WO2016031716A1

WO2016031716A1 - 打込機

Info

Publication number: WO2016031716A1
Application number: PCT/JP2015/073534
Authority: WO
Inventors: 西河　智雅; 駒崎　義一; 哲祐原田; 徳和馬場
Original assignee: 日立工機株式会社
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2016-03-03
Also published as: JPWO2016031716A1; US10442066B2; JP6236750B2; CN106794573A; EP3195986A1; US20170297187A1; TW201607702A; EP3195986A4; TWI659811B; CN106794573B; EP3195986B1

Abstract

打込機本体に生じる反動を低減した打込機を提供するため、打込機１は、ハウジング２に設けられて長手方向に延在し、止具が発射可能なノーズ部３と、長手方向と平行な打撃方向に移動してノーズ部３を介して止具を打撃するプランジャ７と、ウエイト８と、モータ５により長手方向に圧縮され、圧縮の解放によりプランジャ７を打撃方向に移動させると共に、ウエイト８をプランジャ７より遠ざける反打撃方向に移動させるコイルスプリング９とを有する。コイルスプリング９は、プランジャ７とウエイト８との間に設けられて、一端部がプランジャ７を付勢すると共に、他端部がウエイト８を付勢する。

Description

打込機

本発明は、打込機に関し、特にウエイトを備えた打込機に関する。

従来より、止具を打撃するプランジャ７と、プランジャ７に打撃された止具が射出される射出口が形成されたノーズ部３と、プランジャ７を打撃方向へ付勢するバネと、バネに弾性エネルギを蓄積するためのモータとを備えた打込機が知られている（特許文献１）。このような打込機においては、モータの駆動によりバネに弾性エネルギを蓄積し、当該弾性エネルギを解放することでプランジャ７を打撃方向に加速し、止具を木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込んでいる。また、打込作業は射出口を被打込材に当接させた状態で行われている。

特開２０１１-５６６１３号公報

しかしながら、上述の打込機においては、プランジャ７が打撃方向に加速される際に、プランジャ７の加速に対する反作用によって打込機本体に反動が生じるため、射出口が被打込材から離反し、打込機本体の姿勢を保ったまま被打込材に対して垂直に止具を打ち出すことが困難であったり、又は、作業者に対する負担となっていた。また、当該反動を抑えるためにユーザが射出口を被打込材に必要以上に押し付けることで、被打込材が損傷し仕上げ程度が悪化するという問題があった。

そこで、本発明の目的は、打込機本体に生じる反動を低減し、操作性に優れ且つ仕上げ程度を良好にする打込機を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、ハウジング２に設けられて長手方向に延在し、止具が発射可能なノーズ部３と、前記長手方向と平行な打撃方向に移動して前記ノーズ部３を介して止具を打撃するプランジャ７と、ウエイト８と、モータにより前記長手方向に圧縮され、圧縮の解放により前記プランジャ７を前記打撃方向に移動させると共に、前記ウエイト８を前記プランジャ７より遠ざける反打撃方向に移動させる弾性部材と、を含む打込機であって、前記弾性部材は、前記プランジャ７と前記ウエイト８との間に設けられて、前記長手方向における両端部のうち、一端部が前記プランジャ７を付勢すると共に、他端部が前記ウエイト８を付勢することを特徴とする打込機を提供する。

上記構成によれば、打込機１を用いて止具を打ち込むとき、モータにより弾性部材が長手方向に圧縮され、次に当該圧縮が解放されると、弾性部材が蓄積した弾性エネルギによって、プランジャ７は、打撃方向に移動して止具を打撃して被打込材に打ち込むと共に、ウエイト８は反打撃方向に移動する。従って、プランジャ７及びウエイト８の移動により生じる力はそれぞれ打ち消し合ってハウジング２に直接反力が作用しないので、ハウジング２の被打込材からの浮き上がりを防止する。従って、ノーズ部３を被打込材に向けた状態を維持したまま打込作業を終えることができ、打込機の操作性を改善することができる。

また、止具の打込時にハウジング２が被打込材より浮き上がらないため、使用者は、ノーズ部３を被打込材に過剰に押し付けることなく打込作業を行うことができ、被打込材への押付痕跡の発生を低減して、止具を被打込材に打ち込んだ後の仕上がりを良好にすることができる。

さらに、弾性部材をプランジャ７とウエイト８の間に設けているため、構成が簡単であり、打込機を安価に製造することができる。

また、弾性部材が長手方向における一端部でプランジャ７を付勢し、他端部でウエイト８を付勢するのみなので、打込作業時のハウジング２の被打込材からの浮き上がりを抑制しつつ、プランジャ７及びウエイト８の各々の重量を適宜設定することで、プランジャ７のストロークを確保することができる。

好ましくは、前記弾性部材は、単一のコイルバネからなる。単一のコイルバネにより、プランジャ７及びウエイト８の各々の移動が可能となるので、部品の総数を減らして、打込機を安価に製造することができる。

好ましくは、前記モータにより前記弾性部材を前記長手方向に圧縮する駆動機構を有し、前記駆動機構は、前記弾性部材の圧縮を解放して、前記プランジャ７の前記打撃方向への移動と、前記ウエイト８の前記反打撃方向への移動とを同時に開始させるように構成されている。

当該構成により、プランジャ７の打撃方向への移動により生じる力と、ウエイト８の反打撃方向への移動により生じる力とが相殺されて、ハウジング２には直接反力が作用しないので、使用者は、ハウジング２の浮き上がりを防止すべく、ノーズ部３を被打込材に過剰に押し付けることなく打込作業を行うことができ、被打込材への押付痕跡の発生を低減して、止具を被打込材に打ち込んだ後の仕上がりを良好にすることができる。

好ましくは、前記モータにより前記弾性部材を前記長手方向に圧縮させる駆動機構を有し、前記駆動機構は、前記弾性部材の前記他端部側からの圧縮を解放して前記ウエイト８の前記反打撃方向への移動を開始させた後で、前記弾性部材の前記一端部側からの圧縮を解放して前記プランジャ７の前記打撃方向への移動を開始させるように構成されている。

当該構成により、最初に、ウエイト８が反打撃方向への移動を開始するので、ハウジング２はその反力によりノーズ部３が打撃方向に被打込材に向けて押し付けられる。従って、ノーズ部３が止具の打込目標位置からずれることを防止する。そして、プランジャ７の打撃方向への移動が開始されると、ウエイト８の反打撃方向への移動により生じる力は、プランジャ７の打撃方向への移動により生じる力と相殺されるので、ハウジング２の被打込材への押し込みは停止する。従って、特に、被打込材の側面や上面に向けて止具を打ち込むときに、ノーズ部３を被打込材に過剰に押し付けることなくノーズ部３の被打込材の打込目標位置からのズレを防止して打込作業を行うことができる。よって、被打込材への押付痕跡の発生を低減して、止具を被打込材に打ち込んだ後の仕上がりを良好にすることができる。

好ましくは、前記ハウジング２に設けられて前記ウエイト８の前記反打撃方向へのさらなる移動を規制するウエイト規制部材をさらに備え、前記プランジャ７による前記止具の打込後に、前記ウエイト８は前記ウエイト規制部材に当接する。

当該構成により、止具の打込後にウエイト８が規制部材に当接するので、止具の打込後のウエイト８の反打撃方向への移動によって生じた力が、反力としてハウジング２に作用する。この反力により、止具の打込終了後にハウジング２が被打込材から浮き上がるため、被打込材の表面の仕上がりを良好なものとすることができる。

好ましくは、前記ハウジング２に設けられて前記プランジャ７の前記打撃方向への移動を規制するプランジャ規制部材をさらに備え、前記プランジャ７の前記プランジャ規制部材までの移動距離は、前記ウエイト８の前記ウエイト規制部材までの移動距離よりは長くなるように、前記プランジャ及び前記ウエイトは、前記ハウジング内に設けられている。

当該構成により、止具の打込に必要なストロークを確保しつつ、ウエイト８の移動距離を短くできるため、打込機のハウジング２を小型にすることができる。

本発明の打込機によれば、プランジャ７の打撃方向への移動によって生じる力を、ウエイト８の反打撃方向への移動によって生じる力によって相殺できるので、ハウジング２への反力の作用を抑制できるという優れた効果を奏し得る。

本発明による釘打機のプランジャ７が下死点に位置するときの側面図。図１に示す釘打機のプランジャ７が上死点に位置するときの側面図。図１に示す打込機のプランジャ７の斜視図。図１に示す打込機のウエイト８の斜視図。図１に示す打込機の斜視図。（ａ）～（ｈ）は、図１に示す打込機の駆動機構、プランジャ７及びウエイト８の動作を時系列に説明する図であり、特に（ｇ）はコイルスプリング９の圧縮が解放されてプランジャ７及びウエイト８がコイルスプリング９により付勢されて移動を開始するときの図。（ａ）～（ｄ）は、図１に示す打込機のプランジャ７及びウエイト８の状態を時系列に説明する図であり、特に（ａ）は、プランジャ７及びウエイト８がコイルスプリング９の付勢により移動を開始するときの図であり、（ｄ）は、プランジャ７により打撃動作が終了しかつウエイト８がバンパに当接して反力を緩和するときの図。（ａ）～（ｉ）は、図１に示す打込機の駆動機構、プランジャ７及びウエイト８の動作を時系列に説明する図であり、特に（ｇ）はコイルスプリング９の圧縮が解放されてウエイト８がコイルスプリング９により付勢されて先に移動を開始するときの図であり、（ｈ）は（ｇ）の後コイルスプリング９の圧縮が解放されてコイルスプリング９の付勢によりプランジャ７が移動を開始するときの図。（ａ）～（ｄ）は、図１に示す打込機の駆動機構、プランジャ７及びウエイト８の動作を時系列に説明する図であり、特に（ｂ）は、ウエイト８がコイルスプリング９の付勢により移動を開始するときの図であり、（ｃ）は、プランジャ７がコイルスプリング８の付勢により移動を開始するときの図。（ｅ）～（ｇ）は、図９に示す打込機の駆動機構、プランジャ７及びウエイト８の動作の後に続く動作を時系列に説明する図であり、（ｅ）はプランジャ７が下死点に到達するときの図、（ｆ）はウエイト８が最上位点に到達するときの図、（ｇ）は打撃の反力でハウジング２が被打込材より浮き上がる状態を示す図。

以下、本発明の打込機を適用した電動式の釘打機１について説明する。釘打機１は、止具としての釘を木材や石膏ボードなどの被打込材Ｗに打ち込むための電動工具である。

釘打機１は、モータを収容するハウジング２と、ハウジング２に設けられ釘が発射されるノーズ部３と、ノーズ部３へ釘を供給するマガジン４とを主に備える。なお、図１において、ノーズ部３に対してマガジン４が設けられている方向を後方向、後方向と逆の方向を前方向と定義する。また、ハウジング２に対しノーズ部３が被打込材Ｗに対向する方向を下方向とし、その反対方向を上方向とする。さらに、釘打機１を後方から見た場合の左を左方向、右を右方向と定義する。

図１に示すように、ハウジング２は、モータ５と、駆動機構６と、プランジャ７と、ウエイト８と、コイルスプリング９とを収容する。ハウジング２は、ナイロンまたはポリカーボネイト等の樹脂から構成されており、ハウジング２の前側に設けられ上下方向に延びる本体部２１と、本体部２１の後側下方から後方に延出するモータ収容部２２と、本体部２１の後側上方から後方に延びるハンドル部２３とを有している。

モータ収容部２２は、内部にモータ５と、減速機構５０とを収容している。モータ５は、前後方向に延びる回転軸５Ａを有し、モータ収容部２２内部の後方に配置されている。

減速機構５０は、モータ５の前方において回転軸５Ａに接続されている。また、減速機構５０は、遊星歯車機構により構成され、回転軸５Ａの周囲に配置された２つの遊星ギヤ５０Ａと、回転軸５Ａと同軸に配置されたリングギヤ５０Ｂと、回転軸５Ａと同軸回転するキャリアギヤ５０Ｄを備えるキャリア５０Ｃとを備えている。遊星ギヤ５０Ａは、キャリア５０Ｃに回転可能に支承されており、回転軸５Ａの周りを公転する。遊星ギヤ５０Ａが公転することで、回転軸５Ａの回転は、減速されると共にキャリア５０Ｃを介してキャリアギヤ５０Ｄに回転が伝達される。

ハンドル部２３は、釘打機１をユーザが使用する際に把持する部分であって、ハンドル部２３の下側前方にはモータ５への給電を開始するトリガ２３Ａが取り付けられている。また、ハンドル部２３の後端部には、モータ５に電力を供給する電池２３Ｂが着脱自在に取り付けられている。

本体部２１は、内部に、ガイドシャフト１０が、その長手方向が上下方向となるように取り付けられている。ガイドシャフト１０には、本体部２１の下方から上方に向けて、順に、プランジャ７と、コイルスプリング９と、ウエイト８とが摺動自在に挿通されている。さらに、本体部２１は、駆動機構６を備えている。

駆動機構６は、本体部２１のモータ５とガイドシャフト１０との間に設けられており、駆動ギヤ６１と、ギヤホルダ６２と、第１ギヤ６３と、第２ギヤ６４とにより構成されている。ギヤホルダ６２は、本体部２１に固定されており、支持軸６２Ａ及び６２Ｂを有している。支持軸６２Ａは、ギヤホルダ６２の下部において前方に突出するように設けられており、支持軸６２Ｂは支持軸６２Ａの上方において前方に突出するように設けられている。

第１ギヤ６３は、支持軸６２Ａに回転可能に支承されており、減速機構５０と駆動ギヤ６１を介して連結されている。第１ギヤ６３は、駆動ギヤ６１が回転することにより、前方から見て反時計回りに回転駆動される。また、第１ギヤ６３は、軸心を中心とする円周方向に所定間隔を介してそれぞれ前方に突出する第１ローラカム６３Ａ、第２ローラカム６３Ｂ、第３ローラカム６３Ｃを有している。第１ローラカム６３Ａ、第２ローラカム６３Ｂ、第３ローラカム６３Ｃの軸方向の突出量は、それぞれ異なるように形成されている。

第２ギヤ６４は、支持軸６２Ｂに回転可能に支承されており、第１ギヤ６３と噛合している。第２ギヤ６４は、第１ギヤ６３が回転することにより、前方から見て時計回りに回転駆動される。また、第２ギヤ６４は、軸心を中心とする円周方向に間隔を介してそれぞれ前方に突出する第１ローラカム６４Ａ、第２ローラカム６４Ｂを有している。第１ローラカム６４Ａ、第２ローラカム６４Ｂの軸方向の突出量は、互いに異なるように形成されている。

ガイドシャフト１０は、長手方向の一端部が本体部２１の上端部の内側に固定され、他端部が本体部２１の下端部の内側に固定されている。また、ガイドシャフト１０の一端部には、ウエイト８が当接するウエイトバンパ１１が、ウエイト規制部材として取り付けられている。ウエイトバンパ１１は、ウエイト８がハウジング２に衝突する際の衝撃を吸収する。また、ガイドシャフト１０の他端部には、プランジャ７が当接するプランジャバンパ１２がプランジャ規制部材として取り付けられている。プランジャバンパ１２は、プランジャ７が止具を打撃した際の衝撃を吸収する。

プランジャ７は、ガイドシャフト１０の長手方向と平行な方向を打撃方向として止具を打撃する部材であって、ガイドシャフト１０に摺動自在に挿通されている。プランジャ７は、図３に示すように、ガイドシャフト１０が摺動自在に挿通される筒部７Ａと、プランジャバンパ１２と当接する底部７Ｂと、底部７Ｂの周縁部から筒部７Ａと対向するように延在するロッド取付部７Ｃと、底部７Ｂの周縁部から筒部７Ａと対向するように延在して第１ギヤ６３と係合可能な係合部７Ｄとを有する。底部７Ｂには、コイルスプリング９の一端部が当接する当接部７Ｅが設けられていて、コイルスプリング９の一端（端部）は支持部７Ｆで支持されている。当接部７Ｅは、筒部７Ａと同軸中心に形成されている。係合部７Ｄの外周側には、プランジャ７の長手方向に沿って間隔をあけて第１当接部７１Ａ、第２当接部７１Ｂ、第３当接部７１Ｃが形成されている。

第１当接部７１Ａは、係合部７Ｄの外周面から後方に突出するように設けられている。また、第１当接部７１Ａの下面は、第１ギヤ６３の第１ローラカム６３Ａと当接可能に構成されている。第２当接部７１Ｂも、同様に、平板形状をなしており、係合部７Ｄの外周面から後方に突出するように設けられている。また、第２当接部７１Ｂは、第１当接部７１Ａよりも下方に位置しており、第１ギヤ６３の第２ローラカム６３Ｂと当接可能に構成されている。第３当接部７１Ｃも、同様に、平板形状をなしており、係合部７Ｄの外周面において第２当接部７１Ｂよりも下方から後方に突出するように設けられている。また、第２当接部７１Ｂは、第１ギヤ６３の第３ローラカム６３Ｃと当接可能に構成されている。

釘を直接打撃するロッド１３は、金属にて形成され、ロッド取付部７Ｃに取り付けられ、ノーズ部３内部において摺動可能に構成されている。

ウエイト８は、打込時にプランジャ７の反力を受ける、いわゆるリアクションウエイトとしての役割を果たす部材であり、金属材料により成形されている。ウエイト８は、プランジャ７から遠ざかる反打撃方向に移動可能にガイドシャフト１０に挿通されている。ウエイト８は、図１及び図４に示すように、上下方向を軸方向とする内筒部８Ａと外筒部８Ｂとが同軸中心に接続されて、内筒部８Ａにはガイドシャフト１０が摺動自在に挿通される。内筒部８Ａと外筒部８Ｂとの間には、コイルスプリング９が挿入される。また、外筒部８Ｂの外周面の下端部近傍には、第２ギヤ６４のローラカム６４Ａ，６４Ｂが当接する第１当接部８１Ａ及び第２当接部８１Ｂが上下方向に形成されている。

第１当接部８１Ａは、ウエイト８の外周面から後方に突出するように設けられている。また、第１当接部８１Ａの上面は、第２ギヤ６４の第１ローラカム６４Ａと当接可能に構成されている。第２当接部８１Ｂも、同様に、平板形状をなしており、ウエイト８の外周面から後方に突出するように設けられている。また、第２当接部８１Ｂは、第１当接部８１Ａよりも上方に位置しており、第２ギヤ６４の第２ローラカム６４Ｂと当接可能に構成されている。

コイルスプリング９は、圧縮されると弾性エネルギを蓄積し、圧縮が解除されるときに蓄積した弾性エネルギを解放する、単一のコイルバネからなり、ガイドシャフト１０に挿通されてウエイト８とプランジャ７との間に位置する。コイルスプリング９の他端部側は、ウエイト８の内筒部８Ａの外周面に嵌装されてウエイト８を反打撃方向に付勢する。一方、コイルスプリング９の一端部は、プランジャ７の当接部７Ｅに当接してプランジャ７を打撃方向に付勢する。コイルスプリング９は、圧縮された状態においては、プランジャ７を下方に付勢し且つウエイト８を上方に付勢しており、当該圧縮が解除されると、蓄積された弾性エネルギを解放することでガイドシャフト１０に沿ってプランジャ７を下方に移動させると共にウエイト８を上方に移動させる。コイルスプリング９は、弾性部材に相当する。

図１及び図２に示すように、ノーズ部３は、本体部２１の下方に設けられており、その内部には上下方向に延びる射出孔３ａが形成されている。また、射出孔３ａの下端には、釘が打ち出される射出口３ｂが開口している。

マガジン４は、ノーズ部３の後部から後方に延出するように設けられており、複数の釘を内蔵している。釘は、マガジン４からノーズ部３の射出孔３ａに供給される構成となっている。

次に、釘打機１の動作について説明する。

動作開始前、すなわち釘打機１の初期状態において、プランジャ７は、図７に示すように、下死点Ｌ１に位置してプランジャバンパ１２と当接し、ウエイト８は、最上位点Ｌ４に位置してウエイトバンパ１１に当接している。

当該初期状態において、図５に示すように、ユーザがハンドル部２３を把持してノーズ部３を被打込材Ｗの上面に対して略直交するように押し付けて保持し、トリガ２３Ａを引くとモータ５の回転が開始される。モータ５が回転すると、回転軸５Ａが回転し、減速機構５０を介して動力が駆動機構６に伝達される。この状態において、図６（ａ）に示すように、プランジャ７の第１当接部７１Ａには、下方より第１ギヤ６３の第１ローラカム６３Ａが当接し、一方、ウエイト８の第１当接部８１Ａには、上方より第２ギヤ６４の第１ローラカム６４Ａが当接する。駆動機構６は、プランジャ７を、下死点Ｌ１から上死点Ｌ２に向けて上方に移動させると共に、ウエイト８を最上位点Ｌ４から最下位点Ｌ３に向けて下方に移動させる。このプランジャ７及びウエイト８の移動により、コイルスプリング９は圧縮される。コイルスプリング９が圧縮され弾性エネルギが蓄積されると、プランジャ７は下方に付勢され、ウエイト８は上方に付勢される。駆動機構６は、コイルスプリング９の付勢力に抗しながらプランジャ７及びウエイト８を互いに接近させる。

このときの駆動機構６、プランジャ７、ウエイト８及びコイルスプリング９の各部品の動作を、図６及び図７を参照しながら説明する。第１の実施の形態として、プランジャ７及びウエイト８の各々によるコイルスプリング９の圧縮を同時に解除し、釘の打込後にプランジャ７及びウエイト８の移動を同時に停止させる動作について説明する。また、図６（ａ）～（ｈ）は、動作開始から発射を完了して動作を終了するまでの１サイクルにおける各部品の状態を時系列に並べたものである。各図の上部に、第１ギヤ６３または第２ギヤ６４の回転角度を示す。動作開始時点（図６（ａ））での回転角度をゼロとし、括弧内には左隣図からの角度増分を示す。なお、図６（ｂ）～（ｇ）の符号は省略する。図７（ａ）～（ｄ）は、プランジャ７を上死点Ｌ２まで、ウエイト８を最下位点Ｌ３までそれぞれ移動させた後、コイルスプリング９の圧縮を解除してから、釘の打ち込みを終えるまでの、ハウジング２内のプランジャ７及びウエイト８の状態を時系列に説明する図である。

釘打機１が動作を開始すると、駆動機構６にはモータ５から動力が伝達され、第１ギヤ６３は反時計回りに回転を開始し、同時に第２ギヤ６４は時計回りに回転を開始する。回転角度ゼロ度のときは、図６（ａ）に示すように、第１ギヤ６３の第１ローラカム６３Ａがプランジャ７の第１当接部７１Ａに下方より当接してプランジャ７の上方への押し上げを開始すると共に、第２ギヤ６４の第１ローラカム６４Ａがウエイト８の第１当接部８１Ａに上方より当接してウエイト８の下方への押し下げを開始する。これにより、コイルスプリング９の圧縮が開始される。

次に、図６（ｂ）に示すように、第１ギヤ６３が回転するに従い、プランジャ７は、第１ローラカム６３Ａと第１当接部７１Ａとの当接によって押し上げられ、ウエイト８は、第１ローラカム６４Ａと第１当接部８１Ａとの当接によって押し下げられる。

回転角度が８５度になると、図６（ｃ）に示すように、プランジャ７の上方への押し上げは、第１ギヤ６３の第２ローラカム６３Ｂと第２当接部７１Ｂとの当接に引き継がれて継続される。さらに、第１ギヤ６３が回転して図６（ｄ）に示すように回転角度が１３０度になると、ウエイト８の押し下げは、第２ギヤ６４の第２ローラカム６４Ｂと第２当接部８１Ｂとの当接に引き継がれて継続される。

そして、回転角度が２２０度になると、図６（ｅ）に示すように、プランジャ７の押し上げは、第１ギヤ６３の第３ローラカム６３Ｃと第３当接部７１Ｃとの当接に引き継がれて継続される。このように、図６（ａ）から図６（ｅ）に示すプランジャ７の押し上げ及びウエイト８の押し下げにより、プランジャ７及びウエイト８は徐々に互いに接近するので、コイルスプリング９は、ガイドシャフト１０に沿って、長手方向の両端部から圧縮されて弾性エネルギを蓄積する。

図６（ｆ）に示す状態では、第１ギヤ６３の第３ローラカム６３Ｃが第３当接部７１Ｃを押し上げるため、プランジャ７は上死点Ｌ２近傍に位置する。一方、第２ギヤ６４の第２ローラカム６４Ｂが第２当接部８１Ｂを押し下げるため、ウエイト８は、最下位点Ｌ３近傍に位置する（図７（ａ）参照）。この状態より、さらに第１ギヤ６３及び第２ギヤ６４の各々の回転が進むと、図６（ｇ）に示すように、回転角度２７５度のとき、プランジャ７に対しては、第３ローラカム６３Ｃと第３当接部７１Ｃとの当接が解除されると共に、ウエイト８に対しては、第２ローラカム６４Ｂと第２当接部８１Ｂとの当接が解除される（図７（ｂ）参照）。図６（ａ）に示すコイルスプリング９の圧縮開始から図６（ｇ）に示す圧縮の解除までに時間は、本実施の形態では、１５０ｍｓである。

すなわち、図６（ｇ）に示すように、コイルスプリング９に対する圧縮が解除されるので、コイルスプリング９は、蓄積した弾性エネルギにより、図６（ｈ）に示すように、プランジャ７は下方への移動を開始すると共に（図７（ｂ）参照）、ウエイト８は上方へ移動する（図７（ｃ）参照）。プランジャ７の下方への移動に伴い、ロッド１３が釘を打撃し、ノーズ部３から釘を発射する。このとき、プランジャ７が下死点に到達するのと略同時に、ウェイト８が上限位置（図７（ｄ）の状態）に到達する。本実施の形態では、コイルスプリング９の圧縮解除から釘の打ち込み終了までに要する時間は１２ｍｓである。

その後、回転角度が３６０度になるまで第１ギヤ６３及び第２ギヤ６４は回転を継続し、１サイクルの打込動作が完了する。

上記構成の釘打機１によると、釘を被打込材Ｗに打ち込むとき、コイルスプリング９が蓄積した弾性エネルギを利用して加速されたプランジャ７が直接釘を打撃して被打込材Ｗに打ち込む。打込み後、釘の打込みによって消費されなかった余剰エネルギが、プランジャ７、プランジャバンパ１２を介してハウジング２に伝達されるので、ハウジング２は、被打込材Ｗ方向に移動しようとする。これに対し、同時にウエイト８がウエイトバンパ１１に衝突することによって、ハウジング２は上方（被打込材Ｗと逆方向）に移動しようとするので、工具本体（釘打機１）の打込み後の衝撃による動きを防止することができる。

また、コイルスプリング９は、プランジャ７とウエイト８との間でガイドシャフト１０に挿通され、ハウジング２に対し直接固定する必要が無いので、釘打機１の構成を簡単にすることができる。

さらに、駆動機構６を構成する第１ギヤ６３及び第２ギヤ６４の構成、各ギヤに形成されるローラカム６３Ａ～Ｃ、６４Ａ，Ｂの配置、第１ギヤ６３のローラカム６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃと第２ギヤ６４のローラカム６４Ａ，６４Ｂとの位置関係、プランジャ７及びウエイト８の形状や重量を適宜変更することによって、プランジャ７のストローク、いわゆる下死点Ｌ１と上死点Ｌ２との間の距離を変更することができる。また、プランジャ７及びウエイト８の移動速度をそれぞれ別な速度に設定することができる。同様に、ウエイト８のストローク、いわゆる最上位点Ｌ４と最下位点Ｌ３との間の距離を変更することができる。従って、釘の打ち込みに必要なプランジャ７のストロークを確保しつつ、ウエイト８のストロークを短くすることができ、釘打機１のハウジング２の上下方向を短くして小型にすることができる。

なお、本実施の形態では、ウエイト８は、プランジャ７よりも重く、打込み動作時の移動距離は、ウエイト８より、プランジャ７の方が長くなるように設定されている。しかしながら、ウエイト８とプランジャ７との重量の関係で、ウエイト８とプランジャ７は、ほぼ同時にウエイトバンパ１１とプランジャバンパ１２に衝突するようになっている。

次に、第２の実施の形態として、ウエイト８によるコイルスプリング９の圧縮を最初に解除し、次にプランジャ７によるコイルスプリング９の圧縮を解除し、プランジャ７による釘の打込後に、プランジャ７をプランジャバンパ１２に衝突させた後でウエイト８をウエイトバンパ１１に衝突させてその移動を停止させる動作について説明する。

このようにすると、ウエイト８はハウジング２から浮いた状態になるので、コイルスプリング９が伸びる時の荷重がハウジング２に伝わらなくなることを防ぎ、工具本体（釘打機１）の浮き上がりが防止することができる。

図８（ａ）～（ｉ）は、動作開始から発射を完了して動作を終了するまでの１サイクルにおける各部品の状態を時系列に並べたものである。各図の上部に、第１ギヤ６３または第２ギヤ６４の回転角度を示す。動作開始時点（図８（ａ））での回転角度をゼロとし、括弧内には左隣図からの角度増分を示す。なお、図８（ｂ）～（ｈ）の符号は省略する。図９及び図１０は、プランジャ７を上死点（Ｌ２）まで、ウエイト８を最下位点Ｌ３までそれぞれ移動させてコイルスプリング９の圧縮を解除した後、釘の打ち込みを終えるまでの、ハウジング２内のプランジャ７及びウエイト８の状態を説明する図である。なお、図８（ａ）～（ｆ）に示すコイルスプリング９の圧縮については、第１の実施の形態と同じであるため、詳細な説明は省略する。

図８（ｆ）に示す状態では、第１ギヤ６３の第３ローラカム６３Ｃが第３当接部７１Ｃを押し上げるため、プランジャ７は上死点（Ｌ２）近傍に位置する。一方、第２ギヤ６４の第２ローラカム６４Ｂが第２当接部８１Ｂを押し下げるため、ウエイト８は、最下位点Ｌ３近傍に位置する（図９（ａ）参照）。この状態より、さらに第１ギヤ６３及び第２ギヤ６４の各々の回転が進むと、図８（ｇ）に示すように、回転角度２７５度のとき、ウエイト８に対しては、第２ローラカム６４Ｂと第２当接部８１Ｂとの当接が解除されるので、コイルスプリング９の弾性エネルギによりウエイト８は上方への移動を開始するが、プランジャ７にたいしては、第３ローラカム６３Ｃが第３当接部７１Ｃに当接しているので、コイルスプリング９の付勢に拘わらず上方への移動が継続される（図９（ｂ）参照）。

次に、回転角度が２７７度になると、図８（ｈ）に示すように、第１ギヤ６３の第３ローラカム６３Ｃが第３当接部７１Ｃとの当接から外れるので、コイルスプリング９のプランジャ７側からの圧縮が解除され、コイルスプリング９の弾性エネルギにより、プランジャ７は下方への移動を開始する（図９（ｃ）、（ｄ）参照）。

図８（ｉ）に示すように、プランジャ７の下方への移動に伴い、ロッド１３が釘を打撃し、ノーズ部３から釘を発射され、プランジャ７が下死点に到達する（図１０（ｅ）参照）。このプランジャ７の動作により、ハウジング２に被打込材Ｗに向かう力が作用する。釘の打込み中は、プランジャ７の反力は、全てウエイト８に作用するため、ハウジング２には、外力又は重力以外の力は作用しない。

釘打機１の上記動作によれば、プランジャ７を打ち込みように発射する前に、コイルスプリング９のウエイト８側からの圧縮を解放してウエイト８の移動を開始しているので、ハウジング２には被打込材に向かう力が作用する。従って、釘打機１を被打込材Ｗに対して必要以上に押し付けなくても所望の位置に正確に釘を打ち込むことができる。

なお、本実施の形態では、ウエイト８は、プランジャ７よりも重く、打込み動作時の移動距離は、ウエイト８よりプランジャ７の方が長く、さらに、ウエイト８がプランジャ７よりも先に動き出すようになっている。しかし、ウエイト８とプランジャ７との重量の関係で、ウエイト８とプランジャ７とは、ほぼ同時にウエイトバンパ１１とプランジャバンパ１２に衝突するようになっている。

また、プランジャ７がプランジャバンパ１２に衝突した後で、ウエイト８がウエイトバンパ１１に衝突するようにタイミングが調整されているので、ウエイト８のウエイトバンパ１１への衝突により、ハウジング２には被打込材Ｗから離れる方向に力が作用する。従って、打込時の反力による被打込材Ｗの表面の荒れを防止することができる。

ウエイト８及びプランジャ７の発射タイミングやバンパに衝突するまでの時間は、駆動機構６を構成する第１ギヤ６３及び第２ギヤ６４の構成、各ギヤに形成されるローラカム６３Ａ～Ｃ、６４Ａ，Ｂの配置、第１ギヤ６３のローラカム６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃと第２ギヤ６４のローラカム６４Ａ，６４Ｂとの位置関係、プランジャ７及びウエイト８の形状や重量を適宜変更することによって、変更することができる。

また、プランジャ７の上死点及び下死点間の距離は、止具の長さに応じて適宜設定することができる。

さらに、本実施の形態では、プランジャ７とウエイト８との重量は、プランジャ７が約５０ｇであり、ウエイト８が１７５ｇ程度であり、重量比にして約１対４程度に設定しておくのが良い。より好ましくは１対４以上に設定しておくのが良い。

なお、本発明は、ガイドシャフトに沿ってプランジャ７とウエイト８との間にコイルスプリング９を設け、当該コイルスプリング９によりプランジャ７とウエイト８とを付勢可能とし、さらに、プランジャ７とウエイト８とによりコイルスプリング９を圧縮することよって当該スプリングに蓄積された弾性エネルギを利用して作業を行う適宜の電動工具に適用することができる。

また、上記実施の形態では、弾性部材としてコイルスプリング９を用いたが、代わりに、プランジャ７を打撃方向に且つウエイト８を反打撃方向に付勢可能であれば、弾性部材として適宜の部材を使用することができる。

１…釘打機、２…ハウジング、３…ノーズ部、７…プランジャ、８…ウエイト、９…コイルスプリング、１１…ウエイトバンパ、１２…プランジャバンパ

Claims

ハウジングに設けられて長手方向に延在し、止具が発射可能なノーズ部と、前記長手方向と平行な打撃方向に移動して前記ノーズ部を介して止具を打撃するプランジャと、ウエイトと、モータにより前記長手方向に圧縮され、圧縮の解放により前記プランジャを前記打撃方向に移動させると共に、前記ウエイトを前記プランジャより遠ざける反打撃方向に移動させる弾性部材と、を含む打込機であって、前記弾性部材は、前記プランジャと前記ウエイトとの間に設けられて、前記長手方向における両端部のうち、一端部が前記プランジャを付勢すると共に、他端部が前記ウエイトを付勢することを特徴とする打込機。
前記弾性部材は、単一のコイルバネからなることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
前記モータにより前記弾性部材を前記長手方向に圧縮する駆動機構を有し、前記駆動機構は、前記弾性部材の圧縮を解放して、前記プランジャの前記打撃方向への移動と、前記ウエイトの前記反打撃方向への移動とを同時に開始させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の打込機。
前記モータにより前記弾性部材を前記長手方向に圧縮させる駆動機構を有し、前記駆動機構は、前記弾性部材の前記他端部側からの圧縮を解放して前記ウエイトの前記反打撃方向への移動を開始させた後で、前記弾性部材の前記一端部側からの圧縮を解放して前記プランジャの前記打撃方向への移動を開始させるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の打込機。
前記ハウジングに設けられて前記ウエイトの前記反打撃方向へのさらなる移動を規制するウエイト規制部材をさらに備え、前記プランジャによる前記止具の打込後に、前記ウエイトは前記ウエイト規制部材に当接することを特徴とする請求項３又は４記載の打込機。
前記ハウジングに設けられて前記プランジャの前記打撃方向への移動を規制するプランジャ規制部材をさらに備え、前記プランジャの前記プランジャ規制部材までの移動距離は、前記ウエイトの前記ウエイト規制部材までの移動距離よりは長くなるように、前記プランジャ及び前記ウエイトは、前記ハウジング内に設けられていることを特徴とする請求項５記載の打込機。