JP6967313B2 - 釘打ち装置 - Google Patents

Description

本願は、２０１７年１２月０４に出願された中国出願第２０１７１１２６１４３８．５号、名称「釘打ち装置」に基づく優先権を主張し、その全文を援用し、２０１７年１２月０４日に出願された中国出願第２０１７１１２６１４８３．０号、名称「釘打ち装置」に基づく優先権を主張し、ここにその全文を援用するものである。

本願は、電動工具の技術分野に関し、特に釘打ち装置に関する。

工事建設、家屋建築、室内外装修、家具製造、展示会ブースなどの多くの分野において、固定が必要な部材を釘打ち機で基材上に固定する必要がある。現在、最も多く用いられているのは、圧縮空気を動力源とするエア釘打ち機である。しかしながら、エア釘打ち機の動力源であるエアコンプレッサーは、かさばり重たい装置であり、持ち運びに不便である。そのため、電気を動力源とする釘打ち機が登場することとなった。市販されている電動釘打ち機は、商用電源を電源とし、主に電磁コイルで駆動される電釘打ち機である。電磁コイルで駆動される釘打ち機は、さらに電源コードを必要とし、使い勝手が悪く、電磁コイルの駆動力が明らかに不充分であり、工事での実際の必要性を満たすことができない。発展の趨勢から見て、電池で駆動するいわゆるコードレス釘打ち機にすでに徐々に取って代わられている。

現在、コードレス釘打ち機の主な動作方式は、モータで蓄エネルギー機構を駆動し、エネルギーを蓄えた後に急速に放出し釘打ちするというものである。エネルギーを蓄える方式には、フライホイール機構、ばね機構、圧縮空気機構（圧縮空気機構は、さらに常圧方式と予圧縮方式（高圧方式）に分けることができる）がある。これらの方式は、打撃エネルギーが３０ジュール未満である釘打ち機においては、いずれも良好に使用することができる。しかしながら、フライホイール機構は複雑であり、エネルギーには明らかに限界があり、さらに向上させることは難しい。ばね機構は、釘打ちを直接駆動し、効果が悪い。圧縮空気機構は、特に予圧縮高圧機構の釘打ち効果がよく、他の２種類の蓄エネルギー駆動機構をリードしているが、このタイプの機構は、封止が常に問題であり、封止寿命がこのタイプの機構の欠点となっている。そのため、目前の電動釘打ち機に存在する主な問題は、摩擦損失が大きく、エネルギーが不充分であり、エネルギー効率が高くなく、釘打ち効果が悪く、使用に影響を及ぼすことである。

これに基づき、釘打ち装置を提供する。
上述した目的は、下記の技術手法によって実現される。
釘打ち装置は、
支持構造と、
前記支持構造の中に配置され、エネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構と、
前記支持構造の中に配置され、前記蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを格納するために用いられ、駆動モータおよび前記駆動モータの出力軸上に取り付けられた減速機を含む動力部材と、前記動力部材に接続された偏心部材と、偏心部材に接続された直線移動部材とを含む蓄エネルギー駆動機構と、
前記蓄エネルギー駆動機構によって駆動されて釘を打撃し、釘を基材に打ち込む伝動釘打ち機構とを含み、
エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、前記直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構が前記伝動釘打ち機構によって釘を打撃する。

本願の実施形態または先行技術における技術手法をより明晰に説明するために、次に実施形態または先行技術の記述における用いることが必要な図面について簡単に紹介する。次の記述における図面は、本願の実施形態にすぎず、当業者にとって、創造的な労働を行わない前提の下で、開示された図面に基づきその他の図面をさらに得ることができることは自明のことである。
本願の第１実施形態における釘打ち装置の右側面概略図である。 図１に示す釘打ち装置がエネルギーを蓄えた状態にあるときのＡ−Ａ部分の断面概略図である。 図１に示す釘打ち装置がエネルギー放出状態にあるときのＡ−Ａ部分の断面概略図である。 図１に示す釘打ち装置が梃子によって伝動を行う釘打ち装置の断面概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構の局所装着断面概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構の局所装着概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構の局所分解概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構が蓄エネルギー上死点位置にあるときの概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構がエネルギー放出状態にあるときの概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構がエネルギーを完全に放出したときの概略図である。 図１に示す釘打ち装置における蓄エネルギー駆動機構が蓄エネルギー駆動状態にあるときの概略図である。 本願の第２実施形態における釘打ち装置からケーシングを取り外した右側面図である。 図１２に示す釘打ち装置がエネルギーを蓄えた状態にあるときのＡ−Ａ部分の断面図である。 図１２に示す釘打ち装置がエネルギー放出状態にあるときのＡ−Ａ部分の断面図である。 第２実施形態における釘打ち装置のもう１つの実施態様の断面図である。 本願の第３実施形態における釘打ち装置からケーシングを取り外した右側面図である。 図１６に示す釘打ち装置におけるＡ−Ａ部分の断面図である。 図１７に示す釘打ち装置における偏心軸と転がり軸受の組み合わせの正面図である。 図１８に示す偏心軸と転がり軸受の組み合わせの左側面図である。 図１７に示す釘打ち装置における梃子伝動構造の斜視図である。 図１６に示す釘打ち装置のもう１つの実施態様の構造概略図である。

以下、本願の実施形態における図面と合わせ、本願の実施形態における技術手法について、明晰かつ完全に記述するが、記述する実施形態は、本願の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。本願における実施形態に基づき、当業者が創造的労働を行わない前提の下で得たその他すべての実施形態は、いずれも本願の保護する範囲に属す。

第１実施形態
本願の１つの実施形態は、固定素子を基材上に釘打ちすることにより、固定することが必要な部材を固定素子によって基材上に固定することができる釘打ち装置を提供する。本実施形態では、固定素子は、主に釘をいうが、もちろん、本願の他の実施態様では、固定素子は、釘に類似した他の固定部材であってもよい。本願で提供する釘打ち装置は、比較的大きな釘打ち力を得られるとともに、その構造は依然としてコンパクトさを保っており、比較的高いエネルギー効率を有し、釘打ち効果を高めることができる。

図１から図４に示すように、本願の第１実施形態によって提供される釘打ち装置は、支持構造１００と、支持構造１００の中に配置されエネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構２００と、支持構造１００の中に配置され蓄エネルギー機構２００を駆動してエネルギーを格納するために用いられる蓄エネルギー駆動機構３００と、伝動釘打ち機構４００とを含む釘打ち装置である。蓄エネルギー駆動機構３００は、動力部材３１０と、動力部材３１０に接続された偏心部材３２０と、偏心部材３２０に接続された直線移動部材３３０と、偏心部材３２０と支持構造１００との間に配置され単一方向に沿った偏心部材３２０の回転を制限する片方向ロック構造３４０と、偏心部材３２０の回転位置を検出可能な位置センサとを含む。動力部材３１０は、駆動モータ３１１と、駆動モータ３１１の出力軸上に取り付けられた減速機３１２とを含む。位置センサは、駆動モータ３１１と電気的に接続されている。蓄エネルギー機構２００は、伝動釘打ち機構４００を駆動して釘を打撃し、釘を基材に打ち込む。エネルギーを蓄えるときに、動力部材３１０が偏心部材３２０を回転させ、直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００にエネルギーを貯蔵させる。蓄エネルギー機構２００が最大貯蔵エネルギーに近づいたときに、図９に示すように、偏心部材３２０が上死点位置に近接した状態にある。偏心部材３２０が上死点位置に近接していることを位置センサが検出したときに、すなわち、偏心部材３２０が上死点の０°−２０°前まで駆動されているときに、駆動モータ３１１が動作を停止し、片方向ロック構造３４０が偏心部材３２０に対して逆回転ロックを行う。釘打ちコマンドを受けたときに、駆動モータ３１１が偏心部材３２０を回転させ、極めて短い時間内に上死点位置を通過させ、蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出し、伝動釘打ち機構４００を駆動して釘を打撃し、釘を基材に打ち込む。位置センサ、片方向ロック構造３４０およびモータの組み合わせにより、釘打ち装置の事前蓄エネルギー、急速釘打ちを実現し、釘打ち待ち時間を節約し、釘打ち装置の動作効率を向上させる。

減速機３１２は、駆動モータ３１１の出力軸上に配置され、偏心部材３２０は、減速機３１２の出力端に接続され、直線移動部材３３０に当接している。駆動モータ３１１が出力した運動は、減速機３１２によって減速された後、偏心部材３２０に伝達される。このようにして、トルクを増加させ、蓄エネルギー機構２００に対するエネルギー貯蔵駆動力を高めることができる。減速機３１２としては、遊星減速機を選択することができる。本願の釘打ち装置は、交流電源に接続し、釘打ち装置の駆動を実現することができる。もちろん、本願の釘打ち装置は、蓄電池によって電気エネルギーを提供してもよい。

１つの実施形態において、図３および図４に示すように、直線移動部材３３０は、タペットを含み、タペットの一端は偏心部材３２０に当接し、タペットの他端は蓄エネルギー機構２００に接続されている。もちろん、本願の他の実施形態では、直線移動部材３３０は直線移動を実現可能な他の構造であってもよい。直線移動部材３３０としてタペットを用いる場合、構造が簡単で、安定性が高く、互換性が高いという特長を有する。

１つの実施形態において、図３に示すように、蓄エネルギー機構２００は蓄エネルギーばねを含み、支持構造１００は取り付けキャビティを有し、蓄エネルギーばねは支持構造１００の取り付けキャビティの中に取り付けられる。タペットは、蓄エネルギーばねを駆動し、蓄エネルギーばねにエネルギーを貯蔵させることができる。蓄エネルギーばねがエネルギーを放出するときに、蓄エネルギーばねは、タペットを逆向きに移動させる。蓄エネルギーばねは、エネルギーの格納と放出を実現するために用いられる。蓄エネルギーばねの軸線方向はタペットの移動方向と平行であり、エネルギーを蓄えるときに、蓄エネルギーばねに傾きが生じることを回避する。蓄エネルギーばねの一端は支持構造１００に接続され、他端はタペットに接続される。さらに、蓄エネルギーばねは、圧縮ばねまたはガススプリングである。圧縮ばねまたはガススプリングは、支持構造１００の中に配置され、圧縮ばねまたはガススプリングの一端は支持構造１００に接続され、他端はタペットに接続される。

図４に示すように、１つの実施形態において、伝動釘打ち機構４００は、梃子伝動部材と、釘打ちに用いられる釘打撃部材４２０とを含む。梃子伝動部材の一端は、支持構造１００上に回転可能に固定されている。梃子伝動部材は、中間支点を有し、梃子伝動部材は、中間支点において直線移動部材３３０に接続され、梃子伝動部材の他端は釘打撃部材４２０を動作させることが可能なように釘打撃部材４２０に接続され、直線移動部材３３０は、梃子伝動部材を動かし、梃子伝動部材に釘打撃部材４２０を駆動させ、釘を打撃する。

図３および図５に示すように、選択可能な実施態様として、偏心部材３２０は、偏心軸３２１と、偏心軸３２１上に貫設された軸受とを含む。偏心軸３２１は動力部材３１０によって動作させられることが可能なように動力部材３１０に接続され、軸受は直線移動部材３３０に当接し、動力部材３１０は偏心軸３２１を駆動して軸受を回転させ、軸受は直線移動部材３３０を直線移動させる。好ましくは、軸受は転がり軸受であり、運動伝達の摩擦損失を低減し、直線移動部材３３０に側方向の摩擦力なしに直線移動させ、高い蓄エネルギー効率を保証する。エネルギーを蓄えるときに、偏心軸３２１の偏心運動は、軸受を偏心回転させ、直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００を圧縮し、エネルギーを格納することができる。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、直線移動部材３３０を押して直線移動させ、伝動釘打ち機構４００によって釘を打撃する。

本実施形態の釘打ち装置は、偏心軸３２１と転がり軸受３２２の組み合わせによって、直線移動部材３３０に対して側方向の摩擦がない直線駆動を実現し、側方向の力によって生じる摩擦損失を極めて大きく削減することにより、蓄エネルギー機構２００を高効率に駆動してエネルギーを貯蔵することを実現し、釘打ち装置全体のエネルギー効率を高め、駆動力を小さくし、全体のサイズを小さくし、重量を軽くし、持ち運びをさらに便利にする。蓄電池をエネルギー源として用いる釘打ち装置にとって、摩擦損失を小さくすることは、蓄電池の１回の充電での釘打ち数を大幅に向上させ、動作効率を向上させ、蓄電池の利用率を高めることを意味する。

もちろん、本願の他の実施態様では、偏心部材３２０は、回転軸と、回転軸上に貫設された偏心軸受とを含んでいてもよい。回転軸は動力部材３１０によって動作させられることが可能なように動力部材３１０に接続され、偏心軸受は直線移動部材３３０に当接し、動力部材３１０は回転軸を駆動して偏心軸受を回転させ、偏心軸受は直線移動部材３３０を直線移動させる。エネルギーを蓄えるときに、直線移動部材３３０が蓄エネルギー機構２００を駆動して、エネルギーを格納する。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、直線移動部材３３０を直線移動させ、伝動釘打ち機構４００によって釘を打撃する。

１つの実施形態において、図３および図６に示すように、片方向ロック構造３４０は、支持構造１００と偏心部材３２０との間に配置されている。片方向ロック構造３４０としては、ラチェット構造を選択することができ、片方向ロック機能を実現可能な他の構造を選択することもできる。さらに、片方向ロック構造３４０は、片方向軸受を含み、偏心部材３２０の一端または両端は、片方向軸受によって支持構造１００に回転設置されていてもよい。片方向軸受は、構造が簡単で、互換性が高く、性能が安定し、着脱しやすいという長所を有する。

位置センサとしては、偏心軸の位置情報を探知可能な各種光電センサ、角変位センサまたは近接スイッチなどを選択することができる。位置センサは、偏心部材３２０の回転位置を検出可能な他のセンサであってもよい。位置センサは、駆動モータ３１１と電気的に接続され、偏心部材３２０が駆動され上死点位置に近接したときに、位置センサが信号を発し、駆動モータ３１１が動作を停止するよう制御する。具体的な実施形態において、位置センサは、光電式角変位センサであり、エネルギーを最大限に蓄えた状態に近い上死点位置まで偏心軸３２１が回転した時、光電式角変位センサが信号を出し、駆動モータ３１１が回転を停止する。釘打ちコマンドを受けたときに、駆動モータ３１１が偏心軸３２１を動かして上死点位置を超えさせ、釘打ちが終了した後、釘打ち装置が自動的に次のエネルギーを蓄えるプロセスに入り、駆動モータ３１１が偏心軸３２１を回転させてエネルギーを蓄える。偏心部材３２０が上死点位置の０°〜２０°前にあることを位置センサが検出したときに、駆動モータ３１１が動作を停止し、片方向ロック構造３４０が偏心部材３２０に対して逆方向ロックを行う。偏心部材３２０が蓄エネルギー機構２００の駆動下で逆回転しないだけでなく、上死点位置を超えて誤って釘打ちすることもなく、釘打ち装置が釘打ち準備状態にある。釘打ち装置が次の釘打ちコマンドを受けたときに、偏心部材３２０は、さらに０°〜２０°駆動されるだけで、釘打ち動作を実現することができ、釘打ち待ち時間を大幅に短縮でき、釘打ち効率を保証する。

図６および図７に示すように、１つの実施形態において、蓄エネルギー駆動機構３００は、ワンウェイクラッチ３５０をさらに含む。ワンウェイクラッチ３５０は、動力部材３１０の出力軸と偏心部材３２０との間に取り付けられている。図８および図１１に示すように、蓄エネルギー機構２００がエネルギーを貯蔵するときに、ワンウェイクラッチ３５０は接続位置にあり、動力部材３１０がワンウェイクラッチ３５０によって偏心部材３２０を回転させ、偏心部材３２０が直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００を駆動してエネルギーを蓄える。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、図９および図１０に示すように、ワンウェイクラッチ３５０は分離位置にあり、蓄エネルギー機構２００が直線移動部材３３０を直線移動させ、伝動釘打ち機構４００によって釘を打撃し、釘を基材に打ち込む。ワンウェイクラッチ３５０の作用によって、蓄エネルギー機構２００が釘打ち時にエネルギーを迅速に放出することができ、釘打ち時の機構の移動速度を高め、釘打ち効果を保証する。

ワンウェイクラッチ３５０は、動力部材３１０が偏心軸３２１を回転させエネルギーを蓄えるときに、常に接続位置にある。蓄エネルギー機構の駆動下で、偏心軸３２１の回転速度が動力部材３１０の出力軸の回転速度を超えたときに、ワンウェイクラッチ３５０は、常に分離位置にある。ワンウェイクラッチ３５０が偏心軸３２１を回転させるときに、偏心軸３２１は直線移動部材３３０を駆動して蓄エネルギー機構２００にエネルギーを貯蔵させる。このとき、ワンウェイクラッチ３５０は接続位置にあり、駆動モータ３１１はワンウェイクラッチ３５０によって偏心軸３２１を動作させることが可能なように偏心軸３２１に接続されている。このとき、駆動モータ３１１の動力は、ワンウェイクラッチ３５０によって偏心軸３２１に伝達され、偏心軸３２１を動かす。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、図９および図１０に示すように、蓄エネルギー機構が直線移動部材３３０を動かし、直線移動部材３３０が偏心軸３２１を押して回転させ、偏心軸３２１の回転速度が動力部材３１０の出力軸の回転速度を超え、ワンウェイクラッチ３５０が分離位置にある。このようにして、偏心軸３２１は、直線移動部材３３０の駆動下で、自由に急速回転することができ、少ないエネルギー消費で、蓄エネルギー機構２００上に蓄積された大部分のエネルギーによって、迅速に伝動釘打ち機構４００を介して釘を打撃し、釘を基材に打ち込む。図１１に示すように、蓄エネルギー機構２００がエネルギーの放出を終えると、ワンウェイクラッチ３５０が再び接触状態に入り、次のエネルギーを蓄えるプロセスに入る。

本願の釘打ち装置は、ワンウェイクラッチ３５０によって、駆動モータ３１１の動力の片方向伝達を実現し、駆動モータ３１１の駆動力が偏心軸３２１を直線移動部材３３０を動かし蓄エネルギー機構２００でエネルギーを貯蔵することを保証するとともに、釘打ち時に蓄エネルギー機構２００上のエネルギーが迅速に放出されることを保証することができ、釘打ち効果を保証する。実現可能な形態として、図５から図７に示すように、ワンウェイクラッチ３５０は、偏心部材３２０上に配置された駆動ピン３５１、接続軸３５２および駆動ディスク３５３を含む。駆動ディスク３５３は、減速機３１２によって動作させられることが可能なように減速機３１２の出力軸に接続されている。

さらに、駆動ピン３５１の数は２つであり、２つの駆動ピン３５１は偏心軸３２１の減速機３１２側の端の端面上に配置され、２つの駆動ピン３５１を結ぶ線は、偏心軸３２１の回転中心を通る。接続軸３５２の両側には、それぞれ伝動ダイヤル３５２１が配置されている。２つの伝動ダイヤル３５２１は、偏心軸３２１の回転方向に沿って対向して固定されている。駆動ディスク３５３の中心には、伝動通し穴が設けられている。伝動通し穴の側壁上に、２つの伝動突起３５３１が設けられている。２つの伝動突起３５３１を結ぶ線は、駆動ディスク３５３の回転中心を通る。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを蓄えるときに、減速機３１２の出力端が駆動ディスク３５３を回転させ、駆動ディスク３５３の２つの伝動突起３５３１が接続軸３５２の一方の側の伝動ダイヤル３５２１と接触することにより、駆動ディスク３５３が接続軸３５２を回転させる。接続軸３５２の他方の側の伝動ダイヤル３５２１が２つの駆動ピン３５１と接触することにより、接続軸３５２が偏心軸３２１を回転させる。偏心軸３２１が直線移動部材３３０を動かすことにより、蓄エネルギー機構２００を駆動してエネルギーを蓄える。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、直線移動部材３３０が偏心軸３２１を駆動して急速回転させる。駆動ピン３５１の回転速度は接続軸３５２の回転速度よりも大きく、駆動ピン３５１と接続軸３５２が離隔する。駆動ピン３５１が逆向きに接続軸３５２の一方の側の伝動ダイヤル３５２１と接触し接続軸３５２を回転させるときに、接続軸３５２の回転速度が駆動ディスク３５３の回転速度よりも大きい。接続軸３５２の他方の側の伝動ダイヤル３５２１と駆動ディスク３５３の伝動突起３５３１は離隔する。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するプロセスにおいて、偏心部材３２０を回転させるだけで、蓄エネルギー機構２００上に蓄積された大部分のエネルギーによって、迅速に伝動釘打ち機構４００を介して釘を打撃し、釘を基材に打ち込む。他の実施形態では、ワンウェイクラッチ３５０は、ウェッジ式ワンウェイクラッチ、ローラ式ワンウェイクラッチ、ラチェット式ワンウェイクラッチ、または他のタイプのワンウェイクラッチであってもよい。

第２実施形態
図１２、図１３および図１４を参照すると、図１２は、本願の実施形態の釘打ち装置の右側面図であり、図１３および図１４は、図１２に示す釘打ち装置におけるＡ−Ａ部分の断面図である。図１３は、釘打ち装置がエネルギーを完全に蓄えた状態にある構造概略図であり、図１４は、釘打ち装置がエネルギーを完全に放出した状態にある構造概略図である。本願の１つの実施形態は、固定素子を基材上に釘打ちすることにより、固定することが必要な部材を固定素子によって基材上に固定することができる釘打ち装置を提供する。本実施形態では、固定素子は、主に釘をいうが、もちろん、本願の他の実施態様では、固定素子は、釘に類似した他の固定部材であってもよい。本願で提供する釘打ち装置は、比較的大きな釘打ち力を得られるとともに、その構造は依然としてコンパクトさを保っており、比較的高いエネルギー効率を有し、釘打ち効果を高めることができる。

図１２から図１４に示すように、本願の１つの実施形態によって提供される釘打ち装置は、支持構造と、支持構造の中に配置されエネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構２００と、支持構造の中に配置され蓄エネルギー機構２００を駆動してエネルギーを格納するために用いられる蓄エネルギー駆動機構３００と、伝動釘打ち機構４００とを含む釘打ち装置である。蓄エネルギー駆動機構３００は、動力部材３１０と、動力部材３１０に接続された偏心部材３２０と、偏心部材３２０に当接された直線移動部材３３０とを含む。動力部材３１０は、駆動モータ３１１と、駆動モータ３１１の出力軸上に取り付けられた減速機３１２とを含む。伝動釘打ち機構４００は、支持構造の中に配置され、伝動釘打ち機構４００は、釘打撃部材４２０と、液圧伝動部材４１０とを含み、釘打撃部材４２０および蓄エネルギー機構２００は、それぞれ液圧伝動部材４１０に接続され、液圧伝動部材４１０は、蓄エネルギー機構２００が放出するエネルギーを釘打撃部材４２０の直線移動に変換することができ、釘を基材に打ち込む。エネルギーを蓄えるときに、動力部材３１０が偏心部材３２０を回転させ、直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００にエネルギーを貯蔵させる。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、蓄エネルギー機構２００が液圧伝動部材４１０によって釘打撃部材４２０を動かし、釘を打撃する。

上記釘打ち装置は、偏心部材３２０を用いて蓄エネルギー機構２００を駆動して、エネルギーを格納し、蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するプロセスにおいて、液圧伝動部材４１０によって、蓄エネルギー機構２００が出力した直線移動を釘打撃部材４２０の直線移動に変換し、釘を基材に打ち込む。偏心部材３２０は、偏心軸上の転がり軸受によって、エネルギーを蓄えるときの摩擦損失を低減することができ、蓄エネルギー機構２００に対して高効率でエネルギーを蓄えることを実現する。実験では、本願の手法を用い、３００ワットのモータおよび減速比が約１００の遊星減速機で蓄エネルギー機構２００を駆動し、６５ジュールの蓄積エネルギーが得られた。従来の電動釘打ち機では、同様の条件下で、３５ジュール未満の蓄エネルギーしか得られなかった。液圧伝動部材４１０は、比較的高いエネルギー伝達プロセスにおいても、依然として伝動効率の高さ、安定性および構造の簡単さ、コンパクトさを兼ね揃えることができる。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構２００は、分離状態にあるワンウェイクラッチ３４０によって、急速エネルギー放出を実現する。構造が簡単で信頼性が高く、釘打ち効果を向上させることができる。

本願の蓄エネルギー駆動機構３００は、効率が高く、エネルギー放出機構は、簡単で信頼性が高く、現在の電動釘打ち機は蓄エネルギー摩擦損失が大きく、エネルギー効率が高くなく、機構の信頼性が悪く、釘打ち効果が悪いという問題を有効に解決し、駆動力を小さくし、エネルギー損失を低減し、全体のサイズを小さくし、重量を軽くすることを実現することができ、持ち運びに便利という効果を有する。

支持構造は、メインフレーム支持構造であり、支持構造は、蓄エネルギー駆動機構３００を取り付けるための取り付け部と、蓄エネルギー機構２００を取り付ける取り付け部と、伝動釘打ち機構４００を取り付けるための接続部とを含む。

減速機３１２は、駆動モータ３１１の出力軸上に配置され、偏心部材３２０は、減速機３１２の出力端に接続され、直線移動部材３３０に当接し、駆動モータ３１１が出力した運動は、減速機３１２によって減速された後、偏心部材３２０に伝達される。このようにして、トルクを増加させ、蓄エネルギー機構２００に対するエネルギー貯蔵駆動力を高めることができる。減速機３１２としては、遊星減速機を選択することができる。本願の釘打ち装置は、交流電源に接続し、釘打ち装置の駆動を実現することができる。もちろん、本願の釘打ち装置は、蓄電池によって電気エネルギーを提供して、釘打ち装置の駆動を実現してもよい。

選択可能な実施態様として、偏心部材３２０は、偏心軸と、偏心軸上に貫設された軸受とを含む。偏心軸は動力部材３１０によって動作させられることが可能なように動力部材３１０に接続され、軸受は直線移動部材３３０に当接し、動力部材３１０は偏心軸を駆動して軸受を回転させ、軸受は直線移動部材３３０を直線移動させる。好ましくは、軸受は転がり軸受であり、運動伝達の摩擦損失を低減し、直線移動部材３３０に側方向の摩擦力なしに直線移動させ、高い蓄エネルギー効率を保証する。エネルギーを蓄えるときに、偏心軸の偏心運動は、軸受を偏心回転させ、直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００を圧縮し、エネルギーを格納することができる。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、直線移動部材３３０を押して直線移動させ、液圧伝動部材４１０によって釘打撃部材４２０を動かし、釘を打撃する。

もちろん、本願の他の実施態様では、偏心部材３２０は、回転軸と、回転軸上に貫設された偏心軸受とを含んでいてもよい。回転軸は動力部材３１０によって動作させられることが可能なように動力部材３１０に接続され、偏心軸受は直線移動部材３３０に当接し、動力部材３１０は回転軸を駆動して偏心軸受を回転させ、偏心軸受は直線移動部材３３０を直線移動させる。エネルギーを蓄えるときに、直線移動部材３３０が蓄エネルギー機構２００を駆動して、エネルギーを格納する。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、直線移動部材３３０を直線移動させ、液圧伝動部材４１０によって釘打撃部材４２０を動かし、釘を打撃する。

本実施形態の釘打ち装置は、偏心軸と転がり軸受の組み合わせによって、直線移動部材３３０に対して側方向の摩擦がない直線駆動を実現し、側方向の力によって生じる摩擦損失を極めて大きく削減することにより、蓄エネルギー機構２００を高効率に駆動してエネルギーを貯蔵することを実現し、釘打ち装置全体のエネルギー効率を高め、駆動力を小さくし、全体のサイズを小さくし、重量を軽くし、持ち運びをさらに便利にする。蓄電池をエネルギー源として用いる釘打ち装置にとって、摩擦損失を小さくすることは、蓄電池の１回の充電での釘打ち数を大幅に向上させ、動作効率を向上させ、蓄電池の利用率を高めることを意味する。

１つの実施形態において、支持構造の中に連通キャビティ１１０が設けられ、液圧伝動部材４１０は、連通キャビティ１１０により互いに連通した第１のシリンダ４１１および第２のシリンダ４１３を含む。連通キャビティ１１０ならびに第１のシリンダ４１１および第２のシリンダ４１３は、いずれも支持構造に固定されている。連通キャビティ１１０と第１のシリンダ４１１および第２のシリンダ４１３との間には液体が封じ込まれている。第１のシリンダ４１１内には第１のピストン４１２が配置され、第１のピストン４１２は第１のシリンダ４１１の内壁と摺動係合している。釘打撃部材４２０の釘とは反対側の一端には第２のピストン４１４が配置され、第２のピストン４１４は第２のシリンダ４１３の内壁と摺動係合している。蓄エネルギー機構２００と釘打撃部材４２０は、互いに連通した内径が異なるシリンダによって連通し、内径が異なるシリンダを用いることにより、蓄エネルギー機構２００と釘打撃部材４２０との間の異なる伝動比を簡単に実現することができる。エネルギーを蓄えるプロセスにおいて、直線移動部材３３０に押し動かされ、第１のピストン４１２は、第１のシリンダ４１１の軸方向に沿って連通キャビティ１１０の外側に向かって動き、蓄エネルギー機構２００の中のガススプリング（または機械ばね）を圧縮してエネルギーを蓄え、液体が第１のシリンダ４１１内を流れる。第２のピストン４１４は、負圧および戻しばね（図示せず）の作用の下で、第２のシリンダ４１３の軸方向に沿って連通キャビティ１１０の内側に向かって動く。エネルギーを放出するときに、蓄エネルギー機構２００が第１のピストン４１２を押し動かし、第１のシリンダ４１１の軸方向に沿って連通キャビティ１１０の内側に向かって動き、液体を押圧する。押圧された液体は、第２のシリンダ４１３の中の第２のピストン４１４を駆動し、軸方向に沿って連通キャビティ１１０の外側に向けて動かし、釘打撃部材４２０を直線移動させ、釘を基材に打ち込む。１つの実施形態において、直線移動部材３３０は、タペットを含む。タペットの一端は偏心部材３２０に当接し、タペットの他端は蓄エネルギー機構２００に接続されている。

１つの実施形態において、図１５に示すように、蓄エネルギー機構２００は蓄エネルギーばねを含み、支持構造は取り付けキャビティを有している。蓄エネルギーばねは支持構造の取り付けキャビティの中に取り付けられる。タペットは、蓄エネルギーばねを圧縮し、蓄エネルギーばねにエネルギーを貯蔵させることができる。蓄エネルギーばねがエネルギーを放出するときに、蓄エネルギーばねは、タペットを逆向きに移動させる。蓄エネルギーばねは、エネルギーの格納と放出を実現するために用いられる。蓄エネルギーばねの軸線方向はタペットの移動方向と平行であり、エネルギーを蓄えるときに、蓄エネルギーばねに傾きが生じることを回避する。蓄エネルギーばねの一端は取り付けキャビティの頂壁と接触し、他端は第１のピストン４１２の一方の側に当接し、第１のピストン４１２の他方の側は、タペットに接続されている。さらに、蓄エネルギーばねは、圧縮ばね（図１５）またはガススプリング（図１３、図１４）である。圧縮ばねまたはガススプリングは、支持構造の中に配置され、圧縮ばねまたはガススプリングの一端は支持構造に当接し、圧縮ばねまたはガススプリングの他端は第１のピストン４１２に接続され、第１のピストン４１２の他端はタペットに接続されている。図１３、図１４に示すように、もう１つの実施形態において、蓄エネルギー機構２００は、気体を封じ込める圧縮および放出によって、エネルギーを蓄えエネルギーを放出するプロセスを完了する。

１つの実施形態において、蓄エネルギー駆動機構３００は、ワンウェイクラッチ３４０をさらに含む。ワンウェイクラッチ３４０は、動力部材３１０の出力軸と偏心部材３２０との間に取り付けられている。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを貯蔵するときに、ワンウェイクラッチ３４０が接続位置にあり、動力部材３１０がワンウェイクラッチ３４０によって偏心部材３２０を回転させ、偏心部材３２０が直線移動部材３３０を直線移動させ、蓄エネルギー機構２００を駆動してエネルギーを蓄える。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、ワンウェイクラッチ３４０が分離位置にあり、蓄エネルギー機構２００が直線移動部材３３０を直線移動させ、液圧伝動部材４１０によって釘打撃部材４２０を動かし、釘を打撃する。ワンウェイクラッチ３４０の作用によって、蓄エネルギー機構２００が釘打ち時にエネルギーを迅速に放出することができ、釘打ち時の機構の移動速度を高め、釘打ち効果を保証する。

ワンウェイクラッチ３４０は、動力部材３１０が偏心軸を回転させるときに、常に接続位置にある。偏心軸の回転速度が動力部材３１０の出力軸の回転速度を超えたときに、ワンウェイクラッチ３４０は、常に分離位置にある。ワンウェイクラッチ３４０が偏心軸を回転させるときに、偏心軸が直線移動部材３３０を駆動して蓄エネルギー機構２００にエネルギーを貯蔵させる。このとき、ワンウェイクラッチ３４０は接続位置にあり、動力部材３１０はワンウェイクラッチ３４０によって偏心軸を動作させることが可能なように偏心軸に接続される。このとき、動力部材３１０の動力は、ワンウェイクラッチ３４０によって偏心軸に伝達され、偏心軸を動かす。蓄エネルギー機構２００がエネルギーを放出するときに、蓄エネルギー機構２００が液圧伝動部材４１０によって釘打撃部材４２０を動かし、釘打撃の動作を完了する。同時に、直線移動部材３３０を動かし、直線移動部材３３０が偏心軸を押して回転させ、偏心軸の回転速度が動力部材３１０の出力軸の回転速度を超え、ワンウェイクラッチ３４０が分離位置にあり、偏心軸が減速機３１２の出力軸を回転させることができないようにする。このようにして、偏心軸は、直線移動部材３３０の駆動下で、自由に急速回転することができ、少ないエネルギー消費で、蓄エネルギー機構２００上に蓄積された大部分のエネルギーを、迅速に液圧伝動部材４１０によって出力し、釘を打撃し、釘打ち操作を実現する。

本願の釘打ち装置は、ワンウェイクラッチ３４０によって、駆動モータ３１１の動力の片方向伝達を実現し、駆動モータ３１１の駆動力が偏心軸を直線移動部材３３０を動かし蓄エネルギー機構２００でエネルギーを貯蔵することを保証するとともに、釘打ち時に蓄エネルギー機構２００上のエネルギーが迅速に放出されることを保証することができ、釘打ち効果を保証する。ワンウェイクラッチ３４０としては、ウェッジ式ワンウェイクラッチ、ローラ式ワンウェイクラッチ、ラチェット式ワンウェイクラッチ、または他のタイプのワンウェイクラッチを選択することができる。

第３実施形態
図１６および図１７を参照すると、図１６は、本願の第３実施形態の釘打ち装置１００の右側面図であり、図１７は、図１６に示す釘打ち装置１００におけるＡ−Ａ部分の断面図である。本願は、固定素子を基材上に釘打ちすることにより、固定することが必要な部材を固定素子によって基材上に固定することができる釘打ち装置１００を提供する。本実施形態では、固定素子は、主に釘をいうが、もちろん、本願の他の実施態様では、固定素子は、釘に類似した他の固定部材であってもよい。本願の釘打ち設置は、側方向の力によって生じる摩擦損失を削減し、釘打ちプロセスにおけるエネルギー損失を低減し、釘打ち時の移動速度を高め、釘打ち装置１００全体のエネルギー効率を高め、釘打ち効果を高めることができる。

図１６および図１７において、釘打ち装置１００は、支持構造であるメインフレーム１１０と、弾性蓄エネルギー機構１４０と、蓄エネルギー駆動機構１２０と、伝動釘打ち機構１５０とを含む。蓄エネルギー駆動機構１２０、伝動釘打ち機構１５０、弾性蓄エネルギー機構１４０は、いずれもメインフレーム１１０によって支持され接続される。

支持構造としては、メインフレーム支持構造を選択することができ、メインフレーム支持構造は、ケーシングと、メインフレーム１１０とを含む。ケーシングは、メインフレーム１１０上に覆設され、ケーシングおよびメインフレーム１１０は、共同で各運動機構を支えている。もちろん、支持構造は、筐体支持構造であってもよく、筐体支持構造は、ケーシングまたは筐体のみを含み、ケーシングまたは筐体の内壁上に伸出部が設けられ、各運動機構はいずれも伸出部上に取り付けられる。

蓄エネルギー機構は、弾性蓄エネルギー機構１４０である。弾性蓄エネルギー機構１４０は、支持構造の中のメインフレーム１１０上に取り付けられている。蓄エネルギー駆動機構１２０は、支持構造の中のメインフレーム１１０上に取り付けられている。蓄エネルギー駆動機構１２０は、本願の釘打ち装置１００の動力源であり、エネルギーを弾性蓄エネルギー機構１４０の中に格納することができ、他の各部品を動かすことを実現することにより、釘打ち操作を実現する。伝動釘打ち機構１５０は、支持構造の中のメインフレーム１１０の中に運動可能に取り付けられている。伝動釘打ち機構１５０は、直線移動部材によって弾性蓄エネルギー機構１４０に接続されている。弾性蓄エネルギー機構１４０は、エネルギーの格納と放出を実現するために用いられる。エネルギーを蓄えるときに、蓄エネルギー駆動機構１２０が弾性蓄エネルギー機構１４０を動かし、エネルギーを弾性蓄エネルギー機構１４０の中に格納する。エネルギーを放出するときに、弾性蓄エネルギー機構１４０が直線移動部材によって伝動釘打ち機構１５０を動かすことができ、伝動釘打ち機構１５０によって釘を基材に打ち込む。

具体的には、蓄エネルギー駆動機構１２０は、動力部材と、動力部材によって動作させられることが可能なように動力部材に接続された偏心部材と、偏心部材に接続された直線移動部材とを含む。動力部材は、支持構造の中のメインフレーム１１０上に固定され、偏心部材は、動力部材の出力軸上に取り付けられ、直線移動部材は、偏心部材と弾性蓄エネルギー機構１４０を接続している。動力部材は、偏心部材を回転させ、偏心部材の回転は、直線移動部材によって直線移動に変わり、直線移動部材は、弾性蓄エネルギー機構１４０を駆動してエネルギーを貯蔵する。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、弾性蓄エネルギー機構１４０は、直線移動部材によって伝動釘打ち機構１５０を押し動かし、伝動釘打ち機構１５０を動かし、釘を打撃する。

好ましくは、動力部材は、駆動モータ１２１と、減速機１２４とを含み、駆動モータ１２１によって弾性蓄エネルギー機構１４０の蓄エネルギーのために動力を提供する。減速機１２４は、駆動モータ１２１の出力軸上に配置され、偏心部材は減速機１２４の出力端に接続され、直線移動部材上に接続され、駆動モータ１２１が出力した運動は、減速機１２４によって減速された後、偏心部材に伝達される。このようにして、トルクを増加させ、弾性蓄エネルギー機構１４０に対するエネルギー貯蔵駆動力を高めることができる。減速機１２４としては、遊星減速機を選択することができる。

本願の釘打ち装置１００は、交流電源に接続し、釘打ち装置１００の駆動を実現することができる。このとき、駆動モータ１２１は交流モータである。もちろん、本願の釘打ち装置１００は、蓄電池によって電気エネルギーを提供して、釘打ち装置１００の駆動を実現してもよい。このとき、駆動モータ１２１は直流モータである。

本実施形態において、直線移動部材は、タペット１２６とすることができる。もちろん、本願の他の実施形態では、直線移動部材は直線移動を実現可能な他の構造であってもよい。選択可能な実施態様として、偏心部材は、偏心軸１２２と、偏心軸１２２上に貫設された軸受１２５とを含む。偏心軸１２２は動力部材によって動作させられることが可能なように動力部材に接続され、軸受１２５はタペット１２６に当接し、動力部材は偏心軸１２２を駆動して軸受１２５を回転させ、軸受１２５はタペット１２６を直線移動させる。好ましくは、軸受は転がり軸受１２５であり、運動伝達の摩擦損失を低減し、タペット１２６に側方向の摩擦力なしに直線移動させ、高い蓄エネルギー効率を保証する。エネルギーを蓄えるときに、偏心軸１２２の偏心運動は、軸受を偏心回転させ、タペット１２６を直線移動させ、弾性蓄エネルギー機構１４０を圧縮し、エネルギーを格納することができる。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、タペット１２６を押して直線移動させ、伝動釘打ち機構１５０に釘打ち運動をさせる。

もちろん、本願の他の実施態様では、偏心部材は、回転軸と、回転軸上に貫設された偏心軸受とを含んでもよい。回転軸は動力部材によって動作させられることが可能なように動力部材に接続され、偏心軸受はタペット１２６に当接し、動力部材は回転軸を駆動して偏心軸受を回転させ、偏心軸受はタペット１２６を直線移動させる。エネルギーを蓄えるときに、タペット１２６が弾性蓄エネルギー機構１４０を駆動してエネルギーを格納する。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、タペット１２６を直線移動させ、伝動釘打ち機構１５０を動かし、釘打ち動作を完了する。

支持機構は、ガイド機能をさらに有していてもよい。例えば、支持構造のメインフレーム１１０において、タペット１２６のためにガイド溝を設ける。この場合、ガイド溝は、タペット１２６が直線移動を行うために係合を提供し、タペット１２６がガイド溝の軸方向に沿ってのみ直線移動できるようにし、弾性蓄エネルギー機構１４０が順調にエネルギーを蓄えエネルギーを放出することを保証する。

本実施形態では、偏心部材は、偏心軸１２２と、偏心軸１２２上に配置された転がり軸受１２５とを含む。駆動モータ１２１は、偏心軸１２２を回転させることができ、偏心軸１２２とタペット１２６との間が転がり軸受１２５によって接続されているため、偏心軸１２２は転がり軸受１２５の内輪に接続され、転がり軸受１２５の外輪はタペット１２６に当接する。このようにして、偏心軸１２２が回転するときに、偏心軸１２２の回転が転がり軸受１２５の内輪によって実現され、転がり軸受１２５の外輪を回転させることがなく、かつ、偏心軸１２２の偏心運動が転がり軸受１２５全体を偏心回転させることにより、タペット１２６を直線移動させることができる。タペット１２６の端部が弾性蓄エネルギー機構１４０に接続されているため、タペット１２６の直線移動によって弾性蓄エネルギー機構１４０を駆動しエネルギーを蓄えることができる。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、タペット１２６を押し動かして、エネルギーを蓄えるときとは逆の直線移動を行わせ、伝動釘打ち機構１５０を動かし、釘打ち動作を完了する。

本願の釘打ち装置１００は、偏心軸１２２と転がり軸受１２５の組み合わせによって、タペット１２６に対して側方向の摩擦のない直線駆動を実現し、側方向の力によって生じる摩擦損失を極めて大きく削減することにより、弾性蓄エネルギー機構１４０を高効率に駆動してエネルギーを貯蔵することを実現し、釘打ち装置１００全体のエネルギー効率を高め、駆動力を小さくし、全体のサイズを小さくし、重量を軽くし、持ち運びをさらに便利にする。蓄電池をエネルギー源として用いる釘打ち装置１００にとって、摩擦損失を小さくすることは、蓄電池の１回の充電での釘打ち数を大幅に向上させ、動作効率を向上させ、蓄電池の利用率を高めることを意味する。

例を挙げて説明すると、本願の釘打ち装置１００は、３００ワットのモータを用いて減速比が約１００である遊星減速機の条件の下で、本願の手法を用いてばね蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを蓄え、６５ジュールの弾性蓄積エネルギーが得られたが、従来の電動き釘打ち機では、同様の条件下で、３５ジュール未満の蓄エネルギーしか得られなかった。本願の釘打ち装置１００は、他のタイプのモータを用いても、従来の電動釘打ち機に比べ、同様の条件で、エネルギーを良好に蓄積することができ、釘打ち効果を保証することができると理解することができる。

図１７から図１９を参照すると、図１８は、図１７に示す釘打ち装置１００における偏心軸１２２と転がり軸受１２５の組み合わせの正面図であり、図１９は、図１８に示す偏心軸１２２と転がり軸受１２５の組み合わせの左側面図である。蓄エネルギー駆動機構１２０は、ワンウェイクラッチ１２３をさらに含み、ワンウェイクラッチ１２３は、動力部材の出力軸と偏心部材との間に取り付けられている。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを貯蔵するときに、ワンウェイクラッチ１２３が接続位置にあり、動力部材はワンウェイクラッチ１２３によって偏心部材を回転させ、偏心部材がタペット１２６を直線移動させ、タペット１２６が弾性蓄エネルギー機構１４０を駆動してエネルギーを蓄える。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、ワンウェイクラッチ１２３が分離位置にあり、弾性蓄エネルギー機構１４０がタペット１２６を直線移動させ、タペット１２６が伝動釘打ち機構を駆動して釘打ち動作を完了する。ワンウェイクラッチ１２３の作用によって、弾性蓄エネルギー機構１４０が釘打ち時にエネルギーを迅速に放出することができ、釘打ち時の機構の移動速度を高め、釘打ち効果を保証する。

ワンウェイクラッチ１２３は、動力部材が偏心軸１２２を回転させるときに、常に接続位置にある。偏心軸１２２の回転速度が動力部材の出力軸の回転速度を超えたときに、ワンウェイクラッチ１２３は、常に分離位置にある。ワンウェイクラッチ１２３が偏心軸１２２を回転させるときに、偏心軸１２２がタペット１２６を駆動して弾性蓄エネルギー機構１４０にエネルギーを貯蔵させる。このとき、ワンウェイクラッチ１２３は接続位置にあり、駆動モータ１２１はワンウェイクラッチ１２３によって偏心軸１２２を動作させることが可能なように偏心軸１２２に接続されている。このとき、駆動モータ１２１の動力は、ワンウェイクラッチ１２３によって偏心軸１２２に伝達され、偏心軸１２２を動かす。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、弾性蓄エネルギー装置がタペット１２６を押し動かし、タペット１２６が偏心軸１２２を押して回転させ、偏心軸１２２の回転速度が動力部材の出力軸の回転速度を超え、ワンウェイクラッチ１２３が分離位置にあり、タペット１２６が伝動釘打ち機構１５０を駆動して急速移動させる。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出し、弾性蓄エネルギー機構１４０はタペット１２６を駆動することにより偏心軸１２２を動かすことができ、ワンウェイクラッチ１２３を分離位置にし、偏心軸１２２が減速機１２４の出力軸を回転させることができないようにする。このようにして、偏心軸１２２は、タペット１２６の駆動下で、自由に急速回転することができ、少ないエネルギー消費で、弾性蓄エネルギー機構１４０上に蓄積された大部分のエネルギーを、迅速に伝動釘打ち機構によって出力し、釘を打撃し、釘打ち操作を実現する。

本願の釘打ち装置１００は、ワンウェイクラッチ１２３によって、駆動モータ１２１の動力の単方向伝達を実現し、駆動モータ１２１の駆動力が偏心軸１２２を駆動してタペット１２６を動かし弾性蓄エネルギー機構１４０でエネルギーを貯蔵することを保証するとともに、釘打ち時に弾性蓄エネルギー機構１４０上のエネルギーが迅速に放出されることを保証することができ、釘打ち効果を保証する。ワンウェイクラッチ１２３としては、ウェッジ式ワンウェイクラッチ、ローラ式ワンウェイクラッチ、ラチェット式ワンウェイクラッチ、または他のタイプのワンウェイクラッチを選択することができる。本実施形態では、ワンウェイクラッチ１２３は、ラチェット式クラッチである。ラチェット式クラッチは、ラチェット歯１２３１と、ラチェット爪１２３２とを含む。ラチェット歯１２３１は、減速機１２４の出力軸上に貫設され、ラチェット爪１２３２は、偏心軸１２２上に設けられている。ラチェット式ワンウェイクラッチが接合するときに、ラチェット爪１２３２がラチェット歯１２３１に食い込み、減速機１２４が駆動トルクをラチェット歯１２３１に伝達し、ラチェット歯１２３１が回転してラチェット爪１２３２を動かし、偏心軸１２２を押して回転させ、偏心軸１２２が転がり軸受１２５によってタペット１２６を押して直線移動させ、弾性蓄エネルギー機構１４０にエネルギーを蓄えさせる。エネルギーを蓄えることが完了し、偏心軸１２２が死点を通過した後、ラチェット式ワンウェイクラッチは分離した状態にあり、ラチェット爪１２３２がラチェット歯１２３１を超え、タペット１２６が弾性蓄エネルギー機構１４０によって押し動かされ、偏心軸１２２が減速機１２４を動かすことなく、自ら急速回転し、弾性蓄エネルギー機構１４０が集めたエネルギーが迅速に釘打ち機構によって出力され、釘打ち動作を完了する。ラチェット式ワンウェイクラッチは、弾性部材１２３３をさらに含み、弾性部材１２３３は偏心軸１２２上に配置され、ラチェット歯１２３１に当接し、エネルギーを蓄えエネルギーを放出するプロセスにおけるワンウェイクラッチの単方向での機能を保証する。

可能な実施態様として、支持構造であるメインフレーム１１０は、蓄エネルギー駆動機構１２０を取り付けるための取り付け部と、伝動釘打ち機構１５０を取り付ける接続部とを含む。本実施形態では、取り付け部と接続部は、いずれもメインフレーム１１０の一部である。取り付け部は取り付け穴を有し、動力部材は取り付け部に取り付けられ、偏心軸１２２は取り付け穴に穿設され、取り付け部には取り付けキャビティを有し、弾性蓄エネルギー機構１４０は取り付けキャビティの中に配置されている。また、メインフレーム１１０は、一体成形方式を採用して加工することができる。これによって、装着工程が少なくなるとともに、機構の信頼性を保証することができる。

さらに、弾性蓄エネルギー機構１４０は蓄エネルギーばねを含み、メインフレーム１１０は取り付けキャビティを有し、蓄エネルギーばねは支持構造の取り付けキャビティの中に取り付けられる。タペット１２６は、蓄エネルギーばねを駆動し、蓄エネルギーばねにエネルギーを貯蔵させることができる。蓄エネルギーばねがエネルギーを放出するときに、タペット１２６を逆向きに移動させる。蓄エネルギーばねは、エネルギーの格納と放出を実現するために用いられる。蓄エネルギーばねの軸線方向はタペット１２６の移動方向と平行であり、エネルギーを蓄えるときに、蓄エネルギーばねに傾きが生じることを回避する。蓄エネルギーばねの一端は取り付けキャビティの頂壁と接触し、他端はタペット１２６と接触する。

好ましくは、蓄エネルギーばねは、圧縮ばねまたはガススプリングである。圧縮ばねまたはガススプリングは、支持構造の中に配置されており、圧縮ばねまたはガススプリングの一端は支持構造に当接し、圧縮ばねまたはガススプリングの一端はタペット１２６に当接する。

図１７および図２０を参照すると、図２０は、図１７に示す釘打ち装置１００における梃子伝動部材１５１の斜視図である。伝動釘打ち機構１５０は、梃子伝動部材１５１と、釘打ちに用いられる釘打撃部材とを含むものであってもよい。この場合、梃子伝動部材１５１の一端は、支持構造上に回転可能に固定され、梃子伝動部材１５１は、中間支点１５１１を有し、梃子伝動部材１５１は、中間支点１５１１においてタペット１２６に接続され、梃子伝動部材１５１の他端は釘打撃部材を動作させることが可能なように釘打撃部材に接続されている。タペット１２６は、梃子伝動部材１５１を動かし、梃子伝動部材１５１に釘打撃部材を駆動させて、釘を打撃する。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、弾性蓄エネルギー機構１４０がタペット１２６を動かし、エネルギーを迅速に梃子伝動部材１５１によって出力することにより、釘打撃部材を動かし、釘打撃部材に釘を打撃させ、釘打ち操作を完了する。釘打撃部材は、撃針スライダを含むものであってもよい。この場合、梃子伝動部材１５１の一端は撃針スライダに接続されている。もちろん、本願の他の実施態様では、釘打撃部材は、突き出しピンまたは釘打撃を実現可能な他の部材であってもよい。

梃子伝動部材１５１の中間支点１５１１から両端までの距離によって、梃子伝動部材１５１の出力速度を調節することができる。梃子伝動部材１５１の中間支点１５１１と梃子伝動部材１５１および釘打撃部材の接続箇所との間の距離を梃子伝動部材１５１の中間支点１５１１と梃子伝動部材１５１および支持構造のメインフレーム１１０の接続箇所との間の距離よりも大きくすると、釘打撃部材の移動速度を、弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときの移動速度の何倍にもすることができる。具体的には、釘打撃部材の移動速度を、弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときの移動速度の５倍〜１０倍にし、釘打撃部材が釘を打撃する釘打ち速度が、弾性蓄エネルギー機構１４０の移動速度の５倍〜１０倍になるようにすることにより、釘打撃部材の打撃速度を高め、釘打ち効果を大幅に増加させる。

伝動釘打ち機構１５０は、釘打撃機構のレールスライダ機構をさらに含むものであってもよい。この場合、レールスライダ機構は支持構造のメインフレーム１１０とつながっており、レールスライダ機構は梃子伝動部材１５１に接続されている。弾性蓄エネルギー機構１４０が放出したエネルギーをタペット１２６によって梃子伝動部材１５１に伝達し、梃子伝動部材１５１がレールスライダ機構におけるスライダを動かすことができるようにすることにより、釘打撃部材、すなわち撃針を駆動し、釘を基材に打ち込む。具体的には、レールスライダ機構は、レールと、レールの中に滑動可能に配置されたスライダとを含む。レールは、釘打撃部材に固定接続され、スライダは、梃子伝動部材１５１の作用の下で、レールの中で軸方向に沿って直線移動することにより、釘打撃部材に釘を打撃させ、釘打ち動作を実現する。

梃子伝動部材１５１上には、ローラ１５２がさらに設けられ、ローラ１５２は、梃子伝動部材１５１のスライダと接続する一端に転がり可能に配置されている。スライダ上には、梃子伝動部材１５１の移動方向に沿ってレール溝が設けられ、ローラ１５２は、レール溝の中に転がり可能に配置されている。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、タペット１２６が梃子伝動部材１５１の端部を弧形に移動させることがあるが、梃子伝動部材１５１によるスライダの移動がレールと干渉することを回避するため、梃子伝動部材１５１とスライダの接続箇所にローラ１５２を配置し、スライダ上にレール溝を設け、ローラ１５２がレール溝の中を転がることができるようにしている。このようにして、梃子伝動部材１５１の端部の軌跡が弧線である場合、梃子伝動部材１５１がローラ１５２によってレール溝の中を移動することができ、梃子伝動部材１５１がスライダを動かすときの干渉を回避し、側方向の力を低減し、梃子伝動部材１５１が障害なしにスライダを駆動しレールに沿って直線移動できるようにし、スライダの高速移動を保証する。これにより、スライダが釘打撃部材を駆動する打撃速度を高め、釘打ち効果を保証するとともに、梃子伝動部材１５１とスライダをローラ１５２と組み合わせることによって摩擦を低減することもでき、釘打ち時の摩擦損失を小さくする。

さらに、伝動釘打ち機構１５０は、一端が梃子伝動部材１５１の回転に伴って動作可能なように梃子伝動部材１５１に接続され、他端がタペット１２６に回転可能に接続されたコネクティングロッドをさらに含む。つまり、梃子伝動部材１５１の中間支点１５１１がコネクティングロッドによってタペット１２６に接続され、弾性蓄エネルギー機構１４０が放出するエネルギーがタペット１２６とコネクティングロッドによって梃子伝動部材１５１に伝達され、梃子伝動部材１５１の運動が柔軟で確実になることを保証する。

本願のもう１つの実施態様において、釘打ち機構は、ベルト伝動部材と、釘打撃機とをさらに含んでいてもよい。つまり、図２１に示すように、梃子伝動部材１５１の代わりにベルト伝動部材を用いる。なお、本願の梃子伝動部材１５１は、弾性蓄エネルギー構造１４０のエネルギーを釘打撃部材に出力することを実現可能な、ベルト伝動部材以外の他の構造を用いてもよい。

具体的には、ベルト伝動部材は伝動ベルト１５３を含み、釘打撃部材は、釘打撃機１５４と、釘打撃機１５４上に貫設されたリターンスプリング１５４１とを含む。タペット１２６上には２つの動滑車１２６１が配置されており、転がり軸受１２５の外輪はタペット１２６に当接し、動滑車１２６１はタペット１２６上に回転可能に接続されている。伝動ベルト１５３は、２つの動滑車１２６および釘打撃機１５４の尾部に巻かれて接続され、伝動ベルト１５３の両端は、支持構造であるメインフレーム１１０上に固定されている。弾性蓄エネルギー機構１４０は、伝動ベルト１５３とタペット１２６で囲まれた空間に位置し、弾性蓄エネルギー機構１４０は、タペット１２６とメインフレーム１１０に当接する。リターンスプリング１５４１は釘打撃機１５４上に貫設され、メインフレーム１１０に当接する。偏心軸１２２の偏心運動が転がり軸受１２５によってタペット１２６を動かし上昇移動させるときに、弾性蓄エネルギー機構１４０を圧縮してエネルギーを格納するとともに、２つの動滑車１２６１を上に移動させ、伝動ベルト１５３を緩める。釘打撃機１５４がリターンスプリング１５４１の回復力の作用の下で上に移動し、伝動ベルト１５３が張る。弾性蓄エネルギー機構１４０がエネルギーを放出するときに、タペット１２６が下降移動し、動滑車１２６１が下向きに移動し、伝動ベルト１５３を張り、釘打撃機１５４を押し動かし、加速して下に移動し、打撃釘の打撃運動を形成し、釘を基材に打ち込む動作を完了する。

釘打ち装置１００は、釘入れケース１７０をさらに含むものであってもよい。この場合、釘入れケース１７０は支持構造とつながっており、釘入れケース１７０の釘出口は、針を打ち付ける場所に対応して設けられている。釘入れケース１７０は、釘を格納するために用いられ、釘打ち装置１００は、釘自動搬送機構をさらに含み、自動搬送機構は、釘入れケース１７０の中に配置され、釘の自動搬送を実現する。釘打ち装置１００が動作するときに、釘打撃部材が釘を基材に打ち込んだ後、釘入れケース１７０の中の自動搬送機構が釘を釘打撃部材に送り、梃子伝動部材１５１が釘打撃部材を再度駆動して釘を打撃し、対応する位置の基材に釘を打つ。このように循環往復して自動化操作を実現するので、実用において便利である。

本願の釘打ち装置１００で釘打ち作業を行うときに、駆動モータ１２１から生じる動力が、減速機１２４によって減速された後、ワンウェイクラッチ１２３に出力される。ワンウェイクラッチ１２３は接続位置にあり、ワンウェイクラッチ１２３のラチェット歯１２３１と偏心部上のラチェット爪１２３２が係合し、偏心軸１２２を回転させる。偏心軸１２２は、転がり軸受１２５の作用によってタペット１２６を動かし、直線移動させ、弾性蓄エネルギー機構１４０を圧縮し、蓄エネルギーばねにエネルギーを格納させる。偏心軸１２２が回転し死点を通過すると、蓄エネルギーばねがエネルギーを放出し、タペット１２６が弾性蓄エネルギー機構１４０の駆動の下で動く。ラチェット爪１２３２とラチェット歯１２３１は離隔しているため、偏心軸１２２が減速機１２４を動かすことなく、自ら急速回転し、蓄エネルギーばねが集めたエネルギーが迅速に梃子伝動部材１５１によって出力され、スライダをレールに沿って動かし、スライダが釘打撃部材を動かし、釘打撃部材に釘を打撃させ、釘打ち動作が完了する。

なお、最後に、本文では、第１のおよび第２のなどの類の関係用語は、１つの実体または操作と別の実体または操作とを区分するために用いられているだけにすぎず、必ずしもこれらの実体または操作の間にこの種の実際の関係または順序が存在することを要求するものでも、暗示するものでもない。また、用語「含む」、「包含」、またはいかなるその他の変体は、排他的でない包含を網羅することを意図しており、一連の要素の過程、方法、物品または設備を含むことは、それらの要素を含むだけでなく、明確に列記されていないその他の要素をさらに含むか、またはこれらの過程、方法、物品または設備のために固有の要素をさらに含む。さらに多くの制限がない場合、語句「１つの……を含む」により限定される要素は、前記要素に含まれる過程、方法、物品又は設備に別の同一の要素が存在することを排除しない。

本明細書の各実施形態は、いずれも漸進的に記載されており、他の実施形態との相違点に焦点を合わせ、各実施形態間で同じまたは類似の部分について、互いに参照すればよい。

開示された実施形態に対する上記説明は、当業者が本願を実現または使用できるようにするためのものである。これらの実施形態に対する複数の修正は、当業者にとって自明なものであり、本文において定義する一般原理は、本願の主旨または範囲を逸脱しない場合、他の実施形態において実現することができる。そのため、本願は、本文に示されたこれらの実施形態に限定されず、本文で開示されている原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲に適合する。

Claims (10)

1. 支持構造と、
   前記支持構造の中に配置され、エネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構と、
   前記支持構造の中に配置され、前記蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを格納するために用いられ、駆動モータおよび前記駆動モータの出力軸上に取り付けられた減速機を含む動力部材と、前記動力部材に接続された偏心部材と、偏心部材に接続された直線移動部材とを含む蓄エネルギー駆動機構と、
   前記蓄エネルギー駆動機構によって駆動されて釘を打撃し、釘を基材に打ち込む伝動釘打ち機構とを含み、
   エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、前記直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構が前記伝動釘打ち機構によって釘を打撃し、
   前記蓄エネルギー駆動機構は、前記偏心部材に配置され単一方向に沿った前記偏心部材の回転を制限する片方向ロック構造と、前記偏心部材の回転位置を検出可能な位置センサとをさらに含み、
   エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記偏心部材が上死点位置に近接していることを前記位置センサが検出したときに、前記駆動モータが動作を停止し、前記片方向ロック構造が前記偏心部材に対して逆方向ロックを行い、釘を打つときに、前記駆動モータが前記偏心部材を回転させ、前記上死点位置を超えさせ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出し、前記伝動釘打ち機構を駆動して釘を打撃し、釘を基材に打ち込むことを特徴とする釘打ち装置。
2. 前記片方向ロック構造は、片方向軸受を含み、前記偏心部材の一端または両端は、前記片方向軸受によって前記支持構造に回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の釘打ち装置。
3. エネルギーを蓄えるプロセスにおいて、前記偏心部材が前記上死点位置の０°〜２０°前にあることを前記位置センサが検出したときに、前記駆動モータが動作を停止することを特徴とする請求項１に記載の釘打ち装置。
4. 前記蓄エネルギー駆動機構は、ワンウェイクラッチをさらに含み、前記ワンウェイクラッチは、前記動力部材の出力軸と前記偏心部材との間に取り付けられ、
   前記蓄エネルギー機構がエネルギーを貯蔵するときに、前記ワンウェイクラッチが前記動力部材及び前記偏心部材を接続状態にさせ、前記動力部材が前記ワンウェイクラッチによって前記偏心部材を動かし、前記偏心部材が前記直線移動部材を動かし、前記蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを蓄え、
   前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記ワンウェイクラッチが前記動力部材及び前記偏心部材を分離状態にさせ、蓄エネルギー機構が前記伝動釘打ち機構を駆動して急速に釘を打撃させ、釘を基材に打ち込むことを特徴とする請求項１に記載の釘打ち装置。
5. 支持構造と、
   前記支持構造の中に配置され、エネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構と、
   前記支持構造の中に配置され、前記蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを格納するために用いられ、駆動モータおよび前記駆動モータの出力軸上に取り付けられた減速機を含む動力部材と、前記動力部材に接続された偏心部材と、偏心部材に接続された直線移動部材とを含む蓄エネルギー駆動機構と、
   前記蓄エネルギー駆動機構によって駆動されて釘を打撃し、釘を基材に打ち込む伝動釘打ち機構とを含み、
   エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、前記直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構が前記伝動釘打ち機構によって釘を打撃し、
   前記伝動釘打ち機構は、釘打撃部材と、液圧伝動部材とを含み、前記釘打撃部材および前記蓄エネルギー機構は、それぞれ前記液圧伝動部材に接続され、前記液圧伝動部材は、前記蓄エネルギー機構が放出するエネルギーを前記釘打撃部材の直線移動に変換することができ、釘を基材に打ち込み、
   エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構が前記液圧伝動部材によって前記釘打撃部材を動かし、釘を打撃することを特徴とする釘打ち装置。
6. 支持構造と、
   前記支持構造の中に配置され、エネルギーを貯蔵または放出することが可能な蓄エネルギー機構と、
   前記支持構造の中に配置され、前記蓄エネルギー機構を駆動してエネルギーを格納するために用いられ、駆動モータおよび前記駆動モータの出力軸上に取り付けられた減速機を含む動力部材と、前記動力部材に接続された偏心部材と、偏心部材に接続された直線移動部材とを含む蓄エネルギー駆動機構と、
   前記蓄エネルギー駆動機構によって駆動されて釘を打撃し、釘を基材に打ち込む伝動釘打ち機構とを含み、
   エネルギーを蓄えるときに、前記動力部材が前記偏心部材を回転させ、前記直線移動部材を直線移動させ、前記蓄エネルギー機構にエネルギーを貯蔵させ、前記蓄エネルギー機構がエネルギーを放出するときに、前記蓄エネルギー機構が前記伝動釘打ち機構によって釘を打撃し、
   前記伝動釘打ち機構は、梃子伝動部材と、釘打ちに用いられる釘打撃部材とを含み、前記梃子伝動部材の一端は、前記支持構造上に回転可能に固定され、前記梃子伝動部材は、中間支点を有し、前記梃子伝動部材は、前記中間支点において前記直線移動部材に接続され、前記梃子伝動部材の他端は前記釘打撃部材を動作させることが可能なように前記釘打撃部材に接続され、
   前記直線移動部材は、前記梃子伝動部材を動かし、前記梃子伝動部材に前記釘打撃部材を駆動させ、釘を打撃することを特徴とする釘打ち装置。
7. 前記偏心部材は、偏心軸と、前記偏心軸上に貫設された軸受とを含み、
   前記偏心軸は前記動力部材に接続され、前記軸受は前記直線移動部材に当接し、前記動力部材は前記偏心軸を駆動して前記軸受によって前記直線移動部材を動かすことを特徴とする請求項１、５又は６に記載の釘打ち装置。
8. 前記直線移動部材は、タペットを含み、前記タペットの一端は前記偏心部材に当接し、前記タペットの他端は前記蓄エネルギー機構に接続されていることを特徴とする請求項１、５又は６に記載の釘打ち装置。
9. 前記蓄エネルギー機構は、圧縮ばねまたはガススプリングを含み、
   前記圧縮ばねまたは前記ガススプリングは、前記支持構造の中に配置され、前記圧縮ばねまたは前記ガススプリングの一端は前記支持構造に接続され、前記圧縮ばねまたは前記ガススプリングの他端は前記タペットに接続されていることを特徴とする請求項８に記載の釘打ち装置。
10. 前記ワンウェイクラッチは、ウェッジ式ワンウェイクラッチ、ローラ式ワンウェイクラッチまたはラチェット式ワンウェイクラッチであることを特徴とする請求項４に記載の釘打ち装置。

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