JP2007118135A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】ばねクラッチによってフライホイールに釘打ち機構の従動回転軸が連結された瞬間に、ばねクラッチのコイルスプリングの従動回転軸への締付けが緩むことを防止する電動式釘打機の提供。
【解決手段】フライホイール縮径部１０Ａの内周面と従動回転軸内部筒部材１２Ｆの外周面との間にはワンウェイクラッチ９Ｄが設けられている。フライホイール縮径部１０Ａが回転する方向へ、フライホイール縮径部１０Ａに対して従動回転軸内部筒部材１２Ｆが相対的に回転しようとするときには、ワンウェイクラッチ９Ｄは、フライホイール９に対して相対的に回転不能に従動回転軸及び従動回転軸内部筒部材１２Ｆをフライホイール９及びフライホイール縮径部１０Ａに連結する。
【選択図】図３

Description

本発明は打込機に関し、特に電動式打込機に関する。

従来、打込機（釘打機）としては、コンプレッサにより圧縮空気を生成し、その圧縮空気を動力として打込機を駆動するいわゆる圧縮空気式の打込機が広く一般に知れ渡っている。この圧縮空気式の打込機では、圧縮空気を生成するコンプレッサが必須の構成要件となるため、例えば一階から二階へと移動しながら打込機を使用する場合には、コンプレッサも移動する必要があり、移動性に劣っていた。またコンプレッサの置き場所も確保する必要があるが、作業現場に必ずしもコンプレッサを据え置くことができる平坦な場所があるとは限らず、その作業場所にも制約があった。

圧縮空気式打込機の弱点である作業場所の制約及び移動性の欠如を補う打込機として、電力を動力としソレノイドコイルを駆動して主駆動源とする電動式打込機がある。ソレノイドコイルを使用した打込機では、ソレノイドの電気効率が５〜２０％と優れないため、必要とされる打込力を確保しようとすると器機全体が大きくなる。具体的には、ソレノイドコイルを使用した打込機の重量が、同じ釘を打ち込むのに使用する圧縮空気式打込機の約３倍程度の製品重量となっていた。よって手に持って長時間作業することは非常に難しかった。

ソレノイドを用いた電動式打込機の電気効率を改良するために、フライホイールを電力により駆動してフライホイールに蓄積される回転の運動エネルギーを利用して釘を打ち込む打込機が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

製品反動を少なくして釘を打ち込むためには、釘打ちにかかる時間（数十ミリ秒）の間にフライホイールに蓄積された運動エネルギーを動力として釘打ち機構に伝達する必要がある。例えば特許文献１に記載の打込機では、フライホイール（はずみ車）とソレノイドと複数のカムとクラッチ及びボールとを有する機構を備えている。

ボールは、クラッチを構成するボール内皿とボール外皿との間でボール内皿とボール外皿とにそれぞれ形成された溝の中に収容されて挟まれている。溝は場所によって深さが異なっており、ボール内皿に対してボール外皿が相対的に回転することにより、ボール内皿又はボール外皿に対して相対的に溝の中をボールが移動してゆく。浅い部分にボールが位置しているときには、ボール内皿とボール外皿とを互いに離れた位置関係となり、このことによりクラッチがＯＮとなる。逆に深い部分にボールが位置しているときには、ボール内皿とボール外皿とを互いに接近させた位置関係となり、クラッチがＯＦＦとなる。

このフライホイールの運動エネルギーを利用して釘を打ち込む電動式打込機では、電気効率が５０〜７０％と優れ、フライホイールの回転数を増やせば釘の打込に係る打込エネルギーを増加させることができるため同じ釘を打ち込むのに使用する圧縮空気式の打込機と比較して１．５倍程度の重量増にとどめることができる。
特開平８―１９７４５５号公報 特開平６―２７８０５１号公報

フライホイールの運動エネルギーを釘打ち機構に伝達させる構成の一つとしては、フライホイールと釘打ち機構との間にいわゆるばねクラッチを設けて伝達させる構成が考えられる。ばねクラッチとは、例えば略円柱形状をした釘打ち機構の従動回転軸の周面にコイルスプリングを巻回して構成されるクラッチであり、コイルスプリングの一端にフライホイールが接続され他端に釘打ち機構の従動回転軸が連結可能とされる。コイルスプリングの他端に釘打ち機構の従動回転軸が連結され接続され、従動回転軸に対してコイルスプリングが締め付けられた状態で巻回されているときに、フライホイールと従動回転軸とコイルスプリングとが一体回転することにより、フライホイールから釘打ち機構の従動回転軸へと動力が伝達される。

しかし、ばねクラッチを用いた場合には、ばねクラッチによってフライホイールと釘打ち機構の従動回転軸とが連結された瞬間に、実際にはフライホイールと釘打ち機構の従動回転軸とが一体となって回転せず、動力を充分に伝達できない瞬間が生ずるという問題が生ずる。

より具体的には、ばねクラッチによってフライホイールに釘打ち機構の従動回転軸が連結された瞬間に、高速回転するフライホイールに静止状態の釘打ち機構の従動回転軸が連結されることとなり、フライホイールの回転エネルギーが一気に従動回転軸に伝達される。これにより、従動回転軸は瞬間的に高速回転に達する。しかし、従動回転軸に入力される回転エネルギーが大きいために、フライホイールの回転速度よりも釘打ち機構の従動回転軸の回転速度の方が一瞬速くなってしまい相対的にフライホイールの回転方向と従動回転軸の回転方向とが逆方向になり、ばねクラッチのコイルスプリングの従動回転軸への締付けが緩む。このことにより、動力を充分に伝達できなくなる。

そこで本発明は、ばねクラッチによってフライホイールに釘打ち機構の従動回転軸が連結された瞬間に、ばねクラッチのコイルスプリングの従動回転軸への締付けが緩むことを防止する打込機を提供することを目的とする。

上記問題を解決するために本発明は、ハウジングと、該ハウジングに設けられたモータと、該ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、該ハウジングに回転可能に支持され、該モータに駆動されて回転するフライホイールと、該ハウジングに回転可能に設けられた従動回転軸と、該従動回転軸によって駆動される駆動子とを備えた電動式釘打機において、該フライホイールの回転力を該従動回転軸に伝達可能なコイルスプリングと、該フライホイールと該従動回転軸とを該コイルスプリングを介して選択的に連結可能なクラッチ機構とを備え、該従動回転軸と該フライホイールとの間にワンウェイクラッチが設けられている打込機を提供している。

ここで、該コイルスプリングの一端は該フライホイールに同軸的に固定され、該コイルスプリングの他端部は該従動回転軸と連結可能であり、該クラッチ機構は、該コイルスプリングと該従動回転軸とを接続する動力接続位置と、該コイルスプリングと該従動回転軸とを分離する動力遮断位置との間で移動可能に構成されることが好ましい。

また、該コイルスプリングの一端が該フライホイールに同軸的に固定されると共に他端の内径内に該従動回転軸が挿入されるように配置され、該クラッチ機構が動力遮断位置にあるときには該コイルスプリングの他端はその内径が該従動回転軸の外径より大きいことが好ましい。

請求項１記載の打込機によれば、従動回転軸とフライホイールとの間にはワンウェイクラッチが設けられており、ワンウェイクラッチは、フライホイールに対して従動回転軸が相対的に一の方向に回転しようとするときには、フライホイールに対して相対的に回転不能に従動回転軸をフライホイールに連結し、フライホイールに対して従動回転軸が相対的に他の方向に回転しようとするときには、フライホイールに対して相対的に回転自在に従動回転軸を支承するため、クラッチ機構を構成するコイルスプリングによってフライホイールに釘打ち機構の従動回転軸が連結された瞬間に、相対的にフライホイールの回転方向に対して従動回転軸の回転方向が逆方向になろうとするときに、当該逆方向へ回転することを防止することができる。このため、コイルスプリングの締付けが緩むことを防止でき、動力を充分に伝達できなくなることを防止することができる。

請求項２記載の打込機によれば、コイルスプリングと従動回転軸との動力的な接続を遮断することができる。このため、フライホイールと一体に回転するコイルスプリングの慣性力を釘打ちのためのエネルギーとして利用することができる。

請求項３記載の打込機によれば、コイルスプリングの径を絞ることによりコイルスプリングを介してフライホイールと従動回転軸とを連結することができる。

またクラッチ機構が動力遮断位置、即ち駆動子を駆動しない状態において、コイルスプリングの外径が従動回転軸より大きいため、この状態でモータを回転したとしても、従動回転軸が回転することはない。従って駆動子の制御をより正確に行うことができる。またコイルスプリングと従動回転軸との間の摩擦に起因する、摩耗や発熱も抑制される。

本発明の実施の形態による打込機について図１乃至図７を参照して説明する。図１に示される打込機１は、外殻となるハウジング２と、ハンドル３と、電池４と、ハウジング２の打込側である先端側に設けられたノーズ６と、マガジン７とによって主に構成されている。

ハウジング２内には、モータ８と、駆動子１８とが設けられている。駆動子１８は、ハウジング２内の図示せぬレールに案内されて、ハウジング２の先端側と後端側との間、即ち、図１の右側と左側との間で移動可能に配置されている。駆動子１８の先端側にはブレード１８Ｂが設けられており、ブレード１８Ｂは、駆動子１８が先端側、即ち図１の最も右側に移動した状態のときに、ノーズ６内に画成された後述の通路６ａ内の位置まで延びるように構成されている。また駆動子１８の一部であってハンドル３側に位置する箇所にはラック１８Ａが設けられている。

また、ハウジング２内であって通路６ａがハウジング２の内部空間に開口する開口端にはダンパー部２Ｄが設けられている。ダンパー部２Ｄは、釘打ち時に駆動子１８が衝突する板状部材２Ｅと、駆動子１８が板状部材２Ｅに衝突する衝撃を吸収するためのダンパー２Ｆとを有している。板状部材２Ｅには貫通孔が形成されており、板状部材２Ｅの貫通孔を通してブレード１８Ｂが通路６ａ内へと延出する。

把握部分であるハンドル３は、ハウジング２の図１に示される左端寄りの下部を基端部としてハウジング２表面から延出しており、その基端部には駆動子１８の駆動を制御するトリガ５が設けられている。電池４は、ハンドル３の反ハウジング２側端部に設けられている。電池４はハンドル３内に配された配線３Ａ等を介してモータ８に電力を供給する。

ノーズ６には、ハウジング２側位置からノーズ６の先端にかけてブレード１８Ｂを挿通可能な通路６ａが画成されている。また先端部分には、プッシュレバー６Ａが設けられており、このプッシュレバー６Ａが被打込部材に接触して押された場合のみ打込機１は釘を打ち込むことが可能となるように構成されている。

マガジン７は、ノーズ６から電池４近傍位置に至るまで延出して設けられている。マガジン７内には図示せぬ釘が束状に複数本内蔵されており、ノーズ６の通路６ａ内に釘を供給する。駆動子１８が先端側に移動した際には、ブレード１８Ｂによりノーズ６の通路６ａ内にある図示せぬ釘は、ノーズ６先端より押し出されて図示せぬ被打込部材に打ち込まれるように構成されている。

次に、ハウジング２内で、モータ８の出力を駆動子１８に伝達するまでの機構について詳しく説明する。図２〜図４に示されるように、ハウジング２の一部は、先端側に配置された第１壁２Ａと、第１壁２Ａよりも後端側に配置されて第１壁２Ａと一体に設けられ一部を第１壁と共用する第２壁２Ｂとをなしている。また、ハウジング２には、ハウジング２の先端側から後端側に向かう方向（先後端方向）において第２壁２Ｂと略同一の位置に設けられハウジング２に固着された第３壁２Ｃが設けられている。

図３に示されるように、第１壁２Ａにはモータ８が固定されており、モータ８はその回転軸８Ａ軸方向と駆動子１８の移動方向とが直交する方向になるように配置されている。また回転軸８Ａには、ギア８Ｂが同軸的に固定されており、回転軸８Ａ及びギア８Ｂは、図１において反時計回りに回転する。図３に示されるように第２壁２Ｂには、ベアリング１２Ａ、１７Ｃや後述の環状支持部材１２Ｅを介して従動回転軸１２が回転可能に支持されている。また、第３壁２Ｃには、従動回転軸１２の内外を連通するＬ字状の溝２ａが形成されている。

従動回転軸１２は略筒状であり、その軸はモータ８の回転軸８Ａの軸と平行に配置されている。また第３壁２Ｃにおいても従動回転軸１２がベアリング１２Ａを介して回転可能に支持されている。よって従動回転軸１２は、ベアリング１７Ｃとベアリング１２Ａと２箇所でハウジング２に支持されるため、その軸方向へ移動不能であり、また、急激に力が加えられた状態でも安定して回転することができる。

なお、図３、図４においては、従動回転軸１２の下方に現れているベアリング１２Ａと第３壁２Ｃとの間には隙間が空いているように図示されているが、この断面においては、ベアリング１２Ａと第３壁２Ｃとの間には、後述の駆動子戻りバネ１９の一端が挿入される溝２ａが形成されている様子が現れている。従って、この断面以外の位置で切れば、断面図には、ベアリング１２Ａが第３壁２Ｃに固着されている様子が図示されることになる。

従動回転軸１２のベアリング１２Ａとベアリング１７Ａとで区画される位置には、その外周にピニオンギア１２Ｃが設けられている。このピニオンギア１２Ｃは駆動子１８に設けられているラック１８Ａ（図１）と噛合しており、ピニオンギア１２Ｃとラック１８Ａとから駆動子送り機構が構成されている。

また、従動回転軸１２のピニオンギア１２Ｃが設けられている位置の近傍であって後述のソレノイド１３から離間する側の位置には、従動回転軸１２の内外を連通する貫通孔たる孔１２ｂが形成されている。また、従動回転軸１２の内部には、従動回転軸１２の内周面に沿って駆動子戻りバネ１９が設けられている。駆動子戻りバネ１９の一端は、孔１２ｂに挿入されることにより従動回転軸１２に固定されており、他端は、第３壁２Ｃに形成された溝２ａに挿入されることにより第３壁２Ｃに固定されている。

駆動子戻りバネ１９は、後述のように駆動子１８が後端側から先端側へと移動するときに、従動駆動軸１２の回転軸を中心として従動駆動軸１２内部において巻かれる。従って、釘を打つことにより駆動子１８が先端側へ移動した後には、巻きつけられた駆動子戻りバネ１９が開放される不勢力によって駆動子１８を後端側へ引き戻すように付勢される。このことにより、釘を打った後に駆動子１８が先端側の位置に行ったままの状態となってしまうことを防止することができる。

従動回転軸１２には、図３に示されるように、略環状のクラッチリング１７が従動回転軸１２に対して僅かに隙間を有して同軸的に環装されている。また、クラッチリング１７が環装されている従動回転軸１２の位置よりも後述のソレノイド１３寄りの位置には、環状支持部材１２Ｅが従動回転軸１２を環装している。環状支持部材１２Ｅは、ベアリング１７Ｃによって支持されており、従動回転軸１２を支承する。

クラッチリング１７は、図３、図４に示されるように、軸方向断面において後述の従動回転軸１２の孔１２ａに対向する部分が略コの字状となっている。また、クラッチリング１７の後述のフライホイール９寄りの部分は、従動回転軸１２に同軸的な円筒部分たるスプリング保持部１７Ｂを有しており、その内周径は従動回転軸１２の外径よりも大きい。クラッチリング１７のスプリング保持部１７Ｂには当該スプリング保持部１７Ｂを貫通する孔１７ａが形成されている。クラッチリング１７と対向する従動回転軸１２の位置には、従動回転軸１２の内外を貫通する孔１２ａが穿設されており、孔１２ａ内には後述のボール１６が挿入可能である。

従動回転軸１２の一端側にはソレノイド１３が配置されている。ソレノイド１３は、図３、図４に示されるように、第３壁２Ｃ及びハウジング２で囲まれた領域内に配置されており、ソレノイド１３は第３壁２Ｃにネジ１３Ａ、１３Ａによって係止されることにより支持されている。ソレノイド１３に対向する第３壁２Ｃの部分には、貫通孔２ｃが形成されており、貫通孔２ｃには、ソレノイド１３からソレノイド駆動部１４が従動回転軸１２内部空間に向けて貫通して延出している。

貫通孔２ｃの近傍の第３壁２Ｃの部分には、貫通孔２ｃから延出するソレノイド駆動部１４と同軸的に、ソレノイド駆動部１４を取囲むように第３壁筒状部２Ｇが第３壁２Ｃに固定されて設けられている。第３壁筒状部２Ｇは、従動回転軸１２の内部空間に至るまで延出しており、従動回転軸１２の半径方向で見ると、従動回転軸１２の軸心位置にソレノイド駆動部１４が位置し、その外方に第３壁筒状部２Ｇがあり、更にその外方に従動回軸１２が配置されている同軸的構造となっている。

ソレノイド駆動部１４は、ソレノイド１３に通電してＯＮ状態となることにより、それ自体（ソレノイド駆動部１４）が図３、図４において図中左方へ移動するように構成されている。また、ソレノイド１３に通電してないＯＦＦ状態のときには、ソレノイド駆動装置１４は、図４の右方の位置に配置される。ソレノイド駆動部１４の駆動量は、ソレノイド駆動部１４が最も右方に位置する（縮んでいる）状態たる動力遮断状態（動力遮断位置）で後述の付勢部１５の最深部１５Ｂ表面が孔１２ａと対向する位置となり、ソレノイド駆動部１４が最も左方に位置する（伸長している）状態たる動力接続状態（動力接続位置）で傾斜面１５Ａが孔１２ａと対向する位置（傾斜面１５Ａとボール１６とクラッチリング１７とが各々当接する位置）となるように調整されている。

ソレノイド駆動部１４の先端部には、ラチェット機構を構成する切換伝達部１４Ｂが当該先端部を覆うようにして設けられている。切換伝達部１４Ｂは、一端が閉じられた略筒状をなしており他端はフランジ部をなしている。切換伝達部１４Ｂの内径はソレノイド駆動部１４の外径に略同一であり、切換伝達部１４Ｂ内にソレノイド駆動部１４が挿入されて、切換伝達部１４Ｂとソレノイド駆動部１４とが一体で従動回転軸１２の軸方向へ移動可能である。また、切換伝達部１４Ｂは、ソレノイド駆動部１４に対して同軸的に回転可能に支承されている。

ここで、説明の便宜上ソレノイド１３に通電してＯＮ状態となったときのソレノイド駆動部１４の位置をＯＮ位置とし、ソレノイド１３に通電してないＯＦＦ状態となったときのソレノイド駆動部１４の位置をＯＦＦ位置と呼ぶこととする。

切換伝達部１４Ｂのフランジ部には、ラチェット機構を構成する第２突出部１４Ｃが設けられている。第２突出部１４Ｃは、ソレノイド駆動部１４のＯＦＦ位置からＯＮ位置へと向かう方向、即ち、図３の右側から左側へと向かう方向へ突出しており、後述のようにクラッチ機構が動力接続状態のときに従動回転軸１２と一体回転する。第２突出部１４Ｃの回転方向における端部は、図６に示されるように第２突出部傾斜面１４Ｄを有している。第２突出部１４Ｃは後述の第１突出部１４Ｇに対向可能である。

切換伝達部１４Ｂの一端寄りの部分には、図３、図４に示されるように環状当接部材１４Ｅが環装されている。環状当接部材１４Ｅは、切換伝達部１４Ｂと第３壁筒状部２Ｇとの間に配置されており、その外周面には直径方向に突出する一対の回止め突起部１４Ｆが設けられている。回止め突起部１４Ｆが第３壁筒状部２Ｇの内周面に設けられた図示せぬ凹部に当接することにより、環状当接部材１４Ｅは第３壁筒状部２Ｇに対して相対的に回転不能である。また、環状当接部材１４Ｅは大径部（フランジ部）と、の第３壁筒状部２Ｇの内周部の不図示の小径部とが当接し、更に止め輪２Ｈによって、その軸方向において第３壁筒状部２Ｇに対して移動不能に固定されている。環状当接部材１４Ｅの内周面は切換伝達部１４Ｂの外周面に当接しており、環状当接部材１４Ｅに対して切換伝達部１４Ｂを回転可能に支承している。

環状当接部材１４Ｅの図３の右側の一端には、ラチェット機構を構成する第１突出部１４Ｇが設けられている。第１突出部１４Ｇは、ソレノイド駆動部１４のＯＮ位置からＯＦＦ位置へと向かう方向、即ち、図３の左側から右側へと向かう方向へ突出している。第２突出部１４Ｃの回転方向の反対側に相当する第１突出部１４Ｇの端部は、図６に示されるように第１突出部傾斜面１４Ｈを有している。第１突出部１４Ｇは第２突出部１４Ｃと対向当接可能である。第１突出部１４Ｇの突出端、第２突出部１４Ｃの突出端は、図６に示されるように、それぞれ平坦面になっている。

ソレノイド１３に通電してないＯＦＦ状態のときには、図４に示されるように、第２突出部１４Ｃは第１突出部１４Ｇから離間した状態となる。ソレノイド１３に通電してＯＮ状態となると、図３、図６（ａ）に示されるように、第２突出部１４Ｃが環状当接部材１４Ｅのフランジ部に近接し、第１突出部１４Ｇが切換伝達部１４Ｂのフランジ部に近接対向する。更に、ソレノイド１３がＯＮ状態のときであって、後述のように従動回転軸１２が回転し始めてから略３／４回転する回転位置よりも僅かに手前の回転位置となったときには、図６（ｂ）に示されるように、第１突出部傾斜面１４Ｈに第２突出部傾斜面１４Ｄが乗上げてゆき、図６（ｃ）に示されるように、第１突出部１４Ｇの突出端と第２突出部１４Ｃの突出端とが互いに対向して、第１突出部１４Ｇに第２突出部１４Ｃが乗り上げる。

このことにより、切換伝達部１４Ｂ及びソレノイド駆動部１４をＯＦＦ位置へ強制的に後退させ、後述のフライホイール９と従動回転軸１２との連結を強制的に解除させるように構成されている。従動回転軸１２が回転し始めてから略３／４回転した回転位置とは、駆動子１８が先端側へ移動して釘が打ち込まれるときの位置であり、駆動子１８の先端がダンパー部２Ｄの板状部材２Ｅに衝突するときの位置に相当する。

切換伝達部１４Ｂの一端には、−状突出部１４Ｉが設けられている。−状突出部１４Ｉは、切換伝達部１４Ｂの一端において切換伝達部１４Ｂの直径方向に渡って切換伝達部１４Ｂの軸方向に突出しており、後述の付勢部１５の一端に形成された−状凹部１４ａに係合されている。

切換伝達部１４Ｂの一端に対向する位置には、付勢部１５が設けられている。付勢部１５は一端側が略円柱状の縮径部をなしており、他端側は縮径部と接続され縮径部と同軸的な拡径部となっている。縮径部には、ソレノイド駆動部１４のＯＦＦ位置からＯＮ位置へと向かう方向へ窪んだ−状凹部１４ａが形成されており、切換伝達部１４Ｂの−状突出部１４Ｉが係合している。このため、切換伝達部１４Ｂの回転位置を極めて正確な位置とすることができる。また、切換伝達部１４Ｂと付勢部１５とを一体回転させることができる。拡径部は円筒状をなしており、縮径部に接続されている拡径部の部分であって付勢部１５の軸心に相当する位置には、縮径部の方向へ窪んだ軸心位置凹部１４ｂが形成されている。

付勢部１５の外周面は、図３、図４又は図７に示されるように、ソレノイド駆動部１４のＯＦＦ位置からＯＮ位置へと向かう方向に対して所定の角度をなす方向へと除々に窪みが深くなる傾斜面１５Ａと、最も窪みの深い最深部１５Ｂとを有する。最深部は略球面の一部をなす形状をしており、ソレノイド１３に通電してないＯＦＦ状態のときには、後述のボール１６が最深部に収容されるように構成されている。付勢部１５の最外径は従動回転軸１２内部空間の内径より僅かに小さくなるように構成されている。

傾斜面１５Ａ及び最深部１５Ｂと従動回転軸１２内部空間を画成する内周面との間には隙間１５ａが画成されている。隙間１５ａにおける最深部１５Ｂ表面から従動回転軸１２の内部空間を画成する内周面までの距離と、従動回転軸１２の孔１２ａ付近の肉厚との和は、ボール１６の直径と略等しくなるように最深部１５Ｂは構成されている。この付勢部１５とボール１６とソレノイド１３と後述のラチェット機構とからクラッチ機構が構成されている。ボール１６は、その一部が孔１２ａ内に常時収容されており、このため、後述のソレノイド駆動部１４の伸縮方向及び従動回転軸１２の略周方向への移動が規制され、従動回転軸１２の半径方向への移動のみが許容されている。

より具体的には、ボール１６は、ソレノイド駆動部１４がＯＦＦ位置にあり縮んでいる状態で最深部１５Ｂ表面と当接しており、この状態ではボール１６の一部が孔１２ａから従動回転軸１２外周面より突出することはない。またソレノイド駆動部１４がＯＮ位置にあり伸長している状態では、図３に示されるように、ボール１６は傾斜面１５Ａと当接し、従動回転軸１２外周面よりボール１６の一部が突出する。このことによりボール１６が、従動回転支持部１７の前述の略コの字状の部分に嵌合しクラッチリング１７に当接する状態となるように構成されている。

なお、打込機１本体の傾きによっては、ボール１６が重力によって孔１２ａから突出することがあるが、ボール１６は傾斜面１５Ａにより支持されていないため、付勢力は殆ど無く、後述のコイルスプリング１１が付勢されることはない。

また、従動回転軸１２の内部には圧縮バネであるソレノイド戻りバネ１４Ａが設けられている。ソレノイド戻りバネ１４Ａは、付勢部１５の軸心位置凹部１４ｂに一端が係合しており、ソレノイド戻りバネ１４Ａの他端は、後述の従動回転軸内筒状部材の内周面を画成するスプリング着座部１２Ｂに当接している。従って、ソレノイド戻りバネ１４Ａは付勢部１５及び切換伝達部１４Ｂを常時ソレノイド１３の方向へ付勢している。

従動回転軸１２は、その内部に従動回転軸内部筒部材１２Ｆを有している。従動回転軸内部筒部材１２Ｆは、従動回転軸１２の周面から従動回転軸１２の半径方向内方へ延出して設けられた筒部材支持部１２Ｇに固定されて支持されており、従動回転軸１２内部であって従動回転軸１２の孔１２ａよりも後述のフライホイール９寄りの部分に、従動回転軸１２と同軸的に配置されている。従動回転軸内部筒部材１２Ｆは、従動回転軸１２の周面と一体で回転可能である。

従動回転軸内部筒部材１２Ｆの内周面の一部は、図３に示されるように、段部たるスプリング着座部１２Ｂを規定する。スプリング着座部１２Ｂよりもソレノイド１３から離間する方向の部分は支持軸１２Ｄをなす。支持軸１２Ｄには、ベアリング９Ａを介して、フライホイール９が回転可能に設けられている。支持軸１２Ｄの端部には、ベアリング９Ａ脱落防止のための止め具９Ｂが、ネジ９Ｃによって取り付けられている。

前述のように、従動回転軸１２は、第２壁２Ｂ及び第３壁２Ｃに対して回転可能に支承されている。このため、従動回転軸１２の一部をなす従動回転軸内部筒部材１２Ｆの支持軸１２Ｄにベアリング９Ａを介して回転可能に設けられるフライホイール９は、従動回転軸１２に対して自由に回転可能であると共に、ハウジング２に対して回転可能に支持された状態になっている。

フライホイール９の外周には、歯部が設けられてモータ８のギア８Ｂと噛合しており、ギア８Ｂが回転することによりフライホイール９は、図１において時計回りに回転する。フライホイール９は、その回転軸及び従動回転軸１２と同軸的な位置に駆動回転軸１０を有する。駆動回転軸１０の一端は、フライホイール９の外周の歯部と一体で接続されており、その外径は、従動回転軸内部筒部材１２Ｆが設けられている部分における従動回転軸１２の外径より大径に構成されている。駆動回転軸１０の他端は略円筒状をなし駆動回転軸１０よりも縮径のフライホイール縮径部１０Ａに接続されている。

フライホイール縮径部１０Ａの内周面と従動回転軸内部筒部材１２Ｆの外周面との間には、外形が略筒状をしたワンウェイクラッチ９Ｄが設けられている。ワンウェイクラッチ９Ｄは、フライホイール縮径部１０Ａ、従動回転軸内部筒部材１２Ｆとそれぞれ同軸的に配置されており、フライホイール縮径部１０Ａの内周面に圧入されることにより、フライホイール縮径部１０Ａに対して回転不能に固定されている。従って、ワンウェイクラッチ９Ｄは従動回転軸内部筒部材１２Ｆを環装し、フライホイール縮径部１０Ａはワンウェイクラッチ９Ｄを環装する。

ワンウェイクラッチ９Ｄは、略円筒形状をしたケーシング９Ｅと、その軸方向へ配置された複数本の円柱状部材９Ｆと、図示せぬ複数のバネとを備える。円柱状部材９Ｆは、ケーシング９Ｅの内周面に形成された図示せぬ溝状の凹部に嵌合されており、その周面の一部がケーシング９Ｅの内周面から突出している。図示せぬバネは、図示せぬ溝状の凹部にそれぞれ設けられており、円柱状部材９Ｆがケーシング９Ｅの内周面から突出するように付勢している。図示せぬバネが付勢する方向は、円柱状部材９Ｆの半径方向に対して所定の角度をなす方向である。

この構成により、フライホイール縮径部１０Ａが回転する方向（時計回り）へ、フライホイール縮径部１０Ａに対して従動回転軸内部筒部材１２Ｆが相対的に回転しようとするときには、円柱状部材９Ｆがケーシング９Ｅの内周面から突出する方向へ移動し、円柱状部材９Ｆとフライホイール縮径部１０Ａとの間に食込むように作用する。このことによりフライホイール９に対して相対的に回転不能に従動回転軸及び従動回転軸内部筒部材１２Ｆをフライホイール９及びフライホイール縮径部１０Ａに連結する。

一方、フライホイール縮径部１０Ａが回転する方向とは反対の方向（反時計回り）へ、フライホイール縮径部１０Ａに対して従動回転軸内部筒部材１２Ｆが相対的に回転しようとするときには、円柱状部材９Ｆがケーシング９Ｅの内周面から図示せぬ溝内へ収容される方向へ移動可能となり、円柱状部材９Ｆとフライホイール縮径部１０Ａとの間での食込むように作用する状態が解除された状態となる。このことにより、ワンウェイクラッチ９Ｄは、フライホイール９に対して相対的に回転自在に従動回転軸を支承する。

クラッチ機構を構成するコイルスプリング１１によってフライホイール９に従動回転軸１２が連結された瞬間に、従動回転軸１２が相対的にフライホイール９の回転速度より速い回転速度になってしまうことがあるが、ワンウェイクラッチ９Ｄによって、この回転速度差の発生を防止することができる。このため、コイルスプリング１１の従動回転軸１２への締付けが緩むことを防止でき、動力を充分に伝達できなくなることを防止することができる。

駆動回転軸１０にはコイルスプリング１１が、当該コイルスプリング１１の軸方向と駆動回転軸１０の軸とが略同軸となるようにその一端側１１Ａで固定されている。駆動回転軸１０に設けられた図示せぬ突出部にコイルスプリング１１の一端側１１Ａが掛けられることにより、一端側１１Ａは駆動回転軸１０に固定されている。コイルスプリング１１の他端側１１Ｂは、クラッチリング１７のスプリング保持部１７Ｂに形成された貫通穴たる孔１７ａに挿入されることにより、クラッチリング１７に固定されている。

コイルスプリング１１の一端側１１Ａが駆動回転軸１０に固定されているため、コイルスプリング１１と従動回転軸１２との動力的な接続を遮断可能な構成とすることができる。また、フライホイール９と一体に回転するコイルスプリング１１の回転の慣性力を釘打ちのためのエネルギーとして利用することができる。

コイルスプリング１１は鋼線が略円筒状に巻回されて構成されており、図３又は図４に示されるように、コイルスプリング１１を構成する鋼線の、互いに隣接する環どうしの間が密になった状態で巻回されている。また、コイルスプリング１１の環を構成する鋼線は、コイルスプリング１１の一端側１１Ａから他端側１１Ｂに向かう方向において、一端側１１Ａ側から反時計回り方向に鋼線が巻回されて構成されている。よってコイルスプリング１１を構成する鋼線の螺旋方向はフライホイール９の回転方向と反対方向になっている。

またコイルスプリング１１の内径は、自由状態では駆動回転軸１０の外径と略同じか若干小径に構成されている。コイルスプリング１１に対向する従動回転軸１２の外径は駆動回転軸１０外径より小さい。従って、ソレノイド１３に通電されていない状態では、コイルスプリング１１の内径は従動回転軸１２の外径よりも大きく、コイルスプリング１１と従動回転軸１２との間に隙間ができている緩んだ状態となっており、コイルスプリング１１と従動回転軸１２とは非連結状態にある。

上述のようにコイルスプリング１１がフライホイール９に固定されて一体回転している状態で、ソレノイド１３に通電することにより、ボール１６がクラッチリング１７に接触する。すると、従動回転軸１２の回転速度よりもフライホイール９の回転速度の方が早いためコイルスプリング１１の径が絞られ、コイルスプリング１１を介してフライホイール９と従動回転軸１２とを連結することができる。

またクラッチ機構が動力遮断状態、即ち駆動子１８を駆動しない状態では、コイルスプリング１１の内径が従動回転軸１２の外径より大きく、この状態でモータ８を回転したとしても、従動回転軸１２が回転することはない。従って駆動子１８の制御をより正確に行うことができる。またコイルスプリング１１と従動回転軸１２との間の摩擦に起因する、摩耗や発熱も抑制することができる。

以上の構成に係る打込機１について、釘を打ち込む動作について説明する。先ず作業者がトリガ５を引くと共にプッシュレバー６Ａを被打込部材に押し当てるか、プッシュレバー６Ａを被打込部材に押し当てた後にトリガ５を引く。すると、電池４を電源としてモータ８が回転し、モータ８に噛合しているフライホイール９、駆動回転軸１０、及びコイルスプリング１１が回転する。

モータ８が駆動することにより、フライホイール９は角速度が増し、回転エネルギーを蓄積する。この時ボール１６は孔１２ａから突出せずクラッチリング１７に当接していない。このため、コイルスプリング１１は、図４に示されるように、従動回転軸１２と連結されておらず従動回転軸１２が回転することはない。よってこの状態では、コイルスプリング１１と従動回転軸１２との間に摩耗は発生しない。

モータ８が回転を開始してから所定時間が経過し、駆動子１８を駆動可能なエネルギー（釘等の止め具を打込む為に必要なエネルギー）がフライホイール９に蓄積された状態でソレノイド１３に通電されＯＮの状態となり、ソレノイド戻りバネ１４Ａの付勢力に抗してソレノイド駆動部１４が伸長する。この時に隙間１５ａ内で、ボール１６の付勢部１５と接する面が最深部１５Ｂ表面から傾斜面１５Ａに変わる。そしてソレノイド駆動部１４が伸長してゆくことにより、ボール１６は、傾斜面１５Ａにより従動回転軸１２の半径方向外方に移動されて、従動回転軸１２表面より突出する。

従動回転軸１２表面からボール１６が突出するとボール１６はクラッチリング１７の略コの字状の部分に嵌合し、クラッチリング１７に当接する。すると、ボール１６によって従動回転軸１２とクラッチリング１７とが連結される。このとき、ボール１６とクラッチリング１７との間で摩擦力が作用するため、クラッチリング１７と従動回転軸１２が一体に回転しようとするので、クラッチリング１７は従動回転軸１２の回転速度と同じになる。従動回転軸１２は停止状態から回転を開始するため、フライホイール９との間に回転差が生じる。

そのため他端側１１Ｂが螺旋方向に回転された状態になり、その結果コイルスプリング１１の内径が縮小される。そしてコイルスプリング１１の内径が縮小され続け、コイルスプリング１１が従動回転軸１２を締め付けるようにしてコイルスプリング１１が従動回転軸１２に連結され、従動回転軸１２はコイルスプリング１１及びフライホイール９と一緒に一体回転するようになる。

このように一体回転するようになる瞬間には、従動回転軸１２にフライホイール９の回転エネルギーが一気に伝達されるため、フライホイール９の回転速度よりも従動回転軸１２の回転速度の方が一瞬速くなろうとし、相対的にフライホイール９の回転方向が従動回転軸１２の回転方向に対して逆方向になろうとする。しかし、ワンウェイクラッチ９Ｄにより従動回転軸１２の回転速度がフライホイール９の回転速度を追い越そうすることが防止され、従動回転軸１２とフライホイール９とはただちに一体となって回転し、コイルスプリング１１が従動回転軸１２を締め付けるようにしてコイルスプリング１１が従動回転軸１２に連結された状態が維持される。

このとき付勢部１５と従動回転軸１２とはボール１６を介して連結される。このことにより付勢部１５は従動回転軸１２と一体回転する。そして従動回転軸１２が回転することにより、従動回転軸１２のピニオン１２Ｃに噛合するラック１８Ａを有する駆動子１８がハウジング２の先端側に移動する。従動回転軸１２にはフライホイール９の回転エネルギーが伝達されるため、従動回転軸１２はコイルスプリング１１と連結された状態で急激に高速回転することになる。従動回転軸１２の急激な高速回転に応じて駆動子１８もハウジング２の先端側に急激に移動する。尚、ソレノイド１３がＯＮされるとモータ８への電力供給は停止され、フリーに回転する。

そして、従動回転軸１２が回転し始めてから略３／４回転する僅かに手前の回転位置となったとき、即ち、駆動子１８の先端がダンパー部２Ｄの板状部材２Ｅに衝突する直前の位置となったとき、図６（ｃ）に示されるように、ラチェット機構の第１突出部１４Ｇに第２突出部１４Ｃが乗り上げ、切換伝達部１４Ｂ及びソレノイド駆動部１４をＯＦＦ位置へ後退させる。このことにより、付勢部１５はソレノイド戻りバネ１４Ａの不勢力により図３の右方向へ移動し、ボール１６は付勢部１５の最深部１５Ｂに当接する。このことによりボール１６とクラッチリング１７との当接は解除されクラッチがＯＦＦの状態となり、コイルスプリング１１は緩んで打込動作が開始される前の内径に戻る。これにより、フライホイール９と従動回転軸１２との連結は解除される。このため、駆動子１８がダンパー部２Ｄの板状部材２Ｅに衝突するときには、フライホイール９の回転による慣性力が駆動子１８に作用していない状態とすることができ、ダンパー部２Ｄが破損することを極力防止することができる。そして、駆動子１８の先端側に設けられたブレード１８Ｂにより図示せぬ釘が被打込部材に打ち込まれる。

打込完了時であってラチェット機構の第１突出部１４Ｇに第２突出部１４Ｃが乗り上げている状態のときに、ソレノイド１３への通電は終了されてＯＦＦの状態となり、ソレノイド駆動部１４はソレノイド戻りバネ１４Ａの付勢力によりＯＦＦ位置に維持される。付勢部１５も同様の位置に維持されるため、ボール１６は最深部１５Ｂ表面に着座したままである。

駆動子１８は、釘を打込後に従動回転軸１２がコイルスプリング１１との連結が切断された状態になると、先端側へと付勢する力が働かなくなるため、駆動子１８に接続された駆動子戻りバネ１９により後端側へと移動されて釘打ち込み前の状態に戻る。

本発明による打込機は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、コイルスプリング１１は、フライホイール９と常時一体回転するように構成されていたがこれに限定されない。例えば、従動回転軸と常時一体回転するようにし、コイルスプリングとフライホイールとをクラッチ機構により連結したり連結を解除したりしてもよい。

本実施の形態に係る打込機を表す側方断面図。 本実施の形態に係る打込機を表す平面断面図。 本実施の形態に係る打込機においてクラッチ機構が動力接続状態となっている様子を示す要部断面図。 本実施の形態に係る打込機においてクラッチ機構が動力遮断状態となっている様子を示す要部断面図。 本実施の形態に係る打込機のラチェット機構の第１突出部を示す側面図。 本実施の形態に係る打込機のラチェット機構の第１突出部と第２突出部とを示す概念図であり、（ａ）はソレノイド駆動部がＯＮの状態であってクラッチＯＮ状態のときの様子をしめす概念図、（ｂ）は第２突出部が第１突出部に乗り上げ始めた様子を示す概念図、（ｃ）は第２突出部が第１突出部に乗り上げた様子を示す概念図。 本実施の形態に係る打込機の付勢部を示す概念図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図。

符号の説明

１・・打込機 ２・・ハウジング ７・・マガジン ８・・モータ ９・・フライホイール ９Ｄ・・ワンウェイクラッチ １１・・コイルスプリング １２・・従動回転軸 １３・・ソレノイド １４・・ソレノイド駆動部 １４Ｂ・・切換伝達部 １５・・付勢部 １６・・ボール

Claims (3)

1. ハウジングと、
   該ハウジングに設けられたモータと、
   該ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、
   該ハウジングに回転可能に支持され、該モータに駆動されて回転するフライホイールと、
   該ハウジングに回転可能に設けられた従動回転軸と、
   該従動回転軸によって駆動される駆動子とを備えた打込機において、
   該フライホイールの回転力を該従動回転軸に伝達可能なコイルスプリングと、
   該フライホイールと該従動回転軸とを該コイルスプリングを介して選択的に連結可能なクラッチ機構とを備え、
   該従動回転軸と該フライホイールとの間にワンウェイクラッチが設けられていることを特徴とする打込機。
2. 該コイルスプリングの一端は該フライホイールに同軸的に固定され、該コイルスプリングの他端部は該従動回転軸と連結可能であり、
   該クラッチ機構は、該コイルスプリングと該従動回転軸とを接続する動力接続位置と、該コイルスプリングと該従動回転軸とを分離する動力遮断位置との間で移動可能に構成されることを特徴とする請求項１記載の打込機。
3. 該コイルスプリングの一端が該フライホイールに同軸的に固定されると共に他端の内径内に該従動回転軸が挿入されるように配置され、該クラッチ機構が動力遮断位置にあるときには該コイルスプリングの他端はその内径が該従動回転軸の外径より大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の打込機。

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