JP3413991B2 - 打込機のピストン装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は圧縮空気を動力源として
釘等の止具を打込む打込機のピストン装置に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】図６は本出願人の出願実開昭６３−１８
６５７１号または実開平２−２３９７０号に開示されて
いる従来の打込機の一例を示す。該打込機は、周知の如
く、圧縮空気を蓄圧室１６に蓄積し、トリガ２を引いて
制御バルブ２２を操作すると、ヘッドバルブ５が開き蓄
圧室１６内の圧縮空気がピストン４の上部に流入し、ピ
ストン４がシリンダ３内を急激に下降し、ピストン４と
一体となったドライバ１８で、射出口１７内に既に給送
されている止具を１回の打撃で打込む。前記ピストン４
は、通常アルミニウム等により作られており、シリンダ
３と隣接する外周部には、図７に示すようにピストンリ
ング１０を収納するための溝６を刻設し、更にピストン
リング１０の内側には、ピストンリング１０の外周をシ
リンダ３の内面に押圧付勢しピストン４とシリンダ３の
摺動面の気密を維持するためのＯリング２１が収納され
ている。図８に示すようにピストンリング１０は、プラ
スチック等で作られ、ピストン４の外径に比べて小さく
リング状で一部が切欠きとなっているため、溝６へは弾
性変形を利用して組込め、またＯリング２１により外側
へ押圧付勢された時にシリンダ３の内面に馴染みが良く
なっている。前記溝６の上下幅はピストンリング１０が
容易に組み込め、Ｏリング２１によりシリンダ３の内面
に自由に押圧付勢して移動できるだけの支障ない隙間２
５を有する。ピストンリング１０は、プラスチックの中
でも自己潤滑性をもたせてアルミニウムやプラスチック
でできたシリンダ３内壁に傷をつけず、更に摺動面の気
密を維持するよう摺動摩耗に耐えるだけの限界ＰＶ値約
５０Ｋｇ／ｃｍ²×ｍ／s以上を有するものとして、ポリ
イミド系樹脂を含んだものを使用していた。図７は、シ
リンダ３内を下降し打込み途中のピストンリング１０の
状態を示しているが、Ｏリング２１によりシリンダ３内
周に向けてテンションが加えられて摩擦力が発生するこ
と、更に圧力を受けて急激に下降するピストン４に対
し、ピストン４の受圧面積に比べてピストンリング１０
の受圧面積が非常に小さいことにより、ピストンリング
１０は溝６の上側に常に位置している。このため、止具
を被打込材に打込んだ後のピストン４が、ゴムからなる
ピストンバンパ７に突き当たり停止すると、ピストンリ
ング１０も、ピストン４の停止と同時に溝６の僅かな隙
間２５の間を慣性で下側に移動し剛体であるピストン４
に突き当たって停止する。従って、ピストンリング１０
には、ピストン４停止の慣性による衝撃力が止具の打込
みのたびに加わっていた。 【０００３】図９は本出願人の出願特開平２−１７２６
８２号等に開示されている従来の打込機の他の例を示
す。この打込機は、トリガ２を引いて制御バルブ２２を
操作している間、ピストン４がシリンダ３内を繰返し上
下に往復して打込み動作をするように、ヘッドバルブ５
の開閉を制御する反復バルブ２３を設け、多数回打撃に
よって打込むものである。図１１は本出願人の出願特開
平５−１６０７７号に開示されている従来の打込機の他
の例を示す。この打込機は、トリガ２を操作するごとに
ヘッドバルブ５の開閉を行ってピストン４を下降させ、
多数回打撃によって打込むものである。これら多数回打
撃打込機は、上記した図６の打込機の１回の打撃では打
込めないエネルギを要する長い止具でも、多数回の打撃
によって打込むことができるようになっている。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】図８に示したピストン
リング１０はポリイミド系樹脂を含んだプラスチックを
使用しているため、図示していない従来の打込機や図１
１の打込機で使用されているＯリング２１のみのシール
構造に比べて摩耗がしにくく、長時間無給油で使用して
も摩耗量が少なく、頻繁に給油をしなくて良いというメ
リットがある。ポリイミド系樹脂を主成分としたものや
含有したものは、非熱可塑性のタイプとインジェクショ
ン成形ができる熱可塑性のタイプがあり、非熱可塑性の
タイプは、当然熱可塑性のタイプに比べ耐熱性に優れ、
ピストン４の摺動で発生する摩擦熱により摩耗しにくい
高い限界ＰＶ値を持つ。ところが、非熱可塑性のもの
は、インジェクション成形ができないため高価であり、
Ｏリング２１のみのシール構造の約１０倍のコスト高と
なっていた。そこで、コスト低減を図るよう、インジェ
クション成形できて安価である熱可塑性のタイプを、カ
ーボンの含有量等を増すことで耐熱性をあげて、非熱可
塑性並の高い限界ＰＶ値を有するようにしている。しか
し、カーボン等の含有量が増すと樹脂の硬度が上がり、
耐衝撃性が非熱可塑性のタイプに対して劣るため、ピス
トン４停止時の慣性による衝撃力で耐久性がもたない等
の問題があった。 【０００５】図６の打込機のように１回の打撃で打込む
打込機は、ピストン４が高速で移動して止具を打込み、
ピストンバンパ７に突き当たってピストンバンパ７を弾
性変形させながら速度を落して停止するため、ピストン
リング１０がピストン４の停止と共に隙間２５を慣性移
動し、剛体であるピストン４に当っても大きな衝撃力が
加わりにくいようになっている。しかし多数回打撃によ
る打込機は、図１０のようにピストン４がシリンダ３内
を打込み途中でピストンバンパ７に接触することなく、
止具１４の打込み抵抗により急激に停止する場合が生じ
る。この時、１打撃当たりのエネルギが前記１回打撃式
打込機と同じであれば、多数回打撃式打込機のピストン
４は、１回打撃式打込機のピストン４に比べ高速で移動
して急激に停止するためはるかに大きな慣性力が働く。
また、ピストンリング１０は、シリンダ３内を下降し止
具を打込む途中、Ｏリング２１によりシリンダ３内周に
向けてテンションが加えられて摩擦力が発生し、更に圧
力を受けて急激に下降するピストン４に対し、ピストン
４の受圧面積に比べてピストンリング１０の受圧面積が
非常に小さいことにより溝６の上側に常に位置してい
る。従って、ピストン４が急激に停止すると、ピストン
リング１０は溝６の隙間２５の中でピストン４摺動方向
上から下に急激に移動し、アルミニウムでできた剛体で
あるピストン４に突き当たり停止するので大きな衝撃力
を受ける。このため、比較的耐衝撃性のある非熱可塑性
ポリイミド系樹脂のピストンリング１０でも、従来と同
じ衝撃強度では耐久性でもたなかった。また、ピストン
リング１０の特徴としてリングに切欠きが設けてあり、
該切欠きの周囲には規制するものがなく自由に振動する
ため、切欠き付近が溝６内を衝撃で上下に振動して破損
につながりやすく、衝撃強度を増すようピストンリング
１０の断面形状を増しても、自重を増すためその分更に
慣性力が大きくなり、耐久性を向上するのが困難であっ
た。打込機は使い易さの点から軽量化が望まれており、
打込機本体１の軽量化には、運動部分であるピストン４
の軽量化は打込み時の反動低減の点から必要な条件とな
ってくる。打込機はピストン４の運動エネルギで止具１
４を打込むため、ピストン４を軽量化すれば当然ピスト
ン速度は速くなり、ピストンリング１０の耐久性が軽量
化の障害の一つとなっていた。 【０００６】本発明の目的は、上記した従来技術の構造
的欠点をなくし、ピストンの溝にピストンリングを収納
した打込機においてピストンリングの耐久性を向上させ
ることである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】上記目的は、ピストンリ
ングとピストン溝のピストン摺動方向の間に、ゴム等の
弾性体を設けることにより達成される。 【０００８】 【作用】上記のように構成された無給油構造のピストン
リングをピストンの溝に収納した打込機において、ピス
トンが急激に停止し、その慣性によりピストンリングに
過大な衝撃力が発生しても、ゴム等の弾性体からなるリ
ング状のバンパでエネルギを吸収してやることで、打込
み途中に発生する衝撃力に十分耐え得るピストンリング
を設けたピストン装置とすることができる。 【０００９】 【実施例】図１に本発明の一実施例である多数回打撃式
打込機を示すが、これを基にまず全体構成を説明する。
図示しない圧縮機からの圧縮空気が打込機本体１の蓄圧
室１６内に蓄積されている。打込機本体１は、ヘッドバ
ルブ５の開閉を制御する制御バルブ２２と、制御バルブ
２２からヘッドバルブ５に通じる空気通路２４と、制御
バルブ２２の開閉を行うトリガ２と、シリンダ３内にド
ライバ１８と一体結合されたピストン４があり、ピスト
ン４は、通常アルミニウム等で作られており、シリンダ
３との隣接部には溝６を刻設し、該溝６にピストンリン
グ１０を収納している。ピストンリング１０の内側に
は、溝６のほぼ中央部に深溝６ａを設けてＯリング２１
を収納し、ピストンリング１０の外周をシリンダ３の内
周面に押圧付勢してピストン４とシリンダ３の摺動面の
気密を維持している。ピストンリング１０は、ある程度
可撓性のあるプラスチック等の材料で作るのが望まし
く、図８に示したようにピストン４の外径に比べて小さ
くリング状で一部が切欠きとなっているため、ピストン
４の溝６へは弾性変形を利用して組込め、またＯリング
２１により外周へ押圧付勢された時にシリンダ３の内面
に馴染みが良くなっている。前記溝６の上下幅はピスト
ンリング１０が容易に組み込めると共にＯリング２１に
よりシリンダ３の内周面に自由に押圧付勢されて移動で
きるだけの支障ない隙間２５を有する。ピストンリング
１０は、プラスチックの中でも自己潤滑性をもたせてア
ルミニウムやプラスチックでできたシリンダ３内壁に傷
をつけず、摺動面の気密を維持するよう摺動摩耗に耐え
るだけの限界ＰＶ値約５０Ｋｇ／ｃｍ²×ｍ／ｓ以上を
有するものとして、ポリイミド系樹脂を含んだものが好
ましい。限界ＰＶ値約５０Ｋｇ／ｃｍ²×ｍ／ｓ以上を
有するものとして、四ふっ化エチレン樹脂中に少なくと
も１０％以上のポリイミド系樹脂を含有させた材料か、
またはポリイミド系樹脂を主成分としたものが好まし
い。シリンダ３とピストンリング１０の径方向を収納す
る部分のピストン４の溝６径寸法は、ピストンリング１
０が入り得るだけの隙間を有し、摺動に支障のない範囲
で隙間を小さくしている。すなわち、ピストン４の厚み
方向の傾斜が極力発生しにくくしている。ピストンリン
グ１０とピストン４の溝６の、ピストン４の摺動方向の
下側の隙間２５にはゴム等の弾性体からなるリング状の
バンパ１１が図２に示す如く設けられている。バンパ１
１は、ピストンリング１０のように特殊な材料ではない
ため、コストはＯリング程度であり、あまりコストアッ
プにはならない。 【００１０】射出部は、打込機本体１の下方に装着され
中央に射出口１７を有するブレードガイド９、該ブレー
ドガイド９に上下動可能に支持されたネイルガイド１
３、該ネイルガイド１３を下方に押圧するスプリング１
２、釘頭ガイド部８ａがネイルガイド１３の内壁に沿っ
て上下動可能な如く支持されたプッシュレバー８等から
構成されている。ネイルガイド１３は釘１４の軸部を案
内する釘ガイド部１９を有すると共に下端近傍に釘１４
の軸部を吸着保持するための永久磁石が埋設されてい
る。プッシュレバー８はスプリング２０により常時下方
に押圧され、上端がトリガ２に係合してトリガ２が操作
されないようにしている。釘頭ガイド８ａが釘１４の頭
部を感知し、プッシュレバー８が押し上げられた時トリ
ガ２との係合が外れトリガ２の操作が可能になる。 【００１１】次に上記のように構成された多数回打撃打
込機による打込動作について図２〜図４を用いて説明す
る。図３のように釘１４の頭部をネイルガイド１３内に
挿入して釘１４の先端を木材１５に押し当てると釘頭部
が釘頭ガイド部８ａに突き当たり、同時にプッシュレバ
ー８も上方に押し上げられて、プッシュレバー８の上端
は図示したようにトリガ２のロックを解除する。従って
図４に示すようにトリガ２を引くと、制御バルブ２２か
ら空気通路２４を通りヘッドバルブ５の上部に蓄積され
ていた圧縮空気が抜け、ヘッドバルブ５が上昇し、圧縮
空気が急激にシリンダ３内へ流入してピストン４と一体
のドライバ１８を急激に下降させ、釘１４を木材１５に
打込む。 【００１２】この時、図４に示したように釘１４はまだ
完全には打込まれず、ピストン４はシリンダ３内で釘１
４を打込みながら高速で移動して、ピストンバンパ７に
接触することなく急激に停止するため大きな慣性力が働
く。また図２はピストン４がシリンダ３内を下降し打込
み途中の状態を示しているが、ピストンリング１０は、
Ｏリング２１によりシリンダ３内周に向けてテンション
が加えられて摩擦力が発生すること、更に圧力を受けて
急激に下降するピストン４に対し、ピストン４の受圧面
積に比べてピストンリング１０の受圧面積が非常に小さ
いことにより溝６の上側に常に位置している。このた
め、ピストンリング１０は、慣性により溝６内を摺動方
向上から下に急激に移動しアルミニウムでできた剛体で
あるピストン４に当たって停止するので大きな衝撃力が
発生する。しかし、ピストンリング１０の下には、ゴム
等の弾性体からなるバンパ１１があるため、バンパ１１
の弾性変形により衝撃力は吸収されピストンリング１０
に大きな力が加わることはない。また、ピストンリング
１０は、ピストン４の厚み方向の傾斜が極力発生しにく
い構造としているため、ドライバ１８に過大な荷重が加
わってピストン４の傾斜が増し、シリンダ３内で回転し
て座屈しひいてはピストンリング１０に大きな力が加わ
って破損することはない。 【００１３】次に、今までの動作とは逆に、トリガ２を
放すと制御バルブ２２が戻り、図１に示すようにヘッド
バルブ５が下降するため、ピストン４及びドライバ１８
はシリンダ３の外側に蓄積された圧縮空気により上死点
へ戻される。以上で１サイクルの釘１４の打込動作が終
わるが、ネイルガイド１３内の釘１４は１／５程度しか
打込まれていないため、プッシュレバー８は打込み途中
の釘１４の頭部により釘頭ガイド部８ａと共に押し上げ
られておりトリガ２のロックは解除されたままである。
従って、更に次の動作を行うよう、トリガ２を再び引い
て、上記打込み動作を釘１４が木材１５と面一になるま
で繰り返し行う。このように、短い釘を１回の打撃で打
込むことができる出力部を持った打込機を、長い釘１４
を多数回の打撃で木材に打込むようにすることにより打
込機が小型・軽量になり上向き、横向き作業が容易にな
る。 【００１４】図５は本発明の他の実施例を示すもので、
バンパ１１がピストンリング１０を覆うように一体とし
たもので、上記実施例とほぼ同様の効果を奏し得る。 【００１５】上記実施例ではピストンリング１０の内側
にＯリング２１を設け、Ｏリング２１によりピストンリ
ング１０にテンションを加えるとしたが、Ｏリング２１
の変わりに板状のテンションリングを内側に設けてもよ
く、Ｏリング２１無しでピストンリング１０をシリンダ
３内径より大きくして、弾性変形させて組込みシリンダ
３に対してテンションを加えたものにバンパ１１を設け
てもよい。更にバンパ１１とＯリング２１を一体として
もよい。すなわちＯリング２１の上方または下方に外側
に延びた延長部を設け、該延長部をバンパ１１としても
よい。 【００１６】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、打込時に
ピストンが急激に停止しピストンリングに大きな衝撃力
が発生したとしても、リング状バンパがゴムの弾性変形
で衝撃力を吸収するため、ピストンリングに大きな力が
加わることがなくなり、ピストンリングの耐久性が大幅
に向上できる。またピストンの軽量化及びピストンの打
込み速度の向上が可能となり、ひいては打込機の反動低
減、打込機の軽量化が可能となる。更に多少耐衝撃性の
劣るプラスチックからなるピストンリングでも十分使用
できるため、ピストン装置の大幅なコストダウンを図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明打込機の一実施例を示す断面側面図。 【図２】 図１のＡ部拡大図。 【図３】 本発明打込機に釘を装填した状態を示す断面
側面図。 【図４】 本発明の打込機の打込み直後の状態を示す断
面側面図。 【図５】 本発明の他の実施例を示すピストン装置の要
部断面図。 【図６】 従来の打込機の一例を示す断面側面図。 【図７】 図６のＢ部拡大図。 【図８】 図７のピストンリングの一例を示す斜視図。 【図９】 従来の打込機の他の例を示す断面側面図。 【図１０】 図９の打込機の打込直後の状態を示す断面
側面図。 【図１１】 従来の打込機の他の例を示す断面側面図。 【符号の説明】 １は打込機本体、３はシリンダ、４はピストン、６は
溝、１０はピストンリング、１１はバンパである。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 圧縮空気を動力源として筒状のシリンダ
   内を上下方向に摺動するピストンと、ピストンと一体結
   合されたドライバと、打込機本体の下方に装着され、中
   央に射出口を有するブレードガイドと、ブレードガイド
   に上下動可能に支持されたネイルガイドと、ピストンの
   シリンダとの隣接部に設けられた溝と、該溝内に移動可
   能に収納され、シリンダ内壁との気密性を図るプラスチ
   ックからなるピストンリングとを有し、前記ネイルガイ
   ドの先端から挿入される長い釘を、ピストン及びドライ
   バを駆動し多数回の打撃により打込む打込機において、 前記ピストンの溝内のピストンリングのピストン摺動方
   向の下方にゴム等の弾性体からなるリング状のバンパを
   設けたことを特徴とする打込機のピストン装置。