JP7099778B1

JP7099778B1 - 釘打ち機

Info

Publication number: JP7099778B1
Application number: JP2022503486A
Authority: JP
Inventors: 慎廣岡; 浩藤井
Original assignee: 株式会社フリーク
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2041-11-10
Also published as: CA3182269A1; JPWO2023084622A1; WO2023084622A1; EP4201598A1; EP4201598A4; US20240238955A1

Abstract

【課題】連打可能な電動式の釘打ち機を提供する。【解決手段】打撃位置αに供給された釘Ｎを打撃する打撃ユニット１０は、シリンダ１２及びピストン１３を有するシリンダユニット１１と、ピストン１３に連設され、シリンダキャップ１２ｂを摺動可能に貫通する打撃ロッド１４と、ピストン１３を打撃方向に付勢する打撃ばね１５と、打撃ばね１５の付勢力に抗してピストン１３を反打撃方向に移動させる、ブラシレスモータ１７及びブラシレスモータ１７の回転運動をピストン１３の反打撃方向への直線運動に変換する動力変換手段１８を有する移動ユニット１６とを備え、動力変換手段１８は、ブラシレスモータ１７によって回転駆動されるセクタギア２１と、セクタギア２１に歯合する、ピストン１３に取り付けられたラックギア２２とを有し、ピストン１３が反打撃方向の所定位置まで移動すると、セクタギア２１とラックギア２２との歯合が解除される。【選択図】図６

Description

この発明は、電動式の釘打ち機に関する。

この種の釘打ち機としては、例えば、特許文献１に開示されたものがある。この釘打ち機５０は、図１０に示すように、釘を打撃位置に供給する釘供給ユニット５１と、打撃位置に供給された釘を打撃する打撃ユニット５２とを備えており、打撃ユニット５２は、釘の打撃位置に接近離反可能に支持されたプランジャ５３と、プランジャ５３を釘の打撃位置から離反する方向に付勢するばね（図示せず）と、プランジャ５３に取り付けられたラックギア５４と、プランジャ５３の先端に取り付けられた、打撃位置に供給された釘を打撃するブレード５５と、ハンドル部に配設されたトリガスイッチ５６によってＯＮ／ＯＦＦ駆動されるモータ５７と、モータ５７の回転駆動軸５７ａに取り付けられた駆動ギヤ５８と、モータ５７の回転駆動軸５７ａと平行に配設された従動軸（図示せず）と、この従動軸にクラッチ機構（図示せず）を介して回転可能に支持されたフライホイール５９と、従動軸に取り付けられた、ラックギアに歯合するピニオン６０とを有している。

この釘打ち機５０は、図１１に示すように、作業者がハンドル部を握ってトリガスイッチ５６を引くと、モータ５７が駆動され、モータ５７の回転駆動力は駆動ギヤ５８からフライホイール５９に伝達され、フライホイール５９が回転駆動される。このとき、クラッチ機構はＯＦＦされているので、フライホイール５９と従動軸とは連結されておらず、フライホイール５９は従動軸に対して空転し、フライホイール５９から従動軸への動力伝達は遮断されているが、所定時間経過すると、クラッチ機構がＯＮされてフライホイール５９と従動軸とが連結され、フライホイール５９の回転運動が従動軸に伝達されて従動軸が回転駆動される。このように従動軸が回転駆動されると、この従動軸に取り付けられたピニオン６０も一体に回転し、これに噛合するラックギア５４が取り付けられたプランジャ５３がばねの付勢力に抗して打撃位置側に押し出され、プランジャ５３の先端に取り付けられたブレード５５の先端が打撃位置に供給された釘を打撃し、この打撃力によって釘が木材等の被打込材Ｗに打ち込まれる。

特開２００７－９０５０６号公報

上述した釘打ち機５０は、作業者がトリガスイッチ５６を引くと、フライホイール５９が直ちに回転駆動されるが、所定時間が経過するまでの間、即ち、フライホイール５９が定速回転するまでの間はクラッチ機構がＯＮすることがなく、その間はフライホイール５９の回転力を従動軸に伝達することができず、プランジャ５３を打撃位置側に押し出すことができないので、トリガスイッチ５６を引いてから釘を打撃するまでにある程度の時間がかかり、作業者は次々と釘を連打することができないという問題がある。

また、上述した釘打ち機５０は、一定の打撃力で釘を打撃することになるので、釘の長さや太さに応じて打撃力を調整することができず、複数種類の釘に対応することができないといった問題もある。

そこで、この発明の第１の課題は、連打可能な電動式の釘打ち機を提供することにあり、さらに、第２の課題は、複数種類の釘に対応可能な釘打ち機を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、釘を打撃位置に供給する釘供給ユニットと、打撃位置に供給された釘を打撃する打撃ユニットとを備え、前記打撃ユニットは、打撃位置側の端部に弾性部材によって形成されたシリンダキャップを有するシリンダ及び前記シリンダ内を摺動するピストンを有するシリンダユニットと、前記ピストンに連設され、前記シリンダキャップを摺動可能に貫通する打撃ロッドと、前記ピストンを打撃方向に付勢する打撃ばねと、前記打撃ばねの付勢力に抗して前記ピストンを反打撃方向に移動させる移動ユニットとを備えており、前記移動ユニットは、電動モータと、前記電動モータの回転運動を前記ピストンの反打撃方向への直線運動に変換する動力変換手段とを有しており、前記動力変換手段は、前記電動モータによって回転駆動されるセクタギアと、前記セクタギアに歯合する、前記ピストンに取り付けられたラックギアとを有し、前記ラックギアに歯合している前記セクタギアの回転に伴って前記ピストンが打撃位置から反打撃方向の所定位置まで移動すると、前記セクタギアと前記ラックギアとの歯合が解除され、それに起因して前記ピストンが打撃方向に移動可能な状態になるように設定されていることを特徴とする釘打ち機を提供するものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の釘打ち機において、前記打撃ロッドが釘を打撃する際に、前記シリンダと前記ピストンとによって区画される、前記シリンダキャップ側の空間内の空気が前記ピストンによって前記シリンダから押し出されるようになっており、その空気の押出抵抗を調整することで、前記打撃ロッドの打撃力を調整する打撃力調整ユニットを備えていることを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る発明の釘打ち機において、前記釘供給ユニットは、多数の釘がロール状に巻回されたロール釘を収容する釘収容マガジンを有し、前記ロール釘の巻回部の接線方向にロール釘を送出して打撃位置に供給するようになっている

以上のように、請求項１に係る発明の釘打ち機は、打撃ロッドが連設されたピストンを有するシリンダユニットと、ピストンを打撃方向に付勢する打撃ばねと、打撃ばねの付勢力に抗してピストンを反打撃方向に移動させる、電動モータの回転運動をピストンの反打撃方向への直線運動に変換する動力変換手段を有する移動ユニットとを備えており、動力変換手段は、電動モータによって回転駆動されるセクタギアと、セクタギアに歯合する、ピストンに取り付けられたラックギアとを有し、ラックギアに歯合しているセクタギアの回転に伴ってピストンが打撃位置から反打撃方向の所定位置まで移動すると、セクタギアとラックギアとの歯合が解除され、前記ピストンが打撃方向に移動可能な状態になるように設定されているので、電動モータによってセクタギアを回転させると、ピストンに取り付けられたラックギアにセクタギアが歯合することで、ピストンが反打撃方向に移動し、これに伴って打撃ばねに付勢力が蓄積され、ピストンが反打撃方向の所定位置まで移動した時点、即ち、セクタギアとラックギアとの歯合が解除され、それに起因してピストンが打撃方向に移動可能な状態になった時点で、打撃ばねに蓄積された付勢力が開放され、その付勢力によってピストンが打撃方向に移動して打撃ロッドが打撃位置に供給された釘を打撃する。

以上のように、この釘打ち機は、セクタギアが１回転する間に釘を１本打ち込むことができるので、作業者がトリガスイッチを引いてからフライホイールが定速回転するまでの間は釘を打撃することができない従来の釘打ち機とは異なり、釘を連打することができるという効果が得られる。

また、この釘打ち機は、シリンダキャップが弾性部材によって形成されているので、ピストンがシリンダキャップに衝突する際の衝撃を吸収することができ、部品が破損しにくく、釘の打込み操作性もよい。

また、請求項２に係る発明の釘打ち機は、打撃ロッドが釘を打撃する際に、シリンダとピストンとによって区画される、シリンダキャップ側の空間内の空気がピストンによってシリンダから押し出されるようになっており、その空気の押出抵抗を調整することで、打撃ロッドの打撃力を調整する打撃力調整ユニットを備えているので、打ち込もうとする釘の長さや太さ等に応じて打撃力を調整することが可能となり、複数種類の釘に対応することができる。

また、請求項３に係る発明の釘打ち機の釘供給ユニットは、釘収容マガジンに収容されたロール釘の巻回部の接線方向にロール釘を送出して打撃位置に供給するようになっているので、ロール釘の送出抵抗が小さく、小さな力で円滑かつ確実に釘を打撃位置に供給することができる。

この発明に係る釘打ち機の一実施形態を示す平面図である。同上の釘打ち機を示す正面図である。同上の釘打ち機を示す左側面図である。同上の釘打ち機を示す右側面図である。（ａ）は同上の釘打ち機の本体部におけるケーシングの左上半部を取り外した、打撃後の状態（初期状態）を示す部分左側面図、（ｂ）は同上の釘打ち機の本体部におけるケーシングの左上半部を取り外した、打撃直前の状態を示す部分左側面図である。（ａ）～（ｃ）は同上の釘打ち機の釘打ち動作を示す、ピストンの軸芯に沿った部分縦断面図である。同上の釘打ち機における図２のＡ－Ａ線に沿った断面図である。同上の釘打ち機における図４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。（ａ）～（ｃ）は同上の釘打ち機における釘の供給動作を示す、図４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。従来の電動式釘打ち機の内部構造を示す破断右側面図である。同上の電動式釘打ち機を用いた釘打作業を示す側面図である。

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１～図６に示すように、この釘打ち機１は、打撃位置αに供給された釘を打撃する打撃ユニット１０がケーシング２ａ内に収容された本体部２と、釘を打撃位置αに供給する釘供給部３と、本体部２に着脱自在に装着される電源部４とから構成されており、本体部２と釘供給部３とは相互に連結されている。

前記打撃ユニット１０は、図５及び図６に示すように、筒状のシリンダ本体１２ａの一端に弾性部材によって形成されたシリンダキャップ１２ｂが嵌着されたシリンダ１２及びシリンダ本体１２ａの内周面に摺接するピストンヘッド１３ａに筒状のピストンロッド１３ｂが連設されたピストン１３を有するシリンダユニット１１と、ピストンヘッド１３ａから打撃方向に伸び出す、シリンダキャップ１２ｂを摺動可能に貫通する打撃ロッド１４と、ピストン１３を打撃方向に付勢する、筒状のピストンロッド１３ｂに内装された打撃ばね１５と、打撃ばね１５の付勢力に抗してピストン１３を反打撃方向に移動させる移動ユニット１６と、移動ユニット１６を操作可能なトリガスイッチ２３とを備えており、移動ユニット１６は、ブラシレスモータ１７と、ブラシレスモータ１７の回転運動をピストン１３の反打撃方向への直線運動に変換する動力変換手段１８とから構成されている。

前記動力変換手段１８は、図５に示すように、一対のベベルギヤ１９及び複数のスパーギヤ２０を介して、ブラシレスモータ１７によって回転駆動されるセクタギア２１と、セクタギア２１に歯合する、ピストン１３のピストンロッド１３ｂに取り付けられたラックギア２２とを有しており、同図（ｂ）に示すように、ラックギヤ２２に歯合しているセクタギヤ２１が反時計方向に回転することによってピストン１３が反打撃方向に移動し、ピストン１３が反打撃方向の所定位置まで移動すると、セクタギヤ２１とラックギヤ２２との歯合が解除されるように設定されている。

前記シリンダユニット１１のシリンダキャップ１２ｂには、図７に示すように、シリンダ１２の内外を連通する連通穴ＣＨが形成されており、打撃ロッド１４が釘を打撃する際に、シリンダ１２とピストンヘッド１３ａとによって区画される空間Ｓ内の空気がシリンダ１２から連通穴ＣＨを通って押し出されるようになっている。

前記釘供給部３は、図１～図５及び図７に示すように、釘を打撃位置αに供給する釘供給ユニット３０と、打撃ユニット１０による釘Ｎの打撃力を調整する打撃力調整ユニット４１とを備えており、打撃力調整ユニット４１は、ピストン１３によって押し出されるシリンダ１２内の空気の押出抵抗を調整することで、打撃ロッド１４の打撃力を調整するようになっている。

前記釘供給ユニット３０は、図１～図８に示すように、ワイヤを介して順次連結された多数の釘Ｎがロール状に巻回されたロール釘ＲＮを収容する釘収容マガジン３１と、釘収容マガジン３１に収容されたロール釘ＲＮの各釘Ｎを順次打撃位置αに送出する釘送出手段３２と、釘収容マガジン３１から引き出したロール釘ＲＮを打撃位置αに案内する搬送路を有する案内部３６と、案内部３６の搬送路から送出されたロール釘ＲＮを打撃位置αの手前で挟持する挟持部３７とを備えており、図２に示すように、巻回された状態で釘収容マガジン３１に収容されたロール釘ＲＮがその巻回部の接線方向に引き出されるように、前記案内部３６が配設されている。

前記釘送出手段３２は、ロール釘ＲＮの送出方向に往復運動する可動子３３ａを有する直動型電磁アクチュエータ３３と、直動型電磁アクチュエータ３３の可動子３３ａに先端側がロール釘ＲＮに対して接近離反するように揺動可能に支持された揺動部材３４と、揺動部材３４の先端側をロール釘ＲＮ側に付勢する図示しないばねと、揺動部材３４の先端に取り付けられた、ロール釘ＲＮの釘Ｎを掛止する掛止爪３５とを備えており、直動型電磁アクチュエータ３３の可動子３３ａの延出動作によって、掛止爪３５がロール釘ＲＮの釘Ｎを掛止した状態で打撃位置α側に押し出すことで、ロール釘ＲＮが釘打撃位置α側に移動するようになっている。

前記掛止爪３５は、図８に示すように、釘Ｎを掛止する掛止面と、この掛止面の上端から反対側（ロール釘ＮＲの反送出方向側）に湾曲しながら傾斜する案内面とを有しており、図９（ａ）に示すように、直動型電磁アクチュエータ３３の可動子３３ａの延出動作によって、掛止面に掛止されている先端から２本目の釘Ｎを掛止爪３５が打撃位置α側に押し出すことで、先端の釘Ｎを打撃位置αに移動させる。その後、直動型電磁アクチュエータ３３の可動子３３ａの引込動作によって、掛止爪３５がロール釘ＲＮの反送出方向に後退するが、その際、同図（ｂ）に示すように、先端から３本目の釘Ｎが掛止爪３５の案内面に沿うように、ロール釘ＲＮ側に付勢しているばねの付勢力に抗して揺動部材３４の先端側がロール釘ＲＮから離反しながら、掛止爪３５が先端から３本目の釘Ｎを乗り越えて、同図（ｃ）に示すように、その釘Ｎが掛止爪３５の掛止面に掛止される。そして、打撃位置αに位置している釘Ｎが打撃された後、同様の釘供給動作を繰り返すことで、先端の釘Ｎが順次打撃位置αに供給される。

前記挟持部３７は、ロール釘ＲＮを沿わせるベース板３８と、このベース板３８に沿わせたロール釘ＲＮを、ベース板３８との間に挟み込む、先端側がロール釘ＲＮに対して接近離反するように揺動可能に支持された挟持片３９と、挟持片３９の先端側をロール釘ＲＮ側に付勢するばね４０とを備えており、挟持片３９の先端が、掛止爪３５の移動範囲の反送出側付近のロール釘ＲＮを挟持するようになっている。

前記ベース板３８は、図６及び図８に示すように、その先端側が釘打撃位置αを取り囲むように半円弧状に湾曲した円弧部３８ａを有していると共に、掛止爪３５が進入可能な窓３８ｂが形成されており、直動型電磁アクチュエータ３３の可動子３３ａが進退することで、掛止爪３５がベース板３８の窓３８ｂ内を進退するようになっている。

前記打撃力調整ユニット４１は、図７に示すように、シリンダキャップ１２ｂに形成された連通穴ＣＨに空気流路４２を介して接続される、手動操作によって開度調整可能なバルブ４３を備えており、バルブ４３の開度を調整することで、ピストン１３によって押し出されるシリンダ１２内の空気の押出抵抗を調整することができる。従って、バルブ４３の開度を調整してシリンダ１２内の空気の押出抵抗を調整することで、釘Ｎの長さや太さ等に応じて、打撃ロッド１４の打撃力を調整することが可能となり、複数種類の釘に対応することができる。

また、詳細な説明は省略するが、この釘打ち機１には、意図しない釘Ｎの打ち出しを防止するための安全装置が搭載されており、釘供給部３に設けられた釘Ｎの打出口を壁面等の釘Ｎの打ち込み面に押し当てなければ、トリガスイッチ２３を引いてもブラシレスモータ１７や直動型電磁アクチュエータ３３が作動せず、前回の打撃動作によって打撃位置αに進入した打撃ロッド１４が打撃位置αから反打撃方向に後退することがなく、釘Ｎが打撃位置αに供給されないようになっている。

以上のように構成された釘打ち機１は、図６（ａ）に示すように、釘供給部３に設けられた釘Ｎの打出口を壁面等の釘Ｎの打ち込み面ＤＳに押し当てて安全装置の作動を解除した状態でトリガスイッチ２３を引くと、ブラシレスモータ１７が作動し、セクタギア２１が反時計方向に回転してピストンロッド１３ｂに取り付けられたラックギア２２に歯合して、同図（ｂ）に示すように、打撃ばね１５を圧縮させながら、ピストン１３が反打撃方向に引き込まれるので、打撃位置αに位置していた打撃ロッド１４も打撃位置αから反打撃方向に待避し、釘送出手段３２によって打撃位置αに釘Ｎが供給される。

ピストン１３が反打撃方向の所定位置まで引き込まれると、セクタギヤ２１とラックギヤ２２との歯合が解除されるので、同図（ｃ）に示すように、圧縮されることによって蓄積された打撃ばね１５の付勢力によって、ピストン１３が打撃方向に打ち出され、これに伴って、打撃ロッド１４によって、打撃位置αに供給された釘Ｎが打ち込み面ＤＳに打ち込まれる。

以上のように、この釘打ち機１は、セクタギア２１が１回転する間に釘Ｎを１本打ち込むことができるので、作業者がトリガスイッチを引いてからフライホイールが定速回転するまでの間は釘を打撃することができない従来の釘打ち機とは異なり、釘Ｎを連打することができる。

また、この釘打ち機１は、シリンダキャップ１２ｂが弾性部材によって形成されているので、ピストンヘッド１３ａがシリンダキャップ１２ｂに衝突する際の衝撃を吸収することができ、部品が破損しにくく、釘Ｎの打込み操作性もよい。

また、この釘打ち機１の釘供給ユニット３０は、釘収容マガジン３１に収容されたロール釘ＲＮの巻回部の接線方向にロール釘ＲＮを送出して打撃位置αに供給するようになっているので、ロール釘ＲＮの送出抵抗が小さく、小さな力で円滑かつ確実に釘Ｎを打撃位置αに供給することができる。

本発明は、電動式の釘打ち機に利用することができる。

１釘打ち機
２本体部
３釘供給部
４電源部
１０打撃ユニット
１１シリンダユニット
１２シリンダ
１２ａシリンダ本体
１２ｂシリンダキャップ
１３ピストン
１３ａピストンヘッド
１３ｂピストンロッド
１４打撃ロッド
１５打撃ばね
１６移動ユニット
１７ブラシレスモータ
１８動力変換手段
１９ベベルギヤ
２０スパーギヤ
２１セクタギア
２２ラックギア
３０釘供給ユニット
３１釘収容マガジン
３２釘送出手段
３３直動型電磁アクチュエータ
３３ａ可動子
３４揺動部材
３５掛止爪
３６案内部
３７挟持部
３８ベース板
３８ａ円弧部
３８ｂ窓
３９挟持片
４０ばね
４１打撃力調整ユニット
４２空気流路
４３バルブ
ＣＨ連通穴
ＤＳ打ち込み面
Ｎ釘
ＲＮロール釘
Ｓ空間
α 打撃位置

Claims

釘を打撃位置に供給する釘供給ユニットと、
打撃位置に供給された釘を打撃する打撃ユニットと
を備え、
前記打撃ユニットは、
打撃位置側の端部に弾性部材によって形成されたシリンダキャップを有するシリンダ及び前記シリンダ内を摺動するピストンを有するシリンダユニットと、
前記ピストンに連設され、前記シリンダキャップを摺動可能に貫通する打撃ロッドと、
前記ピストンを打撃方向に付勢する打撃ばねと、
前記打撃ばねの付勢力に抗して前記ピストンを反打撃方向に移動させる移動ユニットと
を備えており、
前記移動ユニットは、
電動モータと、
前記電動モータの回転運動を前記ピストンの反打撃方向への直線運動に変換する動力変換手段とを有しており、
前記動力変換手段は、前記電動モータによって回転駆動されるセクタギアと、前記セクタギアに歯合する、前記ピストンに取り付けられたラックギアとを有し、前記ラックギアに歯合している前記セクタギアの回転に伴って前記ピストンが打撃位置から反打撃方向の所定位置まで移動すると、前記セクタギアと前記ラックギアとの歯合が解除され、それに起因して前記ピストンが打撃方向に移動可能な状態になるように設定されている
ことを特徴とする釘打ち機。
前記打撃ロッドが釘を打撃する際に、前記シリンダと前記ピストンとによって区画される、前記シリンダキャップ側の空間内の空気が前記ピストンによって前記シリンダから押し出されるようになっており、その空気の押出抵抗を調整することで、前記打撃ロッドの打撃力を調整する打撃力調整ユニットを備えている請求項１に記載の釘打ち機。
前記釘供給ユニットは、多数の釘がロール状に巻回されたロール釘を収容する釘収容マガジンを有し、前記ロール釘の巻回部の接線方向にロール釘を送出して打撃位置に供給するようになっている請求項１または２に記載の釘打ち機。