JP2017064832A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮気体を用いて止具を打込む構成において、シール部材の劣化を抑制し、製品寿命を向上させた打込機の提供。
【解決手段】
ハウジングと、該ハウジング内に設けられ動力を発生させる動力源と、該ハウジング内に往復動可能に設けられ該往復動方向のうちの打込方向に移動して止具を被打込材に打込む打込部と、気体が充填され該気体の内部エネルギを蓄積可能な蓄圧室と、弾性エネルギを蓄積可能な弾性部材と、該動力源が発生させる該動力によって駆動され、該蓄圧室及び該弾性部材に該内部エネルギ及び該弾性エネルギをそれぞれ蓄積させる蓄積機構と、蓄積された該内部エネルギ及び該弾性エネルギを解放して該打込部を該打込方向へ移動させる解放機構と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は打込機に関する。

従来より、圧縮気体が充填された蓄圧部と上死点下死点間を往復動可能なドライバブレードとを備え、圧縮気体を用いてドライバブレードを上死点から下死点に急激に移動させることで、止具を被打込材に打込む打込機が知られている（特許文献１）。このような打込機においては、蓄圧部内の気密性を保つシール部材を備えている。

特開２０１４−０６９２８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の打込機においては、所定の打込力を得るために蓄圧部内の圧力を大気圧よりも高い所定圧力以上に維持しなければならず、蓄圧室内の気密性を保つシール部材には過大な負担となる。このため、シール部材の劣化が早まる虞が高く、ひいては打込機自体の製品寿命が短くなってしまうという虞があった。

そこで本発明は、圧縮気体を用いて止具を打込む構成において、シール部材の劣化を抑制し、製品寿命を向上させた打込機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、ハウジングと、該ハウジング内に設けられ動力を発生させる動力源と、該ハウジング内に往復動可能に設けられ該往復動方向のうちの打込方向に移動して止具を被打込材に打込む打込部と、気体が充填され該気体の内部エネルギを蓄積可能な蓄圧室と、弾性エネルギを蓄積可能な弾性部材と、該動力源が発生させる該動力によって駆動され、該蓄圧室及び該弾性部材に該内部エネルギ及び該弾性エネルギをそれぞれ蓄積させる蓄積機構と、蓄積された該内部エネルギ及び該弾性エネルギを解放して該打込部を該打込方向へ移動させる解放機構と、を備えることを特徴とする打込機を提供している。

このような構成によると、止具の打込みに必要な打込エネルギを圧縮気体の内部エネルギと弾性部材の弾性エネルギとで分担するため、止具の打込みに必要な打込エネルギのすべてを蓄圧室内の圧縮気体に頼っている従来の構成と比較して、止具の打込みに必要な圧縮気体の負担分を小さくすることができる。すなわち、所定の打込力を得るために必要な蓄圧室内の圧力を小さくすることができる。これにより、蓄圧室内の密閉性を保つためのシール部材にかかる負担を軽減することができ、シール部材の寿命を長くし、ひいては、製品寿命を長くすることができる。

上記構成において、該弾性部材は、該蓄圧室の内部に設けられていることが好ましい。

このような構成によると、デッドスペースとなる蓄圧室内に弾性部材が設けられているため、ハウジング内の蓄圧室以外の空間に弾性部材を配置する必要がなく、打込機自体の大型化を抑制することができる。

また、該弾性部材は、該往復動方向に延びるコイルスプリングであることが好ましい。

このような構成によると、簡易な構成で止具の打込みに必要な弾性エネルギを蓄積することができる。

また、該コイルスプリングの座屈を抑制する座屈抑制部をさらに備えることが好ましい。

このような構成によると、座屈抑制部によってコイルスプリングの座屈が抑制されるため、コイルスプリングの弾性エネルギの蓄積及び解放を確実に行うことができ、止具の打込み及び打込力を安定させることができる。

また、該ハウジングの内部に設けられ該往復動方向に延びるシリンダをさらに備え、該打込部は、該シリンダの内部において該往復動方向に移動可能に設けられ、該往復動方向と交差する交差面が規定されたピストンを有し、該コイルスプリングの一端は、該ピストンの該交差面と当接していることが好ましい。

このような構成によると、ピストンの移動によってコイルスプリングを圧縮（収縮）させ、コイルスプリングに弾性エネルギを蓄積させることができる。

また、該シリンダは、該往復動方向に延びる円筒形状をなし、該打込部は、該シリンダの中心軸上に配置され該往復動方向に延び一端が該ピストンに接続され他端で該止具を打撃する打撃部材をさらに有することが好ましい。

このような構成によると、打撃部材がシリンダの中心軸上に配置されているため、打込力を大きくすることができる。

また、該ハウジングは、該シリンダを収容し該往復動方向に延びる収容ハウジングと、該収容ハウジングから該往復動方向と交差する方向に延びるハンドルハウジングを有し、該シリンダは、該往復動方向に延びる円筒形状をなし、該打込部は、該往復動方向に延び一端が該ピストンの反ハンドルハウジング側の端部に接続され他端で該止具を打撃する打撃部材をさらに有し、該ハウジング内には、該往復動方向に延び該シリンダの中心軸上に配置され該ピストンを貫通し該ピストンの該往復動以外の運動を規制する規制シャフトが設けられていることが好ましい。

このような構成によると、打撃部材がピストンの反ハンドルハウジング側の端部に接続されているため、いわゆる際打ちを行うことができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、ピストンの往復動以外の運動を規制する規制シャフトが設けられているため、ピストンが確実に当該往復動を行うことができる。これにより、確実な打込を行うことができ、打込力の安定化を図ることができる。

上記課題を解決するために本発明はさらに、ハウジングと、該ハウジング内に設けられ動力を発生させる動力源と、気体が充填され、該気体が圧縮された状態を保持可能な蓄圧室と、伸縮可能な弾性部材と、該ハウジング内に往復動可能に設けられ、該往復動方向のうちの打込方向への移動によって止具を被打込材に打込み、反打込方向への移動によって該蓄圧室内の該気体を圧縮し且つ該弾性部材を収縮させる打込部と、該動力源が発生させる該動力によって駆動され、該打込部を該反打込方向に移動させて該蓄圧室内の該気体を圧縮し且つ該弾性部材を収縮させる駆動機構と、該蓄圧室内の圧縮された該気体及び収縮した該弾性部材を解放して該打込部を該打込方向へ移動させる解放機構、を備えることを特徴とする打込機を提供している。

本発明の打込機によれば、圧縮気体を用いて止具を打込む構成において、シール部材の劣化を抑制し、製品寿命を向上させた打込機を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態による釘打機全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、打込部が上死点に位置している状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による釘打機全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、打込部が下死点に位置している状態を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による釘打機の打込部が上死点に位置している状態を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本発明の第１の実施の形態による釘打機の打込部が下死点に位置している状態を示す図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。 本発明の第１の実施の形態による釘打機の打込部及び蓄圧室を示す部分拡大図である。 本発明の第２の実施の形態による釘打機全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、打込部が上死点に位置している状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による釘打機全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、打込部が下死点に位置している状態を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による釘打機の蓄圧室を示す部分拡大図である。

本発明の実施の形態について図１乃至図８を参照しながら説明する。以下の説明において、具体的な数値に言及した場合、例えば、角度について「９０°」、回転数について「２０００ｒｐｍ」、時間について「２０ｍｓ」等のように言及した場合、当該数値と完全に一致する場合だけでなく、当該数値と略同一である場合も含むものとする。また、位置関係等に言及した場合、例えば、平行、直交、反対等のように言及した場合、完全に平行、直交、反対等である場合だけでなく、略平行、略直交、略反対等である場合を含むものとする。

最初に、本発明の第１の実施の形態による打込機の一例である釘打機１について図１乃至図５を参照しながら説明する。

図１及び図２に示されているように釘打機１は、ハウジング２と、モータ３と、動力伝達部４と、打込部５と、ノーズ部６と、マガジン７とを備えている。釘打機１は、電動式であって、打込部５が上死点から下死点へ高速で移動することで釘Ｎを木材等の被打込材に打込む工具である。図１及び図２は、釘打機１全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、図１は、打込部５が上死点に位置している状態を示す図、図２は、打込部５が上死点に位置している状態を示す図である。なお、図１において図中に示されている上を上方向、下を下方向、前を前方向、後を後方向と定義する。さらに、釘打機１を後方から見た場合の左を左方向、右を右方向と定義する。

ハウジング２は、釘打機１の外郭をなす部分であり、ナイロンまたはポリカーボネイト等の樹脂から構成されている。ハウジング２は、ハンドルハウジング２１と、モータハウジング２２と、接続ハウジング２３と、収容ハウジング２４とを有している。

ハンドルハウジング２１は、釘打機１が使用される際にユーザによって把持される部分であり、前後方向に延びる略円筒形状をなしている。ハンドルハウジング２１は、トリガ２１Ａ及びスイッチ機構２１Ｂを備えている。トリガ２１Ａは、モータ３の駆動を操作するためのスイッチであり、ハンドルハウジング２１の前部下側に設けられている。スイッチ機構２１Ｂは、ハンドルハウジング２１内部の前部に収容されており、ノーズ部６の下端部が被打込材に押し付けられて後述のプッシュレバ６Ａが上方に移動した状態で、トリガ２１Ａが上方に押し込まれた場合に後述の制御部２３Ａにモータ３を駆動させるための始動信号を出力する。

モータハウジング２２は、前後方向に延びており、モータ３及び動力伝達部４を収容している。モータ３は、３相ブラシレスモータであり、モータハウジング２２内部の後方に収容されている。モータ３は、ステータと、ステータに対して回転可能なロータと、ロータに接続された回転軸３Ａとを有している。回転軸３Ａは、前後方向に延びる軸であってモータ３の駆動によってロータと一体に回転する。モータ３の後方には、後面視において円環形状をなす円環基板３Ｂが設けられている。円環基板３Ｂには、複数のＦＥＴ３Ｃを含むインバータ回路及びロータの回転位置を検出するための３個のホールＩＣが実装されている。モータ３は、本発明における「動力源」の一例である。

動力伝達部４は、モータ３の回転軸３Ａの回転力（動力）を打込部５に伝達する機構であり、減速機構４１及び駆動部４２を備えている。

減速機構４１は、回転軸３Ａの回転を減速して駆動部４２に伝達する遊星歯車機構であり、モータハウジング２２内部においてモータ３の前方に設けられている。減速機構４１は、回転軸３Ａの周囲に配置され回転軸３Ａと噛合した複数の遊星ギヤと、回転軸３Ａと同軸的に配置されたリングギヤと、回転軸３Ａと同軸的に設けられたキャリア４１Ａを有している。キャリア４１Ａは、その前端が駆動部４２と接続されており、減速された回転軸３Ａの回転を駆動部４２に伝達する。また、キャリア４１Ａは、モータ３が駆動して回転軸３Ａが回転することによって後面視において時計回り（図３及び図４の回転方向Ｒ）に回転する。本実施の形態において減速機構４１は、多段の遊星歯車機構であるが一段の遊星歯車機構であっても良い。

駆動部４２は、モータハウジング２２の内部において減速機構４１の前方に位置しており、伝達軸４２Ａ、ギヤ部４２Ｂを備えている。駆動部４２は、本発明における「蓄積機構」、「駆動機構」及び「解放機構」の一例である。

伝達軸４２Ａは、前後方向に延びる軸であって、その後端は減速機構４１のキャリア４１Ａに同軸的に接続され、前端はギヤ部４２Ｂに同軸的に接続されている。伝達軸４２Ａは、キャリア４１Ａと一体に後面視において時計回りに回転し、キャリア４１Ａの回転力をギヤ部４２Ｂに伝達する。また、伝達軸４２Ａとモータ３の回転軸３Ａとの間には、伝達軸４２Ａの後面視における時計回り方向の回転を許容し、反時計回りの回転を規制（防止）する回転方向規制部材が設けられている。また、伝達軸４２Ａの外周には軸受４２Ｃ（ニードルベアリング）が設けられている。

図３及び図４に示されているように、ギヤ部４２Ｂは、後面視において略円形状をなしており、伝達軸４２Ａと同軸一体回転するように設けられている。ギヤ部４２Ｂは、モータ３が駆動し、回転軸３Ａが回転することによって、回転方向Ｒに伝達軸４２Ａと一体に回転する。また、ギヤ部４２Ｂの外周面には、ギヤ部４２Ｂの半径方向外方に突出する複数の歯が形成された歯部４２Ｄと、歯が形成されていない欠歯部４２Ｅとを有している。本実施の形態においては、ギヤ部４２Ｂの外周面の略４分の３に亘って歯部４２Ｄが形成されている。図３は、打込部５が上死点に位置している状態を示す図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図であり、図４は、打込部５が下死点に位置している状態を示す図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。

図１に戻り、ハウジング２の接続ハウジング２３は、上下方向に延び、ハンドルハウジング２１の後部とモータハウジング２２の後部とを接続している。接続ハウジング２３は、制御部２３Ａ及び電源接続部２３Ｂを備えている。制御部２３Ａは、接続ハウジング２３内部に収容されており、モータ３を制御するためのマイコン及び各種回路を有している。また、制御部２３Ａは、スイッチ機構２１Ｂ、インバータ回路及びモータ駆動のための各種検出機構又は回路に接続されている。制御部２３Ａは、スイッチ機構２１Ｂが出力する始動信号及び各種検出機構からの信号に基づいてモータ３の駆動のための駆動信号を生成し、駆動信号をインバータ回路（複数のＦＥＴ３Ｃ）に出力することでモータ３を制御する。

電源接続部２３Ｂは、接続ハウジング２３の後面に上下方向に延びて形成されており、電池パックＰを着脱可能に保持するように構成されている。電池パックＰは、モータ３、制御部２３Ａなどの電源となる複数の二次電池セルを有している。当該二次電池セルの電力は、電池パックＰが電源接続部２３Ｂに接続された状態で、モータ３、制御部２３Ａなどに供給される。

図１乃至図４に示されているように収容ハウジング２４は、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、ハンドルハウジング２１の前部及びモータハウジング２２の前部に接続されている。収容ハウジング２４は、シリンダ２５と、打込部５と、圧縮空気が充填された蓄圧室２６と、スプリング２７と、ピストンバンパ２８と、を収容している。

シリンダ２５は、収容ハウジング２４の内部に設けられており、上下方向に延びる略円筒形状をなしている。シリンダ２５は、打込部５の上下方向の移動を案内するとともに、打込部５の上下方向以外の運動、すなわち、往復動以外の運動を規制する。

打込部５は、シリンダ２５内の上端部に位置する上死点（図１及び図３に示されている位置）と下部に位置する下死点（図２及び図４に示されている位置）との間を往復摺動可能（往復移動可能）に設けられている。打込部５は、蓄圧室２６内に充填された圧縮空気によって、下方向（下死点方向）に付勢され、釘Ｎを打撃し被打込材に打込むように構成されている。下方向は、本発明における「打込方向」の一例であり、上方向は、本発明における「反打込方向」の一例である。

図３乃至図５に示されているように、打込部５は、ピストン５Ａと、打撃部材５Ｂと、ラック部５Ｃとを備えている。図５は、打込部５及び蓄圧室２６を示す部分拡大図である。

図５に示されているように、ピストン５Ａは、上下に延びる略有底円筒形状をなしており、円筒部５Ｄ及び円板部５Ｅを有している。円筒部５Ｄは、上下に延びる円筒形状をなしており、その外周面はシリンダ２５の上端部の内周面に摺接している。また、円筒部５Ｄの外周面とシリンダ２５の内周面との間には、シール部５Ｆ（例えばＸリング等）が設けられている。シール部５Ｆは、シリンダ２５内におけるピストン５Ａの上側の空間と下側の空間との連通を遮断することで、蓄圧室２６内の気密性（密閉性）を保っている。円板部５Ｅは、平面視において円形状をなしており、円筒部５Ｄの下端を閉塞している。円板部５Ｅの上面５Ｇは、シリンダ２５の中心軸Ａと略直交している。なお、本実施の形態においては、円筒部５Ｄの中心軸及び円板部５Ｅの中心は、図３乃至図５に示されているシリンダ２５の中心軸Ａと略一致しており、円筒部５Ｄ及び円板部５Ｅの重心もシリンダ２５の中心軸Ａ上に略位置している。円板部５Ｅの上面５Ｇは、本発明における「交差面」の一例である。

図３及び図４に示されているように、打撃部材５Ｂは、円板部５Ｅの下面の底面視における中央から下方に延出する平板状の部材であり、シリンダ２５の中心軸Ａ上に位置している。打撃部材５Ｂの下端は、ノーズ部６内に配置された釘Ｎを打撃する部分であり、打込部５が上死点に位置する状態（図１及び図３の状態）においてノーズ部６内に配置された釘Ｎの上方に位置し、打込部５が下死点に位置する状態（図２及び図４の状態）において、ノーズ部６の下端よりも下方に僅かに突出するように構成されている。打撃部材５Ｂの上端は本発明における「打撃部材の一端」の一例であり、打撃部材５ｂの下端は本発明における「打撃部材の他端」の一例である。

ラック部５Ｃは、打撃部材５Ｂの右側面に打撃部材５Ｂと一体に設けられており、上下方向に同一間隔に形成された複数の歯を有している。ラック部５Ｃの複数の歯は、ギヤ部４２Ｂの歯部４２Ｄの複数の歯と噛合可能に構成されている。ラック部５Ｃと歯部４２Ｄとが噛合した状態で、ギヤ部４２Ｂが回転方向Ｒに回転すると、打込部５は上死点方向（上方向）に移動する。

図５に示されているように、蓄圧室２６は、収容ハウジング２４内の上部に形成されていており、気体が圧縮された状態を保持可能に構成されている。蓄圧室２６は、蓄圧室２６内部の密閉空間２６ａを画成するアルミ合金で形成された外郭壁２６Ａを有している。密閉空間２６ａは、外郭壁２６Ａの内面と、ピストン５Ａの円筒部５Ｄの内周面及び上面と、ピストン５Ａの円板部５Ｅの上面５Ｇと、シリンダ２５の上端面及び内周面と、によって画成されている。このため、密閉空間２６ａの体積は、打込部５の往復動に伴って変化し、打込部５が上死点に位置している状態で最も小さく、下死点に位置している状態で最も大きくなる。

蓄圧室２６内部の密閉空間２６ａには、打込部５を下死点に移動させて釘Ｎを被打込材に打込むための圧縮空気が充填されている。打込部５（ピストン５Ａ）が上死点方向に移動すると、当該圧縮空気はさらに圧縮され、蓄圧室２６内の圧力はさらに上昇する（圧縮空気の内部エネルギはさらに高まる）。すなわち、打込部５の上死点方向への移動によって、蓄圧室２６内に当該圧縮空気の内部エネルギが蓄積される。本実施の形態においては、蓄圧室２６内の密閉空間２６ａに圧縮空気を充填しているが、これに限られず、密閉空間２６ａの体積が圧縮された場合に密閉空間２６ａの圧力が高まる構成であればよく、例えば、窒素ガス等が充填されている構成であってもよい。圧縮空気は、本発明における「気体」の一例である。

外郭壁２６Ａは、アルミ合金で成形されており、第１筒状部２６Ｂと、閉塞部２６Ｃと、第２筒状部２６Ｄと、接続部２６Ｅと、第３筒状部２６Ｆと、を有している。なお、第１筒状部２６Ｂ、閉塞部２６Ｃ、第２筒状部２６Ｄ、接続部２６Ｅ、及び第３筒状部２６Ｆは、一体に形成されている。

第１筒状部２６Ｂは、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、第１筒状部２６Ｂの外周面は収容ハウジング２４上部の内周面に当接している。閉塞部２６Ｃは、平面視において円形状をなしており、第１筒状部２６Ｂの上端を閉塞している。

第２筒状部２６Ｄは、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、第１筒状部２６Ｂの径よりも小さい径を有している。第２筒状部２６Ｄは、シリンダ２５の上部外周面を覆っており、第２筒状部２６Ｄの内周面とシリンダ２５の上部外周面との間には、蓄圧室２６内の気密性を保つＯリング２６ｂが上下に並んで２枚設けられている。接続部２６Ｅは、平面視において略円環形状をなしており、第１筒状部２６Ｂの下端部と第２筒状部２６Ｄの上端部とを接続している。

第３筒状部２６Ｆは、上下方向に延びる略円筒形状をなしており、閉塞部２６Ｃの下面中央から下方に延出している。第３筒状部２６Ｆの径は、スプリング２７の径よりも僅かに大きく構成されている。

スプリング２７は、上下方向に伸縮可能な圧縮コイルバネであり、蓄圧室２６内部において打込部５のピストン５Ａと外郭壁２６Ａの閉塞部２６Ｃとの間に円板状のスペーサ２７Ａを介して設けられており、打込部５を下死点方向（下方）に付勢している。スプリング２７の上部は第３筒状部２６Ｆ内に挿通されており、スプリング２７の伸縮は第３筒状部２６Ｆによってガイドされている。このため、スプリング２７の座屈が防止される。スプリング２７は、本発明における「弾性部材」の一例であり、第３筒状部２６Ｆは、本発明における「座屈抑制部」の一例である。

スプリング２７の上端は、スペーサ２７Ａの下面に当接しており、スプリング２７の下端は、ピストン５Ａの円板部５Ｅの上面５Ｇに当接している。スプリング２７と上面５Ｇとの当接部分は、平面視において略円形状をなしており、当該円形状をなす当接部分は平面視においてシリンダ２５の中心軸Ａすなわちピストン５Ａの円筒部５Ｄの中心軸及び円板部５Ｅの中心を囲んでいる。これにより、スプリング２７のピストン５Ａ（円板部５Ｅ）に対する付勢力に起因してピストン５Ａにモーメントが発生することを抑制することができ、さらに、ピストン５Ａの姿勢が傾いた場合に、傾いた姿勢を正常な姿勢に矯正することができる。

例えば、駆動部４２が駆動することによって打込部５が上死点方向に移動する場合、打込部５を上死点方向に押上げる力がラック部５Ｃとギヤ部４２Ｂの歯部４２Ｄとの噛合箇所に働く。当該噛合箇所は打込部５の重心（本実施の形態では、シリンダ２５の中心軸と略一致）から僅か後方にずれているため、打込部５（ピストン５Ａ）を図３において反時計回りに回転させようとするモーメントが発生する。このような場合、ピストン５Ａの姿勢が僅かに傾き、ピストン５Ａの円筒部５Ｄとシリンダ２５の内面との摺接箇所の面圧が上昇してしまい、当該面圧上昇した状態でピストン５Ａが上死点方向に移動すると、シリンダ２５の内周面が摩耗又は損傷し、蓄圧室２６内の気密性が低下してしまうという問題がある。

しかしながら、本実施の形態においては、上述の反時計回りのモーメントに起因してピストン５Ａの姿勢が傾いた場合、すなわち、図３の状態から上面５Ｇの左部が僅かに下方に下がり右部が上方に上がった状態となると、上面５Ｇの右部がスプリング２７の右部を僅かに圧縮する。スプリング２７の右部が僅かに圧縮されると、上面５Ｇの右部がスプリング２７から受ける下方への付勢力は、上面５Ｇの左部よりも強くなる。これにより、上面５Ｇは下方に押し下げられ、ピストン５Ａの姿勢が正常な姿勢へと矯正される。このように、本実施の形態においては、ピストン５Ａの姿勢を正常に保つことができるため、シリンダ２５の内周面の摩耗及び損傷を抑制し、蓄圧室２６内の気密性を維持することができる。

また、スプリング２７の自然長は、打込部５が下死点に位置している図２に示されている状態よりも長く、スプリング２７は、打込部５の上死点方向への移動によって収縮（圧縮）され、打込部５に対する下死点方向への付勢力を上昇させる。すなわち、スプリング２７は、打込部５の上死点方向への移動によって弾性エネルギを蓄積させる（弾性エネルギが高まる）。

スペーサ２７Ａは、鋼材で成形されており、スプリング２７とアルミ合金で成形された外郭壁２６Ａとの間に介在することで、閉塞部２６Ｃにかかる面圧を低下させている。これにより、密閉空間２６ａを画成する外郭壁２６Ａの内面が損傷して蓄圧室２６の気密性が損なわれることが防止される。

ピストンバンパ２８は、シリンダ２５の下端部に設けられた緩衝材である。ピストンバンパ２８は、打込時において打込部５が高速で上死点から下死点まで移動してきたときに、打込部５のピストン５Ａによって圧縮され、打込による衝撃を吸収する。また、ピストンバンパ２８は、ピストン５Ａの下死点位置よりも下方への移動を規制している。

ノーズ部６は、収容ハウジング２４の下部から下方に延びて設けられており、その内部においては上下方向に延びる打出孔６ａがシリンダ２５の中心軸Ａ上に形成されている。また、ノーズ部６は、プッシュレバ６Ａを有している。打出孔６ａは、釘Ｎを収容可能、且つ打撃部材５Ｂ及びラック部５Ｃが挿通可能に構成されている。打出孔６ａに収容された釘Ｎは、打撃部材５Ｂに打撃され打出孔６ａの下端から打出される。プッシュレバ６Ａは、ノーズ部６の先端が被打込材に押し付けられていることを検出する部材であり、ノーズ部６の前部において、下方に付勢された状態で設けられている。プッシュレバ６Ａは、ノーズ部６の先端が被打込材に押し付けられると上方に移動する。

マガジン７は、ノーズ部６の後部から後方に延出するように設けられている。マガジン７内には釘Ｎが束状に複数本内蔵されており、ノーズ部６の打出孔６ａ内に釘Ｎを供給するように構成されている。なお、マガジン７の内部構成は周知であるため、図１及び図２においては、マガジン７の輪郭のみを図示し、内部構成の詳細については省略している。

次に、釘打機１の打込動作について説明する。

ノーズ部６の下端部を被打込材に押し当てプッシュレバ６Ａが上方に移動した状態で、ユーザがトリガ２１Ａを上方に押込むとスイッチ機構２１Ｂが制御部２３Ａに始動信号を出力する。始動信号が出力されると、制御部２３Ａは、電池パックＰからモータ３にインバータ回路を介して電力を供給し、モータ３を駆動させる。モータ３が駆動すると回転軸３Ａが回転を開始する。回転軸３Ａが回転を開始すると、回転軸３Ａの回転（回転力）は減速機構４１を介して駆動部４２に伝達され、ギヤ部４２Ｂが図３及び図４に示されている回転方向Ｒに回転を開始する。なお、回転軸３Ａの回転開始時すなわち初期状態において、打込部５は、図２及び図４に示されているように下死点に位置している。

ギヤ部４２Ｂが回転方向Ｒに回転を開始すると、ギヤ部４２Ｂの歯部４２Ｄと打込部５のラック部５Ｃとが噛合し、打込部５が上死点方向に移動を開始する。ギヤ部４２Ｂがさらに回転を継続すると、打込部５は、蓄圧室２６内の圧力及びスプリング２７の下死点方向への付勢力に抗して上死点方向に移動し続ける。打込部５が上死点方向に移動するに従って、蓄圧室２６内の圧縮空気はより圧縮され、スプリング２７はより収縮し（圧縮され）、蓄圧室２６内の圧力及びスプリング２７の打込部５に対する下死点方向への付勢力はより上昇していく。言い換えれば、打込部５が上死点方向に移動するに従って、蓄圧室２６内に圧縮空気の内部エネルギがより蓄積され、且つ、スプリング２７に弾性エネルギがより蓄積されていく。

ギヤ部４２Ｂがさらに回転し、打込部５が上死点に達すると（図１及び図３の状態）、蓄圧室２６内の圧力及びスプリング２７の打込部５に対する下死点方向への付勢力は最大となる。すなわち、打込部５が上死点位置となると、蓄圧室２６内に蓄積された圧縮空気の内部エネルギ及びスプリング２７に蓄積された弾性エネルギが最大となる。

打込部５が上死点に達した後に、ギヤ部４２Ｂがさらに回転すると、ギヤ部４２Ｂの欠歯部４２Ｅがラック部５Ｃと対向する状態となり、歯部４２Ｄとラック部５Ｃとの噛合が解除される。当該噛合が解除されると、蓄圧室２６内の圧力及びスプリング２７の付勢力に抗して打込部５を上死点方向に移動させる力（ギヤ部４２Ｂの回転力）がラック部５Ｃに伝達されなくなり、蓄圧室２６内に蓄積された圧縮空気の内部エネルギ及びスプリング２７に蓄積された弾性エネルギが解放される。当該両エネルギが解放されると、最大に高まった蓄圧室２６内の圧力及びスプリング２７の付勢力によって打込部５は下死点方向に高速で移動する。

打込部５が上死点から下死点方向に高速で移動すると、ノーズ部６の打出孔６ａ内に収容されている釘Ｎは打撃部材５Ｂの下端部によって打撃され、被打込材に打ち込まれる。このとき、制御部２３Ａは、図示せぬ検出機構からの信号によって打込部５が下死点に位置していることを検知し、モータ３の回転を停止させる。これにより、初期状態すなわち図２及び図４の状態に戻る。

このように本発明の第１の実施の形態における釘打機１は、ハウジング２と、ハウジング２内に設けられ動力を発生させるモータ３と、ハウジング２内に往復動可能に設けられ往復動方向（上下方向）のうちの下方向に移動して釘Ｎを被打込材に打込む打込部５と、圧縮空気が充填され当該圧縮空気の内部エネルギを蓄積可能な蓄圧室２６と、弾性エネルギを蓄積可能なスプリング２７と、モータ３が発生させる動力によって駆動され、蓄圧室２６及びスプリング２７に内部エネルギ及び弾性エネルギをそれぞれ蓄積させ且つ蓄積された内部エネルギ及び弾性エネルギを解放して打込部５を下方向へ移動させる駆動部４２と、を備えている。

上記構成により、釘Ｎの打込みに必要な打込エネルギを圧縮空気の内部エネルギとスプリング２７の弾性エネルギとで分担するため、止具の打込みに必要な打込エネルギのすべてを蓄圧室内の圧縮気体に頼っている従来の構成と比較して、打込みに必要な打込エネルギにおける圧縮空気の負担分を小さくすることができる。

ここで、圧縮気体の打込エネルギについて説明する。圧縮気体の打込エネルギは、シリンダ及びピストンを同一とした場合、概ね、蓄圧室の容積（体積）と蓄圧室内の打込開始圧力（打込部が上死点に位置している場合の蓄圧室内の圧力）とによって決定される。

例えば、シリンダ及びピストンを同一とし、蓄圧室の容積を変化させずに、打込開始圧力を小さくすると、圧縮気体の打込エネルギは小さくなる。逆に、蓄圧室内の打込開始圧力を大きくすると、圧縮気体の打込エネルギは大きくなる

また、例えば、シリンダ及びピストンを同一とし、蓄圧室内の打込開始圧力を変化させずに、蓄圧室の容積を小さくすると、圧縮気体の打込エネルギは小さくなる。これは、蓄圧室の容積が小さい程、蓄圧室内面とピストン上面とシリンダ内面とによって画成される密閉空間の容積が、ピストンが上死点に位置する状態（上死点位置）と下死点に位置する状態（下死点位置）とで大きく変化し、下死点位置においてピストンにかかる圧力が大幅に小さくなるからである。逆に、蓄圧室の容積を大きくする程、上死点位置と下死点位置とにおける上記密閉空間の容積の変化が小さく、ピストンにかかる圧力変化も小さくなるため、打込開始圧力を略維持した状態で上死点位置から下死点位置までピストンを付勢することができ、打込エネルギを大きくすることができる。

このように、圧縮気体の打込エネルギは、シリンダ及びピストンを同一とした場合、打込開始圧力及び蓄圧室の容積のそれぞれが大きい程、大きくなり、小さい程、小さくなる。このため、打込みに必要な打込エネルギにおける圧縮気体の負担分を小さくできれば、打込開始圧力及び蓄圧室の容積を小さくすることができる。

上記に鑑み、本実施の形態においては、打込エネルギを圧縮気体の内部エネルギとスプリング２７の弾性エネルギとで分担させ、打込みに必要な打込エネルギにおける圧縮気体の負担分を小さくする構成であるため、打込開始圧力を小さく且つ蓄圧室の容積をも小さくすることができる。これにより、蓄圧室２６内の気密性（密閉性）を保つためのシール部材（例えば、Ｏリング２６ｂ、シール部５Ｆ等）にかかる負担を軽減でき、製品寿命を長くすることができ、且つ、釘打機１自体を小型化することができる。

また、本発明の第１の実施の形態による釘打機１においては、スプリング２７は、蓄圧室２６の内部に設けられている。これにより、デッドスペースとなる蓄圧室２６内にスプリング２７が設けられているため、ハウジング２内の蓄圧室２６以外の空間にスプリング２７を配置する必要がなく、釘打機１自体の大型化を抑制することができる。

また、釘打機１においては、簡易な構成で釘Ｎの打込みに必要な弾性エネルギを得るため、往復動方向（上下方向）に延びるコイルスプリングであるスプリング２７を用いている。

また、釘打機１は、スプリング２７の座屈を抑制する第３筒状部２６Ｆを備えている。このため、スプリング２７の座屈を抑制することができ、スプリング２７の弾性エネルギの蓄積及び解放を確実に行うことができる。これにより、釘Ｎの打込み及び打込力を安定させることができる。

また、釘打機１においては、往復動方向と交差する上面５Ｇが規定されたピストン５Ａを有しており、スプリング２７の一端（下端）は、上面５Ｇと当接している。このため、ピストン５Ａの移動によってスプリング２７を圧縮（収縮）させ、スプリング２７に弾性エネルギを蓄積させることができる。

また、釘打機１においては、打撃部材５Ｂがシリンダ２５の中心軸Ａ上に配置されているため、打込力を大きくすることができる。

次に、図６乃至図８に基づいて本発明の第２の実施の形態による打込機である釘打機１０１について説明する。なお、釘打機１０１における第１の実施の形態による打込機である釘打機１と同一の部材及び構成には同じ参照番号を付して説明を省略し、異なる部材及び構成について説明する。さらに、釘打機１０１の打込動作は、釘打機１の打込動作と同一であるため、説明を省略する。

図６乃至図８に示されているように、釘打機１０１は、ガイドシャフト１０８及び打込部１０５を備えている。図６及び図７は、釘打機１０１全体の内部構造を示す一部断面側面図であり、図６は、打込部１０５が上死点に位置している状態を示す図、図７は、打込部１０５が下死点に位置している状態を示す図である。図８は、釘打機１０１の蓄圧室２６を示す部分拡大図である。ガイドシャフト１０８は、本発明における「規制シャフト」の一例である。

図６及び図７に示されているように、ガイドシャフト１０８は、シリンダ２５内における打込部１０５の上死点下死点間の往復動をガイドするとともに当該往復動以外の運動を規制する部材であり、上下方向に延びる略円柱形状をなしている。ガイドシャフト１０８は、シリンダ２５の中心軸Ａ上に配置されており、打込部１０５を上下方向に貫通している。ガイドシャフト１０８の上部は、スプリング２７に挿通されており、スプリング２７の伸縮をガイドしている。これにより、スプリング２７の座屈が防止される。また、ガイドシャフト１０８の上端は、スペーサ２７Ａに当接しており、下端は、収容ハウジング２４の下部の内面に当接している。

打込部１０５は、円筒部５Ｄ円及び円柱部１０５Ｅを有するピストン１０５Ａと打撃部材１０５Ｂと図示せぬラック部とを備えている。図８に示されているように、ピストン１０５Ａの円柱部１０５Ｅは、上下に延びる円柱形状をなしており、円柱部１０５Ｅの上部は、円筒部５Ｄの下端を閉塞している。また、円柱部１０５Ｅの平面視略中央には、上下方向に貫通する挿通孔１０５ａが形成されており、挿通孔１０５ａにはガイドシャフト１０８が挿通している。円柱部１０５Ｅの挿通孔１０５ａを画成している内周面とガイドシャフト１０８との間には蓄圧室２６内の気密性を保つＯリング１０５ｂが上下に２枚設けられている。

打撃部材１０５Ｂは、本発明の第１の実施の形態による釘打機１の打撃部材５Ｂと同一の形状をなしており、ピストン１０５Ａの円柱部１０５Ｅの前側面に接続されるとともに下方に延びている。言い換えれば、打撃部材１０５Ｂは、ピストン１０５Ａの円柱部１０５Ｅの反ハンドルハウジング２１側の端部から下方に延びている。また、釘打機１０１のノーズ部６の打出孔６ａは、打撃部材１０５Ｂを含む上下方向に延びる仮想直線上に位置しており、打撃部材１０５Ｂが挿通可能に構成されている。

本発明の第２の実施の形態による釘打機１０１においては、打撃部材１０５Ｂがピストン１０５Ａの反ハンドルハウジング２１側の端部に接続されているため、いわゆる際打ちを行うことができる。これにより、作業性を向上させることができる。また、ピストン１０５Ａの往復動以外の運動を規制するガイドシャフト１０８が設けられているため、ピストン１０５Ａが確実に当該往復動を行うことができる。これにより、確実な打込みを行うことができ、打込力の安定化を図ることができる。

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された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、上記の実施の形態において、打込機の一例として、釘Ｎを打込む釘打機１及び釘打機１０１を例示したが、ねじ、ステープル等、機械的接合金具を打出す工具全般に対して適用可能である。なお、打出される止具の具体例としては、当該技術分野における一般的なもの全てが対象であり、例えば、釘、ねじ、ステープル、鋲、リベット等が考えられる。

また、上述した実施の形態では、駆動源として、回転軸３Ａを回転させる電動式のモータ３を用いた釘打機１及び釘打機１０１を例示したが、本発明はこれに限定されない。本発明はその他、エンジン、ソレノイド等の他の駆動源を備えた打込機にも適用可能である。

１、１０１…釘打機 ２…ハウジング ３…モータ ３Ａ…回転軸 ３Ｂ…円環基板 ３Ｃ…ＦＥＴ ４…動力伝達部 ５、１０５…打込部 ５Ａ、１０５Ａ…ピストン ５Ｂ、１０５Ｂ…打撃部材 ５Ｃ…ラック部 ５Ｇ…上面 ６…ノーズ部 ６Ａ…プッシュレバ ７…マガジン ２１…ハンドルハウジング ２２…モータハウジング ２３…接続ハウジング ２３Ａ…制御部 ２４…収容ハウジング ２５…シリンダ ２６…蓄圧室 ２６ａ…密閉空間 ２６Ｆ…第３筒状部 ２７…スプリング ２７Ａ…スペーサ ２８…ピストンバンパ ４１…減速機構 ４２…駆動部 １０８…ガイドシャフト Ａ…中心軸 Ｎ…釘 Ｐ…電池パック Ｒ…回転方向

Claims (8)

1. ハウジングと、
   該ハウジング内に設けられ動力を発生させる動力源と、
   該ハウジング内に往復動可能に設けられ該往復動方向のうちの打込方向に移動して止具を被打込材に打込む打込部と、
   気体が充填され該気体の内部エネルギを蓄積可能な蓄圧室と、
   弾性エネルギを蓄積可能な弾性部材と、
   該動力源が発生させる該動力によって駆動され、該蓄圧室及び該弾性部材に該内部エネルギ及び該弾性エネルギをそれぞれ蓄積させる蓄積機構と、
   蓄積された該内部エネルギ及び該弾性エネルギを解放して該打込部を該打込方向へ移動させる解放機構と、を備えることを特徴とする打込機。
2. 該弾性部材は、該蓄圧室の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
3. 該弾性部材は、該往復動方向に延びるコイルスプリングであることを特徴とする請求項１又は２に記載の打込機。
4. 該コイルスプリングの座屈を抑制する座屈抑制部をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の打込機。
5. 該ハウジングの内部に設けられ該往復動方向に延びるシリンダをさらに備え、
   該打込部は、該シリンダの内部において該往復動方向に移動可能に設けられ、該往復動方向と交差する交差面が規定されたピストンを有し、
   該コイルスプリングの一端は、該ピストンの該交差面と当接していることを特徴とする請求項４に記載の打込機。
6. 該シリンダは、該往復動方向に延びる円筒形状をなし、
   該打込部は、該シリンダの中心軸上に配置され該往復動方向に延び一端が該ピストンに接続され他端で該止具を打撃する打撃部材をさらに有することを特徴とする請求項５に記載の打込機。
7. 該ハウジングは、該シリンダを収容し該往復動方向に延びる収容ハウジングと、該収容ハウジングから該往復動方向と交差する方向に延びるハンドルハウジングを有し、
   該シリンダは、該往復動方向に延びる円筒形状をなし、
   該打込部は、該往復動方向に延び一端が該ピストンの反ハンドルハウジング側の端部に接続され他端で該止具を打撃する打撃部材をさらに有し、
   該ハウジング内には、該往復動方向に延び該シリンダの中心軸上に配置され該ピストンを貫通し該ピストンの該往復動以外の運動を規制する規制シャフトが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の打込機。
8. ハウジングと、
   該ハウジング内に設けられ動力を発生させる動力源と、
   気体が充填され、該気体が圧縮された状態を保持可能な蓄圧室と、
   伸縮可能な弾性部材と、
   該ハウジング内に往復動可能に設けられ、該往復動方向のうちの打込方向への移動によって止具を被打込材に打込み、反打込方向への移動によって該蓄圧室内の該気体を圧縮し且つ該弾性部材を収縮させる打込部と、
   該動力源が発生させる該動力によって駆動され、該打込部を該反打込方向に移動させて該蓄圧室内の該気体を圧縮し且つ該弾性部材を収縮させる駆動機構と、
   該蓄圧室内の圧縮された該気体及び収縮した該弾性部材を解放して該打込部を該打込方向へ移動させる解放機構、を備えることを特徴とする打込機。

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