JP2005271086A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、バンパ及びバンパ周辺の構造を最適化することである。具体的には、バンパ８の応力及び撓みの集中をなくすか、またはバンパが傷つくのを防ぐことにより、コンパクトで十分な寿命を有するバンパ８を供給することと、製造工程を簡略化してコストを抑え、打込機を安価に提供することである。
【解決手段】 バンパ８を、外径が略一定で、内側を該ドライバブレード６が挿通可能に形成された第１の筒部９と、第１の筒部９から下方に延び、下方に行くに従って外径が大きくなり、高さ１０ａが第１の筒部９の高さ１０ａよりも大きい第２の筒部１０とで形成する。更に、第２の筒部１０の外周面１０ｂと中心軸８ｄとのなす傾斜角度１０ｇを４５°以下とする。更に、バンパ８の外周面９ｂ、１０ｂと内周面１０ｃとを最短距離で結ぶ線分の長さである肉厚８ａ、８ｂを、中央値の±２０％以内にあるように構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、打込機のピストンの衝撃を緩衝するバンパに関するもので、バンパ及びバンパ周辺の形状の最適化を図る技術に関する。

打込機には、打ち込み動作時のピストンの余剰エネルギーを吸収するバンパが設けられる。バンパに加わる衝撃力は大きいため、バンパの寿命を確保できるよう、形状を設定する必要がある。一方で、打込機をコンパクトにするため、バンパの形状はできるだき小さくする必要がある。従って、より小さな形状で寿命を確保できるようにすることが重要となっている。

特許文献１には、中空で、外形が略円錐台形状のバンパが記載されている。この種のバンパは、比較的低圧の圧縮空気を用いられる。後述の、比較的高圧の圧縮空気を用いる打込機に用いられるバンパと比べて、形状が偏平している。これは、低圧で大きな打ち込み力を得るために、シリンダ及びピストンの径が大きくなるため、バンパの体積を確保できるからである。

比較的高圧の圧縮空気を用いる打込機に用いられるバンパは、縦長である。これは、高圧であるため、シリンダ及びピストンの径が小さくなるため、バンパの体積を確保すべく縦方向に大きくなっているからである。この種のバンパには、耐久性を向上させることを目的として、いくつかの発明がなされている。

特許文献２には次のような記載がある。すなわち、バンパを縦長にすることで、バンパのボリュームを増大させて、ピストンからの大きな衝撃力を吸収できる。また、バンパの上部外周面をバンパの収容部の内面でガイドさせることで、バンパが外側に変形することができず、内側及び下方に変形するようにできる。また、バンパの下部外周面と収容部の内面との間に空隙を設けることで、バンパの変形分を空隙に逃がすことができる。従って、バンパは上部が変形し難く、下部が変形しやすいので、従来のように上端のみが大きく変形することがないから、耐久性が向上する。

特許文献３には次のような記載がある。すなわち、バンパの上部外周面をバンパの収容部の内面でガイドさせることで、バンパが外側に変形することができず、内側及び下方に変形するようにできる。また、バンパの中空下部の内径を大きく設定して、空隙部を形成することで、バンパの変形分を逃がすことにより、バンパ組織に圧縮方向の変形を生じさせることができる。従って、バンパには主に圧縮方向の変形が作用するため、引張り力による割れを防ぐことができる。

特許文献４には次のような記載がある。すなわち、バンパの上部よりも下部の径を大きくすることにより、上から衝撃を受けた時にバンパが内側に撓む。

特許文献５には次のような記載がある。すなわち、バンパの上部の断面積を最大とし、バンパ上部からバンパ下部にかけて断面積を徐々に小さくすることで、変形初期のバンパ上部に集中するひずみを緩和させることができる。また。パンパ上部を半径方向内側に湾曲もしくは傾斜させることにより、バンパ内部には破損の原因となる引張り応力の発生を防ぐことができる。また、バンパ上部とシリンダのバンパ収容部との間に隙間を設けることで、バンパのばね定数を小さくでき、従って、衝撃力を小さくすることができる。また、隙間によってバンパ上部が変形方向外側に変形しても、シリンダとの接触圧力が小さくなるため、バンパ上部が下方に滑りやすくなり、全体的に一様な圧縮応力の状態で変形することができる。

特開平６−９１５５９号公報

実開平７−１７４８１号公報 特開平７−２４１７８３号公報 特開平８−３３６７７６号公報 特開２０００−１４１２４６号公報 特開２０００−３３４６７５号公報

特許文献１の構成では、バンパの中心軸方向の切断面において、上部の肉厚が下部に比べて小さいため、上部のばね定数が下部よりも小さかった。ピストンからの衝撃力は、一般的にバンパの上部に集中する傾向がある。このため、特許文献１の構成では、ピストンからの衝撃力が加わった時に、撓みが上部に集中し、上部が早期に破損しやすかった。

また、戻り空気室とシリンダ内部を連通させる空気通路が、バンパの近傍に設けられているが、バンパ上部の撓みが大きいため、バンパが空気通路と干渉することがあった。このため、バンパが空気通路によって傷つけられ、早期に破損しやすかった。

また、空気通路がシリンダに設けられていた。このため、シリンダの製作には、内周及び外周を旋盤もしくは研削盤で加工する工程に加えて、空気通路をボール盤等で加工する工程が必要であり、製造コストが高かった。

特許文献２乃至６の構成は、比較的高圧の打込機には使用できるが、比較的低圧の打込機に使用するには、外形が適していない。

本発明の目的は、バンパ及びバンパ周辺の構造を最適化することである。具体的には、バンパの応力及び撓みの集中をなくすか、またはバンパが傷つくのを防ぐことにより、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給することと、製造工程を簡略化してコストを抑え、打込機を安価に提供することである。

外郭をなす外枠部と、圧縮空気を蓄える蓄圧室と、上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置するときに当接するよう、該ノーズと該ピストンとの間に設けられるバンパと、該シリンダの外周に設けられ、下方に位置する該ピストンを上方に戻す圧縮空気を蓄える戻り空気室と、該戻り空気室及び該シリンダ内部における該ピストンの下方の空間を連通させる空気通路と、を有する打込機において、該ノーズは、該バンパと当接する面において、径方向外側に向って上方に傾斜する第１の傾斜部を有し、該バンパは、外径が略一定で、内側を該ドライバブレードが挿通可能に形成された第１の筒部と、該第１の筒部から下方に延び、下方に行くに従って外径が大きくなり、高さが該第１の筒部よりも大きい第２の筒部とを有し、該第２の筒部の外周面と該バンパの中心軸とのなす傾斜角度が４５°以下であり、該第１及び第２の筒部の外径をなす外周面と内径をなす内周面とを最短距離で結ぶ線分の長さである肉厚は、その最大値と最小値との中央値の±２０％以内の範囲にあるように構成すればよい。

このように構成すれば、第１の筒部と第２の筒部とは厚さがほぼ同じで、第２の筒部が第１の筒部よりも高くて大きく傾斜しているので、バンパを上方から圧縮した時に、第１の筒部よりも第２の筒部の方がばね定数が小さくなる。従って、ピストンが高速でバンパに衝突した時に、変形が上部のみに集中せず、第２の筒部も変形しやすくなる。また、第２の筒部の外周面と中心軸とのなす傾斜角度が４５°以下であれば、第２の筒部が大きく曲げられることがない。第１の筒部にも、第２の筒部にも、ほぼ均一に圧縮応力がかかる。

より好ましくは、該第２の筒部の外周面と中心軸とのなす傾斜角度が１５°以上４５°以下であるように構成すればよい。

このように構成すれば、第１の筒部とシリンダ内周及びノーズの内周との間の隙間を大きくとれる。従って、バンパが変形した時に、シリンダの内周及びノーズの内周と干渉するのを防ぐことができ、バンパにかかる応力がより均一になる。

また、該ノーズは、該バンパと当接する面が、径方向外側に向って上方に傾斜する第１の傾斜部を有するように構成してもよい。

このように構成すれば、バンパが上方から圧縮され、バンパの底面が広がろうとした時に、第１の傾斜部がバンパの過度の広がりを阻止する。

また、該バンパは、上面において、径方向外側に向って下方に傾斜する第２の傾斜部と、中心軸に対して垂直で、該第２の傾斜部及び内周部に略円弧状部をもってつながる平坦部とを有し、該平坦部の面積は、該バンパの径方向の最大断面積の５０％以下であるように構成してもよい。

このように構成すれば、バンパの上端に行くに従って、ばね定数が小さくなる。従って、ピストンがバンパに衝突した時の、衝撃力の初期的なピーク値を抑えることができる。

また、該バンパは、底面において、接触している該ノーズの面よりも、径方向外側に向って大きい角度で上方に傾斜し、外周面及び内周面に略円弧状曲面をもってつながる第３の傾斜部を有するように構成してもよい。

このように構成すれば、バンパの下端に行くに従って、ばね定数が小さくなる。従って、ピストンがバンパに衝突した時の、衝撃力の初期的なピーク値を抑えることができる。

また、該第２の筒部の外周面と中心軸とのなす傾斜角度が１５°以上４５°以下であるように構成すると共に、該ピストンが該バンパに衝突せずに該バンパの底面が該ノーズに当接している時に、該空気通路は該バンパの高さの略中間位置の高さにあるように設けられるように構成してもよい。

このように構成すれば、第１の筒部とシリンダの内周及びノーズの側壁部の内周との間の隙間が大きくなると共に、バンパが変形した時に第１の筒部が空気通路の付近に位置するようになるので、バンパは空気通路に干渉しない。従って、バンパが傷つくことがない。

外郭をなす外枠部と、圧縮空気を蓄える蓄圧室と、上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置する時に当接するよう、該ピストン下端の該ノーズ内部に設けられるバンパと、を有する打込機において、該ノーズは該シリンダと連接する側壁部を有し、該バンパの該側壁部内周と当接する部分の外径を、該側壁部の内径よりも大きくし、周方向に複数の溝を凹設する。

このように構成すれば、側壁部内周と当接する部分の面積が小さくなり、ばね定数が小さくなる。また、変形分を溝に逃がすことができる。従って、寸法が多少ばらついても圧入しやすくなる。

外郭をなす外枠部と、圧縮空気を蓄える蓄圧室と、上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置する時に当接するよう、該ノーズと該ピストンとの間に設けられるバンパと、該シリンダの外周に設けられ、下方に位置する該ピストンを上方に戻す圧縮空気を蓄える戻り空気室と、該戻り空気室及び該シリンダ内部における該ピストンの下方を連通させる空気通路と、を有する打込機において、該ノーズは該シリンダと連接する側壁部を有し、該側壁部の該シリンダと当接する端面には凹部が設けられ、該空気通路は該凹部と該シリンダの端面とで形成されるように構成する。

このように構成すれば、シリンダへの空気通路の加工をなくすことができる。ノーズの成形型に凹部を形成するための凸部を設ければ、成形時に自動的に空気通路を形成することができる。

請求項１に記載の構成によれば、ピストンが高速でバンパに衝突した時に、変形が上部のみに集中せず、第２の筒部も変形しやすくなる。また、第２の筒部が大きく曲げられることがない。第１の筒部にも、第２の筒部にも、ほぼ均一に圧縮応力がかかる。従って、バンパの応力及び撓みの集中をなくして、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給することができる。

請求項２に記載の構成によれば、バンパが変形した時に、バンパとシリンダが緩衝するのを防ぐことができ、バンパにかかる応力がより均一になる。従って、バンパの応力及び撓みの集中をなくして、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給することができる。

請求項３に記載の構成によれば、バンパが上方から圧縮され、バンパの底面が広がろうとした時に、第１の傾斜部がバンパの過度の広がりを阻止する。従って、バンパの応力及び撓みの集中をなくして、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給することができる。

請求項４及び５に記載の構成によれば、ピストンがバンパに衝突した時の、衝撃力の初期的なピーク値を抑えることができる。従って、バンパの応力及び撓みの集中をなくして、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給することができる。

請求項６に記載の構成によれば、バンパが傷つくことがない。従って、バンパの応力及び撓みの集中をなくして、コンパクトで十分な寿命を有するバンパを供給できる。

請求項７に記載の構成によれば、バンパ外径及び側壁部内径の寸法が多少ばらついても、バンパを圧入しやすくなる。このため、寸法精度を緩くすることもできるし、組立てやすくもできる。従って、製造工程を簡略化してコストを抑え、打込機を安価に提供することができる。

請求項８に記載の構成によれば、空気通路を形成する工程を省くことができる。したがって製造工程を簡略化してコストを抑え、打込機を安価に提供することができる。

≪第１の実施の形態≫
打込機１の実施の形態について図１を参照しながら説明する。

打込機１は、圧縮空気を動力源とした打込機１であり、フレーム２とフレーム２の一方に位置するハンドル２Ａとフレーム２の下端に位置するノーズ３とが一体に設けられている。そして図示しない圧縮機からの圧縮空気は、図示しないエアホースを介して打込機１のハンドル２Ａ及びフレーム２内に形成された蓄圧室２Ｂに蓄積される。フレーム２内には円筒状のシリンダ４が設けられ、シリンダ４内には上下に摺動可能にピストン５が設けられ、ピストン５にはドライバブレード６が一体に形成され、先端部６ａによって留め具７を打ち込むようになっている。

シリンダ４の下方の構成について図１及び図２を参照しながら説明する。

シリンダ４下端外周にはピストン５及びドライバブレード６を上死点に復帰させるための圧縮空気を貯める戻り空気室２Ｃが設けられている。シリンダ４の軸方向中央部には逆止弁７が備えられ、シリンダ４内からシリンダ４外の戻り空気室２Ｃへの一方向にのみ流通させる空気通路２ｄが形成され、またノーズ３のシリンダ４と接する側壁部３ｃには、戻り空気室２Ｃに常時開放されている空気通路３ａが形成されている。

図２に示すように、空気通路３ａは、側壁部３ｃに設けられた凹部とシリンダ４の端面とで形成される。またノーズ３の内側には、留め具７打ち込み後にピストン５が衝突する位置に、ピストン５の余剰エネルギーを吸収するためのバンパ８が設けられている。空気通路３ａの軸方向の位置は、バンパ８全高のほぼ中央付近にくるように設定されている。

このように構成すれば、シリンダ４への空気通路の加工をなくすことができる。例えば、ノーズ３の成形型に、凹部を形成するための凸部を設ければ、成形時に自動的に空気通路が設けられる。なお、後述するように、第２の筒部１０の外周面と中心軸８ｄとのなす傾斜角度が１５°以上であれば、バンパ８が変形した時に、第１の筒部９がノーズ３の側壁部内周３ｆ及びシリンダ内周４ｃに緩衝するのを防ぐことができる。また、空気通路３ａをバンパ８全高のほぼ中央位置にあるように設ければ、バンパ８がピストン５の衝突によって変形した時に、第１の筒部９が空気通路３ａの付近にくるようになる。これにより、バンパ８は側壁部３ｃに設けた空気通路３ａに干渉しない。従って、バンパ８が傷つくことがない。

シリンダ４は、ノーズ３上端面に突き当てて保持される。バンパ８の側壁部内周と当接する部分の外径を、側壁部内径よりもわずかに大きくすると共に、シリンダ４の内径を側壁部３ｃ内径よりも小さくしてある。従って、バンパ８がシリンダ４内に侵入しないようになっている。

バンパ８とバンパ８周辺の構成について、図２及び図６を参照しながら説明する。

バンパ８は、ゴム、樹脂等の弾性体からなる。バンパ８は、内側をドライバブレード６が挿通可能な中空の筒状であり、外径が略一定である第１の筒部９と、該第１の筒部９から下方に延び、下方に行くに従って外径が大きくなる第２の筒部１０とからなる。第２の筒部１０の高さ９ａは第１の筒部９の高さ１０ａよりも大きい。第１の筒部９の外周面９ｂまたは第２の筒部１０の外周面１０ｂと、第１の筒部９の内周面９ｃまたは第２の筒部１０の内周面１０ｃとを最短距離で結ぶ線分の長さである肉厚は、中央値の±２０％以内にある。

肉厚を規定する範囲は、図２中の肉厚８ａから肉厚８ｂまでの範囲とする。すなわち、第１の筒部９においては後述の平坦部９ｄ、第２の傾斜部９ｅ、略円弧状部９ｆ及び略円弧状部９ｇを除く範囲であり、第２の筒部１０においては後述の略円弧状部１０ｄ、第３の傾斜部１０ｅ及び略円弧状部１０ｆを除く範囲である。中央値は、この範囲における肉厚の最大値と最小値との平均値とする。

このように構成すれば、バンパ８を上方から圧縮した時に、第１の筒部９よりも第２の筒部１０の方がばね定数が小さくなる。なお、肉厚が中央値の±２０％よりもはずれると、肉厚の薄い部分に応力が集中しやすく、バンパ８が破損する原因となる。

第２の筒部１０は外周面１０ｂと中心軸８ｄとのなす傾斜角度１０ｇが３０°になるよう形成されている。傾斜角度１０ｇが４５°以下であれば、第２の筒部１０が大きく曲げられることがない。傾斜角度１０ｇが１５°以上であれば、第１の筒部９とシリンダ４との間の隙間を十分大きくとれる。

ノーズ３は、バンパ８と当接する面が、径方向外側に向って上方に傾斜する第１の傾斜部３ｂを有する。このように構成すれば、バンパ８が上方から圧縮され、バンパ８の底面が広がろうとした時に、第１の傾斜部３ｂがバンパ８の過度の広がりを阻止する。第１の傾斜部３ｂは、第２の筒部１０の外周面１０とほぼ直交する。このように構成すれば、第１の傾斜部３ｂからはバンパ８を広げる力も狭める力も生じず、余計な応力がかかることがない。

バンパ８は、上面において、径方向外側に向って下方に傾斜する第２の傾斜部９ｅと、中心軸８ｄに対して垂直で、第２の傾斜部９ｅ及び内周部に略円弧状部９ｅ、９ｇをもってつながる平坦部９ｄとを有している。また、平坦部９ｄの面積はバンパ８の径方向の最大断面積の約３０％である。このように構成すれば、ピストン５がバンパ８に衝突する初期の段階では、ピストン５はバンパ８の平坦部９ｄと当接することになる。そして、バンパ８の上端に行くに従って、ばね定数が小さくなる。

バンパ８は、底面において、接触しているノーズ３の面よりも、径方向外側に向って大きい角度で上方に傾斜し、外周面１０ｂ及び内周面１０ｃに略円弧状曲面をもってつながる第３の傾斜部１０ｅを有する。このように構成すれば、ピストン５がバンパ８に衝突する初期の段階では、ノーズ３の第１の傾斜部３ｂはバンパ８の略円弧状曲面に当接することになる。そして、バンパ８の下端に行くに従って、ばね定数が小さくなる。

図６に示すように、バンパ８の側壁部内周と当接する箇所に、周方向に複数の溝８ｃを設けてある。このように構成すれば、シリンダ４と当接する部分の面積が小さくなり、その部分でのバンパ８のばね定数が小さくなる。また、変形分を溝８ｃに逃がすことができる。

操作部２０について図１を参照しながら説明する。

ハンドル２Ａの基部には操作部２０が設けられており、この操作部２０は、作業者によって操作されるトリガ１９、トリガ１９に回動可能に装着されたアームプレート１１、ノーズ３の下端から突き出し、アームプレート１１近傍まで延び、フレーム２反対側に付勢されてノーズ３に沿って移動可能なプッシュレバー１２等から構成されている。またハンドル２Ａの基部でトリガ１９に対向する箇所には後述のトリガバルブ部１３が設けられている。

周知のごとく、トリガ１９の引き操作と、プッシュレバー１２との被打込材への押し当て操作の両方が行われた時にアームプレート１１とトリガ１９のリンク機構によって、トリガバルブ部１３のプランジャ１３Ａが押し上げられるように構成される。

ノーズ３に設けられる射出部３ｅには、留め具７を充填するマガジン１５が連設されている。マガジン１５には、装填された留め具７を順次射出口３ｄに給送する給送機構１５Ａが設けられている。

トリガバルブ部１３の構成について図１を参照しながら説明する。

トリガバルブ部１３は後述のメインバルブ室２Ｅより延出される円管であるメインバルブ制御通路１６に連通している。トリガバルブ部１３は次の動作を行うように構成されている。すなわち、プランジャ１３Ａが上死点側に位置している時は、蓄圧室２Ｂとメインバルブ制御通路１６とが連通すると共に、メインバルブ制御通路１６と大気とが遮断される。またプランジャ１３Ａが下死点側に位置している時は、メインバルブ制御通路１６と蓄圧室２Ｂとが遮断すると共に、メインバルブ制御通路１６と大気とが連通される。

メインバルブ１７の構成について図１を参照しながら説明する。

メインバルブ１７はシリンダ４の上側外周に設けられる。メインバルブ１７はフレーム２の一部より形成されるメインバルブ画成部２ｆ内に収容可能に設けられており、この収容箇所がメインバルブ室２Ｅとなって、メインバルブ制御通路１６に連通する。

メインバルブ１７は次の動作を行うように構成されている。すなわち、メインバルブ室２Ｅ内が蓄圧室２Ｂとほぼ同圧である時は、メインバルブ１７が上死点側に位置する。この時、シリンダ４内のピストン上室４Ａと大気とが遮断されると共に、ピストン上室４Ａと蓄圧室２Ｂとが連通する。またメインバルブ室２Ｅ内がほぼ大気圧である時は、メインバルブ１７が下死点側に位置する。この時、ピストン上室４Ａと蓄圧室２Ｂとを遮断させると共に、ピストン上室４Ａと大気とを連通させる。

上記構成の打込機１による打ち込み動作について図１乃至図５を参照しながら説明する。

圧縮空気は、蓄圧室２Ｂに蓄積される。この時、プランジャ１３Ａは下死点に位置している。プランジャ１３Ａが下死点に位置していることにより、蓄圧室２Ｂとメインバルブ制御通路１６とが連通していると共に、メインバルブ制御通路１６と大気との連通は遮断されている。

従って、蓄圧室２Ｂ内の圧縮空気の一部はメインバルブ制御通路１６に流入し、メインバルブ室２Ｅに蓄圧室２Ｂと同圧の空気が蓄積される。メインバルブ室２Ｅ内が蓄圧室２Ｂとほぼ同圧となるため、メインバルブ１７は下死点に位置している。

メインバルブ１７が下死点に位置していることにより、ピストン上室４Ａと大気とが連通されてピストン上室４Ａが大気圧となっている。また、ピストン上室４Ａと蓄圧室２Ｂとの連通は遮断されているため、ピストン上室４Ａには蓄圧室２Ｂから空気が流入することはない。よってピストン５は上死点側で停止した状態にある。

トリガ１９の引き操作及びプッシュレバー１２の被打込材１８への押し当て操作の両方を行い、プランジャ１３Ａを上死点に押し上げると次のようになる。

プランジャ１３Ａが上死点側に位置することにより、メインバルブ制御通路１６と蓄圧室２Ｂとの連通が遮断され、蓄圧室２Ｂからメインバルブ制御通路１６への空気の流入が停止すると共に、メインバルブ制御通路１６と大気とが連通される。これによりメインバルブ制御通路１６内が大気圧となり、メインバルブ制御通路１６に連なるメインバルブ室２Ｅ内もほぼ大気圧になる。

メインバルブ室２Ｅ内がほぼ大気圧になると、メインバルブ１７が上死点側に移動する。メインバルブ１７が上死点側に移動し始めると、蓄圧室２Ｂとピストン上室４Ａが連通するため、メインバルブ１７にかかる圧縮空気の圧力によって、メインバルブ１７は急激に上死点側に移動し、蓄圧室２Ｂ及びピストン上室４Ａと大気との連通が遮断される。

メインバルブ１７が下死点から上死点へと移動することにより蓄圧室２Ｂからピストン上室４Ａに圧縮空気が流入し、ピストン５は急激に下死点側に移動しながら、ピストン５に連接されている先端部６ａにより留め具７を打ち込む。

ピストン５が先端部６ａにより留め具７を打ち込んだ時、ピストン５がバンパ８に衝突することでピストン５が停止する。この時、バンパ８は上方からの衝撃力によって変形する。

バンパ８が変形する様子を図２乃至図５を参照しながら説明する。

ピストン５がバンパ８に接近しつつある時、図２に示すように、バンパ８はまだ変形しておらず、バンパ８の外周とノーズ３の側壁部３ｃとの摩擦力によって静止している。

ピストン５がバンパ８に衝突する時、図３に示すように、ピストン５は最初にバンパ８の平坦部９ｄに衝突する。

上述のように、バンパ８の上面においては、バンパ８の上端に行くに従ってばね定数が小さくなるように形成されているため、バンパ８は平坦部９ｄから変形を始める。またバンパ８の底面においては、バンパ８の下端に行くに従ってばね定数が小さくなるように形成されているため、バンパ８は略円弧状部１０ｄからもほぼ同時に変形を始める。この時、バンパ８に加わる力はまだ小さい。

バンパ８の外周と、シリンダ４の内周４ｃ及び側壁部３ｃの内周３ｆと、ピストン下面５ａとによって、第１の空間３Ｇが形成される。また、バンパ８の内周９ｃ、１０ｃと、ドライバブレード６の表面と、ピストン下面５ｂと、第１の傾斜部３ｂと、ノーズ上面３ｉとによって、第２の空間３Ｈが形成される。

ピストン５が更に下死点側に移動すると、図４に示すように、バンパ８の上面及び下面が変形する。

バンパ８上面の変形に伴い、ピストン５とバンパ８との接触面積が、バンパ８の径方向の最大断面積の３０％から次第に大きくなる。それとほぼ同時に、バンパ８底面の変形に伴い、バンパ８とノーズ３の第１の傾斜部３ｂとの接触面積も次第に大きくなる。また、ピストン５の下方への移動及びバンパ８の変形に伴い、第１の空間３Ｇ及び第２の空間３Ｈは次第に狭くなっていく。

この時、バンパ８に加わる力は除々に大きくなっていく。従って、ピストン５がバンパ８に衝突した時の、衝撃力の初期的なピーク値を抑えることができる。

続いて、図４の状態から、第１の筒部９及び第２の筒部１０の変形が始まる。

上述のように、バンパ８を上方から圧縮した時に、第１の筒部９よりも第２の筒部１０の方がばね定数が小さくなっている。従って、変形が上方のみに集中せず、下方にある第２の筒部１０も変形しやすくなるため、バンパ８は全体的にほぼ同時に変形する。

また、第２の筒部１０が大きく曲げられることがない。従って、第１の筒部９にも第２の筒部１０にも、ほぼ均一に圧縮応力が生じる。

また、第１の筒部９とシリンダ内周４ｃ及びノーズ内周３ｆとの間の隙間が十分大きい。従って、バンパ８が変形した時に、シリンダ内周４ｃ及びノーズ内周３ｆと干渉し難く、バンパ８にかかる応力がより均一になる。

バンパ８は全体的にほぼ同時に変形すると共に、ほぼ均一に圧縮応力が生じる。従って、バンパ８には局所的な変形や、引張り応力が生じ難く、非常に高い耐久性を有する。

ピストン５の下方への移動及びバンパ８の変形が更に進行し、第１の空間３Ｇ及び第２の空間３Ｈは更に狭くなっていく。

留め具７を装填しない状態で打ち込み動作を行った場合（空打ちという）は、更に図５に示す状態まで変形する。

この時、第１の筒部９よりも外径の大きい第２の筒部１０は、変形に伴ってその下方の外径がより大きくなっており、側壁部３ｃの内周３ｆにわずかに接触している。この接触に伴い、第２の筒部１０の外周に圧縮応力がわずかに集中するが、この接触以降は、バンパ８はまだ余裕のある第２の空間３Ｈに向って変形する。一方で、第１の筒部９は第２の筒部１０よりも外径が小さいため、第１の筒部９の外周と側壁部３ｃの内周３ｆとの間にはわずかに第１の空間３Ｇが残る。

上述のように、ピストン５がバンパ８に衝突せずにバンパ８の底面がノーズ３に当接している時に、空気通路３ａはバンパ８の高さの略中間位置の高さにあるように設けられる。このように構成すれば、空打ちによってバンパ８が変形した時には、図５に示すように、空気通路３ａは、空打ちを行った時のピストン５の下死点よりもわずかに下方であって、第１の筒部９の付近に位置するようになる。

従って、第１の筒部９と空気通路３ａとの間にはわずかに第１の空間３Ｇが残っており、バンパ８が空気通路３ａに干渉し難く、傷つき難い。

ピストン５の下側の空気は、空気通路３ａを介して戻り空気室２Ｃに流入し、ピストン５が空気通路２ｄを通過すると、ピストン上室４Ａの圧縮空気の一部が空気通路２ｄを介して戻り空気室２Ｃに流入する。

ピストン５がバンパ８に衝突した後、ピストン５は、バンパ８の弾性力によって上方に戻され、ピストン５の上面及び下面にかかる圧縮空気の圧力と、バンパ８の弾性力とが釣り合う位置で停止する。

トリガ１０を戻すかプッシュレバー１２の被打込材１８への押し当て操作をやめて、プランジャ１３Ａを下死点に戻すと次のようになる。

プランジャ１３Ａが下死点に移動することにより、蓄圧室２Ｂとメインバルブ室２Ｅが連通し、メインバルブ室２Ｅ内に圧縮空気が流入する。メインバルブ室２Ｅ内に圧縮空気が流入すると、メインバルブ１７が下死点側に移動する。

メインバルブ１７が下死点に移動することにより、蓄圧室２Ｂとピストン上室４Ａとの連通が遮断され、ピストン上室４Ａと大気とが連通する。戻り空気室２Ｃに蓄積された圧縮空気によってピストン下面５ｂが押圧され、ピストン５は急激に上死点側に移動する。ピストン上室４Ａの空気は、排気穴２ｇから大気に放出され、打込機１は初期状態に戻る。
≪第２の実施の形態≫
なお、第２の筒部１０の外周面１０ｂと中心軸８ｄとのなす傾斜角度１０ｇを５０°になるように構成した場合は、バンパ８は図７乃至図１０に示すように変形する。

ピストン５がバンパ８に接近しつつある時、図７に示すように、バンパ８はまだ変形しておらず、バンパ８の外周とノーズ３の側壁部３ｃとの摩擦力によって静止している。

ピストン５がバンパ８に衝突する時、図８に示すように、ピストン５は最初にバンパ８の平坦部９ｄに衝突する。

上述のように、バンパ８の上面においては、バンパ８の上端に行くに従ってばね定数が小さくなるように形成されているため、バンパ８は平坦部９ｄから変形を始める。またバンパ８の底面においては、バンパ８の下端に行くに従ってばね定数が小さくなるように形成されているため、バンパ８は略円弧状部１０ｄからもほぼ同時に変形を始める。この時、バンパ８に加わる力はまだ小さい。

バンパ８の外周と、シリンダ４の内周４ｃ及び側壁部３ｃの内周３ｆと、ピストン下面５ｂとによって、第１の空間３Ｇが形成される。また、バンパ８の内周９ｃ、１０ｃと、ドライバブレード６の外周と、ピストン下面５ｂと、ノーズ上面３ｉとによって、第２の空間３Ｈが形成される。

ピストン５が更に下死点側に移動すると、図９に示すように、バンパ８の上面及び下面が変形する。

バンパ８の上面の変形に伴い、ピストン５とバンパ８との接触面積が、バンパ８の径方向の最大断面積の３０％から次第に大きくなる。それとほぼ同時に、バンパ８底面の変形に伴い、バンパ８とノーズ３の第１の傾斜部３ｂとの接触面積も次第に大きくなる。また、ピストン５の下方への移動及びバンパ８の変形に伴い、第１の空間３Ｇ及び第２の空間３Ｈは次第に狭くなっていく。

この時、バンパ８に加わる力は除々に大きくなっていく。従って、ピストン５がバンパ８に衝突した時の、衝撃力の初期的なピーク値を抑えることができる。

続いて、図９の状態から、第１の筒部９及び第２の筒部１０の変形がほぼ同時に始まる。

上述のように、バンパ８を上方から圧縮した時に、第１の筒部９よりも第２の筒部１０の方がばね定数が小さくなっている。従って、変形が上方のみに集中せず、下方にある第２の筒部１０も変形しやすくなっているため、バンパ８は全体的にほぼ同時に変形する。

先の実施例とは異なり、第２の筒部１０の外周面１０ｂと中心軸８ｄとのなす傾斜角度１０ｇが５０°（４５°より大きい）になるよう形成されている。このため第２の筒部１０が大きく曲げられる。従って、第１の筒部９には圧縮応力が生じ、第２の筒部１０には主に曲げ応力が生じる。

また、第１の筒部９とシリンダ内周４ｃ及びノーズ内周３ｆとの間の隙間は、先の実施例よりも大きい。従って、バンパ８が変形した時に、バンパ８の外周がシリンダ内周４ｃ及びノーズ内周３ｆと干渉することをほぼ完全になくすことができる。しかし、バンパ８にかかる応力は均一にはならない。

バンパ８は全体的にほぼ同時に変形するが、均一に圧縮応力が生じることはなく、バンパ８の内周９ｃ、１０ｃには引張り応力が生じる。従って、バンパ８の耐久性は先の実施例に比べて劣っている。

ピストン５の下方への移動及びバンパ８の変形が更に進行し、第１の空間３Ｇ及び第２の空間３Ｈは更に狭くなっていく。

空打ちを行った場合は、更に図１０に示す状態まで変形する。

この時、第２の筒部１０は大きく屈曲する。この屈曲に伴い、第１の筒部９の外周と側壁部の内周３ｆとの間には、先の実施例よりも大きい第１の空間３Ｇが残る。

上述のように、ピストン５がバンパ８に衝突せずにバンパ８の底面がノーズ３に当接している時に、空気通路３ａはバンパ８の高さの略中間位置の高さにあるように設けられる。このように構成すれば、空打ちを行ってバンパ８が変形したときには、図１０に示すように、空気通路３ａは、空打ちを行った時のピストン５の下死点よりもわずかに下方であって、第１の筒部９の外周方向に位置するようになる。

従って、第１の筒部９と空気通路３ａとの間には、大きな第１の空間３Ｇが残っており、バンパ８が空気通路３ａに干渉することは全くなく、バンパ８が傷つくことはない。

ピストン５がバンパ８に衝突した後、ピストン５は、バンパ８の弾性力によって上方に戻され、ピストン５の上面及び下面にかかる圧縮空気の圧力と、バンパ８の弾性力とが釣り合う位置で停止する。

本発明による打込機の全体構造断面図。 第１の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突する前の状態を示す断面図。 第１の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突する瞬間の状態を示す断面図。 第１の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突して変形する途中の状態を示す断面図。 第１の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突して最も大きく変形した状態を示す断面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 第２の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突する前の状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突する瞬間の状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突して変形する途中の状態を示す断面図。 第２の実施の形態に係るバンパにピストンが衝突して最も大きく変形した状態を示す断面図。

符号の説明

１ 打込機 ２ フレーム ２Ａ ハンドル ２Ｂ 蓄圧室 ２Ｃ 戻り空気室
２ｄ 空気通路 ３ ノーズ ３ａ 空気通路 ３ｂ 第１の傾斜部
３ｃ 側壁部 ３ｄ 射出口 ３ｅ 射出部 ３ｆ 内周 ３Ｇ 第１の空間
３Ｈ 第２の空間 ３ｉ 上面 ３ｊ 凹部 ４ シリンダ
４Ａ ピストン上室 ４Ｂ ピストン下室 ５ ピストン ５ａ 下面
６ ドライバブレード ６ａ 先端部 ７ 留め具 ８ バンパ ８ａ 肉厚
８ｂ 肉厚 ８ｃ 溝 ９ 第１の筒部 ９ａ 高さ ９ｂ 外周 ９ｃ 内周
９ｄ 平坦部 ９ｅ 第２の傾斜部 ９ｆ 略円弧状部 ９ｇ 略円弧状部
１０ 第２の筒部 １０ａ 高さ １０ｂ 外周 １０ｃ 内周
１０ｄ 略円弧状部 １０ｅ 第３の傾斜部 １０ｆ 略円弧状部
１０ｇ 傾斜角度 １１ アームプレート １２ プッシュレバー
１３ トリガバルブ部 １３Ａ プランジャ １５ マガジン １５Ａ 給送機構
１６ メインバルブ制御通路 １７ メインバルブ １９ トリガ ２０ 操作部

Claims (8)

1. 外郭をなす外枠部と、
   圧縮空気を蓄える蓄圧室と、
   上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、
   該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、
   該シリンダ内を往復動可能なピストンと、
   該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、
   該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、
   ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置する時に当接するよう、該ノーズと該ピストンとの間に設けられるバンパと、
   該シリンダの外周に設けられ、下方に位置する該ピストンを上方に戻す圧縮空気を蓄える戻り空気室と、
   該戻り空気室及び該シリンダ内部における該ピストンの下方の空間を連通させる空気通路と、
   を有する打込機において、
   該バンパは、内側を該ドライバブレードが挿通可能で、外径が略一定である第１の筒部と、該第１の筒部から下方に延び、下方に行くに従って外径が大きくなり、高さが該第１の筒部よりも大きい第２の筒部とを有し、
   該第２の筒部の外周面と該バンパの中心軸とのなす傾斜角度が４５°以下であり、
   該第１及び第２の筒部の外径をなす外周面と内径をなす内周面とを最短距離で結ぶ線分の長さである肉厚は、その最大値と最小値との中央値の±２０％以内の範囲にあることを特徴とする打込機。
2. 該第２の筒部の外周面と中心軸とのなす傾斜角度が、１５°以上４５°以下であることを特徴とする請求項１記載の打込機。
3. 該ノーズは、該バンパと当接する面が、径方向外側に向って上方に傾斜する第１の傾斜部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の打込機。
4. 該バンパは、上面において、径方向外側に向って下方に傾斜する第２の傾斜部と、中心軸に対して垂直で、該第２の傾斜部及び内周部に略円弧状部をもってつながる平坦部とを有し、該平坦部の面積は、該バンパの径方向の最大断面積の５０％以下であることを特徴とする請求項１乃至３記載の打込機。
5. 該バンパは、底面において、接触している該ノーズの面よりも、径方向外側に向って大きい角度で上方に傾斜し、外周面及び内周面に略円弧状曲面をもってつながる第３の傾斜部を有することを特徴とする請求項１乃至３記載の打込機。
6. 該ピストンが該バンパに衝突せずに該バンパの底面が該ノーズに当接している状態で、該空気通路は該バンパの高さの略中間位置の高さに設けられることを特徴とする請求項２記載の打込機。
7. 外郭をなす外枠部と、
   圧縮空気を蓄える蓄圧室と、
   上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、
   該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、
   該シリンダ内を往復動可能なピストンと、
   該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、
   該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、
   ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置する時に当接するよう、該ピストン下端の該ノーズ内部に設けられるバンパと、
   を有する打込機において、
   該ノーズは該シリンダと連接する側壁部を有し、該バンパの該側壁部内周と当接する部分の外径を、該側壁部の内径よりも大きくし、周方向に複数の溝を凹設することを特徴とする打込機。
8. 外郭をなす外枠部と、
   圧縮空気を蓄える蓄圧室と、
   上下方向に延び、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、
   該シリンダと該蓄圧室との連通・遮断を外部からの操作によって択一的に切替えるバルブと、
   該シリンダ内を往復動可能なピストンと、
   該ピストンから下方に延びるように連設されるドライバブレードと、
   該シリンダの下方に設けられ、該ドライバブレードを案内するノーズと、
   ゴム、樹脂等の弾性体からなり、該ピストンが下方に位置する時に当接するよう、該ノーズと該ピストンとの間に設けられるバンパと、
   該シリンダの外周に設けられ、下方に位置する該ピストンを上方に戻す圧縮空気を蓄える戻り空気室と、
   該戻り空気室及び該シリンダ内部における該ピストンの下方を連通させる空気通路と、
   を有する打込機において、
   該ノーズは該シリンダと連接する側壁部を有し、該側壁部の該シリンダと当接する端面には凹部が設けられ、該空気通路は該凹部と該シリンダの端面とで形成されることを特徴とする打込機。