(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ打ち込み用のドライバビットを回転させるためのエアモータへ圧縮エアを供給するモータエア供給路とは別に、前記ドライバビットをねじ打ち込み方向に下動させるためのピストンを内装したシリンダへ圧縮エアを供給するシリンダエア供給路を備え、
前記ピストンは、受圧面積の大きな主ピストンと、該主ピストンの内周側に該主ピストンとは独立してストローク可能に収容された受圧面積の小さな副ピストンに二分されており、該副ピストンが前記ドライバビットを備え、
前記主ピストンは、前記シリンダエア供給路を経て供給された圧縮エアを前記副ピストンに作用させるための通気孔を備え、
前記シリンダエア供給路を経て供給された圧縮エアにより、前記主ピストンと前記副ピストンの双方を移動させて前記ドライバビットを介してねじに大きな打ち込み力を作用させ、前記主ピントンが下動を規制された状態において、前記通気孔を経て作用する圧縮エアにより前記副ピストンを単独で下動させることにより前記打ち込み力を小さく切り換えた状態で、前記エアモータにより該ドライバビットをねじ締め方向に回転させてねじを締め込む構成としたねじ打ち込み機。
【請求項２】
請求項１記載のねじ打ち込み機であって、前記副ピストンの下動端での衝撃を吸収するためのダンパーを備え、該ダンパーはピストンストローク方向に変位可能に設けられており、前記副ピストンが下動端に至ると前記ダンパーが変位して前記モータエア供給路が閉じられる構成としたねじ打ち込み機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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その軸回りに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。
ドライバビットの軸方向の移動によりねじが前進して打ち込み材に打ち込まれ、ドライバビットの軸回りの回転によりねじが回転して打ち込み材に締め込まれる。この明細書では、ねじの動きについて「打ち込み」と「締め込み」を適宜区別して用いる。
【背景技術】
【０００２】
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（ねじ締め込み力）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、打ち込み機本体が打ち込み材から受ける反動を抑制し、これにより主としてねじの締め残しをなくすための改良が従来よりなされてきている。例えば、下記の特許文献には、一体であったピストンを主ピストンと副ピストンに二分し、ねじの締め込み完了直前のタイミングで主ピストンを停止させ、副ピストンのみの移動により打ち込み力を小さくすることによって反動を低減する技術が開示されている。
【特許文献１】特許第３７９３２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、この従来の技術によれば、ピストン上室に供給された圧縮エアをピストンの下動（打ち込み）と、エアモータの回転（締め込み）の双方に用いる構成とされていた。このため、主ピストンの内周側を経てシリンダ下室からシリンダ上室に至って副ピストンを貫通させ、この副ピストンの内周側をモータエアの供給路として、ねじの締め込みが完了した時点で、主ピストンに対する副ピストンの相対的な下動により当該副ピストンの上端部に設けたモータエア給気孔を主ピストンの内周側で気密に閉塞してエアモータへの給気を遮断し、これによりエアモータを停止させる構成となっていた。
その結果、初期状態では、副ピストンが主ピストンの内周側を経てシリンダ上室に突き出す状態となって、必然的に主ピストン及び副ピストンがそのストローク方向に長くなり、ひいては当該打ち込み機の機長が長くなる問題があった。
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、ピストンを主ピストンと副ピストンに二分することにより打ち込み時の反動を低減しつつ、機長方向のコンパクト化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題は、以下の発明により解決される。
第１の発明は、ねじ打ち込み用のドライバビットを回転させるためのエアモータへ圧縮エアを供給するモータエア供給路とは別に、前記ドライバビットをねじ打ち込み方向に下動させるためのピストンを内装したシリンダへ圧縮エアを供給するシリンダエア供給路を備え、ピストンは、主ピストンと、該主ピストンの内周側に該主ピストンとは独立してストローク可能に収容された副ピストンに二分されており、該副ピストンが前記ドライバビットを備え、主ピストンは、前記シリンダエア供給路を経て供給された圧縮エアを前記副ピントンに作用させるための通気孔を備え、シリンダエア供給経路を経て供給された圧縮エアにより、前記主ピストンと前記副ピストンが移動し、前記主ピントンが下動を規制された状態において、前記通気孔を経て作用する圧縮エアにより前記副ピストンが単独で下動してねじの打ち込みがなされ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、ねじ締め最終段階では、主ピストンの下動が停止された状態で副ピストンが単独で下動することにより弱い打ち込み力で打ち込みがなされることから、当該副ピストンが下動端に至った段階での打ち込み機本体が受ける反動を低減し、これによりねじの締め残しをなくし、また使用者の疲労を低減することができる。
しかも、第１の発明によれば、ドライバビットをその軸回りに回転させるためのエアモータへのエア供給路と、ドライバビットをその軸方向に移動させるためのシリンダへのエア供給路とが別々に設けられており、従来のようにシリンダ上室に供給された圧縮エアの一部をエアモータへ供給する構成とはなっていない。すなわち、従来のように主ピストンからシリンダ上室側（上流側）へ突き出す部分を省略して、副ピストンの全体が主ピストンの内周側（下流側）において上下動可能に収容された構成であることから、その分だけ従来よりも副ピストンを機長方向に短くすることができ、ひいては当該ねじ打ち込み機の機長方向のコンパクト化を図ることができる。
第２の発明は、第１の発明において、副ピストンの下動端での衝撃を吸収するためのダンパーを備え、ダンパーはピストンストローク方向に変位可能に設けられており、副ピストンが下動端に至るとダンパーが変位してモータエア供給路が閉じられ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、副ピストンに押されてダンパーが下動することにより、さらに副ピストンの打ち込み力が弱められるので、より確実に打ち込み時の反動を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
次に、本発明の実施形態を図１〜図６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形式のスイッチレバー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。使用者がスイッチレバー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。
【０００６】
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８０を備えている。  シリンダ２１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８０は、主ピストン８１と副ピストン８２に二分割されている。主ピストン８１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。この主ピストン８１は、下側に開口した円筒形状を有し、その上面部８１ａの中央には通気孔８１ｂが設けられている。この主ピストン８１の内周側に副ピストン８２が、主ピストン８１とは独立して上下に往復動可能に収容されている。
本実施形態の副ピストン８２は、主ピストン８１の内周側に収容されて常時下流側に位置しており、従来のように主ピストン８１の上部からシリンダ上室２４内に突き出された部分を有していない。従来は、シリンダ上室に流入した圧縮エアをモータエアとしても利用する構成であったことから、副ピストンに主ピストンの上部からシリンダ上室に突き出す部分を設け、副ピストンが主ピストンに対して単独で下動することにより、この突き出し部分でモータエア供給路を遮断する構成となっていた。本実施形態に係るピストン８０は、副ピストン８２について従来のような突き出し部分を有しないことから、その分だけ副ピストン８２ひいては主ピストン８１及び打ち込み機構を機長方向（ピストンストローク方向）にコンパクトに構成することができる。
なお、以下の説明において主副を区別する必要がない場合には、単にピストン８０と言う。
以下、シリンダ２１内部の空気室であって主ピストン８１の周面に装着したシールリング８１ｃ，８１ｄ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。また、副ピストン８２の周面にはシールリング８２ｃが装着されている。このシールリング８２ｃによって主ピストン８１と副ピストン８２との間シリンダ中室８３がシリンダ下室２５から気密に区画されている。シリンダ上室２４とシリンダ中室８３は、通気孔８１ｂを経て常時連通されている。このことから、主ピストン８１は副ピストン８２のシリンダとしての機能を併せ持っている。
主ピストン８１の周面であって、下側のシールリング８１ｄよりも下流側（下側）には、排気孔８１ｅ，８１ｆが設けられている。この排気孔８１ｅ，８１ｆは、ピストンストローク方向にずれた２つの円周に沿ってそれぞれ複数設けられている。
また、主ピストン８１の下側口元であって下側の排気孔８１ｆ〜８１ｆのさらに下側には、副ピストン８２の主ピストン８１に対する下動端位置を規制するためのストッパ部８１ｇが内周側に張り出す状態で設けられている。
【０００７】
シリンダ上室２４に流入した圧縮エアが主ピストン８１の上面に作用して、主ピストン８１が下動する。また、シリンダ上室２４に流入した圧縮エアが通気孔８１ｂを経て副ピストン８２の上面に作用することにより副ピストン８２が下動する。また、副ピストン８２は、下動する主ピストン８１に押されることによっても下動する。主ピストン８１に押されて副ピストン８２が一体で下動することにより、両ピストン８１，８２の打ち込み力（推力）が合計されて大きな打ち込み力が発生する。後述するように、主ピストン８１の下動が規制されると、副ピストン８２がその上面に作用するシリンダ中室８３の圧縮エアによって単独で下動する。副ピストン８２が単独で下動する段階では、主ピストン８１による推力分だけ打ち込み力が小さくなる。これらの点についてはさらに後述する。
副ピストン８２の下面中心には、ドライバビット２３の上端部が結合されている。ドライバビット２３は、副ピストン８２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、副ピストン８２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８２ａ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８２ａの周囲にはシールリング８２ｂが装着されている。このシール凸部８２ａ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スイッチレバー５の操作及びトリガバルブ４の動作によりなされる。
【０００８】
一方、ヘッドバルブ３０の下部外周には、下側ほど肉厚が薄くな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。
スイッチレバー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、図中破線で示した通気路３２ａ〜３２ａを経て通気室３３に常時連通されている。ヘッドバルブ３０が開かれて形成される、「蓄圧室７→通気室３０ｂ→通気室３２→通気室３３→エアモータ５０」のエア流路が特許請求の範囲に記載したモータエア供給路の一例に相当する。このモータエア供給路を経て、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。ヘッドバルブ３０が開かれて形成される、「蓄圧室７→通気室３０ｂ→通気室３０ｃ→流路切り換えバルブ４０→シリンダ上室２４」のエア流路が特許請求の範囲に記載したシリンダエア供給路の一例に相当する。
本実施形態に係るねじ打ち込み機１は、ドライバビット２３をその軸回りに回転させるエアモータ５０へ圧縮エアを供給するためのモータエア供給路と、ドライバビット２３をその軸線方向に移動させるシリンダ（シリンダ上室２４）へ圧縮エアを供給するためのシリンダエア供給路とが異なる経路で構成されている点に大きな特徴を有している。
シリンダ上室２４内に圧縮エアが流入されるとピストン８０が下動する。この下動初期段階では、主ピストン８１と副ピストン８２の双方が下動する。ピストン８０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８０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。
【０００９】
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８０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８０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、基準通気孔４１ａの流路面積が狭められるためシリンダ上室２４への単位時間当たりの流入量が小さくなってピストン８０のねじ打ち込み力が小さくなる。
【００１０】
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８０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。
【００１１】
このように、ピストン８０のねじ打ち込み力は、上記流量切り換えバルブ４０の切り換え操作によって大小二段階に切り換えることができるようになっている他、本実施形態では、ピストン８０の下動途中でもねじ打ち込み力が自動的に切り換わるようになっている。前記したようにシリンダ上室２４内に圧縮エアが供給されると、主ピストン８２と副ピストン８２の双方が下動する。しかしながら、シリンダ２１の下端部内周には、主ピストン規制部８６がその内周側全周にわたって内周側に張り出す状態に設けられている。主ピストン８１は、その下端部をこの主ピストン規制部８６の上面８６ａに当接させるまで下動し、以後の下動が規制される。
主ピストン規制部８６は、図示するように断面ほぼ矩形の円環形状をなす弾性体で、シリンダ２１の下端部に沿って固定した保持台座８４と、当該シリンダ２１の下端部との間に挟まれて軸方向に移動不能に保持されている。
主ピストン規制部８６によって主ピストン８１の下動が規制された後は、通気孔８１ｂを経てシリンダ中室８３に作用するシリンダ上室２４の圧縮エアの作用によって副ピストン８２が単独で下動する。主ピストン８１と副ピストン８２の双方が下動する段階でのドライバビット２３の打ち込み力は十分に大きくなる。これに対して、主ピストン８１の下動が規制された後であって副ピストン８２が単独で下動する段階でのドライバビット２３の打ち込み力は十分に小さくなる。このため、ねじ打ち込みの最終段階では、ドライバビット２３が引き続きねじ締め方向に回転しつつ小さな打ち込み力で下動することにより、ねじが確実に締め込まれていく。
副ピストン８２は、その下動端位置（下死点）の手前に至るとダンパー８５に当接する。このダンパー８５及びその周辺の構成の詳細が図３に示されている。このダンパー８５は、ピストンストローク方向（図３において上下方向）に僅かな距離だけ移動可能に設けられている。
このダンパー８５の上部は、シリンダ２１の下端部であって保持台座８４の内周側にピストンストローク方向に移動可能に保持されている。ダンパー８５の外周には三つのシールリング８５ａ，８５ｂ，８５ｃが装着されている。上側の第１シールリング８５ａは常時保持台座８４の内周面に気密に摺接されている。この第１シールリング８５ａによってシリンダ下室２５が、エアモータ５０への給気経路（モータエア供給路）を構成する通気室３３から常時気密にシールされている。
ダンパー８５の中心にはビット挿通孔８５ｄが貫通して設けられている。このビット挿通孔８５ｄ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８０の下動時におけるシリンダ下室２５の排気は、このビット挿通孔８５ｄ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。
【００１２】
ビット挿通孔８５ｄの上部には、より大径の受け口８５ｅが設けられている。この受け口８５ｅ内には、下動端に至った副ピストン８２のシール凸部８２ａが嵌り込む。受け口８５ｅ内にシール凸部８２ａが嵌り込むと、当該シール凸部８２ａの周囲に装着したシールリング８２ｂによってシリンダ下室２５が当該ダンパー８５のビット挿通孔８５ｄから気密にシールされた状態となる。
このダンパー８５には、エアモータ５０への給気経路を構成する通気室３３の圧縮エアが常時作用している。この通気室３３の圧縮エアの作用によりダンパー８５は上方へ付勢されている。ダンパー８５は、この圧縮エアの付勢力に抗して副ピストン８２により押されることによって図５に示す位置からさらに下動して図６に示す位置に移動する。下動する副ピストン８２に押されてダンパー８５が図６に示す下動端位置に移動すると、その外周に装着した三つのシールリング８５ａ，８５ｂ，８５ｃのうち、中央の第２シールリング８５ｂ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。
第１枠体６０の内周側には、第２枠体６１が配置されている。この第２枠体６１は、第３枠体６３を介して本体ハウジング２ａに固定されている。第３枠体６３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は、概ね円筒形状を有するもので、その内周孔６１ａ内にダンパー８５の下部が軸方向移動可能な状態で挿入支持されている。下側の第３シールリング８５ｃが第２枠体６１の内周孔６１ａに常時摺接されている。
【００１３】
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、第３枠体６３に設けたモータ吸気口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６に示すようにピストン８０の副ピストン８２が下動してダンパー８５に当接すると、当該ダンパー８５は副ピストン８２の推力により押されて下動する。ダンパー８５は、通気室３３の圧縮エアによる付勢力に抗して下動する。副ピストン８２は、ダンパー８５を通気室３３の圧縮エアによる付勢力に抗して下動させつつ下降端に至る。このため、副ピストン８２の単独での下動途中から下動端に至る過程において、当該副ピストン８２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副ピストン８２の打ち込み力は低下する。副ピストン８２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が受ける反動はこの点でも小さくなり、従って使用者が手に受ける反動は小さくなる。
また、副ピストン８２と一体でダンパー８５が下動端に至ると、第２シールリング８５ｂ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８５が副ピストン８２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、副ピストン８２が下動端に至る直前においてダンパー８５に当接すると、当該副ピストン８２の下面に設けたシール凸部８２ａがダンパー８５の上面に設けた受け口８５ｅに嵌り込む。この嵌り込み状態では、シリンダ下室２５とビット挿通孔８５ｄとの間がシールリング８２ｂによって気密に遮断される。この嵌り込み状態で副ピストン８２とダンパー８５が一体で下動端に至る。
シリンダ２１の周面下部には、その周方向に複数の戻し孔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との間の戻しエア室２９に開口されている。図６に示すように副ピストン８２が下動端に至ると、そのシールリング８２ｃが主ピストン８１の上側の排気孔８１ｅ〜８１ｅの下側に移動する。このため、副ピストン８２が下動端に至るとシリンダ中室８３を経てシリンダ上室２４の圧縮エアが排気孔８１ｅ〜８１ｅを経て戻しエア室２９内に流入する。排気孔８１ｅ〜８１ｅを経て流入した圧縮エアの一部は、下側の排気孔８１ｆ〜８１ｆを経てシリンダ下室２５に流入する。また、副ピストン８２が下動端に至ると、そのシール凸部８２ａがダンパー８５の受け口に８５ｅに嵌り込むことにより、シールリング８２ｂによってシリンダ下室２５がビット挿通孔８５ｄ側（大気側）から遮断される。このため、シリンダ下室２５に流入した圧縮エアは副ピストン８２を上動させるための作動圧として機能する。
【００１４】
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（図１に示されている。）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４枠体６４に軸受け５４を介して回転可能に支持されている。この第４枠体６４と前記第３枠体６３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の平面部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７１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が回転しながら下動して打ち込みがなされ、また回転することなく単に上動して初期位置に戻される。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スイッチレバー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。
【００１５】
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スイッチレバー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及び通気路３２ａ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８５が上側の初期位置に戻されて当該通気室３３が通気室３４に連通された状態となる。こうして、通気室３３と通気室３４が連通されることにより蓄圧室７から吸気口５２を経てエアモータ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、シールリング２７ａによる気密状態が解除されることにより通気室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８０が下動する。シリンダ上室２４に流入した圧縮エアが主ピストン８１の上面に作用し、また通気孔８１ｂを経て副ピストン８２の上面に作用することにより、主ピストン８１と副ピストン８２の双方が下動する。主ピストン８１と副ピストン８２の双方が下動することにより、かつ前記したようにエアモータ５０がねじ締め方向に起動していることにより、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。
主ピストン８１と副ピストン８２の双方が下動することにより大きな打ち込み力でねじ打ち込みが進行する。図４に示すように打ち込み動作の最終段階では、主ピストン８１の下端部が主ピストン規制部８６の上面に当接して、当該主ピストン８１の下動動作が規制される。このため、その後は主ピストン８１の通気孔８１ｂを経て作用するシリンダ上室２４の圧縮エアによって副ピストン８２が単独で下動し始める。これにより発生するシリンダ中室８３に流入するシリンダ上室２４の圧縮エアによって副ピストン８２が下動する。副ピストン８２が単独で下動する最終段階では弱い打ち込み力でねじの打ち込みがなされる。
副ピストン８２が主ピストン８１の内周側を下動する間、ドライバビット２３がその軸回りに回転しつつ弱い打ち込み力で下動してねじの打ち込みの最終段階が進行する。
副ピストン８２が下動してしてその下動端位置の手前に至ると、そのシール凸部８２ａがダンパー８５の受け口８５ｅに嵌り込む。シール凸部８２ａが受け口に８５ｅ内に嵌り込むと、シールリング８２ｂによってシリンダ下室２５がビット挿通孔８５ｄ側から遮断されてシリンダ下室２５の排気が停止される。
【００１６】
こうして、副ピストン８２がダンパー８５に当接すると、当該ダンパー８５は副ピストン８２の推力（シリンダ中室８３の圧縮エア）により押されて副ピストン８２と一体で下動する（図５に示す状態から図６に示す状態）。副ピストン８２はダンパー８５を一体で下動させつつ僅かな距離だけさらに下動して、主ピストン８１に設けたストッパ部８１ｇに当接することによりその下動端位置に至る。この間、ダンパー８５は通気室３３の圧縮エアの圧力に抗して下動する。このため、その分だけ副ピストン８２のねじ打ち込み力がさらに弱められる。
ダンパー８５が副ピストン８２に押されて下動端に至ると、その第２シールリング８５ｂが第１枠体６０の挿通孔６０ａに当接することにより、通気室３３と通気室３４との間が気密に遮断され、これによりエアモータ５０への圧縮エアの供給が停止されて当該エアモータが停止する。
このように、ダンパー８５が副ピストン８２に押されて下動するねじ打ち込み最終段階であってエアモータ５０が停止するまでの僅かな時間において、ドライバビット２３の打ち込み力がさらに弱められるので、打ち込みにより本体部２が受ける反動が確実に弱められ、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。ねじ打ち込み時の反動を小さくすることによりその使用感をよくすることができるとともに、ねじの締め残しをなくすことができる。
図６に示すように副ピストン８２がダンパー８５を押しつつその下動端に至ると、主ピストン８１の上側の排気孔８１ｅ〜８１ｅに対して副ピストン８２のシールリング８２ｃが下側に移動することから、シリンダ中室８３の圧縮エアがこの排気孔８１ｅ〜８１ｅ及び戻し孔２１ｂを経て戻しエア室２９に流入し、またその一部が下側の排気孔８１ｆ〜８１ｆを経てシリンダ下室２５に流入する。戻しエア室２９及びシリンダ下室２５に流入した圧縮エアは、副ピストン８２を上動させる方向に作用する。
【００１７】
ここで、副ピストン８２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、使用者がスイッチレバー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、主ピストン８１内を相対的に副ピストン８２がねじの締め残し分だけ上動する。また、この段階でダンパー８５には通気室３３の圧縮エアが作用していることにより、副ピストン８２が上動するとほぼ一体の状態で当該ダンパー８５も上動する。ダンパー８５が上動すれば、通気室３３が通気室３４に連通されることから、通気室３４を経てエアモータ５０に圧縮エアが供給されてエアモータ５０が再度回転する。エアモータ５０が再度回転し始めてドライバビット２３が回転し、また、副ピストン８２がシリンダ中室８３の圧縮エアにより再度ダンパー８５に当接するまで下動することにより、ねじの締め残しが追い締めされる。
追い締めは、副ピストン８２に押されてダンパー８５が下動し、その結果挿通孔６０ａがシールリング８５ｂによって再度気密に塞がれることにより終了する。
【００１８】
ねじ締め完了後、使用者がスイッチレバー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８０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が閉じられてシリンダ上室２４が大気開放されると、戻しエア室２９内に蓄圧された圧縮エアにより、先ず副ピストン８２が主ピストン８１の内周側において上動し、その後主ピストン８１が副ピストン８２に押されることにより両ピストン８１，８２が一体で上動して初期位置に戻される。
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る。この段階では、ダンパー８５が下動端位置に位置して第１枠体６０の挿通孔６０ａがシールリング８５ｂによって閉じられることによってエアモータ５０は既に停止した状態となっている。
さらに、副ピストン８２に押されることにより下動端位置に保持されて通気室３３と通気室３４を遮断していたダンパー８５は、シリンダ下室２５に供給された戻しエアにより依然として下動端位置に保持される。ダンパー８５は、その後のトリガ操作により再度通気室３３に供給された圧縮エアによって上動して初期位置に戻され、これによりエアモータ５０が起動する。
【００１９】
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８０の下動途中において、主ピストン８１の下動が規制されて副ピストン８２のみが下動することにより、ねじ締め最終段階で打ち込み力が弱められることにより、本体部２の受ける反動を大幅に低減することができ、これによりねじの締め残しをなくして迅速かつ精確なねじ締め作業を行うことができる。また、本体部２の反動が小さくなることから、使用者の疲労を低減することができる。
しかも、本実施形態のねじ打ち込み機１によれば、シリンダ上室２４へ圧縮エアを供給するためのシリンダエア供給路と、エアモータへ圧縮エアを供給するためのモータエア供給路とが別々に設けられている。このため、従来のようにシリンダ上室に供給された圧縮エアの一部をエアモータへ供給する構成とはなっていない。このため、従来のように主ピストン８１からシリンダ上室２４側へ突き出す部分を副ピストン８２に設ける必要がないので、その分だけ副ピストン８２を機長方向に短くすることができ、ひいては当該ねじ打ち込み機１の機長方向のコンパクト化を図ることができる。
また、副ピストン８２の下動端位置を規制するダンパー８５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８５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副ピストン８２が上記エア圧に抗してダンパー８５を下動させることとなり、その結果当該エア圧分だけ副ピストン８２のねじ打ち込み力（推力）が弱められることから、この点でも副ピストン８２が下動端に至った時点の本体部２が受ける反動を低減することができる。
また、本体部２が受ける反動をより低減することにより、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。
しかも、上記のように副ピストン８２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。
【００２０】
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、ダンパー８５の、シールリング８５ａを装着した部位（保持台座部８４の内周側に支持された部位）の径がシールリング８５ｃを装着した部位（第２枠体６１の内周孔６１ａに支持されて部位）の径よりも大きな径で形成されて当該ダンパー８５には下向きの受圧面が設けられており、この受圧面には通気室３３の圧縮エアが上動側に作用するようになっている。この受圧面の面積（受圧面積）を大きく設定すればダンパー８５の上動側の付勢力が大きくなることから、副ピストン８２の打ち込み力をより大幅に低減させることができるとともに、エアモータ５０を停止させるタイミングを遅くすることができるのでより一層確実にねじの締め残しをなくすことができる。逆に、ダンパー８５の受圧面積を小さく設定してその上動側の付勢力を低下させるとエアモータ停止のタイミングを早めることができるので、いわゆるカムアウトをなくすことができる。このようにダンパー８５の受圧面積を適切に設定することにより、打ち込み時の反動ひいてはねじの締め残しを少なくしつつ、上記のカムアウトの発生をもなくし、若しくは少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】ピストン及びダンパー周辺の縦断面図である。本図は、主ピストンが下動端に至った段階を示している。
【図５】ピストン及びダンパー周辺の縦断面図である。本図は、副ピストンが単独で下動したねじ締め最終段階を示している。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。
【図６】ピストン及びダンパー周辺の縦断面図である。本図は、ダンパーが副ピストンに押されて下動端に至った状態を示している。
【符号の説明】
【００２２】
１…ねじ打ち込み機
２…本体部
４…トリガバルブ
５…スイッチレバー
Ｗ…ねじ打ち込み材
７…蓄圧室
２０…打撃機構部
２１…シリンダ
２３…ドライバビット
２４…シリンダ上室
２５…シリンダ下室
２９…戻しエア室
３０…ヘッドバルブ
３０ｂ，３０ｃ…通気室（シリンダエア供給路）
３２，３３，３４…通気室（モータエア供給路）
４０…流量切り換えバルブ、４１ａ…基準通気孔
４２…バルブ本体、４２ａ…大通気孔、４２ｂ…小通気孔
４３…切り換えレバー
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…内周孔
７０…遊星歯車機構
８０…ピストン
８１…主ピストン、８１ｂ…通気孔
８２…副ピストン
８３…シリンダ中室
８５…ダンパー
８５ａ…第１シールリング、８５ｂ…第２シールリング、８５ｃ…第３シールリング
８５ｄ…ビット挿通孔、８５ｅ…受け口
８６…主ピストン規制部
【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】
0005112043.tif 000006
【図６】
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