JPH0347939B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 産業上の利用分野 本発明は圧縮空気で作動する鋲打ち機のバルブ
装置に関するものである。

(b) 従来の技術及び欠点 バルブピストン（動力行程室の出入口閉鎖用部
材）は出口通路をピストンの上部位置（閉位置）
で閉塞すると共に圧縮空気供給部に相対している
動力行程室をピストンの下部位置（閉位置）で閉
塞するために軸上移動し、同軸の作動シリンダー
上に位置する。尚、上述の出口通路はバルブピス
トンのボアを経て、動力行程室と連絡しており、
圧縮空気源からの圧力により常にバイアスされて
いる下部有効表面と、パイロツトバルブにより選
択的に大気圧または圧縮空気源の圧力を受ける一
層大きな上部有効表面を有している。

袖形のバルブ座要素で、ボアの中で気密状態で
長さ方向に移動し、上部、下部の接合部によりそ
の運動が制限されている。バルブ座要素のボアは
バルブピストンのボアと連絡されており、バルブ
座要素はバルブピストンから離れて面している第
一の有効表面と、バルブピストンに面している第
二の有効表面を有し、後者の有効表面は一層大き
いもので、バルブピストンは上部位置（開位置）
にある時、上部突き合わせ部の位置でバルブ座要
素の第二の有効表面に対して気密に係合する。こ
れに反しバルブピストンが下部位置（閉位置）に
あるとき、下部突き合わせ部の位置でバルブ座要
素の第二の有効表面から或る距離を保つている。

そのようなバルブ装置は既知である（ドイツ特
許第2601836）。バルブピストンがその開位置に配
置され、その上部有効表面が再度圧力でバイアス
され、バルブピストンを閉位置に動かすとき、袖
形のバルブ座要素はバルブピストンについて動
き、バルブピストンと気密係合のままになる。そ
の結果、出口通路はなお閉のままである。このた
めバルブピストンが閉位置に配置されない限り、
圧縮空気はその貯蔵器から出口通路に直接流入す
ることが防がれる。もし、特別の装置が設けられ
ないと、動力行程室に流入する圧縮空気は、バル
ブピストンの上部位置で遮断されるまで、上述の
出口を経由して瞬間的に逃げ去るであろう。この
点について、既知のバルブ装置内においては、バ
ルブピストン部に特別の気密用設備が作られ、そ
れはバルブピストンがその閉位置に到達するまで
バルブピストンが開運動の間、動作ピストンをそ
の気密設備と共に上方向に動かしていた。この方
法で切換えを確実にした、即ち圧縮空気が制御バ
ルブの動作中失われることのないバルブ装置が得
られる。しかしながら、上述したようにバルブピ
ストン部の気密を行なうためには、かなりコスト
が上がり、摩耗する部材であることを考慮しなけ
ればならない。

切換えを確実にしたバルブ装置は、また既知で
あつて、それはバルブピストンが二つのバルブ部
材から成り、互いに相対的に動くことができるも
のである（米国特許第4401251号）。第一のバルブ
部材は上部、下部の各板を有する。上部板は、そ
の上部有効表面が大気圧かまたは圧縮空気源の圧
力でもつて選択的にバイアスされた状態でケース
に形成されている凹部に気密に導かれる。下部板
は上部周辺に広がる気密表面を有している。第二
のバルブ部材は上部板と下部板の間に配置されて
いる。その上部部分は第一のバルブ部材の上部板
の凹部に気密に導かれる。その下部部分は第一バ
ルブ部材の下部板を取り囲み、動作シリンダーと
気密状態で協同して働く。休止の位置では第一の
バルブ部材の下部板の前記上部気密表面と第二の
バルブ部材の下部部分の間に空間がある。もし第
一バルブ部材の上部有効表面に出口を作ることに
よつて、第一バルブ部材が開位置に動かされる
と、第一バルブ部材の下部板は或る距離を動いた
後、それと共に第二のバルブ部材を捕まえる。そ
れで動力行程室と圧縮空気貯蔵器間の結合を開放
する。第二のバルブ部材が第一のバルブ部材と共
に捕まえられているために、これら二者の間に気
密の係合が起こり、それにより出口を閉塞する。
この既知のバルブ装置はいくつかの障害を受けて
いる。

第一バルブ部材の構造は、少なくとも二つの
別々の構造部材から形成されるという事を前提条
件としている。既知のバルブ装置を使つてそれら
は別々に作られネジで一緒に結ばれる。開の段階
の間第一のバルブ部材の下部板は、第二バルブ部
材を押す。これにより実質的な機械応力が生じ
る。この応力は気密部位に生じるから、気密効果
は或る時間の後減損するかも知れぬという危険が
存在する。閉段階の間動作シリンダーは第二のバ
ルブ部材に向かつて動く。それにより、戻り行程
に際し空気がシリンダーから逃げられるように、
第一バルブ部材が下方に動いている間第二バルブ
部材に関しては空間が形成される。動作シリンダ
ーについている取替のできる支持物は別の費用が
かかる。

(c) 問題点を解決するための手段 本発明の目的は圧縮空気が失われることなく動
作し、特に簡単な設計でほとんど摩耗することな
く動作する圧縮空気作動の鋲打ち装置用のバルブ
装置を提供することである。

本発明によれば、この目的は以下のようにして
達成される。すなわち、バルブピストンは上部と
下部の各有効表面のみならずボアも有し、バルブ
座要素と共同して働く第１ピストンを含み、環状
の第２ピストンは、動力行程室に面する第１ピス
トンに形成された環状凹部の中に軸方向に気密に
移動するように支持されている。動力行程室から
はなれた所で面している第２ピストンの有効表面
は、少なくとも一つのボバを経由して第１ピスト
ンの上部有効表面と連絡されており、一方第２ピ
ストンの下部有効表面は動作シリンダーと気密に
協同して働き、下部位置（閉位置）では圧縮空気
源の圧力により絶えずバイアスがかけられ、両ピ
ストン部材の有効表面の比率は次のようになつて
いる。すなわち、第１ピストンの上部有効表面に
おける圧力が減少する場合、第１ピストンは先ず
上部位置に上昇し、次いで第２ピストンは上部位
置に上昇するように調整されている。

本発明によるバルブ装置を用いると、両ピスト
ン部材は単純な円板形部材と環状構造部材から成
り、それらは簡単な方法で順々にケースの上から
挿入することができる。第１ピストンの環状凹部
に挿入された環状ピストンは動作シリンダーと協
同して働く。ピストンが圧縮空気貯蔵器の圧力で
絶えずバイアスがかけられるように、それはシリ
ンダーの上に突出している。また、第１ピストン
は下方から圧縮空気貯蔵器の圧力で絶えずバイア
スがかけられている。環状ピストンの上部有効表
面は、一つまた数個のボアを経由して第１ピスト
ンの上の室に広がつている同じ圧力でバイアスが
かけられる。この室はパイロツトバルブの助けに
よりそれ自体は既知である方法で、大気圧または
圧縮空気源の圧力で選択的にバイアスがかけられ
る。圧力バイアスの場合、二つのピストン部材の
有効表面上部に加えられたこの圧力は、両ピスト
ン部材を閉の下部位置に保持するためには充分で
ある。もし、上部室に出口を作ると、二つのピス
トン部材における圧力差は効果の方向を逆転にす
ることになる。

しかしながら、有効表面は圧力差が第一の値の
時、第１ピストンは上部開位置に動くように設計
されている。この運動があると、第１ピストンは
バルブ座要素に対して密に接触した位置にくる。
それにより出口を閉じる。この期間第２ピストン
は動作シリンダーと気密に係合した状態のままで
ある。圧力差が第二の値の時のみ第２ピストンは
その上部開位置に動くため、同様に動作シリンダ
ーから上がる。それ故、今動力行程室に流入する
空気は、もはや出口を通つて逃げられない。

もし、第１ピストンの上部有効表面の上の圧力
室が再び圧縮空気でバイアスがかけられると、二
つのピストン部材は共に下方に動き閉の位置にく
る。バルブ座要素部位に広がる圧力差が理由でバ
ルブ座要素もまたこの運動についていく。これに
より、バルブ座要素が下部接合部に対し接するま
で出口は閉じたままである。ピストン部材が更に
下方に或る距離を動くにつれて、出口は開き、シ
リンダーに存在する空気は動作ピストンが戻り行
程の間外部に追い出される。

本発明によるバルブ装置は、特に簡単な構造で
あるばかりでなく、またほとんど摩耗することな
く動作する。重合体の気密要素に働く大きな応力
はない。またバルブ部材に働く機械的応力は極端
に小さい。

(d) 実施例 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

図面に示されている個々の描写について一層詳
しく述べる前に、以下のことを述べねばならな
い。それは記載されている個々の特徴は、それ自
体または特許請求の範囲の特徴と関連して発明上
本質的に重要なものである。

第１図に示されている圧縮空気作動の鋲打ち装
置（鋲打ち機）はハウジング１、ハンドル２とマ
ガジン３から成る。ハンドル２の内部空間４は圧
縮空気貯蔵器を構成する。ハウジング１の中には
動作シリンダー５が配置されている。ブレーキリ
ング６はピストン７の行程を制限し、鋲打ち操作
で消費されなかつた運動エネルギーを消散するべ
くシリンダー５の底部に配置されている。発射す
る導管９の軸方向延長部分に導かれる乗り入れ式
プランジヤー８がピストン７に固定されている。
シリンダー５はその下半分が自由空間３２により
同軸的に取り囲まれており、その自由空間３２は
ピストン７が下部位置のとき、シリンダー５に設
けられたボア１０を通して圧縮空気で充満されて
おり、上記圧縮空気はピストン７を戻すために使
われる。ハウジング１の下部空間はその底部１１
の所でポリウレタン製のストツパ１２で密閉され
ている。ストツパ１２は同時に乗り入れ式プラン
ジヤー８用の案内としても役立つ。

ハウジング１の上端部はキヤツプ１３で閉じら
れている。キヤツプ１３の中心部にはバルブ座要
素１５を装填するべく、めくらボア１４が設けら
れている。出口通路３０ａを経由して出て行く空
気の消音のために、キヤツプ１３の中心部あたり
にワイヤフイルター３０が同軸状に設けられてい
る。

キヤツプ１３とシリンダー５の上部端面１６と
の間に中間部材１７がハウジング１の円筒形凹部
５０の中に気密状態で挿入されている。それは袖
形状延長部１８を有している。主バルブ２０は中
間部材１７の下の円筒形凹部５０の中に気密に導
かれている第１ピストン２１を有する。円板状の
第１ピストン２１には、圧縮空気貯蔵器４の圧力
で絶えずバイアスされている下部有効表面３３が
設けられている。環状ピストン２２は第１ピスト
ン２１の下向開口の環状凹部の中に気密に、か
つ、摺動できる状態で配置されている。シリンダ
ー５に面する環状ピストン２２の端面は二つの有
効表面部分を有する。有効表面３７Ａの内側部分
は、シリンダー５の端面１６と気密状態にある。
環状ピストン２２の半径方向のずつと外側に配置
されている有効表面３７Ｂは、貯蔵器４の圧力で
バイアスがかけられているシリンダー５の上部に
突出している部分により形成されている。そこで
環状ピストン２２は上向きの軸方向運動が第１ピ
ストン２１により制限される。

下向きには環状ピストン２２は、第１ピストン
２１に対して、完全に自由に動くことができる。
しかしながら、その下向きの運動はシリンダー５
によつて制限される。

第１ピストン２１は、中間部材１７の袖形状延
長部１８と気密でかつ摺動できる状態で協同して
働く袖形状の首１９を有している。延長部１８に
配置されているのは圧縮バネ４１で、それは第１
ピストン２１の上部面と協同して働き、後者を絶
えず下側に押さえつけている。

中間部材１７と第１ピストン２１の間に形成さ
れているのは制御室２３であり、開放レバー２７
により動かされるバルブロツド２６を有するパイ
ロツトバルブ２５とはボア２４を経由して連絡し
ている。パイロツトバルブ２５の構造は、一般に
既知であるから、これ以上詳細に説明しない。開
放レバー２７を動かすと、バルブロツド２６は上
方向に調節され、それにより制御室２３は大気に
つながれる。第１図に示したピストンでは貯蔵器
４の圧力は数本の矢印で示したように制御室２３
中に広がる。

第１ピストン２１には数個の貫通ボア３６が設
けられている。環状ピストン２２はその上部有効
表面に環状の溝３５を有する。この方法で制御室
２３の圧力は同様に環状ピストン２２の上部有効
表面にも広がる。

袖形のバルブ座要素１５は下方に半径方向に延
びるフランジ５２を有し、それはバルブ座要素１
５の上方向運動をボア１４の中に限定している。
このようにして、バルブ座要素１５の下部有効表
面はまた上部のものより大きくなる。

図示したこのバルブ装置の動作方式は以下の如
くである。

第１図に示した圧縮空気作動の鋲打ち装置が休
止の位置において、開放レバー２７は動かされな
い。バルブロツド２６は下方位置に配置されてい
る。それにより、圧縮空気はボア２４を経て貯蔵
器４から制御室２３に入ることができる。制御室
２３の中では、第１ピストン２１の上部有効表面
３１は圧縮空気でバイアスがかけられている。下
方に向けられた有効エネルギーは、下部有効表面
３３上にかかるバイアスにより作られる上方に向
けられた有効エネルギーにより減少する。同じ方
法で環状ピストン２２はより大きい有効力により
下方にバイアスがかけられ、シリンダー５と気密
状態で係合している。

もし、開放レバー２７が動かされると、バルブ
ロツド２６は持ち上げられる。貯蔵器４からの圧
縮空気はもはやボア２４を経由して制御室２３に
到達することができず、代わつて制御室２３は大
気につながれる。それにより制御室２３内で圧力
低下が起こる。制御室２３内の圧力がある程度低
くなると直ぐに有効表面３３，３７Ｂ上の圧力の
方がまさり、これらの部材を開位置に持ち上げ
る。

ところで、上述した有効表面の比率は、制御室
２３内で圧力低下が起これば、出口通路３０ａを
閉じるように首１９がバルブ座要素１５に接当す
るまで、第１ピストン２１が上昇するようなもの
である。制御室２３の圧力が更に低下した後での
み、環状ピストン２２もまた高くなりつつある有
効表面３７Ｂ部圧力によつて開位置に動く。その
結果、いまや圧縮空気は貯蔵器４から動力行程室
に入ることができる。第２図は開の段階を示して
おり、そこでは環状ピストン２２はまだシリンダ
ー５と係合しているが、しかし、第１ピストン２
１は既にバルブ座要素１５と気密係合状態にあ
る。第３図ではピストン２１，２２の両方が開位
置にある状況を示し、ピストン７はその動作行程
の始まりにある。

第４図ではピストン７はその動作行程の終わり
（図示せず）にある。この位置では、空間３２は
シリンダー５に形成されているボア１０経由で圧
縮空気で満たされている。

この圧縮空気はピストン７をその出発位置に戻
すために利用される。第４図に示す位置ではバル
ブロツド２６に既に開放レバー２７が開放される
や否や自動的に下方位置に復帰している。それに
より、圧縮空気の貯蔵器４と制御室２３の連絡は
再び確立される。第４図は主バルブの閉運動直前
に圧縮空気が制御室２３に入ることを示す。ピス
トン２１，２２は、制御室２３内の圧力が充分に
増加するとただちに閉位置に戻るよう調整されて
いる。バネ４１の力と共にこの圧力が上向きに働
く力に打ち勝つや否や、両方のピストンは下方に
動く。バルブ座要素１５もまた第１ピストン２１
の動きについて行き、その結果、出口３０ａはな
お閉じたままである。バルブ座要素１５と第１ピ
ストン２１の首１９が離れるのは、バルブ座要素
１５が中間部材１７に対し突き当たつた後でのみ
起こる。それにより、バルブ座要素１５における
力関係は逆転し、それはシリンダー室に存在する
圧縮空気により上部位置（第１図から第３図によ
る）に強制的に戻される。これが起こると、出口
は開かれピストン７は圧縮空気をシリンダー５か
ら強制的に追い出す。シリンダーは空間３２に蓄
えられている圧縮空気の助けにより、第１図に示
す出発位置に戻る。これにより１サイクルが終了
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバルブ装置を組み込んだ
鋲打ち機の断面図、第２図乃至第４図はバルブ装
置の作動状態を示す部分断面図である。 １……ハウジング、２……ハンドル、３……マ
ガジン、５……シリンダー、１５……バルブ座要
素、１７……中間部材、２０……主バルブ、２１
……第１ピストン、２２……環状ピストン、２５
……パイロツトバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮空気作動の鋲打ち装置において、バルブ
   ピストンにあるボアを経由して動力行程室と連絡
   している出口通路を上部位置（開位置）で閉塞す
   ると共に圧縮空気供給部と相対している動力行程
   室を下部位置（閉位置）で閉塞するために軸上移
   動し同軸の作動シリンダー上に位置するものであ
   つて、圧縮空気源の圧力により絶えずバイアスが
   かけられている下部有効表面とパイロツトバルブ
   により選択的に大気圧または圧縮空気源の圧力を
   受ける一層大きな上部有効表面を有するバルブピ
   ストン（動力行程室の出入口閉鎖部材）と、ボア
   の中で気密状態にかつ長さ方向に移動できるよう
   に導かれその運動は上部と下部の各突き合わせ部
   により制限される袖様のバルブ座要素より成るも
   のであつて、該バルブ座要素のボアはバルブピス
   トンのボアと連絡しており、バルブ座要素はバル
   ブピストンから離れて面している第一の有効表面
   と、バルブピストンに面している第二の有効表面
   を有し、最後に述べた有効表面は一層大きいもの
   で、バルブピストンはその上部位置（開位置）に
   あつてバルブ座要素が上部突き合わせ部に位置す
   る時、その第二の有効表面に対して気密に接触す
   る位置になり、これに反しバルブピストンがその
   下部位置（閉位置）になる時でバルブ座要素が下
   部突き合わせ部に位置するとき第二有効表面から
   或る距離を保つており、かつ、上部と下部の有効
   表面３１，３３のみでなくボアを設けバルブ座要
   素１５及び動力行程室に面する第１ピストン２１
   と協同して働く該第１ピストン２１の環状凹部の
   中で軸方向にかつ気密に移動するよう支持されて
   いる第２の環状ピストン２２より構成されるバル
   ブピストンは少なくとも一つのボア３６を経由し
   て第１ピストン２１の上部有効表面３１と連絡さ
   れている動力行程室からはなれて面している第２
   ピストン２２の有効表面を有し、一方第２ピスト
   ンの有効表面３７Ａの下部は動作シリンダー５と
   気密状態で共同して働き、下部位置（閉位置）に
   ある有効表面３７Ｂのもう一つの部分は圧縮空気
   源４の圧力により絶えずバイアスがかけられ、第
   １ピストンの上部有効表面３１において圧力の減
   少があれば、第１ピストン２１は先ず上部位置に
   なるよう調整され、一層低い圧力値では第２ピス
   トン２２は上部位置になるように調整されること
   を特徴とするバルブ装置。 ２ 両有効表面部分３７Ａ，３７Ｂが第２ピスト
   ン２２の端面により形成されるものである特許請
   求の範囲第１項記載のバルブ装置。 ３ 第２ピストン２２が第１ピストン２１により
   その上方運動が制限され、かつ、シリンダー５の
   上端によりその下方運動が制限されるものである
   特許請求の範囲第１項又は第２項記載のバルブ装
   置。 ４ 環状の溝３５が第２ピストン２の上部有効表
   面に形成されているものである特許請求の範囲第
   １項、第２項又は第３項記載のバルブ装置。 ５ 第１ピストン２１の袖様延長部１９が、中間
   部材１７の袖様延長部１８の中に摺動可能に、か
   つ、気密に導かれているものである特許請求の範
   囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載のバル
   ブ装置。 ６ ハウジング１の円筒形凹部に気密に挿入され
   ている分離した中間部材１７に特徴があり、その
   上方向運動は、キヤツプと中間部材１７と第１ピ
   ストン２１の間に配置した圧縮バネ４１に制限さ
   れるものである特許請求の範囲第５項記載のバル
   ブ装置。