本実施の形態の作業機について図面を参照して説明する。
本実施の形態では、作業機の一例として、打込機1を取り上げて説明する。図1~図6に示す打込機1は、釘やステープルなどの止具6(図9参照)を板材や石膏ボードなどの相手材に打ち込む打込み作業に適している。
打込機1は、ハウジング10及びマガジン部20を有する。ハウジング10は、本体ハウジング11,ハンドル12,モータ収容部13及び連結部14を含む。ハンドル12及びモータ収容部13の長手方向一端側は本体ハウジング11と繋がっており、ハンドル12及びモータ収容部13の長手方向他端側は連結部14と繋がっている。つまり、本体ハウジング11,ハンドル12,モータ収容部13及び連結部14は一体である。
なお、ハウジング10は、ナイロンやポリカボネートなどの合成樹脂によって形成されている。ハウジング10の本体ハウジング11は、全体として略角筒形の形状を有する。ここで、図1に示す本体ハウジング11の長手方向を「上下方向C1」と定義し、ハンドル12及びモータ収容部13の長手方向を「前後方向B1」と定義する。また、上下方向C1及び前後方向B1と直交する方向を図2に示す「左右方向E1」と定義する。もっとも、かかる定義は説明の便宜上の定義に過ぎない。
上記定義に従うと、ハンドル12は、モータ収容部13の上方に位置しており、本体ハウジング11の一側(後ろ側/背面)から後方に向かって延在している。一方、モータ収容部13は、ハンドル12の下方に位置しており、本体ハウジング11の一側(後ろ側/背面)から後方に向かって延在している。また、連結部14は、ハンドル12の後端とモータ収容部13の後端とを繋いでいる。つまり、本実施の形態における前後方向は、本発明におけるハンドル12の延在方向に相当する。
また、打込機1は、図4に示すように、打撃部30を備えている。打撃部30は、本体ハウジング11内に配置されたプランジャ31と、プランジャ31に固定されたドライバブレード32と、を有する。ドライバブレード32は金属製である。そして、ガイドシャフト33が本体ハウジング11内に固定されている。中心線A1は、ガイドシャフト33の中心である。プランジャ31は、ガイドシャフト33に取り付けられており、打撃部30は、中心線A1に沿った方向に移動可能である。
また、図1に示すように、本体ハウジング11には、この本体ハウジング11の外部に露出するように射出部7が取り付けられている。射出部7は、ノーズ部と定義可能である。打撃部30は、射出部7に送られた止具6を打撃する。図4に示すように、射出部7は、ブレードガイド5及びガイドプレート38を有する。ブレードガイド5は、金属製または合成樹脂製の何れでもよい。射出部7には、ブレードガイド5によって形成された射出路2が設けられている。射出路2は、溝、通路、孔、隙間、空間の何れでもよい。ドライバブレード32は射出路2内を移動可能である。
また、図1に示すように、射出部7の先端付近には、プッシュレバー8が取り付けられている。プッシュレバー8は、射出部7に対して移動及び停止が可能である。さらに、プッシュレバー8は、相手材に接触及び離間可能である。また、図4に示すように、射出部7は、ドライバブレード32に接触することにより、ドライバブレード32が、中心線A1に対して交差する方向に移動することを阻止する。
また、ウェイト34は、ハウジング10が受ける反動を抑制する。ウェイト34は、一例として金属製である。ウェイト34はガイドシャフト33に取り付けられており、中心線A1に沿った方向に移動可能である。
また、金属製のスプリング35が本体ハウジング11内に配置され、スプリング35は、中心線A1に沿った方向でプランジャ31とウェイト34との間に配置されている。プランジャ31は、中心線A1に沿った方向で、射出部7に近づく下方D1への付勢力を、スプリング35から受ける。ウェイト34は、中心線A1に沿った方向で射出部7から離間する上方D2への付勢力を、スプリング35から受ける。そして、ウェイトバンパ36及びプランジャバンパ37が、本体ハウジング11内に設けられている。ウェイトバンパ36及びプランジャバンパ37は、共に合成ゴム製である。
また、電源部である電池パック19が、連結部14に対して取り付け及び取り外し可能に装着される。電池パック19から電動モータ16に電圧が印加されてモータ軸17が正回転すると、モータ軸17の回転力が第1ギヤ42に伝達される。第1ギヤ42の回転力は、第2ギヤ43を経由して第3ギヤ44に伝達される。
また、連結部14内には、制御部15が設けられている。制御部15は、入力ポート、出力ポート、演算処理部及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。また、ハンドル12には、トリガ4及びトリガスイッチ41が設けられており、作業者がトリガ4に操作力を付加するとトリガスイッチ41がオンする。作業者がトリガ4に加えた操作力を解除すると、トリガスイッチ41がオフする。
また、図3に示すように、モータ収容部13のハンドル12と反対側には、ホルダ部24及びマガジン部20が設けられている。マガジン部20は、打撃部30によって打撃される複数本の止具6(図9参照)を収容可能な板状のベース部材20aを備えている。さらに、マガジン部20は、収容している複数本の止具6を1本ずつ射出路2に供給するフィーダ部20bを備えている。フィーダ部20bによって射出部7の射出路2に送り出された止具6は、図4に示す下方D1に移動する打撃部30によって打撃される。そして、射出路2の出口である射出口3から射出され、相手材に打ち込まれる。より具体的には、マガジン部20のベース部材20aからフィーダ部20bによって射出路2に送り出された止具6の頭部が、下方D1に移動するドライバブレード32によって打撃される。
なお、作業者が、トリガ4に操作力を付加するとトリガスイッチ41がオンし、かつ、プッシュレバー8を相手材に押し付けると、プッシュレバースイッチ9がオンする。すると、制御部15は、電動モータ16に電圧を印加し、モータ軸17を回転させる。モータ軸17の回転力は、減速機18で増幅されて第1ギヤ42に伝達され、第1ギヤ42、第2ギヤ43及び第3ギヤ44が回転する。そして、第1ギヤ42のカムローラと第2ギヤ43のカムローラのうちの少なくとも一方の係合により、打撃部30は待機位置から上昇する。また、第3ギヤ44のカムローラの係合により、ウェイト34は下降する。
次いで、第1ギヤ42のカムローラ及び第2ギヤ43のカムローラが共に係合から解放されると、打撃部30はスプリング35の付勢力で下降する。また、第3ギヤ44のカムローラの係合が解放されると、ウェイト34がスプリング35の付勢力で上昇する。ドライバブレード32は、マガジン部20のベース部材20aから射出路2へ到達した1本の止具6を打撃し、止具6は相手材に打ち込まれる。
ドライバブレード32が止具6を打撃した後、プランジャ31がプランジャバンパ37に衝突する。プランジャバンパ37は、打撃部30の運動エネルギの一部を吸収する。また、ウェイト34はウェイトバンパ36に衝突する。ウェイトバンパ36はウェイト34の運動エネルギの一部を吸収する。このように、打撃部30が下方D1へ移動して止具6を打撃する際、ウェイト34は、打撃部30が止具6を打撃する際の反動を低減可能である。
また、制御部15は、止具6が相手材に打ち込まれた後に、作業者がプッシュレバー8を相手材から離し、かつ、トリガスイッチ41がオフされた後も、電動モータ16を回転させている。そして、打撃部30がスプリング35の付勢力に抗して下死点から上昇し、プランジャ31は、プランジャバンパ37から離間する。制御部15は、打撃部30が待機位置に到達したことを検出すると、電動モータ16を停止させる。
次に、打込機1のマガジン部20について詳細に説明する。
図4に示すように、マガジン部20は、前後方向(第1方向)B1に延び、かつ板状に形成されたベース部材20aと、前後方向B1に沿って移動可能であり、かつ前後方向B1の一方側に付勢されるフィーダ部20bと、フィーダ部20bの前後方向B1への移動をガイドする図6に示すレール(ガイド部)20fと、を備えている。ベース部材20aは、止具6を前後方向B1に移動可能な状態で係止可能であり、図7に示すように、ベース部材20aの前後方向B1における一方側の端部20iは、射出部7に取り付けられ、ベース部材20aの前後方向B1における他方側の端部20jは、止具6が挿入、係止および離脱可能に開放される。また、フィーダ部20bは、前後方向B1への移動時にベース部材20aと係合した止具6と当接する当接状態及び止具6と当接しない非当接状態の間で切替可能となっている。
そして、本実施の形態の打込機1は、図4に示すように、前後方向B1におけるフィーダ部20bの位置を検出する検出部21を有している。なお、図6に示すように、フィーダ部20bは、レール20fと係合して前後方向B1へ移動する基部20cと、基部20cに取り付けられた当接部20dと、を備えており、検出部21は、基部20cの位置を検出する。打込機1においては、検出部21は、基部20cが検出部21の予め設定された所定箇所に到達したことを検出する。
ここで、レール20fは、図7に示す射出部7に取り付けられている。また、射出部7にはホルダ部24が取り付けられており、検出部21は、このホルダ部24に設けられている。また、図4に示すように、打撃部30を収容する本体ハウジング11は、射出部7に取り付けられている。さらに、マガジン部20は、ホルダ部24より前後方向B1の他方側(射出部7から遠ざかる後方側)に配置されるハンドルアーム(アーム部)27を有している。そして、ハンドルアーム27は、ハウジング10及びベース部材20aに取り付けられている。
図5に示すように、ハンドルアーム27の後方部分には、ベース部材20aが配置される開口部27aが設けられており、この開口部27aから止具6を装填する。すなわち、打込機1は、止具6を打込機1の後方から装填する後ろ込めタイプの打込機1である。
また、図9及び図10に示すように、ガイドプレート38を有する射出部7に向けて止具6を押圧するフィーダ部20bの当接部20dは、作業者の操作によって、当接状態に対応する第1位置22と、図11に示す非当接状態に対応する第2位置23との間で移動可能である。
そして、当接部20dは、図8及び図9に示すように、前後方向B1と交差する上下方向(第2方向)C1に沿って延びる回動軸20gを中心に回動することで、第1位置22と第2位置23との間で移動する。詳細には、当接部20dは後端部20eと連結されているとともに、回動軸20gを中心に回動可能なように基部20cに支持されている。このような当接部20d、後端部20e及び基部20cの構造が、図10及び図11に示すように、フィーダ部20bとして、左右方向E1における板状のベース部材20aの両側に設けられている。つまり、フィーダ部20bの構造として、ベース部材20aの両側に後端部20eがハの字型に開いた状態で配置されている。そして、ベース部材20aの両側の後端部20eを内側に向けて摘まむ(押圧する)ことで、両側の当接部20dが回動軸20gを中心に回動する。これにより、ベース部材20aに当接状態となっていた両側の当接部20dが回動して、図11に示すように、外側に向けて開き、ベース部材20aから離間した状態となる。つまり、フィーダ部20bは、前後方向B1への移動時にベース部材20aと係合した止具6と当接する当接状態及び止具6と当接しない非当接状態の間で切替可能となっている。
打込機1において止具6を装填させる際には、図5に示すハンドルアーム27の開口部27aからベース部材20aに対して止具6を装填する。装填後、作業者が、両側の後端部20eを内側に押圧することで、図11に示すように、両側の当接部20dが開いて当接部20dとベース部材20aとの間に隙間が形成される。この状態で止具6を当接部20dとベース部材20aとの間の隙間に通して、図10に示すように、止具6を当接部20dの前方側に配置させる。その後、後端部20eの内側への押圧を解除することで、当接部20dがベース部材20aに接触する状態となり、止具6と当接することが可能になる。
次に、図12に示す検出部21について説明する。打込機1は、前後方向B1に移動するフィーダ部20bの位置を検出する検出部21を有している。検出部21は、電池パック19と電気的に接続されており、電動モータ16の起動の可否を切り替えるスイッチである。
検出部21は、図11に示すフィーダ部20bの一部である押圧部20hに係合可能であり、かつ回動自在に設けられたレバー部21cと、レバー部21cの回動により押圧されて電動モータ16の起動の可否を切り替える検出部本体21aと、を有している。そして、検出部本体21aは、レバー部21cによって押圧される突出部21bを備えている。すなわち、止具6を打込むごとに前方に向かって移動するフィーダ部20bにおいて、図12(a)に示すように、押圧部20hがレバー部21cを押圧するまでは、突出部21bがレバー部21cによって押されることはなく、検出部本体21a(スイッチ)は、例えば、OFF状態であり、電動モータ16は起動可能な状態(起動可の状態)となっている。つまり、打込まれていない止具6がベース部材20a上にまだ残っていて、打込みを行うことが可能な状態である。
一方、図12(b)に示すように、フィーダ部20bの押圧部20hがレバー部21cを押圧すると、突出部21bがレバー部21cによって押され、検出部本体21a(スイッチ)は、例えば、ON状態となり、電動モータ16は起動しない状態(起動否の状態)となる。本実施の形態の打込機1では、装填されていた全ての止具6が打込まれて止具6が無くなる(0本になる)と、レバー部21cによって突出部21bが押され、検出部本体21a(スイッチ)は、例えば、ON状態となり、電動モータ16が起動しない状態(起動否の状態)となる。この状態では、打込機1は打込みの動作を行うことができない。これにより、打込機1において空打ちを防止することができる。
なお、本実施の形態の打込機1では、ベース部材20aに装填された止具6が0本になった時点で検出部本体21a(スイッチ)がフィーダ部20bを検出することが好ましい。そのためには、止具6の1つ分に相当する僅かなフィーダ部20bの移動を検出しなければならず、検出部21によるフィーダ部20bの位置検出の精度を高める必要がある。
そこで、検出部21においては、フィーダ部20bの押圧部20hが、検出部本体21aの突出部21bを直接押圧するのではなく、フィーダ部20bの押圧部20hがレバー部21cを押圧し、押圧されたレバー部21cの回動によって検出部本体21aの突出部21bを押圧する構造となっている。これにより、フィーダ部20bの押圧部20hが突出部21bを直接押圧するのに比べて、押圧部20hのレバー部21cに対する押圧量が少なくても突出部21bを押圧することが可能になり、フィーダ部20bの位置検出の精度を高めることができる。
また、打込機1には、図13及び図14に示すように、ホルダ部24を射出部7に対して前後方向B1の前方側(一方側)へ付勢する弾性体(ホルダ付勢部)25が設けられている。さらに、打込機1には、フィーダ部20bを射出部7に対して前後方向B1の前方側(一方側)へ付勢するゼンマイバネ(フィーダ付勢部)26が設けられている。なお、打込機1には、ホルダ付勢部である弾性体25として、ゴム製のOリングが設けられている。弾性体25は、ハンドルアーム27とホルダ部24との間に介在している。
また、ゼンマイバネ26は、一端が射出部7に取り付けられるとともに他端がフィーダ部20bに取り付けられている。そして、ゼンマイバネ26は、フィーダ部20bと射出部7とを近づけるように付勢力を生じさせる弾性体である。
つまり、打込機1では、検出部21が取り付けられたホルダ部24が、ハンドルアーム27とホルダ部24との間に介在する弾性体(ゴム製のOリング)25によって後方(ハンドルアーム27側)から前方(射出部7側)に向けて付勢されている。また、フィーダ部20bは、射出部7から後方側に離間した状態となると、ホルダ部24の射出部7側に設けられたゼンマイバネ26によって射出部7に接近するように付勢される。言い換えると、ホルダ部24とフィーダ部20bは、射出部7に近づくように付勢力を受ける。
また、図15に示すように、止具6の上部は、マガジン部20のベース部材20aの上端と、レール20fとの間に配置され、ゼンマイバネ26は、レール20fによってガイドされる基部20cの上部の上方に配置されている。したがって、検出部21は、レール20fよりさらに上方に配置されている。
また、打込機1において、フィーダ部20bの位置を高精度に検出するためには、検出部21が取り付けられるホルダ部24や、フィーダ部20bが設けられるベース部材20a等も高精度に位置決めされていることが好ましい。すなわち、ホルダ部24やベース部材20aの取付けのガタツキは、可能な限り抑制する必要がある。
そこで、本実施の形態の打込機1は、図16に示すようなガタ抑制構造を備えている。具体的には、ブレードガイド5とガイドプレート38とはボルトによって固定されている。また、ガイドプレート38とマガジン部20とは溶接によって固定されている。さらに、マガジン部20とハンドルアーム27とはボルトによって固定されている。これにより、ガイドプレート38とブレードガイド5とマガジン部20とハンドルアーム27とが一体となり、コの字状の一体部品として構成されている。
そして、ホルダ部24とハンドルアーム27との間にゴム製の弾性体(Oリング)25が設けられていることで、弾性体25の付勢力P1により、検出部21を含むホルダ部24とブレードガイド5が、ガイドプレート38へ向けて前方(射出部7側)へ付勢される。
一方、フィーダ部20bの基部20cとブレードガイド5との間にゼンマイバネ26がかけ渡されており、このゼンマイバネ26の付勢力P2により、フィーダ部20bの基部20cとフィーダ部20bの当接部20dとドライバブレード32が、ガイドプレート38へ向けて前方(射出部7側)へ付勢される。つまり、検出部21側の部材とフィーダ部20b側の部材の各々が、ガイドプレート38へ向けて前方へ付勢されているため、前後方向B1のガタツキを抑制することができる。これにより、フィーダ部20bの位置を高精度に検出することが可能になり、止具6の残量を精度良く検出することができる。図16(a)は、止具6が残っている状態を示しており、止具6とフィーダ部20bの基部20cとフィーダ部20bの当接部20dとドライバブレード32が、ゼンマイバネ26の付勢力P2により、ガイドプレート38へ向けて付勢された状態となっている。図16(b)は、止具6が0本になった状態を示しており、基部20cの押圧部20hが検出部21のレバー部21cを押圧することで、検出部21は、フィーダ部20bが検出部21のレバー部21cの位置に到達したことを検出する。すなわち、止具6の残量が0本になったことを検出する。
以上の構成により、本実施の形態の打込機1では、マガジン部20の構成をより簡単な構成にするとともにマガジン部20に装填された止具6の残量を高精度に検知することが可能になるため、打込機1の作業性を向上させることができる。さらに、打込機1では空打ちを防止することが可能になるため、打込機1の耐久性を向上させることができる。
また、検出部21は、回動可能な当接部20dを検出するのではなく、回動しないフィーダ部20bの基部20cを検出するため、検出精度を高めることができる。
また、打込機1では、検出部21の設置個所にも工夫が施されている。例えば、検出部21をマガジン部20のベース部材20aに設けようとしても、ベース部材20aには止具6が装填されるため、ベース部材20aに検出部21を取り付けるスペースはない。また、止具6より下方に検出部21を配置しようとすると、検出部21の配線の引き回しが困難になるため、止具6より上方に検出部21を配置することが好ましい。ただし、止具6より上方に位置するレール20fには、可動するフィーダ部20bが取り付けられるため、レール20fに検出部21を取り付けることもできない。
そこで、打込機1では、止具6より上方に位置するホルダ部24に検出部21が取り付けられている。さらに、ホルダ部24は、弾性体25によってブレードガイド5に付勢された状態でブレードガイド5に固定されているとともに、レール20fもブレードガイド5に固定されている。すなわち、打込機1では、検出部21が、レール20fが繋がるブレードガイド5に固定されたホルダ部24に取り付けられることで、マガジン部20に設けられる部材を可能な限り少なくしてマガジン部20の構成をより簡単にすることを実現しつつ、フィーダ部20bの位置検出の精度をより高めることができる。
本発明は上記実施の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、上記実施の形態では、ホルダ付勢部がゴム製のOリングであり、フィーダ付勢部がゼンマイバネの場合を説明したが、ホルダ付勢部やフィーダ付勢部は、他の弾性部材を用いてもよい。