JP2005131764A

JP2005131764A - エアツール作動用バルブ

Info

Publication number: JP2005131764A
Application number: JP2003372422A
Authority: JP
Inventors: Akitatsu Kido; 晶樹城戸
Original assignee: YUTANI KK
Current assignee: YUTANI KK
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-26

Abstract

【課題】エアモータの３速制御を行えて、しかも構造が簡単で小型化できるエアツール作動用バルブを提供する。
【解決手段】第２可動弁座体２が第１可動弁座体１を摺動自在に収容し、ハウジング５が第２可動弁座体２を摺動自在に収容している。第１可動弁座体１と第２可動弁座体２との間にはボール弁体３を軸方向進退自在に配置し、第１可動弁座体１を第２可動弁座体２に向けてコイルバネ４で付勢している。第１可動弁座体１の弁座１ａにはボール弁体３で閉鎖不可能な第２貫通穴７を形成し、第２可動弁座体２の大径円筒部２ｂには溝８を形成し、ハウジング５の側部には第２貫通穴１４を形成している。第２可動弁座体２およびボール弁体３はプッシュロッド１６で押圧可能である。
【選択図】図２

Description

本発明はエアツール作動用バルブに関する。

ネジ、ドリルネジ、ボルト、ナット等の締め付け作業に用いるエアツールはエアモータを搭載している。このエアモータは、ボルトやナット等にカジリが生じないように、締付初期には低速回転した後、回転数を徐々に上げていく。このような動作を実現するには、エアモータへのエア供給量を調節するエアツール作動用バルブが必要である。

従来、エアツール作動用バルブとしては、特開２０００−２６３４７３号公報（特許文献１）に開示されたものがある。このエアツール作動用バルブは、締付初期には小量のエアをエアモータへ流して、エアモータを低速回転させた後、大量のエアをエアモータに流して、エアモータを高速回転させる。

しかしながら、このエアツール作動用バブルは、エアモータへのエア供給量を２段階にしか調節することができない。つまり、上記エアモータを低速・高速の２速でしか回転させることができないという問題がある。

また、上記エアツール作動用バブルの構成でエアモータの３速制御を実現しようとすると、バルブを追加することになるので、構造が複雑になって、エアツール作動用バブルが大型化してしまうという問題がある。
特開２０００−２６３４７３号公報

そこで、本発明の課題は、エアモータの３速制御を行えて、しかも構造が簡単で小型化できるエアツール作動用バルブを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明のエアツール作動用バブルは、
略カップ状の第１可動弁座体と、
上記第１可動弁座体を摺動自在に収容する略筒状の第２可動弁座体と、
上記第１可動弁座体の弁座と上記第２可動弁座体の弁座との間に軸方向に進退自在に配置されると共に、上記第１可動弁座体の内径よりも小径なボール弁体と、
上記第１可動弁座体を上記第２可動弁座体に向けて付勢する付勢手段と、
上記第２可動弁座体を摺動自在に収容すると共に、上記第２可動弁座体が軸方向に当接可能な段部を有するハウジングと、
上記第１可動弁座体に形成され、上記ボール弁体で閉鎖不可能な第１エア流路と、
上記第１可動弁座体と上記第２可動弁座体との間に形成されると共に、上記第１可動弁座体が上記第２可動弁座体に軸方向に当接しているときに閉鎖される第２エア流路と、
上記第２可動弁座体と上記ハウジングとの間に形成されると共に、上記第２可動弁座体が上記ハウジングの上記段部に軸方向に当接しているときに閉鎖される第３エア流路と、
上記ボール弁体および上記第２可動弁座体を軸方向に押圧可能なプッシュロッドと
を備えたことを特徴としている。

上記構成のエアツール作動用バブルを介してエアをエアモータに供給する場合、まず、プッシュロッドでボール弁体を軸方向に押して、第２可動弁座体の弁座からボール弁体を離間させて第１可動弁座体の弁座に当接させると、第１エア流路を通ったエアがエアモータに供給されて、エアモータが第１速度で回転する。

引き続いて、上記プッシュロッドでボール弁体を軸方向にさらに押して、ボール弁体を介して第１可動弁座体を押すと、第１可動弁座体が軸方向に摺動し、第１可動弁座体と第２可動弁座体とにおける軸方向の当接が解除されて、第２エア流路が開放される。これにより、上記第１エア流路を通ったエアに加えて、第２エア流路を通ったエアがエアモータに供給されて、エアモータが第１速度よりも速い第２速度で回転する。

引き続いて、上記プッシュロッドで第２可動弁座体を軸方向に押すと、第２可動弁座体が軸方向に摺動し、第２可動弁座体とハウジングの段部とにおける軸方向の当接が解除されて、第３エア流路が開放される。これにより、上記第１，第２エア流路を通ったエアに加えて、第３エア流路を通ったエアがエアモータに供給されて、エアモータが第２速度よりも速い第３速度で回転する。

このように、上記エアモータへのエア供給量を３段階に調節できるので、エアモータを異なる３つの速度で回転させることができる。つまり、上記エアモータの３速制御を行える。

また、上記エアツール作動用バルブでエアツールのエアモータの速度制御を行う場合、１つのエアツール作動用バルブだけでエアモータの３速制御を行えるから、エアモータの３速制御のために他のバルブを追加しなくてもよく、エアツールを小型化できる。

本発明のエアツール作動用バルブは第１〜第３エア流路を備えているので、例えばエアモータに供給する空気量を３段階に調節することができ、エアモータの３速制御を行える。

以下、本発明のエアツール作動用バルブを図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１に、本発明の一実施の形態のエアツール作動用バルブを適用したエアツールの概略側面図を示す。なお、図１では理解容易のためにエアツールの側壁の一部を除去している。

上記エアツールは、エアモータ１０１と、このエアモータ１０１に供給する空気の量を調節するエアツール作動用バルブ１０２とを搭載している。また、上記エアツールの把手１０３内にはエア流路１０４を形成していて、このエア流路１０４内のエアＡがエアツール作動用バルブ１０２を経由した後、エアモータ１０１に到達する。

上記エアツール作動用バブル１０２は、図２に示すように、略有底円筒状の第１可動弁座体１と、この第１可動弁座体１を摺動自在に収容する略円筒状の第２可動弁座体２と、第１可動弁座体１と第２可動弁座体２との間に軸方向進退自在に配置されたボール弁体３と、第１可動弁座体１を第２可動弁座体２に向けて付勢する付勢手段の一例としてのコイルバネ４と、第２可動弁座体２を摺動自在に収容するハウジング５とを備えている。

上記第１可動弁座体１の弁座１ａには、第１貫通穴６と、第１エア流路の一例としての第２貫通穴７とを形成している。上記第１貫通穴６は弁座１ａの略中央部に形成する一方、第２貫通穴７は弁座１ａの周縁部に形成している。また、上記弁座１ａのボール弁体３側の表面は略円錐状になっている。そして、上記第１可動弁座体１の内径はボール弁体３の直径より大きく設定されている。これにより、上記第１可動弁座体１はボール弁体３との間に隙間を有する。

上記第２可動弁座体２は、小径円筒部２ａと、この小径円筒部２ａに連なる大径円筒部２ｂとを有している。この大径円筒部２ｂの内周面には、第２エア流路の一例としての溝８を１８０°の位相間隔で２本形成している。この２本の溝８は、それぞれ、第２可動弁座体２の中心軸と平行に延びている。また、上記大径円筒部２ｂと小径円筒部２ａとを繋ぐ弁座２ｃには第１可動弁座体１の略環状の先端面９が密接している。つまり、上記第２可動弁座体２の段部２ｃには第１可動弁座体１が軸方向に当接している。そして、上記小径円筒部２ａの側部には、貫通穴１０を１８０°の位相間隔で２つ形成している。

上記ハウジング５の一部には第２可動弁座体２の弁座２ｃが密接している。より詳しくは、上記ハウジング５において径方向内側に突出した段部５ａに、第２可動弁座体２の弁座２ｃの外面が密接している。つまり、上記ハウジング５の段部５ａには第２可動弁座体２が軸方向に当接している。その段部５ａの近傍にはＯリング１２を配置している。また、上記ハウジング５の側部には、第１貫通穴１３を１つ、第３流路の一例としての第２貫通穴１４を２つ、第３貫通穴１５を１つ設けている。上記第１貫通穴１４はコイルバネ４の近傍に位置し、第２貫通穴１４はＯリング１２の近傍に位置している。また、上記２つの第２貫通穴１４の位相間隔は１８０°としている。

また、上記第２可動弁座体２の小径円筒部２ａはプッシュロッド１６の一方の端部を摺動自在に収容している。このプッシュロッド１６は略円筒状の支持部材１７で支持されている。より詳しくは、上記プッシュロッド１６を支持部材１７に摺動自在に嵌挿している。上記支持部材１７の第２可動弁座体２側の端部には、貫通穴１８を１８０°の位相間隔で２つ形成している。なお、上記プッシュロッド１６の他方の端部にはスロットルレバー１９を取り付けている。また、図２の１６ａはプッシュロッド１６の段部である。

上記構成のエアツールによれば、スロットルレバー１９を引いていないときは、第１貫通穴１３からハウジング５内にエアが流入している。このエアは、第１，第２貫通穴６，７から第１可動弁座体１内に入ってボール弁体３を第２可動弁座体２の弁座２ｃに押し付けている。つまり、上記エアツールが作動していないときは第２可動弁座体２の弁座２ｃが閉鎖されている。

上記スロットルレバー１９を引くと、スロットルレバー１９を引いた直後は、プッシュロッド１６がボール弁体３を押し、第２可動弁座体２の弁座２ｃからボール弁体３が離間する。つまり、上記第２可動弁座体２の弁座２ｃが開放される。そうすると、上記第１，第２貫通穴６，７を介したエアが、貫通穴１０、貫通穴１８および貫通穴１５を順次通過してエアモータ１０１に到達する。これにより、上記エアモータ１０１が２５００ｒｐｍで回転する。

その後、上記ボール弁体３は、２点鎖線で示す位置まで前進し、第１可動弁座体１の弁座１ａに当接して、図３に示すように、第１貫通穴６を閉鎖する。そうすると、上記第２貫通穴７から第１可動弁座体１内に入ったエアのみが矢印Ｒ１方向に沿って流れた後、貫通穴１０、貫通穴１８および貫通穴１５を順次通過してエアモータ１０１に到達する。これにより、上記エアモータ１０１が５００ｒｐｍで回転する。

引き続いて、上記スロットルレバー１９をさらに引くと、プッシュロッド１６がボール弁体３を介して第１可動弁座体１を押して、第２可動弁座体２に対して第１可動弁座体１が軸方向に摺動する。そうすると、図４に示すように、上記第２可動弁座体２の弁座２ｃから第１可動弁座体１の先端面９が離間して、２本の溝８から第２可動弁座体２内に流入したエアが矢印Ｒ２方向に流れた後、貫通穴１０、貫通穴１８および貫通穴１５を順次通過してエアモータ１０１に到達する。これにより、上記第２貫通穴７からのエアに加え、溝８からのエアがエアモータ１０１に供給されて、エアモータ１０１が２０００ｒｐｍで回転する。

引き続いて、上記スロットルレバー１９をよりさらに引くと、プッシュロッド１６の段部１６ａが第２可動弁座体２に当接し、プッシュロッド１６が第２可動弁座体２を押して、ハウジング５に対して第２可動弁座体２が軸方向に摺動する。このとき、上記第２可動弁座体２は、第１可動弁座体１との距離を保ちつつ軸方向に摺動する。そうすると、図５に示すように、上記ハウジング５の段部５ａから第２可動弁座体２の弁座２ｃが離間して、第２貫通穴１４からハウジング５内に流入したエアが矢印Ｒ３方向に流れた後、貫通穴１８および貫通穴１５を順次通過してエアモータ１０１に到達する。これにより、上記第２貫通穴７および溝８からのエアに加え、第２貫通穴１４からのエアがエアモータ１０１に供給されて、エアモータ１０１が８０００ｒｐｍで回転する。

このように、上記エアモータ１０１へのエア供給量を４段階に調節できるので、エアモータ１０１を４速で回転させることができる。つまり、上記エアモータ１０１の４速制御を行える。

また、上記エアツールにエアツール作動用バルブ１０２を１つ搭載するだけで、エアモータ１０１の４速制御を行えるから、バルブの数が最小限に抑えられ、エアツールを小型化できる。

また、上記エアツールで例えば木ねじを締め付ける場合、締付開始直後にエアモータ１０１が２５００ｒｐｍで回転するから、木ねじの食い付きが良好である。その後、上記エアモータ１０１へのエア供給量は一端減るが、エアモータ１０１はスムーズに回転する。

上記木ねじの食い付きを良好にするには、締付開始直後にエアモータ１０１を２０００ｒｐｍ以上で回転させるとよい。また、締付開始直後にエアモータ１０１を２０００ｒｐｍ以上で回転させれば、その後、１０００ｒｐｍ以下（例えば１００ｒｐｍ）の回転数であってもエアモータ１０１を回転させることができる。

ここで、「締付開始直後」とは、ボール弁体３が弁座１ａにも弁座２ｃにも当接していないときを意味する。

上記実施の形態では、溝８の本数は２本であったが、１本にしてもよいし、３本以上にしてもよい。また、上記溝８を複数本形成する場合、溝８の位相間隔も適宜設定すればよい。上記溝８と同様に、上記第２貫通穴１４の数および位相間隔についてもて適宜変更してもよい。

また、上記エアモータ１０１は４速で回転するようにしていたが、３速で回転するようにしてもよい。この場合は、上記溝８の本数または形状を変更するか、第１貫通穴６の形状を変更すればよい。

また、上記第１可動弁座体１を第２可動弁座体２に向けてコイルバネ４で付勢していたが、板バネで付勢してもよい。

また、上記第２可動弁座体２に溝８を形成していたが、第２可動弁座体２に第２エア流路の一例としの貫通穴を形成してもよいし、あるいは、第１可動弁座体１に第２エア流路の一例としての溝を形成してもよい。

また、上記ハウジング５に第２貫通穴１４を形成していたが、ハウジング５に第３エア流路の一例としての溝を形成してもよいし、あるいは、第２可動弁座体２に第３エア流路の一例としての溝を形成してもよい。

また、上記第１可動弁座体１は有底円筒状であったが有底多角筒状であってもよい。また、上記第２可動弁座体２は円筒状であったが多角筒状であってもよい。要するに、本発明において、第１可動弁座体は略カップであればよいし、第２可動弁座体は略筒状であればよい。

図１は、本発明の一実施の形態のエアツール作動用バルブを適用したエアツールの概略側面図である。図２は上記エアツール作動用バルブの概略構成図である。図３は上記エアツール作動用バルブの動作を説明するための図である。図４は上記エアツール作動用バルブの動作を説明するための図である。図５は上記エアツール作動用バルブの動作を説明するための図である。

符号の説明

１第１可動弁座体
１ａ，２ｃ弁座
２第２可動弁座体
３ボール弁体
４コイルバネ
５ハウジング
５ａ段部
６第１貫通穴
７，１４第２貫通穴
８溝
１６プッシュロッド
１０１エアモータ
１０２エアツール作動用バブル

Claims

略カップ状の第１可動弁座体と、
上記第１可動弁座体を摺動自在に収容する略筒状の第２可動弁座体と、
上記第１可動弁座体の弁座と上記第２可動弁座体の弁座との間に軸方向に進退自在に配置されると共に、上記第１可動弁座体の内径よりも小径なボール弁体と、
上記第１可動弁座体を上記第２可動弁座体に向けて付勢する付勢手段と、
上記第２可動弁座体を摺動自在に収容すると共に、上記第２可動弁座体が軸方向に当接可能な段部を有するハウジングと、
上記第１可動弁座体に形成され、上記ボール弁体で閉鎖不可能な第１エア流路と、
上記第１可動弁座体と上記第２可動弁座体との間に形成されると共に、上記第１可動弁座体が上記第２可動弁座体に軸方向に当接しているときに閉鎖される第２エア流路と、
上記第２可動弁座体と上記ハウジングとの間に形成されると共に、上記第２可動弁座体が上記ハウジングの上記段部に軸方向に当接しているときに閉鎖される第３エア流路と、
上記ボール弁体および上記第２可動弁座体を軸方向に押圧可能なプッシュロッドと
を備えたことを特徴とするエアツール作動用バルブ。