JP2011056613A - 電動式打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】
モータの回転開始から止具が打ち込まれるまでの時間のばらつきを抑制した電動式打込機を提供する。
【解決手段】
モータ７と、ハウジング（２ａ）内で往復移動することによって止具を打込むプランジャ８と、プランジャ８を止具の打撃方向に付勢するバネ９と、モータ７の回転力によってプランジャ８をバネ９の蓄勢方向に移動させる圧縮解放機構（８ｃ、８ｄ、１３、１４、１５、１６）を有し、蓄勢されたバネ９の圧縮力を開放することによってプランジャ８を移動させて止具を打ち込む電動式打込機において、トリガ１０を引いてモータ７の駆動を開始する際のプランジャ８の待機位置を、前回打撃時のプランジャの移動状況に応じて可変させるにように構成した。この可変にさせるために、駆動開始から打込みまでのモータの通電時間Ｔ１に基づいて、打ち込み後のモータ７の通電時間Ｔ２を設定するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は打込機に関し、特に電気モータによってコイルバネを圧縮し、コイルバネの圧縮状態を開放することによって釘やステープル等の止具を打ち込む電動式打込機に関する。

従来、建築内装の幅木、回り縁等の仕上げ建材等の取り付け部材を取り付けるために、取付部材を接着剤により接着した後に、釘頭の小さい細径の仕上用釘等の止具を用いることが広く行われていた。また、屋根の防水シートや断熱材の固定にステープルを用いることが広く行われている。このような無頭釘やステープルを打込むための打込機は、圧縮空気を動力源としたものが広く用いられていたが、近年では動力源として圧縮空気でなく、電気モータを用いた電動式打込機が提案されている。電動式打込機においては、電気モータの駆動力を用いてバネ付勢させたプランジャをバネ付勢力に抗して移動させる。その後プランジャを開放することによって、プランジャに固定されるブレードによって止具を被打込み材に打込むようにした。このプランジャの移動は、内蔵した電気モータと減速歯車とこれらと作用する機構により実現する。このように電気モータを用いて止具を打ち込む技術は、例えば特許文献１により知られている。

公知の打込機では、止具を一発打ち込む動作（一サイクル）が終了後、電動アクチュエータへの供給電源を遮断する機能を有するものがある。たとえば、プランジャが打ち込み後所定位置に達したことを検知するサイクル終了検出スイッチを設け、サイクル終了検出スイッチがプランジャの復帰を検出してから、あらかじめ設定されている待機時間を計測後、モータ電流をオフするようにしている。また、プランジャを引き上げる機構が所定の回転角になったことを検知する停止スイッチの出力を用いてモータを停止させる方法もある。これらの工具では安価なマイクロスイッチなどの有接点スイッチを用いることが知られている。

実開平７−３３５７５号公報

公知の打込機の動力源は、電池やＡＣ電源が使用される。しかし、電池の場合は打ち込み本数の増加により、電池の残容量や充放電回数により電池電圧が変化する。また、ＡＣ電源においては、工事現場のような仮設電源を用いる環境下など電圧変動は大きい状態で稼働させることがあり、打込機に供給される電圧が常に一定であるとは限らない。電動式打込機においては電源電圧が変動すると、モータの回転数が変化して、モータの回転開始から実際の打ち込みまでの時間がばらつくことがある。この時間のばらつきは、連続して打ち込む際の打ち込み間隔のばらつきにつながり、打ち込みフィーリングの低下につながる恐れがある。

本発明は上記背景に鑑みてなされたもので、その目的は、モータの回転開始から止具が打ち込まれるまでの時間のばらつきを抑制した電動式打込機を提供することにある。

本発明の他の目的は、連続して止具を打ち込みする際に、プッシュレバーが押されてから止具が打ち込まれるまでの打ち込み間隔が一定となる電動式打込機を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、電源電圧が低下した場合であってもモータの回転開始から止具の打ち込みに至る時間が一定となるように制御する電動式打込機を提供することにある。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの特徴を説明すれば、次の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、ハウジングと、ハウジング内に収容されるモータと、ハウジング内で往復移動することによって止具を打込むためのプランジャと、プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、モータの回転力によってプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる圧縮解放機構を有し、蓄勢されたバネの圧縮力を開放することによってプランジャを移動させて止具を打ち込む電動式打込機において、トリガを引いてモータの駆動を開始する際のプランジャの待機位置を、打撃時のプランジャの移動状況に応じて可変させるように構成した。プランジャは、バネが最大圧縮された上死点位置と、バネが最大伸張された下死点位置との間で移動可能であり、待機位置は、下死点位置から上死点位置側に移動した位置とするのが好ましい。圧縮解放機構は、モータの回転を減速する減速手段と、減速手段によって回転され側面にピン手段を有するギヤと、ギヤの回転方向を制限するためのワンウェイクラッチ機構を有し、ピンをプランジャに設けられた突起部と当接させることによりプランジャを上死点方向に移動させる。

本発明の他の特徴によれば、モータへの電源供給ラインに、スイッチング素子を直列に接続し、スイッチング素子を制御する制御部を設け、モータへの電源供給は、制御部によってスイッチング素子を用いてトリガスイッチと非連動に制御するように構成した。制御部は、モータが回転を開始して打撃するまでの通電時間（Ｔ１）を計測し、通電時間（Ｔ１）に基づいて打撃後にモータを停止させるまでの通電時間（Ｔ２）を決定し、通電時間（Ｔ２）が経過したらスイッチング素子を用いてモータへの電力供給を遮断させるように構成した。また制御部は、通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より大きいときには、通電時間（Ｔ２）を前回の値より大きくし、通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より小さいときには、通電時間（Ｔ２）を前回の値より小さくする。さらに、制御部は、通電時間（Ｔ１）及び通電時間（Ｔ２）の関係を格納する記憶手段を有し、記憶手段に格納されたデータと実際の打ち込み時の通電時間（Ｔ１）に基づいて、通電時間（Ｔ２）を設定する

本発明のさらに他の特徴によれば、ハウジングと、ハウジング内に収容されるモータと、モータを駆動する電池と、ハウジング内で往復移動することによって止具を打込むためのプランジャと、プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、モータの回転力によってプランジャをバネの蓄勢方向に移動させて所定位置でプランジャを開放する圧縮解放機構を有し、蓄勢されたバネの圧縮力を開放することによってプランジャを移動させて止具を打ち込む電動式打込機において、トリガを引いてモータを駆動させる際のプランジャの待機位置を、電池の残容量に応じて変更するように構成した。例えば、電池の残容量が減少するにつれ待機位置を上死点側に近づけると好ましい。電池の残量は直接電池の電圧を測定することにより直接検出しても良いし、モータが回転を開始して打撃するまでの通電時間を計測することによって間接的に残量を検出するようにしても良い。

請求項１の発明によれば、トリガを引いてモータの駆動を開始する際のプランジャの待機位置を、前回打撃時のプランジャの移動状況に応じて可変させるので、たとえば、電源電圧が低下した場合や、打ち込み機構の経年変化により機械損が変化した場合でも、打撃前のモータの通電時間を一定に保つことが可能になり、打ち込みフィーリングの向上をはかることができる。特に、トリガを引きながら連続打ち込みを行う場合に、プッシュレバーが押されてから打撃までの時間を各打撃の際に一定に保つことができるので、プッシュレバーが押されてから打撃音が発するまで時間が一定となり、作業者は違和感を覚えずに作業を続けることができる。

請求項２の発明によれば、プランジャは、バネが最大圧縮された上死点位置と、バネが最大伸張された下死点位置との間で移動可能であり、待機位置は、下死点位置から上死点位置側に移動した位置であるので、待機位置を調整することにより、モータの回転開始から打撃までの時間間隔を調整することができる。

請求項３の発明によれば、圧縮解放機構のピンが、プランジャに設けられた突起部と当接させることによりプランジャを上死点方向に移動させるので、シンプルな機構でプランジャを上死点方向に移動させることができる。また、プランジャの上死点付近で自動的にピンとプランジャの突起部の当接状態が解除されるように構成すれば、打撃の実行を自動的に行うことができる。

請求項４の発明によれば、モータへの電源供給は、制御部によってスイッチング素子を用いてトリガスイッチと非連動に制御されるので、作業者が打撃終了後に直ちにトリガを離したような場合であっても、モータの回転を継続させてプランジャを確実に待機位置まで移動させることができる。

請求項５の発明によれば、通電時間（Ｔ２）が経過したらスイッチング素子を用いてモータへの電力供給を遮断させるので、プランジャを確実に下死点から待機位置まで移動させることができる。また、通電時間（Ｔ１）に基づいて打撃後にモータを停止させるまでの通電時間（Ｔ２）を決定するので、次回のモータの回転開始から打撃までの時間を一定に保つように調整できる。

請求項６の発明によれば、制御部は、通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より大きいときには、通電時間（Ｔ２）を前回の値より大きくし、通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より小さいときには、通電時間（Ｔ２）を前回の値より小さくするので、容易にモータの回転開始から打撃までの時間を一定に保つように調整できる。

請求項７の発明によれば、制御部は、通電時間（Ｔ１）及び通電時間（Ｔ２）の関係を格納する記憶手段を有し、記憶手段に格納されたデータと実際の打ち込み時の通電時間（Ｔ１）に基づいて、通電時間（Ｔ２）を設定するので、あらかじめ設定されたパラメータ、計算式等によって通電時間（Ｔ２）を設定することができる。

請求項８の発明によれば、蓄勢されたバネの圧縮力を開放することによってプランジャを移動させて止具を打ち込む電動式打込機において、トリガを引いてモータを駆動させる際のプランジャの待機位置を、電池の残容量に応じて変更するので、電池の残量が減って電圧降下が生じたとしても、モータの回転開始から打ち込みまでの時間を一定に保つことができ、打ち込みフィーリングの向上をはかることができる。

請求項９の発明によれば、電池の残容量が減少するにつれ待機位置を上死点側に近づけるので、モータの回転開始から上死点（打撃の行われる位置）に達するまでの時間間隔を一定に保つことができる。

本発明の上記及び他の目的ならびに新規な特徴は、以下の明細書の記載及び図面から明らかになるであろう。

本発明の実施例による電動式打込機の全体構造を示す図であり、左右分割式のハウジングの片側を外した状態を示す。また、一部を断面図で示した図である。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その１）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その２）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その３）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その４）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その５）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その６）。 図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である（その７）。 図１のコントローラ１００の回路構成を示すブロック図である。 図１のコントローラ１００の動作タイムチャートである（その１）。 図１のコントローラ１００の動作タイムチャートである（その２）。 図１のコントローラ１００の動作タイムチャートである（その３）。

以下、本発明の実施例に係る電動式打込機について図面を参照して説明する。なお、以下の図において、同一の部分には同一の符号を付し、繰り返しの説明は省略する。また、電動式打込機の前後、上下の方向は図１に図示した方向であるとして説明する。

図１は本発明の実施例による電動式打込機の全体構造を示す図であり、左右分割式のハウジング２の片側を外した状態を示す。また、一部を断面図で表示している。打込機１は、電池４により動作する電気式のモータ７を駆動源とし、止具であるステープルを被打込材である木材や石膏ボードなどの被打込材（図示せず）に打ち込む。モータ７の回転は、減速機構１１を介してギヤ１４に伝えられ、ギヤ１４に設けられた第一動力伝達ピン１５、第二動力伝達ピン１６によってプランジャ８を移動させる。プランジャ８は、コイル式のバネ９により付勢されて、作業者がトリガ１０を引くことによってモータ７の回転が開始され、バネ９が所定の位置まで圧縮されたらプランジャ８とギヤ１４の動力伝達ピンとの当接状態が解除され、プランジャ８がバネ９の力によって移動することにより、プランジャ８に固定されるブレード３によって、ノーズ５の前端の射出口からステープル（図示せず）を射出方向（前方向）に射出させる。

ハウジング２は、ポリアミド系合成繊維またはポリカーボネイト等の樹脂から構成され、プランジャ８が前後方向に動く移動空間を形成する胴体部２ａと、作業者が把持するためのハンドル部２ｂと、内部に電気式のモータ７を内蔵するモータ保持部２ｃと、蓄電池を保持する電池保持部２ｄの４つの部分で一体に構成される。ハウジング２は、プランジャ８の動く方向を通る面で二分割された左右分割式のハウジングである。ハンドル部２ｂは、胴体部２ａの後側部分から垂直に延在するように設けられ、ハンドル部２ｂの胴体部２ａへの接続部付近にはモータ７のオン／オフ制御を行うトリガ１０が設けられる。ハウジング２のモータ保持部２ｃは、胴体部２ａの前端付近から垂直に延在し、ハンドル部２ｂと略平行に位置するように設けられる。ハンドル部２ｂとモータ保持部２ｃに対して、胴体部２ａと反対側には、それらを連結するように電池保持部２ｄが形成され、電池保持部２ｄに着脱式の電池４が設けられる。電池４は、例えばニカド電池やリチウムイオン電池等の二次電池である。

モータ７は、モータ保持部２ｃの内部に、ステープルの打ち込み方向（前方向）と直交するように鉛直に配置され、電池４から供給された電力により回転する。減速機構１１は、モータ７の回転軸に取り付けられる太陽ギヤと、複数の遊星ギヤと、遊星ギヤの外周側にある固定式の内歯車を有し、複数の遊星ギヤの回転軸を固定する遊星キャリア１１ａを回転させる。本実施例においては、減速機構１１によってモータ７のトルクを増幅できるため、小型のモータ７をバネ９の圧縮解放機構に用いている。また減速機構１１の遊星キャリア１１ａには、ワンウェイクラッチ２６が取り付けられ、モータ７の出力軸の逆回転を防止する。従って、遊星キャリア１１ａと噛合するギヤ１４、一方向にのみ回転可能であり、逆方向への回転はできない。ギヤ１４の回転面の２箇所には、第一動力伝達ピン１５、第二動力伝達ピン１６が設けられる。

プランジャ８は、ギヤ２４に対向する側（下側）に２つの突出である第一延出部８ｃと第二延出部８ｄを有し、バネ９の先端（前端）に固定される。プランジャ８は、ハウジング２の移動通路内で上死点側（最後端位置）と下死点側（最前端位置）との間で移動可能である。プランジャ８にはさらに、ステープルを打ち込むためのブレード３を保持するブレード保持部８ａを有し、ブレード３の先端はノーズ５内に形成された通路位置まで延びる。また、プランジャ８の内周側はバネ９の前端部と係合するバネ係合部８ｂが設けられ、プランジャ８はバネ９に固定される。プランジャ８が上死点方向に移動するのに連動して、マガジン６からステープルがノーズ５内の通路に配置され、ブレード保持部８ａが下死点側に急激に移動する際に、ブレード３の先端（下端）によってステープルがノーズ５の先端から押し出され、図示しない被打込部材に打ち込まれる。バネ９は、プランジャ８とハウジング２の胴体部２ａの内壁の間に設置される。

ハウジング２のハンドル部２ｂ内であって、トリガ１０と隣接する位置にはトリガスイッチ２４が設けられ、トリガ１０と連動して動作する。コントローラ１００はハウジング２の電池保持部２ｄ内に設置され、電池４は電池保持部２ｄに着脱可能に取り付けられる。コントローラ１００は、図示しない回路基板上に配置された電子回路によって実現でき、マイクロコンピュータ、各種検知回路、半導体スイッチング素子等を含んで構成される。電池４の出力は、ハンドル部２ｂ内に配された図示せぬ配線により、コントローラ１００を介してモータ７に接続される。また、コントローラ１００内で用いられる制御用の電源電圧を製造する電源回路もコントローラ１００に設けられる。

マガジン６は、モータ保持部２ｃの側部に沿ってノーズ５に接続するように設けられる。ノーズ５からはプッシュレバー２０が突出するように設けられ、図示せぬバネにより前方向へ付勢される。プッシュレバー２０の後端２０ａはプッシュスイッチ１０５を押す構成となっており、被打込み部材にノーズ５を押しつけた状態になると、プッシュレバー２０が図示せぬバネの付勢力に反して後方に移動し、後端２０ａはプッシュスイッチ１０５を押す状態となる。プッシュスイッチ１０５は、トリガスイッチ２４と直列に接続され、プッシュスイッチ１０５が押されていない状態では、トリガスイッチ２４を引いてもモータ７に電力が供給されないように構成される。従って、ノーズ５が被打込み部材に押しつけられていない状態ではトリガ１０を引いてもステープルは射出されないことになる。

マガジン６内には、帯状に連結された複数のステープル（図示せず）が収容され、ノーズ５の通路内にステープルを順次供給する。ノーズ５内の通路（ステープルの射出路）の距離は、ステープルの長さより大きく確保されて、ステープルが被打込み部材と接触するまでにステープルを加速するための助走通路（助走区間）を構成している。

次に、本実施例のバネ９の圧縮開放機構の構成を、図１、図２を用いて説明する。バネ９の圧縮開放機構は、モータ７の動力を変換してプランジャ８をバネ９の力に抗して圧縮させるための動力変換手段である。本実施例では圧縮開放機構は、減速機構１１、ギヤホルダ１３、ギア１４、第一動力伝達ピン１５、第二動力伝達ピン１６、プランジャ８の第一延出部８ｃと第二延出部８ｄ、スイッチプレート１７、バネ１８、停止スイッチ２５から主に構成される。

図２は、圧縮開放機構を上方から見た図（図１のＡ−Ａ部付近から見た図）である。図２は、プランジャ８が下死点にある状態である。ギヤホルダ１３には、ギヤ１４の回転軸が固定されことによりギヤ１４が回転可能に取り付けられる。ギヤ１４は遊星キャリア１１ａ（図２では図示せず）の回転軸によってドラム１４が矢印の方向に回転する。ギヤ１４の回転面の二箇所には、第一動力伝達ピン１５、第二動力伝達ピン１６が取り付けられる。第一動力伝達ピン１５、第二動力伝達ピン１６は中心軸がギヤ１４に固着され、中心軸に対して回転可能な略円筒形のローラが取り付けられる。ギヤ１４の他面（後面側）には、周縁に円周形状よりも小さい径を有し、円周方向に約１８０度に渡って配置され、回転の軸方向下方に延出する延出部１４ａが設けられる。延出部１４ａはその位置によって停止スイッチ２５のオン／オフを制御するための案内機構を構成する。

図２において第一動力伝達ピン１５は下死点にあり、この際のギヤ１４の状態をギヤの回転角度が０度とする。ギヤホルダ１３の上方の端部には、停止スイッチ２５が取り付けられる。停止スイッチ２５は、回転するモータ７を停止させるスイッチであり、停止スイッチ２５がオフになると、回転中のモータ７への電力供給が停止されてモータ７の回転が停止する（但し、停止スイッチ２５の遮断をモータ７の回転停止に反映させるのに遅延回路を設けるため、停止スイッチ２５がオフになると直ちにモータ７への電力供給が停止される訳ではない。詳細については後述する）。さらにギヤホルダ１３にはスイッチプレート１７が回転軸１９を中心に揺動可能にとりつけられ、ねじり式のバネ１８でスイッチプレート１７の押圧面１７ａがギヤ１４側へ付勢される。

スイッチプレート１７は、側面から形状が略Ｌ字状の板金部材であり、押圧面１７ａと直交してギヤ１４側に延在する突出部１７ｂを有する。また、突出部１７ｂは、ギヤ１４とギヤホルダ１３の間隙内へ伸びており、突出部１７ｂの外郭部がギヤ１４の回転とともにギヤ１４の延出部１４ａと接触する。突出部１７ｂの形状は図２の方向から見ると、即ち上から見ると略Ｒ字状のような形状であって、延出部１４ａとスムーズに当接する形状となっている。延出部１４ａと突出部１７ｂが当接するとスイッチプレート１７の押圧面１７ａは停止スイッチ２５側へ揺動し（後述する図３の状態）、押圧面１７ａが停止スイッチ２５のボタンを押す構成となる。停止スイッチ２５はボタンを押すことにより、接点が開閉する。

一方、ギヤ１４はプランジャ８の第一延出部８ｃと第二延出部８ｄが接近するように配置される。図２で示す下死点位置においては、プランジャ８から延在する第一延出部８ｃと第二延出部８ｄが、ピン１５、１６に対して図２で示す位置となる。ここで、ギヤ１４に取り付けられた第一動力伝達ピン１５のギヤ１４からの突出高さ（図１での上方向への突出量）は、第二動力伝達ピン１６より低くなっていて、プランジャ８の第一延出部８ｃとは当接するが、第二延出部８ｄとは当接しないように構成される。これに対して突出高さが高い第二動力伝達ピン１６は、第一延出部８ｃ及び第二延出部８ｄの双方に当接可能である。

次に、本実施例の打込機１による打込み動作について、図２から図８を用いて説明する。図２〜図８は、図１のプランジャ８の圧縮解放機構の動作を説明する図である。まず、プランジャ８は、作業者がトリガ１０を操作する前に、下死点位置ではなく待機位置に移動しておく必要がある。この待機位置（初期位置）は、作業者がトリガ１０を引いた際にモータ７によって移動開始する初期位置となるものである。この待機位置を示すのが図５の位置であるが、待機位置に移動させるためには、図２の下死点の状態からギヤ１４を回転させる事によってプランジャ８を移動しておかねばならない。本実施例の打込機においては、モータ７が回転すると、その回転力は減速機構１１を介してギヤ１４へ伝達され、ギヤ１４は図２の下死点の位置から図２の矢印の方向に回転する。尚、プランジャ８の下死点位置においては停止スイッチ２５の状態はオフである。

図３は、ギヤ１４が図２の状態から約３５度時計方向に回転した状態を示すもので、図３の状態においてもプランジャ９の位置は下死点のままである。図３の状態までギヤ１４が回転すると初めて、第一動力伝達ピン１５と第一延出部８ｃが当接する。従って、モータ７が図３の状態からさらに回転すると、第一動力伝達ピン１５によって第一延出部８ｃが図３の左方向に移動するので、プランジャ９が下死点から上死点側に移動を開始することになる。尚、図３の位置では停止スイッチ２５の状態はオフである。

図４は、図３の状態から更にギヤ１４を回転させて、図２の状態から約４２度回転した状態を示す図である。図４では図３の状態に比べて第一動力伝達ピン１５と第一延出部８ｃが当接して、第一延出部８ｃを僅かならが左方向に移動させている。そして、ギヤ１４の延出部１４ａがスイッチプレート１７の突出部１７ｂと当接して、スイッチプレート１７の押圧面１７ａが停止スイッチを２５のプランジャ２５ａを押すため、停止スイッチ２５がオン状態になる。

図５は、図４の状態からさらにギヤ１４を回転させて、図２の状態から約１２０度回転した状態を示し、この位置が、作業者がトリガ１０を引く際の待機位置となる。打込機１によって、作業を開始するためには予めプランジャ９の位置を図５の状態（ギヤ１４の回転角約１２０度）にしておく必要があるが、図２の状態から図５の状態へのギヤ１４の回転は、本実施例では、前回の打撃の終了時に回転させておくように構成した。即ち、打撃が行われた際にギヤ１４を図２の位置で止めないで図５の位置まで回転させてから止めるように構成した。さらに、本実施例においては、待機位置は図５の位置に固定とするのではなく、前回の打撃時に要した待機位置から打撃までの時間に応じて待機位置を上死点に近づける、あるいは、遠ざけるように調整するようにした。例えば、電池電圧が低下してモータ７の回転数が低下した際には、プランジャ８が待機位置から上死点まで移動する時間が多くなるため、あらかじめ待機位置を上死点に近づける位置に設定することにより、作業者がトリガを引いてからの打撃までの時間がほぼ一定となるようにした。

図５の状態において、作業者が、打込機１のノーズ５を被打込材に押し付けて、トリガ１０を引くと、コントローラ１００の制御により電池４からモータ７へと電力が供給され、モータ７の回転が開始する。モータ７が回転するとギヤ１４が時計回りに回転することにより、第一動力伝達ピン１５が第一延出部８ｃを図中左方向に移動させるため、プランジャ９が上死点側への移動を開始する。

図６は、ギヤ１４をさらに回転させて、図２の状態から約１４５度回転した状態を示す図である。ここまで、第一動力伝達ピン１５と第一延出部８ｃが当接していたが、ここではさらに、第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄが当接し始めることにより、２つのピンによってバネ９を圧縮させつつプランジャ８を上死点側に移動させる。このとき、延出部１４ａと突出部１７ｂとの当接状態から、停止スイッチ２５はオン状態のままである。

図７は、ギヤ１４をさらに回転させて、図２の状態から約２５５度回転させた状態を示す図である。この状態では第一動力伝達ピン１５と第一延出部８ｃの当接状態は解消しているが、第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄは当接している。この状態がプランジャ８の上死点位置であり、このとき、ギヤ１４の延出部１４ａとスイッチプレート１７の突出部１７ｂとの当接が解除され、バネ１８の作用によりスイッチプレート１７の押圧面１７ａがギヤ１４側へ揺動して停止スイッチ２５を開放し、停止スイッチ２５がオフ状態になる。

図８は、ギヤ１４をさらに回転させて、図２の状態から約２８２度回転させた状態を示す図である。ここまで、第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄが当接していたため、プランジャ８を上方に移動させていたが、図８の状態において第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄの当接状態が自動的にはずれて、プランジャ８はバネ９の作用により下死点方向に移動を開始するため、第二延出部８ｄも矢印方向に急激に移動する。第一延出部８ｃと第二延出部８ｄの移動方向には、第一動力伝達ピン１５及び第二動力伝達ピン１６ともに位置しないため、第一延出部８ｃと第二延出部８ｄの移動が妨げられることがない。そのため、プランジャ８はバネ９の力によって急激に移動可能であり、このプランジャ９の移動によって、ステープルが打ち込まれる。尚、この際、停止スイッチ２５はオフ状態のままである。停止スイッチ２５がオフになったらモータ７の回転を直ちに停止させることも考えられるが、本実施例ではコントローラ１００の制御により、停止スイッチ２５がオフになってからモータ７を停止させるまでの時間を調整し、ギヤ１４が図８の状態から図２の状態に戻り、図３、図４の状態を経て図５の待機位置に至るまでギヤ１４を回転させるようにした。さらに、コントローラ１００は、電池電圧の変化や、打ち込み機構の経年変化等を考慮して待機位置を調整するように制御した。

ここで、停止スイッチ２５の動作をまとめて説明すると、図２の位置では、ギヤ１４の延出部１４ａとスイッチプレート１７により停止スイッチ２５はオフ状態であり、図４の位置で停止スイッチ２５はオンし、打ち込み開始時にはオンした状態である。停止スイッチ２５がオン状態を維持したまま、ギヤ１４が約２５５度まで回転すると、ギヤ１４の延出部１４ａと停止スイッチ２５の係合が外れて停止スイッチ２５はオフ状態となる。さらに２８１度まで回転して、第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄの係合がはずれて、打ち込み動作を行う。その後のモータ７の駆動及び／又は回転惰性により、ギヤ１４はさらに回転して図４の状態で停止スイッチ２５がオンして、待機位置まで回転する。

次に、コントローラ１００の構成について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の実施例によるコントローラ１００の回路構成図である。電池４は、モータ７と第一ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：電解効果トランジスタ）１０１と第二ＦＥＴ１０２を介して接続されており、第一ＦＥＴ１０１と第二ＦＥＴ１０２は直列に接続される。コントローラ用の電源１０３は、トリガスイッチ２４またはプッシュスイッチ１０５の出力によりオンされ、コントローラ１００内の各部に電源を供給する。

コントローラ１００における制御の中心はマイコン１０６である。マイコン１０６は、例えば１６ビット又は３２ビットの市販のマイクロプロセッサを用いることができ、マイコン１０６には、演算手段に加えて記憶手段１１６を含んで構成される。マイコン１０６への入力は、電池電圧を検知する電池電圧検出回路１０７、トリガスイッチ２４の出力を検知するトリガスイッチ検知回路１０９、ノーズ５の動作を検知するプッシュスイッチ１０５の出力を検知するプッシュスイッチ検知回路１０８、ファイナルギヤ１４の動作によりオンオフする停止スイッチ２５などがある。マイコン１０６は、前記入力により、止具残量検知回路１１２へ出力を行うことにより、第一ＦＥＴ１０１をオンオフしてモータ７を適切に制御する。

止具残量検知回路１１２は、マイコン１０６からの駆動指示信号に基づいて第一ＦＥＴ１０１のオンオフ制御をする回路であり、基本にマイコン１０６の指示に応じて動作する。しかしながら、止具残量検知回路１１２には、止具残量検知回路１１３を含み、マガジン６内のステープルの残量が少なくなったことを検知するとマイコン１０６からの指示に拘わらず第一ＦＥＴ１０１がオンしないように制御する。これによりステープルの残量が少なくなったときに打込み動作をする、いわゆる空打ちを防止することができる。

マイコン１０６とは別に設けられたスイッチ検知回路１１１は、トリガスイッチ５４、プッシュスイッチ１０５のいずれかの入力がある場合には、１５分タイマ回路１１０にカウントリセット信号を出力する。１５分タイマ回路１１０は、コントローラ電源１０３が入ると同時に自動的にカウントを開始して、打ち込み動作がされないまま１５分経過するとコントローラ電源１０３へ電源オフ信号を出力してコントローラ電源１０３を切るように構成されている。これによりトリガスイッチ２４又はプッシュスイッチ１０５の入力のない非動作状態で１５分以上経過すると自動的にコントローラ１００の電源を停止させ、安全にかつ無駄な電力消費を抑制できる。

さらにスイッチ検知回路１１１は、トリガスイッチ５４、プッシュスイッチ１０５の両方がオン状態の場合には、第二ＦＥＴ１０２をオンさせる。また、スイッチ検知回路１１１は、図示せぬ遅延回路を内蔵しておりトリガスイッチ５４、プッシュスイッチ１０５の両方オン状態からどちらかがオフ状態になった場合に、所定時間遅延させて第二ＦＥＴ１０２をオフさせる。この遅延時間を設けたのは、ギヤ１４の回転を、図７で示した状態から図８、図２、そして図３の状態を経て、待機状態である図４の状態になるように制御するためである。

次に、コントローラ１００の動作を図１０を用いて説明する。初期状態においてギヤ１４は、図５に示すように基準状態から約１２０度回転した状態で止まっている。この状態で、停止スイッチ２５はオンしている。連発打ちの動作においては、作業者はトリガ１０を引きながらプッシュレバー２０を被打込み材に押しつけることによって打ち込みを行うので、図１０に示すように最初にトリガスイッチ２４がオンになり、次に時刻ｔ１においてプッシュスイッチ１０５がオンになる。時刻ｔ１においてトリガスイッチ２４とプッシュスイッチ１０５がオンになることにより第二ＦＥＴ１０２がオンになる。一方、マイコン１０６もトリガスイッチ２４とプッシュスイッチ１０５のオンを検知して、止具残量検知回路１１２を介して第一ＦＥＴ１０１をオンさせる。

第一ＦＥＴ１０１と第二ＦＥＴ１０２がオンになったため、モータ７には電池４から電流が流れるので、モータ７は回転を開始して前述の圧縮解放機構の動作によりギヤ１４が回転し、プランジャ９の移動を開始する。ギヤ１４がさらに回転すると、時刻ｔ２において第二動力伝達ピン１６と第二延出部８ｄが当接し始める（ｔ２）。このとき、所定時間以内に停止スイッチ２５がオンしない場合には、モータ７を停止させる。このモータ７を停止させる制御については後述する。

さらにギヤ１４が約２５５度回転した状態で打ち込み直前に停止スイッチ２５がオフする（時刻ｔ３）。打ち込みの直前に停止スイッチ２５をオフにするのは、打ち込みの際の振動が停止スイッチ２５に伝達するのを防止するためであり、このように構成することによって停止スイッチ２５の寿命を延ばすことができる。このとき、第一ＦＥＴ５１および第二ＦＥＴ５２はオン状態である。そして、ここまでのモータ７の通電時間Ｔ１（時刻ｔ１〜ｔ３）までの時間をマイコン１０６のタイマ機能を用いて計測する。そして、通電時間Ｔ１に基づいて、これ以降のモータ７の通電時間Ｔ２（時刻ｔ３からｔ５に至る時間）を決定する。

ギヤ１４が図２の位置から約２８２度回転すると、プランジャ８が開放されてステープルを打込む（ｔ４）。停止スイッチ２５がオフしてから、Ｔ２時間経過後にマイコン１０６は第一ＦＥＴ１０１をオフし、モータ７を停止させる（時刻ｔ５）。モータ７は、時刻ｔ５で通電が停止されても回転慣性により回転し、バネ９を圧縮しながらプランジャ８を移動させる。そして、ギヤ１４が図２の位置から約４２度回転すると、停止スイッチ２５がオンする（時刻ｔ６）。モータ７の回転速度が０になると、バネ９の付勢力によりギヤ１９を介してモータ８を逆転させる方向に回そうとするが、ワンウェイクラッチ２６によりプランジャ８を引っ張った状態で停止保持させることができ、ギヤ１４を図５で示す待機状態を保持する。そして、作業者が打込機１を被打込み材から離すことによりプッシュスイッチ１０５がオフになって（時刻ｔ７）、さらにオフ遅延時間経過後（時刻ｔ８）に第二ＦＥＴをオフにする。ここで、第二ＦＥＴをオフにするタイミングを、時刻ｔ７とせずに遅延時間を設けるのは、打撃完了後にプッシュスイッチ５５を素早く被打込み材から離してしまう場合があるため、プッシュスイッチ５５をオフにするタイミングに拘わらず安定して動作させるためである。尚、第二ＦＥＴをオフにするタイミングを時刻ｔ７としても良い。

本実施例においては、計時した通電時間Ｔ１に基づいて通電時間Ｔ２を決定するようにした。その方法は、通電時間Ｔ１があらかじめ決めた所定時間範囲内であれば、前回の通電時間Ｔ２をそのまま使う。そして、通電時間Ｔ１があらかじめ決めた所定時間より長ければ、前回の通電時間Ｔ２をΔＴだけ伸ばす。また、通電時間Ｔ１があらかじめ決めた所定時間より短ければ前回の通電時間Ｔ２をΔＴだけ短くする。これにより、たとえば、図１１に示すように、通電時間Ｔ１が長い場合には、通電時間Ｔ２を長くすることにより、待機位置を変更させて、下死点からのギヤ１４の回転角度を大きくして、次の打撃に至るまでの通電時間Ｔ１が短く済むようにした。このように通電時間Ｔ１に基づいて、通電時間Ｔ２を調整することにより、次の打撃時の通電時間Ｔ１を調整することができ、例えば連発打ちの際に、打撃間の時間の間隔を一定に保つことが可能となり打ち込みフィーリングを安定させることができる。

さらに、他の一例として、電池電圧と前回の動作のＴ２および前回の動作の第一ＦＥＴ１０１がオフしてから停止スイッチ２５がオンするまでの時間Ｔ３に基づいてＴ２を設定することができる。この場合、電池電圧はモータの駆動力を、Ｔ３は駆動系の機械損を代表しており、これらを加味することでより正確にＴ２を設定することができる。電池電圧はモータを駆動する前の電圧を検知するのが望ましい。具体的な方法としては、電池電圧を元にＴ２ａを設定しそれに対して、前回の動作時に測定したＴ２、Ｔ３に基づいた補正値をＴ２ａに加算または減算してＴ２を設定する。なお、通電時間Ｔ２に上限を設定することによって、プランジャの停止位置の上限を設定することもできる。

図１０の時刻ｔ２において所定時間以内に停止スイッチ２５がオンしない場合には、モータ７を停止させるが、このモータ７を停止させる制御について図１２を用いて説明する。前述のように、最初にトリガスイッチ２４が、次にプッシュスイッチ１０５がオンする（ｔ２１）と、第二ＦＥＴ１０２はオンする。一方、マイコン１０６もトリガスイッチ２４とプッシュスイッチ１０５のオンを検知して、止具残量検知回路１１２を介して第一ＦＥＴ１０１をオンさせる。するとモータ７には電池４から電流が流れるので、モータ７は回転を開始して前述の圧縮解放機構の動作によりギヤ１４も回転しバネ９を圧縮し始める。もし停止スイッチ２５が故障していてオンしない場合、所定時間Ｔ４１以内に停止スイッチ２５がオンしない場合には、モータを停止させる。（ｔ２２）。このとき、プッシュスイッチ１０５をオフして、再びオンさせると（ｔ２４）、再び、モータ７を駆動させる。しかし、モータを停止させる時間Ｔ４２はＴ４１よりも短く設定する。

さらに停止スイッチ２５が故障していてオンしない場合に、プッシュスイッチ１０５をオフして再びオンさせた場合には（時刻ｔ２７）は、モータ７を駆動させるが、モータを停止させる時間Ｔ４３はＴ４２よりもさらに短く設定する。なお、正常に打ち込み動作を行った場合には、このモータを停止させる時間を初期設定に戻す。これにより、停止スイッチ２５が故障していてオンしない場合において繰り返し駆動させた場合においても、設定時間Ｔ４を徐々に短くしていくので、打ち込みを行うことはない。

以上説明したように本実施例によれば、通電時間Ｔ１に基づいて打ち込み後の通電時間Ｔ２を可変させることにより、モータ７の駆動開始から打ち込みまでの時間を所定値近辺に収束させることができ、打ち込みフィーリングを向上させることができる。特に、電池４の電圧変動の大きい場合や、機械損のばらつきや変動が大きい場合に、打ち込み時間を一定に保つことが可能であり、打ち込みフィーリングのよい電動式打込機を提供できる。

以上、本発明を示す実施例に基づき説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えばモータを制御するコントローラ１００の回路は本実施例で示したものに限らず、同様の作用効果を得られるものであれば他の構成で実現しても良い。また、プランジャ９の待機位置を調整するために、打ち込み後の通電時間Ｔ２を可変させることにより実現したが、通電時間Ｔ２だけの制御だけでなく、その他の手段や、機械機構の工夫によりプランジャ９の待機位置を調整できるように構成しても良い。

１ 打込機 ２ ハウジング ２ａ 胴体部
２ｂ ハンドル部 ２ｃ モータ保持部 ２ｄ 電池保持部
３ ブレード ４ 電池
５ ノーズ ６ マガジン ７ モータ ８ プランジャ
８ａ ブレード保持部 ８ｂ バネ係合部 ８ｃ 第一延出部
８ｄ 第二延出部 ９ バネ １０ トリガ １１ 減速機構
１１ａ 遊星キャリア
１２ ダンパ １３ ドラム １４ ギヤ １５ 第一動力伝達ピン
１６ 第二動力伝達ピン １７ スイッチプレート １７ａ 押圧面
１７ｂ 突出部 １８ バネ ２０ プッシュレバー
２０ （プッシュレバーの）後端
２４ トリガスイッチ ２５ 停止スイッチ
１００ コントローラ １０５ プッシュスイッチ

Claims (9)

1. ハウジングと、該ハウジング内に収容されるモータと、
   前記ハウジング内で往復移動することによって止具を打込むためのプランジャと、
   前記プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、
   前記モータの回転力によって前記プランジャを前記バネの蓄勢方向に移動させる圧縮解放機構を有し、
   蓄勢された前記バネの圧縮力を開放することによって前記プランジャを移動させて前記止具を打ち込む電動式打込機において、
   トリガを引いて前記モータの駆動を開始する際の前記プランジャの待機位置を、打撃時のプランジャの移動状況に応じて可変させることを特徴とする電動式打込機。
2. 前記プランジャは、前記バネが最大圧縮された上死点位置と、前記バネが最大伸張された下死点位置との間で移動可能であり、
   前記待機位置は、前記下死点位置から前記上死点位置側に移動した位置であることを特徴とする請求項１に記載の電動式打込機。
3. 前記圧縮解放機構は、前記モータの回転を減速する減速手段と、
   該減速手段によって回転され、側面にピンを有するギヤと、
   前記ギヤの回転方向を制限するためのワンウェイクラッチ機構を有し、
   前記ピンを前記プランジャに設けられた突起部と当接させることにより前記プランジャを上死点方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載の電動式打込機。
4. 前記モータへの電源供給ラインに直列にスイッチング素子を接続し、
   前記スイッチング素子を制御する制御部を設け、
   前記モータへの電源供給は、前記制御部によって前記スイッチング素子を用いてトリガスイッチと非連動に制御されることを特徴とする請求項３に記載の電動式打込機。
5. 前記制御部は、
   前記モータが回転を開始して打撃するまでの通電時間（Ｔ１）を計測し、
   前記通電時間（Ｔ１）に基づいて打撃後に前記モータを停止させるまでの通電時間（Ｔ２）を決定し、
   前記通電時間（Ｔ２）が経過したら前記スイッチング素子を用いて前記モータへの電力供給を遮断させることを特徴とする請求項４に記載の電動式打込機。
6. 前記制御部は、前記通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より大きいときには、前記通電時間（Ｔ２）を前回の値より大きくし、前記通電時間（Ｔ１）があらかじめ決められた値より小さいときには、前記通電時間（Ｔ２）を前回の値より小さくすることを特徴とする請求項５に記載の電動式打込機。
7. 前記制御部は、前記通電時間（Ｔ１）及び通電時間（Ｔ２）の関係を格納する記憶手段を有し、前記記憶手段に格納されたデータと実際の打ち込み時の通電時間（Ｔ１）に基づいて、前記通電時間（Ｔ２）を設定することを特徴とする請求項６に記載の電動式打込機。
8. ハウジングと、該ハウジング内に収容されるモータと、該モータを駆動する電池と、
   前記ハウジング内で往復移動することによって止具を打込むためのプランジャと、
   前記プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、
   前記モータの回転力によって前記プランジャを前記バネの蓄勢方向に移動させて所定位置で前記プランジャを開放する圧縮解放機構を有し、
   蓄勢された前記バネの圧縮力を開放することによって前記プランジャを移動させて前記止具を打ち込む電動式打込機において、
   トリガを引いて前記モータを駆動させる際の前記プランジャの待機位置を、前記電池の残容量に応じて変更することを特徴とする電動式打込機。
9. 前記電池の残容量が減少するにつれ前記待機位置を前記上死点側に近づけることを特徴とする請求項８に記載の電動式打込機。
   

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