JP5262461B2 - 空気圧式ネジ打ち機 - Google Patents

Description

本発明は、打ち込みネジを打ち込んだ後にエアモータで回して締め込みする空気圧式ネジ打ち機であって、エアモータからの発生音を減音させるとともに、エアモータを通過した圧縮エアの排気管路が凍り付いて排出エアを確保することができる空気圧式ネジ打ち機に関する。

一般に、空気圧式ネジ打ち機は、ネジ打ち機本体に設けられたエアチャンバ内の圧縮エアによって打撃機構を作動させて打ち込みネジを被打ち込み材に一定の深さに打ち込んだ後、さらに上記エアチャンバから別の経路を通った圧縮エアによってエアモータで回して上記打ち込みネジを締め込みするように構成されている。

ところで、打撃機構を作動させた圧縮エアもエアモータを作動させた圧縮エアも外部に排気されるが、打撃機構を作動させた圧縮エアはネジ打ち機本体の上端部から排気されていた。排気部位はネジ打ち機のグリップに近いから、排気時に圧縮された排出エアが作業者の手首の近傍に噴き出し、またそのときの排気音がやや大きいので、これをエアモータの排気管路からエアモータからの排出エアとともに排出させる空気圧式ネジ打ち機が提案されている（特許文献１参照）。エアモータはグリップの下方に配置され、排出エアはエアモータの後方から排出されるので、作業者の腕などに吹き付けられるようなことはない。
特許第３５２０４４４号

しかしながら、上述の排気構造によれば、低音時や湿度の高い環境で締め込み作業をすると、排気管路に充填されたフィルタが断熱膨張により凍りつき、排気管路が塞がれてしまうおそれがある。排気管路が塞がれると、排気不良が生じるので、打撃機構の打撃ピストンがリターンしない、エアモータの回転力が弱くなって打ち込みネジの締め込みが甘くなる等の問題が発生する。

また、打撃機構からの排出エアとエアモータからの排出エアが同じ排気管路を通ることになるから、排気圧力が増し、排気管路から発生する排気音が大きくなる。しかも、排気管路に充填されたフィルタが凍り付くと、エアモータからの排気音がフィルタを介してエアモータのハウジングに伝達され、モータハウジングが振動して大きな騒音が発生する。

本発明は上記問題点を解消し、悪環境の下で作業してフィルタが凍り付いても、排気通路を確保することができ、また排気音の減音効果が大きく損なわれることのない空気圧式ネジ打ち機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、エアチャンバからの圧縮エアにより、打ち込みネジを打撃して頭部が浮く程度に打ち込む打撃機構と、打ち込まれた打ち込みネジをさらに回転させて締めこむエアモータとを作動させるとともに、上記打撃機構からの排出エアと上記エアモータからの排出エアとを上記エアモータの側部に設けた排気管路を通し、エアモータの後方から排出させる空気圧式ネジ打込み機において、上記エアモータの側部とモータハウジングとの間に上記排出エアの排気管路を形成し、この排気管路の出口をエアモータの後部とモータハウジングの後部との間に形成し、上記排気管路の内側には、該排気管路の断面積よりも小さい断面積の第１のフィルタを配置するとともに、上記排気管路の出口には上記第１のフィルタとは別のフィルタを配置したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記排気管路には、上記第１のフィルタと上記別のフィルタとの間に屈曲部が設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、上記第１のフィルタは、内側にフィルタ材を配置した金属網を折り曲げてなるとともに、フィルタ材の排気上流側の端部を上記金属網の端部から突出させたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、エアモータの排気口から排出された排出エアは、排気管路を通るとき、第１のフィルタを通過するので、エアモータで発生した排気音は第１のフィルタで吸音されて減音するので、排気音を静かにすることができる。

また、エアモータの側部とモータハウジングとの間とに上記排出エアの排気管路を形成し、この排気管路の出口をエアモータの後部とモータハウジングの後部との間に形成し、上記排気管路の内側には、該排気管路の断面積よりも小さい断面積の第１のフィルタを配置したので、排気管路と第１のフィルタとの間にはエアが通れるだけの空間が形成される。したがって、低音時や湿度の高い悪環境の下で作業して第１のフィルタが凍り付いても、排気通路を確保することができるから、排気不良、打撃機構の打撃ピストンのリターン不良、エアモータの回転力低下等の不具合が解消される。

さらに、第１のフィルタを上述のように配置することにより、フィルタが凍りついたとしても、第１のフィルタは、排気管路の断面積よりも小さいから、エアモータの発生音がフィルタを介してモータハウジングに伝達されにくいので、モータハウジングからの音を小さく抑えることができる。

また、上記排気管路の出口には上記第１のフィルタとは別のフィルタを配置したので、第１のフィルタが凍り付くことにより別のフィルタが凍りつきにくくなるから、排気管路から発生する排気音を効果的に減音することができる。

請求項３に係る発明によれば、第１のフィルタは、内側にフィルタ材を配置した金属網を折り曲げてなるとともに、フィルタ材の排気上流側の端部を上記金属網の端部から突出させたので、排出エアにより突出した部分が圧縮されて金属網の端部よりも膨らみ、この膨らみ部分が金属網の端部に引っかかり、金属網の内部に入り込むことがないので、長手方向に圧縮されるという現象は生じない。したがって、排出エアによりフィルタが圧縮されて本来の減音効果が得られなくなるという問題を解消することができる。

図１及び図２はネジ打ち機の要部の断面を示すもので、このネジ打ち機はネジ打ち機本体Ａに設けられた打撃機構とねじ締め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１３を引き操作することにより、メインバルブ４を開き作動させ、圧縮エアを貯留するエアチャンバ５（エア供給源に接続している）から打撃シリンダ１内に圧縮エアを供給して軸断面が多角形状のドライバビット３を打込み作動させるものである。

また、ねじ締め込み機構はドライバビット３に嵌合された駆動歯車６ｃと中間歯車６ｂとエアモータ７とから構成され、エアモータ７の動力を駆動歯車６ｃに伝達してドライバビット３を回転駆動するもので、上記打撃機構の作動開始とほぼ同時に作動し、ドライバビット３をその軸を中心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（図示せず）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締め込み機構により上記打込みネジを締め込むもので、このような打撃機構とねじ締め込み機構とは、特開平９−１４１５７１号公報、特開平９−２９０３７号公報などによって知られるように公知の機構である。

なお、エアチャンバ５と打撃シリンダ１との間には筒状空間部９が形成され、エアチャンバ５が打撃シリンダ１に開口されたときは、エアチャンバ５内の圧縮エアは環状空間部９を介して打撃シリンダ１に供給されるように構成されている。

打撃シリンダ１のヘッド部の周囲にはメインバルブ４が配置されている。メインバルブ４は環状に形成され、上下方向に摺動することによりその下端面がエアチャンバ５の内壁の上端シール部８に係合可能に設けられている。待機時には、図２のようにトリガバルブ１０からバルブ上室１２に圧縮エアが供給され、この圧縮エアのエア圧とバネ１１の圧力によってメインバルブ４は下死点まで下降し、その下端はエアチャンバ５の内壁の上端シール部８に係合し、これによりエアチャンバ５を打撃シリンダ１に対して閉じている。

これに対し、ネジ打ち込み時にはトリガ１３を引き操作し、トリガバルブ１０を作動させて上記バルブ上室１２内の圧縮エアを排出させることにより、図３のように、エアチャンバ５内の圧縮エアのエア圧によってバネ１１に抗してメインバルブ４を上動させてエアチャンバ５を打撃シリンダ１に開口し、圧縮エアを打撃シリンダ１に供給して打撃ピストン２を駆動し、ノーズ部１９内の打込みネジ（図示せず）を一定程度打ち込む。

圧縮エアはエアチャンバ５から打撃シリンダ１に供給されるとともに、図３のエア通路２０を通ってエアモータ７のモータハウジング１４の前端壁のエア供給口１５ａからモータハウジング１４内に供給され、ブレード１６ａに作用してロータ１６を回転させる。この回転力は図１に示されるように、ロータ１６の先端歯車６ａから中間歯車６ｂを経て駆動歯車６ｃに伝達されてドライバビット３を回転させ、打込みネジを締め込む。圧縮エアはエアモータ７の排気口１５ｂから排出された後、図４に示すエアモータ７の側部とモータハウジング１４との間に設けられた排気管路１７を通り、エアモータ７の後部とモータハウジング１４の後部との間に形成された排出空間１８ａの後端の管路出口１８から排出される。

なお、打込みネジが所定のねじ締め込み深さに至ったときには図示しないストップバルブが作動し、エア通路２０を遮断してエアモータ７を停止させるようになっている。

ネジの締め込み終了後は、トリガ１３を解放してトリガバルブ１０によってメインバルブ４が下死点に移動すると、図２に示すように、打撃シリンダ１内に供給されて打撃ピストン２を駆動した圧縮エアは、排気通路１７ａを通って図４に示すエアモータ７の排気管路１７の排気上流側に連続して形成された通路１７ｂを通り、エアモータ７からの排出エアと合流して排気管路１７から排出される。

ところで、上記排気管路１７の内側にはスポンジ状のフィルタを配し、エアモータ７からの発生音が減音するように構成されている。

すなわち、上記排気管路１７の内側には、第１のフィルタ２１が配置され、適宜の支持手段によって支持されている。第１のフィルタ２１は、図６（ａ）（ｂ）に示されるように、金属網２４の内側にフィルタ材２５を配置するとともに、金属網２４をＵ字形に折り曲げてなるものである。なお、フィルタ材２５の排気上流側の端部２５ａは上記金属網２４の端部から突出させている。

また、第１のフィルタ２１は、排気管路１７の断面積よりも小さくなるように形成する。好ましくは、エアモータ７の排気口１５ｂの近傍位置に設ける。これにより、図５に示すように、排気管路１７には第１のフィルタ２１の上下部とモータハウジング１４の内面との間には空間部Ｓが形成される。

上記構成によれば、エアモータ７の排気口１５ｂから排出された排出エアは、排気管路１７を通るとき、第１のフィルタ２１を通過するので、エアモータ７で発生した排気音は第１のフィルタ２１で吸音されて減音するので、排気音を静かにすることができる。

ところで、エアモータ７の排気口１５ｂから排出された排出エアは排気管路１７で急激に膨張するので、断熱膨張により排気管路１７内の温度が低下し、第１のフィルタ２１が凍結する。このような傾向は低音時や多湿環境下ではより顕著になっている。しかしながら、図５に示されるように、第１のフィルタ２１は、排気管路１７の断面積よりも小さく、第１のフィルタ２１の上下部とモータハウジング１４の内面との間には空間部Ｓが形成されており、これらの空間部Ｓは排出エアの通路となる。したがって、低音時や湿度の高い悪環境の下で作業して第１のフィルタ２１が凍り付いても、排気通路を確保することができるから、排気不良、打撃機構の打撃ピストンのリターン不良、エアモータの回転力低下等の不具合が解消される。

また、第１のフィルタ２１を上述のように配置することにより、フィルタが凍りついたとしても、第１のフィルタ２１は、排気管路１７の断面積よりも小さいから、エアモータ７の発生音がフィルタを介してモータハウジング１４に伝達されにくいので、モータハウジング１４からの音を小さく抑えることができる。

さらに、打撃機構からの排出エアとエアモータ７からの排出エアは図４および図６の左の上流側から右の下流側に移動するので、第１のフィルタ２１を長手方向に圧縮するように働く。第１のフィルタ２１が圧縮されてしまうと、排気管路１７が詰まったり、吸音効果が低下したりする。しかしながら、フィルタ材２５の排気上流側の端部２５ａが上記金属網２４の端部から突出させている構造であり、突出した部分は排出エアにより圧縮されて金属網２４の端部よりも膨らみ、金属網２４の端部２４ａがフィルタ材２５に食い込む。このため、フィルタ材２５の端部に圧縮エアの圧力が作用しても、フィルタ材２５は金属網２４の端部に引っかかり、金属網２４の内部に入り込むことがないので、長手方向に圧縮されるという現象は生じない。したがって、排出エアにより第１のフィルタ２１が圧縮されて本来の減音効果が得られなくなるという問題は解消できる。

なお、金属網２４とフィルタ材２５はＵ字形に折り曲げる例に限定されない。例えば、
「の」の字形でもＯ字形等であってもよい。

次に、モータハウジング１４の内壁には、図７のように、第２のフィルタ２２を配置するのが好ましい。この構成によれば、第１のフィルタ２１がたとえ凍結しても、エアモータ７で発生した排気音は、第２のフィルタ２２で吸音されるとともに、上記排気音はモータハウジング１４に直接に伝達されにくくなるので、排気音が十分に減音される。

なお、第１のフィルタ２１と第２のフィルタ２２とは別体である必要はない。図８に示されるように、一体に構成してもよい。この場合も、第１のフィルタ２１のみが凍りつき、第２のフィルタ２２は排気音を吸収することができる。

さらに、排気管路１７の出口には図４に示すように第３のフィルタ２３を配置するのが好ましい。

上記構成によれば、第１のフィルタ２１に第２のフィルタ２２と第３のフィルタ２３が加わるから、排気音の減音効果は十分に高くなる。そして、第１のフィルタ２１が集中的に凍り付くことにより、第２のフィルタ２２と第３のフィルタ２３が凍りつきにくくなるから、排気管路１７から発生する排気音を効果的に減音することができる。

空気圧式ネジ打ち機の縦断面図 上記ネジ打ち機の打ち込み終了時（及び待機時）の状態を示す要部の断面図 上記ネジ打ち込み機の打ち込み時の状態を示す要部の断面図 図１のＸ−Ｘ線上の断面図 図４のＹ−Ｙ線上の断面図 （ａ）（ｂ）は第１のフィルタの側面図及び横断面図 第２のフィルタを取付けた状態を図５と同じ断面で示す横断面図 第１のフィルタと第２のフィルタとを一体にした状態を図５と同じ断面で示す横断面図

１ 打撃シリンダ
２ 打撃ピストン
３ ドライバビット
５ エアチャンバ
７ エアモータ
１４ モータハウジング
１７ 排気管路
２１ 第１のフィルタ
２２ 第２のフィルタ
２３ 第３のフィルタ
２４ 金属網
２５ フィルタ材

Claims (3)

1. エアチャンバからの圧縮エアにより、打ち込みネジを打撃して頭部が浮く程度に打ち込む打撃機構と、打ち込まれた打ち込みネジをさらに回転させて締めこむエアモータとを作動させるとともに、上記打撃機構からの排出エアと上記エアモータからの排出エアとを上記エアモータの側部に設けた排気管路を通し、エアモータの後方から排出させる空気圧式ネジ打込み機において、
   上記エアモータの側部とモータハウジングとの間に上記排出エアの排気管路を形成し、この排気管路の出口をエアモータの後部とモータハウジングの後部との間に形成し、上記排気管路の内側には、該排気管路の断面積よりも小さい断面積の第１のフィルタを配置するとともに、上記排気管路の出口には上記第１のフィルタとは別のフィルタを配置したことを特徴とする空気圧式ネジ打ち機。
2. 上記排気管路には、上記第１のフィルタと上記別のフィルタとの間に屈曲部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の空気圧式ネジ打ち機。
3. 上記第１のフィルタは、内側にフィルタ材を配置した金属網を折り曲げてなるとともに、フィルタ材の排気上流側の端部を上記金属網の端部から突出させたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気圧式ネジ打ち機。

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