JP2008110478A - 圧縮空気駆動ネジ締め機 - Google Patents

Abstract

【課題】エアモータの出力トルクの調整が簡単に行え、排気騒音の消音が効率よく行われるようにした圧縮空気駆動のネジ締め機を提供する。
【解決手段】エアモータ４に圧縮空気を供給してドライバビット９を回転駆動させると同時にドライバビット９をネジ込み方向に推進駆動させてネジをねじ込むようにした圧縮空気駆動のネジ締め機において、エアモータ４から排気される圧縮空気を大気へ排気させるようにした排気路２４に、排気路２４の断面積を可変調整させるようにした排気調整弁３０を設け、該排気調整弁３０によってエアモータ４から排出される排気空気の量を可変調整するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、エアモータによって回転駆動されるドライバビットをネジと係合させてネジを回転させると同時に、ドライバビットと一体に形成されたピストンに圧縮空気を作用させてドライバビットを推進移動させることによりネジを加工材にネジ込む圧縮空気により駆動されるネジ締め機に関し、特にドライバビットがネジの頭部に形成されているリセスから逸脱してしまうカムアウト現象を防止する圧縮空気駆動ネジ締め機のカムアウト防止機構に関する。

圧縮空気を動力源としてエアモータを回転駆動し、該エアモータにより回転駆動されるドライバビットをネジと係合させてネジをネジ込み方向に回転させるとともに、前記ドライバビットと一体に連結されたピストンをシリンダ内に摺動自在に収容し、シリンダ内に導入した圧縮空気を前記ピストンに作用させてドライバビットをネジ込み方向に駆動させるように構成した圧縮空気駆動のネジ締め機が知られている。上記従来のネジ締め機では、ドライバビットを回転駆動させる圧縮空気は、グリップ部を把持している手の指で操作される起動バルブを介して、グリップ部の内部に形成されているエアチャンバからエアモータに供給されるようにされている。エアモータに供給されてエアモータを駆動した空気はエアモータの排気口から排出されてネジ締め機の後部に形成されている消音器を経由して大気に放出されるようにされている。

従来のネジ締め機では、当該ネジ締め機で使用する最大ネジ（例えば長さが９０ｍｍ程のネジ）を締め込むための締め付けトルク及びネジ締めスピードを確保するために、これに見合ったエアモータを搭載して、例えば４１ｍｍ程度の最短ネジからから前記最大ネジまでを１台の機械でネジ締めできるようにしている。このためドライバビットに出力されるトルクは最大ネジに対応させているためリセスが浅く形成されている短いネジを使用する時には、ドライバビットがリセスを拾った後はじかれてリセスから外れてしまうカムアウトという現象が発生し、ネジが所定の深さまで締め込まれずネジの頭部が浮いた状態になるという不具合が発生していた。そこで従来では、エアモータへの圧縮空気の供給量を可変調整してエアモータの回転数及びトルクを使用するネジの大きさに対応させて可変調整できるようにしているが、エアモータから排出される圧縮空気の排気量の変動に消音器の性能が対応できず、エアモータの出力性能を低下させてしまったり、又は、消音器の消音性能を低下させてしまうという問題が発生していた。

このため、エアモータへの圧縮空気の供給量を調整するようにしたエアモータの速度調整機構と連動させて、このエアモータから排気される圧縮空気を大気へ排気させるための排気口の開口面積を調整させるようにした排気制御弁を設け、この排気制御弁によって、排気量が多いときには排気口の開口面積を大きくして排気口からの排気容量を増大させて、排気量が小さいときには排気口の開口面積を小さくして排気口からの排気容量を減少させるようにして、エアモータの出力性能と消音器の消音性能を良好な状態に維持させるようにした技術が既に提案されている。
特許第２６９４３２９号公報

上記従来技術では、エアモータへの圧縮空気の供給量を調整してエアモータの速度を調整させるための速度調整機構を備えており、更にエアモータから排気口を経由させて大気へ排気される圧縮空気の排気量を調整するための排気制御弁を設け、更にこの排気制御弁を前記速度調整機構と連動して作動させるように連携させる必要があり、このためネジ締め機の構造が複雑となり、小型化が困難となり重量と生産コストを増大させてしまうという問題があった。

本発明は、上記従来技術での問題点を解決して、簡単な構成によりエアモータの出力トルクの調整が行えるとともに、エアモータから排気される圧縮空気の排気騒音の消音が効率的に行われるようにした圧縮空気駆動のネジ締め機のカムアウト防止機構を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため本発明の圧縮空気駆動ネジ締め機のカムアウト防止機構は、ネジの頭部と係合してネジを回転させるようにしたドライバビットと、該ドライバビットを軸方向に推進させるようにしたピストンを摺動自在に収容したシリンダと、前記ドライバビットを回転駆動する圧縮空気圧により駆動されるエアモータとから構成され、前記エアモータに圧縮空気を供給してドライバビットを回転駆動させると同時に、前記シリンダ内に圧縮空気を導入してドライバビットをネジ込み方向に推進駆動させてネジをねじ込むようにした圧縮空気駆動のネジ締め機において、前記エアモータから排気される圧縮空気を大気へ排気させるようにした排気路に、該排気路の断面積を可変調整させるようにした排気調整弁を設け、該排気調整弁によってエアモータから排出される排気空気の量を可変調整するようにしたことを特徴とする。

上記のように本発明によれば、エアモータから排気される圧縮空気を大気へ排気させるようにした排気路に、該排気路の断面積を可変調整させるようにした排気調整弁を設け、該排気調整弁によってエアモータから排気される排気空気量を可変調整し、これによりエアモータ内を通過する空気量が可変できて結果的にエアモータの出力トルクの可変調整が行える。従って、エアモータへの圧縮空気の供給量を可変調整するようにした速度調整機構が不要であり、最小のネジを使用する場合でもそのネジに見合ったトルクでドライバビットを回転駆動させることが可能でありカムアウトを生じることが無くなる。また、排気エアモータの出力トルクに見合った排気空気を消音器を経由させて大気へ排気させるようにできるので、エアモータの出力低下や消音器の消音性能の低下等が防止できる。

エアモータの出力トルクの調整と排気空気による排気騒音の消音を効率よく行うという目的を、エアモータからの排気路に該排気路の断面積を外部から可変調整できるようにした排気調整弁を設けることにより実現した。

図１は本発明の実施例にかかるカムアウト防止機構を実施した圧縮空気駆動ネジ締め機であり、該圧縮空気駆動ネジ締め機１はグリップ部３が一体に形成されたハウジング２内に圧縮空気によって回転駆動されるエアモータ４が収容されており、このエアモータ４の下方に前記エアモータ４によって回転されるハンマー６と該ハンマー６によって打撃されるアンビル７とから構成されているインパクト機構５が収容されている。該インパクト機構５のアンビル７によって回転される回転駆動軸８は前記インパクト機構５及びエアモータ４の中心部に形成された中空内に収容され軸方向に摺動可能に配置されている。該回転駆動軸８の下端部にはネジの頭部に形成されているリセスと係合されるドライバビット９が装着されており、回転駆動軸８が回転されることによってドライバビット９が回転されるようにされている。

前記回転駆動軸８の下端部にはピストン１０が形成されており、このピストン１０が前記ハウジング２内の前記インパクト機構５の下方部にドライバビット９の軸方向に沿って形成されているシリンダ１１内に摺動可能に収容されており、このシリンダ１１内のピストン１０の上面側に供給される圧縮空気によってピストン１０が下死点方向に作動されて、これによって回転駆動軸８に装着されたドライバビット９がピストン１０と一体的に下死点方向へ作動されて、ビットに係合されたネジをねじ込み方向へ推進させるようにしている。

前記ハウジング２の下方にはネジを加工材に向けて案内するノーズ部１２が取り付けられており、このノーズ部１２の後方側に連設されている供給機構１３を介してこのノーズ部１２へ供給されたネジを前記ドライバビット９と係合させて、ドライバビット９をノーズ部１２の先端方向へ移動させて、ネジをノーズ部１２の先端に形成されている一対のチャック機構１４により挟持させて被打込材へねじ込むようにしている。

前記グリップ部３の内部にはグリップ部３の後端に取り付けられたエアプラグ１５を介して圧縮空気源に接続されているエアチャンバ１６が形成されており、前記グリップ部３の基部に形成されている起動バルブ１７を介して前記エアチャンバ１６内の圧縮空気がエアモータ４とシリンダ１１へ供給されることによってネジ締め機が駆動されるようにされている。前記起動バルブ１７は、グリップ部３を把持している指によって操作されるトリガレバー１８及び前記ノーズ部１２を被打込材へ図示していないが押し当てことによって操作される起動機構１９によって作動されるようにされている。

図３に示すように、エアモータ４を駆動するためにエアモータ４へ供給される圧縮空気の給気路２０は前記起動バルブ１７と接続されており、起動バルブ１７が操作されることによって給気路２０を介して前記エアチャンバ１６内の圧縮空気がエアモータ４に供給されてエアモータ４が回転駆動され、該エアモータ４によってインパクト機構５を介して回転駆動軸８が回転されてドライバビット９を回転駆動させるようにしている。エアモータ４を駆動した圧縮空気はエアモータ４の外周壁２１に形成されている排気口２２から排気カバー２３内に形成されている排気路２４を経由して、更にハウジング２内とグリップ部３内に形成されている排気通路２５を経由させてグリップ部３の後端に形成されている排気口２６から大気へ排出されるようにされている。排気口２６には排気音を消音させるための消音器２７が設置されている。

前記排気カバー２３内に形成されている排気路２４には、排気路２４の流路断面積を可変調整させるための排気調整弁３０が形成されている。図４及び図５に示すように排気調整弁３０は、上端部に回転操作用の操作ダイヤル３１が形成されておりこの操作ダイヤル３１が排気カバー２３の外側に配置されて作業者によって任意の位置に回転操作できるようにされている。排気調整弁３１の中央部分には板状弁体３２が形成されており、この板状弁体３２が排気カバー２３内の排気路２４の中途部に形成されている筒状弁室２８内に収容されて、板状弁体３２の回転角度によって筒状弁室２８の周壁面との間に所定の流通断面積を形成して、排気路２４を流れる排気空気量を調整するようにしている。板状弁体３２の中心部には板状弁体３２によって排気カバー２３内の排気路２４が完全に遮断された状態の時に最小の断面積を形成させるための開口３３が形成されている。

図６（ａ）に示すように、板状弁体３２が排気カバー２３の筒状弁室２８内で排気路２４と平行となるように配置された状態で排気路２４の流路断面積が最大に形成され、排気カバー２３内の排気路２４を流れる排気空気の流量が最大となり、従ってエアモータ４内を圧縮空気が最大に流れてエアモータ４を最大トルクで回転駆動させる。図６（ｂ）に示すように、板状弁体３２が筒状弁室２８内で回転されて排気カバー２３内の排気路２４に対して傾斜して配置されることにより、排気路２４の流路断面積が縮小されて排気カバー２３内の排気路２４を流れる排気空気量が制限される。これによって、エアモータ４内を流れる圧縮空気量が制限されてエアモータ４が小さいトルクで回転駆動される。

図６（ｃ）に示すように更に板状弁体３２を回転させて、板状弁体３２の一方側の側縁が筒状弁室２８の周壁面と摺接されることにより更に排気路２４の流路断面積が縮小されて、排気路２４を流れる排気空気量が制限される。これによってエアモータ４内に流れる圧縮空気量が更に少なくなって、エアモータ４は更に小さいトルクで回転される。更に板状弁体３２を回転させて図６（ｄ）に示すように板状弁体３２の両側縁が筒状弁室２８の周壁面と摺接される位置まで傾斜されると、板状弁体３２によって排気路２４が遮断され板状弁体３２に形成された開口３３を介してのみ排気空気が排気されるようにされる。この開口３３を介して排気される排気空気量によって駆動されるエアモータ４の出力トルクがネジ締め機１で使用する最小のネジの締め付けトルクに対応するように開口３３の断面積が設定されている。

図３に示すように、前記排気調整弁３２の上部に形成されている操作ダイヤル３１の基部側外周面には、排気調整弁３０の板状弁体３２を前記図６（ａ）乃至図６（ｄ）に示す各位置へ回転させた操作ダイヤル３１の回転位置と対応させた凹溝３４が形成されており、排気カバー２３にはこの操作ダイヤル３１の凹溝３４と対向して凹溝３４に向けて突出付勢されている係止手段２９が形成されており、該係止手段２９が操作ダイヤル３１の各凹溝３４と係合することによって操作ダイヤル３１を各回転位置へ係止させて、これによって前記板状弁体３２を前記図６（ａ）乃至図６（ｄ）の各位置へ固定できるようにしている。更に、ネジ締め機１で使用するネジサイズに応じて前記操作ダイヤル３１の回転位置を指示させるために、操作ダイヤル３１又は排気カバー２３に所定のマークを表示するようにしても良い。

図７に示すように、ハウジング２内に収容されているエアモータ４の下方にはエアモータ４の回転力を高いトルクの衝撃的な回転力に変換させるためのインパクト機構５が配置されている。該インパクト機構５は、前記エアモータ４のローター４０に連結されて回転駆動されるハンマー６と、回転されるハンマー部材６によって打撃されて衝撃的に回転駆動されるアンビル７によって構成されており、このアンビル７の回転力がアンビルの中心に形成された断面角穴に係合されている回転駆動軸へ伝達されるようにされている。前記ハンマー６とアンビル７がオイルが密封されているインパクトケース４１内に収容されている。インパクト機構５とこのインパクト機構５の上方に配置されているエアモータ４との間にはエアモータ４へ供給された圧縮空気がインパクトケース４１内へ進入するのを遮断させるＯリング４２と、インパクト機構５のインパクトケース４１内からのオイルの漏れを遮断させるＯリング４３とが間隔を隔てて配置されており、この２つのＯリング４２、４３の間が連通路４４を介して前記排気通路２５を介して大気に接続されている。

また、上記インパクト機構５の下方側には前記回転駆動軸８の下端に形成されているピストン１０を収容したシリンダ１１が形成されており、シリンダ１１内に供給される圧縮空気によってピストン１０をシリンダ１１の下死点方向に作動させるようにしている。インパクト機構５の下部に配置されているシリンダ１１とインパクト機構５との間には、インパクト機構５のインパクトケース４１内からのオイルの漏れを遮断させるＯリング４５とシリンダ１１へ供給された圧縮空気がインパクトケース４１内へ進入するのを遮断させるＯリング４６とが間隔を隔てて配置されており、この２つのＯリング４５、４６の間が連通路４７を介して前記排気通路２５に接続されている。すなわち２つのＯリング４５、４６の間が排気通路２５を介して連通路４７によって大気に接続されていることになる。

上記のように、圧縮空気が供給される側とオイルを封入したインパクト機構５との間を２つのＯリング４２、４３及び４５、４６を間隔を隔てて配置し、これらのＯリング４２、４３及び４５、４６の間を連通路４４、４７を介して排気通路２５を介して大気へ連通させるようにしているので、エアモータ４やシリンダ１１に供給された圧縮空気がＯリングからインパクト機構５側に進入しても、この圧縮空気は両Ｏリングの間に形成されている連通路４４、４７を介して排気通路２５へ排出されるのでインパクト機構５のインパクトケース４１内へは進入することが無く、インパクト機構５が作動中にＯリングからエアモータ４やシリンダ１１へ供給された圧縮空気がインパクト機構５のインパクトケース４１内へ進入してインパクトケース４１内のオイル圧力を高くしてしまうことによる出力トルクがあがらない等の作動不良の発生が防止できる。また、オイルの交換の際に高温のオイルが圧縮空気の圧力によって噴き出す等の危険性も回避できる。

本発明の実施例にかかる圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図 図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断正面図 図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の要部を拡大した縦断正面図 圧縮空気駆動ネジ締め機に使用されている排気調整弁の側面図 図４と同じ排気調整弁の斜視図 排気調整弁による排気路の流路断面積の可変状態を示す断面図であり、（ａ ）は流路を全開させた状態、（ｂ）はやや流路断面積を絞った状態、（ｃ）は更に流 路断面積を絞った状態、（ｄ）は板状弁体によって流路を遮断させて板状弁体に形成 した開口によって排気させている状態を示す インパクト機構部の詳細を示す縦断側面図

符号の説明

１ 圧縮空気駆動ネジ締め機
４ エアモータ
５ インパクト機構
９ ドライバビット
２３ 排気カバー
２４ 排気路
２５ 排気通路
３０ 排気調整弁
３１ 操作ダイヤル
３２ 板状弁体

Claims (1)

1. ネジの頭部と係合して該ネジを回転させるようにしたドライバビットと、前記ドライバビットを回転駆動させる圧縮空気圧により駆動されるエアモータと、前記ドライバビットに連結されたピストンを摺動自在に収容したシリンダとから構成され、前記エアモータに圧縮空気を供給してドライバビットを回転駆動させると同時に、前記シリンダ内に圧縮空気を導入してドライバビットをネジ込み方向に推進駆動させてネジをねじ込むようにした圧縮空気駆動のネジ締め機において、前記エアモータを駆動させてエアモータから排気される圧縮空気を大気へ排気させるようにした排気路に、該排気路の断面積を可変調整させるようにした排気調整弁を設け、該排気調整弁によってエアモータから排出される排気空気の量を可変調整す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のカムアウト防止機構。

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