JPH0727089Y2 - 連打式釘打機の打撃ピストン戻し機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ハウジング内に可動シ
リンダを収容し、可動シリンダ内に打撃ピストンを収容
するとともに、該打撃ピストンを連続的に繰り返し駆動
するように構成した連打式釘打機において、上記可動シ
リンダを収容するハウジングが打撃ピストンの駆動時に
受ける反動を低減するとともに、打撃ピストンを確実に
原位置に復帰移動させる打撃ピストン戻し機構に関す
る。

【０００２】

【従来技術とその問題点】一般に、同一の釘を連続的に
繰り返し打撃することによって打込みを行なう連打式釘
打機が知られている。その１つの方式として、釘に打撃
を与えるために駆動される打撃ピストンの反作用により
シリンダを動かし、この動きに基づいて可動シリンダの
上室を圧縮空気供給源と排気口とに交互に切り換えて打
撃ピストンを繰り返し駆動させる機構が採用されてい
る。そして、打撃行程を終了した打撃ピストンを再駆動
させるために上方位置へ復帰させる機構として、可動シ
リンダの周囲に打撃ピストン戻し空気蓄圧用のエアチャ
ンバを形成し、該エアチャンバ内に打撃ピストンの打撃
行程中に蓄えられた圧縮空気を打撃ピストンの下室に供
給して打撃ピストンを上昇復帰させるものが知られてい
る。

【０００３】上記打撃ピストン戻し機構は、可動シリン
ダの中途部に形成した小孔を介して前記チャンバ内に圧
縮空気が供給されるものであるが、連打式釘打機では一
本の釘を多数回の繰り返し打撃によって打ち込むもので
あるから、初期の打撃では打撃ピストンが下死点まで到
達できずに途中から戻し行程となるため、上記エアチャ
ンバ内へ十分な圧縮空気を蓄圧することができず、従っ
て打撃ピストンを確実に復帰移動させることができな
い。

【０００４】打撃ピストンが十分な上方位置まで復帰し
ない状態で再び打撃行程が開始されると、打撃ピストン
に十分な加速が付与されないうちに打撃されてしまうた
め、打撃パワーが小さくなり、同一の釘に対する打撃回
数が多くなって作業能率が低下するという問題が生ず
る。

【０００５】これを解決する技術として、可動シリンダ
内とエアチャンバを連通する小孔をシリンダの上方位置
に形成することにより、早い時期にエアチャンバ内へ圧
縮空気を供給させることが考えられる。しかし、上記小
孔は、打撃行程中の打撃ピストン下側の可動シリンダ下
室内の圧力上昇をエアチャンバ内に逃がして、打撃ピス
トンの打撃力の低減を防止する機能をもっている。この
ため、上記小孔を上方位置に形成することはできない。

【０００６】さらに、可動シリンダによる連打式釘打機
では、反動力によって上方へ移動した可動シリンダを下
方へ復帰させるためにハウジングと可動シリンダ間に圧
縮バネ等の付勢手段を常時作用させている。このため打
撃ピストンの戻し行程が始まると可動シリンダは即下降
を開始して再度の打撃行程を開始させる方向に作動す
る。打撃ピストンは打撃回数が多くなるに従い戻しスト
ロークが大きくなり（釘が深く打ち込まれていくか
ら）、戻しの時間が多く必要となるのに対し、可動シリ
ンダの戻り時間は一定である。圧縮空気の供給・排気の
切換えは可動シリンダの移動に従うため、打撃ピストン
が十分に戻りきらないうちに打撃行程が開始されてしま
い、打撃力が小さくなってしまう。

【０００７】

【考案の目的】本考案は打撃ピストンを充分な上方位置
に戻し、一回毎の打撃力を向上させて、少ない回数の打
撃で釘の打込みを可能にする打撃ピストン戻し機構を提
供することをその目的とする。

【０００８】

【目的を達成するための手段】前記目的を達成するた
め、本考案に係る連打式釘打機の打撃ピストン戻し機構
は、打撃ピストンと、打撃ピストンを摺動自在に収容す
るとともに打撃ピストンの反力により打撃ピストンと反
対側に摺動する可動シリンダと、該可動シリンダを摺動
可能に収容したハウジングとを備え、前記可動シリンダ
の摺動によって前記可動シリンダの上室を圧縮空気供給
源と排気口とに交互に切り換えて打撃ピストンを繰り返
し駆動するように成した連打式釘打機において、前記可
動シリンダの周囲には前記打撃ピストンの下方に位置す
る可動シリンダの下室と連通させた戻し用エアチャンバ
を形成し、前記可動シリンダの外周面とハウジングの内
周面との間には、前記エアチャンバ内に供給されるエア
により前記可動シリンダを下方に押し下げる向きの有効
面積差を形成するとともに、前記エアチャンバと圧縮空
気供給源とを接続するエア供給路を形成し、且つ該エア
供給路を可動シリンダの上昇時にのみ連通させるバルブ
機構を設けたことを特徴とする。

【０００９】

【考案の作用、効果】前記構成によれば、打撃ピストン
による打撃動作後に可動シリンダが上昇した時にのみエ
ア供給路が開放され、圧縮空気供給源からの圧縮空気が
戻し用エアチャンバ内に供給され、さらに可動シリンダ
の下室に供給されるから、打撃ピストンは下側から充分
な圧力を受けて確実に元の上方位置に上昇復帰する。し
たがって、打撃ピストンによる打撃一回あたりのパワー
が増大し、少ない回数の打撃で短時間に釘の打ち込み作
業を終了でき、作業能率が向上する。

【００１０】これに関連し、打撃行程中は打撃ピストン
下側と連通した戻し用エアチャンバと圧縮空気供給源と
を接続するエア供給路は完全に遮断されているため、戻
し用エアチャンバ内の圧力が不必要に上昇しないので、
打撃力を低減させることがない。

【００１１】さらに、可動シリンダは打撃ピストンの打
撃動作の後、戻し用エアチャンバ内の圧縮空気の作用を
受ける有効面積差により下方に押し下げられるので、バ
ネ等の手段によることなしに元の下方位置に復帰移動さ
せることができる。しかも、打撃行程中に可動シリンダ
には下方への戻し力が作用せず、可動シリンダが上方へ
移動して戻し用エアチャンバ内に圧縮空気が導入されて
初めて可動シリンダに戻し力が作用するので、可動シリ
ンダが上昇して圧縮空気の供給、排気の交互の切換えが
行なわれるタイミングが遅れ、再度の打撃行程に移行す
るタイミングが遅くなり、打撃ピストンの下死点近くか
らの戻り行程に時間的余裕が生じることになり、打撃ピ
ストンの戻し性能が向上する。

【００１２】加えて、可動シリンダを復帰させるための
有効面積差を戻し用エアチャンバ内に構成してあるた
め、上記有効面積差が実際に作用するのは、エア供給路
を介して戻し用エアチャンバと環状チャンバとが接続し
た後、つまり圧縮空気供給源が打撃ピストンが駆動され
て釘を打撃した後であり、釘打機駆動前及び打撃行程中
には可動シリンダはフリー状態となっているから、ハウ
ジングを戻し付勢力に抗して押し付けておく必要がな
い。

【００１３】

【実施例】以下、図面によって本考案の実施例について
説明すると、図１は連打式釘打機の要部の断面図で、同
図において１は打撃ピストン、２は可動シリンダ、３は
ハウジングを示す。打撃ピストン１は可動シリンダ２内
に摺動自在に収容され、釘を打撃するドライバ４と一体
に結合している。可動シリンダ２は打撃ピストン１を摺
動自在に収容するとともに打撃ピストン１の反力により
打撃ピストン１と反対側に摺動する。ハウジング３は釘
打機に一体に形成され、上記可動シリンダ２を内部に摺
動自在に収容している。

【００１４】前記可動シリンダ２の外周面とハウジング
３の内周面との間には環状チャンバ５が形成されてい
る。この環状チャンバ５はハウジング３の内周面に形成
された内側環状凸部６と、その上部に配置された環状の
ヘッドバルブ７との間に形成されている。そして、環状
チャンバ５は可動シリンダ２の摺動距離より長い幅に形
成され、ハウジング３に形成された圧縮空気供給口８を
介して常時圧縮空気供給源９に接続している。なお、ヘ
ッドバルブ７は通常は下部位置にあり、釘打機の起動操
作に応じて上方に作動するように構成されている。

【００１５】また、可動シリンダ２の側壁上部には、打
撃ピストン１によって上方に画成された上室１０に連通
する上部連通孔１１が形成され、該上部連通孔１１の上
下には、上記ヘッドバルブ７の内周面に選択的に当接・
離反するシール部１２、１３が設けられている。なお、
ハウジング３には上記可動シリンダ２の上方に排気口１
４が形成されている。

【００１６】次に、可動シリンダ２の外周面には、内側
環状凸部６に摺動する部位に、中央シール部１５が設け
られている。また、可動シリンダ２の下端部には外側に
突出する外側環状凸部１９が形成され、該外側環状凸部
１９の外周面には、ハウジング３の内周面に当接する下
部シール部２０が周設されている。そして、ハウジング
３の内側環状凸部６と可動シリンダ２の外側環状凸部１
９との間には、可動シリンダ２の周囲に、打撃ピストン
の下側に位置する可動シリンダ２の下室２１と連通させ
た打撃ピストン１の戻し用エアチャンバ１７が形成され
ている。可動シリンダ２の側壁下部には常時上記戻し用
エアチャンバ１７に連通する下部連通孔１８が形成され
ている。

【００１７】そして、ハウジング３の内側環状凸部６の
内周面の上部の一部にはバイパス１６ａが形成され、該
バイパス１６ａと上記内側環状凸部６と可動シリンダ２
との間の間隙１６ｂとによってエア供給路１６が形成さ
れている。したがって、可動シリンダ２が下方位置にあ
るときは、中央シール部１５が上記内側環状凸部６の内
周面に当接して上記エア供給路１６を閉鎖するが、可動
シリンダ２が上昇して上記バイパス１６ａを越えると、
エア供給路１６が開放され、圧縮空気供給源９に通じる
環状チャンバ５と戻し用エアチャンバ１７とを接続す
る。このように、可動シリンダ２の上下動によりエア供
給路１６を開閉するバルブ機構が構成されている。

【００１８】ここで、可動シリンダ２の中央シール部１
５とハウジング３の内側環状凸部６との当接部ａの径を
Ｌ1 とし、可動シリンダ２の外側環状凸部１９の下部シ
ール部２０とハウジング３の内周面との当接部ｂの径を
Ｌ2 とすると、戻し用エアチャンバ１７内に圧縮空気が
供給されている場合に、可動シリンダ２を上方に移動さ
せようとする圧縮空気の付勢力は、径Ｌ1 の当接部ａが
受ける圧縮空気の受圧有効面積に対応し、可動シリンダ
２を下方に移動させようとする付勢力は径Ｌ2の当接部
ｂが受ける受圧有効面積に対応する。径Ｌ1 の当接部ａ
は径Ｌ2 の当接部ｂよりも有効面積が小さいから、エア
チャンバ１７内に供給された圧縮空気の圧力は、可動シ
リンダ２を下方に押し下げるように作用する。したがっ
て、可動シリンダ２は常に下方に付勢されている。

【００１９】次に、前記構成の釘打機の作動態様につい
て説明すると、釘打機起動前は図１に示されるように、
可動シリンダ２はハウジング３の下端位置にあり、打撃
ピストン１は可動シリンダ２の上方に位置し、その上室
１０は排気口１４を介して大気に開かれている。ここ
で、釘打機を起動操作し、ヘッドバルブ７を図２のよう
に上方に移動させると、ヘッドバルブ７が可動シリンダ
２の上部に設けられたシール部１３から離反してシール
部１２に当接する。これにより、可動シリンダ２の上部
連通孔１１と排気口１４との接続は遮断され、圧縮空気
供給源９に通じる環状チャンバ５は上部連通孔１１を介
して可動シリンダ２の上室１０に開かれるので、圧縮空
気が上記上室１０に急激に供給され、打撃ピストン１が
駆動されてドライバ４が釘（図示せず）を打撃する。こ
のとき、打撃ピストン１が下方へ駆動された反力により
可動シリンダ２は反対の上方に移動する。同時に、打撃
ピストン１の下向きの移動により、可動シリンダ２の下
室２１内の空気は圧縮され、その一部は可動シリンダ２
外に排出され、他の一部は下部連通孔１８を経て戻し用
エアチャンバ１７内に供給される。なお、打撃ピストン
１の打撃行程において、可動シリンダ２の中央シール部
１５はハウジング３の内側環状凸部６に当接してシール
状態を保持してエア供給路１６を閉鎖しているから、戻
し用エアチャンバ１７には環状チャンバ５からの圧縮空
気の流入がなく、したがって打撃ピストン１の打撃力が
低減されることがない。

【００２０】打撃時の打撃ピストン１の反動で可動シリ
ンダ２が上方に移動する途中で、図３のように、可動シ
リンダ２の上部に設けられたシール部１２がヘッドバル
ブ７から離反し、シール部１３がヘッドバルブ７に当接
するので、再び可動シリンダ２の上室１０が上部連通孔
１１を介してハウジング３の排気口１４に接続し、上室
１０は圧縮空気の大気への排気により急減圧する。これ
に対し、可動シリンダ２の下室２１は打撃ピストン１の
打撃動作により容積が急減して昇圧するとともに、戻し
用エアチャンバ１７内に蓄圧された圧縮空気が下部連通
孔１８から再び下室２１内に還流して上室１０と下室２
１の圧力が逆転するほか、可動シリンダ２が上昇してエ
ア供給路１６が開放され、環状チャンバ５内の圧縮空気
が戻し用エアチャンバ１７内に供給され、さらに下部連
通孔１８から可動シリンダ２の下室２１に供給されるか
ら、打撃ピストン１は下側から充分な圧力を受けて確実
に元の上方位置に上昇復帰する。なお、上室１０と下室
２１の圧力のバランスの逆転は可動シリンダ２に対し、
その上昇を制動するように作用し、可動シリンダ２は上
方位置で停止する。

【００２１】ところで、上述のように、可動シリンダ２
の中央シール部１５とハウジング３の内側環状凸部６と
の当接部ａの径Ｌ1 の方が可動シリンダ２の外側環状凸
部１９の下部シール部２０とハウジング３の内周面との
当接部ｂの径Ｌ2 よりも小さいから、戻し用チャンバ１
７内の圧縮空気が可動シリンダ２に作用する有効面積
は、当接部ｂの方が大きい。したがって、この有効面積
差により上記圧縮空気は可動シリンダ２を下方に移動さ
せるように作用し、可動シリンダ２は圧縮空気により再
び下死点に復帰移動する。

【００２２】可動シリンダ２が下死点に復帰移動する途
中で、図２のように、可動シリンダ２のシール部１３が
ヘッドバルブ７から離反し、シール部１２が当接するの
で、再び可動シリンダ２の上室１０には圧縮空気供給源
９からの圧縮空気が急激に供給され、打撃ピストン１が
下方に駆動され、その反力により可動シリンダ２は反対
の上方に移動する。このようにして、ヘッドバルブ７が
上方位置にある限り、可動シリンダ２の上室１０は、圧
縮空気供給源９と大気とに交互に切換えられ、打撃ピス
トン１は繰り返し駆動される。ヘッドバルブ７を図１の
下方位置に戻すと、可動シリンダ２の上室１０の上部連
通孔１１は排気口１４を介して大気に接続する状態が維
持され、圧縮空気の切換えが行なわれないので、打撃ピ
ストン１の打撃動作も停止する。

【００２３】上述のように、打撃ピストン１の打撃時の
反動は可動シリンダ２の作動に吸収されて打ち消され、
ハウジング３に反動が伝わらないので操作性がよい。

【００２４】また、打撃ピストン１による打撃動作後に
可動シリンダ２が上昇した時にのみエア供給路１６が開
放され、環状チャンバ５内の圧縮空気が戻し用エアチャ
ンバ１７内に供給され、さらに下部連通孔１８から可動
シリンダ２の下室２１に供給されるから、打撃ピストン
１は下側から充分な圧力を受けて確実に元の上方位置に
上昇復帰する。したがって、打撃ピストン１による打撃
一回あたりのパワーが増大し、少ない回数の打撃で短時
間に釘の打ち込み作業を終了でき、作業能率が向上す
る。

【００２５】これに関連し、打撃行程中は打撃ピストン
１下側と連通した戻し用エアチャンバ１７と圧縮空気供
給源９とを接続するエア供給路１６は完全に遮断されて
いるため、戻し用エアチャンバ１７内の圧力が不必要に
上昇しないので、打撃力を低減させることがない。

【００２６】さらに、可動シリンダ２は打撃ピストン１
の打撃動作の後、戻し用エアチャンバ１７内の圧縮空気
の作用を受ける有効面積差により下方に押し下げられる
ので、バネ等の手段によることなしに元の下方位置に復
帰移動させることができる。しかも、打撃行程中に可動
シリンダ２には下方への戻し力が作用せず、可動シリン
ダ２が上方へ移動して戻し用エアチャンバ１７内に圧縮
空気が導入されて初めて可動シリンダ２に戻し力が作用
するので、可動シリンダ２が上昇して圧縮空気の供給、
排気の切換えが行なわれるタイミングが遅れ、再度の打
撃行程に移行するタイミングが遅くなり、打撃ピストン
１の下死点近くからの戻り行程に時間的余裕が生じるこ
とになり、打撃ピストン１の戻し性能が向上する。

【００２７】加えて、可動シリンダ２を復帰させるため
の有効面積差を戻し用エアチャンバ１７内に構成してあ
るため、上記有効面積差が実際に作用するのは、エア供
給路１６を介して戻し用エアチャンバ１７と環状チャン
バ５とが接続した後、つまり圧縮空気供給源９が打撃ピ
ストン１が駆動されて釘を打撃した後であり、釘打機駆
動前及び打撃行程中には可動シリンダ２はフリー状態と
なっているから、ハウジング３を戻し付勢力に抗して押
し付けておく必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の釘打機の連打式釘打機の反動低減機構
の作動前の状態の断面説明図である。

【図２】上記釘打機の打撃ピストンの駆動直後の状態の
断面説明図である。

【図３】上記釘打機の打撃ピストンによる打撃後の状態
の断面説明図である。

【符号の説明】

１ 打撃ピストン ２ 可動シリンダ ３ ハウジング ５ 環状チャンバ ９ 圧縮空気供給源 １０ 上室 １２ 下室 １６ エア供給路 １７ 打撃ピストンの戻し用エアチャンバ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 打撃ピストンと、打撃ピストンを摺動自
   在に収容するとともに打撃ピストンの反力により打撃ピ
   ストンと反対側に摺動する可動シリンダと、該可動シリ
   ンダを摺動可能に収容したハウジングとを備え、前記可
   動シリンダの摺動によって前記可動シリンダの上室を圧
   縮空気供給源と排気口とに交互に切り換えて打撃ピスト
   ンを繰り返し駆動するように成した連打式釘打機におい
   て、前記可動シリンダの周囲には前記打撃ピストンの下
   方に位置する可動シリンダの下室と連通させた戻し用エ
   アチャンバを形成し、前記可動シリンダの外周面とハウ
   ジングの内周面との間には、前記エアチャンバ内に供給
   された圧縮空気により前記可動シリンダを下方に押し下
   げるように作用する有効面積差を形成するとともに、前
   記エアチャンバと圧縮空気供給源とを接続するエア供給
   路を形成し、且つ該エア供給路を可動シリンダの上昇時
   にのみ連通させるバルブ機構を設けたことを特徴とする
   連打式釘打機の打撃ピストン戻し機構。