JP5403351B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は打込機に関し、特に燃料及び電気を動力としてネジを打ち込む打込機に関する。

従来からネジを打設する打込機としては、例えば圧縮空気を動力とした打込機や、ＡＣ電源若しくは充電池を電源とした電動のネジ締め機（打込機）が公知になっている（例えば特許文献１）

一方、従来からガスの燃焼のエネルギーによる空気の膨張を利用して止具を打ち込む打込機である燃焼式ガス釘打機が知られている（例えば特許文献２）。

特開２００５−１０３７２８号公報 特開２００５−３２９５３３号公報

圧縮空気を動力とした打込機では、圧縮空気を生成するコンプレッサと、コンプレッサと打込機とを接続エアホースとを必要とするため、装置が大がかりになると共に作業性が優れなかった。また電動のネジ締め機では、ネジを打撃する機構を持たないため、ネジ締めに要する時間はネジを打撃する場合に較べて長くなっていた。

よって本発明は、小型かつ高トルクで、長時間の使用に耐えられる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、軸方向に移動してネジを打撃すると共に軸心周りに回転してネジを締結するビットと、該ビットを移動可能に収容するハウジングと、該ハウジングから該軸方向と交差する方向に延びるハンドルと、該ハウジングに連結され、該ネジを打ち出す射出孔を有するノーズ部と、該ノーズ部に連結され、複数のネジを収容し該ビット先端が該軸方向下死点側に移動した際の軌跡上に一の該ネジを供給するマガジンと、該ビットの後端側に設けられ該ビットに該軸方向一端側への打撃力を付加する燃焼式動力機構と、回転駆動される出力軸部を備えたモータと、該ビットと該出力軸部との間に介在し、該出力軸部の回転力を該ビットに伝達する動力伝達機構とを有し、該モータは、該燃焼式動力機構による該ビットへの打撃力付加前に回転し、該動力伝達機構は、該出力軸部と該ビットとの間の状態を、接続状態・遮断状態のいずれかの状態に択一的に保つクラッチ機構を備え、該出力軸部は、該ビットの軸心を中心とする半径方向に延び、該動力伝達機構は、該ビットに装着され該ビットに対して該軸方向の移動は可能とするが該軸心周りの回転は不能とする傘歯形状の最終ギヤと、該最終ギヤと噛合して該最終ギヤに該出力軸部からの動力を伝達する傘歯ギヤとを有し、該傘歯ギヤと該出力軸部との間に該クラッチ機構が介在し、該動力伝達機構は、該出力軸部の回転を減速して該最終ギヤ部に伝達する減速機構を備え、該最終ギヤ部と該減速機構との間に該クラッチ機構が介在していることを特徴とする打込機を提供する。

この様な構成によると、最もエネルギーを必要とするネジの打撃にガスを動力とする燃焼式機動力機構を用い、過度のエネルギーを必要としないネジの締結にモータを用いることにより、打撃と締結との動力源を別とすることができる。よって電池によりモータを駆動した場合であっても、電力の消費を押さえることができ、長時間の使用が可能になる。また打撃と締結とが別動力で駆動されるため、打撃と締結とのそれぞれのエネルギーを大きく採ることができ、故に高打撃力、高トルクでネジを打撃・締結することができる。また打撃と締結とが別動力であるため、打撃に係る機構と、締結に係る機構とを別機構とすることができる。故にそれぞれの機構を単純な構成とすることができ、動力の伝達ロスを低減することができる。またビットが動力伝達機構により移動する前からモータが回転しているため、ビット移動時に、好適な回転数でモータの回転力をビットに伝達することができる。

この様な構成によると、クラッチ機構を備えているため、モータが停止状態から回転し始め、定常回転状態まで回転数が上昇した状態でネジを締め始めることができる。故にモータにおいて最も出力が大きい状態でネジを締結することができ、ネジ締め不良を抑制することができる。またモータの最も出力が大きい状態を利用することができるので、過度に高出力の大型のモータを用いる必要がなく、最高出力時においてネジを締結可能な小型のモータを用いることができる。

この様な構成によると、電動式動力機構をコンパクトにまとめて小型化することができる。ゆえに打込機を更に小型化することができ、かつ打込機における電動式動力機構の配置の自由度を増すことができる。

この様な構成によると、小型・低出力のモータであっても高トルクを得ることができるので、打込機をさらに小型化することができる。

また、本発明は、軸方向に移動してネジを打撃すると共に軸心周りに回転してネジを締結するビットと、該ビットを移動可能に収容するハウジングと、該ハウジングから該軸方向と交差する方向に延びるハンドルと、該ハウジングに連結され、該ネジを打ち出す射出孔を有するノーズ部と、該ノーズ部に連結され、複数のネジを収容し該ビット先端が該軸方向下死点側に移動した際の軌跡上に一の該ネジを供給するマガジンと、該ビットの後端側に設けられ該ビットに該軸方向一端側への打撃力を付加する燃焼式動力機構と、回転駆動される出力軸部を備えたモータと、該ビットと該出力軸部との間に介在し、該出力軸部の回転力を該ビットに伝達する動力伝達機構とを有し、該モータは、該燃焼式動力機構による該ビットへの打撃力付加前に回転し、該燃焼式動力機構は、該ネジが施工される被加工物を押圧することにより該ハウジングに対して移動するプッシュレバーと、該プッシュレバーと接続され、該プッシュレバーの該ハウジングに対する移動と連動して該ハウジング内で移動し密閉された燃焼室を画成する燃焼室枠と、該ハウジングに固定され該燃焼室枠の移動を案内すると共に内部に該ビットが挿通するシリンダ室が画成されたシリンダと、該シリンダ室内に配置され該ビットの他端が該軸心周りに回転可能に装着されると共に、該燃焼室枠と協働して該燃焼室を画成するピストンと、該燃焼室内に配置されたファンを駆動するファン駆動モータと、該ファン駆動モータを駆動する電力を供給する電池と、と備え、該電池は、該モータにも電力を供給していることを特徴とする打込機を提供する。

この様な構成によると、最もエネルギーを必要とするネジの打撃にガスを動力とする燃焼式機動力機構を用い、過度のエネルギーを必要としないネジの締結にモータを用いることにより、打撃と締結との動力源を別とすることができる。よって電池によりモータを駆動した場合であっても、電力の消費を押さえることができ、長時間の使用が可能になる。また打撃と締結とが別動力で駆動されるため、打撃と締結とのそれぞれのエネルギーを大きく採ることができ、故に高打撃力、高トルクでネジを打撃・締結することができる。また打撃と締結とが別動力であるため、打撃に係る機構と、締結に係る機構とを別機構とすることができる。故にそれぞれの機構を単純な構成とすることができ、動力の伝達ロスを低減することができる。またビットが動力伝達機構により移動する前からモータが回転しているため、ビット移動時に、好適な回転数でモータの回転力をビットに伝達することができる。また、電池の共有が図られるため、構成部品を減じることができ、これにより打込機の小型化を図ることができる。

本発明の打込機によれば、小型かつ高トルクで、長時間の使用に耐えられることができる。

本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の断面図。 図１のII−II線に沿った断面図。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の制御回路に係る回路図。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の制御に係るタイムチャート。 本発明の実施の形態の変形例に係る燃焼式ネジ打ち機の断面図。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の第一変形例の制御回路に係る回路図。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の第一変形例の制御に係るタイムチャート。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の第二変形例の制御回路に係る回路図。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の第二変形例の制御に係るタイムチャート。 本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機の制御装置の変形例に係る回路図。

以下、本発明の実施の形態に係る燃焼式ネジ打ち機について、図１乃至図４に基づき説明する。図１に示される燃焼式ネジ打ち機であるネジ打ち機１は、ハウジング２と、ハンドル６と、マガジン７と、電動式動力機構８と、プッシュレバー９と、制御装置１０とから主に構成されている。尚、ハウジング２からプッシュレバー９に向かう一方向を下側方向若しくは下死点側方向と定義し、一方向と反対の他方向を上側方向若しくは上死点側方向と定義して以下説明する。

ハウジング２は、主ハウジング２１と、ボンベ収容部２２と、ヘッドカバー２３とから主に構成され、下端部分にノーズ部２４が装着されている。主ハウジング２１においては、ノーズ部２４近傍の位置に図示せぬ排気口が形成されており、内部にシリンダ３と、燃焼室枠４と、シリンダヘッド５とが主に内蔵されている。尚、シリンダ３と、燃焼室枠４と、シリンダヘッド５の他に、プッシュレバー９と、後述のピストン３１とファン駆動モータ５１とファン５２と電池６２とを含んで燃焼式動力機構が規定される。

シリンダ３は、下側が略閉塞され上側が開口した筒状に構成されており、筒状の軸方向が上下方向と平行になるように主ハウジング２１内に収容されて固定されている。シリンダ３の略閉塞された下側の壁部分には、後述のビット３２が挿通する孔３ａが形成されている。シリンダ３において上側の開口周縁部分には、燃焼室枠４の内周面と接触するシール部３Ａが設けられている。またシリンダ３において下端部分には燃焼室枠４を下死点側に付勢する図示せぬバネが設けられている。

シリンダ３の下端部付近には主ハウジング２１の図示せぬ排気口と連通する排気穴３ｂが形成されている。また排気穴３ｂには、シリンダ３の内周面よりシリンダ３の外周面へ向う方向に排気を流通させる図示せぬ排気逆止弁が設けられている。さらに、排気穴３ｂを覆うように図示せぬ排気カバーが設けられている。

シリンダ３の内部には、ピストン３１と、ビット３２と、バンパ３３とが収容されている。ピストン３１は略円板状に形成されており、複数のシール材を介してシリンダ３内周に当接してシリンダ３内空間を上下に区切っている。ビット３２は、ピストン３１の下方に配置されており、断面が正六角形に形成されると共に先端がネジと係合可能に形状化され、後端でピストン３１にビット３２軸周りに回転可能に装着され、先端が孔３ａを貫通してシリンダ３外部に延出されている。なお、ビット３２の形状は略正六角柱の棒状に限らず、後述の最終ギヤ８５に対してスプライン結合をする種々の構成を採用することができる。バンパ３３は、シリンダ３内においてピストン３１の下方となる端部に配置されている。よってピストン３１が下方に移動した場合であってもバンパ３３によりピストン３１とシリンダ３の孔３ａ周辺の壁部とが直接接触することが抑制される。またバンパ３３は後述のネジ１Ａを打ち込んだ際にピストン３１の衝撃を吸収している。

燃焼室枠４は、両端が開口した円筒状に構成されており、その円筒内にシリンダ３が配置された状態でシリンダ３に対して上下動可能に配置されている。燃焼室枠４の下側には後述のプッシュレバー９と接続される図示せぬ連結部材が一体に接続されている。図示せぬ連結部材の下端部分の上方にシリンダ３が位置し、図示せぬ連結部材の下端部分とシリンダ３との間には、上述の図示せぬバネが介在している。よって燃焼室枠４及び図示せぬ連結部材には、図示せぬバネによりシリンダ３に対して下死点側の付勢力が付加されている。燃焼室枠４の内面は、燃焼室枠４が図示せぬバネの付勢力に反して上昇した場合に、その内周面全体に亘ってシール部３Ａと当接するように構成されている。よって燃焼室枠４が上昇した場合は、燃焼室枠４の内周面とシール部３Ａとが当接部分において気密性を保つことができる。

燃焼室枠４の上端部には、ガスボンベ２２Ａに接続される図示せぬリンク機構の端部が配設されており、燃焼室枠４が最も上方へ移動した際に図示せぬリンク機構の端部を付勢して図示せぬリンク機構によりガスボンベ２２Ａからガスを噴出可能に構成されている。

シリンダヘッド５は、燃焼室枠４の上方に配置されて主ハウジング２１に固定されて設けられている。シリンダヘッド５の下面部分には、燃焼室枠４と係合するシール部５Ａが設けられている。

燃焼室枠４が上方へ移動し、シール部５Ａと燃焼室枠４の上端部分とが係合することにより、この係合箇所において気密性を保持することができる。この気密性が保たれることにより、シリンダ３及びシリンダ３内のピストン３１と、燃焼室枠４と、シリンダヘッド５とにより燃焼室２ａが画成される。

またシリンダヘッド５には、ファンモータ５１と、点火プラグ５３とが設けられている。ファンモータ５１は、回転軸５１Ａが上下方向と平行かつその先端が燃焼室２ａ内に突出するように配置されており、シリンダヘッド５に弾発的に保持されている。このファンモータ５１は電池６２より電力が供給されて回転駆動される。

ファンモータ５１の回転軸５１Ａにはファン５２が設けられている。ファン５２が燃焼室２ａ内で回転することにより、燃焼室２ａ内に供給された可燃性ガスを攪拌して好適な混合気を形成するとともに、可燃性ガスが燃焼した排ガスを燃焼室２ａ内から好適に排出することが可能となっている。またファン５２は、ヘッドカバー２３に設けられた図示せぬ孔から新鮮な空気を取り込んでいる。

点火プラグ５３は、点火部分がシリンダヘッド５において燃焼室２ａを画成する面上に位置するように配置されている。よって燃焼室２ａ内に供給された可燃性ガスに点火することが可能となっている。点火プラグ５３においては、供給された電圧を昇圧して放電するため、通電から点火まで若干の時間Ｔ１（１０ｍｓｅｃ程度）が必要になる。またシリンダヘッド５においては、後述のガスボンベ２２Ａから供給される可燃性ガスを燃焼室２ａ内に導入する流路５ｂが形成されている。

ボンベ収容部２２は、主ハウジング２１の側部に上下方向に沿って併設されており、内部にガスボンベ２２Ａを有し、上方に図示せぬリンク機構を有している。ガスボンベ２２Ａは、内部に可燃性ガスを貯留しており、上端部に設けられたノズル２２Ｂから可燃性ガスを一定量噴出可能に構成されている。ノズル２２Ｂは、その先端が流路５ｂに接続されており、ガスボンベ２２Ａが図示せぬリンク機構によって主ハウジング２１側に付勢された時に可燃性ガスを流路５ｂ内に噴出することができる。

ボンベ収容部２２の下方側位置には、第一コンタクトスイッチ１２が配置されている。第一コンタクトスイッチ１２は、後述するプッシュレバー９の動作を感知しており、プッシュレバー９が上昇して第一コンタクトスイッチ１２と接触・付勢した状態でＯＮ信号を出力しており、非接触の状態ではＯＦＦ信号を出力する。

ヘッドカバー２３は、主ハウジング２１の上方に設けられており、シリンダヘッド５を保護すると共に、ファンモータ５１を保持している。

ノーズ部２４は、主ハウジング２１の下方に設けられて主ハウジング２１に固定されていると共にシリンダ３を担持している。ノーズ部２４には、孔３ａと連通する孔２４ａが形成されており、孔２４ａの下方には、ビット３２の先端が往復移動する際の通路になると共に下端がネジ１Ａを打ち出す射出孔となる打撃通路２４ｂを画成するガイド部材２４Ａを備えている。

ハンドル６は、ハウジング２においてボンベ収容部２２から上下方向と交差する方向に延出されており、トリガ６１と、第二コンタクトスイッチ１３と、電池６２を主に備えて構成されている。

トリガ６１は、ハンドル６の基端部分下方側であって第二コンタクトスイッチ１３の下方に設けられている。

第二コンタクトスイッチ１３は、トリガ６１の動作を感知しており、トリガ６１が上昇して第二コンタクトスイッチ１３と接触した状態でＯＮ信号を出力し、非接触の状態ではＯＦＦ信号を出力する。

電池６２は、ハンドル６内に着脱可能に配置されており、ファンモータ５１、点火プラグ５３、及び後述のモータ８１に電力を供給している。

マガジン７はノーズ部２４に接続され、内部に複数本のネジ１Ａを内蔵しており、複数本のネジ１Ａをノーズ部２４側に向けて付勢する図示せぬ付勢部材を有している。図示せぬ付勢部材によりノーズ部２４側に付勢されたネジ１Ａは、ノーズ部２４において、ビット３２の軌跡上である打撃通路２４ｂ内に供給・配置される。

電動式動力機構８は、モータ８１と、遊星ギヤ機構８２と、電磁クラッチ８３と、傘歯ギヤ８４と、最終ギヤ８５とから主に構成されており、マガジン７のノーズ部２４との連結箇所近傍であってマガジン７とハンドル６との間に位置するように配置されてハウジング２の一部により覆われている。尚、遊星ギヤ機構８２と、電磁クラッチ８３と、傘歯ギヤ８４とから中間ギヤ部が規定され、この中間ギヤ部と最終ギヤ８５とから動力伝達機構が規定される。

モータ８１は、出力軸部８１Ａを有する既知のモータであり、出力軸部８１Ａの軸方向がビット３２の軸心を中心とする半径方向と一致するように配置されている。またモータ８１は通電されることにより停止状態から徐々に回転数を上げて定常回転数を採るように構成されている。出力軸部８１Ａは遊星ギヤ機構８２に接続されている。

遊星ギヤ機構８２は、太陽ギヤ８２Ａと、複数の公転ギヤ８２Ｂと、リングギヤ８２Ｃと、遊星キャリア８２Ｄとから構成される既知の減速機構である。太陽ギヤ８２Ａには出力軸部８１Ａが接続されて同軸一体回転し、リングギヤ８２Ｃはハウジング２に固定され、複数の公転ギヤ８２Ｂは太陽ギヤ８２Ａとリングギヤ８２Ｃはハウジング２の一部との間に介在し、遊星キャリア８２Ｄは、複数の公転ギヤ８２Ｂを自転可能に支持していると共に、端部が電磁クラッチ８３に接続されている。

電磁クラッチ８３は遊星ギヤ機構８２と傘歯ギヤ８４との間に介在しており、通電のＯＮ／ＯＦＦに応じて遊星ギヤ機構８２から伝達された駆動力を傘歯ギヤ８４に伝達する接続状態と、駆動力を傘歯ギヤ８４に伝達しない遮断状態とを採ることができる。

最終ギヤ８５は、傘歯状に構成されたギヤであり、ノーズ部２４において打撃通路２４ｂの上方位置でビット３２の軸周りに回転可能に支持されると共に、図２に示されるように、傘歯ギヤ８４と噛合して出力軸部８１Ａの軸方向と直交するビット３２（図１）の軸方向に回転の軸を変換している。また最終ギヤ８５は、その回転軸方向に貫通する断面が六角形の孔８５ａを有しており、孔８５ａ内にビット３２（図１）が貫通してビット３２（図１）に装着されている。ビット３２も同様に断面六角形であるため、最終ギヤ８５に対してビット３２は上下方向への移動は可能であるが、軸周りの回転は不能になる。

プッシュレバー９は、ノーズ部２４に対して上下動可能に装着され、その下端に燃焼式ネジ打ち機１を被加工物へと当接させる際の当接箇所が規定されている。またプッシュレバー９には、燃焼室枠４に接続される図示せぬ連結部材と、第一コンタクトスイッチ１２と当接して付勢可能な付勢部材９Ａが設けられている。

制御装置１０は、電池６２に接続されてマガジン７内に設けられており、図３に示されるように、ファンタイマ１０Ａと、ファン駆動回路１０Ｂと、点火回路１０Ｃと、モータ駆動回路１０Ｄと、クラッチタイマ１０Ｅと、電磁クラッチ駆動回路１０Ｆとから主に構成されている。

ファンタイマ１０Ａは、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号を検出して、ファン５２を回転させるファンモータ５１の駆動に係る電力の供給時間を規定している。具体的には、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号を検出して一定時間Ｔの間ＯＮ信号をファン駆動回路１０Ｂに発するように構成されている。

ファン駆動回路１０Ｂは、ファンモータ５１に接続され、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号及びファンタイマ１０ＡからのＯＮ信号を検出してファンモータ５１に供給される電力を供給・遮断している。

点火回路１０Ｃは点火プラグ５３に接続され、第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号を検出して点火プラグ５３に極短時間で駆動電力を供給している。

モータ駆動回路１０Ｄはモータ８１に接続され、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号を検出してモータ８１に供給される電力を供給し、ＯＦＦ信号を検出してモータ８１に供給される電力を遮断している。

クラッチタイマ１０Ｅは、第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号を検出して、電磁クラッチ８３の駆動に係る電力の供給時間を規定している。具体的には、点火プラグ５３の点火までの時間Ｔ１の後、時間Ｔ２が経過した時に初めて電磁クラッチ８３に電力を供給するべく電磁クラッチ駆動回路１０ＦにＯＮ信号を発するように構成されている。またクラッチタイマ１０Ｅは、更に所定時間Ｔ３が経過した後に電磁クラッチ駆動回路１０ＦにＯＦＦ信号を発するように構成されている。

電磁クラッチ駆動回路１０Ｆは電磁クラッチ８３に接続され、クラッチタイマ１０Ｅを介して第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号及びクラッチタイマ１０ＥからのＯＮ信号を検出して点火プラグ５３の点火から一定時間Ｔ２の後に電磁クラッチ８３を接続状態に保つべく電力を供給している。

上記構成の燃焼式ネジ打ち機１の動作について、図４のタイムチャートに基づき説明する。先ず、使用者がハンドル６を把持した状態で、プッシュレバー９の当接箇所が被加工部材のネジ施工箇所に当接するように、燃焼式ネジ打ち機１を被加工部材に押しつける。これによりハウジング２対してプッシュレバー９が上方へと移動し、プッシュレバー９の移動に伴い、燃焼室枠４が上方へ移動し、シリンダヘッド５と協働して燃焼室２ａを画成する。燃焼室枠４の上方への移動に伴い、図示せぬリンク機構を介してガスボンベ２２Ａから可燃性ガスを流路５ｂ経由で燃焼室２ａ内に噴出する。

またプッシュレバー９の移動に応じて第一コンタクトスイッチ１２が付勢されてＯＮ信号を発する。このＯＮ信号に基づいて、ファンタイマ１０Ａが作動すると共に、ファン駆動回路１０Ｂ（図３）によりファンモータ５１に電力が供給され、ファン５２が回転し、燃焼室２ａ内を撹拌し、空気と可燃性ガスとの混合気を生成する。尚、第一コンタクトスイッチ１２からＯＦＦ信号が発せられたとしても、ファン駆動回路１０Ｂにはファンタイマ１０ＡからＯＮ信号が発せられるため、ファン５２はファンタイマ１０Ａで規定される所定時間回転を続ける。

また第一コンタクトスイッチ１２からＯＮ信号が発せされて、モータ駆動回路１０Ｄによりモータ８１に電力が供給されてモータ８１が回転する。この時に電磁クラッチ駆動回路１０ＦはＯＦＦ状態であるため、電磁クラッチ８３は遮断状態であり、モータ８１の駆動力が最終ギヤ８５に伝達されることはない。

次にトリガ６１を引き、この引き動作に応じて第二コンタクトスイッチ１３がＯＮ信号を発する。この信号に基づき点火回路１０Ｃにより点火プラグ５３に通電されて電力が供給される。点火プラグ５３では、供給された電力の電圧が昇圧した後にされるため、通電から点火まで若干のタイムラグＴ１が発生している。点火プラグ５３が点火されることにより、燃焼室２ａ内の混合気に点火され、ピストン３１及びビット３２が下死点側へと移動してネジ１Ａを打撃し、被加工物にネジ１Ａを打ち込む。

また第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号に基づき、クラッチタイマ１０Ｅが作動すると共に電磁クラッチ駆動回路１０Ｆにより電磁クラッチ８３に電力が供給されて接続状態を採る。電磁クラッチ駆動回路１０Ｆにおいては、上述のように点火から時間Ｔ２の後に電磁クラッチ８３を接続状態にするが、第二コンタクトスイッチ１３からＯＮ信号が出力されてから点火プラグ５３が点火するまですでに時間Ｔ１が経過しているため、双方からのＯＮ信号が出力されてから時間Ｔ１＋Ｔ２経過した後に電磁クラッチ８３を接続状態にする。

電磁クラッチ８３が接続状態を採ることにより、モータ８１の駆動力が遊星ギヤ機構８２を介して減速された状態で最終ギヤ８５に伝達され、ビット３２に回転力を付加し、ネジ１Ａを被加工物に締結する。この時にモータ８１は回転を開始してから一定の時間が経っているため、定常回転数で回転しており、この回転数の状態で電磁クラッチ８３により回転力が最終ギヤ８５に伝達される。

またクラッチタイマ１０Ｅは所定時間Ｔ３の後にＯＦＦ信号を発するため、第二コンタクトスイッチ１３からＯＮ信号が発せされていたとしても、所定時間Ｔ３の後に電磁クラッチ８３は停止する。この所定時間Ｔ３を適切な値に定めることにより、ネジ１Ａの締めすぎを防止することができる。

ネジ１Ａの打ち込み・締結が修了した後に、トリガ６１を離して第二コンタクトスイッチ１３からＯＦＦ信号を発する。更に燃焼式ネジ打ち機１を被加工部材から離間させることにより、ハウジング２に対してプッシュレバー９が下側に移動すると共に、第一コンタクトスイッチ１２からＯＦＦ信号を発する。この移動に伴い、燃焼室枠４が下側へと移動して、燃焼室２ａが開放される。この状態でファン５２は回り続けているため、燃焼室枠４内の燃焼ガスが排気される。またプッシュレバー９の下側への移動に応じて第一コンタクトスイッチ１２がＯＦＦ信号を発するため、モータ駆動回路１０ＤにＯＦＦ信号のみが発せられ、モータ８１への電力供給を遮断し、モータ８１の回転が停止する。

この様な構成の燃焼式ネジ打ち機１では、最も大きなエネルギーを必要とするネジ１Ａの打撃にガスを動力とする上述の燃焼式動力機構を用い、過度のエネルギーを必要としないネジ１Ａの締結にモータ８１を用いることにより、打撃と締結との動力源を別とすることができる。よって電池６２によりモータ８１を駆動した場合であっても、電力の消費を押さえることができ、長時間の使用が可能になる。また打撃と締結とが別動力で駆動されるため、打撃と締結とのそれぞれのエネルギーを大きく採ることができ、故に高打撃力、高トルクでネジ１Ａを打撃・締結することができる。また打撃と締結とが別動力であるため、打撃に係る機構（燃焼式動力機構）と、締結に係る機構（電動式動力機構８）とを別機構とすることができる。故にそれぞれの機構を単純な構成とすることができ、動力の伝達ロスを低減することができる。

また電磁クラッチ８３を備えているため、モータ８１が停止状態から回転し始め、定常回転状態まで回転数が上昇した状態でネジ１Ａを締め始めることができる。故にモータ８１において最も出力が大きい状態でネジ１Ａを締結することができ、ネジ締め不良を抑制することができる。即ち、点火プラグ５３による点火の前からモータ８１を回転させることができるので、モータ８１の軌道制御を容易にすることができる。またねじ締め動作の開始を点火後の所望の時刻とすることができるので、被加工部材の材質等に合わせたねじ締め開始時刻を採ることができる。またモータ８１の最も出力が大きい状態を利用することができるので、モータ８１を過度に高出力・大型とする必要がなく、最高出力時においてネジ１Ａを締結可能な小型のモータを用いることができる。

また電動式動力機構８は遊星ギヤ及び傘歯ギヤの組合せにより構成されているため、小型化されている。ゆえに燃焼式ネジ打ち機１を更に小型化することができ、かつ燃焼式ネジ打ち機１における電動式動力機構８の配置の自由度を増すことができる。

また減速機構である遊星ギヤ機構８２が電磁クラッチ８３と出力軸部８１Ａとの間に介在しているため、出力軸部８１Ａから最終ギヤ８５間での間において回転数が低く軸力が大きくなった位置に電磁クラッチ８３が配置されている。これにより、電磁クラッチ８３を遮断状態から接続状態とした時に、回転数のロスを減じて好適にビット３２に回転力を付与することができる。また遊星ギヤ機構８２があるため、モータ８１が小型・低出力であっても、最終ギヤ８５では高トルクを得ることができるので、燃焼式ネジ打ち機１をさらに小型化することができる。

また電池６２はファンモータ５１及び点火プラグ５３とモータ８１とで共用されているため、燃焼式ネジ打ち機１全体として構成部品を減じることができ、小型化を図ることができる。

本発明に係る燃焼式ネジ打ち機は、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範囲で種々の改良や変形が可能である。例えば電気式クラッチ機構としては電磁クラッチを用いたが、これに限らず、電動で動作する機械式のクラッチ機構を用いても良い。また動力伝達機構及び減速機構として遊星ギヤ及び傘歯ギヤを用いたが、これに限らずモータを出力軸部がビットの軸と平行になるように配置してビットとモータとの間に複数の平ギヤを配置して構成してもよい。またラックとピニオンとを用いた構成であってもよい。

また本実施の形態ではクラッチ機構を用いたがこれに限らず、クラッチ機構を用いずに構成してもよい。具体的には、図５に示されるように、図１の燃焼式ネジ打ち機１からクラッチ機構である電磁クラッチ８３のみを削除した燃焼式ネジ打ち機１０１において、第一変形例として図６に示されるような、制御装置２０の構成を採る。この制御装置２０においては、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号を検出して、ファンタイマ１０Ａが、ファン５２を回転させるファンモータ５１の駆動に係る電力の供給時間を規定している。具体的には、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号を検出して時間Ｔ（図７）の間ＯＮ信号をファン駆動回路１０Ｂに発するように構成されている。

また、第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号に基づき、モータ駆動回路１０Ｄによりモータ８１が駆動されると共に、点火タイマ１０Ｇを起動させる。点火タイマ１０Ｇは、第二コンタクトスイッチ１３のＯＮ信号から所定の時間Ｔ１’が経過した後に、点火回路１０ＣにＯＮ信号を出力して点火する。点火回路１０Ｃは点火タイマ１０Ｇ及び第二コンタクトスイッチ１３の双方のＯＮ信号を検出して点火プラグ５３に極短時間で駆動電力を供給している。

上記構成の燃焼式ネジ打ち機１０１の動作について、図７のタイムチャートに基づき説明する。先ず、使用者がハンドル６を把持した状態で、プッシュレバー９の当接箇所が被加工部材のネジ施工箇所に当接するように、燃焼式ネジ打ち機１を被加工部材に押しつける。これによりハウジング２対してプッシュレバー９が上方へと移動し、プッシュレバー９の移動に伴い、燃焼室枠４が上方へ移動し、シリンダヘッド５と協働して燃焼室２ａを画成する。燃焼室枠４の上方への移動に伴い、図示せぬリンク機構を介してガスボンベ２２Ａから可燃性ガスを流路５ｂ経由で燃焼室２ａ内に噴出する。

またプッシュレバー９の移動に応じて第一コンタクトスイッチ１２が付勢されてＯＮ信号を発する。このＯＮ信号に基づいて、ファンタイマ１０Ａが作動すると共に、ファン駆動回路１０Ｂ（図６）によりファンモータ５１に電力が供給され、ファン５２が回転して燃焼室２ａ内を撹拌し、空気と可燃性ガスとの混合気を生成する。尚、第一コンタクトスイッチ１２からＯＦＦ信号が発せられたとしても、ファン駆動回路１０Ｂにはファンタイマ１０ＡからＯＮ信号が発せられるため、ファン５２はファンタイマ１０Ａで規定される所定時間回転を続ける。

次にトリガ６１を引き、この引き動作に応じて第二コンタクトスイッチ１３がＯＮ信号を発する。この信号に基づき点火タイマ１０Ｇが動作し、所定時間Ｔ１’経過後、点火回路１０Ｃにより点火プラグ５３に通電されて電力が供給される。また第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号とほぼ同時に、モータ８１に電力が供給されてモータ８１が回転する。所定時間Ｔ１はモータ８１が定常回転状態になるΔＴより長いため、点火プラグ５３が点火されピストン３１及びビット３２が下死点側へと移動する際には、モータ８１は定常回転状態であり、ビット３２によりネジ１Ａが打撃されると共に好適に被加工物にネジ１Ａを打ち込ことができる。

または、図５に示される燃焼式ネジ打ち機１０１において図８に示される第二変形例のように、制御装置３０において、第一コンタクトスイッチ１２からのＯＮ信号に基づきモータタイマ１０Ｈ及びモータ駆動回路１０Ｄを制御し、第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号に基づき点火プラグ５３を点火する制御を行ってもよい。ここでモータタイマ１０Ｈは、第一コンタクトスイッチ１２のＯＮ信号を検出してから、所定の時間Ｔ４経過後にＯＮ信号を出力するように構成されている。また点火プラグ５３は、第二コンタクトスイッチ１３からのＯＮ信号を検出した後に、上述の所定の時間Ｔ１経過後に点火する。

モータタイマ１０Ｈにおける所定の時間Ｔ４は、任意の時間であるが、例えばＴ４≦Ｔ１という時間をとることにより、第二コンタクトスイッチ１３がＯＮ信号を出力し点火プラグ５３に点火される前にモータ８１を起動することができる。

この制御装置３０に係るタイムチャートを図９に示す。このタイムチャートにおいて、プッシュレバー９〜第一コンタクトスイッチ１２〜ファンモータ５１に係る動作は図７のタイムチャートと同じであるので省略する。

第一コンタクトスイッチ１２のＯＮ信号によるファンモータ５１の駆動と平行して、第一コンタクトスイッチ１２のＯＮ信号に基づきモータタイマ１０Ｈが動作し、所定時間Ｔ４経過後、モータ８１が駆動される。

プッシュレバー９を動作させた後にトリガ６１を引き、この引き動作に応じて第二コンタクトスイッチ１３がＯＮ信号を発する。この信号に基づき点火回路１０Ｃにより点火プラグ５３に通電されて電力が供給され、タイムラグＴ１の後に点火プラグ５３が点火され、ピストン３１及びビット３２が下死点側へと移動してネジ１Ａを打撃し、被加工物にネジ１Ａを打ち込む。

この第二変形例においても、第一変形例と同様に、点火プラグ５３が点火されピストン３１及びビット３２が下死点側へと移動する際には、モータ８１は定常回転状態を採ることができ、ビット３２によりネジ１Ａが打撃されると共に好適に被加工物にネジ１Ａを打ち込ことができる。

また図１０に示されるように、図３の制御装置１０の変形例として、制御装置４０においてファンタイマ１０Ａ、ファン駆動回路１０Ｂ及びモータ駆動回路１０Ｄを第一コンタクトスイッチ１２と第二コンタクトスイッチ１３とのいずれか一方のＯＮ信号で動作させ、点火回路１０Ｃ、クラッチタイマ１０Ｅ、及び電磁クラッチ駆動回路１０Ｆを第一コンタクトスイッチ１２と第二コンタクトスイッチ１３との双方のＯＮ信号で動作させてもよい。

この様な制御を行うことにより、プッシュレバー９の移動とトリガ６１の引き動作との順番に関わらず、ネジ１Ａを好適に打ち込むことができる。

１・・燃焼式ネジ打ち機 １Ａ・・ネジ ２・・ハウジング ２ａ・・燃焼室
３・・シリンダ ３Ａ・・シール部 ３ａ・・孔 ３ｂ・・排気穴 ４・・燃焼室枠
５・・シリンダヘッド ５Ａ・・シール部 ６・・ハンドル
７・・マガジン ５ｂ・・流路 ８・・電動式動力機構 ９・・プッシュレバー
９Ａ・・付勢部材 １０・・制御装置 １０Ａ・・ファンタイマ
１０Ｂ・・ファン駆動回路 １０Ｃ・・点火回路 １０Ｄ・・モータ駆動回路
１０Ｅ・・クラッチタイマ １０Ｆ・・電磁クラッチ駆動回路
１２・・第一コンタクトスイッチ １３・・第二コンタクトスイッチ
２１・・主ハウジング ２１ａ・・排気口 ２２・・ボンベ収容部
２２Ａ・・ガスボンベ ２２Ｂ・・ノズル ２３・・ヘッドカバー
２４・・ノーズ部 ２４Ａ・・ガイド部材 ２４ａ・・孔 ２４ｂ・・打撃通路
３１・・ピストン ３２・・ビット ３３・・バンパ ５１・・ファンモータ
５１Ａ・・回転軸 ５２・・ファン ５３・・点火プラグ ６１・・トリガ
６２・・電池 ８１・・モータ ８１Ａ・・出力軸部 ８２・・遊星ギヤ機構
８２Ａ・・太陽ギヤ ８２Ｂ・・公転ギヤ ８２Ｃ・・リングギヤ
８２Ｄ・・遊星キャリア ８３・・電磁クラッチ ８４・・傘歯ギヤ ８５・・最終ギヤ
８５ａ・・孔

Claims (2)

1. 軸方向に移動してネジを打撃すると共に軸心周りに回転してネジを締結するビットと、
   該ビットを移動可能に収容するハウジングと、
   該ハウジングから該軸方向と交差する方向に延びるハンドルと、
   該ハウジングに連結され、該ネジを打ち出す射出孔を有するノーズ部と、
   該ノーズ部に連結され、複数のネジを収容し該ビット先端が該軸方向下死点側に移動した際の軌跡上に一の該ネジを供給するマガジンと、
   該ビットの後端側に設けられ該ビットに該軸方向一端側への打撃力を付加する燃焼式動力機構と、
   回転駆動される出力軸部を備えたモータと、
   該ビットと該出力軸部との間に介在し、該出力軸部の回転力を該ビットに伝達する動力伝達機構とを有し、
   該モータは、該燃焼式動力機構による該ビットへの打撃力付加前に回転し、
   該動力伝達機構は、該出力軸部と該ビットとの間の状態を、接続状態・遮断状態のいずれかの状態に択一的に保つクラッチ機構を備え、
   該出力軸部は、該ビットの軸心を中心とする半径方向に延び、
   該動力伝達機構は、該ビットに装着され該ビットに対して該軸方向の移動は可能とするが該軸心周りの回転は不能とする傘歯形状の最終ギヤと、該最終ギヤと噛合して該最終ギヤに該出力軸部からの動力を伝達する傘歯ギヤとを有し、該傘歯ギヤと該出力軸部との間に該クラッチ機構が介在し、
   該動力伝達機構は、該出力軸部の回転を減速して該最終ギヤ部に伝達する減速機構を備え、該最終ギヤ部と該減速機構との間に該クラッチ機構が介在していることを特徴とする打込機。
2. 軸方向に移動してネジを打撃すると共に軸心周りに回転してネジを締結するビットと、
   該ビットを移動可能に収容するハウジングと、
   該ハウジングから該軸方向と交差する方向に延びるハンドルと、
   該ハウジングに連結され、該ネジを打ち出す射出孔を有するノーズ部と、
   該ノーズ部に連結され、複数のネジを収容し該ビット先端が該軸方向下死点側に移動した際の軌跡上に一の該ネジを供給するマガジンと、
   該ビットの後端側に設けられ該ビットに該軸方向一端側への打撃力を付加する燃焼式動力機構と、
   回転駆動される出力軸部を備えたモータと、
   該ビットと該出力軸部との間に介在し、該出力軸部の回転力を該ビットに伝達する動力伝達機構とを有し、
   該モータは、該燃焼式動力機構による該ビットへの打撃力付加前に回転し、
   該燃焼式動力機構は、
   該ネジが施工される被加工物を押圧することにより該ハウジングに対して移動するプッシュレバーと、
   該プッシュレバーと接続され、該プッシュレバーの該ハウジングに対する移動と連動して該ハウジング内で移動し密閉された燃焼室を画成する燃焼室枠と、
   該ハウジングに固定され該燃焼室枠の移動を案内すると共に内部に該ビットが挿通するシリンダ室が画成されたシリンダと、
   該シリンダ室内に配置され該ビットの他端が該軸心周りに回転可能に装着されると共に、該燃焼室枠と協働して該燃焼室を画成するピストンと、
   該燃焼室内に配置されたファンを駆動するファン駆動モータと、
   該ファン駆動モータを駆動する電力を供給する電池と、を備え、
   該電池は、該モータにも電力を供給していることを特徴とする打込機。

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