JP3911691B2 - ハンマリング装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば粉粒体の貯槽、乾燥、粉砕、輸送、集塵等の分野において、付着堆積を防ぐために圧縮エアによりピストンを移動させることにより紛体貯蔵ホッパー等の被叩打部を叩打して衝撃を与えるためのハンマリング装置に関し、操作用小型三方電磁弁以外の補助的な機器の取り付けを不要として構成を簡素化するとともに、装置の軽量化をはかり、特に低い操作圧力においても遠隔距離からの確実な操作を可能にすることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
この種の機器としては、これまでに例えば実開昭５９−８２６８１号公報に開示された「エアハンマ」、あるいは特開平６−１３４３９７号公報に開示された「加撃装置」が知られている。 前者のものについて、同公報に記載の図面を援用して説明すると、ピストン室（５）内に通じる連通パイプ（２）の開口端付近に、小孔（７）を有するダイヤフラムシート（８）を、その外周端縁部を円筒（１）とキャップ（１１）との間に挟持させて蓄圧室（４）とキャップ室（９）とを分離区画すべく取り付けられており、蓄圧室（４）内に供給ノズル（６）からエアを供給すると、蓄圧室（４）内が次第に高圧となるとともに、その一部が小孔（７）からキャップ室（９）内へと流入し、キャップ室（９）の内圧を高めてダイヤフラムシート（８）を連通パイプ（２）の開口部に圧し付けて蓄圧室（４）のエアが連通パイプ（２）内へ流入するのを阻止している。
【０００３】
この状態において、ピストン（１２）を作動させる場合には、外部の電磁弁（１７）を短い時間だけ開いてキャップ室（９）内のエアを外部に放出する。 この場合、外部に放出されるエアは小孔（７）からキャップ室（９）内に供給されるエアの量よりもはるかに多いために、キャップ室（９）内の圧力の方が低下し、その結果蓄圧室（４）内のエア圧が勝ってダイヤフラムシート（８）を上方へ押し上げて連通パイプ（２）内へ流入し、ピストン室（５）内へ送られてピストン（１２）を下降させて衝撃を与えるべく作動するようになっている。
【０００４】
また後者のもの（特開平６−１３４３９７号公報）について、同じく同公報に記載の図面を援用して説明すると、加撃部Ｃのピストン（４）を作動させるべく吸気管（３０）から吸気口（１）に高圧気体を送給すると高圧気体は気室（５）や透孔（６ａ）（６ｂ）等を通って蓄圧室（２）内に溜まるとともに、一部は減圧弁（９）方向へ流れ、スプール（１５）とエアガイド（１３）との間隙を通ってエアガイドの透孔（１３ａ）および環状流路（１４）、透孔（１９）を経てバルブ室（１７）内へ流入して溜まる。
【０００５】
従って打撃時においては、吸気管（３０）から弁体１８の上流側に高圧気体が充填されるとエアガイド（１３）の基端開口部が閉塞されてバルブ室（１７）側への流入が停止され、弁体（１８）の上面がうける圧力はスプリング（１２・１６）で設定された一定値に保たれる傍ら、蓄圧室（２）への高圧気体の蓄積は継続し、弁体（１８）の下面周縁部にかかる上向きの力が徐々に増大し、弁体（１８）の上側から受ける下向きの加圧力を上回ったとき、弁体（１８）は仕切り壁（２０）の弁座から離れ、蓄圧室（２）から吐出口（３）への流入を許容し、ピストン（４）を下降させて打撃面を叩打するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開昭５９−８２６８１号公報に開示された「エアハンマ」にあっては、排出孔（１０）に接続されている二方電磁弁（１７）等を作動させた際に、ダイヤフラムシート（８）の小孔（７）からキャップ室（９）内への圧縮エアの漏れ込みにより排出孔（１０）からのエア排出が長引き、キャップ室（９）の圧力低下が遅れがちとなるために、操作バルブとしての前記した電磁弁（１７）の設置箇所につき、排出孔（１０）から１〜２メートルの範囲内の距離しか離すことができないために、実用上において支障がある。
【０００７】
また特開平６−１３４３９７号公報に記載の「加撃装置」にあっては、前記したエアハンマのようなダイヤフラムシートによる小孔からのキャップ室内へのエア漏れ込みの不都合はないものの構造が複雑で、とくに弁体（１８）の直径と吐出孔（３）の開口部径との差が小さいこと、また弁体（１８）自体が所謂「傘型バルブ」であるために、作動時においてエアの逆流を防止するために弁体（１８）の周辺部に設けられたリップ部とバルブ室（１７）の周壁（１７ａ）内周面との摺接抵抗により電磁弁等の駆動装置を作動させた際、エア排出口側のエア圧と蓄圧室（２）内のエア圧との圧力差が、ある程度大きくならないと加撃部Ｃが作動しないために、応答速度が遅くなりがちである。
【０００８】
そのために前記したエアハンマと同様に、操作バルブとしての電磁弁等の設置を吸気口（１）からせいぜい５〜８メートル以内としなければならず、また実際上においては排気の応答性を向上させるために別途急速排気弁を取り付けて使用することが多いために部品点数が多くなり、しかも必然的に装置の大型化、高コスト化が避けられない。
【０００９】
さらに上記した２つの従来例に共通することは、ケーシングの重量が重いために、ハンマー作動時の衝撃によるケーシング取付ボルトにかかる負荷が大きく、そのためにボルトの破損や緩みを招きやすく、必要以上のメンテナンス性を必要とすること、またハンマーのピストンに与えられた運動エネルギーの多くがケーシングに吸収されることになり、ハンマーによる十分でしかも効果的な衝撃力を得るためには、このケーシングに吸収される分をも計算に入れた余分な圧縮エアの供給を必要とすること、などの解決すべき課題が存在する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、上記した課題を解決し、操作用小型三方電磁弁以外の補助的な機器の取り付けを不要として構成を簡素化するとともに、装置の軽量化をはかり、特に低い操作圧力においても遠隔距離からの確実な操作を可能にし、また同じ衝撃力を得るための圧縮エア消費量を大幅に減少させるようにしたものである。
【００１１】
すなわち本願の発明は、ピストン室内にエアを送り込んでノッカー用のピストンを駆動させるべく設けられたところの、上部に操作エア口および内部にバルブ室と蓄圧室とを設けたエア供給室を有し、しかも蓄圧室内中央部には一端を上記ピストン室へ通じさせ、しかも上端をバルブ室寄りに向けて臨ませたエア噴出管を植設し、さらにエア噴出管上端の開口部上には、該エア噴出管開口部を閉塞し、しかも前記バルブ室内に出入り可能な大きさと厚みを有する基部と、該基部より薄く外周端部のみが常時エア供給室の内周壁面に接して該エア供給室をバルブ室と、エア噴出管の周りに形成される蓄圧室とに区画するようにした柔軟なバルブフランジを基部の周りに一体に有する浮遊バルブシートを遊嵌させてなることを特徴としたハンマリング装置に関するものである。
【００１２】
上記の構成において、外部から圧縮エアを操作エア口を通じてバルブ室内に供給すると、バルブ室内の圧力が次第に高まり、これに伴って浮遊バルブシートがエア噴出管の先端開口縁に押圧されてエア噴出管の開口部を閉塞するとともに、圧縮エアが周辺の柔軟なバルブフランジを蓄圧室側に変形させつつ蓄圧室内へと流入する。 その後外部に取り付けた三方電磁弁などを操作して電磁弁を解放し、バルブ室内のエアを外部に放出させると蓄圧室内のエア圧に比してバルブ室内のエア圧が低下し、その結果前記した浮遊バルブシート全体がバルブ室側に押し上げられ、蓄圧室内の圧縮エアが解放された噴出管内へと流入し、さらにピストン室内へと流入してノッカー用のピストンを移動させて被叩打装置を叩打して衝撃を与える。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の具体的な内容を図の実施例をもとに説明すると、１は被叩打装置に取り付けられるハウジング、９は該ハウジング１内において被叩打装置に向けて移動可能なノッカー用のピストン１０を収容するピストン室、１４はピストン室９内に駆動用のエアを供給するためのエア供給室、１６はエア噴出管、１７はエア供給室１４をバルブ室１９と蓄圧室１８とに区画するべく、エア噴出管１６の上端開口部上に遊嵌させた浮遊バルブシートをあらわす。
【００１４】
ピストン室９は、ピストン１０の進退する下部開口側に、耐衝撃性樹脂板３がビス４によりハウジング１の取り付けフランジ２に取り付けられるとともに、さらに上記取付フランジ２を、この耐衝撃性樹脂板３を介して取付座５の取付座フランジ６に、ボルト７とナット８により一体に取り付けて構成される。 さらにピストン室９内には、ピストン１０を常時操作エア口１５あるいはエア噴出管１６方向に付勢させるべく弾発手段としてコイル状のスプリング１２がハンマーピストン１０と前記した耐衝撃性樹脂板３との間に嵌装されており、さらに下部側壁面にはハウジング１外に通じる排気口１３が設けられている。 なお図において１１はピストンリングをあらわしている。
【００１５】
バルブ室１９は、その上部開口部に中央に操作エア口１５を開設するとともに、内方に弁座１４ｂを環状に突出させたキャップ１４ａがネジ止めにより被せられている。 なお上記した弁座１４ｂは図において下方に突出させた環状の内側側面の直径を、後記する浮遊バルブシート１７の直径に略等しくするとともに、その突出させた内周側の基部は、キャップ１４ａの内面（下面）との間に上記した浮遊バルブシート１７の外周端縁部を受け止めることができる程度の開口角度（好ましくは１０〜２０度の角度）を形成した段部が形成される。
【００１６】
さらにエア噴出管１６の上端開口部上には浮遊バルブシート１７が遊嵌される。 この浮遊バルブシート１７はゴムあるいは比較的軟質の合成樹脂材などにより形成され、エア噴出管１６上端の開口部を閉塞するとともにバルブ室内に出入り可能な大きさと厚みを有する基部１７ａと、該基部１７ａより厚みが薄く、しかも該基部１７ａの周りに一体に有するところの、外周端部のみが、キャップ１４ａよりエア供給室１４内に凸設させた弁座１４ｂの内周面に接してエア供給室１４を、バルブ室１９と、エア噴出管１６の周りに形成される蓄圧室１８とに区画するようにした平板状の柔軟なバルブフランジ１７ｂを有する。
【００１７】
本発明のハンマリング装置は上記の構成からなり、取付座５をもって例えば図４にあらわしたように粉体貯槽タンクＴの側面等に取り付けるとともに、操作エア口１５には、高圧エア発生装置（図示省略）に接続される高圧チューブ２０が接続され、しかも該高圧チューブ２０の途中には三方電磁弁２１が介在され、さらに必要に応じてコントローラー２２および圧力調整弁２３が取り付けられる。
【００１８】
作動させる場合には、要求される衝撃力に対応すべく、三方電磁弁２１を経てあらかじめ設定された圧力の圧縮エアをバルブ室１９内に導入する。 バルブ室１９内への圧縮エア供給に伴って、バルブシート１７の基部１７ａがエア噴出管１６の開口部に圧しつけられてエア噴出口１６の開口部を閉塞する。 さらにバルブ室１９のエア圧が一定圧に達すると、圧縮エアは柔軟なバルブフランジ１７ｂを押圧して蓄圧室１８内へと流入し、蓄圧室１８内のエア圧が所定のエア圧力に保たれる（図２参照）。
【００１９】
この状態において三方電磁弁２１を作動させてバルブ室１９内の圧縮エアを外部に放出させると、バルブ室１９内のエア圧が瞬時に低下して、バルブ室１９と蓄圧室１８とのエア圧力差により浮遊型のバルブシート１７がバルブ室１９側へと押し上げられる。 しかしバルブシート１７の柔軟なバルブフランジ１７ｂが弁座１４ｂに密着するので蓄圧室１８からバルブ室１９へのエアの逆流が阻止されるとともに、蓄圧室１８内のエア圧によりバルブシート１７の中央部分が上方に押し上げられ、その結果エア噴出管１６の上端開口部が開口されて蓄圧室１８内の圧縮エアがエア噴出管１６の上端開口部から膨張しながら内部に流入して、エア噴出管１６を通じてピストン室９内へと噴出される（図３参照）。
【００２０】
その結果、ハンマー用のピストン１０が、エア圧によりスプリング１２の弾発力に抗して図において下方に押し下げられて紛体ホッパー等の被叩打部を叩打して衝撃を与える。 叩打後蓄圧室１８内のエア圧が低下しバルブシート１７が復元して再びエア噴出管１６の先端開口部を閉塞するとともに、ピストン室９内のエアは逐次排気口１３より外方に放出され、ピストン１０がスプリング１２によりエア噴出管１６方向に押し上げられて初期の状態に復元する。
【００２１】
なお上記の実施例においては、ピストン室内に装入される弾発手段として、コイル状のスプリングを装填するようにし、また装置全体の軽量化をはかり、圧縮エア供給による作動エネルギーの消費低減をはかるためには、ハンマーピストン１０の部分を除き、ハウジング１やキャップ１４ａ等の素材としてマグネシウム合金にて形成する。
【００２２】
【発明の効果】
本発明は上記した通り、ピストン室内にエアを送り込んでノッカー用のピストンを駆動させるべく設けられたところの、上部に操作エア口および内部にバルブ室と蓄圧室とを設けたエア供給室を有し、しかも蓄圧室内中央部には一端を上記ピストン室へ通じさせ、しかも上端をバルブ室寄りに向けて臨ませたエア噴出管を植設し、さらにエア噴出管上端の開口部上には、該エア噴出管開口部を閉塞し、しかも前記バルブ室内に出入り可能な大きさと厚みを有する基部と、該基部より薄く外周端部のみが常時エア供給室の内周壁面に接して該エア供給室をバルブ室と、エア噴出管の周りに形成される蓄圧室とに区画するようにした平板状の柔軟なバルブフランジを基部の周りに一体に有する浮遊バルブシートを遊嵌させてなるものであるために、バルブシート外周端縁とエア供給室内壁面との接触抵抗が少なく、そのために圧縮エアの損失が少なく、したがって０．２Ｍｐａ程度の特に低い操作圧力においても２５メートル以上の遠隔距離からの確実な操作を可能にするとともに、操作用小型三方電磁弁以外の補助的な機器の取り付けを不要として構成を簡素化するとともに、装置の軽量化をはかり、また衝撃力に対する圧縮エア消費量を大幅に減少させることが可能となる。
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるハンマリング装置の縦断面図。
【図２】バルブ室内での三方電磁弁からの圧縮エア送給時における浮遊型バルブシートの変形状況をあらわした要部拡大断面図。
【図３】バルブ室内の圧縮エアを三方電磁弁により外部に放出した際における浮遊型バルブシートの変形状況をあらわした要部拡大断面図。
【図４】本発明のハンマリング装置を被叩打部である粉体貯槽タンクに取付けた状態を表した参考図。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 取付フランジ
３ 耐衝撃性樹脂板
４ ビス
５ 取付座
６ 取付座フランジ
７ ボルト
８ ナット
９ ピストン室
１０ ピストン
１１ ピストンリング
１２ スプリング
１３ 排気口
１４ エア供給室
１４ａ キャップ
１４ｂ 弁座
１５ 操作エア口
１６ エア噴出管
１７ バルブシート
１７ａ 基部
１７ｂ バルブフランジ
１８ 蓄圧室
１９ バルブ室
２０ 高圧チューブ
２１ 三方電磁弁
２２ コントローラー
２３ 圧力調整弁

Claims (3)

1. ピストン室内にエアを送り込んでノッカー用のピストンを駆動させるべく設けられたところの、上部に操作エア口および内部にバルブ室と蓄圧室とを設けたエア供給室を有し、しかも蓄圧室内中央部には一端を上記ピストン室へ通じさせ、しかも上端をバルブ室寄りに向けて臨ませたエア噴出管を植設し、さらにエア噴出管上端の開口部上には、該エア噴出管開口部を閉塞し、しかも前記バルブ室内に出入り可能な大きさと厚みを有する基部と、該基部より薄く外周端部のみが常時エア供給室の内周壁面に接して該エア供給室をバルブ室と、エア噴出管の周りに形成される蓄圧室とに区画するようにした平板状の柔軟なバルブフランジを基部の周りに一体に有する浮遊バルブシートを遊嵌させてなることを特徴としたハンマリング装置。
2. 被叩打装置に取り付けられるハウジングと、該ハウジング内において被叩打装置に向けて移動可能なピストンを収容するピストン室と、該ピストン室内にエアを供給するための蓄圧室及びバルブ室からなるエア供給室と、蓄圧室内中央部に植設され、一端をピストン室内に通じさせ、上端をバルブ室寄りに向けて突出させた噴出管とからなり、ピストン室内には、ピストンを常時噴出口方向に付勢させるべく装入された弾発手段、およびハウジング外に通じる排気口が設けられているとともに、噴出管の上端開口部付近には、該噴出管上端開口部を閉塞し、しかも前記バルブ室内に出入り可能な大きさと厚みを有する基部を有するとともに、該基部より薄く外周端部のみが常時エア供給室の内周壁面に接して該エア供給室をバルブ室と、エア噴出管の周りに形成される蓄圧室とに区画するようにした平板状の柔軟なバルブフランジを基部の周りに一体に有する浮遊バルブシートを遊嵌させてなることを特徴としたハンマリング装置。
3. ピストンによる叩打時には操作エア口を通じてバルブ室内にエアを一定量送給するとともに、その後排気する三方電磁弁が接続されるものであるところの請求項１又は請求項２に記載のハンマリング装置。

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