JP6737497B2 - 衝撃工具 - Google Patents

Description

この発明は、緩衝機構を備えた衝撃工具に関する。

特許文献１には、緩衝機構を備えた衝撃工具が開示されている。この衝撃工具は、シリンダ内に摺動可能に収容されたピストンを、空気圧によって往復動させ、シリンダの先端部に取り付けられたタガネを繰り返し打撃することで、はつり作業などを行うものであるが、打撃による使用者の負担を軽減するため、シリンダをハウジングで覆い、シリンダをハウジングに対して摺動可能に収容する（シリンダとハウジングとを縁切りする）ことで、握り部となるハウジングへの衝撃の伝達を抑制している。

実開平７−１７４８２号公報

ところで、特許文献１のシリンダやハウジングは円筒状であって、シリンダは、ハウジングの内面に対して同軸となるようにして、ハウジング内に収容されている。そのため、シリンダの軸回りの回転を規制するものがなく、シリンダに取り付けられたタガネまでも回転し、はつり作業に支障をきたす場合があった。

そこで本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、緩衝機構を備えながらも、シリンダの回転を抑制し良好な作業性を得られる衝撃工具の提供を目的とする。

本発明の衝撃工具１は、ピストン２と、ピストン２を摺動可能に収容するシリンダ３と、シリンダ３と摺動可能に連結し、圧縮空気をシリンダ３内に供給するバルブ本体４と、バルブ本体４に取り付けられ、シリンダ３を同軸に摺動可能に収容するハウジング５とを備え、シリンダ３とバルブ本体４との連結部が、シリンダ３の中心軸に対してずれていることを特徴とする。

また、本発明の別の衝撃工具１Ａは、ピストン２と、ピストン２を摺動可能に収容するシリンダ３と、シリンダ３と摺動可能に連結し、圧縮空気をシリンダ３内に供給するバルブ本体４と、バルブ本体４に取り付けられ、シリンダ３を摺動可能に収容するハウジング５とを備え、シリンダ３とバルブ本体４との連結部の断面形状が、真円以外の形状であることを特徴とする。

この場合、連結部の断面形状が、矩形、楕円、多角形のいずれかであることが好ましい。

本発明の衝撃工具は、シリンダとバルブ本体との連結部がシリンダの中心軸に対してずれているため、シリンダの軸回りの回転を抑制することができる。そのため、シリンダにタガネを取り付けた場合であっても、タガネの回転を抑制することができ、はつり作業などを良好に行うことができる。

また、シリンダとバルブ本体との連結部の断面形状が真円以外の形状であっても、シリンダの軸回りの回転を抑制することができる。

この発明の一実施形態に係る衝撃工具を示し、（ａ）が断面図、（ｂ）がＸ１−Ｘ１位置での端面図である。 衝撃工具の動作を示す概略図である。 この発明の別の実施形態に係る衝撃工具を示し、（ａ）が一部断面図、（ｂ）がＸ２−Ｘ２位置での端面図である。

次に、この発明の衝撃工具の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。本発明の衝撃工具１は、図１ａに示すように、ピストン２と、ピストン２を摺動可能に収容するシリンダ３と、シリンダ３と摺動可能に連結し、圧縮空気をシリンダ３内に供給するバルブ本体４と、バルブ本体４に取り付けられ、シリンダ３を摺動可能に収容するハウジング５とを備えている。また、シリンダ３とバルブ本体４との連結部が、シリンダ３の中心軸に対してずれている。シリンダ３の先端にはタガネ６が取り付けられている。また、空気バネを利用して衝撃を減衰する緩衝機構を備えている。以下、各構成部位について詳細に説明する。

ピストン２は、シリンダ３内に供給される圧縮空気により、シリンダ３内を前後方向に往復動し、タガネ６の後端を繰り返し打撃するものである。ピストン２は、全体として略円柱状とされているが、先端部はタガネ６の後端を打撃し易いよう小径とされている。また、後端部は拡径しており、シリンダ３（後述する内シリンダ３１）の内周面に摺動可能に当接している。中間部は、後述する内シリンダ３１の突出部３１ａの内周面に摺動可能に当接している。また、ピストン２には、ピストン後端側の空気を前方に逃がしたり、圧縮空気をピストン後端に供給するための通路Ａが設けられている。この通路Ａは、ピストン２の側面及び後端に開口している。

シリンダ３は、ピストン２を往復動させるためのものである。シリンダ３は、大別すると、ピストン２の後端部を摺動可能に支持する内シリンダ３１と、内シリンダ３１の前方に位置し、タガネ６の後端部を支持する支持筒３２と、これら内シリンダ３１と支持筒３２とを内包する外シリンダ３３と、内シリンダ３１と外シリンダ３３の後端を閉塞する栓体３４の４部材から構成されている。

内シリンダ３１は略円筒状であって、その内径はピストン後端の拡径部と略同径とされている。内シリンダ３１の後端は、上述の通り、栓体３４によって閉塞されており、ピストン２の後端面と、内シリンダ３１の内周面と、栓体３４の前面とで部屋イを形成している。内シリンダ３１の前端には、径内方向に突出する突出部３１ａが設けられており、この突出部３１ａの内周面がピストン２の外周面と摺動可能に当接している。そして、内シリンダ３１の内周面と、ピストン２の拡径部と、突出部３１ａの後面とで部屋ロを形成している。部屋ロは、突出部３１ａの後部に設けられた連通孔３１ｂによって、内シリンダ３１の外側と連通している。連通孔３１ｂは、内シリンダ３１の外周面に軸方向に沿って設けられた溝と連通している。なお、この溝は、外シリンダ３３の内周面に覆われて通路Ｂを形成している。

支持筒３２も略円筒状であるが、先端側は、角柱状とされるタガネ後端の形状に合わせて角筒状とされている。また、支持筒３２には、ピストン２側から送られてくる空気を前方に送るための通路Ｃが設けられている。

外シリンダ３３も略円筒状である。先端側は、タガネ６の形状に合わせて小径とされている。また、先端部の側面には、タガネ６を摺動可能に支持する支持ボール７を嵌め込むための嵌め込み孔３３ａが設けられている。

栓体３４は、内シリンダ３１と外シリンダ３３の後端を閉塞するための部材であるとともに、バルブ本体４と連結し、内シリンダ３１内に圧縮空気を供給するための部材でもある。したがって、栓体３４には、バルブ本体４からの圧縮空気をシリンダ３側に供給するための通路Ｄが設けられている。栓体３４は、外シリンダ３３の内径と略同径とされた略円柱状の栓部３４ａと、栓部３４ａ（シリンダ３）の中心軸から上方にずれた位置から後方に向かって延出された略円筒状の連結筒３４ｂとからなり、通路Ｄは、連結筒３４ｂの後端および栓部３４ａの側面に開口している。また、通路Ｄは、連結筒３４ｂの側面にも開口（３４ｃ）している。そのため通路Ｄは、その開口３４ｃ及び後述する通路Ｅを介して、栓体３４の後面（栓部３４ａの後面と連結筒３４ｂの外周面）と、バルブ本体４の前面（後述する筒受部材４１の前面）と、ハウジング５の内周面とで形成された部屋ハと連通できるようになっている。

上記内シリンダ３１、支持筒３２、外シリンダ３３、栓体３４は別体から構成されているものの、互いに固定され一体化している。従って、衝撃工具１の駆動に際しては、これらが一体となって前後方向に摺動する。また、内シリンダ３１、支持筒３２、外シリンダ３３、栓体３４のうち栓部３４ａは同軸上に設けられている。すなわち、栓体３４の連結筒３４ｂのみが、同軸上に設けられておらず、ずれている。

バルブ本体４は、上述の通り、シリンダ３の連結筒３４ｂと連結し、圧縮空気をシリンダ３内に供給するためのものである。バルブ本体４は、連結筒３４ｂを受ける筒受部材４１と、コンプレッサから送られてくる圧縮空気のシリンダ３内への供給の有無を切替操作する操作部材４２とを備えている。

筒受部材４１には、連結筒３４ｂを連結するための連結孔４１ａが設けられている。この連結孔４１ａは、連結筒３４ｂに合わせて、シリンダ３の中心軸に対して上方にずれた位置に設けられている（図１ｂ参照）。そして、連結筒３４ｂが連結孔４１ａに摺動可能に挿通されることで連結部を構成している。また、筒受部材４１には、連結筒３４ｂ内を部屋ハと連通するための通路Ｅが設けられている。

操作部材４２には、ホースを接続するための接続口４２ａと、シリンダ３の前後方向への摺動に伴い、操作部材４２側に突出してくる連結筒３４ｂとの衝突を避けるための凹部と、接続口４２ａと凹部とを連通する通路Ｆが設けられている。通路Ｆにはバルブ４２ｂが介在しており、操作レバー４２ｃを操作することで通路Ｆの開閉ができるようになっている。凹部は、その前面が筒受部材４１の後面に閉塞されて、部屋ニを形成している。部屋ニは、連結筒３４ｂの摺動を許容しながらも、圧縮空気を絶えず供給し続ける仕組みを構成している。

ハウジング５は、シリンダ３を前後方向に摺動可能に支持するためのものである。ハウジング５は略円筒状である。また、ハウジング５の内径は外ハウジング５の外径と略同径とされている。また、ハウジング５（後述する胴カバー５１）の内面の中心軸と、シリンダ３（内シリンダ３１、支持筒３２、外シリンダ３３、栓体３４の栓部３４ａ）の中心軸は同一線上にある。すなわち、シリンダ３は、ハウジング５の内面に対して同軸となるようにして、ハウジング５内に収容されている。

ハウジング５は、外シリンダ３３を覆い、外シリンダ３３の前後方向の摺動を許容する胴カバー５１と、胴カバー５１の先端側に取り付けられ、シリンダ３やタガネ６の前方へ
の抜け出しを防止する先端カバー５２とからなる。

胴カバー５１は円筒状であって、その内面は全域に渡って同径とされ平滑である。また、先端および後端には、それぞれ図示しない雌ネジが設けられており、筒受部材４１や先端カバー５２と螺合することにより一体化されている。

先端カバー５２は有底円筒状であって、底部には、タガネ６を前方に延出させるための開口が設けられている。また、筒部は胴カバー５１の内面側に位置しており、その内面によって、支持ボール７の径外方向の移動を規制している。

タガネ６は、その側面に、軸方向に沿って長溝が設けられており、この長溝に支持ボール７を位置させることで、前方への抜けや後方への過度の移動が規制されている。タガネ６の取り外しは、先端カバー５２を胴カバー５１から取外し、支持ボール７を径外方向に移動させることで行う。

次に、上記構成の衝撃工具１の動作を図２に基づいて説明する。

操作レバー４２ｃを握ると、バルブ４２ｂが開き、圧縮空気が接続口４２ａから、通路Ｆ、部屋ニ、通路Ｄ、通路Ｂを経て部屋ロに供給され、ピストン２を勢い良く後退させる。ピストン２の後方の部屋イに溜まった空気は、通路Ａ、通路Ｃを介してタガネ６とシリンダ３との隙間から外部へと排出される（Ｓ１）。

ある程度ピストン２が後退すると、部屋イと外部とを連通する通路Ａが突出部３１ａによって閉塞される（Ｓ２）。そのため、部屋イ内の空気が圧縮され、その圧力に押されてシリンダ３が後退する。なお、この状態において、部屋ロには圧縮空気が供給され続けており、ピストン２とシリンダ３とは後退を続ける。

やがてシリンダ３の後端（栓部３４ａ）が筒受部材４１に衝突する（Ｓ３）が、シリンダ３の後方の部屋ハに溜まった空気も圧縮され続けることから、圧縮された空気が緩衝体（空気バネ）となり、その衝撃は抑えられる。すなわち、本衝撃工具１は、シリンダ３をハウジング５内で摺動可能に構成するとともに、シリンダ３の摺動を部屋ハの空気によってある程度制限することにより、緩衝機構を形成しているのである。シリンダ３が筒受部材４１に当接すると、部屋ハが通路Ｅ、通路Ｄを介して部屋ニと連通する。そのため、部屋ハに圧縮空気が供給され、シリンダ３を前方に押し出す。また、この際、ピストン２の通路Ａは突出部３１ａによる閉塞が解かれた状態であり、通路Ａから部屋イにも圧縮空気が供給され、ピストン２が勢い良く前方に押し出される。そして、シリンダ３の後退に伴って後退していたタガネ６の後端と衝突する（Ｓ１に戻る）。

圧縮空気が供給され続ける限り、Ｓ１からＳ３を繰り返し、タガネ６を打撃し続けることになる。上記構成の衝撃工具１は、シリンダ３の栓体３４の連結筒３４ｂが、シリンダ３の中心軸に対してずれており、連結筒３４ｂを挿通する連結孔４１ａも、シリンダ３の中心軸に対してずれていることから、シリンダ３の軸回りの回転が規制されている。そのため、シリンダ３に取り付けられたタガネ６の回転も抑制されることとなり、はつり作業などを良好に行うことができる。

図３は、別の衝撃工具１Ａを示している。この衝撃工具１Ａは、連結部がシリンダ３と同軸上に設けられているものの、連結筒３４ｂと連結孔４１ａの軸方向に直交する方向での断面形状が真円以外とされている点に特徴を有する。具体的には正六角形とされている。このように、連結部の断面形状を真円以外とすることによっても、シリンダ３の軸回りの回転を規制することができる。なお、係合部の形状としては、正六角形に限らず、正方
形、長方形などの矩形、楕円や三角形、五角形やそれ以上の多角形であっても良い。

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、図１に示す衝撃工具１では、連結筒３４ｂの断面形状が円形（真円）とされていたが、真円以外の形状としても良い。また、上記実施形態では、シリンダ側に連結筒を設け、バルブ本体側に連結孔を設けていたが、逆にしても良いし、双方に連結孔を設け、別体の連結筒で両者を連結しても良い。また、上記実施形態では、連結筒が１つであったが、複数設けても良い。複数設ければ、捩れに対する耐久性が向上する。また、複数設ける場合、１の部材のみ筒材とし、他の部材は筒材ではなく棒材とし、シリンダの軸回りの回転のみを抑制させるようにしても良い。

１・・衝撃工具、２・・ピストン、３・・シリンダ、３１・・内シリンダ、３１ａ・・突出部、３１ｂ・・連通孔、３２・・支持筒、３３・・外シリンダ、３３ａ・・嵌め込み孔、３４・・栓体、３４ａ・・栓部、３４ｂ・・連結筒、３４ｃ・・開口、４・・バルブ本体、４１・・筒受部材、４１ａ・・連結孔、４２・・操作部材、４２ａ・・接続口、４２ｂ・・バルブ、４２ｃ・・操作レバー、５・・ハウジング、５１・・胴カバー、５２・・先端カバー、６・・タガネ、７・・支持ボール、Ａ・・ピストンの部材内通路、Ｂ・・内シリンダと外シリンダの間の通路、Ｃ・・支持筒の部材内通路、Ｄ・・栓体の部材内通路、Ｅ・・筒受部材の部材内通路、Ｆ・・操作部材の部材内通路、イ・・ピストン後方の部屋、ロ・・突出部とピストン拡径部との間の部屋、ハ・・栓体後方の部屋、ニ・・筒受部材後方の部屋

Claims (3)

1. ピストン（２）と、
   ピストン（２）を摺動可能に収容する、外周面の断面形状が円であるシリンダ（３）と、
   シリンダ（３）と摺動可能に連結し、圧縮空気をシリンダ（３）内に供給するバルブ本体（４）と、
   バルブ本体（４）に取り付けられ、シリンダ（３）を同軸に摺動可能に収容する、内周面の断面形状が円であるハウジング（５）とを備え、
   シリンダ（３）及び／又はバルブ本体（４）にシリンダ（３）の摺動方向に延びる連結孔が設けられ、この連結孔に、圧縮空気の通路となる連結筒が挿通されることでシリンダ（３）とバルブ本体（４）との連結部が構成されており、
   連結孔の中心軸及び連結筒の外周面の中心軸が、シリンダ（３）の外周面の中心軸に対してずれていることを特徴とする衝撃工具。
2. ピストン（２）と、
   ピストン（２）を摺動可能に収容する、外周面の断面形状が円であるシリンダ（３）と、
   シリンダ（３）と摺動可能に連結し、圧縮空気をシリンダ（３）内に供給するバルブ本体（４）と、
   バルブ本体（４）に取り付けられ、シリンダ（３）を同軸に摺動可能に収容する、内周面の断面形状が円であるハウジング（５）とを備え、
   シリンダ（３）及び／又はバルブ本体（４）にシリンダ（３）の摺動方向に延びる連結孔が設けられ、この連結孔に、圧縮空気の通路となる連結筒が挿通されることでシリンダ（３）とバルブ本体（４）との連結部が構成されており、
   連結孔と連結筒の断面形状が、真円以外の同形状であることを特徴とする衝撃工具。
3. 連結孔と連結筒の断面形状が、矩形、楕円、多角形のいずれかである請求項２記載の衝撃工具。
   

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