JPH0630847B2

JPH0630847B2 - 低振動の空気式衝撃工具

Info

Publication number: JPH0630847B2
Application number: JP62270056A
Authority: JP
Inventors: ディー．エルキンロバート; エルデソウキイアーメッド
Original assignee: DOICHU EI ERU
Current assignee: DOICHU EI ERU
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1994-04-27
Anticipated expiration: 2009-04-27
Also published as: US4776408A; JPS63237878A; CA1276513C

Description

【発明の詳細な説明】イ．発明の背景本発明は空気式の衝撃工具一般、たとえばリベツトガ
ン、より特殊には、工具の往復動ハンマ・ピストンの連
続的なはね返りを緩衝する部材を有する空気式衝撃工具
に関するものである。

この一般的な種類の空気式衝撃工具は、通例、筒とピス
トル・ハンドルとを有し、ハンマ・ピストンが筒内の作
業シリンダ内部の圧縮空気の力で往復動する形式のもの
である。ハンマ・ピストンの前方への運動は、たとえば
リベツト打ちに用いられる工具取付け具への衝撃により
停止する。また、後方への運動は、通例、筒後端の剛性
壁に対するハンマ・ピストンの衝撃により停止する。ハ
ンマ・ピストンが周期的に急減速する結果、振動が生
じ、これが作業員の手と腕に直接伝えられ、かなりの不
快感を喚起する。長期にわたつて、この工具を用いる
と、身体的障害を生じさせもする。

ハンマ・ピストンの周期的はね返りを緩衝して、身体に
対する有害な作用を低減するいくつかの試みも過去にな
されている。このため若干の公知工具では、コイルばね
や空気式クツシヨンでピストンの後方運動を停止させる
ようになつている。これらの公知工具は、工具振動のマ
グニチユードを低減させる効果があることは分かつてい
るが、複雑すぎて故障も多い。

このため、はね返るハンマ・ピストンの緩衝度をより大
きくし、工具の振動を低減し、作業員の快適性を改善す
る信頼のおける空気式衝撃工具が求められている。

ロ．発明の要旨本発明は、工具のはね返りの間に生じる振動を著しく減
じる特別な緩衝装置を有する空気式衝撃に具体化されて
いる。この衝撃工具では、シリンダ内を可動の往復動ハ
ンマ・ピストンをもつ中空シリンダが工具ハウジング内
に備えられている。ハンマ・ピストンは、リベツト・セ
ツトのような工具取付具に衝撃を与える前部位置と、緩
衝装置に衝撃を与える後部位置との間を往復する。本発
明によれば、この緩衝装置はエネルギー貯蔵するばね機
構とエネルギー放散する減衰機構とを有している。これ
らの機構は互いに直列に配置され、ハンマ・ピストンの
後進運動に対して同時的にではあるが独立的に抵抗す
る。これにより工具の振動は、公知形式の緩衝装置より
効果的に低減せしめられる。

より詳しく言えば、エネルギー消散減衰機構は固定的な
減衰室と、この室内を可動で室の容積を変える減衰ピス
トンとを有している。エネルギー貯蔵ばね機構は、後進
運動のハンマ・ピストンの周期的衝撃を受け取るストラ
イクと、このストライクと減衰ピストンとの間に配置さ
れたコイルばねとを有している。ハンマ・ピストンの後
進運動は、コイルばねの圧縮と、減衰室の容積を減少さ
せる減衰ピストンの運動との双方による抵抗を受ける。
本発明の一つの特徴は、減衰機構とばね機構との直列配
置が、ハンマ・ピストンの衝撃速度に応じて変化する相
対量によつてピストンの後進運動に抵抗する２つの要素
を生じさせることにある。この結果、緩衝作用が改善さ
れ、広い速度範囲にわたり振動が低減される。

本発明の他の特徴は、減衰機構が、更に、減衰室容積よ
り著しく大きい容積をもつ調整室を有し、加えて減衰室
と調整室との間の通路を画定する部材を備えていること
である。減衰室容積を減少させる減衰ピストンの後進運
動は、このため、流体を減衰室から通路を通り調整室へ
送ることになる。また、流体圧力が調整室内で所定レベ
ルを超えたときに、流体を大気中へ逃がす圧力逃がし弁
を設けておくこともできる。

更に別の、本発明の特徴は、衝撃工具が次のように配置
されている点である。すなわち、ばね機構のストライク
に対する後進ハンマ・ピストンの初期衝撃に続いて、ハ
ンマ・ピストン、工具ハウジング・シリンダ、ばね機構
の組合せ質量全体が後方へ一緒に動き、減衰ピストンに
抗する力を発揮し、これによつて減衰室容積が減少する
ように配置されている。後進運動のこうした効果増大
は、工具の振動減衰を改善するものと思われる。

更に、本発明の他の特徴と利点は、以下の好適実施例の
説明により明らかになる。次に、これら実施例を添付図
面につき説明する。

ハ．好適実施例の説明特に第１図、第３図、第４図に示されているのは、振動
が従来形式の衝撃工具より著しく低減されたポータブル
の空気式衝撃工具１１である。この工具は、大たいにお
いて円筒形の筒１５と、筒１５の後端から横方向に突出
したピストル・ハンドル１７とをもつた工具ハウジング
１３とを有している。ばね力を受けたトリガ１９が、ハ
ンドルに取付けられており、このトリガ１９は、工具を
操作するさいに選択的に用いられる。ピストル・ハンド
ルの下端には、圧縮空気源（図示せず）に接続される取
付け具２１が備えられている。トリガを作動させると、
周知のように、ばね負荷された弁２３が開き、工具の他
の部分へ圧縮空気が送られる。

中空の作業スペース２４は、一部が、筒１５内のシリン
ダ２５により画定され、ハンマ・ピストン２６（第４
図）はスペース２４内を往復動可能である。従来の形式
の分配弁は、第１図では参照番号２７，２８，２９で示
されており、圧縮空気を次のように操作する。すなわ
ち、ハンマ・ピストンが、筒前端に位置するリベツトセ
ツト（図示せず）などの工具取付具に反復的に衝撃を与
えるようにするのである。工具取付具は、従来形式のワ
イヤ式工具保持器３０によつて保持される。

工具取付具に抗するハンマ・ピストン２６の各衝撃に続
いて、分配弁２７，２８，２９は、圧縮空気が筒後端へ
ピストンを動かすように作用する。ピストンの後進運動
又ははね返り運動は、ピストンの前進運動とほぼ等しい
速度で行なわれる。ピストンの後進運動を、ピストンが
はね返つて工具取付具に再衝突するような具合に停止さ
せると、作業員にとつて不快であるのみならず、手や腕
に有害でもある振動が生じる。このはね返りの振動のマ
グニチユードを低減するために、工具には、筒後端部に
中空の作業スペース２４と整列せしめられた緩衝装置３
１が備えられている。

この緩衝装置３１は、減衰機構３３とばね機構３５とを
有している。これら２つの機構は互いに直列に筒１５の
端部に配置され、協働してハンマ・ピストン２６の連続
的はね返りを効果的に緩衝する。

減衰機構３３は、円筒形減衰室３９（第３図と第４図）
を画定するカツプ３７と、室内にスナツプばめされ、シ
ール作用を発揮する寸法の減衰ピストン４１とを有して
いる。カツプ３７は、中空の作業スペース２４に開放端
を向けている。ピストン４１は、カツプ３７内を軸方向
に可動であり、減衰室の容積を変えることができる。

ばね機構３５は、減衰機構３３の前方に位置し、デイス
ク形状の隔壁４３と、コイルばね４５と、デイスク形状
のストライク４７とを有している。コイルばね４５はベ
ースとストライク４７との間に配置され、分配弁２７，
２８，２９の後方部の管状延長部４９内に位置してい
る。後方向きの隔壁４３は、延長部４９内に形成された
環状切欠き５５内に配置されたロツク・リング５３によ
つて保持されている。前方向きのストライク４７は、内
方へ突出した環状フランジ５７により保持されている。
ストライク４７は、また、ハンマ・ピストン２６は中空
スペース２４内を後進するとき、ハンマ・ピストン２６
からの衝撃を受ける位置に配置されている。

第１図、第３図、第４図の実施例では、トリガ１９の操
作により、圧縮空気は、ピストル・ハンドル内の調整タ
ンク５９内へ送られ、ここから減衰機構３３の減衰室３
９へ送られる。より詳しく言えば、圧縮空気は入口６１
と固定円筒形スリーブ６５内の出口６３とを有する制御
弁と、スリーブ内に滑動可能に受容されたシリンダ２５
の外表に形成された浅い環状みぞ又はくびれ６７とを経
て調整室５９に入る。シリンダ２５は、正常であれば、
コイルばね（図示せず）により第１図に示された後部位
置に押付けられているため、空気は調整室内へ自由に流
入する。圧縮空気は、更に、調整室５９から、筒１５の
内側に形成された環状部７０と若干の通路とを介して減
衰室３９へ流れる。これら通路のうちの１つは、参照番
号７１で示されており、カツプ３７内にほぼ半径方向に
環状部７０と減衰室３９との間に整列せしめられてい
る。

別の実施例では、シリンダ２５は、正常時には、コイル
ばねにより第３図に示した前部位置に押付けられてい
る。減衰室３９と調整室５９は、このため、シリンダが
手動で引込められた場合にのみ、コイルばねの作用に抗
して加圧される。このことは安全特性と考えられる。

第３図は、減衰機構３３とばね機構３５とが、ハンマ・
ピストン２６から後方への衝撃を受ける状態にある場合
を示したものである。減衰室３９は加圧され、最大容積
で示されており、コイルばね４５は完全に延び切つてい
るので、隔壁４３とストライク４７とが、それぞれロツ
ク・リング５３と環状フランジ５７に支えられている。

第４図は、第３図と同じ実施例について、ハンマ・ピス
トン２６が緩衝装置３１に衝撃を与えたのち、コイルば
ね４５が圧縮され、減衰室３９の容積が減少した場合を
示したものである。ストライク４７に対するハンマ・ピ
ストンの初期衝撃ののち、ピストン２６の全運動量は、
それ自体の組合せ質量、すなわちストライク４７、ばね
４５、隔壁４３、分配弁２７，２８，２９シリンダ２５
の組合せ質量に伝達される。この組合せ質量は、ハンマ
・ピストンの衝撃速度より減速された速度で運動し、減
衰機構３３の減衰ピストン４１に支えられる。

ピストン４１の後進運動により、減衰室３９内の空気が
圧縮され、通路７１と環状部７０を通つて外へ押出さ
れ、調整室５９へ入る。調整室５９で、後進運動質量の
エネルギーの大部分が消散する。調整室５９内の空気圧
が、これにより僅かに高くなると、ピストル・ハンドル
１７の下端にある従来形式の圧力逃がし弁７２を介して
空気が逃がされる。このため圧力は、ほぼ一定レベルに
維持される。場合によつては、後進運動は完全に停止さ
れ、減衰機構３３とばね機構３５が元の位置へ戻り始め
る（第３図）。

本発明の一つの特徴は、減衰機構３３とばね機構３５
が、互いに直列に配置されている結果、同時にではある
が互いに独立に作動し、ハンマ・ピストン２６の後進運
動に抵抗する点にある。このことにより、可能な広い作
業速度範囲にわたつてハンマ・ピストンの有効な緩衝が
容易になる。たとえば、ばね機構３５のコイルばね４５
は、高速では急速に減衰室を圧縮し、低速では緩慢に減
衰室を圧縮する。

第３図と第４図は、シリンダ２５の後進運動と分配弁が
減衰室３９の容積を減少させるだけでなく、分配弁の管
状延長部４９を取囲む環状空所７３の容積をも減少させ
ることを示したものである。これによつて、この空所７
３内の空気が圧縮されて、ハンマ・ピストン２６とシリ
ンダの、より精密に制御される減速を妨げることがない
よう、空所７３は、カツプ３７内の軸方向の通路７５を
介して後部室へ連通し、更にそこから通気孔７９を介し
て大気中に通じている。シリンダと分配弁の次の前進運
動によつて、空気は、同じ通気孔７９、後部室７７、軸
方向通路７５を経て環状空所７３内へ戻る。

シリンダ２５の内表面には、ロツク・リング８５用の環
状みぞ８３が形成されている。このロツク・リング８５
は、分配弁の後部の後方向きの肩８７に支えられ、弁を
その位置にロツクしている。

第２図は、本発明の１変化実施例であり、この形式の場
合は、弁スリーブ６５の入口６１と出口６３が除去さ
れ、代りに通路８９が設けられている。この通路８９
は、トリガ弁２３の区域から直接に調整室５９へ通じて
いる。この実施例には、トリガが調整室５９や減衰機構
３３の加圧を防止する装置が無い。ある場合には、第１
図、第３図、第４図の実施例は第２図のそれより好まし
い。付加的安全性が得られるからである。

以上の説明から、本発明により、使用中の振動を大巾に
低減した空気式衝撃工具が得られることが分かるであろ
う。ハンマ・ピストンの連続的はね返りは、減衰機構と
ばね機構とにより緩衝される。これらの機構は互いに直
列接続されているため、広い作業速度域にわたつて協働
して衝撃を緩衝する。

以上、本発明を現在好適と思われる実施例について詳説
したが、この分野の専門家であれば、本発明の範囲を外
れることなしに種々の変化形が可能であることが分かる
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による空気式衝撃工具の実施例の立面
図で、工具の緩衝装置が過圧下に無い場合を示した図、
第２図は、衝撃工具の別の実施例の部分断面図で、緩衝
装置により用いられる圧縮空気の直接的な径路を有する
実施例の図、第３図は、第１図の緩衝装置の部分断面図
で、緩衝装置を、後進するはね返りハンマ・ピストンか
らの衝撃を受ける過圧下の位置で示した図、第４図は、
第１図と第３図の緩衝装置の部分断面図で、はね返るハ
ンマ・ピストンの衝撃を緩衝した後の配置を示した図で
ある。図において、１１……空気式衝撃工具、１３……工具ハ
ウジング、１５……円筒形シリンダ、１７……ピストル
・ハンドル、１９……トリガ、２３……弁、２４……中
空作業スペース、２７，２８，２９……分配弁機構、２
６……ハンマ・ピストン、３１……緩衝装置、３３……
減衰サブ機構、３５……ばねサブ機構、３７……カツ
プ、３９……減衰室、４１……減衰ピストン、４３……
隔壁、４５……コイルバネ、４７……ストライク、４９
……管状延長部、５３……ロツク・リング、５５……環
状切欠き、６１……制御弁機構の入口、６３……制御弁
機構の出口、６７……浅い環状みぞ、７０……環状部、
７１……通路、７２……圧力逃がし弁、７５……軸方向
通路、７７……後方室、７９……通気孔、８５……ロツ
ク・リング、８９……通路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低振動の空気式衝撃工具であって、中空シ
リンダ（２５）を有する工具ハウジング（１３）と、工
具ハウジング・シリンダ内に配置され、前部位置と後部
位置との間を往復動可能なハンマ・ピストン（２６）
と、工具ハウジングとハンマ・ピストンの後部位置との
間に配置された緩衝装置（３１）とを有しており、ハン
マ・ピストンの後方への運動の緩衝のために、緩衝装置
が、エネルギー貯蔵ばね機構（３５）とエネルギー放散
減衰機構（３３）とを備え、この減衰機構（３３）が減
衰室（３９）を画定する部材と、この室の容積を変える
可動減衰ピストン（４１）とを有しており、更に、ばね
機構（３５）と減衰機構（３３）とが、ハンマ・ピスト
ン（２６）の後進運動に対し、同時にではあるが独立し
て抗するよう互いに直列に配置されている結果、往復動
するハンマ・ピストン（２６）によって生ぜしめられる
工具振動が著しく低減されることを特徴とする低振動の
空気式衝撃工具。
【請求項２】減衰室（３９）が工具ハウジング（１３）
に対して固定されており、ばね機構（３５）が、後進す
るハンマ・ピストン（２６）からの衝撃を受けるように
配置されたストライク（４７）とこのストライクと減衰
ピストン（４１）との間に配置されたコイルばね（４
５）とを有し、更に、ハンマ・ピストンの後進運動が、
コイルばねの圧縮と減衰ピストン（４１）の運動とによ
り抵抗されて減衰室（３９）の容積を減少させ、後進す
るハンマ・ピストンの速度に応じてその時々の抵抗のマ
グニチュードが変化することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の空気式衝撃工具。
【請求項３】減衰機構（３３）が、減衰室（３９）の容
積より著しく大きい容積をもつ調整室（５９）を画定す
る部材と減衰室（３９）と調整室（５９）との間の通路
を画定する手段とを有していて、この結果、後進運動す
るハンマ・ピストン（２６）が減衰室（３９）の容積を
減少させるさい、流体が通路を通って減衰室（３９）か
ら調整室（５９）へ移動し、これによりエネルギーを消
散することを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の空
気式衝撃工具。
【請求項４】ばね機構（３５）のストライク（４７）に
対する後進運動するハンマ・ピストン（２６）の初期衝
撃に続いて、ハンマ・ピストン、工具ハウジング・シリ
ンダ、ばね機構（３５）の組合せ質量が一緒に後方へ動
き、減衰機構（３３）の減衰ピストン（４１）に抗する
力を発揮し、これにより減衰室（３９）容積を減少させ
るように、工具の配置がなされていることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の空気式衝撃工具。
【請求項５】工具ハウジング・シリンダを取囲み、シリ
ンダ（２５）を有する制御弁機構が備えられていて、こ
のシリンダ（２５）が前方の機能抑止位置と後方の機能
発揮位置との間を制御可能に可動であり、更に、手操作
式のトリガ（１９）が備えられていて、このトリガが工
具ハウジング（１３）に固定され、トリガ（１９）を操
作すると圧縮流体が、シリンダ（２５）の機能発揮位置
のときに制御弁機構を通り、工具ハウジング・シリンダ
内でハンマ・ピストンを往復運動させ、減衰室（３９）
を圧縮することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の空気式衝撃工具。
【請求項６】前記ばね機構（３５）が、前記往復動する
ハンマ・ピストンの軸線と整列するように配置されたエ
ネルギー貯蔵コイルばね（４５）を有し、前記減衰機構
（３３）が、更に、前記減衰室の容積よりかなり大きい
容積の調整室（５９）を画定する部材と、減衰室と調整
室との間の流体通路（８９）を画定する部材とを有し、
前記可動減衰ピストン（４１）が往復動するハンマ・ピ
ストンの軸線に沿って可動であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の空気式衝撃工具。
【請求項７】前記減衰機構（３３）が圧力逃がし弁を有
しており、各室内の流体圧力が所定レベルを超えると、
減衰室（３９）と調整室（５９）の圧力が大気中へ逃が
されることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の工
具。