JP2010064225A

JP2010064225A - 打込機

Info

Publication number: JP2010064225A
Application number: JP2008235417A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhito Shige; 哲仁茂; Sadanori Ishizawa; 禎紀石沢
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-25
Anticipated expiration: 2028-09-12
Also published as: JP5245667B2

Abstract

【課題】打込機の空気消費量を低減する。
【解決手段】ハウジングと、該ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該蓄圧室と該シリンダの連通を制御するヘッドバルブと、該ヘッドバルブの動きを制御するトリガと、を備えた打込機において、該シリンダは移動手段を有し、該トリガを引くことにより、該移動手段に圧縮空気による圧力が働く構造とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、釘、ステープルなどの止具を打ち込む打込機の空気消費料低減に関するものである。

圧縮空気などの動力によってピストンを駆動し、木材などに止具を打込む打込機が知られている。これらの打込機には、圧縮空気を蓄える蓄圧室と、蓄圧室と連通可能なシリンダ、蓄圧室とシリンダの連通を制御するヘッドバルブが設けられている。打込機のトリガを引くと、ヘッドバルブが移動し、蓄圧室とシリンダを連通させる。そして、シリンダ内を往復動可能に設けられたピストンが下降していき、射出部に送られた先頭の止具を打込む。このような打込機は特許文献１に記載されている通り、すでに知られている。

特開２００３−２３６７６８

特許文献１記載の打込機において止具を打ち込む際には、ヘッドバルブが上昇し、蓄圧室とシリンダが連通する。そして、蓄圧室の圧縮空気がシリンダに流入することでピストンと急激に下降させて止具を打込む。止具を打込んだ直後において、ピストンは急激に下降していくため、ピストン上側の圧力は、蓄圧室の圧力よりも小さい。従って、蓄圧室とシリンダ内のピストン上側の圧力が同等になるまで蓄圧室の圧縮空気がシリンダに流入する。止具を打ち込んだ後、すなわちピストンが下死点に達した後に、シリンダ内に流入する圧縮空気は仕事をせずに排出される。

上記課題を達成するために、ハウジングと、該ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該蓄圧室と該シリンダの連通を制御するヘッドバルブと、該ヘッドバルブの動きを制御するトリガと、を備えた打込機において、該シリンダは移動手段を有し、該トリガを引くことにより、該移動手段に圧縮空気による圧力が働く構成とした。

本発明によれば、止具を打ち込んだ後すなわちピストンが下死点に達した後でも、蓄圧室の圧縮空気が、シリンダと蓄圧室の圧力がほぼ同等になるまで流入し続けることがなくなる。よって、打込みエネルギとはならずに排出される圧縮空気を減少させ、空気消費量を低減することができる。

従来の打込機の一例を説明する。また、説明の便宜上、図における紙面上方向を上方向、紙面下方向を下方向と定義するが、この定義は本発明を制限するものではない。

図５に示すように打込機は、図示しない空気圧縮機からの圧縮空気が、図示しないエアホースを介して、打込機１内の蓄圧室１に蓄積されている。打込機には、円筒状のシリンダ７が設けてあり、シリンダ７内には上下に摺動可能に往復動するピストン１０が配置されている。また、シリンダ７の下方にはゴム製のバンパ１６を配置している。バンパ１６の下方には止具を打込むための射出部２４を形成している。

蓄圧室１は、図示しない空気圧縮機にエアホース及びエアプラグを介して接続され、打込機の動力となる圧縮空気を蓄積する。

シリンダ７は、ピストン１０を上下摺動自在に収容する。ピストン１０はシリンダ７内周とほぼ同一の外周面をもち、ピストン１０外周にはOリングなどのシール部材を有する。従って、シリンダ７はピストン１０によってシリンダ７上室とシリンダ７下室に隔てられる。シリンダ上室は蓄圧室１及び大気と選択的に連通可能になっている。シリンダ７上部にはヘッドバルブ６が設けられており、バネによって下方向に付勢されている。

バンパ１６は、シリンダ７内の下端に位置し、その上面はピストン１０が下死点に達した際に突き当たる。バンパ１６はゴムなどの弾性体であるため変形し、ピストン１０の余剰エネルギーを吸収する。

射出部２４は、バンパ１６の下端に位置し、内部に射出口２５を形成している。射出部２４にはマガジンに収納された釘１１が、スプリングによって射出口２５方向に付勢されている図示しない給送部材によって送られてくる。射出口２５は、ピストン１０と一体となっているドライバブレード２６を案内する役割も持っている。

次に、上記従来の打込機の動作について説明する。図示していないエアホースをつなぐと、蓄圧室１内に蓄積された圧縮空気の一部は、空気通路２を介して、制御バルブ３内に流入し、さらに空気通路４を介してヘッドバルブ室５へ流入する。ヘッドバルブ室５へ送られた圧縮空気はヘッドバルブ６とシリンダ７をさらに密着させ、圧縮空気の流入を防ぐ。

トリガ８を引くと、制御バルブ３内のプランジャ９が押し上げられ、ヘッドバルブ室５の圧縮空気が空気通路４を介して、大気に排出される。ヘッドバルブ室５の圧縮空気が排気されると、蓄圧室１の圧縮空気の圧力でヘッドバルブ６が押し上げられ、シリンダ７上室と蓄圧室１が連通する。また、同時にシリンダ７上室と大気が遮断され、蓄圧室１の圧縮空気がシリンダ７上室に流入する。シリンダ７上室に流入した圧縮空気はピストン１０を急激に下死点に移動させ、釘１１を打ち込む。この時、シリンダ７下室の空気は、空気通路１２を介して戻り空気室１３に流入する。シリンダ７の側面には、圧縮空気を戻り空気室１３方向へのみに流入させる逆止弁１４を備えた空気通路１５が設けてある。よって、ピストン１０がシリンダ７に設けられた空気通路１５より下方に位置したとき、シリンダ７上室に流入した圧縮空気の一部が空気通路１５を介して戻り空気室１３に流入する。蓄圧室１から流入した圧縮空気によって下降してきたピストン１０は下死点でバンパ１６に接触する。バンパ１６はピストン１０の余剰エネルギーを吸収し、変形する。

トリガ８を戻すと、プランジャ９が戻り、制御バルブ３内に圧縮空気が流入する。そして、圧縮空気は空気通路２、空気通路４を介してヘッドバルブ室５へ流入する。ヘッドバルブ室５に圧縮空気が流入することにより、スリーブバルブ６が押し下げられ、蓄圧室１とシリンダ７上室を遮断する。そしてエキゾーストバルブ部１７によって、シリンダ７上室と大気が連通する。ピストン１０は、戻り室空気１３に蓄積された圧縮空気によって下側から押圧され、上死点側に移動する。シリンダ７上室側の空気は空気通路１８、膨張室１９で減圧、消音されながら大気に放出され、初期状態に戻る。この工程を繰り返すと連結されている釘１１が順次打ち込まれて行く。

次に本発明に係る打込機の一実施形態を図１〜図４用いて説明する。従来の打込機と対応する部材については共通の番号を付した。

図１に示すように本発明に係る打込機は、図示しない空気圧縮機からの圧縮空気が、図示しないエアホースを介して、打込機内の蓄圧室１に蓄積されている。打込機には、移動手段を備えた円筒状のシリンダ７が設けてあり、シリンダ７内には上下に摺動可能に往復動するピストン１０が配置されている。また、蓄圧室１とシリンダ７の連通を制御するヘッドバルブ６が設けられている。

蓄圧室１は、図示しない空気圧縮機にエアホース及びエアプラグを介して接続され、本実施例に係る打込機の動力となる圧縮空気を蓄積する。

シリンダ７は、ピストン１０を上下摺動自在に収容している。ピストン１０はシリンダ７内周とほぼ同一の外周面を持ち、ピストン１０外周にはシール部材であるピストンリング２２を有する。従って、シリンダ７はピストン１０によってシリンダ７上室とシリンダ７下室に隔てられる。シリンダ７上端付近にはヘッドバルブ６が位置しており、ヘッドバルブ６はヘッドバルブ室５に設けられたスプリングによって上下動可能に支持されている。ヘッドバルブ室５はヘッドバルブ６の上端とハウジング内壁とで形成される空間である。ヘッドバルブ室５の一部を形成しているハウジング内壁には空気通路４が設けられている。空気通路４は、制御バルブ３を介して蓄圧室１、もしくは大気と選択的に連通可能である。よって、蓄圧室１の圧縮空気が空気通路４を介してヘッドバルブ室５に流入する構造となっている。

制御バルブ３は主にプランジャ９とバルブピストン２７で構成される。バルブピストン２７は中空円柱形状であり、外周部にはＯリングを備えている。プランジャ９は円柱形上であり、バルブピストン２７と同様に外周部にＯリングを備えている。またプランジャ９はバルブピストン２７の中空部分に位置している。トリガ８を引かない状態において、プランジャ９は押し上げられていないため、空気通路４は蓄圧室１と連通している。トリガ８を引いた状態において、プランジャ９が上方向に押し上げられると、バルブピストン２７は下方向に動き、ヘッドバルブ室５は大気と連通する。

トリガ８を引かない状態において、ヘッドバルブ６は蓄圧室１からの圧縮空気と、ヘッドバルブ室５に設けられたスプリングの２つよって下方向に付勢されている。ヘッドバルブ室５に設けられたスプリングが、ヘッドバルブ６を下方向に付勢する力は、蓄圧室１の圧縮空気が、ヘッドバルブ６を上方向に押し上げる力よりも小さい。よって、トリガ８を引き、ヘッドバルブ室５が大気と連通したとき、ヘッドバルブ室５に設けられたスプリングのみが、ヘッドバルブ６を下方向へ付勢する状態になる。これにより、ヘッドバルブ６はスプリングによる付勢力に抗して上方向に移動することができる。

また、シリンダ７は上下動可能な構造になっている。シリンダ７側面には、シリンダ７内の圧縮空気を戻り空気室１３に送るための空気通路１５が設けられている。空気通路１５には、圧縮空気を戻り空気室１３方向へのみ流入させる逆止弁１４が設けてある。シリンダ７外周にはシリンダプレート２０が設けられている。シリンダプレート２０は中空円柱形状をしており、その内周と外周のそれぞれに、Ｏリングなどのシール部材が設けてある。シリンダプレート２０の内周はシリンダ７の外周とほぼ等しく、シリンダプレート２０の外周は打込機本体のハウジング内壁とシールしている。シリンダプレート２０の上側端面は蓄圧室１の一部を形成しており、動かないようにハウジング内壁に固定されている。

シリンダ７に設けられた移動手段について説明する。移動手段はシリンダ７のフランジ部７ａである。シリンダ７の外周側面にフランジ部７ａが設けられており、その形状はシリンダプレート２０とほぼ等しい。また、フランジ部７ａの外周部にもＯリングなどのシール部材が設けてある。フランジ部７ａはシリンダプレート２０の下部で、かつ空気通路１５の上部に設けてある。空気通路１５はシリンダ７側面に設けてあり、シリンダ７内部と戻り空気室１３をつないでいる。また、空気通路１５は、シリンダ７内部から戻り空気室１３方向へのみ圧縮空気を流入させる逆止弁１４を備えている。シリンダ７外周面、フランジ部７ａ、シリンダプレート２０とハウジング内壁で、シリンダ付勢部２１を形成している。シリンダ付勢部２１は中空円柱状の空間であり、内部にはスプリング２３が設けられている。スプリング２３は、シリンダ付勢部２１の一部を形成しているフランジ部７ａを常に下方向に付勢している。シリンダ付勢部２１の一部を形成しているハウジング内壁部分には穴が設けられて大気と連通する。これにより、戻り空気室１３の圧力がフランジ部７ａを上方向への押圧する力が、スプリング２３がフランジ部７ａを下方向に付勢する力よりも大きくなったとき、シリンダ７は戻り空気室１３の圧力によって、スプリング２３の付勢力に抗して上方向に移動する構造である。

次に本発明の実施形態に係る打込機の動作について図２〜図４を用いて説明する。図示していないエアホースをつなぐと、蓄圧室１内に蓄積された圧縮空気の一部は、空気通路２を介して、制御バルブ３内に流入し、さらに空気通路４を介してヘッドバルブ室５へ流入する。ヘッドバルブ室５へ送られた圧縮空気はヘッドバルブ６とシリンダ７をさらに密着させ、圧縮空気の流入を防ぐ。

トリガ８を引くと、制御バルブ３内のプランジャ９が押し上げられ、ヘッドバルブ室５の圧縮空気が空気通路４を介して、大気に排出される。ヘッドバルブ室５の圧縮空気が排気されると、蓄圧室１の圧縮空気の圧力でヘッドバルブ６が押し上げられ、シリンダ７上室と蓄圧室１が連通する。また、同時にシリンダ７上室と大気が遮断され、蓄圧室１の圧縮空気がシリンダ７上室に流入する。シリンダ７上室に流入した圧縮空気はピストン１０を急激に下死点に移動させ、釘１１を打ち込む。この時、シリンダ７下室の空気は、空気通路１２を介して戻り空気室１３に流入する。

ピストン１０が、空気通路１５を通過すると、蓄圧室１からシリンダ７上室に流入した圧縮空気の一部が戻り空気室１３へ流入する。戻り空気室１３に流入した圧縮空気は、戻り空気室１３の上部を形成する上記のフランジ部７ａの下側を押圧する。戻り空気室１３に流入した圧縮空気が、フランジ部７ａの下側を押圧する力が、スプリング２３がフランジ部７ａの上側を付勢する力よりも大きくなると、シリンダ７はスプリング２３の付勢力に抗してシリンダプレート２０側へ移動する。この時、シリンダ７上端面がヘッドバルブ６とシールし、蓄圧室１からシリンダ７上室への圧縮空気流入を遮断する。蓄圧室１から流入した圧縮空気によって下降してきたピストン１０は下死点でバンパ１６に接触する。バンパ１６はピストン１０の余剰エネルギーを吸収し、変形する。

ここで、本発明に係る打込機の打込み過程において、蓄圧室１、シリンダ７上室、シリンダ７下室の圧力の関係を図２〜図４を用いて説明する。図２において、トリガ８を引いていない状態のため、図示していないエアホースから供給される圧縮空気は、蓄圧室１にのみ流入している。図２において、シリンダ７上室、シリンダ７下室には、圧縮空気は流入していないため、圧力は大気圧のままである。図２の打込機の蓄圧室１、シリンダ７上室、シリンダ７下室の圧力の関係を比で表すと、１０：１：１程度である。

図３に示すように、トリガ８を引くと、ヘッドバルブ６が上方向に移動するため、蓄圧室１の圧縮空気がシリンダ７上室に急激に流入する。蓄圧室１には、図示しないエアホースから圧縮空気が供給され続ける。しかし、蓄圧室１からシリンダ７上室へ流入する圧縮空気の量のほうが多いため、蓄圧室１の圧力はわずかに減少する。蓄圧室１からシリンダ７上室に圧縮空気が流入したことにより、ピストン１０が下方向に移動する。これにより、シリンダ７上室、シリンダ７下室ともに圧力が上昇する。シリンダ７下室の空気は、ピストン１０が下降してわずかしか経っていないため、圧力の上昇はわずかである。図３の打込機の蓄圧室１、シリンダ７上室、シリンダ７下室の圧力の関係を比で表すと、９：５：１．５程度である。

図４に示すように、ピストン１０が空気通路１５を通過すると、空気通路１５を介して戻り空気室１３へ圧縮空気が流入する。これにより、戻り空気室１３の圧力がスプリング２３の付勢力より大きくなるため、シリンダ７は上方向に移動する。シリンダ７が上方向に移動すると、シリンダ７上端はヘッドバルブ６とシールする。これにより、蓄圧室１とシリンダ７上室との連通が遮断される。図３の状態と同様に、蓄圧室１には、図示しないエアホースから圧縮空気が供給され続ける。しかし、蓄圧室１とシリンダ７上室の連通は遮断されている。よって、蓄圧室１の圧力は図２の圧力と等しくなる。蓄圧室１とシリンダ７上室の連通は遮断されているため、シリンダ７上室に圧縮空気が流入しなくなる。よって、シリンダ７上室の圧力の上昇はわずかである。図３の状態より、さらにピストン１０が下降することにより、シリンダ７下室の圧力は、さらに上昇する。図４の打込機の蓄圧室１、シリンダ７上室、シリンダ７下室の圧力の関係を比で表すと、１０：６：２．５程度である。

トリガ８を戻すと、プランジャ９が戻り、制御バルブ３内に圧縮空気が流入する。そして、圧縮空気は空気通路２、空気通路４を介してヘッドバルブ室５へ流入する。ヘッドバルブ室５に圧縮空気が流入することにより、ヘッドバルブ６が押し下げられ、ヘッドバルブ６、シリンダ７は一体となって下方向に移動する。その後、戻り空気室１３に蓄積された圧縮空気によってピストン１０下側が押圧され、ピストン１０は上死点側に移動する。この時、ピストン１０上側の圧縮空気は、空気通路１８、膨張室１９で減圧、消音されながら大気に放出され初期状態に戻る。

このように釘１１を打ち込み、ピストン１０の下降中に、ピストン１０上側に流入する圧縮空気を遮断することにより、打込みエネルギーにはならない圧縮空気を低減することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明した。本発明は本実施形態に限定されず、発明の内容を逸脱しない範囲での変更が可能である。

本発明打込機の一実施形態を示す全体断面図。本発明打込機の一実施形態の主要部を示す拡大断面図。本発明打込機のトリガを引いたときの主要部を示す拡大断面図。本発明打込機のトリガを引いたときの主要部を示す拡大断面図。従来の打込機の一実施形態を示す全体断面図。

符号の説明

１・・・蓄圧室４・・・空気通路６・・・ヘッドバルブ７・・・シリンダ
７ａ・・・フランジ部１０・・・ピストン１３・・・戻り空気室２１・・・シリンダ付勢部
２３・・・スプリング２４・・・射出部

Claims

ハウジングと、該ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該蓄圧室と該シリンダの連通を制御するヘッドバルブと、該ヘッドバルブの動きを制御するトリガと、を備えた打込機において、該シリンダは移動手段を有し、該トリガを引くことにより、該移動手段に圧縮空気による圧力が働くことを特徴とする打込機。
ハウジングと、該ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該蓄圧室と該シリンダの連通を制御するヘッドバルブと、該シリンダ内を往復動可能なピストンと、ピストンを上死点に復帰させるための圧力を蓄える戻り空気室と、を備えた打込機において、該シリンダはフランジ部を有し、該フランジ部はハウジングとシールして戻り空気室の一部を形成し、該フランジ部の上部には、該フランジを常時下方向に付勢する弾性体を設け、該弾性体の付勢力は戻り空気室の最大圧力よりも小さいことを特徴とする打込機。