着実に進化している 電動釘打ち機

現在の釘打ち機は、コンプレッサーによる圧縮空気で動作させる方式が主流です。

圧縮空気を使用した空気工具は、コンプレッサーを含めると全体的なエネルギー効率は悪いものの、圧縮空気の膨張による瞬発的なエネルギーが利用できるので、釘打ち機などの用途で長らく主流の方式となっています。

モーターを内蔵する電動の釘打ち機は、ニカドバッテリーの時代からピンタッカやステープラなどの細い釘で実用化されていましたが、最近のリチウムイオンバッテリーの普及によって、ようやくフィニッシュネイラなどの電動化も進むようになりました。

海外市場では更に太い釘が打てる電動釘打ち機として「フレーミングネイラ」と呼ばれるN釘に近い形状の釘に対応した電動釘打ち機が販売されており、長く続いた空気工具市場は電動化へと変わりつつあります。

電動釘打ち機のメリットと課題

電動釘打ち機のメリット

• エアホース・コンプレッサーが不要で取り回しや可搬性に優れる
• 作業時の騒音が少なく、周辺への環境配慮が少なくて済む
• 釘打ち作業のランニングコストが安い
• 空気工具と比較してメンテナンスが少なくて済む

電動釘打ち機が抱える課題

• 電動釘打ち機 1台あたりの初期コストが高い
• 空気工具よりも本体重量が重い
• ロール釘に非対応（対応する特許は出願済み）
• 一部の釘打ち機は日本の銃刀法に抵触する恐れ

日本国内では使用不可、JISや銃刀法免除に適合しない恐れ

コンプレッサー不要の電動釘打ち機は魅力的ですが、海外向けの電動釘打ち機は、海外の法規や規格の元で設計されている製品であり、日本国内で使用することはできません。

また銃刀法で定める1J以上の打ち込みエネルギーを持つ充電式の釘打ち機は日本国内の銃刀法において対象外と明示されていない製品であり、現時点でのコードレス釘打ち機の銃刀法の扱い自体がグレーゾーンな状態です。銃刀法に関する明確な指針がない以上、単純所持だけでも摘発される可能性があるので個人輸入等での入手は避けた方が良いでしょう。

消耗品の点でも問題があり、海外で販売されている釘打ち機はあくまでも躯体工事用のフレーミングネイラであり、JIS規格に定められた釘に対応していないため、建築法上、日本の建築物に釘を使って施工するのも難しいと考えられます。

米Milwaukeeが電動釘打ち機、最後の課題「ロール釘」に対応

電動釘打ち機において、普及を妨げていた最後の課題が「ロール釘」に対応していない点でした。現在までの電動釘打ち機では、接着剤やプラスチック連結のマガジン式の電動釘打ち機しか販売されていませんでした。

そんな中、2019年に米国の電動工具メーカーMilwaukeeから米国出願された特許が電動釘打ち機でのロール釘巻き上げ構造に関する特許¹です。

この特許によって電動釘打ち機でもロール釘を使用できるようになり、空気工具と同じような電動釘打ち機を製品を開発が実現できる可能性が高まりました。

今後、Milwaukeeとのクロスライセンスによる日本メーカーでの展開や、国内メーカーによる該当特許を回避する特許出願により、JIS規格のロール釘に対応した電動釘打ち機が期待されます。

米DeWALTがロール釘対応の電動釘打ち機を販売

2020年5月には、米DeWALTが業界初のロール釘対応の電動釘打ち機 ルーフィンングネイラDCN45RNを発売しています。

DCN45RNは45mmの釘を使用する小型の釘打ち機ですが、工具本体内部にフライホイールを用いた打ち込み機構によって、コンプレッサー不要の手軽な使用感を実現しています。

DeWALT DCN45RN 充電式釘打ち機、コイル釘対応で釘打ち機市場は変革の時代へ

3種類（＋1種類）のコードレス釘打ち方式

現在海外で展開されている3種類（＋1種類）のコードレス釘打ち方式について解説します。

フライホイール方式

ニカドバッテリーの時代から電動釘打ち機の打ち込み機構として実用化されているのが「フライホイール方式」です。

• 採用メーカー
  • DeWALT
  • マキタ（特許のみ）
  • 他多数

フライホイールとは回転運動を貯め込む装置です。モーターの回転をフライホイールに伝達して回転エネルギーを貯蔵し、フライホイールの回転力を打撃エネルギーへ一気に開放して釘を打ち込みます。

フライホイールは釘打ち機の内部で高速回転しているため、重量の問題やジャイロ効果による取り回しの悪さなどが懸念されます。しかしガスによる圧縮・膨張や燃焼などを使用していないため、銃刀法を回避できる可能性が高く、マキタが日本国内での特許を出願している点などを含め国内展開が最も期待される方式です。

エアスプリング方式

電動釘打ち機の中で比較的新しい方式が「エアスプリング方式」です。従来方式の金属バネの代わりに、ガスを注入したシリンダを備え、ガスの圧縮･開放で強い打ち込み力を実現しています。

• 採用メーカー
  • HiKOKI(metaboHPT)
  • Milwaukee
  • SENCO
  • マキタ(特許のみ)

この方式はフライホイールよりも軽量化が図れ、バネよりも小型化できる方式として最も期待度の高い方式です。しかし、気体の圧縮･反発力を使用しているため空気銃と解釈される可能性が高く銃刀法に抵触する可能性が高いと予想しています。

主にHiKOKIが得意とする構造ですが、2020年にはマキタがエアスプリング方式に関する国内出願を行っており、日本国内でのエアスプリング方式採用の電動釘打ち機に一縷の望みが出てきました。

スプリング方式

フィニッシュネイラなど小径の釘打ち機で採用されているのが、バネの反発力を使用した「スプリング方式」です。

• 採用メーカー
  • Hilti

金属ばねを使用した釘打ち機は古くから存在しており、電動のピンネイラやフィニッシュネイラではスプリング方式の電動釘打ち機が主流になりつつあります。

より大きい釘に対応するスプリング方式の釘打ち機としては、Hiltiのコンクリートネイラが販売されています。しかし、実際の大工現場などが求める釘打ち機のサイズは大きくても常圧釘打ち機以下に収める必要があり、大型化が避けられないスプリング方式はこれ以上の発展が難しい方式と言えます。

プリチャージ方式

電動釘打ち機ではありませんが、コードレスの釘打ち機を実現している方式として、ニュージーランドの空気工具メーカー Airbow Systems社が「プリチャージ方式」を採用しています。

• 採用メーカー
  • Airbow

プリチャージ方式は、釘打ち機下部に備えられた内蔵エアタンク内に貯め込んだ超高圧の圧縮空気を使用する方式です。モーターやバッテリーなどの重量部品を搭載しないため、コードレス釘打ち機の中では最も軽く、従来の空気工具の釘打ち機と同じようにメンテナンス性に優れているのも特徴です。

この方式は狩猟・競技用空気銃のプリチャージ式と同じ構造であり、銃刀法規制の影響を強く受けると予想されるため、日本国内での販売はほぼ不可能と考えられます。

電動釘打ち機 最大の欠点は「重量」、次世代パワーデバイス待ち

ここまで電動釘打ち機について紹介しましたが、先行している欧米市場で電動釘打ち機の普及があまり進んでいない理由こそ「重量」です。

電動釘打ち機はモーター・バッテリー・打ち込み機構などを搭載しているため、空気工具よりも約1～2kgほど重く取り回しの悪い欠点があります。そのため、ユーザーの大半は従来の空気釘打ち機を使用しています。

日本市場については、より軽量な「高圧空気工具」が大きなシェアを占めており、現状の電動釘打ち機の重量では市場への浸透は難しいものと予想しています。国内で電動釘打ち機が本格的に普及するためには現状の半分以下の軽量化が必須となるでしょう。

筆者は、重量問題を解決する根本的な解決策こそ、次世代バッテリーや次世代半導体など新世代の電子デバイスにあると予想しています。

電動釘打ち機を軽量化させるには、モーターを含めたメカ部分の小型化が必要であり、メカ部の小型化による打ち込み力低下を補うにはモーターの更なる高出力化が必要です。これらを実現するには、更なる小型高出力の次世代バッテリーの登場や、次世代高効率モーターの研究が求められます。

現状ではまだまだ課題の多い電動釘打ち機ですが、2020年代の後半には技術開発も進み、釘打ち機の市場は「空気工具から電動工具へ」の転換が進み、現場からコンプレッサーが無くなる日も来ると予想しています。

1. Pusher mechanism for powered fastener driver｜US20190314967A1