JP5620772B2 - Driving tool - Google Patents
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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。 The present invention relates to a driving tool such as a screw driving machine that operates using compressed air as a power source.
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本のビスの頭部をドライバビットで打撃しつつねじ締め方向に回転させてねじ締めを行うもので、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。ピストン下室側に流入した圧縮エア(戻しエア)の一部は、ビス供給部に流入してビス送りの動力源として利用される他、主として排気通路を経て大気開放される。
このようなビス打ち機では、木材にビスを打ち込むための木打ちモードと鋼板にビスを打ち込むための鋼板打ちモードとを切り換える機能を備えたものが提供されている。前者の木打ちモードでは、打ち込み時の反動を低減し、あるいはねじ山の打ち込み(ビスをエアモータで回転させて締め込むのではなく釘のように打ち込んでしまうこと)を回避するために比較的低い打ち込み力が出力される一方、後者の鋼板打ちモードでは木打ちモードよりも大きな打ち込み力が出力される。従来、打ち込み力を切り換えるための方法として、ピストン上室へ供給する圧縮エアの圧力を切り換える技術が公知である他、下記の特許文献にはピストン下室の排気効率を切り換えることにより出力モードの切り換えを行う技術が開示されている。
下記の特許文献に開示された出力モード切り換え技術は、ピストン下室に通じる排気通路の口径を変化させると排気効率が変化してピストンの下動速度が変化する原理を利用したもので、工具本体部に大小二つの排出口を有する回転板を設け、この回転板の位置を切り換えて排気通路の排出口の口径を大径孔(鋼板打ちモード)に切り換えるとピストン下室の排気効率が高められる結果、ピストンの下動速度が高速化してビスに対する打撃力が木打ちモードよりも大きくなる構成となっている。回転板の位置を小径孔側(木打ちモード)に切り換えると排出口の口径が小径になってピストン下室の排気効率が低下し、その結果ピストンの下動速度が遅くなって打撃力が小さくなる構成となっていた。
また、下記の特許文献に開示された打ち込み工具では、打ち込み完了後にピストンを下死点から上死点に戻すためのリターンエアとして、ピストン上室に供給された打撃力発生用の圧縮エアを利用する排気リターン方式を採用している。この排気リターン方式では、打ち込み完了後にピストン上室の圧縮エアをそのまま排気するのではなく一旦ピストン下室に流入させてその一部をピストンリターン用の圧縮エアとして利用し、残りの圧縮エアを排気通路を経て排気する構成となっている。
For example, the above-described compressed air type screw driving machine performs screw tightening by rotating the head of one screw supplied to the driving guide portion with a driver bit while rotating in the screw tightening direction. As a power source, a tool main body portion having a reciprocating piston and a rotating air motor are provided. The driving guide portion is provided at the tip of the tool main body in the driving direction. The air motor reciprocates integrally with the piston, and a driver bit is attached to its output shaft. The tip portion of the driver bit reaches the driving guide portion. The driving guide section is provided with a screw supply section that operates in conjunction with the driving operation of the tool main body section and a magazine that stores a large number of screws.
A handle portion that is gripped by the user is provided on a side portion of the tool body portion, and a trigger type switch lever that is operated by the user with a fingertip is provided near the base portion of the handle portion. When the switch lever is pulled, compressed air is supplied to the piston upper chamber of the tool body, the piston moves downward, and the air motor rotates to make a screw. When the pulling operation of the switch lever is released, the compressed air supplied to the piston upper chamber side flows into the piston lower chamber side, and the piston and the air motor are integrally returned to the top dead center. A part of the compressed air (return air) that flows into the piston lower chamber side flows into the screw supply part and is used as a power source for screw feeding, and is released to the atmosphere mainly through the exhaust passage.
Such screw driving machines are provided with a function of switching between a wood driving mode for driving screws into wood and a steel plate driving mode for driving screws into steel plates. In the former wood hammering mode, it is relatively low in order to reduce the recoil when driving or to avoid screw driving (to drive the screw like a nail instead of rotating it with an air motor) While the driving force is output, the latter steel plate driving mode outputs a driving force larger than the wood driving mode. Conventionally, as a method for switching the driving force, a technique for switching the pressure of compressed air supplied to the piston upper chamber is known, and the following patent document describes switching of the output mode by switching the exhaust efficiency of the piston lower chamber. Techniques for performing are disclosed.
The output mode switching technology disclosed in the following patent document utilizes the principle that when the diameter of the exhaust passage leading to the piston lower chamber is changed, the exhaust efficiency changes and the piston lowering speed changes. Exhaust efficiency of the piston lower chamber can be increased by providing a rotating plate having two large and small discharge ports in the section and switching the position of the rotating plate to switch the diameter of the discharge port of the exhaust passage to a large diameter hole (steel plate driving mode). As a result, the downward movement speed of the piston is increased, and the striking force against the screw is larger than in the wood driving mode. Switching the position of the rotating plate to the small-diameter hole side (wood hammering mode) reduces the exhaust port diameter and lowers the exhaust efficiency of the piston lower chamber. It became the composition which becomes.
Further, in the driving tool disclosed in the following patent document, the compressed air for generating the impact force supplied to the piston upper chamber is used as return air for returning the piston from the bottom dead center to the top dead center after the driving is completed. The exhaust return method is adopted. In this exhaust return method, the compressed air in the upper chamber of the piston is not exhausted as it is after the completion of the driving, but once flows into the lower chamber of the piston and a part thereof is used as compressed air for returning the piston, and the remaining compressed air is exhausted. It is configured to exhaust through a passage.
このように排気リターン方式を採用し、かつ排気通路の口径を大小切り換えることにより出力モードの切り換えを行う構成とした打ち込み工具においては、従来鋼板打ちモードの出力をより高めることは限界があった。
上記した排気リターン方式を採用する場合、高出力化を図るために排気通路を大径化して排気効率を高めると、打ち込み完了後にピストン上室からピストン下室に流入した圧縮エアの多くが排気通路を経て排気されてしまい、その結果打ち込み完了後にピストンを上死点に戻すためのリターンエアが不足してピストンが上死点まで戻されないといった動作不良を発生するおそれがある。このため、従来排気リターン方式を採用する構成では排気通路の大径化により高出力化を図ることには限界があった。
そこで、本発明は、例えば排気リターン方式を採用する打ち込み工具において、ピストン下室内のリターンエアを十分に確保しつつ、排気通路を大径化して排気効率を高めることにより打ち込み力をより高出力化できるようにすることを目的とする。
In the driving tool that adopts the exhaust return method and switches the output mode by switching the diameter of the exhaust passage as described above, there is a limit to further increasing the output in the conventional steel plate driving mode.
When the exhaust return method described above is adopted, if the exhaust passage is enlarged to increase the exhaust efficiency in order to increase the output, most of the compressed air that has flowed into the piston lower chamber from the piston upper chamber after the completion of driving is exhausted. As a result, there is a risk of malfunction such as the return air for returning the piston to the top dead center after the completion of driving and the piston not being returned to the top dead center. For this reason, there has been a limit to increase the output by increasing the diameter of the exhaust passage in the configuration employing the conventional exhaust return system.
Therefore, the present invention provides a higher driving force by increasing the exhaust efficiency by increasing the exhaust passage diameter while ensuring sufficient return air in the piston lower chamber, for example, in a driving tool employing an exhaust return method. The purpose is to be able to.
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、ピストン下室を排気通路を経て排気しつつピストン上室に供給された圧縮エアでピストンを下動させて打ち込み力を発生させる打ち込み工具であって、ピストンの下動時に排気通路を開放し、ピストンの上動時に排気通路を絞る排気バルブを備えた打ち込み工具である。
第1の発明によれば、排気通路を大径化してピストン下室の排気効率を高め、これにより打ち込み力を高出力化することができる。排気通路は、排気バルブの作動によってその有効通気面積が変化する。排気通路は、ピストン上動時に排気バルブが絞り側に作動して小径化される一方、ピストン下動時に排気バルブが開き側に作動して大径化される。
このため、排気通路を大径化して打ち込み力の高出力化を図っても、打ち込み完了後において排気バルブが作動することにより排気通路が絞られるので、ピストン下室の排気効率が適切に抑制され、これによりリターンエアをピストン下室内に十分に流入させてピストンを確実に上死点まで戻すことができる。
第2の発明は、第1の発明において、排気通路の排気口の口径を手動操作により変化させて前記打ち込み力を変化させる出力モード切り換え機構を備えた打ち込み工具である。
第2の発明によれば、例えば出力モード切り換えダイヤルを手動操作して、排気口の大きさを変化させることにより、打ち込み力が小さな木打ちモードと打ち込み力がより大きな鋼板打ちモードに切り換えることができる。この出力モード切り換え機構によるモード切り換えとは別に、1回の打ち込み動作中に、排気通路が排気バルブによって適切なタイミングで絞られることにより、ピストン下動時に大きな打ち込み力が得られる一方、ピストン上動時にはピストン下室内に十分な量のリターンエアが確保されて、当該打ち込み工具の動作不良が回避される。
第3の発明は、第1又は第2の発明において、ピストン上室に供給された圧縮エアをリターンエア通路を経てピストン下室に流入させてその一部をピストンを上死点に戻すためのリターンエアとして利用し、残余を排気通路を経て排気する排気リターン構造を備えた打ち込み工具である。
第3の発明によれば、いわゆる排気リターン構造を備えた打ち込み工具において、排気バルブによりピストン上動時に排気通路を絞ることにより、ピストン下室に十分なリターンエアを確保して当該打ち込み工具の動作不良を回避することができるので、排気通路をより大径化して当該打ち込み工具の高出力化を図ることについて従来の限界をなくすことができる。
第4の発明は、第3の発明において、リターンエア通路内のリターンエアにより排気バルブを絞り方向に作動させる構成とした打ち込み工具である。
第4の発明によれば、排気リターン構造を備えた打ち込み工具において、打ち込み完了後にリターンエア通路を経てピストン上室からピストン下室に流入するリターンエアを利用して排気バルブが絞り側に作動し、これにより適切なタイミングでピストン下室の排気効率の抑制がなされる。
第5の発明は、第1〜第3の何れか一つの発明において、ピストン上室を蓄圧室に対して開閉するヘッドバルブを備えており、このヘッドバルブを閉じる圧縮エアにより排気バルブを絞り方向に作動させる構成とした打ち込み工具である。
第5の発明によれば、上記排気リターン構造におけるリターンエア通路内のリターンエアを利用して排気バルブを絞り側に作動させる構成に代えて、打ち込み完了後にヘッドバルブを閉じ側に作動させる圧縮エアによって排気バルブを絞り側に作動させることにより、ピストン下室の排気効率を適切に抑制して十分な量のリターンエアによりピストンを上死点に確実に戻すことができる。係る構成は、排気リターン構造を備えない打ち込み工具についても適用することができる。
第6の発明は、第3又は第4の発明において、排気通路とリターンエア通路を合流させた打ち込み工具である。第6の発明によれば、排気通路とリターンエア通路を相互に独立して設ける構成に比して通路構成の簡素化を図ることができ、また排気通路をより大径化しやすくなる。
第7の発明は、第1〜第6の何れか一つの発明において、圧縮エアで作動するエアモータを内装しており、ピストンの下動によりビスを打撃しつつ、このエアモータを回転させてビスを締め込むいわゆるビス打ち機である。第1〜第6の何れか一つの発明に係る構成をいわゆるビス打ち機について適用することができる。従って、第1〜第6の何れか一つの発明に係る構成は、このようなエアモータを内装しない打ち込み工具であって例えば圧縮エア式の釘打ち機についても適用することができる。
The above problems are solved by the following invention.
A first invention is a driving tool for generating a driving force by lowering a piston with compressed air supplied to the piston upper chamber while exhausting the piston lower chamber through an exhaust passage. A driving tool provided with an exhaust valve that opens the passage and restricts the exhaust passage when the piston moves up.
According to the first aspect of the present invention, the exhaust passage can be increased in diameter to increase the exhaust efficiency of the piston lower chamber, whereby the driving force can be increased. The effective passage area of the exhaust passage changes depending on the operation of the exhaust valve. The exhaust passage is reduced in diameter by operating the exhaust valve toward the throttle side when the piston moves up, and the diameter is increased by operating the exhaust valve on the open side when moving down the piston.
For this reason, even if the exhaust passage is enlarged in diameter and the driving force is increased, the exhaust passage is throttled by operating the exhaust valve after the completion of driving, so that the exhaust efficiency of the piston lower chamber is appropriately suppressed. As a result, the return air can sufficiently flow into the lower chamber of the piston to reliably return the piston to the top dead center.
A second invention is a driving tool provided with an output mode switching mechanism that changes the driving force by manually changing the diameter of the exhaust port of the exhaust passage in the first invention.
According to the second invention, for example, by manually operating the output mode switching dial and changing the size of the exhaust port, the mode can be switched between a wood driving mode with a small driving force and a steel plate driving mode with a larger driving force. it can. Apart from the mode switching by this output mode switching mechanism, the exhaust passage is throttled at an appropriate timing by the exhaust valve during one driving operation, so that a large driving force can be obtained when the piston moves downward, while the piston moving upward Sometimes a sufficient amount of return air is secured in the piston lower chamber, and malfunction of the driving tool is avoided.
According to a third invention, in the first or second invention, the compressed air supplied to the piston upper chamber is caused to flow into the piston lower chamber via the return air passage, and a part of the compressed air is returned to the top dead center. This is a driving tool having an exhaust return structure that is used as return air and exhausts the remainder through an exhaust passage.
According to the third aspect of the present invention, in the driving tool having the so-called exhaust return structure, the exhaust passage is throttled by the exhaust valve when the piston is moved up, so that sufficient return air is secured in the piston lower chamber to operate the driving tool. Since it is possible to avoid defects, it is possible to eliminate the conventional limitations on increasing the diameter of the exhaust passage and increasing the output of the driving tool.
A fourth invention is a driving tool according to the third invention, wherein the exhaust valve is operated in the throttle direction by the return air in the return air passage.
According to the fourth invention, in the driving tool having the exhaust return structure, the exhaust valve is operated to the throttle side using the return air flowing from the piston upper chamber to the piston lower chamber through the return air passage after the completion of driving. Thus, the exhaust efficiency of the piston lower chamber is suppressed at an appropriate timing.
According to a fifth invention, in any one of the first to third inventions, a head valve for opening and closing the piston upper chamber with respect to the pressure accumulating chamber is provided. This is a driving tool configured to be actuated automatically.
According to the fifth invention, instead of the configuration in which the exhaust valve is operated to the throttle side using the return air in the return air passage in the exhaust return structure, the compressed air that operates the head valve to the closing side after the completion of driving. By operating the exhaust valve to the throttle side, the exhaust efficiency of the piston lower chamber can be appropriately suppressed, and the piston can be reliably returned to the top dead center by a sufficient amount of return air. Such a configuration can also be applied to a driving tool that does not include an exhaust return structure.
A sixth invention is a driving tool according to the third or fourth invention, wherein the exhaust passage and the return air passage are merged. According to the sixth aspect of the present invention, the passage configuration can be simplified as compared with the configuration in which the exhaust passage and the return air passage are provided independently of each other, and the exhaust passage can be easily increased in diameter.
A seventh aspect of the invention includes an air motor that operates with compressed air in any one of the first to sixth aspects of the invention. While the screw is hit by the downward movement of the piston, the air motor is rotated to rotate the screw. This is a so-called screwdriver. The configuration according to any one of the first to sixth inventions can be applied to a so-called screw driving machine. Therefore, the configuration according to any one of the first to sixth inventions is a driving tool that does not include such an air motor, and can be applied to, for example, a compressed air type nailing machine.
次に、本発明の実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1は、第1実施形態に係る打ち込み工具1の全体の内部構造を示している。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を打撃しながらねじ締め方向に回転させて打ち込み材Wに締め込む機能を備えたエアツールである。
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を言う。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で打撃されて打ち込み材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(打ち込み材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。
また、本実施形態は、工具本体部2における排気構造に特徴を有しており、打撃機構部10、エアモータ30及びトリガバルブ40等の基本的な構成については従来公知であり、本実施形態において特に変更を要しない。さらに、打ち込み案内部4及び打ち込み具供給装置5についても従来公知であるので詳細な説明は省略する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows the overall internal structure of the
The
A trigger-
The driving
In addition, the present embodiment has a feature in the exhaust structure in the tool
以下、リザーバ3aに供給された圧縮エアの流れに沿って、上流側から各部の構成について説明する。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。このトリガバルブ40は、バルブ外枠部41とバルブ内枠部42とバルブステム43を備えている。バルブケース部3bの内側にバルブ外枠部41が移動不能に取り付けられている。バルブ外枠部41の内側にバルブ内枠部42が上下に移動可能に収容されている。バルブ内枠部42の内側にバルブステム43が上下に移動可能に収容されている。バルブステム43の先端側はバルブ外枠部41の下面から下方へ突き出されて、スイッチレバー6の背面に突き当てられている。バルブステム43の上面には、リザーバ3aのエア圧が常時作用している。
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、バルブケース部3bのバルブケース孔3cとバルブ外枠部41の第1エア孔41a、バルブ外枠部41とバルブ内枠部42との間、バルブ外枠部41の第2エア孔41bを経て、工具本体部2側の作動エア通路2cがリザーバ3aに連通した状態となって、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によって閉じ位置に保持される。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、従って工具本体部2が非作動状態に保持される。
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、バルブステム43が圧縮ばね43a及びリザーバ3aのエア圧に抗して上動する。バルブステム43が上動すると、バルブ内枠部42の上面にリザーバ3aのエア圧が作用するため、バルブ内枠部42が下動する。バルブ内枠部42が下動すると、作動エア通路2cがリザーバ3aから遮断される一方、バルブ外枠部41の大気開放孔41cを経て大気開放される。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。なお、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。
Hereinafter, the configuration of each part will be described from the upstream side along the flow of the compressed air supplied to the
In a non-operating state in which the
The
As shown in FIG. 2, when the
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(後述するエンドプレート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。
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。本実施形態では、この排気通路26が従来よりも大径に形成されてその有効通気面積が十分に大きく形成されており、これによりピストン下動時(ビス打ち込み時)の排気効率が高められて従来にない大きな打撃力が得られるようになっている。
本体ケース2aの上部には、出力モード切り換え機構の一例として円板形の出力モード切り換えダイヤル45が取り付けられている。この出力モード切り換えダイヤル45には、大径の大排気口45aと、小径の小排気口(図では表されていない)が設けられている。この出力モード切り換えダイヤル45を使用者が手動で回転させることにより、排気通路26の上端に大排気口45aを位置させた状態(鋼板打ちモード)若しくは小排気孔を位置させた状態(木打ちモード)に任意に切り換えることができる。この二つの位置は、ばね付勢された鋼球を備えるディテント45bによって保持される。
図示するようにこの出力モード切り換えダイヤル45を前者の鋼板打ちモードに切り換えると、排気通路26の有効通気面積がそのまま維持されて高い排出効率を維持することができる。このため、この鋼板打ちモードでは、鋼板打ち作業等において、大きな打撃力を出力することができる。逆に、出力モード切り換えダイヤル45を後者の木打ちモードに切り換えると、排気通路26がその流出口で絞られるため、その有効通気面積が狭められて排気効率が低下する。このため、この木打ちモードでは、打撃力が小さくなってビス打ち込み時の反動を抑制することができ、この点で当該打ち込み工具1の取り扱い性を高めることができる。
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するもので、これが本実施形態の大きな特徴となっている。この排気バルブ20の詳細については後述する。
The
The piston
A disc-shaped output
As shown in the figure, when the output
As shown in the figure, an
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、その後締め付け方向に回転して打ち込み材Wに締め込まれる。
図3に示すようにピストン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中白抜きの矢印で示すように、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高トルクで回転し始める。
図4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。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。
以上のようにスイッチレバー6の引き操作してトリガバルブ40をオンさせることにより、ピストン上室12aに圧縮エアが供給されてピストン12が下動し、かつエアモータ30が回転しつつピストン12と一体で下動し、その後さらに高トルクで回転しつつ単独で下動して下動端位置に至ることにより、打ち込み通路内4aに供給された1本のビスBが打ち込み材Wに打撃されて締め込まれる。
A
The
An
While the
As shown in FIG. 3, after the
As shown by the white arrows in FIG. 3, when the
As shown in FIG. 4, after the
As described above, when the trigger valve 40 is turned on by pulling the
図5に示すようにビス打ち込み完了後に、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のバルブステム43が圧縮ばね43aの付勢力及びリザーバ3a内のエア圧により下方のオフ位置に戻される。バルブステム43がオフ位置に戻されることにより、スイッチレバー6が押されてオフ位置に戻される。
バルブステム43がオフ位置に戻されると、バルブ内枠部42の上面に対してリザーバ3aが遮断されるため当該上面に対するリザーバ3aのエア圧が作用しなくなり、その結果バルブ内枠部42が圧縮ばね43aの付勢力によって上動する。バルブ内枠部42が上動すると、当該バルブ内枠部42とバルブ外枠部41との間が大気側(大気開放孔41c)側から遮断される一方、バルブケース部3bのバルブケース孔3c、バルブ外枠部41の第1エア孔41a、バルブ外枠部41とバルブ内枠部42との間、バルブ外枠部41の第2エア孔41bを経て作動エア通路2cがリザーバ3aに連通される。
こうして作動エア通路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。
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〜図4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及び図5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が離間してピストン上室12aが排気孔15〜15側に連通した状態となる。このため、図5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。
When the user releases the pulling operation of the
When the
When the working
When the
A cylindrical
As shown in FIGS. 2 to 4, when the
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。
図6に示すようにエアモータ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。
ここで、前記したように排気通路26には、排気バルブ20が設けられている。この排気バルブ20の詳細が図7及び図8に示されている。第1実施形態では、この排気バルブ20がリターンエア通路17と排気通路26との間に設けられている。第1実施形態の排気バルブ20は、排気ピストン21と圧縮ばね22を備えている。排気ピストン21は、図5、図6及び図8に示すように排気通路26内に突き出す絞り位置と、図1〜図4及び図7に示すように排気通路26内から退出した開放位置との間を図において左右方向に移動可能に支持されている。排気ピストン21が前者の絞り位置に移動すると、排気通路26の有効通気面積が狭められるため排気効率が低下する。排気ピストン21が後者の開放位置に移動すると、排気通路26の有効通気面積が大きくなるため排気効率が高められる。
この排気ピストン21は、圧縮ばね22によって排気通路26を開放する開放位置側に付勢されている。排気ピストン21の上面(図において左側面)には作動孔23を経てリターンエア通路17のエア圧が作用する。図7に示すようにリターンエア通路17内に圧縮エアが流入していない状態では、排気バルブ21が圧縮ばね22によって開放位置に保持されるため、排気通路26の高い排気効率が維持される。これに対して、図8に示すようにヘッドバルブ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を経て排気ピストン21に作用し、これにより排気ピストン21が圧縮ばね22に抗して絞り位置に移動する。このため、ピストン上室12aからリターンエア通路17を経てピストン下室25にリターンエアが供給されると、これと同時に排気バルブ20が絞り側に作動して排気通路26が絞られて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。
The
As shown in FIG. 6, immediately after the
Here, the
The
In this way, by forming the
図5に示すようにピストン下室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。図6に示すようにエアモータ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。
図6に示す状態を経て、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。
ピストン下室25に流入したリターンエアは、排気通路26を経て出力モード切り換えダイヤル45の大排気口45aから大気に排出される他、フロントクッション19の内周側を経て打ち込み通路4a内からも大気に排出される。ピストン下室25内のリターンエアが大気に排出される結果、リターンエア通路17内のエア圧が低下すると、排気ピストン21が圧縮ばね22によって開放位置に戻されて当該排気バルブ20が初期位置に戻される。
また、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、図5に示すように打ち込み完了後、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。
As shown in FIG. 5, when return air flows into the piston
In addition, since a part of the compressed air (motor exhaust) flowing into the motor air supply path from the piston
Through the state shown in FIG. 6, the
The return air flowing into the piston
Further, the
以上のように構成した第1実施形態の打ち込み工具1によれば、排気通路26が従来よりも大径に形成されてピストン下室25の排気効率が高められているため、より板厚の厚い鋼板に対してビスBを高出力で打ち込むことができる。
しかも、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、排気通路26の有効通気面積を変化させる機能を有している。この排気バルブ20によれば、ピストン下動時であってビス打撃時(締め込み時)には開放位置に移動して排気通路26の有効通気面積が拡大され、これによりピストン下室25の排気効率が高められてより高出力の打撃がなされる一方、打撃完了後ピストン上動時には、絞り位置に移動して排気通路26の有効通気面積を狭めることによりピストン下室25の排気効率を抑制し、これによりピストン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を十分に確保して当該打ち込み工具1の動作不良を防止することができる。
このように、従来打撃完了後におけるリターンエアの不足を回避するために、排気通路を大径化してピストン下室の排気効率を高めることには限界があったが、本実施形態の打ち込み工具1によれば、リターンエアを十分に確保しつつ排気通路26をより大径化して従来困難であった打ち込み力の高出力化を図ることができるので、このような従来の限界を撤廃することができる。
また、本実施形態の打ち込み工具1によれば、上記排気バルブ20とは別に、出力モード切り換えダイヤル45を回転操作することによって、排気通路の有効通期面積を固定的に切り換えることができ、これにより高出力の鋼板打ちモードと低出力の木打ちモードを任意に選択することができる。何れの場合であっても、排気バルブ20が一定のタイミング(打撃完了後ピストン上動時)で作動するためリターンエアが十分に確保されてピストン12及びエアモータ30が確実に上死点まで戻され、これにより動作不良が発生しないようになっている。
According to the
Moreover, an
As described above, in order to avoid the shortage of return air after completion of the conventional hitting, there is a limit to increasing the exhaust passage to increase the exhaust efficiency of the piston lower chamber, but the
In addition, according to the
以上説明した第1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、排気リターン構造におけるリターンエア通路17内のリターンエアを利用して排気バルブ20を絞り側に作動させる構成を例示したが、これに代えて、打ち込み完了後にヘッドバルブ11を閉じ側に作動させる圧縮エアによって排気バルブ50を絞り側に作動させる構成としてもよい。係る第2実施形態の打ち込み工具が図9及び図10に示されている。第2実施形態の打ち込み工具は、排気バルブ50の構成について第1実施形態とは異なっており、その他の構成については第1実施形態と同様であるので、同位の符号を用いてその説明を省略する。
第2実施形態の場合、図9及び図10に示すように作動エア通路2cがヘッドバルブ上室11aの手前で分岐されて排気バルブ作動通路53が設けられている。この排気バルブ作動通路53と排気通路26との間に第2実施形態に係る排気バルブ50が設けられている。第2実施形態の排気バルブ50も第1実施形態と同様、排気ピストン51とこれを開放側に付勢する圧縮ばね52を備えている。排気ピストン51の上面(図では下面)は、排気バルブ作動通路53に臨んでいる。
図9に示すように、排気バルブ作動通路53内に圧縮エアが流入していない状態(大気開放状態)では、排気ピストン51は圧縮ばね52の付勢力によって排気通路26を開放する開放位置(排気通路26内から退避した位置)に保持される。これに対して図10に示すように作動エア通路2cを経て排気バルブ作動通路53内に圧縮エアが流入すると、そのエア圧によって排気ピストン51が圧縮ばね52に抗して排気通路26内に進入した絞り位置(図では上方)へ移動する。排気ピストン51が絞り位置に至ると排気通路26の有効通気面積が絞られてピストン下室25の排気効率が抑制される。
この第2実施形態に係る排気バルブ50によれば、ビス締め込み完了後にスイッチレバー6の引き操作を解除し、これによりトリガバルブ40がオフすると、前記したようにリザーバ3aから作動エア通路2c内に圧縮エアが供給される。こうして作動エア通路2c内が大気開放状態から圧縮エア供給状態に切り換わると、ヘッドバルブ上室11a内に圧縮エアが流入してヘッドバルブ11が閉じられる結果、ピストン上室12aへの圧縮エアの供給が停止されるとともに、作動エア通路2cから分岐して設けられた排気バルブ作動通路53内にも圧縮エアが流入し、その結果排気ピストン51が絞り側に作動して排気通路26が絞られた状態となる。
ヘッドバルブ11が下動して閉じられると、そのストローク軸部11bがバルブストッパ14から離間するため、排気孔15〜15がピストン上室12aに連通された状態となり、その結果ピストン上室12a内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。リターンエア通路17内に流入した圧縮エアは、ピストン下室25内に流入してピストン12及びエアモータ30を上動させる一方、その一部が排気通路26を経て大気に排気される。この段階で、排気通路26が排気バルブ50によって絞られているため、その排気効率は適切に抑制された状態となっている。このため、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がピストン12及びエアモータ30を上死点に戻すために十分な量だけ消費されて、ピストン12及びエアモータ30が確実に上死点に戻される。
このように、ビス締め込み完了後にピストン上室12aを閉じるための圧縮エアを利用して排気バルブ50を絞り側に作動させることによっても、リターンエアを十分な量確保して打ち込み工具1の動作不良(ピストン12等の戻し不良)を確実に防止することができるので、排気通路26の有効通気面積を従来よりも十分に大きくして従来困難であった高出力を実現することができる。
The first embodiment described above can be implemented with various modifications. For example, the
In the case of the second embodiment, as shown in FIGS. 9 and 10, the working
As shown in FIG. 9, in a state where compressed air does not flow into the exhaust valve working passage 53 (atmospheric release state), the
According to the
When the
As described above, by operating the
図11には、第2実施形態の打ち込み工具1にさらに変更を加えた第3実施形態に係る打ち込み工具1が示されている。この第3実施形態の打ち込み工具1は、第2実施形態におけるリターンエア通路17と排気通路26を合流させた構成を備える点で第2実施形態とは異なっている。排気バルブ50及びその他の構成については変更ないので、同位の符号を用いてその説明を省略する。
第2実施形態と同様、作動エア通路2cは、ヘッドバルブ上室11aの手前で分岐されて排気バルブ作動通路53が設けられており、この排気バルブ作動通路53は排気バルブ50に至っている。このため、ビス締め込み完了後に作動エア通路2c内に圧縮エアが供給されてヘッドバルブ11が閉じられると、これと同時に排気バルブ50の排気ピストン51が絞り側に作動して排気通路55の有効通気面積が絞られる。
第3実施形態の場合、上部ベース部2gの周囲に設けられたリターンエア通路56は、排気通路55に連通されている。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は、排気孔15〜15及び逆止弁16を経てリターンエア通路56に流入し、その後排気通路55を経てピストン下室25内に流入して、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作用する。
第2実施形態と同様、この時点では排気バルブ50によって排気通路55が絞られていることから、ピストン12及びエアモータ30が上死点に戻されるまでの間、ピストン下室25の排気効率は適切に抑制された状態となっている。ピストン12及びエアモータ30が上死点に戻された後に、ピストン下室25内の圧縮エアは、主として排気通路55を経て大排気口45aから大気に排気され、最終的にピストン下室25、リターンエア通路56及び排気通路55が大気開放状態となる。
排気バルブ50は、作動エア通路2cが圧縮エア供給状態である限り、絞り側に作動した状態となる。このため、次にスイッチレバー6を引き操作してトリガバルブ40をオンさせた時点で、排気バルブ50が開放側に戻される。
このように排気通路55にリターンエア通路56を合流させた第3実施形態の構成によっても、第2実施形態と同様、ビス締め込み完了後に排気バルブ50を絞り側に作動させて排気効率を適切に抑制することにより十分な量のリターンエアを確保し、これにより当該打ち込み工具1の動作不良を防止しつつ、ビス打ち込み時の高出力を得ることができる。また、第3実施形態の場合、リターンエア通路56を排気通路55に合流させてより通気面積の大きな合流通気路として機能させることができるので、通路配置の簡略化を図りつつより排気通路を太くして一層高出力化を図ることができる。
以上説明した第1〜第3実施形態にはさらに変更を加えることができる。例えば、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。また、ピストン上室の圧縮エアをピストンを上死点に戻すためのリターンエアとして利用する排気リターン構造を備えた打ち込み工具を例示したが、ピストン下動時(打ち込み具打撃時)にピストン上室に供給する圧縮エアをリターンエア室に貯留し、これをピストン上動時のリターンエアとして利用する給気リターン構造を備えた打ち込み工具について例示した排気バルブ20,50を適用することにより同様の作用効果を得ることができる。
FIG. 11 shows the
As in the second embodiment, the working
In the case of the third embodiment, the
As in the second embodiment, since the
As long as the working
As described above, the configuration of the third embodiment in which the
Further modifications can be made to the first to third embodiments described above. For example, the screw driving machine having the
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
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
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
41…バルブ外枠部、41a…第1エア孔、41b…第2エア孔、41c…大気開放孔
42…バルブ内枠部
43…バルブステム、43a…圧縮ばね
45…出力モード切り換えダイヤル、45a…大排気口、45b…ディテント
50…排気バルブ(第2実施形態)
51…排気ピストン
52…圧縮ばね
53…排気バルブ作動通路
55…排気通路(第3実施形態)
56…リターンエア通路(第3実施形態)
B ... Screw W ...
51 ...
56. Return air passage (third embodiment)
Claims (7)
前記ピストンの下動時に前記排気通路を開放し、前記ピストンの上動時に前記排気通路を絞る排気バルブを備えた打ち込み工具。 While the piston lower chamber is exhausted through the exhaust passage, the piston is moved downward by the compressed air supplied to the piston upper chamber to generate a driving force, and the compressed air supplied to the piston upper chamber is used as return air as the return air. A driving tool that flows into the chamber and returns the piston to top dead center ,
A driving tool comprising an exhaust valve that opens the exhaust passage when the piston moves downward and throttles the exhaust passage when the piston moves upward.
It is a driving tool given in any 1 paragraph of Claims 1-6, Comprising: The air motor which operates with the compressed air is built in, and the air motor is rotated while hitting a screw by the downward movement of the piston. A driving tool which is a screw driving machine for tightening the screw.
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