JPS6334864Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、工具先端より突出した多数の針たが
ねを激しく前後動させて、金属表面の錆や、溶接
時のスパツタ、鋳物の砂などを除去し、あるいは
石材、コンクリート表面などを研削するために用
いる空圧式多針剥離工具に関するものである。

この種、剥離工具としては、従来、本考案者が
既に提案しているように、工具本体のハウジング
をなすシリンダ内に、その後部から、ピストンラ
ム、アンビル、および前記針たがねを摺動自在
（往復動自在）に支承したニードルサポータを
夫々往復動自在に嵌合し、これらの各部品を駆動
源としての圧搾空気の供給により、前後動させ、
その際のピストンラムの前進によるアンビルの打
撃、アンビルによる針たがね後部の打撃、針たが
ね先端の加工対象物たる金属表面、石材などとの
衝突を繰り返して、目的とするはつり作業や研削
作業を行なうものがある（特公昭41−5867）。

従前のこの種の工具によると、ピストンラムの
急激な前進力によつて打撃されたアンビルによ
り、針たがねが激しく打されるため、強力な打撃
力が極めてスムーズに得られ、良好な剥離効果が
得られるが、何等かの原因により、所望の打撃力
が得られなかつたり、円滑な駆動が損なわれるよ
うになると、逐にはシリンダ内表面や可動部品に
悪影響を与え、例えばニードルサポータの針たが
ね支承孔回りや針たがねの頭部などが破損するこ
とがあつた。

この原因は、本考案者の研究したところによる
と、ピストンラム、アンビル、ニードルサポー
タ、針たがねなど各部品の駆動タイミングの微妙
なずれにあることが判明した。

例えば、ピストンラムによるアンビルの打撃
時、タイミング的にアンビルがピストンラムの最
大打撃力を受ける適正位置に戻つていなければ、
アンビルに所望の打撃力が伝達されない。また、
アンビルによる針たがねの打撃時に、前進する態
勢でないと、アンビルの打撃力がスムーズに針た
がねに伝達されない。特に、このとき、ニードル
サポータの前進時の速度と後退時の速度とが針た
がねのそれよりも遅いと、針たがねの前進時には
針たがねの前進に対して障害となり、ときには針
たがね後頭部がニードルサポータの後端部に貼り
付いて、当該ニードルサポータと共に前進するよ
うになるため、必要な衝撃力が殆んど失われるこ
とになる。また、ニードルサポータの後退時に
は、ニードルサポータと一緒に針たがねは後退
し、ニードルサポータが停止しても、針たがねは
慣性力で引きつづき後退し所定の位置に達する
が、ニードルサポータの後退弾発力が弱いと、一
方では、針たがねの慣性力が弱いまゝで当該針た
がねが充分に戻らず、他方ではアンビルをピスト
ンの有効叩打位置（最後退位置）まで戻すことが
できないからアンビルの打撃力を後に受けても針
たがねに所望のストロークを与えることができ
ず、打撃力の低下を招くことになる。更にまた、
例えばアンビルの前進時、針たがねの後退動作が
完全に終了せず、後退途中であると、相互の衝撃
力が必要以上に大きくなつて、振動の増大を招い
たり、部品の破損に至つたりする。すなわち、相
互に打撃される部品間で、その運動方向が互に向
き合う方向となつていると、通常では考えられな
い大きな衝撃力となつて表われる。

このような駆動タイミングのずれは、設計、組
立の段階では勿論のこと、使用中の衝撃による工
具各部の弛みやガタ付き、さらにはこの工具の使
用環境からして、特に、シリンダ前部にははつり
や研削により生じた錆びなどの鉄粉、石粉などの
侵入が避けられないため、これらの侵入によつ
て、ニードルサポータ、針たがねなどの摺動摩擦
力が増大しても生ずる。

このようにこの種剥離工具においては、駆動タ
イミングの整合性が極めて重要であるにもかゝわ
らず、従来の工具にはこの駆動タイミングを調整
する考慮が払われていなかつた。

本考案は、このような観点に立つて考案された
ものである。すなわち、本考案の目的は、工具の
各部品の円滑な駆動タイミングを得るため、特
に、アンビル、ニードルサポータおよび針たがね
の相互関係において、ピストンラムの打撃力によ
つてアンビルが急激に前進したときにはニードル
サポータを空圧弾発力で瞬時に前進させ、またニ
ードルサポータの後退直前には当該サポータ前端
面部における急激な空気膨張を起こさせて、次い
でニードルサポータを瞬時に後退させ、これによ
り針たがねはそのときの慣性力で所望の位置まで
後退させると共に、ニードルサポータとアンビル
の間の空気圧力でアンビルを急速に所望の位置ま
で後退させて、究極的には、針たがねの円滑かつ
適正な打撃力を確保する一方、更に作動タイミン
グにずれなどが生じた場合や針たがねのストロー
グを変更したい場合でも、手軽に再調整できるよ
うにしたものである。

以下、本考案の一実施例を第１図ないし第４図
により説明する。

図中、１は工具本体のハウジングを兼ねた筒状
のシリンダで、本例の場合、前、中、後部の３部
が一連に形成され、後部に対し中央部から前方に
かけてをやゝ拡径に形成したシリンダ本体２と、
３部が一体のシリンダ本体２の前部にシールリン
グ３を介して気密にかつ軸心方向に定着位置を調
整自在に取り付けたシリンダキヤツプ４とからな
る。

このシリンダ１の後部にはピストンラム作動室
R₁を設け、またシリンダ中央部から前方にかけ
ての拡径部にはアンビル作動室R₂を設け、更に、
シリンダ１の外周には、プラスチツクスなどより
なる断熱、振動防止用カバー５をシリンダ本体２
の拡径段部２ａに弾性体６を介在させて被せ、更
に、このシリンダ本体２の肉部には軸心方向に向
けて前記ピストンラム作動室R₁およびアンビル
作動室R₂に圧搾空気を供給するための空気導入
通路７，７′が互に連通するように形成する。

このシリンダ本体２の後端開口部には後端部材
８がシールリング９を介して気密に取り付けられ
ている。この後端部材８には、外部のコンプレツ
サー（図示省略）と接続される圧搾空気取入口１
０から延びて前記シリンダ本体２の空気導入通路
７に圧搾空気を供給するための環状内周溝１１に
連通された連絡通路１２とこの通路１２の開閉を
行なうための開閉弁１３が設けてある。この開閉
弁１３は連絡通路１２を開閉する弁体１３ａとこ
の弁体１３ａを付勢するための圧縮スプリング１
３ｂと一部を後端部材８の外周に突出させた弁棒
１３ｃとからなり、この弁棒１３ｃの突出部は後
端部材８の後端縁部に前向きに傾斜させて軸着し
た操作レバー１４の下面と当接している。したが
つて、使用時に、作業者がこの操作レバー１４を
シリンダ本体２の後部外周を握手部として一緒に
強く握れば、レバー１４は弁棒１３を押し下げて
弁体１３ａが開き、この操作レバー１４の握り方
を弱めると、圧縮スプリング１３ｂにより弁体１
３ａを上昇させて連絡通路１２を閉じると同時
に、弁棒１３ｃを介してレバー１４を元の位置に
復帰させる。

この後端部材８により塞がれた前記ピストンラ
ム作動室R₁にはピストンラム１５を軸心方向に
往復動自在に嵌合する。このピストンラム１５は
後端の拡径基部１５ａに対し前方に稍々小径とし
た小径滑合部１５ｂを有し、この滑合部１５ｂを
ピストンラム作動室R₁の前方寄りの内径を絞つ
た小径ガイド部１６に摺動自在に嵌合する。この
ため、ピストンラム小径滑合部１５ｂとピストン
ラム作動室R₁間には圧搾空気の充填される空隙
Ｓが形成される。この空隙Ｓには、ピストンラム
１５の最前進時を除いて、ピストンラム作動室
R₁の略中央部に形成されかつ前記空気導入通路
７に連通した環状内周溝１７を開口させる。また
このピストンラム１５の軸心部には後端から前方
に向けて圧搾空気の充填される穴１８を筒状に形
成して、この穴１８にはピストンラム小径滑合部
１５ｂの前方寄り外周に貫通したいくつかの空気
出入孔１５ｃ、および前記ピストンラム作動室
R₁の環状内周溝１７を通じて圧搾空気が供給さ
れるようになつている。したがつて、このピスト
ンラム１５は、前記空隙Ｓと環状内周溝１７が連
通した状態で圧搾空気が供給されると、先ず、ピ
ストンラム拡径基部１５ａの段状端面１５ｄで圧
搾空気を受け、一旦、瞬時に後退した後、ピスト
ンラム１５の空気出入孔１５ｃを通じて穴１８内
が高圧となると、衝撃的に前進する。

一方、前記シリンダ本体拡径部のアンビル作動
室R₂にはピストンラム側にこのピストンラム１
５により打撃される円盤状金属体のアンビル１９
を、反対側にニードルサポータ２０を夫々軸心方
向に往復動自在に嵌合する。ニードルサポータ２
０は前方に少々縮径された小径滑合部２０ａを有
し、この滑合部２０ａを前記シリンダキヤツプ４
の後端内縁の内径を稍々絞つた小径ガイド部４ａ
に摺動自在に嵌合させると共に、アンビル作動室
R₂に嵌合された後部拡径基部２０ｂの周縁寄り
の段部前面２０ｃには前記キヤツプ小径ガイド部
４ａの段状後端面部４ｂを対向させ、これら段部
前面２０ｃ、段状後端面部４ｂ間で囲まれる部分
に圧搾空気の充填する空間S′を設ける。更に本例
の場合、軽量化などのため、ニードルサポータ０
の前端から後端寄りにかけてを筒状に形成してあ
り、その後部拡径基部２０ｂの外周には圧搾空気
導入用の環状外周溝２０ｄを設け、更に、該ニー
ドルサポータ２０の外周寄りには環状外周溝２０
ｄの底部から軸心方向に貫通させて前記段部前面
２０ｃに開口する圧搾空気供給用の連絡通路２０
ｅを形成する。したがつて、ニードルサポータ２
０が往復動する際、前記環状外周溝２０ｄが、ア
ンビル作動室R₂内に開口して形成され、かつ、
前記シリンダ本体２の空気導入通路７′に連通さ
れた環状内周溝２１と合致したとき、圧搾空気が
連絡通路２０ｅを通じて、前記空間S′に供給され
るようになつている。すなわち、ニードルサポー
タ２０が後退するようになつている。

既述したシリンダキヤツプ４は上記空間S′の容
量を規定する作用をなすものでシリンダキヤツプ
４のシリンダ前部への螺着位置、言い換えれば同
キヤツプ４の段状後端面部４ｂの位置を調整自在
として、この空間S′に導入される空気の圧力を、
ニードルサポータ２０の前進時に、適正な圧力に
設定できるようにしてある。

また、前記ニードルサポータ２０の後端面には
軸心方向に貫通した多数の支承孔２２…が形成し
てあり、この支承孔２２には針たがね２３……が
その後端拡径頭部２３ａ……を前記アンビル１９
の前面に対峙させて往復動自在に挿通してある。
この針たがね２３の後頭部は前記アンビル１９に
より打撃されるもので、その前進時、ニードルサ
ポータ２０の後端面にスムーズに衝合するよう
に、本例の場合、拡径頭部２３ａの前方側にテー
パー状の円錐部２３ｂを設けると共に、ニードル
サポータ２０のこれに対応する支承孔２２の開口
部には円錐形窪部２２ａを設ける。

このようにアンビル１９およびニードルサポー
タ２０を嵌合した前記アンビル作動室R₂におい
ては、アンビル後端側の壁面に第１排気口２４
を、アンビル１９とニードルサポータ２０間に囲
まれる壁面に第２排気口２５を夫々設けて、各排
気口２４，２５は前記カバー５との間に形成した
排気通路２６に連通している。特に、第２排気口
２５にあつては、その大きさと数を、アンビル１
９の前進時またはニードルサポータ２０の後退時
に、シリンダ内壁面とアンビル１９、ニードルサ
ポータ２０によつて囲まれた空間の空気圧を加圧
して、一種の高圧空気クツシヨン層が形成される
よう設定してある。

尚、本考案において、前記シリンダキヤツプ４
の位置調整自在の取付け方法としては、特に限定
されないが、例えば本例の場合のように、キヤツ
プ後端外周に雄ねじ部４ｃを設けると共に、これ
に対応するシリンダ本体２の前端内面に雌ねじ部
２ｂを設けて、互に螺着させ、そのときの螺着深
さを変えるという手段が最も簡便で、かつ、微調
整も可能である。この螺着状態の固定は、例えば
雄ねじ部４ｃに予め螺合しておいたナツト２７な
ど、適宜の位置決め固定具で締結してシリンダ本
体２の前端面を強く押圧すればよい。

次に、以上のように構成された本考案剥離工具
の実施例の作用について説明する。

先ず、工具の使用に際して、第１図に鎖線で示
す状態の操作レバー１４を作業者が工具の後部を
握手部として一緒に強く握る。この操作によつ
て、開閉弁１３が開き、コンプレツサーからの圧
搾空気が後端部材８の連絡通路１２、環状内周溝
１１を通じてシリンダ肉部の空気導入通路７，
７′に導びかれ供給される。工具の始動時にあつ
せは、ピストンラム１５、アンビル１９、ニード
ルサポータ２１および針たがね２３……のいずれ
もが摺動自在であるため、工具の傾きや振りなど
により、ピストンラム１５が後退して、一度、ピ
ストンラム作動室R₁との空隙Ｓに環状内周溝１
７が開口すると、ピストンラム１５は圧搾空気に
より、一旦、最後部の位置まで後退する（第１図
参照）。

このとき、ニードルサポータ２０が稍々前進し
て、その環状外周溝２０ｄがアンビル作動室R₂
の環状内周溝２１と一部でも合致すると、圧搾空
気が連絡通路２０ｅを通じてニードルサポータ２
０の周縁寄りの段部前面２０ｃとシリンダキヤツ
プ４の段状後端面部４ｂ間で形成された前記空間
S′に供給され、この空間S′内の空気を加圧し、一
種の高圧空気クツシヨン層を形成し、この圧力上
昇による弾発力により、ニードルサポータ２０は
瞬時に後退し、空気圧の弾発力が主に針たがね２
３……の重量とバランスされた時点でニードルサ
ポータ２０は停止する。ニードルサポータ２０は
このとき針たがね２３……の拡径頭部２３ａ……
を引つ掛けて後退するため、針たがね２３……は
一緒に後退するが、ニードルサポータ２０が上記
のように停止しても、針たがね２３……はそのと
きの慣性によつてさらに所望のアンビル１９に向
つて後退する（第２図参照）。

この際、シリンダキヤツプ４の段状後端面部４
ｂは空間S′に供給される空気の膨張を助長する最
適位置に設けてあるため、ニードルサポータ２０
は極めてスムーズにかつ、適正な弾発力で後退
し、針たがね２３……のストロークを適正に維持
しうる位置まで当該針たがねを確実に後退させ
る。

このニードルサポータ２０の後退時、当該ニー
ドルサポータ後端面とアンビル前面により囲まれ
るシリンダ内部の空気は第２排気口２５より一部
排気されるものゝ、排気口２５の大きさが上述の
ように調整してあるため、当該部における空気は
加圧され、一種の高圧空気クツシヨン層を形成す
るため、ニードルサポータ２２はアンビル１９と
衝突することなく後退し、アンビル１９は上記高
圧空気クツシヨン層の弾発力により、極めてスム
ーズに後退する。このようにして後退するアンビ
ル１９はシリンダキヤツプ４の段状後端面部４ｂ
の最適位置設定により、所望の適正位置まで確実
に後退する。またこのキヤツプ４の取付け位置は
調整自在であるため、組立不良、使用中の各部の
弛みやニードルサポータの摩耗に起因するガタ付
きなどによつて駆動タイミングにずれが発生して
も、ニードルサポータのストロークを所定のスト
ロークに調整し、アンビル、ニードルサポータ、
針たがねの３者のタイミングの調整を行なうこと
ができる。このようにして、ニードルサポータま
たはシリンダ前部の内周が摩耗した場合であつて
も、アンビルを常に最後退位置（ピストンの有効
叩打位置）に戻し、不安定になつた針たがね２３
……のストロークを調整して、その剥離力を増大
することができる。

次に、このスタート状態の直後（始動直後）に
は、所定位置に後退したピストンラム１５の穴１
８に空気出入孔１５ｃを通じて圧搾空気が供給さ
れるため、内圧が急激に上昇して、第２図に示す
ようにピストンラム１５は瞬時に前進し、アンビ
ル１９を強力に打撃する。このとき、ピストンラ
ム１５も、アンビル１９もタイミング的に所望の
適正位置に位置しているため、ピストンラム１５
の打撃力は損失なく、アンビル１９に伝えられ、
アンビル１９を前進させる。

アンビルを打撃した瞬間のピストンラム１５は
穴１８がピストンラム自体の最前進位置により、
空気出入孔１５ｃ、ラム作動室R₁の第１排気口
２４を通じて外気と通じているため、内部の圧搾
空気が排気されて、打撃の反作用により、ピスト
ンラム１５は、第３図に示すように瞬間的に後退
を開始する。この後退途中で、ピストンラム１５
の空隙Ｓが環状内周溝１７に達すると、上述のよ
うに圧搾空気の供給を受けて、スタート時の原位
置に向けて更に後退する。

一方、前記アンビル１９の前進により、針たが
ね２３……の後端拡径頭部２３ａ……は次々と打
撃され、その打撃力を先端に伝え、その先端で金
属表面などの錆落しや石材表面などの研削をす
る。この際、アンビル前面とニードルサポータ後
端面間の空気は、ニードルサポータ後退時と同
様、第２排気口２５により一部排気されるも
のゝ、第２排気口２５の調整設定により、加圧さ
れ、一種の高圧空気クツシヨン層が形成されるた
め、アンビル１９はニードルサポータ２０を直接
打撃することなく、高圧空気力でニードルサポー
タ２０を瞬間的に押し出して、当該ニードルサポ
ータを極めてスムーズに前進させる。このときの
作用を更に詳しく説明すると、ニードルサポータ
後端面の受圧面積が大きく、かつクツシヨン層の
弾発力を調整してあるため、ニードルサポータ２
０の前進はアンビル１９に叩打されて先に前進を
開始した針たがね２３……より、早い速度で前進
し、針たがね２３に先行して、迅速に行なわれる
（この作用は、ニードルサポータ２０を軽量の強
化プラスチツクスで形成すれば一層顕著になる）
ので、針たがね２３……の前進が極めてスムーズ
に打撃力の損失がなく、またニードルサポータ２
３の支承孔回りに無理な負荷が加わることもな
い。つまり、針たがね後端拡径頭部２３ａ……が
ニードルサポータ２０の後端面に貼り付くなどの
不都合な現象は全く起こらない。

また、ニードルサポータ２０の前進時にあつて
は、サポータ周縁寄りの段部前面２０ｃの前進に
よつて、前記空間S′が圧縮されると同時に、ニー
ドルサポータ２０の環状外周溝２０ｄとアンビル
作動室R₂の環状内周溝２１とが一致すると、空
気導入通路７′より圧搾空気が供給されるため、
空間S′の空気圧は、上述のように一種の高圧空気
クツシヨン層を形成するため、第４図に示すよう
にニードルサポータ２０はシリンダキヤツプ４の
前記段状後端面部４ｂと衝突することなく、高圧
空気クツシヨン層の弾発力により、後退運動に移
り、この運動の転換は極めてスムーズに行なわれ
る。

上記各動作を高速度で繰り返えすことにより、
以後、針たがね２３……は激しく進退運動を行な
う。

以上、実施例について説明したが、本考案に係
る空圧式多針剥離工具によれば、次のような優れ
た数々の効果を得ることができる。

(イ) アンビルとニードルサポータにより囲まれる
シリンダ内部の空気を、アンビルの前進時また
はニードルサポータの後退時、加圧して、一種
の高圧空気クツシヨン層を形成するものである
ため、両者の瞬時に対応した動きが得られると
同時にアンビルとニードルサポータとの直接打
撃が回避される。したがつて、特に、アンビル
の前進時にあつては、針たがねの前進に先行
（同時）してニードルサポータの前進が行なわ
れるので、この工具において極めて重要な針た
がねの前進がスムーズに行なわれる。このた
め、従来のようにニードルサポータの支承孔回
りなどが破損することもない。またアンビルと
ニードルサポータの直接打撃の回避により、部
品自体への悪影響も少なく、振動の考少にもな
るから、作業者の疲労の増大もなく、取扱性の
向上が期待できる。勿論、この衝撃力の緩和に
より、工具の各部の弛みやガタなどが生じに
くゝなるため、各部における空気圧の微妙なバ
ランスを保つことが容易で、ひいては、円滑な
駆動タイミングの恒久的な維持につながる。

(ロ) ニードルサポータ周縁寄りの段部前面に対向
するシリンダキヤツプの段状後端面部を、シリ
ンダ前部に導入される空気の圧力を適確に膨張
する位置に調整自在に設けたものであるため、
ニードルサポータの適正な弾発力による後退が
行なわれ、同時にシリンダ前部前方の段状後端
面部との直接打撃が回避される。したがつて、
針たがね更にはアンビルが所定の適正位置まで
確実に後退されるため、針たがねの所望の有効
ストロークが得られ、この工具において極めて
重要な針たがねの強力は打撃力が得られる。す
なわち、直接的にはニードルサポータの後退タ
イミングを最適に調整して、針たがねの駆動タ
イミング、ひいては工具全体の駆動タイミング
を極めて円滑にすることができる。また何等か
の原因により、例えば組立不良、使用中の各部
の弛みやガタ付き、更にははつりや研削により
生じた鉄粉や砂などの侵入によるニードルサポ
ータ、針たがねなどの摺動摩擦力の多少の増大
などによつて、駆動タイミングにずれが生じて
も、シリンダキヤツプの再調整によつて、空間
S′における空気の圧縮率を一定に保ち、ニード
ルサポータの前進時に、それが前進しすぎるの
を防止して、当該ニードルサポータのストロー
クを調整し、針たがねの剥離力の増大を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本考案の一実施例たる空
圧式多針剥離工具の各動作状態をピストンラム、
アンビル、ニードルサポータの３可動部品の上半
分を完全断面とした縦断側面図で、第１図は操作
レバーを握つた瞬間の状態を、第２図はピストン
ラムの打撃力がアンビルに加わつた瞬間の状態
を、第３図はアンビルの前進に伴なう針たがね打
撃状態と、このときの高圧空気クツシヨン層の発
生により、ニードルサポータが前進した状態を、
第４図はニードルサポータの最前進状態を夫々示
す。 １……シリンダ、４……シリンダキヤツプ、４
ｂ……シリンダキヤツプの段状後端面部、７，
７′……空気導入通路、１５……ピストンラム、
１９……アンビル、２０……ニードルサポータ、
２０ｃ……ニードルサポータ周縁寄りの段部前
面、２５……第２排気口、R₂……アンビル作動
室、S′……空間。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダの後部にピストンラムを、その中央部
   にアンビルを、その前部にニードルサポータを
   夫々軸心方向に往復動自在に嵌合し、かつ前記ニ
   ードルサポータには多数の針たがねを軸心方向に
   往復動自在に支承し、前記シリンダ後部にはピス
   トンラムを前後動させるための圧搾空気を供給す
   るための空気導入通路を開口させると共に、前記
   シリンダ前部にはニードルサポータを後退させる
   ための圧搾空気を供給するための空気導入通路を
   開口させ、前記シリンダ前部において、前記アン
   ビルと前記ニードルサポータによつて囲まれたシ
   リンダ内部の空気圧を、ピストンラムの打撃によ
   るアンビルの急激な前進時に加圧して、当該空圧
   力で前記ニードルサポータを前進させ、当該ニー
   ドルサポータの前進時に同サポータの周縁寄りの
   段部前面において、シリンダ前部に導入される空
   気を圧縮するためのシリンダキヤツプを、その後
   端面部をニードルサポータの前記周縁寄りの段部
   前面に対向させて前後方向に位置調整自在に設
   け、ニードルサポータの前進とアンビルの後退
   は、両者間に発生させる前記空気の張発力のみで
   行ない、前記針たがねを後退させるタイミングを
   前記シリンダキヤツプの固定位置の変更により、
   調整可能にしたことを特徴とする空圧式多針剥離
   工具。