JP2008105165A - エアードライバー - Google Patents

Abstract

【課題】操作性を向上させることができるエアードライバーを提供する。
【解決手段】一種のエアードライバー、ドライバー本体の内側に固定された一つの固定式シリンダー、シリンダーの内側に設置された一つの釘打ち用ピストン、ドライバー本体の内側に形成された高圧エアを集結するための一つの主要エアチャンバー、主要エアチャンバーの片側に設置されたピストン下降釘打ち動作及び上昇回帰動作を制御するためのトリガー、シリンダー外周に設置された一つの主要エア通路及び一つの底バルブによって構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固定式シリンダーの外周に一つの主要エア通路及び一つの底バルブ弁を設置し、高圧エアを継続的に導入することでピストンを上昇回帰させ、釘打ち動作を行わせる駆動技術を取り入れた一種のエアードライバーに関するものである。

通常、旧式エアードライバーのドライバー本体の内側には固定式または可動式シリンダーが設置されており、高圧エアによるシリンダー内のピストンの下降釘打ち及び上昇回帰のタイミングを制御している。

従来の技術において、固定式シリンダーを採用しているものとしては米国特許No.6533156、No.6779699、No.6006975等があり、いずれも一つの固定式シリンダーの上に一つのヘッドバルブを設け、トリガーによって高圧エアを駆動してヘッドバルブを開き、高圧エアをシリンダーの中に導き、釘打ちピストンに下降釘打ち動作を行わせるという技術を用いている。また、シリンダーの外周に一定容量の回程エアチャンバーを設置することで、ピストンの下降釘打ち動作の過程において、高圧エアは回程エアチャンバーの中に蓄積され、ピストンは定位置まで下降した後、回程エアチャンバー内の限られた高圧エアによって再び上昇回帰する。しかし、この構造は回程エアチャンバーはピストンの下降釘打ち動作の過程でしか高圧エアを蓄積できないため、恒圧の高圧エアを継続的に供給できず、ピストンを上昇回帰させるための推力がごく限られたものとなり、ピストン上昇回帰時の安定性に欠けるという欠点が存在している。特に連続打ちの操作過程においては、ピストンの上昇回帰に遅れ或いは不穏な動きが生じ易く、連続打ちのスピード及び収率に影響すると思われる。

上述の問題点は既に米国公開特許No.4784308、No.4319705、No.4294391等の技術によって改善され、上述のヘッドバルブと類似したバルブによるピストン下降釘打ちの駆動設計を用いているほか、可動式シリンダーを利用してピストン底層シリンダーチャンバー内の余剰気体を外部にスムーズに排出させるとともに、高圧エアを底層シリンダーチャンバーに導き、ピストンを上昇回帰させるという仕組みを採用している。この他にも、回程エアチャンバーの代わりとして機能の類似した異なる形式のバルブ部品を使用する設計により、トリガーを放した時、主要エアチャンバー及び底層シリンダーチャンバーの間の通路を開通し、高圧エアを底層シリンダーチャンバーに継続的に導入してピストンを上昇回帰させるという仕組みが考案されている。但し、その構造におけるバルブ部品はシリンダーから離れたドライバー本体の中に設置されているため、高圧エアを底層シリンダーチャンバーに導き、ピストンに上昇回帰動作を行わせるためには、比較的に大きいドライバー本体の配置空間及び複雑なエア通路が不可欠であり、ドライバー本体の製作においても高い加工コストを必要とし、可動式シリンダーのドライバー本体の内側に設置するという構造はドライバー本体内部のエア通路の加工の手間を増やし、改善の余地があると思われる。
米国特許No.6533156 米国特許No.6779699 米国特許No.6006975 米国公開特許No.4784308 米国公開特許No.4319705 米国公開特許No.4294391

従来技術の問題点に対して、本発明のエアードライバーは釘打ちピストン上昇回帰時の高圧エアの推力不足の問題を改善するとともに、スペースの有効利用を目指したドライバー本体のパーツ配置及びシンプルなエア通路設計によって、エアードライバーの操作性向上及び製造コスト削減の目的を達成するエアードライバーを提供することにある。

上述の目的を達成すべく、本発明はドライバー本体の内側に固定された固定式シリンダー、シリンダーの内部を最上層シリンダーチャンバーと底層シリンダーチャンバーに分割するシリンダーの内側に設置された一つの釘打ち用ピストン、外部から高圧エアを継続的に導入し、恒圧を維持するためのドライバー本体の内側に形成された一つの主要エアチャンバーを有し、さらに主要エアチャンバーの片側にはピストンの下降釘打ち動作及び上昇回帰動作を制御するためのトリガーが設置されている。その特徴を下記に示す。

シリンダーの外周または主要エアチャンバーの片側に設けられ、主要エアチャンバーと互いに連通している最低一つの主要エア通路、その役割は高圧エアを導入、集結し、ピストンの下降釘打ち動作が完了してから上昇回帰するまでの主要エア通路の高圧エアの圧抜きを行うことである。

シリンダー外周のやや下に設置された一つの底バルブ、トリガーを放して主要エア通路の高圧エアを排出させた時、底バルブは高圧エアの駆動により上昇し、高圧エアを底層シリンダーチャンバーに継続的に導入してピストンを上昇回帰させる役割を果たしている。ピストンが上昇回帰した後、底バルブは主要エア通路に集結した高圧エアの駆動により下降回帰する。

したがって、本発明では主要エア通路を従来技術における回程エアチャンバーの代わりとして用いることで、高圧エアを継続的に導入してピストンに上昇回帰を行わせ、さらに底バルブ及び主要エア通路を従来技術におけるバルブ部品及びエア通路間の配置の代わりとして利用している。底バルブ及び主要エア通路は全てシリンダーの外周に設置されているため、主要エア通路(エア通路とも称する)の構造を簡略化し、エアードライバーの操作性向上及び製造コスト削減の目的を達成できる構造となっている。

本発明をより深く理解してもらうため、推奨実施例及び図式による説明を以下に掲げる。
図1から図6は本発明の第一種のエアードライバー内の配置断面図を示しており、図1及び図2からは本発明の必要構成、一つのドライバー本体1の内側に設置された一つの固定式シリンダー3、シリンダー3の内側に設置された一つの釘打ち用ピストン4、ピストン4上に設置された最低二つの密閉パッド41及び42を確認することができる。ピストン4は下降釘打ち及び上昇回帰の過程において(図4から図6を参照)、シリンダー3の内部を一つの最上層シリンダーチャンバー31と一つの底層シリンダーチャンバー32に分割し、ドライバー本体1の内側には一つの主要エアチャンバー10が形成され、その主要エアチャンバー10はドライバー本体1内の握り部11とシリンダー3外周の間に連結しており(図2を参照)、握り部11の末端から導入された恒圧の高圧エア(図3の点状エリアを参照)を集結している。主要エアチャンバー10の片側にはピストン4の下降釘打ち動作及び上昇回帰動作を制御するためのトリガー5が設置されている。

本発明は上述の部品配置を含むドライバー本体1の内側に以下のユニットを設置している。
最低一つの主要エア通路6、図1から図6の第一種のエアードライバー実施例において、主要エア通路6はシリンダー3の外周に複数設置され、主要エアチャンバー10と互いに連通し、主要エアチャンバー10の高圧エアを主要エア通路6に導き、集結するとともに、ピストン4の下降釘打ち動作が完了してから上昇回帰するまで(図6を参照)、主要エア通路6の高圧エアを最上層シリンダーチャンバー31に導き、主要エア通路6の圧抜きを行う役割を果たしている。

シリンダー3外周のやや下に設置された一つの底バルブ7（図1を参照）、トリガー5を放して主要エア通路6の高圧エアを排出させた時（図6を参照）、それは高圧エアの駆動により上昇し、高圧エアを底層シリンダーチャンバー32に継続的に導入してピストン4を上昇させる役割を果たしている。ピストン4が上昇回帰した後（図3を参照）、底バルブ7は主要エア通路6に集結した高圧エアの駆動により下降回帰する。

上述のほか、本発明はさらに以下のユニットを含んでいる。
最低一つの下貫通穴12、ドライバー本体1の内側の底バルブ7の底部に近接した位置に設けられ(図1を参照)、ピストン4の下降釘打ち動作が完了した後、最上層シリンダーチャンバー31への高圧エアの進入を阻止し(図6を参照)、主要エアチャンバー10の高圧エアを導き、底バルブ7を上昇させる役割を果たしている。

複数の底層バルブ穴33、シリンダー3の底面近くの壁周辺に設けられ(図1を参照)、底バルブ7が上昇した時(図6を参照)、下貫通穴12を介して主要エアチャンバー10の高圧エアを底層シリンダーチャンバー32に継続的に導入し、ピストン4を上昇回帰させるとともに(図3を参照)、底バルブ7が下降回帰した時、底層シリンダーチャンバー32への高圧エアの進入を阻止している。

上述の構造は以下のユニットを用いることができる。シリンダー3の最上部近くの壁面に最低一つの最上層バルブ穴34を設置し(図1を参照)、ピストン4を利用して主要エア通路6及び最上層シリンダーチャンバー31の連通タイミングを制御し、特にピストン4の下降釘打ち動作が完了してから上昇回帰するまで(図4を参照)、主要エア通路6の高圧エアの圧抜きを行い、ピストン4が上昇回帰した後に閉鎖し(図3を参照)、高圧エアを主要エア通路6の中に集結する役割を果たしている。さらに、主要エア通路6の片側には最低一つの上貫通穴13(図1を参照)が設けられ、その穴径は最上層バルブ穴34より小さく、主要エアチャンバー10の高圧エアを継続的に主要エア通路6に導入している(図3を参照)。また、主要エア通路6はシリンダー3外周壁面及びドライバー本体1の内側の筒壁14の間に形成されており、筒壁14は主要エア通路6と主要エアチャンバー10の間を仕切る形で設置され、上貫通穴13は筒壁14の上に設置されている。

このほか、底バルブ7の上のシリンダー3外周とドライバー本体1の内壁の間には主要エア通路6と互いに連通する一つの下エアチャンバー15(図1を参照)が形成され、それは高圧エアを集結して底バルブ7を下降回帰させる役割をもっている。この構造において、下エアチャンバー15の内側には底バルブ7をプッシュするための一つの下バネ8を設置することができ、その推力は主要エアチャンバーの高圧エアが底バルブを上昇させる推力より小さいものとする。この時、エアチャンバー15の有無にかかわらず、下バネ8は底バルブ7をプッシュし易い任意の周辺位置に設置することが可能である。

本発明におけるエアードライバーは第二実施形態をとることができる(図7を参照)。第二実施形態と上述の第一実施例の相違点は主要エア通路60の開設数を単一とし、主要エアチャンバー100の片側に設置することができる。具体的な実施方法として、その主要エア通路60を主要エアチャンバー100の片側に形成された一つのリブ壁16の外側にあるドライバー本体の内側に開設し、上貫通穴130をリブ壁16の上に設置することができる。このほか、最上層シリンダーチャンバーの最上部には一つの凹室35が延伸して形成されており、最上層バルブ穴340は主要エア通路60の端に位置する穴として凹室35の内側まで連通している。ピストン40の最上部には凹室35の内側まで届くバルブ栓43が形成されており、バルブ栓43の上には凹室35内の最上層バルブ穴340の開閉を制御するための最低二つの密閉パッド44、45が設けられ、主要エア通路60の片側は下エアチャンバー150まで連通している。この時、シリンダー30の最上部近くの壁面には最上層バルブ穴が開設されておらず、それによって上述のエアードライバー第一実施例と同じ機能を果たしている。

さらに、本発明におけるエアードライバーは第三実施形態をとることができる(図8を参照)。第三実施形態では、第二実施例において主要エア通路61の端穴とされていた最上層バルブ穴341をシリンダー30の頂点近くの壁面まで連通し、ピストン4上の二つの密閉パッド41、42によってその開閉制御を行うという仕組みを採用している。この時、凹室及びバルブ栓は設置されておらず、それによって上述のエアードライバー第一、第二実施例と同じ機能を果たしている。

本発明はエアードライバーの第一実施形態を例として釘打ち操作の動作内容を以下に説明する。
トリガー5未操作時(図3を参照)、主要エアチャンバー10の高圧エアは一つのトリガーバルブ51及び一つのトリガーエア通路17を経由してドライバー本体1の最上部に形成されている上エアチャンバー90へ導入され、そのエアチャンバーの内側の一つの上バネ91とともにエアチャンバーの下のヘッドバルブ9をプッシュし、最上層シリンダーチャンバー31及び主要エアチャンバー10の間の通路を閉鎖すると同時にドライバー本体頂点の上排気穴19を開放し、最上層シリンダーチャンバー31を外部の大気と接触させている。さらに、主要エアチャンバー10の高圧エアは下貫通穴12を介して底バルブ7の底部周辺へ導入されると同時に、上貫通穴13を介して主要エア通路6へ導入されて(下エアチャンバー15を含めてもよい)集結される。この時、主要エア通路6の高圧エア若しくは下バネ8との推力の総和は下貫通穴12から底バルブ7の底部周辺へ導入された高圧エアの推力よりも大きくなるため、その駆動により底バルブ7は下降し、底層バルブ穴33を経由して底層シリンダーチャンバー32へ進入する主要エアチャンバー10の高圧エアのエア通路は阻隔され、同時にピストン4上の密閉パッド41、42は最上層バルブ穴34を密閉させ、主要エアチャンバー10の高圧エアが主要エア通路6を経由して最上層シリンダーチャンバー31まで放出されるのを阻隔している。

トリガー5を引いた時(図4を参照)、トリガーバルブ51のバルブロッドはその駆動により主要エアチャンバー10からトリガーエア通路17へ通じるの高圧エアのエア通路を閉鎖し、トリガーエア通路17の外部大気へ繋がるエア通路を開放し、上エアチャンバー90の高圧エアを排出している。この時、主要エアチャンバー10の高圧エアは上バネ91の推力を押しのけてヘッドバルブ9を上昇させ、上排気穴19の排気通路を閉鎖するとともに、主要エアチャンバー10の高圧エアを最上層シリンダーチャンバー31へ継続的に導入し、ピストン4に迅速な下降釘打ち動作を行わせる(図5を参照)。この時、底層シリンダーチャンバー32の余剰気体は底層バルブ穴33、底バルブ7上の最低一つのガイド穴70及びドライバー本体1の底部に形成された最低一つの下排気穴18を通じて外部の大気中に排出され、最上層バルブ穴34はピストン4の下降釘打ち動作によって開放され、主要エアチャンバー10の高圧エアは主要エア通路6を介して最上層シリンダーチャンバー31へ導入される。

トリガー5を放した瞬間(図6を参照)、トリガーバルブ51は上エアチャンバー90への高圧エアの供給を再開し、上バネ91の働きと合わせてヘッドバルブ9を下降回帰させ、上排気穴19の排気通路を再び開放し、主要エアチャンバー10から最上層シリンダーチャンバー31へと通じる高圧エア通路を閉鎖する。この時、最上層シリンダーチャンバー31及び主要エア通路6の高圧エアは上排気穴19を介して共に外部の大気中に排出され、主要エア通路6(下エアチャンバー15を含めてもよい)に迅速な圧抜き作用をもたらす。これにより、下貫通穴12を通じて底バルブ7の底部周辺へ導入された主要エアチャンバー10の高圧エアは底バルブ7を上昇させ、底層バルブ穴33の両側に設けられた最低二つの密閉パッド36、37を利用して底層バルブ穴33からガイド穴70及び下排気穴18の間へと繋がる排気通路を閉鎖するとともに、底層バルブ穴33及び下貫通穴12の間の通路を開放し、主要エアチャンバー10の高圧エアを底層シリンダーチャンバー32へ継続的に導入することで迅速かつ安定したピストン4上昇動作を実現させている。

ピストン4が上昇回帰した後(図3を参照)、最上層バルブ穴34は密閉し、主要エアチャンバー10の高圧エアは再び主要エア通路6(可包含下エアチャンバー15)へ継続的に集結され、直接若しくは下バネ8と共に底バルブ7を下降回帰させると同時に主要エアチャンバー10から底層シリンダーチャンバー32へ通じるエア通路を閉鎖し、トリガー5を未操作の初期状態に戻す。

上述の構造において、主要エア通路6或は下エアチャンバー15の高圧エアの底バルブ7における作用面積が主要エアチャンバー10の高圧エアの底バルブ7の底部周辺における作用面積より遥かに大きい場合、下バネ8を設置しなくても同等の効果を得ることができる。

上述から分かるように、本発明における主要エア通路及び底バルブは、トリガーを放した後、主要エアチャンバーから恒圧の高圧エアが継続的に底層シリンダーチャンバーに導入されることを確保し、ピストンをより迅速かつ安定した状態で上昇回帰させる役割を有するため、エアードライバーの操作性を向上させることができる。また、主要エア通路及び底バルブは全てシリンダーの外周に設置されているため、エア通路の構造を簡略化させるだけでなく、ドライバー本体の収容空間の有効利用にも役立っている。上述は本発明の推奨実施例を説明したものであり、本発明の特許範囲を限定するものではない。本発明の精神を逸脱しない限り、本発明に変更または改良を加えることができる。しかし、それらの変更または改良は全て下記の特許申請の範疇に含まれるものとする。

本発明の第一実施形態におけるドライバー本体内部の断面図であって、ドライバー本体のシリンダーの外周に一つの主要エア通路及び一つの底バルブが設置されていることを示している。 図1の2-2の断面イメージ図である。 本発明におけるトリガー未操作時の断面図であって、高圧エアが主要エアチャンバー、上エアチャンバー及び主要エア通路に集結されることを示している。 本発明におけるトリガー操作時の断面図であって、上エアチャンバーの高圧エアがトリガーバルブによって排出され、ピストンがその駆動を受けて下降釘打ち動作を行うことを示している。 本発明におけるトリガー操作後の断面図であって、ピストンが下降釘打ち動作を行った時、底層シリンダーチャンバーの余剰気体が外部に排出されることを示している。 本発明におけるトリガー操作解除時の断面図であって、上エアチャンバー及び主要エア通路の余剰気体が排出され、高圧エアの駆動により底バルブが上昇し、高圧エアが底層シリンダーチャンバーに導入されてピストンを図3の原始位置まで迅速に上昇回帰させる様子を示している。 本発明の第二実施形態におけるドライバー本体内部の断面図であって、主要エア通路が主要エアチャンバーの片側に設置され、最上層シリンダーチャンバーの最上部に一つの凹室が形成され、上貫通穴が凹室の内側まで連通し、ピストンの最上部に形成された一つのバルブ栓によって開閉制御を行うことを示している。 本発明の第三実施形態におけるドライバー本体内部の断面図であって、主要エア通路が主要エアチャンバーの片側に設置され、上貫通穴が主要エアチャンバーの内側まで連通し、ピストンによって開閉制御を行うことを示している。

符号の説明

１ ドライバー本体
１０、１００ 主要エアチャンバー
１１ 握り部
１２ 下貫通穴
１３ 上貫通穴
１４ 筒壁
１５、１５０ 下エアチャンバー
１６ リブ壁
１７ トリガーエア通路
１８ 下排気穴
１９ 上排気穴
３、３０ シリンダー
３１ 最上層シリンダーチャンバー
３２ 底層シリンダーチャンバー
３３ 底層バルブ穴
３４、３４０、３４１ 最上層バルブ穴
３５ 凹室
３６、３７ 密閉パッド
４、４０ ピストン
４１、４２ 密閉パッド
４３ バルブ栓
４４、４５ 密閉パッド
５ トリガー
５１ トリガーバルブ
６、６０、６１ 主要エア通路
７ 底バルブ
７０ ガイド穴
８ 下バネ
９ ヘッドバルブ
９０ 上エアチャンバー
９１ 上バネ

Claims (11)

1. ドライバー本体の内側に固定された一つの固定式シリンダー、シリンダーの内部を最上層シリンダーチャンバーと底層シリンダーチャンバーに分割するシリンダーの内側に設置された一つの釘打ち用ピストン、外部から高圧エアを継続的に導入し、恒圧を維持するためのドライバー本体の内側に形成された一つの主要エアチャンバーを有し、さらに主要エアチャンバーの片側にはピストンの下降釘打ち動作及び上昇回帰動作を制御するためのトリガーが設置されたエアードライバーであって、
   上記シリンダーの外周または主要エアチャンバーの片側に設けられ、主要エアチャンバーと互いに連通している最低一つの主要エア通路であって、その役割は、高圧エアを導入、集結し、ピストンの下降釘打ち動作が完了してから上昇回帰するまでの主要エア通路の高圧エアの圧抜きを行うことであり、
   上記シリンダー外周のやや下に設置された一つの底バルブであって、トリガーを放して主要エア通路の高圧エアを排出させた時、底バルブは高圧エアの駆動により上昇し、高圧エアを継続的に底層シリンダーチャンバーに導入してピストンを上昇回帰させる役割を果たし、ピストンが上昇回帰した後、底バルブは主要エア通路に集結した高圧エアの駆動により下降回帰することを特徴とするエアードライバー。
2. 最低一つの下貫通穴であって、上記ドライバー本体の内側の底バルブの底部に近接した位置に設けられ、ピストンの下降釘打ち動作が完了した後、最上層シリンダーチャンバーへの高圧エアの進入を阻止し、主要エアチャンバーの高圧エアを導き、底バルブを上昇させる役割を果たし、
   複数の底層バルブ穴であって、シリンダーの底面近くに設けられ、底バルブが上昇した時、下貫通穴を介して主要エアチャンバーの高圧エアを底層シリンダーチャンバーへ継続的に導入し、ピストンを上昇回帰させるとともに、底バルブが下降回帰した時、底層シリンダーチャンバーへの高圧エアの進入を阻止していることを特徴とする請求項１に記載のエアードライバー。
3. 上記シリンダーの最上部近くには最低一つの最上層バルブ穴が設置されており、それはピストンの下降釘打ち動作が完了してから上昇回帰するまでの間に開放され、主要エア通路の高圧エアを最上層シリンダーチャンバーの中に導いて圧抜きを行っており、上記ピストンが上昇回帰した後、最上層バルブ穴は密閉され、高圧エアを主要エア通路の中に集結する役割を果たしていることを特徴とする請求項１に記載のエアードライバー。
4. 上記主要エア通路の片側には最低少一つの上貫通穴が設けられており、その穴径は最上層バルブ穴より小さく、主要エアチャンバーの高圧エアを継続的に主要エア通路へ導入していることを特徴とする請求項３に記載のエアードライバー。
5. 上記主要エア通路はシリンダーの外周壁面及びドライバー本体の内側の筒壁の間に形成されており、筒壁は主要エア通路と主要エアチャンバーの間を仕切る形で設置され、上貫通穴は筒壁の上に設置されていることを特徴とする請求項４に記載のエアードライバー。
6. 上記最上層バルブ穴は主要エア通路の端穴とされ、最上層シリンダーチャンバーの最上部には一つの凹室が延伸して形成されており、最上層バルブ穴は凹室の内側まで連通しており、さらに、ピストンの最上部には凹室の内側まで届くバルブ栓が形成されており、最上層バルブ穴の開閉制御を行っていることを特徴とする請求項３に記載のエアードライバー。
7. 上記主要エア通路は主要エアチャンバーの片側に形成された一つのリブ壁の外側のドライバー本体の内側に開設されており、上貫通穴はリブ壁の上に設置されていることを特徴とする請求項６に記載のエアードライバー。
8. 上記最上層バルブ穴は主要エア通路の端穴とされ、シリンダーの頂点近くの壁面まで連通し、ピストンによって開閉制御を行っていることを特徴とする請求項３に記載のエアードライバー。
9. 上記底バルブの上のシリンダーの外周とドライバー本体の内壁の間には主要エア通路と互いに連通する一つの下エアチャンバーが形成され、それは高圧エアを集結して底バルブを下降回帰させる役割を果たしていることを特徴とする請求項１に記載のエアードライバー。
10. 上記下エアチャンバーの内側には底バルブをプッシュするための一つの下バネが設置されており、その推力は主要エアチャンバーの高圧エアが底バルブを上昇させる推力よりも小さくなっていることを特徴とする請求項９に記載のエアードライバー。
11. 上記底バルブは一つの下バネによってプッシュされ、その推力は主要エアチャンバーの高圧エアが底バルブを上昇させる推力よりも小さくなっていることを特徴とする請求項１に記載のエアードライバー。