JP2022002862A - エアー打撃構造及びエアー打撃工具 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で部材の消耗をできるだけ低く抑えることのできるエアー打撃構造を提供する。【解決手段】シリンダ部３０の末端部における外周面と、工具本体２の内周面とで画定される環状通路７５を含むシリンダ方向通路７１が形成され、環状通路７５に介装されており、シリンダ部３０の筒軸方向に沿って、環状通路７５と離間して環状通路を開通する開通位置と、環状通路７５に位置して環状通路を閉塞する閉塞位置とに移動自在な蓋体８０を備えてなるエアー打撃構造である。【選択図】図１

Description

本発明は、本体と、当該本体の先端に装着された先端具とを備えるエアー打撃構造、及び当該エアー打撃構造を備えるエアー打撃工具に関する。

従来、ハンドタイプの衝撃工具として、圧縮空気を駆動源としたエアーハンマー工具が知られている。このようなエアーハンマー工具はシリンダ内に前後摺動可能なハンマーが配置され、シリンダ内のハンマー後端側に圧縮空気が導入され、その圧力によってハンマーが前進してエアーハンマーに取り付けられたチゼルに、またはワークに直接衝撃を与える。また、かかるハンマーの動作を可能にすべく、該シリンダ内に導入される圧縮空気を制御するために、シリンダ末端に弾性部材（例えばＯリング）が圧接する構成を有しているものが一般的である。

例えば特許文献１には、シリンダの末端にＯリングが当接するエアーハンマー工具が開示されている。

特開２０１５−２２６９７６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているエアーハンマー工具にあっては、当該エアーハンマー工具が作動するたびにシリンダの末端にＯリングが繰り返し圧接するため、当該Ｏリングの摩耗が激しく、Ｏリングの劣化によりシリンダ内部の気密を保つことができなくなってエアーハンマー工具の機能が低下してしまったり、作動しなくなってしまったりするという問題があった。

そこで本発明は、簡易な構成で部材の消耗をできるだけ低く抑えることのできるエアー打撃構造を提供することを目的とする。

また本発明は、簡易な構成で部材の消耗をできるだけ低く抑えることのできるエアー打撃工具を提供することを目的とする。

本発明は、本体と、前記本体の先端に配置された先端具とを備えるエアー打撃構造であって、前記本体内には、筒状のシリンダ部と、前記シリンダ部内を往復動して、前記シリンダの先端側に位置する前記先端具の端部に繰り返し衝突するハンマーと、を備え、前記本体内においては、前記シリンダ部の末端側に配された末端開口部を含み、かつ前記末端開口部を介して当該シリンダ部の内外を連通する空気流通路が形成されており、前記空気流通路は、前記シリンダ部の末端部における外周面と、前記本体の内周面とで画定される環状通路を含み、さらに、前記外周面と前記内周面との間に介装されており、前記シリンダ部の筒軸方向に沿って、前記環状通路と離間して当該環状通路を開通する所定の開通位置と、前記環状通路に位置して当該環状通路を閉塞する所定の閉塞位置とに移動自在な開閉体を備えてなることを特徴とするエアー打撃構造である。

かかる構成にあっては、前記空気流通路中の前記環状通路を前記開閉体によって閉塞することで空気の流通を制御する。したがって従来のような弾性部材が繰り返し圧接されることがなくなり、部品の磨耗を格段に少なくすることができる。

また、前記開閉体は、前記シリンダ部の末端開口部と対向する底部と、当該底部に対して一体的に成形されると共に前記環状通路側に向かって延出形成され、前記閉塞位置において前記環状通路に位置する環状周壁部と、を具備した蓋体であり、前記閉塞位置において、前記蓋体の環状周壁部の内周面と前記シリンダ部の末端部における外周面とが対向し、前記環状周壁部の外周面と前記本体の内周面とが対向する構成が提案される。

かかる構成とすることにより、簡易な構成で本発明のエアー打撃構造を構築することができる。

さらに、前記蓋体が前記閉塞位置に位置するとき、前記シリンダ部における末端と、前記蓋体の底部とが非接触となっている構成が提案される。

かかる構成とすることにより、前記蓋体と前記シリンダ部とが非接触となるため、部品の磨耗を防止することができる。

また本発明は、前記エアー打撃構造を備えるエアー打撃工具であって、前記本体が工具本体であり、前記工具本体の先端に配置された先端具が先端工具であり、工具本体内には、前記シリンダ部と、前記シリンダ部内を往復動して、前記先端工具の末端に繰り返し衝突する前記ハンマーと、を備えていることを特徴とするエアー打撃工具である。

かかる構成にあっては、部品の磨耗を格段に低く抑えることができる。

本発明のエアー打撃構造は、簡易な構成で部材の消耗をできるだけ少なく抑えることができる。

また本発明のエアー打撃工具は、簡易な構成で部材の消耗をできるだけ少なく抑えることができる。

実施例にあって、通常状態におけるエアーハンマー工具の縦断面図である。 通常状態におけるエアーハンマー工具であって、空気の流れを示す説明図である。 操作スイッチを操作したときの空気の流れを示す縦断面図である。 蓋体周辺の空気の流れを示す説明図であり、（ａ）はスイッチ操作前、（ｂ）はスイッチ操作後を示している。 凹部と単発用弾性部材としてのＣリングの係合状態を示す説明図である。 ハンマーが前進したときのエアーハンマー工具を示す縦断面図である。 操作スイッチを押し下げているときのハンマーの動きを示すエアーハンマー工具の縦断面図である。 操作スイッチの操作を解除した際のハンマーの動きを示すエアーハンマー工具の縦断面図である。 他の実施例のエアーハンマー工具を示す縦断面図である。

以下、本発明を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜、設計変更が可能である。また、説明の中で便宜上、上下左右前後方向を規定して説明するが、本発明は、かかる方向にのみ限定されて使用されるわけではない。

以下、図１〜図８に従って、エアー打撃工具としての単発式のエアーハンマー工具１（以下単に「エアーハンマー工具１」とも記載する）について説明する。なお、図中の矢印は、圧縮空気（エアー）の流れ（圧力の発生する方向）を示している。

図１に示すように、エアーハンマー工具１は、略円筒状の工具本体２を備えている。また、工具本体２の後端には、圧縮空気導入口５が設けられており、圧縮空気導入口５を介して、工具本体２に圧縮空気が導入可能となっている。

また、工具本体２内には、工具本体２の軸線方向に直交するように形成されたスイッチ孔６が形成されており、スイッチ孔６と圧縮空気導入口５とが連通している。また、スイッチ孔６は工具本体２の側壁に開口しており、スイッチ孔６内に配置されたピン形状の操作スイッチ１０が、頭部を露出した状態で上下方向に出没自在に取り付けられている。

また、工具本体２の外表面には、杆状の操作レバー２０が回動自在に取り付けられており、操作レバー２０の下面と操作スイッチ１０の頭部とが当接している。そして、操作レバー２０を上下に回動させると、これに伴い操作スイッチ１０が上下に動作する。

また、工具本体２内の前側位置には、前方に向けて開口した略円筒状のシリンダ部３０が配設されている。これと共に、シリンダ部３０の末端側も開口して末端開口部３１が形成されている。

さらに、シリンダ部３０内には、ハンマー３５が前後摺動自在に配置されている。ハンマー３５は、径大な本体部３５ａと、本体部３５ａから前方へ差し出された小径な先端工具としてのロッド部３５ｂとを有している。ここで、ハンマー３５の移動範囲について詳述すると、ハンマー３５がシリンダ部３０内において最後端位置にある位置を、図１に示すような停止位置αとし、該ハンマー３５がワークに対して打撃力を与える位置を、図６に示すような衝突位置βとしている。

また、図１等に示すように、シリンダ部３０の側壁には、第一通気孔４１が設けられており、第一通気孔４１が、シリンダ部３０と工具本体２との間に形成されたシリンダ側室４２と連通している。そして、第一通気孔４１が開口している位置に、一方向バルブとして機能するＯリング４３が第一通気孔４１を被覆するように取り付けられている。具体的には、第一通気孔４１を介してシリンダ部３０からシリンダ側室４２側への空気の流通は可能であるが、逆にシリンダ側室４２からシリンダ部３０内への空気の流通は不通となっている。

さらに、シリンダ部３０の側壁であって、第一通気孔４１よりも前側位置には、第二通気孔４５が設けられている。第二通気孔４５も、第一通気孔４１と同様に、シリンダ側室４２と連通している。

さらに、シリンダ部３０の前端部には、ストッパ部材５１が取り付けられ、さらにシリンダ部３０の前側であり、工具本体２の前端部となる位置には、閉塞部材５２が取り付けられている。なお、ストッパ部材５１及び閉塞部材５２には、ハンマー３５に設けられたロッド部３５ｂが挿通可能なガイド孔５１ａ，５２ａがそれぞれ形成されている。そして、ガイド孔５１ａ，５２ａには、常時、ロッド部３５ｂが挿通されていることで、シリンダ部３０内の気密性が確保されている。

シリンダ部３０の内周面であって、シリンダ部３０の末端と第一通気孔４１との間の位置には、シリンダ部３０の円周方向に沿って単発用弾性部材（金属材料）としてのＣリング６０が取り付けられている。具体的には、シリンダ部３０の内周面にはＣリング６０を取り付けるためのＣリング収容凹溝６１が形成されており、Ｃリング収容凹溝６１にＣリング６０が配置された状態で、Ｃリング６０の一部がシリンダ部３０の内部に突出するような配置となっている。

これに対し、ハンマー３５の外周面には、ハンマー３５の円周方向に沿って凹部としての溝６５が円環状に形成されている。そして、ハンマー３５が停止位置αにある場合には、溝６５内にＣリング６０の一部が入り込んでハンマー３５がシリンダ部３０に対して仮係合している。

操作スイッチ１０は、スイッチ孔６の内径と略同一の外径を有する上下一対の径大部１０ａ，１０ｂと、径大部１０ａ，１０ｂ間に形成された径小部１０ｃとを備えている。さらに、上側の径大部１０ａから操作レバー２０側に向かって突き出された操作部１０ｄが形成されている。

また、工具本体２内には、スイッチ孔６からシリンダ部３０の外周面部側へ向かう空気流通路であるシリンダ方向通路７１が形成されていると共に、スイッチ孔６から後述する蓋体８０の末端部側へ向かう蓋体方向通路７２が形成されている。

さらに、シリンダ方向通路７１は、シリンダ部３０の末端部における外周面と、工具本体２の内周面とで画定される環状通路７５と、シリンダ部３０の末端開口部３１を含み、スイッチ孔６から環状通路７５を介して末端開口部３１にわたり、通路が連通している。

シリンダ部３０の後端と操作スイッチ１０との間の内空部には、開閉体である蓋体８０が前後動自在に装填されている。蓋体８０は、シリンダ部３０の末端開口部３１と対向する底部８１と、底部８１に対して一体的に成形されると共に環状通路７５側に向かって延出形成された環状周壁部８２とを具備している。また蓋体８０の外周には、前後方向に配向したスプリング８が配設されている。さらに蓋体８０の中央には、前後方向に沿って形成された貫通孔８５が配されており、貫通孔８５は、工具本体２の側壁に形成されて外部空間に通じる通気路２ａと連通している。

環状周壁部８２を備えた蓋体８０は、シリンダ部３０の筒軸方向に沿って、環状通路７５と離間して環状通路７５を開通する開通位置γと、環状通路７５に位置して環状通路７５を閉塞する閉塞位置δとに移動自在とされている。

ここで、閉塞位置δにおいては、環状周壁部８２はシリンダ部３０の外周面と工具本体２の内周面との間に介装されている。また、閉塞位置δにおいては、環状周壁部８２の内周面とシリンダ部３０の末端部における外周面とが対向し、環状周壁部８２の外周面と工具本体２の内周面とが対向している。

ところで、ここでいう対向とは、面同士が接しているものではなく、極めて小さい隙間を開けて向き合っている状態をさす。このため、シリンダ部３０の外周面や工具本体２の内周面と環状周壁部８２とは当接することがなく、互いにこすれあって磨耗することがない。なお、蓋体８０の底部８１は、閉塞位置γにあってもシリンダ部３０の末端と接触することがないよう設定されている。これにより、シリンダ部３０と蓋体８０との間で磨耗が発生することを抑制している。

なお、工具本体２、シリンダ部３０、ハンマー３５、シリンダ方向通路７１、及び蓋体８０によってエアー打撃構造が構成されている。

上記構成にあって、図１，図２，図４（ａ）に示すように、操作レバー２０を操作していない通常時にあっては、操作スイッチ１０は操作レバー２０側に付勢された基準位置に配置されていると共に、シリンダ方向通路７１と蓋体方向通路７２とが圧縮空気導入口５と連通している。一方、シリンダ方向通路７１は、蓋体８０の環状周壁部８２が環状通路７５を閉塞していることによってシリンダ部３０内部への通気は遮断されている。また、蓋体方向通路７２は、蓋体８０の後側の空間に連通している。

そして、図３，図４（ｂ）に示すように、操作レバー２０を下向きに回動させて操作スイッチ１０を押し込むと、操作部５ｄとスイッチ孔６との間の隙間と蓋体方向通路７２とが連通して、蓋体方向通路７２内の圧縮空気がスイッチ孔６を通って外部へ放出される。これにより、蓋体８０の前後で圧力差が生じ、シリンダ方向通路７１に内在する圧縮空気によって蓋体８０がスプリング８を弾縮させながら後退し開通位置γに位置する。そして、蓋体８０が後退することによって環状通路７５が開通してシリンダ方向通路７１とシリンダ部３０とが連通し、シリンダ方向通路７１内の圧縮空気がシリンダ部３０内に導入される。このとき、蓋体８０が後退することによって、蓋体８０の貫通孔８５と通気路２ａとの連通が遮断され、通気不能となる。

また、シリンダ部３０内に導入された圧縮空気によって、ハンマー３５が前向きに付勢される。なお、ハンマー３５は、ハンマー３５の外周に形成された溝６５がシリンダ部３０のＣリング６０に係止していることで（図５（ａ）参照）、所定圧となるまで停止位置αにとどまっており、溝６５とＣリング６０との係止力よりもハンマー３５に作用する付勢力が大となった場合に、Ｃリング６０が拡径して溝６５から抜けでて（図５（ｂ）参照）、ハンマー３５がシリンダ部３０内を前進開始する。このとき、ハンマー３５がＣリング６０の位置を通過するまでは、ハンマー３５の外周面とＣリング６０とが接触しているが、ハンマー３５全体がＣリング６０の位置を通過すると、ハンマー３５はＣリング６０による抵抗を一切受けることなく前進することになる。

ハンマー３５が前進する過程において、シリンダ部３０内におけるハンマー３５よりも前側の圧縮空気は、図６に示すように、第一通気孔４１及び第二通気孔４５を通ってシリンダ側室４２へ流入し、シリンダ側室４２の内圧を高圧化させる。これに対し、圧縮空気導入口５から導入される圧縮空気はシリンダ側室４２の内圧を上回る圧力値に設定されており、内圧差によってハンマー３５の推進力が確保されている。そして、前進したハンマー３５のロッド部９ｂの先端が、図示しないワーク（打撃対象物）に衝突し、ワークに打撃力を与える。

図６，図７に示すように、ハンマー３５が衝突位置βに達すると、ハンマー３５はストッパ部材５１に当接し、この位置で第一通気孔４１はシリンダ部３０内と連通する。このとき、操作スイッチ１０が押し込まれた状態においても、蓋体８０はシリンダ部３０内の圧縮空気の圧力によって後退した状態が維持され、蓋体８０の貫通孔８５と通気路２ａとの遮断状態が維持される。また、シリンダ部３０内の圧縮空気は、第一通気孔４１を通じてシリンダ側室４２に導入されるため、該ハンマー３５の前後で圧力差が解消され、ハンマー３５は衝突位置βで停止する（図７参照）。

そして、図８に示したように、操作レバー２０を回動させて操作スイッチ１０を突出させて初期の基準位置に復帰させると、圧縮空気導入口５が蓋体方向通路７２と連通し、圧縮空気の圧力及びスプリング８のバネ力によって蓋体８０が前進する。そうすると、蓋体８０の貫通孔８５と通気路２ａとが連通し、シリンダ部３０内の圧縮空気が貫通孔８５及び通気路２ａを介して外部に開放される。さらに、蓋体８０が前進して閉塞位置δに位置することによって環状周壁部８２が環状通路７５を閉塞する。これによりシリンダ部３０内におけるハンマー３５後側の圧縮空気の圧力が低減され、シリンダ側室４２に蓄えられた圧縮空気が第二通気孔４５を介してシリンダ部３０内に流入し、ハンマー３５が後ろ向きに付勢される。なお、第一通気孔４１には、一方向バルブとして機能するＯリング４３が取り付けられているため、シリンダ側室４２から第一通気孔４１を介してシリンダ部３０内に圧縮空気が流入することは阻止されている。

なお、再度述べると、蓋体８０が前進して閉塞位置δに位置することによって環状周壁部８２が環状通路７５を閉塞するときは、環状周壁部８２の内周面とシリンダ部３０の末端部における外周面とが、並びに、環状周壁部８２の外周面と工具本体２の内周面とが極めて小さい隙間を開けて向き合っている状態となる。この状態では、各隙間でいわば空気の壁が形成されることとなり、環状通路７５において相対的に空気の流通が不通となる。

そして、ハンマー３５は、停止位置αに向かって後退し、ハンマー３５の外周面とＣリング６０とが干渉し始めるところから、Ｃリング６０による抵抗によって減速開始し、ハンマー３５の溝６５がＣリング６０の位置に到達したところで、溝６５がＣリング６０に係止して、ハンマー３５が再び停止位置αで停止する。

なお、実施の形態は適宜変更することが可能であり、作業者が適宜操作スイッチ１０を直接操作することができる構成としてもよい。また、第一通気孔４１や第二通気孔４５の数や位置は、単発式を実現する機構を達成しうる範囲内で、適宜設定することができる。また、溝６５やＣリング６０の形状寸法も適宜自由に設定可能である。

また、図９に示すように、閉塞部材５２の前側に先端具取り付け部材９０を配置し、そこにチゼル等の先端具９１を取り付け、ハンマー３５のロッド部３５ｂで先端具９１の後端９１ａを打撃するような構成としてもよい。かかる構成とすることにより、先端具９１の先端９１ｂでワークＷに打撃力を与えるエアーハンマー工具１００が実現可能となる。

本発明にかかる環状周壁部８２は、他部材と接することがないため、部品が磨耗することがなく、長期間の使用に耐えることができる。また、従来構成は、エアー打撃工具に対して高圧の圧縮空気を導入すると、シリンダ部の末端開口部に装着されたＯリングの製品寿命が短命化してしまう問題があったが、本発明では、このＯリングが不要となるため、例えば従来に比して約１０倍程度も高圧の圧縮空気を導入することが可能となり、従来に比して高出力のエアー打撃工具を提供することが可能となる。

なお、本発明にかかる環状通路７５及び環状周壁部８２は、完全な環状である必要はなく、例えば一部切欠された環状であっても、環状周壁部８２が環状通路７５を閉塞できる構成であれば構わない。

また、前記環状周壁部における移動方向に沿った壁高さを高さ調整することで、前記シリンダ部から前記シリンダ部内に流入する空気量を変更し、前記ハンマーが前記先端工具に与える打撃力を調整するようにしてもよい。

１ 単発式のエアーハンマー工具（エアー打撃工具）
２ 工具本体（本体）
５ 圧縮空気導入口
６ スイッチ孔
１０ 操作スイッチ
１０ａ，１０ｂ 径大部
１０ｃ 径小部
１０ｄ 操作部
２０ 操作レバー
３０ シリンダ部
３１ 末端開口部
３５ ハンマー
３５ａ 本体部
３５ｂ ロッド部
４１ 第一通気孔
４２ シリンダ側室
４３ Ｏリング
４５ 第二通気孔
５１ ストッパ部材
５１ａ ガイド孔
５２ 閉塞部材
５２ａ ガイド孔
６０ Ｃリング
６１ Ｃリング収容凹溝
６５ 溝
７１ シリンダ方向通路（空気流通路）
７２ 蓋体方向通路
７５ 環状通路
８０ 蓋体（開閉体）
８１ 底部
８２ 環状周壁部
８５ 貫通孔
α 停止位置
β 衝突位置
γ 開通位置
δ 閉塞位置

Claims (4)

1. 本体と、前記本体の先端に配置された先端具とを備えるエアー打撃構造であって、
   前記本体内には、
   筒状のシリンダ部と、
   前記シリンダ部内を往復動して、前記シリンダの先端側に位置する前記先端具の端部に繰り返し衝突するハンマーと、
   を備え、
   前記本体内においては、
   前記シリンダ部の末端側に配された末端開口部を含み、かつ前記末端開口部を介して当該シリンダ部の内外を連通する空気流通路が形成されており、
   前記空気流通路は、前記シリンダ部の末端部における外周面と、前記本体の内周面とで画定される環状通路を含み、
   さらに、前記外周面と前記内周面との間に介装されており、前記シリンダ部の筒軸方向に沿って、前記環状通路と離間して当該環状通路を開通する所定の開通位置と、前記環状通路に位置して当該環状通路を閉塞する所定の閉塞位置とに移動自在な開閉体を備えてなる
   ことを特徴とするエアー打撃構造。
2. 前記開閉体は、前記シリンダ部の末端開口部と対向する底部と、当該底部に対して一体的に成形されると共に前記環状通路側に向かって延出形成され、前記閉塞位置において前記環状通路に位置する環状周壁部と、を具備した蓋体であり、
   前記閉塞位置において、前記蓋体の環状周壁部の内周面と前記シリンダ部の末端部における外周面とが対向し、前記環状周壁部の外周面と前記本体の内周面とが対向する
   請求項１に記載のエアー打撃構造。
3. 前記蓋体が前記閉塞位置に位置するとき、前記シリンダ部における末端と、前記蓋体の底部とが非接触となっている
   請求項２に記載のエアー打撃構造。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のエアー打撃構造を備えるエアー打撃工具であって、
   前記本体が工具本体であり、前記工具本体の先端に配置された先端具が先端工具であり、
   工具本体内には、前記シリンダ部と、前記シリンダ部内を往復動して、前記先端工具の末端に繰り返し衝突する前記ハンマーと、
   を備えている
   ことを特徴とするエアー打撃工具。

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