JPS5813312B2 - 電動空気圧ハンマ− - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、案内シリンダ内で支持された励起ピストンお
よび衝撃ピストンを有する電動空気圧ハンマーに関する
ものである。

上記形式の既知のドリルハンマーにおいては、衝撃ピス
トンにより衝撃エネルギが工具に伝達される。

そのために工具またはその受けとして作用する工具保持
具は装置側の工具受け内に差込可能とされている。

工具またはその保持具の軸部分はそれにより衝撃ピスト
ンの衝撃部分内または衝撃エネルギを伝達する中間部材
の部分内に装着される。

耐久性を向上させるためにドリルハンマーは、工具が加
工すべき材料と接触する時にのみ衝撃エネルギが工具ま
たはその保持具の軸に伝達されるように構成すべきであ
る。

そのような要求を満たすために例えば、工具またはその
保持具の軸が装置の工具受け内で軸線方向変位可能に装
着されるハンマーが知られている。

工具またはその保持具が軸線方向に変位する径路は、工
具が加工すべき材料と接触して装置側の工具受げに対し
変位する時にのみ、その軸が衝撃ピストンの衝撃部分内
または衝撃エネルギを伝達する中間部材の部分内に位置
するように設定されている。

衝撃ピストンの衝撃エネルギが工具に伝達されない状態
では、そのエネルギを装置側の部分のみにより受ける必
要がある。

そのために装置がかなりの消耗をきたし、極端な場合に
は損傷することすらある。

したがって、既知のハンマーではそのような状態におけ
る衝撃ピストンを拘束し、その衝撃を発生させる運動を
停止させる装置が設けられている。

衝撃ピストンを拘束するための装置で普及しているもの
は、工具の前方に配置され半径方向に拡大可能な弾性環
よりなり、この弾性環内には、加エすべき材料から釈放
された工具によりその径路が自由になった時に、衝撃ピ
ストンの軸が挿入される。

この弾性環の固有弾性により衝撃ピストンは、工具を加
工すべき材料上にセットして工具またはその保持具の軸
が衝撃ピストンを再び弾性環から押出すまで保持される
。

そして、衝撃ピストンは拘束されずに再びその衝撃運動
を行うことが可能となる。

衝撃ピストンを拘束するための上記解決策は次のような
本質的欠点を有する。

すなわち、所要距離だけ軸線方向に移動可能とするため
に、案内シリンダ、装置側の工具受けおよび工具または
その保持具の軸を非常に長《形成する必要がある。

これら部分の長さによりハンマーの全長が太き《なり、
したがって単に重量が増大するのみならず先端にその重
量が偏在することになる。

さらに弾性環それ自体も、衝撃ピストンの制動および保
持に供する力をもっぱらその固有弾性に依存する欠点を
有する。

衝撃ピストンが突然挿入されることにより弾性環には高
い応力が作用し、したがって弾性環は比較的早期に疲労
しその弾性力が消先する。

経験的には、弾性力が短い使用時間の経過後に低下して
、工具またはその保持具の自重により衝撃ピストンが弾
性環の外部に変位してしまうことがある。

本発明の目的は、効果的に作用し構造的にも有利な衝撃
ピストン拘束装置を具えた前述した形式のハンマーを提
供することである。

この目的を達成するために本発明によれば、前記案内シ
リンダに対し軸線方向に固定され、前記励起ピストンと
は対向しない前記衝撃ピストンの部分が貫通するクラン
プ体を設け、このクランノ体には前記衝撃ピストンの外
周面を同心的に抑圧可能な部分を形成する。

クラング体には、励起ピストンとは対向しない衝撃ピス
トンの部分、または衝撃ピストンの軸の挿入開口を設け
、その断面を望まし《は嬬ピストンの挿入される部分の
断面と等しく、またはそれより大きくする。

したがって衝撃ピストンを自由に摺動させることが可能
である。

クランノ体は、望ましくは工具を加工すべき材料に対し
押圧または離間運動させることにより作用させる。

そのためクラング作用はクランプ体の固有弾性により生
じさせるものではなく、したがってその疲労は問題とは
ならない。

このことにより実用上はクラング体の機能が劣化しない
。

本発明は装置および工具の長さの問題も効果的に解決す
る。

その理由は、衝撃ピストンの軸がクラング体に常に挿入
されておりその往復運動径路中でクランプ可能とされて
いるからである。

クランプ位置を延長するための衝撃ビストンの死径路は
、したがって除去することができる。

本発明の構造は工具の回転駆動装置が設けられた、また
は設けられていないハンマーに適している。

クランプ体は、例えば複数個の部品からなるクラングユ
ニットとして形成することができる。

軸線方向に長溝（スリット）が形成された環状部材も同
様に適している。

しかしながら、クランプ面積をできる限り太きくし、摩
耗による消損な減少するためには、クランク体をスリー
ブとして形成するのが有利である。

このスリーブは更に、故障の起りにくい作動を保障する
。

衝撃ピストンが挿入されたスリーブの部分を衝撃ピスト
ンの局面に対し押圧することは、このスリーブを弾性材
料により形成することにより、簡単な方法で容易に行う
ことができる。

しかしながら、スリーブの耐応力性を向上するために、
このスリーブは鋼で構成するのが合理的である。

この鋼性スリーブには長溝を形成し、これら長溝により
スリーブを半径方向に移動可能として特に有効な衝撃ピ
ストンのクランプ作用が得られるようにするのが望まし
い。

これらの長溝は、例えばスリーブ全長の一部分のみにわ
たって延在させることができる。

その場合には、長溝が形成されていないスリーブの部分
は励起ピストンに対向させ、衝撃ピストンの軸の案内と
して作用させるのが合理的である。

本発明の好適な実施例では、前記スリーブを変位可能な
管状部材に挿入し、これら双方の重なり部分において前
記励起ピストンとは対向しない前記スリーブの部分の外
径を、前記励起ピストンと対向する前記管状部材の内径
より大とし、前記重なり部分の少くとも一方に前記励起
ピストンに向け無段階的に直径が減少する輪郭を与える
。

したがって管状部材が励起ピストンに対し変位する際に
管状部材の内径が減少する部分はスリーブの外径がより
大きな部分に沿って摺動し、スリーブがその半径方向に
可動な部分と共に衝撃ピストンの軸に対し押圧され、そ
の結果衝撃ピストンの往復運動が阻止される。

上記の形式において、前記管状部材の輪郭を前記励起ピ
ストンに向け直径が無段階的に減少するように形成し、
前記励起ピストンとは対向しない前記スリーブの外周面
部分によりその外径が拡大された環状肩部を支持するの
が合理的である。

管状部材を励起ピストンに対し変位させると、スリーブ
の環状屑部は管状部材の無段階的な輪郭に沿って変位し
てスリーブの内側を衝撃ピストンの軸に対し押圧する。

その際にクランプ位置において環状肩部の部分ではスリ
ーブが局部的にクランプされるので、比較的僅かな力で
強力な局部的クランノ作用が得られる。

原則的には、スリーブの輪郭をその直径が励起ピストン
に向けて無段階的に減少するように形成し、励起ピスト
ンと対向する管状部材の部分にその内径がより小さなフ
ランジ状屑部を形成することも可能である。

本発明の好適な実施例では、前記管状部材の輪郭の最小
直径部分にその軸線方向とほぼ平行な輪郭を有する部分
を接続する。

したがってスリーブの環状屑部は、管状部材を励起ピス
トンに対し変位させた後に軸線と平行な輪郭部分におい
て最大クランプカを生じ、その結果管状部材の励起ピス
トン方向への自動的な復帰は阻止される。

このようにして、管状部材がスリーブの最大クランク力
を作用させる位置からの望ましくない変位に対する安全
性が得られる。

この位置において附加的な拘束を行うために、管状部材
の軸線と平行な輪郭部分に環状肩部の停止溝を設けるこ
とも可能である。

スリーブを衝撃ピストンの軸に対しより大面積で押圧し
ようとする場合には、スリーブおよび管状部材にその重
なり部分で前記励起ピストンに向けて直径が無段階的に
減少する輪郭を与えるのが有利である。

クランプ作用を連続的に行わせるため、無段階的に直径
が減少する輪郭を錐状に形成するが合理的である。

管状部材には前記衝撃ピストンの運動径路内に突出する
掛合部材を設けるのが有利である。

その場合には、衝撃ピストンに対し押圧されない工具ま
たはその保持具の部分が管状部材を、衝撃ピストンの軸
を介し励起ピストンに向けて変位させ、？なわち衝撃ピ
ストンが掛合部材と掛合し、装置側の他の部分を衝撃し
て損傷をきたすことなくそのクランプ作用を行う。

上記掛合部材としては、棒または環が適消であるが、特
に管状部材に別体として、または一体に形成された緩衝
円板が適当である。

この緩衝円板は、大きな衝撃吸収性以外にも、衝撃発生
室を工具受ゆ室に対し直接密封できる利点を有する。

本発明の好適な実施例では、管状部材を前記励起ピスト
ンとは対向しない方向に駆動する手段を設け、この駆動
手段により衝撃ピストンの軸を衝撃ピストンの各作動位
置において疲労を生じさせず、かつ自動的にクランプ可
能とする。

上記駆動手段として、例えばゴムまたはばね等の弾性体
が適当であり、特に圧縮ばねは、良好な作動性と耐久性
とが得られるので好適である。

以下、本発明を図面について説明する。

第１図に示したドリルハンマーはモータハウシング１を
具え、このハウジングには一部のみを図示した把手２が
設げられている。

かさ歯車３を介してかさ歯車４を駆動し、後者のかさ歯
車を案内シリンダ５と一体回動するように連結する。

この案内シリンダ５は、その後部では球軸受６によりま
たその前部においては球軸受７により、ケーシング８内
で回動可能に、しかも軸線方向には変位しないように支
持する。

案内シリンダ５の後方中ぐり部分５ａ内には励起ピスト
ン９を軸線方向変位可能に配設し、このピストンは一部
のみを図示した連接棒１０により往復運動可能とする。

同様に中ぐり部分５ａ内には、軸線方向変位可能であり
全体を符号１１で表わした衝撃ピストンの頭部１１ａを
配設する。

この衝撃ピストン１１は、励起ピストン９の移動時にそ
の間に位置する空気のクッション作用、すなわちその弾
性力で往復運動可能とする。

その際に励起ピストン９とは対向しない衝撃ピストン１
１の軸１１ｂは、クランプ体として形成され案内シリン
ダ５に対しその軸線方向に変位し得ないスリーブ１２内
に挿入する。

このスリーブにはその前部で複数個の軸線方向スリツＩ
１ ２ ａを形成し、これによりスリーブ１２をその
部分において半径方向に変位可能とする。

スリーブ１２の上記スリット部分を管状部材１３で包囲
し、他方この管状部材は案内シリンダ５の前方において
工具受けとして形成された中ぐり部５ｂ内で軸線方向変
位可能に配設する。

管状部材１３とスリーブ１２との重なり部分内では、管
状部材１３の内壁とスリーブ１２の外側面とを作動連結
させる。

そのために、スリーブ１２の励起ピストン９とは対向し
ない端部にはその外径が増大する環状肩部１２ｂを設げ
、この環状肩部を管状部材１３の内壁上で摺動可能とす
る。

管状部材１３の内壁は、励起ピストン９に向けて内径が
減少する輪郭１３ａにより、錐状に形成し、その最小直
径部分を円筒形状断面部分、すなわち軸線に対し平行な
周囲輪郭部分に接続する。

励起ピストン９とは対向しない軸１ｌｂの端部の前方に
、管状部材１３内で軸１１ｂの貫通を阻止するための緩
衝円板１４を保持し、この緩衝円板は封鎖作用としての
ほかに、衝撃ピストン１１の運動エネルギを前方中ぐり
部５ｂ内に支持された工具１５に伝達する機能を有する
。

工具１５をドリルハンマー内に装着し、加工すべき材料
に押圧して図示するように緩衝円板１４に対し変位させ
ると、管状部材１３は励起ピストン９の方向において衝
撃屑部５ｃに対し保持される。

この作動位置では環状肩部１２ｂが輪郭１３ａの最大直
径部分の終止部に位置するので、軸１ｌｂおよび衝撃ピ
ストン１１全体の移動は阻害されない。

これに対し、工具受け内に工具１５が装着されていない
場合、または装着された工具１５が例えば連続回転時に
加工すべき材料から釈放される場合には、衝撃円板１４
に対向する工具１５の端部１５ａが管状部材１３を工具
１５の方向に解放する。

それにも拘らず往復運動する衝撃ピストン１１は緩衝円
板１４を更に移動させ、その結果管状部材１３と共に工
具１５の方向に変位する。

その際に環状肩部１２ｂは錐状輪郭部分１３ａに沿って
摺動するので、図示の実施例ではスリーブ１２のスリッ
ト部分における折曲げ端部が軸１１ｂに対し押圧され、
この軸をクランプする。

管状部材１３は工具１５の方向に向け、環状屑部１２ｂ
が軸線方向と平行な輪郭部分１３ｂに達するまで変位す
る。

この位置で管状部材１３は停止し、スリーブ１２はその
クランプカを保持する。

工具１５を再び加工すべき材料に押圧すると、緩衝円板
１４が管状部材１３とともに励起ビストン９の方向に変
位し、その結果スリーブ１２のクランプ作用がなくなる
。

負荷を受ける緩衝円板１４がいかなる場合でも管状部材
１３を損傷しないようにするため、緩衝円板は緩衝環１
６を介して安全円板１１で支持する。

工具１５を工具受け内で保持するために転動体１８を設
け、これらの転動体は案内シリンダ５のスリツ｝５ｄ内
で軸線方向変位ができないように支持し、一方では工具
側の溝１５ｂと、また他方ではロックスリーブ１９の保
護溝１９ａとそれぞれ噛合わせる。

溝１５ｂを転動体１８より長く形成して、工具１５を工
具受け内で限られた範囲内においてのみ軸線方向変位可
能とする。

圧縮ばね２０により、ロックスリーブ１９が自動的には
励起ピストン９に向けて変位せず、したがって転動体１
８に遊びを持たせるように構成する。

第２図に示したドリルハンマーもモータハウジング３０
を具え、このハウジングには把手３１が固定されている
。

一部のみを図示したかさ歯車３２によりかさ歯車３３を
駆動する。

後者のかさ歯車は案内シリンダ３４と一体回動するよう
に連結する。

案内シリンダ３４に前部３４ａを設げ、この前部は製造
および組立上の理由から案内シリンダ３４にねじ止めす
る。

全案内シリンダ３４，３４８はその後部においてローラ
軸受３５により、またその前部において球軸受３６によ
り、ケーシング３１内で回動可能に支持する。

案内シリンダ３４内に励起ピストン３８を軸線方向変位
可能に配設し、このピストンは一部のみを図示した連接
棒３９により往復運動可能とする。

全体を符号４０で表わした衝撃ピストンは、頭部４０ａ
および軸４０ｂにより構成し、一方では案内ピストン３
４内で、また他方ではその前部を工具受けとして形成し
た管状部材４１内で変位可能に支持する。

この管状部材を案内シリンダ３４に対し限られた範囲内
で軸線方向変位可能とし、前部３４ａ内に挿入され管状
部材４１の長溝４１ａ内に噛合わせた連結ローラ４２が
、一方では管状部材４１の変位を制限し、他方では全案
内シリンダ３４，３４ａの回動を管状部材４１に伝達す
る構成とする。

工具受けとして形成された管状部材４１の前部に転動体
４３を設け、これらの転動体は軸線方向変位可能なロッ
クスリーブ４４により転動体４３より長く形成した工具
４５の伝達溝４５ａ内に押圧する。

安全円板４６によりロックスリーブ４４の前方への脱落
を防止する。

管状部材４１の孔は、励起ピストン３８に対向する領域
内でその内径を拡大させ、励起ピストン３８に向け円錐
状に内径が減少する輪郭４ｌｂを与える。

それにより管状部材４１と軸４０ｂとの間に形成される
環状隙間内にはスリーブ４１を配置し、このスリーブは
第３図に示すように長溝４γａにより複数個のセグメン
ト４７ｂに分割する。

スリーブ４７の外側面も同様に、励起ピストン３８に向
け円錐状に直径が減少する輪郭４７ｃに形成する。

スリーブ４１０案内シリンダ３４に対する軸線方向変位
を阻止するため、スリーブ４γの後部にフランジ４７ｄ
を設け、この７ランジを案内シリンダ３４とその前部３
４ａとの間に形成した環状隙間内に掛合させる。

ロックスリーブ４４と前部３４ａとの間にばね４８を配
置し、このばねにより管状部材４１を常時前方に、した
がって励起ピストン３８から遠ざかる方向に附勢する。

モータを作動させるとかさ歯車３２を介してかさ歯車３
３が駆動され、後者のかさ歯車は案内シリンダ３４をそ
の前部３４ａと共に回転させる。

連結ローラ４２を介して回転は管状部材４１に、そして
ここから転動体４３により工具４５に伝達される。

同時に連接棒３４は励起ピストン３８を往復運動させる
。

衝撃ピストン４０は、その頭部４０ａが案内シリンダ３
４内で密接に支持され、頭部４０ａと励起ピストン３８
との間に形成された空気クッションにより励起ピストン
３８と共に往復運動する。

その際に、軸４０ｂはその前端により作動位置で示した
工具４５の挿入端部に衝突する。

衝撃ピストン４０の運動エネルギはこのようにして加工
すべき材料に伝達される。

一般に空気クッションを形成するために設けられる空気
バランス開口は、簡略化のためにその説明および図示を
省略する。

ドリルハンマーの作動位置ではその押圧力が工具４５ま
たは伝達溝４５ａの前方肩部および転動体４３を介して
管状部材４１を、ばね４８の力に抗して、励起ピストン
３８に向け後方に変位させる。

管状部材４１およびスリーブ４１０円錐輪郭部分４１ｂ
および４７ｃは、したがってスリーブ４７を軸４０ｂに
押圧させない。

ドリルハンマーを工具４５と共に連続回転時に加工位置
から釈放すると、工具４５は管状部材４１内の伝達溝４
５ａの部分において前方に逃げる。

その結果管状部材４１はもはや後方位置で保持されず、
ばね４８により前方に変位する。

その際に管状部材４１およびスリーブ４７の円錐輪郭部
分４ｌｂおよび４７Ｃは相互に接近し、したがってスリ
ーブ４７は軸４０ｂと対向する部分が軸４０ｂの外周面
に押圧され、結局衝撃ピストン４０は往復運動が制動さ
れて停止する。

同様なクラング作用は、工具４５、したがってドリルが
、例えば材料の孔から引抜かれた場合、または工具受げ
に装着されない場合にも得られる。

本発明は特に高出力のハンマーに適している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を一部断面で示す側面図、
第２図は本発明の第２実施例を一部断面で示す側面図、
第３図は第２図の■一■線に沿う断面図である。 ５，３４・・・・・・案内シリング、９，３８・・・・
・・励起ピストン、ｉ ｉ ， ４０・・・・・・衝撃
ピストン、１２，４７・・・・・・クランク体、１３，
４１・・・・・・管状部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 案内シリ一ダ内で支持された励起ピストンおよび衝
   撃ピストンを有する電動空気圧ハンマーにおいて、前記
   案内シリンダ５，３４に対し軸線方向に固定され、前記
   励起ピストン９，３８とは対向しない前記衝撃ピストン
   ＩＬ４０の部分が貫通するクランプ体１２，４γを設け
   、このクラング体１２．４７には前記衝撃ピストン１１
   ，４００外周面を同心的に押圧可能な部分を形成するこ
   とを特徴とするハンマー。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のハンマーにおいて、前
   記クランプ体をスリーブ１２，４γとして形成すること
   を特徴とするハンマー。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のハンマーにおいて、前
   記スリーブ１２，４７に長溝１２ａ，４７ａを形成する
   ことを特徴とするハンマー。 ４ 特許請求の範囲第１ないし３項のいすれか１つに記
   載されたハンマーにおいて、前記スリーブ１２，４７を
   変位可能な管状部材１３，４１に挿入し、これら双方の
   重なり部分１２，１３：４７，４１において前記励起ピ
   ストン９，３８とは対向しない前記スリーブ１２，４７
   ０部分の外径を、前記励起ピストン９，３８と対向する
   前記管状部材１３，４１の内径より犬とし、前記重なり
   部分１２，１３；４γ，４１の少くとも一方に前記励記
   ピストン９，３８に向け無段階的に直径が減少する輪郭
   １３ａ；４１ｂ，４７ｃを与えることを特徴とするハン
   マー。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のハンマーにおいて、前
   記管状部材１３の輪郭１３ａを前記励起ピストン９に向
   け直径が無段階的に減少するように形成し、前記励起ピ
   ストン９とは対向しない前記スリーブ１２の外周面部分
   によりその外径が拡大された環状肩部１２ｂを支持する
   ことを特徴とするハンマー。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のハンマーにおいて、前
   記管状部材１３の輪郭１３ａの最小直径部分にその軸線
   方向とほぼ平行な輪郭１３ｂを有する部分を接続するこ
   とを特徴とするハンマー。 γ 特許請求の範囲第４項記載のハンマーにおいて、前
   記スリーブ４γおよび管状部材４１にその重なり部分で
   前記励起ピストン３８に向けて直径が無段階的に減少す
   る輪郭４１ｂ，４７ｃを与えることを特徴とするハンマ
   ー。 ８ 特許請求の範囲第４ないし１項のいずれか１つに記
   載されたハンマーにおいて、前記無段階的に直径が減少
   する輪郭１３ａ；４１ｂ，４７ｃを錐状に形成すること
   を特徴とするハンマー。 ９ 特許請求の範囲第４ないし８項のいずれか１つに記
   載されたハンマーにおいて、前記管状部材１３には前記
   衝撃ピストン１１の運動径路内に突出する掛合部材１４
   を設げることを特徴とするハンマー。 １０ 特許請求の範囲第９項記載のハンマーにおいて
   、前記掛合部材を緩衝円板１４として形成することを特
   徴とするハンマー。 １１ 特許請求の範囲第４ないし１０項のいすれか１
   つに記載されたハンマーにおいて、前記管状部材４１を
   前記励起ピストン３８とは対向しない方向に駆動する手
   段４８を設げることを特徴とするハンマー。 １２ ％許請求の範囲第１１項記載の７・ンマーにお
   いて、前記駆動手段をばね４８として形成することを特
   徴とするハンマー。