JP5023816B2 - 打込み工具 - Google Patents

Description

本発明は、工具本体内に設けた打撃シリンダ、と打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備えるとともに、上記打撃シリンダの底部に配置したバンパを冷却する打込み工具に関する。

一般に、釘打機やネジ打ち機などの打込み工具には、打撃シリンダ内に打撃ピストンを収容するとともに、打撃ピストンにドライバを一体に結合してなる打撃機構が設けられている。そして、打撃シリンダの底部には、打撃ピストンが駆動されたときにその下面を受ける緩衝用の筒状バンパが配置されている。

ファスナーが繰り返し打ち込まれることにより、バンパも打撃ピストンの衝撃を受けて熱くなってくる。バンパはゴムで構成されているため、衝撃の繰り返しにより変形したり発熱したりすると寿命が短くなる。このため、バンパを冷却する必要がある。

従来のバンパの冷却方式として、圧縮空気をバンパに当てて直接に冷却する方式や、排気通路と打撃シリンダの外周面とを接触させ、排気される圧縮空気を利用して冷却する方式が知られている。

特開２００３−２３６７６８公報 特開２００２−３２１１６８公報 実開昭５５―９３４７６号公報 実開昭５５−９３４７７号公報

しかしながら、従来の冷却方式では有効な冷却効果が得られなかった。

本発明者等がその理由を研究した結果、打撃ピストンが衝突したときの発熱個所はバンパの外側ではなく、それよりもバンパの内周面下部とその近傍の方が昇温の度合いが大きかった。ところが、従来はバンパの外側面だけを冷却するものであったのである。

このため、次のような問題点が解消されていなかった。（１）発熱による変形やめくれなどが早期に発生するので、バンパの寿命が短い。（２）寿命を延ばそうとすると、バンパの外径を大きくせざるを得ず、工具全体が大型化してしまう。

本発明は上記欠点を解消し、バンパを効果的に冷却してバンパの寿命を長くし、またバンパの外径を大きくする必要もない、打込み工具におけるバンパの冷却装置を提供することをその課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、上記空気供給手段を、上記ブローバックチャンバと上記打撃シリンダの底部とを連結する連結路によって構成し、この連結路を上記バンパの内側に開口させ、上記連結路の中途部に、冷却用空気を一時的に貯留可能なエア貯留チャンバを形成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記連結路の中途部に逆止弁を設けたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、上記空気供給手段を、上記ドライバの内部を中空としてその上端を開口させるとともに、ドライバの下死点位置で上記バンパの内側に対応する壁部に連通孔を形成することにより構成したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、上記空気供給手段を、圧縮空気供給源と上記打撃シリンダの底部とを連結する連結路によって構成し、この連結路を上記バンパの内側に開口させるとともに、上記連結路にエアバルブを配置したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１又は４において、上記バンパの内部に冷却用溝を形成し、上記連結路を、上記バンパの内側に開口することに代え、上記打撃シリンダの底部の上記冷却用溝に対応する位置に供給することを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、バンパの内側下部に冷却用の空気が供給されると、バンパの内周面下部とその近傍から早く冷却されるので、冷却効率が良く、発熱による変形やめくれなどが発生しにくく、バンパの寿命を延ばすことができる。また、バンパの外径を大きくする必要はないので、打込み工具をコンパクトにすることができる。

また、ブローバックチャンバに貯留された圧縮空気の一部が連結路を介してバンパの内側に供給されるので、外部から冷却用の空気をわざわざ供給しなくてもよいので構造が簡単となり、またブローバックチャンバ内で圧縮された空気が吹き込まれるので、冷却効率がよい。

また、エア貯留チャンバに冷却用の空気が貯留されるので、バンパには大量の空気を送ることができる。

請求項２に係る発明によれば、上記連結路内の冷却用圧縮空気が逆止弁によってブローバックチャンバに逆流するのが阻止される。したがって、連結路内の圧縮空気は有効にバンパの冷却のために使用されることになり、冷却効率がよい。

請求項３に係る発明によれば、打撃ピストンの上面に作用する圧縮空気の一部が上記ドライバの中空部に供給され、さらに打撃ピストンがバンパに衝突すると同時に圧縮空気は連通孔からバンパの内側下部ａに送られる。バンパに対する打撃ピストンの衝突による発熱とほぼ同じタイミングで冷却されるので、バンパが発熱しにくい。

請求項４に係る発明によれば、エアバルブによって圧縮空気供給源から連結路を介してバンパの内側下部に供給するタイミングを設定することにより、最適なタイミングで十分な量の冷却用空気を送ることができる。

請求項５に係る発明によれば、冷却用空気は空気供給手段から冷却用溝に送られるので、バンパの内側近傍は内部から直接に冷却され、この冷却効果はバンパの内周面にも及ぶほか、冷却用空気の一部はバンパの内周面にも送られるから、冷却効率は非常に良い。

図１は打込み工具の縦断面図である。この打込み工具は通常の釘打機と基本的には同じ構成であり、同図において符号１は工具本体を示す。工具本体１の一側部にはグリップ２、下部にはノーズ部３が形成され、ノーズ部３の一側部にはマガジン４が連設されている。マガジン４内の釘５は、図示しない釘送り機構により順次ノーズ部３の内部の射出口に供給されるように構成されている。

なお、グリップ２の端部はエアコンプレッサ等の圧縮空気供給源（図示せず）に接続され、圧縮空気はグリップ２から工具本体１のエアチャンバ６に供給されるように構成されている。

工具本体１の内部には、打撃シリンダ７と、打撃シリンダ７内に摺動自在に収容された打撃ピストン８と、打撃ピストン８に一体に結合したドライバ９とによって構成された打撃機構が設けられているとともに、上記打撃シリンダ７の上部に両側には環状のメインバルブ１０がバルブハウジング１１内を上下動可能に配置されている。バルブハウジング１１の下端は管路１２を介してトリガバルブ１３に連結している。

また、上記打撃シリンダ７とエアチャンバ６との間の上部には環状の排気チャンバ１４が形成され、下部にはブローバックチャンバ１５が形成されている。排気チャンバ１４の上端はメインバルブ１０によって打撃ピストン８の上方空間と開閉可能になっている。

トリガバルブ１３はトリガレバー１７によってオンオフ作動するものであり、トリガレバー１７がトリガバルブ１３のバルブステム１８を押し込むことにより、メインバルブ１０を開閉作動させることができる。

トリガレバー１７は、コンタクトレバー１９がコンタクトアーム２０の上部２０ａに突き上げられることにより、初めてその操作が有効になる。コンタクトアーム２０の下部（図示せず）はノーズ部３に沿って摺動可能に配置され、その下端は常時ノーズ部３の下端よりも下方に突出するようにバネ付勢されている。

次に、上記打込み工具の作動態様について説明する。まずコンタクトアーム２０の下端を被打込み材に押し付けることによりコンタクトアームの上部２０ａを、図２に示されるように、上方に移動させてコンタクトレバー１９を回動させるとともに、トリガレバー１７を引き上げ操作すると、トリガバルブ１３のバルブステム１８が押し込まれ、バルブハウジング１１内に供給されていた圧縮空気が管路１２を経てトリガバルブ１３のバルブステム１８の下部周囲から排気されるので、メインバルブ１０が下方に移動し、エアチャンバ６内の圧縮空気が打撃シリンダ７の上方に供給される。この圧縮空気が打撃ピストン８の上面に作用し、打撃ピストン８を駆動するので、ドライバ９がノーズ部３内の釘５を打撃し、被打込み材に打ち込む。

ところで、打込み時に打撃ピストン８の下方の空気は打撃シリンダ７内で圧縮され、打撃シリンダ７の側壁に形成された貫通孔２１からブローバックチャンバ１５に送られる。貫通孔２１には上記圧縮空気の逆流を防止する弾性体が取付けられている。

釘打込み終了後にトリガレバー１７を解放し、コンタクトアーム２０を被打込み材から離して下方に移動させると、図３に示されるように、バルブステム１８も下方に移動し、トリガバルブ１３が作動し、再びエアチャンバ６内の圧縮空気はトリガバルブ１３を介して管路１２からバルブハウジング１１内に送られるため、メインバルブ１０が上方に移動し、打撃シリンダ７の上方空間は排気チャンバ１４に開かれ、打撃ピストン８の上面に作用する圧力はメインバルブ１０の上方から排気チャンバ１４を経て排気孔２２から外部に排出されるので減圧する。これに対し、ブローバックチャンバ１５内の圧縮空気が打撃シリンダ７の貫通孔１６から打撃シリンダ７内に送り込まれ、打撃ピストン８の下面に作用するので、打撃ピストン８の上下面に対する圧力差は逆転し、打撃ピストン８は上方に復帰移動する。このようにして初期状態に戻り、次の釘打込みが準備される。

ところで、上述のように打撃機構が駆動されるとき、図２のように、打撃ピストン８の下面は打撃シリンダ７の底部に配置されたバンパ２３に衝撃的に当る。バンパ２３はゴムやウレタン樹脂によって円筒状に形成されている。このため、釘打込みを繰り返すことにより、特にバンパ２３の内周面下部とその近傍が発熱し、めくれなどの変形が生じる可能性がある。

そこで、バンパ２３を冷却する冷却装置が設けられている。この冷却装置は、上記バンパ２３の内側ａ又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段２４によって構成されている。

このような空気供給手段２４として、例えば、図１〜図３に示されるように、ブローバックチャンバ１５と上記打撃シリンダ７の底部の中央付近とを連結する連結路２５によって構成すればよい。そして、この連結路２５を上記バンパ２３の内側下部ａに開口させることにより、釘打込み時に打撃ピストン８の下方で圧縮された圧縮空気が打撃シリンダ７の側壁の貫通孔２１からブローバックチャンバ１５内に供給されると同時に、その一部は上記連結路２５を通ってバンパ２３の内側下部ａに供給される。

なお、上記連結路２５の断面積を大きくしてもよいが、断面積を小さくし、その中途部に上図のような冷却用空気の貯留室２６を形成するようにしてもよい。これによれば、ブローバックチャンバ１５内に貯留された圧縮空気はエア貯留チャンバ２６に一時的に蓄えられるので、一度に大量の圧縮空気をバンパ２３の内側下部ａに供給することができる。

上記構成によれば、ブローバックチャンバ１５内に貯留された圧縮空気をバンパ２３内に送り込むことができるので、打込みとほぼ同時に圧縮空気がバンパ２３の内側下部ａに送られるので、良好に冷却される。

このように、バンパ２３の内側下部ａに冷却用の空気が供給されると、バンパ２３の内周面下部とその近傍から早く冷却されるので、冷却効率が良く、発熱による変形やめくれなどが発生しにくく、バンパ２３の寿命を延ばすことができる。また、バンパ２３の外径を大きくする必要はないので、打込み工具をコンパクトにすることができる。またブローバックチャンバ内で圧縮された空気が吹き込まれるので、冷却効率がよい。

ところで、図４および図５に示すように、上記連結路２５の中途部には逆止弁２７を設けるのが好ましい。この場合、図４の初期状態から打撃機構が作動して打撃ピストン８が図５のように駆動されることにより、打撃ピストン８の下方で圧縮された圧縮空気が打撃シリンダ７の側壁の貫通孔２１からブローバックチャンバ１５内に供給されると同時に、上記連結路２５からエア貯留チャンバ２６に貯留され、さらにバンパ２３の内側下部ａに供給され、バンパ２３は冷却される。その後、ブローバックチャンバ１５内の圧縮空気によって打撃ピストン８が初期位置に復帰し、ブローバックチャンバ１５内は減圧するが、そのとき、上記エア貯留チャンバ２６内の冷却用圧縮空気が逆止弁２７によってブローバックチャンバ１５に逆流するのが阻止される。したがって、連結路５内の圧縮空気は有効にバンパ２３の冷却のために使用されることになり、冷却効率がよい。

次に、上記空気供給手段２４の他の例として、図６および図７に示されるように、上記ドライバ９の内部を中空とし、その中空部２８の上部に連通孔２９を形成する構成としてもよい。連通孔２９は、図７に示すドライバ９の下死点位置で上記バンパ２３の内側下部ａに対応する位置に形成すればよい。

上記構成によれば、打撃ピストン８の上面に作用する圧縮空気の一部が上記ドライバ９の中空部２８に供給され、さらに打撃ピストン８がバンパ２３に衝突すると同時に圧縮空気は連通孔２９からバンパ２３の内側下部ａに送られる。バンパ２３に対する打撃ピストン８の衝突による発熱とほぼ同じタイミングでバンパ２３の内周面が冷却されるので、バンパ２３が発熱しにくい。

また、上述の空気供給手段２４は吸気を利用するものであるが、上記空気供給手段２４を、図８および図９に示されるように、圧縮空気供給源３０と上記打撃シリンダ７の底部とを連結する連結路３１（エア貯留チャンバ２６を含む）によって構成し、この連結路３１を上記バンパ２３の内側下部ａに開口させるとともに、上記連結路３１にエアバルブ３２を配置するようにしてもよい。

上記構成によれば、図９のように打撃機構を駆動して打撃ピストン８がバンパ２３に衝撃的に当った瞬間又はその直後にエアバルブ３２を開いてバンパ２３の内側下部ａに冷却用の圧縮空気を供給することができる。

このように、エアバルブ３２によって圧縮空気供給源３０から連結路３を介してバンパ２３の内側下部ａに供給するタイミングを設定することにより、最適なタイミングで十分な量の冷却用空気を送ることができる。

さらに、上記供給手段のように吸気や外部の圧縮空気供給源からの圧縮空気を利用せず、排気を利用してもよい。例えば、図１０に示されるように、上記空気供給手段２４を、上記打撃ピストン８が復帰移動するときに排気される排気チャンバ１４と上記打撃シリンダ７の底部とを連結する連結路３４によって構成し、この連結路３４を上記バンパ２３の内側下部ａに開口させればよい。

上記構成によれば、打撃機構を駆動して打撃ピストン８がバンパ２３に衝撃的に当った後に、メインバルブ１０が打撃シリンダ７を排気チャンバ１４に開くように作動すると、打撃ピストン８が上方に移動し、打撃ピストン８の上方の圧縮空気は排気チャンバ１４から排気孔２２を経て排気されるが、その一部は連結路３４を通ってバンパ２３の内側下部ａに供給されてバンパ２３の内周面とその近傍を冷却する。

このように、打撃ピストン８が復帰移動するときに連結路３４を通った排気がバンパ２３の内側下部ａに供給され、エアチャンバ６からの吸気を利用するものではないから、打撃ピストン８の上下の作動に全く影響を与えることなくバンパ２３を冷却することができる。

なお、上述の例はいずれも、空気供給手段２４を介してバンパ２３の内側下部ａに冷却用空気を送る構成であるが、衝突の繰り返しによって発熱するのは、バンパ２３の内周面とその近傍である。したがって、例えば図１１および図１２（ａ）〜（ｃ）に示されるように、バンパ２３の下面に環状凹部３５を形成し、さらにこの環状凹部３５に一定間隔に冷却用溝３６を形成し、上記環状凹部３５の下方に上記空気供給手段２４（図１〜図１０に示したもののいずれでもよい）を開口させる構成としてもよい。

上記構成によれば、冷却用空気は空気供給手段２４から上記環状凹部３５と冷却用溝３６に送られるので、バンパ２３の内周面近傍から直接に冷却され、この冷却効果はバンパ２３の内周面にも及ぶほか、冷却用空気の一部はバンパ２３の下からバンパ２３の内側ａにも送られるから、冷却効率は非常に良い。

この場合、打撃ピストン８がバンパ２３に衝突するとほぼ同時に高圧で冷却用溝３６に送られるようにすることにより、バンパ２３が圧縮空気で満たされるので、衝突時におけるバンパ２３の変形を最小に抑えることができる。上述の図８の例などに適用するのが好適である。

なお、上述の各例は、バンパの形状として、上部外径が下部外径よりも小さく、内部空間も中央部が狭く、上端と下端の開口部の方が大きい形状となっているものを挙げたが、バンパは筒状であればよく、上述の例に限定されない。

本発明は釘打機に限定されない。例えば、打撃機構を有するものであれば、ネジ打ち機などのファスナーを打ち込む打込み工具などにも適用できる。もちろん、空気圧を駆動源とするものだけでなく、ガス圧や電力で駆動される打込み工具にも適用することができる。

本発明に係る打込み工具におけるバンパの冷却装置の一例の縦断面図である。 上記打込み工具の打込み終了時の縦断面図である。 上記打込み工具の打込み終了後に打撃ピストンの復帰途中の縦断面図である。 空気供給手段に逆止弁を設けた例の縦断面図である。 図４の作動態様を示す縦断面図である。 空気供給手段の他の例の縦断面図である。 図６の作動態様を示す縦断面図である。 空気供給手段のさらに他の例の縦断面図である。 図７の作動態様を示す縦断面図である。 空気供給手段の別の例の作動態様を示す従断面図である。 バンパの他の例の取付状態を示す従断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ上記バンパの底面図、Ｘ−Ｘ線上の断面図およびＹ−Ｙ線上の断面図である。

１ 工具本体
７ 打撃シリンダ
８ 打撃ピストン
９ ドライバ
１５ ブローバックチャンバ
２３ バンパ
２４ 空気供給手段
２５、３４ 連結路
２７ 逆止弁

Claims (5)

1. 工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、
   上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、
   上記空気供給手段を、上記ブローバックチャンバと上記打撃シリンダの底部とを連結する連結路によって構成し、この連結路を上記バンパの内側に開口させ、
   上記連結路の中途部に、冷却用空気を一時的に貯留可能なエア貯留チャンバを形成したことを特徴とする打込み工具。
2. 上記連結路の中途部に逆止弁を設けたことを特徴とする、請求項１に記載の打込み工具。
3. 工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、
   上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、
   上記空気供給手段を、上記ドライバの内部を中空としてその上端を開口させるとともに、ドライバの下死点位置で上記バンパの内側に対応する壁部に連通孔を形成することにより構成したことを特徴とする打込み工具。
4. 工具本体内に設けた打撃シリンダと、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンと、打撃ピストンに一体に結合したドライバとによって構成された打撃機構を備え、上記打撃シリンダの上方から供給された圧縮空気により上記打撃ピストンを駆動して上記ドライバによりファスナーを打撃して打ち出し、上記打撃ピストンが駆動されたときに打撃シリンダ内で圧縮された圧縮空気を上記打撃シリンダの下部の外側に設けられたブローバックチャンバに供給し、打込み終了後に上記ブローバックチャンバ内の圧縮空気によって上記打撃ピストンを上方に復帰移動させるとともに、上記圧縮空気を排気チャンバから外部に排気する打込み工具において、
   上記打撃シリンダの下部に配置されて上記打撃ピストンの下面を受ける中空のバンパの内側下部又はその近傍に冷却用の空気を送る空気供給手段を設け、
   上記空気供給手段を、圧縮空気供給源と上記打撃シリンダの底部とを連結する連結路によって構成し、この連結路を上記バンパの内側に開口させるとともに、上記連結路にエアバルブを配置したことを特徴とする打込み工具。
5. 上記バンパの内部に冷却用溝を形成し、上記連結路を、上記バンパの内側に開口するこ
   とに代え、上記打撃シリンダの底部の上記冷却用溝に対応する位置に供給する、請求項１又は４に記載の打込み工具。

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