JPS6339775A - 衝撃動工具 - 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シリンダ内のピストンを
進退させ、このピストンによりシリンダの前端に取付け
たチゼルなどを打撃するように構成したコンクリートブ
レーカ、チッピングハンマ。

シンカなどの衝撃動工具の振動、特にこの種の衝撃動工
具に生ずる低周波振動を低減させた衝撃動工具に関する
ものである。

〔従来の技術］ 従来の衝撃動工具は、単一のシリンダ内に設けた単一の
ピストンの前後に交互に圧気と排気を行ない、ピストン
を進退させている。

この単一のシリンダと単一のピストンを用いるものはピ
ストンが前進するさいはシリンダには後向きの反力か働
き、ピストンの後退時にはシリンダに前向きの反力か加
わるか、特にチゼルをピストンて打幣するさいのシリン
ダ後部の空気圧と、ピストン後退時のシリンダ後部の空
気圧の変動が激しく、これが断続的な反動となって工具
を振動させる。

このような振動は工具の７％ンドルから作業者の手に伝
わり、作業者の手などの身体に悪影響を与える。

このため、シリンダとハンドルの間にゴムやバネを介在
させるなどの方法によりシリンダからノ１ンドルに伝わ
る振動を緩和させるものがある。

また、上記のような問題を解決するものとしてシリンダ
の後部に容器の大きな空気室を設けてピストン後部の小
径部がこの空気室内に嵌入し、この後部室に常時一定の
圧縮空気圧を加えて、ピストンの進退運動に伴なう圧力
変動が殆んど起らないようにしたものがある。

その他に、単一のシリンダ内にチゼルを打撃するピスト
ンと、これとは別の進退部材をはめ、この進退部材をピ
ストンと反対の方向に進退させて振動を減衰させるよう
にしたものもある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の単一のシリンダ内に単一のピストンをはめたもの
で、シリンダとハンドルの間にゴムを挾んだものは、高
周波振動（１００〜１６００１（ｊ）に対してはある程
度有効であるが、ピストンの往復動のさいの反力に起因
する低周波振動に対しては殆んど無効であり、しかも、
作業員に与える害は低周波振動の方が犬である。

また、シリンダの後部に容量の大きな空気室を設けたも
のは低周波振動を緩和する点で相当有効なものであるが
、シリンダの後部に大きな空気室があるため、シリンダ
径の大きい大形の衝撃動工具に実施すると、後部の空気
室が著しく大きくなることと、著しく大きな押付力で押
さなければ空打ち状態になるという問題がある。

さらに、単一のシリンダ内をこピストンと進退部材を設
けて両者が反対方向に動くようにしたものは両者が正確
に同期して相反する方向に動いている場合は振動減衰効
果はきわめて大きいが、ピストンと進退部材が単一のシ
リンダ内で自由に動くので、正確に同期して相反する方
向に動かない場合があり、最悪の場合は両者により発生
した振動が共振状態となって振動が激しくなる場合もあ
るという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

上記間頂点を解決するために、この発明は前端にチゼル
などの打撃部材を取付けたシリンダ内をそれぞれ独立し
た前部シリンダ室と後部シリンダ室とし、前部シリンダ
室内には前端のチゼルを打撃する打撃ピストンをはめ、
後部シリンダ室には打撃ピストンの運動により発生する
振動レベルと同じレベルの振動を発生する加振ピストン
をはめ、前記両シリンダ室内のピストンを相反する方向
に同期せしめて進退させることにより互いの躯動波を打
ち消し合うような運動を与える流体制御手段を設けたも
のである。

〔作用〕

この発明は上記の構成であり、圧縮空気などの流体で作
動する両ピストンはロータリバルブあるいはスプールバ
ルブ、さらには流体素子などからなる制御手段による流
体の制御によって、打撃ピストンが前進してチゼルを打
撃したときは加振ピストンは後退し、打撃ピストンが後
退したときは加振ピストンは前進する。

こうして打撃ピストンと加振ピストンが正確に同期して
相反する方向に動き、低周波振動を大幅に減衰させる。

〔実施例〕

第１図ないし第３図に示す第１の実施例において、１は
シリンダで、前部材２、中部材３、後部材４を一体に結
合したもので、その内部は隔壁５により前部シリンダ室
６と後部シリンダ室７とに分離されている。

前記各シリンダ室６，７はその隔壁５寄りの部分が大径
局面８．９とｆｌっている。

１０は前部シリンダ室６にはめた打撃ピストン、１１は
後部シリンダ室７にはめた加振ピストンで、この各ピス
トン１０．１１の中間部外周の大径部１４．１５か前記
大径周面８，９にはまっている。

１６は後部材４に設けた圧縮空気の入口で、レバー１９
を有する開閉弁１７を有し、後部材４に設けた連通孔１
旧に通じている。

この連通孔１８は前部材２、中部材３、後部材４に亘っ
て設けた連通孔２０に通じ、この連通孔２０は前部シリ
ンダ室６および後部シリンダ室７の中間部の周溝に通じ
、この周溝は大径局面８゜９の端部に通じている。

また、前部材２の先端には前記打撃ピストン１０により
打撃される打撃部材としてのチゼル２２が一定の範囲で
進退できるように取付けられ、同前部材２の両側には前
部シリンダ室６を外気に通じる通気孔２３を設け、後部
材４の後端近くにも後部シリンダ室７を外気に通じる通
気孔２４を設ける。

第１図の２５は流体制御手段の一例としてのロータリバ
ルブである。このバルブ２５は後部にエアモータ２６を
設けた筒状の本体２７内にモータ２６で、下動される回
転弁体２８を設けたもので、３０は前記後部材４に設け
た圧縮空気出口３１とエアモータ２６とを結ぶ送気路、
３２は本体２７の前端の蓋３３に設けた圧縮空気出口、
３４はこの出口３２と前部シリンダ室６の後端に通じる
通気孔３６を通じる送気路、３７は本体２７の前部−側
の圧縮空気出口３８と後部シリンダ室７の前端に通じる
通気孔３９を連通させる送気路である。

また、本体２７の一側には図示省略しである圧縮空気源
（こ通じる圧縮空気人口４０を設け、その反対側には複
数の排気孔４１．４２を前後２列に形成する。

さらに、弁体２８には前記出口３８を入口４０と排気孔
４１に交互に通じる軸方向の溝４５と、出口３２を入口
４０と排気孔４２に交互に通じるＬ形の孔４６を設ける
。

つぎに、上記第１実施例の作用を説明するついま、レバ
ー１９により開閉弁１７を開くと、入口１６から入った
圧縮空気は連通孔１８→連通孔２０と流れてシリンダ室
６，７の大径周面８，９とピストンｉｏ、１ｉの外周間
に流入してピストン１０．Ｉｔの大径部１４．１５の段
部に空気圧を加える。

このとき、通気孔３６．３９は送気路３４，３７、弁体
２８の溝４５、孔４６により本体２７の排但孔４１，４
２に通じているから各ピストン１０．１１は隔壁５に接
近した位置となる。

一方、圧縮空気は出口３１−送気路３０と流れてエアモ
ータ２６を回転させるから、上記のように溝４５．孔４
６を排気孔４１．４２に連通させていた弁体２８が回転
を始める。この弁体２８が第１図ないし第３図の位置か
ら１８０°回転すると、入口４０にまで達していた圧縮
空気は溝４５と孔４６を経て出口３２．３８→送気路３
４．３７→通気孔３６．３９と流れてシリンダ室６の後
部とシリンダ室７の前部に流入し、ピストン１０の後端
面とピストン１１の前端面に空気圧を加える。

このとき、ピストン１０．１１の大径ｇｉ４．ｔ５の段
部にも同圧の空気圧が加わってＧ）るが、ピストンｉｏ
、ｉｉの端面の面積が段部の面積より大きいから、打撃
ピストン１０は前進してチゼル２２の後端を打撃し、加
脹ピストン１１は後退する。

さらに、弁体２８が１８０°回転して第１図ないし第３
図の位置になると、シリンダ室６の後部とシリンダ室７
の前部が排気孔４１．４２に通じるから最初と同様に打
撃ピストン１０は後退位置となり、加恨ピストン１１は
前進位置となる。

こウシて打撃ピストン１０１０憑ピストン１１は同期し
て反対方向に進退する。

上記第１実施例ではエアモータを含むロータリバルブを
シリンダの外に設けるものを示したが、第４図に示す第
２実施例ではロータリバルブをシリンダ内（こ設けたも
のを示している。

この図１こおいて、第１図と同じ符号の部分は第１図と
同じ機能であるから説明は省略し、異なる部分のみを説
明する。

第４図において、５０は中部材を兼ねたロータリバルブ
の本体で、その内部；こ回転弁体５１がある。５２は本
体５０の外側に固定したエアモータで、ギヤケース５３
内にエアモータ５２で、駆動するギヤ５４を設け、この
ギヤ５４と弁体５１の端部外周に固定したギヤ５５を噛
合させる。

また、弁体５１には両端中心の開口と、周面前後の開口
を通じる相反する向きのＬ形となった左右一対の孔５７
．５８を設ける。さらに、前部材２と後部材４と本体５
０に亘る連通孔２０を、後部材４の前端内周の周溝４７
と連通孔４８　、４９でエアモータ５２の人口に連通さ
せ、同連通孔２０と弁体５１の孔５７．５８の周面開口
を連通させる開口５９を本体５０内に設ける。また、図
では明らかでないが、本体５０の所定の部分には孔５７
．５８の周面開口を外気に通じる複数の排気孔を２列に
設けである。

上記の第２実施例の場合、レバー１９により開閉弁１了
を開くと、入口１６から入った圧縮空気は連通孔２０か
らシリンダ室６，７の大径周面８゜９とピストン１０，
１１間に流入して、ピストン１０．１１の大径部１４．
１５の段部に空気圧を加える。

このとき弁体５１の各孔５７．５８は各シリンダ室６，
７の弁体側を排気孔に通じているから、各ピストン１０
．１１は弁体５１に接近した状態となっている。

一方、圧縮空気は連通孔２０→連通孔４８→周溝４７一
連通孔４９と流れてエアモータ５２に流入し、ギヤ５４
を回し、ギヤ５５を介して弁体５１を回転させる。弁体
５１が上記の位置から回転すると孔５７．５８の局面開
口が開口５９に通じ、ここにきている圧縮空気が各孔５
７．５８に流入して各ピストン１０．１１の端面に空気
圧を加えるから、打撃ピストン１０は前進してチゼル２
２の後端を打撃し、加振ピストン１１は後退する。

こうして打撃ピストン１０と加振ピストン１１が同期し
て反対方向に進退する。

第５図、第６図の第３実施例は流体制御手段としてスプ
ールバルブ６０を用いたものを示している。

この図において、第１図と同じ符号の部分は第１図と同
じ機能であるから説明は省略し、異なる部分のみを説明
する。

第５図、第６図において、６１はスプールバルブ６０の
弁室で、６２はスプール弁体である。この弁体６２の外
周（こは前後２列の周溝６３，６４が形成され、各シリ
ンダ室６，７の隔壁５側の端部の通気孔３６．３９に通
じる送気路３４　、３７を周溝６３，６４に連通させる
。６５はスプールバルブ６０に設けた圧縮空気入口で、
図示省略しである圧縮空気源に通じており、また、この
人口６５には後退位置の弁体６２の周溝６３，６４に通
じるように分岐させた送気路６７．６８を連通させる。

６９はスプールバルブ６０に設けた排気孔で、この排気
孔６９には前進位置の弁体６２の周溝６３．６４に通じ
るように分岐させた排気路７０゜７１を連通させる。ま
た、弁体６２の後部には復元バネ６６を設ける。シリン
ダ１には各シリンダ室６，７の大径局面８，９の外端に
通じる給気孔７２．７３を設け、同じく各シリンダ室６
，７の外端に通じる排気孔７４．７５を設ける。

また、各シリンダ室６，７の内周には各排気孔７４．７
５の両側に及ぶ周溝７６．７７を設ける。

さらに打撃ピストン１０には半径方向に貫通する横孔７
８と、この横孔７８の中央からピストン１０の後方へ向
かう縦孔７９を設け、この縦孔７９の後端はプラグ８０
により閉鎖する。さらに打撃ピストン１０の大径部１４
の一側には軸方向の溝８２を設けるとともに、この溝８
２と縦孔７９とを孔８１で連通させ、・シリンダ１には
溝８２に通じる通気孔８４を設け、この通気孔８４と前
記弁室６１の前端とを送気路８３で連通させる。

なお、加振ピストン１１にも横孔と縦孔が設けであるが
、これは重量バランスのために設けたもので作用上は不
要である。

上記の第３実施例の場合、図示省略しである開閉弁を開
くと圧縮空気源からの圧縮空気は各給気孔７２．７３か
らシリンダ室６，７の大径周面８゜９とピストン１０．
１１の外周間（こ流入してピストンｉｏ、ｉ１の大径部
１４．１５の段部に空気圧を加える。

上記のように大径周面８とピストン１０間に流入した圧
縮空気は横孔７Ｂ−縦孔７９一孔８１−溝８２−通気孔
８４−送気路８３と流れて弁室６１に流入し、弁体６２
の端面に圧力を加えるから弁体６２はバネ６６を圧縮し
て第５図のように後退し、その周溝６３．６４により圧
縮空気人口６５を送気路６７．６８を経て通気孔３６．
３９に通じるので、打撃ピストン１０は前進してチゼル
２２を打撃し、加振ピストン１１は後退する。

打撃ピストン１０が前進すると、第６図のようにその横
孔７８がシリンダ１の排気孔７４に通じるから、弁室６
１内の圧縮空気は送気路８３→通気孔８４→溝８２→孔
８１→縦孔７９→横孔７８→周溝７６と流れて排気孔７
４から排出される。

このため、弁体６２はバネ６６により第６図のように復
元し、周溝６３．６４が排気孔６９を送気路３４．３７
を経て通気孔３６．３９に通じるので打撃ピストン１０
の後端に圧力を加えていた圧縮空気が排気され、大径部
１４の段部に加わっている空気圧により後退する。

また、同様に加部ピストン１１の前端；こ圧力を加えて
いた圧縮空気も排気されるので大径部１５の段部に加わ
っている空気圧により加振ピストン１１は前進する。

こうして各ピストン１０．１１が第５図の位置になると
弁室６１の前部に圧縮空気圧が加わり弁体６２が移動す
る。このような作用の繰返しにより打撃ピストン１０が
進退してチゼル２２を連打し、加振ピストン１１は打撃
ピストン１０と反対に進退してシリンダ１の振動を低減
させる。

第７図は第４実施例に用いるフリップフロップ型の流体
素子の一例を示すもので、９０は流体素子、９１は圧縮
空気源に通じる給気口、９２，９３は左右のコントロー
ルロ、９４．９５は左右の排気口、９６．９７は左右の
出力口である。

この流体素子を第１図に示す第１実施例のロータリバル
ブ２５のかわりに用いる場合、出力口９６を大気へ開放
し、出力口９７を通気孔３６，３９に接続する。こうし
てコントロールロ９２，９３に信号としての僅かな流体
を交互に供給すると、給気口９１から給気された圧縮空
気が出力口９６゜９７に交互に流れて打撃ピストン１０
と加嘔ピストン１１とが相反する方向に進退する。

上記のコントロールロ９２．９３に対する信号流体の制
御は打撃ピストン１ｏまたは加振ピストン１１の動きに
連動するリミツト弁か、打撃ピストンまたは加振ピスト
ン１１の一部とシリンダ１間に設けた周溝や孔でピスト
ン弁を構成して行なえばよい。

〔効果〕

この発明は上記のように、シリンダ内をそれぞれ独立し
た前部シリンダ室と後部シリンダ室とし、前部シリンダ
室内にはその前端のチゼルを打撃する打撃ピストンをは
め、後部シリンダ内には打撃ピストンの運動により発生
する振動レベルと同じレベルの振動を発生する加振ピス
トンをはめて、両ピストンを相反する方向に進退させる
ことにより反力を相殺してシリンダの振動を低減させる
ものであるが、特にこの発明の場合、前部シリンダ室と
後部シリンダ室を独立させるとともに、ロータリ弁、ス
プール弁あるいは流体素子などで構成した流体制御手段
により前部シリンダ室と後部シリンダ室への流体圧力の
供給および排出を制御して打撃ピストンと加振ピストン
の運動を完全に同期させるので運転中に打撃ピストンと
加振ピストンの同期がずれて振動が激しくなるようなお
それが全（ない。また、従来のゴムやバネあるいは空気
バネを利用するものは打撃物に伝わる力が減少するので
能力が低下するが、この発明の場合はその構造上刃を逃
がす部分がないばかりか打撃時には加振ピストンの反力
が力を加える方向；こ作用するので打撃物に伝達される
力は全く減少しないなどの特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例を示す縦断側面図、第２
図は第１図Ａ−Ａ線の縦断正面図、第３図は第１図Ｂ−
Ｂ線の縦断正面図、第４図は第２実施例の縦断側面図、
第５図、第６図は第３実施例の各状態を示す縦断側面図
、第７図は流体素子の一例を示す正面図である。 １・・・シリンダ、　　６・・・前部シリンダ室、７・
・・後部シリンダ室、１０・・・打撃ピストン、１１−
０．加振ピストン、２２・・・打繋部材の一例としての
チゼル、２５・・・制御手段としてのロータリバルブ、
６０・・・制御手段としてのスプールバルブ、９０・・
・制御手段としての流体素子。 特許出願人　　　　日本ニューマチック工業株式会社同
　　代理人　　　　　　鎌　　　１）　　文　　　−第
７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前端にチゼルなどの打撃部材を取付けたシリンダ内
   をそれぞれ独立した前部シリンダ室と後部シリンダ室と
   し、前部シリンダ室内には前端のチゼルを打撃する打撃
   ピストンをはめ、後部シリンダ室には打撃ピストンの運
   動により発生する振動レベルと同じレベルの振動を発生
   する加振ピストンをはめ、前記両シリンダ室内のピスト
   ンを相反する方向に同期せしめて進退させることにより
   互いの振動波を打ち消し合うような運動を与える流体制
   御手段を設けたことを特徴とする衝撃動工具。 ２、前記流体制御手段は流体または電気モータにより振
   動されるロータリバルブとしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の衝撃動工具。 ３、前記流体制御手段は前記両シリンダ室の何れか又は
   両方の圧力変化により進退するスプール弁体を有するス
   プールバルブとしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の衝撃動工具。 ４、前記流体制御手段は前記両シリンダ室の何れかまた
   は両方のピストンの動きに同期する流体を制御信号とす
   る流体素子としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の衝撃動工具。