JP2006192515A

JP2006192515A - 電動式釘打機

Info

Publication number: JP2006192515A
Application number: JP2005004170A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Tanimoto; 英之谷本; Toshihito Sakaba; 俊仁坂場; Kenichiro Yoshida; 憲一郎吉田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27

Abstract

【課題】部品点数を削減して小型コンパクト化と軽量化及びコストダウンを図ることができる電動式釘打機を提供すること。
【解決手段】駆動源であるモータ１１と、該モータ１１によって回転駆動されるシャフト１４と、該シャフト１４に軸方向に移動可能にスプライン嵌合されたフライホイール１８と、同シャフト１４に空転可能に支承されたピニオン１９と、該ピニオン１９に噛合して往復直線運動するプランジャ２２と、フライホイール１８をピニオン１９に押圧する電磁ソレノイド（押圧手段）２０を含んで電動式釘打機１を構成し、電磁ソレノイド２０によってフライホイール１８をピニオン１９に押圧し、該フライホイール１８の回転をピニオン１９に伝達して該ピニオン１９を回転駆動することによってプランジャ２２を移動させ、該プランジャ２２に取り付けられたブレード２３によって釘を被打込材に打ち込む。
【選択図】図２

Description

本発明は、モータを駆動源としてプランジャを往復直線運動させて釘を打ち込む電動式釘打機に関するものである。

釘打機の駆動方式としては、コンプレッサを用いる空気式が最も多く利用されている。この空気式の釘打機を用いて釘打ちを行う場合、例えば家屋の１階から２階に移動して作業を行うには重いコンプレッサも１階から２階に運ぶ必要があるため、その作業が大変で多大な労力を要するという問題があった。

又、材料や工具が運び込まれた作業現場には平坦な場所が少ない場合が多く、コンプレッサの設置場所を確保することが容易ではなかった。

そこで、電磁ソレノイドの電磁力を駆動源とする電動式釘打機が提案されており、これによればコンプレッサが不要となる反面、電磁ソレノイドは一般に効率が５〜２０％と低いために消費電力が大きくなる。又、この種の電動式釘打機では、プランジャが電磁ソレノイド内を移動する間に釘を打ち込むエネルギを供給しなければならず、電磁ソレノイドの長手方向の寸法が長くなり、同じ釘を打ち込むのにコンプレッサを除いた空気式釘打機の重量の３倍以上の重量が必要となり、該電動式釘打機を手に持って長時間作業を行うことは困難であった。

このため、フライホイールの慣性を利用して釘を打ち込む電動式釘打機が提案されている（特許文献１参照）。この種の電動式釘打機においては、フライホイールを回転させるために用いられるモータの効率が５０〜９０％と高く、小型のフライホイールを回転させることで回転エネルギを十分に蓄えられるため、コンプレッサを除いた空気式釘打機の重量の１．５倍程度の重量に抑えることができる。

特開平６−２７８０５１号公報

しかしながら、上記提案に係る電動式釘打機においては、釘打込み時だけ、フライホイールのエネルギをプランジャに伝達する機構として、フライホイールを軸に固定し、電磁ソレノイド以外に複数のリング、ディスク、スプリング、ボールベアリングを有する複雑で部品点数の多いクラッチを採用していたため、釘打機本体の大型化、高重量化、部品点数の増加に伴うコストアップ等を招くという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもで、その目的とする処は、部品点数を削減して小型コンパクト化と軽量化及びコストダウンを図ることができる電動式釘打機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるシャフトと、該シャフトに軸方向に移動可能にスプライン嵌合されたフライホイールと、同シャフトに空転可能に支承されたピニオンと、該ピニオンに噛合して往復直線運動するプランジャと、前記フライホイールを前記ピニオンに押圧する押圧手段を含んで電動式釘打機を構成し、前記押圧手段によって前記フライホイールを前記ピニオンに押圧し、該フライホイールの回転をピニオンに伝達して該ピニオンを回転駆動することによって前記プランジャを打ち込み方向に移動させ、該プランジャに取り付けられたブレードによって釘を被打込材に打ち込むことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記押圧手段を電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、モータ駆動スイッチとトリガスイッチを設け、釘打機本体を被打込材に押し付けると前記モータ駆動スイッチがＯＮして前記モータを起動し、その後、前記トリガスイッチをＯＮすると前記モータの駆動を停止するとともに、前記電磁ソレノイドを励磁して前記フライホイールを前記ピニオンに押圧することを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、モータによって回転駆動されるフライホイールを押圧手段によってピニオンに押圧し、両者間に発生する摩擦力によってフライホイールの回転をピニオンに伝達して該ピニオンを回転駆動することによってプランジャを打ち込み方向に移動させて釘を被打込材に打ち込むようにしたため、従来要していた複数のリング、ディスク、スプリング、ボールベアリング等の複雑で部品点数の多いクラッチが不要となり、部品点数を削減して電動式釘打機の小型コンパクト化と軽量化及びコストダウンを図ることができる。

請求項２記載の発明によれば、押圧手段として電磁ソレノイドを使用したため、フライホイールからピニオンへの動力伝達を簡単な構成で確実に断接することができる。

請求項３記載の発明によれば、釘打機本体を被打込材に押し付ける動作に連動してモータ駆動スイッチをＯＮしてモータを起動し、フライホイールを回転させてこれに慣性エネルギを蓄え、その後、作業者がトリガスイッチをＯＮするとモータの駆動を停止するとともに、電磁ソレノイドを励磁してフライホイールをピニオンに押圧し、該フライホイールの回転をピニオンに伝達してプランジャ及びブレードを打込方向に押し出すようにしたため、釘打機本体の被打込材への押し付けとトリガスイッチのＯＮ操作の２動作によって釘打作業を効率良く且つ連続的に行うことができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る電動式釘打機の側断面図（図２のＤ−Ｄ線断面図）、図２は図１のＺ−Ｚ線断面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は図２のＣ−Ｃ線断面図、図６は図２のＥ−Ｅ線断面図である。

本実施の形態に係る電動式釘打機１は、図１に示すように、ハウジング２を有し、該ハウジング２の下部からハンドル３が下方に向かって一体に延設されており、該ハンドル３の下部には電源としての電池４が着脱可能に装着されている。そして、ハンドル３のハウジング２に近い部分にはトリガスイッチ５が設けられている。

又、ハウジング２の前端部（図１の左方を前方とする）には、内部に多数の釘６（図４参照）を充填して成るマガジン７が装着されるとともに、矩形枠状のプッシュレバー８が前後動可能に挿通保持されている。尚、前記マガジン７の上端部には、ブレードガイド９が取り付けられている。

ところで、図２に示すように、前記ハウジング２内には矩形枠状のフレーム１０が収容されており、このフレーム１０には駆動源としてのモータ１１が横置き状態で設置されている。そして、このモータ１１から横方向に延びる出力軸（モータ軸）１２の端部には駆動プーリ１３が結着されている。

又、フレーム１０の前記モータ１１の前方（図２の左方）には、シャフト１４がモータ１１の出力軸（モータ軸）１２と平行且つ回転可能に横架されており、このシャフト１４の上方には別のシャフト１５が回転可能に架設されている（図３〜図６参照）。そして、シャフト１４のフレーム１０から外方へ突出する一端部には従動プーリ１６が結着されており、この従動プーリ１６と前記駆動プーリ１３には無端状のベルト１７が巻装されている。尚、従動プーリ１６の外径は駆動プーリ１３のそれよりも大きく設定されている。

ここで、前記シャフト１４にはフライホイール１８が軸方向（横方向）に移動可能にスプライン嵌合されている。即ち、図５に示すように、シャフト１４の外周の一部には十字状を成す４つの凸部１４ａが放射状に一体に突設されており、これらの凸部１４ａには、フライホイール１８の内周部に形成された４つの凹部１８ａが所定の隙間（０．２ｍｍ程度）をもって嵌合している。従って、フライホイール１８は、シャフト１４と共に回転しながら該シャフト１４に沿って移動することができる。

又、シャフト１４にはピニオン１９が自由回転（空転）可能に支承されており、このピニオン１９のフライホイール１８の反対側には、押圧手段としての電磁ソレノイド２０が配置されている。そして、図６に示すように、フライホイール１８は、これとピニオン２０との間に縮装されたリターンスプリング２１によってピニオン１９から離脱する方向（図６の右方）に常時付勢されている。

ここで、上記ピニオン１９は、図４に示すように、内周側からベアリング１９ａ、内輪部１９ｂ、外輪部１９ｃを順次備え、外輪部１９ｃの外周には複数の歯が形成されている。又、前記電磁ソレノイド２０は、図６に示すように、ヨーク２０ａ内にコイル２０ｂを収容して構成されている。

他方、図４及び図５に示すように、前記ピニオン１９の上方には、該ピニオン１９に噛合するプランジャ２２が前後動可能に配置されており、該プランジャ２２の先端にはブレード２３が取り付けられている。又、フレーム１０の後端部に設けられた固定軸２４にはゼンマイバネ２５が巻装されており、前記プランジャ２２の後端部はゼンマイバネ２５の一端にピン２６によって取り付けられ、プランジャ２２は、ゼンマイバネ２５によって後方へと引き戻す方向（図４及び図５の右方）に常時付勢されている。

そして、プランジャ２２の下面にはラック２２ａが形成されており、このラック２２ａはピニオン１９の外輪部１９ｃの外周に形成された歯に噛合している。

ここで、図４〜図６に示すように、前記シャフト１５にはローラ２７が設けられており、このローラ２７は、前記プランジャ２２の上面に当接している。従って、プランジャ２２は、ローラ２７とピニオン１９によってその上下面が挟持されている。

又、前記ブレード２３は、図４に示すように、その先端部がフレーム１０に形成された孔１０ａに挿通保持されており、前記ブレードガイド９のガイド部９ａにセットされた釘６に対向している。

ところで、図１に示すように、前記プッシュレバー８の後端部はＬ字状に折曲されており、この後端部は、フレーム１０に形成された前後方向に長い長孔１０ｂ（図３〜図５参照）を貫通してフレーム１０の外へと延び、その端部には突起２８が設けられている。

他方、フレーム１０の側部には駆動回路２９が固設されており、この駆動回路２９のプッシュレバー８の前記突起２８に対向する部位にはモータ駆動スイッチ３０が設けられている。そして、プッシュレバー８は、これと駆動回路２９との間に縮装されたリターンスプリング３１によって常時前方（図２の左方であって、プッシュレバー８の突起２８がモータ駆動スイッチ３０から離脱してモータ駆動スイッチ３０がＯＦＦされる方向）に常時付勢されている。

ここで、前記駆動回路２９の構成を図７に示すが、同図に示すように、前記モータ１１と電磁ソレノイド２０は前記電池４に並列接続されており、その接続回路の途中には前記トリガスイッチ５とモータ駆動スイッチ３０が設けられている。

次に、以上の構成を有する電動式釘打機１の作用を図８〜図１２に基づいて説明する。尚、図８〜図１２は電動式釘打機の作用説明図であって、図８及び図９は電動式釘打機要部の平断面図、図１０及び図１２は同要部の側断面図、図１１は図１０のＦ−Ｆ線断面図である。

電動式釘打機１の本体を被打込材である木材Ｗに押し付ける前の図８に示す初期状態においては、図７（１）に示すように、トリガスイッチ５とモータ駆動スイッチ３０は共にＯＦＦ状態にあり、電池４からモータ１１及び電磁ソレノイド２０への通電はなされず、これらは共に非作動状態にある。従って、フライホイール１８は、回転せず、リターンスプリング２１の付勢力によってピニオン１９から離間している。又、プランジャ２２及びブレード２３は、ゼンマイバネ２５によって後方へと引かれて後退限に位置している。

上記初期状態から図９に示すように電動式釘打機１を移動させ、そのプッシュレバー８を木材Ｗに押し付けると、該プッシュレバー８がリターンスプリング３１の付勢力に抗して後方（図９の右方）へと移動し、その後端部に設けられた突起２８がモータ駆動スイッチ３０を押してこれをＯＮするため（図７（２）参照）、電池４からモータ１１へと電流が流れて該モータ１１が駆動される（状態１）。すると、モータ１１の出力軸（モータ軸）１２の回転は、駆動プーリ１３、ベルト１７及び従動プーリ１６を経て減速されてシャフト１４へと伝達され、該シャフト１４とこれにスプライン嵌合するフライホイール１８が所定の速度で回転駆動される。このとき、フライホイール１８は依然としてピニオン１９から離間しているため、該フライホイール１８からピニオン１９への動力伝達はなされない。従って、ピニオン１９とこれに噛合するプランジャ２２及び該プランジャ２２に取り付けられたブレード２３は静止状態を維持する。

上記状態１において、作業者がトリガスイッチ５を操作してこれをＯＮすると、図７（３）に示すように、モータ１１への導通が遮断されて電池４からモータ１１への電流供給が停止されるとともに、電池４と電磁ソレノイド２０が導通状態となって、電池４から電磁ソレノイド２０へと電流が流れ、電磁ソレノイド２０のコイル２０ｂの励磁によって発生する電磁力にてフライホイール１８がシャフト１４に沿って移動して図１１に示すようにピニオン１９に押し付けられる（状態２）。

すると、フライホイール１８の慣性による回転が摩擦抵抗によってピニオン１９に伝達され、ピニオン１９がフライホイール１８と共に図１０の矢印ａ方向に回転し、このピニオン１９の回転によってプランジャ２２及びブレード２３がゼンマイバネ２５の付勢力に抗して図１０の矢印ｂ方向に前進する。この結果、ブレードガイド９のガイド部９ａ（図４参照）にセットされた釘６の端部にブレード２３が衝突し、この衝突力によって釘６が押し出されて木材Ｗに打ち込まれる。

尚、電磁ソレノイド２０は電磁力でフライホイール１８をピニオン１９に押し付けるため、磁束をフライホイール１８まで流すようにしている。このため、電磁ソレノイド２０のヨーク２０ａ、ピニオン１９の外輪部１９ｃ、フライホイール１８及びシャフト１４の材質を鉄とすることによって、電磁ソレノイド２０からフライホイール１８までの磁気抵抗を小さく抑えている。又、ピニオン１９の内輪部１９ｂをアルミニウム等の非磁性材で構成すると、ピニオン１９からシャフト１４へ磁束が流れにくくなるため、磁束がフライホイール１８へ一層流れ易くなって、より強い電磁力が発生する。

而して、前述のように木材Ｗに釘６が打ち込まれると、その反動で電動式釘打機１が移動してプッシュレバー８が木材Ｗから離れるため、プッシュレバー８はリターンスプリング３１の付勢力によって前進し、これに設けられた突起２８がモータ駆動スイッチ３０から離れてこれをＯＦＦする。そして、この状態でトリガスイッチ５を放してこれをＯＦＦすると、駆動回路２９は図７（１）の初期状態に復帰して電池４から電磁ソレノイド２０への通電が遮断されるため、フライホイール１８は、リターンスプリング２１の付勢力によってシャフト１４上を移動してピニオン１９から離間する。すると、ピニオン１９の回転に対する抵抗が消滅するため、プランジャ２２とブレード２３は、ゼンマイバネ２５の付勢力によって後方（図１２の矢印ｂ’方向）へと引き戻され、図１２に示す初期状態（図８と同じ状態）へと復帰する。尚、このとき、ピニオン１９は図１２の矢印ａ’方向に回転する。

以上の動作を繰り返すことによって、木材Ｗに釘６を連続的に打ち込むことができる。

本実施の形態に係る電動式釘打機１においては、モータ１１によって回転駆動されるフライホイール１８を電磁ソレノイド２０の電磁力によってピニオン１９に押圧し、両者間に発生する摩擦力によってフライホイール１８の回転をピニオン１９に伝達して該ピニオン１９を回転駆動することによってプランジャ２２を打ち込み方向に移動させて釘６を木材Ｗに打ち込むようにしたため、従来要していた複雑な機構を備えるクラッチが不要となり、部品点数を削減して当該電動式釘打機１の小型コンパクト化と軽量化及びコストダウンを図ることができる。

又、本実施の形態では、押圧手段として電磁ソレノイド２０を使用したため、フライホイール１８からピニオン１９への動力伝達を簡単な構成で確実に断接することができる。

更に、本実施の形態では、電動式釘打機１の本体を木材Ｗに押し付ける動作に連動してモータ駆動スイッチ３０をＯＮしてモータ１１を起動し、フライホイール１８を回転させてこれに慣性エネルギを蓄え、その後、作業者がトリガスイッチ５をＯＮするとモータ１１の駆動を停止するとともに、電磁ソレノイド２０を励磁してフライホイール１８をピニオン１９に押し付け、該フライホイール１８の回転をピニオン１９に伝達してプランジャ２２及びブレード２３を打込方向に押し出すようにしたため、電動式釘打機１本体の木材Ｗへの押し付けとトリガスイッチ５のＯＮ操作の２動作によって釘打作業を効率良く且つ連続的に行うことができる。

本発明は、モータを駆動源としてプランジャを往復直線運動させて釘を打ち込む電動式釘打機に対して適用可能である。

本発明に係る電動式釘打機の側断面図（図２のＤ−Ｄ線断面図）である。図１のＺ−Ｚ線断面図である。図２のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。図２のＣ−Ｃ線断面図である。図２のＥ−Ｅ線断面図である。本発明に係る電動式釘打機の駆動回路の構成図である。本発明に係る電動式釘打機の作用を説明する要部平断面図（初期状態）である。本発明に係る電動式釘打機の作用を説明する要部平断面図（状態１）である。本発明に係る電動式釘打機の作用を説明する要部側断面図（状態２）である。図１０のＦ−Ｆ線断面図である。本発明に係る電動式釘打機の作用を説明する要部側断面図（初期状態）である。

符号の説明

１電動式釘打機
２ハウジング
３ハンドル
４電池
５トリガスイッチ
６釘
７マガジン
８プッシュレバー
１０フレーム
１１モータ
１２出力軸（モータ軸）
１３駆動プーリ
１４シャフト
１６従動プーリ
１７ベルト
１８フライホイール
１９ピニオン
２０電磁ソレノイド（押圧手段）
２１リターンスプリング
２２プランジャ
２３プレード
２５ゼンマイバネ
２７ローラ
２８突起
２９駆動回路
３０モータ駆動スイッチ
３１リターンスプリング
Ｗ木材（被打込材）

Claims

駆動源であるモータと、該モータによって回転駆動されるシャフトと、該シャフトに軸方向に移動可能にスプライン嵌合されたフライホイールと、同シャフトに空転可能に支承されたピニオンと、該ピニオンに噛合して往復直線運動するプランジャと、前記フライホイールを前記ピニオンに押圧する押圧手段を備え、
前記押圧手段によって前記フライホイールを前記ピニオンに押圧し、該フライホイールの回転をピニオンに伝達して該ピニオンを回転駆動することによって前記プランジャを打ち込み方向に移動させ、該プランジャに取り付けられたブレードによって釘を被打込材に打ち込むことを特徴とする電動式釘打機。
前記押圧手段を電磁ソレノイドで構成したことを特徴とする請求項１記載の電動式釘打機。
モータ駆動スイッチとトリガスイッチを設け、釘打機本体を被打込材に押し付けると前記モータ駆動スイッチがＯＮして前記モータを起動し、その後、前記トリガスイッチをＯＮすると前記モータの駆動を停止するとともに、前記電磁ソレノイドを励磁して前記フライホイールを前記ピニオンに押圧することを特徴とする請求項２記載の電動式釘打機。