JP2012148346A - 打込み工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 打込み工具において、止具の不測の打込み動作を防止する上で有効な技術を提供する。
【解決手段】 止具を打込む打込み部１２５を有する打撃用のピストン１２３と、打撃用のシリンダ１２１と、バッテリ１１０と、モータ１１１と、モータ１１１により駆動される圧縮装置１３０と、圧縮空気供給経路１３５と、圧縮空気供給経路１３５の開閉装置１３７と、モータ１１１の駆動と停止を制御するための制御部材１０３ａ，１４１と、を有する打込み工具１００において、バッテリ１１０、モータ１１１、圧縮装置１３０、開閉装置１３７、ピストン１２３、及び制御部材１０３ａ，１４１で定義される内部機構の所定の動作状態に応じて止具へのエネルギ伝達を遮断するエネルギ伝達遮断機構１５１を有する打込み工具。
【選択図】 図５

Description

本発明は、被加工材に釘等の止具の打込み作業を行う電気−空圧式打込み工具に関する。

従来の電気−空圧式打込み工具は、例えば特公平７−４７２７０号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載の打込み工具は、バッテリから供給される電力で駆動する電動モータ及び当該電動モータにより駆動される圧縮装置を搭載しており、圧縮装置により生成された圧縮空気を打撃用のシリンダ内に供給し、この供給された圧縮空気によって打込み機構を作動させて止具を打込むように構成されている。
上記のように、バッテリから供給される電力で駆動する電動モータと、当該電動モータで駆動される圧縮装置を搭載した電気−空圧式打込み工具によれば、外部電源から電力を供給する電源コード、及び外部の空気供給源から圧縮空気を供給するエアホースが不要となり、作業がし易いという長所を得ることができる。

しかしながら、従来の電気−空圧式打込み工具では、仮に圧縮装置の圧縮動作中において、内部機構が何らかの原因で停止した場合、圧縮装置の圧縮空気を打撃用のシリンダに供給する圧縮空気供給経路に設けられた開閉バルブが不用意に開かれると、予期しない打込み動作が行なわれる可能性がある。

特公平７−４７２７０号公報

本発明は、上記の事情に鑑み、打込み工具において、止具の不測の打込み動作を防止する上で有効な技術を提供することをその目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る打込み工具の好ましい形態は、シリンダと、ピストンと、バッテリと、バッテリから供給される電力で駆動されるモータと、モータによって駆動されて圧縮室の容積変化によって圧縮空気を生成する圧縮装置と、圧縮室の圧縮空気をシリンダ内に供給する圧縮空気供給経路と、圧縮空気供給経路を開放及び閉鎖する開閉装置と、モータの駆動と停止を制御するための制御部材とを有する。ピストンは、シリンダに摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに止具を打込む長尺状の打込み部を備えている。そして、圧縮装置によって圧縮された圧縮室内の圧縮空気を開閉装置の開放動作を介してシリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によってピストンを直線状に移動させ、当該ピストンの打込み部により止具の打込み作業を遂行する構成とされる。なお、本発明における「打込み工具」は、典型的には、釘打機ないしタッカーがこれに該当し、「止具」としては、先端を尖らせた直線棒状のものであって、頭部に笠を有するもの、あるいは有しないもの、更にはＵ字状のステープル等を、広く包含する。なお、本発明における「制御部材」とは、典型的にはモータを通電駆動するべく、手指により引き操作されるトリガ、及び被加工材に対する押し付けによって当該押し付け方向と逆方向に後退動作されるコンタクトアーム等の作業者により操作可能とされた操作部材のほか、当該トリガ及びコンタクトアームによってオン位置とオフ位置間で動作されるモータ駆動用スイッチ等、モータの通電駆動に関連する部材を広く包含する。

本発明に係る打込み工具の好ましい形態によれば、特徴的構成として、バッテリ、モータ、圧縮装置、開閉装置、ピストン、及び制御部材で定義される内部機構の所定の動作状態に応じて止具へのエネルギ伝達を遮断するエネルギ伝達遮断を有する構成とされる。なお、本発明における「所定の動作状態」とは、内部機構の少なくとも一つが定常動作状態とは異なる動作状態、すなわち非定常動作状態として設定された動作状態になった場合をいい、典型的には、圧縮装置が圧縮動作途中で停止したような場合がこれに該当する。なお、本発明における「エネルギ伝達を遮断する」は、例えば電気エネルギの供給を断つ態様、又は機械的な運動エネルギの伝達を断つ態様、あるいは空気圧エネルギの供給を断つ態様等を、広く包含する。

本発明によれば、内部機構が所定の動作状態となったとき、例えば圧縮装置が何らかの原因で圧縮動作途中において停止したような場合には、エネルギ伝達遮断機構が作動することで止具へのエネルギ伝達を遮断し、止具の打込み動作を不能化する。これにより、止具の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、バッテリから止具に至るエネルギ伝達経路の少なくとも一箇所に設けられる。これにより、合理的なエネルギ伝達の遮断が可能となる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、所定の動作状態は、内部機構の少なくとも１つが正常な動作状態の許容範囲から逸脱した動作状態として定められている。そして、当該逸脱した動作状態を検知してエネルギ伝達遮断機構を作動する検知装置を有する構成とされる。このような構成とすることで、検知装置が、内部機構の少なくとも１つが正常な動作状態の許容範囲から逸脱した動作状態、すなわち非定常動作状態（止具の打込み動作を遂行する上で好ましくない異常状態）にあることを検知したときに、エネルギ伝達遮断機構を作動し、これによって止具の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、モータの駆動と停止を制御するための制御部材の作業者による操作を不可とする操作規制装置によって構成されている。本発明の操作規制装置は、例えばトリガの引き操作を規制するロック機構として、あるいはコンタクトアームの後退動作を規制するロック機構として構成することが可能であり、これによりモータの駆動を禁止し、止具の打込み動作を防止することができる。
本発明に係る操作規制装置は、内部機構が正常な動作状態から逸脱した非定常動作状態下での制御部材の作業者による操作を規制し、その結果として、止具へのエネルギ伝達を遮断する構成であり、エネルギ伝達遮断機構の一形態として定義される。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、モータの駆動を不可とする電源供給遮断装置によって構成されている。電源供給遮断装置については、例えばバッテリからモータに供給される電力を断つ手段によって構成することが可能であり、これによりモータの駆動を禁止し、止具の不測の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、圧縮装置の動作を不可とする圧縮動作規制装置によって構成されている。圧縮動作規制装置については、例えばモータの回転出力を圧縮装置に伝達する回転動力伝達経路にクラッチを設け、当該クラッチを切ることでエネルギ伝達を遮断する構成とすることが可能であり、あるいは圧縮装置を機械的にロックすることでもエネルギ伝達を遮断する構成とすることが可能である。これによりモータから圧縮装置への駆動エネルギの伝達を遮断し、止具の不測の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、圧縮室又はシリンダの圧力を大気に開放する大気開放装置によって構成されている。大気開放装置は、内部機構の所定の動作状態に応じて圧縮室又はシリンダ内の圧力を大気に開放することによってピストンに対する空気圧エネルギの伝達を遮断し、止具の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、開閉装置の動作を不可とする開閉動作規制装置によって構成されている。開閉動作規制装置は、開閉装置を、例えば圧縮空気供給経路を閉鎖する位置に機械的にロックするように構成され、これによってピストンに対する圧縮室からの空気圧エネルギの伝達を遮断し、止具の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、ピストンの動作を不可とするピストン動作規制装置によって構成されている。ピストン動作規制装置は、ピストンを、例えば止具の打込む方向への移動を機械的にロックするように構成され、これにより止具の打込み動作を防止することができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、エネルギ伝達遮断機構は、止具を打込み通路から退避させる止具退避装置によって構成されている。止具退避装置は、打込み通路に待機中の止具を、例えば当該止具の長軸方向と交差する方向へ押出す、あるいは引き出す構成とされ、これにより止具を打込み通路から退避させ、止具の打込み動作を防止することができる。
本発明に係る止具退避装置は、内部機構が正常な動作状態から逸脱した非定常動作状態下において、止具を打込み通路から退避させることで、止具作動部材による止具の打込み動作を回避し、結果として当該止具へのエネルギ伝達を遮断する構成であり、エネルギ伝達遮断機構の一形態として定義される。

また、本発明に係る内部機構の所定の動作状態、すなわち正常な動作状態としての許容範囲から逸脱した動作状態については、下記のような様々な形態として設定される。
１つには、モータの駆動と停止を制御する制御部材の動作状態で定められる。典型的には、制御部材が作業者により操作された操作位置に不意にロックされて初期位置に復帰できなくなった動作状態がこれに該当する。
他の１つには、圧縮装置の動作状態で定められる。典型的には、モータの回転出力を圧縮装置に伝達する動力伝達機構が動作途中で停止したような場合、あるいは圧縮装置がレシプロタイプの場合であれば、圧縮用のピストンを直線動作させるクランク機構が圧縮動作途中で停止したような場合がこれに該当する。
更に他の１つには、ピストンの位置で定められる。典型的には、ピストンが動作途中で停止したような場合がこれに該当する。
更に他の１つには、圧縮室の圧力値で定められる。典型的には、圧縮室の圧力値が異常に上昇したような場合がこれに該当する。
更に他の１つには、開閉装置の動作状態で定められる。典型的には、開閉装置が本来開放動作すべきタイミングで開放動作しなかった場合がこれに該当する。
更に他の１つには、内部機構の温度値で定められる。典型的には、モータあるいはバッテリの温度値が異常に高くなったような場合がこれに該当する。
更に他の１つには、内部機構の電流値又は電圧値で定められる。典型的には、バッテリからモータへと供給される電流値又は電圧値が異常に高くなった場合がこれに該当する。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、請求項１１〜１６において定められる所定の動作状態のうちの複数要素の相関状態によって定められる。本発明によれば、複数の条件が揃った場合に、エネルギ伝達遮断機構を作動する構成とすることで、当該エネルギ伝達遮断機構の過敏な動作を回避できる。

本発明によれば、打込み工具において、止具の不測の打込み動作を防止する上で有効な技術が提供されることとなった。

本発明の実施形態に係る釘打機の全体構成を示す断面図であり、初期状態を示す。 電動モータにより駆動される圧縮装置の圧縮途中状態を示す。 メインバルブが開放され、ドライバにより釘が打込まれた状態を示す。 負圧による打撃用ピストン戻し状態を示す。 圧縮用ピストンが圧縮途中で停止し、大気開放バルブが作動した状態を示す。 本発明の他の実施形態を示す図であり、圧縮用ピストンが圧縮途中で停止し、大気開放バルブ及びメインバルブが作動した状態を示す。

以下、本発明の実施形態につき、図１〜図５を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電気−空気式打込み工具の一例として電気−空気式釘打機を用いて説明する。図１に示すように、釘打機１００は、概括的に見て、工具本体としての本体部１０１と、作業者が握る長尺状のハンドル部１０３と、被加工材に打ち込まれる止具としての釘ｎが装填されるマガジン１０５とを主体として構成される。ハンドル部１０３は、本体部１０１の長軸方向（図１〜図５の上下方向）の一端側（図示上側）の側面部から当該長軸方向と交差する側方（図示右側）に向って突き出る状態で一体状に設けられている。ハンドル部１０３の突出側端部には、駆動モータ１１１の電源となる充電式のバッテリパック１１０が装着されている。なお、図１〜図５には釘打機１００の下向き状態、すなわち本体部１０１の先端部（図示下端部）が被加工材に向けられた状態が示される。このため、図１〜図５において下向き方向が釘ｎの打込み（発射）方向（長軸方向）であり、ドライバ１２５による釘ｎの打撃方向となる。

本体部１０１は、釘打込み機構１２０の打撃用シリンダ１２１及び圧縮装置１３０の圧縮用シリンダ１３１が一体状に形成された本体ハウジング１０７と、駆動モータ１１１が収容されたモータハウジング１０９とを主体として構成される。モータハウジング１０９は、本体ハウジング１０７の先端側（下端側）において、ハンドル部１０３に対し所定の間隔を置いて概ね並行に配置されるとともに、長軸方向の一端側が本体ハウジング１０７に連接され、他端側がハンドル部１０３の突出側端部に連接されている。

本体ハウジング１０７における打撃用シリンダ１２１の先端部（図１〜図５において下方）には、釘ｎの射出口を構成するドライバガイド１４１が配置されている。マガジン１０５は、本体部１０１の最先端側において、モータハウジング１０９に近接した状態で当該モータハウジング１０９と概ね並行に配置され、釘供給側先端部がドライバガイド１４１に連結され、他端側がモータハウジング１０９の他端部に連接されている。なお、マガジン１０５には、便宜上図示を省略するが、釘ｎを供給方向（図１〜図５において左方）に押すためのプッシャプレートが備えられ、このプッシャプレートによって釘ｎがドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａに打込み方向と交差する方向から１本ずつ供給されるよう構成されている。なお、説明の便宜上、本体部１０１の長軸方向の先端側（図示下側）を前、その反対側を後という。

釘打込み機構１２０の打撃用シリンダ１２１と、圧縮装置１３０の圧縮用シリンダ１３１とは、それらの長軸方向が互いに平行となるように形成されている。打撃用シリンダ１２１内には、釘ｎを打撃動作する打撃用ピストン１２３が長軸方向に摺動自在に収容されている。打撃用シリンダ１２１は、本発明における「シリンダ」に対応する。打撃用ピストン１２３は、打撃用シリンダ１２１内に摺動自在に収容されたピストン本体部１２４と、当該ピストン本体部１２４に一体状に設けられ、釘ｎを打撃動作するための長尺状のドライバ１２５とからなり、打撃用シリンダ１２１の長軸方向に直線状に移動し、ドライバ１２５がドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａ内を前方に移動して釘ｎを打込む作動部材として機能する。打撃用ピストン１２３は、本発明における「ピストン」に対応し、ピストン本体部１２４は、本発明における「摺動部」に対応し、ドライバ１２５は、本発明における「打込み部」に対応する。打撃用シリンダ１２１及び打撃用ピストン１２３によって釘打込み機構１２０が構成される。

圧縮装置１３０の圧縮用シリンダ１３１内には、圧縮用ピストン１３３が長軸方向に摺動自在に収容され、当該圧縮用ピストン１３３は、駆動モータ１１１からクランク機構１１５を介して駆動される。駆動モータ１１１は回転軸線が圧縮用シリンダ１３１の長軸方向と交差するようにモータハウジング１０９内に配置されている。そして、駆動モータ１１１の回転出力は、歯車減速機構１１３によって適宜減速されるとともに、運動変換機構としてのクランク機構１１５によって直線運動に変換されて圧縮用ピストン１３３を直線状に往復運動させる。これにより圧縮用シリンダ１３１の内部空間である圧縮室１３１ａの容積が変化し、圧縮用ピストン１３３が圧縮室１３１ａを減少する後方側へと移動することで圧縮室１３１ａの空気が圧縮される。すなわち、本実施の形態では、圧縮装置１３０として、圧縮用シリンダ１３１、圧縮用ピストン１３３及びクランク機構１１５を主体として構成されるレシプロ式の圧縮装置が用いられている。

なお、クランク機構１１５は、歯車減速機構１１３によって減速回転されるクランク軸１１５ａと、クランク軸１１５ａの回転中心から偏心した位置に設けられた偏心ピン１１５ｂと、偏心ピン１１５ｂに一端が相対回動自在に連接され、他端が圧縮用ピストン１３３に相対回動自在に連接された連接ロッド１１５ｃとによって構成されており、圧縮用シリンダ１３１の前方領域において、本体ハウジング１０７の内部に収容されている。

なお、駆動モータ１１１は、ハンドル部１０３に支軸１０３ｃを支点にして回動自在に設けたトリガ１０３ａ及び本体部１０１の先端領域に設けられるコンタクトアーム（本実施の形態では、ドライバガイド１４１がコンタクトアームの機能を兼ね備える構成とされる）によって駆動と停止が制御される構成とされる。すなわち、ハンドル部１０３には、手指により操作可能なトリガ１０３ａと、当該トリガ１０３ａが引き操作されることで駆動モータ１１１を通電駆動するオン状態に投入され、引き操作が解除されることで駆動モータ１１１を停止するオフ状態に切替わるモータ駆動用のトリガスイッチ１０３ｂが設置されている。

他方、コンタクトアームを兼ねるドライバガイド１４１（以下の説明では、ドライバガイド１４１がコンタクトアームとして機能する場合に限り、コンタクトアーム１４１という）は、釘ｎの長軸方向（打撃方向）に移動可能に取り付けられ、便宜上図示を省略するバネにより先端側に突出するように付勢されている。コンタクトアーム１４１が突出位置にあるときは、便宜上図示を省略するモータ駆動用のコンタクトアームスイッチがオフ状態とされ、コンタクトアーム１４１が本体ハウジング１０７側に移動されたときに、コンタクトアームスイッチがオン状態とされる。そして、駆動モータ１１１は、トリガスイッチ１０３ｂとコンタクトアームスイッチが共にオン状態に切替えられたときに通電駆動され、いずれか一方、又は双方がオフ状態に切替えられたとき停止される。トリガ１０３ａ、トリガスイッチ１０３ｂ、コンタクトアーム１４１、コンタクトアームスイッチが、本発明における「制御部材」に対応する。

本体ハウジング１０７には、圧縮用シリンダ１３１の圧縮室１３１ａと打撃用シリンダ１２１の内部とを連通する連通路１３５と、当該連通路１３５を開放及び閉鎖するメインバルブ１３７が設けられている。連通路１３５は、本発明における「圧縮空気供給経路」に対応し、メインバルブ１３７は、本発明における「開閉装置」に対応する。釘打機１００は、図１に示すように、打撃用ピストン１２３が最後端位置（図示上端位置）へと移動され、かつ圧縮用ピストン１３３が最前端位置（下死点）へと移動された状態が初期位置として定められている。メインバルブ１３７は、圧縮用シリンダ１３１のシリンダヘッド側に設けられるとともに、非通電時に閉じる電気的駆動弁としてのノーマルクローズタイプのソレノイドバルブによって構成されており、圧縮用ピストン１３３が最後端位置へと移動された上死点付近において連通路１３５を開放する構成とされる。従って、メインバルブ１３７が連通路１３５を開放すると、圧縮用ピストン１３３で圧縮された圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が打撃用シリンダ１２１へと供給され、この供給された圧縮空気によって打撃用ピストン１２３が前方へと移動され、ドライバ１２５によって釘ｎを打撃し、被加工材に釘ｎを打込む。

打撃用シリンダ１２１には、釘打ち作業終了時、あるいは終了直前において、打撃用シリンダ１２１内の圧縮空気を大気中に逃がす逆止弁１２７ａ付きの逃し孔１２７が形成されている。当該逃し孔１２７は、打撃用ピストン１２３が最前端位置へと移動（図３に示す位置参照）されたときに、当該打撃用ピストン１２３のピストン本体部１２４が通過して打撃用シリンダ１２１内部を大気に連通させる位置に設けられる。すなわち、ドライバ１２５による釘打ちが終了すると同時に大気と打撃用シリンダ１２１の内部とを連通する構成とされ、これによって打撃終了と同時に打撃用シリンダ１２１内の圧縮空気は、大気中に放出される。なお、逆止弁１２７ａは、打撃用シリンダ１２１の外側において、逃し孔１２７を塞ぐように配置された板バネによって構成されており、大気中の空気が逃し孔１２７から打撃用シリンダ１２１内に流入（逆流）することを規制する。

圧縮動作後の圧縮用ピストン１３３が前方へと移動すると、圧縮室１３１ａの容積が増加され、これによって当該圧縮室１３１ａ及び打撃用シリンダ１２１内が負圧化し、当該負圧によって打撃用ピストン１２３が後方へと移動される構成とされる（図４参照）。また、圧縮用シリンダ１３１には、圧縮用ピストン１３３が初期位置としての最前端位置（下死点）に置かれたときに、当該圧縮用ピストン１３３のピストン本体部１３３ａが通過することで大気と圧縮室１３１ａとを連通する外気補給口１３９が設けられる。そして、メインバルブ１３７は、圧縮用ピストン１３３のピストン本体部１３３ａが外気補給口１３９を通過して最前端位置（下死点）に置かれたとき、連通路１３５を閉鎖するように構成される。このように、本実施の形態に係る釘打機１００による釘打ち動作は、圧縮用ピストン１３３が一往復すると、打撃用ピストン１２３のドライバ１２５が一回の釘打込み動作を行うように構成されている。

次に上記のように構成された釘打機１００の作用および使用方法につき説明する。図１に示す初期状態において、コンタクトアーム１４１が被加工材に押し付けられてコンタクトアームスイッチがオン状態とされるとともに、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂがオン状態に切替えられると、駆動モータ１１１が通電駆動される。これによって歯車減速機構１１３を介してクランク機構１１５が駆動され、圧縮用ピストン１３３が後方へと移動を開始し、外気補給口１３９による圧縮室１３１ａと大気との連通が遮断される。このとき、メインバルブ１３７は、連通路１３５を閉鎖しており、このため、圧縮室１３１ａの容積が減少され、圧縮室１３１ａ内に閉じ込められた空気が圧縮される。圧縮途中の状態が図２に示される。

圧縮用ピストン１３３が最後端位置に接近した圧縮動作の上死点付近でメインバルブ１３７が通電されて連通路１３５を開放する。このため、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が連通路１３５を経て打撃用シリンダ１２１内へと供給され、当該圧縮空気によって打撃用ピストン１２３が前方へ移動される。そして、前方へと移動された打撃用ピストン１２３のドライバ１２５がドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａに待機している釘ｎを打撃し、これを被加工材に打込む。この状態が図３に示される。

打撃用ピストン１２３のピストン本体部１２４が逃し孔１２７を通過すると、打撃用シリンダ１２１内の圧縮空気が逃し孔１２７を通して大気中に放出される。と同時に最後端位置の圧縮用ピストン１３３が方向を転換して前方へと移動される。この前方への移動により圧縮室１３１ａの容積が増加されて当該圧縮室１３１ａが負圧化され、当該負圧が連通路１３５及び打撃用シリンダ１２１内を通じて打撃用ピストン１２３に作用する。これによって打撃用ピストン１２３が吸引され、後方の打撃前の位置へと戻される。この戻し途中状態が図４に示される。

なお、圧縮用ピストン１３３が初期位置としての圧縮開始前の位置（下死点）に復帰すると、外気補給口１３９が開き、圧縮室１３１ａ内に大気中の空気が補給される。また、圧縮用ピストン１３３が圧縮開始前の位置に復帰すると、トリガスイッチ１０３ｂ及びコンタクトアームスイッチのオン状態に維持されていても、駆動モータ１１１に対する通電が遮断され、駆動モータ１１１が停止され、同時にメインバルブ１３７に対する通電が遮断され、当該メインバルブ１３７が連通路１３５を閉鎖する。かくして、釘打ち動作の１サイクルが終了する。

なお、駆動モータ１１１に対する通電の遮断、及びメインバルブ１３７に対する通電とその遮断については、便宜上図示を省略するが、例えば、クランク軸１１５ａの回転角度、あるいは偏心ピン１１５ｂの位置等を適宜位置検知センサーによって検知し、当該検知信号に基づき、少なくとも駆動モータ１１１を制御するべく釘打機１００に設けられる制御装置（コントローラ）によって制御されるように構成される。

上記のように、本実施の形態に係る電気−空圧式の釘打機１００は、バッテリパック１１０を電源として駆動する駆動モータ１１１を用いて圧縮装置１３０を駆動し、そして当該圧縮装置１３０によって生成した圧縮空気を用いて打撃用ピストン１２３を直線状に移動させて釘ｎをドライバ１２５によって打込む構成としている。このため、外部の電源を釘打機に供給するための電源コード、及び外部の圧縮空気源から圧縮空気を釘打機に供給するためのエアホースのいずれもが不要とされた、コードレスでかつホースレスの釘打機が構成されることとなり、使用性の高い釘打機が提供される。

ところで、上記のように構成され、かつ作用する釘打機１００においては、釘打ち動作に関連する機能部材としての、トリガ１０３ａ、駆動モータ１１１、圧縮装置１３０、釘打込み機構１２０等によって構成される釘打機１００の内部機構のうち、少なくとも一つが正常な動作状態として許容される範囲から逸脱した動作状態（以下、この動作状態を非定常動作状態という）になることが考えられる。その一例としては、例えば圧縮装置１３０の圧縮途中において、作業者がコンタクトアーム１４１の被加工材に対する押し付け動作を解除すること、あるいはトリガ１０３ａの引き操作を解除することが考えられる。つまり釘打ち動作を途中で止める場合がある。この場合、圧縮室１３１ａ内に圧縮空気が貯留した状態で駆動モータ１１１が停止することになる。そして、この状態で、メインバルブ１３７が何らかの原因で不用意に開かれると、圧縮室１３１ａの圧縮空気が打撃用シリンダ１２１に供給されてしまい、予期しない打撃動作が行なわれる可能性がある。

そこで、上記のような不具合を解決するべく、本実施の形態では、圧縮装置１３０の圧縮室１３１ａの圧力を大気に開放可能な大気開放バルブ１５１を設けている。そして、圧縮装置１３０の圧縮途中において、作業者がトリガ１０３ａの引き操作を解除した場合、あるいはコンタクトアーム１４１の被加工材に対する押し付け動作を解除した場合に、大気開放バルブ１５１を開くことで大気開放通路１５３を通じて圧縮室１３１ａの圧力を大気に開放し、これによって打撃用ピストン１２３へのエネルギ伝達を遮断する構成としている。大気開放バルブ１５１及び大気開放通路１５３が、本発明における「エネルギ伝達遮断機構」及び「大気開放装置」に対応する。また、圧縮装置１３０の圧縮途中において、作業者がトリガ１０３ａの引き操作を解除した場合、あるいはコンタクトアーム１４１の被加工材に対する押し付け動作を解除した場合が、本発明における「内部機構の所定の動作状態」に対応する。

図１〜図５に示すように、圧縮用シリンダ１３１の後端部（ヘッド側）には、圧縮室１３１ａ内の圧力を大気に開放する大気開放通路１５３と、当該大気開放通路１５３を開放及び閉鎖する大気開放バルブ１５１が設けられている。大気開放バルブ１５１は、非通電時に大気開放通路１５３を開放する電気的駆動弁としてのノーマルオープンタイプのソレノイドバルブによって構成されており、通電時に大気開放通路１５３を閉鎖するように構成される。

そして、本実施の形態では、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂがオン状態とされ、かつコンタクトアーム１４１が被加工材に押し付けられてコンタクトアームスイッチがオン状態とされたとき（駆動モータ１１１が通電駆動されたとき）に、大気開放バルブ１５１が通電状態とされ、トリガスイッチ１０３ｂ又はコンタクトアームスイッチのいずれか一方がオフ状態とされたときに、大気開放バルブ１５１が非通電状態とされるよう構成される。すなわち、トリガスイッチ１０３ｂとコンタクトアームスイッチは、トリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１の動作状態が定常動作状態にあるか、あるいは非定常動作状態にあるかを検知する検知部材として機能する。トリガスイッチ１０３ｂ及びコンタクトアームスイッチは、本発明における「検知装置」に対応する。

本実施の形態は、上記のように構成したものである。従って、作業者が釘打ち作業するべく、コンタクトアーム１４１を被加工材に押し付けるとともに、トリガ１０３ａを引き操作すると、コンタクトアームスイッチとトリガスイッチ１０３ｂが共にオン状態となる。このため、大気開放バルブ１５１が通電されることで、当該大気開放バルブ１５１が閉じ側に作動され、大気開放通路１５３を閉鎖する。このとき、前述したようにコンタクトアームスイッチとトリガスイッチ１０３ｂが共にオン状態とされることで駆動モータ１１１が通電駆動されるので、圧縮装置１３０、釘打込み機構１２０を介して一連の釘打ち動作が遂行されることになる。

一方、作業者が動作途中でトリガ１０３ａの引き操作を解除すると、あるいは被加工材に対するコンタクトアーム１４１の押し付け動作を解除すると、トリガスイッチ１０３ｂあるいはコンタクトアームスイッチがオフ状態とされ、駆動モータ１１１が停止するため、通常であれば、圧縮装置１３０の圧縮室１３１ａ内に圧縮空気が貯留されたままとなる。しかるに、本実施の形態によれば、トリガスイッチ１０３ｂあるいはコンタクトアームスイッチがオフ状態とされることで、大気開放バルブ１５１が非通電となり、大気開放バルブ１５１が開き側に作動され（内蔵バネによる）、大気開放通路１５３を開放する。この状態が図５に示される。このため、圧縮室１３１ａの圧縮空気が大気に放出され、圧縮装置１３０から釘打込み機構１２０へのエネルギ伝達が遮断されることになる。従って、圧縮装置１３０の圧縮途中での停止状態において、メインバルブ１３７が開放されても、ドライバ１２５による釘打ち動作が遂行されることがない。すなわち、本実施の形態によれば、大気開放バルブ１５１及び大気開放通路１５３によって構成されるエネルギ伝達遮断機構を作動させることで、釘ｎの打込み動作を不能化し、釘ｎの不測の打込み動作を防止することができる。

次に、本発明の他の実施形態につき説明する。図６に示す変形例では、釘打込み機構１２０における打撃用シリンダ１２１のシリンダヘッド側に大気開放バルブ１５１を設ける構成としている。圧縮室１３１ａと打撃用シリンダ１２１内とをつなぐ連通路１３５の空気流れ方向の途中領域に、当該連通路１３５と大気とを連通する大気開放通路１５３が設定され、当該大気開放通路１５３が大気開放バルブ１５１によって開放及び閉鎖される構成としている。大気開放バルブ１５１は、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブとして構成される。また、大気開放バルブ１５１が開き側に動作されたときには、メインバルブ１３７も同じく開き側に動作されるように構成される。なお、上記以外の構成については、前述した実施の形態と同様に構成される。

従って、本実施の形態によれば、作業者が動作途中でトリガ１０３ａの引き操作を解除した場合には、あるいは被加工材に対するコンタクトアーム１４１の押し付け動作を解除した場合には、メインバルブ１３７が開き側に作動して連通路１３５を開放するとともに、大気開放バルブ１５１が開き側に作動して大気開放通路１５３を開放する。この状態が図６に示される。このため、圧縮室１３１ａ及び打撃用シリンダ１２１内が共に大気に連通されることになり、圧縮装置１３０と釘打込み機構１２０間でのエネルギ伝達を遮断し、ドライバ１２５による釘ｎの不測の打込み動作を防止することができる。

次に、エネルギ伝達遮断機構の作動条件を定める「内部機構の所定の動作状態、換言すれば非定常動作状態」に関する変形例につき説明する。

〔変形例１〕
変形例１では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、作業者によって操作可能とされた駆動モータ１１１の駆動と停止を制御する制御部材としてのトリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１の動作状態によって定められる。具体的には、トリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１のいずれか一方が当該スイッチをオン状態に投入する位置に不意にロックされて初期位置に復帰できなくなったとき、あるいはトリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１が復帰したにも拘らず、それらによって操作されたスイッチのオン状態が維持されたままであるときに、トリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１が非定常動作状態にあると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

〔変形例２〕
変形例２では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、圧縮装置１３０の動作状態で定められる。具体的には、駆動モータ１１１の回転出力を圧縮装置１３０に伝達する歯車減速機構１１３によって構成される動力伝達機構、あるいはクランク機構１１５が動作途中で停止したときに、圧縮装置１３０が非定常動作状態にあると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

〔変形例３〕
変形例３では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、圧縮室１３１ａの圧力値で定められる。具体的には、圧縮室１３１ａの圧力が異常に上昇し、当該上昇圧力が予め定めた設定圧力に達したとき、あるいは超えたときに、圧縮室１３１ａの圧力が非定常状態にあると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

〔変形例４〕
変形例４では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、メインバルブ１３７の動作状態で定められる。具体的には、メインバルブ１３７が本来開放動作すべきタイミング（圧縮用ピストン１３３が下死点に接近した状態）で開放動作しなかったときに、メインバルブ１３７が作動不良であると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

〔変形例５〕
変形例５では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、内部機構の温度値で定められる。具体的には、内部機構のうちの圧縮装置１３０、駆動モータ１１１、あるいはバッテリパック１１０の温度値が異常に高くなったようなときに、圧縮装置１３０、駆動モータ１１１、あるいはバッテリパック１１０が異常な状態にあると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

〔変形例６〕
変形例６では、便宜上図示を省略するが、内部機構の非定常動作状態は、内部機構の電流値又は電圧値で定められる。具体的には、バッテリパック１１０から駆動モータ１１１へと供給される電流値又は電圧値が、予め定めた設定値を超えるような異常な値を示したときに、バッテリパック１１０又は駆動モータ１１１が異常な状態にあると設定する。そして、このことを検知する検知装置を設け、当該検知装置の検知に基づき制御装置によってエネルギ伝達遮断機構を作動させる構成とされる。

次に、内部機構が非定常動作状態となったときに、釘ｎへのエネルギ伝達を遮断するエネルギ伝達遮断機構に関する変形例について説明する。図示の実施形態では、圧縮室１３１ａ又は打撃用シリンダ１２１内の圧力を大気に開放することによってエネルギ伝達を遮断するとしたが、以下に示す変形例は、圧力開放方式とは異なる方式によってエネルギ伝達を遮断するものである。

〔変形例１〕
便宜上図示を省略するが、変形例１のエネルギ伝達遮断機構は、トリガ１０３ａの引き操作又はコンタクトアーム１４１の被加工材に押し付けた際の後退動作を不可とする操作規制装置によって構成されている。具体的には、操作規制装置は、トリガ１０３ａの引き操作を規制する機械的なロック機構、あるいはコンタクトアーム１４１の後退動作を規制する機械的なロック機構によって構成され、そして、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、トリガ１０３ａ又はコンタクトアーム１４１を初期位置（モータ通電用のスイッチをオフ状態とする位置）にロックすることで作業者による操作を規制し、結果として釘ｎへのエネルギ伝達を遮断する構成とされる。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

〔変形例２〕
便宜上図示を省略するが、変形例２のエネルギ伝達遮断機構は、駆動モータ１１１の駆動を不可とする電源供給遮断装置によって構成することが可能である。電源供給遮断装置については、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、バッテリパック１１０から駆動モータ１１１に供給される電力を遮断する、すなわちバッテリ１１０と駆動モータ１１１間での電気的なエネルギ伝達を遮断するように構成される。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

〔変形例３〕
便宜上図示を省略するが、変形例３のエネルギ伝達遮断機構は、圧縮装置の動作を不可とする圧縮動作規制装置によって構成されている。具体的には、圧縮動作規制装置は、駆動モータ１１１の回転出力を圧縮装置１３０に伝達する回転動力伝達経路、例えば歯車減速機構１１３中に、あるいは歯車減速機構１１３とクランク機構１１５間に設けられる電磁式のクラッチによって構成される。そして、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、クラッチが回転動力の伝達を遮断する側に切替わることで、駆動モータ１１１と圧縮装置１３０間での機械的エネルギ伝達を遮断するように構成される。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

〔変形例４〕
便宜上図示を省略するが、変形例４のエネルギ伝達遮断機構は、メインバルブ１３７の開閉動作を不可とする開閉動作規制装置によって構成されている。具体的には、開閉動作規制装置は、メインバルブ１３７を、連通路１３５を閉鎖する位置に機械的にロックするロック機構によって構成される。そして、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、ロック機構が作動してメインバルブ１３７を連通路閉鎖位置にロックすることで圧縮室１３１ａの圧縮空気が打撃用シリンダ１２１内に供給されることを規制し、圧縮装置１３０と釘打込み機構１２０間での空気圧エネルギ伝達を遮断するように構成される。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

〔変形例５〕
便宜上図示を省略するが、変形例５のエネルギ伝達遮断機構は、打撃用ピストン１２３の動作を不可とするピストン動作規制装置によって構成されている。具体的には、ピストン動作規制装置は、打撃用ピストン１２３の釘打込む方向への移動を規制する機械的なロック機構によって構成される。そして、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、ロック機構が作動して打撃用ピストン１２３の移動を規制し、打撃用ピストン１２３と釘ｎ間での機械的エネルギ伝達を遮断するように構成される。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

〔変形例６〕
便宜上図示を省略するが、変形例６のエネルギ伝達遮断機構は、釘ｎをドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａから退避させる止具退避装置によって構成されている。具体的には、止具退避装置は、打込み通路１４１ａに隣接して釘ｎの退避空間を設定し、打込み通路１４１ａに待機している釘ｎを、打込み通路１４１ａの長軸方向と交差する交差する方向へ押す、あるいは引くことによって退避空間へと退避させる退避部材によって構成される。そして、内部機構の少なくとも一つが非定常動作状態になったことが、検知装置によって検知されたときに、退避部材が作動して打込み通路１４１ａの釘ｎを退避スペースへと退避させ、結果としてドライバ１２５から釘ｎへのエネルギ伝達を遮断する構成とされる。これにより、内部機構の非定常動作状態下での釘打ち動作を防止することができる。

なお、エネルギ伝達遮断機構は、上述した内部機構の非定常動作状態のうちの、一つの非定常動作状態が検知されたときにエネルギ伝達を遮断するように構成してもよいし、複数の非定常動作状態が検知されたときにエネルギ伝達を遮断するように構成してもよい。また、上述した複数のエネルギ伝達遮断機構は、そのうちのいずれか一つを搭載してもよいし、複数搭載してもよい。

１００ 釘打機（打込み工具）
１０１ 本体部
１０３ ハンドル部
１０３ａ トリガ（検知装置）
１０３ｂ トリガスイッチ
１０３ｃ 支軸
１０５ マガジン
１０７ 本体ハウジング
１０９ モータハウジング
１１０ バッテリパック
１１１ 駆動モータ（モータ）
１１３ 歯車減速機構
１１５ クランク機構
１１５ａ クランク軸
１１５ｂ 偏心ピン
１１５ｃ 連接ロッド
１２０ 釘打込み機構
１２１ 打撃用シリンダ（シリンダ）
１２３ 打撃用ピストン（ピストン）
１２４ ピストン本体部（摺動部）
１２５ ドライバ（打込み部）
１２７ 逃し孔
１２７ａ 逆止弁
１３０ 圧縮装置
１３１ 圧縮用シリンダ
１３３ 圧縮用ピストン
１３３ａ ピストン本体部
１３５ 連通路（圧縮空気供給経路）
１３７ メインバルブ（開閉装置）
１３９ 外気補給口
１４１ ドライバガイド（コンタクトアーム）
１４１ａ 打込み通路
１５１ 大気開放バルブ（エネルギ伝達遮断機構）、（大気開放装置）
１５３ 大気開放通路（エネルギ伝達遮断機構）、（大気開放装置）

Claims (17)

1. シリンダと、
   前記シリンダに摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに止具を打込む長尺状の打込み部を備えたピストンと、
   バッテリと、
   前記バッテリから供給される電力で駆動されるモータと、
   前記モータにより駆動されて圧縮室の容積変化により圧縮空気を生成する圧縮装置と、
   前記圧縮室の圧縮空気を前記シリンダ内に供給する圧縮空気供給経路と、
   前記圧縮空気供給経路を開放及び閉鎖する開閉装置と、
   前記モータの駆動と停止を制御するための制御部材と、
   を有し、
   前記圧縮装置によって圧縮された前記圧縮室内の圧縮空気を前記開閉装置の開放動作を介して前記シリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によって前記ピストンを直線状に移動させ、当該ピストンの打込み部により前記止具の打込み作業を遂行する打込み工具であって、
   前記バッテリ、前記モータ、前記圧縮装置、前記開閉装置、前記ピストン、及び前記制御部材で定義される内部機構の所定の動作状態に応じて前記止具へのエネルギ伝達を遮断するエネルギ伝達遮断機構を有することを特徴とする打込み工具。
2. 請求項１に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記バッテリから前記止具に至るエネルギ伝達経路の少なくとも一箇所に設けられることを特徴とする打込み工具。
3. 請求項２の記載の打込み工具であって、
   前記所定の動作状態は、前記内部機構の少なくとも１つが正常な動作状態の許容範囲から逸脱した動作状態として定められ、当該逸脱した動作状態を検知して前記エネルギ伝達遮断機構を作動する検知装置を有することを特徴とする打込み工具。
4. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記制御部材の作業者による操作を不可とする操作規制装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
5. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記モータの駆動を不可とする電源供給遮断装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
6. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記圧縮装置の動作を不可とする圧縮動作規制装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
7. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記圧縮室又は前記シリンダの圧力を大気に開放する大気開放装置であることを特徴とする打込み工具。
8. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記開閉装置の動作を不可とする開閉動作規制装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
9. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
   前記エネルギ伝達遮断機構は、前記ピストンの動作を不可とするピストン動作規制装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
10. 請求項２又は３に記載の打込み工具であって、
    前記エネルギ伝達遮断機構は、前記止具を打込み通路から退避させる止具退避装置によって構成されていることを特徴とする打込み工具。
11. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記モータの駆動と停止を制御する前記制御部材の動作状態で定められることを特徴とする打込み工具。
12. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記圧縮装置の動作状態で定められることを特徴とする打込み工具。
13. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記圧縮室の圧力値で定められることを特徴とする打込み工具。
14. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記開閉装置の動作状態で定められることを特徴とする打込み工具。
15. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記内部機構の温度値で定められることを特徴とする打込み工具。
16. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、前記内部機構の電流値又は電圧値で定められることを特徴とする打込み工具。
17. 請求項３に記載の打込み工具であって、
    前記所定の動作状態は、請求項１１〜１６において定められる所定の動作状態のうちの複数要素の相関状態によって定められることを特徴とする打込み工具。

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