JPH0763940B2 - 衝撃動工具 - Google Patents

衝撃動工具

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JPH0763940B2
JPH0763940B2 JP24107986A JP24107986A JPH0763940B2 JP H0763940 B2 JPH0763940 B2 JP H0763940B2 JP 24107986 A JP24107986 A JP 24107986A JP 24107986 A JP24107986 A JP 24107986A JP H0763940 B2 JPH0763940 B2 JP H0763940B2
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chamber
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弘 寺田
弘志 岡田
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日本ニユ−マチツク工業株式会社
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D9/00Portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D9/14Control devices for the reciprocating piston
    • B25D9/16Valve arrangements therefor
    • B25D9/20Valve arrangements therefor involving a tubular-type slide valve
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25DPERCUSSIVE TOOLS
    • B25D2209/00Details of portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously
    • B25D2209/007Details of portable percussive tools with fluid-pressure drive, i.e. driven directly by fluids, e.g. having several percussive tool bits operated simultaneously having a tubular-slide valve, which is not coaxial with the piston

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Percussive Tools And Related Accessories (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧パワーショベル等の先端に取り付け、コ
ンクリート構造物の解体、岩石の破砕、岩盤掘削等に用
いる油圧作動の衝撃動工具に関するものである。
〔従来の技術〕
油圧作動の衝撃動工具は、大きく分けるとアキュームレ
ータ方式とガス方式に二分される。
アキュームレータ方式は、ピストンが上昇する時、アキ
ュームレータに油を蓄積しておいて、打撃行程でそれを
放出してピストンを加速する方式である。
ガス方式は、ピストンが油圧によって上昇する時、ピス
トン上方のガスを圧縮することによりエネルギーを蓄積
し、打撃行程では、ガスの膨張するエネルギーを利用し
てピストンを加速する方式で、特公昭54−32192号公報
にこの方式が示されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第7図に示す前記公報記載の発明は、中室が常に排油口
と繋がっているので、ピストンの打撃行程(下降行程)
ではバルブが上昇位置にあるため、下室はバルブの軸心
に設けられた連通孔と弁室を通って中室と低圧の排油口
とに連通している。
従って、ピストンがチゼルを打撃して、次に激しく反撥
した時、下室の圧力は急激に低下し、作動油の中に含ま
れている気泡が急成長する現象、いわゆるキャビテーシ
ョン現象が発生する。
次にバルブが下降して給油口から圧油が下室に流入する
と、急成長した気泡が瞬間的に崩壊し、非常に高い圧力
と衝撃波を発生する。
この現象が一分間に数百回繰り返されるので、衝撃動工
具を長時間使用するとピストンとシリンダの表面に壊食
(エロージョン)が生じる。
本発明は、このキャビテーション現象の発生を防止し、
ピストンとシリンダの表面に発生する壊食(エロージョ
ン)を無くすことを目的としている。
〔問題点を解決するための手段とその作用〕
上記の問題となっているピストンがチゼルを打撃した直
後に下室の油中の気泡が成長する原因は、打撃において
下室が排油口に連絡しているため打撃時の下室の圧力が
低く、ピストンが反撥した瞬間に下室の圧力が急減する
ことによる。
従って、気泡が成長しない程度に下室の圧力を上げてお
けば、キャビテーションは発生しない。
そのため、本発明はピストンの打撃行程でバルブが上昇
して最上昇位置近くになると、下室は中室とのみ通じて
排油口との連通が遮断されるようにするとともに、下室
に常に給油口からの圧油を流入させる極小径油路を設け
て、打撃時の下室の圧力を上昇させる回路構成とする。
従ってピストンが打撃直後に反撥しても、下室の圧力
は、下室の油中の気泡が成長する程には低くならず、キ
ャビテーションの発生はなくなる。次にバルブが下降
し、圧油が下室に供給されて下室の圧力が上昇しても気
泡の崩壊現象は生じないので、衝撃動工具を長時間使用
しても壊食(エロージョン)が発生することはない。
〔実施例〕
まず、第一実施例について第1図乃至第4図に基づき説
明する。
第1図において、1は衝撃動工具、2はシリンダであ
り、このシリンダ2内にピストン3が摺動自在に組み込
まれている。
ピストン3は上下にそれぞれ直径の等しい上部小径部4
と下部小径部5を有し、中央に直径の等しい上部大径部
6と下部大径部7を形成し、その間に中部小径部8を一
体に形成する。
シリンダ2内には、ピストンの上部大径部6の上面に中
室9を、下部大径部7の下面に下室10を形成し、上部小
径部4の上方には、窒素ガスを封入した上室11を形成す
る。
シリンダ2の下端には、一定範囲で摺動自在にチゼル12
を嵌装して、ピストン3の下端がチゼル12の上端を打撃
するようにする。
ピストン3の上部大径部6と下部大径部7が摺動するシ
リンダ2の内側には、上方より順に内周溝13,14,15を設
ける。
前記各大径部6,7により各内周溝は、ピストン3が下降
位置にあるときは、内周溝14と15が連通し、内周溝15と
16は遮断され、ピストンが上昇位置にあるきは、内周溝
15と16が連通し、内周溝14と15が遮断されるように形成
する。
17は、シリンダ2の一側に固定した弁箱で、この弁箱17
内に弁室18を設け、バルブ19を摺動自在に嵌装する。弁
室18の上部には、室20を設け、プランジャ21を摺動自在
に嵌装し、プランジャ21の下端をバルブ19の上端に当接
させる。
バルブ19は、上方に大径部22と下方の小径部23を有し、
弁室18の大径部と小径部に進退自在に嵌装され、大径部
22の下端面と弁室18の間にはアクチュエイト室24を形成
する。
バルブ小径部23の下方には外周溝25を形成し、軸心には
弁室18の上部と下部を連通させる連通孔26を形成する。
なおバルブ19の大径部と小径部の断面積の差は前記プラ
ンジャ21の断面積より大きくする。
弁室18の大径部には上方から順に内周溝27,28を形成
し、小径部には内周溝29,30,31を形成する。なお前記弁
室18の上部は、油路32によりシリンダ2の内周溝13と連
通し、内周溝14は油路により内周溝27に連通させる。シ
リンダの他の内周溝15,16は、それぞれ油路33,34により
弁室18の内周溝28,31に連通させる。
また油路33から分岐した小径の油路35は内周溝29に接続
し、油路34から分岐した極小径油路38は内周溝30に接続
する。36は低圧の排油口であって内周溝27に繋がり、油
路によって常時内周溝14に連通させる。37は給油口で、
油路により常時弁室の内周溝30と室20に繋がる。
以上の構成においてバルブ19が下降位置にある時は、内
周溝30と31は外周溝25により連通し、内周溝29と30及び
内周溝31と弁室18の下部は遮断される。バルブ19が上昇
を始めると、まず内周溝30と31の連通が遮断され、同時
に内周溝29と30、内周溝31と弁室18の下部が連通する。
さらに上昇すると、バルブ19の大径部が内周溝27を弁室
18の上部から遮断し、排油口と弁室との連通を断つ。
次に作動について説明する。
第1図は、ピストン3もバルブ19も下降位置にある状態
を示し、アクチュエイト室24は内周溝15,14、油路、弁
室上部を介して排油口36に繋がっている。この状態で給
油口37に圧油を供給すると、圧油は内周溝30→外周溝25
→内周溝31→油路34→下室10と流れ、ピストン3の下部
大径部7の下端面に油圧を加える。この時中室9は、油
路32,弁室18の上部,内周溝27を介して排油口36と連通
しているので、ピストン3は上室11内の窒素ガスを圧縮
しながら上昇する。同時に給油口37からの圧油は室20に
も流入し、プランジャ21を下方に押し付けるので、バル
ブ19も下方に押し付けられている。
次にピストン3が上昇して、下部大径部7の下端面が内
周溝15と下室10を連通させ、内周溝14と15を遮断する第
2図の状態になると、下室10の圧油が内周溝15→油路33
→アクチュエイト室24と流れ、バルブ19の大径部22の下
端面に油圧が働く。バルブ19のこの部分の作用面積は、
プランジャ21の断面積より大きいのでバルブ19は上方に
動き始める。
バルブ19の変位が所定量になると同時に内周溝30と31の
連通が断され、内周溝29と30、内周溝31と弁室18の下部
が連通するので、下室10は油路34→内周溝31→弁室18の
下部→連通孔26→排油口36と繋がり圧力が低下するの
で、上室11内の窒素ガスの圧力によってピストンは下降
を始める。
この時下室には、極小径油路38を介して給油口37から少
量の圧油が供給されているが、ピストンの下降運動を妨
げることなく弁室を通って中室及び排油口に流れる。
下降途中でピストン下部大径部7の下端が内周溝15を下
室10より遮断しても、圧油が内周溝30→内周溝29→小径
の油路35→油路33→アクチュエイト室24と供給され続け
るので、バルブ19は上昇を続ける。バルブ19がさらに上
昇して、最上昇位置近くになると、大径部22が弁室の上
部を排油口36より遮断するので、下室10の油は弁室下
部,連通孔26,弁室上部を通って中室9に流入する。こ
の状態を第3図に示す。
また上記の作動の間中、給油口37からの圧油が内周溝30
→極小径油路38→油路34→下室10と流入しているので、
バルブの上昇により排油口36と弁室18上部の連通が遮断
されると、下室10の圧力は上昇する。この時、ピストン
の上部小径部4と上部大径部6の断面積差は下部小径部
5と下部大径部7の断面積差に等しいので、下室10と中
室9は連通によって圧力が共に同圧となり、ピストン3
の下向きの運動には支障を及ぼさない。
ピストン3がさらに下降して、第4図の位置になり、ピ
ストンの中部小径部8が内周溝14と15を連通すると、ア
クチュエイト室24は、内周溝28,油路33,内周溝15,内周
溝14を介して油路により排油口36に連通するので、アク
チュエイト室24の圧力が低下し、バルブ19はプランジャ
21の働きで第1図に示す下降位置に押し下げられる。こ
の間瞬間的に小径の油路35から圧油が供給される状態に
なるが、小径の油路35が絞りの効果を発揮し、アクチュ
エイト室24への流入量を制限するのでバルブ19の動きに
重大な影響を及ぼすことはない。
給油口37から圧油が供給されている限り、上記の作動を
繰り返す。
次に第二実施例について第5図に基づき説明する。
第一実施例では、バルブ19を常に下向きに押し付ける手
段として、室20とプランジャ21を利用している。これに
代わる手段として第二実施例では、バルブ19の上部に中
径部39を付加し、弁室18の上部と中径部39の段部とで室
40を形成し、この室を油路にて常時給油口37に連通させ
る。またバルブ19の大径部22と中径部36の断面積差は、
大径部22と小径部23の断面積差より小さくする。その他
の構成は第一実施例と同じであり、作動については第一
実施例と全く同様になる。
次に第三実施例について第6図に基づき説明する。
第一実施例、第二実施例では、ピストンが上昇して下部
大径部7の下端面が内周溝15と下室10を連通させる位置
になると、圧油がアクチュエイト室24に流入しバルブ19
を上方に移動させる。更に、バルブ19の上方への移動及
び上昇位置の保持を確実にするために、圧油を内周溝30
→内周溝29→小径の油路35→油路33→アクチュエイト室
24と流入させている。
これに代わる手段として第三実施例では、バルブ押し下
げ手段として、バルブの上端に中径部39を付加して室40
を形成するとともに、上昇位置保持手段として、バルブ
19の大径部22が摺動する弁室18に内周溝41を形成し、こ
れを小径の油路42にて給油口37に連通させる。
内周溝41は、バルブ下降位置においては、大径部22によ
ってアクチュエイト室24から遮断されており、バルブ19
が上昇した時に、アクチュエイト室24と連通するように
形成する。
この構成によりバルブが上昇すると、圧油が小径の油路
42を通って、内周溝41からアクチュエイト室24に流入
し、バルブ19をストロークエンドまで上方に押し続け、
上昇位置を確実に保持する。その他の構成及び作動につ
いては、第一実施例と同様である。
上記の各実施例においては、ピストン3の上部小径部4
と下部小径部5を同径とした場合について述べたが、上
部の径を下部より幾分小さくしてもよい。この場合は、
打撃行程においてピストンの上端面には、ガス圧に加え
て上部小径部と下部小径部の断面積差による油圧が働く
ので、打撃力をより大きくすることができる。
〔発明の効果〕
本発明の衝撃動工具は、ピストンの打撃行程(下降行
程)で、ピストンがチゼルを打撃する少し前に下室と排
油口の連通を遮断するとともに、給油口からの圧油を下
室に流入させ、下室の圧力を上昇させるようにしてい
る。従って、ピストンが打撃直後に急反撥しても、下室
内には油中の気泡が成長するほどの圧力低下はなくな
り、キャビテーションの発生を防止することができる。
従ってシリンダやピストンの表面に生じるキャビテーシ
ョンによる壊食(エロージョン)が減り、耐久性が著し
く向上するとともに工具全体の信頼性が高まり、面倒で
大変な取替修理作業を減らすことができるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明の第一実施例の作動を説明す
る断面図、第5図は第二実施例の断面図、第6図は第三
実施例の断面図、第7図は従来例の衝撃動工具の断面図
である。 1……衝撃動工具、2……シリンダ 3……ピストン、4……上部小径部 5……下部小径部、6……上部大径部 7……下部大径部、8……中部小径部 9……中室、10……下室 11……上室、12……チゼル 13,14,15,16……シリンダ内周溝 18……弁室、19……バルブ 20……室、21……プランジャ 22……バルブ大径部、24……アクチュエイト室 26……連通孔 27,28,29,30,31……バルブ内周溝 32,33,34……油路 35,42……小径油路 36……排油口、37……給油口 38……極小径油路、40……室

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下端にチゼル(12)等の工具を進退自在に
    装着し、シリンダ(4)の内部には下降時にチゼルを打
    撃するピストン(3)を摺動自在に嵌装し、前記ピスト
    ンには中程に上部大径部(6)と中部小径部(8)と下
    部大径部(7)を設け、シリンダ(2)の内部には、ピ
    ストン上部大径部の上面側に中室(9)を、下部大径部
    の下面側に下室(10)を形成し、下室及び中室と給油口
    (37)及び排油口(36)の間に設けた弁室(18)には、
    摺動自在のバルブ(19)を嵌装し、中室と下室と給油口
    と排油口の連通をバルブと油路によって制御し、油圧と
    ガス圧によりピストンを昇降させる衝撃動工具におい
    て、排油口(36)はバルブ(19)が下降位置にある時は
    弁室を介して中室(9)に連通し、バルブが上昇位置少
    し手前から上昇位置にある時は弁室(18)と遮断される
    ような位置に設けて中室(9)及び下室(10)と排油口
    (36)との連通を断つとともに、下室(10)を常に給油
    口(37)に連通させる極小径油路(38)を設け、さらに
    バルブ(19)が上昇位置にある時アクチュエイト室(2
    4)を給油口(37)に通じる小径油路(35),(42)を
    設けて、ピストンがチゼルを打撃する下降行程の間中バ
    ルブ(19)が上昇位置を保持するようにする油路を構成
    したことを特徴とする衝撃動工具。
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JP6495672B2 (ja) * 2015-01-30 2019-04-03 古河ロックドリル株式会社 液圧式打撃装置、並びにバルブタイミングの切換方法およびバルブポートの設定方法
JP7171035B2 (ja) * 2018-11-22 2022-11-15 株式会社テイサク 流体圧式打撃装置

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