JP7247476B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、圧縮性流体の圧力によって移動されるドライバブレード等の打撃子によって止具を打撃して当該止具を木材や石膏ボード等に打ち込む打込機に関する。

ドライバブレード等の打撃子を移動させる手段として空気や不活性ガス等の圧縮性流体の圧力（ガススプリング）を利用する打込機がある。この種の打込機が備える打撃子は、圧縮性流体が充填されたシリンダ内に移動可能に収容され、圧縮性流体の圧力によってシリンダの軸方向に移動するピストンと一体化されている。

シリンダ内に収容されているピストンは、電動モータ等の駆動源によって駆動され、シリンダの一端側（下端側）から他端側（上端側）へ移動（上昇）する。ピストンがシリンダの下端側から上端側に向かって移動すると、シリンダに充填されている圧縮性流体が圧縮され、シリンダの内圧が増大する。その後、ピストンが所定位置（上死点）に到達すると、ピストンへの駆動力の伝達が断絶される。すると、ピストンは、圧縮性流体の圧力（シリンダの内圧）によって上死点から下死点へ向かって移動（降下）する。かかるピストンの降下に伴って打撃子も降下し、打撃子によって止具が打撃される。以上がガススプリングを利用した打込機の基本動作である。

ここで、ピストンを下死点側から上死点側に移動させるための駆動方式には様々な方式があるが、上記基本動作は、ピストンの駆動方式に関わらず共通である。例えば、ピストンの駆動方式の１つとして押上げ方式がある。押上げ方式では、打撃子の側面にその軸方向に沿って複数のラックが設けられるとともに、打撃子の近傍に、駆動源によって回転駆動されるホイールが設けられる。ホイールには複数のピンがその周方向に沿って設けられ、ホイールが回転すると、それぞれのピンが打撃子に設けられているそれぞれのラックと順次係合する。より具体的には、ホイールには、第１ピンと、ホイールの回転方向において第１ピンから最も離間した第２ピンと、これら第１ピンと第２ピンとの間に配置された複数の第３ピンと、が設けられる。ホイールが回転すると、まず第１ピンが打撃子のラックに係合する。その後、第１ピンに隣接する第３ピンが次のラックに係合し、この第３ピンに隣接する別の第３ピンがさらに次のラックに係合する。以後、それぞれの第３ピンがそれぞれのラックに順次係合し、打撃子を押し上げる。この結果、打撃子と一体のピストンがシリンダ内において下死点側から上死点側へ向かって上昇する。その後、ピストンが上死点に到達すると、第２ピンとラックとの係合が解除される。つまり、駆動源からピストンへの駆動力の伝達が断絶される。

ピストンの駆動方式の他の１つとして巻上げ方式がある。巻上げ方式では、駆動源によって回転駆動される作動部と、作動部と係合するドラムと、が設けられ、ドラムとピストンとがワイヤ等によって連結される。作動部が回転すると、当該作動部と係合しているドラムが回転してワイヤ等がドラムに巻き取られ、ピストンが下死点側から上死点側へ向かって引き上げられる。その後、ピストンが上死点に到達すると、作動部とドラムとの係合が解除される。つまり、駆動源からピストンへの駆動力の伝達が断絶される。

特開２０１８－３４２５８号公報

ガススプリングを利用する打込機では、ピストンを下死点側から上死点側に移動させるための駆動方式に関わらず、シリンダ内におけるピストンの移動に伴って圧縮性流体の圧力（シリンダの内圧）が変化する。

しかし、ピストンの移動量（ストローク）は一定である一方、シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力は温度によって変化する。例えば、環境温度が高いときには、圧縮性流体の温度が高くなり圧力も高くなる。一方、環境温度が低いときには、圧縮性流体の温度が低くなり圧力も低くなる。つまり、ピストンが上死点に到達した際のシリンダの内圧が圧縮性流体の温度によって変化し、得られる打込力も変化する。

本発明の目的は、ガススプリングを利用する打込機の打込力の安定化を図ることである。

本発明の一態様では、打込機は、圧縮性流体が充填されているシリンダと、前記シリンダに収容され、第１方向に移動することで前記シリンダに充填されている圧縮性流体を圧縮し、圧縮された圧縮性流体の圧力により前記第１方向とは反対の第２方向に移動する第１ピストンと、前記シリンダに収容され、前記第１方向および前記第２方向に移動可能な第２ピストンと、前記第２ピストンを付勢する弾性体と、を有する。前記第２ピストンは、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力が作用する受圧面と、前記弾性体の付勢力が作用する押圧面と、を備える。前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第１方向に移動する際に、前記受圧面に作用する圧力により、前記押圧面に作用する付勢力に抗して移動する。前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向に移動する際に、前記押圧面に作用する付勢力により、前記受圧面に作用する圧力に抗して移動する。

本発明の他の一態様では、打込機は、圧縮性流体が充填されているシリンダと、前記シリンダに収容され、第１方向に移動することで前記シリンダに充填されている圧縮性流体を圧縮し、圧縮された圧縮性流体の圧力により前記第１方向とは反対の第２方向に移動する第１ピストンと、前記シリンダに収容され、前記第１方向および前記第２方向に移動可能な第２ピストンと、前記第２ピストンを付勢する弾性体と、を有する。前記第２ピストンは、前記弾性体の付勢力が作用する押圧面と、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力が前記押圧面に対する付勢力の作用方向と同方向に作用する第１受圧面と、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力が前記押圧面に対する付勢力の作用方向と逆方向に作用する第２受圧面と、を備える。前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第１方向に移動する際に、前記第２受圧面に作用する圧力により、前記押圧面に作用する付勢力および前記第１受圧面に作用する圧力に抗して移動する。前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向に移動する際に、前記押圧面に作用する付勢力および前記第１受圧面に作用する圧力により、前記第２受圧面に作用する圧力に抗して移動する。

本発明によれば、ガススプリングを利用する打込機の打込力の安定化が図られる。

第１実施形態に係る打込機の全体構成を示す図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第１実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第２実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す図である。 第２実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第２実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第３実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す図である。 第３実施形態に係る打込機が備えるシリンダの内部構造を示す他の図である。 第１実施形態に係る打込機の変形例を示す図である。 第１実施形態に係る打込機の変形例を示す他の図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の打込機の実施形態の一例について、図１～図７を参照しながら詳細に説明する。図１に示される打込機１はハウジング２を有する。ハウジング２は、シリンダケース３と、シリンダケース３に連接するモータケース４と、シリンダケース３に連接するハンドル５と、モータケース４の端部とハンドル５の端部とを繋ぐ連結部６と、を有する。

シリンダケース３内には、圧縮性流体（本実施形態では空気）が充填されたシリンダ１０が収容されている。もっとも、シリンダ１０に充填される圧縮性流体は空気に限られず、例えば、窒素ガスや炭酸ガス等の不活性ガスであってもよい。シリンダ１０は、シリンダケース３内に設けられた上部ホルダ７ａ及び下部ホルダ７ｂにより径方向において位置決めされている。

シリンダ１０内には、第１ピストン２０および第２ピストン３０（図２）が、それぞれ移動可能に収容されている。第１ピストン２０および第２ピストン３０の移動方向は、シリンダ１０の軸線Ｂ１方向である。つまり、第１ピストン２０および第２ピストン３０は、シリンダ１０の軸線Ｂ１に沿って、第１方向（Ｄ１）と、第１方向（Ｄ１）とは反対の第２方向（Ｄ２）と、に往復動可能である。本明細書では、第１方向（Ｄ１）を「上方」と定義し、第２方向（Ｄ２）を「下方」と定義する。

第１ピストン２０にはドライバブレード２１が一体的に設けられている。第１ピストン２０およびドライバブレード２１は、シリンダ１０内の空気の圧力によって第１方向および第２方向に移動する。つまり、第１ピストン２０およびドライバブレード２１は、シリンダ１０内の空気の圧力によって上下に往復動する。図示されている第１ピストン２０およびドライバブレード２１はネジ結合により一体化されているが、別体の第１ピストン２０とドライバブレード２１とを溶接その他の手段によって一体化させてもよい。

下部ホルダ７ｂの下方には下端ホルダ８が設けられている。下端ホルダ８はシリンダ１０の下端を支持しており、上部ホルダ７ａおよび下部ホルダ７ｂと協働してシリンダ１０を軸線Ｂ１方向において位置決めしている。さらに、下端ホルダ８は、シリンダ１０の下端に収容されている緩衝部材としてのバンパ９も支持している。本実施形態におけるバンパ９はゴム状弾性体により形成されている。バンパ９は、第２方向に移動する第１ピストン２０を受け止める。具体的には、第２方向に移動する第１ピストン２０は所定位置においてバンパ９に衝突する。バンパ９は、第１ピストン２０の衝突の衝撃を減衰および低減させる。

下端ホルダ８の下方には射出部５０が設けられている。射出部５０の内部には、軸線Ｂ１方向に延びる射出路５１が設けられている。ドライバブレード２１は、バンパ９の中心に設けられている貫通孔を通して射出路５１内に延びており、射出路５１内で軸線Ｂ１方向に往復動する。この際、射出路５１は、ドライバブレード２１の動きを案内するガイドとしても機能する。

射出部５０にはプッシュロッド５２が設けられている。プッシュロッド５２の先端は射出路５１の出口（射出口）よりも下方に突出しており、被打込材Ｗ１に押し付けられる。プッシュロッド５２は、コイルばねの力で常に第２方向（Ｄ２）に向けて付勢されており、被打込材Ｗ１に押し付けられると、コイルばねの付勢に抗して第１方向（Ｄ１）に移動する。言い換えれば、プッシュロッド５２は、被打込材Ｗ１に押し付けられると、コイルばねの付勢に抗して上方に押し上げられる。

第１ピストン２０およびドライバブレード２１を移動させる駆動機構６０が主にモータケース４に収容されている。駆動機構６０は、ピンホイール６１および駆動軸６２を備えている。ピンホイール６１は駆動軸６２を有し、その表面には複数のピン６３が回転方向に沿って所定間隔で設けられている。一方、ドライバブレード２１の側面には、その長手方向に沿って複数のラック６４が所定間隔で設けられている。

駆動機構６０の動力源である電動モータ６５は、ステータおよびロータを有するブラシレスＤＣモータである。電動モータ６５は、連結部６に装着されているバッテリ６６から電力の供給を受ける。また、電動モータ６５は、複数のスイッチング素子を備えるインバータ回路などによって制御され、回転駆動力を出力する。電動モータ６５から出力される回転駆動力は、減速機構を経由して駆動軸６２に伝達される。本実施形態にけるバッテリ６６は、連結部６に着脱可能なリチウムイオン電池である。もっとも、バッテリ６６には、リチウムイオン電池に代えて、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などの他の二次電池を用いることもできる。

次に、打込機１の基本動作について説明する。所定条件が満たされた状態で、プッシュロッド５２及びハンドル５に設けられているトリガ５ａの双方が操作されると、電動モータ６５が作動し、回転駆動力が出力される。電動モータ６５から出力された回転駆動力は、減速機構を経由してピンホイール６１に伝達され、ピンホイール６１が回転する。ピンホイール６１の回転力はピン６３およびラック６４を介してドライバブレード２１および第１ピストン２０に伝達され、これらを待機位置または上死点に向けて移動させる。つまり、第１ピストン２０およびドライバブレード２１を第１方向（Ｄ１）に移動させる。このとき、第１方向に移動する第１ピストン２０は、シリンダ１０に充填されている空気を圧縮する。

第１ピストン２０およびドライバブレード２１が上死点に到達すると、ピン６３とラック６４との係合が解除される。すると、第１ピストン２０およびドライバブレード２１は、圧縮されたシリンダ１０内の空気の圧力により、第１方向とは反対の第２方向（Ｄ２）に移動する。つまり、第１ピストン２０およびドライバブレード２１は、上死点から下死点に向けて降下する。そして、ドライバブレード２１の先端が、射出路５１内で待機している止具Ａの頭部を打撃し、止具Ａが被打込材Ｗ１に打ち込まれる。

次に、主に図２～図５を参照しつつ、シリンダ１０およびシリンダ１０に収容されている第１ピストン２０，第２ピストン３０について説明する。

図２，図３に示されるように、シリンダ１０は、全体として円筒状の第１シリンダ１１と、全体として円環状の第２シリンダ１２と、を含む。図２に示されるように、第２シリンダ１２は、第１シリンダ１１の上部に連接しており、第１シリンダ１１と第２シリンダ１２とは互いに連通している。

図２に示されるように、第１ピストン２０は、第１シリンダ１１内に移動可能に収容されている。言い換えれば、第１シリンダ１１は、第１ピストン２０を移動可能に支持している。具体的には、第１ピストン２０は、第１シリンダ１１の内部に、軸線Ｂ１に沿って上下に移動可能に収容されている。また、第１ピストン２０の外周面には、第１シリンダ１１の内周面に当接するシール部材としてのＸリング２２が装着されている。よって、第１ピストン２０の上面２３には、シリンダ１０に充填されている空気の圧力が作用する。そこで、本実施形態に関する以下の説明では、第１ピストン２０の上面２３を「受圧面２３」と呼ぶ場合がある。

図２に示されるように、第２ピストン３０は、第２シリンダ１２内に収容されている。言い換えれば、第２シリンダ１２は、第２ピストン３０を移動可能に支持している。図２，図３に示されるように、第２シリンダ１２は、第１シリンダ１１よりも大径であり、第１シリンダ１１の上端に帽子のように被せられている。具体的には、第２シリンダ１２は、第１シリンダ１１よりも直径が大きな環状の内壁１３と、当該内壁１３よりもさらに直径が大きな環状の外壁１４と、を備える。第２シリンダ１２の内壁１３は第１シリンダ１１の上部を囲繞しており、外壁１４は内壁１３を囲繞している。つまり、第２シリンダ１２は、第１シリンダ１１と連通し、かつ、第１シリンダ１１の上部を囲繞する環状空間を形成している。第２シリンダ１２は、内壁１３および外壁１４の下端に連接され、環状空間の下部を閉塞するリング状の底板１５と、外壁１４の上端に連接され、環状空間の上部を閉塞する円板状の天井板１６と、をさらに備える。

図２，図３に示されるように、第２ピストン３０は、全体としてリング状の外観を呈し、第１シリンダ１１の上部を囲繞している第２シリンダ１２内の環状空間に、軸線Ｂ１に沿って上下に移動可能に収容されている。言い換えれば、第２ピストン３０は、第２シリンダ１２と同様に、第１シリンダ１１の上部を囲繞している。また、第２ピストン３０の内周面には、第２シリンダ１２の内壁１３の内周面に当接するシール部材としての内側Ｏリング３１が装着されており、第２ピストン３０の外周面には、第２シリンダ１２の外壁１４の内周面に当接するシール部材としての外側Ｏリング３２が装着されている。

図２に示されるように、第２シリンダ１２内には、第２ピストン３０に加え、弾性体としてのコイルばね１７が収容されている。コイルばね１７は、第２シリンダ１２内の環状空間に挿入されており、第２ピストン３０と同様に第１シリンダ１１を囲繞している。また、コイルばね１７は、第２シリンダ１２の底板１５と第２ピストン３０との間に配置されており、第２ピストン３０を上方に向かって常に付勢している。具体的には、コイルばね１７の上端は第２ピストン３０の下面３４に当接しており、コイルばね１７の下端は第２シリンダ１２の底板１５に当接している。

上記構造により、第２ピストン３０の上面３３には、シリンダ１０に充填されている空気の圧力が作用する一方、第２ピストン３０の下面３４には、コイルばね１７の付勢力が作用する。そこで、本実施形態に関する以下の説明では、第２ピストン３０の上面３３を「受圧面３３」と呼び、第２ピストン３０の下面３４を「押圧面３４」と呼ぶ場合がある。

図２に示されている第１ピストン２０は待機位置に位置している。このとき、第１ピストン２０の受圧面２３および第２ピストン３０の受圧面３３にはシリンダ１０の内圧が作用しており、第２ピストン３０の押圧面３４にはコイルばね１７の付勢力が作用している。ここで、当初のシリンダ１０内の空気の圧力が図示されている状態よりも高かった場合、第２ピストン３０は図示されている位置よりも低い位置に下がり、バンパ１８からより離間する。つまり、第２ピストン３０は、受圧面３３に作用する空気の圧力により、押圧面３４に作用するコイルばね１７の付勢力に抗して、図示されている位置よりも低い位置に押し下げられる。一方、当初のシリンダ１０内の空気の圧力が図示されている状態よりも低かった場合、第２ピストン３０は図示されている位置よりも高い位置に上がり、バンパ１８により近接する。つまり、第２ピストン３０は、押圧面３４に作用するコイルばね１７の付勢力により、受圧面３３に作用する空気の圧力に抗して、図示されている位置よりも高い位置に押し上げられる。

もっとも、当初のシリンダ１０内の空気の圧力に応じて第２ピストン３０が上記のように上下動する結果、第２シリンダ１２を含むシリンダ１０全体の容積が増減するので、シリンダ１０内の空気の圧力は、当初の圧力の高低に関わらず常に略一定に保たれる。つまり、シリンダ１０の内圧が作用する受圧面３３とコイルばね１７の付勢力が作用する押圧面３４とを備える第２ピストン３０の調圧作用により、シリンダ１０の内圧が常に一定に保たれる。要するに、第２ピストン３０は、シリンダ１０の内圧を略一定に保持する調圧機構として機能する。

図２に示されている第１ピストン２０が図４に示されている上死点に向かって第１方向（上方）に移動すると、シリンダ１０内の空気がさらに圧縮され、シリンダ１０の内圧がさらに上昇する。言い換えれば、第１ピストン２０は、第１方向に移動することで、シリンダ１０に充填されている空気を圧縮する。

シリンダ１０の内圧が上昇すると、第２ピストン３０の受圧面３３に作用する圧力も増大するので、第２ピストン３０は、押圧面３４に作用する付勢力に抗して第２方向（下方）に移動する。つまり、第２ピストン３０は、第１ピストン２０が第１方向（上方）に移動する際に、受圧面３３に作用する圧力により、押圧面３４に作用する付勢力に抗して、第２方向（下方）に移動する。

その後、図４に示されている第１ピストン２０が図５に示されている下死点に向かって第２方向（下方）に移動すると、その移動に伴ってシリンダ１０の内圧が低下する。シリンダ１０の内圧が低下すると、第２ピストン３０の受圧面３３に作用する圧力も減少するので、第２ピストン３０は、押圧面３４に作用する付勢力によって第１方向（上方）に移動する。つまり、第２ピストン３０は、第１ピストン２０が第２方向（下方）に移動する際に、押圧面３４に作用する付勢力により、受圧面３３に作用する圧力に抗して、第１方向（上方）に移動する。このとき、第１ピストン２０と逆向きに移動する第２ピストン３０は、第１ピストン２０の移動に伴う反力を打ち消すカウンタウエイトとして機能する。

図６，図７に示されるように、シリンダ１０には、当該シリンダ１０の内外に連通し、第２ピストン３０によって開閉される貫通孔１９が設けられている。本実施形態では、第２シリンダ１２の外壁１４に貫通孔１９が設けられている。シリンダ１０内の空気の圧力が所定の基準値を上回ると、貫通孔１９が開かれ、シリンダ１０が大気連通する。例えば、図６に示されるように、第１ピストン２０が上死点またはその近傍まで上昇した際に、何らかの原因でシリンダ１０の内圧が基準値を上回ると、受圧面３３に作用する圧力により、第２ピストン３０がコイルばね１７の付勢に抗して所定位置よりも低い位置まで押し下げられる。すると、第２シリンダ１２と第２ピストン３０との間の外側Ｏリング３２による気密封止が解除され、第２シリンダ１２を含むシリンダ１０が貫通孔１９を介して大気開放され、シリンダ１０内の空気が排気される。空気が排気され、シリンダ１０の内圧が基準値を下回ると、押圧面３４に作用する付勢力により、第２ピストン３０が所定位置よりも高い位置まで押し上げられる。すると、第２シリンダ１２と第２ピストン３０との間の外側Ｏリング３２による気密封止が復活し、第２シリンダ１２を含むシリンダ１０が大気から遮断される。このとき、第２ピストン３０は、シリンダ１０の内圧が基準値を上回ったときにシリンダ１０を大気開放させるリリーフバルブとして機能する。

以上のように、本実施形態に係る打込機１は、シリンダ１０の内圧を略一定に保持する調圧機構として機能する第２ピストン３０を備えている。よって、環境温度などが変化してもシリンダ１０の内圧が略一定に保持され、常に同一または略同一の打込力が得られる。

また、第２ピストン３０は、カウンタウエイトおよびリリーフバルブとしても機能する。よって、打込み動作時に打込機１が浮き上がることがなく、操作の安定性が向上する。さらに、シリンダ１０の内圧が過剰に上昇することもない。

（第２実施形態）
以下、本発明の打込機の実施形態の他の一例について詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る打込機は、第１実施形態に係る打込機１（図１～図７）と同一の基本構成を有する。そこで、第１実施形態に係る打込機１との相違点について説明する一方、第１実施形態に係る打込機１と同一または実質的に同一の構成についての説明は適宜省略する。

図８に示されるように、本実施形態に係る打込機が備える第２ピストン４０は、全体としてリング状の外観を呈する点において第１実施形態に係る打込機１が備える第２ピストン３０（図２）と一致している。

一方、本実施形態における第２ピストン４０は、第１シリンダ１１によって支持される小径部４１と、第２シリンダ１２によって支持される大径部４２と、を含む二重のリング状に成形されている点において、図２等に示されている第２ピストン３０と相違している。

図８に示されるように、第２ピストン４０の小径部４１の外径は、第１シリンダ１１の内径よりも小さく、当該小径部４１は第１シリンダ１１の内側に配置されている。第２ピストン４０の大径部４２の内径は第１シリンダ１１の外径よりも大きく、第２ピストン４０の大径部４２の外径は第２シリンダ１２の内径よりも小さい。第２ピストン４０の大径部４２は、第２シリンダ１２の内側に配置され、かつ、第１シリンダ１１の上部を囲繞している。言い換えれば、第２ピストン４０のうち、第１シリンダ１１の径方向内側に位置している部分が小径部４１であり、第１シリンダ１１の径方向外側に位置している部分が大径部４２である。

図８に示されるように、本実施形態における第１シリンダ１１は、第１ピストン２０の全部および第２ピストン４０の一部（小径部４１）を移動可能に支持しており、第２シリンダ１２は、第２ピストン４０の他の一部（大径部４２）を移動可能に支持している。

第２ピストン４０の小径部４１の外周面には、第１シリンダ１１の内周面に当接するシール部材としての内側Ｏリング４３が装着されており、第２ピストン４０の大径部４２の外周面には、第２シリンダ１２の内周面に当接するシール部材としての外側Ｏリング４４が装着されている。

上記構造により、第２ピストン４０の小径部４１の上面４１ａおよび大径部４２の上面４２ａには、シリンダ１０に充填されている空気の圧力が作用する。同じく、第２ピストン４０の小径部４１の下面４１ｂにもシリンダ１０に充填されている空気の圧力が作用する。また、第２ピストン４０の大径部４２の下面４２ｂには、コイルばね１７の付勢力が作用する。さらに、シリンダ１０内の空気の圧力は、小径部４１の下面４１ｂに対しては、大径部４２の下面４２ｂに対する付勢力の作用方向と同方向（上方）に作用する。一方、シリンダ１０内の空気の圧力は、小径部４１の上面４１ａおよび大径部４２の上面４２ａに対しては、大径部４２の下面４２ｂに対する付勢力の作用方向と逆方向（下方）に作用する。

本実施形態に係る以下の説明では、コイルばね１７の付勢力が作用する第２ピストン４０の大径部４２の下面４２ｂを「押圧面４２ｂ」と呼ぶ場合がある。また、シリンダ１０内に充填されている空気の圧力が押圧面４２ｂに対する付勢力の作用方向と同方向に作用する小径部４１の下面４１ｂを「第１受圧面４１ｂ」と呼ぶ場合がある。さらに、シリンダ１０内に充填されている空気の圧力が押圧面４２ｂに対する付勢力の作用方向と逆方向に作用する小径部４１の上面４１ａおよび大径部４２の上面４２ａを「第２受圧面４５」と総称する場合がある。

図８に示されている第１ピストン２０は待機位置に位置している。このとき、第１ピストン２０の受圧面２３，第２ピストン４０の第１受圧面４１ｂおよび第２受圧面４５にはシリンダ１０内の空気の圧力が作用しており、第２ピストン４０の押圧面４２ｂにはコイルばね１７の付勢力が作用している。よって、本実施形態における第２ピストン４０も、シリンダ１０の内圧を一定に保持する調圧機構として機能する。

図８に示されている第１ピストン２０が図９に示されている上死点に向かって第１方向（上方）に移動すると、シリンダ１０内の空気がさらに圧縮され、シリンダ１０の内圧がさらに上昇する。シリンダ１０の内圧が上昇すると、第２ピストン４０の第１受圧面４１ｂおよび第２受圧面４５に作用する空気の圧力は同じ割合で増大する。しかし、第２受圧面４５の面積（上面４１ａの面積＋上面４２ａの面積）は、第１受圧面４１ｂの面積（下面４１ｂの面積）よりも大きい。よって、押圧面４２ｂに作用する付勢力（Ｐ１）および第１受圧面４１ｂに作用する圧力（Ｐ２）の合計（Ｐ１＋Ｐ２）よりも、第２受圧面４５に作用する圧力（Ｐ３）の方が大きくなる。言い換えれば、このような大小関係が成立するように、第２受圧面４５の面積，第１受圧面４１ｂの面積および付勢力（Ｐ１）が設定されている。上記のような力の大小関係により、第２ピストン４０は、第２受圧面４５に作用する圧力（Ｐ３）により、押圧面４２ｂに作用する付勢力（Ｐ１）および第１受圧面４１ｂに作用する圧力（Ｐ２）に抗して、第２方向（下方）に移動する。つまり、第２ピストン４０は、第１ピストン２０が第１方向（上方）に移動する際に第２方向（下方）に移動する。

その後、図９に示されている第１ピストン２０が図１０に示されている下死点に向かって第２方向（下方）に移動すると、その移動に伴ってシリンダ１０の内圧が低下する。シリンダ１０の内圧が低下すると、第２ピストン４０の第１受圧面４１ｂおよび第２受圧面４５に作用する空気の圧力は同じ割合で減少する一方、押圧面４２ｂに作用する付勢力は維持されている。よって、第２受圧面４５に作用する圧力（Ｐ３）よりも、押圧面４２ｂに作用する付勢力（Ｐ１）および第１受圧面４１ｂに作用する圧力（Ｐ２）の合計（Ｐ１＋Ｐ２）の方が大きくなる。この結果、第２ピストン４０は、押圧面４２ｂに作用する付勢力（Ｐ１）および第１受圧面４１ｂに作用する圧力（Ｐ２）により、第２受圧面４５に作用する圧力（Ｐ３）に抗して、第１方向（上方）に移動する。つまり、第２ピストン４０は、第１ピストン２０が第２方向（下方）に移動する際に第１方向（上方）に移動する。このとき、第１ピストン２０と逆向きに移動する第２ピストン４０はカウンタウエイトとして機能する。

以上のように、本実施形態に係る打込機も、シリンダ１０の内圧を略一定に保持する調圧機構として機能する第２ピストン４０を備えている。よって、環境温度などが変化してもシリンダ１０の内圧が一定に保持され、常に同一または略同一の打込力が得られる。

また、第２ピストン４０は、第１実施形態における第２ピストン３０（図２）と同様に、カウンタウエイトおよびリリーフバルブとしても機能する。よって、打込み動作時に打込機が浮き上がることがなく、操作の安定性が向上するとともに、シリンダ１０の内圧が過剰に上昇することもない。

（第３実施形態）
以下、本発明の打込機の実施形態の他の一例について詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る打込機は、第１実施形態に係る打込機１（図１～図７）と同一の基本構成を有する。そこで、第１実施形態に係る打込機１との相違点について説明する一方、第１実施形態に係る打込機１と同一または実質的に同一の構成についての説明は適宜省略する。

図１１に示されるように、本実施形態に係る打込機が備える第２ピストン７０は、全体として円板状または円柱状の外観を呈する。また、第１実施形態および第２実施形態におけるシリンダ１０は、第１シリンダ１１および第２シリンダ１２を含んでいたが（図２，図８）、本実施形態におけるシリンダ１０は単一のシリンダである。

第２ピストン７０の外周面には、シリンダ１０の内周面に当接するシール部材としてのＯリング７１が装着されている。また、弾性体としてのコイルばね１７が第２ピストン７０の上面７２とシリンダ１０の天井１０ａとの間に配置されている。一方、第２ピストン７０の下面７３は、第１ピストン２０の受圧面２３と対向している。

よって、第２ピストン７０の上面７２にはコイルばね１７の付勢力が作用し、第２ピストン７０の下面７３にはシリンダ１０に充填されている空気の圧力が作用する。そこで、本実施形態に関する以下の説明では、第２ピストン７０の上面７２を「押圧面７２」と呼び、第２ピストン７０の下面７３を「受圧面７３」と呼ぶ場合がある。

ここで、コイルばね１７の付勢力が作用する押圧面７２とシリンダ１０内の空気の圧力が作用する受圧面７３とを備える第２ピストン７０が調圧機構として機能する点は第１実施形態などと同様である。

図１１に示されるように、第１ピストン２０が下死点から上死点に向かって第１方向（上方）に移動すると、シリンダ１０内の空気が圧縮され、シリンダ１０の内圧が上昇する。シリンダ１０の内圧が上昇すると、第２ピストン７０の受圧面７３に作用する空気の圧力が増大する。この結果、第２ピストン７０は、受圧面７３に作用する空気の圧力により、押圧面７２に作用する付勢力に抗して、第１方向（上方）に移動する。つまり、第２ピストン７０は、第１ピストン２０が第１方向（上方）に移動する際に、同じく第１方向（上方）に移動する。

図１２に示されるように、第１ピストン２０が上死点から下死点に向かって第２方向（下方）に移動すると、その移動に伴ってシリンダ１０の内圧が低下する。シリンダ１０の内圧が低下すると、第２ピストン７０の受圧面７３に作用する空気の圧力は減少する。この結果、第２ピストン７０は、押圧面７２に作用する付勢力により、受圧面７３に作用する空気の圧力に抗して、第２方向（下方）に移動する。つまり、第２ピストン７０は、第１ピストン２０が第２方向（下方）に移動する際に、同じく第２方向（下方）に移動する。

以上のように、本実施形態に係る打込機も、シリンダ１０の内圧を略一定に保持する調圧機構として機能する第２ピストン７０を備えている。よって、環境温度などが変化してもシリンダ１０の内圧が一定に保持され、常に同一または略同一の打込力が得られる。また、第２ピストン７０はリリーフバルブとしても機能し、シリンダ１０の内圧が過剰に上昇することを防止する。

本発明は上記実施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、第２ピストンに対する弾性体の付勢力が調節可能な実施形態もある。かかる実施形態の一例を図１３，図１４に示す。図１３，図１４に示される実施形態は、第１実施形態におけるコイルばね１７の付勢力を調節可能とした実施形態である。

図示されている実施形態では、第２シリンダ１２の底板１５とコイルばね１７の下端との間に座金８０が配置されている。また、第２シリンダ１２の底板１５を貫通して第２シリンダ１２内に突出する調節ボルト８１の先端が座金８０に当接している。

調節ボルト８１を回転させ、当該調節ボルト８１の第２シリンダ１２内への突出長を増減させると、座金８０が上下に移動する。座金８０が押し上げられると、コイルばね１７の圧縮量が増加し、当該コイルばね１７が第２ピストン３０に与える付勢力が大きくなる。一方、座金８０が引き下げられると、コイルばね１７の圧縮量が減少し、当該コイルばね１７が第２ピストン３０に与える付勢力が小さくなる。調圧機構，カウンタウエイトおよびリリーフバルブとしての機能する第２ピストン３０に作用する付勢力を調節可能であることは、上記各機能の効果を調節可能であることを意味する。例えば、第２ピストン３０に作用する付勢力を調節することにより、リリーフバルブとしての第２ピストン３０によってシリンダ１０が大気開放される基準値（シリンダ１０の内圧）を調節することができる。

１…打込機，２…ハウジング，１０…シリンダ，１０ａ…天井，１１…第１シリンダ，１２…第２シリンダ，１３…内壁，１４…外壁，１５…底板，１６…天井板，１７…コイルばね，１８…バンパ，１９…貫通孔，２０…第１ピストン，２１…ドライバブレード，２２…Ｘリング，２３…上面（受圧面），３０…第２ピストン，３１…内側Ｏリング，３２…外側Ｏリング，３３…上面（受圧面），３４…下面（押圧面），４０…第２ピストン，４１…小径部，４１ａ…上面，４１ｂ…下面（第１受圧面），４２…大径部，４２ａ…上面，４２ｂ…下面（押圧面），４３…内側Ｏリング，４４…外側Ｏリング，４５…第２受圧面，７０…第２ピストン，７１…Ｏリング，７２…上面（押圧面），７３…下面（受圧面），８０…座金，８１…調節ボルト，Ｂ１…軸線

Claims (7)

1. 互いに連通する第１シリンダおよび第２シリンダを有し、圧縮性流体が充填されているシリンダと、
   前記第１シリンダに収容され、第１方向に移動することで前記シリンダに充填されている圧縮性流体を圧縮し、圧縮された圧縮性流体の圧力により前記第１方向とは反対の第２方向に移動する第１ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第１方向および前記第２方向に移動可能な第２ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第２ピストンを付勢する弾性体と、を有し、
   前記第２シリンダの内部は、前記第２ピストンの前記第１方向側に位置し、前記第１シリンダと連通する第１の空間と、前記第２ピストンの前記第２方向側に位置し、前記第１シリンダと連通しない第２の空間と、に区画され、
   前記弾性体は、前記第２の空間に収容され、
   前記第２ピストンは、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力を前記第２方向に作用するように受ける受圧面と、前記弾性体の付勢力を前記第１方向に作用するように受ける押圧面と、を備え、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第１方向に移動する際に、前記受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力により、前記押圧面が受ける前記第１方向の付勢力に抗して前記第２方向に移動し、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向に移動する際に、前記押圧面が受ける前記第１方向の付勢力により、前記受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力に抗して前記第１方向に移動する、
   打込機。
2. 互いに連通する第１シリンダおよび第２シリンダを有し、圧縮性流体が充填されているシリンダと、
   前記第１シリンダに収容され、第１方向に移動することで前記シリンダに充填されている圧縮性流体を圧縮し、圧縮された圧縮性流体の圧力により前記第１方向とは反対の第２方向に移動する第１ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第１方向および前記第２方向に移動可能な第２ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第２ピストンを付勢する弾性体と、を有し、
   前記第２シリンダの内部は、前記第２ピストンの前記第１方向側に位置し、前記第１シリンダと連通する第１の空間と、前記第２ピストンの前記第２方向側に位置し、前記第１シリンダと連通しない第２の空間と、に区画され、
   前記弾性体は、前記第２の空間に収容され、
   前記第２ピストンは、前記弾性体の付勢力を前記第１方向に作用するように受ける押圧面と、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力を前記押圧面に対する付勢力の作用方向と同方向の前記第１方向に作用するように受ける第１受圧面と、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力を前記押圧面に対する付勢力の作用方向と逆方向の前記第２方向に作用するように受ける第２受圧面と、を備え、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第１方向に移動する際に、前記第２受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力により、前記押圧面が受ける前記第１方向の付勢力および前記第１受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力に抗して移動し、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向に移動する際に、前記押圧面が受ける前記第１方向の付勢力および前記第１受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力により、前記第２受圧面に作用する圧力に抗して移動する、
   打込機。
3. 前記第１シリンダは、前記第２ピストンの一部を収容する、
   請求項２に記載の打込機。
4. 前記第２シリンダは前記第１シリンダよりも大径であり、
   前記第２ピストンは、前記第１シリンダに収容される小径部と、前記第２シリンダに収容される大径部と、を含み、
   前記第２ピストンの前記大径部は、前記第１シリンダを囲繞している、
   請求項３に記載の打込機。
5. 前記第２シリンダは前記第１シリンダよりも大径であり、
   前記第２ピストンは、前記第２シリンダの外壁及び内壁に対向する外周面と内周面を有し、前記第２シリンダの前記内壁は、前記第１シリンダを囲繞している、
   請求項１に記載の打込機。
6. 前記シリンダの内外に連通し、前記第２ピストンによって開閉される貫通孔を有し、
   前記シリンダ内の圧縮性流体の圧力が基準値を上回ると、前記貫通孔が開かれる、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の打込機。
7. 互いに連通する第１シリンダおよび第２シリンダを有し、圧縮性流体が充填されているシリンダと、
   前記第１シリンダに収容され、第１方向に移動することで前記シリンダに充填されている圧縮性流体を圧縮し、圧縮された圧縮性流体の圧力により前記第１方向とは反対の第２方向に移動する第１ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第１方向および前記第２方向に移動可能な第２ピストンと、
   前記第２シリンダに収容され、前記第２ピストンを付勢する弾性体と、を有し、
   前記第２シリンダの内部は、前記第２ピストンの前記第１方向側に位置し、前記第１シリンダと連通する第１の空間と、前記第２ピストンの前記第２方向側に位置し、前記第１シリンダと連通しない第２の空間と、に区画され、
   前記第２ピストンは、前記シリンダに充填されている圧縮性流体の圧力を前記第２方向に作用するように受ける受圧面と、前記弾性体の付勢力を前記第１方向に作用するように受ける押圧面と、を備え、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第１方向に移動する際に、前記受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力により、前記押圧面が受ける前記圧縮性流体の付勢力に抗して移動し、
   前記第２ピストンは、前記第１ピストンが前記第２方向に移動する際に、前記押圧面が受ける前記第１方向の付勢力により、前記受圧面が受ける前記圧縮性流体の圧力に抗して移動し、
   前記第２シリンダに形成されるとともに、前記圧縮性流体が充填される空間、及び、前記シリンダの外部に連通し、前記第２ピストンによって開閉される貫通孔を有し、
   前記シリンダ内の圧縮性流体の圧力が基準値を上回ると、前記第２ピストンが前記第２方向に移動することで、前記貫通孔が開かれる、
   打込機。

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