JP2002264032A - ネジ打ち機の自動停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】所定のねじ締めが完了した後に初めてエアモー
タを停止させる。 【解決手段】空気圧シリンダに形成した空気通路４１に
は、パイロット空気室２３ａを大気に対して開閉する排
気バルブ３５を作動させるバルブ室４７を形成し、バル
ブ室４７には空気通路４１内の圧縮空気を大気に排出す
る排気孔を形成し、この排気孔をコンタクトアーム１８
の上下動に連動して開閉作動させるとともに、空気通路
４１のバルブ室４７の上流側にはタイマーチャンバ５０
を形成し、ピストンが下死点近傍に達して圧縮空気が空
気通路４１からタイマーチャンバ５０を経てバルブ室４
７に流入し、かつコンタクトアーム１８の作動に連動し
て排気孔４６が閉じられたときにバルブ室４７内の圧力
上昇により排気バルブ３５が作動してストップバルブ２
２のパイロット空気室２３ａの圧縮空気を排気すること
によりストップバルブ２２を閉じ作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ネジ打ち機によっ
て打ち込みネジを対象部材に対して浮いた状態で打ち込
んだ後に回転させてネジ締めする際に、所定のねじ込み
深さに達するまでは作動を停止しないようにした、ネジ
打ち機の自動停止装置に関する。

【０００２】

【従来技術】一般にネジ打ち機は、ネジ打ち機本体をね
じ締め込みの対象部材に押し付け、トリガレバーを引く
ことにより作動したピストンに一体結合したドライバビ
ットで打ち込みネジを対象部材の表面から浮いた状態で
打ち込み、その後ネジ打ち機を保持しているストッパが
外れたときにネジ打ち機をさらに対象部材に向かって押
し付けることによって上記ドライバビットをエアモータ
で打ち込みネジを浮かせている分締め込んでいく機構が
採用されている。そして、ネジ打ち機がストロークエン
ドまで押し付けられたことによってエアモータへの圧縮
空気の供給を遮断するように作動するストップバルブ
と、ピストンが下死点に到達していることによって作動
する排気バルブとの協働によりエアモータの回転を自動
的に停止させることで安定した締め込み深さを制御する
構造をとっている。

【０００３】このような自動停止装置は特開２０００ー
３２６２４８号公報に開示されたものが知られている。
これは、同公報の図３〜図８に示されるように、ピスト
ン１０がストロークエンドに達するとともに、コンタク
トアーム１８がねじ込み終了して上記ピストン１０の背
面に作用する圧縮空気を排気させる排気孔４６を閉じた
ときに上記圧縮空気により副開閉バルブ（排気バルブ）
３５が作動して開閉バルブ（ストップバルブ）２２のパ
イロット空気室２３ａの圧縮空気を排気することにより
上記開閉バルブ２２を閉じ作動させ、これによってエア
モータの回転を停止させるようにしたものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際の
使用態様においては、ねじ込みが終了する前（ネジが浮
いている状態）に図１０（上記ネジ打ち機を模式的に示
した図）のようにノーズ部を強く押し下げて対象部材５
１に押し付けてしまうことがある。この場合、ドライバ
ビット１１とともにピストン１０は逆にシリンダ８内に
押し込まれるので、いったん下死点に達したピストン１
０は再上昇する。また、コンタクトアーム１８の下端も
対象部材５１に当たるから、その上端はネジ打ち機本体
に対して相対的に上昇し、排気孔４６を塞いでしまう。
ピストン１０が再上昇しても既に空気室４７には空気通
路から圧縮空気が流入しているので、副開閉バルブ３５
は圧力上昇している。その状態でコンタクトアーム１８
が排気孔４６を塞ぐと、パイロット空気室２３ａの圧縮
空気を排気されるので、開閉バルブ２２が作動してしま
い、エアモータに対する圧縮空気の供給が停止され、エ
アモータは停止する。つまり、ピストン１０が下死点よ
りも上方位置に浮き上がった状態のままエアモータの回
転が止まるので、打込みネジ３２も対象部材５１の表面
から浮く、ネジ浮き状態となってしまう。

【０００５】本発明は上記問題点を解消し、ねじ込み終
了前にネジ打ち機を強く対象物に押し付けることにより
ピストンがネジ打ち機本体に押し込まれるようなことが
あってもエアモータが停止するのを有効に防止し、所定
のねじ締めが完了した後に初めてエアモータを停止させ
ることができるネジ打ち機の自動停止装置を提供するこ
とをその課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るネジ打ち機の自動停止装置は、先端に
打ち込みネジの頭部に係合するビットを形成したドライ
バビットを空気圧シリンダのピストンに回転自在に結合
するとともに、上記ドライバビットをエアモータに作動
連結させ、空気圧シリンダのピストンを駆動してドライ
バビットにより打ち込みネジを打ち込み、エアモータに
よりドライバビットを回転駆動して上記打ち込みネジを
ねじ込むネジ打ち機であって、エアモータに対する圧縮
空気供給路にパイロット操作式のストップバルブを設
け、ネジ打ち機のノーズ部に沿ってスライド自在なコン
タクトアームをノーズ部の先端から突出させて配置し、
ねじ込みの進行に伴ってネジ打ち機本体側に押し込まれ
るコンタクトアームの上動により上記ストップバルブを
閉じることでエアモータが停止するように構成したネジ
打ち機の自動停止装置において、上記ストップバルブに
は、上記コンタクトアームの上動による押込み作動と大
気への連通とによりストップバルブを閉じ作動させるパ
イロット空気室を設け、上記空気圧シリンダには、ピス
トンが下死点近傍に達したときにピストンの背面に作用
する圧縮空気を排出する空気通路を設け、この空気通路
には、上記パイロット空気室を大気に対して開閉する排
気バルブを作動させるためのバルブ室を形成し、バルブ
室には上記空気通路内の圧縮空気を大気に排出する排気
孔を形成し、この排気孔を上記コンタクトアームの上下
動に連動して開閉作動させるとともに、上記空気通路の
上記バルブ室の上流側にはタイマーチャンバを形成し、
上記ピストンが下死点近傍に達して圧縮空気が上記空気
通路からタイマーチャンバを経てバルブ室に流入し、か
つ上記コンタクトアームの作動に連動して上記排気孔が
閉じられたときに上記バルブ室内の圧力上昇により排気
バルブが作動して上記ストップバルブのパイロット空気
室の圧縮空気を排気することにより上記ストップバルブ
を閉じ作動させることを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図１に従って詳述する。図１はネジ打ち機１を示し、ハ
ウジング２内に空気圧シリンダ３とエアモータ４とが収
納されていて、ハウジング２のグリッブ部５の前方に配
置したトリガレバー６によってグリップ５内のトリガバ
ルブ７を開閉操作する。 グリップ部５の内部は空気チャ
ンバ８であり、グリップ部５の底部に取付けたエアホー
スコネクタ９にエアホースを接続してエアコンプレッサ
から空気チャンバ８へ圧縮空気を供姶する。

【０００８】空気圧シリンダ３のピストン１０に連結さ
れているドライバピット１１の外周面はスプライン溝が
成形されていて、 ハウジング２の前部内に装着されてい
るギア１２の中心のスプライン溝付き穴にドライバビッ
ト１１が挿通され、ピストン１０及びドライバビット１
１はガイド部材１２に対してスライド自在になってい
る。ドライバビット１１を回転駆動するエアモータ４の
動力は、ハウジング２の前部に配置した複数の減速ギア
１３を介して最終段のギア１２に伝達される。

【０００９】ノーズ部１４の側面に設けたネジ送り装置
１５は、一般の空気釘打ち機と同様に、図に表れない空
気圧シリンダとラチェット式送り爪によって構成され、
ネジマガジン１６に収納した連結形ネジを順次ノーズ部
１４内へ供給する。

【００１０】トリガレバー６には揺動自在なフリーアー
ム１７が取付けられており、フリーア一ム１７の前面に
対向しているコンタクトアーム１８は、図１において空
気圧シリンダ３の背面側を通って前方へ延び、ノーズ部
１４よりネジの射出方向へ突出している。前後スライド
自在なコンタクトアーム１８の前端部のネジガイド１９
には開閉自在なチャック２０が枢着され、チャック２０
はバネ（図示せず）により閉鎖している。

【００１１】ネジガイド１９を建材等の対象部材に押し
つけてコンタクトアーム１８を押し込むことにより、コ
ンタクトアーム１８がフリーアーム１７の先端部に接触
し、この状態でトリガレバー６を回動謹作するとフリー
アーム１７を介してトリガバルブ７のステムが押されて
トリガバルブ７が切換わり、トリガレバー６のみの操作
では空気圧シリンダ３及びエアモータ４が起動しない公
知の誤射防止機構が構成されている。

【００１２】そして、図２に示すハウジング２の側面部
（図１において空気圧シリンダ３の裏面）にはエアモー
タ４への空気供給路を開閉するための二個のストップバ
ルブよりなる自動停止装置２１を内蔵している。

【００１３】次に、図３〜図９によって自動停止装置２
１を説明する。尚、同図において中心線から右は図１と
同様にネジ打ち磯の垂直断面であり、中心線から左は水
平断面を示している。

【００１４】図３は待機状態にある自動停止装置２１を
示し、自動停止装置２１のストップバルブ２２は、バル
ブスリーブ部２３内に挿入した円筒形の主ステム２４
と、主ステム２４の下方へ挿入した小径のパイロットス
テム２５とによって構成され、主ステム２４の周囲には
Ｏリング２６が装着されている。

【００１５】主ステム２４は圧縮バネ２７の付勢により
上昇位置にあり、同図に示すようにバルブスリーブ部２
３の上部の入ロポート２８と出ロポート２９とが常時連
通する位置にある。パイロットステム２５は主ステム２
４内に挿入した圧縮バネ３０により下方へ付勢されてパ
ルブスリーブ部２３の下部ペントポート３１を閉鎖して
いる。パイロットスブール２５の下端部にはシャッター
４５を有する弁体３３が取り付けられ、効果１８の上端
に対向している。なお、空気チャンバ８の圧縮空気は主
ステム２４の内部を通じて主ステム２４の下面のパイロ
ット空気室２３ａへ供給される。

【００１６】ストップバルブ２２の上部の入ロポート２
８は、空気チャンバ８へ接続し、出ロポート２９はエア
モータ４へ接続している。

【００１７】ストップバルブ２２と平行に排気バルブ３
５が配置されている。排気バルブ３５は、バルブスリー
ブ部３６内を摺動自在なバルブステム３７を設け、バル
ブステム３７は圧縮バネ３８により下方へ付勢され、ス
トップバルブ２２のベントポート３１と４０とを常時遮
断している。

【００１８】また、上記空気圧シリンダ３には、ピスト
ン１０が下死点近傍に達したときにピストン１０の背面
に作用する圧縮空気を排出する空気通路４１が形成され
ている。空気通路４１の一端は開口ポート３ｂに臨み、
他端には上記パイロット空気室２３ａを大気に対して開
閉する排気バルブ３５を作動させるバルブ室４７が形成
され、バルブ室４７には排気孔４６が形成されている。

【００１９】排気孔４６は上記コンタクトアーム１８の
上下動に連動して開閉作動するように構成されている。
すなわち、Ｌ字形シャッター４５は、コンタクトアーム
１８の上下動に連動して上記排気孔４６を開閉するよう
に形成されている。

【００２０】ストップバルブ２２のベントポート３１は
排気バルブ３５へ接続されていて、排気バルブ３５が開
き作動したときにストップバルブ２２の主ステム２４の
下面のパイロット空気室２３ａがベントポート３１を経
てベントポート４０から大気に連通する。

【００２１】ところで、上記空気通路４１の上記バルブ
室４７の上流側にはタイマーチャンバ５０が形成されて
いる。タイマーチャンバ５０は、ピストン１０が下死点
近傍に達して開口ポート３ｂから上記空気通路４１内に
流入した圧縮空気を短時間だけ貯留することにより、バ
ルブ室４７に流入して圧力が上昇するまでの時間を遅延
させるものである。したがって、排気バルブ３５の作動
も遅延する。

【００２２】次に、上記ネジ打ち機の動作を説明する。
図１に示すネジガイド１９の先端部をネジ打ち対象物５
１の表面に押しつけて、コンタクトアーム１８がコンタ
クトアームストッパ（図示せず）に突き当たるまで押し
込み、トリガレバー６を起動操作するとトリガバルブ７
が開き、図３に示す空気圧シリンダ３のヘッドバルブ４
２が作動し、これにより空気圧シリンダ３の外周の空気
チャンバ８から圧縮空気が空気圧シリンダ３内へ流入
し、図４に示すようにピストン１０並びにドライバピッ
ト１１が下降してノーズ部１４内のネジ３２を打撃する
とともに、エアモータ４がドライバビット１１を回転駆
動し、ピストン１０は下死点の近傍まで移動する。

【００２３】打込みネジ３２がねじ込み対象物５１に打
込まれると、図５に示されるようにコンタクトアームス
トッパ４３によるコンタクトアーム１８のロックが解除
され、エアモータ４によりさらに打込みネジ３２がねじ
込まれる。ネジ３２がねじ込まれるのに伴って、ピスト
ン１０が下死点に向かって移動するとともにネジ打ち機
がネジ打ち対象物５１へ接近し、コンタクトアーム１８
がネジ打ち機本体へさらに押し込まれる。

【００２４】そして、ピストン１０が空気圧シリンダ３
の開口ポート３ｂを通過すると、空気圧シリンダ３内の
圧縮空気が空気通路４１に流入する。そして、タイマー
チャンバ５０を経てバルブ室４７に流入する。しかし、
この圧縮空気は、図７に示すように排気孔４６から大気
に排出されるので、いわば垂れ流し状態となる。

【００２５】ねじ込み終了の時点で図６に示すようにコ
ンタクトアーム１８が弁体３３を押し上げてストップバ
ルブ２２のパイロットステム２５を上方ヘスライドさせ
る。パイロットステム２５が上方へ移動すると、主ステ
ム２４の下面のパイロット空気室２３ａとベントポート
３１とが開通する。そして、ネジ打ち機がストロークエ
ンドまで押し込まれたときにコンタクトアーム１８によ
ってストップバルブ２２のパイロットステム２５を押し
上げると同時に、Ｌ字形の弁体４５が排気バルブ３５の
排気孔４６を塞ぐ。これによって大気も垂れ流し状態に
なっていた圧縮空気はバルブ室４７に充満して圧力が上
昇し、図８に示すように排気バルブ３５のステム３７を
押し上げるから、ストップバルブ２２のパイロット空気
室２３ａ内の圧縮空気がベントポート３１からベントポ
ート４０を経て大気に連通する。このため、主ステム２
４の下面に作用しているパイロット圧がベントポート３
１から排気バルブ３５を通じて上記ベントポート４０か
ら大気に排気される。これにより、主ステム２４の上下
両面に作用する圧力に差が生じて主ステム２４が下降
し、最上部のＯリング２６により入ロポート２８と出ロ
ポート２９とが遮断され、エアモータ４への空気供給が
断たれてエアモータ４が停止する。

【００２６】エアモータ４が停止後にネジ打ち機１をネ
ジ打ち対象物５１から浮上させると、コンタクトアーム
１８が下降してパイロットステム２５から離れるから、
図４に示されるようにＬ字形の弁体４５が排気孔４６を
開き、再びバルブ室４７内の圧縮空気が排出されるから
排気バルブ３５のステム３７が下降して初期位置に戻
り、圧縮空気は大気へ垂れ流し状態となるとともに、ベ
ントポート３１と４０とが遮断される。そして、パイロ
ットステム２５が下降するとパイロット空気室２３ａと
ベントポート３１とが遮断されると同時に、空気チャン
バ８とパイロット空気窒２３ａとが連通してパイロット
空気室２３ａに入り口ポート２８から圧縮空気が供給さ
れ、主ステム２４が浮上して初期位置に戻る。

【００２７】また、トリガレバー６の操作を解除する
と、トリガバルブ７が閉じてヘッドバルブ４２が下降し
て図３に示す初期位置に戻り、ピストン１０及びドライ
バビット１１は空気圧シリンダ３の下部外周に形成され
ているブローバックチャンバ４４の圧力により上昇して
初期位置に戻る。そして、ピストン１０が下死点から上
昇して空気圧シリンダ３内の開口ポート３ｂを通過した
時点で、空気圧シリンダ３内から排気バルブ３５の空気
通路４１への圧力供給が断たれる。

【００２８】次に、ピストン１０が下死点まで到達した
直後、打込みネジ３２の頭部がまだ対象物５１から少し
浮いている状態のときにネジ打ち機を対象物５１に対し
て大きな力で急激に押し付けた場合、図９に示すよう
に、ドライバピット１１がネジ打ち機本体のノーズ部１
４へ押し込まれ、ピストン１０は再上昇する。また、コ
ンタクトアーム１８の上端もネジ打ち機本体に対して相
対的に上昇し、弁体４５が排気孔４６を塞いでしまう。

【００２９】ところで、ピストン１０が再上昇しても既
に空気通路４１には圧縮空気が流入している。しかし、
圧縮空気が空気通路４１に流入しても、すぐにバルブ室
４７の圧力が上昇するわけではない。圧縮空気はいった
んタイマーチャンバ５０に貯留され、その後にバルブ室
４７に供給される。したがって、バルブ室４７内の圧力
上昇は遅延するから、たとえ排気孔４６が塞がれても、
排気バルブ３５は作動せず、ストップバルブ２２も作動
しない。その間、エアモータ４は停止することなく回転
し続けるので、浮き状態の打込みネジ３２も十分に対象
物５１にねじ込まれる。そして、打込みネジ３２の締め
込みが十分に行なわれると、図８に示されるように、タ
イマーチャンバ５０から送られた圧縮空気によりバルブ
室４７内の圧力が上昇して排気バルブ３５が作動し、Ｏ
リング４８が排気孔４６を閉じさせるとともにストップ
バルブのパイロット空気室２３ａの圧縮空気を排気する
ことにより上記ストップバルブ２３を閉じ作動させる。
これにより、パイロット空気室２３ａが排気され、スト
ップバルブ２２の主ステム２４が下動してストップバル
ブ２２も作動するから、エアモータ４は停止する。

【００３０】上述のように、ねじ込み時にネジ打ち機を
強く対象物５１に押し付けることによりピストン１０が
ネジ打ち機本体に押し込まれるようなことがあっても、
タイムチャンバによりエアモータ４が停止するのを遅延
させることができ、その間に所定のねじ締めが完了した
ときに初めてエアモータを停止させることができる。

【００３１】なお、図３に示すように、タイマーチャン
バ５０には通路４１のほかに通路５２が形成されてい
る。この通路５２は、ピストン戻し用のチャンバに逆止
弁５３を介して連通されており、タイマーチャンバ５０
に溜められ圧縮空気をピストン戻し用に使用するための
ものである。これにより、リターンチャンバとタイマー
チャンバとを別個に形成する場合に比較して、工具を小
型化することが可能となる。すなわち、ピストン戻し用
のチャンバの一部をタイマーチャンバとして兼用するこ
とで、タイマーチャンバを別途形成する必要がなくなる
のであり、タイマーチャンバ５０をタイマーとして利用
するときは逆止弁５３によってリターンチャンバから圧
縮空気が入るのを阻止している。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネジ打ち機の断面図

【図２】ネジ打ち機の側面図

【図３】上記ネジ打ち機を簡略にして自動停止装置を示
す部分断面図

【図４】図３に示す排気バルブが開いた状態を示すネジ
打ち機の部分断面図

【図５】ネジの打込み時の部分断面図

【図６】図５の一部の拡大図

【図７】図３に示すストップバルブと排気バルブが開い
た状態を示すネジ打ち機の部分断面図

【図８】ねじ締め終了後にエアモータが停止する状態の
ネジ打ち機の部分断面図

【図９】ねじ締め終了直前にエアモータが停止する状態
のネジ打ち機の部分断面図

【図１０】過大な押し付け力によりネジ打ち機が押し付
けられた状態の部分断面図

【符号の説明】

１ ネジ打ち機 ３ 空気圧シリンダ ４ エアモータ １０ ピストン １８ コンタクトアーム ２２ ストップバルブ ３５ 排気バルブ ４１ 空気通路 ４６ 排気孔 ４７ バルブ室 ５０ タイマーチャンバ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に打ち込みネジの頭部に係合するビ
   ットを形成したドライバビットを空気圧シリンダのピス
   トンに回転自在に結合するとともに、上記ドライバビッ
   トをエアモータに作動連結させ、空気圧シリンダのピス
   トンを駆動してドライバビットにより打ち込みネジを打
   ち込み、エアモータによりドライバビットを回転駆動し
   て上記打ち込みネジをねじ込むネジ打ち機であって、 エアモータに対する圧縮空気供給路にパイロット操作式
   のストップバルブを設け、ネジ打ち機のノーズ部に沿っ
   てスライド自在なコンタクトアームをノーズ部の先端か
   ら突出させて配置し、ねじ込みの進行に伴ってネジ打ち
   機本体側に押し込まれるコンタクトアームの上動により
   上記ストップバルブを閉じることでエアモータが停止す
   るように構成したネジ打ち機の自動停止装置において、 上記ストップバルブには、上記コンタクトアームの上動
   による押込み作動と大気への連通とによりストップバル
   ブを閉じ作動させるパイロット空気室を設け、上記空気
   圧シリンダには、ピストンが下死点近傍に達したときに
   ピストンの背面に作用する圧縮空気を排出する空気通路
   を設け、この空気通路には、上記パイロット空気室を大
   気に対して開閉する排気バルブを作動させるためのバル
   ブ室を形成し、バルブ室には上記空気通路内の圧縮空気
   を大気に排出する排気孔を形成し、この排気孔を上記コ
   ンタクトアームの上下動に連動して開閉作動させるとと
   もに、上記空気通路の上記バルブ室の上流側にはタイマ
   ーチャンバを形成し、 上記ピストンが下死点近傍に達して圧縮空気が上記空気
   通路からタイマーチャンバを経てバルブ室に流入し、か
   つ上記コンタクトアームの作動に連動して上記排気孔が
   閉じられたときに上記バルブ室内の圧力上昇により排気
   バルブが作動して上記ストップバルブのパイロット空気
   室の圧縮空気を排気することにより上記ストップバルブ
   を閉じ作動させることを特徴とするネジ打ち機の自動停
   止装置。