JP2008142888A - 固定素子のための手持ち打込み装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ねじ山の端縁に負担がかからず、製造安価なねじスピンドル動作の手持ち打ち込み機を得る。
【解決手段】固定素子６０のための手持ち打込み装置であって、移動可能に配置し、駆動ばね素子３１により駆動可能とした打込みプランジャと、駆動ばね素子３１のための牽引装置７０とを設け、張力付与装置７０にモータ７１により回転するねじスピンドル７６を設けた打ち込み装置において、ねじスピンドル７６に、走行ナット７８を回転不能かつ軸線方向に移動可能にガイドし、走行ナット７８は、モータ７１を制御する制御ユニット２３の制御下で、第１端部位置８３と第２端部位置８４との間を往復移動可能とし、駆動ばね素子３１を緊張位置に移動し、続いて走行ナット７８を第２端部位置８４から第１端部位置８３復帰移動可能とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、請求項１の前段に記載する特徴を備える手持ち打込み装置（いわゆる「鋲打ち機」）に関するものである。このような手持ち打込み装置は、移動可能に設けた打込みプランジャによって、固定素子を基礎構造に打ち込むことができる。

打込み装置は、たとえば電動式とし、打込みプランジャのエネルギー蓄積体として設けた駆動ばねは、電動の張力付与メカニズムにより緊張（張力付与）可能とする。このような打込み装置の利点は、その構成簡単かつ製造安価な構造となる点である。

特許文献１は、電動式の釘打ち機として構成した打込み装置を記載する。これには打込みプランジャを設け、これの打込み方向とは反対側の端部には、スピンドル状のねじ山を構成する。半径方向外方に打込みプランジャ周囲に設けたスリーブは、駆動モータにより回転駆動可能とし、これらのスリーブ内に走行するボールが、ねじ部分のねじ山と噛み合い、打込みプランジャを、駆動ばね素子に抗して軸線方向に動かす。打込み作業の開始には、第１拘束スリーブを、スリーブの外側に当接し、トリガーの際に軸線方向に移動可能とし、係合ボールを半径方向外方に移動できるようにする。他の拘束スリーブを、第１拘束スリーブの外側に当接してガイドし、ねじ山と噛み合っているボールが半径方向外方に飛び出すのを制御する。
米国特許第３８１０５７２号明細書

この打込み装置の欠点は、一方ではそれら３個のスリーブの構造が非常に複雑であり、打込み装置のコストが高くなるという点にある。他方では、打込み装置を作動させる際の短時間、駆動ばね素子の力全体が、ねじ山の端縁の極めて小さい面に加わり、最後尾の係合ボールを離脱させようとする点にある。このことで、ねじ山の端縁が壊れる危険性が生じる。

同類のもので、電動タッカとして構成された打込み装置を記載する。この打込み装置では、打撃ピンとして構成した打込みプランジャを、回転電動モータによって、駆動ばねに抗して緊張（張力付与）位置に移動する。さらに打込みプランジャには歯を設け、これを、電気モータ駆動のねじスピンドルと係合可能とする。駆動ばねが張力を付与された端部位置にあるとき、ねじスピンドルは、外方に回動して打込みプランジャの歯との係合から離脱する。この緊張（張力付与）位置において、打込みプランジャは、制止部材によりロック可能である。打込み作業の遂行は、作動レバーまたは押しボタンなどの作動スイッチを作動することで開始し、作動スイッチの作動により制止部材は打込みプランジャにおける制止状態から解放される。この電動タッカで打ち込む固定素子は、たとえばマガジンなどに貯蔵することができる。
独国特許出願公開第３２３７０８７号明細書

この打込み装置の欠点は、制御の下で外方に回動可能なスピンドルはコストのかかる構造である点にある。さらに、回動可能なスピンドルは、大きくて重く、手持ち打込み装置には向かない。

したがって、本発明の課題は、上述の特徴を備え、上述の欠点を回避した打込み装置を得ることにある。

この課題は、請求項１に記載する特徴によって達成される。これによれば、ねじスピンドルに、走行ナットを回転不能かつ軸線方向に移動可能にガイドし、前記走行ナットは、前記モータを制御する制御ユニットの制御下で、第１端部位置と第２端部位置との間で往復移動可能とし、前記走行ナットを、張力付与サイクルで、前記第１端部位置から前記駆動ばね素子を緊張位置にセットする前記第２端部位置へと移行可能とし、続いて前記走行ナットを前記第２端部位置から前記第１端部位置に復帰移動できる構成とする。こうすることで、打込み作業前に走行ナットは初期位置へと戻るので、駆動ばね素子の駆動範囲が空く。走行ナットが打込みプランジャと係合して駆動ばね素子が打込みプランジャ１３により間接的に緊張されると、打込みプランジャは、走行ナットの移動のあとで、同じようにその初期位置へと障害無く移動することができる。ここでは、ねじスピンドルを回動して外すための複雑なメカニズムは不要である。同じように、ねじスピンドルのねじ山の端縁が損傷を受ける心配もする必要はない。

さらには、走行ナットに、ねじスピンドルのためのねじ山係合手段として、少なくとも１個のボールを設けると好適である。このようにボールナットとして構成することで、打込みプランジャを駆動ばね素子に抗して張力付与する際に生じる摩擦やエネルギーロスを、大幅に減らすことができる。

さらに好適には、前記制御ユニットを、第１制御導線を介して前記制止装置に、また、第２制御導線を介して前記モータに接続する。これにより、たとえば制止装置のつめが張力付与動作の終わりに張力付与装置が制止装置のつめを通り過ぎるとき（打込みプランジャを制止装置にロックする際など）、制御信号を発生して、走行ナットをその第１端部位置に戻すためのモータの回転方向の切り替えを制止装置により制御可能とすることができ、代案として、モータの回転方向の切り替えは、駆動ばね素子および場合によっては打込みプランジャも緊張（張力付与）位置におけるある時点に達するモータ負荷に到達した時点で行うこともできる。

技術的に簡単に走行ナットを回転不能にする構造として、第２ガイド素子を設け、この第２ガイド素子に、前記走行ナットを回転不能にガイドすると好適である。

さらに好適には少なくとも１個の緩衝素子を設け、この緩衝素子から、この緩衝素子と係合する打込みプランジャの第１ストッパまでの軸線方向距離が、端部位置における走行ナットから、この走行ナットに対峙する、打込みプランジャのストッパのうち１個までの軸線方向距離よりも小さくする。これにより打込みプランジャが打込み作業の終わりに、第１端部位置に存在する走行ナットに衝突するのを防ぐことができる。打込みプランジャは、常に少なくとも１個の緩衝素子にのみ衝突するので、走行ナットの寿命が長くなる。

モータを、その駆動軸がねじスピンドルの回転軸線に平行になるように取り付け、モータを、ねじスピンドルの両端部に画定される平面の間に取り付けると、コンパクトな構造となる。

図１〜４に示す電動の本発明手持ち打込み装置（鋲打ち機）１０には、ハウジング１１と、このハウジング１１内に配置した、打込みプランジャ１３のための、全体的に参照符号３０で示す駆動装置とを設け、打込みプランジャ１３はガイド１２に移動可能に案内し、さらに（とくに図２に示すように）、ガイド部分３５と一緒に第１ガイド素子１７に案内される。駆動装置３０の駆動ばね素子３１は、その一方の端部をハウジング１１の支持部３２に支持し、他方の端部を打込みプランジャ１３に係合させる。

ガイド１２の打込み方向２７の端部は砲口部分１５に連続し、この砲口部分１５には、ガイド１２に同軸状の打込みチャネル１６を、固定素子６０のために設ける。砲口部分１５から側方に突出する固定素子マガジン６１を設け、このマガジン内に固定素子を装填できるようにする。

さらに、打込み装置１０には、グリップ２０を設け、このグリップに打込み装置１０による打込み作業を作動させる作動スイッチ１９を設ける。さらにグリップ２０内には、全体的に参照符号２１で示した電源を取り付け、ここから打込み装置１０に電力を供給する。電源２１には、少なくとも１個の蓄電池を設ける。電源２１は、給電導線２４により、電気的な制御ユニット２３および作動スイッチ１９に接続する。さらに作動スイッチ１９はスイッチ導線５７により、制御ユニット２３に接続する。

打込み装置１０の砲口部分１５には、押圧センサとして構成した、安全装置２５の押圧素子１４を取り付け、この押圧素子１４により、安全装置２５の電気的な押圧スイッチ２９を操作可能にし、押圧スイッチ２９はスイッチ手段導線２８により、制御ユニット２３に電気的に接続する。打込み装置１０の砲口部分１５の砲口１８を、図１に示すように被加工物Ｕに押し当てると、電気的な押圧スイッチ２９は、制御ユニット２３に電気信号を伝送し、打込み装置１０を正常に被加工物Ｕに押圧した場合にのみ、打込み装置１０が作動するように制御する。さらに押圧素子１４は、打込みチャネル１６に規定される軸線Ａに沿って、図示しない初期位置と、図１、２、４に示す押圧位置３７との間を移動可能とする。このとき、押圧素子１４はばね素子２２によって、その初期位置の方向に弾性的に押圧する。

さらに、打込み装置１０には、全体的に参照符号７０で示す張力付与装置を設ける。この張力付与装置７０に設けた電動モータ７１により、ねじスピンドル７６を駆動するようにし、このねじスピンドル７６は、ハウジング内で２個の軸受により、回転可能であるが移動不能に配置する。モータ７１は、第２制御導線７４を通じて制御ユニット２３に接続することで、押圧素子１４が動作して押圧スイッチ２９が押圧されたとき、または打込み作業が完了し、打込み装置１０を再び被加工物Ｕから離したときなどに、作動できる構成とする。このモータ７１は、どちらの回転方向にでも駆動できるように切り替わるようにする。モータ７１の駆動軸に駆動ホイール７２を取り付け、ねじスピンドル７６のスピンドルホイール７５に、伝動素子７３を介して駆動連結し、モータ７１が作動すると、ねじスピンドル７６が回転運動を始める構成とする。このとき、伝動素子７３は、ベルト、歯付きベルト、チェーン、カルダン軸、連結ロッドや歯車などとして構成する。モータ７１の駆動軸線はねじスピンドル７６の回転軸に平行とし、モータ７１は、ねじスピンドル７６の両端部の間に収まるように配置する。ねじスピンドル７６には、ボールナットとして構成した走行ナット７８をガイドし、この走行ナット７８は、少なくとも１個の球体７８ａを介して、ねじスピンドル７６のねじ山と噛み合う構成とする。特に図２に示すように、第２ガイド素子７９により、走行ナット７８が回転しないように、しかし軸線方向には移動可能にガイドすることでねじスピンドル７６の回転を、走行ナット７８の軸線方向の移動に転換することができる。走行ナット７８は、打込み方向２７と反対に動くとき、打込みプランジャ１３の、フランジとして構成したストッパ５９に衝合するため、このストッパ５９は走行ナット７８と一緒に動かされ、打込み準備位置へと移動する。このとき駆動ばね素子３１は、弛緩位置３４から図３に示す緊張位置３３に移行する。

打込みプランジャを、図３に示す打込み準備位置に把持するために、全体的に参照符号５０で示した制止装置を設け、これに設けたつめ５１は、制止位置５４において、打込みプランジャ１３のフランジ５８の制止面５３と噛み合い、駆動ばね素子３１の力に抗して把持する。このつめ５１は制御モータ５２に設け、この制御モータ５２によって図４に示す解放位置５５に移動可能とする。制御モータ５２は、電気的な第１制御導線５６により制御ユニット２３と接続し、この制御ユニット２３が、制御モータの調整コマンドを伝送する。

図１に示すように、打込み装置１０を被加工物Ｕに押圧すると、まず、押圧素子１４および電気的な押圧スイッチ２９により、制御ユニット２３が打込み準備状態に移行するよう、モータ７１に切り換えコマンドを伝送し、モータ７１は駆動ホイール７２、伝動素子７３、およびスピンドルホイール７５を介して、ねじスピンドル７６を、第1矢印８０の示す回転方向に回転させる。ねじスピンドル７６が回転することにより、このねじスピンドル７６にガイドした走行ナット７８は、打込み方向２７とは反対方向に軸線方向にスライドし、図３、４に示す、ねじスピンドル７６の砲口側端部にあるその第１端部位置８３から、図３に点線で示した走行ナット７８の第２端部位置８４に移動する。このとき、走行ナット７８は、打込みプランジャ１３のストッパ５９に衝合し、一緒に打込み方向２７とは反対方向に、打込み準備位置まで動かし、制止装置５０のつめ５１が自動的に、打込みプランジャ１３のフランジ５８の制止面５３と噛み合う。このとき、駆動ばね素子３１は、緊張し（張力付与され）、図４に示す弛緩位置３４から、図３に示す緊張（張力付与）位置３３に移行する。

制止装置５０のつめ５１が打込みプランジャ１３の制止面５３に係合し、制止装置５０が図３に示す制止位置５４をとり、この信号を制御ユニット２３が受信すると、制御ユニット２３はモータ７１を第２回転方向に回転させる。これにより、モータ７１は、駆動ホイール７２、伝動素子７３、およびスピンドルホイール７５を介して、ねじスピンドル７６を第２矢印８１の示す回転方向に回転させる。ねじスピンドル７６が回転することで、これにガイドした走行ナット７８は打込み方向２７の軸線方向にスライドし、制止装置５０近傍の第２端部位置８４（図３参照）から、ねじスピンドル７６の砲口側の端部における第１端部位置８３（図３に実線で示す走行ナット７８参照）に移動させる。

つぎにオペレータが作動スイッチ１９を作動させると、制御ユニット２３により制止装置５０は、図４に示す解放位置５５へと移行し、制御モータ５２によりつめ５１は第３矢印８２の方向に回動し、打込みプランジャ１３の制止面５３から離れる。

これにより、打込みプランジャ１３は、駆動装置３０の駆動ばね素子３１により、打込み方向２７に移動し、固定素子６０は被加工物Ｕへと打込まれる（図４参照）。このとき打込みプランジャは、打込み過程の終了時に、走行ナット７８に衝突する前に緩衝素子４０により制動され、走行ナットに損傷を与えずにすむ。少なくとも１個設けたこの緩衝素子４０から、これと係合する打込みプランジャ１３の第１ストッパまでの軸線方向距離Ｄ１は、第１端部位置８３における走行ナット７８から、この走行ナット７８に対峙する打込みプランジャ１３のストッパ５９までの軸線方向距離Ｄ２よりも小さいものとする。

打込みプランジャ１３を打込み準備位置に移送し、駆動ばね素子３１を緊張（張力付与）するために、打込み作業の終わりに、打込み装置１０が被加工物Ｕから再び離されるとき、または遅くても、打込み装置１０を新たに被加工物Ｕに押し付けるときには、張力付与装置７０は制御ユニット２３により新たに付勢され、上述した過程を繰り返す。

本発明打込み装置（鋲打ち機）の、被加工物に押し付けた状態を示す縦断面図である。 図１に示す本発明打込み装置のII‐II線上の横断面図である。 図１に示す本発明打込み装置の、打込み作業準備が完了した状態を示す縦断面図である。 図１に示す打込み装置の、打込み作業を動作させた後の縦断面図である。

符号の説明

１０ 打込み装置（鋲打ち機）
１１ ハウジング
１２ ガイド
１３ 打込みプランジャ
１４ 押圧素子
１５ 砲口部分
１６ 打込みチャネル
１７ 第１ガイド素子
１８ 砲口
１９ 作動スイッチ
２０ グリップ
２１ 電源
２２ ばね素子
２３ 制御ユニット
２４ 供電導線
２５ 安全装置
２７ 打込み方向
２８ スイッチ手段導線
２９ 押圧スイッチ
３０ 駆動配列
３１ 駆動ばね素子
３２ 支持部
３３ 緊張（張力付与）位置
３４ 弛緩位置
３５ ガイド部分
３７ 押圧位置
４０ 緩衝素子
５０ 制止装置
５１ つめ
５２ 制御モータ
５３ 制止面
５４ 制止位置
５５ 解放位置
５６ 第１制御導線
５７ スイッチ導線
５８ フランジ
５９ ストッパ
６０ 固定素子
６１ 固定素子マガジン６１
７０ 張力付与装置
７１ モータ
７２ 駆動ホイール
７３ 伝動素子
７４ 第２制御導線
７５ スピンドルホイール
７６ ねじスピンドル
７７ 軸受
７８ 走行ナット
７８ａ ボール
７９ 第２ガイド素子
８０ 第１矢印
８１ 第２矢印
８２ 第３矢印
８３ 第１端部位置
８４ 第２端部位置
Ｕ 被加工物
D１ 軸線方向距離
D２ 軸線方向距離

Claims (6)

1. 固定素子（６０）のための手持ち打込み装置であって、ガイド（１２）内に移動可能に配置し、少なくとも１個の駆動ばね素子（３１）により駆動可能とした打込みプランジャ（１３）と、前記駆動ばね素子（３１）のための張力付与装置（７０）と、前記駆動ばね素子（３１）を、緊張位置（３３）における前記制止装置（５０）の制止位置（５４）にロック可能とする制止装置（５０）と、前記制止装置（５０）を解放位置（５５）に移行可能とする作動スイッチ（１９）とを設け、前記張力付与装置（７０）には、モータ（７１）により回転運動をするねじスピンドル（７６）を設けた該打ち込み装置において、
   前記ねじスピンドル（７６）に、走行ナット（７８）を回転不能かつ軸線方向に移動可能にガイドし、前記走行ナット（７８）は、前記モータ（７１）を制御する制御ユニット（２３）の制御下で、第１端部位置（８３）と第２端部位置（８４）との間で往復移動可能とし、前記走行ナット（７８）を、張力付与サイクルで、前記第１端部位置（８３）から前記第２端部位置（８４）に移動して、前記駆動ばね素子（３１）を緊張位置に移動させ、続いて前記走行ナット（７８）を前記第２端部位置（８４）から前記第１端部位置（８３）に復帰移動できる構成としたことを特徴とする打ち込み装置。
2. 前記走行ナット（７８）に、前記ねじスピンドル（７６）のねじ山係合手段として、少なくとも１個のボール（７８ａ）を設けた請求項１に記載する打ち込み装置。
3. 前記制御ユニット（２３）を、第１制御導線（５６）を介して前記制止装置（５０）に、また、第２制御導線（７４）を介して前記モータ（７１）に接続した請求項１または２に記載する打ち込み装置。
4. 第２ガイド素子（７９）を設け、この第２ガイド素子（７９）に、前記走行ナット（７８）を回転不能にガイドした請求項１〜３のうち、いずれか一項に記載の打ち込み装置。
5. 少なくとも１個の緩衝素子（４０）を設け、この緩衝素子（４０）から、この緩衝素子（４０）と係合する打込みプランジャ（１３）の第１ストッパまでの軸線方向距離（Ｄ１）が、端部位置（８３）における走行ナット（７８）から、この走行ナット（７８）に対峙する、打込みプランジャ（１３）のストッパ（５９）のうち１個までの軸線方向距離（Ｄ２）よりも小さくした請求項１〜４のうち、いずれか一項に記載の打ち込み装置。
6. 前記モータ（７１）を、その駆動軸が、前記ねじスピンドル（７６）回転軸線に平行になるように取り付け、前記モータ（７１）を、前記ねじスピンドル（７６）の前記両端部に画定される平面の間に取り付けた請求項１〜５のうち、いずれか一項に記載の打ち込み装置。

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