JP3669152B2 - 圧縮空気連結ねじドライバ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は圧縮空気を動力源として樹脂製帯に一列状に並んだねじを被締結材に連続して締め付ける圧縮空気連結ねじドライバに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
本発明前に提案された圧縮空気連結ねじドライバを図7、図8を参照して説明する。ドライバ本体1を被締結材に押し付け、連結ねじ帯43のねじ44がドライバビット16の前方に移送されると、ローラ36が第1滑動部材32の平面部40から溝部41に移動し、第2滑動部材33とローラ36とケーシング34の係合が解除され、第1滑動部材32と第2滑動部材33が一体となり、ケーシング34内に後退する。第1滑動部材32と第2滑動部材33が一体となってケーシング34内に後退すると、ドライバビット16と所定の位置に送られている連結ねじ帯43のねじ44が嵌合し、連結ねじ帯43は第1滑動部材32の後退に従い第1滑動部材32に押し付けられる。第1滑動部材32が更に後退を続けると、連結ねじ帯43は第1滑動部材32とねじ44により剪断荷重を受ける。
【0003】
ねじ44がドライバ本体1側に相対的に押し込まれると共にドライバビット16及び出力軸17が後退し、弁操作杆13を介して給気弁10がバネ14の力に抗して開くと、給気口7に接続しているエア源とエア通路9が連通し、圧縮空気が供給されてエアモータ2が自動的に駆動される。
【0004】
図8はハウジング4に併設されたサブピストン5部の断面図を示す。エアモータ2内に圧縮空気が供給されると、エアモータ室3とエア通路60を介して連通しているサブピストン室6のサブピストン5前方に圧縮空気が流入し、サブピストン5、サブピストン5に連結されたロッド61及びロッド61の先端に結合された第1滑動部材32に対し、第1滑動部材32をケーシング34内に後退させる方向と同方向に荷重が発生する。この荷重は、ねじ締め作業に際し樹脂製連結ねじ帯43からねじ44を離脱させるために作業者が被締結材にドライバ本体1を押し付けるのに必要な荷重を低減する方向に働く。
【0005】
ねじ込みが終了位置に達すると、ドライバビット16も軸方向に付勢されて前進し給気弁10が閉じる。給気弁10が閉じると同時にエアモータ2の回転も停止する。
給気弁10はドライバビット16のドライバ本体1に対する相対移動に基づいて開閉し、エア源に接続された給気口7とエア通路9間を開閉して圧縮空気をエアモータ2に供給または停止する。
【0006】
ねじ44が締まった後作業者がドライバ本体1を被締結材より離すと、第1滑動部材32と第1滑動部材32と一体結合したサブピストン5及び第2滑動部材33はバネ38、バネ39により初期位置に復帰し、ねじ締め作業は完了する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記した圧縮空気連結ねじドライバには次の問題があった。
ねじ締め作業時、サブピストン室6に圧縮空気を流入させることでサブピストン5を介して第1滑動部材32を引張り、本体1の押し付け力を低減する構造において、エアモータ2の起動と同時にサブピストン室6のサブピストン5前方に圧縮空気が流入し、第1滑動部材32を後退させる方向に荷重がかかると、中にはドライバビット16の先端がねじの十字溝に完全に嵌合する前に連結ねじ帯43からねじ44を離脱させてしまい、ねじ倒れの原因となることがある。
【0008】
樹脂製連結ねじ帯43からねじ44が離脱すると、ねじ44が抜けるために抵抗がなくなり、本体1がねじ44が被締結材にねじ込まれるより先にサブピストン5が第1滑動部材32を引張り上げてしまい、先端の位置決め用突き当て部63が被締結材より離れてしまう。従って図5のように突き当て部63が被締結材より離れてしまうと、ドライバ本体1はねじ44の足先のみでしか支持されないため、本体1が傾き易くねじ倒れの原因となる。
【0009】
本発明の目的は、上記した圧縮空気連結ねじドライバの欠点を改善し、ねじ倒れを防止し、仕上がりのよい圧縮空気連結ねじドライバを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、サブピストン室に開口したエア通路の位置を、ドライバビット先端がねじの十字溝に完全に嵌合せずにエアモータが起動した時は、サブピストンのシール部より前方にならないように設定することで達成される。
また第1滑動部材に押し付けられた連結ねじ帯からねじが離脱するあたりでサブピストン室とサブピストンのシールを解除することで達成される。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施形態を図1〜図4を参照して説明する。なお以下述べるサブピストン部5を除いては、上記した構成と同じであり説明を省略する。
サブピストン室6は、本体1を構成するハウジング4に併設されており、ドライバビット16の軸方向に往復摺動可能にサブピストン5を内蔵する。サブピストン5にはロッド61が連結され、ロッド61の前方はハウジング4の外部に前進後退可能に突出している。サブピストン室6は、エアモータ2とエア通路60を介して連通しており、給気弁10が開いてエアモータ2内に圧縮空気が流入すると、サブピストン室6内にも圧縮空気が流入することになる。エア通路60は、圧縮空気がサブピストン室6内に流入する際、サブピストン5の前方に流入するような位置に設定されている。図1に示すようにサブピストン室6には段付部62が設けられ、ねじ44が連結ねじ帯43から離脱するあたりでサブピストン室6のサブピストン5のシールが解除され圧縮空気がサブピストン5の後方へリークする構造となっている。ねじ44が被締結材にある程度締め込まれ、ねじ倒れの恐れがなくなった時に再びサブピストン室6のサブピストン5はシールされる。サブピストン室6のサブピストン5が最大後退する付近には、サブピストン5が後退する際に発生する背圧を逃がすための図示しない小径穴が設けられている。サブピストン室6内に流入した圧縮空気は、エアモータ2の停止と共にエア通路60及びエアモータ2を介して外部に排気される。
【0012】
サブピストン5は、ロッド61の先端部で第1滑動部材32に連結されているため、給気弁10が開きエアモータ2に圧縮空気が供給されると、エアモータ室3と連通したエア通路60からサブピストン室6に圧縮空気が流入し、サブピストン5、ロッド61及び第1滑動部材32に対し、第1滑動部材32が後退する方向に荷重が発生し、第1滑動部材32の後退と共にサブピストン5も後退する。エアモータ2の停止と共にサブピストン室6の圧縮空気が、エア通路60及びエアモータ2を介して外部に排気されるため、後退した第1滑動部材32と共にサブピストン5も、バネ39及びバネ38の荷重で元の位置に戻される。
【0013】
次に圧縮空気連結ドライバの動作について説明する。
図7に示すように、連結ねじ帯43のねじ44がドライバビット16の前方に移送されると、ローラ36が第1滑動部材32の平面部40から溝部41に移動し、第2滑動部材33とローラ36とケーシング34の係合が解除され、第1滑動部材32と第2滑動部材33が一体となってケーシング34内へ後退する。第1滑動部材32と第2滑動部材33が一体となってケーシング34内に後退すると、ドライバビット16と所定の位置に送られている連結ねじ帯43のねじ44が嵌合し、連結ねじ帯43は第1滑動部材32の後退に従い第1滑動部材32に押し付けられる。第1滑動部材32が更に後退を続けると、連結ねじ帯43は第1滑動部材32とねじ44により剪断荷重を受ける。
【0014】
ねじ44がドライバ本体1側に相対的に押し込まれると共にドライバビット16及び出力軸17が後退し弁操作杆13を介して給気弁10が開き、エア源とエア通路9を連通させ、圧縮空気を供給してエアモータ2を自動的に駆動させる。この時点では、図2のようにドライバビット16の先端とねじ44の十字溝が完全に嵌合しているものもあれば、図3のように完全に嵌合していないものもある。ドライバビット16の先端とねじ44の十字溝が完全に嵌合していないものは、エアモータ2が駆動することで完全に嵌合状態となることが可能である。
【0015】
ドライバビット16がねじ44の十字溝に完全に嵌合していない時は、サブピストン室6に開口したエア通路60が第1滑動部材32と共に後退したサブピストン5のシール部5aよりも後方になるように、またドライバビット16の先端とねじ44の十字溝が完全に嵌合状態になると、サブピストン室6に開口したエア通路60がサブピストン5のシール部5aの前方になるようにエア通路60の位置を設定しているため、ドライバビット16の先端とねじ44の十字溝が完全に嵌合状態になるとエア通路60よりサブピストン室6のサブピストン5前方に圧縮空気が流入し、サブピストン5、ロッド61及び第1滑動部材32に対し、第1滑動部材32をケーシング34内に後退させる方向と同方向に荷重が発生する。この荷重は、ねじ締め作業に際し樹脂製連結ねじ帯43からねじ44を離脱させるために作業者が被締結材42にドライバ本体1を押し付けるのに必要な荷重を低減する方向に働く。更に連結ねじ帯43からねじ44が離脱するあたりで、サブピストン5のシール部5aはサブピストン室6の段付部62の位置に達し、サブピストン室6とサブピストン5間のシールは解除される。シールが解除されると、エアモータ2よりサブピストン5前方に流入する圧縮空気はサブピストン5後方にリークし、サブピストン5及び第1滑動部材32に発生した荷重は無くなり、ねじ44が連結ねじ帯43から離脱されたことにより、急激に第1滑動部材32を引張りすぎて、位置決め用突き当て部63が被締込み材から離れるのを防止している。また、ねじ44が被締結材にある程度締め込まれ、締め付け位置が決まり、ねじ倒れの恐れがなくなった時から再びサブピストン室6のサブピストン5はシールされ、サブピストン5及び第1滑動部材32に第1滑動部材32をケーシング34内に後退させる方向と同方向に再び荷重が発生する。
【0016】
ねじ44がドライバ本体1側に相対的に押し込まれると共にドライバビット16及び出力軸17が後退し弁操作杆13を介して給気弁10を開き、エア源とエア通路9を連通させ、圧縮空気を供給してエアモータ2を自動的に駆動させる。
【0017】
エアモータ2内に圧縮空気が供給されると、エアモータ室3とエア通路60を介して連通しているサブピストン室6のサブピストン5前方に圧縮空気が流入し、サブピストン5、ロッド61及び第1滑動部材32に対し、第1滑動部材32をケーシング34内に後退させる方向と同方向に荷重が発生する。この荷重は、ねじ締め作業に際し樹脂製連結ねじ帯43からねじ44を離脱させるために作業者が被締結材にドライバ本体1を押し付けるのに必要な荷重を低減する方向に働くため、従来よりも軽い押し付け力でのねじ締め作業が可能となる。
【0018】
エアモータ2が回転すると、その回転はエアモータ2の回転軸15から回転軸15と嵌着関係にあり、しかもクラッチ枠23に固定したカム24に伝わり、さらにクラッチ枠23に回転自在に軸支され、かつ一端に係合片を有するドッグ26の端縁部によってクラッチシャンク27の作用端に間欠的な繰り返し打撃が加わってクラッチシャンク27に一体的に設けた出力軸17が回転する。これにより、出力軸17及び出力軸17に装着されたドライバビット16が回転してねじ44を締め付ける。すなわち出力軸17にはドライバビット16とねじ44の嵌合による抵抗が作用するため、クラッチシャンク27の周りをドッグ26がクラッチ枠23と共に回転し、この回転中に起こるドッグ26の回転によってその端縁部でクラッチシャンク27の作用端を間欠的に打撃し、この打撃操作の繰り返しによって出力軸17の高いトルクの回転力により少しずつ回動してねじ44を締め付けることになる。
【0019】
従ってハウジング4内に設けられたインパクト機構22による打撃でねじ締めを行うようにしたことにより、ねじ締め動作は、インパクト機構22による打撃の高いトルクで締め付けが可能となり、エアモータ2が小さくてもねじ締めが極めて迅速かつ軽快に行われる。ねじ込みが終了位置に達すると、ドライバビット16も軸方向に付勢されて前進し給気弁10が閉じる。給気弁10が閉じると同時にエアモータ2の回転も停止する。
【0020】
給気弁10は、ドライバビット16のドライバ本体1に対する相対移動に基づいて開閉し、圧縮空気をエアモータ2に供給または停止する。通常はバネ14によって付勢されて閉じ、給気口7とエア通路9を閉じた状態とし、弁操作杆13が押し込まれることにより開き、シールを解除してエア通路9を開き、エア源から圧縮空気をエアモータ2に供給する。弁操作杆13の押し込み力を解除すると閉じてエア通路9を閉じた状態にする。
【0021】
前記ねじ44が締まった後作業者がドライバ本体1を被締結材42より離すと第1滑動部材32と該第1滑動部材32と一体結合したサブピストン5及び第2滑動部材33はバネ38、バネ39により初期位置に復帰し、作業は完了する。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば下記のような効果が得られる。
ねじ締め作業時に、ドライバビット先端がねじの十字溝に完全に嵌合せずにエアモータが起動した時は、サブピストンに開口するエア通路の位置がサブピストンのシール部よりも後方になるように設定することで、ねじを倒さずに締め付けられる。
【0023】
また第1滑動部材に押し付けられた連結ねじ帯からねじが離脱するあたりでサブピストン室とサブピストンのシールを解除するようにサブピストン室に段付部を設け、サブピストンが第1滑動部材を急激に引張り上げないようにしたので、本体の突き当て部が被締結材より離れてしまうことが無くなり、本体が傾かずにねじをまっすぐ締め付けられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明連結ねじドライバのサブピストン部を示す断面図。
【図2】ドライバビットがねじの十字溝に完全に嵌合した時のサブピストン室を示す断面図。
【図3】ドライバビットがねじの十字溝に完全に嵌合していない時サブピストン室を示す断面図。
【図4】サブピストン室でサブピストンが段付部に達し、エアがリークする状況を示す断面図。
【図5】サブピストン室に段付部を設けない連結ねじドライバでねじを締める際の状態を示す断面図。
【図6】本発明連結ねじドライバによるねじ締め状態を示す断面図。
【図7】連結ねじドライバの一例を示す断面図。
【図8】図7の連結ねじドライバのサブピストン室を示す断面図。
【符号の説明】
1はドライバ本体、2はエアモータ、4はハウジング、5はサブピストン、6はサブピストン室、10は給気弁、13は弁操作杆、16はドライバビットである。
Claims (1)
- コンプレッサ等の圧縮空気供給源に接続される給気口が設けられたハウジングと、ハウジング内に支持されたエアモータと、エアモータの回転により回転駆動されるドライバビットと、一定間隔に整列したねじを保持する樹脂製の連結ねじ帯と、ねじ締め方向に沿っての進退が可能な如くハウジングに支持され、連結ねじ帯を順次ドライバビット先端に移送するねじ送り機構を有する滑動部材と、滑動部材をハウジング先端から特定長さ突出させるように付勢するバネと、ハウジング、エアモータ、ドライバビット等から構成されるドライバ本体とを有し、ドライバ本体を被締結材に押し付けることで滑動部材をドライバ本体に対して相対的に後退させ、滑動部材内のねじ送り機構によって連結ねじ帯のねじをドライバビット先端に供給すると共にドライバビット先端をねじ頭の溝に嵌合させ、ねじ先端を被締結材に押し付けた際の抗力によりドライバビットが後退した時にエアモータに圧縮空気を供給してエアモータを駆動させ、ドライバ本体をねじ締め方向に押し付けることによってねじ締めを行う圧縮空気連結ねじドライバであって、
前記エアモータを支持するハウジングと平行にねじ締め方向に沿って延びるサブハウジング内に設けられたサブピストン室と、ハウジングとエアモータの間に設けられたエアモータ室とサブピストン室を連通するエア通路と、サブピストン室内をねじ締め方向に沿って進退可能に支持され、ねじ締め方向前面に供給された圧縮空気により後退されるサブピストンと、後端がサブピストンに取り付けられ、サブハウジングのねじ締め方向前面から突き出した前端が滑動部材に取り付けられたロッドとを備え、前記エア通路が、エアモータの駆動開始時にドライバビット先端がねじの十字溝に完全に嵌合していない場合はサブピストンのシール部よりねじ締め方向後方に位置し、エアモータの駆動開始時にドライバビット先端がねじの十字溝に完全に嵌合している場合はサブピストンのシール部よりねじ締め方向前方に位置するように、エア通路の設置位置を設定したことを特徴とする圧縮空気連結ねじドライバ。
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