JPWO2014119168A1

JPWO2014119168A1 - 打込機

Info

Publication number: JPWO2014119168A1
Application number: JP2014559521A
Authority: JP
Inventors: 駒崎　義一; 義一駒崎
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2017-01-26
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: JP6123808B2; WO2014119168A1

Abstract

釘の打ち込み深さを安定させた打込機を提供する。釘５を打ち込み、釘頭が木材４と接触するとドライバブレード５６に過大な反力が発生する。ドライバブレード５６はスプリング５５でピストン１１に付勢されているが、釘５の反力によりドライバブレード５６がスプリング５５の弾性力に抗して摺動する。シリンダ内室１０ａにおいてピストン１１で区分されたピストン上室１１ａとピストン下室１１ｂとがスリット５８によって連通し、ピストン上室１１ａの圧縮空気がピストン下室１１ｂへと漏えいする。その結果、ピストン速度が低下し、釘５が木材４に過剰に打ち込まれることはない。

Description

本発明は、ドライバブレードを駆動して止具を打撃することにより止具を被打込材に打込む打込機に関する。

図７に圧縮空気を動力源として釘等の止具を打撃する従来からある打込機２００の断面図を示す。

以下に打込機２００による釘打ちの概略構造及び動作工程を述べる。図示しない圧縮機からの圧縮空気が、図示しないエアホースを介して蓄圧室２４５に蓄積される。メインバルブ２１９は上下方向に可動であり、圧力を蓄える蓄圧室２４５とシリンダ２１０の内室２１０ａとの流路を制御している。作業者がプッシュレバー２０２を木材２０４に押し当て、且つトリガ２３６を操作すると、メインバルブ２１９が下方へ移動しエキゾーストカバー２３４と離れ、蓄圧室２４５とシリンダ内室２１０ａとが連通する。同時にメインバルブ２１９の下部はシリンダプレート２４１に接触してシリンダ内室２１０ａと膨張室２４６とを遮断する。蓄圧室２４５に蓄積されている圧縮空気は、シリンダ２１０内のピストン２１１の上室に流入し、ピストン２１１と一体のドライバブレード２５６を押し下げ釘を木材２０４に打ち込む。

ピストン２１１の下降に伴い、ピストン２１１の下室で圧縮された空気は、シリンダ２１０の中間に設置された逆止弁２１２およびシリンダ２１０の下方に設置された戻し通路２０８を通って戻り空気室２４４に充填される。さらにピストン２１１が下降して逆止弁２１２を通過すると、ピストン２１１を押し下げているピストン２１１の上室の高圧空気が逆止弁２１２から戻り空気室２４４に充填される。

打ち込みの反動により打込機本体２０１が上昇すると、プッシュレバー２０２がトリガバルブ部２５４をＯＦＦする構造となっており、あるいは作業者がトリガ２３６を離してトリガバルブ部２５４をＯＦＦとすると、メインバルブ２１９が上方へ移動し初期位置に復帰する。

メインバルブ２１９は、エキゾーストカバー２３４と接触し、蓄圧室２４５とシリンダ内室２１０ａとを遮断すると共に、メインバルブ２１９の下部はシリンダプレート２４１と離れ、シリンダ内室２１０ａと膨張室２４６とが連通する。

その結果、ピストン２１１の上室の圧縮空気は、膨張室２４６を通過して打込機本体２０１の外へと排出される。また、ピストン２１１は戻り空気室２４４の圧縮空気により上方へ移動し初期位置に復帰する。

このような打込機においては、釘などの止具を木材等の被打込部材に良好に打ち込むことが求められており、各種の技術が提案されている。例えば、止具の射出孔の断面を変化させ、打ち込む止具の大きさに合わせた射出孔を形成する打込機がある（特許文献１参照）。
特開２００９−８３０９１号公報

ところで、上述のような従来タイプの打込機を用いた最良の施工状態とは、釘頭が木材と面一または微小に木材にめり込んだ状態である。そのためには供給圧力を調整する技術や打込機先端のプッシュレバーの可動範囲を調整する技術があった。

しかし、木材は節や年輪の密度等により、部分的に硬度がばらつくため、一定の調整では釘が完全に打込めない場合や、あるいは打ち込みすぎてしまうといった課題があった。

このような課題に対し、例えばセンサにより本体の反動を検知して、演算処理を経て圧縮空気の供給圧力を制御することも想定できるものの、釘先端が木材に接触してから釘全体が木材に打ち込まれるまでの時間は１ｍｓ程度でしかなく、この時間内に供給圧力を制御しても空気は圧縮性流体であるから追従できないおそれがある。さらに、センサや演算装置のため高コストであり、また、そのための駆動電源も新たに用意しなければならない。したがって、センサで反動を検知するような技術を市場投入するには現実的でない部分もあり、別の技術が求められていた。

本発明は、以上のような状況に鑑みなされたものであって、上記課題を解決する技術を提供することを目的とする。

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ドライバブレードと前記ピストンは、前記締結材を打ち込む動作に伴い、相対的に移動可能である。また、前記ピストンと前記ドライバブレードの間に弾性材を備えてもよい。また、前記駆動機構は、前記ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、前記ピストンを摺動可能に案内するシリンダと、を有し、前記ピストンと前記シリンダはピストン上室とピストン下室を画成し、前記ドライバブレードと前記ピストンの間には、圧縮空気を遮断するシール部材と、前記ドライバブレードと前記ピストンが相対的に移動したときに、前記ピストン上室と前記ピストン下室とを連通させる連通路を備えてもよい。また、前記弾性材のバネ定数は、前記締結材から所定以上の荷重が作用したときに前記連通路が解放される強さに設定されてもよい。本発明は、内部に蓄圧室を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続されたドライバブレードと、を有し、前記蓄圧室に蓄えられた圧縮空気の圧力によって前記ピストンを駆動し、前記ドライバブレードによって締結材を打撃する打込機であって、締結材を打ち込むドライバブレードと、前記ドライバブレードが固定され圧縮空気が作用することで前記ドライバブレードを駆動させるピストンとを有し、前記ドライバブレードに対して前記締結材から作用する力が所定以上に大きくなったときに、前記ピストンを介して前記ドライバブレードに対して作用する力を逃がす機構を備える。本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ピストンと前記ドライバブレードとは相対移動が可能であり、前記締結材の頭部が被締結材上面に衝突した際に、衝突力の大きさに応じて相対移動する。

本発明によると、釘などの締結材（止具）を木材等の被打込部材に良好に打ち込む打込機を実現することができる。

本発明の実施の形態に係る、待機状態の打込機を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る、図１のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施の形態に係る、釘打ち作業開始直後の状態の打込機を示した断面図である。本発明の実施の形態に係る、ピストンが下降し釘を木材に打ち込んでいる途中の打込機を示した断面図である。本発明の実施の形態に係る、釘の頭が木材に接触した状態の打込機を示した断面図である。ドライバブレードに作用する反力と、釘の木材への貫通量の関係線図である。背景技術に係る、打込機の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図１から図６を用いて説明する。図１は本実施形態の一例を示した打込機１００の断面図であって、図示しない外部の圧縮機を接続した状態を示している。図２は図１のＡ−Ａ断面図であり、特に、ピストン１１に着目して示している。

図１に示すように、打込機１００は、打込機本体１と、射出方向に対して略直交する方向に延びるハンドル３８と、打込機本体１の下端に位置するノーズ部３とが一体として設けられている。図示しない圧縮機からの圧縮空気を蓄積するために、ハンドル３８及び打込機本体１の内部に蓄圧室４５が形成されている。蓄圧室４５は、図示しないエアホースを介して圧縮機に接続される。蓄圧室４５は後述するシリンダ１０、メインバルブ１９とともに駆動機構を構成する。なお、駆動機構は、圧縮空気方式に限る趣旨では無く、例えば電動方式やガス燃焼方式が採用されてもよい。

打込機本体１は、ハウジング４０とその上部を覆うエキゾーストカバー３４とを備え、さらに内部に円筒状のシリンダ１０と、シリンダ１０の筒状内部で上下に摺動（往復動）可能なピストン１１と、ピストン１１と一体に形成されたドライバブレード５６と、を備える。

シリンダ１０は円筒形状をしており、内面でピストン１１を摺動可能に支持する。シリンダ１０の下端外周には、ドライバブレード５６を上死点に復帰させるための圧縮空気を貯める戻り空気室４４が形成されている。

シリンダ１０の軸方向中央部には逆止弁１２が備えられ、シリンダ１０内からシリンダ１０の外の戻り空気室４４への一方向にのみ圧縮空気の流入を許容する空気通路が形成されている。

また、シリンダ１０の下方には、戻り空気室４４に常時開放されている戻し通路８が形成されている。さらにまた、シリンダ１０の下端には、釘を打ち込んだ後のピストン１１の余剰エネルギーを吸収するためのバンパ７が設けられている。

ハンドル３８の打込機本体１との接続部分には、作業者によって操作されるトリガ３６と、圧縮空気を送排気する切替弁であるトリガバルブ部５４とが設けられている。

作業者がプッシュレバー２を木材４へ押し当て、トリガ３６を操作すると、メインバルブ１９は下方向へ移動し、エキゾーストカバー３４と離間する。その結果、蓄圧室４５とシリンダ１０の内室（シリンダ内室１０ａ）とが連通する。

ピストン１１は外周がシリンダ１０の内面とほぼ同形状であり、シリンダ１０の内面を摺動可能な微小な隙間を有する大きさの円盤形状をしている。ピストン１１の外周面には円周に渡って凹溝１１１が設けられ、凹溝１１１にはＯリング１１２が配置されている。Ｏリング１１２によってシリンダ１０の内面とピストン１０外周の隙間がシールされる。ピストン１１の中央部にはピストン１１を貫通する孔が形成されており、ピストン１１の内径にはドライバブレード５６が配置されており、シリンダ１０の内部でピストン１１と一体に摺動可能となっている。また、ドライバブレード５６の上端にはトメワ５７が嵌合している。これらの構造によって、ドライバブレード５６がピストン１１から脱落しないようになっている。

ピストン１１の下方にはスプリング５５が配設され、また、スプリング５５の下端はドライバブレード５６に形成したフランジ部５６ａに係合されている。その結果、ピストン１１に対してドライバブレード５６は下方向に付勢されている。後述するように、スプリング５５の付勢力はドライバブレード５６に下方から打込時の強い反発力がかかった時にのみピストン１１とドライバブレード５６の相対的な移動がおこるように設定され、通常はドライバブレード５６はピストン１１に対して最も下方に移動した位置にある。

トメワ５７の直下にはＯリング５９が嵌合されており、スプリング５５によってピストン１１とトメワ５７との間に圧縮されている。Ｏリング５９によってピストン１１とトメワ５７との間の空気の流れが遮断されている。

さらに図２に示すように、ピストン１１とドライバブレード５６との係合部には軸方向（図１では上下方向）に延びるスリット５８が、ピストン１１の円周上に８本形成されている。スリット５８の下端はピストン１１の下端よりも下方のフランジ部５６ａ付近まで延びている。従って、Ｏリング５９によるシールが解放されると、ピストン１１とトメワ５７との間を介してピストン１１の上下（ピストン上室１１ａ及びピストン下室１１ｂ）が連通する。スリット５８は本発明における連通路に相当する。

次に、本実施形態の打込機の動作について説明する。図３は、
釘打ち作業開始直後の状態の打込機１００を示した断面図である。作業者がプッシュレバー２を木材４に押し当て且つトリガ３６を操作すると、メインバルブ１９が下方へ移動しエキゾーストカバー３４と離れる。その結果、蓄圧室４５とシリンダ内室１０ａとが連通する。

同時にメインバルブ１９の下部はシリンダプレート４１に接触して、シリンダ内室１０ａと膨張室４６との連通が遮断される。

図４は、ピストン１１が下降し釘５を木材４に打ち込んでいる途中の打込機１００を示した断面図である。蓄圧室４５に蓄積されている圧縮空気は、シリンダ内室１０ａのピストン１１より上の空間であるピストン上室１１ａに流入する。その結果、圧縮空気はピストン１１を押し下げる。ピストン１１に接続されたドライバブレード５６はピストン１１と共に下方に移動し、釘５を打撃することによって木材４に打ち込む。

このとき釘５の反力がドライバブレード５６に対して上方向に作用する。図３で示した状態で発生する反力では、ドライバブレード５６が摺動しないよう、スプリング５５のバネ定数、つまり動作荷重が設定されている。動作荷重の詳細設定については、図６で後述する。なお、スプリング５５については、弾性特性を有する構造であれば、他にゴム部材等の弾性部材で代替されてもよい。

図５は、釘５の頭が木材に接触した状態の打込機１００を示した断面図である。釘５の頭が木材４に接触すると、ドライバブレード５６に作用する反力は急激に増加する。

ピストン１１の上面には圧縮空気による力が作用しているため、ドライバブレード５６はスプリング５５の弾性力に抗して上方向に摺動する。ドライバブレード５６がピストン１１に対して上方向に移動するので、ドライバブレード５６のノーズ部２からの突出量が減少する。これによって、釘５の頭を必要以上に深く打込むことを防止することができる。ピストン１１とドライバブレード５６の相対的な移動の結果、Ｏリング５９によるスリット５８に対するシールが解除される。そして、図中矢印で示すように、ピストン上室１１ａの圧縮空気は、スリット５８を通じてシリンダ内室１０ａのピストン１１の下側の空間であるピストン下室１１ｂへと解放される。

その結果、ピストン上室１１ａの圧力は低下し、ピストン下室１１ｂの圧力は上昇する。そのため、ピストン１１およびドライバブレード５６は急速に減速する。

図６にドライバブレード５６に作用する反力と、釘５の木材４への貫通量の関係線図を示す。図６中の実線は硬度の高い木材４に対して釘５を打込んだ場合を示し、破線は硬度の低い木材４に対して釘５を打込んだ場合を示している。釘５（締結材）からドライバブレード５６に対して作用する反力は、釘５の先端が木材４に達した時から発生し、更に、釘５の釘頭（頭部）が木材４に衝突した時に大きく上昇する。スプリング５５（弾性材）のバネ定数は、釘５（締結結材）から所定以上の荷重が作用したときに前記連通路が解放される強さに設定することが好ましい。即ち、スプリング５５の動作荷重は、硬度の低い木材４を用いて釘頭が木材４に衝突したときの反力ＦＳｍａｘ以下とし、且つ硬度の高い木材４を用いて釘５の軸部を打ち込んでいるときの反力ＦＨｍｉｎ以上の間で設定すればよい。またスリット５８の寸法および配置数は任意に選択可能で、必要とするピストン１１およびドライバブレード５６の減速量に合わせて調整することができる。

以上、本実施形態によれば、釘５の頭が木材４と接触すると、ピストン１１およびドライバブレード５６が急減速し、釘５の木材４への過剰な打ち込みを防止できる。

つまり、釘５を打ち込み、釘頭が木材４と接触するとドライバブレード５６に過大な反力が発生する。ドライバブレード５６はスプリング５５でピストン１１に付勢されているが、釘５の反力によりドライバブレード５６がスプリング５５の弾性力に抗して摺動する。するとシリンダ内室１０ａにおいてピストン１１で区分されたピストン上室１１ａとピストン下室１１ｂとがスリット５８によって連通し、ピストン上室１１ａの圧縮空気がピストン下室１１ｂへと漏えいする。したがって、ピストン速度が低下し、釘５が木材４に過剰に打ち込まれるのを防止できる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。例えば、スリット５８（連通路）を設けずにピストン１１とドライバブレード５６が相対移動可能な構成としても良い。この場合、釘頭が木材上面に衝突した際にピストン１１とドライバブレード５６が相対移動する構成とすることによって、釘５の釘頭が木材に到達した後の打込み過ぎを防止する効果が更に高められる。また、上述の打込機１００では、ドライバブレード５６に作用する釘５からの力が所定以上の時に、ドライバブレード５６がシリンダ１０に対して相対移動した。しかし、相対移動をさせず、単にシリンダ１０に作用する圧縮空気の力をそれ以上かからないようにしても一定の効果は得られる。つまり、スプリング５５を設けずスリット５８の連通状態をオン・オフさせる構成だけでもよい。また、ドライバブレード５６とシリンダ１０との固定状態を解除して力を逃がす機能、例えばドライバブレード５６を自由に回転させる等の機能を持たせてもよい。

１打込機本体
２プッシュレバー
３ノーズ部
７バンパ
８戻し通路
１０シリンダ
１０ａシリンダ内室
１１ピストン
１１ａピストン上室
１１ｂピストン下室
１２逆止弁
１９メインバルブ
３４エキゾーストカバー
３６トリガ
３８ハンドル
４０ハウジング
４１シリンダプレート
４４戻り空気室
４５蓄圧室
４６膨張室
５４トリガバルブ部
５５スプリング
５６ドライバブレード
５７トメワ
５８スリット
５９Ｏリング
１００打込機
１１１凹溝
１１２Ｏリング

本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ドライバブレードは、前記締結材を打ち込む動作に伴い、前記ピストンに対し打ち込み方向とは反対の方向に移動可能である。
また、前記ピストンと前記ドライバブレードの間に弾性材を備えてもよい。
また、前記駆動機構は、前記ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、前記ピストンを摺動可能に案内するシリンダと、を有し、前記ピストンと前記シリンダはピストン上室とピストン下室を画成し、前記ドライバブレードと前記ピストンの間には、圧縮空気を遮断するシール部材と、前記ドライバブレードと前記ピストンが相対的に移動したときに、前記ピストン上室と前記ピストン下室とを連通させる連通路を備えてもよい。
また、前記弾性材のバネ定数は、前記締結材から所定以上の荷重が作用したときに前記連通路が解放される強さに設定されてもよい。
本発明は、内部に蓄圧室を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続されたドライバブレードと、を有し、前記蓄圧室に蓄えられた圧縮空気の圧力によって前記ピストンを駆動し、前記ドライバブレードによって締結材を打撃する打込機であって、前記ドライバブレードが固定され圧縮空気が作用することで前記ドライバブレードを駆動させるピストンとを有し、前記ドライバブレードに対して前記締結材から作用する力が所定以上に大きくなったときに、前記ピストンを介して前記ドライバブレードに対して作用する力を逃がす機構を備える。
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ピストンと前記ドライバブレードとは相対移動が可能であり、前記締結材の頭部が被締結材上面に衝突した際に、衝突力の大きさに応じて相対移動する。
本発明は、ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ドライバブレードと前記ピストンは、前記締結材を打ち込む動作に伴い、前記ピストンがバンパに衝突する前に、相対的に移動開始する。

Claims

ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ドライバブレードと前記ピストンは、前記締結材を打ち込む動作に伴い、相対的に移動可能であることを特徴とする打込機。
前記ピストンと前記ドライバブレードの間に弾性材を備えることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
前記駆動機構は、前記ハウジング内部に設けられた圧縮空気を蓄える蓄圧室と、前記ピストンを摺動可能に案内するシリンダと、を有し、前記ピストンと前記シリンダはピストン上室とピストン下室を画成し、前記ドライバブレードと前記ピストンの間には、圧縮空気を遮断するシール部材と、前記ドライバブレードと前記ピストンが相対的に移動したときに、前記ピストン上室と前記ピストン下室とを連通させる連通路を備えることを特徴とする請求項２に記載の打込機。
前記弾性材のバネ定数は、前記締結材から所定以上の荷重が作用したときに前記連通路が解放される強さに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の打込機。
内部に蓄圧室を有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたシリンダと、前記シリンダ内に往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続されたドライバブレードと、を有し、前記蓄圧室に蓄えられた圧縮空気の圧力によって前記ピストンを駆動し、前記ドライバブレードによって締結材を打撃する打込機であって、締結材を打ち込むドライバブレードと、前記ドライバブレードが固定され圧縮空気が作用することで前記ドライバブレードを駆動させるピストンとを有し、前記ドライバブレードに対して前記締結材から作用する力が所定以上に大きくなったときに、前記ピストンを介して前記ドライバブレードに対して作用する力を逃がす機構を備えることを特徴とする打込機。
ハウジングと、前記ハウジングの内部を往復動可能に設けられたピストンと、前記ピストンに接続され、締結材を打撃するドライバブレードと、前記ハウジングの内部に設けられ、前記ピストンを駆動する駆動機構と、を有する打込機であって、前記ピストンと前記ドライバブレードとは相対移動が可能であり、前記締結材の頭部が被締結材上面に衝突した際に、衝突力の大きさに応じて相対移動することを特徴とする打込機。