JP2006051572A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の打込機では、打撃に伴ってドライバブレードが共振を起こす場合があり、寿命が短かった。本発明の目的は、寿命の長いドライバブレードを有する打込機を提供することにある。
【解決手段】 棒状の鋼材からなり、長手方向に往復動することで釘等の留め具１０を打撃するドライバブレード２と、ドライバブレードを案内するテールカバー９と、を有する打込機において、ドライバブレード２の外周面の少なくとも一部に弾性材３を設ける。これによりドライバブレード２の振動が減衰され、共振が起こりにくくなる。よってドライバブレード２に発生する応力を抑えることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮空気や燃焼ガス等を動力源として釘等の留め具を打ち出す打込機に関するものであり、特に留め具を打撃するドライバブレードの寿命を向上させる技術に関するものである。

従来の打込機について、図６乃至図８を参照しながら説明する。

図６に示すように、打込機は、棒状の鋼材からなり、長手方向に往復動することで釘等の留め具１０ａを打撃するドライバブレード２ａと、ドライバブレードの上端に連設されるピストン４ａと、ピストン４ａの外周に嵌められるＯリング５ａと、Ｏリング５ａを介してピストン４ａを摺動移動可能に支持するシリンダ７ａと、ドライバブレード２ａを案内するテールカバー９ａと、圧縮空気が蓄えられる図示せぬ蓄圧室と、を有する。

図６のＡ視図に示すように、ドライバブレード２ａの断面は円形状の一部に切り欠き部１４ａが形成されてなる。言い換えればドライバブレード２ａの断面は半月形状である。

打込機は、図示せぬトリガを操作することで、図示せぬ蓄圧室とシリンダ７ａ内のピストン４ａ上方の空間とが連通する。ピストン４ａ内に圧縮空気が流入すると、図６において矢印８ａで示すように、圧縮空気がピストン４ａを下方に押圧する。この押圧力によってピストン４ａは上死点から下死点に向かって急激に下降し、ドライバブレード２ａが止め具１０ａを打撃し、留め具１０ａが被打込み材１１ａに打込まれる。

ドライバブレード２ａが留め具１０ａを打撃する瞬間、ドライバブレード２ａは長手方向に沿った圧縮変形だけでなく、曲げ変形も行う。曲げ変形に伴って、ドライバブレード２ａの外周面のある部分では引張り応力が発生し、他の部分では圧縮応力が発生する。その後ドライバブレード２ａは振動を何度か繰り返し、それに伴い応力も変動する。

図７のグラフは、ドライバブレード２ａが図６に示す先端部の中央部１２ａにおいて留め具１０ａを打撃した時の、ドライバブレード２ａ外周面のある部分に発生する応力の変動を示したものである。縦軸は応力振幅σを示し、横軸は打撃直後の時間の経過を示している。ドライブブレード２ａの長手方向の応力を計測するため、正の値が引張り応力、負の値が圧縮応力を示すように、ドライバブレード２ａ外周面のある部分に歪みゲージを貼り付けて計測したものである。

応力の発生回数は２０〜３０回であり、応力振幅σの最大値は約３００ＭＰａである。一方で、ドライバブレード２ａは鋼材からなり、焼き入れ処理を施されており、疲れ限度は５００〜６００ＭＰａ程度である。疲れ限度が応力振幅σの最大値よりも十分に大きいので、この状態ではドライバブレード２ａは疲労破壊を起こさない。

図８のグラフは、ドライバブレード２ａが図６に示す先端部の端部１３ａにおいて留め具１０ａを打撃した時の、図７と同じ部分に発生する応力の変動を示したものである。

応力の発生回数は２０〜３０回であり、図７の場合と同等である。しかし図７の場合とは異なり、打撃直後から１ｍｓまでの間では、時間が経つにつれて応力振幅σが大きくなっている。すなわちドライバブレード２ａが共振を起こしている。このため応力振幅σの引張り方向の最大値は約１０５０ＭＰａと大きくなっている。疲れ限度よりも応力振幅σの最大値の方が大きいので、この状態ではいずれドライバブレード２ａが疲労破壊を起こす。

特開平１１−２８５９８８号広報 ２００３−１３６４２３号広報

従来の打込機では、打撃に伴ってドライバブレードが共振を起こす場合があり、寿命が短かった。本発明の目的は、寿命の長いドライバブレードを有する打込機を提供することにある。

棒状の鋼材からなり、長手方向に往復動することで釘等の留め具を打撃するドライバブレードと、該ドライバブレードを案内するテールカバーと、を有する打込機において、該ドライバブレードの外周面の少なくとも一部に弾性材を設ける。これによりドライバブレードの振動が減衰され、共振が起こりにくくなる。よってドライバブレードに発生する応力を抑えることができる。

該弾性材は、該ドライバブレード外周面の全体に設けなくとも、該ドライバブレードが固有振動で振動したときの振動の腹に相当する位置に設けられれば、ドライバブレードの固有振動が減衰され、共振は起こりにくくなる。よってドライバブレードに発生する応力を抑えることができる。

該弾性材は該ドライバブレードが挿入される管状であり、該ドライバブレードに、他の部分よりも大きい外径を有し、該弾性材が該ドライバブレードから脱落するのを防止する抜け止め部を設けると、弾性材は抜け止め部によって抜けなくなる。

請求項１及び請求項２に記載の構成によれば、ドライバブレードの振動が減衰され、共振が起こりにくくなり、ドライバブレードに発生する応力を抑えることができる。従って寿命の長いドライバブレードを有する打込機を提供することができる。

請求項３に記載の構成によれば、弾性材は抜け止め部によって抜けなくなる。従って寿命の長いドライバブレードを有する打込機を提供することができる。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態に係る打込機について、図１乃至図３を参照しながら説明する。

図１に示すように、打込機１は、棒状の鋼材からなり、長手方向に往復動することで釘等の留め具を打撃するドライバブレード２と、ドライバブレード２の上端に連設されるピストン４と、ピストン４の外周に嵌められるＯリング５と、Ｏリング５を介してピストン４を上下方向に摺動移動可能に案内するシリンダ７と、ドライバブレード２を案内するテールカバー９と、を有する。打込機１は、図示せぬトリガを引くことでシリンダ７に圧縮空気が流入し、圧縮空気の力（図１中で符号８によって示す矢印）によってピストン４が下方に押し出される構造となっている。これよりテールカバー９内に装填された留め具１０をドライバブレード２が打撃し、留め具１０を木材１１に打ち込むことができる。

ドライバブレード２の断面形状は円形状の一部に切り欠き１４を設けて形成されており、言い換えれば三日月形、或いは半月形に形成されている。ドライバブレード２の外周には、管状の弾性材３が嵌められ、接着剤で貼り付けることで固着されている。接着剤によらず蒸着によって固着させてもよい。弾性材３の長さはドライバブレード２の大部分を覆う程度の長さであり、弾性材３の自由時の外径はテールカバー９の内径よりも小さく設定され、弾性材３はドライバブレード２に圧入されている。弾性材３にはゴム、ウレタン等の比較的機械的強度が大きく、弾性係数が小さい有機材料が適している。鋼材の弾性係数２１０００〔ｋｇｆ／ｍｍ^２〕よりも弾性係数が小さければ、振動減衰の効果が得られる。

図２のグラフは、ドライバブレード２が図１に示す先端部の中心部１２において留め具１０を打撃した時の、ドライバブレード２外周面のある部分に発生する応力の変動を示したものである。縦軸は応力振幅σを示し、横軸は打撃直後の時間の経過を示している。ドライブブレード２の長手方向の応力を計測するため、正の値が引張り応力、負の値が圧縮応力を示すように、ドライバブレード２ａ外周面のある部分に歪みゲージを貼り付けて計測したものである。

応力の発生回数は２０〜３０回であり、応力振幅σの最大値は約３００ＭＰａである。これらは従来技術と同等の値である。ドライバブレード２ａは鋼材からなり、焼き入れ処理を施されており、疲れ限度は５００〜６００ＭＰａ程度である。疲れ限度が応力振幅σの最大値よりも十分に大きいので、この状態では従来技術と同様に、ドライバブレード２ａは疲労破壊を起こさない。

図３のグラフは、ドライバブレード２が図１に示す先端部の端部１３において留め具１０を打撃した時の、図２と同じ部分に発生する応力の変動を示したものである。

応力の発生回数はおよそ１０回であり、従来技術ではおよそ２０〜３０回であったのに比べて、少なくなっている。そして従来技術とは異なり、打撃直後から時間が経つにつれて応力振幅σが小さくなっている。すなわちドライバブレード２は共振を起こすことなく減衰している。このため応力振幅σの引張り方向の最大値は、従来技術では約１０５０ＭＰａであったのに対して、約５６０ＭＰａと小さくなっている。疲れ限度と応力振幅σの最大値とが同等であるので、ドライバブレード２の疲労破壊が起こることがほとんどない。従ってドライバブレード２の寿命が飛躍的に向上する。

＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態に係る打込機について、図４を参照しながら説明する。

弾性材３が設けられている範囲は、第１の実施の形態ではドライバブレード２の大部分を占めていたのに比べて、小さく設定してある。それ以外は第１の実施の形態と同様に、弾性材３は管状であり、ドライバブレード２の外周に接着剤で貼り付けられている。また弾性材３の外径はテールカバー９の内径よりも小さく設定される。

弾性材３は、ドライバブレード２が固有振動で振動した時に振幅が０となる節１６ではなく、振幅が生じる腹１５に対応する部分に設けられている。弾性材３を腹１５に対応する部分に設けることによって、振動が効果的に減衰される。図４の吹き出し内の左側の図には、１次モードで固有振動している状態を示し、図４の吹き出し内の右側の図には、３次モードで固有振動している状態を示している。振動モードによって腹１５と節１６の位置が変わるので、ドライバブレード２の振動モードを解析して、比較的振幅が大きく、また次数の高いモードにおける腹１５と節１６の位置を基準にするのが好ましい。本実施の形態では、３次モードにおける腹１５と節１６の位置を基準にして弾性材３を設けてある。

＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態に係る打込機について、図５を参照しながら説明する。

ドライバブレード２の下端には、他の部分よりも大きい外径を有する抜け止め部１７が設けられる。弾性材３は管状であり、内径はドライバブレード２の抜け止め部１７以外の部分の外径よりも小さく設定される。ドライバブレード２先端部より弾性材３を圧入すれば、弾性材３は抜け止め部１７によって係止され、もはや抜けなくなる。第１の実施の形態とは異なり、接着等を行わなくても弾性材３をドライバブレードに確実に固着することができる。

なお、ドライバブレード２の断面は、第１及び第２の実施の形態とは異なり、円形である。このようにすれば、ドライバブレード２の断面は点対称な形状となり、ドライバブレード２が中心部以外の部分で留め具１０を打撃した時も、ドライバブレード２の曲げ変形が抑えられ、ドライバブレード２の寿命が向上する。

本発明の実施の形態に係る打込機を示す構造断面図。 本発明の実施の形態に係る打込機において、ドライバブレードの中心部で釘を打撃した時のドライバブレードに発生する応力が変動する様子を示したグラフ。 本発明の実施の形態に係る打込機において、ドライバブレードの端部で釘を打撃した時のドライバブレードに発生する応力が変動する様子を示したグラフ。 本発明の第２の実施の形態に係る打込機のドライバブレード周辺の構造を示す図。 本発明の第３の実施の形態に係る打込機のドライバブレード周辺の構造を示す図。 従来の打込機を示す構造断面図。 従来の打込機において、ドライバブレードの中心部で釘を打撃した時のドライバブレードに発生する応力が変動する様子を示したグラフ。 従来の打込機において、ドライバブレードの端部で釘を打撃した時のドライバブレードに発生する応力が変動する様子を示したグラフ。

符号の説明

１、１ａ 打込機
２、２ａ ドライバブレード
３ 弾性材
４、４ａ ピストン
５、５ａ Ｏリング
７ シリンダ
８ 圧縮空気の力
９、９ａ テールカバー
１０、１０ａ 留め具
１１ 木材
１２、１２ａ ドライバブレード先端の中心部
１３、１３ａ ドライバブレード先端の端部
１４、１４ａ 切り欠き
１５ 固有振動の腹
１６ 固有振動の節
１７ 抜け止め部

Claims (3)

1. 棒状の鋼材からなり、長手方向に往復動することで釘等の留め具を打撃するドライバブレードと、
   該ドライバブレードを案内するテールカバーと、
   を有する打込機において、
   該ドライバブレードの外周面の少なくとも一部に弾性材を設けることを特徴とする打込機。
2. 該弾性材は、該ドライバブレードが固有振動で振動したときの振動の腹に相当する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
3. 該弾性材は該ドライバブレードが挿入される管状であり、該ドライバブレードには、他の部分よりも大きい外径を有し、該弾性材が該ドライバブレードから脱落するのを防止する抜け止め部が設けられることを特徴とする請求項１及び請求項２いずれか一に記載の打込機。