JP2011056648A

JP2011056648A - 打込機

Info

Publication number: JP2011056648A
Application number: JP2009212061A
Authority: JP
Inventors: Isamu Tanji; 勇丹治
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: JP5397835B2

Abstract

【課題】圧縮空気の消費量を低減させた打込機の提供。
【解決手段】メインバルブ室１０ｅはメインバルブ制御通路６１、メインバルブ室通路６２により蓄圧室１０ａと接続されている。メインバルブ室１０ｅと蓄圧室１０ａとの間のメインバルブ制御通路６１の部分、メインバルブ室通路６２の部分には、内部にサブバルブ７２を有する筒状部７１が設けられている。サブバルブ制御通路６３の一端は筒状部７１の上端に接続され他端は戻り空気室１０ｂに接続されている。サブバルブ７２が第１位置のときに、メインバルブ室通路６２が遮断されメインバルブ制御通路６１が連通し、第２位置のときに、メインバルブ室通路６２が連通しメインバルブ制御通路６１が遮断される。
【選択図】図５

Description

本発明は圧縮空気により駆動される打込機に関し、特に圧縮空気の消費量を低減させた打込機に関する。

圧縮空気を動力源として釘やステープラ等の留め具を打撃して打ち込む打込機が従来より知られている。このような打込機では、打ち込みを行う前の初期状態となっているときにプッシュレバを被打込材に押し当て、トリガを引くことにより、圧縮空気の圧力に抗してトリガバルブのプランジャが押し上げられ、圧縮空気が貯留されている蓄圧室と、シリンダ内面とピストンとで形成されるピストン上室とを連通させるメインバルブが作動する。このことによりピストンを急激に変位させ留め具に対して打撃して留め具の打ち込みを行う。ピストンの変位に伴い、ピストン上室内の圧縮空気はシリンダ内から戻り空気室内へ流入し、ピストンを初期状態の位置へ戻すことに用いられる。このような打込機は、例えば、特開２００２−１３７１７３号公報（特許文献１）に記載されている。

上述したような打込機たる釘打機においては、打込み動作終了後、トリガを離すか、プッシュレバを被打込材から離すことによって、トリガバルブのプランジャが初期位置に戻り、次いでメインバルブが蓄圧室とピストン上室の間の空気通路を閉じる。

しかし、トリガを引く動作は打込機の使用者が指で行うため、トリガが指で引かれている時間は、ピストンの急激な変位により打撃をする時間と比較して長時間である。ピストンの急激な変位により打撃が完了した後にも引続きトリガが引かれた状態が続き、長時間にわたりピストン上室に圧縮空気が供給され続けると、圧縮空気が余計に浪費される。

そこで特開平９−１０３９７４号公報（特許文献２）では、トリガが引かれた後に引続きトリガが引かれた状態が維持された場合であっても、ピストン上室内への圧縮空気の供給が自動的に停止されるように作用するトリガバルブを有する打込機が開示されている。

一方、近年の規制緩和や空気圧縮機の性能向上により、打込機などの空気工具においても、２０気圧以上の圧力（以下、「高圧」と記述することがある）を使用することができるようになり、圧縮空気圧力の高圧化は打込機の小型化や高出力化に寄与している。その反面、前述のトリガバルブのプランジャを動作させる際には、蓄圧室内の高い圧力が抵抗となってしまう問題があった。そこで、例えば、特開２００５−２０５５０４号公報（特許文献３）に記載されているように、トリガバルブ内にバルブピストンを有する構造が知られている。蓄圧室内の圧縮空気の圧力をトリガバルブの動作に用いることで、トリガの引き操作の速度のばらつきに関わらず、打込機の打込み動作の速度を安定させることができる。

特開２００２−１３７１７３号公報特開平９−１０３９７４号公報特開２００５−２０５５０４号公報

しかし、特許文献２記載のトリガバルブは特殊な構成をなしており、上述の特許文献３記載のトリガバルブ構造によって、釘打機の動作を安定させる効果と両立させることはできなかった。

そこで、本発明は、トリガの引き操作の速度のばらつきに関わらず、打込機の打込み動作の速度を安定させる構成のトリガバルブを有し、トリガが引かれた後に引続きトリガが引かれた状態が維持された場合であっても、ピストン上室内への圧縮空気の供給を自動的に停止する打込機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、圧縮空気を蓄える蓄圧室と、シリンダと、該シリンダ内に連通する戻り空気室と、該シリンダ内に往復摺動可能に設けられたピストンと、被打込材に接触するプッシュレバーと、動作入力部たるトリガと、該シリンダに往復摺動可能に設けられ、該ピストンの上面及び該シリンダの内面より画成されるピストン上室から該蓄圧室への通路及び大気への通路を択一的に形成するメインバルブと、該メインバルブを収容するメインバルブ室と、該メインバルブ室より延びるメインバルブ制御通路と、該メインバルブ制御通路に接続され、該蓄圧室から該メインバルブ制御通路への流路及び該メインバルブ室から大気への流路を択一的に連通、遮断するトリガバルブとを有し、該トリガバルブは、該トリガバルブの外郭となるトリガバルブ外枠部と、該トリガバルブ外枠部内に往復摺動可能に設けられてその摺動方向の一面が該蓄圧室内に面し、該メインバルブ制御通路から該蓄圧室に連通するメインバルブ入気通路及び該メインバルブ制御通路から大気に連通する通路を択一的に連通、遮断するバルブピストンと、該トリガバルブ外枠部を貫通すると共に該バルブピストン内に貫入されたプランジャと、を有し、該プランジャが該トリガバルブ外枠部を貫通した貫通箇所の隙間箇所にはトリガバルブ制御通路が提供され、該バルブピストンの摺動方向の他面及び該トリガバルブ外枠部によりトリガバルブ室が画成され、該プランジャは該トリガバルブ室を貫通して、該トリガの動作及び該プッシュレバーの被打込材への当接に基づいて上下摺動し、該蓄圧室から該トリガバルブ室までに連通するトリガバルブ入気通路及び該トリガバルブ室から大気に連通する通路を択一的に連通、遮断する打込機において、一端が該蓄圧室に接続され他端が該メインバルブ室に接続されたメインバルブ室通路と、一端が該戻り空気室に接続されたサブバルブ制御通路とが形成され、該サブバルブ制御通路の他端に一端部の端面が対向配置され、他端部は該メインバルブ制御通路内に配置され、該一端部と該他端部との間の中間部が該メインバルブ室通路内に配置され、該一端部と該他端部とを結ぶ方向に移動可能なサブバルブを備え、該サブバルブの該移動により該サブバルブの他端部は該メインバルブ制御通路を遮断可能であり、該中間部の周面にはエア周面流路が形成され該エア周面流路を介して該メインバルブ室通路の一端側と他端側とは連通可能であり、該エア周面流路が形成されていない該中間部の周面の部分で該メインバルブ室通路を遮断可能であり、該サブバルブは、該メインバルブ制御通路を遮断されていない連通状態とし且つメインバルブ室通路を遮断する第１位置と、該メインバルブ制御通路を遮断し且つメインバルブ室通路を連通する第２位置との間で移動可能である打込機を提供している。

一端が該蓄圧室に接続され他端が該メインバルブ室に接続されたメインバルブ室通路と、一端が該戻り空気室に接続されたサブバルブ制御通路とが形成され、該サブバルブ制御通路の他端に一端部の端面が対向配置され、他端部は該メインバルブ制御通路内に配置され、該一端部と該他端部との間の中間部が該メインバルブ室通路内に配置され、該一端部と該他端部とを結ぶ方向に移動可能なサブバルブを備え、該サブバルブの該移動により該サブバルブの他端部は該メインバルブ制御通路を遮断可能であり、該中間部の周面にはエア周面流路が形成され該エア周面流路を介して該メインバルブ室通路の一端側と他端側とは連通可能であり、該エア周面流路が形成されていない該中間部の周面の部分で該メインバルブ室通路を遮断可能であり、該サブバルブは、該メインバルブ制御通路を遮断されていない連通状態とし且つメインバルブ室通路を遮断する第１位置と、該メインバルブ制御通路を遮断し且つメインバルブ室通路を連通する第２位置との間で移動可能であるため、戻り空気室内の圧力が高くなることによりサブバルブは第２位置となり、メインバルブ室内へ圧縮空気を供給し、メインバルブがピストン上室から大気への通路を形成した状態としてピストン上室と蓄圧室とを遮断することができる。このため、特開２００５−２０５５０４号公報（特許文献１）に記載されているような構成のトリガバルブを有する打込機において、トリガが引かれた後に引続きトリガが引かれた状態が維持された場合であっても、ピストン上室内への圧縮空気の供給を自動的に停止することができる。

ここで、該サブバルブの該中間部であって該エア周面流路よりも他端部寄りの部分にはフランジ部を有し、該サブバルブの一端部側の該フランジ部の端面の面積をＤとし、該サブバルブの他端部側の該フランジ部の端面及び該メインバルブ制御通路のトリガバルブ側からの圧縮空気の圧力を受ける該サブバルブの他端部の端面の面積をＦとし、該サブバルブにより遮断される該メインバルブ制御通路の部分の断面積をＥとしたときに、Ｅ＋Ｆ＞Ｄ＞Ｅの関係を有することが好ましい。

該サブバルブの該中間部であって該エア周面流路よりも他端部寄りの部分にはフランジ部を有し、該サブバルブの一端部側の該フランジ部の端面の面積をＤとし、該サブバルブの他端部側の該フランジ部の端面及び該メインバルブ制御通路のトリガバルブ側からの圧縮空気の圧力を受ける該サブバルブの他端部の端面の面積をＦとし、該サブバルブにより遮断される該メインバルブ制御通路の部分の断面積をＥとしたときに、Ｄ＞Ｅの関係を有するため、蓄圧室からピストン上室に圧縮空気が流入することによりピストンが移動しピストンが元の位置に戻るまでの間に、サブバルブが第１位置と第２位置との間で往復運動してしまうことを防止することができる。また、Ｅ＋Ｆ＞Ｄの関係を有するため、トリガが開放されたときにサブバルブを第１位置へ戻すことができる。

以上より本発明は、トリガの引き操作の速度のばらつきに関わらず、打込機の打込み動作の速度を安定させる構成のトリガバルブを有し、トリガが引かれた後に引続きトリガが引かれた状態が維持された場合であっても、ピストン上室内への圧縮空気の供給を自動的に停止する打込機を提供することができる。

本発明の実施の形態による打込機においてトリガが操作される前の状態を示す概念図。本発明の実施の形態による打込機のサブバルブを示す要部概念図。本発明の実施の形態による打込機のトリガバルブを示す要部概念図。本発明の実施の形態による打込機においてトリガが操作された状態を示す概念図。本発明の実施の形態による打込機においてトリガが操作された後にサブバルブが第２位置に移動した状態を示す概念図。本発明の実施の形態による打込機においてサブバルブが第２位置に移動した状態のときに、ピストンが上方へ戻ってきている状態を示す概念図。本発明の実施の形態による打込機においてトリガが開放された状態を示す概念図。

本発明による打込機の実施の形態について図１乃至図７を参照しながら説明する。図１に示す打込機１は圧縮空気により駆動する打込機であり、フレーム１０とフレーム１０の一方に位置するハンドル１０Ａとフレーム１０の下端に位置するノーズ１０Ｂとが一体で設けられている。以下の説明では、便宜上図１の上下左右をそれぞれ打込機１の上下左右とする。

ハンドル１０Ａにはエアホース１０Ｃが接続されており、エアホース１０Ｃを通して圧縮空気をハンドル１０Ａ及びフレーム１０内に形成された蓄圧室１０ａに供給可能である。

フレーム１０内には円筒状のシリンダ１１が設けられており、シリンダ１１内には上下に摺動可能にピストン１２Ａが設けられている。ピストン１２Ａにはドライバブレード１２Ｂが一体に形成され、先端部１２Ｃによって留め具２たる釘を打込み可能である。また、シリンダ１１の軸方向における略中央部には逆止弁１２Ｄが備えられており、シリンダ１１下部の外部には、ドライバブレード１２Ｂを上死点に復帰させるために圧縮空気を貯める戻り空気室１０ｂが、フレーム１０の一部及びシリンダ１１の一部により画成されている。圧縮空気は、逆止弁１２Ｄによってシリンダ１１内からシリンダ１１外の戻り空気室１０ｂへの一方向にのみ流れることができるように構成されている。

またシリンダ１１下部には、シリンダ１１内と戻り空気室１０ｂ内とを常時連通する空気通路１１ａが形成されている。またシリンダ１１下端には、留め具２打ち込み後のドライバブレード１２Ｂの余剰エネルギーを吸収するためのピストンバンパ１１Ａが設けられている。

ハンドル１０Ａの基部には操作部２０が設けられている。操作部２０は、作業者の指によって操作されるトリガ２１と、トリガ２１に回動可能に装着されたアームプレート２２と、ノーズ１０Ｂの下端から突き出しアームプレート２２近傍まで延びノーズ１０Ｂに沿って移動可能なプッシュレバー２３とを有している。またハンドル１０Ａの基部でトリガ２１に対向する箇所には後述のトリガバルブ部３０が設けられている。

作業者の指によるトリガ２１の引き操作とプッシュレバー２３の被打込材への押し当て操作との両方が同時に行われた時に、アームプレート２２とトリガ２１とにより構成されるリンク機構によって、図４に示すように後述のトリガバルブ部３０のプランジャ３２（図３）が押し上げられるように構成されている。

ノーズ１０Ｂには、留め具２を射出するための射出部４０が設けられている。射出部４０には、留め具２たる釘を充填するマガジン４１と、マガジン４１に装填された留め具２を順次射出口４０ａに給送する図示せぬ給送機構とが設けられている。

トリガバルブ部３０は、図３に示すように、外方バルブブッシュ３０Ａ及び内方バルブブッシュ３０Ｂと、バルブピストン３１と、プランジャ３２とを有している。外方バルブブッシュ３０Ａ及び内方バルブブッシュ３０Ｂは、トリガバルブの外郭をなすトリガバルブ外枠部としてフレーム１０に固定されている。内方バルブブッシュ３０Ｂには、蓄圧室１０ａと後述のメインバルブ制御通路６１との連通を常時遮断するOリング３０Ｂ１と、後述のメインバルブ制御通路６１と大気を常時遮断するOリング３０Ｂ２とが設けられている。

バルブピストン３１は、外方バルブブッシュ３０Ａ内及び内方バルブブッシュ３０Ｂ内に位置するように設けられており、外方バルブブッシュ３０Ａ及び内方バルブブッシュ３０Ｂに対して往復摺動可能である。バルブピストン３１はその摺動方向の一端部が蓄圧室１０ａに面している。バルブピストン３１の内方バルブブッシュ３０Ｂ内、外方バルブブッシュ３０Ａ内に位置する部分は、直径が内方バルブブッシュ３０Ｂ及び外方バルブピストン３１に形成された貫通孔の孔径より小さく、この部分にそれぞれの通路を遮断するOリング３１Ａ、Oリング３１Ｂが設けられている。

また、バルブピストン３１の下方には、バルブピストン３１の下端部と外方バルブブッシュ３０Ａとによってトリガバルブ室３０ａが画成されている。バルブピストン３１にはトリガバルブ室３０ａと後述の空気通路３０ｅとの連通を常時遮断するOリング３１Ｃが設けられている。

プランジャ３２は、バルブピストン３１の軸心位置に形成された貫通孔内に配置されており、貫通孔を画成するバルブピストン３１に対して往復摺動可能である。プランジャ３２の下端部は、トリガバルブ室３０ａ内を貫通しており、バルブブッシュ１０に形成された貫通孔を貫通しアームプレート２２に当接可能である。プランジャ３２の上端部は蓄圧室１０ａに面している。

バルブピストン３１の貫通孔内、外方バルブブッシュ３０Ａの貫通孔内に挿入されるプランジャ３２の部分においては、プランジャ３２の直径がバルブピストン３１及び外方バルブブッシュ３０Ａに形成された貫通孔の直径よりも小さく、この部分には、プランジャ３２とバルブピストン３１との間、プランジャ３２と外方バルブブッシュ３０Ａとの間を遮断するOリング３２Ａ、Oリング３２Ｂが設けられている。バルブピストン３１とプランジャ３２との間にはスプリング３３が設けられており、バルブピストン３１を上方に付勢すると共にプランジャ３２を下方に付勢している。

プランジャ３２とバルブピストン３１との間には蓄圧室１０ａからトリガバルブ室３０ａに連通する空気通路３０ｂが形成されており、プランジャ３２と外方バルブブッシュ３０Ａとの間にはトリガバルブ室３０ａから大気に連通するトリガバルブ制御通路３０ｃが形成されている。空気通路３０ｂ及びトリガバルブ制御通路３０ｃは、プランジャ３２が摺動することにより択一的に連通／遮断される。

またトリガバルブ部３０は、後述のメインバルブ室１０ｅより延びる管部材により画成される後述のメインバルブ制御通路６１に接続されている。具体的には、バルブピストン３１と内方バルブブッシュ３０Ｂとの間にメインバルブ制御通路６１から蓄圧室１０ａに連通するメインバルブ入気通路３０ｄが形成されており、バルブピストン３１と外方バルブブッシュ３０Ａとの間にメインバルブ制御通路６１から大気に連通する空気通路３０ｅが形成されている。そして、メインバルブ制御通路６１は、外方バルブブッシュ３０Ａと内方バルブブッシュ３０Ｂとの間の空間をなすこれらメインバルブ入気通路３０ｄ、空気通路３０ｅに連通可能である。メインバルブ入気通路３０ｄ、空気通路３０ｅは、バルブピストン３１が上下摺動することにより択一的に連通／遮断されるように構成されている。

バルブピストン３１が上死点側に位置している時には、メインバルブ入気通路３０ｄが開通して蓄圧室１０ａとメインバルブ制御通路６１とが連通すると共に、空気通路３０ｅが閉鎖してメインバルブ制御通路６１と大気とがＯリング３１Ｂで遮断される。またバルブピストン３１が下死点側に位置している時には、メインバルブ入気通路３０ｄが閉鎖してメインバルブ制御通路６１と蓄圧室１０ａとがＯリング３１Ａで遮断されると共に、空気通路３０ｅが開通してメインバルブ制御通路６１と大気とが連通されるように構成されている。

プランジャ３２が上死点側に位置している時には、トリガバルブ制御通路３０ｃが開通してトリガバルブ室３０ａと大気とが連通すると共に、空気通路３０ｂが閉鎖して蓄圧室１０ａとトリガバルブ室３０ａとがＯリング３２Ａで遮断される。またプランジャ３２が下死点側に位置している時には、トリガバルブ制御通路３０ｃが閉鎖してトリガバルブ室３０ａと大気とがＯリング３２Ｂで遮断されると共に、空気通路３０ｂが開通して蓄圧室１０ａとトリガバルブ室３０ａとが連通するように構成されている。

シリンダ１１の上端上方にはメインバルブ部５０が設けられている。メインバルブ部５０は、メインバルブ５１と、シリンダ１１の上方に固着されたメインバルブラバー５２Ａと、メインバルブ５１を下死点側に付勢するメインバルブスプリング５３と、シリンダ１１の上方に設置され、シリンダ１１のピストン１２Ａの上室１１ｂの圧縮空気を排気するための空気通路１０ｃをメインバルブ５１との当接によって遮断するエキゾーストラバー５２Ｂとを有している。また空気通路１０ｃはフレーム１０上部に設けた排気穴１０ｄを経て大気と連通している。

メインバルブ５１はフレーム１０の一部より形成されるメインバルブ室画成部１０Ｄ内に収容可能に設けられている。当該メインバルブ５１を収容可能なメインバルブ室画成部１０Ｄの部分はメインバルブ室１０ｅをなし、メインバルブ制御通路６１に連通する。メインバルブ５１の上部には、メインバルブ室１０ｅと空気通路１０ｃとの連通を常時遮断するOリング５１Ａが設けられている。メインバルブ５１の略中央部には、メインバルブ室１０ｅと蓄圧室１０ａとの連通を常時遮断するOリング５１Ｂが設けられている。Oリング５１Ａ、５１Ｂによりメインバルブ室１０ｅは気密性が保たれている。

図４に示すように、メインバルブ５１が上死点側に位置しているときには、メインバルブ５１がエキゾーストラバー５２Ｂと接触して空気通路１０ｃを閉鎖しシリンダ１１内のピストン１２Ａの上室１１ｂと大気とが遮断されると共に上室１１ｂと蓄圧室１０ａとが連通する。また、図１に示すように、メインバルブ５１が下死点側に位置しているときには、メインバルブ５１がメインバルブラバー５２Ａと接触してシリンダ１１内のピストン１２Ａの上室１１ｂと蓄圧室１０ａとを遮断されると共に、メインバルブ５１はエキゾーストラバー５２Ｂから離間して空気通路１０ｃを開通させ、上室１１ｂと大気とを連通させる。

メインバルブ室１０ｅは、管部材により画成されるメインバルブ制御通路６１、メインバルブ室通路６２により蓄圧室１０ａと接続されている。メインバルブ室１０ｅと蓄圧室１０ａとの間のメインバルブ制御通路６１の部分、メインバルブ室通路６２の部分には、筒状部７１が設けられており、筒状部７１内にはサブバルブ７２が設けられている。

筒状部７１の内周面により画成される空間は、筒状部７１の上部からメインバルブ室通路６２に接続されている略中央部までが空間小径部をなし、略中央部よりも筒状部７１の下部の部分が空間拡径部をなしている。メインバルブ制御通路６１を画成する管部材は、筒状部７１の下端部側面に接続されている。また、筒状部７１の下端は、メインバルブ制御通路６１のメインバルブ室１０ｅ側の部分が接続されており、筒状部７１の下端部内空間を通してメインバルブ制御通路６１のメインバルブ室１０ｅ側とトリガバルブ側とは連通可能である。メインバルブ室通路６２を画成する管部材は、空間小径部に相当する筒状部７１の上部側面に接続されている。

サブバルブ７２は一体で設けられたサブバルブ縮径部７２Ａとサブバルブ拡径部７２Ｂとを有している。サブバルブ縮径部７２Ａは筒状部７１の空間小径部に主として配置されており、空間小径部を画成する筒状部７１の内周面に対して筒状部７１の軸方向へ摺動可能である。サブバルブ拡径部７２Ｂは空間拡径部内に配置されており、空間拡径部を画成する筒状部７１の内周面に対して筒状部７１の軸方向へ摺動可能である。サブバルブ縮径部７２Ａ上端面の面積ｄは、サブバルブ拡径部７２Ｂの断面積よりも小さい。

サブバルブ縮径部７２Ａにはその周方向にエア周面流路７２ａをなす溝が形成されている。サブバルブ７２の軸方向における当該溝の両端近傍部には、筒状部７１の軸方向においてエア周面流路７２ａをシールするためのＯリング７２Ｃ、７２Ｄがそれぞれ設けられている。また、サブバルブ拡径部７２Ｂには、筒状部７１の内周面とサブバルブ拡径部７２Ｂとの間をシールするためのＯリング７２Ｅが設けられている。図５に示すように、サブバルブ７２がその軸方向へ移動してエア周面流路７２ａがメインバルブ室通路６２に対向する位置関係となる下死点位置に至ったときに、エア周面流路７２ａを介してメインバルブ室通路６２により蓄圧室１０ａとメインバルブ室１０ｅとが連通する。また、サブバルブ７２がその軸方向上方へ移動してエア周面流路７２ａがメインバルブ室通路６２に対向しない位置関係となる上死点位置となったときには、Ｏリング７２Ｄによりメインバルブ室通路６２が遮断されるように構成されている。このときのサブバルブ７２の位置（図１）は第１位置に相当する。

サブバルブ拡径部７２Ｂの下端には端部シール部材７２Ｆが設けられている。サブバルブ７２が下方へ移動し下死点に至ると、端部シール部材７２Ｆは筒状部７１の下端に接続されたメインバルブ制御通路６１のメインバルブ室１０ｅ側の部分の開口部６１Ａに当接することでメインバルブ制御通路６１を遮断する。このときのサブバルブ７２の位置（図５）は第２位置に相当する。当該開口部６１Ａから離間するとメインバルブ制御通路６１は連通状態となる。

サブバルブ７２が第２位置にあるときにサブバルブ７２を下方に押圧する圧縮空気の受圧面積、すなわち、サブバルブ縮径部７２Ａに接続されているサブバルブ拡径部７２Ｂの部分の軸方向端面の面積Ｄと、筒状部７１の下端に接続されたメインバルブ制御通路６１のメインバルブ室１０ｅ側の部分の開口部６１Ａの面積Ｅと、端部シール部材７２Ｆ以外のサブバルブ拡径部７２Ｂの下端面及び後述のスプリング７３の上端が当接するサブバルブ拡径部７２Ｂの下端部の端面の面積Ｆとの間には、
Ｅ＋Ｆ＞Ｄ＞Ｅ
の関係がある。

筒状部７１内であって、サブバルブ７２の下端部と筒状部７１の下端との間にはスプリング７３が設けられており、サブバルブ７２を上方に付勢している。スプリング７３の付勢力は、サブバルブ７２にスプリング７３の付勢力以外の力が作用していないときに、サブバルブ７２を上死点位置に維持できる程度であり、後述のようにサブバルブ７２に作用する圧縮空気の力と比較して極めて弱い。

筒状部７１の上端はサブバルブ制御通路６３を画成する管部材の一端に接続されている。サブバルブ制御通路６３の他端は戻り空気室１０ｂに接続されている。筒状部７１の上端と戻り空気室１０ｂとの間のサブバルブ制御通路６３の部分にはサブバルブ制御通路筒状部６３Ａが設けられており、サブバルブ制御通路筒状部６３Ａ内には切換バルブ６３Ｂが設けられている。切換バルブ６３Ｂは、サブバルブ制御通路６３の遮断／連通を切換可能である。以下の動作説明では、切換バルブ６３Ｂはサブバルブ制御通路６３を連通状態としたままである。

次に、打込機１による打ち込み動作について説明する。先ず、打込機１にエアホース１０Ｃをつなぎ、圧縮空気を蓄圧室１０ａに蓄積する。このときには、プランジャ３２（図３）の上部端面に蓄圧室１０ａ内の圧力が作用しているため、スプリング３３の付勢力とあいまってプランジャ３２は下死点に位置している。プランジャ３２が下死点に位置することにより空気通路３０ｂが開通しており、蓄圧室１０ａとトリガバルブ室３０ａとが連通している。同時にトリガバルブ制御通路３０ｃがＯリング３２Ｂで閉鎖されているため、トリガバルブ室３０ａと大気との連通は遮断されており、蓄圧室１０ａ内の圧縮空気の一部は空気通路３０ｂを介してトリガバルブ室３０ａ内に流入し蓄圧室１０ａと同圧の空気が蓄積されている。

このときバルブピストン３１は上死点に位置している。バルブピストン３１が上死点に位置していることにより、メインバルブ入気通路３０ｄが開通して蓄圧室１０ａとメインバルブ制御通路６１とが連通している。同時に空気通路３０ｅが閉鎖されているため、メインバルブ制御通路６１と大気との連通はＯリング３１Ｂで遮断されており、蓄圧室１０ａ内の圧縮空気の一部はメインバルブ制御通路６１に流入し、メインバルブ室１０ｅ（図１）に蓄圧室１０ａと同圧の空気が蓄積される。蓄圧室１０ａ内の圧縮空気の一部がメインバルブ室１０ｅ内に流入しているため、メインバルブスプリング５３の付勢力によって、メインバルブ５１は下死点に位置している。

メインバルブ５１が下死点に位置していることにより、メインバルブ５１がメインバルブラバー５２Ａと接触し、エキゾーストラバー５２Ｂと離間して空気通路１０ｃが開通する。よってシリンダ１１内のピストン１２Ａの上室１１ｂと大気とが連通されて上室１１ｂが大気圧となっている。また、シリンダ１１内の上室１１ｂと蓄圧室１０ａとの連通は遮断されているため、上室１１ｂに蓄圧室１０ａよりの空気が流入することはない。よってピストン１２Ａは上死点側で停止した状態にある。

このとき、サブバルブ７２の軸方向へサブバルブ７２に対して作用する圧縮空気は、サブバルブ７２の下端部を上方へ押し上げるようにメインバルブ制御通路６１を通して蓄圧室１０ａから筒状部７１へ流入する圧縮空気のみであるため、この圧縮空気によりサブバルブ７２は上死点に位置している。従って、蓄圧室１０ａとメインバルブ室１０ｅとは筒状部７１、メインバルブ制御通路６１、及びトリガバルブ部３０により連通している。一方、蓄圧室１０ａとメインバルブ室１０ｅとの間でメインバルブ室通路６２は遮断された状態となっている。

次に、図４に示すように、トリガ２１の引き操作およびプッシュレバー２３の被打込材への押し当て操作の両方を行い、プランジャ３２（図３）を上死点に押し上げる。プランジャ３２が上死点側に位置することによりＯリング３２Ｂのシールが無効となり、トリガバルブ制御通路３０ｃが開通する。このことによりトリガバルブ室３０ａと大気とが連通し、トリガバルブ室３０ａ内は大気圧となる。また空気通路３０ｂが閉鎖して蓄圧室１０ａとトリガバルブ室３０ａとの連通をＯリング３２Ａで遮断し、蓄圧室１０ａからトリガバルブ室３０ａ内への空気の流入が停止する。

この結果、トリガバルブ室３０ａ内が大気圧となるため、バルブピストン３１の蓄圧室１０ａ側が受ける圧力とトリガバルブ室３０ａ側が受ける圧力に差が生じ、バルブピストン３１は下死点へと移動する。

バルブピストン３１が下死点に位置することにより、メインバルブ入気通路３０ｄが閉鎖してメインバルブ制御通路６１と蓄圧室１０ａとの連通がＯリング３１Ａで遮断され、蓄圧室１０ａからメインバルブ制御通路６１への空気の流入が停止する。またＯリング３１Ｂのシールが無効となり、空気通路３０ｅが開通してメインバルブ制御通路６１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６１内が大気圧となり、メインバルブ制御通路６１に連なるメインバルブ室１０ｅ（図４）内も大気圧になる。

メインバルブ室１０ｅ内が略大気圧になると、メインバルブ５１の下方外周面５１Ｃ及びメインバルブ５１上側端面５１Ｄの圧力差により発生する上方向への圧力によって、図４に示すようにメインバルブ５１が上死点側に移動する。メインバルブ５１が上死点側に移動し始めると、蓄圧室１０ａとピストン１２Ａの上室１１ｂが連通するため、下方外周面５１Ｃに加え、メインバルブ５１の下方外周面５１Ｃにかかる受圧力によって、メインバルブ５１は急激に上死点側に移動し、エキゾーストラバー５２Ｂに当接し、蓄圧室１０ａ及びピストン１２Ａの上室１１ｂと大気との連通とが遮断される。

メインバルブ５１が下死点から上死点へと移動することにより蓄圧室１０ａからのピストン１２Ａの上室１１ｂに圧縮空気が流入し、ピストン１２Ａは急激に下死点側に移動し、先端部１２Ｃにより留め具２を打ち込む。シリンダ１１内のピストン１２Ａ下側の空気は、空気通路１１ａを介して戻り空気室１０ｂに流入し、ピストン１２Ａが逆止弁１２Ｄを通過すると、ピストン１２Ａの上室１１ｂの圧縮空気は逆止弁１２Ｄ及び空気通路１１ａを通して圧縮空気が上室１１ｂから戻り空気室１０ｂ内へと流入する。

すると、戻り空気室１０ｂ内の圧縮空気はサブバルブ制御通路６３内へ流入し、サブバルブ７２を押下げる。このことにより、図５に示すように、サブバルブ７２の下端の端部シール部材７２Ｆでメインバルブ制御通路６１のメインバルブ室１０ｅ側の部分の開口部に当接してメインバルブ制御通路６１を遮断する。このとき、メインバルブ室通路６２はエア周面流路７２ａを介して連通し、蓄圧室１０ａからの圧縮空気はメインバルブ室通路６２を通ってメインバルブ室１０ｅ内へ流入する。サブバルブ７２によりメインバルブ制御通路６１が閉じられているため、メインバルブ室１０ｅ内に流入した圧縮空気がトリガバルブ部３０から排気されることはない。このため、トリガ２１の操作とは関係なく、メインバルブ室１０ｅ内に流入した圧縮空気の圧力上昇が所定以上大きくなるとメインバルブ５１が強制的に下降し下死点に至りメインバルブ５１が閉じられる。このため、トリガ２１を開放するか否かにかわらず、蓄圧室１０ａから圧縮空気がピストン１２Ａの上室１１ｂへ流入することを防止し、上室１１ｂ内への圧縮空気の供給を自動的に停止することができる。

メインバルブ５１が下死点に移動してメインバルブラバー５２Ａに接触することにより蓄圧室１０ａとピストン１２Ａの上室１１ｂとの連通が遮断され、エキゾーストラバー５２Ｂと離間することにより上室１１ｂと大気とが連通する。戻り空気室１０ｂに蓄積された圧縮空気によってピストン１２Ａ下側が押圧され、ピストン１２Ａは急激に上死点側に移動する。上室１１ｂの空気は、空気通路１０ｃを介して排気穴１０ｄから大気に放出される。

その後、従ってピストン１２Ａはピストン１２Ａ下部室１１ｃ内の圧縮空気で押し上げられ上死点まで復帰する。ピストン１２Ａの復帰に従い、ピストン１２Ａ下部室１１ｃの圧縮空気は膨張し圧力は低くなり、更にピストン１２Ａのドライバブレード１２Ｂと射出口４０ａとの隙間から排気されるため低くなる。

ここで、戻り空気室１０ｂ内の圧縮空気の圧力が低下してゆき、ピストン１２Ａ下部室１１ｃ、戻り空気室１０ｂ内の圧力がメインバルブ室１０ｅ内の圧力より小さくなったときであっても、前述のようにサブバルブ７２においてＤ＞Ｅの関係があるため、サブバルブ７２は、メインバルブ室通路６２内圧縮空気が面積Ｄを有するサブバルブ７２の部分に作用する圧力により下方に付勢されており、メインバルブ室１０ｅ内の圧力で押し上げられることはない。このため、蓄圧室１０ａからピストン１２Ａの上室１１ｂに圧縮空気が流入し始めピストン１２Ａが移動しピストン１２Ａが元の位置たる上死点に戻るまでの間に、サブバルブ７２が第１位置から第２位置へと移動し、未だ十分に低下していない圧縮空気による圧力がサブバルブ７２の面積ｄを有する部分に作用して、再びサブバルブ７２が下方へ押されて第２位置から第１位置へと移動するといったように、サブバルブ７２が第１位置と第２位置との間で往復運動してしまうことを防止することができる。

次に、トリガ２１を戻すかプッシュレバー２３の被打込材への押し当て操作をやめると、プランジャ３２（図３）は上端部に作用する蓄圧室１０ａの圧力とスプリング３３の押圧力によって下死点側に移動する。プランジャ３２が下死点に移動することにより、Ｏリング３２Ｂによってトリガバルブ制御通路３０ｃが遮断され、Ｏリング３２Ａのシールが無効になり空気通路３０ｂを介して蓄圧室１０ａの圧縮空気がトリガバルブ室３０ａに流入する。

トリガバルブ室３０ａに圧縮空気が流入すると、バルブピストン３１の上部端面の面積および下方端面の面積の差により発生する押圧力と、スプリング３３の付勢力とによって、バルブピストン３１は上死点側に移動する。

すると、蓄圧室１０ａ内の圧縮空気はメインバルブ制御通路６１内に流入する。すると、前述のようにＥ＋Ｆ＞Ｄの関係があるため、面積Ｅを有するサブバルブ７２の部分に作用する圧縮空気の圧力が、面積Ｄを有するサブバルブ７２の部分に作用する圧縮空気の圧力、即ち、サブバルブ７２を下方に付勢していた圧力に打ち勝って、サブバルブ７２を上方に押し上げ、図７に示すように、サブバルブ７２を上死点に復帰させ打込機を初期状態へ戻す。

本発明による打込機は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態では、切換バルブ６３Ｂは、サブバルブ制御通路６３を連通状態としたままであったが、遮断状態としてもよい。遮断状態のままとすることで、従来の打込機と同様に、作業者がトリガを開放するまでメインバルブを上死点位置に維持することができる。

本発明の打込機は、圧縮空気の節約が要求される空気式打込機の分野において特に有用である。

１・・・打込機２・・・留め具１０ａ・・・蓄圧室１０ｂ・・・戻り空気室１１・・・シリンダ１１ｂ・・・上室１２Ａ・・・ピストン２１・・・トリガ２３・・・プッシュレバ３０・・・トリガバルブ部３０ａ・・・トリガバルブ室３０ｃ・・・トリガバルブ制御通路３１・・・バルブピストン３２・・・プランジャ５１・・・メインバルブ６１・・・メインバルブ制御通路６２・・・メインバルブ室通路６３・・・サブバルブ制御通路７２・・・サブバルブ

Claims

圧縮空気を蓄える蓄圧室と、
シリンダと、
該シリンダ内に連通する戻り空気室と、
該シリンダ内に往復摺動可能に設けられたピストンと、
被打込材に接触するプッシュレバーと、
動作入力部たるトリガと、
該シリンダに往復摺動可能に設けられ、該ピストンの上面及び該シリンダの内面より画成されるピストン上室から該蓄圧室への通路及び大気への通路を択一的に形成するメインバルブと、
該メインバルブを収容するメインバルブ室と、
該メインバルブ室より延びるメインバルブ制御通路と、
該メインバルブ制御通路に接続され、該蓄圧室から該メインバルブ制御通路への流路及び該メインバルブ室から大気への流路を択一的に連通、遮断するトリガバルブとを有し、
該トリガバルブは、該トリガバルブの外郭となるトリガバルブ外枠部と、該トリガバルブ外枠部内に往復摺動可能に設けられてその摺動方向の一面が該蓄圧室内に面し、該メインバルブ制御通路から該蓄圧室に連通するメインバルブ入気通路及び該メインバルブ制御通路から大気に連通する通路を択一的に連通、遮断するバルブピストンと、該トリガバルブ外枠部を貫通すると共に該バルブピストン内に貫入されたプランジャと、を有し、該プランジャが該トリガバルブ外枠部を貫通した貫通箇所の隙間箇所にはトリガバルブ制御通路が提供され、該バルブピストンの摺動方向の他面及び該トリガバルブ外枠部によりトリガバルブ室が画成され、該プランジャは該トリガバルブ室を貫通して、該トリガの動作及び該プッシュレバーの被打込材への当接に基づいて上下摺動し、該蓄圧室から該トリガバルブ室までに連通するトリガバルブ入気通路及び該トリガバルブ室から大気に連通する通路を択一的に連通、遮断する打込機において、
一端が該蓄圧室に接続され他端が該メインバルブ室に接続されたメインバルブ室通路と、一端が該戻り空気室に接続されたサブバルブ制御通路とが形成され、
該サブバルブ制御通路の他端に一端部の端面が対向配置され、他端部は該メインバルブ制御通路内に配置され、該一端部と該他端部との間の中間部が該メインバルブ室通路内に配置され、該一端部と該他端部とを結ぶ方向に移動可能なサブバルブを備え、
該サブバルブの該移動により該サブバルブの他端部は該メインバルブ制御通路を遮断可能であり、該中間部の周面にはエア周面流路が形成され該エア周面流路を介して該メインバルブ室通路の一端側と他端側とは連通可能であり、該エア周面流路が形成されていない該中間部の周面の部分で該メインバルブ室通路を遮断可能であり、
該サブバルブは、該メインバルブ制御通路を遮断されていない連通状態とし且つメインバルブ室通路を遮断する第１位置と、該メインバルブ制御通路を遮断し且つメインバルブ室通路を連通する第２位置との間で移動可能であることを特徴とする打込機。
該サブバルブの該中間部であって該エア周面流路よりも他端部寄りの部分にはフランジ部を有し、該サブバルブの一端部側の該フランジ部の端面の面積をＤとし、該サブバルブの他端部側の該フランジ部の端面及び該メインバルブ制御通路のトリガバルブ側からの圧縮空気の圧力を受ける該サブバルブの他端部の端面の面積をＦとし、該サブバルブにより遮断される該メインバルブ制御通路の部分の断面積をＥとしたときに、
Ｅ＋Ｆ＞Ｄ＞Ｅ
の関係を有することを特徴とする請求項１記載の打込機。