JPS6062473A - ニ−ドル・ハンマ−装置 - 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】 技術分野 本発明は、圧力流体によっ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、可組立体の後方に配置された往復動部材によっ
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釦は、釦
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、この衝撃部材によっ
て全く打たれることなく、又は、弱くなった力で打たれ
るだけとなる。

この公知の原理は、次の多くの欠点を伴っている。

１　各作動工程に関して、針組立体の合釘の作動効果は
、かなりばらつきがあるので、針がすべて有効な作業を
行っ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、合釘は過負荷を受け
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っ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合釘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、保持部月の摩擦抵抗に打ち勝って各軸方向の移
動の可能性を有する針とによシ、達成される。更に、釧
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
の後部によっ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１分配すべく、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、駆動力が合釘に伝わるので、工具の針
組立体に伝達される力は、合釘により均一に分布され、
これによシ針の歪が低減し、一作業工程光りの仕事量が
より多く、同時に行われるということによシ装置が考案
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によって平衡を保つ。一方、この二つの部材は、導管
５全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、互いに向い合った方向へ両部材
を戻す。従って、両部材は、圧力媒体の供給が継続する
限シ、一連の急速な往復動作を行う。作動室においては
、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
封手段として役立ち、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７６０
３２５２−３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ップルである。

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
って保持された駆動板を取付ケている。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、ノ・ウジフグ２内で作動部材のすべり軸受の役［１
をするつば付１ｊング１６が介在せしめられている。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により作動部制上に螺合
され、）・ウジング２の前部においてすべり乍らジャー
ナルの役目をしている。つば付リング］６とハウジング
の前部には、作動部材３と反作用部イ２４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を通っ
て作動室２１から半径力、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ば、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２
６とを有する多数の針２４から成っている。更に、この
針組立体には、端部壁２８を有するスリーブ２７゜該端
壁部２８によっ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３１、及びこの座金の反対側には、金属又は硬質合
成樹脂等の硬質材料よ構成る案内座金３２及び３３があ
る。座金３１〜３３には、針が通ることのできる孔が設
けられている。

座金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、針の後部で占められる。残シの室
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、座金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、座金の狭くなってい
る端部の１わりに該端部を締めつけることにより、独立
ユニットとして一体的に保持せしめることができる。こ
の単一ユニットの形で、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によシ作動部材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、座金３３に圧力を働
かせる。スリーブ３６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バ部が支持される
ナツト１７によって囲まれている。座金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が戻らないようにナツト】７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
等によっ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。ナラ）　１
７　ｆ回す場合、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用の孔を設けて座金３１と同
様な弾性材料で適当に作られた案内座金３９が数句けら
れている。案内座金３９は、適当な方法、例えば、スリ
ーブの圧線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、スリーブ３１は液圧媒体３５
の漏洩に対し、室３４を完全に審判するのに役立ってい
る。従って、座金には、座金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
ら座金をスリーブ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
ユニットを形成する。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を通して座金３
３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、座金は半径方向に伸びようとし、これに
より座金はスリーブ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。

弾性座金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）全座金に取付けるこ
とが適切で、このピン４０は、釧２４用の一連の孔の外
周から座金に挿入され、しかも座金３１の軸方向の寸法
よシ少し短くなっているので、座金３１は、座金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、座金３２及び３３によって支えられ、そ
れ以上の圧縮を受けないようになる。これによって、全
体に堅固な軸方向の接続が、各種座金とスペーサー要素
とにより、ナラ）１７からスリーブ２７の底部に亘って
得られる。

弾性座金３１と違って、弾性案内座金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たけ
であるので、予張力をかけたシ、スペーサー・ピン４　
Ｏｆ設けたシする必要はない。

剣は、座金３２及び３３によって導かれて、針の半径方
向の力が弾性座金３１の密封機能に不利益に作用しない
ようにし、更に案内座金３９にょシ導かれる。案内座金
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、金
１は、座屈も永久変形も起こさずに半径方向の力に配え
ることができる。針が弾性体により導かれて、座金３９
の内側又は座金に密接して変形されるため、又、各種座
金で全体に長い距離に渡って軸受けされているので、座
金３２及び３３の孔の縁に対してこじりゃこすり効果を
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３５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の後端部によって占められる全
容積は、はソ一定に保たれている。更に、釦の周りの弾
性座金３１及び３９の摩擦つかみが、その位置で針を保
持するのに役立っている。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）ｏ−
り中、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
針によって室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
組立部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・ノ・ンマーのストｏ
−りの方向に対する工作物の傾斜に対応することになシ
、すべての針が殆ど同時に工作物表面を打って、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っ
て、又、使用され得る全量の処理力にとって非常に重要
である。更に、強力に貢献する要素は、摩擦つかみと液
圧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。針が案内座金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、
こ才ｌ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、劉ずべてが室へ同し距
離で挿入される時、針２４は室の中央にその後端蔀ヲ有
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Ｃ１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、−１二本の針が縁の外側へ夕１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たけ戻り、
一方、室３４内での動きによっ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
が座金３２に接触することになる。これは、座金にか＼
る圧力かわずかに増加したことを意味するだけで、針を
囲む座金の端部壁面では、座金ばすでに、針の後端部に
作用する圧力と同じ表面の単位轟りの圧力を受けている
。従って、座金３２は取扱いの困難な如何なる荷重も受
け々い。ある針が、室３４の後端部における座金２９葦
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によっ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川か
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肖である。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
１５〜２０ｍｍｔ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７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か、これは、従来の方
法において、硬い工作物表面に針を扛［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
。従って、釧の衝！１Ｆ端部に炭化タングステン・チッ
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
効率をかなシ増加し、常に鋭利な状態の先端を力えてく
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・チップと、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。

液圧妹体で満たされる室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又は弾性座金３１を通り、スリーブ２７の側壁に沿
っ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、従って、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、既に立証法である。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
刺着して薄い膜を形成して密封部を通す傾向が少しあっ
た。

ニードル・ハンマーの操作中、衝撃部材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シその大部分
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、−両部材
が互いに近すいて、両部月間で構成される室の圧力が増
大する時−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と反作用部材４との間の駆動室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。従って、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って、主としてニ
ードル・ハンマーを使用すると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２４は、弾性座金３１によシ針
の周りの摩擦つかみだけで作動部材の動きに従い、でき
る限り弾性案内座金３９で補われる。この摩擦つかみは
、摩擦要素に関してあ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。従って、工作物表面に衝撃
を加える針は、この壁によって支えられる。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。従って、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、駆動力が総ての針に均一に作用する
ため加工が均一に行われ、又作業中合釘に過負荷が掛る
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きる。更に作動時の反動力と
衝撃力を有効に弱めることかできるから、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峙ヲ及
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図は本装置の一部を詳細に
示す端面図である。 １°°°°ニードル・ハンマー、２・・・・ハウシング
、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・・・・弾性密封体、１１・・・・開閉制御
レバー、１２・・・接続ニップル、１３・・・・駆動板
、１４．１８・・・・ねじ、】５・・・・スペーサー゛
スリーブ、１６・・・・つば付リング、１７・・・・ナ
ノ）、１９．２０・・・・孔、２１・・・・作動室、２
２・・・・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・・・°
座金、３２，３３・・・・案内座金、３４・・・・室、
３５・・・・媒体、３６・・・・スリーブ、３７・・・
・内端部、３８°°°・ナツト開口部、４０・・・・ス
ペーサー・ピン。 第１頁の続き ＠発明者　キエル、エドストレエ ム ０発　明　者　ヘンリイ、ウイクルン ド スエーデン国、ニス−８２６００ソエデルハム、アスペ
ックスガタン　４３ スウェーデン国、ニス−８２０１０アーブラ、ベツクフ
エーゲン　１

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ニードル・ハンマー装置において、針２４が、
   針の軸方向に往復動可能な作動部材３中に配置され、針
   の前端部がその部材よシ突出していて、針が、例えばポ
   リウレタン製合成樹脂等の柔軟性材料でできた少なくと
   も一個の保持部材３１．３９によシ、該作動部材の動き
   に従わしめ、この柔軟性材料は針を通す孔を有して摩擦
   つかみにより各針を締めつけ、且つ、針は、摩擦つかみ
   の抵抗に打ち勝って、所定の制限内で個々の針が軸方向
   に自由に動き得るように配置されていることを特徴とす
   る圧力媒体作動式ニードル・ノ・ンマー装置。
2. （２）金属又は、硬質合成樹脂等の非弾性材料で作られ
   、企１２４を通過せしめる孔を有する少なくとも一個の
   軸受部材３２．３３’ｉ備えていて、該軸受部材が針の
   ラジアル軸受として保持部材３１゜３９と協働すること
   を特徴とする特許請求の範囲（１）に従う装置。
3. （３）針２４は、作動部材３０室３４の中にその後部が
   配置されていて、該室の前端壁３２から前方へ突出して
   おり、該前端壁は、針２４を通過せしめる孔を有し、軸
   受部材３２の一つが該前端壁を形成することができ、針
   の後部によって占有されることのない室容積は、液圧媒
   介物として役立つ媒体３５で満たされ、この媒体は、室
   ３４を限定する壁２９，３０．３２と、前端壁３２にお
   ける針用の孔の内外における針２４の周囲表面を密封す
   ることによシ、室からのがれられないようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲（１）又は（２）に従う装置
   。
4. （４）針２４を締めつける保持部材３１．３９又は、−
   個以上のこのような部材が針に沿って配置される場合の
   これら部材の最後部の部材３１は、該室が液圧媒体３５
   で満たされた時、室３４を密封するのに役立てられてい
   ること全特徴とする特許請求の範囲（３）に従う装置。
5. （５）針２４に働く締めつけ力と、金１と接触部材２７
   ．３２．３３に対する良好な密封作用と共に、この締め
   つけ力によって決まる摩擦抵抗とを得るために、少なく
   とも一個の保持部材３　］、３９が接触部材２７．３２
   ．３３−これら部材の中の一個３２が上記軸受部材と前
   端壁とを各々同時に構成し得る一間で圧縮されるように
   配置されていることを特徴とする特許請求の範囲（］）
   乃至（５）の何れかに従う装置。
6. （６）　複数のスペーサー・ピン又は類似品４０が、少
   なくとも一個の保持部材３１．３９に挿入されていて、
   該ピンは、保持部材が該保持部材の両側に対して作用す
   る二個の接触部材３２，３３間で圧縮される時、該接触
   部材の止め具として働き、それにより最大の圧縮量を決
   定することを特徴とする特許請求の範囲（５）に従う装
   置。