JP2018001338A - 打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】打込機が備えるシリンダや蓄圧室の内部における結露の発生を防ぐ。【解決手段】打込機１は、電動モータによって駆動されてシリンダ１０内を下死点側から上死点側に移動する一方、空気圧によってシリンダ１０内を上死点側から下死点側に移動するピストン１１と、ピストン１１と一体に移動するドライバブレード３０と、シリンダ１０と連通する蓄圧室１３と、蓄圧室１３内に設けられた吸湿材パック９５と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、釘やピン等の止具を木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込む打込機に関する。

打込機は、シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、ピストンと一体となったドライバブレードと、を有する。ピストンは、シリンダ内において上死点と下死点との間を往復動し、ドライバブレードはピストンの往復動に伴って往復動する。打込機は、ドライバブレードの移動経路上（射出通路）に止具を供給する供給機構をさらに有している。供給機構は、ピストンの下死点側から上死点側への移動に伴ってドライバブレードが所定位置まで上昇すると、射出通路に止具を供給する。その後、ピストンの上死点側から下死点側への移動に伴ってドライバブレードが降下すると、射出通路内で待機している止具がドライバブレードによって打撃される。打撃された止具は、射出通路の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等に打ち込まれる。

ピストンを上記のように往復動させる手段として、空気圧（ガススプリング）を利用する打込機がある。この種の打込機では、シリンダの上方にシリンダと連通する蓄圧室（チャンバ）が設けられる。シリンダ内のピストンが下死点側から上死点側に移動すると（上昇すると）、シリンダおよび蓄圧室に充填されている圧縮性流体（通常は空気）が圧縮され、シリンダおよび蓄圧室の内圧が高まる。その後、上死点に到達したピストンは、空気圧によって上死点側から下死点側に移動する（降下する）。かかるピストンの降下に伴ってドライバブレードも降下し、ドライバブレードによって止具が打撃される。

特開２０１４−６９２８９号公報

上記のような打込機では、シリンダや蓄圧室が密閉空間であり、充填されている気体、特に空気等を用いた場合に水蒸気が温度変化や圧力変化等によって凝縮し水分が発生することがある。つまり、シリンダ内や蓄圧室内において結露が発生することがある。シリンダ内や蓄圧室内において結露が発生すると、これらの内面、特に密閉シール部が腐食することによるリークや、ピストン部分の摺動抵抗が増加したりする可能性がある。

上記問題に対応すべく、シリンダや蓄圧室に水抜きバルブを設けることが考えられる。しかし、水抜きバルブを通してシリンダ内や蓄圧室内の水分を排出すると、シリンダや蓄圧室に充填されている圧縮空気も一緒に排出されてしまう。よって、水抜き作業の終了後にシリンダや蓄圧室に圧縮空気を再充填する必要が生じる。また、純度１００％の窒素ガス等を充填することも考えられるが、その場合は、充填作業を行うための専用の設備を準備する必要がある。

本発明は、打込機が備えるシリンダや蓄圧室の内部における結露の発生を防止することである。

本発明の打込機は、電動モータによって駆動されてシリンダ内を下死点側から上死点側に移動する一方、空気圧によってシリンダ内を上死点側から下死点側に移動するピストンと、前記ピストンと一体に移動するドライバブレードと、前記シリンダと連通する蓄圧室と、前記蓄圧室内に設けられた吸湿材と、を有する。

本発明によれば、打込機が備えるシリンダや蓄圧室の内部における結露の発生が防止される。

打込機の断面図である。 図１に示されるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 蓄圧室に設けられたバルブ及び収容部を示す部分拡大断面図である。 蓄圧室に設けられたバルブ及び収容部を示す他の部分拡大断面図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明中で参照する各図面において、同一または実質的に同一の部材には同一の符号が付されている。

図１に示される打込機１は、シリンダケース３およびハンドル４を含むハウジング２を有する。シリンダケース３にはシリンダ１０が収容されており、ハンドル４はシリンダケース３から後方に向かって延びている。ハンドル４の下方には、止具を収容するマガジン５が設けられている。ハンドル４とマガジン５は、シリンダケース３から互いに略平行に延びており、それぞれの端部同士は連結部６によって連結されている。ハウジング２は、ナイロンやポリカーボネート等の合成樹脂によって成形された２つのハウジング半体を有し、これら２つのハウジング半体を突き合わせることによってハウジング２が組み立てられている。

シリンダ１０内にはピストン１１が往復動可能に収容されている。ピストン１１は、シリンダ１０の内部において、シリンダ１０の軸方向に沿って上死点と下死点との間を往復動する。換言すれば、ピストン１１は、シリンダ１０内において上死点側から下死点側に移動し、また、下死点側から上死点側に移動する。シリンダ１０内には、シリンダ１０の内周面とピストン１１の上面とによって、ピストン１１の往復動に伴って容積が増減するピストン室１２が区画されている。

一方、ピストン１１の下面にはドライバブレード３０が連結されている。ドライバブレード３０はピストン１１と一体であり、ピストン１１と共に往復動する。具体的には、シリンダケース３の先にはノーズ部７が設けられており、ノーズ部７の内側には射出通路が設けられている。ドライバブレード３０は、ピストン１１の往復動に伴って射出通路内で往復動する。以下の説明では、図１中におけるピストン１１およびドライバブレード３０の往復動方向を上下方向と定義する。つまり、図１の紙面上下方向を上下方向と定義する。

マガジン５は供給機構を備えており、マガジン５に収容されている止具は、供給機構によって１本ずつ射出通路に供給される。ドライバブレード３０は、射出通路に順次供給される止具の頭部を打撃する。頭部が打撃された止具は、射出通路を通過し、射出通路の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込まれる。

ここで、図１，図２に示されているピストン１１は上死点に位置しており、ドライバブレード３０の先端３０ａは上限位置にある。換言すれば、上限位置とは、ピストン１１が上死点にあるときのドライバブレード３０の先端３０ａの位置である。図１，図２に示されているピストン１１が下死点まで移動すると、これに伴ってドライバブレード３０も降下し、ドライバブレード３０の先端３０ａは下限位置に移動する。換言すれば、下限位置とは、ピストン１１が下死点にあるときのドライバブレード３０の先端３０ａの位置である。尚、以下の説明では、ドライバブレード３０の先端３０ａを“ブレード先端３０ａ”と呼ぶ場合がある。

図２に示されるように、シリンダ１０の底部には、ゴムやウレタン等の弾性材料からなるダンパ１５が設けられている。ダンパ１５は、下死点に到達したピストン１１を受け止め、ピストン１１とシリンダ１０との衝突を回避する。ピストン１１から下方に向かって延びているドライバブレード３０は、ダンパ１５を貫通し、シリンダ１０の底部に設けられている貫通孔を通ってシリンダ１０から突出している。

シリンダ１０から突出しているドライバブレード３０の軸部の近傍にはホイール５０が設けられている。ホイール５０は、本実施形態では一方向のみに回転自在に支持されている駆動軸５１に固定されており、ホイール５０には複数のピン５２がその周方向に沿って間隔を隔てて取り付けられている。一方、ドライバブレード３０の軸部には、その軸方向に沿って複数のラック３２が設けられている。

ハウジング２（図１）には、ホイール５０の駆動源である電動モータが収容されており、本実施形態では電動モータの出力軸は、遊星歯車式の減速機構を介してホイール５０の駆動軸５１に接続されている。また、連結部６の内部には制御基板が収容されており、この制御基板にはコントローラが搭載されている。コントローラは、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータである。本実施形態では、マイクロコンピュータは、電動モータをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式で制御している。

図２に示されるように、シリンダ１０の上方には、ピストン室１２と連通する蓄圧室１３が設けられている。ピストン室１２および蓄圧室１３には、圧縮性流体（本実施形態では圧縮された空気）が予め充填されている。下死点にあるピストン１１を上死点（図示されている位置）に移動させるときには、コントローラの制御の下で電動モータが作動し、ホイール５０が反時計方向に回転する。ホイール５０が回転すると、ホイール５０に設けられている複数のピン５２とドライバブレード３０に設けられている複数のラック３２とが順次係合し、ドライバブレード３０が次第に押し上げられ、ピストン１１が下死点側から上死点側に向かって移動する。つまり、ドライバブレード３０およびピストン１１が上昇する。その後、ホイール５０の回転方向において最も下流側にあるピン５２とドライバブレード３０の移動方向において最も下側にあるラック３２とが係合するまでホイール５０が回転すると、ピストン１１が上死点に到達し、ブレード先端３０ａが上限位置に到達する。

上記のようにピストン１１が移動（上昇）する過程で、ピストン室１２の空気が蓄圧室１３に送り込まれ、圧縮される。その後、ピン５２とラック３２との係合が解除されると、ピストン室１２および蓄圧室１３内の圧縮空気の圧力（空気圧）によってピストン１１が上死点側から下死点側に移動し、ドライバブレード３０が降下する。

ここで、ノーズ部７にはプッシュレバー（プッシュスイッチ）７ａが設けられている。プッシュレバー７ａは、上下方向に移動可能に保持されている一方、コイルばねによって常に下方に向けて付勢されている。プッシュレバー７ａは、その先端が被打込部材に押し付けられると、コイルばねの付勢に抗して上方に移動する。また、図１に示されるように、ハンドル４にはトリガ４ａが設けられている。プッシュレバー７ａがコイルばねの付勢に抗して上方に移動し、かつ、トリガ４ａが操作されると、電動モータが始動し、ホイール５０が回転する。

以上が本実施形態に係る打込機１の基本的な動作である。つまり、所定条件が満たされると、コントローラの制御の下で電動モータが作動してホイール５０が回転する。ピストン１１が下死点近傍の待機位置に位置する場合は、ホイール５０に設けられている複数のピン５２とドライバブレード３０に設けられている複数のラック３２とが順次係合し、ドライバブレード３０が押し上げられる。同時に、シリンダ１０内でピストン１１が下死点側から上死点側に向かって移動する。また、下死点近傍以外の待機位置（下死点と上死点の間の位置）にピストン１１が位置する場合は、待機位置を起点として、上死点側に向けて、ドライバブレード３０が押し上げられ、ピストン１１が移動する。その後、ピストン１１が上死点に到達し、ピン５２とラック３２との係合が解除されると、空気圧（ガススプリング）によってピストン１１が上死点側から下死点側に向かって移動し、ドライバブレード３０が降下し、止具が打ち出される。以後、所定条件が満たされている限り上記動作が繰り返される一方、所定条件が満たされなくなると待機位置にて上記動作が停止される。すなわち、打込み動作を終了する際には、それが単発打ちの場合であっても、連続打ちの場合であっても、ブレード先端３０ａを待機位置に移動させて次回の打込み動作に備えた状態で上記動作が停止される。

図２に示されるように、蓄圧室１３は、互いに対向するベース部材６０およびヘッド部材７０によって形成されている。ベース部材６０およびヘッド部材７０は金属製である。軽量化を実現するため、本実施形態におけるベース部材６０およびヘッド部材７０はアルミニウム鋳材等によって成形されている。また、ヘッド部材７０は、ナイロンやポリカーボネート等の合成樹脂によって成形されたヘッドカバー１４によって覆われている。

ベース部材６０にはその全周に亘って嵌合溝が形成されており、この嵌合溝にヘッド部材７０の縁が嵌合している。また、ベース部材６０とヘッド部材７０との嵌合部にはシール部材としてのＯリングが介在している。さらに、ベース部材６０には開口部６１が設けられており、この開口部６１にシリンダ１０の上部が挿入されている。つまり、ベース部材６０は、蓄圧室１３を形成するとともに、シリンダ１０の上部を保持している。

図３に示されるように、ベース部材６０にはバルブ８０が取り付けられている。バルブ８０は、ベース部材６０を貫通して蓄圧室１３の内外に延びており、蓄圧室１３への圧縮空気の充填および蓄圧室１３からの圧縮空気の排出を制御する。バルブ８０は略筒状の金属バルブ（クランプインバルブ）であって、一端側はベース部材６０の内側（蓄圧室１３内）に突出し、他端側はベース部材６０の外側（蓄圧室１３外）に突出している。以下の説明では、蓄圧室１３内に突出しているバルブ８０の一端側を“内側突出部８１”と呼び、蓄圧室１３外に突出しているバルブ８０の他端側を“外側突出部８２”と呼ぶ場合がある。

バルブ８０の内側には流路８３が設けられている。流路８３の一端は内側突出部８１の端面８１ａにおいて開口しており、流路８３の他端は外側突出部８２の端面８２ａにおいて開口している。つまり、流路８３は蓄圧室１３の内外に連通している。また、図示は省略されているが、バルブ８０の内部にはバルブコアが設けられている。バルブコアが蓄圧室１３の内側に向けて押し込まれると流路８３が開かれる一方、バルブコアの押し込みが解除されると流路８３が閉じられる。つまり、バルブコアが押し込まれると蓄圧室１３が大気と連通する一方、バルブコアの押し込みが解除されると蓄圧室１３が密閉される。

例えば、バルブ８０にエアコンプレッサ等を接続して圧縮空気を供給すると、圧縮空気の圧力によってバルブコアが押し込まれて流路８３が開かれる。すると、エアコンプレッサ等の圧縮空気供給源から供給される圧縮空気が流路８３を介して蓄圧室１３に充填される。通常、バルブ８０と圧縮空気供給源は耐圧ホースを介して接続される。具体的には、耐圧ホースの一端が圧縮空気供給源に接続され、他端がバルブ８０の外側突出部８２に接続される。この場合、バルブ８０の外側突出部８２は、耐圧ホースの端部に設けられている継手が接続されるニップルとして機能する。また、指先やドライバ等の先端でバルブコアを押し込むことによって、蓄圧室１３に充填されている圧縮空気をバルブ８０（流路８３）を通して排出させることもできる。

蓄圧室１３内には、バルブ８０の内側突出部８１を取り囲む収容部９０が設けられている。収容部９０はベース部材６０と一体成形されている。収容部９０の側壁９１や天井９２には、収容部９０の内外に連通する複数の通気口９４が設けられている。換言すれば、収容部９０の内部空間と蓄圧室１３とは複数の通気口９４を介して互いに連通している。

収容部９０には、吸湿材が通気性を有する有孔袋に封入された吸湿材パック９５が収容されている。本実施形態における吸湿材は粒状に成形されたシリカゲルである。また、吸湿材が封入されている袋は多孔質の紙、又は樹脂製である。吸湿材パック９５は、バルブ８０の内側突出部８１の端面８１ａと収容部９０の天井９２との間の隙間に配置されており、内側突出部８１の端面８１ａにおいて開口している流路８３の一端を覆っている。従って、流路８３から流出した圧縮空気は、吸湿材パック９５を通過して蓄圧室１３に充填される。つまり、バルブ８０を介して蓄圧室１３に充填される圧縮空気の経路上に吸湿材が配置されている。よって、吸湿材によって水分が除去された乾燥した圧縮空気が蓄圧室１３に充填されるので、蓄圧室１３内やシリンダ１０内における結露の発生が防止される。

また、収容部９０の内部空間と蓄圧室１３とは複数の通気口９４を介して連通している。従って、図４に示されるように、蓄圧室１３に充填されている圧縮空気に含まれる水分が吸湿材によって恒常的に吸収される。よって、蓄圧室１３内やシリンダ１０内が乾燥した状態に保たれ、これら蓄圧室１３内やシリンダ１０内における結露の発生が防止される。

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で種々変更可能である。例えば、吸湿材はシリカゲルに限られず、多孔性セラミック材や活性炭などの多孔性炭素素材、珪藻土や高分子吸着剤等からなる吸湿材を用いることも可能である。

もっとも、吸湿材には、低温でも吸湿性能を発揮する吸湿材を選択することが好ましい。また、加熱や乾燥によって放湿し、吸湿性能が復活する吸湿材を選択することが好ましく、さらに好適には、打込機を使用する通常作業温度領域（たとえば、０℃〜３０℃）での吸湿性能が高く、当該作業温度領域よりも十分に高い温度領域（たとえば、６０℃以上）において放湿量が多い吸湿剤を用いることが好ましい。

吸湿材を包装する包装材は紙製の袋に限られない。例えば、吸湿材が通気性を有する容器に収容された吸湿材パックを用いることもできる。もっとも、包装されていない吸湿材を蓄圧室１３や収容部９０の内部に配置することもできる。この場合、吸湿材によってバルブ８０が詰まったりすることがないように配慮することが好ましく、例えば、流路８３の口にフィルタを設けることや、吸湿剤自体をタブレットやブロック状に形成し、蓄圧室１３に直接固定できる構造とすることが好ましい。

収容部９０はヘッド部材７０と一体成形してもよい。また、蓄圧室１３内にベース部材６０やヘッド部材７０とは別体の収容部を設けてもよい。

また、バルブ８０の構造や形状は上記構造や形状に限られない。また、本明細書において説明した圧縮空気の充填方法や排出方法は一例であり、他の方法や器具（アダプタ等）を用いて蓄圧室１３に圧縮空気を充填したり、蓄圧室１３から圧縮空気を排出したりすることもできる。

また、吸湿材パック９５が収容されている収容部９０を省略することもできる。この場合、蓄圧室１３に固定用の爪や固定部を設ける等、蓄圧室内で吸湿材パック９５が動かないように固定することが好ましい。

１ 打込機
２ ハウジング
３ シリンダケース
４ ハンドル
４ａ トリガ
５ マガジン
６ 連結部
７ ノーズ部
７ａ プッシュレバー（プッシュスイッチ）
１０ シリンダ
１１ ピストン
１２ ピストン室
１３ 蓄圧室
１４ ヘッドカバー
１５ ダンパ
３０ ドライバブレード
３０ａ 先端（ブレード先端）
３２ ラック
５０ ホイール
５１ 駆動軸
５２ ピン
６０ ベース部材
６１ 開口部
７０ ヘッド部材
８０ バルブ
８１ 内側突出部
８１ａ，８２ａ 端面
８２ 外側突出部
８３ 流路
９０ 収容部
９１ 側壁
９２ 天井
９４ 通気口
９５ 吸湿材パック

Claims (6)

1. 電動モータによって駆動されてシリンダ内を下死点側から上死点側に移動する一方、空気圧によってシリンダ内を上死点側から下死点側に移動するピストンと、
   前記ピストンと一体に移動するドライバブレードと、
   前記シリンダと連通する蓄圧室と、
   前記蓄圧室内に設けられた吸湿材と、を有する、
   打込機。
2. 前記蓄圧室への圧縮性流体の充填および前記蓄圧室からの圧縮性流体の排出を制御するバルブを有し、
   前記吸湿材は、前記バルブを介して前記蓄圧室に充填される圧縮性流体の経路上に配置されている、
   請求項１に記載の打込機。
3. 前記蓄圧室内に設けられ、前記バルブを取り囲む収容部を有し、
   前記吸湿材は、前記収容部に収容されている、
   請求項２に記載の打込機。
4. 前記蓄圧室は、互いに対向するベース部材およびヘッド部材によって形成され、
   前記収容部は、前記ベース部材に成形されている、
   請求項３に記載の打込機。
5. 前記収容部には、その内外に連通する複数の通気口が設けられている、
   請求項３または４に記載の打込機。
6. 前記吸湿材がシリカゲルである、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の打込機。

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