JP2009202249A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】
止具を打込む時の反動を大きくせずにドライバブレードの耐久性を向上させ、ドライバブレードのピン嵌合穴部の応力集中による破損を防止できる打込機を提供する。
【解決手段】
打込機のシリンダ内を上下に摺動自在なピストン４の下方にボス４ａを形成し、ボス４ａには、ドライバブレード６の取付部６ａを嵌合する嵌合溝を形成し、ボス４ａに設けられた円形の穴にピン５を圧入する。ドライバブレード６の取付部６ａには、ピン５が嵌合する穴をピン５の外周から打込み方向に向って、長穴７になるように形成すると共に、幅方向の両端に円弧８となる曲線部を形成する。ドライバブレード６の上端９ａが嵌合溝の底部１０ａに当接するように挿入され、ピン５の上部がドライバブレード６に接し、ピン５の下部はドライバブレード６と接しないように、ドライバブレード６がピストン４に固定される。
【選択図】 図４

Description

本発明は、圧縮空気により駆動されるピストンによってドライバブレードを移動させ、釘などの止具を打込む打込機に関し、特に、ピストンに連結されるドライバブレードの形状とその取付け方法を改良した打込機に関する。

一般に、打込機は、木材などの被打込材にステープルや釘等の止具を打ち込むためにドライバブレードが用いられ、ドライバブレードは圧縮空気の圧力を受けるピストンの下部に固定される。そのピストン構造は、図８、図９に示すようにピストン４の下方（止具打出し方向）に一体で成型されたボス４ａに下から上方向に嵌合溝１０を形成し、嵌合溝１０とほぼ同形状のドライバブレード６の取付部６ａを前記嵌合溝１０に嵌合させると共に、ボス４ａに設けた円形の穴１２とドライバブレード６に設けた穴１１に、ピン５を圧入して、ドライバブレード６をピストン４に取り付ける。止具を打込む際に発生する荷重（止具から受ける反力）は、ドライバブレード６の上端部９ａを介して、嵌合溝１０の底面１０ａで受けるよう構成される。このような打込機は、例えば下記特許文献１に開示されている。

特開平９−１０９０５６号公報

しかしながら、上記の構成においては、比較的軟らかい木材や、止具がなくなったことに気付かずに打込み作業を行うと、打込み方向に余剰な荷重が発生し、その荷重はピン５およびドライバブレード６の穴１２で受けることになる。そのため、特にドライバブレード６の穴１２の周囲の特定の部分に応力が集中し、ドライバブレード６が破損するおそれがあった。

この状況をさらに説明する。図１０は、打込機の打込み動作をする際に、ピストン４、ドライバブレード６、釘などの止具２２、ピン５にかかる力を説明するための概念図である。これらは説明のために模式的に書いたものであり、その形状や寸法などは実際の装置とは一致しない。

図１０（１）において、打込機のトリガ（図示せず）が引かれると、圧縮空気によってピストン４を瞬間的に押し下げる強い力３１が働き、ドライバブレード６にその力が伝達され、ドライバブレード６の下端部９ｂにて止具２２を押しつける力３２が働く。この際、ドライバブレード６は、主に上端部９ａがピストンの嵌合溝の底面１０ａに接しているため、ピストン４からの強い力を直接受けることになる。次に、図１０（２）においてピストン４がストロークの下端付近まで移動すると、ピストン４がダンパ１５に衝突し、ダンパの反発力３３を受け、ピストン４の下方向への移動は停止する（この停止位置を「下死点」という）。この際、ドライバブレード６の動きも同様に停止されるが、下側から被打込材２３に打ち込まれた止具２２の反力３４を受けているため、ドライバブレード６には上下から圧縮される力を受ける。

上述が通常の打込み時の動作であるが、仮に、止具がなくなったことに気付かずに打込み（これを「空打ち」という）をしたり、比較的軟らかい木材への打込みをすると、ピストン４がストロークの下端付近まで移動した際に、図１０（３）に示すように止具からの反力が全くないか、または小さいため、ドライバブレード６にはその重心において矢印３５の方向に強い力が作用し、ピストン４を離れて下方向に飛び出そうとする。この力は、図１０（４）の部分拡大図で示すように、ピストン４のボスに貫通されたピン５の反力３５によって受け止められる。しかし、この際、図１０（５）に示す一部分２５に強い余剰な荷重（応力）がかかり、このような空打ちを繰り返したり、その回数が多いと、最悪な場合クラック２６が入るおそれがある。尚、図１０（５）ではクラック２６の形状を波形に描いているが、これは説明のために模式的に描いたに過ぎず、実際の形状とは一致しない。また、図１０（４）では、ピン５とドライバブレード６の穴１２の位置関係をわかりやすくするために、これらの間に隙間があるように描かれているが、実際には圧入などによって密着させるため隙間はない。

クラック２６発生の防止策として、ドライバブレード６の強度を向上すべく、ピストン４と嵌合するドライバブレード６の取付部６ａの厚さを厚くするか、幅を広くする等が考えられるが、それによりドライバブレード６が重くなり、止具を打込む時の反動が大きくなるという問題がある。

また、ドライバブレード６をピストン４に接着や溶接することによって強固に固定することも考えられるが、そうすると生産性が悪くなりコストアップにつながる。さらに、ドライバブレード６を強度のある材質に変更することも考えられるが、コストアップにつながる。

本発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、止具を打込む時の反動を大きくせずにドライバブレードの耐久性を向上させることのできる打込機を提供することである。

本発明の別の目的は、安価で組立性が良く、ドライバブレードにおける応力の局部発生による不具合を防止できる打込機を提供することである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つ特徴によれば、圧縮空気を貯留する蓄圧室と、蓄圧室と連通可能なシリンダと、シリンダ内を上下に往復運動するピストンと、ピストンの下部から上方向に形成された溝に挿入され、ピンにより固定される板状のドライバブレードを有し、蓄圧室に貯留された圧縮空気をシリンダ内に瞬時に供給することにより、ピストンを駆動し、ピストンに固定されたドライバブレードが止具を押すことによって止具を被打込材に打込む打込機において、ドライバブレードの上端が溝の底部に当接するように挿入され、ドライバブレードのピンが貫通される穴を、ピンの径よりも大きい形状とした。

ドライバブレードの穴はピストンの移動方向に長く、その移動方向と垂直方向に短い形状とする。その場合、穴の長手方向の長さは短手方向の長さよりも１０％以上大きく、特に好ましくは５０％以上大きくするようにすると良い。

また、ドライバブレードの穴は、ピストンの移動方向に長半径を有し移動方向と鉛直方向に短半径を有する楕円としたり、２つの半円を直線でつないだ長円状とすることができる。この場合に、ピンの下部がドライバブレードと接しないように、ドライバブレードをピストンに取付ける。

ピストンの下部には下方向に突出するボスが形成され、ボスにはドライバブレードを挿入するための溝がボスの下端から上方向に形成される。さらに、ボスには、溝を横切るように横方向にピンを挿入するための穴が形成される。

ピストンに固定されるドライバブレードの取付部の形状は略四角形の平板状であり、その側辺の片側又は両側において内側に向かう円弧状の輪郭を有し、取付部の上下方向中心部付近における幅が、取付部の上下方向端部における幅よりも狭くなるように構成する。あるいは、取付部の側辺に穴方向に頂点がある円弧状の切り欠きを形成するに構成する。

請求項１の発明によれば、ドライバブレードのピンが貫通される穴を、ピンよりも大きい形状としたので、空打ち時に発生する打込み方向の余剰な荷重を、ドライバブレードの穴の１カ所に集中させることなく分散されるため、穴の縁部に発生する応力を効果的に分散でき、ドライバブレードの耐久性を向上することができる。

請求項２の発明によれば、ドライバブレードの穴は、ピストンの移動方向と垂直方向に短い形状であり、長手方向の長さは短手方向の長さよりも大きいので、ドライバブレードの穴部に発生する応力を大幅に分散することができる。

請求項３の発明によれば、ドライバブレードの穴をピストンの移動方向に長半径を有する楕円にしたので、単純な形状であるドライバブレードの耐久性を向上することができる。

請求項４の発明によれば、ドライバブレードの穴を、２つの半円を直線でつないだ長円状としたので、ドリルでの穴あけ等がしやすく、製造時の加工性に優れる。

請求項５の発明によれば、ピストンの移動方向の長さがピンの直径よりも１０％以上大きく、確実にピンの下部に隙間ができるため、ドライバブレードの一部分に強い余剰な荷重を効果的に分散することができる。

請求項６の発明によれば、ピストンの下部のボスにて、溝を横切るように横方向にピンを挿入するための穴が形成するので、ドライバブレードを交換するときの作業性を良くすることができる。

請求項７の発明によれば、略四角形のドライバブレードの取付部の側辺の片側又は両側において内側に向かう円弧状の輪郭を形成したので、ドライバブレードの穴部に発生する応力をさらに分散することができる。

請求項８の発明によれば、略四角形のドライバブレードの取付部の側辺の片側又は両側において穴方向に頂点がある円弧状の切り欠きを形成したので、ドライバブレードの穴部に発生する応力をさらに分散することができる。

請求項９の発明によれば、ドライバブレードの穴の中心は、円柱状又は円筒形のピンの円周方向中心よりも下方に位置するようにオフセットされてドライバブレードがピストンに固定されるので、ドライバブレードの穴部に発生する応力を分散することができ、ドライバブレードの耐久性を向上することができる。また、ドライバブレードを軽量化できるため、打込み時の反動を小さくすることができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の一実施形態を図１〜図３に示す。図１は、仕上釘やステープルなどの止具を打込むための、本発明の一実施形態を示す打込機の部分断面図である。図２は、ピストンの外観を示す斜視図であり、図３は、打込機のピストンとドライバブレードの取付け構造を示す断面図であり、図４は図３のＡ−Ａ部の断面を示す別の断面図である。

図１に示すように打込機１は、図示しない圧縮機からの圧縮空気が、図示しないエアホースを介して、打込機１内の蓄圧室２に蓄積される。打込機１には、蓄圧室２に連通したシリンダ３が設けられ、シリンダ３内には上下方向に摺動自在に往復動するピストン４が設置される。このピストン４の下方（釘の打ち込み方向）には、ボス４ａが形成され、ドライバブレード６が嵌合できるように嵌合溝１０が設けられる。ドライバブレード６は、その取付部６ａが嵌合溝１０に嵌合され、ピン５によってピストン４に固定される。ピストン４の外周にはピストン４とシリンダ３間をシールするＯリング等のシール部材１８が設けられる。

シリンダ３には、蓄圧室２からシリンダ３に流入した圧縮空気が、戻し空気室１４方向にのみ流入するように、逆止弁１６を備えた空気通路１３と、シリンダ３内のピストン４の下側と連通してドライバブレード６を上死点に復帰させるための空気通路１７が設けられる。ピストン４の移動ストロークの下端付近にはドライバブレード６により釘等の止具２２を打ち込んだ後の余剰エネルギーを吸収するためのゴム等の可撓性材料からなるダンパ１５が設けられる。

打込み時には、蓄圧室２の圧縮空気によって、シリンダ３内のピストン４の上側が押圧されるため、ピストン４はシリンダ３内を急激に下死点方向に移動する。そして、ピストン４の下部に取付けられたドライバブレード６も共に下方に移動するため、その下端部９ｂによって止具２２が打ち込まれる。シリンダ３内のピストン４下側の空気は、ピストン４が下方に移動するにつれて空気通路１７を介して戻し空気室１４に流入し、ピストン４がシリンダ３に設けられた空気通路１３を通過してからはシリンダ３内のピストン４上側の圧縮空気も戻し空気室１４に流入する。止具２２を打ち込んだ後のドライバブレード６の余剰エネルギーは、ピストン４がダンパ１５をたわませることにより吸収される。シリンダ３内のピストン４上側の圧縮空気が排気されると、戻し空気室１４に蓄積された圧縮空気によって、シリンダ３内のピストン４下側が押圧されて、ピストン４及びドライバブレード６が上死点の位置に復帰する。

打込み動作時には、圧縮空気の作用によりピストン４と一体に結合されたドライバブレード６がシリンダ３内を急激に下死点方向に移動するため、その反作用として、打込機１本体が上方向に動く。この打込機本体の反動を小さくするためにピストン４を比重の小さい軽金属製で形成し、ドライバブレード６は釘を打撃するため鉄等の高強度材料製とするのが一般的である。それらの寸法は使用される止具２２のうち、最大のものを打撃できるように適宜設定される。

図２は打込機のピストン４の斜視図である。ピストン４は例えばアルミニウムなどの軽金属製から製造され、下方にはボス４ａが一体成型にて形成され、ボス４ａにはドライバブレード６が嵌合できるように嵌合溝１０が設けられる。さらに、ボス４ａにはドライバブレード６を固定するためのピンを挿入するための穴１２が、嵌合溝１０に嵌合されるドライバブレード６に対して鉛直方向に形成される。

図３、図４に示すようにピストン４の嵌合溝１０に嵌合するドライバブレード６の取付部６ａは、略四角形の平面の板状の形状をなし、その中心付近に楕円形の長穴７に形成される。ドライバブレード６の取付部６ａは嵌合溝１０に嵌合され、嵌合溝１０の底部１０ａとドライバブレード６の先端部が当接するように位置決めされ、ドライバブレード６に設けた長穴７を貫通するように、ボス４ａに設けた断面が円形の穴１１にピン５が圧入され固定される。この際、図４から理解できるように、ピン５がドライバブレード６の楕円形の長穴７の上部において接するように、穴１２と長穴７の位置が決められる。この結果、ドライバブレード６をピストン４に取付けた後は、ピン５の下部はドライバブレード６の長穴７と接しないように固定される。更に、ドライバブレード６の取付部６ａの幅方向の両端には、長穴７方向に頂点がある、円弧８を形成した構造である。長穴７の長手方向の長さは短手方向の長さよりも１０％以上大きいのが好ましく、特に好ましくは５０％以上大きくするようにすると良い。しかしながら、実質的な設計上の公差、製造上の許容公差（例えば１％）を超える量の大きさがあれば、本願発明の効果が得られる。このように穴の大きさを大きくしたことにより、空打ち時に発生する打込み方向の余剰な荷重を、ドライバブレード６の長穴７の１カ所に集中させることなく分散されるため、長穴７の縁部に発生する応力を効果的に分散でき、ドライバブレードの耐久性を向上することができる。

このドライバブレード６の形状をさらに説明する。図５（１）及び（２）はドライバブレード６の一部分を示す正面図である。図５において、説明の便宜から、幅方向と上下方向を図示のように定義する。

図５において、ドライバブレード６の取付部６ａは、その基本的な形状が略正方形であり、中心よりやや下方に楕円形の長円７が形成される。この長穴７に対するピン１１の位置を示したのが、図５（１）の点線で示す円であり、図から明らかなように点線で示す円よりも下方に大きな隙間があり、ドライバブレード６の長穴７の中心点は、ピンの中心点よりも下方に位置するようになる。また、取付部６ａの幅方向両側には円弧８である曲線部が形成される。この結果、図５（２）で示すように、取付部６ａの上端部付近の幅５１と、下端部付近の幅５３はほぼ同一であるものの、中央部付近（あるいはピンの中心部付近）の幅５２は、幅５１、５３よりも狭くなっている。尚、この取付部６ａの幅方向両側は、曲線とせずに直線としても本願発明の効果は得られるが、曲線たる円弧８を形成することによって、空打ち時に発生する打込み方向の余剰な荷重を、ドライバブレード６の長穴７の１カ所に集中させることなく分散される効果が増大するため、長穴７の縁部に発生する応力を効果的に分散でき、ドライバブレードの耐久性をより向上することができる。また、ドライバブレードの穴の形状を真円でなく長円とすることと、曲線部を形成することによって、ドライバブレード６を従来例に比べて軽量化を図ることができ、打込機１の動作時に発生する反力を低減することができる。

図６は、別の実施形態におけるドライバブレード６の部分正面図であり、図７（１）、（２）はドライバブレード６の長穴の形状を説明するための図である。図６では、長穴７ａとして、２つの半円を直線でつなげたような形状、即ち、長円状の円としている。ここで重要なことは、図７（２）に示すように長穴７の上部が、ピン１１の上半分と当接するようにピン１１とほぼ同じ外径の形状を有することである。従って、ピン１１が真円の場合は長穴７の上部は、それに対応する真円とする。また、図７（１）に示すように長穴７が楕円であれば、ピン１１は長穴７の上部の形状に近い形の真円または、楕円とすると良い。ドライバブレード６をピストン４に取り付け後、長穴７の上部におけるピン１１との隙間は、ほぼゼロとなるように設計するのが好ましいが、組立に必要な隙間や公差までをも除外するという意図ではなく、組立上必要な隙間はもちろんあっても良い。図６においても、図５の例と同様、ドライバブレード６の長穴７ａの中心点は、ピンの中心点よりも下方に位置するようになる。

また、長穴７の中間部の全部分あるいは大部分、及び、長穴７の下部の全部分はピン１１に接しないことが重要である。中間部の形状は図７（２）では略平行であるが、図７（１）に示す長穴７のように、中間部が緩やかな曲線状であってもよい。さらに、長穴７の下部の形状は比較的自由度が高く、任意のなめらかな形状でよい。

図７（２）に示す長穴７ａによれば、図１０（５）で示した一部分２５に集中する力が実質的に長穴７ａの中間部全体に分散してかかるようになるので、ドライバブレード６の破壊現象を効果的に回避でき、同じ厚さ、同じ材質、同じ外形のドライバブレード６であっても、図１０で示す従来の形状のものにくらべ、格段に強いドライバブレード６を実現することができる。また、図７（１）（２）に示すように、中間部の曲率半径が上部の曲率半径よりも大きいことで、局所的な応力の発生を分散させる効果が高まる。

以上、本発明によれば、比較的軟らかい木材や、止具がなくなったことに気付かずに打込み作業を行った際にも、ドライバブレード６の長穴７の縁に発生する応力を分散でき、ドライバブレードの耐久性を向上すると共に、止具を打込む時の反動が小さい打込機を実現できる。

さらに、本発明によれば、上記効果をドライバブレードの形状だけの改良で実現したので、安価で組立性が良い打込機を実現できる。

以上のように本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では空気式打込機に適用した例を説明したが、空気式に限定されるものではなく、電動式、燃焼式打込機に対しても同様に適用可能である。

本発明の一実施形態を示す打込機の部分断面図。 図１の打込機のピストン４の斜視図。 図１の打込機のピストン４とドライバブレード６の取付け構造を示す断面図。 図３のＡ−Ａ部の断面を示す別の断面図。 図１の打込機のドライバブレード６の一部分を示す正面図。 別の実施形態にかかるドライバブレード６の一部分を示す正面図。 （１）は図５のドライバブレード６の長穴７の形状を説明するための図で、（２）は図６のドライバブレード６の長穴７ａの形状を説明するための図。 従来の打込機におけるピストンとドライバブレードの取付け構造を示す断面図。 図８のＢ−Ｂ部の断面を示す別の断面図。 打込機の打込み動作時の、ピストン４、ドライバブレード６、止具２２、ピン５にかかる力を説明するための概念図

符号の説明

１：打込機 ２：蓄圧室 ３：シリンダ ４：ピストン
４ａ：（ピストンの）ボス ５：ピン ６：ドライバブレード
６ａ：（ドライバブレードの）取付部 ７、７ａ：長穴
８：円弧部 ９ａ：（ドライバブレードの）上端部
９ｂ：（ドライバブレードの）下端部 １０：嵌合溝
１０ａ：（嵌合溝の）底面 １１：（ボスの）穴
１２：（ドライバブレードの）穴 １３：空気通路
１４：戻し空気室 １５：ダンパ １６：逆止弁 １７：空気通路
１８：シール部材 ２２：止具 ２６：クラック
５１：上端部付近の幅 ５２：中央部付近の幅 ５３：下端部付近の幅

Claims (9)

1. 圧縮空気を貯留する蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該シリンダ内を上下に往復運動するピストンと、該ピストンの下部から上方向に形成された溝に挿入されピンにより固定されるドライバブレードを有し、蓄圧室に貯留された圧縮空気をシリンダ内に供給することにより前記ピストンを駆動し、前記ピストンに固定された前記ドライバブレードが止具を押すことによって止具を被打込材に打込む打込機において、
   前記ドライバブレードの上端が前記溝の底部に当接するように挿入され、
   前記ドライバブレードのピンが貫通される穴を、前記ピンの径よりも大きい形状としたことを特徴とする打込機。
2. 前記穴はピストンの移動方向に長く、該移動方向と垂直方向に短い形状であることを特徴とする請求項１の打込機。
3. 前記穴は、ピストンの移動方向に長半径を有する楕円であることを特徴とする請求項１の打込機。
4. 前記穴の形状は、２つの半円を直線でつないだ長円状であることを特徴とする請求項１の打込機。
5. 前記穴は、ピストンの移動方向の長さが前記ピンの直径よりも１０％以上大きいことを特徴とする請求項３又は４の打込機。
6. 前記ピストンの下部に下方向に突出するボスを形成し、該ボスには前記ドライバブレードを挿入するための溝がボスの下端から上方向に形成され、
   前記ボスに、前記溝を横切るように横方向からピンを挿入するための穴が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の打込機。
7. 前記ドライバブレードの前記ピストンへの取付部の形状は略四角形の板状であり、その側辺の片側又は両側において内側に向かう円弧状の輪郭を有し、前記取付部の上下方向中心部付近における幅が、前記取付部の上下方向端部における幅よりも狭いことを特徴とする請求項６に記載の打込機。
8. 前記ドライバブレードの前記ピストンへの取付部の形状は略四角形の板状であり、その側辺の片側又は両側において前記穴方向に頂点がある円弧状の切り欠きが形成されることを特徴とする請求項６に記載の打込機。
9. 圧縮空気を貯留する蓄圧室と、該蓄圧室と連通可能なシリンダと、該シリンダ内を上下に往復運動するピストンと、該ピストンの下部に下方向に突出するボスを形成し、該ボスには下端から上方向に溝が形成され、前記ボスの側部に形成された貫通穴から挿入されたピンを貫通させることにより固定されるドライバブレードを有し、蓄圧室に貯留された圧縮空気をシリンダ内に供給することにより前記ピストンを駆動し、前記ピストンに固定された前記ドライバブレードが止具を押すことによって止具を被打込材に打込む打込機において、
   前記ピンを貫通させるためのドライバブレードの穴は、前記ボスの側部に形成された貫通穴よりも大きく形成され、
   前記ドライバブレードの穴の中心は、円柱状又は円筒形の前記ピンの円周方向中心よりも下方に位置するように前記ドライバブレードが前記ピストンに固定されることを特徴とする打込機。

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