JP4551927B2 - 掘削機用油圧式ブレーカのピストン及びロッド装置 - Google Patents

Description

本発明は、掘削機用油圧式ブレーカのピストン及びロッド構造に係り、より詳細には油圧式ブレーカから発生する打音がピストン及びロッドの内部の吸収体によって吸収減衰されるようにすることで、都市で油圧式ブレーカを用いて道路や建物などを取り壊す時、建物周辺に居住する人々に騒音公害を与えないようにし、特に吸収体には、騒音減衰性能に支障をきたさないながらも、その重さが調節できる装置を用意して、掘削機の性能によるピストンの重さ及び打撃力の調節をするための掘削機用油圧式ブレーカのピストン及びロッド構造に関するものである。

一般に油圧式ブレーカとは、掘削機に取り付けられて使用されるものであり、岩石、コンクリートや他の比較的硬い材料を破砕するための掘削機又は他の基本的な機械に使用される。

油圧式ブレーカは、油圧で作動するシリンダーとピストンで構成され、シリンダーの前方には対象物を壊す時に使用されるロッドが取り付けられる。油圧の衝撃によりピストンが往復移動するとロッドの上部が打撃される。ピストンが動くと同時に、ロッドが材料を押し破砕し、これによりロッドはストロークの衝撃及び圧力で対象物を貫通し、対象物を破砕する。

しかし、油圧式ブレーカが作動する間、ピストンがロッドを打撃する打音と、ロッドが対象物を破壊する時に破壊騒音などが発生するが、それらの騒音は非常にうるさいというのは経験として分かっている。

特に都市部での建物を壊す時及び道路を掘返す時に発生する騒音によりトラブルが生ずる。その時は工事を中断し他の方法で工事をするか又は工事する時間を減らすしかないので工事期間が延長されるなどの問題があった。

日本特許英文抄録第３０５９０１６号には、油圧式ブレーカの騒音を減衰させる構造が開示されている。しかし、シリンダー全体を防音材で囲み、シリンダー内部から発生する作動熱が外部に放熱されにくくなるため、シリンダー内部のオイルが炭化され消耗されやすいのでオイル不足となり、シリンダーの寿命が低下する。そして、シリンダーを囲むブラケットは分解可能な構造ではないので、シリンダー内部のロッドとピンなどの点検、又は交換に不利である。特に防音材がシリンダーの外壁に堅く付着されているので引き離すのが難しいなどの問題がある。またシリンダーを必要以上に囲む構成であるので防音材が無駄に使われるし、ブラケットも大きくなるので費用が上昇するし、油圧式ブレーカの全体の重量も重くなり取り扱いが難しくなるなどの問題がある。

本発明者によって登録されたＲ.Ｏ.Ｋ特許第４３５８２７号は、このような点を勘案して、岩石、コンクリート、建物の取り壊し及び他の硬い材料の破砕時、使用する油圧式ブレーカの騒音発生部の全体を囲んで密閉した後、その内部に充填材を注入させ密封することによって、ピストンがロッドを打撃する時発生する打音を充填材が吸収消滅し遮音して騒音の減衰を図る油圧式ブレーカである。

本発明は、登録特許の改良に関するものであり、本発明の目的はピストンがロッドを打撃する時に発生する打音がピストン及びロッドの内部の吸収体によって吸収消滅される時、振動及び振動音が外部に漏れないようにすることで、騒音の根源であるピストンとロッドからの騒音を減衰し、また吸収体には、騒音減衰性能に支障をきたさないながらもピストンの重さが調節できる手段が備えられ、掘削機の性能によるピストンの重さ及び打撃力の調節を可能にする掘削機用油圧式ブレーカのピストン及びロッド構造を提供することである。

上記目的を果たすために本発明は、シリンダーのピストンがロッドを打撃して掘削する掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造において、ピストン内部に空間部が形成され、空間部には、比重がピストンよりも重い材質で相対的に低い硬度を有する打音吸収体を内蔵することで、打撃による振動と衝撃を吸収し、シリンダーのエコーを抑制して騒音の減衰を図る構成である。

本発明によると、建設現場で使用する油圧または空圧式油圧式ブレーカの騒音発生部の全体を囲んだ後、ピストン及びロッド内部に打音吸収体を内蔵させ、打音が吸収減衰されるようにすることで、ピストンとロッドの打音または取り壊す時に発生する破砕騒音などが全体的に減衰されるので、騒音公害によるトラブルも減らすことができるし、騒音が減衰されて都市でも昼間の工事ができるので工事の期間を短縮することもできるなどの效果がある。

本発明はピストンの打音吸収体の重さが容易に調節できる吸収体調節手段がさらに備えられ、これによって掘削機の性能、又はピストンを作動させる作動流量の変化に能動的に対処することができ、ピストンの往復運動と掘削力が低下せず、騒音が減衰されるという效果もある。

図１は本発明に係る油圧式ブレーカの斜視図であり、図２は本発明に係る油圧式ブレーカの分離断面図である。本発明の油圧式ブレーカは油圧、又は空圧によって作動するシリンダー１とピストン２が備えられ、シリンダー１の前方にはピストン２によって打撃されるロッド３が備えられる。ロッド３は、先鋭になって岩石、コンクリート、建物や他の硬い材料を解体又は取り壊すのに容易になっている。

そして、シリンダー１の前方と後方には掘削機のアームと連結するためのブラケット４が備えられ、ブラケット４とシリンダー１はシリンダー固定板５を間に置いて多数のサイドボルト１４で締結固定されている。

本発明は、シリンダー１の騒音発生部を囲んで密閉するための密閉手段８と、騒音の吸音及び遮音するための防音手段９が備えられている。

密閉手段８は、シリンダー１の左側面と右側面の両側を囲む側板１１、シリンダー１の上部を囲む上板１２、及びシリンダー１の下部を囲む底板１３からなり、側板１１と上板１２は共に直交する。そして、側板１１の下端と底板１３の外周面が接し、側板１１の前面と後面はブラケット４の内側面と接するように構成される。

シリンダー１の外周面は側板１１と上板１２及び底板によって囲まれ、その前部、後方はブラケット４によって囲まれ四方が密閉される。そして、側板１１はシリンダー固定板５と接した状態で、ボルト１８によって締結固定される。

防音手段９は密閉手段８によって囲まれるシリンダー１の外周縁を密封するために吸音板１６が使用される。吸音板１６は比重が鉄より重いゴム材で多孔性になって吸音性を有する。

吸音板１６は約１０mm前後の厚さを有し、複数を重ねて密閉手段８とシリンダー１の間の空間が完全に埋めるようにしておく。それによって、シリンダー１から発生する騒音が吸音板１６で吸音されるか又は密閉手段８と衝突し、防音されるので騒音が効果的に減る。

ロッド３はシリンダー１から離脱しないようにピン６とシャンク７で連結されているので、騒音がシャンク６の表面を通してシリンダー１の外部に漏れても密閉手段８と防音手段９で吸音及び防音される。

そして、シリンダー１の下端にはロッド３を囲む補助カバー１５が備えられる。補助カバーは底板を貫通してロッド３を指示し、その内部にはシールのためのパッキングと吸音のための吸音板が積層具備される。それによって、ロッド３を通してシリンダー１の外部に漏洩する騒音が補助カバー１５で濾過されて減衰される。

図３及び図４は、本発明ピストンの構造を示すものであり、図示したようにピストン２内部に空間部１７ａが形成され、空間部１７ａにはこの空間部１７ａを完全に埋められる大きさの打音吸収体が内蔵される。打音吸収体１７は比重がピストンの鉄より重くて、硬度は相対的に低い鉛、錫及び銅のような材料からなるので打撃される時の振動や騒音が相殺される。そして、ピストン２をさらに重くするので、ロッド３の打撃時の打撃性能が向上する。

ピストン２とシリンダー１は０.２５mmの間隔を置いて流体膜が形成されるので、ピストン２から発生する打音が油膜を通して漏れるのは当然なことである。したがって、ピストン２がロッド３を打撃する時に発生する打音が油圧式ブレーカから発生する主騒音発生源である。

本発明は、ピストン２内部に打音吸収体１７を内蔵させたので、ピストン２がロッド３を打撃する時に発生する打音を吸収体１７で吸収消滅させ、振動やエコーが発生しないので流体膜を通してシリンダー１への騒音漏れ及びエコー現象が減少する。そして、吸収体１７はナット機能を持つ栓１７ｂをピストン２の上部に締結してこれを固定する。

符号１０は、シリンダー固定板５とブラケット４の間に内蔵される緩衝性ゴム材パッド、１９はブラケット４を掘削機に取り付けるためのピンである。

このように構成された本発明は、図３及び図４のように組み立てられる。ピストン２の空間部１７ａに打音吸収体１７を圧入して吸収体１７と空間部１７ａの間に間隔が全くないようにする。間隔が発生されるとその部分が共鳴器のようになり、吸収体１７及びピストン２の一部が破れて破損されるので注意して吸収体１７とピストン２とを組立てるべきである。そして、空間部１７ａの下端は凹む円弧型になるように角をなくす処理をして、打音が片方に寄る事がないようにすべきである。吸収体１７は栓１７ｂを通してピストン２内部に密封固定され吸収体１７とピストン２が一体になっている。

本発明は、ブラケット４とシリンダー固定板５の間に緩衝性を持つゴムパッド１０にサイドボルト１４を使用して締結すると、シリンダー１がブラケット４に固定される。そして、シリンダー１の外周面を覆うように前、後方のブラケット４の間に吸音板１６を積層した後、側板１１に挟んでボルト１８をシリンダー固定板５に締結させると、側板１１と吸音板１６によってシリンダー１の開放された左側面と右側面が囲まれる。この際、側板１１の上部に上板１２が一体になるのでシリンダー１の騒音発生部が下部を除いて囲まれる。

底板１３をシリンダー１の下部に挟んで底板１３の外周面が側板１１とブラケット４の内側面と当接するようにした後、補助カバー１５をロッド３に挟んで底板１３に固定させるとシリンダー１の騒音発生部の全体が囲まれて密閉組み立てされる。

油圧式ブレーカが作動するとピストン２が往復移動されながら、ロッド３を打撃するので打音が発生する。この際、発生する打音はピストン２に内蔵された打音吸収体１７によって殆ど吸収されるので、（Ｒ.Ｏ.Ｋ環境部の生活騒音規制値である）７０ｄＢ以下の低い騒音のみが発生する。そして、残り騒音はロッド３を固定させるピン６の外周面を通して漏れるようになるが、この際吸音板１６で吸音及び防音され、側板１１、上板１２及び底板１３で遮音されるので、結局騒音が全体的に減少する。

そして、ロッド３から漏れる騒音も補助カバー１５の吸音板とパッキングによって吸音され減衰されるので油圧式ブレーカの打撃騒音を減らすことができる。

図５は本発明油圧式ブレーカピストンの別の実施例を示す断面図である。本発明の別の実施例はピストン２に内蔵される打音吸収体１７には、騒音減衰性能に支障をきたさないながらもその重さが調節できる吸収体調節手段を具備する。吸収体調節手段は掘削機の性能によるピストン２の重さ及び打撃力の調節を容易にしたものであって、大型掘削機の場合ピストンを作動させる作動油圧の力が大きのでピストンの重さが変化しても無理なくピストンを作動させることができるが、小型掘削機の場合ピストンの重さの変化により、ピストンの往復効率が変化するので油圧式ブレーカの性能を充分に発揮することができない。

それで、油圧式ブレーカのピストンがロッドを打撃する打撃力には大きい変化がないながら、騒音を減らすようにピストンに内蔵される打音吸収体１７の重さを調節することができる吸収体調節手段１９を具備する。

本発明の吸収体調節手段１９には、吸収体１７の重さを減らすために穴の内部を垂直に貫通するパイプ１９ａが内蔵される。そして、パイプ１９ａの内部には共鳴現象を減らす吸音材１９ｂが充填される。吸音材１９ｂは混合ゴム及びウレタンで構成されて比重がピストン２と吸収体１７の中間の物を使えば良い。

このように構成された本発明の実施形態の別の例は、ピストンより重い吸収体の内部を垂直に貫通しピストンの重さを減らすので、掘削機の性能及びピストンを作動させるのに必要な油流量の変化に能動的に対処することができ、ピストンの往復力の低下を防ぐことができる。

本発明は、吸収体１７の内部を中空状にしたので、共鳴現象が発生する理由による代わりに振動がさらに増加する。これを解消するために吸収体１７の穴の貫通部に吸収体調節手段１９である吸音材１９ｂを充填し、共鳴現象がなくなり振動及び騒音の伝播を防止することができる。

図６は本発明に係る油圧式ブレーカピストンの別の実施例を示す断面図であり、図５の別の実施例と同一の構成である。ただ、吸収体調節手段１９に充填される内容物には差がある。吸収体調節手段１９に充填される内容物は防振性を有する防振材１９ｃである。

防振材１９ｃとしては砂と鉄粉の粒子、グリースなどの流体が使用され、これら防振材は、ピストンがロッドを打撃する時に発生する振動を抑制する。

図７は本発明に係る油圧式ブレーカロッドの断面図であり、本発明のピストン構造と同一の原理である。ただ、ピストンがロッドを打撃する時に発生する衝撃でロッドの上端が破損されるのを防止するための装置、またロッドの下端のチップを補強するための装置が追加される。

本発明のロッド３は内部に打音吸収体３ｂを内蔵するための空間部３ａが形成され、打音吸収体３ｂには、比重がロッドよりも重い材質でより相対的に低い硬度を有する鉛、錫及び銅からなるので、ピストン２がロッドを打撃する時、振動やエコーが相殺される。

そして、ロッド３の上端にはキャップ３ｃを被せている。キャップ３ｃはロッドとの結合部がテーパー型として傾いているので、キャップ３ｃとロッド３の中心が正確に一致するし、これは熱挿入(heａt insertion)または溶接などで結合される。

ロッド３の下端には耐磨耗性及び強度がロッド３より相対的に大きい合金鋼のチップ３ｄが備えられる。チップ３ｄもロッドとの結合部がテーパー型として傾いているし、熱挿入(heat insertion)または溶接などで結合される。

このように構成された本発明のロッドは吸収体３ｂが内蔵されるので、ピストン２がロッドを打撃する時に発生する打音及び振動エコーが吸収体で相殺される。特にピストン２にも吸収体１７が内蔵されるので、これら吸収体１７、３ｂの相互作用によって打音がさらに減少する効果もあり、ロッド３の上端にはピストン２の打撃によるロッドの破損を防止するキャップ３ｃが形成されるので製品の信頼性が向上する。そして、ロッド３の下端には取替え式チップ３ｄが形成されるので、チップさえ取替れるとロッドをずっと使用することができるのでロッドの 取替えによって費用の低減もできる。

本発明に係る油圧式ブレーカの斜視図。 本発明に係る油圧式ブレーカの分離斜視図。 本発明に係る油圧式ブレーカの正面断面図。 本発明に係る油圧式ブレーカのピストン断面図。 本発明に係るピストンの別の実施例を示す断面図。 本発明に係るピストンのさらに別の実施例を示す断面図。 本発明に係る油圧式ブレーカロッドの断面図。

符号の説明

１シリンダー
２ピストン
３ロッド
３ａ空間部
３ｂ打音吸収体
３ｃキャップ
３ｄチップ
４ブラケット
５シリンダー固定板
８密閉手段
９騒音減衰手段
１０パッド
１１側板
１２上板
１３底板
１４ボルト
１５補助カバー
１６吸音板
１７打音吸収体
１７ａ空間部
１７ｂ栓
１９吸収体調節手段
１９ａパイプ
１９ｂ吸音材
１９ｃ防振材

Claims (4)

1. シリンダー(１)のピストン(２)がロッド(３)を打撃して掘削する掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造において、
   ピストン(２)内部に空間部が形成され、
   空間部には、ピストン(２)よりも重い材質で相対的に低い硬度を有する打音吸収体(１７)を内蔵することで、打撃による振動と衝撃を吸収し、シリンダー(１)のエコーを抑制して騒音の減衰を図ることを特徴とする掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造であって、打音吸収体（１７）には、パイプ(１９ａ)及び吸音材(１９ｂ)または防振材(１９ｃ)からなる吸収体調節手段(１９)が内蔵され、吸収体調節手段(１９)には、打音吸収体(１７)を穴の空間部へ貫通するパイプ(１９ａ)が備えられ、パイプ(１９ａ)には、共鳴によるエコー騒音を減らす吸音材(１９ｂ)、または共鳴による振動を防止する防振材(１９ｃ)のどちらか一方が充填されることを特徴とする掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造。
2. 打音吸収体(１７)は鉛または錫からなることを特徴とする請求項１に記載の掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造。
3. シリンダー(１)のピストン(２)がロッド(３)を打撃して掘削する掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造において、
   ロッド(３)内部に空間部が形成され、
   空間部には、ロッド材よりも重い材質で相対的に低い硬度を有する打音吸収体(３ｂ)を内蔵し、振動と衝撃を吸収し、打音に続くシリンダー(１)のエコーを抑制して騒音の減衰を図ることを特徴とする請求項１又は２記載の掘削機用油圧式ブレーカのピストン構造。
4. ロッド(３)の上端には、ピストンの打撃による破損を防止するために打音吸収体(３ｂ)を密封するキャップ(３ｃ)が締結され、
   ロッド(３)の下端には、耐磨耗性及び強度を高める取替え式チップ(３d)が結合されることを特徴とする請求項３に記載の掘削機用油圧式ブレーカのロッド構造。

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