JP4165295B2

JP4165295B2 - 開閉弁及び開閉弁を有する打込機

Info

Publication number: JP4165295B2
Application number: JP2003148442A
Authority: JP
Inventors: 禎紀石沢; 雅雄浜田; 章大野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2003-05-26
Filing date: 2003-05-26
Publication date: 2008-10-15
Anticipated expiration: 2023-05-26
Also published as: JP2004353682A; US20040238590A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気、水、油等の流体の開閉弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気、水、油等の流体の開閉弁の位置決め機構は、特開平９−１３１６６９、特開平１０−１３８１６５に記載されている方式が知られている。
【０００３】
特開平９−１３１６６９では図６、図７に示すように、開閉操作子２９が摺動するブッシュ５０には、開閉操作子２９を位置決めするための位置決め溝３７が配設され、開閉操作子２９には第１の弾性体５１と第２の弾性体５２が配設されている。略円柱状の開閉操作子２９は、ブッシュ５０にほぼ同形状に穿設された穴５３内を摺動する。
図６の開閉操作子２９が空気通路５４と空気通路５５を連通させる位置では、第２の弾性体５２が位置決め溝３７と係合して開閉操作子２９を位置決めし、第１の弾性体５１は空気通路５４、空気通路５５と大気を遮断している。
図７の開閉操作子２９が空気通路５４と空気通路５５を遮断する位置では、第１の弾性体５１が位置決め溝３７と係合して開閉操作子２９を位置決めし、第２の弾性体５２は空気通路５５と大気を遮断している。
【０００４】
特開平１０−１３８１６５では図８、図９に示すように、開閉操作子２９に開閉操作子２９を位置決めするための溝５６と溝５７が配設され、ブッシュ５３側にスチールボール５４とスプリング５５が配設されている。略円柱状の開閉操作子２９は、図６、図７同様、ブッシュ５３にほぼ同形状に穿設された穴５３を摺動する。
図８の開閉操作子２９が釘打機２本体とエアホースを連通する連通位置では、溝５７とスチールボール５４が係合して開閉操作子２９を位置決めし、Ｏリング５８が移動して釘打機２本体とエアホースが連通している。
図９の開閉操作子２９が釘打機２本体とエアホースを遮断する遮断位置では、溝５６とスチールボール５４が係合して開閉操作子２９を位置決めし、Ｏリング５８が釘打機２本体とエアホースを遮断している。
【０００５】
また、図１０、図１１に示すような従来例では、開閉操作子２９が摺動するブッシュ５０外周に、開閉操作子２９を位置決めするための位置決め溝３７が配設され、開閉操作子２９にはＯリング３４とＯリング３５が配設されている。図の下方には、開閉操作子２９の抜け止めのための抜け止め用弾性体３１がブッシュ５０の溝３２に冠着されている。ブッシュ５０は空気通路を形成するように円筒状に構成され、大気と連通させるための空気通路３３が法線方向に穿設されている。開閉操作子２９は、ブッシュ５０の外周を軸方向に摺動するようにほぼ同形状の円筒に構成されている。
【０００６】
開閉操作子２９が空気通路３３を遮断する遮断位置では、Ｏリング３５が位置決め溝３７と係合して開閉操作子２９の位置決めと空気通路と大気の遮断を兼用し、Ｏリング３４は空気通路と大気を遮断している。開閉操作子２９が空気通路３３と大気を連通させる連通位置では、Ｏリング３４が溝３２と係合して開閉操作子２９を位置決めし、Ｏリング３５は締め代を持って変形しながらブッシュ５０外周を下方に移動している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−１３１６６９号公報
【特許文献２】
特開平１０−１３８１６５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１０、１１の構成の開閉操作子がブッシュの外周を摺動する方式の開閉弁の位置決め機構は、遮断位置でＯリングが位置決め溝との係合と、空気通路と大気を遮断を兼用するため、ブッシュの摺動面より外径が小さい位置決め溝でＯリングがシールしなければならない。ところが、開閉操作子を連通位置から遮断位置に移動させた直後に、Ｏリングはブッシュの摺動面に倣った形状に変形したまま溝部形状に追従せずにシールしないことがあるという問題があった。とくに低温時にはＯリングが硬化して、さらに溝部形状に倣いにくくなり、上記現象が顕著に現れやすくなった。Ｏリングの締め代を大きくして溝部形状に追従させるようにしてもブッシュの摺動面に倣った形状に変形したままとなり、効果がなかった。
【０００９】
特開平９−１３１６６９では、溝がＯリング外周側にあるため、弾性体が溝部形状に倣って外周側に変形しても、シール時には内側に小さく変形する方向なので、シール不良が発生することはなかった。
特開平１０−１３８１６５では、位置決め機構がＯリングとは別に設けてあるので、相手に倣ったまま形状が戻らないことによるシール不良が発生することはなかった。
また、図１０、１１の構成に、この溝とスチールボールの係合による位置決め機構を設けると、部品点数が増して、価格が増加し、組立に時間がかかると共に、形状が大きくなってしまうため、実装上困難であった。
【００１０】
本発明の目的は、請求項１においては、上記した問題をなくすために、Ｏリングが変形したまま溝部形状に追従せずにシールしないことがない開閉操作子の連通位置及び遮断位置の位置決め機構を提供することである。
請求項２においては、構造を単純にして価格、小型、軽量化のために、請求項１で位置決め用溝を減らすことである。
請求項３においてはＯリングが開閉操作子の位置決めと、空気通路と大気の遮断を兼用する方式で、兼用するＯリングが確実にシールするようにすることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１においては、Ｏリングはシールのみとし、抜け止め用弾性体に開閉操作子の位置決め作用を持たせる構造にすることにより達成される。
請求項２においては、片方の開閉操作子の位置決めを、開閉操作子のブッシュの抜け止め用弾性体との摺動内径と、開閉操作子の端面の交点で行うことにより、達成される。
請求項３においては、開閉操作子遮断位置で、シールと溝に係合することによる位置決めを兼用するシール部材が、シール不要の連通位置のときに遮断位置より締め代が同等または小さくなるように構成して、シール時に確実に変形するような寸法関係にすることにより達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態として、圧縮空気を使用して動作する釘打機の単発、連続打ち切替用の開閉弁１について説明する。
図１〜３に本発明なる請求項１〜４の開閉弁１の一実施形態を示す。
釘打機２は、図示しない圧縮機からの圧縮空気が、図示しないエアホース、エアプラグ、を介して蓄圧室３に蓄積されている。釘打機２本体内には円筒状のシリンダ４が設けられ、シリンダ４内には上下に摺動可能に釘を打ち込むドライバブレード５が一体になったピストン６が設けられている。シリンダ４上部の外周にはシリンダバルブ７が設けられ、シリンダ４の下降でシリンダ４上端が開くとともに、排気バルブ８が閉じ、蓄圧室３と、シリンダ４内のピストン６上側が連通し、シリンダバルブ７の上昇で、シリンダ４上端が閉じるとともに、排気バルブ８が開き、シリンダ４内のピストン６上側が、大気と連通するようになっている。シリンダ４外周にはピストン６を上死点に復帰させるための戻り室９が設けられ、ピストン６往復行程途中にはシリンダ４から戻り室９方向のみ連通する逆止弁１０を備えた空気通路１１が設けられ、シリンダ４下端外周にはシリンダ４と戻り室９を連通する空気通路１２が設けられている。シリンダ４下端には釘打ち込み後のピストン６の余剰エネルギーを吸収するためのピストンバンパ１３が設けられている。
【００１３】
蓄圧室３とトリガバルブ１４は空気通路（Ｃ）１５を介して連通し、トリガバルブ１４とトリガバルブ１６は空気通路１７を介して連通し、シリンダバルブ７、排気バルブ８、本発明なる開閉弁１８とトリガバルブ１６は空気通路１９を介して連通している。
トリガバルブ１４には、蓄圧室３の圧縮空気によってトリガ２０側に押圧されているボール２１と、トリガ２０の引き操作によってボール２１を押し上げると共にトリガバルブ空気室４８と大気を遮断するプランジャ２２を備えている。
【００１４】
トリガバルブ１６には、空気通路１７と空気通路１９を遮断する方向にスプリング２３によって押圧されているプランジャ２４と、釘打機２射出口２５から突出して軸方向に摺動可能に付勢して設けられ、木材に接触したときに押上げられるプッシュレバー２６の上端２７と、トリガバルブ空気室２８を大気との連通を開閉する開閉弁１８の開閉操作子２９とプランジャ空気室２８を形成し、開閉弁１８を構成するバルブブッシュ３０と、バルブブッシュ３０には外周に開閉操作子２９の抜け止め用弾性体３１を冠着させるための溝３２と、トリガバルブ空気室２８と大気を連通させる空気通路３３と、開閉操作子２９内径には開閉操作子２９とバルブブッシュ３０外周をシールするＯリング３４、Ｏリング３５を備えている。
【００１５】
図１〜３に示す本発明の一実施形態の場合、連通位置では、Ｏリング３４、Ｏリング３５は共にバルブブッシュ３０外周をシールしているが、空気通路３３はＯリング３４の上側に位置するため大気と連通している。開閉操作子２９は、開閉操作子２９内径に摺動内径Ａよりも大径に設けられた位置決め溝３７に、抜け止め用弾性体３１が係合して位置決めされている。開閉操作子２９が下方に抜けないように、開閉操作子２９のバルブブッシュ３０との本発明壁を構成する摺動内径Ｂは摺動内径Ａより大きく設定されている。
【００１６】
遮断位置ではＯリング３４、Ｏリング３５共にバルブブッシュ３０外周をシールし、空気通路３３はＯリング３４、Ｏリング３５の間に位置するため大気と遮断されている。開閉操作子２９は、抜け止め用弾性体３１との摺動内径Ｂと開閉操作子端面３９とのなす面取り部４０で位置決めされている。つまり、遮断位置用の位置決め溝は不要となっている。
連通位置にするときは、開閉操作子２９を軸方向下側に移動させる。このときに抜け止め用弾性体３１を摺動内径Ｂまで変形させる。
【００１７】
図２のように、抜け止め用弾性体３１の中心位置４１と、開閉操作子２９内側に設けた位置決め溝３７と摺動内径Ａの交点４２を結んだ線の延長線が溝３２の側壁４４と摺動内径Ａの交点４５より軸心側を通っているので、開閉操作子２９を下側に強く移動させても抜け止め用弾性体３１は、溝３２から脱落しないようになっている。
【００１８】
次に、上記開閉弁を組み込んだ釘打機による打ち込み動作について説明する。開閉弁１８が連通位置では釘打機２は連続打ちになる。本構造の場合、連続打ちとは、プッシュレバー２６押し上げ動作とトリガ２０引き動作が重なって、ピストン６が下降後、トリガ２０を引いたままプッシュレバー２６を戻すと、ピストン６が初期位置の上死点に復帰するもので、トリガ２０を引いたままプッシュレバー２６の操作を繰り返すと連続的に釘を打ち込めるものである。
【００１９】
開閉弁１８が遮断位置では釘打機２は単発打ちになる。本構造の場合、単発打ちとは、プッシュレバー２６押し上げ動作とトリガ２０引き操作が重なってピストン６が下降したときに、トリガ２０を引いたままにしておくと、プッシュレバー２６を戻してもピストン６が下降したままになり、再度プッシュレバー２６を押し上げても釘を打ち込めないものである。
【００２０】
はじめに連続打ちの動作行程について説明する。開閉操作子２９を軸方向下側の連通位置に移動させる。エアホースを釘打機２本体に接続すると、圧縮空気は蓄圧室３に貯溜され、一部は空気通路１５を介してボール２１まで流入する。シリンダ４と蓄圧室３は遮断したままとなる。
【００２１】
次に、トリガ２０を引くと、プランジャ２２がボール２１を押上げてトリガバルブ空気室４８、空気通路１７に圧縮空気が流入すると共に、トリガバルブ空気室４８と大気を遮断する。
【００２２】
次に、プッシュレバー２６を押し上げると、上端２７でプランジャ２４が押し上がり、トリガバルブ空気室４８とトリガバルブ空気室２８が連通し、空気通路１９を介してシリンダバルブ７、排気バルブ８に圧縮空気が流入する。これにより、排気バルブ８が閉じてシリンダ４のピストン６上側と大気を遮断し、シリンダバルブ７が急激に開いてシリンダ４のピストン６上側と蓄圧室３が連通して蓄圧室３の圧縮空気がシリンダ４に流入してピストン６を押し下げ、ドライバブレード５先端で釘を木材に打ち込む。打ち込み後の余剰なエネルギーで、ピストンバンパ１３を変形させる。
シリンダ４のピストン６下側の空気は、徐々に圧縮されて空気通路１２を介して戻り室９に流入する。
ピストン６が下降して空気通路１１を通過すると、シリンダ４のピストン６上側の圧縮空気の一部が戻り室９に流入する。
【００２３】
次に、プッシュレバー２６を戻すと、スプリング２３の押圧力によってプランジャ２４が戻り、トリガバルブ空気室２８と蓄圧室３を遮断すると共に、トリガバルブ空気室２８と大気が空気通路３３を介して連通し、空気通路１９を介してシリンダバルブ７、排気バルブ８の圧縮空気が排気される。これにより、排気バルブ８が開いてシリンダ４のピストン６上側と大気が連通し、シリンダ４のピストン６上側の圧縮空気が排気口４９から排気され、戻り室９に流入した圧縮空気によって、ピストン６は上死点に復帰する。トリガ２０を引いたまま再度プッシュレバー２６を押し上げると、再度打込み動作が行われる。
単発打ちに切り替えるときは、開閉操作子２９を軸方向上側に移動させる。
【００２４】
上記構造の場合、連通位置と遮断位置で開閉操作子２９のＯリング３４、Ｏリング３５とバルブブッシュ３０とのシール部分の摺動内径Ａは全面が同じ寸法になっており、Ｏリング３４、Ｏリング３５の変形量が変らないので、遮断位置でシール不良にはならない。
開閉操作子２９の位置決めは、開閉操作子２９を軸方向上側に移動させることによって、位置決め溝３７と係合していた抜け止め用弾性体３１を摺動内径Ｂまで変形させて位置決め溝３７を乗り越え、さらに移動させると、摺動内径Ｂ部を乗り越え、摺動内径Ｂと開閉操作子端面３９とのなす面取り部４０で位置決めされる。
【００２５】
次に単発打ちの動作行程について説明する。連続打ち同様にエアホース接続後、プッシュレバー２６を押し上げると、プランジャ２４が押し上がり、空気通路１７を介してトリガバルブ空気室４８とトリガバルブ空気室２８が連通し、空気通路１９を介してシリンダバルブ７、排気バルブ８が連通する。蓄圧室３とトリガバルブ１４は遮断されたまま大気圧なので、シリンダバルブ７、排気バルブ８は動作しない。
【００２６】
トリガ２０を引くと、プランジャ２２がボール２１を押上げてトリガバルブ空気室４８に蓄圧室３の圧縮空気が流入すると共に、トリガバルブ空気室４８と大気を遮断し、排気バルブ８が閉じてシリンダ４のピストン６上側と大気を遮断し、シリンダバルブ７が急激に開いてシリンダ４のピストン６上側と蓄圧室３が連通して蓄圧室３の圧縮空気がシリンダ４に流入してピストン６を押し下げ、ドライバブレード５先端で釘を木材に打ち込む。連続打ちと同様に、打ち込み後の余剰なエネルギーは、ピストン６がピストンバンパ１３を変形させ、シリンダ４のピストン６下側の空気は、徐々に圧縮されて空気通路１２を介して戻り室９に流入し、ピストン６が下降して空気通路１１を通過すると、シリンダ４のピストン６上側の圧縮空気の一部が戻り室９に流入する。
【００２７】
次に、トリガ２０を引いたままプッシュレバー２６を戻すと、スプリング２３の押圧力によってプランジャ２４が戻り、トリガバルブ空気室２８と蓄圧室３を遮断する。しかし、開閉弁１８によって空気通路３３を大気とトリガバルブ空気室２８から遮断しているので、ピストン６は下死点のままとなる。トリガ２０を戻すと、ボール２１のよって蓄圧室３とトリガバルブ空気室４８が遮断されると共に、トリガバルブ空気室４８と大気が連通してシリンダバルブ７、排気バルブ８の圧縮空気が排気される。これにより、排気バルブ８が開いてシリンダ４のピストン６上側と大気が連通し、シリンダ４のピストン６上側の圧縮空気が排気口４９から排気され、戻り室９に流入した圧縮空気によって、ピストン６は上死点に復帰する。
【００２８】
次に図４、図５に本発明なる開閉弁の他の実施形態を示す。
請求項５に係る実施形態の場合、連通位置では、Ｏリング３４がバルブブッシュ３０外周とシールすると共に、位置決め溝３７に係合して位置決めされている。Ｏリング３５は位置決め溝径４６よりも同等か小径の待避位置４７にある。空気通路３３はＯリング３４の上側に位置するため大気と連通している。開閉操作子２９が下方に抜けないように、抜け止め用弾性体３１がバルブブッシュ３０外周の溝３２に冠着されている。
【００２９】
遮断位置ではＯリング３４、Ｏリング３５共にバルブブッシュ３０外周とシールし、空気通路３３はＯリング３４、Ｏリング３５の間に位置するため大気と遮断されている。開閉操作子２９は、バルブブッシュ３０外周に設けられた位置決め溝３７にＯリング３５が係合して位置決めされている。Ｏリング３５はシールと開閉操作子２９の位置決めを兼用しているが、位置決め溝３７は摺動内径Ａより小さくなっている。
連通位置にするときは、開閉操作子２９を軸方向下側に移動させる。このときにＯリング３５を摺動内径Ａまで変形させる。
【００３０】
上記構造の場合、待避位置４７の外径は溝３２と同等か小径になっているので、連通位置から遮断位置に開閉操作子２９を移動させたときに、Ｏリング３４は変形量が増え、Ｏリング３５は変形量が同じまたは増えるので、シール不良にならないようになる。
【００３１】
開閉操作子２９の位置決めは、開閉操作子２９を軸方向上側に移動させることによって、溝３７と係合していたＯリング３４を摺動内径Ａまで変形させて溝３７を乗り越え、さらに移動させると、Ｏリング３５が待避位置４７から摺動内径Ａを乗り越え、溝３７に係合してシールすると共に、位置決めされる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、請求項１において、Ｏリングはシールのみとし、抜け止め用弾性体に開閉操作子の位置決め作用を持たせる構造にしたので、Ｏリングが変形したまま溝部形状に追従せずにシールしないということがなくなる。
【００３３】
請求項２において、片方の開閉操作子の位置決めを、摺動面と開閉操作子端面の交点で行う構造にしたので、構造を単純にして安価、小型、軽量することができる。
【００３４】
請求項３において、開閉操作子遮断位置でシールと、溝と係合することによる位置決めを兼用するシール部材が、シール不要の連通位置のときに遮断位置より締め代が同等または小さくなるように構成したので、弾性体を開閉操作子の位置決めと空気通路と大気を遮断を兼用する方式で、兼用する弾性体が確実にシールするようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明開閉弁を組み込んだ釘打機の一実施例を示す側面断面図。
【図２】本発明請求項１〜４記載の開閉弁連通位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図３】本発明請求項１〜４記載の開閉弁遮断位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図４】本発明請求項５記載の開閉弁連通位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図５】本発明請求項５記載の開閉弁遮断位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図６】従来の開閉弁連通位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図７】従来の開閉弁遮断位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図８】従来の開閉弁連通位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図９】従来の開閉弁遮断位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図１０】従来の開閉弁連通位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【図１１】従来の開閉弁遮断位置の一実施例を示す側面一部断面図。
【符号の説明】
１は開閉弁、２は釘打機、１６はトリガバルブ、１７は空気通路、１８は開閉弁、１９は空気通路、２４はプランジャ、２８はプランジャ空気室、２９は開閉操作子、３０はバルブブッシュ、３１は抜け止め用弾性体、３２は溝、３３は空気通路、３４はＯリング、３５はＯリング、３７は位置決め溝、３９は開閉操作子端面、４０は面取り部、４７は待避位置である。

Claims

流体を内部に流通させる略円筒状のブッシュと、該円筒内部と大気を連通させる穴と、該ブッシュの外周軸方向に連通位置と遮断位置間を摺動して該穴を開閉する開閉操作子と、該開閉操作子の抜け止め用弾性体を備えた流体開閉弁であって、
前記抜け止め用弾性体に前記開閉操作子の前記連通位置及び前記遮断位置の位置決め作用を持たせた開閉弁。
前記開閉操作子の前記遮断位置の位置決めを、前記開閉操作子の端面に連続する面取り部で行うことを特徴とする請求項１記載の開閉弁。
流体を内部に流通させる略円筒状のブッシュと、該円筒内部と大気を連通させる穴と、該ブッシュの外周軸方向に連通位置と遮断位置間を摺動して該穴を開閉する開閉操作子と、該開閉操作子内側に装着されたシール部材と、該ブッシュ外周上に該シール部材を係合させて位置決めする溝を備え、該ブッシュ内部と大気遮断時には該穴の軸方向上下に該シール部材が位置し、該ブッシュ内部と大気連通時には該穴の軸方向片側に該シール部材が移動し、該シール部材が前記開閉操作子遮断位置で、シールと、該溝に係合することによる位置決めを兼用する構成の流体開閉弁であって、
前記開閉操作子が連通位置にあるときに前記開閉操作子が遮断位置にあるときより前記シール部材の締め代が小さくなるように構成したことを特徴とする開閉弁。
本体内に設けられているシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられ、且つドライバブレードを有するピストンと、流体を内部に流通させる略円筒状のブッシュと、該円筒内部と大気を連通させる穴と、該ブッシュの外周軸方向に連通位置と遮断位置間を摺動して該穴を開閉する開閉操作子と、該開閉操作子の抜け止め用弾性体を備えた流体開閉弁を有する打込機であって、
前記抜け止め用弾性体に前記開閉操作子の前記連通位置及び前記遮断位置の位置決め作用を持たせたことを特徴とする開閉弁を有する打込機。
本体内に設けられているシリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けられ、且つドライバブレードを有するピストンと、流体を内部に流通させる略円筒状のブッシュと、該円筒内部と大気を連通させる穴と、該ブッシュの外周軸方向に連通位置と遮断位置間を摺動して該穴を開閉する開閉操作子と、該開閉操作子内側に装着されたシール部材と、該ブッシュ外周上に該シール部材を係合させて位置決めする溝を備え、該ブッシュ内部と大気遮断時には該穴の軸方向上下に該シール部材が位置し、該ブッシュ内部と大気連通時には該穴の軸方向片側に該シール部材が移動し、該シール部材が前記開閉操作子遮断位置で、シールと、該溝に係合することによる位置決めを兼用する構成の流体開閉弁を有する打込機であって、
前記開閉操作子が連通位置にあるときに前記開閉操作子が遮断位置にあるときより前記シール部材の締め代が小さくなるように構成したことを特徴とする開閉弁を有する打込機。