JP7057247B2 - 打込み工具 - Google Patents

Description

本発明は、ドライバによって打込み材を被加工物に打ち込む打込み工具に関する。

ドライバを直線状に移動させることで、釘等の打込み材を被加工物に打ち込むように構成された打込み工具が知られている。例えば、特許文献１に開示されている打込み工具は、モータおよびフライホイールを含む動力源と、ドライバと、ドライバをフライホイールに摩擦係合させるためのフォロワと、フォロワを駆動するアクチュエータと、モータおよびアクチュエータを選択的に作動させる制御部とを備えている。この打込み工具では、制御部が、速度センサによって検出された動力源の一要素の回転速度に基づいて、フライホイールが所定速度で回転するように、動力源に供給する電力を制御する。

米国特許第７６４６１５７号明細書

回転によってフライホイールに蓄積される運動エネルギ（回転エネルギ）は、フライホイールの慣性モーメントおよび角速度の二乗に比例する。よって、特許文献１の打込み工具のように、フライホイールの回転速度が一定の速度に制御される場合、フライホイールの運動エネルギも一定となる。一方で、打込み材を最適な状態で打込むためにドライバが必要とする運動エネルギは、打込み材や、打込み材が打ち込まれる被加工物によって異なりうる。このため、特許文献１の打込み工具では、過剰出力や打込み不足という問題が生じる可能性がある。

本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、打込み材を打込むための回転エネルギを適切に制御することが可能な打込み工具を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様によれば、打込み材を射出口から射出し、打込み材を被加工物に打ち込むように構成された打込み工具が提供される。この打込み工具は、モータと、フライホイールと、ドライバと、制御部とを備えている。

フライホイールは、モータによって回転駆動されるように構成されている。ドライバは、フライホイールの外周に対向するように配置されている。また、ドライバは、フライホイールから伝達された回転エネルギによって、打込み動作を行うように構成されている。打込み動作とは、所定の動作線に沿って移動することで、打込み材を被加工物に打込む動作である。制御部は、モータの駆動を制御するように構成されている。更に、制御部は、第１情報と第２情報とに基づいて、モータの回転速度を設定するように構成されている。第１情報とは、ドライバの打込み動作の前のフライホイールの回転エネルギに対応する情報である。第２情報とは、ドライバの打込み動作の後のフライホイールの回転エネルギに対応する情報である。

なお、第１情報および第２情報は、何れも、フライホイールの回転エネルギそのものであってもよいし、フライホイールの回転エネルギと所定の相関関係を有する物理量であってもよい。このような物理量として、例えば、モータの回転速度、フライホールの回転速度が挙げられる。

本態様では、打込み動作の前および後のフライホイールの回転エネルギに夫々対応する第１情報および第２情報に基づいて、モータの回転速度が設定される。打込み動作の前と後におけるフライホイールの回転エネルギの差は、打込み動作でドライバによって消費される運動エネルギ（以下、消費エネルギという）に相当する。本願の発明者は、打込み動作前のフライホイールの回転エネルギおよび消費エネルギと、被加工物に対する打込み材の打込み状態との間には、対応関係が存在することを見出した。また、フライホイールの回転エネルギは、フライホイールの角速度、ひいてはモータの回転速度に応じて変化する。よって、制御部が第１情報および第２情報に基づいてモータの回転速度を設定することで、次に行われる打込み動作でドライバに供給される回転エネルギを適切に制御し、適正な打込み状態を実現することが可能となる。

本発明の一態様において、制御部は、予め設定されて記憶部に記憶された第１情報、第２情報、およびモータの回転速度の対応関係を参照して、回転速度を設定するように構成されていてもよい。本態様によれば、制御部は、予め設定された対応関係に基づき、簡便にモータの回転速度を設定することができる。なお、対応関係は、典型的には、第１情報、第２情報、および回転速度を対応付けて格納するテーブル、データベースとして具現化されうる。

本発明の一態様において、打込み工具は、モータまたはフライホイールの回転速度を検出するように構成された第１センサを更に備えていてもよい。この場合に、第１情報および第２情報は、打込み動作の前および後に第１センサによって夫々検出されたモータの回転速度、または、打込み動作の前および後に第１センサによって夫々検出されたフライホイールの回転速度であってもよい。本態様によれば、周知のセンサを用いて第１情報および第２情報を容易に検出することができる。なお、第１センサは、モータまたはフライホイールの回転速度を直接的に検出してもよいし、間接的に検出してもよい。

本発明の一態様において、制御部は、打込み動作の後に検出されたモータまたはフライホイールの回転速度が所定の閾値よりも小さい場合、モータの回転速度を、設定可能範囲における最大値に設定するように構成されていてもよい。打込み材が大幅に打込み不足の場合には、モータおよびフライホイールの回転速度が大幅に低下することが知られている。本態様によれば、このような場合にはモータの回転速度を最大値とすることで、次に行われる打込み動作でドライバに供給される回転エネルギが不足するのを確実に防止することができる。

本発明の一態様において、制御部は、打込み動作の後、次の打込み動作が行われることなく所定時間が経過した場合、モータの回転速度を、設定可能範囲における最大値に設定するように構成されていてもよい。ある程度の期間に亘って打込み動作が行われない場合、被加工物または打込み材が変更され、前の打込み動作に基づいて設定されたモータの回転速度が適切でなくなっている可能性がある。本態様によれば、このような場合にはモータの回転速度を最大値とすることで、次に行われる打込み動作でドライバに供給される回転エネルギが不足するのを確実に防止することができる。

本発明の一態様において、打込み工具は、打込み動作によって生じた打込み工具の動きに対応する情報を検出するように構成された第２センサを更に備えていてもよい。そして、制御部は、第２センサの検出結果に基づいて、モータの回転速度を設定するように構成されていてもよい。打込み材が大幅に打込み不足の場合に打込み工具が反動で跳ね返される現象が生じうる。本態様によれば、第１情報および第２情報に加え、このような現象を第２センサの検出結果に基づいて認識し、モータの回転速度を設定することで、回転エネルギをより適切に制御することができる。なお、打込み動作によって生じた打込み工具の動きに対応する情報として、例えば、加速度を好適に採用可能である。この場合、第２センサとして、加速度センサを採用可能である。また、打込み動作によって生じた打込み工具の動きは、典型的には、動作線方向において射出口から離れる方向の動きとしてとらえうる。

本発明の一態様において、打込み工具は、制御部によるモータの駆動条件に関する情報を報知するように構成された報知部を更に備えていてもよい。本態様によれば、使用者が、制御部によって自動的に設定されたモータの駆動条件（例えば、現在設定されている回転速度、回転速度の変更等）を容易に認識することができる。

ドライバが初期位置に配置されているときの釘打ち機の全体構成を模式的に示す説明図である。 図１の部分拡大図である。 ドライバの上方からの斜視図である。 ドライバが打込み位置に配置されているときの釘打ち機の全体構成を模式的に示す説明図である。 ドライバが初期位置に配置されているときのフライホイール、リング部材、保持機構、および押圧ローラの斜視図である。 図２のＶＩ－ＶＩ線における断面図である。 釘打ち機の電気的構成を示すブロック図である。 打込み動作が行われる前のモータの回転速度、打込み動作が行われた後の回転速度の範囲、次の打込み動作のためのモータの回転速度の対応関係のテーブルである。 ＣＰＵによって実行される打込み制御処理のフローチャートである。 打ち込み制御処理のフローチャートであって、図９の続きである。 伝達位置に配置されているドライバとドライバ駆動機構を示す説明図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線における断面図である。 打撃位置に配置されているドライバとドライバ駆動機構を示す説明図である。 打込み制御処理の具体的な適用例の説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、打込み工具の一例としての釘打ち機１を例示する。釘打ち機１は、打込み材の一例としての釘１０１を直線状に打ち出すことで、被加工物（例えば、木材）１００）に釘１０１を打込むことが可能な工具である。

まず、図１を参照して、釘打ち機１の概略構成について説明する。図１に示すように、釘打ち機１の外郭は、主に、工具本体１０と、ハンドル１４と、マガジン１７とを主体として形成されている。

工具本体１０は、本体ハウジング１１とノーズ部１２とを含む。本体ハウジング１１には、モータ２、ドライバ３、ドライバ駆動機構４００等が収容されている。ドライバ３は、所定の動作線Ｌに沿って移動可能に配置されている。ドライバ駆動機構４００は、動作線Ｌに沿ってドライバ３を直線状に移動させることで、釘１０１を釘打ち機１から打ち出させる機構である。ノーズ部１２は、動作線Ｌの延在方向（以下、単に動作線Ｌ方向という）における本体ハウジング１１の一端に連結されている。ノーズ部１２は、本体ハウジング１１とは反対側の端部に、釘１０１が打ち出される射出口１２３を有する。また、ノーズ部１２には、動作線Ｌ方向に進退可能なコンタクトアーム１３が配置されている。本体ハウジング１１内には、コンタクトアームスイッチ１３１（図７参照）が配置されている。コンタクトアームスイッチ１３１は、常時にはオフ状態で維持され、コンタクトアーム１３の押込みに応じてオン状態とされるように構成されている。

ハンドル１４は、動作線Ｌ方向において本体ハウジング１１の中央部から、動作線Ｌと交差する方向に突出している。ハンドル１４は、使用者によって把持される部位である。ハンドル１４の基端部（本体ハウジング１１に接続された端部）には、作業者による引き操作が可能に構成されたトリガ１４０が設けられている。ハンドル１４内には、トリガスイッチ１４１が配置されている。トリガスイッチ１４１は、常時にはオフ状態で維持され、トリガ１４０の引き操作に応じてオン状態とされるように構成されている。また、ハンドル１４の先端部（基端部とは反対側の端部）には、端子等を備えたバッテリ装着部１５が設けられている。バッテリ装着部１５には、充電式のバッテリ１９が取り外し可能に装着されている。

マガジン１７は、複数の釘１０１を充填可能に構成されており、ノーズ部１２に装着されている。マガジン１７に充填された釘１０１は、釘送り機構（図示せず）によって、ドライバの移動経路上に一本ずつ供給される。なお、マガジン１７の構成は周知であるため、その説明は省略する。

本実施形態では、釘打ち機１は、使用者により、コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１が何れもオン状態とされた場合、ドライバ３によって釘１０１を被加工物１００に打込む動作（以下、打込み動作という）を開始するように構成されている。つまり、使用者によるコンタクトアーム１３の被加工物１００に対する押し付け操作およびトリガ１４０の引き操作に応じて、打込み動作が行われる。なお、２つの動作が行われる順序は、特に限定されていない。

以下、釘打ち機１の詳細構成について説明する。なお、以下の説明では、便宜上、動作線Ｌ方向（図１の左右方向）を釘打ち機１の前後方向と規定し、射出口１２３が設けられている側（図１の右側）を釘打ち機１の前側、反対側（図１の左側）を後側と規定する。また、動作線Ｌに直交し、ハンドル１４の延在方向に対応する方向（図１の上下方向）を釘打ち機１の上下方向と規定し、ハンドル１４の基端部側（図１の上側）を上側、ハンドル１４の先端部側（図１の下側）を下側と規定する。また、前後方向および上下方向に直交する方向を左右方向と規定する。

まず、工具本体１０の内部構造について説明する。

まず、本体ハウジング１１の内部構造について説明する。図２に示すように、本体ハウジング１１内には、モータ２、ドライバ３、ドライバ駆動機構４００、加速度センサ１１５等が配置されている。以下、これらの構成について順に説明する。

図２に示すように、モータ２は、本体ハウジング１１の後下部に収容されている。また、モータ２は、出力シャフト（図示せず）の回転軸が左右方向に延在するように配置されている。本実施形態では、モータ２として、ブラシレスＤＣモータが採用されている。モータ２の出力シャフトには、出力シャフトと一体的に回転するプーリ２１が連結されている。なお、本実施形態では、モータ２の駆動はコントローラ１８（図１参照）によって制御される。モータ２の制御の詳細に関しては、後述する。

図３に示すように、ドライバ３は、長尺状の部材であって、長軸に関して左右対称形状に形成されている。ドライバ３は、本体部３０と、打撃部３１と、一対のアーム部３５とを含む。本体部３０は、全体として概ね矩形薄板状に形成された部分である。打撃部３１は、本体部３０よりも左右方向の幅が細く形成され、本体部３０の前端から前方に延在する部分である。一対のアーム部３５は、本体部３０の後部から左右に突出する部分である。

本体部３０は、後述する押圧ローラ８３（図２参照）によって押圧されてリング部材５（図２参照）に摩擦係合する部位である。本体部３０は、一対のローラ当接部３０１と、レバー当接部３０５と、一対のリング係合部３０６とを有する。以下、これらの部分について順に説明する。

一対のローラ当接部３０１は、本体部３０の上面から上方へ突出し、本体部３０の左右の端に沿って前後方向に延在するように、本体部３０に一体的に形成されている。ローラ当接部３０１の突出端（上端）に形成された面部は、押圧ローラ８３の外周面に当接する当接面として形成されている。また、ローラ当接部３０１の前端部は、後方に向けて高さ（上下方向の厚み）が漸増する傾斜部３０２として形成されている。一方、ローラ当接部３０１のうち傾斜部３０２の後側部分は、一定の高さを有する。レバー当接部３０５は、本体部３０の上面から上方へ突出するように設けられ、本体部３０の後部において左右のローラ当接部３０１をつなぐように、左右方向に延在する。レバー当接部３０５は、後述する押出しレバー７１１が後方から当接する部位である。

一対のリング係合部３０６は、本体部３０の下面から下方へ突出し、本体部３０の左右の端部に沿って前後方向に延在するように、本体部３０に一体的に形成されている。リング係合部３０６の前端部は、後方に向けて高さ（上下方向の厚み）が漸増する傾斜部３０７として形成されている。一対のリング係合部３０６には、夫々、後述する２つのリング部材５の外周係合部５１に係合可能な係合溝３０８が形成されている。各係合溝３０８は、リング係合部３０６の突出端から上方へ凹むように形成され、リング係合部３０６の全長に亘って前後方向に延在する。また、係合溝３０８は、左右方向の幅が上方に向けて狭くなるように（言い換えると、係合溝３０８を規定するリング係合部３０６の左右方向の壁面が上方へ向けて近づくように）形成されている（図６参照）。なお、ドライバ３とリング部材５との係合態様については後で詳述する。

本体部３０の後端３２は、ドライバ３の後端を規定する。打撃部３１の前端３１０は、ドライバの前端を規定する。前端３１０は、釘１０１（図１参照）の頭部を打撃し、釘１０１を前方へ打出して被加工物１００に打ち込む部位である。

一対のアーム部３５は、本体部３０の左右に突出している。なお、詳細説明および図示は省略するが、アーム部３５は、接続部材によって、本体ハウジング１１内に配置された戻し機構に接続されている。戻し機構は、釘１０１を打ち出した後のドライバ３を初期位置に復帰させるように構成された機構である。本実施形態の釘打ち機１では、戻し機構として、いかなる公知の構成が採用されてもよい。例えば、打込み位置まで前方へ移動されたドライバ３を、接続部材を介して弾性部材（例えば、圧縮コイルバネや捩りコイルバネ）の弾性力で動作線Ｌに沿って初期位置へ引き戻すように構成された戻し機構を採用することができる。

以上のように構成されたドライバ３は、その長軸が動作線Ｌに沿って釘打ち機１の前後方向に延在するように配置される。また、ドライバ３は、動作線Ｌに沿って（釘打ち機１の前後方向に、またはドライバ３の長軸方向にとも言い換えられる）移動可能に保持されている。

ここで、図１および図４を参照して、ドライバ３の初期位置および打込み位置について説明する。初期位置とは、ドライバ駆動機構４００が作動していない状態（以下、初期状態という）でドライバ３が保持される位置である。本実施形態では、図１に示すように、ドライバ３の初期位置は、ドライバ３の後端３２が、本体ハウジング１１の後端部内に固定された後方ストッパ部１１８に当接する位置に設定されている。打込み位置とは、ドライバ駆動機構４００によって前方へ移動されたドライバ３が釘１０１を被加工物に打ち込む位置である。本実施形態では、図４に示すように、ドライバ３の打込み位置は、ドライバ３の前端３１０が射出口１２３から僅かに突出した位置に設定されている。打込み位置は、一対のアーム部３５の前端が、本体ハウジング１１前端部の内部に固定された一対の前方ストッパ部１１７に後方から当接する位置でもある。上記の配置から、本実施形態では、初期位置と打込み位置は、ドライバ３の移動可能範囲の両端を規定する最後方位置と最前方位置であると言い換えることもできる。

図２に示すように、本実施形態では、ドライバ駆動機構４００は、フライホイール４と、２つのリング部材５と、保持機構６と、作動機構７と、押圧機構８とを含む。以下、これらの構成の詳細について順に説明する。なお、以下で参照する図１および図２では、説明の便宜上、後述するリング部材５の一部が破断された状態で図示されている。

フライホイール４は、円筒状に形成されており、図２に示すように、本体ハウジング１１内のモータ２の前側で、回転可能に支持されている。フライホイール４は、モータ２によって回転軸Ａ１周りに回転駆動される。回転軸Ａ１は、モータ２の回転軸と平行に、ドライバ３の動作線Ｌに直交する左右方向に延在する。フライホイール４の支持シャフトには、フライホイール４と一体的に回転するプーリ４１が連結されている。プーリ２１とプーリ４１にはベルト２５が架け渡されている。よって、モータ２が駆動されると、モータ２の回転がベルト２５を介してフライホイール４に伝達され、フライホイール４は図２の時計回り方向に回転する。また、図５および図６に示すように、フライホイール４の外周４５には、フライホイール４の全周に亘って延在する一対の係合溝４７が形成されている。係合溝４７には、リング部材５が係合可能である。係合溝４７は、左右方向の幅が、フライホイール４の径方向内側に向けて狭くなるように形成されている。

図２に示すように、各リング部材５は、フライホイール４よりも大径のリング状に形成されている。本実施形態では、リング部材５の内径は、フライホイール４の外径（厳密には、フライホイール４の回転軸Ａ１から係合溝４７の底部までの径）よりも大きく設定されている。図５に示すように、２つのリング部材５は、夫々、フライホイール４の外周４５に設けられた一対の係合溝４７に対して径方向外側に配置されている。本実施形態では、２つのリング部材５は、後述する保持機構６によって、フライホイール４の外周４５（より詳細には係合溝４７）から離間した離間位置と、外周４５（係合溝４７）に一部が接触する接触位置との間で移動可能に保持されている。

各リング部材５は、フライホイール４の回転エネルギをドライバ３に伝達するための伝達部材であって、ドライバ３およびフライホイール４と摩擦係合可能に構成されている。図６に示すように、リング部材５の外周側部分および内周側部分には、夫々、ドライバ３の係合溝３０８およびフライホイール４の係合溝４７に係合可能な外周係合部５１および内周係合部５３が設けられている。リング部材５の径方向の断面形状は、概ね六角形状に形成されており、外周係合部５１は、リング部材５の径方向外側へ向けて厚みが小さくなるように形成される一方、内周係合部５３は、リング部材５の径方向内側へ向けて軸方向の厚みが小さくなるように形成されている。つまり、外周係合部５１および内周係合部５３は、いずれも先端に向けて断面が先細り形状に形成されている。なお、リング部材５と、ドライバ３およびフライホイール４との係合態様については後で詳述する。

保持機構６は、リング部材５を、フライホイール４の外周４５（係合溝４７）から離間した離間位置と、外周４５（係合溝４７）に接触する接触位置との間で移動可能に保持するように構成されている。図２および図５に示すように、本実施形態の保持機構６は、一対のリング付勢部６０と、一対のストッパ６６とで構成されている。一対のリング付勢部６０は、リング部材５に対して斜め前下方と斜め後ろ下方に配置され、リング部材５を板バネによって下側から上方へ付勢した状態で回転可能に支持している。一対のストッパ６６は、夫々、ドライバ３の下方、且つ、リング部材５に対して斜め前上方と斜め後ろ上方に配置され、リング部材５の回転を許容しつつ、リング部材５の上方への移動を規制するように構成されている。

ここで、保持機構６によるリング部材５の保持態様について説明する。図５に示すように、初期状態においては、リング付勢部６０は下方からリング部材５に当接し、リング部材５を上方へ付勢する一方、ストッパ６６はリング部材５に対して上方から当接し、リング部材５がそれ以上上方へ移動することを規制する。これにより、図６に示すように、リング部材５は、フライホイール４の全周に亘って、外周４５（係合溝４７）から離間した離間位置で保持される。なお、フライホイール４の上端部のみが図示されているが、フライホイール４の全周に亘って、同様に、リング部材５はフライホイール４の外周４５（より詳細には係合溝４７）から離間している。一方、詳細は後述するが、作動機構７によってドライバ３が前方へ移動されるのに伴って、リング部材５がドライバ３によって下方へ押圧されると、リング付勢部６０の付勢力に抗してリング部材５が下方へ移動する。そして、リング部材５は、フライホイール４の上部において、外周４５（係合溝４７）に接触する接触位置で保持されることになる（図１２参照）。

図２に示すように、作動機構７は、本体ハウジング１１内において、ドライバ３よりも上方、且つ、フライホイール４よりも後方に配置されている。作動機構７は、初期位置に配置されたドライバ３を、後述する伝達位置に移動させるように構成された機構である。本実施形態では、作動機構７は、ソレノイド７１５と、ソレノイド７１５のロッドによって回動される押出しレバー７１１とを主体として構成されている。初期状態では、押出しレバー７１１の他端部は、ドライバ３のレバー当接部３０５に対して斜め上後方に保持されている。ソレノイド７１５が作動されると、押出しレバー７１１が下方へ回動される。これに伴って、押出しレバー７１１の先端部がレバー当接部３０５を後方から前方へ押圧することで、ドライバ３を前方へ移動させる（図１１参照）。なお、本実施形態では、ソレノイド７１５の作動はコントローラ１８（図１参照）によって制御される。ソレノイド７１５の制御の詳細に関しては、後述する。

図２に示すように、押圧機構８は、本体ハウジング１１内で、フライホイール４とドライバ３との対向方向において、フライホイール４とは反対側でドライバ３と対向するように配置されている。押圧機構８は、ドライバ３が初期位置から前方へ移動する過程で、リング部材５に向けて（つまり、フライホイール４に近づく方向に）ドライバ３を押圧することで、リング部材５を介してフライホイール４からドライバ３への回転エネルギの伝達を可能とするように構成されている。

図２および図６に示すように、本実施形態では、押圧機構８は、ローラ支持部材８１と、押圧ローラ８３と、ホルダ８５と、弾性部材８７とを含む。押圧ローラ８３は、ローラ支持部材８１によって回転可能に支持されている。ホルダ８５は、本体ハウジング１１に支持され、ローラ支持部材８１を上下方向に相対移動可能に保持している。弾性部材８７は、僅かに圧縮された状態で、ローラ支持部材８１とホルダ８５の間に配置されている。このような構成により、初期状態では、ローラ支持部材８１および押圧ローラ８３は、弾性部材８７の弾性力によって下方へ付勢され、最下方位置で保持される。

図２に示すように、加速度センサ１１５は、本体ハウジング１１の後端部内に配置されている。加速度センサ１１５は、加速度を検出可能な周知のセンサであって、図示しない配線を介して、コントローラ１８（図１参照）に検出結果を出力するように構成されている。本実施形態では、打込み動作に伴って生じた工具本体１０の動きに対応する情報として、加速度が用いられる。そして、加速度センサ１１５によって検出された加速度に基づいて、モータ２の制御が行われる。この点については後で詳述する。

次に、ハンドル１４の内部構造について説明する。

図２に示すように、ハンドル１４の上端部の内部には、上述のように、トリガスイッチ１４１が配置されている。ハンドル１４の下端部の内部（バッテリ装着部１５の上方）には、コントローラ１８が収容されている。コントローラ１８は、モータ２およびソレノイド７１５の制御を通じてドライバ駆動機構４００の動作を制御するように構成されている。また、ハンドル１４の下端部（コントローラ１８の上方）には、速度表示部１１６が設けられている。本実施形態では、速度表示部１１６は、大きさの異なる３つのＬＥＤライトを含み、コントローラ１８（図１参照）によって、設定されたモータ２の回転速度に応じたＬＥＤの駆動制御が行われる。具体的には、モータ２の回転速度に応じて、駆動されるＬＥＤの数、色、駆動態様（点灯または点滅）等が変更される。

以下、釘打ち機１の電気的構成について説明する。図７に示すように、釘打ち機１は、釘打ち機１の動作を制御するコントローラ１８を備えている。本実施形態では、コントローラ１８は、ＣＰＵ１８１、ＲＯＭ１８２、ＲＡＭ１８３、タイマ１８４等を含むマイクロコンピュータとして構成されている。

コントローラ１８には、三相インバータ２０１と、ホールセンサ２０３が電気的に接続されている。本実施形態では、三相インバータ２０１は、６つの半導体スイッチング素子を用いた三相ブリッジ回路を備えている。三相インバータ２０１は、コントローラ１８からの制御信号が示すデューティ比に従って三相ブリッジ回路の各スイッチング素子をスイッチング動作させることで、モータ２を駆動する。ホールセンサ２０３は、モータ２の各相に対応して配置される３つのホール素子を備えており、モータ２のロータの回転位置を示す信号を出力するように構成されている。なお、ホールセンサ２０３の回転位置からモータ２の実回転速度が得られることから、ホールセンサ２０３は、モータ２の回転速度を検出しているともいえる。詳細は後述するが、本実施形態では、コントローラ１８（ＣＰＵ１８１）は、打込み動作の前および後に検出されたモータ２の回転速度に基づいてデューティ比を変更することで、モータ２の回転速度を制御する。なお、コントローラ１８と三相インバータ２０１は、基板１８０に搭載されて、ハンドル１４の下端部に収容されている（図１参照）。

更に、コントローラ１８には、コンタクトアームスイッチ１３１と、トリガスイッチ１４１と、ソレノイド７１５と、加速度センサ１１５と、速度表示部（ＬＥＤ）１１６とが電気的に接続されている。本実施形態では、ＣＰＵ１８１は、コンタクトアームスイッチ１３１、トリガスイッチ１４１、および加速度センサ１１５から出力された信号に基づいて、適宜、三相インバータ２０１およびソレノイド７１５に対して制御信号を出力することで、モータ２およびソレノイド７１５の駆動を制御する。また、ＣＰＵ１８１は、モータ２の回転速度に応じて速度表示部（ＬＥＤ）１１６の点灯を制御する。

ここで、本実施形態における釘打ち機１の制御の概要について説明する。

まず、上述のように、コンタクトアーム１３の押し付け操作と、トリガ１４０の引き操作とを両方とも行うこと（但し順序は問わない）が、打込み動作の開始条件として規定されている。一方で、ドライバ３による釘１０１の打込みのために十分な回転エネルギをフライホイール４に蓄積するためには、モータ２の駆動後にある程度の時間がかかる。そこで、本実施形態では、２つの操作が行われた時点で十分な回転エネルギが蓄積された状態とするために、２つの操作が次のように扱われる。まず、２つの操作のうち先に行われた一方の操作は、モータ２を予め駆動させ、スタンバイ状態とさせるための指示（以下、スタンバイ指示という）の入力操作とみなされる。また、２つの操作のうち、後で行われた操作は、ソレノイド７１５を作動させる指示（以下、作動指示という）の入力操作とみなされる。

更に、２つの操作が行われた後（つまり、打込み動作が一度行われた後）のトリガ１４０の引き操作の解除は、スタンバイ状態を解除する指示（以下、スタンバイ解除指示という）の入力操作とみなされる。一方、スタンバイ状態が解除されない状態（トリガ１４０の引き操作が継続されている状態）で行われるコンタクトアーム１３の押し付け操作は、新たな作動指示を入力するための操作とみなされる。つまり、トリガ１４０の引き操作が継続され、スタンバイ状態が維持された場合には、コンタクトアーム１３の押し付け操作に応じて、次の打込み動作が行われる。これにより、回転エネルギの効率的な蓄積や、釘１０１を連発する時の操作性の向上が図られている。

このように、本実施形態では、上述の各種指示の入力操作に応じて、モータ２の駆動の開始および停止が行われる。具体的には、ＣＰＵ１８１は、コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１のオン・オフ状態によって各種指示を認識し、指示に応じてモータ２の駆動を開始し、または停止する。

更に、本願の発明者は、打込み動作の前のフライホイール４の回転エネルギおよび打込み動作でドライバ３によって消費されるフライホイール４の回転エネルギ（以下、消費エネルギという）と、被加工物１００に対する釘１０１の打込み状態との間には、一定の対応関係が存在することに着目した。なお、消費エネルギは、打込み動作の前のフライホイール４の回転エネルギ（以下、打込み前エネルギという）と、打込み動作の後のフライホイール４の回転エネルギ（以下、打込み後エネルギという）との差である。本実施形態では、この対応関係に基づいて、打込み動作が実際に行われる度にモータ２の回転速度を設定することで、次の打込み動作のための回転エネルギを、釘１０１の適正な打込み状態を実現可能な範囲内とする制御が行われる。

具体的には、ＣＰＵ１８１は、図８に例示するテーブル１８７を参照して、打込み動作が行われる度にモータ２の回転速度Ｎを設定し、設定した回転速度Ｎでモータ２を駆動する。なお、テーブル１８７は、コントローラ１８のＲＯＭ１８２（図７参照）に予め記憶されている。

ここで、テーブル１８７について説明する。図８に示すように、テーブル１８７には、打込み動作が行われる前のモータ２の回転速度Ｎ１（ｒｐｍ）と、打込み動作が行われた後のモータ２の回転速度Ｎ２（ｒｐｍ）の範囲と、次の打込み動作のためのモータ２の回転速度Ｎ（ｒｐｍ）とが対応付けられて格納されている。

テーブル１８７は、フライホイール４が複数の異なる回転速度で実際に回転され、夫々の回転速度において特定された釘１０１の打込み状態に基づいて作成されている。なお、釘１０１の打込み状態には、例えば、適正、打込み不足、打込み過剰がある。適正は、打ち込まれた釘１０１の頭部が被加工物１００の表面と概ね面一にある状態をいい、消費エネルギが適正である場合に対応する。打込み不足とは、釘１０１の頭部が被加工物１００の表面から突出しており、消費エネルギが不足している場合に対応する。打込み過剰とは、釘１０１の頭部が被加工物１００に埋没しており、消費エネルギが過剰である場合に対応する。釘１０１の打込み状態が適正であれば、次の打込み動作のためにドライバ３に供給される回転エネルギを変更する必要はない。一方、釘１０１が打込み不足状態であれば、その不足度合いに応じてドライバ３に供給される回転エネルギを増加させることが望ましい。また、釘１０１が打込み過剰状態であれば、その過剰度合いに応じてドライバ３に供給される回転エネルギを減少させることが望ましい。

このことから、打込み前エネルギと、適正状態に対応する打込み後エネルギの範囲、打込み不足状態に対応する打込み後エネルギの範囲、および打込み過剰状態に対応する打込み後エネルギの範囲とを対応付け、更に、各打込み後エネルギの範囲と、次の打込み動作時にドライバ３に供給される回転エネルギの増減の必要性を対応付けることができる。なお、打込み不足状態および打込み過剰状態に夫々対応する打込み後エネルギの範囲は、その不足度合いおよび過剰度合いに応じて更に複数の範囲に細分化されうる。

フライホイール４の回転エネルギをＥ（Ｊ）、フライホイール４の慣性モーメントをＩ（ｋｇ・ｍ^２）、フライホイール４の角速度をω（ｒａｄ／ｓ）とした場合、回転エネルギＥは、次の式で表される。
Ｅ＝Ｉω^２／２
フライホイール４の慣性モーメントＩは一定であり、フライホイール４の角速度ω（ｒａｄ／ｓ）は回転速度（ｒｐｍ）に換算できる。また、フライホイール４の回転速度とモータ２の回転速度とはプーリ２１、４１の回転比に応じた比例関係にある。よって、フライホイール４の回転エネルギは、モータ２の回転速度の関数として表すことも可能である。そこで、本実施形態では、処理の容易化のため、打込み前エネルギに対応する情報として、打込み動作前のモータ２の回転速度Ｎ１が採用され、打込み後エネルギに対応する情報として、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２が採用されている。特に、本実施形態では、モータ２としてブラシレスモータが採用されているため、元々、ロータの回転位置を検出するためのホールセンサ２０３が必要である。そこで、打込み前エネルギおよび打込み後エネルギに対応する情報として、モータ２の回転速度Ｎ１およびＮ２を利用することで、新たな検出機構を付加することなく、適切な情報を容易に取得することができる。

更に、ドライバ３に供給される回転エネルギの増減は、次の打込み動作前のフライホイール４の回転エネルギの増減、ひいてはモータ２の回転速度の増減によって実現されうる。そこで、ドライバ３に供給される回転エネルギを変更する必要がない範囲には、次の打込み動作のためのモータ２の回転速度Ｎとして、回転速度Ｎ１と同じ回転速度が対応付けられている。一方、ドライバ３に供給される回転エネルギを増加させるべき範囲には、回転速度Ｎ１より大きい回転速度Ｎが対応付けられている。また、ドライバ３に供給される回転エネルギを減少させるべき範囲には、回転速度Ｎ１より小さい回転速度Ｎが対応付けられている。

具体的には、例えば、打込み動作前のモータ２の回転速度Ｎ１が１２，０００ｒｐｍの場合、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２が７，０００ｒｐｍ未満の範囲には、次の打込み動作のためのモータ２の回転速度Ｎとして、回転速度Ｎ１と同じ１２，０００ｒｐｍが対応付けられている。つまり、１２，０００ｒｐｍの回転速度Ｎ１に対して７，０００ｒｐｍ未満の回転速度Ｎ２が得られた場合、消費エネルギは適正な範囲内にあるため、回転速度Ｎは前回の打込み動作時から変更されない。なお、本実施形態では、１２，０００ｒｐｍは、設定可能範囲における最高速度である。

一方、回転速度Ｎ２が７，０００ｒｐｍ以上８，０００ｒｐｍ未満の範囲には、回転速度Ｎとして、回転速度Ｎ１より小さい１１，０００ｒｐｍが対応付けられている。つまり、１２，０００ｒｐｍの回転速度Ｎ１に対して７，０００ｒｐｍ以上８，０００ｒｐｍ未満の回転速度Ｎ２が得られた場合、消費エネルギが過剰の範囲内にあるため、ドライバ３に供給される回転エネルギを減少させるべく、回転速度Ｎが前回の打込み動作時よりも低くされる。回転速度Ｎ２が８，０００ｒｐｍ以上９，０００ｒｐｍ未満の範囲は、消費エネルギが更に過剰の範囲内にあるため、回転速度Ｎとして、更に低い１０，０００ｒｐｍが対応付けられている。同様にして、９，０００ｒｐｍ以上の回転速度Ｎ２の範囲についても、回転速度Ｎが対応づけられている。なお、本実施形態では、８，０００ｒｐｍは、設定可能範囲における最低速度である。

また、例えば、打込み動作前のモータ２の回転速度Ｎ１が１１，０００ｒｐｍの場合、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２が５，０００ｒｐｍ未満の範囲には、次の打込み動作のためのモータ２の回転速度Ｎとして、最高速度の１２，０００ｒｐｍが対応付けられている。なお、５，０００ｒｐｍは、回転速度Ｎ１が１１，０００ｒｐｍのときの回転速度Ｎ２の閾値である。釘１０１が大幅に打込み不足の場合には、モータ２の回転速度が大幅に低下することが知られている。よって、回転速度Ｎ２が閾値よりも小さい場合には、ドライバ３に供給される回転エネルギを効果的に増加させるべく、回転速度Ｎとして最高速度が設定される。詳細な説明は省略するが、テーブル１８７の残りの部分においても、同様の基準に基づいて、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および回転速度Ｎが対応付けられている。

以下、図９および図１０を参照して、コントローラ１８のＣＰＵ１８１によって実行される打込み制御処理の詳細と、処理中の釘打ち機１の具体的な動作について説明する。なお、打込み制御処理は、バッテリ１９がバッテリ装着部１５に装着されることで釘打ち機１への電力供給が開始されると開始され、電力供給が停止されると終了される。なお、以下の説明および図では、処理中の各「ステップ」を「Ｓ」と簡略表記する。また、図では、「スイッチ」を「ＳＷ」とも簡略表記する。

打込み制御処理の開始時点では、コンタクトアーム１３およびトリガ１４０はいずれも初期位置にあって、コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１はいずれもオフ状態である。モータ２は駆動されていない非駆動状態にある。図１に示すように、ドライバ３は、戻し機構によって初期位置に戻されて保持されている。図６に示すように、リング部材５は、保持機構６によって、フライホイール４の外周４５（より詳細には係合溝４７）から径方向外側に僅かに離間した離間位置に保持されている。このとき、押圧ローラ８３は最下方位置で保持され、ドライバ３の本体部３０の前端部に上方から滑り状態で接触しているが、ドライバ３を下方へ押圧している状態ではない。この状態では、リング部材５は、ドライバ３からも離間した位置に保持されている。より詳細には、リング部材５は、外周係合部５１がドライバ３の係合溝３０８に対して僅かに下方へ離間した位置で保持されている。

図９に示すように、ＣＰＵ１８１はまず、モータ２の回転速度Ｎとして、初期値を設定する（Ｓ１１）。本実施形態では、初期値は、回転速度Ｎの設定可能範囲における最大値（最高速度の１２，０００ｒｐｍ）とされている。なお、初期値は予めＲＯＭ１８２に記憶されており、ＣＰＵ１８１は、Ｓ１１において、ＲＯＭ１８２から初期値を読み出し、次の打込み動作のためのモータ２の回転速度ＮとしてＲＡＭ１８３に記憶させる。

ＣＰＵ１８１は、モータ２の回転速度Ｎに応じて、速度表示部１１６のＬＥＤを点灯させる（Ｓ１２）。ここでは、３つのＬＥＤがすべて点灯され、回転速度Ｎが最大値に設定されていることを示す。これにより、使用者は、自動的に設定された回転速度Ｎを容易に認識することができる。

ＣＰＵ１８１は、スタンバイ指示が入力されない間は待機する（Ｓ１３：ＮＯ、Ｓ１３）。コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１のうち何れか一方がオン状態とされた場合、ＣＰＵ１８１はこれをスタンバイ指示の入力と認識し（Ｓ１３：ＹＥＳ）、モータ２の駆動を開始する（Ｓ１５）。具体的には、ＣＰＵ１８１は、三相インバータ２０１を介してモータ２への通電を開始する。このとき、ＣＰＵ１８１は、モータ２のロータの回転速度が、ＲＡＭ１８３に記憶されている回転速度Ｎとなるように、デューティ比を制御する。なお、コントローラ１８によって認識されたトリガスイッチ１４１およびコンタクトアームスイッチ１３１のオン・オフ状態は、例えば、夫々に対応するフラグがＲＡＭ１８３にセットまたはクリアされることで記憶される。

モータ２の駆動に伴って、フライホイール４が回転駆動され、回転エネルギの蓄積を開始する。なお、この段階では、リング部材５は離間位置に配置されているため、フライホイール４の回転エネルギをドライバ３に伝達不能な状態にある。よって、フライホイール４が回転しても、リング部材５およびドライバ３は動作しない。

ＣＰＵ１８１は、スタンバイ指示が入力されてから所定時間が経過しない間は、スタンバイ解除指示または作動指示の入力があるまで監視を継続する（Ｓ１７：ＮＯ、Ｓ１９：ＮＯ、Ｓ２３：ＮＯ、Ｓ１７）。なお、ここでいうスタンバイ解除指示は、スタンバイ指示に対応するコンタクトアームスイッチ１３１またはトリガスイッチ１４１がオフ状態とされることである。

スタンバイ解除指示または作動指示の入力がないまま所定時間が経過した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、または、所定時間内にスタンバイ解除指示が入力された場合（Ｓ１７：ＮＯ、Ｓ１９：ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１８１は、モータ２の駆動を停止し（Ｓ２１）、スタンバイ指示の入力の監視に戻る（Ｓ１３）。なお、所定時間が経過したか否かの判断は、例えば、タイマ１８４によって、スタンバイ指示の入力からの経過時間が計時され、予めＲＯＭ１８２に記憶されている所定時間と経過時間とが比較されることで行われる。なお、所定時間は特に限定されるものではないが、本実施形態では、所定時間の一例として、５秒が採用されている。

ＣＰＵ１８１は、所定時間が経過する前に、作動指示が入力された場合、つまり、コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１のうち、スタンバイ指示に対応しないスイッチもオン状態とされた場合（Ｓ１７：ＮＯ、Ｓ１９：ＮＯ、Ｓ２３：ＹＥＳ）、ホールセンサ２０３（図７参照）によって検出された、打込み動作前のモータ２の回転速度Ｎ１を特定し、ＲＡＭ１８３に記憶させる（図１０のＳ２５）。ＣＰＵ１８１は、一旦モータ２の通電を中止することで、モータ２の駆動を停止する（Ｓ２７）。モータ２の駆動は停止されるが、フライホイール４およびモータ２のロータは慣性で回転を続ける。ＣＰＵ１８１は、モータ２の駆動停止とほぼ同時に、作動指示に応じてソレノイド７１５を作動させ、ドライバ３に打ち込み動作を行わせる（Ｓ２９）。

具体的には、次のようにして打込み動作が行われる。まず、ソレノイド７１５の作動により、押出しレバー７１１が回動し、押出しレバー７１１の後端部がドライバ３のレバー当接部３０５を後方から前方へ押圧する。ドライバ３は、初期位置から打込み位置へ向かって、動作線Ｌに沿って前方へ移動を開始する。ドライバ３は、離間位置に保持されているリング部材５に対しても相対的に移動する。

押圧ローラ８３は、傾斜部３０２の当接面に前方から当接する。傾斜部３０２が押圧ローラ８３に押圧されつつ前方へ移動するのに伴って、リング部材５の外周係合部５１の一部がドライバ３の係合溝３０８（図６参照）に進入して、係合溝３０８の開口端に当接する。なお、リング係合部３０６の前端部に傾斜部３０７が形成されていること、また、係合溝３０８の左右方向の幅は、開口端側の方が広いことから、外周係合部５１は、係合溝３０８にスムーズに進入することができる。押圧ローラ８３が傾斜部３０２の当接面に当接し、外周係合部５１の一部が係合溝３０８の開口端に当接した状態で、ドライバ３が更に前方へ移動すると、傾斜部３０２はカムとして機能し、また、くさび効果を発揮する。このため、離間位置に保持されていたリング部材５がリング付勢部６０の板バネの付勢力に抗して下方へ押し下げられる。同時に、最下方位置に保持されていた押圧ローラ８３が、弾性部材８７の弾性力に抗して上方へ押し上げられる。

ドライバ３が更に前方へ移動し、図１１に示す伝達位置に達すると、図１２に示すように、下方へ移動されたリング部材５の内周係合部５３の一部がフライホイール４の係合溝４７に進入して、係合溝４７の開口端に当接し、リング部材５は、それ以上下方への移動が禁止された状態となる。このとき、リング部材５は、ストッパ６６から離間した状態でリング付勢部６０によって最下方位置で回転可能に支持されており、内周係合部５３の一部のみがフライホイール４の上部に当接している。つまり、リング部材５は、保持機構６によって接触位置に保持されている。また、傾斜部３０２によって押圧ローラ８３が押し上げられることで圧縮された弾性部材８７の弾性力により、リング部材５は、ドライバ３を介してフライホイール４に対して押し付けられている。このため、ドライバ３の係合溝３０８の開口端において、ドライバ３とリング部材５の外周係合部５１の一部が摩擦係合状態に置かれる。また、フライホイール４の係合溝４７の開口端において、フライホイール４とリング部材５の内周係合部５３の一部が摩擦係合状態に置かれる。

このように、リング部材５がドライバ３およびフライホイール４と摩擦係合状態に置かれることで、ドライバ３は、リング部材５を介してフライホイール４の回転エネルギを受けることが可能な伝達可能状態となる。なお、「摩擦係合状態」とは、２つの部材が互いに摩擦力によって係合した状態（滑り状態を含む）をいう。リング部材５は、リング部材５の内周係合部５３のうち、ドライバ３によってフライホイール４に押し付けられた部分のみがフライホイール４と摩擦係合した状態で、フライホイール４によって回転軸Ａ２周りに回転される。なお、本実施形態では、図１１に示すように、リング部材５はフライホイール４よりも大径に形成されており、リング部材５の内径はフライホイール４の外径（厳密には、フライホイール４の回転軸Ａ１から係合溝４７の底部までの径）よりも大きい。このため、リング部材５の回転軸Ａ２は、フライホイール４の回転軸Ａ１とは異なっており、回転軸Ａ１よりも下方（ドライバ３から離れる方向）に位置する。なお、回転軸Ａ２は、回転軸Ａ１に対して平行に延在する。リング部材５は、リング部材５と摩擦係合した状態のドライバ３を、図１１に示す伝達位置から前方へ向けて押し出す。

ドライバ３が伝達位置から前方へ押し出され、図１３に示すように、押圧ローラ８３が、ローラ当接部３０１のうち傾斜部３０２の後側部分の当接面に当接し、最上方位置まで押し上げられる。弾性部材８７の弾性力により、リング部材５は、ドライバ３を介してフライホイール４に対して更に押し付けられる。よって、ドライバ３と外周係合部５１の一部、および、フライホイール４と内周係合部５３の一部は、より強固に摩擦係合した状態となる。これにより、リング部材５は、より効率的にフライホイール４の回転エネルギをドライバ３に伝達することができる。なお、図１３は、ドライバ３が釘１０１（図１参照）を打撃する打撃位置に配置された状態を示している。なお、ＣＰＵ１８１は、打込み制御処理のＳ２９（図１０参照）においてソレノイド７１５を作動させた後、ドライバ３が打撃位置まで到達するのに必要な所定時間が経過すると、ソレノイド７１５への電流供給を停止することで、押出しレバー７１１を初期位置に戻す。

ドライバ３は、打撃位置に達して釘１０１を打撃し、更に、図４に示す打込み位置まで移動して、釘１０１を被加工物１００に打ち込む。ドライバ３のアーム部３５の前端が前方ストッパ部１１７に後方から当接することで、ドライバ３の移動が停止され、打込み動作が終了する。これに伴い、戻し機構（図示せず）が作動して、ドライバ３を初期位置に復帰させる。

図１０に示すように、ＣＰＵ１８１は、Ｓ２９でソレノイド７１５を作動させ、ドライバ３の打込み動作が終了すると、ホールセンサ２０３によって検出された、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２を特定し、ＲＡＭ１８３に記憶させる（Ｓ３１）。なお、回転速度Ｎ２の特定のタイミングは、例えば、ソレノイド７１５が作動され、ドライバ３が打込み位置まで移動して釘１０１の打込みを完了するのに要する時間に応じて設定されればよい。なお、ドライバ３が打込み位置まで移動して釘１０１の打込みを完了するのに要する時間は、非常に短い時間（３０ミリ秒程度）である。

更に、ＣＰＵ１８１は、加速度センサ１１５によって検出された加速度が、所定の閾値を超えているか否かを判断する（Ｓ３３）。なお、加速度の閾値は、予め設定され、例えば、ＲＯＭ１８２に記憶されている。上述のように、加速度は、打込み動作に伴って生じる工具本体１０の動きに対応する情報として採用されている。釘１０１が被加工物１００にほとんど打込まれず、工具本体１０が反動で跳ね返される（典型的には、動作線Ｌに概ね平行に被加工物から離れる方向に移動する）ような場合（つまり、消費エネルギが大幅に不足している場合）には、加速度が増大する。そこで、ＣＰＵ１８１は、加速度が閾値を超えている場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ドライバ３に供給される回転エネルギを効果的に増加させるべく、回転速度Ｎとして、初期値（設定可能範囲における最大値）を設定する（Ｓ３４）。

ＣＰＵ１８１は、加速度が閾値を超えていない場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、テーブル１８７を参照して、回転速度Ｎ１および回転速度Ｎ２に対応する回転速度Ｎを設定する（Ｓ３５）。Ｓ３４またはＳ３５では、この時点でＲＡＭ１８３に記憶されている回転速度Ｎが、新たに設定された回転速度Ｎに置き換えられる。ＣＰＵ１８１は、Ｓ３４またはＳ３５で設定されたモータ２の回転速度Ｎに応じて、速度表示部１１６のＬＥＤを点灯させる（Ｓ３６）。

ＣＰＵ１８１は、スタンバイ解除指示の入力があったか否かを判断する（Ｓ３７）。なお、ここでいうスタンバイ解除指示は、トリガスイッチ１４１がオフ状態とされることである。ＣＰＵ１８１は、スタンバイ解除指示の入力があった場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、スタンバイ解除指示の入力から所定時間が経過しない間は、スタンバイ指示の入力があるまで監視を継続する（Ｓ３９：ＮＯ、Ｓ４１：ＮＯ、Ｓ３９）。なお、Ｓ３９で採用される所定時間は、Ｓ１７で採用される所定時間と同じでも異なってもよいが、本実施形態では、Ｓ１７と同じ５秒とされている。

スタンバイ指示の入力がないまま所定時間が経過した場合（Ｓ３９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８１は、図９のＳ１１の処理に戻り、回転速度Ｎを初期値に設定する。つまり、打込み動作の後、スタンバイ状態が解除され、所定時間、新たなスタンバイ指示の入力がなされない場合には、モータ２の回転速度Ｎの設定が最高速度に戻されることになる。その後の処理は、上述の通りである。

所定時間内にスタンバイ指示の入力があった場合には（Ｓ３９：ＮＯ、Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８１は、図９のＳ１５の処理に戻り、モータ２の駆動を開始する。このとき、ＣＰＵ１８１は、モータ２のロータの回転速度を、前の打込み動作後にＳ３４またはＳ３５で設定され、ＲＡＭ１８３に記憶された回転速度Ｎとなるように制御する。その後の処理は、上述の通りである。

ＣＰＵ１８１は、トリガスイッチ１４１がオン状態で維持されており、スタンバイ解除指示の入力がされていないと判断した場合には（Ｓ３７：ＮＯ）、前の打込み動作後にＳ３４またはＳ３５で設定され、ＲＡＭ１８３に記憶された回転速度Ｎで、モータ２の駆動を開始する（Ｓ４３）。これは、上述のように、作動指示が入力されるまでフライホイール４に回転エネルギを蓄積させるための処理である。ＣＰＵ１８１は、モータ２の駆動開始から所定時間が経過しない間は、作動指示の入力があるまで監視を継続する（Ｓ４５：ＮＯ、Ｓ４９：ＮＯ、Ｓ４５）。なお、Ｓ４５で採用される所定時間は、Ｓ１７およびＳ３９で採用される所定時間と同じでも異なってもよいが、本実施形態では、Ｓ１７およびＳ３９と同じ５秒とされている。作動指示の入力がないまま所定時間が経過した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８１は、モータ２の駆動を停止して、図９のＳ１１の処理に戻り、回転速度Ｎを初期値に設定する。つまり、打込み動作の後、スタンバイ状態のまま、所定時間、新たな作動指示の入力がなされない場合には、モータ２の回転速度Ｎの設定が最高速度に戻されることになる。その後の処理は、上述の通りである。

所定時間内に作動指示の入力があった場合には（Ｓ４５：ＮＯ、Ｓ４９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１８１は、Ｓ２５に戻って打込み前のモータ２の回転速度Ｎ１を検出し、モータ２の駆動を停止した後（Ｓ２７）、ソレノイド７１５を作動させてドライバ３に打込み動作を行わせる（Ｓ２９）。つまり、打込み動作の後、スタンバイ状態のまま新たな作動指示が入力されると、前の打込み動作に基づいて適切に設定された回転速度Ｎで、速やかに次の打込み動作が行われる。

図１４を参照して、以上に説明した打込み制御処理（図９および図１０参照）の具体的な適用例について説明する。図１４に示すように、回転速度Ｎの初期値には、最高速度の１２，０００ｒｐｍが設定される（Ｓ１１）。１回目の打込み動作の前と後に検出された回転速度Ｎ１、Ｎ２が、夫々、１２，０００ｒｐｍ、１０，０００ｒｐｍの場合（Ｓ２５，Ｓ３１）、釘１０１の頭部が被加工物１００Ａに埋没してしまう打込み過剰状態が生じている。これに対し、テーブル１８７（図８参照）が参照され、次の打込み動作のための回転速度Ｎが、より低速の８，０００ｒｐｍに設定される（Ｓ３５）。その結果、２回目の打込み動作の回転速度Ｎ１、Ｎ２は、夫々、８，０００ｒｐｍ、５，０００ｒｐｍとなり（Ｓ２５，Ｓ３１）、釘１０１の頭部が被加工物１００Ａの表面と概ね面一となる、適正な打込み状態が実現される。この場合、テーブル１８７が参照され、回転速度Ｎは前回と同じ８，０００ｒｐｍに設定される（Ｓ３５）。３回目の打込み動作でも、適正な打込み状態が実現され、回転速度Ｎは前回と同じ８，０００ｒｐｍに設定される（Ｓ３５）。

回転速度Ｎが８，０００ｒｐｍに設定された状態で、被加工物１００Ａよりも固い被加工物１００Ｂに対して４回目の打込み動作が行われると、回転速度Ｎ１、Ｎ２は、夫々、８，０００ｒｐｍ、２，０００ｒｐｍとなり（Ｓ２５，Ｓ３１）、釘１０１の頭部が被加工物１００Ａの表面から突出する打込み不足状態が生じる。これに対し、テーブル１８７が参照され、次の打込み動作のための回転速度Ｎが、より高速の１０，０００ｒｐｍに設定される（Ｓ３５）。その結果、５回目の打込み動作の回転速度Ｎ１、Ｎ２は、夫々、１０，０００ｒｐｍ、６，５００ｒｐｍとなり（Ｓ２５，Ｓ３１）、適正な打込み状態が実現される。

以上に説明したように、本実施形態では、ＣＰＵ１８１が、打込み前エネルギに対応する情報としてのモータ２の回転速度Ｎ１と、打込み後エネルギに対応する情報としてのモータ２の回転速度Ｎ２とに基づいて、モータ２の回転速度Ｎを設定する。より詳細には、ＣＰＵ１８１は、ＲＯＭ１８２に記憶されたテーブル１８７を参照して、モータ２の回転速度Ｎを設定する。テーブル１８７には、実測により得られた、打込み動作の前のフライホイール４の回転エネルギ、打込み動作による消費エネルギ、および被加工物１００に対する釘１０１の打込み状態との間の対応関係に基づいて、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２の範囲、および回転速度Ｎが対応付けられている。ＣＰＵ１８１は、このテーブル１８７を参照して回転速度Ｎを簡便に設定し、次に行われる打込み動作でドライバ３に供給される回転エネルギを適切に制御して、適正な打込み状態を実現することができる。

言い換えると、本実施形態の釘打ち機１では、ＣＰＵ１８１が、打込み動作が行われる度に、次の打込み動作のために適切な回転速度Ｎを自動的に設定する。これにより、使用者が打込み状態を確認しながらモータの回転速度を手動で設定する必要がなくなり、作業効率を向上することができる。モータ２の回転速度を手動で設定するための操作部材も不要であるため、余分なコスト増加も防止することができる。また、例えば、打込み不足を防止するためにモータの回転速度を過度に高く設定する必要をなくすことで、モータ２、前方ストッパ部１１７等の保護や、電力消費の抑制、立ち上がり時間の短縮化にも寄与している。特に、釘打ち機１は、充電式のバッテリ１９を電源としているため、電力消費の抑制により、一度の充電で打込める釘１０１の数を増加でき、作業効率も向上することができる。

また、本実施形態では、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２が、打込み動作前のモータ２の回転速度Ｎ１に対応する所定の閾値よりも小さい場合、モータ２の回転速度Ｎが最高速度に設定される。同様に、打込み動作の後、次の打込み動作が行われることなく所定時間が経過した場合も、モータ２の回転速度Ｎが最高速度に設定される。更に、加速度センサ１１５によって検出された加速度が所定の閾値を超えた場合にも、モータ２の回転速度Ｎが最高速度に設定される。これらの場合はいずれも、大幅な打込み不足状態に対応している。よって、モータ２の回転速度Ｎを設定可能範囲における最大値とすることで、次に行われる打込み動作でドライバ３に供給される回転エネルギが不足するのを確実に防止することができる。

上記実施形態は単なる例示であり、本発明に係る打込み工具は、例示された釘打ち機１の構成に限定されるものではない。例えば、下記に例示される変更を加えることができる。なお、これらの変更は、これらのうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、実施形態に示す釘打ち機１、あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。

打ち込み工具は、釘１０１以外の打込み材を打出す工具であってもよい。例えば、鋲、ピン、ステープル等を打出すタッカ、ステープルガンとして具現化されてもよい。また、フライホイール４の駆動源は、特にモータ２に限定されない。例えば、直流モータに代えて交流モータが採用されてもよい。

ＣＰＵ１８１は、打込み動作１回毎ではなく、打込み動作が所定回数行われる度に、次の所定回数の打込み動作のための回転速度Ｎを設定してもよい。この場合、回転速度Ｎ２の平均値に基づいて、回転速度Ｎが設定されてもよい。

打込み動作前エネルギに対応する情報と、打込み動作後エネルギに対応する情報として、モータ２の回転速度Ｎ１、Ｎ２に代えて、例えば、打込み動作の前と後に夫々検出されたフライホイール４の回転速度が採用されてもよい。この場合、フライホイール４の回転速度の検出は、例えば、上記実施形態と同様、ホールセンサを用いて行われてもよい。モータ２またはフライホイール４の回転速度は、ホールセンサ以外のセンサ（例えば、光学式のセンサや接触式のセンサ）によって検出されてもよい。

図８に示すテーブル１８７の数値は、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、回転速度Ｎの対応関係を説明するための単なる例示であるため、フライホイール４の仕様に応じて、適宜、適切な数値が採用されうることはいうまでもない。また、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、回転速度Ｎの対応関係は、テーブル１８７以外の形式で記憶されていてもよい。また、テーブル１８７は、コントローラ１８が不揮発性メモリを含む場合は、不揮発性メモリに記憶されていてもよいし、データを読み取り可能な外部の記憶媒体（例えば、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ）に記録されていてもよい。なお、回転速度Ｎは、必ずしもテーブル１８７等の予め記憶された対応関係を参照して設定される必要はなく、打込み動作が行われる度に、打込み動作前エネルギに対応する情報と、打込み動作後エネルギに対応する情報とに基づいて算出されてもよい。

上記実施形態では、コンタクトアームスイッチ１３１およびトリガスイッチ１４１が、順序を問わず、両方ともオン状態とされることが、打込み動作の開始条件として規定されている。しかしながら、打込み動作の開始条件として、２つのスイッチがオン状態とされる順序が規定されていてもよい。また、打込み動作の開始条件が異なる複数の動作モードが用意され、ＣＰＵ１８１は、それらのうち、使用者によって選択されたモードに従って、打込み動作の開始を判断してもよい。

上記実施形態では、ＣＰＵ１８１は、打込み動作前エネルギに対応する情報および打込み動作後エネルギに対応する情報のみならず、加速度センサ１１５の検出結果に基づき、回転速度Ｎを設定している。しかしながら、加速度センサ１１５は省略されてもよい。

ＣＰＵ１８１によって自動的に設定された回転速度Ｎを使用者に報知する方法は、ＬＥＤを含む速度表示部１１６に限られるものではなく、いかなる方法が採用されてもよい。例えば、液晶ディスプレイで回転速度Ｎを示す数値が表示されてもよい。ブザー等、音による報知が行われてもよい。回転速度Ｎ以外のモータ３の駆動条件に関する情報が報知されてもよい。例えば、回転速度Ｎが変更されたことが、ＬＥＤの点滅等で報知されてもよい。また、例えば、打込み動作後のモータ２の回転速度Ｎ２が閾値より小さい場合、打込み動作の後で次の打込み動作が行われることなく所定時間が経過した場合、または加速度が所定の閾値を超えた場合に、モータ２の回転速度Ｎが最高速度にリセットされたことが、通常の回転速度Ｎの報知とは別の色のＬＥＤの点灯によって報知されてもよい。更に、モータ３の駆動条件のみならず、その他の釘打ち機１の動作状態に関する情報が報知されてもよい。例えば、加速度センサ１１５の検出結果に対応する情報（例えば、加速度が閾値を超えたこと）が報知されてもよい。なお、このような情報の報知は、必ずしも行われる必要はない。

上記実施形態では、コントローラ１８は、ＣＰＵ１８１等を含むマイクロコンピュータによって構成される例が挙げられているが、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプログラマブル・ロジック・デバイスで構成されていてもよい。また、上記実施形態の打込み制御処理は、ＣＰＵ１８１が、ＲＯＭ１８２に記憶されたプログラムを実行することにより実現されればよい。釘打ち機１が不揮発性メモリを含む場合は、プログラムは、不揮発性メモリに記憶されていてもよい。あるいは、プログラムは、データを読み取り可能な外部の記憶媒体（例えば、ＳＤカード、ＵＳＢメモリ）に記録されていてもよい。上記実施形態および変形例の打込み制御処理は、複数の制御回路で分散処理されてもよい。

ドライバ３の形状や、ドライバ３を駆動するドライバ駆動機構４００の構成は、適宜、変更可能である。例えば、ドライバ３のローラ当接部３０１において、傾斜部３０２は、側面視で全体が直線状に形成されていてもよいし、少なくとも一部が緩やかな円弧状に形成されていてもよい。つまり、傾斜部３０２の上面（押圧ローラ８３との当接面）は、全体が平面であってもよいし、全体が湾曲面であってもよいし、一部が平面で一部が湾曲面であってもよい。また、傾斜部３０２の傾斜度合いは途中で変化していてもよい。傾斜部３０２はより長く設けられてもよい。ローラ当接部３０１は、後方に向けて厚みが漸増する傾斜部を複数含んでいてもよい。また、ドライバ駆動機構４００に代えて、ドライバ３をフライホイール４に摩擦係合させることで、リング部材５を介することなく、フライホイール４からドライバ３に直接回転エネルギを伝達するように構成された駆動機構が採用されてもよい。また、フライホイール４の回転エネルギは、リング部材５以外の伝達部材（例えば、中間ローラ）を介してドライバ３に伝達されてもよい。

リング部材５と、ドライバ３およびフライホイール４との係合態様は、上記実施形態で例示された態様には限られない。例えば、リング部材５の数と、リング部材５に対応するドライバ３の係合溝３０８およびフライホイール４の係合溝４７の数は、１であってもよいし、３以上であってもよい。また、例えば、外周係合部５１および内周係合部５３、並びに対応する係合溝３０８および係合溝４７の形状、配置、数、係合位置等は、適宜変更が可能である。保持機構６のリング付勢部６０およびストッパ６６の構成は、何れも適宜変更可能である。

作動機構７は、ドライバ３を、初期位置に配置された初期状態から、フライホイール４の回転エネルギの伝達が可能な状態に移行させることが可能に構成されていればよく、その構成は適宜変更可能である。例えば、作動機構７は、ドライバ３を伝達位置に向けて前方へ押し出すのではなく、初期位置に配置されたドライバ３をフライホイール４に向けて付勢することで、フライホイール４とドライバ３とを、直接的または間接的に（例えば、リング部材５を介して）摩擦係合させるように構成されていてもよい。

上記実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。釘打ち機１は、本発明の「打込み工具」の一例である。釘１０１は、本発明の「打込み材」の一例である。射出口１２３は、本発明の「射出口」の一例である。モータ２は、本発明の「モータ」の一例である。フライホイール４は、本発明の「フライホイール」の一例である。ドライバ３は、本発明の「ドライバ」の一例である。動作線Ｌは、本発明の「動作線」の一例である。ＣＰＵ１８１は、本発明の「制御部」の一例である。回転数Ｎ１、Ｎ２は、夫々、本発明の「第１情報」、「第２情報」の一例である。ＲＯＭ１８２は、本発明の「記憶部」の一例である。ホールセンサ２０３は、本発明の「第１センサ」の一例である。加速度センサ１１５は、本発明の「第２センサ」の一例である。速度表示部１１６は、本発明の「報知部」の一例である。

更に、本発明および上記実施形態の趣旨に鑑み、以下の構成（態様）が構築される。以下の構成のうちいずれか１つのみ、あるいは複数が、独立して、または実施形態およびその変形例に示す釘打ち機１あるいは各請求項に記載された発明と組み合わされて採用されうる。
［態様１］
前記第１情報、前記第２情報、および前記モータの回転速度は、予め互いに対応付けられてテーブルに格納され、記憶部に記憶されており、
前記制御部は、前記テーブルを参照して、前記回転速度を設定するように構成されている。
［態様２］
前記モータは、ブラシレスモータであって、
前記第１センサは、前記モータの回転位置を検出するように構成されたホールセンサである。
［態様３］
前記打込み工具は、充電式のバッテリを着脱可能なバッテリ装着部を更に備えている。
［態様４］
前記第２センサは、少なくとも前記モータおよび前記フライホイールを収容する工具本体、または、前記工具本体に連結されたハンドルに設けられている。
［態様５］
前記第２センサは、加速度センサであって、
前記制御部は、前記加速度が所定の閾値を超えた場合に、前記モータの回転速度を、設定可能範囲における最大値に設定するように構成されている。

１：釘打ち機
１０：工具本体
１１：本体ハウジング
１１５：加速度センサ
１１６：速度表示部
１１７：前方ストッパ部
１１８：後方ストッパ部
１２：ノーズ部
１２３：射出口
１３：コンタクトアーム
１３１：コンタクトアームスイッチ
１４：ハンドル
１４０：トリガ
１４１：トリガスイッチ
１５：バッテリ装着部
１７：マガジン
１８：コントローラ
１８０：基板
１８１：ＣＰＵ
１８２：ＲＯＭ
１８３：ＲＡＭ
１８４：タイマ
１８７：テーブル
１９：バッテリ
２：モータ
２０１：三相インバータ
２０３：ホールセンサ
２１：プーリ
２５：ベルト
３：ドライバ
３０：本体部
３０１：ローラ当接部
３０２：傾斜部
３０５：レバー当接部
３０６：リング係合部
３０７：傾斜部
３０８：係合溝
３１０：前端
３１：打撃部
３２：後端
３５：アーム部
４００：ドライバ駆動機構
４：フライホイール
４１：プーリ
４５：外周
４７：係合溝
５：リング部材
５１：外周係合部
５３：内周係合部
６：保持機構
６０：リング付勢部
６６：ストッパ
７：作動機構
７１１：押出しレバー
７１５：ソレノイド
８：押圧機構
８１：ローラ支持部材
８３：押圧ローラ
８５：ホルダ
８７：弾性部材
１００、１００Ａ、１００Ｂ：被加工物
１０１：釘
Ａ１：回転軸
Ａ２：回転軸

Claims (5)

1. 打込み材を射出口から射出し、前記打込み材を被加工物に打ち込むように構成された打込み工具であって、
   モータと、
   前記モータによって回転駆動されるフライホイールと、
   前記フライホイールの外周に対向するように配置され、前記フライホイールから伝達された回転エネルギによって、所定の動作線に沿って移動することで、前記打込み材を前記被加工物に打込む打込み動作を行うように構成されたドライバと、
   前記モータまたは前記フライホイールの回転速度を検出するように構成された第１センサと、
   前記モータの駆動を制御するように構成された制御部とを備え、
   前記制御部は、予め設定されて記憶部に記憶された前記ドライバの前記打込み動作の前の前記モータまたは前記フライホイールの回転速度である打込み前速度、前記ドライバの前記打込み動作の後の前記モータまたは前記フライホイールの回転速度である打込み後速度、および次の打込み動作のための前記モータの回転速度の対応関係を参照して、前記第１センサによって夫々検出された前記打込み前速度および前記打込み後速度に対応する前記モータの回転速度を設定するように構成されており、
   前記対応関係において、前記打込み前速度に対して、前記打込み材の適正な打込み状態に対応する前記打込み後速度の第１範囲、打込み不足状態に対応する前記打込み後速度の第２範囲、および打込み過剰状態に対応する前記打込み後速度の第３範囲が規定されており、且つ、前記第１範囲に対応する前記回転速度は前記打込み前速度と同一であり、前記第２範囲に対応する前記回転速度は前記打込み前速度より大きく、前記第３範囲に対応する前記回転速度は前記打込み前速度より小さいことを特徴とする打込み工具。
2. 請求項１に記載の打込み工具であって、
   前記制御部は、検出された前記打込み後速度が所定の閾値よりも小さい場合、前記モータの回転速度を、設定可能範囲における最大値に設定するように構成されていることを特徴とする打込み工具。
3. 請求項１又は２に記載の打込み工具であって、
   前記制御部は、前記打込み動作の後、次の打込み動作が行われることなく所定時間が経過した場合、前記モータの回転速度を、設定可能範囲における最大値に設定するように構成されていることを特徴とする打込み工具。
4. 請求項１～３の何れか１つに記載の打込み工具であって、
   前記打込み動作によって生じた前記打込み工具の動きに対応する情報を検出するように構成された第２センサを更に備え、
   前記制御部は、前記第２センサの検出結果に基づいて、前記モータの回転速度を設定するように構成されていることを特徴とする打込み工具。
5. 請求項１～４の何れか１つに記載の打込み工具であって、
   前記制御部による前記モータの駆動条件に関する情報を報知するように構成された報知部を更に備えたことを特徴とする打込み工具。

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