JP3570491B2 - ネジ打ち機の自動停止装置 - Google Patents
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Description
【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したときに自動的に作動を停止させる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開閉バルブと、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副開閉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。このような自動停止装置は特願平10ー177805号に開示されている。
【0003】
ところで、上記自動停止装置によれば、上記特許出願に添付された図5に示すように、ピスト10ンが下死点に到達してバンパに当たって停止したときに空気圧シリンダ内のピストン上部の圧縮空気が副開閉バルブ35に流入し、圧縮空気によって副開閉バルブ35のスプール37を上方へ押し上げ、開閉バルブ22を作動させるための排気孔40を開く。次に、ストッパが外れた後に、ネジ打ち機をストロークエンドまで押し付けると、コンタクトアーム18によって機械的に開閉バルブ22のパイロットスプール25が押し上げられ、既に作動している副開閉バルブ35の排気孔40を通して開閉バルブ22内の圧縮空気を排気することで、開閉バルブ22を閉じ作動させ、エアモータへの空気供給路を遮断してネジの締め込みを自動的に停止する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ネジを打ち込み、ストッパが外れた(ネジは浮いている)後にネジ打ち機を対象部材に強く押し付けると、上記出願に添付された図6に示されるように、浮いたネジによってピストン10がバンパから離れて上方に押し上げられてしまう。このときにピストン10が上動することすることで副開閉バルブ35への圧縮空気の流入は遮断されているが、既に副開閉バルブ35へ流入した圧縮空気によってスプール37は押し上げられている。
【0005】
この状態のときにネジ打ち機は強く押し付けられているためにねじ込みが所定の深さに達する前に(ピストンがバンパに再度到達する前に)押し付けのストロークエンドに達して既に作動している副開閉バルブ35と併せて開閉バルブ22が作動し、締め込みを停止してしまう。
【0006】
これに対し、上記出願に添付された図6に示されるように、ピストン10が上方へ押し上げられたときに副開閉バルブ35に流入した圧縮空気を瞬時に排出できれば圧縮空気の流入はカットされているため、副開閉バルブ35のスプール37は初期の位置に復帰して再度ピストン10が下死点に達するまでは締め込みを停止することはない。しかし、実際には締め込みの時間が0、1秒以下ときわめて短いため、この間に圧縮空気を排出してスプール37を初期位置に復帰させることは現状の構造のままでは困難である。
【0007】
本発明は上記問題点を解消し、ねじ込み時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とき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。
【0008】
【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開閉バルブを設け、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関連して上記開閉バルブを作動させて上記圧縮空気供給路を閉じて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の一端を開口し、上記空気通路の他端には上記開閉バルブを作動させる副開閉バルブと副開閉バルブを作動させる空気室を形成し、空気室には上記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するようにし、上記ピストンが下死点近傍に達し、かつ上記コンタクトアームがねじ込み終了時に上記排気孔を閉じたときに上記ピストンの背面に作用する圧縮空気が上記空気通路から空気室に供給されることにより副開閉バルブが作動し、副開閉バルブが作動して上記開閉バルブを閉じ作動させることにより上記エアモータが停止するようにしたことを特徴とする。
【0009】
【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。
【0010】
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11はギア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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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開閉バルブよりなる自動停止装置21を内蔵している。
【0015】
次に、図3〜図6に従って自動停止装置21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。
【0016】
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の開閉バルブ22は、バルブスリーブ部23内に挿入した円筒形の主スプール24と、主スプール24の下方へ挿入した小径のパイロットスプール25とによって構成され、主スプール24とパイロットスプール25のランドにはそれぞれOリング26が装着されている。
【0017】
主スプール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23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。パイロットスプール25は主スプール24内に挿入した圧縮バネ30により下方へ付勢されてバルブスリーブ部23の下部ペントポート31を閉鎖している。パイロットスプール25の下端部はバルブスリーブ部23の中心穴を通じて下方へ突出し、バルブスリーブ部23の下端部に装着した調節ダイアル32の中心穴に装着したガイド部33に対向している。そして、コンタクトアーム18の中間から平行に分岐した分岐部の上端のガイド部33にはL字形の弁体45が取り付けられている。なお、主スプール24の上端にはパイロットポート34が形成され、空気チャンバ8の圧縮空気は主スプール24の内部を通じて主スプール24の下面のパイロット空気室23aへ供給される。
【0018】
開閉バルブ22の入ロポート28は、空気圧シリンダ3のピストン10の背面のヘッド側空気室3aへ接続し、出ロポート29はエアモータ4へ接続している。
【0019】
開閉バルブ22と平行に配置した副開閉バルブ35のバルブスリーブ部36内のスプール37は、圧縮バネ38により下方へ付勢されて、入ロポート39とその上方のベントポート40を常時遮断している。副開閉バルブ35の下部のパイロットポート41は、空気圧シリンダ3の下端部近傍に設けた出口ポート3bへ接続され、ピストン10が下死点に達した時に空気シリンダ3内の圧縮空気が副開閉バルブ35のパイロットポート41へ供給される。開閉バルブ22のベントポート31は副開閉バルブ35の入口ポート39へ接続されていて、ピストン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により副開閉バルブ35が開いたとき開閉バルブ22の主スプール24の下面のパイロット空気室23aがベントポート31、入口ポート39を経てベントポート40から大気に連通する。すなわち、上記出口ポート3bとパイロットポート41とは、ピストン10の背面に作用する圧縮空気を排出する後述の排気孔46に連通する空気通路を構成し、この空気通路の中途部に副開閉バルブ35が配置されている。
【0020】
次に、上記空気通路を構成するパイロットポート41には副開閉バルブ35を作動させる空気室47を形成し、空気室47には圧縮空気を排出させる排気孔46を形成するとともに、この排気孔46をコンタクトアーム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字形の弁体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。
【0021】
なお、副開閉バルブ35のステム37の最下端のOリング48の外径は空気室47の下部の内径よりも小さく、上部の内径とほぼ同じになるように設定されている。
【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42の上面の外縁部に作用しているパイロット空気室43の圧縮空気が大気へ排出され、同図においてヘッドバルブ42が上昇する。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】
ネジがねじ込み対象物に打込まれると、コンタクトアームストッパ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によりさらにネジがねじ込まれる。ネジ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の出ロポート3bを通過して下死点に達すると、空気圧シリンダ3内の圧縮空気が出ロポート3bを通じて空気通路を構成するパイロットポート41へ供給される。しかし、この圧縮空気は、図5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】
ネジ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がガイド部33を押し上げて開閉バルブ22のパイロットスプール25を上方ヘスライドさせる。パイロットスプール25が上方へ移動すると、主スプール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によって開閉バルブ22のパイロットスプール25を押し上げると同時に、L字形の弁体45が副開閉バルブ35の圧縮空気を大気へ垂れ流ししている排気孔46を塞ぐ。これによって圧縮空気は空気室47に充満して図7に示すように副開閉バルブ35のステム37を押し上げるから、開閉バルブ25のパイロット空気室23a内の圧縮空気がベントポート31、入口ポート39からベントポート40を経て大気に連通する。このため、主スプール24の下面に作用しているパイロット圧がベントポート31から副開閉バルブ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、主スプール24の上下両面に作用する圧力に差が生じて主スプール24が下降し、最上部のランドの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プール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、再び空気室47内の圧縮空気が排出されるから副開閉バルブ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、入ロポート39とベントポート40が遮断される。そして、パイロットスプール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、パイロットポート34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、主スプール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が閉じて空気圧シリンダ3のパイロット空気室43に圧縮空気が供給され、空気圧シリンダ3のヘッドバルブ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内の出口ポート3bを通過した時点で、空気圧シリンダ3内から副開閉バルブ35のパイロットポート41への圧力供給が断たれる。
【0028】
次に、ネジ打ち機がねじ込み中に対象物に対して大きな力でストロークエンドまで急激に押し付けられた場合、ピストン10が図4に示されるように一旦下死点に達して上記空気通路41から圧縮空気が副開閉バルブ35の空気室47に流入している状態から、図8に示すようにドライバピット11及びピストン10がネジ打ち機本体へ押し込まれて逆に上記空気通路41から圧縮空気が排出される状態になる。
【0029】
ところが、圧縮空気が空気室47に流入していても圧縮空気は排気孔46から大気に垂れ流し状態になっているため、副開閉バルブ35のスプール25はねじ込み中は上がらない(作動しない)。その後、図8のようにピストンが急激に押し上げられるとき、圧縮空気の空気通路41への流入はカットされるので、ネジ打ち機がストロークエンドまで押し付けられ、コンタクトアーム18がパイロットスプール25を作動させても、空気通路41への圧縮空気がカットされた状態でL字形弁体45によって排気孔46が塞がれることになるだけであるから副開閉バルブ35及び開閉バルブ22の主スプール24は作動せず、エアモータは作動し続ける。さらに、図7のように再度ピストンが下死点に達して完全に設定された深さまで締め込まれた後、コンタクトアーム18がガイド部33を押し上げて排気孔46を閉じ、副開閉バルブ35の空気室47に圧縮圧縮空気が流入すると、バルブステム37が押し上げられて副開閉バルブ35が作動する。これにより、パイロット空気室23aが排気され、開閉バルブ22の主スプール24が下動して開閉バルブ22も作動するから、エアモータは停止する。
【0030】
また、上記とは逆に、ネジ打ち機1をネジ打ち対象物へ押しつける荷重が不足して、ネジ打ち込み時の反力でネジ打ち機1がネジ打ち対象物の表面から離れた場合も、図8に示す状態と全く同様に、ねじ込み完了以前にピストン10が下死点に達しても副開閉バルブ35は作動せず、しかもコンタクトアーム18は開閉バルブ22を操作するパイロットスプール25から離れているので開閉バルブ22も開放状態を維持し、エアモータ4は回転を継続する。そして、ピストン10が下降してねじ込みが完了してコンタクトアーム18がパイロットスプール25を押上げたときに、副開閉バルブ35が開き作動し、主スプール24の下面のパイロット空気室23aの空気が副開閉バルブ35を通って排気され、図7に示すように主スプール24が下降してエアモータ4への空気供給を遮断し、エアモータ4が停止する。
【0031】
上述のように、ねじ込み時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、コンタクトアームが上死点に達し、且つ、ピストンが下死点に達する二つの条件を満足したときにのみ開閉バルブが作動し、初めてエアモータを停止させることができる。このように、ネジ打ち機の押しつけ荷重にかかわらず、ねじ込み完了まで確実にエアモータが回転を継続するので、ネジ締め不良が発生することがない。
【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】自動停止装置を示すネジ打ち機の部分断面図
【図4】図3に示す副開閉弁が開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図5】図4の一部の拡大図
【図6】図3に示す開閉弁と副開閉弁が開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図7】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8】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ネジ打ち機の部分断面図
【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
11 ドライバビット
18 コンタクトアーム
22 開閉弁
23a パイロット空気室
3b、41、39、31 空気通路の一部
35 副開閉弁
45 L字形弁体
46 排気孔
47 空気室
Claims (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開閉バルブを設け、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関連して上記開閉バルブを作動させて上記圧縮空気供給路を閉じて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の一端を開口し、上記空気通路の他端には上記開閉バルブを作動させる副開閉バルブと副開閉バルブを作動させる空気室を形成し、空気室には上記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するようにし、
上記ピストンが下死点近傍に達し、かつ上記コンタクトアームがねじ込み終了時に上記排気孔を閉じたときに上記ピストンの背面に作用する圧縮空気が上記空気通路から空気室に供給されることにより副開閉バルブが作動し、副開閉バルブが作動して上記開閉バルブを閉じ作動させることにより上記エアモータが停止するようにした
ことを特徴とするネジ打ち機の自動停止装置。
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1999
- 1999-05-18 JP JP13787799A patent/JP3570491B2/ja not_active Expired - Lifetime
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