JP2779065B2 - 衝撃装置 - Google Patents

衝撃装置

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JP2779065B2
JP2779065B2 JP5520261A JP52026193A JP2779065B2 JP 2779065 B2 JP2779065 B2 JP 2779065B2 JP 5520261 A JP5520261 A JP 5520261A JP 52026193 A JP52026193 A JP 52026193A JP 2779065 B2 JP2779065 B2 JP 2779065B2
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piston
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • E02F3/40—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets
    • E02F3/402—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors
    • E02F3/405—Dippers; Buckets ; Grab devices, e.g. manufacturing processes for buckets, form, geometry or material of buckets with means for facilitating the loading thereof, e.g. conveyors using vibrating means

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は衝撃装置に関し、特に、衝撃バケットに関
する。
発明の背景 衝撃装置は、容易な除去のために材料を破壊または分
割するように、粉砕、掘削、採掘、および同様の試みに
用いられている。１つの普通の衝撃装置は、オッテスタ
ッド（Ottestad）に与えられた米国特許3363512号に開
示されたような衝撃ハンマーである。衝撃ハンマーは、
一般的に流体駆動型往復ピストンを有し、往復ピストン
は、材料へ挿入して破壊する先の尖った金属或いは鋤形
の器具部材に対して打ちつけられている。これらのハン
マーは手動操作可能であるが、通常、バックホウ（back
hoe）のような運搬装置のブームの終端上に設けられて
いる。これらのハンマーは、コンクリートや石のような
硬い材料への挿入に作用する。しかしながら、ハンマー
は、一般に、材料への１突き毎に小さな穴或いは開口を
形成するにすぎない。その結果、材料を効果的に破壊或
いは分割するために多くの突きが必要とされる。その
上、材料が十分に破壊された後、材料はバケットにより
除去されなければならない。バケットの使用は、バケッ
ト用に交換されるハンマー、或いはバケットに使用され
る独立の運搬装置を必要とする。これらオプションは、
動作の停止時間および動作コストを増大する。
上述したように、普通のバケットは、硬い材料の破壊
或いは分割に適した良い装置を形成していない。バケッ
トは材料に対して打ちつけ可能であるが、従来の衝撃ハ
ンマーのスピード或いは力に対抗できない。更に、バケ
ットは、通常、これらのタイプの衝撃負荷に耐えるよう
に形成されていない。バケットの挿入能力を増大するた
め、いくらかの職人は、振動を有する機構をバケットの
前歯へ取り付けている。このタイプの構造の２つの例
は、ソネルード（Sonerud）に与えられた米国特許36450
21号および西ドイツ特許2437468号に開示されている。
しかしながら、これらの装置は、硬い材料に直面した際
に僅かな効果を有している。
衝撃バケットは、衝撃ハンマーおよびバケットの２つ
の役割をはたすように特に開発されている。特に、衝撃
バケットは、それらの構造内に組み込まれた衝撃ハンマ
ーユニットを有するバケットである。ハンマーは、衝撃
器具部材として作用する可動前端部へ作動可能に接続さ
れている。このような衝撃バケットの例は、オッテスタ
ッドへ与えられた米国特許4892358号および4892359号に
開示されている。これらの器具は、効果的に挿入可能で
あり、硬い材料から小片を分割可能である。更に、器具
部材は、材料の長くされた部分を横切って素早くカット
できる長くされた部材である。衝撃バケットは、１つの
装置を用いた材料の破壊および除去の２つの前もって独
立した作動を遂行することにより、計画の完成に関係し
た時間およびコストを減少するように機能する。
それにも拘らず、バケット内に衝撃ハンマーを備える
ことは、結果的に、破壊された材料の収集のための得ら
れるバケット空間の重大な減少を生じる。これまで、よ
り多くのバケット空間を必要とする場合には、より小さ
なハンマーユニットが使用されていた。小さなハンマー
の使用は、少ない衝撃力を生じる。他方では、大きな衝
撃力のために大きなハンマーユニットが使用される場合
には、バケット空間が犠牲にされる。
更に、バケット内へのハンマーの配置は、地面に関し
て衝撃装置を強制的に配向するように配置する。図10
は、これらの形状の制限を良好に開示している。特に、
バケット１は、一対のピン２および３によりブームの終
端上に典型的に支持されている。１つのピン２（例え
ば、バケットの開口に近い方）は、バケット１の移動に
影響する力Ｆが他方のピン３を介して作用する場合、バ
ケットの移動のための枢軸として機能する。このような
作動は、バケット１に円弧状の揺動を生じ、それによ
り、地面Ｇ内に円弧状の切断線Ｃを生じる。バケット１
は、バケットコーナー４が円弧状の切断線Ｃに触れない
ように形成されなければならないことが理解できる。
ハンマー５は、衝撃ブレード６がバケット１の前リッ
プ７に沿って配置されるように、バケットの下方の領域
に配置されている。硬い地面（例えば、岩、凍った地面
等）を破壊するハンマーの有効性は、作用角度および最
適に配置された詰め込む力に起因する。作用角度Ａは、
衝撃ブレードの長手軸と、枢軸（例えば、ピン２）と衝
撃ブレードの先端との間を延びる線と、の交差により形
成された角度として形成されている。詰め込む力は、２
つのピンの間の距離L2と、枢軸と衝撃ブレードの先端と
の間の距離L1と、の間の比次第である。その結果、これ
らの要因は、より大きな衝撃装置をバケット内に使用す
る設計者の能力を制限している。
特に、より力強いハンマーの使用は、これまで、ハン
マーが一致する大きな長さを有することが必要とされて
きた。増大されたハンマーのサイズは、続いて、増大さ
れたバケットの深さを結果的に生じる。バケット深さの
増大は、バケット形状への更なる修正が無い場合に、バ
ケット１の後側のコーナー４が切断線Ｃに接触する問題
を生じる。それゆえに、大きなハンマーの使用に適応さ
せるため、バケットは、作用角度Ａが小さくなるよう
に、枢軸およびブレード先端の間の距離L1が長くされる
ように、或いはその両方により、再形成されなければな
らない。いずれの場合であっても、作用角度および／或
いは詰め込む力への結果的な変化は、地面を破壊するハ
ンマーの増大された力を相殺する。
発明の要約 この発明は、改良された衝撃および衝撃力を供給する
新規の構造を有する衝撃装置に関する。改良された衝撃
能力は、それに伴う装置の長さの重大な増大を必要とせ
ずに達成される。従って、衝撃器具は、独立して使用可
能であるが、特に、衝撃バケットへの使用に適した衝撃
ユニットを備えている。
特に、この発明は、器具部材を打つための相反ヘッド
と、流体により駆動され、ヘッドを器具部材に対向して
付勢する動力ピストンと、唯一駆動システム内へ組み入
れられ、連続する打撃の間の時間間隔を減少する緩衝ピ
ストンと、を備えている。駆動システムの構造は、ユニ
ットの長さの著しい増大を伴わずに装置の衝撃力を著し
く改良する。ピストンの調整は、閉塞されたチューブに
より達成され、チューブは、駆動ピストンおよび緩衝ピ
ストンのためのチャンバーを選択的に相互に接続する。
ピストンの調整された動きは、ガス状の要素のより速い
増大された圧搾を生じる。
この衝撃ユニットは、独立した適応性を有するが、特
に衝撃バケットへの使用に適している。特に、衝撃ユニ
ットは、略直角に構成されており、それにより、バケッ
トの深さを著しく増大することなく器具部材へ運ばれる
著しく増大された力を供給する。従って、より強力な衝
撃ユニットが、最適の作用角度およびバケットの詰め込
む力からの付随する逸脱を必要とせずに使用可能とな
る。
図面の説明 図１は、運搬装置のブーム上に取り付けられたこの発
明の衝撃バケットの斜視図。
図２および図３は、その作動における適切な位置で衝
撃バケット内に配置された衝撃ハンマーユニットの断面
図。
図４は、適切な流体ラインが除外されバケットが一点
鎖線により示されたハンマーユニットの部分断面平面
図。
図５は、衝撃ハンマーユニットの正面図。
図６は、衝撃ハンマーユニットの後面図。
図７は、衝撃バケットの側面図。
図８は、衝撃バケットの正面図。
図９は、衝撃バケットの下部領域の後面図。
図10は、使用状態の衝撃バケット形状制限を示す側面
概略図。
好適な実施例の詳細な説明 この発明によるところの衝撃ハンマーユニット10（図
１−３）は、独立して或いは衝撃ハンマーバケット12と
協力して構成可能である。衝撃ハンマーの構造の詳細お
よび作動は、衝撃バケットと協力して示される。しかし
ながら、等業者は、同じ着想が独立したハンマーユニッ
トに使用可能であることを理解している。独立して使用
されるよりもバケットに用いられるユニットにおける主
な違いは、（１）ユニットが直線的な形状に指向される
よりも好ましくは直角に曲げられ、（２）器具部材がよ
り広い部材であることである。
更に、衝撃バケットおよび衝撃ハンマーユニットは、
時には、前部、後部、底部、頂部、側部、右、左、前
方、後方等の方向を示す用語で説明される。しかしなが
ら、これらの用語は、全て比較上のものであり、図示の
ため、および付随する図面に関する説明の明快さのため
だけに用いられている。
この発明によるところの衝撃バケット12は、底壁14、
後壁16、頂壁17、および一対の側壁18、20を備え、これ
らの壁は、集合的にバケットの空洞22（図１および７−
８）を形成する。バケットの空洞は、除去される材料を
集めるシャベル部分22aと、ハンマーユニット10を包む
ハンマー部分22bと、からなる２つの部分に内壁24によ
り再分割されている（図２−３および７）。
衝撃ハンマーユニット10は、ユニットのためのハウジ
ング29を協力して形成する引き伸ばされたケーシング26
およびピストンシリンダー28を備えている（図２および
３）。ケーシング26は、バケットの底に沿って配置さ
れ、好ましくは底壁14を形成する底面および内壁24の前
方部分を形成する上面を備えている。ケーシング26は、
バケットの前端部30から後壁16へ延びた連続して段をつ
けられた開口を形成する空洞部材である。シリンダー28
は、以下により詳細に説明するように、ケーシング26の
後方部分へ取り付けられまたは流体的に接続されている
空洞部材である。
バケット12の前方端部は、衝撃ブレード32（図２−
４）により形成されている。ブレード32は、案内端部34
および基端部36を有する平らな部材である。案内端部34
は、バケットの全幅に亘って延び、器具部材の材料係合
部分を形成している。好ましい構造によると、案内端部
34は、一般に広く外側に曲ったＶ型を有し（図４）、材
料を貫通する能力を増大している。更に、一対の直立し
た翼部38（図１−９）がブレードの案内端部の両側に互
いに対向して形成され、材料をより良く分割してバケッ
ト内へ収集する。しかしながら、翼部38はユニットの作
動に不可欠なものではない。ブレード32の基端部36は、
ケーシング26内に相互に受け入れられた鉄床40へ固定的
に取り付けられている。ブレード32の中間の部分41は、
ケーシング26の前端部内の開口44内に配置された軸受シ
ート42により可動的に支持されている。軸受シート42
は、好ましくはポリエチレンから構成されるが、必要な
特性を有するあらゆるタイプの軸受とすることができ
る。好ましい構造によると、ブレードはそのサイズを減
少するために後方に向って細くなっている。その上、比
較的細い後方部分45は、鉄床40への取り付けを容易にす
るために後方に突出している。
鉄床40は、開口44に隣接してケーシング26内に形成さ
れた第１の開口48内へ相互に受け入れられている（図２
−４）。鉄床40は、前面51内の取り付け溝50、側壁52、
および後部衝撃面54を有する一般的に略長方形のブロッ
ク部材である。側壁52は第１の開口48の後端部に一致し
て係合し、鉄床40の直線的な移動を保証し、ブレードの
拘束を避ける。開口48の前方部分は、ブレードの幅を収
容するように広くなっている（図４）。取り付け溝50は
後方部分45を固定的に受ける（図２および３）。好まし
くは、鉄床40は、ケーシング26の側壁内のスロットを通
ってブレード45を伴って組立体内へスライドする。衝撃
面54は、ヘッド60からの繰り返される打撃を受けるよう
に設けられた平面である。
ヘッド60は穴62内に往復移動可能に受け入れられ、ス
リーブ78および八十は順に連続的に段を付けられた穴64
および66内に受け入れられ（以下に十分に示す）、ヘッ
ド60は、鉄床40を繰り返し打つ（図２および３）。ヘッ
ド60は、打撃面70、周辺部にある側壁72、後端部74、お
よび後端部74内に主に配置された中間空洞76を有する大
きな塊となった端部68を備えた略円柱状の部材である。
大きな塊となった端部68は、第２の段を付けられた穴62
内に一致して受け入れられるように設けられた略堅固な
部分である。打撃面70は、かなり大きな力で鉄床40の衝
撃面54を打つ隣接した平面である。
円筒状のスリーブ78、80は、ヘッド60を取り巻いてケ
ーシング26内に設けられている（図２および３）。特
に、第１のスリーブ78は、ケーシング26の第３の段を付
けられた穴64内へ一致して受け入れられている。スリー
ブイ78の前方端部82は、第２の穴62および第３の穴64の
間に形成された肩部84に対向して隣接されている。スリ
ーブ78の後方端部86は、スリーブ80の前方端部88に対向
して隣接されている。次に、第２のスリーブ80の後方端
部90は、ケーシングをその後端部で閉塞するキャップ92
に対向して隣接されている。この構造は、スリーブ78、
80をケーシング26内の固定位置内へ保持し、それによ
り、ヘッド60に対するそれらの動きを不可能にする。
スリーブ78の内側表面93は、ヘッド60の直線的な動き
を維持するようにヘッド60を一致して受け入れている。
スリーブ78は、肩部84から第３の穴64を介して第４の穴
66内へ後方に延びている。従って、スリーブ78の外側表
面94の前方部分は第３の穴64内へ一致して受け入れら
れ、その後方部分は第４の穴66を形成した壁から離間し
ている。同様に、第２のスリーブ80の前方端部88は、第
４の穴66を形成する壁から離間した減少された部分であ
る。従って、この空間は円筒状の開口98を形成してい
る。開口98は、ケーシング26に形成された流入口103に
対して流体を流通可能に連結され、流入口103を介して
圧縮されたオイルをシステム内へ供給する。オイルはポ
ンプおよび導管（図示せず）を介して供給されている。
放射状の通路105は、スリーブ78の長さ方向略中間に
形成され、開口98と内部の環状のギャップ107とを相互
に接続してる（図２および３）。ギャップ107は、スリ
ーブ78とヘッド60との間に形成されている。正しく理解
できるように、流入口103によりシステム内へフィード
された圧縮オイルは、通路105を介してギャップ107へ流
入される。そして、オイルは、ヘッド通路108によりヘ
ッド空洞77へ指向される。更に、環状の空洞300がスリ
ーブ80の内壁とヘッド60の外壁との間に形成されてい
る。空洞300は、大きな入口301を介してヘッド空洞77に
流体を流通可能に接続されている。オイル漏れを防止す
るため、スリーブ78は、前方端部82に沿ってシール109
が設けられ、Ｏリングが前方端部および後方端部86のそ
れぞれの周囲に設けられている。同様に、シール109、1
09aが第２のスリーブ80の外周上に設けられている。も
ちろん他の密閉配列を使用することもできる。
ヘッド60の内部穴76は、主に３つの略円柱状の部分11
3、115、117から成る段を付けられた形状を有してい
る。これらの部分は、ポペット（poppet）120を移動可
能に受け且つ支持するように形成されている。以下に十
分に説明するように、ポペット120は、ユニットの打撃
動作を作動するためのトリガーとして用いられている。
内部部分113は、ポペットの内部シャフト部分123を一致
して受けるように形成されている。図２および図３に示
すように、内部部分113は、ポペットの軸方向の動きを
許容するようにシャフト123を超えて延びる長さを有し
ている。ヘッド60の大きな端部68を挿通して延びる通気
孔124は、ポペットの移動を妨げないように部分113を通
気するように機能する。シール112がシャフト123と内部
部分113を形成する壁との間に設けられ、そこを通過す
るオイルの漏れを防止している。部分115および117は、
集合的にヘッド空洞77を形成している。更に、シャフト
123は、複数の離間した放射状のこぶ127を備え、こぶ12
7は中間の部分115を形成する壁に係合するように外方へ
突出している。こぶ127は、オイルの通過を妨げること
なくポペット120を軸方向に安定的に保持している。ポ
ペット120は、外側部分117内へ比較的ルーズに受け入れ
られた大きくされたヘッド部分131と本体部分129とを備
えている。
更に、ヘッド60は、スリーブ80内に一致して受け入れ
られた大きくされた後端部74を備えている。ヘッド60と
スリーブ80との間のオイルの漏出を防止するように、ヘ
ッド60の端部74の周囲にＯリング111aが巻き付けられて
いる。更に、環状の軸受135がヘッド60の周囲に設けら
れ、ヘッドの相互の動きによる摩擦抵抗を少なくしてい
る。台座137は、ヘッド空洞77の出口139でヘッド60の後
面141に沿って設けられている。台座137は、ポペット12
0のヘッド部分131に一致し且つ据え付けるように形成さ
れている。密閉配列は、ポペット120の周りのオイルの
漏れを防止する。
更に、ケーシング26は、ヘッド60の後方のオイルチャ
ンバー145を形成している。特に、オイルチャンバー145
の側部は、スリーブ80の内側表面により形成されてい
る。大きな開口部147は、スリーブ80の上面内に形成さ
れ、チャンバー145とピストンシリンダー28とを流体が
流通可能に相互に接続している。チャンバー145の後部
は、後部キャップ92により規定されている。オイルチャ
ンバー145の前端は、ヘッド60の後面141により規定され
ている。
ブロード150は、オイルチャンバー145の略中央に配置
されている（図２および３）。ブロード150は、作動前
端部153および取り付け後端部155を有する比較的細く、
長くされた円柱状の部材である。好ましい構造による
と、プローブ150は、その中へ取り付けボルト157を受け
入れる段が付けられたくぼんだ内部を有している。ボル
ト157は、キャップ92に形成された孔159内へ突き通され
て受け入れられている。作動端部153は、ポペット120に
整列され、好ましくは台座137により形成された中央開
口139内へ一致して受け入れられている。複数のノッチ1
63が端部153内に形成され、ポペットの面を横切って流
れるオイルを許容し、ポペットを開放位置へ駆動する。
図２に示すように、ヘッド60およびポペット120は、打
撃が鉄床40へ与えられたすぐ後、プローブ150から離間
されている。しかしながら、流入口103を介したオイル
の流入によりヘッドが後方に駆動されると、ポペット12
0はプローブ150に近付いて最終的に係合される（図
３）。
ケーシング26は、その後端部の上面上にピストンシリ
ンダー28の取り付けのためのボス165を形成している
（図２および３）。特に、シリンダー28は、ボス165内
に受け入れられケーシング26を超えて上方に延びてい
る。ヘッドに対して直角になるシリンダー28の配置は、
衝撃バケット内の空間を増大するのに有利である。しか
しながら、ハンマーユニット10は、ピストンシリンダー
がヘッド60に対して同軸に設けられるように指向可能で
ある。整列された構造は、独立したハンマーユニットの
作動へより適して順応する。いずれにしても、好ましい
構造において、カバープレート169がシリンダー28の上
端部171に対向して隣接している。複数の取り付けボル
ト170は、カバープレート169の角および一致するケーシ
ング26内の図示しない孔に挿通され、シリンダー28およ
びカバープレート169をケーシング26へしっかりと保持
する（図２−６）。
作動ピストン173および流出緩衝ピストン175は、ピス
トンシリンダー28内に移動可能に設けられている（図２
および３）。特に、作動ピストン173はシリンダー28の
下方の領域内で移動可能に設けられ、流出緩衝ピストン
175はシリンダー28の上方部分内に設けられている。止
め輪176がシリンダー28内に設けられ、ピストンをそれ
ぞれの側へ分割している。２つのピストン173、175は、
シリンダー28内に３つの個別のチャンバー177、179、18
1を形成している。第１のチャンバー177は、作動ピスト
ン173の下に設けられ、従って、オイリチャンバー145の
拡張である。２つのチャンバーの間に形成された中間の
チャンバー179は、窒素ガス（N2）のようなガス状の要
素で満たされている。上方のチャンバー181は、緩衝ピ
ストン175とカバープレート169との間に形成されてい
る。
ピストン173、175は、それぞれ好ましくは環状の壁18
3、185および障壁187、189とともに形成され、略カップ
型のピストンを形成している（図２）。各障壁は、中間
のチャンバー179から離れて設けられ、ピストン173、17
5の内部の空洞191、193が圧縮されたガスで満たされ、
それにより、各空洞191、193がチャンバー179の一部を
形成している。この構造によって、各ピストンは、互い
にすぐ近くに配置でき、それにより、空間上に保持す
る。図２および３に示すように、適切なシール109b、10
9cおよびＯリング111b、111cは、シリンダー28およびピ
ストン173、175の周囲に設けられ、それらの限られた領
域から外れたオイルおよびガスの望ましくない漏洩を防
止している。調整部材194は、チャンバー179内へのガス
の注入を容易にするために設けられている。
ハンマーユニットの価値を高められた作動を容易にす
るため、上方のチャンバー181は、下方のチャンバー177
に選択的に相互接続されている。特に、内側の環状の凹
所195は、作動ピストン173の略近くに、シリンダー28の
下方の部分の内面に沿って形成されている。外側の環状
の凹所197は、シリンダー28の外面の周りで内部凹所195
を取り囲んでいる。外側の凹所は、その外側をケーシン
グ26のボス165により境されている。内側および外側凹
所195、197は、複数の横孔199により流体を流通可能に
相互に接続されている。更に、外側凹所197は、ケーシ
ング26内のボス部分206を介して閉鎖されたチューブ204
（概略的に示す）に接続されている。次に、閉塞された
チューブ204は、カバープレート169内の流入口208を介
して上方のチャンバー181へ接続されている。以下に十
分に説明するように、閉塞されたチューブ204は、オイ
ルチャンバー145から上方のチャンバー181へフィードさ
れるであろう圧縮されたオイルを許容し、緩衝ピストン
175を中間のチャンバー179内のガズ状の要素内へ駆動し
ている。更に、カバープレート169は、排出口210を形成
し、上方のチャンバー181から図示しない容器へのオイ
ルの排出を容易にしている。
作動 図２は、打撃の初め（例えば、すぐ後のヘッド60が鉄
床40を打つ）におけるハンマーユニット10内の各部材の
配置を図示している。作動中、オイルは、流入口103を
介して容器から開口98へ圧縮状態で絶えず送り込まれて
いる。一度開口98へオイルが流入されると、オイルは放
射状の通路105を介してギャップ107へ流れる。オイル
は、ヘッド通路108によりギャップ107からヘッド60内の
空洞77内へ流通する。オイルは、ヘッド空洞77を流通し
てポート301を介して空洞300内へ流入する。この時点
で、空洞77内のオイルは、オイルチャンバー145内のオ
イルより高圧である。結果として、ヘッド60およびポペ
ット120は、端部キャップ92に向って一緒に移動され
る。このようなヘッド60のプローブ150へ向う移動は、
空洞300のサイズの増大を生じる。
ユニット内に用いられたオイルは、実質的には圧縮で
きない。その結果、ヘッド60が後方へ移動されると、チ
ャンバー145内のオイルは、作動ピストン173に対向して
上方に付勢される。この圧力は、作動ピストン173を中
間のチャンバー179内のガス状の要素内へ上方へ付勢す
る。この場合、流出緩衝ピストン175は、ピストン175の
更なる上方への移動を防止するように、カバープレート
169により形成された肩部212に対して押し付けられてい
る。従って、作動ピストン173の上方への移動は中間の
チャンバー179を小さくするように作用し、それによ
り、チャンバー179内のガスを圧縮する。
この工程は、障壁187がシリンダー28内の内部凹所195
の下方の端部を通過するまで続けられる。この時点で、
オイルチャンバー145内の超過オイルは、下方のチャン
バー177から内部凹所195内への流出を開始する。凹所19
5内に流入したオイルは、横孔199を通って外側凹所197
へ流れる。そして、オイルは外側凹所を巡ってボス部20
6へ流れ、そこでオイルが閉塞されたチューブ内へ流れ
る。閉塞されたチューブ204は、オイルを上方のチャン
バー181へ指向する。閉塞されたチューブ204による上方
のチャンバー181内への圧縮されたオイルのフィード
は、緩衝ピストン175の中間の空洞179内のガス状の要素
内への下方への駆動を生じる。従って、作動ピストン17
5の動きは閉塞されたチューブ204により方向転換された
オイルの流れによって遅くされるが、ガスの圧縮は緩衝
ピストン175の降下により減ずることなく続けられる。
ヘッドおよびピストンのこのような動きは、ポペット
120がプローブ150に対向して隣接するまで続く（図
３）。この時点で、ピストン173、175の最も近い端部21
4、216は、互いに密接に配置されている。ヘッド60が入
って来るオイルにより後方へ駆動され続けると、プロー
ブ150は、ポペット120を台座137から離すように作用す
る。部分113内へのポペット120の更なる移動は、オイル
の利用できる容積を急激に増大し、打撃動作を誘因する
十分な圧力解放を生じる。特に、オイル内の圧力解放
は、ガスの素早い拡張を許容し、作動ピストン173を係
止部217に向って下方に付勢する。同時に、緩衝ピスト
ン175は、カバープレート169内の肩部212に対向して上
方へ付勢される。緩衝ピストン175のこのような動き
は、閉塞されたチューブ204が作動ピストン173の下降に
より素早く閉塞されることにより、拡張ガスにより生じ
た爆発性の力を遅らせるための小さな抵抗を生じる。結
果として、緩衝ピストン175による抵抗力が失われる。
更に、上方のチャンバー内のオイルは、排出口210を介
して容器へ排出されている。並外れた作動スピードのた
め、容器への断続的な排出を許容するように、排出口は
常に開放されている。
作動ピストン173の下方への移動は、オイルをヘッド6
0に対して付勢し、それにより、ヘッド60が鉄床40に向
って前方に付勢される。そして、ヘッド60の打撃面70が
鉄床40の衝撃面54に対して大きな力を伴って打ち付けら
れる。鉄床は、ブレード32を介して力を伝達し、破壊さ
れるであろう材料に衝撃を与える。衝撃が与えられた材
料に対するブレード32の力は、鉄床40を第１の開口48の
前壁218から離れた位置に保持する。ヘッド60の前方へ
の移動は、オイルチャンバー145をオイルで再び満たす
ように機能し（例えば、閉塞されたチューブ204を介し
て失われるオイルの置き換え）、オイルは、ヘッドが鉄
床40に向って駆動される場合、空洞300から流入口301を
介して付勢される。
打撃動作の間中、オイルは、容器から開口98内へ継続
的に送り込まれている。開口98から送り込まれたオイル
は、通路105、ギャップ107、ヘッド通路108を介して空
洞77内へ流通する。チャンバー145内の圧力が鉄床40へ
の打撃に費やされることから、空洞77内の高圧は、ポペ
ット120を台座137に対して移動し、他のサイクルのため
にヘッド60をプローブ150に向って再移動を開始する。
1000フィートポンドの能力を有するこのような構造に
おいて、１分間当り約560回の打撃が可能であると考え
られている。これは、今まで到達できた値を超える約35
％の増大を示すものである。その上、加えられた打撃に
伴う力は、同等のサイズの従来のユニットを超えて増大
されたと考えられている。
尚、この発明は、上述した実施例に限定されるもので
はなく、請求の範囲に限定された発明の範囲を超えるこ
となく変更可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B25D 9/14 E02F 3/40

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】衝撃が与えられるであろう部材に係合する
    ように設けられた器具部材と、 各往復運動により上記器具部材を打つ往復ヘッドと、 流体が満たされた第１のチャンバーであって、上記ヘッ
    ドの上記往復運動により上記流体を上記第１のチャンバ
    ー内で移動するように、上記往復ヘッドの一側に配置さ
    れた第１のチャンバーと、 上記チャンバーの一側に配置され、上記チャンバー内の
    上記流体の上記移動により移動される第１のピストン
    と、 移動可能な第２のピストンと、 ガス状の要素が満たされた第２のチャンバーであって、
    上記第１および第２のピストンに連結され、上記第１お
    よび第２のピストンの移動に起因した種々の容積を有す
    る第２のチャンバーと、 上記流体が充填可能で上記第２のピストンの一側に配置
    された第３のチャンバーと、 上記第１および第２のピストンが上記第２のチャンバー
    内の上記ガス状の要素を圧縮するためにそれぞれ移動可
    能となるように、上記第１のチャンバーと上記第３のチ
    ャンバーとを相互に接続する導管と、 上記ヘッドを上記器具部材に対向して駆動するように上
    記ガスの拡張を始める作動装置と、 を備えていることを特徴とする衝撃装置。
  2. 【請求項２】上記導管は、上記第１のチャンバー内の上
    記流体の一部分が上記第３のチャンバー内へ選択的に指
    向され、上記第１および第２のピストンの調整された動
    きを供給するように、上記第１および第３のチャンバー
    を選択的に相互に接続することを特徴とする請求項１に
    記載の衝撃装置。
  3. 【請求項３】上記導管は、上記ガス状の要素を圧縮する
    上記第１のピストンの初めの動きの後、上記第１および
    第３のチャンバーを相互に接続することを特徴とする請
    求項２に記載の衝撃装置。
  4. 【請求項４】上記第１のピストンの上記始めの動きは、
    上記ヘッドの上記第１のチャンバー内への上記動きによ
    り引き起こされていることを特徴とする請求項３に記載
    の衝撃装置。
  5. 【請求項５】上記流体は、実質的に圧縮不可能であるこ
    とを特徴とする請求項４に記載の衝撃装置。
  6. 【請求項６】上記作動装置は、上記ヘッドが上記第１の
    チャンバー内へ移動する際に上記ヘッドと相互作用する
    上記第１のチャンバー内に配置されたプローブを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の衝撃装置。
  7. 【請求項７】上記ヘッドは、閉塞位置と開放位置との間
    を移動可能なポペットを更に備え、そこで、上記プロー
    ブは、選択的に係合し、上記ヘッドが上記第１のチャン
    バー内へ移動されて上記ガスの上記拡張を開始する際
    に、上記ポペットを上記開放位置へ移動することを特徴
    とする請求項６に記載の衝撃装置。
  8. 【請求項８】衝撃が与えられるであろう部材に係合する
    ように設けられた器具部材と、 上記器具部材を周期的に打つように移動し、後退および
    前進する方向へ移動可能である可動ヘッドと、 ガス状の要素で満たされた空間と、 上記ヘッドおよび上記空間に連結された複数のピストン
    を有し、上記各ピストンは、上記ヘッドの上記後退する
    方向への移動に従って上記ガス状の要素を圧縮するよう
    に選択的に移動されるピストンユニットと、 上記ガス状の要素の拡張を引き起こし、上記器具部材を
    打つように上記ヘッドを上記前進する方向へ駆動する作
    動装置と、 を備えていることを特徴とする衝撃装置。
  9. 【請求項９】実質的に圧縮不能な流体で満たされた少な
    くとも１つの開口を形成するハウジングを更に備え、そ
    こで、上記ヘッドおよび上記ピストンは、上記流体に作
    用的に関連され、上記流体の動きが上記ヘッドおよび上
    記ピストンの移動を引き起こすことを特徴とする請求項
    ８に記載の衝撃装置。
  10. 【請求項１０】上記ヘッドは、閉塞位置と開放位置との
    間を移動可能なポペットを有し、上記作動装置は、上記
    ポペットと共働するプローブを有し、上記プローブは、
    上記ガス状の要素の拡張を開始するように上記ヘッドを
    選択的に開放することを特徴とする請求項９に記載の衝
    撃装置。
  11. 【請求項１１】上記ヘッドおよび上記ピストンの一方
    は、上記ヘッドが上記後退する方向へ移動された場合に
    上記一方のピストンが上記ガス状の要素を圧縮するよう
    に移動されるように、共働されていることを特徴とする
    請求項９に記載の衝撃装置。
  12. 【請求項１２】上記ピストンの他方は、上記一方のピス
    トンが上記ガス状の要素を圧縮するように移動された後
    に上記他方のピストンが上記ガス状の要素を圧縮するよ
    うに移動されるように、上記一方のピストンと共働され
    ていることを特徴とする請求項11に記載の衝撃装置。
  13. 【請求項１３】上記一方のピストンの一側から上記他方
    のピストンの一側へ上記流体を選択的に指向するように
    導管が設けられ、上記他方のピストンの上記移動を達成
    することを特徴とする請求項12に記載の衝撃装置。
  14. 【請求項１４】空洞および開放前端部を集合的に形成す
    る底壁、一対の側壁、および後壁と、上記前端部の少な
    くとも一部分に沿った材料へ連続した衝撃を与えるため
    の衝撃ユニットと、を有する衝撃バケットにおいて、 上記衝撃ユニットは、 上記材料に衝撃を与えるために上記前端部を超えて延び
    た器具部材と、 各往復運動の際に上記器具部材を打つために上記バケッ
    トの上記壁の１つに沿って設けられた往復ヘッドと、 実質的に圧縮不能な流体が満たされた第１のチャンバー
    であって、上記ヘッドの往復運動が上記流体を上記第１
    のチャンバー内で移動するように、上記往復ヘッドの一
    側に配置された第１のチャンバーと、 上記ヘッドの上記往復運動により引き起こされた上記流
    体の上記移動が上記第１のピストンの移動を引き起こす
    ように、上記ヘッドにより占有された上記側部以外の上
    記チャンバーの他の側部に設けられた移動可能な第１の
    ピストンと、 移動可能な第２のピストンと、 圧縮可能なガス状の要素で満たされた第２のチャンバー
    であって、上記第２のチャンバーが上記第１および第２
    のピストンの移動に起因して種々の容積を有するよう
    に、上記第１および第２のピストンの間に形成されてい
    る第２のチャンバーと、 上記流体を充填可能な第３のチャンバーであって、上記
    第２のチャンバーと反対の上記第２のピストンの一側に
    設けられている第３のチャンバーと、 上記第１および第２のピストンが上記第２のチャンバー
    内の上記ガス状の要素を圧縮するためにそれぞれ選択的
    に移動可能であるように、上記第１のチャンバーと上記
    第３のチャンバーとを選択的に相互接続する導管と、 上記ヘッドを上記器具部材に対向して駆動するように上
    記ガスの拡張を開始する作動装置と、 を備えていることを特徴とする衝撃バケット。
  15. 【請求項１５】上記第１および第２のピストンは、上記
    第２のチャンバーの一部分を形成するように上記ガス状
    の要素で満たされた空洞の内側をそれぞれ形成している
    ことを特徴とする請求項14に記載の衝撃バケット。
  16. 【請求項１６】上記作動装置は、ヘッドが上記第１のチ
    ャンバー内へ移動する際に上記ヘッドと相互作用するよ
    うに上記第１のチャンバー内に設けられたプローブを備
    えていることを特徴とする請求項14に記載の衝撃バケッ
    ト。
  17. 【請求項１７】上記ヘッドは、閉塞位置と開放位置との
    間を移動可能なポペットを更に備え、そこで、上記プロ
    ーブは、選択的に係合し、上記ヘッドが上記第１のチャ
    ンバー内へ移動されて上記ガスの上記拡張を開始する際
    に、上記ポペットを上記開放位置へ移動することを特徴
    とする請求項16に記載の衝撃バケット。
  18. 【請求項１８】上記ヘッドは、一般に上記底壁に沿って
    設けられ、上記第１および第２のピストンは、一般に上
    記後壁に沿って設けられていることを特徴とする請求項
    14に記載の衝撃バケット。
  19. 【請求項１９】空洞および前端部を集合的に形成する底
    壁、一対の側壁、および後壁を備えたバケット構造と、 上記前端部部材に沿った材料へ連続した衝撃を与えるた
    めの衝撃ユニットと、 を備えた衝撃バケットにおいて、 上記衝撃ユニットは、 衝撃が与えられるであろう上記材料に係合するように設
    けられた器具部材と、 上記器具部材を打つように周期的に移動し、後退および
    前進する方向へ移動可能である可動ヘッドと、 ガス状の要素で満たされた空間と、 上記ヘッドおよび上記空間に連結された複数のピストン
    を有し、上記各ピストンは、上記ヘッドの上記後退する
    方向への移動に従って上記ガス状の要素を圧縮するよう
    に選択的に移動されるピストンユニットと、 上記ガス状の要素の拡張を引き起こし、上記器具部材を
    打つように上記ヘッドを上記前進する方向へ駆動する作
    動装置と、 を備えていることを特徴とする衝撃バケット。
  20. 【請求項２０】上記衝撃ユニットは、実質的に圧縮不能
    な流体で満たされた少なくとも１つの開口を形成するハ
    ウジングを更に備え、そこで、上記ヘッドおよび上記ピ
    ストンは、上記流体に作用的に関連され、上記流体の動
    きが上記ヘッドおよび上記ピストンの移動を引き起こす
    ことを特徴とする請求項19に記載の衝撃バケット。
  21. 【請求項２１】上記ヘッドは、閉塞位置と開放位置との
    間を移動可能なポペットを有し、上記作動装置は、上記
    ポペットと共働するプローブを有し、上記プローブは、
    上記ガス状の要素の拡張を開始するように上記ヘッドを
    選択的に開放することを特徴とする請求項20に記載の衝
    撃バケット。
  22. 【請求項２２】上記ヘッドおよび上記ピストンの一方
    は、上記ヘッドが上記後退する方向へ移動された場合に
    上記一方のピストンが上記ガス状の要素を圧縮するため
    に移動されるように共働され、上記ピストンの他方は、
    上記一方のピストンが上記ガス状の要素を少なくとも部
    分的に圧縮するように移動された後に上記他方のピスト
    ンが上記ガス状の要素を圧縮するために移動されるよう
    に、上記一方のピストンと共働されていることを特徴と
    する請求項20に記載の衝撃バケット。
  23. 【請求項２３】上記第１および第２のピストンは、上記
    ガス状の要素で満たされた上記空間の一部分を形成する
    ように、上記ガス状の要素で満たされた空洞の内側をそ
    れぞれ形成していることを特徴とする請求項19に記載の
    衝撃バケット。
  24. 【請求項２４】上記ヘッドは、一般に上記底壁に沿って
    設けられ、上記ピストンユニットは、一般に上記後壁に
    沿って設けられていることを特徴とする請求項19に記載
    の衝撃バケット。
  25. 【請求項２５】空洞および開放前部を集合的に形成する
    底壁、一対の側壁、および後壁を有するバケット構造
    と、 流体駆動衝撃ユニットと、 を備えた衝撃バケットにおいて、 上記流体駆動衝撃ユニットは、 衝撃が与えられるであろう部材に係合する上記バケット
    構造の上記前端部に沿って延びる器具部材と、 上記器具部材を打つために周期的に移動し、一般に上記
    後壁と上記器具部材との間の上記底壁に沿って移動する
    ように設けられている往復ヘッドと、 上記バケット構造の上記後壁に略沿って延びるように、
    上記ヘッドに対して横に配置されたピストンシリンダー
    と、 上記シリンダーを流体が満たされた少なくとも１つのチ
    ャンバーとガスが満たされた少なくとも１つのチャンバ
    ーとに分割する上記シリンダー内の少なくとも１つのピ
    ストンであって、十分な流体圧力の下で上記ガスを圧縮
    するように移動可能であり、上記ガスの拡張により及ぼ
    された力の下で上記器具部材を打つために上記ヘッドを
    駆動するように移動可能である少なくとも１つのピスト
    ンと、 上記ガスの上記拡張を開始する作動装置と、 を備えていることを特徴とする衝撃バケット。
  26. 【請求項２６】上記シリンダー内に複数のピストンを更
    に備え、そこで上記各ピストンが上記ガスを圧縮するよ
    うにそれぞれ移動可能であることを特徴とする請求項25
    に記載の衝撃バケット。
  27. 【請求項２７】上記各ピストンは、上記ガスで満たされ
    た空洞の内側をそれぞれ有し、それにより、上記ガスが
    満たされたチャンバーを部分的に形成することを特徴と
    する請求項26に記載の衝撃バケット。
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