JP2018039064A - 打込機 - Google Patents
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Abstract
【課題】接触部材を被打込材に押し付けることの可能な打込機を提供する。【解決手段】第1方向B1及び第2方向B2に移動可能であり、第1方向B1に移動する際に止具26を打撃する打撃子12と、作業者の力で被打込材W1に押し付けられ、かつ、止具26をガイドする接触部材24と、を備えた打込機10であって、打撃子12が第1方向B1に移動する前に、接触部材24を被打込材W1に押し付ける補助機構70が設けられている。【選択図】図1
Description
本開示は、打撃子を移動させて止具を打撃する打込機に関する。
打撃子を移動させて止具を打撃する打込機が、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された打込機は、ハウジングの内部に設けたモータと、モータの回転力が伝達されるギヤと、ギヤが固定されたシャフトと、シャフトに設けられたドラムと、ドラムに取り付けたウェイトと、を有する。また、特許文献1に記載された打込機は、ドラムとギヤとの間の動力伝達経路を接続及び遮断するクラッチと、ハウジング内に設けられた筒状のバネガイドと、バネガイド内に移動可能に設けられた打撃子と、バネガイド内に設けたコイルバネと、ハウジング内に設けたダンパと、を有する。打撃子は、プランジャ及びドライバブレードを有し、ドラムに巻かれたワイヤがプランジャに連結されている。プランジャは、コイルバネに付勢されてダンパに押し付けられる。
また、特許文献1に記載された打込機は、ハウジングに取り付けられた接触部材としてのノーズ部と、ノーズ部に設けられた射出路と、マガジンと、を有する。マガジンは止具を収容しており、止具は射出路に供給される。さらに、ハウジングはハンドルを有し、トリガがハンドルに設けられている。電池がハンドルに取り付けられている。
作業者がノーズ部を被打込材に押し付け、かつ、トリガを操作すると電池からモータに電力が供給される。モータの回転力がギヤを介してドラムに伝達されると、ドラムがワイヤを巻き取る。すると、打撃子は下死点から上死点に向けて移動し、コイルバネが圧縮され、コイルバネに弾性エネルギが蓄積される。打撃子が上死点に到達すると、クラッチがドラムとギヤとの動力伝達経路を遮断し、プランジャは、コイルバネに蓄積された弾性エネルギでダンパに向けて移動し、ドライバブレードが止具を打撃し、止具は被打込材に打ち込まれる。プランジャはダンパに衝突して停止する。
ドラムに取り付けられたウェイトは、プランジャが上死点から下死点に向けて移動する際、プランジャの移動方向とは逆方向に移動する。このため、ウェイトは、打撃子が上死点から下死点に向けて移動する際の反動を低減できる。
しかし、特許文献1に記載されている打込機は、止具を被打込材に打込む際に、接触部材が被打込材に対して動く可能性があり、改善の余地があった。
本開示の目的は、接触部材を被打込材に押し付けることの可能な打込機を提供することにある。
一実施形態の打込機は、第1方向及び前記第1方向とは逆の第2方向に移動可能であり、前記第1方向に移動する際に止具を打撃する打撃子と、作業者の力で被打込材に押し付けられ、かつ、前記止具をガイドする接触部材と、を備えた、打込機であって、前記打撃子が前記第2方向に移動を開始した後であり、かつ、前記打撃子が前記第1方向に移動する前に、前記接触部材を前記被打込材に押し付ける補助機構が設けられている。
一実施形態の打込機は、接触部材を被打込材に押し付けることができる。
以下、打込機の実施形態を、図面を参照して説明する。
図1に示す打込機10は、ハウジング11と、ハウジング11に設けられた打撃子12と、ハウジング11に取り付けられたマガジン13と、ハウジング11に設けられた電動モータ14と、ハウジング11に設けられた駆動機構15と、ハウジング11に設けられた制御基板16と、ハウジング11に取り付けられた電池パック17と、ハウジング11に設けられた反動抑制機構18と、を有する。
ハウジング11は金属及び合成樹脂で構成されており、ハウジング11は、筒形状の本体部19と、本体部19に接続されたハンドル20と、本体部19に接続されたモータケース21と、を有する。装着部22がハンドル20及びモータケース21に接続されている。射出部23が本体部19の外に設けられ、射出部23は本体部19に固定されている。接触部材24が射出部23に取り付けられている。射出部23及び接触部材24に亘って射出路25が設けられている。射出路25は、止具26をガイドする通路である。接触部材24の先端は、被打込材W1に押し付けられる。
マガジン13は、ハウジング11及び射出部23により支持されている。マガジン13は、止具26を複数収容する。止具26は釘を含み、止具26の材質は、金属、非鉄金属、鋼を含む。止具26同士は接続要素で互いに接続されている。接続要素は、ワイヤ、接着剤、樹脂を含む。止具26は棒形状である。マガジン13はフィーダを有する。フィーダは、マガジン13に収容された止具26を1本ずつ射出路25に送る。接触部材24は、止具26の打ち込み位置、止具26の姿勢、止具26の打ち込み方向をガイドする。
打撃子12は、本体部19内に配置された金属製のプランジャ27と、プランジャ27に固定された金属製のドライバブレード28と、を有する。プランジャシャフト29が本体部19内に設けられている。プランジャシャフト29は、中心線A1方向の両端に配置したトップホルダ30及びボトムホルダ31により支持されている。プランジャシャフト29は金属製であり、プランジャシャフト29はハウジング11に対して固定されている。
図1のように打込機10を側面視すると、プランジャシャフト29の中心線A1は、射出路25と平行である。プランジャ27はプランジャシャフト29に取り付けられており、プランジャ27は中心線A1方向に移動可能である。ドライバブレード28は、プランジャ27と共に中心線A1に対して平行に移動可能であり、かつ、本体部19内及び射出路25内で移動する。ドライバブレード28は、射出部23及び接触部材24により移動方向がガイドされる。
図2A,図2Bに示す2本のガイドバー32が、図1に示す本体部19内に設けられている。2本のガイドバー32は金属製であり、かつ、中心線A1に沿って配置されている。2本のガイドバー32は、プランジャ27がプランジャシャフト29に対して回転することを防止する。
図1に示す反動抑制機構18は、ハウジング11が受ける反動を抑制する。反動抑制機構18は、本体部19内に設けたウェイト33及び移動機構69を有する。ウェイト33の材質は、金属、非鉄金属、鋼、セラミックの何れでもよい。ウェイト33の質量は、打撃子12の質量よりも大きい。ウェイト33は筒形状であり、プランジャシャフト29に取り付けられている。ウェイト33はプランジャシャフト29に対して中心線A1方向に移動可能である。プランジャシャフト29は、ウェイト33及びプランジャ27を中心線A1方向に移動可能に支持するガイド部材である。ガイドバー32は、ウェイト33が中心線A1を中心として回転することを防止する。
スプリング34は本体部19内に配置され、スプリング34は、中心線A1方向でプランジャ27とウェイト33との間に配置されている。スプリング34は圧縮コイルスプリングであり、中心線A1方向に伸縮可能である。スプリング34の材質としては、金属、非鉄金属、セラミックを用いることができる。本体部19内にウェイトダンパ35及びプランジャダンパ36が設けられ、ウェイトダンパ35はトップホルダ30に配置され、プランジャダンパ36はボトムホルダ31に配置されている。プランジャ27は、中心線A1方向でウェイト33とプランジャダンパ36との間に配置され、ウェイト33は、中心線A1方向でプランジャ27とウェイトダンパ35との間に配置されている。ウェイトダンパ35及びプランジャダンパ36は、共に合成ゴム製である。
プランジャ27は、中心線A1方向でプランジャダンパ36に近づく第1方向B1の付勢力を、スプリング34から受ける。ウェイト33は、中心線A1方向でウェイトダンパ35に近づく第2方向B2の付勢力を、スプリング34から受ける。第1方向B1と第2方向B2とは互いに逆向きであり、第1方向B1及び第2方向B2は、中心線A1と平行である。
図1に示す打込機10は、中心線A1が鉛直線と平行であるものとする。このため、図1において、プランジャ27またはウェイト33が第1方向B1に移動することを下降と呼ぶ。図1において、プランジャ27またはウェイト33が第2方向B2に移動することを上昇と呼ぶ。
電池パック17は、装着部22に対して取り付け及び取り外し可能であり、電池パック17は、収容ケース37と、収容ケース37内に収容した複数の電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。電池パック17は直流電源であり、電池パック17の電力は電動モータ14に供給される。本体側端子38が装着部22に設けられており、電池側端子が電池パック17に設けられている。電池パック17を装着部22に取り付けると、本体側端子38と電池側端子とが電気的に接続される。
制御基板16は装着部22内に設けられており、制御基板16には、図3に示すコントローラ66、インバータ回路67が設けられている。コントローラ66は、入力ポート、出力ポート及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。インバータ回路67は、電池パック17と電動モータ14との間に形成された電気回路を接続及び遮断する。インバータ回路67は、スイッチング素子を有する。
トリガ39及びトリガスイッチ40がハンドル20に設けられており、作業者がトリガ39に操作力を加えるとトリガスイッチ40がオンされ、トリガ39に加えた操作力を解除するとトリガスイッチ40がオフされる。本体部19内に位置検出センサ64が設けられている。位置検出センサ64は、中心線A1方向におけるプランジャ27の位置を検出して信号を出力する。リード線42は本体側端子38とトリガスイッチ40を接続し、リード線43は制御基板16と電動モータ14とを接続し、リード線44は電動モータ14とトリガスイッチ40とを接続する。位置検出センサ64は、信号線65により制御基板16に接続されている。
コントローラ66は、トリガスイッチ40の信号、位置検出センサ64の信号を処理する。コントローラ66は、位置検出センサ64の信号を処理して、プランジャ27及びウェイト33の中心線A1方向における位置を推定する。コントローラ66はインバータ回路67を制御する。
電動モータ14は、ロータ及びステータを有し、駆動軸45はロータに連結されている。電動モータ14は、電池パック17から電力が供給されると駆動軸45が回転する。減速機46がモータケース21内に配置されている。減速機46は、遊星歯車機構、入力要素47及び出力要素48を有し、入力要素47は駆動軸45に連結されている。駆動軸45の回転力が減速機46に伝達されると、減速機46は、出力要素48の回転速度が入力要素47の回転速度よりも低速となる。電動モータ14及び減速機46は、中心線A2を中心として同心状に配置されている。打込機10を側面視した図1において、中心線A1と中心線A2とは直角に交差する。
駆動機構15は、出力要素48の回転力をプランジャ27の移動力に変換し、かつ、出力要素48の回転力をウェイト33の移動力に変換する。駆動機構15は、図1及び図4A,図4Bに示すように、出力要素48に固定された第1ギヤ49と、第2軸50により支持された第2ギヤ51と、第3軸52により支持された第3ギヤ53と、第2ギヤ51に設けた第1カムローラ54、第2カムローラ55及び第3カムローラ56と、第3ギヤ53に設けた第4カムローラ57及び第5カムローラ58と、を有する。
駆動機構15は、図1及び図2Aに示すように、プランジャ27に設けたプランジャアーム部68と、ウェイト33に設けたウェイトアーム部60と、を有する。ウェイトアーム部60は、第1係合部78及び第2係合部79を有する。ウェイト33の中心線A1方向の位置に関わりなく、第2係合部79は第1係合部78とウェイトダンパ35との間に位置する。移動機構69は、スプリング34、第3ギヤ53及びウェイトアーム部60を備えている。
出力要素48の中心線A2、第2軸50の軸線A3及び第3軸52の軸線A4は、互いに平行に、かつ、中心線A1に沿った方向に間隔をおいて配置されている。出力要素48、第2軸50及び第3軸52は、ギヤホルダ59によりそれぞれ支持されている。第2軸50及び第3軸52は、ギヤホルダ59に対して固定されている構造、またはギヤホルダ59に対して回転可能な構造の何れでもよい。第1ギヤ49は中心線A2を中心として回転可能であり、第2ギヤ51は軸線A3を中心として回転可能であり、第3ギヤ53は軸線A4を中心として回転可能である。
第2ギヤ51は、中心線A1方向で第1ギヤ49と第3ギヤ53との間に配置され、第2ギヤ51は、第1ギヤ49及び第3ギヤ53に噛み合っている。第1ギヤ49、第2ギヤ51及び第3ギヤ53は、歯数が全て同一であり、かつ、外径が全て同一である。
ギヤホルダ59は金属製であり、ギヤホルダ59はハウジング11内に設けられている。ギヤホルダ59はハウジング11に固定されている。打込機10を側面視した図1において、ギヤホルダ59は、中心線A2方向でハンドル20とウェイト33との間に配置されている。
本実施形態では、電動モータ14の回転力が出力要素48に伝達されると、出力要素48及び第1ギヤ49は、図4Aで時計回りに回転し、かつ、第2ギヤ51は、図4A、図6で反時計回りに回転し、第3ギヤ53は、図4A、図6で時計回りに回転するものとする。
回転規制機構80が、モータケース21内に設けられている。回転規制機構80は、第1ギヤ49が図4Aで反時計方向の回転力を受けた場合、その回転力で電動モータ14の駆動軸45が回転することを防止する。
第1カムローラ54乃至第3カムローラ56は、第2ギヤ51に対してそれぞれ回転可能に取り付けられている。第1カムローラ54乃至第3カムローラ56は金属製である。第1カムローラ54乃至第3カムローラ56は、第2ギヤ51に対して同一円周に配置され、かつ、第2ギヤ51の回転方向で互いに異なる位置に配置されている。
第4カムローラ57及び第5カムローラ58は、第3ギヤ53に対してそれぞれ回転可能に取り付けられている。第4カムローラ57及び第5カムローラ58は金属製である。第4カムローラ57及び第5カムローラ58は、第3ギヤ53に対して同一円周に配置され、かつ、第3ギヤ53の回転方向で互いに異なる位置に配置されている。図6に示すように、軸線A4を中心とする第4カムローラ57及び第5カムローラ58の外接円C1は、軸線A3を中心とする第1カムローラ54乃至第3カムローラ56の外接円よりも小さい。なお、第1カムローラ54乃至第3カムローラ56の外接円は図示していない。
プランジャアーム部68は金属製であり、プランジャアーム部68は中心線A1に沿った方向に配置された長尺部材である。プランジャアーム部68は、図2Aのように、第1係合部61、第2係合部62及び第3係合部63を有する。第1係合部61乃至第3係合部63は、中心線A1方向で互いに異なる位置に配置されている。第1係合部61は、中心線A1方向でウェイト33と第2係合部62との間に配置され、第2係合部62は、中心線A1方向で第1係合部61と第3係合部63との間に配置されている。ウェイトアーム部60は、打込機10の背面視で、プランジャアーム部68と中心線A1との間に配置されている。ウェイトアーム部60は、ウェイト33に対して一体に設けられている。
次に、打込機10の使用例を説明する。トリガスイッチ40がオフされていると、電動モータ14に電力は供給されず、駆動軸45は停止している。このため、プランジャ27及びウェイト33は、待機位置で停止している。例えば、図5A及び図6に示すように、第1カムローラ54が第1係合部61に係合し、かつ、第4カムローラ57がウェイトアーム部60の第1係合部78に係合した状態で電動モータ14が停止している。コントローラは、位置検出センサ64の信号を処理することにより、プランジャ27及びウェイト33の中心線A1方向の位置を推定しており、プランジャ27及びウェイト33が待機位置にある状態で、電動モータ14を停止している。プランジャ27及びウェイト33が待機位置で停止していると、図1に示すように、プランジャ27はプランジャダンパ36から離れ、かつ、ウェイト33はウェイトダンパ35から離れている。
スプリング34は、プランジャ27とウェイト33との間に挟まれ、中心線A1方向の圧縮荷重を受けている。プランジャ27は、スプリング34から第1方向B1の付勢力を受け、ウェイト33は、スプリング34から第2方向B2の付勢力を受ける。プランジャ27が受けた第1方向B1の付勢力は、プランジャアーム部68、第1カムローラ54を介して第2ギヤ51に伝達され、第2ギヤ51は、図4A及び図6で時計回りの回転力を受ける。
ウェイト33が受けた第2方向B2の付勢力は、ウェイトアーム部60、第4カムローラ57を介して第3ギヤ53に伝達され、第3ギヤ53は、図4A及び図6で反時計回りの回転力を受ける。第3ギヤ53が受ける反時計回りの回転力は、第2ギヤ51を時計回りに回転させる向きの回転力となる。
このように、第2ギヤ51が時計回りの回転力を受けると、その回転力は第1ギヤ49に伝達され、第1ギヤ49は図4Aで反時計回りの回転力を受ける。回転規制機構80は、電動モータ14の駆動軸45が反時計回りに回転することを防止する。このため、第1ギヤ49は停止した状態に維持される。したがって、プランジャ27及びウェイト33は、待機位置に保持される。
作業者が接触部材24の先端を被打込材W1に押し付け、かつ、トリガスイッチ40がオンされると、電動モータ14に電力が供給され、駆動軸45が回転する。駆動軸45の回転力は、減速機46で増幅されて出力要素48に伝達され、第1ギヤ49が図4Aで時計回りに回転する。
第1ギヤ49が時計回りに回転すると、第2ギヤ51は図6で反時計回りに回転し、プランジャ27は、スプリング34の付勢力に抗して、図1において第2方向B2に移動する。つまり、プランジャ27は上昇する。第2ギヤ51が図6で反時計回りに回転することに伴い、第1カムローラ54が第1係合部61に係合している間に、第2カムローラ55が第2係合部62に係合し、プランジャ27は第2方向B2の移動が継続される。
第2カムローラ55が第2係合部62に係合した後、第1カムローラ54は第1係合部61から解放される。第2カムローラ55が第2係合部62に係合している間に、第3カムローラ56が第3係合部63に係合し、プランジャ27は第2方向B2の移動が継続される。
これに対して、第2ギヤ51が図4A及び図6で反時計回りに回転すると、第3ギヤ53は図4A及び図6で時計回りに回転する。すると、ウェイト33は図1で第1方向B1に移動する。つまり、ウェイト33は下降し、かつ、ウェイトダンパ35から離れる。第4カムローラ57がウェイトアーム部60の第1係合部78に係合している間に、第5カムローラ58が図5B及び図7Aのように、ウェイトアーム部60の第2係合部79に係合し、ウェイト33は第1方向B1の移動が継続される。このように、プランジャ27が図1で第2方向B2に移動し、かつ、ウェイト33が第1方向B1に移動することでスプリング34が更に圧縮され、スプリング34に弾性エネルギが蓄積される。
さらに、第3ギヤ53が図7Aで時計方向に回転を継続すると、図7B及び図8Aに示すように、第5カムローラ58がウェイトアーム部60の第2係合部79から解放される。第5カムローラ58がウェイトアーム部60の第2係合部79から解放された時点におけるウェイト33の位置は、ウェイト33の下死点である。ウェイト33の下死点は、ウェイト33が中心線A1方向でウェイトダンパ35から最も離れた位置である。
ウェイト33が下死点に到達すると、ウェイト33はスプリング34の付勢力で上昇する。つまり、ウェイト33の移動方向は、図1で第1方向B1から第2方向B2に切り替わる。
ウェイト33が下死点に到達し、かつ、移動方向が第1方向B1から第2方向B2に切り替わった後、第3カムローラ56は、図9Aのように第3係合部63から解放される。第3カムローラ56が第3係合部63から解放された時点におけるプランジャ27の位置は、プランジャ27の上死点である。プランジャ27の上死点は、プランジャ27が中心線A1方向でプランジャダンパ36から最も離れた位置である。プランジャ27が上死点に到達すると、プランジャ27はスプリング34から受ける付勢力で、図8B及び図9Bのように下降する。つまり、プランジャ27は図1において第1方向B1で移動する。
上記のように、ウェイト33が第2方向B2に移動を開始する時点では、プランジャ27が上死点に到達していない。このため、ウェイト33が第2方向B2に移動する際の反力は、スプリング34、プランジャ27、プランジャアーム部68、第2ギヤ51、ギヤホルダ59を介してハウジング11に伝達され、ハウジング11は第1方向B1の荷重を受ける。ハウジング11が受けた荷重は、接触部材24に伝達され、接触部材24が被打込材W1に対して第1方向B1で押し付けられる。したがって、接触部材24を被打込材W1に対して第1方向B1で押し付ける力が補助される。
プランジャ27が図8B及び図9Bのように第1方向B1で移動すると、ドライバブレード28は射出路25内の止具26を打撃し、止具26は被打込材W1に打ち込まれる。接触部材24は、止具26の姿勢、向きをガイドする。
ドライバブレード28が止具26を打撃した後、プランジャ27はプランジャダンパ36に衝突し、プランジャダンパ36が弾性変形することで衝撃を吸収する。プランジャ27がプランジャダンパ36に衝突した時点で、中心線A1方向におけるプランジャ27の位置が下死点である。プランジャダンパ36は第1方向B1におけるプランジャ27の移動範囲を規制する。
ウェイト33は、プランジャ27がプランジャダンパ36に衝突した後に、ウェイトダンパ35に衝突し、ウェイトダンパ35が弾性変形することで衝撃を吸収する。ウェイト33がウェイトダンパ35に衝突した時点で、中心線A1方向におけるウェイト33の位置がウェイトの上死点である。ウェイトダンパ35は第2方向B2におけるウェイト33の移動範囲を規制する。
プランジャ27及びドライバブレード28を有する打撃子12が第1方向B1に移動する間、ウェイト33は第2方向B2に移動する。第1方向B1と第2方向B2とは互いに逆向きである。したがって、ドライバブレード28が止具26を打撃する際に、ハウジング11が受ける反動を抑制できる。
また、プランジャ27がプランジャダンパ36に衝突した後に、ウェイト33がウェイトダンパ35に衝突するため、打撃子12の移動による反動を確実に抑制できる。プランジャ27がプランジャダンパ36に衝突した後に、ウェイト33をウェイトダンパ35に衝突するための構成は、ウェイト33の質量と打撃子12の質量との比を設計し、ウェイト33のストロークとプランジャ27のストロークとの比を設計することにより可能である。ウェイト33の質量は、打撃子12の質量よりも大きい。
ウェイト33のストロークは、図5Bに示すように、ウェイト33が下死点から上死点に移動する間の第1ストロークを意味する。ストロークS1は、プランジャ27が上死点から下死点に移動する間の第2ストロークよりも小さく設計されている。ウェイト33の第1ストロークは、外接円C1の直径を設計することにより変更可能である。外接円C1の直径を小さくするほど、ウェイト33の第1ストロークは小さくなる。
電動モータ14は、ドライバブレード28が止具26を打撃した後も回転している。そして、第1カムローラ54が第1係合部61に係合すると、プランジャ27が下死点から第2方向B2で移動を開始し、かつ、第4カムローラ57がウェイトアーム部60に係合すると、ウェイト33が上死点から第1方向B1で移動を開始する。さらに、コントローラは、プランジャ27及びウェイト33が待機位置に到達すると、電動モータ14を停止する。
打込機10は、プランジャ27が第1方向B1で移動を開始する前に、ウェイト33が第2方向B2に移動を開始してスプリング34が伸びる。接触部材24は、スプリング34が伸びる際の反力で被打込材W1に押し付けられる。したがって、ドライバブレード28が止具26を打撃する際に、接触部材24が被打込材W1から離れること、接触部材24が被打込材W1に接触した状態で滑ること、を抑制でき作業性が向上する。つまり、止具26を被打込材W1の目的箇所に打ち込むことができる。
スプリング34は、プランジャ27を第1方向B1に移動させ、かつ、ウェイト33を第2方向B2に移動させて、ハウジング11の反動を抑制する役割を有する要素である。このため、接触部材24を被打込材W1に押し付けるために専用の要素を設けずに済み、部品点数の増加を抑制できる。
スプリング34は、プランジャ27を第1方向B1に移動させる役割と、ウェイト33を第2方向B2に移動させる役割と、を兼ねている。このため、プランジャ27を第1方向B1に移動させる要素と、ウェイト33を第2方向B2に移動させる要素とを別々に設けずに済み、部品点数の増加を抑制できる。
駆動機構15の作用例を図10のタイムチャートを参照して説明する。プランジャ27及びウェイト33は、時刻t1以前に待機位置で停止している。トリガスイッチ40がオンされると、プランジャ27は時刻t1で待機位置から上死点に向けて移動を開始し、ウェイト33は時刻t1で待機位置から下死点に向けて移動を開始している。ウェイト33は時刻t2で下死点に到達し、ウェイト33は時刻t2になると下死点から上死点に向けて移動する。
プランジャ27は時刻t2よりも後の時刻t3で上死点に到達し、プランジャ27は時刻t3以降、上死点から下死点に向けて移動する。プランジャ27が上死点から下死点に向けて移動する間にドライバブレード28が止具26を打撃する。
プランジャ27は時刻t4でプランジャダンパ36に衝突し、プランジャ27は下死点で停止している。ウェイト33は、時刻t5でウェイトダンパ35に衝突し、ウェイト33は上死点で停止する。プランジャ27は、時刻t6で下死点から待機位置に向けて移動を開始し、ウェイト33は、時刻t6で上死点から待機位置に向けて移動を開始する。なお、プランジャ27が下死点から待機位置に向けて移動を開始する時点は、ウェイト33が上死点から待機位置に向けて移動を開始する時点よりも、前または後の何れでもよい。プランジャ27及びウェイト33は、時刻t7で待機位置に到達して停止する。
接触部材24は、時刻t2から時刻t3の間で、スプリング34の反力で被打込材W1に押し付けられる。つまり、作業者が接触部材24を被打込材W1に押し付ける時点では、スプリング34は、接触部材24を被打込材W1に押し付ける力を発生しない。そして、ウェイト33が第2方向B2に移動を開始した時点から、プランジャ27が上死点に到達するまでの間、スプリング34は、接触部材24を被打込材W1に押し付ける力を発生する。なお、ハウジング11は、プランジャ27とウェイト33とが互いに逆方向に移動する時刻t3から時刻t4の間において、反動が低減される。
図1の打込機10に設ける反動抑制機構18及び補助機構70の他の具体例が、図11に示されている。スプリング74,75がプランジャ27とウェイト33との間に配置されている。スプリング74,75は、共に中心線A1方向に伸縮可能な圧縮コイルスプリングである。スプリング74,75は、金属製または鋼製の何れでもよい。スペーサ76は、中心線A1方向でスプリング74とスプリング75との間に介在している。スペーサ76は環状であり、スペーサ76は軸孔77を有する。プランジャシャフト29は軸孔77に配置されている。スペーサ76はプランジャシャフト29に対して中心線A1方向に移動可能である。スプリング74はウェイト33に接触し、スプリング75はプランジャ27に接触する。
図11に示す反動抑制機構18及び補助機構70は、ウェイト33が待機位置から下死点に向けて移動し、かつ、プランジャ27が待機位置から上死点に向けて移動すると、スプリング74,75は共に圧縮荷重を受けて縮む。また、ウェイト33が上死点から下死点に向けて移動する場合、プランジャ27が下死点から上死点に向けて移動する場合も、スプリング74,75は共に圧縮荷重を受けて縮む。さらに、ウェイト33が下死点から上死点に向けて移動する場合、または、プランジャが上死点から下死点に向けて移動する場合は、スプリング74,75は共に弾性復元力で伸びる。反動抑制機構18及び補助機構70の他の構成は、図2A,図2B、図6及び図5A,図5Bに示す反動抑制機構18及び補助機構70の構成と同じである。
図11に示す補助機構70は、図7Bのように第3カムローラ56が第3係合部63に係合している間に、第5カムローラ58がウェイトアーム部60の第2係合部79から解放されて、ウェイト33が下死点から上死点に向けて移動すると、スプリング74,75が伸びる。ウェイト33が移動する反力は、スプリング74,75、プランジャ27及びギヤホルダ59を介して接触部材24に伝達される。したがって、接触部材24を被打込材W1に押し付ける力が発生する。また、プランジャ27は、スプリング74,75が伸びる際の弾性復元力で上死点から下死点に向けて移動し、ドライバブレード28が止具26を打撃する。図11に示す反動抑制機構18及び補助機構70の他の作用効果は、図2A,図2B、図6及び図5A,図5Bに示す反動抑制機構18及び補助機構70の作用効果と同じである。
駆動機構15の他の具体例が図12Aに示されている。ここで、図12Aに示す駆動機構15は、図5A,図5B及び図6に示す駆動機構15、または、図11に示す駆動機構15の何れにも適用可能である。
図12Aに示す第2ギヤ51は、第1カムローラ54、第2カムローラ55及びカム73を有する。第2ギヤ51の回転方向におけるカム73の配置位置は、第2ギヤ51の回転方向における第1カムローラ54の配置位置、第2ギヤ51の回転方向における第2カムローラ55の配置位置とは異なる。カム73は、軸線A3を中心とする円周上に所定角度の範囲内で配置されている。第1カムローラ54、第2カムローラ55及びカム73の外接円は共通である。カム73の外周面は、軸線A3を中心とする円弧面である。図12Aに示す駆動機構15の他の構成は、図5A,図5B及び図6に示す駆動機構15、または図11に示す駆動機構15の構成と同じである。
図12Aに示す駆動機構15の作用を説明する。図12Aに示す駆動機構15は、図6に示す駆動機構15と同様に、第1カムローラ54が第1係合部61に係合し、かつ、第4カムローラ57がウェイトアーム部60の第1係合部78に係合した状態で電動モータ14が停止している。
第2ギヤ51が図12Aで反時計回りに回転すると、図6の駆動機構15と同様の作用でプランジャ27は上昇し、かつ、ウェイト33は下降する。そして、図12Bのように、第2カムローラ55が第2係合部62に係合し、かつ、第5カムローラ58が第2係合部79に係合する。
第2ギヤ51の回転に伴い、カム73が第3係合部63に係合した後、第2カムローラ55が第2係合部62から解放される。カム73が第3係合部63に係合すると、プランジャ27は上死点に到達する。プランジャ27が上死点に到達した後、図13Aのように、第5カムローラ58が第2係合部79から解放されると、ウェイト33は下死点に到達し、かつ、ウェイト33の移動方向は、下降から上昇に切り替わる。
第2ギヤ51が図13Bで反時計方向に所定角度回転している間、カム73は第3係合部63に係合しており、プランジャ27は上死点で停止している。また、ウェイト33は上昇を継続する。その後、図14Aに示すように、カム73が第3係合部63から解放されると、プランジャ27が図14Bのように下降し、ドライバブレード28は止具26を被打込材W1に打ち込む。
図12Aに示す駆動機構15の他の動作及び作用は、図5A,図5B及び図6に示す駆動機構15、または、図11に示す駆動機構15の動作及び作用と同じである。
図12Aに示す駆動機構15の作用例を、図15のタイムチャートを参照して説明する。プランジャ27は、時刻t1から時刻t2に亘り待機位置から上死点に移動する。プランジャ27は、第2ギヤ51の回転中に所定時間、つまり、時刻t2から時刻t3に亘って上死点で停止する。プランジャ27は、時刻t3から時刻t4の間に上死点から下死点に移動する。ウェイト33は、時刻t2から時刻t5の間、下死点から上死点に向けて移動する。
打込機10は、時刻t2から時刻t3の間、接触部材24を被打込材W1に押し付ける力が発生する。したがって、図12Aに示す駆動機構15を図1の打込機10に設けた場合も、前述と同様の効果を得ることができる。図15のタイムチャートに示すプランジャ27及びウェイト33の状態は、図10のタイムチャートに示された状態と同じである。上記説明における所定時間は、カム73の外周面の円弧長に依存する。カム73の外周面が長い程、所定時間は長くなる。また、プランジャ27が図15のタイムチャートにおいて上死点で停止する所定時間は、プランジャ27が移動方向を変換するにあたり、図10のタイムチャートで時刻t3において上死点に位置する時間よりも長い。
打込機10の実施形態において、スプリング34,74,75、ウェイト33、第3ギヤ53及びウェイトアーム部60は、反動抑制機構18の具体例であり、また、補助機構70の具体例である。接触部材24は、接触部材の具体例であり、スプリング34,74,75、プランジャ27は、付勢機構の具体例である。駆動機構15は、第1駆動機構の具体例であり、かつ、第2駆動機構の具体例である。
プランジャシャフト29及びガイドバー32は、ガイド部材の具体例であり、プランジャダンパ36は第1ストッパの具体例であり、ウェイトダンパ35は第2ストッパの具体例である。第2ギヤ51は第1回転部材の具体例であり、第3ギヤ53は第2回転部材の具体例である。図7Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54乃至第3カムローラ56、プランジャアーム部68は、第1動力伝達経路71の具体例である。図7Aに示す駆動機構15において、第4カムローラ57、第5カムローラ58、ウェイトアーム部60は、第2動力伝達経路72の具体例である。
また、図7Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54乃至第3カムローラ56の少なくとも1つの要素がプランジャアーム部68に係合すると、第1動力伝達経路71が接続される。これに対して、図7Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54乃至第3カムローラ56の全てがプランジャアーム部68から解放されると、第1動力伝達経路71が遮断される。つまり、図7Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54乃至第3カムローラ56、プランジャアーム部68は、第1動力伝達経路71を接続及び遮断するクラッチの役割を果たす。
図7Aに示す駆動機構15において、第4カムローラ57または第5カムローラ58の少なくとも一方がウェイトアーム部60に係合すると、第2動力伝達経路72が接続される。図7Aに示す駆動機構15において、第4カムローラ57及び第5カムローラ58が共にウェイトアーム部60から解放されると、第2動力伝達経路72が遮断される。つまり、図7Aに示す駆動機構15において、第4カムローラ57、第5カムローラ58、ウェイトアーム部60は、第2動力伝達経路72を接続及び遮断するクラッチの役割を果たす。
図12Aに示されている駆動機構15において、第1カムローラ54、第2カムローラ55、カム73及びプランジャアーム部68は、第1動力伝達経路71の具体例である。図12Aにおいて、第4カムローラ57、第5カムローラ58、ウェイトアーム部60は、第2動力伝達経路72の具体例である。
また、図12Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54、第2カムローラ55及びカム73の少なくとも1つの要素がプランジャアーム部68に係合すると、第1動力伝達経路71が接続される。これに対して、図12Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54、第2カムローラ55及びカム73の全てがプランジャアーム部68から解放されると、第1動力伝達経路71が遮断される。つまり、図12Aに示す駆動機構15において、第1カムローラ54、第2カムローラ55、カム73及びプランジャアーム部68は、第1動力伝達経路71を接続及び遮断するクラッチの役割を果たす。なお、図1に示す止具26は止具の具体例である。
打込機は、上記した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、プランジャがプランジャダンパに接触して停止する下死点が、プランジャの待機位置でもよい。ウェイトがウェイトダンパに接触して停止する上死点が、ウェイトの待機位置でもよい。第1駆動機構及び第2駆動機構は、カムローラ、ウェイトアーム部、プランジャアーム部に代えて、ラック・アンド・ピニオン機構を用いることも可能である。電動モータに電力を供給する電源は、直流電源または交流電源の何れでもよい。
さらに、ウェイトアーム部及びプランジャアーム部を磁性材料で構成し、電磁石の吸引力でプランジャを移動させる第1駆動機構と、電磁石の磁気吸引力でウェイトを移動させる第2駆動機構と、を設けてもよい。第1回転部材及び第2回転部材は、回転力を伝達する要素であり、第1回転部材及び第2回転部材は、それぞれギヤ、スプロケット、ローラ、プーリ、シャフトを含む。
付勢機構は、図1、図2、図5A,図5Bのように、単数のスプリング34を備えているもの、図11のように複数のスプリング74,75を備えているものを含む。付勢機構の具体例は、圧縮スプリングの他、引っ張りスプリングを含む。要素が受ける付勢力の方向に応じて、引っ張りスプリングを配置する位置を設定する。また、付勢機構の具体例である圧縮スプリングは、コイルスプリングの他、渦巻きスプリング、リーフスプリング、ねじりスプリングを含む。
付勢機構の具体例は、圧縮スプリング、引っ張りスプリングの他、圧縮性の気体を封入したベローズ、合成ゴムを含む。付勢機構としてベローズを用いる場合、ベローズは第1方向及び第2方向に伸縮可能であり、ベローズの伸縮方向で第1端部にウェイトを取り付け、第2端部にプランジャを取り付ける。ベローズ内に封入する気体は、空気の他、不活性ガス、例えば、窒素ガス、希ガスを用いることができる。ベローズ内に気体を封入して圧力室を形成する。さらに、ハウジング内にベローズを伸縮可能に支持するガイド部材を設ける。その他の構成は、実施形態の構成と同じである。打撃子は、圧力室の圧力で第1方向に移動し、ウェイトは圧力室の圧力で第2方向に移動する。ベローズは補助機構としての役割も果たす。
合成ゴムは、第1方向及び第2方向に伸縮可能であり、合成ゴムの伸縮方向で第1端部にウェイトを取り付け、第2端部にプランジャを取り付ける。さらに、ハウジング内にベローズを伸縮可能に支持するガイド部材を設ける。その他の構成は、実施形態の構成と同じである。打撃子は、合成ゴムの弾性力で第1方向に移動し、ウェイトは合成ゴムの弾性力で第2方向に移動する。合成ゴムは、補助機構としての役割も果たす。
第1動力伝達経路の接続及び遮断と、第2動力伝達経路の接続及び遮断とが、互いに独立して行われるということは、第1動力伝達経路の接続及び遮断と、第2動力伝達経路の接続及び遮断とが、それぞれ別々に行われる、という意味を含む。また、第1動力伝達経路の接続及び遮断と、第2動力伝達経路の接続及び遮断とが、独立して行われるということは、第1動力伝達経路の接続及び遮断と、第2動力伝達経路の接続及び遮断とが、互いに異なるタイミングで行われる、という意味を含む。本開示において“打撃子が第2方向に移動を開始した後“は、“打撃子の移動中“と、“打撃子が移動後に停止している時“と、を含む。
プランジャの上死点を第1位置として把握し、プランジャの下死点を第2位置として把握することも可能である。ウェイト33の下死点を第3位置として把握し、ウェイト33の上死点を第4位置として把握することも可能である。
さらに、ガイド部材は、ガイドバー、プランジャシャフトの他、ガイド溝、シリンダを含む。プランジャ及びウェイトは、シリンダ内で移動可能に設けられる。さらに、モータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータ、エンジンを含む。釘は、頭部の有る釘、頭部の無い釘の何れでもよい。止具は、棒形状の釘の他、ステープルを含む。図1に示す打込機10は、中心線A1と鉛直線とが交差する状態で使用することも可能である。打込機10は、中心線A1と鉛直線とが90度で交差する状態、または90度とは異なる角度で交差する状態で、打込機を使用可能である。被打込材の材質は、コンクリート、木材、タイル、石膏、金属、非鉄金属の何れでもよい。
10…打込機、11…ハウジング、12…打撃子、14…電動モータ、15…駆動機構、18…反動抑制機構、24…接触部材、26…止具、27…プランジャ、29…プランジャシャフト、32…ガイドバー、33…ウェイト、34…スプリング、35…ウェイトダンパ、36…プランジャダンパ、51…第2ギヤ、53…第3ギヤ、54…第1カムローラ、55…第2カムローラ、56…第3カムローラ、57…第4カムローラ、58…第5カムローラ、60…ウェイトアーム部、68…プランジャアーム部、69…移動機構、70…補助機構、71…第1動力伝達経路、72…第2動力伝達経路、73…カム、B1…第1方向、B2…第2方向、W1…被打込材。
Claims (14)
- 第1方向及び前記第1方向とは逆の第2方向に移動可能であり、前記第1方向に移動する際に止具を打撃する打撃子と、作業者の力で被打込材に押し付けられ、かつ、前記止具をガイドする接触部材と、を備えた打込機であって、
前記打撃子が前記第1方向に移動する前に、前記接触部材を前記被打込材に押し付ける補助機構が設けられている、打込機。 - 前記打撃子を前記第1方向に移動させる付勢機構と、
前記打撃子を前記第2方向に移動させる第1駆動機構と、
が設けられ、
前記補助機構は、前記打撃子が前記第2方向に移動を開始した後に前記接触部材を前記被打込材に押し付ける、請求項1記載の打込機。 - 前記補助機構は、前記打撃子及び前記接触部材を支持するハウジングと、
前記ハウジングが受ける反動を抑制する反動抑制機構と、
が設けられ、
前記反動抑制機構は、
前記ハウジングに対して前記第1方向及び前記第2方向に移動可能なウェイトと、
前記打撃子が前記第1方向に移動する際に、前記ウェイトを前記第2方向に移動させる移動機構と、
を有する、請求項2記載の打込機。 - 前記補助機構は、前記打撃子が前記第1方向に移動する前に前記ウェイトを前記第2方向に移動させ、前記ウェイトを前記第2方向に移動する際の反力で、前記接触部材を前記被打込材に押し付ける、請求項3記載の打込機。
- 前記打撃子を前記第2方向に移動する間、前記ウェイトを前記第1方向に移動させる第2駆動機構が設けられている、請求項3または4項記載の打込機。
- 前記ハウジングは、モータを支持しており、
前記第1駆動機構は、
前記モータの回転力で回転する第1回転部材と、
前記第1回転部材の回転力を、前記打撃子を前記第2方向に移動させる力に変換する第1動力伝達経路と、
を有し、
前記第2駆動機構は、
前記モータの回転力で回転する第2回転部材と、
前記第2回転部材の回転力を、前記ウェイトを前記第1方向に移動させる力に変換する第2動力伝達経路と、
を備えている、請求項5記載の打込機。 - 前記第1駆動機構は、前記打撃子と前記第1動力伝達経路と係合及び解除し、
前記第2駆動機構は、前記打撃子と前記第2動力伝達経路とを係合及び解除し、
前記打撃子は、前記第1動力伝達経路と係合されると前記第2方向に移動し、かつ、前記第1動力伝達経路との係合が解除されると前記第1方向に移動し、
前記ウェイトは、前記第2動力伝達経路が係合されると前記第1方向に移動し、かつ、前記第2動力伝達経路との係合が解除されると前記第2方向に移動する、請求項6記載の打込機。 - 前記打撃子と前記第1動力伝達経路との係合及び解除と、前記打撃子と前記第2動力伝達経路との係合及び解除とが、互いに独立して行われる、請求項7記載の打込機。
- 前記打撃子と前記第1動力伝達経路との係合及び解除と、前記打撃子と前記第2動力伝達経路との係合及び解除とが、互いに異なるタイミングで行われる、請求項7または8記載の打込機。
- 前記ハウジングに支持され、かつ、前記打撃子及び前記ウェイトが前記第1方向及び前記第2方向に移動することをガイドするガイド部材と、
前記打撃子が前記第1方向に移動する範囲を規制する第1ストッパと、
前記ウェイトが前記第2方向に移動する範囲を規制する第2ストッパと、
が設けられている、請求項5乃至9の何れか1項記載の打込機。 - 前記第1方向に移動する前記打撃子は、前記第1ストッパに接触し、
前記第2方向に移動する前記ウェイトは、前記打撃子が前記第1ストッパに接触した後に前記第2ストッパに接触する、請求項10記載の打込機。 - 前記補助機構は、前記打撃子が前記第2方向に移動中に、前記接触部材を前記被打込材に押し付ける、請求項1乃至11の何れか1項記載の打込機。
- 前記第1駆動機構は、前記打撃子を前記第2方向に移動した後に、所定時間に亘り前記打撃子を停止させ、その後、前記打撃子を前記第1方向に移動させる、請求項7乃至9の何れか1項記載の打込機。
- 前記補助機構は、前記打撃子が所定時間に亘り停止している間、前記接触部材を前記被打込材に押し付ける、請求項13記載の打込機。
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