JP4487856B2 - エア工具 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮エアによって駆動されるエアモータを動力源としたエアインパクトドライバ、エアインパクトレンチ等のエア工具に関し、特に、高圧エアを供給する高圧エア圧縮装置に接続可能なエア工具に関する。

一般に、釘打機、エアインパクトドライバ、エアダスタ等のエア工具では、上限圧力が０．９８ＭＰａまでの常圧（低圧）領域の圧縮エアを使用範囲とする低圧仕様と、エア工具の機能向上または小形軽量化を目的として１〜２．４８ＭＰａの高圧領域の圧縮エアを使用範囲とした高圧仕様の２種類が実用に供されている。特に高圧仕様の工具については、低圧仕様のものに比べ、機器の破損及び安全性の観点から、高圧エアに対する耐圧を確保できるような構造に作られる。これら圧縮エアの仕様が異なる２種類のエア工具は、同じ建築現場等の作業現場で同時に使用される場合がある。

このためエア工具の駆動源となる一台の高圧エア圧縮機（高圧エアコンプレッサ）には、設備費用の低減や使い勝手の向上を目指して、高圧仕様及び低圧仕様の圧縮エアを互いに独立して取出すための２個の取出口を設けることが一般に行われている。しかしながら、この場合、高圧エア取出口と低圧エア取出口のソケット部材、プラグ部材及びホース部材を含むエアホースの接続形態に互換性を持たせると、例えば、高圧エア取出口に低圧仕様のエア工具を接続したり、逆に、低圧エア取出口に高圧仕様のエア工具を接続したりする恐れがあり、前者の場合にはエアホースまたは工具のシール部材を破損させるという問題が生じ、後者の場合には本来の性能が発揮できないという問題が生じる。この問題を防止するために、一般に、高圧エア取出口と低圧エア取出口の上記エアホースの接続形態をそれぞれ専用の形状にしたり、または、エアホースのプラグ部材等の接続部の構造を逆ネジ構造とすることにより、互換性のないエアホースをそれぞれ使用している。このような周知の技術は、例えば、下記特許文献１に開示されている。

一方、下記特許文献２に示されるように、低圧仕様のエア工具のハンドルハウジング部に減圧弁を内蔵させ、該減圧弁によって高圧エア圧縮機から供給される高圧エアを、エア工具自体で低圧領域の圧縮エアに減圧し、エア工具を動作させる技術が周知である。この技術によれば、上述したような高圧エア圧縮機から低圧エア取出口を不要とし、かつエアホースの接続形態も高圧エア取出口専用のもの一つに統一できる。これによって、作業現場での高圧エア圧縮機及び接続用エアホースの使い勝手を向上させ、かつエア圧縮機の設備費用も高圧エア圧縮機一台の費用に低減でき、先に述べた従来技術における問題点を解消できる。

特開２００３−１６１３０２号公報 特開２００４−２３０５５３号公報

しかしながら、上記後者の従来技術に従えば、エア工具のハンドルハウジング部の一端部に設けられた減圧弁によって低圧仕様の圧縮エアに減圧されるものの、ハンドルハウジング部のほぼ全体を圧縮エアの蓄圧室として使用していることから、ハンドルハウジング部全体の耐圧性を確保するためにハンドル部材の厚さ（肉厚）を厚くする必要があった。このため、ハンドルハウジング部を把持して作業を行うエア工具に要求されるハンドル部材の薄肉化すなわち軽量化を図ることが困難であった。

また、エアモータを動力源とするエア工具においては、エアモータの排気口に繋がる排気室の流路面積を広く確保することによって、エアモータに使用された圧縮エアの排気効率を向上させて、エアモータの回転スピードを早くすることが要求される。しかし、上記従来技術のエア工具における減圧弁の配置形態では、広い排気室の確保が困難であった。

さらに、エアモータを使用するエア工具においては、エアモータ（ロータ）の回転をオン（ＯＮ）またはオフ（ＯＦＦ）するトリガの操作性を向上させることが要求される。特に、エア工具においては、トリガ操作の当初においてトリガを操作させる引き荷重を軽くし、かつ、初期的にエアモータの速度調節の操作性を良くすることが望ましい。

従って、本発明の主な目的は、高圧エア圧縮装置に接続可能な減圧弁を内蔵するエア工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、ハウジング内にエアモータ機構部、トリガバルブ機構部及び減圧弁機構部を装着するエア工具の配設構造を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、トリガバルブ機構部のトリガの操作性を向上させたエア工具を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次ぎの通りである。

本発明の一つ特徴によれば、圧縮エアの給気口及び排気口を有し、圧縮エアによって回転力を発生させるエアモータ機構部と、前記エアモータ機構部の排気口から排出される圧縮エアを大気中へ放出するための排気室であって、該排気室の一部に大気に連通する排気穴を有する排気室と、高圧エア供給源に接続可能なエア継手部と、前記エア継手部側に接続される一次圧力側ポート（高圧エア側ポート）、及び前記エアモータの給気口側に接続される二次圧力側ポート（常圧エア側ポート）、前記一次圧力側ポートと前記二次圧力側ポート間に配置され、前記一次圧力側ポートから前記二次圧力側ポートに流入する圧縮エアの流通路を開閉する開閉弁、該開閉弁に開放方向に付勢力を生じさせる調圧バネ、該開閉弁に閉鎖方向に作用する圧縮エアを受ける閉鎖方向受圧面、及び前記調圧バネの付勢力と同一方向に前記開閉弁に作用する圧縮エアを受ける開放方向受圧面とを有する減圧弁機構部と、該減圧弁機構部の二次圧力側ポートと前記エアモータ機構部の前記給気口間の流通路を開閉する弁体、該弁体を開閉制御するトリガ、及び該トリガの操作方向と反対方向に押圧する押圧部材を有し、前記トリガの操作量に対応して前記弁体を開放しエアモータ機構部を駆動させるトリガバルブ機構部と、を具備し、前記トリガバルブ機構部の前記トリガの操作によって、前記弁体を開放しエアモータを駆動させた場合、前記エアモータの排気口より前記排気室に排気されるエア圧を、前記減圧弁機構部の前記開放方向受圧面に受圧させることによって、前記調圧バネの付勢力に加圧する。
本発明の他の特徴によれば、水平軸線に沿って一端部から他端部に延在する胴体ハウジング部と、該胴体ハウジング部より垂下するハンドルハウジング部とをさらに具備し、前記エアモータ機構部は前記胴体ハウジング部の一端部に装着され、前記減圧弁機構部は前記ハンドルハウジング部の略中央部に装着され、前記排気室は前記減圧弁機構部に隣接して該減圧弁機構部を取囲むように前記ハンドルハウジング部に装着され、かつ前記トリガバルブ機構部は前記胴体ハウジングが接続される前記ハンドルハウジング部の上端部側に装着されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記エア継手部及び前記排気室の前記排気穴は前記ハンドルハウジング部の下端部側に装着されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記減圧弁機構部の前記調圧バネは、前記減圧弁機構部の密閉室内において前記開放方向受圧面に係合し、該密閉室はリリーフ穴を通して前記排気室に連通している。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記排気室は前記減圧弁機構部の外周部に隣接して配設される。

上記本発明の一つの特徴によれば、トリガ荷重をかけてエア工具を作動させる初期状態（過渡状態）では、調圧バネの付勢力に対応して減圧弁機構部の二次圧力側ポートにおける圧縮エアの圧力を決定するので、工具作動初期に必要なトリガ荷重を低減することができ、このトリガ荷重の低減によって、トリガの引き荷重を軽くし、かつ、初期的にエアモータの速度調節の操作性を向上させることができる。エア工具作動後のトリガ荷重をかけた状態（トリガのオン状態）では、前記エアモータ機構部の排気口より前記排気室に排気されたエアを密閉室内に流入させ、前記減圧弁機構部の前記開放方向受圧面に受圧させることによって、前記調圧バネの付勢力に加圧するので、前記減圧弁機構部の二次圧力側ポートにおける圧縮エアの圧力をエアモータ機構部のロータの高速回転に必要な所定値へ上昇させることができる。つまり、エア工具を作動させるためのトリガ操作の初期状態では、減圧弁機構部の二次圧力側ポートの圧力を予め低い圧力に設定することが可能で、初期的にトリガバルブの操作をし易くすることができる。

上記本発明の一つの特徴によれば、前記エアモータ機構部の給気口に接近して装着された減圧弁機構部によって低圧仕様の圧縮エアに減圧するので、高圧エア供給源に接続されるエアホースの長さや構造等の接続形態に影響されることなく、前記エアモータ機構部に所定のエア圧を安定して供給することができる。

上記本発明の他の特徴に従えば、ハンドルハウジング部内の略中央部に減圧弁機構部を配置し、該減圧弁機構部を取囲む外周部に、比較的低い圧力の圧縮エアを排出させるための排気室を構成したので、ハンドルハウジング部材に要求される耐圧性を低下させることができる。従って、ハンドルハウジング部材の厚さを薄くでき、またはハンドルハウジング部材の材質を金属材料からプラスチック等の合成樹脂材料にも変更することができるので、エア工具の軽量化が可能である。

上記本発明のさらに他の特徴に従えば、減圧弁機構部のスペースを除くハンドルハウジング部全体を排気室とすることができるので、エアモータ機構部の排気効率を向上させ、エアモータ機構部のロータの回転速度を早くさせることができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の本明細書の記述及び添付図面からさらに明らかになるであろう。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明をインパクトドライバに適用した実施例に係るエア工具全体の断面図を示す。図２乃至図４は、図１に示したエア工具に装着されたトリガバルブ機構部の拡大断面図で、図２はトリガをオフ（閉塞）している状態を示し、図３は図２の状態からトリガを少しオン（開放）方向に引いた状態を示し、さらに図４はトリガを最大限に後退させて完全にオン（開放）している状態を示している。図５乃至図８は、図１に示したエア工具に装着された減圧弁機構部の拡大断面図で、図５は、高圧エア供給源に接続していない場合で、トリガをオフしている状態を示し、図６は、高圧エア供給源に接続した瞬間で、トリガをオフしている状態を示し、図７は、高圧エア供給源に接続した場合で、トリガをオフしている状態を示し、さらに図８は、高圧エア供給源に接続した場合で、トリガをオンしている状態を示す。

図１に示すように、本発明に係るエア工具１は、後述するエアモータ機構部１０の回転軸と同一方向の水平軸線Ｘ方向に沿って、一端部（図面の右端部）から他端部（図面の左端部）に延在する胴体ハウジング部２と、水平軸線Ｘと垂直な垂直軸線Ｙ方向、または該垂直軸線Ｙと傾斜角度θで交わる斜軸Ｚ方向に沿って、胴体ハウジング部２より垂下するハンドルハウジング部３とから構成される。

胴体ハウジング部２の一端部には、インパクトドライバの駆動源となるエアモータ機構部１０が装着されている。このエアモータ機構部１０は、約０．９８ＭＰａまでの低圧（常圧）を使用範囲とする、所謂、低圧仕様によって設計されたもので、ハウジング内に固定された筒状のシリンダブッシュ１２と、一対の軸受部１５及び１６で支持されたロータ１１と、羽根１４と、羽根１４が挿入され、圧縮エアが送流される羽根溝１３とを含むエアモータ本体を具備し、さらに該エアモータ本体に圧縮エアを供給するための給気口１７と、エアモータ本体から圧縮エアを排気する排気口１８とを具備する。給気口１７から供給される圧縮エアを羽根１４に受圧させることによって、ロータ１１に所定方向の回転力が与えられる。羽根１４を駆動させた圧縮エアは排気口１８より排気される。

エアモータ機構部１０のロータ１１の回転出力は、胴体ハウジング部２の他端部に配置されたハンマフレーム２１を含む回転打撃機構部（図示なし）と、該回転打撃機構部より回転打撃力を受けるアンビル２２とを具備する動力伝達機構部２０に伝達される。アンビル２２には、その先端面２２ａより先端工具であるドライバビット（図示なし）が回転軸Ｘ方向に沿って着脱自在に差し込まれ、アンビル２２の外周面に係合されたビット抜止部材２３によって固定される。先端工具はドライバビットの他にボルト締付六角穴用ビットも使用することができる。

図１に示すように、ハンドルハウジング部３の上端部にはトリガバルブ機構部３０が設けられている。トリガバルブ機構部３０は、後述する減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２とエアモータ機構部１０の給気口１７との間のエア通路を連通または遮断（閉鎖）させ、また減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２から給気口１７へ流入する圧縮エアの流量を調整するために設けられる。またトリガバルブ機構部３０とハンドルハウジング部３との間にはエアモータ機構部１０の排気口１８を後述する排気室４０に連通させるエア通路３９ａ及び３９ｂを有する。なお、図１は、トリガバルブ機構部３０が後述するようにトリガオフの状態で、かつ減圧弁機構部５０が高圧エア供給源に接続されていない状態を示している。

トリガバルブ機構部３０は、図２乃至図４の拡大断面図に示されるように、第１のバルブブッシュ３１と、第２のバルブブッシュ３２と、第３のバルブブッシュ３３と、弁体（開閉弁）３６と、トリガレバー３７ａ及びバルブロッド３７ｂからなるトリガ３７と、シール性を有するウレタンボール３５と、該ウレタンボール３５を介してバルブロッド３７ｂをトリガレバー３７ａ側方向に押圧する付勢バネ（押圧部材）３４とから構成される。バルブロッド３７ｂは、該バルブロッド３７ｂが左から右に移動したとき、弁体３６に係合するワッシャ３７ｃを有する。

図２に示されるように、トリガレバー３７ａが作業者によってバルブロッド３７ｂの中心軸方向に引かれない状態（トリガオフ状態）では、弁体３６は、付勢バネ３４の押圧力及び二次圧力側ポート５２側の圧縮エアの圧力Ｐ２１によって、Ｏリング３６ａとともに、第１のバルブブッシュ３１のバルブシート部３１ａに係合する。また、シール性を有するウレタンボール３５は付勢バネ３４の押圧力を受けて弁体３６の中心部のエア通路（ロッド穴）を塞ぐ。これら両者の作用により、エア流入穴３８ａ及び３８ｂとエア流出穴３８ｃ及び３８ｄ間のエア流通路を遮断する。従って、図２に示すようなトリガオフ状態では、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２からエアモータ機構部１０の給気口１７へ至るエア流通路の連通が遮断されることになり、エアモータ機構部１０は回転動作をしない。

付勢バネ３４の押圧力及び二次圧力側ポート５２の圧縮エアの圧力Ｐ２１（図２参照）によるトリガ３７の引き荷重に対抗して、作業者がトリガ３７を把持してバルブロッド３７ｂの中心軸方向に左から右に引くと、まず、図３に示されるように、トリガ３７を少し引いた状態では、バルブロッド３７ｂによって、弁体３６の中心部に配置されたウレタンボール３５のシール面が弁体３６から離れて、弁体３６とウレタンボール３５の間が開放され、開放された隙間から圧縮エア（Ｐ２１）が流入してエアモータ機構部１０のロータ１１を低速回転させる。

さらに、図４に示すように、トリガ３７を付勢バネ３４の付勢力に対抗して後退限界まで完全に引いた場合、バルブロッド３７ｂに設けられたワッシャ３７ｃが弁体３６を完全に右方向に押し下げるので、弁体３６はバルブシート部３１ａから離間した全開状態となる。これによって、弁体３６はエア流入穴３８ａ、３８ｂとエア流出路３８ｃ、３８ｄ間のエア流通路を開放し、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２からエアモータ機構部１０の給気口１７へ至るエア流通路を連通させる。従って、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２に出力された圧力Ｐ２２（常圧）を有する圧縮エアは、エアモータ機構部１０に多量に流入して、エアモータ機構部１０のロータ１１を高速回転させる。

本実施例の場合、図３で示したトリガ３７を少し引いた状態では、上述したようにエアモータ機構部１０のロータ１１を低速回転させ、図４に示したように、トリガ３７を完全に引いた状態では、上述したようにエアモータ機構部１０のロータ１１を高速回転させる。つまり、本実施例の場合、トリガバルブ３６の引き量に対応してエアモータ機構部１０の回転数を２段階に変化させている。このような段階的な回転数の制御によって、例えば、先端工具としてドライバビットを使用してネジ止め作業を行う場合、ネジ止め作業の当初は、低速回転でネジ止め部の位置決めを行うので、僅かにトリガ３７を引いて一定の低速回転で運転し、まず、ネジの先端を被締付材に食い付かせて、ネジ止めの位置を決定する。次に、トリガ３７の引き量を多くして高速回転でネジ止めを完了させることが可能となる。本発明に従えば、トリガ３７の操作性を向上させるために、後述する減圧弁機構部５０との組合せにより、トリガ３７の引き初めのトリガ荷重が小さくなる。この動作については後述するが、結果的に、本発明に従えば、図２に示したトリガ３７のオフ状態では、弁体３６を押圧する圧縮エアの圧力Ｐ２１が、図４に示したトリガ３７のオン状態において弁体３６を押圧する圧縮エアの圧力Ｐ２２に比べ小さく設定されるので、トリガ３７の引き初めのトリガ荷重を過渡的に小さくして操作性を向上させることができる。

図１を再び参照すれば、胴体ハウジング部２より垂下したハンドルハウジング部３の下端部には、図示されない高圧エア供給源に、エアホース６１を介して接続するためのエア継手部（プラグ）６０を有する。このエア継手部６０は、例えば、高圧用プラグより成り、高圧仕様のエアホース６１のソケット６１ｓが接続できる。すなわち、高圧エア供給源を始め、エア継手部６０及びエアホース６１の形状は、従来の高圧エア供給システムに使用されるものと同一のものを採用できるので、設備費用を低減し、かつエア工具の使い勝手を改善することができる。

ハンドルハウジング部３の下端部のエア継手部６０から、ハンドルハウジング部３の上記トリガバルブ機構部３０に向かって延在する筒状の減圧弁機構部５０が装着されている。減圧弁機構部５０は、エア継手部６０に供給された高圧エアを、上記低圧仕様のエアモータ機構部１０に適した低圧エアに減圧するためのものである。例えば、本実施例において、エア継手部６０に供給される高圧エアの圧力は２．３ＭＰａで、その高圧エアを減圧弁機構部５０によって減圧し、上記エアモータ機構部１０の給気口１７に、上記トリガバルブ機構部３０を介して、低圧仕様である０．８ＭＰａの圧縮エアを供給する。減圧弁機構部５０は、特にハンドルハウジング部３の中央部において下端部から上端部に延在している。

本発明に従って、減圧弁機構部５０の外周部を取囲んでハウジング部材３ａを設け、このハウジング部材３ａによって上記エアモータ機構部１０の排気口１８に連通する排気室（膨張室）４０を形成する。排気室４０は、上記エアモータ機構部１０の排気口１８に排気された圧縮エアを膨張させ、ハンドルハウジング部３の下端部にある排気穴４１より消音マフラー４２を介して大気中に排気させる。エアモータ機構部１０の動作時において、排気室４０の排気圧は、例えば、０．２ＭＰａ程度となる。本発明の配置構造によれば、排気室４０は、減圧弁機構部５０を除くハンドルハウジング部３のほぼ全体を占有することができるので、ハンドルハウジング部３の垂下形状に対応する広いスペースを確保できる。その結果、エアモータ機構部１０の排気効率を向上させることができ、エアモータ機構部１０の回転速度を早くすることができる。また、排気室４０を区画するハウジング部材３ａは、大気圧に近い低圧力エアに対する破壊強度を確保できれば良いので、ハウジング部材３ａの厚さを薄く形成できる。特にハウジング部材として金属材料を使用する場合は、ハンドルハウジング部材３ａの薄肉化によって、エア工具の軽量化が可能である。

減圧弁機構部５０は、図５乃至図８の拡大断面図に示されるように、一次圧力側ポート（高圧エア側ポート）５１から二次圧力側ポート（常圧エア側ポート）５２に延在する筒状体であるバルブハウジング５３と、該バルブハウジング５３の中空内に内接する一次圧力側部材５７ａ、仕切部材５７ｂ及び二次圧力側部材５７ｃを含む筒状バルブシート５７と、一端部が筒状バルブシート５７の二次圧力側部材５７ｃの中空内に内接して開閉弁として機能し、他端部が筒状バルブハウジング５３の中空内周面を上下に摺動するバルブピストン（開閉弁）５４と、バルブピストン５４をバネ力Ｆによって開放方向に付勢する調圧バネ５６とを具備する。バルブピストン５４とバルブハウジング５３との間にはシール用のＯリング５５ａが挿入されている。仕切部材５７ｂはバルブピストン５４の先端部と係合するＯリング５５ｂを有する。調圧バネ５６は、筒状バルブハウジング５３の内周面とバルブピストン５４の外周面とによって密閉された空間５９ａ内に配設され、本発明に従って、この密閉された空間５９ａはリリーフ穴５９ｂを介して上記排気室４０に連通している。筒状バルブシート５７の一次圧力側部材５７ａはエア流入穴５８ａを有し、筒状バルブシート５７の二次圧力側部材５７ｃはエア流出穴５８ｃを有する。これら両者の穴５８ａ及び穴５８ｃはエア流通路５８ｂによって連通されている。

バルブピストン５４は、バルブピストン（開閉弁）５４を閉鎖方向に作用する圧縮エアの圧力Ｐ２１またはＰ２２を受ける受圧面（閉鎖方向受圧面）Ｓ２と、バルブピストン（開閉弁）５４を開放方向に作用する圧縮エアの圧力Ｐ１を受ける受圧面（開放方向受圧面）Ｓ１とを有する。さらに調圧バネ５６が設置された密閉空間５９ａには、本発明に従って、排気室４０の排気圧縮エアがリリーフ穴５９ｂより流入するので、図８に示すように、排気室４０の排気エア圧Ｐ３がバルブピストン５４を開放方向に作用させる開放方向受圧面Ｓ３を有する。減圧弁機構部５０の動作は次ぎのとおりである。

図５に示すように、高圧エア供給源からのエアホース６１（図１参照）が接続されていない状態（エア接続なし）では、バルブピストン５４は、調圧バネ５６のバネ力Ｆを受けて、エア流出穴５８ｃを開放するように、上死点に移動している。

次に、図６に示すように、高圧エア供給源からのエアホース６１をプラグ６０（図１参照）に接続した過渡状態（エア接続した瞬間）では、高圧エア供給源の圧縮エアＰ１が減圧弁機構部５０の一次圧力側ポート５１に供給され、バルブピストン５４の閉鎖方向受圧面Ｓ２は、調圧バネ５６のバネ力Ｆに対抗して、エア流入穴５８ａ、エア流通路５８ｂ、及びエア流出穴５８ｃを通過した減圧された圧縮エアＰ１’を受圧し、バルブピストン５４はエア流出穴５８ｃを閉鎖する方向に移動する。

エア源を接続したその後、図７に示されるように、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２に得られる圧縮エアの圧力は、バルブピストン５４がＯリング５５ｂに当接するまでは、合成力＝Ｆ＋Ｐ１’・Ｓ１とバランスするようにバルブピストン５４が開閉制御され、低圧仕様の圧力Ｐ２１となる。尚バルブピストン５４がОリング５５ｂに当接した後はP２１・Ｓ２−Ｆの荷重でOリング５５ｂに押し付けられる。

図８に示すように、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２に得られる圧縮エアのエア圧が圧力Ｐ２１にバランスした後、上記トリガ３７が引かれてオン状態となった場合、
二次圧力側ポート５２に得られる低圧エアの圧力は、バルブピストン５４を開放方向に作用する、バネ力Ｆ、開放方向受圧面Ｓ１の受力Ｐ１’・Ｓ１、及び開放方向受圧面Ｓ３の受力Ｐ３・Ｓ３の合成力＝Ｆ＋Ｐ１’・Ｓ１＋Ｐ３・Ｓ３と、バルブピストン５４を閉鎖方向に作用する閉鎖方向受圧面Ｓ２の受力Ｐ２２・Ｓ２とのバランスによってバルブピストン５４が開閉制御され、低圧仕様の圧力Ｐ２２となる。後述するように、本発明の一つの特徴によれば、エア接続後においてトリガ３７がオン状態となった場合、開閉方向受圧面Ｓ３（バネ５６の密閉室５９ａ内）に排気室４０に連通するリリーフ穴５９ｂよりエアモータの排気圧Ｐ３を受圧させることを特徴とする。

本発明に係るエア工具１の全体の動作について説明する。図２に示されるように、トリガ３７がオフ状態にあるとき、弁体３６は閉鎖されているので、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２の圧力Ｐ２１の圧縮エアは、エアモータ機構部１０へ流入することはない。従って、エアモータ機構部１０のロータ１１は回転しない。このトリガオフ状態では、排気室４０の圧力は、排気穴４１を通して大気に連通し、大気圧となっている。

一方、図７に示されるように、トリガ３７のオフ状態での減圧弁機構部５０の調圧バネ５６の密閉室５９ａは、リリーフ穴５９ｂよりエアモータ機構部１０の排気エアが流入しないので、大気圧となっている。このトリガオフ状態は、図８を参照して説明したトリガ３７のオン状態と異なり、密閉室５９ａは、調圧バネ５６のバネ力Ｆと同一方向に作用する排気エアＰ３（例えば、０．２ＭＰａ）による加圧力Ｐ３・Ｓ３（図８参照）を受圧もしくは帰還されない。従って、図７に示されるように、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２に得られる圧縮エアの圧力は、バルブピストン５４がＯリング５５ｂに当接するまでは、合成力＝Ｆ＋Ｐ１’・Ｓ１（＜Ｆ＋Ｐ１’・Ｓ１＋Ｐ３・Ｓ３）とバランスするようにバルブピストン５４が開閉制御され、低圧仕様の圧力Ｐ２１となり、バルブピストン５４がОリング５５ｂに当接した後はP２１・S２の荷重でOリング５５ｂに押し付けられる。このトリガオフ時の圧力Ｐ２１は、上述したトリガオン時の圧力Ｐ２２より低く設定できる。例えば、トリガ３７のオン状態でエアモータ機構部１０に必要な低圧仕様の圧力Ｐ２２（二次圧力側ポート５２の圧力）を０．８ＭＰａになるように調圧バネ５６のバネ力Ｆ及び排気エア圧Ｐ３・Ｓ３の合成力を設定し、トリガ３７のオフ状態では、トリガバルブ３６に加圧される二次圧力側ポート５２の圧力が０．８ＭＰａ−Ｐ３・Ｓ３（例えば０．６ＭＰａ）となるように調圧バネ５６を設定することができる。従って、図２に示したトリガ３７のオフ状態から、図３または図４に示したトリガ３７のオン状態に移行させる過渡状態（初期状態）のトリガ３７の引き荷重を小さく設定できるので、トリガ３７の操作性が良くなる。図４に示すようにトリガ３７の引き量を大きくしてエアモータ機構部１０を回転動作させた後は、減圧弁機構部５０は、図８に示したように、排気室４０の排気エア圧Ｐ３による加圧を受けて、二次圧力側ポート５２の圧力が、Ｐ２１からＰ２２へと高くなって、エアモータ機構部１０を高速回転させると同時に、トリガ３７の引き荷重が従来のエア工具と同等になる。本発明の構成によれば、エアモータ機構部１０の給気口１７に接近し、さらにハンドルハウジング内に装着された減圧弁機構部５０によって低圧仕様の圧縮エアに減圧するので、高圧エア供給源に接続されるエアホースの長さや構造等の接続形態に影響されることなく、エアモータ機構部１０に所定のエア圧を安定して供給することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、トリガ３７にトリガ荷重をかけてエア工具を作動させる初期状態（過渡状態）では、調圧バネ５６の付勢力Ｆに対応して減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２における圧縮エアの圧力Ｐ２１を設定するので、工具作動初期にトリガ３７に掛かるトリガ荷重を低減することができる。このトリガ荷重の低減によって、トリガ３７の操作性を向上させることができる。エア工具作動後のトリガ荷重をかけた状態（トリガのオン状態）では、エアモータの排気口１８より排気室４０に排気されるエア圧Ｐ３（例えば、０．２ＭＰａ）を、減圧弁機構部５０の開放方向受圧面Ｓ３に受圧もしくは帰還させる。これによって、調圧バネ５６の付勢力Ｆに排気室４０のエア圧Ｐ３が加圧されるので、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２における圧縮エアの圧力Ｐ２２を所定値へ上昇させることができる。つまり、エア工具１を作動させるトリガ３７の操作の初期状態では、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２の圧力Ｐ２１を下げた状態でトリガ３７の操作をし易くし、エア作動後では、減圧弁機構部５０の二次圧力側ポート５２の圧力を所定値Ｐ２２に上昇させることができる。

さらに、上述した本発明に従えば、ハンドルハウジング部３内の略中央部に減圧弁機構部５０を配置し、該減圧弁機構部５０を取囲む外周部に、比較的低い圧力の圧縮エアを排気するための排気室４０を配置したので、ハンドルハウジング部材３ａに要求される耐圧性を低下させることができる。従って、ハンドルハウジング部材３ａの厚さを薄くでき、またはハンドルハウジング部材３ａの材質を金属材料からプラスチック等の合成樹脂材料に変更することもできる。

さらにまた、上述した本発明に従えば、減圧弁機構部５０のスペースを除くハンドルハウジング部３全体を排気室４０とすることができるので、エアモータ機構部１０の排気効率を向上させ、エアモータの回転速度を早くすることができる。しかも、上述したようにハンドルハウジング部３内に設置された減圧弁機構部５０によって高圧仕様の圧縮エアを低圧仕様に減圧するので、常に安定したエア圧をエアモータに供給できる。

以上の実施の形態では、インパクトドライバ工具について説明したが、本発明はエアモータを使用する他のエア工具に広く適用できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本発明の一実施形態に係るエア工具の断面図。 図１に示したエア工具に装着されたトリガバルブ機構部の拡大断面図を示し、トリガがオフしている状態図。 図１に示したエア工具に装着されたトリガバルブ機構部の拡大断面図を示し、トリガを少し引いたときの状態図。 図１に示したエア工具に装着されたトリガバルブ機構部の拡大断面図を示し、トリガがオンしている状態図。 図１に示したエア工具に装着された減圧弁機構部の拡大断面図を示し、エア接続がないときのトリガがオフしている状態図。 図１に示したエア工具に装着された減圧弁機構部の拡大断面図を示し、エア接続した瞬間のトリガがオフしている状態図。 図１に示したエア工具に装着された減圧弁機構部の拡大断面図を示し、エア接続後のトリガがオフしている状態図。 図１に示したエア工具に装着された減圧弁機構部の拡大断面図を示し、エア接続後のトリガがオンしている状態図。

符号の説明

１：エア工具 ２：胴体ハウジング部 ３：ハンドルハウジング部
３ａ：ハンドルハウジング部材 １０：エアモータ機構部 １１：ロータ
１２：シリンダブッシュ １３：羽根溝 １４：羽根 １５：軸受部
１６：軸受部 ２０：動力伝達機構部 ２１：ハンマフレーム
２２：アンビル ２２ａ：アンビル先端面 ２３：ビット抜止部材
３０：トリガバルブ機構部 ３１：第１のバルブブッシュ
３１ａ：バルブシート部 ３２：第２のバルブブッシュ
３３：第３のバルブブッシュ ３４：付勢バネ（押圧部材）
３５：ウレタンボール ３６：弁体（開閉弁） ３６ａ：Ｏリング
３７：トリガ ３７ａ：トリガレバー ３７ｂ：バルブロッド
３７ｃ：ワッシャ ３８ａ、３８ｂ：エア流入穴
３８ｃ、３８ｄ：エア流出穴 ３９：エア通路 ４０：排気室
４１：排気穴 ４２：消音マフラー ５０：減圧弁機構部
５１：一次圧力側ポート（高圧エア側ポート）
５２：二次圧力側ポート（常圧エア側ポート） ５３：バルブハウジング
５４：バルブピストン（開閉弁） ５５ａ、５５ｂ：Ｏリング
５６：調圧バネ ５７：筒状バルブシート ５７ａ：一次圧力側部材
５７ｂ：仕切部材 ５７ｃ：二次側圧力部材 ５８ａ：エア流入穴
５８ｂ：エア流通路 ５８ｃ：エア流出穴 ５９ａ：密閉空間（密閉室）
５９ｂ：リリーフ穴 ６０：エア継手部（プラグ） ６１：エアホース
６１ｓ：ソケット

Claims (7)

1. 圧縮エアの給気口及び排気口を有し、圧縮エアによって回転力を発生させるエアモータ機構部と、
   前記エアモータ機構部の排気口から排出される圧縮エアを大気中へ放出するための排気室であって、該排気室の一部に大気に連通する排気穴を有する排気室と、
   高圧エア供給源に接続可能なエア継手部と、
   前記エア継手部側に接続される一次圧力側ポート、及び前記エアモータ機構部の給気口側に接続される二次圧力側ポート、前記一次圧力側ポートと前記二次圧力側ポート間に配置され、前記一次圧力側ポートから前記二次圧力側ポートに流入する圧縮エアの流通路を開閉する開閉弁、前記開閉弁に開放方向に付勢力を生じさせる調圧バネ、前記開閉弁に閉鎖方向に作用する圧縮エアを受ける閉鎖方向受圧面、及び前記調圧バネの付勢力と同一方向に前記開閉弁に作用する圧縮エアを受ける開放方向受圧面とを有する減圧弁機構部と、
   前記減圧弁機構部の二次圧力側ポートと前記エアモータ機構部の前記給気口間の流通路を開閉する弁体、該弁体を開閉制御するトリガ、及び該トリガの操作方向と反対方向に押圧する押圧部材を有し、前記トリガの操作量に対応して前記弁体を開放しエアモータ機構部を駆動させるトリガバルブ機構部と、を具備し、
   前記トリガバルブ機構部の前記トリガの操作によって、前記弁体を開放し前記エアモータ機構部を駆動させた場合、該エアモータ機構部の排気口より前記排気室に排気されるエア圧を、前記減圧弁機構部の前記開放方向受圧面に受圧させることによって、前記調圧バネの付勢力に加圧することを特徴とするエア工具。
2. 水平軸線に沿って一端部から他端部に延在する胴体ハウジング部と、該胴体ハウジング部より垂下するハンドルハウジング部とをさらに具備し、
   前記エアモータ機構部は前記胴体ハウジング部の一端部に装着され、
   前記減圧弁機構部は前記ハンドルハウジング部の略中央部に装着され、
   前記排気室は、前記減圧弁機構部に隣接して、該減圧弁機構部を取囲むように前記ハンドルハウジング部に装着され、かつ
   前記トリガバルブ機構部は前記胴体ハウジングが接続される前記ハンドルハウジング部の上端部側に装着されていることを特徴とする請求項１に記載されたエア工具。
3. 前記エア継手部及び前記排気室の前記排気穴は前記ハンドルハウジング部の下端部側に装着されていることを特徴とする請求項２に記載されたエア工具。
4. 前記減圧弁機構部の前記調圧バネは、前記減圧弁機構部の密閉室内において前記開放方向受圧面を付勢し、該密閉室はリリーフ穴を通して前記排気室に連通していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載されたエア工具。
5. 給気口及び排気口を有するエアモータ機構部と回転打撃機構部とが装着された胴体ハウジング部、及び
   高圧エア供給源に接続可能なエア継手部と、該エア継手部から高圧エア側ポートへ供給される高圧エアを前記常圧エア側ポートにおいて常圧エアに減圧する減圧弁機構部と、該減圧弁機構部の減圧エア出力を前記エアモータ機構部の給気口に供給する流通路を開閉制御する弁体を持つトリガバルブ機構部と、前記エアモータ機構部の排気口に連通し大気への排気穴を有する排気室とが装着されたハンドルハウジング部を具備し、
   前記減圧弁機構部は、前記高圧エア側ポートから前記常圧エア側ポートに流入する圧縮エアの流通路を開閉する開閉弁と、該開閉弁に開放方向に付勢力を生じさせる調圧バネと、前記開閉弁に閉鎖方向に作用する圧縮エアを受ける閉鎖方向受圧面と、前記調圧バネの付勢力と同一方向に前記開閉弁に作用する圧縮エアを受ける開放方向受圧面とを有し、
   前記排気室は前記減圧弁機構部と隣接して形成され、
   前記トリガバルブ機構部の操作によって、前記弁体を開放しエアモータを駆動させた場合、前記排気室に排気された前記エアモータ機構部の排気エア圧を、前記減圧弁機構部の前記開放方向受圧面に受圧させることによって、前記調圧バネの付勢力に加圧することを特徴とするエア工具。
6. 前記胴体ハウジング部は水平軸方向に延在し、前記ハンドルハウジング部は前記胴体ハウジング部より垂下した形状を有し、前記エアプラグ及び前記排気穴は該ハンドルハウジング部の下端部に設けられていることを特徴とする請求項５に記載されたエア工具。
7. 前記減圧弁機構部の前記調圧バネは、前記減圧弁機構部の密閉室内において前記開放方向受圧面に係合し、該密閉室はリリーフ穴を通して前記排気室に連通していることを特徴とする請求項５または６に記載されたエア工具。
   

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