JP2002355766A - 圧縮空気駆動ネジ締め機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型軽量化が可能であり、エアモータの回転を
効率よくドライバビットに伝達でき、更に機械バランス
の良いネジ締め機を提供し、かつ、ネジ締め完了時に確
実にエアモータを停止させることのできる圧縮空気ネジ
締め機。 【解決手段】エアモータ２１をハウジング１２内の上端
部にドライバビット１４軸と同軸上に配置し、該エアモ
ータの下方に形成した筒状ケーシング２４内に、ケーシ
ング内周面に形成したインターナルギヤ、前記モータ出
力軸に固定したサンギヤ２６、上記サンギヤとインター
ナルギヤとに噛み合わせられた複数のプラネットギヤ２
７からなる減速機構を収容し、前記複数のプラネットギ
ヤを回転自在に支持しているプラネットケージ２８とピ
ストン１３の上面に一体に形成した駆動軸２２とを回転
連結かつ軸方向に沿って摺動自在に連結させてなり、前
記エアモータの回転を同軸上でドライバビットに伝達さ
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、射出口内に供給さ
れたネジをエアモータによって回転駆動されるト゛ライバ
ビットと係合させて回転駆動すると同時に、ドライバビ
ットと一体に形成されたピストンを介して射出口の先端
方向へ押圧移動させてネジをねじ込む圧縮空気駆動ネジ
締め機に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮空気を動力源として、エアモータ等
によりドライバビットを回転駆動させてネジ締めを行う
ネジ締め機では、ネジの締め込み量に連動して工具が被
ネジ締め材に向けて移動し、ネジが所定のネジ締め深さ
までねじ込まれた時にネジ締め荷重が急激に上昇し、こ
のネジ締め荷重の増大を感知して、エアモータを起動さ
せたトリガレバーを開放してネジ締めを完了させる。ま
た、上記エアモータにより回転駆動されるドライバビッ
トを圧縮空気圧によりネジ締め方向に移動させる機構を
併用したネジ締め機では、ねじ込みの進行にかかわらず
工具は移動せず、ネジ締めの完了を感知しづらい。使用
する圧縮空気の圧力を例えば１０Ｋｇ／ｃｍ²以上の高
圧で使用する場合、ネジ締め完了時にエアモータが回転
され続けると、ネジ頭部のビット係合溝やドライバビッ
ト先端を損傷してしまう。

【０００３】そこで、ドライバビットを圧縮空気圧によ
りネジ締め方向に移動させる機構を採用したネジ締め機
では、ドライバビットを移動させているピストンの一部
にエアモータと圧縮空気源間の流路を遮断する弁体を形
成して、ピストンが下死点位置に達したときに前記弁体
がエアモータへの圧縮空気流入を遮断して、エアモータ
を自動的に停止させるネジ締め機が知られている。しか
しこのようにピストン自体で弁体を形成することは、回
転力の抵抗となりエアモータにより回転駆動されるドラ
イバビットの出力ロスとなる。

【０００４】また、従来のネジ締め機では、ドライバビ
ット軸にピストンが配置されこのピストンを収容したシ
リンダがビット軸と同軸同心状に形成されており、この
ビットを回転駆動させるエアモータはビット軸と並列的
に設置されている。そして、エアモータの出力軸とビッ
ト軸間に複数の歯車からなる減速機構が配置されてい
る。このような機構は、ハウジング内にシリンダ、エア
モータ、原作機構等を並列的に配置するため形状が大き
くなり、工具のコンパクト化の障害となる。また比較的
重量の大きいエアモータがドライバビット軸からずれて
配置されるため、機械バランスが悪く作業性を損ねる。
更に、エアモータの回転力を複数のギヤを介して並列的
に伝達させるので伝達効率が低下してトルク不足等によ
るねじ込み不良の原因となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】小型軽量化が可能であ
り、エアモータの回転を効率よくドライバビットに伝達
でき、更に機械バランスの良いネジ締め機を提供し、か
つ、ネジ締め完了時に確実にエアモータを停止させるこ
とのできる圧縮空気ネジ締め機を提供することを課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、エアモータをハウジング内の上端部にドライ
バビット軸と同軸上に配置し、該エアモータの下方に形
成した筒状ケーシング内に、ケーシング内周面に形成し
たインターナルギヤ、前記モータ出力軸に固定したサン
ギヤ、上記サンギヤとインターナルギヤとに噛み合わせ
られた複数のプラネットギヤからなる減速機構を収容
し、前記複数のプラネットギヤを回転自在に支持してい
るプラネットケージと前記ピストンの上面に一体に形成
した駆動軸とを回転連結かつ軸方向に沿って摺動自在に
連結させてなり、前記エアモータの回転を同軸上でドラ
イバビットに伝達させるようにしたものである。

【０００７】また、請求項２の発明は、上記プラネット
ケージを軸方向に摺動可能に配置し、ドライバビットと
一体の駆動軸に前記プラネットケージと係合する係合部
を形成して、ドライバビットが下死点位置に移動したと
きに前記係合部を係合させてプラネットケージを下方に
移動させるようになし、前記エアモータとメインバルブ
間の通路を開閉可能なストップバルブを前記プラネット
ケージの下方に摺動可能に配置し、ドライバビットが下
死点位置に作動することにより前記プラネットケージを
介してストップバルブを作動させ、ストップバルブによ
りエアモータへの圧縮空気の供給を遮断させるようにし
たものである。

【０００８】

【発明の効果】エアモータ、インターナルギヤ、サンギ
ヤ及びプラネットギヤによる遊星歯車減速機構、シリン
ダ機構をドライバビット軸と同軸上に直列状に配置し、
ピストン上面に一体に形成した駆動軸を減速機構のプラ
ネットケージに減速出力を回転連結させて、プラネット
ケージを介してドライバビットに回転伝達させているの
で、横方向の寸法が小さくでき機械の小型化が可能であ
る。またエアモータをハウジングの最上部に配置し、エ
アモータの回転を同軸上に伝達させているので、伝達効
率が良く高出力が得られ、かつエアモータ等の小型化も
可能となる。更に、比較的重量の大きいエアモータをド
ライバビット軸と同軸上に配置しているので、機械バラ
ンスが良くなり作業性を向上できる。更に、プラネット
ケージを移動可能に配置して、ドライバビットの移動に
よりプラネットケージを介してストップバルブを作動さ
せているので、所定のねじ込み深さ位置で確実にエアモ
ータを停止させることが可能である。

【０００９】

【発明の実施の態様】以下、図面に示す実施例に基づい
て本発明の実施態様を説明する。図１は本発明の圧縮空
気駆動ネジ締め機の主要部分の断面図であり、ネジ締め
機１０はハウジング１１内に配置されたシリンダ１２内
にピストン１３が摺動自在に収容されており、該ピスト
ン１３の下端にはネジの頭部と係合してネジを回転駆動
するドライバビット１４が結合されている。ピストン１
３はシリンダ１２の上端からシリンダ１２内に導入され
る圧縮空気により駆動されてドライバビット１４を下方
に移動させる。ドライバビット１４はハウジング１１の
下端に連結されているノーズ部１５に形成された射出口
１６内を摺動可能に案内されており、ノーズ部１５に連
結されているマガジン１７から射出口１６内に供給され
たネジの頭部と係合して射出口１６から押し出す。

【００１０】上記シリンダ１２の外周面とハウジング１
１の内周面の間には環状のエアチャンバ１８が形成され
ており、該エアチャンバ１８は圧縮空気源と接続されて
圧縮空気が常時供給されている。シリンダ１２の上部に
は前記エアチャンバ１８を画成しているシリンダ１２の
外径方向へ張り出したフランジ１９が形成されており、
該フランジ１９の上方にはメインバルブ２０が配置され
ている。メインバルブ２０は前記エアチャンバ１８とシ
リンダ１２上端とを開閉するように下端シール部２０ａ
が前記フランジ１９の上面と接離可能に上下方向に移動
自在に配置されており、シール部２０ａがフランジ１９
の上面から離れることによりエアチャンバ１８内の圧縮
空気がシリンダ１２内に供給されてピストン１３を駆動
させる。

【００１１】前記ハウジング１１内の上部にはエアモー
タ２１が収容されており、エアモータ２１は中空に形成
された回転軸２１ａが前記ドライバビット１４の軸と同
軸になるように配置されている。該エアモータの回転軸
２１ａの中空内には、前記ピストン１３の上面に形成さ
れた駆動軸２２が貫通されている。ピストン１３の上面
に一体に形成された駆動軸２２は、断面が多角形に形成
され、前記ピストン１３のストロークとほぼ同じ全長を
有しており、その上端には拡径部２２ａが形成されてい
る。

【００１２】上記エアモータ２１の下方には、エアモー
タ２１の回転軸２１ａの回転を減速して前記駆動軸２２
に回転を伝達する減速機構２３がハウジング１１内に同
心状に配置されたシリンダ状のケーシング２４内に配置
されている。図２及び図３に詳細に示すように、減速機
構２３は、ケーシング２４の内周面に取り付けられたイ
ンターナルギヤ２５と、エアモータ２１の回転軸２１ａ
に結合したサンギヤ２６と、前記インターナルギヤ２５
とサンギヤ２６とに噛みあわせられた複数のプラネット
ギヤ２７及び、該プラネットギヤ２７を回転自在に支持
しているプラネットケージ２８により構成されている。
サンギヤ２６が回転することによってプラネットギヤ２
７がサンギヤ２６の外周面とインターナルギヤ２５の内
周面に沿って公転し、プラネットギヤ２７を支持してい
るプラネットケージ２８が回転することによって、エア
モータ２１の回転が減速されて出力される。

【００１３】前記プラネットケージ２８には、下方に延
びた中空筒部２８ａが一体に形成されており、この筒状
部内に前記ピストン１３の上面に形成された駆動軸２２
が貫通している。駆動軸２２はそのほぼ全長にわたって
断面が多角形に形成されており、前記筒状部２８ａの下
端部に形成した多角形穴２９と係合されて、駆動軸２２
とプラネットケージ２８が回転連結されている。従っ
て、エアモータ２１の回転は、減速機構２３のプラネッ
トケージ２８を介して駆動軸２２に伝達される。更に、
プラネットケージ２８は、複数のプラネットギヤ２７を
回転自在に支持している軸３０に対して前記ケーシング
２４内を上下方向へ摺動可能に構成されている。

【００１４】前記シリンダ状のケーシング２４の外周面
とハウジング１１の内周面の間に環状のエア通路３１が
形成されており、圧縮空気がこのエア通路３１を経由し
てケーシング２４に形成した開口２４ａからケーシング
２４内に導入されて前記エアモータ２１を回転駆動す
る。上記プラネットケージ２８の下方には、前記シリン
ダ１２内に供給される圧縮エアの一部を前記エア通路３
１を介してエアモータ２１へ供給し又は供給を遮断する
ストップバルブ３２が配置されている。ストップバルブ
３２は、前記ケーシング２４の内周面に摺動接触するＯ
リング３２ａが、前記エア通路３１と連通しているケー
シング２４に形成されている供給口２４ｂを上下方向に
よぎって移動することによりシリンダ１２上端と前記エ
ア通路３１間を開閉する。上記ストップバルブ３２には
下面側から圧縮バネ３３が作用されており通常時にシリ
ンダ１２上端とエア通路３１間を連通させる上方位置へ
付勢されている。なお、上記圧縮バネ３３はストップバ
ルブ３２を介して前記プラネットケージ２８も上方へ押
圧付勢している。

【００１５】３４はネジ締め機を起動させるための起動
バルブであり、図示していないトリガレバー等の操作手
段により操作されるトリガステム３５と、このトリガス
テム３５の操作によって作動されるパイロットバルブ３
６がバルブケーシング３７内に収容されている。パイロ
ットバルブ３６によってコントロールされる制御エアが
エア通路３８により前記メインバルブ２０の上面に形成
されたバルブ室２０ｂに連通されている。前記メインバ
ルブ２０は起動バルブ３４が操作されていないときに
は、パイロットバルブ３６から供給される制御エアがバ
ルブ室２０ｂに充満して、このバルブ室２０ｂ内の圧縮
空気圧によって上方からの押圧力を生じてエアチャンバ
１８とシリンダ１２との間を閉鎖する下方位置に配置さ
れている。上記エア通路３８から分離されたエア通路３
８ａは前記シリンダ１２の下端内に連通されており、起
動バルブ３４が操作されていないときに圧縮空気をシリ
ンダ１２内のピストン１３下側に供給してピストン１３
を上死点位置に復帰させ該位置に保持している。

【００１６】上記実施例の作動状態を説明する。起動バ
ルブ３４が操作されていない初期の状態は、図１乃至図
２に示すように、起動バルブ３４からの制御エアがエア
通路３８を経由してメインバルブ２０上面のバルブ室２
０ｂに供給されており、メインバルブ２０はシール面２
０ａをフランジ１９上面に当接させられてシリンダ１２
とエアンチャンバ１８間を閉じている。また制御エアの
一部はエア通路３８ａを介してシリンダ１２の下部に供
給されており、この圧縮エアがピストン１３を上死点に
保持している。ストップバルブ３２は圧縮バネ３３の作
用で上方に配置されシリンダ１２上端とエアモータ２１
に連通したエア通路３１を接続しているが、シリンダ上
端部には圧縮エアが供給されていないので、従ってエア
モータ２１にもエアが供給されていない。

【００１７】ネジ締め機１０を起動するためトリガステ
ム３５が操作されると、図４に示すように、パイロット
バルブ３６が作動して制御エアの供給を遮断してエア通
路３８、３８ａを大気に接続する。メインバルブ２０の
バルブ室２０ｂ内の圧縮エアが大気に放出するので、メ
インバルブ２０はエアチャンバ１８内の圧縮エア圧を下
面に受けて上方へ移動し、エアチャンバ１８とシリンダ
１２上端とを連通させる。エアチャンバ１８内の圧縮エ
アがシリンダ１２内に導入されてピストン１３は下方へ
移動させられる。このときシリンダ１２内のピストン１
３の下方はエア通路３８ａを介して大気に接続されてお
りピストン１３の下降の妨げは発生しない。

【００１８】メインバルブ２０を経由してシリンダ１２
上端部に導入された圧縮エアの一部は、開放されている
ストップバルブ３２を経由して供給口２４ｂからエア通
路３１内に進入して開口２４ａからケーシング２４内に
導入されてエアモータ２１へ供給される。従って、エア
モータ２１が回転駆動して、減速機構２３を介してプラ
ネットージ２８が回転し、プラネットケージ２８の筒状
部２８ａに形成された多角形穴２９と係合している駆動
軸２２が回転駆動される。すなわち、起動バルブ３４の
操作によりドライバビット１４が先端方向に移動させら
れるのと同時に回転駆動させられて、ドライバビット１
４先端でネジを嵌合してネジを回転移動させるものであ
る。

【００１９】ネジのねじ込みに従って、ドライバビット
１４が回転されながら先端方向へ移動し、ピストン１３
が下死点の近傍に位置に達したときに、駆動軸２２の上
端の拡径部２２ａがプラネットケージ２８の多角形穴２
８ａの上端縁と係合して、更にネジ締めが進行すること
によりプラネットケージ２８が下方向へ移動させられ
る。プラネットケージ２８の移動により、ストップバル
ブ３２が下方向へ移動させられ、ピストン１３が下死点
に到達した時点でストップバルブ３２のＯリング３２ａ
がケーシング２４の供給口２４ｂの下側に配置されて、
供給口２４ｂとシリンダ１２上端との間を遮断する。こ
れによってエアモータ２１への圧縮空気の供給が遮断さ
れてエアモータ２１は停止する。すなわち、ネジと係合
しているドライバビット１４が下死点位置へ移動したこ
とによってエアモータ２１が停止するので、ねじ込み完
了時のねじ締め深さが一定となり、ネジやドライバビッ
ト２１の先端部の損傷を確実に防止するものである。

【００２０】上記のネジ締めが完了した状態から、ネジ
締め機をネジ頭部から離してもドライバビット１４は下
死点に止まっており、エアモータ２１が回転することは
ない。起動バルブ３４を開放することにより、エア通路
３８を介して制御エアがメインバルブ３２のバルブ室３
２ｂ内に供給されてメインバルブ３２を下方に移動させ
てエアチャンバ１８とシリンダ１２間を閉じる。制御エ
アの一部はエア通路３８ａからシリンダ１２のピストン
１３の下側に供給され、ピストン１３を上死点へ復帰さ
せる。ピストン１３の復帰により、駆動軸２２上端の拡
径部２２ａがプラネットケージ２８の多角形穴２９の縁
部から離脱して、ストップバルブ３２とプラネットケー
ジ２８は圧縮バネ３３の作用で上方へ移動し、ストップ
バルブ３２はシリンダ１２上端部と供給口２４ｂの間を
開き、図１に示す正気の状態に復帰する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による圧縮空気駆動ネジ締め機
の主要部分の縦断側面図。

【図２】図１における主要部の拡大図。

【図３】図２におけるＡＡ線上での断面図

【図４】ねじ込み途中の作動状態を示す図１と同じ断面
図。

【図５】ねじ込み完了の作動状態を記す図１と同じ断面
図。

【符号の説明】

１０ ネジ締め機 １１ ハウジング １２ シリンダ １３ ピストン １４ ドライバビット １８ エアチャンバ １９ フランジ ２０ メインバルブ ２１ エアモータ ２２ 駆動軸 ２３ 減速機構 ２４ ケーシング ２５ インターナルギヤ ２６ サンギヤ ２７ プラネットギヤ ２８ プラネットケージ ２９ 多角形穴 ３０ 軸 ３１ エア通路(環状) ３２ ストップバルブ ３３ 圧縮バネ ３４ 起動バルブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空ハウジング内に配置されたシリンダ
   内に下端にドライバビットを結合したピストンを摺動自
   在に収容し、圧縮空気により前記ピストンをビットの先
   端方向に駆動するとともに、前記ドライバビットをエア
   モータにより回転駆動して、ドライバビットの先端に係
   合したネジをねじ込むようにしたネジ締め機において、 前記エアモータを前記ハウジング内の上端部にドライバ
   ビット軸と同軸上に配置し、該エアモータの下方に形成
   した筒状ケーシング内に、ケーシング内周面に形成した
   インターナルギヤ、前記モータ出力軸に固定したサンギ
   ヤ、上記サンギヤとインターナルギヤとに噛み合わせら
   れた複数のプラネットギヤからなる減速機構を収容し、
   前記複数のプラネットギヤを回転自在に支持しているプ
   ラネットケージと前記ピストンの上面に一体に形成した
   駆動軸とを回転連結かつ軸方向に沿って摺動自在に連結
   させてなり、前記エアモータの回転を同軸上でドライバ
   ビットに伝達させるようにしたことを特徴とする圧縮空
   気駆動ネジ締め機。
2. 【請求項２】 前記プラネットケージを軸方向に摺動可
   能に配置し、ドライバビットと一体の駆動軸に前記プラ
   ネットケージと係合する係合部を形成して、ドライバビ
   ットが下死点位置に移動したときに前記係合部を係合さ
   せてプラネットケージを下方に移動させるようになし、
   前記エアモータとメインバルブ間の通路を開閉可能なス
   トップバルブを前記プラネットケージの下方に摺動可能
   に配置し、ドライバビットが下死点位置に作動すること
   により前記プラネットケージを介してストップバルブを
   作動させ、ストップバルブによりエアモータへの圧縮空
   気の供給を遮断させることを特徴とする請求項１に記載
   の圧縮空気駆動ネジ締め機。