すると共に、主切換弁２０を第２の位置Ｂとするようにしたことを特徴とする振動発生装置である。
【００１０】
本発明によれば、第２の切換手段をブレーカ位置Ｃとした時にはその第２の切換手段によって、油圧源から第１室４に常時圧力が供給されると共に、ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時には油圧源と第２室５が主切換弁２０で連通し、油圧源と補助室６は第１の切換手段で連通して第２室５と補助室６に油圧源から圧力が供給されるから、ピストン３は（第２室５の受圧面積＋補助室６の受圧面積）−第１室４の受圧面積の受圧面積差に作用する圧力で作業方向に移動開始し、ピストン３が所定のストローク移動した時に第１の切換手段で補助室６がタンク２８に連通してピストン３が、第２室５の受圧面積−第１室４の受圧面積の受圧面積差に作用する圧力で作業方向ストロークエンド位置まで移動する。
【００１１】
これにより、戻り方向ストロークエンド位置であるピストン３の作業方向に移動開始する時の推力が大きく、ピストン３は迅速に移動開始するし、ピストン３が所定のストローク移動した後には推力が小さく高速で作業方向ストロークエンド位置まで移動する。
【００１２】
したがって、ピストン３が高速で往復動するのでブレーカ作業に好適なる振動発生装置となる。
【００１３】
また、第２の切換手段を転圧位置Ｄとした時には、その第２の切換手段によって第１室４が常時タンク２８に連通していると共に、ピストン３が戻り方向ストロークエンド位置の時には油圧源と第２室５が主切換弁２０で連通し、油圧源と補助室６が第１の切換手段で連通して第２室５と補助室６に油圧源から圧力が供給されるから、ピストン３は第２室５の受圧面積＋補助室６の受圧面積の受圧面積に作用する圧力で作業方向に移動し、その推力は大となる。
【００１４】
しかも、ピストン３が作業方向に向けて所定のストローク移動した時に、第１の切換手段で、主切換弁２０が第２の位置Ｂとなると共に、補助室６がタンク２８に連通するから、ピストン３の往復動ストロークが短かくなる。
【００１５】
これにより、ピストン３の推力が大きく、しかも単位時間当りのピストン往復動回数、つまり周波数が大きくなる。
【００１６】
したがって、転圧作業に好適なる振動発生装置となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本体１のシリンダ孔２にピストン３を嵌挿し、そのピストン３は一側大径ロッド３ａ、他側中間径ロッド３ｂ、他側小径ロッド３ｃを備え、ピストン３を戻り方向に押す受圧面積の小さな第１室４と、ピストン３を作業方向に押す受圧面積の大きな第２室５と、ピストン３を作業方向に押す補助室６を有するシリンダ部７としてある。
【００１８】
弁機構１０は第１ポンプポート１１、第２ポンプポート１２、タンクポート１３、第１補助ポート１４、第２補助ポート１５、主ポート１６、補助入口ポート１７、補助出口ポート１８を有し、ピストン３の移動によって第１位置ａ、第２位置ｂ、第３位置ｃ、第４位置ｄに切換えられる。
【００１９】
主切換弁２０は第１・第２・第３・第４ポート２１，２２，２３，２４を有し、第１受圧部２５の圧力で第１の位置Ａ、第２受圧部２６の圧力で第２の位置Ｂとなり、第１ポート２１が油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに連通し、第２ポート２２が弁機構１０の第２補助ポート１５に連通し、第３ポート２３がタンク２８に連通し、第４ポート２４がシリンダ部７の第２室５と弁機構１０の補助入口ポート１７に連通している。
【００２０】
切換弁３０はスプリング３１でブレーカ位置Ｃに保持され、受圧部３２に圧油が供給されると転圧位置Ｄとなる。この受圧部３２には油圧パイロット弁３３より補助油圧ポンプ３４の吐出圧油が供給される。
【００２１】
前記切換弁３０がブレーカ位置Ｃの時には第１のポート３５と第３のポート３７が連通し、第２のポート３６と第５のポート３９が連通し、第４のポート３８が遮断する。切換弁３０が転圧位置Ｄの時には第１のポート３５と第４のポート３８が連通し、第３のポート３７と第５のポート３９が連通し、第２のポート３６が遮断する。
【００２２】
前記第１のポート３５はシャトル弁４０の一方の入口側に接続し、このシャトル弁４０の他方の入口側は弁機構１０の主ポート１６に接続し、そのシャトル弁４０の出口側は主切換弁２０の第１受圧部２５に接続している。
【００２３】
前記第２のポート３６は油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに接続し、第３のポート３７はタンク２８に接続し、第４のポート３８は弁機構１０の第１補助ポート１４に接続し、第５のポート３９は第１室４に連通している。
【００２４】
前記油圧ポンプ２７の吐出路２７ａは弁機構１０の第１・第２ポンプポート１１，１２に接続していると共に、主切換弁２０の第２受圧部２６に接続している。この主切換弁２０の第１受圧室２５の受圧面積は第２受圧室２６の受圧面積よりも大きくしてある。
【００２５】
次に作動を説明する。
図１において、ピストン２が右方（戻り方向）のストロークエンドで、切換弁３０がブレーカ位置Ｃの状態を考える。
弁機構１０は第４位置ｄとなり、補助入口ポート１７と補助出口ポート１８が連通し、主ポート１６がタンクポート１３よりタンク２８に連通し、切換弁３０の第１のポート３５が第３のポート３７よりタンク２８に連通するから主切換弁２０の第１受圧室２５には圧油が供給されずにタンク２８に連通するので、主切換弁２０は第２受圧部２６に作用するポンプ吐出圧で第２位置Ｂとなる。
【００２６】
これにより、油圧ポンプ２７の吐出圧油が第２室５と補助室６及び第１室４に供給され、第２室５の受圧面積＋補助室６の受圧面積と第１室４の受圧面積との受圧面積差によってピストン３が左方（作業方向）に移動する。この時の受圧面積差は大きく、ピストン３を作業方向に押す推力が大である。
【００２７】
ピストン３の左方への移動につれて弁機構１０が第３位置ｃ、第２位置ｂに切換えられる。弁機構１０が第２位置ｂとなると補助入口ポート１７が遮断され、補助出口ポート１８がタンクポート１３に連通して補助室６がタンク２８に連通するので、ピストン３は第２室５の受圧面積と第１室４の受圧面積との受圧面積差によって左方に移動する。
【００２８】
この時の受圧面積差は小さくピストン３が作業方向に移動する速度が速くなる。
【００２９】
そして、ピストン３が左方のストロークエンドとなると弁機構１０が第１位置ａとなり、油圧ポンプ２７の吐出圧油が第２ポンプポート１２、主ポート１６よりシャトル弁４０に流入し、そのシャトル弁４０の出口側から主切換弁２０の第１受圧部２５に供給される。
【００３０】
これによって、主切換弁２０が第１位置Ａに切換って第２室５が第４ポート２４、第３ポート２３よりタンク２８に流出し、補助室６は補助出口ポート１８、タンクポート１３よりタンク２８に流出する、このためにピストン２は第１室４内の圧力で右方に移動する。これとともに弁機構１０が第２位置ｂ、第３位置ｃ、第４位置ｄに移動して前述の状態となる。
【００３１】
このように、切換弁３０をブレーカ位置Ｃとした時にはピストン３を作業方向に移動する初期に推力が大であるから、ピストン３が戻り方向に移動する時の慣性力及びピストン３、ロッドの質量に抗してピストン３を作業方向に迅速に移動開始できるし、ピストン３が作業方向に移動開始した後にはピストン３を高速で移動するので、ピストン３が作業方向に速く移動するし、戻り方向にも速く移動するのでブレーカ作業用の振動発生装置として好ましい。
【００３２】
次に、切換弁３０が図２に示すように転圧位置Ｄの時の動作を説明する。
切換弁３０が転圧位置Ｄの時には第１室４が切換弁３０の第５のポート３９、第３のポート３７よりタンク２８に連通し、第１補助ポート１４が第４のポート３８、第１のポート３５よりシャトル弁４０の一方の入口側に連通する。
【００３３】
ピストン３が右方ストロークエンドの時には前述のように弁機構１０が第４位置ｄとなって主切換弁２０が第２位置Ｂとなる。これにより、第２室５と補助室６に圧油が供給されてピストン３が作業方向に移動する。
【００３４】
この時に、第１室４がタンク圧であるからピストン３は第２室５の受圧面積＋補助室６の受圧面積の面積に作用する圧力で作業方向に押され、その面積は前述の切換弁３０をブレーカ位置Ｃとした場合の面積よりも第１室４の受圧面積分だけ大きく、ピストン３を作業方向に押す推力は大きく、転圧機用の振動発生装置として好ましい。
【００３５】
ピストン３が作業方向にストロークして弁機構１０が第２位置ｂとなると第１ポンプポート１１が第１補助ポート１４に連通するので、ポンプ圧は弁機構１０、切換弁３０を経てシャトル弁４０の一方の入口に流入し、主切換弁２０の第１受圧部２５に作用して主切換弁２０が第１の位置Ａとなる。これとともに補助室６が弁機構１０を経てタンク２８に連通する。
【００３６】
これにより、第２室５が主切換弁２０でタンク２８に連通し、ピストン３は外力で右方に移動し、右方ストロークエンドとなると前述のようにして再びピストン３が作業方向に移動する。
【００３７】
このように、切換弁３０を転圧位置Ｄとした時にはピストン３の推力が大であるし、ピストン３の往復動ストロークが短かく同一のポンプ流量でも単位時間当りの往復動回数、つまり周波数が大きくなるので、転圧機用の振動発生装置として好適となる。
【００３８】
例えば、図３に示すように、下部走行体５０に上部車体５１を旋回自在に取付け、この上部車体５１にブーム５２をブームシリンダー５３で上下揺動自在に取付け、そのブーム５２にアーム５４をアームシリンダ５５で上下揺動自在に取付けた油圧式パワーショベルにおける前記アーム５４の先端部に本体１を作業機シリンダー５６とリンク５７で首振自在に取付け、ブームシリンダ５３を浮状態としてブーム重量、アーム重量でロッド３ａを転圧板５８に押しつけて転圧作業することで、第２室５、補助室６に圧油が供給された時にシリンダ部７がピストン３に対して相対的に上方に移動し、第２室５、補助室６がタンクに連通した時にシリンダ部７がピストン３に対して相対的に下方に移動する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の態様を示す構成説明図である。
【図２】切換弁を切換えた状態の説明図である。
【図３】油圧ショベルのアーム先端部に取付けて転圧作業する場合の説明図である。
【符号の説明】
１…本体
２…シリンダ孔
３…ピストン
４…第１室
５…第２室
６…補助室
１０…弁機構
２０…主切換弁
２７…油圧ポンプ
２８…タンク
３０…切換弁
５２…ブーム
５４…アーム
５８…転圧板
【図１】
0003729428.tif 000002
【図２】
0003729428.tif 000003
【図３】
0003729428.tif 000004