JPH0957649A - 油圧打撃装置 - Google Patents

油圧打撃装置

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JPH0957649A
JPH0957649A JP21048395A JP21048395A JPH0957649A JP H0957649 A JPH0957649 A JP H0957649A JP 21048395 A JP21048395 A JP 21048395A JP 21048395 A JP21048395 A JP 21048395A JP H0957649 A JPH0957649 A JP H0957649A
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JP
Japan
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valve
chamber
piston
port
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP21048395A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kaneko
勉 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Co Ltd filed Critical Furukawa Co Ltd
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Publication of JPH0957649A publication Critical patent/JPH0957649A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧油のリークを少なくして効率を向上させ
る。 【解決手段】 シリンダ2に、中央に大径部1Bを有す
るピストン1を設けて前室3と後室4を形成し、前室3
を高圧回路5へ連通させ、後室4を切換弁7で高圧回路
5と低圧回路8とに交互に連通させてピストン1を前後
進させる油圧打撃装置において、切換弁7の前後進を切
換える弁制御室11に弁制御回路12で接続される弁前
進制御ポート13を、ピストン1の後進時に前室3と連
通する位置に設け、その後方に、弁制御室11に弁制御
回路12で接続される弁後進制御ポート14と、低圧回
路8に連通する排油ポート15とを、シリンダ2の同一
横断面の内周上に互いに離隔して配設し、ピストン1の
前進時に弁後進制御ポート14と排油ポート15を連通
する環状の排油溝16をピストン1の大径部1Bに設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、油圧さく岩機や
油圧ブレーカ等に用いられる油圧打撃装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧打撃装置として、図4に示す
ように、中央に大径部1Bその前後に小径部1A、1C
を有するピストン1をシリンダ2内に摺嵌して前室3と
後室4とを形成し、前室3を高圧回路5へ連通させる前
室高圧ポート6と、切換弁7の前後進切換えにより後室
4を高圧回路5と低圧回路8とへそれぞれ連通させる後
室高圧ポート9と後室低圧ポート10とを設け、切換弁
7の前後進切換えを行う弁制御室11に弁制御回路12
で接続される弁前進制御ポート13を、ピストン1が後
進したとき前室3と連通する位置に設け、その後方に所
定距離離隔して弁制御室11に弁制御回路12で接続さ
れる弁後進制御ポート14を設け、弁後進制御ポート1
4の後方に所定距離隔離して低圧回路8に連通される排
油ポート15とを設け、ピストン1が前進したとき弁後
進制御ポート14と排油ポート15とを連通させる排油
溝16をピストン1の大径部1Bの外周に設けたものが
用いられている。
【0003】図4の油圧打撃装置では、シリンダ1にバ
ルブプラグ17を嵌着して、バルブプラグ17の外周と
シリンダ2の内周との間に、ピストン1と同心状の弁室
18を形成し、この弁室18に円筒状の切換弁7を摺嵌
している。弁室18には、高圧回路5と連通して切換弁
7を後方に付勢する弁規制室19が設けられ、弁室18
の前端部及び後端部は常時低圧回路8と連通している。
【0004】この油圧打撃装置は、切換弁7が前方にあ
る状態では、後室4が給油孔20で後室高圧ポート9と
連通されているので、後室4と前室3とは共に高圧回路
5と連通する。ピストン1の後室4側の受圧面積は前室
3側の受圧面積より大となっているので、ピストン1は
前進する。この状態では、弁前進制御ポート13が前室
3側に開かれており、弁後進制御ポート14はピストン
1の大径部1Bで閉じられているので、弁制御回路12
を介して前室3と連通している弁制御室11は高圧にな
っている。従って、弁規制室19と弁制御室11とは共
に高圧であり、弁制御室11側の受圧面積が弁規制室1
9側の受圧面積より大となっているので、切換弁7は前
方に保持されている。
【0005】ピストン1が前進すると、ピストン1の大
径部1Bで弁前進制御ポート13が閉じられ、弁後進制
御ポート14が排油溝16を介して排油ポート15と連
通するので、弁制御回路12、弁制御室11が低圧とな
る。このとき、弁規制室19は高圧のままであるから、
切換弁7は後退する。切換弁7が後退すると給油孔20
が閉じ排油孔21が開いて、後室4が後室低圧ポート1
0を経て低圧回路8に連通する。前進したピストン1
は、ロッド22の後端を打撃して前進を停止し、後室4
が低圧となっているため後退を開始する。
【0006】ピストン1が後退すると、弁前進制御ポー
ト13が前室3側に開かれ、弁後進制御ポート14がピ
ストン1の大径部1Bで閉じられるので、弁制御回路1
2を介して前室3と連通した弁制御室11は再び高圧と
なって切換弁7が前進する。切換弁7が前進すると、後
室4が後室高圧ポート9を経て高圧回路5と連通し、後
室4の圧力が上昇して、慣性により後退を続けようとす
るピストン1は制動を受け、後退の運動エネルギーが高
圧油の形でアキュムレータ(図示略)に蓄積される。後
退を停止したピストン1は再び前進行程に入り、以後同
様のサイクルが繰返される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この油圧打撃装置で
は、ピストン1が前進するときには前室3側も後室4側
も共に高圧であるから、前室3側の受圧面積と後室4側
の受圧面積の差の面積に働く油圧力によって前進し、ピ
ストン1が後進するときには前室3側が高圧で後室4側
が低圧となるから、前室3側の受圧面積に働く油圧力に
よって後進する。
【0008】この前後進の往復運動は、2000〜30
00回/分にも及ぶ場合があるので、ピストン1とシリ
ンダ2との間にはある程度のクリアランスが必要である
が、このクリアランスの大きさにより打撃装置の性能が
左右される。従来の油圧打撃装置では、所定距離前後方
向へ離隔して設けられた弁後進制御ポート14と排油ポ
ート15とを連通させて切換弁7を切換えるための、前
後に長い排油溝16がピストン1の大径部1Bの外周に
設けられているので、ピストン1の前室3側と後室4側
とに供給された圧油の一部がピストン1とシリンダ2と
の間のクリアランスを通り排油溝16から低圧回路8側
へリークし易く、効率が低くなっている。また、排油溝
16を設けるためにピストン1の長さも長くしなければ
ならず、油圧打撃装置も長大化せざるを得なかった。
【0009】この発明は、油圧打撃装置のかかる問題を
解決するものであって、排油溝からの圧油のリークを少
なくして効率を向上させ、且つ、ピストンの長さを短か
くして、小型化することのできる油圧打撃装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】この発明では、シリンダ
内に、中央に大径部その前後に小径部を有するピストン
を摺嵌して前室と後室とを形成し、前室を高圧回路へ連
通させる前室高圧ポートと、後室を高圧回路と低圧回路
とへそれぞれ連通させる後室高圧ポートと後室低圧ポー
トとを設け、切換弁の前後進切換えによって前記後室を
高圧回路と低圧回路とに交互に切換え連通させてピスト
ンを前後進させる油圧打撃装置において、切換弁の前後
進切換えを行う弁制御室に弁制御回路で接続される弁前
進制御ポートを、ピストンが後進したとき前室と連通す
る位置に設け、その所定距離後方に、弁制御室に弁制御
回路で接続される弁後進制御ポートと、低圧回路に連通
する排油ポートとを、シリンダの同一横断面の内周上に
互いに離隔して配設し、ピストンが前進したとき弁後進
制御ポートと排油ポートとを連通させる環状の排油溝を
ピストンの大径部の外周に設けることにより油圧打撃装
置の上記課題を解決している。
【0011】弁後進制御ポートと、排油ポートとを、シ
リンダの軸線に対して対称な位置にそれぞれ複数配設す
れば、ピストンは偏倚が少なくなり円滑な前後進運動が
できるようになる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の一形態であ
る油圧打撃装置の縦断面図、図2及び図3は弁後進制御
ポートと、排油ポートとの横断面上の配置を示す説明図
である。図2はピストンが後進した状態、図3はピスト
ンが前進した状態を示している。この発明の油圧打撃装
置の基本的構成は、図4に示す従来の油圧打撃装置と同
様であり、シリンダ2内にはピストン1が前後方向へ往
復動可能に摺嵌され、シリンダ2の後部にバルブプラグ
17が嵌着されている。ピストン1の前方にはロッド2
2が挿着されている。
【0013】ピストン1は、中央に大径部1B、その前
方に小径部1A、後方に小径部1Cを有し、この径の相
違により前室3と後室4とを形成している。後方の小径
部1Cは、前方の小径部1Aより更に径が小さく、従っ
て、ピストン1は後室4側の受圧面積が前室3側の受圧
面積より大である。シリンダ2には前室3を高圧回路5
へ連通させる前室高圧ポート6と、後室4を高圧回路5
と低圧回路8とへそれぞれ連通させる後室高圧ポート9
と後室低圧ポート10とが設けられている。
【0014】シリンダ2の後部に嵌着されているバルブ
プラグ17は、前方の外径を小さくして、その外周とシ
リンダ2の内周との間に、弁室18を形成している。こ
の弁室18内には円筒状の切換弁7がピストン1と同心
状に摺嵌されており、弁室18には、制御弁7の前後進
切換えを行う弁制御室11と、高圧回路5と連通して切
換弁7を後方に付勢する弁規制室19が設けられ、弁室
18の前端部及び後端部は常時低圧回路8と連通してい
る。また、切換弁7には、前進時に後室4を後室高圧ポ
ート9と連通させる給油孔20と、後進時に後室4を後
室低圧ポート10に連通させる排油孔21と、弁制御室
11と弁制御回路12とを連通させる制御孔23とが設
けられている。
【0015】さらに、シリンダ2には、制御弁7の前後
進切換えを行う弁制御室11に弁制御回路12で接続さ
れる弁前進制御ポート13が、ピストン1が後進したと
き前室3と連通する位置に設けられており、その所定距
離後方に、弁制御室11に弁制御回路12で接続される
弁後進制御ポート14と、低圧回路8に連通する排油ポ
ート15とが、シリンダ2の同一横断面の内周上に互い
に離隔して配設されている。ピストン1の大径部1Bの
外周には、ピストン1が前進したとき弁後進制御ポート
14と排油ポート15とを連通させる環状の排油溝16
が設けられている。
【0016】図2、図3に示すように、ここで、弁後進
制御ポート14は、左右2箇所、排油ポート15は上下
に2箇所配設されているが、その数は必要に応じて任意
に設定することができる。その場合、弁後進制御ポート
14と、排油ポート15とを、シリンダ2の軸線に対し
て対称な位置にそれぞれ複数配設すれば、ピストン1は
偏倚が少なくなり円滑な前後進運動ができるようにな
る。
【0017】この油圧打撃装置は、切換弁7が前方にあ
る状態では、後室4が給油孔20で後室高圧ポート9と
連通されているので、後室4と前室3とは共に高圧回路
5と連通する。ピストン1の後室4側の受圧面積は前室
3側の受圧面積より大となっているので、ピストン1は
前進する。この状態では、弁前進制御ポート13が前室
3側に開かれており、図2に示すように弁後進制御ポー
ト14はピストン1の大径部1Bで閉じられているの
で、弁制御回路12を介して前室3と連通している弁制
御室11は高圧になっている。従って、弁規制室19と
弁制御室11とは共に高圧であり、弁制御室11側の受
圧面積が弁規制室19側の受圧面積より大であるから、
切換弁7は前方に保持されている。
【0018】ピストン1が前進すると、ピストン1の大
径部1Bで弁前進制御ポート13が閉じられ、図3に示
すように弁後進制御ポート14が排油溝16を介して排
油ポート15と連通するので、弁制御回路12、弁制御
室11が低圧となる。このとき、弁規制室19は高圧の
ままであるから、切換弁7は後退する。切換弁7が後退
すると給油孔20が閉じ排油孔21が開いて、後室4が
後室低圧ポート10を経て低圧回路8に連通する。前進
したピストン1は、ロッド22の後端を打撃して前進を
停止し、後室4が低圧となっているため後退を開始す
る。
【0019】ピストン1が後退すると、弁前進制御ポー
ト13が前室3側に開かれ、弁後進制御ポート14がピ
ストン1の大径部1Bで閉じられるので、弁制御回路1
2を介して前室3と連通した弁制御室11は再び高圧と
なって切換弁7が前進する。切換弁7が前進すると、後
室4が後室高圧ポート9を経て高圧回路5と連通し、後
室4の圧力が上昇して、慣性により後退を続けようとす
るピストン1は制動を受け、後退の運動エネルギーが高
圧油の形でアキュムレータ(図示略)に蓄積される。後
退を停止したピストン1は再び前進行程に入り、以後同
様のサイクルが繰返される。
【0020】従来の油圧打撃装置において、ピストンの
大径部1Bの外径をDP 、シリンダ2の内径をDC 、ク
リアランスの断面積をSC とすると、 SC =π(DC 2 −DP 2 )/4・・・・・・・(1) ピストン1の前進時には、前室3、後室4とも高圧であ
るから、このときのリークする圧油の流路面積をS1
すると、 S1 =2SC ・・・・・・・・・・・・・・・・(2) ピストン1の後進時には、前室3のみが高圧であるか
ら、このときのリークする圧油の流路面積をS2 とする
と、 S2 =SC ・・・・・・・・・・・・・・・・・(3) である。
【0021】これに対し、この発明の油圧打撃装置で
は、クリアランスが大きいときには、リークする圧油の
流路面積S3 は排油ポート15の断面積となるから、排
油ポート15の径をdとすると、N箇所の排油ポート1
5がある場合、 S3 =Nπd2 /4・・・・・・・・・・・・・(4) クリアランスが小さいときには、リークする圧油の流路
面積S4 は、排油ポート15の周囲の長さとクリアラン
スの幅との積となるから、 S4 =Nπd(DC −DP )/2・・・・・・・(5) である。
【0022】そこで、一例として、従来の油圧打撃装置
のリークする圧油の流路面積S1 と、本発明の油圧打撃
装置のリークする圧油の流路面積S4 とを、 DP =100mm DC −DP =0.2mm d=5mm N=2 の場合について計算すると、 (2)式より、 S1 =62.9mm2 (5)式より、 S4 =3.14mm2 となる。
【0023】一般に、圧力差Pにおける圧油の流路面積
Sを通過する流量Qは、流路の形状による係数をkとす
ると、 Q=kPS で近似的に求めることができる。従来の油圧打撃装置と
本発明の油圧打撃装置の形状による係数kが略等しいと
すれば、 S4 /S1 =0.05 であるから、本発明では、排油溝16からリークする圧
油のリーク量が従来の油圧打撃装置に比べて約5%に低
減されることになる。
【0024】従って、この油圧打撃装置の効率は大幅に
向上する。また、従来のように前後に長い排油溝を設け
る必要がないので、ピストン1の長さを短くすることが
でき、油圧打撃装置が小型化される。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧打撃
装置では、排油溝からの圧油のリークを少なくして効率
を向上させ、且つ、ピストンの長さを短かくして、小型
化することができる。また、弁後進制御ポートと排油ポ
ートとを、シリンダの軸線に対して対称な位置にそれぞ
れ複数配設することにより、ピストンの偏倚を少なくし
て円滑な前後進運動ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一形態を示す油圧打撃装置の縦断面図
である。
【図2】弁後進制御ポートと、排油ポートとの横断面上
の配置を示す説明図である。
【図3】弁後進制御ポートと、排油ポートとの横断面上
の配置を示す説明図である。
【図4】従来の油圧打撃装置の縦断面図である。
【符号の説明】
1 ピストン 2 シリンダ 3 前室 4 後室 5 高圧回路 6 前室高圧ポート 7 切換弁 8 低圧回路 9 後室高圧ポート 10 後室低圧ポート 11 弁制御室 12 弁制御回路 13 弁前進制御ポート 14 弁後進制御ポート 15 排油ポート 16 排油溝 17 バルブプラグ 18 弁室 19 弁規制室 20 排油孔 21 給油孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ内に、中央に大径部その前後に
    小径部を有するピストンを摺嵌して前室と後室とを形成
    し、前室を高圧回路へ連通させる前室高圧ポートと、後
    室を高圧回路と低圧回路とへそれぞれ連通させる後室高
    圧ポートと後室低圧ポートとを設け、切換弁の前後進切
    換えによって前記後室を高圧回路と低圧回路とに交互に
    切換え連通させてピストンを前後進させる油圧打撃装置
    であって、切換弁の前後進切換えを行う弁制御室に弁制
    御回路で接続される弁前進制御ポートを、ピストンが後
    進したとき前室と連通する位置に設け、その所定距離後
    方に、弁制御室に弁制御回路で接続される弁後進制御ポ
    ートと、低圧回路に連通する排油ポートとを、シリンダ
    の同一横断面の内周上に互いに離隔して配設し、ピスト
    ンが前進したとき弁後進制御ポートと排油ポートとを連
    通させる環状の排油溝をピストンの大径部の外周に設け
    たことを特徴とする油圧打撃装置。
  2. 【請求項2】 弁後進制御ポートと、排油ポートとが、
    シリンダの軸線に対して対称な位置にそれぞれ複数配設
    されていることを特徴とする請求項1記載の油圧打撃装
    置。
JP21048395A 1995-08-18 1995-08-18 油圧打撃装置 Pending JPH0957649A (ja)

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JP21048395A JPH0957649A (ja) 1995-08-18 1995-08-18 油圧打撃装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100901145B1 (ko) * 2007-12-10 2009-06-04 주식회사 에버다임 유압 브레이커
JP2010513041A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 サンドビク マイニング アンド コンストラクション オサケ ユキチュア 打撃装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020122