JP2000006051A - ネジ打ち機の自動停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ネジ打ち機の押しつけ荷重にかかわらず、所
定のねじ込み量でエアモータを停止させてねじ込み不良
を防止する。 【解決手段】 ネジ打ち機のエアモータ４への空気供給
路を開閉する開閉弁２２を設け、ノーズ部に配置したコ
ンタクトアーム１８によって開閉弁のステムを操作す
る。開閉弁２２のパイロット空気室２３ａのベントポー
ト３１を副開閉弁３５に接続し、空気圧シリンダ３の下
部の出口ポート３ｂを副開閉弁３５のパイロットポート
４１へ接続する。ねじ込みに伴いピストン１０が下死点
に達すると副開閉弁３５が開く。そして、コンタクトア
ーム１８が上昇してステム３３が開閉弁２２のパイロッ
トスプール２５を押上げたときに、開閉弁２２のパイロ
ット圧が副開閉弁３５を通じて排出され、開閉弁２２の
主スプール２４が閉鎖位置に切換わってエアモータが停
止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ネジ打ち機の自
動停止装置に関するものであり、特に、ねじ込み完了時
にエアモータを自動的に停止させるネジ打ち機の自動停
止装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧空気を動力源とし、空気圧シリンダ
のピストンに連結したドライバビットをエアモータによ
って回転駆動する構造のネジ打ち機が知られている。ネ
ジ打ち機には、安全装置としてネジ打ち機のノーズ部か
らネジの打ち込み方向へバネの付勢により突出している
コンタクトアームが設けられていて、コンタクトアーム
の先端部をネジ打ち対象物の表面に押しつけて、コンタ
クトアームの他端部をネジ打ち機内のコンタクトアーム
ストッパに突き当てるとトリガレバーの操作が可能な状
態となる。

【０００３】トリガレバーを起動操作するとシリンダ内
のピストンが急速に下降し、ピストンに連結されたドラ
イバビットがネジを建材にある程度打ち込み、これと同
時にコンタクトアームストッパによるコンタクトアーム
のロックが解除され、エアモータがドライバビットを回
転駆動してネジがねじ込まれる。そして、トリガレバー
の操作を解除すればエアモータが停止し、ピストン及び
ドライバビットが上昇して待機位置にもどる。

【０００４】また、ねじ込みが完了したときにエアモー
タを自動的に停止させてねじ込みの深さを一定に制御す
るように構成したものも知られている。自動停止装置と
しては、エアモータへの空気供給管路に開閉弁を設け、
コンタクトアームにより開閉弁を切換えてエアモータを
自動的に停止させるものがある。

【０００５】ネジがエアモータにより回転駆動されてネ
ジ打ち対象物に進入していくと、ネジ打ち機とネジ打ち
対象物との間隔が減少し、コンタクトアームがネジ打ち
機本体側へさらに押し込まれるが、上記の自動停止装置
においてはねじ込みが完了した時点でコンタクトアーム
が開閉弁のステムを押し、開閉弁が圧力空気遮断位置に
切換わってエアモータが停止する。

【０００６】また他の形式のものとしては、ドライバビ
ットを連結したピストンが、ねじ込みに伴って下死点に
達すると、ピストンに付随するシール部材がエアモータ
への空気供給路を遮断してエアモータを停止させるもの
が知られている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ネジ打ち機を用いてネ
ジ打ち作業を行う際は、ドライバビットがネジを確実に
回転駆動するように、ネジ打ち機のコンタクトアームを
ネジ打ち対象物へある程度の圧力で押しつけている必要
がある。しかし、この押しつけ荷重が過大であると、ね
じ込み完了前にドライバビットとピストンがネジ打ち機
本体側へ押し込まれ、これに伴ってコンタクトアームも
押し込まれる。コンタクトアームにより開閉弁を切換え
る形式のネジ打ち機においてこのような状態になると、
コンタクトアームに押されて開閉弁が切換わり、ねじ込
み完了前にエアモータが停止するという不具合が発生す
る。

【０００８】また、ネジ打ち機をネジ打ち対象物へ押し
つける荷重が不足した場合は、ネジ打ち込み時の反力で
ネジ打ち機がネジ打ち対象物の表面から離れることがあ
る。そして、ピストンが下死点に達したときにエアモー
タへの空気供給路が遮断される形式のネジ打ち機におい
て上記のような状態になると、ねじ込み完了以前にピス
トンが下死点に達してエアモータが停止してしまう。

【０００９】このように、従来の自動停止装置を備えた
ネジ打ち機は、ネジ打ち対象物への押しつけ荷重の過不
足によってネジ締め不良が発生するという問題がある。
そこで、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の回転を継続させてネジ
締め不良を防止し、操作を容易化するために解決すべき
技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を
解決することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために提案するものであり、スプライン軸の先
端にネジ頭へ係合するビットを成形したドライバビット
を空気圧シリンダのピストンへ回転自在に結合し、スプ
ライン溝付の中心穴を成形したギヤにドライバビットを
挿通し、前記ギヤを介してドライバビットを回転駆動す
るエアモータを具え、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前記ネジをねじ込
むネジ打ち機であって、エアモータへの空気供給路に開
閉弁を設け、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へ押
し込まれるコンタクトアームの上動により前記開閉弁を
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、空気圧シリンダに、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
用する圧力空気が前記開閉弁へ供給される空気通路を設
け、ピストンが下死点近傍に達したときに空気圧シリン
ダから前記開閉弁へ供給される空気圧とコンタクトアー
ムの上動との協働作用により前記開閉弁が閉じる協働機
構を形成したことを特徴とするネジ打ち機の自動停止装
置を提供するものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図に従って詳述する。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のグリップ部５の前方に配置
したトリガレバー６によってグリップ部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へ圧力空気を供給する。

【００１２】空気圧シリンダ３のピストン１０に連結さ
れているドライバビット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
るギヤ１２の中心のスプライン溝付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
はギヤ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ヤ１３を介し
て最終段のギヤ１２に伝達される。

【００１３】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内ヘ供給する。

【００１４】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、フリーアーム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。

【００１５】ネジガイド１９を建材等に押しつけてコン
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を回動操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。

【００１６】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弁より
なる自動停止装置２１を内蔵している。

【００１７】次に、図３乃至図６に従って自動停止装置
２１を説明する。尚、図３乃至図６において中心線から
右は図１と同様にネジ打ち機の垂直断面であり、中心線
から左は水平断面を示している。

【００１８】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の開閉弁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。

【００１９】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の上部の入口ポート２８と出口ポート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の下部ベントポート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
中心穴に装着したステム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
の先端がステム３３の下面に対向している。

【００２０】開閉弁２２の入口ポート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、出口ポート２９はエアモータ４へ接続し、その
下側のパイロットポート３４は空気チャンバ８に接続し
ている。主スプール２４にはパイロットポート３４に対
応する位置に、主スプール２４の内部空間へ貫通する通
路２４ａが形成されていて、空気チャンバ８の圧力空気
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。

【００２１】開閉弁２２と平行に配置した副開閉弁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、入口ポート３９とその上
方のベントポート４０を常時遮断している。副開閉弁３
５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が下死点に達したときに空気圧シリンダ３内の
圧力空気が副開閉弁３５のパイロットポート４１へ供給
される。開閉弁２２のベントポート３１は副開閉弁３５
の入口ポート３９へ接続されていて、副開閉弁３５が開
いたときに開閉弁２２のベントポート３１が大気に連通
する。

【００２２】次に、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の圧力空
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から圧力空気が空気圧シリンダ３内へ流入し、
ピストン１０並びにドライバビット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
の出口ポート３ｂを通過して下死点に達すると、空気圧
シリンダ３内の高圧空気が出口ポート３ｂを通じて副開
閉弁３５のパイロットポート４１へ供給されて、図４に
示すように副開閉弁３５が開き、ネジ込み完了の時点で
コンタクトアーム１８がステム３３を押し上げて開閉弁
２２のパイロットスプール２５を上方へスライドさせ
る。

【００２５】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とが開通するとともに、パイロットポ
ート３４とパイロット空気室２３ａとが遮断され、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から副開閉弁３５を通じて大気に排気され
る。

【００２６】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、図
５に示すように、最上部のランドのＯリング２６により
入口ポート２８と出口ポート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。

【００２７】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
が下降してステム３３から離れる。そして、ステム３３
及びパイロットスプール２５が下降してパイロット空気
室２３ａとベントポート３１とが遮断され、パイロット
ポート３４とパイロット空気室２３ａとが連通してパイ
ロット空気室２３ａに圧力空気が供給され、主スプール
２４が浮上して図３に示した初期位置に戻る。

【００２８】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に圧力空気が供給され、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内から副開閉弁３５のパイロットポート４１への圧
力供給が断たれ、副開閉弁３５のスプール３７が下降し
て図３に示す初期位置に戻り、入口ポート３９とベント
ポート４０が遮断される。

【００２９】次に、過大な押しつけ荷重によって、ねじ
込み中にドライバビット１１及びピストン１０がネジ打
ち機本体へ押し込まれ、ねじ込み完了前にコンタクトア
ーム１８が開閉弁２２のステム３３及びパイロットスプ
ール２５を排気位置に押し上げた場合を図６に示す。同
図に示すように、パイロットスプール２５はステム３３
に押されて上昇し、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が連通し、パイロット
空気室２３ａとパイロットポート３４は遮断されるが、
ねじ込み完了前であるのでピストン１０は下死点に達す
る前の位置にあり、副開閉弁３５は閉鎖状態を維持して
いる。

【００３０】したがって、主スプール２４の下面に作用
しているパイロット圧は排気されず、主スプール２４が
初期位置を維持しているのでエアモータ４への空気供給
が継続される。そして、ねじ込みが完了してピストン１
０が下死点に達した時点で副開閉弁３５が開き、主スプ
ール２４が下降して図５に示した状態となり、エアモー
タ４が停止する。

【００３１】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
れた場合は、図４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が下死点に達して副開閉弁３５が
開くが、コンタクトアーム１８は開閉弁２２を操作する
ステム３３から離れているので開閉弁２２は開放状態を
維持し、エアモータ４は回転を継続する。そして、ねじ
込みが完了してコンタクトアーム１８がステム３３及び
パイロットスプール２５を押上げたときに、主スプール
２４の下面のパイロット空気室２３ａの空気が副開閉弁
３５を通って排気され、図５に示すように主スプール２
４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。

【００３２】尚、この発明は上記の実施形態に限定する
ものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の
改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたもの
に及ぶことは当然である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のネジ打ち
機の自動停止装置は、エアモータへの空気供給路に設け
た開閉弁を操作するコンタクトアームが上死点に達し、
且つ、ピストン及びドライバビットが下死点近傍に達し
たときに、開閉弁が閉じてエアモータへの空気供給を停
止するように構成している。

【００３４】したがって、過大な押しつけ荷重により、
ねじ込み完了前にコンタクトアームが上死点位置まで押
し込まれたり、押しつけ荷重の不足によりネジ打ち機が
ネジ打ち対象物の表面から離れてピストンが下死点に達
した場合であってもエアモータは回転を継続し、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開閉弁が閉じてエア
モータが停止する。

【００３５】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く、
ねじ込み量も一定に制御されて仕上がり精度の安定化と
操作の容易化に寄与する発明である。

【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】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６】過大な押しつけ力によりコンタクトアームが押
し込まれた状態を示すネジ打ち機の部分断面図。

【符号の説明】

１ ネジ打ち機 ２ ハウジング 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 １４ ノーズ部 １８ コンタクトアーム ２２ 開閉弁 ２３ バルブスリーブ部 ２３ａ パイロット空気室 ２４ 主スプール ２５ パイロットスプール ２８ 入口ポート ２９ 出口ポート ３１ ベントポート ３３ ステム ３４ パイロットポート ３５ 副開閉弁 ３６ バルブスリーブ部 ３７ スプール ３９ 入口ポート ４０ ベントポート ４１ パイロットポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプライン軸の先端にネジ頭へ係合する
   ビットを成形したドライバビットを空気圧シリンダのピ
   ストンへ回転自在に結合し、スプライン溝付の中心穴を
   成形したギヤにドライバビットを挿通し、前記ギヤを介
   してドライバビットを回転駆動するエアモータを具え、
   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
   を回転駆動して前記ネジをねじ込むネジ打ち機であっ
   て、 エアモータへの空気供給路に開閉弁を設け、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へ押し込まれるコンタクトア
   ームの上動により前記開閉弁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、 空気圧シリンダに、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力空気が前記開閉弁へ供
   給される空気通路を設け、ピストンが下死点近傍に達し
   たときに空気圧シリンダから前記開閉弁へ供給される空
   気圧とコンタクトアームの上動との協働作用により前記
   開閉弁が閉じる協働機構を形成したことを特徴とするネ
   ジ打ち機の自動停止装置。
2. 【請求項２】 エアモータへの空気供給路にパイロット
   操作式の開閉弁を設け、前記開閉弁のパイロット空気室
   のベントポートをパイロット操作式の副開閉弁の入口ポ
   ートに接続し、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力空気と導通する前記空気通
   路を副開閉弁のパイロットポートへ接続し、ピストンが
   下死点近傍に達して副開閉弁が開き、且つ、コンタクト
   アームが前記開閉弁のパイロット空気室を開閉操作する
   ステムを押したときに、開閉弁のパイロット空気室の圧
   力空気が副開閉弁を通じて排気されて開閉弁が閉じるよ
   うに構成した請求項１記載のネジ打ち機の自動停止装
   置。