(57)【要約】【課題】重量を低減可能な打込機を提供する。【解決手段】ハウジング１１に対して第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２で移動可能であり、第１方向Ｂ１に移動する際に止具２６を打撃する打撃部１２と、ハウジング１１に対して第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２に移動可能であり、かつ、打撃部１２が第１方向Ｂ１に移動する際に、第２方向Ｂ２に移動するカウンタウェイト１８と、を備えた打込機１０であって、カウンタウェイト１８は、打撃部１２の第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２における移動をガイドする軸部３５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに対して第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能であり、前記第１方向に移動する際に止具を打撃する打撃部と、前記ハウジングに対して前記第１方向及び前記第２方向に移動可能であり、かつ、前記打撃部が第１方向に移動する際に、前記第２方向に移動するカウンタウェイトと、を備えた打込機であって、
前記カウンタウェイトは、前記打撃部の前記第１方向及び前記第２方向における移動をガイドする第１ガイド部を有する、打込機。
【請求項２】
前記打撃部及び前記カウンタウェイトは、前記第１ガイド部の中心線に沿って前記第１方向及び前記第２方向にそれぞれ移動可能である、請求項１記載の打込機。
【請求項３】
前記カウンタウェイトの前記第１方向及び前記第２方向における移動をガイドする第２ガイド部が設けられている、請求項２記載の打込機。
【請求項４】
前記第２ガイド部は、前記中心線方向に間隔をおいて複数配置され、
前記打撃部及び前記カウンタウェイトは、前記中心線方向で前記複数の第２ガイド部の間に配置されている、請求項３記載の打込機。
【請求項５】
前記第１ガイド部は、前記中心線に沿って配置された軸部であり、
前記打撃部は、前記軸部の外周面に取り付けられ、かつ、前記軸部に沿って移動可能である、請求項２乃至４の何れか１項記載の打込機。
【請求項６】
前記中心線に沿って伸縮可能な弾性部材が設けられ、
前記打撃部は、前記弾性部材の付勢力で前記第１方向に移動され、
前記カウンタウェイトは、前記弾性部材の付勢力で前記第２方向に移動される、請求項２乃至５の何れか１項記載の打込機。
【請求項７】
前記弾性部材は、前記中心線方向で前記打撃部と前記カウンタウェイトとの間に配置されている、請求項６記載の打込機。
【請求項８】
前記打撃部が前記第１方向に移動される前に、前記打撃部を前記弾性部材の付勢力に抗して前記第２方向に移動させる第１移動機構と、
前記カウンタウェイトが前記第２方向に移動される前に、前記カウンタウェイトを前記弾性部材の付勢力に抗して前記第１方向に移動させる第２移動機構と、
が設けられている、請求項７記載の打込機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、打撃部及びカウンタウェイトを備えた打込機に関する。
【背景技術】
【０００２】
打撃部及びカウンタウェイトを備えた打込機が、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、メインボディ、サブボディ、モータ、減速機構、圧縮機構、シャフト、プランジャ、ブレード、カウンタウェイト及びコイルバネを有する。サブボディはメインボディに連結されている。モータ及び減速機構はサブボディ内に設けられ、圧縮機構はメインボディ内に設けられている。シャフトはメインボディに固定され、プランジャはシャフトに沿って往復運動する。ブレードはプランジャに固定され、カウンタウェイトはシャフトに沿って移動する。コイルバネはプランジャに係止されている。プランジャ及びブレードは、打撃部に相当する。
【０００３】
特許文献１に記載された打込機は、モータの回転力が減速機構、圧縮機構を介してプランジャ及びカウンタウェイトに伝達されると、プランジャは上昇し、かつ、カウンタウェイトは下降する。また、コイルバネは圧縮される。モータの回転力がプランジャ及びカウンタウェイトに伝達されなくなると、コイルバネが伸びてプランジャが下降し、ブレードがピンを打ち込む。また、プランジャが下降する際にカウンタウェイトは上昇し、打ち込み動作時の反動や振動を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−６８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されている打込機は、打撃部の移動をガイドするプランジャシャフトを専用に設けてあり、重量が増加する問題があった。
【０００６】
本開示の目的は、重量を低減可能な打込機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施形態の打込機は、ハウジングに対して第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能であり、前記第１方向に移動する際に止具を打撃する打撃部と、前記ハウジングに対して前記第１方向及び前記第２方向に移動可能であり、かつ、前記打撃部が第１方向に移動する際に、前記第２方向に移動するカウンタウェイトと、を備えた打込機であって、前記カウンタウェイトは、前記打撃部の前記第１方向及び前記第２方向における移動をガイドする第１ガイド部を有する。
【発明の効果】
【０００８】
一実施形態の打込機において、カウンタウェイトは、打ち込み動作時の反動や振動を低減する役割に加え、打撃部の移動をガイドする役割りを果たす。したがって、打撃部の移動をガイドするプランジャシャフトを専用に設ける必要が無く、重量を低減可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態である打込機の側面断面図である。
【図２】図１に示す打込機の部分的な側面断面図である。
【図３】図１に示す打込機の部分的な側面断面図である。
【図４】打込機の制御系統を示すブロック図である。
【図５】打込機に設けた駆動機構を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、打込機の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１に示す打込機１０は、ハウジング１１、打撃部１２、電動モータ１４、駆動機構１５、制御基板１６及びカウンタウェイト１８を有する。打撃部１２はハウジング１１に設けられている。電動モータ１４はハウジング１１内に設けられ、駆動機構１５はハウジング１１内に設けられている。制御基板１６はハウジング１１内に設けられている。カウンタウェイト１８はハウジング１１内に設けられている。
【００１２】
また、マガジン１３及び電池パック１７が設けられている。マガジン１３はハウジング１１に取り付けられている。電池パック１７は、ハウジング１１に対して取り付け及び取り外し可能である。
【００１３】
ハウジング１１は金属及び合成樹脂で構成されており、ハウジング１１は、筒形状の本体部１９と、本体部１９に接続されたハンドル２０と、本体部１９に接続されたモータケース２１と、を有する。装着部２２がハンドル２０及びモータケース２１に接続されている。射出部２３が本体部１９の外に設けられ、射出部２３は本体部１９に固定されている。図２及び図３のように、接触部材２４が射出部２３に取り付けられている。射出部２３及び接触部材２４に亘って射出路２５が設けられている。射出路２５は、止具２６をガイドする通路である。接触部材２４の先端は、被打込材Ｗ１に押し付けられる。
【００１４】
マガジン１３は、ハウジング１１及び射出部２３により支持されている。マガジン１３は、止具２６を複数収容する。止具２６同士は接続要素で互いに接続されている。マガジン１３はフィーダを有する。フィーダは、マガジン１３に収容された止具２６を１本ずつ射出路２５に送る。
【００１５】
トップホルダ２７及びボトムホルダ２８が本体部１９内に設けられている。トップホルダ２７及びボトムホルダ２８は金属製であり、かつ、それぞれ本体部１９に固定されている。トップホルダ２７及びボトムホルダ２８は、本体部１９内に中心線Ａ１方向で間隔をおいて配置されている。中心線Ａ１は仮想線であり、ボトムホルダ２８は、中心線Ａ１方向で、トップホルダ２７とマガジン１３との間に配置されている。プランジャ４０及びカウンタウェイト１８は、中心線Ａ１方向でトップホルダ２７とボトムホルダ２８との間に配置されている。
【００１６】
トップホルダ２７は、ベース２９と、ベース２９からボトムホルダ２８に向けて突出した軸部３０と、を有する。ボトムホルダ２８は、ベース３１と、ベース３１からトップホルダ２７に向けて突出した軸部３２と、を有する。軸部３０，３２は、中心線Ａ１を中心として同心状に配置されている。
【００１７】
カウンタウェイト１８は、打撃部１２が中心線Ａ１方向に移動する際の反力を相殺する慣性体である。カウンタウェイト１８の材質は、金属、非鉄金属、鋼、セラミックの何れでもよい。カウンタウェイト１８の質量は、打撃部１２の質量よりも大きい。カウンタウェイト１８は、ベース３３、筒部３４及び軸部３５を有する。筒部３４はベース３３に接続され、軸部３５はベース３３からボトムホルダ２８に向けて中心線Ａ１方向に突出している。軸部３５及び筒部３４は、中心線Ａ１を中心として同心状に配置されている。
【００１８】
第１支持孔３６及び第２支持孔３７が軸部３５に設けられている。第１支持孔３６及び第２支持孔３７は、中心線Ａ１を中心として同心状に配置されている。第１支持孔３６及び第２支持孔３７は、中心線Ａ１方向で異なる位置に配置されている。軸部３０が第１支持孔３６内に配置され、軸部３２が第２支持孔３７内に配置されている。カウンタウェイト１８は、軸部３０が第１支持孔３６内に配置され、かつ、軸部３２が第２支持孔３７内に配置された状態で、中心線Ａ１方向に移動可能である。カウンタウェイト１８が中心線Ａ１方向に移動すると、カウンタウェイト１８は、軸部３０，３２に接触した状態で摺動する。つまり、軸部３０，３２は、カウンタウェイト１８が中心線Ａ１に対して傾斜することを防止する。ウェイトアーム３８がカウンタウェイト１８に設けられている。ウェイトアーム３８は金属製であり、ウェイトアーム３８は複数の係合部３９を有する。
【００１９】
打撃部１２は、本体部１９内に配置された金属製のプランジャ４０と、プランジャ４０に固定された金属製のドライバブレード４１と、を有する。ドライバブレード４１は、中心線Ａ１方向に配置されており、ドライバブレード４１は射出路２５内で中心線Ａ１方向に移動可能である。プランジャ４０は軸孔４２を有し、軸部３５が軸孔４２に配置されている。つまり、プランジャ４０は軸部３５の外周面に取り付けられている。プランジャ４０は、軸部３５に接触した状態で、軸部３５に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。軸部３５は、プランジャ４０が中心線Ａ１方向に移動する際の姿勢を保持する。具体的に説明すると、軸部３５は、プランジャ４０が中心線Ａ１に対して傾斜することを防止する。プランジャアーム４３がプランジャ４０に設けられている。プランジャアーム４３は金属製であり、プランジャアーム４３は複数の係合部６７を有する。
【００２０】
図２及び図３において、プランジャ４０またはカウンタウェイト１８がボトムホルダ２８に近づくように、中心線Ａ１方向に移動することを下降と呼ぶ。プランジャ４０またはカウンタウェイト１８がトップホルダ２７に近づくように、中心線Ａ１方向に移動することを上昇と呼ぶ。
【００２１】
ウェイトバンパ４４が、トップホルダ２７のベース２９とカウンタウェイト１８との間に設けられている。プランジャバンパ４５が、ボトムホルダ２８のベース３１とプランジャ４０との間に設けられている。ウェイトバンパ４４及びプランジャバンパ４５は、共に合成ゴム製である。
【００２２】
スプリング４６が本体部１９内に設けられている。スプリング４６は、金属製の圧縮コイルスプリングであり、スプリング４６は、ベース３３とプランジャ４０との間に配置されている。スプリング４６は中心線Ａ１方向に伸縮可能である。スプリング４６は、カウンタウェイト１８及びプランジャ４０から中心線Ａ１方向の圧縮荷重を受ける。スプリング４６の反発力は、プランジャ４０及びカウンタウェイト１８に加わる。スプリング４６は、プランジャ４０をベース３１に近づけるように中心線Ａ１方向に付勢し、かつ、カウンタウェイト１８をベース２９に近づけるように中心線Ａ１方向に付勢する。
【００２３】
図１に示す電池パック１７は、装着部２２に取り付け及び取り外し可能であり、電池パック１７は、収容ケース４７と、収容ケース４７内に収容した複数の電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、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の何れかを用いることができる。電池パック１７は直流電源であり、電池パック１７の電力は電動モータ１４に供給される。本体側端子４８が装着部２２に設けられており、電池側端子が電池パック１７に設けられている。電池パック１７を装着部２２に取り付けると、本体側端子４８と電池側端子とが電気的に接続される。
【００２４】
制御基板１６は装着部２２内に設けられており、制御基板１６には、図４に示すコントローラ４９、インバータ回路５０が設けられている。コントローラ４９は、入力ポート、出力ポート及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。インバータ回路５０は、電池パック１７と電動モータ１４との間に形成された電気回路を接続及び遮断する。インバータ回路５０は、スイッチング素子を有する。
【００２５】
図２及び図３のように、トリガ５１及びトリガスイッチ５２がハンドル２０に設けられており、作業者がトリガ５１に操作力を加えるとトリガスイッチ５２がオンされ、トリガ５１に加えた操作力を解除するとトリガスイッチ５２がオフされる。本体部１９内に位置検出センサ５３が設けられている。位置検出センサ５３は、中心線Ａ１方向におけるカウンタウェイト１８の位置を検出して信号を出力する。
【００２６】
コントローラ４９は、トリガスイッチ５２の信号、位置検出センサ５３の信号を処理する。コントローラ４９は、位置検出センサ５３の信号を処理して、プランジャ４０及びカウンタウェイト１８の中心線Ａ１方向における位置を推定する。コントローラ４９はインバータ回路５０を制御する。
【００２７】
電動モータ１４は、ロータ及びステータを有し、図２に示す駆動軸５４はロータに連結されている。電動モータ１４は、電池パック１７から電力が供給されると駆動軸５４が正回転する。減速機５５がモータケース２１内に配置されている。減速機５５は、遊星歯車機構、入力要素５６及び出力要素５７を有し、入力要素５６は駆動軸５４に連結されている。駆動軸５４の回転力が減速機５５に伝達されると、減速機５５は、出力要素５７の回転速度が入力要素５６の回転速度よりも低速となる。電動モータ１４及び減速機５５は、中心線Ａ２を中心として同心状に配置されている。
【００２８】
駆動機構１５は、出力要素５７の回転力を打撃部１２の移動力に変換し、かつ、出力要素５７の回転力をカウンタウェイト１８の移動力に変換する。駆動機構１５は、図２、図３及び図５のように、第１ギヤ５８、第２ギヤ５９及び第３ギヤ６０を有する。ギヤホルダ６１がハウジング１１内に設けられ、ギヤホルダ６１は、第１軸６２、第２軸６３及び第３軸６４を支持している。第１軸６２は出力要素５７に連結されている。第１ギヤ５８は第１軸６２に固定され、第２ギヤ５９は第２軸６３により支持され、第３ギヤ６０は第３軸６４により支持されている。第２ギヤ５９は、第１ギヤ５８及び第３ギヤ６０に噛み合っている。図５のように、複数のカムローラ６５が第２ギヤ５９に設けられ、複数のカムローラ６６が第３ギヤ６０に設けられている。
【００２９】
本実施形態では、電動モータ１４の回転力が、減速機５５を経由して第１軸６２に伝達されると、第１ギヤ５８は図５で時計回りに回転し、かつ、第２ギヤ５９は反時計回りに回転し、第３ギヤ６０は時計回りに回転するものとする。第２ギヤ５９が回転すると、カムローラ６５は係合部６７に対して係合及び解放可能である。第３ギヤ６０が回転すると、カムローラ６６は係合部３９に対して係合及び解放可能である。
【００３０】
図１に示す回転規制機構６８が、モータケース２１内に設けられている。回転規制機構６８は、第１ギヤ５８が図５で反時計方向の回転力を受けた場合、その回転力で駆動軸５４が回転することを防止する。
【００３１】
次に、打込機１０の使用例を説明する。トリガスイッチ５２がオフされていると、電動モータ１４に電力は供給されず、駆動軸５４は停止している。さらに、全てのカムローラ６５は係合部６７から解放され、全てのカムローラ６６は係合部３９から解放されている。スプリング４６の反発力で付勢されるプランジャ４０は、図２のようにプランジャバンパ４５に押し付けられて停止している。また、スプリング４６の反発力で付勢されるカウンタウェイト１８は、図２のようにウェイトバンパ４４に押し付けられて停止している。プランジャ４０が、図２のようにプランジャバンパ４５に接触している位置を、プランジャ４０の待機位置または下死点として把握可能である。カウンタウェイト１８が、図２のようにウェイトバンパ４４に接触している位置を、カウンタウェイト１８の待機位置または上死点として把握可能である。
【００３２】
作業者が接触部材２４の先端を被打込材Ｗ１に押し付け、かつ、トリガスイッチ５２がオンされると、電動モータ１４に電力が供給され、駆動軸５４が正回転する。駆動軸５４の回転力は、減速機５５で増幅されて出力要素５７に伝達され、第１ギヤ５８が図５で時計回りに回転する。
【００３３】
第１ギヤ５８が図５で時計回りに回転すると、第２ギヤ５９は反時計回りに回転し、複数のカムローラ６５の少なくとも１個と、複数の係合部６７の少なくとも１個とが係合する。このため、プランジャ４０は、スプリング４６の付勢力に抗して図２に示す第２方向Ｂ２で移動する。つまり、プランジャ４０はプランジャバンパ４５から離れ、打撃部１２は上昇する。また、第２ギヤ５９が図５で反時計回りに回転すると、第３ギヤ６０は図５で時計回りに回転し、複数のカムローラ６６の少なくとも１個と、複数の係合部３９の少なくとも１個とが係合する。すると、カウンタウェイト１８は図２で第１方向Ｂ１で移動する。つまり、カウンタウェイト１８は下降し、かつ、ウェイトバンパ４４から離れる。
【００３４】
このように、プランジャ４０が第２方向Ｂ２で移動し、かつ、カウンタウェイト１８が第１方向Ｂ１で移動するとスプリング４６が圧縮され、スプリング４６に弾性エネルギが蓄積される。
【００３５】
そして、図３のように、プランジャ４０が上死点に到達すると、全てのカムローラ６５が係合部６７から解放される。すると、打撃部１２はスプリング４６の付勢力で第１方向Ｂ１で下降し、ドライバブレード４１が射出路２５内の止具２６を打撃し、止具２６は被打込材Ｗ１に打ち込まれる。また、カウンタウェイト１８は、プランジャ４０が上死点に到達すると同時に下死点に到達し、全てのカムローラ６６が係合部３９から解放される。このため、カウンタウェイト１８は、打撃部１２とは逆向きの第２方向Ｂ２で移動する。したがって、カウンタウェイト１８は、打撃部１２が第１方向Ｂ１で移動する際の反力、及びハウジング１１の振動を抑制する。
【００３６】
ドライバブレード４１が止具２６を打撃した後、プランジャ４０はプランジャバンパ４５に衝突し、プランジャバンパ４５は打撃部１２の移動エネルギの一部を吸収する。コントローラ４９は、プランジャ４０が上死点に到達した時点から、駆動軸５４が所定角度回転した時点で電動モータ１４を停止する。このため、プランジャ４０は、プランジャバンパ４５に衝突した下死点、つまり、図２の待機位置で停止する。また、カウンタウェイト１８は、ウェイトバンパ４４に衝突した上死点、つまり、図２の待機位置で停止する。コントローラ４９は、位置検出センサ５３の信号を処理して、プランジャ４０が上死点に到達したこと、及びプランジャ４０が下死点に到達したことを検出し、電動モータ１４を制御している。
【００３７】
トップホルダ２７及びボトムホルダ２８は、カウンタウェイト１８を中心線Ａ１方向に移動させるガイド機構としての役割りを果たす。カウンタウェイト１８は、打撃部１２の移動による反動を抑制する役割りを果たすことに加え、打撃部１２を中心線Ａ１方向に移動させるガイド機構としての役割りを果たす。このため、打撃部１２を中心線Ａ１方向に移動させるために、専用のガイド機構を設けずに済み、打込機１０の重量を低減可能である。また、ハウジング１１内に設ける部品点数を低減でき、打込機１０の製造工数を低減でき、かつ、製造コストを低減できる。さらに、打撃部１２をガイドする軸部３５の重量も含めてカウンタウェイト１８の重量としている。このため、ベース３３及び筒部３４の重量をなるべく軽く、かつ、サイズを小さくできる。したがって、打込機１０の中心線Ａ１方向の全長を短くでき、かつ、打込機１０を小型化できる。
【００３８】
本開示において、プランジャ４０が上死点と下死点との間で停止する位置を、プランジャ４０の待機位置として把握することも可能である。この場合、少なくとも１個のカムローラ６５が係合部６７に係合し、かつ、少なくとも１個のカムローラ６６が係合部３９に係合した状態で、電動モータ１４が停止する。すると、スプリング４６の付勢力の一部は、プランジャアーム４３を介して第２ギヤ５９に伝達され、第２ギヤ５９に図５で時計回りの回転力が加わる。また、スプリング４６の付勢力の一部は、ウェイトアーム３８を介して第３ギヤ６０に伝達され、第２ギヤ５９に図５で反時計回りの回転力が加わる。
【００３９】
図５において、第２ギヤ５９に時計回りの回転力が加わると、その回転力は第１ギヤ５８に対して反時計回りに加わる。つまり、駆動軸５４を逆回転させる向きの回転力が発生する。しかし、回転規制機構６８が駆動軸５４の逆回転を防止するため、プランジャ４０は、プランジャバンパ４５から離れた待機位置で停止する。また、カウンタウェイト１８が、上死点と下死点との間で停止している位置を、待機位置として把握する。つまり、ウェイトバンパ４４から離れた待機位置で停止する。
【００４０】
本開示において、軸部３５は第１ガイド部の一例である。第２ギヤ５９及びカムローラ６５は、第１移動機構６９の一例であり、第３ギヤ６０及びカムローラ６６は、第２移動機構７０の一例である。トップホルダ２７及びボトムホルダ２８は、第２ガイド部の一例である。スプリング４６は弾性部材の一例である。
【００４１】
打込機は、上記した一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ガイド部としてのトップホルダ２７に代えて、筒形状のシリンダを用いることも可能である。この場合、カウンタウェイトをシリンダ内に設け、カウンタウェイトはシリンダの中心線方向に移動可能である。
【００４２】
弾性部材は圧縮スプリングの他、引張りスプリング、合成ゴムを含む。引張りスプリングを用いる場合、プランジャを付勢する引張りスプリングと、カウンタウェイトを付勢する引張りスプリングとを、それぞれ設ける。電動モータに電力を供給する電源は、直流電源または交流電源の何れでもよい。
【００４３】
さらに、ウェイトアーム及びプランジャアームを磁性材料で構成し、電磁石の吸引力で打撃部を移動させる第１移動機構と、電磁石の磁気吸引力でカウンタウェイトを移動させる第２移動機構と、を設けてもよい。
【００４４】
さらに、電動モータは、第１移動機構及び第２移動機構に回転力を伝達するモータの一例である。モータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータ及びエンジンを含む。止具は、頭部の有る釘、頭部の無い釘の何れでもよい。止具は、棒形状の釘の他、ステープルを含む。さらに、“中心線に沿って移動する”は、“中心線と平行な方向に移動する”との意味を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１０…打込機、１１…ハウジング、１２…打撃部、１８…カウンタウェイト、２６…止具、２７…トップホルダ、２８…ボトムホルダ、３５…軸部、４６…スプリング、５９…第２ギヤ、６０…第３ギヤ、６５，６６…カムローラ、６９…第１移動機構、７０…第２移動機構、Ａ１…中心線、Ｂ１…第１方向、Ｂ２…第２方向。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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