(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
打撃ドライバを打ち込み方向に移動させて打ち込み具を打ち込み材に打ち込み、電動モータを駆動源として前記打撃ドライバを反打ち込み方向の初期位置に戻す打ち込み工具であって、
前記電動モータにより移動する駆動部材と前記打撃ドライバとの間に、該駆動部材の移動速度を増速して前記打撃ドライバに伝達する増速機構を備え、
該増速機構は、相互に一体化された大ホイールと小ホイールを備え、前記大ホイールは前記打撃ドライバに係合され、前記小ホイールは前記駆動部材に係合された打ち込み工具。
請求項1記載の打ち込み工具であって、前記増速機構は、前記駆動部材に設けた駆動側ラック部と、前記打撃ドライバに設けたドライバ側ラック部と、前記大ホイールとしての大ピニオンギヤと、前記小ホイールとしての小ピニオンギヤを備え、前記駆動側ラック部に前記小ピニオンギヤが噛み合わされ、前記ドライバ側ラック部に前記大ピニオンギヤが噛み合わされた構成とした打ち込み工具。
請求項3記載の打ち込み工具であって、前記打撃ドライバの打撃方向の移動端での衝撃を吸収するための下動端衝撃吸収部材と、前記駆動部材の上動端での衝撃を吸収するための上動端衝撃吸収部材を備えた打ち込み工具。
請求項1〜4の何れか1項に記載した打ち込み工具であって、前記増速機構は、前記打撃ドライバの打ち込み方向への移動過程においてその移動速度を変化させるための機能を備えた打ち込み工具。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記従来の動滑車機構を用いた打ち込み工具では、打撃速度をよりきめ細かく設定することが困難であった。また、動滑車機構を作動させるためのワイヤーについて耐久性を高めるために線径を太くすると、滑車部の曲率半径が大きくなって当該動滑車機構の大型化を招き、ひいては打ち込み工具の大型化を招く問題があった。本発明では、打ち込み工具の大型化を招くことなく、打撃速度をよりきめ細かく設定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題は以下の各発明により解決される。第1の発明は、打撃ドライバを打ち込み方向に移動させて打ち込み具を打ち込み材に打ち込み、電動モータを駆動源として打撃ドライバを反打ち込み方向の初期位置に戻す打ち込み工具である。第1の発明では、電動モータにより移動する駆動部材と打撃ドライバとの間に、駆動部材の移動速度を増速して打撃ドライバに伝達する増速機構を備えている。増速機構は、相互に一体化された大ホイールと小ホイールを備え、大ホイールは打撃ドライバに係合され、小ホイールは駆動部材に係合されている。
【0006】
第1の発明によれば、駆動部材の移動速度は、増速機構を介して打撃ドライバに伝達される。増速機構の増速比は、従動側の大ホイールと駆動側の小ホイールの直径の比率を変化させることにより任意に設定することができる。従って、大ホイールと小ホイールの直径の比率を適切に設定することにより、増速比を任意に設定して打撃ドライバの速度をきめ細かく変化させることができ、ひいては打撃ドライバの最適の移動速度を従来よりも容易に設定できるようになる。また、第1の発明によれば、従動側の大ホイールと駆動側の小ホイールの直径の比率により増速する構成であり、従来のような動滑車機構におけるワイヤーの耐久性といった問題はないことから、耐久性を高めるために大型化を招くといった問題も生じない。大ホイールと小ホイールには、動力伝達ローラやギヤ(歯車)を用いることができる。
【0007】
第2の発明は、第1の発明において、増速機構は、駆動部材に設けた駆動側ラックと、打撃ドライバに設けたドライバ側ラックと、大ホイールとしての大ピニオンギヤと、小ホイールとしての小ピニオンギヤを備え、駆動側ラックに小ピニオンギヤが噛み合わされ、ドライバ側ラック部に大ピニオンギヤが噛み合わされた構成とした打ち込み工具である。第2の発明によれば、相互に一体化された大ピニオンギヤと小ピニオンギヤの有効径の比率により打撃ドライバが増速される。大ピニオンギヤのドライバ側ラックに対する噛み合い、及び小ピニオンギヤの駆動側ラックに対する噛み合いを経て増速する構成であるので、従来のようなワイヤーの耐久性の問題もなく、従って当該増速機構の大型化を招くことなく耐久性を確保することができる。増速機構の増速比(変速比)は、大ピニオンギヤ若しくは小ピニオンギヤの歯数、ピッチ円直径やモジュールを変更することにより、きめ細かくかつ容易に変更することができる。
【0008】
第3の発明は、第1又は第2の発明において、駆動部材と打撃ドライバとの移動方向が逆である打ち込み工具である。第3の発明によれば、打撃ドライバの打ち込み方向への移動(下動)により発生する反動が駆動部材の逆方向への移動(上動)により吸収されることから、当該打ち込み工具の操作性及び作業性を高めて正確かつ迅速な打ち込み作業を行うことができる。
【0009】
第4の発明は、第3の発明において、打撃ドライバの打撃方向の移動端での衝撃を吸収するための下動端衝撃吸収部材と、駆動部材の上動端での衝撃を吸収するための上動端衝撃吸収部材を備えた打ち込み工具である。第4の発明によれば、打ち込み時における打撃ドライバの下動端での衝撃が下動端衝撃吸収部材により吸収され、また駆動部材の上動端での衝撃が上動端衝撃吸収部材により吸収されて、当該打ち込み工具の打ち込み時における衝撃が緩和される。
【0010】
第5の発明は、第1〜第4の何れか1つの発明において、増速機構は、打撃ドライバの打ち込み方向への移動過程においてその移動速度を変化させるための機能を備えた打ち込み工具である。第5の発明によれば、打撃ドライバの下動速度を下動途中に変化を持たせることができる。例えば、下動開始当初では低速で下動させ、徐々に下動速度が高められるように設定することにより、打撃ドライバ下動に伴う反動の発生を抑制することができ、この点で当該打ち込み工具の操作性を高めることができる。
【0011】
第6の発明は、第1〜第5の何れか1つの発明において、大ホイール又は小ホイールの少なくとも一方が非円形ホイール又は偏心ホイールである打ち込み工具である。第6の発明によれば、従動側の大ホイール若しくは駆動側の小ホイールの少なくとも一方が非円形又は偏心ホイールであることにより、打撃ドライバの下動途中において当該打撃ドライバの下動速度が変化する。このことから、大ホイールと小ホイールの直径、非円形形状あるいは偏心量を適切に設定することにより打撃ドライバの下動速度を任意に設定することができ、これにより打撃ドライバ下動による反動を抑制し、また打撃時の衝撃を低減することができる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
次に、本発明の実施形態を
図1〜
図4に基づいて説明する。
図1及び
図2は、第1実施形態に係る打ち込み工具1を示している。第1実施形態の打ち込み工具1は、工具本体部10と、使用者が把持するグリップ部20と、多数の打ち込み具を装填するためのマガジン30を備えている。グリップ部20は工具本体部10の上部から側方へ突き出す状態に設けられている。マガジン30は、工具本体部10側に供給する打ち込み具を多数収容するもので、工具本体部10の下部に突き出す状態に設けられたドライバガイド12に設けられている。
【0014】
工具本体部10は、本体ハウジング11内に、駆動機構40と増速機構45と打撃機構50を内装した構成を備えている。駆動機構40は、打撃機構50を初期位置まで戻す機能を有し、増速機構45は打撃機構50の打撃速度を増速する機能を有している。駆動機構40は、工具本体部10の下部側に内装されている。本体ハウジング11の下部側にはモータハウジング部11aが設けられている。モータハウジング部11a内に駆動モータ13が内装されている。駆動モータ13は、グリップ部20に設けたトリガ形式のスイッチレバー21の引き操作により起動する。駆動モータ13は、グリップ部20の先端に取り付けたバッテリパック22を電源として駆動する。バッテリパック22は、グリップ部20から取り外して、別途用意した充電器で充電することにより繰り返し使用することができる。
【0015】
駆動モータ13の出力軸にはモータギヤ13aが取り付けられている。モータギヤ13aは駆動ギヤ14に噛み合わされている。駆動ギヤ14は、軸受け14a,14bを介して本体ハウジング11に回転自在に支持されている。駆動ギヤ14には駆動軸15が一体に設けられている。駆動軸15には中間ギヤ部15aが設けられている。中間ギヤ部15aは中間ギヤ16に噛み合わされている。中間ギヤ16は軸受け16aを介して本体ハウジング11に回転自在に支持されている。駆動モータ13のモータ軸線、駆動ギヤ14の回転軸線及び中間ギヤ16の回転軸線は相互に平行になっている。
【0016】
中間ギヤ16には、駆動ローラ17が取り付けられている。駆動ローラ17は、中間ギヤ16の回転軸線から一定距離偏心した位置に取り付けられている。駆動モータ13の起動により中間ギヤ16が回転して駆動ローラ17が中間ギヤ16の回転軸線回りに公転する。駆動ローラ17は、駆動部材18の作動板部18aの上面に常時当接されている。駆動部材18は本体ハウジング11に対して上下に変位可能に支持された長尺の機構部品で、図示するようにその長手方向中程から作動板部18aが側方へ張り出す状態に設けられている。
【0017】
駆動部材18は、その下端部と本体ハウジング11との間に介装した打撃ばね19により上方(反打ち込み方向)へ変位する方向に付勢されている。打撃ばね19には、圧縮コイルばねが用いられている。打撃ばね19の付勢力により、当該作動板部18aが駆動ローラ17に対して下方から押し当てられている。駆動モータ13の起動により駆動ローラ17が公転すると、その下向き成分により作動板部18aが打撃ばね19の付勢力に抗して押し下げられ、これにより駆動部材18が下方へ変位する。中間ギヤ16の回転に伴い駆動ローラ17が上方へ変位する段階では、作動板部18aの上方への変位が許容されることから駆動部材18が打撃ばね19の付勢力により上方へ変位する。
【0018】
駆動部材18の側部には、駆動側ラック部18bが形成されている。この駆動側ラック部18bは、増速機構45に噛み合わされている。増速機構45は、小ホイールとしての小ピニオンギヤ46と、大ホイールとしての大ピニオンギヤ47を備えている。小ピニオンギヤ46と大ピニオンギヤ47はそれぞれ平歯車で、相互に同軸かつ一体に結合されている。駆動側ラック部18bは、小ピニオンギヤ46に噛み合わされている。駆動モータ13の起動に伴う駆動ローラ17の公転により駆動部材18が上下に変位すると、駆動側ラック部18bが一体で上下に変位し、従って小ピニオンギヤ46が回転する。小ピニオンギヤ46の回転により大ピニオンギヤ47が一体で回転する。
【0019】
大ピニオンギヤ47は、打撃機構50に噛み合わされている。打撃機構50は、打撃ドライバ51とラック板部52を備えている。打撃ドライバ51及びラック板部52は、打ち込み方向に沿って上下に移動可能に支持されている。打撃ドライバ51の上端部にラック板部52が一体に結合されている。ラック板部52の側部に沿ってドライバ側ラック部52aが形成されている。ドライバ側ラック部52aに大ピニオンギヤ47が噛み合わされている。このため、駆動モータ13の起動により駆動部材18が下方へ押し下げられることにより、小ピニオンギヤ46及び大ピニオンギヤ47が
図1において時計回り方向に回転する。大ピニオンギヤ47が時計回り方向に回転することによりラック板部52が、当該大ピニオンギヤ47とドライバ側ラック部52aとの噛み合いを経て上方へ変位する。ラック板部52が上方へ変位することにより、打撃ドライバ51が一体で上方へ変位して上動端位置(初期位置)に戻される。駆動部材18の移動方向とラック板部52の移動方向は相互に逆になっている。
図1は、打撃ドライバ51が初期位置に戻された状態を示している。
【0020】
このように、第1実施形態に係る増速機構45は、小ピニオンギヤ46と駆動側ラック部18bとの噛み合い、大ピニオンギヤ47とドライバ側ラック部52aとの噛み合いの2段階のラックピニオン機構を介して駆動機構40側の駆動力を打撃機構50側に伝達する構成を備えている。駆動機構40側の駆動力は、小ピニオンギヤ46と大ピニオンギヤ47の歯数比で決定される増速比により打撃機構50側に伝達される。
【0021】
図1に示すように打撃ドライバ51がその初期位置(上動端位置)に戻された状態において、その少なくとも先端部は、本体ハウジング11の下部に設けたドライバガイド12内に至っている。打撃ドライバ51の初期位置は、ラック板部52によりセンサ(リミットスイッチ)53がオンすることにより検知される。スイッチレバー21の引き操作はセンサ53がオンした状態でのみ有効となる。
【0022】
図1に示すように打撃ドライバ51が初期位置に戻された状態において、スイッチレバー21を引き操作すると駆動モータ13が起動して中間ギヤ16が回転し、これにより駆動ローラ17が上動し始める。駆動ローラ17が上動し始めることにより、駆動部材18を下方へ押し下げる動力が解放されるため、当該駆動部材18は
図1中白抜き矢印で示すように打撃ばね19の付勢力により上方へ変位する。駆動部材18が上方へ変位すると、その駆動側ラック部18bと小ピニオンギヤ46との噛み合いを経て当該小ピニオンギヤ46が
図1中白抜き矢印で示すように反時計回り方向に回転する。
【0023】
小ピニオンギヤ46が回転することによりこれに一体に結合された大ピニオンギヤ47が同じく反時計回り方向に回転する。大ピニオンギヤ47はドライバ側ラック部52aに噛み合わされている。このため、大ピニオンギヤ47が反時計回り方向に回転することにより、ラック板部52が打ち込み方向(下方)へ一定速度で変位する。ラック板部52が下動することにより、打撃ドライバ51がドライバガイド12内を打ち込み方向に変位して打ち込み具nが打撃される。
【0024】
駆動部材18の上動速度は、増速機構45により増速されてラック板部52ひいては打撃ドライバ51に伝達される。本実施形態の場合、増速機構45の増速比は、小ピニオンギヤ46と大ピニオンギヤ47の歯数比により決定される。この増速機構45により駆動部材18の上動動作が増速されてラック板部52ひいては打撃ドライバ51に伝達される。従って、打撃ドライバ51は、駆動部材18の上動動作に比してより高速で下動し、これにより打ち込み具nに対する大きな打撃力が得られる。
【0025】
ドライバガイド12内にはマガジン30から打ち込み具nが1本ずつ供給される。ドライバガイド12内に供給された1本の打ち込み具nが、下動する打撃ドライバ51で打撃されてドライバガイド12の先端部(射出口)から打ち出される。打ち出された打ち込み具nは、打ち込み材Wに打ち込まれる。打撃ドライバ51が下動端に至って打ち込み具nが打ち込み材Wに打ち込まれた段階の状態が
図2に示されている。
【0026】
本体ハウジング11の下部には、ラック板部52が下動端位置に至った際の衝撃を吸収するための下動端ダンパ54が取り付けられている。また、本体ハウジング11の上部付近には、駆動部材18が上動端位置に至った際の衝撃を吸収するための上動端ダンパ55が取り付けられている。駆動部材18が打撃ばね19の付勢力により上動するとともに、中間ギヤ16が回転して駆動ローラ17が上動端に至る。
図2に示すように上動端に至った駆動ローラ17は引き続き作動板部18aの上面側に位置している。
【0027】
図2に示すように打撃ドライバ51が下動端に至って打ち込み具nの打ち込みが完了した後、引き続きスイッチレバー21が引き操作されて駆動モータ13が起動した状態に維持されることにより中間ギヤ16がそのまま回転して駆動ローラ17が上動端位置から下方へ変位する。駆動ローラ17が下方へ変位して作動板部18aを押し下げることにより、駆動部材18が打撃ばね19に抗して下方へ押し下げられ、これによりラック板部52及び打撃ドライバ51が上動して
図1に示す初期位置に戻される。ラック板部52が初期位置に戻されてセンサ53が再度オンすることにより駆動モータ13が停止される。その後スイッチレバー21の引き操作を解除することにより、駆動モータ13の制御回路がリセットされる。従って、再度スイッチレバー21を引き操作すると、駆動モータ13が起動して駆動機構40、増速機構45及び打撃機構50において一連の打ち込み動作が再度なされる。
【0028】
以上のように構成した第1実施形態に係る打ち込み工具1によれば、駆動機構40における駆動部材18の移動速度は、増速機構45を介して打撃ドライバ51に伝達される。増速機構45の増速比は、従動側の大ピニオンギヤ47と駆動側の小ピニオンギヤ46の歯数により決定される。従って、大ピニオンギヤ47と小ピニオンギヤ46の歯数比を変更することにより、増速機構の増速比を任意に設定することができ、ひいては打撃ドライバ51の最適な下動速度をきめ細かく設定することができる。
しかも、第1実施形態によれば、従動側の大ピニオンギヤ47と駆動側の小ピニオンギヤ46の歯数比により増速する構成であり、従来のような動滑車機構におけるワイヤーの耐久性といった問題はないことから、耐久性を高めるために大型化を招くといった問題も生じない。
【0029】
以上説明した第1実施形態には種々変更を加えることができる。例えば、
図3及び
図4には第2実施形態に係る打ち込み工具1が示されている。第2実施形態では、増速機構60に変更が加えられている。第1実施形態では、増速機構45の増速比が一定で、打撃ドライバ51の下動速度が一定である構成を例示したが、第2実施形態では打撃ドライバ51の下動速度が下動に伴って徐々に変化(増速)する構成となっている。第1実施形態と同様の部材及び構成については同位の符号を用いてその説明を省略する。第2実施形態における増速機構60は、大ホイールとしての従動側の大ピニオンギヤ61と、小ホイールとしての駆動側の小ピニオンギヤ62を備えている。第2実施形態の場合、大ピニオンギヤ61には、ピッチ円直径が変化する非円形ギヤが用いられている。小ピニオンギヤ46には、第1実施形態と同じくピッチ円直径が変化しない円形ギヤが用いられている。
【0030】
大ピニオンギヤ61は、ラック板部56のドライバ側ラック部56aに噛み合わされている。ドライバ側ラック部56aは、ラック板部56の端縁に沿って設けられている。ラック板部56の端縁は、下側ほど大ピニオンギヤ47の回転中心から遠ざかる方向に傾斜している。この傾斜した端縁に沿って非円形ギヤ用のドライバ側ラック部56aが設けられている。
図3に示すように打撃ドライバ51が上動端位置(初期位置)に戻された状態では、大ピニオンギヤ47の大径側の端部が、ドライバ側ラック部56aの下端部に噛み合わされた状態となっている。一方、
図4に示すように、打撃ドライバ51が下動端位置に至った時点では、大ピニオンギヤ47の小径側の端部が、ドライバ側ラック部56a上端部側に噛み合わされた状態となっている。
【0031】
このため、
図3に示す初期状態において、スイッチレバー21の引き操作により駆動モータ13が起動すると、中間ギヤ16の回転により駆動ローラ17が上方へ変位する。駆動ローラ17の上方への変位により、駆動部材18が
図3中白抜き矢印で示すように打撃ばね19の付勢力により上昇する。駆動部材18の上昇により小ピニオンギヤ62及び大ピニオンギヤ61が
図3中白抜き矢印で示すように反時計回り方向に一体で回転し、これによりラック板部56が
図3中白抜き矢印で示すように打ち込み方向に下動する。ラック板部56が下動して打撃ドライバ51がドライバガイド12内を下動することにより1本の打ち込み具nが打撃されて打ち込み材Wに打ち込まれる。
【0032】
ラック板部56及び打撃ドライバ51の下動は、駆動部材18の打撃ばね19による上昇動作が増速機構60で増速されることにより高速でなされる。しかも、非円形ギヤである大ピニオンギヤ61とドライバ側ラック部56aとの噛み合いが徐々に小径側に移行することから、ドライバ側ラック部56aひいては打撃ドライバ51の下動速度は、徐々に低速化する。このように打撃ドライバ51は、下動当初高速で下動し始め、徐々に低速化して下動端に至ることにより、当該打撃ドライバ51の打ち込み力は徐々に大きくなって打ち込み具nが効率よく確実に打ち込み材Wに打ち込まれる。
【0033】
打ち込み具nの打ち込み後、引き続き中間ギヤ16が回転して駆動ローラ17が下動することにより、駆動部材18が打撃ばね19の付勢力に抗して下方へ押し下げられて打撃ドライバ51が
図3に示す初期位置に戻される。打撃ドライバ51及びラック板部56は、増速機構60により増速され、かつ非円形ギヤである大ピニオンギヤ61により徐々に高速化しつつ上動して瞬時に初期位置に戻される。
【0034】
以上のように構成した第2実施形態によっても、駆動機構40における駆動部材18の移動速度は、増速機構60を介して打撃ドライバ51に伝達される。増速機構60の増速比は、従動側の大ピニオンギヤ61と駆動側の小ピニオンギヤ62の歯数により決定される。従って、大ピニオンギヤ61と小ピニオンギヤ62の歯数比を変更することにより、増速機構60の増速比を任意に設定することができ、ひいては打撃ドライバ51の最適な下動速度をきめ細かく設定することができる。
【0035】
また、第2実施形態によっても、従動側の大ピニオンギヤ61と駆動側の小ピニオンギヤ62の歯数比により増速する構成であり、従来のような動滑車機構におけるワイヤーの耐久性といった問題はないことから、耐久性を高めるために大型化を招くといった問題も生じない。
【0036】
さらに、第2実施形態によれば、従動側の大ホイールとしての大ピニオンギヤ61に非円形ギヤを用いる構成であり、打撃ドライバ51の下動速度は徐々に変化する。第2実施形態の場合、打撃ドライバ51は下動当初高速で徐々に低速化しながら下降端に至る。このことから、打撃ドライバ51の打ち込み力は下動に伴って徐々に大きくなり、打ち込み具nは最大の打ち込み力で効率よく確実に打ち込み材Wに打ち込まれる。
【0037】
以上説明した第1及び第2実施形態はさらに変更を加えることができる。例えば、増速機構を構成する大ホイールと小ホイールとして、大ピニオンギヤ47(61)と小ピニオンギヤ46(62)を例示したが、係るギヤに代えて動力伝達ローラを用いる構成としてもよい。動力伝達ローラの周面にゴム層を被覆させることによりギヤの噛み合いではなく摩擦によって効率のよい動力伝達を行うことができる。
【0038】
また、大ホイールとして非円形ギヤ(非円形ホイール)を例示したが、これを偏心ギヤ又は偏心ホイールに変更することもできる。大ホイール若しくは小ホイールとして偏心ギヤ又は偏心ホイールを用いることにより、打撃ドライバ51の下動速度が徐々に変化する構成を得ることができる。
【0039】
駆動ギヤ14及び中間ギヤ部15aを省略して、電動モータ13のモータギヤ13aを中間ギヤ16に直接噛み合わせて減速させる構成としてもよい。