JP2012236250A - 打込工具 - Google Patents

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Abstract

【課題】プランジャのガイド機構の摩擦抵抗を下げ、駆動源の一層の小型化や省電力化を実現できる。
【解決手段】ファスナを打ち込むドライバ27と、ドライバ27が固定され、ファスナを打ち出し方向に移動させるプランジャ25と、プランジャ25の移動方向に沿って設けられたプランジャのガイド機構とを備える。ガイド機構は、プランジャ25に設けられたガイドローラ31a,31bと、プランジャ25の移動方向に沿って設けられ、ガイドローラ31a,31bが係合されるガイドレール23とを有する。プランジャ25は、プランジャバネ26によってファスナの打ち出し方向に付勢されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、釘、ステープル、ピン等のファスナを木材、石膏ボード、鋼板、コンクリート等の対象物に打ち込む打込工具に関する。
ファスナを対象物に打ち込む打込工具には、電動式のものがある。この電動式打込工具は、圧縮バネによってファスナの打ち込み方向に付勢されたプランジャを備え、このプランジャには、マガジンから供給されるファスナを打ち込むドライバが固定されている。プランジャを圧縮バネの付勢力に抗して収縮させる打込機構には、例えば、本件特許出願人の特許文献1(特許第2658724号公報)がある。
この特許文献1の打込機構は、プランジャと対向してプランジャの移動方向(上下方向)に沿って並設された2個の回転歯車を有している。2個の回転歯車は、互いに噛合し、それぞれに1本の駆動ピンがプランジャに向けて突設されている。一方、プランジャには、各駆動ピンにそれぞれ対応して上下に係合突部が形成されている。下死点位置にあるプランジャは、先ず、下部係合突部に下部回転歯車の駆動ピンが係合し、下部回転歯車が回転することで、圧縮バネの付勢力に抗して持ち上げられる。次いで、プランジャは、上部係合突部に上部回転歯車の駆動ピンが係合し、上部回転歯車が回転することで、更に、圧縮バネの付勢力に抗して持ち上げられる。そして、上部回転歯車が更に回転して駆動ピンと上部係合突部との係合が外れたとき、プランジャは、圧縮バネの付勢力によって下方に移動し、マガジンから供給された先頭のファスナをドライバで打ち込み、1サイクルが終了する。
以上のような駆動機構において、上下方向に移動するプランジャのガイド機構は、プランジャの両側に形成されたガイド片を、ガイド凹部に係合させ、ガイド凹部内をガイド片が摺動するようになっている。このようなガイド機構では、ガイド片とガイド凹部とが滑り摩擦のため、より摩擦抵抗を小さくして、プランジャの動作を一層円滑にすることが困難である。
この種の問題は、例えば、ウィンチで圧縮バネによって打ち出し方向に付勢されたプランジャを圧縮バネの付勢力に抗して巻き上げる駆動機構にも当てはまる。
また、駆動機構とドライバとは、プランジャを挟んで対向した位置に設けられる。この場合、ガイド機構は、プランジャのドライバと駆動機構が設けられない位置、例えば駆動機構とドライバとを結ぶ線と略直交する両側に設けられることになる。プランジャは、駆動機構によって圧縮バネの弾性力に抗して持ち上げられるとき、駆動機構の側からドライバの側に傾倒する力が加わる。これに伴って、ガイド機構のガイド片もガイド凹部の内面に圧接され、摩擦抵抗が大きくなってしまう。このため、駆動機構の駆動源となるモータのトルクを下げ小型化や省電力化を一層図ることが難しい。
特許第2658724号公報
本発明は、以上のような問題点に基づいてなされたものであり、プランジャのガイド機構の摩擦抵抗を下げ、駆動源の一層の小型化や省電力化を実現できる打込工具を提供することを目的とする。
本発明に係る打込工具は、上述した課題を解決するため、ファスナを打ち込むドライバと、上記ドライバが固定され、上記ファスナを打ち出し方向に移動させるプランジャと、上記プランジャの移動方向に沿って設けられた上記プランジャのガイド機構とを備える。上記ガイド機構は、上記プランジャに設けられたガイドローラと、上記プランジャの移動方向に沿って設けられ、上記ガイドローラが回転されるガイドレールとを有する。
好ましくは、上記プランジャは、付勢部材によって上記ファスナの打ち込み方向に付勢されている。
当該打込工具は、更に、上記プランジャの上記ファスナの打ち込み方向と反対側に上記プランジャを移動する駆動機構を備える。当該駆動機構は、モータによって回転されるトルクギヤと、上記トルクギヤに設けられる駆動突起と、上記プランジャに設けられ上記駆動突起に係合される係合突部とを有し、上記プランジャが、上記トルクギヤが回転することで、上記係合突部と係合した上記駆動突起によって、上記ファスナの打ち込み方向と反対側に移動されるものであってもよい。
更に、当該打込工具は、ボディを有し、上記ボディと上記ガイド機構との間に、防振部が設けられていてもよい。
本発明によれば、プランジャのガイド機構を、ガイドレールにガイドローラが回転させる構成としたので、滑り摩擦ではなく転がり摩擦となり、摩擦抵抗を下げることができる。これにより、駆動源の小型化や省電力化を実現することができ、駆動工具全体の小型化や軽量化も実現することができる。
本発明が適用された打込工具の断面図である。 上記打込工具のファスナの打込機構の斜視図である。 上記打込工具の打込機構及び緩衝機構の断面図である。 上記打込工具の打込機構の斜視図である。 ドライバのガイド溝を示す要部断面図である。 (A)はプランジャを一方の側から見た斜視図であり、(B)は他方の側から見た斜視図である。 (A)はドライバとプランジャの取付構造の断面図であり、(B)及び(C)はその参考例の断面図である。 (A)−(C)は、図7(A)に示したドライバとプランジャの取付構造の変形例である。 プランジャとガイド機構の斜視図である。 上記打込工具の打込機構の縦断面図である。 上記打込工具の打込機構の横断面図であり、図10のI−I断面を示す。 プランジャのガイド機構に防振部を設けた変形例であり、(A)は横断面図、(B)は側面図である。 第2の固定部材とパイプとプランジャとプランジャバネとの関係を概念的に示す図であり、(A)は、ここで発明を実施するための形態として説明する打込機構を示し、(B)は(A)の変形例を示し、(C)は参考例を示す。 上記打込工具の駆動機構の斜視図である。 (A)は上記駆動機構の平面図、(B)は上記駆動機構の断面図である。 駆動機構の動作の遷移図であり、(A)はプランジャが下死点にあるときの第1及び第2のトルクローラと第1及び第2の係合突部との関係を示し、(B)はプランジャが上昇しているときの第1及び第2のトルクローラと第1及び第2の係合突部との関係を示し、(C)はプランジャが上死点に到達したときの第1及び第2のトルクローラと第1及び第2の係合突部との関係を示し、(D)はプランジャが上死点に到達し第2のトルクローラと第2の係合突部との係合が解除されるときの状態を示す。 プランジャが下死点にあるときの断面図である。 プランジャが上死点に上昇したときの断面図である。 ファスナの打ち込み動作中であってプランジャが降下しているときの断面図である。 プランジャが下死点に到達したときの断面図である。 マガジンのスライダがマガジン本体から引き出され、収納部が露出した状態を示す側面図である。 マガジンの断面図である。
以下、本発明が適用された打込工具について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下、打込工具について、以下の順に沿って説明する。
1.全体構成
2.ボディ
3.ファスナの打込機構
4.駆動機構
5.緩衝機構
6.マガジン
7.全体の動作と作用効果
8.その他の変形例
[1.全体構成]
図1に示すように、本発明が適用された打込工具1は、ファスナ(釘、ステープル、ピン等)を、木材、石膏ボード、鋼板、コンクリート等の対象物に打ち込む工具であって、ボディ10と、ボディ10に対してファスナを供給するマガジン50とを備えている。ボディ10内には、マガジン50のファスナを打ち込む打込機構20やこの打込機構20を駆動する駆動機構32が設けられている。ボディ10は、前面側上方コーナ部に、ファスナを打ち出す射出口を有するノーズ部11が設けられている。マガジン50は、このノーズ部11に、ボディ10の中心軸線方向、すなわちファスナの打ち出し方向(矢印D1方向)に対して略直交する方向に設けられている。
[2.ボディ]
このボディ10は、図1に示すように、ボディ本体10aを有し、このボディ本体10aの前面に、ファスナを対象物に打ち出す射出口11bを有するノーズ部11が設けられている。ノーズ部11は、図1及び図2に示すように、射出口11bを構成するドライバガイド11cとウェアプレート11dとを結合して構成されている。そして、ドライバガイド11cの先端部、すなわち射出口11bの先端部には、安全装置の一部であるコンタクトアーム11a(図2参照)が設けられている。コンタクトアーム11aは、通常、射出口11bの周囲に突出状態にあり、対象物に押しつけられた際にトリガ装置と連動して、トリガの操作を許可する。このノーズ部11には、ウェアプレート11dにマガジン50が取り付けられる。
また、ボディ本体10aには、中心軸線と略直交するように、すなわちマガジン50と略平行となるように、ユーザが把持するグリップ部12とグリップ部12の補助となる補助グリップ部13とが設けられている。グリップ部12と補助グリップ部13とは、下端部において架橋部14によって連結されており、グリップ部12を把持できるように略環状をなしている。架橋部14には、電源回路、駆動モータの制御回路、コンタクトアーム11aの検出スイッチ等各種検出スイッチからの入力に応じて全体の動作を制御するマイコン等が組み込まれた電気回路部となるプリント配線基板17が配設されている。このマイコンは、マガジンの一側面等に動作時点灯するLEDや照明用のLEDが設けられているとき、LEDを駆動する。
なお、プリント配線基板17の設ける位置は、ここでは架橋部14に設けているが、ボディ10の空き空間部であれば、特に限定されるものではない。すなわち、プリント配線基板17は、ボディ本体10a内やグリップ部12内や補助グリップ部13内の空き空間部に設けるようにしても良い。また、プリント配線基板17は、分割して、複数の場所に設けるようにしてもよい。
また、ボディ本体10aの背面側にあるグリップ部12のボディ本体10aとの付け根部には、環状部側に突出するようにトリガ15が設けられている。更に、架橋部14には、下面側に、バッテリパック16が装着されるバッテリ装着部が設けられている。このバッテリ装着部に装着されるバッテリパック16は、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等の二次電池を内蔵しており、プリント配線基板17を介してボディ10内の駆動機構等に電源を供給する。
なお、グリップ部12や補助グリップ部13は、ボディ10の軸線方向に対して略垂直ではなく、前方又は後方に湾曲するように、又は、傾くように設けられていてもよい。
以上のようなボディ10内の部品配置につけて説明すると、ボディ本体10a内には、ファスナを打ち込む打込機構20が配設され、補助グリップ部13内には、この打込機構20を駆動する駆動機構32が配設される。そこで、次に、ファスナの打込機構20について説明する。
[3.ファスナの打込機構]
ボディ本体10a内に配設されるファスナの打込機構20は、図1−図4に示すように、両端部に位置する第1の固定部材21と第2の固定部材22とが対向配置され、第1の固定部材21と第2の固定部材22とがガイドレール23,23によって離間した状態で連結されている。また、第1の固定部材21と第2の固定部材22との間には、パイプ24が配設され、このパイプ24にプランジャ25と、プランジャ25を一方向に付勢する付勢部材となるプランジャバネ26とが巻挿されている。また、プランジャ25には、マガジン50から供給された先頭のファスナを打ち込むドライバ27が固定されている。ドライバ27は、マガジン50より射出口11b内に供給された先頭のファスナを打ち込むものであり、ドライバガイド11cのガイド溝27cにガイドされて、プランジャ25の動作に合わせて直線的に移動する。
具体的に、図5に示すように、ドライバ27は、ノーズ部11を構成するドライバガイド11cとウェアプレート11dに挟まれるようにしてガイドされる。すなわち、ドライバガイド11cのウェアプレート11dと対向する内面には、ドライバ27の表面に形成された被ガイド部27aと係合するガイド部27bが形成されている。被ガイド部27aとガイド部27bとは、互いに対応して形成された凹凸が係合することで、ドライバ27の直線的な移動をガイドする。更に、ウェアプレート11dには、ドライバガイド11cと対向する面に、ドライバ27が係合するガイド溝27cが形成されている。ドライバ27は、ドライバガイド11cとウェアプレート11dとが結合されると、被ガイド部27aがガイド部27bに係合され、ドライバ27がガイド溝27cに係合することで、直線的に移動することになる。
第1の固定部材21と第2の固定部材22は、図2−図4に示すように、プランジャ25の移動をガイドする直線状のガイドレール23,23の両端部がネジ止め等で固定されることによって、互いに離間した状態に維持される。更に、第1及び第2の固定部材21,22は、図3に示すように、相対する面に、パイプ24を支持する凹状の第1の支持部21aと凸状の第2の支持部22aとが設けられている。パイプ24は、両端部が第1の支持部21aと第2の支持部22aに嵌合されることによって、第1の固定部材21と第2の固定部材22との間に固定される。
パイプ24には、図1、図2及び図6に示すように、プランジャ25が取り付けられる。プランジャ25は、図6(A)及び図6(B)に示すように、パイプ24が挿通される挿通部25aを有すると共に、ドライバ27が固定される固定片28が設けられている。固定片28には、長尺薄板状のドライバ27の基端部がネジ止め等によって固定される。
具体的に、図7(A)に示すように、固定片28は、ドライバ27の取付面に、頂面が平坦で周囲より高い取付突部28aが設けられ、更に、ねじ穴28bが設けられている。
ドライバ27は、基端部に、挿通孔28cが形成されている。挿通孔28cは、固定片28の取付突部28aに嵌合される。ここで、取付突部28aの高さは、ドライバ27の基端部の厚みより大きくなるように形成されている。ドライバ27は、取付突部28aに挿通孔28cが嵌合されると、ねじ穴28bには、ボルト28dが締め付けられる。すると、ボルト28dの頭部28eは、直接ドライバ27の基端部に圧接されるのではなく、取付突部28aの頂面に圧接される。したがって、ドライバ27は、取付突部28aを中心に回動自在な状態で、すなわち首振りのように取り付けられることになる。これにより、パイプ24に対して摺動するプランジャ25がプランジャバネ26の弾性力に抗して駆動機構43によって持ち上げられる際に、パイプ24に対するがたつき分、傾くことがあっても、被ガイド部27a、ガイド部27b及びガイド溝27cにガイドされているドライバ27は、取付突部28aを中心に回動するので、ドライバ27と被ガイド部27a、ガイド部27b及びガイド溝27cの摺動抵抗が大きくなることを防止できる。すなわち、ドライバ27を駆動する際のエネルギ効率の向上を図ることができる。
ドライバ27をプランジャ25に対して首振りのように取り付けるにあたっては、図7(B)に示すように、ボルト28dを用いるのではなく、ねじ溝のないピン28fを用い、ねじ穴28bを貫通孔28hとし、ピン28gを板金28gで押さえ、ピン28fが抜け落ちることを防止することができる。このときには、固定片28は、取付突部28aを設けることなく平坦にしている。図7(A)では、ボルト28dを用いることで、板金28gを不要にしているので、その分、部品点数の削減を図り、小型化を実現している。
また、ドライバ27をプランジャ25に対して首振りのように取り付けるにあたっては、図7(C)に示すように、取付突部28aに挿通孔28cが嵌合させ、板金28gで押さえ、ドライバ27が取付突部28aから脱落することを防止することもできる。図7(A)では、ボルト28dを用いることで、板金28gを不要としているので、その分、部品点数の削減を図ることができる。
図8(A)は、更に図7(A)の変形例である。図8(A)では、ドライバ27の挿通孔28cの内側に取付突部28aに代わって座金28iを設け、座金28iに、ねじ穴28bに締め付けられたボルト28dの頭部28eが圧接されるようになっている。図8(A)の例によっても、ボルト28dを用い、板金28gを不要としているので、その分、部品点数の削減を図り、小型化を実現することができる。また、固定片28は、取付突部28aを設けない分、小型化されることになる。
図8(B)は、ねじ穴28bを貫通孔28hとし、ボルト28dの先端部にのみネジ部28jを設け、ボルト28dを固定片28の裏面からナット28kで締め付けるようにしている。図8(B)の例によっても、ボルト28dを用い、板金28gを不要としているので、その分、部品点数の削減を図り、小型化を実現することができる。また、固定片28は、取付突部28aを設けない分、小型化されることになる。
図8(C)は、固定片28にネジ突起28mを設け、根本部に、ドライバ27の挿通孔28cの内側に座金28iを設け、ナット28kをネジ突起28mに締め付けるようにしている。図8(C)の例によっても、ボルト28dを用い、板金28gを不要としているので、その分、部品点数の削減を図り、小型化を実現することができる。
更に、プランジャ25の固定片28の反対側には、図6(A)及び図6(B)に示すように、プランジャ25を移動させる駆動機構32の第1のトルクローラ41が係合される第1の係合突部29と第2のトルクローラ42が係合される第2の係合突部30とが設けられている。
更に、プランジャ25には、図6(A)及び図6(B)並びに図9−図11に示すように、固定片28と第1及び第2の係合突部29,30が設けられていない両側に、すなわち固定片28と第1及び第2の係合突部29,30とを結ぶ直線と略直交する両側に、プランジャ25のガイド機構となるガイドローラ31a,31bがそれぞれの側に2つずつ設けられている。
具体的に、プランジャ25は、挿通部25aを挿通するパイプ24に摺接してパイプ24に沿って移動するように支持片25b,25bが相対して設けられている。支持片25b,25bのそれぞれは、内側にプランジャバネ26が配設され、外側に、プランジャ25の移動方向に並んでガイドローラ31a,31bが設けられている。ガイドローラ31a,31bは、図10に示すように、例えば、支持片25b,25bに設けられた軸孔25c,25cに軸25d,25dが固定されることで、支持片25b,25bに取り付けられる。
ガイドローラ31a,31bは、第1及び第2の固定部材21,22に固定されているガイドレール23,23の凹状のガイド溝23a,23aに係合して回転する。ガイドレール23,23は、軸25d,25dの方向に脱落しないように、ガイドローラ31a,31bの軸25d,25dを覆うように設けられている。ガイドレール23,23は、上述のように、パイプ24に第1及び第2の固定部材21,22が取り付けられ、更に、第1及び第2の固定部材21,22にネジ等の固定部材23bによって固定される。ところで、ドライバ27と次に説明する駆動機構32とは、プランジャ25を挟んで対向した位置に設けられ(図17参照)、ガイドレール23,23は、ドライバ27と駆動機構32が設けられない位置、つまりドライバ27と駆動機構32とを結ぶ線と略直交する両側に設けられる(図10参照)。プランジャ25は、動作時、駆動機構32によってプランジャバネ26の弾性力に抗して持ち上げられるとき、駆動機構32の側からドライバ27の側に傾倒する図3中矢印D6方向の力が加わる。しかしながら、プランジャ25は、ガイドローラ31a,31aをガイドレール23,23に係合して回転させることによって、転がり摩擦となり、摩擦抵抗を下げることができる。これにより、プランジャ25は、第1の固定部材21と第2の固定部材22との間を円滑に移動することができる。
なお、ガイドレール23,23のガイド溝には、更に潤滑剤を塗布するようにしてもよい。また、それぞれの側に設けられるガイドローラ31a,31aの数は、2つに限定されるものではなく、1つでもよく、また、3つ以上であってもよい。
ところで、ガイドローラ31a,31bは、ガイドレール23,23内を摺動するので、摺動時、動作音や振動の発生原因となる。そこで、図12(A)及び図12(B)に示すように、打込機構20は、ボディ本体10aに配設される際に、ガイドレール23,23とボディ本体10aの第1の配設部10bとの間やガイドレール23,23が固定される第2の固定部材22とボディ本体10aの第2の配設部10cの間に、防振部となる第1及び第2の防振部材23c,23dを介在させるようにしてもよい。第1及び第2の防振部材23c,23dは、例えばゴム等の振動吸収材である。具体的に、図12(A)及び図12(B)に示すように、ガイドレール23,23の外面は、ボディ本体10aの第1の配設部10bと当接する部分であり、ここには、例えばゴムシートである第1の防振部材23cが貼り付けられる。なお、第1の防振部材23cは、ガイドレール23,23の外面の略全面に貼り付けるのではなく、複数の部分に貼り付けるようにしてもよい。
また、図12(B)に示すように、第2の固定部材22の外面も、ボディ本体10aの第2の配設部10cと当接する部分となり、打込時の振動の受け面ともなる。そこで、第2の固定部材22とボディ本体10aの第2の配設部10cの間にも、例えばゴムシートである第2の防振部材23dが設けられる。なお、第2の防振部材23dは、第1の固定部材21とボディ本体10aの配設部との間に設けるようにしてもよい。
このような図12(A)及び図12(B)の例では、打込時にガイドレール23,23内をガイドローラ31a,31aが摺動することによって発生する振動は、第1及び第2の防振部材23c,23dで吸収することができることから、動作音を小さくすることができる。
プランジャバネ26は、図2、図3及び図10に示すように、圧縮コイルバネであり、パイプ24が挿通され、第2の固定部材22とプランジャ25との間の領域に配置される。プランジャバネ26は、一端が第2の固定部材22に突き当てられることで、他端に突き当てられたプランジャ25を、ファスナを打ち込む図2及び図3中矢印D1方向に付勢する。プランジャバネ26は、パイプ24に挿通されることによって、伸縮時において、中心軸線と異なる方向に撓むことを防止でき、弾性エネルギロスを少なくすることができる。
図13を用いて、パイプ24とプランジャ25とプランジャバネ26との関係を概念的に説明すると、以上説明した打込機構20は、図13(A)に示すように、パイプ24にプランジャ25とプランジャバネ26とを挿通し、プランジャバネ26をプランジャ25と第2の固定部材22との間で圧縮伸長させて、プランジャ25がパイプ24に沿って移動するようにしている。これにより、プランジャバネ26は、パイプ24にガイドされるので、伸縮時においても、中心軸線と異なる方向に撓むことが防止される。同様の効果は、図13(B)に示す構成でも実現できる。具体的に、図13(B)の例では、プランジャ25をパイプ24に挿通するのではなく、パイプ24をプランジャ25に固定し、第2の固定部材22の挿通孔22bに挿通し、プランジャバネ26を、パイプ24に巻挿し、プランジャ25と第2の固定部材22との間に配設する。プランジャ25は、プランジャバネ26が収縮し上昇するとき、第2の固定部材22の挿通孔22bよりパイプ24が突出する。このような図13(B)の例によっても、プランジャバネ26は、パイプ24にガイドされるので、伸縮時において、中心軸線と異なる方向に撓むことが防止される。
これに対して、図13(C)の例は、パイプ24を用いず、プランジャ25と第2の固定部材22との間にプランジャバネ26を配設している。第2の固定部材22には、プランジャバネ26の伸縮をガイドするガイド突部22cが設けられている。図13(C)の例では、プランジャ25の移動距離以上の隙間22dを第2の固定部材22のガイド突部22cの頂面とプランジャ25との間に設ける必要がある。この隙間22dは、ガイド突部22cの存在しない図13(A)及び図13(B)の例では、図13(C)と比較して、プランジャバネ26が全長にわたってパイプ24にガイドされているので、伸縮時において、中心軸線と異なる方向に撓むことを確実に防止することができる。
[4.駆動機構]
以上のように構成された打込機構20を駆動する駆動機構32は、プランジャ25をプランジャバネ26の弾性力に抗して第1の固定部材21側から第2の固定部材22側に移動させる。この駆動機構32は、図14、図15(A)及び図15(B)に示すように、駆動源となる駆動モータ33を有する。この駆動モータ33のスピンドルには、ウォーム34が取り付けられ、このウォーム34には、減速機構となりトルク伝達性に優れた遊星ギヤ機構35が噛合されている。更に、遊星ギヤ機構35には、アームギヤ36が噛合されている。更に、アームギヤ36には、プランジャ25をプランジャバネ26の弾性力に抗して移動させる第1のトルクギヤ37が噛合され、更に、第1のトルクギヤ37には、第2のトルクギヤ38が噛合されている。アームギヤ36と第1のトルクギヤ37と第2のトルクギヤ38とは、1枚のギヤプレート39に支持されている。すなわち、ギヤプレート39は、第1のトルクギヤ37を軸支する軸状の第1の支持部39aと第2のトルクギヤ38を軸支する軸状の第2の支持部39bとに加え、アームギヤ36を軸支する筒状の第3の支持部39cを有している。アームギヤ36と第1のトルクギヤ37と第2のトルクギヤ38とは、1枚のギヤプレート39に取り付けられることで、各ギヤのセンタ間の距離のバラツキを抑え、ギヤ歯の耐久性を向上され、更に、駆動ロスを少なくすることができる。
第1のトルクギヤ37には、プランジャ25の第1の係合突部29に係合する第1の駆動突起となる第1のトルクローラ41が設けられ、第2のトルクギヤ38には、プランジャ25の第2の係合突部30に係合する第2の駆動突起となる第2のトルクローラ42が設けられている。互いに噛合する第1のトルクギヤ37と第2のトルクギヤ38は、第1のトルクギヤ37が図16中矢印R1方向に回転し、第2のトルクギヤ38が図16中矢印R2方向に回転する。これにより、第1及び第2のトルクローラ41,42は、図16(A)−(D)に示す軌跡を辿る。
プランジャ25の第1の係合突部29は、図16(A)に示すように、プランジャ25が下死点位置にあるときに、第1のトルクギヤ37の第1のトルクローラ41の移動軌跡上で、第1のトルクローラ41が最下部の初期位置から円周方向に移動を開始して上昇し始めるときに第1のトルクローラ41に係合する位置にある。また、第2の係合突部30は、図16(B)に示すように、プランジャ25が上方に移動して、第1のトルクギヤ37の第1のトルクローラ41が最上部に到達する直前に、第2のトルクギヤ38の第2のトルクローラ42が最下部から上昇し始める位置に配置されている。このように、第1及び第2の係合突部29,30には、互いに噛合する第1及び第2のトルクギヤ37,38の回転に伴って第1及び第2のトルクローラ41,42が順次係合し、プランジャ25は、プランジャバネ26の弾性力に抗して第1の固定部材21の側から第2の固定部材22の側に持ち上げられる。
このような駆動機構32では、駆動モータ33が始動すると、遊星ギヤ機構35及びアームギヤ36を介して、第1のトルクギヤ37と第2のトルクギヤ38とが互いに逆方向(図16中矢印R1,R2方向)に回転する。プランジャ25が下死点位置にあるとき、図16(A)に示すように、回転する第1のトルクギヤ37の第1のトルクローラ41は、プランジャ25の第1の係合突部29の下面に係合する。プランジャ25は、第1のトルクギヤ37が矢印R1方向に回転し続けることで、第1のトルクローラ41が上昇し、プランジャバネ26に抗して持ち上げられる。そして、図16(B)に示すように、第1のトルクローラ41が最上部に到達する直前で、第2のトルクギヤ38の第2のトルクローラ42が最下部から矢印R2方向に上昇し始め、プランジャ25の第2の係合突部30の下面に係合する。そして、第2のトルクギヤ38が矢印R2方向に回転し続けることで、プランジャ25は、図16(C)に示す位置まで更に持ち上げられる。図16(D)に示すように、第2のトルクギヤ38が更に回転し第2のトルクローラ42が第2の係合突部30から外れると、プランジャ25は、プランジャバネ26の弾性力によって第2の固定部材22の側から第1の固定部材21の方向に駆動される。このとき、プランジャ25に結合されたドライバ27は、図1−図3中矢印D1方向に移動し、射出口11bに供給されたファスナを打ち込みして外部の対象物に向けて打ち出し、ファスナの打込み作業のワンサイクルが終了する。
ところで、第1及び第2のトルクローラ41,42によって持ち上げられるプランジャ25は、第1及び第2のトルクギヤ37,38の回転によって持ち上げられる。したがって、プランジャ25には、プランジャバネ26の弾性力に抗して図5中反矢印D1方向に持ち上げる力の他に、第1及び第2のトルクギヤ37,38の回転に伴って、第1及び第2のトルクローラ41,42が第1及び第2の係合突部29,30を摺接しながら移動することで、第1及び第2の係合突部29,30と平行な矢印D1方向と直交する方向の力が発生する(図16中矢印X方向)。これにより、パイプ24に対して摺動するプランジャ25は、パイプ24と挿通部25aとの微小間隙によって、図16中矢印X方向にがたつくことになる。
一方で、プランジャ25に取り付けられているドライバ27は、図5に示したように、被ガイド部27aがガイド部27bに係合され、ドライバ27がガイド溝27cに係合することで、直線的に移動するようにガイドされている。ここで、ドライバ27は、図7(A)に示すように、取付突部28aを中心に回動自在な状態で、すなわち首振りのように取り付けられている。これにより、パイプ24に対して摺動するプランジャ25がプランジャバネ26の弾性力に抗して駆動機構43によって持ち上げられる際に、パイプ24に対するがたつき分、傾くことがあっても、ドライバ27は、取付突部28aを中心に回動するので、ドライバ27と被ガイド部27a、ガイド部27b及びガイド溝27cの摺動抵抗が大きくなることはない。したがって、ドライバ27を駆動する際のエネルギ効率の向上を図ることができる。
なお、トルクギヤの数は、ここでは2つの例を説明したが、プランジャ25の移動距離に応じて決定されるものであり、特に、2つに限定されるものではなく、1つであっても良く、3つ以上であってもよい。トルクギヤの数に合わせて、すなわちトルクギヤに設けられるトルクローラの数に合わせて、プランジャ25には、係合突部が設けられることになる。また、打込機構20を駆動する駆動機構32は、プランジャバネ26によって打ち出し方向に付勢されたプランジャ25を、プランジャ25を牽引するワイヤをウィンチで巻き上げることで、プランジャバネ26の弾性力に抗して移動させる駆動機構であってもよい。
[5.緩衝機構]
図3、図10及び図17に示すように、打込機構20のパイプ24には、ファスナの打ち込み時の衝撃を緩衝する緩衝機構43が設けられている。緩衝機構43は、パイプ24内に配設されるウェイト44と、ウェイト44を第2の固定部材22の方向(図17中矢印D2方向)に付勢するウェイトバネ45と、第2の固定部材22の内側に配設されるウェイトストップ46と、パイプ24の内側にあるウェイト44とパイプ24の外側にあるプランジャ25とを接続するワイヤ47と、ワイヤ47をガイドするプーリ48とを有している。
ウェイト44は、大径部44aと小径部44bとを有し、大径部44aがパイプ24の内面を摺動することで、パイプ24の内部を直線的に移動する。ウェイト44は、その突起47aにワイヤ47の一端が係合される。なお、ワイヤ47の他端は、プランジャ25の突起47bに係合される。ウェイトバネ45は、パイプ24内において、第1の固定部材21とウェイト44との間に配設される例えば圧縮コイルバネであり、ウェイト44を第2の固定部材22の方向(図17中矢印D2方向)に付勢する。ウェイトバネ45の一端は、ウェイト44の大径部44aに係合される。
図17に示すように、プランジャ25が下死点位置にあるとき、ウェイト44は、ウェイトバネ45の弾性力によって第2の固定部材22側のウェイトストップ46に突き当てられた状態にある。次いで、図18に示すように、プランジャ25が駆動機構32によって上死点位置にまで持ち上げられると、ウェイト44は、プランジャ25にワイヤ47を介して引っ張られることで、ウェイトバネ45の弾性力に抗して、すなわちウェイトバネ45を収縮して、第1の固定部材21の方向(反矢印D2方向(矢印D1方向))に移動する。
ファスナを打ち込むとき、図19及び図20に示すように、プランジャ25は、プランジャバネ26の弾性力によって、第1の固定部材21の方向(矢印D1方向)に勢い良く移動される。このとき、打込工具1は、対象物から押し上げる反力P1が発生する。この際、ワイヤ47は、プランジャ25がプランジャバネ26の弾性力によって勢い良く第2の固定部材22の方向(矢印D1方向)に移動することで、一時的にたるみ、ウェイト44は、単独で、プランジャバネ26の弾性力によってパイプ24内を第2の固定部材22の方向(矢印D2方向)に移動する。これは、プランジャバネ26によるプランジャ25の速度がウェイトバネ45によるウェイト44の速度より速くなるように、プランジャ25の重量、プランジャバネ26の荷重、ウェイト44の重量及びウェイトバネ45の荷重を設定することで実現できる。これにより、打込工具1には、ウェイト44を第2の固定部材22の方向に押し上げようとするウェイトバネ45の反力P2によって対象物の方向に押し付ける押圧力が発生する。
このように緩衝機構43では、対象物から押し上げる反力P1を、ウェイトバネ45の反力P2で弱める又は打ち消すことができる。加えて、緩衝機構43は、(ウェイトバネ45の荷重P2+打込工具1の荷重(作業者による押付荷重±工具重量)P3)と(ファスナの打ち込み時の反力P1+プランジャバネ26の荷重(反力)P4)とが互いに力を打ち消し合うことで、打込工具1の全体の反動量を決めることができる。このように、打込工具1では、ファスナの打ち込み時における対象物への荷重を適当に設定することができるようになり、例えば、内装仕上げにファスナを打ち込むときに、対象物の方向に押し付ける押圧力が強くなり過ぎて表面に傷等をつけることを防止できる。
[6.マガジン]
マガジン50は、図1及び図2に示すように、ボディ本体10aのノーズ部11に取り付けられる。具体的に、マガジン50は、ノーズ部11を構成するウェアプレート11dにネジ止め等によって固定され、ボディ10の中心軸線方向、すなわちファスナの打ち出し方向(矢印D1方向)に対して交差する方向、ここでは略直交する方向に直線的に設けられている。このマガジン50は、ノーズ部11に取り付けられたとき、ボディ本体10aの補助グリップ部13と離間して取り付けられる。このマガジン50には、図21に示すように、個別ファスナが接着剤等によって薄板状に連結された板状連結帯51が収納される(図22参照)。すなわち、板状連結帯51は、全体の形状が略矩形をなしている。図21に示すように、マガジン50は、板状連結帯51が収納されるマガジン本体52と、マガジン50の延長方向となる矢印D3方向にスライドするスライダ53とを有する。
マガジン本体52には、長手方向に、板状連結帯51を収納する収納部54が補助グリップ部13と反対側の前面側に寄って設けられている。収納部54は、板状連結帯51の厚さ程度の深さの凹部である。この収納部54は、その底面が板状連結帯51のファスナの先端が並ぶ一端部を除く部分を支持する支持面54aとなっている。
収納部54のファスナの打ち込み方向の側縁には、長手方向に、板状連結帯51のファスナの先端が並ぶ一端部をガイドするガイド部55が設けられている。ガイド部55は、具体的に、図22に示すように、略凹状のガイド部材56によって設けられる。ガイド部材56は、相対する一対の片が板状連結帯51の一端部をガイドする第1及び第2のガイド片56a,56bと、第1及び第2のガイド片56a,56bを連結し、凹部の奥に位置する板状連結帯51の一端部を位置決めする位置決め片56cとから構成されている。
図22に示すように、収納部54のファスナの打ち出し方向の側縁は、収納部54の支持面54a側の第1のガイド片56aの厚さ分、低く形成され、第1のガイド片56aが配設されたとき、支持面54aと第1のガイド片56aの表面とが同じ高さとなるように形成されている。位置決め片56cは、板状連結帯51の一端部の位置決めをする位置決め壁となり、板状連結帯51の一端部の厚さよりやや大きい幅を有している。更に、収納部54の支持面54aと離間する第2のガイド片56bは、板状連結帯51の一端部を覆う程度の長さ(例えば2〜8mm)に形成されている。この第2のガイド片56bの内面は、板状連結帯51の一端部のガイド面となる。
収納部54の支持面54aとガイド部材56の第1のガイド片56aとの間には、連続して、取出溝57が形成されている。取出溝57は、位置決め片56cと略平行に直線状に設けられた凹部であり、少なくともボディ本体10aの補助グリップ部13側の端部57aが第2のガイド片56bの先端と重ならないように形成されている。ここでは、取出溝57は、更に、平面視で、第2のガイド片56bの先端から連続するように、すなわち第2のガイド片56bと重ならないように設けられている。この取出溝57は、ボディ本体10aの補助グリップ部13側の端部57aが傾斜面となっており、板状連結帯51を斜めに立ち上げることができるようにしている。
このようなマガジン50では、スライダ53がマガジン50の先端側となる矢印D3方向にスライドされることによって、収納部54が外部に露出し、板状連結帯51の出し入れが可能な状態となる。図21及び図22に示すように、板状連結帯51は、板状連結帯51のファスナの先端が並ぶ一端部を挿入端として、ボディ本体10aの補助グリップ部13の側から矢印D4方向にガイド部55に挿入される。そして、板状連結帯51は、収納部54の支持面54aに沿わすように、すなわち支持面54aに寝かすようにして、第1及び第2のガイド片56a,56b間に挿入され、位置決め片56cに突き当てられる。この後、マガジン50は、スライダ53が根元側となる反矢印D3方向にスライドされることで、収納部54が閉じられ、打込工具1の使用可能な状態となる。
一方で、収納部54に収納された板状連結帯51を取り出すときには、図22に示すように、先ず、板状連結帯51を、ボディ本体10aの補助グリップ部13の側となる図22中反矢印D4方向にスライドさせる。そして、板状連結帯51は、板状連結帯51のファスナの先端が並ぶ一端部が取出溝57に差し掛かったとき、ユーザの指等によって取出溝57内に押圧される。すると、板状連結帯51は、取出溝57の補助グリップ部13側の端部57aの傾斜面に沿って立ち上がり、ユーザによって把持されて容易に取り出すことができるようになる。
打込工具1のマガジン50では、図21及び図22に示すように、取出溝57が設けられているので、板状連結帯51を、ボディ本体10aの補助グリップ部13側にスライドさせ、取出溝57に押圧することで、立ち上がらせ、板状連結帯51を容易に取り出すことができる。そして、打込工具1では、マガジン50と補助グリップ部13との間の間隙58を小さくし、全体の小型化を実現することができる。
なお、マガジン50の形状としては、ボディ10の軸線方向に対して略垂直ではなく、前方又は後方に湾曲するように、又は、傾くように設けられていてもよい。
[7.全体の動作と作用効果]
以上のように構成される打込工具1の動作について説明する。先ず、ファスナを、木材、石膏ボード、鋼板、コンクリート等の対象物に打ち込む際には、図1に示すように、ノーズ部11のコンタクトアーム11aを対象物に押し付ける。次いで、トリガ15が引かれ、これがマイクロスイッチ等で検出されると、駆動機構32の駆動モータ33が駆動される。
すると、図16(A)に示すように、回転する第1のトルクギヤ37の第1のトルクローラ41は、プランジャ25の第1の係合突部29の下面に係合し、プランジャ25をプランジャバネ26に抗して反矢印D1方向に持ち上げる。そして、図16(B)に示すように、第1のトルクローラ41が最上部に到達する直前で、第2のトルクギヤ38の第2のトルクローラ42は、プランジャ25の第2の係合突部30の下面に係合し、更に、プランジャ25をプランジャバネ26に抗して反矢印D1方向に持ち上げ、図16(C)に示す位置まで移動させる。次いで、図16(D)に示すように、第2のトルクギヤ38が更に回転し第2のトルクローラ42が第2の係合突部30から外れると、プランジャ25は、プランジャバネ26の弾性力によって第2の固定部材22の側から第1の固定部材21の方向に勢い良く移動する。このとき、プランジャ25に結合されたドライバ27は、図2及び図6中矢印D1方向に移動し、射出口11bに供給されたファスナを打ち込みして外部の対象物に向けて打ち出し、ファスナの打込み作業のワンサイクルが終了する。
このように、ファスナを打ち込むとき、図19及び図20に示すように、プランジャ25は、プランジャバネ26の弾性力によって、第1の固定部材21の方向(矢印D1方向)に勢い良く移動する。このとき、打込工具1は、対象物から押し上げる反力P1が発生する。この際、ワイヤ47は、プランジャ25がプランジャバネ26の弾性力によって勢い良く第2の固定部材22の方向(矢印D1方向)に移動することで、一時的にたるみ、ウェイト44は、単独で、プランジャバネ26の弾性力によってパイプ24内を第2の固定部材22の方向(矢印D2方向)に移動する。これにより、打込工具1には、ウェイト44を第2の固定部材22の方向に押し上げようとするウェイトバネ45の反力P2によって対象物の方向に押し付ける押圧力が発生する。これにより、打込工具1は、対象物から押し上げる反力P1を、ウェイトバネ45の反力P2で弱める又は打ち消すことができる。
以上のような、打込工具1のファスナの打込み動作において、プランジャ25は、図9−図11に示すように、ガイドローラ31a,31aがガイドレール23,23にガイドされて直線的に移動される。ところで、ドライバ27と第1及び第2のトルクギヤ37,38等を備えた駆動機構32とは、プランジャ25を挟んで対向した位置に設けられガイドレール23,23は、ドライバ27と駆動機構32とを結ぶ線と略直交する両側に設けられる。プランジャ25は、動作時、駆動機構32によってプランジャバネ26の弾性力に抗して持ち上げられるとき、駆動機構32の側からドライバ27の側に傾倒する図3中矢印D6方向の力が加わる。しかしながら、プランジャ25は、ガイドローラ31a,31aがガイドレール23,23に係合して回転させているので、転がり摩擦となり、摩擦抵抗が小さくなる。これにより、プランジャ25は、第1の固定部材21と第2の固定部材22との間を円滑に移動することができる。したがって、ドライバ27を駆動する際のエネルギ効率の向上を図ることができる。
[8.その他の変形例]
以上、本発明が適用された打込工具1を説明したが、本発明は、他に、圧縮空気や燃焼ガスやソレノイド等で駆動機構を駆動し、ファスナを打ち込む圧縮空気式や燃焼ガス式やソレノイド式等の駆動工具に適用してもよい。
1 打込工具、10 ボディ、10a ボディ本体、10b 第1の配設部、10c 第2の配設部、11 ノーズ部、11a コンタクトアーム、11b 射出口、11c ドライバガイド、11d ウェアプレート、12 グリップ部、13 補助グリップ部、14 架橋部、15 トリガ、16 バッテリパック、17 プリント配線基板、20 打込機構、21 第1の固定部材、21a 第1の支持部、22 第2の固定部材、22a 第2の支持部、22b 挿通孔、22c ガイド突部、22d 隙間、23 ガイドレール、23a ガイド溝、23b 固定部材、23c,23d 防振部材、24 パイプ、25 プランジャ、25a 挿通部、25b 支持片、25c 軸孔、25d 軸、26 プランジャバネ、27 ドライバ、27a 被ガイド部、27b ガイド部、27c ガイド溝、28 固定片、28a 取付突部、28b ねじ穴、28c挿通孔、28d ボルト、28e 頭部、28f ピン、28g 板金、28h 貫通孔、28i 座金、28j ネジ部、28k ナット、28m ネジ突起、29 第1の係合突部、30 第2の係合突部、31a,31b ガイドローラ、32 駆動機構、33 駆動モータ、34 ウォーム、35 遊星ギヤ機構、36 アームギヤ、37 第1のトルクギヤ、38 第2のトルクギヤ、39 ギヤプレート、39a−39c 支持部、41 第1のトルクローラ、42 第2のトルクローラ、43 緩衝機構、44 ウェイト、44a 大径部、44b 小径部、45 ウェイトバネ、46 ウェイトストップ、47 ワイヤ、47a,47b 突起、48 プーリ、50 マガジン、51 板状連結帯、52 マガジン本体、53 スライダ、54 収納部、54a 支持面、55 ガイド部、56 ガイド部材、56a 第1のガイド片、56b 第2のガイド片、56c 位置決め壁、57 取出溝、57a 端部、58 間隙、59 側壁、59a ガイド片

Claims (4)

  1. ファスナを打ち込むドライバと、
    上記ドライバが固定され、上記ファスナを打ち出し方向に移動させるプランジャと、
    上記プランジャの移動方向に沿って設けられた上記プランジャのガイド機構とを備え、
    上記ガイド機構は、上記プランジャに設けられたガイドローラと、上記プランジャの移動方向に沿って設けられ、上記ガイドローラが回転されるガイドレールとを有する打込工具。
  2. 上記プランジャは、付勢部材によって上記ファスナの打ち込み方向に付勢されている
    請求項1記載の打込工具。
  3. 更に、上記プランジャの上記ファスナの打ち出し方向と反対側に上記プランジャを移動する駆動機構を備え、
    上記駆動機構は、モータによって回転されるトルクギヤと、上記トルクギヤに設けられる駆動突起と、上記プランジャに設けられ上記駆動突起に係合される係合突部とを有し、
    上記プランジャは、上記トルクギヤが回転することで、上記係合突部と係合した上記駆動突起によって、上記ファスナの打ち込み方向と反対側に移動される
    請求項1又は請求項2載の打込工具。
  4. ボディを有し、
    上記ボディと上記ガイド機構との間には、防振部が設けられている
    請求項1−請求項3の内何れか1項記載の打込工具。
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