JP2008049441A - 動力工具及びその緩衝機構 - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃吸収効果と耐久性の向上が図られ、しかもバンパを大型化しなくてもよい。
【解決手段】打撃シリンダ６内を摺動する打撃ピストン７の下面にドライバ８を一体に結合し、上記打撃シリンダ６内に導入された圧縮空気により打撃ピストン７を駆動して上記ドライバ８によりファスナーを打ち込むとともに、駆動された打撃ピストン７の下面を受ける空気圧工具の緩衝機構において、打撃シリンダ６の端部に上記打撃ピストン７の下面を受けるバンパ１５の収容部１６を形成し、収容部１６に収容されたバンパ１５を筒状に形成するとともに、このバンパ１５の中央部１５ｂは上下部１５ａ、１５ｃに比べて肉厚であるとともに、上下部１５ａ、１５ｃの肉厚は略同じに形成された。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気圧工具又はガス燃焼式工具の動力工具の緩衝機構に関し、特に釘打機等の打撃ピストンの駆動による衝撃をバンパにより吸収する動力工具及びその緩衝機構に関する。

一般に、圧縮空気で打撃ピストンを駆動し、打撃ピストンに結合されたドライバにより釘、打ち込みネジ、ステープル等のファスナーを打撃して被打ち込み材に向けて打ち出す空気圧工具には、打撃ピストンの衝撃を吸収するための緩衝機構が設けられている。この緩衝機構は、通常は打撃シリンダの下方に配置されて打撃ピストンの下面を受け、打撃ピストンの衝撃を吸収する筒状のバンパによって構成されている。

このようなバンパとして、例えば特許文献１に示されるように、その下部の内径および外径を上部の内径および外径よりもそれぞれ大きくするとともに、バンパ下部の内側には大きな空間を形成し、さらにドライバとドライバ案内孔間のクリアランスを小さくして、打撃ピストンの衝撃が加わる時に前記クリアランスが閉鎖して下部空間内に閉じ込められた空気が圧縮されるようにし、バンパの弾性とエアクッションの相乗効果を利用して前記衝撃の吸収効果を高めたものが知られている。

また、特許文献２に示されるように、上方部分の外径が小さく、下方部分の外径が大きく形成された外形形状の中空円筒形バンパの中空部の内径を、上部内径よりも下部内径が大径となるようにして空隙部を形成し、これにより圧縮されたバンパの変形分が逃げられるようにして圧縮方向の変形を促進することで打撃ピストンの衝撃の吸収効果を高めたバンパが知られている。

さらに、特許文献３に示されるように、縦長の筒状で、上部は厚肉でその外径は収容部の内径とほぼ同じ大きさに形成され、中間部は収容部の下部の膨出内面に沿うように膨らみ、下部はへこみ薄肉に形成して空隙を備える形状として、これによりバンパの下部は変形し易く、この変形分は前記空隙に逃げることで打撃ピストンの衝撃の吸収効果を高めたバンパも知られている。
特許第３２６７４６９号公報 特許第２８７６９８２号公報 実用新案登録第２５７６５７５号公報

上述の特許文献１ないし３に記載のバンパは、上部で直接に打撃ピストンの下面を受け、このときの衝撃を中央部から下部に伝達して吸収するように設計されていたので、その共通構造として、いずれもバンパの上部の形状と下部の形状が非対称であり、上部は打撃ピストンの衝撃を広い面積で受けるように形成され、下部は上部に対して空間（空隙）を設けることで撓み易い形状に形成されている。

ところで、最近の空圧工具には従来よりもかなり高圧の圧縮空気が使用されるようになり、高出力化される傾向にあるが、上述のバンパは高出力の空圧工具における使用においては必ずしも充分な緩衝機能を発揮するとはいえない。

すなわち、上述のバンパの上部はいずれも、打撃ピストンの衝撃を広い面積で受けるように形成されており、高出力の空圧工具の打撃ピストンによる強い衝撃力を受けると、同時に上部が大きな撓み変形を引き起こし、上部で受けた衝撃が変形し易い構造の下部に充分に伝達されない状態で、つまり上部のみが変形してしまい、バンパの正常な働きがなされないままの状態で衝撃の吸収がなされるおそれがある。

したがって、従来のバンパ構造では、高圧で駆動された打撃ピストンによる衝撃の急激な増大を極力抑えながら衝撃を吸収するという要請に充分に対応できず、また、上部の大きな撓みによる変形は上部のみの劣化を早める原因になり、上部と下部の均等な撓みによる変形を阻害するので結果としてバンパの耐久性を著しく低下させることになる、という問題を残している。

したがって、高圧で駆動された打撃ピストンによる衝撃を効果的に吸収するためには、バンパを大型化してその質量を大きくせざるを得なかった。

このような状況の中で、本発明は、上述した動力工具（空気圧工具）の緩衝機構の改良を提案するものであり、とりわけ、高出力の釘打機における使用において優れた適応性を備えるバンパの改良構造の提案であり、バンパ上部と下部のバランスの良い均等な撓みによる変形を積極的に促すことで衝撃吸収効果と耐久性の向上が図られ、しかもバンパを大型化しなくてもよい動力工具及びその緩衝機構を提供するものである。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、打撃シリンダ内に打撃ピストンを摺動自在に収容すると共に、該打撃ピストンの下面にドライバを一体に結合し、高圧力により打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打ち込むとともに、駆動された打撃ピストンの下面を受ける動力工具の緩衝機構において、上記打撃シリンダの下部に上記打撃ピストンの下面を受けるバンパの収容部を形成し、該収容部に収容されたバンパを筒状に形成するとともに、このバンパの中央部は上下部に比べて肉厚であるとともに、上下部の肉厚は略同じに形成されたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記バンパの形状は中央部をはさんで対称的に形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、上記バンパの中央部の内径は、上下部の内径よりも小径であるとともに、上記バンパの中央部の外径は、上記上下部の外径よりも大径であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３において、上記バンパの中央部の内径は、上記打撃ピストンによる衝撃で最大に変形したときに上記バンパの中央部が上記ドライバに接触しない程度に形成されたことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１、２、３又は４において、上記バンパの上部と中央部の外周面は、上記収容部の内面に当接し、上記バンパの下部の外周面と上記収容部の内面との間には空間が設けられるように形成されたことを特徴とする。

請求項６に係る発明は、打撃シリンダ内に打撃ピストンを摺動自在に収容すると共に、該打撃ピストンの下面にドライバを一体に結合し、高圧力により打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打ち込むとともに、上記打撃シリンダの下部に上記打撃ピストンの下面を受けるバンパを備えた緩衝機構を用いた動力工具において、上記打撃シリンダの下部に上記バンパの収容部を形成し、該収容部に収容されたバンパを筒状に形成するとともに、このバンパの中央部は上下部に比べて肉厚であるとともに、上下部の肉厚は略同じに形成されたことを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項６において、上記バンパの形状は中央部をはさんで対称的に形成されていることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項６又は７において、上記バンパの中央部の内径は、上下部の内径よりも小径であるとともに、上記バンパの中央部の外径は、上記上下部の外径よりも大径であることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項６、７又は８において、上記バンパの中央部の内径は、上記打撃ピストンによる衝撃で最大に変形したときに上記バンパの中央部が上記ドライバに接触しない程度に形成されたことを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項６、７、８又は９において、上記バンパの上部と中央部の外周面は、上記収容部の内面に当接し、上記バンパの下部の外周面と上記収容部の内面との間には空間が設けられるように形成されたことを特徴とする。

請求項１又は６に係る発明によれば、バンパの上部と下部は肉薄なので、バンパ上部の圧縮変形は瞬時にバンパ下部に伝達されてバンパ下部も変形する。したがって、打撃ピストン３による衝撃力の急激な増大が上下にバランスよく吸収される。したがって、圧縮空気がかなりの高圧であっても、上記バンパは瞬間的に全体が変形して衝撃を確実に吸収することができる。

また、バンパの撓みによる変形は、全体としては一部に偏ることのない均一性のあるバランスのとれたものであるので、一部のみの劣化が早く進行してバンパの耐久性を低下させることは殆ど起こらない。しかも、中央円筒部は肉厚に形成されて衝撃エネルギ吸収に充分な質量が確保されるので、バンパを大型化しなくても所謂底付き現象の発生のない緩衝機構を得ることができる。

請求項２又は７に係る発明によれば、バンパは中央部をはさんで対称的に形成されているので、バンパを収容部に配置するときに、上下を気にする必要がない。どちらの端部から収容部に挿入しても正しい位置に納まる。

請求項３又は８に係る発明によれば、バンパの中央部は肉厚に形成されて十分な質量が確保され、またバンパ中央部の内径が細くなっているから、打撃ピストンによる衝撃を受けたときにバンパの上部又は下部が内側に倒れる現象を有効に防止することができる。

請求項４又は９に係る発明によれば、上記バンパの中央部の内径は、上記打撃ピストンによる衝撃で最大に変形したときに上記バンパの中央部が上記ドライバに接触しない程度に形成されているので、バンパ中央部がドライバとの接触摩擦により劣化したり破損したりすることがない。

請求項５又は１０に係る発明によれば、バンパ上部と収納部との間には隙間がないので、打撃ピストンからの衝撃を受けたときに、下方にしか変形できない。中央部は肉厚なのであまり変形しない。このため、バンパ上部の圧縮変形は直ちにバンパ下部に伝達される。バンパ下部と収容部との間には空間が形成されているので、バンパ下部は変形しやすい。したがって、圧縮空気がかなりの高圧であっても、上記バンパは瞬間的に全体が変形して衝撃を確実に吸収することができる。

以下、本発明の１つの実施形態を釘打機について図１ないし図４を参照して説明する。

図１において符号Ａは釘打機を示す。釘打機Ａはボディ１の後部にグリップ２を、ボディ１の下部には射出口３を有するノーズ部４をそれぞれ一体に設け、ノーズ部４の後部には射出口３に釘を供給するマガジン５を連設したもので、ボディ１内には打撃シリンダ６と打撃ピストン７からなる駆動部を備えており、打撃シリンダ６内に打撃ピストン７が摺動自在に収容されている。打撃ピストン７の下面にはドライバ８を一体に結合され、ドライバ８はノーズ部４の射出口３内を摺動するように構成されている。

また、ボディ１には、グリップ２部内部の供給路９を介して図示されないエアコンプレッサ等の圧縮空気供給源（図示せず）から供給された圧縮空気を貯留するエアチャンバ１０が形成されている。

ノーズ部４の先端が被打ち込み材に押し付けられた後、トリガレバー１１を引き操作して起動バルブ１２を作動させると、ヘッドバルブ１３が開き作動し、エアチャンバ１０内の圧縮空気が打撃シリンダ６内の打撃ピストン７の上面に供給され、これにより打撃ピストン７とドライバ８が下方に駆動されて、マガジン５からノーズ部４の射出口３に供給された釘（図示せず）が打ち出されるようになっている。

その後、打撃時に圧縮された打撃シリンダ６の周囲のブローバックチャンバ１４内に貯留した圧縮空気により、打撃ピストン７は上動し、初期の上死点位置に復帰して次の釘打ち込みの準備がなされる。

ところで、打撃シリンダ６の下端部とノーズ部４との間の、打撃ピストン７の下死点相当位置には、バンパの収容部１６が形成され、その内部には釘打ち込み時に下方に駆動された打撃ピストン７の下面を受けるバンパ１５（緩衝体）が収容配置されている。

図２と図３に示されるように、バンパ１５はゴム等の弾性材料によりやや変形の円筒状に形成された部材であり、バンパ１５の中央部１５ｂは上下部１５ａ、１５ｃに比べて肉厚であるとともに、上下部１５ａ、１５ｃの肉厚は略同じに形成されている。すなわち、バンパ１５の中央部１５ｂの内径は、上下部１５ａ、１５ｃの内径よりも小径であり、中ほどが上下部１５ａ、１５ｃに比べて細くなるように、その内周面はテーパ状に形成されているとともに、バンパ中央部１５ｂの外径は、上下部１５ａ、１５ｃの外径よりも大径であり、その外側部分１７はゆるやかな台形状に出っ張っている。しかも、バンパ１５の形状は中央部（中央横断面ｐ）をはさんで対称的に形成されている。なお、上記バンパ１５の中央部１５ｂの内径は、上記打撃ピストン７の下面が当たって最大に変形したときに上記ドライバ８に接触しない程度に形成されている。

なお、バンパ１５は中央横断面ｐをはさんで対称的に形成されているので、ここでは上部１５ａ、下部１５ｃを説明の便宜上使用しているにすぎない。

また、収容部１６の上部１６ａの内径は中央部１６ｂと下部１６ｃの内径よりも小さく、上部１６ａから中央部１６ｂに続く内面１８はバンパ１５の上部１５ａから中央部１５ｂに続く外周面に即した反り返り形状となっている。また、収容部１６の下部１６ｃの内周面は中央部１５ｂと略同じに形成され、下端部近傍は絞られ、下端部２０は上端部１９の内径と略同じとなるように形成されている。

上記収容部１６内にバンパ１５を収容したとき、上記バンパ１５の上部１５ａと中央部１５ｂの外周面は収容部１６の上部１６ａと中央部１６ｂの内周面にほぼ当接し、上記バンパ１５の下部１５ｃの外周面と収容部１６の下部１６ｃの内周面との間には空間ｓが形成されるように形成されている。

なお、バンパの対称形状としては、バンパ中央部の内径を上下部の内径と同径にすることにより内周面をストレート状に形成した対称形であってもよい。

図４（ａ）に示されるように、収容部１６内に収容された状態で、円筒状バンパ１５は、打撃ピストン７の下死点相当位置で該打撃ピストン７の下面２１を受け止め、かつドライバ８の移動を許容するようにその内周面がドライバ８から離間して、打撃シリンダ６の下方開口部から僅かに隙間を存した下方位置で該下方開口部に対峙するように配置されている。

上記構成において、釘打ち込み作動時に、圧縮空気により駆動されて下降した打撃ピストン７の下面２１がバンパ１５の上部１５ａに衝突すると、図４（ａ）に示すようにバンパ１５は撓み、変形を開始する。

さらに、打撃ピストン７が下降するのに伴い、バンパ１５はその肉薄のバンパ上部１５ａが縮むように圧縮変形する。同図（ｂ）に示されるように、バンパ１５の下部１５ｃも肉薄なので、上部１５ａで受けた衝撃は瞬時に中央部１５ｂから下部１５ｃに伝達され、下部１５ｃも圧縮変形しつつ、衝撃を吸収する。そして、バンパ上部１５ａは圧縮変形しながら下方に沈み込むので、上部１５ａの外周面の一部と収容部１６の中央部１６ｂの内周面との間に空間ｓ１が形成される。したがって、同図（ｃ）に示されるように、バンパ上部１５ａの外周面は外側に膨出して上記空間ｓ１に吸収される。同様にして、バンパ１５下部と収容部１６の内周面との間にははじめから空間ｓが形成されているので、バンパ１５下部が圧縮変形したときは、直ちにその外周面は外側に膨出して上記空間ｓに吸収される。これに対し、バンパ中央部１５ｂは肉厚であるから、変形しにくい。したがって、最終的にはバンパ１５は全体が同じ厚みとなるように変形する。なお、打撃ピストン７が同図（ｃ）に示す下死点に到達したときにバンパ１５の高さは衝撃を受ける前の３分の２となる程度に圧縮されるように設定されている。

なお、バンパ１５の中央部１５ｂは肉厚に形成されて十分な質量が確保され、また内周面の中央部１５ｂはテーパ状に縮径されているから、打撃ピストン７による衝撃を受けたときにバンパ１５の上部１５ａ又は下部１５ｃが内側に倒れる現象を有効に防止することができる。

以上のように、バンパ上部１５ａと収容部１６との間には隙間がないので、打撃ピストン７からの衝撃を受けたときに、下方にしか変形できない。中央部１５ｂは肉厚なのであまり変形しない。このため、バンパ上部１５ａの圧縮変形は直ちにバンパ下部１５ｃに伝達される。バンパ下部１５ｃと収容部１６との間には空間ｓが形成されているので、バンパ下部１５ｃは変形しやすい。したがって、圧縮空気がかなりの高圧であっても、上記バンパ１５は瞬間的に全体が変形して衝撃を確実に吸収することができる。

また、上記バンパ中央部１５ｂの内径は、上記打撃ピストン７の衝撃により最大に変形したときに上記バンパ中央部１５ｂが上記ドライバ８に接触しない程度に形成されているから、バンパ中央部１５ｂがドライバ８との接触摩擦により劣化したり破損したりすることがない。

さらに、上記バンパ１５の上下部１５ａ、１５ｃの形状は中央部（中央横断面ｐ）をはさんで対称的に形成されているから、バンパ１５を収容部１６に配置するときに、上下を気にする必要がない。どちらの端部から収容部１６に挿入しても正しい位置に納まる。これに対し、従来のバンパは上下部の形状が異なっていたから、間違えると、事故が発生する危険があった。

なお、バンパの形状は上述のものに限定されない。外形が八角形、十角形等の多角形であってもよい。また、その場合でも、例えば、図５及び図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すバンパ１５のように構成してもよい。このバンパ１５の外周面は正八角形状に形成され、また上半部２３ａと下半部２３ｂは、中央で回転方向に相対的に２２．５度ずれた構造となっている。すなわち、上記バンパ１５の外周面の形状を除けば図２に示したバンパ１５と同様に、筒状に形成され、バンパ１５の中央部１５ｂは上下部１５ａ、１５ｃに比べて肉厚で、上下部１５ａ、１５ｃの肉厚は略同じであり、バンパ１５の中央部１５ｂの内径は上下部１５ａ、１５ｃの内径よりも縮径され、内周面はテーパ状に形成されている。

上記バンパ１５は、上部１５ａと下部１５ｃが２２．５度ずれているが、さらに２２．５度ずらせば上下の各角が合致するので、実質的に中央横断面ｐをはさんで対称的な形状である。また、それゆえ、釘打機の収容部１６内にはどちらの端部から挿入してもよい。また取付け状態において回転による位置ズレを起こしにくいので安定する。

したがって、上記構成のバンパ１５によれば、打撃ピストン７の衝撃を受けたとき、バンパ１５の上部１５ａは変形するが、８個の角部がリブのように作用するので、変形は縦方向に生じやすい。すなわち、あまり横方向に広がらずに上部１５ａ全体が下方に向けて沈み込みやすい。ところが、中央部１５は肉厚で衝撃エネルギ吸収に充分な質量が確保されているので、あまり変形しない。このため、バンパ上部１５ａの圧縮変形は直ちにバンパ下部１５ｃに伝達されて変形し、圧縮空気がかなりの高圧であっても、上記バンパ１５は瞬間的に全体が変形して衝撃を確実に吸収することができる。

上述のように、上記構成のバンパ１５によれば、以下のような作用効果が期待できる。

バンパ１５の上部１５ａと下部１５ｃは肉薄なので、バンパ上部１５ａの圧縮変形は直ちにバンパ下部１５ｃに伝達されて変形する。したがって、圧縮空気がかなりの高圧であっても、上記バンパ１５は瞬間的に全体が変形して衝撃を確実に吸収することができる。

また、バンパ１５の撓みによる変形は、全体としては一部に偏ることのない均一性のあるバランスのとれたものであるので、一部のみの劣化が早く進行してバンパ１５の耐久性が低下するような現象は殆ど起こらない。しかも、中央円筒部は肉厚に形成されて衝撃エネルギ吸収に充分な質量が確保されるので、バンパ１５を大型化しなくても所謂底付き現象の発生のない緩衝機構を得ることができる。

また、上記バンパ中央部１５ｂの内周面はドライバ８に接触しないように形成されているから、バンパ中央部１５ｂがドライバ８との接触摩擦により破損することがない。

さらに、上記バンパ１５の上下部１５ａ、１５ｃの形状は中央部（中央横断面ｐ）をはさんで対称的に形成されているから、バンパ１５を収容部１６に配置するときに、上下を気にする必要がない。どちらの端部から収容部１６に挿入しても正しい位置に納まる。

なお、上記実施形態では、圧縮空気を利用した空気圧工具に利用するバンパで説明したが、ガス燃焼式工具等に利用したバンパでも同様な効果が得られる。

本発明に係る釘打機の縦断面図 バンパ部分の拡大断面図 上記バンパの斜視図 本発明のバンパの撓みによる変形状態を示す図であり、（ａ）は、駆動された打撃ピストン７下面の衝突時の変形直前のバンパの状態を示す図であり、（ｂ）は、上記打撃ピストンの衝突により下方に押し込まれて変形したバンパ１の変形状態を示す図であり、さらに（ｃ）は、上記打撃ピストンが下死点に到達したときの最終段階におけるバンパの変形状態を示す図である。 他の実施形態に係るバンパの斜視図 （ａ）は上記バンパの平面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線上の断面図

符号の説明

Ａ 釘打機
１ ボディ
６ 打撃シリンダ
７ 打撃ピストン
８ ドライバ
１５ バンパ
１６ 収容部

Claims (10)

1. 打撃シリンダ内に打撃ピストンを摺動自在に収容すると共に、該打撃ピストンの下面にドライバを一体に結合し、高圧力により打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打ち込むとともに、駆動された打撃ピストンの下面を受ける動力工具の緩衝機構において、
   上記打撃シリンダの下部に上記打撃ピストンの下面を受けるバンパの収容部を形成し、該収容部に収容されたバンパを筒状に形成するとともに、このバンパの中央部は上下部に比べて肉厚であるとともに、上下部の肉厚は略同じに形成された
   ことを特徴とする動力工具の緩衝機構。
2. 上記バンパの形状は中央部をはさんで対称的に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の動力工具の緩衝機構。
3. 上記バンパの中央部の内径は、上下部の内径よりも小径であるとともに、上記バンパの中央部の外径は、上記上下部の外径よりも大径であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の動力工具の緩衝機構。
4. 上記バンパの中央部の内径は、上記打撃ピストンによる衝撃で最大に変形したときに上記バンパの中央部が上記ドライバに接触しない程度に形成されたことを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の動力工具の緩衝機構。
5. 上記バンパの上部と中央部の外周面は、上記収容部の内面に当接し、上記バンパの下部の外周面と上記収容部の内面との間には空間が設けられるように形成されたことを特徴とする、請求項１、２、３又は４に記載の動力工具の緩衝機構。
6. 打撃シリンダ内に打撃ピストンを摺動自在に収容すると共に、該打撃ピストンの下面にドライバを一体に結合し、高圧力により打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打ち込むとともに、上記打撃シリンダの下部に上記打撃ピストンの下面を受けるバンパを備えた緩衝機構を用いた動力工具において、
   上記打撃シリンダの下部に上記バンパの収容部を形成し、該収容部に収容されたバンパを筒状に形成するとともに、このバンパの中央部は上下部に比べて肉厚であるとともに、上下部の肉厚は略同じに形成された
   ことを特徴とする動力工具。
7. 上記バンパの形状は中央部をはさんで対称的に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の動力工具。
8. 上記バンパの中央部の内径は、上下部の内径よりも小径であるとともに、上記バンパの中央部の外径は、上記上下部の外径よりも大径であることを特徴とする、請求項６又は７に記載の動力工具。
9. 上記バンパの中央部の内径は、上記打撃ピストンによる衝撃で最大に変形したときに上記バンパの中央部が上記ドライバに接触しない程度に形成されたことを特徴とする、請求項６、７又は８に記載の動力工具。
10. 上記バンパの上部と中央部の外周面は、上記収容部の内面に当接し、上記バンパの下部の外周面と上記収容部の内面との間には空間が設けられるように形成されたことを特徴とする、請求項６、７、８又は９に記載の動力工具。

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