(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打撃シリンダと該打撃シリンダ内に収容された打撃ピストン及び圧縮空気を貯留したエアチャンバとを備え、前記エアチャンバと打撃シリンダ間を開閉させるメインバルブをバルブチャンバ内の圧縮空気圧力によって作動させて、エアチャンバ内の圧縮空気を前記打撃シリンダ内に供給して打撃ピストンを駆動させるようにした圧縮空気駆動衝撃工具において、前記バルブチャンバをエアチャンバと排気口間に選択的に接続させる手動操作可能なトリガステムを設け、該トリガステムに、バルブチャンバとエアチャンバとの間を非操作時に開放させ操作時に遮断させる第１のＯリングと、バルブチャンバと排気口との間を非操作時に遮断し操作時に開放させる第２のＯリングとを設けるとともに、前記トリガステムの手動操作による操作過程において、前記第１のＯリングがバルブチャンバとエアチャンバ間を遮断させる以前に前記第２のＯリングがバルブチャンバと排気口間を開放させるように両Ｏリングを配置したことを特徴とする圧縮空気駆動衝撃工具の起動バルブ機構。
【発明の詳細な説明】
【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リンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンを衝撃的に駆動するための圧縮空気を打撃シリンダ内に導入して工具を駆動させるための圧縮空気駆動衝撃工具の起動バルブ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気駆動衝撃工具である例えば圧縮空気により駆動される釘打機においては、打撃シリンダ内に打撃ピストンが摺動自在に収容されており、該打撃シリンダ内に圧縮空気を供給して釘打機を駆動させるために、トリガレバーによって操作されるトリガバルブと該トリガバルブによって作動されるメインバルブからなる起動バルブが形成されている。
【０００３】
従来の起動バルブ機構３０は、図５に示すように、バルブハウジング３１内に摺動自在に収容された中空状のメインバルブ３２に形成された吸気Ｏリング３３がバルブハウジング３１の吸気弁座３４と接離してエアチャンバ３５内と打撃シリンダ３６内とを開閉させ、また、排気Ｏリング３７が排気弁座３８と接離して打撃シリンダ３６内と排気口３９間を開閉する。バルブハウジング３１の下方にバルブチャンバ４０が形成されており、該バルブチャンバ４０内に前記メインバルブ３２の拡径された下端部が臨まされており、メインバルブ３２はこのバルブチャンバ４０内の圧縮空気圧力が作用される下端部の面積と、エアチャンバ３５内の圧縮空気が作用する上端部の面積の差圧によって開閉作動されるようにされている。
【０００４】
前記バルブハウジング３１の中心部分に手動操作可能なトリガレバ４１によって操作されるトリガステム４２が設けられており、該トリガステム４２が、バルブチャンバ４０内へ圧縮空気を供給又はバルブチャンバ４０内から圧縮空気を排気させ、これによって前記メインバルブ３２を作動させる。トリガステム４２には、前記バルブチャンバ４０内とエアチャンバ３５間を開閉する第１のＯリング４３と、バルブチャンバ４０と大気間を開閉する第２のＯリング４４が形成されており、トリガレバ４１によりトリガステム４２が操作されることにより、第１のＯリング４３がバルブチャンバ４０への圧縮空気の供給を遮断した後に、第２のＯリング４４がバルブチャンバ４０を排気口４５を介して大気に開放するように設定されている。これによって、前記バルブチャンバ４０内への圧縮空気の供給を遮断して、その後バルブチャンバ４０内の圧縮空気を大気に放出することにより、メインバルブ３２を開放作動させるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記トリガレバ４１は作業者の指によって操作されるものであり、操作速度が作業者によってまちまちとなり、従ってトリガステム４２の作動速度が作業者によって異なる場合がある。前記第１のＯリング４３が圧縮空気の供給を遮断した後に第２のＯリング４４がバルブチャンバ４０内と排気口４５間を開放させる速度が変化することにより、バルブチャンバ４０内から圧縮空気が大気に放出される速度が異なり、バルブチャンバ４０内の圧力変化の速度が変わり、従ってバルブチャンバ４０内の圧力によって作動されるメインバルブ３２の作動速度が異なってしまうことになる。その結果エアチャンバ３５内の圧縮空気がメインバルブ３２を介して打撃シリンダ３６内に供給される速度が変化して、打撃ピストン４６を駆動させるエネルギーが変化して釘打機の場合には均一な打ち込み力が得られなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題点を解決して、手動操作されるトリガ機構によるトリガステムの操作速度が変化した場合であっても、メインバルブの作動速度をほぼ一定となるようにして、打撃ピストン駆動エネルギーを安定させることが可能な起動バルブ機構を提供することを課題とする。
【０００７】
【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起動バルブ機構は、打撃シリンダと該打撃シリンダ内に収容された打撃ピストン及び圧縮空気を貯留したエアチャンバとを備え、前記エアチャンバと打撃シリンダ間を開閉させるメインバルブをバルブチャンバ内の圧縮空気圧力によって作動させて、エアチャンバ内の圧縮空気を前記打撃シリンダ内に供給して打撃ピストンを駆動させるようにした圧縮空気駆動衝撃工具において、前記バルブチャンバをエアチャンバと排気口間に選択的に接続させる手動操作可能なトリガステムを設け、該トリガステムに、前記バルブチャンバとエアチャンバとの間を非操作時に開放し操作時に遮断させる第１のＯリングと、バルブチャンバと排気口との間を非操作時に遮断し操作時に開放させる第２のＯリングとを設けるとともに、前記トリガステムの手動操作による操作過程において、前記第１のＯリングがバルブチャンバとエアチャンバ間を遮断させる以前に前記第２のＯリングがバルブチャンバと排気口間を開放させるように両Ｏリングを配置したことを特徴とする。
【０００８】
【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態様を説明する。図１は本発明の起動バルブ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打撃ピストンストップ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になっている。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を介して後述の起動バルブ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。
【０００９】
起動バルブ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を作動させるため手動により操作されるトリガバルブ１３とで構成されている。図２に詳記するように、中空に形成されたメインバルブ１２は、前記グリップ部１ａの基部に形成されているバルブハウジング１４内に摺動自在に収容されており、バルブハウジング１４に形成された給気弁座１５に接離してエアチャンバ９と打撃シリンダ２内に続いているエア通路８間を開閉する給気Ｏリング１７と、排気弁座１６と接離して打撃シリンダ２内と排気路１１と間を開閉する排気Ｏリング１８が装着されている。メインバルブ１２の下部には拡径部１２ａが形成されこの拡径部１２ａがバルブハウジング１４の周面に摺動リング１９を介して摺接することにより案内されている。バルブハウジング１４の下部にはバルブチャンバ２０が画成されており、前記メインバルブ１２の拡径部１２ａがこのバルブチャンバ２０内に臨んでいる。
【００１０】
トリガバルブ１３は前記メインバルブ１２の内側に同心状に配置されている中空に形成されたパイロットバルブ２１と該パイロットバルブ２１の中空内に摺動自在に配置されたトリガステム２２とで構成されている。パイロットバルブ２１はメインバルブ１２の内周面に収容されて摺動自在に案内されている。パイロットバルブ２１の下端面は上記メインバルブ１２と同様にバルブチャンバ２０内に臨んでいる。前記メインバルブ１２とパイロットバルブ２１はバルブチャンバ２０内に臨んでいるそれぞれの下端部に作用するバルブチャンバ２０内の圧縮空気圧力によって上死点位置へ移動されている。バルブチャンバ２０内の圧縮空気圧が低下することによりメインバルブ１２とパイロットバルブ２１はそれぞれに作用しているエアチャンバ９内の圧縮空気圧により下死点位置に移動される。
【００１１】
前記バルブハウジング１４の底部中心部に上方に向けて延びた筒状部２３が形成されており、該筒状部２３の内側の底部には前記バルブチャンバ２０内を大気に連通させる排気口２５が形成されている。前記トリガステム２２には、前記パイロットバルブ２１の中空内に進入することによりパイロットバルブ２１の中空内を介してエアチャンバ９からバルブチャンバ２０内へ圧縮空気を流入又は遮断する第１のＯリング２６と、前記筒状部２３内に配置されてバルブチャンバ２０内と前記排気口２５とを連通・遮断する第２のＯリング２７と、常時パイロットバルブ２１の中空内に配置されている第３のＯリング２８とが装着されており、トリガステム２２の下端は前記排気口２５から下方に突出配置されており、手動により操作されるトリガ機構２９によって操作可能になっている。前記パイロットバルブ２１の上端には穴２２ａが形成されており、バルブハウジング１４の上端に形成された穴を介してパイロットバルブ２１の中空内の上方は常時大気に接続されている。前記第３のＯリング２８はパイロットバルブ２１の中空内を上部と下部に区画させている。
【００１２】
前記トリガステム２２に装着された第２のＯリング２７は、非操作時には前記筒状部２３内に嵌合されてバルブチャンバ２０内と排気口２５間を遮断しており、また第１のＯリング２６はパイロットバルブ２１の中空内から離れた状態に維持されており、パイロットバルブ２１の中空内を介してエアチャンバ９内の圧縮空気をバルブチャンバ２０内に供給している。図３に詳細に示すように、トリガステム２２が操作され、前記第２のＯリング２７が筒状部２３から離れてバルブチャンバ２０を排気口２５を介して大気に接続させた直後の状態では、前記第１のＯリング２６が上死点位置に配置されているパイロットバルブ２１の中空内に嵌合されない状態となるように、上記２つのＯリング２６、２７の位置が設定されている。この状態では、排気口２５からバルブチャンバ２０内の圧縮空気が大気に放出されるが、依然としてエアチャンバ９からの圧縮空気がバルブチャンバ２０へ供給されているので、バルブチャンバ２０内の圧縮空気圧の低下が起こらず、従ってメインバルブ１２とパイロットバルブ２１が上死点位置に維持されている。
【００１３】
上記実施例の作動を図４に基づいて説明する。図４（ａ）に示すように、トリガ機構２９が操作されていない初期の状態では、トリガステム２２の第２のＯリング２７が筒状部２３内に嵌合しておりこれによってバルブチャンバ２０と排気口２５間を閉鎖している。第１のＯリング２６は上死点位置に配置されているパイロットバルブ２１の中空部内と離反されており、エアチャンバ９内の圧縮空気をバルブチャンバ２０内へ供給させている。従ってバルブチャンバ２０内の圧縮空気は高い圧力維持されメインバルブ１２は上死点位置に配置されてエアチャンバ９と打撃シリンダ２間を遮断している。
【００１４】
トリガ機構２９の操作によりトリガステム２２が上方へ操作されると、図４（ｂ）に示すように、第２のＯリング２７が前記筒状部２３から離反してバルブチャンバ２０を排気口２５と接続しバルブチャンバ２０内の圧縮空気が排気口２５から漏出される状態となる。このとき、第１のＯリング２６は未だパイロットバルブ２１の中空内へ嵌合しておらず、従ってエアチャンバ９からバルブチャンバ２０への圧縮空気の供給が続いている。従って、バルブチャンバ２０内の圧縮空気圧力の低下は起こらず、従ってメインバルブ１２とパイロットバルブ２１は上死点位置に維持されている。
【００１５】
さらに、トリガステム２２が上方に操作されると、図４（ｃ）に示すように、前記第１のＯリング２６がパイロットバルブ２１の中空内に嵌合してエアチャンバ９からバルブチャンバ２０への圧縮空気の供給を遮断する。このとき第２のＯリング２７は既に筒状部２３から大きく離反されており、排気口２５とバルブチャンバ２０間の開口面積を大きく開放させているので、バルブチャンバ２０内の圧縮空気は排気口２５を介して一気に放出され、バルブチャンバ２０内の圧力が急激に低下して、従って図４（ｄ）に示すように、メインバルブ１２は急速に下死点位置へ移動されて、エアチャンバ９内の圧縮空気を打撃シリンダ２内へ急速に導入して打撃ピストン４を駆動させる。このように、トリガステム２２の操作過程で第１のＯリング２６がバルブチャンバ２０への給気を遮断させる以前に、第２のＯリング２７をバルブチャンバ２０と排気口２５間を開放させるように配置しているので、トリガステム２２の操作速度にかかわらず、バルブチャンバ２０内の圧縮空気の圧力降下を急速に行わせることができ、メインバルブ１２を安定して作動させることができる。
【００１６】
バルブチャンバ２０内の圧縮空気圧の低下に伴ってパイロットバルブ２１も下死点位置に移動するので、第１のＯリング２６とパイロットバルブ２１の中空部との嵌合深さが大きくなって、例えば、図４（ｅ）に示すようにトリガステム２２が多少戻されるような不安定な操作が行われて、第２のＯリング２７が筒状部２３に嵌合してバルブチャンバ２０と排気口２５間を遮断しても、エアチャンバ９とバルブチャンバ２０間の遮蔽状態が維持されるので、バルブチャンバ２０内に圧縮空気が供給されないので、メインバルブ１２が不安定に作動されることがない。
【００１７】
打撃ピストン４を駆動させた後、トリガ機構２９が開放されてトリガステム２２が非操作位置に復帰するときには、図４（ｆ）に示すように、パイロットバルブ２１が下死点位置に移動しているので、第２のＯリング２７が筒状部２３に嵌合してバルブチャンバ２０と排気口２５との間を遮断した後で、第１のＯリング２６がパイロットバルブ２１の中空内から離脱して、バルブチャンバ２０内へ圧縮空気が供給されるように作動する。バルブチャンバ２０内に供給された圧縮空気の圧力により、メインバルブ１２とパイロットバルブ２１は上死点に復帰して初期状態となる。
【００１８】
上記実施例では、メインバルブ１２とトリガステム２２とを同心状に配置したメインバルブ構造としたものであるが、メインバルブ１２を打撃シリンダ２の上端部に設置したヘッドバルブ構造としたもの等、バルブチャンバ２０内の圧縮空気圧力に応答してエアチャンバ９と打撃シリンダ２間を開閉させるように作動するメインバルブを備えた起動バルブ機構であれば何れにも適用することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、トリガステムが手動により操作される過程において、第１のＯリングがバルブチャンバへの圧縮空気の供給を遮断させる以前に第２のＯリングがバルブチャンバと排気口間を開放させるように両Ｏリングを配置しているので、バルブチャンバの圧縮空気が第２のＯリングを介して大気に放出されている状態でバルブチャンバへのエアチャンバからの圧縮空気の供給がされてバルブチャンバ内の圧縮空気圧力の低下を防止してメインバルブの作動が抑止される。更にトリガステムが操作されて第１のＯリングがバルブチャンバへの圧縮空気の給気を遮断した時には既に第２のＯリングによりバルブチャンバと排気口間の開放面積が大きく形成されているので、バルブチャンバ内の圧縮空気の放出が瞬時に行われ、トリガステムの操作速度にかかわらず、バルブチャンバ内の圧縮空気圧力降下を急速に行わせることができ、メインバルブを安定して作動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の起動バルブ機構を実施した釘打機の一部の断面図
【図２】図１と同じ釘打機の起動バルブ機構部の拡大断面図
【図３】図１と同じ釘打機のトリガステムの詳細な拡大断面図
【図４】起動バルブの作動状態を示す断面図であり、（ａ）は作動前の状態、（ｂ）はバルブチャンバがエアチャンバと排気口に接続されている状態、（ｃ）はバルブチャンバとエアチャンバ間が遮断された状態、（ｄ）はメインバルブが作動されて釘打機が駆動された状態、（ｅ）は起動後にトリガステムを須子と戻した状態、（ｆ）はトリガステムを戻してバルブチャンバへ圧縮空気を供給させた直後の状態を示す
【図５】従来の釘打機の起動バルブの構成を示す断面図
【符号の説明】
２  打撃シリンダ
８  エア通路
９  エアチャンバ
１０  起動バルブ機構
１２  メインバルブ
１３  トリガバルブ
１４  バルブハウジング
１５  給気弁座
１６  排気弁座
１７  給気Ｏリング
１８  排気Ｏリング
１９  摺動リング
２０  バルブチャンバ
２１  パイロッドバルブ
２２  トリガステム
２３  筒状部
２５  排気口
２６  第１のＯリング
２７  第２のＯリング
２８  第３のＯリング
２９  トリガ機構
【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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