JP5006831B2 - 衝撃付与装置 - Google Patents

Description

本発明は、各種基材に埋め込まれた釘、ノックピン又は合い釘などを引き抜くための衝撃付与装置に関する。

プレス用の金型等の各種基材に埋め込まれるノックピン等の被処理物を引き抜くための衝撃付与装置は種々提案されている。

例えば、特許文献１や特許文献２には、円筒形状のハウジングと、一端にノックピン等の被処理物に係合される係合部を有し、他端側にハウジング内の加圧室内で摺動可能とされたヘッドを有する衝撃付与用のロッドとを有し、操作レバーを手で握ることにより該加圧室に圧搾空気を導入して該ロッドを往復動させ、被処理物に引き抜き方向の衝撃を付与する衝撃付与装置が提案されている。

この装置では、操作レバーから手を放すことにより加圧室への圧搾空気の導入を遮断するようになっているが、ノックピン等の被処理物が抜けた直後に操作レバーから手を離すことは難しく、手を離すまでの間に、当該衝撃付与装置が激しく振動し、周辺部の部品（プレス金型の刃先等）に損傷を与えてしまうことがある。
特公昭５９−３５７４８号公報 特開平５−２８５８５７号公報

本発明は、被処理物が抜けた直後に自動的に作動を停止することができるようにした衝撃付与装置を提供することを目的とする。

本発明の衝撃付与装置は、
被処理物に衝撃を与える衝撃付与装置であって、
筒状の壁及び該壁を貫通して設けられた圧搾空気入口（以下に述べる実施形態においては、参照符号３２で示す。以下同様。）を有するシリンダ（１）と、
該シリンダ（１）内に設けられ、該シリンダ（１）内に導入される圧搾空気によって、当該シリンダ（１）の長手軸線方向で往復動可能とされたピストン（２）と、
該シリンダ（１）内に該長手軸線方向で変位可能に取り付けられ、該シリンダ（１）の一端（１ａ）から外側に延びて被処理物（４０）に係合される係合端部（２２）を有し、往動する該ピストン（２）によって打撃されることにより被処理物に衝撃を与える衝撃付与部材（３）と、
該シリンダ（１）の外側に該長手軸線方向で摺動可能に取り付けられた弁部材（７）であって、圧搾空気導入孔（３１）を有し、該圧搾空気導入孔（３１）が該圧搾空気入口（３２）に整合し、圧搾空気をシリンダ（１）内に導入する作動位置と、該圧搾空気導入孔（３１）が該圧搾空気入口（３２）から外れて、圧搾空気のシリンダ（１）内への導入を阻止する非作動位置との間を該軸線方向で変位可能とされた弁部材（７）と、
該シリンダ（１）と該弁部材（７）との間に設定されて、該弁部材を非作動位置に付勢する付勢手段（９）と
を有することを特徴とする。

この衝撃付与装置では、被処理物が、例えば、金型などに圧入されていた内側にネジが切られたノックピンだとした場合には、衝撃付与部材を該ノックピンに係合させた状態で、作業者が弁部材を付勢手段（９）の付勢力に抗して弁部材（７）を作動位置にして、圧搾空気をシリンダの加圧室内に供給して、ピストンを往復動させ、これにより衝撃付与部材に繰り返しの打撃を与えてノックピンに衝撃を繰り返し与える。繰り返しの衝撃の結果、該ノックピンが金型から抜けた状態では、それまでノックピンを介して金型に接続されていた状態の衝撃付与部装置が、金型から自由な状態になるので、弁部材（７）とシリンダ（１）との間に設定された付勢手段（９）によって、該弁部材が自動的に非作動位置とされ、加圧室への圧搾空気の供給が停止される。このため前述した従来の装置において生じていた、金型や他の工具への損傷を防止することが可能となる。

具体的には、
該弁部材（７）が該シリンダ（１）の周囲に同心状に取り付けられた筒状の部材とすることができる。

これにより、持ちやすくハンドリング性に優れたものとすることができる。

該付勢手段（９）が、該シリンダ（１）と該弁部材（７）との間に設けられたバネとすることができる。

このような構成を採用することで、小型のバネを用いることにより付勢手段の軽量小型化を図ることが容易となり、装置全体の軽量小型化を図ることができる。

該シリンダ（１）の筒状の壁と弁部材（７）との間に形成された室（３５）を有し、該弁部材（７）が非作動位置にされたときに、圧搾空気導入孔（３１）から導入された圧搾空気が該室（３５）内に導入されて、該弁部材（７）を非作動位置に付勢するようにすることができる。

これにより、弁部材をより確実に非作動位置に戻すことができる。

該シリンダ（１）の筒状の壁の外周面が、該圧搾空気入口（３２）が形成されている大径部（１ｃ）と該大径部（１ｃ）よりも該シリンダ（１）の該一端（１ａ）側に設けられた小径部（１ｄ）と、該大径部（１ｃ）及び該小径部（１ｄ）の間で半径方向に延びる環状部（１ｅ）を有し、
該弁部材（７）が、該シリンダ（１）の大径部（１ｃ）と摺動する内周面（７ｂ）を有し、該内周面（７ｂ）が該環状部（１ｅ）よりも該一端（１ａ）側の位置に該小径部（１ｄ）と摺動する環状突起部（７ａ）を有し、
該室（３５）が、該シリンダ（１）の外周面の該小径部（１ｄ）及び環状部（１ｅ）、該弁部材（７）の内周面（７ｂ）及び環状突起部（７ａ）によって画定されているように構成することができる。

該バネが該シリンダ（１）の筒状の壁の周りに設定され、該室（３５）内に収納されているように構成することもできる。

該ピストン（２）が該シリンダ（１）の内周面と摺動される外周面（２ｂ）を有する筒状の部材とされ、
該衝撃付与部材（３）が、該ピストン（２）を該長手軸線方向で貫通するロッド（３ａ）を有し、該ロッド（３ａ）の一端に該係合端部（２２）が設けられ、他端が往動する該ピストン（２）によって打撃される被打撃部（３ｂ）を有するように構成することができる。

該シリンダ１の該一端（１ａ）が閉止端部とされ、該ロッド（３ａ）は該閉止端部を貫通して延び、
該ピストン（２）が半径方向で貫通する圧搾空気取入孔（３３）を有し、該ピストン（２）の内周面が該圧搾空気取入孔（３３）よりも該被打撃部寄りにおいて該ロッド（３ａ）と密封摺動可能とされた密封摺動部（２ｃ）を有し、該密封摺動部（２ｃ）と該シリンダ（１）の閉止端部との間に加圧室（３７）を形成し、該圧搾空気取入孔（３３）からの圧搾空気は該加圧室（３７）に導入されて該ピストン（２）を往動方向に駆動するようにすることができる。

該ピストン（２）が圧搾空気により往動され該ロッド（３ａ）の被打撃部に衝突する間の行程において、該加圧室（３７）が当該衝撃付与装置の外部と連通されるようにされている構成とすることができる。

該シリンダ（１）の内周面が、圧搾空気により該ロッド（３ａ）の被打撃部に向けて駆動される前の状態において、該圧搾空気取入孔（３３）よりも該被打撃部側において該ピストン（２）の外周面（２ｂ）と摺動可能に密封係合する密封係合凸部（１ｆ）を有し、
該ピストン（２）の外周面（２ｂ）が、圧搾空気により該ロッド（３ａ）の被打撃部（３ｂ）に向けて駆動される前の状態において、該圧搾空気取入孔（３３）よりも該係合端部（２２）寄りの位置で該シリンダ（１）の内周面と摺動可能に密封係合する密封係合凸面（２ｄ）を有し、該密封係合凸面（２ｄ）と該密封係合凸部（１ｆ）との間で、且つ該ピストン（２）の外周面（２ｂ）と該シリンダ（１）の内周面との間において、該圧搾空気入口（３２）と常時連通する環状室（３６）を有し、該環状室（３６）は、該ピストン（２）が圧搾空気により往動され該ロッド（３ａ）の被打撃部（３ｂ）に衝突する間の行程において、該加圧室（３７）が当該衝撃付与装置の外部に連通されたときに、該圧搾空気取入孔（３３）が遮断されて、該圧搾空気入口（３２）から環状室（３６）に導入される圧搾空気によって内部が加圧され、ピストンを復動方向に付勢するような構成とすることができる。

このようにすることにより、ピストンの往動時において、加圧室（３７）内の圧搾空気は装置外部へ排出されて当該加圧室の圧力が低下し、同時に、環状室（３６）が加圧されて、これにより、被打撃部を打撃したピストンは復動方向に駆動されることになる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態の衝撃付与装置は、図１〜５に示すように、円筒形状のシリンダ１と、シリンダ１内に設けられた、円筒形状のピストン２と、ピストン２内部を貫通するように設けられた衝撃付与部材３と、シリンダ１の外周面を覆って設けられた、円筒形状の弁部材７と、弁部材７を非作動位置に付勢する付勢手段９としてのバネを具備する。衝撃付与部材３は、ロッド３ａと、ロッド３ａの一端（図においては下端）に設けられてノックピンなどの被処理物４０（図３）と係合される係合端部としてのボルト２２と、ロッド３ａの他端（上端）に設けられた被打撃部３ｂを有する

シリンダ１は、筒状の壁を有し、該壁には圧搾空気入口３２と、該圧搾空気入口３２よりも当該シリンダの上端１ｂ側に設けられた圧搾空気出口３４を有する。壁の外周面は、圧搾空気入口３２が形成されている大径部１ｃと、大径部１ｃよりも当該シリンダの下端１ａ側に設けられた小径部１ｄと、大径部１ｃ及び小径部１ｄの間で半径方向に延びる環状部１ｅを有する。また、シリンダ１の内周面には、圧搾空気入口３２よりも当該シリンダの上端側にピストン２の外周面２ｂと摺動可能に密封係合する密封係合凸部１ｆを有する。

シリンダ１の下端１ａにはエンドキャップ１０が設けられて、閉止端部を形成している。エンドキャップ１０は、その外周面に、小径部１０ａと該小径部１０ａよりも下端側に設けられた大径部１０ｂとを有し、小径部１０ａはシリンダ１の内周面にネジ係合され、大径部１０ｂはシリンダ１よりも大きな外径を有し、弁部材７と係合するように形成されている。エンドキャップ１０における小径部の内周面には、ロッド３ａとの間をシールするＯリング１２と、該Ｏリング１２よりも上端側に設けられてロッド３ａと摺動係合するブシュ１１と、Ｏリング１２よりも下端側に設けられ、後述するカップ状ネジ部材１４に対する緩衝材としてのクッション１３とを有する。また、大径部が設けられた部分は中空状で、カップ状ネジ部材１４及び後述するボルトホルダ２４を収容可能になされている。

ピストン２は筒状の部材からなり、該筒状の部材を半径方向で貫通する圧搾空気取入孔３３を有する。ピストン２の内周面は、圧搾空気取入孔３３の上部位置でロッド３ａと密封摺動可能とされた密封摺動部２ｃを有し、該密封摺動部２ｃとピストン２の内周面２ａとエンドキャップ１０との間に圧搾空気を受け入れる加圧室３７を形成している。また、外周面２ｂは圧搾空気取入孔３３よりも下方位置においてシリンダ１の内周面と密封摺動可能とされた密封係合凸面２ｄを有し、該密封係合凸面２ｄとシリンダ１の密封係合凸部１ｆとピストン２の外周面２ｂとシリンダ１の内周面とにより環状室３６を形成している。

該環状室３６は、図１に示す状態では、圧搾空気入口３２及び圧搾空気取入孔３３に連通しており、圧搾空気は該環状室３６を通って加圧室３７に導入されるようになっている。

ピストン２は、加圧室３７に導入される圧搾空気により上方に駆動されて被打撃部３ｂを打撃するが（図４）、その行程において、該ピストンの外周面が圧搾空気取入孔３３と密封係合凸面２ｄとの間でシリンダ１の密封係合凸部１ｆに係合し、環状室３６が圧搾空気取入口３３から遮断される。これと同時に、圧搾空気取入口３３が、ピストンの外周面２ｂとシリンダ１の内周面との間に形成された排気用通路３８に連通され、シリンダに形成された圧搾空気出口３４を介して外部に連通されるようになされている。

衝撃付与部材３を構成するロッド３ａ下端には、係合端部としてのボルト２２が設けられている。詳細には、ロッド３ａの下端の外周面にカップ状ネジ部材１４が螺合され、更に六角穴付ボルト１５が該カップ状ネジ部材の底壁を通してロッド３ａの下端に螺合されて、カップ状ネジ部材１４をロッド３ａに固定する。該カップ状ネジ部材１４の外側には、同じくカップ状にされたボルトホルダ２４が螺合される。該ボルトホルダ２４の底壁には貫通孔が設けられており、該貫通孔を通してボルト２２が下方に延びるように取り付けられている。ボルト２２の頭部は座金２３と共にカップ状ネジ部材１４と該ボルトホルダ２４との底壁の間に挟着される。

被打撃部３ｂは、ロッド３ａより大径の円盤状の部材であり、その下面はピストン２が衝突する平坦面とされている。また、衝撃付与部材３の上端面には、把持部２６が設けられている。

弁部材７は、シリンダ１の周囲に同心状に取り付けられた筒状の部材からなり、その径方向に貫通させて形成された圧搾空気導入孔３１を有する。弁部材７は、シリンダ１の長手軸線方向で摺動可能に取り付けられており、圧搾空気導入孔３１がシリンダの圧搾空気入口３２に整合して圧搾空気をシリンダ１内に導入する作動位置（図３参照）と、圧搾空気導入孔３１が圧搾空気入口３２から外れて、圧搾空気のシリンダ１内へ導入されるのを阻止する非作動位置（図１参照）との間を軸線方向で変位可能とされている。

弁部材７の内周面７ｂには、シリンダの環状部１ｅよりも下側の小径部１ｄと摺動する環状突起部７ａが形成されており、シリンダ１の外周面の小径部１ｄ及び環状部１ｅ、弁部材７の内周面７ｂ及び環状突起部７ａによって室３５が画定されている。該室３５内にはコイルバネ９が設定されており、弁部材７を非作動位置に付勢している。弁部材７の環状突起部７ａは、エンドキャップ１０の大径部１０ｂに係合して、弁部材７が一端１ａ側から外れないようになされている。

弁部材７には、その圧搾空気導入孔３１の周囲を円筒状に径方向外方に延出して圧搾空気導入部４１が形成されており、該導入部４１に圧搾空気導入ホース５１のスライドスイッチ５０が螺合連結されるようになっている。

ホースのスライドスイッチ５０は、筒状のスイッチ本体１６と、該スイッチ本体１６の外周面上で軸線方向で摺動可能とされた圧搾空気導入ホースに連通されたスリーブ２１とを有する。スイッチ本体１６は、弁部材７の圧搾空気導入孔３１に連通された第１通路３９ａと、圧搾空気導入ホースに連通された第２通路３９ｂとを有し、スリーブ２１の内周面には凹部２１ｃが形成されており、スリーブ２１は該凹部が第１及び第２通路を連通するＯＮ位置（図４）と、非連通とするＯＦＦ位置（図３）との間で変位可能とされており、圧縮バネ１８によりＯＦＦ位置に付勢されている。

シリンダ１の外周面には、その上端近くに緩衝材としてのＯリング４が設けられており、また、圧搾空気入口３２を挟んでシール部材としてのＯリング５、６が設置されている。

また、弁部材７の環状突起部７ａにはシール部材としてのＯリング８が設けられている。

使用に際しては、先ず、係合端部としてのボルト２２をノックピン４０などの被処理物にねじ込む。次に、図３に示すように、弁部材７を矢印Ｂ方向に持ち上げて作動位置に位置し、スリーブ２１を矢印Ｃ方向に押し込み、図４に示すＯＮ位置にする。これにより、第１及び第２通路３９ａ、３９ｂ、圧搾空気導入孔３１、圧搾空気入口３２が整合され、圧搾空気が環状室３６に導入され、環状室３６から圧搾空気取入口３３を通じて、加圧室３７内に圧搾空気が導入される。

これにより加圧室３７内部が圧搾空気により加圧され、ピストン２が上方に駆動され、衝撃付与部材３の被打撃部３ｂを打撃し（図４）、その衝撃はロッド３ａ及び係合端部２２としてのボルトを介してノックピン４０に伝わり、ノックピン４０は引きぬく方向の衝撃を受ける。

このとき、ピストン２の圧搾空気取入口３３が密封係合凸部１ｆよりも上方位置となり、これにより圧搾空気の加圧室３７への導入はされなくなり、同時に、加圧室３７内の空気は圧搾空気取入口３３及び排気用通路３８を通って圧搾空気出口３４から外部に排出される。同時に、環状室３６が圧搾空気によって加圧されるため、ピストン２は下方に駆動される。ピストンが下方位置となり、圧搾空気取入口３３が環状室３６と連通し、再度加圧室３７に圧搾空気が導入されると、再び、ピストン２が上方へ駆動されて被打撃部３ｂを打撃する。このようにして、ノックピン４０が抜けるまで、ピストンが往復動される。この際、手で握る弁部材７は、シリンダ１に対してピストン２の往復する方向に摺動するため、作動時の手に伝わる振動は低減されている。

ノックピン４０が抜けた場合には、図５に示すように、コイルバネ９により弁部材７がシリンダ１に対して相対的に下方に変位されて非作動位置となる。このとき、第１通路内にある圧搾空気は室３５内に導入され、弁部材７が非作動位置に変位させるよう作用する。これにより、圧搾空気の導入は遮断され、当該衝撃付与装置の作動は停止する。

以上、本発明にかかる実施形態につき説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

図１は、本発明の衝撃付与装置の１実施形態を示すロッド以外の部材を断面で示す一部断面図である。 図２は、図１に示す衝撃付与装置の使用態様を示す図１相当図である。 図３は、図１に示す衝撃付与装置の使用態様を示す図１相当図である。 図４は、図１に示す衝撃付与装置の使用態様を示す図１相当図である。 図５は、図１に示す衝撃付与装置の使用態様を示す図１相当図である。

符号の説明

シリンダ１；ピストン２；ロッド３ａ；係合端部（ボルト）２２；被打撃部３ｂ；衝撃付与部材３；弁部材７；付勢手段９；圧搾空気入口３２；圧搾空気出口３４；大径部１ｃ；一端１ａ；小径部１ｄ；環状部１ｅ；内周面２ａ；外周面２ｂ；密封係合凸部１ｆ；エンドキャップ１０；小径部１０ａ；大径部１０ｂ；Ｏリング１２；ブシュ１１；カップ状ネジ部材１４；クッション１３；ボルトホルダ２４；密封摺動部２ｃ；加圧室３７；密封係合凸面２ｄ；環状室３６；排気用通路３８；六角穴付ボルト１５；ノックピン４０；座金２３；キャップ２５；把手部２６；内周面７ｂ；環状突起部７ａ；室３５；圧搾空気導入部４１；スライドスイッチ５０；スイッチ本体１６；スリーブ２１；凹部２１ｃ；バネ１８；第１通路３９ａ；第2通路３９ｂ；圧搾空気導入ホース５１；Ｏリング４；Ｏリング５；Ｏリング６；Ｏリング８

Claims (10)

1. 被処理物に衝撃を与える衝撃付与装置であって、
   筒状の壁及び該壁を貫通して設けられた圧搾空気入口を有するシリンダと、
   該シリンダ内に設けられ、該シリンダ内に導入される圧搾空気によって、当該シリンダの長手軸線方向で往復動可能とされたピストンと、
   該シリンダ内に該長手軸線方向で変位可能に取り付けられ、該シリンダの一端から外側に延びて被処理物に係合される係合端部を有し、往動する該ピストンによって打撃されることにより被処理物に衝撃を与える衝撃付与部材と、
   該シリンダの外側に該長手軸線方向で摺動可能に取り付けられた弁部材であって、圧搾空気導入孔を有し、該圧搾空気導入孔が該圧搾空気入口に整合し、圧搾空気をシリンダ内に導入する作動位置と、該圧搾空気導入孔が該圧搾空気入口から外れて、圧搾空気のシリンダ内への導入を阻止する非作動位置との間を該軸線方向で変位可能とされた弁部材と、
   該弁部材を非作動位置に付勢する付勢手段と
   を有することを特徴とする衝撃付与装置。
2. 該弁部材が該シリンダの周囲に同心状に取り付けられた筒状の部材とされている請求項１に記載の衝撃付与装置。
3. 該付勢手段が、該シリンダと該弁部材との間に設けられたバネとされている請求項１又は２に記載の衝撃付与装置。
4. 該シリンダの筒状の壁と該弁部材との間に形成された室を有し、圧搾空気導入孔から導入された圧搾空気が該室内に導入されて、該弁部材を非作動位置に付勢するようにした請求項１乃至３の何れかに記載の衝撃付与装置。
5. 該シリンダの筒状の壁の外周面が、該圧搾空気入口が形成されている大径部と該大径部よりも該シリンダの該一端側に設けられた小径部と、該大径部及び該小径部の間で半径方向に延びる環状部を有し、
   該弁部材が、該シリンダの大径部と摺動する内周面を有し、該内周面が該環状部よりも該一端側の位置に該小径部と摺動する環状突起部を有し、
   該室が、該シリンダの外周面の該小径部及び環状部、該弁部材の内周面及び環状突起部によって画定されている請求項４に記載の衝撃付与装置。
6. 該バネが該シリンダの筒状の壁の周りに設定され、該室内に収納されていることを特徴とする請求項５に記載の衝撃付与装置。
7. 該ピストンが該シリンダの内周面と摺動される外周面を有する筒状の部材とされ、
   該衝撃付与部材が、該ピストンを該長手軸線方向で貫通するロッドを有し、該ロッドの一端に該係合端部が設けられ、他端が往動する該ピストンによって打撃される被打撃部を有する請求項１乃至６のいずれかに記載の衝撃付与装置。
8. 該シリンダの該一端が閉止端部とされ、該ロッドは該閉止端部を貫通して延び、
   該ピストンが半径方向で貫通する圧搾空気取入孔を有し、該ピストンの内周面が該圧搾空気取入孔よりも該被打撃部寄りにおいて該ロッドと密封摺動可能とされた密封摺動部を有し、該密封摺動部と該シリンダの閉止端部との間に加圧室が形成されて、該圧搾空気取入孔からの圧搾空気は該加圧室に導入されて該ピストンを往動方向に駆動するようにされている請求項７に記載の衝撃付与装置。
9. 該ピストンが圧搾空気により往動され該ロッドの被打撃部に衝突する間の行程において、該加圧室が当該衝撃付与装置の外部と連通されるようにされている請求項８に記載の衝撃付与装置。
10. 該シリンダの内周面が、圧搾空気により該ロッドの被打撃部に向けて駆動される前の状態において、該圧搾空気取入孔よりも該被打撃部側において該ピストンの外周面と摺動可能に密封係合する密封係合凸部を有し、
    該ピストンの外周面が、圧搾空気により該ロッドの被打撃部に向けて駆動される前の状態において、該圧搾空気取入孔よりも該係合端部寄りの位置で該シリンダの内周面と摺動可能に密封係合する密封係合凸面を有し、該密封係合凸面と該密封係合凸部との間で、且つ該ピストンの外周面と該シリンダの内周面との間において、該圧搾空気入口と常時連通する環状室を有し、該環状室は、該ピストンが圧搾空気により往動され該ロッドの被打撃部に衝突する間の行程において、該加圧室が当該衝撃付与装置の外部に連通されるときに該圧搾空気取入孔が遮断されて、該圧搾空気入口から導入される圧搾空気によって内部が加圧され、ピストンを復動方向に付勢するようにされている請求項９に記載の衝撃付与装置。

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