JP5047698B2

JP5047698B2 - ねじ打ち込み機

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Publication number: JP5047698B2
Application number: JP2007152756A
Authority: JP
Inventors: 憲荒田
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: JP2008302476A

Description

この発明は、圧縮エアを動力源とするいわゆるエアツールであって、先端にねじをセットしたドライバビットを回転させつつ軸方向に前進させてこのねじをねじ打ち込み材に打ち込む（締め込む）ねじ打ち込み機に関する。

例えば、下地としての木板に上材としての石膏ボードをねじ止めする場合に、多数のねじを連続して締め付けることができるねじ打ち込み機が用いられる。このねじ打ち込み機は、圧縮エアを動力源とするピストンの推力（ねじ打ち込み力）とエアモータの回転力（ねじ締め力）によりドライバビットを回転させつつ軸方向（ねじ打ち込み方向）に移動させる構成としたもので、係る構成によればドライバビットの移動過程において、多数本のねじを並列に連結したねじ連結帯のねじ頭部にドライバビットの先端を嵌合させて当該ねじをねじ連結帯から離脱させ、そのままこのねじを回転させつつ上材を貫通して下地に打ち込む（締め込む）ことにより上材を下地にねじ止めすることができる。
このねじ打ち込み機では、圧縮エアを作動源としてピストンを下動させる構成であることからピストンが下動端に至った際（ねじ打ち込み完了時点）に打ち込み力を減少させる等して打ち込み機本体が受ける反ねじ込み方向への反動を抑制し、これにより例えばエアモータ停止のタイミングを遅れさせる等してねじの締め残し（ねじの浮き）をなくし、若しくは少なくする必要がある。
従来は、シリンダの下部にゴム製のダンパーを配置して、このダンパーにピストンを当接させて弾性変形させることにより打ち込み力を弱めて打ち込み機本体が受ける反動を緩和する構成となっていた。
特許第３５２０４４３号公報特開昭６４−４５５８０号公報特開平８−１４１９３１号公報

しかしながら、従来ダンパーの弾性変形のみによってピストンの打ち込み力を減少させる構成であったため、十分に打ち込み力を減少させることが困難で、その結果打ち込み機本体の反動を完全になくし、若しくは十分に減少させることは困難であった。
また、従来ピストンが下動端に至ると、ほぼ同時にエアモータへのエア供給路が閉じられてエアモータが停止する構成となっていた。
このため、ピストンが下動端に至った際の反動により打ち込み機本体が上方へ持ち上げられるとピストンの実質的なストロークがその分だけ小さくなる結果、ねじの僅かな締め残しが発生する場合があった。打ち込み時の反動が大きいほど締め残し量が大きくなり、また発生する頻度が高くなる。
そこで、本発明では、エア駆動式のねじ打ち込み機において、打ち込み完了時点若しくはその直前において打ち込み機本体に付加される反動をより一層確実に低減し、また、エアモータ停止のタイミングを遅らせることによりねじの締め残しを従来よりも少なくするための技術を提供する。

上記の課題は、以下の各発明によって解決される。
第１の発明は、ねじ打ち込み用のピストンの下動端位置を規制する下動端規制部材を備え、この下動端規制部材はねじ打ち込み方向に移動可能に設けられ、この下動端規制部材に反ねじ打ち込み方向のエア圧を作用させ、エア圧に抗して下動端規制部材をねじ打ち込み方向に移動させつつピストンを下動させてねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機である。
第１の発明によれば、ピストンの下動端位置を規制する下動端規制部材がねじ打ち込み方向に移動可能に設けられ、かつこの下動端規制部材には反ねじ打ち込み方向にエア圧が作用していることから、ねじの打ち込み段階においてピストンがこの下動端規制部材に当接すると、ピストンはこの下動端規制部材をエア圧に抗してねじ打ち込み方向に移動させつつ下動することによりそのねじ打ち込み力が当該エア圧分だけ相殺されて低減され、これにより下動端に至った段階での衝撃が緩和される。
このように第１の発明は、従来のようにダンパーを単に弾性変形させることのみによって打ち込み機本体の反動を抑制するのではなく、当該ダンパーに相当する下動端規制部材そのものをエア圧に抗して打ち込み方向に移動させて反動を吸収する構成であるので、従来よりも打ち込み機本体の反動を大幅に抑制することができ、これによりねじの締め残しを従来よりも大幅に少なくすることができる。また、下動端規制部材が移動する時間だけエアモータ停止のタイミングを遅らせることができるので、この点でもねじの締め残しをなくし、若しくは少なくすることができる。
第２の発明は、第１の発明において、ピストンを下動させるための圧縮エアの供給経路とは別に、エアモータを回転させるための圧縮エアの供給経路を備え、エアモータ用のエア供給経路に供給された圧縮エアを下動端規制部材に対して反ねじ打ち込み方向に作用させてピストンのねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機である。
第２の発明によれば、エアモータ回転用の圧縮エアを効率よく利用して、構成の大幅な複雑化を招くことなく上記の作用効果を得ることができる。
第３の発明は、第１又は第２の発明において、下動端規制部材が、下動するピストンに押されてねじ打ち込み方向に移動するとシリンダ下室に圧縮エアが供給され、この圧縮エアによってピストンのねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機である。
第３の発明によれば、下動端規制部材を移動させる抵抗に加えてシリンダ下室に流入するエアモータ回転用の圧縮エアによってもピストンに対して下動方向の抵抗が付加され、これにより当該ピストンの打ち込み力の低減を確実に行うことができる。シリンダ下室に流入する圧縮エアは、ピストン上動用の作動圧として利用することができる。

次に、本発明の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。図１〜図３は、本実施形態に係るねじ打ち込み機１の初期状態（非作動状態）を示している。このねじ打ち込み機１は、概ね円柱体形状を有する本体部２と、本体部２の長手方向ほぼ中央から側方へ突き出す状態に設けられたハンドル部３を備えている。ハンドル部３の基部付近には、トリガバルブ４が配置されている。このトリガバルブ４は、使用者が指先で引き操作するトリガ５により開閉操作される。トリガバルブ４自体は従来公知のものと同様で本実施形態において特に変更を要しないので、その構成及び動作についての詳細な説明は省略する。使用者がトリガ５を図示上側へ引き操作するとトリガバルブ４がオンし、これにより本体部２の先端（図１において下端）から１本のねじ（図示省略）がねじ打ち込み材Ｗに打ち込まれる。
ハンドル部３の先端には、当該ねじ打ち込み機１の動力源となる圧縮エア供給用のエアホースを接続するためのエアホース接続部６が設けられている。このエアホース接続部６に接続したエアホースを経てハンドル部３の内部の蓄圧室７に圧縮エアが供給される。また、このハンドル部３の内部には、排気管８がその長手方向に沿って取り付けられている。この排気管８の一端側（排気口８ａ）はハンドル部３の先端部で開口されている。排気管８の他端側は、本体部２内に設けた排気室８ｂに連通されている。
本体部２の下部とハンドル部３の先端部との間には、多数本のねじを並列に保持したねじ連結帯（図示省略）を収容するマガジン１１と、マガジン１１から引き出したねじ連結帯を本体部２側へピッチ送りするためのねじ連結帯送り機構１２が装備されている。

本体部２は、図１において上側から順に打撃機構部２０とエアモータ５０と遊星歯車機構７０を備えている。
打撃機構部２０は、シリンダ２１とその内部に収容されたピストン２２を備えている。ピストン２２は、シリンダ２１内を図示上下に往復動可能に収容されている。以下、シリンダ２１内部の空気室であってピストン２２により気密に区画される上側の室をシリンダ上室２４と言い、下側の室をシリンダ下室２５と言う。
シリンダ２２は、本体ハウジング２ａの中心であって、保持スリーブ２７の内側に移動不能に保持されている。保持スリーブ２７は、本体部２の本体ハウジング２ａに対して固定されている。
ピストン２２の下面中心には、ドライバビット２３の上端部がその軸回りに回転可能かつ軸方向へは移動不能に結合されている。ドライバビット２３は、ピストン２２の下面中心から下方（ねじ打ち込み方向）に向けて長く延びており、エアモータ５０の中心を貫通して本体部２の先端部付近に至っている。
また、ピストン２２の下面中心であってドライバビット２３の周囲には、シール凸部２２ａがシリンダ下室２５側に突き出す状態に設けられている。このシール凸部２２ａの周囲にはシールリング２２ｂが装着されている。このシール凸部２２ａの機能については後述する。
保持スリーブ２７の上部外周側には、円筒形状をなすヘッドバルブ３０が配置されている。このヘッドバルブ３０及びその周辺の詳細が図２に示されている。ヘッドバルブ３０とトップキャップ２ｂとの間には圧縮ばね３１〜３１が介装されている。この圧縮ばね３１〜３１によってヘッドバルブ３０は常時下向き（閉じ側）に付勢されている。また、ヘッドバルブ３０の上面側（ヘッドバルブ上室３０ａ）には、トリガバルブ４を経て蓄圧室７の圧縮エアが作用する状態と、大気開放されて圧縮エアが作用しない状態とに切り換えられる。このヘッドバルブ上室３０ａのエア圧作用状態の切り換えがトリガ５の操作及びトリガバルブ４の動作によりなされる。

一方、ヘッドバルブ３０の下部外周には、肉厚を薄くする方向に傾斜した受圧面３０ｅが全周にわたって設けられている。この受圧面３０ｅには、常時蓄圧室７の圧縮エアのエア圧が作用している。受圧面３０ｅに作用する圧縮エアの圧力は、ヘッドバルブ３０を上方へ移動させる方向に作用する。
トリガ５の引き操作によりトリガバルブ４がオンすると、ヘッドバルブ上室３０ａの圧縮エアが排気されて大気開放される。圧縮ばね３１〜３１の付勢力は、ヘッドバルブ３０の受圧面３０ｅに作用する圧縮エアの圧力よりも小さくなるように設定されている。このため、トリガバルブ４がオンすると、ヘッドバルブ３０がその受圧面３０ｅに作用する圧縮エアの圧力により圧縮ばね３１〜３１に抗して上動する（開かれる）。
ヘッドバルブ３０が開かれると、その下端部とバルブ台座部３５の上面との間が開かれて内周側の通気室３０ｂが蓄圧室７に連通され、その結果通気室３０ｂ内に圧縮エアが流入する。通気室３０ｂは、通気室３２，３３を経てエアモータ５０に連通されている。図３に示すように通気室３２は、図中波線で示した通気路３２ａ〜３２ａを経て通気室３３に常時連通されている。このため、ヘッドバルブ３０が開き始めた初期の段階で、先ずエアモータ５０が回転し始める。エアモータ５０の詳細については後述する。
その後ヘッドバルブ３０はさらに上動して全開される。ヘッドバルブ３０が全開すると、保持スリーブ２７の上部外周に装着したシールリング２７ａとの間に通気路が開かれて、ヘッドバルブ３０の内周側の通気室３０ｃが通気室３０ｂに連通され、従って蓄圧室７からこの通気室３０ｃに圧縮エアが流入する。通気室３０ｃ内に流入した圧縮エアは、シリンダ２１の上部に装着した流量切り換えバルブ４０を経てシリンダ上室２４内に流入する。シリンダ上室２４内に圧縮エアが流入されるとピストン２２が下動する。ピストン２２が下動すると、ドライバビット２３がエアモータ５０によりその軸回りに回転しつつ軸方向に沿って下動する。
ドライバビット２３の下動途中で、その先端部がマガジン１１から供給されたねじ連結帯の１本のねじの頭部に係合され、そのまま下動することによりこのねじがねじ連結帯から外される。外されたねじはドライバビット２３に係合した状態で打ち込み材Ｗに打ち込まれる。ドライバビット２３のねじ打ち込み力（ピストン２２の推力）は、流量切り換えバルブ４０によりシリンダ上室２４への吸気流量を切り換えることにより大小二段階に切り換えることができる。

流量切り換えバルブ４０は、シリンダ２１の上端部を気密に塞ぐ状態に固定した概ね円板形のバルブ台座部４１と、バルブ本体４２と、両者の相対位置を変更する切り換えレバー４３を備えている。
バルブ台座部４１はシリンダ２１の上端部に嵌め込まれ、かつ当該シリンダ２１の上端部とトップキャップ２ｂとの間に気密に挟み込まれた状態で軸方向移動不能かつ軸回りに回転不能な状態に固定されている。このバルブ台座部４１は、適度な弾性を有しており、ピストン２２の上動端（上死点）を規制するとともに、その上動時の衝撃を吸収するクッション体としての機能を有している。このバルブ台座部４１には、その板厚方向に貫通する基準通気孔４１ａが設けられている。
バルブ本体４２は、バルブ台座部４１の上面に対向するほぼ円板形状を有するもので、その上面中心には支軸部４２ｃが一体に設けられている。この支軸部４２ｃを介してバルブ本体４２は、その軸心回りに回転可能かつ軸線方向に一定の範囲で平行移動可能な状態でトップキャップ２ｂに支持されている。支軸部４２ｃは、トップキャップ２ｂを貫通して、当該トップキャップ２ｂの外面に設けた凹部２ｃ内に突き出されている。この突き出し部分に切り換えレバー４３が取り付けられている。切り換えレバー４３は、支軸部４２ｃの先端にビス４５で固定されている。バルブ本体４２の支軸部４２ｃ回りの位置は、この切り換えレバー４３の回動操作によって外部から簡単に切り換えることができる。
バルブ本体４２には、大通気孔４２ａと小通気孔４２ｂがそれぞれ板厚方向に貫通して設けられている。大通気孔４２ａ〜４２ａは、上記バルブ台座部４１側の基準通気孔４１ａとほぼ同じ開口面積で形成されている。小通気孔４２ｂは、基準通気孔４１ａよりも十分に小さな開口面積の小径孔に形成されている。切り換えレバー４３の回動操作により大通気孔４２ａを基準通気孔４１ａに位置合わせさせた状態では、シリンダ上室２４に流入する単位時間当たりの圧縮エアの流入量が大きくなってピストン２２のねじ打ち込み力が大きくなる。これに対して、図２に示すように小通気孔４２ｂを基準通気孔４１ａに位置合わせさせた状態では、シリンダ上室２４への流入量が小さくなって打ち込み力が小さくなる。

次に、バルブ本体４２は、圧縮ばね４４によってバルブ台座部４１に押し付けられる方向に付勢されている。図２に示すようにバルブ台座部４１の基準通気孔４１ａ〜４１ａに小通気孔４２ｂを位置合わせした状態では、基準通気孔４１ａ内において、バルブ本体４２の下面がシリンダ上室２４内に露出された状態となっている。この露出された部分が、ピストン上動時におけるシリンダ上室２４内の圧力を受ける受圧面として作用する。このため、ピストン２２が上動する際におけるシリンダ上室２４内の圧力によって当該バルブ本体４２が圧縮ばね４４に抗して上動する。バルブ本体４２が圧縮ばね４４に抗して上動すると、当該バルブ本体４２がバルブ台座部４１の上面から離間して両者間に隙間が発生する。この隙間を経てピストン上室２４の排気がバルブ本体４２の小通気孔４２ｂに加えて大通気孔４２ａを経て効率よくなされる。
排気は、流量切り換えバルブ４０を経てヘッドバルブ３０の内周側の通気室３０ｃに戻される。この場合、ヘッドバルブ３０は下動して保持スリーブ２７に対して閉じているため、通気室３０ｃはシールリング２７ａによって通気室３０ｂから気密に遮断された状態となっている。排気は、ヘッドバルブ３０に設けた排気孔３０ｇを経て当該ヘッドバルブ３０の外周側の排気室３０ｈに排気される。排気室３０ｈは、図示省略した排気路を経て排気室８ｂに連通され、従ってハンドル部３内の排気管８に連通されている。排気管８に流入した排気（圧縮エア）は、排気口８ａを経て大気に排気される。
このようにピストン上動時におけるシリンダ上室２４の排気が流量切り換えバルブ４０を経てなされる他、シリンダ２１の上部側の周面に設けた複数の排気孔２１ａ〜２１ａを経てなされる。この排気孔２１ａ〜２１ａは外周側に装着したシールリング２８によって排気のみがなされる逆止弁として機能する。排気孔２１ａ〜２１ａから排気された圧縮エアは、流量切り換えバルブ４０を経た排気と同じく通気室３０ｃ内に流入し、従ってその後ヘッドバルブ３０の排気孔３０ｇを経て排気室３０ｈに排気される。

次に、ピストン２２の下動端位置（下死点）は、ダンパー２６により規制される。このダンパー２６及びその周辺の構成の詳細が図３に示されている。本実施形態は、主としてこのダンパー２６の構成及び機能について大きな特徴を有している。
このダンパー２６はシリンダ２１の下端部を気密に塞ぐゴム製の弾性体で、ピストン移動方向（図３において上下方向）に移動可能に設けられている。このダンパー２６の中心には挿通孔２６ａが貫通して設けられている。この挿通孔２６ａ内にドライバビット２３がその軸方向に移動可能に挿通されている。ピストン下動時におけるシリンダ下室２５の排気は、この挿通孔２６ａ及びドライバビット２３の周囲の隙間であってエアモータ５０の中心孔（後述するビット挿通孔５１ａ）を経てなされる。
このダンパー２６は、上部が円錐台形状に形成された本体部２６ｂと、本体部２６ｂの下面中心から下方に延びる支軸部２６ｃを備えている。当該ダンパー２６が上動してシリンダ２１の下側開口部に形成した傾斜面２１ｃに本体部２６ｂが押圧されることにより、シリンダ下室２５が通気室３３から気密にシールされた状態となる。図３は、このダンパー２６によってシリンダ下室２５がシールされた状態を示している。
この本体部２６ｂの上面中心には、ピストン２２のシール凸部２２ａが嵌り込むシール凹部２６ｆが設けられている。このシール凹部２６ｆは上記挿通孔２６ａと同心に設けられている。図４に示すようにピストン２２が下動してそのシール凸部２２ａがダンパー２６のシール凹部２６ｆ内に嵌り込むと、シリンダ下室２５と挿通孔２６ａとの間が気密にシールされた状態となる。これによる作用については後述する。
本体部２６ｂの下面であって支軸部２６ｃの基部にはシールリング２６ｄが装着されている。下動するピストン２２に押されてダンパー２６が図５に示すように下動端位置に移動すると、このシールリング２６ｄが本体ハウジング２ａに固定した第１枠体６０の挿通孔６０ａ内に嵌り込んで、通気室３３と通気室３４との間が気密にシールされた状態となり、これにより通気室３４への圧縮エアの供給が遮断されてエアモータ５０が停止する。

ダンパー２６の本体部２６ｂの下面には、通気室３３の圧縮エアが常時作用する。このため、ダンパー２６は、通気室３３に圧縮エアが供給された状態では常時上動方向へ付勢された状態となり、これにより当該ダンパー２６が上動してシリンダ２１の下側開口部が気密に塞がれた状態に保持される。図３及び図４はこの状態を示している。
このダンパー２６の支軸部２６ｃは、第１枠体６０の挿通孔６０ａを経て、第２枠体６１のボス部６１ｃの支持孔６１ａ内に軸方向移動可能な状態で挿入支持されている。この第２枠体６１は、第１枠体６０と同じく本体ハウジング２ａに固定されている。この第２枠体６１の下部には、軸受け５３を介してエアモータ５０の上側の回転軸部５１が回転可能に支持されている。
第２枠体６１のボス部６１ｃには、複数の通気孔６１ｂ〜６１ｂが同一円周上に沿って設けられている。この通気孔６１ｂ〜６１ｂを経てボス部６１ｃの内周側ひいては支持孔６１ａが通気室３４に連通されている。但し、図７に示すようにボス部６１ｃの外周側にはシールリング６２が装着されている。このシールリング６２によって各通気孔６１ｂが外周側から塞がれている。このため、支持孔６１ａ内の圧縮エアは各通気孔６１ｂを経て通気室３４内に流入可能である一方、通気室３４内の圧縮エアは支持孔６１ａ内に逆流しない。このことから、通気孔６１ｂ〜６１ｂ及びシールリング６２は、支持孔６１ａ内から通気室３４へは圧縮エアを通すが、その逆には通さない逆止弁の機能を有している。
また、図３に示すように支軸部２６ｃにはシールリング２６ｅが装着されている。このシールリング２６ｅによって、支持孔６１ａの口元側が気密にシールされている。

通気室３３は、第１枠体６０の上部であってシリンダ２１の下端部の周囲に沿って設けられている。この通気室３３は、第１枠体６０の挿通孔６０ａを経てその内周側であって第２枠体６１との間に形成される通気室３４に連通されている。通気室３４に供給された圧縮エアは、モータ吸気口５２を経てエアモータ５０に供給され、これによりエアモータ５０が回転する。エアモータ５０の排気は、排気孔５０ａからなされる。排気孔５０ａから排気されたエアは、排気路８ｂを経て大気に排出される。
図４に示すようにピストン２２が下動してダンパー２６に当接すると、当該ダンパー２６はピストン２２の推力により押されて下動する。ダンパー２６は、通気室３３の圧縮エアによる付勢力に抗して下動する。ピストン２２は、ダンパー２６を通気室３３の圧縮エアによる付勢力に抗して一体で下動させつつ下降端に至る。このため、ピストン２２の下動途中から下動端に至る過程において、当該ピストン２２には反打ち込み方向の付勢力（通気室３３の付勢力）が間接的に作用し、これが移動抵抗となって当該ピストン２２の打ち込み力は低下する。ピストン２２の下動端に至る直前において打ち込み力が弱められるので、その下動端に至った際の本体部２が受ける反動は小さくなり、従って使用者が手に受ける反動は小さくなる。
また、前記したようにピストン２２と一体でダンパー２６が下動端に至ると、シールリング２６ｄによって第１枠体６０の挿通孔６０ａが気密に塞がれる。このため、通気室３３と通気室３４が挿通孔６０ａにおいて気密に遮断され、従って挿通孔６０ａを経たエアモータ５０への圧縮エアの供給が停止されてエアモータ５０は停止する。このようにダンパー２６がピストン２２に押されて移動する時間分だけエアモータ５０の停止のタイミングを従来よりも遅くすることができるので、ねじの締め残しを少なくすることができる。
さらに、ピストン２２が下動端に至る直前においてダンパー２６に当接すると、当該ピストン２２の下面に設けたシール凸部２２ａがダンパー２６の上面に設けたシール凹部２６ｆに嵌り込む。この嵌り込み状態では、シリンダ下室２５と挿通孔２６ａとの間がシールリング２２ｂによって気密に遮断される。この嵌り込み状態でピストン２２とダンパー２６が一体で下動端に至る。
シリンダ２１の下部には複数の戻し孔２１ｂ〜２１ｂが設けられている。この戻し孔２１ｂ〜２１ｂは、シリンダ２１と保持スリーブ２７との間で気密に区画された戻しエア室２９に開口されている。ピストン２２に押されてダンパー２６が下動端に至ると、シリンダ下室２５が通気室３３に連通された状態となり、その結果戻し孔２１ｂ〜２１ｂを経て戻しエア室２９が通気室３３に連通された状態となるため当該通気室３３から戻しエア室２９内に圧縮エアが流入する。この戻しエア室２９内に流入した圧縮エアは、シリンダ上室２４が大気開放された段階で戻し孔２１ｂを経てシリンダ下室２５内に流入し、これによりピストン２２を上動させるための作動圧として機能する。

次に、エアモータ５０の回転中心には、ドライバビット２３を挿通するための断面円形のビット挿通孔５１ａが、その上側の回転軸部５１から下側の回転軸部５５に至る全長の範囲で貫通する状態に設けられている。ドライバビット２３はこのビット挿通孔５１ａに軸回りに相対回転可能かつ軸方向に相対移動可能な状態に挿通されている。
図１に示すようにエアモータ５０の下側の回転軸部５５は、本体ハウジング２ａの先端部に取り付けた第３枠体６３に軸受け５４を介して回転可能に支持されている。この第３枠体６３と前記第２枠体６１との間にエアモータ５０が構成されている。エアモータ５０自体は、従来公知のいわゆるベーンモータであるので、その構成等については詳細な説明を省略する。
エアモータ５０の下側の回転軸部５５は、遊星歯車機構７０に連結されている。この遊星歯車機構７０の出力側となるキャリア７１の回転中心には、ドライバビット２３を挿通するための挿通孔が貫通する状態に設けられている。この挿通孔にドライバビット２３の二面幅部２３ａが軸方向相対移動可能で、軸回りの回転については一体化された状態で挿通されている。これによりキャリヤ７３を経て出力されるエアモータ５０の回転トルクがドライバビット２３に伝達される。
本体部２の下端には、円筒形の打ち込み筒部１３が設けられている。この打ち込み筒部１３の内周側をドライバビット２３が回転しながら往復動する。この打ち込み筒部１３の長手方向中途位置に、前記ねじ連結帯送り機構１２が接続されている。このねじ連結帯送り機構１２によりねじ連結帯が１ピッチづつ送られて打ち込み筒部１３内にねじが本体部２側の打ち込み動作に連動して１本ずつ供給される。
打ち込み筒部１３の先端部には、誤操作防止用のコンタクトアーム１４が上下に相対移動可能に支持されている。このコンタクトアーム１４はその先端部を打ち込み筒部１３の先端から僅かに突き出した位置にばね付勢されている。このコンタクトアーム１４をねじ打ち込み材Ｗに当接させ、然る後本体部２をねじ打ち込み材Ｗに向けて押し付けることによりこのコンタクトアーム１４をばね付勢力に抗して相対的に上動させ、この上動操作状態でのみトリガ５の引き操作を有効として当該ねじ打ち込み機１の誤操作が防止されるようになっている。このコンタクトアーム１４による誤操作防止機能については従来公知の技術であるので詳細な説明を省略する。

以上のように構成した本実施形態のねじ打ち込み機１によれば、本体部２をねじ打ち込み材Ｗに向けて押し付けてコンタクトアーム１４を上動させた状態でトリガ５を引き操作すると、トリガバルブ４がオン作動してヘッドバルブ上室３０ａが大気開放され、これによりヘッドバルブ３０が開かれる。ヘッドバルブ３０が開かれると、その開き始めの初期段階で先ず通気室３０ｂに蓄圧室７から圧縮エアが供給され、これが通気室３２を経て通気室３３に流入する。通気室３３に圧縮エアが供給されると、その圧力によりダンパー２６が上動してシリンダ下室２５が閉じられるとともに、通気室３３が通気室３４に連通された状態となる。こうして、通気室３０ｂ，３２，３３，３４が連通されることにより蓄圧室７からエアモータ５０に圧縮エアが供給されてエアモータ５０が回転し始める。エアモータ５０が回転することによりドライバビット２３が遊星歯車機構７０のキャリア７１を経てねじ締め方向に回転する。
エアモータ５０の起動後、ヘッドバルブ３０がさらに開かれると、通気室３０ｂを経て通気室３０ｃに圧縮エアが供給され、これが流量切り換えバルブ４０を経てシリンダ上室２４内に供給されてピストン２２が下動する。ピストン２２の下動によりドライバビット２３がねじ締め方向に回転しつつねじ打ち込み方向に一体で下動し、これにより打ち込み筒部１３内に供給された１本のねじがドライバビット２３によってねじ打ち込み材Ｗに打ち込まれながら締め付けられる。

ねじ打ち込みが進行して、ピストン２２がダンパー２６に当接すると、当該ダンパー２６はピストン２２の推力により押されて下動する（図４に示す状態から図５に示す状態）。この際、ダンパー２６はその本体部２６ａの下面に作用する通気室３３の圧縮エアの圧力に抗して下動する。このため、その分だけピストン２２のねじ打ち込み力が弱められてねじ締めの最終段階では弱い打ち込み力（締め込み力）でねじがねじ打ち込み材Ｗに打ち込まれる。
これに対して、ダンパー２６が下動端に至って通気室３３と通気室３４との間がシールリング２６ｄによってシールされるまでの間は、通気室３３，３４には常時安定した量の圧縮エアが供給されることから、エアモータ５０の出力トルクが一定に保持され、従ってドライバビット２３のねじ締めトルクは弱められることなく最後まで安定して出力される。
また、ダンパー２６がピストン２２に押されて下動すると、当該ダンパー２６がシリンダ２１の下端部から外れて両者間に僅かな隙間が発生し、この隙間を経てシリンダ下室２５が通気室３３に連通され、その結果図５中白抜きの矢印で示すように通気室３３からシリンダ下室２５内に圧縮エアが流入する。シリンダ下室２５に圧縮エアが流入するため、この点でもピストン２２のねじ打ち込み力が弱められる。
このように、ピストン２２がその下動端に至る直前においてそのねじ打ち込み力が弱められるので、当該ピストン２２が下動端に至った際の本体部２が受ける反動が弱められ、これにより使用者が手に受ける反動を小さくすることができる。
さらに、図５に示すようにピストン２２及びダンパー２６が下動端に至った状態では、ピストン２２のシール凸部２２ａがダンパー２６のシール凹部２６ｆ内に嵌り込んでシリンダ下室２５と挿通孔２６ａ（大気側）との間がシールされる。
また、ダンパー２６のシールリング２６ｄが第１枠体６０の挿通孔６０ａに嵌り込んで通気室３３と通気室３４との間がシールされる。このため、通気室３４への圧縮エアの供給が遮断されて、エアモータ５０が停止する。
さらに、上記したようにダンパー２６がピストン２２に押されて下動端に至ると、通気室３３からシリンダ下室２５に圧縮エアが流入し、これが戻し孔２１ｂを経て戻しエア室２９内に供給される。戻しエア室２９内に流入した圧縮エアは前記したようにピストン２２を上動させるための作動エアとして利用される。

ここで、ピストン２２が下動端に至った際の反動等により、本体部２が僅かに持ち上げられ、その結果、ねじの締め残し（打ち込み不足）が発生した場合に、本実施形態に係る打ち込み機１は、追い締めをすることができる。追い締めは、一旦停止したエアモータ５０が再起動することによりなされる。
本体部２が反動等によって僅かに浮き上がり、その結果ねじの締め残しが発生した場合には、使用者がトリガ５を引き操作した状態（通気室３３に圧縮エアが供給された状態）のまま再度本体部２をねじ打ち込み材Ｗに押し付ける。すると、図６に示すようにピストン２２がねじの締め残し分だけ上動してダンパー２６から離間する。ピストン２２がダンパー２６から離間すると、ピストン２２のシール凸部２２ａがダンパー２６のシール凹部２６ｆから外れる。一方、この段階では上記したようにダンパー２６が下動端に至って通気室３３がシリンダ下室２５に連通された状態となっており、従ってシリンダ下室２５に通気室３３から圧縮エアが流入した状態となっている。
このため、シール凸部２２ａがシール凹部２６ｆから外れると、図６中白抜きの矢印で示すようにシリンダ下室２５からシール凹部２６ｆを経て挿通孔２６ａ内に圧縮エアが流入する。挿通孔２６ａ内に流入した圧縮エアは、第２枠体６１の支持孔６１ａ内に流入し、その後通気孔６１ｂ〜６１ｂを経て通気室３４内に流入する。こうして通気室３４内に流入した圧縮エアによってエアモータ５０が再度回転し始め、これによりねじの締め残しが追い締めされる。

このように本実施形態に係る打ち込み機１によれば、ねじの締め残しが発生した場合に再度本体部２をねじ打ち込み材Ｗに向けて押し付け操作することによりエアモータ５０へ圧縮エアを供給する本締め用の主給気経路（通気室３３→挿通孔６０ａ→通気室３４→吸気口５２）とは別の追い締め用の補助給気経路（通気室３３→シリンダ下室２５→シール凹部２６ｆ→挿通孔２６ａ→支持孔６１ａ→挿通孔６１ｂ〜６１ｂ→通気室３４→吸気口５２）を経てエアモータ５０に圧縮エアが供給され、これによりエアモータ５０を再起動させてねじを追い締めすることができる。本実施形態において、この補助供給経路が追い締め用の圧縮エア供給経路として機能し、これを構成するシール凸部２２ａ、シール凹部２６ｆ、挿通孔２６ａ、支持孔６１ａ及び挿通孔６１ｂ〜６１ｂ等が追い締め機構を構成している。
また、補助給気経路は、主給気経路よりも挿通孔６１ｂ〜６１ｂにおいてその流路面積が絞られているため、補助給気経路を経た追い締め時のエアモータ５０の回転数は、主給気経路を経て本締め時のエアモータ５０の回転数よりも低くなるように設定されている。このため、追い締め時においてドライバビット２３の先端部がねじの頭部から外れてしまういわゆるカムアウトを無くすことができる。
ねじ締め完了後、使用者がトリガ５の引き操作を止めると、トリガバルブ４がオフしてヘッドバルブ上室３０ａに圧縮エアが供給され、これによりヘッドバルブ３０が下動して閉じられる。ヘッドバルブ３０が閉じられて、その下端部がバルブ台座部３５に気密に当接した状態となると、シールリング２７ａにより通気室３０ｃが通気室３０ｂから遮断され、また通気室３０ｂが蓄圧室７から遮断された状態となる。
こうしてヘッドバルブ３０が閉じられると、シリンダ上室２４への圧縮エアの供給が遮断される。シリンダ上室２４への圧縮エアの供給が遮断されると、当該シリンダ上室２４内の圧縮エアは、流量切り換えバルブ４０、排気孔２１ａ〜２１ａ、ヘッドバルブ３０の排気孔３０ｇ〜３０ｇ、排気室３０ｈ及び排気管８を経て大気開放され得る状態（ピストン２２に対して下動方向の推力を発生させない状態）となる。このため、ヘッドバルブ３０が閉じられると、戻しエア室２９内に蓄圧された圧縮エアによりピストン２２が上死点まで戻される。
また、ヘッドバルブ３０が閉じられることにより、通気室３３への圧縮エアの供給が遮断され、従ってエアモータ５０が停止した状態となる。

以上説明したように本実施形態のねじ打ち込み機１によれば、ピストン２２の下動端位置を規制する下動端規制部材としてのダンパー２６がねじ打ち込み方向に移動可能に設けられ、かつこのダンパー２６には通気室３３に供給された圧縮エアのエア圧が反ねじ打ち込み方向に作用していることから、ねじの打ち込み最終段階においてピストン２２が上記エア圧に抗してダンパー２６を下動させることとなり、その結果当該エア圧分だけピストン２２のねじ打ち込み力（推力）が弱められ、これによりピストン２２が下動端に至った段階の本体部２が受ける反動を低減することができる。
このように本実施形態に係るねじ打ち込み機１は、従来のようにダンパーを単に弾性変形させて打ち込み力を弱めるのではなく、当該ダンパーそのものをエア圧に抗して打ち込み方向に移動させてピストン２２の打ち込み力を低減する構成であるので、従来よりも打ち込み機本体部２が受ける反動を大幅に抑制してねじの締め残しをなくし、若しくは少なくすることができる。
また、下動するピストン２２に押されてダンパー２６が下動すると、シリンダ下室２５に通気室３３から圧縮エアが流入し、これがピストン２２に対して反打ち込み方向に作用することから、この点でもピストン２２の打ち込み力が弱められて下動端に至った際の反動を低減することができる。
しかも、上記のようにピストン２２の打ち込み力が低減される段階においても、エアモータ５０の出力トルクを低下させることがないので、ねじの確実な締め込みを行うことができる。
また、エアモータ回転用の圧縮エアをダンパー２６に作用させる構成であるので、構成の大幅な複雑化を招くことなく上記の作用効果を得ることができる。

以上説明した実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、シリンダ上室２４への流入エア量を切り換える流量切り換えバルブ４０を備えた構成を例示したが、本願発明は係る流量切り換えバルブ４０を備えないねじ打ち込み機にも同様に適用することができる。係る切り換えバルブ４０を備えない場合にも打ち込み最終段階で打ち込み力を低減することにより本体部２が受ける反動を確実に緩和することができる。
また、下動端規制部材の一例としてゴム製のダンパー２６を例示し、このダンパー２６を打ち込み方向に移動させてシリンダ２１の下端部を開閉する構成を例示したが、これに限定されるものではなく、シリンダ２１の下端部を開閉する機能を別の部材によって実現する構成としてもよい。
さらに、シリンダ２１の下端部を開閉して外部から圧縮エアを積極的に流入させる構成を省略してもよい。この場合であっても、下動端規制部材としてのダンパーがピストンに押されて一体で下動する構成とすることによりピストンの下動端位置での打ち込み力を十分に小さくして本体部２が受ける反動を低減することができ、これによりねじの締め残しを少なくすることができる。
また、通気室３３に流入したエアモータ回転用の圧縮エアをダンパー２６の下面（反打ち込み方向）に作用させる構成を例示したが、ダンパーに対して反打ち込み方向の付勢力を与える手段としての圧縮エアは、別の流路に供給されたものを利用する構成としてもよい。

本実施形態に係るねじ打ち込み機の全体の縦断面図である。本図は、その初期状態を示している。本実施形態に係る打ち込み機の本体部の上部であってヘッドバルブ周辺の縦断面図である。本図は、打ち込み機構の初期状態（ヘッドバルブが閉じた状態）を示している。本実施形態に係る打ち込み機の本体部の下部であってダンパー周辺の縦断面図である。本図は打ち込み機構の初期状態を示している。ダンパー周辺の縦断面図である。本図は、ピストンが下動してダンパーに当接した段階を示している。本図は、ダンパーが下動し始める直前の状態を示している。ダンパー周辺の縦断面図である。本図は、ピストン及びダンパーが下動端に至った段階を示している。本図では、シリンダ下室が通気室３３側に連通された状態が示されている。ダンパー周辺の縦断面図である。本図は、ダンパーが下動端に至った状態でピストンが反打ち込み側に変位した状態を示している。図３の(7)-(7)線断面矢視図であって、第２枠体のボス部の横断面図である。

符号の説明

１…ねじ打ち込み機
２…本体部、２ａ…本体ハウジング、２ｂ…トップキャップ
４…トリガバルブ
Ｗ…ねじ打ち込み材
７…蓄圧室
８…排気管
１１…マガジン
１３…打ち込み筒部
１４…コンタクトアーム
２０…打撃機構部
２１…シリンダ
２２…ピストン、２２ａ…シール凸部、２２ｂ…シールリング
２３…ドライバビット、２３ａ…二面幅部
２４…シリンダ上室
２５…シリンダ下室
２６…ダンパー
２６ａ…挿通孔、２６ｂ…本体部、２６ｃ…支軸部、２６ｆ…シール凹部
２９…戻しエア室
３０…ヘッドバルブ
３１…圧縮ばね
３２，３３，３４…通気室
３５…バルブ台座部
４０…流量切り換えバルブ
５０…エアモータ
５２…モータ吸気口
６０…第１枠体、６０ａ…挿通孔
６１…第２枠体、６１ａ…支持孔、６１ｂ…通気孔、６１ｃ…ボス部
６２…シールリング
６３…第３枠体
７０…遊星歯車機構

Claims

ねじ打ち込み用のピストンの下動端位置を規制する下動端規制部材を備え、該下動端規制部材はねじ打ち込み方向に移動可能に設けられ、前記ピストンを下動させるための圧縮エアの供給経路とは別に、エアモータを回転させるための圧縮エアの供給経路を備え、該エアモータ用のエア供給経路に供給された圧縮エアを前記下動端規制部材に対して反ねじ打ち込み方向に作用させて、該圧縮エアのエア圧に抗して該下動端規制部材をねじ打ち込み方向に移動させつつ前記ピストンを下動させてねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機。
ねじ打ち込み用のピストンの下動端位置を規制する下動端規制部材を備え、該下動端規制部材はねじ打ち込み方向に移動可能に設けられ、下動端規制部材が、下動するピストンに押されてねじ打ち込み方向に移動するとシリンダ下室に圧縮エアが供給され、該圧縮エアによって該下動端規制部材に反ねじ打ち込み方向のエア圧を作用させ、該エア圧に抗して該下動端規制部材をねじ打ち込み方向に移動させつつ前記ピストンを下動させてねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機。
請求項２記載のねじ打ち込み機であって、
前記ピストンを下動させるための圧縮エアの供給経路とは別に、エアモータを回転させるための圧縮エアの供給経路を備え、該エアモータ用のエア供給経路に供給された圧縮エアを前記下動端規制部材に対して反ねじ打ち込み方向に作用させて、該圧縮エアのエア圧に抗して該下動端規制部材をねじ打ち込み方向に移動させつつ前記ピストンを下動させてねじ打ち込み力を低減させる構成としたねじ打ち込み機。