JPWO2016190133A1

JPWO2016190133A1 - 打込機

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Publication number: JPWO2016190133A1
Application number: JP2017520627A
Authority: JP
Inventors: 貴士上田
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2015-05-27
Filing date: 2016-05-13
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-05-13
Also published as: GB201719446D0; GB2592820A; US11273545B2; US10946506B1; GB2556471A; GB202107432D0; GB2592820B; US11724378B2; JP6558437B2; US20210069883A1; US10875166B2; CN208697341U; US20210387318A1; GB2556471B; US20230381939A1; US20180133877A1; WO2016190133A1; US20210197352A1

Abstract

ガイド部材が受ける中心軸方向の荷重を低減することの可能な打込機を提供する。止具を被打込部材へ打ち込む打込機であって、移動可能なピストンと、ピストンと共に動作して止具に打込力を与えるドライバブレードと、ピストンの動作をガイドするシリンダ１２と、ハウジング１１内に設けられ、かつ、シリンダ１２を支持するホルダ２３と、ホルダ２３とハウジング１１との間に介在され、かつ、ホルダ２３に加わるピストンの動作方向の荷重を受ける防振ゴム１３３と、を備えている。

Description

本発明は、止具を被打込部材へ打ち込む打込機に関する。

止具を被打込部材へ打ち込む打込機が、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、ハウジングと、ハウジング内に設けた筒状のガイド部材と、ハウジング内に設けたダンパと、ハウジング内に配置したベローズと、ガイド部材に沿って動作可能な動作部材としてのピストンと、を備えている。ガイド部材の中心軸方向における第１端部は、ハウジングに接続されている。ベローズは伸縮可能であり、ベローズの第１端部は、ピストンに接続され、ベローズの第２端部は、ハウジングに固定されている。ベローズ内に圧縮空気が封入されて圧縮室が形成されている。ハウジングは壁部を備え、ダンパは壁部により支持されている。壁部は、ガイド部材の径方向に延ばされ、壁部は、ガイド部材の中心軸方向における第２端部に接続されている。ピストンに、打撃子としてのドライバブレードが固定されている。

また、特許文献１に記載された打込機は、ハウジング内に設けたモータと、モータの回転力をカムに伝達するギヤと、カムに設けた突起と、ピストンに設けた係止部と、ハウジング内に設けたダンパと、を有する。さらに、特許文献１に記載された打込機は、ハウジングに対して移動可能なプッシュロッドと、作業者が操作するトリガと、を有する。

ピストンは、モータが停止していると、圧縮室の圧力でダンパに押し付けられて下死点で停止している。プッシュロッドが被打込部材に押し付けられ、かつ、トリガが操作されると、モータの回転力でカムが回転して突起が係止部に噛み合い、カムの回転力でピストンが下死点から上死点に向けて移動する。ピストンが下死点から上死点に向けて移動する間、ベローズが圧縮されて圧縮室の圧力が上昇する。ピストンが上死点に到達すると突起が係止部から離れ、カムの回転力はピストンに伝達されなくなる。このため、ピストンは、圧縮室の圧力で上死点から下死点に向けて移動する。その結果、ドライバブレードは、止具を被打込部材へ打ち込むとともに、ピストンがダンパに衝突すると、ダンパは衝撃荷重を低減及び減衰する。さらに、モータは、ドライバブレードが止具を被打込部材へ打ち込んだ後に停止し、ピストンはダンパに接触した状態で停止する。

特開２０１４−６９２８９号公報

しかし、特許文献１に記載された打込機は、ダンパが受けた荷重が壁部を経由してガイド部材に伝達され、ガイド部材は中心軸方向の荷重を受ける問題があった。

本発明の目的は、ガイド部材に加わる中心軸方向の荷重を低減することの可能な、打込機を提供することにある。

一実施形態の発明は、止具を被打込部材へ打ち込む打込機であって、前記止具に打込力を与える打撃子と、前記打撃子と共に動作可能であり、かつ、ハウジング内に設けた動作部材と、前記動作部材の動作をガイドするガイド部材と、前記ハウジング内に設けられ、かつ、前記ガイド部材を支持するホルダと、前記ホルダと前記ハウジングとの間に介在され、かつ、前記ホルダに加わる前記動作部材の動作方向の荷重を受ける第１緩衝材と、を備えている。

一実施形態の発明は、ガイド部材に加わる中心軸方向の荷重を低減できる。

本発明の実施の形態である打込機の側面断面図であり、ドライバブレードが突出した状態を示す。図１に示す打込機の平面図である。図１に示す打込機のＡ−Ａ線における正面断面図である。図１に示す打込機のドライバブレードが後退移動した状態を示す正面断面図である。図１に示す打込機のＢ−Ｂ線における平面断面図である。図１に示す打込機に設けたシリンダの支持構造の断面図である。図１に示す打込機に設けたホルダの支持構造の断面図である。図１に示す打込機に設けた蓄圧容器の拡大断面図である。図１に示す打込機の非使用状態及び打ち込み完了状態を説明する断面図である。図１に示す打込機のプッシュロッドを被打込部材に押し付けた状態を説明する断面図である。図１に示す打込機で止具を被打込部材に打ち込んでいる状態を説明する断面図である。図１に示す打込機に設けた支持構造の他の例を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。それぞれの図において、共通する部材には同一の符号が付されている。

図１〜図５に示される打込機１０はハウジング１１を有し、ハウジング１１はシリンダ１２を収容するシリンダケース部１１ａと、シリンダケース部１１ａの先端部に一体となったモータケース部１１ｂとを備えている。モータケース部１１ｂに沿ってハンドル部１１ｃがシリンダケース部１１ａの頂部側に一体となっている。ハンドル部１１ｃの先端部とモータケース部１１ｂの先端部との間には、連結部１１ｄが一体に設けられている。このように、ハウジング１１は、シリンダケース部１１ａ、モータケース部１１ｂ、ハンドル部１１ｃ、および連結部１１ｄを備えている。ハウジング１１は、２つのハウジング半体を有し、ハウジング１１は、２つのハウジング半体同士を固定して組み立てられている。２つのハウジング半体は、それぞれナイロンまたはポリカーボネート等の合成樹脂により、それぞれ別個に成形されている。

シリンダケース部１１ａ内に円筒形状のシリンダ１２が収容され、シリンダ１２は、シリンダ孔１２ａを有する。シリンダ孔１２ａにピストン１３が移動可能に設けられている。ピストン１３の動作方向は、シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向である。シリンダ１２は、金属材料、例えば、アルミニウムで一体成形されている。ピストン１３は、図８に示すシリンダ１２の上端を頂部１４０とし、図７に示すシリンダ１２の下端を先端部１４１として、シリンダ１２の先端部１４１と頂部１４０との間で往復動作可能である。シリンダ１２の頂部１４０及び先端部１４１は、シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向で、互いに最も離れた位置にある。中心軸Ｏ１方向は、中心軸Ｏ１と平行な方向、つまり、中心軸Ｏ１に沿った方向である。

ピストン１３の頂面によりピストン室１４が形成される。ピストン１３にドライバブレード１５が連結されている。ハウジング１１のシリンダケース部１１ａにノーズ部１６が設けられ、ノーズ部１６に射出口１７が設けられ、ドライバブレード１５は、射出口１７内で中心軸Ｏ１方向に往復動可能に支持されている。ドライバブレード１５は、シリンダケース部１１ａ内から射出口１７及びハウジング１１の外部に亘って配置されている。

ハウジング１１には、多数の止具８２を収容するマガジン１８が取り付けられており、マガジン１８内の止具８２は射出口１７へ１本ずつ供給される。ドライバブレード１５は、射出口１７に供給された止具８２に打込力を与え、止具８２を木材や石膏ボードなどの被打込部材に打ち込む。作業者は、止具８２を打込む際にハンドル部１１ｃを把持し、シリンダ１２の中心軸Ｏ１を被打込部材の表面に対して垂直にする。

図２に示されるように、モータケース部１１ｂはハンドル部１１ｃに対して打込機１０の幅方向一方側にずれて配置され、マガジン１８はモータケース部１１ｂに対して反対側に幅方向に傾斜して配置される。マガジン１８は、図１に示されるように、後端部から先端部に向けて下向きに傾斜している。ただし、マガジン１８をシリンダ１２に対して直角に配置するようにしても良い。

図３、図４、図６、図７、図８のように、シリンダケース部１１ａの内面から突出した突起部２１，２２，１３０が設けられている。突起部２１，２２，１３０は、中心軸Ｏ１方向で間隔をおいて配置されている。突起部２２，１３０は、中心軸Ｏ１方向で、突起部２１とノーズ部１６との間に配置されている。突起部１３０は、中心軸Ｏ１方向で、突起部２２とノーズ部１６との間に配置されている。突起部２１，２２，１３０は、シリンダケース部１１ａ内にそれぞれ環状に配置されており、突起部２１は支持孔２１ａを形成し、突起部２２は支持孔２２ａを形成し、突起部１３０は、支持孔１３０ａを形成している。支持孔２１ａ，２２ａ，１３０ａは、同心状に配置されており、シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向の一部は、支持孔２１ａ，２２ａ，１３０ａ内に配置されている。支持孔１３０ａの内径は、支持孔２２ａの内径よりも大きい。また、突起部２２と突起部１３０との間に、支持溝１３２が設けられている。支持溝１３２は環状である。

図３、図４、図７のように、シリンダケース部１１ａ内において、シリンダ１２における中心軸Ｏ１方向の先端部１４１を含む箇所に、ホルダ２３が設けられている。ホルダ２３はノーズ部１６に接続され、かつ、シリンダ１２がホルダ２３に連結されている。ホルダ２３がシリンダ１２に連結された箇所は、ノーズ部１６に近い方の端部である。ホルダ２３は、端壁部２３ａ及び円筒部２３ｂを備えている。円筒部２３ｂの内径は、シリンダ１２の外径よりも大きく、端壁部２３ａは貫通孔２４を有している。ドライバブレード１５は、貫通孔２４内へ移動可能に配置されている。

ホルダ２３は、中心軸Ｏ１方向で突起部２２とノーズ部１６との間に配置されている。シリンダ１２の外周面に雄ねじ１２ｂが形成され、円筒部２３ｂの内周面に雌ねじ２３ｄが形成されている。シリンダ１２とホルダ２３とがねじ結合されて、中心軸Ｏ１方向に互いに固定されている。中心軸Ｏ１方向で、シリンダ１２の配置領域と、ホルダ２３の配置領域とが重なって重複部Ｘ１が形成され、シリンダ１２とホルダ２３とは、重複部Ｘ１でねじ結合されている。

円筒部２３ｂの外周面から、径方向で外側に張り出したフランジ１３１が設けられている。フランジ１３１は環状に設けられており、フランジ１３１は支持溝１３２に配置されている。フランジ１３１の外径は、支持孔２２ａ，１３０ａの内径よりも大きい。支持溝１３２に防振ゴム１３３が配置されている。防振ゴム１３３は環状であり、かつ、断面形状はＵ字形状である。防振ゴム１３３は、フランジ１３１を全周に亘って覆う。フランジ１３１と突起部２２，１３０との間に、防振ゴム１３３が介在している。フランジ１３１は、中心軸Ｏ１方向で、防振ゴム１３３を介して突起部２２，１３０に係合する。つまり、ホルダ２３は、突起部２２，１３０により、中心軸Ｏ１方向で位置決めされている。また、ホルダ２３は、支持溝１３２の内面により、径方向で位置決めされている。

図１および図３は、ドライバブレード１５がピストン１３により打ち出され、ピストン１３が前進位置にある状態を示す。前進位置は、ピストン１３がダンパ２５に押し付けられた下死点である。図４はドライバブレード１５によりピストン１３が押されて、ピストン１３が後退位置にある状態を示す。後退位置は、ピストン１３がダンパ２５から最も離れた上死点である。端壁部２３ａに凹部２３ｃが設けられており、凹部２３ｃにダンパ２５が配置されている。ダンパ２５は、ゴム状弾性体またはウレタンで一体成形されており、中心軸Ｏ１方向で、ダンパ２５の配置領域は、先端部１４１の配置位置を含む。ピストン１３が動作してドライバブレード１５のフランジ６１がダンパ２５に衝突すると、ダンパ２５は衝撃荷重を減衰及び低減する。

ピストン１３を図４の後退位置へ移動させる回転円板２６が設けられている。シリンダケース部１１ａ内に、筒形状の収容部１３７が設けられており、回転円板２６は収容部１３７内に収容されている。収容部１３７は、ホルダ２３に連続して一体成形されている。回転円板２６は駆動軸２７に設けられており、駆動軸２７は、図１に示されるように、モータケース部１１ｂに取り付けられた軸受２８ａ，２８ｂにより回転自在に支持される。複数のラック爪３１ａを有するラック３１がドライバブレード１５に取り付けられ、ラック爪３１ａに係合及び離脱する複数のピン３２が回転円板２６に円周方向に間隔を隔てて取り付けられている。

図１および図３に示されるように、回転円板２６の回転中心軸Ｒは、シリンダ１２の中心軸Ｏ１に対してシリンダ１２の径方向に距離Ｃだけシフトし、中心軸Ｏ１に対してほぼ直角となっている。図１には、回転中心軸Ｒの部分の断面と、中心軸Ｏ１の部分の断面とが示されている。中心軸Ｏ１は、機械工学の観点から定まる仮想線または中心線または軸線であり、中心軸Ｏ１は物体として存在する訳ではない。

回転円板２６を回転するために、モータケース部１１ｂ内に電動モータ３３が設けられている。電動モータ３３は、モータケース部１１ｂに固定されるステータ３３ａと、ステータ３３ａ内に回転自在に設けられたロータ３３ｂと、を有する。ロータ３３ｂに設けられたモータ軸３４には冷却ファン３５が取り付けられ、冷却ファン３５により電動モータ３３を冷却するための冷却風がハウジング１１内に生成される。ハウジング１１には、外気を導入する図示しない吸気孔と、モータ冷却後の空気を排出する図示しない排出孔とが設けられている。

遊星歯車式の減速機３６がモータケース部１１ｂ内に設けられており、減速機３６の入力軸３７ａはモータ軸３４に連結され、減速機３６の出力軸３７ｂは駆動軸２７に連結される。モータ軸３４は、モータケース部１１ｂに取り付けられた軸受３８ａにより回転自在に支持されている。モータ軸３４が入力軸３７ａに連結され、モータケース部１１ｂ内に減速機ホルダー３９が設けられている。軸受３８ｂが減速機ホルダー３９内に設けられている。入力軸３７ａは、軸受３８ｂにより回転自在に支持されている。モータケース部１１ｂ内にギヤケース１３８が設けられており、減速機３６はギヤケース１３８内に収容されている。ギヤケース１３８は、ホルダ２３に対して固定要素を用いて固定されている。

連結部１１ｄにバッテリ４０が取り付けられている。バッテリ４０は、連結部１１ｄに対して取り付け及び取り外しが可能であり、バッテリ４０は電動モータ３３に電力を供給する。バッテリ４０は、収容ケース４０ａと、収容ケース４０ａ内に収容された複数の電池セルと、を有する。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などからなる二次電池である。

図８のように、シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向で、シリンダ１２の外に蓄圧容器４１が設けられている。シリンダケース部１１ａは開口部１１ｅを備え、シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向の頂部１４０は、開口部１１ｅを介してシリンダケース部１１ａの外に配置されている。蓄圧容器４１は、本体１３４及びホルダ１３９を有する。本体１３４及びホルダ１３９は、共に金属材料で成形されている。本体１３４は、円筒部４４と、円筒部４４に連続する天壁部４３と、を備えている。ホルダ１３９は、環状の底壁部４２と、底壁部４２から中心軸Ｏ１方向に延ばされた突起部４６と、底壁部４２から中心軸Ｏ１方向に延ばされた突起部４８と、を備えている。突起部４６の外径は、円筒部４４の内径よりも小さく、突起部４６は円筒部４４内に配置されている。また、突起部４８は、底壁部４２から、突起部４６とは逆向きに延ばされている。突起部４８の外径は、突起部４６の内径よりも小さい。

天壁部４３は、シリンダ１２の頂部及び底壁部４２と対向している。蓄圧容器４１の内部に、ピストン室１４に連通する圧縮室４５が形成される。頂部１４０は、圧縮室４５の内面を形成する。底壁部４２は、図５のように外周面が円形の要素であり、底壁部４２の中心Ｏ２は、ハンドル部１１ｃに向けてシリンダ１２の中心軸Ｏ１から偏心量Ｅだけ偏心し、底壁部４２はシリンダ１２に対して径方向にずれている。したがって、蓄圧容器４１の圧縮室４５はシリンダ１２の中心軸Ｏ１に対して偏心している。

蓄圧容器４１の円筒部４４の外径は、シリンダ１２の外径よりも大きい。このため、シリンダ１２の頂部１４０の投影面積内に圧縮室４５を形成する場合に比べて、シリンダ１２及び蓄圧容器４１を含めた上下方向の打込機１０の長さを、短くすることができる。頂部１４０の投影面積とは、中心軸Ｏ１に対して垂直な平面内で、頂部１４０の外周縁によって形成される円の面積である。これにより、打込機１０を小型化することができる。

図８のように、突起部４６の外周面にシール部材４７ａが取り付けられており、シール部材４７ａは、円筒部４４と突起部４６との間を気密にシールする。シリンダ１２の中心軸Ｏ１方向で、蓄圧容器４１内に位置する端部に、フランジ１３５が設けられている。フランジ１３５は、シリンダ１２の外周面から径方向で外側に向けて突出している。フランジ１３５は環状であり、フランジ１３５の外径は、突起部４８の内径よりも大きい。このため、フランジ１３５と突起部４８とが係合すると、蓄圧容器４１はシリンダ１２に対して中心軸Ｏ１方向の移動が規制される。シリンダ１２の外周面にシール部材４７ｂが取り付けられており、シール部材４７ｂは、シリンダ１２と突起部４８との間を気密にシールする。

開口部１１ｅ及び蓄圧容器４１を覆うカバー５１が設けられている。カバー５１は、シリンダケース部１１ａの外に配置されている。カバー５１は、円筒部５１ａと、円筒部５１ａに連続する円板部５１ｂと、を備えている。カバー５１は、合成樹脂または金属材料で一体成形されている。円筒部５１ａの内径は、蓄圧容器４１の外径よりも大きく、円筒部５１ａにおける中心軸Ｏ１方向の端部は、シリンダケース部１１ａに接触する。

さらに、カバー５１と蓄圧容器４１とを連結する連結要素１３６が設けられている。連結要素１３６は、軸部材であり、連結要素１３６は、底壁部４２と円板部５１ｂとをつないでいる。カバー５１と蓄圧容器４１とが連結要素１３６で連結された状態で、カバー５１は、蓄圧容器４１に対して中心軸Ｏ１方向に予め定められた範囲内で移動可能である。連結要素１３６は、複数個設けられており、円筒部４４に対して径方向で外側に配置されている。このため、連結要素１３６は、圧縮室４５の気密性を阻害しない。さらに、円板部５１ｂと天壁部４３との間に、シート状の防振ゴム５２が介在されている。

さらに、突起部２１とシリンダ１２の外周面との間に、環状の防振ゴム５３が配置されている。支持孔２１ａの内径は、シリンダ１２の外径よりも大きく、支持孔２１ａに防振ゴム５３が取り付けられている。防振ゴム５３は、シリンダ１２が、中心軸Ｏ１に対して交差する方向、例えば、径方向に振動することを防止する。防振ゴム５２，５３，１３３は、ゴム弾性を備えた軟質材、例えば、ウレタン、エラストマーにより、それぞれ一体成形されている。軟質材とは、シリンダ１２を形成する金属の剛性よりも低い剛性の材料を意味する。

ピストン室１４と圧縮室４５の内部には、ガスとして空気が充填される。空気は圧縮性の気体である。図１に示されるように、ダンパ２５に押し付けられているピストン１３、圧縮室４５に向けて移動する場合、次の制御が行われる。まず、電動モータ３３の動力が減速機３６を介して回転円板２６に伝達され、回転円板２６は、図３で反時計方向に回転する。回転円板２６が回転すると、ピン３２がラック爪３１ａに順次噛み合い、ピストン１３は、図４に示されるようにシリンダ１２の開口端、つまり、上死点まで上昇する。このように、ピストン１３が上昇する行程で、ピストン室１４内の圧縮空気が圧縮室４５内に入り込む。ピストン１３が上死点に到達すると、圧縮室４５内の圧縮空気の圧力は最大となる。ピストン１３が上死点へ到達した後、回転円板２６が回転してピン３２とラック爪３１ａとの噛み合いが解かれると、ピストン１３は、圧縮室４５中の圧縮空気の圧力で上死点から下死点へ向けて移動する。回転円板２６の回転角度は、図示しない角度検出センサにより検出される。

ノーズ部１６にはプッシュロッド５４が軸方向に往復動自在に設けられている。プッシュロッド５４は、コンタクトアームとも呼ばれる。プッシュロッド５４を付勢する圧縮コイルばね５５が設けられている。プッシュロッド５４は、圧縮コイルばね５５の力でダンパから離れる向き、つまり、図１で下方へ押される。プッシュロッド５４が被打込部材に突き当てられてプッシュロッド５４が、圧縮コイルばね５５の力に抗して後退移動すると、図示しない押し付け検知センサは、プッシュロッド５４が被打込部材へ押し付けられたことを検出する。ハンドル部１１ｃには、トリガ５６が設けられており、トリガ５６の操作状態をトリガスイッチ５７が検出する。

ハウジング１１内にはコントローラ５８が設けられ、コントローラ５８には、上述した角度検出センサ、押し付け検知センサ、およびトリガスイッチ５７からの検出信号が送られる。図１および図３に示されるように、ピストン１３が前進位置にある状態でトリガ５６が操作されるとともに、プッシュロッド５４が被打込部材に突き当てられてトリガスイッチ５７がオンになると、電動モータ３３が回転する。電動モータ３３の回転力は減速機３６を介して回転円板２６に伝達され、ピストン１３が後退位置へ移動する。ピン３２とラック爪３１ａとの噛み合いが解かれると、ピストン１３は圧縮室４５内の圧縮空気により前進位置まで移動し、ドライバブレード１５は止具８２を被打込部材に打ち込む。

ドライバブレード１５の基端部には、図３および図４に示されるように、ダンパ２５に当接するフランジ６１が設けられ、フランジ６１から上方に向けて連結部６２が突出している。フランジ６１がダンパ２５に衝突すると、ダンパ２５は、ピストン１３及びドライバブレード１５の運動エネルギを低減または減衰する。ピストン１３に凹部６３が設けられており、連結部６２は凹部６３に配置されている。連結部６２には、中心軸Ｏ１の方向に延びた長孔６４が設けられている。この長孔６４にピストンピン６５が配置されており、長孔６４の長軸は、ピストンピン６５の外径よりも大きい。ピストン１３には止め輪６６が取り付けられ、止め輪６６はピストンピン６５の両端部に当接する。止め輪６６は、ピストンピン６５がピストン１３から抜けることを防止する。ピストン１３の外周部にシール部材６７が装着されており、シール部材６７は、ピストン１３とシリンダ孔１２ａとの間をシールする。なお、フランジ１３１は、中心軸Ｏ１方向でシール部材６７がシリンダ１２の内面と摺動する範囲外に設けられている。シール部材６７がシリンダ１２の内面と摺動する範囲とは、ピストン１３が上死点と下死点との間で往復動する際に、シール部材６７がシリンダ１２の内面と摺動する範囲である。

このように、ドライバブレード１５とピストン１３とが、ピストンピン６５を介して連結されているため、ドライバブレード１５はピストン１３に対してピストン１３の径方向に移動可能である。このため、ドライバブレード１５にシリンダ１２の径方向の力が加わった場合でも、ピストン１３がシリンダ１２の内面に押し付けられることを防止できる。

圧縮室４５内に圧縮空気を充填するために、図１に示す充填バルブ７１が設けられている。充填バルブ７１は、蓄圧容器４１の底壁部４２に設けられている。充填バルブ７１は、基端部がナット７２により底壁部４２に固定され、先端部が底壁部４２の下方、つまり、シリンダ１２側に突出している。充填バルブ７１の先端部にジョイント部７３が設けられ、圧縮室４５に圧縮空気を充填するときには、コンプレッサ、空気入れ、ボンベなどの各種圧縮気体供給手段の供給口がジョイント部７３に接続される。充填バルブ７１は、内部に逆止弁が組み込まれており、圧縮空気供給手段の供給口がジョイント部７３に接続されると、逆止弁が開放されて、圧縮空気などの圧縮気体が圧縮室４５内に充填される。供給口をジョイント部７３から外すと、逆止弁により充填バルブ７１は閉じられる。

供給口を充填バルブ７１のジョイント部７３に接続するために、ハウジング１１には図示しない開口部が設けられている。打込機１０を組み立てる際に、充填バルブ７１を使用して圧縮空気供給手段により圧縮室４５に圧縮空気が供給される。さらに、圧縮室４５内のガス圧が低下した場合に、圧力供給手段により圧縮室４５に圧縮空気が供給される。一方、ハウジング１１内からシリンダ１２を取り出す際には、充填バルブ７１に組み込まれた逆止弁を操作治具により操作して、圧縮室４５内のガスが外部に排出される。また、作業者がリリーフバルブ８１を手作業で操作して、圧縮室４５内のガスを圧縮室４５の外部へ排出することもできる。

圧縮室４５内の圧力が設定値を超えた場合に、圧縮室４５内の圧縮空気を外部に排出するために、リリーフバルブ８１が底壁部４２に設けられている。この設定値は、打込機１０により打ち込まれる最大長さの止具８２を打ち込むために、必要な圧縮室４５の圧力に設定される。

充填バルブ７１及びリリーフバルブ８１は、図１および図２に示されるように、シリンダ１２の径方向で外側に向けて突出した底壁部４２に設けられている。このため、底壁部４２の下方、つまり、シリンダ１２側に形成されるスペースを利用して、そのスペースに充填バルブ７１及びリリーフバルブ８１が配置されている。これにより、シリンダケース部１１ａの径が大型化することを抑制できる。特に、図１および図２に示されるように、充填バルブ７１及びリリーフバルブ８１を、ハンドル部１１ｃとシリンダ１２との間のスペースに配置すると、蓄圧容器４１はシリンダ１２の中心軸Ｏ１に対してハンドル部１１ｃ側にずれて配置されているので、圧縮室４５の下方のスペースを有効に活用して、充填バルブ７１とリリーフバルブ８１とを配置することができる。

マガジン１８はノーズ部１６及び連結部１１ｄに取り付けられている。止具８２はマガジン１８内へ並べて収容され、止具８２は、バネ力で射出口１７へ供給される。

図１に示す減速機３６は、複数組の遊星歯車機構を備えており、入力軸３７ａと出力軸３７ｂとの間の動力伝達経路に、複数組の遊星歯車機構が配置されている。また、減速機３６はギヤケース１２０を備え、ギヤケース１２０内に複数の遊星歯車機構が収容されている。電動モータ３３の回転力は、減速機３６を介して回転円板２６に伝達される。

次に、打込機１０の制御系統を簡単に説明する。回転円板２６の回転角度を検出するホイール角度検出スイッチが設けられ、プッシュロッド５４の位置を検知して信号を出力するプッシュロッドスイッチが設けられ、モータ軸３４の回転角度及び回転数を検出する位相検出センサが設けられている。これらのスイッチ及びセンサの信号は、コントローラ５８へ入力され、コントローラ５８は、電動モータ３３のモータ軸３４の停止、回転、回転速度を制御する。

打込機１０の状態を順次説明する。

（打込機の非使用状態）打込機１０の非使用状態は、プッシュロッド５４が被打込部材から離れ、かつ、トリガ５６の操作力が解除されている状態である。コントローラ５８は、打込機１０が非使用状態にあると、電動モータ３３を停止する。つまり、ピストン１３は圧縮室４５の空気圧でダンパ２５に向けて押され、図９のように、フランジ６１がダンパ２５に押し付けられ、ピストン１３及びドライバブレード１５は停止している。

プッシュロッド５４が被打込部材Ｗ１から離れ、かつ、トリガ５６の操作力が解除されている場合、シリンダ１２は、中心軸Ｏ１と交差する方向の荷重を受けない。また、防振ゴム５３はシリンダ１２の外周面に押し付けられて弾性変形している。つまり、防振ゴム５３は、シリンダ１２の径方向で所定の締め代を備えている。さらに、防振ゴム１３３は、フランジ１３１と支持溝１３２の内面との間に挟まれて弾性変形している。つまり、防振ゴム１３３は、シリンダ１２の径方向で所定の締め代を備えている。

さらに、プッシュロッド５４が被打込部材Ｗ１から離れ、かつ、トリガ５６の操作力が解除されている場合、防振ゴム１３３はフランジ１３１と突起部２２，１３０との間に挟まれて、弾性変形している。つまり、防振ゴム１３３は、中心軸Ｏ１方向で所定の締め代を備えている。

（プッシュロッドを被打込部材へ押し付ける作業）作業者がハンドル部１１ｃを手でつかみ、図１０のようにプッシュロッド５４を被打込部材Ｗ１へ中心軸Ｏ１方向に荷重Ｆ１で押し付けると、荷重Ｆ１に対する反力Ｆ２が発生する。反力Ｆ２は、圧縮コイルばね５５及びノーズ部１６を経由してホルダ２３へ伝達される。反力Ｆ２は荷重Ｆ１とは逆向きであり、その反力Ｆ２は、図７のように、ホルダ２３のフランジ１３１を経由して防振ゴム１３３へ伝達される。防振ゴム１３３は弾性変形することでハンドル部１１ｃへ伝達される反力Ｆ２を低減する。また、ホルダ２３及びシリンダ１２が、反力Ｆ２を受けてハウジング１１に対して中心軸Ｏ１方向に所定量移動する。また、シリンダ１２の外周面と防振ゴム５３との間で摩擦力が発生する。

一方、プッシュロッド５４が中心軸Ｏ１に対して傾斜する方向に、被打込部材Ｗ１へ押し付けられた場合は、シリンダ１２に対して中心軸Ｏ１と交差する方向の荷重が生じる。シリンダ１２が受ける中心軸Ｏ１と交差する方向の荷重は、シリンダ１２の径方向の荷重を含む。シリンダ１２が中心軸Ｏ１と交差する方向の荷重を受けると、防振ゴム５３，１３３が弾性変形し、シリンダ１２が受けた荷重を低減する。なお、突起部２１の内径は、シリンダ１２の外径よりも大きく、シリンダ１２の外周面と突起部２１との間の隙間が設定されている。隙間の値は、シリンダ１２がハウジング１１に対して径方向に移動して防振ゴム５３が弾性変形しても、シリンダ１２の外周面が突起部２１に接触しない値に設定されている。

さらに、コントローラ５８は、プッシュロッド５４が被打込部材Ｗ１へ押し付けられ、かつ、トリガ５６に操作力が加えられていると、電動モータ３３を回転する。電動モータ３３の回転力は、減速機３６を介して回転円板２６に伝達される。回転円板２６が、図３で反時計方向に回転して、ピン３２がラック３１に噛み合うと、図１０のように、ドライバブレード１５が下死点から上死点へ向けて上昇し、圧縮室４５の空気圧が上昇する。

（止具の打ち込み時）電動モータ３３の回転力でドライバブレード１５が移動し、ドライバブレード１５が図４のように上死点に到達した後、ピン３２がラック３１から離れる。すると、ドライバブレード１５は、圧縮室４５の空気圧で上死点から下死点へ向けて中心軸Ｏ１方向に移動する。そして、ドライバブレード１５が射出口１７に位置する止具８２に衝突し、ドライバブレード１５は、図１１のように止具８２を被打込部材Ｗ１へ打ち込む。

ドライバブレード１５が止具８２を荷重Ｆ３で打ち込むと、荷重Ｆ３に対する反力Ｆ４が、ドライバブレード１５及びピストン１３へ伝達される。また、反力Ｆ４の一部は、ノーズ部１６を介してホルダ２３へ伝達される。反力Ｆ４の向きは、荷重Ｆ３の向きとは逆である。

このため、ドライバブレード１５で止具８２を打撃する時、ホルダ２３は中心軸Ｏ１方向の反力Ｆ４の一部を受ける。したがって、ホルダ２３は中心軸Ｏ１方向の荷重を受け、防振ゴム１３３が弾性変形することで、荷重を吸収及び緩和し、シリンダ１２は、中心軸Ｏ１方向でハウジング１１に対して位置決めされた状態に維持される。

この衝撃をホルダ２３に設けられているフランジ１３１で受け止めているので、図６において、シリンダ１２がシール部材６７と摺動する部分に変形を生じさせるような荷重が加わらなくなる。したがって、シリンダ１２の変形によるエアー漏れがなくなる。また、衝撃力によるシリンダ１２の変形を考慮しなくて済むので、シリンダ１２を薄肉化でき、これによりシリンダ１２の軽量化が図れる。また、上記実施例では、シリンダ１２とホルダ２３と別の部品であり、そのシリンダ１２とホルダ２３とを互いに固定しているが、シリンダ１２とホルダ２３とが一体構造であっても同様の効果を得られる。シリンダ１２とホルダ２３とが一体構造とは、単一の部品であること、または一体成形されていることを意味する。

また、ホルダ２３が中心軸Ｏ１方向の荷重を受ける時、シリンダ１２の外周面と防振ゴム５３との間に摩擦力が発生する。このため、シリンダ１２が中心軸Ｏ１方向で荷重を受ける箇所は、中心軸Ｏ１方向の１箇所、つまり、シリンダ１２とホルダ２３とのねじ固定箇所のみである。つまり、シリンダ１２は中心軸Ｏ１方向で圧縮荷重または引っ張り荷重を受けにくい。

また、ドライバブレード１５が止具８２を被打込部材Ｗ１へ打ち込む際に、ドライバブレード１５は余剰の運動エネルギを持っている状態で下降し、フランジ６１がダンパ２５に衝突する。ここで、ドライバブレード１５及びピストン１３の運動エネルギの一部は、ダンパ２５により吸収されるが、ダンパ２５が吸収できなかった残りの運動エネルギは、ホルダ２３へ伝達される。つまり、ホルダ２３は、図７に示す中心軸Ｏ１方向の荷重Ｆ５を受ける。荷重Ｆ５の向きは、図１１に示した荷重Ｆ３の向きと同じである。ホルダ２３が荷重Ｆ５を受けると、防振ゴム１３３が弾性変形することで、ホルダ２３が受けた荷重Ｆ５を吸収及び緩和する。

さらに、ホルダ２３が中心軸Ｏ１方向の荷重Ｆ５を受ける時、シリンダ１２の外周面と防振ゴム５３との間に摩擦力が発生する。このため、シリンダ１２は中心軸Ｏ１方向の荷重を受けても、その荷重を中心軸Ｏ１方向の１箇所、つまり、ホルダ２３との連結箇所のみである。つまり、シリンダ１２は中心軸Ｏ１方向で圧縮荷重または引っ張り荷重を受けにくい。

なお、止具８２が被打込部材Ｗ１へ打ち込まれて停止すると、図９のようにドライバブレード１５が受ける反力で打込機１０が浮き上がり、プッシュロッド５４が被打込部材Ｗ１から離れ、プッシュロッド５４は圧縮コイルばね５５の力で元の位置に戻る。さらに、ドライバブレード１５が止具８２から離れる。

上記のように、プッシュロッド５４を被打込部材Ｗ１に押し付けた場合、または、ドライバブレード１５で止具８２を被打込部材Ｗ１へ打ち込む場合において、ホルダ２３が受けた中心軸Ｏ１方向の反力及び荷重は、シリンダ１２で受け止めることなく、防振ゴム１３３を介してハウジング１１で受け止める。したがって、シリンダ１２が中心軸Ｏ１方向の圧縮荷重または引っ張り荷重を受けることを抑制できる。また、シリンダ１２に加わる径方向の荷重は、防振ゴム５３，１３３により吸収または緩和される。このため、シリンダ１２を保持するハウジング１１の強度設計が容易となり、打込機１０の小型化、または軽量化を図ることができる。また、作業者が手で握るハンドル部１１ｃに伝達される衝撃荷重を緩和でき、使い心地の良い打込機１０を提供できる。

さらに、蓄圧容器４１とカバー５１とは、図８のように連結要素１３６で連結されている。圧縮室４５の圧力が上昇すると、天壁部４３が圧力を受け、本体１３４は中心軸Ｏ１方向で突起部２１から離れる向きの荷重Ｆ６を受ける。すると、荷重Ｆ６の一部は、防振ゴム５２を介してカバー５１に伝達される。カバー５１は、中心軸Ｏ１方向で突起部２１から離れる向きで押され、カバー５１の移動力は、連結要素１３６を介してホルダ１３９へ伝達される。すると、突起部４８がフランジ１３５へ係合する。このようにして、蓄圧容器４１は、中心軸Ｏ１方向で位置決めされる。

さらに、カバー５１に物体が接触して、中心軸Ｏ１方向の荷重Ｆ７を受けた場合について説明する。荷重Ｆ７の向きは、荷重Ｆ６の向きとは逆である。カバー５１が荷重Ｆ７を受けると、防振ゴム５２が弾性変形することで、衝撃を吸収及び緩和する。また、荷重Ｆ７の一部が、防振ゴム５２を介して本体１３４へ伝達されると、本体１３４は、中心軸Ｏ１方向で突起部２１へ近づく向きで移動する。本体１３４の移動力は、ホルダ１３９へ伝達され、ホルダ１３９は、中心軸Ｏ１方向で突起部２１に近づく向きで移動する。このため、シリンダ１２が中心軸Ｏ１方向の荷重を受け止めることを抑制できる。蓄圧容器４１が、中心軸Ｏ１方向で突起部２１へ近づくと、円筒部５１ａとシリンダケース部１１ａとが接触して、ハウジング１１が荷重を受ける。さらには、打ち込み時の衝撃で、蓄圧容器４１の天壁部４３がカバー５１に衝突することがなく、衝撃でカバー５１が破損することを防止することができる。

次に、ハウジング１１が、シリンダ１２を中心軸Ｏ１に対して交差する方向で支持する構造の他の例を、図１２を参照して説明する。中心軸Ｏ１方向で突起部２１が配置された範囲は、突起部４８が配置された範囲と重なる。突起部２１の内径は、突起部４８の外径よりも大きく、突起部２１の内周に防振ゴム５３が設けられている。防振ゴム５３は、突起部４８の外周面に押し付けられて弾性変形している。シリンダ１２が中心軸Ｏ１に対して交差する方向の荷重を受けると、その荷重はホルダ１３９を介して防振ゴム５３に伝達される。防振ゴム５３は、弾性変形して荷重を吸収および緩和する。さらに、シリンダ１２が、ホルダ２３と共に中心軸Ｏ１方向に振動すると、シール部材４７ｂと突起部４８との接触箇所、または、突起部４８と防振ゴム５３との接触箇所で摩擦力が生じる。

ここで、本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、ピストン１３が、本発明の動作部材であり、ドライバブレード１５が、本発明の打撃子であり、シリンダ１２が、本発明のガイド部材であり、ホルダ２３が、本発明のホルダであり、防振ゴム１３３が、本発明の第１緩衝材であり、防振ゴム５３が、本発明の第２緩衝材であり、開口部１１ｅが、本発明の開口部であり、防振ゴム５２が、本発明の第３緩衝材であり、突起部４８が、本発明の突起部であり、突起部２１が、本発明の支持部であり、電動モータ３３が、本発明のモータであり、ピン３２が、本発明のピニオンであり、回転円板２６が、本発明の回転体であり、回転円板２６、ラック３１、減速機３６、駆動軸２７が、本発明の動力変換機構であり、頂部１４０が、本発明の第１端部であり、先端部１４１が、本発明の第２端部である。

本発明の打込機は、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、本発明の打込機は、ベローズ内に形成した圧縮室と、ベローズの端部に固定された動作部材と、動作部材を移動可能に支持するシリンダと、を有する打込機であってもよい。さらに、本発明の打込機は、バネの弾性力で動作部材を動作させる構造でもよい。バネは、金属製のバネを含む。さらに、本発明のガイド部材は、シリンダの他、動作部材の動作をガイドする直線状のレール、直線状のフレームを含む。本発明の動作部材をダンパから圧縮室に向けて移動させる動力変換機構は、ラックアンドピニオン機構の他、プーリとワイヤーを含む。つまり、動力変換機構は、ワイヤーの牽引力で動作部材を動作させる構造を含む。

さらに、実施形態で説明した電動モータは、直流電源としての電池を動力源とする直流モータ（ＤＣインバータモータ）と、交流電源を使用するモータ（ＡＣインバータモータ）と、を含む。さらに、電池の代わりに交流電源を直流電源に変換するＡＣ−ＤＣコンバータを使用して、商用電源（交流電源）を直流電源に変換して打込機内の直流モータ（ＤＣインバータモータ）に電力を供給するようにしてもよい。さらに、モータは、電動モータイン替えて、油圧モータ、空気圧モータ、内燃機関の何れかを用いてもよい。

１０…打込機、１１…ハウジング、１１ｅ…開口部、１２…シリンダ、１３…ピストン、１５…ドライバブレード、２１，４８…突起部、２３…ホルダ、２５…ダンパ、２６…回転円板、２７…駆動軸、３１…ラック、３２…ピン、３３…電動モータ、３６…減速機、４５…圧縮室、５２，５３，１３３…防振ゴム、１４０，１４１…端部、Ｏ１…中心軸。

しかし、特許文献１に記載された打込機は、ダンパが受けた荷重が壁部を経由してガイド部材に伝達され、ガイド部材は荷重を受ける問題があった。

本発明の目的は、ガイド部材に加わる荷重を低減することの可能な、打込機を提供することにある。

一実施形態の発明は、止具を被打込部材へ打ち込む打込機であって、前記止具に打込力を与える打撃子と、前記打撃子と共に動作可能なピストンと、前記ピストンを空気圧で動作させる圧縮室と、前記ピストンの動作をガイドするシリンダと、前記シリンダを収容するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、かつ、前記シリンダを径方向の外側で支持するホルダと、前記シリンダの中心軸方向で、前記ホルダの配置領域と前記シリンダの配置領域とが重なって形成された第１重複部と、前記ホルダと前記ハウジングとの間に介在され、かつ、前記ホルダの径方向で前記第１重複部の外側に配置されている第１緩衝材と、を備えている。

一実施形態の発明は、ガイド部材に加わる荷重を低減できる。

次に、ハウジング１１が、シリンダ１２を中心軸Ｏ１に対して交差する方向で支持する構造の他の例を、図１２を参照して説明する。中心軸Ｏ１方向で突起部２１が配置された範囲は、突起部４８が配置された範囲と重なる。突起部４８の外径は、突起部２１の内径よりも大きく、突起部２１の内周に防振ゴム５３が設けられている。防振ゴム５３は、突起部４８の外周面に押し付けられて弾性変形している。シリンダ１２が中心軸Ｏ１に対して交差する方向の荷重を受けると、その荷重はホルダ１３９を介して防振ゴム５３に伝達される。防振ゴム５３は、弾性変形して荷重を吸収および緩和する。さらに、シリンダ１２が、ホルダ２３と共に中心軸Ｏ１方向に振動すると、シール部材４７ｂと突起部４８との接触箇所、または、突起部４８と防振ゴム５３との接触箇所で摩擦力が生じる。

さらに、実施形態で説明した電動モータは、直流電源としての電池を動力源とする直流モータ（ＤＣインバータモータ）と、交流電源を使用するモータ（ＡＣインバータモータ）と、を含む。さらに、電池の代わりに交流電源を直流電源に変換するＡＣ−ＤＣコンバータを使用して、商用電源（交流電源）を直流電源に変換して打込機内の直流モータ（ＤＣインバータモータ）に電力を供給するようにしてもよい。さらに、モータは、電動モータに替えて、油圧モータ、空気圧モータ、内燃機関の何れかを用いてもよい。

Claims

止具を被打込部材へ打ち込む打込機であって、前記止具に打込力を与える打撃子と、前記打撃子と共に動作可能であり、かつ、ハウジング内に設けた動作部材と、前記動作部材の動作をガイドするガイド部材と、前記ハウジング内に設けられ、かつ、前記ガイド部材を支持するホルダと、前記ホルダと前記ハウジングとの間に介在され、かつ、前記ホルダに加わる前記動作部材の動作方向の荷重を受ける第１緩衝材と、を備えている、打込機。
前記動作部材を空気圧で動作させる圧縮室が設けられ、前記ガイド部材は、シリンダであり、前記動作部材は、前記シリンダ内に配置され、かつ、前記シリンダの中心軸方向に移動可能に設けたピストンである、請求項１記載の打込機。
前記シリンダの内面に接触するシール部材が、前記ピストンに取り付けられ、前記ホルダは、フランジを有し、前記フランジは、前記中心軸方向で前記シール部材が前記シリンダの内面で摺動する範囲外に設けられている、請求項２記載の打込機。
前記ホルダと前記ガイド部材とが一体に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項記載の打込機。
前記シリンダの中心軸方向における第１端部に前記圧縮室が設けられ、前記シリンダの中心軸方向における第２端部に、前記動作部材の運動エネルギを吸収するダンパが設けられ、前記ホルダは、前記ダンパを支持し、前記動作部材は、前記圧縮室と前記ダンパとの間で往復動作可能である、請求項２または３記載の打込機。
前記被打込部材へ押し付けられるプッシュロッドと、前記ハウジングに設けられ、かつ、前記プッシュロッドを前記中心軸方向に移動可能に支持するノーズ部と、を備え、前記ノーズ部は、前記ホルダに接続されている、請求項１〜５のいずれか１項記載の打込機。
前記シリンダと前記ハウジングとの間に介在され、かつ、前記シリンダの径方向に加わる荷重を受ける第２緩衝材が設けられている、請求項５記載の打込機。
前記第２緩衝材は、前記シリンダの外周面と前記ハウジングとの間に介在されている、請求項７記載の打込機。
前記中心軸方向で、前記ホルダの配置領域と前記シリンダの配置領域とが重なる重複部が形成され、前記第１緩衝材は、前記中心軸方向で前記重複部に配置されている、請求項２、３、５、７、８のいずれか１項記載の打込機。
前記ハウジングに設けられた開口部と、前記ハウジングの外に配置され、かつ、前記シリンダに取り付けられた蓄圧容器と、前記ハウジングの外に配置されて前記開口部及び前記蓄圧容器を覆うカバーと、前記蓄圧容器と前記カバーとの間に介在された第３緩衝材と、を有し、前記圧縮室は、前記蓄圧容器内に形成されている、請求項７または８記載の打込機。
前記蓄圧容器は、前記シリンダの径方向で前記シリンダの外側に配置される環状の突起部を有し、前記突起部は、前記シリンダの外周面に接触して前記シリンダを径方向に位置決めし、前記ハウジングは、前記シリンダの径方向で前記突起部よりも外側に配置された支持部を有し、前記第２緩衝材は、前記突起部と前記支持部との間に配置されている、請求項１０記載の打込機。
前記ハウジングに設けたモータと、前記モータの動力を前記打撃子に伝達して、前記動作部材を前記圧縮室に近づく向きで動作させる動力変換機構と、を有する、請求項２、３、５のいずれか１項記載の打込機。
前記動力変換機構は、前記モータの動力で回転し、かつ、ピニオンを備えた回転体と、前記打撃子に設けられ、かつ、前記ピニオンに係合及び離脱が可能なラックと、を有する、請求項１２記載の打込機。