JP5582776B2 - 空気圧打撃機の防音カバー - Google Patents

Description

本発明は、破砕作業等に用いる空気圧打撃機の排気音を低減させるための防音カバーに関する。

例えばコンクリート製の構造物を破砕するために、コンクリートブレーカと称される空気圧打撃機が使用されている。空気圧打撃機の一例は、空気圧によって往復運動する打撃ピストンが内蔵されたボディと、該ボディの上部に設けられたハンドルと、前記打撃ピストンによって駆動される破砕具（チゼル）などを備えている。

前記打撃ピストンが作動する際に、圧縮空気が排気孔から排出されるため、打撃ピストンの作動中に大きな排気音が生じる。このため作業環境によっては、排気騒音を低減させるための防音装置が使用されている。防音装置の一例が下記特許文献１や特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示されている防音装置は、空気圧打撃機のボディ側面の排気孔が設けられている部位に円筒形の消音ジャケットを取付け、さらにこの消音ジャケットにホースを介して消音装置を接続している。一方、特許文献２に開示されている防音装置は、ボディ側面の排気孔が設けられている位置に円筒形のケーシングを取付け、該ケーシングの内部に吸音材を収容することにより、排気音を減少させている。

特許第３９２８１７５号明細書 特開２００５−２７９９０６号公報

前記特許文献１，２をはじめとして従来の防音装置は、空気圧打撃機の作動中に発生する激しい振動によって、防音装置を固定するためのボルトが弛んだり、ボルトが外れたりすることがあり、長時間の使用に耐えないなどの問題があった。また、弛み止め機能を有する特殊なねじ部材を使用して防音装置を取付けたとしても、結局は振動によってねじ部が弛んだりねじ部が破損したりすることにより、防音装置が脱落するおそれがあった。

また特許文献１あるいは特許文献２に記載されている防音装置は、所望の防音効果を得るためには外径の大きなケーシングやジャケットが必要である。このため作業員がチゼルを目視する際に防音装置のケーシング等によって視界が妨げられるなど、作業の安全性の面で改善の余地がある。

しかも従来の防音装置は空気圧打撃機の外側にケーシング等が大きく突出するため、取扱いが容易でない。また空気圧打撃機を水平に構えて作業を行なうためにロープなどで空気圧打撃機を横吊りする必要があるときに、防音装置のケーシング等が邪魔になり、水平に吊ることが難しいなどの問題もある。

従って本発明の目的は、空気圧打撃機の振動によって脱落したり取付けが弛んだりすることがなく、しかも防音効果が高く、横吊りが可能な防音カバーを提供することにある。

本発明は、ボディの左右両側にハンドルが突出する空気圧打撃機に取付ける防音カバーであって、前記ボディの外周面を覆いかつこの外周面との間に前記空気圧打撃機の排気孔と連通する排気流路が形成されるシェル部材と、前記シェル部材の上端に配置され前記空気圧打撃機の頭部を覆いかつ前記排気流路に連通する排気音減衰室を有するキャップ部材と、前記シェル部材に設けられ前記ハンドルの下面側が嵌合する第１嵌合部と、前記キャップ部材に設けられ前記ハンドルの上面側が嵌合する第２嵌合部と、前記第１嵌合部と前記第２嵌合部が前記ハンドルに嵌合した状態において前記キャップ部材が前記シェル部材の軸線方向に移動することを阻止する拘束手段とを具備し、前記拘束手段が、前記シェル部材の上端に形成された凹部と、前記キャップ部材の下面に形成され前記凹部に挿入可能な凸部と、前記凸部が前記凹部に挿入された状態において前記シェル部材の外面と前記凸部の外面とにわたって該シェル部材の周方向に連続するバンド取付溝と、径方向に弾性変形可能で前記バンド取付溝に嵌合させることにより前記キャップ部材を前記シェル部材に固定する第１のバンド部材とを具備している。

この発明の好ましい形態では、前記シェル部材の下端側に、前記ボディを両側から挟む一対の分割片を備えたコネクタ部材が配置され、前記コネクタ部材は、前記分割片の外周面に形成され該コネクタ部材の周方向に連続する溝部と、前記分割片の内周面に形成され前記ボディの外周面の段部が上方から当接する係止部と、径方向に弾性変形可能で前記溝部に嵌合した状態において前記分割片どうしを前記ボディに固定する第２のバンド部材とを具備し、前記ハンドルと前記コネクタ部材とによって前記シェル部材の上下方向の移動を阻止している。

本発明の防音カバーは、空気圧打撃機のボディの外周面をシェル部材によって覆うととともに、空気圧打撃機の頭部をキャップ部材によって覆うことにより、高い防音効果が得られる。しかも空気圧打撃機のボディに強固に設けられているハンドルを利用してシェル部材とキャップ部材の動き止めをなすことができ、ボルト等のねじ部材を用いる必要がないため、空気圧打撃機の激しい振動を受けてもシェル部材やキャップ部材が脱落するおそれがない。またシェル部材の外側にロープ等を巻掛ければ、横向きに吊下げることができる。

本発明の１つの実施形態に係る防音カバーを備えた空気圧打撃機の正面図。 図１に示された防音カバーを備えた空気圧打撃機の斜視図。 前記防音カバーの分解斜視図。 前記防音カバーの縦断面図。 図４中のＦ５−Ｆ５線に沿うシェル部材の断面図。 図４中のＦ６−Ｆ６線に沿うキャップ部材の断面図。 前記キャップ部材を構成するキャップ本体とアンダーキャップの斜視図。 キャップ部材の変形例を示す分解斜視図。

以下に本発明の１つの実施形態に係る防音カバー（サイレンサー）について、図１から図７を参照して説明する。図１は、例えばコンクリート等の破砕作業に使用される空気圧打撃機１０と、この空気圧打撃機１０に取付けられた防音カバー２０とを示している。図２は、防音カバー２０を備えた空気圧打撃機１０の斜視図である。

空気圧打撃機１０は、円柱形の胴部を構成するボディ１１と、ボディ１１の内部のシリンダ室１２に収容された打撃ピストン１３を備えている。ボディ１１の下端部に、被破砕物を砕くためのチゼル（chisel）１４が取付けられている。

打撃ピストン１３は、シリンダ室１２に供給された圧縮空気によって、ボディ１１の軸線Ｘ方向に往復運動する。打撃ピストン１３が往復運動することにより、チゼル１４が軸線Ｘ方向に駆動される。ボディ１１の側面に排気孔１５が開口している。排気孔１５は、打撃ピストン１３を作動させた圧縮空気（排気）をボディ１１の外側に排出する機能を有している。

ボディ１１の上部に棒状の一対のハンドル１６ａ，１６ｂが設けられている。ハンドル１６ａ，１６ｂは、ボディ１１の径方向（軸線Ｘに対して直角な方向）に延び、例えば溶接等によってボディ１１に強固に固定されている。一方のハンドル１６ａにホース接続口１７が設けられている。ホース接続口１７には圧縮空気を供給するためのホース１８（図１に一部のみ示す）が接続される。他方のハンドル１６ｂに、打撃ピストン１３を駆動する際に操作される操作部材１９が設けられている。操作部材１９を操作することにより、圧縮空気をシリンダ室１２に供給することができる。

図３は防音カバー２０の分解斜視図である。防音カバー２０は、円筒形のシェル部材２１と、シェル部材２１の上端側に配置されたキャップ部材２２と、シェル部材２１の下端側に配置されたコネクタ部材２３などを有している。シェル部材２１とキャップ部材２２とコネクタ部材２３の材料の一例は、ナイロン（ポリアミド）等のように金属と比較して振動減衰効果が高い合成樹脂が適しているが、アルミニウム合金などの軽金属でもよい。また、ガラス繊維等によって強化された繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）が使用されてもよい。

図４に示されるように、シェル部材２１の内側に空気圧打撃機１０のボディ１１が挿入され、シェル部材２１がボディ１１と同心に配置されることにより、ボディ１１の外周面１１ａがシェル部材２１によって覆われるようになっている。ボディ１１の外周面１１ａとシェル部材２１の内周面２１ａとの間に、排気室３０が形成されている。排気室３０はシェル部材２１の周方向に連続する環状の空間である。

排気室３０の上方に、厚肉部３１と、排気室３０に連通する排気流路３２が形成されている。排気流路３２はシェル部材２１の軸線Ｘ（図１に示す）に沿って上下方向に延びている。図５に示されるように厚肉部３１の内面はシェル部材２１の内側に突出し、ボディ１１の外周面１１ａと接近した状態で対向している。

図３に示すようにシェル部材２１の上端に一対の凹部４０，４１が形成されている。これら凹部４０，４１は、シェル部材２１の軸線Ｘに沿って形成され、シェル部材２１の上端面２１ｂにおいて開口するとともに、ハンドル１６ａ，１６ｂを上方から挿入することができる大きさを有している。

凹部４０，４１の底に、それぞれ第１嵌合部４２，４３が形成されている。図５に示すように第１嵌合部４２，４３は、シェル部材２１の中心Ｃを挟んで１８０°対称の位置に形成されている。これら第１嵌合部４２，４３は、ハンドル１６ａ，１６ｂの外径と対応した円弧状の凹面をなし、ハンドル１６ａ，１６ｂの下面側（下半部）をほぼ隙間無く嵌合させることができるようになっている。

シェル部材２１の上端部の外周面にバンド取付溝４５が形成されている。このバンド取付溝４５は、第１嵌合部４２，４３よりもシェル部材２１の上端面２１ｂに近い位置、すなわちハンドル１６ａ，１６ｂよりも高い位置に形成され、シェル部材２１の周方向に延びている。

図６はキャップ部材２２の径方向の断面を示している。キャップ部材２２は、スパイラル形の排気音減衰室５０と、排気音減衰室５０の流入側に形成された排気絞り孔５１と、排気音減衰室５０の流出側に形成された排気出口孔５２などを有している。排気音減衰室５０は排気絞り孔５１から排気出口孔５２に向って螺旋（スパイラル）形に形成されている。排気出口孔５２は大気に開放されている。

図７に示されたキャップ部材２２の一例は、キャップ本体５５と、キャップ本体５５の下面側に設けられたアンダーキャップ５６とを備えている。アンダーキャップ５６は円板形の隔壁５７を備えている。隔壁５７の中央に円形の排気絞り孔５１が形成されている。

キャップ本体５５とアンダーキャップ５６は例えば合成樹脂からなり、図７に平行斜線（ハッチング）で示す接合部Ｓ等を、例えば高周波加熱による溶着あるいは接着剤等の固定手段によって互いに接合することにより、キャップ本体５５とアンダーキャップ５６とが互いに一体化されている。図４に示すようにアンダーキャップ５６の隔壁５７の下面にシェル部材２１の上端面２１ｂが当接する。このように構成されたキャップ部材２２によって、空気圧打撃機１０のボディ１１の頭部１１ｂがすっぽりと覆われている。

アンダーキャップ５６の下面に凸部６０，６１が形成されている。凸部６０，６１は、アンダーキャップ５６の下側に突出し、シェル部材２１の前記凹部４０，４１に丁度嵌合する形状に作られている。凸部６０，６１の下面に、それぞれ第２嵌合部６５，６６が形成されている。第２嵌合部６５，６６は、ハンドル１６ａ，１６ｂの外径と対応した円弧状の凹面をなし、ハンドル１６ａ，１６ｂの上面側（上半部）をほぼ隙間無く嵌合させることができるようになっている。

前記凸部６０，６１の外面にバンド取付溝７０が形成されている。このバンド取付溝７０は、シェル部材２１の前記バンド取付溝４５と対応した位置に形成されている。すなわち凸部６０，６１が凹部４０，４１に挿入された状態において、これらバンド取付溝４５，７０がシェル部材２１の周方向に環状に連続するようになっている。

キャップ部材２２は、ばね性を有する金属製の第１のバンド部材７５（図１〜図３に示す）によってシェル部材２１に固定される。第１のバンド部材７５は上方から見て略Ｃ形に形成され、径方向に弾性変形可能であり、図３に矢印Ｐ１で示す方向に力を加えて径を広げることにより、シェル部材２１の側面方向からバンド取付溝４５，７０に嵌め込むことができる。

このバンド部材７５は、バンド取付溝４５，７０に嵌合した状態において、自らの弾性復元力により、バンド取付溝４５，７０に保持される。そしてバンド部材７５の両端７５ａ，７５ｂに形成された筒形のピン挿入部を上下に重ねてスナップピン等の止めピン７５ｃを挿入することにより、シェル部材２１とキャップ部材２２とにわたって固定される。バンド部材７５をバンド取付溝４５，７０から取外す際には、止めピン７５ｃを取外し、両端７５ａ，７５ｂを広げてバンド部材７５の径を広げることにより、バンド取付溝４５，７０から取外すことができる。

ハンドル１６ａ，１６ｂを凹部４０，４１に挿入し、その上から凸部６０，６１を凹部４０，４１に挿入し、さらに第１のバンド部材７５をバンド取付溝４５，７０に取付けることにより、凹部４０，４１と凸部６０，６１との嵌合状態を維持できる。しかも第１嵌合部４２，４３と第２嵌合部６５，６６とがハンドル１６ａ，１６ｂに嵌合した状態となる。このため、キャップ部材２２がシェル部材２１に対して周方向に回転することを防止できるとともに、キャップ部材２２の抜け止めをなすことができる。これら凹部４０，４１と凸部６０，６１とバンド取付溝４５，７０と第１のバンド部材７５は、キャップ部材２２がシェル部材２１の周方向および軸線Ｘ方向に移動することを阻止するための拘束手段として機能する。

シェル部材２１の下端２１ｃ側にコネクタ部材２３が設けられている。コネクタ部材２３は、ボディ１１を両側から挟む一対の分割片８１，８２と、分割片８１，８２をボディ１１に取付けるための第２のバンド部材８３とを含んでいる。分割片８１，８２の内周面には、内側に突出する係止部８５が形成されている。この係止部８５は、空気圧打撃機１０のボディ１１の外周面から外側に突出する段部１１ｃ（図４に示す）に上方から当接するようになっている。

分割片８１，８２の外面に溝部８６が形成されている。溝部８６は、分割片８１，８２をボディ１１に取付けた状態において互いに対応した位置に形成され、コネクタ部材２３の周方向に環状に連続するようになっている。分割片８１，８２は、第２のバンド部材８３を溝部８６に嵌め込むことによって、ボディ１１に保持される。

第２のバンド部材８３は第１のバンド部材７５と同様にばね性を有する金属からなり、上方から見て略Ｃ形に形成されている。第２のバンド部材８３も径方向に弾性変形可能であり、その両端８３ａ，８３ｂを図３に矢印Ｐ２で示す方向に広げることにより、コネクタ部材２３の側面方向から溝部８６に嵌め込むことができる。このバンド部材８３は、溝部８６に嵌合した状態において、自らの弾性復元力により、溝部８６に保持される。そしてバンド部材８３の両端８３ａ，８３ｂに形成された筒形のピン挿入部を上下に重ねてスナップピン等の止めピン８３ｃ（図３に示す）を挿入することにより、分割片８１，８２に固定される。バンド部材８３を溝部８６から取外す際には、止めピン８３ｃを取外し、バンド部材８３の径を広げることにより、溝部８６から取外すことができる。

図１，図２，図４に示されるように、コネクタ部材２３の分割片８１，８２どうしが第２のバンド部材８３によってボディ１１に固定された状態において、コネクタ部材２３の上端にシェル部材２１の下端２１ｃが嵌合する。これにより、コネクタ部材２３とシェル部材２１とがほぼ気密に連結される。

以下に、前記防音カバー２０を空気圧打撃機１０に取付ける手順について説明する。
まず、シェル部材２１の内側に空気圧打撃機１０のボディ１１を挿入する。その際にハンドル１６ａ，１６ｂをシェル部材２１の凹部４０，４１に挿入し、さらにハンドル１６ａ，１６ｂの下面側を第１嵌合部４２，４３に嵌合させる。そしてシェル部材２１の上からキャップ部材２２を被せる。このときキャップ部材２２の凸部６０，６１を凹部４０，４１に挿入するとともに、第２嵌合部６５，６６をハンドル１６ａ，１６ｂの上面側に嵌合させる。そして第１のバンド部材７５をバンド取付溝４５，７０に嵌め込むことにより、キャップ部材２２をシェル部材２１に固定する。

またシェル部材２１の下端２１ｃ側において、コネクタ部材２３の分割片８１，８２をボディ１１の両側から嵌合させ、第２のバンド部材８３によって分割片８１，８２どうしをボディ１１に固定する。この状態において、分割片８１，８２の係止部８５がボディ１１の段部１１ｃに上方から当接するため、コネクタ部材２３が下方に移動することを防止できる。その結果、シェル部材２１の下方への移動がコネクタ部材２３によって阻止される。

シェル部材２１の上方への移動は、シェル部材２１の第１嵌合部４２，４３がハンドル１６ａ，１６ｂに当接することにより阻止される。つまりシェル部材２１の上下方向の動きをハンドル１６ａ，１６ｂとコネクタ部材２３によって規制することができる。本実施形態では、ボルトやナット等のねじ部材を用いることなく、シェル部材２１とキャップ部材２２を空気圧打撃機１０に取付けることができるため、空気圧打撃機１０の作動時に生じる激しい振動によってキャップ部材２２やシェル部材２１がボディ１１から脱落することを回避でき、確実に取付けておくことができる。

次に、防音カバー２０を備えた空気圧打撃機１０の作用について説明する。
作業員がハンドル１６ａ，１６ｂを手で握り、空気圧打撃機１０を保持するとともに、操作部材１９を操作することにより、ホース１８を介して圧縮空気供給源から送られる圧縮空気をボディ１１の内部のシリンダ室１２に供給する。これにより打撃ピストン１３が往復運動するため、チゼル１４をコンクリート等の被破砕物に当てることによって被破砕物を破砕することができる。

シリンダ室１２に供給された圧縮空気は、打撃ピストン１３を作動させたのち、排気孔１５から排気室３０に流入し膨張する。排気室３０に入った圧縮空気（排気）は、一対の排気流路３２に沿って軸線Ｘ方向に上昇する。一対の排気流路３２を上昇した排気は、隔壁５７の下面付近で衝突し合流することによりエネルギーが減衰し、さらに排気絞り孔５１を経てスパイラル形の排気音減衰室５０に流入し、螺旋流を生じながらエネルギーが減衰したのち、排気出口孔５２から大気中に排出される。このように、シェル部材２１の内側の排気室３０と、排気流路３２と、排気絞り孔５１と、スパイラル形の排気音減衰室５０等の相乗効果により、空気圧打撃機１０の作動音を十分下げることができる。

本実施形態の防音カバー２０によれば、空気圧打撃機１０の排気孔１５から排気室３０内に噴出した排気が排気室３０において膨張し、さらに排気流路３２に沿って上昇するため排気抵抗が小さく、従って排気効率が高い。このためシリンダ室１２に供給された圧縮空気のエネルギーを効率良く使用して打撃ピストン１３を作動させることができ、作業効率が良いものである。しかも合成樹脂製のシェル部材２１とキャップ部材２２を採用したことにより、排気孔１５からシェル部材２１の内側に噴出する排気のエネルギー減衰効果が大きい。

本実施形態の防音カバー２０から発生する音を測定したところ、排気出口孔５２付近の騒音レベルが９０〜９７デシベル程度であり、１０メートルほど離れた地点では８０デシベル以下まで騒音が減衰し、生活環境に影響を与えるような騒音は検出されなかった。これに対し防音カバー２０を設けない空気圧打撃機では、排気孔から直接出る騒音が１０５〜１１０デシベルもあり、空気圧打撃機から２０メートル以上離れないと、８０デシベル以下まで減衰させることができなかった。

本実施形態の防音カバー２０のシェル部材２１とキャップ部材２２は、いずれも軸線Ｘを中心とする回転体形状であり、外径が比較的小さくてすむ。しかも従来の防音装置のような突出物がシェル部材２１の外周側に存在しない。このため防音カバー２０を備えた空気圧打撃機１０を取扱う際に安全に作業をすることができる。

しかも防音カバー２０を備えた空気圧打撃機１０を横向きに構えて破砕作業をする際に、横吊り用のロープをシェル部材２１に掛けることができるため、空気圧打撃機１０を問題なく水平方向に吊ることができる。シェル部材２１の外周面には、横吊り用のロープがずれることを防ぐための凸部（大径部）２１ｄと、凸部２１ｄに向ってシェル部材２１の外径が減少するテーパ部２１ｅが形成されている。しかしこのシェル部材２１の外面には大きな突出物が存在しないため、作業中にチゼル１４を容易に目視することができ、作業を安全に行なうことができる。

図８はキャップ部材２２の他の形態を示している。この場合、キャップ本体５５に旋回流を生じさせるための螺旋形の隔壁５７が形成されている。キャップ本体５５の下面側に接合されるアンダーキャップ５６には、排気出口孔５２に嵌合する凸部５６ａと、キャップ本体５５の凸部６０，６１に嵌合する凹部５６ｂが形成されている。それ以外の構成と作用は図７に示すキャップ部材２２と同様であるため説明を省略する。

なお本発明を実施するに当たって、例えばシェル部材やキャップ部材、排気音減衰室、第１嵌合部、第２嵌合部等の形状や構造、配置等の態様を必要に応じて変形して実施できることは言うまでもない。

１０…空気圧打撃機、１１…ボディ、１５…排気孔、１６ａ，１６ｂ…ハンドル、２０…防音カバー、２１…シェル部材、２２…キャップ部材、２３…コネクタ部材、３０…排気室、３２…排気流路、４０，４１…凹部、４２，４３…第１嵌合部、４５…バンド取付溝、５０…排気音減衰室、６０，６１…凸部、６５，６６…第２嵌合部、７０…バンド取付溝、７５…第１のバンド部材、８１，８２…分割片、８３…第２のバンド部材、８６…溝部。

Claims (3)

1. ボディの左右両側にハンドルが突出する空気圧打撃機に取付ける防音カバーであって、
   前記ボディの外周面を覆いかつこの外周面との間に前記空気圧打撃機の排気孔と連通する排気流路が形成されるシェル部材と、
   前記シェル部材の上端に配置され前記空気圧打撃機の頭部を覆いかつ前記排気流路に連通する排気音減衰室を有するキャップ部材と、
   前記シェル部材に設けられ前記ハンドルの下面側が嵌合する第１嵌合部と、
   前記キャップ部材に設けられ前記ハンドルの上面側が嵌合する第２嵌合部と、
   前記第１嵌合部と前記第２嵌合部が前記ハンドルに嵌合した状態において前記キャップ部材が前記シェル部材の軸線方向に移動することを阻止する拘束手段とを具備し、
   前記拘束手段は、
   前記シェル部材の上端に形成された凹部と、
   前記キャップ部材の下面に形成され前記凹部に挿入可能な凸部と、
   前記凸部が前記凹部に挿入された状態において前記シェル部材の外面と前記凸部の外面とにわたって該シェル部材の周方向に連続するバンド取付溝と、
   径方向に弾性変形可能で前記バンド取付溝に嵌合させることにより前記キャップ部材を前記シェル部材に固定する第１のバンド部材と、
   を具備したことを特徴とする空気圧打撃機の防音カバー。
2. 前記第１嵌合部が前記凹部に形成され、前記第２嵌合部が前記凸部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の空気圧打撃機の防音カバー。
3. 前記シェル部材の下端側に、前記ボディを両側から挟む一対の分割片を備えたコネクタ部材が配置され、
   前記コネクタ部材は、
   前記分割片の外周面に形成され該コネクタ部材の周方向に連続する溝部と、
   前記分割片の内周面に形成され前記ボディの外周面の段部が上方から当接する係止部と、
   径方向に弾性変形可能で前記溝部に嵌合した状態において前記分割片どうしを前記ボディに固定する第２のバンド部材とを具備し、
   前記ハンドルと前記コネクタ部材とによって前記シェル部材の上下方向の移動を阻止することを特徴とする請求項２に記載の空気圧打撃機の防音カバー。

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