JP5991437B2 - 打込機 - Google Patents
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Description
本発明は、釘、ピン、タッカ等の止め具を、木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込む打込機に関する。
弾性機構の反発力を利用して、止め具を被打込材に打ち込む打込機の一例が、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電動モータと、電動モータの出力軸と、ドラムと、ドラムに巻き掛けられたワイヤと、ワイヤが連結された動作部材と、動作部材に取り付けたブレードと、出力軸とドラムとを接続または遮断するクラッチ機構と、ハウジングの内部に設けられた筒状のばねガイドと、ばねガイドの内部に設けられ、かつ、ハウジングの仕切り壁と動作部材との間に介在された弾性機構としてのコイルばねと、を有する。
クラッチ機構は、電動モータの回転力をドラムに伝達する動力伝達経路を、接続または遮断する。クラッチ機構が動力伝達経路を接続して、電動モータの回転力がドラムに伝達されると、ドラムが正方向に回転してワイヤが巻き取られ、動作部材がばねガイドの内部に向けて移動する。動作部材がばねガイドの内部に向けて移動すると、コイルばねが圧縮されて弾性力が蓄積される。
そして、クラッチ機構が動力伝達経路を遮断すると、コイルばねの反発力でドラムが逆方向に回転し、ワイヤがドラムから繰り出される。その結果、動作部材がばねガイドの外部に向けて移動し、止め具がブレードにより打撃され、止め具が被打込材に打ち込まれる。
しかしながら、特許文献1に記載されている打込機においては、止め具を打撃する際の反動で打込機が振動する可能性があり、改善の余地があった。
本発明の目的は、振動を低減す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、止め具を打撃して被打込材に打ち込む打込機であって、所定方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、前記所定方向の第1の向きに移動して前記止め具を打撃する動作部材と、前記動作部材が前記第1の向きに移動する際に前記第1の向きとは逆の第2の向きに移動するウェイトと、前記動作部材が前記第1の向きに移動する前に前記所定方向に沿って圧縮されて反発力を発生する弾性機構と、を備え、前記弾性機構の反発力により前記動作部材が前記第1の向きに移動して前記止め具を打撃し、かつ、前記反発力により前記ウェイトが前記第2の向きに移動し、前記動作部材は、前記所定方向で前記弾性機構の一端に配置され、前記ウェイトは、前記所定方向で前記弾性機構の他端に配置され、前記弾性機構の圧縮時に生じる反発力は前記一端に配置された動作部材と前記他端に配置されたウェイトによって受け止められる。
本発明によれば、動作部材が第1の向きに移動する際に、ウェイトが第2の向きに移動して振動を低減する。
(実施の形態1) 以下、本発明の打込機の実施形態の一例について図1〜図4を参照しながら詳細に説明する。本実施形態に係る打込機は、往復駆動されるドライバブレードにより止め具である釘を木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込む釘打機である。
図1、図2に示される釘打機1Cは、ナイロンやポロカーボネイト等の樹脂によって作られたハウジング10を有する。ハウジング10は、筒形状の本体部10Aと、本体部10Aの長さ方向の中途部位に連続されたハンドル部10Bと、本体部10Aの長さ方向の一端から側方に延ばされたモータ収容部11Bと、ハンドル部10Bの端部とモータ収容部11Bの端部とを接続した装着部10Cとを有する。
モータ収容部11B内には、動力源としての電動モータ17が設けられている。電動モータ17は出力軸17aを備えており、出力軸17aには第1プーリ41が取り付けられている。ハンドル部10Bには、作業者が操作するトリガスイッチ12が設けられている。ハンドル部10Bの内部にスイッチ機構11Aが設けられており、スイッチ機構11Aは、トリガスイッチ12の操作によりオン・オフされる。一方、装着部10Cに着脱されるバッテリ13が設けられている。バッテリ13は、収容ケースの内部に複数の電池セルを収容したものであり、収容ケースにはバッテリ側端子が設けられている。バッテリ側端子は複数の電池セルに接続されている。装着部10Cには本体側端子が設けられており、バッテリ13を装着部10Cに取り付けると、バッテリ側端子と本体側端子とが接続される。さらに、装着部10Cの内部には電源制御部19が設けられており、電源制御部19は本体側端子に接続されている。さらに、電源制御部19とスイッチ機構11Aとを接続するケーブル20が設けられており、電動モータ17と電源制御部19とを接続するケーブル20が設けられている。
一方、本体部10Aにおける長さ方向の一端に壁10Dが設けられており、壁にノーズ部14が設けられている。ノーズ部14は、本体部10Aの長さ方向に延ばされており、ノーズ部14は射出口14aを有する。ノーズ部14の側方には、モータ収容部11Bと同方向に延びるマガジン15が設けられている。マガジン15内には、整列されて連結された複数本の釘100が保持されている。マガジン15とノーズ部14との間に釘100を搬送する供給路が設けられており、マガジン15内に保持されている釘100は、供給路を経由して射出口14aに供給される。
本体部10A内に仕切り壁10Eが設けられている。仕切り壁10Eには開口部28が設けられている。本体部10Aの内部における壁10Dと仕切り壁10Eとの間に、軸線A1を中心とする円筒形状のシリンダ23が設けられている。図1及び図2では、軸線A1が略垂直である状態が示されている。仕切り壁10Eにおけるシリンダ23の側に、軸線A1を中心として環状のウェイトバンパ27が固定されている。また、シリンダ23の内部にウェイト91が設けられている。ウェイト91は金属材料により一体成形されており、ウェイト91は軸線A1に沿った方向に往復移動可能である。ウェイト91は、筒部91aと、筒部91aの一端を塞ぐ底部91bと、を有する。筒部91aは、軸線A1を中心として設けられている。底部91bを貫通する孔91cが設けられている。さらに、ウェイト91の重心は、軸線A1上に配置されている。シリンダ23の内周面に薄い金属膜を形成して、シリンダ23とウェイト91との摺動抵抗を低減することも可能である。
また、ウェイト91の内部には、軸線A1に沿って移動可能なプランジャ21が設けられている。プランジャ21における壁10D側に、ドライバブレード22が取り付けられている。ドライバブレード22は、金属材料を細長いプレート形状に成形したものであり、ドライバブレード22の長さ方向の一部は、射出口14a内で移動可能である。
プランジャ21およびドライバブレード22は、釘100の打ち込み方向と平行な軸線A1に沿って、一体的に移動可能である。プランジャ21が仕切り壁10Eから離れる向き、つまり、第1の向きB1で下降する際に、マガジン15に装填されている連結釘の先頭の釘100を打ち出して被打込材Wに打ち込む。また、プランジャ21は、仕切り壁10Eに近づく向き、つまり、第2の向きB2で上昇することも可能である。
さらに、本体部10Aの内部に、壁10Dに接触するピストンバンパ18が設けられている。ピストンバンパ18は、プランジャ21の下降時の衝撃を緩和するための緩衝材である。ピストンバンパ18は、軟質ゴム製またはウレタン等の樹脂製であって、プランジャ21がピストンバンパ18に向けて移動すると、プランジャ21がピストンバンパ18に当接する。
ウェイト91の内部には、金属製のコイルばね25が収容されている。コイルばね25は圧縮ばねである。プランジャ21、コイルばね25、ウェイト91は、軸線A1を中心として同軸に、かつ、直線上に配置されている。そして、コイルばね25は、軸線A1に沿った方向で、プランジャ21と、ウェイト91の底部91bとの間に配置されている。コイルばね25は、軸線A1に沿った方向に伸縮可能である。
次に、電動モータ17の回転力を、プランジャ21に伝達する機構を説明する。出力軸17aは、軸線A1に対して垂直な軸線を中心として回転可能である。また、本体部10A内には、回転軸43により支持された第2プーリ42が設けられている。回転軸43の軸線は、出力軸17aの軸線と平行であり、第1プーリ41及び第2プーリ42に動力伝達ベルト45が巻き掛けられている。
さらに、回転軸43と一体回転するギア50aが設けられている。本体部10A内には、回転軸92bに支持されたギア92cが設けられており、ギア50aとギア92cとが噛み合っている。さらに、回転軸92bにはギア92dが取り付けられている。さらに、本体部10A内には駆動軸71が設けられている。駆動軸71の軸線は、回転軸92bの軸線と平行である。駆動軸71にギア50bが取り付けられており、ギア50bはギア92dと噛み合っている。これらのギア50a,92c、ギア92d,50b等により、減速機構50が構成されている。具体的には、回転軸43の回転速度に対して、駆動軸71の回転速度が低速となる。
さらに、本体部10A内にはガイドプレート93が設けられている。ガイドプレート93は回転しないように固定されている。ガイドプレート93には軸孔93aが設けられており、軸孔93a内に駆動軸71が回転可能に挿入されている。ガイドプレート93にはガイド溝が設けられている。ガイド溝はトラック形状であり、ガイド溝は駆動軸71に対して偏心して設けられている。ガイド溝には動力伝達ピン92fが設けられており、動力伝達ピン92fはガイド溝に沿って駆動軸71の周囲を移動可能である。また、動力伝達ピン92fは駆動軸71を中心とする円の半径方向に、ガイド溝内で移動可能である。
駆動軸71と一体回転するピン支持部材92gが設けられている。ピン支持部材92gにはスリットが設けられており、動力伝達ピン92fはスリットに沿って、前記半径方向に移動可能である。また、駆動軸71の外周に、筒形状のドラムフック73が取り付けられている。ドラムフック73は駆動軸71と相対回転可能である。ドラムフック73は爪を備えており、動力伝達ピン92fが、前記半径方向に移動すると、動力伝達ピン92fが爪と係合したり離れたりする。ドラムフック73に固定されたドラム70が設けられており、ドラム70にはワイヤ72の一端が固定されている。ドラム70の外周側の一部は開口部28に配置されている。ワイヤ72は、開口部28、孔91cに通されており、ワイヤ72の他端はプランジャ21に固定されている。
そして、図3でドラム70が反時計回りに回転すると、ワイヤ72がドラム70に巻き取られて、プランジャ21が軸線A1に沿った方向に移動、具体的には、仕切り壁10Eに近づく向きで移動する。つまり、ドラム70、ワイヤ72はウィンチ機構である。
上記のガイドプレート93、動力伝達ピン92f、ピン支持部材92g、ドラムフック73等により、クラッチ機構60が構成されている。クラッチ機構60は、例えば、特開2008−238288号公報、特開2010−5776号公報に記載されている構成が採用される。
さらに、ドラム70と共に一体回転するカム74が設けられている。カム74の外周にカム面74aが設けられている。カム面74aは、駆動軸71の軸線を中心として、所定角度の範囲、具体的には、360度未満の範囲に形成されている。カム面74aは、駆動軸71の軸線を中心とする円周方向の位相に対応して、駆動軸71の軸線を中心とする半径が異なる。すなわち、カム面74aは、円周方向の位相が変化すると、駆動軸71の軸線を中心とする半径が異なるように、湾曲されている。カム74の外周側の一部は開口部28に配置されている。
上記のガイドプレート93、動力伝達ピン92f、ピン支持部材92g、ドラムフック73、ドラム70、カム74、ワイヤ72等により、動力変換機構26が構成されている。動力変換機構26は、電動モータ17の動力をコイルばね25に伝達する経路を接続または遮断するクラッチ機構である。また、動力変換機構26は、プランジャ21及びウェイト91を移動させる移動手段である。動力変換機構26は、電動モータ17の回転力を、コイルばね25に加える圧縮力に変換する。
前記電源制御部19は、電源制御部19はCPUやRAM等を備えている。また、ハウジング10の内部に、プランジャ21の位置、ドラム70の回転角度等を検知するマイクロスイッチが設けられている。そして、電源制御部19は、トリガスイッチ12の操作、マイクロスイッチの信号等に基づいて、電動モータ17に対する電力の供給または遮断を制御する。
次に、釘打機1Cの動作及び制御を説明する。作業者は、図1及び図3のように、ノーズ部14の先端を被打込材Wに押し付ける。ここで、トリガスイッチ12が操作されていなければ、スイッチ機構11Aはオフされている。このため、バッテリ13の電力は電動モータ17に供給されず、出力軸17aは停止している。つまり、電動モータ17の回転力はドラム70に伝達されない。したがって、コイルばね25の弾性力により第1の向きB1で押されているプランジャ21は、図1及び図3(A)のようにピストンバンパ18に接触して下死点で停止している。また、ウェイト91はウェイトバンパ27に接触して上死点で停止している。
一方、プランジャ21がコイルばね25の弾性力でピストンバンパ18に押し付けられて、下死点で停止している場合に、ワイヤ72がドラム70から繰り出される長さは最大である。また、ドラム70は停止しており、図3(A)のように、カム面74aのうち、駆動軸71の軸線を中心とする半径が最も小さい箇所が、ウェイト91の底部91bに接触している。このように、ワイヤ72がドラム70から繰り出される長さが最大となり、かつ、ドラム70が停止している場合に、カム74のカム面74aにおける底部91bに最も近い箇所と、ウェイトバンパ27の下面とが、軸線A1に沿った方向で同じ位置となるように、カム74がドラム70に対して円周方向に位置決めされている。
また、カム74のカム面74aにおける底部91bに最も近い箇所と、ウェイトバンパ27の下面とが、軸線A1に沿った方向で同じ位置となるように、ドラム70が停止しているとき、駆動軸71の軸線を中心とするドラム70の円周方向の位相を初期位置と呼ぶ。
一方、トリガスイッチ12が作業者により操作されると、スイッチ機構11Aがオンされ、バッテリ13の電力が電動モータ17に供給される。すると、出力軸17aが一方向に回転し、出力軸17aの動力は、第1プーリ41、動力伝達ベルト45、第2プーリ42を介して回転軸43に伝達され、回転軸43に伝達された動力は、減速機構50を介して駆動軸71に伝達される。ここで、回転軸43の回転速度に対して駆動軸71の回転速度が低速となり、回転軸43から駆動軸71に伝達されるトルクが増幅される。
駆動軸71と共にピン支持部材92gが一体回転し、動力伝達ピン92fはガイド溝に沿って移動する。動力伝達ピン92fがドラムフック73の爪に係合している間は、駆動軸71の回転力が、動力伝達ピン92f、ドラムフック73を経由してドラム70に伝達され、ドラム70が所定の向きで回転する。
本実施形態では、ドラム70が図3において、初期位置から反時計回りに所定角度回転し、ワイヤ72がドラム70に巻き取られる。ドラム70が回転する所定角度は、カム面74aが設けられている角度の範囲内である。その結果、ワイヤ72に連結されているプランジャ21が、図3(B)のようにシリンダ23内を上昇する。すなわち、プランジャ21は、ウェイト91の底部91bに近づく向き、つまり、第2の向きB2で移動する。プランジャ21が第2の向きB2で移動すると、プランジャ21からコイルばね25に圧縮力が加えられ、コイルばね25に弾性エネルギが蓄積される。
また、ドラム70が図3において、初期位置から反時計回りに所定角度回転する間、カム面74aのうち、底部91bに接触する箇所の半径が増加する。このため、ウェイトバンパ27の下面からカム面74aが突出する量が増加し、ウェイト91はコイルばね25の弾性力に抗して第1の向きB1で移動する。つまり、ウェイト91の底部91bはウェイトバンパ27から離れる。
このように、ドラム70が初期位置から反時計回りに所定角度回転する間は、プランジャ21が第2の向きB2で移動し、ウェイト91が第1の向きB1で移動する。したがって、プランジャ21とウェイト91との間に介在されているコイルばね25の圧縮量が増加する。
そして、ドラム70が初期位置から反時計方向に所定角度回転した時点で、動力伝達ピン92fがドラムフック73の爪から離れる。つまり、クラッチ機構60は解放された状態となり、駆動軸71の動力はドラム70に伝達されなくなる。このため、ドラム70は図3(B)に示す位置で一旦停止し、プランジャ21も停止する。このように、プランジャ21が第2の向きB2で移動し、ドラム70が停止して、プランジャ21が停止する位置を上死点と呼ぶ。ドラム70が停止すると、カム面74aにより押されていたウェイト91も停止する。ドラム70が停止して、カム面74aにより押されていたウェイト91が停止する位置を下死点と呼ぶ。また、駆動軸71から動力が伝達されなくなって停止するドラム70の回転方向の位置を、折り返し位置と呼ぶ。
駆動軸71の動力がドラム70に伝達されなくなると、プランジャ21は、コイルばね25の反発力で第1の向きB1で急速に移動する。プランジャ21が第1の向きB1で移動すると、ワイヤ72がプランジャ21により牽引される。このため、ドラム70は、折り返し位置から時計回りに回転する。ドラム70が時計回りに回転すると、カム面74aのうち、底部91bに接触する箇所の半径が小さくなる。つまり、ドラム70が時計回りに回転すると、ウェイト91を第1の向きB1で押す力が低下する。その結果、ウェイト91は、コイルばね25の反発力で第2の向きB2で移動する。
一方、プランジャ21が第1の向きB1で移動する前に、釘100がマガジン15から射出口14aへ搬送されており、プランジャ21が第1の向きB1で移動すると、ドライバブレード22が釘100を打撃し、釘100が被打込材Wへ打ち込まれる。ドライバブレード22が釘100を打撃すると、プランジャ21はピストンバンパ18に接触して下死点で停止する。プランジャ21が下死点で停止すると、ワイヤ72に対する牽引力が解除され、ドラム70が図3(A)に示す初期位置で停止する。さらに、プランジャ21が下死点で停止する動作と同期して、ウェイト91の底部91bがウェイトバンパ27に接触して上死点で停止する。
また、釘100を打ち込む動作が行われると、トリガスイッチ12に操作力が加えられていても、一旦、電動モータ17に対する電力の供給が停止される。このため、ドラム70が折り返し位置から初期位置に戻る間に、駆動軸71からドラム70に動力が伝達されることはない。そして、一旦、トリガスイッチ12に対する操作力を解除し、トリガスイッチ12を再度操作すると、上記と同様の制御及び動作が行われる。
このように、図1〜図3に示す釘打機1Cは、先ず、コイルばね25に圧縮力を加え、次いで、コイルばね25に加えている圧縮力を解除して、コイルばね25の反発力でプランジャ21を第1の向きB1で移動させ、釘100を被打込材Wに打ち込む。また、プランジャ21を第1の向きB1で移動させて釘100を打撃する動作に並行して、ウェイト91が第1の向きB1とは逆の第2の向きB2で移動する。すなわち、プランジャ21及びドライバブレード22と、ウェイト91とが、軸線A1に沿った方向で相反する向きで移動する。このため、プランジャ21を第1の向きB1で移動させて釘100を打ち込む際の反動は、ウェイト91が第2の向きB2で移動する際の反力によって、吸収もしくは相殺される。したがって、釘打機1C、特に、ハウジング10の振動を低減または抑制することができる。
また、1本のコイルばね25の反発力により、プランジャ21を第1の向きB1に移動させかつ、ウェイト91を第2の向きB2で移動させる構造である。すなわち、物理的に同一のコイルばね25の反発力で、プランジャ21及びウェイト91を移動させる構造である。すなわち、プランジャ21及びウェイト91を移動させる要素を共用化している。したがって、釘打機1Cの部品点数が増加することを抑制でき、釘打機1Cの小型化、軽量化を図ることができる。
さらに、ウェイト91は筒形状であり、ウェイト91の内側をプランジャ21が軸線A1に沿って移動する構造である。したがって、ウェイト91は、コイルばね25の伸縮方向をガイドする役割を果たす。また、軸線A1を中心とする円の半径方向で、ウェイト91の筒部91aの内側にプランジャ21及びコイルばね25が配置されている。したがって、釘打機1Cが、軸線A1に沿った方向に大型化することを抑制でき、また、ウェイト91の重量を十分確保できる。
さらに、プランジャ21が、上死点から第1の向きB1で下降を開始した時点から、ドライバブレード22で釘100を打撃する動作が完了するまでの時間と、ウェイト91が下死点から第2の向きB2で上昇を開始した時点から、ウェイト91がウェイトバンパ27に接触して上死点で停止するまでの時間とが同じになるように、ウェイト91の移動ストローク、ウェイト91の質量、コイルばね25のばね定数、カム面74aの形状等を設計することができる。このように設計すれば、ドライバブレード22で釘100を打撃する際の反動を、確実に低減することができる。
さらにまた、プランジャ21とウェイト91とが軸線A1に沿った方向に相対移動可能である。このため、釘100が射出口14aで詰まってドライバブレード22が停止したとしても、ウェイト91はコイルばね25の反発力で第2の向きB2で移動できる。この際、ワイヤ72がウェイト91により引っ張られることはなく、ワイヤ72とプランジャ21との連結部分に負荷が加わることを防止できる。
(実施の形態2) 次に、釘打機1Cの実施の形態2を、図4〜図6に基づいて説明する。図4〜図6において、図1〜図3と同じ構成部分については、図1〜図3と同じ符号を付してある。また、図4及び図5では、バッテリ及び電源制御部等の構成を省略してある。実施の形態1の釘打機1Cと、実施の形態2の釘打機1Cとを比べると、ウェイト91を第1の向きB1で移動させる機構が異なる。実施の形態2の釘打機1Cは、ウェイト91に係合部33が設けられている。係合部33は、ウェイト91から軸線A1に沿った方向に延ばされており、係合部33の一部は開口部28内に配置されている。係合部33はウェイト91と一体的に軸線A1に沿った方向に移動する。係合部33は金属等により構成されている。
一方、実施の形態2においては、前記カム74は設けられておらず、ドラム70に支持ピン34が設けられている。支持ピン34は、駆動軸71から偏心した位置に設けられている。また、支持ピン34の外周に円筒形状のローラ35が取り付けられている。ローラ35は、支持ピン34に対して回転可能に取り付けられている。支持ピン34は、駆動軸71を中心とする円周上で、ドラム70が所定角度の範囲内で回転した際に、ドラム70の回転方向の位置に関わりなく、ローラ35の外周面が常に係合部33に接触する位置に配置されている。ドラム70、ワイヤ72、支持ピン34、ローラ35、係合部33等により、動力変換機構36が構成されている。
次に、実施の形態2における釘打機1Cの動作及び制御を説明する。先ず、作業者がノーズ部14の先端を被打込材Wに押し付ける。トリガスイッチ12が操作されていなければ、電動モータ17は停止しており、駆動軸71には動力が伝達されない。このため、図4及び図6(A)のように、プランジャ21が下死点で停止している。プランジャ21が下死点で停止している場合は、ウェイト91がコイルばね25の反発力で押されてウェイトバンパ27に接触し、ウェイト91は上死点で停止している。また、ローラ35が係合部33の先端に接触し、ドラム70が初期位置で停止している。この際、ローラ35は、ドラム70の外周面のうち、最も低い箇所よりも上方に位置している。
そして、トリガスイッチ12が操作されて電動モータ17の出力軸17aが回転すると、出力軸17aの動力は実施の形態1と同様に駆動軸71に伝達される。駆動軸71が回転すると、実施の形態1と同様の原理により、図6においてドラム70が初期位置から所定角度の範囲で反時計回りに回転する。ドラム70が回転する所定角度の範囲は、ローラ35が停止していた位置から、ローラ35が、ドラム70の外周面のうち、最も低い箇所に到達するまでの範囲内である。つまり、ドラム70の回転角度は、180度未満である。
ドラム70が反時計回りに回転すると、プランジャ21が第1の向きB1で移動する。また、ドラム70が反時計回りに回転すると、ローラ35が駆動軸71を中心とする円周上で、所定角度の範囲で公転する。このため、ローラ35により係合部33が軸線A1に沿った方向に押され、ウェイト91がコイルばね25の反発力に抗して第1の向きB1で移動する。このように、プランジャ21が第2の向きB2に移動し、かつ、ウェイト91が第1の向きB1で移動することで、コイルばね25に圧縮力が加えられる。
そして、実施の形態1と同様に、ドラム70が初期位置から反時計回りに所定角度回転した時点で、駆動軸71の動力はドラム70に伝達されなくなる。このため、ドラム70は図6(B)に示す位置で一旦停止し、プランジャ21も停止する。ドラム70が停止すると、ローラ35により押されていたウェイト91も停止する。
駆動軸71の動力がドラム70に伝達されなくなると、プランジャ21は、コイルばね25の反発力で第1の向きB1で急速に移動する。プランジャ21が第1の向きB1で移動すると、ワイヤ72がプランジャ21により牽引される。このため、ドラム70は、折り返し位置から時計回りに回転する。ドラム70が時計回りに回転すると、ローラ35がウェイト91を押す力が低下する。その結果、ウェイト91は、コイルばね25の反発力で第2の向きB2で移動する。
このようにして、プランジャ21が第1の向きB1で移動し、実施の形態1と同様に釘100が被打込材Wへ打ち込まれ、プランジャ21はピストンバンパ18に接触して下死点で停止する。プランジャ21が停止すると、ワイヤ72に対する牽引力が解除され、ドラム70が図6(A)に示す初期位置で停止する。さらに、プランジャ21が下死点で停止する動作と同期して、ウェイト91の底部91bがウェイトバンパ27に接触し、上死点で停止する。
また、釘100を打ち込む動作が行われると、トリガスイッチ12に操作力が加えられていても、一旦、電動モータ17に対する電力の供給が停止される。そして、一旦、トリガスイッチ12に対する操作力を解除し、トリガスイッチ12を再度操作すると、上記と同様の制御及び動作が行われる。
実施の形態2における釘打機1Cにおいて、実施の形態1の釘打機1Cと同じ構成部分については、実施の形態1の釘打機1Cと同じ構成部分と同様の作用効果が生じる。また、実施の形態2における釘打機1Cは、ドラム70が回転してウェイト91が軸線A1に沿った方向に移動する際、ローラ35が係合部33に接触した状態で転動する。このため、ローラ35と係合部33との接触部分が転がり摩擦の状態となり、摩擦抵抗の増加を抑制できる。
したがって、電動モータ17の動力をドラム70に伝達してドラムを回転させ、ウェイト91を第1の向きB1で移動させる場合は、動力損失を抑制できる。また、ウェイト91が、コイルばね25の反発力で第2の向きB2で移動する場合は、ウェイト91の移動が阻害されず、釘100を打ち込む際の反動を吸収する機能が低下することを抑制できる。さらに、ローラ35と係合部33との接触部分の摩耗や変形を抑制でき、動力変換機構36の耐久性が向上する。
(実施の形態3) 本発明の実施の形態3を、図7〜図10に基づいで説明する。実施の形態3における釘打機1Cのうち、実施の形態1における釘打機1Cと同じ構成は、図1〜図3と同じ符号を付してある。図7及び図8では、バッテリ及び電源制御部等の構成を省略してある。実施の形態3における釘打機1Cは、ハウジング10は、壁10Dと所定間隔をおいて配置した壁10Fを有する。ここで、所定間隔は、軸線A1に沿った方向の間隔である。
また、本体部10A内にガイド軸90が設けられており、ガイド軸90の一端が壁10Fに固定され、ガイド軸90の他端が壁10Dに固定されている。ガイド軸90は、シリンダ23と同軸に設けられており、ガイド軸90の長さ方向の一部は、シリンダ23内に配置されている。壁10Fの内面には、環状のウェイトバンパ27が固定されている。ウェイトバンパ27は、ガイド軸90の外側を囲むように配置されている。さらに、壁10Dに設けられたピストンバンパ18は、ガイド軸90の外側を囲むように設けられている。
ウェイト91はシリンダ23の内部に設けられており、孔91c内にガイド軸90が挿入されている。ウェイト91はシリンダ23内で軸線A1に沿った方向に移動可能であり、ウェイト91は、軸線A1に沿った方向でガイド軸90に対して相対移動可能である。
さらに、ガイド軸90の外周にプランジャ21が取り付けられている。プランジャ21はガイド軸90に対して軸線A1に沿った方向に移動可能である。また、シリンダ23の内部、具体的には、ウェイト91の筒部91a内にコイルばね25が配置されている。
一方、プランジャ21の側部に連結部21aが設けられている。連結部21aは軸線A1と交差する向きで突出されている。そして、ドライバブレード22の長さ方向の一端が、連結部21aに連結されている。このため、プランジャ21が軸線A1に沿った方向に移動すると、ドライバブレード22も共に移動する。実施の形態3におけるドライバブレード22は、プランジャ21の軸線A1から外れた位置に配置されている。
実施の形態3における釘打機1Cは、電動モータ17の動力を、ウェイト91及びプランジャ21に伝達する経路に、減速機構61及び駆動カム200が設けられている。減速機構61及び駆動カム200は、電動モータ17とガイド軸90との間に配置されている。減速機構61は、シングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されており、減速機構61は、出力軸17aに固定されたサンギア61aと、ハウジング10内に設けられ、かつ、サンギア61aと同軸に配置されたリングギア61bと、サンギア61a及びリングギア61bに噛み合うピニオンギア61cを自転、かつ、公転可能に支持したキャリヤ61dとを有する。リングギア61bはハウジング10に固定されている。キャリヤ61dにはギア61eが設けられている。
駆動カム200は、第1ギア202及び第2ギア203を有する。ハウジング10にはギアホルダ201が固定されており、ギアホルダ201に設けた支持軸204により、第1ギア202が回転可能に支持され、ギアホルダ201に設けた支持軸205により、第2ギア203が回転可能に支持されている。軸線A1に沿った方向で、ギア61eとウェイトバンパ27との間に、支持軸204,205が設けられている。軸線A1に沿った方向で、支持軸205とギア61eとの間に支持軸204が配置されている。
さらに、第1ギア202の歯数と第2ギア203の歯数とは同じであり、第1ギア202と第2ギア203とが噛み合い、第1ギア202がギア61eと噛み合っている。また、第1ギア202には、2本のカムローラ202a,202bが設けられている。カムローラ202a,202bは、支持軸204から偏心した位置に配置されている。また、カムローラ202a,202bは、支持軸204を中心として同一円周上に配置されている。カムローラ202a,202bは、第1ギア202に対して自転可能に取り付けられている。第2ギア203には、カムローラ203aが設けられている。カムローラ203aは、支持軸205から偏心した位置に配置されている。カムローラ203aは、第2ギア203に対して自転可能に取り付けられている。
一方、プランジャ21には第1係止部21c、第2係止部21dが設けられている。軸線A1に沿った方向で、第1係止部21cは、第2係止部21dとピストンバンパ18との間に配置されている。さらに、ウェイト91の筒部91aの一端に切り欠き部91dが設けられており、筒部91aの円周方向に延ばされた第1係合突起91eが設けられている。
次に、実施の形態3における釘打機1Cの操作、制御、動作を説明する。先ず、トリガスイッチ12が操作されていない場合は、電動モータ17は停止している。また、図7及び図9(A)のように、コイルばね25の反発力により、プランジャ21がピストンバンパ18に押し付けられて下死点で停止し、かつ、ウェイト91がウェイトバンパ27に押し付けられて上死点で停止している。さらに、カムローラ202aは第2係止部21dに係止しておらず、かつ、カムローラ202bは第1係止部21cに係合していない。さらに、カムローラ203aは第1係合突起91eに係合していない。
そして、ノーズ部14の先端が被打込材Wに押し付けられ、かつ、トリガスイッチ12が操作されると、電動モータ17に電力が供給されて、出力軸17aが回転する。出力軸17aが回転する、つまり、サンギア61aにトルクが入力されると、減速機構61では、リングギア61bが反力を受け持ち、キャリヤ61dからトルクが出力される。この場合、サンギア61aの回転速度に対して、キャリヤ61dの回転速度が低速となり、トルクが増幅される。
キャリヤ61dに伝達されたトルクは、ギア61e及び第1ギア202を経由して第2ギア203に伝達される。実施の形態3における釘打機1Cは、図9のように、第1ギア202が時計回りに回転し、第2ギア203が反時計回りに回転する。そして、図9(B)のように、カムローラ202aが第2係止部21dに係止すると、コイルばね25の反発力に抗して、プランジャ21が第2の向きB2で移動する。このため、プランジャ21は、図9(C)のようにピストンバンパ18から離れる。
また、カムローラ203aが切り欠き部91dに進入し、カムローラ203aが第1係合突起91eに係合すると、ウェイト91は、コイルばね25の反発力に抗して第1の向きB1で移動する。このため、ウェイト91は図9(C)のようにウェイトバンパ27から離れる。このように、プランジャ21及びウェイト91が同時に、かつ、相反する方向に移動して互いに近づき、コイルばね25に圧縮力が加えられる。
電動モータ17の回転が継続されて、第1ギア202及び第2ギア203がさらに回転すると、ウェイト91の底部91bは、図10(A)のように、さらにウェイトバンパ27から離れる。また、カムローラ202aは第2係止部21dから離れ、カムローラ202bが第1係止部21cに係止する。このため、第2ギア203の動力は、カムローラ202bを介してプランジャ21に伝達され、プランジャ21の移動が継続される。このように、コイルばね25に対してさらに圧縮力が加えられる。
さらに、電動モータ17の回転が継続されて、図10(B)のように第1ギア202及び第2ギア203が回転すると、カムローラ203aは第1係合突起91eから離れ、かつ、カムローラ202bは第1係止部21cから離れる。すると、第1ギア202の動力はプランジャ21に伝達されず、第2ギア203の動力はウェイト91に伝達されない。このため、プランジャ21は、コイルばね25の反発力で第1の向きB1で急速に移動し、かつ、ウェイト91はコイルばね25の反発力で第2の向きB2で急速に移動する。プランジャ21が第1の向きB1で移動すると、ドライバブレード22により釘100が打撃され、釘100は被打込材Wへ打ち込まれる。釘100が打撃されることと同期して、ウェイト91がウェイトバンパ27に衝突し、ウェイト91が上死点で停止する。
上記のようにして、釘100を打撃した後は、トリガスイッチ12が操作されていても、電動モータ17は一旦停止される。このため、図9(A)のように、カムローラ203aが第1係合突起91eから離れた状態で第2ギア203が停止し、カムローラ202aが第2係止部21dから離れ、かつ、カムローラ202bが第1係止部21cから離れた状態で、第1ギア202が停止する。
なお、釘100を打撃した後に電動モータ17を停止するタイミングは、プランジャ21の位置、電動モータ17の回転を開始した位置からの回転角度等に基づいて、電源制御部19が制御する。そして、一旦、トリガスイッチ12への操作力が解除され、トリガスイッチ12が再度操作されると、電動モータ17に電力が供給される。
上記のように、実施の形態3における釘打機1Cは、実施の形態1における釘打機1Cと同様に、釘100を打撃して被打込材Wに打ち込む際に、プランジャ21及びウェイト91が相反する方向に移動する。したがって、実施の形態1における釘打機1Cと同様の効果を得ることができる。また、実施の形態3における釘打機1Cは、1本のコイルばね25の反発力により、プランジャ21を第1の向きB1に移動させかつ、ウェイト91を第2の向きB2で移動させる構造である。したがって、実施の形態3における釘打機1Cは、実施の形態1における釘打機1Cと同様の効果を得られる。
さらに、ウェイト91は筒形状であり、ウェイト91の内側をプランジャ21が軸線A1に沿って移動する構造である。したがって、実施の形態3における釘打機1Cは、実施の形態1における釘打機1Cと同様の効果を得られる。
さらに、実施の形態3における釘打機1Cは、プランジャ21が、上死点から第1の向きB1で移動を開始した時点から、ドライバブレード22で釘100を打撃する動作が完了するまでの時間と、ウェイト91が下死点から第2の向きB2で移動を開始した時点から、ウェイト91がウェイトバンパ27に接触して上死点で停止するまでの時間とが同じになるように、ウェイト91の移動ストローク、ウェイト91の質量、コイルばね25のばね定数等を設計することができる。
さらにまた、実施の形態3における釘打機1Cは、プランジャ21とウェイト91とが軸線A1に沿った方向に相対移動可能である。したがって、実施の形態3における釘打機1Cは、実施の形態1における釘打機1Cと同様の効果を得られる。
各実施の形態で説明したプランジャ21及びドライバブレード22が、本発明の動作部材に相当し、釘100が、本発明の止め具に相当し、軸線A1に沿った方向が、本発明の所定方向に相当する。実施の形態1において、ドラム70が、第1回転部材に相当する。また、実施の形態1、2において、動力伝達ピン92fとドラムフック73とが係合している状態が、本発明における第1の状態であり、動力伝達ピン92fとドラムフック73とが離れている状態が、本発明における第2の状態である。さらに、実施の形態1において、ドラム70及びワイヤ72が、本発明における第1の機構に相当し、ドラム70が、本発明の巻き取り部材に相当する。実施の形態1において、ドラム70及びカム74が、本発明における第2の機構に相当する。
さらに、実施の形態2において、ドラム70及びワイヤ72が、本発明における第1の機構に相当し、ドラム70が、本発明の巻き取り部材に相当する。実施の形態2において、係合部33、支持ピン34、ローラ35、ドラム70が、本発明における第2の機構に相当する。実施の形態2において、ドラム70が、第2回転部材に相当し、ローラ35が、本発明のローラに相当する。
一方、実施の形態3において、駆動カム200が、本発明の動力変換機構に相当する。また、実施の形態3において、カムローラ202aが第2係止部21dに係合するか、または、カムローラ202bが第1係止部21cに係合し、かつ、カムローラ203aが第1係合突起91eに係合している状態が、本発明における第1の状態である。実施の形態3において、カムローラ202aが第2係止部21dから離れ、かつ、カムローラ202bが第1係止部21cから離れ、かつ、カムローラ203aが第1係合突起91eから離れている状態が、本発明における第2の状態である。
実施の形態3において、第1ギア202、カムローラ202a,202bが、本発明における第1の機構に相当し、第2ギア203、カムローラ203aが、本発明における第2の機構に相当する。実施の形態3において、第1ギア202が、本発明の第3回転部材に相当し、カムローラ202a,202bが、本発明の第1係合部に相当し、第1係止部21c、第2係止部21dが、本発明の第2係合部に相当する。第2ギア203が、本発明における第4回転部材に相当し、カムローラ203aが、本発明における第3係合部に相当し、第1係合突起91eが、本発明の第4係合部に相当する。
本発明は上記した各実施の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、本発明の打込機で被打込材に打ち込まれる止め具は、釘の他、タッカ、ピン等を含む。また、本発明の弾性機構は、金属製のばねの他、空気ばね、ゴム状弾性体等を含む。金属製のばねは単数に限らず、複数用いてもよい。要は、複数のばねの反発力が、共に動作部材及びウェイトに加わる構造であればよい。各実施の形態では、ドラム、第1のギア、第2のギア等の回転要素が回転する向きを時計回り、反時計回りとして説明しているが、回転要素を反対側から見れば、時計回りと反時計回りとの関係は逆になる。
さらに、本発明の打込機は、動作部材が第1の向きで移動を開始するのと同時、またはその直後にウェイトが第2の向きで移動を開始する構造の他、動作部材が第1の向きで移動を開始する直前に、ウェイトが第2の向きで移動を開始する構造を含む。実施の形態1〜3において、釘打機C1は、軸線A1が略垂直となる状態で使用されており、プランジャ21及びウェイト91が上下方向に移動しているが、軸線A1が垂直以外となる状態で使用することも可能である。
また、本発明の打込機は、バッテリの電力を電動モータに供給する構造の他、商用電源の電力を電動モータに供給する構造を含む。さらに、プランジャ及びウェイトに伝達する動力を発生する動力源は、電動モータの他、油圧モータ、エンジン等を含む。
1C…釘打機、17…電動モータ、21…プランジャ、21c…第1係止部、21d…第2係止部、22…ドライバブレード、33…係合部、34…支持ピン、35…ローラ、70…ドラム、72…ワイヤ、74…カム、91…ウェイト、91a…筒部、91e…第1係合突起、100…釘、200…駆動カム、202…第1ギア、202a,202b,203a…カムローラ、203…第2ギア、A1…軸線、B1…第1の向き、B2…第2の向き。
Claims (11)
- 止め具を打撃して被打込材に打ち込む打込機であって、
所定方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、前記所定方向の第1の向きに移動して前記止め具を打撃する動作部材と、
前記動作部材が前記第1の向きに移動する際に前記第1の向きとは逆の第2の向きに移動するウェイトと、
前記動作部材が前記第1の向きに移動する前に前記所定方向に沿って圧縮されて反発力を発生する弾性機構と、
を備え、
前記弾性機構の反発力により前記動作部材が前記第1の向きに移動して前記止め具を打撃し、かつ、前記反発力により前記ウェイトが前記第2の向きに移動し、
前記動作部材は、前記所定方向で前記弾性機構の一端に配置され、
前記ウェイトは、前記所定方向で前記弾性機構の他端に配置され、
前記弾性機構の圧縮時に生じる反発力は前記一端に配置された動作部材と前記他端に配置されたウェイトによって受け止められる、打込機。 - 前記ウェイト及び前記弾性機構を内部に収容したハウジングが設けられ、
前記弾性機構の一端側は、前記ハウジングに対して非接触である、請求項1記載の打込機。 - 前記動作部材及び前記ウェイト及び前記弾性機構は、前記所定方向に沿って直線上に配置され、
前記弾性機構は、前記所定方向で前記動作部材と前記ウェイトとの間に配置されている、請求項1に記載の打込機。 - 前記弾性機構は、前記所定方向に伸縮可能な金属製のばねである、請求項1に記載の打込機。
- 前記ウェイトは、前記所定方向に沿った軸線を中心とする筒部を有する、請求項1に記載の打込機。
- 前記弾性機構は、前記筒部内に配置されている、請求項5に記載の打込機。
- 動力源から伝達される動力を前記弾性機構を圧縮する圧縮力に変換する動力変換機構が設けられている、請求項1に記載の打込機。
- 前記動力源は、電動モータである、請求項7に記載の打込機。
- 前記動力変換機構は、
前記止め具を打撃する前に、前記動作部材を前記第2の向きに移動させる第1の機構と、
前記止め具を打撃する前に、前記ウェイトを前記第1の向きに移動させる第2の機構と、
を備えている、請求項8に記載の打込機。 - 前記第1の機構は、
前記電動モータの動力で回転する第3回転部材と、
前記第3回転部材の中心から偏心した位置に設けられた第1係合部と、
前記動作部材に設けられ、かつ、前記第1係合部が係合または解放される第2係合部と、
を有し、
前記第2の機構は、
前記第3回転部材の動力で回転する第4回転部材と、
前記第4回転部材の中心から偏心した位置に設けられた第3係合部と、
前記ウェイトに設けられ、かつ、前記第3係合部が係合または解放される第4係合部と、
を有し、
前記止め具を打撃する前に、前記第3回転部材が回転して前記第1係合部と前記第2係合部とが係合し、前記第3回転部材の動力が前記動作部材に伝達されて前記第2の向きに移動し、
かつ、
前記止め具を打撃する前に、前記第3回転部材の動力で前記第4回転部材が回転して前記第3係合部と前記第4係合部とが係合し、前記第4回転部材の動力が前記ウェイトに伝達されて前記第1の向きに移動する、請求項9に記載の打込機。 - 前記弾性機構は、単数または複数設けられている請求項1に記載の打込機。
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