JP2000326248A - ネジ打ち機の自動停止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ねじ込み時にネジ打ち機を強く対象物に押し付
けることでピストンがネジ打ち機本体に押し込まれても
エアモータが停止するのを有効に防止する。 【解決手段】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
通路を大気に通じる排気孔に連通させ、空気通路の中途
部には、パイロット空気室２３ａに通じる空気通路を大
気に対して開閉する副開閉バルブ３５を配置し、副開閉
バルブ３５を作動させる空気室４７に形成した排気孔４
６をコンタクトアーム１８の上下動に連動して開閉作動
するようにし、ピストンが下死点近傍に達し、かつコン
タクトアーム１８がねじ込み終了時に排気孔４６を閉じ
たときに圧縮空気により副開閉バルブ３５が作動して開
閉バルブ２２のパイロット空気室２３ａの圧縮空気を排
気することにより開閉バルブ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１７
７８０５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
空気供給路にパイロット操作式の開閉バルブを設け、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より上記開閉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、この空気通路を
大気に連通させ、上記空気通路の中途部には、上記ピス
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
する圧縮空気によって上記パイロット空気室に通じる空
気通路を大気に対して開閉する副開閉バルブを配置する
とともに、上記空気通路には上記副開閉バルブを作動さ
せる空気室を形成し、この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作動するようにし、
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
記圧縮空気により副開閉バルブが作動して上記開閉バル
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
上記開閉バルブを閉じ作動させることを特徴とする。

【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１
１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に従って自動停止襲置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。

【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の下端部はパルブ
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３
ａ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３
１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３
９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４
７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１
８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２
３ａ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３７は
ねじ込み中は上がらない（作動しない）。その後、図７
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)

【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より上記
   開閉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、この空気通路を大気に連通させ、上記
   空気通路の中途部には、上記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によって
   上記パイロット空気室に通じる空気通路を大気に対して
   開閉する副開閉バルブを配置するとともに、 上記空気通路には上記副開閉バルブを作動させる空気室
   を形成し、この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作動するようにし、 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
   記圧縮空気により副開閉バルブが作動して上記開閉バル
   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
   上記開閉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。