JP4687572B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気を動力源として釘やステープル等の止具を打ち込むための打込機に関するものである。

斯かる打込機の従来例を図５〜図９に基づいて説明する（例えば、特許文献１参照）。

図５は打込機の一形態としての空気式釘打機の要部断面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図、図７〜図９は同空気式釘打機の作用を示す部分断面図である。

図５に示す空気式釘打機１は、側面視略Ｔ字状のハウジング１４を備えており、このハウジング１４内には蓄圧室７が形成されている。尚、図示しないが、ハウジング１４のハンドル部８の後端部にはエアホースを接続するためのエアプラグが設けられている。

又、ハウジング１４には、不図示の複数本の釘を収容して成るマガジン２３が装着されているとともに、トリガ９によって上下動するプランジャ２４を備えた制御バルブ２５が設けられている。

更に、ハウジング１４内にはシリンダ５が設けられており、このシリンダ５内にはピストン６が上下摺動可能に嵌挿されている。このピストン６は、シリンダ５内を垂直下方に延びており、シリンダ５内はピストン６によってピストン上室２６とピストン下室２７とに区画されている。そして、シリンダ５内の底部には、ゴム等の弾性体から成るピストンバンパ１０が設けられている。

又、ハウジング１４内のシリンダ５との間に形成される円筒状の空間の下半部には、シリンダ５のフランジ５ａによって区画された戻し空気室１１が形成されており、シリンダ５の戻し空気室１１の一部を構成する部分の上下には空気孔２８，１７がそれぞれ周方向に複数形成されている。そして、上方の空気孔２８には、ピストン６が空気孔２８より下方に位置する場合にはピストン上室２６から戻し空気室１１方向への圧縮空気の流れのみを許容する逆止弁１２が設けられている。

他方、ハウジング１４内の上部には、シリンダ５の上部外周に沿って上下に移動可能な円筒状のスリーブバルブ４が設けられており、このスリーブバルブ４は、スプリング２９によって常時上方に付勢されている。そして、このスリーブバルブ４の側部には、ハウジング１４に形成された排気口１８に選択的に連通する排気孔３０が形成されている。

又、ハウジング１４の天井壁の中心部には軸１６が下方に向かって一体に突設されており、この軸１６には、ウレタンゴムやニトリルゴム等の弾性体から成るヘッドバンパ２が軸方向に圧縮された状態で嵌め込まれて固定されている。

ところで、釘を打ち込む前の初期状態においては、図７に示すように、スリーブバルブ４は上方に位置しており、その上端面がハウジング１４の天井面と接触するとともに（両者の接触面を２２で示す）、その上端内周面がヘッドバンパ２の外周面と接触している（両者の接触面を２０にて示す）。そして、スリーブバルブ４の下方には、該スリーブバルブ４とハウジング１４及びシリンダ５によって区画されるスリーブバルブ室３１が形成されており、釘の打込動作が行われない場合（制御バルブ２５がＯＦＦ）には、前記制御バルブ２５を介して蓄圧室７とスリーブバルブ室３１が連通している。尚、スリーブバルブ室３１は、不図示の空気通路を介して前記制御バルブ２５に連通している。

又、ハウジング１４の先端部には、釘を案内するノーズ３２が取り付けられるとともに、該ノーズ３２に沿って上下方向に移動可能なプッシュレバー１５が設けられている。

次に、以上の構成を有する空気式釘打機１の作用を説明する。

木材等の不図示の被打込材への釘打作業に際して、ハンドル部８の後端部に設けられた不図示のエアプラグに不図示のエアホースを接続すると、コンプレッサ等の不図示の圧力供給源から圧縮空気がエアホースを経て空気式釘打機１のハウジング１４内の蓄圧室７に供給される。

而して、初期状態においては、図７に示すように、スリーブバルブ４は上死点に位置しており、該スリーブバルブ４の上端外周面とヘッドバンパ２の外周面の接触面２０及びスリーブバルブ４の上端面とハウジング１４の天井面の接触面２２によるシール作用によって、シリンダ５内のピストン上室２６と蓄圧室７の連通が遮断されている。又、このとき、スリーブバルブ４の排気孔３０とハウジング１４の排気口１８とが図示のように連通しており、シリンダ上室２６は排気孔３０と排気口１８を介して大気に連通しているため、シリンダ上室２６の圧力は大気圧に保持されている。

次に、トリガ９の引き操作とプッシュレバー１５の被打込材への押し当て動作の双方がなされると、制御バルブ２５がＯＮされてスリーブバルブ室３１の圧縮空気が制御バルブ２５から本体外へと排出されるため、スリーブバルブ４の上方に作用している蓄圧室７の圧縮空気の圧力によってスリーブバルブ４がスプリング２９の付勢力に抗して図８に示すようにシリンダ５の外周に沿って下方へ移動する。すると、ピストン上室２６と蓄圧室７とが連通するとともに、ハウジング１４の排気口１８がスリーブバルブ４によって閉じられてピストン上室２６の大気との連通が遮断され、蓄圧室７内の圧縮空気がピストン上室２６内に流入するため、ピストン６は、圧縮空気の圧力を上面に受けてシリンダ５内を下死点に向かって急激に下降し、マガジン２３からノーズ３２の不図示の射出口へと供給された不図示の釘をドライブビット３３によって打撃する。

そして、ドライブビット３３によって打撃された釘は、ノーズ３２の射出口に案内されて被打込材に打ち込まれる。尚、ピストン６がシリンダ５内を下降して上方の空気孔２８を通過すると、ピストン上室２６内の圧縮空気は、空気孔２８と逆止弁１２を通って戻し空気室１１内に流入して蓄積される。又、ピストン６がシリンダ５内を下降して下死点に達すると、該ピストン６がピストンバンパ１０に衝突して該ピストンバンパ１０を弾性変形させるため、このピストンバンパ１０の弾性変形によって余剰エネルギーが吸収される。

次に、トリガ９を元に戻すか、或はプッシュレバー１５を被打込材から離すと、プランジャ２４が元に戻って制御バルブ２５がＯＦＦされ、スリーブバルブ４が上方へ移動してその上端内周面がヘッドバンバ２の外周面に嵌合するため、両者の接触面２０及びスリーブバルブ４の上端面とハウジング１４の天井面の接触面２２によってピストン上室２６と蓄圧室７との連通が遮断されるとともに、スリーブバルブ４の排気孔３０がハウジング１４の排気口１８に連通し、シリンダ上室２６が大気と連通せしめられる。

すると、戻し空気室１１に蓄積されていた圧縮空気が下方の空気孔１７からピストン下室２７内に流入するため、ピストン６は、圧縮空気の圧力を下面に受けてシリンダ５内を上死点に向かって急激に上昇する。これに伴ってピストン上室２６内の空気は、排気孔３０と排気口１８から大気中に排出され、ピストン６は図７に示す初期状態に戻る。尚、ピストン６がシリンダ５内を上降して上死点に達すると、該ピストン６がヘッドバンパ２に衝突して該ヘッドバンパ２を弾性変形させるため、このヘッドバンパ２の弾性変形によって衝撃が吸収される。

以上の動作が繰り返されることによって、マガジン２３内に収容された複数本の釘が被打込材に連続的に打ち込まれていく。
特開２００１−１６２５５７号公報

近年、小型・軽量化のために打込機が高圧化してきており、例えば２３気圧前後の高圧で使用されるものも普及してきているため、特にシール部への負荷は大きくなっている。

図５に示した従来の空気式釘打機１においては、ハウジング１４に軸１６を突設し、この軸１６にヘッドバンパ２を軸方向に圧縮した状態で嵌め込んで固定する構造が採用されているが、正常状態ではヘッドバンパ２は圧縮で発生した弾性力によってハウジング１４に圧着されており、ヘッドバンパ２とハウジング１４の接触面３は密着しているため、ヘッドバンパ２とハウジング１４の間に圧縮空気が流入することはない。

ところで、一般に空気式釘打機１は１秒間に３〜５本の釘を打ち込むことができる性能を有しているため、連続打ち時にはヘッドバンパ２はピストン６との衝突によって変形及び発熱し、該ヘッドバンパ２への負荷は相当なものとなる。ヘッドバンパ２への高負荷が長期に亘って繰り返されると、該ヘッドバンパ２とハウジング１４の密着性が悪くなり、両者間に隙間が生じることがある。

而して、上述のようにヘッドバンパ２とハウジング１４の間に隙間が生じると、図９に示すように、打ち込み動作開始時にスリーブバルブ４が若干下降して該スリーブバルブ４の上端面がハウジング１４の天上面から離れたが、スリーブバルブ４の上端内周面がヘッドバンパ２の外周面に未だ嵌合しているためにピストン上室２６と蓄圧室７との連通が遮断され、排気孔３０と排気口１８が連通しているためにピストン上室２６の圧力が大気圧に保持されている状態では、蓄圧室７の圧縮空気が侵入経路２１を経てヘッドバンパ２の上面に圧力を及ぼして該ヘッドバンパ２を図示のように下方へ撓ませる。つまり、ヘッドバンパ２は、これの上面に作用する圧縮空気の圧力と下面に作用する大気圧との差圧によって下方へ撓むように変形し、最悪の場合には、ヘッドバンパ２がハウジング１４の軸１６から脱落するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ヘッドバンパの脱落を確実に防ぐことができる釘打機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジング内のシリンダ内にピストンを摺動自在に嵌挿してシリンダ内にピストン上室とピストン下室を画成し、前記ピストンが初期位置に復帰した際の衝撃を吸収するヘッドバンパを前記ハウジング内に固定するとともに、前記シリンダの外周に沿って移動して前記ピストン上室をハウジング内の蓄圧室又は大気に選択的に連通させるスリーブバルブを設け、初期状態において前記スリーブバルブを前記ヘッドバンパに嵌合させて前記ピストン上室と前記蓄圧室との連通を遮断するとともに、ピストン上室を大気に連通させ、打込作業が開始されると前記スリーブバルブを移動させて前記ピストン上室を前記蓄圧室に連通させるとともに、ピストン上室と大気との連通を遮断し、蓄圧室からピストン上室に流入する圧縮空気の圧力によって前記ピストンをシリンダ内で急激に移動させて止具を打撃するようにした打込機において、前記ヘッドバンパに、前記排気孔を介して前記ヘッドバンパとハウジングとの接触面を前記シリンダ上室に連通させる排気孔を形成し、前記蓄圧室から前記ハウジングと前記ヘッドバンパとの接触部へ侵入する圧縮空気を、前記排気孔を介して大気中に排出することを特徴とする。

本発明によれば、ヘッドバンパが劣化したために該ヘッドバンパとハウジングとの間に隙間が生じた場合であっても、打込作業の開始初期においてスリーブバルブ前及びピストン上室の大気との連通を遮断する前の状態で、蓄圧室からハウジングとヘッドバンパ間の隙間に侵入する圧縮空気は排気孔から大気中に排出されるため、ヘッドバンパの上下面には共に大気圧が作用することとなり、ヘッドバンパが差圧によって撓み変形してハウジングから脱落するという不具合の発生が確実に防がれる。又、作業者は、排気孔からの圧縮空気の排出によってヘッドバンパの劣化等の異常を感知することができ、ヘッドバンパの交換時期を事前に知ることができる。

本発明の別の特徴によれば、ヘッドバンパとハウジングとの間に隙間が生じた場合、打込作業の開始初期に蓄圧室からハウジングとヘッドバンパ間の隙間に侵入する圧縮空気は、ハウジングに形成された排気孔から大気中に直接排出される。

本発明のさらに別の特徴によれば、打込動作の開始初期にはピストン上室は未だ大気と連通状態にあるため、打込作業の開始初期に蓄圧室からハウジングとヘッドバンパ間の隙間に侵入する圧縮空気は、ヘッドバンパに形成された排気孔からピストン上室を経て大気中に排出される。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る空気式釘打機の初期状態を示す部分断面図、図２は同空気式釘打機の平面図、図３は同空気式釘打機の打込開始初期の状態を示す部分断面図であり、これらの図においては図５〜図９に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての再度の説明は省略する。

本実施の形態は、図１及び図２に示すように、ハウジング１４の頂部に８つの排気孔１４を軸１６を中心とする同一円周上に等角度ピッチ（４５°ピッチ）に形成し、これらの排気孔１３を介してヘッドバンパ２とハウジング１４との接触面３を大気に連通させたことを特徴とし、他の構成及び作用は図５〜図９に示した従来のものと同じである。

図１は空気式釘打機１の初期状態を示し、この初期状態においては、スリーブバルブ４は図示のように上死点に位置しており、該スリーブバルブ４の上端外周面とヘッドバンパ２の外周面の接触面２０及びスリーブバルブ４の上端面とハウジング１４の天井面の接触面２２によるシール作用によって、シリンダ５内のピストン上室２６と蓄圧室７の連通が遮断されている。又、このとき、スリーブバルブ４の排気孔３０とハウジング１４の排気口１８とが図示のように連通しており、シリンダ上室２６は排気孔３０と排気口１８を介して大気に連通しているため、シリンダ上室２６の圧力は大気圧に保持されている。

次に、上記初期状態から打込動作が開始されると、前述のようにスリーブバルブ４がシリンダ５に沿って下動するが、スリーブバルブ４が僅かに下動した打込動作の開始初期においては、図３に示すように、スリーブバルブ４の上端内周面がヘッドバンパ２の外周面に依然として嵌合してピストン上室２６と蓄圧室７の連通が遮断されたままであるとともに、スリーブバルブ４の排気孔３０とハウジング１４の排気口１８は未だ連通状態にあるためにピストン上室２６が大気に連通している。ヘッドバンパ２が劣化等していない正常な状態にあるときには、該ヘッドバンパ２は図１に示すようにハウジング１４の天上面に密着しているために両者間に隙間は発生せず、ヘッドバンパ２とハウジング１４の接触面３に圧縮空気が侵入することはない。

ところが、ヘッドバンパ２が劣化等のために変形し、図３に示すように、該ヘッドバンパ２とハウジング１４との間に隙間が発生した場合には、その隙間に圧縮空気が侵入する。このような場合、図５に示した従来の空気式釘打機１では、圧縮空気の圧力がヘッドダンパ２の上面に作用し、ヘッドバンパ２の下面には大気圧が作用するため、ヘッドバンパ２は差圧によって図９に示すように下方へ撓み変形してハウジング１４の軸１６から脱落するという問題があったことは前述の通りである。

然るに、本実施の形態では、前述のようにハウジング１４の頂部に８つの排気孔１３を形成し、これらの排気孔１３を介してヘッドバンパ２とハウジング１４との接触面３を大気に連通させたため、図３に矢印１９にて示すように、ヘッドバルブ２とハウジング１４の間の隙間に侵入した圧縮空気は排気孔１３を通って大気中に排出される。このため、ヘッドバンパ２の上下面には共に大気圧が作用することとなり、ヘッドバンパ２が差圧によって撓み変形してハウジング１４から脱落するという不具合の発生が確実に防がれる。

又、作業者は、排気孔１３からの圧縮空気の排出によってヘッドバンパ２の劣化等の異常を感知することができ、ヘッドバンパ２の交換時期を事前に知ることができる。

そして、スリーブバルブ４が更に下方へ移動すると、ピストン上室２６が蓄圧室７に連通するとともに、ハウジング１４の排気口１８がスリーブバルブ４によって閉じられてピストン上室２６と大気と連通が遮断される。すると、前述のように蓄圧室７からピストン上室２６内に圧縮空気が流入し、ピストン６は、圧縮空気の圧力を上面に受けてシリンダ５内を下死点に向かって急激に下降してドライブビット３３で釘を打撃する。以後の動作は前述と同様である。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図４に基づいて説明する。

図４は本実施の形態に係る空気式釘打機要部の断面図であり、本図においては図３に示したものと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについて説明は省略する。

本実施の形態は、排気孔１３をヘッドバンパ２に形成し、ヘッドバンパ２とハウジング１４との接触面３を排気孔１３を介してシリンダ上室２６に連通させたことを特徴とし、他の構成は前記実施の形態１のそれと同様である。

而して、本実施の形態においても、ヘッドバンパ２が劣化等のために変形し、図４に示すように、該ヘッドバンパ２とハウジング１４との間に隙間が発生した場合であっても、打込動作の開始初期にはピストン上室２６は未だ大気と連通状態にあるため、打込作業の開始初期に蓄圧室７からハウジング１４とヘッドバンパ２間の隙間に侵入する圧縮空気は、図４に矢印１９にて示すようにヘッドバンパ２に形成された排気孔１３からピストン上室２６及び排気孔３０と排気口１８を経て大気中に排出される。このため、ヘッドバンパ２の上下面には共に大気圧が作用することとなり、ヘッドバンパ２が差圧によって撓み変形してハウジング１４から脱落するという不具合の発生が確実に防がれる。

尚、以上は止具として釘を打ち込む空気式釘打機に対して本発明を適用した形態について説明したが、釘以外のネジやステープル等の他の止具を打ち込むための他の任意の打込機に対しても本発明を同様に適用することができることは勿論である。

本発明の実施の形態１に係る空気式釘打機の初期状態を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気式釘打機の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る空気式釘打機の打込開始初期の状態を示す部分断面図である。 本発明の実施の形態２に係る空気式釘打機の打込開始初期の状態を示す部分断面図である。 従来の空気式釘打機の要部断面図である。 図５のＡ−Ａ線断面図である。 従来の空気式釘打機の作用を示す部分断面図である。 従来の空気式釘打機の作用を示す部分断面図である。 従来の空気式釘打機の作用を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 空気式釘打機（打込機）
２ ヘッドバンパ
３ ハウジングとヘッドバンパとの接触面
４ スリーブバルブ
５ シリンダ
５ａ シリンダのフランジ
６ ピストン
７ 蓄圧室
８ ハンドル部
９ トリガ
１０ ピストンバンパ
１１ 戻し空気室
１２ 逆止弁
１３ 排気孔
１４ ハウジング
１５ プッシュレレバー
１６ 軸
１７ 空気孔
１８ 排気口
１９ 排気口からの圧縮空気の排出方向
２０ スリーブバルブとヘッドバンパとの接触面
２１ 圧縮空気の侵入経路
２２ スリーブバルブとハウジングとの接触面
２３ マガジン
２４ プランジャ
２５ 制御バルブ
２６ ピストン上室
２７ ピストン下室
２８ 空気孔
２９ スプリング
３０ 排気孔
３１ スリーブバルブ室
３２ ノーズ
３３ ドライブビット

Claims (1)

1. ハウジング内のシリンダ内にピストンを摺動自在に嵌挿してシリンダ内にピストン上室とピストン下室を画成し、前記ピストンが初期位置に復帰した際の衝撃を吸収するヘッドバンパを前記ハウジング内に固定するとともに、前記シリンダの外周に沿って移動して前記ピストン上室をハウジング内の蓄圧室又は大気に選択的に連通させるスリーブバルブを設け、初期状態において前記スリーブバルブを前記ヘッドバンドに嵌合させて前記ピストン上室と前記蓄圧室との連通を遮断するとともに、ピストン上室を大気に連通させ、打込作業が開始されると前記スリーブバルブを移動させて前記ピストン上室を前記蓄圧室に連通させるとともに、ピストン上室と大気との連通を遮断し、蓄圧室からピストン上室に流入する圧縮空気の圧力によって前記ピストンをシリンダ内で急激に移動させて止具を打撃するようにした打込機において、
   前記ヘッドバンパに、前記ヘッドバンパと前記ハウジングとの接触面を前記シリンダ上室に連通させる排気孔を形成し、
   前記蓄圧室から前記ハウジングと前記ヘッドバンパとの接触部へ侵入する圧縮空気を、前記排気孔を介して大気中に排出することを特徴とする打込機。

Images