JP3687593B2 - 圧縮空気駆動衝撃工具の打撃ピストン保持機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気で駆動される釘打機等の衝撃工具における、打撃ピストンを打撃シリンダ内で上死点位置に保持させる圧縮空気駆動衝撃工具の打撃ピストン保持機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば圧縮空気により駆動する釘打機等の衝撃工具においては、打撃シリンダ内に釘を打撃するためのドライバを一体に接合した打撃ピストンが摺動自在に収容され、該打撃ピストンは駆動前には打撃シリンダの上死点に保持されている。打撃シリンダ内に圧縮空気を供給して前記打撃ピストンを打撃シリンダ内で下死点方向に駆動して、打撃ピストンに一体に結合されたドライバにより釘を打ち込むようにされている。釘の打ち込みが終わった後に打撃ピストンは復帰機構により下面側に圧縮空気が作用されて上死点位置に戻され、次の駆動に待機するため打撃シリンダの上死点位置に打撃ピストン保持機構によって保持される。
【０００３】
打撃ピストン保持機構は、打撃シリンダ内に導入される圧縮空気の圧力が充分に高くなるまで打撃ピストンを上死点位置に保持し、圧縮空気の圧力が充分に高くなったときに打撃ピストンの保持を開放させて、高い圧力で打撃ピストンを駆動させる。特に、打撃シリンダの周囲にエアチャンバが形成されておらず、エアチャンバと打撃シリンダ内とを開閉する開口面積の大きなヘッドバルブ機構を採用していない釘打機では、シリンダ内へ圧縮空気を供給するためのメインバルブの作動スピードが変動することにより打撃シリンダ内に供給されるエア圧力の上昇速度が変動してしまい、これに伴って打撃ピストンの駆動エネルギー値が変動してしまうため、このような釘打機では打撃シリンダに供給された圧縮空気の圧力が充分に高くなるまで打撃ピストンを上死点位置に確実に保持させる打撃ピストン保持機構が必要となる。
【０００４】
従来の打撃ピストン保持機構は、打撃ピストンの上方に突出形成したボス部に外形方向に突出させた凸部を形成し、この凸部を弾性材料で形成されたピストンストップに形成された係止部に引っ掛けて保持させるものであった。しかし、この構造では、打撃ピストンが下死点から上死点に復帰したときにボス部を係止部に挿入させるために打撃ピストンの復帰作動の勢いが必要となり、また、この係合を容易にするため係止部と凸部の形状を小さくすると保持力が充分に確保できず、シリンダ内に供給される圧縮空気の圧力が低い状態で打撃ピストンが駆動してしまい、打撃ピストンに大きな駆動エネルギーを与えることができず、メインバルブの作動速度の変動によって駆動エネルギーにばらつきが発生するという問題を有していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の問題点を解決して、打撃ピストンの復帰時に大きな抵抗無く打撃ピストンを上死点位置に保持できるとともに、打撃ピストンが駆動される時には、打撃シリンダ内に供給されるエア圧力が充分に大きくなるまで確実に打撃ピストンを上死点位置に保持させるとともに、打撃シリンダ内の圧縮空気圧が所定圧に至った時に、打撃ピストンを完全にフリーな状態に開放できる打撃ピストンの保持機構を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を達成するための手段】
上記課題を解決するため本発明の圧縮空気駆動衝撃工具の打撃ピストン保持機構は、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンを、該打撃シリンダ内に導入した圧縮空気により衝撃的に駆動させるようにした衝撃工具において、弾性材料で構成されるとともに下向きの筒状部と該筒状部の内側に凹部を一体に形成したピストンストップを打撃シリンダの上端部に配置し、該打撃ピストンが打撃シリンダの上死点に移動したときに、該打撃ピストンの上面に突出形成したボス部を前記凹部内に収容して保持するとともに前記筒状部の下端面を打撃ピストン上面と密着シールさせてこの密着シール面により筒状部の外周面側と内部とを区画させ、起動時に打撃シリンダ内に供給された圧縮空気を前記筒状部の外周面と前記打撃ピストン上面の前記密着シール面の外周側とに作用させ、前記筒状部の外周面に作用した圧縮空気により前記凹部内に収容したボス部を保持させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の打撃ピストン保持機構を実施した釘打機を示すものであり、中空状のハウジング１内に打撃シリンダ２が配置されており、該打撃シリンダ２内には釘を打撃するためのドライバ３を下面に結合した打撃ピストン４が摺動自在に収容されている。前記打撃シリンダ２の上部はハウジング１の一部を形成しているシリンダキャップ５で覆われ、該シリンダキャップ５の内側に配置されたゴム製のピストンストップ６が前記打撃ピストン４を上死点位置で受け止めるようされている。ハウジング１の内周面と打撃シリンダ２の外周面との間には、打撃ピストン４を駆動するために打撃シリンダ２内に導入される圧縮空気の流路７が形成され、該流路７がエア通路８を介して起動バルブ機構１０に連通されている。ハウジング１と一体に中空に形成されたグリップ部１ａの内部は圧縮空気源から供給される圧縮空気を貯留するエアチャンバ９として形成されている。
【０００８】
起動バルブ機構１０は、前記打撃シリンダ２内をエアチャンバ９と排気路１１とに選択的に接続するメインバルブ１２と、前記メインバルブ１２を作動させるためのトリガバルブ１３とで構成されており、通常時にはメインバルブ１２はエア通路８とエアチャンバ９との間を遮断しておりエア通路８を排気路１１と連通させている。トリガバルブ１３が手動操作されることによりメインバルブ１２が作動されて打撃シリンダ２とエアチャンバ９とを連通させて圧縮空気を打撃シリンダ内へ供給する。また、このとき打撃シリンダ２と排気路１１間は遮断される。
【０００９】
図２に詳細に示すように、打撃シリンダ２の上端部にはゴム等の弾性材料で形成されているピストンストップ６が、シリンダキャップ５との間に狭持されて配置されている。該ピストンストップ６には打撃シリンダ２の上端部の内側に嵌合されるように下向きに形成された筒状部１４が一体に形成されており、更に該筒状部１４の内側には凹部１５が形成されている。打撃ピストン４の上面には前記ピストンストップ６の凹部１５内に嵌合されるボス部１６が上面に向けて突出形成されており、打撃ピストン４が上死点位置に配置される時に、該ボス部１６が凹部１５内に収容されるようにされている。打撃ピストン４の前記ボス部１６の外側の上端面には平坦な環状シール面１７が形成されており、該環状シール面１７が前記筒状部１４の下向きの先端に形成された平坦面１８と密着されるように配置されている。打撃ピストン４が打撃シリンダ２内の上死点位置に配置されるとき前記筒状部１４の平坦面１８が打撃ピストン４の環状シール面１７と密着シールして、ピストンストップ６の凹部１５の内側と筒状部１４の外周面側が前記環状シール面１７によって区画される。
【００１０】
打撃シリンダ２の上端に近い周壁に前記流路７と連続した開口１９が形成されており、該開口１９を介して起動バルブ機構１０から供給される圧縮空気が打撃シリンダ２内に導入される。打撃ピストン４が打撃シリンダ２内の上死点位置に配置されているとき、打撃シリンダ２内に導入された圧縮空気は、前記ピストンストップ６の筒状部１４の外周面と、前記環状シール面１７によって区画された打撃ピストン４の上面の外周側の面に作用させられる。筒状部１４の外周面に作用する圧縮空気は筒状部１４を外側から縮径方向に変形させ、凹部１５内に収容されているボス部１６を凹部１５内に狭持させる。図３に詳細に示すように前記ボス部１６の上端部の外周面には外径方向に膨出された凸条２０が形成されており、この凸条２０が前記凹部１５の内壁面に食い込むように収容されて打撃ピストン４の保持力を増大させる。この凸条２０の大きさは打撃ピストン４の駆動エネルギー値が所定値以上となるように設定される。
【００１１】
なお、打撃シリンダ２の上端部分には内径が若干拡径された拡径部２１が形成されており、打撃ピストン４に装着されたＯリング２２が前記拡径部２１に収容されて、該Ｏリング２２が拡径部２１の下端の肩部２１ａに引っかかることによって、打撃ピストン４が下死点方向に移動することを阻止する係止構造が形成されている。この打撃シリンダ２と打撃ピストン４のＯリング２２間に形成されている係止構造は、打撃シリンダ２内に圧縮空気が供給されていない状態で打撃ピストン４が下死点方向へ移動するのを阻止するように機能する。
【００１２】
以下、上記実施例の作動を説明する。起動バルブ機構１０が操作されていない状態では、打撃ピストン４は打撃シリンダ２内の上死点位置に配置されており、打撃ピストン４に形成されているボス部１６がピストンストップ６に形成されている凹部１５に収容され、筒状部１４の下端の平坦面１８が打撃ピストン４上面の環状シール面１７に密着された状態に待機している。この状態での打撃ピストン４の主たる保持力は打撃シリンダ２上端部の拡径部２１とこの拡径部２１の肩部２１ａに係止されているＯリング２２によっている。
【００１３】
起動バルブ機構１０が操作されて、メインバルブ１２が打撃シリンダ２内とエアチャンバ９間を連通させると、エア通路８及び流路７を介してエアチャンバ９内のエアが打撃シリンダ２内に開口１９を介して導入される。開口１９から打撃シリンダ２に導入されるときの圧縮空気はピストンストップ６の筒状部１４の外周面に作用して筒状部１４を内径方向に押圧変形させ、筒状部１４の内側に形成されている凹部１５を縮径方向に変形させて、凹部１５内に収容されている打撃ピストン４のボス部１６を狭持して保持する。このとき、圧縮空気は打撃ピストン４の上面にも作用するが、前記筒状部１４の下端の平坦面１８が打撃ピストン４上面の環状シール面１７に密着しているので、圧縮空気はこの環状シール面１７の外周側のみに作用している。従って、開口１９から打撃シリンダ２に導入された瞬間の圧縮空気圧は充分に高くない状態なので、凹部１５によるボス部１６の保持力の方が打撃ピストン４の外周部に作用する駆動力より大きく打撃ピストン４は上死点位置に保持されている。
【００１４】
打撃シリンダ２内に導入された圧縮空気圧が高くなると、打撃ピストン４の上面に作用する下死点方向に作動させようとする力が大きくなって、凹部１５によるボス部１６を保持している保持力にうち勝って打撃ピストン４が打撃シリンダ２内を下死点方向に駆動される。このとき筒状部１４の平坦面１８と打撃ピストン４の環状シール面１７とが離れて、圧縮空気圧が打撃ピストン４の上端面の全面に作用することになり、充分に高くなった圧縮空気圧がピストン４の全面に作用して駆動されるため、打撃ピストン４には大きな駆動エネルギーが与えられる。
【００１５】
下死点へ駆動された打撃ピストン４が上死点へ復帰されるときには、打撃シリンダ２内の圧縮空気が排気路１１を介して排気され、ピストンストップ６の筒状部１４の外周面と内周面には同じ圧力が作用しているので、筒状部１４は変形しておらず、従って打撃ピストン４のボス部１６は抵抗無く凹部１５内に収容される。そして、打撃ピストン４は打撃シリンダ２の上端部の拡径部２１とこの拡径部の肩部２１ａに係止されるＯリング２２によって上死点位置に保持される。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、ピストンストップに筒状部とこの筒状部の内側に凹部を形成し、凹部内に打撃ピストンのボス部を収容して、打撃シリンダ内に供給される圧縮空気の圧力で筒状部を内径方向に変形させることによりボス部を保持させるようにし、更に、筒状部が打撃ピストンの上面と密着シールすることにより打撃ピストンの外周部と内側とを区画して打撃シリンダへ供給された圧縮空気が打撃ピストン上面に作用する面積を小さく限定させているので、圧縮空気圧が充分に高くなるまで打撃ピストンを上死点位置に確実に保持させることができる。また、打撃ピストンの復帰時には筒状部の内外に同圧が作用しているので筒状部が変形せず、大きな抵抗がない状態で打撃ピストンが上死点位置に保持される、従って、起動バルブ機構のメインバルブの作動速度がばらついてシリンダ内に供給される圧縮空気の圧力上昇速度がばらついてた場合であっても、打撃シリンダ内の圧力が充分に高くなるまで確実にピストンを上死点に保持でき、打撃ピストンを充分に高い圧縮空気圧力で駆動させることができ、かつ、安定したエネルギー値で打撃ピストンを駆動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の打撃ピストン保持機構を実施した釘打機の断面図
【図２】図１と同じ釘打機の打撃シリンダ上端部の詳細断面図
【図３】図２の要部を拡大して示す詳細断面図
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 打撃シリンダ
４ 打撃ピストン
５ シリンダキャップ
６ ピストンストップ
１４ 筒状部
１５ 凹部
１６ ボス部
１７ 環状シール面
１８ 平坦面
１９ 開口
２０ 凸条
２１ 拡径部
２２ Ｏリング

Claims (1)

1. 打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンを、該打撃シリンダ内に導入した圧縮空気により衝撃的に駆動させるようにした衝撃工具において、弾性材料で構成されるとともに下向きの筒状部と該筒状部の内側に凹部を一体に形成したピストンストップを打撃シリンダの上端部に配置し、該打撃ピストンが打撃シリンダの上死点に移動したときに、該打撃ピストンの上面に突出形成したボス部を前記凹部内に収容して保持するとともに前記筒状部の下端面を打撃ピストン上面と密着シールさせてこの密着シール面により筒状部の外周面側と内部とを区画させ、起動時に打撃シリンダ内に供給された圧縮空気を前記筒状部の外周面と前記打撃ピストン上面の前記密着シール面の外周側とに作用させ、前記筒状部の外周面に作用した圧縮空気により前記凹部内に収容したボス部を保持させるようにしたことを特徴とする圧縮空気駆動衝撃工具の打撃ピストン保持機構。

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