(57)【特許請求の範囲】
【請求項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開閉バルブを設け、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関連して上記開閉バルブを作動させて上記圧縮空気供給路を閉じて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の一端を開口し、上記空気通路の他端には上記開閉バルブを作動させる副開閉バルブと副開閉バルブを作動させる空気室を形成し、空気室には上記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するようにし、
上記ピストンが下死点近傍に達し、かつ上記コンタクトアームがねじ込み終了時に上記排気孔を閉じたときに上記ピストンの背面に作用する圧縮空気が上記空気通路から空気室に供給されることにより副開閉バルブが作動し、副開閉バルブが作動して上記開閉バルブを閉じ作動させることにより上記エアモータが停止するようにした
ことを特徴とするネジ打ち機の自動停止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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したときに自動的に作動を停止させる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開閉バルブと、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副開閉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。このような自動停止装置は特願平１０ー１７７８０５号に開示されている。
【０００３】
ところで、上記自動停止装置によれば、上記特許出願に添付された図５に示すように、ピスト１０ンが下死点に到達してバンパに当たって停止したときに空気圧シリンダ内のピストン上部の圧縮空気が副開閉バルブ３５に流入し、圧縮空気によって副開閉バルブ３５のスプール３７を上方へ押し上げ、開閉バルブ２２を作動させるための排気孔４０を開く。次に、ストッパが外れた後に、ネジ打ち機をストロークエンドまで押し付けると、コンタクトアーム１８によって機械的に開閉バルブ２２のパイロットスプール２５が押し上げられ、既に作動している副開閉バルブ３５の排気孔４０を通して開閉バルブ２２内の圧縮空気を排気することで、開閉バルブ２２を閉じ作動させ、エアモータへの空気供給路を遮断してネジの締め込みを自動的に停止する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ネジを打ち込み、ストッパが外れた（ネジは浮いている）後にネジ打ち機を対象部材に強く押し付けると、上記出願に添付された図６に示されるように、浮いたネジによってピストン１０がバンパから離れて上方に押し上げられてしまう。このときにピストン１０が上動することすることで副開閉バルブ３５への圧縮空気の流入は遮断されているが、既に副開閉バルブ３５へ流入した圧縮空気によってスプール３７は押し上げられている。
【０００５】
この状態のときにネジ打ち機は強く押し付けられているためにねじ込みが所定の深さに達する前に（ピストンがバンパに再度到達する前に）押し付けのストロークエンドに達して既に作動している副開閉バルブ３５と併せて開閉バルブ２２が作動し、締め込みを停止してしまう。
【０００６】
これに対し、上記出願に添付された図６に示されるように、ピストン１０が上方へ押し上げられたときに副開閉バルブ３５に流入した圧縮空気を瞬時に排出できれば圧縮空気の流入はカットされているため、副開閉バルブ３５のスプール３７は初期の位置に復帰して再度ピストン１０が下死点に達するまでは締め込みを停止することはない。しかし、実際には締め込みの時間が０、１秒以下ときわめて短いため、この間に圧縮空気を排出してスプール３７を初期位置に復帰させることは現状の構造のままでは困難である。
【０００７】
本発明は上記問題点を解消し、ねじ込み時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とき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。
【０００８】
【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開閉バルブを設け、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関連して上記開閉バルブを作動させて上記圧縮空気供給路を閉じて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の一端を開口し、上記空気通路の他端には上記開閉バルブを作動させる副開閉バルブと副開閉バルブを作動させる空気室を形成し、空気室には上記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するようにし、上記ピストンが下死点近傍に達し、かつ上記コンタクトアームがねじ込み終了時に上記排気孔を閉じたときに上記ピストンの背面に作用する圧縮空気が上記空気通路から空気室に供給されることにより副開閉バルブが作動し、副開閉バルブが作動して上記開閉バルブを閉じ作動させることにより上記エアモータが停止するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
【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。
【００１０】
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はギア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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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開閉バルブよりなる自動停止装置２１を内蔵している。
【００１５】
次に、図３〜図６に従って自動停止装置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。
【００１６】
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の開閉バルブ２２は、バルブスリーブ部２３内に挿入した円筒形の主スプール２４と、主スプール２４の下方へ挿入した小径のパイロットスプール２５とによって構成され、主スプール２４とパイロットスプール２５のランドにはそれぞれＯリング２６が装着されている。
【００１７】
主スプール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。パイロットスプール２５は主スプール２４内に挿入した圧縮バネ３０により下方へ付勢されてバルブスリーブ部２３の下部ペントポート３１を閉鎖している。パイロットスプール２５の下端部はバルブスリーブ部２３の中心穴を通じて下方へ突出し、バルブスリーブ部２３の下端部に装着した調節ダイアル３２の中心穴に装着したガイド部３３に対向している。そして、コンタクトアーム１８の中間から平行に分岐した分岐部の上端のガイド部３３にはＬ字形の弁体４５が取り付けられている。なお、主スプール２４の上端にはパイロットポート３４が形成され、空気チャンバ８の圧縮空気は主スプール２４の内部を通じて主スプール２４の下面のパイロット空気室２３ａへ供給される。
【００１８】
開閉バルブ２２の入ロポート２８は、空気圧シリンダ３のピストン１０の背面のヘッド側空気室３ａへ接続し、出ロポート２９はエアモータ４へ接続している。
【００１９】
開閉バルブ２２と平行に配置した副開閉バルブ３５のバルブスリーブ部３６内のスプール３７は、圧縮バネ３８により下方へ付勢されて、入ロポート３９とその上方のベントポート４０を常時遮断している。副開閉バルブ３５の下部のパイロットポート４１は、空気圧シリンダ３の下端部近傍に設けた出口ポート３ｂへ接続され、ピストン１０が下死点に達した時に空気シリンダ３内の圧縮空気が副開閉バルブ３５のパイロットポート４１へ供給される。開閉バルブ２２のベントポート３１は副開閉バルブ３５の入口ポート３９へ接続されていて、ピストン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により副開閉バルブ３５が開いたとき開閉バルブ２２の主スプール２４の下面のパイロット空気室２３ａがベントポート３１、入口ポート３９を経てベントポート４０から大気に連通する。すなわち、上記出口ポート３ｂとパイロットポート４１とは、ピストン１０の背面に作用する圧縮空気を排出する後述の排気孔４６に連通する空気通路を構成し、この空気通路の中途部に副開閉バルブ３５が配置されている。
【００２０】
次に、上記空気通路を構成するパイロットポート４１には副開閉バルブ３５を作動させる空気室４７を形成し、空気室４７には圧縮空気を排出させる排気孔４６を形成するとともに、この排気孔４６をコンタクトアーム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字形の弁体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。
【００２１】
なお、副開閉バルブ３５のステム３７の最下端のＯリング４８の外径は空気室４７の下部の内径よりも小さく、上部の内径とほぼ同じになるように設定されている。
【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の上面の外縁部に作用しているパイロット空気室４３の圧縮空気が大気へ排出され、同図においてヘッドバルブ４２が上昇する。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】
ネジがねじ込み対象物に打込まれると、コンタクトアームストッパ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によりさらにネジがねじ込まれる。ネジ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の出ロポート３ｂを通過して下死点に達すると、空気圧シリンダ３内の圧縮空気が出ロポート３ｂを通じて空気通路を構成するパイロットポート４１へ供給される。しかし、この圧縮空気は、図５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】
ネジ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がガイド部３３を押し上げて開閉バルブ２２のパイロットスプール２５を上方ヘスライドさせる。パイロットスプール２５が上方へ移動すると、主スプール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によって開閉バルブ２２のパイロットスプール２５を押し上げると同時に、Ｌ字形の弁体４５が副開閉バルブ３５の圧縮空気を大気へ垂れ流ししている排気孔４６を塞ぐ。これによって圧縮空気は空気室４７に充満して図７に示すように副開閉バルブ３５のステム３７を押し上げるから、開閉バルブ２５のパイロット空気室２３ａ内の圧縮空気がベントポート３１、入口ポート３９からベントポート４０を経て大気に連通する。このため、主スプール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から副開閉バルブ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、主スプール２４の上下両面に作用する圧力に差が生じて主スプール２４が下降し、最上部のランドの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プール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、再び空気室４７内の圧縮空気が排出されるから副開閉バルブ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、入ロポート３９とベントポート４０が遮断される。そして、パイロットスプール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、パイロットポート３４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、主スプール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が閉じて空気圧シリンダ３のパイロット空気室４３に圧縮空気が供給され、空気圧シリンダ３のヘッドバルブ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内の出口ポート３ｂを通過した時点で、空気圧シリンダ３内から副開閉バルブ３５のパイロットポート４１への圧力供給が断たれる。
【００２８】
次に、ネジ打ち機がねじ込み中に対象物に対して大きな力でストロークエンドまで急激に押し付けられた場合、ピストン１０が図４に示されるように一旦下死点に達して上記空気通路４１から圧縮空気が副開閉バルブ３５の空気室４７に流入している状態から、図８に示すようにドライバピット１１及びピストン１０がネジ打ち機本体へ押し込まれて逆に上記空気通路４１から圧縮空気が排出される状態になる。
【００２９】
ところが、圧縮空気が空気室４７に流入していても圧縮空気は排気孔４６から大気に垂れ流し状態になっているため、副開閉バルブ３５のスプール２５はねじ込み中は上がらない（作動しない）。その後、図８のようにピストンが急激に押し上げられるとき、圧縮空気の空気通路４１への流入はカットされるので、ネジ打ち機がストロークエンドまで押し付けられ、コンタクトアーム１８がパイロットスプール２５を作動させても、空気通路４１への圧縮空気がカットされた状態でＬ字形弁体４５によって排気孔４６が塞がれることになるだけであるから副開閉バルブ３５及び開閉バルブ２２の主スプール２４は作動せず、エアモータは作動し続ける。さらに、図７のように再度ピストンが下死点に達して完全に設定された深さまで締め込まれた後、コンタクトアーム１８がガイド部３３を押し上げて排気孔４６を閉じ、副開閉バルブ３５の空気室４７に圧縮圧縮空気が流入すると、バルブステム３７が押し上げられて副開閉バルブ３５が作動する。これにより、パイロット空気室２３ａが排気され、開閉バルブ２２の主スプール２４が下動して開閉バルブ２２も作動するから、エアモータは停止する。
【００３０】
また、上記とは逆に、ネジ打ち機１をネジ打ち対象物へ押しつける荷重が不足して、ネジ打ち込み時の反力でネジ打ち機１がネジ打ち対象物の表面から離れた場合も、図８に示す状態と全く同様に、ねじ込み完了以前にピストン１０が下死点に達しても副開閉バルブ３５は作動せず、しかもコンタクトアーム１８は開閉バルブ２２を操作するパイロットスプール２５から離れているので開閉バルブ２２も開放状態を維持し、エアモータ４は回転を継続する。そして、ピストン１０が下降してねじ込みが完了してコンタクトアーム１８がパイロットスプール２５を押上げたときに、副開閉バルブ３５が開き作動し、主スプール２４の下面のパイロット空気室２３ａの空気が副開閉バルブ３５を通って排気され、図７に示すように主スプール２４が下降してエアモータ４への空気供給を遮断し、エアモータ４が停止する。
【００３１】
上述のように、ねじ込み時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、コンタクトアームが上死点に達し、且つ、ピストンが下死点に達する二つの条件を満足したときにのみ開閉バルブが作動し、初めてエアモータを停止させることができる。このように、ネジ打ち機の押しつけ荷重にかかわらず、ねじ込み完了まで確実にエアモータが回転を継続するので、ネジ締め不良が発生することがない。
【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】自動停止装置を示すネジ打ち機の部分断面図
【図４】図３に示す副開閉弁が開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図５】図４の一部の拡大図
【図６】図３に示す開閉弁と副開閉弁が開いた状態を示すネジ打ち機の部分断面図
【図７】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８】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ネジ打ち機の部分断面図
【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
１１  ドライバビット
１８  コンタクトアーム
２２  開閉弁
２３ａ  パイロット空気室
３ｂ、４１、３９、３１  空気通路の一部
３５  副開閉弁
４５  Ｌ字形弁体
４６  排気孔
４７  空気室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003570491.tif 000008
【図８】
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