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【発明の名称】 油圧ブレーカおよびその製造方法
【発明者】 【氏名】福井 信義

【氏名】綾野 正毅

【要約】 【課題】長尺のスルーボルトを不要とし、且つ大型の工作機械を用いなくとも製造可能な油圧ブレーカおよびその製造方法を提供する。

【解決手段】この油圧ブレーカ1は、ピストン10を前後進可能に摺嵌するシリンダ3と、そのシリンダ3の軸方向での先端側に装着されてチゼル8を前後進可能に挿着するフロントヘッド2とを備えており、シリンダ3およびフロントヘッド2は、一対のねじ17、19で相互に直接締結されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ピストンを前後進可能に摺嵌するシリンダと、そのシリンダの軸方向での先端側に装着されてチゼルを前後進可能に挿着するフロントヘッドとを備える油圧ブレーカを製造する方法であって、
シリンダ用の素材およびフロントヘッドには、相互を直接締結可能な一対のねじが形成され、さらに、前記フロントヘッドには、少なくとも内径加工および外形加工を含む必要な加工が施され、前記シリンダ用の素材には、少なくとも内径加工が施されたものを用い、前記一対のねじで前記シリンダ用の素材および前記フロントヘッド相互を直接締結し、その締結後に、前記シリンダ用の素材に対し油圧通路および外形形状等の前記シリンダに必要な加工を施すことを特徴とする油圧ブレーカの製造方法。
【請求項2】
前記一対のねじとして、前記フロントヘッドには、シリンダ側の内周面に雌ねじが形成されており、前記シリンダには、前記フロントヘッドの雌ねじに螺合可能な雄ねじが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の油圧ブレーカの製造方法。
【請求項3】
前記一対のねじでの締結後に且つ前記シリンダに必要な加工を施す前に、前記一対のねじにその軸方向とは交わる方向に貫通するピン孔を形成し、そのピン孔にピンを装着することを特徴とする請求項1または2に記載の油圧ブレーカの製造方法。
【請求項4】
ピストンを前後進可能に摺嵌するシリンダと、そのシリンダの軸方向での先端側に装着されてチゼルを前後進可能に挿着するフロントヘッドとを備える油圧ブレーカであって、
前記シリンダおよびフロントヘッドは、一対のねじで相互に直接締結されていることを特徴とする油圧ブレーカ。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、岩石等を破砕するための油圧ブレーカおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の油圧ブレーカは、例えば、図8に示す油圧ブレーカ100のように、シリンダ130と、そのシリンダ130の軸方向での先端側に設けられるフロントヘッド120と、後端側に設けられるバックヘッド4とを有して構成されている。シリンダ130およびフロントヘッド120は、不図示のブラケットによって保持するために、その外形形状が、略角形状(横断面が略矩形状)に形成されている。そして、シリンダ130には、不図示のピストンが前後進可能に摺嵌され、また油圧打撃機構が構成されており、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ130へ圧油を供給することにより、ピストンが前後進可能になっている。そして、フロントヘッド120内には、先端側からチゼル8が挿着され、チゼル8はピストンの打撃によって軸方向に所定距離の往復移動が可能になっている。
【0003】
ところで、図8に示す例では、上記フロントヘッド120、シリンダ130およびバックヘッド4は、軸方向に貫通するスルーボルト150によって相互に締結されている。このスルーボルト150は長尺のボルトであり、例えば呼び径の20倍の長さを有している(例えば特許文献1参照)。そのため、スルーボルト150は、長尺であることに起因して、緩みや折損といった問題には不利である。
【特許文献1】特開2005−299091号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、例えば図9に示す油圧ブレーカ101のように、シリンダ160にフロントヘッドの機能をもたせて一つの部品とすることが考えられる。このような構成であれば、同図に示すように、スルーボルト5は、シリンダ160の後端部とバックヘッド4とを締結するのに必要な長さに短縮できるので、緩みや折損といった問題に対し有利になる。
しかしながら、この油圧ブレーカ101のように、シリンダ160にフロントヘッドの機能をもたせて一つの部品とすると部品の長さがその分増大するので、このような長尺なシリンダ160を生産するためには長尺部品の加工(特に内径加工)ができる大型の工作機械が必要になる。したがって、従来の生産設備をそのまま用いて製造する上では未だ検討の余地がある。
【0005】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、長尺のスルーボルトを不要とし、且つ大型の工作機械を用いなくとも製造可能な油圧ブレーカおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、ピストンを前後進可能に摺嵌するシリンダと、そのシリンダの軸方向での先端側に装着されてチゼルを前後進可能に挿着するフロントヘッドとを備える油圧ブレーカを製造する方法であって、シリンダ用の素材およびフロントヘッドには、相互を直接締結可能な一対のねじが形成され、さらに、前記フロントヘッドには、少なくとも内径加工および外形加工を含む必要な加工が施され、前記シリンダ用の素材には、少なくとも内径加工が施されたものを用い、前記一対のねじで前記シリンダ用の素材および前記フロントヘッド相互を直接締結し、その締結後に、前記シリンダ用の素材に対し油圧通路および外形形状等の前記シリンダに必要な加工を施すことを特徴としている。
【0007】
第一の発明によれば、製造される油圧ブレーカは、そのシリンダとフロントヘッドとが相互に一対のねじで直接締結されるので、長尺のスルーボルトが不要である。そして、このシリンダおよびフロントヘッドは、例えば、それぞれ従来のものとほぼ等しい大きさとすることができる。そして、フロントヘッドには、少なくとも内径加工および外形加工を含む必要な加工が施されており、シリンダ用の素材に、一対のねじで直接締結後にシリンダに必要な加工を加えて製造するので、大型の工作機械を用いなくとも従来の製造設備で製造することができる。
【0008】
なお、前記一対のねじとしては、例えば、前記フロントヘッドにはシリンダ側の内周面に雌ねじを形成し、前記シリンダには前記フロントヘッドの雌ねじに螺合可能な雄ねじを形成することで、前記一対のねじを好適に構成することができる。
ここで、第一の発明に係る油圧ブレーカの製造方法において、前記一対のねじでの締結後に且つ前記シリンダに必要な加工を施す前に、前記一対のねじにその軸方向とは交わる方向に貫通するピン孔を形成し、そのピン孔にピンを装着することは好ましい。
【0009】
このような構成であれば、フロントヘッドおよびシリンダ用の素材相互を直接締結する一対のねじの固定状態を一層確実にできるので、シリンダ用の素材への加工の切削力によって一対のねじ部でのねじ緩みを防止する上でより好適である。
また、本発明のうち第二の発明は、ピストンを前後進可能に摺嵌するシリンダと、そのシリンダの軸方向での先端側に装着されてチゼルを前後進可能に挿着するフロントヘッドとを備える油圧ブレーカであって、前記シリンダおよびフロントヘッドは、一対のねじで相互に直接締結されていることを特徴としている。
【0010】
第二の発明によれば、シリンダとフロントヘッドとが、相互に一対のねじで直接締結されているので、相互の固定に長尺のスルーボルトは不要である。そして、シリンダおよびフロントヘッドは、例えば、それぞれ従来のものとほぼ等しい大きさとすることができるので、大型の工作機械を用いなくとも従来の製造設備で製造することができる。
【発明の効果】
【0011】
上述のように、本発明によれば、長尺のスルーボルトを不要とし、且つ大型の工作機械を用いなくとも製造可能な油圧ブレーカおよびその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1は本発明に係る油圧ブレーカの一実施形態を説明する図であり、同図は、油圧ブレーカのフロントヘッドを、その軸線を含む断面にて図示している。なお、上記説明した従来の油圧ブレーカと同様の構成については同一の符号を付して説明する。
この油圧ブレーカ1は、軸方向での中央部にシリンダ3を有し、このシリンダ3の先端側にフロントヘッド2を有している。
【0013】
また、シリンダ3の後端側にはバックヘッド4を有し、バックヘッド4は、その四隅が4本の短いスルーボルト5でシリンダ3の後端に連結されている。つまり、このスルーボルト5は、図9に示した例同様に、シリンダ3の後端部とバックヘッド4とを締結するのに必要なだけの長さに短縮されており、緩みや折損といった問題に対し有利になっている。
【0014】
さらに、シリンダ3内には、ピストン10が摺嵌されており、また、そのピストン10を囲繞してスリーブ11が内装されている。このスリーブ11にはピストン10を往復動させるための油圧室および油圧通路が形成され、公知の油圧打撃機構が構成される。これにより、不図示の油圧供給源から切換弁を介してシリンダ3へ圧油を供給することにより、ピストン10が前後進可能になっている。
【0015】
また、フロントヘッド2内には、先端側からチゼル8が挿着され、このチゼル8の後端側とピストン10との間に打撃室12が形成されている。また、フロントヘッド2の内周面の先端側には、フロントブッシュ13が同軸に設けられている。そして、チゼル8は、このフロントブッシュ13によりピストン10と同軸線上に保持されており、上記ピストン10の打撃によって軸方向に所定距離の前後進が可能になっている。なお、チゼル8は、ロッドピン15によって、軸方向での移動が規制され、その往復移動範囲が制限されている。
【0016】
ここで、このシリンダ3およびフロントヘッド2は、それぞれの軸方向の長さを含む全体の大きさが、従来のものとほぼ等しい大きさになっている。また、それぞれの外形形状は、不図示のブラケットによって保持するために、略角形状(横断面が略矩形状)に形成されている。そして、上記フロントヘッド2には、シリンダ3側の内周面に雌ねじ17が形成されている。また、上記シリンダ3には、フロントヘッド2側の端面から突出して雌ねじ17に螺合可能な雄ねじ19が形成されており、これら雌ねじ17および雄ねじ19は、互いに螺合する一対のねじになっている。これら一対のねじ17、19は、ピストン10と同軸に形成されており、その径は、スリーブ11の外径よりも大きい。そして、シリンダ3およびフロントヘッド2相互は、これら一対のねじ17、19で直接締結されている。
【0017】
次に、この油圧ブレーカ1の製造方法について図2〜図6を適宜参照しつつ説明する。
上述の油圧ブレーカ1は、シリンダ3およびフロントヘッド2相互が、一対のねじ17、19で直接締結される構成なので、シリンダ3に必要な油圧通路や外形の加工は、図2に示すように、シリンダ3用の素材3S(以下「シリンダブランク」ともいう)をフロントヘッド2に装着した後に加工している。
【0018】
つまり、同図に示すように、フロントヘッド2には、上述のように、シリンダ3側の内周面に雌ねじ17を形成し、一方、シリンダ3には、シリンダブランク3Sの状態で、フロントヘッド2の雌ねじ17に螺合可能に雄ねじ19を形成する。ここで、この状態でのシリンダブランク3Sは、同図に示すように、略円筒状であり、上記スリーブ11を内装するための内径3n等については加工が施されているが、シリンダ3として必要な油圧通路および外形形状等は未加工である。つまり、これら油圧通路および外形形状等の加工については、フロントヘッド2との相対位置が関係するが、この油圧ブレーカ1では、フロントヘッド2とシリンダ3とが一対のねじ17、19で直接締結されるので、締結後に相対位置が確定した状態でこれらの加工を行うようにしている。これに対し、回転方向での位置が問題とならない内径3n等の旋削加工については加工済みになっている。
【0019】
一方、フロントヘッド2については、同図に示す段階において、打撃室12やフロントブッシュ13を装着するための軸受部の加工を含む内径加工、ロッドピン15を装着する部分の穴加工および4つの平面2gによって略矩形状に形成される外形加工等は加工済みである(図1参照)。また、油圧ブレーカ1での作業時における摩耗を防ぐため、フロントヘッド2には、所定の硬さとなるように熱処理を行っており、本実施形態の例では、フロントヘッド2については、完成状態であり、フロントヘッド2として必要な加工および処理はこの状態で既に施されている。
【0020】
次いで、図3に示すように、フロントヘッド2およびシリンダブランク3Sにそれぞれ形成された一対のねじ17、19で、フロントヘッド2およびシリンダブランク3S相互を直接締結して一体化した状態20Sとする(以下、この一体化した完成前の状態を「本体ブランク」ともいう)。以下、この本体ブランク20Sは、「一つのシリンダ」として扱い、一対のねじ17、19を緩めて分解することは原則としてなく、また、この本体ブランク20Sに対し必要な加工や処理等を施して完成された一体化したフロントヘッド2およびシリンダ3において同様である。
【0021】
次いで、図4に示すように、この本体ブランク20Sに機械加工を施す。なお、同図は、治具G1によって二つの本体ブランク20Sを同時に固定し、シリンダ3に必要な外形形状(平面3g)を、フロントヘッド2の平面2gを基準として、これと面一に平面3gをフライス工具Fで加工している図であり、フライス加工が周方向の4面に施される例である。ここで、この本体ブランク20Sの長さは、上記シリンダ3およびフロントヘッド2相互が一体化されているので全体の長さは増加している。しかし、それぞれは従来のものとほぼ等しい大きさであり、また、この工程での加工は、フライス加工が主であり、工作物の長さによる制約は受けにくい。そして、加工が施されるのは、本体ブランク20Sのうちのシリンダブランク3Sについてなされるので、本体ブランク20Sとして一体化した状態であっても、製造設備として大型の工作機械を用いなくとも従来のフライス盤での製造を可能としている。
【0022】
次いで、図5に示すように、上記フライス加工後の本体ブランク20Sに、さらに必要な油圧通路等の加工を施す。この油圧通路等の加工についても、フロントヘッド2を基準として加工する。なお、同図は、治具G2によって二つの本体ブランクを固定し、必要な油圧通路を、ドリル工具Dで加工しており、バックヘッド4側の端面から軸方向にドリル加工が施されている例である。ここで、シリンダ3およびフロントヘッド2は、それぞれ従来のものとほぼ等しい大きさであり、この工程での加工についても、本体ブランク20Sのうちのシリンダブランク3Sについてなされるので、製造設備として従来の深穴加工機での製造を可能としている。
【0023】
そして、上記のようにシリンダ3に必要な加工が施された本体ブランク20Sは、図6に示すように、相互に直接締結されてフロントヘッド2およびシリンダ3が一体化された状態20となる(以下、この一体化した完成後の状態を「一体シリンダ」ともいう)。
次に、この油圧ブレーカおよびその製造方法の作用・効果について説明する。
上述の油圧ブレーカの製造方法によれば、製造される油圧ブレーカ1は、そのシリンダ3とフロントヘッド2とが相互が一対のねじ17、19で直接締結された一体シリンダ20になっているので、長尺のスルーボルトが不要であり、さらに、シリンダ3の後端側には、バックヘッド4が短いスルーボルト5で連結されるので、このスルーボルト5は、シリンダ3の後端部とバックヘッド4とを締結するのに必要なだけの長さに短縮されており、緩みや折損といった問題に対し有利になっている。
【0024】
そして、シリンダ3およびフロントヘッド2は、それぞれ従来ものとほぼ等しい大きさであり、さらに、フロントヘッド2(ないしはフロントヘッド用の素材)には、少なくとも内径加工および外形加工を含むフロントヘッドに必要な加工が施されており、シリンダブランク3Sには、一対のねじ17、19で直接締結後にシリンダ3に必要な加工を加えて一体シリンダ20を製造しているので、大型の工作機械を用いなくとも従来の製造設備で製造することができる。
【0025】
なお、本発明に係る油圧ブレーカおよびその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、一体シリンダ20を構成するフロントヘッド2とシリンダ3とは、相互に一対のねじ17、19のみで直接締結されている例で説明したが、これに限定されず、例えば一対のねじ17、19で締結されている部分を、さらに一層確実に固定するためのピンを装着するようにしてもよい。具体例を図7に示す。同図に示す例は、一対のねじ17、19を貫通するピン孔23が形成され、このピン孔23に、ピン24が装着されている点を除き、上記実施形態と同様の構成である。
【0026】
この例では、まず、同図(a)に示すように、予めフロントヘッド2に対し、予備的なピン孔23を雌ねじ17の軸方向とは交わる方向に貫通形成しておく。そして、一対のねじ17、19での締結後に且つシリンダ3に必要な加工を施す前に(図3参照)、フロントヘッド2の予備的なピン孔23を案内としてシリンダブランク3Sの雄ねじ19を貫通するピン孔23を穿孔する。次いで、締結後に雄ねじ19をも貫通して形成されたピン孔23に対し、ピン24を装着する(図7(b)参照)。以降は上記実施形態同様に必要な加工をする。これにより、一対のねじ17、19の固定が一層確実になるので、締結後のシリンダブランク3Sへの加工の切削力による一対のねじ17、19のねじ緩みを好適に防止することができる。
【0027】
また、例えば、上記実施形態では、一対のねじとして、フロントヘッド2には、シリンダ雌ねじ17が形成されており、シリンダ3には、雌ねじ17に螺合可能な雄ねじ19が形成されている例で説明したが、これに限定されず、フロントヘッド2に雄ねじを設け、シリンダ3には、フロントヘッド2の雄ねじに螺合可能な雌ねじを設けて、一対のねじを構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明に係る油圧ブレーカの一実施形態を説明する図である。
【図2】本発明に係る油圧ブレーカの製造方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図3】本発明に係る油圧ブレーカの製造方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図4】本発明に係る油圧ブレーカの製造方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図5】本発明に係る油圧ブレーカの製造方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図6】本発明に係る油圧ブレーカの製造方法の一実施形態を説明する斜視図である。
【図7】本発明に係る油圧ブレーカの一変形例を説明する図であり、同図(a)は図2に対応する斜視図を示し、また、同図(b)は図1でのA−A断面を示している。
【図8】従来の油圧ブレーカの一例を説明する図である。
【図9】従来の油圧ブレーカの一例を説明する図である。
【符号の説明】
【0029】
1 油圧ブレーカ
2 フロントヘッド
3 シリンダ
3S シリンダブランク(シリンダ用の素材)
4 バックヘッド
5 スルーボルト
8 チゼル
10 ピストン
11 スリーブ
12 打撃室
13 フロントブッシュ
15 ロッドピン
23 ピン孔
24 ピン
【出願人】 【識別番号】594149398
【氏名又は名称】古河ロックドリル株式会社
【出願日】 平成18年10月31日(2006.10.31)
【代理人】 【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也

【識別番号】100075579
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 嘉昭

【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】崔 秀▲てつ▼


【公開番号】 特開2008−114300(P2008−114300A)
【公開日】 平成20年5月22日(2008.5.22)
【出願番号】 特願2006−296782(P2006−296782)