JP2005103727A - 圧縮空気ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

【課題】 主ピストンが下死点に到達した後の副ピストンの下降により副ピストン下方の空間の空気が圧縮され、この圧縮空気された空気の圧力が副ピストンの下降の抵抗となり、カムアウトが発生する恐れがあった。
【解決手段】 主ピストン２１がピストンバンパ３１に当接する下死点到達時に、副ピストンのピストン部１３とピストンバンパ３１との距離を十分取り、ピストン部１３の下降によってピストン部１３とピストンバンパ３１間の空間の空気が圧縮されるのを防止できるようにし、ねじ締めが確実に行われるようにした。
【選択図】 図１

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、ピストンが直接ピストンバンパに当接してねじ締めを完了後、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、ねじ締め終了直前のピストンが下死点付近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付近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。

この欠点を解消するため、ピストンを、主ピストン及び主ピストンを貫通して上下動する副ピストンにより構成し、主ピストンがピストンバンパに当接する下死点到達後に戻し空気室に圧縮空気を供給可能とすると共に副ピストンと戻し空気室間を遮断して副ピストンの推力が小さくなるのを防止する構成を特願２００３−３２８２２８により提案した。

しかしかかる構成にすると、副ピストンのピストン部は、ドライバビットとドライバビットを案内するドライバビット孔との僅かなクリアランスを介して大気に連通するので、副ピストンの下降時にピストン部とピストンバンパ間の空間の空気が圧縮され、副ピストンの推力が小さくなるという新たな問題が発生することが分かった。

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、ピストンを、シリンダ内を摺動する如く設けられ、長手方向中間位置に内外を連通する第１連通穴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、長手方向中間位置に内外を連通する第２連通穴、第２連通穴の下方にピストン部を設け、ピストン部の下方にドライバビット装着部とつば部を有する副ピストンにより構成し、前記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ピストン部底面とピストンバンパとの距離を十分取り、ねじ締め終了時に前記つば部が前記ピストンバンパに当接するようにしたことを特徴としている。

かかる構成の圧縮機ねじ締め機によれば、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ピストン部底面とピストンバンパとの距離が十分取れるようになり、副ピストンが下降したとしても副ピストンのピストン部下方の空気が圧縮される量が小さくなり圧力があまり高くならないので、副ピストンの推力が小さくなることはなくなる。

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、副ピストンのピストン部とつば部間に小空間を形成し、副ピストの推力が小さくならないようにした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、円形のつば部は容易に形成でき、結果としてねじ締め機の製作が容易になる。

請求項１記載の発明によれば、主ピストンの下死点到達時に副ピストンのピストン部とピストンバンパとの距離を十分取るように形成したので、副ピストンが下降してもピストン部とピストンバンパ間の空間の圧力が高くなることはなく、副ピストンの推力が小さくなる恐れはなくなる。すなわちねじを確実に締めることが可能となる。またねじ締め終了時につば部がピストンバンパに当接するようにしたので、副ピストンの上部を構成する部品に無理が力は加わることがなくなり、部品が破損する恐れがなくなる。

請求項２記載の発明によれば、ピストン部とつば部間に小空間を形成するようにしたので、ピストン部とピストンバンパ間の空間の圧力が高くなるのを確実に防止できるようになる。

請求項３記載の発明よれば、円形のつば部が容易に形成でき、結果としてねじ締め機の製作が容易になる。

カムアウトの発生を防止するという目的を、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、その下方にピストン部１３の外径より径の小さい円形状のつば部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のつば部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をガイドする役割を有し、ドライバビット１１の径よりも僅かに大きな径を有するドライバビット通過孔５０を有する、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が下死点に到達した後は、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。このとき、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おり、戻し空気室２０の圧縮空気がピストン部１３の下部に流入しない。この後ねじ１８が所定の深さまで締められると、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が閉じられ、ほぼ同時につば部２５がピストンバンパ３１に当接しエアモータ２が停止してねじ締めが完了するのであるが、ピストン部１３の下部には充分な容積が残りピストン部１３の下部の空気はあまり圧縮されないのでピストン部１３の下降の抵抗とはならずカムアウトの発生は完全に防止される。上記した如く、回転スライド部材７のエア遮断面１４がプレート部１５に突き当たるとほぼ同時につば部２５がピストンバンパ３１に当接するようにしたので、回転スライド部材７特に回転スライド部材７とシャフト部材９を連結するピンに無理が力が加わることがなくなり、これらピン等が破損することはなくなる。

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の当接面に比べ若干大きな径を有する主ピストン２１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すなわち副ピストンにより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、か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下部に流入せず、併せてピストン部１３の下方にあるピストン部１３より小径のつば部２５がねじ締め終了時にピストンバンパ３１に当接するので、ピストン部１３とピストンバンパ３１の間に充分な容積を確保することができ、ピストン部１３下部の空気が圧縮されないのでねじ締め途中でカムアウトが発生せず、ねじ締め終了後すぐに操作弁３０を戻したり、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できる。

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からねじ締めが進んだ状態を示す一部断面側面図。 ねじ締め終了状態を示す一部断面側面図。

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、２５はつば部、３１はピストンバンパである。

Claims (3)

1. エアモータと、 本体下方に設けられ、下方に圧縮空気流出穴及び圧縮空気流出穴の下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、長手方向中間位置に内外を連通する第１連通穴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、長手方向中間位置に内外を連通する第２連通穴、第２連通穴の下方にピストン部を設け、ピストン部の下方にドライバビット装着部とつば部を有する副ピストンによって構成し、前記主ピストンの底面がピストンバンパに当接する主ピストンの下死点到達時に副ピストンのピストン部底面とピストンバンパとの距離を十分取り、ねじ締め終了時に前記つば部が前記ピストンバンパに当接するようにしたことを特徴とする圧縮空気ねじ締め機。
2. 前記副ピストンのピストン部と前記つば部間をピストン部の径よりも細い径の軸部で繋ぎ、ピストン部とつば部間に小容積の空間を形成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。
3. 前記つば部をピストン部の径より若干小さい径の円形状としたことを特徴とする請求項１記載の圧縮空気ねじ打機。
   

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