(57)【要約】【課題】汎用性が高く、大きな打撃力を発生させることができるし、打撃力の大きさ、打撃回数の調整も容易な打撃力発生装置を提供する。【解決手段】摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃する。【選択図】          図１
2005023551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃することを特徴とする打撃力発生装置。
【請求項２】
摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体と、ウエイトハンマにより打撃されるハンマサブとを具備し、
前記ハンマサブにはスピンドルを介してまたは直接にスピンドルギアがスプライン結合により相対移動自在に設けられ、かつ、このスピンドルギアにモータのギアが噛合して回転可能となっており、前記回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力によりハンマサブを打撃することを特徴とする打撃力発生装置。
【請求項３】
前記ウエイトハンマは、ガイドロッドに沿って摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の打撃力発生装置。
【請求項４】
前記ウエイトハンマは、ガイド筒内に摺動自在に設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の打撃力発生装置。
【請求項５】
前記ばねは、圧縮ばねであることを特徴とする請求項１または２記載の打撃力発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、削孔装置、杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機及び貫入試験機等に適用して最適な打撃力発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウエイトハンマに該ウエイトハンマを付勢するばねを設け、ウエイトハンマの落下による打撃力で被打撃物を打撃する装置は提供されている。この装置によればウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重された打撃力が発生するので、短い落下距離であっても大きな打撃力を得ることができる。
本出願人は、このような打撃力発生装置を採用した削孔装置を既に提供している。この削孔装置は、垂直方向に固設されたガイドロッドに摺動自在に設けられたウエイトハンマと、該ウエイトハンマを持ち上げ、落下させるリフトと、前記ウエイトハンマの落下線上に設けられ、ウエイトハンマの落下により打撃されるハンマサブ（被打撃物）と、前記ウエイトハンマを付勢するばねとで構成されており、ウエイトハンマはリフトによって所定の高さまで持ち上げられては落下されるが、この時、ウエイトハンマがリフトにより持ち上げられるとばねが圧縮され、ウエイトハンマの落下時にはウエイトハンマを付勢するものである。これによりハンマサブは、ウエイトハンマの自由落下の打撃力とばねの付勢力とが加重された打撃力で打撃される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
実用新案登録第３０８５８１３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記削孔装置に採用した打撃力発生装置は、削孔装置においては大きな打撃力が発生し好ましいものである。しかしながら、削孔装置だけでなく杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機および貫入試験機などにも適用するためには、前記削孔装置に採用した打撃力発生装置のリフトは、スプロケット間に懸回されたチェーンにウエイトハンマの係止部材が固着され、スプロケットに連結されたモータで駆動するチェーンの移動によりウエイトハンマを係止部材で係止して下方より上方に持ち上げ、落下させる構成となっているために、次のような改善すべき課題がある。
（１）ウエイトハンマを持ち上げては落下させて打撃するタイミングを合わせにくい。
（２）所定時間内での打撃数を余り増加させることができない。
（３）ウエイトハンマの移動距離（落下距離）が短い場合には採用が困難となる。従って、小型化にも支障する。
（４）少なくとも２個のスプロケットにチェーンを懸回するので、そのスペースが必要となり、その分大きくなるし、構造も複雑となる。
この発明は、このような点に鑑み前記課題を解決し、汎用性が高く、大きな打撃力を発生させることができるし、打撃力の大きさ、打撃回数の調整も容易な打撃力発生装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、この発明の打撃力発生装置は、摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体とを具備し、回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力により被打撃体を打撃することを特徴とする。
これにより被打撃体を、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力で打撃することができる。また、ウエイトハンマは回転体の回転で持ち上げ、落下の作動を行うことができる。
【０００６】
また、この発明の打撃力発生装置は、摺動自在に設けられたウエイトハンマと、このウエイトハンマに付勢力を付与するばねと、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマを係止して前記ばねの付勢力が増大する方向に移動させると共に所定位置で係止を解除する係止部が設けられた回転体と、ウエイトハンマにより打撃されるハンマサブとを具備し、
前記ハンマサブにはスピンドルを介してまたは直接にスピンドルギアがスプライン結合により相対移動自在に設けられ、かつ、このスピンドルギアにモータのギアが噛合して回転可能となっており、前記回転体の回転でウエイトハンマを係止してばねの付勢力が増大する方向に移動させ、所定位置で係止を解除することによってウエイトハンマがその重力とばねの付勢力とによって原位置方向に移動し、ウエイトハンマの重力とばねの付勢力との加重力によりハンマサブを打撃することを特徴とする。
これにより前記効果の他に、ハンマサブに連結する部材には、打撃力と回転力を付与することができる。
【０００７】
また、この発明の打撃力発生装置は、前記ウエイトハンマがガイドロッドに沿ってまたはガイド筒内に摺動自在に設けられていることを特徴とする。
これによりウエイトハンマは、ガイドロッドまたはガイド筒にガイドされて移動するので、被打撃体またはハンマサブを正確に打撃することができる。
【０００８】
さらに、この発明の打撃力発生装置は、前記ばねが圧縮ばねであることを特徴とする。
これによりばねはウエイトハンマの移動により圧縮するように設けられるので付勢力を容易に付与することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の図面に示す実施の形態について詳細に説明する。図１（ａ）（ｂ）はこの発明の基本原理を説明する断面図であり、（ａ）が作動前、（ｂ）が作動途中を示す。
同図に示すようにこの発明の打撃力発生装置は、機枠、例えばケース１０の一部に固設されたガイドロッド１２に摺動自在に設けられたウエイトハンマ１３と、このウエイトハンマ１３に付勢力を付与する圧縮ばね１４と、回転することによって原位置から前記ウエイトハンマ１３を係止して前記圧縮ばね１４の付勢力が増大する方向に移動（本例では上動）させると共に所定位置で係止を解除する係止部１８が設けられた回転体１７とを具備する。
【００１０】
ウエイトハンマ１３には回転体１７が回転したとき、その係止部１８が係止する突起１３ａが設けられている。回転体１７にはモータ１９が連結され回転駆動される。従って、回転体１７を回転させると、回転体１７の係止部１８がウエイトハンマ１３の突起１３ａを係止して図１（ａ）の状態から（ｂ）に示すように上方に持ち上げる。この時、圧縮ばね１４はウエイトハンマ１３により圧縮され付勢力が増大する。そして、回転体１７の係止部１８が回転して上死点を通過すると、係止部１８とウエイトハンマ１３の突起１３ａとの係止が外れるから、ウエイトハンマ１３は自重とばね１４の付勢力により落下し、被打撃物（例えば、ハンマサブ）１５を打撃する。この打撃力は、ウエイトハンマ１３の自重とばね１４の付勢力との加重力となる。
【００１１】
この図１（ａ）（ｂ）に示す打撃力発生装置では、突起１８は回転体１７の回転する円軌道上の位置に１個設けられているので、回転体１７の１回転で１回の打撃数となる。従って、所定時間内の打撃数は回転速度によって決定される。しかし、突起１８を回転体１７の回転する同一の円軌道上の位置に複数設けると、同じ回転速度であっても打撃数は増加する。例えば、突起１８を回転体１７の１８０°対称位置にも設けると、回転体１７の半回転で一回の打撃数となる。従って、回転体１７をプロペラ状とし、その先端に突起１８を設ける構成とすると、回転体１７の半回転で１回の打撃が行われる。
なお、この打撃力発生装置では、ウエイトハンマ１３にばね１４の付勢力が働くので、垂直方向だけでなく、斜め方向の打撃力も付与することができる。
【００１２】
図２乃至図６は、前記打撃力発生装置を削孔装置に適用した実施の形態を示し、図２はその側面図、図３はその概略斜視図、図４はその要部拡大正面図、図５はその要部拡大側面図、図６はその要部拡大正面図であり、前記図１に示す構成要素と同一構成要素には同一符号を付して説明する。
【００１３】
同図において、１はリーダであって、ベースマシン２に起倒自在に立設されている。本例においてはベースマシン２としてクローラタイプを示しており、下部走行体３上にパワーユニット５やコントロールボックス６などよりなるベース本体４にブームシリンダ７及びスライドシリンダ８等のシリンダを介して、起倒自在に立設されている。前記ベース本体４には、アウトリガー９が設けられ、作業時にベースマシン２を安定して支持できるようになっている。
なお、ベースマシン２としては、クローラタイプでなく、戴置式であってもよい。
【００１４】
前記リーダ１には、スライドケース１０が摺動自在に設けられ、このスライドケース１０には駆動手段が設けられ、リーダ１に沿って進退される。この駆動手段は、従来公知の手段でよく、本例においてはシリンダ１１が採用されており、シリンダ１１のシリンダロッド１１ａの先端がスライドケース１０に固定されて連結されている。
【００１５】
前記スライドケース１０内には、リーダ１を作業状態に立設したときの垂直方向に固設されたガイドロッド１２に摺動自在にもうけられたウエイトハンマ１３と、このウエイトハンマ１３をガイドロッド１２に沿って持ち上げ、落下させる回転体１７と、前記ウエイトハンマ１３の落下線上に設けられ、ウエイトハンマ１３の落下により打撃されるハンマサブ１５と、ウエイトハンマ１３をハンマサブ１５の打撃方向へ付勢する圧縮ばね１４と、ハンマサブ１５を回転させるモータ１６の伝動機構、などが大略内蔵されている。
【００１６】
スライドケース１０は、直方体の箱状であって、前記駆動手段としてのシリンダ１１のシリンダロッド１１ａは、その先端がスライドケース１０に固着されている。
また、前記ガイドロッド１２も図３及び図４に示すようにその先端がスライドケース１０の天板１０ａに固着されて垂下されている。
【００１７】
ウエイトハンマ１３は、前記ガイドロッド１２に摺動自在に設けられており、ガイドロッド１２に沿って上下動が可能となっている。このウエイトハンマ１３にはウエイトハンマ１３をハンマサブ１５の打撃方向に付勢する圧縮ばね１４が設けられている。このばね１４は、ウエイトハンマ１３と天板１０ａとの間に、ガイドロッド１２に巻装されて設けられている。前記ウエイトハンマ１３は、ハンマサブ１５を打撃することによってハンマサブ１５に連結される削孔ロッドＲに打撃力を付与するものである。従って、圧縮ばね１４が設けられていると、ウエイトハンマ１３の自由落下の打撃力に、ばね１４の付勢力が加重される。このウエイトハンマ１３は、ガイドロッド１２に回転不可であって軸方向に摺動自在に装着されるのが、ウエイトハンマ１３の持ち上げ、落下時に回転しないので好ましい。本例では２本のガイドロッド１２を使用し回転不可としている。
【００１８】
前記ウエイトハンマ１３は、回転体１７の回転によって所定の高さまで持ち上げられて落下される。即ち、本例の回転体１７は図４に示すようにプロペラ状であって、モータ１９に連結され回転駆動される。この回転体１７の先端には係止部１８が設けられており、また、ウエイトハンマ１３には該回転体１７の係止部１８が回転したとき描く円軌道上に位置するように突起１３ａが設けられている。従って、回転体１７が回転すると最下方の位置で係止部１８が突起１３ａに当り係止してウエイトハンマ１３を上方に持ち上げると共に、係止部１８が最上方に回転して移動するとその時点で係止部１８の突起１３ａからの係止が離れ、ウエイトハンマ１３は落下する。また、このウエイトハンマ１３が回転体１７の回転で持ち上げられると圧縮ばね１４が圧縮され付勢力が増大するから、ウエイトハンマ１３の落下時にはウエイトハンマ１３を付勢する。本例の回転体１７は、ウエイトハンマ１３の左右に設けられ、同期して回転して両者でウエイトハンマ１３を持ち上げて落下させる。また、本例のプロペラ状の回転体１７は、両端に係止部１８が設けられているため、半回転で１回の打撃動作が発生する。即ち、回転体１７の半回転で、１回のウエイトハンマ１３の持ち上げ、落下が行われる。
【００１９】
この時、ウエイトハンマ１３がガイドロッド１２に沿って落下すると、この落下線上に位置してハンマサブ１５が設けられているので、ウエイトハンマ１３はハンマサブ１５を打撃する。この時の打撃力は、ウエイトハンマ１３の自由落下の打撃力に圧縮ばね１４の付勢力が加重された打撃力となる。本例では前記した通り回転体１７の半回転で１回の打撃動作となる。
ここでウエイトハンマ１３の落下させる高さは、回転体１７の径の長さ（正確には回転中心より係止部１８までの長さ）によって決定される。
【００２０】
前記ハンマサブ１５は、ウエイトハンマ１３の落下線上に同心的に設けられる。このハンマサブ１５の外周には、スピンドル２０が回転不可で軸方向摺動自在に設けられ、該スピンドル２０の外周には、スピンドルギア２１がスプライン結合により相対移動自在に設けられ、このスピンドルギア２１にモータ１６のギア（ピニオンも含む）２２が噛合されている。従って、ハンマサブ１５はモータ１６の駆動による回転力が、ギア２２、スピンドルギア２１、スピンドル２０を介して伝達され回転される。
ここでスピンドル２０を無くし、ハンマサブ１５の外周にスピンドルギア２１をスプライン結合して設けるようにしてもよい。
【００２１】
しかして、ハンマサブ１５に削孔ロッドＲを連結すると、削孔ロッドＲには、ウエイトハンマ１３の自由落下の打撃力に圧縮ばね１４の付勢力が加重された打撃力と、モータ１６による回転力と、シリンダ１１による給進力が伝達される。従って、この削孔装置によれば、削孔ロッドＲに打撃力、回転力および給進力を付与して削孔することができる。また、ウエイトハンマ１３には、圧縮ばね１４が設けられているので、垂直方向だけでなく、斜め方向にも打撃力を付与し斜め方向の削孔（掘削）も可能となる。
【００２２】
なお、前記実施の形態は、この発明を制限するものではなく、この発明は要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が許容される。例えば、ウエイトハンマ１３のガイドはガイドロッドでなくてもよく、ガイド筒内に入れてガイドしてもよい。また、ばね１４を設ける位置や数も前記実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
【発明の効果】
以上詳細に説明した通り、この発明の打撃力発生装置によれば、次のような効果を奏する。
（１）打撃力としてウエイトハンマの自由落下による重力とばねの付勢力が加重される。従って、大きな打撃力を付与できると共に、打撃力を、ウエイトハンマの重量及び持ち上げの高さ（落下させる高さ）だけでなく、ばねでもコントロールできる。ウエイトハンマの自由落下より落下スピードが速くなるので打撃回数をふやすことができるし、削孔効率を向上させることができる。
（２）回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うので、落下距離を小さくできるし構造を簡単にできるので、小型化が可能となる。
【００２４】
（３）回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うので、所定時間内の打撃回数の増減の調整が容易となるし、回転体の１回転でウエイトハンマでの打撃回数を複数とすることができるし、回転体の回転速度でも打撃回数の調整ができるので、ウエイトハンマの落下スピードが速くなるのと相俟って打撃回数を増やすことができる。
【００２５】
（４）回転体の回転でウエイトハンマの持ち上げ、落下を行うし、ウエイトハンマはばねの付勢力で付勢されて落下するので、打撃のタイミングを合わせやすい。
（５）ウエイトハンマにはばねの付勢力が作用するので、打撃力は垂直方向だけでなく斜め方向にも付与することができる。
【００２６】
（６）打撃力、回転力および給進力を選択的に付与できるし、打撃力の大きさの増減、打撃回数、回転数、等の調整が可能であるので削孔装置、杭打ち機、油圧ブレーカ、地質調査機および貫入試験機、等にも使用でき汎用性が極めて高いものである。例えば、削孔（掘削）はもちろんのこと、削孔ロッドの先端にサンプラーやコアチューブ等を使用することで地質調査にも使用できるし、また、ウエイトハンマの落下させる高さ、ウエイトハンマの重量およびばねの付勢力は自由に設定できるため貫入試験にも使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の基本原理を説明する断面図で、（ａ）は作動前と（ｂ）は作動途中である。
【図２】この発明の実施の形態を示す側面図である。
【図３】この発明の実施の形態を示す概略斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【図５】この発明の実施の形態を示す要部拡大側面図である。
【図６】この発明の実施の形態を示す要部拡大正面図である。
【符号の説明】
１２  ガイドロッド
１３  ウエイトハンマ
１３ａ  突起
１４  圧縮ばね
１５  被打撃体（ハンマサブ）
１７  回転体
１８  係止部
【図１】
2005023551.tif 000003
【図２】
2005023551.tif 000004
【図３】
2005023551.tif 000005
【図４】
2005023551.tif 000006
【図５】
2005023551.tif 000007
【図６】
2005023551.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年2月27日(2004.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
同図において、１はリーダであって、ベースマシン２に起倒自在に立設されている。本例においてはベースマシン２としてクローラタイプを示しており、下部走行体３上のパワーユニット５やコントロールボックス６などよりなるベース本体４にブームシリンダ７及びスライドシリンダ８等のシリンダを介して、起倒自在に立設されている。前記ベース本体４には、アウトリガー９が設けられ、作業時にベースマシン２を安定して支持できるようになっている。
なお、ベースマシン２としては、クローラタイプでなく、戴置式であってもよい。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
スライドケース１０は、直方体の箱状であって、前記駆動手段としてのシリンダ１１のシリンダロッド１１ａは、その先端がスライドケース１０に固着されている。
また、前記ガイドロッド１２も図４及び図５に示すようにその先端がスライドケース１０の天板１０ａに固着されて垂下されている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ウエイトハンマ１３は、前記ガイドロッド１２に摺動自在に設けられており、ガイドロッド１２に沿って上下動が可能となっている。このウエイトハンマ１３にはウエイトハンマ１３をハンマサブ１５の打撃方向に付勢する圧縮ばね１４が設けられている。このばね１４は、ウエイトハンマ１３と天板１０ａとの間に、ガイドロッド１２に巻装されて設けられている。前記ウエイトハンマ１３は、ハンマサブ１５を打撃することによってハンマサブ１５に連結される削孔ロッドＲに打撃力を付与するものである。従って、圧縮ばね１４が設けられていると、ウエイトハンマ１３の自由落下の打撃力に、ばね１４の付勢力が加重される。このウエイトハンマ１３は、ガイドロッド１２に回転不可であって軸方向に摺動自在に装着されるのが、ウエイトハンマ１３の持ち上げ、落下時に回転しないので好ましい。本例では図５に示すように２本のガイドロッド１２を使用し回転不可としている。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
前記ウエイトハンマ１３は、回転体１７の回転によって所定の高さまで持ち上げられて落下される。即ち、本例の回転体１７は図４及び図５に示すようにプロペラ状であって、モータ１９に連結され回転駆動される。この回転体１７の先端には係止部１８が設けられており、また、ウエイトハンマ１３には該回転体１７の係止部１８が回転したとき描く円軌道上に位置するように突起１３ａが設けられている。従って、回転体１７が回転すると最下方の位置で係止部１８が突起１３ａに当り係止してウエイトハンマ１３を上方に持ち上げると共に、係止部１８が最上方に回転して移動するとその時点で係止部１８の突起１３ａからの係止が離れ、ウエイトハンマ１３は落下する。また、このウエイトハンマ１３が回転体１７の回転で持ち上げられると圧縮ばね１４が圧縮され付勢力が増大するから、ウエイトハンマ１３の落下時にはウエイトハンマ１３を付勢する。本例の回転体１７は、ウエイトハンマ１３の左右に設けられ、同期して回転して両者でウエイトハンマ１３を持ち上げて落下させる。また、本例のプロペラ状の回転体１７は、両端に係止部１８が設けられているため、半回転で１回の打撃動作が発生する。即ち、回転体１７の半回転で、１回のウエイトハンマ１３の持ち上げ、落下が行われる。