(57)【要約】  安定した作動性を有する２ピストン型油圧打撃装置を提供する。この２ピストン型油圧打撃装置（１００）は、１つの伝達部材（１０５）を打撃する２つの打撃機構（２００、３００）を備える。各打撃機構（２００、３００）は、ピストン（２１０、３１０）の前後の受圧面積比が、２つの打撃機構（２００、３００）のサイクルタイムが同じになるように設定されている。
2018003668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの伝達部材を２つのピストンで打撃する打撃機構を備える２ピストン型油圧打撃装置であって、
前記打撃機構は、第１打撃機構と第２打撃機構とで構成され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とは、打撃軸線が同軸に且つ前記第２打撃機構が前記伝達部材側に位置するように前後に直列して配設されており、
前記第１打撃機構は、第１シリンダと、該第１シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第１打撃部を有する第１ピストンと、該第１ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、
前記第２打撃機構は、第２シリンダと、該第２シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第２打撃部を有する第２ピストンと、該第２ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、
前記第１打撃機構および前記第２打撃機構のいずれか一方のみが、前記第１切換弁および前記第２切換弁の両方の作動を制御する弁制御手段を備え、
前記２つのピストンのうち、少なくとも前記第２ピストンが中空形状に形成されるとともに、前記第１ピストンは、前記第１打撃部が前記伝達部材を打撃可能に延出するように前記第２ピストンの内部に挿通され、
さらに、前記２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、以下の（式）を満たすように設定されていることを特徴とする２ピストン型油圧打撃装置。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ＝［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ    （式）
但し、上記（式）において、ｔ１ａは前記第１ピストンの前進時間、ｔ１ｂは前記第１ピストンの後退加速時間、ｔ１ｃは前記第１ピストンの後退減速時間であり、ｔ２ａは前記第２ピストンの前進時間、ｔ２ｂは前記第２ピストンの後退加速時間、ｔ２ｃは前記第２ピストンの後退減速時間である。
【請求項２】
前記打撃機構は、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで交互に打撃する交互打撃モードを設定可能に構成され、
前記交互打撃モードは、前記第１切換弁の切換ポートと前記第２切換弁の切換ポートとが、互いに逆位相の関係に設定され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とが、相互に時間的に等間隔で前記伝達部材を打撃するように作動するモードである請求項１に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項３】
前記打撃機構は、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで同時に打撃する同時打撃モードを設定可能に構成され、
前記同時打撃モードは、前記第１切換弁の切換ポートと前記第２切換弁の切換ポートとが、互いに同位相の関係に設定され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とが、同時に前記伝達部材を打撃するように作動するモードである請求項１に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項４】
前記打撃機構は、前記第１切換弁および前記第２切換弁のいずれか一方に、各切換弁の切換ポートの位相を切換えることで交互打撃モードと同時打撃モードとを選択する作動モード選択手段を有し、
前記交互打撃モードは、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで交互に打撃するモードであり、
前記同時打撃モードは、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで同時に打撃するモードである請求項１〜３のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項５】
少なくとも前記作動モード選択手段によって制御する側の切換弁は、前記弁制御手段から制御圧が供給される制御ポートと、保持圧が供給される保持ポートとを備える全油圧作動式のパイロット制御弁であり、
前記作動モード選択手段は、前記制御ポートと前記保持ポートの配置を入れ替えることにより前記切換ポートの位相を切換える制御圧切換弁を備える請求項４に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項６】
前記作動モード選択手段は、当該作動モード選択手段によって制御する側の切換弁に接続する高圧回路と低圧回路の回路構成を入れ替えることで前記切換ポートの位相を切換える回路切換弁を備える請求項４に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項７】
前記第１切換弁および前記第２切換弁のいずれか一方は、前記弁制御手段と当該いずれか一方の切換弁の制御ポートとの接続を遮断することで当該いずれか一方の切換弁の作動を休止させる休止手段を有し、該休止手段の作動によって、第一または第二の打撃機構のうちいずれか一方の打撃機構だけで打撃する単独打撃モードを選択可能に構成されている請求項１〜６のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項８】
前記休止手段は、休止する側の打撃機構のピストン後室を、高圧または低圧のいずれかに保持するように前記いずれか一方の切換弁の休止位置を切換える選択弁を有する請求項７に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項９】
前記休止手段は、前記休止する側の打撃機構のピストン後室を高圧接続した状態で打撃機構を休止させる場合に、前記休止する側のピストンの前方への推力を、送り機構の推力以下となるように、前記休止する側のピストン後室圧を調整する停止推力調整手段を有する請求項８に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項１０】
前記第１ピストンの質量と前記第２ピストンの質量とが同じに設定されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項１１】
前記第１切換弁および前記第２切換弁の制御通路の少なくとも１箇所に、切換弁の作動速度を調整する調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項１２】
前記弁制御手段は、前記第１ピストンの後退に伴い前記高圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン前進制御ポートと、前記第１ピストンの前進に伴い前記低圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン後退制御ポートとを有し、前記第１ピストン前進制御ポートには、ストローク調整機構が設けられている請求項１〜１１のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項１３】
前記第１打撃機構および前記第２打撃機構は、高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータをそれぞれ備える請求項１〜１２のいずれか一項に記載の２ピストン型油圧打撃装置。
【請求項１４】
１つまたは複数の伝達部材を２つのピストンで打撃する打撃機構を備える２ピストン型油圧打撃装置であって、
前記打撃機構は、第１打撃機構と第２打撃機構とで構成され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とは、打撃軸線が並列に配設されており、
前記第１打撃機構は、第１シリンダと、該第１シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第１打撃部を有する第１ピストンと、該第１ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、
前記第２打撃機構は、第２シリンダと、該第２シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第２打撃部を有する第２ピストンと、該第２ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、
前記第１打撃機構側のみに、前記第１切換弁および前記第２切換弁の両方の作動を制御する弁制御手段を備え、
前記２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、以下の（式）を満たすように設定されていることを特徴とする２ピストン型油圧打撃装置。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ＝［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ    （式）
但し、上記（式）において、ｔ１ａは前記第１ピストンの前進時間、ｔ１ｂは前記第１ピストンの後退加速時間、ｔ１ｃは前記第１ピストンの後退減速時間であり、ｔ２ａは前記第２ピストンの前進時間、ｔ２ｂは前記第２ピストンの後退加速時間、ｔ２ｃは前記第２ピストンの後退減速時間である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロッドやチゼル等の工具に打撃を与えて岩盤等の破砕を行う、さく岩機やブレーカ等の油圧打撃装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、さく岩機は、打撃機構を有するさく岩機本体を備える。さく岩機本体の前端部にはシャンクロッドが挿着され、シャンクロッドには、さく孔用のビットを取付けたロッドがスリーブで連結される。打撃機構のピストンがシャンクロッドを打撃すると、その打撃エネルギーが、シャンクロッドからロッドを経てビットに伝達され、ビットが破砕対象である岩盤に貫入して岩盤を破砕可能に構成される。【０００３】
この種の油圧打撃装置において、打撃機構の高出力化は、本出願人を含め、各社が常に追求している課題である。高出力化のアプローチとして、１打撃あたりの打撃エネルギーを大きくする方策、打撃数を増大する方策、またはこの両方の方策を併せて実施す場合がある。【０００４】
一打撃あたりの打撃エネルギーを増大させると、シャンクロッド、ロッドおよびビットからなる伝達部材に作用する応力が大きくなる。加えて、岩盤で破砕に消費しきれない打撃エネルギーは反射エネルギーとしてさく岩機に伝達される。反射エネルギーは、打撃エネルギーに比例して増大する。そのため、さく岩機本体に作用する応力も大きくなる。したがって、一打撃あたりの打撃エネルギーを増大させる方策は、さく岩機全体に作用する応力の増大に見合うだけの強度の向上を図ることができるのであれば有効といえる。【０００５】
一方、この種の油圧打撃装置には、ストロークアジャスタが一般的に備わっている。ストロークアジャスタは、打撃機構を制御する切換弁の作動タイミングを早めることでピストンのストロークをショートストローク化する構造を有する。ストロークアジャスタを操作してショートストロークの設定を選択すると、ピストンのストロークが短縮され打撃数は増大する。
しかし、ピストンのストローク短縮に応じ、ピストンの加速時間も短縮される。そのため、ピストン速度が低下して打撃機構の高出力化には繋がらない。したがって、ストロークアジャスタは、専ら、破砕帯を多く含む等の不安定な岩盤で作業を行う際に打撃出力を絞る手段として用いられる。【０００６】
そこで、例えば特許文献１には、図１４に一例を示すように、２つのピストン１、２を備えて打撃数を２倍に増大させる打撃機構１０が提案されている。同文献記載の打撃機構１０は、一方の中空ピストン１が中空形状を有し、他方の中実ピストン２が中実形状を有する。これら２つのピストン１、２は、シリンダ３内に同軸に設けられるとともに、中空ピストン１の内径に中実ピストン２を挿通するように配置される。中空ピストン１の前後には前室１ｍおよび後室１ｕが画成され、中実ピストン２の前後には前室２ｍおよび後室２ｕが画成されている。【０００７】
中空ピストン１の前室１ｍと後室１ｕの間には、前方から中空ピストン制御ポートＰｆおよび排油ポートＰｔが設けられるとともに、中実ピストン２の前室２ｍと後室２ｕの間には、中実ピストン制御ポートＰｒが設けられている。さらに、この打撃機構１０は、２つのピストン１、２の前進後退動作を制御する制御手段として、切換弁４ｄが内蔵された１つの切換弁機構４を有する。切換弁４ｄは、常時一方向（図１４中左方向）に付勢されるとともに、弁制御ポートＰｆ、Ｐｒに圧油が供給されると付勢力に抗して反対方向（図１４中右方向）に切換えられ、２つのピストン１、２の前後室への圧油の給排に応じて、１つの伝達部材２０の後部を、２つのピストン１、２が交互に打撃するように構成されている。【０００８】
上記打撃機構１０の作動説明図を図１５に示す。なお、同図において、網掛けで示す箇所は高圧接続された状態を示し、白抜きで示す箇所は低圧接続された状態を示している。この切換弁機構１０の切換えタイミングは以下の（１）および（２）の通りである。
（１）切換弁後退（図１５（ａ）〜（ｂ））
中空ピストン１が後退局面、かつ、中実ピストン２が前進局面にある状態で、先ず、中空ピストン１の後退により、中空ピストン制御ポートＰｆがピストン大径部１ｄで閉塞され、次に、中実ピストン２の前進により、前室２ｍと中実ピストン制御ポートＰｒが連通するタイミング。
（２）切換弁前進（図１５（ｃ）〜（ｄ））
中実ピストン２は後退局面、かつ、中空ピストン１は前進局面にある状態で、先ず、中実ピストン２の後退により前室２ｍと中実ピストン制御ポートＰｒの連通が閉じられ、次に、中空ピストン１の前進により中空ピストン制御ポートＰｆと排油ポートＰｔが連通するタイミング。【０００９】
ここで、この打撃機構１０は、（１）の切換弁後退のタイミングにおいて、仮に、中実ピストン２の前進により、前室２ｍと中実ピストン制御ポートＰｒが連通してから、中空ピストン１の後退により中空ピストン制御ポートＰｆがピストン大径部１ｄで閉塞しても、圧油はアンロードするので打撃機構１０は正常に作動しない。
同様に、この打撃機構１０は、（２）の切換弁前進のタイミングにおいて、仮に、中実ピストン２の後退により、前室２ｍと中実ピストン制御ポートＰｒの連通が閉じられる前に、中空ピストン１の前進により中空ピストン制御ポートＰｆと排油ポートＰｔが連通しても、圧油はアンロードするので打撃機構１０は正常に作動しない。【００１０】
このように、この打撃機構１０では、２つのピストン１、２相互の前進後退動作に伴うポートの開閉状態だけではなく、その開閉の順序までを厳密に切換弁機構１０の制御に利用しているので、２つのピストン１、２を正確に交互に打撃させる上では理想的な制御であるといえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特表２００５−５０７７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１に記載の打撃機構においては、岩盤からの反発等の影響によって、どちらか一方のピストンの動作速度に異常が生じた場合や、岩盤へのビットの貫入状態が変化して、どちらか一方のピストンの打撃位置が移動したる場合は、正確に作動しなくなるので、作動が安定しないという問題がある。【００１３】
また、特許文献１に記載の打撃機構においては、例えば、単独打撃モードや同時打撃モードなどのような、交互打撃以外の打撃モードで作動させることは不可能である。なお、「単独打撃モード」とは、一方のピストンを休止し他方のピストンのみで打撃する打撃モードをいう。また、「同時打撃モード」とは、１打撃あたりの打撃エネルギーを増大する方策であって、２つのピストンで同時に伝達部材を打撃する打撃モードをいう。【００１４】
さらに、特許文献１に記載の打撃機構においては、ストロークアジャスタを備えてショートストローク化を図ることも非常に困難である。なお、同文献記載の打撃機構においては、中空ピストン１の後室１ｕに開口するポート１９とポート１８は（図１４参照）、一方が高圧接続、かつ、他方が低圧接続の状態で瞬間的に連通することが避けられない構造のため、油圧効率が低下するという問題もある。【００１５】
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、安定した作動性を有する２ピストン型油圧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２ピストン型油圧打撃装置は、１つの伝達部材を２つのピストンで打撃する打撃機構を備える２ピストン型油圧打撃装置であって、前記打撃機構は、第１打撃機構と第２打撃機構とで構成され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とは、打撃軸線が同軸に且つ前記第２打撃機構が前記伝達部材側に位置するように前後に直列して配設されており、前記第１打撃機構は、第１シリンダと、該第１シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第１打撃部を有する第１ピストンと、該第１ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、前記第２打撃機構は、第２シリンダと、該第２シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第２打撃部を有する第２ピストンと、該第２ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、前記第１打撃機構および前記第２打撃機構のいずれか一方のみが、前記第１切換弁および前記第２切換弁の両方の作動を制御する弁制御手段を備え、前記２つのピストンのうち、少なくとも前記第２ピストンが中空形状に形成されるとともに、前記第１ピストンは、前記第１打撃部が前記伝達部材を打撃可能に延出するように前記第２ピストンの内部に挿通され、さらに、前記２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、以下の（式）を満たすように設定されている。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ＝［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ    （式）
但し、上記（式）において、ｔ１ａは前記第１ピストンの前進時間、ｔ１ｂは前記第１ピストンの後退加速時間、ｔ１ｃは前記第１ピストンの後退減速時間であり、ｔ２ａは前記第２ピストンの前進時間、ｔ２ｂは前記第２ピストンの後退加速時間、ｔ２ｃは前記第２ピストンの後退減速時間である。【００１７】
本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置によれば、打撃軸線が同軸に配置されているので、第１ピストンと第２ピストンの両方で伝達部材を打撃可能であり、また、２つのピストンの前進後退動作の切換は、それぞれ個別の切換弁によって行い、かつ、２つの切換弁の動作を１つの弁制御手段で制御する。換言すれば、第１切換弁の作動を制御する手段および第２切換弁の作動を制御する手段としては唯一の弁制御手段を、第１打撃機構および第２打撃機構のいずれか一方のみに設けている。そして、２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、上記（式）を満たすように設定されているので、これにより、２つの打撃機構のサイクルタイムは同じとなり、制御が容易で作動が安定している。【００１８】
ここで、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記打撃機構は、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで交互に打撃する交互打撃モードを設定可能に構成され、前記交互打撃モードは、前記第１切換弁の切換ポートと前記第２切換弁の切換ポートとが、互いに逆位相の関係に設定され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とが、相互に時間的に等間隔で前記伝達部材を打撃するように作動するモードであることは好ましい。【００１９】
このような構成であれば、第１切換弁と第２切換弁の切換ポートを逆位相の関係に設定し、第１打撃機構と第２打撃機構とが相互に時間的に等間隔で伝達部材を打撃する交互打撃モードで作動するので、単一の打撃機構で打撃する場合と比べると打撃数が２倍となり打撃エネルギーの総和が増大しながらも、それぞれの打撃機構においてお互いの打撃反力が相殺されるので振動を低減することが可能である。【００２０】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記打撃機構は、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで同時に打撃する同時打撃モードを設定可能に構成され、前記同時打撃モードは、前記第１切換弁の切換ポートと前記第２切換弁の切換ポートとが、互いに同位相の関係に設定され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とが、同時に前記伝達部材を打撃するように作動するモードであることは好ましい。【００２１】
このような構成であれば、第１切換弁と第２切換弁の切換ポートを同位相の関係に設定し、第１打撃機構と第２打撃機構が同時に伝達部材を打撃する同時打撃モードで作動するので、１打撃あたりの打撃エナルギーは第１ピストンと第２ピストンの合算したものとなる。そのため、１打撃あたりの打撃エネルギーが倍増し、破砕対象が硬岩の場合に有効である。【００２２】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記打撃機構は、前記第１切換弁および前記第２切換弁のいずれか一方に、各切換弁の切換ポートの位相を切換えることで交互打撃モードと同時打撃モードとを選択する作動モード選択手段を有し、前記交互打撃モードは、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで交互に打撃するモードであり、前記同時打撃モードは、前記１つの伝達部材を前記２つのピストンで同時に打撃するモードであることは好ましい。【００２３】
このような構成であれば、第１切換弁と第２切換弁のどちらか一方に切換ポートの位相を切換えることで、交互打撃モードと同時打撃モードとを選択する作動モード選択手段を設けたので、破砕対象が軟岩である場合は交互打撃モードを選択し、硬岩である場合は同時打撃モードを選択するというように、破砕対象に合わせて最適な打撃モードで作業を行う上で好適である。【００２４】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、少なくとも前記作動モード選択手段によって制御する側の切換弁は、前記弁制御手段から制御圧が供給される制御ポートと、保持圧が供給される保持ポートとを備える全油圧作動式のパイロット制御弁であり、前記作動モード選択手段は、前記制御ポートと前記保持ポートの配置を入れ替えることにより前記切換ポートの位相を切換える制御圧切換弁を備えることは好ましい。【００２５】
このような構成であれば、少なくとも作動モード選択手段によって制御する側の切換弁は、弁制御手段から制御圧が供給される制御ポートと、保持圧が供給される保持ポートを備える全油圧作動式のパイロット制御弁であり、作動モード選択手段は、制御ポートと保持ポートの配置を入れ替えることで切換ポートの位相を切換えるので、高圧回路からピストン後室へ至る経路の機器構成は変更する必要がなく、圧損が発生することはない。【００２６】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記作動モード選択手段は、当該作動モード選択手段によって制御する側の切換弁に接続する高圧回路と低圧回路の回路構成を入れ替えることで前記切換ポートの位相を切換える回路切換弁を備えることは好ましい。【００２７】
このような構成であれば、作動モード選択手段は、作動モード選択手段によって制御する側の切換弁に接続する高圧回路と低圧回路の回路構成を入れ替えることで切換ポートの位相を切換える回路切換弁を備えるので、機器構成を簡素化する上で好適である。【００２８】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記第１切換弁および前記第２切換弁のいずれか一方は、前記弁制御手段と当該いずれか一方の切換弁の制御ポートとの接続を遮断することで当該いずれか一方の切換弁の作動を休止させる休止手段を有し、該休止手段の作動によって、第一または第二の打撃機構のうちいずれか一方の打撃機構だけで打撃する単独打撃モードを選択可能に構成されていることは好ましい。【００２９】
このような構成であれば、第１切換弁と第２切換弁のどちらか一方に弁制御手段と切換弁の制御ポートの接続を遮断することで切換弁の作動を休止させる休止手段を設け、どちらか一方の打撃機構だけで打撃する単独打撃モードを選択可能なので、交互打撃モードに対しては打撃数を半減させ、同時打撃モードに対しては打撃エネルギーを半減させる、いわゆる「軽打撃」が可能となり、作業の汎用性を増す上で好適である。【００３０】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記休止手段は、休止する側の打撃機構のピストン後室を、高圧または低圧のいずれかに保持するように前記いずれか一方の切換弁の休止位置を切換える選択弁を有することは好ましい。【００３１】
このような構成であれば、休止する側の打撃機構のピストン後室を高圧または低圧のいずれかに保持するよう切換弁の休止位置を切換える選択弁を備えるので、後室を高圧接続して休止させると休止側のピストンが伝達部材を前方へと押しやって停止する。そのため、打撃点を超えた位置で伝達部材を打撃する前進位置での単独打撃モードとなることから、上述の「軽打撃」に加えて、「軽打撃」よりも打撃エネルギーを絞った「微打撃」を選択可能となり、作業の汎用性をさらに増す上で好適である。【００３２】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記休止手段は、前記休止する側の打撃機構のピストン後室を高圧接続した状態で打撃機構を休止させる場合に、前記休止する側のピストンの前方への推力を、送り機構の推力以下となるように、前記休止する側のピストン後室圧を調整する停止推力調整手段を有することは好ましい。【００３３】
このような構成であれば、ピストン後室を高圧接続した状態で打撃機構を休止させる場合、ピストンの前方への推力を送り機構の推力以下となるようにピストン後室圧を調整する停止推力調整手段を設けたので、上述の「微打撃」を行う場合に、破砕対象の状態に応じて伝達部材の貫入量が変化して打撃エネルギーを最適に制御可能とする上でより好適である。【００３４】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記第１ピストンの質量と前記第２ピストンの質量とが同じに設定されていることは好ましい。このような構成であれば、第１ピストンと第２ピストンの質量が同じに設定されているので、第１打撃機構と第２打撃機構の打撃エネルギーが同じになる。そのため、１打撃あたりの打撃エネルギーを伝達部材の疲労限度未満に設定すると、交互打撃モードで作動しても疲労破壊に至らない。また、打撃反力の相殺作用も最大となる。【００３５】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記第１切換弁および前記第２切換弁の制御通路の少なくとも１箇所に、切換弁の作動速度を調整する調整手段が設けられていることは好ましい。【００３６】
このような構成であれば、第１切換弁および第２切換弁の制御通路の少なくとも１箇所に、切換弁の作動速度を調整する調整手段を設けたので、「交互打撃モード」で作動する場合は相互の作動タイミングを調整することで全打撃の間隔が等間隔である交互打撃が可能であり、「同時打撃モード」で作動する場合は正確な同時打撃が可能である。【００３７】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記弁制御手段は、前記第１ピストンの後退に伴い前記高圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン前進制御ポートと、前記第１ピストンの前進に伴い前記低圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン後退制御ポートとを有し、前記第１ピストン前進制御ポートには、ストローク調整機構が設けられていることは好ましい。【００３８】
このような構成であれば、弁制御手段は、第１ピストンの後退に伴い高圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン前進制御ポートと、第１ピストンの前進に伴い低圧回路と弁制御通路を連通する第１ピストン後退制御ポートとを有し、第１ピストン前進制御ポートにストローク調整機構が設けられているので、第１打撃機構と第２打撃機構のストロークを同時に変更可能であり、破砕対象に応じた作業が可能となる。【００３９】
また、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置において、前記第１打撃機構および前記第２打撃機構は、高圧アキュムレータおよび低圧アキュムレータをそれぞれ備えることは好ましい。このような構成であれば、第１打撃機構と第２打撃機構にそれぞれ高圧アキュムレータと低圧アキュムレータを備えたので、それぞれの打撃機構のピストン後室とアキュムレータを近接して配設することができる。そのため、圧油の脈動を緩衝し余剰となった圧油を蓄圧して打撃エネルギーへと転換することが可能となるので打撃効率が向上する。【００４０】
さらに、上記課題を解決するために、本発明うち、他の態様に係る２ピストン型油圧打撃装置は、１つまたは複数の伝達部材を２つのピストンで打撃する打撃機構を備える２ピストン型油圧打撃装置であって、前記打撃機構は、第１打撃機構と第２打撃機構とで構成され、前記第１打撃機構と前記第２打撃機構とは、打撃軸線が並列に配設されており、前記第１打撃機構は、第１シリンダと、該第１シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第１打撃部を有する第１ピストンと、該第１ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、前記第２打撃機構は、第２シリンダと、該第２シリンダに前進後退可能に摺嵌されて自身先端部に前記伝達部材を打撃する第２打撃部を有する第２ピストンと、該第２ピストンの前進後退動作を切換える第１切換弁とを備え、前記第１打撃機構側のみに、前記第１切換弁および前記第２切換弁の両方の作動を制御する弁制御手段を備え、前記２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、以下の（式）を満たすように設定されている。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ＝［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ    （式）
但し、上記（式）において、ｔ１ａは前記第１ピストンの前進時間、ｔ１ｂは前記第１ピストンの後退加速時間、ｔ１ｃは前記第１ピストンの後退減速時間であり、ｔ２ａは前記第２ピストンの前進時間、ｔ２ｂは前記第２ピストンの後退加速時間、ｔ２ｃは前記第２ピストンの後退減速時間である。【００４１】
他の態様に係る２ピストン型油圧打撃装置によれば、２つのピストンの前進後退動作の切換は、それぞれ個別の切換弁によって行い、かつ、第１切換弁の作動を制御する手段および第２切換弁の作動を制御する手段としては唯一の弁制御手段を、第１打撃機構のみに設けている。そして、２つのピストンは、各ピストンの前後の受圧面積比が、上記（式）を満たすように設定されているので、これにより、２つの打撃機構のサイクルタイムは同じとなり、制御が容易で作動が安定している。他の態様に係る２ピストン型油圧打撃装置によれば、たとえば、スロット孔を穿孔する油圧打撃装置において、２つの打撃機構のサイクルタイムは同じとなり、制御が容易で作動が安定し、相互の打撃反力を相殺させることができる。
【発明の効果】
【００４２】
上述のように、本発明によれば、安定した作動性を有する２ピストン型油圧打撃装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置の第１実施形態の縦断面図である。
【図２】第１実施形態の第１変形例の縦断面図である。
【図３】第１実施形態の第２変形例の縦断面図である。
【図４】第１実施形態の第３変形例の縦断面図である。
【図５】第１実施形態の第４変形例の縦断面図である。
【図６】第１実施形態の第５変形例の縦断面図である。
【図７】第１実施形態の第６変形例の縦断面図である。
【図８】第１実施形態の第７変形例の縦断面図である。
【図９】第１実施形態の第８変形例の縦断面図である。
【図１０】第１実施形態の第９変形例の縦断面図である。
【図１１】第１実施形態の第１０変形例の縦断面図である。
【図１２】本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置の第２実施形態の縦断面図である。
【図１３】第１変形例の作動説明図（（ａ）〜（ｄ））である。
【図１４】従来の２ピストン型油圧打撃装置の一例を示す縦断面図である。
【図１５】従来の２ピストン型油圧打撃装置の作動説明図（（ａ）〜（ｄ））である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明の一態様に係る２ピストン型油圧打撃装置の実施形態および変形例について、図面を適宜参照しつつ説明する。ここで、以下説明する油圧打撃装置以外のさく岩機の基本的な構成は、従来のさく岩機と同様の公知の構成からなり、さく岩機本体の前端部に伝達部材の１つであるシャンクロッドが挿着され、シャンクロッドには、さく孔用のビットを取付けたロッドがスリーブで連結される（いずれも図示略）。
なお、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、以下に示す実施形態および変形例は、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および変形例に特定するものではない。
【００４５】
［第１実施形態］
第１実施形態のさく岩機本体は、図１に示すように、２ピストン型油圧打撃装置１００を備える。この２ピストン型油圧打撃装置１００は、高圧回路１０１、低圧回路１０２、ポンプ１０３、タンク１０４、伝達部材１０５、減圧弁１０９、第１打撃機構２００および第２打撃機構３００を有する。
第１打撃機構２００と第２打撃機構３００とは、打撃軸線が同軸に且つ第２打撃機構３００が伝達部材１０５側に位置するように前後に直列して配設されている。減圧弁１０９は、高圧回路１０１から分岐した通路に設けられ、後述する第１切換弁２２０および第２切換弁３２０の保持ポート２２０Ｙ、３２０Ｙに保持圧を供給可能に接続されている。
【００４６】
伝達部材１０５は、後述する第２シリンダ３０１の前部に設けられている。伝達部材１０５は、軸方向前方から順に、中実円筒状の大径部１０６と、大径部１０６よりも小径の中実円筒状の第２打撃部１０８と、第２打撃部１０８よりも小径の中実円筒状の第１打撃部１０７とを同軸に有する。第１打撃部１０７の後端面が第１打撃面１０７ａになっており、第２打撃部１０８の円環状の後端面が第２打撃面１０８ａになっている。
【００４７】
第１打撃機構２００は、第１シリンダ２０１、第１ピストン２１０、第１切換弁２２０、第１高圧アキュムレータ２３０、第１低圧アキュムレータ２３１および弁制御手段２０４を有する。
第１ピストン２１０は、中実円筒形状を有し、第１シリンダ２０１に前進後退可能に摺嵌されている。第１ピストン２１０は、軸方向前方から順に、第１ピストン打撃部２１６、第１ピストン中径部２１３、第１ピストン大径部（前）２１１、第１ピストン切換溝２１５、第１ピストン大径部（後）２１２および第１ピストン小径部２１４を同軸に有する。第１ピストン打撃部２１６の前端面が第１ピストン打撃面２１６ａになっており、第１ピストン打撃面２１６ａは、上記伝達部材１０５の第１打撃面１０７ａに軸方向で対向している。
【００４８】
第１打撃機構２００は、第１ピストン前室２０２と、第１ピストン後室２０３とを有する。第１ピストン前室２０２は、第１ピストン大径部（前）２１１の前方であって、第１ピストン２１０と第１シリンダ２０１との間に画成される。また、第１ピストン後室２０３は、第１ピストン大径部（後）２１２の後方であって、第１ピストン２１０と第１シリンダ２０１との間に画成される。第１ピストン前室２０２には、第１ピストン前室ポート２０２ａが開設され、第１ピストン後室２０３には、第１ピストン後室ポート２０３ａが開設されている。
【００４９】
第１ピストン前室ポート２０２ａは、高圧回路１０１に接続されている。これにより、第１ピストン前室２０２は常時高圧となっている。第１ピストン後室ポート２０３ａは、第１ピストン後室通路２０３ｂを介して第１切換弁２２０の吐出側に接続されている。第１ピストン後室ポート２０３ａは、第１切換弁２２０の切換動作により、高圧回路１０１と低圧回路１０２に交互に選択接続される。これにより、第１ピストン後室２０３は高圧と低圧に切換えられる。第１ピストン切換溝２１５の移動範囲には、第１ピストン排油ポート２０７が開設されている。第１ピストン排油ポート２０７は、低圧回路１０２に常時接続されている。
【００５０】
第１シリンダ２０１には、第１ピストン前室ポート２０２ａから後方に所定の間隔を離隔して、前方から順に、第１ピストン前進制御ポート２０５と、第１ピストン後退制御ポート２０６とが設けられている。第１ピストン前進制御ポート２０５は、前側のショートストロークポート２０５ａと、後側のロングストロークポート２０５ｂとから構成される。
【００５１】
ショートストロークポート２０５ａには可変絞り２０５ｃが設けられている。第１ピストン２１０は、可変絞り２０５ｃを全開から全閉まで操作することによって、第１ピストン２１０のストロークを、ショートストロークからロングストロークまで無断階に調整可能になっている。これら第１ピストン前進制御ポート２０５および第１ピストン後退制御ポート２０６が弁制御手段２０４を構成している。
【００５２】
第１切換弁２２０は、全油圧作動式のパイロット制御弁である。第１切換弁２２０は、制御ポート２２０Ｘと保持ポート２２０Ｙとを備え、保持ポート２２０Ｙに常時保持圧が供給され、制御ポート２２０Ｘに制御圧を供排することで切換動作を行うように構成されている。保持ポート２２０Ｘは、第１切換弁制御通路２２１を介して弁制御手段２０４に接続され、保持ポート２２０Ｙは、第１切換弁保持通路２２２を介して減圧弁１０９に接続されている。
【００５３】
第１ピストン２１０は、第１ピストン大径部（前）２１１と第１ピストン中径部２１３との径差が、第１ピストン大径部（後）２１２と第１ピストン小径部２１４との径差よりも小さく設定されている。したがって、第１ピストン前室２０２における第１ピストンの受圧面積は、第１ピストン後室２０３における第１ピストンの受圧面積よりも小さい。そのため、第１ピストン前室２０２と第１ピストン後室２０３の両方が高圧回路１０１に接続されると、受圧面積差によって第１ピストン２１０は前進する。
【００５４】
第２打撃機構３００は、第２シリンダ３０１、第２ピストン３１０、第２切換弁３２０、第２高圧アキュムレータ３３０および第２低圧アキュムレータ３３１を有する。第２ピストン３１０は、中空円筒形状を有し、第２シリンダ３０１に前進後退可能に摺嵌されている。
【００５５】
第２ピストン３１０は、その外周に、軸方向前方から順に、第２ピストン打撃部３１６、第２ピストン中径部３１３、第２ピストン大径部（前）３１１、第２ピストン中央溝３１５、第２ピストン大径部（後）３１２および第２ピストン小径部３１４を同軸に有する。
また、第２ピストン３１０は、その内周に、軸方向前方から順に、第２ピストン内径３１７および第２ピストン内径大径部３１７ａを同軸に有する。第２ピストン打撃部３１６の前端に形成された円環状の面が第２ピストン打撃面３１６ａになっている。第２ピストン打撃面３１６ａは、上記伝達部材１０５の第２打撃面１０８ａに軸方向で対向している。
【００５６】
第２打撃機構３００は、第２ピストン前室３０２と、第２ピストン後室３０３とを有する。第２ピストン前室３０２は、第２ピストン大径部（前）３１１の前方であって、第２ピストン３１０と第２シリンダ３０１との間に画成される。また、第２ピストン後室３０３は、第２ピストン大径部（後）３１２の後方であって、第２ピストン３１０と第２シリンダ３０１との間に画成される。第２ピストン前室３０２には、第２ピストン前室ポート３０２ａが開設され、第２ピストン後室３０３には、第２ピストン後室ポート３０３ａが開設されている。
【００５７】
第２ピストン前室ポート３０２ａは、高圧回路１０１に接続されている。これにより、第２ピストン前室３０２は常時高圧となっている。第２ピストン後室ポート３０３ａは、第２ピストン後室通路３０３ｂを介して第２切換弁３２０の吐出側に接続されている。第２ピストン後室ポート３０３ａは、第２切換弁３２０の切換動作により、高圧回路１０１と低圧回路１０２に交互に選択接続される。これにより、第２ピストン後室３０３は高圧と低圧に切換えられる。第２ピストン中央溝３１５の移動範囲には、第２ピストン排油ポート３０４が開設されている。第２ピストン排油ポート３０４は、低圧回路１０２に接続されている。
【００５８】
第２切換弁３２０は、全油圧作動式のパイロット制御弁である。第２切換弁３２０は、制御ポート３２０Ｘと保持ポート３２０Ｙとを備え、保持ポート３２０Ｙに常時保持圧が供給され、制御ポート３２０Ｘに制御圧を供排することで切換動作を行うように構成されている。保持ポート３２０Ｘは、第２切換弁制御通路３２１を介して弁制御手段２０４に接続され、保持ポート３２０Ｙは、第２切換弁保持通路３２２を介して減圧弁１０９に接続されている。
【００５９】
ここで、第１切換弁２２０と第２切換弁３２０とは、切換ポートの構成が逆位相に設定されている点以外は同じ仕様である。第１切換弁２２０と第２切換弁３２０とは、前述した通り、各制御ポート２２０Ｘ、３２０Ｘが、弁制御手段２０４にそれぞれ接続され、同様に、各保持ポート２２０Ｙ、３２０Ｙが、減圧弁１０９にそれぞれ接続されている。
【００６０】
第２シリンダ３０１には、第２ピストン前室３０２の前方に、打撃室（前）３０５が設けられるとともに、第２ピストン後室３０３の後方に、打撃室（後）３０６が設けられている。打撃室（前）３０５と打撃室（後）３０６とは、第２ピストン内径３１７および第２ピストン内径大径部３１７ａを経て相互に連通している。
【００６１】
第２ピストン内径３１７には、上記伝達部材１０５の第１打撃部１０７が前方から非接触で挿通されるとともに、後方からは第１ピストン打撃部２１６が非接触で挿通されている。第１ピストン打撃面２１６ａは、第２ピストン内径３１７の中程で伝達部材１０５の第１打撃面１０７ａを打撃するように配置されている。また、第２ピストン打撃面３１６ａは、打撃室（前）３０５内で伝達部材１０５の第２打撃面１０８ａを打撃するように配置されている。
【００６２】
第１ピストン打撃部２１６の外径と伝達部材第１打撃部１０７の外径とは略同径に設定されている。また、第２ピストン打撃部３１６の外径と伝達部材第２打撃部１０８の外径とは略同径に設定されている。第２ピストン内径大径部３１７ａの内径は、第１ピストン中経部２１３の外径よりも大きく設定されている。
【００６３】
第２ピストン大径部（前）３１１と第２ピストン中径部３１３の径差は、第２ピストン大径部（後）３１２と第２ピストン小径部３１４との径差よりも小さく設定されている。したがって、第２ピストン前室３０２における第２ピストンの受圧面積は、第２ピストン後室３０３における第２ピストンの受圧面積よりも小さい。そのため、第２ピストン前室３０２と第２ピストン後室３０３の両方が高圧回路１０１に接続されると受圧面積差によって第２ピストン３１０は前進する。
【００６４】
第１打撃機構２００における第１切換弁２２０は、第１ピストン後室通路２０３ｂの長さが短く、かつ、複雑な経路とならないような配置（すなわち、圧損が少なくなるような配置）に設定することが肝要である。これは、第２打撃機構３００における第２切換弁３２０の配置についても同様であり、本実施形態では理想的な配置となっている。
【００６５】
さらに、第１打撃機構２００における第１高圧アキュムレータ２３０と第１低圧アキュムレータ２３１は、圧油の脈動が最も大きい第１切換弁２２０の付近に配設することが肝要である。これは、第２打撃機構３００における第２高圧アキュムレータ３３０と第２低圧アキュムレータ３３１の配置についても同様であり、本実施形態では理想的な配置となっている。
【００６６】
ここで、本実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００は、上記第１打撃機構２００と第２打撃機構３００のサイクルタイムが同じに設定されている。以下、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００のサイクルタイムを同じに設定する条件について説明する。基準となるのは、弁制御手段２０４を備えた第１打撃機構２００である。
【００６７】
いま、第１ピストン２１０の前進時間（後死点から打撃位置まで至る時間）をｔ１ａとし、第１ピストンの後退加速時間（第１ピストン後室２０３が低圧の時間）をｔ１ｂとし、第１ピストンの後退減速時間（第１ピストン後室２０３が高圧となり後死点まで至る時間）をｔ１ｃとすると、第１打撃機構２００のサイクルタイムＴ１は下記（式１）となる。
Ｔ１＝ｔ１ａ＋ｔ１ｂ＋ｔ１ｃ  ・・・（式１）
【００６８】
そしてそれぞれの関係を、下記（式２）となるように第１ピストン２１０の前後の受圧面積比、すなわち、第１ピストン中径部２１３と第１ピストン小径部２１４の直径を設定する。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ  ・・・（式２）
【００６９】
同様に、第２ピストン３１０の前進時間（後死点から打撃位置まで至る時間）をｔ２ａとし、第２ピストンの後退加速時間（第２ピストン後室３０３が低圧の時間）をｔ２ｂとし、第２ピストンの後退減速時間（第２ピストン後室３０３が高圧となり後死点まで至る時間）をｔ２ｃとすると、第２打撃機構３００のサイクルタイムＴ２は下記（式３）となる。
Ｔ２＝ｔ２ａ＋ｔ２ｂ＋ｔ２ｃ  ・・・（式３）
【００７０】
そしてそれぞれの関係を、下記（式４）なるように第２ピストン３１０の前後の受圧面積比、すなわち、第２ピストン中径部３１３と第２ピストン小径部３１４の直径を設定する。
［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ  ・・・（式４）
【００７１】
第１ピストン２１０の前後の受圧面積比と第２ピストン３１０の前後の受圧面積比を同じにすると、下記（式５）となる。
［ｔ１ａ＋ｔ１ｃ］＝ｔ１ｂ＝［ｔ２ａ＋ｔ２ｃ］＝ｔ２ｂ  ・・・（式５）
これにより、（式１）〜（式５）から、最終的に下記（式６）となる。よって、２つの打撃機構のサイクルタイムは同じとなる。
Ｔ１＝Ｔ２  ・・・（式６）
【００７２】
第１実施形態によれば、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００が時間的に等間隔で交互に伝達部材１０５を打撃する「交互打撃モード」で作動するので、打撃数が２倍となり、打撃エネルギーの総和を増大して高出力化が可能である。また、それぞれの打撃機構において、お互いの打撃反力が相殺されるので振動を低減できる。
【００７３】
ここで、第１ピストン２１０と第２ピストン３１０の質量について考察する。
一般的に、油圧打撃装置の諸元値は、１打撃あたりの打撃エネルギーが伝達部材の疲労限度未満となるように設定しなければならない。このように設定された油圧打撃装置であれば、理論上は無限回数打撃しても疲労破壊には至らない。
【００７４】
２つのピストンの質量に差がある状態で交互打撃を行うと、打撃エネルギーの大小異なる打撃が交互に連続することになるが、油圧打撃装置の諸元値は、打撃エネルギーの大きい方（すなわち、質量の大きい方）のピストンを基準として設定しなければならない。このとき、質量の小さい方のピストンに着目すると、疲労限度に対して余裕を持つことになることから、油圧打撃装置全体としては、本来の性能を充分に発揮できなくなる。
【００７５】
また、上述した通り、２つのピストンによる交互打撃では、打撃反力が相殺されるところ、２つのピストンの質量に差があると、打撃反力にも差が生じるので相殺作用が縮減されることになる。したがって、本発明の２ピストン型油圧打撃装置においては、２つのピストンの質量を同じに設定するのが好ましい。本実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００においては、２つのピストンの質量を同じに設定している。これにより、疲労限度に対する最適設計が可能となり、特に、交互打撃モードで作動した場合の打撃反力の相殺作用を最大限に享受することが可能となる。
【００７６】
但し、本実施形態のような、いわゆるタンデム型の２ピストン型油圧打撃装置の場合は、第１ピストンと第２ピストンでは形状が大きく異なり、また、位置関係も前後に配置している等の差異があることから、伝達部材から受ける反発力に差が生じて交互打撃に悪影響を及ぼすことが想像される。その場合は、２つのピストンの質量に差を設けることで調整を行うことも充分考えられる。
【００７７】
次に、上述した第１実施形態の各変形例（第１〜第１０変形例）について以下順に説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の構成には同一の符号を付すとともに説明を省略する。
［第１変形例］
図２は、第１実施形態の第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａである。
同図に示すように、第１実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００との差異点は、第１実施形態の第１切換弁２２０および第２切換弁３２０に替えて、第１切換弁２２０ａおよび第２切換弁３２０ａを用いている点である。第１切換弁２２０ａおよび第２切換弁３２０ａは、第１実施形態の保持ポートの代わりに、スプリングを備えたスプリングリターン式の制御弁である。
【００７８】
制御ポート２２０ａＸ、３２０ａＸは、第１実施形態と同様に、弁制御手段２０４に接続されている。第１切換弁２２０ａおよび第２切換弁３２０ａは、弁制御手段２０４から供給される制御圧によって第１実施形態と同様の切換え動作を行うことができる。第１変形例によれば、図２に示すように、減圧弁１０９および保持通路２２２、３２２を省くことができるので装置構成の簡素化が可能となる。
【００７９】
［第２変形例］
図３は、第１実施形態の第２変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｂである。
同図に示すように、第１実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００との差異点は、第２切換弁３２０ｂの切換ポートを、第１切換弁２２０と同位相の関係に設定した点である。保持ポート３２０ｂＸは弁制御手段２０４に接続され、保持ポート３２０ｂＹは減圧弁１０９に接続されており、切換え動作自体に変更はない。
第２変形例によれば、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００が同時に伝達部材１０５を打撃する「同時打撃モード」で作動する。よって、一打撃あたりの打撃エネルギーを交互打撃モードの２倍に高めることができるので、破砕対象が硬岩である場合に有効である。
【００８０】
［第３変形例］
図４は、第３変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｃである。なお、第３変形例は、上記第２変形例に対して「モード選択手段」を追加した構成となっている。
すなわち、同図に示すように、第２変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｂとの差異点は、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸと弁制御手段２０４との間、ならびに、保持ポート３２０ｂＹと減圧弁１０９との間に、第２打撃機構作動モード選択手段３５０を設けた点である。
【００８１】
第２打撃機構作動モード選択手段３５０は、制御圧切換弁３５１、制御通路３５２、保持通路３５３および第２切換弁保持圧供給通路３５４を有して構成される。制御圧切換弁３５１の入力側は、制御通路３２１ａを介して弁制御手段２０４に接続されるとともに、第２切換弁保持圧供給通路３５４と保持通路３２２ａを介して減圧弁１０９に接続されている。制御圧切換弁３５１の吐出側は、制御通路３２３を介して制御ポート３２０ｂＸと接続されるとともに、保持通路３２４を介して保持ポート３２０ｂＹに接続されている。制御通路３５２は、外部のパイロット制御圧源ＯＵＴＰＰに接続されている。
【００８２】
図４に示す状態、すなわち、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰからの制御圧が供給されない状態では、制御圧切換弁３５１の切換ポートは図４中の下位置にある。これにより、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸは、第２切換弁保持圧供給通路３５４と接続されて保持ポート３２０ｂＹへと変更される。また、保持ポート３２０ｂＹは、制御通路３２１ａと接続されて制御ポート３２０ｂＸへと変更される。すなわち、第２切換弁３２０ｂは、制御ポートと保持ポートの配置が入れ替わり、第１切換弁２２０と逆位相となるため交互打撃モードで作動する。
【００８３】
これに対し、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰからの制御圧が供給されると、制御圧切換弁３５１の切換ポートは、図４中の上位置に切換えられる。これにより、配置が入れ替えられていた第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸおよび保持ポート３２０ｂＹは元の状態に復帰し、第２切換弁３２０ｂは、第１切換弁２２０とは同位相となるため同時打撃モードで作動する。
【００８４】
このように、第３変形例では、第２打撃機構作動モード選択手段３５０によって、第２切換弁３２０ｂの切換ポートを、第１切換弁２２０に対して逆位相と同位相とに切換えて交互打撃モードと同時打撃モードとを選択可能である。これにより、第３変形例によれば、破砕対象が軟岩である場合は交互打撃モード、硬岩である場合は同時打撃モードを選択するというように、破砕対象に合わせて最適な打撃モードで作業を行うことができる。
【００８５】
［第４変形例］
図５は、第４変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｄである。なお、第４変形例は、上記第１変形例に対して「モード選択手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａとの差異点は、第２切換弁３２０ａの入力側に、第２打撃機構作動モード選択手段として回路切換弁３５５を設けた点である。
図５に示す状態、すなわち、制御信号が印加されない状態では、回路切換弁３５５の切換ポートは、図５中の上位置にあり、第２切換弁３２０ａの入力側に接続される高圧回路１０１および低圧回路１０２の回路構成は維持されている。よって、第２切換弁３２０ｂの切換ポートは、第１切換弁２２０ａに対して逆位相であるので、交互打撃モードで作動する。
【００８６】
これに対し、回路切換弁３５５に制御信号を印加すると、回路切換弁３５５の切換ポートは、図５中の下位置に切り替る。これにより、第２切換弁３２０ａの入力側に接続される高圧回路１０１および低圧回路１０２の回路構成が入れ替わる。したがって、第２切換弁３２０ｂの切換ポートは、第１切換弁２２０ａに対して同位相となるので、同時打撃モードで作動する。
【００８７】
このように、第４変形例では、回路切換弁３５５によって、第２切換弁３２０ａの切換ポートを第１切換弁に対して逆位相と同位相に切換えて、交互打撃モードと同時打撃モードとを選択可能である。これにより、第４変形例によれば、破砕対象が軟岩である場合は交互打撃モードを選択し、硬岩である場合は同時打撃モードを選択するというように、破砕対象に合わせて最適な打撃モードで作業を行うことができる。
【００８８】
ここで、上述した第３変形例と第４変形例は、第２打撃機構作動モード選択手段の一例を示したものである。つまり、第３変形例では、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸと保持ポート３２０ｂＹの配置を入れ替えることで切換ポートの位相を切換えており、第４変形例では、第２切換弁３２０ａに接続する高圧回路１０１と低圧回路１０２の回路構成を入れ替えることで切換ポートの位相を切換えている。
【００８９】
両者を対比すると、第３変形例は、減圧弁１０９、制御圧切換弁３５１および多数の接続通路という構成を有するように、油圧機器の構成が複雑ではあるが、高圧回路１０１からピストン後室３０３に至る経路内には、高圧アキュムレータ３３０と第２切換弁３２０ｂがあるだけなので圧損が少ない。
これに対し、第４変形例は、高圧回路１０１からピストン後室３０３に至る経路内には、高圧アキュムレータ３３０と第２切換弁３２０ｂの間に、回路切換弁３５５が追加されるので、圧損が増加することは免れないものの、それ以外の油圧機器は必要としないので機器構成は簡素化されている。このように、第３変形例と第４変形例は、それぞれ一長一短があるので作業用途やコストによって適宜選択することになる。
【００９０】
［第５変形例］
図６は、第５変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｅである。なお、第５変形例は、上記第１実施形態に対して「休止手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第１実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００との差異点は、第２切換弁３２０の制御ポート３２０Ｘと弁制御手段２０４との間、ならびに、保持ポート３２０Ｙと減圧弁１０９との間に、第２打撃機構休止手段３６０を設けた点である。
【００９１】
第２打撃機構休止手段３６０は、選択弁３６１、制御通路３６２および保持通路３６３を有して構成される。選択弁３６１の入力側は、制御通路３２１ｂを介して弁制御手段２０４に接続されるとともに、分岐通路１０１ａを介して高圧回路１０１に接続されている。選択弁３６１の吐出側は、制御通路３２５を介して制御ポート３２０Ｘに接続されている。制御通路３６２は、外部のパイロット制御圧源ＯＵＴＰＰに接続されている。保持通路３６３は減圧弁１０９に接続されている。
【００９２】
図６に示す状態、すなわち、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰからの制御圧が供給されない状態では、選択弁３６１の切換ポートは、図６中の下位置にある。これにより、第２切換弁３２０の制御ポート３２０Ｘは、制御通路３２１ｂによって弁制御手段２０４に接続される。したがって、第２切換弁３２０は、弁制御手段２０４から供給される制御圧によって切換え動作を行うので、第２打撃機構は交互打撃モードで作動する。
【００９３】
これに対し、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰから制御圧が供給されると、選択弁３６１の切換ポートは、図６中の上位置に切換えられる。これにより、第２切換弁３２０の制御ポート３２０Ｘは、分岐通路１０１ａを介して高圧回路１０１と接続される。そのため、第２切換弁３２０は、図６中の上位置に常時保持される。したがって、第２ピストン後室３０３が常時低圧接続されるので、第２ピストン３１０は後死点まで後退して停止する。したがって、第１ピストン２１０のみが伝達部材１０５を打撃する「単独打撃モード」で作動する。第５変形例によれば、単独打撃モードを選択可能とすると、交互打撃モードに対しては打撃数を半減させ、同時打撃モードに対しては打撃エネルギーを半減させる、いわゆる、「軽打撃」が可能となり、作業の汎用性が増す。
【００９４】
［第６変形例］
図７は、第６変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｆである。なお、第６変形例は、第３変形例の主要構成である第２打撃機構作動モード選択手段と、第５変形例の主要構成である第２打撃機構休止手段との両方を同時に備えた構成となっている。
すなわち、同図に示すように、第３変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｃとの差異点は、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸと弁制御手段２０４との間、ならびに、保持ポート３２０ｂＹと減圧弁１０９との間に、第２打撃機構作動モード選択手段３７０を設けた点である。
【００９５】
第２打撃機構作動モード選択手段３７０は、選択弁３７１、制御通路３７２、保持通路３７３、制御圧切換弁３７４、制御通路３７５、保持通路３７６および第２切換弁保持圧供給通路３７７を有して構成される。選択弁３７１の入力側は、制御通路３２１ｃによって弁制御手段２０４と接続され、分岐通路１０１ｂによって高圧回路１０１と接続されている。選択弁３７１の吐出側は、制御圧切換弁３７４の入力側に接続されている。制御通路３７２は、外部のパイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ１に接続されている。
【００９６】
制御圧切換弁３７４の入力側は、上述した通り、選択弁３７１の吐出側と接続され、第２切換弁保持圧供給通路３７７および保持通路３２２ｂによって減圧弁１０９に接続されている。制御圧切換弁３７４の吐出側は、制御通路３２６によって制御ポート３２０ｂＸに接続され、保持通路３２７によって保持ポート３２０ｂＹに接続されている。制御通路３７５は、外部のパイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ２に接続されている。保持通路３７６は減圧弁１０９に接続されている。
【００９７】
図７に示す状態、すなわち、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ１およびＯＵＴＰＰ２からの制御圧が供給されない状態では、選択弁３７１および制御圧切換弁３７４の切換ポートは、図７中の下位置にある。これにより、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸは、第２切換弁保持圧供給通路３５４と接続されて保持ポート３２０ｂＹへと変更される。また、保持ポート３２０ｂＹは、制御通路３２１ａと接続されて制御ポート３２０ｂＸへと変更される。すなわち、第２切換弁３２０ｂは、制御ポートと保持ポートの配置が入れ替わるため、第１切換弁２２０と逆位相となり交互打撃モードで作動する。
【００９８】
次に、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ２からの制御圧のみが供給されると、制御圧切換弁３７４の切換ポートは、図７中の上位置に切換えられる。これにより、配置が入れ替えられていた第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸおよび保持ポート３２０ｂＹは、元の状態に復帰する。したがって、第２切換弁３２０ｂは、第１切換弁２２０とは同位相となり同時打撃モードで作動する。
【００９９】
次に、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ１からの制御圧のみが供給されると、制御圧切換弁３７４の切換ポートは、図７中の下位置にあり、選択弁３７１の切換ポートは、図７中の上位置に切換えられる。そのため、第２切換弁３２０ｂの保持ポート３２０ｂＹは、分岐通路１０１ｂを介して高圧回路１０１と接続される。したがって、第２切換弁３２０ｂは図７中の下位置に常時保持され、第２ピストン後室３０３が常時低圧接続される。これにより、第２ピストン３１０は、後死点まで後退して停止するので、第１ピストン２１０のみが伝達部材１０５を打撃する単独打撃モードで作動する。
【０１００】
最後に、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ１からの制御圧およびパイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ２からの制御圧が両方供給されると、選択弁３７１および制御圧切換弁３７４の切換ポートは、どちらも図７中の上位置に切換えられる。これにより、第２切換弁３２０ｂの制御ポート３２０ｂＸは、分岐通路１０１ｂを介して高圧回路１０１と接続される。したがって、第２切換弁３２０ｂは、図７中の上位置に常時保持され、第２ピストン後室３０３が常時高圧接続されて、第２ピストン３１０は前死点まで前進して停止する。
【０１０１】
このとき、第２ピストン３１０は、伝達部材１０５を前方へと押しやって停止するので、第１ピストン２１０は、打撃点を超えた位置で伝達部材１０５を打撃する前進位置での単独打撃モードとなる。単独打撃モードの打撃エネルギーは、交互打撃モードや同時打撃モードと比較すると「軽打撃」であるのに対して、前進位置での単独打撃モードは、さらに打撃エネルギーを絞った「微打撃」であるといえる。
【０１０２】
上述した通り、第６変形例は、第２打撃機構作動モード選択手段３７０によって「交互打撃モード」、「同時打撃モード」および「単独打撃モード」を選択可能であり、加えて、「単独打撃モード」で作動する際の第２ピストン２１０の停止位置を後死点として「軽打撃」とする場合と、前死点として「微打撃」とする場合とを選択可能であり、作業の汎用性が増す。
【０１０３】
［第７変形例］
図８は、第７変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｇである。なお、第７変形例は、上記第１変形例に対して「休止手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａとの差異点は、第２切換弁３２０ａの制御ポート３２０ａＸと弁制御手段２０４との間、高圧回路１０１との間、ならびに低圧回路１０２との間に、第２打撃機構休止手段３８０を設けた点である。
第２打撃機構休止手段３８０は、選択弁３８１を有して構成され、選択弁３８１の入力側は、制御通路３２１ｄを介して弁制御手段２０４に接続されるとともに、分岐通路１０１ｃを介して高圧回路１０１に接続され、さらに、分岐通路１０２ａを介して低圧回路１０２に接続されている。また、選択弁３８１の吐出側は、制御通路３２８を介して制御ポート３２０ａＸに接続されている。
【０１０４】
図８に示す状態、すなわち、選択弁３８１に印加しない状態では、制御ポート３２０ａＸは弁制御手段２０４に接続される。そのため、第２切換弁３２０ａは、弁制御手段２０４から供給される制御圧によって切換え動作を行うので、第２打撃機構は交互打撃モードで作動する。
これに対し、選択弁３８１の上側のソレノイドに印加して、選択弁３８１を図８中の上位置に切替えると、制御ポート３２０ａＸは、分岐通路１０１ｃを介して高圧回路１０１に接続される。そのため、第２切換弁３２０ａは、図８中の上位置に保持されて、第２ピストン後室３０３が常時低圧接続される。そのため、第２ピストン３１０は、後死点まで後退して停止するので、第１ピストン２１０のみが伝達部材１０５を打撃する単独打撃モードで作動する。
【０１０５】
一方、選択弁３８１の下側のソレノイドに印加して、選択弁３８１を図８中の下位置に切替えると、制御ポート３２０ａＸは、分岐通路１０２ａを介して低圧回路１０２に接続される。そのため、第２切換弁３２０ａは、図８中の下位置に保持されて、第２ピストン後室３０３が常時高圧接続される。そのため、第２ピストン３１０は、前死点まで前進して停止する。このとき、第２ピストン３１０は、伝達部材１０５を前方へと押しやって停止するので、打撃点を超えた位置で第１ピストン２１０が伝達部材１０５を打撃する前進位置での単独打撃モードとなる。
【０１０６】
上述した通り、第７変形例は、第２打撃機構休止手段３８０によって、交互打撃モード、および単独打撃モードを選択可能であり、加えて、単独打撃モードで作動する際の第２ピストン３１０の停止位置を後死点として「軽打撃」とする場合と、前死点として「微打撃」とする場合を選択可能であり、作業の汎用性が増す。
【０１０７】
［第８変形例］
図９は、第８変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｈである。なお、第８変形例は、上記第１変形例に対して「モード選択手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａとの差異点は、第２切換弁３２０ａの入力側に、第２打撃機構作動モード選択手段として、３位置切換弁３８５を設けた点である。３位置切換弁３８５は、上述した第５実施形態の回路切換弁３５５に切換ポートを一つ追加して、電磁ソレノイドとスプリングをそれぞれ両側に設けたものである。
【０１０８】
図９に示す状態、すなわち、３位置切換弁３８５に制御信号が印加されない状態では、３位置切換弁３８５の切換ポートは図９中の中央位置にある。そのため、第２切換弁３２０ａの入力側に接続される高圧回路１０１および低圧回路１０２の回路構成は維持され、第２切換弁３２０ｂの切換ポートは、第１切換弁２２０ａに対して逆位相であるので交互打撃モードで作動する。
【０１０９】
これに対し、３位置切換弁３８５の下側のソレノイドに制御信号を印加すると、３位置切換弁３８５の切換ポートは、図９中の下位置に切り替る。これにより、第２切換弁３２０ａの入力側に接続される高圧回路１０１および低圧回路１０２の回路構成は入れ替わる。そのため、第２切換弁３２０ａの切換ポートは、第１切換弁２２０ａに対して同位相となるので同時打撃モードで作動する。
【０１１０】
一方、３位置切換弁３８５の上側のソレノイドに制御信号を印加すると、３位置切換弁３８５の切換ポートは、図５中の上位置に切り替る。これにより、第２切換弁３２０ａの入力側は、全て低圧回路１０２に接続される。したがって、第２切換弁３２０ａが弁制御手段２０４の制御圧によって切換えられても、第２ピストン後室３０３は、常時低圧接続されることになる。そのため、第２ピストン３１０は、後死点まで後退して停止するので、第１ピストン２１０のみが伝達部材１０５を打撃する単独打撃モードで作動する。
【０１１１】
このように、第８変形例では、３位置切換弁３８５によって、第２切換弁３２０ａの切換ポートを、第１切換弁に対して逆位相と同位相に切換え、さらには、第２切換弁３２０ａの切換位置によらずに、第２ピストン後室を常時低圧接続することが可能である。そのため、第８変形例によれば、交互打撃モード、同時打撃モードおよび単独打撃モードを選択することが可能であり、破砕対象や作業内容に合わせて最適な打撃モードで作業を行うことができる。
【０１１２】
［第９変形例］
図１０は、第９変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｉである。なお、第９変形例は、上記第６変形例に対して「推力調整手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第６変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｆとの差異点は、第２打撃機構３００側の高圧回路１０１を第２打撃機構作動圧通路３０７とし、第２打撃機構作動圧通路３０７と高圧回路１０１との間に、第２打撃機構停止推力調整手段３９０を設けた点である。第２打撃機構停止推力調整手段３９０は、選択弁３９１、減圧通路３９２、減圧弁３９３、逆止弁３９４および分岐通路１０１ｄを有して構成される。
【０１１３】
上述した通り、第６変形例は、第２打撃機構作動モード選択手段３７０によって「交互打撃モード」、「同時打撃モード」、および「単独打撃モード」を選択可能であり、加えて、「単独打撃モード」で作動する際の第２ピストン２１０の停止位置を後死点として「軽打撃」とする場合と、前死点として「微打撃」とする場合を選択可能であるが、第９変形例の第２打撃機構停止推力調整手段３９０は、この「微打撃」の打撃力を破砕対象に応じて最適化するための構成である。
【０１１４】
いま、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ１およびＯＵＴＰＰ２からの制御圧が供給されると、選択弁３７１および制御圧切換弁３７４の切換ポートが、図１０中の上位置切換えられる。これにより、第２ピストン後室３０３が常時高圧接続され、第２ピストン３１０は、伝達部材１０５を前方へと押しやって停止する。よって、打撃点を超えた位置で第１ピストン２１０が伝達部材１０５を「微打撃」する状態となる。
【０１１５】
このとき、図１０に示す状態、すなわち、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ３からの制御圧が供給されない状態では、選択弁３９１の切換ポートは、図１０中の上位置にある。そのため、第２打撃機構作動圧通路３０７は、分岐通路１０１ｄを介して高圧回路１０１に接続されるので、第２ピストン３１０の前方への推力は最大となる。
【０１１６】
これに対し、パイロット制御圧源ＯＵＴＰＰ３から制御圧が供給されると、選択弁３９１の切換ポートは、図１０中の下位置に切り替る。これにより、第２打撃機構作動圧通路３０７は、減圧通路３９２、減圧弁３９３および逆止弁３９４を介して高圧回路１０１に接続される。そのため、第２ピストン前室３０２と第２ピストン後室３０３は、ともに減圧された圧油が供給される。第２ピストン３１０は、第２ピストン前室３０２と第２ピストン後室３０３での受圧面積差によって前方への推力が付与されるが、高圧接続される場合と比べると推力は低下する。
【０１１７】
ここで、この第９変形例では、減圧弁３９３の設定を、第２ピストン３１０の前方への推力が送り機構の推力よりも小さくなるように設定する。これにより、破砕対象の強度が高く安定している場合は、伝達部材１０５は、図１０に示すように、シリンダ３０１に当接する位置まで後退して、第２ピストン後室３０３が低圧接続された場合と同様に軽打撃が行われる。一方、破砕対象の状態が、空洞や破砕帯等の強度が低下した場合は、第２ピストン３１０が伝達部材１０５を前方へと押し込み前進して微打撃となる。
【０１１８】
破砕対象の状態に応じて伝達部材１０５の押し込み量は変化するが、押し込み量が大きくなるほど微打撃の打撃力は減少するので、破砕対象に応じた微打撃を行うことが可能である。脆弱な破砕対象を通常の打撃力でさく孔作業を行うと、さく孔速度が増大し過ぎて、フラッシング装置のくり粉排出能力が追いつかなくなり、伝達部材がスタックする、いわゆる「タケノコ」状態となる場合があるが、この第９変形例によれば、破砕対象に合わせて微打撃の打撃力を最適化することが可能である。
【０１１９】
［第１０変形例］
図１１は、第１０変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ｊである。なお、第１０変形例は、上記第１実施形態に対して「調整手段」を追加した構成となっている。すなわち、同図に示すように、第１実施形態の２ピストン型油圧打撃装置１００との差異点は、第２切換弁制御通路３２１に第２打撃機構調整手段として可変絞り３９５を設けた点である。可変絞り３９５を操作することで、第２打撃機構３００の作動を調整することが可能となる。
第１０変形例によれば、例えば破砕対象の状態や油温等が変化するなどして、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００の打撃の状態が相対的に変化しても、これを柔軟に調整することができる。そのため、交互打撃モードで作動する場合は、全打撃の間隔が時間的に等間隔である交互打撃が可能であり、また、同時打撃モードで作動する場合は、正確な同時打撃が可能である。
【０１２０】
［第２実施形態］
図１２は、第２実施形態の２ピストン型油圧打撃装置４００である。
ここで、図１〜図１１までを参照して説明した、第１実施形態および第１実施形態に対する第１〜第１０変形例は、全て、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００とを、打撃軸線が同軸に且つ第２打撃機構３００が伝達部材１０５側となるように前後に直列して配設し、第２ピストン３１０が中空形状を有し、第１ピストン２１０と第２ピストン３１０の先端部にそれぞれ伝達部材１０５を打撃する打撃部２１６、３１６を設け、第１ピストン打撃部２１６が第２ピストン３１０の内部を挿通して伝達部材１０５を打撃可能に延出されて形成された、いわゆるタンデム型の２ピストン型油圧打撃装置である。
【０１２１】
これに対し、図１２に示す第２実施形態では、第１打撃機構５００と第２打撃機構６００との打撃軸線を並列に配設し、それぞれ個別の伝達部材４０５、４０８を打撃する、いわゆるパラレル型の２ピストン型油圧打撃装置４００である。なお、同図において、タンデム型の配置をパラレル型に替えている点以外は、第１打撃機構５００の各構成は、第１実施形態および第１〜第１０変形例における第１打撃機構２００の各構成に対応しており、同じく、第２打撃機構６００の各構成は、第１実施形態および第１から第１０変形例における第２打撃機構６００の各構成に対応しているので詳細な説明は省略する。
第２実施形態において、並列配置された二つの伝達部材４０５、４０８は、一つのフロントヘッド５５０によって保持され、フロントヘッド５５０内には、各伝達部材４０５、４０８の打撃室５５１、５５２が並列に設けられている。第２ピストン６１０は、第１ピストン５１０と全く同じ仕様を有する。ただし、第９変形例の第２打撃機構停止推力調整手段３９０は備えていない。
【０１２２】
第２実施形態によれば、パラレル型の２ピストン型油圧打撃装置において、２つの打撃機構のサイクルタイムは同じとなり、制御が容易で作動が安定している。また、第１実施形態に対する第１〜第１０変形例同様の構成を適宜採用することにより、交互打撃モード、同時打撃モードおよび単独打撃モードを選択可能であり、さらには、相互の打撃機構の作動を調整可能であり、全体のストローク調整も可能であるので、種々の作業に柔軟に対応可能である。また、それぞれのピストン後室に近接してアキュムレータを配設しているので打撃効率が優れている。このパラレル型の２ピストン型油圧打撃装置の用途としては、スロット孔を施工する穿孔装置が有効である。
【０１２３】
次に、上記実施形態および各変形例のうちから代表して、図２および図１３を参照して、第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａを用いた交互打撃モードの作動を説明する。なお、図１３において、網掛けで示す箇所は高圧接続された状態を示し、白抜きで示す箇所は低圧接続された状態を示している。ここでは、図２の第１ピストン前進制御ポート２０５の設定を可変絞り２０５ｃを全閉とし、ロングストロークポート２０５ｂが機能する状態、すなわち、ロングストロークが選択された状態で説明をする。
【０１２４】
第１変形例の２ピストン型油圧打撃装置１００ａにおいて、第２ピストン３１０が伝達部材１０５を打撃した直後、第１ピストン２１０が後退してロングストロークポート２０５ｂが第１ピストン前室２０２と連通する。弁制御手段２０４は高圧接続され、第１切換弁２２０ａと第２切換弁３２０ａのパイロットポートには高圧油が供給される。これにより、第１切換弁２２０ａと第２切換弁３２０ａは、それぞれ図１３中の下方位置に切り換わる。これにより、第１ピストン後室２０３は高圧接続、第２ピストンピストン後室３０３は低圧接続され、第１ピストン２１０が後退減速局面、第２ピストン３１０は後退加速局面となる（図１３（ａ））。
【０１２５】
次いで、第１ピストン２１０と第２ピストン３１０が揃って後退し、第１ピストン２１０は後死点まで達する。このとき、弁制御手段２０４は高圧接続が維持されるので、第１切換弁２２０および第２切換弁３２０は、それぞれ図１３中の下方位置に保持される。第１ピストン後室２０３の高圧接続、第２ピストンピストン後室３０３の低圧接続はそれぞれ維持され、第１ピストン２１０が前進加速局面へと転じ、第２ピストン３１０は後退加速局面を維持する（図１３（ｂ））。
【０１２６】
次いで、第１ピストン２１０が伝達部材１０５を打撃する直前まで前進し、第２ピストン３１０が後退する間、弁制御手段２０４は高圧状態が保持されるので、第１切換弁２２０および第２切換弁３２０は、それぞれ図１３中の下方位置に保持される。第１ピストン後室２０３の高圧接続、第２ピストンピストン後室３０３の低圧接続はそれぞれ維持され、第１ピストン２１０の前進速度は最大近くまで加速され、第２ピストン３１０は後退加速局面を維持する（図１３（ｃ））。
【０１２７】
第１ピストン２１０が伝達部材１０５を打撃した直後、第１ピストン後退制御ポート２０６と第１ピストン排油ポート２０７が連通する。弁制御手段２０４は低圧接続され、第１切換弁２２０と第２切換弁３２０のパイロットポートは低圧接続される。これにより、第１切換弁２２０と第２切換弁３２０は、それぞれ図１３中の上方位置に切り換わる。これにより、第１ピストン後室２０３は低圧接続、第２ピストンピストン後室３０３は高圧接続され、第１ピストン２１０が後退加速局面へと転じ、第２ピストン３１０は後退減速局面へと転じる（図１３（ｄ））。
【０１２８】
次いで、第１ピストン２１０と第２ピストン３１０が揃って後退し、第２ピストン３１０は後死点まで達する。このとき、弁制御手段２０４は低圧状態が保持されるので第１切換弁２２０および第２切換弁３２０はそれぞれ図１３中の上方位置に保持される。第１ピストン後室２０３の低圧接続、第２ピストンピストン後室３０３の高圧接続はそれぞれ維持され、第１ピストン２１０が後退加速局面を維持し、第２ピストン３１０は前進加速局面へと転じる（図１３（ｅ））。
【０１２９】
第２ピストン３１０が伝達部材１０５を打撃する直前まで前進し、第１ピストン２１０が後退する間、弁制御手段２０４は低圧状態が保持されるので、第１切換弁２２０および第２切換弁３２０は、それぞれ図１３中の上方位置に保持される。第１ピストン後室２０３の低圧接続、第２ピストンピストン後室３０３の高圧接続はそれぞれ維持され、第２ピストン３１０の前進速度は最大近くまで加速され、第１ピストン２１０は後退加速局面を維持する（図１３（ｆ））。以下、上記のサイクルを繰り返すことで、第１ピストン２１０と第２ピストン３１０によって伝達部材１０５を時間的に等間隔で交互打撃を行うことができる。
【０１３０】
ここで、図１３（ａ）〜（ｃ）における各打撃機構のピストン前室とピストン後室の状態に着目すると、第１打撃機構２００は、第１ピストン前室２０２および第１ピストン後室２０３がともに高圧となり、第２打撃機構３００は、第２ピストン前室３０２が高圧、第２ピストン後室３０３が低圧となる。
よって、第１打撃機構２００において、第１ピストン２１０には前方への推力が発生しており、第１シリンダ２０１には後方への反力Ｆ１ａ〜Ｆ１ｃが作用しているのに対し、第２打撃機構３００において、第２ピストン３１０には後方への推力が発生しており、第２シリンダ３０１には前方への反力Ｆ２ａ〜Ｆ２ｃが作用している。すなわち、第１シリンダ２０１に作用する反力と第２シリンダ３０１に作用する反力は方向が逆であり、反力は相殺される。
【０１３１】
次に、図１３（ｄ）〜（ｆ）における各打撃機構のピストン前室とピストン後室の状態に着目すると、第１打撃機構２００は、第１ピストン前室２０２が高圧、第１ピストン後室２０３が低圧となり、第２打撃機構３００は、第２ピストン前室３０２および第２ピストン後室３０３がともに高圧となる。
よって、第１打撃機構２００において、第１ピストン２１０には後方への推力が発生しており、第１シリンダ２０１には前方への反力Ｆ１ｄ〜Ｆ１ｆが作用しているのに対し、第２打撃機構３００において、第２ピストン３１０には前方への推力が発生しており、第２シリンダ３０１には後方への反力Ｆ２ｄ〜Ｆ２ｆが作用している。すなわち、第１シリンダ２０１に作用する反力と第２シリンダ３０１に作用する反力は方向が逆であり、反力は相殺される。
【０１３２】
さらに、各打撃機構に作用する反力について考察する。
第１打撃機構２００において、前述した（式２）の条件、すなわち、第１ピストン２１０の後退加速時間と第１ピストン２１０の後退減速時間の合計が、第１ピストン２１０の前進時間と同じにするためには、本実施形態の「前室常時高圧−後室高低圧切換式」の打撃機構の場合、第１ピストン２１０の前後の受圧面積比は通常１：４に設定する。したがって、第２ピストン３１０の前後の受圧面積比も１：４に設定することになる。
【０１３３】
このように受圧面積比を設定した場合、図１３の（ａ）〜（ｆ）の各工程における第１シリンダ２０１に作用する反力Ｆ１ａ〜Ｆ１ｆ、第２シリンダ３０１に作用する反力Ｆ２ａ〜Ｆ２ｆ、および、２つの反力を合算した合算反力Ｆ０ａ〜Ｆ０ｆの関係は以下の表１に示す通りとなる。
【０１３４】
【表１】
2018003668.tif 000003
【０１３５】
ここで、各反力の値は、第１シリンダ２０１における第１ピストン２１０の後退加速時の反力（Ｆ１ｄ〜Ｆ１ｆ）を１とし、反力の方向が前方である場合は＋、後方である場合は−とする。すなわち、同表に示すように、全工程における合算反力Ｆ０ａ〜Ｆ０ｆは常に−２であることが分かる。
【０１３６】
例えば、通常の液圧式打撃装置は第１打撃機構２１０のみを備えていると捉えると、第１シリンダに作用する反力は−３〜＋１に変動することになる。このため、送り機構は、−３の反力に抗して第１打撃機構を前進させるために、＋３よりも大きい推力を付与する必用がある。しかしながら、反力は＋１となる工程もあり、このときは＋３よりも大きい推力は過剰となり、伝達部材であるロッドに大きな負荷がかかることになる。そのため、穴曲がりやロッドの破損の原因となる場合がある。
それに対して、本発明の２ピストン型油圧打撃装置１００では、上述した通り、合算反力は常に−２で保たれているので、送り機構は＋２よりも大きい推力を付与すればよく、工程によって推力が過剰となり穴曲がりやロッドの破損が生じることはない。
【０１３７】
なお、同時打撃モードで作動する場合は、第１打撃機構２００と第２打撃機構３００が同じ挙動を示し、単独打撃モードで作動する場合は、第１打撃機構２００のみが作動をするので、ここでは説明を省略する。
以上、本発明の実施形態および変形例について図面を参照して説明したが、本発明に係る２ピストン型液圧式打撃装置は、上記実施形態および変形例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。
【０１３８】
例えば、上記実施形態ないし変形例では、第１ピストン２１０は中実構造とした例を説明したが、これに限定されず、第２ピストン３１０と同様に、中空構造としてもかまわない。だだし、この場合は、第１ピストン打撃部２１６と対向する伝達部材１０５の打撃部１０７の端面形状を揃えることが好ましい。
【０１３９】
また、上記実施形態ないし変形例では、第１打撃機構２００および第２打撃機構３００は、ピストン前室が常時高圧接続、ピストン後室が高圧と低圧の交互切換え接続することによりピストンを前進後退させる「前室常時高圧−後室高低圧切換式」の打撃機構を例に説明をしたが、これに限定されず、双方の打撃機構の形式を揃えるのであれば「前後室高低圧切換式」や「後室常時高圧−前室高低圧切換式」を採用しても構わない（ただし、打撃機構の形式によっては作動モード選択手段や作動休止手段を採用できない場合もある）。
【０１４０】
また、上記実施形態ないし変形例では、第２打撃機構３００において、第２ピストン３１０は、第２ピストン中央溝３１５を備え、第２シリンダ３０１には第２ピストン排油ポート３０４を備える例を説明したが、この構成は、第２ピストン大径部（前）３１１、第２ピストン大径部（後）３１２と第２シリンダ３０１との摺動面の油膜切れを予防するうえで意義があるところ、クリアランス量の調整等でこの課題が解消できれば、第２ピストン中央溝３１５と第２ピストン排油ポート３０４を廃止しても構わない。
【０１４１】
また、上記実施形態ないし変形例では、弁制御手段２０４は、第１打撃機構２００側に設けられているが、これに限定されず、第２打撃機構３００側に設けても構わない。また、第１０変形例で示した可変絞り３９５は、第１切換弁制御通路２２１側に設けても良く、第１切換弁制御通路２２１と第２切換弁制御通路３２１の両方に設けても構わない。
【０１４２】
また、上記実施形態ないし変形例では、回路切換弁３５５、選択弁３８１、および、３位置切換弁の例を示した第２打撃機構作動モード選択手段３５０は、電磁弁として説明をしたが、これに限定されず、制御圧を別系統で用意して油圧パイロットで切換えるタイプを採用しても構わない。
また、第２実施形態のパラレル型の２ピストン型油圧打撃装置において、２つ以上の打撃機構を並列に配設してもよく、たとえば、複数の打撃機構を円周上に配設すれば大口径のさく孔を行う装置を実現可能である。この場合、各打撃機構の間で反力を相殺させ、かつ、合算反力を常時一定に保つためには、並列に配設する打撃機構は偶数個であることが好ましい。
【符号の説明】
【０１４３】
１００、１００ａ〜１００ｉ
２ピストン型油圧打撃装置（タンデム）
１０１、１０１ａ〜１０１ｃ    高圧回路、分岐通路
１０２、１０２ａ    低圧回路、分岐通路
１０３、１０４    ポンプ、タンク
１０５    伝達部材
１０６    （伝達部材の）大径部
１０７、１０７ａ    （伝達部材の）第１打撃部、打撃面
１０８、１０８ａ    （伝達部材の）第２打撃部、打撃面
１０９    減圧弁
２００    第１打撃機構
２０１    第１シリンダ
２０２、２０２ａ    第１ピストン前室、前室ポート
２０３、２０３ａ、２０３ｂ    第１ピストン後室、後室ポート、後室通路
２０４    弁制御手段
２０５    第１ピストン前進制御ポート
２０５ａ、２０５ｂ、２０５ｃ    ショートストロークポート、ロングストロークポート、可変絞り
２０６    第１ピストン後退制御ポート
２０７    第１ピストン排油ポート
２１０    第１ピストン
２１１、２１２    第１ピストン大径部（前）、大径部（後）
２１３、２１４、２１５    第１ピストン中径部、小径部、切換溝
２１６、２１６ａ    第１ピストン打撃部、打撃面
２２０    第１切換弁（全油圧作動式）
２２０ａ    第１切換弁（スプリングリターン式）
２２０Ｘ、２２０ａＸ    第１切換弁制御ポート
２２０Ｙ、２２０ａＹ    第１切換弁保持ポート
２２１、２２２    第１切換弁制御通路、保持通路
２３０、２３１    第１高圧アキュムレータ、第１低圧アキュムレータ
３００    第２打撃機構
３０１    第２シリンダ
３０２、３０２ａ    第２ピストン前室、前室ポート
３０３、３０３ａ、３０３ｂ    第２ピストン後室、後室ポート、後室通路
３０４    第２ピストン排油ポート
３０５、３０６    打撃室（前）、打撃室（後）
３０７    第２打撃機構作動圧通路
３１０    第２ピストン
３１１、３１２    第２ピストン大径部（前）、大径部（後）
３１３、３１４、３１５    第２ピストン中径部、小径部、中央溝
３１６、３１６ａ    第２ピストン打撃部、打撃面
３１７、３１７ａ    第２ピストン内径、大径部
３２０、３２０ｂ    第２切換弁（全油圧作動式）、同位相
３２０ａ    第２切換弁（スプリングリターン式）
３２０Ｘ、３２０ａＸ、３２０ｂＸ    第２切換弁制御ポート
３２０Ｙ、３２０ａＹ、３２０ｂＹ    第２切換弁保持ポート
３２１、３２１ａ〜３２１ｄ、
３２３、３２５、３２６、３２８    第２切換弁制御通路
３２２、３２４、３２７    第２切換弁保持通路
３３０、３３１    第２高圧アキュムレータ、第２低圧アキュムレータ
３５０    第２打撃機構作動モード選択手段
３５１、３５２、３５３    制御圧切換弁、制御通路、保持通路、
３５４    第２切換弁保持圧供給通路
３５５    第２打撃機構作動モード選択手段（回路切換弁）
３６０    第２打撃機構休止手段
３６１、３６２、３６３    選択弁、制御通路、保持通路
３７０    第２打撃機構作動モード選択手段
３７１、３７２、３７３    選択弁、制御通路、保持通路
３７４、３７５、３７６    制御圧切換弁、制御通路、保持通路
３７７    第２切換弁保持圧供給通路
３８０    第２打撃機構休止手段
３８１    選択弁
３８５    第２打撃機構作動モード選択手段（３位置切換弁）
３９０    第２打撃機構停止推力調整手段
３９１、３９２、３９３、３９４    選択弁、減圧通路、減圧弁、逆止弁
３９５    第２打撃機構調整手段（可変絞り）
４００    ２ピストン型油圧打撃装置（パラレル）
４０１、４０１ａ    高圧回路、分岐通路
４０２    低圧回路
４０３、４０４    ポンプ、タンク
４０５    第１伝達部材
４０６、４０７    大径部、打撃部
４０８    第２伝達部材
４０９、４１０    大径部、打撃部
４１１    減圧弁
５００    第１打撃機構
５０１    第１シリンダ
５０２、５０２ａ    第１ピストン前室、前室ポート
５０３、５０３ａ、５０３ｂ    第１ピストン後室、後室ポート、後室通路
５０４    弁制御手段
５０５    第１ピストン前進制御ポート
５０５ａ、５０５ｂ、５０５ｃ    ショートストロークポート、ロングストロークポート、可変絞り
５０６    第１ピストン後退制御ポート
５０７    第１ピストン排油ポート
５１０    第１ピストン
５１１、５１２    第１ピストン大径部（前）、径部（後）
５１３、５１４、５１５    第１ピストン中径部、小径部、切換溝
５２０、５２１、５２２    第１切換弁、制御通路、保持通路
５２０Ｘ  、５２０Ｙ    第１切換弁制御ポート、保持ポート
５３０、５３１    第１高圧アキュムレータ、低圧アキュムレータ
５５０    フロントヘッド
５５１、５５２、５５３    第１打撃室、第２打撃室、連通孔
６００    第２打撃機構
６０１    第２シリンダ
６０２、５０２ａ    第２ピストン前室、前室ポート
６０３、６０３ａ、６０３ｂ    第２ピストン後室、後室ポート、後室通路
６１０    第２ピストン
６１１、６１２    第２ピストン大径部（前）、大径部（後）
６１３、６１４、６１５    第２ピストン中径部、小径部、中央溝
６２０    第２切換弁
６２０Ｘ、６２０Ｙ      第２切換弁制御ポート、保持ポート
６２１、６２３    第２切換弁制御通路
６２２、６２４    第２切換弁保持通路
６３０、６３１    第２高圧アキュムレータ、低圧アキュムレータ
６４０    第２打撃機構作動モード選択手段
６４１、６４２、６４３    選択弁、制御通路、保持通路
６４４、６４５、６４６    制御圧切換弁、制御通路、保持通路
６４７    第２切換弁保持圧供給通路
６５０    第２打撃機構調整手段（可変絞り）
ＯＵＴ  ＰＰ    外部制御圧
【図１】
2018003668.tif 000004
【図２】
2018003668.tif 000005
【図３】
2018003668.tif 000006
【図４】
2018003668.tif 000007
【図５】
2018003668.tif 000008
【図６】
2018003668.tif 000009
【図７】
2018003668.tif 000010
【図８】
2018003668.tif 000011
【図９】
2018003668.tif 000012
【図１０】
2018003668.tif 000013
【図１１】
2018003668.tif 000014
【図１２】
2018003668.tif 000015
【図１３】
2018003668.tif 000016
【図１４】
2018003668.tif 000017
【図１５】
2018003668.tif 000018
【国際調査報告】
2018003668.tif 000019
2018003668.tif 000020
2018003668.tif 000021
2018003668.tif 000022