JP2007168035A - Stoppage controlling mechanism of air motor in pneumatic pressure type screw driving machine - Google Patents
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Description
本発明は、空気圧式ネジ打込み機において、打込みネジを打撃し、さらにエアモータでネジ締めした後に、所定のネジ締め込み位置でエアモータを停止させる空気圧式ネジ打込み機におけるエアモータの停止制御機構に関する。 The present invention relates to a stop control mechanism for an air motor in a pneumatic screw driving machine that stops an air motor at a predetermined screw tightening position after hitting a driving screw and further tightening the screw with an air motor in a pneumatic screw driving machine.
一般に、空気圧式ネジ打込み機は被打込み材に対して打込みネジを軽く打込んだ後にしっかりと締め込むものであり、このような打込みとネジ締め込みの工程に応じ、それぞれ打込みネジを打撃する打撃機構と、打込みネジを回転させるネジ締め込み機構とが設けられている。打撃機構は、打撃シリンダ内に摺動自在に収容された打撃ピストンにドライバビットを一体に結合し、トリガの操作によってメインバルブを作動させ、圧縮エアを貯留するエアチャンバを上記打撃シリンダに対して開閉し、圧縮エアを打撃シリンダに対して供給して打撃ピストンを駆動するものである。これに対し、ネジ締め込み機構は、エアモータを利用して上記ドライバビットを回転させるものである。 Generally, a pneumatic screw driving machine is designed to lightly drive a driving screw against a material to be driven and then tighten it tightly. A mechanism and a screw tightening mechanism for rotating the driving screw are provided. The striking mechanism is configured such that a driver bit is integrally coupled to a striking piston slidably accommodated in a striking cylinder, a main valve is actuated by a trigger operation, and an air chamber for storing compressed air is provided with respect to the striking cylinder. It opens and closes and supplies compressed air to the striking cylinder to drive the striking piston. In contrast, the screw tightening mechanism uses an air motor to rotate the driver bit.
また、ネジ打込み機には、打込みネジを射出するノーズ部に沿ってコンタクトアームを摺動自在に保持し、上記ノーズ部から打込み方向に突出するように付勢しておき、その先端を被打込み材に押し付けたときに、他端部がコンタクトアームストッパに突き当たってそれ以上は動かないようにロックされるとともに、トリガの操作が有効となるようにする安全装置が知られている。そして、さらに上記コンタクトアームを利用し、トリガを操作して打撃機構が作動するのとほぼ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、エアモータにより打込みネジが締め込まれ、打込みネジが所定のねじ込みになると、エアモータが自動的に停止させてねじ込みの深さが一定になるように制御する自動停止制御機構が知られている。 Also, in the screw driving machine, the contact arm is slidably held along the nose part where the driving screw is ejected, urged so as to protrude in the driving direction from the nose part, and the tip is driven A safety device is known in which, when pressed against a material, the other end abuts against a contact arm stopper and is locked so as not to move any more, and the trigger operation becomes effective. Further, using the contact arm, the contact arm stopper is unlocked almost simultaneously with the operation of the striking mechanism by operating the trigger, and the driving screw is tightened by the air motor. There has been known an automatic stop control mechanism that controls an air motor to automatically stop when it is screwed so that the screwing depth is constant.
これはストップバルブと排気バルブとから主に構成され、エアチャンバに接続するタイマーチャンバの圧力上昇に伴って排気バルブに対する圧縮エアの供給と、コンタクトアームによるストップバルブのバルブステムの外部入力とにより、ネジ頭部が被打込み材と面一になったときにエアモータを停止するように制御するものである。
しかしながら、上記技術では、エアチャンバからタイマーチャンバを経て排気バルブには圧縮エアが送られ、排気バルブに設けた排気孔からエアが大気に垂れ流し状態になっており、打込みネジの締め込みとともに移動するコンタクトアームがストップバルブのステムを一定量押すことで上記排気孔が塞がれるまで、排気バルブステムのタイマーチャンバからのエアは大気に放出されることになる。このため、被打込み材が硬いときなど、コンタクトアームの移動が遅くなり、ストップバルブステムが作動するまでに時間を要するようなときは、その間ずっと連続してタイマーチャンバに蓄えられた圧縮エアを大気に放出することになり、エア消費量の増加を招いてしまうという問題があった。 However, in the above technique, compressed air is sent from the air chamber to the exhaust valve through the timer chamber, and the air drips into the atmosphere from the exhaust hole provided in the exhaust valve, and moves with tightening of the driving screw. The air from the timer chamber of the exhaust valve stem is released to the atmosphere until the contact arm pushes the stem of the stop valve by a certain amount to close the exhaust hole. For this reason, when the material to be driven is hard, such as when the contact arm moves slowly and it takes time to operate the stop valve stem, the compressed air stored in the timer chamber is continuously discharged to the atmosphere. There is a problem that air consumption is increased.
また、ストップバルブと排気バルブという2本のバルブを要するので、構造が複雑で部品点数が多く、重量の増加やコストアップの要因となっていた。 In addition, since two valves, a stop valve and an exhaust valve, are required, the structure is complicated and the number of parts is large, resulting in an increase in weight and cost.
本発明は上記問題点を解消し、構造が簡単で、部品点数も削減することができ、しかもエアを無駄に消費することのない、空気圧式ネジ打込み機におけるエアモータの停止制御機構を提供することをその課題とする。 The present invention provides a stop control mechanism for an air motor in a pneumatic screw driving machine that solves the above problems, has a simple structure, can reduce the number of parts, and does not waste air. Is the subject.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、エアチャンバに貯留された圧縮エアによってエアモータを打撃シリンダ内に供給してその内部の打撃ピストンに一体に結合したドライバビットを下方に打込み作動させる打撃機構と、エアモータにより上記ドライバビットを回転駆動させるねじ締め込み機構とを備え、上記打撃機構によりドライバビットが打込みネジを打撃し、さらにねじ締め込み機構により上記打込みネジを締め込んだ後、上記エアモータを停止させるように制御する、空気圧式ネジ打込み機におけるエアモータの停止制御機構において、上記エアチャンバとエアモータとの間にバルブハウジングを設け、該バルブハウジングの上端を上記エアチャンバに開口させ、バルブハウジングの側壁に形成した導通口をエアモータに開口させ、上記バルブハウジング内部の上部には、筒状の補助バルブを上下動可能に配置し、該補助バルブを上記打撃ピストンが駆動されたときに昇圧した圧縮エアによって下方に移動するものとし、上記補助バルブの下には上記導通口を開閉可能な筒状のストップバルブを上下動可能に配置するとともに、該ストップバルブの内部にはバルブステムを上下動可能に収容し、該バルブステムの下部をバルブハウジングの下部の開口部から下方に突出させ、上記打撃ピストンが駆動されたときに補助バルブが下方に移動して上記ストップバルブを押し下げるとともに、上記打込みネジが所定のねじ込み深さまで締め込まれて上記バルブステムの下端が押し上げられたときに、上記補助バルブとバルブステムとが協働して上記ストップバルブを上記導通口の閉じ位置に移動させることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項1に係る発明によれば、1つのバルブハウジング内に補助バルブとストップバルブとバルブステムとを収容配置しただけの簡単な構造であるから、バルブ機構が小型化でき、軽量になるとともに、部品点数が削減されるのでコストダウンを図ることができる。
According to the invention of
また補助バルブは、打撃ピストンが駆動されたときに昇圧した圧縮エアによって下方に移動するのであり、圧縮エアはさらに移動した状態を保持するから、大気に放出されることはない。したがって、バルブステムが押し上げられてストップバルブが作動するまでの間、圧縮エアはすべてエアモータを回転するために費やされる。このように、圧縮エアは無駄に消費されることはないから、その消費効率は大幅に改善する。 Further, the auxiliary valve moves downward by the compressed air whose pressure is increased when the striking piston is driven, and the compressed air is kept in a further moved state, so that it is not released to the atmosphere. Therefore, all the compressed air is consumed to rotate the air motor until the valve stem is pushed up and the stop valve is activated. Thus, since the compressed air is not consumed unnecessarily, its consumption efficiency is greatly improved.
図1はネジ打込み機の縦断面図を示すものである。このネジ打込み機は工具本体Aの内部に打撃機構とねじ締め込み機構とを備えている。打撃機構は打撃シリンダ1と打撃シリンダ1内に摺動自在に設けられた打撃ピストン2と、打撃ピストン2に一体に結合されたドライバビット3とを有し、トリガ19を引き操作することにより、メインバルブ4を開き作動させ、圧縮エアを貯留するエアチャンバ(エア供給源に接続している)5から打撃シリンダ1内に圧縮エアを供給してドライバビット3を打込み作動させるものである。また、ねじ締め込み機構(図示せず)は、エアモータ6の動力によってドライバビット3を締め込み作動させるもので、上記打撃機構の作動開始とほぼ同時に、メインバルブ4が開き作動してエアチャンバ5から流入した圧縮空気の一部はエアモータ6に供給されてドライバビット3をその軸心のまわりに回転させることにより、ドライバビット3によって打込まれた打込みネジを締め込むものである。上述の打撃機構とねじ締め込み機構は、特開2001−353671号公報等により公知の機構である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a screw driving machine. This screw driving machine includes an impact mechanism and a screw tightening mechanism inside the tool body A. The striking mechanism includes a
なお、上記ネジ打込み機には、安全装置として打込みネジ7を射出するノーズ部8に沿ってコンタクトアーム10が摺動可能に配置されている。コンタクトアーム10は先端が打込み方向に突出するように付勢され、他端部の一部10aはトリガ19の近傍に位置し、上記先端を被打込み材に押し付けたときにのみトリガ19の操作が有効となるように構成されている。また、コンタクトアーム10は、押し付け時に図示しないコンタクトストッパに一時的に係合してロックされ、打撃機構が作動してコンタクトストッパが移動することによって再び打ち込み方向に突出することができるように構成されている。
In the screw driving machine, a
ところで、ねじ締め込み機構により上記打込みネジ7を所定のねじ込み深さまで締め込んだ後、上記エアモータ6は自動的に停止させるように制御する停止制御機構が設けられている。
By the way, there is provided a stop control mechanism for controlling the air motor 6 to automatically stop after the driving
エアモータ6の停止制御機構は、図2および図3に示されるように、エアチャンバ5とエアモータ6との間に設けられたバルブ機構によって構成されている。すなわち、エアチャンバ5からエアモータ6に通じるエア通路の中途部にはバルブハウジング12が設けられている。このバルブハウジング12の上端には上記エアチャンバ5に通じるエア通路P1に開口する開口部13が形成されている。また、バルブハウジング12の側壁にはエアモータ6に通じるエア通路P2に開口する導通口14が形成されている。また、バルブハウジング12の下部にも大気に開口する短筒状の筒孔15が形成されている。
The stop control mechanism of the air motor 6 is constituted by a valve mechanism provided between the
バルブハウジング12の内部には、上部に筒状の補助バルブ16が上下動可能に配置されている。補助バルブ16が配置されている部分の側壁の上下部には連通孔が形成されている。上部連通孔17は、上記打撃ピストン2が駆動されたときに昇圧するタイマーチャンバ20に連通している。このタイマーチャンバ20は通常は下方に駆動された打撃ピストン2を上昇復帰させるためのブローバックチャンバと呼ばれ、打撃ピストン2が下死点まで駆動されたときに、打撃シリンダ1の下部の貫通孔9から圧縮エアの供給を受けるチャンバである。タイマーチャンバとして前掲特許文献1に示されるような特別のチャンバは不要である。
Inside the
これに対し、下部連通孔18は大気に導通している。補助バルブ16は通常はエアチャンバ5からバルブハウジング12内に供給されたエア圧によって上方に付勢されて上昇位置にあり、上記打撃ピストン2が駆動されたときに昇圧した圧縮エアによって上記上部連通孔17からバルブ上室21に圧縮エアが供給されたときには、上下面の差圧により下方に移動し、エアチャンバ5からのエア圧が減圧すると再び差圧が逆転するので上動する。
On the other hand, the
なお、上記下部連通孔18は単に補助バルブ16の上下動時に変化するエア圧を調整するためのものである。したがって、タイマーチャンバ20からバルブ上室21に供給された圧縮エアは、バルブ上室21に留まり、大気に排気されることはない。
The
次に、上記補助バルブ16の下には、その同軸上に、上記導通口14を開閉可能な筒状のストップバルブ22が上下動可能に配置されている。ストップバルブ22の上下部にはそれぞれOリング23、24が取り付けられ、上部Oリング23は、上記導通口14の上方に形成されたストップバルブ22の絞り部25の内面に当接離反することにより、上記導通口14を開閉するように構成されている。また、ストップバルブ22の上端面には複数の切欠き26が形成され、補助バルブ16の下端が当接したときに、圧縮エアの通路がふさがれないように形成されている。さらに、ストップバルブ22はバネ27によって常時上方に移動して導通口14を開くように付勢されている。
Next, a
上記ストップバルブ22の内部には、バルブステム28が上下動可能に収容されている。バルブステム28は中央部が上下両端部に比べて大径で、この大径部の上下にもOリング30、31が取り付けられている。また、バルブステム28の下部32はバルブハウジング12の下部の筒孔15から下方に突出可能となっており、通常はストップバルブ22との間に設けられたバネ33によって下方に移動し、上記下部がバルブハウジング12の下方に突出するように付勢されている。
A
次に、バルブハウジング12の下部には筒部34aの上に縁付きフランジ34bを備えた保持部材34が配置され、保持部材34の筒部34aには押し込み部材36が上下動可能に保持され、バネ35により常時下方に付勢されている。押し込み部材36はコンタクトアーム10の一部と係合可能に配置されている。コンタクトアーム10は、被打込み材に押し付けたときにコンタクトアームストッパによってロックされるが、打撃機構が作動すると、ロックが解除されて打込みネジに係合して一体に動く。打込みネジ7が所定のねじ込み深さに達する直前でコンタクトアーム10の他の一部10bは押し込み部材36に係合し、さらに押し込み部材36がバルブステム28を押し上げるように設定されている。
Next, a holding
上記構成において、通常は図3に示されるように、エアチャンバ5から圧縮エアが供給され、そのエア圧により補助バルブ16は上端位置にある。ストップバルブ22とバルブステム28との間には隙間が形成されているので、この隙間からバルブ下室37に上記圧縮エアが供給される。このエア圧とバネ33のバネ力とによりストップバルブ22は上端位置(補助バルブ16の下端に係合する位置)にある。バルブステム28の下端はバルブハウジング12の下方に突出している。これにより、ストップバルブ22は、エアチャンバ5に通じる通路P1とエアモータ6に通じる通路P2とを導通させている。
In the above configuration, normally, as shown in FIG. 3, compressed air is supplied from the
次に、エアモータ6の停止制御機構の作動態様について説明する。コンタクトアーム10を被打込み材に押し付け、トリガ19を引くとメインバルブ4が開いて打撃機構が作動し、打撃ピストン2が駆動されるから、打撃ピストン2により圧縮され、また打撃シリンダ1から供給された圧縮エアはタイマーチャンバ20に蓄えられ、さらに図4に示されるように、バルブハウジング12の上部連通孔17から補助バルブ16の上室21内に供給され、補助バルブ16は下方に移動してストップバルブ22を押し下げる。ストップバルブ22が押し下げられると、相対的にバルブステム28がストップバルブ22内により深く入り込むため、その上部Oリング30はストップバルブ22の内面に当接し、バルブ下室37がシールされる。
Next, the operation mode of the stop control mechanism of the air motor 6 will be described. When the
次に、打撃機構の作動とほぼ同時にエアモータ6が作動して打込みネジ7が締め込まれる。打込みネジ7が被打込み材内に締め込まれていくと、コンタクトアーム10は相対的に上方に移動していき、押し込み部材36に係合するから、押し込み部材36も押し上げられ、打込みネジ7が所定のねじ込み深さまで締め込まれると、図5のように押し込み部材36がストップバルブ22のバルブステム28を上端まで押し上げる。これにより、バルブステム28の下部Oリング31が筒孔15の上縁から外れるので、バルブ下室37に供給されていた圧縮エアは筒孔15とバルブステム28との間の隙間から外部に排出される。このため、バルブ下室37が減圧するので、図6のようにストップバルブ22はその上端面に作用するエア圧によりバネ27に抗して下方に移動する。同時に、バルブステム28もストップバルブ22内に深く入り込むので、上部Oリング30はストップバルブ22の内部を閉じる。そして、ストップバルブ22の上部Oリング23がバルブハウジング12の絞り部25の内面に当接して閉じる。このため、エアモータ6に対する導通口14は閉じられるから、エア通路P2からのエア供給は止まり、エアモータ6は停止する。
Next, the air motor 6 is operated almost simultaneously with the operation of the striking mechanism, and the driving
ネジの締め込み作業が完了した後、トリガ19を離すと、打撃ピストン2が原位置に復帰移動し、補助バルブ16のバルブ上室21に対する圧縮エアもタイマーチャンバ20に戻り、さらに排気されるから、補助バルブ16は上端位置に復帰移動する。ほぼ同時に、コンタクトアーム10の押し付け操作も解除されるので、バルブステム28も下方に移動してその下部Oリング31が筒孔15をシールするので、エアチャンバ5内の圧縮エアが再びストップバルブ22の内部からバルブ下室37に供給され、ストップバルブ22が上方に移動して図2の初期状態となる。
When the
以上のように補助バルブ16とバルブステム28とが協働して上記ストップバルブ22を上記導通口14の閉じ位置に移動させる。
As described above, the
なお、上述の実施形態においては、エアモータ6の停止は、まず補助バルブ16が下方に移動し、その後にバルブステム28が押し込まれるという順序で行なわれたが、その反対に、図7に示されるように、まずコンタクトアーム10と押し込み部材36が上方に移動してバルブステム28が上方に押し込まれた後に補助バルブ16が下方に移動するということも考えられる。この場合は、バルブステム28はストップバルブ22の内部をシールしないので、エアチャンバ5からの圧縮エアはストップバルブ22の内部、バルブ下室37を経て筒孔15から大気に放出される。しかし、補助バルブ16が下方に移動してストップバルブ22を押し下げると、バルブステム28はストップバルブ22の内部をシールするので、図6の状態となり、上述と同様に補助バルブ16とバルブステム28とが協働して導通口14が閉じられ、エアモータ6は停止する。
In the above-described embodiment, the air motor 6 is stopped in the order in which the
このように、バルブステム28の方が補助バルブ16よりも先に押し込まれると、エアチャンバ5内の圧縮エアが直接に筒孔15から放出される状態となるが、これは短時間の一時的現象である。また、バルブステム28の方が補助バルブ16よりも先に押し込まれるのは、コンタクトアーム10を大きな力で急激に押し付けるというような、通常ではありえないようなやり方で操作した場合に限られるから、現実的には圧縮エアの無駄な消費を懸念する必要はほとんどない。
As described above, when the
上述のように、上記エアモータ6の停止制御機構は、バルブハウジング12内に補助バルブ16とストップバルブ22とバルブステム28とを収容配置しただけの簡単な構造によって構成されるものであるから、バルブ機構が小型化でき、軽量になるとともに、部品点数が削減されるのでコストダウンを図ることができる。
As described above, the stop control mechanism of the air motor 6 has a simple structure in which the
また、特許文献に示された技術では、コンタクトアーム10からの入力がない状態では、タイマーチャンバ20からの圧縮エアが無駄に大気に放出されていたが、上記ストップバルブ22では、タイマーチャンバ20からの圧縮エアは補助バルブ16を下動させ、その状態を保持するのに使用されるだけであり、ねじ締め込み作業が終了した後はタイマーチャンバ20に戻るから、コンタクトアーム10がストップバルブ22のバルブステム28を押し上げるまでの間、大気に放出されることはない。したがって、被打込み材が硬いときなどのように、ストップバルブ22ステムが作動するまでに時間を要するようなことがあっても、補助バルブ16を作動させる圧縮エアはバルブ上室21に留まり、大気に放出されることはないので、その間圧縮エアはすべてエアモータ6を回転するために費やされる。このように、圧縮エアを無駄に消費することはないから、その消費効率は大幅に改善する。
Further, in the technique disclosed in the patent document, the compressed air from the
なお、バルブハウジング12は上下に配置されているが、横に配置される構成であってもよい。
In addition, although the
2 打撃ピストン
5 エアチャンバ
6 エアモータ
12 バルブハウジング
14 導通口
16 補助バルブ
22 ストップバルブ
28 バルブステム
2
Claims (1)
上記エアチャンバとエアモータとの間にバルブハウジングを設け、該バルブハウジングの上端を上記エアチャンバに開口させ、バルブハウジングの側壁に形成した導通口をエアモータに開口させ、
上記バルブハウジング内部の上部には、筒状の補助バルブを上下動可能に配置し、該補助バルブを上記打撃ピストンが駆動されたときに昇圧した圧縮エアによって下方に移動するものとし、
上記補助バルブの下には上記導通口を開閉可能な筒状のストップバルブを上下動可能に配置するとともに、
該ストップバルブの内部にはバルブステムを上下動可能に収容し、該バルブステムの下部をバルブハウジングの下部の開口部から下方に突出させ、
上記打撃ピストンが駆動されたときに補助バルブが下方に移動して上記ストップバルブを押し下げるとともに、上記打込みネジが所定のねじ込み深さまで締め込まれて上記バルブステムの下端が押し上げられたときに、上記補助バルブとバルブステムとが協働して上記ストップバルブを上記導通口の閉じ位置に移動させる
ことを特徴とする空気圧式ネジ打込み機におけるエアモータの停止制御機構。 A striking mechanism for supplying an air motor into the striking cylinder by compressed air stored in the air chamber and driving a driver bit integrally coupled to the striking piston inside the striking piston, and a screw for rotating the driver bit by the air motor. A pneumatic screw driving machine that controls the air motor to stop after the driver bit hits the driving screw by the driving mechanism and further tightens the driving screw by the screw tightening mechanism. In the air motor stop control mechanism in
A valve housing is provided between the air chamber and the air motor, an upper end of the valve housing is opened in the air chamber, a conduction port formed in a side wall of the valve housing is opened in the air motor,
A cylindrical auxiliary valve is arranged in the upper part inside the valve housing so as to be movable up and down, and the auxiliary valve is moved downward by compressed air whose pressure is increased when the impact piston is driven,
Under the auxiliary valve, a cylindrical stop valve that can open and close the conduction port is arranged to be movable up and down,
A valve stem is accommodated in the stop valve so as to be movable up and down, and a lower portion of the valve stem projects downward from an opening at a lower portion of the valve housing,
When the driving piston is driven, the auxiliary valve moves downward to push down the stop valve, and when the driving screw is tightened to a predetermined screwing depth and the lower end of the valve stem is pushed up, A stop control mechanism for an air motor in a pneumatic screw driving machine, wherein an auxiliary valve and a valve stem cooperate to move the stop valve to a closed position of the conduction port.
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