JPH03166070A - ハンマー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば鍛造を行なう場合、あるいは土木工事
でパイプ等を打撃して推進する際などに適用され、圧縮
空気あるいは窒素ガスなどの気体圧エネルギーによるハ
ンマー装置に関する。

〔従来の技術〕

この種のハンマー装置は、例えば特公昭５８一１７６８
８号公報及び実開昭６１−１７７７４２号公報によって
開示してある。これらの装置は例えばプレス機に適用す
るもので、他に垂下加圧作動するラム等の下部に分離し
て設置するものである。その構造は第７図と第８図に示
す如く、外シリンダーよりなる筒体１内に内シリンダー
２を設け、内シリンダー２にそのピストン３と一体を威
すハンマー４を設け、筒体１のピストン５に固着し垂下
した鍔６を有する吊軸７に前記ハンマー４を摺動自在に
吊り下げてあって、ラムの下降によって外ピストン５を
下降すると、吊軸７も共に下降し、外ピストン５と内シ
リンダー２間の圧縮気体室８が圧縮される。一方ハンマ
ー４は、その直径Ｄ２と内ピストン３の直径Ｄ３との面
積差に相当する上向きの力を受けるが、吊軸７の下降に
伴うシールなどの摩擦抵抗が前記Ｄ３とＤ２の面積差に
相当する上向き力より大きいため、ハンマー４が若干下
降するが、内シリンダー２と内ピストン３間の受圧室９
が真空状態となるため、ハンマ一４は僅かに下降してそ
の位置に停止保持される。

しかし外ピストン５の下降が進み圧縮率が高まり、吊軸
７の凹溝部１０が内シリンダー２を貫通した際に圧縮気
体が一挙に内シリンダー２内に流入し、そのエネルギー
によってハンマー４が急速に加速されて下降する。そこ
でハンマー４が下死点（被打撃物の設定位置によって決
まるが、／％ンマーが鍔６に当接しない範囲内）で停止
しラムが上昇すると、圧縮気体室８の圧力によって外ピ
ストン５に上向きの力を受け、ラムと同時に上昇する。

また外ピストン５の上昇に伴い吊軸７及びハンマー４が
上昇するものである。

従ってラム等の下降する加圧力のみによって気体を圧縮
し、そのエネルギーによってハンマーを急速下降すると
共に、そのエネルギーの余剰分で復帰するように構戊す
るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述の装置ではプレスに設定してのみ使用され、単独で
は使用不能であり、使用範囲が限定されるものである。

またハンマーを下降した後に自己復帰するために、筒体
の内径Ｄ１をハンマーの外径Ｄ２より遥かに大きく形成
する必要があり、そのためにエネルギー効率を悪化する
問題があった。

また気体を圧縮するストロークは吊軸に設けた凹溝部の
位置によって決まり、ハンマーの打撃力は可変すること
が出来ず常に一定となるもので、仮に可変しようとすれ
ば、外ピストンと内シリンダー間の気体量を加減すれば
良いが、それに伴いハンマーの復帰時間が遅くなり、サ
イクル数を増加することが出来なくなり、殊に打撃力を
非常に小さくするとハンマーの自己復帰が不可能になる
もので、微弱な打撃を得ることが出来ないものであった
。

そこで本発明は以上のハンマー装置の適用範囲が拡げら
れることを主目的とするもので、しかも微弱な打撃力が
得られると共に、ハンマーを確実に且つ迅速に復帰され
ることが出来、エネルギー効率が改善されるハンマー装
置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による第１発明は、吊軸を別設する上下往復駆動
装置の運動子に一体的に連結することにある。

本発明による第２発明は、第１発明に加えて、筒体内の
圧縮される気体圧の調節手段を設けるものである。

本発明による第３発明は、上記従来例と比較して内シリ
ンダーを省略することにあり、上下往復駆動装置の運動
子より垂設し筒体内に突入した吊軸の中間部にピストン
設け、吊軸の下部に突設した鍔によって気密を保った状
態でハンマーを吊り下げ、ハンマーが筒体内で気密を保
って上下動するものであり、またハンマーに筒体の絞り
部内に突入する頭部をその直径がハンマーの直径より小
として突設し、筒体内のピストンによって圧縮気体室で
圧縮された気体をハンマーに設けた通気孔より鍔までの
背圧室に流入し、その圧縮気体による背圧でハンマーの
落下を阻止し、吊軸の降下に伴い吊軸に設けた凹溝部を
通じて圧縮気体を受圧室に流入して、ハンマーを急降下
するように構成するものである。

本発明による第４発明は、第３発明の凹溝部に換えて、
圧縮気体室と受圧室とを電磁弁によって連結するように
構成するものである。

本発明による第５発明は、第３または第４発明に加えて
、圧縮気体室内の圧縮される気体圧を圧力調節装置によ
って調節可能に構成するものである。

〔作　用〕

各発明に共通する作用は、吊軸が上下往復駆動装置によ
って上下動されるので、他の駆動装置と組み合わせる必
要がなく単独で打撃作業を行なわれるものである。

また第１と第３発明の装置であれば、圧縮される気体圧
が低くても、上下往復駆動装置によって強制的に上昇復
帰することが出来るものである。

第２と第５発明の装置であれば、圧縮される気体圧を調
節することが出来るので、１台の装置でハンマーの打撃
力を自由に且つ簡単に調節することが出来るものである ゜第３と第４発明の装置であれば、前記作用に加えて、
構造が簡単でコンパクト化され、エネルギー効率を向上
するものである。

〔実施例〕

本発明の第１発明による実施例は、第１図に示しており
、空気あるいは窒素ガスの気体を圧縮してハンマー４を
急速降下する加速部１１の構造は従来のものと同様であ
って、１は外シリンダーよりなる筒体、２は内シリンダ
ー、３は内ピストン、４はハンマー、５は外ピストン、
７は吊軸、１０は凹溝部であり、筒体１の上面に油圧シ
リンダーよりなる上下往復駆動装置１２を設け、該装置
１２のピストンである運動子１３に前記吊軸７を一体的
に固着したものである。尚、上下往復駆動装置１２は油
圧シリンダーに限ることがなく、その上室１４に油圧を
供給し、下室１５に空気圧をまたはスプリング（図示せ
ず）を設ける。但し空気圧の場合にはサージタンク１６
を接続する。

ところで、上記ハンマー装置において所要の打撃力を得
るために、外ピストン５と内シリンダー２間の圧縮気体
室８の気体圧を所要の打撃力に応じた圧力に保持する。

従ってその気体圧によって微弱な力で打撃することがで
きる。しかも吊軸７を上下往復駆動装置１２で強制的に
復動されるので、ハンマーを確実に元の位置へ上昇され
るものである。

上記構造に加えて第１図図示のように、電磁弁１７とリ
リーフ付き減圧弁１８の組み合わせによる圧力制御装置
１９を設ければ、圧縮気体室８での初期の圧縮作動時に
は圧縮されることがなく一定の圧力を保ち、その以後に
圧縮作動が始まるので、更に打撃力を微弱にすることが
できる。

第２発明による実施例は前記第１発明を示す第１図に加
えて示しているように、圧縮気体室８の気体圧をコック
２０で抜き取り、減圧弁２１とチェック弁２２とからな
る圧力調節装置２３を介して所要の気体圧を供給するよ
うになっている。

従ってこの第２発明によれば、圧縮気体室８の気体圧を
必要に応じて自由に調節することができる。この場合も
圧力制御装置１９を併設しても良い。

上記第１、第２発明による加圧部１１の構造は従来のも
のと同様であるが、第２図図示のように外ピストン５を
通常の円盤状に形成することにより、ハンマー４の直径
Ｄ２を外ピストン５の直径Ｄ１の大きさに近づけること
ができ、エネルギー効率を増大するものである。

更に第２図図示の如く、吊軸７の鍔６とハンマー４との
間にコイルスプリング３９を介在する場合もある。従来
の構造であると、ハンマー４が急速下降した際にハンマ
ーが吊軸７の鍔６に激突しないように、吊軸７のストロ
ークＳｔｌとハンマーのストロークＳｔ２の関係は、Ｓ
ｔｌ＞Ｓｔ２であることが必要であった。しかし従来の
装置に前述のようにスプリングを介在すると、ハンマー
の復帰する位置が不安定となるが、本発明のように吊軸
７を強制復帰することにより、スプリングを介在して、
Ｓｔｌ＝Ｓｔ２に設定することが出来るようになり、こ
れによってもエネルギー効率が向上されるものである。

第３発明による実施例は第３図と第４図に示すが、同一
部材には同一の符号を用いて説明すると、底面を開放し
中間部に絞り部２４を有する筒体ｌ内に加圧部１１を構
或し、該筒体１の上面に上下動往復駆動装置１２が設け
てあって、加圧部１１は、筒体１内の絞り部２４より上
の空室２５にピストン５を設け、筒体１内の絞り部２４
より下の空室２６にハンマー４が設けてあり、上下動往
復駆動装置１２の運動子１３から垂設した吊軸７に前記
ピストン５を固着し、ハンマー４を上下に摺動自在に吊
り下げている点は前記例とほぼ同様であるが、その違い
はハンマーの部分にある。

即ち、ハンマー４の外周にＯリング等のパッキング２７
を設け、筒体■の内周に気密を保持して上下に摺動する
ものであり、またハンマー４より絞り部２４の内空孔２
８に突入する頭部２つを一体に突設し、該頭部２つもパ
ッキング３０によって内空孔２８に対して気密保持して
挿入している。

更に吊軸７の下端に鍔６を突出し、ハンマー４に鍔案内
孔３１が下面を開放して設けてあり、しかも鍔６はパッ
キング３２を介して鍔案内孔３１に対して気密を保って
摺動自在に嵌め込んである。

ところで前記鍔６の直径ｄ３と頭部２９の直径ｄ４の関
係を、ｄ３＞ｄ４に形戊することが重要である。更にハ
ンマー４に、筒体１の上空室２５における圧縮気体室８
と、鍔案内孔３１内における鍔６より上の背圧室３３と
を連通ずる通気孔３４を備え、またハンマーの吊軸貫通
孔３５より絞り部２４とハンマー上面間の受圧室９へ通
じる連通孔３６とを設け、吊軸７の外周に設けた凹溝部
１０と連通孔３６とを通じて圧縮気体室８と受圧室９と
を連通ずるようになっている。尚、絞り部２４に受圧室
９から圧縮気体室８へ気体を帰流する逆止弁３７を設け
ている。また上下往復駆動装置１２は第１発明の例と同
様に図示してないが、油圧シリンダーに限ることがなく
、その上室１４に油圧を供給し、下室１５に気体圧をま
たはスプリングを設ける。但し気体圧の場合にはサージ
タンクを接続する。

上記第３発明による装置の作動は第６図に示しているが
、その（Ａ）図はハンマー４が上昇した時の状態であっ
て、この状態から上下往復駆動装置１２を下降駆動する
ことによって圧縮気体室８の気体が順次圧縮され、その
一部が通気孔３４を通じて背圧室３３に流入し、鍔６は
下降するがハンマー４は背圧によって下降することなく
（Ｂ）図の如く静止している。しかし加圧が進み凹溝部
１０がハンマー４の頭部２９内に到達し連通孔３６と対
向すると同時に、圧縮された気体圧が受圧室９に流入し
、（Ｃ）図の如くその圧縮気体によってハンマー４が急
速降下するものである。その後上下往復駆動装置１２を
上昇駆動に切り替えることによって、（Ａ）図図示のよ
うにハンマー４が元の位置へ上昇されるものである。

次に第４発明による実施例は第５図に示しており、前記
第３発明の実施例と殆ど同様であるが、その異なる点は
、図中左側に示すように、圧縮気体室８と受圧室９とを
電磁弁３８を介して連結するものである。この場合には
、電磁弁３８を切り換える時点を変化することによって
、ハンマー４を強力にあるいは弱い力で下降することが
出来るものである。

また第５発明による実施例は同じく第５図に示しており
、圧力調節装置２３によって圧縮気体室８の気体圧を所
要の圧に設定するようになっている。

〔発明の効果〕

本発明は、加速部の吊軸を上下往復駆動装置と一体的に
設けたことにあり、これによって顕著な効果を発揮する
ことが認められる。

ハンマーの打撃力を強弱に選定することが出来、適用範
囲を大巾に拡げられるものとなる。

殊に１台の装置で圧縮率を調節できるものであれば、打
撃力を自由に調節して最も適切な打撃力を与えることが
出来る。

またハンマーの外径を筒体の内径に近付けることが出来
るか、あるいは殆ど同一にすることが出来るので、エネ
ルギー効率を飛躍的に向上することが出来る。

請求項３、４または５に記載する装置であれば内シリン
ダーが不用であるから、その構造がきわめて簡単になり
故障する恐れが半減される。しかも例えば土木工事でパ
イプを打ち込む際などに使用すれば、打ち始めより弱く
順次強く打ち込むことができ、パイプを曲げることなく
真っ直ぐに打ち込むことが出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるハンマー装置の第１、第２発明の
実施例を示す断面図、第２図は同じく類例を示す断面図
、第３図は第３発明による実施例を示す断面図、第４図
は第３図ＩＶ−ＩＶ線矢視の断面図、第５図は第４、第
５発明による実施例を示す断面図、第６図は第３図に示
す例の作用を示す断面図、第７図と第８図は従来のハン
マー装置の構造及び作動を示す断面図である。 １・・・筒体　２・・・内シリンダー　３・・・内ピス
トン４・・・ハンマー　５・・・外ピストン　６・・・
鍔１０・・・凹溝部　１１・・・加速部　１２・・・上
下往復駆動装置　１３・・・運動子　１９・・・圧力制
御装置２３・・・圧力調節装置　２９・・・頭部　３１
・・・鍔案内孔　３３・・・背圧室　３４・・・通気孔
３６・・・連通孔　３８・・・電磁弁 第 １ 図 第 ２ 図 第 ３ 図 第 ４ 図 第 ５ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、筒体（１）内にハンマー（４）を吊軸（７）で吊り
   下げてあって、吊軸（７）を下降するに従って筒体内の
   ハンマー（４）より上の圧縮気体室（８）の気体を圧縮
   し、その圧縮気体の一部でハンマー（４）に背圧として
   与えてハンマーを上死点に保持し、更に吊軸（７）を下
   降するに従って前記圧縮気体によってハンマー（４）を
   急速下降するハンマー装置において、前記吊軸（７）が
   上下往復駆動装置（１２）の運動子（１３）に固着して
   いることを特徴とするハンマー装置 ２、筒体（１）内の圧縮気体室（８）の気体圧に対して
   圧力調節装置（２３）を備えていることを特徴とする請
   求項１記載のハンマー装置 ３、底面を開放した筒体（１）内の中間部に絞り部（２
   ４）を設け、筒体（１）上に設けた上下往復駆動装置（
   １２）の運動子（１３）より垂下した吊軸（７）が筒体
   （１）内に突入してあり、筒体内の絞り部（２４）より
   上の空室に嵌装したピストン（５）を吊軸（７）に固着
   して圧縮気体室（８）を設け、筒体内の絞り部（２４）
   より下の空室に気密を保って上下に摺動可能に嵌装する
   ハンマー（４）に吊軸（７）を貫通し、該吊軸に突設し
   た鍔（６）によってハンマー（４）を吊り下げ、且つ鍔
   （６）の外周面がハンマーの鍔案内孔（３１）に気密保
   持してあり、該ハンマー（４）に筒体の絞り部の内空孔
   （２８）に突入する頭部（２９）をその直径が鍔の直径
   より小にして突設してあり、更にハンマー（４）に筒体
   内の圧縮気体室（８）からハンマーの鍔案内孔（３１）
   における鍔より上部の背圧室（３３）へ連通する通気孔
   （３４）と、ハンマーの吊軸貫通孔（３５）より絞り部
   とハンマー上面間の受圧室（９）へ通じる連通孔（３６
   ）とを設け、吊軸の外面にその下降によって前記連通孔
   に対面する凹溝部（１０）を設けて、筒体内の圧縮気体
   室（８）の圧縮気体をハンマーに下降力として付与可能
   に構成していることを特徴とするハンマー装置 ４、底面を開放した筒体（１）内の中間部に絞り部（２
   ４）を設け、筒体上に設けた上下往復駆動装置（１２）
   の運動子（１３）より垂下した吊軸（７）が筒体内に突
   入してあり、筒体内の絞り部より上の空室に嵌装したピ
   ストン（５）を吊軸に固着して圧縮気体室（８）を設け
   、筒体内の絞り部より下の空室に気密を保って上下に摺
   動可能に嵌装するハンマー（４）に吊軸を貫通し、該吊
   軸に突設した鍔（６）によってハンマーを吊り下げ、且
   つ鍔の外周面がハンマーの鍔案内孔（３１）に気密保持
   してあり、該ハンマーに筒体の絞り部の内空孔（２８）
   に突入する頭部（２９）をその直径が鍔の直径より小に
   して突設してあり、更にハンマーに筒体内の圧縮気体室
   （８）からハンマーの鍔案内孔（３１）における鍔より
   上部の背圧室（３３）へ連通する通気孔（３４）を設け
   、筒体内の圧縮気体室（８）と、絞り部とハンマー上面
   間の受圧室（９）とを電磁弁（３８）によって連結して
   いることを特徴とするハンマー装置５、圧縮気体室（８
   ）の気体圧に対して圧力調節装置（２３）を備えている
   ことを特徴とする請求項３または４記載のハンマー装置