(57)【要約】本発明は、ハンマ本体（７）内に摺動自在に設けた打撃ピストン（１）を油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストン（１）のチゼル部（１０）で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、踏んでＯＮにすれば圧油が流入し、離してＯＦＦすれば圧油が遮断する作動ペダル（２１）を設け、作動ペダル（２１）を離してＯＦＦにすると、打撃ピストン（１）のヂゼル部（１０）がハンマ本体（７）内に収納される機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマである。
2003061912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハンマ本体内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、踏んでＯＮにすれば圧油が流入し、離してＯＦＦにすれば圧油を遮断する作動ペダルを設け、作動ペダルを離してＯＦＦにすると、打撃ピストンのチゼル部がハンマ本体内に収納される機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマ。
【請求項２】
ハンマ本体内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、掻き作業が必要な場合、打撃ピストンのチゼル部を最大出代位置にロックする手動操作のブロック機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマ。
【請求項３】
ハンマ本体内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、打撃ピストンのチゼル部の食い込み代が一定値を超えたら、ピストンストロークの切替えるストローク選択機構と、場所を変えての再打撃時に初期状態に復帰する初期状態復帰機構とを備えた油圧駆動式低騒音ハンマ。
【請求項４】
ハンマ本体内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、打撃ピストンが所定のストロークまで加速されたら、それ以上に加速されないように打撃ピストンの速度を制御する機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、油圧駆動式低騒音ハンマに係わり、特に、打撃回数の減少を防ぎ、安定した打撃エネルギーを出力して、かつ軽量で作業性に優れた低騒音ハンマを市場に提供するものである。
背景技術
従来の油圧駆動式ハンマは、打撃するために被破砕物にハンマを押付ける必要が有るが、チゼル部が本体より出ていると押付けに手間が掛かる。また、ハンマの破砕作業の一連の中で掻き作業が有るが、チゼルの移動が拘束されていないため出入り自由であり作業に熟練を要する。
上記の問題点を解決するため、チゼル部と上部ピストンとを打撃ピストンとして一体化した特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマ」および特開平１０−５８３５４号「油圧駆動式低騒音ハンマ」がある。いずれも油圧駆動にて上昇・下降する打撃ピストンが直接、あるいは打撃ピストンに連結されて上下動するチゼル部が対象物を打撃・破砕する油圧駆動のハンマである。特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマは、特開平１０−５８３５４号「油圧駆動式低騒音ハンマ」を改良した物であるから、ここでは特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマ」について説明する。
特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマ」は前述のように打撃ピストンあるいは打撃ピストンに連結されたチゼル部が直接被破砕物を打撃する。そのため現在市場にて同様な作業を行っている油圧ブレーカに比べ、打撃ピストンがチゼルを打撃しないために非常に低騒音でかつ耳障りな金属音の少ないハンマである。
また、打撃に従ってチゼル部が破砕物に食い込み、打撃する位置が変化しても、打撃ピストンは打撃後所定の位置まで上昇する制御機構を有している。すなわち、上昇位置は一定で下降位置は食い込み状況に応じて変化する。
特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマ」および特開平１０−５８３５４号「油圧駆動式低騒音ハンマ」の問題としては、ハンマのピストン行程において上死点は固定されており、下死点は食い込み代により下方に変化するためストロークはチゼル部が食い込むほど長くなり、結果打撃回数が少なくなる。
また、ハンマの打撃ピストンスピードは初期押付け位置までのストローク（食い込み代Ｏの位置）において最大になるように設定されているため、食い込み代が大きくなると最大速度での行程時間が長くなり、油量不足による打撃力の低下が生じる。
さらに、特開平１０−５８３５０号「油圧駆動式低騒音ハンマ」に記載の構造では、打撃ピストンが食い込み代Ｏの位置を通過した時からスピードを制御する必要が有るため、打撃ピストンの大径部の長さを最大食い込み代に見合った長さに設定する必要が有り、必然的にハンマ本体も大きく成り、コスト・重量が嵩む結果となっていた。
発明の開示
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、打撃回数の減少を防ぎ、安定した打撃エネルギーを出力して、かつ軽量で作業性に優れ低騒音ハンマを市場に提供するものである。
本発明は、シリンダ内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、踏んでＯＮにすれば圧油が流入し、離してＯＦＦにすれば圧油を遮断する作動ペダルを設け、作動ペダルを離してＯＦＦにすると、打撃ピストンのチゼル部がシリンダ内に収納される機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマである。
また、本発明は、掻き作業が必要な場合、打撃ピストンのチゼル部を最大出代位置にロックする手動操作のブロック機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマである。
さらに、本発明は、打撃ピストンのチゼル部の食い込み代が一定値を超えたら、ピストンストロークを切替えるストローク選択機構と、場所を変えての再打撃時に初期状態に復帰する初期状態復帰機構とを備えた油圧駆動式低騒音ハンマである。
さらにまた、本発明は、打撃ピストンが所定のストロークまで加速されたら、それ以上に加速されないように打撃ピストンの速度を打撃ピストン大径部を利用せずに制御する機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマである。
発明の実施をするための最良の形態
本発明を、添付する図面の図１に示す具体的実施例に基づいて、以下詳細に説明する。
打撃ピストン１はハンマ本体７内を摺動する。
まず、各バルブの働きを説明する。
コントロールハウジング１３内に各種のバルブが収容されている。
メインコントロールバルブＭＣＶは、打撃ピストン上部の部屋１４を高圧のポンプ５と低圧のドレンタンク６とに切替えるバルブで、ハンマ本体７からのパイロット圧とバネ８のバネ力により作動する。なお、本メインコントロールバルブＭＣＶと上部ピストン上部の部屋１４を連通するポートをＣポートと呼ぶ。
パイロットバルブＰＶは、メインコントロールバルブＭＣＶに導入されたパイロット圧をドレンタンク１１に逃がすバルブで、Ｃポートの圧力とハンマ本体７内の高圧との圧力差で作動し、受圧面積差によりＣポートの圧力とハンマ本体７内の高圧が同圧であれば、パイロット圧をドレンタンク１１へ逃がすように作動する。
速度制御バルブＳＰＶは、打撃ピストン１の打撃速度が過速にならないように、一定距離加速されたら、打撃ピストン１の下部側の高圧通路を絞り、速度を制御する。速度制御バルブＳＰＶの駆動力として、Ｃポート圧力と打撃ピストン１の下部側の高圧が導入され、各受圧面積の比は打撃ピストン１の上部受圧面Ａと打撃ピストン１の下部受圧面Ｂとの受圧面積比に近似する。
シーケンシャルバルブＳＶ１は、ハンマ本体７からパイロット圧がくると、パイロット圧をメインコントロールバルブＭＣＶへ通し、パイロットバルブＰＶ、速度制御バルブＳＰＶへ通じているＣポート圧を遮断する。シーケンシャルバルブＳＶ１の駆動圧はパイロット圧とＣポート圧とである。
シーケンシャルバルブＳＶ２は、パイロット圧油をパイロットバルブＰＶに連通または遮断するバルブである。シーケンシャルバルブＳＶ２の駆動圧力は、パイロット圧とハンマ本体７の溝ＳＶ２Ｇより導かれた圧力である。
初期状態回復バルブＩＶは、作動圧力が一定圧力以下になれば、シーケンシャルバルブＳＶ１、メインコントロールバルブＭＣＶに通じるパイロット通路を遮断するバルブである。初期状態回復バルブＩＶの駆動力はバネ９のバネ力と（作動圧＋ＰＰＧ１圧力）であるが、一旦バネ９のバネ力でバルブが切替わると、作動圧力はバルブに作用せず、ＰＰＧ１圧力が高圧にならないとバルブは復帰しない。
ストローク選択バルブＳＴＶ１は、打撃ピストン１が下降してＳＴＶ１Ｇが低圧になると、ストローク選択バルブＳＴＶ１は切替わり以後のパイロット圧取得溝をＰＰＧ１からＰＰＧ２に変更する。このため、打撃ピストン１の上昇位置はＰＰＧ２が高圧になる位置までとなる。ストローク選択バルブＳＴＶ１の駆動圧力は、作動圧とＳＴＶ１Ｇ溝圧またはＰＰＧ１溝圧であるが、一旦ＳＴＶ１Ｇ溝圧が低圧になりバルブが切替わると、ＰＰＧ１が高圧にならない限り復帰しない。
ストローク選択バルブＳＴＶ２は、打撃ピストン１が降下してＳＴＶ２Ｇが低圧になるとＳＴＶ２は切替わり、以後のパイロット圧取得溝をＰＰＧ２からＰＰＧ３に変更する。その他の機能はストローク選択バルブＳＴＶ１と同じである。
ブロックバルブＢＶは、作動圧が一定圧力以下になると、Ｃポートの戻り通路をブロックして打撃ピストン１のチゼル部１０が引っ込まないようにする。プロックバルブＢＶの駆動力はバネ１２のバネ力と作動圧力である。
チェックバルブＣＶ１は、ハンマ本体７内のパイロット圧取得溝が低圧になってもパイロット圧が同時に抜けないようにする。なお、各バルブのバネ１２、バネ８、バネ９のバネ力はブロックバルブＢＶ＞メインコントロールバルブＭＣＶ＞初期状態回復バルブＩＶである。
次に、作動について説明する。
始動前の初期設定として、ブロックバルブＢＶをオフ状態（Ｃポートの戻り通路は常時開となる）とする。この時、打撃後チゼル部１０をハンマ本体７内に引戻す回路となる。メインコントロールバルブＭＣＶはバネ８によりＣポートをドレンタンク６に通す位置にある。初期状態回復バルブＩＶはそのバネ９のバネ力によりパイロット通路を遮断している。シーケンシャルバルブＳＶ１、シーケンシャルバルブＳＶ２、パイロットバルブＰＶ、ストローク選択バルブＳＴＶ１、ストローク選択バルブＳＴＶ２およびチゼル部１０の位置は任意でよい。
打撃ピストン１のチゼル部１０を被破砕物に押付け作動ペダルを踏むと、打撃ピストン１は上部の部屋１４の油を排出しながら溝ＰＰＧ１が高圧になる位置まで上昇する。この時までにシーケンシャルバルブＳＶ２、パイロットバルブＰＶはシリンダ７内の高圧油によりそれぞれパイロット通路連通位置、パイロット通路遮断位置に切替わり保持されている。ストローク選択バルブＳＴＶ１、ストローク選択バルブＳＴＶ２はＰＰＧ１が高圧になると初期始動状態（パイロット圧取得溝がＰＰＧ１の状態）に復帰あるいは保持される（正確には保持はＳＴＶ１Ｇ、ＳＴＶ２Ｇの溝の高圧によりなされる）。また、ＰＰＧ１の高圧は初期状態回復バルブＩＶを切替え（このバルブが切り替わるまで、仮にＰＰＧ２あるいはＰＰＧ３の高圧が初期状態回復バルブＩＶまで導かれていても、初期状態回復バルブＩＶにより止められており、メインコントロールバルブＭＣＶには導入されず、ハンマは作動しない）、ＰＰＧ１の高圧をパイロット圧としてシーケンシャルバルブＳＶ１に導入される。このパイロット圧によりシーケンシャルバルブＳＶ１はパイロット圧をメインコントロールバルブＭＣＶ、シーケンシャルバルブＳＶ２、パイロットバルブＰＶに導入する通路を連通する位置に保持される。
その後、パイロット圧はメインコントロールバルブＭＣＶ、シーケンシャルバルブＳＶ２、パイロットバルブＰＶに導かれる。
メインコントロールバルブＭＣＶはパイロット圧により切替わり、高圧油をＣポートに導入する。打撃ピストン１は受圧面積の差により下降（打撃行程）を始める。打撃ピストン１が下降してＰＰＧ１が低圧になるとシーケンシャルバルブＳＶ１はＣポートの圧力により切替わり、Ｃポートの圧力をパイロットバルブＰＶ、速度制御バルブＳＰＶに導く。打撃行程中は圧損によりＣポート圧＜ハンマ本体内高圧であるためパイロットバルブＰＶは切替わらない。速度制御バルブＳＰＶは受圧面積の差により切替わり、高圧油の移動通路を絞る。一方、パイロット通路中のチェックバルブＣＶ１によりＰＰＧ１が低圧になってもメインコントロールバルブＭＣＶ、シーケンシャルバルブＳＶ２のパイロット圧は高圧のまま保持される。また、初期状態回復バルブＩＶ、ストローク選択バルブＳＴＶ１、ストローク選択バルブＳＴＶ２はＰＰＧ１が低圧になっても別回路の高圧が作用するためその位置でそのまま保持される。チゼル部１０が破砕物を打撃して下降が停止すると、パイロットバルブＰＶに掛かるＣポート圧とハンマ本体７内の圧力が同圧となるためパイロットバルブＰＶは切替わり、パイロット圧はドレンタンク１１に逃げ低圧となる。
バネ８のバネ力によりメインコントロールバルブＭＣＶは切替わり、Ｃポートとドレンタンク６を連通する。このため、打撃ピストン上部の部屋１４の圧力は低圧となり、打撃ピストン１は上昇（戻り行程）を始める。
また、メインコントロールバルブＭＣＶが切替わることにより、速度制御バルブＳＰＶに作用していたＣポート圧力はドレンタンク１４に抜けるため速度制御バルブＳＰＶは直ちに切替わる。以後、打撃ピストン１はＰＰＧ１を高圧にする位置まで上昇し、反転下降を繰り返す。打撃ピストン１がＳＴＶ１Ｇを低圧にする位置まで下降するとＳＴＶ１が切替わり、ＰＰＧ１からのパイロット通路を遮断し、ストローク選択バルブＳＴＶ２より導かれたＰＰＧ２からの通路をパイロット通路とする。このため、これ以降打撃ピストン１はＰＰＧ２が高圧になる位置まで上昇した後、反転下降を繰り返す。同様に、打撃ピストン１がＳＴＶ２Ｇの溝を低圧にする位置まで下降すると、ストローク選択バルブＳＴＶ２が切替わりＰＰＧ２からのパイロット通路を遮断しＰＰＧ３からの通路をパイロット通路とする。これ以降は、打撃ピストン１はＰＰＧ３を高圧にする位置まで上昇した後、反転下降を繰り返す。
チゼル部１０がさらに食い込み打撃ピストン１がＳＶ２Ｇ低圧になるまで下降するとストローク選択バルブＳＶ２が切替わり、パイロット圧をドレンタンク１１に逃がす通路が遮断される。そのため、パイロット圧が低圧にならないのでメインコントロールバルブＭＣＶが切替わらないため、打撃ピストン１が上昇することが出来ず、ハンマの作動は自動的に停止する。通常はＳＶ２Ｇが低圧になる前に被破砕物が破砕されるに十分な食い込み代が取られており、自動停止のため、打撃ポイントを変更する必要はない。
ＳＶ２Ｇが低圧になる前に被破砕物が破砕され、ハンマの作動ペダル２１を離した場合、油圧が低下し、一定の圧力以下になるとメインコントロールバルブＭＣＶはバネ８のバネ力によりＣポートをドレンタンク６に連通する位置に保持される。この時、回路中に設けられているアキュームレータＡＣＣにはまだ十分な油量があるため、打撃ピストン１は上昇して、チゼル部１０はハンマ本体７内に収納される。
打撃ピストン１がＰＰＧ１の溝を開放するまで上昇しても圧力はメインコントロールバルブＭＣＶを切替えるほど高くないため、打撃ピストン１が反転して下降することはない。チゼル部１０がこのように自動的にハンマ本体７内に収納されるため、次の被破砕物への移動は非常にスムーズに行うことが可能となる。このようにアキュームレータＡＣＣの油を打撃ピストン１の上昇に使用するので、回路の圧力はさらに低下し、初期状態回復バルブＩＶがバネ９のバネ力により切替わる。初期状態回復バルブＩＶが切替わることにより、次の作動において再びＰＰＧ１がパイロット圧取得溝になるようにストローク選択バルブＳＴＶ１、ストローク選択バルブＳＴＶ２は自動的に切替わり、これまで説明してきた作動を行う。
初期状態において、ブロックバルブＢＶをオンにした場合は、打撃中の作動は上記で説明した通りであるが、打撃後の状態が異なる。打撃中に被破砕物が破砕された時、打撃ピストン１はそのまま降下してＳＶ２Ｇの溝を低圧にする。そのため、既に説明してきたようにハンマの作動は自動的に停止する。
その後、作動ペダル２１を離すと圧力は低下するが、メインコントロールバルブＭＣＶが切替わる前にブロックバルブＢＶが切替わるのでメインコントロールバルブＭＣＶが切替わっても上部ピストン２の上部の部屋１４の油が排出される通路がブロックバルブＢＶにより遮断されているので油は排出されない。そのため、打撃ピストン１はその位置に停止したままで動けない状態になる。破砕された岩石等を打撃ピストン１で掻いて移動させる場合は細いチゼル部１０がハンマ本体７より出ている方がリーチが長く、便利なことが多い。したがって、掻き作業が多い場合には、ブロックバルブＢＶを活用した方が作業効率が上がる。
再作動させる時には、作動ペダル２１をごく短時間踏むことにより、チゼル部１０をハンマ本体７内に収納できるので、被破砕物に押付けることに手間が掛かることはない。
以上説明してきたように、シーケンシャルバルブＳＴＶ１、シーケンシャルバルブＳＴＶ２を設けることにより、従来機と同様なチゼル出代を設けても、打撃ピストン１の必要最大ストロークは図１の場合最大出代の１／３しか長くならないため、その分打撃回数の減少は回避できる。また、速度制御バルブＳＰＶにより打撃ピストン１の過速を防止するので、打撃ピストン１の大径部の長さは、出代Ｏの初期ストロークに見合った長さで良く、ハンマの全長が短くでき、軽量化も可能となった。このように、本発明の油圧駆動式低騒音ハンマは従来機に比べ、コンパクトで軽量であるばかりでなく、作業能力、作業効率においても優れた機械である。
産業上の利用可能性
本発明は、ハンマ本体内に摺動自在に設けた打撃ピストンを油圧の切替えにより上昇あるいは下降させ、打撃ピストンのチゼル部で被破砕物を直接打撃するようにした油圧駆動式低騒音ハンマにおいて、踏んでＯＮにすれば圧油が流入し、離してＯＦＦにすれば圧油を遮断する作動ペダルを設け、作動ペダルを離してＯＦＦにすると、打撃ピストンのチゼル部がハンマ本体内に収納される機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマであるので、ハンマの作動停止後、打撃ピストンのチゼル部を自動的にハンマ本体内に収納できるので、作業性が向上した。
また、本発明は、掻き作業が必要な場合、打撃ピストンのチゼル部を最大出代位置にロックする手動操作のブロック機構を備えた油圧駆動式低騒音ハンマであるので、打撃ピストンのチゼル部を最大出代の位置でロックできるため、掻き作業の多い時の作業性を向上させることが可能となった。
さらに、本発明は、打撃ピストンのチゼル部の食い込み代が一定値を超えたら、ピストンストロークを切替えるストローク選択機構と、場所を変えての再打撃時に初期状態に復帰する初期状態復帰機構とを備えた油圧駆動式低騒音ハンマであるので、打撃ピストンの必要最大ストロークを大きく低減できたため、打撃回数の低減を最小にすることが可能となったばかりでなく、打撃エネルギーの安定化も計れた。
さらにまた、本発明は、打撃ピストンが所定のストロークまで加速されたら、それ以上に加速されないように打撃ピストンの速度を打撃ピストンを利用せず、制御する機構を備えた油圧駆動式低騒ハンマであるので、軽量コンパクト化も計れた。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の油圧駆動式低騒音ハンマの説明図で、ハンマは既に何回かの打撃をしており、打撃して反転上昇（戻り）行程に入った状態である。始動時であれば初期状態回復バルブＩＶがバネ力により切替わっている状態である。図示はパイロット圧取得溝はＰＰＧ１である。
符号の説明
７…ハンマ本体
１…打撃ピストン
１０…チゼル部
２１…作動ペダル
ＢＶ…ブロックバルブ
ＳＴＶ１・ＳＴＶ２…ストロークの選択バルブ
ＳＶ１・ＳＶ２…シーケンシャルバルブ
ＳＰＶ…速度制御バルブ
Ａ…打撃ピストン上部受圧面
Ｂ…打撃ピストン下部受圧面
Ｃ…Ｃポート
ＩＶ…初期状態回復バルブ
ＡＣＣ…アキュームレータ
【図１】
2003061912.tif 000003
【国際調査報告】
2003061912.tif 000004
2003061912.tif 000005
2003061912.tif 000006
2003061912.tif 000007