JPS5911009B2 - 空気圧作動衝撃工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は建設技術に関し、よシ詳細には棒形部材を打ち
込む空気圧作動衝撃工具に関する。

本発明は、接地電極やアンカーパイルのような長さに比
較して断面が極めて小さい棒形部材を地面に打ち込むた
めに用いると最も有効である。

棒形部材を地中に打ち込む幾つかの型の機構が当業界で
知られている。

先行技術として知られている機構は、地中に棒形部材を
打ち込む液圧機構である。

この機構は、ピストンを持つ液圧動力シリンダーから成
シ、打ち込まれる電極を受容する中空ロンドがピストン
の両側にある。

棒と同心のシリンダーの上部には、長さ全体にわたって
螺旋形のみぞが設けられている案内部が取りつけられて
お虱前記の螺旋形のみそのピッチは急である。

棒の外面には案内部の螺旋形のみそに入）込んでいる固
定ピンがある。

棒の下方自由端には自動楔止めクランブが固定されてい
る。

パワーシリンダーの外殻はクランプによって電気伝導ラ
インの支柱又は例えばトラクターのような建設機械のフ
レームに固定されている。

液圧パワーシリンダーの上部空隙又は下部空隙に供給流
体を供給することができる。

作業の初期工程においては、棒は上方位置に持ち上げら
れ、電極は棒の内部に入って地面に押しつけられている
。

次に、シリンダーの上部空隙に流体が供給され、ピスト
ンは棒とともに下方に移動する。

このときクラ／プが電極を堅固に保持しているので、電
極は棒とともに下に動く。

下に動くにつれてピンは案内部の螺旋形のみぞを通って
滑動し、棒及び電極に回転運動を力える。

ピストンが下方位置に達すると、流体は下方間隙に入り
始め棒を持ち上げる。

クランプは電極を離し、電極を伴なわずに棒とともに上
方に上る。

最上方位置に達すると、棒は再び電極を下に下げ始める
。

先行技術による液圧機械の欠点は、大型であることと、
建設機械の堅固な支持部又はフレームに固定する必要が
あることである。

更に、打ち込まれる棒に印加される負荷が静的な性質の
ものであるから、棒を前記の機械によって固い地中又は
凍結した地中に打ち込むのは困難であり、全く不可能で
あるとともある。

例えば電気ドリルを基礎にした手動操作機械の如き、棒
形部材を地中にねじ込む回転式機械も知られている。

この機械は減速ギアユニットを備えた電気ドリルから成
り、高速シャフトがドリルのシャフトに接続されている
。

減速ユニットの低速シャフトは中空であり、下端部には
自動僕止めクランプが支持されている。

減速ユニットの上部にはチューブ状のハウジングが低速
シャフトと同軸に固定されている。

電極ハウジング内部に挿入され、中空の低速シャフト及
びクランプを貫通して延びる。

次いで、電動ドリルのスイッチを入れる。

電動ドリルから伝えられた回転は減速ユニット及び自動
楔止めクランブを通って電極に伝わる。

電極を地中に打ち込む力は手でつくシ出される。

クランプが地面に達すると直ぐにドリルのスイッチを切
択電極に沿って上方に移動させてねじ込み作業を続ける
。

上述の先行技術による機械の欠点は、打ち込み力が手で
つくシ出されるので強力な打ち込み力が得られる可能性
がないことである。

更に、この機械は固い土壌や凍結した土壌に電極を打ち
込むには，適さない。

先行技術によるもう一つの型の空気圧作動衝撃工具（例
えば米国特許第６９２３８８号明細書参照）は、棒形部
材を地中に打ち込むことを目的とするものである。

この機械は、前部に固定されたクランプを有する外殻か
ら成る。

外殻の内部には、軸方向運動自在な段つきラムがある。

外殻の尾部は、空気導入孔及び空気排出孔のある延長部
によって閉錯されている。

段つきラムは、外殻とともに前部作業室を形成する一方
、延長部とともに後部作業室を形成している。

後部作業室は圧縮空気供給源と常に連通しており、前部
作業室は周期的に後部作業室と大気とに連通している。

衝撃機構はクランプによって棒形部材の上端部に固定さ
れている。

圧縮空気が供給されると、段つきラムが往復運動を開始
して外殻の前部に強打を与える。

外殻及びクランプを通って送られる強打の影響の下で、
棒形部材が地中に侵入する。

上記の公知の空気圧作動衝撃機械の欠点は、棒形部材の
手元端部のみを打撃することであシ、このため長さに比
較して断面積が遥かに小さい棒形部材は打ち込み工程中
に歪んでしまうので打ち込むことができないということ
である。

先行技術によるもう一つの空気圧作動衝撃機械（ベルギ
ー国特許第８１６９９１号参照）は、延長部と軸方向に
往復運動自在の段つきラムを受容する前部とを有する中
空円筒形の外殻から成る。

ラムの直径の小さい段は延長部と共働し、前記ラムの手
元端部は前記延長部とともに容積可変の後部作業室を形
成し、この後部作業室は常に圧縮空気供給源と連通して
いる。

外殻の前部において段つきラムは前部容積可変作業室を
形成していて、ラムが最前方位置にあるときには前部作
業室は段つきラムの軸方向孔部を介して後部作業室と連
通し、ラムが最後方位置に来たときには前部ｒ「業室は
ラムの直径の太き々段の外面上の長手力向みぞを介して
大気と連通ずる。

両作業室内に供給された圧縮空気の力によって、段つき
ラムは外殻の内部で往復運動する際に外殻を打撃する。

圧縮空気の圧力がかかつている前部作業室側及び後部作
業室側の面積の相違によって、段つきラムが移動する。

上記の公知の空気圧作動衝撃機械の欠点は、棒形部材を
地中に打ち込むために、棒形部材の上部に衝撃機構が取
りつけられていることである。

棒形部材は、手元端部に与えられた強打力によって地中
に打ち込まれる。

従って、打ち込み工程中に棒形部材が変形するため、長
さに比べて断面積が遥かに小さい棒形物材を打ち込むに
は適さない。

本発明の目的は、棒形部材を地中に打ち込む上述の幾つ
かの装置の欠点を取り除くことである。

本発明の主たる目的は、棒形部材の変形を来たさない個
所に衝撃力を与えることにより、長さに比較して断面積
が極めて小さな棒形部材を確実に打ち込むことができる
棒形部材打ち込み用の空気圧作動衝撃工具を提供するこ
とである。

延長部と前方部分とを持つ中空円筒形外殻を有し、前記
外殼は軸方向に往復運動自在のラムを収容し、前記ラム
の直径の小さい段は延長部と共働して該ラムの手元端部
と前記延長部とによって圧縮空気源と常に連通している
後部容積可変作業室が形成され、ラムが最前方位置にあ
るときには段つきラムの軸方向孔部を介して後部作業室
と連通しラムが最後方位置にあるときにはラムの直径の
大きい段の外面に設けられている長手力向みぞを介して
大気と連通ずる前部容積可変作業室が前記ラムによって
外殻の前方部分に形成され、両作業室内に供給される圧
縮空気が前記ラムを往復運動させ該ラムが外殻を打撃す
るよう構成された棒形部材打ち込み用の空気圧作動衝撃
工具であって、前記工具には棒形部材を収容する案内管
が組み込まれており、前記案内管は外殻の全長にわたっ
て延び且つ延長部内及び前方部文内において段つきラム
及び外殻と同軸に取シつけられ、従って前記案内管の外
而は段つきラムの内部に設けられた軸方向孔部の内面と
接触してお虱かつ段つきラムが最前方位置にあるときに
は後部作業室を前部作業室と連通させる少なくとも一つ
のみそを有し、外殻の前方部分には棒形部材を保持する
固定されたクランプが配設されていることを特徴とする
空気圧作動衝撃工具を提供することにより上述の本発明
の目的を達成することができる。

案内管の外面に設けるみその形状は円形凹部であること
が好ましい。

空気圧作動衝撃工具を上述の如き設計にすれば、長さに
比較して断面が遥かに小さい棒形部材を案内管に通して
、棒形部材を地中に打ち込む際に棒形部材を変形させな
い距離だけ棒形部材の端部から離して工具を固定するこ
とができる。

次に、添附の図面を参照しつつ、本発明の実施例につい
て説明する。

本発明による空気圧作動衝撃工具（第１図、第２図及び
第３図参照）は、延長部２と前方部分とを持つ中空円筒
形外殼１から成る。

延長部２は段つきブツシングの形をしてお択外殼１の端
部にねじ接合によって固着され外殼１の内部空間を閉鎖
している。

段つきラム３が外殼１の内部で軸方向往復運動を行なう
。

ラム３の小径段は延長部２の軸方向孔部に収容されてい
るので、小径段の外面は延長部２の軸方向孔部の内面と
共働することになる。

ラム３の大径段は外殼１の前方部分に近いところに位置
していて、大径段の外面は外殼１の内面と共働する。

最前方位置（第１図に示す位置）にある段つきラム３は
、外殼１の内部の延長部２側に後部容積可変作業室４を
形成する。

前記の後部作業室４は、ラム３の小径段の表面と延長部
２の内部に設けられた軸方向孔部の内面とによって形成
される。

後部作業室４は圧縮空気源（第１図には図示せず）と常
に連通している。

外殻の前方部分側においてラムは前部容積可変作業室５
を形成している。

この前部作業室５は、外殼１の前方端部と向かい合った
大径段の表面と外殼１の内面とによって形成されている
。

段つきラム３は、打ち込まれる棒形部材を受容する案内
管６を収容する軸方向孔部を有する。

案内管６は、段つきラム３及び外殼１と同軸に配置され
ていて、外殼１の全長にわたって延びておシ、延長部２
及び外殼１の前方部分の内部に取フつけられている。

案内管６の外面はラム３の内面と接触している。

案内管６の外面にはみぞ７が設けられ、ラム３が最前方
位置に来たときには前記のみぞ７によって後部作業室４
は前部作業室５と連通させられる。

外殼１の内面の延長部２側には凹部８が設けられ、該凹
部８は延長部２の端面に設けられた排気孔９を介して大
気中に空気を逃がすためのものである。

ラム３の大径段の外面には、段つきラムが最後方位置に
あるときに前部作業室５を凹部８及び大気と連通させる
長手力向みぞ１０が設けられている。

長手力向みぞ１０は、前部作業室５の空気圧を大気圧ま
で下げて段つきラム３を最後方位置に止め、かつ前部作
業室５内の空気が後部作業室４に入った圧縮空気によっ
て段つきラム３を外殼１の前方部へ移動させることを妨
げないようにするためのものである。

圧縮空気は、延長部２に固着されたホース１１を介して
、作業室４及び５に供給される。

ｆＬｔはコレット型のクランプ１２が外殼１の前方部分
に固定されていて、棒形部材１３を保持する。

空気圧作動衝撃工具の作動は以下の通りである。

棒形部材１３を案内管６に通す。

次に、打ち込み工程中に棒形部材が歪まない距離だけ棒
形部材の下端部から離れた位置で、クランプ１２によっ
て、空気圧作動衝撃工具を棒形部材１３に取力つける。

次に、棒形部材を打ち込み初期位置にセットして・［空
気配送コック（第１図、第２図及び第３図には図示せず
）をまわして圧縮空気を作業室４及び５に供給する。

段つきラム３が第１図及び第２図に示す最前方位置にあ
るときには、圧縮空気は後部作業室４からみぞ７を通っ
て前部作業室５に流入する。

その結果、前部作業室の空気圧は後部作業室４の内部の
空気圧と実際に同じになる。

前部作業室５の側面からの圧縮空気圧を受ける段つきラ
ム３の表面積は、後部作業室４の側面からの圧縮空気圧
を受ける前記段つきラム３の表面積よりも大きいので、
段つきラム３は延長部２に向かって移動し始める。

みぞ７が段つきラム３の内部の軸方向孔部の内面によっ
て覆われた直後においても、前部作業室５の内部で膨脹
する空気のエネルギーによって、段つきラム３は更に移
動し続ける。

段つきラム３が最後方位置に来ると（第３図参照）、ラ
ムの長手方向みぞ１０が外殼１の凹部８に開口し、空気
は前部作業室５から長手力向みぞ１０及び排気孔９を通
って大気中に排出される。

前部作業室５の内部の空気圧が大気圧にまで降下すると
、段つきラム３は最後方位置（第３図参照）で停止し、
後部作業室４の内部の空気圧の作用によって外殼１の前
方部分に向かって移動を開始し外殻を打撃する。

強い打撃が行なわれる前に、案内管６のみぞ７が開口し
て、前部作業室５を後部作業室４と連通させる。

外殼１の前方部分に与えられる強打の影響を受けて、外
殼１に固着さハている棒形部材１３ぱ地中に侵入する。

空気圧作動衝撃工具のクランプ１２が地表に達するや否
や、作業室４及び５に供給されていた圧縮空気供給が遮
断されて、クランプ１２ぱ棒形部材１３から離れる。

次いで、空気圧作動衝撃工具を棒形部材１３に沿って上
方に変位させ、棒形部材に固定し、再び打ち込み工程を
繰シ返す。

従来から知られている空気圧作動衝撃工具とは異なり、
本発明による工具を用いれば、棒形部材の歪を惹き起こ
さない個所に打撃が与えられるから、長さに比較して断
面積が極めて小さい棒形部材を打ち込むことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、段つきラムが最前方位置にある状態の本発明
による空気圧作動衝撃工具の一部を断面で示す説明図で
ある。 第２図は、第１図の■一■線に沿って切断した断面図で
ある。 第３図は、段つきラムが最後方位置にある状態の本発明
による空気圧作動衝撃工具の一部を断面で示す説明図で
ある。 １・・・・・・外殻、２・・・・・・延長部、３・・・
・・・段つきラム、４・・・・・・後部作業室、５・・
・・・・前部作業室、６・・・・・・案内管、７・・・
・・・みぞ、，１２・・・・・・クランプ、１３・・・
・・・棒形部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 延長部と前方部分とを持つ中空円筒形外殼を有し、
   前記外殻は軸方向に往復運動自在の段つきラムを収容し
   、前記ラムの小径段は延長部と共働して該ラムの手元端
   部と前記延長部とによって圧縮空気源と常に連通してい
   る後部容積可変作業室が形成され、ラムが最前方位置に
   あるときには段つさラムの軸方向孔部を介して後部作業
   室と連通しラムが最後方位置にあるときにはラムの大径
   段の外面に設けられている長手力向みぞを介して大気と
   連通ずる前部容積可変作業室が前記ラムによって外殻の
   前方部分に形成され、両作業室内に供給される圧縮空気
   が前記ラムを往復運動させ該ラムが外殻を打撃するよう
   構成された棒形部材打ち込み用の空気圧作動衝撃工具に
   おいて、前記工具には棒形部材１３を収容する案内管６
   が組み込まれていて、前記案内管は外殼１の全長にわた
   って延び且つ延長部２及び前方部分の内部に段つきラム
   ３及び外殼１と同軸に取シつけられていて、前記案内管
   の外面は段つきラム３の内部に設けられた軸方向孔部の
   内面と接触しており、かつ段つきラム３が最前方位置に
   あるときには後部作業室４を前部作業室５と連通させる
   少なくとも一つのみぞ７を有し、外殻の前方部分には棒
   形部材１３を保持する固定されたクランプ１２が配設さ
   れていることを特徴とする空気圧作動衝撃工具。 ２ 案内管６の外面に設けられたみぞ７が円形凹部の形
   状であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の空気圧作動衝撃工具。