JP5758273B2 - 打ち込み工具 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、圧縮エアを駆動源とする釘打ち機等の打ち込み工具に関する。

この種の打ち込み工具は、圧縮エアを駆動源として往復動するピストンを内装した工具本体部と、工具本体部の作動により打ち込み具を打ち出す打ち込み部と、工具本体部の側部から側方へ突き出す状態に設けられたハンドル部を備えている。この打ち込み工具は、ハンドル部の基部に設けたスイッチレバーを引き操作することにより工具本体部のピストン上室に圧縮エアを供給し、供給された圧縮エアの推力によりピストンに設けた打ち込み具打撃用のドライバを瞬時に下動させ、打ち込み部に供給した１本の打ち込み具を下動するドライバで打撃して打ち込み部の先端（射出口）から打ち出す構成を備えている。
打ち込み後、スイッチレバーの引き操作を解除すると、ピストン上室への圧縮エアの供給が遮断されて大気開放されることにより、ピストンが予めピストン下室に供給された圧縮エア（リターンエア）により上動端位置に戻されて一連の打ち込み動作が完了する。
工具本体部の本体ケースの後部にはトップキャップが結合され、このトップキャップに消音フィルタ付きの排気カバーが設けられている。この排気カバーを経てピストン上室内の圧縮エアが大気に開放される。この排気カバーはトップキャップに対して回転可能に取り付けられており、排気方向を任意に変更できるようになっている。
係る打ち込み工具に関する従来の技術が例えば下記の特許文献に開示されている。この特許文献に開示された技術によれば、排気カバーに設けた弾性復元性を有するリップ部をトップキャップの上面に弾性押圧させて、当該排気カバーをトップキャップの上面を覆う状態に取り付けることにより、ピストン上室の圧縮エアが排気カバーの排気口以外でエア洩れを生ずることなく排気されるようになっている。

実用新案登録第２５７６５５２号公報

しかしながら、上記従来の構成では、圧縮エアのエア圧が常圧（約８ｋｇ／ｃｍ²）程度であれば問題ないのであるが、近年普及してきている高圧（約２３ｋｇ／ｃｍ²）である場合には、樹脂製の排気カバーの全体が高圧で変形等して単にリップ部を弾性押圧させただけでは十分なシール性（気密性）が確保されないため、消音フィルタ付きの排気口以外でのエア洩れが発生するおそれがあり、その結果当該エア洩れによる騒音の発生が問題になるおそれがあった。
本発明は、高圧の圧縮エアを駆動源とする場合であっても、消音フィルタ付きの排気カバーについて高いシール性が確保され、これにより排気が確実に消音フィルタを経て大気開放されるようにすることを目的とする。

上記の課題は、下記の発明によって解決される。
第１の発明は、圧縮エアを駆動源としてシリンダ内を往復動するピストンを内装した打ち込み工具であって、ピストンの上室を区画するトップキャップと、トップキャップの後面に沿って取り付けられて、両者間に形成される排気室内の圧縮エアを大気に排気する排気口を有する排気カバーを備えており、排気カバーは、排気口を有するカバー本体部と、このカバー本体部の周縁に沿って設けられて、少なくとも排気時に圧縮エアの圧力でトップキャップに当接して気密にシールするシール部を備えており、このシール部はカバー本体部よりも軟質材料を素材とする打ち込み工具である。
第１の発明によれば、カバー本体部とシール部が硬度について異なる材料を素材として形成されており、シール部については高いシール性を確保するため軟質材料を素材とする一方、カバー本体部については高圧の圧縮エアに対して高い剛性を確保するためより硬質な材料を素材とすることにより、トップキャップに対する排気カバーの高いシール性を確保して排気口以外でのエア洩れを防止することができる。
このように、常圧のみならず高圧駆動の打ち込み工具であっても、排気エアの排気口以外でのエア洩れを確実に防止してその静音化を図ることができる。
第２の発明は、第１の発明において、シール部がトップキャップに常時当接してカバー本体部のトップキャップに対する位置決め手段として機能する構成とした打ち込み工具である。
第２の発明によれば、トップキャップに対する排気カバーの位置が保持される。特に、排気方向を任意に変更可能とするため、排気カバーがトップキャップに対して回転可能に設けられた構成の場合に、シール部の位置決め機能により排気カバーが不用意に回転してその排気方向がずれてしまうことを防止することができる。
第３の発明は、第２の発明において、シール部の外周面をトップキャップに当接させてシールする構成とした打ち込み工具である。
第３の発明によれば、カバー本体部の周縁に沿って設けられたシール部を圧縮エアの圧力により膨径方向（径方向に大きくなる拡径方向）に弾性変形させてトップキャップに押圧することにより、当該排気カバーとトップキャップとの間が高い気密性でシールされる。
第４の発明は、第３の発明において、シール部はカバー本体部に対してインサート成形により接合された打ち込み工具である。
第４の発明によれば、硬質材料を素材とするカバー本体部の周縁部に対して、軟質材料をインサート成形してシール部が一体に成形される。カバー本体部とシール部を１つの 部材として取り扱うことができるので、当該排気カバーひいては打ち込み工具の組み付け性及びメンテナンス性を高めることができる。
第５の発明は、第４の発明において、カバー本体部の外面に、シール部と同じ軟質材料を素材とするプロテクト部を設けた打ち込み工具である。
第５の発明によれば、カバー本体部の外面に軟質弾性材料を素材とするプロテクト部が設けられている。このプロテクト部を緩衝材として機能させることにより、例えば当該打ち込み工具を床上に落下させた場合等における衝撃を吸収して当該排気カバーひいては打ち込み工具の損傷を低減若しくは防止することができる。

本実施形態に係る打ち込み工具全体の縦断面図である。 本実施形態に係る打ち込み工具を図１中矢印(II)方向から見た上面図である。 ヘッドバルブ周辺の内部拡大図である。 図３の(IV)部拡大図であって、排気カバーのシール部の拡大図である。 シール部についてその他の形態を示す図である。

次に、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本実施形態に係る打ち込み工具１が示されている。この打ち込み工具１は、圧縮エアを駆動源とする釘打ち機で、本体部２と打ち込み部３とハンドル部４とマガジン５を備えている。
本体部２には、円筒形のシリンダ１１とこのシリンダ１１内を圧縮エアにより往復動するピストン１２が内装されている。シリンダ１１は、円筒形の本体ハウジング１０内と、本体ハウジング１０の上部に結合したマグネシウム製のトップキャップ１６内とに跨って内装されている。ピストン１２の下面中心に打ち込み具打撃用のドライバ１３が取り付けられている。ドライバ１３は、シリンダ１１内を下方へ延びてその先端側は打ち込み部３内に至っている。
図３に示すようにシリンダ１１の上部側周囲であってトップキャップ１６の内周側には、円筒形のヘッドバルブ２０が上下方向に変位可能に内装されている。このヘッドバルブ２０は、ピストン１２の上方（シリンダ上室２３）を蓄圧室８に対して開閉する開閉弁としての機能を有している。トップキャップ１６とヘッドバルブ２０の上部との間には複数の圧縮ばね１７〜１７が介装されている。この圧縮ばね１７〜１７によってヘッドバルブ２０はシリンダ上室２３を蓄圧室８に対して閉じる方向に付勢されている。
ヘッドバルブ２０の外周面には、蓄圧室８のエア圧を上動方向（開き方向）に受けるためのフランジ部２０ａが張り出し状に設けられている。ヘッドバルブ２０の内周面には、シール凸部２０ｂが内周側全周にわたって設けられている。このシール凸部２０ｂの上側において、ヘッドバルブ２０の周囲には、その上部とフランジ部２０ａとの間において、複数の排気孔２０ｃ〜２０ｃが設けられている。
シリンダ上室２３であってトップキャップ１６の上部内面には、当該ピストン１２の上死点を規制し、またピストン１２の上動端における衝撃を吸収するための上死点ダンパ１５が取り付けられている。この上死点ダンパ１５の周囲には、シール片１５ａが全周にわたって側方へ張り出す状態に設けられている。
本体部２の側部からハンドル部４が側方へ延びる状態に設けられている。ハンドル部４の先端に圧縮エア供給用のエアホース（図示省略）を接続するためのホースジョイント４ａが設けられている。ハンドル部４の内部に、エアホースを経て供給された圧縮エアを蓄圧するための蓄圧室８が設けられている。
ハンドル部４の基部付近に使用者が指先で引き操作するためのトリガ形式のスイッチレバー６が設けられている。このスイッチレバー６の上方であってハンドル部４の基部にトリガバルブ７が設けられている。スイッチレバー６の引き操作により、トリガバルブ７のバルブステム７ａが上方へ押し込まれるとトリガバルブ７がオンする。スイッチレバー６の引き操作を解除してバルブステム７ａが下方へ戻されるとトリガバルブ７がオフする。

トリガバルブ７がオンすると、本体部２に設けたエア供給路１４が蓄圧室８から遮断されるとともに大気開放される。エア供給路１４は、ヘッドバルブ２０の上面（ヘッドバルブ上室２１）に連通されている。従って、トリガバルブ７がオンすると、ヘッドバルブ上室２１が大気開放される。逆に、トリガバルブ７がオフになると、エア供給路１４が蓄圧室８に連通されてエア供給路１４内に圧縮エアが供給され、従ってヘッドバルブ上室２１に圧縮エアが供給される。
このように、スイッチレバー６の操作によるトリガバルブ７のオンオフ操作により、ヘッドバルブ２０の上面に圧縮エアが作用する状態と、大気開放された状態との切り換えが行われる。一方、ヘッドバルブ２０のフランジ部２０ａの下面には、蓄圧室８内の圧縮エアが常時作用している。
このため、トリガバルブ７のオフ状態では、エア供給路１４及びヘッドバルブ上室２１内に蓄圧室８から圧縮エアが供給されてヘッドバルブ２０の上面にエア圧が作用した状態となる。ヘッドバルブ２０の上面にエア圧が作用する状態では、ヘッドバルブ２０は圧縮ばね１７〜１７の付勢力によって閉じられた状態となる。
これに対して、トリガバルブ７がオンしてエア供給路１４及びヘッドバルブ上室２１内が大気開放されると、ヘッドバルブ２０は、その上面側に作用する圧縮ばね１７〜１７の合計付勢力よりもそのフランジ部２０ａの下面側に作用する蓄圧室８のエア圧が勝って上方へ変位する。ヘッドバルブ２０が上方へ変位して開かれると、その下端部側及びその内周側を経てシリンダ上室２３内に蓄圧室８から圧縮エアが供給される。シリンダ上室２３内に圧縮エアが供給されると、ピストン１２が圧縮エアの推力により下動する。ピストン１２の下動によりドライバ１３が一体で下動して、その先端部（下端部）により１本の打ち込み具（図示省略）が打撃される。マガジン５から打ち込み部３内に供給された１本の打ち込み具はドライバ１３で打撃されることにより、打ち込み部３の先端（射出口）から打ち出されて打ち込み材Ｗに打ち込まれる。
ピストン１２の下死点は、シリンダ１１の下部に設けた下死点ダンパ１８により規制され、またその下動端の衝撃が吸収される。

シリンダ１１の中途には逆止弁１９〜１９が設けられている。ピストン１２が下動途中においてこの逆止弁１９〜１９を通過すると、シリンダ上室２３内の圧縮エアの一部がこの逆止弁１９〜１９を経てシリンダ１１の外周側に設けたリターンエア室２２内に流入する。リターンエア室２２内に流入した圧縮エアは、リターン孔２２ａ〜２２ａを経てピストン１２の下方（シリンダ下室２４）に流入する。
ピストン１２が下死点に至って打ち込み具の打ち込みが完了した後、スイッチレバー６の引き操作を解除してトリガバルブ７がオフになると、上記したようにエア供給路１４及びヘッドバルブ上室２１内に圧縮エアが供給されてヘッドバルブ２０が閉じられ、またシリンダ上室２３が大気開放される。シリンダ上室２３が大気開放されることにより、ピストン１２がシリンダ下室２４内に流入した圧縮エア（リターンエア）に上動し、これによりピストン１２が上死点に戻される。
ここで、ヘッドバルブ２０が上動して開かれた状態では、その内周側に設けたシール凸部２０ｂが上死点ダンパ１５に設けたシール片１５ａに押し当てられた状態となって、ヘッドバルブ２０に設けた排気孔２０ｃ〜２０ｃ及びその外周側に設けた第１排気室２５がシリンダ上室２３から気密に遮断された状態となる。これに対して、図３に示すようにヘッドバルブ２０が下動して閉じられると、そのシール凸部２０ｂが上死点ダンパ１５のシール片１５ａから離間した状態となって、ヘッドバルブ２０の排気孔２０ｃ〜２０ｃを経てシリンダ上室２３が第１排気室２５に連通された状態となる。
第１排気室２５は、トップキャップ１６に設けた排気通路１６ａ〜１６ａを経てトップキャップ１６の外部に連通されている。トップキャップ１６の上面には、排気カバー３０が取り付けられている。トップキャップ１６と排気カバー３０との間に第２排気室２６が設けられている。第２排気室２６は、排気通路１６ａ〜１６ａを経て常時第１排気室２５に連通されている。この第２排気室２６には、排気通路２７を経て前記トリガバルブ７側からも圧縮エアが排気される。

排気カバー３０は、硬質樹脂製のカバー本体３１と、シール部３２を備えている。カバー本体部３１は椀形をなし、その中心が固定ねじ３３によりトップキャップ１６の上面にねじ止めされている。カバー本体部３１は、トップキャップ１６の上面中心に設けたボス部１６ｂを介して回転自在に取り付けられている。カバー本体３１の周壁部３１ａには、その周方向複数箇所に排気口３４〜３４が設けられている。図２に示すように排気口３４〜３４は、カバー本体３１の周壁部３１ａに沿って概ね１８０°〜２００°程度の範囲にわたって設けられている。各排気口３４には、消音用のフィルタ３４ａが取り付けられている。カバー本体部３１をボス部１６ｂを中心にして回転させることにより、排気口３４〜３４を経た排気方向（圧縮エアの吹き出し方向）を変化させることができる。
本実施形態の排気カバー３０は、トップキャップ１６に対するシール構造について特徴を有している。カバー本体部３１の周壁部３１ａの先端縁に沿ってシール部３２が設けられている。このシール部３２は、軟質の樹脂材料を素材としてカバー本体部３１に対してインサート成形により設けられている。本実施形態では、シール部３２の素材としてエラストマ樹脂が用いられている。図４に示すように、シール部３２は断面Ｕ字形のリング形状を有するもので、周壁部３１ａの先端面全周にわたって設けたシール壁部３１ｂに覆い被さる状態で一体化されている。
一方、トップキャップ１６の上面周縁には、シール凹部１６ｃがボス部１６ｂを中心とする周方向全周にわたって設けられている。このシール凹部１６ｃ内にシール部３２を弾性的に嵌め込んだ状態で排気カバー３０がトップキャップ１６の上面に取り付けられている。シール凹部１６ｃに沿って軟質樹脂を素材とするシール部３２が嵌め込まれている。このシール部３２がシール凹部１６ｃ内に弾性的に嵌め込まれていることにより、当該排気カバー３０とトップキャップ１６の上面との間のエア洩れが防止され、これにより、排気口３４〜３４以外での第２排気室２６の高い気密性が確保されている。
特に、軟質弾性素材のシール部３２が第２排気室２６内に発生する排気エア圧によりシール凹部１６ｃの主として外周側内壁面と底面に押し付けられることにより当該第２排気室２６の排気口３４〜３４以外でのエア洩れが確実に防止され、ひいては全ての排気が消音用フィルタ３４ａ付きの排気口３４を経て排気されて当該打ち込み工具１の静音化を図ることができる。
カバー本体部３１の上面には、弾性樹脂材を素材とするプロテクタ３５が設けられている。このプロテクタ３５によって当該打ち込み工具１を落下させた場合等における衝撃の吸収がなされてその損傷等を低減若しくは防止することができる。本実施形態では、このプロテクタ３５はシール部３２と同じくエラストマ樹脂を素材としてカバー本体部３１の上面に同じくインサート成形されて一体化されている。

以上説明したように本実施形態の打ち込み工具１によれば、ピストン上室２３内の圧縮エアが第２排気室２６においてエア洩れを生ずることなく排気カバー３０の排気口３４を経て排気されるため、当該打ち込み工具１の静音化を促進することができる。
また、軟質の弾性樹脂材料を素材とすることから弾性能の高いシール部３２により第２排気室２６の気密性が高められることから、カバー本体部３１については硬質樹脂材料を素材として剛性を高めることができるので、第２排気室２６内の排気圧による変形を抑制することができ、この点でも従来のようなエア洩れを抑制若しくはなくすことができる。
また、弾性の高いシール部３２がトップキャップ１６のシール凹部１６ｃ内に嵌め込まれて常時弾性的に当接される構成であるので、当該排気カバー３０の回転方向について適度な抵抗を与えることができ、これにより振動等による排気カバー３０の不用意な回転（排気方向の位置ずれ）を防止することができることから、当該シール部３２に排気カバー３０の位置決め機能を併せ持たせることができる。
さらに、例示した排気カバー３０の上面（後面）には、弾性樹脂製のプロテクタ３５が設けられているので、当該打ち込み工具１を排気カバー３０側から床面上に落下させた場合における当該打ち込み工具１及び床面の傷付きや損傷等を低減若しくは防止することができる。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えばシール部３２についてカバー本体部３１の周壁部３１ａにシール壁部３１ｂを設けて、このシール壁部３１ｂに覆い被せるように断面Ｕ字形のシール部３２をインサート成形する構成を例示したが、図５に示すようにシール部を設ける構成としてもよい。
図５の上段（Ａ）に示すシール部３６は、カバー本体部３１の周壁部３１ａの先端外周側に沿ってインサート成形された構成となっている。この場合、第２排気室２６の排気エア圧により図中白抜きの矢印で示すように周壁部３１ａが広がる方向（拡径方向）に僅かに変位することによりシール部３６がトップキャップ１６に設けたシール凹部１６ｃの外周側内壁面に弾性押圧されて当該第２排気室２６のエア洩れが防止される。
図５の中段（Ｂ）に示すシール部３７は、カバー本体部３１の周壁部３１ａの先端外周及び端面に跨ってＬ字形にインサート成形された構成となっている。この場合にも、第２排気室２６内の排気エア圧により図中白抜きの矢印で示すように周壁部３１ａが拡径方向に僅かに変位することによりシール部３６がトップキャップ１６のシール凹部１６ｃの外周側内壁面及び底面に弾性押圧されてより確実に第２排気室２６のエア洩れが防止される。
図５の下段（Ｃ）に示すシール部３８は、上記シール部３７よりもさらに内周側に張り出すＬ字形にインサート成形した構成となっている。このシール部３８によれば、周壁部３１ａの拡径方向の変位に加えて第２排気室２６内の排気エア圧によりその内周側張り出し部分３８ａがシール凹部１６ｃの底面に弾性押圧されて、第２排気室２６のエア洩れが一層確実に防止される。

Ｗ…打ち込み材
１…打ち込み工具（圧縮エア式釘打ち機）
２…本体部
３…打ち込み部
４…ハンドル部、４ａ…ホースジョイント
５…マガジン
６…スイッチレバー
７…トリガバルブ、７ａ…バルブステム
８…蓄圧室
１０…本体ハウジング
１１…シリンダ
１２…ピストン
１３…ドライバ
１４…エア供給路
１５…上死点ダンパ、１５ａ…シール片
１６…トップキャップ
１６ａ…排気通路、１６ｂ…ボス部、１６ｃ…シール凹部
１７…圧縮ばね
１８…下死点ダンパ
１９…逆止弁
２０…ヘッドバブル
２０ａ…フランジ部、２０ｂ…シール凸部、２０ｃ…排気孔
２１…ヘッドバルブ上室
２２…リターンエア室、２２ａ…リターン孔
２３…シリンダ上室
２４…シリンダ下室
２５…第１排気室
２６…第２排気室
３０…排気カバー
３１…カバー本体部、３１ａ…周壁部、３１ｂ…シール壁部
３２…シール部
３３…固定ねじ
３４…排気口、３４ａ…消音用フィルタ
３５…プロテクタ
３６〜３８…シール部

Claims (6)

1. 圧縮エアを駆動源としてシリンダ内を往復動するピストンを内装した打ち込み工具であって、前記シリンダの上室を区画するトップキャップと、該トップキャップの後面に沿って取り付けられて、両者間に形成される排気室内の圧縮エアを大気に排気する排気口を有する排気カバーを備えており、
   前記排気カバーは、前記排気口を有するカバー本体部と、該カバー本体部の周縁に沿って設けられて、少なくとも排気時に圧縮エアの圧力で前記トップキャップに当接して気密にシールするシール部を備えており、該シール部は前記カバー本体部よりも軟質材料を素材とし、かつ前記カバー本体部の周縁全周に沿って設けたシール壁部の少なくとも外周面及び下面に跨って設けられた打ち込み工具。
2. 請求項１記載の打ち込み工具であって、前記シール部は断面Ｕ字形のリング形状を有する打ち込み工具。
3. 請求項１又は２記載の打ち込み工具であって、前記シール部が前記トップキャップに常時当接して前記カバー本体部の前記トップキャップに対する位置決め手段として機能する構成とした打ち込み工具。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載した打ち込み工具であって、前記シール部の外周面を前記トップキャップに当接させてシールする構成とした打ち込み工具。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した記載の打ち込み工具であって、前記シール部はカバー本体部に対してインサート成形により接合された打ち込み工具。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載した記載の打ち込み工具であって、前記カバー本体部の外面に、前記シール部と同じ軟質材料を素材とするプロテクト部を設けた打ち込み工具。

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