JPH0723722B2 - 流体で作動する衝撃機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ハウジング、前記ハウジングの中で周期的に
往復動して金敷に衝撃を加えるように配置されたピスト
ンハンマ、および圧力流体の高圧側に連通しかつ圧力室
と圧力流体のアキュムレータ室とを分離するダイヤフラ
ムを有し、またアキュムレータ室の共通の出入口となる
通路に配置された弁を有するアキュムレータを備え、運
転中は前記弁が開いたままにされる流体で作動される衝
撃機に関する。本発明はまたこのような衝撃機に使用し
うるアキュムレータ自体にも関する。

〔従来の技術〕

米国特許第2932322号明細書に記載されたダイヤフラム
または単なる気嚢を有するアキュムレータは、コイルば
ねによって開放位置へ押圧されて流体圧で釣合うリフト
弁を有する。リフト弁は気嚢によって次第に閉鎖され、
アキュムレータが丁度空になったときに完全に閉じる。
この種類のアキュムレータは弁を有しない簡単なアキュ
ムレータすなわち欧州特許第0047438号明細書に記載さ
れた種類のアキュムレータより寿命が短いことが判明し
たため、流体圧衝撃機たとえばジャッキハンマおよびさ
く岩機には、通常、この種類のアキュムレータは使用さ
れない。前記欧州特許明細書に記載されたアキュムレー
タは補強されていないダイヤフラムおよび多数の小穴を
有する支持板の形の組合わされた出入口を有する。

ダイヤフラムが支持体の穴を通って突出しようとするた
め、アキュムレータを流体圧衝撃機に使用するとき、弁
のないこのような簡単なアキュムレータの寿命は比較的
短い。米国特許第3948288号明細書には、耐久性を改良
するように設計されたダイヤフラムが記載されている。
ダイヤフラムは補強され、支持板の穴の間で支持される
ようになった環状の支持隆起部を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記いずれのアキュムレータにおいてもダイヤフラムま
たは気嚢は、衝撃機を停止する際、アキュムレータ室が
空になるとき弁または支持板に衝突する。その結果、ダ
イヤフラムの寿命に影響することが避けられない。

本発明の目的は、流体圧衝撃機に使用するとき機械の通
常の運転中弁は開いたままであるが、機械を停止する
際、ダイヤフラムまたは気嚢との間に圧油を介在させて
ダイヤフラムまたは気嚢が直接弁ヘッドに衝突しないよ
うにすることにより、寿命を長くしたアキュムレータお
よびそのようなアキュムレータを使用した衝撃機を提供
しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、ハウジング、前記ハウジングの中で周
期的に往復動して金敷に衝撃を加えるように配置された
ピストンハンマ、および圧力流体の高圧側に連通しかつ
圧力ガス室と圧力流体のアキュムレータ室とを分離する
ダイヤフラムを有し、またアキュムレータ室の共通の出
入口となる通路に配置される弁を有するアキュムレータ
を備え、運転中は前記弁が開いたままにされる流体で作
動される衝撃機において、前記弁がリフト弁装置であ
り、前記リフト弁装置がヘッド、ステムおよびプランジ
ャよりなり、プランジャの端面が流体圧力を受け、前記
リフト弁装置が出口に連通する室の中に環状面を有し、
前記環状面が前記ステムおよびプランジャによって形成
され、前記出口に連通する室がいちじるしく小さい圧力
または少なくともアキュムレータ室内の流体圧力と比較
して小さい圧力を有し、前記環状面は弁の閉止位置の方
へ前記小さい圧力を負荷され、前記リフト弁装置に作用
する流体圧だけにより弁を開かせ、そこで弁が衝撃機の
運転中開いたままにされるが、衝撃機への供給を圧力流
体の遮断するときに急速に閉じられ、また、前記ステム
は小径で一方プランジャはステムとは別体でかつ大径で
あり、二つの部分がたがいに接触してそれら自体の間に
環状面を形成することを特徴とする衝撃機が提供され
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

図面に示す衝撃機は、ジャッキハンマまたはさく岩機で
ある。衝撃機は、第１図に全体として符号11で示された
ハウジングを有する。ハウジング11はピストンヘッド14
を有するピストンハンマ13用シリンダ12を形成してい
る。二つのシリンダ室15,16がピストンハンマ13とシリ
ンダ12との間に形成され、ピストンヘッド14は前部シリ
ンダ室15の中のピストン面18より大きい後部シリンダ室
16の中のピストン面17を有する。ピストンハンマ13は、
ハウジング11から延びるたがね19の形の金敷を打撃する
ように配置されている。衝撃振動数はたとえば50ヘルツ
である。ハウジング11はポンプ21に連通する高圧の入口
通路20とタンク23に連通する低圧の出口通路即ち戻し通
路22とを有する。衝撃機は圧力流体たとえば圧力油によ
って作動される。手動供給弁29がポンプ21からの供給管
系に配置されている。

前部シリンダ室15は通路24を通って入口通路20に直接に
連通し、後部シリンダ室16は通路26を通って弁25に連通
している。弁25は入口通路20と出口通路22とに連通し、
二つの制御通路27,28によって後部シリンダ室16の加圧
位置と排出位置との間で切換えられ、そこで弁25はピス
トン13を自動的に往復運動させる。アキュムレータ31は
通路32を通って入口通路20に連通している。

第２図では、第１図について記載した部分には同じ符号
を付してある。

アキュムレータ31はハウジングの二つの部分33,34を有
し、ハウジング部分33はハウジング11に螺着されてい
る。成型ゴム製ダイヤフラム35は、ハウジングの二つの
部分33,34の間に緊密に締付けられ、アキュムレータ室3
6を室37から分離する。室37は弁38を通して選択された
圧力のガス通常窒素を充満される。

室39がハウジング11とアキュムレータハウジングの部分
33との間に形成されている。リフト弁装置はヘッド40、
ヘッド40と一体のステム41およびプランジャ42よりな
り、ステム41は穴43の中で摺動する。一方プランジャ42
はステム41より大きい直径を有し、穴44の中で摺動しか
つ室39に突出する。運転中、室39内はいつも高圧であ
り、そのためステム41とプランジャ42とはたがいに接触
する。そこで、プランジャ42はステム41の一部分である
と考えることができる。環状面45がプランジャ42とステ
ム41との面積差としてプランジャ42上に形成される。環
状面45は低圧通路47を通って出口通路22に連通するシリ
ンダ室46の中に設けられている。

第２図に示すように、ヘッド40、ステム41およびプラン
ジャ42とで構成されたリフト弁装置のヘッド40はハウジ
ングの部分33に対して着座するように配置され、そこ
で、ヘッド40は着座したとき、通路32の一部を形成した
室39から通じてヘッド40の下で終わる通路48からアキュ
ムレータ室36をしゃ断することができる。

ヘッド40、ステム41およびプランジャ42で構成されたリ
フト弁装置は、環状面45以外のその全端面が同じ高圧を
うけるため、運転中開いたままである。そこでリフト弁
装置を開放させる力は、環状面45の面積および室39と室
46との圧力差によって限定される。通路47は出口通路22
に直接連通しているため、環状面45に作用するシリンダ
室46の圧力は室39内のアキュムレータ室36内の圧力に比
較していちじるしく低い。もし衝撃機からタンクへ通ず
るホースがそれ程細くなければ、シリンダ室46の中の圧
力はほとんどなくなる。

運転中、ポンプ21は圧力油の一定の流れを供給し、一方
衝撃機はピストンハンマの往復運動の各サイクル内で変
動する流れを必要とする。最大流れは衝撃直前に起こ
る。アキュムレータは変動を吸収し、また戻り行程中エ
ネルギーを貯蔵しかつ作用行程の終りにエネルギーを放
出する。油がアキュムレータ室36から流出するとき、リ
フト弁装置40,41,42を閉じようとする動的力が生ずる。
リフト弁装置に加わる静的な力はこれらの動的力より大
きくなければならない。

手動供給弁29が閉じられるとき、アキュムレータ室36か
らの流れは、少なくともピストンハンマ13の作用行程の
終りに正常よりもはるかに大きくなる。流れはたとえば
約２倍の大きさになることがあり、リフト弁装置を閉じ
ようとする動的力はそれによりさらに大きく増加してリ
フト弁装置40,41,42を閉じさせる。

すなわち室39と室46との間には、機械の運転中、プラン
ジャ42に上向き力を加える圧力差が存在する。そこでプ
ランジャ42はリフト弁装置40,41,42を上向きに押し、リ
フト弁装置は開放したままにされる。機械が停止される
と、この上向き力は室49および室46の圧力が低圧になる
ため消滅する。通路48内の圧力も低圧になるため、弁ヘ
ッド40に加わる閉鎖力は弁ヘッド40の上下の圧力差によ
って増加する。この力はアキュムレータ36からの流体の
流出によって生じた弁ヘッドとハウジング部分との間の
通路における静圧の低下によって増幅される。この作用
は静圧と動圧の和が一定になるというベルヌーイの法則
に従う。通路が狭くなればなるほど、動圧は増加し静圧
は低下する。そこで、弁を閉鎖する力は弁の閉鎖の終り
に向かって増加することになり、ヘッド40とダイヤフラ
ムとの間には圧力流体が取残されることになる。

その結果、ダイヤフラム35はヘッド40に決して衝突せ
ず、ヘッド40とダイヤフラム35との間には油が閉じ込め
られる。通常ダイヤフラム35は中間位置で停止すること
により、その寿命は延長される。ダイヤフラム35には衝
撃が加えられないので、ダイヤフラム35は危険な作用な
しにヘッド40に載置する位置まで、漏洩のみによって、
移動することができる。

ポンプ圧力は、衝撃エネルギーを選択するように、変え
ることができる。リフト弁装置40,41,42には油圧だけが
作用するため、ポンプ圧力が適当な限度以内で変化する
とき、リフト弁装置の作用はほとんど変化しない。リフ
ト弁装置は運転中いつも開いているが、衝撃機を停止す
るとき、アキュムレータ室が正常値以上の一定の圧力に
達したときに閉じる。

〔発明の効果〕

本発明は、アキュムレータの弁をヘッド、ステムおよび
プランジャよりなるリフト弁装置として構成し、リフト
弁装置にステムとプランジャとによって環状面を形成
し、該環状面を出口に連通する低圧室内に設置し、流体
圧が加わる通常の運転中弁を開いたままにし、機械を停
止する際、弁が急速に閉鎖することによりダイヤフラム
と弁との間に圧力流体を介在させるようにして、ダイヤ
フラムが弁に衝突することを防止し、ダイヤフラムの寿
命を延長することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による衝撃機の図、第２図は第１図の衝
撃機の後端部を通る略断面図である。 図中、11はハウジング、12はシリンダ、13はピストンハ
ウジング、14はピストンヘッド、15,16は前部および後
部シリンダ室、17,18はピストン面、19はたがね、20は
入口通路、21はポンプ、22は出口通路、23はタンク、24
は通路、25は弁、26は通路、27,28は制御通路、29は手
動供給弁、31はアキュムレータ、32は通路、33,34はア
キュムレータハウジングの部分、35はダイヤフラム、36
はアキュムレータ室、37は圧力室、38は弁、39は室、40
はヘッド、41はステム、42はプランジャ、43,44は穴、4
5は環状面、46は出口に連通する室、47は低圧通路,48は
通路である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭50−109515（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−84615（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−55922（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭39−15931（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭58−37112（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭48−30414（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3948288（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（11）、前記ハウジングの中で
   周期的に往復動して金敷（19）に衝撃を加えるように配
   置されたピストンハンマ（13）、および圧力流体の高圧
   側に連通しかつ圧力室（37）と圧力流体のアキュムレー
   タ室（36）とを分離するダイヤフラム（35）を有し、ま
   たアキュムレータ室（36）の共通の出入口となる通路
   （48）に配置される弁を有するアキュムレータ（31）を
   備え、運転中は前記弁が開いたままにされる流体で作動
   される衝撃機において、 前記弁がリフト弁装置（40,41,42）であり、 前記リフト弁装置がヘッド（40）、ステム（41）および
   プランジャ（42）よりなり、プランジャ（42）の端面が
   流体圧力を受け、 前記リフト弁装置（40,41,42）が出口に連通する室（4
   6）の中に環状面（45）を有し、前記環状面（45）が前
   記ステム（41）およびプランジャ（42）によって形成さ
   れる環状面であり前記出口に連通する室（46）がいちじ
   るしく小さい圧力または少なくともアキュムレータ室内
   の流体圧力と比較して小さい圧力を有し、前記環状面
   （45）が弁の閉止位置の方へ前記小さい圧力を負荷さ
   れ、 前記リフト弁装置に作用する流体圧だけにより弁を開か
   せ、そこで弁が衝撃機の運転中開いたままにされるが、
   衝撃機への圧力流体の供給を遮断するときに急速に閉じ
   られ、 また、前記ステム（41）は小径で一方プランジャ（42）
   はステム（41）とは別体でかつ大径であり、これらの部
   分がたがいに接触して前記環状面（45）を形成すること
   を特徴とする衝撃機。