JP5985383B2 - 打ち込み工具 - Google Patents

Description

この発明は、圧縮エアを動力源として動作するビス打ち機等の打ち込み工具に関する。

例えば、上記の圧縮エア式のビス打ち機は、打ち込み案内部に供給した１本のビス（ねじ）の頭部をドライバビットで打撃しつつ締め込み方向に回転させてビットの締め込みを行うもので、圧縮エアを動力源として往復動するピストンと回転するエアモータを内装した工具本体部を備えている。工具本体部の打ち込み方向先端に上記打ち込み案内部が設けられている。エアモータはピストンと一体で往復動し、その出力軸にドライバビットが取り付けられている。ドライバビットの先端部は、打ち込み案内部内に至っている。打ち込み案内部には、工具本体部の打ち込み動作に連動して作動するビス供給部と多数のビスを収容したマガジンが併設されている。
工具本体部の側部には使用者が把持するハンドル部が設けられており、このハンドル部の基部付近には使用者が指先で操作するトリガ形式のスイッチレバーが設けられている。スイッチレバーを引き操作すると工具本体部のピストン上室に圧縮エアが供給されてピストンが下動し、またエアモータが回転してビス打ちがなされる。スイッチレバーの引き操作を解除するとピストン上室側に供給された圧縮エアがピストン下室側に流入してピストン及びエアモータが一体で上死点に戻される。
従来、このビス打ち機に関する技術として下記の特許文献には、排気通路を大径化して排気効率を高めることにより当該ビス打ち機の高出力化を図るための技術が開示されている。

特開２０１２−７１３６９号公報

しかしながら、上記従来のビス打ち機については次のような解決すべき問題があった。ピストンの下動によりビスを打撃し、そのまま締め込み方向に押圧しつつエアモータで回転させる締め込み途中の段階では、ピストン及びエアモータの下動に伴ってピストン下室の容積が縮小する結果エア圧が徐々に高まっていく。ピストン下室のエア圧はピストン及びエアモータの上死点側に押し戻す方向に作用し、ビス締め込みのための推力（ビスを締め込み方向に押し付ける力）を低下させる方向に作用する。このため、ピストン下室のエア圧がピストン上室のエア圧に比して必要以上に高くなると、ビス締め込み方向の推力が十分に確保されなくなって迅速な締め込みがなされず、またいわゆるカムアウトを発生しやすくなる。
本発明は、ピストン下室のエア圧が必要以上に高くなることを回避して、当該打ち込み工具の作業性を一層高めることを目的とする。

上記課題は、以下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ピストンを下動させつつエアモータを回転させてドライバビットの先端部にセットしたビスを打撃しつつ回転させて締め込む打ち込み工具であって、ドライバビットの軸線方向の一部についてエア逃がし部を設け、ビスの締め込み過程の一部についてピストン下室の圧縮エアをこのエア逃がし部を経てピストン下室の外部に逃がす構成とした打ち込み工具である。
第１の発明によれば、ドライバビットの軸線方向の一部について設けられたエア抜き部を経てピストン下室のエア抜きが適切なタイミングでなされることにより、当該ピストン下室のエア圧がビス締め込み過程の一部について必要以上に高くなることが回避され、これによりピストン及びドライバビットの下動抵抗（エア圧）の高まりが抑制されてビスの締め込みを迅速に行うことができる。
また、ピストン上室のエア抜きがなされることによりドライバビットの下動抵抗を小さくすることにより、ビスの頭部に対するドライバビット先端部の適切な押し付け力を確保することができ、これによりいわゆるカムアウトを防止することができる。
第２の発明は、第１の発明において、エア抜き部は当該ドライバビットの先端部を除く範囲に設けた打ち込み工具である。
第２の発明によれば、ドライバビットの下動当初であってビスの締め込み初期段階ではエア抜き部を機能させず、ピストン下動に伴ってピストン下室のエア圧（ピストンの下動抵抗）を適切に高めることによりビス打撃時に当該打ち込み工具が受ける反締め込み方向の反動が低減される。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、エア抜き部は当該ドライバビットの基端部を除く範囲に設けた打ち込み工具である。
第３の発明によれば、ピストンが下動端に至る手前の段階におけるピストン下室のエア抜きが回避されることにより、当該ピストン下室に十分な量のリターンエアを確保することができる。
第４の発明は、第１〜第３の何れか一つの発明において、ピストンの受圧面積について、ピストン上室側よりもピストン下室側が大きく設定された打ち込み工具である。
第４の発明によれば、ビス打撃時に当該打ち込み工具が受ける反締め込み方向の反動を低減することができる。
第５の発明は、第１〜第４の何れか一つの発明において、エア抜き部として、ドライバビットの軸線方向一部について径が小さい細径部を設けた打ち込み工具である。
第５の発明によれば、エア抜き部を低コストかつ簡易な構成で設けることができる。
第６の発明は、第１〜第５の何れか一つの発明において、ピストンは、時間差をおいて二段階で下動する二段ピストンであり、後から下動する下段ピストンの下動過程でエア抜き部を機能させる構成とした打ち込み工具である。
第６の発明によれば、先に下動する上段ピストンの下動によりドライバビットの先端部がビスの頭部に打撃されて、当該ビスがビス締め込み材に打ち込まれる。その後、下段ピストンが下動することにより、ビスに対して締め込み方向の押し付け力が加えられる。ビスは、下段ピストンの下動に伴う押し付け力を受けつつエアモータの回転によりねじ軸回りに回転することにより、当該ビスがねじのリードにより締め込まれていく。
ピストンが相互に時間差をおいて下動する上段ピストンと下段ピストンに２分された二段ピストンであることにより、ビスのビス締め込み材に対する確実な打ち込みと、その後のねじのリードによる当該ビスの迅速かつ確実な締め込みを実現することができる。

本発明の実施形態に係る打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、非作動状態（初期状態）を示している。 本実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、スイッチレバーの引き操作によりトリガバルブがオンした瞬間の状態を示している。 本実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、ヘッドバルブが開かれてピストン上室に圧縮エアが供給されてピストン及びエアモータが一体下動し、ピストンがその下死点に至った時点の状態を示している。エアモータは下動途中である。 本実施形態に係る打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図では、工具本体部の下部及び打ち込み案内部が示されている。本図は、ドライバビットのエア抜き部が案内スリーブの内周孔内に進入した段階を示している。 本実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、エアモータが回転しつつ下死点に至って、ビスの締め込みが完了した時点の状態を示している。 本実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、ピストン及びエアモータが上死点に戻される途中の状態を示している。

次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１は、本実施形態に係る打ち込み工具１の全体の内部構造（初期状態）を示している。例示した打ち込み工具１は、いわゆるビス打ち機であって、１本のビスＢを打撃しながら締め込み方向に回転させて締め込み材Ｗに締め込む機能を備えたエアツールである。締め込み材Ｗは、例えば木材地Ｗ２に石膏ボードＷ１を貼り付ける２層構造の壁面で、ビスＢ〜Ｂを石膏ボードＷ１を貫通して木材地Ｗ２に締め込むことにより、石膏ボードＷ１が木材地Ｗ２に貼り付け状態に固定される。
この打ち込み工具１は、工具本体部２とハンドル部３と打ち込み案内部４と打ち込み具供給装置５を備えている。工具本体部２は、概ね円筒体形状の本体ケース２ａに、以下説明する打撃機構部１０とエアモータ３０等の各機構を内装した構成を備えている。工具本体部２の側部から使用者が把持するためのハンドル部３が側方へ突き出す状態で設けられている。このハンドル部３の先端側の図示が省略されている。このハンドル部３の先端にカプラを介して接続されたエアホースを経て当該ハンドル部３の内部に圧縮エアが貯留される。以下、このハンドル部３の内部であって、動力源としての圧縮エアが貯留される区画をリザーバ３ａと言う。リザーバ３ａは、本体ケース２ａの内側であって打撃機構部１０及びエアモータ３０の周囲に区画された蓄圧室２ｂに常時連通されている。
このハンドル部３の基部付近に使用者が把持した手の指先で引き操作するトリガ形式のスイッチレバー６と、その操作により作動するトリガバルブ４０が設けられている。スイッチレバー６の操作に伴うトリガバルブ４０のオンオフによって工具本体部２側に圧縮エアが給排気される。
打ち込み案内部４は、打ち込み通路４ａ内に供給された１本のビスＢがドライバビット７で打撃されて締め込み材Ｗまで案内する機能を有するもので、工具本体部２の下部から下方（締め込み材Ｗ側）へ突き出す状態に設けられている。打ち込み案内部４の先端には、コンタクトアーム８が設けられている。ビス打ち込み部位にこのコンタクトアーム８を押し付けた状態でのみスイッチレバー６の引き操作が有効になって工具本体部２での打ち込み動作がなされ、これにより不用意な打ち込み動作が防止されるようになっている。この誤操作防止機構については従来公知であるの詳細な説明は省略する。

以下、リザーバ３ａに供給された圧縮エアの流れに沿って上流側から工具本体部２の打撃機構部１０とエアモータ３０等の各機構について説明する。先ず、トリガバルブ４０は、ハンドル部３の基部に設けたバルブケース部３ｂ内に収容されている。スイッチレバー６を引き操作していない非作動状態では、トリガバルブ４０がオフになっている。トリガバルブ４０のオフ状態では、作動エア通路２ｃを経てヘッドバルブ上室１１ａに圧縮エアが供給された状態となっている。
ヘッドバルブ１１は、ピストン上室１２ａ内を蓄圧室２ｂに対して開閉する機能を有するもので、圧縮ばね１３によって閉じ側に付勢されている。このため、作動エア通路２ｃを経てヘッドバルブ上室１１ａに圧縮エアが供給された状態では、開き側に作用する蓄圧室２ｂの圧縮エアとの間でエア圧が相互に打ち消し合う結果、ヘッドバルブ１１は圧縮ばね１３によって閉じ側に保持される。ヘッドバルブ１１が閉じ状態に保持される結果、ピストン上室１２ａに圧縮エアが供給されず、従って工具本体２が非作動状態（初期状態）に保持される。

図２に示すようにスイッチレバー６が上方へ引き操作されると、トリガバルブ４０がオンして作動エア通路２ｃがリザーバ３ａから遮断される一方、大気開放される。作動エア通路２ｃが大気開放されると、ヘッドバルブ上室１１ａが大気開放されるため、ヘッドバルブ１１が蓄圧室２ｂのエア圧により圧縮ばね１３に抗して上方へ開かれる。ヘッドバルブ１１が開かれると、蓄圧室２ｂの圧縮エアがピストン上室１２ａに流入し、これがピストン１２の内周側上面に作用して当該ピストン１２に対して圧縮エアが下動方向に作用する。図３では、圧縮エアの流れ（給排気）が白抜きの矢印で示されている。
ピストン上室１２ａ内に流入した圧縮エアによってピストン１２が下動し始める。ピストン１２が下動し始めると、これと一体でエアモータ３０が下動し始める。エアモータ３０の下部側（エンドプレート３４ａ）は、本体ケース２ａに取り付けたシリンダ１８内に気密に収容されている。シリンダ１８の下部にはフロントクッション１９が取り付けられている。このフロントクッション１９の内周側にドライバピット７が挿通されている。シリンダ１８の内周側であってエアモータ３０の下方がピストン下室２５に相当する。
図示するようにピストン下室２５の受圧面積（エアモータ３０の下面側面積）は、ピストン上室１２ａの受圧面積（ヘッドバルブ１１の内周側面積）よりも大きくなっている。
ピストン下室２５側の受圧面積が大きく設定されていることにより、ビス打撃時に当該打ち込み工具１が受ける反締め込み方向の反動が低減されるようになっている。
ピストン下室２５は、フロントクッション１９の内周側及び排気通路２６を経て大気側に連通されている。排気通路２６は、本体ケース２ａの上部に至っている。図示するように、排気通路２６には、排気バルブ２０が介装されている。この排気バルブ２０はリターン時に排気通路２６の有効通気面積を狭めることによりその排気効率を低下させる機能を有している。

ピストン１２の内周側には、エアモータ３０のストローク軸部３１が上下に相対移動可能に挿通されている。このストローク軸部３１の上端部には、ストッパフランジ部３２が設けられている。このストッパフランジ部３２の下側には、４つのモータエア流入口３３〜３３が設けられている。ヘッドバルブ１１が開かれてピストン上室１２ａ内に流入した圧縮エアは、このモータエア流入口３３〜３３を経てストローク軸部３１の内周側にも流入する。
モータエア流入口３３〜３３を経てストローク軸部３１の内周側に流入した圧縮エアによってエアモータ３０が回転し始める。エアモータ３０は、そのストローク軸部３１に対して偏心したモータケース部３４を備えており、このモータケース部３４の内周側に出力ベース３６と複数枚のフィン３５〜３５を放射方向に変位可能に収容した公知の構成を備えている。出力ベース３６は、軸受け３６ａ，３６ｂを介してモータケース部３４に対して回転可能に収容されている。ストローク軸部３１の内周側を経てモータケース部３４内に圧縮エアが流入すると、これを各フィン３５が受けることにより出力ベース３６が回転し、これにより各フィン３５が放射方向に往復動して給排気がなされる。図３に示すようにモータエアの排気は、本体ケース２ａの側部に設けた排気口２ｄを経てなされる。
エアモータ３０の出力ベース３６の下端部には、出力ギヤ３６ｃが形成されている。この出力ギヤ３６ｃは、減速用の遊星ギヤ列３７に連結されている。この遊星ギヤ列３７のキャリア３７ａにドライバビット７が装着されている。キャリア３７ａは軸受け３８を介してモータケース部３４のエンドプレート３４ａに対して回転可能に持されている。
ピストン上室１２ａに流入する圧縮エアによりピストン１２及びエアモータ３０が一体で下動しつつ、当該エアモータ３０が回転することにより、ドライバビット７が打ち込み通路４ａ内をビス締め付け方向に回転しつつ下動し、これにより打ち込み通路４ａ内に供給された１本のビスＢがドライバビット７で打撃されるとともに締め付け方向に回転して締め込み材Ｗに締め込まれる。

本体ケース２ａの下面には、ドライバビット７を案内するための案内スリーブ５０が取り付けられている。この案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内をドライバビット７が上下に移動可能かつ軸回りに回転可能に支持されている。案内スリーブ５０の内周孔５０ａは、ドライバビット７をガタツキなくスムーズに挿通させるに足る内径に設定されている。図１に示すように当該打ち込み工具１の初期状態では、この内周孔５０ａ内にドライバビット７の先端部（ビット部）７ａが位置している。
この案内スリーブ５０を間に挟んだ状態で本体ケース２ａの下面に打ち込み案内部４が結合されている。
ドライバビット７は、打ち込み通路４ａ内に供給されたビスＢの頭部を打撃してそのままビスＢを締め込み方向に押し付けるための長尺な棒部材で、その軸方向中途位置にエア抜き部７ｂを有している。本実施形態では、ドライバビット７の外径５．０ｍｍに対して外径４．７５ｍｍの細径部をこのエア抜き部７ｂとして設けている。このエア抜き部７ｂは、ドライバビット７の軸線方向一定の範囲について外径を０．２５ｍｍだけ細径化することにより設けられている。
ドライバビット７が案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内を回転しつつ上下動することにより、ビスＢの締め込み過程の中途において、上記エア抜き部７ｂが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内を通過する。図４に示すようにエア抜き部７ｂが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に進入した状態では、ドライバビット７と内周孔５０ａとの間の円環形状の隙間（クリアランス）が片側で０．１２５ｍｍだけ大きくなる。このため、ビスＢの締め込み過程中途において、ピストン下室２５内の圧縮エアがこのエア抜き部７ｂを経て外部（打ち込み通路４ａ内）に流出する。
ビスＢの締め込み過程の中途（エアモータ３０の下動途中）において、ピストン下室２５がエア抜き部７ｂを経てエア抜きされるため、ピストン下室２５内のエア圧が必要以上に高まることがない。反締め込み方向の抵抗として作用するピストン下室２５内のエア圧が必要以上に高まることがないので、エアモータ３０は回転しつつスムーズに下動してビスＢの締め込みが迅速かつ確実に進行する。
また、ピストン下室２５内のエア圧が必要以上に高まることがないので、エアモータ３０ひいてはドライバビット７に作用する反締め込み方向の抵抗が抑制され、これによりドライバビット７の先端部７ａがビスＢの頭部に対して適切な押圧力で押し付けられていわゆるカムアウトが防止される。
エア抜き部７ｂの軸線方向の位置及び長さは適切に設定されている。これにより、ドライバビット７の下動に伴うエア抜き部７ｂの内周孔５０ａに対する進入、退出のタイミングが適切に設定されている。以下、ビスＢの締め込み過程に沿って、エア抜き部７ｂの内周孔５０ａに対する進入、退出のタイミングについて説明する。

先ず、図１に示すようにスイッチレバー６を引き操作していない初期状態では、ドライバビット７の先端部７ａが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に位置している。従って、エア抜き部７ｂは、ピストン下室２５内に位置しており、未だ内周孔５０ａ内に進入していない。
前記したようにスイッチレバー６の引き操作によりトリガバルブ４０がオンされると、ヘッドバルブ１１が開かれてピストン１２が下動し始める。ピストン１２が下動し始めると、これと一体でエアモータ３０が下動し始め、従ってドライバビット７が下動し始める。ピストン１２が下動し始めることにより、ピストン下室２５のエア圧が徐々に高められる。
ヘッドバルブ１１が開かれてピストン上室１２ａ内に圧縮エアが流入すると、ストローク軸部３１の内周側に流入した圧縮エアによってエアモータ３０が回転し始める。
また、ヘッドバルブ１１が開かれてピストン上室１２ａ内に流入した圧縮エアが、ストローク軸部３１の上面に作用することによっても当該ストローク軸部３１及びエアモータ３０が一体で下動する。
ピストン１２の下動により一体で下動するドライバビット７の先端部７ａが、打ち込み通路４ａ内に供給された１本のビスＢの頭部に打撃され、これによりビスＢが締め込み材Ｗ（主として石膏ボードＷ１）に打ち込まれる。この段階で、ドライバビット７のエア抜き部７ｂは、未だ案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に至っていない。このため、ピストン１２の下動に伴うエアモータ３０の下動によりピストン下室２５内のエア圧が高められて、ビス打ち込み時の反動が低減される。

ピストン１２とエアモータ３０が一体で下動して、ピストン１２がその下動端位置に至った後、エアーモータ３０が引き続き回転しつつ単独でさらに下動する。ピストン１２の上部外周に設けたピストンストッパ部１２ｂが本体ケース２ａの中間ベース部２ｅの上面に当接することにより、ピストン１２の下動端位置が規制されている。
図３に示すように、ピストン１２が下動端に至ると、その周囲に設けた複数の補助通気孔１２ｃ〜１２ｃと、中間ベース部２ｅの周囲に設けた複数の補助通気孔２ｆ〜２ｆとが一致するため、ヘッドバルブ１１及びピストン１２の内周側への圧縮エアの供給量が一気に増加し、これによりエアモータ３０が単独で下動しつつより一層高トルクで回転し始める。
このことから、ピストン１２とその内周側に位置するストローク軸部３１が二段階で軸方向にストロークする二段ピストンを構成している。先にピストン１２が下動し、その後ストローク軸部３１が下動する。この二段ピストンの下動によりエアモータ３０が一体で下動し、これに伴ってピストン下室２５内のエア圧が徐々に高められる。
ピストン１２が下動端に至った後、ストローク軸部３１がピストン１２に対して相対的に下動し始めた段階で、ビスＢのリードによる締め込み材Ｗ（主として木材地Ｗ２）に対する締め込みがなされる。
一方、エアモータ３０により回転するビスＢのリードによる木材地Ｗ２に対する締め込みが開始されると、ドライバビット７のエア抜き部７ｂが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に進入し始める。図４に示すように案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に、より細径のエア抜き部７ｂが進入することにより、当該ドライバビット７と案内スリーブ５０の内周孔５０ａとの間の隙間（クリアランス）が片側で０．１２５ｍｍだけ大きくなる。このため、この段階で徐々に高められてきたピストン下室２５内の圧縮エアが、エア抜き部７ｂと内周孔５０ａとの間の隙間を経て外部へ流出し始め、これによりピストン下室２５内のエア圧の上昇が抑制され、若しくは低減される。

回転するビスＢのリードによる木材地Ｗ２に対する締め込みがなされる段階で、ピストン下室２５内の圧縮エアがエア抜き部７ｂを経て外部へエア抜きされることにより、ピストン下室２５内のエア圧が必要以上に高めることが回避され、これによりエアモータ３０ひいてはドライバビット７に対する反締め込み方向の反力（締め込み抵抗）が低減されて、ドライバビット７のビスＢに対する適切な押し付け力が発揮され、その結果ビスＢがそのリードによって迅速かつスムーズに締め込まれていく。
ピストン下室２５のエア抜きは、エア抜き部７ｂが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内を下方へ向けて通過する間なされる。
図３に示すようにピストン１２の下動停止後、エアモータ３０が単独で下動することにより、そのストローク軸部３１の上端部に設けたストッパフランジ部３２がピストン１２の内周側上面に当接して当該エアモータ３０もその下動端位置に至る。
エアモータ３０ひいてはドライバビット７が下動端位置に至る前の下動途中において、ドライバビット７のエア抜き部７ｂが案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内から退出され、その後外径が５．０ｍｍの基端部７ｃが内周孔５０ａ内に進入して当該内周孔５０ａがほぼ気密に塞がれた状態となってピストン下室２５内のエア抜きが停止される。このため、エアモータ３０が下動端に至ってビットＢの締め込みが完了した段階では、その後にピストン下室２５内に流入する圧縮エアのエア圧が高められる。エア圧が十分に高められたピストン下室２５内の圧縮エアは、その後にピストン１２及びエアモータ３０を上死点（初期位置）に戻すためのリターンエアとして利用される。
ストッパフランジ部３２がピストン１２の内周側上面に当接することにより、ピストン上室１２ａからエアモータ３０への圧縮エアの供給が停止されて、当該エアモータ３０の回転が停止される。この時点で、ビスＢの締め込み材Ｗに対する締め込みが完了する。

ビスＢの締め込み完了後に、使用者がスイッチレバー６の引き操作を解除すると、トリガバルブ４０がオフして作動エア通路２ｃがリザーバ３ａに連通される。作動エア通路２ｃがリザーバ３ａに連通されると、作動エア通路２ｃを経て圧縮エアがヘッドバルブ上室１１ａに流入して、ヘッドバルブ１１が圧縮ばね１３によって下動し、これによりピストン上室１２ａが蓄圧室２ｂ側から遮断されて当該ピストン上室１２ａへの圧縮エアの供給が停止される。こうしてヘッドバルブ１１が閉じられと、ピストン上室１２ａ内に閉じこめられた圧縮エアは、ピストン１２及びエアモータ３０を上死点に戻すためのリターンエアとして利用される。このことから、本実施形態の打ち込み工具１は、排気リターンタイプの打ち込み工具となっている。
本体ケース２ａの上部には円筒形状の上部ベース部２ｇが設けられている。この上部ベース部２ｇによってヘッドバルブ上室１１ａが区画されている。この上部ベース部２ｇの内周側に、ヘッドバルブ１１の上部に設けたストローク軸部１１ｂが上下にストローク可能かつ気密に保持されている。このストローク軸部１１ｂの上方であって上部ベース部２ｇの上部にはバルブストッパ１４が取り付けられている。バルブストッパ１４の下側であって上部ベース部２ｇの側部には複数の排気孔１５〜１５が設けられている。この全ての排気孔１５〜１５の外周側にはリング形の逆止弁１６が取り付けられている。また、上部ベース部２ｇの周囲にはリターンエア通路１７が連通されている。逆止弁１６は、上部ベース部２ｇの内周側から排気孔１５〜１５を経てリターンエア通路１７への圧縮エアの流れを許容し、その逆方向の圧縮エアの流れを遮断する。
図２，３，５に示すように、ヘッドバルブ１１が上動してピストン上室１２ａが蓄圧室２ｂに対して開かれた状態では、ヘッドバルブ１１のストローク軸部１１ｂがバルブストッパ１４に突き当てられてピストン上室１２ａが排気孔１５〜１５に対して気密に遮断された状態となる。これに対して、図１に示すようにヘッドバルブ１１が下動してピストン上室１２ａが蓄圧室２ｂから遮断された状態では、ヘッドバルブ１１のストローク軸部１１ｂがバルブストッパ１４から離間してピストン上室１２ａが排気孔１５〜１５側に連通された状態となる。このため、ヘッドバルブ１１が下動してピストン上室１２ａに閉じこめられた圧縮エアは排気孔１５〜１５及び逆止弁１６を経てリターンエア通路１７内に流入する。

リターンエア通路１７は、シリンダ１８の下部であってフロントクッション１９の外周側に設けたリターン孔１８ａを経てピストン下室２５に連通されている。このため、排気孔１５〜１５及び逆止弁１６を経てピストン上室１２ａからリターンエア通路１７内に流入した圧縮エアは、このリターンエア通路１７及びリターン孔１８ａを経てシリンダ下室２５内に流入する。リターンエア通路１７を経てピストン上室１２ａからピストン下室２５に流入した圧縮エア（リターンエア）がエアモータ３０のエンドプレート３４ａに作用し、これによって最終的にピストン１２及びエアモータ３０が下死点から上死点に戻される。エアモータ３０が上動し始めた直後から、リターンエアの一部がフロントクッション１９の内周側を経て排気通路２６内に流入して排気される。
ヘッドバルブ１１が閉じられてピストン上室１２ａに閉じこめられた圧縮エアが排気孔１５〜１５及び逆止弁１６を経てリターンエア通路１７内に流入すると、そのエア圧が作動孔２３を経て排気バルブ２０が絞り側に作動して排気通路２６が絞られることにより排気効率が抑制された状態となる。
このように、排気通路２６を従来よりも大径に形成してその排気効率を高めることにより従来では得られなかった大きな打撃力を出力可能とする一方、打撃完了後には排気バルブ２０によって排気通路２６の排気効率が抑制された状態となるため、ピストン下室２５に流入したリターンエアの大部分がピストン１２及びエアモータ３０を上死点に戻すために消費され、従ってピストン１２及びエアモータ３０は確実に上死点に戻される。
ピストン下室２５にリターンエアが流入すると、これがエアモータ３０のエンドプレート３４ａに作用する。エンドプレート３４ａとストローク軸部３１の上面との面積差により、先ずエアモータ３０がリターンエア室２５側のエア圧により上動する。エアモータ３０がピストン１２に対して上動すると、ストッパフランジ部３２がピストン１２の内周側上面から離間するため、ピストン上室１２ａがモータエア流入口３３〜３３を介してストローク軸部３１の内周側に連通され、これによりピストン上室１２ａがモータエア供給路及び排気口２ｄを経て大気に開放される。一方、リターンエア通路１７を経てピストン下室２５に流入したリターンエアは、逆止弁１６によってピストン上室１２ａへの逆流が防止されている。こうしてピストン上室１２ａが大気開放される一方、ピストン下室２５にリターンエアが流入することによりエアモータ３０がさらに上動する。

また、ピストン上室１２ａからモータエア流入口３３〜３３を経てモータエア供給路に流入した圧縮エア（モータ排気）の一部がピストン１２の下面に作用するため、この時点でピストン１２も上動し始める。
エアモータ３０のストローク軸部３１の周囲に設けたストッパワッシャ３９が中間ベース部２ｅの下面に当接して当該エアモータ３０が上死点に至る。こうしてエアモータ３０が上死点に戻されるとともに、ピストン１２がモータ排気により上動し、最終的にエアモータ３０のストッパワッシャ３９が下面に当接した状態で上動するエアモータ３０で押されることにより上死点に戻される。
打ち込み具供給装置５のエア通路５ａは、リターンエア通路１７に連通されている。このため、打ち込み完了後、ピストン上室１２ａからリターンエア通路１７に流入した圧縮エアの一部がエア通路５ａを経て打ち込み具供給装置５に供給される。エア通路５ａを経て供給された圧縮エアによって送りピストン５ｂが圧縮ばね５ｃに抗して後退する。ピストン下室２５内のリターンエアが排気されると、送りピストン５ｂが圧縮ばね５ｃによって前進する。送りピストン５ｂには送り爪５ｄ，５ｄが設けられている。送りピストン５ｂが前進すると、１本のビスＢが送り爪５ｄ，５ｄによって打ち込み通路４ａ内に供給される。

以上のように構成した本実施形態の打ち込み工具１によれば、ドライバビット７の軸線方向の一部について設けられたエア逃がし部７ｂを経てピストン下室２５のエア抜きが適切なタイミングでなされることにより、当該ピストン下室２５のエア圧がビス締め込み過程の一部について必要以上に高くなることが回避され、これによりピストン１２及びドライバビット７の下動抵抗（エア圧）の高まりが抑制されてビスＢの締め込みを迅速に行うことができるとともに、ビスＢの頭部に対するドライバビット先端部７ａの適切な押し付け力を確保していわゆるカムアウトを防止することができる。
エア抜き部７ｂの内周孔５０ａに対する進入のタイミングは、第２段ピストンであるストローク軸部３１が第１段ピストンであるピストン１２に対して相対的に下動し始める段階に設定されている。また、エア抜き部７ｂの内周孔５０ａからの退出のタイミングは、エアモータ３０がその下動端位置に至る前に設定されている。このため、ビスＢが石膏ボードＷ１を貫通して木材地Ｗ２に締め込まれ始める時点から木材地Ｗ２に完全に締め込まれる前までの間、当該エア抜き部７ｂが内周孔５０ａ内を通過してピストン下室２５内のエア抜きがなされる。ピストン下室２５のエア抜きが適度になされることにより、ピストン下室２５内のエア圧が高くなり過ぎることが回避されて、エアモータ３０ひいてはドライバビット７の下動抵抗が低減されることにより、ビスＢがそのリードにより迅速かつ確実に締め込まれていく。
その後、ビスＢの締め込みが完了する直前で案内スリーブ５０の内周孔５０ａ内に基端部７ｃが進入して当該内周孔５０ａがほぼ気密に塞がれることにより、十分なエア圧の圧縮エアがピストン下室２５内に貯留されてピストン１２及びエアモータ３０が確実に上死点まで戻される。
また、例示した実施形態によれば、ドライバビット７の軸線方向の一定範囲について径を小さくなる細径部を設けてエア抜き部７ｂとする構成であるので、当該エア抜き部７ｂを簡易かつ低コストに設けることができる。

さらに、エア抜き部７ｂを先端部７ａと基端部７ｃの間に設けて、ビットＢの締め込み途中の段階でピストン下室２５のエア抜きをする構成としたことから、締め込み当初は先端部７ａで内周孔５０ａを塞いでピストン下室２５内のエア圧を高めることにより打ち込み時の反動を低減することができ、締め込み完了間際では基端部７ｃで再び内周孔５０ａを塞いでピストン下室２５内に十分な圧力の圧縮エアを貯留して、これをリターンエアとして利用することができる。
また、ピストン１２のピストン上室１２ａ側の受圧面積よりも、エアモータ３０のピストン下室２５側の受圧面積が大きくなっていることによってもビス打撃時に当該打ち込み工具１が受ける反締め込み方向の反動を低減することができる。
さらに、本実施形態では、二段ピストンを構成するピストン１２とストローク軸部３１によりエアモータ３０を下動させる構成となっている。先に下動する上段側のピストン１２の下動によりドライバビット７の先端部７ａがビスＢの頭部に打撃されて、当該ビスＢが締め込み材Ｗ（主として石膏ボードＷ１）に打ち込まれる。その後、下段側のストローク軸部３１がピストン１２に対して相対的に下動することにより、ビスＢに対して締め込み方向の押し付け力が加えられる。
ストローク軸部３１の相対的下動によりドライバビット７の先端部７ａを介してビスＢが締め込み方向に押し付けられる。この押し付け状態でビスＢがエアモータ３０により締め込み方向に回転することにより、当該ビスＢがねじのリードにより確実かつ迅速に締め込まれていく。
このようにピストンが相互に時間差をおいて下動する上段ピストン（ピストン１２）と下段ピストン（ストローク軸部３１）に２分された二段ピストンであることにより、ビスＢの締め込み材Ｗに対する確実な打ち込みと、その後のねじのリードによる当該ビスＢの迅速かつ確実な締め込みを実現することができる。

以上説明した実施形態には種々変更を加えて実施することができる。例えば、ドライバビット７のエア抜き部７ｂとしてその軸回り全周にわたって径を小さくした細径部を設けた構成を例示したが、これに代えて例えばドライバビット７の外面に軸線方向に沿った溝部を設けてエア抜き部としてもよく、また平坦面を設けてエア抜き部としてもよい。これら溝部や平坦面によっても案内スリーブ５０の内周孔５０ａとの間の隙間が大きくなってピストン下室２５内の圧縮エアを逃がすことができる。
また、ドライバビット７の軸線方向におけるエア抜き部７ａの位置、あるいはエア抜き部を設ける軸線方向の範囲（長さ）については、締め込み可能なビスＢの長さ等の要因によって適宜変更することができる。
さらに、エア抜き部７ｂをドライバビット７の軸線方向中途位置であって、より大径の先端部７ａと基端部７ｃとの間に設けた構成を例示したが、いずれか一方を省略することもできる。要は、ビスＢの締め込み過程において、内周孔５０ａがほぼ気密に塞がれてピストン下室２５内のエア圧が適度に上昇する状態と、エア抜き部を経てピストン下室２５内の圧縮エアが外部に逃がされる状態とに切り換わる構成とすればよい。前者の状態は、ピストン下室２５内のエア圧を高めてビス打ち込み時の反動を低減させたい段階で好ましく、後者の状態はドライバビット７の下動抵抗を小さくしてビットの締め込みを迅速かつ確実に進行させたい段階で好ましい。
また、打ち込み工具１としてエアモータ３０を内装するビス打ち機を例示したが、この種のエアモータを備えない打撃作用のみの打ち込み工具であって、釘打ち機についても同様に適用することができる。

Ｂ…ビス
Ｗ…締め込み材
１…打ち込み工具
２…工具本体部
２ａ…本体ケース、２ｂ…蓄圧室、２ｃ…作動エア通路、２ｄ…排気口
２ｅ…中間ベース部、２ｆ…補助通気孔、２ｇ…上部ベース部
３…ハンドル部
３ａ…リザーバ、３ｂ…バルブケース部、３ｃ…バルブケース孔
４…打ち込み案内部、４ａ…打ち込み通路
５…打ち込み具供給装置
５ａ…エア通路、５ｂ…送りピストン、５ｃ…圧縮ばね、５ｄ…送り爪
６…スイッチレバー
７…ドライバビット、７ａ…先端部、７ｂ…エア抜き部、７ｃ…基端部
８…コンタクトアーム
１０…打撃機構部
１１…ヘッドバルブ、１１ａ…ヘッドバルブ上室
１２…ピストン
１２ａ…ピストン上室、１２ｂ…ピストンストッパ部、１２ｃ…補助通気孔
１３…圧縮ばね
１４…バルブストッパ
１５…排気孔
１６…逆止弁
１７…リターンエア通路
１８…シリンダ、１８ａ…リターン孔
１９…フロントクッション
２０…排気バルブ
２１…排気ピストン
２２…圧縮ばね
２３…作動孔
２５…ピストン下室
２６…排気通路
３０…エアモータ
３１…ストローク軸部
３２…ストッパフランジ部
３３…モータエア流入口
３４…モータケース部、３４ａ…エンドプレート
３５…フィン
３６…出力ベース、３６ａ，３６ｂ…軸受け、３６ｃ…出力ギヤ
３７…遊星ギヤ、３７ａ…キャリア
３８…軸受け
３９…ストッパワッシャ
４０…トリガバルブ
５０…案内スリーブ、５０ａ…内周孔

Claims (6)

1. 圧縮エアを駆動源としてエアモータを下動させつつ回転させて、該エアモータに設けたドライバビットの先端部にセットしたビスを打撃しつつ回転させて締め込む打ち込み工具であって、前記ドライバビットの軸線方向の一部についてエア抜き部を設け、
   前記エアモータの下動途中において、ピストン下室の圧縮エアを前記エア抜き部を経て該ピストン下室の外部に逃がし、
   前記エアモータが下動端位置に至る前の段階で、前記エア抜き部による圧縮エアの外部への逃がしが停止される構成とした打ち込み工具。
2. 請求項１記載の打ち込み工具であって、前記エア抜き部は当該ドライバビットの先端部を除く範囲に設けた打ち込み工具。
3. 請求項１又は２記載の打ち込み工具であって、前記エア抜き部は当該ドライバビットの基端部を除く範囲に設けた打ち込み工具。
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、前記ピストンの受圧面積について、ピストン上室側よりもピストン下室側が大きく設定された打ち込み工具。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した打ち込み工具であって、前記エア抜き部として、前記ドライバビットの軸線方向一部について径が小さい細径部を設けた打ち込み工具。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載した打ち込み工具であって、前記ピストンは、時間差をおいて二段階で下動する二段ピストンであり、後から下動する下段ピストンの下動過程で前記エア抜き部を機能させる構成とした打ち込み工具。
   

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