JP2002166372A - 空気圧ネジ締め工具のピストン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】締め込み時のドライバビット６の回転抵抗を小
さくすることができる空気圧ネジ締め工具におけるピス
トン３構造 【解決手段】エアモータにより回転駆動されるドライバ
ビット６をハウジング内に摺動可能に配置し、該ドライ
バビット６の長手方向に沿って配置されたシリンダ２内
に摺動自在に収容されたピストン３を前記ドライバビッ
ト６の上端と対峙して配置し、前記ドライバビット６の
上端面と前記ピストン３の下端面との間に、スチールボ
ール２１等の摺動抵抗低減手段を介在せしめた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、打ち込みネジに係
合するドライバビットをエアモータにより回転駆動させ
るとともに、圧縮空気により摺動駆動されるピストンに
より前記ドライバビットをネジの締め付け方向に移動さ
せ、ドライバビットを介してネジを被締め付け材面に押
圧させながらねじ込むようにした空気圧ネジ締め工具に
関する。

【０００２】

【従来技術】一般に、空気圧でピストンを駆動し、ピス
トンに連結したドライバビットで打ち込みネジを打撃し
てネジ頭部が浮く程度に打ち込んだ後、スプライン等の
摺動回転伝達手段を介してエアモータによりドライバビ
ットを回転して上記ネジを被ねじ締め部材に螺進させる
空気圧ネジ締め機は知られている。

【０００３】このような空気圧ネジ締め機においては、
ピストンに対してドライバビットは独立に回転するよう
に連結されているが、ピストンとドライバビットとは面
接触状態になっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
ネジの打ち込み後に締め込みを行なう場合、図６に示さ
れるように、締め込み時にもピストン３１の上面にはシ
リンダ３２内に供給された圧縮空気の空気圧が作用する
から、ピストン３１には下向きに押し下げる力が働く。
これに対し、ドライバビット３３には打ち込みネジが被
ねじ締め部材から受ける貫入抵抗が上向きに押し上げる
力として働く。このため、ドライバビット３３の上面３
４とピストン３１の下端面３５とが面接触の状態で押し
付けられ、ドライバビット３３はそのまま回転するか
ら、締め込み時にエアモータにより回転駆動されるドラ
イバビット３３とピストン３１との間で相対的な回転運
動が発生し、大きな回転抵抗が発生する。

【０００５】したがって、上記回転抵抗により、エアモ
ータの回転トルクが相殺されてドライバビットに充分な
トルク伝達が行われない結果を生ずる。したがって、エ
アモータの回転トルクのロスによりねじ締めトルクが不
足したり、ピストンとドライバビットの接触面に摩擦熱
が発生し、この摩擦熱により工具各部の損傷が発生する
恐れがある。また、予めトルクのロスを考慮して大きい
エアモータを使用したりする必要があり、工具の大型化
や重量の増大が避けられず、さらにエア消費量も大きく
なり連続作業の作業性を損なうものであった。

【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点を解消し
て、ビットの回転時の抵抗を減少して回転駆動力を充分
伝達できるとともに、摩擦熱の発生を防止できるピスト
ン構造を提供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係るネジ締め機におけるピストン機構は、
エアーモータにより回転駆動されるドライバビットをハ
ウジング内に摺動可能に配置し、該ドライバビットの長
手方向に沿って配置されたシリンダ内に摺動自在に収容
されたピストンを前記ドライバビットの上端と対峙して
配置し、前記ドライバビットの上端面と前記ピストンの
下端面との間に、摺動抵抗低減手段を介在せしめたこと
を特徴とする。

【０００８】なお、前記ピストンの下端面とドライバビ
ットの上端面に、それぞれほぼ半球状の凹部が形成さ
れ、該凹部内にスチールボールからなる摩擦抵抗低減手
段がピストンとドライバビットの軸心に収容配置される
ように構成するのが好ましい。

【０００９】また、前記ピストンの下端面とドライバビ
ットの上端面との間に環状の凹部を形成し、該環状凹部
内に複数のスチールボールからなる摩擦抵抗低減手段
が、ピストンとドライバビットの軸を中心とする円周上
に収容配置するようにしてもよい。

【００１０】

【発明の効果】ドライバビットとピストン間に摩擦抵抗
低減手段が配置されているので、回転するドライバビッ
トに対してピストンの押圧力が作用しても両者間の摺動
抵抗は充分に小さくなり、エアモータによる回転トルク
がドライバビットのネジ締め付け力として充分伝達で
き、ビットのトルク不足によるねじ締め不良の発生が解
消できる。また、ドライバビットを駆動するエアモータ
も小型化が可能となり、エア消費量の低減、工具の小型
・軽量化を達成することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施例に基づい
て本発明の実施の形態を説明する。

【００１２】図１は基本的構造が公知のネジ締め工具を
示すもので、ネジ締め工具１のハウジング１ａ内部にシ
リンダ２が配置されており、該シリンダ２内にはピスト
ン３が摺動可能に収容され、圧縮空気を貯留するエアチ
ャンバ４からヘッドバルブ５の開き作動によりシリンダ
２の上部を経てシリンダ２内に導入される圧縮空気によ
り駆動されるようになっている。ピストン３にはドライ
バビット６が連結され、ドライバビット６はハウジング
１ａの先端のノーズ部７内を摺動するように形成されて
いる。ヘッドバルブ５はトリガレバー８によって作動す
るトリガバルブ９と連動する。ノーズ部７にはマガジン
１０から打ち込みネジ１１が供給される。また、マガジ
ン１０の上部には、エアモータ１２と上記ドライバビッ
ト６を回転させる回転伝達手段１３とが配置されてい
る。そして、トリガレバー８を引き操作してトリガバル
ブ９とヘッドバルブ５を作動させ、シリンダ２内に圧縮
空気を導入させてピストン３を駆動し、ドライバビット
６によりノーズ部７内の打ち込みネジ１１を被ねじ締め
部材に一定の深さまで打ち込み、その後ドライバビット
６を回転させて上記打ち込みネジ１１を所定の深さまで
ねじ込むことができるのである。

【００１３】上記ピストン３をさらに詳しく説明する
と、図２及び図３に示されるように、上記ピストン３の
外周にはＯリング１４が嵌められており、シリンダ２の
内壁面と摺動密封を形成している。

【００１４】ピストン３下面側には小径部１５が形成さ
れ、筒状のドライバホルダ１６が上記小径部１５に形成
されているメネジ１６に螺合して一体に形成される。ド
ライバビット６の上端部には稍大径のフランジ部１７が
形成されており、その上面は上記ピストン３の小径部１
５の下端面と対峙するように配置される。ドライバホル
ダ１６の下端部はさらに小径の筒状に形成されており、
前記ドライバビット６の上端大径フランジ部１７がピス
トン３の小径部１５の下端面とドライバホルダ１６の肩
部１８によってピストン３に保持されている。

【００１５】ドライバビット６の下部は断面が角筒状に
形成され、エアモータ１２により回転駆動される回転伝
達手段１３と係合されており、この回転伝達手段１３と
の間で摺動しつつ回転が伝達されるように構成されてい
る。

【００１６】なお、ピストン３のＯリング１４から下方
向に離れたドライバホルダ１６の外周面にもシリンダ２
内壁面と摺動接触されるＯリング１９が配置されてい
る。これにより、ピストン３とドライバビット６とがシ
リンダ２内で傾きを生じるのを抑制している。

【００１７】前記ピストン３の小径部１５の下端面と、
ドライバビット６の大径フランジ部１７の上端面には、
ほぼ半球状の凹部２０ａ、２０ｂが形成されており、該
凹部２０ａ、２０ｂに摺動抵抗低減手段を構成するスチ
ールボール２１が収容されている。スチールボール２１
が両凹部２０ａ、２０ｂ内での接触面積がほぼ点接触に
近くなるようにスチールボール２１の半径は球状凹部２
０ａ、２０ｂの半径より僅か小さく設定されている。ス
チールボール２１を介して対峙しているピストン小径部
１５の下端面とドライバビット６の上端面とは接触する
ことなく離れた状態に維持されている。

【００１８】スチールボール２１は表面を高硬度に熱処
理をされたものが使用され、またピストン３とドライバ
ビット６の凹部２０ａ、２０ｂ内も熱処理がされること
により摩耗は防止できる。

【００１９】次に、上記ネジ締め工具の作動態様につい
て説明すると、図１に示すトリガレバー８を引き操作す
ることに基づいてシリンダ２の上端をエアチャンバ４に
開いてシリンダ２の上端から供給された圧縮空気によっ
てピストン３を下方に駆動する。これにより、ノーズ部
７に供給された打ち込みネジ１１を打撃し、被ねじ締め
部材１８に対し打ち込みネジ１１の頭部が浮き上がる程
度に打ち込む。図２はこの状態を示す断面図である。そ
の後、エアモータ１２と回転伝達手段１３を作動させて
ドライバビット６を回転し、上記打ち込みネジ１１をさ
らに被ねじ締め部材２２に螺進させて締め込む。これに
より、打ち込みネジ１１は被ねじ締め部材２２内にねじ
込まれる。図４は締め込み終了時の断面図である。

【００２０】ところで、上述のように、ピストン３が打
撃作動をした後にエアモータ１２と回転伝達手段１３が
作動すると、ピストン３は回転しないが、ドライバビッ
ト６７は回転する。ピストン３の下面とドライバビット
６のフランジ部１７の上面との間には摺動抵抗低減手段
としてスチールボール２１が介在しているので、スチー
ルボール２１とピストン３下面とドライバビット６の上
面とは点接触になっている。

【００２１】したがって、締め込み時にもピストン３の
上面にはシリンダ２内に供給された圧縮空気の空気圧が
作用し、ピストン３には下向きに押し下げる力が働き、
これに対し、ドライバビット６には打ち込みネジ１１が
被ねじ締め部材２２から受ける貫入抵抗が上向きに押し
上げる力として働くが、これに対し、回転しないピスト
ン３に対してドライバビット６を回転させたときにピス
トン３の下面とドライバビット６の上面との間に働く回
転時の摩擦抵抗は、点接触によるものであるから、非常
に小さい。よって、モータの出力や電力消費を大きくし
なくても確実にドライバビット６を回転させて打ち込み
ネジ１１を締め込むことができる。

【００２２】次に、図５は別の実施態様を示すもので、
ピストン３の下端面にはピストン３の中心軸を中心とし
た円形の凹部２３が形成されており、ドライバビット６
の上面にはドライバビット６の軸を中心としてピストン
３の下端面に向けて上方に膨出された短円筒部２４が形
成されている。摩擦抵抗低減手段は複数のスチールボー
ル２５からなり、各スチールボール２５は、前記円筒部
２４の外周面と円形凹部２３の内周面とによって形成さ
れた環状の凹部２６内に、ピストン３とドライバビット
６の軸を中心とする円周上に配置されている。ピストン
３とドライバビット６間で相対回転が発生するときスチ
ールボールは上記凹部２６内で転動するので、両者間の
摩擦抵抗を低減する。

【００２３】なお、上記スチールボール２１、２５に代
えて、ピストン３の下端面とドライバビット６軸の上端
面との間に複数のコロ（図示せず）を放射状に配置する
構成であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る空気圧ねじ締め工具の一例の概要
図

【図２】上記空気圧ねじ締め工具のピストン構造を示す
断面図

【図３】上記ピストン構造の拡大図

【図４】上記ネジ締め工具の作動態様説明図

【図５】ピストン構造の他の例の説明図

【図６】従来のネジ締め工具のピストン構造の断面図

【符号の説明】

３ ピストン ６ ドライバビット ２１ スチールボール（摩擦抵抗低減手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エアーモータにより回転駆動されるドラ
   イバビットをハウジング内に摺動可能に配置し、該ドラ
   イバビットの長手方向に沿って配置されたシリンダ内に
   摺動自在に収容されたピストンを前記ドライバビットの
   上端と対峙して配置し、前記ドライバビットの上端面と
   前記ピストンの下端面との間に、摺動抵抗低減手段を介
   在せしめたことを特徴とするネジ締め機におけるピスト
   ン機構。
2. 【請求項２】 前記ピストンの下端面とドライバビット
   の上端面に、それぞれほぼ半球状の凹部が形成され、該
   凹部内にスチールボールからなる摩擦抵抗低減手段がピ
   ストンとドライバビットの軸心に収容配置されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の空気圧ネジ締め工具の
   ピストン構造。
3. 【請求項３】 前記ピストンの下端面とドライバビット
   の上端面との間に環状の凹部を形成し、該環状凹部内に
   複数のスチールボールからなる摩擦抵抗低減手段が、ピ
   ストンとドライバビットの軸を中心とする円周上に収容
   配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気
   圧ネジ締め工具のピストン構造。