JP2002526275A - 戻し空気ばねを備えた空気ばね式打撃機構 - Google Patents
戻し空気ばねを備えた空気ばね式打撃機構Info
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- B25D11/00—Portable percussive tools with electromotor or other motor drive
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Abstract
Description
向に可動である形式の空気ばね式打撃機構に関する。
では殊に2つのタイプの打撃機構が賞用されている。第1のタイプは、打撃機構
ケーシング内をガイドされる駆動ピストンを中空に形成し、該駆動ピストンの空
洞部内で打撃ピストンをガイドするようになっている形式の打撃機構であり、第
2のタイプは、打撃機構ケーシング内をガイドされる打撃ピストンを中空に形成
し、該打撃ピストンの空洞部内で駆動ピストンをガイドするようになっている形
式の打撃機構である。両タイプの打撃機構に共通している点は、駆動ピストンが
例えばクランク伝動装置を介して往復振動式に駆動され、かつ、駆動ピストンと
打撃ピストンとの間に空気ばねが形成され、該空気ばねが駆動ピストンの駆動運
動を打撃ピストンに伝達して該打撃ピストンを打撃方向に駆進し、該打撃ピスト
ンが究極的には工具、例えばビットに衝突してその打撃エネルギーを伝達した後
、該打撃ピストンが反跳し(跳ね戻り)、駆動ピストンの支援を受けて新たな打
撃運動を開始する点である。
、従って高圧域において付加的なシールエレメントを使用せずに、堅牢な鋼対鋼
の滑り対偶の使用が可能になることである。そればかりでなく前記打撃機構は、
低温度において優れた始動挙動を有している。
退運動が、反衝インパルス及び駆動ピストンのサクション作用にも拘わらず、次
いで強力な打撃を行うのには不充分であるという問題がある。
供することである。
シングと、該打撃機構ケーシング内を軸方向に往復駆動可能な駆動ピストンと、
打撃方向で見て前記駆動ピストンの駆動面の前方に配置されていて前記駆動ピス
トンに対して共軸に軸方向運動可能な打撃ピストンと、前記駆動ピストンの駆動
面の前方及び打撃ピストンの背面の後方に配置された第1室と、前記駆動ピスト
ンの駆動面の後方に形成された第2室と、前記打撃ピストンの背面の前方に形成
された第3室とを備え、しかも前記の第2室と第3室とを連絡通路を介して連通
接続可能にした点にある。
運動時に、第1室内に形成される空気ばねを介してそのエネルギーを打撃ピスト
ンに伝達し、それに伴って間接的には工具に伝達することが可能になる。駆動ピ
ストンの後退運動時には、駆動ピストンの背後に位置する第2室内に空気圧が増
成され、該空気圧は連絡通路を介して、打撃ピストンの前方に位置する第3室へ
導かれる。これによって駆動ピストンの後退運動時には、打撃ピストンの後退運
動が、打撃後の打撃ピストンの反跳作用及び、第1室を介して伝達される駆動ピ
ストンのサクション作用には関わり無く助成される。困難な運転条件下にあって
も打撃ピストンの確実な後退運動が得られるので、駆動ピストンの新規前進運動
時には、更に強力な打撃を行うことが可能になる。
室内に生じた圧力変化を、連絡通路を介して第3室内の圧力変化に作用させるこ
とが可能になる。
ガイドされているのに対して、打撃ピストンは、前記駆動ピストンの一方の端面
に形成された空洞内でガイドされている(請求項2)。
構ケーシング内でガイドされているのに対して、駆動ピストンは、一方の端面に
形成された空洞内でガイドされている(請求項3)。
ケーシングに固定された後位の管ボトムとの間に配置されているのに対して、第
3室は、打撃ピストンの前面と、打撃機構ケーシングに固定された前位の管ボト
ムとの間に配置されている。これに基づいて、従来技術に対比して付加的な、駆
動ピストン後方の室及び打撃ピストン前方の室を、コスト高の付加的な構成手段
を講じることなしに実現することが可能になる。
、駆動装置に固定するためのホルダーと、前記ピストンヘッドを前記ホルダーに
結合する中心部材とを有している。この構成によって、ピストンヘッドとホルダ
ーとの間に後位の管ボトムを配置することが可能になり、これによって第2室の
形成が単純になる。
とも1つのアイドリングオリフィスを有しかつ打撃機構ケーシングの周壁を貫通
する1つのアイドリング通路が設けられている。該アイドリング通路は、連絡通
路又は周辺外気と接続される。前記アイドリング通路を介して、第1室と第2室
を短絡させることが可能であり、従って空気ばね式打撃機構がアイドリング動作
状態に在る場合に、該空気ばね式打撃機構内に、打撃ピストンに作用する圧力状
態を増成させないようにすることができる。
御スライドは打撃位置とアイドリング位置とを切換え可能であり、かつ打撃位置
では連絡通路を介して第2室と第3室とを接続する一方、アイドリング通路を閉
塞する。アイドリング位置では該制御スライドは連絡通路を遮断しかつアイドリ
ング通路を開き、こうしてアイドリング位置と打撃位置との間の移行を正確に調
整できるようにすることが可能である。その場合、制御スライドが工具に又は、
打撃ピストンと工具との間に配置されたアンビルブロックに結合されていること
によって、しかも工具もしくはアンビルブロックが、アイドリング動作への移行
時に岩石から離間することによって打撃機構ケーシングから幾分前方へ滑り出て
、これによって、前記制御スライドもこの滑り運動に追従できるようにすること
によって、制御スライドの軸方向シフトが有利に行われる。
り、図2は、アイドリング位置で示した本発明の空気ばね式打撃機構の図1相当
の断面図であり、図3は、打撃位置で示した本発明の第2実施形態による空気ば
ね式打撃機構の概略的な断面図であり、図4は、アイドリング位置で示した第2
実施形態による空気ばね式打撃機構の図3相当の断面図であり、図5は、打撃位
置で示した本発明の第3実施形態による空気ばね式打撃機構の概略的な断面図で
あり、図6は、アイドリング位置で示した第3実施形態による空気ばね式打撃機
構の図5相当の断面図であり、図7は、打撃位置で示した本発明の第4実施形態
による空気ばね式打撃機構の概略的な断面図であり、図8は、アイドリング位置
で示した第4実施形態による空気ばね式打撃機構の図7相当の断面図であり、図
9は、打撃位置とアイドリング位置で本発明の第5実施形態として示した別型式
の空気ばね式打撃機構の概略的な断面図である。
イドリング位置(図2)で図示されている。
動装置に所属する連接棒3を介して軸方向に振動式に往復運動させられる。
中心部材5を介してピストンヘッド6と一体に結合されている。従ってホルダー
4と中心部材5とピストンヘッド6とから成る駆動ピストン2は、製作理由又は
組立理由から有利であるならば、図1の図示とは異なって、より多くの構成部分
から構成されていてもよい。
打撃ピストン9が軸方向可動に装嵌されている。駆動ピストン2と打撃ピストン
9との間には、該駆動ピストン2によって包囲された第1室10が設けられてお
り、この第1室内には、出発状態(初期状態)において周辺外気圧の空気が位置
している。
2で見て左手へ向かって運動する。打撃ピストン9がその慣性に基づいて遅延し
て追従することによって、第1室10内では空気圧が昇圧するので、空気ばねが
形成され、該空気ばねはそのエネルギーを遅延して打撃ピストン9に伝達する。
究極的には該打撃ピストンはやはり前方へ向かって加速され、かつ(概略的に図
示したにすぎない)アンビルブロック11に衝突して、これに打撃ピストン9の
運動エネルギーが打撃エネルギーとして伝達される。前記アンビルブロック11
は打撃エネルギーを、図示を省いた工具、例えばビットに更に伝達する。アンビ
ルブロック11に代えて、工具のシャンクを直接使用することも可能である。
償通路12が開かれ、これによって第1室10は給気され、周知の方式で空気損
失を補償することが可能である。
ンは、クランク伝動装置に基づいてすでに同じく後退運動している。第1室10
内に形成された負圧によって、打撃ピストン9の後退運動は、駆動ピストン2が
再び前進運動して新規の打撃サイクルを開始するまで、助成される。
は打撃ピストンの後退運動が不充分にしか行われず、かつ第1室内のサクション
作用によって充分には助成されないことが判った。その結果、打撃ピストンは充
分な距離だけ後退せず、次の打撃を所要のエネルギーをもって実施できなくなる
。ひいては作業成績は満足するに足るものではなくなり、かつ操作工にとってハ
ンマー挙動は不規則的になる。
通路13を設けることによって解決される。
されている。図1及び図2から判るように第2室14は、ピストンヘッド6に設
けられた背面17と、打撃機構ケーシング1に所属する後位の管ボトム18と、
中心部材5と、本来の打撃機構ケーシング1とによって形成される。
撃ピストン9の前面を形成する打撃面20と、打撃機構ケーシング1に所属する
前位の管ボトム21と、本来の打撃機構ケーシング1と、駆動ピストン2とによ
って形成される。
通常慣用のような鋼対鋼の滑り対偶が使用される。
技術に基づいて公知のように打撃ピストン9を吸い戻すための負圧が第1室10
内に発生するだけではない。第2室14内には、連絡通路13を介して第3室1
5に導かれて其処で打撃ピストン9の打撃面20に作用する正圧(過圧)が発生
する。その結果、打撃ピストン9の後退運動が助成される。逆に駆動ピストン2
の前進運動時には、第2室14内に発生する負圧が同じく第3室15に通じるの
で、打撃ピストン9の前進運動も増強されることになる。
第1室10の機能は、これによって害なわれることがない。
れており、該アイドリングオリフィスは、打撃機構ケーシング1内に形成された
アイドリング溝24の前を駆動ピストン2の軸方向運動時に往復動する。前記ア
イドリング溝24は空気通路25を介して連絡通路13と接続している。アイド
リングオリフィス23とアイドリング溝24と空気通路25は相俟って1つのア
イドリング通路を形成している。
べき岩石から工具を離間すると、該打撃機構はアイドリング状態になる。これに
よって工具及びアンビルブロック11は、特定行程だけ打撃機構ケーシング1か
ら滑り出る。打撃ピストン9はこの特定行程に追従し、図2に示した位置へ達す
る。その場合、打撃ピストン9は、ケーシングに確定されたエッジ26の領域を
通り過ぎ、これによってアイドリングオリフィス23とアイドリング溝24と空
気通路25とを介して第1室10と連絡通路13との間に連通が形成される。
って、空気系は短絡される。このことは、取りも直さず、駆動ピストン2の更な
る運動時には空気が(打撃動作中のように)第2室14から第3室15内へだけ
でなく、第1室10内へも圧送されて、其処で空気を補償し、ひいては3室全て
の空気圧を等圧にするように働くことを意味している。打撃ピストン9はこれに
よって、その最前位の位置から押出されることはない。
て、後位の管ボトム18とホルダー4との間で増成する空気クッションが減成さ
れる。
。但し第1実施形態の場合と同一の構成要素には、同一符号を付して重複説明を
省いた。
には、軸方向にシフト可能な制御スライド28が設けられており、該制御スライ
ドは、打撃機構ケーシング1に支持されたばね29によって片側を負荷される。
制御スライド28は、アンビルブロック11の位置に関連して、図3に示した打
撃位置と図4に示したアイドリング位置との間をシフトされる。
31が設けられている。打撃位置で前記制御スライド28は、連絡ポート30が
連絡通路13と第3室15との間の連通を許容する位置に在る一方、制御スライ
ド28は、アイドリングポート31が空気通路25の上に重ならないことによっ
て、第1室10と周辺外気との連通を遮断している。
トン9及び制御スライド28は特定行程だけ工具方向へ滑動し、これによって連
絡ポート30が連絡通路13を中断する一方、アイドリングポート31が空気通
路25と重なる位置へシフトされる。これによって第1室10は周辺外気と接続
され、ひいては確実なアイドリング挙動が生じる。
の使用によってアイドリング行程、つまり工具が打撃機構ケーシング1から滑り
出ねばならない行程分が短縮されるので、構造はより短く抑えられる。
が増成され、該空気圧は連絡通路13を介して導出することができない。それ故
に極端な圧力を避けるために、連絡通路13内には、両面作用式の過圧弁13a
が設けられている。
置及びアイドリング位置で図示されている。この第3実施形態が、図3及び図4
に示した第2実施形態と相異している点は、制御スライド28が軸方向でより大
きな長さを有しかつ第2室14の領域を超えて延びていることである。該制御ス
ライド28内には、連絡ポート30及びアイドリングポート31以外に1つの連
絡ポート32と1つの通気ポート33が設けられている。
10、第2室14及び第3室15に通じる全てのポートを作動制御することがで
きる。制御スライド28が、図5に示した打撃位置に在る場合、該制御スライド
は連絡通路13並びに連絡ポート30,32を介して、第2室14と第3室15
とを連通接続している。
イドリングポート31は空気通路25との重なり位置へ動かされ、かつ、第1室
10内の圧力増成を避けるために第1室10と周辺外気との間に連通接続が形成
される。更に通気ポート33を介して第2室14と周辺外気との間に連通が形成
されるので、連絡通路13を介して空気を排気したり或いは連絡通路13内に高
い空気圧を発生させたりする必要無しに、第2室14を排気することが可能であ
る。
図3〜図6に示した実施形態と相異している点は、連絡通路13が接続片34を
介して制御スライド28内のアイドリングポート31へ導かれることである。
14とを短絡させることが可能であるので、駆動ピストン2のポンプ運動時に、
第1室10又は第2室14内で昇圧が生じることはない。
やはり昇圧されることはない。打撃ピストン9は、図8に示した位置に留まり、
駆動ピストン2によって離間されることはない。
へシフトする場合に始めて、打撃ピストン9及び制御スライド28も後方へシフ
トされ、これによって打撃動作が再開される。
機構では、打撃ピストン40は打撃機構ケーシング1内で軸方向可動に案内され
ている。図9の上半部では打撃機構が打撃位置で図示されているのに対して、図
9の下半部では打撃機構はアイドリング位置で図示されている。
内で駆動ピストン43がガイドされている。
、かつ主としてホルダー44と中心部材45とピストンヘッド46とから成って
いる。
49が形成されている。
1の後方に形成され、並びに第3室52は打撃ピストン40の前面53の前方に
形成されている。第2室50と第3室52は連絡通路54によって接続されてい
る。
ブロック又はやはり図示を省いた工具を負荷する。
は、打撃機構のアイドリング位置において、第1室49と第2室50との連通を
可能にする。連絡通路54の開口部57はこのアイドリング位置では、打撃ピス
トン40によって被覆されるので、第2室50と第3室52との間の連通は遮断
されている。
明はここでは省く。勿論また連絡通路及び制御スライドに関する異なった構成態
様を、このタイプの打撃機構に転用することも可能である。
接続可能でかつ周辺外気に対して封止された空間として、駆動ピストンの後方に
配置されており、かつ、駆動ピストン用の駆動装置の少なくとも一部分内に配置
されていてもよい。
ある。
断面図である。
の断面図である。
断面図である。
の断面図である。
断面図である。
の断面図である。
気ばね式打撃機構の概略的な断面図である。
ホルダー、 5 中心部材、 6 ピストンヘッド、 7 前位端面側
、 8 空洞部、 9 打撃ピストン、 10 第1室、 11 アン
ビルブロック、 12 空気補償通路、 13 連絡通路、 13a 両
面作用式の過圧弁、 14 第2室、 15 第3室、 16 駆動面、
17 ピストンヘッドの背面、 18 後位の管ボトム、 19 打撃
ピストンの背面、 20 打撃ピストンの前面を形成する打撃面、 21
前位の管ボトム、 22 周壁、 23 アイドリングオリフィス、 24
アイドリング溝、 25 空気通路、 26 エッジ、 27 通気
ポート、 28 制御スライド、 29 ばね、 30 連絡ポート、
31 アイドリングポート、 32 連絡ポート、 33 通気ポート、
34 接続片、 40 打撃ピストン、 41 後位端面、 42
空洞部、 43 駆動ピストン、 44 ホルダー、 45 中心部材、
46 ピストンヘッド、 47 駆動面、 48 打撃ピストンの背面
、 49 第1室、 50 第2室、 51 駆動ピストンの背面、 5
2 第3室、 53 打撃ピストンの前面、 54 連絡通路、 55
突起、 56 アイドリング通路、 57 開口部
Claims (13)
- 【請求項1】 打撃機構ケーシング(1)と、該打撃機構ケーシング(1)
内を軸方向に往復駆動可能な駆動ピストン(2;43)と、打撃方向で見て前記
駆動ピストン(2;43)の駆動面(16;47)の前方に配置されていて前記
駆動ピストンに対して共軸に軸方向運動可能な打撃ピストン(9;40)と、前
記駆動ピストン(2;43)の駆動面(16;47)の前方及び打撃ピストン(
9;40)の背面(19;48)の後方に配置された第1室(10;49)と、
前記駆動ピストン(2;43)の駆動面(16;47)の後方に形成された第2
室(14:50)と、前記打撃ピストン(9;40)の背面(19;48)の前
方に形成された第3室(15;52)とを備え、しかも前記の第2室(14;5
0)と第3室(15;52)とを連絡通路(13;50)を介して連通接続可能
にしたことを特徴とする、空気ばね式打撃機構。 - 【請求項2】 駆動ピストン(2)が打撃機構ケーシング(1)内でガイド
されており、前記駆動ピストン(2)の駆動面(16)が該駆動ピストンの前位
端面(7)の空洞部(8)内に形成されており、打撃ピストン(9)が前記駆動
ピストン(2)の空洞部(8)内でガイドされており、かつ第1室(10)が駆
動ピストン(2)の空洞部(8)内に設けられている、請求項1記載の空気ばね
式打撃機構。 - 【請求項3】 打撃ピストン(40)が打撃機構ケーシング(1)内でガイ
ドされており、前記打撃ピストン(40)の背面(48)が、打撃ピストンの後
位端面(41)の空洞部(42)内に形成されており、駆動ピストン(43)が
打撃ピストン(40)の空洞部(42)内でガイドされており、かつ第1室(4
9)が打撃ピストン(40)の空洞部(42)内に設けられている、請求項1記
載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項4】 第2室(14)が、駆動ピストン(2)の背面(17)と、
打撃機構ケーシング(1)に固定された後位の管ボトム(18)との間に配置さ
れている、請求項1から3までのいずれか1項記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項5】 第3室(15)が、打撃ピストン(9)の前面(20)と、
打撃機構ケーシング(1)に固定された前位の管ボトム(21)との間に配置さ
れている、請求項1から4までのいずれか1項記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項6】 駆動ピストン(2)が、駆動面(16)及び背面(17)を
形成するピストンヘッド(6)と、駆動装置に固定するためのホルダー(4)と
、前記ピストンヘッド(6)を前記ホルダー(4)に結合する中心部材(5)と
を有している、請求項1から5までのいずれか1項記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項7】 後位の管ボトム(18)が、ピストンヘッド(6)と駆動ピ
ストン(2)のホルダー(4)との間に配置されており、かつ、前記駆動ピスト
ン(2)の中心部材(5)によって貫通されている、請求項6記載の空気ばね式
打撃機構。 - 【請求項8】 駆動ピストン(2)の周壁(22)内に形成されている少な
くとも1つのアイドリングオリフィス(23)を有しかつ打撃機構ケーシング(
1)の周壁を貫通する、アイドリング通路(23,24,25)が設けられてい
る、請求項1から7までのいずれか1項記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項9】 アイドリング動作中に第1室(10)が、アイドリング通路
(23,24,25)を介して連絡通路(13)と連通接続可能である、請求項
8記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項10】 打撃位置で連絡通路(13)を開いてアイドリング通路(
23,24,25)を遮断すると共にアイドリング位置では前記連絡通路(13
)を遮断して前記アイドリング通路を開いて、第1室(10)と第2室(14)
とを連通接続させる、軸方向にシフト可能な制御スライド(28)が設けられて
いる、請求項9記載の空気ばね式打撃機構。 - 【請求項11】 アイドリング動作中に第1室(10)がアイドリング通路
(23,24,25)を介して周辺外気と接続可能である、請求項8記載の空気
ばね式打撃機構。 - 【請求項12】 打撃位置で連絡通路(13)を開いてアイドリング通路(
23,24,25)を遮断すると共にアイドリング位置では連絡通路(13)を
遮断して前記アイドリング通路(23,24,25)を開く、軸方向にシフト可
能な制御スライド(28)が設けられている、請求項11記載の空気ばね式打撃
機構。 - 【請求項13】 第2室が駆動ピストン(2,43)の後方に配置されてい
る、請求項1記載の空気ばね式打撃機構。
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