JP4055510B2 - 圧縮空気駆動ネジ締め機のエアモータ停止機構 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
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射出口内に供給されたネジを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射出口の先端方向へ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圧縮空気駆動ネジ締め機のエアモータ停止機構に関する。
【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射出口内に供給されたネジと係合させ、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形成し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特開平9−141571号公報等により知られている。
【0003】
上記従来技術では、ドライバビットを回転駆動させるエアモータへの圧縮空気の供給は、ピストンを駆動するためにシリンダ内に導入された圧縮空気の一部がシリンダ内壁面に形成された開口を介してエアモータに供給されるようにされており、エアモータに供給されてエアモータを駆動した排気空気は大気に放出されるようにされている。そして、シリンダの内壁面に形成された開口とエアモータ間を連通しているエアモータへ駆動用の圧縮空気を供給するエア通路には、ネジ締め完了時にエアモータへの圧縮空気の供給を遮断してエアモータを停止させるストップバルブが配置されており、このストップバルブを加工材と当接して作動されるコンタクト部材によって作動させるように配置して、ネジが所定の深さまでネジ込まれたときにコンタクト部材がストップバルブを作動させてエアモータを停止させるようにしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術のように、ドライバビットを回転駆動するエアモータへの駆動用の圧縮空気の供給を遮断させてエアモータを停止させるようにした構成では、圧縮空気をエアモータへ供給及び遮断させるためのストップバルブが必要であり、更に、このストップバルブをネジが所定のネジ込み深さとなったときに作動させるための機構が必要となる。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を有していた。
【0005】
又、上記ストップバルブをコンタクト部材によって作動させるようにした機構によっては、ネジ締めの途中でネジ締め機を強く加工材に押しつけた際にピストンが押し戻されてコンタクト部材がストップバルブを作動させてしまい、ネジ込みが完了する前にドライバビットの回転が停止されてしまうことがある。このため、ピストンの下死点位置検出機構を形成して上記ストップバルブをピストンが下死点位置に到達した後にのみ作動させるようにする機構が必要となる。これらの構成を付加することにより構成が更に複雑となり、重量が増大したりまた生産コストの上昇となってしまうという問題があった。
【0006】
本発明は、上記従来技術での問題点を解決して、簡単な構成によりネジが所定のネジ込み深さまでねじ込まれた時点でエアモータを自動的に停止させることのできる圧縮空気駆動のネジ締め機を提供することを課題とする。
【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の圧縮空気駆動ネジ締め機のエアモータ停止機構は、ネジの頭部と係合してネジを回転させるドライバビットと、該ドライバビットと結合され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ピストンによりドライバビットをネジ込み方向に押圧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、前記エアモータの排気口をシリンダの周壁に形成した開口を介してシリンダ内に連通させてエアモータから排出される排気エアをシリンダ下端の隙間を介して大気に排出させるようにするとともに、前記開口の位置をドライバビットをネジのネジ込み方向に駆動させたピストンが下死点に配置されたときに前記ピストンの上面側に開口するように設定したことを特徴とする。
【0008】
【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。図1は本発明のエアモータ停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内にピストン5を摺動自在に収容したシリンダ4が配置されており、該シリンダ4内に収容されているピストン5の下端面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6が結合されている。ピストン5はシリンダ4内に圧縮空気が導入されることによりこの圧縮空気圧によりシリンダ4の上死点からハウジング2の下部に配置されているバンパ7と当接する下死点に向けてドライバビット6を作動させる。
【0009】
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8を介して圧縮空気源に接続されているエアチャンバ9が形成されており、このエアチャンバ9と前記シリンダ4とが前記シリンダ4の上部に配置されているメインバルブ10を介して連通されている。前記メインバルブ10は、前記グリップ部3の基部に形成されているトリガバルブ11によってシリンダ4の外周側に形成されている環状体12の上端面と接離するように作動されてシリンダ4内をエアチャンバ9と排気口とに選択的に接続させる。前記トリガバルブ11は、グリップ部3を把持している指で操作されるトリガレバー13を含んだ起動機構14によって作動されて前記メインバルブ10を作動させる。
【0010】
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射出口16を形成しているノーズ部15が取り付けられており、前記ドライバビット6がノーズ部15の射出口16内を摺動可能に案内されており、ドライバビット6の先端が射出口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。該ノーズ部15には多数の連結されたネジを収容するマガジン17が連結されており、前記射出口16とマガジン17との間に形成された供給ガイド面18に形成されているネジ供給機構19によってマガジン17内の連結ネジが供給ガイド面18に沿ってノーズ部15の射出口16内へ順次供給されるようにされている。
【0011】
前記ノーズ部15の射出口16の先端部には、ノーズ部15の射出口16に沿って摺動自在に支持されているコンタクト部材20が配置されており、該コンタクト部材20は加工材と当接して加工材によって上方へ押し込み作動されるように射出口16の先端方向へ突出して配置されている。コンタクト部材20の上端部は前記トリガレバー13の近傍に配置されており、手動操作されるトリガレバー13と加工材により作動されるコンタクト部材20の両方の作動によって前記起動機構14を作動させてトリガバルブ11を作動させるようにしている。更に、コンタクト部材20と一体にノーズ部15の射出口16からドライバビット6によって加工材に向けて打ち出されるネジを垂直方向にガイドさせる垂直ガイド部材21が形成されている。
【0012】
前記ドライバビット6は断面が6角形に形成されるとともにピストン5の下面側に回転自在に保持されて結合されており、該ドライバビット6が前記ハウジング2の下部に回転自在に配置されているローター22の中心部に形成されている6角形の開口内に貫通され、ローター22とドライバビット6とが相対的な摺動が自在で且つ一体に回転できるように連結されている。従って、ドライバビット6はピストン5の作動に伴ってネジ締め方向に摺動可能であるとともに、ローター22の回転に伴ってローター22と一体に回転されるようにされている。
【0013】
前記マガジン17の上方でグリップ部3の下方にはグリップ部に沿って圧縮空気により回転駆動されるエアモータ23が配置されており、該エアモータ23の出力軸に取り付けられた出力ギヤ24が複数のギヤにより構成されている減速機構25を介して前記ローター22の外周面に形成された駆動ギヤ26に連結されている。該エアモータ23はメインバルブ10のバルブシールを形成している環状体12の内側とシリンダ4の外周面との間に形成されている環状チャンバ12aと供給通路27を介して連通されており、前記メインバルブ10が開放されてシリンダ4内に導入される圧縮空気の一部が供給通路27を介してエアモータ23に供給されるようにされている。従って、シリンダ4内に圧縮空気が導入されてピストン5が作動するのとほぼ同時にエアモータ23が回転駆動される。エアモータ23が駆動することにより減速機構25を介してローター22が回転され、ローター22を介してドライバビット6が回転駆動されてノーズ部15の射出口16内に配置されたネジNを回転させるようにしている。
【0014】
前記エアモータ23を駆動した圧縮空気を排気エアとしてエアモータ23から排出する排気口28が排気通路29を経由して前記シリンダ4の周面に形成された排気チャンバ30内と接続されており、該排気チャンバ30は開口31を介して前記シリンダ4内と連通されている。この開口31の位置は、ピストン5が上死点から下死点方向に作動している間は開口31がピストン5の下面側に開口しており、ピストン5がハウジング2の下部に配置されているバンパ7と当接する下死点位置まで作動したときに、ピストン5のOリング5aが開口31の下側になるように設定されている。従って、ビストン5が上死点から下死点へ向けて作動中では、エアモータ5の排気エアは排気通路29を経由して排気チャンバ30内に排気され、開口31を経由してシリンダ4内のピストン5の下側に導入され、ハウジング2の下端部におけるドライバビット6との隙間32を経由して大気に排気される。そして、ピストン5が下死点位置まで作動した状態では、エアモータ23からの排気エアが上記隙間32から大気へ排出することが遮断されることになる。
【0015】
以下、上記実施例の作動状態を説明する。コンタクト部材20が加工材に押しつけられておらず又トリガレバー13が操作されていない初期の状態では、図1に示すように、メインバルブ10が環状体12の上端面と当接してシリンダ4内とエアチャンバ9間を閉鎖している状態にあり、従ってシリンダ4内へ圧縮空気は供給されずピストン5は上死点位置に配置され保持機構33によって上死点位置に保持されている。また、環状チャンバ12a内にも圧縮空気が供給されていないので、エアモータ23へも圧縮空気が供給されておらず停止している。ノーズ部15の射出口16内には前回のネジ締め駆動によって駆動されたネジ供給機構19によりマガジン17内の連結ネジの先頭のネジNが供給されて配置されている。
【0016】
トリガレバー13が手動操作され且つコンタクト部材20が加工材に押しつけられて操作されると起動機構14を介してトリガバルブ11が作動され、これによってメインバルブ10が開放作動されてネジ締め機1が起動される。図2に示すように、メインバルブ10が環状体12の上端から離れることによってエアチャンバ9内の圧縮空気が環状体12の内側に形成されている環状チャンバ12a内に流入し、供給通路27を経由してエアモータ23に供給される。エアモータ23に供給された圧縮空気はエアモータ23を回転駆動して出力ギヤ24、減速機構25及びローター22を介してドライバビットを回転駆動させる。エアモータ23の排気口28から排気される排気エアは排気通路29、排気チャンバ30及び開口31を経由してシリンダ4内のピストン5の下側に排出され、ハウジング2の下部とドライバビット6の隙間32から大気に排出される。
【0017】
図3に示すように、メインバルブ10が環状体12の上端から離れることによってエアチャンバ9内の圧縮空気がシリンダ4内に導入されてピストン5の上面に作用し、ピストン5をシリンダ4内で上死点位置に保持している保持機構33が解除されてピストン5が下死点方向に駆動される。ピストン5の駆動によってドライバビット6がノーズ部15の射出口16内で駆動されてドライバビットの先端が射出口16内に供給されているネジNの頭部と係合し、ネジNを回転させるとともに射出口16の先端方向に駆動させる。ネジNはノーズ部15の先端に形成されている垂直ガイド部材21によりガイドされてコンタクト部材20の下面に配置されている加工材内にねじ込まれる。この間、ピストン5がエアモータ23の排気口28に連通されている開口31の上側に配置されるため、エアモータ23から排気される排気エアはハウジング2下部の隙間32から大気に排出されている。
【0018】
エアモータ23により回転駆動され且つピストン5によって加工材に向けて駆動されたネジNが、所定のネジ込み深さまでねじ込まれたとき、図4に示すようにピストン5が下死点位置に到達してバンパ7と当接されて停止する。この時点でピストン5のOリング5aがエアモータ23の排気口28と連通されている開口31をよぎって開口31の下側に配置され、ハウジング2下部の隙間32を経由して大気に排出されていたエアモータ23の排気エアの排出が遮断される。ピストン5が下死点位置に配置されることによってエアモータ23の排気口28が開口31を介してシリンダ4内のピストン5の上面側と連通されるが、シリンダ4内のピストン5の上面側にはピストン5を駆動した圧縮空気が充満しており、この圧縮空気がエアモータ23の排気口28に供給されることになる。これにより、エアモータ23に供給される駆動用圧縮空気の圧力とエアモータ23の排気口28の圧力が同じ圧力となってエアモータ23は停止させられる。
【0019】
すなわち、ネジNと係合したドライバビット6に結合されているピストン5がシリンダ4の下死点位置へ移動した時点でエアモータ23の排気口28と大気との間を遮断すると同時に、エアモータ23の排気口28へエアモータ23を駆動する圧縮空気と同じ圧力の圧縮空気を供給してエアモータ23を停止させるようにしているので、ネジ締め深さが一定となったネジ込み完了時にドライバビット6の回転が停止され、ネジNやドライバビット6の先端部の損傷が防止される。
【0020】
ネジ締めが終了した状態から、トリガレバー13とコンタクト部材20を開放すると起動機構14を介してトリガバルブ11が作動されてメインバルブ10が復帰して環状体12の上端面と当接してエアチャンバ9内と環状体12の内側とを遮断する。上記メインバルブは環状体内とエアチャンバ9間を遮断すると同時に環状体12内を排気口に接続するので、図5に示すように、環状体12内に供給されピストン5を駆動した圧縮空気とエアモータ23に供給された圧縮空気が排気口から大気に排出される。シリンダ4内のピストン5の上面側の圧力が低下することにより、シリンダ4内で下死点に作動されたピストン5はシリンダ4の外周に形成されているリタンチャンバ34内に導入された圧縮空気がピストン5の下面側に作用されることによって上死点方向に復帰作動され、上死点において係止機構33により保持される。
【0021】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、ドライバビットを回転駆動させるエアモータの排気口をシリンダの周壁に形成した開口を介してシリンダ内に連通させ、エアモータの排気エアをシリンダ下端の隙間を介して大気に排出させるようにし、前記開口の位置をドライバビットをネジのネジ込み方向に駆動させるピストンが下死点に駆動されたときにピストンの上面側に開口するように設定したので、ネジが所定のネジ込み深さまでねじ込まれた下死点位置にピストンが到達することによりエアモータの排気口へ圧縮空気が供給されてエアモータを停止させることができ、エアモータを停止させるためのバルブ機構や該バルブを作動させるための機構を設ける必要が無く構造が簡単で小型軽量化が可能なネジ締め機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】非作動状態の本発明のエアモータ停止機構を実施した圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図2】ネジ締め機が起動された直後の状態を示す図1と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図3】ネジ締めの途中の状態を示す図1と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図4】ネジが所定の深さまでねじ込まれてピストンが下死点に配置された状態を示す図1と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図5】ネジ締めの終了後にピストンが下死点位置から上死点位置へ復帰作動している状態を示す図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側面図
【符号の説明】
1 ネジ締め機
4 シリンダ
5 ピストン
5a Oリング
6 ドライバビット
7 バンパ
23 エアモータ
27 供給通路
28 排気口
29 排気通路
30 排気チャンバ
31 開口
32 隙間
Claims (1)
- ネジの頭部と係合してネジを回転させるドライバビットと、該ドライバビットと結合され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ピストンによりドライバビットをネジ込み方向に押圧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、前記エアモータの排気口をシリンダの周壁に形成した開口を介してシリンダ内に連通させてエアモータから排出される排気エアをシリンダ下端の隙間を介して大気に排出させるようにするとともに、前記開口の位置をドライバビットをネジのネジ込み方向に駆動させたピストンが下死点に配置されたときに前記ピストンの上面側に開口するように設定したことを特徴とする圧縮空気駆動ネジ締め機のエアモータ停止機構。
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