JPH0110451Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は昇圧器の誤動作防止装置に関する。

最近、鋼板やコンクリート板などの硬質材に釘
を打込む釘打機などに、エアコンプレツサ等のエ
ア供給源から供給された一次圧エアをさらに高圧
の二次圧エアに圧縮昇圧する昇圧器を備えたもの
が提案実施されている。このような昇圧器とし
て、例えば、受圧有効面積が異なる二つの受圧部
を備えた昇圧ピストンをそれぞれ内径の異なる大
径シリンダ部と小径シリンダ部とを有する径差シ
リンダ内に嵌装し、上記二つの受圧部に一次圧エ
アを供給し、有効面積差に基づく圧力差を利用し
て大受圧部に作用する一次圧により小受圧部に作
用する一次圧エアを圧縮して二次圧に昇圧する昇
圧工程と、大受圧部に供給された一次圧エアのみ
を排気することによつて上記受圧部に作用するエ
ア圧のバランスを逆転させて昇圧ピストンを元の
位置に復帰させる復帰工程とを反復継続して行な
うものがある。その作動の概要を第１図によつて
示すと、まずエアコンプレツサ等のエア供給源
（図示せず）からの一次圧エアが一次圧エア導入
口５０より導入される。この一次圧エアの一部
は、上死点にある昇圧ピストン１０のピストンロ
ツド１３内貫通孔１４ａから径差昇圧シリンダ２
０の小径シリンダ部２１に供給されて昇圧ピスト
ン１０の小径ピストン部１１（小受圧部）作用す
る一方、上記一次圧エアの他の一部は、上死点に
あるタイミングバルブ３０及び切換バルブ４０の
作動によつて開かれた一次圧エア供給路ｐを通つ
て大径シリンダ部２２に供給されて該シリンダ部
２２内の大径ピストン部１２（大受圧部）に作用
する。このとき二つのピストン部１１，１２の有
効面積差により大径ピストン部１２に対する作用
圧の方が勝つて昇圧ピストン１０は図のように下
動する。これにより、小径シリンダ部２１内の一
次圧エアは小径ピストン部１１によつて圧縮昇圧
される。昇圧された一次圧エアは逆止弁５１から
二次圧貯留室（図示せず）に送られ、必要に応じ
て釘打ち等の駆動用エアとして使用される。

ところで、昇圧ピストン１０が下動して下死点
に至る直前まで、タイミングバルブ３０はＯリン
グ３２，３３等の摺動抵抗によつて上死点位置に
保持されている。昇圧ピストン１０が下死点に至
る直前で昇圧ピストン１０の係合凸部１４がタイ
ミングバルブ３０の係合凸部３７に係合し、その
ままタイミングバルブ３０を押下げ作動させる。
これにより、切換バルブ４０も作動し、上記エア
供給路ｐが閉じて排気路ｑが開き、該排気路ｑか
ら大径シリンダ部２２内にエアが排気され、大径
シリンダ部２２が減圧する。小径シリンダ部２１
は昇圧されているから、上記二つのピストン部１
１，１２に対する作用圧のバランスが逆転し、昇
圧ピストン１０は上昇復帰する。昇圧ピストン１
０が上死点に至る直前まで、タイミングバルブ３
０はＯリング３２，３３等の摺動抵抗によつて下
死点位置に保持されている。さらに、昇圧ピスト
ン１０が上死点に至る直前で再び昇圧の係合凸部
１５がタイミングバルブ３０の係合凸部３７に係
合してそのまま押上げ作動する。これにより、切
換バルブ４０が作動し、上記排気路ｑが閉じてエ
ア供給路ｐが開き、大径シリンダ部２２に一次圧
エアが供給され、復帰工程から昇圧工程に切換わ
る。以下、同様の作動を繰返す。

このように、タイミングバルブ３０は昇圧ピス
トン１０に遅れて作動し、昇圧ピストン１０に係
合するまでは、タイミングバルブ室にフリーの状
態で嵌装され、単にＯリング３２，３３等の摺動
抵抗によつて不作動状態に保持されているにすぎ
ない。

しかしながら、Ｏリング３２，３３等の摺動抵
抗のみによるタイミングバルブ３０の保持機構に
おいては、例えば上記昇圧器を装備した機械稼動
時の振動によつてタイミングバルブ３０が不用意
に動作することがあり、また低温下で稼動させる
場合にはＯリング３２，３３等が収縮し、摺動抵
抗が低下するため、誤動作が生じることがある。
さらに、昇圧ピストン１０の作動スピードが速く
なると、タイミングバルブ３０の停止が不安定と
なり、昇圧ピストン１０と同時に作動してしまう
ことがある。これは、昇圧ピストン１０が上死点
位置から下動するとき、その係合凸部１５とタイ
ミングバルブ３０の係合凸部３７とは接触係合状
態にあるから、タイミングバルブ３０と昇圧ピス
トン１０が一体化し、タイミングバルブ３０室内
で上記係合凸部１５，３７を境にその上下に受圧
有効面積差が生じ、この面積差（上部の方が大き
い）によつてタイミングバルブ３０に下向きの力
が作用することになるからであり、加えて、昇圧
ピストン１０が下動するときは、それにつれて一
次圧エアも下方に流れるので、その流れ作用によ
りタイミングバルブ３０に下向きの力が働くから
である。したがつて、Ｏリング３２，３３等の摺
動抵抗にも拘らず、タイミングバルブ３０も昇圧
ピストン１０の下動と同時に下動してしまうこと
になる。タイミングバルブ３０が動作すると、切
換バルブ４０も作動するから、タイミングバルブ
３０の誤動作は切換バルブの誤動作を促すことに
なり、昇圧しないうちに工程が切換わるので、昇
圧効率が低下するほか、昇圧ピストン１０の切換
えが不安定となつて、作動が停止するおそれがあ
る。

本考案は、上記欠点を解決し、特にタイミング
バルブの誤動作を防止し、昇圧器を円滑且つ確実
に作動させることができる誤動作防止装置を提案
することを目的とする。

以下、図面によつて本考案の実施態様について
説明する。

第２図ａ，ｂ及びｃにおいて、符号Ａは本考案
に係る昇圧器である。この昇圧器Ａにおいて、昇
圧ピストン１０及び昇圧シリンダ２０の構成は、
第１図に示したものとほぼ同じであるが、昇圧ピ
ストン１０の下部の係合凸部１５の上端面には第
４図に示すように、複数の切欠溝１６が形成され
ている。

次に、上記昇圧器Ａには、タイミングバルブ３
０と切換バルブ４０がそれぞれ昇圧ピストン１０
と同軸上に図において上下往復動自在に設けられ
ている。

タイミングバルブ３０はタイミングバルブ室３
１内に昇圧ピストン１０のピストンロツド１３と
ともに配設されている。タイミングバルブ３０は
筒状に形成され、タイミングバルブ室３１内を摺
動自在に嵌装され、図において上端部外壁に第
1Oリング３２が周設されているとともに中間部
外壁に第2Oリング３３及び第3Oリング３４が周
設され、これら第二Ｏリング３３と第3Oリング
３４との間には内外方向に切換バルブ作動用エア
供給孔３５が貫通形成されている。この供給孔３
５の孔隙は、一次圧エアが単位時間当り限られた
量しか通過できないように、小さく形成されてい
る。また、第3Oリング３４の下部にも、貫通孔
３６が形成されている。

さらにタイミングバルブ３０の内壁には係合凸
部３７が周設され、これに対応して、ピストンロ
ツド１３の上下部には係合凸部１４，１５が形成
されているから、タイミングバルブ３０は、ピス
トンロツド１３の上下部の係合凸部１４，１５に
係合したときに、該ピストンロツド１３に追従し
て作動する。下部係合凸部１５の上端面には切欠
溝１６が形成されているから、タイミングバルブ
３０の係合凸部３７と昇圧ピストン１０の下部係
合凸部１５との係合面にはエア流通空隙が形成さ
れる。

タイミングバルブ室３１はタイミングバルブ３
０を往復作動自在に嵌装するもので、その内周壁
には第３図に示すように、保持溝３８が形成され
ている。この保持溝３８はタイミングバルブ３０
が上死点にあるときの第3Oリング３４に対応す
る位置に形成されている。このため、タイミング
バルブ３０が下死点位置から上動して上死点に至
つたときに、第3Oリング３４は上記保持溝３８
に係合し、その位置で不作動状態に保持される。
なお、この保持溝３８をあまり深く形成すると、
第3Oリング３４との係合が強すぎるため、昇圧
ピストン１０の上部の係合凸部１４がタイミング
バルブ３０の係合凸部３７に係合したときに、脱
出の際に抵抗が強すぎてなかなか脱出できず、Ｏ
リングが破損したり、昇圧効率が落ちたりする。
反対に保持溝３８が浅すぎると、第3Oリング３
４との係合が弱すぎて不作動状態に保持されず、
従来と同じく、昇圧ピストン１０と同時に作動し
てしまうことになる。したがつて、保持溝３８は
このような不都合が生じない程度に形成しておく
のが好ましい。

切換バルブ４０も昇圧ピストン１０及びタイミ
ングバルブ３０と同軸上に設けられ、環状の切換
バルブ室４１内を図において上下往復動自在に嵌
装されている。切換バルブ室４１には、上室孔４
２と、常にタイミングバルブ３０の貫通孔３６を
介してタイミングバルブ室３１に連通する一次圧
エア供給孔４３と、大径シリンダ部に開口するエ
ア給排孔４４と、排気室へ開口する排気孔４５と
が形成されている。さらに、切換バルブ上室４６
の上部には、大気に開口する排気ポート４７が形
成されている。上記上室孔４２及び排気ポート４
７はエアがスムーズに流通できる程度に形成され
ている。

上記切換バルブ４０の往復動は上室４６内への
切換バルブ作動用エアの供給、排気によつて制御
される。そして、タイミングバルブ３０が上動し
て第3Oリング３３が切換バルブ上室孔４２を通
過するときに、作動用エア供給孔３５が切換バル
ブ上室孔４２とともに作動用エア供給通路を形成
し、またタイミングバルブ３０が下動して第2O
リング３３が切換バルブ上室孔４２を通過すると
きは、作動用エア供給孔３５は閉じる。このと
き、第1Oリング３１と第2Oリング３２との間で
切換バルブ上室孔４２と排気ポート４７とが連通
して作動用エア排気通路が形成される。反対に、
作動用エア供給孔３５が開いたときに切換バルブ
上室孔４２と排気ポート４７との連通は遮断さ
れ、上記排気通路は閉鎖されるように構成されて
いる。

作動用エア供給通路が開いてタイミングバルブ
室３１から一次圧エアが切換バルブ上室４６内に
流入すると、そのエア圧によつて切換バルブ４０
は下動し、下死点に達する。このとき、上記給排
孔４４と一次圧エア供給孔４３とを介して大径シ
リンダ部とタイミングバルブ室３１とが連通し、
一次圧エアは大径シリンダ部２２に供給される。
逆に、排気通路が開くと、切換バルブ上室４６内
エアが上室孔４２から大気に排気され上記上室４
６は減圧し、切換バルブ４０は上動して上死点に
達する。

次に、上記構成の昇圧器Ａの作動について説明
する。

まず、昇圧ピストン１０が上死点から一定の位
置まで下動すると、第２図ａのように、ピストン
ロツド１３の係合凸部１４が上死点位置に保留さ
れたタイミングバルブ３０の係合凸部３７に係合
し、タイミングバルブ３０を下動させながら下死
点に至る。タイミングバルブ３０が下動すると
き、第2Oリング３３が切換バルブ上室孔４２を
通過するので、切換バルブ上室４６内エアの排気
通路が形成され、上室４６内エアは直ちに大気に
開放され、該上室４６は急速に減圧し、切換バル
ブ４０の上端に対する作用圧が弱まるのに対し、
切換バルブ４０の下端には大径シリンダ部２２の
一次圧エアが作用しているので、上下端の作用圧
バランスが逆転して切換バルブ４０は速やかに上
昇する。切換バルブ４０が上昇すると、同図ｂの
ように、給排孔４４と排気孔４５とが連通し、大
径シリンダ部２２エアは排気孔４５から排気さ
れ、大径シリンダ部２２圧も減圧し、大径ピスト
ン部１２に対する作用圧も漸減していく。これに
対して小径シリンダ部２１内圧は昇圧し、小径ピ
ストン部１１の先端には常に少なくとも一次圧が
作用しているから、これら大小ピストン部１１，
１２に対する作用圧バランスが逆転し、昇圧ピス
トン１０は下死点位置から上動する。このよう
に、昇圧ピストン１０の昇圧工程への切換えはス
ピーデイに行なわれる。

昇圧ピストン１０が上動しているときも小径ピ
ストン部１１の先端からは小径シリンダ部２１内
に一次圧エアが供給されているが、昇圧ピストン
１０の上動につれて小径シリンダ部２１の容積は
漸増していくため、該小径シリンダ部２１内圧は
一次圧よりも小さくなつてしまう。

昇圧ピストン１０が一定の位置まで上動する
と、同図ｃのように、ピストンロツド１３の下部
係合凸部１５が、下死点位置に保留されていたタ
イミングバルブ３０の係合凸部３７に係合し、昇
圧ピストン１０はタイミングバルブ３０を上動さ
せて上死点に至る。タイミングバルブ３０が上動
すると第2Oリング３３が切換バルブ上室孔４２
を通過するので、排気通路が閉じ、これに代つて
切換バルブ作動用エア供給孔３５が開く。これに
よつて、タイミングバルブ室３１内の一次圧エア
が切換バルブ室４１内に供給され、このエア圧に
より、切換バルブ４０が作動する。

このとき、上記切換バルブ作動用エア供給通路
を構成するタイミングバルブ３０の作動用エア供
給孔３５の孔隙は小さいので、一次圧エアは少し
ずつしか切換バルブ上室４６に供給されない。こ
のため、上記上室４６内圧はなかなか高まらず、
切換バルブ４０の作動タイミングは遅れる。この
ため、昇圧ピストン１０の上動の速度が鈍つて昇
圧工程に切換わる時間も遅れ、その間に小径シリ
ンダ部２１内には一次圧エアが供給され続けるか
ら、該シリンダ部２１内圧は充分に一次圧に近づ
く。

その後、切換バルブ４０が作動すると、給排孔
４４と排気孔４５との連通が遮断され、代つて給
排孔４４は一次圧エア供給孔４３を介してタイミ
ングバルブ室３１に連通し、一次圧エアは大径シ
リンダ部２２に供給され、大径ピストン部１２に
作用する。大径ピストン部１２と小径ピストン部
１１との受圧有効面積差により、昇圧ピストン１
０は再び下動し、下死点に至るまで小径ピストン
部１１により小径シリンダ部２１内エアは圧縮さ
れて昇圧する。

ところで、昇圧ピストン１０が上死点にあると
きは、タイミングバルブ３０も上死点位置にあ
り、両者の係合状態は継続しているので、昇圧ピ
ストン１０とタイミングバルブ３０とは一体化し
ている。しかしながら、第１に、昇圧ピストン１
０の下部係合凸部１５の上端面には切欠溝１６が
形成されているから、タイミングバルブ３０の係
合凸部３７と昇圧ピストン１０の下部係合凸部１
５との係合面にはエア流通空隙が形成され、この
ため上記係合部の上下に生じる有効面積差は、切
欠溝１６を形成しない場合に比べて小さく、また
エアの流れ抵抗も小さくなる。したがつて、タイ
ミングバルブ３０に対して作用する下向きの力は
従来よりも小さくなる。第２に、タイミングバル
ブ３０は上死点に達したときに、第3Oリング３
４がタイミングバルブ室３１の保持溝３８に係合
し、不作動状態に保持されるので、たとえタイミ
ングバルブ３０に下向きの力が作用しても、タイ
ミングバルブ３０は確実に上死点に保持される。

上述のようにして昇圧された二次圧エアは、二
次圧エア貯留室に送られ、さらに以下同様にして
昇圧ピストン１０の昇圧工程と復帰工程とが繰返
される。

上述のように、昇圧器Ａにおいては、昇圧ピス
トン１０の係合凸部１５に切欠溝１６を形成する
とともに、タイミングバルブ室３１の内壁にＯリ
ング保持溝３８を形成しているので、昇圧ピスト
ン１０が復帰工程においてタイミングバルブ３０
と係合したまま上動して上死点に達し、復帰工程
から昇圧工程に切換わつても、タイミングバルブ
３０は昇圧ピストン１０とタイミングバルブ３０
との係合部の上下に生じる面積差や一次圧エアの
流れ作用、Ｏリングの摺動抵抗の減少、機械振動
等にも拘らず、タイミングバルブ３０は上死点位
置に保持される。したがつて、タイミングバルブ
３０の誤動作は確実に防止される。

なお、昇圧ピストン１０の係合凸部１５に切欠
溝１６を設けることにより、保持溝３８とＯリン
グとの係合によるタイミングバルブ３０の保持負
担は減るが、しかし該切欠溝１６は必ずしも必要
ではない。たとえ、これがなくとも、保持溝３８
とＯリング３４との係合により、充分に昇圧ピス
トン１０の不作動状態を保持することができる。
また、これに関連し、保持溝３８はタイミングバ
ルブ３０の任意の一個又は複数個のＯリングに係
合するものであればよく、第3Oリング３４に係
合するものに限定されない。

また、タイミングバルブを不作動状態に保持す
る保持機構も、上記実施例に示されるような、係
合溝とＯリングとの係合によるもののほか、例え
ばタイミングバルブ室及びタイミングバルブのい
ずれか一方をマグネツト、他方を磁性体から構成
し、磁力吸引によりタイミングバルブを不作動状
態に保持する機構であつてもよい。

さらに、上記構成の昇圧器は、釘打機に限ら
ず、高圧を必要とする他の装置にも適用すること
ができることはもちろんである。

以上詳しく説明したように、本考案に係る昇圧
器の誤動作防止装置によれば、昇圧ピストンの復
帰工程から昇圧工程への切換わり時に、タイミン
グバルブは、保持機構により不作動状態に保持さ
れるから、昇圧ピストンとの係合によつて生じる
上下部の有効面積差やエアの流れ作用、Ｏリング
の摺動抵抗の大小、機械振動等に左右されず、誤
動作することがない。したがつて、昇圧ピストン
の昇圧工程と復帰工程とは正確且つ確実に反復継
続され、昇圧器を円滑に作動させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の昇圧器の作動概要説明図であ
り、第２図ａ，ｂ，ｃはそれぞれ本考案に係る誤
動作防止装置を有する昇圧器の作動態様を断面に
よつて示す説明図、第３図は保持溝とＯリングと
の係合状態を示す拡大断面図であり、第４図は昇
圧ピストンの係合凸部の拡大図である。 符号Ａ……昇圧器、１０……昇圧ピストン、１
３……ピストンロツド、２０……径差シリンダ、
３０……タイミングバルブ、３４……第3Oリン
グ、４０……切換バルブ、３８……保持溝。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エア供給源から供給された一次圧エアの給排に
   より、昇圧ピストンを作動させて一次圧エアの一
   部を圧縮して二次圧に昇圧する昇圧工程と上記昇
   圧ピストンを復帰させる復帰工程とを反復継続さ
   せるとともに、上記両工程の切換えにあたり、上
   記昇圧ピストンの上下死点付近で上記工程の切換
   えタイミングをとるタイミングバルブを昇圧ピス
   トンのピストンロツドとともにタイミングバルブ
   室に往復作動可能に嵌装し、昇圧ピストンが上下
   死点に至る直前に昇圧ピストンをタイミングバル
   ブに係合させてタイミングバルブを作動させる昇
   圧器において、 上記昇圧ピストンが上死点から昇圧工程に移り
   タイミングバルブに係合するまでの間タイミング
   バルブの位置を不作動状態に保持するための保持
   機構を設けたことを特徴とする昇圧器の誤動作防
   止装置。