JPS5816992B2 - 振動圧発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧弁の自励振動を応用した振動圧発生装置に
係り、特に油圧さく岩槻或いは油圧ブレーカ等の建設、
鉱山用打撃機械のパイロット圧源として使用するに好適
な振動圧発生装置に関する。

従来よりある各種の加振機は、産業機械用としてはそれ
ぞれ欠点を有する。

即ち、偏心質量による機械的加振機は構造的に大となり
、電気的加振機は制御が容易で高振動数が可能であるが
、大出力を出すことが困難である。

また、発動機や空気圧によるものは騒音を発生し、電気
油圧式サーボ弁によるものは大出力は出せるが高価でと
り、かつ、苛酷な環境条件下で使用される建設、鉱山用
機械には不適である等である。

一方、既に油圧弁の自励振動を応用した振動圧発生装置
が提案されている。

これをパイロット圧源として使用した加振機は前記欠点
を補なうものであるが、油圧さく岩槻或いは油圧ブレー
カ等の・打撃機械に使用するには未だ不満足な点が残る
。

即ち、振動圧の圧力差が小であるため大出力機のパイロ
ット圧源としては使用できない。

又、大きな打撃エネルギを得るためのピストン速度最大
地点でさく孔工具を打撃させるようにすると、打撃後ピ
ストン切替弁が切り替ってピストンが戻り始める迄にか
なりの時間がかかつてしまう。

従って、ピストンがさく孔工具と接触している無駄時間
が多くなり過ぎ却って効率が低下する。

特に、モータ等でビットに回転を与える構造の回転打撃
トリ１ルに使用する場合は、ビットの摩耗が犬となる。

又、効率を良くするにはピストンの戻り行程で除徐ニハ
ね（コイルばね或いはアキュムレータ等）にエネルギを
貯え、それを打撃行程に一気に吐き出しピストンを高速
にして打撃する必要がある。

以上の理由から、ピストンの打撃行程所要時間は戻り行
程所要時間より短いことが望ましいが、従来の振動圧発
生装置では振動圧の高圧維持時間と低圧維持時間がほぼ
等しいため、ピストンの打撃行程時間と戻り行程時間も
ほぼ等しくなってしま・う等である。

本発明の目的は大出力の建設、鉱山用機械のパイロット
圧源として使用するに好適な振動圧発生装置を提供する
にある。

本発明は油圧弁の自励振動を応用した振動圧発、主装置
において、流体圧供給ポートから同一方向に一定角度だ
けずれた位置又は軸線上にずれた同一位置に振動圧取り
出しポートを設けると共に、円盤状振動体の供給ポート
側遮へい突起端面に該供給ポートと振動圧取り出しポー
トの一方とを交互に連通ずる凹部を形成することにより
、はぼ供給圧に等しい高圧と環状空間部の背圧との差を
振動圧として取り出すことができ、又、振動圧の高圧維
持時間と低圧維持時間の比が変えられるようにしたもの
である。

以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１ないし２図は本発明の振動圧発生装置をパイロット
圧源とし採用した油圧ブレーカを示す。

該ブレーカは振動圧発生装置１、油圧増幅装置２及び出
力装置３により構成されている。

前記振動圧発生装置１は機枠４、振動体５、蓋体６及び
ベアリング７からなる。

該機枠４には開口部側から円盤状シリンダ８及び円筒状
軸受９が、又、外周側から前記シリンダ８に向かう円柱
状給油口１０が設けられている。

又、前記給油口１０とシリンダ８を連通ずる任意形状（
矩形、円形等の穴がその先端が相離れるように開角度θ
をつけて設けられ、給油ポー［１，１２となっている。

さらに該給油ポーＨＬ１２の反対側には排油ポーＨ３，
１４がそれぞれ対称位置に設けられている。

又、前記給油ポート１’１，１２より、左右それぞれ同
一の向きに（時計、反時計いずれでも良い。

図は時計方向を示す）角度θ１ （θに〇を含む）だけ
ずらした位置にはパイロット圧取り出しポーＮ５．１６
が設けられている。

前記振動体５は前記シリンダ８より小径の円盤状体で、
その外周側には前記シリンダ８の内周面に摺接する遮へ
い突起１７．１８が互いに反対位置に設けられている。

又、該振動体の給油口側遮へい突起１７の端面には凹部
が形成され油溝１９となっている。

さらに該振動体の上下側には軸２０が一体的に突出して
形成されている。

前記蓋体６には、円筒状軸受２１、前記パイロット圧取
り出しポーＮ５．１６と油圧増幅装置２を連通する流路
２２，２３及び静止時の振動体５の位置を規制するため
の突出したリミッタ２４２５が形成されている。

前記振動体５は前記ベアリング７を介して前記機枠４及
び該機枠と嵌合する蓋体６ＬＣ回転自在に軸支され、左
右の環状圧力室２６．２７を形成している。

又、静止時の振動体の位置を規制する１−め、振動体の
非給油口側遮へい突起１８は、前記リミッタ２４．２５
間に位置されている。

前記油圧増幅装置２は、機枠３０、スプール３１、ばね
３２及び調整ねじ３３からなる。

該機枠３０に設けられたシリンダ３４には両端部及び中
央部にそれぞれランド３５，３６，３７を有する前記ス
プール３１が、前記はね３２を介して挿入され、前記調
整ねじ３３により押さえられている。

又、前記機枠３０には、前記シリンダ３４の左室３８、
右室３９と、前記振動圧発生装置１のパイロット圧取り
出しポート１５．１６とをそれぞれ連通する流路２２，
２３が設けられている。

さらに、前記スプールランド３５．３６間及び３６．３
７間においてシリンダ３４に連通ずる排出路４０、シリ
ンダ３４の中央部に連通ずる高圧供給路４１、及びシリ
ンダ３４のスプールランド３５．３６間及び３６．３７
間と前記出力装置３間を連通する流路４２，４３が設け
られている。

前記出力装置３は、機枠５０及びさく孔工具打撃ピスト
ン５１からなり、機枠に形成されたシリンダ５２に該さ
く孔工具打撃ピストンが滑動するように収納されている
。

又、前記シリンダ５２の左室５４、右室５５は前記油圧
増幅装置２のシリンダ３４とそれぞれ流路４０，４１に
より連通されている。

以下動作を説明する。

いま振動体５が第３図の位置にあるとすると、振動圧発
生装置１の給油口１０から供給された圧力油は右側の給
油ポート１２から右側の環状圧力室２７に流入し、排油
口１４から排出される。

この際に振動体の遮へい突起１８に作用する油圧力によ
って、振動体５は時計方向に回転し、第４図を経て第５
図の状態に達する。

第５図の状態では、時計方向への回転力の供給は無くな
るが、振動体が第４図から第５図の状態に至る間に受は
取ったエネルギが、左側の給油ポート１１から流入した
油により振動体に反時計方向に作用する力及び粘性抵抗
（でよって完全に消費されるまで時計方向へ回転を続は
第６図の状態に至−て静止する。

第６図の状態では振動体の遮へい突起１８には、左側の
給油ポート１１から流入した油圧力のみが作用している
ので振動体５は前記と逆に反時計方向に回転し、第５図
、第４図を経て第３図の状態に戻る。

以上のような動作を繰返して振動体５はリミッタ２４，
２５に衝突することなく反復回転振動を継続する。

前記のようにして振動圧発生装置１に圧力油を供給し、
振動体５を振動させると、パイロット圧取り出しポート
１５．１６は遮へい突起１７の油溝１９及び左右の環状
圧力室２６．２７とそれぞれ交互に連通ずる。

従って、パイロット圧取り出しポートにはほぼ供給圧に
等しい高圧と、環状圧力室内の背圧が交互に発生する。

本実施例の振動圧発生装置では、パイロット圧取り出し
ポート１５．１６が、給油ポート１１．１２よりそれぞ
れ時計方向にθ１だけずれているため、パイロット圧取
り出しポート１６においては、パイロット圧の高圧維持
時間が低圧維持時間より短くなる。

一方、パイロット圧取り出しポート１５においては逆と
なる。

前記パイロット圧は流路２２，２３を経て油圧増幅装置
２のシリンダ左室３８、右室３９に伝えられる。

従ってピストン切替弁のスプール３１の両端には高圧と
低圧が交互に作用し、スプール３１は左右に振動する。

′いまシリンダ左室３８に高圧、右室３９に低圧が
かかるとスプール３１は右方に移動し、高圧供給流路４
１から供給された高圧油は流路４２を経て、出力装置３
のシリンダ左室５４に流入するため、ピストン５１は右
方に移動する。

この際、シリンダ右室５５中にあった油は流路４３、ス
プールシリンダ３４を経て排出路４０より排出される。

また、パイロット圧が切り換わり、シリンダ右室３９に
高圧、左室３８に低圧がかかると、スプール３１は左方
に移動する。

この状態では高圧油はスプールシリンダ３４、流路４３
を経て出力装置３のシリンダ右室５５に供給されるので
、ピストン５１は左方に移動する。

この際、シリンダ左室５４中にあった油は流路４２、ス
プールシリンダ３４を経て排出路４０より排出される。

以上のようにして振動圧発生装置１からのパイロット圧
に同期して出力装置３のピストン５１がさく孔工具の打
撃を繰返す。

本実施例では、右側のパイロット圧取り出しポート１６
の高圧維持時間が短かいため、打撃時間が戻り時間より
小となる。

第７図は振動体の位置とさく孔工具打撃ピストンの行程
の関係を示したタイムチャートで、横軸が時間、縦軸が
振動体の回転角度θ（振動体が中立位置より時計方向に
回転した場合を正、反時計方向に回転した場合を負とす
る）あるいはピストン切替弁のシリンダに作用するパイ
ロット圧力（シリンダ左室３８に作用する圧力を破線、
右室３９に作用する圧力を実線で表わす）である。

本実施例では、パイロット圧取り出しポートが給油ポー
トより時計方向に０１だけずれているので、第７図りに
示す如くピストンの戻り行程時間が打撃行程時間より長
くなっている。

なお、第７図Ｂは従来の振動圧発生装置を使用した場合
で、シリンダ左室３８、右室３９へのパイロット圧作用
時間が等しく、かつパイロット圧の変化量が小さくなっ
ている。

本実施例では給油口１０が機枠４外周より中心方向に向
けて円筒状に設けられていたか、給油口を軸方向に設け
た実施例を第８図及び第１０図に示す。

又、本実施例では０１へ０であったがθ、二〇の場合を
第９ないし１０図に示す。

この場合の振動体の位置とパイロット圧の関係は第７図
Ｃに示す如くとなり、打撃時間と戻り時間が等しくなる
。

以上述べた通り本発明の振動圧発生装置によれば、高圧
維持時間と低圧維持時間が異なるパイロット圧を発生で
きるので、油圧さく岩槻あるいは油圧ブレーカ等の打撃
機械に使用した場合そのピストン往復動所要時間を最適
値に設定できる。

従ってピストンのエネルギを効率よく岩へ伝達できると
共に、ピストンがさく孔工具に接触し仕事をしないでい
る無駄時間が省略できる。

又、モータ等でビットに回転を与える構造の回転打撃ド
リルて使用すれば、ビットの摩耗が防止できる。

さらに圧力差の犬なるパイロット圧が発生できるので、
大出力のアクチュエータの作動が可能である等の優れた
効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である振動圧発生装置を採用
した油圧ブレーカを示す縦断面図、第２図は第１図の油
圧ブレーカの■−■線断面図、第３ないし６図は第１図
の油圧ブレーカの振動圧発生装置の動作説明図、第７図
は同じく振動圧発生・装置の振動体位置とパイロット圧
との関係を示すタイムチャート、第８図は、本発明の第
２実施例を示す平面図、第９図は、本発明の第３実施例
を示す平面図、第１０図は第８ないし９図の実施例のｘ
−Ｘ線断面図である。 １・・・振動圧発生装置、４・・・機枠、５・・・円盤
状振動体、６・・・蓋体、７・・・ベアリング、８・・
・円盤状シリンダ、１１．１２・・・給油ポート、１３
．１４・・・排油ポート、１５，１６・・・パイロット
圧取り出しポート、１７．１８・・・遮へい突起、１９
・・・油溝、２６．２７・・・環状圧力室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の遮へい突起を有する円盤状振動体及び円盤状
   シリンダで形成される複数の環状圧力室に、該振動体の
   一方の遮へい突起により交互に開閉される供給ポートを
   介して流体圧を供給し、前記環状圧力室間の圧力差で前
   記振動体を振動させ振動圧を取り出す自励振動方式の振
   動圧発生装置において、 前記供給ポートから同一方向に一定角度だけずれた位置
   又は軸線上にずれた同一位置に振動圧取り出しポートを
   設けると共に、前記振動体の供給ポート側遮へい突起端
   面に該供給ポートと振動圧取り出しポートの一方とを交
   互に連通ずる凹部を形成したことを特徴とする振動圧発
   生装置。