(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、該シリンダの内部に摺嵌されたピストンと、該ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間に画成されて当該ピストンの軸方向の前後に離隔配置されたピストン前室およびピストン後室と、前記ピストン前室および前記ピストン後室を交互に高圧状態と低圧状態とに切換える切換弁機構とを備え、前記ピストンを前記シリンダ内で前後進させて打撃用のロッドを打撃する液圧式打撃装置であって、
前記切換弁機構は、前記シリンダ内にピストンとは非同軸に形成された弁室と、該弁室内に摺嵌されて前記ピストン前室と前記ピストン後室とを交互に高圧状態と低圧状態とに切換える高低圧切換部が形成されて自身軸方向に前後進するバルブと、該バルブをその軸方向前方へと常時付勢するバルブ付勢手段と、圧油が供給されたときに前記バルブ付勢手段の付勢力に抗して前記バルブをその軸方向後方へと移動させるバルブ制御手段とを備え、
前記切換弁機構には、逆作動回路と順作動回路が接続され、前記逆作動回路と前記順作動回路は、作動切換弁を介して高圧回路と低圧回路との接続状態を切り換え可能であり、
前記バルブ付勢手段は、前記逆作動回路が前記高圧回路と接続された場合に作動する逆作動付勢手段と、前記順作動回路が前記高圧回路に接続された場合に作動する順作動付勢手段とを備えており、
さらに、当該液圧式打撃装置は、前記作動切換弁の操作によって、前記バルブの前後進動作と前記ピストンの前後進動作の位相を逆位相で作動させる逆作動モードと、前記バルブの前後進動作と前記ピストンの前後進動作の位相を同位相で作動させる順作動モードとを選択可能に構成されており、
前記高低圧切換部には、前記バルブの後退に伴う前記ピストン前室および前記ピストン後室の高低圧切換動作時間を、前記バルブの前進に伴う前記ピストン前室および前記ピストン後室の高低圧切換動作時間よりも短くする短縮手段が設けられていることを特徴とする液圧式打撃装置。
【請求項２】
前記短縮手段は、前記バルブの前進時に前記バルブによって閉塞するポートの開口幅と、前記バルブの後退時に前記バルブによって閉塞するポートの開口幅との差である請求項１に記載の液圧式打撃装置。
【請求項３】
前記バルブ制御手段は、圧油が供給される際には規制がなく、圧油が排出される際に流量を調整する絞りからなる遅延手段を有する請求項１または２に記載の液圧式打撃装置。
【請求項４】
前記逆作動回路に設けられた高圧アキュムレータと、前記順作動回路に設けられた低圧アキュムレータとを有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の液圧式打撃装置。
【請求項５】
前記逆作動回路および前記順作動回路のそれぞれに設けられた高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータを有し、
前記高圧アキュムレータと前記低圧アキュムレータとは、前記高圧アキュムレータが前記切換弁機構側となるように並べて設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の液圧式打撃装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、さく岩機やブレーカ等の液圧式打撃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の液圧式打撃装置としては、例えば特許文献１記載の技術が開示されている。同文献記載の液圧式打撃装置について、図９を適宜参照しつつ説明する。なお、同図におけるピストン（図中上方に配置）およびバルブ（図中下方に配置）は、それぞれの軸線上側が、ピストンが前進から後退へと転じる局面の状態を示し、軸線下側が、ピストンが後退から前進へと転じる局面の状態を示している。【０００３】
この液圧式打撃装置は、図９に示すように、シリンダ５００と、ピストン５２２とを備える。ピストン５２２は、中実の円筒体であり、その略中央にピストン大径部５２３、５２４を有する。ピストン大径部５２３の前側にはピストン中径部５２５が設けられ、ピストン大径部５２４の後側にはピストン小径部５２６が設けられている。【０００４】
ピストン大径部５２３とピストン大径部５２４との略中央には、円環状のバルブ切換溝５２７が形成されている。ピストン中径部５２５の外径は、ピストン小径部５２６の外径よりも大きく設定されている。これにより、後述するピストン前室５０１およびピストン後室５０２におけるピストン５２２の受圧面積、すなわち、ピストン大径部５２３とピストン中径部５２５の径差、およびピストン大径部５２４とピストン小径部５２６の段差は、ピストン後室５０２側の方が大きくなっている。【０００５】
このピストン５２２が、シリンダ５００の内部に摺嵌されることで、シリンダ５００内にピストン前室５０１とピストン後室５０２とがそれぞれ画成されている。ピストン前室５０１は、ピストン前室通路５１６を介して高圧回路５１３に常時接続されている。一方、ピストン後室５０２は、後述する切換弁機構５４０の前後進切換えによって、高圧回路５１３と低圧回路５１９とにそれぞれ交互に連通可能になっている。高圧回路５１３には高圧アキュムレータ５３６が設けられ、低圧回路５１９には低圧アキュムレータ５３７が設けられている。【０００６】
切換弁機構５４０は、シリンダ５００内に、ピストン５２２と非同軸に形成された弁室５０６と、弁室５０６に摺嵌されたバルブ５２８とを有する。弁室５０６は、前方から後方へ向けて順に、バルブ前室５０８、バルブ主室５０７およびバルブ後室５０９を有する。バルブ主室５０６には、前方から後方へ向けて順に、ピストン後室高圧ポート５１０、ピストン後室切換ポート５１１およびピストン後室低圧ポート５１２がそれぞれ所定間隔離隔して設けられている。【０００７】
バルブ５２８は、中実の円筒体であり、その略中央に、バルブ大径部５２９、５３０を有する。バルブ大径部５２９の前側には、バルブ中径部５３１が設けられ、バルブ大径部５３０の後側にはバルブ小径部５３２が設けられている。バルブ大径部５３０とバルブ小径部５３２との間には、バルブ５２８の後方への移動を規制するバルブ後退規制部５３３が設けられている。バルブ大径部５２９とバルブ大径部５３０との間には、円環状のピストン後室高圧切換溝５３４が設けられ、バルブ大径部５３０とバルブ後退規制部５３３との間には、ピストン後室低圧切換溝５３５が設けられている。【０００８】
バルブ大径部５２９、５３０がバルブ主室５０７と摺嵌し、バルブ中径部５３１がバルブ前室５０８と摺嵌し、バルブ小径部５３２がバルブ後室５０９と摺嵌するように構成されている。ここで、バルブ中径部５３１の外径は、バルブ小径部５３２の外径よりも大きく設定されている。したがって、バルブ中径部５３１側の受圧面積は、バルブ小径部５３２側の受圧面積よりも大きくなっている。
ピストン前室５０１とピストン後室５０２との間には、前方から後方に向けてそれぞれ所定間隔離隔して、ピストン前進制御ポート（ショートストローク）５０３ａ、ピストン前進制御ポート５０３、ピストン後退制御ポート５０４および排油ポート５０５が設けられている。【０００９】
高圧回路５１３は、高圧通路５１４を介してピストン後室高圧ポート５１０に接続されている。また、高圧回路５１３は、高圧通路５１４から分岐したピストン前室通路５１６を介してピストン前室５０１に接続されるとともに、高圧通路５１４から分岐したバルブ後室通路５１７を介してバルブ後室５０９と接続されている。【００１０】
バルブ前室５０８には、バルブ制御通路５１８の一端が接続されており、バルブ制御通路５１８の他端は、バルブ前室高圧通路（ショートストローク）５１８ａ、バルブ前室高圧通路５１８ｂおよびバルブ前室低圧通路５１８ｃに分岐している。バルブ前室高圧通路（ショートストローク）５１８ａは、ピストン前進制御ポート（ショートストローク）５０３ａと接続されている。【００１１】
バルブ前室高圧通路５１８ｂは、ピストン前進制御ポート５０３と接続され、バルブ前室低圧通路５１８ｃは、ピストン後退制御ポート５０４に接続されている。ピストン後室５０２は、ピストン後室通路５１５によってピストン後室切換ポート５１１に接続されている。排油ポート５０５は、バルブ低圧通路５２０を介して低圧回路５１９に接続されている。ピストン後室低圧ポート５１２は、ピストン低圧通路５２１を介して低圧回路５１９に接続されている。【００１２】
ここで、ピストン前進制御ポート（ショートストローク）５０３ａ、ピストン前進制御ポート５０３、バルブ前室高圧通路（ショートストローク）５１８ａおよびバルブ前室高圧通路５１８ｂは、公知のストローク切換機構を構成しており、バルブ前室高圧通路（ショートストローク）５１８ａ内に設けられた可変絞りを操作することで、ショートストローク（可変絞り全開状態）から通常のストローク（可変絞り全閉状態）の間でピストンストロークを無断階に調整可能である。【００１３】
この液圧式打撃装置は、ピストン前室５０１が常時高圧接続されているので、ピストン５２２は常時後方へと付勢される。ピストン後室５０２がバルブ５２８の作動により高圧接続されると受圧面積差によってピストン５２２は前進し、ピストン後室５０２がバルブ５２８の作動により低圧接続されるとピストン５２２は後退する。
また、バルブ５２８は、バルブ後室５０９が常時高圧接続されているので常時前方へと付勢される。バルブ制御通路５１８がバルブ前室５０８と連通して、バルブ前室５０８が高圧接続されると受圧面積差によってバルブ５２８は後退し、バルブ制御通路５１８が排油ポート５０５と連通してバルブ前室５０８が低圧接続されるとバルブ５２８は前進する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特許第４９１２７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、この種の液圧式打撃装置では、打撃力を調整することが求められる場合がある。打撃力を調整する方策としては、圧力調整弁を設けて液圧式打撃装置に供給する圧油の圧力を減ずる方策と、ストローク切換機構を操作してショートストローク化することによって打撃時のピストン速度を減ずる方策が考えられる。しかし、圧力調整弁を設ける方策は、制御性が悪いという問題があり、また、ストローク切換機構による方策は、操作性が悪いという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、打撃特性を容易に変更可能な液圧式打撃装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置は、シリンダと、該シリンダの内部に摺嵌されたピストンと、該ピストンの外周面と前記シリンダの内周面との間に画成されて当該ピストンの軸方向の前後に離隔配置されたピストン前室およびピストン後室と、前記ピストン前室および前記ピストン後室を交互に高圧状態と低圧状態とに切換える切換弁機構とを備え、前記ピストンを前記シリンダ内で前後進させて打撃用のロッドを打撃する液圧式打撃装置であって、前記切換弁機構は、前記シリンダ内にピストンとは非同軸に形成された弁室と、該弁室内に摺嵌されて前記ピストン前室と前記ピストン後室とを交互に高圧状態と低圧状態とに切換える高低圧切換部が形成されて自身軸方向に前後進するバルブと、該バルブをその軸方向前方へと常時付勢するバルブ付勢手段と、圧油が供給されたときに前記バルブ付勢手段の付勢力に抗して前記バルブをその軸方向後方へと移動させるバルブ制御手段とを備え、前記切換弁機構には、逆作動回路と順作動回路が接続され、前記逆作動回路と前記順作動回路は、作動切換弁を介して高圧回路と低圧回路との接続状態を切り換え可能であり、前記バルブ付勢手段は、前記逆作動回路が前記高圧回路と接続された場合に作動する逆作動付勢手段と、前記順作動回路が前記高圧回路に接続された場合に作動する順作動付勢手段とを備えており、さらに、当該液圧式打撃装置は、前記作動切換弁の操作によって、前記バルブの前後進動作と前記ピストンの前後進動作の位相を逆位相で作動させる逆作動モードと、前記バルブの前後進動作と前記ピストンの前後進動作の位相を同位相で作動させる順作動モードとを選択可能に構成されており、前記高低圧切換部には、前記バルブの後退に伴う前記ピストン前室および前記ピストン後室の高低圧切換動作時間を、前記バルブの前進に伴う前記ピストン前室および前記ピストン後室の高低圧切換動作時間よりも短くする短縮手段が設けられていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の一態様に係る液圧式打撃装置によれば、順作動モードにおけるバルブ前進に伴うピストン前後進時の高低圧切換動作時間が短縮されるので、相対的に、逆作動モードにおけるバルブ前進に伴うピストン前後進時の高低圧切換動作時間が延長される。
すなわち、ピストン後室に着目すると、低圧状態から高圧状態への切換えに要する時間は、逆作動モードよりも順作動モードの方が短くなり、順作動モードはピストン後退ストロークが短縮され、相対的に逆作動モードのピストン後退ストロークは延長されることになる。したがって、作動切換弁によって順作動モードを選択するとショートストロークとなり、逆作動モードを選択するとロングストロークとなる。【００１８】
上述した従来のストローク調整機構は、シリンダ本体に設けられた可変絞りの開度を調整するものであり、作業内容に即してロングストロークとショートストロークを切換えるという使用には適さない。
遠隔操作可能なストローク切換弁を別途備えることも提案されているものの、この場合、シリンダ内に新たなアクチュエータを設けることになる。そのため、ガイドシェル上にホース配管を増設する必要もあり問題がある。
これに対し、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置であれば、作動切換弁を台車本体側に設けることができるため、ガイドシェル回りは特に改造が不要である。【００１９】
ここで、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記短縮手段は、前記バルブの前進時に前記バルブによって閉塞するポートの開口幅と、前記バルブの後退時に前記バルブによって閉塞するポートの開口幅との差であることは好ましい。
このような構成であれば、短縮手段が、バルブ前進時にバルブによって閉塞するポートの開口幅とバルブ後退時にバルブによって閉塞するポートの開口幅との差なので、別途にアクチュエータを設けるようなことが不要であり、簡素な構成でストローク切換機構を実現する上で好適である。【００２０】
また、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記バルブ制御手段は、圧油が供給される際には規制がなく、圧油が排出される際に流量を調整する絞りからなる遅延手段を有することは好ましい。
このような構成であれば、バルブ制御手段に、圧油が供給される際には規制がなく、圧油が排出される際に流量を調整する絞りからなる遅延手段を設けたので、逆動作モードにおいてピストンストロークを延長できる。そのため、順作動モードのショートストロークと逆作動モードのロングストロークの変化の割合を大きくする上で好適である。【００２１】
また、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記逆作動回路に設けられた高圧アキュムレータと、前記順作動回路に設けられた低圧アキュムレータとを有することは好ましい。
このような構成であれば、逆作動回路に高圧アキュムレータ、順作動回路に低圧アキュムレータをそれぞれ設けたので、通常の作業で用いる逆作動モードの接続状態、すなわち、逆作動回路が高圧回路、順作動回路が低圧回路に接続された状態で、高圧回路側に高圧アキュムレータ、低圧回路側に低圧アキュムレータが配設されるので好適である。【００２２】
また、本発明の一態様に係る液圧式打撃装置において、前記逆作動回路および前記順作動回路のそれぞれに設けられた高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータを有し、前記高圧アキュムレータと前記低圧アキュムレータとは、前記高圧アキュムレータが前記切換弁機構側となるように並べて設けられていることは好ましい。
このような構成であれば、逆作動回路と順作動回路のそれぞれに、高圧アキュムレータと低圧アキュムレータを高圧アキュムレータが切換弁機構側となるように並べて設けたので、逆作動モードと順作動モードのどちらの接続状態においてもアキュムレータが正常に作動するので好適である。
【発明の効果】
【００２３】
上述のように、本発明によれば、打撃特性を容易に変更可能な液圧式打撃装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る液圧式打撃装置の第１実施形態の模式図である。
【図２】第１実施形態に係る液圧式打撃装置におけるバルブ本体とポートとの関係の説明図である。
【図３】本発明に係る液圧式打撃装置の第２実施形態の模式図である。
【図４】本発明に係る液圧式打撃装置の第３実施形態の模式図である。
【図５】本発明に係る液圧式打撃装置の第４実施形態の模式図である。
【図６】第２実施形態に係る液圧式打撃装置の作動原理図（（ａ）〜（ｄ））であって、同図では、逆作動モードを表している。
【図７】第２実施形態に係る液圧式打撃装置の作動原理図（（ａ）〜（ｄ））であって、同図では、順作動モードを表している。
【図８】各動作モードのピストンストローク−速度線図である。
【図９】従来の液圧式打撃装置の一例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の各実施形態について図面を適宜参照しつつ説明する。但し、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。
また、以下に示す各実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。なお、全ての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付している。また、同一の機能を有しながらもレイアウトや形状の変更がなされた構成要素については、同一の符号にアポストロフィを付している。
【００２６】
ここで、本明細書で「順作動モード」とは、ピストンの前後進動作とバルブの前後進動作が同位相で作動するモードであり、「逆作動モード」とは、ピストンの前後進動作とバルブの前後進動作が逆位相で作動するモードである。一般的な液圧式打撃装置では、ピストンの前後進動とバルブの前後進動を逆位相にすることで反力が相殺されることを期待して逆作動モードが採用されることが多く、本明細書においても逆作動モードを通常の作動モードとして説明をする。
【００２７】
まず、本発明の第１実施形態の液圧式打撃装置の構成について、図１および図２を参照して説明する。
図１に示すように、第１実施形態の液圧式打撃装置は、シリンダ１００と、シリンダ１００の内部に軸方向に沿ってスライド移動可能に摺嵌されたピストン２００とを備える。ピストン２００は、軸方向中央の大径部（前）２０１、大径部（後）２０２と、その大径部２０１、２０２の前後に形成された小径部２０３、２０４とを有する。ピストン大径部２０１、２０２の略中央には、円環状のバルブ切換溝２０５が形成されている。
【００２８】
ピストン２００が、シリンダ１００内に摺嵌して設けられることで、ピストン２００の外周面とシリンダ１００の内周面との間に、軸方向の前後に離隔してピストン前室１１０とピストン後室１１１とがそれぞれ画成されている。そして、シリンダ１００の内部には、ピストン前室１１０およびピストン後室１１１を交互に高圧回路１０３と低圧回路１０４とに切換えてピストン２００の前進および後退が繰返されるように作動油を給排させる切換弁機構２１０が設けられている。
【００２９】
切換弁機構２１０は、シリンダ１００の内部に、ピストン２００と非同軸に形成された弁室１３０と、この弁室１３０に摺嵌されたバルブ（スプール）３００とを有する。弁室１３０は、前方から後方へ向けて順に、弁室小径部１３２、弁室大径部１３１および弁室中径部１３３が形成されている。弁室大径部１３１には、前方から後方へ向けてそれぞれ所定間隔離隔して、バルブ制御室１３７、ピストン前室順作動ポート１３５、ピストン逆作動ポート１３４およびピストン後室順作動ポート１３６が設けられている。
【００３０】
高圧回路１０３の基端側（台車本体側）は、ポンプＰに接続され、低圧回路１０４の基端側はタンクＴに接続されている。また、高圧回路１０３の先端側（シリンダ１００側）は、作動切換弁１０５を介して逆作動回路１０１と順作動回路１０２とに切換可能に接続されている。逆作動回路１０１および順作動回路１０２には、それぞれ高圧アキュムレータ４００および低圧アキュムレータ４０１が設けられている。
【００３１】
ピストン前室１１０には、バルブ３００の前後進切換によってピストン前室１１０を逆作動回路１０１と順作動回路１０２へとそれぞれ連通させるピストン前室通路１２０が接続されている。一方、ピストン後室１１１には、ピストン後室１１１をバルブ３００の前後進切換えによって逆作動回路１０１と順作動回路１０２とにそれぞれ連通させるピストン後室通路１２１が接続されている。
【００３２】
ピストン前室１１０とピストン後室１１１の間には、前方から後方へ向けてそれぞれ所定間隔隔離して、ピストン後退制御ポート１１３、バルブ制御ポート１１４およびピストン前進制御ポート１１２が設けられている。ピストン前進制御ポート１１２は、通常ストローク用とショートストローク用として開口部が二箇所に設けられている。ピストン前室１１０側のピストン前進制御ポート１１２ａが、可変絞り１２７を備えたショートストローク用である。本明細書では、通常ストロークの設定、すなわち、可変絞り１２７を全閉状態として、ピストン後室１１１側のピストン前進制御ポート１１２が作用する設定で説明をする。
【００３３】
バルブ３００は、図２に示すように、軸方向に貫通するバルブ中空通路３１１を有する中空円筒形状の弁体である。
同図において、軸線上側は、逆作動回路１０１が高圧回路１０３に接続された場合のピストン２００が前進中にピストン後退制御ポート１１３が連通し、バルブ３００が後方へと移動を開始する状態（後述する図６（ｂ））、または、順作動回路１０２が高圧回路１０３に接続された場合のピストン２００が後退中にピストン前進制御ポート１１２が連通し、バルブ３００が後方へと移動を開始する状態（後述する図７（ｄ））を示している。
【００３４】
また、軸線下側は、逆作動回路１０１が高圧回路１０３に接続された場合のピストン２００が後退中にピストン前進制御ポート１１２が連通し、バルブ３００が前方へと移動を開始する状態（後述する図６（ｄ））、または、順作動回路１０２が高圧回路１０３に接続された場合のピストン２００が前進中にピストン後退制御ポート１１３が連通し、バルブ３００が前方へと移動を開始する状態（後述する図７（ｂ））を示している。
【００３５】
バルブ３００は、バルブ大径部３０１、３０２、３０３と、バルブ大径部３０１の前側に設けられたバルブ小径部３０４と、バルブ大径部３０３の後側に設けられたバルブ中径部３０５とを外周面に有する。バルブ大径部３０１とバルブ大径部３０２との間には、円環状のピストン前室切換溝３０６が設けられている。また、バルブ大径部３０２とバルブ大径部３０３の間には、円環状のピストン後室切換溝３０７が設けられている。本実施形態では、これらピストン前室切換溝３０６およびピストン後室切換溝３０７が、上記課題を解決するための手段に記載の「高低圧切換部」に対応している。
【００３６】
この切換弁機構２１０は、バルブ大径部３０１、３０２、３０３が弁室大径部１３１と摺嵌するように構成され、バルブ小径部３０４が弁室小径部１３２と摺嵌するように構成され、バルブ中径部３０５が弁室中径部１３３と摺嵌するように構成されている。
バルブ３００の両端面は、前方がバルブ前端面３０８、後方がバルブ後端面３０９となっている。バルブ小径部３０４とバルブ大径部３０１との境界には、バルブ段付面（前）３１０が形成され、バルブ大径部３０３とバルブ中径部３０５の境界には、バルブ段付面（後）３１２が形成されている。バルブ大径部３０２の中央部には、バルブ大径部３０２を径方向に貫通するバルブ本体逆作動通路３１３がバルブ中空通路３１１に連通するように設けられている。
【００３７】
いま、バルブ大径部３０１、３０２、３０３の外径をφＤ１、バルブ小径部３０４の外径をφＤ２、バルブ中径部３０５の外径をφＤ３、およびバルブ中空通路３１１の内径をφＤ４とすると、φＤ１〜φＤ４の関係は以下の（式１）の通りとなる。
φＤ４＜φＤ２＜φＤ３＜φＤ１・・・（式１）
【００３８】
また、バルブ前端面３０８の受圧面積をＳ１、バルブ後端面３０９の受圧面積をＳ２、バルブ段付面（前）の受圧面積Ｓ３、および、バルブ段付面（後）３１２の受圧面積をＳ４とすると、以下の（式２）の通りとなる。
Ｓ１＝π／４×（Ｄ２２−Ｄ４２）
Ｓ２＝π／４×（Ｄ３２−Ｄ４２）
Ｓ３＝π／４×（Ｄ１２−Ｄ２２）
Ｓ４＝π／４×（Ｄ１２−Ｄ３２）  ・・・（式２）
【００３９】
そして、受圧面積Ｓ１〜Ｓ４の関係は、以下の（式３）〜（式５）の通りとなる。
Ｓ１＜Ｓ２  ・・・・・・・・・・・・・・（式３）
［Ｓ１＋Ｓ３］＞Ｓ２  ・・・・・・・・・（式４）
Ｓ３＞Ｓ４  ・・・・・・・・・・・・・・（式５）
【００４０】
ここで、受圧面積Ｓ２と受圧面積Ｓ１との差が、上記課題を解決するための手段に記載の、逆作動回路が高圧回路と接続された場合に作動する「逆作動付勢手段」に対応し、受圧面積Ｓ４が、上記課題を解決するための手段に記載の、順作動回路が高圧回路に接続された場合に作動する「順作動付勢手段」に対応している。また、これら「逆作動付勢手段」と「順作動付勢手段」とが、上記課題を解決する手段に記載の「バルブ付勢手段」に対応している。また、受圧面積Ｓ３が、上記課題を解決するための手段に記載の、圧油が供給されたときにバルブ付勢手段の付勢力に抗してバルブを後方へと移動させる「バルブ制御手段」に対応している。
【００４１】
いま、図２において、ピストン逆作動ポート１３４の前側の側壁を１３４ａ、ピストン逆作動ポート１３４の後側の側壁を１３４ｂ、ピストン前室順作動ポート１３５の後側の側壁を１３５ｂ、ピストン後室順作動ポート１３６の前側の側壁を１３６ａとし、ピストン前室切換溝の前側の側壁を３０６ａ、ピストン前室切換溝の後側の側壁を３０６ｂ、ピストン後室切換溝３０７の前側の側壁を３０７ａ、ピストン後室切換溝３０７の後側の側壁を３０７ｂとすると、バルブ３００と弁室１３０とが協同して形成するポートの開口幅とシール長の関係は以下の通りとなる。
【００４２】
（１）バルブ３００の後退時
Ｌｎ１：ピストン前室順作動ポート溝側面（後）１３５ｂとピストン前室切換溝側壁（前）３０６ａが形成する開口幅
Ｌｎ２：ピストン逆作動ポート溝側面（前）１３４ａとピストン前室切換溝側壁（後）３０６ｂが形成するシール長
Ｌｎ３：ピストン逆作動ポート溝側面（後）１３４ｂと  ピストン後室切換溝側壁（前）３０７ａが形成する開口幅
Ｌｎ４：のピストン後室順作動ポート溝側面（前）１３６ａとピストン後室切換溝側壁（後）３０７ｂが形成するシール長
【００４３】
（２）バルブ３００の前進時
Ｌｒ１：ピストン前室順作動ポート溝側面（後）１３５ｂとピストン前室切換溝側壁（前）３０６ａが形成するシール長
Ｌｒ２：ピストン逆作動ポート溝側面（前）１３４ａとピストン前室切換溝側壁（後）３０６ｂが形成する開口幅
Ｌｒ３：ピストン逆作動ポート溝側面（後）１３４ｂと  ピストン後室切換溝側壁（前）３０７ａが形成するシール長
Ｌｒ４：ピストン後室順作動ポート溝側面（前）１３６ａとピストン後室切換溝側壁（後）３０７ｂが形成する開口幅
【００４４】
Ｌｎ＝Ｌｎ１＝Ｌｎ２＝Ｌｎ３＝Ｌｎ４・・・（式６）
（ただし、シール長Ｌｎ２およびＬｎ４は、開口幅Ｌｎ１およびＬｎ３よりも若干長く設定している。）
Ｌｒ＝Ｌｒ１＝Ｌｒ２＝Ｌｒ３＝Ｌｒ４・・・（式７）
（ただし、シール長Ｌｒ２およびＬｒ４は、開口幅Ｌｒ１およびＬｒ３よりも若干長く設定している。）
Ｌｎ＜Ｌｒ・・・・・・・・・・・・・・・・（式８）
となり、このＬｎとＬｒの差が、上記課題を解決するための手段に記載の、バルブの後退に伴うピストン前室およびピストン前室の高低圧切換動作時間を、バルブの前進に伴うピストン前室およびピストン前室の高低圧切換動作時間よりも短くする「短縮手段」に対応している。
【００４５】
図１に示すように、逆作動回路１０１は、ピストン逆作動ポート１３４に接続されており、順作動回路１０２は、ピストン前室順作動ポート１３５およびピストン後室順作動ポート１３６にそれぞれ接続されている。ピストン前室通路１２０は、一方がピストン前室１１０に接続され、他方が弁室大径部１３１のピストン逆作動ポート１３４とピストン前室順作動ポート１３５との中間部に接続されている。ピストン後室通路１２１は、一方がピストン後室１１１に接続され、他方が弁室大径部１３１のピストン逆作動ポート１３４とピストン後室順作動ポート１３６との中間部に接続されている。
【００４６】
バルブ逆作動通路１２３は、ピストン後退制御ポート１１３と弁室１３０の前側端面を接続し、バルブ順作動通路１２５は、ピストン前進制御ポート１１２とピストン後室順作動ポート１３６とを接続し、バルブ制御通路１２６は、バルブ制御ポート１１４とバルブ制御室１３７とを接続している。したがって、バルブ中空通路３１１は、逆作動モードにおいて常時高圧となり、順作動モードにおいて常時低圧となっている。
なお、バルブ逆作動通路１２３は、ピストン後退制御ポート１１３とピストン逆作動ポート１３４とを直接接続してもよく、あるいは、逆作動回路１０１に直接接続してもよい。また、バルブ順作動通路１２５は、ピストン前進制御ポート１１２とピストン前室順作動ポート１３５とを直接接続してもよく、あるいは、順作動回路１０２に直接接続してもよい。
【００４７】
次に、本発明の第２実施形態の液圧式打撃装置の構成について、図３を参照して説明する。第２実施形態と第１実施形態との差異は、第１実施形態におけるバルブ制御ポート１１４とバルブ制御室１３７とを接続するバルブ制御通路１２６に、可変絞り１２８と、逆止弁１２９とを並列に設けてバルブ制御通路１２６´とした点である。ここで、逆止弁１２９は、バルブ制御ポート１１４側からバルブ制御室１３７へ圧油が流入することを許容し、バルブ制御室１３７側からバルブ制御ポート１１４へ圧油が流出することを規制するように設けられている。
【００４８】
この可変絞り１２８と逆止弁１２９の構成が、上記課題を解決するための手段に記載の「遅延手段」に対応している。この遅延手段は、バルブ後退に伴うピストン前後室の高低圧切換動作時間を、バルブ前進に伴うピストン前後室の高低圧切換動作時間よりも延長する手段となる。したがって、第２実施形態は、「短縮手段」および「遅延手段」の両方を備えていることになる。
なお、第１実施形態と第２実施形態の作用効果については、図６および図７の作動原理図を参照しながら詳細を後述する。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態の液圧式打撃装置について図４を参照して説明する。第１実施形態との差異は、逆作動回路１０１には、高圧アキュムレータ４００と低圧アキュムレータ４０２を、切換弁機構２１０側が高圧アキュムレータとなるように並べて設けるとともに、順作動回路１０２には、高圧アキュムレータ４０３と低圧アキュムレータ４０１を、切換弁機構２１０側が高圧アキュムレータとなるように並べて設けた点である。
【００５０】
次に、本発明の第４実施形態の液圧式打撃装置について図５を参照して説明する。第１実施形態との差異は、高圧アキュムレータ４００と低圧アキュムレータ４０１を廃止し、バックヘッド４１０をシリンダ１００の後部に設け、バックヘッド４１０内部のピストン２００が挿通する空間を、ガスを充填したガス室４１１とした点である。
【００５１】
次に、本発明の液圧式打撃装置の動作および作用効果を、第２実施形態を例に図６および図７を参照しつつ説明する。なお、両図では、高圧状態のときの通路を「太い網掛け」にて図示し、低圧状態のときの通路を「細い網掛け」にて図示している。
図６において、作動切換弁１０５は、逆作動モード、すなわち、逆作動回路１０１と高圧回路１０３とを接続する位置（順作動回路１０２と低圧回路１０４とを接続する位置）に切換えられている。
【００５２】
今、図６（ａ）に示すように、切換弁機構２１０のバルブ３００が前進位置に切換えられると、ピストン逆作動ポート１３４とピストン後室通路１２１とが連通してピストン後室１１１が高圧となる。一方、ピストン前室順作動ポート１３５とピストン前室通路１２０とが連通してピストン前室１１０が低圧となる。これにより、ピストン２００は前進する。
【００５３】
このとき、弁室１３０は、バルブ本体逆作動通路３１３によって逆作動回路１０１に常時接続されており、バルブ前端面３０８とバルブ後端面３０９の両方が高圧となっている。バルブ前端面３０８とバルブ後端面３０９の両方に高圧が作用しているので、上記（式３）により、バルブ３００は前進位置に保持される（図６（ａ）参照）。
【００５４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、ピストン２００が前進して、バルブ制御ポート１１４とピストン前進制御ポート１１２との連通が途絶え、それに代わり、バルブ制御ポート１１４がピストン後退制御ポート１１３と連通する。これにより、バルブ逆作動通路１２３からの高圧油がバルブ制御通路１２６´を経てバルブ制御室１３７に供給される。このとき、バルブ制御通路１２６´内において、圧油は逆止弁１２９を通過するので、可変絞り１２８によって調整されることはない。
【００５５】
バルブ制御室１３７が高圧になるとバルブ段付面３１０に高圧が作用し、上記（式４）によりバルブ３００は後退を開始する（図６（ｂ）参照）。このとき、バルブ３００の後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は上記（式６）によりＬｎに比例する。
【００５６】
ピストン２００は、打撃効率が最大のときに打撃点に達し（図６（ｂ）から（ｃ）の間）、打撃点にてピストン２００の先端が打撃用のロッド（不図示）の後端を打撃する。これにより、打撃により発生する衝撃波がロッドを介して先端のビット等まで伝播して岩盤等を破砕するエネルギーとして使用される。
【００５７】
ピストン２００が打撃点まで達した直後に、バルブ３００は、その後退位置への切換が完了する。バルブ後退位置では、ピストン逆作動ポート１３４とピストン前室通路１２０が連通してピストン前室１１０が高圧となる。一方、ピストン後室順作動ポート１３６とピストン後室通路１２１とが連通してピストン後室１１１が低圧となる。これにより、ピストン２００は後退に転じる。バルブ制御室１３７が高圧を維持している間は、バルブ３００は後退位置に保持される（図６（ｃ）参照）。
【００５８】
次いで、ピストン２００が後退して、バルブ制御ポート１１４とピストン後退制御ポート１１３との連通が途絶え、それに代わり、バルブ制御ポート１１４がピストン前進制御ポート１１２に連通する。これにより、バルブ制御室１３７がバルブ制御通路１２６´とバルブ順作動通路１２５を経て低圧回路１０４に接続される。バルブ制御室１３７が低圧になると、上記（式３）によりバルブ３００は前進を開始する。
【００５９】
このとき、バルブ３００の前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、上記（式７）によりＬｒに比例する。また、バルブ制御通路１２６´内において、圧油は逆止弁１２９によって可変絞り１２８側を通過するので流量が調整され、高圧状態から中圧状態（通路を「破線」で示す）を経て低圧状態へと推移する。（図６（ｄ）参照）。そして、バルブ３００が再び前進位置に切換えられ、上記の打撃サイクルが繰り返される。
【００６０】
ここで、図６（ｂ）におけるバルブ３００の後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間と、図６（ｄ）におけるバルブ３００の前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、上記（式８）により、バルブ３００の後退の方が短縮される。さらには、図６（ｄ）においてバルブ制御通路１２６´内の圧油の流速が可変絞り１２８によって調整されるので、バルブ３００の前進動作が遅延する。
【００６１】
一方、図７において、作動切換弁１０５は順作動モード、すなわち、順作動回路１０２と高圧回路１０３相互（逆作動回路１０１と低圧回路１０４相互）を接続する位置に切換えられている。今、図７（ａ）に示すように、切換弁機構２１０のバルブ３００が後退位置に切換えられると、ピストン後室順作動ポート１３６とピストン後室通路１２５とが連通してピストン後室１１１が高圧となる。一方、ピストン前室順作動ポート１３５とピストン前室通路１２０とが連通してピストン前室１１０が低圧となる。これにより、ピストン２００は前進する。
【００６２】
このとき、弁室１３０は、バルブ本体逆作動通路３１３によって逆作動回路１０１に常時接続されており、バルブ前端面３０８とバルブ後端面３０９の両方が低圧となっているが、バルブ段付面（前）３１０とバルブ段付面３１２の両方に高圧が作用しているので、上記（式５）により、バルブ３００は後退位置に保持される（図７（ａ）参照）。
【００６３】
次いで、ピストン２００が前進して、バルブ制御ポート１１４とピストン前進制御ポート１１２の連通が途絶え、それに代わり、バルブ制御ポート１１４がピストン後退制御ポート１１３と連通する。これにより、バルブ制御室１３７の高圧油がバルブ制御通路１２６´を経てバルブ逆作動通路１２３へと流出する。
このとき、バルブ３００の前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、上記（式７）によりＬｒに比例する。また、バルブ制御通路１２６´内において、圧油は逆止弁１２９によって可変絞り１２８側を通過するので流量が調整され、高圧状態から中圧状態を経て低圧状態へと推移する。バルブ制御室１３７が低圧になると、バルブ段付面３１２のみに高圧が作用し、バルブ３００は前進を開始する（図７（ｂ）参照）。
【００６４】
ピストン２００は、打撃効率を高めながら打撃点に達し（図７（ｂ）から（ｃ）の間）、打撃点にてピストン２００の先端が打撃用のロッド（不図示）の後端を打撃する。これにより、打撃により発生する衝撃波が、ロッドを介して先端のビット等まで伝播して岩盤等を破砕するエネルギーとして使用される。
バルブ前進位置では、ピストン前室順作動ポート１３５とピストン前室通路１２０とが連通してピストン前室１１０が高圧となる。一方、ピストン逆作動ポート１３４とピストン後室通路１２１とが連通してピストン後室１１１が低圧となる。
【００６５】
これにより、ピストン２００は後退に転じる。バルブ制御室１３７が低圧を維持している間は、バルブ３００は前進位置に保持される。バルブ３００がその前進位置へと切換えが完了するのは、後述する通り、ピストン２００が打撃点まで達した若干後になるが、ピストン２００がロッドを打撃した反発によって既に後退を開始するので、打撃力に及ぼす影響は少ない（図７（ｃ）参照）。
【００６６】
次いで、ピストン２００が後退して、バルブ制御ポート１１４とピストン後退制御ポート１１３との連通が途絶え、それに代わり、バルブ制御ポート１１４がピストン前進制御ポート１１２と連通する。これにより、バルブ制御室１３７がバルブ制御通路１２６´とバルブ順作動通路１２５とを経て順作動回路１０２に接続される。バルブ制御室１３７が高圧状態になると、上記（式５）によりバルブ３００は後退を開始する。
【００６７】
このとき、バルブ３００の後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、上記（式６）によりＬｎに比例する。また、バルブ制御通路１２６´内において、圧油は逆止弁１２９を通過するので可変絞り１２８によって調整されることはない（図７（ｄ）参照）。そして、バルブ３００が再び後退位置に切換えられ、上記の打撃サイクルが繰り返される。
【００６８】
ここで、図７（ｂ）におけるバルブ３００の前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間と、図７（ｄ）におけるバルブ３００の後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、上記（式８）によりバルブ３００の後退の方が短縮される。さらには、図７（ｂ）においてバルブ制御通路１２６´内の圧油の流速が、可変絞り１２８によって調整されるので、バルブ３００の前進動作が遅延する。
【００６９】
次に、図６に示す逆作動モードと図７に示す順作動モードについて、本発明の主要構成要素である「短縮手段」に着目して対比する。
ａ）ピストン２００が後退から前進に転じる局面
逆作動モード（図６（ａ））ではバルブ３００は前進位置、順作動モード（図７（ａ））ではバルブ３００は後退位置にそれぞれ保持されており、両者において、ピストン２００の前進動作に差異はない。
【００７０】
ｂ）ピストン２００が前進してピストン後退制御ポート１１３が連通する局面
逆作動モード（図６（ｂ））では、バルブ３００は後退に転じ、順作動モード（図７（ｂ））では、バルブ３００は前進に転じる。
上記（式８）により、バルブ後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、バルブ前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間よりも短くなる。前述した通り、一般的な液圧式打撃装置では、逆作動モードを採用しているので、この局面においては、逆作動モードのバルブ３００の切換えが正規のタイミングに設定されており、相対的に順作動モードのバルブ３００切換えタイミングが遅くなることになる。
【００７１】
ｃ）ピストン２００が打撃点に達し、バルブ３００の切換が完了する局面
上記ｂ）の通り、順作動モード（図７の（ｂ）から（ｃ）の間）は、逆作動モード（図６の（ｂ）から（ｃ）の間）に対して、ピストン２００が前進から後退に転じる際のバルブ３００の切換えが正規のタイミングから遅延していても、ピストン２００が打撃点に達してロッドを打撃すると、反発により後退に転ずるので打撃特性に大きな影響は与えない。
【００７２】
ｄ）ピストン２００が後退してピストン前進制御ポート１１２が連通する局面
逆作動モード（図６（ｂ））では、バルブ３００は前進に転じ、順作動モード（図７（ｂ））では、バルブ３００は後退に転じる。
上記ｂ）と同様に、バルブ後退に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間は、バルブ前進に伴うピストン前室１１０およびピストン後室１１１の高低圧切換動作時間よりも短くなる。したがって、順作動モードのバルブ３００の切換えが逆作動モードのバルブ３００切換えのタイミングよりも早くなるので、ピストン２００の後退完了位置、すなわち、後死点は前方へと移動し、ピストンストロークが短縮される。
【００７３】
以上をまとめると、切換弁機構２１０に「短縮手段」を設けることで、順作動モードは、逆作動モードに比べるとショートストローク化が図られる。したがって、通常の作業は、逆作動モードで行い、打撃力の低い軽打撃が必要となる作業の場合に、作動切換弁１０５で順作動モードに切換えて作業を行うことが可能である。なお、第１実施形態は、上述した「短縮手段」のみを備えたものである。
【００７４】
次に、図６に示す逆作動モードと図７に示す順作動モードについて、本発明の主要構成要素である「遅延手段」に着目して対比する。
ａ´）ピストン２００が後退から前進に転じる局面
逆作動モード（図６（ａ））ではバルブ３００は前進位置、順作動モード（図７（ａ））ではバルブ３００は後退位置にそれぞれ保持されており、両者においてピストン２００の前進動作に差異はない。
【００７５】
ｂ´）ピストン２００が前進してピストン後退制御ポート１１３が連通する局面
逆作動モード（図６（ｂ））では可変絞り１２８は作用しないが、順作動モード（図７（ｂ））では可変絞り１２８によってバルブ制御室１３７から高圧油が流出する速度が調整されるので、順作動モードのバルブ３００切換えタイミングが遅くなることになる。
【００７６】
ｃ´）ピストン２００が打撃点に達し、バルブ３００の切換が完了する局面
上記ｂ）の通り、順作動モード（図７の（ｂ）から（ｃ）の間）は逆作動モード（図６の（ｂ）から（ｃ）の間）に対して、ピストン２００が前進から後退に転じる際のバルブ３００の切換えが、正規のタイミングから遅延していても、ピストン２００が打撃点に達してロッドを打撃すると、反発により後退に転ずるので打撃特性に大きな影響は与えない。
【００７７】
ｄ´）ピストン２００が後退してピストン前進制御ポート１１２が連通する局面
逆作動モード（図６（ｂ））では、可変絞り１２８によってバルブ制御室１３７から高圧油が流出する速度が調整され、順作動モード（図７（ｂ））では、可変絞り１２８は作用しないので、逆作動モードでのバルブ３００の切換えのタイミングが遅くなり、ピストン２００の後退完了位置、すなわち、後死点は後方へと移動し、ピストンストロークが延長される。
【００７８】
以上をまとめると、切換弁機構２１０に「遅延手段」を設けることで、逆作動モードは、順作動モードに比べるとロングストローク化が図られる。そして、ストロークの延長量は、可変絞り１２８の調整量によって制御可能である。
【００７９】
したがって、本実施形態の液圧式打撃装置によれば、短縮手段と遅延手段を設けることで、図８にピストンストローク−速度線図を示すように、順作動モードにあっては、ショートストローク（同図のＳshort）とすることができ、また、逆作動モードにあっては、標準ストローク（同図のＳnormal）からロングストローク（同図のＳlong）までの設定変更が可能となる。
なお、同図において、横軸Ｓはピストンストローク、縦軸Ｖはピストン速度であり、Ｖlong、Ｖnormal、Ｖshortは、それぞれのピストンストロークにおける打撃時の速度、Ｓ０は打撃点から後退時の最大速度を示している。
【００８０】
次に、本発明の第１実施形態と第３実施形態の対比、すなわち、アキュムレータのレイアウトの差異がもたらす作用効果について説明する。
前述した通り、本発明では、逆作動モードを通常の作動モードとして採用しているので、第１実施形態では、逆作動回路１０１に高圧アキュムレータ４００、順作動回路１０２に低圧アキュムレータ４０１を配設している。高圧アキュムレータ４００と低圧アキュムレータ４０１は、圧力容器やダイヤフラムといった構成部材は共通しており、封入するガス圧の設定値を、高圧アキュムレータ４００は高圧に設定し、低圧アキュムレータ４０１は低圧に設定している。
【００８１】
第１実施形態においては、通常の動作モードとして、作動切換弁１０５は逆作動モード位置に切換えられるので、高圧アキュムレータ４００は高圧油を伝播する衝撃や脈動を蓄圧することで吸収し、回路内で油量が不足すると蓄圧した圧油を放出することで圧油の供給不足を補っている。一方、低圧アキュムレータ４０１は低圧油を伝播する衝撃や脈動を蓄圧することで吸収している。
【００８２】
ここで、第１実施形態において、作動切換弁１０５を切換えて順作動モードを選択すると、高圧アキュムレータ４００側が低圧に、低圧アキュムレータ４０１側が高圧になり、特に高圧油を蓄圧することになる低圧アキュムレータ４０１の能力不足が懸念される。しかし、作動原理図で説明した通り、順作動モードは、ピストンストロークがショートストローク化されるので、管路内の衝撃や脈動は相対的に穏やかとなる。そのため、低圧アキュムレータ４０１でも大きな支障はない。
【００８３】
これに対し、第３実施形態は、逆作動回路１０１、順作動回路１０２それぞれに一対の高圧アキュムレータ４００、４０３と低圧アキュムレータ４０１、４０２を、高圧アキュムレータ４００、４０３が切換弁機構２１０側となるように並べて設けているので、逆作動モードと順作動モードのどちらが選択されても、高圧アキュムレータと低圧アキュムレータの本来のパフォーマンスを発揮することが可能となる。
【００８４】
次に、本発明の第４実施形態の作用効果について説明する。
この種の液圧式打撃装置におけるアキュムレータの作用効果は、回路内の圧油を伝搬する衝撃や、脈動を吸収することで機器の損傷を防止する「緩衝作用」と、回路内の油量がポンプの吐出量に対して過剰な場合は蓄圧し、不足する場合は蓄圧した圧油を放出する「エネルギー蓄積作用」である。
ここで、エネルギー蓄積作用に着目すると、回路内の油量の過不足はピストン２００が前進後退することによって引き起こされることから、アキュムレータは、ピストン２００の運動エネルギーを、圧油を媒体として蓄圧・放出することで打撃エネルギーに転嫁しているといえる。
【００８５】
一方で、第４実施形態は、ピストン２００の運動エネルギーを、圧油を媒体として打撃エネルギーに転嫁するのではなく、ピストン２００の後退時における運動エネルギーを、直接、バックヘッド４１０のガス室４１１内で蓄圧・放出することで打撃エネルギーに転嫁するものである。
【００８６】
本発明の基本コンセプトは、高圧回路１０３と低圧回路１０４とを相互に切換えて打撃特性を変化させるというものである。第１実施形態では、高圧回路１０３には高圧アキュムレータ４００が設けられ、低圧回路１０４には低圧アキュムレータ４０１が設けられており、回路切換えにより、それぞれのアキュムレータの本来の性能が発揮できない場合が起こりうることは上述した通りであるが、バックヘッド４１０によるエネルギー蓄積作用は、回路切換えの影響を受けないので本発明に好適である。
【００８７】
しかし、回路内の圧油の衝撃や脈動から機器の損傷を防止する緩衝作用に関しては、アキュムレータの代替手段として、バックヘッド４１０側で、ある程度緩衝することができるものの、アキュムレータに比べるとその効果は限定的である。そのため、第４実施形態は、回路内の圧油の衝撃や脈動が比較的に小さい小型の液圧式打撃機構で採用することが好ましい。
なお、第４実施形態はアキュムレータを省略することから、液圧式打撃装置を小型化、かつ構成を簡素化することが可能となるので好ましい。
【００８８】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して説明したが、本発明に係るピストン前後室高低圧切換方式の液圧式打撃装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しなければ、その他の種々の変形や各構成要素を変更することが許容されることは勿論である。
【００８９】
例えば、上記実施形態では、図２に示す切換弁機構のように、バルブ前進動作と後退動作に時間差を創出する方策として、バルブとポートの開口幅（シール長）を用いた例を説明したが、これに限らず、受圧面積差の設定によっても時間差を創出可能であり、また、逆作動回路と順作動回路の管路面積差、すなわち、管路抵抗の差を利用することでも可能である。
【００９０】
また、ピストンの軸線とバルブの軸線は互いに平行であるが、これを直交方向に設定しても構わない。また、第１実施形態と第４実施形態を同時に実施、すなわち、高圧回路と低圧回路にそれぞれアキュムレータを設けるとともに、シリンダ後部にガス室を備えたバックヘッドを設けてもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１００    シリンダ
１０１    逆作動回路
１０２    順作動回路
１０３    高圧回路
１０４    低圧回路
１０５    作動切換弁
１１０    ピストン前室
１１１    ピストン後室
１１２    ピストン前進制御ポート
１１２ａ  ピストン前進制御ポート（ショートストローク）
１１３    ピストン後退制御ポート
１１４    バルブ制御ポート
１２０    ピストン前室通路
１２１    ピストン後室通路
１２３    バルブ逆作動通路
１２５    バルブ順作動通路
１２６、１２６´  バルブ制御通路
１２７    可変絞り
１２８    可変絞り
１２９    逆止弁
１３０    弁室
１３１    弁室大径部
１３２    弁室小径部
１３３    弁室中径部
１３４    ピストン逆作動ポート
１３４ａ  ピストン逆作動ポート溝側面（前）
１３４ｂ  ピストン逆作動ポート溝側面（後）
１３５    ピストン前室順作動ポート
１３５ｂ  ピストン前室順作動ポート溝側面（後）
１３６    ピストン後室順作動ポート
１３６ａ  ピストン後室順作動ポート溝側面（前）
１３７    バルブ制御室
２００    ピストン
２０１    大径部（前）
２０２    大径部（後）
２０３    小径部（前）
２０４    小径部（後）
２０５    バルブ切換溝
２１０    切換弁機構
３００    バルブ
３０１    バルブ大径部（前）
３０２    バルブ大径部（中）
３０３    バルブ大径部（後）
３０４    バルブ小径部
３０５    バルブ中径部
３０６    ピストン前室切換溝
３０６ａ  ピストン前室切換溝側壁（前）
３０６ｂ  ピストン前室切換溝側壁（後）
３０７    ピストン後室切換溝
３０７ａ  ピストン後室切換溝側壁（前）
３０７ｂ  ピストン後室切換溝側壁（後）
３０８    バルブ前端面
３０９    バルブ後端面
３１０    バルブ段付面（前）
３１１    バルブ中空通路
３１２    バルブ段付面（後）
３１３    バルブ本体逆作動通路
４００    高圧アキュムレータ
４０１    低圧アキュムレータ
４０２    低圧アキュムレータ
４０３    高圧アキュムレータ
４１０    バックヘッド
４１１    ガス室
Ｌｎ１〜４  順作動開口幅（シール長）
Ｌｒ１〜４  逆作動開口幅（シール長）
Ｐ        ポンプ
Ｔ        タンク
５００    シリンダ
５０１    ピストン前室
５０２    ピストン後室
５０３    ピストン前進制御ポート
５０３ａ  ピストン前進制御ポート（ショートストローク）
５０４    ピストン後退制御ポート
５０５    排油ポート
５０６    切換弁機構
５０７    バルブ主室
５０８    バルブ前室
５０９    バルブ後室
５１０    ピストン後室高圧ポート
５１１    ピストン後室切換ポート
５１２    ピストン後室低圧ポート
５１３    高圧回路
５１４    高圧通路
５１５    ピストン後室通路
５１６    ピストン前室通路
５１７    バルブ後室通路
５１８    バルブ制御通路
５１８ａ  バルブ前室高圧通路（ショートストローク）
５１８ｂ  バルブ前室高圧通路
５１８ｃ  バルブ前室低圧通路
５１９    低圧回路
５２０    バルブ低圧通路
５２１    ピストン低圧通路
５２２    ピストン
５２３    大径部（前）
５２４    大径部（後）
５２５    中径部
５２６    小径部
５２７    バルブ切換溝
５２８    バルブ
５２９    バルブ大径部（前）
５３０    バルブ大径部（後）
５３１    バルブ中径部
５３２    バルブ小径部
５３３    バルブ後退規制部
５３４    ピストン後室高圧切換溝
５３５    ピストン後室低圧切換溝
５３６    高圧アキュムレータ
５３７    低圧アキュムレータ
５４０    切換弁機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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