JPH0633675U - 空気圧式衝撃機構におけるウエイトピストン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気圧式衝撃機構内に収容されるウエイトピ
ストンの重量を大きくでき且つ、衝撃機構自体の高さ寸
法を小さく設計することが可能なウエイトピストンを提
供することを課題とする。 【構成】 工具のハウジング１１内に固定配置された駆
動シリンダ１４と、該駆動シリンダ１４内に摺動自在に
収容された駆動ピストン１５とを備え、前記駆動シリン
ダ１４内の駆動ピストン１５上面に圧縮空気を導入する
ことにより駆動ピストン１５を駆動するようにした衝撃
機構であって、上記駆動シリンダ１４の駆動ピストン１
５の上方室に臨んだ下向きの有効面を備え且つ上記駆動
ピストン１５の作動軸線方向に摺動可能に配置されたウ
エイトピストン２１において、該ウエイトピストン２１
が少なくともその一部が高比重金属で構成されているこ
とを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、駆動シリンダ内に摺動自在に収容されて空気圧により駆動される駆 動ピストンと対向して配置され、駆動ピストンの駆動時に該ピストンの反作用と して生ずる反力を吸収する為に衝撃工具内に摺動自在に収容されるウエイトピス トンの構造に関するものである。

【０００２】

【従来技術】

ハウジング内に固定配置された駆動シリンダ内に収容された駆動ピストンを圧 縮空気で衝撃的に駆動し、該駆動ピストンに結合したドライバにより釘等の固着 具を被打込材に打ち込む空気圧駆動式の釘打機が既に知られている。この種の釘 打機等に使用されている衝撃機構では、駆動シリンダ内に導入された圧縮空気が 駆動ピストンを下方向に駆動すると同時に駆動シリンダの上端の内壁面に作用し て駆動シリンダを上方へ移動させる反力を生じさせる。この反力は工具ハウジン グを衝撃方向と逆の方向へ移動させてしまい打込み力のロス等の問題を生じさせ ている。

【０００３】 出願人は上記従来の衝撃機構に於ける工具ハウジングに伝搬される駆動ピスト ンの反力を、駆動ピストンの駆動軸線上で衝動自在に配置したウエイトピストン を駆動ピストンと反対方向に作動させることによって反力を相殺させ工具のハウ ジングに上向きの反力が伝わらないようにさせた衝撃機構について提案している （特願平０４−９１５１９号）。上記提案では、更にウエイトピストン径を駆動 ピストン径よりも大きく設定してウエイトピストンの作動反力の一部をハウジン グに対して駆動ピストンの作動方向に作用させることによって、例えば釘の打込 み抵抗の増大によるハウジングの跳ね上がりを防止させるようにも作用させられ るものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】 ところで、駆動ピストンを駆動する圧縮空気を同時にウエイトピストンに作用 させて両ピストンを互いに逆向きに作動させる機構であるため、工具のハウジン グには両ピストンの作動ストローク分の寸法が必要となる。通常ウエイトピスト ンは駆動ピストンの上部に配置され従って工具の高さ寸法が大きく設計される嫌 いがある。駆動ピストンの作動ストロークを一定とした場合ウエイトピストンの ストローク長さは、駆動ピストンの重量とウエイトピストンの重量の比で決定さ れ駆動ピストン重量に対してウエイトピストン重量をより重くする程ストローク を小さくする事ができる。一方ウエイトピストンの外径寸法は駆動ピストンの外 径寸法によって決定されるため外径寸法を大きくしてウエイトピストンの体積を 大きくさせることができず、従って従来と同様の鉄材を使用して重量を大きくし ようとするとウエイトピストン自体の高さを大きくすることとなり、結果的に衝 撃工具の高さ寸法を小さくすることができない。従って本考案は衝撃機構自体の 高さ寸法を小さく設計することが可能な衝撃機構のウエイトピストンを提供する ことを課題とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するため本考案は、工具のハウジング内に固定配置された駆動 シリンダと、該駆動シリンダ内に摺動自在に収容された駆動ピストンとを備え、 前記駆動シリンダ内の駆動ピストン上面に圧縮空気を導入することにより駆動ピ ストンを駆動するようにした衝撃機構であって、上記駆動シリンダの駆動ピスト ンの上方室に臨んだ下向きの有効面を備え且つ上記駆動ピストンの作動軸線方向 に摺動可能に配置されたウエイトピストンにおいて、該ウエイトピストンが少な くともその一部が高比重金属で構成されていることを特徴とするものである。 また、ウエイトピストンが、鉄・アルミニウム等で中空状に構成されたピスト ン主体内に、高比重金属で構成される心材を封入して構成されていることを特徴 とするものである。 更に、ウエイトピストンが軸方向に複数に分割形成されてなり、その少なくと も１つが高比重金属で構成されていることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】

本考案は、駆動ピストンを圧縮空気圧力で駆動する際に、同じ圧縮空気圧力で ウエイトピストンを駆動ピストンと反対方向に駆動させることによって、駆動ピ ストンの駆動に関連して発生する反力を吸収でき、ハウジングに駆動ピストンの 駆動による反力を全く生じないようにすることが可能であり、更にウエイトピス トンに高比重金属を採用しているので体積当たりのウエイトピストンの重量を大 きくでき駆動ピストンが作動している間のウエイトピストンの作動ストロークを 小さくさせることが可能で、また同一外径寸法でのウエイトピストン自体の高さ 寸法を小さく設計できる。

【０００７】

【考案の効果】

ウエイトピストン自体の高さ寸法やウエイトピストンのストローク長さが小さ く設計できるため、衝撃機構を採用する釘打機等の高さ寸法を小さくでき例えば 釘打機等の工具の小型・軽量化を図ることが可能である。

【０００８】

【実施例】

図１は本考案の衝撃機構を釘打機に採用した実施例を示すものであり、釘打機 １０の外郭を形成するとともにグリップ部１２内に圧縮空気を貯留するメインチ ャンバ１３を形成したハウジング１１内に駆動シリンダ１４が固定配置されてお り、該駆動シリンダ１４内には下面側に向けてドライバ１６を結合した駆動ピス トン１５が摺動自在に収容されている。前記ハウジング１１の下部には前記駆動 ピストン１５に結合されたドライバ１６を摺動自在に案内する筒状のノーズ部材 １７が固定されており、該ノーズ部材１７内には図示していないマガジンから相 互に連結された釘が順次供給される。又駆動シリンダ１４の下端を支持している ハウジング１１の底面には前記駆動ピストン１５の衝撃力を緩衝して停止させる バンパ１８が配置されている。

【０００９】 前記ハウジング１１の状部にはハウジング１１の開口部を閉鎖するようにシリ ンダキャップ１９が配置され、該シリンダキャップ１９の内側には前記駆動シリ ンダ１４の内径より大きい内径のサブシリンダ２０が駆動シリンダ１４と同軸に 形成されており、該サブシリンダ２０内にウエイトピストン２１が摺動可能に配 置されている。該ウエイトピストン２１はシリンダキャップ１９の上壁面との間 に介在した圧縮バネ２２により常時下死点位置に付勢されている。駆動シリンダ １４の上端とサブシリンダ２０の下端に狭持されて駆動ピストン１５を上死点位 置で且つウエイトピストン２１を下死点位置でそれぞれ停止させるピストンスト ップ２３が配置されている。該ピストンストップ２３の下面側には駆動ピストン １５の上面に形成した突起部１５’と係合して駆動ピストン１５を上死点位置に 保持するピストン保持部２３’が形成されている。

【００１０】 駆動シリンダ１４上端部のシリンダ壁面に駆動シリンダ１４内へ圧縮空気を導 入し又は駆動シリンダ１４内の圧縮空気を駆動シリンダ外へ放出するための給気 口２４が形成されており、前記サブシリンダ２０の外周面とシリンダキャップ１ ９の内壁面間に形成された環状の空隙部に配置された環状のメインバルブ２５に よって前記給気口２４がメインチャンバ１３と排気口２６とに選択的に接続され る。該メインバルブ２５はバルブの上端面が臨んでいる制御室２５’内の圧縮空 気圧力によって作動制御され、該制御室２５’は手動操作のトリガレバー２７や 前記ノーズ部材１７の先端に一部が突出配置されている安全機構２８などによっ て操作されるトリガバルブ２９と空気通路３０で接続されている。

【００１１】 前記ウエイトピストン２１は鉛、タングステン等の高比重金属で構成される芯 部材３１と鉄又はアルミニュウム等の金属で形成される底板３２とで構成されて いる。芯部材３１は中央に透孔３１ａが形成された肉厚の略円筒形状に形成され ており、下端部の外周に段部３１ｂが形成されている。底板３２は中央に透孔３ ２ａが形成され前記芯部材３１の外径とほぼ同一外径の円盤状に形成されている 。 底板３２の透孔３２ａと芯部材３１の透孔３１ａを通して底板側からボルト３３ を挿通して芯部材３１の上面に配置した円筒状のバネガイド３４に形成した雌ネ ジの間で締め付け組み立てられる。芯部材３１の下端面の段部３１ｂと底板３２ の上面との間に形成される周溝に摺動密封用のＯリング３５が装着されてサブシ リンダ２０内に配置されている。更に上記ウエイトピストン２１の上面にはシリ ンダキャップ１９の内壁面との衝突の際に衝撃を緩衝し騒音を小さくするための 弾性部材３６が配置されている。

【００１２】 次に上記実施例による釘打機の作動について説明する。通常時には図１に示す ように駆動ピストン１５の突起部１５’がピストンストップ２３の保持部２３’ と係合して駆動シリンダ１４内の上死点位置に保持されており、またウエイトピ ストン２１は圧縮バネ２２の作用で前記ピストンストップ２３の上端面に当接し た下死点位置に位置している。駆動ピストン１５とウエイトピストン２１の間の 駆動シリンダ１４内はメインバルブ２５が制御室２５’内にトリガバルブ２９を 介して供給されている圧縮空気の作用で下死点位置に位置していることにより排 気口２６と接続されて大気圧となっている。

【００１３】 釘打機を被打込み材に押しつけて安全装置２８を操作し且つトリガレバー２７ を手動操作することによりトリガバルブ２９を作動させるとメインバルブ２５の 制御室２５’内の圧縮空気が空気通路３０を経由してトリガバルブ２５から大気 に放出され、これによりメインバルブ２５がその下端へ作用しているメインチャ ンバ１３内の圧縮空気圧力により上方へ移動する。メインバルブ２５の上方への 移動により給気口２４が排気口２６と遮断されると同時にメインチャンバ１３と 接続されて駆動シリンダ１４内にメインチャンバ１３内の圧縮空気が導入される 。給気口２４から駆動シリンダ内に導入した圧縮空気は、駆動ピストン１５の上 端面に作用して駆動ピストン１５を下方に駆動する。更に圧縮空気はピストンス トップ２３の中央に開口している開口を経由してサブシリンダ２０内に導入され てウエイトピストン２１の下面に作用してウエイトピストン２１を上方向に駆動 する。

【００１４】 駆動ピストン１５は駆動シリンダ１４内を下方に駆動される際に駆動ピストン １５と一体のドライバ１６がノーズ部材１７内に予め供給されていた釘をノーズ 部材１７から打ち出し、ノーズ部材１７の下端に配置された被打込材に打ち込む 。一方ウエイトピストン２１は圧縮バネ２２に抗して上方に駆動される。駆動ピ ストン１５の駆動の際に発生する反動力は駆動ピストン１５より大径のウエイト ピストン２１の上方への移動によって全て吸収されてハウジング１１を上方へ移 動させる反動力は全く生じさせない。駆動ピストン１５より大径のウエイトピス トン２１が上方へ駆動されることによる反力の一部は前記駆動ピストン１５の反 力と相殺されるが、駆動ピストン１５との径差分によって生ずる反力が駆動シリ ンダ１４とサブシリンダ２０の径差の分だけ下向きに発生し、この反力は駆動シ リンダ１４を介してハウジング１１に伝わってハウジング１１を下向きに移動さ せる。

【００１５】 上記ウエイトピストン２１の上方への移動に伴って、前記ウエイトピストン２ １とシリンダキャップ１９の間に介在した圧縮バネ２２を介してシリンダキャッ プ１９即ちハウジング１１に上向きの力が作用するが、この圧縮バネ２２を介し ての力の大きさと前記径差分によって生ずる下向きの駆動力の大きさを同等にな るように、上記径差を設定すれば事実上ハウジング１１の反動による上方への移 動は全く無くなる。また径差をより大きく設定して径差によって発生する下向き の反力の方が大きくなるようにしてハウジング１１に下向きの作動力を積極的に 生ずるようにする事も可能である。

【００１６】 釘の打込の終了後トリガレバー２９や安全機構２８の操作が解除されてトリガ バルブ２９が初期状態に復帰するとメインバルブ２５の制御室２５’内に圧縮空 気が再び供給されてメインバルブ２５が下方位置に復帰する。メインバルブ２５ の復帰により駆動シリンダ１４とサブシリンダ２０の内部が排気口２６を介して 大気に接続され両シリンダ内の圧縮空気が排出される。駆動ピストン１５は駆動 シリンダ１４の周囲に形成されているリターンチャンバ１４’内に貯圧された圧 縮空気を下面にうけて上死点に上昇復帰されてピストンストップ２３に形成され た係止部２６’に係止されて停止する。一方ウエイトピストン２１は圧縮バネ２ ２の作用でピストンストップ２３の上面と当接する下死点に復帰する。

【００１７】 次に図３及び図４に示す本考案の別の実施例について説明する。ウエイトピス トン４０は図４に詳しく示すように、鉄、若しくはアルミニゥム等の金属材料で 上下に２分割形成されたピストン主体４１，４２と、これらピストン主体４１， ４２の内側に形成された中空部内に収容される鉛、タングステン等の高比重金属 で構成された芯部材４３とで構成されている。ウエイトピストン２１の上部を形 成するピストン主体４１は中心に開口４１ｂを形成した円盤状の蓋部４１ａと蓋 部４１ａの外周縁から下方に垂下形成された周壁４１ｃ及び中央開口４１ｂの周 囲から下方に向けて延びる筒状部４１ｄとで構成され、ウエイトピストン２１の 下部を形成するピストン主体４２も同様に底部４２ａ、開口４２ｂ、上方に向け て立ち上がる周壁４２ｃ及び上方に向けて延びる筒状部４２ｄで構成されている 。更に両ピストン主体４１，４２の周壁４１ｃ，４２ｃの外周面には前記サブシ リンダ２０の内面と密封摺動させるためのＯリング４５を収容するための周溝４ ４が形成されている。

【００１８】 芯部材４３はピストン主体４１，４２の周壁４１ｃ，４２ｃと筒状部４１ｄ， ４２ｄ間に収容されるように中央に透孔４３ａを形成したほぼドーナツ形状に形 成されている。上下のピストン主体４１，４２の間に芯部材４３を収容して上側 に配置されるピストン主体４１側から開口４１ｂを通して挿入されるボルト４６ によって上下のピストン主体４１，４２が固定され、周溝４４にＯリング４５を 装着した後シリンダキャップ１９のサブシリンダ２０内に収容配置される。なお 、上記ボルト４６によって圧縮バネ２２をガイドする円柱状のバネガイド４７が ピストン主体４１の上面に一体に固定されている。更にウエイトピストン４０の 上面にはシリンダキャップ１９の内壁面との衝突の際に衝撃を緩衝し騒音を小さ くするための弾性部材４８が配置されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の衝撃機構を釘打機に使用した実施例を
示す縦断側面図である。

【図２】図１の衝撃機構のウエイトピストン構造を示す
分解斜視図である。

【図３】本考案の別の実施例を示す縦断側面図である。

【図４】図３の衝撃機構のウエイトピストン構造を示す
斜視図である。

【符号の説明】

１０ 釘打機 １１ ハウジング １２ グリップ部 １３ メインチャンバ １４ 駆動シリンダ １５ 駆動ピストン １６ ドライバ １７ ノーズ部 １８ バンパ １９ シリンダキャップ ２０ サブシリンダ ２１ ウエイトピストン ２２ 圧縮バネ ２３ ピストンストップ ２４ 給気口 ２５ メインバルブ ２５’制御室 ２６ 排気口 ２７ トリガレバー ２８ 安全機構 ２９ トリガバルブ ３０ 空気通路 ３１ 芯部材 ３２ ピストン基板 ３３ ボルト ３４ バネガイド ３５ Ｏリング ３６ 弾性部材 ４０ ウエイトピストン ４１，４２ ピストン主体 ４１ａ，４２ａ 蓋部 ４１ｂ，４２ｂ 開口 ４１ｃ，４２ｃ 周壁 ４１ｄ，４２ｄ 筒状部 ４３ 芯部材 ４４ 周溝 ４５ Ｏリング ４６ ボルト ４７ バネガイド ４８ 弾性部材

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】工具のハウジング内に固定配置された駆動
   シリンダと、該駆動シリンダ内に摺動自在に収容された
   駆動ピストンとを備え、前記駆動シリンダ内の駆動ピス
   トン上面に圧縮空気を導入することにより駆動ピストン
   を駆動するようにした衝撃機構であって、上記駆動シリ
   ンダの駆動ピストンの上方室に臨んだ下向きの有効面を
   備え且つ上記駆動ピストンの作動軸線方向に摺動可能に
   配置されたウエイトピストンにおいて、該ウエイトピス
   トンが少なくともその一部が高比重金属で構成されてい
   ることを特徴とするウエイトピストン構造。
2. 【請求項２】ウエイトピストンが、鉄・アルミニウム等
   で中空状に構成されたピストン主体内に、高比重金属で
   構成される心材が封入されていることを特徴とする請求
   項１に記載のウエイトピストン構造。
3. 【請求項３】ウエイトピストンが軸方向に複数に分割形
   成されてなり、その少なくとも１つが高比重金属で構成
   されていることを特徴とする請求項１に記載のウエイト
   ピストン構造。