JPS629877A - 空気動工具 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は圧縮空気を利用してピストンを進退させ、そ
の先端でチゼルなどの後端を打撃して、このチゼルなど
により岩石やコンクリートなどを破砕するあるいはハツ
リ作業、釘打ち作業等に使用する空気動工具に関するも
のである。

〔従来の技術〕

圧縮空気を利用する往復動工具には数多くの種類がある
が、そのほとんどは打撃ハンマを兼ねるフリーピストン
を持ち、切換バルブを用いてその前後に交互に空気を送
り込むことによってピストンを往復させる構造となって
いる。

この構造をとると必然的に、ピストンの往復動につれて
シリンダあるいはハウジングは空気圧の作用によりピス
トンの動きと反対方向の力を受けることになる。従って
シリンダあるいはハウジングは前後方向に交互の力を受
けることになり、振動が発生する。手持ち工具の振動は
近年労働衛生の点からも非常に大きな問題となっており
、種々の対策が提案されているが、その中には上記の振
動発生機構にさかのぼり、構造的に振動の発生を抑えた
ものがある。

すなわち、特公昭５８−１９４３４号公報に記載された
発明は大径部と小径部を有する段付ピストンを使用し、
チゼル側に大径部を配している。

そしてピストンの大径部と外径を等しくしたチゼルブツ
シュを軸方向に進退自在に嵌合せしめである。この構造
でピストン小径部には常に給気圧をかけておきピストン
大径部（こ切換パルプ等によって断続的に給気してやる
と面積差によって大径部に圧力がかかったときは、ピス
トンは後退しその圧力が抜けるとピストンは前進しく打
撃）往復運動を行なう。ここで、ピストン大径側に圧力
がかかったとき、軸方向の力はピストンとチゼルおよび
チゼルブツシュにかかる。そして後者の力は被打撃物に
よって支えられているので、ハウジングには何らの力も
働かない。（径方向に働く圧力は打ち消し合う） また、小径部にかかる圧力はピストンとハウジングに働
くがこの圧力は変動がほとんどないため振動の原因とは
ならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記特公昭５Ｂ−１９４３４号公報記載の構造を実施す
れば事実著しく低振動の往復動工具が実現する。

しかしながら、この構造は実用上の大きな問題点を有し
ている。すなわち、この構造の場合、ピストンの後室で
常にハウジングにかかる力があり、この力は被打撃物と
反対方向に働く１こめ作業を続けるためにはそれに勝る
力でハウジングを常に押さえ込んでおく必要がある。こ
の力は大略、小径部断面積と空気圧の積に等しくなる１
こめ、打撃エネルギーを確保しようとすると、それに比
例して浮き上がり力が強くなり、そのため、この構造を
適用できる工具の大きさに限界ができてしまう。

発明はこのような問題点を解決することを目的とするも
のである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するために、この発明は前端にチゼ
ルを嵌装したシリンダの中間室に、容量が大で圧縮空気
源に弁を介して連通ずる空気室を連通させ、シリンダ内
の前部に嵌装したメインピストン後部の小径部を前記中
間室内に進退自在に嵌入させ、シリンダ内の前記中間室
の後方にはサブピストンを進退自在に嵌入するとともに
その後部の小径部を前記空気室内に進退自在に嵌入させ
、前記中間室とシリンダの前室とを連通させてメインピ
ストンの前端に空気圧を加える連通路と、メインピスト
ンが一定ストローク後退したとき前室を排気口に通じ、
中間室を前記空気室から遮断し、サブピストンが一定ス
トローク後退したとき、中間室を排気口に通じる弁機構
をメインピストンとサブピストンおよびシリンダ間に構
成したものである。

〔実施例〕

第１図はこの発明の原理的構造を示す実施例で、１は前
端にチゼル２を嵌装したシリンダで、その内部にはメイ
ンピストン３とサブピストン４を嵌とサブピストン４の
前端の間には中間室６を設けるが、この中間室６にはバ
ネ７を介在させるか、鎖線のようにサブピストン４の前
端またはメインピストン３の後端に細い突起８を設ける
などの手段により中間室６が一定以上に縮小しないよう
にする。

室１１内に進退自在に嵌装する。

１３は空気室１１に設けた供給口で、図示省略しである
弁を介してコンプレッサなどの圧縮空気源に通じている
。

また、前記各ピストン３．４が前進位置にあるときの中
間室６は連通路１４．１５によりシリンダ１内の前室１
６と空気室１１に連通している。

また、シリンダ１内にはメインピストン３の前端大径部
の後方の後室１７、サブピストン４の前端大径部の後方
の後室１８があり、これらは前記空気室１１から遮断さ
れている。

さらに、シリンダ１には前後の後室１７．１８を常に大
気に開放している排気口２１．２２と、メインピストン
３が後退位置のとき前室１６を大気に開放する排気口２
３とサブピストン４の後退時に中間室６を大気に開放す
る排気口２４とを設ける。

上記の第１の実施例の作用を説明すれば、図示省略しで
ある弁を開き、供給口１３がら空気室１１【こ圧力空気
を供給すると、この圧力空気はサブピストン４の小径部
１２の後端面に加わり、同時に連通路１５を経て中間室
６に流入した圧力空気によりサブピストン４の前部にも
圧力を加えるから面積差によりサブピストン４は後退し
始める。

また、連通路１４によりメインピストン３の前後にも圧
力が働き、面積差によりメインピストン３も後退する。

メインピストン３の後退によりその小径部５で連通路１
４．１５を遮断し、中間室６を空気室１１から遮断し、
ついで、排気口２３が前室１６に連通してこの前室１６
が大気に開放される。

また、中間室６もサブピストンの後退により排気口２４
に連通して大気に開放されるので、メインピストン３の
前後は大気圧まで下り、外部からの力はなくなるが、メ
インピストン３の慣性によりなお後退を続ける。

一方、サブピストン４はその前端に働いていた加圧空気
が排気されるので小径部１２の後端蚤こ加わる空気圧力
のみが働く。これによりサブピストン４の後退運動に対
してブレーキが働き、−たん停止すると同時に反転して
前進を始め、慣性で後退しつつある前記メインピストン
３と緩衝バネ７や突起８などにより適当な間隔、すなわ
ち、中間室６が存在する状態で接触し、これを前方に押
し返す。

こうして、メインピストン３とサブピストン４が所定の
位置に達すると中間室６が再び空気室１１に通じ、メイ
ンピストン３の小径部５の後端に空気圧が加わり、メイ
ンピストン３の前進を加速してチゼル２の頭部を打撃す
る。

その後は最初の状態に戻り、前回と同じ動作の繰返しと
なる。

第２図は第１図の実施例と基本的な作動は同じであるが
全長を短かくしたものである。

すなわち、メインピストン３の後端から所要深さの凹孔
３１を設け、サブピストン４の前部に形成した小径部３
２を凹孔３１内に進退自在に嵌入し、サブピストン４の
後端から所要深さの凹孔３３を設け、この凹孔３３にシ
リンダ１内の後部に固定し１こ筒３４を摺動自在に嵌装
し、この筒３４の後端を空気室１１に連通させる。

また、シリンダ１と、チゼル２、メインピストン３、サ
ブピストン４の間には摺動自在のス’Ｊ　−ブ３５を介
在させ、シリンダ１の中間部内周には前後の周溝３８．
３９を設けて、これを連通路１４．１５に連通させ、ス
リーブ３５の内周には溝４０を設けるととも９二連通孔
４１．４２を設はメインピストン３の前進時は連通路１
４．１５が中間室６に連通ずるように構成する。

さらに、スリーブ３５には複数の連通孔４４．４５．４
６を設けて、これらを前室１６と連通路１４、排気口２
３．２４に連通させ、メインピストン３には、その後退
時に凹孔３１内の前部を連通孔４５を介して排気口２３
に連通させる連通孔４７を設ける。

また、凹孔３１内には圧縮バネ５０およびその底部にゴ
ムリングなどの緩衝材５６を設け、スリーブ３５の後部
寄り外周に固定したリングとシリンダ１の内周後部の段
部間にも圧縮バネ５２を設け、スリーブ３５の前部外周
の段部とシリンダ１の前部内周の突部間には、緩衝材と
して、複数のゴムリング５３を取付ける。

上記の実施例の場合、空気室１１の加圧空気は連通路１
５→周溝３９→連通孔４２→中間室６→溝４０→連通孔
４１→周溝３８→連通路１４→連通孔４４→前室１６と
流れメインピストン３の前の面積差によりメインピスト
ン３は後退する。同時に、中間室６の加圧空気はサブピ
ストン４の小径部３２の外周部の段部５５にも後方への
圧力を加え、空気室１１内の加圧空気は筒３４内を通つ
てサブピストン、−Ｊ、ＩＩＲニア、％ｈ　ｌ、、−ｙ
ｚ部に前向きの圧力を加えるが、凹孔３３の断面積より
段部５５の面積の方が大きいのでサブピストン４も後退
する。

こうしてメインピストン３が後退する途中で周溝３８．
３９が遮断され、ついで、連通孔４７．４５が連通し、
さらにメインピストン３の前端が連通孔４５より後方と
なり、前室１６を排気孔２３に通じて大気圧とする。

また、後退するサブピストン４の段部５５も連通孔４６
の後方になると、後退した中間室６が大気圧となる。

このメインピストン３は慣性によりさらに後退を続ける
。

一方、中間室６が大気圧になると、空気室１１からサブ
ピストン４の凹孔３３に加わる前向きの力が全て有効と
なり、これによりサブピストン４の後退にブレーキがか
けられて同ピストン４が−たん停止し、ついでサブピス
トン４が前進を始め、バイ−５０を介してメインピスト
ン３の凹孔３１内の緩衝材５６に接触したのち、両ピス
トン３．４が共に前進し、その途中で中間室６が空気室
１１に通じるのでメインピストン３の前進速度はさらに
加速してチゼル２の頭部を打撃する。

その後は前記動作の繰返しとなる。

〔効果〕

この発明は上記のようにシリンダ内にメインピストンと
サブピストンを嵌装して、メインピストンの前進時には
、このメインピストンがサブピストンで押される形で前
進し、メインピストンがチゼルを打撃するさいは中間室
内に流入する加圧空気でサブピストンが後退するので、
メインピストンの小断面積部は比較的大きくして打撃エ
ネルギーを犠牲にせずに十分な打撃力を発揮させること
ができる。また、サブピストンの小断面積部は中空気室
において生ずる反対方向の力が著しく少なくなる。従っ
て中型、大型の空気動工具において十分な低振動、低反
力が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の各実施例を示す縦断正面図
である。 １・・・シリンダ、２・・・チゼル、３・・・メインピ
ストン、４・・・サブピストン、５・・・小径部、６・
・・中間室、１１・・・空気室、２１・・・排気口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 前端にチゼルを嵌装したシリンダの中間室に、容量が大
   で圧縮空気源に弁を介して連通する空気室を連通させ、
   シリンダ内の前部に嵌装したメインピストン後部の小断
   面積部を前記中間室内に進退自在に嵌入させ、シリンダ
   の前記中間室の後方にはサブピストンを進退自在に嵌入
   するとともにその後部の小断面積部を前記空気室内に進
   退自在に嵌入させ、前記中間室とシリンダの前室とを連
   通させてメインピストンの前端に空気圧を加える連通路
   と、メインピストンが一定ストローク後退したとき前室
   を排気口に通じ、中間室を前記空気室から遮断し、サブ
   ピストンが一定ストローク後退したとき、中間室を排気
   口に通じる弁機構をメインピストンとサブピストンおよ
   びシリンダ間に構成した空気動工具。