JP2610053B2 - ハンマー装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば鍛造を行なう場合、あるいは土木工
事でパイプ等を打撃して推進する際などに適用され、圧
縮空気あるいは窒素ガスなどの気体圧エネルギーによる
ハンマー装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のハンマー装置は、例えば特公昭58−17688号
公報及び実開昭61−177742号公報によって開示してあ
る。これらの装置は例えばプレス機に適用するもので、
他に垂下加圧作動するラム等の下部に分離して設置する
ものである。その構造は第７図と第８図に示す如く、外
シリンダーよりなる筒体１内に内シリンダー２を設け、
内シリンダー２にそのピストン３と一体を成すハンマー
４を設け、筒体１のピストン５に固着し垂下した鍔６を
有する吊軸７に前記ハンマー４を摺動自在に吊り下げて
あって、ラムの下降によって外ピストン５を下降する
と、吊軸７も共に下降し、外ピストン５と内シリンダー
２間の圧縮気体室８が圧縮される。一方ハンマー４は、
その直径D2と内ピストン３の直径D3との面積差に相当す
る上向きの力を受けるが、吊軸７の下降に伴うシールな
どの摩擦抵抗が前記D3とD2の面積差に相当する上向き力
より大きいため、ハンマー４が若干下降するが、内シリ
ンダー２と内ピストン３間の受圧室９が真空状態となる
ため、ハンマー４は僅かに下降してその位置に停止保持
される。しかし外ピストン５の下降が進み圧縮率が高ま
り、吊軸７の凹溝部10が内シリンダー２の貫通した際に
圧縮気体が一挙に内シリンダー２内に流入し、そのエネ
ルギーによってハンマー４が急速に加速されて下降す
る。そこでハンマー４が下死点（被打撃物の設定位置に
よって決まるが、ハンマーが鍔６に当接しない範囲内）
で停止しラムが上昇すると、圧縮気体室８の圧力によっ
て外ピストン５に上向きの力を受け、ラムと同時に上昇
する。また外ピストン５の上昇に伴い吊軸７及びハンマ
ー４が上昇するものである。

従ってラム等の下降する加圧力のみによって気体を圧
縮し、そのエネルギーによってハンマーを急速下降する
と共に、そのエネルギーの余剰分で復帰するように構成
するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の装置ではプレスに設定してのみ使用され、単独
では使用不能であり、使用範囲が限定されるものであ
る。またハンマーを下降した後に自己復帰するために、
筒体の内径D1をハンマーの外径D2より遥かに大きく形成
する必要があり、そのためにエネルギー効率を悪化する
問題があった。

また気体を圧縮するストロークは吊軸に設けた凹溝部
の位置によって決まり、ハンマーの打撃力は可変するこ
とが出来ず常に一定となるもので、仮に可変しようとす
れば、外ピストンと内シリンダー間の気体量を加減すれ
ば良いが、それに伴いハンマーの復帰時間が遅くなり、
サイクル数を増加することが出来なくなり、殊に打撃力
を非常に小さくするとハンマーの自己復帰が不可能にな
るもので、微弱な打撃を得ることが出来ないものであっ
た。

そこで本発明は以上のハンマー装置の適用範囲が拡げ
られることを主目的とするもので、しかも微弱な打撃力
が得られると共に、ハンマーを確実に且つ迅速に復帰さ
れることが出来、エネルギー効率が改善されるハンマー
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による第１発明は、吊軸を別設する上下往復駆
動装置の運動子に一体的に連結することにある。

本発明による第２発明は、第１発明に加えて、筒体内
の圧縮される気体圧の調節手段を設けるものである。

本発明による第３発明は、上記従来例と比較して内シ
リンダーを省略することにあり、上下往復駆動装置の運
動子より垂設し筒体内に突入した吊軸の中間部にピスト
ン設け、吊軸の下部に突設した鍔によって気密を保った
状態でハンマーを吊り下げ、ハンマーが筒体内で気密を
保って上下動するものであり、またハンマーに筒体の絞
り部内に突入する頭部をその直径がハンマーの直径より
小として突設し、筒体内のピストンによって圧縮気体室
で圧縮された気体をハンマーに設けた通気孔より鍔まで
の背圧室に流入し、その圧縮気体による背圧でハンマー
の落下を阻止し、吊軸の降下に伴い吊軸に設けた凹溝部
を通じて圧縮気体を受圧室に流入して、ハンマーを急降
下するように構成するものである。

本発明による第４発明は、第３発明の凹溝部に換え
て、圧縮気体室と受圧室とを電磁弁によって連結するよ
うに構成するものである。

本発明による第５発明は、第３または第４発明に加え
て、圧縮気体室内の圧縮される気体圧を圧力調節装置に
よって調節可能に構成するものである。

〔作用〕

各発明に共通する作用は、吊軸が上下往復駆動装置に
よって上下動されるので、他の駆動装置と組み合わせる
必要がなく単独で打撃作業を行なわれるものである。

また第１と第３発明の装置であれば、圧縮される気体
圧が低くても、上下往復駆動装置によって強制的に上昇
復帰することが出来るものである。

第２と第５発明の装置であれば、圧縮される気体圧を
調節することが出来るので、１台の装置でハンマーの打
撃力を自由に且つ簡単に調節することが出来るものであ
る。

第３と第４発明の装置であれば、前記作用に加えて、
構造が簡単でコンパクト化され、エネルギー効率を向上
するものである。

〔実 施 例〕

本発明の第１発明による実施例は、第１図に示してお
り、空気あるいは窒素ガスの気体を圧縮してハンマー４
を急速降下する加速部11の構造は従来のものと同様であ
って、１は外シリンダーよりなる筒体、２は内シリンダ
ー、３は内ピストン、４はハンマー、５は外ピストン、
７は吊軸、10は凹溝部であり、筒体１の上面に油圧シリ
ンダーよりなる上下往復駆動装置12を設け、該装置12の
ピストンである運動子13に前記吊軸７を一体的に固着し
たものである。尚、上下往復駆動装置12は油圧シリンダ
ーに限ることなく、その上室14に油圧を供給し、下室15
に空気圧をまたはスプリング（図示せず）を設ける。但
し空気圧の場合にはサージタンク16を接続する。

ところで、上記ハンマー装置において所要の打撃力を
得るために、外ピストン５と内シリンダー２間の圧縮気
体室８の気体圧を所要の打撃力に応じた圧力に保持す
る。従ってその気体圧によって微弱な力で打撃すること
ができる。しかも吊軸７を上下往復駆動装置12で強制的
に復動されるので、ハンマーを確実に元の位置へ上昇さ
れるものである。

上記構造に加えて第１図図示のように、電磁弁17とリ
リーフ付き減圧弁18の組み合わせによる圧力制御装置19
を設ければ、圧縮気体室８での初期の圧縮作動時には圧
縮されることがなく一定の圧力を保ち、その以後に圧縮
作動が始まるので、更に打撃力を微弱にすることができ
る。

第２発明による実施例は前記第１発明を示す第１図に
加えて示しているように、圧縮気体室８の気体圧をコッ
ク20で抜き取り、減圧弁21とチェック弁22とからなる圧
力調節装置23を介して所要の気体圧を供給するようにな
っている。

従ってこの第２発明によれば、圧縮気体室８の気体圧
を必要に応じて自由に調節することができる。この場合
も圧力制御装置19を併設しても良い。

上記第１、第２発明による加圧部11の構造は従来のも
のと同様であるが、第２図図示のように外ピストン５を
通常の円盤上に形成することにより、ハンマー４の直径
D2を外ピストン５の直径D1の大きさに近づけることがで
き、エネルギー効率を増大するものである。

更に第２図図示の如く、吊軸７の鍔６とハンマー４と
の間にコイルスプリング39を介在する場合もある。従来
の構造であると、ハンマー４が急速下降した際にハンマ
ーが吊軸７の鍔６に激突しないように、吊軸７のストロ
ークSt1とハンマーのストロークSt2の関係は、St1＞St2
であることが必要であった。しかし従来の装置に前述の
ようにスプリングを介在すると、ハンマーの復帰する位
置が不安定となるが、本発明のように吊軸７を強制復帰
することにより、スプリングを介在して、St1＝St2に設
定することが出来るようになり、これによってもエネル
ギー効率が向上されるものである。

第３発明による実施例は第３図と第４図に示すが、同
一部材には同一の符号を用いて説明すると、底面を開放
し中間部に絞り部24を有する筒体１内に加圧部11を構成
し、該筒体１の上面に上下動往復駆動装置12が設けてあ
って、加圧部11は、筒体１内の絞り部24より上の空室25
にピストン５を設け、筒体１内の絞り部24より下の空室
26にハンマー４が設けてあり、上下動往復駆動装置12の
運動子13から垂設した吊軸７に前記ピストン５を固着
し、ハンマー４を上下に摺動自在に吊り下げている点は
前記例とほぼ同様であるが、その違いはハンマーの部分
にある。

即ち、ハンマー４の外周にＯリング等のパッキング27
を設け、筒体１の内周に気密を保持して上下に摺動する
ものであり、またハンマー４より絞り部24の内空孔28に
突入する頭部29を一体に突設し、該頭部29もパッキング
30によって内空孔28に対して気密保持して挿入してい
る。更に吊軸７の下端に鍔６を突出し、ハンマー４に鍔
案内孔31が下面を開放して設けてあり、しかも鍔６はパ
ッキング32を介介して鍔案内孔31に対して気密を保って
摺動自在に嵌め込んである。

ところで前記鍔６の直径d3と頭部29の直径d4の関係
を、d3＞d4に形成することが重要である。更にハンマー
４に、筒体１の上空室25における圧縮気体室８と、鍔案
内孔31内における鍔６より上の背圧室33とを連通する通
気孔34を備え、またハンマーの吊軸貫通孔35より絞り部
24とハンマー上面間の受圧室９へ通じる連通孔36とを設
け、吊軸７の外周に設けた凹溝部10と連通孔36とを通じ
て圧縮気体室８と受圧室９とを連通するようになってい
る。尚、絞り部24に受圧室９から圧縮気体室８へ気体を
帰流する逆止弁37を設けている。また上下往復駆動装置
12は第１発明の例と同様に図示してないが、油圧シリン
ダーに限ることがなく、その上室14に油圧を供給し、下
室15に気体圧をまたはスプリングを設ける。但し気体圧
の場合にはサージタンクを接続する。

上記第３発明による装置の作動は第６図に示している
が、その（Ａ）図はハンマー４が上昇した時の状態であ
って、この状態から上下往復駆動装置12を下降駆動する
ことによって圧縮気体室８の気体が順次圧縮され、その
一部が通気孔34を通じて背圧室33に流入し、鍔６は下降
するがハンマー４は背圧によって下降することなく
（Ｂ）図の如く静止している。しかし加圧が進み凹溝部
10がハンマー４の頭部29内に到達し連通孔36と対向する
と同時に、圧縮された気体圧が受圧室９に流入し、
（Ｃ）図の如くその圧縮気体によってハンマー４が急速
降下するものである。その後上下往復駆動装置12を上昇
駆動に切り替えることによって、（Ａ）図図示のように
ハンマー４が元の位置へ上昇されるものである。

次に第４発明による実施例は第５図に示しており、前
記第３発明の実施例と殆ど同様であるが、その異なる点
は、図中左側に示すように、圧縮気体室８と受圧室９と
を電磁弁38を介して連結するものである。この場合に
は、電磁弁38を切り換える時点を変化することによっ
て、ハンマー４を強力にあるいは弱い力で下降すること
が出来るものである。

また第５発明による実施例は同じく第５図に示してお
り、圧力調節装置23によって圧縮気体室８の気体圧を所
要の圧に設定するようになっている。

〔発明の効果〕

本発明は、加速部の吊軸を上下往復駆動装置と一体的
に設けたことにあり、これによって顕著な効果を発揮す
ることが認められる。

ハンマーの打撃力を強弱に選定することが出来、適用
範囲を大巾に拡げられるものとなる。

殊に１台の装置で圧縮率を調節できるものであれば、
打撃力を自由に調節して最も適切な打撃力を与えること
が出来る。

またハンマーの外径を筒体の内径に近付けることが出
来るか、あるいは殆ど同一にすることが出来るので、エ
ネルギー効率を飛躍的に向上することが出来る。

請求項３、４または５に記載する装置であれば内シリ
ンダーが不用であるから、その構造がきわめて簡単にな
り故障する恐れが半減される。しかも例えば土木工事で
パイプを打ち込む際などに使用すれば、打ち始めより弱
く順次強く打ち込むことができ、パイプを曲げることな
く真っ直ぐに打ち込むことが出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるハンマー装置の第１、第２発明の
実施例を示す断面図、第２図は同じく類例を示す断面
図、第３図は第３発明による実施例を示す断面図、第４
図は第３図IV−IV線矢視の断面図、第５図は第４、第５
発明による実施例を示す断面図、第６図は第３図に示す
例の作用を示す断面図、第７図と第８図は従来のハンマ
ー装置の構造及び作動を示す断面図である。 １……筒体、２……内シリンダー、３……内ピストン、
４……ハンマー、５……外ピストン、６……鍔、10……
凹溝部、11……加速部、12……上下往復駆動装置、13…
…運動子、19……圧力制御装置、23……圧力調節装置、
29……頭部、31……鍔案内孔、33……背圧室、34……通
気孔、36……連通孔、38……電磁弁

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】筒体（１）内にハンマー（４）を吊軸
   （７）で吊り下げてあって、吊軸（７）を下降するに従
   って筒体内のハンマー（４）より上の圧縮気体室（８）
   の気体を圧縮し、その圧縮気体の一部でハンマー（４）
   に背圧として与えハンマーを上死点に保持し、更に吊軸
   （７）を下降するに従って前記圧縮記載によってハンマ
   ー（４）を急速下降するハンマー装置において、前記吊
   軸（７）が上下往復駆動装置（12）の運動子（13）に固
   着していることを特徴とするハンマー装置
2. 【請求項２】筒体（１）内の圧縮気体室（８）の気体圧
   に対して圧力調節装置（23）を備えていることを特徴と
   する請求項１記載のハンマー装置
3. 【請求項３】底面を開放した筒体（１）内の中間部に絞
   り部（24）を設け、筒体（１）上に設けた上下往復駆動
   装置（12）の運動子（13）より垂下した吊軸（７）が筒
   体（１）内に突入してあり、筒体内の絞り部（24）より
   上の空室に嵌装したピストン（５）を吊軸（７）に固着
   して圧縮気体室（８）を設け、筒体内の絞り部（24）よ
   り下の空室に気密を保って上下に摺動可能に嵌装するハ
   ンマー（４）に吊軸（７）を貫通し、該吊軸に突設した
   鍔（６）によってハンマー（４）を吊り下げ、且つ鍔
   （６）の外周面がハンマーの鍔案内孔（31）に気密保持
   してたり、該ハンマー（４）に筒体の絞り部の内空孔
   （28）に突入する頭部（29）をその直径が鍔の直径より
   小にして突設してあり、更にハンマー（４）に筒体内の
   圧縮気体室（８）からハンマーの鍔案内孔（31）におけ
   る鍔より上記の背圧室（33）へ連通する通気孔（34）
   と、ハンマーの吊軸貫通孔（35）より絞り部とハンマー
   上面間の受圧室（９）へ通じる連通孔（36）とを設け、
   吊軸の外面にその下降によって前記連通孔に対面する凹
   溝部（10）を設けて、筒体内の圧縮気体室（８）の圧縮
   気体をハンマーに下降力として付与可能に構成している
   ことを特徴とするハンマー装置
4. 【請求項４】底面を開放した筒体（１）内の中間部に絞
   り部（24）を設け、筒体上に設けた上下往復駆動装置
   （12）の運動子（13）より垂下した吊軸（７）が筒体内
   に突入してあり、筒体内の絞り部より上の空室に嵌装し
   たピストン（５）を吊軸に固着して圧縮気体室（８）を
   設け、筒体内の絞り部より下の空室に気密を保って上下
   に摺動可能に嵌装するハンマー（４）に吊軸を貫通し、
   該吊軸に突接した鍔（６）によってハンマーを吊り下
   げ、且つ鍔の外周面がハンマーの鍔案内孔（31）に気密
   保持してあり、該ハンマーに筒体の絞り部の内空孔（2
   8）に突入する頭部（29）をその直径が鍔の直径より小
   にして突設してあり、更にハンマーに筒体内の圧縮気体
   室（８）からハンマーの鍔案内孔（31）における鍔より
   上部の背圧室（33）へ連通する通気孔（34）を設け、筒
   体内の圧縮気体室（８）と、絞り部とハンマー上面間の
   受圧室（９）とを電磁弁（38）によって連結しているこ
   とを特徴とするハンマー装置
5. 【請求項５】圧縮気体室（８）の気体圧に対して圧力調
   節装置（23）を備えていることを特徴とする請求項３ま
   たは４記載のハンマー装置