JP2000006040A - 圧縮空気ねじ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ねじ締め機全体の小形軽量化及びピストン復
帰の確実性を図る。 【解決手段】 エアモータ４により回転される筒状のシ
リンダ６内にピストン１７を上下動可能に設け、シリン
ダ内壁に軸方向に延びた少なくとも一対の回転伝達部１
５を設けると共に、ピストン１７に回転伝達部１５と相
対する位置に少なくとも一対の回転受け部１６を設け、
シリンダ６の回転をピストン１７に伝達可能にしてシリ
ンダ６とピストン１７に回転伝達と推力発生の両方の機
能を兼用させるようにした。またシリンダ６の外周に設
けられた戻し蓄圧室２８の圧力によってストップ弁１９
を動作させ、エアモータ４への空気通路２４を閉じてエ
アモータ４を停止させる。

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、ねじ締め機
全体の小形軽量化及び動作の確実性向上を図るようにし
たものである。

【０００２】

【従来の技術】エアモータによって回転されるドライバ
ビットをピストンによって下降させてねじ込むようにし
た圧縮空気ねじ締め機は多数提案されており、代表的な
ものとして、例えば、特開平１−４５５７９号の如くエ
アモータとドライバビットが共に下降するもの、特開平
５−２６１６７６号の如くエアモータは下降しないでド
ライバビットのみが下降するものとがある。

【０００３】前者はエアモータを含む移動部の重量が、
ねじ締め機の重量の大部分を占めるようになって、ねじ
締め時の反動が大きくなる欠点がある。後者は、ねじ締
め時の反動を小さくするために、エアモータを固定し、
ドライバビットとピストンを一体とした軽量な移動部材
のみを下降させてねじ込むものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】後者のねじ締め機は、
ねじ締め時の反動を小さくできるが、エアモータのロー
タがシリンダを兼用する構成のため、シリンダの径分だ
けエアモータのロータが大きくなる、ギヤ等による減速
部が設けられていないため、適正な締め付けトルクを得
るため、大型のエアモータが必要となり、結果としてエ
アモータが大きくなるという欠点があった。またピスト
ンの下部にエアモータの回転トルクをドライバビットに
伝達する回転伝達部を設けているため、ピストンの上下
移動に対し、回転伝達部の上部と下部に合わせて2倍の
スペースをとる必要があり全高が高くなる欠点がああ
り、ねじ締め機全体が大きくなるばかりか、重量も重く
なる欠点があった。

【０００５】更に、ねじ締め付け完了時に、ピストンと
一体になった入気弁によりエアモータへの圧縮空気の供
給を停止すると共に、ねじ締め完了後のピストンの初期
位置への復帰は、ピストン上部から流入してピストン下
部室内に蓄積した圧縮空気によって行う構成のため、ピ
ストン上部からピストン下部室への圧縮空気流入が完了
しない前に入気弁が閉じてしまい、蓄積空気が不足して
ピストン戻り不良が発生する恐れがあった。これを改善
するにはピストン下部室への通路を大きくし、ピストン
下部室内への圧縮空気の流入量を大きくすれば、蓄積空
気不足は起こらないが、ねじ込み中に、ピストン下部室
の圧力が高くなり推力不足となってねじ込み不良が生じ
る。

【０００６】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
をなくし、エアモータ及び移動部分等の小形化を図り、
結果としてねじ締め機全体の小形、軽量化を可能とする
ことである。

【０００７】本発明の他の目的は、ねじ締め完了後のピ
ストンの戻り不良を少なくし、ねじ締め動作の確実性向
上を図ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、上方にエア
モータを固定して設け、エアモータにより回転される筒
状のシリンダ内にピストンを上下動可能に設け、シリン
ダ内壁に軸方向に延びた少なくとも一対の回転伝達部を
設けると共にピストンに回転伝達部と相対する位置に少
なくとも一対の回転受け部を設け、シリンダの回転トル
クをピストンに伝達可能にし、ピストンとシリンダに回
転伝達と推力発生の両方の機能を兼用させることにより
達成される。

【０００９】また上記他の目的は、ピストンを案内し、
下方に流出孔を有するシリンダと、流出孔から流入する
ピストン復帰用の圧縮空気を蓄える戻し蓄圧室及びエア
モータへ圧縮空気を導く空気通路中に設けられ、戻し蓄
圧室内の圧力が所定以上になった時に閉じるストップ弁
とを備え、ピストンが下死点に到達した後の戻し蓄圧室
内の圧力上昇によりストップ弁を動作させてエアモータ
の回転を停止させることにより達成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１〜図６
を参照して説明する。本体外枠を形成するボディ１内に
は空気取入口に連通した蓄圧室２があり、また上方に回
転可能に支持されたロータ３を有するエアモータ４があ
り、ロータ３により遊星歯車装置５を介して回転される
シリンダ６が回転可能に支持されている。シリンダ６の
側壁には通気孔７が設けられている。通気孔７に面した
ボディ１には、上下動可能な円筒状の主弁８が下方に付
勢されて設けられている。主弁８が上下動する摺動溝９
の上方はバルブピストン１０を介して操作弁１１に連通
した通路１２が設けられている。主弁８の下端、上側の
側面は共にシールされ、中央部には通気孔１３が設けら
れている。摺動溝９の下方には蓄圧室２に連通する通気
孔１４が設けられている。

【００１１】シリンダ６の外形は円形をなし内部に断面
形状がほぼ楕円形状の内壁を有し、内壁の一部には軸方
向に延びた少なくとも一対の回転伝達部１５が設けられ
ている。シリンダ６内には、シリンダ６内壁とほぼ同じ
断面形状のピストン１７が軸方向に移動可能な如く設け
られ、ピストン１７には、回転伝達部１５に嵌挿される
少なくとも一対の回転受け部１６を有すると共に、外周
にはシール部材４０が装着され、シリンダ６とピストン
１７の間をシールしている。ピストン１７の下方内部に
は図示を省略したドライバビット装着部が設けられ、ド
ライバビット２３が装着される。

【００１２】シリンダ６の下端には流出孔２６、流入孔
２７が設けられ、ボディ１の下方とシリンダ６外周の間
には戻し蓄圧室２８が形成されている。流出孔２６は、
ピストン１７が下死点の時、ピストン上部の圧縮空気が
戻し蓄圧室２８に流出するような位置に設けられてい
る。

【００１３】ボディ１には上下動可能なストップ弁１９
が上方に付勢されて設けられ、ストップ弁１９の下方は
戻し蓄圧室２８に連通し、ストップ弁１９の上方は通気
孔３２及び空気通路２４を介して夫々通気孔１４及びエ
アモータ４の入気孔２５に連通している。ボディ１の下
方には、マガジン２９内の連結バンド３０で連結された
連結ねじ３１を自動的に供給する図示しないねじ送り部
が設けられている。

【００１４】以上のように構成された本発明圧縮空気ね
じ締め機の動作について以下説明する。先ず作業開始直
前の動作状態を説明する。蓄圧室２に図示しないコンプ
レッサから圧縮空気を供給すると、従来の空気釘打機に
おいて周知の如く、バルブピストン１０が上昇し、蓄圧
室２内の圧縮空気が通路１２を介して主弁８の摺動溝９
上方に供給されて主弁８を押し下げ、主弁８の下端面を
シール状態にして蓄圧室２とシリンダ６、通気孔３２と
の間を遮断し、エアモータ４及びピストン１７に圧縮空
気が供給されないようにしている。

【００１５】次に上述の状態からねじ締め作業に入った
時の動作を図３〜図６の動作原理図を用い、その流れに
沿って順次説明する。太線矢印は圧縮空気の流れ方向を
示す。

【００１６】〔動作１〕（操作弁１１を開く）→（主弁
８が開く）→（ピストン１７上方、空気通路２４に圧縮
空気供給） 図３に示すようにトリガレバーを引き操作弁１１の開操
作を行うと、空気釘打機において周知の如く、バルブピ
ストン１０が下降し、空気通路１２が矢印の如く大気に
連通し、摺動溝９上方の圧縮空気が排出され、主弁８が
押し上げられて通気孔１４を開く。蓄圧室２の圧縮空気
は通気孔１４から矢印の様に直接ピストン１７の上方に
供給される。通気孔３２から流入した圧縮空気はストッ
プ弁１９を押し下げ、空気通路２４に供給される。

【００１７】〔動作２〕（ピストン１７下降、エアモー
タ４回転）→（ドライバビット２３先端がねじ３１の十
字穴に嵌合、シリンダ６回転）→（ドライバビット２３
回転）→（ねじ締め開始） 図４に示す如く、圧縮空気がシリンダ６内に供給される
と、ピストン１７上部に圧力が加わり、ピストン１７が
下降し始める。同時に空気通路２４を介してエアモータ
４に圧縮空気が供給され、エアモータ４が回転を始め
る。更にピストン１７が下降するとドライバビット２３
先端がねじ３１の十字穴に嵌合し、エアモータ４の回転
によって遊星歯車装置５を介してシリンダ６が回転す
る。シリンダ６内壁の回転伝達部１５からピストン１７
の回転受け部１６を介して、ピストン１７が回転され、
ドライバビット２３が回転する。ねじ３１の十字穴にド
ライバビット２３が嵌合すると共にピストン１７により
推力が与えられているため、ドライバビット２３の回転
に従いねじ締めが開始される。

【００１８】〔動作３〕（ピストン１７下死点で、戻し
蓄圧室２８へ圧縮空気供給）→（ストップ弁１９が空気
通路２４遮断）→（エアモータ４の回転停止） 図５に示す如く、ねじ３１が被締結材の面と同一面まで
締められると、ピストン１７が下死点まで到達する。ピ
ストン１７が下死点に到達すると流出孔２６から圧縮空
気が戻し蓄圧室２８に供給される。圧縮空気が戻し蓄圧
室２８に供給されると、ストップ弁１９を押し上げ、ス
トップ弁１９の上面が通気孔３２を遮断して、空気通路
２４内への圧縮空気の供給を停止する。その結果エアモ
ータ４は回転を停止する。

【００１９】〔動作４〕（操作弁１１を閉じる）→（主
弁８が閉じる）→（ピストン１７上部の圧縮空気排出）
→（ピストン１７、ドライバビット２３が上昇）→（次
のねじ３１供給） 図６において、トリガレバーを放して操作弁１１の閉操
作を行うと、バルブピストン１０が上昇して図１と同様
に空気通路１２を介して主弁８の摺動溝９上部に圧縮空
気が供給され、主弁８が押し下げられて下端面をシール
状態にし、蓄圧室２とシリンダ６との通気孔１４間が遮
断される。同時にピストン１７上方の圧縮空気が排出さ
れる。

【００２０】ピストン１７上方の圧縮空気が排出される
と、戻し蓄圧室２８の圧縮空気が流入孔２７からピスト
ン１７下部に加わり、ピストン１７及びドライバビット
２３が上昇し、次いで図示しないフィードピストンの動
作により、次のねじ３１が供給される。以上の一連の動
作でねじ締めが完了する。

【００２１】次に本発明の他の実施形態について説明す
る。上記実施形態においては、シリンダ６の内壁の断面
形状をほぼ楕円形状としたが、図７の如き矩形形状、ま
たは図８の如き三角形状の如く、少なくとも一対の回転
伝達部を有すればよく、その形状は任意に設定できるも
のである。

【００２２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、エアモー
タの小形化、ボディの小形化が可能となり、結果として
ねじ締め機全体の小形軽量化が図れるようになる。また
戻し蓄圧室内の圧力上昇によってエアモータへの圧縮空
気供給を停止させるようにしたので、ピストン、ドライ
バビットの戻り不良が発生することがなくなり、ねじ締
め動作の確実性を向上できる等の作用効果を奏し得るこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明ねじ締め機の一実施形態であって、初期
状態を示す模式図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図

【図３】図１の状態から操作弁を開操作した状態を示す
模式図。

【図４】図３の状態からドライバビットが下降・回転を
開始した状態を示す模式図。

【図５】ねじ締め完了状態を示す模式図。

【図６】図５の状態から操作弁を放した状態及びドライ
バビットが上昇復帰する状態を示す模式図。

【図７】シリンダ部の他の実施形態を示す断面図。

【図８】シリンダ部の更に他の実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

４はエアモータ、５は遊星歯車、６はシリンダ、１５は
回転伝達部、１６は回転受け部、１７はピストン、１９
はストップ弁、２３はドライバビット、２６は流出孔、
２８は戻し蓄圧室、４０はシール部材である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアモータと、エアモータにより回転さ
   れ、内壁に軸方向に延びた少なくとも一対の回転伝達部
   を設けた筒状のシリンダと、シリンダ内に上下動可能に
   支持され、シリンダの回転伝達部と相対する位置に少な
   くとも一対の回転受け部を設けたピストンと、ピストン
   の先端に装着されてねじ締めを行うドライバビットとを
   備え、ドライバビットの下降及び回転によりねじ締めを
   行う圧縮空気ねじ締め機において、シリンダ内に供給さ
   れた圧縮空気によりピストンを下降させると共にエアモ
   ータによりシリンダを介してピストンを回転させること
   によりドライバビットを介してねじ締めを行うようにし
   たことを特徴とする圧縮空気ねじ締め機。
2. 【請求項２】 前記シリンダ内壁の断面形状をほぼ楕円
   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
   じ締め機。
3. 【請求項３】 前記シリンダ内壁の断面形状をほぼ矩形
   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
   じ締め機。
4. 【請求項４】 前記シリンダ内壁の断面形状をほぼ三角
   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
   じ締め機。
5. 【請求項５】 前記エアモータの回転を減速してシリン
   ダに伝達する減速手段をエアモータとシリンダとの間に
   設け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。
6. 【請求項６】 前記減速手段を遊星歯車装置としたこと
   を特徴とする請求項５記載の圧縮空気ねじ締め機。
7. 【請求項７】 圧縮空気を動力源として回転するエアモ
   ータと、エアモータへ圧縮空気を導く空気通路と、エア
   モータにより回転されると共に圧縮空気により下降され
   るピストンと、ピストンの先端に装着されてねじ締めを
   行うドライバビットと、ピストンを案内し、下方に圧縮
   空気流出孔及び圧縮空気流入孔を有するシリンダと、前
   記流出孔からの圧縮空気を蓄え、蓄えた圧縮空気でピス
   トンとドライバビットを上昇復帰させる戻し蓄圧室とを
   備えた圧縮空気ねじ締め機であって、前記戻し蓄圧室の
   圧力により動作されて前記空気通路を開閉するストップ
   弁を設け、戻し蓄圧室の圧力上昇によりストップ弁を動
   作させて空気通路を閉じ、エアモータの回転を停止させ
   るようにしたこと特徴とする圧縮空気ねじ締め機。
8. 【請求項８】 前記圧縮空気流出孔を、ピストンがほぼ
   下死点位置に下降した時、ピストンの上部と前記戻り蓄
   圧室が連通する位置に設けたことを特徴とする請求項７
   記載の圧縮空気ねじ締め機。