JPS5815269B2 - Impact force generator - Google Patents
Impact force generatorInfo
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- JPS5815269B2 JPS5815269B2 JP49066447A JP6644774A JPS5815269B2 JP S5815269 B2 JPS5815269 B2 JP S5815269B2 JP 49066447 A JP49066447 A JP 49066447A JP 6644774 A JP6644774 A JP 6644774A JP S5815269 B2 JPS5815269 B2 JP S5815269B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
- B25D11/06—Means for driving the impulse member
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25D—PERCUSSIVE TOOLS
- B25D9/00—Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
- B25D9/06—Means for driving the impulse member
- B25D9/12—Means for driving the impulse member comprising a built-in liquid motor, i.e. the tool being driven by hydraulic pressure
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/96—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements
- E02F3/966—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with arrangements for alternate or simultaneous use of different digging elements of hammer-type tools
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は衝撃力発生装置に関し、特に、振動運動を発生
させるために回転偏心ウェイトを用いる改良された振動
衝撃・ンー−に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to impact force generating devices and, more particularly, to an improved vibratory impact force generator that uses rotating eccentric weights to generate vibratory motion.
振動式衝撃ハンマーの駆動原理としては種々のものが開
発されている。Various driving principles for vibrating impact hammers have been developed.
そのいくつかは一つまたは複数の偏心ウェイトを用いて
振動を発生させており、この振動を用いて舗装道路を破
壊したり、土壌を固めたり、孔を明けたり、その他の作
業が行われる。Some use one or more eccentric weights to generate vibrations that are used to break up pavement, compact soil, drill holes, and perform other tasks.
回転偏心ウェイトによって駆動されるこの種の・ンー−
のうち、最も広く用いられているものは複数のウェイト
を用いるもので、これらのウェイトは各ウェイトの遠心
力をラムの衝撃運動に一致した単一ラインに沿った往復
運動にするために相対回転が抑制されるようになってい
る。This kind of machine is driven by a rotating eccentric weight.
The most widely used of these is the use of multiple weights that rotate relative to each other in order to convert the centrifugal force of each weight into reciprocating motion along a single line matching the impulse motion of the ram. is now suppressed.
複数のウェイトをこのように用いることによって、・ン
マーの所望の衝撃運動方向に直角方向の振動の発生か防
止できる。By using a plurality of weights in this manner, vibrations perpendicular to the desired direction of impact movement of the hammer can be prevented.
一方、米国特許第1386329及び第1410010
号のように単一偏心体を用いる方式では、衝撃方向に直
角な方向の振動が衝撃部材を単一経路に沿って強制的に
振動させる剛性案内部材によって抑制すなわち制御され
るようになっている。On the other hand, U.S. Patent Nos. 1,386,329 and 1,410,010
In the system using a single eccentric as in No. 1, vibrations perpendicular to the direction of impact are suppressed or controlled by a rigid guide member that forces the impact member to vibrate along a single path. .
この場合、単一の偏心ウェイトによって衝撃方向と直角
方向に発生する力は支持フレームに伝達されるため、衝
撃運動には利用できないばかりでなく、望ましくない振
動の原因になっている。In this case, the forces generated by the single eccentric weight in a direction perpendicular to the direction of impact are transmitted to the support frame, which not only cannot be used for impact movements, but also causes undesirable vibrations.
即ち、上記の米国特許は互に反対方向に回転する複式偏
心体を用いる必要性が無いという利点があるにもかかわ
らず、横方向の振動が除去できないという欠点がある。That is, although the above-mentioned US patent has the advantage of not requiring the use of dual eccentrics rotating in opposite directions, it has the disadvantage of not being able to eliminate lateral vibrations.
また、衝撃部材を駆動するために単数または複数の偏心
ウェイトを用いるこの種の振動ハンマーは一般に各回転
ごとに発生する衝撃用エネルギーに依存しているので、
各打込み時にエネルギーがラムに有効に伝達されるよう
にするためには非平衡ウェイト系の相対的寸法を大きな
ものとしなげればならない。Additionally, this type of vibratory hammer, which uses one or more eccentric weights to drive the impact member, generally relies on the impact energy generated with each revolution;
In order to effectively transfer energy to the ram during each drive, the relative dimensions of the unbalanced weight system must be large.
更に、各ストロークの間にラムを元へ戻すためにエネル
ギーを蓄え且つ再分配するだめの補助バネが通常用いら
れるが、これらのバネは更に振動問題の原因となるため
、エネルギーをラムに向は戻すほど効果的には作動しな
い。In addition, auxiliary springs are typically used to store and redistribute energy to return the ram during each stroke, but these springs cause further vibration problems and do not direct energy to the ram. It doesn't work as effectively as it does.
上記構造のため、従来の振動衝撃・ンマーは騒音が大き
く且つ保持しに<<、更に重かった。Due to the above structure, the conventional vibration shock/damper was loud and heavy to hold.
本発明は実質的に横方向を拘束することなく振動運動を
有効に発生できるようにラムに単一の偏心ウェイトを配
置するものである。The present invention places a single eccentric weight on the ram to effectively generate vibratory motion without substantially lateral restraint.
回転偏心ウェイトによってラムに生じさせられる運動に
はラムの重心に於て横方向と縦方向の振動が含まれるか
、それが縦方向すなわちラムの打撃板の衝撃方向の振動
にのみ制限されるようになっている。The motion induced in the ram by a rotating eccentric weight may include transverse and longitudinal vibrations at the center of gravity of the ram, or may be limited to vibrations only in the longitudinal direction, i.e. in the direction of impact of the striking plate of the ram. It has become.
打撃板の所でラムから衝撃を受ける工具には横方向の力
やラムの相対的横方向運動が加えられないようになって
いて、摩耗やエネルギーロスが無くなるようになってい
る。The tool, which is impacted by the ram at the striking plate, is not subjected to lateral forces or relative lateral movement of the ram, eliminating wear and energy loss.
回転する偏心ウェイトの横方向分力によって単に弾性材
で可撓性に支持されているだけのラムには横方向の振動
が発生する。The ram, which is merely flexibly supported by an elastic material, generates lateral vibrations due to the lateral component of the rotating eccentric weight.
このように横方向と縦方向とに2つに別れて運動が与え
られると、ラムの打撃板の所で工具に与えられる縦方向
の最大衝撃力は所望の大きな駆動能力を達成することが
できない。If the movement is applied in two parts in the lateral and longitudinal directions, the maximum longitudinal impact force applied to the tool at the striking plate of the ram cannot achieve the desired large driving capacity. .
ラムのこの運動は可撓性のある弾性取付具と共同して復
元エネルギーとなって蓄えられ、工具を介してワークに
伝達されずに次の衝撃時に工具に伝達され、偏心ウェイ
トからの入力として連続的に蓄えられる。This movement of the ram is stored in the form of restoring energy in conjunction with the flexible elastic fixture and is not transmitted through the tool to the workpiece, but is transmitted to the tool on the next impact and as an input from the eccentric weight. Stored continuously.
この連続的蓄積と工具へのエネルギーの分配とによって
、駆動機構は一サイクルに必要な衝撃の全ての動力をそ
のサイクル中に発生する必要はなく、各サイクルに於て
系に加える必要のある入力は単に工具で消費された仕事
量と系の機械的効率によって失われたロスとを補う量で
十分である。Because of this continuous accumulation and distribution of energy to the tool, the drive mechanism does not have to generate all the power of the impact needed for a cycle during that cycle, but rather the input that needs to be applied to the system on each cycle. is simply sufficient to compensate for the work consumed by the tool and the loss due to the mechanical efficiency of the system.
本発明のハンマーはエネルギーの損失を防止して系内に
蓄えるために振動範囲を系の固有共振点の近くにしであ
る。The hammer of the present invention has a vibration range close to the system's natural resonance point to prevent energy loss and store it within the system.
バネとラム系との非操作時の相対的振動数を正しく関係
付けることによって、ハンマー全体の効率を最大なもの
とすることができる。By properly relating the relative non-operating frequencies of the spring and ram systems, the overall efficiency of the hammer can be maximized.
また、ラムの寸法に対する偏心ウェイトの相対的寸法を
小さくすることかでき、それによって大きく且つ静かな
ラムを使用することかできる。Also, the relative size of the eccentric weight to the size of the ram can be reduced, thereby allowing the use of larger and quieter rams.
このように操作パラメータと設計パラメータとを正しく
組み合わせることによって支持車輛の振動が少なくなり
且つハンマーの寿命が長くなる。This correct combination of operating and design parameters results in less support vehicle vibration and longer hammer life.
本発明は更に望ましくない共振と不規則振動を減らすよ
うに配置された拘束手段を含んでいる。The invention further includes restraint means arranged to reduce undesirable resonances and random vibrations.
この拘束手段はラムの通常の振動運動を妨害することは
なく、この系の効率と利点を損うものではない。This restraining means does not interfere with the normal oscillatory motion of the ram and does not detract from the efficiency and advantages of the system.
従って、本発明の目的は改良された振動衝撃・ンマーを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an improved vibration shock absorber.
本発明の第2の目的はラムの横方向振動運動を有効に利
用し、同時に衝撃工具に直線状の衝撃運動を与えるよう
にすることのできる振動衝撃・ンマーを提供することに
ある。A second object of the present invention is to provide a vibratory impactor that can effectively utilize the lateral vibrational motion of the ram and at the same time impart a linear impacting motion to the impact tool.
本発明の他の目的はラムが振動方向と直角方向に自由に
振動する工具に向ってラムを駆動する単一の偏心体を用
いた振動衝撃・ン一を提供することにある。Another object of the invention is to provide a vibration shock engine using a single eccentric to drive a ram toward a tool in which the ram is free to oscillate at right angles to the direction of vibration.
本発明の更に他の目的は衝撃エネルギーを有効に蓄え且
つ伝達するように衝撃部材の共振運動を用いた振動衝撃
・ンマーを提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a vibratory shock absorber that uses resonant motion of an impact member to effectively store and transmit impact energy.
本発明の更に他の目的は相対的に大型のラムを用い、そ
れを比較的短いストロークで振動させて、しかも従来の
大型で、高価で動力を食う装置に匹敵する衝撃力が発生
できる振動衝撃・ン一を提供することにある。It is a further object of the present invention to use a relatively large ram, vibrate it over a relatively short stroke, and yet generate a vibratory shock force comparable to that of conventional large, expensive and power-hungry equipment.・The aim is to provide the following.
本発明の他の目的は望ましくない共振や不規則振動を減
らすために方向が拘束された自由振動・ンマーを提供す
ることにある。Another object of the present invention is to provide a directionally constrained free vibration vibration system to reduce undesirable resonances and random vibrations.
即ち、本発明によって、静かで、便利で、効率のよいシ
ステムか形成される自然振動運動を用いた振動衝撃・ン
マーが提供される。That is, the present invention provides a vibratory shock absorber using natural vibratory motion that creates a quiet, convenient, and efficient system.
本発明のその他の目的及び利点は以下の記載から明らか
になるであろう。Other objects and advantages of the invention will become apparent from the description below.
図示されている実施例において、一般に10で示された
支持フレームは、一対の互に平行に対向して離間された
側板12,14と、前記側板12と14との間に延びて
おりそれらを互に移動しないように固く結合する支持部
材16.18と、前記平行側板12.14を貫通してこ
れらに直角に装着されたブームピン20.22と、を含
んでいる。In the illustrated embodiment, a support frame, indicated generally at 10, extends between and connects a pair of parallel, opposed, spaced apart side plates 12,14. It includes support members 16.18 that are rigidly connected to each other so as not to move, and a boom pin 20.22 that extends through the parallel side plates 12.14 and is mounted at right angles thereto.
これらの側板12,14は製作を容易にするため同一形
状をしており且つ互に平行に配置されている。These side plates 12, 14 have the same shape and are arranged parallel to each other to facilitate manufacturing.
フレーム10全体に剛性を与えるために両方の側板12
.14の間には支持部材16゜18がのびている。Both side plates 12 to provide rigidity to the entire frame 10
.. A support member 16.degree. 18 extends between 14.
また、各側板12.14は以下に述べる工具保持体によ
って互に平行に配置されている。The side plates 12,14 are also arranged parallel to each other by a tool holder which will be described below.
フレーム10の取付区域24の上端付近には平行側板1
2,14を貫通してそれに直角にブームピン20,22
かのびている。Near the upper end of the mounting area 24 of the frame 10 is a parallel side plate 1.
2, 14 and at right angles thereto.
It's stretching out.
これらのブームピン20.22はこの装置を移動したり
取付けたりするのに用いられるバックホーやその他の強
固な関節アームと係合するようになっている。These boom pins 20,22 are adapted to engage a backhoe or other rigid articulated arm used to move or mount the device.
これらのブームピン20.22は両方の側板から外へ突
き出るように十分長くなっている。These boom pins 20.22 are long enough to project out from both side plates.
各ブームピン20.22かフレーム10の第1の方向か
ら抜は出ないように各ブームピンにはコツタピン26が
取付けられており、フレーム10の第2の方向からブー
ムピン20.22か抜は出ないようにするためにクリッ
プピン28が用いられる。A locking pin 26 is attached to each boom pin to prevent the boom pin 20.22 from coming out from the first direction of the frame 10, and to prevent the boom pin 20.22 from coming out from the second direction of the frame 10. A clip pin 28 is used for this purpose.
このクリップピン28はブームピン20.22を簡単に
抜き出したり挿入できるようにするために用いられる。This clip pin 28 is used to allow easy removal and insertion of the boom pin 20.22.
このハンマーがバックホーに取付けられるフレーム10
の破断強度と耐久性とを増すためにブームピン取付は位
置の囲りの側板12゜14にはカラー30が溶接されて
いる。Frame 10 on which this hammer is attached to a backhoe
Collars 30 are welded to the side plates 12 and 14 around the boom pin attachment location to increase breaking strength and durability.
両方の側板12,14の間には一般に32で示される組
立体が配置されている。Located between both side plates 12,14 is an assembly generally designated 32.
このラム組立体32には一般にフレーム10の側板12
.14に弾性的に取付げられたラム34と、このラム3
4を振動させる駆動用偏心ウェイト36とが含まれる。The ram assembly 32 generally includes side plates 12 of the frame 10.
.. a ram 34 elastically attached to 14;
4 and a driving eccentric weight 36 that vibrates.
ラム34の形状は基本的には”I9形ビームの変形であ
るが、複雑であるので、鉄あるいはダクテイルアイアン
のような鋼の鋳造品にするのが便利である。The shape of the ram 34 is essentially a variation of an "I9" beam, but because of its complexity, it is conveniently cast in iron or steel, such as ducttail iron.
ラム34は鋼板12.14の間に完全にはめ込まれてお
り且つその一般に゛1″形ビームの側面すなわち”開口
″部分が各側板と対面している。The ram 34 is completely fitted between the steel plates 12,14 and has its generally "1" beam side or "open" portion facing each side plate.
シム34は、支持フレーム10に対して相対的に自由振
動運動ができるように前記支持フレーム10に弾性的に
取付けられた衝撃部材34である。The shim 34 is an impact member 34 that is elastically attached to the support frame 10 so as to be able to vibrate freely relative to the support frame 10 .
即ち、図示の実施例において、ラム即ち衝撃部材34は
、偏心ウェイト36を収容するだめの円筒状空間40を
内側に画成した偏心ウェイト用ハウジング38と、前記
円筒状空間40の軸線に対し直角に前記偏心ウェイト用
ハウジング38から上方に延びる取付ブラケット86と
、前記偏心ウェイト用ハウジング38から下方に延びる
第2取付構造体92と、前記第2取付構造体92から下
方に延びている下側ブラケット106と、を含んでいる
。That is, in the illustrated embodiment, the ram or impact member 34 has an eccentric weight housing 38 defining therein a cylindrical space 40 for receiving the eccentric weight 36, and a ram or impact member 34 arranged at right angles to the axis of said cylindrical space 40. a mounting bracket 86 extending upward from the eccentric weight housing 38; a second mounting structure 92 extending downward from the eccentric weight housing 38; and a lower bracket extending downward from the second mounting structure 92. 106.
偏心ウェイト36は、前記衝撃部材34の一位置で前記
衝撃部材34に直線運動を発生させるように前記衝撃部
材34に作動的に取付けられた振動駆動手段36である
。Eccentric weight 36 is a vibratory drive means 36 operatively attached to said impact member 34 to produce a linear motion in said impact member 34 at a location on said impact member 34 .
即ち、偏心ウェイト即ち振動駆動手段36は、前記円筒
状空間40内に収容され、その軸線か前記側板12.1
4と直角をなすように前記ハウジング38内に軸支され
ている。That is, the eccentric weight or vibration drive means 36 is housed within the cylindrical space 40, and its axis is aligned with the side plate 12.1.
The housing 38 is pivoted at right angles to the housing 38.
番号109,110及び112,114は、弾性部材で
あり、前記ラム即ち衝撃部材34を前記側板12.14
の間で弾性的に保持するために、一端が前記支持フレー
ム10の側板f2,14に取付けられ且つ他端が前記衝
撃部材部ちラム34の前記取付ブラケット86及び前記
第2取付構造体92へ夫々取付けられている。Reference numerals 109, 110 and 112, 114 are elastic members which connect said ram or impact member 34 to said side plates 12.14.
One end is attached to the side plates f2, 14 of the support frame 10, and the other end is attached to the mounting bracket 86 and the second mounting structure 92 of the impact member section 34 in order to elastically hold the shock member section 34 between the side plates f2 and 14 of the support frame 10. are installed respectively.
107は打撃板であって、下方の工具146の上面即ち
アンビル面148を打撃するようになっており、打撃板
101の下面は、前記直線運動が得られる衝撃部材34
上の位置に配置された衝撃伝達面を形成する。Reference numeral 107 is a striking plate, which strikes the upper surface of the lower tool 146, that is, the anvil surface 148, and the lower surface of the striking plate 101 is connected to the impact member 34 that can obtain the linear motion.
forming a shock transmission surface located above.
146は工具を示し、この衝撃伝達面と衝撃接触するよ
うな位置で前記支持フレーム10に摺動可能に取付けら
れている。Reference numeral 146 designates a tool, which is slidably attached to the support frame 10 at a position such that it makes impact contact with this impact transmission surface.
72は、前記ハウジング38の外側面に装着された油圧
モータを示し、この油圧モータ72は、前記偏心ウェイ
ト36の軸線方向の孔と係合して該偏心ウェイト36を
回転させるためのモータシャフト78を有する。Reference numeral 72 indicates a hydraulic motor mounted on the outer surface of the housing 38, and the hydraulic motor 72 has a motor shaft 78 for engaging with an axial hole of the eccentric weight 36 to rotate the eccentric weight 36. has.
82は、前記油圧モータγ2の反対側で、前記ハウジン
グ36の外側面に装着された平衡ウェイト82である。82 is a balance weight 82 mounted on the outer surface of the housing 36 on the opposite side of the hydraulic motor γ2.
以下に更に後述するが、衝撃部材すなわちラム34と偏
心ウェイト36と油圧モータγ2と平衡ウェイト82を
含みラム34と一緒に運動するラム組立体32の全重量
Wと、ラム組立体32全体の重心を通り且つ偏心ウェイ
ト36の軸線に平行な軸線の周りのラム組立体32の慣
性モーメント■と、前記重心と打撃板107の下面即ち
衝撃伝達面との間の距離dsと、前記重心と偏心ウェイ
ト36の軸線との間の距離dsと、の間にの関係が成立
するように距離dsを選定し、それによってラムの水平
運動の波節(node)が前記衝撃伝達面上に位置する
ようになし、それによってとの波節の点では垂直運動だ
けが起り、水平運動が起らないように構成されている。As will be described further below, the total weight W of the ram assembly 32 that moves together with the ram 34, including the impact member, namely the ram 34, the eccentric weight 36, the hydraulic motor γ2, and the balance weight 82, and the center of gravity of the entire ram assembly 32. The moment of inertia (2) of the ram assembly 32 around an axis that passes through The distance ds is selected such that the relationship between the distance ds and the axis of None, so that at the point of the node, only vertical motion occurs, and no horizontal motion occurs.
本発明の範囲を限定するのではなく単に例示の目的で示
した典型的な実施例では、このラム組立体32の重量は
偏心ウェイト36や油圧モーターのようにラム34と一
緒に運動する移動抑制バネ部品を全て含んだ状態で約1
65kg(3601b)である。In an exemplary embodiment, shown for illustrative purposes only and not to limit the scope of the invention, the weight of the ram assembly 32 is a movement restraint moving with the ram 34, such as an eccentric weight 36 or a hydraulic motor. Approximately 1 including all spring parts
It is 65 kg (3601b).
本発明実施例に於ける偏心ウェイト36の軸線に平行で
且つラム組立体の重心上にある軸線回りの慣性モーメン
トは約4.4kg・m(160001b、1n2)であ
り、偏心ウェイト36の偏心度は約0.76kg・Cr
(64in−1b)である。In the embodiment of the present invention, the moment of inertia about the axis parallel to the axis of the eccentric weight 36 and on the center of gravity of the ram assembly is approximately 4.4 kg·m (160001b, 1n2), and the eccentricity of the eccentric weight 36 is approximately 0.76kg・Cr
(64in-1b).
即ち、偏心体の重量は振動を発生させるラム全体の重量
に比べて極めて小さいということが理解できよう。That is, it can be understood that the weight of the eccentric body is extremely small compared to the weight of the entire ram that generates vibrations.
偏心ウェイトのハウジング38はラム34の重心の上方
のラム34内に形成されている。An eccentric weight housing 38 is formed within the ram 34 above the center of gravity of the ram 34.
この偏心ウェイト用・ウジフグ38には偏心ウェイト3
6を収容する円筒状空間40が含まれる。For this eccentric weight, for Ujifugu 38, eccentric weight 3
A cylindrical space 40 containing 6 is included.
軸受ハウジング46.48を収容するためにハウジング
38の円筒状内壁からは円形フランジ42゜44が突き
出ている。Circular flanges 42.44 protrude from the cylindrical inner wall of housing 38 for accommodating bearing housings 46,48.
この軸受ハウジング46゜48は円筒形であり、その寸
法はフランジ42゜440円形円形的にはめ込まれる大
きさである。The bearing housing 46.degree. 48 is cylindrical in shape, and its dimensions are such that it fits circularly into the flange 42.degree. 440.
偏心ウェイト用ハウジング38のフランジ42゜44を
軸受・ウジフグ46.48内に固定するためにポル)5
0.52か用いられる。In order to fix the flange 42゜44 of the eccentric weight housing 38 in the bearing/Ujifugu 46.48) 5
0.52 is used.
このボルト50.52が取付けられている円形フランジ
42゜44と係合するように円筒状軸受ハウジング46
゜48からは環状リング54.56が外向きにのびてい
る。The cylindrical bearing housing 46 is adapted to engage the circular flange 42, 44 to which this bolt 50,52 is attached.
An annular ring 54,56 extends outwardly from 48°.
軸受ハウジング46.48のこの配置によってラム34
に対する偏心ウェイト36の軸線が決定される。This arrangement of the bearing housing 46,48 allows the ram 34
The axis of the eccentric weight 36 relative to the axis is determined.
本発明の偏心軸線と重心との間の距離は約1o、8Cr
(31/4in)である。The distance between the eccentric axis and the center of gravity of the present invention is approximately 1o, 8Cr
(31/4 inches).
偏心ウェイト36は第3図に示すように円形をしており
且つ軸受ハウジング46.48内に支持された軸受58
,60によって規定される軸線の囲りを回転するように
なっている。Eccentric weight 36 is circular in shape as shown in FIG.
, 60.
軸受58゜60から内側へ突き出た車軸62.64が偏
心ウェイト36と係合している。Axles 62, 64 projecting inwardly from the bearings 58.60 engage the eccentric weights 36.
偏心ウェイトの片側にはその中心線と平行な穴66が形
成されており、その中に車軸62.64が収容されてい
る。A hole 66 is formed on one side of the eccentric weight, parallel to its center line, in which an axle 62, 64 is accommodated.
車軸62.64の断面は円形で、その各端部は軸受58
.60の内側レース内に収容されている。The axles 62, 64 are circular in cross-section, with each end having a bearing 58.
.. It is housed within the inner race of 60.
車軸62.64の内側末端は偏心ウェイト36の穴66
の両端内に配置されており且つ偏心ウェイト36を駆動
するために車軸64を介してトルクが伝達できるように
両者は互に結合されている。The inner end of the axle 62, 64 is connected to the hole 66 in the eccentric weight 36.
and are coupled together such that torque can be transmitted through the axle 64 to drive the eccentric weight 36.
各車軸62.64の中心にはカラーが形成されており、
各カラー10は軸受58,60の内側レース及び偏心ウ
ェイト36の穴66よりも大きくなっていて、偏心ウェ
イトを両方の軸受58,60の中心に位置決めする役目
をしている。A collar is formed at the center of each axle 62,64,
Each collar 10 is larger than the inner race of the bearings 58,60 and the hole 66 in the eccentric weight 36, and serves to center the eccentric weight in both bearings 58,60.
油圧モーター72は締付具52によって軸受ハウジング
48、従って偏心ウェイト用ハウジング38に取付けら
れている。The hydraulic motor 72 is attached by fasteners 52 to the bearing housing 48 and thus to the eccentric weight housing 38.
油圧モーター72は流体入ロア4と流体出口アロとを有
し、流体がこのモーター72か取付けられた衝撃部材3
4の振動に耐えられるような可撓管を介して送られる。The hydraulic motor 72 has a fluid inlet lower 4 and a fluid outlet lower, and fluid is supplied to the motor 72 or the attached impact member 3.
It is sent through a flexible tube that can withstand 4 degrees of vibration.
モーターのシャフト78にはトルク伝達用に車軸64に
形成された穴80のスプライン79と係合するスプライ
ンが形成されている。The shaft 78 of the motor is formed with splines that engage splines 79 in a hole 80 formed in the axle 64 for torque transmission.
油圧モーター72の反対側の偏心ウェイト用・ウジフグ
38の他端にはモーター72と平衡させるための平衡ウ
ェイト82が設けられている。A balance weight 82 for balancing the motor 72 is provided at the other end of the eccentric weight 38 on the opposite side of the hydraulic motor 72.
この平衡ウェイト82は締付具50によって軸受・ウジ
フグ46を介して偏心ウェイト用ハウジング38に固定
されている。This balance weight 82 is fixed to the eccentric weight housing 38 by a fastener 50 via a bearing/magnet 46.
偏心ウェイト360回転によってラム34が振動すると
、この平衡ウェイト82によってモーターγ2の非平衡
負荷か打消される。When the ram 34 vibrates due to the rotation of the eccentric weight 360, the unbalanced load on the motor γ2 is canceled by the balanced weight 82.
これはモーター72と平衡ウェイト82とを一緒にした
重心かラム34の中心線にくるようにすることによって
達成される。This is accomplished by aligning the motor 72 and counterweight 82 with their combined center of gravity at the centerline of the ram 34.
側板12.14にはモーター72と平衡ウェイト82を
収容するだめの半円形の切欠84か設けられている。A semicircular cutout 84 is provided in the side plate 12.14 to accommodate the motor 72 and the counterweight 82.
これらの切欠84は2ム34によって発生する振動によ
ってモーターγ2−たは平衡ウェイト84から側板12
゜14に衝撃が加わらないように、モーターT2及び平
衡ウェイト82より大きくなっている。These notches 84 are caused by vibrations generated by the 2mm 34 to cause vibrations from the motor γ2 or the balance weight 84 to the side plate 12.
It is larger than the motor T2 and the balance weight 82 so that no impact is applied to the motor T2 and the balance weight 82.
ラム34は偏心ウェイト用・ウジフグ38から上へのび
て取付はブラケット86を形成しているこの取付ブラケ
ット86には2つの平らな取付は面88.90が形成さ
れている。The ram 34 extends upwardly from the eccentric weight bracket 38 to form a mounting bracket 86, which is formed with two flat mounting surfaces 88 and 90.
偏心ウェイト用ハウジング38から下向きには第2の取
付は構造体92がのびており、この取付は構造体92に
も2つの取付面94.96が形成されている。A second mounting structure 92 extends downward from the eccentric weight housing 38, and this mounting structure 92 also has two mounting surfaces 94 and 96 formed therein.
この取付は構造体920両側には偏心ウェイト用ノウジ
フグ38から下向きにのびた4つのウェブ98100.
102,104が形成されている。This installation is carried out on both sides of the structure 920 by four webs 98100.
102 and 104 are formed.
これらのウェブ98,100,102,104はラム3
4の下端の所の下側ブラケット106までのびている。These webs 98, 100, 102, 104 are connected to the ram 3.
4 to a lower bracket 106 at the lower end.
ラム34の偏心ウェイト36の軸線はラム34の水平運
動に対する波節(node)が下側ブラケット部材10
6の底面上にくるような位置になっている。The axis of the eccentric weight 36 of the ram 34 is such that the node for horizontal movement of the ram 34 is located at the lower bracket member 10.
It is positioned so that it is on the bottom of 6.
振動シム34からのエネルギーを衝撃ターゲットに伝達
するだめの衝撃面を形成するために硬化鋼で作られた打
撃板107が下側ブラケット106の下側に取付けられ
ている。A striking plate 107 made of hardened steel is attached to the underside of the lower bracket 106 to form an impact surface for transferring energy from the vibrating shim 34 to the impact target.
この打撃板107は4つのボルト108で下側ブラケッ
ト部材106にボルト止めされている。This striking plate 107 is bolted to the lower bracket member 106 with four bolts 108.
ラム組立体32の水平節点即ち水平運動に対する波節の
点はこの打撃板107上にあるので、この点では垂直運
動だけか起る。Since the horizontal nodal point of the ram assembly 32, or the point of the nodal point for horizontal motion, is on this striking plate 107, only vertical motion occurs at this point.
衝撃中ターゲットと打撃板107表面の中心との水平運
動が全く無いので打撃板107とターゲットの摩耗が防
止でき、ラム組立体32とターゲットへの横方向衝撃荷
重が無くなり、ターゲットへ向う縦方向の衝撃エネルギ
ーが全体として増大する。Since there is no horizontal movement between the target and the center of the surface of the striking plate 107 during impact, wear on the striking plate 107 and the target can be prevented, lateral impact loads on the ram assembly 32 and the target are eliminated, and vertical movement towards the target is eliminated. The overall impact energy increases.
打撃板107を重心に対して正しく位置決めするために
、次の方法が用いられる。In order to correctly position the striking plate 107 relative to the center of gravity, the following method is used.
先ず、ラム組立体32全体の重心を調べる。First, the center of gravity of the entire ram assembly 32 is determined.
次いでその重心を通り且つ偏心ウェイト36の軸線に平
行な軸線回りの慣性モーメントを計算する。Next, the moment of inertia about an axis passing through the center of gravity and parallel to the axis of the eccentric weight 36 is calculated.
最後に重心と打撃板107との間の距離dsは重心と偏
心ウェイト36との間の距離d。Finally, the distance ds between the center of gravity and the striking plate 107 is the distance d between the center of gravity and the eccentric weight 36.
の係数として表わされる。即ち、
ここで、■は重心を通り且つ偏心ウェイト36の軸線に
平行な軸線回りのラム組立体32の慣性モーメントを1
b−1n2で表わしたもの、WはIbで表わしたラム組
立体32の重量、deはラム組立体32の重心から偏心
体36の軸線までの距離をjnで表わしたもの、この式
から打撃板107の正しい位置が決定できる。It is expressed as a coefficient of That is, here, ■ is the moment of inertia of the ram assembly 32 about the axis passing through the center of gravity and parallel to the axis of the eccentric weight 36.
b-1n2, W is the weight of the ram assembly 32 expressed as Ib, de is the distance from the center of gravity of the ram assembly 32 to the axis of the eccentric body 36 expressed as jn, and from this formula, the striking plate is The correct position of 107 can be determined.
水平節点を決定する上記方法ではラム組立体32をフレ
ーム10に取付けるだめの弾性力の総量を計算に入れて
いないが、・ンマーの運動は弾性取付具の固有振動数よ
りはるかに大きく且つ水平節点から遠くにある取付部は
水平節点に近い取付部より弾性があり、これらの取付部
材は柔軟性5あるため、弾性取付は力の総和は水平節点
の位置にあまり影響を与えない。Although the above method of determining the horizontal nodal point does not take into account the total amount of elastic force that attaches the ram assembly 32 to the frame 10, the motion of the ram is much greater than the natural frequency of the elastic fixture and the horizontal nodal point Since attachments further away from the horizontal node are more resilient than attachments closer to the horizontal node, and these attachment members are more flexible, elastic attachments allow the sum of forces to have less influence on the position of the horizontal node.
ラム34は衝撃部材34かフレーム10に対して自由に
相対運動できるように設計された弾性取付は手段によっ
てフレーム10に弾性的に取付けられている。The ram 34 is resiliently attached to the frame 10 by means of resilient mountings designed to allow free relative movement of the impact member 34 with respect to the frame 10.
これらの弾性手段には取付はブラケット86と組み合わ
された弾性部材109,110と取付は構造体92と組
み合わされた弾性部材112.114とが含まれる。These resilient means include resilient members 109, 110 in combination with the mounting bracket 86 and resilient members 112, 114 in combination with the mounting structure 92.
弾性部材109゜110は同一のものでラム組立体32
の非平衡荷重を防止する。The elastic members 109 and 110 are the same as the ram assembly 32.
Prevent unbalanced loads.
部材109,110は円筒状ゴムブロックで構成されて
おり、その一端は各々板体116.118に係合されて
いる。The members 109, 110 are constituted by cylindrical rubber blocks, one end of which is engaged in each plate 116, 118.
これらの板体は取付はブラケット86の平らな取付は面
88゜90に取付けられ、締付具120でそれにボルト
止めされている。These plates are mounted on flat mounting surfaces 88.90 of brackets 86 and bolted thereto with fasteners 120.
部材109,110の他端は板体12L、123に結合
され、これらの板体はスペーサー122,124を介し
て側板12.14にボルト止めされている。The other ends of members 109, 110 are connected to plates 12L, 123, which are bolted to side plates 12.14 via spacers 122, 124.
弾性部材112,114は同じ形状で且つ円筒形状をし
ている。The elastic members 112 and 114 have the same shape and are cylindrical.
各弾性部材112,114の一端は取付げ板126.1
28に結合されており、各取付板126,128は締付
具180によって取付は構造体92の取付面94.96
にボルト止めされている。One end of each elastic member 112, 114 is attached to a mounting plate 126.1.
28, and each mounting plate 126, 128 is attached by a fastener 180 to the mounting surface 94, 96 of the structure 92.
is bolted to.
ブロック112.114の各他端はスペーサー132゜
134を介して側板12,14にボルト136によって
ボルト止めされている。The other ends of the blocks 112, 114 are bolted to the side plates 12, 14 by bolts 136 through spacers 132, 134.
これらの弾性部材109,110,112゜114は全
て回転偏心ウェイト36によって生じさせられる振動で
の剪断運動中たわむようにラム組立体32及び側板12
,14に対して配向されている。These resilient members 109, 110, 112, 114 are all attached to the ram assembly 32 and the side plate 12 so as to flex during shearing motion due to the vibrations produced by the rotating eccentric weight 36.
, 14.
上記の典型例では上側弾性部材109゜110の剪断方
向の静的バネ定数が41701g/m(2251b/i
n)で、下側弾性部材112゜114のこの剪断方向の
静的バネ定数が12700kg/m(700ib/in
)である。In the above typical example, the static spring constant of the upper elastic member 109°110 in the shear direction is 41701 g/m (2251 b/i
n), the static spring constant of the lower elastic member 112° 114 in this shear direction is 12,700 kg/m (700 ib/in
).
各弾性部材109.110,112,114はゴムブロ
ックで作られている。Each elastic member 109, 110, 112, 114 is made of a rubber block.
このように用いた場合のゴムの動的運動バネ定数は実際
の静的バネ定数と違った値を示す。When used in this way, the dynamic motion spring constant of the rubber exhibits a value different from the actual static spring constant.
本発明の系か駆動された時の振動状態での取付手段全体
の動的バネ定数は経験的に約49800kg/m(27
50ib/in)であると決定されている。Empirically, the dynamic spring constant of the entire mounting means under vibration conditions when the system of the present invention is driven is approximately 49,800 kg/m (27
50 ib/in).
フレーム10に対するラム組立体32の運動状態は第1
0に概念的に示されている。The state of motion of the ram assembly 32 relative to the frame 10 is
0 conceptually.
概念的に示したこの運動は弾性部材109,110,1
12゜114で昧持され且つ偏心ウェイト36で駆動さ
れるラム組立体32の非拘束振動によって構成されてい
る。This movement shown conceptually is due to the elastic members 109, 110, 1
It is constituted by the unrestrained vibration of the ram assembly 32 held at 12 degrees 114 and driven by an eccentric weight 36.
図示した自由運動を得るために何ら案内手段は必要とし
ない。No guide means are required to obtain the free movement shown.
既に説明した慣性の問題及び弾性的支持系によって、ラ
ム組立体32の重心は円形経路137を描く。Due to the inertia issues and elastic support system previously discussed, the center of gravity of the ram assembly 32 follows a circular path 137.
打撃板107の所では直線138で示すような完全に縦
方向の運動が水平節点によってラムに与えられる。At striking plate 107, a completely longitudinal motion, as shown by straight line 138, is imparted to the ram by horizontal nodes.
この直線138はラム組立体32の振動中の打撃板の中
心点の軌跡である。This straight line 138 is the locus of the center point of the striking plate during vibration of the ram assembly 32.
ラム組立体32の重心の円形経路137の直径は下側弾
性部材112,114の所の直線経路138の長さに等
しく、ラムは主軸がラム34の中心線上にある楕円形経
路140に沿って運動する。The diameter of the circular path 137 of the center of gravity of the ram assembly 32 is equal to the length of the straight path 138 at the lower elastic members 112, 114, and the ram follows an elliptical path 140 with its principal axis on the centerline of the ram 34. Exercise.
との楕円経路140の主軸の長さは円形経路137の長
径及び直線138と同じである。The length of the main axis of the elliptical path 140 is the same as the major axis of the circular path 137 and the straight line 138.
上側弾性部材109,110の所でラム34は主軸がラ
ム34の中心線に直角な楕円経路142を描く。At the upper elastic members 109, 110, the ram 34 traces an elliptical path 142 whose principal axis is perpendicular to the centerline of the ram 34.
この楕円経路142′の主軸の長さは直線138と同じ
である。The main axis of this elliptical path 142' has the same length as the straight line 138.
以上説明したラム34の運動は単にラム32の慣性特性
のみを考慮した時のものである。The movement of the ram 34 described above is based solely on the inertial characteristics of the ram 32.
すなわち、打撃板107を水平節点と一致させるように
打撃板10γを正しく位置決める際に単に慣性特性のみ
を用いたものであるか、上側弾性部材109゜110と
下側弾性部材112i14の相対的バネ定数は小さいの
で、これらの弾性部材109゜110.112,114
の運動への効果は無視することかできる。That is, when correctly positioning the striking plate 10γ so that the striking plate 107 coincides with the horizontal node, only the inertial characteristics are used, or the relative spring between the upper elastic member 109° 110 and the lower elastic member 112i14 is used. Since the constant is small, these elastic members 109°110.112,114
The effect on movement is negligible.
上側弾性部材109,110は下側弾性部材よりも可撓
性か大きく、従ってラム34の横方向運動は下側弾性部
材112,114の方でより多く抵抗を受ける。The upper elastic members 109, 110 are more flexible than the lower elastic members, so lateral movement of the ram 34 is resisted more by the lower elastic members 112, 114.
即ち、2組の弾性部材の可撓性の違い及び移動経路の相
違によって復元力系が形成され、この復元力系によって
その振動運動は打撃板101の近くで水平振動が波節(
node)になる。That is, a restoring force system is formed due to the difference in flexibility and the difference in movement path of the two sets of elastic members, and this restoring force system causes the vibration movement to occur near the striking plate 101 where the horizontal vibration becomes a wave node (
node).
従って、打撃板101の所に水平節点を作る際には上記
のように慣性系を考えることが広く行われている。Therefore, when creating a horizontal node at the striking plate 101, it is widely practiced to consider the inertial system as described above.
ハンマーの慣性特性及びバネ特性によって上記のような
運動をするラム34の振動は偏心ウェイト36の回転に
よって発生される。The vibration of the ram 34, which moves as described above due to the inertial and spring characteristics of the hammer, is generated by the rotation of the eccentric weight 36.
この偏心ウェイト36は側板12,14に平行な平面に
対して対称で且つこの平行面内に駆動力を発生するよう
になっている。This eccentric weight 36 is symmetrical with respect to a plane parallel to the side plates 12 and 14, and is designed to generate a driving force within this parallel plane.
この対称特性並びにこのハンマー形状全体の対称性によ
ってラム34の運動は側板12.14に平行に行われる
。Due to this symmetrical property as well as the symmetry of this overall hammer shape, the movement of the ram 34 takes place parallel to the side plates 12.14.
また、回転偏心ウェイト36によって発生される振動の
振動数は偏心ウェイトの回転振動数と同じであるので、
偏心ウェイト36の対称性と速度によってラム運動の特
性と速度とが決定される。Furthermore, since the frequency of vibrations generated by the rotating eccentric weight 36 is the same as the rotating frequency of the eccentric weight,
The symmetry and speed of the eccentric weight 36 determines the characteristics and speed of the ram motion.
フレーム10内でのラム組立体32の自由振動時のラム
34のストロークすなわち移動距離はラム34の重量、
回転偏心ウェイト36によって発生される力、弾性部材
109,110,112゜114、及び偏心ウェイト3
6の振動数によって決定される。The stroke or distance traveled by the ram 34 during free vibration of the ram assembly 32 within the frame 10 is the weight of the ram 34;
The force generated by the rotating eccentric weight 36, the elastic members 109, 110, 112° 114, and the eccentric weight 3
It is determined by the frequency of 6.
この装置の大きさやバネ特性は製造時に決定されてしま
うが、振動数は使用中に変えることができる。The size and spring characteristics of this device are determined at the time of manufacture, but the frequency can be changed during use.
本発明の実施例に於ける自由振動ラムの固有振動数は1
分間当り約490サイクルである。The natural frequency of the free vibrating ram in the embodiment of the present invention is 1
Approximately 490 cycles per minute.
この振動数はハンマーの衝撃能力にはほとんど影響を与
えないか、この固有振動数でもストロークが破損状態を
生み出す長いストロークになることがあるので、注意す
る必要がある。Care must be taken as this frequency may have little effect on the impact capability of the hammer, or even at this natural frequency the stroke may be long enough to create a failure condition.
ノンマーは固有振動数の2@以上の所で運転できなげれ
ばならず、この範囲を迅速に通過しなければならない。The non-mer must be able to operate above the natural frequency of 2@, and must quickly pass through this range.
本発明の実施例ではラムの自由振動が1分間当り160
0サイクルになってもラムや弾性部材が破損しないよう
なストロークが得られた1ラム34の自由振動の振動数
を制御するために流体分割器144が設けられている。In an embodiment of the invention, the free vibration of the ram is 160 vibrations per minute.
A fluid divider 144 is provided to control the frequency of free vibration of the 1-ram 34, which has achieved a stroke that will not damage the ram or the elastic member even when the ram reaches 0 cycle.
1600epmのような振動数のときにはラム34の自
由振動のために大きな動力を与える必要かなく、回転偏
心ウェイト36は油圧入力から高入力を送らずにモータ
ーγ2によって駆動すればよく、この場合にはモーター
72には高圧が必要でないが、ハンマーを非負荷状態の
みならず負荷状態でも運転するためには高流速と高圧能
力がなければならないので、油圧入力には自由にラム3
4を振動させる時よりも高い入力か与えられている。When the vibration frequency is 1600 epm, there is no need to apply a large amount of power due to the free vibration of the ram 34, and the rotating eccentric weight 36 can be driven by the motor γ2 without sending a high input from the hydraulic input. Although the motor 72 does not require high pressure, it must have high flow rates and high pressure capabilities in order to operate the hammer in unloaded as well as loaded conditions, so the hydraulic input is free to use ram 3.
A higher input is given than when vibrating 4.
前記流体分割器144はこの系の圧力とは無関係にポン
プ72の入カフ4に油圧流体が分配できるようにするた
めに設けられている。The fluid divider 144 is provided to allow hydraulic fluid to be distributed to the inlet cuff 4 of the pump 72 regardless of the pressure in the system.
本発明の系では流速はこの流体分割器144によって1
2gpmに制限されている。In the system of the present invention, the flow rate is reduced to 1 by this fluid divider 144.
Limited to 2gpm.
この流体分割器144の他に、モーター72へ行く油圧
流体供給ラインには圧力放出弁145の形状をした圧力
制御装置が設けられている。In addition to this fluid divider 144, the hydraulic fluid supply line going to the motor 72 is provided with a pressure control device in the form of a pressure release valve 145.
この特殊な実施例ではこの圧力放出弁は119kg/7
!2(1700psi)にセットするのが望ましいこと
がわかっている。In this particular embodiment, this pressure relief valve is 119 kg/7
! A setting of 2 (1700 psi) has been found to be desirable.
この圧力以上の過剰流体はこの圧力放出弁145を通っ
てモーターからの戻りラインへと分枝させられて、上記
圧力が維持される。Excess fluid above this pressure is diverted through this pressure relief valve 145 to the return line from the motor to maintain the above pressure.
即ち、この装置の使用中断状態ではモーターγ2か12
gpmを完全に使い流体分割器144の下流の圧力は弁
145によって設定された値よりもはるかに低い単に偏
心ウェイト36を駆動するのに必要なだけの値にまで自
動的に低下する。That is, when the use of this device is interrupted, motor γ2 or 12
Using full gpm, the pressure downstream of fluid divider 144 is automatically reduced to a value much lower than the value set by valve 145 and merely that required to drive eccentric weight 36.
このように非負荷時の振動数を圧力制御でなく流速制御
すると、油圧系の慣性を負荷時の作動レベルに維持して
おけるという利点がある。In this way, controlling the flow velocity rather than pressure control of the vibration frequency during non-load conditions has the advantage that the inertia of the hydraulic system can be maintained at the operating level during load conditions.
すなわち、ラム34に荷重が与えられた時に系を初期加
速する必要がなくなる。That is, there is no need to initially accelerate the system when a load is applied to the ram 34.
更に、他の装置では望ましくないあるいは不可能である
装置を新しい位置へ移動したりあるいはバックホー車輛
の移動中にもこの装置を自由中断状態のま\運転し続け
ておくことかできる。Additionally, it is possible to move the device to a new location, which would be undesirable or impossible with other devices, or to allow the device to continue operating in a freely suspended state while the backhoe vehicle is being moved.
・ンマーからの衝撃エネルギーを有効に利用するために
はターゲットをラム34の自由振動経路内に配置しなけ
ればならない。- In order to effectively utilize the impact energy from the ram, the target must be placed within the free vibration path of the ram 34.
そうすることによってラム34の振動エネルギーは各衝
撃振動中ターゲットに伝達できる。By doing so, the vibrational energy of ram 34 can be transferred to the target during each impact vibration.
もちろんハンマーの振動特性はターゲットをラム34の
自由経路内に配置した時に大きく変化する。Of course, the vibration characteristics of the hammer change significantly when the target is placed within the free path of the ram 34.
本発明実施例ではターゲットか工具146として示され
ている。A target is shown as a tool 146 in this embodiment of the invention.
本発明の概念及び操作方法はラム34をハンマーの衝撃
力が作用する材料に直接与えられる形状にのみ限定され
るものではない。The concept and method of operation of the present invention is not limited to a configuration in which the ram 34 is applied directly to the material on which the impact force of the hammer acts.
その他の変形使用例としてはラムの水平節点の所にタン
ピングフット(tamping foot)を配置する
ものが含まれ、このタンピングフットは土壌を直接突き
固めたり等の操作に用いられる。Other variations include placing a tamping foot at the horizontal node of the ram, which tamping foot is used for operations such as directly compacting the soil.
本実施例の工具146は単にラム34から被加工素材に
衝撃エネルギーを伝達する導体の役目をしているにすぎ
ない。The tool 146 in this embodiment merely serves as a conductor for transmitting impact energy from the ram 34 to the workpiece.
この工具146にはラム34からの衝撃力を受けるアン
ビル面が設けられており、このアンビル面148から下
向きに一般に円筒状本体150がのびている。The tool 146 is provided with an anvil surface that receives the impact force from the ram 34, and a generally cylindrical body 150 extends downwardly from the anvil surface 148.
この工具本体150の下端の加工位置152は第1図に
示しである。A machining position 152 at the lower end of this tool body 150 is shown in FIG.
この工具146はフレーム10に対して縦方向に移動す
るように工具ホルダー154で拘束されている。This tool 146 is restrained by a tool holder 154 so as to move vertically relative to the frame 10.
この工具ホルダー154は締付具156によって側板1
2,14とフレーム10との間に固着されている。This tool holder 154 is attached to the side plate 1 by a fastener 156.
2, 14 and the frame 10.
図面では8本の締付具156が示されている。Eight fasteners 156 are shown in the drawing.
工具ホルダー154は工具146を収容する貫通孔15
8を有する鋳物ブロックによって構成されている。The tool holder 154 has a through hole 15 that accommodates the tool 146.
It is constructed by a cast block having a diameter of 8.
工具ホルダー154を貫通する孔158の直径は工具の
直径より十分大きくなっていて、この孔158の壁面が
工具156の運動を妨害しないようになっている。The diameter of a hole 158 passing through the tool holder 154 is sufficiently larger than the diameter of the tool so that the walls of the hole 158 do not interfere with the movement of the tool 156.
孔1580両端の直径は上下のブシュ160,162を
収容するために大きくなっている。The diameter at both ends of the hole 1580 is increased to accommodate the upper and lower bushings 160, 162.
上側ブシュ160と下側ブシュ162はそれらを貫通す
る工具本体150と摺動係合している。Upper bushing 160 and lower bushing 162 are in sliding engagement with tool body 150 extending therethrough.
上側ブシュ160はそれを孔の拡大部の底に達するまで
この孔158内に押し込めることによって工具ホルダー
154の孔158内に配置され、次いでセットネジ16
4によって工具ホルダー154にブシュ160は固定さ
れる。The upper bushing 160 is placed in the hole 158 of the tool holder 154 by pushing it into this hole 158 until it reaches the bottom of the enlarged portion of the hole, and then the set screw 16
4 fixes the bushing 160 to the tool holder 154.
こうして上側ブシュ160は定位置に固定される。Upper bushing 160 is thus fixed in position.
一方下側ブシュ162は工具ホルダー154の下から孔
158内に挿入され、孔158の径が小さくなる部分の
所まで上へ挿入され、工具止め板166を工具ホルダー
154の下面にボルト止めすることによって下側ブシュ
162が下へ移動したり、工具ホルダー154の外へ抜
は出るのが防止される。On the other hand, the lower bushing 162 is inserted into the hole 158 from below the tool holder 154 and inserted upwards to the point where the diameter of the hole 158 becomes smaller, and the tool stop plate 166 is bolted to the lower surface of the tool holder 154. This prevents the lower bushing 162 from moving downward or being pulled out of the tool holder 154.
円筒状の工具146は工具本体150の切欠170と一
致した工具保持ピン168によって工具ホルダー154
内に保持されている。The cylindrical tool 146 is attached to the tool holder 154 by a tool holding pin 168 that matches the notch 170 in the tool body 150.
held within.
この工具保持ピン168は第5図に示すように工具ホル
ダー154の孔158を部分的に貫通した状態で工具ホ
ルダー154を横切っており、その両端延長部172,
114は工具保持ピン168からのびて2枚の保持板1
76.178と係合している。As shown in FIG. 5, this tool holding pin 168 crosses the tool holder 154 while partially passing through the hole 158 of the tool holder 154, and has extensions 172 at both ends,
114 are two holding plates 1 extending from the tool holding pin 168.
76.178.
これらの保持板は工具ホルダー154の両側に取付けら
れ、ボルト180によって締付けられている。These retaining plates are attached to both sides of the tool holder 154 and tightened with bolts 180.
工具146が孔158内を自由に移動できるように切欠
110が形成されている。Notch 110 is formed to allow tool 146 to move freely within hole 158.
・ンマーかワークから離れて上昇すると、工具146は
工具保持ピン168か切欠170の上端と係合する址で
下へ落下する。- When the tool 146 is raised away from the workpiece, the tool 146 falls down where it engages the upper end of the tool holding pin 168 or notch 170.
この切欠170の長さは工具168が回転ラム34の経
路の外へ完全に落下できるような長さになっている。The length of this notch 170 is such that the tool 168 can fall completely out of the path of the rotating ram 34.
工具保持ピン168は負荷状態では工具146を拘束し
ないように設計されている。Tool retaining pin 168 is designed so as not to restrain tool 146 under load conditions.
即ち、切欠170は工具本体150を十分下までのびて
いて、工具がラム34の方向へ上昇した時に工具保持ピ
ン168が切欠170の下端と接触しないようになって
いる。That is, notch 170 extends far enough down tool body 150 to prevent tool retaining pin 168 from contacting the lower end of notch 170 when the tool is raised toward ram 34.
工具146かラム34の経路内に移動しないようにする
ため、円筒形本体150にはカラー182が設けられて
いる。To prevent the tool 146 from moving into the path of the ram 34, the cylindrical body 150 is provided with a collar 182.
このカラー182は所定の負荷位置で工具止め板166
と係合する位置に設けられている。This collar 182 is attached to the tool stop plate 166 at a predetermined load position.
It is provided in a position where it engages with.
ハンマーの通常運転状態では工具168が上昇した時カ
ラー182と工具止め板166とが係合するようになっ
ている。In normal operation of the hammer, when the tool 168 is raised, the collar 182 and the tool stop plate 166 are engaged.
工具146の移動を制限することによって2つの利点が
得られる。Limiting the movement of tool 146 provides two benefits.
第1に、ハンマーかワークから上昇した時に工具が自動
的にシム34との衝撃係合から離れる。First, the tool automatically disengages from impact engagement with the shim 34 when the hammer is lifted off the workpiece.
この工具の自動分離によってラムがフレームと衝突する
ことによって生じるノンマーの破壊が防止できる。This automatic separation of the tool prevents the destruction of the non-mer due to the collision of the ram with the frame.
他の衝撃・ンマーでは非負荷状態で駆動する際にラムか
フレームを破損しないようにするために精巧な機構が必
要となっている。Other shock engines require sophisticated mechanisms to prevent damage to the ram or frame when operating under unloaded conditions.
工具146の移動を制限することによる第2の利点はバ
ックホーによってノンマーに加えられる下向きの力に関
係なく、ラムに予め選択した負荷前状態が自動的に達成
できるという点にある。A second advantage of limiting tool 146 movement is that a preselected pre-load condition of the ram can be automatically achieved regardless of the downward force applied to the non-mer by the backhoe.
バックホーはカラー182が工具止め板166と接触し
ない状態までフレーム10をワークに押し付けて操作さ
れるが、バックホーによって更に下向きの力が加えられ
ると、カラー182によって工具146の上昇運動が防
止されるため、その力はワークに直接伝達される。The backhoe is operated by pressing the frame 10 against the workpiece until the collar 182 does not come into contact with the tool stop plate 166, but when further downward force is applied by the backhoe, the collar 182 prevents the tool 146 from moving upward. , the force is directly transmitted to the workpiece.
すなわち、工具146の負荷前の位置は工具本体150
のカラー182の位置によって決定される。That is, the position of the tool 146 before loading is the tool body 150.
is determined by the position of collar 182 of.
負荷前の工具146の位置が第9図に示されている。The position of tool 146 before loading is shown in FIG.
工具146の負荷前(preload)の位置によって
工具が振動ラム34の経路と交叉する程度が決定される
。The preload position of tool 146 determines the degree to which the tool intersects the path of vibratory ram 34.
即ち、予め選定した負荷前状態が過剰だと、次の衝撃を
与えるためにラムを工具から上昇させるだけの力を偏心
ウェイト36から与えられない。That is, if the preselected pre-load condition is excessive, the eccentric weight 36 will not provide sufficient force to lift the ram off the tool for the next impact.
この状態は工具146とラム34とをフレーム10に対
して上向きに押し上げることによって生じる弾性部材1
09,110,112゜114の下向きの力に回転何泊
ウェイト36が打ち勝てない時に起る。This state is caused by the elastic member 1 being pushed up against the frame 10 by pushing the tool 146 and the ram 34 upward.
This occurs when the rotating weight 36 cannot overcome the downward force of 09, 110, 112° 114.
逆に、負荷前状態か不十分だと、ハンー−34の打撃板
101が工具146のアンビル面148と接触する前に
衝撃方向の速度が失われてしまう。Conversely, if the preload condition is insufficient, the velocity in the impact direction will be lost before the striking plate 101 of the hanger 34 contacts the anvil surface 148 of the tool 146.
この状態では最大有効衝撃力を得ることができない。In this state, the maximum effective impact force cannot be obtained.
従って、負荷前状態の範囲は各個の・ンマーの形状によ
って変化する。Therefore, the range of pre-load conditions varies depending on the shape of each individual beam.
これはカラー182からアンビル148までの距離を変
えるだけでよい。This only requires changing the distance from collar 182 to anvil 148.
弾性部材か衝撃位置で変形した状態にある時の位置に工
具146を配置することによってラム34の慣性によっ
て全衝撃力が伝達できる。By positioning the tool 146 in a position when the resilient member is in a deformed state at the impact position, the inertia of the ram 34 allows the entire impact force to be transmitted.
衝撃時にシム340弾性部材か下向きに更に引張られて
いる位置に工具を配置すると、その下向きの力が衝撃時
にシム34に生じた慣性による力に付加されることにな
る。If the tool is placed in a position where the shim 340 elastic member is further pulled downward upon impact, that downward force will be added to the inertial force created in the shim 34 upon impact.
工具のカラー182を弾性部材109,110゜112
.114がリラックスした位置に衝撃位置が来るように
すると、実質的に線形の振動ストローク応答が達成でき
る。The collar 182 of the tool is attached to the elastic member 109, 110° 112
.. By placing the impact location in a relaxed position of 114, a substantially linear vibration stroke response can be achieved.
この応答状態は第11図に示しである。This response state is shown in FIG.
衝撃位置で弾性部材を実質的に負荷前状態にしておくと
、非線形の振動ストローク応答となる。Leaving the elastic member in a substantially unloaded state at the impact location results in a non-linear vibratory stroke response.
この非線形振動ストローク応答状態は第12図に示しで
ある。This nonlinear vibration stroke response state is shown in FIG.
実際にはハンマーか用いられる最も望ましい状態になる
振動−ストローク応答曲線を決定しなげればならない。In practice, one must determine the vibration-stroke response curve that will result in the most desirable conditions for which the hammer will be used.
この振動−ストローク応答関係はラム34に対する工具
の上向き運動の許容量を選択することに1つで制御され
る。This vibration-stroke response relationship is controlled in part by selecting the amount of upward movement of the tool relative to the ram 34.
線形状態の振動に対してはストロークの長さが最も影響
するので、種々の状態で用いなげればならないハンマー
を直線状の振動−ストローク応答状態に予備負荷すべき
ではない。Since stroke length has the greatest effect on linear vibration, hammers that must be used in a variety of conditions should not be preloaded to linear vibration-stroke response conditions.
ワークの弾性が変化した時に一定の振動を維持するのは
困難であるので非線形の振動−ストローク応答系に対し
ておだやかにストローク変化するようにすべきである。Since it is difficult to maintain a constant vibration when the elasticity of the workpiece changes, the stroke should be changed gently with respect to the nonlinear vibration-stroke response system.
また、ストローク長さを過剰にならないようにすること
によって部材の寿命をのばすことができる。Furthermore, by not making the stroke length excessive, the life of the member can be extended.
ラム34の振動運動は工具146の振動ラムの経路内の
位置によって大きく変化する。The vibratory motion of the ram 34 varies greatly depending on the position of the tool 146 in the path of the vibratory ram.
ワークの上に置かれた工具によって運動が抵抗を受ける
と、シム34の垂直振動の時間−変位曲線は第13図に
示すようにサインカーブから断続波形運動に変化する。When the motion is resisted by a tool placed on the workpiece, the time-displacement curve of the vertical vibration of the shim 34 changes from a sine curve to an intermittent waveform motion, as shown in FIG.
工具46上のラム34の衝撃か完全に弾性的で且つ工具
がラムの垂直移動距離の中間にある場合には、直線状態
で運転されるこの系の固有振動数はシム34の自由固有
振動数の2陪になるが、本発明の系は非線形状態を予想
しているので、その固有振動数は自由に移動するラム3
4の固有振動数の2@にはならない。If the impact of the ram 34 on the tool 46 is completely elastic and the tool is midway through the vertical travel of the ram, the natural frequency of this system operated in a straight line will be the free natural frequency of the shim 34. However, since the system of the present invention is expected to be in a nonlinear state, its natural frequency is the same as that of the freely moving ram 3.
It does not become 2@, which is the natural frequency of 4.
即ち、本実施例のラムの固有振動数はシム34の自由固
有振動数490epmの2賠の980cpmではなく、
本発明の系の応答状態は第12図の曲線にほぼ等しいも
のである。That is, the natural frequency of the ram in this embodiment is not 980 cpm, which is the free natural frequency of the shim 34, which is 490 epm, but
The response state of the system of the invention is approximately equal to the curve of FIG.
従って運転中の振動数は非線形の固有振動数を大きく超
えた広いものである。Therefore, the frequency during operation is wide, far exceeding the nonlinear natural frequency.
本実施例の系は負荷状態で1150〜1350epmで
最もよく作動することがわかっている。It has been found that the system of this example operates best at 1150-1350 epm under load.
これは本実施例の系の作動区域が第12図の非線形曲線
184の部分にあることを示している。This indicates that the operating region of the system of this embodiment is in the nonlinear curve 184 of FIG.
本実施例の系の自由振動方式では系か対称になっている
のでラム34の運動は2枚の側板12,14に平行な面
内で行われる。In the free vibration system of the system of this embodiment, the system is symmetrical, so the movement of the ram 34 is performed in a plane parallel to the two side plates 12 and 14.
負荷状態でのハンマーの作動振動領域はモーター72へ
の入力圧力及びワークの弾性及び硬度に依存している。The operating vibration range of the hammer under load depends on the input pressure to the motor 72 and the elasticity and hardness of the workpiece.
ラム34は駆動用偏心ウェイト36と同じ振動数で駆動
される。The ram 34 is driven at the same frequency as the driving eccentric weight 36.
系の作動振動数の制御器として作用する圧力放出弁制御
弁145が流体分割器144の下流に設けられている。A pressure relief valve control valve 145 is provided downstream of the fluid divider 144 to act as a controller of the operating frequency of the system.
既に説明したように、ラム34が自由に振動している時
の入力は流体分割器を通過する最大流速によって制御さ
れ、流体分割器144の下流の圧力はこの非負荷状態で
モーター12の要求する動力と等しくなるまで低下する
。As previously discussed, when the ram 34 is freely oscillating, the input power is controlled by the maximum flow rate through the fluid divider, and the pressure downstream of the fluid divider 144 is as high as the motor 12 demands in this unloaded condition. It decreases until it becomes equal to the power.
工具146がラム34と衝撃係合すると、動力の一部が
この系の振動を維持するために必要となるので、偏心ウ
ェイト36にはより多くの動力が供給される。When the tool 146 is in shock engagement with the ram 34, more power is provided to the eccentric weight 36 since some of the power is required to maintain the vibration of the system.
偏心ウェイト36によってモーター36により大きな抵
抗が加えられると、入力T4の圧力が増大する。As eccentric weight 36 applies more resistance to motor 36, the pressure at input T4 increases.
本実施例の制御系では系に平衡が達成される前に弁14
5の圧力設定値となり、この放出圧力系を通って失われ
る流体のロスによってモーター72への流れが減少する
。In the control system of this embodiment, the valve 14
5 and the flow to motor 72 is reduced due to the loss of fluid through this discharge pressure system.
入カフ4への油圧流体の流れが流体分割器144によっ
て与えられる量よりも少なくなると平衡が達成される。Equilibrium is achieved when the flow of hydraulic fluid into the inlet cuff 4 is less than the amount provided by the fluid divider 144.
流体分割器144を通して流れる残りの流れは圧力放出
系を通って出力通路へと逃がれて入力14に所定の圧力
が維持される。The remaining flow through the fluid divider 144 is vented through the pressure relief system to the output passage to maintain a predetermined pressure at the input 14.
平衡状態では所定の油圧状態で偏心ウェイト36が回転
されるような振動か達成されている。In the equilibrium state, vibration is achieved such that the eccentric weight 36 is rotated under a predetermined hydraulic pressure state.
弁145の圧力設定や、工具146による予備圧縮量や
、異なった共振方式に近い作動を行わせるために流速を
変えたりする等によってこの装置及びその制御器を変え
ることにより、負荷系の振動数を変えることができる。By changing this device and its controller, such as by changing the pressure setting of the valve 145, the amount of pre-compression by the tool 146, and the flow rate to perform operation close to a different resonance mode, the frequency of the load system can be adjusted. can be changed.
他の因子をそのままにしだ状態で、放出弁145の圧力
設定を変えると、この系はその固有振動数に近すいたり
離れたりする。Changing the pressure setting of the discharge valve 145, with other factors remaining the same, moves the system closer to or further away from its natural frequency.
このように、振動数と応答ストロークはモーター12に
供給される油圧流体の圧力を調節することによって調整
することができる。Thus, the frequency and response stroke can be adjusted by adjusting the pressure of the hydraulic fluid supplied to the motor 12.
本実施例の圧力は119kg/Cr2(1700psi
)に設定されている。The pressure in this example is 119 kg/Cr2 (1700 psi
) is set.
これによって作業状態が変化した時でも1150から1
350cpmの作動範囲が得られる。As a result, even when the work status changes, it will change from 1150 to 1.
A working range of 350 cpm is obtained.
この状態でストロークは約1nm(0,4in)である
。In this state, the stroke is approximately 1 nm (0.4 inches).
第12図かられかるように、系のストローク応答が上側
の曲線から下側の曲線へ飛q移る振動数の低い点に達す
ると、そのストロークは極めて小さく且つ系の効率か低
下するので、この系のストローク応答を非線形振動−ス
トローク応答曲線の不連続点以下に維持することが有利
である。As can be seen from Figure 12, when the stroke response of the system reaches a low frequency point where it jumps from the upper curve to the lower curve, the stroke becomes extremely small and the efficiency of the system decreases. It is advantageous to maintain the stroke response of the system below a discontinuity in the nonlinear vibration-stroke response curve.
ラム34を非拘束運動させることはバックホーの全ての
力を直接工具の中心線に沿って加えて操作できる利点が
あるか、こうした状態は常に達成できないばかりでなく
、ハンマーを垂直に対して角度を付けて打ち込む時に用
いる場合もあり、更に工具146から受ける抵抗が変化
すると一時的に負荷が変化するため、こうした非平衡状
態によって振動ハンマには望ましくない共振や不規則振
動が発生する。An unconstrained motion of the ram 34 would have the advantage of applying all the force of the backhoe directly along the centerline of the tool, but not only is this condition not always achievable, but the hammer may be placed at an angle to the vertical. In some cases, the vibrating hammer is used to attach and drive the vibrating hammer, and since the load changes temporarily when the resistance received from the tool 146 changes, this unbalanced state causes undesirable resonance and random vibration in the vibratory hammer.
こうした振動はそれがラム34の安定な振動状態を阻害
し且つ弾性部材を損傷する大きな振動を発生させるため
好ましくない。Such vibrations are undesirable because they generate large vibrations that disturb the stable vibration state of the ram 34 and damage the elastic member.
こうした共振や不規則振動を減少させるためにフレーム
10には振動シム34と共同作動する拘束手段が設けら
れている。To reduce such resonances and irregular vibrations, the frame 10 is provided with restraint means that cooperate with the vibration shim 34.
ラム34の通常の振動状態の作動効率を損うことなく上
記の望ましくない振動を無くすためには振動ラム34の
水平節点の近くでこの拘束手段をラム34と組み合わせ
る。This restraining means is combined with the ram 34 near the horizontal nodes of the ram 34 in order to eliminate the aforementioned undesirable vibrations without compromising the operating efficiency of the ram 34 under normal vibration conditions.
この拘束手段は水平節点の所の振動ジム34の両側の位
置でフレーム10に取付けられた一般に186゜188
で示される2つのガイドによって構成されている。The restraint means are generally 186° 188° mounted to the frame 10 at positions on either side of the vibrating gym 34 at horizontal nodal points.
It is composed of two guides shown in .
この2つのガイド186,188は同一のものであるの
で、一方のガイド186のみについて説明する。Since these two guides 186 and 188 are the same, only one guide 186 will be described.
ガイド186には締付具192によって側板12に固着
された基板190が含まれる。Guide 186 includes a base plate 190 secured to side plate 12 by fasteners 192 .
このガイド186がその位置から回転しないようにする
ために工具ホルダー154に形成された溝196内にキ
ー194がのびている。A key 194 extends within a groove 196 formed in the tool holder 154 to prevent the guide 186 from rotating from its position.
基板190にはその全長に亘って一つの垂直な溝198
が形成されている。Substrate 190 has one vertical groove 198 along its entire length.
is formed.
基板190の両側にはその内面に沿ってフランジ200
が形成されており、このフランジ200は内側へのびて
溝198を被う2つのリップを形成している。Both sides of the substrate 190 are provided with flanges 200 along its inner surface.
The flange 200 extends inwardly to form two lips that cover the groove 198.
溝198の底部は開放されており、溝198の上側端部
を弾性的に密閉するだめの手段として弾性ダンパー20
2が設けられている。The bottom of the groove 198 is open and an elastic damper 20 is provided as a means of elastically sealing the upper end of the groove 198.
2 is provided.
この弾性ダンパー202は基板190の頂部を被うよう
にこのダンパー202から外へのびた薄い板204に結
合されている。The elastic damper 202 is coupled to a thin plate 204 extending outward from the damper 202 so as to cover the top of the substrate 190.
薄い板204の上にはダンパー202を固着するだめの
アングル部材206か配置されている。An angle member 206 for fixing the damper 202 is arranged on the thin plate 204.
このアングル部材には溝198の一部を被い且つ弾性ダ
ンパー202の横方向支持体を形成する脚部198が含
まれる。The angle member includes a leg 198 that partially covers the groove 198 and forms a lateral support for the resilient damper 202.
2つの締付具210によってこのアングル部材206は
基板190に固着されている。Two fasteners 210 secure the angle member 206 to the base plate 190.
下側ブラケット部材106には2つの摺動ピン2f2,
214が含まれる。The lower bracket member 106 has two sliding pins 2f2,
214 is included.
これらの摺動ピンは円筒状で、ラム34の下側ブラケッ
ト106から外向きにのび且つ打撃板107の打撃面の
両側の中心に位置している。These sliding pins are cylindrical and extend outwardly from the lower bracket 106 of the ram 34 and are centered on either side of the striking surface of the striking plate 107.
打撃板107に対するこの位置によって、ピン212,
214は振動ラム34の水平節点に位置決めされている
。This position relative to the striking plate 107 allows the pins 212,
214 is positioned at the horizontal node of the vibrating ram 34.
摺動ピン212はガイド186内に、また摺動ピン21
4はガイド188内にそれぞれのびている。Sliding pin 212 is located within guide 186 and sliding pin 21
4 extend into the guide 188, respectively.
各摺動ピンの囲りには摺動ブロック216,218が配
置されている。A sliding block 216, 218 is arranged around each sliding pin.
両方の摺動ブロック216,218は同一のものであり
、これらの摺動ブロックは一般に矩形で、溝198内に
収容されている。Both sliding blocks 216, 218 are identical and are generally rectangular and housed within the groove 198.
との摺動ブロック216が溝198内に収容されている
ため摺動ピン212は横方向に移動しないようになって
いる。Since the sliding block 216 is housed within the groove 198, the sliding pin 212 is prevented from moving laterally.
摺動ブロック216を溝198内にロックするために基
板190と組み合わされたフランジ200は内側に突き
出ている。A flange 200, which is associated with the base plate 190 to lock the sliding block 216 within the groove 198, projects inwardly.
また、摺動ピン212は摺動ブロック216が弾性ダン
パー202によって接触するだめ上昇運動が制限されて
いる。Further, the sliding pin 212 is restricted in its upward movement because the sliding block 216 comes into contact with the elastic damper 202.
従って摺動ピン212,214及びラム34の底部は横
方向振動ができないばかりでなく、ダンパー202によ
ってラム34の不規則な過剰垂直振動が防止される。Therefore, not only are the sliding pins 212, 214 and the bottom of the ram 34 incapable of lateral vibration, but the damper 202 prevents irregular excessive vertical vibration of the ram 34.
ガイド186,188をラム34の水平節点に配置した
ことによってpイド186,188に阻害されずにラム
34の通常の振動を行うことができるようになっている
。The placement of the guides 186, 188 at the horizontal nodes of the ram 34 allows normal vibration of the ram 34 to occur unhindered by the pids 186, 188.
従って、ジム34の効率及び有利な運動はこれらのガイ
ドによって阻害されることはない。Therefore, the efficiency and advantageous exercise of gym 34 is not hindered by these guides.
更に、ラム34はハンマーの振動中ガイドf86,18
8に常に力を加えていることはない。Furthermore, the ram 34 is guided by the vibration guides f86 and 18 of the hammer.
There is no constant force applied to 8.
本発明は、上述の構成を有するので、ラム組立体32の
水平節点即ち水平運動の波節が打撃板101上に位置し
、この点では垂直運動だけが起り水平運動が起らない。Since the present invention has the above-described configuration, the horizontal node or wave node of the horizontal movement of the ram assembly 32 is located on the striking plate 101, and at this point only vertical movement occurs and no horizontal movement occurs.
そのため、衝撃中打撃板101の下面の中心と工具のア
ンビル面148との間に相対的水平運動が全くないので
打撃板107とアンビル面148の摩耗が最少となり、
ラム組立体32のアンビル面に対する横方向衝撃荷重が
なくなり、支持フレームへ返ってくる振動か小さくなり
アンビル面へ向う縦方向の衝撃エネルギが全体として増
大するという効果を奏する。Therefore, since there is no relative horizontal movement between the center of the lower surface of the striking plate 101 and the anvil surface 148 of the tool during impact, the wear of the striking plate 107 and the anvil surface 148 is minimized.
The effect is that the lateral impact load on the anvil surface of the ram assembly 32 is eliminated, the vibrations returned to the support frame are reduced, and the longitudinal impact energy directed toward the anvil surface is increased overall.
この系は部材の寿命が長く、操作が簡単で、且つ高い効
率か得られるような設計になっている。The system is designed for long component life, easy operation, and high efficiency.
本発明を以上の実施例によって図示し、説明してきたが
、ここに記載した本発明の精神を逸脱することなく種々
の変形が当業者には可能であるということを理解しなげ
ればならない。Although the invention has been illustrated and described by way of example embodiments, it should be understood that various modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the invention as described herein.
即ち、本発明は前記特許請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。That is, the present invention is limited only by the scope of the claims.
第1図は本発明の振動衝撃・ンマーの側面図。
第2図は偏心ウェイト組立体を露出した状態でラムを示
した第1図の2−2線による正面の一部断面。
第3図は片側の側板を取り除いた状態でラムを示した第
2図の3−3線による断面図。
第4図は工具を断面で示した第2図の4−4線による本
装置の底面図。
第5図は工具ホルダーと工具保持ピンとを示す第2図の
5−5線による底面断面図。
第6図は打撃板とラムの下側ブラケットを示す第2図の
6−6線による底面断面図。
第7図はラムのガイドを示す第2図の7−7線による側
部断面図。
第8図は工具と係合した下降ストローク時のラムを示す
本装置の一部を除去した正面図。
第9図は工具と係合した上昇ストローク時のラムを示す
本装置の正面図。
第10図はラムの自由運動を示すだめに一方の側板を除
去した状態での・ンマーの概念的側面図。
第11図はダンピングを有する直線状バネ−重量系の振
動−ストローク応答曲線の説明図。
第12図はダンピングを有する非線形バネ−重量系の振
動−ストローク応答曲線の説明図。
第13図は非線形の予備負荷時の本発明の系の時間−変
位曲線の説明図。
参照符号 10・・・支持フレーム、34・・・衝撃部
材、ラム、109,110,112,114・・・弾性
部材、36・・・振動駆動手段、偏心ウェイト、107
・・・打撃板、146・・・工具。FIG. 1 is a side view of the vibration shock absorber of the present invention. FIG. 2 is a partial front cross-section taken along line 2--2 of FIG. 1 showing the ram with the eccentric weight assembly exposed. FIG. 3 is a sectional view taken along line 3--3 in FIG. 2, showing the ram with one side plate removed. FIG. 4 is a bottom view of the device taken along line 4--4 in FIG. 2, showing the tool in cross section. FIG. 5 is a bottom sectional view taken along line 5--5 in FIG. 2 showing the tool holder and tool holding pin. FIG. 6 is a bottom sectional view taken along line 6--6 of FIG. 2 showing the striking plate and the lower bracket of the ram. FIG. 7 is a side sectional view taken along line 7--7 of FIG. 2 showing the guide of the ram. FIG. 8 is a partially removed front view of the apparatus showing the ram during its downward stroke engaged with a tool; FIG. 9 is a front view of the device showing the ram during its upward stroke engaged with a tool; FIG. 10 is a conceptual side view of the ram with one side plate removed to show the free movement of the ram. FIG. 11 is an explanatory diagram of a vibration-stroke response curve of a linear spring-weight system with damping. FIG. 12 is an explanatory diagram of a vibration-stroke response curve of a nonlinear spring-weight system with damping. FIG. 13 is an explanatory diagram of the time-displacement curve of the system of the present invention during nonlinear preload. Reference code 10... Support frame, 34... Impact member, ram, 109, 110, 112, 114... Elastic member, 36... Vibration drive means, eccentric weight, 107
...Blow plate, 146...Tool.
Claims (1)
かできるように前記支持フレーム10に弾性的に取付け
られた衝撃部材34と; 一端か前記支持フレーム10に取付けられ且つ他端が前
記衝撃部材34に取付けられている複数の弾性部材10
9,110及び112,114、と; 前記衝撃部材34に振動運動を与えるように駆動される
偏心ウェイト36であって、前記衝撃部材34に対し回
転可能に取付けられ且つ前記衝撃部材34の一位量で前
記衝撃部材に直線運動を発生させるように位置決めされ
た単一の偏心ウェイト36と; 前記直線運動される衝撃部材34に設けられた衝撃伝達
面即ち打撃板101の下面と; によって構成された衝撃力発生装置。 2 前記衝撃部材34の一位量で前記衝撃部材34に直
線運動を発生させるように前記偏心ウェイト36を位置
決めする方法が、 の関係が成立するように距離dsを選定することにより
行なわれること、但し、 W=衝撃部材即ちラム34と、偏心ウェイト36と油圧
モータ72と平衡ウェイト82を含みラム34と一緒に
運動するラム組立体32の全重量、 ■=ラム組立体32全体の重心を通り且つ偏心ウェイト
36の軸線に平行な軸線の周りのラム組立体32の慣性
モーメント、 ds=前記重心と打撃板107の下面即ち衝撃伝達面と
の間の距離、 de−前記重心と偏心ウェイト36の軸線との間の距離
、 であること、 それによって、ラムの水平運動の波節が前記衝撃伝達面
上に位置するようになし、それによってとの波節の点で
は垂直運動だけが起り、水平運動が起らないようにする
こと、 を特徴とする、衝撃部材34の一位量で前記衝撃部材3
4に直線運動を発生させるように前記偏心ウェイト36
を位置決めする方法。Claims: 1. a support frame 10; an impact member 34 elastically attached to the support frame 10 so as to be able to vibrate relatively freely with respect to the support frame 10; a plurality of elastic members 10 attached to the impact member 34 and having the other end attached to the impact member 34;
9, 110 and 112, 114; an eccentric weight 36 driven to impart vibrational motion to the impact member 34, the eccentric weight 36 being rotatably attached to the impact member 34 and located at one position of the impact member 34; a single eccentric weight 36 positioned so as to generate a linear motion in the impact member by a certain amount; and a lower surface of the impact transmission surface, i.e., the striking plate 101, provided on the impact member 34 to be moved linearly; impact force generator. 2. The method of positioning the eccentric weight 36 so as to generate a linear motion in the impact member 34 in one position of the impact member 34 is performed by selecting the distance ds so that the following relationship holds; Where, W=total weight of the ram assembly 32 including the impact member, i.e., the ram 34, the eccentric weight 36, the hydraulic motor 72, and the balance weight 82 and moving together with the ram 34; ■=through the center of gravity of the entire ram assembly 32; and the moment of inertia of the ram assembly 32 about an axis parallel to the axis of the eccentric weight 36, ds=distance between the center of gravity and the lower surface of the striking plate 107, ie, the impact transmission surface, de-the center of gravity and the the distance between the axis and the horizontal axis, such that the nodes of the horizontal movement of the ram are located on the shock transmission surface, so that at the point of the node of the ram only vertical movement occurs and the horizontal said impact member 3 in one position of the impact member 34, characterized in that no movement occurs.
4, the eccentric weight 36
How to position.
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