JP5192275B2 - 打込み装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載する手持ち打ち込み装置（いわゆる「鋲打ち機」）に関するものである。この種の手持ち打込み装置は、移動可能にガイドした打ち込みプランジャにより固定素子を基礎構造に打ち込むものである。

この打込みプランジャの駆動源としては機械的駆動ばねが用いられ、この駆動ばねはバイアス付与装置によりバイアス力（緊張）を付与可能とする。この構成は、機械的駆動ばねが安価であり、この種の打込み装置を安価に製造することが可能であるので好適である。また、機械的ばねは、ガスばねと比較すると、ガスばねのようなバイアス付与時の温度上昇が無く、また、ガスばねはバイアスを付与した状態で長時間経過すると、徐々にその蓄積したエネルギーが漏れて失われるのに対し、機械的ばねは長時間経過しても、バイアス付与した状態で蓄積したエネルギーが失われることがないので、好適である。

しかし、機械的ばねは、ガスばねよりも、打ち込み作業において生じる打込み装置の反動が大きいという点において劣っている。

特許文献１（独国特許出願公開第４０１３０２２号）は、この種の打込み装置であって、ばねによって砲口へと突き出される打撃装置を備え、これによって釘を打込む打込み装置を記載している。打撃装置を初期位置に移動するための調整装置には、電気モータおよび電気モータのための回転数低減（減速）機構を設ける。このとき電気モータの回転は、回転数低減（減速）機構およびこれと連動する歯車によって、打撃装置のハンマー部分に伝達され、打撃装置をばねの力に抗して初期位置に駆動する。この初期位置において、打撃装置は、打撃作業準備状態となる。

この既知の打込み装置の欠点は、ばねを介してハンマー部分に伝わる打撃エネルギーの最大値が、約５〜１０Ｊと低く、鋼鉄やコンクリートなどの固い基礎構造に打込むのには適さない点にある。打込み装置の打撃エネルギーを高めようとするならば、より多くのエネルギーを蓄積できる、より強いばねを設ける必要があるが、それは同時にばねの質量をふやすことになり、結果として打込み装置の反動も大きいものとなってしまう。
独国特許出願公開第４０１３０２２号明細書

したがって、本発明の課題は、前述の特徴を備えた打込み装置において、前述の欠点を回避し、強い駆動ばねを用いた場合にも反動の小さい打込み装置を得ることにある。

この課題は、請求項１に記載する打込み装置により解決される。これによれば、駆動装置には、第１伸張方向を有する第１駆動ばね素子、および第２伸張方向を有する第２駆動ばね素子を備え、第２伸張方向は第１伸張方向と反対方向とする。この構成により、打込み作業時に、２個のばねが反対方向に動くことになるので、駆動ばね素子の反動加速は、少なくとも部分的に相殺される。このとき駆動ばね素子は、コイルばね、板ばね、皿ばね、脚ばね、ねじり棒ばねなどとして構成する。

好適には、第１駆動ばね素子および第２駆動ばね素子は、それぞればね軸線を規定し、これら双方のばね軸線は同軸状に延在するものとする。この構成により、打込み作業時に、打込み装置の旋回加速も防ぐことができる。

第１駆動ばね素子および第２駆動ばね素子を互いに対向させ、それぞれの第１端部をハウジング固定の支持素子に支持すると、構造が簡単となる。この支持素子は、ハウジング横壁またはハウジング筋交いとして構成する。駆動ばね素子を鏡対称に設けることで、双方の駆動ばね素子の力が働くベクトル方向が正反対となり、ばね質量のバランスを調整した場合、双方のサイドの反動が相殺されるだけでなく、ハウジング固定の支持素子に高い荷重がかからない。

さらに好適には、第１駆動ばね素子および第２駆動ばね素子のばね軸線を、それぞれ前記打込みプランジャの画定する軸線に平行に配置する。この構成により、構造がコンパクトとなる。

好適には、第２駆動ばね素子の質量を、第１駆動ばね素子の質量と同等とする。この構成により、双方の駆動ばね素子の反動加速が、ほぼ完全に相殺される。

さらに好適には、第２駆動ばね素子の質量を、打込みプランジャおよび第１駆動ばね素子の合計質量の＋／−１０％の公差範囲内とする。このように構成することで、第２駆動ばね素子により、第１駆動ばね素子の反動加速のみならず、打込みプランジャに起因する反動加速を、公差範囲内でほぼ完全に相殺することができる。このとき第１駆動ばね素子の伸張方向は、打込みプランジャの打込み方向と同じである。

さらに好適には、第１駆動ばね素子および第２駆動ばね素子を、伝動装置を介して互いに連結し、この伝動装置は、打込み方向側で打込みプランジャに連結する。この特徴により、双方の駆動ばね素子の運動エネルギーを構成簡単に統合し、打込みプランジャに伝達することができる。伝動装置は、滑車装置などとして構成する。他にも、伝動装置は、打込み開始の動きと初期位置に戻る動きとを、例えば約１：４の変速比で調整する。この構成により、駆動ばね素子の伸張距離の４倍もの加速距離を打込みプランジャに与えることができる。
以下に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。

図１および図２に示す打込み装置１０は、ハウジング１１と、このハウジング１１内に配置した打込みプランジャ１３を駆動するための、全体的に参照符号３０で示した駆動装置３０とを有し、打込みプランジャ１３をガイド１２に移動可能に案内する。この打込みプランジャ１３は、打込み部分１４およびヘッド部分１５を有する。

打込み方向２７側のガイド１２の端部に、このガイド１２と同軸状に設けたピンガイド１７が連続する。ピンガイド１７の側方には、固定素子マガジン６１を突出させ、この固定素子マガジン６１内に固定素子６０を貯蔵する。

駆動装置３０は、第１駆動ばね素子３１および第２駆動ばね素子３２を備え、これら双方のばね質量は基本的に同等量とし、それぞれハウジング固定の支持素子３６に、互いに対向させて支持する。この支持素子３６は、ハウジング筋交いとして構成する。双方の駆動ばね素子３１，３２は、コイルばねとして構成する。駆動ばね素子３１，３２のそれぞれが規定するばね軸線Ｆ１，Ｆ２は、図示する駆動装置３０において、同軸上に隣接して配置する。さらに、ばね軸線Ｆ１，Ｆ２は、打込みプランジャ１３で画定される軸線Ａに平行に配置する。特に図２に示すように、双方の駆動ばね素子３１，３２の伸張方向３７，３８は、互いに相反する方向とし、つまり駆動ばね素子３１，３２は緊張から解放されると、それぞれの支持素子３６側とは反対側の遊端が、互いに正反対の方向に動くので、打込み作業中、反対方向に作用する反動加速は互いに相殺し合う。

双方の駆動ばね素子３１，３２は、全体的に参照符号３９で示した伝動装置３９を介して、打込みプランジャ１３のヘッド部分１５に連係する。図１および２に示す実施例において、伝動装置３９は滑車装置として構成する。第１駆動ばね素子３１および第２駆動ばね素子３２は、それぞれハウジング固定の支持素子３６とばね駆動素子３５との間に圧着させる。リング状に構成したばね駆動素子３５における、の駆動ばね素子３１，３２を取り付けたのと反対側には、伝動装置３９のロープまたはバンドの形式とした伝達手段３３のためのローラ３４を担持する。

ロープまたはバンドの形式とした伝達手段３３は、その第１および第２の遊端４２，４３をハウジング固定の支持素子３６に固定し、ローラ３４を介しながら、ばね駆動素子３５の周囲に巻き掛ける。さらに、伝達手段３３は、打込みプランジャ１３のヘッド部分１５の周囲にも巻き掛ける。

図１に示すように打込みプランジャ１３が初期位置２２あるとき、この打込みプランジャ１３には、伝動装置３９および駆動ばね素子３１，３２から弾性的にバイアス力が加わっている。また、打込みプランジャ１３は、そのヘッド部分１５およびヘッド部分１５の周囲の伝達手段３３と共に、ばね駆動素子３５の開口、駆動ばね素子３１，３２、およびハウジング固定の支持素子３６の開口にガイドする。

初期位置２２において、打込みプランジャ１３は、全体的に参照符号５０で示した制止装置５０によって保持されている。制止装置５０に備えたつめ５１は、図１に示す制止位置５４において、打込みプランジャ１３のフランジ５８の制止面５３とかみ合い、これを駆動ばね素子３１の力に抗して固持する。このつめ５１は制御モータ５２に設け、この制御モータ５２によって、後に詳述するように図２に示す解放位置５５に移行可能とする。 制御モータ５２は、電気的な第１制御導線５６により制御ユニット２３に接続する。

さらに、打込み装置１０にはグリップ２０を設け、このグリップ２０には、打込み装置１０による打込み作業を作動させる作動スイッチ１９を設ける。さらにグリップ２０内には、全体的に参照符号２１で示した電源を配置し、この電源により打込み装置１０に電力を供給する。電源２１には、少なくとも１個の蓄電池（バッテリ）を装備し、また、給電導線２４により制御ユニット２３および作動スイッチ１９に接続する。さらに制御ユニット２３は、スイッチ導線５７により、作動スイッチ２３に接続する。

打込み装置１０の砲口にはスイッチ手段２９を配置し、このスイッチ手段２９は、スイッチ手段導線２８により制御ユニット２３に電気的に接続する。図２に示すように、打込み装置１０を加工物Ｕに押し当てると、スイッチ手段２９は制御ユニット２３に電気信号を伝送し、打込み装置１０を、正常に加工物Ｕに押し付けた場合にのみ作動するように制御する。

さらに、打込み装置１０には、全体的に参照符号７０で示すバイアス付与装置を配置する。また、このバイアス付与装置７０に設けたモータ７１により、駆動ローラ７２を駆動可能とする。モータ７１は、第２制御導線７４により制御ユニット２３に電気的に接続することで、打込みプランジャ１３が、その打込み方向２７側の端部位置にあるとき、または打込み装置を再び基礎構造から引き離したときに、作動できる構成とする。モータ７１には駆動ホイールなどの駆動手段７５を設け、この駆動手段７５は駆動ローラ７２に駆動連結可能とする。さらに駆動ローラ７２は、ソレノイドとして構成した制御手段７６の長さ調節可能な調整アーム７８に回転自在に取り付ける。このとき調整手段７６は、調整手段導線７７によって制御ユニット２３に接続する。作動中、駆動ローラ７２は点線で示した矢印７３の方向に回転する。

打込み装置１０が図示しないメインスイッチによって作動されると、制御ユニット２３により、打込みプランジャ１３が、図１に示す初期位置２２にあることが確認される。もし初期位置にない場合、駆動ローラ７２は調整手段７６によって、モータ７１により回転している駆動手段７５に向けて動かされ、これと駆動連結する。駆動ローラ７２は同時に、打込みプランジャ１３とも駆動連結するため、打込みプランジャ１３は、矢印７３方向に回転する回転ローラ７２により、駆動装置３０の方に動かされる。このとき、駆動装置３０の駆動ばね素子３２は緊張する（バイアス力を付与される）。打込みプランジャ１３がその初期位置２２に到達すると、制止装置５０のつめ５１は、打込みプランジャ１３の制止面５３に降り、打込みプランジャ１３をその初期位置２２に保持する。さらに、制御ユニット２３によりモータ７１の作動は停止し、また、同じく制御ユニット２３の制御下において、調整手段７６は駆動ローラ７２を、その駆動手段７５および打込みプランジャ１３と駆動連結する位置から、図２に示す、駆動連結から外れる位置に動かす。

図２に示すように打込み装置１０を加工物Ｕに押し付けると、スイッチ手段２９により制御ユニット２３が打込み準備状態へと移行する。オペレータが作動スイッチ１９を作動させると、制御ユニット２３により制止装置５０はその解放位置に移動し、つめ５１は制御モータ５２により打込みプランジャ１３の制止面５３から離れる。つめ５１には、自動的に再びその制止位置５４へと移動するように、打込みプランジャ１３方向にばね弾性負荷を加えておくこともできる。

結果として、打込みプランジャ１３は、伝動装置３９の下で、駆動装置３０の駆動ばね素子３１，３２により打込み方向２７に動かされ、固定素子６０は加工物Ｕに打込まれる。このとき、第１駆動ばね素子３１は、第１伸張方向３７に伸張し、この第１伸張方向は打込みプランジャ１３の打込み方向２７と一致する。これに対し、第２駆動ばね素子３２は正反対の方向、つまり第２伸張方向３８に伸張するので、双方の駆動ばね素子３１，３２の反動は相殺される。

好適には、駆動ばね素子３１，３２の伸張行程は、伝動装置３９によって、打込みプランジャ１３の加速行程が、それぞれの駆動ばね素子３１，３２の伸張行程よりも長くなるように調整する。実施例における伝動装置３９の変速比は、約１：４である。

打込みプランジャ１３を初期位置に戻し、駆動ばね素子３１，３２にバイアス力を付与するために、打込み作業が終わり打込み装置１０を加工物Ｕから引き離すと、バイアス付与装置７０は制御ユニット２３により付勢される。さらに、スイッチ手段２９は制御ユニット２３に信号を伝送する。バイアス付与装置７０により、打込みプランジャ１３は上述の方法で、駆動装置３０の駆動ばね素子３１に抗して移動し、このとき駆動ばね素子３１は、つめ５１が、その制止位置５４である打込みプランジャ１３の制止面５３に降りるまで、新たにバイアス力を付与される。

本発明打込み装置の初期位置における縦断面図である。 本発明打込み装置の作動した位置における縦断面図である。

符号の説明

１０ 打込み装置（鋲打ち機）
１１ ハウジング
１２ ガイド
１３ 打込みプランジャ
１４ 打込み部分
１５ ヘッド部分
１７ ピンガイド
１９ 作動スイッチ
２０ グリップ
２１ 電源
２２ 初期位置
２３ 制御ユニット
２４ 給電導線
２７ 打込み方向
２８ スイッチ手段導線
２９ スイッチ手段
３０ 駆動装置
３１ 第１駆動ばね素子
３２ 第２駆動ばね素子
３３ 伝達手段
３４ ローラ
３５ ばね駆動素子３５
３６ 支持素子
３７ 第１伸張方向
３８ 第２伸張方向
３９ 伝動装置
４２ 第１遊端
４３ 第２遊端
５０ 制止装置
５１ つめ
５２ 制御モータ
５３ 制止面
５４ 制止位置
５５ 解放位置
５６ 第１制御導線
５７ スイッチ導線
５８ フランジ
６０ 固定素子
６１ 固定素子マガジン
６２ 砲口
７０ バイアス付与装置
７１ モータ
７２ 駆動ローラ
７３ 矢印
７４ 第２制御導線
７５ 駆動手段
７６ 調整手段
７７ 調整手段導線
７８ 調整アーム
Ａ 軸線
Ｆ１，Ｆ２ ばね軸線
Ｕ 被加工物

Claims (7)

1. ガイド（１２）内に移動可能に設けた打込みプランジャ（１３）のための駆動装置（３０）を有し、この駆動装置（３０）に、少なくとも１個の、バイアス付与装置（７０）によりバイアス力を付与可能であり、第１伸張方向（３７）を有する第１駆動ばね素子（３１）を設けた手持ち打込み装置において、
   少なくとも１個の第２駆動ばね素子（３２）を設け、この第２駆動ばね素子（３２）は、前記第１伸張方向（３７）とは反対方向の第２伸張方向（３８）を有するものとした、ことを特徴とした手持ち打込み装置。
2. 前記第１駆動ばね素子（３１）および前記第２駆動ばね素子（３２）は、それぞればね軸線（Ｆ１，Ｆ２）を規定し、これら双方のばね軸線（Ｆ１，Ｆ２）は同軸状に延在するものとした請求項１に記載する打込み装置。
3. 前記第１駆動ばね素子（３１）および前記第２駆動ばね素子（３２）を、互いに対向させ、それぞれの第１端部をハウジング固定の支持素子（３６）に支持した請求項１または２に記載する打込み装置。
4. 前記第１駆動ばね素子（３１）および前記第２駆動ばね素子（３２）の前記ばね軸線（Ｆ１，Ｆ２）を、それぞれ前記打込みプランジャ（１３）の画定する軸線（Ａ）に平行に配置した請求項１または２に記載する打込み装置。
5. 前記第２駆動ばね素子（３２）の質量を、前記第１駆動ばね素子（３１）の質量と同等とした請求項１に記載する打込み装置。
6. 前記第２駆動ばね素子（３２）の質量を、前記打込みプランジャ（１３）および前記第１駆動ばね素子（３１）の合計質量の＋／−１０％の公差範囲内とした請求項１または５に記載する打込み装置。
7. 前記第１駆動ばね素子（３１）および前記第２駆動ばね素子（３２）を、伝動装置（３９）を介して互いに連結し、この伝動装置（３９）は、打込み方向側で前記打込みプランジャ（１３）に連結した請求項１〜６のうちいずれか１項に記載する打込み装置。

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