JP2009196008A

JP2009196008A - 圧縮空気工具

Info

Publication number: JP2009196008A
Application number: JP2008037860A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Hirai; 昇一平井; Takashi Mori; 隆司森
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2008-02-19
Filing date: 2008-02-19
Publication date: 2009-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-19
Also published as: JP5353024B2

Abstract

【課題】圧縮空気で作動するエアモータ１を内蔵した工具において、エアモータ１への圧縮空気を流入量を制御するスロットルバルブ５を作動させるトリガ１１の操作荷重を、トリガ１１の引き方によらず軽減させるとともに、エアモータ１への圧縮空気の流入量の微調整を容易にする手段を提供する。
【解決手段】スロットルバルブ５を開閉動作させるスロットルロッド１３をハンドル２から突出させ、トリガピース１４に設けた軌道１４ａに沿ってスライド移動するトリガ１１をスロットルロッド１３の突出端に対向する位置に配設し、トリガ１１の枢支軸１５には一端をトリガピース１４の係合穴１４ｂに挿入したトリガアーム１６を取付け、トリガアーム１６の枢支部１６ａと係合部１６ｂの間をスロットルロッド１３と対向させて配置することにより達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮空気によってエアモータを駆動させ、エアモータの回転によってネジ締めや穿孔等を行うようにした圧縮空気工具に関し、特にスロットルバルブを介してエアモータに供給する圧縮空気の流量をコントロールするようにした圧縮空気工具に関するものである。

空気圧縮機等の圧縮空気供給源から供給される圧縮空気によってエアモータを回転駆動させて、このエアモータの回転力によってドライバビットやソケット又はドリルビットを回転してネジやボルト締め又は穴あけの作業を行うようにしたエアドライバ等の工具では、一端が圧縮空気供給源に接続されたエアホースの他端を工具に接続し、工具に形成されているトリガを介してスロットルバルブを操作し、このスロットルバルブを介して工具内に供給されている圧縮空気をエアモータへ供給させてエアモータを回転駆動させるようにしている。

そして、このようなドライバやレンチ又はドリル等の工具においては、小ネジ作業やネジの締込み初め等では出力を小さくして低速回転させ、またネジ締め過程の中期では大きな出力で高速回転させる等、ネジの締め込み負荷の変化に対応できるようにスムーズな出力微調整機能が必要となる。このため、エアモータへ供給される圧縮空気の流量を微細に可変できるスロットルバルブとこのスロットルバルブを操作するトリガを設け、工具を把持している手によってこのトリガの引き操作を加減しながらスロットルバルブをきめ細かく操作してエアモータの回転をコントロールするようにしている。

図５は特開平１１−９０８６１による、従来のエアドライバにおけるスロットルバルブ機構の停止時の状態を示した断面図、図６は動作時の状態を示した部分断面図である。従来のエアドライバ等においては、圧縮空気の取入れ口であるカプラと工アモータ間の空気通路にスロットルバルブが配置されるとともに、このスロットルバルブ内に軸方向に直線的に作動してカプラからエアモータへ供給される圧縮空気の量をコントロールするスロットルロッドが設けられており、このスロットルロッドのボデーより突出した一端に工具を把持している手によって操作されるトリガが直結された構成である。このトリガをスロットルロッドの軸方向でボデーに引込む方向に移動させることで、スロットルバルブを開方向に作動させてエアモータへ供給される圧縮空気の量を調整してエアモータの出力をコントロールするようにしている。

また、図７は特開２００６−２４７８０９による、従来のスロットルバルブ機構の例である。トリガの引き量に応じスロットルバルブをきめ細かく操作してエアモータの回転をコントロールできるようにするため、トリガの一端を本体に設けた軸で枢支し、他端に指で操作する操作端を形成した構成とし、スロットルロッドはトリガの枢支端と操作端の中間で押圧し移動させるものである。これにより、トリガがボデーの枢支軸を支点、トリガの操作端を力点、スロットルロッドとの接点を作用点とした梃子として機能し、トリガの操作荷重の低減と、トリガの引き量の拡大による微調整のし易さを狙ったものである。

特開平１１−９０８６１特開２００６−２４７８０９

図５に示す従来のエアドライバのスロットルバルブ機構は、作業者によって操作されるトリガを介してスライド操作されるスロットルロッドと、このスロットルロッドを介して作動されるスロットルバルブによって構成されており、スロットルロッドとスロットルバルブの端面にはカプラから供給されている圧縮空気が作用されており、この圧縮空気によってスロットルロッドとスロットルバルブは閉じる方向に押圧作用させている。従って、これらのスロットルロッドとスロットルバルブを開放操作するにはトリガを圧縮空気の押圧力に抗して操作する必要がある。また、スロットルロッドとトリガとを直結して構成しているため、スロットルロッドのストロークがそのままトリガのストロークとなるのでトリガの操作ストロークが小さく、トリガを操作して圧縮空気の流量をきめ細かくコントロールすることが困難になっている。また、スロットルロッドとトリガが直結しているため、落下等の外力をトリガを介してスロットルロッドが直接受けるため、スロットルロッドが曲がるなど、スロットルバルブ機構の部品の破損や誤作動の原因となりやすい。

図７に示した従来例では、一端側に工具を把持している手指によって操作される操作部が形成されたトリガを他端側の枢支部において回動自在に枢支して設け、トリガの操作部と枢支部の間をハンドル部から突出されたスロットルロッドに対向させて配置し、トリガによってスロットルロッドをスライド作動させてスロットルバルブを操作するようにしているので、トリガの枢支部が支点となり、指を掛けて引き操作する操作部が力点、スロットルロッドの下端と当接されている係合部分が作用点となる梃子が構成され、この梃子の作用によって圧縮空気工具のスロットルバルブを操作するので、トリガの操作荷重を軽減することができ、また、梃子の構成によりトリガの操作部の操作ストロークを、スロットルロッドの作動ストロークよりも大きく設定できるので、トリガの操作によるスロットルロッドの微細な操作が容易となる。しかしながら、トリガ上の指をかける位置によって、トリガが構成する梃子の力点が変わってしまうため、どのようなトリガ操作にも対応した操作性の向上を得ることができなかった。つまり、指を掛けた位置がスロットルロッドの軸線上であった場合は梃子の効果が無くなり、スロットルロッドとトリガが直結した状態と同じ状態になり、トリガの操作荷重はスロットルロッドの作動荷重と等しく、また指の移動量もスロットルロッドの移動量と等しいく、したがってトリガの操作荷重は重く引き量の微調整もし難いトリガになってしまう。さらに、指を掛けた位置がトリガの枢支部とスロットルロッドの軸線との中間であった場合、トリガが構成する梃子はスロットルロッドの操作荷重を増幅し、また指の移動量はスロットルロッドの移動量より小さくなるため、スロットルロッドとトリガが直結した状態よりもさらに操作荷重が重く、かつトリガの引き量に対し非常に敏感に反応するスロットルバルブになってしまう。

本発明の課題は、圧縮空気によって駆動されるエアモータを備えた空気工具において、トリガ上のどの部分を操作した場合でも、エアモータへ圧縮空気の流入量を調整するスロットルバルブの操作荷重が低減されるとともに、スロットルロッドの移動量に対応するトリガの移動量を増幅しエアモータに供給される圧縮空気の供給量の微調整を容易に行うことができるトリガ機構を提供することである。

上記目的を達成するため、圧縮空気によって駆動されるエアモータを備え、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気をスロットルバルブを介して前記エアモータに供給するとともに、前記エアモータに供給される圧縮空気の量を前記スロットルバルブによってコントロールして前記エアモータの出力を可変調整するようにした圧縮空気工具において、前記スロットルバルブを開閉動作させるスロットルロッドをハンドルから突出させるとともに、外部から操作可能なトリガをスロットルロッドの突出端に対向する位置にスロットルロッドの摺動方向とほぼ平行にスライド可能に配設し、該トリガの前記スロットルロッド対向面にはトリッガアームをその一端で回動自在に枢支し、さらに該トリッガアームの他端を前記ボデーに設けた係合穴に挿入することで該トリッガアームの枢支部と係合部の間を前記スロットルロッドと対向させて配置し、前記トリガを摺動操作する事により前記トリガアームが枢支軸を力点、係合穴との接点を支点、スロットルロッドとの接点を作用点とした梃子として動作し前記スロットルロッドをスライド作動させ前記スロットルバルブを操作するようにした事を特徴とする。

また、トリガに設けた係合部と係合し該トリガをスライド動作させる軌道と、前記トリガアームの一端と係合する係合穴を一体に成型したトリガピースを、前記ボデーに固定した事を特徴とする。

本発明のトリガ機構によれば、外部から操作可能なトリガを、スロットルロッドの突出端に対向する位置にスロットルロッドの摺動方向とほぼ平行にスライド可能に配設し、トリガのスロットルロッド対向面にはトリッガアームをその一端でトリガに回動自在に枢支し、さらにトリッガアームの他端をボデーに設けた係合穴に挿入し、トリッガアームの枢支部と係合部の間をスロットルロッドと対向させて配置し、トリガをスライド操作する事によりトリガアームが、枢支部を力点、係合穴との接点を支点、スロットルロッドとの接点を作用点とした梃子として動作しスロットルロッドをスライド作動させスロットルバルブを操作するようにしているので、トリガの操作荷重を軽減することができ、スロットルバルブによる圧縮空気の流入量調整操作が容易に行えるようになって作業性が向上する。

また、トリガアームが梃子として機能するため、トリガの操作部の操作ストロークを、スロットルロッドの作動ストロークよりも大きく設定できるので、トリガの操作によるスロットルバルブの微細な操作が容易に行えるので、エアモータに供給する圧縮空気の流量の微細な調整操作をより容易に行うことが可能となる。さらに、トリガ上のどの位置を操作しても同じ比率で梃子が機能するため、指の掛け方によらず操作荷重が低減し、トリガの操作ストロークも変化することがない。

本発明の空気工具の一実施形態であるエアドライバを図１を用いて説明する。エアモータ１を内蔵したボデー４にハンドル部２が取り付けられており、ハンドル部２の基部には空気通路９によりエアモータ１と連通したスロットルバルブ部３、ハンドル部２の端部には圧縮空気源に着脱可能なエアプラグ８、ハンドル部２中央部にはスロットルバルブ部３とエアプラグ８を連通する蓄圧室７が配設されている。スロットルバルブ部３は、一端がハンドル部２より外部に突出し他端がスロットルバルブ部３内部に伸び、トリガ１１の操作に応じブッシュ１２内を摺動可能なスロットルロッド１３、スロットルロッド１３により押されることでブッシュ１２内を移動するスロットルバルブ５、スロットルバルブ５をトリガ１１の操作方向と反対側に付勢するスプリング１０から構成されている。またスロットルバルブ５は、先端部にテーパ面５ａ、中間部にブッシュ１２の入気口１２ｂに設けた座面１２ａと接触し入気口１２ｂを開閉するシール部材であるＯリング６、後端部スプリング受け面を有し、テーパ面５ａをスロットルロッド１３に向けて入気穴１２ｂに挿入した状態で配設されている。ブッシュ１２の排出口１２ｃは空気通路９によりエアモータ１と連通している。エアモータ１は供給される圧縮空気量に応じで回転し、出力軸であるローターシャフト１８の回転は、図示しない伝達部１９により工具取付け部１７に伝えられ、ドライバビットなどの工具を回転させ、ネジ等を締め付ける構造である。

ハンドル部２から突出したスロットルロッド１３の近傍には、トリガ１１のスライド動作の軌道１４ａと、トリガアーム１６の係合穴１４ｂを併設したトリガピース１４が配設されている。トリガ１１はその突起部１１ａがトリガピース１４に設けた軌道１４ａと係合し、スロットルロッド１３のスライド方向とほぼ平行にスライド動作可能となっている。またトリガ１１のスロットルロッド１３対向面にはトリッガアーム１６を回動自在に枢支する枢支軸１５が設けてある。トリガアーム１６は一端に枢支部１６ａが形成しており、トリガ１１に設けた枢支軸１５で枢支されている。トリガアーム１６の他端は係合部１６ｂを形成しており、トリガピース１４に設けた係合穴１４ｂに挿入されている。またトリガアーム１６は枢支部１６ａと係合部１６ｂの中間部でスロットルロッド１３と対向する位置関係にある。

本構造のエアドライバを圧縮空気源に接続し、トリガ操作をした場合の動作について述べる。

上述した図１は、トリガ１１を引かない状態を示している。蓄圧室７の圧縮空気の圧力とスプリング１０による付勢でスロットルバルブ５はスロットルロッド１３に向け押圧され、Ｏリング６がブッシュ座面１２ａに押し付けられているため、圧縮空気はブッシュ１２内部に流入できない。エアモータ１は圧縮空気が供給されず停止している。また、スロットルロッド１３はスロットルバルブ５が受ける圧縮空気とスプリング１０の荷重により押圧され、ハンドル部２から最も突出した位置にある。スロットルロッド１３の突出端はトリッガアーム１６と接触し、トリッガアーム１６を図中左に押圧するため、トリッガアーム１６は係合穴１４ｂとの接点を回転中心として枢支部１６ａが図中右回転する。トリガ１１はトリガアーム枢支部１６ａの回転量に応じ、図中左に向けてトリガピース１４に設けたの軌道１４ａに沿ってスライド移動した位置にある。

次に、図２にトリガ１１を引いた状態を示す。トリガ１１は、突起部１１ａにより係合したトリガピース１４にある軌道１４ａに沿って図中右方向にスライドしている。トリガ１１の移動に伴い、枢支軸１５が移動し、トリガアーム１６は係合部１６ｂが係合穴１４ｂに嵌入方向にスライドしながら図中左回転する。トリガアーム１６の中央部はスロットルロッド１３に接しており、トリガアーム１６は、枢支軸１５を力点、係合穴１４ｂとの接点を支点、スロットルロッド１３との接点を作用点とした梃子として作用し、スロットルロッド１３を図中右方向にスライド動作させる。スロットルロッド１３はスロットルバルブ５を図中右方向押し込み移動させる。これによりスロットルバルブ５に装着したＯリング６とブッシュ座面１２ａとのシールが外れ、蓄圧室７の圧縮空気はスロットルバルブ５と入気穴１２ｂの隙間を通過し、入気穴１２ｂからブッシュ１２内部に流入、ブッシュ排出口１２ｃから空気通路９を通りエアモータ１に供給される。

ところで、スロットルバルブ５を移動させＯリング６とブッシュ座面１２ａとのシールを開放するには、スロットルバルブ５を蓄圧室７の圧縮空気の圧力とスプリング１０による付勢に逆らい移動させるだけの荷重を、スロットルロッド１３に掛けねばならない。この荷重をＦｓとする。Ｆｓは入気穴１２ｂの面積が大きいほど、また蓄圧室７の圧縮空気の圧力が高いほど大きくなる。エアモータで高出力を得るためには、圧縮空気の流量を増し、また圧力を高くする必要があるためＦｓは高くなり、トリガ１１とスロットルロッド１３が直結した従来のトリガ機構では操作性が損なわれる結果となっていた。本構成によるトリガ機構では、トリガ１１の引き荷重Ｆ、トリガアーム１６と係合穴１４ｂとの接点からトリガアーム１６とスロットルロッド１３との接点までの距離Ｌｓ、トリガアーム１６と係合穴１４ｂとの接点からトリガアーム１６の枢支軸１５までの距離Ｌｔ、とすればＦ＝Ｆｓ・Ｌｓ／Ｌｔとなる。ここでＬｓ＜Ｌｔであるから、トリガ１１の引き荷重Ｆは、スロットルロッド１３の動作荷重Ｆｓより低減される（図２）。ここで梃子の力点はトリガ１１に設けた枢支軸１５であり、トリガの操作面１１ｂのどの部分を操作しても力点の位置は変わらず、引き荷重の低減率は一定である。

図３は、図２と同じくトリガを引いた時の図である。図中破線は、本体停止時のトリガ１１の位置である。トリガアーム１６による梃子の作用により、トリガ１１の引き量Ｓはスロットルロッド１３のスライド量Ｓｓより長くなる。すなわち、スロットルロッド１３に押されたスロットルバルブ５の位置を微調整する場合でも、トリガ１１の操作量が大きいため、微調整がし易くなっている。つまり、エアモータ１へ供給される圧縮空気量の微調整がし易く、回転数の調整のし易いエアドライバを提供する事が出来る。また、トリガはスライド移動するので、トリガの操作面１１ｂのどの部分を操作しても引き量は一定であり、作業者の持ち方にかかわらず同様の効果を得ることができる。

図４はトリガ１１を最も奥まで引き込んだ状態である。トリッガアーム１６がハンドル端部に当接し、スロットルロッド１３は最大量スライドし、スロットルバルブ５は全開となっている。

以上のように、本発明のトリガ機構によれば、エアドライバ等の工具において、エアモータ１への圧縮空気の流入量を制御するスロットルバルブ５を操作するトリガ１１の操作荷重が低減でき、さらに圧縮空気の流入量を微調整するためのトリガ１１の操作ストロークを大きく設定することができ、エアモータ１への圧縮空気の流入量の微調節を容易に行うことができるため、エアモータ１を使用した工具を操作性を向上できる。またトリガの操作面１１ｂのどの位置を操作しても、トリガの引き荷重、引き荷重が変化しないので、作業者がどのような操作をしても上述の効果を得ることができる。

本発明のトリガ機構を実施した圧縮空気工具の一例としてのエアドライバを示す縦断側面図図１に示すエアドライバのトリガを中間位置まで引いた状態を示す部分断面図図１に示すエアドライバのトリガを中間位置まで引いた状態を示す部分断面図図１に示すエアドライバのトリガを全開位置まで引いた状態を示す部分断面図従来のトリガ構造を有する圧縮空気工具の一例としてのエアドライバを示す縦断側面図従来の別の方式のトリガ構造を有する圧縮空気工具の一例としてのエアドライバを示す縦断側面図従来の別の方式のトリガ構造を有する圧縮空気工具の一例としてのエアドライバを示す縦断側面図

符号の説明

１：エアモータ２：ハンドル部３：スロットルバルブ部４：ボデー５：スロットルバルブ５ａ：テーパ面６：Ｏリング７：蓄圧室８：エアプラグ９：空気通路１０：スプリング１１：トリガ１１ａ：トリガ突起部１１ｂ：トリガ操作面１２：ブッシュ１２ａ：座面１２ｂ：入気穴１２ｃ：排出口１３：スロットルロッド１４：トリガピース１４ａ：軌道１４ｂ：係合穴１５：枢支軸１６：トリガアーム１６ａ：枢支部１６ｂ：係合部１７：工具取付け部１８：ロータシャフト１９：伝達部１００：トリガ枢支軸１０１：トリガ操作部

Claims

圧縮空気によって駆動されるエアモータを備え、圧縮空気供給源から供給される圧縮空気をスロットルバルブを介して前記エアモータに供給するとともに、前記エアモータに供給される圧縮空気の量を前記スロットルバルブによってコントロールして前記エアモータの出力を可変調整するようにした圧縮空気工具において、前記スロットルバルブを開閉動作させるスロットルロッドをハンドルから突出させるとともに、外部から操作可能なトリガをスロットルロッドの突出端に対向する位置にスロットルロッドの摺動方向とほぼ平行にスライド可能に配設し、該トリガの前記スロットルロッド対向面にはトリッガアームをその一端で回動自在に枢支し、さらに該トリッガアームの他端を前記ボデーに設けた係合穴に挿入することで該トリッガアームの枢支部と係合部の間を前記スロットルロッドと対向させて配置し、前記トリガを摺動操作する事により前記トリガアームが枢支軸を力点、係合穴との接点を支点、スロットルロッドとの接点を作用点とした梃子として動作し前記スロットルロッドをスライド作動させ前記スロットルバルブを操作するようにした事を特徴とする圧縮空気工具。
トリガに設けた係合部と係合し該トリガをスライド動作させる軌道と、前記トリガアームの一端と係合する係合穴を一体に成型したトリガピースを、前記ボデーに固定した事を特徴とする請求項１記載の圧縮空気工具。