JP5098448B2 - Pneumatic tool - Google Patents
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Description
本発明は、空気圧工具に関し、特に全高を低く抑えるとともに、排気構造を簡素化して排気を良好にする空気圧工具に関する。 The present invention relates to a pneumatic tool, and more particularly to a pneumatic tool that keeps the overall height low and simplifies the exhaust structure to improve exhaust.
釘打機やネジ打ち機などの空気圧工具は圧縮空気を動力源としてシリンダ・ピストン機構を駆動して打込み作動するものであるが、打込み作動後は圧縮空気を排気しなければならない。排気系統における管路として様々な構造のものがある。例えば、排気管路を工具本体とは別にパイプで形成したものが知られている(特許文献1参照)。また、ヘッドバルブを採用した空気圧工具において、排気をヘッドバルブ上部の排気孔を通して工具の側方に誘導して排出する管路構造を備えるものが知られている(特許文献2参照)。さらに、可動式のシリンダ構造を採用することにより、排気管路はグリップから後方排気としたものも知られている。 Pneumatic tools such as nailers and screwdrivers are driven by driving a cylinder / piston mechanism using compressed air as a power source. After the driving operation, the compressed air must be exhausted. There are various structures as a conduit in the exhaust system. For example, an exhaust pipe formed with a pipe separately from the tool body is known (see Patent Document 1). In addition, a pneumatic tool employing a head valve is known that has a pipe structure that guides and discharges exhaust gas to the side of the tool through an exhaust hole at the top of the head valve (see Patent Document 2). Further, it is also known that the exhaust pipe line is rear exhausted from the grip by adopting a movable cylinder structure.
ところで、昨今の空気圧工具は超高圧(4〜4.2MPa以下の最高使用圧力)の圧縮空気を動力源として使用することにより高出力化される傾向にある。超高圧を使用することができれば、大きな出力が得られるから、工具本体を小型化することができ、取り扱いや操作が容易になるという効果が期待できるが、従来にはない問題に対する解決手段も課題となる。例えば、空気圧工具の排気系統も超高圧使用の対応機能を備えることが求められ、このための最適な排気管路の選択や改良が必要とされる。上述の特許文献1に記載の発明の空気圧工具のパイプからなる排気管路においては、パイプ管路には管路抵抗の増大によって排気効率が低いという特有の問題があるが、超高圧の圧縮空気を排気するときは、排気圧はかなり高いものになり、排気量も増大するので、これにどのように対応するかが課題となる。
By the way, recent pneumatic tools have a tendency to increase output by using compressed air of ultra-high pressure (maximum operating pressure of 4 to 4.2 MPa or less) as a power source. If an ultra-high pressure can be used, a large output can be obtained, so the tool body can be miniaturized, and the effect of facilitating handling and operation can be expected. It becomes. For example, the exhaust system of a pneumatic tool is also required to have a function for using ultra-high pressure, and it is necessary to select and improve an optimal exhaust pipe for this purpose. In the exhaust pipe composed of the pipe of the pneumatic tool of the invention described in
しかも、圧縮空気を供給するエアコンプレッサ等のエア供給装置は、大気中の空気を圧縮するものであるため、大気中の水分がエアタンク内に取り込まれ、さらにエアホースを介して空気圧工具のエアチャンバ内に送り込まれ、これが排気中にも含まれることになる。ところが、超高圧の排気が排気口から排出されるときに、空気が断熱膨張により冷却するので、排気中の水分が凍結現象を起すおそれがある。水分が凍結すると、その分排気管路の断面積を小さくするので、排気の流れが悪くなり、さらなる管路抵抗の増大を招き、打撃ピストンのリターン不良が発生する可能性がある。したがって、超高圧の圧縮空気を使用するためには改良が必要とされる。 In addition, air supply devices such as air compressors that supply compressed air compress air in the atmosphere, so that moisture in the atmosphere is taken into the air tank, and further inside the air chamber of the pneumatic tool via the air hose. fed, this will be included in the exhaust gas. However, when the ultra-high pressure exhaust gas is discharged from the exhaust port, the air is cooled by adiabatic expansion, so that moisture in the exhaust gas may cause a freezing phenomenon. If the moisture freezes, the cross-sectional area of the exhaust pipe is reduced by that amount, so that the flow of exhaust gas is worsened, and the pipe resistance is further increased, which may cause a defective return of the striking piston. Therefore, improvements are needed to use ultra-high pressure compressed air.
このように、超高圧使用に対処するためには、例えばパイプ径を太くしたり、複数のパイプを設けるなどして排気容量の増大を図ることが考えられる。また、超高圧使用においては排気口における断熱膨張により排気中の水分の凍結現象を防止するための凍結防止装置の導入も必要となる。
しながらこのような対策は、結果的に工具の重量増加を招き、また部品数の増加や構造の複雑化を招き、コストの増大を招来することになる。 However, such a countermeasure results in an increase in the weight of the tool, an increase in the number of parts and a complicated structure, and an increase in cost.
本発明は上記問題点を解消し、工具本体の全高を低く抑えて全体を小型化することができるとともに、排気系統における排気管路の構造と排気口の配置等に格別の工夫を施すことにより排気抵抗を減少させることができ、しかも排気の断熱膨張による凍結などの問題点を効果的に防止することができる空気圧工具を提供するものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, makes it possible to reduce the overall size of the tool body by reducing the overall height of the tool body, and to give special measures to the structure of the exhaust pipe line and the arrangement of the exhaust ports in the exhaust system. It is an object of the present invention to provide a pneumatic tool capable of reducing exhaust resistance and effectively preventing problems such as freezing due to adiabatic expansion of exhaust.
前記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、工具本体内に打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動可能に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンと一体に結合したドライバと、上記打撃シリンダの下端で上記打撃ピストンの下面を受けるバンパと、上記打撃シリンダの上端開放部に圧縮空気を供給するエアチャンバと、該エアチャンバ内の圧縮空気を打撃シリンダに対して開閉するメインバルブとを設け、工具本体の下部には上記ドライバを案内するとともにファスナーを射出する射出口を有するノーズ部を設けた空気圧工具において、上記メインバルブを上記打撃シリンダの上端部の外周側に配置し、上記打撃シリンダの外周にシリンダハウジングを設けるとともに、該シリンダハウジングの側部に沿って環状の排気空間を有する排気路を形成し、該排気路の上部を打撃シリンダとメインバルブとの間から打撃シリンダの上端に連通させ、上記排気路の下部を工具本体の外部に開口する排気口に接続させ、上記排気路の下端は、上記バンパの近傍で上記排気路と略直角に屈曲形成された排気管路に接続し、上記屈折部分にはフィルタが取付けられていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1において、上記フィルタは、水分を吸収するスポンジ状フィルタである。
The invention according to
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、上記排気口の外側はフィルタ付きの排気カバーにより覆われていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect , the outside of the exhaust port is covered with an exhaust cover with a filter.
請求項1に係る発明によれば、エアチャンバ内の圧縮空気を打撃シリンダに対して開閉するメインバルブを打撃シリンダの上端部の外周側に配置したので、従来の打撃シリンダの上方にメインバルブを配置した構成と比較して全高を低く抑えることができる。したがって、工具全体をより小型化することができる。 According to the first aspect of the present invention, the main valve that opens and closes the compressed air in the air chamber with respect to the striking cylinder is disposed on the outer peripheral side of the upper end portion of the striking cylinder, so that the main valve is disposed above the conventional striking cylinder. it is possible to suppress the total height lower than that of the arrangement configuration. Therefore, it is possible to further reduce the size of the entire tool.
また、上記打撃シリンダの外周にシリンダハウジングを設けるとともに、該シリンダハウジングの側部に沿って環状の排気空間を有する排気路を形成したから、排気路の容積は通常の排気管路に比べて大きい。したがって、打撃シリンダの上端開放部からの排気は、容積の大きい環状空間から排出されることになり、排気抵抗が小さく、排気が迅速に行われるので、打撃ピストンのリターン作動が円滑かつ迅速に行われる。したがって、超高圧の使用に十分に耐えられる。 Further, since the cylinder housing is provided on the outer periphery of the impact cylinder and the exhaust passage having the annular exhaust space is formed along the side of the cylinder housing, the volume of the exhaust passage is larger than that of a normal exhaust pipe. . Therefore, the exhaust from the upper open end of the striking cylinder is exhausted from the annular space having a large volume, and the exhaust resistance is small and the exhaust is performed quickly, so that the return operation of the striking piston is performed smoothly and quickly. Is called. Therefore, strong enough to bear the use of ultra-high pressure.
さらに、排気路をシリンダハウジングの側部に沿って設けたので、工具本体に排気路を形成する必要がない。このため、工具本体が単純構造となり、超高圧でも十分な耐圧が確保できるとともに、工具本体のシリンダキャップ等に排気のための加工を施して一部分を外方に突出させる必要がないので、取り付けのための方向性がなくなる。したがって、ボルト等で固定する構造も簡単に採用できるので、取り付け性も向上する。 Furthermore, since the exhaust path is provided along the side of the cylinder housing, it is not necessary to form an exhaust path in the tool body. For this reason, the tool body has a simple structure and sufficient pressure resistance can be secured even at ultra-high pressure, and it is not necessary to process the cylinder cap etc. of the tool body for exhausting so that a part protrudes outward. Direction is lost. Therefore, since the structure fixed with a volt | bolt etc. can also be employ | adopted easily, attachment property improves.
また、排気路の排気口は、打撃シリンダの下端で打撃ピストンの下面の衝撃を受けるために高温になりやすいバンパの近傍に配置されているので、排気口から排出される排気の断熱膨張による冷却で該排気口が凍結するという現象の発生は効果的に抑えられ、したがって凍結によるリターン不良等の不具合の発生は解消される。また、バンパの温度上昇は排気の冷却により抑制されるので、バンパの熱損傷が抑えられる。このように2つの問題が互いに解消するように影響し合うので、耐久性を向上させることができる。 In addition , since the exhaust port of the exhaust passage is disposed near the bumper that tends to become hot because it receives an impact on the lower surface of the striking piston at the lower end of the striking cylinder, cooling due to adiabatic expansion of the exhaust discharged from the exhaust port Thus, the occurrence of the phenomenon that the exhaust port freezes can be effectively suppressed, and thus the occurrence of defects such as a return failure due to freezing can be eliminated. In addition, since the bumper temperature rise is suppressed by cooling the exhaust, thermal damage to the bumper can be suppressed. In this way, the two problems affect each other so that the durability can be improved.
また、上記排気路の下端は、上記バンパの近傍で排気路と略直角に屈曲形成された排気管路に接続し、上記屈曲部分にはフィルタが取り付けられているから、排気に含まれている水分は屈曲部分でフィルタに捕捉されやすい。そして、バンパの温度上昇によりフィルタが加熱され、該フィルタを通過する排気中の水分が蒸発除去されるので、排気口における凍結現象はより効果的に阻止される。 Further , the lower end of the exhaust path is connected to an exhaust pipe line bent substantially at right angles to the exhaust path in the vicinity of the bumper, and a filter is attached to the bent part. Moisture is easily trapped by the filter at the bent portion. Then, the filter is heated by the rise in the temperature of the bumper, and moisture in the exhaust gas passing through the filter is evaporated and removed, so that the freezing phenomenon at the exhaust port is more effectively prevented.
請求項3に係る発明によれば、排気口の外側はフィルタ付きの排気カバーにより覆われているので、排気圧力が減圧され、また排気音の減音が図られるので、工具使用における安全性の向上が図られる。
According to the invention of
以下、本発明の実施形態を釘打機の例について図1〜図6に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1〜図3に示される釘打機は、超高圧仕様の空気圧工具で、工具本体1内に打撃シリンダ2と打撃ピストン3からなる駆動部を備えており、打撃ピストン3にドライバ4を一体に結合し、打撃ピストン3を駆動してドライバ4により釘打機の工具本体1のノーズ部5内の射出部に供給された釘を打ち出すものである。
The nailing machine shown in FIGS. 1 to 3 is a pneumatic tool of an ultra-high pressure specification, and is provided with a drive unit composed of a
釘打機の工具本体1には、グリップ部6を介して図示されないコンプレッサ等の圧縮空気供給源から供給された圧縮空気を貯留するエアチャンバ7が形成されており、トリガレバーを操作して起動バルブ8(公知のものでよい)を作動させると、後述のメインバルブ10が作動し、エアチャンバ7を打撃シリンダ2の上端開放部に対して開くことで、圧縮空気が打撃シリンダ2内の打撃ピストン3の上面に供給され、これにより打撃ピストン3が下動してドライバ4が釘を打撃して打ち出すように構成されている。
The
工具本体1は、上部ボディ1aと下部ボディ1bからなり、上部ボディ1aは上部が閉鎖状態で下部が開口されてシリンダキャップを構成しており、下部ボディ1bは上部および下部が開口した筒状をなし、上下部両ボディは、下部ボディ1b上部の大きな開口の内周に上部ボディ1aの下部外周が嵌め込まれている。
The
また、上記メインバルブ10は上記打撃シリンダ2の上端部の外周側に上下動可能に配置されている。通常はバネ11のバネ力により上方に付勢されて上死点位置にあり、エアチャンバ7と打撃シリンダ2の上端開放部とを遮断している。そして、トリガレバーの操作によって起動バルブ8が作動すると、メインバルブ10の下室12内の圧縮空気が排気されるので、バネ11のバネ力よりもメインバルブ10の上端面に作用する空気圧の方が勝り、メインバルブ10が下方に移動する(図3、図5参照)。これにより、上述のように、エアチャンバ7内の圧縮空気は打撃シリンダ2の上端開放部に対して開き、圧縮空気が打撃シリンダ2内の打撃ピストン3の上面に供給されるのである。
The
次に、工具本体1の内部には打撃シリンダ2が配置され、打撃シリンダ2の下方には、円筒状のバンパ収納部13が設けられ、バンパ収納部13には打撃ピストン3の下面を受けて打撃ピストン3の衝撃を緩和するための環状のバンパ14が配置されている。また、打撃シリンダ2の外周には円筒状のシリンダハウジング15が同心的に配置されている。シリンダハウジング15は上部シリンダハウジング15aと下部シリンダハウジング15bとからなり、下部シリンダハウジング15bと打撃シリンダ2との間にはブローバックチャンバ16が設けられている。ブローバックチャンバ16は、打撃ピストン3が下方に駆動されたときに打撃ピストン3の下方で圧縮された空気の一部が打撃シリンダ2の連通孔17(逆止弁付き)から送り出された圧縮空気を貯留するとともに、打撃ピストン3の下面に作用するように構成されている。打込み終了後に打撃ピストン3の上方に供給された駆動用の圧縮空気が排気されることで、打撃ピストン3の上面と下面に対する圧縮空気の圧力が逆転し、打撃ピストン3を上死点まで上昇復帰させるのである。
Next, the
次に、シリンダハウジング15の側部に沿って環状の排気空間を有する排気路18が形成されている。すなわち、図1、図5に示されるように、打撃シリンダ2と上部シリンダハウジング15aとの間には環状の上部排気路18aが形成され、また下部シリンダハウジング15bと工具本体1との間にも環状の下部排気路18bが形成されている。さらに、打撃シリンダ2とメインバルブ10との間にも上端排気路18cが環状に形成されている。上部排気路18aは上部シリンダハウジング15aの内周側に沿って、また下部排気路18bは下部シリンダハウジング15bの外周側に沿って設けられているので、図1及び図2に示されるように、上部排気路18aは下部排気路18bよりも小径になっている。さらに、上部シリンダハウジング15aの下端部と下部シリンダハウジング15bの上端部との間に形成された空間部20を介して連続している。
Next, an
上端排気路18cは、エアチャンバ7が図1のように閉じているときは、図4(a)に示すように、打撃シリンダ2とメインバルブ10との間から打撃シリンダ2の上端開放部に連通している。これに対し、打込み作動時にメインバルブ10が下方に移動してエアチャンバ7を打撃シリンダ2に開いたときは、図5のようにメインバルブ10の内側上端部21が打撃シリンダ2の上部外周に設けられた環状膨突部のOリング22に当接するので、上端排気路18cは遮断される。
When the
また、図6に示されるように、下部排気路18bの下端部は工具本体1の外部に開口する排気管路24に連続している。すなわち、下部排気路18bの下端部はバンパ収納部13の外周側にやや幅広の環状空間として形成されている。この空間の外周には図4(c)に示されるように、さらに間隔をおいて複数の幅広部23が形成されている。
Further, as shown in FIG. 6, the lower end portion of the
そして、工具本体1の側壁には排気管路24が貫通形成され、排気管路24の一端は上記下部排気路18bの下端部に接続している。排気管路24は下部排気路18bと略直角に屈曲形成され、この屈曲部分には水分を吸収するスポンジ状のフィルタ25が取り付けられている。また、排気管路24の端部の排気口26の開口端には排気カバー27が取り付けられている。また、上記下部排気路18bの下端部と排気カバー27の内側にはそれぞれフィルタ28が取り付けられている。
An
ここで、本実施形態の空気圧工具である釘打機の作動について説明する。 Here, the operation of the nailing machine which is the pneumatic tool of the present embodiment will be described.
釘打ち込みのためにトリガレバーを操作して起動バルブ8を作動させると、図3に示すようにメインバルブ10の下室12の圧縮空気がエア管路29を通じて起動バルブ8から排気されるので、エアチャンバ7内の圧縮空気がメインバルブ10の上面に作用し、図3及び図5に示されるように、メインバルブ10はバネ11に抗して下方に開き作動するので、エアチャンバ7内の圧縮空気が打撃シリンダ2内に供給され、打撃ピストン3が駆動されて釘打込みが行われる。その後、トリガレバーを解放すると、起動バルブ8の作動により上記エア管路29を通じてメインバルブ10の下室12に圧縮空気が供給されるので、メインバルブ10の上下に対する力の差が逆転してメインバルブ10が図2のように上方に閉じ作動する。これと同時に上端排気路18cの遮断が解除され、打撃シリンダ2内の圧縮空気はその上端開放部から上端排気路18c、上部排気路18a、下部排気路18bを通り、さらに排気管路24を経て排気口26から排気される。
When the
また、上記排気作動によって打撃シリンダ2内の圧縮空気が排出されると、打撃シリンダ2内で打撃ピストン3の上面に対する空気圧が減圧するが、これに対して打撃ピストン3の下面にはブローバックチャンバ16からの圧縮空気が作用するから打撃ピストン3の上下面に対する差圧が逆転し、打撃ピストン3は戻り作動し、次の釘打ちのための準備がなされる。
Further, when the compressed air in the
釘打機は上述の構成を備えるので、以下のような作用効果を奏する。 Since the nailing machine has the above-described configuration, the following operational effects can be obtained.
まず、エアチャンバ7内の圧縮空気を打撃シリンダ2に対して開閉するメインバルブ10を打撃シリンダ2の上端部の外周側に配置したので、従来のように打撃シリンダ2の上方に配置する構成と比較して全高を低く抑えることができる。
First, since the
さらに、排気路18をシリンダハウジング15の側部に沿って設けたので、シリンダキャップに排気路18を形成する必要がない。このため、シリンダキャップに方向性が必要なく、単純構造となり、超高圧でも十分な耐圧が確保できるとともに、ボルト等で固定できるので、取り付け性も向上する。
Furthermore, since the
また、上記打撃シリンダ2の外周にシリンダハウジング15を設けるとともに、該シリンダハウジング15の側部に沿って形成された環状の排気空間を有する排気路18から排気させる構成であり、このような構造の排気路18の容積は大きいから、排気抵抗が小さく排気が迅速に行われるので打撃ピストン3のリターン作動が円滑になされる。
In addition, a
さらにまた、圧縮された排気は、急に大気に放出されることで断熱膨張して急冷され、排気中の水分が凍結する恐れがある。上記実施形態においても、排気口26は大気に開放されているので、断熱膨張により急速に温度が低下するが、排気路18の下端と排気口26がバンパ14とブローバックチャンバ168の近傍位置に設けられ、バンパ14の温度上昇により、またブローバックチャンバ16内の空気の断熱圧縮による温度上昇で排気口26の近傍が熱くなるから、排気路18における凍結現象を効果的に抑えることができる。したがって凍結によるリターン不良等の不具合の発生は解消されるとともに、バンパ14の温度上昇は排気の冷却により抑制されるので、バンパ14の熱損傷が抑えられる。このように2つの問題が互いに解消するように影響し合うので、耐久性を向上させることができる。
Furthermore, the compressed exhaust gas is suddenly released to the atmosphere, so that it is adiabatically expanded and rapidly cooled, and moisture in the exhaust gas may be frozen. Also in the above embodiment, since the
また、上記排気路18の下端は、上記バンパ14の近傍で排気路18と略直角に屈曲形成された排気管路24に接続し、上記屈曲部分にはスポンジ状のフィルタ25が取り付けられているから、排気に含まれている水分は屈曲部分でフィルタ25に捕捉されやすい。そして、バンパ14の温度上昇によりフィルタ25が加熱され、該フィルタ25を通過する排気中の水分が蒸発除去されるので、排気口26における凍結現象はより効果的に阻止される。したがって、排気路18の凍結によるリターン作動の不良による不具合の発生を有効に防止することができる。
The lower end of the
排気口26の外側はフィルタ28付きの排気カバー27により覆われているので、フィルタ28により排気圧力が減圧されるとともに、排気音の減音が図られ、また工具使用における安全性の向上が図られる。
Since the outside of the
以上のように、使用する空気圧が高圧になるほど耐圧や排気量や水分の凍結の問題が深刻になるが、これらは全て上述のようにクリアされているので、上記構成の空気圧工具は超高圧用のものとして好適である。 As mentioned above, the higher the air pressure used, the more serious the problems of pressure resistance, displacement, and moisture freezing. It is suitable as a thing.
なお、上述の空気圧工具の実施形態は、釘を打ち出すものであるが、これに限定されず、打ち込みネジなどのファスナーも含まれるものとする。 The embodiment of the pneumatic tool described above is for punching out a nail, but is not limited to this, and includes a fastener such as a driving screw.
1 工具本体
2 打撃シリンダ
10 メインバルブ
15 シリンダハウジング
18 排気路
26 排気口
1
Claims (3)
上記メインバルブを上記打撃シリンダの上端部の外周側に配置し、上記打撃シリンダの外周にシリンダハウジングを設けるとともに、該シリンダハウジングの側部に沿って環状の排気空間を有する排気路を形成し、該排気路の上部を打撃シリンダとメインバルブとの間から打撃シリンダの上端に連通させ、上記排気路の下部を工具本体の外部に開口する排気口に接続させ、上記排気路の下端は、上記バンパの近傍で上記排気路と略直角に屈曲形成された排気管路に接続し、上記屈折部分にはフィルタが取付けられていることを特徴とする空気圧工具。 A striking cylinder in the tool body, a striking piston slidably accommodated in the striking cylinder , a driver integrally coupled with the striking piston, a bumper receiving the lower surface of the striking piston at the lower end of the striking cylinder, An air chamber that supplies compressed air to the upper end open portion of the impact cylinder, and a main valve that opens and closes the compressed air in the air chamber with respect to the impact cylinder are provided. In a pneumatic tool provided with a nose portion having an injection port for injecting
The main valve is disposed on the outer peripheral side of the upper end portion of the impact cylinder, a cylinder housing is provided on the outer periphery of the impact cylinder, and an exhaust path having an annular exhaust space is formed along the side portion of the cylinder housing, the upper portion of the exhaust path communicates with the upper end of the striking cylinder from between the striking cylinder and the main valve, the lower portion of the exhaust passage is connected to the exhaust port opened to the outside of the tool body, the lower end of the exhaust passage, the A pneumatic tool characterized in that it is connected to an exhaust pipe that is bent substantially at right angles to the exhaust path in the vicinity of the bumper, and a filter is attached to the refracting portion .
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