(57)【要約】  ハウジング（２１０）と、ハウジング（２１０）内に回転中心軸周りに回転可能に支持され、かつ回転駆動させられる回転体（３００）と、ハウジング（２１０）に形成され、回転体（３００）の回転中心軸を中心とする円筒内面状に形成されたガイド面（２５１，２５２）と、回転体（３００）の回転によってガイド面（２５１，２５２）を転動しつつ旋回する、円筒外面をもつ撃打体（４００）と、上記回転中心軸に対して直交する方向に往復移動可能に支持された撃打作業体（５００）と、を備え、撃打体（４００）の円筒外面が撃打作業体（５００）に衝突することにより撃打作業体（５００）に連続撃打力が付与される撃打作業機であって、ガイド面（２５１，２５２）は、上記回転中心軸の方向に離れた帯状領域（２５１ａ，２５２ａ）を含み、帯状領域（２５１ａ，２５２ａ）の間には、ガイド面（２５１，２５２）よりも凹入する凹入部（２５５）が形成されている。
2009031412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、上記ハウジング内に一定の回転中心軸周りに回転可能に支持され、かつ、駆動源からの動力によって回転駆動させられる回転体と、上記ハウジングに形成され、上記回転体の回転中心軸を中心とする円筒内面状に形成されたガイド面と、上記回転体の回転によって上記ガイド面を転動しつつ旋回させられ、円筒外面をもつ撃打体と、上記ハウジングに対して上記回転中心軸に対して直交もしくは略直交する方向の軸線方向に往復移動可能に支持された撃打作業体と、を備えており、上記回転体の回転に伴って旋回させられる上記撃打体の円筒外面が上記撃打作業体に衝突することによって上記撃打作業体に軸線方向の連続撃打力が付与される撃打作業機であって、
上記ガイド面は、少なくとも、上記回転中心軸の方向に離れて位置する複数の帯状領域を含むように形成されている一方、上記複数の帯状領域の間には、上記ガイド面よりも凹入する凹入部が少なくとも１箇所形成されていることを特徴とする、撃打作業機。
【請求項２】
上記回転体は、上記回転中心軸の軸線方向に離間した２つのフランジを備えているとともに、このフランジには、このフランジの周縁部に開口する切り欠きが形成されており、上記撃打体は、その軸方向両端部が上記切り欠き内に上記フランジの半径方向に移動可能かつ回転可能に保持されている、請求項１に記載の撃打作業機。
【請求項３】
上記撃打体は、その軸方向全長にわたって一定外径をもつ円柱状をしている、請求項２に記載の撃打作業機。
【請求項４】
上記撃打体は、その軸方向中間部の円柱状大径部と、この円柱状大径部の両端から同一軸線をもって延出する円柱状小径部とを備えており、上記円柱状大径部は、その軸方向長さ寸法が上記２つのフランジ間寸法と対応させられていて、上記２つのフランジ間に位置しているとともに、上記円柱状小径部が上記切り欠き内に保持されている、請求項２に記載の撃打作業機。
【請求項５】
上記撃打作業体は、上記ハウジングに軸方向移動可能に支持される円柱状のシャンク部を備えているとともに、このシャンク部の頂面は平坦面となっており、かつ、このシャンク部の頂面には、凹陥部が形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載の撃打作業機。
【請求項６】
上記ガイド面に形成された上記凹入部および上記撃打作業体の上記シャンク部の頂面に形成された上記凹陥部には、潤滑剤が装填されている、請求項５に記載の撃打作業機。
【請求項７】
上記撃打作業体は、上記ハウジングに形成したボス状部に支持されているとともに、上記ボス状部に接続され、棒状の撃打対象物の頂部をこれに被さるように保持する保持筒をさらに備えており、上記保持筒は、その上部連結部が上記ボス状部の外周面に対して、弾性部材を介して嵌合させられている、請求項１ないし６のいずれかに記載の撃打作業機。
【請求項８】
上記ボス状部は、上記ハウジングの外面に対して起立する円柱状外面を備えている一方、上記保持筒の上部連結部は、上記円柱状外面の外径寸法に対して所定寸法大径の円筒状内面を備えており、上記ボス状部の上記円柱状外面と上記保持筒の上記円筒状内面との間に上記弾性部材が介在させられている、請求項７に記載の撃打作業機。
【請求項９】
上記弾性部材は、Ｏリングである、請求項８に記載の撃打作業機。
【請求項１０】
上記Ｏリングは、上記保持筒の上記円筒状内面に設けたＯリング溝に保持されている一方、上記ボス状部の上記円柱状外面には、上記Ｏリングが係合する環状溝が形成されている、請求項９に記載の撃打作業機。
【請求項１１】
上記Ｏリングは、上記ボス状部の上記円柱状外面に設けたＯリング溝に保持されている一方、上記保持筒の上記円筒状内面には、上記Ｏリングが係合する環状溝が形成されている、請求項９に記載の撃打作業機。
【請求項１２】
上記保持筒の上端面と上記ハウジングの外面との間に、弾性部材が介装されている、請求項８ないし１１のいずれかに記載の撃打作業機。
【請求項１３】
上記保持筒の上端面と上記ハウジングの外面との間に介装される上記弾性部材は、Ｏリングである、請求項１２に記載の撃打作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、撃打作業機に関し、衝撃力を連続的に撃打作業体に伝達して所望の作業を行うことができるように構成した撃打作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１には、ハウジングに軸方向移動可能に支持した撃打作業体の頂部に連続的に衝撃力を付与するように構成された撃打作業機が開示されている。【０００３】
回転体は、ハウジング内において回転駆動可能に支持されるとともに、バランスウエイトを兼ねた連結部によって連結された一対のフランジ部を備え、このフランジ部に、回転体の半径方向に延びる長軸を有する長穴状の保持孔を形成し、この保持孔に円柱状の撃打体が回転可能かつ上記長穴の許容する範囲内で回転体の半径方向に移動自由に支持されている。一方、撃打作業体は、その軸線が上記回転体の半径方向に延びる方向に位置づけられるとともに、軸方向に所定距離移動自由に支持されている。【０００４】
回転体を回転駆動させると、この回転体が１回転する毎に撃打体が上記撃打作業体の頂部に衝突し、この衝突によって撃打作業体に軸方向の衝撃力が付与される。回転体の回転数を上げてゆくと、撃打体には強大な遠心力が作用し、この撃打体の上記撃打作業体の頂部への衝突に際しては、この遠心力が効果的に作用して撃打作業体を軸方向外方へ押圧する。回転体は、たとえば、毎分５０００回転以上の速度で回転駆動させることが可能であり、往復駆動するハンマ体によって撃打作業体に衝撃力を付与するタイプの撃打作業機に比較して、一定時間内に撃打作業体に付与することが可能な衝撃力が極端に高まり、撃打作業の効率を著しく高めることができる。【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２３１５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記特許文献１に開示された構成の撃打作業機においては、次のような解決するべき課題が存在する。【０００７】
撃打作業体に対して撃打体が著しい高速で衝突する際の反発力によって撃打体が回転体の保持孔内で踊るように振動し、また、次の瞬間には遠心力によって再び保持孔の内壁に衝突するといった挙動を繰り返す。そのため、回転体の保持孔部分が短時間で破損する可能性が強い。【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、回転体によって回転させられる撃打体により撃打作業体に連続的な衝撃力を付与するように構成された撃打作業機において、より長寿命化を図ることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を採用している。【００１０】
すなわち、本願発明によって提供される撃打作業機は、ハウジングと、上記ハウジング内に一定の回転中心軸周りに回転可能に支持され、かつ、駆動源からの動力によって回転駆動させられる回転体と、上記ハウジングに形成され、上記回転体の回転中心軸を中心とする円筒内面状に形成されたガイド面と、上記回転体の回転によって上記ガイド面を転動しつつ旋回させられ、円筒外面をもつ撃打体と、上記ハウジングに対して上記回転中心軸に対して直交もしくは略直交する方向の軸線方向に往復移動可能に支持された撃打作業体と、を備えており、上記回転体の回転に伴って旋回させられる上記撃打体の円筒外面が上記撃打作業体に衝突することによって上記撃打作業体に軸線方向の連続撃打力が付与される撃打作業機であって、上記ガイド面は、少なくとも、上記回転中心軸の方向に離れて位置する複数の帯状領域を含むように形成されている一方、上記複数の帯状領域の間には、上記ガイド面よりも凹入する凹入部が少なくとも１箇所形成されていることを特徴とする。【００１１】
回転体が回転駆動させられると、撃打体は、ハウジングの内面に形成されたガイド面を転動しつつ旋回移動する。そして、この撃打体は、回転体が１回転する毎に、撃打作業体の頂部に衝突し、遠心力によって助成された強力な撃打力を撃打作業体に付与する。撃打作業体は、高周波数の軸方向振動による衝撃力を対象物に対して作用させ、所望の作業を行う。【００１２】
上記構成による撃打作業機においては、ガイド面が複数の帯状領域を含むように形成されており、帯状領域間に凹入部が形成されている。撃打作業機の作動中、撃打体が撃打作業体に衝突した反動によって跳ね、次の瞬間に遠心力によって再びガイド面に衝突するという挙動を繰り返すが、上記のように凹入部が形成されていることにより、このようにガイド面に撃打体が衝突する際の衝撃を効果的に緩和することができる。これにより、ガイド面が衝撃によって破損するといった事態を効果的に回避し、撃打作業機の寿命を延長することができる。【００１３】
好ましい実施の形態においては、上記回転体は、上記回転中心軸の軸線方向に離間した２つのフランジを備えているとともに、このフランジには、このフランジの周縁部に開口する切り欠きが形成されており、上記撃打体は、その軸方向両端部が上記切り欠き内に上記フランジの半径方向に移動可能かつ回転可能に保持されている。【００１４】
このように構成することにより、回転体には、撃打体に作用する遠心力が作用することがほとんどないので、回転体が疲労によって破損するといった事態を効果的に回避し、撃打作業機の長寿命化に寄与する。【００１５】
好ましい実施の形態においてはまた、上記撃打体は、その軸方向全長にわたって一定外径をもつ円柱状をしている。【００１６】
このような構成によれば、撃打体の作成が容易となる。【００１７】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記撃打体は、その軸方向中間部の円柱状大径部と、この円柱状大径部の両端から同一軸線をもって延出する円柱状小径部とを備えており、上記円柱状大径部は、その軸方向長さ寸法が上記２つのフランジ間寸法と対応させられていて、上記２つのフランジ間に位置しているとともに、上記円柱状小径部が上記切り欠き内に保持されている。【００１８】
このような構成によれば、撃打体の軸方向の移動が回転体のフランジによって都合よく規制される。そのため、撃打体が軸方向に移動してハウジングの内壁を破損させるといった事態を効果的に防止することができる。【００１９】
好ましい実施の形態においてはまた、上記撃打作業体は、上記ハウジングに軸方向移動可能に支持される円柱状のシャンク部を備えているとともに、このシャンク部の頂面は平坦面となっており、かつ、このシャンク部の頂面には、凹陥部が形成されている。【００２０】
このような構成によれば、シャンク部に撃打体が衝突する際の反発を都合よく抑制し、撃打体に作用する遠心力を効果的に撃打作業体の軸方向衝撃力として伝達することができる。【００２１】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記ガイド面に形成された上記凹入部および上記撃打作業体の上記シャンク部の頂面に形成された上記凹陥部には、潤滑剤が装填されている。【００２２】
このような構成によれば、潤滑剤溜まりが都合よく形成され、高速作動時に発生する熱等によって潤滑剤が消散するといった事態を効果的に防止し、撃打体とガイド面との接触部、撃打体と撃打作業体との間の接触部に対する長期間における安定した潤滑を達成することができる。【００２３】
好ましい実施の形態においてはまた、上記撃打作業体は、上記ハウジングに形成したボス状部に支持されているとともに、上記ボス状部に接続され、棒状の撃打対象物の頂部をこれに被さるように保持する保持筒をさらに備えており、上記保持筒は、その上部連結部が上記ボス状部の外周面に対して、弾性部材を介して嵌合させられている。【００２４】
上記構成において、回転体の回転に伴って撃打体が旋回することにより、この撃打体が撃打作業体の頂部を連続的に撃打する。そうして、撃打作業体は、保持筒に保持された杭やパイプ等の棒状対象物の頂部を連続的に撃打し、これにより、上記棒状対象物は、地中に打ち込まれてゆく。【００２５】
このとき、撃打体によって撃打作業体に付与される衝撃力は、ハウジングのボス状部にも伝わる。しかしながら、ハウジングのボス状部に接続される保持筒は、弾性部材を介して連結されているので、この弾性部材によって上記の衝撃力は吸収され、ハウジングと保持筒との連結部が衝撃力によって破損するといった心配はほとんどなくなる。その結果、本願発明の撃打作業機の寿命は、著しく延長される。【００２６】
好ましい実施の形態においては、上記ボス状部は、上記ハウジングの外面に対して起立する円柱状外面を備えている一方、上記保持筒の上部連結部は、上記円柱状外面の外径寸法に対して所定寸法大径の円筒状内面を備えており、上記ボス状部の上記円柱状外面と上記保持筒の上記円筒状内面との間に上記弾性部材が介在させられている。この場合において、上記弾性部材は、好ましくはＯリングである。【００２７】
好ましい実施の形態においてはまた、上記Ｏリングは、上記保持筒の上記円筒状内面に設けたＯリング溝に保持されている一方、上記ボス状部の上記円柱状外面には、上記Ｏリングが係合する環状溝が形成されている。【００２８】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記Ｏリングは、上記ボス状部の上記円柱状外面に設けたＯリング溝に保持されている一方、上記保持筒の上記円筒状内面には、上記Ｏリングが係合する環状溝が形成されている。【００２９】
好ましい実施の形態においてはまた、上記保持筒の上端面と上記ハウジングの外面との間に、弾性部材が介装されている。この場合の弾性部材は、好ましくは、Ｏリングである。【００３０】
本願発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明の第１の実施形態に係る撃打作業機の全体図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す撃打作業機を使用している状態の図である。
【図５】本願発明の第２の実施形態に係る撃打作業機を示す、図２に相当する図である。
【図６】図５のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】他の保持筒に取り替えた状態の説明図である。
【図８】さらに他の保持筒に取り替えた状態の説明図である。
【図９】保持筒の取り付け構造の変形例の説明図である。
【図１０】本願発明の第３の実施形態に係る撃打作業機の全体斜視図である。
【図１１】図１０のXI-XI線に沿う断面図である。
【図１２】図１１のXII-XII線に沿う断面図である。
【図１３】本願発明の第３の実施形態に係る撃打作業機を使用している状態を説明するための図１１と同様の断面図である。
【図１４】本願発明の第４の実施形態に係る撃打作業機の変形例の図１１に相当する図である。
【図１５】図１４のXV-XV線に沿う断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本願発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。【００３３】
図１〜図３は、本願発明の第１の実施形態に係る撃打作業機１００を示す。
この実施形態に係る撃打作業機１００は、上端に下向きの撃打力を連続的に作用させて杭やパイプを地面に打ち込む作業を簡便に行うことができるように構成されたものである。【００３４】
図１〜図３に示すように、この撃打作業機１００は、エンジン１０と、このエンジン１０からの回転出力を伝動するための伝動軸２０が内部に収容された筒状体３０と、この筒状体３０の先端部に設けられ、エンジン１０からの回転出力によって棒状対象物Ｏを筒状体３０の基端側方向に撃打するための撃打機構２００と、を備えて構成されている。【００３５】
図１に良く表れているように、上記筒状体３０の適部には、握持部３１が設けられており、この握持部３１に近接して、上記エンジン１０から伝達される回転出力を制御するための操作部３２が設けられている。したがって、上記撃打作業機１００は、作業者が上記握持部３１を握持した状態で上記操作部３２を操作することにより、上記撃打機構２００に伝達される回転出力を調整しながら作業を行うことができるように構成されている。【００３６】
図２および図３に示すように、上記撃打機構２００は、エンジン１０からの回転出力によってハウジング２１０の内部で回転させられる回転体３００と、この回転体３００に保持されて旋回させられる撃打体４００と、上記ハウジング２１０にその先端側方向および基端側方向の所定距離内を軸方向に往復移動可能に支持された撃打作業体５００を備えて構成されている。【００３７】
図３に示すように、上記回転体３００は、所定距離離間して配置された２つのフランジ３１０を有しており、このフランジ３１０は、連結部３２０によって一体に連結されている。また、各フランジ３１０の各外側面には、同一軸線をもった回転支軸３３０，３４０が突設されている。一方の回転支軸３３０はベアリング２２０を介して、もう一方の回転支軸３４０はベアリング２３０を介して、それぞれハウジング２１０の両側壁に対して回転可能に支持されており、回転支軸３４０の一端部には、傘歯車３４１が取り付けられている。すなわち、上記エンジン１０からの回転出力は、上記伝動軸２０を介して上記筒状体３０の先端側まで伝動され、上記伝動軸２０の先端部に取り付けられた傘歯車２５と上記傘歯車３４１との噛み合わせによって上記回転体３００が回転駆動させられるように構成されている。【００３８】
図２に示すように、回転体３００の２つのフランジ３１０には、外周縁において開口する切り欠き３１１が形成されている。この切り欠き３１１は、一定幅を有してフランジ３１０の半径方向内方にいたっており、かつ、底部３１１ａは円弧内面状となっている。この切り欠き３１１には、撃打体４００の両端部が遊装保持されるが、この点については後述する。【００３９】
ハウジング２１０は、全体として、円筒状の内部空間を有するように、円筒状の周壁部材２５０と、この周壁部材２５０を両側から挟むように位置する略円形の側壁部材２４０とを有している。両側壁部材２４０には、上記したように、回転体３００の回転支軸３３０，３４０が回転可能に支持されている。また、周壁部材２５０の内周には、上記回転体３００の回転中心軸（回転支軸３３０，３４０の軸心）を中心とする円筒内面状のガイド面２５１，２５２が形成されている。【００４０】
上記撃打体４００は、図３に示すように、上記２つのフランジ３１０間の寸法と対応した軸方向寸法を有する円柱状大径部４１０と、この円柱状大径部４１０の軸方向両端部から同軸状に延出する円柱状小径部４２０をもって形成されている。円柱状小径部４２０の外径は、上記フランジ３１０に形成した切り欠き３１１の幅寸法と対応しており、この円柱状小径部４２０の軸方向長さは、ほぼ上記フランジ３１０の厚み寸法と対応している。そしてこの撃打体４００は、図２および図３に示すように、円柱状大径部４１０が両フランジ３１０間に位置するようにして、両円柱状小径部４２０が両フランジ３１０の切り欠き３１１にそれぞれ係合させられる。なお、このように円柱状小径部４２０が切り欠き３１１に係合させられた状態において、撃打体４００は回転自由かつ、切り欠き３１１の延びる方向に沿って移動自由である。【００４１】
上記ハウジング２１０の周壁部材２５０の内周面に形成されたガイド面２５１，２５２は、少なくとも、上記撃打体４００の円柱状大径部４１０の軸方向両端部に接触可能な２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａを備える。また、この２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａを挟む領域には、ガイド面２５１，２５２より凹入する凹入部２５５が形成されている。この凹入部２５５は、上記周壁部材２５０の内周の全周にわたって連続的に形成されていてもよいし、周方向に分散させて形成してもよい。この凹入部２５５には、グリス等の潤滑剤が滞留保持される。【００４２】
図３に示すように、上記ハウジング２１０の周壁部材２５０には、外方に延出し、かつハウジング２１０の内部空間に連通する円筒ボス部２６０が形成されている。この円筒ボス部２６０の軸線は、ほぼ、上記回転体３００の回転中心軸（回転支軸３３０，３４０）に対して直交する、回転体３００の半径方向に延びるように形成されている。また、この円筒ボス部２６０は、上記撃打体４００の円柱状大径部４１０の軸方向中心位置と対応するようにして形成されている。【００４３】
上記円筒ボス部２６０には、撃打作業体５００が軸方向移動可能に保持されている。撃打作業体５００は、図２および図３に示すように、上記円筒ボス部２６０の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部５１０と、このシャンク部５１０の下部に形成された大径フランジ部５２０とを備える。この撃打作業体５００の頂面５１０ａは、平坦面とされているとともに、この頂面５１０ａには、所定深さの円形孔の形態とされた凹陥部５１１が形成されている。図３において符号２６１は、Ｏリングを示す。【００４４】
図３に示すように、撃打作業体５００は、大径フランジ部５２０が上記円筒ボス部２６０の底部に当接することにより、上動位置が規定されている。そうして、図２に良く表れているように、この撃打作業体５００の上動位置は、その平坦な頂面５１０ａが上記ガイド面２５１，２５２の弦をなすように設定される。【００４５】
図２および図３に示すように、上記円筒ボス部２６０の下面には、地面に打ち込むべき杭やパイプの上端に被せられる保持筒６００が取り付けられている。【００４６】
上記構成の撃打作業機１００において、ハウジング２１０を構成する部材のうち、内周にガイド面２５１，２５２をもつ周壁部材２５０、回転体３００、撃打体４００、撃打作業体５００は、鉄系の硬質材料によって形成し、表面に硬化処理を施すことが望ましい。ハウジング２１０を構成する部材のうち、側壁部材２４０については、直接衝撃が作用することがないため、アルミニウム等の軽量の材質で形成することができる。【００４７】
次に、上記構成の撃打作業機１００の使用方法および作用について説明する。【００４８】
図４に示すように、この撃打作業機１００は、作業者が上記握持部３１を握持するとともに、上記保持筒６００の内部に地面に仮保持された杭やパイプなどの棒状対象物Ｏの先端部を保持させ、上記操作部３２を操作することによって使用される。【００４９】
操作部３２を操作してエンジン１０の回転数を上げていくと、図示しないクラッチ装置の作動により、エンジン１０の回転出力が伝動軸２０に伝達され、この伝動軸２０の回転によってハウジング２１０内の回転体３００が回転駆動される。この回転体３００の回転数は、たとえば、５０００ｒｐｍ以上とすることができる。【００５０】
回転体３００が回転すると、そのフランジ３１０に設けた切り欠き３１１の内面が撃打体４００の円柱状小径部４２０を押すことにより、撃打体４００は、その円柱状大径部４１０がガイド面２５１，２５２を転動するようにして旋回移動する。【００５１】
撃打作業体５００は、その頂面５１０ａが上記ガイド面２５１，２５２の弦をなすように位置づけられているので、回転体３００が１回転するごとに、上記のように高速旋回する撃打体４００が撃打作業体５００の頂面５１０ａに接触転動する。このとき、撃打体４００には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、撃打作業体５００をその軸方向下方に向けて衝撃的に押下する。このようにして、撃打作業体５００には、下向きの高周波数の繰り返し衝撃力が連続的に作用する。このような下向きの連続衝撃力により、上記のように保持された杭やパイプは、地中に打ち込まれる。【００５２】
地面が硬質であるほど、撃打作業体５００の頂面に接触転動する撃打体４００は反発力を受ける。このような反発力が作用しても、撃打体４００は切り欠き３１１に案内されて回転体３００の半径方向内方に退避することができる。次の瞬間には遠心力によってこの撃打体４００は、再度ガイド面２５１，２５２に衝突させられる。しかしながら、ガイド面２５１，２５２には、撃打体４００の円柱状大径部４１０の両端部が接触する帯状領域２５１ａ，２５２ａが形成され、両帯状領域２５１ａ，２５２ａ間には凹入部２５５が形成されているため、上記した撃打体４００の再度のガイド面２５１，２５２に対する衝突による衝撃が緩和される。これにより、撃打体４００が必要以上に異常振動したり、ガイド面２５１，２５２が衝撃によって破損するといった事態が回避され、回転体３００の円滑な高速回転が維持される。【００５３】
また、撃打体４００は、円柱状大径部４１０が回転体３００のフランジ３１０間に位置させられているため、軸方向への移動が規制される。したがって、この撃打体４００が上記のように撃打作業体５００の頂部に接触転動する際の反発を受けても、不用意に軸方向に移動して、ハウジング２１０の側壁部材２４０の内面を損傷したり、異常振動を起こしたりするということはない。【００５４】
さらに、撃打作業体５００の頂面５１０ａには、凹陥部５１１が形成されているため、撃打体４００がこの撃打作業体５００の頂面５１０ａに接触転動する際の衝撃も緩和され、撃打体４００が必要以上に反発することが防止され、撃打体４００に作用する遠心力を効果的に撃打作業体５００に伝達することができる。【００５５】
上記のようにガイド面２５１，２５２間に形成された凹入部２５５、および、撃打作業体５００の頂面５１０ａに設けた凹陥部５１１にそれぞれグリス等の潤滑剤を装填しておくことにより、撃打作業機１００の高速作動時に発生する熱等によって潤滑剤が消散するといった事態を効果的に防止し、撃打体４００とガイド面２５１，２５２との間、撃打体４００と撃打作業体５００との間に対する長期間の安定した潤滑を達成することができる。【００５６】
図５〜図９は、第２の実施形態に係る撃打作業機１００Ａを示している。これらの図において、第１の実施形態に係る撃打作業機１００と同一もしくは類似の要素には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略し、以下において、相違点の説明をする。【００５７】
撃打体４００は、その全体が一定の外径をもつ円柱状となっている。これに伴い、回転体３００の２つのフランジ３１０に設ける切欠き３１１の開口幅は、撃打体４００の外径と対応させられている。また、ハウジング２１０の周壁部材２５０は、肉厚が増大させられている。この周壁部材２５０は、好ましくは、鉄系の金属で作成される。さらに、ハウジング２１０の側壁部材２４０の内面には、硬質金属でできた保護プレート２４５が添設されている。ハウジング２１０の周壁部材２５０に、２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａが設けられ、この２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａで挟まれる領域に凹入部２５５が形成されている点は図１〜図３に示した第１の実施形態と同様であるが、この第２の実施形態では、全長にわたって一定外径をもつ撃打体４００の両端部を上記帯状領域２５１ａ，２５２ａが受け止めるため、それらの間隔は、図１〜図３に示した第１の実施形態よりも広がっている。【００５８】
また、この第２の実施形態では、保持筒６００は、ハウジング２１０に設けた円筒ボス部２６０の円柱状外面２６０ａに、弾性部材としてのＯリング６４０を介して外嵌されている。【００５９】
この実施形態において、上記保持筒６００は、下部ガイド部６２０と、上部連結部６１０とを有している。上部連結部６１０は、円筒状内面６１０ａを有しており、その内径寸法は、上記円筒ボス部２６０の円柱状外面２６０ａの外径よりもわずかに大に設定されている。上部連結部６１０の円筒状内面６１０ａには、軸方向に離れた２箇所において、Ｏリング溝６３０が形成されており、このＯリング溝６３０には、Ｏリング６４０が保持されている。また、円筒ボス部２６０の円柱状外面２６０ａには、上記Ｏリング６４０がそれぞれ係合する、Ｏリング溝６３０に比較して浅い環状溝２６２が形成されている。さらに、保持筒６００の上端部とハウジングの周壁部材２５０の外面との間にもまた、弾性部材としてのＯリング６５０が介装されている。【００６０】
上記保持筒６００は、その上部連結部６１０のＯリング溝６３０にそれぞれ所定のＯリング６４０を保持させた状態において、基端外周にＯリング６５０が嵌め込まれた上記円筒ボス部２６０の外周に軸方向にスライドさせつつ嵌め込み、各Ｏリング６４０を上記環状溝２６２に節度感をもって係止させるという操作をするだけで、ボルトなどの特別な連結部材を用いることなく、容易に上記円筒ボス状部２６０に接続することができる。その余の構成は、図１〜図３に示した第１の実施形態と同様である。【００６１】
この第２の実施形態においても、図１〜図３に示した第１の実施形態について上述したのと同様の利点を享受することができるが、ハウジング２１０の周壁部材２５０の肉厚が増大させられているために衝撃に対する強度が増している。また、撃打体４００は、その軸方向全長にわたって一定外径をもつ円柱状としているため、その製作や表面硬化処理が容易に行える。そして、この撃打体４００は、その軸方向両端が上記保護プレート２４５で挟まれるように位置しているため、この保護プレート２４５により、軸方向への移動が規制され、安定した作動が達成される。【００６２】
さらに、撃打作業機１００の作動中、撃打体４００が撃打作業体５００の頂面５１０ａに衝突することによって繰り返し発生する衝撃力は、ハウジング２１０にも伝達されるが、このような衝撃力は、保持筒６００と円筒ボス部２６０との間に介装されたＯリング６４０、および、保持筒６００の上端とハウジング２１０の外面との間に介装されたＯリング６５０によって吸収され、保持筒６００に伝達されることがない。したがって、ハウジング２１０と保持筒６００との連結部や保持筒６００自体が連続的な衝撃力によって破損し、保持筒６００が脱落してしまうといった問題はなない。【００６３】
また、保持筒６００は、上記のようにして特別な連結部材を要することなく、容易にハウジング２１０の円筒ボス部２６０に連結することができる。このことは、この保持筒６００を容易に取り外すことができることをも意味する。したがって、撃打作業体５００を取り外し、ハウジング２１０内に潤滑剤を補充したり、撃打作業体５００の頂面５１０ａの凹入部５１１に潤滑剤を補充したりといったメインテナンス作業をより容易に行うことができるようになる。また、この保持筒６００は、取り付けのためのフランジ部を設ける必要がなく、単純な構成であるので、その製造コストを低減することができる。【００６４】
上記のように、保持筒６００の取り付け、取り外し作業が容易となっていることから、図７および図８に示すように、下部ガイド部６２０の内径寸法が異なる複数種類の保持筒６００Ａ，６００Ｂを準備しておくことにより、この保持筒６００，６００Ａ，６００Ｂを取り替え、種々の太さの棒状対象物Ｏを地面に打ち込む作業に容易に対応することができる。なお、保持筒６００とハウジング２１０の円筒ボス状部２６０の外周との間に介装されるＯリング６４０は、図９に示すように、円筒ボス部２６０の円柱状外面２６０ａに設けたＯリング溝２６３に保持させるようにしてもよい。この場合、保持筒６００の円筒状内面６１０ａに、Ｏリング６４０を係止しうる環状溝６６０を形成しておくのが望ましい。【００６５】
図１０〜図１３は、本願発明の第３の実施形態に係る撃打作業機１００Ｂを表している。なお、これらの図面においては、上記第１の実施形態または第２の実施形態と同一または類似の要素には同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。【００６６】
本実施形態に係る撃打作業機１００Ｂは、植木等の根切り作業を行うのに適するように構成されたものである。撃打作業機１０１は、エンジン１０と、エンジン１０からの回転出力を伝動するための伝動軸２０が内部に収容された筒状体３０と、撃打機構２００と、補助振動伝達機構７００と、根切り刃８００とを備える。撃打作業機１０１は、上記実施形態の撃打作業機１００に比べて、補助振動伝達機構７００および根切り刃８００が追加的に設けられている点が主たる相違点である。【００６７】
図１０に示すように、エンジン１０は、枠状に形成された上部ハンドル３３によって囲まれており、この上部ハンドル３３には、エンジン１０からの回転出力を制御するための操作レバー３４が設けられている。上部ハンドル３３よりも下方には、グリップハンドル３５が設けられている。撃打作業機１００Ｂは、グリップハンドル３５と上部ハンドル３３とを作業者が把持した状態で操作されるように構成されている。【００６８】
根切り刃８００は、撃打作業体５００の下方に設けられ、シャフト８１０および刃体８２０を備える。シャフト８１０は、ハウジング２１０の円筒ボス部２６０の下端に固定されたホルダ２７０に対してスライド可能に挿通するとともに、後述する補助振動伝達機構７００の振動伝達体７８０にも挿通している。シャフト８１０の側面には、その軸方向所定長さにわたって凹部８１１が形成されており、かつ、振動伝達体７８０には、凹部８１１内に進入して凹部８１１の長手方向両端壁に係合可能なストッパピン７８３が設けられている。このストッパピン７８３と凹部８１１とにより、根切り刃８００は、その回転動作が規制されるとともに、振動伝達体７８０に対する相対的な往復移動行程が一定距離に規制される。なお、本実施形態では、撃打作業体５００と根切り刃８００とは分離しているが、このような構成に代えて、撃打作業体５００と根切り刃８００とが一体的に連結された構成を採用することもできる。【００６９】
補助振動伝達機構７００は、図１１および図１２に示すように、ハウジング２１０に設けられた補助撃打作業体７１０と、振動伝達用枠体７５０とを備える。ハウジング２１０の周壁部材２５０には、外方に延出し、かつハウジング２１０の内部空間に連通する、追加の円筒ボス部２９０が形成されており、補助撃打作業体７１０は、この円筒ボス部２９０に軸方向移動可能に保持されている。円筒ボス部２９０は、回転体３００の回転支軸を挟んで円筒ボス部２６０に対向する上方位置に設けられている。また、この円筒ボス部２９０の軸線は、円筒ボス部２６０の軸線と略一致させられている。【００７０】
補助撃打作業体７１０は、円筒ボス部２９０の内径と対応する外径をもつ円柱状のシャンク部７２０と、このシャンク部７２０の上部に形成された大径フランジ部７３０とを備える。この補助撃打作業体７１０の頂面７２０ａは、平坦面とされているとともに、この頂面７２０ａには、円形状の形態とされた凹陥部７２１が形成されている。図１０において符号２９１は、Ｏリングを示す。【００７１】
図１０に示すように、円筒ボス部２９０の上端と大径フランジ部７３０との間には、圧縮コイルバネからなるバネ部材７４０がシャンク部７２０の外周部に巻回された状態で介装されている。このバネ部材７４０は、補助撃打作業体７１０を上方に付勢するためのものであり、通常時には、補助撃打作業体７１０の頂面７２０ａは、撃打体４００と干渉しないようになっている。【００７２】
図１０に示すように、補助撃打作業体７１０は、大径フランジ部７３０とシャンク部７２０の間の段部が円筒ボス部２９０の上部に当接することにより、下動位置が規定されている。また、この補助撃打作業体７１０の下動位置は、平坦な頂面７２０ａが周壁部材２５０のガイド面２５１，２５２の弦をなすように設定される。したがって、この補助撃打作業体７１０は、下動位置にあるときには、回転体３００の回転動作にともなって旋回する撃打体４００の外周面と干渉可能になっている。【００７３】
振動伝達用枠体７５０は、一対のロッド７６０と、各ロッド７６０の上端どうしを連結する振動付与体７７０と、各ロッド７６０の下端どうしを連結する振動伝達体７８０とを備える。一対のロッド７６０は、ハウジング２１０に設けられた一対の貫通孔２８０にそれぞれスライド可能に挿通している。振動伝達体７８０には、貫通孔７８１が形成されており、この貫通孔７８１に上述の根切り刃８００のシャフト８１０が挿通されている。また、振動伝達体７８０の適所には、貫通孔７８１につながる凹部７８２が形成されており、この凹部７８２に上述のストッパピン７８３が嵌合固定されている。【００７４】
上記構成の撃打作業機１０１を使用する際には、作業者がグリップハンドル３５および上部ハンドル３３を握って撃打作業機１０１全体を支持するとともに、根切り刃８００の刃体８２０を根切りや穴掘りの対象となる地面に突き当てる。【００７５】
このようにすると、図１０に良く表れているように、撃打作業体５００および根切り刃８００は、往復移動行程の最上端に位置することになり、大径フランジ部５２０の下端面とシャフト８１０の上端面とが当接する。この状態で操作レバー３４を操作してエンジン１０の回転数を上げていくと、図示しないクラッチ装置の作動により、エンジン１０の回転出力が伝動軸２０に伝達され、この伝動軸２０の回転によってハウジング２１０内の回転体３００が回転駆動される。【００７６】
回転体３００が回転すると、そのフランジ３１０に設けた切り欠き３１１の内面が撃打体４００の円柱状小径部４２０を押すことにより、撃打体４００は、その円柱状大径部４１０がガイド面２５１，２５２を転動するようにして旋回移動する。【００７７】
撃打作業体５００は、その頂面５１０ａが上記ガイド面２５１，２５２の弦をなすように位置づけられているので、回転体３００が１回転するごとに、上記のように高速旋回する撃打体４００が撃打作業体５００の頂面５１０ａに接触転動する。このとき、撃打体４００には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、撃打作業体５００をその軸方向下方に向けて衝撃的に押下する。このようにして、撃打作業体５００には、下向きの高周波数の繰り返し衝撃力が連続的に作用する。このような下向きの連続衝撃力により、根切り刃８００の先端に位置する刃体８２０は、地中に打ち込まれる。【００７８】
地面が硬質であるほど、撃打作業体５００の頂面に接触転動する撃打体４００は反発力を受ける。このような反発力が作用しても、撃打体４００は切り欠き３１１に案内されて回転体３００の半径方向内方に退避することができる。次の瞬間には遠心力によってこの撃打体４００は、再度ガイド面２５１，２５２に衝突させられる。しかしながら、ガイド面２５１，２５２には、撃打体４００の円柱状大径部４１０の両端部が接触する帯状領域２５１ａ，２５２ａが形成され、両帯状領域２５１ａ，２５２ａ間には凹入部２５５が形成されているため、上記した撃打体４００の再度のガイド面２５１，２５２に対する衝突による衝撃が緩和される。これにより、撃打体４００が必要以上に異常振動したり、ガイド面２５１，２５２が衝撃によって破損するといった事態が回避され、回転体３００の円滑な高速回転が維持される。【００７９】
このように刃体８２０の打ち込み作業を行っている状態においては、補助撃打作業体７１０は、バネ部材７４０によりハウジング２１０に対して上方に変位させられており、補助撃打作業体７１０の頂面７２０ａと撃打体４００とは干渉しない。したがって、補助撃打作業体７１０は、当該打ち込み作業において何ら妨げとなることはない。【００８０】
一方、根切り作業が終了して根切り刃８００を地面から引き抜く際には、刃体８２０が根に引っ掛かったり、あるいは、土中において刃体８２０に作用する摩擦力が大きい場合がある。このような場合において、作業者が根切り刃８００を地面から引き抜くためにグリップハンドル３５や上部ハンドル３３を持ち上げることによりハウジング２１０が引き上げられると、補助撃打作業体７１０は、根切り刃８００および振動伝達用枠体７５０を介してハウジング２１０に対して下降させられ、その頂面７２０ａが撃打体４００に干渉する状態となる（図１３参照）。この状態においてエンジン１０の回転数を上げると、打ち込み作業の場合と同様に、撃打体４００は、ガイド面２５１，２５２を転動するように旋回移動する。【００８１】
補助撃打作業体７１０は、その頂面７２０ａがガイド面２５１，２５２の弦をなすように位置づけられているので、回転体３００が１回転するごとに、高速旋回する撃打体４００が補助撃打作業体７１０の頂面７２０ａに接触転動する。このとき、撃打体４００には強大な遠心力が作用しているため、この遠心力の作用が助成されて、補助撃打作業体７１０をその軸方向上方に向けて衝撃的に押し上げる。このようにして、補助撃打作業体７１０には、上向きの高周波数の繰り返し衝撃力が連続的に作用する。補助撃打作業体７１０に作用する上向きの衝撃力は、振動付与体７７０、各ロッド７６０、および振動伝達体７８０を介して根切り刃８００にも作用する。その結果、根切り刃８００を地面から引き抜く作業を容易に行うことができる。なお、この際、撃打作業体５００の頂面５１０ａは、撃打体４００とは干渉しないようになっている。【００８２】
図１４および図１５は、第３の実施形態に係る撃打作業機１００Ｂに対して一部変更を加えた第４の実施形態に係る撃打作業機１００Ｃを示す。これらの図において、上記第３の実施形態に係る撃打作業機１００Ｂと同一もしくは類似の要素には、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略し、以下において、相違点の説明をする。【００８３】
撃打体４００は、その全体が一定の外径をもつ円柱状となっている。これに伴い、回転体３００の２つのフランジ３１０に設ける切欠き３１１の開口幅は、撃打体４００の外径と対応させられている。また、ハウジング２１０の周壁部材２５０は、肉厚が増大させられている。さらに、ハウジング２１０の側壁部材２４０の内面には、硬質金属でできた保護プレート２４５が添設されている。ハウジング２１０の周壁部材２５０に、２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａが設けられ、この２つの帯状領域２５１ａ，２５２ａで挟まれる領域に凹入部２５５が形成されている点は第３の実施形態と同様であるが、この第４の実施形態では、全長にわたって一定外径をもつ撃打体４００の両端部を上記帯状領域２５１ａ，２５２ａが受け止めるため、それらの間隔は、図１０〜図１３に示した第３の実施形態よりも広がっている。その余の構成は、図１０〜図１３に示した第３の実施形態と同様である。【００８４】
この第４の実施形態においても、図１０〜図１３に示した第３の実施形態について上述したのと同様の利点を享受することができるが、ハウジング２１０の周壁部材２５０の肉厚が増大させられているために衝撃に対する強度が増している。また、撃打体４００は、その軸方向全長にわたって一定外径をもつ円柱状としているため、その製作や表面硬化処理が容易に行える。そして、この撃打体４００は、その軸方向両端が上記保護プレート２４５で挟まれるように位置しているため、この保護プレート２４５により、軸方向への移動が規制され、安定した作動が達成される。【００８５】
もちろん、この発明の範囲は上記した実施形態に限定されるものではない。本願発明は、上記実施形態でいえば、撃打機構２００の構成に特徴を有するものであり、ハウジング２１０内の回転体３００を回転させるための構成や、エンジン１０の搭載位置は問われない。撃打作業体５００としても、実施形態のように杭やパイプを地中に打ち込むための構成や根切り作業を行うための構成のほか、チゼルやこれに類するものを使用し、エンジンブレーカのごとく対象物を破砕する構成とすることもできる。【００８６】
また、実施形態では、回転体３００に対し、その周方向の１箇所に撃打体４００を保持させているが、回転体３００に対し、その周方向の複数箇所、たとえば、１８０°毎に２箇所、１２０°毎に３箇所に切り欠き３１１を設け、その切り欠き３１１のそれぞれに撃打体４００の両端部を保持させるようにしてもよい。このようにすることにより、回転体３００を同じ回転数で回転させても、２倍、あるいは３倍の高周波数で撃打作業体５００に軸方向の連続的な繰り返し衝撃力を作用させることができ、作業効率をさらに高めることが可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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