JP2005088170A - 圧縮空気ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

【課題】 戻し空気室に圧縮空気を確実に蓄えるようにしてピストンの戻り不良をなくすと共に戻し空気室内の圧縮空気がねじ締め時にピストン前方に流入してピストンの推力を小さくするのを防止する。
【解決手段】 ピストンを、主ピストン２１及び副ピストンにより構成し、主ピストン２１のシール部４５が圧縮空気流出穴２３を通過した時から戻し空気室２０に圧縮空気を供給し、主ピストン２１がピストンバンパ３１に当接した後はこの当接により戻し空気室２０内の圧縮空気が副ピストンに加わらないようにしてピストンの推力が小さくならないようにした。
【選択図】 図２

Description

本発明はピストンによる推進力とモータによる回転によりねじを被締結材にねじ込む圧縮空気ねじ締め機に関するものである。

エアモータ及びピストンにより回転及び軸方向の運動を与えられるドライバビットによってねじをねじ込み、戻し空気室に蓄えた圧縮空気によりピストン及びドライバビットを初期状態に戻す機構を有する圧縮空気ねじ締め機は、例えば特許文献1等で周知の構成である。これは、ピストンが下死点付近に到達し始めてから戻し空気室に圧縮空気を蓄え、ピストンがピストンバンパに当接するねじ締め完了後、ピストン下部に戻し空気室の圧縮空気を供給してピストン及びドライバビットを初期状態に戻す。

特開平１１−２３５６２８号公報

上記した周知構成の圧縮空気ねじ締め機では、ねじ締め完了直前のピストンが下死点に到達した時点から戻し空気室に空気を蓄え始めるので、ねじ締め終了後、戻し空気室に圧縮空気が所定量溜まる前に操作弁を戻したり、カムアウト等でねじ締めが不完全でピストンが下死点まで到達していない場合、ピストン及びドライバビットが戻りきらないという不具合が発生する。また、ピストンの戻りを良くするためにピストンが下死点に到達するよりも前に戻し空気室に圧縮空気を供給し始めると、戻し空気室の圧縮空気がピストンの下部に流入するため、ピストン下降の抵抗となりピストンの推力が小さくなりカムアウトが発生しやすくなる等の問題があった。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の圧縮空気ねじ締め機は、シリンダ内を摺動する如く設けられ、ねじ締め方向中間位置に内外を連通する第１連通穴及びねじ締め方向先端外周にシール部を有する円筒状の主ピストンと、主ピストン内を摺動する如く設けられ、ねじ締め方向中間位置に内外を連通する第２連通穴、ねじ締め方向前方にシール部及びシール部のねじ締め方向前方にドライバビット装着部を有する副ピストンによりピストンを構成し、主ピストンのシール部が圧縮空気流出穴を通過した時から、副ピストン及び主ピストンを通った圧縮空気を前記圧縮空気流出穴を介して前記戻し空気室に供給し始めることを特徴としている。

かかる構成の圧縮空気ねじ締め機によれば、主ピストンの先端シール部が圧縮空気流出穴を通過すると、戻し空気室に圧縮空気が蓄えられるので、ピストン及びドライバビットは確実に初期位置に戻れるようになる。

請求項２記載の圧縮空気ねじ締め機は、請求項１記載の特徴に加えて、主ピストンがピストンバンパに当接する下死点到達時に副ピストンのねじ締め方向前面と圧縮空気流入穴間の連通を遮断することを特徴としている。

請求項３記載の圧縮空気ねじ締め機は、請求項１記載の特徴に加えて、主ピストンと当接するピストンバンパの当接面の径を主ピストンの径より僅かに小さくすると共に圧縮空気流入穴の位置を主ピストンとピストンバンパの当接面近傍とすることを特徴としている。

請求項４記載の圧縮空気ねじ締め機は、請求項１記載の特徴に加えて、主ピストンの下死点到達時、主ピストンの第１連通穴がシリンダの圧縮空気流出穴よりねじ締め方向後方に位置するようにしたことを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、主ピストンが下死点に到達する前から戻し空気室に圧縮空気を蓄えるようにしたので、ねじ締め終了後直ぐに操作弁を戻したり、ねじ締め途中でカムアウト等が発生し、ねじ締めが不完全でドライバビットが下死点まで到達していない場合でも、ピストン及びドライバビットは確実に初期位置に戻ることが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、主ピストンの下死点到達後は主ピストンとピストンバンパの当接により戻し空気室内の圧縮空気が副ピストン下部に流入しなくなるので、ねじ締め中に戻し空気室に圧縮空気を蓄えてもカムアウトの発生を防止することが可能となる。

請求項３記載の発明によれば、主ピストンの外径がピストンバンパの当接凸部より僅かに大きく形成され、戻り空気室内の圧縮空気が加わる主ピストンの面積を小さくしたので、主ピストンの下死点到達後のねじ締め時に戻り空気室の圧縮空気の圧力が大きくなったとしても、主ピストンが押上げられることがなく、主ピストンは下死点にとどまる。このためこれ以降のねじ締めに支障をきたすことがない。

請求項４記載の発明によれば、主ピストンの下死点到達後も戻し空気室には圧縮空気が確実に供給されるので、ピストン及びドライバビットを初期位置に確実に戻すことが可能となる。

ピストン及びドライバビットを初期位置に確実に戻すという目的を、ピストンを主ピストン及び副ピストンにより構成すると共に主ピストン及び副ピストンの構成を工夫することにより実現した。

本体１の外枠を形成するボディ５内には圧縮空気取入口３５に連通した蓄圧室４、トリガレバー３３により開閉される操作弁３０、操作弁３０により開閉される主弁２８が設けられ、上方にあるエアモータ２、遊星歯車装置３を介して回転される有底円筒状の回転体６が回転可能に支持されている。回転体６の内壁には軸方向に延びた一対の凹部１０が設けられている。凹部１０に嵌挿する一対の凸部８を上方に有する回転スライド部材７が軸方向に移動可能な如く回転体６内に設けられている。回転スライド部材７にはエア遮断面１４が設けられている。上端が回転スライド部材７に固着されたシャフト部材９の上端部と中央付近には後述するピストン部１３に圧縮空気を供給するための空気供給穴３８及び小径穴３７が設けられている。シャフト部材９の下端部には、ドライバビット１１を装着するドライバビット装着部４０、その上方外周部にピストン部１３、その下方に後述する主ピストン２１の中空部２２の下部の内径より小さい径の鍔部２５が設けられている。空気供給穴３８は回転スライド部材７上面に設けられた穴を介して回転体6内と連通している。小径穴３７はシャフト部材9外側と空気供給穴３８を連通するもので、本発明第２連通穴を構成する。またシャフト部材９は本発明副ピストンを構成する。

主ピストン２１は、回転スライド部材７の下方でシャフト部材９を内包し、シリンダ１２内に摺動可能に設けられている。主ピストン２１の中空部２２は上部がシャフト部材９の外径より大きく且つピストン部１３の外径より小さく、下部はピストン部１３が摺動可能な如く上部より大径に形成される。主ピストン２１の外周下端部と中央付近にはＯリング４５、４６が設けられており、Ｏリング４５、４６の間にはピストン部１３より上方の位置にピストン穴３９が設けられている。ピストン穴３９は主ピストン２１の内外を連通させるためのもので、本発明第１連通穴を構成する。

シリンダ１２の上部には、回転スライド部材７が所定距離降下した時に回転スライド部材７のエア遮断面１４と当接するプレート部１５が設けられ、プレート部１５の下方には通気孔１６が設けられている。通気孔１６は図示しないエア通路を介してエアモータ２の図示しない入気口に連通する。

ボディ５の下方とシリンダ１２の外周の間には、空気釘打機等において周知構成の戻し空気室２０が形成されており、シリンダ１２下方には戻し空気室２０に圧縮空気を供給する圧縮空気流出穴２３が設けられている。その外周には逆止弁の働きをするゴムリング４７が装着されており、戻し空気室２０内の圧縮空気がシリンダ１２内へ流入するのを防止している。その下方には戻し空気室２０とシリンダ１２内を繋ぐ圧縮空気流入穴２４が複数個設けられている。シリンダ１２の下方には主ピストン２１及びシャフト部材９が下死点に到達した時に主ピストン２１の底面及びシャフト部材９の鍔部２５が衝突するピストンバンパ３１が設けられている。

ボディ５の下方には、ねじ１８、ドライバビット１１が通過する穴を有し、釘打機において周知構成のノーズ部３６が設けられ、また図示しない連結バンドにより連結され、マガジン１７内に装填され連結されたねじ１８の先頭をノーズ部３６に自動供給するねじ送り部１９がノーズ部３６近傍に設けられている。ねじ送り部１９の下方には操作弁３０と連接したプッシュレバー２６が設けられている。

以上のように構成された本発明ねじ締め機の動作について以下説明する。
本発明の圧縮空気ねじ締め機は、図1の状態から操作弁３０とプッシュレバー２６を共に操作して駆動を開始するものであるが、プッシュレバー２６を図示しない被締結材に押し当てた後操作弁３０を引いても、または操作弁３０を引きながらプッシュレバー２６を被締結材に押し当ててもねじ締めが可能である。

圧縮空気取入口３５を図示しないコンプレッサに接続すると圧縮空気は蓄圧室４、操作弁３０に流入する。プッシュレバー２６を被締結材に押し当てて操作弁３０を作動させると主弁２８が開き、圧縮空気は図示しないエア通路を介して回転体６内に流入し、主ピストン２１の上面に空気圧が加わる。また、シャフト部材９のピストン部１３の上面にも、空気供給穴３８及び小径穴３７を通過した圧縮空気及びピストン穴３９を通過した圧縮空気の空気圧が加わり、主ピストン２１、シャフト部材９は下方に押し下げられる。ピストン部１３すなわちシャフト部材９がねじ１８を連結バンドから外す抵抗により下降速度が減速されると、主ピストン２１はねじ１８先端が被締結材に打ち込まれる前にピストン部１３に追い付き、主ピストン２１とシャフト部材９は一体となって下降し、ドライバビット１１によりねじ１８を被締結材に打ち込む。なお、主ピストン２１のＯリング４６がシリンダ１２内を摺動するようになると、ピストン穴３９を通過してシャフト部材９のピストン部１３の上面に加わる圧縮空気はなくなる。

主ピストン２１が下死点に到達する直前、Ｏリング４５が圧縮空気流出穴２３を通過すると、空気供給穴３８、小径穴３７、ピストン穴３９を経由して圧縮空気流出穴２３より戻し空気室２０に圧縮空気が供給され始める。一方、回転内６内に供給された圧縮空気は通気口１６を介してエアモータ２に供給されてエアモータ２は回転する。エアモータ２の回転は遊星歯車装置３を介して回転体６及び回転スライド部材７に伝達されるので、図２に示すように主ピストン２１が下死点に到達後は、ピストン部１３すなわちシャフト部材９だけの推力によりドライバビット１１は下降し、ねじ１８を被締結材にねじ込む。この時、主ピストン２１の底面とピストンバンパ３１の当接により、戻し空気室２０の空気がピストン部１３下部に流入しないよう遮断されているので、ピストン部１３の推力が低下しカムアウトが発生するのを防止している。ねじ１８が所定の深さまで締められると、図３に示すように、回転スライド部材７のエア遮断面１４はプレート部１５に突き当たり下降を停止すると共に通気口１６が閉じエアモータ２が停止してねじ締めが完了する。

操作弁３０を戻すと回転体６内の圧縮空気が大気中に排気され、戻し空気室２０内の圧縮空気は圧縮空気流入穴２４を通りピストンバンパ３１の当接凸部５０に比べ若干大きな径を有する主ピストン２１（図４参照）を下部より押し上げ、主ピストン２１は初期位置に戻る。同時に、主ピストン２１が移動したことで主ピストン２１とピストンバンパ３１による空気の遮断がなくなりピストン部１３の下部にも戻し空気室２０内の圧縮空気が流入し、ピストン部１３、ドライバビット１１も初期位置に戻る。同時にねじ送り部１９により次のねじ１８がドライバビット１１軸上に送られて初期状態に戻る。

主ピストン２１が下死点付近に到達した時点で戻し空気室２０に圧縮空気を供給し始め、ピストン部１３でねじ締めをしている間も戻し空気室２０に圧縮空気を蓄え、且つその間主ピストン２１とピストンバンパ３１の当接により戻し空気室２０の圧縮空気がピストン部１３下部に流入しないので、ねじ締め終了後すぐに操作弁３０を戻したり、ねじ締め途中でカムアウト等が発生し、ねじ締めが不完全でピストン部１３が下死点まで到達していない場合でも、上記したように主ピストン２１の下部より押上げるので、ピストン部１３及びドライバビット１１は確実に初期位置に戻り、カムアウトの発生も防止することが出来る。

本発明ねじ締め機の一実施形態で初期状態を示す一部断面側面図。 図１から打ち込みが進んだ状態を示す一部断面側面図。 打ち込み終了状態を示す一部断面側面図。 図３のピストンバンパ部を拡大して示す断面側面図。

符号の説明

１は本体、７は回転スライド部材、９はシャフト部材、１１はドライバビット、１２はシリンダ、１３はピストン部、２０は戻し空気室、２１は主ピストン、２３は圧縮空気流出穴、２４は圧縮空気流入穴、３１はピストンバンパである。

Claims (4)

1. 本体に設けられ、ねじ締め方向前方に圧縮空気流出穴及び圧縮空気流出穴の前方に圧縮空気流入孔を有するシリンダと、シリンダ内を摺動するピストンと、エアモータにより回転されると共にピストン下部に装着されて、ピストンにより軸方向の運動を与えられるドライバビットと、シリンダ下方に設けられ、ねじ締め終了後にピストンが当接するピストンバンパと、シリンダの外周に設けられ、ピストン及びドライバビットを初期位置に戻すための圧縮空気を蓄える戻し空気室とを備えた圧縮空気ねじ締め機であって、
   前記ピストンを、シリンダ内を摺動する如く設けられ、ねじ締め方向中間位置に内外を連通する第１連通穴及びねじ締め方向先端外周にシール部を有する円筒状の主ピストンと、主ピストン内を摺動する如く設けられ、ねじ締め方向中間位置に内外を連通する第２連通穴、ねじ締め方向前方にシール部及びシール部のねじ締め方向前方にドライバビット装着部を有する副ピストンにより構成し、前記主ピストンのシール部が圧縮空気流出穴を通過した時から、副ピストン及び主ピストンを通った圧縮空気を前記圧縮空気流出穴を介して前記戻し空気室に供給し始めることを特徴とした圧縮空気ねじ締め機。
2. 前記主ピストンが前記ピストンバンパに当接する下死点到達時に、主ピストンとピストンバンパの当接により副ピストンのねじ締め方向前面と圧縮空気流入穴間の連通を遮断することを特徴とする請求項１記載の圧縮空気ねじ締め機。
3. 前記主ピストンと当接する前記ピストンバンパの当接面の径を、前記主ピストンの径より僅かに小さく設定すると共に前記圧縮空気流入穴の位置を主ピストンとピストンバンパの当接面近傍としたことを特徴とする請求項１記載の圧縮空気ねじ締め機。
4. 前記主ピストンが下死点に到達した時、主ピストンの第１連通穴がシリンダの圧縮空気流出穴よりねじ締め方向後方に位置するようにしたことを特徴とする請求項１記載の圧縮空気ねじ締め機。
   

Images