JP4457509B2 - ネジ打ち機の自動停止装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネジ打ち機によって打ち込みネジを対象部材に対して浮いた状態で打ち込んだ後に回転させてネジ締めする際に、所定のねじ込み深さに達するまでは作動を停止しないようにした、ネジ打ち機の自動停止装置に関する。
【0002】
【従来技術】
一般にネジ打ち機は、ネジ打ち機本体をねじ締め込みの対象部材に押し付け、トリガレバーを引くことにより作動したピストンに一体結合したドライバビットで打ち込みネジを対象部材の表面から浮いた状態で打ち込み、その後ネジ打ち機を保持しているストッパが外れたときにネジ打ち機をさらに対象部材に向かって押し付けることによって上記ドライバビットをエアモータで打ち込みネジを浮かせている分締め込んでいく機構が採用されている。そして、ネジ打ち機がストロークエンドまで押し付けられたことによってエアモータへの圧縮空気の供給を遮断するように作動するストップバルブと、ピストンが下死点に到達していることによって作動する排気バルブとの協働によりエアモータの回転を自動的に停止させることで安定した締め込み深さを制御する構造をとっている。
【0003】
このような自動停止装置は特開2000ー326248号公報に開示されたものが知られている。これは、同公報の図3〜図8に示されるように、ピストン10がストロークエンドに達するとともに、コンタクトアーム18がねじ込み終了して上記ピストン10の背面に作用する圧縮空気を排気させる排気孔46を閉じたときに上記圧縮空気により副開閉バルブ(排気バルブ)35が作動して開閉バルブ(ストップバルブ)22のパイロット空気室23aの圧縮空気を排気することにより上記開閉バルブ22を閉じ作動させ、これによってエアモータの回転を停止させるようにしたものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の使用態様においては、ねじ込みが終了する前(ネジが浮いている状態)に図10(上記ネジ打ち機を模式的に示した図)のようにノーズ部を強く押し下げて対象部材51に押し付けてしまうことがある。この場合、ドライバビット11とともにピストン10は逆にシリンダ8内に押し込まれるので、いったん下死点に達したピストン10は再上昇する。また、コンタクトアーム18の下端も対象部材51に当たるから、その上端はネジ打ち機本体に対して相対的に上昇し、排気孔46を塞いでしまう。ピストン10が再上昇しても既に空気室47には空気通路から圧縮空気が流入しているので、副開閉バルブ35は圧力上昇している。その状態でコンタクトアーム18が排気孔46を塞ぐと、パイロット空気室23aの圧縮空気を排気されるので、開閉バルブ22が作動してしまい、エアモータに対する圧縮空気の供給が停止され、エアモータは停止する。つまり、ピストン10が下死点よりも上方位置に浮き上がった状態のままエアモータの回転が止まるので、打込みネジ32も対象部材51の表面から浮く、ネジ浮き状態となってしまう。
【0005】
本発明は上記問題点を解消し、ねじ込み終了前にネジ打ち機を強く対象物に押し付けることによりピストンがネジ打ち機本体に押し込まれるようなことがあってもエアモータが停止するのを有効に防止し、所定のねじ締めが完了した後に初めてエアモータを停止させることができるネジ打ち機の自動停止装置を提供することをその課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るネジ打ち機の自動停止装置は、先端に打ち込みネジの頭部に係合するビットを形成したドライバビットを空気圧シリンダのピストンに回転自在に結合するとともに、上記ドライバビットをエアモータに作動連結させ、空気圧シリンダのピストンを駆動してドライバビットにより打ち込みネジを打ち込み、エアモータによりドライバビットを回転駆動して上記打ち込みネジをねじ込むネジ打ち機であって、エアモータに対する圧縮空気供給路にパイロット操作式のストップバルブを設け、ネジ打ち機のノーズ部に沿ってスライド自在なコンタクトアームをノーズ部の先端から突出させて配置し、ねじ込みの進行に伴ってネジ打ち機本体側に押し込まれるコンタクトアームの上動により上記ストップバルブを閉じることでエアモータが停止するように構成したネジ打ち機の自動停止装置において、上記ストップバルブには、上記コンタクトアームの上動による押込み作動と大気への連通とによりストップバルブを閉じ作動させるパイロット空気室を設け、上記空気圧シリンダには、ピストンが下死点近傍に達したときにピストンの背面に作用する圧縮空気を排出する空気通路を設け、この空気通路には、上記パイロット空気室を大気に対して開閉する排気バルブを作動させるためのバルブ室を形成し、バルブ室には上記空気通路内の圧縮空気を大気に排出する排気孔を形成し、この排気孔を上記コンタクトアームの上下動に連動して開閉作動させるとともに、上記空気通路の上記バルブ室の上流側にはタイマーチャンバを形成し、上記ピストンが下死点近傍に達して圧縮空気が上記空気通路からタイマーチャンバを経てバルブ室に流入し、かつ上記コンタクトアームの作動に連動して上記排気孔が閉じられたときに上記バルブ室内の圧力上昇により排気バルブが作動して上記ストップバルブのパイロット空気室の圧縮空気を排気することにより上記ストップバルブを閉じ作動させることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図1に従って詳述する。図1はネジ打ち機1を示し、ハウジング2内に空気圧シリンダ3とエアモータ4とが収納されていて、ハウジング2のグリッブ部5の前方に配置したトリガレバー6によってグリップ5内のトリガバルブ7を開閉操作する。 グリップ部5の内部は空気チャンバ8であり、グリップ部5の底部に取付けたエアホースコネクタ9にエアホースを接続してエアコンプレッサから空気チャンバ8へ圧縮空気を供姶する。
【0008】
空気圧シリンダ3のピストン10に連結されているドライバピット11の外周面はスプライン溝が成形されていて、 ハウジング2の前部内に装着されているギア12の中心のスプライン溝付き穴にドライバビット11が挿通され、ピストン10及びドライバビット11はガイド部材12に対してスライド自在になっている。ドライバビット11を回転駆動するエアモータ4の動力は、ハウジング2の前部に配置した複数の減速ギア13を介して最終段のギア12に伝達される。
【0009】
ノーズ部14の側面に設けたネジ送り装置15は、一般の空気釘打ち機と同様に、図に表れない空気圧シリンダとラチェット式送り爪によって構成され、ネジマガジン16に収納した連結形ネジを順次ノーズ部14内へ供給する。
【0010】
トリガレバー6には揺動自在なフリーアーム17が取付けられており、フリーア一ム17の前面に対向しているコンタクトアーム18は、図1において空気圧シリンダ3の背面側を通って前方へ延び、ノーズ部14よりネジの射出方向へ突出している。前後スライド自在なコンタクトアーム18の前端部のネジガイド19には開閉自在なチャック20が枢着され、チャック20はバネ(図示せず)により閉鎖している。
【0011】
ネジガイド19を建材等の対象部材に押しつけてコンタクトアーム18を押し込むことにより、コンタクトアーム18がフリーアーム17の先端部に接触し、この状態でトリガレバー6を回動謹作するとフリーアーム17を介してトリガバルブ7のステムが押されてトリガバルブ7が切換わり、トリガレバー6のみの操作では空気圧シリンダ3及びエアモータ4が起動しない公知の誤射防止機構が構成されている。
【0012】
そして、図2に示すハウジング2の側面部(図1において空気圧シリンダ3の裏面)にはエアモータ4への空気供給路を開閉するための二個のストップバルブよりなる自動停止装置21を内蔵している。
【0013】
次に、図3〜図9によって自動停止装置21を説明する。尚、同図において中心線から右は図1と同様にネジ打ち磯の垂直断面であり、中心線から左は水平断面を示している。
【0014】
図3は待機状態にある自動停止装置21を示し、自動停止装置21のストップバルブ22は、バルブスリーブ部23内に挿入した円筒形の主ステム24と、主ステム24の下方へ挿入した小径のパイロットステム25とによって構成され、主ステム24の周囲にはOリング26が装着されている。
【0015】
主ステム24は圧縮バネ27の付勢により上昇位置にあり、同図に示すようにバルブスリーブ部23の上部の入ロポート28と出ロポート29とが常時連通する位置にある。パイロットステム25は主ステム24内に挿入した圧縮バネ30により下方へ付勢されてパルブスリーブ部23の下部ペントポート31を閉鎖している。パイロットスブール25の下端部にはシャッター45を有する弁体33が取り付けられ、効果18の上端に対向している。なお、空気チャンバ8の圧縮空気は主ステム24の内部を通じて主ステム24の下面のパイロット空気室23aへ供給される。
【0016】
ストップバルブ22の上部の入ロポート28は、空気チャンバ8へ接続し、出ロポート29はエアモータ4へ接続している。
【0017】
ストップバルブ22と平行に排気バルブ35が配置されている。排気バルブ35は、バルブスリーブ部36内を摺動自在なバルブステム37を設け、バルブステム37は圧縮バネ38により下方へ付勢され、ストップバルブ22のベントポート31と40とを常時遮断している。
【0018】
また、上記空気圧シリンダ3には、ピストン10が下死点近傍に達したときにピストン10の背面に作用する圧縮空気を排出する空気通路41が形成されている。空気通路41の一端は開口ポート3bに臨み、他端には上記パイロット空気室23aを大気に対して開閉する排気バルブ35を作動させるバルブ室47が形成され、バルブ室47には排気孔46が形成されている。
【0019】
排気孔46は上記コンタクトアーム18の上下動に連動して開閉作動するように構成されている。すなわち、L字形シャッター45は、コンタクトアーム18の上下動に連動して上記排気孔46を開閉するように形成されている。
【0020】
ストップバルブ22のベントポート31は排気バルブ35へ接続されていて、排気バルブ35が開き作動したときにストップバルブ22の主ステム24の下面のパイロット空気室23aがベントポート31を経てベントポート40から大気に連通する。
【0021】
ところで、上記空気通路41の上記バルブ室47の上流側にはタイマーチャンバ50が形成されている。タイマーチャンバ50は、ピストン10が下死点近傍に達して開口ポート3bから上記空気通路41内に流入した圧縮空気を短時間だけ貯留することにより、バルブ室47に流入して圧力が上昇するまでの時間を遅延させるものである。したがって、排気バルブ35の作動も遅延する。
【0022】
次に、上記ネジ打ち機の動作を説明する。図1に示すネジガイド19の先端部をネジ打ち対象物51の表面に押しつけて、コンタクトアーム18がコンタクトアームストッパ(図示せず)に突き当たるまで押し込み、トリガレバー6を起動操作するとトリガバルブ7が開き、図3に示す空気圧シリンダ3のヘッドバルブ42が作動し、これにより空気圧シリンダ3の外周の空気チャンバ8から圧縮空気が空気圧シリンダ3内へ流入し、図4に示すようにピストン10並びにドライバピット11が下降してノーズ部14内のネジ32を打撃するとともに、エアモータ4がドライバビット11を回転駆動し、ピストン10は下死点の近傍まで移動する。
【0023】
打込みネジ32がねじ込み対象物51に打込まれると、図5に示されるようにコンタクトアームストッパ43によるコンタクトアーム18のロックが解除され、エアモータ4によりさらに打込みネジ32がねじ込まれる。ネジ32がねじ込まれるのに伴って、ピストン10が下死点に向かって移動するとともにネジ打ち機がネジ打ち対象物51へ接近し、コンタクトアーム18がネジ打ち機本体へさらに押し込まれる。
【0024】
そして、ピストン10が空気圧シリンダ3の開口ポート3bを通過すると、空気圧シリンダ3内の圧縮空気が空気通路41に流入する。そして、タイマーチャンバ50を経てバルブ室47に流入する。しかし、この圧縮空気は、図7に示すように排気孔46から大気に排出されるので、いわば垂れ流し状態となる。
【0025】
ねじ込み終了の時点で図6に示すようにコンタクトアーム18が弁体33を押し上げてストップバルブ22のパイロットステム25を上方ヘスライドさせる。パイロットステム25が上方へ移動すると、主ステム24の下面のパイロット空気室23aとベントポート31とが開通する。そして、ネジ打ち機がストロークエンドまで押し込まれたときにコンタクトアーム18によってストップバルブ22のパイロットステム25を押し上げると同時に、L字形の弁体45が排気バルブ35の排気孔46を塞ぐ。これによって大気も垂れ流し状態になっていた圧縮空気はバルブ室47に充満して圧力が上昇し、図8に示すように排気バルブ35のステム37を押し上げるから、ストップバルブ22のパイロット空気室23a内の圧縮空気がベントポート31からベントポート40を経て大気に連通する。このため、主ステム24の下面に作用しているパイロット圧がベントポート31から排気バルブ35を通じて上記ベントポート40から大気に排気される。これにより、主ステム24の上下両面に作用する圧力に差が生じて主ステム24が下降し、最上部のOリング26により入ロポート28と出ロポート29とが遮断され、エアモータ4への空気供給が断たれてエアモータ4が停止する。
【0026】
エアモータ4が停止後にネジ打ち機1をネジ打ち対象物51から浮上させると、コンタクトアーム18が下降してパイロットステム25から離れるから、図4に示されるようにL字形の弁体45が排気孔46を開き、再びバルブ室47内の圧縮空気が排出されるから排気バルブ35のステム37が下降して初期位置に戻り、圧縮空気は大気へ垂れ流し状態となるとともに、ベントポート31と40とが遮断される。そして、パイロットステム25が下降するとパイロット空気室23aとベントポート31とが遮断されると同時に、空気チャンバ8とパイロット空気窒23aとが連通してパイロット空気室23aに入り口ポート28から圧縮空気が供給され、主ステム24が浮上して初期位置に戻る。
【0027】
また、トリガレバー6の操作を解除すると、トリガバルブ7が閉じてヘッドバルブ42が下降して図3に示す初期位置に戻り、ピストン10及びドライバビット11は空気圧シリンダ3の下部外周に形成されているブローバックチャンバ44の圧力により上昇して初期位置に戻る。そして、ピストン10が下死点から上昇して空気圧シリンダ3内の開口ポート3bを通過した時点で、空気圧シリンダ3内から排気バルブ35の空気通路41への圧力供給が断たれる。
【0028】
次に、ピストン10が下死点まで到達した直後、打込みネジ32の頭部がまだ対象物51から少し浮いている状態のときにネジ打ち機を対象物51に対して大きな力で急激に押し付けた場合、図9に示すように、ドライバピット11がネジ打ち機本体のノーズ部14へ押し込まれ、ピストン10は再上昇する。また、コンタクトアーム18の上端もネジ打ち機本体に対して相対的に上昇し、弁体45が排気孔46を塞いでしまう。
【0029】
ところで、ピストン10が再上昇しても既に空気通路41には圧縮空気が流入している。しかし、圧縮空気が空気通路41に流入しても、すぐにバルブ室47の圧力が上昇するわけではない。圧縮空気はいったんタイマーチャンバ50に貯留され、その後にバルブ室47に供給される。したがって、バルブ室47内の圧力上昇は遅延するから、たとえ排気孔46が塞がれても、排気バルブ35は作動せず、ストップバルブ22も作動しない。その間、エアモータ4は停止することなく回転し続けるので、浮き状態の打込みネジ32も十分に対象物51にねじ込まれる。そして、打込みネジ32の締め込みが十分に行なわれると、図8に示されるように、タイマーチャンバ50から送られた圧縮空気によりバルブ室47内の圧力が上昇して排気バルブ35が作動し、Oリング48が排気孔46を閉じさせるとともにストップバルブのパイロット空気室23aの圧縮空気を排気することにより上記ストップバルブ23を閉じ作動させる。これにより、パイロット空気室23aが排気され、ストップバルブ22の主ステム24が下動してストップバルブ22も作動するから、エアモータ4は停止する。
【0030】
上述のように、ねじ込み時にネジ打ち機を強く対象物51に押し付けることによりピストン10がネジ打ち機本体に押し込まれるようなことがあっても、タイムチャンバによりエアモータ4が停止するのを遅延させることができ、その間に所定のねじ締めが完了したときに初めてエアモータを停止させることができる。
【0031】
なお、図3に示すように、タイマーチャンバ50には通路41のほかに通路52が形成されている。この通路52は、ピストン戻し用のチャンバに逆止弁53を介して連通されており、タイマーチャンバ50に溜められ圧縮空気をピストン戻し用に使用するためのものである。これにより、リターンチャンバとタイマーチャンバとを別個に形成する場合に比較して、工具を小型化することが可能となる。すなわち、ピストン戻し用のチャンバの一部をタイマーチャンバとして兼用することで、タイマーチャンバを別途形成する必要がなくなるのであり、タイマーチャンバ50をタイマーとして利用するときは逆止弁53によってリターンチャンバから圧縮空気が入るのを阻止している。
【図面の簡単な説明】
【図1】ネジ打ち機の断面図
【図2】ネジ打ち機の側面図
【図3】上記ネジ打ち機を簡略にして自動停止装置を示す部分断面図
【図4】図3に示す排気バルブが開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図5】ネジの打込み時の部分断面図
【図6】図5の一部の拡大図
【図7】図3に示すストップバルブと排気バルブが開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図8】ねじ締め終了後にエアモータが停止する状態のネジ打ち機の部分断面図
【図9】ねじ締め終了直前にエアモータが停止する状態のネジ打ち機の部分断面図
【図10】過大な押し付け力によりネジ打ち機が押し付けられた状態の部分断面図
【符号の説明】
1 ネジ打ち機
3 空気圧シリンダ
4 エアモータ
10 ピストン
18 コンタクトアーム
22 ストップバルブ
35 排気バルブ
41 空気通路
46 排気孔
47 バルブ室
50 タイマーチャンバ
Claims (1)
- 先端に打ち込みネジの頭部に係合するビットを形成したドライバビットを空気圧シリンダのピストンに回転自在に結合するとともに、上記ドライバビットをエアモータに作動連結させ、空気圧シリンダのピストンを駆動してドライバビットにより打ち込みネジを打ち込み、エアモータによりドライバビットを回転駆動して上記打ち込みネジをねじ込むネジ打ち機であって、
エアモータに対する圧縮空気供給路にパイロット操作式のストップバルブを設け、ネジ打ち機のノーズ部に沿ってスライド自在なコンタクトアームをノーズ部の先端から突出させて配置し、ねじ込みの進行に伴ってネジ打ち機本体側に押し込まれるコンタクトアームの上動により上記ストップバルブを閉じることでエアモータが停止するように構成したネジ打ち機の自動停止装置において、
上記ストップバルブには、上記コンタクトアームの上動による押込み作動と大気への連通とによりストップバルブを閉じ作動させるパイロット空気室を設け、上記空気圧シリンダには、ピストンが下死点近傍に達したときにピストンの背面に作用する圧縮空気を排出する空気通路を設け、この空気通路には、上記パイロット空気室を大気に対して開閉する排気バルブを作動させるためのバルブ室を形成し、バルブ室には上記空気通路内の圧縮空気を大気に排出する排気孔を形成し、この排気孔を上記コンタクトアームの上下動に連動して開閉作動させるとともに、上記空気通路の上記バルブ室の上流側にはタイマーチャンバを形成し、
上記ピストンが下死点近傍に達して圧縮空気が上記空気通路からタイマーチャンバを経てバルブ室に流入し、かつ上記コンタクトアームの作動に連動して上記排気孔が閉じられたときに上記バルブ室内の圧力上昇により排気バルブが作動して上記ストップバルブのパイロット空気室の圧縮空気を排気することにより上記ストップバルブを閉じ作動させる
ことを特徴とするネジ打ち機の自動停止装置。
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