JP2632183B2 - 携帯式連続衝撃作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、携帯式連続衝撃作業機に関し、軽量であ
り、振動の発生が少なく、重力に無関係に作業体を方向
づけて連続衝撃作業を行うとができるものに関する。

【従来の技術】

連続衝撃作業機の代表的なものとしては、道路工事や
建築現場などにおいてコンクリートや固まったアスファ
ルトを破砕するために試用されるブレーカがある。この
種のブレーカにおいて連続衝撃を発生させるための連続
衝撃発生装置には大きく分類して従来次の２つのタイプ
のものが採用されている。 その第一のタイプは、圧搾空気発生装置で発生させた
圧搾空気を圧力ホースを介してブレーカ本体に導き、圧
搾空気の膨脹力によってブレーカ本体に組み込まれたピ
ストンを上下駆動し、これによって本体下部に支持させ
たチゼルなどの衝撃作業体のシャンクを連続的に叩くよ
うに構成されたものである。 その第二のタイプは、本願の発明者によって提案され
たものであって、本体内にクランク機構によって往復駆
動される可動シリンダを内挿するとともにこの可動シリ
ンダ内にエアクッションを介して自由ピストンを摺動自
由に内挿し、可動シリンダの上下往復振動に従動してエ
アクッションによって加速されながら上下動する自由ピ
ストンによって本体下部に支持された衝撃作業体のシャ
ンクを連続的に叩くようにしたものである（たとえば特
開昭61−100380号公報参照。）。この場合、動力源は、
本体に可撓性回転伝動軸によって連結された別体のもの
であったり、本体に一体に装備されたものであったりす
る。

【発明が解決しようとする課題】

上記第一のタイプの連続衝撃発生装置を利用したブレ
ーカは、圧搾空気を導入し、かつ往復運動するピストン
を支持し、かつその衝撃反力を支える必要から、それ自
体相当重量が大きい。また、比較的嵩高く、かつ燃料消
費率の高い圧搾空気発生装置を必須としており、これを
長い耐圧ホースを介して本体に連結しなければならない
ため、エネルギ効率が悪く、作業範囲も限定されてしま
う問題がある。また、動作中、ピストンが激しく本体内
を往復運動をするため、ピストンが大きな起振体とな
り、相当激しい振動の発生が避けられないほか、ピスト
ンの慣性質量の関連から、一定以上に衝撃振動数を上げ
ることができない問題もある。 また、上記第二のタイプの連続衝撃発生装置を利用し
たブレーカは、エネルギをいったん圧搾空気に変換する
必要がない分、エネルギ効率は向上しているが、クラン
ク機構を介して可動シリンダを往復動させていることか
ら、可動シリンダそれ自体の慣性力に起因する本体振動
を低減することができない問題は依然として残ってい
る。また、本体は、可動シリンダが高速で往復し、振動
を発生することに耐えるに十分な堅牢なものとする必要
があり、そのために重量が非常に重くなる。さらに、衝
撃力を大きくするためには自由ピストンないしこれを内
挿する可動シリンダの質量をある程度の大きさに設定す
る必要があるが、そうすると、その慣性質量が障害とな
って衝撃周波数を一定以上に上げることができない。 また、上記第一および第二のいずれのタイプの衝撃発
生装置を用いたブレーカについてもいえることである
が、圧搾空気あるいはエアクッションとピストン重量の
バランスによって効率的に作業体を連続叩打して作業を
行なえるように構成されているから、たとえば、作業体
を上向きにして、衝撃作業を行うことが根本的にてきな
い。すなわち、作業体の方向がある程度限定されてしま
うのである。 この発明は、以上の事情のもとで考え出されたもので
あって、軽量であり、振動が少なく、しかも作業時にお
ける作業体の方向が限定されない携帯式連続衝撃作業機
を提供することをその目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記の従来の課題を解決するため、この発明では、次
の技術的手段を講じている。 すなわち、本願発明の携帯式連続衝撃作業機は、動力
源と、この動力源に連結され、かつ動力源の回転出力を
伝達する伝動軸が内挿された柄杆と、上記動力源におけ
る上記柄杆と反対側に一体的に連結された把持部と、上
記柄杆の一端に連結される連続衝撃発生装置と、この連
続衝撃発生装置にシャンク部が支持された衝撃作業体と
を備えており、 上記連続衝撃発生装置は、上記柄杆の一端に連結され
るケーシング内に、上記伝導軸の回転によって回転させ
られる回転部材を上記柄杆の軸線と直交する方向の軸ま
わりに回転可能に支持するとともに、この回転部材に一
定質量をもつ撃打体を遊び動可能に支持して構成され、
かつ、上記衝撃作業体のシャンク部は、その軸線が上記
柄杆の軸線と平行であり、かつ、頂部が上記回転部材が
回転しているときの上記撃打体の移動軌跡と干渉しうる
ようにして上記ケーシングに往復移動可能に支持されて
いることを特徴とする。

【作用および効果】

動力源に連結される柄杆と衝撃発生装置に支持される
衝撃作業体は互いの軸線が平行となっており、また、把
持部は動力源における上記柄杆と反対側に連結されてい
るから、本願発明の連続衝撃作業機は、全体として各部
分が一連につながった長尺状の構成をとっている。した
がってこの連続衝撃作業機は、後端の把持部と、中間部
の柄杆とを、左右の手で把持して、あたかもショベルを
扱うようにして操作することができ、非常に操作勝手が
よい。 動力源を始動してその回転数を上げると、伝動軸を介
して連続衝撃発生装置の回転部材が回転させられる。そ
うすると、回転部材に遊びをもって支持された撃打体
は、遠心力によってその遊び範囲において回転部材の半
径方向外方に押しつけられながら旋回する。遠心力は回
転部材の回転数が大きいほど大きくなる。ケーシングに
支持された衝撃作業体のシャンクの頂部は上記撃打体の
移動軌跡と干渉しうるように配置されているから、衝撃
作業体はその頂部への撃打体の周期的な衝突によって軸
方向の連続衝撃力を受ける。 撃打体は、衝撃作業体に衝突するとき衝撃反発力を受
けるが、この反発力は撃打体自体が回転部材に対して遊
びをもって支持されていることによって吸収され、回転
部材ないし作業機全体には衝撃振動がほとんど伝わらな
い。また、上記反発力が回転部材の回転抵抗として作用
することもあまりない。 回転部材に撃打体を１個支持する場合には、回転部材
が１回転する毎に衝撃作業体に対して１回の衝撃を与え
ることができるが、撃打体を含めた回転部材の重心とそ
の回転中心を一致させて回転バランスをとっておけば、
振動を発生させることなく回転部材の回転数を思うよう
に上げることができ、従来考えられなかったような高周
波数の連続衝撃を得ることができる。また、回転部材に
複数の撃打体を支持しておけば、それだけ衝撃周波数を
上げることも簡単にできる。 そして、本願発明の携帯式連続衝撃作業機に用いられ
る上記衝撃発生装置は、実質的に遠心力によって衝撃作
業体に対して連続衝撃を与えることができるように構成
しているので、たとえば無重量状態であっても、撃打体
に一定以上の質量があるかぎり、問題なく衝撃を得るこ
とができる。もちろん、衝撃作業体を上に向けて衝撃作
業を行うことも問題なくできる。 また、上記連続衝撃発生装置は、往復摺動部分が少な
いので、摩擦熱による機体の昇温も少なく、また、潤滑
も簡単でよい。また、この連続衝撃発生装置は、ケーシ
ングと、回転部材と、撃打体とを備えておればよいの
で、部品点数が極めてすくなく、その結果、作業機全体
を、動力源が付属しているにせよ、著しく軽量化するこ
とができる。 以上のことから、本願発明によれば、軽量であり、振
動が少なく、かつ重力に無関係に作業体を方向づけて連
続衝撃作業を行うことができ、しかも、非常に操作勝手
のよい携帯式連続衝撃作業機が達成される。

【実施例の説明】

以下、本願発明の実施例を図面を参照して具体的に説
明する。 第１図は本願発明の携帯式連続衝撃作業機１の全体構
成を示す斜視図である。 この図から分かるとおり、携帯式連続衝撃作業機１
は、動力源としての小型２サイクルガソリンエンジン２
と、これに連結されるパイプ状の剛性柄杆３と、この柄
杆３の一端に連結され、かつ上記エンジン２の回転出力
によって作動させられる連続衝撃発生装置４と、この連
続衝撃発生装置４にシャンク部5aを支持された衝撃作業
体５と、上記エンジン２の上記柄杆３の連結部と反対側
に一体連結された把持部６とを有する。 把持部６は、エンジン２のハウジングから一体延出さ
せた一対のアーム6a,6bの先端どうしを握り6cで連結し
たような形態をなしており、握り6cには、エンジン２の
回転を握り6cを握持したまま制御しうるスロットルレバ
ー７が付設されている。 第２図に示すように、上記柄杆３の内部には、図に表
れない遠心クラッチを介してエンジン２の回転出力を伝
達する伝動軸８が回転可能に内挿されている。 上記連続衝撃発生装置４の構成およびこれの柄杆３に
対する連結構造の詳細を第２図および第３図に示す。 第２図に示すように、柄杆３の先端部には、伝動軸８
と一体的な入力軸９と、この入力軸９と直交する出力軸
10とをこれらに取付けた一対の傘歯車11,12を噛合させ
ることにより連繋してなるギヤボックス13が固定されて
おり、このギヤボックス13に、上記出力軸10と同一軸線
をもつ円筒形のケーシング14が固定連結されている。こ
のケーシング14の内部には、回転部材15が、その両端に
突設した支軸16,17をケーシング14の両側壁14a,14bにベ
アリング18,19を介して支持することにより、回転可能
に支持されており、上記支軸の一方16がギヤボックス13
の出力軸10に固定連結されている。これにより、伝動軸
８を介して伝達されるエンジンの回転出力が、ケーシン
グ内の回転部材15を回転させることとなる。 上記回転部材15は、第２図に示されるように、一定間
隔を隔てて対向する一対のフランジ状大径部15a,15b
を、回転軸心（支軸16,17）に対して偏心する円柱状バ
ランスウエイト15cによって連結したような形態をもっ
ている。そして、各フランジ状大径部15a,15bにおける
上記回転軸心を挟んで上記バランスウエイトと直径方向
に対向する部位には、回転軸心と平行な軸線をもつ長円
形の保持孔20,20が開けられている。上記保持孔20,20に
は、その短径よりやや小径の外径をもち、かつ、ほぼ回
転部材15の軸方向厚みに相当する長さをもつ円柱状の撃
打体21が、その中間部が両フランジ状大径部15a,15bの
間に露出するようにして遊挿保持される。この撃打体21
は、保持孔20,20の内壁とのすきまが許すかぎりにおい
て保持孔20,20内で遊動可能であり、かつ、自由回転可
能である。なお、上記のバランスウエイト15cの外径お
よびその回転部材の半径方向における位置は、上記撃打
体21を保持する回転体15が回転しているとき、撃打体21
を含む回転体15の重心が回転体の回転軸心と一致するよ
うに決定されている。 上記ケーシング14の円筒周壁14cには、ほぼ、上記回
転部材15の半径方向にのび、かつ上記柄杆３の軸線と平
行にのびる軸線をもつボス部22が設けられ、さらにこの
ボス部22に連続して、衝撃作業体５のシャンク部5aを通
挿保持するホルダ23が一体連結されている。これら、ボ
ス部22ないしホルダ23の透孔24には、衝撃作業体５のシ
ャンク部5aが一定距離往復移動可能に通挿支持される。
このようにシャンク部5aの往復移動距離を一定に規制す
るために本例では、シャンク5aの側壁に軸方向一定長さ
の凹部25を設けるとともに、ホルダ23に、上記凹部25を
横方向に通るストッパピン26を通挿保持させている。こ
れにより、上記凹部25の下端25aがストッパピン26に当
接する最上動位置から、凹部25の上端25bがストッパピ
ン26に当接する最下動位置までの一定距離に衝撃作業体
５の往復移動距離が規制されるのである。 また、上記シャンク5aには、その外径を両フランジ状
大径部15a,15bの間隔より小とされ、かつ両フランジ状
大径部15a,15bの間の空間に突入しうるように位置設定
されている。さらに、上記衝撃作業体５がその移動行程
の上端にあるときのシャンク5aの頂部の位置は、第２図
に表れているように、撃打体21の最外周部の移動軌跡と
わずかに干渉するように、すなわち、回転体15の回転
中、撃打体21の周部がシャンク5aの平坦状の頂面に衝突
しうるように設定される。 なお、本例において衝撃作業体５は、土木作業あるい
は農作業等において穴堀りに用いられるショベルのショ
ベル頭部の形態としてある。 以上の構成において、本願発明の携帯式連続衝撃作業
機１を穴堀り機として使用する場合、作業者は、ショベ
ル頭部の形態をなした作業体５を土に突き当てるように
しつつエンジンを始動した機体を立て、スロットルレバ
ー７を操作してエンジンの回転数を上げる。 このとき、衝撃作業体５のシャンク部5aは移動行程の
最上端に位置しているので、回転部材15の保持孔20,20
の内壁に遠心力によって押し付けられながら旋回する撃
打体21の周面が回転部材15が１回転するごとに上記シャ
ンク5aの頂面に衝突し、衝撃作業体５に軸方向の連続的
な衝撃力を与える。この衝撃力は、回転部材15の回転中
撃打体に作用する遠心力に負っているので、回転部材15
の回転数が増すほど強くなる。もちろん、撃打体21の質
量にも依存する。 撃打体21は、衝撃作業体５のシャンク5aの頂面に衝突
した瞬間、衝撃反発力を受けるが、この撃打体21は保持
孔20,20内で遊動できるようになっていることから、若
干保持孔20,20の内周面を転がるにとどまり、すぐに遠
心力によって保持孔20,20の内面の最外方部に押し付け
られた状態に戻る。このようにして、撃打体21が作業体
５から受ける衝撃反発力は、撃打体21自体が保持孔20,2
0内で遊動することによって吸収され、上記衝撃反発力
が回転部材15を介してケーシング14、ないしは機体全体
に伝達されることは殆どなくなる。 また、撃打体21は、シャンク5aの頂面に衝突した瞬間
に、第３図に示すように回転部材15の回転方向と逆方向
に保持孔20,20内で遊転することができる。したがっ
て、撃打体21とシャンク5aの頂面とが擦り合わされるこ
とが少なく、これらの間に摩擦熱が発生することもほと
んどない。 一方、衝撃作業体５が土に突き当てられていないとき
には、重力によってこの作業体５はその移動行程の下端
に位置し、シャンク5aの頂面と上記撃打体21の移動軌跡
とが干渉しなくなるので、撃打体21を含めた回転部材15
の回転バランスがとれている限り、衝撃発生装置４には
全く振動が発生しない。 衝撃作業体５は、上記のように軸方向衝撃力を連続的
に受けることによって、スムーズに土中に押し込められ
る。そして、このようにして掘削された土は、把持部６
と柄杆３を持って本作業機をそのままショベルのように
操作することにより、堀り出すことができるのである。 本願発明の携帯式連続衝撃作業機は、衝撃作業体５の
態様を種々のものに変更することにより、きわめて広い
分野で用いることができる。たとえば、作業体としてチ
ゼルを用いれば、携帯式ブレーカとして使用できる。ま
た、ヘラ状の作業体を用いれば、金属やコンクリートの
バリ取り、あるいは、造園作業における根切り、枝打
ち、芝切りなどに使用できる。 また、実施例では、動力源としてエンジンを使用して
いるため、これが若干の振動を発生させるが、電動モー
タを使用すれば、ほとんど振動はなくなる。 さらに、衝撃発生装置４として、上記の実施例では、
撃打体21を、余裕をもった保持孔20,20内に遊装して構
成しているが、第４図および第５図のように軸支しても
よい。すなわち、この場合、回転部材15に軸方向に離れ
て一対形成されたフランジ15a,15b間に支軸27を掛け渡
し状に設け、この支軸27に対し、この支軸の外径より大
きい内径の中心孔28を開けた円柱状の撃打体21を、支軸
27に套挿するようにして支持するのである。これによ
り、撃打体21は、中心孔28の内面と支軸27の外周のすき
まが許す範囲で遊動可能であり、かつ支軸27回りに自由
回転可能である。この実施例の場合であっても、上記撃
打体21の移動軌跡と頂部が干渉するようにして衝撃作業
体５を配置する。このように衝撃発生装置４を構成した
場合、回転部材15をさらに軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の携帯式連続衝撃作業機の一例の全体
斜視図、第２図は第１図のII−II線に沿う拡大断面図、
第３図は第１図のIII−III線に沿う拡大断面図、第４図
は他の実施例の要部縦断面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ
線に沿う断面図である。 １……携帯式連続衝撃作業機、２……動力源、３……柄
杆、４……連続衝撃発生装置、５……衝撃作業体、5a…
…シャンク、６……把持部、８……伝動軸、14……ケー
シング、15……回転部材、21……撃打体。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力源と、この動力源に連結され、かつ動
   力源の回転出力を伝達する伝動軸が内挿された柄杆と、
   上記動力源における上記柄杆と反対側に一体的に連結さ
   れた把持部と、上記柄杆の一端に連結される連続衝撃発
   生装置と、この連続衝撃発生装置にシャンク部が支持さ
   れた衝撃作業体とを備えており、 上記連続衝撃発生装置は、上記柄杆の一端に連結される
   ケーシング内に、上記伝動軸の回転によって回転させら
   れる回転部材を上記柄杆の軸線と直交する方向の軸まわ
   りに回転可能に支持するとともに、この回転部材に一定
   質量をもつ撃打体を遊び動可能に支持して構成され、か
   つ、上記衝撃作業体のシャンク部は、その軸線が上記柄
   杆の軸線と平行であり、かつ、頂部が上記回転部材が回
   転しているときの上記撃打体の移動軌跡と干渉しうるよ
   うにして上記ケーシングに往復移動可能に支持されてい
   ることを特徴とする、携帯式連続衝撃作業機。