JP6520079B2

JP6520079B2 - 打込機

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Publication number: JP6520079B2
Application number: JP2014242089A
Authority: JP
Inventors: 哲祐原田; 西河　智雅; 智雅西河; 徳和馬場
Original assignee: Koki Holdings Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2019-05-29
Anticipated expiration: 2034-11-28
Also published as: JP2016101636A

Description

本発明は、一方向に沿って衝撃力を加えることによって部材を打ち込む打込機の構造に関する。

一方向に沿って衝撃力を加えることによって、止具（例えば釘やステープラー等）を打ち込む打込機が使用されている。こうした打込機においては、ビットによって例えば鉛直方向において下向きに、板材等に向かって止具が打ち込まれる。この際、打込機は作業者によって保持されて使用されるため、打ち込み時の反動や振動を抑制することが好ましい。また、押し付けが弱いと反動によって本体が浮き上がるため、釘やピンが浮いてしまい良好な仕上がりにならならない一方、強い押し付け力は、相手材に先端部の押し付け跡を残す場合があるため、低反動であることが望ましい。このため、こうした打込機においては、打ち込み動作時にビットと連動しビッドと同一方向を逆向きに移動する錘であるカウンタウェイトが用いられる。こうした打込機の構成は、例えば特許文献１に記載されている。

また、こうした打込機においては、ビットは鉛直方向で往復運動をするプランジャ（ピストン）に装着され、このプランジャが、例えば圧縮空気やバネの圧力によって下側に強い衝撃力で移動することによって上記の打ち込み動作が行われる。この際、下降したプランジャやブレードを下死点で受け止め、圧縮されることによって打ち込み時の余剰エネルギーを吸収するバンパ（第１のバンパ）が設けられる。バンパは、硬質ゴム等の弾性材料で形成される。

また、この構成において、打ち込み動作時において作業者に伝わる反動や振動を充分に低減するためには、プランジャ側だけでなく、カウンタウェイト側にも別にバンパ（第２のバンパ）を設けることが有効である。

特開２０１３−１５４４５２号公報

上記の打込機において、作業者に伝わる反動や振動を充分に低減するためには、プランジャやカウンタウェイトの動作が打ち込み方向（上下方向）において、上下で対称となっていることが好ましい。しかしながら、打込み動作において止具の打ち込み作業が行われるのは、プランジャ側のみであるため、従来は、プランジャ側のエネルギーを大きくし、補助的にカウンタウェイトを設ける構造を採用していた。

ここで、プランジャのもつ運動エネルギーには、ビットを介して止具に伝わる成分と、第１のバンパに吸収される成分とが存在する。このため、プランジャ側のエネルギー成分のうち、ビットを介して止具に伝わるエネルギー成分が、第１のバンパに吸収される成分よりも十分小さくなるようにすれば、プランジャとカウンタウェイトの動作を上下対称に近づけることが可能である。しかしながら、この場合には、止具を打ち込むという打込機本来の機能を制限するか、機構全体の大型化が必要になり、機動性が損なわれる。

このため、従来の構成は、良好な打ち込み動作を行うと共に、作業者に伝わる反動や振動が充分に低減され、かつ耐久性の高い打込機を得る構成とは言えないものであった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記の問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の打込機は、ハウジング内において一方向に沿って一方の側に移動するプランジャに装着されたビットを用いて止具を打ち込む動作を行い、前記プランジャと同期して前記一方向に沿って前記プランジャと逆の他方の側に移動するカウンタウェイトを具備する打込機であって、前記止具を打ち込む動作に際して、前記プランジャが前記ハウジングにおける前記一方の側、前記カウンタウェイトが前記ハウジングにおける前記他方の側とそれぞれ衝突し、前記ハウジングにおける前記一方の側で前記プランジャを係止し、少なくとも一部が弾性材料で構成された第１のバンパと、前記ハウジングにおける前記他方の側で前記カウンタウェイトを係止し、少なくとも一部が弾性材料で構成された第２のバンパと、を具備し、前記カウンタウェイトにより前記第２のバンパが前記一方向に沿って圧縮された状態において、前記一方向を軸とした前記第２のバンパの周囲において前記カウンタウェイトを前記他方の側から係止するバンパ外周係止部が設けられたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記一方向に沿って伸縮するバネが用いられ、前記止具を打ち込む動作に際して、前記プランジャは、前記バネにおける前記一方の側の端部によって駆動され、前記カウンタウェイトは、前記バネにおける前記他方の側の端部によって駆動されることを特徴とする。
本発明の打込機は、前記一方向に沿って伸縮する第１のバネ及び第２のバネが用いられ、前記止具を打ち込む動作に際して、前記プランジャは、前記第１のバネにおける前記一方の側の端部によって駆動され、前記カウンタウェイトは、前記第２のバネにおける前記他方の側の端部によって駆動されることを特徴とする。
本発明の打込機は、前記第１のバネにおける前記他方の側の端部、前記第２のバネにおける前記一方の側の端部を係止し前記ハウジングに固定されたバネ係止部を具備することを特徴とする。
本発明の打込機は、前記第１のバンパと前記第２のバンパが同一の形状、材料であることを特徴とする。
本発明の打込機は、前記止具を打ち込む動作に際して、前記ハウジングにおける前記他方の側において、前記第２のバンパと、前記第２のバンパと別体とされた衝突エネルギー吸収部とが、前記カウンタウェイトが前記ハウジングにおける前記他方の側に与える衝突エネルギーであるカウンタウェイト側衝突エネルギーを吸収する構成とされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記バンパ外周係止部が前記衝突エネルギー吸収部とされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記第２のバンパを前記他方の側で支持するパンパ支持面と前記バンパ外周係止部とを具備するバンパ支持部材を具備することを特徴とする。
本発明の打込機において、前記バンパ支持部材は、前記ハウジングに対して前記一方向に沿って弾性移動可能とされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記ハウジングにおける前記他方の側の面と前記バンパ支持部材との間に封入された空気層が前記衝突エネルギー吸収部とされたことを特徴とする。
本発明の打込機は、前記ハウジングにおける前記他方の側の面と前記第２のバンパとの間に前記衝突エネルギー吸収部が設けられたことを特徴とする。

本発明は以上のように構成されているので、良好な打ち込み動作を行うと共に、作業者に伝わる反動や振動が充分に低減され、かつ耐久性の高い打込機を得ることができる。

本発明の実施の形態となる打込機の構成を打ち込み動作の前（ａ）、打ち込み動作時（ｂ）において示す断面図である。本発明の実施の形態となる打込機における第２のバンパ周辺の構造における、カウンタウェイトが第２のバンパと当接する際の状況を示す断面図である。本発明の実施の形態となる打込機の第１の変形例における第２のバンパ周辺の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態となる打込機の第２の変形例における第２のバンパ周辺の構造を示す断面図である。本発明の実施の形態となる打込機の第３の変形例の構成を打ち込み動作の前（ａ）、打ち込み動作時（ｂ）において示す断面図である。

本発明の実施の形態となる打込機の構成について説明する。図１（ａ）（ｂ）は、この打込機１００の構成を示す断面図である。この打込機１００を用いて、ピン（止具）が上下方向（一方向）に沿って図中下側（一方の側）の木材や石膏ボード（被打込部材）に打ち込まれる。この打ち込み機１００においては、コイルバネ１６が圧縮され、圧縮後のコイルバネ１６が開放される際の弾性力によって、止め具部材が打ち込まれる。図１（ａ）は、コイルバネ１６が圧縮された状態を示し、図１（ｂ）は、コイルバネ１６が伸び、打ち込み動作が行われた際の状態を示している。

この打込機１００においては、図１における上下方向が中心軸方向とされた略円筒形状のメインボディ（ハウジング）１０と、メインボディ１０の上側と連結され図中左方向に延伸するハンドル３０と、メインボディ１０の下側と連結されハンドル３０と略平行に図中左側に延伸するサブボディ４０が設けられる。サブボディ４０の中にはコイルバネの圧縮の動力源となるモータ４１が設けられる。また、図中におけるハンドル３０の左端とサブボディ４０の左端は、バッテリ装着部４２で連結され、バッテリ装着部４２には、その脱着が容易とされた状態で、モータ４１を駆動させるバッテリ４３が装着される。メインボディ１０、ハンドル３０、サブボディ４０は、実際には軽量な樹脂材料で一体化されて構成されたハウジングとなっている。ハンドル３０とその下側のサブボディ４０との間には空隙が形成されるため、作業者はハンドル３０を上側から把持し、下側に位置する木材等（被打込部材）に対して打ち込み作業を行うことができる。

メインボディ１０内には、図中で上下方向に延伸するシャフト１１が固定されており、シャフト１１に沿って往復運動をするプランジャ１２が設けられている。図におけるプランジャ１２の右側には、ピンをその下端部で打ち込む動作を行いシャフト１１と平行とされた上下方向に細長いビット１３が固定されている。ビット１３の下端側は、プランジャ１２の上下運動に伴ってメインボディ１０内の下側に設けられビット１３を下側で支持するビットガイド１４に沿って移動する。ビットガイド１４の図中右側の下側には、下側に突出するノーズ１５が設けられ、その下端には射出口１５Ａが形成されている。ピンは、サブボディ４０の下側に設けられたマガジン４４から自動的に供給され、この射出孔１５Ａを通り下側に向かって打ち込まれる。

また、メインボディ１０の下側には、上下方向に移動可能なプッシュレバー１７が、バネ（図示せず）によって下側に付勢された状態で装着されている。外力が働かない状態では、プッシュレバー１７の下端は射出孔１５Ａよりも下側となる。このため、打ち込み作業のために作業者が射出孔１５Ａを木材等に当接させた場合に、プッシュレバー１７はメインボディ１０に対して相対的に上側に移動する。また、ハンドル３０の下側には、トリガレバー３１が設けられている。作業者がトリガレバー３１を握りこれを上側に移動させ、かつ射出孔１５Ａを木材等に当接させプッシュレバー１７を上側に移動させたる動作が同時に行われた場合に、プランジャ１２が上側の所定の位置まで上昇した後、ピンの打ち込み動作、すなわち、プランジャ１２の下降動作が開始される。

この動作に際して、プランジャ１２はコイルバネ１６による強い衝撃力で下側に移動するが、ピンの打ち込み深さは、打ち込み動作毎に均一である必要がある。このため、打ち込み動作に際しては、プランジャ１２の下側への移動は、第１のバンパ１８で制限される。第１のバンパ１８は、メインボディ１０内においてシャフト１１を囲んで設けられ、その下面がメインボディ１０の下側に設けられた第１バンパ支持面２３Ａで支持される。このため、プランジャ１２が下降した場合には、プランジャ１２の下面が第１のバンパ１８と当接し、その下降運動が制限され、第１のバンパ１８は、ピンの打ち込み動作に用いられた以外の余剰エネルギーを吸収する。このため、第１のバンパ１８は、弾性体、例えば硬質ゴム材料で構成され、第１バンパ支持面２３Ａに固定される。

一方、上記のプランジャ１２の上下動の反作用は、メインボディ１０（ハウジング）等に伝わり、ハンドル３０を介して作業者に伝わる。この反作用を抑制するためには、作業者が十分に強い力でこの打込機１００を保持して打ち込み作業を行うことが必要であり、作業者に過度の負担を強いていた。この反作用を低減するため、この打込機１００においては、シャフト１１に沿ってプランジャ１２と反対側に移動するように構成されたカウンタウェイト２０が設けられている。プランジャ１２が最下部に位置する場合には、カウンタウェイト２０は最上部に位置する。

このため、上昇したカウンタウェイト２０をメインボディ１０の上側で支持する第２のバンパ２２が、カウンタウェイト２０と、メインボディ１０の上側に設けられた第２バンパ支持面２４Ａとの間に設けられる。カウンタウェイト２０から余剰エネルギーを吸収させるために、第２のバンパ２２も弾性体で構成され、第２バンパ支持面２４Ａに固定される。ここで、プランジャ１２、カウンタウェイト２０は共に上下方向に往復運動するが、本実施の形態では、その振幅は、プランジャ１２側でカウンタウェイト２０よりも大きくなっている。一方、カウンタウェイト２０はプランジャ１２よりも重く、往復運動の際の慣性モーメントは、プランジャ１２側、カウンタウェイト２０側で同等とされている。この構成によって、打ち込み動作時にプランジャ１２によってメインボディ１０（ハウジング）に対して働く衝撃力が、カウンタウェイト２０によってメインボディ１０に対して働く衝撃力によって相殺される。このため、打ち込み動作時において作業者に伝わる反動・振動を低減することができる。カウンタウェイト２０とプランジャ１２の重さと移動距離は、小型・軽量のバランスがとれるよう、慣性モーメントが同等となる任意の条件で設定することが可能である。

上記の打込機１００における打ち込み動作について説明する。ピンの打ち込み動作は、プランジャ１２が開放位置から上側に移動され、カウンタウェイト２０が開放位置から下側に移動され、これらにプランジャ１２に係止されたコイルバネ１６が圧縮された図１（ａ）の状態から、コイルバネ１６が伸びる動作によって行われる。プランジャ１２及びカウンタウェイト２０逆方向に移動させコイルバネ１６を圧縮させる動作は、モータ４１の回転運動を複数の歯車が組み合わされて構成された減速機構４５で減速した後に、圧縮機構４６を介して行われる。

圧縮機構４６は、互いに噛合し、減速機構４５を介してモータ４１によって駆動される下側の第１ギヤ４６１、上側の第２ギヤ４６２で構成される。打ち込み動作に際しては、まず、コイルバネ１６が圧縮される。このため、第１ギヤ４６１に設けられたカム（図示せず）は、プランジャ１２に設けられた係止部（図示せず）と当接し、第１ギヤ４６１の回転によってプランジャ１２を図中上側に押し上げる。同時に、第１ギヤ４６１と逆方向に回転する第２ギヤ４６２に設けられたカム（図示せず）は、カウンタウェイト２０に設けられた係止部（図示せず）と当接し、第２ギヤ４６２の回転によってカウンタウェイト２０を図中下側に押し下げる。これによって、コイルバネ１６が圧縮された図１（ａ）の状態となる。コイルバネ１６の圧縮量あるいはプランジャ１２とカウンタウェイト２０の間隔が所定の値となる際に第１ギヤ４６１のカムとプランジャ１２の係止部、及び第２ギヤ４６２のカムとウンタウェイト２０の当接部との係止が解かれることによって、コイルバネ１６が開放される。これによって、プランジャ１２は下側に、カウンタウェイト２０は上側に、それぞれシャフト１１に沿って移動し、図１（ｂ）の状態となる。このように、打ち込み動作に際しては、単一のコイルバネ１６が用いられ、その下端によってプランジャ１２が下側に駆動され、その上端によってカウンタウェイト２０が上側に駆動される。すなわち、第１ギヤ４６１のカムとプランジャ１２の係止部、及び第２ギヤ４６２のカムとウンタウェイト２０の当接部との係止が解かれることで、単一のコイルバネ１６の反発力により、プランジャ１２とカウンタウェイト２０は、正反対の方向に自由運動を行う構成であり、換言すれば、メインボディ１０に対し、何ら反作用力を生じさせることがない構成である。

なお、上記の構成において、プランジャ１２自身と第１のバンパ１８、カウンタウェイト２０自身と第２のバンパ２２がそれぞれ当接する代わりに、プランジャ１２に設けられた当接部材（例えば金属部材や弾性部材）や、カウンタウェイト２０に設けられた当接部材（例えば金属部材や弾性部材）がそれぞれ第１のバンパ１８、第２のバンパ２２と当接するようにしても、同様に機能することは明らかである。このため、ここでは、こうした固定物を含めて、上記のように第１のバンパ１８と当接する部品全体をプランジャ１２、第２のバンパ２２と当接する部品全体をカウンタウェイト２０とする。

ここで、打ち込み動作に際しては、プランジャ１２がビット１３を介して下側に向かって止具を打ち込んだ直後に、プランジャ１２が第１のバンパ１８に衝突すると同時に、カウンタウェイト２０が第２のバンパ２２に衝突する。打ち込み動作直前においては、プランジャ１２は、その質量をｍ_Ｐ、打ち込み動作直前の速度をｖ_Ｐ１とすると、下側に向かう運動量Ｐ_Ｐ１＝ｍ_Ｐｖ_Ｐ１をもつ。一方、カウンタウェイト２０は、その質量をｍ_Ｃ、打ち込み動作直前の速度をｖ_Ｃ１とすると、上側に向かう運動量Ｐ_Ｃ１＝ｍ_Ｃｖ_Ｃ１をもつ。ここで、この動作は単一のコイルバネ１６の両側で行われ、図１（ａ）の状態では両者が静止しているため、Ｐ_Ｐ１＝Ｐ_Ｃ１（ｍ_Ｐｖ_Ｐ１＝ｍ_Ｃｖ_Ｃ１）となる。この際のプランジャ１２の運動エネルギー（プランジャ運動エネルギー）Ｔ_Ｐ１＝（ｍ_Ｐｖ_Ｐ１ ^２）／２＝Ｐ_Ｐ１ ^２／（２ｍ_Ｐ）、カウンタウェイト２０の運動エネルギーＴ_Ｃ１＝（ｍ_Ｃｖ_Ｃ１ ^２）／２＝Ｐ_Ｃ１ ^２／（２ｍ_Ｃ）＝Ｐ_Ｐ１ ^２／（２ｍ_Ｃ）＝Ｔ_Ｐ１×（ｍ_Ｐ／ｍ_Ｃ）となる。なお、上記の説明においては、重力の影響は無視し、プランジャ１２やカウンタウェイト２０には、コイルバネ１６以外からの力は働かないものとしている。

その後、プランジャ１２側で止具が打ち込まれるために、プランジャ１２は減速され、その速度はｖ_Ｐ２（ｖ_Ｐ２＜ｖ_Ｐ１）となる。このため、プランジャ１２が第１のバンパ１８に衝突する際の運動量Ｐ_Ｐ２＝ｍ_Ｐｖ_Ｐ２＜Ｐ_Ｐ１となる。一方、カウンタウェイト２０の動きに対して、止具が打ち込まれる動作は影響を与えないため、カウンタウェイト２０が第２のバンパ２２と衝突する際のカウンタウェイト２０の運動量Ｐ_Ｃ２＝Ｐ_Ｃ１＝Ｐ_Ｐ１となる。このため、Ｐ_Ｃ２＞Ｐ_Ｐ２となる。

プランジャ１２が第１のバンパ１８に衝突する際のプランジャ１２の運動エネルギーＴ_Ｐ２（プランジャ側衝突エネルギー）は、（ｍ_Ｐｖ_Ｐ２ ^２）／２＜Ｔ_Ｐ１であり、止具の打ち込みに消費されるエネルギー（打ち込みエネルギー）Ｕの分だけＴ_Ｐ１よりも低くなる。すなわち、Ｔ_Ｐ１＝Ｔ_Ｐ２＋Ｕとなる。一方、カウンタウェイト２０が第２のバンパ２２に衝突する際のカウンタウェイト２０の運動エネルギー（カウンタウェイト側衝突エネルギー）Ｔ_Ｃ２は、打ち込み動作直前におけるカウンタウェイト２０の運動エネルギーＴ_Ｃ１と等しくなる。

打込機１００における打ち込み性能を高く保つためには、打ち込みエネルギーＵを大きくすることが好ましく、これは、プランジャ運動エネルギーＴ_Ｐ１を大きくし、かつプランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２を小さくすることを意味する。一方、打込機１００の耐久性に対しては、プランジャ１２やカウンタウェイト２０がメインハウジング１０側に与える衝突エネルギー（プランジャ側衝突エネルギー、カウンタウェイト側衝突エネルギー）の設定が重要である。ここで、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２はＴ_Ｐ１×（ｍ_Ｐ／ｍ_Ｃ）となり、Ｔ_Ｐ１に比例するため、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２（＝Ｔ_Ｃ１）をプランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２よりも充分大きくすることによって、Ｕを大きくすることができる。これは、本実施形態のように、単一のコイルバネ１６を用いてプランジャ１２とカウンタウェイトを駆動した構成では、両者の運動量の絶対値が自ずと満たされる要件であり、反動や振動を充分に低減することができる。

一方、こうした構成とする場合には、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２を吸収する第２のバンパ２２に対する負荷が、プランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２を吸収する第１のバンパ１８に対する負荷よりも大きくなり、第２のバンパ２２の耐久性によって打ち込み機１００の寿命が制限されるおそれがある。解決手段としては、第１のバンパ１８よりも耐久性の高い高価な材料で第２のバンパ２２を構成することによって、これに対処することが可能であり、本発明の実施に伴う解決手段の一つである。一方、製造コストを低くするためには、第２のバンパ２２と第１のバンパ１８で共通の仕様（形状、材料）のものを用いることがより好ましい。特に、これらのバンパは消耗品であるため、第１のバンパ１８、第２のバンパ２２として共通の仕様のものを用いることによって、打込機１００の保守に要する費用も大幅に削減することができる。

第１のバンパ１８、第２のバンパ２２として共通の仕様のものを採用する場合には、耐久性を向上させるために、第２のバンパ２２側に付与されるカウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２を、第２のバンパ２２以外の部材とされた衝突エネルギー吸収部にも分散させて吸収させることが好ましい。このための構造について、以下に説明する。

図２は、この打込機１００における第２のバンパ２２の周辺の詳細な構造を示す、図１におけるシャフト１１の中心軸に沿ったＡ−Ａ方向の断面図である。ここで、図２（ａ）から図２（ｃ）に向かって、徐々にカウンタウェイト２０が上昇する状態が示されており、図２（ａ）においてはカウンタウェイト２０が第２のバンパ２２と当接する前の状態、図２（ｂ）においてはカウンタウェイト２０が第２のバンパ２２と当接した直後の状態、図２（ｃ）においてはカウンタウェイト２０が最上部（上死点）に達した状態が示されている。

この打込機１００においては、メインボディ１０の上面側において、第２のバンパ２２を上側から支持するバンパ支持部材２４が設けられ、バンパ支持部材２４の下向きの面が第２バンパ支持面２４Ａとされる。バンパ支持部材２４の外周部は、第２バンパ支持面２４Ａよりも下側に突出するバンパ外周係止部（衝突エネルギー吸収部）２４Ｂとされる。

図２（ｂ）において、カウンタウェイト２０が図２（ａ）の状態から上昇したことにより、カウンタウェイト２０の上面（カウンタウェイト上面２０Ａ）が第２のバンパ２２と当接する。その後、カウンタウェイト２０が更に上昇することによって、第２のバンパ２２が上下方向に収縮することによって、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２が第２のバンパ２２の弾性エネルギーとして吸収される。

その後、カウンタウェイト２０が更に上昇した場合には、図２（ｃ）に示されるように、バンパ支持部材２４におけるバンパ外周係止部２４Ｂと、カウンタウェイト２０における外周部分（カウンタウェイト外周部２０Ｂ）と当接する。このため、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２は、第２のバンパ２２のみならずバンパ外周係止部２４Ｂ（バンパ支持部材２４）にも拡散される。

このため、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２は、第２のバンパ２２のみならず、バンパ支持部材２４を介して周辺の部材に分散して付与される。このため、第２のバンパ２２に加わる負荷を減少させることができ、第２のバンパ２２の過度の変形を抑制することができるため、第１のバンパ１８と同一の仕様（サイズ、形状、材質）のものを用いることができる。このため、上記の打込機１００の製造コストやその保守に要する費用を低減することができる。ここで、第２のバンパ２２と第１のバンパ１８とが同一仕様であるとは、これらが同一の材料で構成され同一の形状を具備することを意味し、多数量産された同一のバンパが、第１のバンパ１８、第２のバンパ２２としてそれぞれ使用されることを意味する。

なお、上記の構成において、バンパ支持部材２４におけるバンパ外周係止部２４Ｂと第２バンパ支持面２４Ａの上下方向の位置関係は、カウンタウェイト上面２０Ａと第２のバンパ２２とが当接した後でカウンタウェイト外周部２０Ｂとバンパ外周係止部２４Ｂが当接する限りにおいて、任意である。例えば、カウンタウェイト外周部２０Ｂをカウンタウェイト上面２０Ａよりも上側に突出させた場合には、バンパ外周係止部２４Ｂを第２バンパ支持面２４Ａよりも上側とされたバンパ支持部材を用いることもできる。

上記の構成のバンパ支持部材２４を更に変形させた構成のバンパ支持部材１２４を用いた構成（第１の変形例）について説明する。図３は、この場合の構成を示す、図２（ａ）に対応した断面図である。この構成においては、前記のメインボディ１０とは内面側の構造が異なるメインボディ（ハウジング）１１０が用いられている。

ここで用いられるバンパ支持部材１２４においても、前記と同様に第２バンパ支持面１２４Ａ、バンパ外周係止部１２４Ｂが設けられている。カウンタウェイト上面２０Ａと第２のバンパ２２とが当接した後でカウンタウェイト外周部２０Ｂとバンパ外周係止部（衝突エネルギー吸収部）１２４Ｂが当接する点についても同様である。ただし、ここでは、バンパ支持部材１２４は、シャフト１１に沿ってメインボディ１１０内を上下方向に移動可能とされる。また、バンパ支持部材１２４の上面側には、上側に突出したバンパ支持部材凸部１２４Ｃが設けられており、メインボディ１１０におけるバンパ支持部材凸部１２４Ｃに対応した箇所には、上側に窪んだメインボディ凹部１１０Ａが設けられている。バンパ支持部材凸部１２４Ｃは、メインボディ凹部１１０Ａの内部を上下方向に摺動可能とされる。この際、メインボディ凹部１１０Ａ内の空気は密封され、メインボディ凹部１１０Ａの内部は空気室Ｘとされる。

上記の構成においては、カウンタウェイト２０が上側に移動するに際し、第２のバンパ２２と、バンパ支持部材１２４におけるバンパ外周係止部１２４Ｂとは図２の構成と同様に機能する。更に、カウンタウェイト２０が第２のバンパ２２と当接した後、更に、カウンタウェイト外周部２０Ｂとバンパ外周係止部１２４Ｂが当接した後においてバンパ支持部材１２４は上側に押し上げられる。この際に、メインボディ凹部１１０Ａ内の空気室Ｘが弾性体として機能する。すなわち、この構成においては、空気室Ｘも衝突エネルギー吸収部として機能し、カウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２は、第２のバンパ２２、バンパ支持部材１２４と、空気室Ｘに分散して付与される。

なお、図３の構成において、バンパ支持部材凸部１２４Ｃとメインボディ凹部１１０Ａの間に、バネ等の方向に伸縮可能な弾性体を設けることもできる。ただし、空気を弾性体として用いた図３の構成は、バンパ以外にこうした弾性体を設けることなく実現することができるため、特に好ましい。

また、図３の構成において、バンパ外周係止部１２４Ｂを設けずに、第２のバンパ２２と、空気室Ｘまたはこれに代替する弾性体にカウンタウェイト側衝突エネルギーＴ_Ｃ２を吸収させることもできる。すなわち、第２のバンパ２２とメインボディの上面との間においてのみ衝突エネルギー吸収部を設けることもできる。

図２、３の構成では、メインボディ内において、第２のバンパ２２を支持するためのバンパ支持部材が設けられていた。これに対して、バンパ支持部材をメインボディと別部品として設けずに、実質的に上記と同様の構成を実現することもできる。図４は、こうした構成の一例（第２の変形例）を示す、図２（ｂ）に対応した断面図である。この構成においては、メインボディ（ハウジング）２１０における上端部（メインボディ上端部２１１）の下面が第２バンパ支持面２１１Ａとされる。メインボディ上端部２１１の第２バンパ支持面２１１Ａにおいて第２のバンパ２２と当接する領域の外側に、下側に向かって突出するバンパ外周係止部（衝突エネルギー吸収部）２１１Ｂが形成される。バンパ外周係止部２１１Ｂの下端は、カウンタウェイト上面２０Ａと第２のバンパ２２とが当接した後でカウンタウェイト２０とバンパ外周係止部２１１Ｂが当接する。このため、プランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２は、第２のバンパ２２と共に、バンパ外周係止部２１１Ｂ（メインボディ上端部２１１）にも付与され、上記と同様の効果を奏する。

図４の構成においては、プランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２を吸収させるための新たな部品を設けることなく、メインボディの一部を用いてプランジャ側衝突エネルギーＴ_Ｐ２を吸収している。なお、図４の構成においては、バンパ外周係止部２１１Ｂは第２のバンパ２２の後方においてのみ設けられたが、バンパ外周係止部２１１Ｂは、シャフト１１から見て第２のバンパ２２の外側の任意の箇所に設けることができる。

図１の打込機１００においては、単一のコイルバネ１６を用いてプランジャ１２及びカウンタウェイト２０を駆動し、これによって、プランジャ１２の運動量とカウンタウェイト２０の運動量の絶対値を等しくかつこれらの向きを逆向きとして、打ち込み動作の際の反動、振動を低減することができた。一方、これらの運動量の絶対値を各々で設定し、打ち込みエネルギーＵと、反動・振動の度合いをより細かく調整することもできる。このためには、プランジャ１２を駆動するコイルバネと、カウンタウェイト２０を駆動するコイルバネとを個別に設けることが有効である。図５（ａ）（ｂ）は、こうした構成の打込機２００（第３の変形例）の構成を示す、図１（ａ）（ｂ）に対応した断面図である。

この打込機２００においては、プランジャ１２をその下端側で駆動するコイルバネ１６１と、カウンタウェイト２０をその上端側で駆動するコイルバネ１６２とが用いられる。コイルバネ１６１の上端と、コイルバネ１６２の下端は、共にメインボディ１０の内部に固定されたバネ係止部１７０で係止される。図５（ｃ）は、シャフト１１の中心軸と垂直なバネ係止部１７０の断面図である。バネ係止部１７０は、コイルバネ１６１の上端とコイルバネ１６２の下端を係止する環状の部分と、この環状の部分から外側に突出しメインボディ１０の内面に固定された突出部を具備する。

この打込機２００においても、圧縮機構４６（第１ギヤ４６１、第２ギヤ４６２）を用いてプランジャ１２、カウンタウェイト２０をバネ係止部１７０側に移動させることによってコイルバネ１６１、１６２を圧縮し、その後にプランジャ１２、カウンタウェイト２０を開放させることによって、打ち込み動作を行わせることができる。

この場合には、コイルバネ１６１、コイルバネ１６２の長さやバネ定数を独立に設定することによって、前記のＴ_Ｐ１、Ｔ_Ｃ１（＝Ｔ_Ｃ２（カウンタウェイト側衝突エネルギー））、Ｔ_Ｐ２（プランジャ側衝突エネルギー）あるいはＵ等を独立に設定することができる。こうした場合においても、Ｔ_Ｃ２をＴ_Ｐ２よりも大きくした構成が有効であり、この場合に上記のようにＴ_Ｃ２を第２のバンパ２２とこれ以外の部材に分散させて吸収させる構成が有効であることは明らかである。

その他の構成の打込機においても、プランジャとカウンタウェイトを同様に用いる限りにおいて、上記の構成が有効であることは明らかである。

１０、１１０、２１０メインボディ（ハウジング）
１１シャフト
１２プランジャ
１３ビット
１４ビットガイド
１５ノーズ
１５Ａ射出口
１６、１６１、１６２コイルバネ
１７プッシュレバー
１８第１のバンパ
１９インナーフレーム（バンパベース連結部）
２０カウンタウェイト
２０Ａカウンタウェイト上面
２０Ｂカウンタウェイト外周部
２２第２のバンパ
２３Ａ第１バンパ支持面
２４、１２４バンパ支持部材
２４Ａ、１２４Ａ、２１１Ａ第２バンパ支持面
２４Ｂ、１２４Ｂ、２１１Ｂバンパ外周係止部（衝突エネルギー吸収部）
３０ハンドル
３１トリガレバー
４０サブボディ
４１モータ
４２バッテリ装着部
４３バッテリ
４４マガジン
４５減速機構
４６圧縮機構
１００、２００打込機
１１０Ａメインボディ凹部
１２４Ｃバンパ支持部材凸部
１７０バネ係止部
２１１メインボディ上端部
４６１第１ギヤ（圧縮機構）
４６２第２ギヤ（圧縮機構）
Ｘ空気室（衝突エネルギー吸収部）

Claims

ハウジング内において一方向に沿って一方の側に移動するプランジャに装着されたビットを用いて止具を打ち込む動作を行い、前記プランジャと同期して前記一方向に沿って前記プランジャと逆の他方の側に移動するカウンタウェイトを具備する打込機であって、
前記止具を打ち込む動作に際して、前記プランジャが前記ハウジングにおける前記一方の側、前記カウンタウェイトが前記ハウジングにおける前記他方の側とそれぞれ衝突し、
前記ハウジングにおける前記一方の側で前記プランジャを係止し、少なくとも一部が弾性材料で構成された第１のバンパと、
前記ハウジングにおける前記他方の側で前記カウンタウェイトを係止し、少なくとも一部が弾性材料で構成された第２のバンパと、
を具備し、
前記カウンタウェイトにより前記第２のバンパが前記一方向に沿って圧縮された状態において、前記一方向を軸とした前記第２のバンパの周囲において前記カウンタウェイトを前記他方の側から係止するバンパ外周係止部が設けられたことを特徴とする打込機。
前記一方向に沿って伸縮するバネが用いられ、
前記止具を打ち込む動作に際して、
前記プランジャは、前記バネにおける前記一方の側の端部によって駆動され、
前記カウンタウェイトは、前記バネにおける前記他方の側の端部によって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
前記一方向に沿って伸縮する第１のバネ及び第２のバネが用いられ、
前記止具を打ち込む動作に際して、
前記プランジャは、前記第１のバネにおける前記一方の側の端部によって駆動され、
前記カウンタウェイトは、前記第２のバネにおける前記他方の側の端部によって駆動されることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
前記第１のバネにおける前記他方の側の端部、前記第２のバネにおける前記一方の側の端部を係止し前記ハウジングに固定されたバネ係止部を具備することを特徴とする請求項３に記載の打込機。
前記第１のバンパと前記第２のバンパが同一の形状、材料であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の打込機。
前記止具を打ち込む動作に際して、
前記ハウジングにおける前記他方の側において、前記第２のバンパと、前記第２のバンパと別体とされた衝突エネルギー吸収部とが、前記カウンタウェイトが前記ハウジングにおける前記他方の側に与える衝突エネルギーであるカウンタウェイト側衝突エネルギーを吸収する構成とされたことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の打込機。
前記バンパ外周係止部が前記衝突エネルギー吸収部とされたことを特徴とする請求項６に記載の打込機。
前記第２のバンパを前記他方の側で支持するパンパ支持面と前記バンパ外周係止部とを具備するバンパ支持部材を具備することを特徴とする請求項７に記載の打込機。
前記バンパ支持部材は、前記ハウジングに対して前記一方向に沿って弾性移動可能とされたことを特徴とする請求項８に記載の打込機。
前記ハウジングにおける前記他方の側の面と前記バンパ支持部材との間に封入された空気層が前記衝突エネルギー吸収部とされたことを特徴とする請求項９に記載の打込機。
前記ハウジングにおける前記他方の側の面と前記第２のバンパとの間に前記衝突エネルギー吸収部が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の打込機。