(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアモータの回転トルクを遠心噛合いクラッチ機構を介してドライバビットに伝達し、ドライバビットを回転駆動するエアインパクトドライバであって、
遠心噛合いクラッチ機構とエアシリンダとネジガイドである固定ノーズを同軸線上に一列に配置し、エアシリンダのピストンの前面にドライバビットを装着し、背面にスプライン軸を装着し、遠心噛合いクラッチ機構の従動回転体の中心にスプライン軸と摺動対偶をなす軸孔を設けてスプライン軸を嵌合させ、
エアモータとエアシリンダを駆動することにより、スプライン軸とピストンとドライバビットとが一体に回転しつつ前進してネジを締めこむように形成するとともに、
エアモータ制御回路に遅延回路を挿入してエアシリンダの起動タイミングに対してエアモータの起動タイミングを遅延させ、ドライバビットが下降してネジ頭に接触した後に回転を開始するように構成したエアインパクトドライバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エアインパクトドライバに関するものであり、特に、多数のネジを並列に連結したシート連結ネジを使用するエアインパクトドライバに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮空気を動力源とするエアインパクトドライバにおいて、多数のネジを並列に連結したシート連結ネジを用いるエアインパクトドライバが知られている。此の種のエアインパクトドライバは、エアモータによって回転駆動されるドライバビットを装備した本体の先端部にスライドノーズが装着されていて、スライドノーズにネジ送りガイド及びネジ送り機構が取付けられている。
【０００３】
スライドノーズは圧縮バネによって本体から前方へ突出して、ネジの長さ以上のスライドストロークがある。スライドノーズの先端を板材等の表面に押付けてエアインパクトドライバのトリガを引くと、ドライバビットがスライドノーズ内のネジを回転し、エアインパクトドライバを板材に向かって押付けることによりネジが締め込まれるとともに、スライドノーズはエアインパクトドライバ本体側へ押されてスライドし、本体が板材の表面に接近していく。ネジ締め完了後にエアインパクトドライバを引き上げるとスライドノーズは初期位置へ戻り、ネジ送り機構によりスライドノーズ内へ次のネジが送り込まれる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の連結ネジ用エアインパクトドライバは、本体の先端部にスライドストロークが長いスライドノーズを設け、スライドノーズをネジ締め対象物に押付けてネジ締めを行うように構成されているので全長が長く大型であり、取扱いにくいという問題がある。
【０００５】
そこで、より小型で作業性が良好なエアインパクトドライバを提供するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は上記課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記目的を達成するために提案するものであり、エアモータの回転トルクを遠心噛合いクラッチ機構を介してドライバビットに伝達し、ドライバビットを回転駆動するエアインパクトドライバであって、遠心噛合いクラッチ機構とエアシリンダとネジガイドである固定ノーズを同軸線上に一列に配置し、エアシリンダのピストンの前面にドライバビットを装着し、背面にスプライン軸を装着し、遠心噛合いクラッチ機構の従動回転体の中心にスプライン軸と摺動対偶をなす軸孔を設けてスプライン軸を嵌合させ、エアモータとエアシリンダを駆動することにより、スプライン軸とピストンとドライバビットとが一体に回転しつつ前進してネジを締めこむように形成するとともに、エアモータ制御回路に遅延回路を挿入してエアシリンダの起動タイミングに対してエアモータの起動タイミングを遅延させ、ドライバビットが下降してネジ頭に接触した後に回転を開始するように構成したエアインパクトドライバを提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を図に従って詳述する。図１乃至図４はエアインパクトドライバ1を示し、上からエアモータハウジング2、クラッチハウジング3、シリンダハウジング4、固定ノーズ5を一列に連結し、クラッチハウジング3から直角方向へ延びるグリップ6を取付けた筐体構造となっている。
【０００８】
図示は省略するが、一般の空気圧工具と同様にグリップ6の端部にエアプラグが取付けられており、エアプラグへエアホースを接続してエアコンプレッサからグリップ6内のエアチャンバ7へ高圧空気を供給する。
【０００９】
グリップ6の基部にはトリガバルブ8及びトリガレバー9が設けられていて、トリガレバー9を操作してトリガバルブ8を開閉することにより、エアインパクトドライバ1の起動及び停止を行うことも従来の空気圧工具と同様である。
【００１０】
固定ノーズ5の背面（図において右）にはバネオフセットエアシリンダ10とそのピストンロッドに連結された送り爪11からなる公知の連結ネジ送り装置が設けられており、エアインパクトドライバ1の1サイクルの動作に連動して送り爪11が後退及び前進することにより連結ネジマガジン（図示せず）内の連結ネジを固定ノーズ5内へ送り込む。
【００１１】
尚、図中右上のA部はトリガバルブ部分を右から見た断面図、左下のB部は固定ノーズ5に装備されるコンタクトノーズの部分を左から見た断面図であり、空気配管は鎖線で示している。
【００１２】
シリンダハウジング4に内蔵したエアシリンダ12のピストン13は、前面（図において下）にドライバビット14が取付けられており、背面（図において上）に六角シャフト15が取付けられている。
【００１３】
図５に示すように、遠心噛合いクラッチ機構の中心に配置されている従動回転体16（以下、アンビルという）に六角シャフト15と摺動対偶をなす六角孔17を形成して六角シャフト15を六角孔17へ挿入している。図１に示すように、エアモータのロータ18には六角シャフト15よりも径の大きい中心孔19を設けてあり、六角シャフト15の上部は六角孔17を貫通してロータ18の中心孔19へ進入している。ピストン13とドライバビット14と六角シャフト15は、遠心噛合いクラッチ機構のアンビル16とともに軸回りに回転し、且つエアシリンダ内を昇降自在となっている。
【００１４】
エアモータと遠心噛合いクラッチ機構によるインパクト動作は周知のものであり、エアモータのロータ18と遠心噛合いクラッチ機構のアウターロータ20とは一体に回転する。図５に示すように、アウターロータ20には揺動式クラッチ爪21が取付けられていて、アウターロータ20の起動時にクラッチ爪21は静止慣性によって回転方向前側の爪が回転中心方向へ回って蝶型断面のアンビル16の凸部16aに衝突し、アンビル16に回転方向の打撃を加える。そして、打撃の反動によりアウターロータ20の回転速度が低下し、クラッチ爪21の回転方向前側の爪は運動慣性により起動時とは逆に外周方向へ移動してアンビル16の凸部16aから外れる。これにより直ちにアウターロータ20の回転速度が上がるため、再び起動時のようにクラッチ爪21はアンビル16に係合して打撃を加える。このように、係合と離脱動作を高速で反復してアンビルに回転方向の打撃を連続して加え、六角シャフト17及びピストン13とドライバビット14とを回転させる。
【００１５】
次にエアインパクトドライバ1の動作行程及び関連する空気圧回路について説明する。図１は待機状態を示し、トリガバルブ8のステム22はバネにより閉位置に下降していて、ステム22と同軸のポペット23はバネと下面に作用する空気圧によって上昇している。
【００１６】
エアモータの吸気ポート24は、切換え弁25を介してトリガバルブ8の上部ポート26へ接続されていて、遅延回路である絞り27とパイロット弁28が切換え弁25の下部パイロットポート25aに接続されている。
【００１７】
エアシリンダ12の上部ポート29はA部に示すトリガバルブ8の上部ポートへ接続されていて、エアシリンダ12の下部ポート31はトリガバルブ8の下部ポート32へ接続されている。
【００１８】
トリガバルブ8が閉位置のときは、エアチャンバ7内の高圧空気がトリガバルブ8の下部ポート32からエアシリンダ12の下部空気室に供給され、ピストン13を上部待機位置へ押し上げている。
【００１９】
図２はトリガレバー9を引いた起動直後の状態を示し、トリガバルブ8のステム22が上昇することにより、ポペット23の下面に作用している圧力空気が大気へ排出されてポペット23が下降し、エアシリンダ12の下部空気室の空気がトリガバルブ8を通じて大気へ排出されるとともに、トリガバルブ8の上部ポート26,30とエアチャンバ7が連通する。これにより、トリガバルブ8の上部ポート30を通じてエアシリンダ12の上部空気室へ圧力空気が供給されてピストン13が下降を開始する。また、絞り27を通じてパイロット弁28の上部制御ポート28aへ圧力空気が供給されるが、絞り27の減速作用によりこの時点ではパイロット弁28は閉位置を維持しており、エアモータの切換え弁25は閉じている。
【００２０】
図３はピストン13がさらに下降してドライバビット14の先端がネジSのリセスに係合した状態を示し、ほぼこの時点で絞り27の下流の空気圧が上昇してパイロット弁28のスプールが下降し、シリンダハウジング4の下端部の中継ポート33からパイロット弁28を通じて切換え弁25の下部パイロットポート25aへ圧力空気が供給される。これにより、切換え弁25のスプールが上昇し、エアチャンバ7の圧力空気がエアモータハウジング2内へ供給されてロータ18が起動する。
【００２１】
絞り27等の遅延回路を設けない場合は、エアシリンダとエアモータが同時に起動し、高速回転するドライバビット14がネジSの頭に衝突することになり、ネジのリセスを破壊してネジ締め不能となることがあるが、遅延回路によってドライバビット14は回転しない状態で下降してネジのリセスへ係合するので、ネジの破損を防止できる。
【００２２】
ロータ18が起動すると、前述したように遠心噛合いクラッチ機構のアンビル16に嵌合している六角シャフト15及びピストン13、ドライバビット14が一体に回転し、微視的には間歇的な回転とクラッチが外れて回転トルクがかからない状態での下降動作とが連続的に繰り返され、ネジがネジ締め対象物に締結される。
【００２３】
図４はピストン13が可動範囲の下端に達した状態を示し、シリンダハウジング4の底部のポペット弁35がエアシリンダ12内の可動バンパー34に押されて開き、これによりパイロット弁28を通じて切換え弁25の下部パイロットポート25aへ作用している空気圧が低下し、エアシリンダ12の上部通気口36から切換え弁25の上部パイロットポート25bへ供給されている空気圧によりスプールが下降し、切換え弁25が閉じてロータ18が停止する。
【００２４】
ネジ締め完了後にトリガレバー9をオフすると、トリガバルブ8のステム22が初期位置へ下降してポペット23が上昇し、エアチャンバ7からエアシリンダ12の下部空気室へ圧力空気が供給され、ピストン13が上昇して初期位置へ戻る。
【００２５】
尚、この発明は上記の実施形態に限定するものではなく、この発明の技術的範囲内において種々の改変が可能であり、この発明がそれらの改変されたものに及ぶことは当然である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のエアインパクトドライバは、ドライバビットを結合したピストンが回転しつつ前進してネジを締めこむので、バネ式のスライドノーズをネジ締め対象物へ押し当てて、エアインパクトドライバ本体をネジ締め対象物の方向へ推し進めていく従来のエアインパクトドライバとは異なり、全長を短縮できて取り扱い易くなるとともに、ネジ締め作業の労力が軽減される。
【００２７】
また、エアモータ制御回路に遅延回路を挿入し、ドライバビットが下降してネジに接した後に回転を開始するように構成したので、ネジのリセスを破損する虞がなく安定した動作が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示し、エアインパクトドライバの待機状態を示す断面図。
【図２】エアインパクトドライバの起動時の断面図。
【図３】図２に続く過程を示すエアインパクトドライバの断面図。
【図４】ネジ締め完了時のエアインパクトドライバの断面図。
【図５】遠心噛合いクラッチ機構の横断面図。
【符号の説明】
1      エアインパクトドライバ
2      エアモータハウジング
3      クラッチハウジング
4      シリンダハウジング
5      固定ノーズ
6      グリップ
8      トリガバルブ
9      トリガレバー
12     エアシリンダ
13     ピストン
14     ドライバビット
15     六角シャフト
16     アンビル
17     六角孔
18     ロータ
19     中心孔
20     アウターロータ
21     クラッチ爪
25     切換え弁
27     絞り
28     パイロット弁
【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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