JP5800748B2 - 打込み工具 - Google Patents

Description

本発明は、被加工材に対する被打込材の打込み作業に用いられる打込み工具に関する。

特開２０１１−２５３６３号公報（特許文献１）は、バッテリで駆動する電動モータ及び当該電動モータで駆動される圧縮装置を搭載する電気−空気式の打込み工具を開示している。この打込み工具は、圧縮装置により生成された圧縮空気を打込みシリンダ内に供給し、この供給された圧縮空気によって打込み機構を直線状に動作させて被打込材としての釘を打込むように構成されている。
上記のように、バッテリで駆動する電動モータ及び当該電動モータで駆動される圧縮装置をそれぞれ搭載した電気−空圧式の打込み工具は、外部電源から電力を供給する電源コード、及び外部の空気供給源から圧縮空気を供給するエアホースが不要となり、作業がし易いという長所を得ることができる。

ところで、釘打ち作業を遂行する場合においては、操作上の観点から打込み工具のコンパクト化を図ることが重要である。特開２０１１−２５３６３号公報に記載の打込み工具の場合、圧縮空気生成用の圧縮シリンダを打込みシリンダに近接して平行に配置するとともに、圧縮シリンダにハンドルを交差状に連接する構成を採用している。しかしながら、圧縮シリンダと打込みシリンダが平行に配置される構成では、打込み機構の釘打込み方向を打込み工具の前方、その反対側を後方とした場合、圧縮空気の生成に必要とされるピストンストロークを確保しようとすると、圧縮シリンダの後部側（圧縮室）が打込みシリンダの後端部よりも更に後方に突出した状態で形成されることになり、打込み工具の前後方向寸法の短縮化には有効でなかった。

特開２０１１−２５３６３号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、コンパクト化に有効な改良された打込み工具を提供することをその目的とする。

上記課題を達成するため、本発明に係る打込み工具の好ましい形態は、第１シリンダと、第１シリンダ内を往復動することにより圧縮空気を生成する第１ピストンと、第１ピストンを駆動するモータと、第２シリンダと、第２シリンダ内に摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに被打込材を打込む長尺状の打込み部を備えた第２ピストンと、ハンドルと、被打込材を打込み部の動作線上に向けて供給するためのマガジンと、を有する。そして、第１シリンダ内の圧縮空気を第２シリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によって第２ピストンを第２シリンダの先端側に向けて直線状に移動させ、当該第２ピストンの打込み部により被打込材の打込み作業を遂行する。なお、本発明における「打込み工具」は、典型的には、釘打機ないしタッカーがこれに該当し、「被打込材」としては、先端を尖らせた直線棒状のものであって、頭部に笠を有するもの、あるいは有しないもの、更にはＵ字状のステープル等を、広く包含する。また、マガジンによる「被打込材を打込み部の動作線上に向けて供給する」態様としては、打込み部の動作線に対して直交する向きに供給する態様、あるいは斜交する向きに供給する態様があり得る。

本発明に係る打込み工具の好ましい形態によれば、第１シリンダは、第２シリンダに対して交差され、かつマガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置される。また、第１ピストンがマガジンに沿って摺動動作するように構成される。なお、本発明におけるマガジンとしては、被打込材を直線状に収容する長尺状のものが採用される。一方、ハンドルは、第１シリンダを挟んでマガジンの反対側に配置されている。ハンドルの配置態様としては、マガジンに対して平行に配置する態様、相対的に傾斜状に配置する態様があり得る。

本発明によれば、第１シリンダが、第２シリンダに対して交差され、かつマガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置され、そして第２ピストンがマガジンに沿って摺動動作する構成としている。かかる構成とすることで、第２ピストンによる被打込材の打込み方向を前方、その反対側を後方とした場合、第１シリンダの打込み工具後方への突出が回避され、打込み工具の全長を短くすることができる。このため、打込み工具がコンパクト化される。

さらに、本形態に係る打込み工具によれば、第１シリンダと第２シリンダとハンドルとモータとで囲まれる空間が形成され、モータを制御するために操作される操作部材が空間に向かって突出して配置されている。

当該構成によれば、第１シリンダと第２シリンダとハンドルとモータとで囲まれる空間が形成されるような配置構成とすることで、前記空間を構成する第１シリンダ、第２シリンダ、ハンドル、あるいはモータに対して空間の外側から内側に向けて作用する外力に対する剛性を高めることが可能となる。

また、上記課題を達成するため、本発明に係る打込み工具の他の好ましい形態は、第１シリンダと、第１シリンダ内を往復動することにより圧縮空気を生成する第１ピストンと、第１ピストンを駆動するモータと、第２シリンダと、第２シリンダ内に摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに被打込材を打込む長尺状の打込み部を備えた第２ピストンと、ハンドルと、被打込材を打込み部の動作線上に向けて供給するためのマガジンと、を有する。そして、第１シリンダ内の圧縮空気を第２シリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によって第２ピストンを第２シリンダの先端側に向けて直線状に移動させ、当該第２ピストンの打込み部により被打込材の打込み作業を遂行する。第１シリンダは、第２シリンダに対して交差され、かつマガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置される。また、第１ピストンがマガジンに沿って摺動動作するように構成される。ハンドルは、第１シリンダを挟んでマガジンの反対側に配置されている。

本発明によれば、第１シリンダが、第２シリンダに対して交差され、かつマガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置され、そして第２ピストンがマガジンに沿って摺動動作する構成としている。かかる構成とすることで、第２ピストンによる被打込材の打込み方向を前方、その反対側を後方とした場合、第１シリンダの打込み工具後方への突出が回避され、打込み工具の全長を短くすることができる。このため、打込み工具がコンパクト化される。

さらに、当該他の形態に係る打込み工具によれば、ハンドルは、一端が第２シリンダに連接されて当該第２シリンダの長軸方向と交差する方向に延在されるとともに、当該延在された他端にモータ及び当該モータに電力を供給するバッテリが配置されている。

当該構成によれば、ハンドルの他端にモータ及びバッテリを配置したことで、電気系の部材をまとめることができ、合理的である。また、ハンドルの一端に連接される第２シリンダと、ハンドルの他端に配置されたモータ及びバッテリの重量比を１対１に設定した場合には、ハンドルに関する重量バランスをとることが可能である。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、マガジンと第１シリンダは、第２シリンダの長軸上の先端側に配置される。一方、ハンドルは、第２シリンダの先端側と反対側に配置されて当該第２シリンダに連接されるとともに、当該第２シリンダの長軸線に対して交差状に延在されている。

従来の打込み工具の場合、圧縮シリンダと打込みシリンダが平行に配置され、かつ圧縮シリンダにハンドルが連接される関係で、ハンドルが打込みシリンダの中心軸線、すなわち被打込材の打込み軸線から遠い位置に配置されてしまう。この形態によれば、ハンドルが第２シリンダの長軸上の先端側と反対側に配置されて当該第２シリンダに連接される構成としたことにより、ハンドルを被打込材の打込み軸線に近づけて配置することができる。このため、打込み部による被打込材の打込み動作時に発生する反動を手で抑え易くなる。また、被打込材の打込み作業を行うに際してハンドルに加える被加工材への押付け力を効率よく作用させることができる。なお、ハンドルに取付けられる駆動操作用の操作部材としてのトリガは、第２シリンダと隣接する領域に配置することが好ましく、そうすることでトリガが操作し易くなる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、マガジンと第１シリンダは、隣接して配置されている。このように隣接配置とすることで、コンパクト化を図る上でより有効となる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、第１シリンダの圧縮空気を第２シリンダに導く圧縮空気供給経路と、圧縮空気供給経路を開閉する開閉弁と、を有する。開閉弁は、圧縮空気供給経路のうち第２シリンダと接続する接続部に配置されている。

この形態によれば、開閉弁を圧縮空気供給経路のうち第２シリンダと接続する接続部に配置する構成としたことにより、圧縮空気供給経路を第１シリンダ内に通じる空間、すなわち圧縮室の一部とすることができる。このため、圧縮空気が第２シリンダ内に供給される途中の段階で膨張することが回避され、エネルギーロスを低減することができる。これにより、効率の良い打込み作業が可能になる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、圧縮空気供給経路は、第２シリンダの長軸に沿って設けられている。なお、この形態における「圧縮空気供給経路」の形成態様としては、第２シリンダを形成する壁に内部通路として形成される態様、第２シリンダとは別部材の管状部材で形成される態様のいずれも好適に包含する。

この形態によれば、圧縮空気供給経路を第２シリンダの長軸に沿って設けることにより、打込み工具を構成する他の構成部材の配置構成を設計する際に、圧縮空気供給経路が邪魔になり難い。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、マガジンと第１シリンダは、互いに平行に配置されている。ここで「平行」とは、文字通りの平行のみならず、概ね平行を包含する。

この形態によれば、マガジンと第１シリンダとを互いに平行に配置することにより、配置スペースに関する無駄を極力省くことができる。

本発明に係る打込み工具の更なる形態によれば、モータの回転軸が第２シリンダの長軸に平行に配置されている。ここで「平行」とは、文字通りの平行のみならず、概ね平行を包含する。

本発明によれば、コンパクト化に有効な改良された打込み工具が提供されることとなった。

電気−空気式の釘打機の全体構成を示す外観図である。 図１のＡ矢視図である。 釘打機の内部機構の全体構成を示す断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 図２のＤ−Ｄ線断面図である。 バルブ開閉用のリンク機構を示す図である。 図３のＥ−Ｅ線断面図であり、バルブが閉止された状態を示す。 バルブが開放され、打込みピストンが前方へと移動された釘打ち状態を示す断面図である。 バルブの開放状態が維持され、打込みピストンが後方の初期位置近くに戻された状態を示す断面図である。 円筒カムを示す斜視図である。 バルブに関する変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態につき、図１〜図１１を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態は、電気−空気式打込み工具の一例として電気−空気式釘打機を用いて説明する。図１及び図２に示すように、釘打機１００は、概括的に見て、釘打機の１００の外郭を形成する工具本体としての本体ハウジング１０１と、被加工材に打ち込まれる被打込材としての釘（便宜上図示を省略する）が装填されるマガジン１０５とを主体として構成される。本体ハウジング１０１は、ほぼ対称形の１対のハウジングを合わせて結合しており、作業者が握るハンドル部１０３、釘打込み機構１２０（図３参照）を収容するための打込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置１３０（図３参照）を収容するための圧縮装置収容部１０１Ｂ及び電動モータ１１１（図７参照）を収容するためのモータ収容部１０１Ｃを一体に備えている。

本体ハウジング１０１のハンドル部１０３、打込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃは、それぞれが各辺をなす概ね四角形状を形成するように配置されている。すなわち、ハンドル部１０３と圧縮装置収容部１０１Ｂが対辺をなし、打込み機構収容部１０１Ａとモータ収容部１０１Ｃが対辺をなすように配置され、これにより長方形状、正方形状、台形状ないし平行四辺形状等を四角形状を形成するように配置される。なお、それらは全てが直線状に延在する必要はなく、例えばハンドル部１０３については曲線的に延在するように形成することが可能である。ハンドル部１０３は、所定長さで延在する長尺状の部材であり、その延在方向一端側が打込み機構収容部１０１Ａの一端側に連接され、延在方向他端側がモータ収容部１０１Ｃの一端側に連接されている。一方、圧縮装置収容部１０１Ｂは、ハンドル部１０３に対して概ね並行状に延在され、その延在方向の一端部が打込み機構収容部１０１Ａの他端側に連接され、延在方向他端側がモータ収容部１０１Ｃの他端側に連接されている。これにより釘打機１００には、ハンドル部１０３、打込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃによって囲まれた略四角形状の空間Ｓが形成されている。ハンドル部１０３が、本発明における「ハンドル」に対応する。

図１は釘打機１００の先端部（図示右端）に配置されるドライバガイド１４１が被加工材に向けられた横向き状態を示している。このため、図１において右方向が釘打込み機構１２０による釘の打込み（発射）方向（長軸方向）であり、ドライバ１２５（図３参照）による釘の打撃方向となる。なお、説明の便宜上、釘打機１００の先端側（図示右側）を前又は前方、その反対側を後又は後方という。また、ハンドル部１０３と打込み機構収容部１０１Ａとの連接側（図示上側）を上又は上方、ハンドル部１０３とモータ収容部１０１Ｃとの連接側（図示下側）を下又は下方という。

図３に示すように、本体ハウジング１０１の打込み機構収容部１０１Ａには、釘打込み機構１２０が収容される。釘打込み機構１２０は、打込みシリンダ１２１及び打込みピストン１２３を主体として構成される。この打込みシリンダ１２１が、本発明における「第２シリンダ」に対応し、打込みピストン１２３が、本発明における「第２ピストン」に対応する。

打込みシリンダ１２１内には、釘を打込む打込みピストン１２３が前後方向（長軸方向）に摺動自在に収容されている。打込みピストン１２３は、打込みシリンダ１２１内に摺動自在に収容されたピストン本体部１２４と、当該ピストン本体部１２４に一体状に設けられて前方へと延在する釘打込み用の長尺状のドライバ１２５とからなり、シリンダ室１２１ａに供給される圧縮空気によって打込みシリンダ１２１の長軸方向に直線状に移動し、ドライバ１２５がドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａ内を前方に移動して釘を打込む作動部材として機能する。このピストン本体部１２４が、本発明における「摺動部」に対応し、ドライバ１２５が、本発明における「打込み部」に対応する。シリンダ室１２１ａは、打込みシリンダ１２１の内壁面とピストン本体部１２４の後面とにより囲まれる空間として形成される。

ドライバガイド１４１は、打込みシリンダ１２１の先端部（図３において右方）に配置され、釘の射出口としての打込み通路１４１ａを備えている。マガジン１０５は、被打込材としての釘を直線状に収容する長方形状の長尺状部材であり、本体ハウジング１０１の最先端側、すなわち、圧縮装置収容部１０１Ｂの前方に配置されるとともに、釘供給側先端部がドライバガイド１４１に連結されている。なお、マガジン１０５には、釘を供給方向（図３の上方）に押すためのプッシャプレート１０５ａが備えられ、このプッシャプレート１０５ａによって釘がドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａに打込み方向と交差する方向から１本ずつ直線的に供給されるよう構成されている。打込み通路１４１ａは、ドライバ１２５が直線動作して釘を打込む際の通路を構成するものである。

図３に示すように、本体ハウジング１０１の圧縮装置収容部１０１Ｂには、圧縮装置１３０が収容されている。圧縮装置１３０は、圧縮シリンダ１３１と、圧縮シリンダ１３１内に長軸方向（上下方向）に摺動自在に配置された圧縮ピストン１３３とを主体として構成される。この圧縮シリンダ１３１が、本発明における「第１シリンダ」に対応し、圧縮ピストン１３３が、本発明における「第１ピストン」に対応する。

圧縮シリンダ１３１は、マガジン１０５の外面（上面）に沿って当該マガジン１０５と並行状に配置される。すなわち、圧縮シリンダ１３１は、マガジン１０５の長軸に沿って配置され、その上端側が打込みシリンダ１２１の前端部に一体状に連接されている。圧縮ピストン１３３は、マガジン１０５に沿って上下方向に摺動動作するように配置され、圧縮ピストン１３３の動作方向が打込みピストン１２３の動作方向に対して概ね直交する構成とされる。打込みピストン１２３が上下方向に摺動動作することで、圧縮シリンダ１３１の内部空間である圧縮室１３１ａの容積が変化し、圧縮ピストン１３３が圧縮室１３１ａの容積を減少する上方側へと移動することで圧縮室１３１ａの空気を圧縮する。圧縮室１３１ａは、圧縮シリンダ１３１の内壁面と圧縮ピストン１３３の上面とにより囲まれる空間として、打込みシリンダ１２１と近接する上部側に形成されている。

図３に示すように、本体ハウジング１０１のモータ収容部１０１Ｃには、圧縮装置１３０を駆動するための電動モータ１１１（図７参照）が収容される。電動モータ１１１は、その回転軸線が打込みシリンダ１２１の長軸線に対して概ね平行となるように配置されている。従って、電動モータ１１１の回転軸線は、圧縮ピストン１３３の動作方向に対しては直交している。なお、モータ収容部１０１Ｃの下部側には、バッテリ装着領域が設定され、このバッテリ装着領域に電動モータ１１１の電源となる充電式のバッテリパック１１０が装着されている。このバッテリパック１１０が、本発明における「バッテリ」に対応する。

電動モータ１１１の回転出力は、遊星歯車式の減速機構１１３によって適宜減速された後、運動変換機構としてのクランク機構１１５によって直線運動に変換されて圧縮ピストン１３３に伝達される構成とされる。すなわち、本実施の形態では、圧縮装置１３０として、圧縮シリンダ１３１、圧縮ピストン１３３及びクランク機構１１５を主体として構成されるレシプロ式の圧縮装置が用いられている。なお、減速機構１１３及びクランク機構１１５は、圧縮装置収容部１０１Ｂの一部とモータ収容部１０１Ｃの一部との間に配置された内側ハウジング（ギアハウジング）１０２内に収容されている。

クランク機構１１５は、遊星歯車式の減速機構１１３によって減速回転されるクランク軸１１５ａと、クランク軸１１５ａの回転中心から偏心した位置に設けられた偏心ピン１１５ｂと、偏心ピン１１５ｂに一端が相対回動自在に連接され、他端が圧縮ピストン１３３に相対回動自在に連接された連接ロッド１１５ｃとによって構成されており、圧縮シリンダ１３１の下方に配置されている。

なお、電動モータ１１１は、ハンドル部１０３に設けられたトリガ１０３ａ及び本体ハウジング１０１の先端領域に設けられたコンタクトアーム（本実施の形態では、ドライバガイド１４１がコンタクトアームの機能を兼ね備える構成とされる）によって駆動と停止が制御される構成とされる。すなわち、ハンドル部１０３には、手指により操作可能なトリガ１０３ａと、当該トリガ１０３ａが引き操作されることで電動モータ１１１を通電駆動するオン状態に投入され、引き操作が解除されることで電動モータ１１１を停止するオフ状態に切替わるモータ駆動用のトリガスイッチ１０３ｂ（図７参照）が設置されている。そして、ハンドル部１０３に配置されるトリガ１０３ａは、本体ハウジング１０１のハンドル部１０３、打込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃによって囲まれる略四角形状の空間Ｓ（従って、打込みシリンダ１２１と圧縮シリンダ１３１とハンドル部１０３と電動モータ１１１とで囲まれる空間）の内側に向かって突出状に配置される。すなわち、空間Ｓは、本体ハウジング１０１のハンドル部１０３と圧縮装置収容部１０１Ｂが一方の対辺をなし、打込み機構収容部１０１Ａとモータ収容部１０１Ｃが他方の対辺をなすように、それらが配置されることで略四角形状に形成される。そして、この空間Ｓの内側に向かってトリガ１０３ａが突出されている。このトリガ１０３ａが、本発明における「空間に向かって突出して配置される操作部材」に対応する。

他方、コンタクトアームを兼ねるドライバガイド１４１（以下の説明では、ドライバガイド１４１がコンタクトアームとして機能する場合に限り、コンタクトアーム１４１という）は、釘の長軸方向（打ち込み方向）に移動可能に取り付けられ、付勢ばね１４２（図８参照）により先端側（前方）に突出するように付勢されている。コンタクトアーム１４１が突出位置にあるときは、モータ駆動用のコンタクトアームスイッチ１４３（図８参照）がオフ状態とされ、コンタクトアーム１４１が本体ハウジング１０１側に移動されたときに、コンタクトアームスイッチ１４３がオン状態とされる。そして、電動モータ１１１は、トリガスイッチ１０３ｂとコンタクトアームスイッチ１４３が共にオン状態に切替えられたときに通電駆動され、いずれか一方、又は双方がオフ状態に切替えられたときに停止される。

図６に示すように、釘打機１００は、圧縮シリンダ１３１の圧縮室１３１ａと打込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとを連通する空気通路１３５と、当該空気通路１３５を開放及び閉鎖するバルブ１３７を備えている。この空気通路１３５が、本発明における「圧縮空気供給経路」に対応し、バルブ１３７が、本発明における「開閉弁」に対応する。釘打機１００は、図３に示すように、打込みピストン１２３が最後端位置（図示左端位置）へと移動され、かつ圧縮ピストン１３３が最下端位置（下死点）へと移動された状態が初期位置として定められている。すなわち、クランク角度が０度（下死点）のときを初期状態としている。

空気通路１３５は、圧縮シリンダ１３１側の連通ポート１３５ａと、打込みシリンダ１２１側の連通ポート１３５ｂと、それら連通ポート１３５ａ，１３５ｂを相互に連通する連通路１３５ｃと、バルブ収容空間１３５ｄと、バルブ収容空間１３５ｄの周面に形成された環状溝１３５ｅとを主体として構成される。連通ポート１３５ａは、図４に示すように、圧縮シリンダ１３１のシリンダヘッド１３１ｂに形成され、圧縮室１３１ａに通じている。連通ポート１３５ｂは、図６に示すように、打込みシリンダ１２１のシリンダヘッド１２１ｂに形成され、一端が連通路１３５ｃに通じ、他端が環状溝１３５ｅに通じている。すなわち、連通ポート１３５ｂは、環状溝１３５ｅを介してバルブ収容空間１３５ｄに臨んでいる。連通路１３５ｃは、図６に示すように、パイプ状部材により形成され、打込みシリンダ１２１に沿って前後方向に直線状に延在されるとともに、一端部が圧縮シリンダ１３１側の連通ポート１３５ａに嵌入固定され、他端部が打込みシリンダ１２１側の連通ポート１３５ｂに嵌入固定されている。

バルブ収容空間１３５ｄにバルブ１３７が配置されている。バルブ収容空間１３５ｄは、シリンダ室１２１ａと略同径の内径を有するとともに、シリンダ室１２１ａに通じる円形空間としてシリンダヘッド１２１ｂに形成されている。従って、バルブ収容空間１３５ｄに配置されるバルブ１３７は、打込みピストン１２３のピストン本体部１２４とは略同一の直径を有する円柱状部材として備えられ、打込みピストン１２３のドライバ１２５の打込み線（移動線）と同軸線上において前後方向（打ち込み方向）に移動可能とされる。そして、バルブ１３７は、前後方向に移動することで空気通路１３５を開閉する。

具体的には、図８〜図１０に示すように、バルブ１３７の外周には、長軸方向に所定間隔で前後２個のＯリング１３９ａ，１３９ｂが設けられ、前側のＯリング１３９ａが環状溝１３５ｅの前方においてバルブ収容空間１３５ｄの内壁面と接触する位置に置かれることで、空気通路１３５とシリンダ室１２１ａとの連通を遮断し、バルブ収容空間１３５ｄの内壁面から離間して環状溝１３５ｅの領域内へと移動された位置では、空気通路１３５とシリンダ室１２１ａとを連通するように構成されている。図８にはバルブ１３７の閉じ状態が示され、図９及び図１０にはバルブ１３７の開き状態が示される。なお、後側のＯリング１３９ｂは、圧縮空気が連通ポート１３５ｂから外側へ漏れ出ることを防止するためものであり、空気通路１３５の開閉には関与しない。このように、空気通路１３５を開閉するバルブ１３７は、空気通路１３５のうち、打込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａと接続（連通）する接続部に設けられている。

バルブ１３７は、図８〜図１０に示すように、常時には付勢部材としての圧縮コイルばね１３８によって空気通路１３５を閉じる方向（前方）に向けて付勢されている。また、バルブ１３７は、ストッパ１３６を間にして打込みピストン１２３のピストン本体部１２４と対向している。このストッパ１３６は、シリンダ室１２１ａの内径方向に突出するフランジ状の部材によって形成され、打込み動作を終えて後方へと移動する（戻り動作）打込みピストン１２３の後端位置を規定する一方、圧縮コイルばね１３８によって前方へと付勢されるバルブ１３７の前端位置（閉じ位置）を規定する部材として備えられる。

また、バルブ１３７は、クランク機構１１５と連動して回転する円筒カム１８１（図３及び図１１参照）により開閉制御されるメカニカルバルブとして構成されている。円筒カム１８１の回転運動は、「中継部材」としてのリンク機構１８５により前後方向の直線運動に変換してバルブ１３７に伝達するように構成される。本実施形態に係る円筒カム１８１は、図１１に示すように、軸方向の一端面にカム面１８１ａが形成された端面カムとして設定されている。そして、図３に示すように、クランク軸１１５ａ上に一体に回転するよう取付けられ、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が最大圧縮状態（クランク角度で概ね１８０度）とされたときに、バルブ１３７を後方へと移動させて空気通路１３５を開放するようにカム面１８１ａのカム形状が設定されている。

リンク機構１８５は、図７に示すように、第１リンク１８５ａと第２リンク１８５ｂとによって構成されている。第１リンク１８５ａは、圧縮シリンダ１３１の外側面に沿って上下方向に延在して配置され、延在方向の略中央部において、内側ハウジング１０２に支軸１８６により前後方向に回動自在に装着されている。そして、第１リンク１８５ａの一端部（下端部）がカムフォロワー１８７（図６参照）を介して円筒カム１８１のカム面（鉛直面）に当接されている。第２リンク１８５ｂは、打込みシリンダ１２１の外側面に沿って前後方向に移動可能に配置されるとともに、図８〜図１０に示すように、その一端部（前端部）が第１リンク１８５ａの他端部（上端部）とピン１８９により相対回動自在に連結され、他端部（後端部）がバルブ１３７の頭部外周に形成された環状の係合凹部１３７ａに係合されている。

従って、第１リンク１８５ａが支軸１８６を回動支点として前方へ回動（上端側の回動方向、以下同様）され、第２リンク１８５ｂが前方へ移動したときには、バルブ１３７が前方へと移動して空気通路１３５を閉鎖し（図８参照）、第１リンク１８５ａが後方へ回動され、第２リンク１８５ｂが後方へ移動したときには、バルブ１３７が後方へ移動して空気通路１３５を開放する（図９参照）。なお、バルブ１３７を閉じ側に付勢する圧縮コイルばね１３８の付勢力は、第１リンク１８５ａのカムフォロワー１８７を円筒カム１８１のカム面１８１ａに押付ける方向に作用している。

次に上記のように構成された釘打機１００の作用および使用方法につき説明する。図３に示す初期状態において、コンタクトアーム１４１が被加工材に押し付けられてコンタクトアームスイッチ１４３（図８参照）がオン状態とされるとともに、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂ（図７参照）がオン状態に切替えられると、電動モータ１１１が通電駆動される。これによって減速機構１１３を介してクランク機構１１５が駆動され、圧縮ピストン１３３が後方へと移動を開始する。このとき、メインバルブ１３７は、図３及び図８に示すように、空気通路１３５を閉鎖しているため、圧縮室１３１ａの容積が減少され、圧縮室１３１ａ内に閉じ込められた空気が圧縮される。

圧縮ピストン１３３が上死点付近に達したとき、すなわち、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が最大圧縮状態とされたとき、円筒カム１８１及びリンク機構１８５を介してバルブ１３７が後方へと移動し、前側のＯリング１３９ａがバルブ収容空間１３５ｄの内壁面から離れ、環状溝１３５ｅの領域内に移動する。これにより、空気通路１３５が開いてシリンダ室１２１ａに連通する。空気通路１３５が少しでも開くと、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気がシリンダ室１２１ａ内へと供給されるため、図９に示すように、シリンダ室１２１ａ内の圧力によってバルブ１３７が全開位置に移動される。と同時にシリンダ室１２１ａ内に供給された圧縮空気によって打込みピストン１２３が前方へ移動される。そして、前方へと移動された打込みピストン１２３のドライバ１２５がドライバガイド１４１の打込み通路１４１ａに待機している釘を打撃し、これを被加工材に打込む。

圧縮動作後、圧縮ピストン１３３は下方へと移動する。すると、圧縮室１３１ａの容積が増加されて当該圧縮室１３１ａが負圧化される。圧縮室１３１ａ内に発生した負圧は、空気通路１３５及びシリンダ室１２１ａを通じて打込みピストン１２３に作用する。これにより、図１０に示すように、打込みピストン１２３が吸引されて後方へと移動され、最終的にはストッパ１３６と当接して初期位置に復帰する。バルブ１３７は、打込みピストン１２３が初期位置に復帰されるまでは、空気通路１３５の開放状態を維持するが、少なくとも圧縮ピストン１３３が初期位置としての圧縮開始前の位置（下死点）に接近した時点で前方へと移動し、空気通路１３５を閉じる。なお、圧縮ピストン１３３が初期位置に復帰すると、トリガスイッチ１０３ｂ及びコンタクトアームスイッチ１４３がオン状態に維持されていても、電動モータ１１１に対する通電が遮断され、電動モータ１１１が停止される。かくして、釘打ち動作の１サイクルが終了する。

さて、本実施の形態においては、電気−空気式の釘打機１００において、圧縮装置１３０を構成する圧縮シリンダ１３１及び圧縮ピストン１３３につき、マガジン１０５に沿って配置する構成とした。すなわち、圧縮装置１３０を釘打機１００の前方側に配置して当該圧縮装置１３０が釘打機１００の後方側に突出することを回避する構成としている。このため、釘打機１００の前後方向長さ、すなわち釘打機１００の全長を短くし、コンパクト化を図ることができる。

また、本実施の形態によれば、また、圧縮装置１３０が前方側に配置されたことで、打込みシリンダ１２１の後方側に配置されるハンドル部１０３の配置構成に自由度が得られることになる。すなわち、ハンドル部１０３を打込みシリンダ１２１の中心軸線であるドライバ１２５の打込み線に近づけて配置することが可能となる。このことにより、ドライバ１２５による釘の打込み動作時に発生する反動を手で抑え易くなるとともに、被加工材に対して押付け力を効率よく作用させることができる。また、ハンドル部１０３に配置されるトリガ１０３ａも、同様に打込みシリンダ１２１に近づけて配置できるので、操作し易い。

また、本実施の形態によれば、マガジン１０５と圧縮シリンダ１３１を隣接して配置したことにより、スペースに無駄のない合理的配置が可能となる。その場合、マガジン１０５と圧縮シリンダ１３１とは、互いに平行に配置することが好ましく、例えば、マガジン１０５が傾斜状に配置される釘打機１００、つまりマガジン１０５の釘がドライバ１２５の打込み線に対して斜め方向に供給される形式の釘打機１００に対しても、圧縮シリンダ１３１を斜めに配置することで容易に対応できる。

また、本実施の形態によれば、圧縮シリンダ１３１の圧縮室１３１ａと打込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとをパイプのような筒状部材からなる連通路１３５ｃによって接続する構成としている。このため、圧縮シリンダ１３１と打込みシリンダ１２１との相対的な配置関係に自由度を持たせることが可能になる。この場合、連通路１３５ｃを構成する筒状部材を打込みシリンダ１２１に沿って隣接状に配置する構成とすることにより、他の構成部材との干渉を回避した配置が実現される。なお、筒状部材は、硬質な材質で形成してもよいし、組付け時に任意に曲げることが可能な可撓性（柔軟性）のある材質で形成してもよい。

また、本実施の形態では、圧縮シリンダ１３１のシリンダ室１３１ａと打込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとをつなぐ空気通路１３５のうち、シリンダ室１２１ａとの接続側にバルブ１３７を配置している。このため、空気通路１３５が圧縮室１３１ａの一部となり、圧縮空気が打込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａに供給される途中の段階で膨張することが回避される。すなわち、エネルギーロスを低減して効率の良い打込み作業を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、圧縮シリンダ１３１と打込みシリンダ１２１とハンドル部１０３と電動モータ１１１とを方形形状を形成するように配置して互いに連接される構成としているため、外力に対する剛性を高めることが可能となる。

また、本実施の形態によれば、ハンドル部１０３の下端側に電動モータ１１１及びバッテリパック１１０を配置している。このように配置することで電気系の部材をまとめることができ、合理的である。また、ハンドル部１０３の上端側が連接される打込みシリンダ１２１と、ハンドル部１０３の下端側に配置される電動モータ１１１及びバッテリパック１１０の重量比が１対１あるいはそれに近い値に設定した場合には、ハンドル部１０３に関する上下の重量バランスをとることが可能となり、操作性を向上できる。

なお、上記の実施形態では、円筒カム１８１につき、軸方向の一端面をカム面とする端面カムとして形成したが、外周面に溝を備えた円筒溝カムに変更しても構わない。

また、上記の実施形態では、空気通路開閉用のバルブ１３７につき、円筒カム１８１によって開閉制御されるメカニカルバルブとしたが、このメカニカルバルブに替えて、図１２に示すような電気的に開閉制御されるソレノイドバルブ１４５を用いることが可能である。ソレノイドバルブ１４５は、バルブ収容空間１３５ｄに前後方向に移動可能に配置されたバルブ本体１４５Ａと、バルブ本体１４５Ａを移動させる電磁石１４５Ｂとを備えている。そして、電磁石１４５Ｂは、例えば、圧縮ピストン１３３が上死点付近に達して圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が最大圧縮状態とされたときに、バルブ本体１４５Ａを後方へ移動させて空気通路１３５を開放し、圧縮ピストン１３３が初期位置としての圧縮開始前の位置（下死点）に接近したときに、バルブ本体１４５Ａを前方へと移動させて空気通路１３５を閉じるように構成される。なお、電磁石１４５Ｂの作動については、例えば、圧縮ピストン１３３を駆動するクランク機構１１５のクランク軸１１５ａの回転角度を検知する角度センサーを設け、当該位置センサーからのクランク軸１１５ａの回転角度検知信号に基づきコントローラにより制御するように構成される。

なお、上述した実施形態は、打込み工具として釘打機１００を例にして説明したが、釘打機以外のタッカー、ステープラーと呼ばれる打込み工具に適用してもよい。

１００ 釘打機（打込み工具）
１０１ 本体ハウジング
１０１Ａ 打込み機構収容部
１０１Ｂ 圧縮装置収容部
１０１Ｃ モータ収容部
１０２ 内側ハウジング
１０３ ハンドル部（ハンドル）
１０３ａ トリガ（操作部材）
１０３ｂ トリガスイッチ
１０５ マガジン（マガジン）
１０５ａ プッシャプレート
１１０ バッテリパック（バッテリ）
１１１ 電動モータ（モータ）
１１３ 遊星歯車式減速機構
１１５ クランク機構
１１５ａ クランク軸
１１５ｂ 偏心ピン
１１５ｃ 連接ロッド
１２０ 釘打込み機構
１２１ 打込みシリンダ（第２シリンダ）
１２１ａ シリンダ室
１２１ｂ シリンダヘッド
１３５ｅ 環状溝
１２３ 打込みピストン（第２ピストン）
１２４ ピストン本体部（摺動部）
１２５ ドライバ（打込み部）
１３０ 圧縮装置
１３１ 圧縮シリンダ（第１シリンダ）
１３１ａ 圧縮室
１３１ｂ シリンダヘッド
１３３ 圧縮ピストン（第１ピストン）
１３５ 空気通路（圧縮空気供給経路）
１３５ａ 連通ポート
１３５ｂ 連通ポート
１３５ｃ 連通路
１３６ ストッパ
１３７ バルブ（開閉弁）
１３７ａ 係合凹部
１３８ 圧縮コイルばね
１３９ａ，１３９ｂ 前、後のＯリング
１４１ ドライバガイド（コンタクトアーム）
１４１ａ 打込み通路
１４２ 付勢ばね
１４３ コンタクトアームスイッチ
１４５ ソレノイドバルブ
１４５Ａ バルブ本体
１４５Ｂ 電磁石
１８１ 円筒カム
１８１ａ カム面
１８５ リンク機構
１８５ａ 第１リンク
１８５ｂ 第２リンク
１８６ 支軸
１８７ カムフォロワー
１８９ ピン
Ｓ 空間（空間）

Claims (8)

1. 第１シリンダと、
   前記第１シリンダ内を往復動することにより圧縮空気を生成する第１ピストンと、
   前記第１ピストンを駆動するモータと、
   第２シリンダと、
   前記第２シリンダ内に摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに被打込材を打込む長尺状の打込み部を備えた第２ピストンと、
   ハンドルと、
   前記被打込材を前記打込み部の動作線上に向けて供給するためのマガジンと、を有し、
   前記第１シリンダ内の圧縮空気を前記第２シリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によって前記第２ピストンを前記第２シリンダの先端側に向けて直線状に移動させ、当該第２ピストンの打込み部により前記被打込材の打込み作業を遂行する打込み工具であって、
   前記第１シリンダは、前記第２シリンダに対して交差され、かつ前記マガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置され、前記第１ピストンがマガジンに沿って摺動動作する構成であり、
   前記ハンドルは、前記第１シリンダを挟んで前記マガジンの反対側に配置されており、
   前記第１シリンダと前記第２シリンダと前記ハンドルと前記モータとで囲まれる空間が形成されており、前記モータを制御するために操作される操作部材が前記空間に向かって突出して配置されていることを特徴とする打込み工具。
2. 第１シリンダと、
   前記第１シリンダ内を往復動することにより圧縮空気を生成する第１ピストンと、
   前記第１ピストンを駆動するモータと、
   第２シリンダと、
   前記第２シリンダ内に摺動自在に収容された摺動部及び当該摺動部に設けられるとともに被打込材を打込む長尺状の打込み部を備えた第２ピストンと、
   ハンドルと、
   前記被打込材を前記打込み部の動作線上に向けて供給するためのマガジンと、を有し、
   前記第１シリンダ内の圧縮空気を前記第２シリンダ内へと供給し、当該圧縮空気によって前記第２ピストンを前記第２シリンダの先端側に向けて直線状に移動させ、当該第２ピストンの打込み部により前記被打込材の打込み作業を遂行する打込み工具であって、
   前記第１シリンダは、前記第２シリンダに対して交差され、かつ前記マガジンに対して当該マガジンの長軸に沿うように配置され、前記第１ピストンがマガジンに沿って摺動動作する構成であり、
   前記ハンドルは、前記第１シリンダを挟んで前記マガジンの反対側に配置されており、
   さらに前記ハンドルは、一端が前記第２シリンダに連接されて当該第２シリンダの長軸方向と交差する方向に延在されるとともに、当該延在された他端に前記モータ及び当該モータに電力を供給するバッテリが配置されていることを特徴とする打込み工具。
3. 請求項１または２に記載の打込み工具であって、
   前記マガジンと前記第１シリンダは、前記第２シリンダの長軸上の先端側に配置され、
   前記ハンドルは、前記第２シリンダの前記先端側と反対側に配置されていることを特徴とする打込み工具。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の打込み工具であって、
   前記マガジンと前記第１シリンダは、隣接して配置されていることを特徴とする打込み工具。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の打込み工具であって、
   前記第１シリンダの圧縮空気を前記第２シリンダに導く圧縮空気供給経路と、前記圧縮空気供給経路を開閉する開閉弁と、を有し、
   前記開閉弁は、前記圧縮空気供給経路のうち前記第２シリンダと接続する接続部に配置されていることを特徴とする打込み工具。
6. 請求項５に記載の打込み工具であって、
   前記圧縮空気供給経路は、前記第２シリンダの長軸に沿って設けられていることを特徴とする打込み工具。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の打込み工具であって、
   前記マガジンと前記第１シリンダは、互いに平行に配置されていることを特徴とする打込み工具。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の打込み工具であって、
   前記モータの回転軸が前記第２シリンダの長軸に平行に配置されていることを特徴とする打込み工具。

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