特許 6394117 空気圧工具

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6394117

(24)【登録日】2018年9月7日

(45)【発行日】2018年9月26日

(54)【発明の名称】空気圧工具

(51)【国際特許分類】

   B25C 1/04 20060101AFI20180913BHJP

   B25F 5/00 20060101ALI20180913BHJP

【ＦＩ】

   B25C1/04

   B25F5/00 F

【請求項の数】13

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-133236(P2014-133236)

(22)【出願日】2014年6月27日

(65)【公開番号】特開2016-10826(P2016-10826A)

(43)【公開日】2016年1月21日

【審査請求日】2017年1月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005094

【氏名又は名称】工機ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】石沢 禎紀

(72)【発明者】

【氏名】大内 治彦

(72)【発明者】

【氏名】古海 正顕

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−００５３８３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭５９−０１２５７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−０７９５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０３４０５６０２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｃ １／０４

Ｂ２５Ｆ ５／００

Ｆ１６Ｋ ３／３２

Ｂ２４Ｂ ２３／０２

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮空気が流された空気供給通路から前記圧縮空気を吸気口に流入させることによって動作が開始される空気圧工具であって、
一方向における一方の側と他方の側の間で移動可能であり、前記一方の側に位置した際には前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流れを遮断し、前記他方の側に位置した際には前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流れを許容するメインバルブと、
前記メインバルブが前記他方の側に位置した際の前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流量を前記圧縮空気の圧力に応じて制御するスリーブバルブと、
を具備することを特徴とする空気圧工具。

【請求項2】

前記スリーブバルブは前記一方向に沿って移動可能であり、前記流量は、前記スリーブバルブの前記一方向に沿った位置に応じて制御されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧工具。

【請求項3】

前記スリーブバルブは、前記圧力が高い場合に前記流量を大きく、前記圧力が低い場合に前記流量を小さく制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気圧工具。

【請求項4】

前記メインバルブ及び前記スリーブバルブは、共通の溝の内部で前記一方向に沿って移動可能とされたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項5】

前記吸気口を介して内部に前記圧縮空気が導入されるシリンダが内部に設けられたメインハウジングを具備し、
前記溝は、前記メインハウジングにおいて、前記シリンダの中心軸から見て前記シリンダの外側に形成され、前記溝の内部において、前記スリーブバルブは、前記メインバルブの外側に設けられたことを特徴とする請求項４に記載の空気圧工具。

【請求項6】

前記スリーブバルブは、前記空気供給通路側に突出するスリーブバルブ突出部を具備し、
前記スリーブバルブ突出部の前記空気供給通路側への突出長さが、前記圧縮空気の圧力に応じて変化することを特徴とする請求項４又は５に記載の空気圧工具。

【請求項7】

前記スリーブバルブの前記空気供給通路側における端部には、切り欠き部が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の空気圧工具。

【請求項8】

外部から供給された圧縮空気を溜める蓄圧室を具備し、前記空気供給通路は、前記蓄圧室と連通されたことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項9】

前記メインバルブが前記一方向に沿って移動する際に、前記スリーブバルブが前記メインバルブと連動して移動する構成とされたことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項10】

前記スリーブバルブは、前記メインバルブが前記他方の側に近い位置とされた場合には前記流量が増大し、前記メインバルブが前記一方の側に近い位置とされた場合には前記流量が減少することを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項11】

前記メインバルブの前記一方向に沿った移動と、前記スリーブバルブの前記一方向に沿った移動とが独立して行われることを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項12】

前記圧縮空気を用いて止具部材を打ち込む動作を行う打込機であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【請求項13】

前記圧縮空気を用いて止具部材を打ち込み、かつ前記止具部材に対し回転させる動作を行うねじ打機であることを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の空気圧工具。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、圧縮空気（高圧空気）を用いて動作する空気圧工具、例えば止具部材を打ち込む打込機の構造に関する。

【背景技術】

【0002】

圧縮空気（高圧ガス）を動力源として動作する空気圧工具として、板材、例えば、木材、石膏ボード、鋼板等に係合する止具部材（釘、ねじ等）を打ち込む打込機が知られている。釘打機においては、釘を強い打込力で一方向に打ち込む動作が行われ、ねじ打機においては、ねじ（ねじ）を同様に一方向にねじ全長よりも短い距離だけ打ち込み、その後でこれを回転させねじ込む動作が行われる。このような打込機における打込みに係る構成は、例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

圧縮空気は、例えばコンプレッサ等で生成されてタンクに溜められたものを用いることができる。このため、こうした打込機においては、圧縮空気を供給するエアホースが装着されるエアバルブが設けられ、エアバルブにチューブが装着された状態で打込機が使用される。この場合、釘やねじが打ち込まれる際の打込み力は、使用される圧縮空気の圧力に応じて定まる。このため、打込機におけるエアバルブの近く、あるいはコンプレッサのタンク側には、打込機の内部で使用される圧縮空気の圧力を調整するための減圧弁が装着された構造も知られており、この減圧弁を調整することによって、打込力を調整することもできる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−５６６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年の建築技術等の進展により、木材、石膏ボード、鋼板等、さまざまな種類や硬さ厚さの板材が採用され、また、これらと係合するよう、ねじや釘等の止め具も多少化しており、従来の圧縮空気を用いる打込機やコンプレッサの減圧弁を用いたとしても打込み力の調整可能な範囲は狭く、その調整を行うことが困難になっている。

【0006】

すなわち、圧縮空気を動力源とした空気圧工具においては、打込み力の調整範囲を広くすることが望まれている。

【0007】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の空気圧工具は、圧縮空気が流された空気供給通路から前記圧縮空気を吸気口に流入させることによって動作が開始される空気圧工具であって、一方向における一方の側と他方の側の間で移動可能であり、前記一方の側に位置した際には前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流れを遮断し、前記他方の側に位置した際には前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流れを許容するメインバルブと、前記メインバルブが前記他方の側に位置した際の前記空気供給通路と前記吸気口との間の前記圧縮空気の流量を前記圧縮空気の圧力に応じて制御するスリーブバルブと、を具備することを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記スリーブバルブは前記一方向に沿って移動可能であり、前記流量は、前記スリーブバルブの前記一方向に沿った位置に応じて制御されることを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記スリーブバルブは、前記圧力が高い場合に前記流量を大きく、前記圧力が低い場合に前記流量を小さく制御することを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記メインバルブ及び前記スリーブバルブは、共通の溝の内部で前記一方向に沿って移動可能とされたことを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、前記吸気口を介して内部に前記圧縮空気が導入されるシリンダが内部に設けられたメインハウジングを具備し、前記溝は、前記メインハウジングにおいて、前記シリンダの中心軸から見て前記シリンダの外側に形成され、前記溝の内部において、前記スリーブバルブは、前記メインバルブの外側に設けられたことを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記スリーブバルブは、前記空気供給通路側に突出するスリーブバルブ突出部を具備し、前記スリーブバルブ突出部の前記空気供給通路側への突出長さが、前記圧縮空気の圧力に応じて変化することを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記スリーブバルブの前記空気供給通路側における端部には、切り欠き部が設けられたことを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、外部から供給された圧縮空気を溜める蓄圧室を具備し、前記空気供給通路は、前記蓄圧室と連通されたことを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、前記メインバルブが前記一方向に沿って移動する際に、前記スリーブバルブが前記メインバルブと連動して移動する構成とされたことを特徴とする。
本発明の空気圧工具において、前記スリーブバルブは、前記メインバルブが前記他方の側に近い位置とされた場合には前記流量が増大し、前記メインバルブが前記一方の側に近い位置とされた場合には前記流量が減少することを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、前記メインバルブの前記一方向に沿った移動と、前記スリーブバルブの前記一方向に沿った移動とが独立して行われることを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、前記圧縮空気を用いて止具部材を打ち込む動作を行う打込機であることを特徴とする。
本発明の空気圧工具は、前記圧縮空気を用いて止具部材を打ち込み、かつ前記止具部材に対し回転させる動作を行うねじ打機であることを特徴とする。

【0009】

本発明は以上のように構成されているので、使用範囲の圧縮空気圧力下限側では流量が十分に制限され、かつ、圧力上限側では流量制限を有しない構成を実現することが可能である。すなわち、打込み力の上下限の差を従来技術よりも大きく取ることができ、より広い範囲の硬さ、厚さの木材、石膏ボード、鋼板などの板材とさまざまな長さ、太さ等のねじや釘に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具全体の構成を示す断面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるメインハウジング内部の構造を示す断面図である。

【図3】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が低くメインバルブがオフの場合）を示す断面図である。

【図4】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブの形状を示す斜視図である。

【図5】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が低くメインバルブがオンの場合）を示す断面図である。

【図6】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が高くメインバルブがオフの場合）を示す断面図である。

【図7】本発明の第１の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が高くメインバルブがオンの場合）を示す断面図である。

【図8】本発明の第２の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が低くメインバルブがオフの場合）を示す断面図である。

【図9】本発明の第２の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が低くメインバルブがオンの場合）を示す断面図である。

【図10】本発明の第２の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が高くメインバルブがオフの場合）を示す断面図である。

【図11】本発明の第２の実施の形態となる空気圧工具におけるスリーブバルブ周囲の状態（圧縮空気の圧力が高くメインバルブがオンの場合）を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１の実施の形態））
本発明の第１の実施の形態となるねじ打機（空気圧工具）の構成について説明する。図１は、このねじ打機１００の構成を示す断面図である。このねじ打機１００によって、ねじ（止具部材）が下側に載置された板材等に打ち込まれ、図１においては、ねじが打ち込まれる軸方向に沿った断面図が示されている。なお、ねじ打機を用いて説明を行うことはあくまで便宜的な例示であり、本願発明は、同様に圧縮空気を用いて動作する工具、例えば、打込みを行う釘打機等においても同様に適用可能な技術に係る発明である。

【0012】

このねじ打機１００においては、ねじが打ち込まれる軸を中心軸とした略円筒形状のハウジング１０内に、ねじに対して下側に向かって打込力を印加し、その後でねじを回転させる動作を行わせるための機構が設けられている。この動作の動力源としては、外部から供給された圧縮空気が用いられる。また、上記の打込力やねじを回転させるトルクの発生源としてこの圧縮空気が用いられるが、これを制御するバルブ等の動作においても、この圧縮空気が使用されている。

【0013】

図１において、メインハウジング１０の右側には、メインハウジング１０と交差する方向に延伸し、作業者が把持するハンドル５０が固定されている。ハンドル５０の先端（図１における右端）には、圧縮空気を供給するためのエアホース（図示せず）が装着されるエアバルブ５１が設けられる。圧縮空気は、このエアバルブ５１からハンドル５０内に設けられた蓄圧室５２に溜められ、メインハウジング１０側に供給される。なお、エアバルブ５１と蓄圧室５２との間の空気経路にバネ圧と空気圧の差圧を用いる構成等の公知の減圧弁を設けることによって、蓄圧室５２内に供給される圧縮空気の圧力を調整できる構成とすることもできる。また、メインハウジング１０内における圧縮空気を用いた動作の後には、圧縮空気を外部に排出することが必要となるが、このための通路となる排気通路５３もハンドル５０内に蓄圧室５２と分離されて上側に設けられている。排気通路５３を通った圧縮空気は、ハンドル５０の端部においてエアバルブ５１の上側に設けられた排気口５４から外部に排出される。

【0014】

ねじを下側に向かって打ち込み、回転させる動作は、メインハウジング１０の中心軸上に設けられたドライバビット１１によって行われる。ドライバビット１１は、図１において上下方向に移動し、かつ回転することによって、その先端（下端）によって、ねじを打ち込み、回転させる。図１においては、この動作が行われる直前の状態（初期状態）が示されている。メインハウジング１０の下側には、上下方向に延伸する射出部１２が装着され、ドライバビット１１の下端は、射出部１２の内部を上下方向に移動する。射出部１２の最下端には、射出部１２に沿って上下方向に摺動可能であり下側に付勢されたプッシュレバー１３が装着されている。また、複数のねじを収容するマガジン６０が射出部１２の右側（ハンドル５０と同じ側）に装着され、１回の動作毎に、ねじ送り部６１によって、１本のねじが自動的に射出路１２に装填される。装填されたねじは、下方向に、ドライバビット１１によって、その全長に満たない部分が打込まれ、その後、回転力が与えられる。

【0015】

また、ハンドル５０とメインハウジング１０の連結部分の下側には、トリガレバー１４が装着されており、その上側には操作弁１５が設けられている。操作弁１５が動作した（例えば開放された）状態とされることによって、上記の打ち込み動作が行われる。操作弁１５は、トリガレバー１４が上側に引かれ、かつプッシュレバー１３が上側に移動した場合にオンとなるように設定される。当該構造に関しては、周知のトリガレバーやプッシュレバーからなる構造が採用可能である。プッシュレバー１３は、作業者が射出部１２の下端を板材等に当接させた場合に上側に移動し、前記トリガレバーとプッシュレバーの両方が動作した状態の時に、打込み動作が行われる。具体例として、作業者が射出部１２の下端をねじを打つべき箇所に当接させ、プッシュレバーが上側に移動した状態でトリガレバー１４を引くことによって、ねじの打ち込み動作が行われる。

【0016】

次に、メインハウジング１０内におけるドライバビット１１の動作に関わる機構、及び操作弁１５がオンとされた際のメインハウジング１０内における動作について説明する。

【0017】

メインハウジング１０内においては、上側において閉塞され下側で開口され回転自在とされたスピンドル２０が設けられている。スピンドル２０は、メインハウジング１０の最上部に設けられ圧縮空気が導入されることによって回転するエアモータ２１と遊星歯車機構２２を介して接続される。具体的には、遊星歯車機構２２における太陽軸がエアモータ２１の出力軸に固定され、その周囲でこの太陽軸と噛合する公転ギヤの軸部がスピンドル２０に固定されている。このため、スピンドル２０は、エアモータ２１の回転に伴って適切な減速比とした上で、メインハウジング１０内で回転する。

【0018】

スピンドル２０の内部においては、スライダ２３がスピンドル２０に対して上下方向に移動可能な状態で設けられる。ただし、スライダ２３の外周、スピンドル２０の内面にはそれぞれ凸部、凹部が係合するように形成され、スピンドル２０の回転に際してはスライダ２３も回転する。すなわち、スライダ２３は、スピンドル２０に対しては回転不能かつ上下方向には移動可能とされる。スライダ２３は、図１においては上下方向に分断されているように記載されているが、実際にはこれらは図示の範囲外で一体化されている。また、スライダ２３には、スライダ２３が下降して後述するプレート部３１と接した際にスライダ２３の上下方向の空間の間を遮断するためのエア遮断面２３Ｂが設けられている。

【0019】

スライダ２３には、副ピストン２４が固定されている。副ピストン２４は、上側に設けられ上端部がスライダ２３に装着された円筒形状のシャフト２４１と、下側においてドライバビット１１が固定されるドライバビット装着部２４２を具備する。このため、ドライバビット１１の動きは、スライダ２３、副ピストン２４の動きを反映する。

【0020】

スピンドル２０の下側には、円筒形状でありメインハウジング１０に対して固定されたシリンダ３０がスピンドル２０の回転軸をその中心軸とした形態で固定される。スピンドル２０の下側において、シリンダ３０の上部には、スライダ２３が下降した際にスライダ２３におけるエア遮断面２３Ｂを係止するプレート部３１が設けられている。

【0021】

また、主ピストン２５が、スライダ２３の下側において、副ピストン２４を囲むように、スピンドル２０の内部に装着される。ただし、主ピストン２５は、副ピストン２４、スライダ２３とは固定されず、これらに対して上下方向で移動可能とされる。なお、図１においては主ピストン２５は上下方向で分断されているように記載されているが、実際にはこれらは図示の範囲外で一体化されている。主ピストン２５には、その内側において副ピストン２４との間に設けられた空間と主ピストン２５の外周とを連通させる連通孔２５ａが形成されている。

【0022】

スライダ２３、副ピストン２４、主ピストン２５は連動してスピンドル２０、シリンダ３０の間を上下方向で移動することができるが、スライダ２３の下側への移動は、エア遮断面２３Ｂとプレート部３１とが当接することによって制限され、スライダ２３におけるエア遮断面２３Ｂよりも上側の部分がシリンダ３０側に下降することはない。一方、主ピストン２５及びその内側に設けられた副ピストン２４はシリンダ３０側の内部まで下降することができる。シリンダ３０の下端側には、副ピストン２４等が下降した際にこれに当接して衝撃を吸収する弾性体で構成されたバンパ３２がドライバビット１１を囲むように設けられている。

【0023】

メインハウジング１０内においては、操作弁１５に接続された第１空気通路１０ａと、スピンドル２０の外側においてスピンドル２０とは隔離された状態でスピンドル２０を囲む形態とされた第２空気通路（空気供給通路）１０ｂと、シリンダ３０を囲む戻し空気室１０ｃが形成されている。また、エアモータ２１を駆動させるための空気が流される第３空気通路１０ｄ（破線）も形成されている。第２空気通路１０ｂは蓄圧室５２と連通し、その内部には圧縮空気が溜められており、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気が、打ち込み動作に直接用いられる。また、スライダ２３の上側とスピンドル２０の上面との間にはスライダ室が、シリンダ３０内にはシリンダ室３０ａが形成されている。また、シリンダ３０における下側付近には、逆止弁が設けられ戻し空気室１０ｃと接続された圧縮空気流出孔３０ｂが設けられている。この逆止弁によって、シリンダ室３０ａ内から戻し空気室１０ｃへの空気の流れが許容され、戻し空気室１０ｃ側からシリンダ室ａ側への空気の流れは抑制される。シリンダ３０における圧縮空気流出孔３０ｂの更に下側には、戻し空気室１０ｃ側からシリンダ室３０ａへの空気の流れを許容する圧縮空気流入孔３０ｃが形成されている。

【0024】

上記の構成においては、スライダ室に第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気が導入されることによって、ドライバビット１１が下降しねじを回転させる動作が行われる。この動作を行わせるために、上記の構成要素には、空気を通過させる通気口やＯリングが適宜設けられている。以下に、この点について、スライダ２３、副ピストン２４、主ピストン２５等の動作に即して説明する。

【0025】

スピンドル２０の側面には、筒吸気口（吸気口）２０ｂ、筒排気口２０ｃが設けられており、第２空気通路（空気供給通路）１０ｂから筒吸気口（吸気口２０ｂへの圧縮空気の導入のオン・オフが制御される。圧縮空気の導入がオンとされた場合に、打ち込み動作が開始される。スピンドル２０の内部（スライダ室）に圧縮空気が導入されることによって、スライダ２３、副ピストン２４、主ピストン２５は下側に押し下げられる。この動作が円滑に行われるように、副ピストン２４におけるシャフト２４１には、通気口が形成されている。

【0026】

また、主ピストン２５の上下方向における中央部付近の外周には、Ｏリング２５ｂが装着されている。このため、スライダ室側の空気とシリンダ室３０ａ側の空気は、このＯリング２５ｂが装着された箇所において分離される。このため、スライダ２３等は、Ｏリング２５ｂよりも上側の圧縮空気によって、上記の下降運動をする。

【0027】

一方、プレート部３１には、エアモータ２１側と接続された第３空気通路１０ｄと連通した通気孔３１ａが形成されている。このため、主ピストン２５が下降し、Ｏリング２５ｂが通気孔３１ａよりも下側となった場合には、スライダ室側の圧縮空気の一部が通気孔３１ａを介して第３空気通路１０ｄに流れる。この圧縮空気が第３空気通路１０ｄからエアモータ２１を通り、排気通路５３に流れる際に、エアモータ２１が回転する。これによって遊星歯車機構２２を介してエアモータ２１と接続されたスピンドル２０が回転し、内部のスライダ２３、副ピストン２４、ドライバビット１１が回転する。

【0028】

主ピストン２５が更に下降し、主ピストン２５の外周においてＯリング２５ｂよりも下側に装着されたＯリング２５ｃが、圧縮空気流出孔３０ｂの位置に達したら、スライダ室２０ａの空気の一部は、シャフト２４１に設けられた通気口、連通孔２５ａ、圧縮空気流出孔３０ｂを介して、戻し空気室１０ｃに流入する。その後、主ピストン２５はバンパ３２で係止され、副ピストン２４のみが下降し、副ピストン２４のみの推力によってドライバビット１１が下降し、かつ回転する。これによって、ねじの締め込み作業が行われる。

【0029】

その後、ねじが所定の深さまで締められると、スライダ２３におけるエア遮断面２３Ｂがプレート部３１と当接することによって、その下降が停止する。この際、通気孔３１ａへの空気の供給も停止されるため、副ピストン２４（ドライバビット１１）の回転も停止する。これによって、ねじの締め込み作業が終了する。

【0030】

その後、操作弁１５がオフとされ、第２空気通路１０ｂからスピンドル２０の側面の筒吸気口２０ｂへの空気の導入がオフとされた場合には、スライダ室２０ａ内の空気は筒排気口２０ｃを介して、排気通路５３に流れ、排気される。その後、戻し空気室１０ｃ内の圧縮空気が圧縮空気流入孔３０ｃを介してシリンダ室３０ａに導入されることによって、主ピストン２５等が押し上げられ、初期状態となる。

【0031】

上記の動作においては、打ち込み動作のオン・オフは、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の導入のオン・オフと連動する。以下に、この動作について説明する。図２は、図１の構成において第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の導入がなされる直前の状態を拡大して示す図であり、図３は、図２において一点鎖線で囲まれた部分を更に拡大して示す図である。

【0032】

この構成においては、第２空気通路１０ｂの下側に、後述するメインバルブ４０がその内部を上下方向で移動可能な溝７０が形成されている。溝７０は、その下側において第１空気通路１０ａと連通しており、メインバルブ４０の上端部であるバルブ部４０ａは、溝７０における第１空気通路１０ａよりも内側（筒吸気口２０ｂ側）に位置する。また、溝７０及びメインバルブ４０は、スピンドル２０から隔離されて共にスピンドル２０の周囲を囲むように形成されている。

【0033】

バルブ部４０ａ（メインバルブ４０）が最上部に位置する場合には、溝７０の上面によってバルブ部４０ａが係止され、第１空気通路１０ａと筒吸気口２０ｂとの間がバルブ部４０ａによって閉塞される。一方、バルブ部４０ａ（メインバルブ４０）がこれよりも下側に移動した場合には、第１空気通路１０ａと筒吸気口２０ｂとの間が連通する。メインバルブ４０におけるこうした動作によって、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとの間の空気の流れが制御される。すなわち、メインバルブ４０は、上下方向（一方向）における上側（一方の側）と下側（他方の側）で移動可能とされ、上側にある場合にはオフ、下側にある場合がオンとなるように設定される。

【0034】

メインバルブ４０の下端には、溝７０を閉塞するようにメインバルブ下端部４０ｂが厚く形成され、メインバルブ４０の内側（溝７０のスピンドル２０側の内面と接する側）とメインバルブ下端部４０ｂの外側（溝７０の外側の内面と接する側）には、それぞれＯリング４０ｃ、４０ｄが装着されている。溝７０の内部において、メインバルブ４０の下側には、溝７０の底面に下端が係止されメインバルブ下端部４０ｂに上端が係止されたバネ７１が設置される。このため、メインバルブ４０はバネ７１によって上側に付勢される。一方、第２空気通路１０ｂには高圧の空気が導入されているために、メインバルブ４０は第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気によって下側に付勢される。ここで、溝７０の下端部と連通した第１空気通路１０ａ内に圧縮空気が存在する場合には、メインバルブ４０はこれによって上側に付勢されるために、結果としてメインバルブ４０は上側に付勢される。ただし、操作弁１５が開とされた場合には、第１空気通路１０ａ内が外気と連通するために、第１空気通路１０ａと、これに連通した溝７０におけるメインバルブ下端部４０ｂよりも下側の間における空気の圧力が大気圧まで低下する。この場合には、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力がバネ７１の反力に勝り、メインバルブ４０は下降し、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとが連通し、上記の打ち込み動作が行われる。図３においては、メインバルブ４０が最上部に位置した状態（オフの状態）が示されている。

【0035】

なお、Ｏリング４０ｃ、４０ｄによって、メインバルブ下端部４０ｂと溝７０の内面との間は封止されるため、メインバルブ下端部４０ｂ（メインバルブ４０）と溝７０の内面との間の摺動抵抗を有している。しかしながら、メインバルブ４０は、圧縮空気における高圧と大気圧との間の大きな圧力差によって上端側への移動と下端側への移動が制御されるため、Ｏリング４０ｃ、４０ｄが用いられても、メインバルブ４０の上下方向における移動は問題なく行われる。

【0036】

上記の構成においては、溝７０の内部におけるメインバルブ４０の外側に、メインバルブ４０と同様に溝７０内を上下方向に移動可能なスリーブバルブ４１が装着されている。スリーブバルブ４１の下端となるスリーブバルブ下端部４１ａと、メインバルブ４０の下端において外側に突出するように設けられたメインバルブ下端部４０ｂとの間にはバネ７２が設置される。このため、スリーブバルブ４１は、このバネ７２によって上側に付勢される。一方、メインバルブ４０と同様に、スリーブバルブ４１は、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気によって下側に付勢される。ただし、溝７０内におけるメインバルブ下端部４０ｂよりも下側の空間とスリーブバルブ４１とは隔絶されるため、スリーブバルブ４１は第１空気通路１０ａ内の圧縮空気の影響は直接受けず、本実施の形態では図示しない空気通路を介して大気と連通可能な構成であるため、前記のメインバルブ４０の上下動に伴ってスリーブバルブ４１も上下動する。

【0037】

図４は、スリーブバルブ４１の形状を示す斜視図である。スリーブバルブ４１は、溝７０あるいはメインバルブ４０に沿った円柱形状とされるが、その上端側には上下方向に沿った複数の流量調整溝（切り欠き部）４１ｂが設けられている。スリーブバルブ４１の周上において流量調整溝４１ｂが設けられていない箇所は、上側に突出したスリーブバルブ突出部４１ｃとなる。

【0038】

ここで、スリーブバルブ４１を付勢するバネ７２のバネ定数は、メインバルブ４０を付勢するバネ７１よりも充分低く設定される。この場合、メインバルブ４０が上端部に位置する状態（閉じた状態）におけるスリーブバルブ４１の上下方向における位置は、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力で定まる。すなわち、この圧力が低い場合はバネ７２による反力によってスリーブバルブ４１は上昇し、この圧力が高い場合には、スリーブバルブ４１は下降する。ここで、前記の通り、第２空気通路１０ｂ、溝７０等はスピンドル２０を囲むように形成されているが、スリーブバルブ４１が上昇した場合に、スリーブバルブ突出部４１ｃは、常時内外周を案内する構成であり、上述したバネ７２のバネ定数は、当該状況において流量調整溝４１ｂの圧縮空気通過面積が小となるように設定される。すなわち、本構成は、流量調整溝４１ｂの空気通過面積を調整することで打込力を調整する機構としたものであり、スリーブバルブ突出部４１ｃによって流量調整溝４１ｂの空気通過面積が制限される構造である。また、スリーブバルブ４１にこうした動作を行わせるために、スリーブバルブ４１と溝７０の内面との間の摺動抵抗は、メインバルブ４０と溝７０の内面との間の摺動抵抗よりも低い構造とすることが好ましい。図３においては、このようにスリーブバルブ突出部４１ｃが第２空気通路１０ｂ側に大きく摺動した状態が示されている。なお、スリーブバルブ突出部４１ｃが第２空気通路１０ｂ側に摺動する開口量は、所定の第２空気通路１０ｂの圧縮空気の圧力で定まるように設定してもよい。

【0039】

図５は、図３の状態から、第１空気通路１０ａ内が大気圧とされた場合の構成を示す。この場合には、メインバルブ４０（バルブ部４０ａ）が下降し、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとの間が連通する。この際、スリーブバルブ４１は、メインバルブ４０との間の位置関係が図３の状態とされたままで、メインバルブ４０と共に下降する。この際に、第２空気通路１０ｂと溝７０との接続部分にスリーブバルブ突出部４１ｃが存在するように、図３の状態におけるスリーブバルブ突出部４１ｃ（スリーブバルブ４０）の高さが設定されれば、図５の状態において、スリーブバルブ突出部４１は、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れに対する障害となる。このため、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの圧縮空気の流量が低減し、前記の動作におけるスピンドル２０内部の圧力上昇の速度が遅くなり、スライダ２３等を駆動する圧力、特に打ち込み動作初期の圧力を低下させることができる。ただし、図４における流量調整溝４１ｂが存在する箇所（スリーブバルブ突出部４１ｃが設けられない箇所）では、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れは阻害されない。

【0040】

一方、図６は、メインバルブ４０が最上部に位置した状態（オフの状態）において、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力が高い場合における構成を、図３に対応させて示している。この場合には、図３の場合と比べて、スリーブバルブ突出部４１ｃ（スリーブバルブ４０）の位置は低くなり、スリーブバルブ突出部４１ｃの摺動長さは小さくなる。このため、この状態でメインバルブ４０を開けた図７の状態においては、スリーブバルブ突出部４１ｃの位置は第２空気通路１０ｂと溝７０との接続部分よりも充分低くなる。このため、円周上においてスリーブバルブ突出部４１ｃが設けられた箇所（流量調整溝４１ｂが設けられない箇所）においても、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れがスリーブバルブ突出部４１ｃによって阻害されることはない。流量調整溝４１ｂが存在する箇所で、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れが阻害されない点についても同様である。すなわち、この場合には、スリーブバルブ４１は、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの圧縮空気の流れに対して影響を与えず、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの圧縮空気の流量が図５の場合よりも大きくなる。

【0041】

このため、上記の構成においては、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力が低い場合には、スリーブバルブ４１は第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れを阻害し、第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力が高い場合には、スリーブバルブ４１は第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れを阻害しない。第２空気通路１０ｂは蓄圧室５２と連通しているため、結局、メインバルブ４０がオンとされた場合の第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの圧縮空気の流量は蓄圧室５２内の圧縮空気の圧力で調整され、この圧力が低い場合にはこの流量が小さく、この圧力が高い場合には、流量が大きくなるように制御される。すなわち、上記の構成によって、蓄圧室５２内の圧縮空気の圧力の変化に応じてシリンダ３０に供給される空気流量を調整することができ、結果としてドライバビット１１によって印加される力を大きく変動させることができる。

【0042】

この際、蓄圧室５２内の圧縮空気の圧力と、ドライバビット１１によって印加される力の関係は、図４に例示されたような、スリーブバルブ４１の形状によって調整することが可能である。例えば、流量調整溝４１ｂの上下方向（移動方向）と垂直な幅を狭くすることによって、低圧時においてドライバビット１１によって印加される力をより低くすることができる。また、図４に示されたように矩形の流量調整溝４１ｂを設けず、代わりに、例えばスリーブバルブ４１の上端部側の形状を、鋸刃形状（三角波形状）とし、その形状を調整することによって圧縮空気の圧力と、ドライバビット１１によって印加される力の関係を調整することもできる。すなわち、スリーブバルブ４１の上端部の切り欠き部あるいはスリーブバルブ突出部の形状によって、ドライバビット１１によって印加される力と圧縮空気の圧力との関係を設定することができる。

【0043】

また、上記においては、メインバルブ４０が全閉の状態（図３、６）と全開の状態（図５、７）が示されていた。当該構成に代えて、あるいは、当該構成の過渡的な状態として、メインバルブ４０が全閉の状態から僅かでも開いた状態から筒吸気口２０ｂへ圧縮空気が導入され、打ち込み動作が行われる構成としてもよい。こうした場合においては、例えばスリーブバルブ４１の位置を図３と図５の中間となるような設定とすれば、打ち込み動作の初期においてはスリーブバルブ突出部４１ｃが第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れを阻害し、その後でメインバルブ４０が全開に近い状態になった場合にはスリーブバルブ突出部４１ｃが第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへの空気の流れを阻害しないような構成とすることもできる。この場合には、例えばドライバビット１１によってねじが下側に打ち込まれる際の初期の圧力を低減するが、その後でこの圧力を高くすることができる。あるいは、木ねじを打ち込む際の圧力は低くするが、その後でねじを回転させる際のトルクは低減しないような制御とすることも可能である。

【0044】

また、上記の構成においては、メインバルブ４０の開状態（図５、７）においては、溝７０内は、Ｏリング４０ｃ、４０ｄにより、メインバルブ下端部４０ｂを境界として、その上側が高圧、その下側が大気圧とされる。この場合において、スリーブバルブ４１全体は、高圧側の箇所に設けられる。このため、スリーブバルブ４１と溝７０の内面との間を強固に封止する必要はなく、スリーブバルブ４１と溝７０の内面との間の摺動抵抗を充分小さくし、スリーブバルブ４１の上下方向における上記の動きを容易に行わせることができる。

【0045】

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係るねじ打機１００においては、スリーブバルブ４１の下端（スリーブバルブ下端部４１ａ）がバネ７２を介してメインバルブ４０（メインバルブ下端部４０ｂ）に係止されたため、メインバルブ４０が下降した場合には、スリーブバルブ４１も同時に下降した。このため、上記のように、打ち込み動作の初期と終期で筒吸気口２０ｂへ導入される圧縮空気の流量を変えることができる。一方、打ち込み動作の初期と終期で筒吸気口２０ｂへ導入される圧縮空気の流量を一様にしたい場合、例えば打ち込み圧力を一様に弱くしたい場合もある。第２の実施の形態に係るねじ打機においては、スリーブバルブの動きとメインバルブの動きが独立して行われる構成とした。

【0046】

この場合のねじ打機の構成を、図３、５〜７に対応させて、図８〜１１に示す。図８、９は、圧縮空気の圧力が低い場合におけるメインバルブが全閉の場合（図８）、全開の場合（図９）をそれぞれ示し、図１０、１１は圧縮空気の圧力が高い場合におけるメインバルブが全閉の場合（図１０）、全開の場合（図１１）をそれぞれ示す。このねじ打機においては、メインバルブ８０、スリーブバルブ８１、及びこれらが設けられた溝９０の構成以外については、前記のねじ打機１００と同様である。

【0047】

この構成において用いられる溝９０も、前記と同様に第２空気通路１０ｂ、第１空気通路１０ａと接続される。メインバルブ８０（バルブ部８０ａ）が溝９０内を上下方向に移動することによって、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとの間の圧縮空気の流れを制御することも、同様であり、その流れがスリーブバルブ８１によって影響を受けることも同様である。

【0048】

図８に示されるように、ここで用いられるメインバルブ８０におけるメインバルブ下端部８０ｂの下側にも、バネ７１が設けられているため、このメインバルブ８０の動作も前記と同様である。すなわち、溝９０におけるメインバルブ下端部８０ｂよりも下側の空間の空気の圧力が低下した場合に、メインバルブ８０が下側に移動し、第２空気通路（空気供給通路）１０ｂと筒吸気口（吸気口）２０ｂとが連通する。

【0049】

また、スリーブバルブ８１においてスリーブバルブ突出部８１ｃが上側に設けられている点も同様である。このため、スリーブバルブ突出部８１ｃによって、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとの間の圧縮空気の流れを阻害することができ、圧縮空気の流量を調整することができる。また、スリーブバルブ８１の下端側がバネ７２の上端を係止するスリーブバルブ下端部８１ａとなっている点についても同様である。

【0050】

ただし、前記のねじ打機１００とは異なり、バネ７２の下端はメインバルブ８０側で係止されておらず、バネ７２の下端は溝９０（メインハウジング）の内面に形成されたバネ係止部９１で係止される。このため、メインバルブ８０とスリーブバルブ８１の上下方向の動きは独立となり、スリーブバルブ突出部８１ｃの上下方向における位置は、図８、９で示されるように、メインバルブ８０が上下方向で移動した場合にも変化しない。この点は、第２空気通路１０ｂにおける圧縮空気の圧力が高い場合（図１０、１１）においても同様である。この場合においても、スリーブバルブ突出部８１ｃの摺動長さが第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気の圧力で定まることは同様であり、スリーブバルブ突出部８１ｃあるいはスリーブバルブ８１における上端部に形成された切り欠き部の形状等、第１の実施の形態やその応用例と同様の開口溝（流量）調整を行う構造によって、第２空気通路１０ｂと筒吸気口２０ｂとの間の圧縮空気の流量と圧力の関係を設定することができる。

【0051】

なお、この構成においては、スリーブバルブ８１とメインバルブ８０とが個別に溝９０内を移動することができるために、前記のねじ打機１００とは異なり、メインバルブ８０が開の場合（図９、１１）の場合において溝９０からの圧縮空気の漏洩を抑制するために、前記のスリーブバルブ４１を用いた場合よりもスリーブバルブ８１と溝９０の内面との間のシール（封止）を強固に行うことが好ましい。

【0052】

上記の第１、第２の実施の形態においては、スリーブバルブの上下方向における位置が第２空気通路１０ｂにおける圧縮空気の圧力によって自動的に変化し、これによって、第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへ流れる圧縮空気の流量が自動的に制御された。このように自動的にスリーブバルブの上下方向における位置を制御する方法に代えて、手動でその位置が制御できる構成とする応用も可能である。この場合には、例えば上記の溝９０内のスリーブバルブ８１の上下方向の位置を、外部から摺動可能な取手やリブ等のスリーブバルブ手動開閉手段等を設けることが好適であり、また、任意の箇所でビス等によって固定できる構成とすればよい。この場合には、例えば圧縮空気の圧力が高い場合に第２空気通路１０ｂから筒吸気口２０ｂへ流れる圧縮空気の流量を小さく制限することや、この圧力が低い場合に流量を大きくすることも可能である。あるいは、供給される圧縮空気の圧力を一定として、スリーブバルブの位置を調整することのみによって打ち込み圧力を変えることもできる。

【0053】

また、上記の第１、第２の実施の形態においては、圧縮空気が供給されるスピンドル２０（筒吸気口（吸気口）２０ｂ）が内側にあり、圧縮空気を供給する第２空気通路（空気供給通路）１０ｂはその外側に形成されるため、メインバルブは、これらの間に設けられる。一方、スリーブバルブは第２空気通路１０ｂ内の圧縮空気に接することが必要であるため、スリーブバルブは第２空気通路１０ｂに近い側に設けることが好ましい。このため、シリンダの中心軸から見て外側においてシリンダを囲むように溝が形成され、この溝の中においてメインバルブ、スリーブバルブが共に移動可能とされ、スリーブバルブがメインバルブの外側に設けられた上記の構成が、圧縮空気の流れを円滑に制御し、かつ打込機の構造を単純化するためには特に好ましい。

【0054】

また、上記のようなスリーブバルブをメインバルブと組み合わせた構成は、ねじ打ち機に限定されず、同様の構成を具備し、釘等の止具部材を打ち込む打込機においても有効であることは明らかである。更に、圧縮空気を動力源として用いる他の空気圧工具、例えば、圧縮空気式のドライバやレンチ等のメインバルブ部に適用した場合においても有効であることは明らかである。

【符号の説明】

【0055】

１０ メインハウジング
１０ａ 第１空気通路
１０ｂ 第２空気通路（空気供給通路）
１０ｃ 戻し空気室
１０ｄ 第３空気通路
１１ ドライバビット
１２ 射出部
１３ プッシュレバー
１４ トリガレバー
１５ 操作弁
２０ スピンドル
２０ｂ 筒吸気口（吸気口）
２０ｃ 筒排気口
２１ エアモータ
２２ 遊星歯車機構
２３ スライダ
２３Ｂ エア遮断面
２４ 副ピストン
２５ 主ピストン
２５ａ 連通孔
２５ｂ、２５ｃ、４０ｃ、４０ｄ Ｏリング
３０ シリンダ
３０ａ シリンダ室
３０ｂ 圧縮空気流出孔
３０ｃ 圧縮空気流入孔
３１ プレート部
３１ａ 通気孔
３２ バンパ
４０、８０ メインバルブ
４０ａ、８０ａ バルブ部（メインバルブ）
４０ｂ、８０ｂ メインバルブ下端部
４１、８１ スリーブバルブ
４１ａ、８１ａ スリーブバルブ下端部（スリーブバルブ）
４１ｂ 流量調整溝（切り欠き部）
４１ｃ、８１ｃ スリーブバルブ突出部（スリーブバルブ）
５０ ハンドル
５１ エアバルブ
５２ 蓄圧室
５３ 排気通路
５４ 排気口
６０ マガジン
６１ ねじ送り部
７０、９０ 溝
７１、７２ バネ
９１ バネ係止部
１００ ねじ打機（空気圧工具）
２４１ シャフト（副ピストン）
２４２ ドライバビット装着部（副ピストン）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】