JP6915682B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、打撃機構を移動させて止具を打撃する打込機、打撃機構及び移動機構に関する。

従来、打撃機構を移動させて止具を打撃する打込機が知られており、その打込機が特許文献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、ノーズ部、モータケース、蓄圧室、打撃機構、電動モータ、動力変換機構、減速機及びマガジンを有する。ノーズ部はハウジングに固定され、モータケースはハウジングに接続され、蓄圧室はハウジング内に設けられている。打撃機構はハウジングに設けられ、打撃機構はピストン及びビットを有する。減速機の出力軸に第１ベベルギヤが設けられている。

動力変換機構はハウジング内に設けられたカム板であり、カム板に第２ベベルギヤが設けられている。第１ベベルギヤは第２ベベルギヤに噛み合っている。カム板は、電動モータのトルクをビットの移動力に変換する。カム板は複数の突起を有する。ビットにラックが設けられている。マガジンはハウジングに取り付けられ、かつ、止具を収容している。マガジン内の止具はノーズ部に供給される。

電動モータが停止していると、ピストンは蓄圧室の圧力で下死点に停止している。電動モータが回転すると、そのトルクは減速機を介してカム板に伝達される。カム板の突起がラックに係合すると、打撃機構は蓄圧室の圧力に抗して上死点に向けて移動する。打撃機構が上死点に到達すると、カム板の突起がラックから解放され、打撃機構が下死点に向けて移動し、打撃機構は止具を打撃する。

特開２０１６−１９０２７７号公報

しかし、特許文献１に記載された打込機では、打撃機構を蓄圧室の圧力に抗して移動させるため、打撃機構を下死点から上死点に向けて移動する際、モータの負荷トルクが増加する。このため、打込機の設計においては、打撃機構が上死点近傍にある際のモータの負荷量に合わせて、モータのサイズや減速ギヤ等の駆動部が選択される。本願発明者は、モータの小型・軽量化のためには、打撃機構が上死点近傍にある際のモータの負荷を抑制し、打撃機構を移動させる際のモータの負荷を均一化することが好ましい、と認識した。

本発明の目的は、モータのトルクで打撃機構を第１移動機構の力に抗して移動させる際に、モータの負荷トルクが増加することを抑制可能な打込機、打撃機構及び移動機構を提供することにある。

一実施形態の打込機は、第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃機構と、前記打撃機構を前記第１方向に移動させて止具を打撃させる第１移動機構と、を備えた打込機であって、モータと、前記モータのトルクで回転され、かつ、前記打撃機構を前記第１移動機構の力に抗して前記第２方向に移動させる第２移動機構と、を有し、前記打撃機構は、本体部と、前記本体部から突出された第１係合部と、を有し、前記第２移動機構は、前記モータによって回転される第１回転要素と、前記第１回転要素に回転方向に間隔をおいて配置され、かつ、前記第１係合部に係合及び解放可能な複数の第２係合部と、を有し、前記複数の第２係合部は、前記第１回転要素の回転軸からの距離が互いに異なる少なくとも２つの第２係合部を含み、前記少なくとも２つの係合部のうち、前記第１回転要素の回転方向で後方に位置する後方第２係合部と前記回転軸との距離は、前記第１回転要素の回転方向で前方に位置し、かつ、前記後方第２係合部よりも先に前記第1係合部に係合する前方第２係合部と前記回転軸との距離よりも短い。

一実施形態の打込機は、第１移動機構の力に抗して打撃機構を第２方向に移動させる際に、モータのトルクが増加することを抑制できる。

本発明の打込機の実施形態１を側面視した全体断面図である。 打込機を側面視した部分断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの具体例を示す断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの具体例を示す断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの具体例を示す断面図である。 打込機の制御系統を示すブロック図である。 電動モータの負荷トルクと、打撃機構の移動量との関係を示す線図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの他の具体例を示す断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの他の具体例を示す断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの他の具体例を示す断面図である。 打込機に設けたピンホイール及びドライバブレードの他の具体例を示す図である。 図１１のドライバブレードを示す図である。 打込機の実施形態２を側面視した全体断面図である。 図１３の打込機の部分断面図である。 図１３の打込機のプランジャ及びウェイトの作動を示す模式図である。 図１３の打込機のプランジャ及びウェイトが、図１５の位置から更に作動した状態を示す模式図である。 図１３の打込機のプランジャ及びウェイトが、図１６の位置から更に作動した状態を示す模式図である。 打込機の実施形態２の他の例を示す断面図である。 打込機の実施形態３を示す模式図である。

打込機のいくつかの実施形態のうち、代表的な実施形態を、図面を参照して説明する。各図において、同一の構成は同一の符号を付してあり、その説明を省略する。

（実施形態１） 図１に示す打込機１０は、ハウジング１１、打撃機構１２、圧力室１３、動力変換機構１４及び電動モータ１５を有する。打撃機構１２は、ハウジング１１の内部から外部に亘って配置されている。圧力室１３は、打撃機構１２を上死点から下死点に向けて第１方向Ｂ１で移動させる。動力変換機構１４は、打撃機構１２を第１方向とは逆の第２方向Ｂ２で移動させる。電動モータ１５のトルクは動力変換機構１４に伝達される。

ハウジング１１は、本体１６、カバー１７、ハンドル１８、モータケース１９及び接続部２０を有する。カバー１７は本体１６の開口部を閉じている。ハンドル１８及びモータケース１９は、本体１６に接続している。ハンドル１８及びモータケース１９は、接続部２０に接続している。蓄圧容器２１及びシリンダ２２がハウジング１１内に設けられ、環状の接続具２３は、蓄圧容器２１とシリンダ２２とを接続している。圧力室１３は蓄圧容器２１内に形成されている。

打撃機構１２は、ピストン２４及びドライバブレード２５を有する。ピストン２４はシリンダ２２内で、シリンダ２２の中心線Ａ１方向に移動可能である。ドライバブレード２５はピストン２４に固定されている。中心線Ａ１方向は、第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２に対して平行である。図２のように、ピストン２４の外周にシール部材８３が取り付けられており、シール部材８３はシリンダ２２の内面に接触してシール面を形成する。シール部材８３は、図１に示す圧力室１３を気密にシールする。

圧縮気体が圧力室１３内に封入されている。圧力室１３に封入される気体は、空気の他、不活性ガス、例えば、窒素ガス、希ガス等を封入することも可能である。本実施形態では、圧力室１３に空気を封入する例を説明する。

ドライバブレード２５は金属製である。ドライバブレード２５は、図３、図４及び図５に示すように、板形状の本体部２５Ｋと、本体部２５Ｋに設けた複数個の凸部２５Ａ〜２５Ｈと、を有する。ドライバブレード２５は中心線Ａ１方向に移動可能である。複数個の凸部２５Ａ〜２５Ｈは、ドライバブレード２５の移動方向に設けられている。複数の凸部２５Ａ〜２５Ｈは、中心線Ａ１方向に一定の間隔をおいて配置されている。本実施形態では、８個の凸部２５Ａ〜２５Ｈがドライバブレード２５に設けられている。凸部２５Ａ〜２５Ｈはドライバブレード２５の縁２６から突出している。凸部２５Ａ〜２５Ｈが縁２６から突出する方向は、中心線Ａ１に対して交差する方向である。

凸部２５Ａ〜２５Ｈは、中心線Ａ１方向に順次配置されている。中心線Ａ１方向でピストン２４からの距離が最も小さい箇所に凸部２５Ａが配置され、ピストン２４からの距離が最も大きい箇所に凸部２５Ｈが配置されている。縁２６から凸部２５Ａ〜２５Ｈのそれぞれの先端までの突出量Ｈ１は、凸部２５Ａ〜２５Ｈ毎に異なっている。中心線Ａ１方向でピストン２４からの距離が最も小さい凸部２５Ａの突出量Ｈ１が最も小さく、ピストン２４からの距離が大きくなることに伴い、凸部２５Ａ〜２５Ｈの突出量Ｈ１が順次大きくなっている。

ホルダ２７が、本体１６の内部から外部に亘って配置されている。ホルダ２７は、アルミ合金製、または、合成樹脂製である。ホルダ２７は、筒形状の荷重受け部２８と、荷重受け部２８に連続した円弧形状のカバー２９と、荷重受け部２８に連続したノーズ部３０と、を有する。ノーズ部３０は射出路３４を有する。ノーズ部３０の一部は、ハウジング１１の外に配置されている。

荷重受け部２８は本体１６内に配置されており、荷重受け部２８は軸孔３１を有する。荷重受け部２８内にバンパ３２が設けられている。バンパ３２はゴム状弾性材で一体成形されている。バンパ３２は軸孔３３を有する。軸孔３１，３３はつながっており、ドライバブレード２５は、軸孔３１，３３及び射出路３４内で中心線Ａ１方向に移動可能である。

図１のように、電動モータ１５はモータケース１９内に設けられている。電動モータ１５は、ロータ１５Ａ及びステータ１５Ｂを有し、ロータ１５Ａはモータ軸３５に固定されている。モータ軸３５は軸受３６により回転可能に支持されている。モータ軸３５は軸線Ａ２を中心として回転可能である。接続部２０に対して着脱可能な蓄電池３７が設けられ、蓄電池３７は、電動モータ１５に電力を供給する。

蓄電池３７は、収容ケース３８と、収容ケース３８内に収容した電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。蓄電池３７は直流電源である。収容ケース３８内に第１端子が設けられ、第１端子は電池セルに接続されている。接続部２０に第２端子が固定され、蓄電池３７を接続部２０に取り付けると、第１端子と第２端子とが通電可能に接続される。

図２のように、ギヤケース３９がハウジング１１内に回転不可能に設けられている。減速機４０はギヤケース３９内に設けられている。減速機４０は、入力部材４１、出力部材４２及び３組の遊星歯車機構を有する。入力部材４１は、モータ軸３５に固定されている。入力部材４１は軸受４３により回転可能に支持されている。入力部材４１及び出力部材４２は、軸線Ａ２を中心として回転可能である。モータ軸３５の回転力は、入力部材４１を経由して出力部材４２に伝達される。減速機４０は、入力部材４１に対する出力部材４２の回転速度を低速とする。

図２に示すように、動力変換機構１４はカバー２９内に配置されている。動力変換機構１４は、出力部材４２の回転力を、打撃機構１２の移動力に変換する。動力変換機構１４は、出力部材４２と共に一体回転するピンホイール軸４４と、ピンホイール軸４４に固定されたピンホイール４５と、ピンホイール４５に設けた複数個のピン４５Ａ〜４５Ｈと、を有する。ピンホイール４５は、プレート４５Ｊ，４５Ｋを有する。プレート４５Ｊ，４５Ｋは軸線Ａ２方向に間隔をおいて互いに平行に配置されている。複数のピン４５Ａ〜４５Ｈは、プレート４５Ｊ，４５Ｋ同士の間に配置されている。

ピン４５Ａは凸部２５Ａに係合及び解放可能であり、ピン４５Ｂは凸部２５Ｂに係合及び解放可能であり、ピン４５Ｃは凸部２５Ｃに係合及び解放可能である。ピン４５Ｄは凸部２５Ｄに係合及び解放可能であり、ピン４５Ｅは凸部２５Ｅに係合及び解放可能である。ピン４５Ｆは凸部２５Ｆに係合及び解放可能であり、ピン４５Ｇは凸部２５Ｇに係合及び解放可能である。ピン４５Ｈは凸部２５Ｈに係合及び解放可能である。

ピンホイール軸４４は、軸受４６，４７により回転可能に支持されている。ピンホイール軸４４は軸線Ａ２を中心として回転可能である。図３乃至図５のように、軸線Ａ２に対して垂直な平面視で軸線Ａ２と中心線Ａ１とは交差しない。

図３のように、複数個、つまり、８個のピン４５Ａ〜４５Ｈは、ピンホイール４５の回転方向に間隔をおいて配置されている。ピンホイール４５の径方向で、８個のピン４５Ａ〜４５Ｈのそれぞれの中心から、軸線Ａ２までの半径Ｒ１は、それぞれ異なる。ピンホイール４５の外周に、回転方向で異なる領域に配置された第１領域８５及び第２領域８６が設けられている。第１領域８５は、ピンホイール４５の回転方向で略２７０度の範囲に設けられ、第２領域８６は、ピンホイール４５の回転方向で略９０度の範囲に設けられている。第１領域８５は、一定の半径Ｒ５を有する。第２領域８６の半径Ｒ６は不均一である。半径Ｒ５は半径Ｒ６よりも大きい。つまり、第２領域８６は、ピンホイール４５の回転方向の一部を切り欠いて形成されている。８個のピン４５Ａ〜４５Ｈは、ピンホイール４５の回転方向で第１領域８５に対応する箇所に設けられている。

８個のピン４５Ａ〜４５Ｈのうち、ピンホイール４５の回転方向で先端に位置するピン４５Ａの中心から、軸線Ａ２までの半径Ｒ１は最も大きい。ピンホイール４５の回転方向で後端に位置するピン４５Ｈに近づくことに伴い、半径Ｒ１が減少している。図３乃至図５に示す実施例は、ピン４５Ａ〜４５Ｈのそれぞれの中心から軸線Ａ２までの半径Ｒ１が全て異なる。ピンホイール４５が回転した場合、軸線Ａ２を中心とする８個のピン４５Ａ〜４５Ｈの移動範囲は、ドライバブレード２５の縁２６の移動範囲外にある。

回転規制機構４８がギヤケース３９内に設けられている。回転規制機構４８は、入力部材４１と出力部材４２との間の動力伝達経路に配置されている。回転規制機構４８は、転動体、例えば、ローラまたはボールである。回転規制機構４８は、遊星歯車機構の回転要素、例えば、キャリヤ４９とギヤケース３９との間に配置されている。

回転規制機構４８は、電動モータ１５からキャリヤ４９に第１方向のトルクが伝達されると、そのトルクでピンホイール４５が図３で反時計方向に回転することを許容する。回転規制機構４８は、ドライバブレード２５からピンホイール４５に図３で時計回りのトルクが加わり、そのトルクがキャリヤ４９に伝達されて第２方向のトルクが加わると、キャリヤ４９とギヤケース３９との間に食い込み、ピンホイール４５が図３で時計方向に回転することを阻止する。

また、図１のように、マガジン５０がノーズ部３０及びハウジング１１により支持されている。釘５１がマガジン５０内に収容されている。複数の釘５１は、接続要素、例えば、針金、接着剤で連結されている。マガジン５０は送り機構を有し、送り機構はマガジン５０内の釘５１を射出路３４に供給する。

モータ基板５２がモータケース１９内に設けられ、図６に示すインバータ回路５３がモータ基板５２に設けられている。インバータ回路５３は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子は、それぞれ単独でオン及びオフが可能である。

図１のように、制御基板５４がハウジング１１内に設けられ、図６に示すコントローラ８４が制御基板５４に設けられている。コントローラ８４は、入力ポート、出力ポート、中央演算処理装置及び記憶装置を有するマイクロコンピュータである。

図１に示すように、ハンドル１８にトリガ５５が設けられている。トリガ５５はハンドル１８に対して移動可能である。トリガスイッチ５６がハンドル１８内に設けられており、トリガスイッチ５６は、トリガ５５に操作力が加えられるとオンし、操作力が解除されるとオフする。

図２のように、プッシュレバー５７がノーズ部３０に取り付けられている。プッシュレバー５７はノーズ部３０に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。プッシュレバー５７を中心線Ａ１方向に付勢する弾性部材５８が設けられている。弾性部材５８は金属製の圧縮コイルスプリングであり、弾性部材５８はプッシュレバー５７をバンパ３２から離れる向きで付勢する。ノーズ部３０にプッシュレバーストッパ５９が設けられ、弾性部材５８で付勢されるプッシュレバー５７はプッシュレバーストッパ５９に接触して停止する。

図６に示すプッシュスイッチ６０が設けられている。プッシュスイッチ６０は、プッシュレバー５７が被打込材Ｗ１に押し付けられて、プッシュレバー５７がバンパ３２に近づく向きで所定量移動するとオンする。プッシュスイッチ６０は、プッシュレバー５７を被打込材Ｗ１に押し付ける力が解除されるとオフする。ピンホイール４５の回転角度、つまり、位相を検出する位相検出センサ６１が設けられている。トリガスイッチ５６の信号、プッシュスイッチ６０の信号及び位相検出センサ６１の信号は、コントローラ８４に入力される。

作業者が打込機１０を使用する作業例、コントローラ８４が行う制御例は、次の通りである。コントローラ８４は、釘５１を打撃する条件が成立しているか否かを判断する。コントローラ８４は、トリガスイッチ５６のオフ、またはプッシュスイッチ６０のオフの少なくとも一方を検出すると、釘５１を打撃する条件が不成立であると判断し、インバータ回路５３のスイッチング素子を全てオフする。このため、蓄電池３７の電力は電動モータ１５に供給されず、電動モータ１５は停止している。

また、図３のように、ピン４５Ｇと凸部２５Ｇとが係合し、打撃機構１２は待機位置で停止している。打撃機構１２が待機位置にあると、ピストン２４はバンパ３２から離れている。打撃機構１２が待機位置で停止していると、ドライバブレード２５の先端は、中心線Ａ１方向で、釘５１の頭部とノーズ部３０の先端との間に位置する。打撃機構１２が待機位置で停止し、かつ、図１のようにプッシュレバー５７が被打込材Ｗ１から離れていると、プッシュレバー５７はプッシュレバーストッパ５９に接触して停止している。

さらに、コントローラ８４は、位相検出センサ６１から出力される信号に基づいて、打撃機構１２が待機位置にあることを検出し、コントローラ８４は電動モータ１５を停止している。回転規制機構４８は、電動モータ１５が停止している際に打撃機構１２を待機位置に停止させる。打撃機構１２は圧力室１３の付勢力を受けており、打撃機構１２が受けた付勢力は、ピンホイール４５を介してピンホイール軸４４に伝達される。このため、ピンホイール軸４４は、図３で時計方向のトルクを受ける。ピンホイール軸４４が受けたトルクはキャリヤ４９に伝達され、回転規制機構４８がキャリヤ４９とギヤケース３９との間に食い込む。このため、ピンホイール軸４４が図３で時計方向に回転することが阻止され、打撃機構１２は図３の待機位置で停止している。

コントローラ８４は、トリガスイッチ５６がオンされ、かつ、プッシュスイッチ６０がオンされていることを検出すると、釘５１を打撃する条件が成立していると判断し、インバータ回路５３のスイッチング素子をオン及びオフする制御を繰り返し、蓄電池３７の電力を電動モータ１５に供給する。すると、電動モータ１５のモータ軸３５が回転する。モータ軸３５のトルクは、減速機４０を経由してピンホイール軸４４に伝達される。

ピンホイール４５は図３で反時計方向に回転し、打撃機構１２は待機位置から圧力室１３の力に抗して第２方向Ｂ２に移動し、圧力室１３の空気圧が上昇する。打撃機構１２が第２方向Ｂ２で移動することは、打撃機構１２が図１で上昇するという意味である。さらに、ピン４５Ｈが凸部２５Ｈに係合した後、ピン４５Ｇが凸部２５Ｇから解放される。打撃機構１２が図４のように上死点に到達すると、ドライバブレード２５の先端は、釘５１の頭部よりも上に位置する。また、打撃機構１２が上死点に到達した後、ピン４５Ｈが凸部２５Ｈから解放される。すると、打撃機構１２は圧力室１３の空気圧で第１方向Ｂ１で移動する。打撃機構１２が第１方向Ｂ１で移動するということは、打撃機構１２が図１で下降することを意味する。ドライバブレード２５は、射出路３４にある釘５１を打撃し、釘５１は被打込材Ｗ１に打ち込まれる。

また、釘５１の全体が被打込材Ｗ１に食い込んで釘５１が停止すると、その反力でドライバブレード２５の先端が釘５１から離れる。また、ピストン２４は、図５のようにバンパ３２に衝突し、バンパ３２が弾性変形することで、打撃機構１２の運動エネルギを吸収する。ピストン２４がバンパ３２に衝突した時点における打撃機構１２の位置は、下死点である。

また、電動モータ１５のモータ軸３５は、ドライバブレード２５が釘５１を打撃した後も回転する。そして、ピン４５Ａが凸部２５Ａに係合すると、打撃機構１２は図１で再度上昇する。コントローラ８４は、打撃機構１２が図３の待機位置に到達したことを検出すると、電動モータ１５を停止する。電動モータ１５が停止すると、回転規制機構４８が、打撃機構１２を待機位置に保持する。

本実施形態では、打撃機構１２が下死点にある状態から、ピン４５Ａが凸部２５Ａに係合し、ピン４５Ｂが凸部２５Ｂに係合し、ピン４５Ｃが凸部２５Ｃに係合し、ピン４５Ｄが凸部２５Ｄに係合し、ピン４５Ｅが凸部２５Ｅに係合し、ピン４５Ｆが凸部２５Ｆに係合し、ピン４５Ｇが凸部２５Ｇに係合し、ピン４５Ｈが凸部２５Ｈに係合することにより、打撃機構１２が上死点に到達する。なお、２組のピンと凸部とが係合するため、次のピンと凸部とが係合すると、先に係合していたピンと凸部とは解放される。

本実施形態では、ピンホイール４５のトルクを打撃機構１２に伝達するピンが、ピンホイール４５の回転によって切り替わることに伴い、半径Ｒ１が順次短くなる。このため、打撃機構１２がピンホイール４５のトルクで上昇する際、モーメントの腕に相当する半径Ｒ１は、打撃機構１２が上死点に近づくことに伴い短くなる。このため、打撃機構１２が上死点に近づくことに伴い、ピンホイール４５の負荷トルク、つまり、電動モータ１５の負荷トルクが増加することを抑制できる。負荷トルクは、打撃機構１２を上昇させるために必要なトルクである。

本実施形態では、電動モータ１５の負荷トルクの増加を抑制するように、打撃機構１２を上死点に近づける方向に移動する際の負荷トルクの増加量に応じて、ピン４５Ａ〜４５Ｈのそれぞれの中心から軸線Ａ２までの半径Ｒ１を、それぞれ設定することも可能である。

本実施形態においては、軸線Ａ２からピン４５Ａ〜４５Ｈのそれぞれの中心までの半径Ｒ１を異ならせてある。ピンホイール４５の第１領域８５の半径Ｒ５は、第２領域８６の半径Ｒ６よりも大きい。また、ピンホイール４５は、樹脂やカーボン系の材料と比べて、高質量または高比重の金属材料で形成することが好ましい。特に、ピンホイール４５の第１領域８５の材料は、第２領域８６の材料よりも、高質量材料を用いること、または、高質量材料、かつ、高比重材料であることが好ましい。

これは、次のような理由による。打撃機構１２を上昇させるためにピンホイール４５を回転させた場合、ピンホイール４５には回転方向の慣性モーメントが働く。そこで、打撃機構１２が下死点近傍にある等、電動モータ１５が軽負荷である時にピンホイール４５が高速で回転することで、ピンホイール４５の第１領域８５の高質量材料によってピンホイール４５に慣性モーメントを蓄えることができる。

そして、打撃機構１２が上死点近傍にあるために電動モータ１５が高負荷となり、かつ、低回転となる領域、または電動モータ１５が停止する領域においては、ピンホイール４５に蓄えられている慣性モーメントを利用することで、電動モータ１５の負荷トルクをより軽減させるためである。

すなわち、ピンホイール４５の第１領域８５の回転方向において、次第に径方向の内側向かってピン４５Ａ〜４５Ｈが配置されているため、ピンホイール４５の第１領域８５を、あえて高質量材料で形成している。したがって、電動モータ１５の負荷トルクを、フライホイール効果により更に軽減することが可能である。

また、ドライバブレード２５に設けた８個の凸部２５Ａ〜２５Ｈの突出量Ｈ１は、ピストン２４に近づくことに伴い、徐々に短くなっている。このため、ピンと凸部との係合及び解放を円滑に行うことができる。

図７は、電動モータの負荷トルクと、打撃機構の移動量との関係を示す特性の一例である。打撃機構の移動量は、打撃機構が待機位置から上死点に至るまでの移動量である。実線の特性は実施例であり、破線の特性は比較例である。比較例のピンホイールは、軸線からピンの中心までの距離が一定であるものとする。実施例における負荷トルクの増加量は、比較例における負荷トルクの増加量よりも小さい。負荷トルクの増加量は、負荷トルクの増加割合い、または、負荷トルクの増加率を意味する。

ピンホイール４５及びドライバブレード２５の他の例を、図８乃至図１０を参照して説明する。ピン４５Ａ〜４５Ｅのそれぞれの中心から軸線Ａ２までの半径Ｒ２は、全て同一である。ピン４５Ｆ〜４５Ｈのそれぞれの中心から軸線Ａ２までの半径Ｒ３は、全て同一である。半径Ｒ３は半径Ｒ２よりも小さい。

ドライバブレード２５に設けた凸部２５Ａ〜２５Ｅのそれぞれの突出量Ｈ２は、全て同一である。凸部２５Ｆ〜２５Ｈのそれぞれの突出量Ｈ３は、全て同一である。突出量Ｈ２は突出量Ｈ３よりも小さい。図８、図9及び図１０に示す例では、打撃機構１２が待機位置から上死点に移動するまでの間、ピン４５Ｆが凸部２５Ｆに係合及び解放し、ピン４５Ｇが凸部２５Ｇに係合及び解放し、ピン４５Ｈが凸部２５Ｈに係合する。図８、図９及び図１０に示す例では、打撃機構１２が下死点から待機位置に移動する前までの間、ピン４５Ａ〜４５Ｅが凸部２５Ａ〜２５Ｅに係合及び解放する。

このため、打撃機構１２が待機位置から上死点に移動するまでの間にトルクを伝達するピン４５Ｆ〜４５Ｈに対応する半径Ｒ３は、打撃機構１２が下死点から待機位置に移動する前までの間にトルクを伝達するピン４５Ａ〜４５Ｅに対応する半径Ｒ２よりも短い。したがって、打撃機構１２が待機位置から上死点に移動するまでの間における負荷トルクが、打撃機構１２が下死点から待機位置に移動する前までの間における負荷トルクに対して増加することを抑制できる。

ピンホイール４５及びドライバブレード２５の他の例を、図１１を参照して説明する。図１１に示すピンホイール４５は、プレート４５Ｊと、プレート４５Ｊの回転方向に設けたピン４５Ａ〜４５Ｈと、を有する。ピン４５Ａ〜４５Ｈは、図３に示すピン４５Ａ〜４５Ｈと同様に構成されている。図１１のピンホイール４５は、図２のプレート４５Ｋを備えていない。ドライバブレード２５とプレート４５Ｊは、軸線Ａ２方向で間隔をおいて配置されている。ドライバブレード２５のうち、ピンホイール４５に近い方の表面６２に、凸部６２Ａ〜６２Ｈが設けられている。凸部６２Ａ〜６２Ｈは、中心線Ａ１方向に一定の間隔で設けられている。図１２のように、凸部６２Ａ〜６２Ｈが表面６２から突出した突出量Ｈ４は、全て同一である。

図１１に示すドライバブレード２５を、図２の打撃機構１２として用いると、ピン４５Ｇが凸部６２Ｇに係合して打撃機構１２が待機位置に停止する。そして、ピンホイール４５が図１１で反時計方向に回転すると、ピン４５Ｈが凸部６２Ｈに係合した後にピン４５Ｇが凸部６２Ｇから解放され、打撃機構１２が上死点に到達する。さらに、ピン４５Ｈが凸部６２Ｈから解放されると、打撃機構１２が下降して止具を打撃し、かつ、打撃機構１２は下死点に到達する。

打撃機構１２が下死点に到達した後、ピンホイール４５が図１１で反時計方向に回転すると、ピン４５Ａが凸部６２Ａに係合し、打撃機構１２は下死点から上昇する。ピン４５Ｂは凸部６２Ｂに係合及び解放され、ピン４５Ｃは凸部６２Ｃに係合及び解放され、ピン４５Ｄは凸部６２Ｄに係合及び解放され、ピン４５Ｅは凸部６２Ｅに係合及び解放され、ピン４５Ｆは凸部６２Ｆに係合及び解放され、ピン４５Ｇは凸部６２Ｇに係合され、打撃機構１２が待機位置に到達すると、ピンホイール４５が停止する。図１１に示すピンホイール４５及びドライバブレード２５においても、図３乃至図８の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（実施形態２） 図１３に示す打込機１１０は、ハウジング１１１、打撃機構１１２、マガジン１１３、電動モータ１１４、変換機構１１５、制御基板１１６、電池パック１１７及び反動吸収機構２０８を有する。ハウジング１１１は、筒形状の胴部１１９と、胴部１１９に接続されたハンドル１２０と、胴部１１９に接続されたモータケース１２１と、を有する。装着部１２２がハンドル１２０及びモータケース１２１に接続されている。射出部１２３が胴部１１９の外に設けられ、射出部１２３が胴部１１９に固定されている。射出部１２３は射出路１２４を有する。ユーザは、ハンドル１２０を手で握り、射出部１２３の先端を被打込材Ｗ１に押し付けることが可能である。

マガジン１１３は、モータケース１２１及び射出部１２３により支持されている。モータケース１２１は、中心線Ｅ１方向でハンドル１２０とマガジン１１３との間に配置されている。マガジン１１３は、止具１２５を複数収容する。止具１２５は釘を含み、止具１２５の材質は、金属、非鉄金属、鋼を含む。止具１２５同士は接続要素で互いに接続されている。接続要素は、ワイヤ、接着剤、樹脂の何れでもよい。止具１２５は棒形状である。マガジン１１３はフィーダを有する。フィーダは、マガジン１１３に収容された止具１２５を射出路１２４に送る。

打撃機構１１２は、胴部１１９の内外に亘って設けられている。打撃機構１１２は、胴部１１９内に配置されたプランジャ１２６と、プランジャ１２６に固定されたドライバブレード１２７と、を有する。プランジャ１２６は、金属製または合成樹脂製である。

ドライバブレード１２７は金属製である。ガイドシャフト１２８が胴部１１９内に設けられている。中心線Ｅ１はガイドシャフト１２８の中心を通る。ガイドシャフト１２８の材質は、金属、非鉄金属、鋼の何れでもよい。図１３及び図１４のように、トップホルダ１２９及びボトムホルダ１３０が、ハウジング１１１内に固定して設けられている。トップホルダ１２９及びボトムホルダ１３０の材質は、金属、非鉄金属、鋼の何れでもよい。ガイドシャフト１２８は、トップホルダ１２９及びボトムホルダ１３０に固定されている。ガイドバーが胴部１１９内に設けられている。ガイドバーは２本設けられ、かつ、２本のガイドバーはトップホルダ１２９及びボトムホルダ１３０に固定されている。２本のガイドバーは、共にプレート状であり、かつ、中心線Ｅ１と平行に配置されている。

プランジャ１２６は、ガイドシャフト１２８の外周面に取り付けられており、プランジャ１２６は、ガイドシャフト１２８に沿って中心線Ｅ１方向に作動可能である。ガイドシャフト１２８は、プランジャ１２６を中心線Ｅ１を中心として径方向に位置決めする。ガイドバーは、プランジャ１２６を中心線Ｅ１を中心として円周方向に位置決めする。ドライバブレード１２７はプランジャ１２６と共に中心線Ｅ１に対して平行に作動可能である。ドライバブレード１２７は射出路１２４内で作動可能である。

反動吸収機構２０８は、ハウジング１１１が受ける反動を吸収する。反動吸収機構２０８は、図１４及び図１５のように、筒形状のウェイト１１８と、ウェイト１１８に設けた係合部２００，２０１と、を有する。ウェイト１１８の材質は、金属、非鉄金属、鋼、セラミックの何れでもよい。ウェイト１１８はガイドシャフト１２８に取り付けられている。ウェイト１１８はガイドシャフト１２８に沿って中心線Ｅ１方向に作動可能である。ガイドシャフト１２８は、ウェイト１１８を中心線Ｅ１に対して径方向に位置決めする。ガイドバーは、ウェイト１１８を中心線Ｅ１を中心として円周方向に位置決めする。

スプリング１３６が胴部１１９内に配置され、スプリング１３６は、中心線Ｅ１方向でプランジャ１２６とウェイト１１８との間に配置されている。スプリング１３６は、一例として金属製の圧縮コイルスプリングを用いることが可能である。スプリング１３６は、中心線Ｅ１方向に伸縮可能である。スプリング１３６のうち、中心線Ｅ１方向における第１端部は、プランジャ１２６に直接または間接に接触する。スプリング１３６のうち、中心線Ｅ１方向における第２端部は、ウェイト１１８に直接または間接に接触する。スプリング１３６は、中心線Ｅ１方向の圧縮力を受けて弾性エネルギを蓄積する。スプリング１３６は、打撃機構１１２及びウェイト１１８を付勢する付勢機構の一例である。

プランジャ１２６は、中心線Ｅ１方向でボトムホルダ１３０に近づく第１方向Ｄ１の付勢力を、スプリング１３６から受ける。ウェイト１１８は、中心線Ｅ１方向でトップホルダ１２９に近づく第２方向Ｄ２の付勢力を、スプリング１３６から受ける。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは互いに逆向きであり、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２は、中心線Ｅ１と平行である。プランジャ１２６及びウェイト１１８は、物理的に同一の要素であるスプリング１３６から付勢力を受ける。

ウェイトバンパ１３７及びプランジャバンパ１３８が、胴部１１９内に設けられている。ウェイトバンパ１３７はトップホルダ１２９とウェイト１１８との間に配置されている。プランジャバンパ１３８は、ボトムホルダ１３０とプランジャ１２６との間に配置されている。ウェイトバンパ１３７及びプランジャバンパ１３８は、共に合成ゴム製である。

図１３及び図１４に示す打込機１１０は、中心線Ｅ１が鉛直線と平行な状態である例を示す。打撃機構１１２またはプランジャ１２６またはウェイト１１８が、第１方向Ｄ１にそれぞれ作動することを下降と呼ぶ。打撃機構１１２またはウェイト１１８が、第２方向Ｄ２にそれぞれ作動することを上昇と呼ぶ。打撃機構１１２及びウェイト１１８は、中心線Ｅ１方向にそれぞれ往復作動可能である。

図１３に示す電池パック１１７は、装着部１２２に対して取り付け及び取り外し可能である。電池パック１１７は、収容ケース１３９と、収容ケース１３９内に収容した複数の電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。電池パック１１７は直流電源であり、電池パック１１７の電力は電動モータ１１４に供給可能である。

図１３に示す制御基板１１６は、装着部１２２内に設けられており、図６に示すコントローラ１４０及びインバータ回路１４１が、制御基板１１６に設けられている。コントローラ１４０は、入力ポート、出力ポート、演算処理部及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。インバータ回路１４１は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子は、それぞれオン及びオフが可能である。コントローラ１４０は、インバータ回路１４１を制御する信号を出力する。電池パック１１７と電動モータ１１４との間に電気回路が形成されている。インバータ回路１４１は電気回路の一部であり、かつ、電気回路を接続及び遮断する。

図１３のように、トリガ１４２及びトリガスイッチ１４３がハンドル１２０に設けられており、ユーザがトリガ１４２に操作力を加えるとトリガスイッチ１４３がオンする。ユーザがトリガ１４２に加えた操作力を解除すると、トリガスイッチ１４３がオフする。位置検出センサ１４４が、ハウジング１１１内に設けられている。位置検出センサ１４４は、例えば、電動モータ１１４の回転角度に基づいて、中心線Ｅ１方向におけるプランジャ１２６及びウェイト１１８の位置を推定して信号を出力する。図１３に示す打込機１１０は、図６に示すプッシュスイッチ６０を備えていない。コントローラ１４０は、トリガスイッチ１４３の信号、位置検出センサ１４４の信号を受信し、かつ、インバータ回路１４１を制御する信号を出力する。

図１３に示す電動モータ１１４は、ロータ１８４及びステータ１４５を有し、モータ軸１４６がロータ１８４に取り付けられている。電動モータ１１４は、電池パック１１７から電力が供給されるとモータ軸１４６が回転する。減速機１４７がモータケース１２１内に配置されている。減速機１４７は、複数組の遊星歯車機構、入力要素１４８及び出力要素１４９を有する。入力要素１４８はモータ軸１４６に接続されている。電動モータ１１４及び減速機１４７は、中心線Ｅ１を中心として同心状に配置されている。図１３に示す打込機１１０は、中心線Ｅ１と軸線Ｅ２とのなす角度が９０度である例を示す。

変換機構１１５は、出力要素１４９の回転力を打撃機構１１２の作動力及びウェイト１１８の作動力に変換する。変換機構１１５は、第１ギヤ１５０、第２ギヤ１５１及び第３ギヤ１５２を有する。第１ギヤ１５０、第２ギヤ１５１及び第３ギヤ１５２の材質は、金属、非鉄金属、鋼の何れでもよい。ホルダ１５３がハウジング１１１内に設けられ、出力要素１４９はホルダ１５３により回転可能に支持されている。第１ギヤ１５０は出力要素１４９に固定されている。第２ギヤ１５１は支持軸１５４により回転可能に支持されている。第３ギヤ１５２は支持軸１５５により回転可能に支持されている。支持軸１５４，１５５はホルダ１５３に取り付けられている。第１ギヤ１５０は軸線Ｅ２を中心として回転可能であり、第２ギヤ１５１は軸線Ｅ３を中心として回転可能であり、第３ギヤ１５２は軸線Ｅ４を中心として回転可能である。

図１４のように、軸線Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は、中心線Ｅ１方向に間隔をおいて配置されている。軸線Ｅ３は、軸線Ｅ２と軸線Ｅ４との間に配置されている。軸線Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４は互いに平行である。第３ギヤ１５２は、中心線Ｅ１方向で第２ギヤ１５１とトップホルダ１２９との間に配置されている。第１ギヤ１５０は、中心線Ｅ１方向で第２ギヤ１５１とマガジン１１３との間に配置されている。

図１５に示すように、第１ギヤ１５０の外径と第２ギヤ１５１の外径と第３ギヤ１５２の外径とは同一である。第２ギヤ１５１は、第１ギヤ１５０及び第３ギヤ１５２に噛み合っている。カムローラ１５７が第１ギヤ１５０に設けられ、２個のカムローラ１５８，２０２が第２ギヤ１５１に設けられ、２個のカムローラ１５９，２０３が第３ギヤ１５２に設けられている。カムローラ１５７は第１ギヤ１５０に対して自転可能である。２個のカムローラ１５８，２０２は軸線Ｅ３を中心として同一円周上に配置されている。２個のカムローラ１５８，２０２は、第２ギヤ１５１に対してそれぞれ自転可能である。カムローラ１５７の自転中心を通る仮想円Ｇ１は、半径Ｒ１１を有する。カムローラ１５８，２０２の自転中心を通る仮想円Ｇ２は、半径Ｒ１２を有する。仮想円Ｇ１は軸線Ｅ２を中心とし、仮想円Ｇ２は軸線Ｅ３を中心とする。半径Ｒ１２は半径Ｒ１１より小さい。

２個のカムローラ１５９，２０３は第３ギヤ１５２に対してそれぞれ自転可能である。カムローラ１５９を通る仮想円Ｇ３は、半径Ｒ１３を有する。カムローラ２０３を通る仮想円Ｇ４は、半径Ｒ１４を有する。仮想円Ｇ３，Ｇ４は、共に軸線Ｅ４を中心とする。半径Ｒ１４は半径Ｒ１３より小さい。半径Ｒ１３，Ｒ１４は、半径Ｒ１２より小さい。このように、半径Ｒ１１と半径Ｒ１２とが互いに異なり、半径Ｒ１３と半径Ｒ１４とが互いに異なる。

カムローラ１５７，１５８，１５９，２０２，２０３の材質は、一例として、金属、非鉄金属及び鋼を含む。カムローラ１５７，１５８，１５９，２０２，２０３は、円筒形状であり、カムローラ１５７，１５８，１５９，２０２，２０３の外径は、全て同一であるものとする。

電池パック１１７の電力が電動モータ１１４に供給されてモータ軸１４６が正回転すると、モータ軸１４６の回転力が減速機１４７を介して第１ギヤ１５０に伝達される。第１ギヤ１５０が図１５で時計回りに回転すると、第２ギヤ１５１は反時計回りに回転し、第３ギヤ１５２は時計回りに回転する。

図１５のように、係合部２０４，２０５，２０６が、プランジャ１２６に設けられている。第１ギヤ１５０が図１５で時計回りに回転すると、カムローラ１５７は係合部２０４に係合及び解放可能である。第２ギヤ１５１が反時計回りに回転すると、カムローラ１５８は係合部２０５に係合及び解放可能であり、カムローラ２０２は係合部２０６に係合及び解放可能である。第３ギヤ１５２が時計回りに回転すると、カムローラ１５９は、係合部２００に係合及び解放可能であり、カムローラ２０３は、係合部２０１に係合及び解放可能である。

次に、打込機１１０の使用例を説明する。コントローラ１４０は、トリガスイッチ１４３のオフを検出していると、電動モータ１１４に電力を供給せず、モータ軸１４６を停止している。電動モータ１１４が停止していると、図１４のように、プランジャ１２６はプランジャバンパ１３８に接触した位置、つまり、下死点で停止している。また、ウェイト１１８はスプリング１３６の弾性力で付勢され、ウェイトバンパ１３７に接触した位置、つまり、上死点で停止している。コントローラ１４０は、位置検出センサ１４４の信号を処理することにより、プランジャ１２６及びウェイト１１８の中心線Ｅ１方向の位置を推定している。

ユーザが射出部１２３の先端を被打込材Ｗ１に押し付け、かつ、コントローラ１４０がトリガスイッチ１４３をオンを検出すると、コントローラ１４０は電動モータ１１４に電力を供給し、モータ軸１４６を正回転させる。モータ軸１４６の回転力は、減速機１４７で増幅されて第１ギヤ１５０に伝達され、第１ギヤ１５０が図１５で左側に示すように、時計回りに回転する。

第１ギヤ１５０が時計回りに回転すると、第２ギヤ１５１は反時計回りに回転し、第３ギヤ１５２は時計回りに回転する。第１ギヤ１５０が時計回りに回転し、カムローラ１５７が係合部２０４に係合していると、図１５で右側に示すように、プランジャ１２６は、スプリング１３６の付勢力に抗して第２方向Ｄ２で作動する。つまり、打撃機構１１２は上昇する。また、第３ギヤ１５２は時計回りに回転し、カムローラ２５９が係合部２００に係合していると、ウェイト１１８は第１方向Ｄ１で作動する。つまり、ウェイト１１８は、図１５で右側に示すように下降する。

さらに、カムローラ１５７が係合部２０４に係合している状態で、カムローラ１５８が係合部２０５に係合する。その後、カムローラ１５７が係合部２０４から解放される。また、図１６で左側に示すように、カムローラ１５８が係合部２０５に係合している状態で、カムローラ２０２が係合部２０６に係合する。このため、打撃機構１２は更に上昇する。

また、図１５で右側に示すように、カムローラ１５９が係合部２００に係合している状態で、カムローラ２０３が係合部２０１に係合する。次いで、図１６で左側に示すように、カムローラ１５９が係合部２００から解放される。このため、ウェイト１１８は更に下降する。

そして、図１６で右側に示すように、プランジャ１２６が上死点に到達し、カムローラ２０２が係合部２０６から解放されると、図１７のように、プランジャ１２６はスプリング１３６の付勢力で下降する。また、図１６で右側に示すように、ウェイト１１８が下死点に到達し、カムローラ２０３が係合部２０１から解放されると、図１７に示すように、ウェイト１１８はスプリング１３６の付勢力で上昇する。

プランジャ１２６が下降、つまり、打撃機構１１２が下降すると、ドライバブレード１２７は射出路１２４に位置する止具１２５を打撃する。止具１２５は被打込材Ｗ１に打ち込まれる。ドライバブレード１２７が止具１２５を打撃した後、プランジャ１２６がプランジャバンパ１３８に衝突する。プランジャバンパ１３８は打撃機構１１２の運動エネルギの一部を吸収する。また、ウェイト１１８はウェイトバンパ１３７に衝突する。ウェイトバンパ１３７は反動吸収機構２０８の運動エネルギの一部を吸収する。

このように、打撃機構１１２が第１方向Ｄ１に作動して止具１２５を打撃する際、ウェイト１１８は第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２に作動する。このため、打撃機構１１２が止具１２５を打撃する際の反動を低減可能である。

コントローラ１４０は、プランジャ１２６の中心線Ｅ１方向における位置を推定しており、プランジャ１２６が下降を開始した時点からプランジャバンパ１３８に衝突するまでの間に、電動モータ１１４を停止する。このため、プランジャ１２６はプランジャバンパ１３８に接触した下死点で停止し、ウェイト１１８はウェイトバンパ１３７に接触した上死点で停止する。そして、ユーザがトリガ１４２に対する操作力を解除し、再度、トリガ１４２に操作力を加えると、コントローラ１４０は電動モータ１１４を回転し、打撃機構１１２及びウェイト１１８は、上記と同様に作動する。

プランジャ１２６がスプリング１３６の付勢力に抗して上昇する際、電動モータ１１４のトルクをプランジャ１２６に伝達する要素は、カムローラ１５７から、カムローラ１５８，２０２に切り替わる。ここで、半径Ｒ１２は半径Ｒ１１よりも小さい。このため、打撃機構１１２が電動モータ１１４のトルクで上昇する際、モーメントの腕は、打撃機構１１２が上死点に近づくことに伴い短くなる。したがって、打撃機構１１２が上死点に近づく際に、電動モータ１１４の負荷トルクが増加することを抑制できる。なお、打撃機構１１２から第１ギヤ１５０に加わるトルクは、図１５及び図１６において反時計回りである。

また、ウェイト１１８がスプリング１３６の付勢力に抗して下降する際、電動モータ１１４のトルクをウェイト１１８に伝達する要素は、カムローラ１５９から、カムローラ２０３に切り替わる。ここで、半径Ｒ１４は半径Ｒ１３よりも小さい。このため、ウェイト１１８が電動モータ１１４のトルクで下降する際、モーメントの腕は、ウェイト１１８が下死点に近づくことに伴い短くなる。したがって、ウェイト１１８が下死点に近づく際に、電動モータ１１４の負荷トルクが増加することを抑制できる。なお、反動吸収機構２０８から、第３ギヤ１５２、第２ギヤ１５１を経由して第１ギヤ１５０に加わるトルクは、図１５及び図１６において反時計回りである。

図１８に示す打込機１１０は、図１３及び図１４に示す反動吸収機構２０８を備えていない例である。図１８に示す打込機１１０は、反動吸収機構２０８の作動を除き、図１３及び図１４示す打込機１１０と同様の作用及び効果を得ることができる。

１０，７０，１１０…打込機、１２，７４，１１２…打撃機構、１３…圧力室、１５，７２，１１４…電動モータ、２５Ｋ…本体部、２５Ａ〜２５Ｈ，６２Ａ〜６２Ｈ…凸部、４５…ピンホイール、４５Ａ〜４５Ｈ…ピン、７５…カム、７５Ａ…巻き掛け部、７６，１３６…スプリング、７９…ワイヤ、８５…第１領域、８６…第２領域、１１８…ウェイト、１２６…プランジャ、１５０…第１ギヤ、１５１…第２ギヤ、１５２…第３ギヤ、１５７，１５８，１５９，２０２，２０３…カムローラ、２００，２０１，２０４，２０５，２０６…係合部、２０８…反動吸収機構、Ａ２，Ａ４，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…軸線、Ｂ１，Ｂ３，Ｄ１…第１方向、Ｂ２，Ｂ４，Ｄ２…第２方向、Ｈ１，Ｈ２…突出量、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４…半径。

カム７５は回転軸７８に取り付けられており、回転軸７８と電動モータ７２との間の動力伝達経路を接続及び遮断するクラッチが設けられている。クラッチが接続されると、カム７５は電動モータ７２のトルクで反時計回りに回転する。カム７５の外周面に巻き掛け部７５Ａが形成されている。軸線Ａ４から巻き掛け部７５Ａまでの半径、つまり、半径Ｒ４は、カム７５の回転方向で異なる。

ハウジング７１内に一対のガイドローラ８２が設けられている。ワイヤ７９の第１端部がカム７５に接続され、ワイヤ７９の第２端部がピストン８０に接続されている。ワイヤ７９は一対のガイドローラ８２の間に通されている。

カム７５の回転方向の位相を検出する位相検出センサが、ハウジング７１内に設けられている。電動モータ７２の回転及び停止を制御するコントローラが、ハウジング７１内に設けられている。位相検出センサの信号はコントローラに入力される。コントローラは、クラッチの接続及び遮断を制御する。

図１９の打込機７０は、電動モータ７２が停止していると、打撃機構７４はスプリング７６の付勢力でバンパ７７に押し付けられて下死点で停止している。電動モータ７２が回転するとカム７５が図１９で反時計回りに回転し、ワイヤ７９が巻き掛け部７５Ａに巻き取られて牽引される。ワイヤ７９が牽引されると打撃機構７４が第２方向Ｂ４で移動、つまり、上昇する。コントローラは、打撃機構７４が上死点に到達するとクラッチを遮断する。すると、打撃機構７４はスプリング７６の力で下降して止具を打撃する。打撃機構７４が下降すると、ワイヤ７９は巻き掛け部７５Ａから繰り出される。その後、ピストン８０がバンパ７７に衝突すると、コントローラが電動モータ７２を停止し、打撃機構７４は下死点で停止する。

電動モータ７２のトルクでカム７５を回転させて打撃機構７４を上昇する際、ワイヤ７９が巻き掛け部７５Ａに巻き付く位置Ｐ１の半径Ｒ４は、打撃機構７４の上昇に伴い小さくなる。このように、軸線Ａ４から位置Ｐ１までの半径Ｒ４、つまり、モーメントの腕は、打撃機構７４の上昇に伴い短くなり、カム７５からワイヤ７９に伝達される牽引力が増加する。したがって、打撃機構７４を上昇する際、電動モータ７２の負荷トルクが増加することを抑制できる。

打込機の実施形態１乃至３で説明した事項の意味を説明する。ピンホイール４５及びカム７５は第１回転要素の一例である。第１ギヤ１５０及び第２ギヤ１５１は、第２回転要素の一例であり、第３ギヤ１５２は、第３回転要素の一例である。圧力室１３及びスプリング７６，１３６は第１移動機構の例であり、電動モータ１５，７２，１１４はモータの例である。本体部２５Ｋは、第１本体部の一例である。プランジャ１２６は、第２本体部の一例である。ピンホイール４５、カム７５、第１ギヤ１５０及び第２ギヤ１５１は、第２移動機構の例である。スプリング１３６は、第３移動機構の一例である。第３ギヤ１５２、カムローラ１５９，２０３は、第４移動機構の一例である。ピン４５Ａ〜４５Ｈ、巻き掛け部７５Ａ、カムローラ１５７，１５８，１５９，２０２，２０３は、トルク抑制機構の例である。凸部２５Ａ〜２５Ｈ及び凸部６２Ａ〜６２Ｈは、複数の第１係合部の例である。ピン４５Ａ〜４５Ｈは、複数の第２係合部の例である。係合部２０４，２０５，２０６は、第３係合部の一例である。カムローラ１５７，１５８，２０２は、第４係合部の一例である。係合部２００，２０１は、第５係合部の一例である。カムローラ１５９，２０３は、第６係合部の一例である。ピン４５Ｆ，４５Ｇ，４５Ｈは、高負荷係合部の例であり、ピン４５Ａ〜４５Ｅは、低負荷係合部の例である。上死点は第１の位置の例であり、下死点は第２の位置の例である。ワイヤ７９は線材の例であり、ピン４５Ａ〜４５Ｈ及び巻き掛け部７５Ａは、伝達部の例である。軸線Ａ２は、第１軸線の一例であり、軸線Ｅ２，Ｅ３は、第２軸線の一例である。軸線Ｅ４は、第３軸線の一例である。半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４は、距離の一例である。反動吸収機構２０８は、反動吸収機構の一例であり、ウェイト１１８は、ウェイトの一例である。

打込機は、上記実施形態１、２及び３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、実施形態１、２及び３において、打撃機構を第２方向に移動させるモータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータは、ブラシ付きモータまたはブラシレスモータの何れでもよい。電動モータの電源は、直流電源または交流電源のいずれでもよい。回転要素は、ピンホイール及びカムの他、ギヤ、プーリ、回転軸を含む。

実施形態１において、本体部に対する第１係合部の突出量は、本体部の縁からの距離、または、本体部の中心線からの距離、の何れでもよい。複数の第２係合部は、回転要素に設ける複数のピンの他、ギヤの外周面に設ける複数の歯であってもよい。軸線から第２係合部までの距離は、軸線から歯先までの距離に相当する。

実施形態１で図３、図４、図５、図８、図９、図１０及び図１１を参照する説明において、ピンホイール４５が電動モータ１５のトルクで反時計回りに回転することを記載している。これに対して、打撃機構１２からピンホイール４５に加わるトルクは、時計回りであるものとして説明している。

実施形態２において、打込機１０の第１移動機構及び第３移動機構は、それぞれ別々に設けられていてもよいし、共用であってもよい。図１４に示す打込機１０では、スプリング１３６が、打撃機構１１２を第１方向Ｄ１に付勢する第１移動機構としての役割りと、反動吸収機構２０８を第２方向Ｄ２に付勢する第３移動機構としての役割りと、有する。これに対して、打撃機構を第１方向に付勢する第１移動機構としての金属スプリングと、反動吸収機構を第２方向に付勢する第３移動機構としての金属スプリングと、を別々に設けることも可能である。

実施形態２において、第２軸線を中心として回転される第２回転要素は、単数であってもよいし、複数であってもよい。回転要素が単数であると、複数の第４係合部は、単数の第２回転要素に全て設けられ、第２回転要素は、単数の第２軸線を中心として回転可能である。第２回転要素が複数であると、第４係合部は、複数の第２回転要素にそれぞれ設けられる。複数の第２回転要素は、それぞれ異なる第２軸線を中心として回転可能である。複数の第２回転要素に、第４係合部がそれぞれ１つ以上設けられている。複数の第２回転要素にそれぞれ設けられる第４係合部は、それぞれの第２回転要素の中心である第２軸線からの距離が互いに異なる。なお、単数の第２回転要素に複数の第４係合部が設けられている場合、その第２回転要素の中心である第２軸線から第４係合部までの距離は、同じであっても異なっていてもよい。

さらに、打込機の実施形態２においては、複数の第２回転要素の回転方向が同一となる構成を採用可能である。例えば、複数の第２回転要素にタイミングベルトを巻き掛けることにより実施可能である。この場合、各第２回転要素に設ける係合部の位置、各第２回転要素における係合部の配置半径、打撃機構に設ける係合部の位置を、任意に設計する。

実施形態２で図１５、図１６及び図１７を参照する説明において、第１ギヤ１５０が電動モータ１１４のトルクで時計回りに回転する例を示している。これに対して、打撃機構１１２から第１ギヤ１５０に加わるトルクは、反時計回りである例を示している。

実施形態３において、線材は、ワイヤ、ケーブル及びロープを含む。実施形態３において、線材は、カムと打撃機構との間でプーリに巻き掛けられていてもよい。実施形態３で図１９を参照する説明において、カム７５が電動モータ７２のトルクで反時計回りに回転する例を示している。これに対して、打撃機構７４からカム７５に加わるトルクは、時計回りである例を示している。

実施形態１、２及び３を説明する図において、回転要素の時計回り及び反時計回りは、便宜的に行った定義付けであり、互いに逆方向であればよい。

打撃機構を第１方向に移動させる第１移動機構は、ガススプリング、金属スプリング、非鉄金属スプリング、磁気スプリング及び合成ゴムを含む。実施形態１で説明した圧力室１３は、ガススプリングの一例である。金属スプリング及び非鉄金属スプリングは、圧縮スプリングまたは引っ張りスプリングの何れでもよい。実施形態１、２及び３で説明した金属は、鉄、鋼を含む。実施形態１、２及び３で説明した非鉄金属は、アルミニウムを含む。

磁気スプリングは、磁石の同極同士の反発力により打撃機構を第１方向に移動させる。合成ゴムは、合成ゴムの反発力で打撃機構を第１方向に移動させる。磁気スプリングまたは合成ゴムは、ハウジング内に設ける。

さらに、第２移動機構は、プーリ、スプロケット、チェーン、ワイヤ、ケーブル等の動力伝達要素を組み合わせて構成することも可能である。第４移動機構は、プーリ、スプロケット、チェーン、ワイヤ、ケーブル等の動力伝達要素を組み合わせて構成することも可能である。さらにまた、第１移動機構は第１付勢機構と定義可能であり、第２移動機構は第２付勢機構と定義可能である。さらに、第３移動機構は第３付勢機構と定義可能であり、第４移動機構は第４付勢機構と定義可能である。打撃機構は待機位置で停止可能であり、打撃機構は、下死点を待機位置とすることも可能である。

さらに、被打込材は、床、壁、天井、柱及び屋根を含む。被打込材の材質は、木材、コンクリート及び石膏を含む。

１０，７０，１００…打込機、１２，７４，１１２…打撃機構、１３…圧力室、１５，７２，１１４…電動モータ、２５Ｋ…本体部、２５Ａ〜２５Ｈ，６２Ａ〜６２Ｈ…凸部、４５…ピンホイール、４５Ａ〜４５Ｈ…ピン、７５…カム、７５Ａ…巻き掛け部、７６，１３６…スプリング、７９…ワイヤ、８５…第１領域、８６…第２領域、１１８…ウェイト、１２６…プランジャ、１５０…第１ギヤ、１５１…第２ギヤ、１５２…第３ギヤ、１５７，１５８，１５９，２０２，２０３…カムローラ、２００，２０１，２０４，２０５，２０６…係合部、２０８…反動吸収機構、Ａ２，Ａ４，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４…軸線、Ｂ１，Ｂ３，Ｄ１…第１方向、Ｂ２，Ｂ４，Ｄ２…第２方向、Ｈ１，Ｈ２…突出量、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４…半径。

Claims (8)

1. 第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃機構と、
   前記打撃機構を前記第１方向に移動させて止具を打撃させる第１移動機構と、
   を備えた打込機であって、
   モータと、
   前記モータのトルクで回転され、かつ、前記打撃機構を前記第１移動機構の力に抗して前記第２方向に移動させる第２移動機構と、
   を有し、
   前記打撃機構は、
   本体部と、
   前記本体部から突出された第１係合部と、
   を有し、
   前記第２移動機構は、
   前記モータによって回転される第１回転要素と、
   前記第１回転要素に回転方向に間隔をおいて配置され、かつ、前記第１係合部に係合及び解放可能な複数の第２係合部と、
   を有し、
   前記複数の第２係合部は、前記第１回転要素の回転軸からの距離が互いに異なる少なくとも２つの第２係合部を含み、
   前記少なくとも２つの係合部のうち、前記第１回転要素の回転方向で後方に位置する後方第２係合部と前記回転軸との距離は、前記第１回転要素の回転方向で前方に位置し、かつ、前記後方第２係合部よりも先に前記第1係合部に係合する前方第２係合部と前記回転軸との距離よりも短い、打込機。
2. 前記複数の第１係合部は、前記本体部から移動方向に対して交差する方向に突出し、かつ、前記移動方向に間隔をおいて配置され、
   前記複数の第１係合部は、前記本体部からの突出量が互いに異なる少なくとも２つの第１係合部を含む、請求項１記載の打込機。
3. 前記第１方向は、前記打撃機構が第１の位置から第２の位置に向けて移動する方向であり、
   前記第２方向は、前記打撃機構が前記第２の位置から前記第１の位置に向けて移動する方向であり、
   前記打撃機構は、前記第２の位置から前記第１の位置に向けて移動する際に待機位置で停止可能であり、
   前記複数の第２係合部は、
   前記打撃機構を前記待機位置から前記第２方向に移動させる際に前記複数の第１係合部に係合する高負荷係合部と、
   前記打撃機構を前記第２の位置から前記待機位置に移動させる際に前記複数の第１係合部に係合する低負荷係合部と、
   を含み、
   前記第１回転要素の回転中心である第１軸線から前記高負荷係合部までの距離と、前記第１軸線から前記低負荷係合部までの距離とが異なる、請求項１記載の打込機。
4. 前記第１回転要素の外周に設けられ、かつ、前記第１回転要素の回転方向で異なる範囲に設けられた第１領域及び第２領域を有し、
   前記第１領域の半径は、前記第２領域の半径よりも大きく、
   前記第１領域を構成する材料は、前記第２領域を構成する材料よりも高質量であり、
   前記複数の第２係合部は、前記第１領域に対応する箇所に前記第１回転要素の回転方向に設けられている、請求項１記載の打込機。
5. 前記第１移動機構は、気体の圧力で前記打撃機構を前記第１方向に移動させる圧力室を含む、請求項１乃至４の何れか１項記載の打込機。
6. 第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃機構と、
   前記打撃機構を前記第１方向に移動させて止具を打撃させる第１移動機構と、
   を備えた打込機であって、
   モータと、
   前記モータのトルクで回転され、かつ、前記打撃機構を前記第１移動機構の力に抗して前記第２方向に移動させる第２移動機構と、
   を有し、
   前記打撃機構は、
   本体部と、
   前記本体部から突出された第１係合部と、
   を有し、
   前記第２移動機構は、
   前記モータのトルクで第１軸線を中心として回転される第１回転要素と、
   前記第１回転要素に対して回転方向に設けられ、かつ、前記第１係合部に対して係合及び解放可能な第２係合部と、
   前記モータのトルクで第２軸線を中心として回転される第２回転要素と、
   前記第２回転要素に対して回転方向に設けられ、かつ、前記第１係合部に対して係合及び解放可能な第３係合部と、
   を有し、
   前記第２移動機構は、前記第１係合部と前記第２係合部との係合及び解放の後、前記第１係合部と前記第３係合部との係合を行うことで、前記打撃機構を前記第２方向に移動させ、
   前記第２軸線から前記第３係合部までの距離は、前記第１軸線から前記第２係合部までの距離よりも短い、打込機。
7. 前記第１移動機構は、弾性復元力で前記打撃機構を前記第１方向に移動させるスプリングを含む、請求項６記載の打込機。
8. 前記第１方向及び前記第２方向に移動可能であり、かつ、前記打撃機構とは逆方向に移動する反動吸収機構と、
   前記反動吸収機構を前記第２方向に移動させる第３移動機構と、
   前記モータのトルクで回転され、かつ、前記反動吸収機構を前記第３移動機構の力に抗して前記第１方向に移動させる第４移動機構と、
   が設けられ、
   前記反動吸収機構は、
   前記第１方向及び前記第２方向に移動可能なウェイトと、
   前記ウェイトに設けられた第４係合部と、
   を有し、
   前記第４移動機構は、
   前記モータのトルクで第３軸線を中心として回転される第３回転要素と、
   前記第３回転要素に対して回転方向に設けられ、かつ、前記第４係合部に対して係合及び解放可能な複数の第５係合部と、
   を有し、
   前記複数の第５係合部は、前記第３軸線からの距離が互いに異なる少なくとも２つの第５係合部を含む、請求項６または７記載の打込機。

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