JP2694470B2 - ２つの限界位置を有する往復運動発生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、第１可動部品と、第２可動部品とを有して
いて、これらの部品の間に圧縮空気などの加圧媒体を導
入して、これらの可動部品を同時に互いに反対方向に移
動させるようにした、２つの限界位置を有する、往復運
動発生装置に関する。

先行技術 ２個の互いに変位可能な質量または物体を用いて、工
具の内部で生じる振動を軽減させることは、当業界にお
いて以前から知られている。この種の先行技術の実例
は、スェーデン特許第7603252−３号中に開示されてい
る。

この種の先行技術では、低荷重時での振動をある程
度、軽減せしめたが、荷重の増加に伴って振動が増大す
る。さらに、これらの先行技術の欠点は、その変位中に
有用な仕事する可動部品が１個だけであり、かつ駆動媒
体が該可動部品の間に連続的に導入されることから、駆
動媒体の消費量が不必要に大きいことである。スェーデ
ン特許第8204044−５号に開示された別の先行技術で
は、供給弁が示されているが、この弁が遮断されるの
は、一つの限界位置になる場合だけであり、前掲スェー
デン特許第7603252−３号に係わるチゼル装置と比較し
た場合、空気消費量がある程度減少する。これらの先行
技術に固有の別の欠点は、クリープ開始が困難であるこ
と、また被覆加工物と接触させる際に、操作モードが大
幅に変化する、例えば、被加工物に対する該装置の様々
な衝撃力に応じて振動レベルが変化することである。さ
らに、これらの従来装置は、用途に応じて所要のストロ
ーク長と、運動エネルギーとを提供することが困難であ
るという欠点がある。

本発明の目的 本発明の目的は、従来の往復運動発生装置に固有の上
記欠点を軽減あるいは排除することにある。

解決するための手段 本発明の目的を達成するための装置は、例えば、第１
可動部品の少なくとも一表面上に駆動媒体の圧力を加え
るように、少なくとも第１可動部品を絶えず存在する力
で、ばねなどの関連した圧力アキュムレータの引張りの
下で前方へ作動され、さらに上記加圧駆動媒体が、該第
１可動部品と第２可動部品の間に導入されるので、第２
可動部品がそれに関連した圧力アキュムレータに張力を
与えると同時に、第１可動部品に関連したアキュムレー
タに加えられた荷重を相殺するようにする。本発明の特
に好ましい実施態様を実現するには、該装置の制限位置
になる場合にだけ、好ましくは、上記第１、第２可動部
品が互いに密接する、一つの制限位置になる場合にの
み、上記加圧駆動媒体を、これらの可動部品の間に間欠
的に導入される。また、該装置の少なくとも一つの制限
位置に関して、これらの可動部品のいずれか一方または
双方が協同して、封止部材を解放することによって、該
装置の一つの制限位置に関して、加圧駆動媒体を上記可
動部品間に導入させるようにする。

すなわち本発明によれば、第１可動部品、及び第２可
動部品を有し、前記両可動部品の間に圧縮空気等による
適宜加圧された駆動媒体を導入することによって、前記
第１可動部品、及び前記第２可動部品を実質的に同時に
相互に反対方向に移動させる、二つの制限位置を有する
往復運動発生装置において、少なくとも前記第１可動部
品は、関連する第１圧力ばねアキュムレータが発生する
弾力的な圧力負荷増の下で、前記駆動媒体が少なくとも
前記第１可動部品の一表面に対して前方向に作用し、更
に前記駆動媒体を前記第１可動部品と前記第２可動部品
の間に導入することによって、前記第２可動部品は関連
する第２圧力ばねアキュムレータを弾力的な圧力負荷増
の下に置き、同時に前記第１可動部品に関連する第１ば
ね圧力アキュムレータを弾力的な圧力負荷減の下に置く
ことを特徴とする二つの制限位置を有する往復運動発生
装置が与えられる。

図面の簡単な説明 本発明の性格と、その様々な特徴は、添付図面を参照
して、以下詳しく説明する。

第１図は、本発明に関わる装置の横断面図である。

第２図および第３図は、工具ソケットおよび工具マウ
ントなどの別の実施態様を示す図面である。第１図に関
して、第１図に示す装置と、第２図および第３図に示さ
れた工具マウントは、後述するように、中心線Ｉ−Ｉよ
り上方および下方に、様々な用途と利点とを有する種々
の設計を示していることを注目すべきである。所望の操
作モードと、利用分野などに応じて、適当な装置が選択
可能である。

好ましい実施態様の説明 図面について説明する。第１図に示す往復運動装置
は、必須部品として、第１可動部品（4a）と、第２可動
部品（16a）とを含有しており、これら部品（4a）と部
品（16a）の間に、一定の圧力または可変圧力で作動す
る圧力源からの加圧駆動媒体（38）を、該装置において
方向を示す矢印を付した入口群の一つを介して、導入す
るようにしてある。第１可動部品（4a）と第２可動部品
（16a）とは、前方、すなわち第１図の左方向にだけ移
動して、例えばばね（20a,19a）を圧縮するように、互
いに分離されかつ直接的または間接的に機械的に相連結
される圧力アキュムレータ（20a,19a）を作動し、張力
を与えるようにし、圧力アキュムレータ（20a,19a）の
各々は、偏圧されると、前方移動に対する抵抗力を生じ
るものである。圧縮ばね（20a）としての圧力アキュム
レータ（20a）に代えて、第１図の右側に示すように、
ドラフトばね（７）を用いることができる。ベローズ形
アキュムレータ、ゴムホースなど他の型式の圧力アキュ
ムレータも使用可能なことは当然である。

しかし、第１可動部品（4a）が定常的な圧力を受け
て、例えば駆動媒体（38a）の圧力が、予め前方向に、
すなわち第１図の右方向に張力を与えられた、第１可動
部品（4a）の一表面上に、それに関連した圧力アキュム
レータ（20a）の作用に抵抗するように加えられる。所
望によりあるいは必要に応じて、第２可動部品（16a）
も同様に前方向にプレテンションを与えることによっ
て、例えば駆動媒体（38a）の圧力が、第２可動部品（1
6a）の一表面上に、それに関連した圧力アキュムレータ
（19a）の作用に抗して加えることができる。上記の構
成の代案または補助案としては、駆動媒体（38）と表面
との組合わせ以外に、１個またはそれ以上のばねを使用
するなどの方法を用いて、上記引張力を加えることがで
きるのは当然である。

第２可動部品（16a）は、駆動媒体（38）を受けて第
１可動部品（4a）に対して、好ましくは第１可動部品
（4a）の内部で往復運動するとともに、その移動中での
エネルギーと衝撃との伝達は、第１可動部品（4a）、好
ましくはケーシング（3a）の内部に固定される当接片
（21a,12a）によって、図示されていない方法で制限す
ることができる。第２可動部品（16d）は、好ましくは
その帰り方向、すなわち第１図の右方向に沿って、剛性
または弾性を有する本体（15）を介して側板（11a）を
具備するように設計されていて、かつ該側板（11a）は
弾性材料製としたり、あるいはばね（10a）を具備する
ことができる。第２可動部品（16a）は、第１可動部品
（4a）に対して第１図の右側制限位置に関して、適当な
弾性を有する封止座金（9a）を間欠的にかつ不安定に作
動させる（図示の実施態様では、開放させる）ものであ
る。該封止座金（9a）は、通常、駆動媒体（38）の圧力
によって第１可動部品（4a）内部の座（43a）に密着し
ている。圧縮空気などの気体または液体からなる圧力駆
動媒体（38）が、移動サイクル中、短い時間だけ第１可
動部品（4a）と、第２可動部品（16a）の本体（15a）と
によって画成される空間に導入されるので、これらの可
動部品（4a,16a）が駆動媒体の圧力を受けて互いに反対
方向に同時に駆動され、第１可動部品（4a）は第１図の
右方向へ移動すると同時に、それに関連した圧力アキュ
ムレータ（20a）上の荷重を相殺するようにし、また、
第２可動部品（16a）は、第１図の左方向へ移動すると
同時に、それに関連した圧力アキュムレータ（19a）に
張力を与えるようにし、前進運動が、第２可動部品（16
a）の内部に収容されかつ適当に連接されたピストン棒
（17）などを介して行われる。次いで、該ピストン棒の
運動を、チゼル（工具ののみ）の端部（22a）を介し
て、有用な仕事に変換させることができる。

２個の圧力アキュムレータ（20a,19a）によって直接
的または間接的にケーシング（3a）に加えられる反力
は、交互に脈動するものであるが、これらの反力の合計
は実質的に移動サイクル全体に亘って一定である。これ
らの反力の合計は、ケーシング（3a）の好ましくない内
部振動に事実上一致するので、ケーシング（3a）は実質
的に無振動となるのである。

圧力アキュムレータ（19a）（図示の実施態様では、
ばね）は、その一方の端部を固定させると同時に、ピス
トン棒（17）の環状フランジ（18）の開口においてトル
ク抵抗が生じるようにし、またその他方の端部を、詳細
（2a）として穴あきフランジなどを介して、ケーシング
（3a）に対して直接的または間接的に係合させることが
できるが、必要条件ではない。

回転阻止（2a）は、作業工具のねじり調節を行うため
に、ケーシング（3a）に対して相対回転するが、ケーシ
ング（3a）と一体ユニットとして設計することも当然可
能である。この装置の帰り方向での回転阻止（2a）の移
動を利用して、圧力アキュムレータ（19a）、したがっ
て側板（11a）のばね（10a）に張力を与え、封止座金
（9a）を持ち上げることによって、駆動媒体（38）を導
入して該装置を始動させる。

第１可動部品（4a）と第２可動部品（16a）とが、駆
動媒体（38）の圧力を受けて移動して互いに十分な距離
だけ離間すると、駆動媒体（38）の出口ポート（28b）
が、環状本体（15a）の外端縁と第１可動部品（4a）と
の間隙（14a）によって露出するのである。この結果、
該媒体が、駆動媒体（38）の残留圧力の所望排出個所に
よって、種々の流路に沿って大気に流出する。例えば、
該媒体が、出口（28e）を介して後方、すなわち第１図
の右方向へ、出口（28f）を介して第１図の上方へ、後
述する方法で、流路（28c）を介して前方すなわち第１
図の右方向に流れ、フランジ（18）と第１可動部品（4
a）との間隙を通って、フランジ（2b）の開口を経て出
口（28a）から放出される。

このようにして、第１可動部品（4a）と第２可動部品
（16a）の間の媒体（38）の分離圧力が実質的に低減さ
れるので、第２可動部品（16a）の引張り力を加えた圧
力アキュムレータ（19a）の戻りによって、第２可動部
品（16a）が第１図の右方向に移動すると同時に、第１
可動部品（4a）に作用する駆動媒体（38）の圧力によっ
て、第１可動部品が第１図の左方向へ復元せしめられ
る。これは、第１可動部品（4a）の圧力面を適当に選択
することによって、この圧力面が前方向に作動するため
である。一方、第１可動部品は、その関連した圧力アキ
ュムレータ（20a）を前方向、すなわち第１図の左方向
に張力を付与している。第１可動部品（4a）と第２可動
部品（16a）とが、互いに反対方向に移動を続けると、
側板（11a）が、弾性と剛性のいずれかを問わず、封止
座金（9a）を再び持ち上げる作動点に達するので、第１
可動部品（4a）と第２可動部品（16a）の間に駆動媒体
（38）の圧力が再び加えられ、以上のサイクルが繰り返
されるのである。

前述したような運動サイクルの結果、ケーシング（3
a）内の振動レベルが極めて低い往復運動発生装置であ
って、該ケーシングが該装置の外ケーシングを構成して
いて、通常、該装置の利用者によって保持されるような
装置が実現されるのである。

駆動媒体（38）を導入する入口（38a）の開口（図示
省略）を変更するなどして、種々異なった操作圧力を供
給することによって、ケーシング（3a）内での第１可動
部品（4a）と第２可動部品（16a）との位置および制限
位置とを変更させることができる。例えば、駆動媒体
（38）の圧力が低い場合に、第１可動部品（4a）が前方
向に短い距離だけ移動し、その結果、それに関連した圧
力アキュムレータ（20a）に僅かな張力が与えられるの
に対して、駆動媒体（38）の圧力が高い場合には、第１
可動部品（4a）が前方向に比較的長い距離だけ移動し、
従って、それに関連した圧力アキュムレータ（20a）に
より大きな張力が与えられる。

補助策として、第２可動部品（16a）も、駆動媒体（3
8）の圧力を加えるなどして、予め前方向に張力を与え
られ、それによって、第２可動部品（16a）の表面（図
示省略）が駆動媒体（38）の圧力を前方向に受けるの
で、それに関連した圧力アキュムレータ（19a）にも、
圧力アキュムレータ（20a）の場合に相当する方法で、
張力が与えられる。

第１図の上半分には、駆動媒体（38）の中央入口が図
示されていて、この中央入口は、第１可動部品（4a）と
ケーシング（3a）との偏心誤差の効果を軽減または排除
するために、好ましくは弾性リング（8a）などを介して
幾分可動自在に固着させることができる。

別の方法として、駆動媒体（38）の導入を、第１図で
は下方に向けられるハンドル（図示省略）を利用して行
うことができる。この場合、第１図の中心線Ｉ−Ｉより
下方に示される第１可動部品（4b）を、該中心線Ｉ−Ｉ
の上方に示される環状封止壁部（6a）に代えて、環状封
止壁部（6b）のリップ状シール（6c）によって案内する
ようにすることができる。

第１図の中心線Ｉ−Ｉの下方に示される下半分では、
第１図の中心線Ｉ−Ｉの上方に示される該実施態様の種
々の変形例が例示されている。これらの変形例について
以下説明する。

弾性を有する封止座金（9a）は、必要に応じて部品
（4a）側に案内（図示省略）を設けるように設計するこ
とができ、かつ第１図の中心線Ｉ−Ｉより下方の下半分
に示すように、円形、円錐形などの外観を有する球状体
（9b）で代替することができる。別の方法として、封止
座金（9a）または球状体（9b）は、側板（11a）に相当
する延長部を設けることができる。

第１図の下半分に示された実施態様において、弾性を
有する当接片（12a）が排除されて、本体（15b）に弾性
を付与することによって、第１可動部品（4a）の内表面
が直接的な当接面を構成するようにする。別の方法とし
て、可動部品（4a,16a）とを互いに独立するようにし、
かつ同じケーシングの内部で直列に配置することができ
る。

剛性または弾性を有する側板（11a）は、導管（14b）
を具備した側板（11b）で代替し、さらに好ましくは第
１図の右側端部に環状リップシール（11c）を儲けるこ
とができる。このリップシール（11c）の目的は、（弾
性を有する側板（11a）（11b）と、ばね（10a）の場合
と同様に）、遅延変化をより明瞭にさせることによっ
て、主として駆動媒体の消費量を削減するために、弁機
能の開閉時期を修正することにある。この修正開閉時期
において、残留駆動媒体の放出は流路（14b）を経由し
て行われる。

第１図の中心線Ｉ−Ｉから上方に示された実施態様で
は、第２可動部品（16a）の移動は、ピストン棒（17）
をチゼル端部（22a）に衝突させることによって行れ
る。別の方法として、該チゼルとピストン棒とを一体ユ
ニットとして形成することができる。代案あるいは補助
策として、第１図の右側で出口（28e）の上方に示すよ
うに、第１可動部品（4a）の端部を、ケーシング（3a）
から突出させるなど構成することによって、第１可動部
品（4a）の第二移動を行うことができる。第１図の下半
分に示す実施態様において、第２可動部品（16a）の移
動はピストン棒（17）をチゼルマウント（24b）の曲面
（22b）の当接させることによって行われる。チゼルマ
ウント（24b）は、その中心線の中心のところで傾斜可
能に支承されており、曲面（22b）の曲率半径R₂に一致
する半径R₁を具備することによって、これらの半径がチ
ゼルマウント（24b）の傾斜中心で一致するようにし、
それにより、揺動式金属板の場合のように、チゼルが、
その横力をケーシング（3a,3b）に伝達させることな
く、傾斜することができる。図示の実施態様において、
第１可動部品（4a）の前方、すなわち第１図の左方向へ
の移動も、その環状端面（42）の形状をチゼルマウント
（24b）の曲面（22b）に合わせて、該表面（22b）に衝
突させるように、該工具を向けて行われる。このような
設計の結果、たとえ該チゼルをある角度で傾斜させる場
合でも、第２可動部品（16b）と第１可動部品（4b）と
を同一方向、すなわち第１図の左方向への前方移動を利
用することができる。この後者の設計では、一方の圧力
アキュムレータ（20b）がケーシング（3b）の当接部に
利用すると同時に、別の圧力アキュムレータ（19b）
が、チゼルマウント（24b）の曲面（22b）に圧接してい
る。圧力アキュムレータ（19b）をケーシング（3b）に
直接連結することもできるが、その連結方法は図面に示
されていない。

チゼルマウント（24b）の支持カップ（24c）は、好ま
しくはケーシング（3b）の移動方向に所定間隔で支承さ
れるボールまたはローラであって、チゼルのねじりに対
する制止効果を奏するほか、前述した実施態様に類似の
装置を起動させることができる。

ピストン棒（17）を第２可動部品（16a,16b）内部に
ボールソケット式に収容されることによって、チゼル
（22a）から生じる剪断力、あるいは一体ユニットとし
て相連結される際には、チゼルマウント（24b）からの
剪断力が、第２可動部品（16a,16b）を斜めにオフセッ
トせず、従って、傾斜荷重に伴って部品（4a,4b,16a,16
b）に摩擦と磨耗が増大するのを回避することができ
る。

第１図の下半分に示される実施態様において、チゼル
は、大きな中心穴を設けた適当に弾性を有する座金（3
1）を介してばね（26）によって適所に保持されるが、
この場合、ばねは該チゼル上のフランジに作用するよう
にしてある。チゼルマウント（24）も、ばね（25）によ
って張力で保持されている。該座金（31）は、ケーシン
グ（3b）に螺着される端板（32）によって適所に固定さ
れる。残留媒体の放出は、ばね（25,26）が占める空間
と、該座金（31）の大きな中心穴とを介して行うことが
できる。この場合、駆動媒体（38）からの脈動式残留媒
体を利用して、チゼル作業に伴うばら粒子を吹き飛ばす
ようにする。

第１図の中心線の上方に示される実施態様において、
端板（1a）は、チゼルのねじり防止ブレーキの役目をす
る弾性材料製である。この実施態様では、該チゼルを押
し込むと図示の球状部分（24a）が残留駆動媒体（38）
を放出して、該装置を作動開始させ、また、該チゼルを
工作物に過度に圧接させると、出口（28a）が対応して
遮断するように構成することも可能である。

第２図は、チゼルマウント（24）に小さい球状部分を
設けて、該球状部分をケーシング（３）の円筒部によっ
て直接制御させるようにした、別のチゼルマウントを示
している。予め張力を与えられたばね（25）が、その端
部のスタブ軸をケーシング（３）とチゼウマウント（2
4）との穴に係入させることによって、該チゼルのねじ
りに対する制動作用を提供する。第２図の上方部分にお
いて、２個の要素（30,31）が示されているが、そのい
ずれか一方または双方に弾性を付与することによって、
該チゼルのフランジに空間を与えるとともに、横荷重に
対する支持体となり、かつチゼルを使用しない際のシー
ルを提供する。第２図の下半分において、これらの要素
（30,31）に代えて、チゼル取付スペースを提供し、シ
ールの役目を果たし、かつ横負荷に対する支持体となる
１個だけの要素（29）が配置されている。端板（32）
は、ケーシング（３）に対して単純な方法で、第２図の
上半分に示すような螺着、または第２図の下半分に示す
ような差し込み式によって、取外し可能に取着される。

第３図は、弾性スリーブ（１）が、チゼルに対するト
ルク制動を構成しており、横力がチゼルからケーシング
（３）へ伝達しないように、チゼルの移動方向における
ばねを形成する、チゼルマウントの更に別の変形例を示
している。

第３図に示されるロックばね群は、ロックばね（34,3
5）を介して該チゼルを弾性スリーブ（１）に、ロック
ばね（33）によって弾性スリーブ（１）をケーシング
（３）にそれぞれ位置決めして固定する。これらのロッ
クばね（33,34,35）は、例えば、Ｏリングとして形成さ
れ、チゼル交換時には容易に取換え可能である。第３図
の上半分に示される実施態様において、円形軸受ブシュ
（36）が必要で、該ブシュ（36）は、第１図における球
状部分（24a）と同様に、チゼルを押し込む際のレリー
スオープナを形成することができる。

第３図の下半分に示される実施態様において、該チゼ
ルのフランジ（37）が、上記チゼル押込み時のレリース
オープナを形成しており、また、ロックばね（39）が、
弾性スリーブ（１）をケーシングに対して固定するので
ある。

以上、本発明を、チゼルを有するインパクト工具に関
する種々の実施態様について説明した。しかし、本発明
の装置は汎用性を有するので、往復運動をする多数の型
式の装置に用いることができる。例えば、インパクト工
具、ハンマー工具、やすり装置、研削盤とポリッシング
マシン、彫刻盤などである。従って、本発明は上記説明
と添付図面に記載のものに限定されず、クレームの精神
と範囲から逸脱することなく、多数の修正が想到できる
のである。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１可動部品（4a、4b）、及び第２可動部
   品（16a、16b）を有し、前記両可動部品（４、4b、16
   a、16b）の間に圧縮空気等による適宜加圧された駆動媒
   体（38）を導入することによって、前記第１可動部品
   （4a、4b）、及び前記第２可動部品（16a、16b）を実質
   的に同時に相互に反対方向に移動させる、二つの制限位
   置を有する往復運動発生装置において、少なくとも前記
   第１可動部品（4a、4b）は、関連する第１圧力ばねアキ
   ュムレータ（20a、20b）が発生する弾力的な圧力負荷増
   の下で、前記駆動媒体（38）が少なくとも前記第１可動
   部品の一表面に対して前方向に作用し、更に前記駆動媒
   体（38）を前記第１可動部品（4a、4b）と前記第２可動
   部品（16a、16b）の間に導入することによって、前記第
   ２可動部品（16a、16b）は関連する第２圧力ばねアキュ
   ムレータ（19a、19b）を弾力的な圧力負荷増の下に置
   き、同時に前記第１可動部品（4a、4b）に関連する第１
   ばね圧力アキュムレータ（20a、20b）を弾力的な圧力負
   荷減の下に置くことを特徴とする二つの制限位置を有す
   る往復運動発生装置。
2. 【請求項２】請求の範囲１記載の二つの制限位置を有す
   る往復運動発生装置において、前記往復運動発生装置の
   二つの制限位置中の、好ましくは前記第１可動部品（4
   a、4b）と前記第２可動部品（16a、16b）が最も接近す
   る第１制限位置にあるときに、前記加圧された駆動媒体
   （38）が前記第１可動部品と前記第２可動部品の間に間
   欠的に導入され、前記第１可動部品（4a、4b）と前記第
   ２可動部品（16a、16b）中の一方、又は両方の可動部品
   は、少なくとも前記往復運動発生装置の二つの制限位置
   中の第２制限位置に達した場合に解放されるように協働
   し、前記往復運動発生装置は、前記両可動部品が前記第
   １制限位置にあるときに前記駆動媒体（38）を前記第１
   可動部品（4a、4b）と前記第２可動部品（16a、16b）の
   間に供給するために設けられるシール部材（9a、9b）を
   有し、前記両可動部品は共通のケーシング（3a、3b）内
   に収容されていて、前記ケーシングを介して前記両ばね
   圧力アキュムレータ（19a、19b、20a、20b）が直接、又
   は間接的に協働し、前記第２可動部品（16a、16b）は前
   記第１可動部品（4a、4b）内で可動であり、或いは前記
   第１可動部品（4a、4b）は前記第２可動部品（16a、16
   b）内で可動であり、更に当接片（12a、21b、15b）が前
   記第１可動部品（4a、4b）に、又は前記ケーシング（3
   a、3b）に固定されており、前記当接片（12a、21b、15
   b）は前記両可動部品（4a、4b、16a、16b）の相互運動
   の制限装置として作用すると同時に前記両可動部品間の
   衝撃伝達装置として作用することを特徴とする二つの制
   限位置を有する往復運動発生装置。