JPS60501698A - 振動−防護空気圧衝撃工具 - 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】 振動−防護空気圧衝撃工具 技術分野 本発明は衝撃工具に関し、また特に、機械工学で、特に鋳物工場で、鋳物砂を種 々の目的のための型−および中子−製造で４固めるために用いられるタン、ａ− のような振動−防護空気圧衝撃工具に関する。

背景技術 空気圧衝撃工具が非常に能率的な工具であり、大抵の場合に、それらが手仕事を 機械化するのにユニークであることは広く知られている。また、それらは特別な 不利益−強い振動を有し、作業者が振動にさらされると、生産性が低くなり、か つ職業病−白ろ病になることも知られている。

空気圧衝撃工具の振動を減らすことに向けられた試みは当該技術で知られており 、そのうち大抵の根本的な試みは振動−防護空気圧＠撃工ｉ＜参照、米国特許第 ３２２３１８１号、ＣＩ　、　１７３−１８．１９６２年３月２７日）を設ける ことに終ったが、この工具は、ケーシングと、ケーシング内に制限された軸方向 運動可能に装着された筒体と、この筒体に軸方向運動可能に取り付けられたピス トンと、ピストンが有効な打撃を加えるように圧縮空気の作用の下に筒体とピス トンに往復運動を与えるための空気分配装置とを含む。作業者により直接保持さ れるケーシングの振動がこの工具では非常に減少する。なぜなら、ケーシングは 、ケーシング内の筒体の前記運動により引き起こされる（値と方向が）交互の摩 擦力にさらされるにすぎないからである。この力も補償してさらに振動減少を達 成することが好ましいと思われる。

特に空気圧タンパ−に適用される場合に、この設計の特別な主要点は、付属部品 を有するケーシングを作業中手で保持しなければならないことを含み、そのため 作業者の側に相当な筋肉の力が会費になり、従って作業者が急速に疲労し、かつ 生産性が低くなった。

加えて、ケーシングの重力が有効な打撃を加える過程に参加せず、そのため工具 の質量が同じではその出力が下がる。

また、次のような振動−防護空気圧衝撃工具（参照、ＦＲＧ特許第８９２５８０ 号、　Ｃ１，８７ｂ　２／１１　。

１９５１年１２月７日）も当該技術で知られており、その工具は、制御部材を有 するケーシングと、制限、された軸方向運動可能にケーシングに装着された筒体 と、筒体に軸方向運動可能に装着されたピストンと、ピストンが有効な打撃を加 えるように圧縮空気の作用の下に筒体とピストンに往復運動を与えるための空気 分配装置と、ケーシングの重力を補償しかつそれを有効な打撃仕事に変換するた めにケーシングと筒体の間に軸方向推力を作るための装置とを含み、この装置は 、筒体またはケーシング内に区画されていて圧縮空気源と永久的に連通ずる空間 を含み、また工具は、ケーシングまたは筒体に取り付けられていて前記空間に受 け入れられた、較正開口部を有する管を含む。

しかしながら、この工具では、ケーシングと筒体の間の摩擦により作られる上記 の振動源は別としても、他の振動源がある。すなわち、空気分配装置により圧縮 空気源からの圧縮空気を不均一に消費することにより引き起こされる推力の値の 波動、および工具の作動中の上記空間の容積の変動がある。

この工具は大きな軸方向および半径方向寸法を有し、このため実用的工具、特に 小型の手持工具を製造するのが難かしい。

上記の空間の容積の変化により引き起こされる推力の変動ケ下げることと、半径 方向寸法を減らすことに向けられた試みは、当該技術で知られている。かくして 、次のような振動−防護空気圧衝撃工具（参照、米国特許第３８９２２８０号、 Ｃ１，１７３−１６２Ｊ１９７３年１０月３０日）が当該技術で知られており、 この工具は、ハンドルを有するケーシングと、軸方向に運動可能に筒体に装着さ れたピストンと、ピストンが有効な打撃を加えるように圧縮空気の作用の下に筒 体とピストンに往復運動を与えるための空気分配装置と、ケーシングまたは筒体 に区画されていてかつ圧縮空気源と永久的に連通ずる空間を含む、ケーシングと 筒体の間に推力を作るための装置と、筒体またはケーシングに取り付けられてい てかつ前記空間に受け入れられた、較正された開口部を有する管と、主ピストン に連結された補助ピストンを含む、前記空間の容積を補償するための装置とを含 む。この場合、ケーシングの振動は、筒体の摩擦のためと、空気分配装置により 圧縮空気を不均一に消費することによる推力値の残留変動のために起こる。加え て、工具が長すき゛る。

発明の開示 本発明の目的は、上記の不利益を除去することである。

本発明は、ケーシングと筒体の間で（１直と方向が）交互する摩擦力を補償する ことにより、最小のケーシング振動と小さな軸方向および半径方向寸法も有する 、振動−防護空気圧衝撃工具を提供する問題に基いている。

本発明は、本質的に、ケーシングと、軸方向運動可能にケーシングに装着された 筒体と、筒体の内部に移動可能に装着されたピストンと、ピストンが有効な打撃 を加えるように筒体とピストンに実質的に互いに逆位相の関係に往復運動を与え るために圧力流体を筒体の内部に分配しかつ供給する手段とを含み、前記手段は 、ケーシングに固着されていてかつケーシング重量を補償するために一定の流体 圧力を取り上けるようになっている較正管からなる振動−防護空気圧衝撃工具に おいて、本発明により、ケーシングに連結手段が設けられ、その連結手段により 、ケーシングがピストンに１それらが互いに対して移動できるように作用的に連 結され、連結手段とピストンが互いに摩擦的に保合可能であることにある。

摩擦係合をするケーシングとピストンの間の連結により、ケーシングに（値と方 向が）交互する摩擦力を加えることができる。この力は、これまでケーシングと 筒体の間に作用した交互の摩擦力と実質的に逆位相の関係に向けられる。これに より、これらの力が相互に補償し合い、それによってケーシングの振動が減少す る。

ピストンに内部空間が作られるのが望ましく、また連結手段は、ピストンの内部 空間に密封状態で受け入れられる、較正された横断面の細長い管からなる。

この配置によれば、既存の部材の修正により工具の設計を実質的に単純化するこ とにより上の問題を最も簡単な仕方で解決することができる。

ビストイロッドが設けられたピストンを有し、ピストンロッドが筒体を通って延 びていて、かつその端部に、ばら材を締固めるための突固めシューを有する工具 において、ピストンロッドを中空にするのが好適であり、またピストンの内部空 間がピストンロッドの内部と連通し、較正管がピストンの内部空間を通って延び るようにされ、管の端部がピストンロッドの内部に受け入れられている。

この設備によって、工具の軸方向寸法を実質的に減少させることができる。

本発明の結果として、最小の振動を有し、かつ最小の全体寸法と最大の出力をも った非常に簡単な構造も有する振動−防護空気圧衝撃工具が得られる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明による振動−防護空気圧衝撃工具の部分縦断面図、第２図は第１ 図の線■−■に沿って切断された断面図、第３図は第１図の装置−■に沿って切 断された断面図である。

発明を実施するための最良の形態 さて、本発明を、振動−防護空気圧タンパ−に適用されるその特定の実施例に関 して述べるが、これらは本発明の精神と範囲を限定するものではない。

タンパ−の形態をした、第１図に示された振動−防護空気圧衝撃工具は、次の組 立体、すなわちケーシング１、筒体２およびピストン３からなる。

ケーシング１には、始動装置（これは適当な周知の型式のもので良く、図面には 示されていない）を有するハンドル４と、これに螺着された円筒部品５とがあり 、円筒部品５にはキャップ部材６がねじ込まれている。例えばザム製の弾性部材 ７が円筒部品５とキャップ部材６の間に設けられている。

筒体２が、制限された軸方向運動可能にケーシング１に取り付けられており、ケ ーシングと筒体がそれぞれ表面８と９に沿って互いに係合している。筒体２は、 スリーブ１１が上部にプレス嵌めされた中空円筒１０と、その下部に固着された グランドゾシュ１２とからなる。

また、筒体２には、ピストンロッド１３を有するピストン３が、制限された軸方 向運動可能に取り付けられ、ピストンロッド１３は、内部空間１４と、その端部 に固着された突固めシュー１５を有する。スリーブ１−６がピストン３の上部に 取り付けられている。横溝１７が、内部串間１４に開口する、ピストンの同じ部 分に作られており、また弁１８が溝に設けられている（第１．２図）。ピストン ３の上部（第１図）には、溝１７を通って延びていてかつスリーブ１６で通路１ ９と２０を区画する縦溝が外側に設けられている一０通路１９は、筒体２にピス トン３により区画された作用行程室２１と連通し、この作用行程室は、スリーブ １１とピストン３により円筒１０内に区画されている。

通路２０は、ピストン３とグランドズシュ１２により円筒ｌＯ内に区画された戻 り行程室２２と連通し、かつ通路２０は、図面に示した位置で弁１８により遮断 されている。溝１７、弁１８および通路１９．２０の組合わせにより、空気分配 配置が区画される。室２１と２２から排気を排出するために、円筒１０には、そ の溝２４に開口するポート２３が作られており（第１゜３図）、溝２４が円筒１ ０、グランドズシュ１２、円筒部品５、弾性当接部材７およびキャップ部材６の 間の環状空間２５（第１図）を介して大気と連通している。

ハンドル４と円筒部品５０間に端板２６が取り付けられてＫす、この端板には、 較正された横断面の管２７が固着され、この管２７は、通路２９と連通ずる貫通 縦通路２８を有し、この縦通路はさらに始動装置を経て圧縮空気源（図面に示さ れてない）と連通している。管２７はそのカラーと弾性リング３０により密封さ れている。管２７がスリーブ１１を通って延びてピストン３に受け入れられてお り、管がその外周３１にわたってピストン３のスリーブ１１の表面３２およびピ ストン３の表面３３により密封されている。

本発明は、ケーシング１に連結手段が設けられ、この連結手段により、ケーシン グはピストン３に、それらが互いに対して動けるように作用的に連結されている ことにある。連結手段は、ケーシング１に固定されていてピストン３に密封状態 に受け入れられた管２７を含む。ピストン３と管２７は互いに摩擦で係合して空 間３４が、端板２６のポート３５を介して、およびハンドル４のポート３６を介 して大気と永久的に連通している。

ケーシング１内の筒体２の運動は、頂部で端板２６により、および例えばザム製 の弾性当接部材３７により、かつ底部で筒体の肩部３８により、およびケーシン グ１の弾性当接部材７により制限される。筒体２内のピストン３の運動はスリー ブ１１とブツシュ１２により制限される。

第１図に示した振動−防護空気圧衝撃工具は、次のように作用する。

第１図に示した初期の位置では、戻り行程室２２が排気ポート２３、溝２４およ び空間２５を介して大気と連通している。ピストン３の通路２０は、空間が溝１ ７、空間１４、管２７の通路２８、ハンドル４の通路２９および始動装置を介し て圧縮空気源と連通ずるように設計されているが、弁１８により遮断されている 。筒体２は、弾性当接部材３７と端板２６の問お゛よび筒体２の肩部３８と他方 の弾性当接部材７の間で接触せずにケーシング１に対して成る中間位置にある。

始動装置を作用させると、源からの圧縮空気がハンドル４の通路２９および管２ ７の通路２８を通ってピストン３の内部空間１４へ入る。内部空間１４は、作動 中、源の圧縮空気の圧力にほぼ等しい圧縮空気圧の下にある。か（して、はぼ一 定の上向きの力がケーシング１に加えられ、この力の値は、内部空間１４の圧縮 空気圧と較正管２７の横断面積（その通路２８の横断面積を含む）の積に等しい 。この力の値は、作動を容易にするために、ケーシング１の重量より若干太き（ 選ばれる。この力の特定の値は、管２７の横断面積の選択により得られる。なぜ なら、圧縮空気圧は特定の型式の圧縮空気源に依存していて、一定値とみなすこ とができるからである。

同じ、しかし反対方向に向けられた力がピストン３に加えられる。上記の力の発 生により、第一にケーシング１と付属部品の重量を平衡させ、従って作動を容易 にし、第二に有効な打撃のためにケーシング重責を用い、従って工具の出力を全 体として増大させることができる。

圧縮空気が内部空間１４から溝１７と通路１９を通って作用行程室２１に入る。

作用行程室の側で圧縮空気の圧力の作用を受けて、筒体２とピストン３が上下に 動き始め、ピストン運動も内部空間１４から刃口え−られる力により援助される 。

筒体２とピストン３の組合わされた運動中、排気ポート２３がスリーブ１６によ りおおわれ、そして空気が戻り行程室２２に捕えられて圧縮される。筒体２とピ ストン３がさらに運動する間に、排気ポート２３が露出されて、室２１がポート ２３、溝２４および空間２５を介して大気と連通する。空気が室２１から大気に 排出され、そしてこの室内の圧力が減少し始めてついにはほぼ大気圧に達する。

筒体２とピストン３がそれらの反対の運動を行ない続けて、室２２内の圧力が増 大する。底からの支配している圧力の作用を受けて、弁１８がその上方位置へ移 動されて通路１９を遮断し、そして通路２０、従って室２２を、溝１７を介して 圧縮空気源へ連結する。ピストン３が底からの背圧に打ち勝って、その突固めシ ュー１５で、締固められている材料（示されてない）に突き当って有効な仕事を 行なう。その後、ピストン３が室２２の圧力の作用の下に、内部空間１４の圧力 に打ち勝って上方へ動く。はぼ同時に、筒体２が制動をかけられて下方へ動き始 める。

筒体２め下方への運動とピストン３の上方への運動中、排気ポート２３がおおわ れて、補えられた空気の圧綿が作用行程室２１で始まる。筒体２とピストン３が さらに運動する間に、ポート２３が露出され、そして排気が、露出されたポート ２３を介して戻り行程−室２２から排出される。頂部からの支配する圧力の作用 の下に、弁１８がその下方位置へ移動されて、室２１を通路１９、溝１７、内部 空間１４および通路２８゜２９を介して圧縮空気源に連結する。室２１内の成長 する圧力の作用を受けて、筒体２とピストン３が制動をかけられて反対方向に動 き始める。すなわち、筒体が上方へ動き、そしてピストンが下方へ動く。それか ら、工具の作動サイクルが上記のように繰返される。

作動サイクル中、次の力かケーシング１に作用する。

ａ）下方に向けられていてかつ一定の値を有するケーシング１の重力、 ｂ）上方へ向けられた、内部空間１４から管２７を介してケーシングに加えられ る力。内部空間１４内の圧縮空気圧が一定であるので、この力の値は実質的に変 化しないままである。

これらの力は反対に向けられ、かつ互いに実質的に補償しあう。この理由のため に、これらの力はケーシング１の実質的な振動を引き起こさない。

Ｃ）筒体とケーシング１の内面８の間および筒体２の内面３２と管２７の外面３ １の間に筒体２の往復運動により引き起こされる（直と方向が）交互の摩擦力。

ｄ）管２７の表面３１に沿ったピストン３の表面３３の往復運動により引き起こ される（値と方向が）交互の摩擦力。

筒体２とピストン３の前述した実質的に逆位相の運動のために、これらの摩擦力 は互いに実質的に逆位相の関係にある。それらの値は実質的に等しい。なぜなら 、ピストン３と管２７の間の接触面積に比較して筒体２とケーシング１の間の非 常に大きい接触面積は、それらの質量の相当な差を考慮すると、ケーシング１に 対する筒体２の速度に比較してケーシング１に対する非常に高いピストン３の速 度により補償されるからである。

上記の理由のために、これらの摩擦力は互いに実質的に補償しあい、そのためま た、作動中作業者により保持されたケーシング１の振動も引き起こされない。

作業者に伝えられる振動がないことが生産性の改善の一因となり、かつ職業病（ 白ろ病）を除去する。

工具の作動中、内部空間３４が、ケーシング１の振動を含む、性能に不利な＃響 を有しない。なぜなら、この内部空間がポー）３５．３６を介して大気と永久的 に連通し、かつこの空間内の圧力が大気圧と実質的に等しいからである。

安定した作業条件の下で、ケーシングｌは、その弾性当接部材３７が端部板２６ に係合しないで、かつ肩部３８が弾性当接部材７に係合しないで一定の中間点の 周りを揺動する往復運動を行なう。

これらの部材の偶発的衝突とそれにより引き起こされるケーシング１の有害な振 動は、ケーシングを上にまたは下へわずかに動かすことにより容易に避ける゛こ とができる。

産業上の利用可能性 本発明は、鋳物砂を締固めるための鋳物工場の過程で用いられるタンパ−に使用 するのが好適であり、そのタンパ−では、ピストンがピストンロッドを介して突 固めシューに永久的に連結されている。ピストンロッドが中空に作られ、またケ ーシングに連結された較正管がピストンロッドに受け入れられている。この配置 は振動を減少させるだけではなく、タンｔＲ−の長さの相当な減少も保証する。

本発明は、また土を締固めるための建設産業に、およびばら材を、手で保持され る動カニ具により締固めなければならない他の産業にも用いることもできる。

３５２６　２９３０ 国際調査報告 第１頁の続き ＠発明者　ユリエフ、レオニド　アレクセーエ！クイツチ ０発　明　者　コカレフ、ウラジミール　イワノウイツチ と　ソ連国６３００９３．ノヴオシビルスク、ウーリツツア、ウリツコボディー 、１５Ｘカーヴエー、７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．　ケーシングと、ケージングに軸方向に移動可能に装着された中空の一体と 、筒体の内部に移動可能に装着されたピストンと、ピストンが有効な打撃を加え るようにピストンと筒体に笑質的に互いに逆位相の関係に往復運動を与えるため に圧力流体を筒体の内部に分配しかつ供給する手段とを含み、前記手段が較正さ れた管ρ・らなり、この較正管はケーシングに固定されかつケーシングの重量を 補償するために一定の流体圧力を取り上けるようになっている振動−防護空気圧 衝撃工具において、ケーシング（１）に連結手段か設けられ、この連結手段によ りケーシング（１）がピストン（３）に、それらが互いに対して移動できるよう に作用的に連結され、連結手段とピストン（３）が互いに摩擦で保合可能である ことを特徴とする＠撃工具。 ２、　ピストン（３）に内部空間が作られ、また連結２手段は、ピストン（３） の内部空間に密封状態に受け入れられた細長い較正された管（２７）からなるこ とを特徴とする請求の範囲第１項による衝撃工具。 ３、　ピストン（３）がピストンロッド（１３）を有し、ピストンロッドが筒体 （２）を通って延びていて、かつその端部に、ばら材を締固めるための突固めシ ュー（１５）を有する、請求の範囲第２項による衝撃工６ 具において、ピストンロッド（１３）が中空に作ら瓢かつピストン（３）の内部 空間がピストンロッド（１３）の内部空間（１４）と連通しており、また較正管 （２７）がピストン（３）の内部空間を通って延びるようにされ、管の端部がピ ストンロッド（１３）の内部空間（１４）に受け入れられていることを特徴とす る衝撃工具。