(57)【要約】  つち打ちすべき表面に一体化され、つち打ちすべき表面に対して垂直なハンマリング軸を有する固定アンビル１６と、アンビルの衝撃面２０を打撃するように前記ハンマリング軸と同軸方向に動くように構成されるハンマー１８と、ハンマーを動かすための手段３２、４８、５０とを備える衝撃つち打ちデバイス１０であって、このデバイスにおいては、ハンマーは、ハンマリング軸に対して平行にのみ動くことが可能となるように、アンビルに寄り掛かるように支持される。好ましい一実施例によれば、少なくとも１つの滑動要素３８、４０が、アンビルとハンマーとの間に配置され、別の好ましい実施例によれば、アンビル及びハンマーは、それらのうちの一方が他方の内部に少なくとも部分的に移動することが可能となるように構成される。
2010513034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
つち打ちすべき表面に一体化され、つち打ちすべき前記表面に対して垂直なハンマリング軸を有する固定アンビル（１６）と、前記アンビルの衝撃面（２０）を打撃するように前記ハンマリング軸と同軸方向に動くように構成されるハンマー（１８）と、前記ハンマーを動かすための手段とを備える衝撃つち打ちデバイス（１０）であって、前記ハンマーは、前記ハンマリング軸に対して平行にのみ動くことが可能となるように、前記アンビルに寄り掛かるように支持されることを特徴とする、衝撃つち打ちデバイス（１０）。
【請求項２】
少なくとも１つの滑動要素（３８、４０）が、前記アンビル（１６）と前記ハンマー（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項３】
前記滑動要素は、滑動スリーブ（３８、４０）であることを特徴とする、請求項２に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項４】
２つの前記滑動スリーブ（３８、４０）が、前記アンビル（１６）と前記ハンマー（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項５】
前記アンビル（１６）及び前記ハンマー（１８）は、少なくとも部分的に互いの内部に移動するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項６】
前記ハンマー（１８）は、ボール形状であり、前記アンビル（１６）が前記ハンマーの内部に少なくとも部分的に入るように動くように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項７】
前記アンビル（１６）の前記衝撃面（２０）は、打撃の終焉時に、前記ハンマーが騒音低減ケーシングとしての役割を果たすように、前記ハンマーの内部に入ることを特徴とする、請求項６に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項８】
前記アンビル（１６）は、円筒形状又はボール形状であり、前記ハンマー（１８）は、前記アンビル内に少なくとも部分的に移動するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項９】
前記アンビル（１６）は、円筒部分（８０）を備え、前記円筒部分（８０）は、前記円筒部分（８０）が前記ハンマリング軸に対して平行にのみ、前記アンビルの本体部（２２）に対して動くことが可能となるように、前記本体部（２２）に対して可撓的に支持されることを特徴とする、請求項８に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１０】
前記ハンマーを動かすための前記手段はばね（３２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１１】
前記ばね（３２）は圧縮ばねであることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１２】
前記ばね（３２）は引張ばねであることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１３】
前記装置は、前記アンビル（１６）及び前記ハンマー（１８）の外部に配置された少なくとも２つの引張ばね（７８）を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１４】
前記つち打ちデバイスは、前記アンビル（１６）とは別個に少なくとも部分的に支持される、前記ばね（３２）に張力付与するための手段（４８、５０）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１５】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段はモータ（４８）を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１６】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段は空圧式張力付与デバイスを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１７】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段は電磁式張力付与デバイスを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１８】
スプリング・バンク（３６）が、前記ハンマーと、前記アンビル（１６）の前記衝撃面（２０）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項の導入部分に記載の衝撃つち打ちデバイスに関し、前記デバイスは、例えば乾式冶金プロセス用のスチーム・ボイラ又は熱回収管の加熱面、プレート構造ファンネル若しくはチャネルから付着物を除去するために適用可能である。したがって、本発明は、特に、つち打ちすべき表面と一体化され、つち打ちすべき表面に対して垂直なハンマリング軸を有する固定アンビルと、アンビルの衝撃面を打撃するようにハンマリング軸と同軸方向に動くように構成されるハンマーと、ハンマーを動かすための手段とを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面の付着物は、多数の点において、問題となるプラントの運転の妨げとなる可能性がある。例えば、熱回収管の付着物は、管の熱交換効率を低下させ、したがって、プロセスの実施効率を低下させる。これは、また同時に、煙道ガスの温度を上昇させ、熱回収ステージの下流のチャネル及びデバイスにおいて不利な結果を生じさせる。他方においては、例えば、煙道ガス・チャネルの表面上に付着した汚れは、煙道ガスの流れ抵抗を著しく上昇させる可能性があり、これは、ボイラの補助動力を増加させる。最悪の場合には、汚れが、チャネルを詰まらせて、これによりプラントの停止を引き起こす可能性さえもある。付着物の付いた表面は、例えばスチーム式スートブロワ、空圧式スートブロワ又は音波式スートブロワにより洗浄することが可能である。特に、化学反応埃粒子、粘着性埃粒子、溶融埃粒子若しくは半溶融埃粒子、又は凝縮ガス成分を含む、非常に付着物の付着度が高いプロセスにおいては、表面を洗浄するために機械式つち打ちデバイスも使用される。このデバイスにより、表面は打撃を受けて、高速の小振幅振動を生じさせる。このようにして、表面に過剰な機械応力を生じさせることなく、表面に付着した不純物を効果的に落とすことが可能である。
【０００３】
米国特許第３，８３５，８１７号及び米国特許第５，５４０，２７５号は、スチーム・ボイラの加熱面の外部からの洗浄のために使用される、従来式の重力作動式ハンマーを備える装置を開示している。通常は、このような装置は、比較的大型で重量があり、そのため非常に限られたスペースに配置することは不可能である。さらに、ハンマーの衝撃方向を自由に選択することができず、そのためこの装置は、例えばファンネル形状の装置の傾斜面の下方側の洗浄には適用不可能である。また、この装置は、音がうるさく、構築及び組付けがかなり複雑であり、多大なメンテナンスを要する。
【０００４】
特開平０７−１５７７７７は、ガス化炉の熱交換管のためのコンパクトなつち打ちデバイスを開示しており、このデバイスは、ガス化炉の外壁部に装着されたケーシングの内部に設置される。つち打ちデバイスのハンマーは、そのハンマリング運動が高圧ガスにより張力を与えられたばねによって引き起こされ、ガス化炉の外壁部まで延在するハンマー・アームの端部に衝突する。この構成の問題点は、ハンマー・アームの端部に対する衝撃を正確に方向付けるために、つち打ちデバイス及びハンマー・アームが共に、非常に正確に組み合わされなければならないという点である。さらに、熱交換管の熱運動が、ハンマー・アームの位置を変動させ、それによって衝撃が、表面に偏心的に又は斜めに当たる可能性があり、またこれによって、例えばハンマー・アームが熱交換管から逃げる場合がある。
【０００５】
米国特許第５，０７９，４５９号は、電磁式つち打ちハンマーを開示しており、ハンマーとしての役割を果たす磁石鉄心の前後運動が、熱交換器の外壁部に装着されたスリーブの内部の２つの電磁石によって引き起こされる。このハンマーは、熱交換器の外壁部を貫通して延在するハンマー・アームに衝突する。このハンマー・アームは、ばね機構により熱交換器の熱交換管に装着される。このような構成においては、ハンマー・アームから熱交換管への連続金属の振動経路がなく、そのために、ハンマー・アームと熱交換管との間の若干の錆や埃などでさえもが、振動パルスを減衰し、変化させる。
【０００６】
米国特許第５，５６１，５８３号は、電磁式つち打ちハンマーを開示しており、ハンマーの運動を引き起こすばねは、ソレノイドによってチャージされる。このソレノイドは、衝撃を減衰する複数部材からなる連結要素によって、つち打ちすべき表面に溶接されたハンマー・アームに連結される。この構成は、連結要素が、その剛性が高すぎることにより振動を伝達し、それによってソレノイドの誘導デバイスが損傷を被る可能性がある、及び／又は、連結要素の可撓性が高すぎ、それによって衝撃が傾く場合があり、またこれが磁石鉄心、ハンマー・アーム若しくは、つち打ちすべき表面とハンマー・アームとの間の接合部に損傷を与える場合がある、という問題を有することがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、先行技術のデバイスの上述の問題点が最小限に抑えられた、付着物の付いた表面用の効率的なつち打ちデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の先行技術の問題を最小限に抑えるために、１つの装置が提供され、この装置の特徴は、装置クレームの独立請求項の特徴部分において開示されている。したがって、本発明による装置の１つの特徴は、ハンマーが、ハンマリング軸に対して平行にのみ動くことが可能となるように、アンビルに寄り掛かるように支持されることである。
【０００９】
アンビルと、アンビルに寄り掛かるように支持されるハンマーとが、コンパクトなユニットを形成し、このユニットは、これを使用する場所に対して最終組付けを行う前に、容易に組み立て、予め張力付与することが可能である。典型的には、このつち打ちデバイスは、そのアンビルを、第１の端部から、すなわちつち打ちすべき表面の側の端部から、つち打ちすべき表面に、又はつち打ちすべき表面に衝撃を伝達する衝撃ビームに、直接的に溶接することによって組み付けられる。ハンマーの位置は、例えば熱運動によるアンビルの場所又は位置の小さな変動に自動的に倣い、したがってこれは、つち打ちデバイスの作動に影響を及ぼさないため、つち打ちデバイスがこれを使用する場所に対して組み付けられると、ハンマーのハンマリング運動の方向は常に正確になる。
【００１０】
好ましくは、ハンマーが、アンビルとハンマーとの間に配置された少なくとも１つの滑動要素によりアンビルに寄り掛かるように支持されるように、ハンマーは、ハンマリング軸の方向に動くように強制される。この最も単純なものとしては、滑動要素は１つの滑動スリーブを含むが、ハンマーに対して安定的な支持を構成するために、通常は、少なくとも２つの滑動スリーブ又は他の形状の滑動要素が存在する。好ましくは、これら２つの滑動スリーブの一方は、アンビルに装着することが可能であり、他方は、ハンマーに装着することが可能である。いくつかの場合においては、好ましくは、全ての滑動要素をアンビルに装着することが可能であり、他の場合においては、同様に全ての滑動要素をハンマーに装着することができる。
【００１１】
本発明によれば、ハンマーは、ハンマーが一方向にのみ動くことが可能となるように、アンビルに寄り掛かるように支持される。これは、例えばアンビルの一部によりハンマーの他の方向への動きが防止されるように実現させることが可能である。いくつかの特定の場合においては、つち打ちデバイスの組付け位置が予め定められている場合には、アンビルは、ハンマーを下方及び側方からのみ支持すれば十分である場合がある。好ましくは、本発明によるアンビルは、その一部によって、ハンマーの生じ得るあらゆる側方運動が防がれるような構造であり、したがって、好ましくはつち打ちデバイスのアンビル及びハンマーは、互いの中に少なくとも部分的に移動するように構成される。
【００１２】
本発明の好ましい実施例によれば、ハンマーは、ハンマリング軸に対して平行な軸を有するボール形状の、換言すればカップ様のものであり、ハンマーは、滑動スリーブ又は滑動部材によってハンマリング軸に対して平行にアンビルの少なくとも一部分を密接的に囲むように動くよう構成される。カップ様ハンマーが無開口の底部を有する場合には、アンビルの端部部分、すなわちつち打ちすべき表面の対向側の端部は、ハンマーを打撃する際にハンマーのケーシングの内部に留まることが可能となる。また、カップ様ハンマーの底部中に開口がある場合には、アンビルの端部部分は、衝撃の終焉時に開口を貫通してハンマーの外部に延在し得る。別の好ましい実施例によれば、アンビルは、ハンマリング軸に対して平行な軸を有する中空の円筒又はボールの形状のものであり、ハンマーは、アンビルの内部に少なくとも部分的に貫通するように動くように構成される。
【００１３】
好ましい一実施例によれば、衝撃を受けるアンビルの表面、すなわち衝撃面は、少なくとも衝撃の終焉時には、カップ様ハンマーのケーシングの内部で打撃するように構成される。カップ様ハンマーの底部に開口がある場合には、好ましくは、ハンマーは、第１の滑動スリーブが、第１の端部側の部分、すなわちアンビルの本体部分の外側面と、カップ様ハンマーの内側面との間で連結されるように、アンビルの周囲の２つの滑動スリーブによってシールされる。ここで、好ましくは、第２の滑動スリーブが、アンビルの衝撃面から見た場合に、端部部分、すなわちアンビルの末端部分の外側面と、ハンマーの底部中の開口の内側面との間で連結される。このような実施例における特定の利点は、ハンマーのボール形状部分が、デバイスのハンマリング衝撃によって生じる騒音を周囲環境に対して抑える音響スリーブとしての役割を果たすという点である。衝撃面がハンマーの構造の外部に残ったままである本発明の実施例においては、つち打ちデバイスの騒音は、それがコンパクトな構造であることにより、好ましくは別個の音響ケーシングによって抑えることができ、この別個の音響ケーシングは、例えば洗浄すべきデバイスの外側面に、代替としてはアンビルに連結することができる。
【００１４】
耐久性があり作用的な構成を実現するために、好ましくは、アンビルは、単一の部材のものであることが可能である。代替としては、アンビルは、複数の部材から構成されてよく、これらは、持続的かつコンパクトなものとして形成されるように、互いに耐久的に組み合わされる。ハンマーは、有利には単一部材のものであることが可能であり、又は互いに耐久的に組み合わされる複数の部材から構成されてもよい。いくつかの用途においては、アンビルは、あらゆる斜方運動又は側方運動が防がれるように、円筒部分がハンマリング軸の方向にある程度自由度があるように、さらに多数の部材から組み立てることも可能である。このような構成によって、円筒部分に寄り掛かるハンマーの垂直方向への動きが維持されるとともに、打撃の衝撃が円筒部分に伝達されることにより減衰されることが可能となる。
【００１５】
本発明によるつち打ちデバイスのハンマリング運動は、例えば直接的に空気圧によって、又は電磁石によって、実現することが可能である。しかし、ハンマリング運動を生じさせるためには、使用すべき手段は、好ましくはばねを含み、このばねは、適切な駆動手段により張力付与デバイスによって張力を与えられる。好ましくは、張力を与えられたばねは、所望の張力レベルで、調節可能な解放機構を用いることによって解放することが可能であり、それにより、解放されたハンマーは、高速で、アンビルの衝撃面に当たる。
【００１６】
ばねは、好ましくは張力を付与された場合には、ばねがハンマリング軸の方向に圧縮され、解放された場合には、ばねがその本来の静止長に伸張するように、好ましくはハンマー及びアンビルに装着されて支持表面間に配置される。つち打ちデバイスを小型のサイズに維持するために、ハンマーのストローク長は、好ましくは比較的短い。しかし、ストローク長は、好ましくは１〜５ｇの、最も好ましくは２〜３ｇの加速度の、好ましくは、適度な加速度を有する十分な速度を実現できるような長さである。したがって、ばねのアンビルの支持表面に生じる反作用力は、比較的小さく収まり、アンビルの支持表面の耐久性が、向上する。
【００１７】
ばねのばね力は、所望の加速度が典型的には３０〜４０ｋｇである選択されたハンマーの重量によって実現されるように、設定されなければならない。例えば、２．５ｇの初期化速度を実現するためには、ばね力は、張力を与えられた場合に、７５０〜１０００Ｎでなければならない。好ましくは、ばねは、衝撃の終焉時でも、ハンマーの重量よりも大きな、例えば４００〜５００Ｎのばね力が依然として残るように選択され、それによって、つち打ちデバイスのハンマーは、輸送時にも組付け時にも動かず、衝撃の方向が上方である、例えばファンネルの底部の外側面の方向である場合でも、静止位置に安定する。
【００１８】
好ましくは、ばねの張力付与デバイスは、例えばモータ、空圧式若しくは油圧式のシリンダ、又は電磁石などであってよい。例えばモータ及びその歯車などの、少なくとも張力付与デバイスの最もセンシティブな部品は、本発明の好ましい一実施例によれば、アンビルによっては支持されず、外部の支持構造体により別個に支持される。したがって、アンビルの振動は、張力付与デバイスのセンシティブな部品には伝達されず、それらが故障する危険性が低減される。さらに、張力付与デバイスの駆動機構は、可撓的に遊動するものでなければならず、又は他の場合には、つち打ちすべき表面の熱運動によるつち打ちデバイスの変動を許容するものでなければならない。
【００１９】
本発明の好ましい一実施例によれば、ハンマーとアンビルとの間にいわゆるスプリング・バンクが、換言すれば、ばね定数が高くハンマリング軸の方向に可撓な要素が、配置される。好ましくは、このスプリング・バンクは、一対の剛性カップばねであるが、適切なばね定数を有する可撓性金属薄片であることも可能である。スプリング・バンクは、アンビルに、又はアンビルと共に動くハンマーに装着することが可能である。スプリング・バンクは、ハンマリング運動の減速度をある程度まで減速させ、したがって、ハンマー及びアンビルに損傷を与える力及び応力、並びに危険性を低減させる。好ましくは、スプリング・バンクのばね定数は、ハンマーの最大減速度が約５００〜１０００ｇとなるものである。また、実際に、このような減速された衝撃によって、完全に非可撓性の衝撃に比べてある程度より効率的に、つち打ちすべき表面から不純物が除去されることが判明している。
【００２０】
本発明によるつち打ちデバイスのハンマーの動きは、製造段階においては、アンビルのハンマリング・ラインに対して平行になるように方向付けされる。したがって、つち打ちデバイスは、デバイスを組み付ける場合に、又は例えばつち打ちすべき熱交換管の温度を上昇させる際などに再度位置合わせを行う場合に、アンビルとハンマーとの間の位置合わせを必要としない。したがって、この装置によって、ハンマーの不正確な位置合わせによるアンビルに対する曲げモーメント及びそれによるアンビルの損傷、並びに、つち打ちすべき表面にアンビルを連結する接合部の損傷が取り除かれる。また、正確に位置合わせされた衝撃によって、つち打ちすべき表面に対する衝撃の伝達効率が向上する。
【００２１】
つち打ちデバイスの構造は、単純であり、つち打ちデバイスは、製造段階においてすでに予め組み立てられてよい。これにより、装置の組立てが容易になり、装置のコスト及び装置のメンテナンスの必要性が低減される。この装置は、コンパクトなユニットであり、騒音を容易に遮断し、任意の所要の位置に容易に組み付けることができる。実際の用途においては、通常は、多数のつち打ちデバイスがあり、それらは完全に独立したものであることが可能であり、又は、例えば共有の空圧式張力付与デバイスを有してもよく、この共有の空圧式張力付与デバイスは、それぞれ異なるつち打ちデバイスに適切な順番でつち打ちパルスをもたらす。サイズが小さく重量が軽いことにより、これらは、必要に応じて、狭いスペースに対しても、さらには互いに対して近い位置にも、組み付けることが可能である。
【００２２】
以下、添付の図面を参照として本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図２】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図３】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図４】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図５】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図６】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【図７】本発明によるつち打ちデバイスの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１は、溶接された継ぎ目１４によりハンマリング・ビーム１２に装着されたアンビル１６と、アンビルに連結されたハンマー１８とを備える、本発明の好ましい一実施例によるつち打ちデバイス１０を図示する。例えば、つち打ちすべき壁部が、反応炉、チャネル又はファンネルの外壁部である場合には、図１に認められるハンマリング・ビームの一方の端部が、この壁部に溶接されてよい。代替としては、このような場合では、独立したハンマリング・ビーム１２は不要であり、アンビル１６は、つち打ちすべき壁部に直接連結されてよい。また、例えば、反応炉又はスチーム・ボイラの気密スペース内の熱交換管群をつち打ちすべき場合には、ハンマリング・ビーム１２は、ガス・スペースの壁部に可撓的にシールされ、熱交換管又は熱交換管の連結部材に溶接されてよい。ハンマリング・ビームをシールし装着する様々な方法は、既知の技術であるため、以下に詳細には説明しない。
【００２５】
アンビル１６は、衝撃を受ける表面、すなわち衝撃面２０を有し、この衝撃面２０が、ハンマリング・ビーム１２の側のアンビルの本体部分２２と、ハンマリング・ビームからより離れている末端部分２４とを分けている。アンビル１６及びハンマー１８の支持水平部２６と２８との間に、ばね３２が設置されて、ハンマーのカップ様部分３０の内部に配置され、これが、ハンマーに、アンビルの衝撃面２０の方向へのハンマリング運動を生じさせる。好ましくは、アンビルの衝撃面２０とハンマーのハンマリング面３４との間には、ハンマリングのエネルギー総量を大幅に減少させることなくハンマーの停止を抑え、そのようにして単一の衝撃の持続期間を延長させる、高いばね定数を有する一対のカップばね、いわゆるスプリング・バンク３６が、配置される。例示の解決策によれば、好ましくは、ハンマー運動の減速度は、最大で約１０００ｇである。
【００２６】
摩擦係数が低い耐久性滑動部材、好ましくは滑動スリーブ３８、４０が、アンビルの末端部分２４とハンマー１８との間に配置される。滑動スリーブを用いることにより、アンビル１６が、ハンマー１８の側方運動を防ぎ、したがってアンビル１６により、ハンマーがアンビルの軸方向にもっぱら正確に移動することが可能となる。滑動スリーブ３８、４０は、損耗部材であり、さらにこれらは、容易に交換可能である。図１による構造においては、ハンマー１８の底部部分４２は、ハンマーの前部としての役割を果たし、スプリング・バンク側の内方滑動スリーブ３８は、ハンマーの底部部分４２中に形成されたホールの内側面に装着される。また、外方滑動スリーブ４０は、図１による実施例においては、アンビル１６の末端部分２４の延在部４６の外側面に連結される。
【００２７】
図１のつち打ちデバイス１０は、衝撃位置において、換言すれば、ばね３２が最大長の状態にあり、ハンマー１８がアンビル１６のスプリング・バンク３６に接触状態にある位置において、図示されている。つち打ちデバイスを使用する際には、好ましくは、ばねは、別個に支持されるモータ４８又はいくつかの他の張力付与デバイス、例えば電磁石により外方にハンマー１８を引くことによって、張力を与えられる。可撓性連結機構５０が、張力付与デバイスのこの力をハンマー１８に伝達する。ばね３２が所望の張力にある場合に、ばねが解放されることにより衝撃が引き起こされ、それによりハンマー１８のハンマリング面３４が、高速でスプリング・バンク３６に当たり、アンビル１８の衝撃面２０に衝撃を与える。ハンマー１８のハンマー運動の方向が、ハンマーとアンビルとの間の滑動スリーブ３８及び４０によって規定されるため、この衝撃は、アンビルに対して常に適切に方向付けられる。
【００２８】
ストローク長、すなわちこの装置を使用する際に用いるべきばねの長さの変動幅は、好ましくは５０〜５００ｍｍであり、より好ましくは１００〜３００ｍｍであり、最も好ましくは１００〜２００ｍｍである。好ましいが例示の実施例によれば、衝撃長は約１５０ｍｍであり、ハンマーの質量は４０ｋｇであり、ばね力は最大張力時で１０００Ｎであり、衝撃の終焉時でもなお５００Ｎである。したがって、衝撃の初期加速度は２５ｍ／ｓ２であり、衝撃エネルギーは１１２Ｎｍである。当然ながら、つち打ちデバイスのストローク長を調節することによって、衝撃の強度を調節することが可能である。つち打ちデバイスのこの有利なパラメータ値は、つち打ちデバイスを使用する用途に応じて決まるため、上述の例示の値からは大きく外れる場合がある。
【００２９】
本発明によるつち打ちデバイスの他の好ましい実施例を図示する図２から図７においては、図１に図示されるものに対応する部分は、図１と同一の参照番号を用いて開示されている。
【００３０】
図２は、本発明の第２の好ましい実施例によるつち打ちデバイス１０を図示する。図２のつち打ちデバイスは、張力を与えられた状態で示され、ばね３２は、適切な張力付与デバイス（図２に図示せず）によってその最小長に圧縮され、ハンマーのハンマリング面３４は、スプリング・バンク３６と接触状態にはない。図２のつち打ちデバイスは、スプリング３２が、アンビルの本体部分２２の周囲の、アンビル及びハンマーの支持面２６と２８との間に配置され、衝撃面２０及びスプリング・バンク３６が、ハンマーのカップ様部分３０の内部に留まるという点により、図１のつち打ちデバイスから外れる。この特定の実施例における特別な利点は、ハンマー１８が音響ケーシングを形成し、このケーシングによって、ハンマーの衝撃により生じる騒音が周囲環境に広まることが防がれるという点である。
【００３１】
図２に図示される構成においては、アンビル１６の本体部分２２の周囲に配置された内方滑動スリーブ３８は、ハンマー１８の前部分の内方延在部５２の内側面に装着され、アンビル１６の末端部分２４の周囲に配置された外方滑動スリーブ４０は、ハンマーの後部分としての役割を果たす底部部分５４に形成されたホール５６の内側面に装着される。代替の実施例によれば、ハンマーの底部部分５４は、閉鎖することが可能であり、それによりアンビルの末端部分２４は非常に短くすることが可能となり、図２に図示される滑動スリーブ４０は、アンビルの本体部分２２の延在部５８の外側面に装着された滑動スリーブで代用することが可能となる。ハンマーは、この構成によって提供され、これにより、衝撃の騒音が非常に良好に防がれ、構造が非常に強靭かつ耐久性のあるものとなる。
【００３２】
図３に図示されるつち打ちデバイス１０は、そのアンビル１６がつち打ちすべき壁部６０に直接溶接されているが、特に、空圧式張力付与デバイス（図３に図示せず）を使用するために必要な変更を含む点において、図２に図示されるつち打ちデバイスから外れる。この構成においては、ハンマーの前部分の内方延在部５２は、ばね３２の支持平面２８を形成するが、滑動スリーブは、内方延在部５２に装着されておらず、圧縮ガス管６２のために、アンビルの延在部５２と本体部分２２との間に空所スペースがある。図３の構成においては、内方滑動スリーブ３８は、アンビルの本体部分の延在部５８の外側面に装着される。図３の実施例におけるこの内方滑動スリーブ３８は、アンビルの本体部分の延在部５８の外側面に装着される。内方滑動スリーブ３８及びハンマーのカップ様部分３０、並びに、ハンマーの底部５４中に形成されたホール５６の内側面に装着された外方滑動スリーブ４０及びアンビルの末端部分２４が、気密接合部を形成する。したがって、衝撃面２０及びスプリング・バンク３６を含む気密空洞部は、内方滑動スリーブ３８及びハンマーのカップ様部分３０、並びに、ハンマーの底部５４中に形成されたホール５６の内側面に装着された外方滑動スリーブ４０及びアンビルの末端部分２４によって画成されるスペース内に形成され、ばね３２には、例えばアンビルの本体部分２２の側部に延在する管６２に沿って圧縮空気などのガスを空洞部に送ることにより、空洞部の圧力を上昇させることによって、張力を与えることが可能である。空洞部を加圧する別の可能性としては、軸方向穿孔チャネル（図３には図示せず）に沿って、アンビルの末端部分２４を介して空洞部内にガスを送ることである。このとき、ばね３２は、ある適切な従来のデバイス（図３には図示せず）により空洞部から高速でガスを流出させることによって、解放させることが可能である。
【００３３】
図４は、本発明の一実施例を図示しており、この実施例は、つち打ちすべき壁部６０に連結されたケーシング６４を備え、このケーシングが、追加の騒音遮蔽材としての役割を果たす点において、図２のつち打ちデバイスから外れる。さらには、図４による実施例におけるばね３２は、ハンマー１８及びケーシング６４の支持平面２６と６６との間に配置される。図４による実施例においては、アンビルの末端部分２４の外側面と、ハンマーの底部部分５４との間に配置される十分な長さの滑動スリーブ４０のみによって、ハンマー１８のハンマリング運動の方向が決定される。アンビル１６及びケーシング６４が共に、つち打ちすべき表面６０に直接装着される場合、いくつかの場合においては、やはりハンマー１８とケーシング６４との間の少なくとも１つの滑動部材、好ましくは滑動スリーブを、例えばハンマーのカップ部分３０の外方延在部６８の外側面に装着することが可能である。
【００３４】
図１から図４に図示される実施例においては、カップ様ハンマー１８、すなわち空洞部を有するハンマーが、中実のアンビル１６の周囲で動くように構成される。図５から図６は、アンビル１８の内部に形成された空洞部７０を有する他の種類の構成を図示し、ハンマー１８は、アンビルの空洞部７０の内部に部分的に貫通するように構成される。図５の構成においては、アンビル１６及びハンマー１８の支持平面２６と２８との間のアンビルの空洞部７０内に配置されるばね３２は、適切な張力付与デバイスによりハンマー１８を外方に引く又は押すことによって、図１から図４のものに対応する態様でチャージされ、それによりばね３２は、圧縮される。
【００３５】
一方で、図６に開示される構成は、ばね３２が、ハンマー１８の内部に形成された空洞部７２内に配置され、ハンマーが、アンビルの空洞部７０の内部に貫通するように構成される点において、開示される全ての他の構成から外れる。全ての他の実施例におけるつち打ちデバイスのように、図６のデバイスもまた、ハンマー１８を外方に引く又は押すことによって、衝撃のためにチャージされる。しかし、図６のつち打ちデバイスのばね３２は、アンビル１６及びハンマー１８に装着された支持ロッド７４と７６との間に装着される引張ばねであり、ばね３２を所望の張力まで伸張させることによって張力を与えられる。
【００３６】
図７に図示されるつち打ちデバイスは、特に、ハンマリング運動を生じさせる少なくとも２つの引張ばね７８が、この構造体の他の部分の外部に配置されるという点において、先述の実施例から外れる。このデバイスを使用する際には、ハンマー１８は、アンビル１６に関連付けされる円筒部分８０の内部に貫通する。ばね７８は、円筒部分の支持平面２６と、ハンマーに関連付けされる端部部分８２との間に装着される。この図面の場合では、ハンマー運動の方向は、ハンマー１８とアンビルの円筒部分８０との間に配置される滑動スリーブ３８、４０によって決まり、スプリング・バンク３６は、アンビルの末端部分２４の周囲に配置される。好ましくは、つち打ちデバイスの衝撃は、例えばスプリング・バンクの周囲の空洞部に円筒部分８０を介して圧縮空気を送ることにより空圧式になどによって、チャージされてよい。
【００３７】
アンビルの円筒部分８０は、アンビルの本体部分２２にしっかりと組み合わせることが可能であるが、いくつかの場合においては、例えばカップばね８４などの適切な可撓性要素を用いて、円筒部分８０及び本体部分２２を互いに連結させることが有利であり、この適切な可撓性要素は、円筒部分８０に伝達されるハンマーの衝撃をある程度低下させる。可撓性装着物を使用する場合には、アンビルの本体部分２２と円筒部分８０との間の運動がハンマリング軸の方向にのみ可能となり、あらゆる側方運動又は斜方向運動が防止されることを、特に考慮に入れなければならない。図７のつち打ちデバイスにおいては、円筒部分の内側面は、アンビルの本体部分２２と円筒部分８０との間の側方運動を防止するように、本体部分の外側面に正確に取り付けられる。
【００３８】
本発明を、例示の実施例を参照として上に説明したが、また、本発明は、多数の他の実施例及び修正形態を含む。したがって、開示された例示の実施例は、本発明の範囲を限定するようには意図されず、本発明は、添付の特許請求の範囲及びその中の規定によってのみ限定される多数の他の実施例を含むことは、明らかである。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年10月13日(2008.10.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
つち打ちすべき表面に一体化され、つち打ちすべき前記表面に対して垂直なハンマリング軸を有する固定アンビル（１６）と、前記アンビルの衝撃面（２０）を打撃するように前記ハンマリング軸と同軸方向に動くように構成されるハンマー（１８）と、前記ハンマーを動かすための手段とを備え、前記アンビルと前記ハンマーとが、任意の位置に組み付けることができるコンパクトなユニットを形成する衝撃つち打ちデバイス（１０）であって、前記ハンマーの前記位置は前記アンビルの場所又は位置の変動に自動的に倣い、かつ前記ハンマーは前記ハンマリング軸に対して平行にのみ動くことが可能となるように、前記アンビルに寄り掛かるように支持されることを特徴とする、衝撃つち打ちデバイス（１０）。
【請求項２】
少なくとも１つの滑動要素（３８、４０）が、前記アンビル（１６）と前記ハンマー（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項３】
前記滑動要素は、滑動スリーブ（３８、４０）であることを特徴とする、請求項２に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項４】
２つの前記滑動スリーブ（３８、４０）が、前記アンビル（１６）と前記ハンマー（１８）との間に配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項５】
前記ハンマー（１８）は、前記ハンマー（１８）が前記アンビル（１６）の内に少なくとも部分的に入る、あるいは前記アンビル（１６）が前記ハンマーの内部に少なくとも部分的に入るように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項６】
前記ハンマー（１８）は、ボール形状であり、前記アンビル（１６）が前記ハンマーの内部に少なくとも部分的に入るように動くように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項７】
前記アンビル（１６）の前記衝撃面（２０）は、打撃の終焉時に、前記ハンマーが騒音低減ケーシングとしての役割を果たすように、前記ハンマーの内部に入ることを特徴とする、請求項６に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項８】
前記アンビル（１６）は、円筒形状又はボール形状であり、前記ハンマー（１８）は、前記アンビル内に少なくとも部分的に移動するように構成されることを特徴とする、請求項５に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項９】
前記アンビル（１８）は、円筒部分（８０）を備え、前記円筒部分（８０）は、前記円筒部分（８０）が前記ハンマリング軸に対して平行にのみ、前記アンビルの本体部（２２）に対して動くことが可能となるように、前記本体部（２２）に対して可撓的に支持されることを特徴とする、請求項８に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１０】
前記ハンマーを動かすための前記手段はばね（３２）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１１】
前記ばね（３２）は圧縮ばねであることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１２】
前記ばね（３２）は引張ばねであることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１３】
前記装置は、前記アンビル（１６）及び前記ハンマー（１８）の外部に配置された少なくとも２つの引張ばね（７８）を備えることを特徴とする、請求項１２に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１４】
前記つち打ちデバイスは、前記アンビル（１６）とは別個に少なくとも部分的に支持される、前記ばね（３２）に張力付与するための手段（４８、５０）を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１５】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段はモータ（４８）を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１６】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段は空圧式張力付与デバイスを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１７】
前記ばね（３２）に張力付与するための前記手段は電磁式張力付与デバイスを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【請求項１８】
スプリング・バンク（３６）が、前記ハンマーと、前記アンビル（１６）の前記衝撃面（２０）との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の衝撃つち打ちデバイス。
【国際調査報告】
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