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JP2019081228A - 打込み工具 - Google Patents

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JP2019081228A
JP2019081228A JP2017210633A JP2017210633A JP2019081228A JP 2019081228 A JP2019081228 A JP 2019081228A JP 2017210633 A JP2017210633 A JP 2017210633A JP 2017210633 A JP2017210633 A JP 2017210633A JP 2019081228 A JP2019081228 A JP 2019081228A
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Yoshitaka Akiba
美隆 秋葉
一作 福田
Kazusa Fukuda
一作 福田
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

【課題】ドライバによって射出口から打込み材を射出することで、打込み材を被加工物に打込む打込み工具において、ドライバを押圧するための押圧機構に関する改良技術を提供する。【解決手段】釘打ち機は、工具本体、フライホイール40、ドライバ3、押圧機構、戻し機構を備える。押圧機構は、バネ機構と押圧ローラ87を含む。押圧ローラ87は、回転軸A2周りに回転可能、且つ、左右方向に移動可能に支持され、ドライバ3が初期位置から打込み位置まで移動する打込み過程において、バネ機構の付勢力によって、フライホイール40に近づく方向にドライバ3を押圧することで、ドライバ3への回転エネルギの伝達を可能とする。押圧機構は、ドライバ3に対する押圧ローラ87の位置が、打込み過程と戻り過程とで左右方向において変化し、これにより、戻り過程では押圧ローラ87によるドライバ3の押圧が不能となるように構成されている。【選択図】 図13

Description

本発明は、射出口から打込み材を射出することで、打込み材を被加工物に打ち込む打込み工具に関する。
ドライバを直線状に移動させることで、釘等の打込み材を射出口から射出し、被加工物に打込むように構成された打込み工具が知られている。例えば、特許文献1に開示されている打込み工具では、ローラアセンブリに支持されたローラがバネの付勢力によってドライバを押圧し、フライホイールに押し付ける。これにより、ドライバとフライホイールとが摩擦係合し、フライホイールの回転エネルギがドライバに伝達される。ドライバは所定の駆動軸に沿って前方へ押し出され、ノーズ部から釘を打ち出す。釘の打ち出し後、ドライバは、戻し機構によって初期位置に戻される。
米国特許出願公開第2012/0097729号明細書
上述の打込み工具では、ローラアセンブリは揺動可能であって、ドライバが前方へ移動されるときには、ローラがドライバを押圧可能となるように前方に揺動され、保持されている。一方、ドライバが後方の初期位置へ戻されるときには、ドライバにローラが接触して、ローラアセンブリが後方に揺動する。これにより、ローラがドライバの初期位置への戻りを阻害することが抑制されている。このような構成では、ローラアセンブリが揺動するためのスペースが必要となり、装置が大型化する傾向にある。
本発明は、かかる状況に鑑み、ドライバによって射出口から打込み材を射出することで、打込み材を被加工物に打込む打込み工具において、ドライバを押圧するための押圧機構に関する改良技術を提供することを課題とする。
本発明の一態様によれば、打込み材を射出口から射出することで、打込み材を被加工物に打ち込むように構成された打込み工具が提供される。この打込み工具は、工具本体と、フライホイールと、ドライバと、押圧機構と、戻し機構とを備えている。
工具本体は、打込み工具の前後方向に延在し、前端部に射出口を有する。フライホイールは、工具本体に収容されている。また、フライホイールは、第1の回転軸周りに回転駆動されるように構成されている。第1の回転軸は、前後方向に直交する方向に延在する。ドライバは、フライホイールの外周に対向するとともに、動作線に沿って初期位置と打込み位置との間を移動可能に配置されている。動作線は、前後方向に延在する。また、ドライバは、フライホイールから伝達された回転エネルギによって前方に移動することで、打込み材を打撃して被加工物に打込むように構成されている。
押圧機構は、フライホイールとドライバとの対向方向において、フライホイールとは反対側に配置されている。押圧機構は、第1の付勢部と、少なくとも1つの押圧ローラとを含む。少なくとも1つの押圧ローラは、第2の回転軸周りに回転可能、且つ、第2の回転軸の延在方向に移動可能に支持されている。第2の回転軸は、第1の回転軸に平行に延在する。少なくとも1つの押圧ローラは、打込み過程において、第1の付勢部の付勢力によって、フライホイールに近づく方向にドライバを押圧することで、ドライバへの回転エネルギの伝達を可能とするように構成されている。打込み過程とは、ドライバが初期位置から打込み位置まで移動する過程である。戻し機構は、ドライバを、打込み位置から初期位置まで、動作線に沿って後方に移動させるように構成されている。
更に、押圧機構は、ドライバに対する少なくとも1つの押圧ローラの位置が、打込み過程と戻り過程とで、第2の回転軸の延在方向において変化し、これにより、戻り過程では少なくとも1つの押圧ローラによるドライバの押圧が不能となるように構成されている。戻り過程とは、ドライバが打込み位置から初期位置まで移動する過程である。
本態様の押圧機構では、打込み過程において、少なくとも1つの押圧ローラが、第1の付勢部の付勢力によってドライバを押圧し、ドライバへの回転エネルギの伝達を可能とする。そして、ドライバに対する少なくとも1つの押圧ローラの位置が、打込み過程と戻り過程とで、押圧ローラの回転軸(第2の回転軸)の延在方向において変化し、これにより、押圧ローラは、戻り過程ではドライバの押圧が不能となる。よって、本態様によれば、押圧ローラがドライバの打込み位置から初期位置への移動を阻害するのを抑制することができる。また、ドライバに対する少なくとも1つの押圧ローラの位置は、少なくとも1つの押圧ローラを第2の回転軸の延在方向に直線状に移動させることで変化させることができる。よって、ローラアセンブリを揺動させる場合に比べ、少なくとも1つの押圧ローラの移動に必要となるスペースを小さくすることができる。このため、押圧機構の大型化を抑制することができる。
なお、フライホイールの回転エネルギは、フライホイールから直接ドライバに伝達されてもよいし、フライホイールとドライバの間に配置された伝達部材を介してドライバに伝達されてもよい。また、押圧ローラに関し、「打込み過程においてドライバを押圧する」とは、「打込み過程の全体に亘ってドライバを押圧する」場合のみならず、「打込み過程の一部においてドライバを押圧する」場合も含む意である。また、ドライバに対する少なくとも1つの押圧ローラの位置に関し、「打込み過程と戻り過程とで、第2の回転軸の延在方向において変化する」とは、ドライバに対する少なくとも1つの押圧ローラの位置が、打込み過程と戻り過程で完全に異なる(全くオーバーラップしない)場合のみならず、打込み過程と戻り過程で一部は異なるが一部は同じ(部分的にオーバーラップする)場合をも含む意である。
本発明の一態様によれば、ドライバは、ローラ当接部を有してもよい。ローラ当接部は、前後方向に延在し、打込み過程において少なくとも1つの押圧ローラに当接するように構成されていてもよい。ローラ当接部は、打込み過程において、ドライバが回転エネルギの伝達を受けている状態で押圧ローラに押圧される押圧受け面を有してもよい。そして、押圧受け面の後端は、ドライバが打込み位置に配置されたときに、第2の回転軸に対して前側に位置してもよい。つまり、打込み過程においてドライバが打込み位置まで前方へ移動したときには、少なくとも1つの押圧ローラは押圧受け面上には配置されておらず、ドライバは回転エネルギの伝達を受けていない状態となる。よって、本態様によれば、ドライバが打込み位置から初期位置へ移動する戻り過程の開始時点で、少なくとも1つの押圧ローラによるドライバの押圧が解除された状態を確立することができる。
本発明の一態様によれば、少なくとも1つのローラは、2つのローラを含んでもよい。2つのローラは、第2の回転軸の延在方向において、動作線に対して両側に配置されていてもよい。また、押圧機構は、2つのローラを互いに近づく方向に付勢する第2の付勢部を含んでもよい。そして、2つのローラは、打込み過程では、第2の付勢部の付勢力によって互いに近接した近接位置に保持される一方、戻り過程では、第2の付勢部の付勢力に抗して、近接位置よりも互いから離れた位置に保持されてもよい。本態様によれば、第2の付勢部の付勢力を利用することで、少なくとも1つのローラを第2の回転軸の延在方向において異なる位置に保持する構成を容易に構築することができる。
本発明の一態様によれば、ドライバの後端部は、一対のガイド面を有していてもよい。一対のガイド面は、少なくとも、前方へ向かうにつれて第2の回転軸の延在方向における間隔が広がるように傾斜する。このような構成の一対のガイド面は、戻り過程において、第2の回転軸の延在方向において2つのローラを互いから離れる方向にガイドすることができる。つまり、一対のガイド面が、ドライバの打込み位置から後方への移動に伴って、2つのローラを第2の回転軸の延在方向に移動させることができる。よって、2つのローラを移動させるための構成を別途設ける必要がないため、押圧機構の大型化および複雑化を防止することができる。
本発明の一態様によれば、一対のガイド面は、更に、後方へ向かうにつれて2つのローラから離れる方向に傾斜していてもよい。このような構成の一対のガイド面は、打込み過程において、2つのローラを、ドライバに対する押圧を緩めつつ互いから離れる方向にガイドすることができる。つまり、一対のガイド面が、ドライバが打込み位置へ近づくのに伴って、2つのローラを、ドライバへの押圧を緩めつつ第2の回転軸の延在方向に移動させることができる。よって、ドライバが打込み位置に達した後、スムーズに戻り過程に移行することができる。
本発明の一態様によれば、2つのローラは、戻り過程において、第2付勢部の付勢力によって、ローラ当接部の両側に夫々当接した状態で、ローラ当接部に沿ってガイドされてもよい。そして、2つのローラは、ドライバが初期位置へ復帰するのに応じて、ローラ当接部との当接が解除され、第2の付勢部の付勢力によって近接位置に復帰してもよい。本態様によれば、ローラ当接部と第2付勢部の付勢力を利用して、戻り過程において、およびドライバが初期位置に復帰したときに、第2の回転軸の延在方向において、2つのローラを適切な位置で保持することができる。更に、戻り過程において、2つのローラを近接位置よりも互いから離れた位置で保持するための構成を別途設ける必要がないため、押圧機構の大型化および複雑化を防止することができる。
本発明の一態様によれば、第2の付勢部は、円錐コイルバネを含んでもよい。円錐コイルバネは、円筒コイルバネ等に比べて密着高さの小さいバネである。よって、円錐コイルバネを採用することで、押圧機構の第2の回転軸の延在方向における長さを抑えることができる。
ドライバが初期位置に配置されているときの釘打ち機の全体構成を示す説明図である。 図1の部分拡大図である。 ドライバを上方からみたときの斜視図である。 ドライバを下方からみたときに斜視図である。 ドライバが打込み位置に配置されているときの釘打ち機の全体構成を示す説明図である。 ドライバが初期位置に配置されているときのフライホイール、リング部材、保持機構、および押圧ローラの斜視図である。 ドライバが初期位置に配置されているときの押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの配置の説明図である。 押圧機構の斜視図である。 押圧機構の縦断面図である。 図9のX−X線における断面図である。 戻し機構の分解斜視図である。 戻し機構(捩りコイルバネは図示略)とドライバの説明図である。 ドライバが初期位置に配置されているときの押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの平面図である。 伝達位置に配置されているドライバとドライバ駆動機構を示す説明図である。 ドライバが伝達位置に配置されているときの押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの配置の説明図である。 打撃位置に配置されているドライバとドライバ駆動機構を示す説明図である。 ドライバが打撃位置に配置されているときの押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの配置の説明図である。 ドライバが打撃位置に配置されているときの押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの平面図である。 打込み過程の終期における押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの平面図である。 戻り過程の初期における押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの平面図である。 戻り過程の中期における押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの配置の説明図である。 戻り過程の中期における押圧ローラ、ドライバ、リング部材、フライホイールの平面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。以下、図1〜図22を参照して、打込み工具の一例として、釘打ち機1について説明する。釘打ち機1は、釘101を射出口123から直線状に打ち出すことで、被加工物(例えば、木材)100)に釘101を打込む釘打ち作業を行うことが可能な工具である。
まず、図1を参照して、釘打ち機1の概略構成について説明する。図1に示すように、本実施形態の釘打ち機1の外郭は、工具本体10と、ハンドル13と、マガジン17とを主体として形成されている。
工具本体10は、本体ハウジング11とノーズ部12とを含む。本体ハウジング11には、モータ2、ドライバ3、ドライバ駆動機構4、戻し機構9等が収容されている。ドライバ3は、所定の動作線Lに沿って直線状に移動可能に配置されている。ドライバ駆動機構4は、動作線Lに沿ってドライバ3を移動させることで、釘101を釘打ち機1から打ち出すように構成されている。戻し機構9は、釘101を打ち出した後のドライバ3を初期位置に復帰させるように構成されている。ノーズ部12は、動作線Lの延在方向(以下、単に動作線L方向という)における本体ハウジング11の一端に連結されている。ノーズ部12は、動作線L方向にノーズ部12を貫通するドライバ通路(図示せず)を有する。ドライバ通路の一端は本体ハウジング11の内部に開口している。ドライバ通路の他端は、釘101が打ち出される射出口123として、釘打ち機1の外部に開口している。ノーズ部12には、射出口123に隣接して、動作線L方向に進退可能な接触アーム125が保持されている。また、本体ハウジング11内には、常時にはオフ状態で維持され、接触アーム125の押込みに応じてオン状態とされる接触アームスイッチ(図示せず)が配置されている。
ハンドル13は、動作線L方向において本体ハウジング11の中央部から動作線Lと交差する方向に突出している。ハンドル13は、作業者によって把持される部位である。ハンドル13の基端部(本体ハウジング11に接続された端部)には、作業者によって引き操作されるトリガ14が設けられている。ハンドル13内には、常時にはオフ状態で維持され、トリガ14の引き操作に応じてオン状態とされるトリガスイッチ141が配置されている。また、ハンドル13の先端部(基端部とは反対側の端部)には、端子等を備えたバッテリ装着部15が設けられている。バッテリ装着部15には、充電式のバッテリ19が取り外し可能に装着されている。ハンドル13先端部の内部には、釘打ち機1の動作を制御するためのコントローラ18等が配置されている。コントローラ18には、前述の接触アームスイッチ、トリガスイッチ141、後述のモータ2、ソレノイド715等が電気的に接続されている。
マガジン17は、複数の釘101を充填可能に構成されており、ノーズ部12に装着されている。マガジン17に充填された釘101は、釘送り機構(図示せず)によって、ドライバ通路に一本ずつ供給される。なお、マガジン17の構成は周知であるため、その説明は省略する。
以下、釘打ち機1の詳細構成について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、ドライバ3の動作線L方向(図1の左右方向)を釘打ち機1の前後方向と規定し、射出口123が設けられている側(図1の右側)を釘打ち機1の前側、反対側(図1の左側)を後側と規定する。また、動作線Lに直交し、ハンドル13の延在方向に対応する方向(図1の上下方向)を釘打ち機1の上下方向と規定し、ハンドル13が工具本体10(本体ハウジング11)に接続されている側(図1の上側)を上側、ハンドル13の先端部(バッテリ19が装着される端部)が配置される側(図1の下側)を下側と規定する。また、前後方向および上下方向に直交する方向を左右方向と規定する。
まず、本体ハウジング11の内部に収容されたモータ2、ドライバ3、およびドライバ駆動機構4について順に説明する。なお、以下で参照する図1および図2では、説明の便宜上、後述するリング部材5の一部が破断された状態で図示されている。
モータ2について説明する。図2に示すように、モータ2は、本体ハウジング11の後下部に収容されている。また、モータ2は、出力シャフト(図示せず)の回転軸が動作線Lに直交して左右方向に延在するように配置されている。本実施形態では、モータ2として、小型で高出力であることから、ブラシレスDCモータが採用されている。モータ2の出力シャフトには、出力シャフトと一体的に回転するプーリ21が連結されている。なお、本実施形態では、ノーズ部12の接触アーム125(図1参照)が被加工物100に押し付けられ、接触アームスイッチがオン状態とされると、コントローラ18がバッテリ19からモータ2に対して電流を供給し、モータ2の駆動を開始する。
ドライバ3について説明する。図3および図4に示すように、ドライバ3は、長尺状の部材であって、前後方向に延在する長軸に関して対称形状に形成されている。ドライバ3は、本体部30と、打撃部38と、一対のアーム部39とを含む。本体部30は、全体として概ね矩形薄板状に形成された部分である。打撃部38は、本体部30の前端から前方に延在する部分であって、本体部30よりも左右方向の幅が細く形成されている。一対のアーム部39は、本体部30の後部から左右に突出している。
本体部30は、後述する押圧ローラ87(図2参照)によって押圧されて、リング部材5(図2参照)に摩擦係合する部位である。本体部30は、一対のローラ当接部31と、レバー当接部34と、一対のリング係合部36とを有する。以下、これらの部分について順に説明する。
図3に示すように、一対のローラ当接部31は、本体部30の上面から上方へ突出し、全体として概ね前後方向に延在するように、本体部30に一体的に形成されている。ローラ当接部31の突出端に形成された面部(上面)は、ドライバ3が後述する初期位置から打込み位置へ移動する過程(以下、打込み過程という)で押圧ローラ87の外周面に当接する当接面32として形成されている。また、各ローラ当接部31は、前側から順に、押し上げ部311と、ストレート部313と、ローラガイド部315とを含む。一対のローラ当接部31を上から見た場合、夫々の押し上げ部311とストレート部313は、本体部30の左右の端に沿って互いに平行に前後方向に延在している。一方、一対のローラ当接部31のローラガイド部315は、後方へ向かうにつれて、互いに近づく方向(言い換えると、ドライバ3の長軸、釘打ち機1の動作線Lに近づく方向)に傾斜している。つまり、ローラガイド部315は、上から見た場合、後端に頂点が位置するV字状に構成されている。
押し上げ部311は、ローラ当接部31の前端部を構成し、打込み過程の初期に、押圧ローラ87をバネ機構88の付勢力に抗して押し上げるように構成されている。より詳細には、押し上げ部311は、後方へ向かうにつれて漸増する高さ(本体部30の上面から突出端面(上面)までの上下方向の厚み)を有する。押し上げ部311の上面は、後方へ向かうにつれて上方へ緩やかに傾斜している。
ストレート部313は、押し上げ部311の後側に連続する部分であって、ローラ当接部31の大部分を占めている。ストレート部313は、バネ機構88の最大の荷重を受けて押圧ローラ87によって押圧される部分である。ストレート部313は、一定の高さを有する。ストレート部313の上面は、本体部30の上面と概ね平行に伸展している。
ローラガイド部315は、ローラ当接部31の後端部を構成し、打込み過程の終期と、釘101を打込んだ後のドライバ3が打込み位置から初期位置に戻る過程(以下、戻り過程という)の初期において、押圧ローラ87をガイドするように構成されている。より詳細には、ローラガイド部315は、打込み過程の終期には、2つの押圧ローラ87を、下方、且つ、左右方向に互いから離れる方向にガイドする一方、戻り過程の初期には、2つの押圧ローラ87を、左右方向に互いに離れる方向にガイドする。一対のローラガイド部315は、一対のガイド面325を有する。一対のガイド面325は、前方へ向かうにつれて左右方向の間隔が広がるように(互いから離れるように)傾斜している。更に、一対のガイド面325は、後方へ向かうにつれて下方に傾斜している。
レバー当接部34は、本体部30の上面から上方へ突出するように設けられ、本体部30の後部において左右のローラ当接部31(ストレート部313)をつなぐように、左右方向に延在する。レバー当接部34には、後述する押出しレバー711が後方から当接する。
図4に示すように、一対のリング係合部36は、本体部30の下面から下方へ突出し、本体部30の左右の端部に沿って前後方向に延在するように、本体部30に一体的に形成されている。リング係合部36の前端部は、後方に向かうにつれて漸増する高さ(上下方向の厚み)を有する傾斜部361として形成されている。一対のリング係合部36には、夫々、後述する2つのリング部材5の外周係合部51に係合可能な係合溝363が形成されている。各係合溝363は、リング係合部36の突出端から上方へ凹むように形成され、リング係合部36の全長に亘って前後方向に延在する。また、係合溝363は、左右方向の幅が上方に向けて狭くなるように(言い換えると、係合溝363を規定するリング係合部36の左右方向の壁面が上方へ向けて近づくように)形成されている(図7参照)。なお、ドライバ3とリング部材5との係合態様については後で詳述する。
本体部30の後端302は、ドライバ3の後端を規定する。後端302は、本体ハウジング11の後端部内に固定された後方ストッパ部118(図2参照)に当接することで、ドライバ3がそれ以上後方へ移動するのを規制する部位である。打撃部38の前端301は、ドライバの前端を規定する。前端301は、釘101(図1参照)の頭部を打撃し、釘101を前方へ打出して被加工物100に打ち込む部位である。
一対のアーム部39は、本体部30から左右に突出している。アーム部39は、本体ハウジング11前端部の内部に固定された一対の前方ストッパ部117(図2参照)に当接することで、ドライバ3がそれ以上前方へ移動するのを規制する部位である。アーム部39は、後述する戻し機構9(図12参照)に接続されている。
以上のように構成されたドライバ3は、その長軸が動作線Lに沿って釘打ち機1の前後方向に延在するように配置される。また、ドライバ3は、動作線Lに沿って(釘打ち機1の前後方向に、またはドライバ3の長軸方向にとも言い換えられる)、初期位置と打込み位置との間で移動可能に配置されている。
ここで、図1および図5を参照して、ドライバ3の初期位置および打込み位置について説明する。初期位置とは、ドライバ駆動機構4が作動していない状態(以下、初期状態という)でドライバ3が保持される位置である。本実施形態では、図1に示すように、ドライバ3の初期位置は、ドライバ3の後端302が、後方ストッパ部118に当接する位置に設定されている。打込み位置とは、ドライバ駆動機構4によって前方へ移動されたドライバ3が釘101を被加工物に打ち込む位置である。本実施形態では、図5に示すように、ドライバ3の打込み位置は、ドライバ3の前端301が射出口123から僅かに突出した位置に設定されている。打込み位置は、一対のアーム部39の前端が、一対の前方ストッパ部117に後方から当接する位置でもある。
上記の配置から、本実施形態では、初期位置と打込み位置は、動作線Lに沿って移動するドライバ3の移動可能範囲の両端を規定する最後方位置と最前方位置であると言い換えることもできる。なお、前方ストッパ部117および後方ストッパ部118は、ドライバ3が衝突したときの衝撃を和らげるために、緩衝材で形成されている。
ドライバ駆動機構4の詳細な構成について説明する。図2に示すように、本実施形態では、ドライバ駆動機構4は、フライホイール40と、2つのリング部材5と、保持機構6と、作動機構7と、押圧機構8とを含む。以下、これらの構成の詳細について順に説明する。
フライホイール40について説明する。図2に示すように、円筒状に形成されたフライホイール40は、本体ハウジング11内のモータ2の前側で、回転可能に支持されている。フライホイール40は、モータ2によって回転軸A1周りに回転駆動される。回転軸A1は、モータ2の回転軸と平行に、ドライバ3の動作線Lに直交する左右方向に延在する。フライホイール40の支持シャフトには、支持シャフトおよびフライホイール40と一体的に回転するプーリ41が連結されている。プーリ21とプーリ41にはベルト25が架け渡されている。よって、モータ2が駆動されると、モータ2の出力シャフトの回転がベルト25を介してフライホイール40に伝達され、フライホイール40は図2の時計回り方向に回転する。
図6および図7に示すように、フライホイール40の外周45には、フライホイール40の全周に亘って延在する一対の係合溝47が形成されている。係合溝47には、リング部材5が係合可能である。係合溝47は、左右方向の幅がフライホイール40の径方向内側に向けて狭くなるように形成されている。
リング部材5について説明する。図6に示すように、各リング部材5は、フライホイール40よりも大径のリング状に形成されている。本実施形態では、リング部材5の内径は、フライホイール40の外径(厳密には、フライホイール40の回転軸A1から係合溝47の底部までの径)よりも大きく設定されている。2つのリング部材5は、夫々、フライホイール40の外周45に設けられた一対の係合溝47に対して、フライホイール40の径方向外側に配置されている。本実施形態では、2つのリング部材5は、後述する保持機構6によって、フライホイール40の外周45(より詳細には係合溝47)から離間した離間位置と、外周45(係合溝47)に一部が接触する接触位置との間で移動可能に保持されている。
各リング部材5は、フライホイール40の回転エネルギをドライバ3に伝達するための伝達部材であって、ドライバ3およびフライホイール40と摩擦係合可能に構成されている。具体的には、図7に示すように、リング部材5の外周側部分には、ドライバ3の係合溝363に係合可能な外周係合部51が設けられている。より詳細には、外周係合部51は、リング部材5の径方向外側へ向けて突出する凸部として形成されている。また、リング部材5の内周側部分には、フライホイール40の係合溝47に係合可能な内周係合部53が設けられている。内周係合部53は、リング部材5の径方向内側へ向けて突出する凸部として形成されている。
なお、リング部材5の径方向の断面形状は、概ね六角形状に形成されており、外周係合部51は、リング部材5の径方向外側へ向けて厚みが小さくなるように形成される一方、内周係合部53は、リング部材5の径方向内側へ向けて軸方向の厚みが小さくなるように形成されている。つまり、外周係合部51および内周係合部53は、いずれも先端に向けて断面が先細り形状に形成されている。なお、リング部材5と、ドライバ3およびフライホイール40との係合態様については後で詳述する。
保持機構6について説明する。保持機構6は、リング部材5を、離間位置と接触位置との間で移動可能に保持するように構成されている。図2および図6に示すように、本実施形態の保持機構6は、一対のリング付勢部60と、一対のストッパ66とで構成されている。一対のリング付勢部60は、リング部材5に対して斜め前下方と斜め後ろ下方に配置されている。一対のリング付勢部60は、リング部材5を板バネ601によって下側から上方へ付勢した状態で回転可能に支持している。一対のストッパ66は、夫々、ドライバ3の下方、且つ、リング部材5に対して斜め前上方と斜め後ろ上方に配置されている。一対のストッパ66は、リング部材5の回転を許容しつつ、リング部材5の上方への移動を規制するように構成されている。
ここで、保持機構6によるリング部材5の保持態様について説明する。図6に示すように、初期状態においては、リング付勢部60は、下方からリング部材5に当接し、リング部材5を上方へ付勢している。また、ストッパ66は、リング部材5に対して上方から当接し、リング部材5がそれ以上上方へ移動することを規制している。これにより、図7に示すように、リング部材5は、フライホイール40の全周に亘って、外周45(係合溝47)から離間した離間位置で保持されている。なお、フライホイール40の上端部のみが図示されているが、フライホイール40の全周に亘って、同様に、リング部材5はフライホイール40の外周45(より詳細には係合溝47)から離間している。一方、詳細は後述するが、作動機構7によってドライバ3が前方へ移動されるのに伴って、リング部材5がドライバ3によって下方へ押圧されると、リング付勢部60の付勢力に抗してリング部材5が下方へ移動し、フライホイール40の上部において、外周45(係合溝47)に接触する接触位置で保持されることになる(図15参照)。
作動機構7について説明する。図2に示すように、作動機構7は、本体ハウジング11内において、ドライバ3よりも上方、且つ、フライホイール40よりも後方に配置されている。作動機構7は、初期位置に配置されたドライバ3を、動作線Lに沿って、後述する伝達位置に移動させるように構成されている。本実施形態では、作動機構7は、ソレノイド715と、押出しレバー711とを主体として構成されている。ソレノイド715は、トリガスイッチ141(図1参照)がオン状態とされた場合に、コントローラ18(図1参照)によって作動される。押出しレバー711は、左右方向に延在する回転軸周りに回転可能に配置され、ソレノイド715の作動に伴って回動される。初期状態では、押出しレバー711の先端部は、ドライバ3のレバー当接部34に対して斜め上後方に配置されている。ソレノイド715が作動されると、押出しレバー711が図2の反時計回り方向に回動される。押出しレバー711は、その先端部でレバー当接部34を後方から前方へ押圧することで、ドライバ3を前方へ移動させる(図14参照)。なお、ドライバ3およびドライバ駆動機構4の動作の詳細については後述する。
押圧機構8について説明する。図2に示すように、押圧機構8は、本体ハウジング11内において、フライホイール40とドライバ3との対向方向(上下方向)において、ドライバ3に対してフライホイール40とは反対側に配置されている。つまり、押圧機構8は、ドライバ3に上方から対向するように配置されている。押圧機構8は、ドライバ3が初期位置から前方へ移動する過程で、リング部材5に向けて(つまり、フライホイール40に近づく方向に)ドライバ3を押圧することで、リング部材5を介したフライホイール40からドライバ3への回転エネルギの伝達を可能とするように構成されている。
図8〜図10に示すように、本実施形態では、押圧機構8は、ベース部材81と、ローラホルダ82と、2つの押圧ローラ87と、バネ機構88とを主体として構成されている。以下、これらの詳細構成について説明する。
ベース部材81は、ローラホルダ82を相対移動可能に保持するように構成された部材である。また、ベース部材81は、本体ハウジング11に支持されている。図8に示すように、ベース部材81は、全体としては、上から見ると略三角形状に形成された板状部材であって、三角形の頂点の1つが前端に位置するように配置される。図8および図9に示すように、ベース部材81には、回動部811と、レバー係止部813と、筒状部815と、2つの支持孔817が設けられている。
回動部811は、ベース部材81の後端部の下側に設けられた左右一対の円筒部である。一対の円筒部は、左右方向に延在する軸線に関し、同軸状に配置されている。図示は省略するが、本体ハウジング11の左右側部の内面からは、一対の支持シャフトが、右方および左方に夫々突出している。ベース部材81は、これらの支持シャフトが回動部811(一対の円筒部)に左右から挿入されることで、本体ハウジング11に対して回動可能に支持されている。
レバー係止部813は、ベース部材81の前端部に位置する三角形の頂点に対応する部分であって、下方に凹む凹部を有する。この凹部は、係止レバー119による係止を受ける部分である。図1に示すように、ベース部材81は、常時には、本体ハウジング11に支持された係止レバー119によってレバー係止部813が係止された状態で保持されている。なお、係止レバー119は、図1に示す位置から上方へ(反時計回りに)回動可能に構成されている。ドライバ3のジャム等の不具合が生じた場合には、使用者は、係止レバー119を上方に回動させ、更に、ベース部材81を上方へ回動させて、不具合を解消する措置をとることができる。
図9および図10に示すように、筒状部815は、ベース部材81の中央部から上方へ突出する円筒状の部分である。筒状部815の外径は、後述の皿バネ882の内径よりも僅かに小さく設定されている。筒状部815の内周面には、雌ネジが形成されている。また、筒状部815の上側には、有底円筒状のバネ保持部89が、ネジ895を介して固定されている。バネ保持部89の上端部は、径方向外側へ突出するフランジ部891を有する。バネ保持部89の外径は、後述の皿バネ886の内径よりも僅かに小さく設定されている。
支持孔817は、筒状部815の前側と後側に設けられている。支持孔817は、ベース部材81を上下方向に貫通する貫通孔であって、後述するフレーム83の脚部835に対応する形状を有する。
ローラホルダ82は、押圧ローラ87を回転可能に支持するように構成された部材である。また、ローラホルダ82は、ベース部材81によって、ベース部材81に対して上下方向に相対移動可能に保持されている。図9および図10に示すように、ローラホルダ82は、フレーム83と、シャフト保持部84と、支持シャフト85とが連結されることで構成されている。
フレーム83は、ローラホルダ82の上側部分を構成しており、環状のバネ受け部831と、バネ受け部831から下方に突出する2つの脚部835とを含む。バネ受け部831がベース部材81の筒状部815に外装されるとともに、2つの脚部835がベース部材81の2つの支持孔817に夫々挿通されることで、フレーム83は、ベース部材81に対して上下方向に相対移動可能に保持されている。なお、バネ受け部831の上端面には、筒状部815を環状に取り巻くよう下方に凹む凹部832が形成されている。また、脚部835には、脚部835の下端から上方に延在するネジ穴が形成されている。
シャフト保持部84は、支持シャフト85を保持した状態でフレーム83の下端部に連結されて、ローラホルダ82の下側部分を構成している。より詳細には、シャフト保持部84は、前後方向に延在する長尺状に形成されており、中央部に、端面から上方へ凹む矩形状の嵌合凹部841を有する。この嵌合凹部841に、矩形ブロック状に形成された支持シャフト85の中央部851が嵌合され、シャフト保持部84および中央部851に夫々設けられた貫通孔に連結ピン861が挿通されっている。これにより、支持シャフト85は、シャフト保持部84によって、左右方向に延在するように保持されている。また、シャフト保持部84の前端部および後端部には、上下方向に貫通する貫通孔が設けられている。この貫通孔を介して、フレーム83の脚部835にネジ862が螺合されることで、支持シャフト85を保持した状態のシャフト保持部84がフレーム83に連結されている。
図10に示すように、2つの押圧ローラ87は、中央部851を挟むように配置され、左右方向に延在する支持シャフト85によって、フライホイール40の回転軸A1に平行な回転軸A2周りに回転可能に支持されている。また、本実施形態では、押圧ローラ87は、回転軸A2に沿って左右方向に移動可能に支持されている。詳細には、各押圧ローラ87は、支持シャフト85に左右方向に移動可能に外装されたバネ受けスリーブ853と、バネ受けスリーブ853に外装された軸受856とを介して、支持シャフト85に支持されている。
バネ受けスリーブ853は、円筒状に形成されており、軸方向の一端部に、径方向外側に突出するフランジ部854を有する。なお、フランジ部854の外径は、押圧ローラ87の外径よりも大きい。バネ受けスリーブ853は、フランジ部854が支持シャフト85の先端側に配置された状態で、左右方向に摺動可能に支持シャフト85に外装されている。フランジ部854の外面(支持シャフト85の先端側の面)には、内側(中央部851の方向)に凹む環状の凹部855が形成されている。
フランジ部854の凹部855には、円錐コイルバネ857の一端部(大径側の端部)が当接している。円錐コイルバネ857の他端部(小径側の端部)には、支持シャフト85に外装されたワッシャ858が当接している。支持シャフト85の左右の先端部に形成された環状溝には、Oリング859が装着されている。ワッシャ858は、Oリング859によって、外側への移動が規制されている。バネ受けスリーブ853、軸受856および押圧ローラ87は、フランジ部854とワッシャ858の間で圧縮された円錐コイルバネ857によって、常時には、中央部851に向けて付勢され、バネ受けスリーブ853が中央部851に当接する位置で保持されている。つまり、2つの押圧ローラ87は、常時には、互いに近づく方向に付勢され、中央部851に隣接した位置で保持されている。この位置を、押圧ローラ87の近接位置という。近接位置に配置されているとき、2つの押圧ローラ87の間の距離は最小である。
バネ機構88は、ドライバ3が初期位置から前方へ移動する過程で、押圧ローラ87をドライバ3に向けて付勢するように設けられている。図9および図10に示すように、本実施形態では、バネ機構88は、合計4つの皿バネを含む。より詳細には、バネ機構88は、2つの小径の皿バネ882と、2つの大径の皿バネ886とを含む。皿バネ882は、筒状部815に外装され、バネ受け部831の凹部832内に配置されている。皿バネ886は、筒状部815に固定されたバネ保持部89に外装されている。2つの皿バネ886のバネ定数の方は、2つの皿バネ882のバネ定数よりも大きい。そして、皿バネ882と皿バネ886の間には、2つの皿バネ882の変位量の上限を規定するストッパ889が介在している。このような構成により、バネ機構88は、2つの皿バネ882の変位量が所定の上限(詳細には、ストッパ889とバネ受け部831の上端との間の上下方向の距離)を超えると、バネ機構88全体のバネ定数が大きくなる(累進的な)非線形特性を有する。
本実施形態では、バネ機構88は、ローラホルダ82のバネ受け部831とバネ保持部89のフランジ部891との間で、僅かに荷重がかけられた(圧縮された)状態で配置されている。これにより、バネ保持部89が固定されたベース部材81と、ローラホルダ82とは、バネ機構88によって互いに離れる方向に付勢されている。つまり、ベース部材81は上方へ付勢される一方、ローラホルダ82は下方へ付勢されている。このため、押圧ローラ87を介してローラホルダ82を上方に押し上げる外力が付与されていない状態(初期状態)では、図9および図10に示すように、ローラホルダ82は、バネ受け部831の下面がベース部材81の上面に当接した状態で保持される。つまり、ローラホルダ82および押圧ローラ87は、ベース部材81によって下方への移動が規制され、最下方位置で保持されている。
戻し機構9について説明する。図11に示すように、戻し機構9は、捩りコイルバネ91と、巻取りドラム93と、一対のワイヤ99と、第1支持部材95と、第2支持部材97とを含む。
巻取りドラム93は、捩りコイルバネ91を保持し、且つ、捩りコイルバネ91の中心軸と同軸状に延在する回転軸周りに回転可能に構成されている。本実施形態では、巻取りドラム93は、本体部931と、一対の巻取り部933と、一対の係止部937とを含む。
本体部931は、円筒状に形成されており、その内部空間には捩りコイルバネ91が収容されている。一対の巻取り部933は、本体部931の両端部から径方向外側に突出するフランジ状の部分である。なお、捩りコイルバネ91の一方の端部である作動端部915は、内部空間から外部に延出され、一方の巻取り部933の外側の面に形成された係止溝935に係止されている。各巻取り部933の外周部には、全周に亘って、ワイヤ99を巻回可能に構成された巻取り溝934が形成されている。一対の係止部937は、本体部931の外周面から径方向外側に突出する一対の突出部として形成されている。一対の係止部937は、ドライバ3が打込み位置に到達したときに、本体ハウジング11の後端部の内面側に設けられた回転ストッパ部(図示せず)に係止することで、巻取りドラム93がそれ以上ワイヤ99を引き出す方向(以下、引出し方向という)に回転することを規制する。
一対のワイヤ99は、巻取りドラム93とドライバ3とを接続する金属製の可撓性部材である。図12に示すように、ワイヤ99の一端部は、巻取り溝934に固定され、他端部は、ドライバ3のアーム部39に固定されている。
第1支持部材95および第2支持部材97は、巻取りドラム93を本体ハウジング11に対して回転可能に支持し、巻取りドラム93の回転を案内するように構成されている。より詳細には、図12に示すように、第1支持部材95と第2支持部材97は、夫々、本体ハウジング11の後端部の左側部と右側部にネジで固定され、有底円筒状に形成された回転支持部951、971によって、巻取りドラム93の両端部を左右から回転可能に支持している。巻取りドラム93の回転軸は、左右方向に延在し、巻取り部933は、ドライバ3の動作線Lに関して左右対称に配置されている。
第1支持部材95のみが捩りコイルバネ91の固定端部(作動端部915(図11参照)とは反対側の端部、図示せず)を固定するように構成されたバネ固定部957を有する点以外、第1支持部材95と第2支持部材97とは、概ね左右対称の同一形状に形成されている。バネ固定部957は、回転支持部951から右方へ突出する2つの突片として形成されている。捩りコイルバネ91の固定端部が2つの突片に挟み込まれることで、固定端部は、第1支持部材95、ひいては本体ハウジング11に対して固定されている。
なお、詳細は図示しないが、初期状態にある戻し機構9では、巻取り部933には、作動端部915の巻き込み方向(図1の反時計回り方向)にワイヤ99がほぼ一周分巻回されている。ワイヤ99は、巻取り部933の下端から前方へ延び、ドライバ3のアーム部39に接続されている。また、捩りコイルバネ91は、第1支持部材95を介して固定端部が本体ハウジング11に対して固定され、且つ、巻込み方向の荷重がかけられた状態で巻取りドラム93に収容され、保持されている。このため、捩りコイルバネ91によって、巻取りドラム93は、作動端部915を巻き戻す方向(図1の時計回り方向)、つまり、ワイヤ99を巻取り部933に巻き取る方向(以下、巻取り方向という)に付勢されている。このため、ドライバ3は、ワイヤ99を介して後方に付勢され、図1に示すように、後端302が後方ストッパ部118に当接する初期位置に保持されている。
以下、上述のように構成された釘打ち機1の動作(特に、ドライバ3の移動に伴う押圧ローラ87の配置の変化)について説明する。
上述の通り、初期状態では、ドライバ3は、図2に示す初期位置に配置されている。このとき、ドライバ3のローラ当接部31の当接面32の前端は、押圧ローラ87の下端(回転軸A2)の僅かに後側に位置する。また、図7および図13に示すように、2つの押圧ローラ87は、円錐コイルバネ857の付勢力により、左右方向の離間距離が最小となる近接位置に配置されている。また、図7に示すように、リング部材5は、保持機構6によって、フライホイール40の外周45(より詳細には係合溝47)から径方向外側に僅かに離間した離間位置に保持されている。また、押圧ローラ87は最下方位置で保持され、ドライバ3の本体部30の前端部(押し上げ部311の前端よりも僅かに前側)の上面に上方から滑り状態で接触している。しかしながら、押圧ローラ87は、ドライバ3を下方へ押圧している状態ではない(ドライバ3には押圧ローラ87から負荷はかかっていない)。この状態では、リング部材5は、ドライバ3からも離間した位置に保持されている。より詳細には、リング部材5は、外周係合部51がドライバ3の係合溝363に対して僅かに下方へ離間した位置で保持されている。
このような状態で、接触アーム125が被加工物100に押し付けられ、接触アームスイッチ(図示せず)がオン状態とされると、モータ2が駆動され、フライホイール40の回転が開始される。しかしながら、この段階では、リング部材5は離間位置に配置されているため、フライホイール40の回転エネルギをドライバ3に伝達不能な状態にある。よって、フライホイール40が回転しても、リング部材5およびドライバ3は動作しない。
その後、作業者によってトリガ14が引き操作され、トリガスイッチ141がオン状態とされることで、ソレノイド715が作動する。これにより、押出しレバー711が回動し、押出しレバー711の先端部がドライバ3のレバー当接部34を後方から前方へ押圧する。ドライバ3は、初期位置から打込み位置へ向かって、動作線Lに沿って前方へ移動を開始する。ドライバ3は、離間位置に保持されているリング部材5に対しても相対的に移動する。
ドライバ3が移動を開始するとすぐ、押圧ローラ87は、ローラ当接部31の当接面32(詳細には、後方へ向けて厚みが漸増する押し上げ部311の上面)に前方から当接する。ドライバ3が前方へ移動するのに伴って、リング部材5の外周係合部51の一部がドライバ3の係合溝363に進入して、係合溝363の開口端に当接する。なお、リング係合部36の前端部に傾斜部361が形成されていること、また、係合溝363の左右方向の幅は、開口端側の方が広いことから、外周係合部51は、係合溝363にスムーズに進入することができる。押圧ローラ87が押し上げ部311の上面に当接し、外周係合部51の一部が係合溝363の開口端に当接した状態で、ドライバ3が前方へ移動すると、押し上げ部311はカムとして機能し、また、くさび効果を発揮する。このため、離間位置に保持されていたリング部材5がリング付勢部60の板バネ601の付勢力に抗して下方へ押し下げられると共に、最下方位置に保持されていた押圧ローラ87が、バネ機構88の付勢力に抗して上方へ押し上げられる。
ドライバ3は更に前方へ移動し、図14に示す伝達位置に達する。伝達位置とは、ドライバ3へのフライホイール40の回転エネルギの伝達が可能となる位置である。本実施形態では、ドライバ3が伝達位置に配置されたとき、押圧ローラ87は押し上げ部311の中央部の上面(当接面32の前端よりも後側の位置)に当接している。押圧ローラ87は、バネ機構88の付勢力によってドライバ3を下方へ押圧し、リング部材5をフライホイール40に対して押し付ける。図15に示すように、下方へ移動されたリング部材5の内周係合部53の一部がフライホイール40の係合溝47に進入して、係合溝47の開口端に当接し、リング部材5は、それ以上下方への移動が禁止された状態となる。そして、ドライバ3の係合溝363の開口端において、ドライバ3とリング部材5の外周係合部51の一部が摩擦係合状態に置かれるとともに、フライホイール40の係合溝47の開口端において、フライホイール40とリング部材5の内周係合部53の一部が摩擦係合状態に置かれる。
このように、リング部材5がドライバ3およびフライホイール40と摩擦係合状態に置かれることで、リング部材5は、フライホイール40の回転エネルギをドライバ3に伝達可能となる。なお、「摩擦係合状態」とは、2つの部材が互いに摩擦力によって係合した状態(滑り状態を含む)をいう。リング部材5は、リング部材5の内周係合部53のうち、ドライバ3によってフライホイール40に押し付けられた部分のみがフライホイール40と摩擦係合した状態で、フライホイール40によって回転軸A3周りに回転される。
このとき、リング部材5は、ストッパ66から離間した状態でリング付勢部60によって最下方位置で回転可能に支持されており、内周係合部53の一部のみがフライホイール40の上部に当接している。つまり、リング部材5は、保持機構6によって接触位置に保持されている。また、左右方向に関しては、押圧ローラ87は、ドライバ3が初期位置から伝達位置まで移動する間も、円錐コイルバネ857の付勢力によって近接位置(図13参照))に保持されている。
なお、本実施形態では、図14に示すように、リング部材5はフライホイール40よりも大径に形成されており、リング部材5の内径はフライホイール40の外径(厳密には、フライホイール40の回転軸A1から係合溝47の底部までの径)よりも大きい。このため、リング部材5の回転軸A3は、フライホイール40の回転軸A1とは異なっており、回転軸A1よりも下方(ドライバ3から離れる方向)に位置する。なお、回転軸A3は、回転軸A1に対して平行に延在する。リング部材5は、リング部材5と摩擦係合した状態のドライバ3を、図14に示す伝達位置から前方へ向けて押し出す。つまり、ドライバ3は、リング部材5を介して伝達されたフライホイール40の回転エネルギを受けて、伝達位置から前方へ移動する。
なお、ドライバ3が初期位置から伝達位置まで移動する過程では、バネ機構88全体(4つの皿バネ882、886)が圧縮される。バネ機構88全体としてのバネ定数(合成されたバネ定数)は、比較的小さいため、押圧ローラ87は、ドライバ3を柔らかく押圧する。また、この過程では、バネ定数がより小さい(柔らかい)皿バネ882の方が強く圧縮されて先に大きく変位する。そして、ドライバ3が伝達位置に達すると、バネ受け部831の上面がストッパ889の下面に当接し、皿バネ882がそれ以上変位することが禁止される。
ドライバ3が伝達位置から前方へ移動し、押し上げ部311によって押圧ローラ87が更に押し上げられる過程では、バネ定数がより大きい皿バネ886のみが変位する。このため、初期位置から伝達位置までのドライバ3の移動過程に比べて、バネ機構88の変位量に対する荷重の増加率が大きくなる。よって、押し上げ部311によって押圧ローラ87が押し上げられるにつれ、押圧ローラ87は、バネ機構88の増大した荷重によって、ドライバ3をリング部材5に対して強く押し付ける。ドライバ3と外周係合部51の一部、および、フライホイール40と内周係合部53の一部は、より強固に摩擦係合した状態となる。これにより、リング部材5は、より効率的にフライホイール40の回転エネルギをドライバ3に伝達することができる。
ドライバ3が更に前方へ移動し、押圧ローラ87が、押し上げ部311の後側のストレート部313の上面に配置された状態となると、バネ機構88の変位量は上限に達し、それ以上増加しない。よって、バネ機構88全体としての荷重も上限に達して一定となる。ドライバ3は、押圧ローラ87によってリング部材5に強く押し付けられ、滑りが抑制された状態で前方へ移動し、釘101を打撃する。なお、図16〜図18は、ドライバ3が釘101(図1参照)を打撃する打撃位置に配置された状態を示している。本実施形態では、ドライバ3が打撃位置に配置されたとき、押圧ローラ87はストレート部313の中央部の上面に当接している。なお、図18において、矢印D1、R1は、夫々、ドライバ3と押圧ローラ87の相対的な移動方向を示している。押圧ローラ87は、左右方向に関しては、ドライバ3が伝達位置から打撃位置まで移動する間も、近接位置に保持されている。なお、コントローラ18は、トリガスイッチ141がオン状態とされてからドライバ3が打撃位置に到達するまでに必要な所定時間が経過すると、ソレノイド715への電流供給を停止することで、押出しレバー711を初期位置に戻す。
ドライバ3が打撃位置から更に前方へ移動し、押圧ローラ87は、ストレート部313の後側のローラガイド部315に達する。上述のように、ローラガイド部315には、一対のガイド面325が設けられている。一対のガイド面325は、上から見ると後端に頂点が位置するV字状に配置されており、更に、後方へ向かうにつれて下方に傾斜している。このため、図19に示すように、ドライバ3が矢印D2で示すように前方へ移動するにつれて、バネ機構88によって下方へ付勢された左右一対の押圧ローラ87は、矢印R2で示すように、下方、且つ、互いから左右に離れる方向に、ガイド面325上を滑りながらドライバ3に対して相対的に移動する。この間、上限まで圧縮されていたバネ機構88(図16参照)の荷重が減少するため、押圧ローラ87によるドライバ3の押圧が緩められる。なお、一対のガイド面325が上述のように傾斜していることから、押圧ローラ87からの押圧力の前後方向成分が、ドライバ3の前方への推進力として作用する。このため、ドライバの推進力が増大し、打込み過程の最終段階で、釘101の被加工物100への埋没の進行に伴って増大する抵抗に起因してドライバ3がリング部材5に対して滑り状態となるのを好適に抑制することができる。
ドライバ3は、図5に示す打込み位置まで移動して、釘101を被加工物100に打ち込む。ドライバ3のアーム部39の前端が前方ストッパ部117に後方から衝突することで、ドライバ3の移動が停止される。ドライバ3が打込み位置に達する直前に、押圧ローラ87は、ローラガイド部315のガイド面325の後端を通過する。ドライバ3が打込み位置に達すると、ドライバ3の後端302(ガイド面325の後端)は、押圧ローラ87の回転軸A2に対して前側に配置された状態となる。また、押圧ローラ87は、最下方位置に配置され、ドライバ3を下方に押圧しない状態となる。このため、ドライバ3とリング部材5の摩擦係合状態が解除される。また、ドライバ3を介してフライホイール40に押し付けられていたリング部材5が、保持機構6(図6参照)の板バネ601によって上方へ付勢され、リング部材5とフライホイール40の摩擦係合状態が解除される。よって、リング部材5を介したドライバ3へのフライホイール40の回転エネルギの伝達が遮断される。
この状態で作業者が接触アーム125の被加工物100への押し付けを解除し、接触アームスイッチ(図示せず)がオフ状態とされると、コントローラ18は、モータ2の駆動を停止する。これに伴い、フライホイール40も回転を停止する。
ドライバ3への回転エネルギの伝達が遮断されるのに伴い、戻し機構9(図11および図12参照)が作動する。なお、打込み過程では、ドライバ3の前方への移動に連動して、アーム部39に接続されたワイヤ99が前方へ引っ張られることで、ワイヤ99が巻取り部933から引き出される。これに伴い、巻取りドラム93が捩りコイルバネ91の付勢力に抗して引き出し方向に回転され、捩りコイルバネ91に更なる弾性力を生じさせている。ドライバ3への回転エネルギの伝達が遮断されると、この捩りコイルバネ91の弾性力によって、巻取りドラム93が巻取り方向に回転される。これに伴って、ドライバ3は、巻取りドラム93に巻き取られるワイヤ99によって後方に引っ張られ、打込み位置から初期位置への前方への移動を開始する。
ドライバ3が後方への移動を開始すると、押圧ローラ87は、ガイド面325の後端に後方から当接する。上述のように、左右一対のガイド面325は、前方へ向かうにつれて左右方向の間隔が広がるように(互いから離れるように)傾斜している。このため、図20に示すように、ドライバ3が矢印D3に示すように後方へ移動するにつれて、左右一対の押圧ローラ87は、矢印R3に示すように、ガイド面325によって、円錐コイルバネ857の付勢力に抗して互いから左右に離れる方向にガイドされつつ、ドライバ3に対して相対的に前方へ移動する。なお、上下方向に関しては、押圧ローラ87は、最下方位置で保持される。つまり、2つの押圧ローラ87は、ガイド面325によって上方に押し上げられることなく、ドライバ3に対して前方へ向かうにつれ、ガイド面325に沿って互いから離間していく。
ドライバ3が更に後方へ移動すると、押圧ローラ87は、上下方向においては最下方位置で保持されたまま、ストレート部313の両側(左右の側面)に達する。図21に示すように、2つの押圧ローラ87は、円錐コイルバネ857の付勢力により、左右一対のストレート部313の両側に夫々当接した状態で保持される。このとき、左右方向における2つの押圧ローラ87の間隔は最大となる。その後、図22に示すように、ドライバ3が矢印D4に示すように後方へ移動するにつれて、2つの押圧ローラ87は、矢印R4に示すように、一対のストレート部313の両側に夫々当接した状態で、ストレート部313に沿ってガイドされつつ、ドライバ3に対して相対的に前方へ移動する。ドライバ3が更に後方へ移動すると、同様に、2つの押圧ローラ87は、左右一対の押し上げ部311の両側に夫々当接した状態で、押し上げ部311に沿ってガイドされつつ、ドライバ3に対して相対的に前方へ移動する。
ドライバ3が、図2および図13に示す初期位置に復帰すると、2つの押圧ローラ87の間にはローラ当接部31が介在しないため、押圧ローラ87は、円錐コイルバネ857によって互いに近づく方向に付勢され、近接位置に復帰する。
以上に説明したように、本実施形態では、打込み過程において、押圧ローラ87が、バネ機構88の付勢力によってドライバ3を下方へ押圧し、リング部材5を介したフライホイール40からドライバ3への回転エネルギの伝達を可能とする。そして、ドライバ3に対する押圧ローラ87の位置が、打込み過程と戻り過程とで、左右方向(つまり、押圧ローラ87の回転軸A2の延在方向)において変化し、これにより、戻り過程では、押圧ローラ87によるドライバ3の押圧が不能となる。よって、押圧ローラ87がドライバ3の打込み位置から初期位置への移動を阻害するのを抑制することができる。ドライバ3に対する押圧ローラ87の左右方向の位置は、押圧ローラ87を左右方向に直線状に移動させることで変化させることができる。よって、例えば、押圧ローラを支持するローラアセンブリを揺動させることで、押圧ローラによるドライバの押圧を解除する構成の押圧機構に比べると、押圧ローラ87の移動に必要となるスペースを小さくすることができる。このため、押圧機構8の大型化を抑制することができる。
また、本実施形態では、ドライバ3は、前後方向に延在し、打込み過程において押圧ローラ87に当接するように構成されたローラ当接部31を有する。ローラ当接部31は、打込み過程において、ドライバ3が回転エネルギの伝達を受けている状態で押圧ローラ87に押圧される当接面32(詳細には、当接面32のうち、ドライバ3が伝達位置に配置されたときに押圧ローラ87に当接する部分から、当接面32(ガイド面325)の後端までの部分)を有する。そして、当接面32の後端は、ドライバ3が打込み位置に配置されたときに、押圧ローラ87の回転軸A2に対して前側に位置する。つまり、打込み過程においてドライバ3が打込み位置まで前方へ移動したときには、押圧ローラ87は当接面32上には配置されておらず、ドライバ3は回転エネルギの伝達を受けていない状態となる。よって、ドライバ3が打込み位置から初期位置へ移動する戻り過程の開始時点で、押圧ローラ87によるドライバ3の押圧が解除された状態を確立することができる。
また、本実施形態では、2つの押圧ローラ87は、左右方向において、動作線Lを挟んで両側に配置され、円錐コイルバネ857によって、互いに近づく方向に付勢されている。そして、2つの押圧ローラ87は、打込み過程では、円錐コイルバネ857の付勢力によって近接位置に保持される一方、戻り過程では、円錐コイルバネ857の付勢力に抗して、近接位置よりも互いから離れた位置に保持される。より詳細には、戻り過程では、2つの押圧ローラ87は、円錐コイルバネ857の付勢力によって、後方へ移動するローラ当接部31の両側に夫々当接した状態で、ローラ当接部31に沿ってガイドされる。更に、押圧ローラ87は、ドライバ3が初期位置へ復帰するのに応じて、ローラ当接部31との当接が解除され、円錐コイルバネ857の付勢力によって近接位置に復帰する。
このように、本実施形態では、ローラ当接部31と円錐コイルバネ857の付勢力を利用して、戻り過程において、および、ドライバ3が初期位置に復帰したときに、左右方向において、2つの押圧ローラ87を適切な位置で保持することができる。更に、戻り過程において、2つの押圧ローラ87を近接位置よりも互いから離れた位置で保持するための構成を別途設ける必要がないため、押圧機構8の大型化および複雑化を防止することができる。更に、本実施形態では、円筒コイルバネ等に比べて密着高さが小さい円錐コイルバネ857を採用することで、押圧機構8(詳細には、支持シャフト85)の左右方向における長さを抑えることができる。
また、本実施形態では、ドライバ3の後端部(詳細には、ローラ当接部31の後端部を構成するローラガイド部315)は、一対のガイド面325を有する。ガイド面325は、前方へ向かうにつれて左右方向における間隔が広がるように傾斜している(上から見ると後端に頂点が位置するV字状に配置されている)。このため、一対のガイド面325は、戻り過程において、2つの押圧ローラ87を左右に互いから離れる方向にガイドすることができる。つまり、本実施形態の一対のガイド面325は、ドライバ3の打込み位置から後方への移動に伴って、2つの押圧ローラ87を左右方向に離間させることができる。よって、押圧ローラ87を移動させるための構成を別途設ける必要がないため、押圧機構8の大型化および複雑化を防止することができる。
更に、一対のガイド面325は、後方へ向かうにつれて下方(押圧ローラ87から離れる方向)に傾斜している。このため、一対のガイド面325は、打込み過程において、2つの押圧ローラ87を、ドライバ3に対する押圧を緩めつつ互いから離れる方向にガイドすることができる。つまり、本実施形態の一対のガイド面325は、打込み過程でドライバ3が打込み位置へ近づくのに伴って、2つの押圧ローラ87を下方に戻してドライバ3の押圧を緩和しつつ左右方向に離間させることができる。よって、ドライバ3が打込み位置に達した後、スムーズに戻り過程に移行することができる。
なお、本実施形態では、上述のように、一対のガイド面325は、戻り過程における2つの押圧ローラ87の分離ガイド機能と、打込み過程における押圧ローラ87の押圧緩和および分離ガイド機能という2つの機能を発揮することができる。よって、ドライバ3の構成をシンプルなものとすることができる。
なお、上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る打込み工具は、例示された釘打ち機1の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか1つのみ、あるいは複数が、実施形態に示す釘打ち機1、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
打ち込み工具は、釘101以外の打込み材を打出す工具であってもよい。例えば、鋲、ピン、ステープル等を打出すタッカ、ステープルガンとして具現化されてもよい。また、フライホイール40の駆動源は、特にモータ2に限定されない。例えば、直流モータに代えて交流モータが採用されてもよい。
ドライバ3の形状や、ドライバ3を駆動するドライバ駆動機構4の構成は、適宜、変更可能である。例えば、ドライバ3のローラ当接部31には、次のような変更が可能である。例えば、ローラ当接部31は一対ではなく、1つのみ設けられてもよい。押し上げ部311は、側面視で全体が直線状に形成されていてもよいし、少なくとも一部が緩やかな円弧状に形成されていてもよい。つまり、押し上げ部311の上面(当接面32)は、全体が平面であってもよいし、全体が湾曲面であってもよいし、一部が平面で一部が湾曲面であってもよい。また、押し上げ部311の傾斜度合いは途中で変化していてもよい。押し上げ部311はより長く設けられてもよい。ストレート部313の長さは変更されてもよいし、ストレート部313は、省略されてもよい。つまり、厚みが漸増する押し上げ部311をより長くし、ローラガイド部315が押し上げ部311の後端に連続していてもよい。
また、ローラガイド部315の一対のガイド面325の長さや傾斜方向は、適宜変更されてもよい。例えば、一対のガイド面325は、前方へ向かうにつれて左右方向における間隔が広がるように傾斜しているだけであってもよい。つまり、戻り過程における2つの押圧ローラ87の分離ガイド機能のみを有していてもよい。あるいは、一対のガイド面325は、後方へ向かうにつれて下方(押圧ローラ87から離れる方向)に傾斜しているだけであってもよい。つまり、打込み過程における押圧ローラ87の押圧緩和機能のみを有していてもよい。更には、一対のガイド面325は省略されてもよい。
押圧機構8の構成は、適宜、変更が可能である。例えば、押圧機構8におけるバネ機構88を保持するための構成、押圧ローラ87を支持するための構成、ドライバ3の移動に伴ってバネ機構88を変位させるための構成等は、適宜、変更されてもよい。例えば、ベース部材81やローラホルダ82の構成は、実施形態の例に限られるものではない。また、例えば、バネ機構88は、必ずしも、バネ定数の異なる4つの皿バネ882、886で構成される必要はなく、バネの種類やその数、バネ定数等は適宜変更されればよい。複数のバネが採用される場合、複数のバネの接続態様も適宜選択されうる。
押圧ローラ87の数は、1であってもよいし、3以上であってもよい。また、2つの押圧ローラ87が採用される場合、円錐コイルバネ857とは別の種類のバネ(円筒コイルバネ、板バネ、等)によって、互いに近づく方向に付勢されていてもよい。また、押圧ローラ8は、ドライバ3のローラ当接部31と円錐コイルバネ857の協働以外の方法で左右方向に移動されてもよい。例えば、押圧ローラ8は、戻り過程において、ローラ当接部31以外の部材によってガイドされてもよい。また、押圧機構8は、ドライバ3が打込み位置に配置されるのに応じて、2つの押圧ローラ87を左右方向に移動させるための構成を別途備えていてもよい。
戻し機構9は、適宜、変更が可能である。例えば、捩りコイルバネ91ではなく、圧縮コイルバネの弾性力を用いて、ドライバ3を打込み位置から初期位置へ復帰させる構成が採用されてもよい。
リング部材5と、ドライバ3およびフライホイール40との係合態様は、上記実施形態で例示された態様には限られない。例えば、リング部材5の数と、リング部材5に対応するドライバ3の係合溝363およびフライホイール40の係合溝47の数は、1であってもよいし、3以上であってもよい。また、例えば、外周係合部51および内周係合部53、並びに対応する係合溝363および係合溝47の形状、配置、数、係合位置等は、適宜変更が可能である。リング部材5は、ドライバ3が初期位置に配置されている場合、フライホイール40の回転エネルギをドライバ3に伝達不能に配置され、ドライバ3が伝達位置に移動された場合に伝達を開始するように保持されていればよい。よって、保持機構6のリング付勢部60およびストッパ66の構成は、何れも適宜変更可能である。
また、ドライバ駆動機構4に代えて、押圧機構8によってドライバ3を直接フライホイール40に押し付けることで、リング部材5を介することなく、フライホイール40からドライバ3に直接回転エネルギを伝達するように構成された駆動機構が採用されてもよい。あるいは、ドライバ3へのフライホイール40の回転エネルギの伝達が、フライホイール40とドライバ3の間に配置されるリング部材5以外の伝達部材(例えば、ローラ)を介して行われてもよい。
上記実施形態および変形例の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。釘打ち機1は、本発明の「打込み工具」の一例である。釘101は、本発明の「打込み材」の一例である。工具本体10および射出口123は、夫々、本発明の「工具本体」および「射出口」の一例である。フライホイール40は、本発明の「フライホイール」の一例である。回転軸A1は、本発明の「第1の回転軸」の一例である。ドライバ3は、本発明の「ドライバ」の一例である。動作線Lは、本発明の「動作線」の一例である。押圧機構8、バネ機構88、押圧ローラ87は、夫々、本発明の「押圧機構」、「第1の付勢部」、「少なくとも1つの押圧ローラ」および「2つのローラ」の一例である。回転軸A2は、本発明の「第2の回転軸」の一例である。戻し機構9は、本発明の「戻し機構」の一例である。
ローラ当接部31は、本発明の「ローラ当接部」の一例である。当接面32(詳細には、当接面32のうち、ドライバ3が伝達位置に配置されたときに押圧ローラ87に当接する部分から、当接面32(ガイド面325)の後端までの部分)は、本発明の「押圧受け面」の一例である。円錐コイルバネ857は、本発明の「第2の付勢部」の一例である。一対のガイド面325は、「一対の分離ガイド面」および「一対の押圧緩和面」の一例である。
更に、本発明および上記実施形態の趣旨に鑑み、以下の構成(態様)が構築される。以下の構成のうちいずれか1つのみ、あるいは複数が、実施形態およびその変形例に示す釘打ち機1、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
[態様1]
前記ローラ当接部は、前記対向方向における厚さが少なくとも部分的に変化するように構成され、少なくとも前記ローラ当接部の前端部は、前記厚さが後方へ向かうにつれて漸増するように構成されていてもよい。
[態様2]
前記押圧受け面の前端は、前記ドライバが前記初期位置に配置されたときに前記第2の回転軸に対して後側に位置してもよい。
[態様3]
前記一対のガイド面は、前記ローラ当接部の後端部に設けられていてもよい。
[態様4]
前記一対のガイド面は、前記押圧受け面の後端部に設けられていてもよい。
[態様5]
前記押圧機構は、
前記工具本体に支持されたベース部材と、
前記押圧ローラを回転可能に支持するとともに、前記ベース部材に対して前記対向方向に相対移動可能に前記ベース部に保持されたローラホルダとを含み、
前記第1の付勢部は、前記ベース部材と前記ローラホルダの間に介在して、前記押圧ローラを前記ドライバに向けて付勢するように構成されていてもよい。
[態様6]
前記打込み工具は、
前記フライホイールの前記回転エネルギを前記ドライバに伝達可能に構成されたリング部材と、
前記ドライバを、初期位置から、前記リング部材が前記ドライバに前記回転エネルギを伝達可能となる伝達位置へ、前記リング部材に対して前方へ相対移動させるように構成された作動機構とを更に備え、
前記ドライバが前記初期位置に配置されている場合、前記リング部材は前記フライホイールの前記外周に対して遊嵌状に配置されており、
前記作動機構によって前記ドライバが前記伝達位置に移動された場合、前記ドライバは、前記押圧ローラによって前記リング部材に対して押圧され、これにより、前記リング部材は、前記ドライバおよび前記フライホイールと摩擦係合し、前記フライホイールの回転軸とは異なる回転軸周りに前記フライホイールによって回転され、前記回転エネルギを前記ドライバに伝達してもよい。
[態様7]
態様6において、
前記打込み工具は、前記リング部材を、前記フライホイールの前記外周から離間した離間位置と、前記外周に一部が接触する接触位置の間で移動可能に保持する保持機構を更に備え、
前記保持機構は、
前記ドライバが前記初期位置に配置されている場合には、前記リング部材を前記離間位置で保持し、且つ、
前記ドライバ移動機構によって前記ドライバが前記伝達位置に移動された場合に、前記ドライバの移動に応じて移動された前記リング部材を前記接触位置で保持してもよい。
1:釘打ち機
10:工具本体
11:本体ハウジング
117:前方ストッパ部
118:後方ストッパ部
119:係止レバー
12:ノーズ部
123:射出口
125:接触アーム
13:ハンドル
14:トリガ
141:トリガスイッチ
15:バッテリ装着部
17:マガジン
18:コントローラ
19:バッテリ
2:モータ
21:プーリ
25:ベルト
3:ドライバ
301:前端
302:後端
30:本体部
31:ローラ当接部
311:押し上げ部
313:ストレート部
315:ローラガイド部
32:当接面
325:ガイド面
34:レバー当接部
36:リング係合部
361:傾斜部
363:係合溝
38:打撃部
39:アーム部
4:ドライバ駆動機構
40:フライホイール
41:プーリ
45:外周
47:係合溝
5:リング部材
51:外周係合部
53:内周係合部
6:保持機構
60:リング付勢部
601:板バネ
66:ストッパ
7:作動機構
711:押出しレバー
715:ソレノイド
8:押圧機構
81:ベース部材
811:回動部
813:レバー係止部
815:筒状部
817:支持孔
82:ローラホルダ
83:フレーム
831:バネ受け部
832:凹部
835:脚部
84:シャフト保持部
841:嵌合凹部
85:支持シャフト
851:中央部
853:バネ受けスリーブ
854:フランジ部
855:凹部
856:軸受
857:円錐コイルバネ
858:ワッシャ
859:Oリング
861:連結ピン
862:ネジ
87:押圧ローラ
88:バネ機構
882:皿バネ
886:皿バネ
889:ストッパ
89:バネ保持部
891:フランジ部
895:ネジ
9:戻し機構
91:捩りコイルバネ
915:作動端部
93:巻取りドラム
931:本体部
933:巻取り部
934:巻取り溝
935:係止溝
937:係止部
95:第1支持部材
951:回転支持部
957:バネ固定部
97:第2支持部材
971:回転支持部
99:ワイヤ
100:被加工物
101:釘
A1:回転軸
A2:回転軸
A3:回転軸
L:動作線

Claims (7)

  1. 打込み材を射出口から射出することで、前記打込み材を被加工物に打ち込むように構成された打込み工具であって、
    前記打込み工具の前後方向に延在し、前端部に前記射出口を有する工具本体と、
    前記工具本体に収容され、前記前後方向に直交する方向に延在する第1の回転軸周りに回転駆動されるフライホイールと、
    前記フライホイールの外周に対向するとともに、前記前後方向に延在する動作線に沿って初期位置と打込み位置との間を移動可能に配置され、前記フライホイールから伝達された回転エネルギによって前方に移動することで、前記打込み材を打撃して前記被加工物に打込むように構成されたドライバと、
    前記フライホイールと前記ドライバとの対向方向において前記フライホイールとは反対側に配置され、第1の付勢部と、前記第1の回転軸に平行な第2の回転軸周りに回転可能、且つ、前記第2の回転軸の延在方向に移動可能に支持され、前記ドライバが前記初期位置から前記打込み位置まで移動する打込み過程において、前記第1の付勢部の付勢力によって、前記フライホイールに近づく方向に前記ドライバを押圧することで、前記ドライバへの前記回転エネルギの伝達を可能とするように構成された少なくとも1つの押圧ローラと含む押圧機構と、
    前記ドライバを、前記打込み位置から前記初期位置まで、前記動作線に沿って後方に移動させるように構成された戻し機構とを備え、
    前記押圧機構は、前記ドライバに対する前記少なくとも1つの押圧ローラの位置が、前記打込み過程と、前記ドライバが前記打込み位置から前記初期位置まで移動する戻り過程とで、前記第2の回転軸の延在方向において変化し、これにより、前記戻り過程では前記少なくとも1つの押圧ローラによる前記ドライバの押圧が不能となるように構成されていることを特徴とする打込み工具。
  2. 前記ドライバは、前記前後方向に延在し、前記打込み過程において前記少なくとも1つの押圧ローラに当接するように構成されたローラ当接部を有し、
    前記ローラ当接部は、前記打込み過程において、前記ドライバが前記回転エネルギの伝達を受けている状態で前記押圧ローラに押圧される押圧受け面を有し、
    前記押圧受け面の後端は、前記ドライバが前記打込み位置に配置されたときに前記第2の回転軸に対して前側に位置する請求項1に記載の打込み工具。
  3. 前記少なくとも1つのローラは、前記第2の回転軸の延在方向において前記動作線に対して両側に配置された2つのローラを含み、
    前記押圧機構は、前記2つのローラを互いに近づく方向に付勢する第2の付勢部を含み、
    前記2つのローラは、前記打込み過程では、前記第2の付勢部の付勢力によって互いに近接した近接位置に保持される一方、前記戻り過程では、前記付勢力に抗して、前記近接位置よりも互いから離れた位置に保持されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の打込み工具。
  4. 前記ドライバの後端部は、少なくとも、前方へ向かうにつれて前記第2の回転軸の延在方向における間隔が広がるように傾斜する一対のガイド面を有することを特徴とする請求項3に記載の打込み工具。
  5. 前記一対のガイド面は、後方へ向かうにつれて前記2つのローラから離れる方向に傾斜していることを特徴とする請求項4に記載の打込み工具。
  6. 前記2つのローラは、前記戻り過程において、前記第2付勢部の前記付勢力によって、前記ローラ当接部の両側に夫々当接した状態で、前記ローラ当接部に沿ってガイドされ、前記ドライバが前記初期位置へ復帰するのに応じて、前記ローラ当接部との当接が解除され、前記第2の付勢部の前記付勢力によって前記近接位置に復帰することを特徴とする請求項3〜5の何れか1つに記載の打込み工具。
  7. 前記第2の付勢部は、円錐コイルバネを含むことを特徴とする請求項3〜6の何れか1つに記載の打込み工具。
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