(57)【要約】【課題】エア消費量が少なく且つ簡単な機構によりネジ込みが終了した時点でエアモータを自動的に停止させることのできる圧縮空気駆動のネジ締め機を提供する。【解決手段】エアモータ１９に駆動用圧縮空気を供給してドライバビット１４を回転駆動させ、エアモータ１９の排気口２３から排気される排気空気を大気へ排出させる排出口２５を絞ることにより、エアモータ１９の排気空気を所定の圧力に維持させるようにし、該排気空気をドライバビット１４に連結されたピストン１３に作用させて、この排気空気圧によりピストン１３をネジのネジ込み方向に駆動させるようになし、更に、前記ピストン１３が下死点位置に到達した時点で、前記エアモータ１９と前記排出口２５間を遮断させる作動体２６を前記ピストン１３と一体に形成する。【選択図】　　　図１
2004017205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネジの頭部と係合されてネジを回転させるドライバビットと、該ドライバビットを回転駆動する圧縮空気圧により作動するエアモータと、ドライバビットをネジ込み方向に推進駆動させる圧縮空気圧により駆動されるピストンを前記ドライバビットと一体に連結して設けたネジ締め機において、前記エアモータに駆動用圧縮空気を供給してエアモータを駆動させるとともに、エアモータから排気される排気空気を大気へ排出させる排出口を絞ることにより、エアモータの排気空気を所定の圧力に維持させるようにし、該排気空気を前記ピストンに作用させてこの排気空気圧によりピストンをネジのネジ込み方向に推進駆動させるようになしたことを特徴とする圧縮空気駆動ネジ締め機。
【請求項２】
前記ピストンが下死点位置に到達した時点で、前記エアモータと前記排出口間を遮断させる作動体を前記ピストンと一体に形成したことを特徴とする、請求項１記載の圧縮空気駆動ネジ締め機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出口内に配置されたネジをエアモータによって回転駆動されるト゛ライバビットと係合させて回転駆動すると同時に、ドライバビットと一体に形成されたピストンに圧縮空気を作用させてドライバビットを射出口の先端方向へ推進移動させてネジを加工材にネジ込む圧縮空気駆動ネジ締め機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気を動力源として回転駆動されるエアモータによりネジと係合する係合部が先端に形成されたドライバビットを回転させるとともに、該ドライバビットをネジ込み方向に駆動させてネジ締めを行うネジ締め機では、圧縮空気圧が作用されるピストンを前記ドライバビットと一体に形成して、シリンダ内に摺動自在に収容したピストンに圧縮空気を作用させることによって、ドライバビットをネジ込み方向に推進駆動させるように構成されており、前記エアモータとピストンへ圧縮空気をそれぞれ別個に供給するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ドライバビットを回転駆動させる圧縮空気とドライバビットをネジ締め方向に向けて推進駆動させるピストンを作動させる圧縮空気を別個に供給させる機構では、エアモータに供給された駆動用の圧縮空気はエアモータを駆動させた後エアモータの排気口から直接大気に放出されていた。エアモータはネジ締め初期からネジ締め終了時まで連続して作動しておりこの間に圧縮空気が大気に放出され続けている。従って、従来のネジ締め機では駆動用の圧縮空気の消費量が大きくなり、そのため、作業現場に大型の圧縮空気供給源を用意しなければ、連続したネジ締め作業や複数の工具で同時にネジ締め作業を行うことができず、作業性を損なうという問題を有していた。
【０００４】
また、この種のネジ込み機においては、ドライバビットの先端部やネジの頭部を損傷させないために、ネジのネジ込みが終了した時点でドライバビットの回転を停止させる必要があるが、従来の圧縮空気駆動のネジ締め機では、エアモータとピストンへそれぞれ別個に圧縮空気を供給するものであるため、エアモータへの圧縮空気供給を遮断させてエアモータを停止させるためのバルブ機構を設ける必要があり、このため、部品点数の増加や構造が複雑化する等によりネジ締め機の重量やコストの増加に繋がっている。
【０００５】
本発明は、上記従来技術での問題点を解決して、エア消費量が少なく且つ簡単な機構によりネジ込みが終了した時点でエアモータを自動的に停止させることのできる圧縮空気駆動のネジ締め機を提供することを課題とする。
【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は、ネジの頭部と係合されてネジを回転させるドライバビットと、該ドライバビットを回転駆動する圧縮空気圧により作動するエアモータと、ドライバビットをネジ込み方向に推進駆動させる圧縮空気圧により駆動されるピストンを前記ドライバビットと一体に連結して設けたネジ締め機において、前記エアモータに駆動用圧縮空気を供給してエアモータを駆動させるとともに、エアモータから排気される排気空気を大気へ排出させる排出口を絞ることにより、エアモータの排気空気を所定の圧力に維持させるようにし、該排気空気を前記ピストンに作用させてこの排気空気圧によりピストンをネジのネジ込み方向に推進駆動させるようになしたことを特徴とする。
【０００７】
なお、前記ピストンが下死点位置に到達した時点で、前記エアモータと前記排出口間を遮断させる作動体を前記ピストンと一体に形成するのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施例にかかる圧縮空気駆動のネジ締め機の断面図であり、ネジ締め機１０はハウジング１１内にシリンダ１２が形成されており、該シリンダ１２内にピストン１３が摺動自在に収容されている。該ピストン１３の下端面にはネジの頭部と係合してネジを回転駆動するドライバビット１４が一体に結合されている。ピストン１３はシリンダ１２内に圧縮空気が導入されることによりこの圧縮空気圧によりシリンダ１２の上死点から下死点に推進駆動されてドライバビット１４をネジのネジ込み方向に移動させる。ドライバビット１４はハウジング１１の下端に形成されているノーズ部１５に形成された射出口１６内を摺動可能に案内されており、射出口１６内に配置されたネジＮの頭部と係合して射出口１６から押し出す。
【０００９】
前記ピストン１３の上面側には断面が６角形に形成されるとともにピストン１３の作動方向に沿って延びている駆動軸１７が一体に結合されており、該駆動軸１７はシリンダ１２の上方に配置されている駆動ギヤ１８を貫通して前記ピストン１３の上方にピストン１３の作動ストロークと同じ長さ上方に延びている。図２に示すように、駆動ギヤ１８には６角形の貫通孔１８ａが形成されており、前記駆動軸１７はこの貫通穴１８ａにより駆動ギヤ１７とスライド可能に回転連結されている。駆動ギヤ１７が回転することにより前記駆動軸１８を介してドライバビット１４を回転駆動させる。
【００１０】
前記ハウジング１１内の上部には駆動用の圧縮空気により回転駆動されるエアモータ１９がその出力軸が前記ドライバビット１４と平行となるように配置されており、該エアモータ１９の出力軸の端部に取り付けられた出力ギヤ２０が中間ギヤ２１を介して前記駆動ギヤ１８に連携されており、エアモータ１９が回転駆動されることによって駆動ギヤ１８を介してドライバビット１４を回転させて、ノーズ部１５の射出口１６内に配置されたネジＮを回転させるようにしている。
【００１１】
前記シリンダ１２の上方のハウジング１１内には排気チャンバ２２が形成されており、前記エアモータ１９に駆動用圧縮空気を供給してエアモータ１９を駆動しエアモータの排気口２３から排気される排気空気が排気チャンバ２２の下部に形成された開口２４を介して排気チャンバ２２内に導入されるようにされており、更に排気チャンバ２２の上端には排出口２５が形成されており、排気チャンバ２２内に導入された排気空気を該排出口２５から大気に排出させるようにしている。
【００１２】
前記ピストン１３と一体に連結された駆動軸１７が前記排気チャンバ２２内に配置されており、該駆動軸１７の上端には前記排気チャンバ２２の排出口２５を開閉するとともに前記開口２４を開閉させるための作動体２６が一体に形成されている。ピストン１３が上死点位置に配置されているとき、作動体２６の上端面が前記排気チャンバ２２の上端に形成されている排出口２５を取り囲んで配置された弁座２７と密着して排出口２５を閉鎖するとともに、ピストン１３が下死点位置に配置されたとき作動体２６の外周面に設けられているＯリング２８が排気チャンバ２２の下部に形成されている開口２４内に嵌合して開口２４を閉じて、エアモータ１９の排気口２３からの排気空気が排気チャンバ２２内への流入するのを遮断させる。
【００１３】
前記エアモータ１９を駆動した圧縮空気をエアモータ１９から排気される排気口２３がエア通路２９を介して前記排気チャンバ２２の開口２４に接続されており、エアモータ１９から排気される排気空気がこの開口２４を介して排気チャンバ２２内に導入されるようにしている。前記排気チャンバ２２の上端に形成されている排出口２５は開口面積が小さく絞られて形成されており、排気空気の圧力が所定圧に維持できるようにされている。従ってエアモータ１９はエアモータ１９に供給される駆動圧縮空気圧と排気チャンバ２２内で維持される排気圧の差圧によって駆動されることになる。
【００１４】
例えば、駆動用の圧縮空気として１０数Ｋｇ〜２０Ｋｇの高圧の圧縮空気を使用した場合には、排気チャンバ２２内の排気圧を８Ｋｇ程度に維持するように排出口２５の開口面積を設定すれば、エアモータ１９は通常の常圧域の圧縮空気圧で駆動させる場合とほぼ同じ能力を発揮させることができる。また、エアモータ１９の排気口２３から排気される排気圧を駆動圧縮空気圧と同じ圧力に高めることによってエアモータ１９を停止させることができる。
【００１５】
上記エアモータ１９の排気口２３に接続しているエア通路２９は、前記シリンダ１２内のピストン１３上面側と連通されており、上記排気チャンバ２２内の排気空気圧がピストン１３に作用してピストン１３を下死点方向に押圧させるようにしている。下死点位置に作動したピストン１３は、ピストン１３の上面側の排気空気圧が大気圧に近い圧まで降下すると、下面側に配置されている復帰プリング３０の作用によって上死点位置へ復帰される。なお、シリンダ１２の下端位置にはピストン１３を下死点位置に停止させるためのパンパ３１が配置されている。
【００１６】
ハウジング１１の後方へ一体に形成されているグリップ部３２の後端には圧縮空気供給源に接続されたエアホースを接続するためのエアプラグ３３が取り付けられており、圧縮空気供給源から供給された駆動用の圧縮空気がグリップ部３２内に形成されているエアチャンバ３４内に貯留される。グリップ部３２の基部には起動バルブ３５が形成されており、起動バルブ３５は、エアモータ１９とエアチャンバ３４とに各々接続されたバルブシリンダ３６と、該バルブシリンダ３６内に摺動自在に収容され前記エアモータ１９へ連通したエア通路３７を排気口３８とエアチャンバ３４間とに選択的に接続させるＯリング３９を設けたバルブステム４０及び該バルブステム４０を手動操作するためのトリガボタン４１により形成されており、前記エアモータ１９へ連通されたエア通路３７を前記エアチャンバ３４と大気との間に選択的に接続させる。
【００１７】
以下、上記実施例の作動状態を説明する。起動バルブ３５が操作されていない初期の状態は、図１に示すように、起動バルブ３５がエアモータ１９とエアチャンバ３４との間を遮断し、エアモータ１９へ連通されているエア通路３７を排気口３８を介して大気に接続している。従ってエアモータ１９は回転駆動しておらず、シリンダ１２内へも圧縮空気が供給されていないのでピストン１３は復帰スプリング３０の作用で上死点位置に配置されている。ピストン１３が上死点位置に配置されていることにより、ピストン１３と一体に形成されている駆動軸１７の上端に形成されている作動体２６が、排気チャンバ２２の排出口２５に配置されている弁座２７に密着されて排気チャンバ２２内を大気と遮断している。
【００１８】
ネジ締め機１０を起動するためトリガボタン４１が操作されると、図３に示すように、起動バルブ３５のバルブステム４０が操作されて、エアモータ１９に連通しているエア通路３７を排気口３８と遮断するとともに、エアチャンバ３４と接続させる。これによりエアチャンバ３４内の圧縮空気がエアモータ１９に供給されてエアモータ１９が駆動され駆動ギヤ１８を介してドライバビット１４が回転駆動される。
【００１９】
エアモータ１９を回転駆動してエアモータ１９の排気口２３から排気される排気空気はエア通路２９を介してシリンダ１２内と排気チャンバ２２内に導入される。排気チャンバ２２の排出口２５はピストン１３と一体の作動体２６によって閉鎖されているので、排気チャンバ２２内の排気圧力が高まりこの排気圧力がピストン１３の上面に作用してピストン１３を下死点方向に向けて推進作動させる。ドライバビット１４はエアモータ１９により回転駆動されると同時に、エアモータ１９からの排気空気圧により作動されるピストン１３によってネジＮのネジ込み方向推進力をうけ、ノーズ部１５の射出口１６内に配置されたネジＮを加工材Ｗ中へねじ込む。
【００２０】
図４に示すように、ピストン１３が下死点方向に作動することにより、ピストン１３と一体に作動する作動体２６の上端面が排出口２５の弁座２７から離れて排気チャンバ２２内が排出口２５を介して大気と連通され排気チャンバ２２内の排気空気が大気へ放出されるが、排出口２５の開口面積が絞られているので排気チャンバ２２内の排気圧力は所定圧力に維持され、エアモータ１９はエアチャンバ３４から供給される駆動圧縮空気の圧力と排気チャンバ２２内の排気圧との差圧によって駆動されると同時に、この排気圧力によりピストン１３は下死点位置まで作動される。
【００２１】
エアモータ１９により回転駆動されるドライバビット１４によってネジＮが加工材Ｗ中にネジ込まれ、このネジＮのネジ込みに従ってピストン１３の上面側に作用している排気空気によりピストン１３とドライバビット１４が下死点方向に移動し、図５に示すように、ネジＮの頭部上面が加工材Ｗの表面と同一になったときにピストン１３がバンパ３１と当接して下死点位置に達して同時にネジ込みが終了する。ピストン１３が下死点位置に達すると、駆動軸１７の上端に形成された作動体２６のＯリング２８が排気チャンバ２２の下端に形成された開口２４内に嵌合して、エアモータ１９の排気口２３から排気される排気空気が排気チャンバ２２内へ進入するのが遮断される。これにより、エアモータ１９から排気される排気空気が排気チャンバ２２の排出口２５から大気へ排出されなくなり、排気空気の圧力が一気にエアチャンバ３４内の圧力と同じ圧力まで上昇し駆動用の圧縮空気圧と排気空気圧との差圧がなくなり、この結果エアモータ１９は停止し従ってドライバビット１４の回転が停止してネジ込み完了となる。
【００２２】
すなわち、ネジＮと係合しているドライバビット１４とピストン１３が下死点位置へ移動した時点でエアモータ１９が停止するので、ネジ込み完了時のネジ締め深さが一定となったときにドライバビット１４の回転が停止され、ネジＮやドライバビット１４の先端部の損傷が防止される。
【００２３】
ネジ締めが終了した状態から、図６に示すように、トリガボタン４１を開放すると起動バルブ３５がバネの作用によって復帰してエアモータ１９とエアチャンバ３４間を遮断するとともにエアモータ１９に連通したエア通路３７を排気口３８に接続させる。これによりシリンダ１２内のピストン１３上面の圧縮空気がエア通路２９、エアモータ１９内を経由して起動バルブ３５の排気口３８から排出され、ピストン１３上面に作用している圧縮空気圧が低下し、ピストン１３は下面側から作用している復帰スプリング３０の作用で上死点位置へ向けて復帰作動する。
【００２４】
図７に示すように、ピストン１３が下死点位置から上死点方向に移動すると作動体２６のＯリング２８が排気チャンバ２２の開口２４から離れて、シリンダ１２内を再び排気チャンバ２２と連通させシリンダ１２内の圧縮空気は排気チャンバ２２の排出口２５からも大気に排気されるのでピストン１２は急速に上死点へ復帰する。ピストン１２が上死点に復帰すると作動体２６が排気チャンバ２２の排出口２５の弁座２７に密着して排気チャンバ２２を再び大気と遮断させた初期の状態に復帰する。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、エアモータに圧縮空気を供給してドライバビットを回転駆動させるようにするとともに、エアモータから排気される排気空気の大気への排出口を絞ることにより排気空気圧力を所定圧力に維持させ、この排気圧をピストンに作用させるようにしてドライバビットを推進させるようにしているので、エアモータを駆動させた排気空気をそのまま大気に排気させる従来のネジ締め機に比べて、駆動用の圧縮空気の消費量を大幅に削減させることができ、作業現場に大容量の圧縮空気供給源を準備しなくても複数台での同時作業又は連続のネジ締め作業ができる。
【００２６】
請求項２に係る発明によれば、また、ピストンに一体に形成した作動体によりエアモータから排気される排気空気が排出口から大気へ排出されるのを遮断させるようにしているので、ネジが所定のネジ込み深さまでねじ込まれたネジ込み終了時にエアモータが自動的に停止するから、ネジ締め終了時にエアモータへの圧縮空気供給を遮断させるためのバルブ機構等が不要となり、機構が簡単にできるとともに重量、コストの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図２】図１におけるＡＡ線上での断面図
【図３】トリガボタンを操作した状態の図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図４】エアモータからの排気空気圧によりピストンが作動している状態の図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図５】ピストンが下死点位置まで作動してネジ込みが完了した状態の図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図６】トリガボタンを開放した状態の図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【図７】ピストンが下死点位置から上死点位置へ復帰作動している状態の図１と同じ圧縮空気駆動ネジ締め機の縦断側面図
【符号の説明】
１０　ネジ締め機
１２　シリンダ
１３　ピストン
１４　ドライバビット
１７　駆動軸
１８　駆動ギヤ
１９　エアモータ
２２　排気チャンバ
２３　排気口
２４　開口　２５　排出口
２６　作動体
２７　弁座
２８　Ｏリング
２９　エア通路
【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】
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