JP7359219B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、止具を打撃するように作動可能な打撃部と、打撃部を作動させる駆動部と、を備えた打込機に関する。

止具を打撃するように作動可能な打撃部と、打撃部を作動させる駆動部と、を備えた打込機は、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、ハウジング、モータ、ハウジング内に設けられた打撃部としてのドライバブレード、ハウジング内に設けたクラッチ、戻りバネ、制御回路、電池パック、トリガ及びプッシュレバーを有する。

特許文献１に記載された打込機は、トリガが操作され、かつ、プッシュレバーが相手材に押し付けられると、制御回路は、電池パックからモータに電流供給し、モータを回転させる。クラッチが接続されていると、モータの回転力でドライバブレードが作動し、釘を相手材に打ち込む。クラッチが解放されると、ドライバブレードは、戻りバネの力で元の位置に戻って停止する。また、制御回路は、ドライバブレードが釘を打ち込んだ後、モータを停止させる。

特開２００８－６８３５９号公報

本願発明者は、打撃部が作動された時点から、打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を変更できない、という課題を認識した。

本発明の目的は、打撃部が作動された時点から、打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を変更可能な打込機を提供することにある。

一実施形態の打込機は、止具を打撃可能な第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に作動可能な打撃部と、前記打撃部が作動可能に設けられたハウジングと、前記ハウジングに設けられ、かつ、停止している前記打撃部を作動させるために操作される操作部材と、前記ハウジングに設けられ、前記操作部材が操作されると、前記打撃部を前記第２方向に作動させる第１駆動部と、前記第１駆動部によって作動された前記打撃部を、前記第１方向に作動させる第２駆動部と、を備えた、打込機であって、前記ハウジングに設けられ、かつ、複数種類のモードの何れかを選択するために操作されるモード切替部と、前記打撃部が前記第２方向へ作動された時点から、前記打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を、前記モード切替部によって選択されたモードの種類に応じて変更する制御部と、を有する。

一実施形態の打込機によれば、打撃部が作動された時点から、打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を変更可能である。

本発明の打込機の実施形態１を示す側面断面図である。 図１の打込機で打撃部が下死点に位置する状態の側面断面図である。 図１の打込機のモータケースの内部構造を示す側面断面図である。 本発明の打込機の制御系統を示すブロック図である。 打込機の実施形態１で打撃部が待機位置にある状態の側面断面図である。 打込機の実施形態１で打撃部が上死点にある状態の側面断面図である。 打込機に設けられた制御部が行うデューティ比の制御例を示す線図である。 制御部が行う電流値制御の一例を示す線図である。 制御部が行う起動時制御に対応するフローチャートである。 制御部が行う定電流値の補正制御に対応するフローチャートである。 打込機に設けられた制御部が行う電流値制御の他の例を示す線図である。 本発明の打込機の実施形態２であり、シリンダケースの内部構造を示す側面断面図である。 打込機の実施形態２であり、装着部の内部構造を示す側面断面図である。 打込機の実施形態２であり、モータケースの内部構造を示す側面断面図である。 打込機の実施形態２であり、変換部を示す図である。

本発明の打込機のいくつかの実施形態を、図面に基づいて説明する。

（実施形態１） 打込機の実施形態１は、図１、図２及び図３に示されている。打込機１０は、具体的には釘打機であり、打込機１０は、ハウジング１１、打撃部１２、マガジン１３、電動モータ１４、変換部１５、制御部４０、電池パック１７及びウェイト１８を有する。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が本体部１９に固定されている。図２のように、射出部２３は射出路２４を有する。プッシュレバー５３が射出部２３に取り付けられており、プッシュレバー５３は、射出部２３に対して移動可能である。

マガジン１３は、モータケース２１及び射出部２３により支持されている。マガジン１３は、止具２５を複数収容する。止具２５は、例えば軸形状の釘である。マガジン１３はフィーダ５４を有する。フィーダ５４は、スプリング５５の付勢力を受けており、フィーダ５４は、マガジン１３に収容された止具２５を射出路２４へ供給する。

打撃部１２は、本体部１９の内外に亘って設けられている。打撃部１２は、本体部１９内に配置されたプランジャ２６と、プランジャ２６に固定されたドライバブレード２７と、を有する。ドライバブレード２７は金属製である。ガイドシャフト２８が本体部１９内に設けられている。軸線Ａ１はガイドシャフト２８の中心線である。

プランジャ２６は、ガイドシャフト２８の外周面に取り付けられており、打撃部１２は、ガイドシャフト２８に沿って軸線Ａ１方向に作動可能である。打撃部１２が作動すると、ドライバブレード２７は射出路２４内で移動する。

ウェイト１８は、ハウジング１１が受ける反動を抑制する。ウェイト１８は、ガイドシャフト２８に対して作動可能に取り付けられている。スプリング３６が本体部１９内に配置され、スプリング３６は、軸線Ａ１方向でプランジャ２６とウェイト１８との間に配置されている。スプリング３６は、一例として金属製の圧縮コイルスプリングを用いることが可能である。スプリング３６は、軸線Ａ１方向に沿って伸縮可能である。

ウェイトバンパ３７及びプランジャバンパ３８が、本体部１９内に設けられている。プランジャ２６は、プランジャバンパ３８に近づく第１方向Ｄ１の付勢力を、スプリング３６から受ける。ウェイト１８は、ウェイトバンパ３７に近づく第２方向Ｄ２の付勢力を、スプリング３６から受ける。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは互いに逆向きである。

図２において、打撃部１２またはプランジャ２６またはウェイト１８が、第１方向Ｄ１にそれぞれ作動することを下降と呼ぶ。図２において、打撃部１２またはプランジャ２６またはウェイト１８が、第２方向Ｄ２にそれぞれ作動することを上昇と呼ぶ。

図１に示す電池パック１７は、装着部２２に対して取り付け及び取り外し可能である。電池パック１７は、収容ケースと、収容ケース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に供給可能である。

図１のように、制御部４０は、装着部２２内に設けられている。制御部４０は、入力ポート、出力ポート、演算処理部、タイマー及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。図３のように、モータ基板５６がモータケース内に設けられ、モータ基板５６は、図４に示すインバータ回路４１を有する。インバータ回路４１は、電池パック１７と電動モータ１４との間の電気回路５７の一部を構成する要素である。インバータ回路４１は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子は、それぞれ単独でオン及びオフが可能である。

制御部４０は、電池パック１７から電動モータ１４に電流を供給する場合に、インバータ回路４１は、所要時間内において、スイッチング素子のオンとオフとを交互に繰り替える制御を行う。所要時間内にスイッチング素子がオンされる割合が、デューティ比である。制御部４０は、電池パック１７から電動モータ１４に電流を供給しない場合、インバータ回路４１のスイッチング素子をオフに維持する。

図１のように、トリガ４２及びトリガスイッチ４３がハンドル２０に設けられており、ユーザがトリガ４２に操作力を加えるとトリガスイッチ４３がオンする。ユーザがトリガ４２に加えた操作力を解除すると、トリガスイッチ４３がオフする。トリガスイッチ４３は信号を出力する。図４に示す回転角度検出センサ４４がハウジング１１内に設けられている。回転角度検出センサ４４は、電動モータ１４の回転角度及び回転速度に応じた信号を出力する。図１及び図２に示すように、ウェイト検出スイッチ６２がハウジング１１内に設けられている。ウェイト検出スイッチ６２は、軸線Ａ１に沿った方向におけるウェイト１８の位置を検出して信号を出力する。

さらに、図１及び図２のように、モード切替部５９がハウジング１１、例えば装着部２２に設けられている。モード切替部５９は、例えば、モード切り替えスイッチ５９Ａを有する。ユーザは、モード切り替えスイッチ５９Ａを操作することにより、複数種類のモード、例えば高速モードと低速モードとを切り替えて選択する。モード切替部５９は、選択されたモードに応じて信号を出力する。さらに、図１のように、プッシュレバースイッチ６０が、マガジン１３に設けられている。プッシュレバースイッチ６０は、プッシュレバー５３が相手材Ｗ１に押し付けられているか、相手材Ｗ１から離間されているかに応じた信号を出力する。

さらに、図４のように、電池パック１７から電動モータ１４に供給される電流値を検出して信号を出力する電流値検出センサ６１が設けられている。制御部４０は、トリガスイッチ４３の信号、回転角度検出センサ４４の信号、モード切替部５９の信号、プッシュレバースイッチ６０の信号、電流値検出センサ６１の信号、ウェイト検出スイッチ６２の信号を処理し、かつ、インバータ回路４１を制御する。

図３のように、電動モータ１４は、モータ軸４６を有するブラシレスモータである。電動モータ１４は、電池パック１７から電動モータ１４に電流が供給されると、モータ軸４６が回転する。減速機４７がモータケース２１内に配置されている。減速機４７は、複数組の遊星歯車機構、入力要素４８、出力要素４９及び回転規制機構６３を有する。モータ軸４６、入力要素４８及び出力要素４９は、軸線Ａ２を中心として同心状に配置されている。

入力要素４８はモータ軸４６に接続されている。回転規制機構６３は、電動モータ１４の回転力で出力要素４９が回転することを許容し、かつ、打撃部１２から出力要素４９に回転力が加えられた場合に、出力要素４９が回転することを防止する。

図２に示す変換部１５は、出力要素４９の回転力を打撃部１２の作動力及びウェイト１８の作動力に変換する。変換部１５は、第１ギヤ５０、第２ギヤ５１及び第３ギヤ５２を有する。第１ギヤ５０は、出力要素４９に固定されている。第２ギヤ５１は、第１ギヤ５０及び第３ギヤ５２に噛み合っている。カムローラ７０が第１ギヤ５０に設けられ、カムローラ５８が第２ギヤ５１に設けられ、カムローラ７１が第３ギヤ５２に設けられている。

電動モータ１４のモータ軸４６が回転すると、モータ軸４６の回転力が減速機４７を介して第１ギヤ５０に伝達される。第１ギヤ５０が回転すると、カムローラ７０はプランジャ２６に係合及び解放可能である。第２ギヤ５１が回転すると、カムローラ５８はプランジャ２６に係合及び解放可能である。第３ギヤ５２が回転すると、カムローラ７１は、ウェイト１８に係合及び解放可能である。

次に、打込機１０の使用例を説明する。ユーザがトリガ４２に対する操作力を解除し、かつ、プッシュレバー５３が相手材Ｗ１から離間されていると、制御部４０は、インバータ回路４１を制御し、電動モータ１４に対する電力の供給を停止させている。電動モータ１４が停止していると、打撃部１２は、図５のように待機位置で停止している。ここで、打撃部１２が待機位置は、プランジャ２６がプランジャバンパ３８から離間している状態を一例として説明する。また、打撃部１２が待機位置で停止していると、ドライバブレード２７の一部が射出路２４に位置している。フィーダ５４により付勢さる止具２５は、ドライバブレード２７に接触し、かつ、射出路２４の手前で停止している。

打撃部１２が待機位置にあると、カムローラ７０，５８の少なくとも一方がプランジャ２６に係合されている。また、スプリング３６の付勢力が打撃部１２に加わり、打撃部１２から出力要素２９に回転力が加わっている。回転規制機構６３は、出力要素４９の回転を防止している。したがって、打撃部１２は待機位置で停止している。また、カムローラ７１は、ウェイト１８から離間され、ウェイト１８は、ウェイトバンパ３７に接触した上死点で停止している。

ユーザがトリガ４２に操作力を付加し、かつ、プッシュレバー５３を相手材Ｗ１に押し付けると、制御部４０は、インバータ回路４１を制御することにより、電池パック１７から電動モータ１４に電力を供給させる。モータ軸４６の回転力は、減速機４７で増幅されて第１ギヤ５０に伝達され、第１ギヤ５０が回転する。

第１ギヤ５０が回転すると、プランジャ２６は、スプリング３６の付勢力に抗して第２方向Ｄ２で作動する。つまり、打撃部１２は上昇する。さらに、第３ギヤ５２が回転し、カムローラ７１がウェイト１８に係合すると、ウェイト１８が第１方向Ｄ１で作動する。つまり、ウェイト１８はウェイトバンパから離間し、かつ、下降する。

第１ギヤ５０及び第２ギヤ５１の回転中、カムローラ７０がプランジャ２６から解放される。そして、打撃部１２が上死点に到達する前に、ドライバブレード２７の全部が射出路２４から退出する。このため、フィーダ５４に付勢される１個の止具２５が射出路２４へ供給され、かつ、停止する。

電動モータ１４の回転に伴い、打撃部１２が図６のように上死点に到達し、かつ、ウェイト１８が下死点に到達する。さらに、カムローラ５８がプランジャ２６から解放され、打撃部１２は第１方向Ｄ１で作動、つまり、下降する。また、カムローラ７１がウェイト１８から解放され、ウェイト１８は第２方向Ｄ２で作動する。

打撃部１２が下降すると、ドライバブレード２７は射出路２４に位置する止具２５を打撃可能である。止具２５は相手材Ｗ１に打ち込まれる。ドライバブレード２７が止具２５を打撃した後、図２のようにプランジャ２６がプランジャバンパ３８に衝突する。プランジャバンパ３８は打撃部１２の運動エネルギの一部を吸収する。プランジャ２６がプランジャバンパ３８に接触した状態が、打撃部１２の下死点である。なお、ドライバブレード２７が止具２５を相手材Ｗ１に打ち込んだ反動で、プッシュレバー５３は相手材Ｗ１から離間する。

また、第２方向Ｄ２に作動したウェイト１８は、ウェイトバンパ３７に衝突して停止する。ウェイトバンパ３７はウェイト１８の運動エネルギの一部を吸収する。ウェイトバンパ３７に接触したウェイト１８の位置は、ウェイト１８の上死点である。このように、打撃部１２が第１方向Ｄ１で作動して止具２５を打撃する際、ウェイト１８は第１方向Ｄ１とは逆の第２方向Ｄ２で作動する。このため、打撃部１２が止具２５を打撃する際の反動を低減可能である。

制御部４０は、軸線Ａ１に沿った方向における打撃部１２の位置を検出しており、打撃部１２が下死点に到達した後も、電動モータ１４を回転させている。このため、カムローラ７０がプランジャ２６に係合し、打撃部１２は第２方向Ｄ２で作動する。なお、カムローラ７１はウェイト１８から解放されており、ウェイト１８はウェイトバンパ３７に接触して停止している。制御部４０は、打撃部１２が図５のように待機位置に到達すると、電動モータ１４を停止させる。制御部４０は、ウェイト検出スイッチ６２の信号から、打撃部１２の位置を推定可能である。

ユーザは、モード切替部５９を操作して、高速モードと低速モードとを切り替えて選択可能である。２種類のモードは、打撃部１２が待機位置から作動した時点から、打撃部１２が所定位置に到達するまでの所要時間を変更するために選択される。所定位置は、打撃部１２の上死点でもよいし、打撃部１２が上死点及び下死点を経由して到達する待機位置であってもよい。高速モードに対応する所要時間は、低速モードに対応する所要時間よりも短い。ユーザは、自分の嗜好に応じて打撃部１２の作動レスポンスを変更可能である。

制御部４０は、モード切替部５９で選択されるモードに応じて、次のような制御を行うことが可能である。

［デューティ比制御］ 制御部が行うデューティ比制御は、高速モードに対応するデューティ比を、低速モードに対応するデューティ比よりも高く設定するものである。図７には、高速モードに対応するデューティ比を略一定の８０％に設定する例、及び低速モードに対応するデューティ比を略一定の６０％に設定する例が示されている。図７には、打撃部が待機位置から作動し、上死点及び下死点を経由して待機位置に至り、かつ、打撃部が待機位置で停止するまでの所要時間、具体的には総合時間ＥＴ１１，ＥＴ１２が示されている。

制御部は、時刻Ｔ１において、電動モータの回転力で打撃部を待機位置から上死点へ作動させる。電動モータに電池パックから電力を供給する場合、デューティ比が高い場合における電動モータの回転速度は、デューティ比が低い場合における電動モータの回転速度よりも高い。つまり、高速モードにおいて打撃部が待機位置から上死点へ作動する速度は、低速モードにおいて打撃部が待機位置から上死点へ作動する速度よりも高い。

打撃部は、高速モードまたは低速モードの何れが選択された場合も、時刻Ｔ１で待機位置から作動されている。打撃部は、高速モードが選択されていると、時刻Ｔ２で待機位置に停止される。これに対して、打撃部は、低速モードが選択されていると、時刻Ｔ３で待機位置に停止される。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの総合時間ＥＴ１１は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの総合時間ＥＴ１２よりも短い。

［定電流制御］ 制御部が行う定電流制御は、高速モードで電動モータに供給される電流値を、低速モードで電動モータに供給される電流値よりも高く設定するものである。制御部は、前述したデューティ比または定電流制御のうち、何れか一方を行う。モード切替部に、デューティ比制御と定電流制御とを切り替えるスイッチが設けられている。ユーザは、デューティ比制御または定電流制御の何れかを選択可能である。

図８の上段及び中段には、高速モードが選択されて電動モータに略一定の電流値６０Ａを供給する例と、低速モードが選択されて電動モータに略一定の電流値４０Ａを供給する例と、が示されている。ここで、電流値６０Ａ，４０Ａは、何れも目標値である。制御部は、電流値検出センサから検出される実際の電流値を、目標値に近づけるように、デューティ比を制御する。制御部は、実際の電流値が目標値未満であると、デューティ比を例えば１％増加させる。制御部は、実際の電流値が目標値を超えていると、デューティ比を例えば１％減少させる。

供給される電流値が高い場合における電動モータの回転速度は、供給される電流値が低い場合における電動モータの回転速度よりも高い。つまり、高速モードにおいて打撃部が待機位置から上死点へ作動する速度は、低速モードにおいて打撃部が待機位置から上死点へ作動する速度よりも高い。

打撃部は、高速モードまたは低速モードの何れが選択された場合も、時刻Ｔ１で待機位置から作動される。打撃部は、高速モードにおいて時刻Ｔ２で上死点に至り、時刻Ｔ５で待機位置に停止される。打撃部は、低速モードにおいて時刻Ｔ４で上死点に至り、時刻Ｔ７で待機位置に停止される。時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの経過時間ＥＴ１は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ４までの経過時間ＥＴ３よりも短い。このため、時刻Ｔ１から時刻Ｔ５までの総合時間ＥＴ４は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ７までの総合時間ＥＴ６よりも短い。

［起動時制御］ 制御部は、低速モードが選択された場合に、定電流制御を行うことなく、起動時制御を行うことが可能である。モード切替部が、起動時制御の有無を選択するスイッチを有しており、ユーザは、起動時制御の有無を任意に選択可能である。起動時制御は、電動モータ１４に供給される電流値を、図８の下段に示すように制御するものである。制御部は、時刻Ｔ１から時刻ＴＡまでの間、電流値を略一定の４０Ａに制御する。制御部は、電動モータの回転速度が予め定められた所定値まで上昇したことを時刻ＴＡで検出すると、電動モータに供給する電流値の目標値を、略一定の４０Ａから、略一定の６０Ａに変更する。

制御部は、時刻Ｔ３で打撃部１２が上死点に到達したことを検出すると、電流値を低下させる。制御部は、時刻Ｔ６で打撃部１２が待機位置に到達したことを検出すると、電動モータを停止させる。時刻Ｔ１から時刻Ｔ３までの経過時間ＥＴ２は、経過時間ＥＴ１よりも長く、かつ、経過時間ＥＴ３よりも短い。時刻Ｔ１から時刻Ｔ６までの総合時間ＥＴ５は、総合時間ＥＴ４よりも長く、かつ、総合時間ＥＴ６よりも短い。

起動時制御の一例が、図９Ａのフローチャートに示されている。制御部は、ステップＳ１で電動モータ１４を回転させる。制御部は、ステップＳ２において、電動モータが回転されてから、所要時間以上経過したか否かを判断する。所要時間は、時刻Ｔ１から時刻ＴＡまでの時間であり、かつ、所要時間は、制御部に記憶されている。

制御部は、ステップＳ２でＮｏと判断すると、ステップＳ３で略一定の電流値４０Ａを設定し、図９Ａの制御を終了する。制御部は、ステップＳ２でＹｅｓと判断すると、ステップＳ４で略一定の電流値４０Ａから、略一定の電流値６０Ａに変更し、図９Ａの制御を終了する。

［定電流値の補正制御］ 制御部は、打撃部が作動してから所定位置に至るまでの所要時間を、打撃部が作動する時期毎に、略一定に調整可能である。この制御は、高速モード及び低速モードのそれぞれにおいて行われる。

ここで、所要時間は、図１０のように複数種類の定義が可能である。図１０は、電流値６０Ａが示されているが、電流値４０Ａであってもよい。まず、打撃部が待機位置から作動される時刻Ｔ１から、打撃部が上死点及び下死点を経由し、かつ、打撃部が待機位置に到達して停止する時刻Ｔ５までの総合時間ＥＴ２０を、所要時間として定義可能である。これに対して、打撃部が待機位置から作動する時刻Ｔ１から、打撃部が上死点に至る時刻Ｔ２までの経過時間ＥＴ２１を、所要時間として定義することも可能である。なお、制御部は、経過時間ＥＴ２１をタイマーで計測するにあたり、ウェイト検出スイッチの信号、または、回転角度検出センサの信号の何れを用いてもよい。

制御部が行う制御の一例は、図９Ｂのフローチャートに示されている。制御部は、ステップＳ１１において、電動モータを回転させる。制御部は、ステップＳ１２において、打撃部を前回以前に作動させた場合における実際の所要時間が、所要時間の目標値以上であるか否かを判断する。制御部は、高速モード及び低速モードのそれぞれについて、所要時間の目標値を記憶している。高速モードにおける所要時間の目標値は、低速モードにおける所要時間の目標値よりも短い。

制御部は、ステップＳ１２においてＮｏと判断すると、ステップＳ１３において、今回、打撃部を作動させるにあたり、電動モータの電流値を定電流値に維持するか、または、定電流値よりも低下させる制御を行い、この制御例を終了する。

制御部は、ステップＳ１２でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１４において、今回、打撃部を今回作動させる場合に電動モータに供給する電流値を、定電流値よりも上昇させる制御を行い、この制御例を終了する。

このように、制御部は、前回以前に打撃部が作動してから所定位置に至るまでの所要時間に応じて、今回、打撃部を作動させる場合に、電動モータに供給する電流値を、定電流値から補正可能である。このため、電池パックの電圧及び内部抵抗、変換部における作動抵抗等の条件に関わり無く、打撃部が作動を開始した時点から、所定位置に至るまでの所要時間を、各モード毎に略一定にすることができる。また、打撃部が待機位置から上死点に至るまでの作動速度を、各モード毎に略一定にすることができる。したがって、ユーザが打込機を使用する場合のフィーリングが安定する。さらに、ユーザがモードを切り替えることで、電池パックの１回あたりの充電量において、打撃部が第１方向に作動可能な回数、つまり、止具の打ち込み本数を、なるべく増加させることも可能である。

なお、打込機１０は、トリガ４２に対する操作力が解除され、かつ、プッシュレバー５３が相手材Ｗ１から離間されている場合に、打撃部１２が下死点で停止されているものであってもよい。この場合、所要時間は、打撃部１２が下死点から上死点に至るまでの時間、または、打撃部１２が下死点から上死点に到達し、かつ、打撃部１２が第１方向Ｄ１で作動して下死点に至るまでの時間として定義可能である。

（実施形態２） 打込機の実施形態２は、図１１、図１２及び図１３に示されている。打込機１１０は、具体的には釘打機であり、打込機１１０は、ハウジング１１１、打撃部１１２、射出部１１３、電池パック１１４、電動モータ１１５、減速機１１６、変換部１１７及び蓄圧容器１１８を有する。ハウジング１１１は、シリンダケース１１９と、シリンダケース１１９に接続されたハンドル１２０と、シリンダケース１１９に接続されたモータケース１２１と、ハンドル１２０及びモータケース１２１に接続された装着部１２２と、を有する。

電池パック１１４は装着部１２２に対して取り付け及び取り外しが可能である。電動モータ１１５はモータケース１２１内に配置されている。蓄圧容器１１８は、キャップ１２３と、キャップ１２３が取り付けられるホルダ１２４と、を有する。ヘッドカバー１２５がシリンダケース１１９に取り付けられており、蓄圧容器１１８は、シリンダケース１１９内及びヘッドカバー１２５内に亘って配置されている。

シリンダ１２７がシリンダケース１１９内に収容されている。圧力室１２６は、蓄圧容器１１８内及びシリンダ１２７内に亘って形成される。圧力室１２６に圧縮流体が充填されている。圧縮流体は、空気の他、不活性ガスを用いることができる。不活性ガスは、一例として、窒素ガス、希ガスを含む。本開示では、圧力室１２６に空気が充填されている例を説明する。

打撃部１１２は、ハウジング１１１の内部から外部に亘って配置されている。打撃部１１２は、ピストン１２８及びドライバブレード１２９を有する。ピストン１２８は、シリンダ１２７内で中心線Ａ３に沿った方向に作動可能である。中心線Ａ３は、シリンダ１２７の中心線である。図１３のように、ピストン１２８の外周面にシール部材１０１が取り付けられている。シール部材１０１の外周面は、シリンダ１２７の内周面に接触してシール面を形成する。

ピストン１２８とドライバブレード１２９とが別部材で設けられ、ピストン１２８とドライバブレード１２９とが接続されている。打撃部１１２は、中心線Ａ３に沿った方向に作動可能である。

射出部１１３は、シリンダケース１１９の内外に亘って配置されている。射出部１１３は、シリンダケース１１９に対して固定されている。射出部１１３は、バンパ支持部１３１及び筒部１３３を有する。バンパ１３５が、バンパ支持部１３１内に設けられている。バンパ１３５は合成ゴム製、シリコンゴム製の何れでもよい。バンパ１３５は環状であり、バンパ１３５はガイド孔１３６を有する。ドライバブレード１２９は、ガイド孔１３６内で中心線Ａ３に沿った方向に作動可能である。

電動モータ１１５は、モータケース１２１内に設けられている。電動モータ１１５は、回転可能なモータ軸１４１を有するブラシレスモータである。減速機１１６は、入力要素１４４及び出力要素１４８を備えている。入力要素１４４は、モータ軸１４１に連結されている。モータ軸１４１、入力要素１４４及び出力要素１４８は、中心線Ａ４を中心として同心状に配置されている。

変換部１１７は筒部１３３内に配置されている。変換部１１７は、回転軸１４６、ピンホイール１５０、凸部１５２を有する。凸部１５２は、ラックと定義可能である。回転軸１４６は、出力要素１４８に連結されている。ピンホイール１５０は、回転軸１４６に固定されている。ピンホイール１５０は、回転方向に間隔をおいて配置された複数のピニオンピン１５１を有する。凸部１５２は、ドライバブレード１２９の作動方向に間隔をおいて複数配置されている。

ピンホイール１５０が回転されると、ピニオンピン１５１は、凸部１５２に対して係合可能及び解放可能である。ピニオンピン１５１及び凸部１５２は、ラック・アンド・ピニオン機構を構成している。

打撃部１１２は、圧力室１２６の圧力で第１方向Ｄ３に常に付勢されている。打撃部１１２が図１１で第２方向Ｄ４で作動することを上昇と定義する。第１方向Ｄ３及び第２方向Ｄ４は中心線Ａ３と平行であり、かつ、第２方向Ｄ４は第１方向Ｄ３とは逆向きである。打撃部１１２は、圧力室１２６の圧力に抗して第２方向Ｄ４で作動可能である。打撃部１１２が圧力室１２６の圧力で第１方向Ｄ３で移動することを下降と定義する。

回転規制機構１４９が、筒部１３３内に設けられている。回転規制機構１４９は、電動モータ１１５の回転力で、回転軸１４６が回転することを許容する。回転規制機構１４９は、ドライバブレード１２９の第１方向Ｄ３の力がピンホイール１５０に伝達されて、回転軸１４６が回転することを防止する。

図１１に示すように、トリガ１５４及びトリガスイッチ１５７が、ハンドル１２０に設けられている。トリガスイッチ１５７は、トリガ１５４に加わる操作力の有無を検出し、かつ、検出結果に応じた信号を出力する。

電池パック１１４は、収容ケースと、収容ケース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等、公知の電池セルを任意に用いることができる。電池パック１１４は直流電源であり、放電のみが可能な一次電池でもよい。

また、図１１のように、止具１５９を収容するマガジン１６０が設けられ、マガジン１６０は射出部１１３及び装着部１２２により支持されている。止具１５９は、例えば軸形状の釘である。射出部１１３は、射出路１６６を有する。マガジン１６０はフィーダを有し、フィーダは、マガジン１６０内の止具１５９を射出路１６６へ送る。

射出部１１３にプッシュレバー１６４が取り付けられている。プッシュレバー１６４は、射出部１１３に対して中心線Ａ３に沿った方向の所定範囲内で作動可能である。ユーザは、プッシュレバー１６４の先端を相手材Ｗ２に接触及び離間させる。

図１２に示すように、制御部１６７が装着部１２２内からモータケース１２１内に亘って設けられている。制御部１６７は、入力ポート、出力ポート、演算処理部、タイマー及び記憶部を有するマイクロコンピュータである。

基板１３８がモータケース１２１内に設けられ、インバータ回路１６８が基板１３８に設けられている。インバータ回路１６８は、電動モータ１１５と電池パック１１４とを接続及び遮断する。インバータ回路１６８は、複数のスイッチング素子を備え、複数のスイッチング素子は単独でオン・オフが可能である。インバータ回路１６８は、電動モータ１１５と電池パック１１４との間の電気回路の一部を構成する要素である。制御部１６７は、インバータ回路１６８を制御することにより、電動モータ１１５の回転及び停止、電動モータ１１５の回転速度を制御する。

また、打込機１１０は、図４に示された制御系統を備えている。プッシュレバースイッチ１６９及び回転角度検出センサ１７０が、ハウジング１１１内に設けられている。プッシュレバースイッチ１６９は、プッシュレバー１６４が相手材Ｗ２に押し付けられているか否かを検出して信号を出力する。回転角度検出センサ１７０は、電動モータ１１５のモータ軸１４１の回転角度を検出して信号を出力する。

電池パック１１４から電動モータ１１５に供給される電流値を検出して信号を出力する電流値検出センサ１７１が設けられている。さらに、モード切替部１０７が、ハウジング１１１、一例として、装着部１２２に設けられている。モード切替部１０７は、例えば、モード切り替えスイッチ１０７Ａを有する。ユーザは、モード切り替えスイッチ１０７Ａを操作して高速モードと低速モードとを切り替え可能である。なお、打込機１１０は、ウェイト検出スイッチ６２を備えていない。

トリガスイッチ１５７、プッシュレバースイッチ１６９、回転角度検出センサ１７０及びモード切替部１０７から出力される信号は、制御部１６７に入力される。制御部６７は、入力される信号を処理して、インバータ回路１６８を制御する。このように、制御部１６７は、電動モータ１１５の停止、回転および回転速度を制御する。

次に、打込機１１０の使用例を説明する。制御部１６７は、トリガ１５４に操作力が加えられていないこと、またはプッシュレバー１６４が相手材Ｗ２に押し付けられていないこと、のうち、少なくとも一方を検出すると、インバータ回路１６８を制御して、電動モータ１１５に対する電力の供給を停止する。このため、電動モータ１１５は停止し、打撃部１１２は、待機位置で停止されている。ここで、打撃部１１２の待機位置は、ピストン１２８が、バンパ１３５から離間している状態を一例として説明する。図１１に実線で示された打撃部１１２の位置は、下死点である。図１１に二点鎖線で示された打撃部１１２の位置は、上死点である。打撃部１１２の下死点は、ピストン１２８がバンパ１３５に接触した状態である。打撃部１１２の上死点は、ピストン１２８がバンパ１３５から最も離間した状態である。打撃部１１２の待機位置は、打撃部１１２の上死点と下死点との間である。

圧力室１２６の圧力は、常に打撃部１１２に加わっており、打撃部１１２は第１方向Ｄ３で付勢されている。打撃部１１２は、次の作用で待機位置に停止されている。ピニオンピン１５１と凸部１５２とが係合し、打撃部１１２が圧力室１２６から受ける付勢力は、ピンホイール１５０に伝達され、ピンホイール１５０は、図１４で時計回りの回転力を受ける。回転規制機構１５３は、回転軸１４６の回転を防止し、打撃部１１２は待機位置で停止されている。

制御部１６７は、トリガ１５４に操作力が加えられていること、及びプッシュレバー１６４が相手材Ｗ２に押し付けられていること、を検出すると、インバータ回路１６８を制御して電池パック１１４の電力を電動モータ１１５に供給し、電動モータ１１５が回転する。電動モータ１１５の回転力は、減速機１１６を経由して回転軸１４６に伝達される。すると、回転軸１４６及びピンホイール１５０は、図１４で反時計回りに回転する。減速機１１６は、ピンホイール１５０の回転速度を、電動モータ１１５の回転速度よりも低速にする。

ピンホイール１５０の回転力は、打撃部１１２に伝達され、打撃部１１２が図１１において上昇する。打撃部１１２が上昇すると圧力室１２６の圧力が上昇する。ピストン１２８が上死点に到達すると、全てのピニオンピン１５１が凸部１５２から解放される。打撃部１１２は、圧力室１２６の圧力で図１１において下降する。打撃部１１２が下降すると、ドライバブレード１２９は、射出路１６６に有る止具１５９を打撃し、止具１５９は相手材Ｗ２に打ち込まれる。また、ピストン１２８は、止具１５９が相手材Ｗ２に打ち込まれた後、バンパ１３５に衝突する。バンパ１３５は、打撃部１１２の運動エネルギの一部を吸収する。ドライバブレード１２９が止具１５９を相手材Ｗ２に打ち込んだ反動で、プッシュレバー１６４は、相手材Ｗ２から離間する。

制御部１６７は、回転角度検出センサ１７０の信号を処理して、中心線Ａ３に沿った方向における打撃部１１２の位置を検出し、かつ、打撃部１１２が待機位置に到達したか否かを検出する。制御部１６７は、打撃部１１２が待機位置に到達すると、インバータ回路１６８を制御して電動モータ１１５を停止させる。

ユーザは、モード切替部１０７を操作することにより高速モードと低速モードとを切り替え可能である。制御部１６７は、前述したデューティ比制御、定電流制御、起動時制御、定電流値の補正制御のうち、少なくとも１つの制御を行うことが可能である。打込機１１０の制御部１６７は、打込機１０の制御部４０と同様の制御を行うことができ、実施形態２の打込機１１０は、実施形態１の打込機１０と同様の効果を得ることが可能である。

なお、打込機１１０は、トリガ１５４に対する操作力が解除され、かつ、プッシュレバー１６４が相手材Ｗ２から離間されている場合に、打撃部１１２が下死点で停止されているものであってもよい。この場合、打撃部１１２が下死点から上死点に至るまでの時間、または、打撃部１１２が下死点から上死点に到達し、かつ、打撃部１１２が第１方向Ｄ３で作動して下死点に至るまでの時間を、所要時間と定義可能である。

ここで、打込機の実施形態１及び実施形態２で説明した事項の技術的意味の一例は、次の通りである。打込機１０，１１０は、打込機の一例である。打撃部１２，１１２は、打撃部の一例である。ハウジング１１，１１１は、ハウジングの一例である。トリガ４２，１５４、及びプッシュレバー５３，１６４は、操作部材の一例である。電動モータ１４，１１５、変換部１５，１１７は、それぞれ第１駆動部の一例である。スプリング３６及び圧縮気体が充填された蓄圧容器１１８は、それぞれ第２駆動部の一例である。電池パック１７，１１４は、電源の一例である。

モード切替部５９，１０７は、モード切替部の一例である。高速モード及び低速モードは、複数種類のモードの一例である。高速モードは、第１モードの一例であり、低速モードは、第２モードの一例である。制御部４０，１６７は、制御部の一例である。制御部４０，１６７は、制御回路と定義することも可能である。打撃部１２，１１２の上死点は、それぞれ第１位置の一例である。打撃部１２，１１２の下死点は、打撃部の第２位置の一例である。また、打撃部１２，１１２の待機位置及び下死点は、それぞれ停止位置の一例である。さらに、打撃部１２，１１２の待機位置及び上死点は、それぞれ所定位置の一例である。第１方向Ｄ１，Ｄ３は、それぞれ第１方向の一例である。第２方向Ｄ２，Ｄ４は、それぞれ第２方向の一例である。

電動モータ１４，１１５は、電動モータの一例である。インバータ回路４１，１６８は、それぞれスイッチ部の一例である。図８に示す略一定の電流値６０Ａは、第１電流値の一例であり、略一定の電流値４０Ａは、第２電流値の一例である。電動モータに供給する電流値を、略一定の電流値６０Ａにする制御が、第１制御の一例である。電動モータに供給する電流値を、略一定の電流値４０Ａにする制御が、第２制御の一例である。制御部４０，１６７が、図９ＡのステップＳ２の判断を行うために所要時間を検出する制御は、第３制御の一例である。制御部４０，１４７が、図９ＡのステップＳ２の判断結果に応じて行うステップＳ３，Ｓ４の処理は、第４制御の一例である。図１０に示されている総合時間ＥＴ２０及び経過時間ＥＴ２１は、それぞれ所要時間の一例である。

打込機は、上記した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、制御部は、電気部品または電子部品の単体でもよいし、複数の電気部品または複数の電子部品を有するユニットでもよい。電気部品または電子部品は、プロセッサ、制御回路及びモジュールを含む。また、打撃部が、前回作動に要した所要時間に限らず、過去の打撃部の作動履歴であればよい。

ハウジングは、内部が中空であればよい、ハウジングは、ケーシングまたはボディでもよい。操作部材は、ユーザが操作するレバー、スイッチ、プランジャ、アームなどを含む。操作部材の作動方向は、直線状または円弧状の何れでもよい。操作部材は、ユーザの手が接触するものに限らず、相手材に接触されるものを含む。第２駆動部は、金属製のスプリング、ガススプリングに代えて、磁石を用いることも可能である。この場合は、打撃部の一部は、磁性材料製である。磁石は、吸引力または反発力により、打撃部を第１方向に作動させる。

電動モータに電力を供給する電源は、直流電源に代えて交流電源でもよい。複数種類のモードは、３種類以上あってもよい。複数種類のモードは、打撃部の作動速度、具体的には、モータの回転速度がそれぞれ異なる。第１モード及び高速モードに対応する電流値は６０Ａに限定されず、第２モード及び低速モードに対応する電流値は４０Ａに限定されない。第１モード及び高速モードに対応する電流値が、第２モード及び低速モードに対応する電流値を超えていればよい。止具は、釘、鋲、アーチ形状のステープル何れでもよい。

１０，１１０…打込機、１１，１１１…ハウジング、１２，１１２…打撃部、１４，１１５…電動モータ、１５，１１７…変換部、１７，１１４…電池パック、３６…スプリング、３８…プランジャバンパ、４０，１６７…制御部、４１，１６８…インバータ回路、４２，１５４…トリガ、５３，１６４…プッシュレバー、５９，１０７…モード切替部、１１８…蓄圧容器、１３５…バンパ、Ｄ１，Ｄ３…第１方向、Ｄ２，Ｄ４…第２方向

Claims (9)

1. 止具を打撃可能な第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に作動可能な打撃部と、
   前記打撃部が作動可能に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、停止している前記打撃部を作動させるために操作される操作部材と、
   前記ハウジングに設けられ、電動モータを有し、前記操作部材が操作されると、前記打撃部を前記第２方向に作動させる第１駆動部と、
   前記第１駆動部によって作動された前記打撃部を、前記第１方向に作動させる第２駆動部と、
   を備えた、打込機であって、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、複数種類のモードの何れかを選択するために操作されるモード切替部と、
   前記打撃部が前記第２方向へ作動された時点から、前記打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を、前記モード切替部によって選択されたモードの種類に応じて変更する制御部と、
   を有し、
   前記打撃部は、第１位置から第２位置へ近づくように前記第１方向に作動可能であり、かつ、前記第２位置から前記第１位置へ近づくように前記第２方向に作動可能であり、
   前記所定位置は、前記第１位置であり、
   前記制御部は、前記電動モータの回転速度を前記モードの種類に応じて制御することにより、前記第１位置と前記第２位置との間で停止されている前記打撃部が前記第２方向に作動された時点から、前記打撃部が前記第１位置に至るまでの前記所要時間を変更する、打込機。
2. 前記電動モータに電力を供給する電源と、
   前記電動モータと前記電源との間に設けられ、かつ、オン・オフ可能なスイッチ部と、
   が、更に設けられ、
   前記制御部は、前記スイッチ部のオン割合であるデューティ比を、前記モードの種類に応じて制御することにより、前記電動モータの回転速度を制御する、請求項１記載の打込機。
3. 前記制御部は、前記電動モータに供給される電流値を、前記モードの種類に応じて制御することにより、前記電動モータの回転速度を制御する、請求項１記載の打込機。
4. 前記モード切替部は、
   第１モードと、
   前記所要時間が前記第１モードよりも長い第２モードと、
   を切り替えて選択可能であり、
   前記制御部は、
   前記第１モードが選択されると前記電動モータに第１電流値を供給する第１制御と、
   前記第２モードが選択されると前記電動モータに前記第１電流値よりも低い第２電流値を供給する第２制御と、
   を切り替えて行うことが可能である、請求項３記載の打込機。
5. 前記制御部は、前記第２制御を行って前記電動モータの回転速度が所定値まで上昇すると前記第２制御を終了し、かつ、前記電動モータに前記第１電流値を供給する、請求項４記載の打込機。
6. 前記制御部は、
   前記所要時間を検出する第３制御と、
   前記所要時間を検出した後に前記打撃部を作動させる場合に、前記電動モータに供給する電流値を、前記所要時間と予め定められている目標値とを比較した結果に基づいて制御する、第４制御と、
   を行う、請求項３乃至５の何れか１項記載の打込機。
7. 止具を打撃可能な第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に作動可能な打撃部と、
   前記打撃部が作動可能に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、停止している前記打撃部を作動させるために操作される操作部材と、
   前記ハウジングに設けられ、電動モータを有し、前記操作部材が操作されると、前記打撃部を前記第２方向に作動させる第１駆動部と、
   前記第１駆動部によって作動された前記打撃部を、前記第１方向に作動させる第２駆動部と、
   を備えた、打込機であって、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、複数種類のモードの何れかを選択するために操作されるモード切替部と、
   前記打撃部が前記第２方向へ作動された時点から、前記打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を、前記モード切替部によって選択されたモードの種類に応じて変更する制御部と、
   を有し、
   前記打撃部は、第１位置から第２位置へ近づくように前記第１方向に作動可能であり、かつ、前記第２位置から前記第１位置へ近づくように前記第２方向に作動可能であり、
   前記所定位置は、前記第１位置と前記第２位置との間に設けられた待機位置であり、
   前記制御部は、前記電動モータの回転速度を前記モードの種類に応じて制御することにより、前記第１位置と前記第２位置との間で停止されている前記打撃部が前記第２方向に作動された時点から、前記打撃部が前記第１位置に至り、かつ、前記打撃部が前記第１方向に作動されて前記第２位置に至り、かつ、前記打撃部が前記第２位置から前記第２方向に作動されて前記待機位置に至るまでの前記所要時間を変更する、打込機。
8. 止具を打撃可能な第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に作動可能な打撃部と、
   前記打撃部が作動可能に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、停止している前記打撃部を作動させるために操作される操作部材と、
   前記ハウジングに設けられ、電動モータを有し、前記操作部材が操作されると、前記打撃部を前記第２方向に作動させる第１駆動部と、
   前記第１駆動部によって作動された前記打撃部を、前記第１方向に作動させる第２駆動部と、
   を備えた、打込機であって、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、複数種類のモードの何れかを選択するために操作されるモード切替部と、
   前記打撃部が前記第２方向へ作動された時点から、前記打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を、前記モード切替部によって選択されたモードの種類に応じて変更する制御部と、
   を有し、
   前記モード切替部は、第１モードと、前記所要時間が前記第１モードよりも長い第２モードと、を切り替えて選択可能であり、
   前記制御部は、前記電動モータに供給される電流値を前記モードの種類に応じて制御することにより、前記電動モータの回転速度を制御して前記所要時間を変更し、
   前記制御部は更に、前記第１モードが選択されると前記電動モータに第１電流値を供給する第１制御と、前記第２モードが選択されると前記電動モータに前記第１電流値よりも低い第２電流値を供給する第２制御と、を切り替えて行うことが可能であり、前記第２制御を行って前記電動モータの回転速度が所定値まで上昇すると前記第２制御を終了し、かつ、前記電動モータに前記第１電流値を供給する、打込機。
9. 止具を打撃可能な第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に作動可能な打撃部と、
   前記打撃部が作動可能に設けられたハウジングと、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、停止している前記打撃部を作動させるために操作される操作部材と、
   前記ハウジングに設けられ、電動モータを有し、前記操作部材が操作されると、前記打撃部を前記第２方向に作動させる第１駆動部と、
   前記第１駆動部によって作動された前記打撃部を、前記第１方向に作動させる第２駆動部と、
   を備えた、打込機であって、
   前記ハウジングに設けられ、かつ、複数種類のモードの何れかを選択するために操作されるモード切替部と、
   前記打撃部が前記第２方向へ作動された時点から、前記打撃部が所定位置に至るまでの所要時間を、前記モード切替部によって選択されたモードの種類に応じて変更する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記電動モータに供給される電流値を前記モードの種類に応じて制御することにより、前記電動モータの回転速度を制御して前記所要時間を変更し、
   前記制御部は更に、前記所要時間を検出する第３制御と、前記所要時間を検出した後に前記打撃部を作動させる場合に、前記電動モータに供給する電流値を、前記所要時間と予め定められている目標値とを比較した結果に基づいて制御する、第４制御と、を行う、打込機。

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