JP5257587B2 - ステープル打込機 - Google Patents

Description

本発明は、ステープルなどの止具を打ち込むステープル打込機に関する。

従来、ステープル等の略コの字形の止具の側面を複数本（例えば、２５〜１００本）、接着剤やテープで連結して１連を構成し、打込機にセットして、打撃時にドライバブレードで連結状態を剥離しながら１本ずつ止具を木材等の被打込み材８に打ち込むステープル打込機が、例えば特許文献１において知られている。

特許文献１において用いられるステープルは、側面のほぼ全部に接着剤が塗付され、接着剥離荷重はドライバブレードの打込荷重より小さくなるように設定される。ステープルは略コの字形であり、両足部とそれらを連結する叉部から構成され、両足部と叉部の連結点は強度を確保するために緩やかな曲線で構成される。ステープルの寸法の例としては、両足部の間隔（内幅）が３．８５ｍｍ、線径は肩方向０．９５ｍｍ、連結方向１．２５ｍｍ、連結部の曲線は内側Ｒ０．６ｍｍ、長さは２５〜５０ｍｍである。

特開２００６−２６３８８０号公報

ステープルは、叉部をドライバブレードの先端面によって打撃されることにより、被打込み材に打ち込まれる。打ち込み状態が良くないとステープルがきちんと打ち込まれずに、ステープルの両足部が内側に変形してしまう恐れがあった。特に、被打込み材が硬い場合や、両足部の長いステープルを用いる場合は、この現象が顕著に表れ、ステープルが座屈する恐れがある。

本発明は、上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、ステープルの座屈が起きにくいステープル打込機を提供することにある。

本発明の別の目的は、従来よりも長い両足部を有するステープルを用いて、安定して打ち込みを行うことができるステープル打込機を提供することにある。

本発明の一つの特徴によれば、ステープルを打撃するドライバブレードと、射出口を有しドライバブレードとステープルを案内するブレードガイドを備えたステープル打込機において、打撃されたステープルの先端が被打込み材に接触した際にステープルの両側に位置するブレードガイドの内壁に、外側に膨らむ曲線部を形成した。曲線部があることによって、ステープルが打ち込まれる際に、ステープルを両足部の先端と叉部との間の区間において左右に広げ、曲線部に当接させることによってステープルの塑性変形を制限することができる。

本発明の他の特徴によれば、ブレードガイドの内壁の射出口側には直線部が形成され、曲線部は直線部とステープルの上面位置との間に形成される。また、直線部の長さは、射出口からステープルの上面位置との距離の１／２以下であることが望ましい。さらに、内壁のステープルの上面位置側には、第２の直線部が形成され、曲線部を２つの直線部の間に形成した。

曲線部は、曲率の異なる第１の曲線部と第２の曲線部から形成され、第２の曲線部は、第１の曲線部とステープルの上面位置の間に形成され、ステープルの連結部の弾性変形を受け止める形状である。曲線部をどのように形成するかは任意であるが、ブレードガイドの肉厚を部分的に薄くすることによって形成すると良い。

請求項１の発明によれば、打撃されたステープルの先端が被打込み材に接触した際にステープルの両側に位置するブレードガイドの内壁に、外側に膨らむ曲線部を形成したので、ステープルに被打込み材の貫入抵抗がかかり、両足部が外側に変形しようとしたときに、射出口がステープル変形とほぼ同一形状であるため、両足部が外側に理想的に弾性変形し、座屈荷重を上げることができる。

また、ステープルが打ち込まれる際に、ステープルを両足部の先端と叉部との間において左右に広げ、ステープルの叉部や先端側が広がらないので、両足部の中央付近が効果的に広がり、広がった後に再び反対方向に塑性変形させて元の状態でステープルを被打込み材に打ち込むことができる。

また、ブレードガイドの内壁の射出口側には直線部が形成され、曲線部は直線部とステープルの上面位置との間に形成されるので、ステープルが曲がって打ち込まれたり、交差して打ち込まれたりすることを効果的に防止できる。さらに、曲率の異なる第１の曲線部と第２の曲線部から形成されるので、ステープルの両足部と連結部をガイドする曲線部を別々に形成することができる。

請求項２の発明によれば、直線部の長さは、射出口からステープルの上面位置との距離の１／２以下であるので、様々な長さのステープルであっても効果的に弾性変形をさせることができ、座屈荷重を上げることができる。

請求項３の発明によれば、ステープルの上面位置側の内壁に第２の直線部が形成され、曲線部は２つの直線部の間に形成されるので、ステープルの中間領域を効果的に弾性変形させることができるので、座屈しにくいステープル打込機を実現できる。

請求項４の発明によれば、第２の曲線部はステープルの連結部の弾性変形を受け止める形状であるので、曲線部への接続をスムーズにして、ステープルに対して局所的に強い応力を発生させないようにすることができる。

請求項５の発明によれば、曲線部はブレードガイドの肉厚を部分的に薄くすることによって形成するので、ブレードガイドの外形を変えることなく本願発明の構成を実現できる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図において、同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、本明細書においては、前後、上下の方向は図１に示す方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施形態に係るステープル打込機の一実施形態を示す側面図であり、一部にその断面を示す。ステープル打込機１は、圧縮エアによって往復動してステープル６を打ち出すピストン２６と、ピストン２６に取り付けられたドライバブレード７を含む打撃駆動手段を有する。打撃駆動手段はハウジング１０に内蔵され、ハウジング１０には、その端部から前方に突出して装設され、ハウジング１０に直交状に装設されたハンドル１１と、ハンドル１１にほぼ平行に配置され、連結されたステープル６を収納し、ガイドプレート内に先頭のステープル６−１を供給するマガジン２を含んで構成される。

図２は、ステープル６とドライバブレード７の形状を示す斜視図である。ステープル６は、叉部６ｂをドライバブレード７の先端面７ａによって打撃される。ステープル６の打ち込み時には、その反動でステープル打込機１が被打込み材８から浮き上がり、ステープル打込機１の重心３５または保持しているハンドル１１を中心に回転する力が作用し、ステープル打込機１が被打込み材８から浮き上がり、打ち込み終了直前で射出口１４の案内がなくなる恐れがある。そのため、叉部６ｂとドライバブレード先端面７ａの係合が外れにくいように、ドライバブレード先端面７ａには、軸方向ハンドル側が長くなる方向にθ＝３〜１２度の傾斜が付いている。また、ドライバブレード７の断面は、ドライバブレード７が打ち込み荷重で座屈しにくいように、凸字型の形状である。

図１において、ステープル６はステープルフィーダ１２の押圧力によって、マガジン２からブレードガイド９とガイドプレート１３で構成する射出口１４に給送され、先頭のステープル６−１だけがドライバブレード７の先端面７ａと接触する位置関係となる。

ステープル打込機１による打込み動作について説明すると、まず、ステープルフィーダ１２をリボンスプリング１５の押圧力に抗して反給送方向（図中右方向）に移動させ、連結されたステープル６をマガジン２に装填する。すると、リボンスプリング１５の押圧力によって先頭のステープル６−１が射出口１４内に給送される。図示していないエアホースをエアプラグ３４につなぐと、蓄圧室１６内に圧縮空気が供給され、その一部が空気通路１７を介して制御バルブ１８内に流入し、さらに空気通路１９を介してヘッドバルブ室２０へ流入する。プッシュレバー２２の被打込み材８への押し当てながらトリガ２１の引き操作を行うと、制御バルブ１８内のプランジャ２３が押し上げられ、ヘッドバルブ室２０の圧縮空気が空気通路１９を介して、大気に排出される。

ヘッドバルブ室２０の圧縮空気が排気されると、蓄圧室１６の圧縮空気の圧力でヘッドバルブ２４が押し下げられ、シリンダ２５上端が開口すると共にシリンダ２５内のピストン２６上側と大気が遮断され、蓄圧室１６の圧縮空気がシリンダ２５内のピストン２６上側に流入し、ピストン２６は急激に下死点側に移動しながらピストン２６と一体のドライバブレード７の先端面７ａでステープル６の叉部６ｂを打撃し、ステープル６を被打込み材８に打ち込む。この際、２番目のステープル６−２は、掛止部３ｂ（図２）と係合しているため、先頭のステープル６−１と２番目のステープル６−２の連結用接着剤が剥離され、先頭のステープル６−１だけが射出口１４に案内されながら被打込み材８に打ち込まれる。

ステープル６が正常に打ち込まれた後は、ピストン２６下側の空気は空気通路２７を介して戻り室２８に流入し、ピストン２６が戻り室２８方向へのみ流入する逆止弁２９を備えた空気通路３０を通過すると、ピストン２６上側の圧縮空気の一部が空気通路３０を介して戻り室２８に流入する。ピストン２６は下死点でピストンバンパ３１に接触し、ピストンバンパ３１が変形することによってステープル６の打ち込み後の余剰エネルギーが吸収される。

トリガ２１を戻すかプッシュレバー２２の被打込み材８への押し当て操作を解除すると、プランジャ２３が戻り、制御バルブ１８内に蓄圧室１６の圧縮空気が流入し、空気通路１９を介してヘッドバルブ室２０へ圧縮空気が流入し、ヘッドバルブ２４が下死点に移動し、蓄圧室１６とシリンダ２５内のピストン２６上側が遮断され、シリンダ２５内のピストン２６上側と大気が連通する。戻り室２８に蓄積された圧縮空気によってピストン２６下側が押圧され、ピストン２６は急激に上死点側に移動する。ピストン２６上側の圧縮空気は、空気通路３２を介して大気に放出され、初期状態に戻る。

ピストン２６が上死点に戻ると、リボンスプリング１５の押圧力によって、２番目のステープル６−２が射出口１４に給送される。この工程を繰り返しながら、連結されたステープル６が順次被打込み材８に打ち込まれる。

図３は、図１のＡ−Ａ部の断面を示す図で、ステープル装填時の状態を示す。図３において、ステープル６は、マガジン２のガイド３に跨る形で装填され、左右方向は両足部６ａの内側が案内面３ａで、下方向はガイド３の掛止部３ｂで、上方向はマガジンカバー３３（図１）で案内される。先頭のステープル６−１（図１）が、射出口１４に給送されると、先頭のステープル６−１には内側の案内面３ａ、掛止部３ｂによる保持効果が作用しないように、ガイド３が配置される。掛止部３ｂと案内面３ａとのなす外角３ｃには、ステープル６の連結部６ｃの内側の曲線Ｒ＝０．６ｍｍが乗り上げないように、面取りＣ＝１ｍｍが付いている。

射出口１４の両側方向は、ブレードガイド９の内壁によって画定され、打撃されたステープル６の両足部６ａの先端が被打込み材８に接触する位置で両足部６ａが肩方向外側に膨らむ方向に曲率半径Ｒ＝３８０ｍｍの内壁を形成するように構成される。肩方向外側に膨らむ方向の内壁は、ステープル６の両側に対称となるように形成される。図３の断面から理解できるようにブレードガイド９は、部分的に肉厚の薄い部分がありその部分の内壁が曲線状である。曲線の半径Ｒの大きさは、ステープル６の材料の弾性変形領域内にとどまるように設定するのが重要である。

本実施形態においては、被打込み材８の上面５から、ステープル６上面位置４にかけて、ブレードガイド９の内壁は、直線部４１−曲線部４２（Ｒ＝３８０ｍｍ）−連結部４３−直線部４４となっている。ここで、上面位置４とは、打ち込まれる前のステープル６の保持状態において、ステープル６の叉部６ｂの上側面の位置である。直線部４１は本実施形態では比較的短めに設定される。この直線部４１を設けないようにすることも考えられるが、設ける方が好ましい。また、この直線部においけるブレードガイド９の肩方向の幅は、ドライバブレード７とほぼ同幅であって、ステープル６の幅よりもやや大きいことが望ましい。また、ステープル６が全く変形せずに理想的に打ち込まれる際に通る経路４５（図３の点線で示す）が、ブレードガイド９の内壁と接触しないように配置するのが重要である。

曲線部４２は、図３の例では被打込み材８の上面５から、ステープル６の叉部６ｂの上面４への長さの８０％程度を占める。連結部４３は、直線部４４から曲線部４２への接続をスムーズにして、ステープル６に対して局所的に強い応力を発生させないにするのが第１の目的であり、実質的に曲線によって構成されるので第２の曲線部でもある。また、ブレードガイド９によって打撃された直後の連結部９ｃが当接する位置にあるため、連結部９ｂが理想的に変形するようにガイドする役割を果たすものである。

直線部４４はドライバブレード７を案内する役割を果たし、ドライバブレード７の先端面７ａがステープル６の叉部６ｂに接触するまで、直線部４４によってガイドされるので打撃直前においてドライバブレード７のぶれを効果的に防止できる。

両足部６ａの長さが５０ｍｍの場合、ステープル両足部６ａ部が外側に弾性変形後、さらに加えられる荷重によって内側に変形をするためには、射出口の内壁が直線である従来の構造に対して、歪みエネルギーが７％余分に必要になることが判明した。つまり、同じステープル６を使用しながら、ブレードガイド９の内壁にＲ＝３８０ｍｍを持たせるだけで７％ほど座屈しにくくすることができた。

本実施形態のステープル打込機１の場合、使用されるステープルの長さは固定されるのではなく、例えば、２５、３２、３８、４５、５０ｍｍの５種類の長さのステープル６を使用できるが、一番座屈しやすい５０ｍｍのときに合わせて、最適な曲率半径Ｒを設定すると好ましい。尚、曲率半径Ｒの大きさや、曲線部４２を形成する位置は、ドライバブレード７の先端面７ａの形状と組み合わせて、ステープル打込機１ごとに任意に設定可能である。さらに、曲線部４２は一つの曲率による曲線でなく、複数の曲率からなる曲線を合わせて形成しても良いし、多次元方程式等で表現される曲線で実現しても良い。

図４は、本発明の実施形態に係るステープル打込機１において、ステープル６の貫入時の状態を示す断面図である。ドライバブレード７によって打撃されたステープル６は、被打込み材８の貫入抵抗を受けるが、例えば堅い木材などのように貫入抵抗が高い場合は、両足部６ａが外側に変形しようとする。するとステープル６の両足部６ａは、図４に示すようにブレードガイド９の内壁に当接し、それ以上外側に変形できないため、両足部６ａの中央部（あるいは中央部よりもやや上側）がこんどは内側に変形しながら下方向（被打込み材８の方向）に打ち込まれる。

この際、ブレードガイド９の内壁の曲率Ｒを適宜設定すると、両足部６ａの中央部が内側に再び変形しても、その変形が元の直線状の形状に戻る復元程度にとどまり、結果としてステープル６は正常に被打込み材８に打ち込まれる。

以上のように、本実施形態においては、ブレードガイド９の内壁の形状を変更することによって、ステープル６の座屈強度を改善することができた。また、強度の向上だけでなく、木材等の被打込み材に刺さりきらずに座屈してしまうステープルを大幅に減少させることができた。尚、ステープル６を貫入抵抗が低い被打込み材８に打ち込む場合は、ステープル６を変形させずに打ち込ませることができるので、ブレードガイド９の内壁による案内を受ける必要がない。よって、ブレードガイド９の内壁に曲線部４２が形成されていてもなんら悪影響は生じない。

次に、図５及び図６を用いて、本発明の第２の実施形態を説明する。図５は第２の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル装填時の状態を示す。図６は第２の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル貫入時の状態を示す。

図５において、第１の実施形態と異なる点は、図５の曲線部５２の形成される位置である。図３と図５と比較すると明らかなように、図５においては第１の直線部５１の長さが長く、ステープル６の上面４と被打込み材８の上面５の間の距離の約４５％を占める。曲線部５２の長さが短くなるため、曲線部における曲率半径Ｒ１は、ステープル６の上面４と被打込み材８の上面５の間の距離が図４の場合と同じであるならば、３８０ｍｍよりも小さくすると良い。このように、直線部５１を長くして、曲線部５２を短めにすれば、短い長さのステープル、例えば図５のステープルの２／３程度の長さのステープルを使用する場合には、相対的に図４と同じような状態で外側に理想的に変形することができる。

図５の形状のブレードガイド５９を用いた打ち込み時には、図６に示すように、ステープル６の上側半分が外側に変形することになる。この上側半分の変形によって、ドライバブレード７による急激な荷重増加をうまく吸収できるため、ステープル６は座屈することなく、被打込み材８に打ち込まれる。この第２の実施形態は、短めのステープルを使用するときだけでなく、従来よりもさらに長いステープル、例えば５０ｍｍ以上のものを使用する場合に特に効果がある。

以上、本発明を示す実施形態に基づき説明したが、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、本実施形態では、ブレードガイド９、５９の肉厚を部分的に薄くすることによって内壁に曲線部を形成したが、これに限られるものではなく、一定の壁圧を有するブレードガイドを曲げて形成することによって曲線部を形成するようにしても良い。

また、本発明は、ガイドプレート１３又はそれに相当する部材に、ドライバブレード７を案内する溝を設けた構成においても同様に適用できる。さらに、本実施形態ではドライバブレードの動力源として圧縮エアを用いたが、これに限られずに、電気、内燃機関、ガス等種々のものが利用可能である。

本発明の実施形態に係るステープル打込機の一実施形態を示す側面図であり、一部にその断面を示す。 図１のステープル打込機１に使用されるステープル６とドライバブレード７の形状を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル装填時の状態を示す。 本発明の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル貫入時の状態を示す。 本発明の第２の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル装填時の状態を示す。 本発明の第２の実施形態に係るステープル打込機のＡ−Ａ部の断面図で、ステープル貫入時の状態を示す。 従来のステープル打込機における、ステープル貫入時の状態を示す断面図である。

符号の説明

１ ステープル打込機 ２ マガジン ３ ガイド
３ａ 案内面 ３ｂ 掛止部 ３ｃ 外角
４ （ステープルの）上面位置 ５ （被打込み材の）上面
６ ステープル ６ａ （ステープルの）両足部
６ｂ （ステープルの）叉部 ６ｃ （ステープルの）連結部
６−１ 先頭のステープル ６−２ ２番目のステープル
７ ドライバブレード ７ａ （ドライバブレードの）先端面
８ 被打込み材 ９ ブレードガイド １０ ハウジング
１１ ハンドル １２ ステープルフィーダ １３ ガイドプレート
１４ 射出口 １５ リボンスプリング １６ 蓄圧室
１７ 空気通路 １８ 制御バルブ １９ 空気通路
２０ ヘッドバルブ室 ２１ トリガ ２２ プッシュレバー
２３ プランジャ ２４ ヘッドバルブ ２５ シリンダ
２６ ピストン ２７ 空気通路 ２８ 戻り室
２９ 逆止弁 ３０ 空気通路 ３１ ピストンバンパ
３２ 空気通路 ３３ マガジンカバー ３４ エアプラグ
３５ 重心 ４１、４４、５１、５４ （内壁の）直線部
４２、５２ （内壁の）曲線部
４３、５３ （内壁の）連結部（第２の曲線部）
５９、１０９ ブレードガイド

Claims (5)

1. ステープルを打撃するドライバブレードと、射出口を有し前記ドライバブレードと前記ステープルを案内するブレードガイドを備え、前記ステープルを打込むステープル打込機において、
   打撃された前記ステープルの先端が被打込み材に接触した際に前記ステープルの両側に位置する前記ブレードガイドの内壁の前記射出口側に直線部を形成し、
   前記ステープル装填時の当該ステープルの上面位置と前記直線部との間の内壁に、外側に膨らむ形状であって曲率の異なる第１の曲線部と第２の曲線部から成る曲線部を形成し、
   前記ステープルが打ち込まれる際に、前記ステープルを両足部の先端と叉部との間の区間において左右に広げ、前記曲線部に当接させることによって前記ステープルの塑性変形を制限することを特徴とするステープル打込機。
2. 前記直線部の長さは、前記射出口から前記上面位置との距離の１／２以下であることを特徴とする請求項１に記載のステープル打込機。
3. 前記ブレードガイドの内壁のうち、前記上面位置側には、第２の直線部が形成され、前記曲線部は２つの直線部の間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のステープル打込機。
4. 前記第２の曲線部は、前記第１の曲線部と前記上面位置の間に形成され、前記ステープルの連結部の弾性変形を受け止める形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載のステープル打込機。
5. 前記曲線部は、前記ブレードガイドの肉厚を部分的に薄くすることによって形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のステープル打込機。

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