JP3867814B2 - 振動発生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転圧作業を行なう転圧機等に用いられる振動発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
振動発生装置としては、本体のシリンダ孔にピストンを嵌挿して第１室と第２室を形成し、その第１室の受圧面積を小さくして常時油圧源に接続し、第２室の受圧面積を大きくし油圧源とタンクに交互に連通してピストンを往復動させるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる振動発生装置は、第１室と第２室の受圧面積差に作用する油圧源の油圧力でピストンを作業方向に移動するものであるから、そのピストンを作業方向に移動する時の移動速度が速く、結局ピストンは高速で往復動するから運動量が大である。このために、ピストンでチゼルを打撃して破砕作業するブレーカ用の振動発生装置として好ましい。
【０００４】
しかしながら、ピストンで転圧具を押して転圧作業する場合には、ピストンを作業方向に移動する推力が大きい方が効率良く転圧できる。
このために、前述の振動発生装置ではピストンの推力が小さく転圧作業用の振動発生装置としては好ましくない。
【０００６】
また、前述の振動発生装置を転圧作業用として用いた場合には、ピストンを上下動することで転圧具を打撃して転圧するが、ピストンが上方に移動した時に転圧具が上方に移動しないのが通常である。
【０００７】
このために、転圧具を転圧面に押しつけたり、浮き上げたりして転圧できないから、効率良く転圧作業できない。
【０００８】
そこで、本発明は前述の課題を解決できるようにした振動発生装置を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】
本発明は、本体６のシリンダ孔１内にロッド３を備えたピストン２を嵌挿してピストン２を一方向に移動する受圧面積の小さな第１室４と、ピストン２を他方向に移動する受圧面積の大きな第２室５とを有するシリンダ部７と、
前記第２室５をタンク２８に連通し、かつポート２２を油圧源に連通するＡ位置と、前記第２室５を油圧源に連通し、かつ前記ポート２２をタンクに連通するＢ位置とに切換作動する主切換弁２０と、
前記ピストン２とともに移動してピストン２が一方向のストロークエンド位置となると前記主切換弁２０をＡ位置とし、かつピストン２が他方向のストロークエンド位置となると前記主切換弁２０をＢ位置とする切換手段と、
転圧板４４にロッド４５を取付け、そのロッド４５を転圧具用の本体４６に摺動自在に嵌挿し、この転圧具用の本体４６を前記シリンダ部７の本体６に取付けることで、前記ロッド４５をシリンダ部７のロッド３で押すようにした転圧具４３を備え、
前記転圧具用の本体４６と前記ロッド４５との間に室４７を形成し、この室４７に圧油を供給することで前記ロッド４５が、前記シリンダ部７のロッド３に向けて移動するようにし、
この室４７に連通した圧油入口４８と前記第１室４を、前記主切換弁２０のポート２２に連通したことを特徴とする振動発生装置である。
【００３２】
本発明によれば、第１室４と第２室５が交互に油圧源の圧力とタンク圧力となるし、油圧アクチュエータの圧油入口４８も交互に油圧源の圧力とタンク圧力となるので、ピストン２、ロッド３を油圧源の油圧力で作業方向に移動するし、この時には圧油入口がタンク圧力となり、ピストン２、ロッド３を油圧源の油圧力で戻り方向に移動する時には圧油入口４８は油圧源の圧力となる。
【００３３】
これによって、ピストン２、ロッド３を作業方向に移動する推力が大となるし、ピストン２、ロッド３が戻り方向に移動する時には室４７に供給される圧油によって転圧具４３の転圧板４４がピストン２、ロッド３方向に移動して転圧具４３の転圧板４４が転圧面から浮き上るので、効率良く転圧作業できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１に示すように、本体６のシリンダ孔１にピストン２を嵌挿し、そのピストン２はロッド３を備え、受圧面積の小さな第１室４と受圧面積の大きな第２室を有するシリンダ部７としてある。
【００３５】
弁機構１０はポンプポート１１、タンクポート１２、ポート１３を有し、ピストン２の移動によってａ位置、ｂ位置、ｃ位置に切換えられる。
【００３６】
主切換弁２０は第１・第２・第３・第４ポート２１，２２，２３，２４を有し、第１受圧部２５の圧力でＡ位置、第２受圧部２６の圧力でＢ位置となり、第１ポート２１が油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに連通し、第２ポート２２が絞りを介して第１受圧部２５に連通し、第３ポート２３がタンク２８に連通し、第４ポート２４がシリンダ部７の第２室５に連通している。
【００３７】
切換弁３０はスプリング３１でＣ位置に保持され、受圧部３２に供給される圧力でＤ位置、Ｅ位置となる。この受圧部３２には油圧パイロット弁３３より補助油圧ポンプ３４の吐出圧油が供給される。なお、この切換えは手動や電磁切換等の他の方法でもかまわない。
【００３８】
前記切換弁３０は第１のポート３５、第２のポート３６、第３のポート３７、第４のポート３８を有し、第１のポート３５は油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに接続し、第２のポート３６は主切換弁２０の第２ポート２２に接続し、第３のポート３７はタンク２８に接続し、第４のポート３８はシリンダ部７の第１室４に接続している。切換弁３０がＣ位置の時には第１のポート３５と第４のポート３８が連通し、切換弁３０がＤ位置の時には第２ポート３６と第４のポート３８が連通し、切換弁３０がＥ位置の時には第３のポート３７と第４のポート３８が連通する。
【００３９】
前記油圧ポンプ２７の吐出路２７ａは弁機構１０のポンプポート１１に接続していると共に、主切換弁２０の第２受圧部２６に接続している。この主切換弁２０の第１受圧室２５の受圧面積は第２受圧室２６の受圧面積よりも大きくしてある。弁機構１０のポート１３は主切換弁２０の第１受圧部２５に接続している。
【００４０】
次に作動を説明する。
図１において、ピストン２が右方のストロークエンドで、切換弁３０がＣ位置の状態を考える。シリンダ７の第１室４は切換弁３０の第４ポート３８、第１ポート３５で油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに連通する。
弁機構１０は位置ａとなり、ポート１３がタンクポート１３よりタンク２８に連通するから第１受圧部２５には圧油が供給されずにタンク２８に連通するので、主切換弁２０は第２受圧部２６に作用するポンプ吐出圧で第２位置Ｂとなる。
【００４１】
これにより、油圧ポンプ２７の吐出圧油が第２室５に供給され、第２室５の受圧面積と第１室４の受圧面積との受圧面積差によってピストン２が左方に移動する。
【００４２】
ピストン２の左方への移動につれて弁機構１０が位置ｂ、位置ｃに切換えられ、ピストン２が左方のストロークエンドとなると油圧ポンプ２７の吐出圧油が弁機構１０のポンプポート１１、ポート１３より主切換弁２０の第１受圧部２５に供給される。つまり、弁機構１０はピストン２の移動によって主切換弁２０をＡ位置、Ｂ位置に切換える第１の切換手段としてある。
【００４３】
これによって、主切換弁２０が第１位置Ａに切換って第２室５が第４ポート２４、第３ポート２３よりタンク２８に流出し、ピストン２は第１室４内の圧力で右方に移動する。これとともに弁機構１０が第１位置ｂ、中立位置ａ、第４位置ｄに移動して前述の状態となる。
【００４４】
このように、切換弁３０をＣ位置とした時には油圧ポンプ２７の吐出圧油が第１室４と第２室５に作用し、その受圧面積差に作用する油圧力によってピストン３を左方（作業方向）に高速で移動するので大きな運動量を必要とするブレーカ用の振動発生装置として好ましい。
【００４５】
ブレーカ４０は図１に示すように、チゼル４１を本体４２に往復動自在に設けたもので、そのチゼル４１をピストン３で打撃して破砕作業する。なお、この本体４２と本体６を同一としても良い。
【００４６】
図２は切換弁３０をＤ位置とした場合を示し、シリンダ部７の第１室４は切換弁３０の第４ポート３８、第２ポート３６を経て主切換弁２０の第２ポート２２に連通する。
【００４７】
このようであるから、前記第１室４は第２室５が油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに連通している時（主切換弁２０がＢ位置の時）にはタンク２８に連通し、第２室５がタンク２８に連通している時（主切換弁２０がＡ位置の時）には第１室４は油圧ポンプ２７の吐出路２７ａに連通する。
【００４８】
したがって、シリンダ部７の第１室４と第２室５は一方がポンプ圧の時には他方がタンク圧となるので、ピストン３を左方（作業方向）に移動する時には第１室４がタンク圧となり第２室５がポンプ圧となり、ピストン３の推力が大となる。これによって、大きな推力を必要とする転圧作業用の振動発生装置として好ましい。
【００４９】
転圧具４３は図２に示すように、転圧板４４にロッド４５を取付けたもので、そのロッド４５を本体４６に摺動自在に嵌挿してある。この本体４６を振動発生装置の本体６に取付けるか、本体４６を本体６と一体とし、そのロッド４５をピストン３で押して転圧板４４で転圧する。
【００５０】
前記転圧具４３のロッド４５は段付き形状となって本体４６との間に室４７を形成し、その室４７に供給される圧油でピストン３に向けて移動するようにしてあり、本体４６とロッド４５で油圧アクチュエータを構成し、その室４７に圧油を供給する圧油入口４８を前記第１室４に連通している。
【００５１】
このようであるから、ピストン３が第１室４内の油圧力で右方で移動する時に転圧板４４のロッド４５は第１室４内の油圧力でピストン３方向に移動し、転圧板４４のロッド４５はピストン３と離れることがないので、効率良く転圧できる。
【００５２】
具体的には、転圧板４４を転圧面に押しつけたままで転圧するよりも、転圧板４４を転圧面に対して浮き上ったり、押しつけられたりすることを交互に繰り返して転圧する方が効率良く転圧できる。このようであるから、第１室４内の圧力をポンプ圧とタンク圧に交互に切換えるようにし、その第１室４の圧力を利用して転圧板４４をピストン３に向けて移動すれば転圧板４４が転圧面に対して浮き上ったり、押しつけらえるから効率良く転圧できる。なお、振動発生装置の本体６と転圧具４３とに亘ってシリンダを連結し、そのシリンダの縮み室を第１室４に連通しても良い。
【００５３】
図３は切換弁３０をＥ位置とした場合を示し、シリンダ部７の第１室４は切換弁３０の第４ポート３８、第３ポート３７でタンク２８に連通し、第１室４は常時タンク圧となる。つまり、切換弁３０は第１室４を油圧ポンプ２７、タンク２８、主切換弁２０のポート２２のいずれかに連通する第２の切換手段である。
【００５４】
これにより、ピストン２は第２室５に作用するポンプ圧により左方（作業方向）に作動させられ、右方（戻り）は振動発生装置を取付けた作業機４９の自重による。
【００５５】
このようであるから、杭Ａを打ち込むように大きな打撃力を必要とする場合、作業機４９の自重をピストン２、ロッド３に衝突させることができるため好ましい。
【００５６】
例えば、図４に示すように、下部走行体５０に上部車体５１を旋回自在に取付け、この上部車体５１にブーム５２をブームシリンダ５３で上下揺動自在に取付け、そのブーム５２にアーム５４をアームシリンダ５５で上下揺動自在に取付けた油圧式パワーショベルにおける前記アーム５４の先端部に本体６を作業機シリンダ５６とリンク５７で首振自在に取付け、シリンダ部７に打撃子５８を所定ストローク上下動自在に設け、その打撃子５８をロッド３で打撃して杭Ａを打撃して杭打ちする場合には、ブームシリンダ５３を縮み作動してロッド３を介して打撃子５８を杭Ａの上部に押しつけ、その反力で下部走行体５０を仮想線で示すように前部を浮き上げて打撃子５８に油圧式パワーショベルの自重に作用させる。この状態でピストン２を前述のように移動して杭打ちを作業を行なう。
【００５７】
このようにすることで、第２室５に油圧ポンプ２７の吐出圧油を供給してピストン２を左方に移動した時にシリンダ孔１を形成した本体６が相対的に上方に移動し、ピストン２が左方のストロークエンドに移動して第２室５がタンク２８に連通した時に油圧ショベルの自重で本体６が左方（下方）に移動してピストン２、ロッド３を介して打撃子５８で杭Ａを大きな質量で打撃するから効率良く杭打ち作業できる。
【００５８】
前記切換弁３０は図５に示すようにＤ位置とＥ位置を有するものとしても良い。
このようにすれば、転圧作業用の振動発生装置、杭打ち作業用の振動発生装置として好ましい。
【００６０】
前記切換弁３０は図６に示すようにＣ位置とＤ位置を有するものとしても良い。
このようにすれば、ブレーカ用の振動発生装置、転圧作業用の振動発生装置として好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示す構成説明図である。
【図２】 切換弁をＤ位置とした時の作動説明図である。
【図３】 切換弁をＥ位置とした時の作動説明図である。
【図４】 杭打ち作業の一例を示す正面図である。
【図５】 切換弁の他の例を示す構成説明図である。
【図６】 切換弁の他の例を示す構成説明図である。
【符号の説明】
１…シリンダ孔、２…ピストン、３…ロッド、４…第１室、５…第２室、６…本体、７…シリンダ部、１０…弁機構、２０…主切換弁、２２…第２ポート、２５…第１受圧部、２６…第２受圧部、２７…油圧ポンプ、２８…タンク、３０…切換弁、４３…転圧具、４８…圧油入口、５２…ブーム、５４…アーム、Ａ…杭。

Claims (1)

1. 本体（６）のシリンダ孔（１）内にロッド（３）を備えたピストン（２）を嵌挿してピストン（２）を一方向に移動する受圧面積の小さな第１室（４）と、ピストン（２）を他方向に移動する受圧面積の大きな第２室（５）とを有するシリンダ部（７）と、
   前記第２室（５）をタンク（２８）に連通し、かつポート（２２）を油圧源に連通するＡ位置と、前記第２室（５）を油圧源に連通し、かつ前記ポート（２２）をタンクに連通するＢ位置とに切換作動する主切換弁（２０）と、
   前記ピストン（２）とともに移動してピストン（２）が一方向のストロークエンド位置となると前記主切換弁（２０）をＡ位置とし、かつピストン（２）が他方向のストロークエンド位置となると前記主切換弁（２０）をＢ位置とする切換手段と、
   転圧板（４４）にロッド（４５）を取付け、そのロッド（４５）を転圧具用の本体（４６）に摺動自在に嵌挿し、この転圧具用の本体（４６）を前記シリンダ部（７）の本体（６）に取付けることで、前記ロッド（４５）をシリンダ部（７）のロッド（３）で押すようにした転圧具（４３）を備え、
   前記転圧具用の本体（４６）と前記ロッド（４５）との間に室（４７）を形成し、この室（４７）に圧油を供給することで前記ロッド（４５）が、前記シリンダ部（７）のロッド（３）に向けて移動するようにし、
   この室（４７）に連通した圧油入口（４８）と前記第１室（４）を、前記主切換弁（２０）のポート（２２）に連通したことを特徴とする振動発生装置。

Images