JPH0223830Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は昇圧器の効率改善装置、特に外部から
供給された１次圧エアをピストンによつて圧縮し
て昇圧する昇圧器に、上記１次圧エアのエア圧が
充分に元圧近くに達するまで圧縮ピストンの復帰
を遅延させる停止部材を設けた昇圧器の効率改善
装置に関する。

（従来技術） 空気圧式釘打機は、エア・コンプレツサ等の高
圧エア供給手段から供給された高圧エアによつて
釘打込み用の打撃ピストンを駆動するものである
が、コンクリートのように硬質の部材に釘を打込
む場合には、より大きあ打撃力が必要なため、駆
動エアもより高圧のものが要求される。このた
め、最近、空気圧式釘打機に昇圧器を内蔵させた
ものが提案されている。この空気圧式釘打機に内
蔵される昇圧器は、受圧有効面積の大きい駆動ピ
ストンと小さい昇圧ピストンとを一体に結合し、
これらをそれぞれ昇圧シリンダと駆動シリンダ内
に摺動自在に収容し、受圧有効面積の大きな駆動
ピストンに作用する供給エアによつて上記両ピス
トンを駆動し、昇圧シリンダ内にエア・コンプレ
ツサ等の１次圧エア源から導入された１次圧供給
エアを圧縮して昇圧するものである。昇圧した２
次圧エアは、高圧エア貯留室に移され、所要に応
じて釘打ち用の打撃ピストンを駆動する。

しかしながら、上記昇圧器において、駆動シリ
ンダ内に１次圧を導入して圧縮ピストンを圧縮行
程に移行する際に受圧有効面積の小さい昇圧用ピ
ストン側シリンダ内に導入されているエア圧が１
次圧よりも低いときは、ピストンの圧縮行程によ
り得られる高圧エアの量は少ないから所定の容量
の貯留室内に所定の圧力の高圧エアを貯留するた
めには多くの往墳動行程を必要とし、その結果駆
動用１次圧エアの消費量が嵩み経済上好ましくな
いばかりでなく、時間も多く必要であるため釘打
作業の連続作業性をも阻害するものである。

（考案の技術的課題） 本考案は上記欠点を解決し、特に圧縮ピストン
の小受圧有効面積部に作用する１次圧エアが充分
に供給されるまで、上記圧縮ピストンが圧縮行程
に移らないように該ピストンの戻りを遅延させる
ことのできる昇圧器の効率改善装置を提案するこ
とをその技術的課題とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するため、本考案に係る昇圧器
の効率改善装置は、昇圧シリンダ中に摺動自在に
収容された小さい受圧有効面積の昇圧ピストン
と、駆動シリンダ中に摺動自在に収容されるとと
も前記昇圧ピストンに一体的に結合された大きい
受圧有効面積の駆動ピストンと、前記両ピストン
の上下の各死点近傍で前記両ピストンに連動して
前記駆動シリンダ内を１次圧エア源と大気とに選
択接続する切換えバルブを有し、前記昇圧シリン
ダ内に供給されている１次圧エアをこれより高い
圧力に昇圧せしめる昇圧器において、前記昇圧ピ
ストンと駆動ピストンの戻り行程時に前記ピスト
ンに当接してこれを受け止める停止部材をピスト
ンの下死点方向に付勢力を付与して設け、この停
止部材の上記付勢力を１次圧エアが前記昇圧ピス
トンに作用する戻し力よりも僅かに小さく設定し
てなることを特徴とする。

（考案の作用、効果） 上述のように、本考案によれば、昇圧ピストン
と駆動ピストンの上下死点の近傍で切換えバルブ
が切換え作動し、これにより駆動ピストンに対す
るエア圧力が逆向きに作用して上記両ピストンが
往復動するが、その戻り行程時に昇圧シリンダ内
に供給された１次圧エアは圧縮行程時に昇圧ピス
トンによつて圧縮されて昇圧する。これを繰返す
ことにより１次圧エアをこれよりも高い圧力に昇
圧することができる。

ところで、上記戻り行程時に前記両ピストンは
停止部材に当接して下死点方向に制動力を受ける
ことになるから、その戻りが停止される。その後
昇圧シリンダ内に十分に１次圧エアが供給されて
上記制動力よりも昇圧ピストンに作用する戻し力
が大きくなつて上死点に達することができる。昇
圧シリンダ内には十分多くの１次圧エアが供給さ
れているから、その後の圧縮行程において効率的
な昇圧が行なわれる。したがつて実用上の効果は
非常に大である。

（実施例） 以下、図面によつて本考案の実施態様につき詳
しく説明する。

図において、符号１は昇圧器を内蔵した空気圧
式釘打機を示す。この空気圧式釘打機１は、エ
ア・コンプレツサ等のエア源（図示せず）からの
エアをエア導入口１１から導入し、この１次圧エ
アを停止部材を備えた昇圧器Ａによつて昇圧し、
得られた高圧の２次圧エアを高圧エア貯留室に貯
留しておき、所要に応じて打撃力の打撃ピストン
３８に作用させて該ピストンを駆動するものであ
る。

上記昇圧器Ａは、内径の異なる駆動シリンダ２
ａと昇圧シリンダ２ｂを一体に形成してなるシリ
ンダ２と、上記各シリンダ２ａ，２ｂにそれぞれ
摺動自在に収容された駆動ピストン３ａと昇圧ピ
ストン３ｂとを一体に結合してなる圧縮ピストン
３と、上記駆動シリンダ２ａの上方に形成された
タイミング・バルブ室５と切換えバルブ室６にそ
れぞれ摺動自在に収容されたタイミング・バルブ
７と切換えバルブ８とを備えるものである。

タイミング・バルブ室５と切換えバルブ室６と
は上部の送排ポート１６及び下部の供給ポート１
７を介して互いに連通している。さらに、上部に
おいてタイミング・バルブ室５は１次圧エア導入
部１８に連通し、下部において切換えバルブ室６
は給排ポート１９を介して駆動シリンダ２ａに連
通している。

タイミング・バルブ室５には上記両ピストン３
ａ，３ｂと一体に設けられたピストン・ロツド１
３が突出し、該ロツド１３の中央軸心方向には、
エア流入孔１４が貫通形成されている。このエア
流入孔１４は、ピストン・ロツド１３先端に開口
１４ａするとともに、上部において側方に分岐し
て開口１４ｂする。したがつて、上記１次圧エア
導入部１８から導入されたエアの一部は、上記側
孔１４ｂから上記タイミング・バルブ室５及び切
換えバルブ室６を給排ポート１９を通つて駆動シ
リンダ２ａ内の駆動ピストン３ａの後背部に供給
され、上記エア流入孔１４の先端開口部１４ａか
ら昇圧ピストン３ｂの昇圧シリンダ２ｂに１次圧
エアが供給される。

タイミング・バルブ７は、ピストン・ロツド１
３の上端部の外周に配置され、上部外側周面にシ
ール突部２２を備えるとともに内側に係合突部２
３を設け、圧縮ピストン３の往復動時、その上下
死点付近で、上記係合突部２３がピストン・ロツ
ドの突部２４，２４ａに係合したときに作動し、
送排ポート１６を横断して切換えバルブ上室６ａ
をタイミング・バルブ室５又は通気ポート２５に
通じさせる。

切換えバルブ室６は、排気ポート２０、排気口
２１を通じて大気に連通している。

切換えバルブ８は、上部において切換えバルブ
室６内壁面にシール状に嵌合し、下部において切
換えバルブ室６の内側壁面及び外側壁面に接触、
離間する。

次に、上記昇圧器Ａの上方に形成されたシリン
ダ９に停止部材としてストツパ・ピストン１０が
上下動自在に収容されている。上記シリンダ９は
１次圧エア導入部１８の内周壁にストツパ・ガイ
ド２７を配設することによつて形成され、ストツ
パ・ピストン１０は、シリンダ９内に嵌合される
ピストン部１０ａとシリンダ９から下向きに突出
するストツパ部１０ｂとから構成され、該ストツ
パ部１０ｂは、昇圧器Ａのピストン３の同軸延長
上に下向きに配置され、ピストン３が上死点に達
する手前でピストン・ロツド１３の先端に当るよ
うに設定されている。ストツパ・ピストン１０の
中心部には貫通孔２８が形成され、１次圧エアは
この貫通孔２８を通じて１次圧エア導入部１８か
らシリンダ９内に送排される。

次に、上記構成の昇圧器Ａの作動について説明
する。

ピストン３が第１図ａのように下死点にあると
きは、駆動シリンダ２ａには１次圧エアが充満し
ているが、圧縮行程において上記両ピストン２
ａ，２ｂが下降する際、ピストン・ロツド１３の
上部突部２４ａは、下死点付近でタイミング・バ
ルブ７の係合部２３に係合して該バルブ７を下降
させる。このとき、タイミング・バルブ７は、送
排ポート１６を通過して切換えバルブ室上室６ａ
と通気ポート２５とを連通し、該上室６ａ内のエ
アは通気ポート２５を通つて排気され、上室６ａ
の内圧は減圧する。これに対応して、切換えバル
ブ８の下方に作用する駆動シリンダ２ａのエア圧
により、切換えバルブ８は押し上げられる。

切換えバルブ８が上昇すると、シリンダ２への
供給路ａが遮断するのに対し、駆動ピストン３ａ
内エアの排気路ｂが開かれるので、上記駆動ピス
トン３ａに作用する１次圧は解除される。このた
め１次側の１次圧はピストン・ロツド１３の先端
部に作用するにすぎない。一方、昇圧シリンダ２
ｂ内には、ピストン・ロツド１３のエア流入孔１
４の先端開口部１４ａから１次圧エアが流入して
昇圧ピストン３ｂの先端部に作用している。両先
端部の受圧有効面積は、昇圧ピストン３ｂの方が
大きいので、この面積差によりピストン３は復帰
しはじめ、戻り行程が行なわれる。

この間、ストツパ・ピストン１０はシリンダ９
内に導入されている１次圧エアの作用により下死
点方向に付勢されている。ピストン３の上昇途中
においてピストン・ロツド１３の上端部はストツ
パ・ピストン１０に当たり、その抵抗によつてピ
ストン３の上昇は制動され、一時的に停止される
（第１図ｂ参照）。

ピストン３が抵抗なく上昇する場合は、その上
昇に従つて昇圧シリンダ２ｂ内の１次圧エアは増
大き、しかもピストン・ロツド１３のエア流入孔
１４は、逆止弁３０のため狭くなつているから、
大量のエアを供給することはどきない。このよう
に、昇圧シリンダ２ｂ内に１次圧エアの容量が漸
次増大してゆくのに対し、エアの供給はそれに対
応できないので、上記昇圧シリンダ２ｂ内の１次
圧のエア圧が所定の元圧に達するまでの時間は、
ピストン３の上死点到達時よりも遅れる。しか
し、上記のように、ピストン３はストツパ・ピス
トン１０に当たつてその復帰を停止させられるの
で、停止中に上記昇圧シリンダ２ｂの内圧は増圧
し、充分に１次圧エアの元圧近くまで達すること
ができる。

昇圧シリンダ２ｂの内圧が１次圧エアの元圧に
近くなると、昇圧シリンダ２ｂの１次圧が昇圧ピ
ストン３ｂに作用する戻り力がストツパ・ピスト
ンの付勢力よりも大きくなることによりピストン
３はストツパ・ピストン１０の押み下げ力に孔し
て再び上昇を続け、上死点に到達する。

ピストン３の再上昇時にピストン・ロツド１３
下部突部２４はタイミング・バルブ７の係合突部
２３に係合し、該バルブ７を上昇させる。タイミ
ング・バルブ７は、上昇するときに送排ポート１
６を通過し、これによつて切換えバルブ室上室６
ａと通気ポート２５との連絡は断たれ、同時に１
次圧エアが上記上室６ａ内に入つてくるので、切
換えバルブ８の上下端部の受圧有効面積差（上端
部の方が下端部よりも大きい）により、切換えバ
ルブ８の押し下げ力が勝り、該バルブ８は下降す
る。切換えバルブが下がると、エアの供給路ａが
開く一方、排気路ｂが遮断し、エアの送排の切換
えが行なわれる（第１図ｃ参照）。

駆動シリンダ２ａ内に１次圧エアが流入する
と、駆動ピストン３ａの後背部と昇圧ピストン３
ｂの前方部にエア圧が作用するが、その受圧有効
面積差により、有効面積の大きい駆動ピストン３
ａに作用す圧力の方が勝つてピストン３は、押し
下げられ、再び第１図に示した位置に戻る。この
とき、昇圧シリンダ２ｂ内のエアは圧縮されて昇
圧する。ピストン・ロツド１３のエア流入孔１４
の先端開口部１４ａには逆止弁３０が配設され、
圧縮された高圧の２次圧エアは上記エア流入孔１
４を逆流すことができないので、昇圧シリンダ２
ｂの下部に開口している２次圧エア導出部１２か
ら高圧エア貯留室Ｂに送出される。

上記ピストン３下降時に、下死点付近でその突
部２４ａはタイミング・バルブ７の突部２３に係
合するので、該バルブ７は下降し、下死点に達し
たときに、再び第１図に示したように切換えバル
ブ８による１時圧エアの送排の切換えが促され
る。

上記構成の昇圧器から高圧エア貯留室Ｂに供給
された高圧の２次圧エアは、所要に応じて釘打ち
用の駆動エアとして用いられる。次に、これを簡
単に説明する。

まず、駆動前においてはヘツド・バルブ上室３
５ａは起動バルブ機構３３を介して高圧エア貯留
室Ｂ内の高圧エアが導入されており、この高圧エ
ア圧力の作用によつてヘツド・バルブ３４を図面
上で下方向に偏倚させる。また、該ヘツド・バル
ブ３４の下端面の一部は前記高圧エア貯留室Ｂ内
に露出されており貯留室の高圧エアの作用により
上方向へ偏倚力を生じているが、ヘツド・バルブ
の各々の高圧エアの作用する有効面積の差により
下方位置に静止されている。ヘツド・バルブがこ
の位置にあるときは、シリンダ３７は大気に開放
されると共に前記高圧エア貯留室Ｂに連絡されて
いる駆動エア供給口３５が遮断されている。又、
ピストン３８は上死点位置にありこれに連設され
たドライバ３９は上方位置に退避している。

次に、釘３６を本体下方部分にある射出口内に
装填した後、射出口を被打込材表面にコンパクト
させ、更にトリガー３２を引くと前記起動バルブ
機構３３が作動され、これによつてヘツド・バル
ブ上室３５ａへの高圧エアの供給を遮断すると同
時に該室を大気に開放する。このことによつてヘ
ツド・バルブは、その上面に作用していた下方に
向けての偏倚力が無くなるため下面に作用する貯
留室内の高圧エアの作用によつて上動され、この
ヘツド・バルブ３４の上動により、シリンダ３７
と高圧エア貯留室Ｂ間に形成されている駆動エア
供給口３５が開口されると同時にシリンダ３７は
大気と遮断される。該供給口３５から貯留室Ｂ内
の高圧エアが瞬時に且つ大量にシリンダ３７内に
供給され、この高圧エアによつて打込みピストン
３８が駆動し、該ピストンに設けられたドライバ
３９により釘３６が射出口内より打出されて被打
込み材に打込まれる。

上記ピストン３８が下降する際にシリンダ３７
内のピストン３８の下面側にある大気はピストン
３８の下降とともに排除され、ピストン吹戻し用
エア貯め４０内に貯留される。更にピストン３８
が下死点に達した後にはシリンダ３７の壁に形成
された小径の孔を介してピストン３８の上面側の
高圧エアが直接ピストン吹戻し用エア貯め４０内
に導入されて貯留される。

釘３６の打込みを終えた後、トリガー３２を離
すことによつて上記起動バルブ機構３３を介して
ヘツド９バルブ上室３５ａ内へ高圧エア貯留室Ｂ
内の高圧エアが再び導入され、この高圧エアがヘ
ツド・バルブ上端面作用する偏倚力によつてヘツ
ド・バルブ３４は下降し、駆動エア供給口３５を
塞ぐとともにシリンダ３７を大気に開放する。ピ
ストン３８は前記ピストン吹戻し用エア貯め４０
内のエア圧力をその下面に受けることにより上死
点位置に復帰し次の打込みが準備される。なお、
打込み作業による高圧エアの消費に基づく貯留室
内圧力の低下により前述の昇圧器Ａは自動的に始
動し、貯留室Ｂ内圧力を所期圧力に維持する。

以上述べたように、ピストン３の復帰行程時に
おいて、タイミング・バルブと切換えバルブ８に
よる切換え動作が行なわれる前にピストン３にス
トツパ・ピストン１０が当たつてその上昇は抑え
られて遅延し、その間にシリンダ９小径部２ｂ内
に流入した１次圧エアは、充分に供給元圧近くま
で供給されるので、各圧縮行程で昇圧される２次
圧のエアの量は最大となり貯留室Ｂ内に所定の２
次圧を貯留するに要する回数を少なくすることが
できる。

なお、ストツパ・ピストン１０は、タイミン
グ・バルブ７と切換えバルブ８が切換え動作を起
す前にピストン３に当たることが必要であるの
で、上記例でいえば、ピストン３のピストン・ロ
ツド１３がタイミング・バルブ７に係合する前に
該ロツド１３に当たる必要がある。しかし、あま
り手前で当たると、ピストン３の往復動が緩慢に
なり、昇圧が大量且つ迅速な釘打ちに対応できな
いことになるので、ストツパ・ピストン１０は上
記係合時、又はその直前に当たるように、この当
接位置を設定すればよい。

また、ストツパ・ピストン１０のピストン部１
０ａとストツパ部１０ｂとの径比は、ピストンの
小径部３ｂとピストン・ロツド１３との径比によ
つて決定すればよい。すなわち、ピストン３の復
帰行程時には、ピストン駆動ピストン３ａに１次
圧が作用していないと考えてよいから、１次圧
は、ピストン３の小径部３ｂ端とピストン・ロツ
ド１３上端に作用し、上記ピストン３は、これら
両端部に作用する１次圧エアが等圧であるとき、
つまり昇圧シリンダ２ｂに流入した１次圧エアの
エア圧が供給元圧（最大圧）になるときは、上記
受圧端部受圧有効面積比（径比）によつて決まる
圧力差により上昇する。これに対し、ストツパ・
ピストン１０には、常にピストン部端１０ａ及び
ストツパ部１０ｂ端に１次圧（供給元圧）が作用
するので、これら両端部の有効面積（径比）によ
つて決まる圧力差により下向き付勢力が作用して
いる。したがつて、エア圧が作用する小面積部に
対する大面積部の面積比を、ピストン３の方がス
トツパ・ピストン１０よりもわずかに大きくなる
ように設定すればよい。このように設定すること
により、ストツパ・ピストン１０に当たつて停止
したピストン３は、昇圧シリンダ２ｂに１次圧エ
アが充分に供給されて、元圧近くになるまで上昇
することができないので、次の圧縮行程で有効な
昇圧を得ることができる。

ピストン３の停止部材は、上記のようなストツ
パ・ピストンに限定されない。第２図は、ピスト
ン３の上方にコイルバネ４１に支持されたストツ
パ部材４２を取付けた例で、上記ピストン３の復
帰行程時に上記ストツパ部材４２が当り、バネ圧
によつてその上昇を遅延させられる。バネの代り
にゴム等の弾性体を用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｃは本考案に係る昇圧器の効率改善
装置を備える空気圧式釘打機の縦断面図及びその
動作状態を示す一部拡大断面図であり、第２図は
昇圧器の効率改善装置の他の例を示す断面図であ
る。 符号、Ａ……昇圧器、Ｂ……高圧エア貯留室、
Ｃ……打撃部、１……空気圧式釘打機、２，９，
３７……シリンダ、３……ピストン、５……タイ
ミング・バルブ室、６……切換えバルブ室、７…
…タイミング・バルブ、８……切換えバルブ、１
０……ストツパ・ピストン（停止部材）、１０ａ
……ピストン部、１０ｂ……ストツパ部、１３…
…ピストン・ロツド、２８……貫通孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 昇圧シリンダ中に摺動自在に収容された小さい
   受圧有効面積の昇圧ピストンと、駆動シリンダ中
   に摺動自在に収容されるととも前記昇圧ピストン
   に一体的に結合された大きい受圧有効面積の駆動
   ピストンと、前記両ピストンの上下の各死点近傍
   で前記両ピストンに連動して前記駆動シリンダ内
   を１次圧エア源と大気とに選択接続する切換えバ
   ルブを有し、前記昇圧シリンダ内に供給されてい
   る１次圧エアをこれより高い圧力に昇圧せしめる
   昇圧器において、 前記昇圧ピストンと駆動ピストンの戻り行程時
   に前記ピストンに当接してこれを受け止める停止
   部材をピストンの下死点方向に付勢力を付与して
   設け、この停止部材の上記付勢力を１次圧エアが
   前記昇圧ピストンに作用する戻し力よりも僅かに
   小さく設定してなることを特徴とする昇圧器の効
   率改善装置。