JP2002127031A - エアインパクトドライバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エアインパクトドライバにおいて、ネジのリ
セスの破損を防止する。 【解決手段】 ドライバビット14を前進駆動するエアシ
リンダ12とドライバビットを回転駆動するエアモータ2
を、トリガ操作量に応じて絞り位置から全開位置に切換
わるトリガバルブ8により制御する。エアモータとエア
シリンダの起動時の動作速度をトリガレバー9によって
調節することによりネジのリセスの破損を防止できる。

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、エアインパクト
ドライバに関するものであり、特に、トリガの操作量に
応じて動作速度を制御できるようにしたエアインパクト
ドライバに関するものである。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来の連結形ネジ用の
エアインパクトドライバは、ドライバビットを装備した
本体の先端部にスライドノーズが装着されていて、スラ
イドノーズにネジ送りガイド及びネジ送り機構が取付け
られており、スライドノーズをネジ締め対象物に押付け
てネジ締めを行うように構成されているので全長が長
く、取扱いにくいという問題がある。

【０００３】本願出願人は、上記の問題を解決するもの
としてエアモータとエアシリンダとを組合わせ、ドライ
バビットをエアシリンダにより前進駆動すると同時にエ
アモータにより回転駆動してネジ締めを行う構成のエア
インパクトドライバを提案している。このエアインパク
トドライバは、従来のストロークの長いスライドノーズ
及びそのスライド機構が省かれることにより小型軽量化
できるが、トリガ動作に関しては新たな問題が生じる。
即ち、通常のトリガ機構を装備した場合は、トリガレバ
ーを引くと同時にドライバビットが高速回転並びに高速
前進してネジに衝突するので、ドライバビットがネジの
リセスを破壊してしまうことがある。

【０００４】そこで、ネジの損傷を防止して安定した作
業を可能に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。

【０００５】

【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、エアモータと遠心
噛合いクラッチ機構とエアシリンダとからなり、エアシ
リンダのピストンの前面にドライバビットを装着し、背
面にスプライン軸を装着し、スプライン軸と遠心噛合い
クラッチ機構の従動回転体とをスプライン嵌合させ、エ
アモータとエアシリンダを駆動することにより、スプラ
イン軸とピストンとドライバビットとが一体に回転しつ
つ前進してネジを締めこむように構成したエアインパク
トドライバにおいて、トリガ操作量に応じて通路断面積
が段階的あるいは連続的に変化するトリガバルブを設
け、前記トリガバルブによってエアモータ並びにエアシ
リンダの駆動回路の開閉を行うように構成し、エアモー
タとエアシリンダの動作速度を手動制御できるようにし
たことを特徴とするエアインパクトドライバを提供する
ものである。

【０００６】

【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はエアインパクトドライバ1
を示し、上からエアモータハウジング2、クラッチハウ
ジング3、シリンダハウジング4、固定ノーズ5を一列に
連結し、クラッチハウジング3から直角方向へ延びるグ
リップ6を取付けた筐体構造となっている。

【０００７】図示は省略するが、一般の空気圧工具と同
様にグリップ6の端部にエアプラグが取付けられてお
り、エアプラグへエアホースを接続してエアコンプレッ
サからグリップ6内のエアチャンバ7へ高圧空気を供給す
る。

【０００８】グリップ6の基部にはトリガバルブ8及びト
リガレバー9が設けられていて、トリガレバー9を操作し
てトリガバルブ8を開閉することにより、エアインパク
トドライバ1の起動及び停止を行うことは従来の空気圧
工具と同様である。

【０００９】固定ノーズ5の背面（図において右）には
バネオフセットエアシリンダ10とそのピストンロッドに
連結された送り爪11からなる公知の連結ネジ送り装置が
設けられており、エアインパクトドライバ1の１サイク
ルの動作に連動して送り爪11が後退及び前進することに
より連結ネジマガジン（図示せず）内の連結ネジを固定
ノーズ5内へ送り込む。

【００１０】尚、図中右上のA部はトリガバルブ部分を
右から見た断面図、左下のB部は固定ノーズ5に装備され
るコンタクトノーズ部分を左から見た断面図であり、空
気配管は鎖線で示している。

【００１１】シリンダハウジング4に内蔵した複動エア
シリンダ12のピストン13は、前面（図において下）にド
ライバビット14が取付けられており、背面（図において
上）に六角シャフト15が取付けられている。

【００１２】クラッチハウジング3内の遠心噛合いクラ
ッチ機構の中心に配置されている従動回転体16（以下、
アンビルという）に、六角シャフト15と摺動対偶をなす
六角孔17を形成して六角シャフト15を六角孔17へ挿入し
ている。

【００１３】エアモータのロータ18には六角シャフト15
よりも径の大きい中心孔19を設けてあり、六角シャフト
15の上部は六角孔17を貫通してロータ18の中心孔19へ進
入している。ピストン13とドライバビット14と六角シャ
フト15は、遠心噛合いクラッチ機構のアンビル16ととも
に軸回りに回転し、且つ複動エアシリンダ内を昇降自在
となっている。

【００１４】エアモータと遠心噛合いクラッチ機構によ
るインパクト動作は周知のものであり、エアモータのロ
ータ18と遠心噛合いクラッチ機構のアウターロータ20と
は一体に回転する。

【００１５】図２に示すように、アウターロータ20には
揺動式クラッチ爪21が取付けられていて、アウターロー
タ20の起動時にクラッチ爪21は静止慣性によって回転方
向前側の爪が回転中心方向へ回って蝶型断面のアンビル
16の凸部16aに衝突し、アンビル16に回転方向の打撃を
加える。そして、打撃の反動によりアウターロータ20の
回転速度が低下し、クラッチ爪21の回転方向前側の爪は
運動慣性により起動時とは逆に外周方向へ移動してアン
ビル16の凸部16aから外れる。これにより直ちにアウタ
ーロータ20の回転速度が上がるため、再び起動時のよう
にクラッチ爪21はアンビル16に係合して打撃を加える。
このように、係合と離脱動作を高速で反復してアンビル
に回転方向の打撃を連続して加え、六角シャフト17及び
ピストン13とドライバビット14とを回転させる。

【００１６】図１に示すトリガバルブ8は、バルブボデ
ィ22にパイロットポペット23及びステム24を内蔵した直
動形スライドバルブである。上下中間の入力ポート25は
エアチャンバ7に通じており、上部ポート26にエアモー
タへの配管27と複動エアシリンダ12の前進側空気室
（上）への配管28が接続され、下部ポート29には複動エ
アシリンダ12の後退側空気室（下）への配管30が接続さ
れている。

【００１７】図３に示すように、ステム24の上部が挿入
されているシリンダ部31の内径は、下部がステム24のO
リングの直径とほぼ等しく、上部はやや径が大きくなっ
ている段つき形状であり、ステム24が下降した待機位置
(a)にあるときは、入力ポート25と上部ポート26は遮断
されている。

【００１８】(a)から(f)に至るステム24の上昇行程にお
いて、(d)以降はステム24のOリングがシリンダ部31の大
径部分に進んでOリングの周囲に間隙が生じ、入力ポー
ト25と上部ポート26が連通するが、(d)から(e)まではス
テム24の上端部の絞りディスク32がシリンダ部31内にあ
る絞り位置であり、(e)以降が全開となる。

【００１９】待機位置(a)においては、エアチャンバ7か
らパイロットポペット23の中心穴を通じてパイロットポ
ペット23の下面に圧力空気が供給され、パイロットポペ
ット23が上昇してエアチャンバ7と下部ポート29が連通
している。

【００２０】トリガレバー9を操作してステム24を押す
と、(b)に示すようにパイロットポペット23の中心穴が
塞がれてパイロットポペット23の下面への圧力空気供給
が停止する。続いて、(c)に示すようにバルブボディ22
とステム24との間隙を通じてパイロットポペット23の下
面側の圧力空気が排気され、パイロットポペット23の上
下両面に作用する圧力差により、パイロットポペット23
が下降する。これにより、エアチャンバ7と下部ポート2
9とが遮断され、下部ポート29の圧力空気は通気口を通
じてトリガバルブ8の下面側へ排出される。

【００２１】ステム24が(d)に示す位置へ上昇すると、
エアチャンバ7と上部ポート26が連通するが、ステム24
の上端部の絞りディスク32がシリンダ部31内にあるた
め、上部ポート26へ供給される空気流量が絞られて圧力
損失を生じる。そして、バルブステム24が(e)に示す位
置を過ぎると、絞りディスク32がシリンダ部31から外へ
出て圧力損失が殆どなくなり、上部ポート26へ高圧空気
が供給される。

【００２２】次に、エアインパクトドライバ1の動作行
程を説明する。図１は待機状態を示し、トリガバルブ8
のステム24はバネにより閉位置に下降していて、パイロ
ットポペット23はバネと下面に作用する空気圧によって
上昇している。

【００２３】エアモータの吸気ポート33は切換え弁34へ
接続されていて、遅延回路である絞り35とパイロット弁
36が切換え弁34の下部パイロットポート34aに接続され
ている。

【００２４】トリガバルブ8が閉位置のときは、エアチ
ャンバ7内の高圧空気がトリガバルブ8の下部ポート29か
ら複動エアシリンダ12の後退側空気室に供給され、ピス
トン13を上部待機位置へ押し上げている。

【００２５】トリガレバー9を引いた直後にパイロット
ポペット23が下降し、複動エアシリンダ12の後退側空気
室の空気がトリガバルブ8を通じて大気へ排出されると
ともに、トリガバルブ8の上部ポート26とエアチャンバ7
が連通する。前述したように、トリガレバー9の操作量
によってトリガバルブ8の通路断面積を制御でき、バル
ブストロークの初期段階（図２(d)）を維持していれ
ば、上部ポート26へ供給される空気流量が絞られて比較
的低圧の圧力空気が複動エアシリンダ12へ供給され、ピ
ストン13が低速で下降を開始する。

【００２６】また、絞り35を通じてパイロット弁36の上
部制御ポート36aへ圧力空気が供給されるが、絞り35の
減速作用により複動エアシリンダ12の起動後もある時間
はパイロット弁36が閉位置を維持しており、エアモータ
の切換え弁34は閉じている。

【００２７】そして、ある時間後に絞り35の下流の空気
圧が上昇したときに、図４に示すようにパイロット弁36
のスプールが下降し、シリンダハウジング4の下端部の
中継ポート37からパイロット弁36を通じて切換え弁34の
下部パイロットポート34aへ圧力空気が供給される。こ
れにより、切換え弁34のスプールが上昇し、エアチャン
バ7の圧力空気がエアモータハウジング2内へ供給されて
ロータ18が起動し、ドライバビット14が回転する。

【００２８】このように、トリガレバー9の操作量によ
ってエアシリンダとエアモータの動作速度を制御でき、
絞り35によるエアモータ起動遅延作用と相俟ってネジの
リセスの破損を防止できる。

【００２９】ロータ18が起動すると、前述したように遠
心噛合いクラッチ機構のアンビル16に嵌合している六角
シャフト15及びピストン13、ドライバビット14が一体に
回転し、微視的には間歇的な回転とクラッチが外れて回
転トルクがかからない状態での下降動作とが連続的に繰
り返され、ネジがネジ締め対象物に締結される。

【００３０】ここでは、エアシリンダの伸長力とエアモ
ータの回転トルクのバランスが一定であることが重要で
あり、エアモータの回転トルクに比較してエアシリンダ
の伸長力が低下すると、ドライバビットをネジに押付け
る力が相対的に低下することにより、ドライバビットの
先端がネジのリセスから外れるカムアウト現象が発生す
る。

【００３１】本発明のエアインパクトドライバは、エア
モータとエアシリンダとを個別のパイロット弁にて制御
するものとは異なり、圧力空気をひとつのトリガバルブ
8からエアシリンダとエアモータとに供給するので、エ
アチャンバ圧やトリガバルブの操作量にかかわらずエア
シリンダとエアモータへの供給圧力のバランスは一定に
維持されてカムアウトが生じることはない。

【００３２】図５はピストン13が可動範囲の下端に達し
た状態を示し、シリンダハウジング4の底部のポペット
弁38が複動エアシリンダ12内の可動バンパー39に押され
て開き、これによりパイロット弁36を通じて切換え弁34
の下部パイロットポート34aへ作用している空気圧が低
下し、複動エアシリンダ12の上部通気口40から切換え弁
34の上部パイロットポート34bへ供給されている空気圧
によりスプールが下降し、切換え弁34が閉じてロータ18
が停止する。

【００３３】ネジ締め完了後にトリガレバー9をオフす
ると、トリガバルブ8のステム24が初期位置へ下降し、
エアチャンバ7からパイロットポペット23の下面に圧力
空気が供給されてパイロットポペット23が上昇し、エア
チャンバ7からトリガバルブ8の下部ポート29を通じて複
動エアシリンダ12の後退側空気室へ圧力空気が供給さ
れ、ピストン13が上昇して待機位置へ戻る。

【００３４】従来の空気圧釘打ち機においては、エアシ
リンダの下部空気室に連通するブローバックチャンバを
エアシリンダの周囲に形成し、ピストン下降時にブロー
バックチャンバに充填された圧縮空気の圧力によってピ
ストンを待機位置へ戻す構造となっている。エアインパ
クトドライバにこの従来構造を採用した場合は、ドライ
バビットがネジのリセスに固く嵌合したときなどにブロ
ーバックチャンバの空気圧が不足してピストンが待機位
置へ戻らないことが起こりうるが、本実施例のエアイン
パクトドライバは、複動エアシリンダ12の後退側空気室
へエアチャンバ7の高圧空気を供給してピストン13を上
昇させるようにしているので、確実にピストン13を待機
位置へ戻すことができる。

【００３５】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。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のエアイン
パクトドライバは、トリガバルブの操作量に応じてエア
モータとエアシリンダの動作速度を制御できるように構
成したので、起動時におけるドライバビットの前進速度
及び回転速度を手操作により調節してネジのリセスの破
損を防止できるとともに操作性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態を示し、エアインパクト
ドライバの待機状態を示す断面図。

【図２】遠心噛合いクラッチ機構の横断面図。

【図３】(a)乃至(f)はトリガバルブの動作行程を示す断
面図。

【図４】エアインパクトドライバの作動時の断面図。

【図５】ネジ締め完了時のエアインパクトドライバの断
面図。

【符号の説明】

1 エアインパクトドライバ 2 エアモータハウジング 3 クラッチハウジング 4 シリンダハウジング 5 固定ノーズ 6 グリップ 8 トリガバルブ 9 トリガレバー 12 エアシリンダ 13 ピストン 14 ドライバビット 15 六角シャフト 16 アンビル 17 六角孔 18 ロータ 19 中心孔 20 アウターロータ 21 クラッチ爪 22 バルブボディ 23 パイロットポペット 24 ステム 31 シリンダ部 32 絞りディスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアモータと遠心噛合いクラッチ機構と
   エアシリンダとからなり、エアシリンダのピストンの前
   面にドライバビットを装着し、背面にスプライン軸を装
   着し、スプライン軸と遠心噛合いクラッチ機構の従動回
   転体とをスプライン嵌合させ、エアモータとエアシリン
   ダを駆動することにより、スプライン軸とピストンとド
   ライバビットとが一体に回転しつつ前進してネジを締め
   こむように構成したエアインパクトドライバにおいて、
   トリガ操作量に応じて通路断面積が段階的あるいは連続
   的に変化するトリガバルブを設け、前記トリガバルブに
   よってエアモータ並びにエアシリンダの駆動回路の開閉
   を行うように構成し、エアモータとエアシリンダの動作
   速度を手動制御できるようにしたことを特徴とするエア
   インパクトドライバ。