JPH0446712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、圧力流体によつて駆動される所謂ニ
ードル・ハンマー又は、ニードルスカラーの装置
に関するものである。

従来技術 公知の型式のニードル・ハンマーでは、被加工
物の表面及び／又はこの表面に近い斜角の不均一
に対して調整できるように、通常、針は互いに無
関係に、軸方向に限られた距離を動き得る保持器
の中に配置されている。作用効果は、針組立体の
後方に配置された往復動部材によつて得られ、こ
の部材は前方に動く間、針の頭をたたく、各々打
撃が与えられる間、最後部の位置にある針は、針
の頭部を通して、伝達された衝撃エネルギーをそ
の主要部に受け、一方、前方にある針は、この衝
撃部材によつて全く打たれることなく、又は、弱
くなつた力で打たれるだけとなる。

この公知の原理は、次の多くの欠点を伴つてい
る。

１ 各作動工程に関して、針組立体の各針の作動
効果は、かなりばらつきがあるので、針がすべ
て有効な作業を行つていると見なすことはでき
ない。

２ 衝撃力の分布が不均一のため、各針は過負荷
を受けやすく、耐久性の問題をひき起こす。

３ 衝撃部材の作動は、工具の外殻を通して作業
者の手に伝わり、且つ工具を長時間使用した
後、所謂、白蝋病等の職業傷害をひき起こす衝
撃波は勿論のこと、反動効果も生ずる。

４ 工具作動中の騒音レベルが高い。これは、一
部は衝撃部材が針の頭部に打撃を加える際発生
する衝撃パルスに原因し、又、一部は、針を横
方向に振動させ、かつ相互にその保持部材にぶ
つかつてかたかたと音をたたせる比較的大きな
間隙により、通常、針が導かれるという事実に
よるものである。

目 的 本発明は、上記の諸欠点を除去したニードル・
ハンマー装置を提供することを目的とする。

概 要 これらの目的は、本発明によれば、弾性材料で
作られ、且つ摩擦はめあいにより各針を締めつけ
る少なくとも一個の保持部材を取付けた往復作動
部材中に針を配置することと、この作動部材の往
復動に従うように配置されているが、保持部材の
摩擦抵抗に打ち勝つて各軸方向の移動の可能性を
有する針とにより、達成される。更に、針の後部
は、あらゆる方向に密封されている作動部材の空
所に入り込むように配置されることができる。即
ち、針の後部によつて占有されることのないこの
空所容積は、針に働く軸方向の力を吸収、分配す
るべく、針の後端部に作用する液圧流体として役
立つ媒体で満たされる。

本発明によれば、駆動力が各針に伝わるので、
工具の針組立体に伝達される力は、各針により均
一に分布され、これにより針の歪が低減し、一作
業工程当りの仕事量がより多く、同時に行われる
ということにより装置が考案されている。更に本
装置の特性は、反動力と衝撃力とを有効に弱める
ことと、騒音を発せずに針を導入することとを同
時に達成するのに適している。

実施例 本発明に従う装置は、以下、添付図面に基づ
き、詳細に記述される。

図面においては、１なニードル・ハンマー全体
で、２はその外殻又はハウジングである。往復作
動部材３は、反動のない動作を得るために、反対
の動きを示す反作用部材４によつて平衡を保つ。
一方、この二つの部材は、導管５を通して両部材
間に構成される作動室２１へ入る圧力媒体により
影響を受け、該媒体は、両部材を分離しようとす
る。他方、この分離動作の間、作動室が開かれる
と、ばね６及び７により、互いに向い合つた方向
へ両部材を戻す。従つて、両部材は、圧力媒体の
供給が継続する限り、一速の急速な往復動作を行
う。作用室においては、給液弁８を取付けること
ができ、これが、反作用部材４が動く間に、圧力
媒体用導管５の出口開口部の開閉の何れかを行
う。弾性密封体９及び１０は、作動室用の密閉手
段として役立ち、Ｏリングで構成され得る。この
間の接触部材として、座金４１が取付けられる。

弾性密封体９及び１０による駆動機構の原理に
ついては、スエーデン特許第7509370−１号に、
反作用部材４による平衡装置についてはスエーデ
ン特許第7603252−３号に、又、給液弁８につい
ては、スエーデン特許出願第8204044−５号に更
に詳細に記述されている。

１１は、図示されていない弁装置による圧力媒
体用供給導管５の開閉用制御レバー、１２は、本
工具を圧力媒体源へ接続するための接続ニツプル
である。

作動部材３とこれに関連する部品は、第２図に
最もよく示されている。作動部材の後端部は、ス
ペーサー・スリーブ１５の一端に駆動板１３を締
めつけるねじ１４によつて保持された駆動板を取
付けている。スペーサー・スリーブ１５の反対側
の端部と作動部材３の肩部との間には、ハウジン
グ２内で作動部材のすべり軸受の役目をするつば
付リング１６が介在さしめられている。作動部材
３の前端部は、ナツト１７により案内されてお
り、このナツト１７は、ねじ１８により作動部材
上に螺合され、ハウジング２の前部においてすべ
り乍らジヤーナルの役目をしている。つば付リン
グ１６とハウジングの前部には、作動部材３と反
作用部材４の分離動作を行う間に作動室２１が開
く時、密封体９及び１０を通つて作動室２１から
半径方向に吐出する圧力媒体を排出するための孔
１９及び２０が設けられている。

作動部材３は、一端を開放した円筒形をなして
いる。その底部又は端部壁に対して、比較的硬質
のポリウレタン合成樹脂等の弾性材料による緩衝
板２２が支持されている。この中空の作動部材３
には、針組立体２３が配置されている。この針組
立体は、針の後端部の頭部２５と前端部の孔にろ
う付けした炭化タングステンの短いピン２６とを
有する多数の針２４から成つている。更に、この
針組立体には、端部壁２８を有するスリーブ２
７，該端壁部２８によつて支持される金属製座金
２９、スペーサー管３０、ポリウレタン合成樹脂
等の弾性材料より成る座金状の保持部材３１、及
びこの保持部材の反対側には、金属又は硬質合成
樹脂等の硬質材料より成る軸受部材３２及び３３
がある。保持部材３１及び軸受部材３２，３３に
は、針が通ることのできる孔が設けられている。
軸受部材３２、スペーサー管３０及び座金２９
は、室３４を限定し、その一部は、針の後部を占
められる。残りの室容積は、液圧媒体の役目をす
る媒体３５で満たされる。針組立体２３は、軸受
部材３３とスリーブ２７の端部とを一体に接合す
ることにより、例えば、軸受部材の狭くなつてい
る端部のまわりに該端部を締めつけることによ
り、独立ユニツトとして一体的に保持せしめるこ
とができる。この単一ユニツトの形で、針組立体
２４〜３５は、作動部材３へ挿入したり、引出し
たりすることができるのである。

針組立体２３は、スリーブ３６により作動部材
３の中でしつかり定着され、このスリーブの内部
端は、作動部材３の中にわずかに入り込んでい
て、軸受部材３３に圧力を働かせる。スリーブ３
６は、テーパの付いた内端部３７を有し、それに
相当したスリーブのテーパ部が支持されるナツト
１７によつて囲まれている。軸受部材３３に対す
るスリーブ３６の締めつけ圧力は、ナツト１７を
締めれば得られる。ニードル・ハンマーを作動す
る場合、作動部材３からナツト１７が戻らないよ
うにニツト１７を固着するには、スリーブ３６と
作動部材３とを互いに回転不可能に接続し、スリ
ーブ３６のテーパ付端部に対してナツト１７を摩
擦で固着するようにすればよい。この回転不可能
な接続は、スリーブ３６から半径方向に延びて、
作動部材３の端部における溝孔又は切欠きと接続
するニブ等によつて得ることができる。スリーブ
とナツト間の確実な摩擦固着は、テーパ面が相互
に押される時、ばね作用による抵抗を受けて圧縮
されるように、必要ならばスリーブの端部に溝を
つけて直し、相互のテーパ接触面の形状を適当に
選定することにより得られる。ナツト１７を回す
る場合、作動部材３とスリーブ３６が共に回転し
ないように、つめ付スパナ又は類似品を使用し
て、その突出たつめを、ナツトの開口部３８を通
してスリーブ３６の外端部の溝に挿入する。

スリーブ３６には、針２４用の孔を設けて保持
部材３１と同様な弾性材料で適当に作られた案内
保持部材３９が取付けられている。案内保持部材
３９は、適当な方法、例えば、スリーブの圧縮部
分に強制的に取付けることにより、スリーブ３６
に保持されている。

図示した実施例において、保持部材３１は液圧
媒体３５の漏洩に対し、室３４を完全に密封する
のに役立つている。従つて、保持部材には、軸受
部材３２及び３３間の圧縮による必要量の力で予
め張力を加えておくべきであり、これら部材をス
リーブ２７中へ強制的に入れて同一に接合するの
で、完全な針組立体として一体的に結合された密
閉ユニツトを形成する。更にナツト１７は締めつ
けられると、ナツト１７が作用するスリーブ３６
を通して軸受部材３３に圧力を与え、結合を更に
確実にする。軸方向に圧縮を受けるので、保持部
材は半径方向に伸びようとし、これにより保持部
材はスリーブ２７の周囲壁面は勿論針２４に対し
ても圧力を加え、これらに対して有効な密封を行
う。

弾性保持部材３１の予張力のばらつきを避ける
ために、多数のスペーサー・ピン４０（第３図）
を保持部材に取付けることが適切で、このピン４
０は、針２４用の一連の孔の外周から保持部材に
挿入され、しかも保持部材３１の軸方向の寸法よ
り少し短くなつているので、保持部材３１は、保
持部材３１とピン４０との長さの差に等しい距離
だけ圧縮されると、適正量の予張力が与えられ
る。これが行われると、ピン４０の端部は、軸受
部材３２及び３３によつて支えられ、それ以上の
圧縮を受けないようになる。これらによつて、全
体に堅固な軸方向の接続が、各種部材とスペーサ
ー要素とにより、ナツト１７からスリーブ２７の
底部に亘つて得られる。

弾性保持部材３１と違つて、弾性案内保持部材
３９は、針２４を軸方向に導くだけの役目をし、
わずかに弾性をもつだけであるので、予張力をか
けたり、スペーサー・ピン４０を設けたりする必
要はない。針は、軸受部材３２及び３３によつて
導かれて、針の半径方向の力が弾性保持部材３１
の密封機能に不利益に作用しないようにし、更に
案内保持部材３９により導かれる。案内保持部材
の弾性は、ニードル・ハンマーの操作中針が半径
方向の力を受ける際、針２４にきびしく定められ
ている破断点が起こるのを防ぐが、針は大きい半
径を有するアーク状に変形する。この針に適切な
材質を選定するならば、針は、座屈も永久変形も
起こさずに半径方向に力を耐えることができる。
針が弾性体により導かれて、保持部材３９の内側
又は保持部材に密接して変形されるため、又、各
種部材で全体に長い距離に渡つて軸受けされてい
るので、軸受部材３２及び３３の孔の縁に対して
こじりやこすり効果をひき起こして針の整合を狂
わすような問題はない。

図示した実施例に従うニードル・ハンマーの機
能方式は次の通りである。制御レバー１１の操作
により、作動室２１への圧力媒体の供給が開始さ
れ、これにより、作動部材３と反作用部材４は、
互いに逆方向の往復動をひき起こす。液圧媒体３
５は、針組立体２３の針すべてが後方に動くため
圧縮されることに抵抗し、相当する前方への動き
も又、室３４に真空が生じて逆の動きをするの
で、室３４における針２４の後端部によつて占め
られる全容積は、ほゞ一定に保たれている。更
に、針の周りの弾性保持部材３１及び３９の摩擦
つかみが、その位置で針を保持するのに役立つて
いる。その結果、針２４は、作動部材３の往復動
に従うことになる。しかし、前進ストローク中、
針組立体は、針の動く方向に傾斜があり且つ高低
のある工作物表面を打つ場合には、針すべてが工
作物表面のあらゆる部分を同時に打つことにはな
らないので、工作物表面を最初に打つことになる
針は、負荷を受けて室３４の後方へ押され、無負
荷の針は、相当する量で前方へ押される。これ
は、一部は、無理に後方へ押された針によつて室
３４内に生じた過圧力と、無負荷の針の後端部に
これが作用することに起因し、又一部は、一致し
て前方への動きを持続させようとする無負荷の針
に貯えられた運動エネルギーによるものである。
これにより針組立体は速やかに軸方向の調整を行
うので、針の位置は工作物表面の不均一性やニー
ドル・ハンマーのストロークの方向に対する工作
物の傾斜に対応することになり、すべての針が殆
ど同時に工作物表面を打つて、殆ど同じ量の負荷
を吸収し、即ち、同じ量の有効な仕事を行うこと
になる。

この負荷を均一にすることは、針の耐久性と寿
命にとつて、又、使用され得る全量の処理力にと
つて非常に重要である。更に、強力に貢献する要
素は、摩擦つかみと液体媒体とによる針の駆動で
あり、これは、針の頭部に対する金属衝撃による
ものではない。針が案内保持部材３９にて弾性的
に支持されることも、更に重要な利点であり、こ
れは、工作物表面の処理中に針が荷重を受けて変
形する際、きびしく定められる座屈点を生成しな
いからである。

室３４内の液圧媒体３５の量は、針すべてが室
へ同じ距離で挿入される時、針２４は室の中央に
その後端部を有するような方法で調整されるべき
である。上記の方法で針が作動すると、ある針は
前方へ押され、又、ある針はその中央位置から後
方へ押されることになるが、通常、針の頭部は、
室３４の前端部又は後端部の壁と接触する程度に
は至らない。これは、工作物表面の平面にかなり
の差がある場合にのみ起こり得ることである。例
えば、大部分の針が加工物に掛かる工具を加工物
の縁の近くで操作し、一、二本の針が縁の外側へ
外れて抵抗を受けない場合、荷重を受けた針は後
方へわずかだけ戻り、一方、室３４内での動きに
よつて生じた容積変化が無負荷の少数の針をかな
り前方へ押しやり、針の頭部の下側が軸受部材３
２に接触することになる。これは、軸受部材に
かゝる圧力がわずかに増加したことを意味するだ
けで、針を囲む軸受部材の端部壁面では、軸受部
材はすでに、針の後端部に作用する圧力と同じ表
面の単位当りの圧力を受けている。従つて、軸受
部材３２は取扱いの困難な如何なる荷重も受けな
い。ある針が、室３４の後端部における座金２９
まで後方へ押しやられるような負荷条件の場合、
座金２９とスリーブ２７の端部壁２８によつて吸
収される衝撃荷重は、弾性緩衝板２２により弱め
られる。このような負荷条件は、一本のみの針か
数本の針だけが加工物に掛かり、大部分の針が加
工物に触れないような状態で工具を使用する場合
のみに起こる。勿論、このような作業方法は、数
本の針の作業がそれだけで全荷重を支えなければ
ならないので、長期に渡る使用には不適当であ
る。通常の場合でも、この作業方法は必要とすべ
きではない。非常に狭い表面の処理に関しては、
その用途に適した方法に相当する直径のものを使
用して、数本の針による針組立体を選定すべきで
ある。

室３４の軸方向の長さは、勿論、針の中央位置
から針の前後の動きに対して十分な余裕、例えば
何れの方向にも15〜20mmを設けるように選定すべ
きである。

針が工作物表面に衝撃を与える時、既述の駆動
方法では、力のパルス特性により、針を通して移
動する圧縮波と張力波の形で材料に歪を生ずる
が、これは、従来の方法において、硬い工作物表
面に針を掛けると同時に針がその頭部に金属衝撃
を受けた場合よりもかなり少ない。従つて、針の
衝撃端部に炭化タングステン・チツプを、例え
ば、比較的がん強な炭化タングステン質の短小ピ
ン２６の形で取付けることができる。これは、針
の効率をかなり増加し、常に鋭利な状態の先端を
与えてくれる。従来の焼入れ鋼の針は、比較的早
くその端部が変形する。炭化タングステン・チツ
プと、本発明に従う装置における針の有益な配置
と駆動により、針組立体の寿命は非常に長いもの
となる。

液体媒体で満たされる室３４は、その前端部壁
において完全に密封されているので、ニードル・
ハンマーは、針２４又は弾性保持部材３１を通
り、スリーブ２７の側壁に沿つて液圧媒体を損失
することなく、長時間使用することができ、従つ
て、針が室３４の中間に入り込み、殆ど後方の間
隙がなくなるようになる。普通の作動油よりも洩
れの傾向が少ない媒体を使用することが有利であ
ることは、既に立証済である。本発明による装置
の原器では、高分子重量と有益な密封特性を有す
るシリコン・モノマーを使用して良好な結果を得
た。使用した媒体は、高粘度と固着力をもち、内
部を一体的に保持したが、針に付着して薄い膜を
形成して密封部を通す傾向が少しあつた。

ニードル・ハンマーの操作中、作動部材３と反
作用部材４の動きは互いにつり合うので、反動力
は生じない。針２４が工作物に働く時、作動部材
３に伝達される衝撃力は、液圧媒体３５により弱
められ、その後、作動部材を一部とする平衡及び
緩衝駆動システムによりその大部分が吸収され
る。作動部材と反作用部材との分離動作中、この
動作の制動と逆行がばね６及び７に対して行わ
れ、一方、一両部材が互いに近ずいて、両部材間
で構成される室の圧力が増大する時一戻り動作は
空気緩衝効果の組合せにより、又、弾性密封体９
及び１０のばね作用により弱められる。作動部材
３は反作用部材４との間の作動室２１は、正確に
は軸方向の位置を定めておらず、作動部材の負荷
変動による戻り動作中に両部材が出会う場所で構
成されるということに更に注意する必要がある。
従つて、この駆動システムは、負荷変動用の極端
な自己補整式である。

第１図及び第２図に示した実施例に従つて、主
としてニードル・ハンマーを使用することも可能
であるという試みを示したが、室３４に液圧媒体
を使用しないことも可能である。この場合、針２
４は、弾性保持部材３１により針の周りの摩擦つ
かみだけで作動部材の動きに従い、できる限り弾
性案内保持部材３９で補われる。この摩擦つかみ
は、摩擦要素に関してある量の針の軸方向のすべ
りが、ストロークの端部位置での加速度中に起こ
るように調整されるとよい。既述したこの種の衝
撃機構は、作動部材３が前進ストロークの開始時
には戻りストロークの開始時よりも早く加速され
るような方法で作動するので、工具が無負荷の針
で操作されると、針は、室３４の後端部壁に後方
へ作動することになる。従つて、工作物表面に衝
撃を加える針は、この壁によつて支えられる。表
面が不均一か傾斜があるため、工作物表面をすぐ
に打たない針は、作動部材３の鋭い制動と針を保
持する弾性摩擦要素のために前方へ投げ出され、
工作物表面を打つ針の後端部と室３４の後端部壁
間の接触を起こす。従つて、不均一か傾斜のつい
た工作物表面に関して、軸方向の針の調整が得ら
れるので、工作物表面のあらゆる部分が処理され
る。しかし、荷重の分布と作業効率は、液圧媒体
を満たした室３４による上記の何れか程良くはな
い。しかし、一時的に使用するためには、設計は
可能である。この利点は、二、三の点で構造が簡
単で安価であることである。

本発明は、図示し記述した実施例に限るもので
はなく、特許請求の範囲内で変えることができ
る。

発明の効果 上述の如く、本発明によれば、不均一表面や傾
斜表面を加工する場合でも、駆動力総ての針に均
一に作用するため加工が均一に行われ、又作業中
各針に過負荷が掛るようなこともないから耐久性
に優れたニードル・ハンマー装置を提供すること
がでる。更に作動時の反動力と衝撃力を有効に弱
めることができるから、騒音が少なく且つ長時間
の使用に対しても作業者に何んら悪影響を及ぼす
ようなことがなく、極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う装置を取付けたニード
ル・ハンマーの横断面図、第２図は、同じニード
ル・ハンマーの前部の拡大した横断面図、第３図
は本装明の一部を詳細に示す端面図である。 １……ニードル・ハンマー、２……ハウジン
グ、３……往復作動部材、４……反作用部材、５
……導管、６，７……ばね、８……給液弁、９，
１０……弾圧密封体、１１……開閉制御レバー、
１２……接続ニツプル、１３……駆動板、１４，
１８……ねじ、１５……スペーサー・スリーブ、
１６……つば付リング、１７……ナツト、１９，
２０……孔、２１……作動室、２２……緩衝板、
２３……針組立体、２４……針、２５……頭部、
２６……ピン、２７……スリーブ、２８……端壁
部、２９……金属製座金、３０……スペーサ管、
３１，３９……保持部材、３２，３３……軸受部
材、３４……室、３５……媒体、３６……スリー
ブ、３７……内端部、３８……ナツト開口部、４
０……スペーサ・ピン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 針２４が、該針の軸方向に往復動する作動部
   材３内に互いに平行に分散配置され且つその先端
   部は該作動部材３から突出しており、該作動部材
   ３内で、作動部材３の動きによる針２４の移動の
   ために、弾性材料から成る少なくとも一つの保持
   部材３１，３９には、針２４が限定された範囲内
   で自由に動き得るように移動可能に貫通される孔
   が備えられた、圧力媒体作動式ニードルハンマー
   装置において、 前記保持部材３１，３９は各針２４を摩擦接触
   によつて保持し、針２４は後端が作動部材３内の
   室３４内に突出すると共に前方に延びて該室３４
   の前端壁３２を貫通して外側に突出し、該前端壁
   ３２は同時に軸受部材３２，３３の一つを構成し
   ており、該室３４の容積は、針２４の後端によつ
   て塞がれない限りにおいて、該室３４の壁２９，
   ３０，３２と該壁及び針２４間のシールとによつ
   て封入される圧力流体３５で満たされていること
   を特徴とするニードルハンマー装置。 ２ 少なくとも一つの軸受部材３２，３３は非弾
   性材料から成ることを特徴とする特許請求の範囲
   １に従うニードルハンマー装置。 ３ 針２４を保持する保持部材３１，３９の一つ
   は、同時に圧力流体が満たされた室３４のための
   シールとして役立つ、ことを特徴とする特許請求
   の範囲１又は２に従うニードルハンマー装置。 ４ 少なくとも一つの保持部材３１には、隣接部
   材２７，３２，３３が直接隣接しており、少なく
   とも一つの該隣接部材３２が同時に針２４用の軸
   受部材として役立ち且つ室３４の前端壁を構成す
   るものであり、前記保持部材３１は圧縮状態で受
   容されていて、針２４の密封と摩擦接触のための
   必要な圧力が付与される、ことを特徴とする特許
   請求の範囲１乃至３の何れかに従うニードルハン
   マー装置。 ５ スペーサー・ピン４０が少なくとも一つの保
   持部材３１，３９内に配置されていて、二つの隣
   接部材３２，３３間の該保持部材３１，３９の軸
   方向圧縮の規制部材として役立つ、ことを特徴と
   する特許請求の範囲４に従うニードルハンマー装
   置。