(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、前記ピストン上室に供給された圧縮エアをリターンエアとして前記ピストン下室に流入させて前記ピストンを上死点に戻す打ち込み工具であって、
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。
【請求項２】
請求項１記載の打ち込み工具であって、前記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。
【請求項３】
請求項１又は２記載の打ち込み工具であって、前記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前記ピストン下室に流入させてその一部を前記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、残余を前記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。
【請求項４】
請求項３記載の打ち込み工具であって、前記リターンエア通路内のリターンエアにより前記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。
【請求項５】
請求項１〜３の何れか１項に記載した打ち込み工具であって、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、該ヘッドバルブを閉じる圧縮エアにより前記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。
【請求項６】
請求項３又は４記載の打ち込み工具であって、前記排気通路と前記リターンエア通路を合流させた打ち込み工具。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載した打ち込み工具であって、前記圧縮エアで作動するエアモータを内装しており、前記ピストンの下動によりビスを打撃しつつ、前記エアモータを回転させて前記ビスを締め込むビス打ち機である打ち込み工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、非作動状態を示している。
【図２】第１実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、スイッチレバーの引き操作によりトリガバルブがオンした瞬間の状態を示している。
【図３】第１実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、ヘッドバルブが開かれてピストン上室に圧縮エアが供給されてピストン及びエアモータが一体下動し、ピストンがその下死点に至った時点の状態を示している。エアモータは下動途中である。
【図４】第１実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、エアモータが回転しつつ下死点に至って、ビスの締め込みが完了した時点の状態を示している。
【図５】第１実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、スイッチレバーの引き操作を解除してトリガバルブをオフさせ、これによりヘッドバルブが閉じられた瞬間の状態を示している。この段階で、排気バルブが絞り側に作動している。
【図６】第１実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。本図は、ピストン及びエアモータが上死点に戻される途中の状態を示している。この段階では排気バルブは絞り位置に保持される。
【図７】図３の一部を拡大して示した図であって、ヘッドバルブ周辺の内部拡大図である。本図では、排気バルブは開放位置に保持されている。
【図８】図６の一部を拡大して示した図であって、ヘッドバルブ周辺の内部拡大図である。本図では、排気バルブが絞り位置に保持されている。
【図９】第２実施形態の打ち込み工具において、ヘッドバルブ周辺の内部構造を拡大して示した側面図である。本図は、ピストン下動時（ビス打撃時）であって、排気バルブが開放位置に保持された状態を示している。
【図１０】第２実施形態の打ち込み工具において、ヘッドバルブ周辺の内部構造を拡大して示した側面図である。本図は、ピストン上動時であって、排気バルブが絞り位置に保持された状態を示している。
【図１１】第３実施形態の打ち込み工具の内部構造の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【符号の説明】
【００１７】
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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005620772.tif 000008
【図８】
0005620772.tif 000009
【図９】
0005620772.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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