(57)【要約】【課題】　被締付材が硬いものであっても打込み及びねじ込みを確実に行えるようにする。【解決手段】　ドライブビットの先端をねじ頭部溝に嵌合させてねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込むまでの間、シリンダ２内を摺動する第１ピストン３と、第１ピストン３を貫通する第２ピストン２１との両方によって強い押付け力でドライブビットを前進させ、ねじが被締付材に打込まれた後ねじを被締付材にねじ込む時には、シリンダ２の内壁に設けられたストッパ４０により第１ピストン３の摺動を停止させ、第２ピストン２１のみによる弱い押付け力でドライブビットを前進させるようにした。【選択図】　図３
2004122358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライブビットの先端をねじ頭部の溝に嵌合させ、嵌合したねじをドライブビットの前進によりねじ連結帯から外し、更にねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込み、ドライブビットを回転させつつねじをねじ込む方法において、
　ドライブビットの先端をねじ頭部溝に嵌合させてねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込むまでの間、シリンダ内を摺動する第１ピストンと、第１ピストンを貫通する第２ピストンとの両方によって強い押付け力でドライブビットを前進させ、ねじが被締付材に打込まれた後ねじを被締付材にねじ込む時には、シリンダの内壁に設けられたストッパにより第１ピストンの摺動を停止させ、第２ピストンのみによって弱い押付け力でドライブビットを前進させることを特徴とするねじ込み方法。
【請求項２】
シリンダと、シリンダ内を圧縮空気によって往復動されるピストンと、ピストンによって駆動されるドライブビットと、ドライブビットを回転させる手段とを備え、ドライブビットの先端をねじ頭部の溝に嵌合させ、嵌合したねじをドライブビットの前進によりねじ連結帯から外し、更にねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込み、回転するドライブビットによってねじを被締付材にねじ込むねじ込み装置であって、
　前記ピストンを、シリンダ内壁面に接しつつシリンダの軸方向に往復動可能な中空の第１ピストンと、第１ピストンの中空部を貫通して第１ピストン内をシリンダの軸方向に往復動可能な第２ピストンとにより構成し、第２ピストンはドライブビットに連結されており、ピストンは、ドライブビットの先端をねじ頭部溝に嵌合させてねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込むまでの間、第１ピストン及び第２ピストンによって強い押付け力でドライブビットを前進させるように構成され、ねじが被締付材に打込まれた後第１ピストンの前進を停止させる手段が設けられ、第２ピストンの前進のみによる弱い押付け力でドライブビットを前進させることを特徴とするねじ込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は圧縮空気を動力源としてねじを被締付材にねじ込むねじ込み方法及びねじ込み装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　かかる圧縮空気を動力源としてねじ込むねじ込み機は例えば特許文献１、２により提案されている。その構成は、ねじを回すドライブビットと、ドライブビットを回転駆動するエアモータと、ドライブビットを圧縮空気により下降させるピストン部からなる。
【０００３】
【特許文献１】特開平１−４５５７９号公報（図1）
【０００４】
【特許文献２】特開平５−２６１６７６号公報（図1〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
　従来の圧縮空気ねじ込み機では、ドライブビットが回転しながら下降し、ねじ頭部の溝と嵌合した後、更にねじ先端が被締付材に突き当たることによって、圧縮空気は更にドライブビットを下方に押圧しようとするが、ねじが被締付材に突き当たっているのでドライブビットがなかなか下方に移動できず、ねじ込み機本体が浮き上がる方向に反動が生じる。ねじ込み機本体が浮き上がってしまうと、ねじと嵌合していたドライブビットがねじ溝より外れてしまい、ねじが締め付けられないという問題があった。
【０００６】
　上記問題点を解決するために、特公昭６０−４７０７５号公報における釘打機の反動を低減する機構を用いる方法があるが、これはピストン上部と下部の空気圧力差をなくし、打撃時の反動を低減する方法である。すなわちピストン下部に圧縮空気を流入するため、シリンダとハウジング間に空気室を設ける必要がある。釘打機本体に作用する反動は低減できるが、容積、形状が大きくなり、重量的に重くなる。またピストン下部に圧縮空気が流れ込むため、ピストン下死点近傍でのピストン推力が減じられ、しかも空気消費量が多くなるという新たな問題点を生じる。
【０００７】
　またねじ込み機においては、通常一般の釘打機のように一度に大きな打込み力で打込むようにすると、ねじの締結力が弱くなる問題がある。このため打込み力を小さくすると被締付材が例えば鉄板等の硬いものの場合、打込むことができなくなる恐れがあり次段のねじ込みができなくなるという問題があった。
【０００８】
　本発明の目的は、上記した従来の問題点を解決し、操作性が良くねじを確実にねじ込みすることが可能なねじ込み方法及びねじ込み装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
　上記目的は、ドライブビットの先端をねじ頭部溝に嵌合させてねじ先端を被締付材に所定の深さまで打込むまでの間、シリンダ内を摺動する第１ピストンと、第１ピストンを貫通する第２ピストンとの両方によって強い押付け力でドライブビットを前進させ、ねじが被締付材に打込まれた後ねじを被締付材にねじ込む時には、シリンダの内壁に設けられたストッパにより第１ピストンの摺動を停止させ、第２ピストンのみによる弱い押付け力でドライブビットを前進させることにより達成される。
【発明の効果】
【００１０】
　本発明によれば、打込みかつねじ込み作業を確実に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
　本発明を圧縮空気式ねじ込み機に採用した一実施形態を図１に示す。ねじ込み機本体１の外枠を形成するハウジング３０と、該ハウジング３０内に回転可能に支持されたエアモータ１３と、エアモータ１３の軸中心部に、該エアモータ１３のロータ１６から構成されるシリンダ２を設ける。該シリンダ２内にはバルブシール部２１、スプライン軸８を有する移動部材７が一体的に上下に往復動可能でかつエアモータ１３の回転駆動力が移動部材７に伝達されるよう移動部材７の下部のスプライン軸８下部外周がボールスプライン１４により保持されている。
【００１２】
　前記スプライン軸８は、下端がクラッチ部１５と係合し、前記回転及び上下駆動動力をクラッチ部１５を介してドライブビット９に伝達する。バルブシール部２１のバルブ端２３とスプライン軸８の上端間を連結するシャフト（以下バルブシャフトという）は中空の可動ピストン３を貫通し、後述する如く、可動ピストン３はバルブシャフトに沿って上下動すなわち進退する。スプライン８上端に設けられた肩部２２と可動ピストン３の凹部上端との間にスプリング４が介在されている。
【００１３】
　前記バルブシール部２１は可動ピストン３を貫通して下動するもので、本発明第２ピストン２０を構成し、可動ピストン３はシリンダ２内を摺動するもので本発明第１ピストンを構成する。
【００１４】
　次に本発明の動作について説明する。
ねじ込み機本体を被締付材１００に押し付けると、プッシュレバー１２が上方に移動し、トリガ５が操作可能となる。トリガ５を操作してトリガバルブを動作させると、ヘッドバルブ２４の上面にあるヘッドバルブ上室６内の圧縮空気が大気中に排出されヘッドバルブ上室６内を減圧することによりヘッドバルブ２４は上方に移動し、蓄圧室１１から入気路２０を介して可動ピストン３、バルブシール部２１及びエアモータ１３に圧縮空気が供給される。エアモータ１３に供給された圧縮空気はロータ１６を回転させた後大気に排出される。
【００１５】
　可動ピストン３の受圧面積Ｓ１は、シリンダ２の内側断面積からバルブシール部２１の前記バルブシャフトの断面積分を引いた値となる。またバルブシール部２１の受圧面積Ｓ２はバルブシャフトの断面積となる。
【００１６】
　可動ピストン３、バルブシール部２１に供給された圧縮空気は、移動部材７すなわちドライブビット９を前進させる。ドライブビット９を前進させる力Ｆ３は、上記した如く、可動ピストン３の受圧面積Ｓ１にかかる圧縮空気の力Ｆ１＝Ｐ×
Ｓ１（Ｐは圧縮空気の圧力、Ｆ１を以下第１力という）とバルブシール部２１の受圧面積Ｓ２にかかる圧縮空気の力Ｆ２＝Ｐ×Ｓ２（以下第２力という）との和Ｆ３＝Ｆ１＋Ｆ２であり、ドライブビット９は最も大きな力Ｆ３（以下第３力という）で前進される。
【００１７】
　ドライブビット９が前進することによりドライブビット９先端がバンド１７に保持されたネジ１０頭部の図示しない溝に嵌合してねじ１０をバンド１７から外す。ドライブビット９先端がねじ１０に嵌合してバンド１７から外す際、ドライブビット９は抵抗を受けドライブビット９の前進速度は若干低下するが、抵抗を受ける時間は僅かであり、バルブシール部２１と可動ピストン３はほぼ同じ速度で前進する。
【００１８】
　ドライブビット９が図３の位置まで前進し、ねじ１０先端が石膏ボード３１を突き抜け木材３２に入り込む際の抵抗により、ドライブビット９は急激に前進速度が減少する。
【００１９】
　この状態で圧縮空気は、バルブシール部２１を前進させてドライブビット９を更に前進させようとするが、ドライブビット９に押し込まれているねじ１０が木材３２から受ける抵抗により移動できなくなる。そのためバルブシール部２１上の圧縮空気によりねじ込み機本体１が持ち上がろうとするが、スプライン軸８上の肩部２２と可動ピストン３間に設けたスプリング４を圧縮変形させて可動ピストン３が下降するため、ねじ込み機本体１が被締付材１００から浮き上がることはない。
【００２０】
　ドライブビット９の前進が進み、可動ピストン３の先端が、エアモータ１３のロータ１６すなわちシリンダ２の内側に突き出たストッパ４０に当接すると、可動ピストン３の前進は停止する。図３の状態から可動ピストン３の前進が停止する状態まですなわちねじ１０先端が被締付材１００すなわち木材３２に所定深さ打ち込まれるまでの間、ドライブビット９は前記第３力Ｆ３により前進させられ、可動ピストン３は第１力Ｆ１により前進され、一方ドライブビット９はねじ１０を介して木材３２の抵抗を受けるので、可動ピストン３はスプリング４を圧縮変形させながら前進するようになる。可動ピストン３の前進が停止すると、可動ピストン３を前進させていた圧縮空気の力すなわち第１力Ｆ１はスプリング４のバネ力Ｆ４=ＫＸ（Ｋはスプリング４のバネ定数、Ｘはスプリング４の変位量）に変換される。すなわちＦ４=ＫＸ=Ｆ１となる。
【００２１】
　可動ピストン３の前進が停止すると、ドライブビット９は、前記第２力Ｆ２とスプリング４に蓄えられたバネ力Ｆ４＝ＫＸの和すなわちＦ５＝Ｆ２＋Ｆ４の力で前進させられる。バネ力Ｆ４はドライブビット９が前進するに従って変位量Ｘが小さくなり最終的にはＸ≒０となるので、ドライブビット９は第３力Ｆ３より小さい第２力Ｆ２で前進すなわち押し進められるようになる。従って、ねじ１０は小さい力で押し進められるようになり、ねじ１０のリードに沿ってねじ込められるようになって確実に締め付けられるようになる。
【００２２】
　上記した実施形態によれば、ねじが所定深さまで打込れるまでの間は、可動ピストン３とバルブシール部２１との両方による強い押付け力でドライブビット9を前進させるので、確実に打込めることができ、ねじ込む際はバルブシール部２１による弱い押付け力でドライブビット９を前進させるので確実にねじ込めるようになる。この結果、被締付材が鉄板等の硬いものであっても確実に打込みかつねじ込むことが可能となる。更にねじの締結力も小さくなることがなくねじ込み作業が確実に行われるようになるという作用効果を奏し得るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明のねじ込み装置の一実施形態を示す断面図。
【図２】図１の動作状態を示す断面図。
【図３】図１の要部を示す一部拡大断面図。
【図４】図１のねじ込み終了後の状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００２４】
　１はねじ込み機本体、２はシリンダ、３は可動ピストン、４はスプリング、７は移動部材、８はスプライン軸、９はドライブビット、１０はねじ、１３はエアモータ、１７はバンド、２１はバルブシール部、３０はハウジング、３１は石膏ボード、３２は木材、１００は被締付材である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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