JP2015230075A - 振動発生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】振動発生装置の高速化と製造コストの低廉化とを両立することができる振動発生装置を提供する。
【解決手段】第1起振ピストン21と、第1前進用作動室13aと、第1後退用作動室13bと、高圧油を第1前進用作動室13aと第1後退用作動室13bとに交互に導く切替手段とを備え、切替手段が、第1シリンダ孔11aに並列状に配設された第2シリンダ孔12aを有する第2シリンダハウジング12と、第1起振ピストン21の進退移動に追従して第2シリンダ孔12aに進退移動可能に収容された第2起振ピストン22と、第2前進用作動室14aと、第2後退用作動室14bとを備え、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とが中立状態のとき、第2前進用作動室14aと第2後退用作動室14bのうち一方から高圧油を排出可能なリリーフ機構30を第2起振ピストン22内に設けた。
【選択図】 図3
【解決手段】第1起振ピストン21と、第1前進用作動室13aと、第1後退用作動室13bと、高圧油を第1前進用作動室13aと第1後退用作動室13bとに交互に導く切替手段とを備え、切替手段が、第1シリンダ孔11aに並列状に配設された第2シリンダ孔12aを有する第2シリンダハウジング12と、第1起振ピストン21の進退移動に追従して第2シリンダ孔12aに進退移動可能に収容された第2起振ピストン22と、第2前進用作動室14aと、第2後退用作動室14bとを備え、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とが中立状態のとき、第2前進用作動室14aと第2後退用作動室14bのうち一方から高圧油を排出可能なリリーフ機構30を第2起振ピストン22内に設けた。
【選択図】 図3
Description
本発明は、振動発生装置、特に高圧流体を第1起振ピストンの前進用作動室と後退用作動室とに交互に導く第2起振ピストンを備えた振動発生装置に関する。
従来より、土木建設作業等において、振動発生装置は、油圧ショベルのバケットに装着され、土砂の掘削、コンクリートや石等の破砕、地固め、地面の転圧等を行う際に使用されている。これらの作業を行う場合、油圧ショベルのバケットを高周波で振動させることによって掘削力を増加することができ、また、油圧ショベルのバケットを短周期で振動させることによって地固め、杭打ち、バケットからの土砂の振り落し等の作業が迅速且つ能率的に行えることも知られている。
特許文献1の振動発生装置は、油圧ショベルのバケットリンクの装着スペースに装着されている。この振動発生装置は、シリンダ孔に進退移動可能に収容された起振ピストンと、この起振ピストンを前進させるために起振ピストンの後退側に形成された前進用油室と、起振ピストンを後退させるために起振ピストンの前進側に形成された後退用油室と、起振ピストンと並列配置され且つ油圧を前進用油室と後退用油室とに交互に導くためのスプールとを備えている。
バケットを短周期で振動させることによって作業の迅速化を図ることができることから、作業能率の向上を狙いとして、振動発生装置の振動の更なる高速化が望まれている。
しかし、起振ピストンの往復動(進退移動)周期を短くする場合、切替手段に相当するスプールの往復動周期を短縮化する必要があるため、スプールの小型化や、これに伴う油路の小径化を招き、スプールの信頼性や油路の詰まり等の解決すべき新たな課題を招く虞がある。
しかし、起振ピストンの往復動(進退移動)周期を短くする場合、切替手段に相当するスプールの往復動周期を短縮化する必要があるため、スプールの小型化や、これに伴う油路の小径化を招き、スプールの信頼性や油路の詰まり等の解決すべき新たな課題を招く虞がある。
しかも、スプールの往復動周期が短くなる程、また、作動油圧を導く油路が小径になる程、起振ピストンの位置とこれを切替えるスプールの位置との同期が難しくなるため、起振ピストンとスプールとが各々進退移動用の油路が形成されていない中立状態で停止することがある。起振ピストンとスプールとが中立状態で停止した場合、両者を進退移動用油路が形成される切替位置に復帰させるための復旧作業が発生し、作業能率の低下を招く。
そこで、スプールを強制的に所定の切替位置に移動させることを目的として、振動発生装置の外壁等にスプールの前進用油室或いは後退用油室から油圧を開放するためのリリーフ弁を新たに設けることが考えられる。しかし、振動発生装置に油圧開放用リリーフ弁を新たに設ける場合には、振動発生装置が大型化し、リリーフ弁とスプールとの間にリリーフ用作動機構や油路を新設する必要が生じ、製造コストが高くなる虞がある。
そこで、スプールを強制的に所定の切替位置に移動させることを目的として、振動発生装置の外壁等にスプールの前進用油室或いは後退用油室から油圧を開放するためのリリーフ弁を新たに設けることが考えられる。しかし、振動発生装置に油圧開放用リリーフ弁を新たに設ける場合には、振動発生装置が大型化し、リリーフ弁とスプールとの間にリリーフ用作動機構や油路を新設する必要が生じ、製造コストが高くなる虞がある。
本発明の目的は、振動発生装置の高速化と製造コストの低廉化とを両立できる振動発生装置等を提供することである。
請求項1の振動発生装置は、第1シリンダ孔を有する第1シリンダハウジングと、前記第1シリンダ孔に進退移動可能に収容された第1起振ピストンと、前記第1シリンダ孔に形成され前記第1起振ピストンを前進させるための第1前進用作動室と、前記第1シリンダ孔に形成され前記第1起振ピストンを後退させるための第1後退用作動室と、高圧流体を前記第1前進用作動室と第1後退用作動室とに交互に導く切替手段とを備えた振動発生装置において、前記切替手段が、前記第1シリンダ孔に並列状に配設された第2シリンダ孔を有する第2シリンダハウジングと、前記第1起振ピストンの進退移動に追従して進退移動するように前記第2シリンダ孔に進退移動可能に収容された第2起振ピストンと、前記第2シリンダ孔に形成され前記第2起振ピストンを前進させるための第2前進用作動室と、前記第2シリンダ孔に形成され前記第2起振ピストンを後退させるための第2後退用作動室とを備え、前記第1起振ピストンと第2起振ピストンとが中立状態のとき、前記第2前進用作動室と第2後退用作動室のうち一方から高圧流体を排出可能なリリーフ手段を前記第2起振ピストン内に設けたことを特徴としている。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記第2シリンダハウジングに高圧流体の供給口と排出口とが形成され、前記排出口と第2後退用作動室とを連通する連通通路の途中部に前記リリーフ手段が配設され、前記供給口からの高圧流体が前記第1前進用作動室及び第1後退用作動室に導かれることなく前記リリーフ手段に作用したとき、前記リリーフ手段が前記連通通路を連通させることを特徴としている。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記第1起振ピストンの質量と第2起振ピストンの質量とが等しいか又は略等しいことを特徴としている。
請求項1の発明によれば、第1起振ピストンの進退移動に追従する切替手段としての第2起振ピストンの進退移動による切替動作に伴う振動を振動発生に利用しているため、第1起振ピストンのみによる振動発生周期に比べて倍の周期で振動を発生することができる。
また、リリーフ手段を第2起振ピストン内に設けるため、振動発生装置を小型化でき、作動室とリリーフ手段とを接続する油路を短縮化でき、製造コストを抑えることができる。
また、リリーフ手段を第2起振ピストン内に設けるため、振動発生装置を小型化でき、作動室とリリーフ手段とを接続する油路を短縮化でき、製造コストを抑えることができる。
請求項2の発明によれば、第1起振ピストンと第2起振ピストンとが各々進退移動用の油路が形成されない中立状態で停止したことに起因した油圧の上昇を利用してリリーフ手段を開作動できるため、別途検出装置を用いることなく、迅速に第2起振ピストンを第1起振ピストンを切替えるための切替位置に移動することができる。
また、リリーフ手段を排出口と第2後退用作動室とを連通する連通通路の途中部に配設したため、油圧の排出を最短油路で早期化でき、第2起振ピストンの切替位置への移動を短時間で行うことができる。
また、リリーフ手段を排出口と第2後退用作動室とを連通する連通通路の途中部に配設したため、油圧の排出を最短油路で早期化でき、第2起振ピストンの切替位置への移動を短時間で行うことができる。
請求項3の発明によれば、第1起振ピストンの起振力と第2起振ピストンの起振力とを等しいか又は略等しくすることができ、短周期の振動により、各種作業を迅速且つ能率的に行うことができる。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
以下の説明は、本発明を油圧ショベル1に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
以下の説明は、本発明を油圧ショベル1に適用したものを例示したものであり、本発明、その適用物、或いは、その用途を制限するものではない。
以下、本発明の実施例1について図1〜図10に基づいて説明する。
図1に示すように、油圧ショベル1は、後端部を上部旋回体(図示略)に回転可能に軸支されたブーム2と、このブーム2を傾動させる油圧式のブームシリンダ(図示略)と、ブーム2の前端部に後部が回動可能に軸支されたアーム3と、このアーム3を傾動させる油圧式のアームシリンダ4と、アーム3の先端部に連結されたバケット5と、このバケット5に装着された振動発生装置10とを備えている。
図1に示すように、油圧ショベル1は、後端部を上部旋回体(図示略)に回転可能に軸支されたブーム2と、このブーム2を傾動させる油圧式のブームシリンダ(図示略)と、ブーム2の前端部に後部が回動可能に軸支されたアーム3と、このアーム3を傾動させる油圧式のアームシリンダ4と、アーム3の先端部に連結されたバケット5と、このバケット5に装着された振動発生装置10とを備えている。
アーム3の先端部にバケット5のホルダー部5aを揺動可能に連結する連結ピン7と、バケット5を連結ピン7を中心として揺動させる油圧式のバケットシリンダ6とが設けられている。バケットシリンダ6のシリンダ本体の基端部がアーム3の上部に回転可能に連結されている。バケット5は、油圧ショベル1に着脱可能なアタッチメントであり、アーム3の前端部に連結ピン7と連結ピン8により着脱自在に連結されている。
油圧ショベル1の走行フレーム(図示略)に設置された流体ポンプ(図示略)から、ブームシリンダ、アームシリンダ4、バケットシリンダ6、振動発生装置10等に高圧流体、例えば高圧油が供給される。
油圧ショベル1の走行フレーム(図示略)に設置された流体ポンプ(図示略)から、ブームシリンダ、アームシリンダ4、バケットシリンダ6、振動発生装置10等に高圧流体、例えば高圧油が供給される。
次に、振動発生装置10について説明する。
図1に示すように、振動発生装置10は、バケット5の上端側部分、例えばホルダー部5aに着脱自在に装着されている。
図2〜図6に示すように、振動発生装置10は、第1シリンダ孔11aを有する第1シリンダハウジング11と、第1シリンダ孔11aに進退移動可能に収容された第1起振ピストン21と、第1シリンダ孔11aに並列状に配設された第2シリンダ孔12aを有する第2シリンダハウジング12と、第2シリンダ孔12aに進退移動可能に収容された第2起振ピストン22と、この第2起振ピストン22内に配設されたリリーフ機構30(リリーフ手段)等を一体的に備えている。ここで、第2シリンダハウジング12と第2起振ピストン22が、振動発生装置10の切替手段に相当している。
図1に示すように、振動発生装置10は、バケット5の上端側部分、例えばホルダー部5aに着脱自在に装着されている。
図2〜図6に示すように、振動発生装置10は、第1シリンダ孔11aを有する第1シリンダハウジング11と、第1シリンダ孔11aに進退移動可能に収容された第1起振ピストン21と、第1シリンダ孔11aに並列状に配設された第2シリンダ孔12aを有する第2シリンダハウジング12と、第2シリンダ孔12aに進退移動可能に収容された第2起振ピストン22と、この第2起振ピストン22内に配設されたリリーフ機構30(リリーフ手段)等を一体的に備えている。ここで、第2シリンダハウジング12と第2起振ピストン22が、振動発生装置10の切替手段に相当している。
第1シリンダハウジング11の内部には、前後方向に延びる略円筒状の第1シリンダ孔11aが形成され、この第1シリンダ孔11aの内部には、円柱状の第1起振ピストン21が前後方向に摺動可能に収容されている。第1シリンダ孔11aは、第1起振ピストン21により第1起振ピストン21の後側に形成された第1前進用作動室13aと、第1起振ピストン21の前側に形成された第1後退用作動室13bとに区画されている。
以下、便宜上、図中、左側を前方とし、右側を後方として説明する。
以下、便宜上、図中、左側を前方とし、右側を後方として説明する。
第1シリンダハウジング11は、上端側部分に形成され且つ第1シリンダ孔11aに連なる第1〜第4ポート15a〜15dと、下端側部分に形成され且つ第1シリンダ孔11aに連なる排出ポート15eと、この排出ポート15eと後述する排出口19とを連通する排出通路17とを備えている。第1〜第4ポート15a〜15dは、第1シリンダ孔11aの前端側部分から後端側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成されている。
排出ポート15eは、側面視にて第2ポート15bよりも前方に形成され且つ第1ポート15aに前後方向において近接した位置に形成されている。
排出ポート15eは、側面視にて第2ポート15bよりも前方に形成され且つ第1ポート15aに前後方向において近接した位置に形成されている。
第1起振ピストン21は、外周部において、前側部分から後側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成された第1〜第4環状溝21a〜21dを有し、その内部において、第1後退用作動室13bを第4環状溝21dに連通するように前後方向に延びる第1通路21sと、第1環状溝21aを第3環状溝21cに連通するように前後方向に延びる第2通路21tを有している。
第2シリンダハウジング12の内部には、前後方向に延びる略円筒状の第2シリンダ孔12aが形成され、この第2シリンダ孔21aの内部には、円柱状の第2起振ピストン22が前後方向に摺動可能に収容されている。第2シリンダ孔12aは、第2起振ピストン22により、第2起振ピストン22の途中部分外周に形成された第2前進用作動室14aと、第2起振ピストン22の前側に形成された第2後退用作動室14bと、第2起振ピストン22の後側に形成された排出用作動室14cとに区画されている。
第2シリンダハウジング12は、下端側部分に形成された第1〜第4ポート16a〜16dと、上端側部分に形成された油圧供給口18と、排出用作動室14cに連なる排出口19とを備えている。第1〜第4ポート16a〜16dは、第2シリンダ孔12aの前端側部分から後端側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成され、第1〜第4ポート15a〜15dに夫々対応するように連なっている。
第2起振ピストン22は、第1起振ピストン21と同じ金属素材で形成され、第1起振ピストン21と略同じ径と前後長とを有している。それ故、第2起振ピストン22の質量は、第1起振ピストン21と略等しい質量になるように構成されている。
第2起振ピストン22は、前半部と前半部よりも小径に形成された後半部とによって構成され、前半部の前端側部分は第2シリンダ孔12aの内周面から僅かに離隔するように小径に形成されている。この第2起振ピストン22は、前半部の後端側部分の外周部と第2シリンダ孔12aの段差部分とによって構成された供給ポート22aと、後半部の外周部において前側部分から後側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成された第1〜第3環状溝22b〜22dとを有している。供給ポート22aは、構造上、第2前進用作動室14aと常時連通状態になるように形成されている。
第2起振ピストン22は、前半部と前半部よりも小径に形成された後半部とによって構成され、前半部の前端側部分は第2シリンダ孔12aの内周面から僅かに離隔するように小径に形成されている。この第2起振ピストン22は、前半部の後端側部分の外周部と第2シリンダ孔12aの段差部分とによって構成された供給ポート22aと、後半部の外周部において前側部分から後側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成された第1〜第3環状溝22b〜22dとを有している。供給ポート22aは、構造上、第2前進用作動室14aと常時連通状態になるように形成されている。
第2起振ピストン22の内部には、第2後退用作動室14bを排出用作動室14cに連通するように前後方向に延びる第1通路22s(連通通路)と、供給ポート22aを第2環状溝22cに連通するように前後方向に延びる第2通路22tと、第1環状溝22b及び第3環状溝22dを排出用作動室14cに連通するように前後方向に延びる第3通路22uと、第1通路22sの途中部にリリーフ機構30を収容するための収容部22vとが形成されている。
リリーフ機構30は、収容部22v内において上下方向へ摺動可能に収容され、第1通路22sを開閉可能に構成されている。このリリーフ機構30は、本体部31と、この本体部31を収容部22vの底部に向かって下方向へ付勢する圧縮スプリング32とを備えている。本体部31は、円柱部31aと、この円柱部31aの下端から下方へ延びて第2起振ピストン22の途中部分外周部分(第2前進用作動室14a)に受圧可能に臨む受圧部31bを有している。円柱部31aの中段部分には、本体部31が収容部22vに対して相対的に所定高さ上昇したとき、第1通路22sを連通させるリリーフ通路31cが前後方向に延びるように形成されている。
圧縮スプリング32は、高圧油が第1前進用作動室13a又は第1後退用作動室13bの少なくとも一方に導かれているとき、円柱部31aの下端が収容部22vの底部に着座し、高圧油が第1前進用作動室13a及び第1後退用作動室13bに導かれていないとき、本体部31が収容部22vに対して相対的に所定高さ上昇してリリーフ通路31cによって第1通路22sが連通するように付勢力が設定されている。
次に、振動発生装置10の作動について説明する。
図3に示すように、第1起振ピストン21が後退位置に配置され、第2起振ピストン22が前進位置に配置された初期状態のとき、第1環状溝21aが第1ポート15aに連通すると共に第3環状溝21cが第2ポート15bに連通し、供給ポート22aが第2ポート16bに連通すると共に第2後退用作動室14bが第1ポート16aに連通する。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2ポート15b,16b、第2通路21t、第1ポート15a,16aを経て第2後退用作動室14bに導入され、第2起振ピストン22が後退移動を開始する。
尚、第1起振ピストン21は、第4環状溝21dが第3ポート15cに連通し、第1前進用作動室13aが第4ポート15dに連通している。
図3に示すように、第1起振ピストン21が後退位置に配置され、第2起振ピストン22が前進位置に配置された初期状態のとき、第1環状溝21aが第1ポート15aに連通すると共に第3環状溝21cが第2ポート15bに連通し、供給ポート22aが第2ポート16bに連通すると共に第2後退用作動室14bが第1ポート16aに連通する。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2ポート15b,16b、第2通路21t、第1ポート15a,16aを経て第2後退用作動室14bに導入され、第2起振ピストン22が後退移動を開始する。
尚、第1起振ピストン21は、第4環状溝21dが第3ポート15cに連通し、第1前進用作動室13aが第4ポート15dに連通している。
図4に示すように、第2起振ピストン22が後退移動を完了したとき、第2環状溝22cが第4ポート16dに連通し、第2後退用作動室14bが第1ポート16aに連通している。これにより、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2通路22t、第4ポート15d,16dを経て第1前進用作動室13aに導入され、第1起振ピストン21が前進移動を開始する。第1後退用作動室13bに貯留されている高圧油は、第1通路21s、第3ポート15c,16c、第1環状溝22b、第3通路22uを経て排出用作動室14cに排出される。
図5に示すように、第1起振ピストン21が前進移動を完了したとき、第2環状溝21bが第1ポート15a及び排出ポート15eに連通する。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、第2前進用作動室14aに導入され、受圧面積差によって、第2起振ピストン22が前進移動を開始する。
第2後退用作動室14bに貯留されている高圧油は、第1ポート15a,16a、第2環状溝21b、排出ポート15e、排出通路17を経て排出口19に排出される。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、第2前進用作動室14aに導入され、受圧面積差によって、第2起振ピストン22が前進移動を開始する。
第2後退用作動室14bに貯留されている高圧油は、第1ポート15a,16a、第2環状溝21b、排出ポート15e、排出通路17を経て排出口19に排出される。
図6に示すように、第2起振ピストン22が前進移動を完了したとき、第2環状溝22cが第3ポート16cに連通し、第3環状溝22dが第4ポート16dに連通する。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2通路22t、第3ポート15c,16c、第1通路21s、第1後退用作動室13bに導入され、第1起振ピストン21が後退移動を開始する。第1前進用作動室13aに貯留されている高圧油は、第4ポート15d,16d、第3環状溝22d、第3通路22uを経て排出用作動室14cに排出される。以後、この動作を繰り返して、第1起振ピストン21と、この第1起振ピストン21に追従して進退移動するように第2起振ピストン22が往復進退運動する。従って、第1起振ピストン21が所定周期で振動を発生する場合、第2起振ピストン22が第1起振ピストン21の振動発生に追従して振動を発生するため、振動発生装置10としては第1起振ピストン21の振動周期の倍の周期の振動を発生することができる。
これにより、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2通路22t、第3ポート15c,16c、第1通路21s、第1後退用作動室13bに導入され、第1起振ピストン21が後退移動を開始する。第1前進用作動室13aに貯留されている高圧油は、第4ポート15d,16d、第3環状溝22d、第3通路22uを経て排出用作動室14cに排出される。以後、この動作を繰り返して、第1起振ピストン21と、この第1起振ピストン21に追従して進退移動するように第2起振ピストン22が往復進退運動する。従って、第1起振ピストン21が所定周期で振動を発生する場合、第2起振ピストン22が第1起振ピストン21の振動発生に追従して振動を発生するため、振動発生装置10としては第1起振ピストン21の振動周期の倍の周期の振動を発生することができる。
次に、高圧油が第1前進用作動室13a及び第1後退用作動室13bに導かれていない、所謂第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とが共に進退移動用の高圧油通路を形成していない中立状態で停止したときの作動について説明する。
図7に示すように、第1起振ピストン21が前後方向中間位置に停止し、第2起振ピストン22が前後方向中間位置に停止した中立状態のとき、第2前進用作動室14aは供給ポート22aに連通しているものの、第1前進用作動室13a及び第1,第2後退用作動室13b,14bは供給口18や排出口19に連通されていない。
ここで、高圧油は、第1前進用作動室13a及び第1,第2前進用作動室13b,14bに供給されていないため、第2前進用作動室14aの内圧が流体ポンプからの高圧油の供給により昇圧され、第2前進用作動室14aに臨む受圧部31bが圧縮スプリング32の付勢力に抗して上昇を開始し、リリーフ機構30が作動してリリーフ通路31cが第1通路22sを連通する。
図7に示すように、第1起振ピストン21が前後方向中間位置に停止し、第2起振ピストン22が前後方向中間位置に停止した中立状態のとき、第2前進用作動室14aは供給ポート22aに連通しているものの、第1前進用作動室13a及び第1,第2後退用作動室13b,14bは供給口18や排出口19に連通されていない。
ここで、高圧油は、第1前進用作動室13a及び第1,第2前進用作動室13b,14bに供給されていないため、第2前進用作動室14aの内圧が流体ポンプからの高圧油の供給により昇圧され、第2前進用作動室14aに臨む受圧部31bが圧縮スプリング32の付勢力に抗して上昇を開始し、リリーフ機構30が作動してリリーフ通路31cが第1通路22sを連通する。
図8に示すように、第1通路22sとリリーフ通路31cとが連通したとき、第2後退用作動室14bに貯留されている高圧油は、第1通路22sとリリーフ通路31cとを経て排出用作動室14cに排出され、これと同期して、受圧面積差によって第2起振ピストン22が前進移動を開始する。
図9に示すように、第2起振ピストン22が前進移動を完了したとき、第2環状溝22cが第3ポート16cに連通し、第3環状溝22dが第4ポート16dに連通する。
図9に示すように、第2起振ピストン22が前進移動を完了したとき、第2環状溝22cが第3ポート16cに連通し、第3環状溝22dが第4ポート16dに連通する。
図10に示すように、供給口18から供給された高圧油が、供給ポート22a、第2通路22t、第3ポート15c,16c、第1通路21s、第1後退用作動室13bに導入され、第1起振ピストン21が後退移動を開始する。第1前進用作動室13aに貯留されている高圧油は、第4ポート15d,16d、第3環状溝22d、第3通路22uを経て排出用作動室14cに排出される。これと同期して、第2前進用作動室14aの内圧が降下するため、圧縮スプリング32が本体部31を下方に押し戻し、第1通路22sが遮断される。第1起振ピストン21が後退移動を完了したとき、振動発生装置10の初期状態復帰が完了する(図3参照)。
次に、振動発生装置10の作用・効果について説明する。
この振動発生装置10では、第1起振ピストン21の進退移動に追従する切替手段としての第2起振ピストン22の進退移動による切替動作に伴う振動を振動発生に利用しているため、第1起振ピストン21のみによる振動発生周期に比べて倍の周期で振動を発生することができる。また、リリーフ機構30を第2起振ピストン22内に設けるため、振動発生装置10を小型化でき、第2後退用作動室14bとリリーフ機構30とを接続する第1通路22sを短縮化でき、製造コストを抑えることができる。
この振動発生装置10では、第1起振ピストン21の進退移動に追従する切替手段としての第2起振ピストン22の進退移動による切替動作に伴う振動を振動発生に利用しているため、第1起振ピストン21のみによる振動発生周期に比べて倍の周期で振動を発生することができる。また、リリーフ機構30を第2起振ピストン22内に設けるため、振動発生装置10を小型化でき、第2後退用作動室14bとリリーフ機構30とを接続する第1通路22sを短縮化でき、製造コストを抑えることができる。
第2シリンダハウジング12に高圧油の供給口18と排出口19とが形成され、排出口19と第2後退用作動室14bとを連通する第1通路22sの途中部にリリーフ機構30が配設され、供給口18からの高圧油が第1前進用作動室13a及び第1後退用作動室13bに導かれることなくリリーフ機構30の受圧部31bに作用したとき、リリーフ機構30が第1通路22sを連通させる。
これにより、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とが各々進退移動用の高圧油通路が形成されない中立状態で停止したことに起因した油圧の上昇を利用してリリーフ機構30を開作動できるため、別途検出装置を用いることなく、迅速に第2起振ピストン22を第1起振ピストン21を切替えるための切替位置に移動することができる。
また、リリーフ機構30を排出口19と第2後退用作動室14bとを連通する第1通路22sの途中部に配設したため、高圧油の排出を最短油路で早期化でき、第2起振ピストン22の切替位置への移動を短時間で行うことができる。
これにより、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とが各々進退移動用の高圧油通路が形成されない中立状態で停止したことに起因した油圧の上昇を利用してリリーフ機構30を開作動できるため、別途検出装置を用いることなく、迅速に第2起振ピストン22を第1起振ピストン21を切替えるための切替位置に移動することができる。
また、リリーフ機構30を排出口19と第2後退用作動室14bとを連通する第1通路22sの途中部に配設したため、高圧油の排出を最短油路で早期化でき、第2起振ピストン22の切替位置への移動を短時間で行うことができる。
第1起振ピストン21の質量と第2起振ピストン22の質量とが等しいか又は略等しいため、第1起振ピストン21の起振力と第2起振ピストン22の起振力とを等しいか又は略等しくすることができ、短周期の振動により、各種作業を迅速且つ能率的に行うことができる。
次に、実施例2に係る振動発生装置10Aについて図11,図12に基づいて説明する。
尚、実施例1と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例1の振動発生装置10は、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とを略同じ径且つ前後長に形成したのに対し、実施例2の振動発生装置10Aでは、第2起振ピストン23の径と前後長が第1起振ピストン21の径と前後長よりも小さくなるように設定されている。
尚、実施例1と同様の部材には、同じ符号を付している。
実施例1の振動発生装置10は、第1起振ピストン21と第2起振ピストン22とを略同じ径且つ前後長に形成したのに対し、実施例2の振動発生装置10Aでは、第2起振ピストン23の径と前後長が第1起振ピストン21の径と前後長よりも小さくなるように設定されている。
図11,図12に示すように、第2起振ピストン23は、第1起振ピストン21と同じ金属素材で形成され、径と前後長が第1起振ピストン21の径と前後長よりも小さく設定され、第2起振ピストン22の質量は、第1起振ピストン21の質量の約20%に設定されている。第2起振ピストン23の質量を、少なくとも第1起振ピストン21の質量の20%以上に設定することで、第2起振ピストン23の進退移動による切替動作に伴う振動を振動発生装置10Aの振動発生に利用することができる。
第2起振ピストン23は、前半部の後端側部分の外周部と第2シリンダハウジング12Aの段差部分とによって構成された供給ポート23aと、後半部の外周部において前側部分から後側部分に亙って順に所定間隔離隔した状態で形成された第1〜第3環状溝23b〜23dとを有している。第2起振ピストン23の内部には、第2後退用作動室14bを排出用作動室14cに連通するように前後方向に延びる第1通路23sと、供給ポート23aを第2環状溝23cに連通するように前後方向に延びる第2通路23tと、第1環状溝23b及び第3環状溝23dを排出用作動室14cに連通するように前後方向に延びる第3通路23uと、第1通路23sの途中部にリリーフ機構30を収容するための収容部23vとが形成されている。
図12に示すように、第2シリンダハウジング12Aは、下端側部分に形成された第1〜第4ポート16f〜16iと、上端側部分に形成された油圧供給口18と、排出用作動室14cに連なる排出口19とを備えている。第1〜第4ポート16f〜16iが、第1シリンダハウジング11Aの第1〜第4ポート15f〜15iに夫々対応するように連なっている。
第2シリンダハウジング12Aは、第2起振ピストン23の下端部に接する面と第1シリンダハウジング11Aの外周部の上端部に接する面とが共通面になるように、第1シリンダハウジング11Aと上下方向において部分的にオーバーラップするように配設されているため、第2シリンダハウジング12Aと第1シリンダハウジング11Aとを連結する油路長を最短化することができ、小型化と高速化との両立を図ることができる。
第2シリンダハウジング12Aは、第2起振ピストン23の下端部に接する面と第1シリンダハウジング11Aの外周部の上端部に接する面とが共通面になるように、第1シリンダハウジング11Aと上下方向において部分的にオーバーラップするように配設されているため、第2シリンダハウジング12Aと第1シリンダハウジング11Aとを連結する油路長を最短化することができ、小型化と高速化との両立を図ることができる。
次に、前記実施形態を部分的に変更した変形例について説明する。
1〕前記実施形態においては、油圧ショベルのバケットシリンダ、アームシリンダ、ブームシリンダ等の流体ポンプと振動発生装置の流体ポンプとを共用した例を説明したが、専用の流体ポンプを設けても良く、また、油圧ではなく他の流体を用いても良い。
油圧ショベル以外に適用しても良く、専用のインパクタ等に用いることも可能である。
1〕前記実施形態においては、油圧ショベルのバケットシリンダ、アームシリンダ、ブームシリンダ等の流体ポンプと振動発生装置の流体ポンプとを共用した例を説明したが、専用の流体ポンプを設けても良く、また、油圧ではなく他の流体を用いても良い。
油圧ショベル以外に適用しても良く、専用のインパクタ等に用いることも可能である。
2〕前記実施形態においては、第1,第2起振ピストンが略同じ大きさで同じ質量の例、第1,第2起振ピストンが異なる大きさで異なる質量の例を説明したが、第1,第2起振ピストンを異なる大きさで同じ質量にしても良い。
この場合、図13の振動発生装置10Bに示すように、第2起振ピストンに、第2シリンダハウジング12Bの前壁部を貫通して前方に延びるウエイト部24を形成する。ウエイト部24の質量を、第1シリンダハウジング11Bの第1起振ピストンの質量と第2起振ピストンの質量との差に相当する質量に設定することで、第2起振ピストンの起振力を増加でき、各種作業を迅速且つ能率的に行うことができる。
この場合、図13の振動発生装置10Bに示すように、第2起振ピストンに、第2シリンダハウジング12Bの前壁部を貫通して前方に延びるウエイト部24を形成する。ウエイト部24の質量を、第1シリンダハウジング11Bの第1起振ピストンの質量と第2起振ピストンの質量との差に相当する質量に設定することで、第2起振ピストンの起振力を増加でき、各種作業を迅速且つ能率的に行うことができる。
3〕前記実施形態においては、第1,第2起振ピストンを同一素材で形成した例を説明したが、異なる素材を用いて形成しても良い。
4〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
4〕その他、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱することなく、前記実施形態に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。
10,10A,10B 振動発生装置
11,11A,11B 第1シリンダハウジング
11a 第1シリンダ孔
12,12A,12B 第2シリンダハウジング
12a 第2シリンダ孔
13a 第1前進用作動室
13b 第1後退用作動室
14a 第2前進用作動室
14b 第2後退用作動室
18 供給口
19 排出口
21 第1起振ピストン
22,23 第2起振ピストン
22s 第1通路
30 リリーフ機構
11,11A,11B 第1シリンダハウジング
11a 第1シリンダ孔
12,12A,12B 第2シリンダハウジング
12a 第2シリンダ孔
13a 第1前進用作動室
13b 第1後退用作動室
14a 第2前進用作動室
14b 第2後退用作動室
18 供給口
19 排出口
21 第1起振ピストン
22,23 第2起振ピストン
22s 第1通路
30 リリーフ機構
Claims (3)
- 第1シリンダ孔を有する第1シリンダハウジングと、前記第1シリンダ孔に進退移動可能に収容された第1起振ピストンと、前記第1シリンダ孔に形成され前記第1起振ピストンを前進させるための第1前進用作動室と、前記第1シリンダ孔に形成され前記第1起振ピストンを後退させるための第1後退用作動室と、高圧流体を前記第1前進用作動室と第1後退用作動室とに交互に導く切替手段とを備えた振動発生装置において、
前記切替手段が、前記第1シリンダ孔に並列状に配設された第2シリンダ孔を有する第2シリンダハウジングと、前記第1起振ピストンの進退移動に追従して進退移動するように前記第2シリンダ孔に進退移動可能に収容された第2起振ピストンと、前記第2シリンダ孔に形成され前記第2起振ピストンを前進させるための第2前進用作動室と、前記第2シリンダ孔に形成され前記第2起振ピストンを後退させるための第2後退用作動室とを備え、
前記第1起振ピストンと第2起振ピストンとが中立状態のとき、前記第2前進用作動室と第2後退用作動室のうち一方から高圧流体を排出可能なリリーフ手段を前記第2起振ピストン内に設けたことを特徴とする振動発生装置。 - 前記第2シリンダハウジングに高圧流体の供給口と排出口とが形成され、
前記排出口と第2後退用作動室とを連通する連通通路の途中部に前記リリーフ手段が配設され、
前記供給口からの高圧流体が前記第1前進用作動室及び第1後退用作動室に導かれることなく前記リリーフ手段に作用したとき、前記リリーフ手段が前記連通通路を連通させることを特徴とする請求項1に記載の振動発生装置。 - 前記第1起振ピストンの質量と第2起振ピストンの質量とが等しいか又は略等しいことを特徴とする請求項1又は2に記載の振動発生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014117543A JP2015230075A (ja) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | 振動発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2014117543A Pending JP2015230075A (ja) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | 振動発生装置 |
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Country | Link |
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-
2014
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