(57)【要約】【課題】連続空打ちを防止して当該連続空打ちによる破損や損傷を極力防止することができ、しかも、始動前において打撃ピストンをブレーキ室から速やかに退避させて始動させることができる液圧式打撃装置を提供する。【解決手段】打撃ピストン２を往復運動させてチゼル３を打撃する液圧式打撃装置１において、打撃ピストン２が正規の打撃位置を超えてチゼル３の打撃方向に一定距離移動した際に、打撃ピストン２により密閉された部屋となるブレーキ室１３が設けられるとともに、作動流体が設定圧力よりも低い場合にはブレーキ室１３に当該作動流体を供給し、作動流体が設定圧力よりも高い場合にはブレーキ室１３への作動流体の供給を停止する供給機構２７、２８、３０を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置において、
前記打撃ピストンが正規の打撃位置を超えて前記チゼルの打撃方向に一定距離移動した際に、当該打撃ピストンにより密閉された部屋となるブレーキ室が設けられるとともに、作動流体が設定圧力よりも低い場合には上記ブレーキ室に当該作動流体を供給し、作動流体が設定圧力よりも高い場合にはブレーキ室への作動流体の供給を停止する供給機構を備えたことを特徴とする液圧式打撃装置。
【請求項２】
前記供給機構は、高圧回路からブレーキ室に連通された油路と、該油路に介装された開閉バルブからなり、打撃ピストンがブレーキ室を出るまでの距離を移動するときにこれに抗する力と略同等の力をだすのに必要な作動流体の圧力を前記設定圧力として、上記開閉バルブの切り換えによりブレーキ室への作動流体の供給・停止制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項１記載の液圧式打撃装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃す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、打撃ピストンの正規の打撃位置よりも前方（下方）にクッション室（ブレーキ室）を設け、打撃ピストンの下降行程では逆止弁によりクッション室から高圧回路への高圧油の流出を規制するとともに、上昇行程では逆止弁を通じて高圧回路からクッション室への高圧油の供給を許容するように構成した打撃装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実公平６−４４６１２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のものでは、打撃時において装置にかかる衝撃をクッション室によって吸収できるものの、打撃ピストンが空打ちして当該打撃ピストンがクッション室に侵入した場合でもクッション室への高圧油の供給により常に上昇行程に反転するため、打撃動作を停止しないと空打ちを連続して行うことになる。このように空打ちを連続して行うことは、打撃装置に衝撃や高圧負荷などが過度に生じて大きな負担がかかり破損や損傷を招くため、好ましくないという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明の液圧式打撃装置は、打撃ピストンを往復運動させてチゼルを打撃する液圧式打撃装置において、  前記打撃ピストンが正規の打撃位置を超えて前記チゼルの打撃方向に一定距離移動した際に、当該打撃ピストンにより密閉された部屋となるブレーキ室が設けられるとともに、作動流体が設定圧力よりも低い場合には上記ブレーキ室に当該作動流体を供給し、作動流体が設定圧力よりも高い場合にはブレーキ室への作動流体の供給を停止する供給機構を備えたものである。
【０００６】
請求項２に係る発明の液圧式打撃装置は、前記供給機構は、高圧回路からブレーキ室に連通された油路と、該油路に介装された開閉バルブからなり、打撃ピストンがブレーキ室を出るまでの距離を移動するときにこれに抗する力と略同等の力をだすのに必要な作動流体の圧力を前記設定圧力として、上記開閉バルブの切り換えによりブレーキ室への作動流体の供給・停止制御を行うように構成されたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、本発明の液圧式打撃装置の全体構成を示している。
【０００９】
この打撃装置１は、一般に油圧ショベルなどの建設機械にアタッチメントとして装着され、油圧源から供給される作動流体を利用し土木現場あるいは砕石場などにおいてコンクリートや岩などを破砕する際に利用されるものである。
【００１０】
まず、打撃装置１の概要について説明すると、面積の異なる２つの受圧面ＰＳ１とＰＳ２（ＰＳ１＞ＰＳ２）を有する打撃ピストン２を備え、面積の小さい受圧面ＰＳ２には油圧源から油圧回路を通じて常に高圧が作用し、面積の大きい受圧面ＰＳ１には油圧源から油圧回路を通じて交番的に高圧と低圧が作用するようになされている。そして、受圧面ＰＳ１に低圧が作用している時には、受圧面ＰＳ２に作用する高圧により打撃ピストン２の最上部の受圧面ＰＳ０に作用するガス圧に抗して当該ガスを圧縮しながら打撃ピストン２が戻り行程を行い、受圧面ＰＳ１に高圧が作用している時には、当該受圧面ＰＳ１に作用する高圧とガス圧により打撃行程を行うように構成されている。また、打撃ピストン２が理論上定められた正規の打撃位置よりもさらに打撃方向に一定距離下降した場合に、該打撃ピストン２により密閉されるブレーキ室１３が形成されている。
【００１１】
以下、打撃装置１の具体的な構成について説明する。
【００１２】
図１において、Ｃはケーシングであって、このケーシングＣは、打撃ピストン２を軸方向に往復摺動自在に収容したシリンダ室Ｃ１と、シリンダ室Ｃ１の一端（下端側）に連設されチゼル３を収容したチゼル室Ｃ２と、シリンダ室Ｃ１の他端（上端側）に連設され例えば窒素などのガスが封入されたガス室Ｃ３とで構成されている。
【００１３】
打撃ピストン２は、途中部に所定距離を隔てて形成された２つの大径部２ａ、２ｂを有し、これら２つの大径部２ａ、２ｂの周面がシリンダ室Ｃ１内に摺動自在に配置されている。そして、大径部２ａに連結された上軸部２ｃの端面がガス室Ｃ３内に臨んで配置されるとともに、大径部２ｂに連結された下軸部２ｄの端面がチゼル室Ｃ２に臨んで配置されている。
【００１４】
また、上、下軸部２ｃ、２ｄは、上軸部２ｃの方が下軸部２ｄよりも小径になされており、この結果、大径部２ａの受圧面ＰＳ１が大径部２ｂの受圧面ＰＳ２よりも大きく（ＰＳ１＞ＰＳ２）なっている。
【００１５】
さらに、シリンダ室Ｃ１には、その軸方向に複数の溝４乃至７が環状に形成されている。これら溝４乃至７は、シリンダ室Ｃ１の上端側（右端側）から下端側にかけて順次形成されている。溝４は前記上軸部２ｃとシリンダ室Ｃ１との間に形成される収容室９に臨んで形成されるとともに、溝７は前記下軸部２ｄとシリンダ室Ｃ１との間に形成される収容室１０に臨んで形成されている。また、溝５と溝６は、図１に示すように打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌに配置された状態では打撃ピストン２の大径部２ａ、２ｂ間の軸部２ｅに形成された環状溝１１を介して連通されており、溝５が油路１２を通じてタンクＴに連通されて低圧になっている。
【００１６】
一方、溝７の下端側となるシリンダ室Ｃ１にはブレーキ室１３が形成されており、図１に示すように打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌに配置された状態では大径部２ｂの受圧面ＰＳ２がブレーキ室１３内に突入することなく配置されるようになされている。
【００１７】
これら溝４乃至７、並びにブレーキ室１３は後述する油圧回路に組み込まれた各油路に連通されている。
【００１８】
前記チゼル室Ｃ２は、前述したようにチゼル３を収容する部位であり、当該チゼル３はその先端が所定長さ突出した状態で配置され、打撃ピストン２が理論的打撃位置Ｌまで移動した際に当該打撃ピストン２とその基端が当接するように配置されている。
【００１９】
前記ガス室Ｃ３は、その内部に封入したガス圧により打撃ピストン２を打撃方向に付勢している。つまり、このガス室Ｃ３内に臨んで配置された上軸部２ｃの端面がガス圧を受ける受圧面ＰＳ０になされている。
【００２０】
次に油圧回路の具体的な構成について説明する。
【００２１】
油圧ポンプＰの吐出側は、油路２０を通じて制御バルブ２１に連通されている。油路２０からは油路２２と油路２３が分岐されており、油路２２が制御バルブ２１の一方の駆動室ＣＶ２に連通されるとともに、油路２３が前記溝７に連通されている。
【００２２】
制御バルブ２１は、２位置切換式のバルブであり、他方の駆動室ＣＶ１が油路２４を通じて前記溝６に連通されており、駆動室ＣＶ１と駆動室ＣＶ２とに作用する油圧信号により図１における上位置（Ａ回路）と下位置（Ｂ回路）とに切換えられる。
【００２３】
具体的には、制御バルブ２１がＡ回路では、油路２０と前記溝４に連通された油路２５との連通を遮断するとともに、油路２５とタンクＴに連通された油路２６とを連通させる。従って、制御バルブ２１がＡ回路に配置されている際には、収容室９は溝４がタンクＴに連通されて低圧になっている。
【００２４】
また、制御バルブ２１がＢ回路では、油路２０と油路２５が連通されることになり、これによって油圧ポンプＰからの作動流体が溝４を通じて収容室９に導入され、当該収容室９を高圧にする。
【００２５】
つまり、大径部２ａの受圧面ＰＳ１には、制御バルブ２１の切換えにより交番的に高圧と低圧が作用するようになっている。
【００２６】
一方、前記油路２３からは油路２７が分岐され、油路２７が開閉バルブ２８に連通されている。
【００２７】
開閉バルブ２８は、２位置切換式のバルブであり、駆動室Ｖ１に連通する油圧信号、並びにバネＳ１の作用により図１における右位置（Ａ回路）と左位置（Ｂ回路）とに切換えられる。上記駆動室Ｖ１には、前記油路２７から分岐された油路２９が連通されている。
【００２８】
具体的には、開閉バルブ２８がＡ回路では、油路２７とブレーキ室１３とを油路３０を通じて連通し、開閉バルブ２８がＢ回路では、前記油路２７とブレーキ室１３に逆止弁３１を備えた油路３０との連通を遮断する。
【００２９】
この開閉バルブ２８のバネＳ１の力は、打撃ピストン２が図２に示すようにブレーキ室１３に入り込んだ際に、当該打撃ピストン２がガス室Ｃ３内のガス圧に抗してガスを圧縮しながらその大径部２ｂが溝７に達するストロークＳだけ移動するのに必要な圧力（設定圧力）が駆動室Ｖ１に作用するまで、開閉バルブ２８をＡ回路の状態に保持するように予め調整されている。従って、上記駆動室Ｖ１に作用する圧力がバネＳ１の力よりも大きい場合には開閉バルブ２８は油路２７と油路３０との連通を遮断するＢ回路に保持されることになる。
【００３０】
この開閉バルブ２８と油路２７及び油路３０によって供給機構を構成している。
【００３１】
また、図１における符号３２は、油路２７に設けられた絞りである。
【００３２】
なお、各油圧信号に基づく各バルブの切換え動作などの詳細については、以下に説明する打撃装置１の動作とともに説明する。
【００３３】
まず、通常の打撃動作において、打撃装置１に油圧ポンプＰから作動流体が導入された直後の各バルブは次のような状態に配置されている。
【００３４】
制御バルブ２１は、駆動室ＣＶ１が油路２４、溝６、溝５から油路１２を通じてタンクＴに連通されて低圧になっており、駆動室ＣＶ２が油路２２を通じて高圧になっていることからＡ回路の状態になっている。
【００３５】
このように制御バルブ２１が配置された状態において、油圧ポンプＰから作動流体を導入すると、圧油は油路２０、２３を通じて溝７から収容室１０に導入される。これにより大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に高圧が作用して打撃ピストン２がガス室Ｃ３に封入されたガスを圧縮しながら図１において左側に移動する戻り行程を行う。
【００３６】
この際、開閉バルブ２８は、始動前はバネＳ１の力によりＡ回路になっているため、上記作動流体が油路２７、油路３０を通じてブレーキ室１３へも導入される。しかし、上記戻り行程の開始により大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に高圧が作用することから、油路２９を通じて駆動室Ｖ１に作用する圧力がバネＳ１の力よりも大きくなり、これにより開閉バルブ２８はＢ回路に切り換わり、作動流体の圧力が設定圧力以下にならない限りこれを保持する。
【００３７】
そして、戻り行程を行って溝７が溝６と連通する位置まで大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が後退すると、油路２３から溝７に導入される作動流体が溝６から油路２４を通じて制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１に導入され、駆動室ＣＶ１とＣＶ２との関係が、ＣＶ１＞ＣＶ２に予め設定されているため、制御バルブ２１はＢ回路の状態に切換わる。
【００３８】
従って、油圧ポンプＰからの作動流体は油路２３を通じて溝７から収容室１０に導入されるとともに、油路２５を通じて溝４から収容室９にも導入される。この結果、受圧面がＰＳ１＞ＰＳ２の関係にあることから打撃ピストン２が図１において右側に移動する打撃行程に切換わる。
【００３９】
そして、打撃行程を行っている打撃ピストン２がチゼル３を打撃する直前に溝６と溝５が大径部２ａと大径部２ｂとの間に形成された環状溝１１を通じて連通される。これにより油路２４が低圧に開放されるため、当該油路２４で連通した制御バルブ２１の駆動室ＣＶ１が高圧から低圧になり、駆動室ＣＶ２に作用する高圧によって制御バルブ２１がＡ回路に切換わり始める。
【００４０】
しかし、この時には打撃ピストン２は打撃方向に十分に加速されており、上記制御バルブ２１がＡ回路に切換わる前にチゼル３を通常は図１に示すような理論的打撃位置（正規の打撃位置）Ｌで打撃し、当該チゼル３が打撃対象物を破砕する。
【００４１】
このようにして打撃ピストン２がチゼル３を打撃した後には、制御バルブ２１がＡ回路に切換わっていることから、打撃ピストン２の大径部２ａの受圧面ＰＳ１に作用していた高圧が溝４、油路２５、制御バルブ２１、油路２６を通じてタンクＴに戻され、これにより収容室９が低圧になる。
【００４２】
従って、油圧ポンプＰから油路２０、２３、溝７を通じて収容室１０に供給される作動流体により打撃ピストン２は再び戻り行程を始め、前述と同様に大径部２ｂの受圧面ＰＳ２が溝６に達する位置まで打撃ピストン２が後退した後、再び打撃行程に移行してチゼル３を打撃し、当該チゼル３が打撃対象物を破砕する。このような打撃動作を繰り返し行う。
【００４３】
つまり、この状況では制御バルブ２１の切換わり状態に関わらず開閉バルブ２８は作動流体が設定圧力よりも高くなっているためＢ回路の状態を保持することになる。
【００４４】
ところで、以上説明したように作動する打撃装置１では、その始動前において打撃ピストン２がガス圧によって最下方まで下降して大径部２ｂが図２に示すようにブレーキ室１３に入り込んだ状態になっている場合がある。
【００４５】
このような場合、通常は、チゼル３を強制に押し付けて打撃ピストン２の大径部２ｂをブレーキ室１３から退避させる作業を行うのであるが、例えば岩石を数十センチ角の小さな大きさまで破砕する作業や、ハツリ整形作業などを行う時にはうまく押し付けることができないことが生じる。
【００４６】
この場合には、次のようにして打撃装置１を通常の打撃動作に復帰させる。
【００４７】
始動前において、開閉バルブ２８はバネＳ１の力によりＡ回路に保持されている。
【００４８】
この状態で打撃装置１に油圧ポンプＰから高圧の作動流体を導入すると、制御バルブ２１が駆動室ＣＶ２に導かれた高圧によりＡ回路の状態になり、大径部２ａの受圧面ＰＳ１に作用する圧力が低圧になる。
【００４９】
一方、作動流体は油路２３を通じて溝７に導かれるものの、当該溝７が大径部２ｂにより閉鎖された状態にあるため、この溝７を通じて作動流体を大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に直接作用させるのは困難な状態になっている。
【００５０】
しかし、作動流体は油路２３から分岐された油路２７、開閉バルブ２８、油路３０を通じてブレーキ室１３に導かれるため、この作動流体が大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に作用し、これにより打撃ピストン２をブレーキ室１３から脱出させて戻り行程を開始する。
【００５１】
そして、大径部２ｂが溝７に達して当該大径部２ｂの受圧面ＰＳ２に作用する作動流体が設定圧力以上になれば、開閉バルブ２８がＢ回路に切り換わり、前述と同様にして打撃動作を行う。
【００５２】
これにより始動前において打撃ピストン２の大径部２ｂがブレーキ室１３に食い込んだ状態になっている場合でも、チゼル３を強制に押し付けて打撃ピストン２の大径部２ｂをブレーキ室１３から退避させる作業をいちいち行うことなく、速やかに始動させることができる。
【００５３】
また、打撃ピストン２が打撃動作中において空打ちを行い、その勢いで打撃ピストン２の大径部２ｂがブレーキ室１３に入り込んだ場合は、以下の手順で行う。
【００５４】
打撃動作中においては開閉バルブ２８は作動流体が設定圧力よりも高くなっているのでＢ回路を保持している。このため作動流体をブレーキ室１３に導入することができず、これにより打撃ピストン２の打撃動作が一旦停止する。
【００５５】
この時には、油路２０に設けた例えば操作ペダルで切り換えられる切換弁２０ａにより回路内の作動流体を一旦図示しないタンクに連通させて設定圧力よりも低圧にすることにより開閉バルブ２８をＡ回路に切り換える。
【００５６】
この後、再び切換弁２０ａを切り換えて作動流体を導入することにより、上述と同様にして作動流体をブレーキ室１３に導入することによって戻り行程を開始して打撃動作に復帰させることができる。
【００５７】
このように空打ちにより大径部２ｂがブレーキ室１３に入り込んだ場合に、再始動を行う操作が必要があることから、打撃ピストン２による連続した空打ちを確実に防止することができる。
【００５８】
これにより連続空打ちによる打撃装置１への衝撃や高圧負荷などに起因する負担を軽減させることができ、当該連続空打ちによる破損や損傷を極力防止することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の液圧式打撃装置によれば、供給機構により連続した空打ちを確実に防止することができ、これにより連続空打ちによる打撃装置への衝撃や高圧負荷などに起因する負担を軽減させることができ、当該連続空打ちによる破損や損傷を極力防止することができる。また、始動前において打撃ピストンがブレーキ室に入り込んだ状態になっている場合でも、チゼルを強制に押し付けて打撃ピストンをブレーキ室から退避させる作業をいちいち行うことなく、速やかに始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液圧式打撃装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の液圧式打撃装置において打撃ピストンがブレーキ室に入り込んだ状態を示す図である。
【符号の説明】
１  液圧式打撃装置
２  打撃ピストン
３  チゼル
１３  ブレーキ室
２１  制御バルブ
２７  油路
２８  開閉バルブ
３０  油路
【図１】
2004358619.tif 000003
【図２】
2004358619.tif 000004