JP2016221618A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】短い間隔で打ち込み動作を繰り返し行う際に、打ち込み動作を安定して適正に行わせる。【解決手段】メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際（図３（ｃ）から図３（ｄ）の状態に移行する際）には、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給する経路として、第１メインバルブ制御通路２１Ａのみが用いられ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂは用いられない。このため、メインバルブ室１０Ａ中への圧縮空気の流入速度は、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給する経路として第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方が用いられる場合の流入速度と比べて低下する。すなわち、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際の応答速度を制限することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、圧縮空気（高圧ガス）を用いて止具部材を打ち込む打込機の構造に関する。

圧縮空気（高圧ガス）を動力源とし、板材、例えば、木材、石膏ボード、鋼板等に係合する止具部材（釘、ねじ等）を打ち込む打込機が知られている。釘打機においては、釘を強い打込力で一方向に打ち込む動作が行われ、ねじ打機においては、ねじを同様にねじ全長よりも短い距離だけ打ち込み、その後でこれを回転させて締め込む動作が行われる。

圧縮空気は、例えばコンプレッサ等で生成されてタンクに溜められたものを用いることができる。このため、こうした打込機においては、圧縮空気を供給するエアホースが装着されたエアプラグが設けられ、エアプラグにエアホースが装着された状態で打込機が使用される。打込機においては、圧縮空気によって移動するピストンにドライバブレードが装着される。ピストンは、円筒形状の内面をもつシリンダ内部に設けられ、上死点と下死点の間を摺動可能とされる。打込機本体に装着されたトリガ（トリガレバー）等を操作した場合に、シリンダ内においてピストンの上側に形成された空間であるピストン上室に圧縮空気が導入され、かつシリンダ内においてピストンの下側に形成された空間であるピストン下室の空気が抜けることによってピストン及びドライバブレードが下降し、ドライバブレードの下端によって止具部材が所定の長さだけ打ち込まれる。ねじ打機においては、その後、ドライバブレードがエアモータによって回転することによって、止具部材が締め込まれる。釘打機において止具部材を打ち込む、あるいはねじ打機において止具部材を締め込む動作が終了した後には、ピストン上室への圧縮空気の供給が止まると共にその内部の圧縮空気が抜け、かつピストン下室に圧縮空気が導入されることによって、ピストンは下死点から上死点まで上昇する。その後、再び上記の打ち込み動作を行うことができる。

こうした打込機においては、上記のピストンやエアモータの動作は、エアホース（外部）から供給された圧縮空気を用いて行われ、供給された圧縮空気は、打込機内部に設けられた蓄圧室に蓄えられてから、上記の動作を行なうために各部に流される。上記の動作に際してこの流れを制御するために、複数のバルブが設けられ、このバルブの開閉動作においても、この圧縮空気が用いられる。例えば、ピストン上室へ圧縮空気を供給する動作のオン・オフは、シリンダに装着されたメインバルブの開閉動作によって制御され、このメインバルブの開閉動作も、圧縮空気の流れを用いて行われる。特許文献１に記載の技術においては、この開閉動作はメインバルブの上下方向の移動により行われ、メインバルブの開状態、閉状態は、メインバルブの上側に設けられたメインバルブ室内の空気の圧力で規定される。メインバルブ室に圧縮空気が導入されている（メインバルブ室の圧力が高い）場合には、メインバルブは下側に位置した閉状態とされ、メインバルブ室内が大気と連通した（メインバルブ室の圧力が低い）場合には、メインバルブが上昇した開状態とされピストン上室に圧縮空気が導入される。このため、メインバルブ室を大気と連通させる（メインバルブ室内から圧縮空気を流出させる）ことによってメインバルブを開状態とする動作（オン動作）、メインバルブ室に圧縮空気を流入させることによってメインバルブを閉状態とする動作（オフ動作）を行うトリガバルブが用いられる。トリガバルブのオン・オフは、トリガ（トリガレバー）等を作業者が操作することによって制御される。

例えば、打ち込み動作を短い時間間隔で繰り返し行う連続打ち動作を行う場合には、短い時間間隔でこのトリガバルブのオン・オフが繰り返し行われるため、この際のメインバルブの開閉動作の応答速度を速くすることが必要となる。特許文献１に記載の技術においては、トリガバルブとメインバルブ室とを組み合わせた構成を工夫することによって、メインバルブの開閉動作の応答速度を高め、かつこの際に使用される圧縮空気の消費量を低減している。こうした構成によって、特に連続打ち動作を安定して行うことができる。

特開２００５−２６２３８１号公報

１回の打ち込み動作の終了時には、メインバルブを開状態から閉状態とする動作（ピストン上室への圧縮空気の供給を停止させる動作）が行われた後に、ピストンは上死点側に移動し、その後で次回の打ち込み動作を行うことができる。ここで、特に連続打ち動作の場合において、メインバルブを開状態から閉状態とする動作のタイミングが速すぎた場合には、ピストンが下死点側に移動する前、すなわち、１回の打ち込み動作が完全に終了する前に、ピストン上室への圧縮空気導入が停止する場合があり、この場合には、打ち込み動作が適正に行われない場合があった。

また、ねじ打機においては、打ち込み動作の直後にエアモータを駆動してねじを回転させる締め込み動作が行われる。これに対して、上記のようにピストンが下死点側に移動する前にメインバルブが閉状態とされた場合には、締め込み動作の開始タイミングが不適正となり、締め込み動作が適正に行われないという問題があった。

一方で、特に短い時間間隔で連続打ち動作を行わせるためには、打ち込み動作の開始（メインバルブを閉状態から開状態とする動作）は、迅速に行うことが要求された。このため、メインバルブの開閉動作において、メインバルブを閉状態から開状態とする動作の速度と、メインバルブを開状態から閉状態とする動作の速度とを同等とせず、前者のみを高くすることが要求された。これに対して、特許文献１に記載の技術においては、メインバルブを閉状態から開状態とする動作の速度、メインバルブを開状態から閉状態とする動作の速度は、共に同等に速くなるため、短い間隔で打ち込み動作を行った場合には、打ち込み動作が適正に行われない場合があった。

すなわち、圧縮空気で駆動される打込機において、短い間隔で打ち込み動作を繰り返し行う際に、打ち込み動作を安定して適正に行わせることは困難であった。

本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の打込機は、ハウジング内に設けられ、圧縮空気が内部に溜められた蓄圧室と、前記ハウジング内において上下方向に移動可能に設けられたピストンと、前記ハウジング内において、前記ピストンによって画成されて前記ピストンの上側に形成された空間であるピストン上室と、前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給させる開状態と、前記蓄圧室から前記ピストン上室への圧縮空気の流れを遮断する閉状態とが設定され、前記開状態、前記閉状態の切替が、隣接して設けられたメインバルブ室内の空気の圧力に応じて制御されるメインバルブと、前記蓄圧室から前記メインバルブ室に圧縮空気を流入させる動作と、前記メインバルブ室中の圧縮空気を流出させる動作とを切り替えて行うトリガバルブと、を具備し、前記ピストン上室に圧縮空気が導入されることによる前記ピストンの下側への移動によって止具部材の打ち込み動作を行う打込機であって、前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入の速度が、前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出の速度よりも大きくされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記トリガバルブと前記メインバルブ室とを連通させ、前記メインバルブ室における圧縮空気の流入及び流出の経路となるメインバルブ制御通路が複数設けられ、前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際に、複数の前記メインバルブ制御通路の全てを介して前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入が行われ、前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際に、複数の前記メインバルブ制御通路のうちの一部の前記メインバルブ制御通路を介した前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出が抑制される構成とされたことを特徴とする。
本発明の打込機において、前記一部の前記メインバルブ制御通路は、前記メインバルブが前記開状態とされた際に前記メインバルブによって閉塞される構成とされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記ピストンを内部で摺動させ前記ピストンの上に前記ピストン上室が形成されるように設けられたシリンダが、前記蓄圧室と隣接して設けられ、前記メインバルブは、前記開状態においては前記シリンダの上部と前記メインバルブとが離間することによって前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給し、前記閉状態においては前記シリンダの上部と前記メインバルブとが当接するように、前記シリンダの上部に設けられ、前記メインバルブ室は、前記ハウジング内において前記メインバルブの上方に形成され、前記メインバルブ室内の圧力が高い場合に前記閉状態、前記メインバルブ室の圧力が低い場合に前記開状態とされることを特徴とする。
本発明の打込機において、複数の前記メインバルブ制御通路は、前記メインバルブ室に対して上下方向における異なる箇所で接続され、前記一部の前記メインバルブ制御通路は、複数の前記メインバルブ制御通路のうち、前記メインバルブ室の下方で接続された前記メインバルブ制御通路であることを特徴とする。
本発明の打込機は、前記開状態において、複数の前記メインバルブ制御通路のうち前記一部以外の前記メインバルブ制御通路は前記メインバルブ室と連通し、前記一部の前記メインバルブ制御通路と前記メインバルブ室との間は、弾性体で封止されることを特徴とする。
本発明の打込機において、前記弾性体は前記メインバルブに装着されたＯリングであることを特徴とする。
本発明の打込機は、ハウジング内に設けられ、圧縮空気が内部に溜められた蓄圧室と、前記ハウジング内において上下方向に移動可能に設けられたピストンと、前記ハウジング内において、前記ピストンによって画成されて前記ピストンの上側に形成された空間であるピストン上室と、前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給させる開状態と、前記蓄圧室から前記ピストン上室への圧縮空気の流れを遮断する閉状態とが設定され、前記開状態、前記閉状態の切替が、隣接して設けられたメインバルブ室内の空気の圧力に応じて制御されるメインバルブと、前記蓄圧室から前記メインバルブ室に圧縮空気を流入させる動作と、前記メインバルブ室中の圧縮空気を流出させる動作とを切り替えて行うトリガバルブと、を具備し、前記ピストン上室に圧縮空気が導入されることによる前記ピストンの下側への移動によって止具部材の打ち込み動作を行う打込機であって、前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入の通路の流路面積が、前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出の通路の流路面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明は以上のように構成したので、短い間隔で打ち込み動作を繰り返し行う際に、打ち込み動作を安定して適正に行わせることができる。

本発明の実施の形態となる打込機の全体の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態となる打込機におけるメインバルブの動作の状態を示す断面図（その１）である。 本発明の実施の形態となる打込機におけるメインバルブの動作の状態を示す断面図（その２）である。 本発明の実施の形態となる打込機の変形例におけるメインバルブ周辺の構造を示す断面図である。

本発明の実施の形態となる打込機の構成について説明する。図１は、打込機１の全体の構成を示す断面図である。この打込機１によって、止具部材は下側に載置された板材等（被締結部材）に打ち込まれ、図１は、止具部材が打ち込まれる軸方向に沿った断面図を示している。ここでは、この打ち込み方向は上下方向としている。図中に示された上下方向、前後方向は、通常の作業時における作業者から見た方向に対応する。

この打込機１においては、打ち込み方向（上下方向）を中心軸とした略円筒形状のハウジング１０内に、止具部材に対して下側に向かって打込力を印加して打ち込み動作を行うための機構が設けられている。この動作の動力源として、外部から供給された圧縮空気が用いられる。また、この動作を行わせるための圧縮空気の流れを制御するバルブの動作も、この圧縮空気を利用して行われる。

ハウジング１０の後方には、後方に向かって延伸し、作業者が把持するハンドル６０が固定されている。ハンドル６０の後端（図１における右端）には、圧縮空気を外部から供給するためのエアホース（図示せず）を装着するためのエアプラグ６１が固定されている。エアプラグ６１を介して供給された圧縮空気は、ハンドル６０からハウジング１０にかけて設けられた蓄圧室６２に溜められ、各種の動作に使用されるためにハウジング１０内の各部に流される。エアプラグ６１と蓄圧室６２との間の空気経路に減圧弁を設け、エアホースから供給される圧縮空気の圧力を調整することもできる。また、ハウジング１０内における動作に用いられた後の圧縮空気を外部に排出することが必要となり、このための通路となる排気通路（図示せず）もハンドル６０内において蓄圧室６２と分離されて設けられている。排気通路を通った圧縮空気は、ハンドル６０の端部に設けられた排気口から外部に排出される。

ハウジング１０においては、中心軸が上下方向とされた円筒形状の内面をもつシリンダ１１が設けられ、その中に、ピストン１２が上死点と下死点の間で上下方向に摺動可能に設けられる。ピストン１２の下面側には、上下方向に延伸するドライバブレード１３が固定され、ピストン１２が下側に移動する際に、ドライバブレード１３の下端によって止具部材（図示せず）が大きな衝撃力で下側に向かって打ち込まれる。図１においては、ピストン１２は上死点に位置している。一方、シリンダ１１の下側には、打ち込み動作の際にピストン１２を下死点側で係止し、その衝撃エネルギーを吸収するバンパ１４が設けられている。

打ち込み動作に際しては、ドライバブレード１３の下端側の部分は、ハウジング１０から下側に向かって突出するノーズ１５の内部を移動する。一方、ノーズ１５には、内部に多くの止具部材を溜めることのできるマガジン７０が固定され、打ち込み動作が行われるに際しては、マガジン７０から止具部材が１本ずつノーズ１５の内部に装填される。止具部材がノーズ１５の内部に装填された状態で上側からドライバブレード１３が下側に移動することによって、止め具部材は、ノーズ１５の下端の射出口（図示せず）から下側に打ち込まれる。また、ノーズ１５の下端側には、ノーズ１５に沿って上下方向に移動可能なプッシュレバー１６が装着されている。プッシュレバー１６は、バネ（図示せず）によって下側に付勢され、外力が加わらない状態では、射出口よりも下側に突出する。

打ち込み動作は、ピストン１２が上死点（図１の状態）から圧縮空気によって下側に駆動されることによって行われる。この動作について説明する。この動作は、ハンドル６０のハウジング１０との連結部分付近の下側に設けられたトリガ（トリガレバー）６３を作業者が上側に引き、かつプッシュレバー１６が上側に移動することによって開始する。ここで、プッシュレバー１６は、作業者がノーズ１５の下端側を止具部材を打ち込むべき被締結部材に当接させることによって、ノーズ１５に沿って上側に移動する。このため、作業者がノーズ１５の下端側を被締結部材に当接させた状態でトリガ６３を上側に引くことによって、打ち込み動作を行わせることができる。あるいは、作業者がトリガ６３を引いた状態で、ノーズ１５の下端側を被締結部材に当接させることによって、打ち込み動作を行わせることができる。後者の場合には、作業者がトリガ６３を引いたままの状態で、ノーズ１５の下端側を被締結部材に当接させることによって止具部材を打ち込む動作を繰り返す連続打ち動作を行わせることができる。

この動作を行わせるために、トリガ６３の上部には、上記のようなトリガ６３とプッシュレバー１６の動きによって動作するトリガバルブ２０が設けられている。また、ハウジング１０内において、シリンダ１１の上部には、トリガバルブ２０によってその開閉動作が制御されるメインバルブ３０が設けられる。メインバルブ３０が開状態（図１においてメインバルブ３０が上側に移動した状態）においては、シリンダ１１の周囲の蓄圧室６２からシリンダ１１の上部を介して圧縮空気がシリンダ１１内におけるピストン１２の上側の空間であるピストン上室１１Ａに導入される。ピストン１２の周囲にはＯリング１２Ａが装着されているため、シリンダ１１内におけるピストン１２の下側の空間であるピストン下室１１Ｂとピストン上室１１Ａとの間の気密性は確保されている。一方、メインバルブ３０の閉状態（メインバルブ３０が下側に移動した状態）においては、メインバルブ３０はピストン上室１１Ａと蓄圧室６２との間を封止する。このようなメインバルブ３０の動作は、ハウジング１０内においてメインバルブ３０の上側に設けられたメインバルブ室１０Ａ中の圧力、すなわち、メインバルブ室１０Ａに圧縮空気が導入されているか否かによって定まる。トリガバルブ２０がオンの状態とされた場合にはメインバルブ室１０Ａは大気と連通し、その内部の圧縮空気は排出される。一方、トリガバルブ２０がオフの状態では、メインバルブ室１０Ａは蓄圧室６２と連通し、メインバルブ室１０Ａに圧縮空気が供給される。このような圧縮空気の流れは、メインバルブ室１０Ａとトリガバルブ２０とを連通させるメインバルブ制御通路２１を介して行われる。後述するように、メインバルブ制御通路２１は、メインバルブ室１０Ａ側で第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの２つに分岐されている。

打ち込み動作は、トリガバルブ２０がオフの状態からオンの状態となることによって開始される。打ち込み動作時にピストン１２が下降するに際しては、ピストン下室１１Ｂ中の空気は、シリンダ１１の下側においてシリンダ１１の周囲に形成された戻り空気室１０Ｂに流れ、ピストン１２が下死点に移動することによって止具部材が打ち込まれる。その後、トリガ６３が下側に戻される、あるいはプッシュレバー１６が下側に移動することによってトリガバルブ２０がオフとされることによりメインバルブ３０が閉状態とされ、ピストン上室１１Ａへの圧縮空気の供給が停止する。その後、戻り空気室１０Ｂに溜められた圧縮空気がピストン下室１１Ｂに流れ、かつピストン上室１１Ａ中の圧縮空気が排出されることによって、ピストン１２が再び上死点側に移動する。その後、再度トリガバルブ２０がオンとされた場合に、再び打ち込み動作が行われる。

上記の構成は、特許文献１に記載された打込機と同様である。ただし、この打込機１は、トリガバルブ２０によるメインバルブ３０の開閉状態の制御に特徴を有する。以下に、この点について説明する。

図２、３は、この打込機１におけるメインバルブ３０に関わる構造を、メインバルブ３０が閉状態（図２（ａ）、閉状態から開状態への移行時（図２（ｂ））、開状態（図３（ｃ））、開状態から閉状態への移行時（図３（ｄ））において示す断面図である。図２（ａ）においては、図１におけるメインバルブ３０周辺が拡大して示されている。ここで、図１に示されるように、トリガバルブ２０とメインバルブ室１０Ａとを連通させるメインバルブ制御通路２１は、メインバルブ室１０Ａ側で、第１メインバルブ制御通路２１Ａと、第２メインバルブ制御通路２１Ｂに分岐されている。図２、３においては、分岐後の第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂが示されている。

図２（ａ）に示されるように、メインバルブ３０は、シリンダ１１に対応した略円筒形状とされシリンダ１１の上方に設けられたメインバルブ本体３１を具備し、シリンダ１１の周囲（図２（ａ）における左右両側）には、蓄圧室６２が設けられている。メインバルブ本体３１の下端には、シリンダ１１の上端を封止可能なように装着され、弾性変形が可能なメインバルブラバー３２が装着されている。図２（ａ）においては、メインバルブ３０が下側に位置しメインバルブラバー３２がシリンダ１１の上端を封止しているため、ピストン上室１１Ａと蓄圧室６２とは連通されない。なお、図２（ａ）等においては、シリンダ１１の中心軸Ｘに沿った断面が示されており、ピストン２０、メインバルブ３０は、中心軸Ｘの周りで対称な形状とされている。

メインバルブ３０は、図２（ａ）の状態においてハウジング１０の上側の一部であるメインバルブ室画成部１０１とメインバルブ本体３１との間でメインバルブ室１０Ａが形成されるように、ハウジング１０内に装着される。メインバルブ室１０Ａの容積は、メインバルブ３０の上下方向における位置によって変動する。第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂは、メインバルブ室１０Ａ（メインバルブ室画成部１０１）における異なる高さの箇所に接続されており、第１メインバルブ制御通路２１Ａは、上側に位置する第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂは、下側に位置する第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂで、メインバルブ室画成部１０１と接続されている。第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａは、メインバルブ室１０Ａにおける最上部近くに設けられる。

また、メインバルブ本体３１の内周側にはＯリング３３Ａが、その外周側にはＯリング３３Ｂ（上側）、３３Ｃ（下側）が装着され、これらによってメインバルブ本体３１とメインバルブ室画成部１０１との間は封止される。Ｏリング３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃは、弾性体で構成され、いずれもメインバルブ本体３１を中心軸Ｘの周りで巻回している。このため、メインバルブ室１０Ａに連通した第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂ以外の部分を介してメインバルブ室１０Ａの圧縮空気が流れることは抑制され、メインバルブ室１０Ａ中の圧縮空気（圧力）は、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂを用いて制御される。

また、メインバルブ室１０Ａにおいては、メインバルブ本体３１を巻回する形態とされたバネであるメインバルブスプリング３４が設けられている。メインバルブスプリング３４の上端はメインバルブ室１０Ａ内における上側のメインバルブ室画成部１０１内面で係止され、メインバルブスプリング３４の下端はメインバルブ室１０Ａ内における下側のメインバルブ本体３１で係止される。このため、メインバルブ３０（メインバルブ本体３１）は、メインバルブスプリング３４によって下側、すなわち、メインバルブ３０が閉状態とされる側に付勢される。

一方、メインバルブ室１０Ａに圧縮空気が導入された状態では、メインバルブ３０は、メインバルブ室１０Ａ内の圧縮空気から下側に向かう圧力を受ける。また、メインバルブ３０は、メインバルブラバー３２を介して蓄圧室６２内の圧縮空気によって上側に向かう圧力も受ける。また、前記のメインバルブスプリング３４がメインバルブ３０に付与する下向きの弾性力は、メインバルブ３０がメインバルブラバー３２を介して蓄圧室６２内の圧縮空気によって受ける上向きの圧力よりも小さくなるように設定される。

図２（ａ）の状態では、メインバルブ本体３１における外周上側に装着されたＯリング３３Ｂは、メインバルブ室１０Ａに対する圧縮空気の下側の入口である第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂよりも更に下側に位置する。このため、第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａ、第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂは共にメインバルブ室１０Ａと連通する。このため、トリガバルブ２０から、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方を介してメインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給することができる。これによって、メインバルブ室１０Ａ内の高圧を維持することができる。また、メインバルブ３０は、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気が導入された図２（ａ）の状態では、下側、すなわち、閉状態とされる側に付勢されるため、メインバルブ室１０Ａ内の圧力が維持される限り閉状態が保たれ、ピストン１２は上死点から移動しない。

これに対して、図２（ｂ）は、トリガバルブ２０がオンとされた直後の状態を示す。この場合には、メインバルブ制御通路２１（第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂ）がトリガバルブ２０によって、大気と連通するように切り替えられる。このため、メインバルブ室１０Ａ内の圧縮空気は第１メインバルブ制御通路２１Ａ及び第２メインバルブ制御通路２１Ｂを介して排出され、メインバルブ室１０Ａ内の圧力が低下する。ここで、メインバルブスプリング３４の弾性力は、メインバルブ３０がメインバルブラバー３２を介して蓄圧室６２内の圧縮空気によって受ける上向きの圧力よりも小さいために、メインバルブ３０は上昇する。これにより、メインバルブラバー３２とシリンダ１１の上端部との間に隙間が形成され、この隙間を介して、蓄圧室６２からピストン上室１１Ａに圧縮空気が導入され、その圧力によってピストン１２が下降する。これによって、打ち込み動作が開始される。図２（ｂ）の状態では、メインバルブ３０が上昇を開始した直後の状態が示されている。

図３（ｃ）は、メインバルブ３０が更に上昇をして最上部に位置した状態（全開状態）を示している。この場合には、メインバルブ室１０Ａ内における上側のメインバルブ室画成部１０１内面にメインバルブ本体３１の上端部が係止されるため、メインバルブ３０はその最上部に位置する。このため、図３（ｃ）においては、メインバルブ３０が全開とされた状態が示されており、この状態で、ピストン上室１１Ａ中には大流量で圧縮空気が導入される。

この状態においては、メインバルブ３０が図２（ｂ）の状態よりも更に上側に上昇しているため、上側のＯリング３３Ｂは、メインバルブ室１０Ａに対する圧縮空気の下側の出口である第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂよりも上側に移動する。このため、この状態では下側の第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂはメインバルブ本体３１によって閉塞されている。打ち込み動作が終了する（ピストン１２が下死点に移動する）まで、このようにメインバルブ３０が全開となった状態は維持される。

図３（ｄ）は、ピストン１２が下死点に移動した後に、再びトリガバルブ２０がオフとされた直後の状態を示す。この場合には、メインバルブ室１０Ａに圧縮空気を供給するために、メインバルブ制御通路２１に圧縮空気が供給される。この圧縮空気は、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方に分岐されて供給されるが、この状態では、前記の通り、下側の第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂは閉塞されているため、第２メインバルブ制御通路２１Ｂは、メインバルブ室１０Ａに圧縮空気を供給する経路としては機能しない。このため、メインバルブ室１０Ａ内へは、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、上側に位置する第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａを介してのみ圧縮空気が供給される。

これにより、メインバルブ室１０Ａ内の圧力が高まるためにメインバルブ３０は下降し、最終的には、図２（ａ）と同様にメインバルブ３０が全閉の状態となり、ピストン上室１０Ａへの圧縮空気の供給は停止される。前記の通り、この状態では、メインバルブ３０が下側に移動したために、下側の第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂとメインバルブ室１０Ａとは再び連通し、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方から圧縮空気がメインバルブ室１０Ａに供給される。

その後、図１における戻り空気室１０Ｂに溜められた圧縮空気がピストン下室１１Ｂに流れ、かつピストン上室１１Ａ中の圧縮空気が排出されることによってピストン１２が再び上死点側に移動した図２（ａ）の状態となる。なお、戻り空気室１０Ｂからピストン下室１１Ｂ、及びピストン上室１１Ａから大気への圧縮空気を流す構成については、例えば特許文献１に記載されたものと同様であり、本発明とは本質的に無関係であるため、説明を省略する。

上記の動作において、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際（図２（ａ）から図２（ｂ）の状態に移行する際）には、メインバルブ室１０Ａ中の圧縮空気を排出する経路として、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方が用いられた。これによって、メインバルブ室１０Ａ中の圧縮空気が流出する速度（例えば毎秒あたりの空気の流出量）を高めることができる。すなわち、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際の応答速度を高めることができる。

一方、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際（図３（ｃ）から図３（ｄ）の状態に移行する際）には、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給する経路として、第１メインバルブ制御通路２１Ａのみが用いられ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂは用いられない。このため、メインバルブ室１０Ａ中への圧縮空気の流入速度（例えば毎秒あたりの空気の流入量）は、第１メインバルブ制御通路２１Ａによって定まる値に制限され、少なくとも、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給する経路として第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方が用いられる場合の流入速度と比べて低下する。すなわち、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際の応答速度を制限することができる。

ここで、メインバルブ室１０Ａ中に圧縮空気を供給する経路として第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方が用いられる場合の圧縮空気の流入速度は、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの断面積等で定まり、メインバルブ室１０Ａ中の圧縮空気を排出する経路として第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの両方が用いられた場合の圧縮空気の流出速度と同等である。このため、上記の構成においては、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際のメインバルブ室１０Ａに対する圧縮空気の流出速度は、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際のメインバルブ室１０Ａに対する圧縮空気の流入速度よりも大きくなる。

このため、上記の構成により、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際の応答速度を高めることによって打ち込み動作開始時の応答性を高めつつ、メインバルブ３０を開状態から閉状態とするタイミングが速くなりすぎることによる弊害、例えば打ち込み動作が完了しないうちにメインバルブ３０が閉状態とされることを抑制することができる。これによって、例えば連続打ち動作を安定して行わせることができる。

また、上記の構成は、メインバルブ制御通路２１をメインバルブ室１０Ａ側で第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの２つに分岐し、これらとメインバルブ室１０Ａとの接続部分である第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａ、第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂをメインバルブ３０の移動方向（上下方向）に沿った異なる箇所に設けたことによって、実現される。このため、上記の機能をもつ打込機１を安価に製造することができる。

上記の構成において、第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの内径（圧縮空気が流れる方向の断面積）は、同等である必要はない。各々の内径を調整することによって、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際のメインバルブ室１０Ａからの圧縮空気の流出速度と、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際のメインバルブ室１０Ａへの圧縮空気の流入速度との比率を調整することができる。これにより、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際の応答速度と、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際の応答速度の比率を調整することができる。例えば、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの内径を相対的に大きくすることにより、メインバルブ３０を閉状態から開状態とする際の応答速度の、メインバルブ３０を開状態から閉状態とする際の応答速度に対する比率を、より大きくすることができる。

上記と同様の機能は、他の構造を具備するメインバルブによっても実現することができる。ここで、メインバルブを閉状態から開状態とする際の応答速度を速めるためには、例えば、メインバルブがメインバルブ室画成部１０１の内面を摺動する際の摺動抵抗を小さくすることが有効である。また、上記の動作を安定して行わせるためには、メインバルブ室１０Ａの気密性（密封性）を確保することが要求され、上記の例では、この気密性は弾性体であるＯリング３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃを用いることによって確保された。この気密性を高めるために、他の構成を用いることができる。この気密性は、メインバルブが開状態の場合に第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂが閉塞される際の第２メインバルブ制御通路２１Ｂに対する気密性とも関連する。

こうした点を考慮した、上記の打込機１の変形例の構造について説明する。図４（ａ）は、第１の変形例の構造を示す、図３（ｃ）に対応した状態の断面図である。ここで用いられるメインバルブ４０のメインバルブ本体４１においては、前記の上側のＯリング３３Ｂが装着されていない。この場合においても、下側のＯリング３３Ｃと内側のＯリング３３Ａは、図２の構造と同様に設けられているため、メインバルブ室１０Ａの気密性は確保される。この場合、Ｏリング３３Ｂが設けられないために、下側の第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂとその上側のメインバルブ室１０Ａとの間は密封されず、第２メインバルブ制御通路２１Ｂを介したメインバルブ室１０Ａへの圧縮空気の流れは完全には遮断されない。しかしながら、メインバルブ本体４１の外周面とメインバルブ室画成部１０１の内面との間の隙間が小さければ、この隙間を流れる圧縮空気の流量は、上側の第１メインバルブ制御通路接続部１０１Ａを介して流れる流量と比べて無視できる程度に小さくすることができる。このため、上記と同様の効果を奏する。

この場合には、メインバルブ４０がメインバルブ室画成部１０１の内面を摺動する際の抵抗となるＯリングの数が図２、３の構成と比べて少なくなるため、メインバルブ４０の動作をより円滑に行うことができ、これを閉状態から開状態とする際の応答速度をより高めることができる。また、メインバルブ４０の構成をより単純とすることができ、部品点数を少なくすることができるため、打込機をより安価とすることができる。

図４（ｂ）は、第２の変形例の構成を同様に示す断面図である。この場合に用いられるメインバルブ５０のメインバルブ本体５１の内側においては、図２の構成と同様に、Ｏリング３３Ａが設けられている。ただし、メインバルブ本体５１の外側においてはＯリングは設けられておらず、代わりに、Ｏリングよりも上下方向の広がりの大きなゴムリング（弾性体）５２が、メインバルブ本体５１の外周に装着されている。この構造は、図２の構造におけるＯリング３３ＢとＯリング３３Ｃを上下方向で連結させた構造と等価である。この場合には、図２の構造よりも、ゴムリング５２によって、メインバルブ室１０Ａの気密性、及びメインバルブ５０が開状態の場合の第２メインバルブ制御通路２１Ｂに対する気密性が高まる。また、部品点数が少なくなることについても、上記と同様である。

その他、メインバルブが開状態（メインバルブが上側にある状態）とされた場合に、第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂ（第２メインバルブ制御通路２１Ｂ）のみがメインバルブ本体によって閉塞される構成であれば、他の構造のメインバルブを用いることができる。

なお、上記の構成においては、メインバルブ３０が下側に位置する場合に閉状態、上側に位置する場合に開状態とされたが、メインバルブの位置と閉状態、開状態との対応関係は、打込機の構成、例えばシリンダとメインバルブの構成に応じて適宜設定が可能である。この設定が上記の構成と異なる場合でも、上記と同様の構成が可能であることは明らかである。

また、上記の例では、メインバルブ室１０Ａ内の圧力が高い場合にメインバルブ３０が閉状態、メインバルブ室１０Ａ内の圧力が低い場合に開状態とされたが、メインバルブ室の圧力と閉状態、開状態の対応関係も、打込機の構成に応じて適宜設定が可能である。上記の例では、メインバルブを閉状態から開状態とする際のメインバルブ室からの圧縮空気の流出速度が、メインバルブを開状態から閉状態とする際のメインバルブ室への圧縮空気の流入速度よりも大きくされた。これに対し、上記とは逆にメインバルブ室内の圧力が低い場合に閉状態、高い場合に開状態と設定される場合には、メインバルブを閉状態から開状態とする際のメインバルブ室への圧縮空気の流入速度が、メインバルブを開状態から閉状態とする際のメインバルブ室からの圧縮空気の流出速度よりも大きくなる設定とすれば、同様の効果を奏する。この場合においても、メインバルブが開状態の際にメインバルブに閉塞される箇所にメインバルブ制御通路のうちの一つを接続すればよい。

また、上記の例では、メインバルブ制御通路２１は２つに分岐され、メインバルブ３０が開状態とされる際に、メインバルブ室１０Ａに対するこのうちの一方の接続箇所（第２メインバルブ制御通路接続部１０１Ｂ）が閉塞される構成とされた。しかしながら、メインバルブ制御通路を３つ以上に分岐し、メインバルブが開状態とされる際に、このうちの一つの接続箇所が閉塞される構成としてもよい。あるいは、このうちの一つ以外の接続箇所が全て閉塞される構成としてもよい。この設定によって、上記の第１メインバルブ制御通路２１Ａ、第２メインバルブ制御通路２１Ｂの内径を調整する場合と同様に、メインバルブを閉状態から開状態とする際の応答速度と、メインバルブを開状態から閉状態とする際の応答速度の比率を調整することができる。

また、上記の構成においては、メインバルブ制御通路２１を分岐し、分岐後の通路のうち圧縮空気の通路として使用されるものの数を、閉状態から開状態とする場合、開状態から閉状態とする場合とで切り替える構成とされた。この通路として使用されるものの数を変えることは、通路の流路断面積（圧縮空気が流れる方向に垂直な断面積）を変えることと等価である。このため、他の方法によって、閉状態から開状態とする場合におけるこの流路断面積が、開状態から閉状態とする場合におけるこの流路断面積よりも大きくなるような構成としても、同様の効果を奏する。

また、上記の例は、止具部材の打ち込みを行う打込機であったが、同様に圧縮空気の流れを制御するメインバルブが用いられる限りにおいて、同様の構造をねじ打機に適用することもできる。この場合においても、メインバルブが開状態から閉状態となるタイミングが速すぎると、打ち込み動作の後に行われる締め込み動作のタイミングが最適なタイミングからずれるために、適正な締め込み動作が行われなくなるため、上記の構成によって、ねじ打機においても、安定してねじ打ち作業を行うことができる。

１ 打込機
１０ ハウジング
１０Ａ メインバルブ室
１０Ｂ 戻り空気室
１１ シリンダ
１１Ａ ピストン上室
１１Ｂ ピストン下室
１２ ピストン
１２Ａ Ｏリング
１３ ドライバブレード
１４ バンパ
１５ ノーズ
１６ プッシュレバー
２０ トリガバルブ
２１ メインバルブ制御通路
２１Ａ 第１メインバルブ制御通路（メインバルブ制御通路）
２１Ｂ 第２メインバルブ制御通路（メインバルブ制御通路）
３０、４０、５０ メインバルブ
３１、４１、５１ メインバルブ本体（メインバルブ）
３２ メインバルブラバー（メインバルブ）
３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ Ｏリング（弾性体）
３４ メインバルブスプリング
５２ ゴムリング（弾性体）
６０ ハンドル
６１ エアプラグ
６２ 蓄圧室
６３ トリガ（トリガレバー）
７０ マガジン
１０１ メインバルブ室画成部
１０１Ａ 第１メインバルブ制御通路接続部
１０１Ｂ 第２メインバルブ制御通路接続部

Claims (8)

1. ハウジング内に設けられ、圧縮空気が内部に溜められた蓄圧室と、
   前記ハウジング内において上下方向に移動可能に設けられたピストンと、
   前記ハウジング内において、前記ピストンによって画成されて前記ピストンの上側に形成された空間であるピストン上室と、
   前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給させる開状態と、前記蓄圧室から前記ピストン上室への圧縮空気の流れを遮断する閉状態とが設定され、前記開状態、前記閉状態の切替が、隣接して設けられたメインバルブ室内の空気の圧力に応じて制御されるメインバルブと、
   前記蓄圧室から前記メインバルブ室に圧縮空気を流入させる動作と、前記メインバルブ室中の圧縮空気を流出させる動作とを切り替えて行うトリガバルブと、
   を具備し、前記ピストン上室に圧縮空気が導入されることによる前記ピストンの下側への移動によって止具部材の打ち込み動作を行う打込機であって、
   前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入の速度が、前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出の速度よりも大きくされたことを特徴とする打込機。
2. 前記トリガバルブと前記メインバルブ室とを連通させ、前記メインバルブ室における圧縮空気の流入及び流出の経路となるメインバルブ制御通路が複数設けられ、
   前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際に、複数の前記メインバルブ制御通路の全てを介して前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入が行われ、
   前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際に、複数の前記メインバルブ制御通路のうちの一部の前記メインバルブ制御通路を介した前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出が抑制される構成とされたことを特徴とする請求項１に記載の打込機。
3. 前記一部の前記メインバルブ制御通路は、前記メインバルブが前記開状態とされた際に前記メインバルブによって閉塞される構成とされたことを特徴とする請求項２に記載の打込機。
4. 前記ピストンを内部で摺動させ前記ピストンの上に前記ピストン上室が形成されるように設けられたシリンダが、前記蓄圧室と隣接して設けられ、
   前記メインバルブは、前記開状態においては前記シリンダの上部と前記メインバルブとが離間することによって前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給し、前記閉状態においては前記シリンダの上部と前記メインバルブとが当接するように、前記シリンダの上部に設けられ、
   前記メインバルブ室は、前記ハウジング内において前記メインバルブの上方に形成され、
   前記メインバルブ室内の圧力が高い場合に前記閉状態、前記メインバルブ室の圧力が低い場合に前記開状態とされることを特徴とする請求項３に記載の打込機。
5. 複数の前記メインバルブ制御通路は、前記メインバルブ室に対して上下方向における異なる箇所で接続され、
   前記一部の前記メインバルブ制御通路は、複数の前記メインバルブ制御通路のうち、前記メインバルブ室の下方で接続された前記メインバルブ制御通路であることを特徴とする請求項４に記載の打込機。
6. 前記開状態において、複数の前記メインバルブ制御通路のうち前記一部以外の前記メインバルブ制御通路は前記メインバルブ室と連通し、前記一部の前記メインバルブ制御通路と前記メインバルブ室との間は、弾性体で封止されることを特徴とする請求項５に記載の打込機。
7. 前記弾性体は前記メインバルブに装着されたＯリングであることを特徴とする請求項６に記載の打込機。
8. ハウジング内に設けられ、圧縮空気が内部に溜められた蓄圧室と、
   前記ハウジング内において上下方向に移動可能に設けられたピストンと、
   前記ハウジング内において、前記ピストンによって画成されて前記ピストンの上側に形成された空間であるピストン上室と、
   前記蓄圧室から前記ピストン上室へ圧縮空気を供給させる開状態と、前記蓄圧室から前記ピストン上室への圧縮空気の流れを遮断する閉状態とが設定され、前記開状態、前記閉状態の切替が、隣接して設けられたメインバルブ室内の空気の圧力に応じて制御されるメインバルブと、
   前記蓄圧室から前記メインバルブ室に圧縮空気を流入させる動作と、前記メインバルブ室中の圧縮空気を流出させる動作とを切り替えて行うトリガバルブと、
   を具備し、前記ピストン上室に圧縮空気が導入されることによる前記ピストンの下側への移動によって止具部材の打ち込み動作を行う打込機であって、
   前記メインバルブを前記閉状態から前記開状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流出又は流入の通路の流路面積が、前記メインバルブを前記開状態から前記閉状態とする際の前記メインバルブ室に対する圧縮空気の流入又は流出の通路の流路面積よりも大きいことを特徴とする打込機。

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