JP4551302B2 - 空気圧式往復動工具。 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮空気により駆動するようにした手持ち式の鋸などの空気圧式往復動工具に関する。

この種の空気圧式往復動工具は、種々の構造のものが開発されてきているが、その一例としては、筒状のハウジングと、該ハウジングの後端から当該ハウジングの軸線方向前方に延びる固定シャフトと、該固定シャフトに沿って摺動可能にされた第１ピストンと、該第１ピストンの前端側に設けられ、第１ピストンを軸線方向で摺動可能に受け入れる凹部を有する第２ピストンと、該第２ピストンに駆動連結された工具保持部材と、を有し、固定シャフトの該軸線に沿って延びる圧縮空気供給路を介して圧縮空気を第１及び第２ピストン間に供給して両ピストンを駆動するようにした工具がある（例えば、特許文献１参照）。

この往復動工具では、固定シャフトに対する第１ピストンの摺動係合、及び、該第１ピストンに対する第２ピストンの摺動係合により、固定シャフトに対するそれらの調芯が行われる。

しかし、例えば、先端に保持された工具が鋸である場合には、固定シャフトの軸線に対して直角方向での横荷重が鋸を通して第２ピストン、第１ピストン、及び、固定シャフトに掛かる。従って、上述のような構造の工具では、この横荷重により、第１ピストンと第２ピストンとの間の摺動抵抗や第１ピストンと固定シャフトとの間の摺動抵抗が過大となり、これらエレメント間での摺動が円滑に行われなくなる虞がある。
特開２００５−２０５５１４

本発明は、上記の点に鑑み、先端に保持される工具に横荷重が掛かっても、第１及び第２ピストン、並びに、固定シャフトのそれぞれの間の摺動が円滑に行えるようにした空気圧式往復動工具を提供することを目的とするものである。

すなわち、本発明は、
筒状のハウジングと、
該ハウジングの後端側から該ハウジング内を前方に延びる固定シャフトと、
該固定シャフトに沿って摺動可能にされた筒状の第１ピストンと、
該第１ピストンの前端側に該固定シャフトの軸線方向で該第１ピストンに整合して設けられた第２ピストンと、
該第２ピストンに駆動連結され、該ハウジングの前端側において工具を保持する工具保持部材と、
該第１ピストンを前方へ付勢する第１付勢手段と、
該第２ピストンを後方へ付勢する第２付勢手段と、
該固定シャフトを通り、該第１及び第２ピストン間に圧縮空気を供給する圧縮空気供給路と、
を有し、

該第１及び第２ピストンが、該軸線方向で摺動可能に係合され、それらの間に供給された圧縮空気により、それぞれ、該第１及び第２付勢手段に抗して、後方及び前方へ駆動され、第１及び第２ピストンが所定の間隔だけ離された時点で、該第１及び第２ピストン間に供給された圧縮空気を該ハウジングの外部へ排気するように配置された排気通路を有し、
該第１ピストンが、該固定シャフトの外周面に摺動係合する内周面を有する第１筒状部材と、該第１筒状部材に対して該第２ピストン側に配置され、該第１筒状部材と該軸線方向で整合され、該固定シャフトに対してその半径方向で変位可能に設定された第２筒状部材とを有し、
該第１及び第２ピストンの該軸線方向での摺動係合が、該第１ピストンの該第２筒状部材と該第２ピストンとの間で行われるようにされており、
該第１付勢手段は、第１筒状部材を、そして、該第１筒状部材を介して第２筒状部材を前方へ付勢するようにされ、
該圧縮空気は該第２筒状部材を、そして、該第２筒状部材を介して第１筒状部材を後方へ駆動するようになされている
ことを特徴とする空気圧式駆動往復動工具を提供する。

すなわち、この空気圧式往復動工具においては、第１ピストンの該固定シャフトの軸線に対する摺動部分における調芯を該第１筒状部材の内周面と固定シャフトの外周面との摺動係合によって保つようにされるので、第２ピストンに横荷重が掛かった場合でも、第１ピストンの第２筒状部材は、その横荷重に対応して第２ピストンと一緒に傾斜してそれらの間の円滑な摺動は維持されると共に、それらに接続されている第１ピストンの第１筒状部材は、横荷重の影響を受けず、固定シャフトとの円滑な摺動を維持することが可能となる。

１つの具体例では、
該第１及び第２筒状部材の間に設定され、それらの間を密封する密封リングを備えるようにする。さらに、該第１及び第２筒状部材は、該軸線方向で相互に対向する第１及び第２環状面をそれぞれ有し、該密封リングが該第１及び第２環状面の間に挟着されるようにする。

別の具体例では、
第１ピストンにおける第１筒状部材の前方部分と第２筒状部材の後方部分とが該軸線方向で嵌合されるようにし、該密封リングが、嵌合されて相互に半径方向で対向している該前方部分と該後方部分の周面間に挟着されるようにする。

より具体的には、
該第１ピストンの該第２筒状部材が該第１筒状部材の内周面よりも大きい直径の内周面を有し、該固定シャフトの周りに該固定シャフトと同芯状にして設定されるようにすることができる。

この場合には、第２筒状部材の内径を大きくすることにより、横荷重が掛かった場合に、該第２筒状部材と第２ピストンとが一緒に傾斜することを可能とする。

また別の態様としては、
該第１ピストンの該第２筒状部材が固定シャフトの前端位置から若しくは該前端位置よりも前方の位置から前方に伸びるようにすることができる。

すなわち、第２筒状部材をこのように設定することにより、該第２筒状部材の固定シャフトに対する嵌合は生じることがなく、従って、該第２筒状部材が傾斜しても固定シャフトに干渉しないようにするものである。

本発明によれば、先端に取り付ける工具に横荷重が掛かっても、固定シャフトと摺動係合している第１ピストンの第１筒状部材には該横荷重が掛からず、従って該第１筒状部材の固定シャフト上での円滑な摺動が維持されると共に、第１ピストンの第２筒状部材は第２ピストンとともに横荷重に応じて一緒に傾斜するようになるので、それらの間の円滑な摺動が維持される。

本発明を鋸に適用した場合の空気圧式往復動工具の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１に示すように、本発明に係る空気圧式往復動工具１０は、筒状のハウジング１２と、該ハウジングの後端から当該ハウジングの軸線方向前方に延びる固定シャフト１４と、該固定シャフト１４に沿って摺動可能にされた筒状の第１ピストン１８と、該第１ピストンの前端側に設けられた第２ピストン２０と、該第２ピストン２０に連結され、該ハウジング１２の前端を挿通して軸線方向前方に延び、前端に工具（図示せず）を保持する工具保持部材２２とを有する。

第１ピストン１８は、固定シャフト１４の外周面に摺動係合する内周面を有する第１筒状部材１８ａと、該第１筒状部材と該軸線方向で整合され、図２に明瞭に示すように、第１筒状部材１８ａの内周面よりも径が大きく、固定シャフトの外周面から間隔をあけて設けられた内周面を有する第２筒状部材１８ｂと、第１及び第２筒状部材１８ａ、１８ｂの間に設定され、それらの間の密封を図るＯリング１８ｃとから構成されている。具体的には、該Ｏリング１８ｃは、該軸線方向で相互に対向する第１及び第２筒状部材１８ａ、１８ｂの第１及び第２環状面１８ａ−１、１８ｂ−１間に挟着されている。該第１ピストン１８は、第１付勢手段（コイルバネ）２４により前方へ付勢されており、第２ピストン２０は第２付勢手段（コイルバネ）２６により後方へ付勢され、図１に示す圧縮空気が導入されない状態においては、第１及び第２ピストン１８，２０は、これら第１及び第２付勢手段により相互に近づいた状態とされる。

固定シャフト１４は、ハウジング１２の後端を閉止している後端部材２８に固定されており、該後端部材２８内を延びて、図示しないコンプレッサに連通されている圧縮空気導入路３０から圧縮空気を受け入れて、第１及び第２ピストン１８，２０間に供給する圧縮空気供給路３２を有している。圧縮空気供給路３２内にはボール状の弁体３４が設けられており、該圧縮空気供給路３２を開く開放位置（図１）と該開放位置よりも該ハウジングの前端側で当該圧縮空気供給路３２の前端部分に密封係合して該圧縮空気供給路３２を閉じる閉止位置との間で変位可能とされており、該弁体３４は圧縮空気供給路３２内に設けた圧縮バネ３６によって、閉止位置に向けて付勢されている。これに対して、該第２ピストン２０に固定された工具保持部材２２は、その後端が圧縮空気供給路３２に整合されて第２ピストン２０よりも後方へ突出しており、第１及び第２ピストン１８，２０の動きに伴って弁体３４の開閉を操作する弁開閉操作部３８とされている。

第２ピストン２０は後方に延びる筒状壁２０ａを有しており、第１ピストン１８の第２筒状部材１８ｂが挿入されて、該筒状壁２０ａの内周面に摺動係合されている。該筒状壁２０ａには直径方向で貫通する第１乃至第４排気口２０ｂ−１〜２０ｂ−４が相互に軸線方向で間隔をあけられて設けられている。圧縮空気供給路３２を通して、第１及び第２ピストン１８，２０の間に圧縮空気が供給されると、該第１及び第２ピストン１８，２０は、それぞれ、該第１及び第２付勢手段２４、２６に抗して、後方及び前方へ駆動されるが、該駆動が進むにつれて第１排気口２０ｂ−１から第２、第３、第４排気口２０ｂ−２〜２０ｂ−４と順に第１及び第２ピストン１８，２０間の空間に連通されるようになっている。

ハウジング１２の内周面と、第２ピストン２０の外周面との間には、筒状の排気口閉止部材４４が設けられており、ハウジング１２の軸線方向で変位可能とされている。該排気口閉止部材４４には連結ピン５０が固定されており、該連結ピン５０は、ハウジング１２にその軸線方向で延びるように形成されている貫通長孔４６を貫通してハウジング１２の外周面上に取り付けられた筒状の調節部材５２の環状溝５３に摺動係合されている。該調節部材５２は、ハウジング１２の外周面上にネジ係合されており、該ハウジング１２上で螺回することにより、連結ピン５０を介して排気口閉止部材４４をハウジング１２の軸線方向で変位調節可能とされている。すなわち、排気口閉止部材４４は、圧縮空気により第１及び第２ピストン１８，２０が駆動されるときに、第２ピストン２０が前方に駆動されるに従い排気口２０ｂ−１〜２０ｂ−４を順次、閉止するようになっており、従って、該排気口閉止部材４４の軸線方向での位置を調節することにより、第１及び第２ピストン１８，２０間の空間から圧縮空気を排気する排気口を変えることができるようになっている。具体的には、排気口閉止部材４４を左寄りの位置に設定するほど、第１乃至第４排気口２０ｂ−１〜２０ｂ−４の、より左側の排気口を通して圧縮空気の排気が行われるようになり、従って、該圧縮空気による駆動が早く終わり、駆動ストローク長が短くなる。

なお、排気口から排気された圧縮空気は、ハウジング１２と固定シャフト１４の間の内部空間４０及び後端部材２８に形成されている排気通路４２を介してハウジング１２の外部に排出されるようになっている。

この空気圧式駆動往復動工具１０においては、先端に取り付ける工具、例えば、鋸を被加工物に押し付けて横荷重がかかったとしても、固定シャフト１４と摺動係合している第１ピストン１８の第１筒状部材１８ａには該横荷重が掛からず、従って該第１筒状部材１８ａの固定シャフト１４上での円滑な摺動が維持されると共に、第１ピストン１８の第２筒状部材１８ｂは第２ピストン２０とともに横荷重に応じて一緒に傾斜するようになるので、それらの間の円滑な摺動が維持される。

尚、図１及び図２において、参照番号５５はＯリング、４４ａは排気口閉止部材４４のガタツキを防ぐための付勢手段（コイルスプリング）、５７は後端部材２８上で軸線方向で変位可能とされ、圧縮空気導入路３０の開閉を行うための開閉部材を示している。

図３には、本発明に係る空気圧式往復動工具の別の実施形態の要部が示されている。

この空気圧式往復動工具１０においては、第１ピストン１８における第１筒状部材１８ａの前方部分と第２筒状部材１８ｂの後方部分とが該軸線方向で嵌合しており、該Ｏリング１８ｃが、嵌合して相互に半径方向で対向している該前方部分と後方部分の周面間１８ａ−２，１８ｂ−２に挟着されている。その他の構成については、上述の第１の実施形態と実質的に同じとされる。

図４には、本発明に係る空気圧式往復動工具の更に別の実施形態が示されている。

この空気圧式往復動工具１０においては、第１ピストン１８の第２筒状部材１８ｂが固定シャフト１４の前端付近から前方に延びるように設定されている。

この往復動工具では、第１ピストン１８の第２筒状部材１８ｂが固定シャフト１４に対して上記のように設定されているので、該第２筒状部材の固定シャフトに対する嵌合は生じることがなく、従って、横荷重によって第２ピストン２０が傾斜し、それに伴って該第２筒状部材１８ｂが傾斜したとしても、固定シャフト１４との干渉は生じない。第１の実施形態のものと比べ、第２ピストン２０を摺動可能に収納するようになっている点、及び、排気口２０ｂが１つだけであり、従って、排気口閉止部材４４がない点、更にボール状の弁体３４がない点、第２ピストンと第１ピストンとの間にクッション５９が設けられている点を除けば、構成は実質的に同じである。

本発明に係る空気圧式往復動工具の縦断面図である。 図１の往復動工具の要部縦断面図である。 本発明に係る空気圧式往復動工具の他の実施形態の要部を示す縦断側面図である。 本発明に係る空気圧式往復動工具のさらに他の実施形態を示す縦断側面図である。

符号の説明

空気圧式往復動工具 １０
ハウジング １２
固定シャフト １４
第１ピストン １８
第１筒状部材 １８ａ
第２筒状部材 １８ｂ
Ｏリング １８ｃ
第１環状面 １８ａ−１
第２環状面 １８ｂ−１
第２ピストン ２０
筒状壁 ２０ａ（筒状部分）
排気口 ２０ｂ（第二実施形態）
第１乃至第４排気口 ２０ｂ−１〜２０ｂ−４
工具保持部材 ２２
第１付勢手段（コイルバネ） ２４
第２付勢手段（コイルバネ） ２６
後端部材 ２８
圧縮空気導入路 ３０
圧縮空気供給路 ３２
弁体 ３４
圧縮バネ ３６
弁開閉操作部 ３８
ハウジング内部空間 ４０
排気通路 ４２
排気口閉止部材 ４４
貫通長孔 ４６
連結ピン ５０
調節スリーブ ５２
環状溝 ５３
Ｏリング ５５
クッション ５９

Claims (6)

1. 筒状のハウジングと、
   該ハウジング内で該ハウジングの後端側から前方に延びる固定シャフトと、
   該固定シャフトに沿って摺動可能にされた筒状の第１ピストンと、
   該第１ピストンの前端側に該固定シャフトの軸線方向で該第１ピストンに整合して設けられた第２ピストンと、
   該第２ピストンに駆動連結され、該ハウジングの前端側において工具を保持する工具保持部材と、
   該第１ピストンを前方へ付勢する第１付勢手段と、
   該第２ピストンを後方へ付勢する第２付勢手段と、
   該固定シャフトを通り、該第１及び第２ピストン間に圧縮空気を供給する圧縮空気供給
   路と、
   を有し、
   該第１及び第２ピストンが、該軸線方向で摺動可能に係合され、それらの間に供給された圧縮空気により、それぞれ、該第１及び第２付勢手段に抗して、後方及び前方へ駆動され、該第１及び第２ピストンが所定の間隔だけ離された時点で、該第１及び第２ピストン間に供給された圧縮空気を該ハウジングの外部へ排気するように配置された排気通路を有し、
   該第１ピストンが、該固定シャフトの外周面に摺動係合する内周面を有する第１筒状部材と、該第１筒状部材に対して該第２ピストン側に配置され、該第１筒状部材と該軸線方向で整合され、該固定シャフトに対してその半径方向で変位可能に設定された第２筒状部材とを有し、
   該第１及び第２ピストンの該軸線方向での摺動係合が、該第１ピストンの該第２筒状部材と該第２ピストンとの間で行われるようにされており、
   該第１付勢手段は、第１筒状部材を、そして、該第１筒状部材を介して第２筒状部材を前方へ付勢するようにされ、
   該圧縮空気は該第２筒状部材を、そして、該第２筒状部材を介して第１筒状部材を後方へ駆動するようになされている
   ことを特徴とする空気圧式往復動工具。
2. 該第１及び第２筒状部材の間に設定され、それらの間を密封する密封リングを備えることを特徴とする請求項１に記載の空気圧式往復動工具。
3. 該第１及び第２筒状部材は、該軸線方向で相互に対向する第１及び第２環状面をそれぞれ有し、該密封リングが該第１及び第２環状面の間に挟着されていることを特徴とする請求項２に記載の空気圧式往復動工具。
4. 第１ピストンにおける第１筒状部材の前方部分と第２筒状部材の後方部分とが該軸線方向で嵌合しており、該密封リングが、嵌合して相互に半径方向で対向している該前方部分と該後方部分の周面間に挟着されていることを特徴とする請求項２に記載の空気圧式往復動工具。
5. 該第１ピストンの該第２筒状部材が該第１筒状部材の内周面よりも大きい直径の内周面を有し、該固定シャフトの周りに該固定シャフトと同芯状にして設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気圧式往復動工具。
6. 該第１ピストンの該第２筒状部材が固定シャフトの前端位置から若しくは該前端位置よりも前方の位置から前方に伸びるようにされている請求項１乃至４のいずれかに記載の空気圧式往復動工具。
   

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