JP2003071744A - 衝撃動工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャビテーションの発生を効果的に防止する
ことができる軸方向長さのコンパクトな軽量の衝撃動工
具を提供することである。 【解決手段】 シリンダ１の内部に大径部５ａを有する
ピストン５を摺動自在に組み込む。シリンダ１の外周に
取り付けた弁箱１３の弁室１６内にはピストン５の昇降
動に連動して上下動し、下降位置において給油口１４と
大径部５ａの下面側に設けられた下室６とを連通させる
と共に、大径部５ａの上面側に形成された中室７と排油
口１５を連通させるスプール１７を組み込む。スプール
１７の上昇行程において中室７と排油口１５の連通を遮
断させたのち、スプール１７に形成された貫通孔１９の
下端開口が給油口１４および下室６と連通するようにし
て、スプール１７の上昇行程で下室６の圧油が排油口１
５から排出されるのを防止し、下室６が中室７と連通す
る高圧状態でピストン５の下降によりチゼル２を打撃
し、その打撃による反発によりピストン５が上昇する際
の下室６内の急激な圧力低下を抑制してキャビテーショ
ンの発生を防止する。

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、コンクリート構
造物の解体、岩盤の粉砕等を行なう油圧作動の衝撃動工
具に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】この種の衝撃動工具として、シリンダ内
にピストンを摺動自在に組込み、そのピストンを油圧に
より上昇させ、そのピストンの上昇行程で上室内に封入
されたガスを圧縮することによりエネルギを蓄積し、そ
のガスのエネルギによりピストンを瞬時に下降させて、
シリンダの下端部に装着されたチゼルを打撃するように
したものが知られている。 【０００３】ところで、上記衝撃動工具においては、打
撃時に下室が排油口と連通しているため、ピストンがチ
ゼルを打撃し、その反動によりピストンが瞬間的に上昇
すると、ピストン下室の圧力が急激に低下し、その圧力
低下によりピストン下室内の作動油中から気泡が析出す
る現象、所謂キャビテーション現象が発生する。 【０００４】ここで、ピストン下室の作動油中から気泡
が析出すると、その気泡は給油口からピストン下室に供
給される作動油により破壊され、非常に高い圧力と衝撃
波を発生する。 【０００５】衝撃動工具では、上記現象が１分間当たり
数１００回繰り返されるので、上記衝撃動工具を長時間
使用すると、シリンダとピストンの摺動面にエロージョ
ンが生じる。 【０００６】そのような不都合の発生を防止するため、
特公平７−６３９３９号公報に記載された衝撃動工具に
おいては、ピストンの大径部の下面側に形成された下室
に圧油を流入させてピストンを上昇させ、そのピストン
が上限位置にほぼ達したとき、切換バルブのスプールを
上昇させ、そのスプールがある程度上昇したとき、前記
下室を排油口に連通させ、下室の圧油が排油口に流出し
て下室の圧力が低下したとき、ガスの圧力によりピスト
ンを下降させる。ピストンの下降行程において、スプー
ルがさらに上昇し、中室を排油口から遮断する。ピスト
ンがある程度下降したときに、前記中室内に圧油を供給
し、その中室に連通する下室の圧力を高めた状態でピス
トンをさらに下降させてチゼルを打撃するようにしてい
る。 【０００７】上記のように、ピストンがチゼルを打撃す
る直前に下室の圧力を上昇させることにより、ピストン
が打撃直後に大きく反発しても下室に著しい圧力の低下
がなく、キャビテーションの発生を防止することができ
る。 【０００８】ところで、上記公報に記載された衝撃動工
具においては、下室と中室とを連通させて下室の圧力を
上昇させる前段階に下室と排油口とを連通させて下室の
圧力を一旦低下させてからピストンが下降を開始する構
成であるため、ピストンがチゼルを打撃する直前に下室
の圧力を充分に高めることができない。このため、キャ
ビテーションの発生を効果的に防止することができず、
改良すべき点が残されている。 【０００９】また、実公平６−３９９０４号公報におい
ては、下室を高圧状態に保持する状態でピストンを下降
させてチゼルを打撃するようにした油圧ブレーカが記載
されている。 【００１０】ところで、上記公報に記載された油圧ブレ
ーカにおいては、圧油の流れを制御する切換バルブの切
り換えに際して、ピストンに上下一対の大径部を形成し
て、その一対の大径部間に常時低圧室を形成する必要が
生じ、ピストンの軸方向長さが長くなり、油圧ブレーカ
の全長が長く、大型化して重量も重くなるという不都合
がある。 【００１１】 【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、下
室の圧力を高圧状態に保持する状態でピストンがチゼル
を打撃することができるようにしてキャビテーションの
発生を効果的に防止することができるようにした軸方向
長さのコンパクトな軽量の衝撃動工具を提供することで
ある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、シリンダの下端部にチゼル
を進退自在に装着し、シリンダの内部にはチゼル打撃用
のピストンを摺動自在に組込み、そのピストンの中程に
大径部を設け、前記シリンダの内部には、前記大径部の
下面側に下室と、大径部の上面側に中室と、ピストンの
上端面側にガスが封入された上室とを形成し、前記シリ
ンダの外部には、給油口および排油口を有する弁箱を設
け、その弁箱内に前記給油口および排油口に連通する弁
室を形成し、その弁室内に大径部を上部に有するスプー
ルを摺動自在に組み込んで、前記大径部の下面側にアク
チュエイト室を形成し、前記シリンダおよび弁箱に、給
油口の圧油を下室に導入させる第１油路と、スプールの
下降位置で中室と排油口とを連通させる第２油路と、前
記ピストンの上昇位置で下室とアクチュエイト室とを連
通させる第３油路とを形成し、前記スプールには、その
スプールの上昇位置で第１油路と第２油路を連通させる
軸方向の貫通孔を設け、その貫通孔を介して中室と下室
が連通する状態で上室内のガスの圧力によりピストンを
下降させてチゼルを打撃するようにした衝撃動工具にお
いて、前記下室に連通する前記第１油路を前記給油口に
対して常に連通する状態とし、前記スプールの上昇行程
において大径部が排油口と中室の連通を遮断したのち、
スプールの貫通孔が第１油路と連通するようにした構成
を採用したのである。 【００１３】上記のように構成すると、ピストンが上限
位置まで上昇して、給油口からアクチュエイト室に圧油
が供給されるスプールの上昇行程において、そのスプー
ルは排油口と第２油路の連通を遮断したのち、貫通孔の
下端開口が給油口に連通している第１油路とつながるた
め、下室の圧油は排油口から排出されず、下室を高圧の
状態に保持する状態でピストンによりチゼルを打撃する
ことができる。 【００１４】このため、ピストンが打撃直後に大きく反
発しても下室の圧力低下がきわめて小さく、キャビテー
ションの発生を効果的に防止することができる。また、
単一の大径部を有するピストンの昇降に連動してスプー
ルを昇降させることができるため、ピストンに上下一対
の大径部を設けて切換バルブの切り換えを行なわせるよ
うにした衝撃動工具に比較して、ピストンの軸方向長さ
のコンパクト化と軽量化を図ることができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１に示すように、シリンダ１
の下端部にはチゼル２の上端部がスライド自在に挿入さ
れている。 【００１６】チゼル２の上部外周には軸方向に長い切欠
部３が形成され、前記シリンダ１の下端部に設けられた
ピン４がその切欠部３内に挿入されている。このため、
チゼル２は、切欠部３の上下端がピン４に当接する範囲
内において昇降自在とされている。 【００１７】シリンダ１の内部には前記チゼル２の打撃
用ピストン５が摺動自在に組み込まれている。ピストン
５はシリンダ１の内周面で摺動案内される大径部５ａを
有し、その大径部５ａの下面側に下室６が形成され、か
つ大径部５ａの上面側に中室７が設けられている。ま
た、シリンダ１には、ピストン５の上端面側に上室８が
形成され、その上室８内にガスが封入されている。 【００１８】シリンダ１の内周面には、前記大径部５ａ
がスライドする範囲内に３本の環状溝９、１０、１１が
形成されている。これらの環状溝９、１０、１１は、ピ
ストン５が下降位置にあるとき、上部環状溝９と中部環
状溝１０とが連通して、中部環状溝１０と下部環状溝１
１が遮断され、また、ピストン５が上昇位置にあると
き、上部環状溝９と中部環状溝１０が遮断され、かつ中
部環状溝１０と下部環状溝１１とが連通するように形成
されている。 【００１９】シリンダ１の外周上部には切換バルブ１２
が設けられている。図２に示すように、切換バルブ１２
の弁箱１３はシリンダ１に連結され、その弁箱１３に給
油口１４と排油口１５とが形成されている。また、弁箱
１３の内部には前記給油口１４および排油口１５が連通
する弁室１６が形成されている。 【００２０】弁室１６内にはスプール１７が摺動自在に
組み込まれている。スプール１７は大径部１７ａを上部
に有し、その大径部１７ａの下方にアクチュエイト室１
８が形成されている。また、スプール１７にはその上下
端で開口する軸方向の貫通孔１９が形成されている。 【００２１】弁室１６の内周には給油口１４と対応する
位置に第１リング溝２１が形成され、かつ、排油口１５
と対応する位置に第２リング溝２２が設けられている。
また、第１リング溝２１と第２リング溝２２間に第３リ
ング溝２３および第４リング溝２４が近接して設けられ
ている。 【００２２】一方、スプール１７の大径部１７ａの外周
には、そのスプール１７の下降状態において、第３リン
グ溝２３と第４リング溝２４を連通させる環状溝２５が
形成されている。 【００２３】図１に示すように、シリンダ１および弁箱
１３には、下部環状溝１１と第１リング溝２１を連通さ
せる第１油路３１と、スプール１７の下降状態において
上部環状溝９と第２リング溝２２とを連通させる第２油
路３２と、中部環状溝１０を第３リング溝２３および第
４リング溝２４並びに環状溝２５を介してアクチュエイ
ト室１８に連通させる第３油路３３が形成されている。 【００２４】第２リング溝２２と第２油路３２とはスプ
ール１７が下降位置から所定量上昇したとき、スプール
１７の大径部１７ａによって連通が遮断されるようにな
っており、その遮断状態からスプール１７がさらに上昇
したとき、貫通孔１９の下端開口が第１リング溝２１に
対応して、貫通孔１９が給油口１４および第１油路３１
と連通するようになっている。 【００２５】弁室１６の頂壁にはプランジャ挿入孔４０
が形成されている。プランジャ挿入孔４０の上部と給油
口１４は弁箱１３に形成された通路４１で連通してい
る。また、プランジャ挿入孔４０内にプランジャ４２が
摺動自在に組み込まれ、下端はスプール１７の上端面に
当接している。 【００２６】プランジャ４２の上端面の面積はスプール
１７に形成された大径部１７ａの下面の面積より小さく
なっている。 【００２７】実施の形態で示す衝撃動工具は上記の構造
から成り、図１は、ピストン５および切換バルブ１２の
スプール１７が下降位置にある状態を示す。その状態に
おいて給油口１４に圧油を供給すると、その圧油は、第
１リング溝２１から第１油路３１に流れて下室６に流入
し、その下室６に対する圧油の供給によりピストン５が
上昇する。そのピストン５の上昇により上室８内のガス
が圧縮される。 【００２８】このとき、中室７は第２油路３２および弁
室１６の内周上部に形成された第２リング溝２２を介し
て排油口１５に連通しているため、ピストン５の上昇に
より中室７内の油は排油口１５に流れて図示省略したタ
ンク内に戻される。 【００２９】また、給油口１４に供給された圧油は通路
４１からプランジャ挿入孔４０の上部に供給されるた
め、プランジャ４２は押し下げられ、そのブランジャ４
２によりスプール１７が押されて下降状態に保持されて
いる。 【００３０】ピストン５がさらに上昇し、そのピストン
５に設けられた大径部５ａの下端が図３に示すように、
中部環状溝１０と対応する位置まで上昇して、その中部
環状溝１０と下室６とが連通すると、下室６の圧油は中
部環状溝１０から第３油路３３に流れてアクチュエイト
室１８に流入する。 【００３１】ここで、スプール１７の大径部１７ａの下
面の面積はプランジャ４２の上端面の面積より大きいた
め、アクチュエイト室１８に圧油が供給されると、スプ
ール１７が上昇を始める。 【００３２】スプール１７が所定量上昇すると、大径部
１７ａが排油口１５につながる第２リング溝２２と第２
油路３２の連通を遮断する。その遮断後、スプール１７
はさらに上昇を続け、貫通孔１９が給油口１４につなが
る。貫通孔１９が給油口１４に連通すると、中室７と下
室６とは第１油路３１、弁室１６の下部、貫通孔１９お
よび第２油路３２を介して連通し、下室６と中室７とは
同圧に保持されると共に、給油口１４から両室６、７に
圧油が供給されて両室６、７の圧力が高められる。図４
に示すように、スプール１７が上限位置近くまで上昇す
ると、ピストン５が上室８内のガスの圧力により押圧さ
れて急速に下降する。 【００３３】ピストン５の下降行程において、ピストン
５の大径部５ａは、図５に示すように、下部環状溝１１
と中部環状溝１０の連通を遮断する。その遮断後に、ピ
ストン５はチゼル２を打撃し、その打撃時の反発により
上方に移動する。その移動により中室７の圧力は瞬間的
に高くなるため、中室７の圧力上昇とプランジャ４２が
スプール１７を押圧する押圧力とによりスプール１７は
下降して図１に示す状態に戻る。以後、上記の動作が繰
り返し行なわれる。 【００３４】上記のように、ピストン５が上昇して下室
６の圧油が第３油路３３からアクチュエイト室１８に供
給され、その圧油の供給によるスプール１７の上昇行程
において、スプール１７は排油口１５に連通する第２リ
ング溝２２と第２油路３２の連通を遮断したのち、貫通
孔１９により中室７と下室６とを連通させるため、下室
６の圧油は排油口１５に流れることはない。また、下室
６は常に給油口１４との連通状態を維持されている。 【００３５】このため、下室６の圧力低下がなく、高圧
の給油口１４に接続された状態でピストン５が下降して
チゼル２を打撃することになり、ピストンが打撃直後に
大きく反発しても下室の圧力低下が少なく、キャビテー
ションの発生を効果的に防止することができる。 【００３６】 【発明の効果】以上のように、この発明においては、ス
プールの上昇時に、そのスプールの大径部によって排油
口と第２油路の連通を遮断させたのち、スプールに形成
された貫通孔の下端開口を給油口および第１油路に連通
させるようにしたので、ピストンの下降行程において下
室が排油口と連通することがなくなり、下室の圧力低下
がなく、下室を高圧に保持する状態でピストンによりチ
ゼルを打撃することができる。 【００３７】このため、ピストンが打撃直後に大きく反
発しても下室の圧力低下が少なく、キャビテーションの
発生を効果的に防止することができる。 【００３８】また、単一の大径部を有するピストンの昇
降動に連動してスプールを昇降動させることができるた
め、ピストンに上下一対の大径部を設けて切換バルブを
切り換えるようにした衝撃動工具に比較して、ピストン
の軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、軸方向
長さのコンパクトな軽量の衝撃動工具を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】この発明に係る衝撃動工具の実施の形態を示す
縦断正面図 【図２】図１に示す衝撃動工具の切換バルブを拡大して
示す縦断正面図 【図３】図１に示す衝撃動工具のピストンの上昇行程を
示す縦断正面図 【図４】図１に示す衝撃動工具における切換バルブのス
プールが上昇した状態を示す縦断正面図 【図５】図１に示す衝撃動工具のピストンがチゼルを打
撃した状態を示す縦断正面図 【符号の説明】 １ シリンダ ２ チゼル ５ ピストン ５ａ 大径部 ６ 下室 ７ 中室 ８ 上室 １３ 弁箱 １４ 給油口 １５ 排油口 １６ 弁室 １７ スプール １８ アクチュエイト室 １９ 貫通孔 ３１ 第１油路 ３２ 第２油路 ３３ 第３油路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリンダの下端部にチゼルを進退自在に
   装着し、シリンダの内部にはチゼル打撃用のピストンを
   摺動自在に組込み、そのピストンの中程に大径部を設
   け、前記シリンダの内部には、前記大径部の下面側に下
   室と、大径部の上面側に中室と、ピストンの上端面側に
   ガスが封入された上室とを形成し、前記シリンダの外部
   には、給油口および排油口を有する弁箱を設け、その弁
   箱内に前記給油口および排油口に連通する弁室を形成
   し、その弁室内に大径部を上部に有するスプールを摺動
   自在に組み込んで、前記大径部の下面側にアクチュエイ
   ト室を形成し、前記シリンダおよび弁箱に、給油口の圧
   油を下室に導入させる第１油路と、スプールの下降位置
   で中室と排油口とを連通させる第２油路と、前記ピスト
   ンの上昇位置で下室とアクチュエイト室とを連通させる
   第３油路とを形成し、前記スプールには、そのスプール
   の上昇位置で第１油路と第２油路を連通させる軸方向の
   貫通孔を設け、その貫通孔を介して中室と下室が連通す
   る状態で上室内のガスの圧力によりピストンを下降させ
   てチゼルを打撃するようにした衝撃動工具において、前
   記下室に連通する前記第１油路を前記給油口に対して常
   に連通する状態とし、前記スプールの上昇行程におい
   て、大径部が排油口と中室の連通を遮断したのち、スプ
   ールの貫通孔が第１油路と連通するようにしたことを特
   徴とする衝撃動工具。