JPH0710509B2 - ブレ−カ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は、道路工事現場あるいは建築現場等のコンク
リートあるいは硬化したアスファルト等の固状物を破砕
するために使用されるブレーカに関し、詳しくは、出力
源である小型エンジンやモータ等の動力源を一体搭載し
た携帯型ブレーカに関する。

【従来の技術およびその問題点】

この種のブレーカは普通、本体下部に若干上下方向に往
復移動可能に支持されたチゼルの頭部を、圧搾空気や機
械的往復駆動機構等で往復駆動されるハンマ体で連続的
に叩いてチゼルに衝撃力を与えるようになっている。 ところで、この種の従来のブレーカは、破砕対象物が割
れるなどして、あるいはチゼル先端を破砕対象物に当て
ないで駆動源の出力を上げるなどして、装置がいわゆる
空打状態となったときに、ハンマ体による強力な繰り返
し衝撃力を装置本体で受けねばならないという問題があ
る。従来のこの種のブレーカは、そのあらゆる部材ある
いは部材どうしの連結部を上記の繰り返し衝撃力に耐え
うる堅牢な部材で構成せざるをえず、その結果、総重量
がきわめて大きなものとなる。 とくに、ヘッドハウジング内にエンジンが一体搭載され
るブレーカにおいては、総重量に対する重量割合が比較
的大きいヘッドハウジングの下部にハンマ対およびこの
ハンマ体を往復駆動させる機構が組み込まれた筒形本体
ケースが連結されるという構成となっており、空打時で
のハンマ力が本体ケースを連続衝撃的にヘッドハウジン
グから引き剥がすように作用し、これによりヘッドハウ
ジングと本体ケースとを連結するボルトが単時間で破損
するという問題がある。また、エンジン、あるいはモー
タは、それ自体多くの部品が組み合されて構成された精
密な装置であり、上記のような空打時でのハンマ力に起
因する強力な衝撃が連続的に作用すると、その機能およ
び寿命に致命的な影響を及ぼす恐れがある。 一方、たとえば夏期でのアスファルトのように、ある程
度粘性をもつ被破砕対象にチゼルを強力なハンマ力をも
って打ち込むと、この被破砕対象にチゼルが固く食い付
き、容易にチゼルを抜き難くなることがある。このよう
な場合にはむしろ、装置を空打状態としてチゼルを積極
的に強力振動させ、チゼルと被破砕対象との圧着状態を
解除させると良いことが分かっている。 このように、動力源搭載型のブレーカを真に実用化する
ためには、空打時での衝撃力が本体ケースとヘッドハウ
ジングとを連結する部材に作用せず、しかも、この衝撃
力がヘッドハウジングに伝達されないようにして、チゼ
ルを積極的に空打状態にしうるようにする必要がある。

【問題を解決するための手段】

上記の問題を解決するため、この発明のブレーカでは、
次の技術的手段を講じている。 動力源を収納するヘッドハウジングの下部に筒形本体ケ
ースを連結し、この本体ケース内に動力源により往復動
させられるハンマ体を設け、このハンマ体によって本体
ケース下部に支持したチゼルに連続的な衝撃力を与える
ように構成されたブレーカにおいて、本体ケース下部
に、上記チゼルからの衝撃力を受ける弾性体を介装する
一方、本体ケースとヘッドハウジングの間に上部材と下
部材とに分離する分離部を設け、この分離部において、
上端が上記上部材に対して下動不能に係止され、下端に
大径部をもつ連結体を設け、この連結体の下端大径部と
上記上部材との間に、上記下部材が上記上部材に直接接
触するようにして下部材および圧縮状態とした弾性部材
を上下積層状に介装したことを特徴としている。

【作用および効果】

たとえば、破砕対象物にチゼルが食い付いた状態で機体
を引き上げる場合、あるいはチゼルが被破砕対象から離
れている場合には、チゼルはその移動可能行程の下端に
位置させられ、チゼルは弾性体を下方に圧迫しうる状態
となる。この状態でエンジンの回転数を上昇させると、
ハンマ体がチゼル頂部を連続的に撃打し、このチゼル
は、上記弾性体に連続的な圧迫力を与える。このときの
弾性体の振動絶縁機能により、チゼルからケース本体へ
伝達される衝撃力は緩和される。 一方、本体ケースとヘッドハウジングの間には分離部が
設けられているが、その下部材は、連結体の大径部との
間に圧縮状態にある弾性体が介装されていることにより
常時上部材に対して直接接触状態において弾性的に押圧
されているため、通常状態での上下部材は安定的に一体
化されている。 また、空打時においては、上記本体ケース下部における
弾性体によって本体ケースに作用するチゼルからの衝撃
は緩和されるとはいえ、かなり強力な下向きの衝撃力が
本体ケースに作用する。しかしながら本発明では、下部
材は、連結体の大径部との間に介装される圧縮状態の弾
性体により上向きに弾性的に押されているため、強力な
下向きの衝撃力が作用した場合には弾性体をさらに圧縮
しながら上部材に対して若干弾性下動可能である。した
がって、空打時に本体ケースに下向きの衝撃力が作用し
ても、これが直接上部材ないしヘッドハウジングに伝達
されることはない。また、連結体の下部大径部と下部材
との間に弾性体が介装されていることから、この連結体
にも衝撃力が直接作用することもない。 以上のように、本発明のブレーカでは、空打時にチゼル
から本体ケースに伝達される衝撃を緩和するのみなら
ず、たとえ本体ケースに下向きの衝撃力が加わったとし
てもこれがヘッドハウジングまで直接伝達されることは
ないというように、チゼルからヘッドハウジングまでの
間に二重の衝撃絶縁を施こしているので、空打を積極的
に行なったとしても、本体ケースとヘッドハウジングの
連結部あるいはエンジンなどの動力源自体を衝撃により
破損させることがなくなる。

【実施例の説明】

以下、本発明のブレーカの実施例を図面を参照して具体
的に説明する。 第１図に示すように、この発明のブレーカ１は、エンジ
ン、減速装置（いずれも図に直接表れず）クランク機構
９を収納するヘッドハウジング３の下部に、ハンマ機構
ないしチゼル19を収納する筒形本体ケース２が連結され
た形態をもっている。 本体ケース２の上部を構成する外套体４の内部には、こ
の外套体４に対して二重となるように固定シリンダ筒５
が内挿されており、これは、ヘッドハウジング３内に形
成されたクランク室６と連続するシリンダ空間７を形成
している。 上記固定シリンダ筒５の内部には、可動シリンダ８が上
下往復摺動可能に嵌挿されており、かつこの可動シリン
ダ８は、クランク室６内に組み込まれた回転円板９とこ
の回転円板の偏心位置に上端が連結された連結ロッド10
とからなるクランク機構11に連結されている。したがっ
て、上記回転円板９が回転駆動されると、この可動シリ
ンダ８は、上下に往復駆動される。なお、上記回転円板
９は、エンジンの出力軸の回転を減速装置により減速し
たエンジン出力により、たとえば、約1,000rpm程度で回
転駆動される。また、可動シリンダ８の下端には、後記
するようにこの内部に嵌めこまれるハンマ体としての自
由ピストン18の下部打撃棒16が突出しうる透孔17が開け
られる。さらに、固定シリンダ筒５の上下にそれぞれ通
気孔12,13を設けることにより、シリンダ空間７におけ
る可動シリンダ８より上の部分と可動シリンダ８より下
の部分とを筒状外套体４と固定シリンダ筒５の間に形成
される環状空間14により連通させ、可動シリンダ８の上
下動の抵抗を軽減し、可動シリンダ８の上下往復動の高
速化を図っている。 上記可動シリンダ８の内部にはさらに、上下に自由に移
動しうる自由ピストン18が入れられている。この自由ピ
ストン18は、チゼル19の頂部を叩くハンマ体として機能
するもので、その下部には撃打棒16が一体形成される。
そしてこの撃打棒16は、自由ピストン18が下動したとき
可動シリンダ８の下部透孔17から突出し、その下方に位
置するチゼル19の頂部を叩く。自由ピストン18の外周と
可動シリンダ８の内周面との間は、自由ピストン18の外
周に嵌めこまれたＯリング20によって気密性が確保さ
れ、かつ、可動シリンダ８の下部透孔17と撃打棒16との
間は下部透孔17の内周に嵌めこまれたＯリング21により
気密性が確保されている。したがって、可動シリンダ８
の内部は、自由ピストン18によって上空圧室22と下空圧
室23に区分される。これらの空圧室22,23は、可動シリ
ンダ８の上下動にともなう自由ピストン18の動きの慣性
遅れによって交番圧縮され、こうして圧縮された空気の
弾性膨張により自由ピストン18を加速するのであるが、
本例では、可動シリンダ８の側壁に適当個の透孔8aを設
け、自由ピストン18が下動するときに上空圧室22を外部
に連通させることにより、上空圧室22が負圧となって自
由ピストン18の下向きの加速を阻害するのを防止し、自
由ピストン18が上動するときに下空圧室20を外部に連通
させることにより、下空圧室が負圧となって自由ピスト
ンの上向きの加速を阻害するのを防止している。 さらに、筒状外套体４および固定シリンダ筒５の下端に
は、シリンダ空間７の下壁を形成するとともに、その中
心にチゼル19の上部軸部191を上下摺動可能に支持する
軸方向の支持孔25が開けられたボス部26が連結されてい
る。さらに、このボス部26の最外周には、筒状外套体４
の外径とほぼおなじ外径の筒胴部241と、底壁部242と、
底壁部の中心に開けられたチゼル突出孔243とを有する
下部ケース24が、ねじ手段27により連結される。チゼル
19は、上部軸部191と、中間大径部192と、下部軸部193
と、下部尖端194とを有し、その上部軸部191が若干上記
ボス部26からシリンダ空間７内に突き出るようにして、
好ましくはブシュ27aを介して支持孔25内に上下摺動可
能に支持され、かつ、下部軸部193が下部ケース24のチ
ゼル突出孔243から下部外部に突出させられている。 上記下部ケース24内において、チゼル19の中間大径部19
2と、ボス部26の下面との間には、比較的バネ係数の大
きいコイル状のサスペンションバネ28が介装されてい
る。このサスペンションバネ28のバネ係数は、ブレーカ
全体の重量および作業者がブレーカ本体を破砕対象Ｇに
押し付ける力との関係で、チゼル19を破砕対象Ｇに突き
当てたときチゼル19の上部軸部191のシリンダ空間内へ
の突出量が適切となるように設定される。このサスペン
ションバネ28は、チゼル19の可動範囲の上端を実質的に
規定するとともに、ブレーカ作動時におけるチゼル19の
振動が本体２に伝達されるのを防止する防振作用をな
す。しかしながらこのサスペンションバネ28は、省略す
ることを可能である。なぜならば、ハンマ体である自由
ピストン18が上下駆動させられると、この自由ピストン
18がチゼル19の頂部を繰り返し叩くことによる反力によ
り、本体がチゼル19に対して浮き上がり、換言すると、
チゼル19がその可動範囲の上端から若干下がった位置で
バランスするからである。 そして本発明では、本体１の下部に形成された下部ケー
ス24の先端部に、上記チゼル19の大径部192の衝撃的な
下動を緩衝する弾性材30が充填される。 すなわち、本例では、第１図および第２図に示すよう
に、下部ケース24の内壁を利用し、これに次のような空
間形成部材31を装填することにより上下軸方向にのみ長
さが変化させられる略密閉空間29が形成され、これの内
部に弾性材30が充填される。この空間形成部材31は、外
周が下部ケース24の筒胴部241の内面241aに対して僅か
な隙間を介して上下摺動することができ、かつチゼル19
の大径部192の外径より小さい内径の中心孔311を有する
円板部312と、この中心孔311の下方にのび、かつ外周が
上記下部ケース24のチゼル突出孔243の内周に対して僅
かな隙間を介して嵌まる円筒部314とを有している。 第２図に詳示するように、上記空間形成部材31の円板部
312の外周と筒胴部241の内周の隙間は僅かであり、か
つ、円筒部314の外周とチゼル突出孔243内周面との隙間
は僅かであるので、下部ケース24の筒胴部241内面およ
び底壁部242内面、ならびに、空間形成部材31の円板部3
12下面および円筒部314外面とによって囲まれた環状の
略密閉空間29が形成される。この略密閉空間29は、上記
空間形成部材31が上下に動くと、上下軸方向にのみその
容積が変化しうるという性格をもっている。そしてこの
略密閉空間29内には、たとえば、耐熱性のゴムなどでで
きたドーナツ状の弾性材30が充填される。なお、上記円
板部312外周と下部ケースの筒胴部241内周との隙間およ
び円筒部314外周とチゼル突出孔243内周面との隙間は、
大きくとも0.1mmないし0.3mm程度に抑えておくことが好
ましい。また、上記空間形成部材31の円板部312の外周
部上面は、下部ケース24の内壁に嵌められたスナップリ
ング33に押えられている。 上記軸部191が支持孔25に支持されたチゼル19の下部軸
部193は、空間形成部材31の円筒部314の内部を通って本
体下部外側に突出しており、その中間大径部192が空間
形成部材31の円板部312の上面に当接することにより、
その上下方向可動範囲の下端が決められる。そして上記
空間形成部材31が、その上面にチゼル19の大径部192が
当たることにより押し下げられると、上記略密閉空間29
は、弾性材30が弾性圧縮される範囲で縮小され、かつ、
押圧力が解除されると弾性体の復元力により元に復帰す
る。 上記略密閉空間29は、第３図に示すようにして構成する
こともできる。この例では、上記空間形成部材31の円筒
部314に相当する円筒部244を下部ケース24の底壁部242
におけるチゼル突出孔243から上に向けて一体形成する
とともに、外径が下部ケース24の筒胴部241の内径より
僅かに小さく、かつ、内径が上記円筒部244の外径より
僅かに大きいカラー315を、その内周331が上記円筒部24
4の上端外周に上下摺動可能に嵌まるようにして配置し
て構成している、そして、下部ケース24の筒胴部241、
底壁部242ないし円筒部244の内面と、カラー315の下面
とによって、略密閉空間29が形成され、ここに弾性材30
が充填される。 さらに、上記略密閉空間29は、第４図に示すようにして
構成することもできる。この場合、下部ケース24は、筒
胴部241と、この筒胴部241の下端に形成された外向鍔部
245とを有する第一ケース24aと、上記外向鍔部245の外
径より僅かに大きい内径を有する円筒部246と、の円筒
部の上端において、上記外向鍔部245とオーバラップ
し、内径が筒胴部241の外径より僅かに大きい上部内向
鍔部247と、上記円筒部246の下縁から連続し、かつチゼ
ル19の中間大径部192の外径より小さくかつチゼル19の
下部軸部193の外径より大きい中心孔248を有する底壁部
249とを備えた可動第二ケース24bとを有する。この場
合、第一ケース24aの筒胴部241の外面および外向鍔部24
5の上面ならびに可動第二ケース24bの円筒部246の内面
および底壁部249の上面に囲まれる略密閉空間29が形成
され、ここに弾性材30が充填される。 次に本発明では、本体ケース２とヘッドハウジング３の
間に分離部34を設け、この分離部において、上端35aが
上部材34aに対して下動不能に係止され、下端35bに大径
部35cをもつ連結体35を設け、この連結体35の大径部35c
と上部材34aとの間に、下部材35bが上記上部材34aに直
接接触するようにしてこの下部材35bおよび圧縮状態に
ある弾性部材36を上下積層状に介装する。 第１図および第５図に示す例では、ヘッドハウジング３
の平坦な下面を分離部の上部材34aとして、筒状外套体
４の上端に形成された外向鍔を分離部の下部材34bとし
て利用している。そしてハウジング３の下面にねじ穴37
を所定個数設けるとともに、筒状外套体４の外向鍔に上
記ねじ穴37と対応する透孔38を設け、この透孔38に下か
ら通した連結体としての頭付きボルト35を上記ねじ穴37
に締め切りいっぱいまで締め込み、この状態で、このボ
ルト35の頭35cと上記外向鍔34bとの間に、圧縮状態とし
た環状の弾性部材36が介装されている。なお、この例で
は、弾性部材36の全体が平均した圧縮状態となるよう
に、金属性の座板39をボルト35の頭35cと弾性部材36と
の間に介装している。なお、この座板39には、第５図に
表れているように弾性部材36の側部を抱持する側壁部39
aが形成されており、このようにすると、弾性部材36に
付加的な圧縮力が作用してこれが圧縮変形する場合に
も、横方向の局部的な大変形が起こりえず、縦方向に平
均した変形が生じるので、弾性部材36の寿命を延長する
上で都合がよい。なお、第５図において、符号40は、ヘ
ッドハウジング３の下面と外向鍔34bの上面との間に若
干弾性圧縮された状態で介装され、ハウジング３と外向
鍔34bとの間をシールするとともに、外向鍔34bの上向き
衝撃を緩和するＯリングである。 また、第６図に示す例では、筒状外套体４自体を上下に
二分割し、こうしてできた上部材と下部材とに互いに上
下に対向する外向鍔34a,34bを形成し、これらを上記と
同様に連結部材35と弾性部材36を使って連結している。
すなわち、双方の外装鍔34a,34bにそれぞれ対応するボ
ルト通し穴41,42を開け、これらのボルト通し穴41,42に
連結部材としての頭付きボルト35を上から連通挿し、そ
の下部に大径部としてのダブルロックナット35cを螺合
した状態で、ダブルロックナット35cと上記外向鍔34bと
の間に、圧縮状態とした環状の弾性部材36を介装してい
る。なお、この場合においては、ダブルロックナット35
cと弾性部材36との間に第５図の例と同様の座板39が介
装されている。 本体ケースないしヘッドハウジング３間に上記のような
分離部の構成を採用することにより、下部材34bは、上
部材34aに対し、常時弾性的に押し付けられる。したが
って、通常時においては上下部材34a,34bは、強力に一
体化していて双方が相互にガタつくことがなく、一方、
下部材34bに強い下向きの衝撃力が作用した場合には、
下部材のみが弾性的に下動しうる。 次に、本発明のブレーカの動作を第１図，第２図および
第５図に示す例を参照しながら説明する。 撃打モード 破砕対象物を破砕するときは、チゼル19の先端を対象物
Ｇに突き当て、ハンドルに設けられたスロットル操作レ
バーを操作するなどしてエンジンの回転を上げる。エン
ジン３の回転出力は、通常遠心クラッチ（図示略）を介
してクランク機構11の回転円板９に伝達されるようにな
っているから、エンジンがアイドリング状態から所定の
回転数に達したときのみ、上記クランク機構11が駆動さ
れ、可動シリンダ８が上下に往復動させられる。なお、
このとき、サスペンションバネ28は、ブレーカ１全体の
自重および作業者がブレーカ１を押し下げようとする力
を受け、若干押し縮められている。したがって、チゼル
19の大径部192は第１図に示すように、空間形成部材31
の上面から上方に離間した位置を取っている。 可動シリンダ８が下死点から上動するとき、下空圧室23
は自由ピストン18の慣性的な遅れによって圧縮される。
この状況は可動シリンダ８が上死点に近付くまで続き、
次の瞬間自由ピストン18は下空圧室23の弾発力によって
上方に高速で移動する。そして可動シリンダ８が上死点
を通過して下降に転じたあたりで高速上動する自由ピス
トンがもつ運動エネルギと可動シリンダ８を押し下げよ
うとする力によって上空圧室22が最大限に圧縮される。
そして次の瞬間自由ピストン18は最大限に圧縮された上
空圧室22の強大な弾性膨張力により下方に向け、急加速
される。そして、この自由ピストン18の速度が最高速と
なったとき、その撃打棒16がチゼル19の頂面を撃打す
る。このときの自由ピストンの下降速度は、最大、秒速
数十メートルにも達する。このような動作を繰り返すこ
とにより、チゼル19はハンマ体である自由ピストン18に
よって繰り返し衝撃力を受ける。なお、この撃打モード
では、ハンマ体である自由ピストンの撃打力はチゼルを
介して破砕対象のみに伝達されるので、ブレーカ本体１
が自由ピストンの撃打力を受けることはない。 チゼル引抜きまたは空打モード 上記のように撃打モードにおいてハンマ体である自由ピ
ストン18による繰り返し衝撃を受けるチゼル19は、やが
てその衝撃エネルギにより破砕対象Ｇに割れを発生させ
る。一旦破砕対象に割れが生じると、チゼル19に与えら
れる下向きの衝撃力とチゼルが破砕対象から受ける反力
とのバランスが崩れる。このとき、装置は、空打状態と
なる。 また、チゼルが粘性のある対象物に強力に食い付いた場
合には、積極的に空打させてチゼルを振動させ、チゼル
と対象物との食い付きを解除する。第２図にはこのチゼ
ル引抜きまたは空打モードでのチゼル19ないし本体下部
の状態が示されている。 チゼル19は、この中間大径部192が空間形成部材31の円
板部312の上面に当接している。この状態においてエン
ジンの回転を上げ、自由ピストン18の撃打棒16が上記チ
ゼル19の頭部を叩くと、その衝撃により、上記空間形成
部材31は、押し下げられ、その分弾性材30が圧縮変形さ
せられ、次の瞬間弾性材30の反発力により上記空間形成
部材31が押し上げられる。このように、このモードで
は、チゼル19は、弾性材30が変形しうる範囲で、振動さ
せられる。しかも、この振動は、上記のような自由ピス
トン18の高速ハンマ力によって発生するものであるの
で、非常に強力な振動となる。 なお、このとき、自由ピストン18のハンマ力により本体
ケース２に伝達される衝撃力は、上記弾性部材30が変形
させられることにより緩和されるが、上記自由ピストン
18の運動エネルギがきわめて大きいことから、依然とし
て本体ケース２に下向きの強い衝撃力が作用する。 しかしながら、本発明では、第５図に詳示するように、
外套体４がヘッドハウジング３に対して弾性体36により
押し付けられた状態で連結されているので、たとえ上記
のように本体ケース２に下向きの強い衝撃がかかったと
しても、外套体４がこの弾性部材36をさらに押し縮めな
がら若干下動することができるので、衝撃力のヘッドハ
ウジング３への直接伝達は回避される。また、外套体４
のハウジング３とを連結するための連結体35の頭部35c
と外套体４の外向鍔との間に弾性部材36が介装されてい
るので、上記衝撃が連結部材に直接作用することもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のブレーカの一実施例の縦断面図、第２
図はチゼルが移動下端にあるときの下部要部の拡大断面
図、第３図は下部要部の他の実施例の拡大断面図、第４
図は下部要部のさらに他の実施例の拡大断面図、第５図
は本体ケースないしヘッドハウジングの間に設けられる
分離部の一例の拡大断面図、第６図は分離部の他の例の
拡大断面図である。 １……ブレーカ、２……筒形本体ケース、３……ヘッド
ハウジング、18……自由ピストン（ハンマ体）、19……
チゼル、30……弾性材、34……分離部、34a……上部
材、34b……下部材、35……連結体、35c……大径部、36
……弾性部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力源を収納するヘッドハウジングの下部
   に筒形本体ケースを連結し、この本体ケース内に動力源
   によって往復動させられるハンマ体を設け、このハンマ
   体によって本体ケース下部に支持したチゼルに連結的な
   衝撃力を与えるように構成されたブレーカにおいて、本
   体ケース下部に、上記チゼルからの衝撃力を受ける弾性
   体を介装する一方、本体ケースとヘッドハウジングの間
   に上部材と下部材とに分離する分離部を設け、この分離
   部において、上端が上記上部材に対して下動不能に係止
   され、下端に大径部をもつ連結体を設け、この連結体の
   下端大径部と上記上部材との間に、上記下部材が上記上
   部材に直接接触するようにして下部材および圧縮状態と
   した弾性部材を上下積層状に介装したことを特徴とす
   る、ブレーカ。