JP4525565B2 - ネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構 - Google Patents

Description

本発明は、ネジ打ち機において打込みネジの深さを調整することにより、主に平打ちと斜め打ちに対応することができるネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構に関する。

一般に、エアコンプレッサ等のエア供給源からの空気圧を駆動源とするネジ打ち機は、打込みネジを木材等に打込んだ後に締めこむものであり、打撃機構とねじ込み機構が設けられている。また、安全を確保するためにコンタクトアームが設けられている。コンタクトアームは常時はノーズ部の先端よりも打ち込み方向に突出するようにバネ付勢されており、打込みネジを打込むときには、その先端を被打込み材に押し付けることにより相対的に押し付け方向と反対側に移動し、この移動によってノーズ部の先端が被打込み材に当てられたことを検出してトリガレバーの操作を有効にすることができる。トリガバルブの作動後、打撃機構によって打込みネジが所定量打ち込まれた後、コンタクトアームのロックが解除されるとともに、ねじ込み機構によってエアモータが作動を開始し、ドライバビットを回転させて打込みネジをねじ込む。打込みネジが被打込み材中に進入していくにつれてコンタクトアームは工具本体側にさらに押し込まれ、工具本体に対して相対的に上動していく。

打込みネジの締め込み作動はドライバビットが回転する間継続するから、適正なねじ込み深さでエアモータの回転が停止する必要がある。そこで、工具本体の内部には、上記エア供給源とエアモータとを接続するエアモータの中途部にストップバルブを、コンタクトアームの上方に対峙するように配置し、ストップバルブをねじ込みが進むにつれてコンタクトアームがストップバルブに接近していき、最後にストップバルブに係合したときにエア回路を閉じるように構成されている。

ところが、被打込み材に打込みネジを打ち込む態様として、図６（ａ）のように、ドライバビット５０によって被打込み材Ｂの面に垂直に打込みネジ５１を打ち込む平打ちと、同図（ｂ）のように被打込み材Ｂの面に対して斜めに打込みネジ５１を打ち込む斜め打ちがある。したがって、コンタクトアームの先端５２に対する打込みネジ５１のねじ込み深さを平打ちの場合に設定すると、同図（ｂ）のように斜め打ちしたときにねじ込み深さが不足し、打込みネジの頭部５３が被打込み材Ｂの面から突出するという不具合が発生する。つまり、斜め打ちの場合は、同図（ｃ）のように打込みネジの頭部５３が被打込み材Ｂの面から出ないように、ねじ込み深さを大きくしなければならない。

そのため、ネジ打込み機には、打込みネジのねじ込み深さを調整するねじ込み深さ調整機構が設けられている。これは、ストップバルブのコンタクトアーム側にプッシュロッドを設け、このプッシュロッドにスライダを装着し、スライダには高低差のある段付き面を形成し、コンタクトアームの上端をどの段付き面に係合させるかを選択し、これによってスライダとコンタクトアームとの間隔を切り替えてねじ込み深さを調整するものである。すなわち、上記スライダとコンタクトアームとの間隔を小さくすれば、コンタクトアームの上端が早めにストップバルブを作動させ、打込みネジは浅くねじ込まれる。これに対し、スライダとコンタクトアームとの間隔を大きくすることにより、コンタクトアームの上端が遅めにストップバルブを作動させ、打込みネジは深くねじ込まれるのである。
特許第３５４６６２４号公報

しかしながら、上述のねじ込み調整装置では、段付き面を選択するときにクリック感を出すためにスチールボールと圧縮バネを使用し、スライダを摺動させるときに正しく選択した位置で停止するようにしていた（特許文献１、図３（ｃ）参照）。このため、調整装置を組み付けたり分解したりする際にスチールボールが飛び出しやすく、紛失するという事故が多々発生していた。

また、スライダを摺動させる構成であったから、摺動のためのスペースが必要となり、大型化せざるを得なかった。

本発明は上記問題点を解消し、ネジ込み深さの切り替え調整を確実に行なうことができるとともに、コンパクトにすることが可能であり、またスチールボールを使用しないクリック機構を採用することができる、ネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構を提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、工具本体の下部のノーズ部に沿って上下方向に移動可能に設けられたコンタクトアームの下端を上記ノーズ部の先端よりも突出させておき、上記コンタクトアームを、ノーズ部内の打込みネジの打込み後のねじ込み時には工具本体に対して相対的に上動可能とし、上動時に上記コンタクトアームの上端が工具本体に設けられたストップバルブと係合したときに、ストップバルブによりねじ込み機構のエア回路の作動を停止させるネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構において、上記ストップバルブの、上記コンタクトアームの上端との係合部に、コンタクトアームの移動方向と直交する回転軸に回動可能な切り替えブロックを設け、この切り替えブロックには、上記回転軸からの距離が互いに異なる２つの面を有する係合面を形成するとともに、上記切り替えブロックを外部から回動操作することにより、上記係合面を選択的に上記コンタクトアームの上端に係合させて上記コンタクトアームとストップバルブとの間隔を調整することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記回転軸を、上記ストップバルブの下部に設けられたプッシュロッドの端部を貫通させて設け、上記切り替えブロックの係合面を、直角に形成された２つの面板の表面とするとともに、上記プッシュロッドの先端角部を上記面板の内側に配置し、一方の面板の裏側には、バネによって上記プッシュロッドの外面に当接される押圧片を設けたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、回転軸からの距離が長い方の係合面を選択することにより、切り替えブロックとコンタクトアームの上端との間の距離が比較的小さいので、ねじ込み時にコンタクトアームが上方に移動してきたとき、コンタクトアームの上端は早めにストップバルブに係合してエア回路を遮断する。このため、ねじ込み深さは浅くなる。したがって、平打ちに適する
その逆に、回転軸からの距離が短い方の係合面を選択することにより、切り替えブロックとコンタクトアームの上端との間の距離が比較的大きくなるので、ねじ込み時にコンタクトアームが上方に移動してきたとき、コンタクトアームの上端は遅めにストップバルブに係合してエア回路を遮断する。このため、ねじ込み深さは深くなる。したがって、斜め打ちに適する。

このように、ねじ込み深さの調整の切り替えは切り替えブロックを回動させることによって行なわれるので、ネジ込み深さの切り替え調整を確実に行なうことができる。また、従来のようにスライダを摺動させる構成ではないから、摺動のためのスペースが不要となりコンパクトにすることが可能である。

また、切り替えブロックは回動させて切り替える構成であり、回動操作のためには回転軸に切り替えレバーを一体的に設け、この切り替えレバーを回転させればよいので、大きなスペースは不要である。したがって、全体をコンパクトにすることができる。

請求項２に係る発明によれば、一方の係合面が下向きになっているときは、押圧片はプッシュロッドの側面又は下面に当接しているが、切り替えバルブを回動させると、上記押圧片はプッシュロッドの先端角部によって押し込まれていくから、バネ力による抵抗が大きくなり、回しにくくなる。ところが、その抵抗部分を越えると切り替えブロックはすばやく回動し、別の係合面が下方を向く状態になる。押圧片はバネによりプッシュロッドの下面又は側面に押圧され、切り替えブロックはこの状態で安定する。

また、スチールボールを使用しないクリック機構なので、組み立て時や分解時にスチールボールが紛失することがない。

図１はネジ打込み機の縦断面を示すもので、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４を引き操作することにより、トリガバルブ５とともにメインバルブ６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）７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、これによってマガジン１０から工具本体Ａの下方に一体に形成されたノーズ部１１の射出路に供給された打込みネジ（図示せず）を打ち込むものである。また、ねじ込み機構（図示せず）は、エアモータ１２の動力によってドライバビット３をねじ込みするもので、上記打撃機構の作動開始とほぼ同時に、メインバルブ６が開き作動してエアチャンバ７から流入した圧縮空気の一部はエアモータ１２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。

上記打撃機構によりドライバビット３が打込みネジを打撃して被打込み材に対して打込みネジの頭部が浮く程度に打込んだ後にねじ込み機構により上記打込みネジを締め込むものである。このような打撃機構とねじ込み機構とは、例えば特開平９−２９０３７６号公報、特開平９−１４１５７１号公報などによって知られるように公知の機構である。

次に、ノーズ部１１の射出路に沿ってコンタクトアーム１３が上下方向に移動可能に設けられている。コンタクトアーム１３の下端１３ａ（ネジチャック部）は上記ノーズ部１１の先端よりも突出するようにバネ付勢されている。コンタクトアーム１３の上部は二股に形成され、一方の端部は（通常の釘打機などと同様に）トリガ４に回動自在に配置されたコンタクトレバー１５の下方に臨むように延長され、その下端１３ａを打ち込み時に被打込み材Ｂに押し付けることにより、ノーズ部１１に対して相対的に上方に移動させたとき、上記一方の上部がコンタクトレバー１５を回動させることによりトリガ４が有効に起動用トリガバルブ５を作動させるようにする公知の安全装置を構成するものである。

これに対し、他方の端部１６は、図２（ａ）に示されるように、エアチャンバ７とエアモータ１２とを接続しているエア回路１７の中途部に設けられたストップバルブ１８の下方に臨むように配置されている。なお、ストップバルブ１８は上記エア回路１７を開閉することにより打込みネジのねじ込み作動を制御する制御手段で、図１の工具本体Ａの裏側に配置されている。すなわち、図３（ａ）に示されるように、ストップバルブ１８のバルブシリンダ２０の上端開口部２１はエア供給源に通じ、側壁の開口部２２はエアモータ１２に通じている。ストップバルブ１８のバルブ本体２３は環状に形成され、バルブシリンダ２０内に摺動自在に配置され、バネ２４により上方位置（エア回路１７の開放位置）にあるように付勢されている。バルブ本体２３内にはバルブステム２５が摺動自在に配置され、バルブステム２５はバネ２６によって下方に付勢され、その下端はバルブシリンダ２０の下部から下方に突出している。また、バルブステム２５の下方にはプッシュロッド２７が配置され、バネ２８により下方に移動するように付勢されている。プッシュロッド２７は上記バルブステム２５とほぼ連動する。また、プッシュロッド２７の下方はバルブハウジング３０の下方に突出し、コンタクトアーム１３の上記他方の端部１６に向き合うように配置されている。

上記構成によれば、打撃機構が作動して打込みネジが打ち込まれた後、ドライバビット３が回転しながらねじ込み機構が作動し、コンタクトアーム１３は工具本体Ａ側に押し込まれ、打込みネジは被打込み材Ｂ内にねじ込まれる。そして、エアモータ１２が作動してドライバビット８により打込みネジがねじ込まれているときは、ストップバルブ１８はエアチャンバ７とエアモータ１２とを接続するエア回路１７は開放されている。そして、ねじ込みが終了する直前でコンタクトアーム１３の上端１６は、図２（ｃ）に示されるように、プッシュロッド２７の下端係合部３１に当り、さらに上方に押し上げるので、図３（ｂ）に詳しく示されるように、プッシュロッド２７によりストップバルブ１８のバルブステム２５が上方に移動すると、その外周に設けられた上下のＯリングが移動してバルブステム２５の上方空間はシールされ、同時にバルブステム２５の周囲の空間のシールは解除されてここからバルブ本体２３の下方空間１９に充満していた圧縮空気が排気されるから、バルブ本体２３は下方に移動する。このため、エアモータ１２に通じる開口部２２はバルブ本体２３の上部Ｏリング２９によって遮断され、エア回路１７は閉じ、エアモータ１２に圧縮空気は供給されず、その回転は停止し、ねじ込みは終了する。

ところで、上記ストップバルブ１８の下端係合部３１とコンタクトアーム１３との間には打込みネジのねじ込み深さを切り替える調整機構が設けられている。

つまり、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、上記ストップバルブ１８のプッシュロッド２７の下端には、切り替えブロック３２が回動自在に取付けられている。この切り替えブロック３２は、直角をなすように形成された第１の係合板３３と第２の係合板３４の両側に平行板３５を対向させた構成で、平行板３５間にはプッシュロッド２７の下端が配置され、平行板３５とプッシュロッド２７の下端に設けた軸受け孔３６には回転軸３７が貫通している。したがって、上記回転軸３７はコンタクトアーム１３の移動方向と直交している。そして、上記回転軸３７の一方の軸端には切り替えレバー３８が固定されている。切り替えレバー３８は工具本体Ａの外部に露出して操作可能となっている。

上記２つの係合板のうち、図５（ａ）に示されるように、上記回転軸３７と第１の係合板３３の係合面３３ａとの間の距離Ｌ１は上記回転軸３７と第２の係合板３４の係合面３４ａとの間の距離Ｌ２よりも大きく形成されている。

また、プッシュロッド２７と切り替えブロック３２との間にはクリック機構が設けられている。このクリック機構は、第１の係合板３３に形成された凹部４０の内側に配置された押圧片４１をバネ４２によってプッシュロッド２７の外面に当接するように付勢することにより構成されている。

上記クリック機構によれば、図５（ａ）に示されるように、第１の係合板３３が下方を向いているときは、押圧片４１はバネ４２によりプッシュロッド２７の下面２７ａに押圧され、切り替えブロック３２はこの状態で安定する。次に、切り替えレバー３８を外部から９０度回転させると、その途中で同図（ｂ）に示されるように、その途中で押圧片４１はプッシュロッド２７の円弧状の角部４３に当るが、ほとんど線接触であるから非常に不安定であり、またバネ４２が最も撓むので回転に対する抵抗が大きくなる。さらに上記抵抗を越えると、切り替えブロック３２はすばやく回動し、同図（ｃ）のように、第２の係合面が下方を向く状態になる。押圧片４１はバネ４２によりプッシュロッド２７の側面２７ｂに押圧され、切り替えブロック３２はこの状態で安定する。そして、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、第１の係合板３３の係合面３３ａが下方を向いているときは、第２の係合板３４の係合面３４ａが下方を向いているときよりも（Ｌ１−Ｌ２）だけ長いことになる。通常の場合、上記の差は２ｍｍ程度でよい。

そこで、上記構成の調整機構の使用態様について説明する。まず、平打ちの場合は、第１の係合板３３を下向きにする。この場合、図２（ａ）のように、コンタクトアーム１３の上端１６とストップバルブ１８の切り替えブロック３２との間の距離が比較的小さいので、ねじ込み時にコンタクトアーム１３が上方に移動してきたとき、同図（ｃ）のように、コンタクトアーム１３の上端１６は早めにストップバルブ１８のプッシュロッド２７を押し上げて、図３（ｂ）に詳しく説明したように、エア回路１７を遮断する。このため、ねじ込み深さは浅くなる。

その逆に、斜め打ちにするときは、図４（ｂ）のように、切り替えレバー３８によって回動させ、図２（ｂ）のように切り替えブロック３２を、第２の係合板３４が下方位置になるように回動させる。これにより、コンタクトアーム１３の上端１６とストップバルブ１８の切り替えブロック３２との間の距離が（Ｌ１−Ｌ２）だけ大きくなり、ねじ込み時にコンタクトアーム１３が上方に移動してきたとき、同図（ｄ）のように、コンタクトアーム１３の上端は遅めにストップバルブ１８のプッシュロッド２７を押し上げてエア回路１７を遮断する。ドライバビットの位置は変わらないから、コンタクトアーム１３が（Ｌ１−Ｌ２）上方に上がる分だけドライバビットの先端はコンタクトアームの先端１３ａから突出することになる。このため、ねじ込み深さは深くなる。

以上のように、切り替えにより、打込みネジのねじ込み深さは、後者の方が前者の場合よりも深くなる。したがって、図２（ａ）のような平打ちのときは第１の係合板３３を下にして打込み、図２（ｃ）のような斜め打ちのときはねじ込み深さを切り替えて第２の係合板３４が下になるように選択して打ち込めばよい。これにより。図６（ｃ）のように打込みネジ５１の頭部５２が被打込み材Ｂの表面から出ないようにねじ込むことができる。

また、上記クリック機構はスチールボールを使用しないので、組み立て時や分解時にスチールボールが紛失することがない。

本発明は、空圧工具だけでなく、ガス、電気によって駆動される釘打機、ネジ締め機等にも適用できる。

ネジ打込み機の要部の平面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれコンタクトアームとストップバルブとの位置関係を示す図で、同図（ａ）は平打ちの初期状態、同図（ｂ）は斜め打ちに切り替えた場合の初期状態、同図（ｃ）は平打ちのねじ込み終了時の状態であり、同図（ｄ）は斜め打ちのねじ込み終了時の状態を示す説明図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれストップバルブの初期状態とプッシュロッドを押し込んだ状態の従断面図である。 （ａ）（ｂ）はストップバルブの切り替えレバーの作動態様を示す側面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は切り替えブロックのクリック機構の作動態様説明図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ平打ちに設定した場合の打込みネジのねじ込み状態説明図、同じ設定で斜め打ちに下場合のねじ込み状態説明図および斜め打ちの適正なねじ込み深さを示す説明図である。

符号の説明

１３ コンタクトアーム
１８ ストップバルブ
３２ 切り替えブロック
３７ 回転軸
３３ａ 第１の係合面
３４ａ 第２の係合面

Claims (2)

1. 工具本体の下部のノーズ部に沿って上下方向に移動可能に設けられたコンタクトアームの下端を上記ノーズ部の先端よりも突出させておき、上記コンタクトアームを、ノーズ部内の打込みネジの打込み後のねじ込み時には工具本体に対して相対的に上動可能とし、上動時に上記コンタクトアームの上端が工具本体に設けられたストップバルブと係合したときに、ストップバルブによりねじ込み機構のエア回路の作動を停止させるネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構において、
   上記ストップバルブの、上記コンタクトアームの上端との係合部に、コンタクトアームの移動方向と直交する回転軸に回動可能な切り替えブロックを設け、この切り替えブロックには、上記回転軸からの距離が互いに異なる２つの面を有する係合面を形成するとともに、上記切り替えブロックを外部から回動操作することにより、上記係合面を選択的に上記コンタクトアームの上端に係合させて上記コンタクトアームとストップバルブとの間隔を調整することを特徴とするネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構。
2. 上記回転軸を、上記ストップバルブの下部に設けられたプッシュロッドの端部を貫通させて設け、上記切り替えブロックの係合面を、直角に形成された２つの面板の表面とするとともに、上記プッシュロッドの先端角部を上記面板の内側に配置し、一方の面板の裏側には、バネによって上記プッシュロッドの外面に当接される押圧片を設けたことを特徴とする、請求項１に記載のネジ打ち機のねじ込み深さ調整機構。

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