JP3851969B2 - 圧縮空気駆動モータにおける弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ及びこれに接続する穴を有し、弁ハウジングがその穴の中に取り付けられていて前方弁座と後方弁座の間で弁ハウジング内を動き得る平板弁を支えている機械ハウジングを有する圧縮空気操作の衝撃モータにおける弁装置であって、後方弁座が機械ハウジング内に設けられているチャンネルを介してその穴の端部に続くシリンダの端部に連絡され、前方弁座がその穴に隣接する位置においてシリンダに向かって開口し、また、圧縮空気がその穴の中で横方向に開口している送気チャンネルを介して両弁座の間の空間に送られ、さらに、ハンマー・ピストンが平板弁とハンマー・ピストンの運動に応答してシリンダ内の往復運動のために密封性を保って案内され、前記の運動がハンマー・ピストンの両側における圧縮空気の入替え効果及びその後に起こるシリンダの中央部の空気入替え開口部を介しての空気放出により管理される弁装置に関する。
例えば英国特許出願ＧＢ２，０１８，９０４において図示されているように、この種の弁装置は通常、組立て状態において互いに正確にはまり合うよう精密に作られる必要のある金属要素から成り立っており、すなわち、加工工程に多くの時間を必要とし、高い費用がかかるものとなっている。もう一つの欠点は、携帯用機械の場合、金属要素が機械を比較的重くしてユーザーにとって不便であり、また、機械を長期間使用すると錆の問題が生じやすいことである。さらに、従来の弁ハウジング要素は、実際、構造上、耐蝕材料で作られた重量の軽い要素に容易に交換し得ない。従来の弁ハウジング部品は、また実際そのような交換が困難である小さい要素を有することがある。
本発明の目的は、重量、コスト及び耐久性に関する前記欠点が排除されるとともに、弁ハウジングをプラスチック材料から簡単に作ることを可能にする形状、例えばハウジング要素を精密に仕上げる必要もなく直ちにハウジングを組み立てて取り付けることを可能にし、それにより弁ハウジングのコストを低減する形状を弁ハウジングに与える、前記の種類の弁装置または弁組立品を提供することである。もう一つの目的は、ハウジング内部における弁座への空気流れが衝撃ブレーカーの往復運動を適正化する方法で適切にキャリブレーションを行うことができるように、弁ハウジングを構成することである。これらの目的は後述の請求の範囲に述べられる特徴を有する本発明の弁装置により達成される。
次に、本発明について添付図面を参照しながらさらに詳細に説明する。添付図面のうち、第１図は衝撃ブレーカーの部分的に切除された長手方向断面図であり、図示の実施例では衝撃ブレーカーは本発明の弁装置を取り付けた空気圧式ピックである。第２図は第１図における線２−２に沿った断面図である。第３Ａ〜３Ｄ図は第１図における弁装置を構成する４個の要素を分解し多少拡大して示した断面図である。ここで、第３Ａ図は弁ハウジング、第３Ｂ図は平板弁、第３Ｃ図はカバー部材、そして第３Ｄ図はストップ・リングを示している。第４図は第３Ｄ図のストップ・リングを上から見た図である。第５図は第３Ａ図における線５−５に沿った弁ハウジングの断面図である。そして第６図は第２図に示す断面の中央部に対応する断面図であり、変更されたカバー部材を取り付けた弁ハウジングを示している。
第１図に示す空気圧式ピック１０はハンドル部分１８を備えた後方ピース１２と前方ピース１３を有する機械ハウジング１１から成っており、これらの要素はともに機械ハウジング１１内に取り付けられたシリンダ２０の中央軸１５に沿って互いに一列に中間機械ハウジング内に保持されている。シリンダ２０は、後方向には、環状肩部２１を介して拡径された穴２３内にのび、そして前方向には穴２５内にのびている。穴２５はシリンダ２０の中に密封性を保って突出し、そのシリンダの方に面する環状端面２４を有する中間部品１７を収容している。中間部品１７はツール１６に衝撃力を伝達する中間ブロック１４の運動を案内するための後方案内ブッシュまたはスリーブとして作用する。ツール１６は前方ピース１３とジャーナル軸受の中で制限された軸方向運動をするために案内され、この目的に使用されるロック装置は従来のデザインのものである。この関係の詳細な記述は例えば特許明細書ＳＥ９４００６８５−５にあり、したがってこの文書においてさらに詳細に取扱う必要はない。機械ハウジング１１はハンドル部品１８の中央部上で後方ピース１２を越えて後方に突出する２個の側壁２７を後方に備えている。ハンドル部品１８は、ハンドル部品１８の中央にある横断穴１９を貫通し、そして側壁２７の共軸穴２９に圧入されているくさび２６により、両側壁２７間の機械ハウジング１１に固定されている。ハンドル部品１８はカバー部材３１に支持される。カバー部材３１は、適切には、プラスチック材料（ポリウレタン）により成形され、そして側壁２７において向かい合う溝３０の中に横方向に押し込まれている。ハンドル部品１８はカバー部材３１の内側で横方向に伸びる揺動可能なレバー・アーム３３を支えている。レバー・アーム３３がハンドル部品１８の方へ揺動し、またはハンドル部品１８から離れて行く時、それに対応してハウジング１１の中へ突出する中間ピン３４がガバナー弁３５を開き、または閉じるように作用する。その弁３５は弁ばね３６により弁閉方向に片寄せられている。弁３５は、圧縮空気入口３８と送気チャネル３９との間の接続を開閉するように機能する。前記送気チャネル３９は、ハウジング１１内に設けられ、肩部２１に隣接する位置で穴２３の中へ横方向に開口している。
第１図に示す衝撃モータはまた、穴２３内の肩部２１に載り、そしてシリンダ２０のシリンダ・ヘッドを形成する分配弁ハウジング４０を有する。後方ピース１２は、プラスチック材料（ポリウレタン）、或いは、必要であれば金属で作られ、後方から穴２３の中へ密封性を保って挿入され、円周シール・リング４１の媒体を介して穴２３内の環状肩部２１に隣接して軸方向に分配弁ハウジング４０を保持するよう機能するプラグの形状を有している。後方ピース１２は、第１図、第２図及び第６図の４２に示すような２個の互いに向かい合う、凹状、またはカップ状の肩部４３を有し、その肩部４３はハンドル部品１８の両側で後方に向いており、例えば弁ハウジング４０とくさび２６の間の穴２３の中に軸方向に後方ピース１２をロックするために、くさび２６に接面して保持されている。後方ピース１２はさらに、弁ハウジング４０に向かって中央で開口し、底部２４から離れた位置においてシリンダ２０の中に開口する通路またはチャンネル４４と接続する横断通路またはチャンネル４５を有する
ハンマー・ピストン２２はシリンダ２０内で往復運動をするために密封性を保って案内されており、図示の場合では第１図の中間ブロック１４を経由してツール１６に衝撃力を与える機能を有している。代案として、空気圧式ピック１０の前部はハンマー・ピストンがツール１６に直接打撃を与えるように変更することができる。ハンマー・ピストン２２がストローク端に接近する時、ピストンの加圧側はシリンダ２０に備えられている各空気流通開口部６０または６１により換気される。前記空気は機械ハウジング１１の周囲に換気される。
弁ハウジング４０（第３Ａ図）は、プラスチック材料、好ましくはアセタール樹脂（デルリン）を用いて射出成形され、また、中心軸３７に関して対称に回転可能な、外側にフランジまたは唇状部がある容器４６の形状を有し、上フランジ４７と下フランジ４８の間に画定された円周上に広がる溝部５４を有する。同様にプラスチック（アセタール樹脂）製の平板弁５０（第３Ｂ図）は容器４６内の、溝５４の内側の位置に挿入することができ、また容器４６の底部を形成し、機械ハウジング１１内に組み立てられた時、シリンダ２０の方に開口する前方弁座５１と、後方ピース１２内の横断チャンネル４５の方に開口する後方弁座５２との間で軸方向に運動する。弁ハウジング４０の対称軸３７は容器４６の底部において弁座５１の中心を貫通する。アセタール樹脂でも作られる後方弁座５２は容器カバー部材５３を形成し、ロック溝５６内に挿入されるストップ・リング５５（第４図及び第３Ｄ図）の助けにより容器４６の開口部の中の少し低い位置に、基本的に上フランジ４７と同一平面内に固定することができる。平板弁５０の各側に圧縮空気を送るためのキャリブレートされた横開口部５７，５８は両フランジ４７，４８の間の容器４６内に設けられている。その横開口部５７，５８は円周上に均一に分布しており、そしてその数は各弁座５１，５２につき例えば４個ずつである。前方弁座５１に導く横開口部５８は例えば作用ストロークの間決められた値のより大きな衝撃力を達成させるために横開口部５８より大きい程度に実験的にキャリブレートされている。容器壁の両横開口部５７，５８の間にのびる部分には穴がなく、この部分は、弁ハウジング４０の中に噴射された圧縮空気が平板弁５０上に衝突しないように、両弁座５１，５２の間、即ち弁の作用ストローク間の弁５０が移動する領域を囲んでいる。弁のストロークの長さは壁面と同じレベルにある横開口部５７，５８とともに、弁座５１，５２の回りに広がる環状壁５９により制限される。
必要に応じて、弁４０は代案としてカバー部材とシリンダ２０の方に面する弁座５２で穴２３内にはめこむことかできる。第６図は後方弁座５２が代案のカバー部材として、実際の後方ピース・プラグの一部として例示の方法で構成される一変更実施例を示す。この代案の場合、後方ピース１２’は横断チャンネル４５のオリフィスの回りに鼻の形状を有する外側に突出するカバー部材５３を有する。後方弁座５２とその壁５９は後方ピース１２の鼻部またはカバー部材５３の中に含まれている。後方ピース１２に関しては、ハンドル部品１８は、もし希望するなら、ポリウレタン樹脂から適当に作られた後方ピース・プラグ１２’と一体に形成することができる。
空気圧式ピック１０が操作者により操作され、ハンドル部品１８の助けにより作用面に押し付けられる時、衝撃モータの構成要素は第１図に示す位置にある。加圧アーム３３を駆動する時、圧縮空気は主接続出口３８から入口弁３５と送気チャンネル３９へ、したがって穴２３と弁ハウジング４０へ送られる。平板弁４０は前方弁座５１を包み、また、圧縮空気はハンマー・ピストン２２をツール１６から引き離すように、後方弁座５２、後方ピース１２内の横断チャンネル４５及びチャンネル４４を経由してシリンダ底部２４へ移動し、そしてシリンダ２０は、ピストンがシリンダ２０内で戻りストローク端に接近する際、換気開口部６１を経由してハンマー・ピストン２２の下で換気される。戻りハンマー・ピストン２２の前方の圧力増大に関連してシリンダを換気することにより発生した圧力降下の結果として、平板弁５０は後方弁座５２に押し付けられる。そこで圧縮空気はハンマー・ピストンをターンさせるためハンマー・ピストン２２の上方に流入し、ハンマーがツール１６に接触するようピストンを駆動し、そこでハンマー・ピストンは第１図に示す位置に来る。ハンマー・ピストン２２の下方の圧力増大に連動して換気開口部６０を介してハンマー・ピストン２２上方のシリンダ２０から空気が換気することは平板弁５０を前方弁座５１上に戻すことになり、それに伴ってハンマー・ピストン２２は上記のサイクルの反復により往復運動をし続ける。
プラスチック材料を用いて弁ハウジング４０を射出成形する可能性は、正確に加工された弁を必要としないで分配弁の組立てと取付けを可能にする、耐久性のある、低廉な有利な構造をもたらすことができる。公差のばらつきが少なく、反復して均一な品質がまた得られる。モールドは、フランジ４７，４８がモールド成形された時、モールドの分離を可能にするため横方向に分離することができるように構成され、そして互いに異なるサイズの横開口部５７，５８が衝撃ツールのサイズと、分配弁に対して意図される機械的効果に従ってモールド形成されることを可能にするため交換することのできる４個の部品から構成される。

Claims (2)

1. シリンダ（２０）とそれに接続する穴（２３）とを備えた機械ハウジング（１１）と、
   前記穴（２３）に取付けられかつ平板弁（５０）を支持している弁ハウジング（４０）と
   を備え、
   平板弁（５０）が前方弁座（５１）と後方弁座（５２）との間で弁ハウジング（４０）内で可動である、
   空気圧式衝撃モータ（１０）における弁装置において、
   後方弁座（５２）が、機械ハウジング（１１）内に設けたチャンネル（４４，４５）を介して穴（２３）の端部から離れて位置するシリンダ（２０）の端部に接続され、
   前方弁座（５１）が、穴（２３）に隣接した位置においてシリンダ（２０）に向かって開口していること、
   圧縮空気が、穴（２３）の中に横方向に開口する送気チャンネル（３９）を介して両弁座（５１，５２）間の空間に供給されること、
   ハンマー・ピストン（２２）が、平板弁（５０）とハンマー・ピストン（２２）の動きに応答してシリンダ（２０）内の往復運動のために密封性を保って案内され、
   前記往復運動が、ハンマー・ピストン（２２）の両側における圧縮空気の入替えの効果、及びその後に起こるシリンダ（２０）の中央部における空気入替え開口部（６０，６１）を介しての空気の放出により管理されること、
   弁ハウジング（４０）がプラスチック容器（４６）の形状を成し、プラスチック容器（４６）がプラスチック容器の口部と底部において外向きのフランジを備え、プラスチック容器（４６）内では平板弁（５０）が、一方の弁座（５１）を形成する容器底部と他方の弁座（５２）を形成する容器口部用の容器カバー部材（５３）との間で移動可能であり、フランジ（４７，４８）が穴（２３）の壁に対して設けられ、そして両フランジ（４７，４８）間に溝（５４）が形成され、溝（５４）が、送気チャンネル（３９）と接続し、そして平板弁（５０）の作用ストロークの長さの領域を包囲する分離されない容器壁面部分の両側の両フランジ（４７，４８）間の容器壁面内に設けた横開口部（５７，５８）の媒体を介して、プラスチック容器の内側の平板弁（５０）へ圧縮空気を送るよう機能すること、
   容器カバー部材（５３）が、プラスチック材料から作られ、容器の口部用にストップ・リング（５５）によって弁ハウジング（４０）に取付けられる着脱可能な容器閉鎖部を形成すること、
   を特徴とする弁装置。
2. プラスチック容器（４６）内の平板弁（５０）の作用ストロークの長さが、周囲に位置しかつ弁座（５１，５２）を形成する環状壁面（５９）により制限され、環状壁面（５９）が横開口部（５７，５８）の設けられているレベルと同じレベルに設けられており、そして横開口部（５７，５８）が弁座（５１，５２）の各壁面（５９）の回りのプラスチック容器（４６）の領域への圧縮空気供給を制御することによりハンマー・ピストン（２２）の往復運動を決定するようキャリブレートされていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の弁装置。

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