JPH08197455A - はずみ車駆動の電動機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モータ駆動されるはずみ車からのエネルギを
断続的、恒常的に一定回転速度で仕事部材に伝達する。 【構成】 はずみ車と、該はずみ車を駆動するモータ
と、該はずみ車を可動な仕事部材に断続的に接続して該
仕事部材を動かす駆動装置と、上記モータを約７０００
から約１５，０００回転／分の範囲の所望速度で回転さ
せ、上記仕事部材の作動に起因して生ずるはずみ車の減
速を５００ミリ秒以内に上記所望速度に回復するモータ
制御回路と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は仕事部材にエネルギパ
ルスを伝達する装置、より具体的には可動な部分を有す
る機器ないし装置の駆動部にエネルギを伝達する装置一
般に関する。また、電動式の駆動具、より具体的にはフ
ァスナー打込機、すなわちファスナを駆動する駆動子を
はずみ車に連結させるクラッチ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばフレーム製作に使うファス
ナ駆動具（釘とかステープルの打込機など）を作動させ
るのに比較的大型のエネルギ推進装置が必要なときは、
圧縮空気を動力とするのが普通である。したがって工事
現場でコンプレッサが必要となるような圧縮空気駆動の
ファスナ打込機についてはよく知られている。このよう
なファスナ打込機は３インチ長もしくはそれ以上の長さ
の釘もしくはステープルを例えば２×４インチ厚ほどの
枠木に打ち込むこともできる。

【０００３】電動式のもの、例えばソレノイド方式のフ
ァスナ打込機もよく知られている。このタイプのファス
ナ打込機はフレーム製作などヘビーデューティーなもの
ではなく１インチ長ほどの無頭釘の打込みなどの軽作業
に使われている。

【０００４】一方でコンプレッサを使わない高出力のフ
ァスナ打込機の開発努力が続けられている。例えばヘビ
ーデューティーなファスナ打込に十分な動力を供給する
手段として、はずみ車を採用するものなどがある。米国
特許第4,042,036号、 第4,121,745号、 第4,204,622号、
及び英国特許第4,298,072号などがそれである。

【０００５】はずみ車で駆動されるファスナ打込機は既
に長期に亙って開発されてきているが、それにもかかわ
らずはずみ車方式のものはそれ特有の問題を抱えてい
る。例えば２枚のはずみ車を使う打込機にあっては、各
車に別々の動力を供給して行うのが普通である。したが
って２個のモータを有することになり重量ならびに嵩を
増大させ、また同期させなければならないという困難も
ある。別の方法は電動モータ軸にはずみ車の１枚を取り
付けるもので、こうしておいてもう１枚のはずみ車を一
連のベルト、チェーン、プーリなどで駆動するというも
のである。しかしこの方式は複雑で調節困難、故障など
維持上の問題が多い。

【０００６】こうした打込機に関するもう一つの問題は
はずみ車の１枚を別のはずみ車に接近させたり遠のけた
りする装置に見られるものである。例えば、可動はずみ
車は固定はずみ車に対して作業空間中を移動させられる
わけだが、２枚の車の間で駆動子を打ち込むことができ
るように一方の周縁は他方の周縁から駆動子の最大厚よ
り少なく離されている。次に可動はずみ車が作業休止位
置の反対側に移されるのであり、可動はずみ車は駆動子
の最大厚以上の距離を固定はずみ車から離され、お互い
の周縁が駆動子の最大厚以上の距離を運動するようにさ
れている。従来のこうした車の一方の他方に近づけたり
遠のけたりする運動システムは複雑多様で満足できるも
のではなかった。のではなかった。

【０００７】またこの種の機器に関する研究は、駆動子
を作業最終位置から常態の引っ込んだ作業休止位置に戻
すための手段にも向けられ、複雑なバネ、プーリ、弾力
性のある紐などによる複雑なシステムが開発されてい
る。しかしこうしたシステムはハウジング内に入り込む
異物とか潤滑油に起因するストレスなどのため伸張部分
に損傷が起こりやすく耐久性上問題である。またバネが
使われた場合にはその付勢のストロークが大きすぎるた
め、またバネは耐久性が小さいため交換が必要となるな
どの問題がある。その他のシステムとしては、フリーの
浮駆動子を駆動後常態位置に移動させるための動力付き
戻しローラと遊びローラを採用するものなどがある。

【０００８】こうした課題のほかにも、はずみ車をエネ
ルギ源として使用するときには打込機の性格から別の問
題も生じている。特に、エネルギがはずみ車からファス
ナの駆動子すなわち杭打手段に伝えられるわけである
が、はずみ車はファスナ駆動子に連結されたとき十分な
駆動力を持つように高速回転させられている。例えばフ
ァスナの長さが約３1/2インチ〜４インチの典型的なフ
レーム製作用ファスナ打込機の場合、対象物が一般的な
木材でも５０馬力ほどの駆動力を必要とする。

【０００９】はずみ車がファスナを駆動した際には、は
ずみ車からのエネルギが消耗され、所望のはずみ車の回
転速度から減速され、そうした所望の回転速度が次の駆
動動作に入る前に同一動力でファスナ駆動が反復できる
ように回復されていなければならない。しかしはずみ車
を所望速度すなわちセットした速度に戻すために加速で
きる時間は、次の駆動動作に移りたいとユーザが欲する
周期よりずっと長引いたものとなっている。つまり、か
かる打込機に見られる公知のはずみ車駆動方式における
物理的限界は、使われ得る打込機が具備しているべき周
期ないし反復率を制限するものとなっているのである。

【００１０】はずみ車によるエネルギ駆動源方式は同様
な動力数回のエネルギ推進力を伝達するように設計され
ているのが普通であるが、はずみ車が速度を落として時
間増加分を超えるようになると、上記のような機能は実
際上制御困難である。したがって、通常の使用周期が達
成できる時間内に、はずみ車が所望速度を回復するため
きわめて迅速に加速され得るようなシステムが待ち望ま
れている。

【００１１】これらに関連して考察されるべきは、はず
み車が加速されて達する所望の速度は反復可能、継続可
能に回復できるばかりでなく、正確に制御できるような
ものでもなければならないということである。打込過
剰、打込不足、あるいは速度的ムラは、ファスナ打込を
深すぎたり浅すぎたりしてしまう過剰動力または動力不
足となる。

【００１２】ファスナ打込機に関してもう一つ考えてお
かなければならないことは、ファスナの長さ、形状なら
びにファスナが打ち込む対象の材質が何であるかに関係
する。ヘビーデューティなファスナ打込機はこのような
条件の変化に対応して調節可能であると同時に、一定の
操作範囲内でファスナ打込作業を迅速かつ継続的に反復
することができるようなものであることが望ましい。

【００１３】具体的に述べれば、はずみ車の機械的、設
計的な仕様が決まり、使われるべき駆動力の大きさが決
まれば、はずみ車にとって必要な角速度を決定すること
ができる。ファスナを打込過剰にしたり打込不足気味に
することなしに駆動動作に必要な一貫性ならびに反復性
を得るには、はずみ車に接続されている電動モータの速
度変化を±１％内に規制しなければならない。モータ角
速度の代表的レンジは、例えば重量０.８７ポンド、慣
性モーメント４．０１６×１０-4ft.-lbs.sec2のはずみ
車を使うとすれば、１分間７，０００回転〜１５，００
０回転である。さらに、打込機がファスナを打込む際エ
ネルギが消耗されるので、はずみ車の速度は減速する。
そこでモータは加速して５００ミリ秒内に選択された所
望速度まで戻されなければならない。モータおよびモー
タ制御回路は、激しいノイズ環境下にあっても影響を受
けないものであることも必要である。また、打込機はか
なり電圧動揺が激しく頻発する瞬間的な電力上昇[power
hook ups]にさらされる環境下で使用されることが多
い。モータおよびモータ制御装置は最小限の重量を有
し、かつ、携帯型の打込機として商業的に販売可能な製
造コストのものであることが要求される。

【００１４】さまざまなタイプのモータに使うことがで
きるモータ速度制御装置が現在多数存在することは周知
の事実である。例えば米国モトローラ社 TDA 1085Cは交
直両用のモータ制御ができる集積回路で、電圧比速度帰
還ループ[voltage comparison velosity feedback loo
p]を備えたトライアック位相角制御装置を使っている。
ブラシなしの直流モータ制御に主として使われる位相同
期ループ[ＰＬＬ；phase locked loops]を利用したモー
タ速度制御装置としては多数の先行技術がある。交直両
用モータの制御に位相角制御の代わりに位相同期ループ
を使う理論および実践についても多くのことが知られて
いる。さらに速度を選択できる携帯型で片手操作の打込
機も既にできている。しかしこれら従来型のものは本質
的にオープンループ式で正確なクローズドループ制御を
必要としていない。こうしたオープンループ式の速度制
御システムは、半波あるいは全波の間にモータへの電力
供給を切り換えることによって、あるいは選択したモー
タコイルを回路へ断続することによって、あるいはメカ
ニカルなギヤ操作によって得ることができる。またバッ
テリを電源とする携帯型手持ち機器は、永久磁石界磁型
モータにパルス幅変調電流を供給するものが普通であ
る。

【００１５】しかしこれら従来型の回路はどれ一つとし
て本発明の速度範囲をもった、正確な時間内に応答する
ことができる交直両用モータの速度を制御することがで
きるものではない。

【００１６】このように、いろいろな長さのファスナ、
特にヘビーデューティなフレーム製作用のファスナを反
復継続的に打ち込むことができる、信頼性の高い軽量で
比較的簡単な構造の電動機械式ファスナ打込機は、これ
まで本技術分野に存在しなかった。

【００１７】電動式打込機、特にはずみ車を備えたも
の、あるいはその他の手持ち打込機については、駆動部
の重量及び価格を考察する必要がある。複雑な速度制御
ができるモータは非常に重くまた高価である。したがっ
て比較的軽量で速度制御可能なモータを備えた器具その
他各種の装置に使えるファスナ打込機を低価格で提供す
ることが望まれるところである。

【００１８】本発明のもう一つの面として、多くの器
具、装置が手持型で手操作であるという点がある。この
タイプでは比較的軽量なエネルギ源のものというだけで
なく、バランスのよいものであることも大切なことであ
る。上述した従来型のファスナ打込機にはモータ駆動の
はずみ車を動力とするものがあるが、はずみ車、モータ
は共に打込機の先端に配置されている。このような打込
機では重心が前方となるので、機器のバランスをとるこ
とが難しい。一方はずみ車から遠く離してモータを取り
付けるには連結部とか駆動接続部が必要で、機器の重量
を増し動力源効率を落とすという欠点がある。これはさ
らに大きなモータを要求することになり、その結果さら
に重量を増大させるということにもなる。このようにバ
ランスよく駆動部が配置された手持型ファスナ打込機が
望まれている。

【００１９】ファスナ打込機には上述のような点につい
ての考察が必要であるが、さらにファスナ打込機等の機
器の取り扱いについて、仕事部材にかかる運動力ないし
エネルギの処理が必要である。多くの機器が仕事部材に
短い距離、すなわち制限された動きしか与えていない。
現在のところ上述したはずみ車系および圧縮空気系のも
のに加え、電気式、水圧式、モータまたはソレノイド
式、内燃機関式、バネ仕掛式などが知られている。また
仕事部材を動かすためさまざまなエネルギ源を利用する
ファスナ打込機以外の機器としては、例えば、紙行用パ
ンチ、その他のパンチ、鋏、カッタ、剪定鋏、レンチ、
縫製機、リベット打込機、などがある。このような機器
に改良された駆動源または動力ユニットを提供すること
は望ましいことである。

【００２０】

【発明の目的】そこで本発明の１目的は仕事部材へエネ
ルギを伝達する改良された装置を提供することにある。

【００２１】本発明のもう一つの目的ははずみ車からの
エネルギをファスナ打込機その他の機器の仕事部材へ伝
達するための改良された装置を提供することにある。

【００２２】本発明のもう一つの目的は選択した所望速
度ではずみ車を駆動する動力装置および同装置の制御回
路、特にはずみ車の減速後でもその選択した所望速度を
迅速に回復する制御回路を提供することにある。

【００２３】本発明のもう一つの目的は所望のエネルギ
パルスを所望のサイクル周期で作り出すことができる改
良されたはずみ車による駆動方式のファスナ打込機を提
供することにある。

【００２４】もう一つの目的は改良された携帯手持式の
電動機器を提供することにある。

【００２５】

【発明の概要】こうした目的を達成するため本発明の１
実施例では、ファスナ打込機１０の仕事部材に動力源な
いし駆動源を備えたものとしている。すなわちはずみ車
３０は機器のハウジング１１内に取り付けられ、ハンド
ル１２ははずみ車３０を駆動するモータＭを備えたハウ
ジング１１から後方に向けて伸びている。モータＭに連
結されている駆動軸２２ははずみ車３０の螺旋状傘歯２
６と噛み合う傘歯車が付いたピニオン２５を備えてい
る。ハンドル１２の後端に配置されたモータＭの重量は
打込機１０の全体がバランスよく感じられるようにハウ
ジング１１とハウジング１１内の各部材との重量バラン
スをとっている。

【００２６】ドラム５７はハウジング１１内に配置さ
れ、第１周面８２を有している。そして第１の駆動ケー
ブル４５がドラム５７の回転に伴いドラム５７面に巻き
付くようにドラム５７に取り付けられている。エネルギ
パルスをドラム５７に伝えてドラム５７を回転させ駆動
ケーブル４５をその上に巻き付けさせるように選択的か
つ断続的にはずみ車３０をドラム５７に連結するために
円錐クラッチ５５が用いられる。駆動ケーブル４５の他
端はファスナの駆動子４０に接続されている。ドラム５
７が回転すると駆動ケーブル４５はドラム５７に巻き付
き、駆動子４０を引っ張ってファスナに係合しファスナ
を駆動する。こうしてはずみ車３０に蓄えられたエネル
ギはドラム５７、駆動ケーブル４５および駆動子４０を
介してファスナに伝えられる。

【００２７】第２の周面である円筒周面８６は第１の周
面の巻付周面８２より直径を短くされており、ドラム５
７に操作可能に連結されている。第２のケーブルの戻し
ケーブル５２が上記円筒周面８６に取り付けられ、ドラ
ム５７がはずみ車３０によって回転させられると、円筒
周面８６周りに巻き付けられるようにしている。戻しケ
ーブル５２の他端はコイルスプリング５０に取り付けら
れ、このコイルスプリング５０は戻しケーブル５２が巻
き付けられると圧縮されるようにされている。円錐クラ
ッチ５５がドラム５７をはずみ車３０から外すと、この
コイルスプリング５０が戻しケーブル５２を張るように
伸び、ドラム５７を逆回転させ駆動ケーブル４５及び駆
動子４０を最初の作業休止位置に押し戻す。戻しケーブ
ル５２の巻き付け面は駆動ケーブル４５の巻き付け面よ
り小さい直径なので、ドラム５７がはずみ車３０と円錐
クラッチ５５によって起動されたとき、戻しケーブル５
２は駆動ケーブル程長い距離を移動することはない。ス
プリングの移動範囲は、打込機１０の過度のサイクリン
グがあってもコイルスプリング５０に過度のストレスや
疲労を加えることがない範囲内に維持される。

【００２８】トリガ３５で起動される連結部材と軸上に
伸縮自在なアクチュエータは円錐クラッチ５５を起動す
る役目をし、はずみ車３０をドラム５７に瞬間的に接続
する。アクチュエータの構造および作用は先行する出願
に記載のものと同様であるから、この点に言及してここ
にその記載を組み込んだものとする。

【００２９】比較的簡単で廉価な交直両用モータが使わ
れる。ファスナの長さ及び形状ならびに対象物のパラメ
ータに合った制御回路がモータＭを選択した所望速度で
動かす。制御回路はモータＭを加速させることのほか
に、はずみ車３０を所望周期間隔内に約５００ミリ秒の
極めて短い遅れだけで上記所望速度に戻す作用もする。

【００３０】位相同期ループで速度制御するモータ制御
回路に応答する信頼性の高い低廉軽量なトライアック電
源スイッチでもって交流の位相角を切り換えることによ
り、低廉で信頼性の高い軽量な交直両用モータの速度を
制御するのである。このトライアック電源スイッチは交
流電源とモータ間に接続され、モータへの交流の供給を
制御するトリガ入力を備えている。アナログ基準回路が
交流信号に応答し、その交流信号の各ゼロクロスでラン
プ信号を起動する。このランプ信号は交流信号の各ゼロ
クロス間の時間間隔にほぼ等しい時間間隔を有してい
る。

【００３１】速度指示回路はある基準周波数を有してい
る速度指示信号を発信する。この基準周波数は数個の選
択肢の中から選択された所望のモータ速度を表す。帰還
回路がモータ回転に応答し、モータの実際の速度に対応
した帰還周波数を有する帰還信号を発信する。位相検出
器が、低域フィルタでならされたこの帰還信号と速度指
示信号との間の位相差を表すエラー信号を発信する。ラ
ンプ信号を発生するたびに検出した位相差に対応してコ
ンパレータがトライアック電源スイッチに起動パルスを
供給する。トリガパルスの立ち上がりエッジは、基準周
波数と帰還周波数との間の位相差によって決定されるタ
イミングでランプ信号の持続時間中に生起する。トリガ
パルスがその位相差に対応してトライアックを導通させ
ると、速度指示信号と帰還信号の位相を同期させ、もっ
て実際のモータ速度を所望のモータ速度にほぼ等しく維
持させるべく交流信号がモータに印加される。

【００３２】速度指示信号と帰還信号との間の位相変化
を検出するために位相同期ループの速度制御回路を使う
ことによって、本発明には非常に正確にモータ速度を制
御／規制することができるという長所がある。また速度
指示信号および帰還信号の周波数はノイズにそれほど敏
感でないから、ここにも長所がある。所望速度からの速
度逸脱に非常に迅速に応答することができる長所があ
る。さらに上記正確な応答は位相角切り換えを行うトラ
イアックを使って達成することができる。

【００３３】本発明をファスナ打込機として実施例とす
るときは、傾斜しているだけでなくカーブされていてハ
ンドル底部のモータ方向に後方に伸び、駆動子の下の前
方位置からハンドルを一部分取り囲むように打込機のバ
ランスを取っているファスナ弾倉を含むものとする。

【００３４】勿論、上述したような動力源ないし駆動ユ
ニットは、エネルギパルスをさまざまな機器、装置の仕
事部材に伝達するのに使うことができる。こうしたユニ
ットとしては、モータ、ドライブシャフト、はずみ車、
ドラム、駆動および戻りケーブル、クラッチトリガー連
結、バランスや携帯性を問題としなくてよいクラッチア
クチュエータを含み、モータははずみ車を直接駆動する
のに取り付けてもよい。手持ち機器として本発明を使う
ときは、モータおよびはずみ車を最短時間で予定速度に
加速する制御と共に、ハウジング、ハウジングから伸び
るハンドル、ハンドルの最先端に配置されるモータ、ハ
ウジング内でモータをはずみ車に接続しているハンドル
を貫通するシャフトを含む。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の１実施例を示す図面を参照し
て詳細に説明する。図面には本発明の好ましい実施例と
して、釘Ｎ（図８）を壁Ｗ（図８）に打込むファスナ打
込機１０を示してある。好ましい実施例は駆動子のよう
な１ストロークごとに可動な仕事部材を備えているさま
ざまな機器に使用可能な、あらゆるタイプの動力ユニッ
トを含むものであることを理解されたい。ファスナ打込
機１０は、ハウジング１１、ハンドル１２、弾倉１５を
有する。ハンドル１２は前部１３ならびに後部１４があ
る。弾倉１５はハンドル１２の後部１４からハウジング
１１の前端１７にかけてブラケット１９を介して取り付
けられている。ブラケット１６は打込機を水平面に置い
たとき立った状態に支持するための脚となる。

【００３６】図２に弾倉１５がより詳細に描かれてい
る。弾倉１５は表側から背部に向けて湾曲され、かつ傾
斜させられている。弾倉１５の前端は打込機１０の鼻１
８にブラケット１９で連結されている。弾倉１５はこの
連結部を介してファスナを次々に鼻１８近傍の駆動部へ
送り出すことができるようにされ、打込機が作動すると
この駆動部からファスナを駆動できるようにされてい
る。ファスナは対象物に打込まれるため弾倉１５から順
次駆動子の一端にある駆動部に送り出される。

【００３７】弾倉１５の湾曲部はハンドル１２の一側か
らその外方に沿って伸び、ユーザの右手または左手のい
ずれでもハンドル１２を掴むことができるようにされて
いる。

【００３８】モータＭはハンドル１２の後部１４内に配
置され、電気コード２０で電源に接続されている。回転
速度ディスプレイ、つまみ、その他のモータ速度選択子
がハウジング１１上の符号２１箇所に設けられ、打込ま
れるファスナの長さ、形状ならびに対象物のパラメータ
によってユーザが所望速度を選択できるようにしてい
る。

【００３９】弾倉１５はファスナを連続して次々に発射
するようにバネで付勢されている。

【００４０】図１に示されていないが、後述するように
打込機１０はハンドル１２の後部１４に配置されたモー
タＭに連結され、モータＭを作動するとはずみ車３０を
回転させるようにしている。

【００４１】図３に打込機１０の内部構造の一部が示さ
れている。ベアリング支持された駆動軸２２の先端には
ピニオン２５が設けられ、このピニオン２５に螺旋状傘
歯２６が刻設されている。ピニオン２５はその螺旋状傘
歯２６が、中心線３１上に回転可能に設けられたはずみ
車３０の対応する螺旋状傘歯２７と嵌合するように設け
られている。打込機１０は、図３に矢印Ａで示した方向
に引くことができる機械的なトリガ３５を備えている。
ハンドル１２の後部１４にあるモータＭを運転させる
と、駆動軸２２およびピニオン２５が回転し、はずみ車
３０を時計回りに回転させる。

【００４２】図２、図７および図８において、打込機１
０にはハウジング１１の前端１７に設けられた筒４１内
を往復運動する駆動子４０を備えている。棒状の駆動子
４０は丸棒あるいは断面形状がファスナの頭に類似形を
した大略Ｃ字形またはＤ字形などの適当な形状にされて
いる。あるいは駆動子４０は平板、つまり断面形状長方
形などのその他の適当な形状でもよい。打込機１０には
駆動子４０のストッパ４３およびカップリング４２も備
えている。駆動子４０はその先端をカップリング４２よ
り先に伸ばしている。

【００４３】駆動ケーブル４５がその上端４６をカップ
リング４２に取り付けられている。駆動ケーブル４５は
好ましくは合成樹脂を束ねた複数本の紐でできた平紐が
よい。駆動ケーブル４５のもう一方の端部、下端４７
は、駆動子４０を駆動する装置に取り付けられている。

【００４４】ハウジング１１にはコイルスプリング５０
を内包するスリーブ４９も有している。キャップ５１が
コイルスプリング５０の上端に接続され、戻しケーブル
５２がその上端でキャップ５１に接続されている。戻し
ケーブル５２の下端５３も前記駆動装置に接続され、駆
動装置を回転させるようにしている。

【００４５】図９において中心線３１上に駆動装置の一
連の部品が描かれている。左側から、はずみ車３０、円
錐クラッチ５５、ドラムストッパ５６、ドラム５７、ボ
ール内皿５８、ベアリングケージ５９、ボール外皿６
０、押え板６１、ワッシャ６２、皿バネ６３、ラチェッ
ト環６４である。これらの部品は図５、図６に見えるよ
うに中心線３１上に組みつけられている。図１０はボー
ル内皿５８、ボール外皿６０の詳細を示す。

【００４６】図５、図６、図９、図１０において、はず
み車３０は螺旋状傘歯２７を介して駆動される。はずみ
車３０は円錐クラッチ５５を受け止める円錐台面６６
（図５、図６）を有し、中心線３１上で回転可能にベア
リング６８を介して軸６７に取り付けられている。円錐
クラッチ５５にも摩擦部材７１に対面する円錐台面７０
が設けられている。円錐クラッチ５５がはずみ車３０内
で押し付けられると、摩擦部材７１が円錐台面６６に当
接して、はずみ車３０が円錐クラッチ５５を回転させ
る。

【００４７】図５、図６において、ボール内皿５８には
筒状突起７３が付設されており、この筒状突起７３にス
プライン７４が刻設されている（図９、図１０）。ボー
ル内皿５８と連結している筒状突起７３は軸６７に嵌合
されスリーブ７５を介して軸６７上を回転するようにさ
れている。円錐クラッチ５５には複数本の内面スプライ
ン７６が刻設されており、ボール内皿５８のスプライン
７４と嵌合して円錐クラッチ５５が筒状突起７３上に回
転不能に取り付けられている。円錐クラッチ５５はシー
ルリング７７を介して筒状突起７３上に保持される。一
方の端でスプリング７９が軸６７のスリーブ７５とボー
ル内皿５８との間に挿通され、他方の端には保持板８０
が取り付けられ、スプリング７９によって円錐クラッチ
５５およびボール内皿５８がはずみ車３０から中心線３
１上に離されるように付勢されている。ドラム５７には
内側壁スプライン８１が刻設されており、筒状突起７３
のボール内皿５８から伸びるスプライン７４上に嵌合さ
れ、これと共に回転するようにされている。ドラム５７
は駆動ケーブル４５を受ける巻付周面８２を有してい
る。

【００４８】ボール内皿５８には戻しケーブル５２を巻
き付けるための円筒周面８６の縁に肩８５が設けられて
いる。この円筒周面８６の直径および周囲は巻付周面８
２より小さくされている。

【００４９】したがって円錐クラッチ５５がはずみ車３
０によって回転させられると、この係合はボール内皿５
８とドラム５７も駆動するから、ドラム５７の巻付周面
８２に駆動ケーブル４５を巻き付け、また、ボール内皿
５８の円筒周面８６に戻しケーブル５２を巻き付ける。

【００５０】図５、図６、図９及び図１０において、３
個のボールベアリング８８がボール内皿５８のポケット
８９、９０、９１および対応するボール外皿６０のポケ
ット９２、９３、９４内に置かれている。図１０におい
てポケット８９、９０、９１は尾部９５、９６、９７を
各々有し、それら尾部は細溝９８、９９、１００に向け
て上昇傾斜している。図１０においてボール外皿６０の
ポケット９２、９３、９４も細溝１０４、１０５、１０
６に向けて上昇傾斜する対応する尾部１０１、１０２、
１０３を有している。ボール内皿５８には周縁にシール
ド１０９が設けられ、一方、ボール外皿６０にはリブ１
１１が突設され、このリブ１１１の周側面１１５に沿っ
て外側に放射状に３個のドッグ１１２、１１３、１１４
が突出している。さらにボール外皿６０には複数の刃１
１７がボール外皿６０の縁周方向に放射状に突設されて
いる。

【００５１】ボール内皿５８およびボール外皿６０の各
々のポケットが整列されると、ボールベアリング８８が
それらポケット中に納められ、ベアリングケージ５９中
に保持される（図５）。一方、ボール内皿５８およびボ
ール外皿６０が互いに回転させられると、ボールが動い
てこれら２部材を互いに離す方向に作用する。詳細は後
述する。

【００５２】図６においてボール内皿５８およびボール
外皿６０が離されると、スプリング６３およびスプリン
グ７９の双方を押圧し、円錐クラッチ５５をはずみ車３
０と係合するように押し出し、はずみ車３０によってボ
ール内皿５８とドラム５７を回転させる。

【００５３】図９のラチェット環６４は中心線３１上に
ボール外皿６０と隣接するように配置される。打込機１
０が図５の状態にあるときはボール外皿６０はラチェッ
ト環６４内になく、したがってこれの作用を受けること
はない。この位置では皿バネ６３がボール外皿６０を中
心線３１上にラチェット環６４から離す方向に保持して
いる。しかしボールベアリング８８がボール内皿５８お
よびボール外皿６０を離すと、ボール外皿６０は中心線
３１上をラチェット環６４の中に入り刃１１７がラチェ
ット環６４の内側刃１１８に係合し、ボール外皿６０の
回転を阻止する。図９、図５、図６において、突起体１
２０がドラム５７に設けられておりストッパ５６と係合
するようにされている。

【００５４】好ましくはストッパ５６にはブラケット１
２４上にクッション１２３が設けられたものがよい。ブ
ラケット１２４は打込機１０のハウジング１１の前端１
７の筒４１の側面から離した箇所にスライドさせて取り
付けられ、ストッパ５６を図７に見るように定位置に支
持するようにしている。

【００５５】図７は打込機１０が作動していないときの
各部の状態を示す。ドラム５７は回転しておらず駆動ケ
ーブル４５がドラム５７から伸び出て筒４１中を上方に
あるカップリング４２まで伸び、ここで駆動ケーブル４
５は駆動子４０に連結されている。駆動ケーブル４５は
ドラム５７内の適当なスロットまたは切込内にその肥大
端部を伸ばしてドラム５７に保持されており、筒４１内
を駆動子４０に沿って上方に伸びることができるように
されている。このときコイルスプリング５０は伸び切っ
ており、戻しケーブル５２はボール内皿５８の円筒周面
８６に巻き付けられていない。図８に示すように打込機
１０がファスナ駆動のため起動されると、円錐クラッチ
５５がはずみ車３０と係合するように移動し、はずみ車
３０は円錐クラッチ５５を回転させ時計回りにドラム５
７に係合する。すると駆動ケーブル４５がドラム５７の
巻付周面８２に巻き付けられるから、急激に駆動ケーブ
ル４５は下方に引っ張られる。駆動ケーブル４５は上端
を駆動子４０に接続されているので、駆動子４０を急激
に下方に引っ張り、図８に示すようにファスナを駆動す
るエネルギとして使われる。このときボール内皿５８の
円筒周面８６は回転して戻しケーブル５２を巻き付け
る。これはコイルスプリング５０を収縮させるが、駆動
サイクルが終わるとコイルスプリング５０が伸び、戻し
ケーブル５２を引っ張る。これはボール内皿５８とドラ
ム５７に反時計回りの回転動作を与え、ドラム５７を最
初の作業休止位置まで戻し、駆動子４０を持ち上げる。
駆動子４０はこうしてコイルスプリング５０によってド
ラム５７を回転させながら持ち上げられ、駆動子４０を
上方に押し上げるように駆動ケーブル４５の巻き付けを
解放する。駆動ケーブル４５とドラム５７のために図８
に示すように好ましくは３個のボールベアリングまたは
ローラ１２６を設けておくのがよい。こうしてコイルス
プリング５０によってドラム５７の巻き付けが解放され
ると、駆動子４０を作業休止位置に戻し、次のサイクル
のための準備を完了する。

【００５６】図２、図７、図８において鼻１８はスプリ
ング１２９によって下方に押し付けられている安全棒１
２８を有している。図８は打込機１０が打ち出された状
態を示すが、安全棒１２８は対象物中に打ち込まれ、ス
プリング１２９に逆らってスプリング１２９を押し戻し
ている。

【００５７】図３、図４に示すように、軸１３１に取り
付けられた第１係合爪１３０を有している。第１係合爪
１３０はボール外皿６０の刃１１７に係合するが、反対
方向すなわち時計回りに回転するときはボール外皿６０
を回転から外し遊ばせる。第１係合爪１３０は板バネ１
３２によって刃１１７と係合するように押し付けられて
おり、ボール外皿６０が逆時計回りに回転するときは第
１係合爪１３０自身および刃１１７が傾斜しているため
回転できるようにされている。次に第２の係合爪１３５
がブラケット１３９に支持された軸１３６に取り付けら
れている。この第２係合爪１３５には長穴１３７が穿設
されており、この長穴１３７を介して軸１３６に取り付
けられ、係合爪１３５は軸１３６回りを回転できるだけ
でなく長穴１３７の長さ分軸１３６に対し横方向に移動
することができるようにされている。第２係合爪１３５
は図４に見るようにバネ１３８によって逆時計回り方向
に付勢されている。

【００５８】打込機１０は機械的なトリガとこれに連動
するリンケージ機構を有している。図３に示すようにリ
ンケージ機構にはクランク１４５がピン１４６周りに逆
時計回り方向にバネ１４７で付勢されて取り付けられて
いる。トリガ３５が図３の一点鎖線で示した位置から実
線で示した位置まで移動すると、トリガ３５の先端３５
ａがクランク１４５に当接し、時計回りにクランク１４
５を回転させる。さらに第１リンク１４８の一端がピボ
ット１５０を介して筒４１に止められている。第１リン
ク１４８の他端には長穴１５１が穿設されておりピン１
５２を介してクランク１４５に取り付けられている。さ
らに第２リンク１４９がピボット１５３を介して第１リ
ンク１４８に止められている。第２リンク１４９の他端
にはピボット１５７を介して起動爪１５６の一端を止め
ている。この起動爪１５６はバネ１５８によって逆時計
回り方向に付勢されている。

【００５９】さらに第３リンク１６１が筒４１に取り付
けられ第２係合爪１３５を制御している。第３リンク１
６１はピン１６３に当接する傾斜縁１６２を有してい
る。図３において第３リンク１６１が持ち上げられると
傾斜縁１６２がピン１６３に係合し第３リンク１６１を
右に移動させて第２係合爪１３５の尾部１６６から離
す。第３リンク１６１が動くと、第２係合爪１３５上の
突起１４０（図４）に止められているバネ１３８が第２
係合爪１３５を逆時計回りに回転させて、ドッグ１１
２、１１３および１１４のいずれか一つと係合させる。

【００６０】好ましい実施例では打込機１０は少なくと
も２インチ、約４インチの長さまで対象物に打込むこと
ができる。代表的な３ 1/2インチ長のファスナ、例えば
釘を、松とか栂のような木材に即座に打込むには約５０
馬力の駆動力を必要とするが、約７０００〜約１５００
０回転／分の範囲のはずみ車３０があればファスナを上
記のような木材に打込むに十分である。この点で本発明
のはずみ車３０は約４．０１６×１０-4ft.lbs.sec.2の
中心線３１からの慣性モーメントで約０．８７ポンドの
重量となる。勿論これ以外にもさまざまな重量、重量配
分、速度も可能である。

【００６１】また、はずみ車３０の速度は３ 1/2インチ
長のファスナを打込むのに７０００〜１５０００回転／
分の範囲から約４０００〜１００００回転／分の範囲に
落とすこともできる。そして最初に設定した所望速度の
約７０００〜約１５０００回転／分は打込動作によるは
ずみ車の減速があっても約５００ミリ秒以内に回復す
る。

【００６２】

【作用】図１１〜図１５で打込機１０の作用を説明す
る。具体的な動きとして打込機１０は「ボトムファイ
ヤ」まで作動するものとする。つまりトリガを最後まで
引くのであるが、打込機１０は１サイクルの最終段階で
安全棒１２８が対象物に突き当てられるまで発射されな
い。

【００６３】図１１においてトリガ３５は起動されてお
らず、また安全棒１２８は対象物に当てられてもいな
い。したがって安全棒１２８は伸び切っておりリンケー
ジ機構は休止している。第１係合爪１３０がボール外皿
６０を定位置に保持し時計回りの動きを止めている。起
動爪１５６はボール外皿６０の刃１１７に係合していな
い。

【００６４】図１２においてトリガ３５は中央部つまり
動きの中間地点にまで移動し、クランク１４５に当接し
ている。クランク１４５は時計回りに僅かに動いてピン
１５２を下方に下げ、第１リンク１４８をピボット１５
０を介して時計回りに下方に動かす。この動きはピボッ
ト１５３を動かし、またその上に取り付けられている第
２リンク１４９を下方に動かす。安全棒１２８はまだ対
象物に接しておらず第３リンク１６１も休止位置に止ま
っている。

【００６５】図１３においてトリガ３５は最後まで引か
れたが、安全棒１２８はまだ対象物に接していない。こ
の状態で起動爪１５６がボール外皿６０の刃１１７の一
つと係合するように動かされる。この動きはピン１５２
をさらに下方に動かし、またピン１５３も動かすから起
動爪１５６を刃１１７の一つと係合するように動かす。
第３リンク１６１は休止している。

【００６６】図１４においてトリガ３５が最後まで引か
れた状態のままで、安全棒１２８が木材Ｗなどの対象物
に接し、安全棒１２８に当接している突起１６９を上方
に動かして第２リンク１４９の先端１７０に当接する。
この動きは打込機を対象物Ｗに突き当てることでなされ
る。第２リンク１４９はこの段階ではまだ動かない。

【００６７】図１５において、打込機１０をさらに対象
物Ｗに押し付け、安全棒１２８をハウジング１１内へと
上昇させると、突起１６９が上昇し第２リンク１４９の
先端１７０に当接して第２リンク１４９をピボット１５
３周りに回転させる。この回転はピボット１５７を押し
下げ、起動爪１５６を下方に引っ張るから、ボール外皿
６０を図１５で、逆時計回りに約３７度回転させる。こ
のとき同時に、安全棒１２８につながっている第３リン
ク１６１が上昇し、バネ１７３の付勢に逆らって回転さ
せられる。同時に、この上昇運動が第２係合爪１３５の
尾部１６６を押し上げて第２係合爪１３５を逆時計回り
に回転させ、ボール外皿６０のドッグ１１２、１１３、
または１１４との係合を解除する。図３において破線で
示されているドッグ１１３は係合爪１３５に係合してい
るが、第２係合爪１３５がドッグから抜けるように移動
しボール外皿６０の回転を可能にする。第３リンク１６
１における安全棒１２８の動きは、起動爪１５６がボー
ル外皿６０を逆時計回りに引っ張るように動かされると
第２係合爪１３５がボール外皿６０を解放するように動
くようリンケージ構成されている。第２係合爪１３５が
回転するとボール外皿６０をドッグから解放し、ドッグ
上を直線的に移動し、そこに止まるが、これらの動きは
長穴１３７（図３）によって可能にされる。この位置で
はそれ以上ボール外皿６０の回転を阻止することはな
い。

【００６８】図１１〜図１５に示すように、最後までト
リガを引き安全棒１２８を対象物に完全に当接させる
と、ボール外皿６０を約３７度逆時計回りに回転させ
る。

【００６９】図５および図６において、上述の動きはボ
ール内皿５８、ボール外皿６０、円錐クラッチ５５およ
びはずみ車３０を図５の状態から図６の状態へ変化させ
る。すなわち図６は実際の駆動すなわち回転が始まると
きの動きを図示している。特にボール外皿６０の回転
は、例えば尾部１０１を逆時計回りに動かすから、ボー
ルをはずみ車３０の方へ軸に沿って動かすことになる。
したがってボールはボール内皿５８に捕捉され、ボール
外皿６０中の尾部１０１とボール内皿５８のポケット８
９および尾部９５との間が縮まり、ボール外皿６０をは
ずみ車３０から軸上に離すことになり、一方ボール内皿
５８はスプリング７９に抗して内側にはずみ車３０に向
けて付勢される。ボール外皿６０がさらに回転しボール
が２枚のボール内皿５８およびボール外皿６０を離す
と、皿バネ６３が圧縮され、円錐クラッチ５５がはずみ
車３０に接触するように押しやられる。図１１〜図１５
に示すように、はずみ車３０は回転しながら円錐クラッ
チ５５を捕まえ時計回りの回転エネルギを円錐クラッチ
５５に伝達する。これはボール内皿５８およびドラム５
７の双方を時計回りに急回転させるから、ドラム５７の
巻付周面８２に駆動ケーブル４５が巻き付く。駆動ケー
ブル４５が巻き上げられると、駆動子４０を下方に引っ
張るから、対象物Ｗにファスナを打込むのに十分なエネ
ルギを出す。戻しケーブル５２はドラム５７の巻付周面
８２に巻き付けられる。

【００７０】図８に示すように、ドラム５７が完全駆動
される位置にくる直前に、ボール内皿５８は中心線３１
上を約２０３度十分な距離回転するから、ポケット８
９、９０、９１はボール外皿６０の対応するポケットと
向き合うようになる。ポケット内にボールがあるため、
スプリング７９がはずみ車３０から離れるように駆動さ
れるとボール内皿５８は中心線３１に沿って移動させら
れる。ボールがポケット内に落ちると、皿バネ６３が膨
張する。スプリング７９の動きによって円錐クラッチ５
５がはずみ車３０から離れてはずみ車３０から外れ、は
ずみ車３０のエネルギは円錐クラッチ５５およびドラム
５７に伝達されなくなる。したがって円錐クラッチ５５
がはずみ車３０と係合している間だけ、エネルギがはず
み車３０から円錐クラッチ５５およびドラム５７に伝達
され、駆動子４０を動かしファスナを打込む。ドラム５
７がはずみ車３０から外れると即座に、ドラム５７から
突出する突起体１２０がストッパ５６の弾性材１２３に
係止して時計回りしているドラム５７を止める。

【００７１】このとき同時にドラム５７はボール内皿５
８および円筒周面８６の回転分だけ回転している。戻し
ケーブル５２の肥大端部はスロット中に係止され、円筒
周面８６に巻き付けられているので、戻しケーブル５２
は駆動ケーブル４５がドラム５７に巻き付けられるのと
同時に円筒周面８６に巻き付けられることになる。戻し
ケーブル５２はキャップ５１をコイルスプリング５０の
末端に対して長手方向に引っ張るので、これはコイルス
プリング５０を圧縮することなる。勿論コイルスプリン
グ５０および戻しケーブル５２の連結はコイルスプリン
グ５０がドラム５７の回転に従い伸びたり縮んだりする
ように、あるいは別の形状の適当なスプリングを取り付
けることができる。

【００７２】図８に示すように、はずみ車３０と円錐ク
ラッチ５５とが係合を外すとコイルスプリング５０は今
度は逆時計回りにドラム５７を付勢し、図７に示す位置
に戻す。この逆時計回りの運動は駆動ケーブル４５の巻
き付けを解除するように伸び、駆動子４０を打込動作し
ていない状態の上方に押し戻す。こうした一連の動作は
図８に示すように、例えばトリガ３５が引かれたままに
なっていて安全棒１２８が打込機１０中に引っ込まされ
ているときでも起こすことができる。ボール内皿５８と
ボール外皿６０とが互いに約２４０度動いたことに注意
されたい。ボール内皿５８およびボール外皿６０各々の
ポケットおよび尾部の動き、および各々のボールの動き
が大略同一であってバランスのとれた動きをしているこ
とは利点である。

【００７３】図１６〜図１８は、安全棒１２８を完全に
当接させてからトリガ３５を引くことによって打込機を
起動させる方法について示す。例えば図１６において安
全棒１２８は対象物Ｗに突き当てられている。こうする
と突起１６９を上方に持ち上げ、第２リンク１４９の先
端１７０に当接し、これを上方に持ち上げる。しかしト
リガ３５は係合していないので、クランク１４５はまだ
回転せず、第１リンク１４８（図１６では隠れて見えな
い）はまだ下げられていない。これは第２リンク１４９
を上方位置に残すことになり、起動爪１５６はボール外
皿６０の刃１１７のどれにも係合しない。しかし第３リ
ンク１６１が持ち上げられ回転させられるから、第２係
合爪１３５の尾部１６６を持ち上げ、第２係合爪１３５
が逆時計回りに回転する。上述したように第２係合爪１
３５の長穴１３７は細長く開口されている。図１６に示
すように、バネ１３８（図４）が第２係合爪１３５を付
勢しているので、バネ１３８は第２係合爪１３５を僅か
に左側に移動させ、第２係合爪１３５の前端がボール外
皿６０上の関係するドッグ上を移動する。したがって第
２係合爪１３５はトリガ３５が後に引かれるとボール外
皿６０上ですべてのドッグの上側にくる。

【００７４】図１７において安全棒１２８は対象物Ｗに
当接されたままになっており。トリガ３５が半分つまり
中央部まで移動して、クランク１４５を少し回転させ、
第１リンク１４８をピボット１５０周りに回転させ、こ
れによって第２リンク１４９を少し下に押し下げ起動爪
１５６をボール外皿６０の刃１１７と係合させる。図１
８においてトリガ３５の上方への連続した動きはクラン
ク１４５を回転させ、第１リンク１４８をピボット１５
０周りに回転させ、ピボット１５３と第２リンク１４９
を押し下げるから、起動爪１５６を押し下げる。この動
きはボール外皿６０を逆時計回り（矢印１７５）させ
る。

【００７５】したがって打込機１０はまずトリガ３５を
押してから、安全棒１２８を対象物に押し付けるか、あ
るいは安全棒１２８を対象物に押し付けてからトリガ３
５を押して起動することができる。トリガ３５を引き下
げ続けると、打込機１０は安全棒１２８を対象物に反復
して押し付け、打込機１０を作動する。

【００７６】本発明の好ましい実施例をファスナ打込機
に関して述べてきたが、本発明の装置は手持ち式のもの
であるか否かを問わずさまざまな目的のために、仕事部
材にエネルギを伝達する種々の機器を駆動するパワーユ
ニットとして使用することができるものである。

【００７７】本発明はドラム５７を巻き付けるエネルギ
を急速に伝達することができる利点がある。円錐クラッ
チ５５ははずみ車３０と急速に係合しドラム５７を駆動
し、また同様に急速にはずみ車３０から係合を外し、ド
ラム５７へのエネルギ伝達を取り去ってドラム５７を約
２０３度回転させる。これらは駆動子４０を動かす駆動
ケーブル４５によって達成される。こうした装置を使え
ば比較的軽量で手持ちタイプの機器であって、例えば２
×４ｓのような木材に３〜４インチ長ほどの釘を打込む
のに十分な力を発揮するものを提供することができる。

【００７８】もう一つの長所は、ハンドル１２の底部１
４というモータの配置が機器のバランスをとることを容
易にし、これによって持ちやすく使いやすい、疲労の少
ない機器を提供することができることである。

【００７９】螺旋刃の傘歯車を使っているので、モータ
からはずみ車へエネルギ伝達するのに円滑で、必要以上
に大型のモータに要求されるような不利なロスがない長
所もある。

【００８０】

【モータ制御回路】図１９は交直両用モータＭの速度を
制御するモータ制御回路３１０を示すブロック図であ
る。モータから出るリード線３１４は交流１２０Ｖ ６
０Ｈｚの電源３１６に接続されている。モータからのも
う１本のリード線３１８は電源３２０に接続されてお
り、この電源３２０はリード線３２４で上記電源３１６
に接続されている。電源３２０はトライアック[triac]
３２１を含み、これを作動させるトリガ入力３２２を備
えている。電源スイッチ３２０はトリガ入力３２２のト
リガパルスを使ってトライアック３２１が導電する位相
角を制御する。これによりリード線３２４からモータＭ
への交流信号の供給が制御される。

【００８１】図１９のモータ制御回路３１０は速度指示
回路３２６を有している。この回路３２６はモータＭの
所望速度のを実現するために出力３２８に基準の周波数
の速度指示信号を発生する。帰還回路３３０はモータの
回転に応答して出力３３２に帰還信号を発生する。この
信号はモータＭの実際の速度に比例した周波数を有す
る。位相検出器３３４がこれら速度指示信号および帰還
信号に応答し、これら二つの信号間の位相差の関数とし
て出力３３６にエラー信号を発生する。低域フィルタ３
３８が位相検出器３３４に接続され、出力３３６のエラ
ー信号の関数としての平均化エラー信号を出力３４０に
発生する。アナログ基準回路３４２が電源３４４に接続
されており、その出力３４６にアナログ基準信号を発生
する。コンパレータ３４８がこれら平均エラー信号とア
ナログ基準信号とに応答する。そしてアナログ基準信号
と平均エラー信号との関数としてのトリガパルスを、出
力３５０に発生する。トリガパルスはトライアック３２
１の位相角切り換えを指示し、このトライアック３２１
は出力３３２の帰還信号の位相がライン３２８の速度指
示信号の位相と同期するように、交直両用モータＭへの
ライン３２４の交流信号の供給を制御する。

【００８２】速度指示回路３２６は電圧源３５４に接続
されたセレクタスイッチ３５２を有している。セレクタ
スイッチ３５２は選択可能な複数の所望モータ速度に対
応する数個の選択可能な入力態様を備えている。この所
望モータ速度は、動力機器から発生されるべき所望の仕
事力を表す関数になっている。本発明に係る動力付きフ
ァスナ打込機の場合、セレクタスイッチ３５２にはファ
スナ寸法および目的物内へのファスナの打込深度などの
条件態様が各々表示されている。仕事力の大きさ次第で
それぞれの設定値は、一般に、ファスナの長さ、打込み
深度、そして目的物に対する適正設定値を示す表を参照
して決定される。セレクタスイッチ３５２はセレクタス
イッチ３５２の選択可能態様の数だけの複数個の出力３
５６をもっている。基準周波数発信器３５８がこのセレ
クタスイッチ３５２に接続され、出力ライン３２８に所
望のモータ速度の基準周波数を有する速度指示信号を供
給する。例えばこのセレクタスイッチ３５２で選択可能
な１０種類の入力態様に対応して、基準周波数発信器３
５８が例えば４キロＨｚから８キロＨｚの１０種類の基
準周波数を供給する。またディスプレイ３５５も選択さ
れた入力値をオペレータに視覚的に提供するために、セ
レクタスイッチ３５２に対応して動作する。

【００８３】帰還回路３３０は、破線３６２で示される
ようにモータＭの回転に応答するところの帰還変換器３
６０を有している。帰還変換器３６０はモータの回転に
応答可能な任意のデバイスで、モータＭの実際速度を表
すようその出力信号を変化させる。ゼロクロス検出器３
６４がこの帰還変換器３６０に接続されており、モータ
Ｍの角速度に比例した周波数を有する帰還信号をライン
３３２に供給する。

【００８４】交流電源３１６に接続されている電源３４
４は出力３６６にいくつかの直流電圧を供給する。これ
ら出力３６６はモータ制御回路３１０内のその他のデバ
イスへの電力供給に使用される。アナログ基準回路３４
２はゼロクロス検出器３６８を含み、交流電源３１６か
らの交流信号のゼロクロッシングに応答して、出力３７
０にゼロクロッシングの同期信号を発生する。アナログ
基準回路３４２は又ランプ発信器３７２を有し、この発
信器３７２は出力３４６にアナログ基準信号を創出す
る。アナログ基準信号はランプ信号[ramp signal](傾斜
信号)が連なったもので、その各々は交流信号のゼロク
ロッシングに対応して起動される。その後の交流信号の
ゼロクロッシングはその時点のランプ信号を終了させ、
次のランプ信号を開始させる。したがって６０Ｈｚの交
流信号だとランプ信号は１２０Ｈｚの周波数で生成され
ることになる。ランプ信号は最小値[a minimum magnitu
de value]で起動し、ランプ信号が終了するまで時間と
共にその値が直線状に増大する時変のアナログ基準信号
である。コンパレータ３４８は、このランプ信号および
低域フィルタ３３８からの平均化エラー信号に対応し、
平均化エラー信号の値がランプ信号の値を超えたとき出
力３５０にトリガパルス信号を発生する。

【００８５】電源スイッチ３２０がドライバ３７４に接
続されている。このドライバ３７４はライン３５０のト
リガパルスをトライアック３２１の入力３２２に適合し
た形にする。したがってライン３５０のトリガパルス
は、ライン３４０の平均化エラーとライン３４６のラン
プ信号との一致時期[the point of interception]によ
って決定される交流信号の位相角においてトライアック
３２１を導通あるいはオンの状態にする。交流電力がト
ライアックの点弧位相角に従ってモータに印加され、交
流電源３１６からの交流信号が次のゼロクロッシング点
を通過したときトライアック３２１はオフにされる。ラ
イン３３２の帰還信号の位相とライン３２８の速度指示
信号の位相とを同期させることの正味の効果は、モータ
Ｍの実際の速度をスイッチ３５２で選んだ所望速度に等
しくすることである。位相を制御の変数として利用する
ことでモータはその速度が所望の値に非常に正確に制御
される。

【００８６】図２０はモータＭ、例えば約０．６２５馬
力の交直両用直流ブラシ型モータの速度制御のためにモ
ータ制御回路３１０に使われている個別部品を表す詳細
な回路図である。交流電源３１６からのライン３８０は
マニュアル操作のオンオフスイッチ３８２に接続されて
いる。このオンオフスイッチ３８２は、一組のモータ界
磁巻線３８４、ブラシ３８８、３９０経由のモータ電機
子３８６、もう一組のモータ界磁巻線３９２、トライア
ック３２１の出力３９４に電流供給する回路中に置かれ
ている。交流電源３１６のコモンライン３９６はトライ
アック３２１の電力入力端子３９８に接続されている。
なおトライアック３２１として使用できるものには、例
えば米国モトローラ社 MAC 15-6がある。

【００８７】電源３４４（図の右下）は電源３１６のラ
イン３８０、３９６に各々接続され、出力４００から５
Ｖの直流電圧、そして出力４０２から１２Ｖの直流電圧
を出力する。これら供給電圧は、ダイオードＤ１および
電力型抵抗器Ｒ１によって生成された半波整流交流信号
から得られる。出力４００、４０２の直流電圧は、モー
タ制御回路３１０中の集積回路その他のデバイスの作動
用電源となるものであるから十分に安定でノイズのない
ものでなければならない。

【００８８】電源３１６のライン３８０、３９６は又ゼ
ロクロス検出器３６８に接続されている。この検出器３
６８はトランジスタＱ４，Ｑ５（例えばモトローラ社 2
N 3904）および抵抗Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３で
構成される。交流信号が負から正へのゼロクロッシング
点を通るとき、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３を通る電流はゼロに
向かい、トランジスタＱ４はオフに切り換わる。したが
ってトランジスタＱ４のコレクタ４０４の電圧レベル
は，大略、直流＋５Ｖ（“ＶＤＣ”）の電源電圧Ｖｃｃ
に切り換わる。交流信号が正方向に立ち上がると、抵抗
Ｒ１２，Ｒ１３からの電流はトランジスタＱ４を即座に
オンにバイアスし、これによってトランジスタＱ４のコ
レクタ４０４を接地に戻す。すなわちパルス幅の狭い第
一のゼロクロスパルスは、それぞれの負から正へのゼロ
クロッシングの都度、トランジスタＱ４のコレクタ４０
４に生成される。

【００８９】その後の交流信号の正から負へのゼロクロ
ッシングの際、交流信号はゼロクロス点を通る。したが
ってトランジスタＱ４は再びオフに切り換えられ、コレ
クタ４０４が直流のほぼ＋５Ｖに立ち上がる。交流信号
が負に動くとトランジスタＱ５がオンに切り換わり抵抗
Ｒ１０，Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ１３を通る電流の流れがト
ランジスタＱ４をオフ側に急速にバイアスするからトラ
ンジスタＱ４のコレクタ４０４はほぼ接地に戻る。すな
わち幅の狭い第２のゼロクロスパルスは、交流信号の各
々の正から負へのゼロクロッシングの都度、トランジス
タＱ４のコレクタ４０４に生成される。

【００９０】アナログ基準回路３４２内のゼロクロス検
出器３７２がランプジェネレータ３７２を駆動する。こ
のランプジェネレータ３７２はトランジスタＱ３，コン
デンサＣ３および抵抗Ｒ９で構成されている。各々の正
方向への変化、すなわち各ゼロクロスに対応する各ゼロ
クロスパルスの立上がりエッジでトランジスタＱ３がオ
ンに切り換わる。これによりコンデンサＣ３に放電路が
形成される。各々の後縁、つまり各ゼロクロスパルスの
負へ向かうエッジでトランジスタＱ３がオフに切り換え
られると、コンデンサＣ３が抵抗Ｒ９を通って流れてく
る電流により徐々に充電される。このコンデンサＣ３へ
のゆっくりした充電は、時間と共にほぼ直線的に増大し
ていく電圧レベルをもたらし、これによって大略ランプ
信号（鋸歯状波信号）を生成する。このランプ信号は、
次のゼロクロスパルスの前縁で終り、直流約０Ｖ（ＶＤ
Ｃ）の初期レベルに戻る。したがって６０Ｈｚの交流信
号の場合ゼロクロスパルスは１２０Ｈｚの周波数で生成
される。連続した各ゼロクロスパルスは１２０Ｈｚの周
波数で連続した各ランプ信号のそれぞれを初期化する。
ランプ信号は交流信号のゼロクロッシングと同期してい
るアナログの基準信号であり、交流信号の各半波時間内
において、半波の工程のいずれの時点のものに対しても
その値が違っており且つ唯一（ユニーク）である電圧レ
ベルを有している。

【００９１】速度指示回路３２６内には、加速ボタン４
０６および減速ボタン４０８で構成される速度セレクタ
スイッチ３５２が設置され、デジタルポテンショメータ
４１０に入力を供給する。デジタルポテンショメータ４
１０は演算増幅器Ｕ４に接続された出力４１２を備えて
いる。演算増幅器Ｕ４としては例えばモトローラ社のTL
C272がある。デジタルポテンショメータ４１０の出力４
１２は、ボタン４０６、４０８を押すことによって供給
される加速または減速の入力指示に応答する６４個の段
階を有している。演算増幅器Ｕ４は電圧制御発振器Ｕ５
（例えばモトローラ社 MC54/74 HC4046A）を備えた基準
周波数発信器３５８に接続されている。演算増幅器Ｕ４
は電圧制御発振器Ｕ５のためのバイアス発生器として作
用する。演算増幅器Ｕ４の出力４１４は抵抗Ｒ１７を介
してその入力４１６に接続されている。出力４１２の電
圧レベルの変化に応答して演算増幅器Ｕ４のバランスを
保つため、演算増幅器Ｕ４の入力４１６は電圧制御発振
器Ｕ５からの電流を取り込み、それによってデジタルポ
テンショメータ４１０の出力４１２の出力信号の関数と
しての電力降下を抵抗Ｒ１６の両端にもたらす。電圧制
御発振器Ｕ５は、出力３２８上に基準周波数を生成す
る。その周波数はボタン４０６、４０８の操作で定めら
れる速度指示に対応している。機器から発生されるとこ
ろの所望の動力は、回転するはずみ車に蓄積された運動
エネルギの関数として与えられる。この運動エネルギは
１／２(Ｉ)(ω2)に等しい。ここでＩは、はずみ車の慣
性モーメント、ωは、はずみ車の角速度である。したが
って基準周波数は所望のモータ速度を実現するための値
とされる。そしてこのモータ速度は所望の入力スイッチ
設定に対応した動力を発生する運動エネルギをもったは
ずみ車を実現する。

【００９２】帰還変換器３６０として機能する近接セン
サ４１８がモータＭに磁気的に結合され、モータＭの出
力軸の速度として単位時間当たりの回転数を検出する
（近接センサ；例えば米国レッドライオンコントロール
社 MP25TA00）。近接センサ４１８は正弦波の出力をラ
イン４２２、４２４に発生する。この出力は１８０度反
対の位相で、回転する電機子３８６の角速度または１分
当たりの回転数に比例する周波数をもつ。近接センサ４
１８からの帰還信号は直流バイアス網４２６を通過す
る。このバイアス網４２６は抵抗Ｒ２３，Ｒ２４および
コンデンサＣ７からなり、その出力は電圧コンパレータ
Ｕ６を備えたゼロクロス検出器３６４の入力に供給され
ている（電圧コンパレータ；例えばモトローラ社 TLC37
2）。フィルタにかけられた帰還信号はコモンモードノ
イズの除去のため電圧コンパレータＵ６の入力に接続さ
れる。そしてゼロクロス検出器３６４は、モータの実際
の速度と直接比例する周波数をもつ比較的安定したノイ
ズのない帰還信号をライン３３２に供給する。

【００９３】位相検出器３３４は、トライステート位相
検出器４２８（例えばモトローラ社MC54/74HC4046A）を
備えている。この検出器４２８は速度指示周波数および
帰還周波数に応答して速度指示基準周波数と帰還周波数
との位相差の関数としてのデューティ比を有するエラー
信号を出力ライン３３２に発生する。低域フィルタ３３
８は、ダイオードマトリックス４３０、抵抗Ｒ８，Ｒ１
４，Ｒ１５およびコンデンサＣ２を有する。低域フィル
タ３３８は位相検出器３３４の出力３３６上のエラー信
号に応答して出力３４０の直流電圧レベルを供給する。
この電圧レベルの高さはエラー信号のデューティ比に比
例する。電圧コンパレータ３４８は、コンパレータＵ６
と同様な、電圧コンパレータＵ２を有している。このコ
ンパレータＵ２はランプジェネレータ３７２の出力３４
６のランプ信号と低域フィルタ３３８の出力３４０の平
均エラー信号とに応答し、平均エラー信号がランプ信号
を横切るのに応答してトライアック３２１をオンに切り
換えるべく出力３５０にトリガパルスを供給する。

【００９４】基準周波数および帰還周波数の位相が一致
しているときはトライステート位相コンパレータ４２８
は休止状態のトライステート出力となっている。実際の
モータ速度が所望のモータ速度より遅いときは基準周波
数の位相は帰還周波数の位相より先行し、位相コンパレ
ータ４２８は先行する基準周波数の立上がりエッジに同
期して負極性の信号を発生する。位相コンパレータ４２
８は遅れている帰還周波数の次の立ち上がりエッジに同
期して、この負極性の信号を休止状態のトライステート
出力に戻す。同様に実際のモータ速度が所望速度より速
いときは、帰還周波数の位相が基準周波数の位相より先
行し、位相コンパレータ４２８は基準周波数の立ち上が
りエッジに同期して正極性の信号を発生する。位相コン
パレータ４２８は遅れている帰還周波数の次の前縁に同
期して正極性の信号を休止状態トライステート出力に戻
す。したがってトライステート位相コンパレータ４２８
は、速度指示基準周波数の位相より遅れているか進んで
いる帰還周波数の位相に応答して，一連の負極性のパル
ス様信号または正極性のパルス様信号のいずれかを発生
する。このパルス様信号の継続時間は帰還周波数と基準
周波数との位相差または位相偏移の大きさに比例する。

【００９５】例えばモータＭが速度指示信号の示す所望
速度と等しい速度で回転しているとすると、帰還周波数
の位相は基準周波数の位相と常に一定の関係にある。位
相コンパレータ４２８は休止状態トライステート出力に
切り換えられ、スイッチングダイオード網４３０は、ダ
イオードがオンまたはオフにしっかりと切り換えられて
いない休止状態に置かれる。しかしコンデンサＣ２の電
荷は電圧コンパレータＵ２の入力に電圧を供給し、これ
がもう一方のコンパレータ入力のランプ信号を横切った
とき出力３５０にトリガパルスを供給する。トリガパル
スは交流信号のそれぞれの半波の期間にトライアック３
２１をオンに切り換え、所望の速度を維持するに十分な
電流をモータＭに供給する。このときコンデンサＣ２の
電荷の大きさによっては、コンデンサＣ２は抵抗Ｒ８，
Ｒ１５およびダイオードＤ５を通る放電経路を有する。

【００９６】モータＭが速度を落とし速度指示基準周波
数の位相が帰還周波数より進んだと仮定する。そこで基
準周波数の立ち上がりエッジに応答してトライステート
位相コンパレータ４２８は出力３３６に負極性の出力信
号を発生する。この出力信号はダイオードＤ２を導通さ
せ、それによって電流が抵抗Ｒ１４を通りダイオードＤ
３，Ｄ４をオフに、そしてダイオードＤ５をオンにす
る。ダイオードブリッジ４３０のこうした状態はコンデ
ンサＣ２に抵抗Ｒ８，Ｒ１５を通る放出路を提供する。
コンデンサＣ２は比較的急速に放電し、これによって電
圧コンパレータＵ２の入力であるところの出力３４０の
電圧を下げる。

【００９７】したがって実際のモータ速度が所望のモー
タ速度以下に落ちたときは、トライステート位相コンパ
レータ４２８が一連のパルス様の負極性信号をもつエラ
ー信号を発生し、この信号は低域フィルタ３３８で作ら
れた平均エラー信号の値を下げる。その値が小さくされ
た平均エラー信号は交流信号の半サイクルの中の一層早
い時点でランプ信号を横切る。したがって電圧コンパレ
ータＵ２は一層早い時点でトライアックにトリガパルス
を供給する。このトライアック３２１は一層多くの電流
を断続してモータに送るから、それによって実際のモー
タ速度は所望のモータ速度に向かって上がっていく。帰
還周波数の次の立上がりエッジすなわち正極性のエッジ
はトライステート位相コンパレータを休止状態トライス
テート出力に戻す。こうしたプロセスは基準周波数が帰
還周波数より進んでいる間、基準周波数と帰還周波数の
連続する正極性のエッジに対して反復して実行される。

【００９８】もう一つの場合はモータが所望の速度指示
より速く回転しているときで、帰還周波数が基準周波数
を位相的に先行することになる。したがって帰還周波数
の立ち上がりエッジすなわち正極性のエッジに対応して
トライステート位相コンパレータの出力３３６は正極性
の信号に切り換えられ、この信号はダイオードＤ２，Ｄ
５をオフに、そしてダイオードＤ３，Ｄ４をオンにす
る。これで抵抗Ｒ１４を介してコンデンサＣ２に電流が
流れるから、低域フィルタ３３８からの出力リード３４
０の信号の電圧値が増大する。帰還周波数の次の立ち上
がりエッジに同期して、トライステート位相コンパレー
タはその出力を休止状態のトライステート出力信号レベ
ルに戻し、これによってダイオードブリッジを休止状態
に戻し、抵抗Ｒ１４経由のコンデンサＣ２の充電を止め
る。上記のプロセスは基準周波数の立ち上がりエッジよ
り進んでいる帰還周波数の一連の立ち上がりエッジ各々
につき反復実行される。したがって実際のモータ速度が
所望のモータ速度を超えるときは、コンデンサＣ２を充
電させるトライステート位相コンパレータ４２８が一連
の正極性パルス様信号を供給し、これによって低域フィ
ルタ３３８からの平均エラー信号の電圧値を増大させ
る。平均エラー信号のレベルが増大すると、ランプ信号
の電圧値と交差する点がランプ信号の発生期間中の後の
方にずれるようになる。したがって電圧コンパレータＵ
２はランプ信号のより後方でトリガパルスを供給するよ
うになる。このトリガパルスはドライバ３７４内のＭＯ
Ｓ型ＦＥＴＱ２およびトライアック３２１を交流信号の
半サイクルのより後側においてオンにし、これによって
モータへ流れる電流を減らしモータ速度を低下させる。

【００９９】低域フィルタ３３８の抵抗Ｒ１４、Ｒ１５
の抵抗値は、モータが減速した際にコンデンサＣ２への
放電路がコンデンサの比較的急速な放電を可能にし、そ
れによってトライアック３２１の切り換え点を急速に移
動させモータに供給される電流を急速に増大させるよう
な値に設定される。これと逆にモータ速度が所望速度よ
り速いときは摩擦その他のロスなどの装置内の機械的力
がモータを自然に減速させる。したがってモータ速度が
速すぎるときはコンデンサＣ２にゆっくり荷電するよう
な抵抗値を選択する。低域フィルタもデジタル／アナロ
グ変換器と考えることができる。この低域フィルタは、
基準周波数と帰還周波数間の位相エラーを示すデューテ
ィ比を有するところの位相コンパレータ４２８からのデ
ジタル信号に応答し、その位相エラーの平均値である直
流電圧出力を発生する。

【０１００】使用に当たってはモータＭに電力を供給す
るためにスイッチ３８２が使われる。スイッチ４０６、
４０８は動力付ファスナの所望出力に対応する入力指示
をセットするのに使われる。入力指示をオペレータに示
すのに視覚的インジケータその他のものを使うときは、
モータ速度、動力付ファスナの稼働電力、動力付ファス
ナが使うファスナ寸法などを一まとめにして示すものと
されるであろう。例えば動力付ファスナが２インチ〜
３．５インチ台の釘を打ち込むものであるなら、モータ
速度は７，０００〜１５，０００回転／分の範囲から選
択することになるであろう。視覚的インジケータがない
ときは動力の所望の大きさは数回試験的にファスナを打
ち込んでみて決める。所望の入力がセットされたら、た
とえファスナがスイッチを切られてから再稼働したとき
でもこの入力が維持される。ファスナを駆動する駆動サ
イクルを稼働させると、運動エネルギの一部が使われ
て、はずみ車３０およびモータＭの速度が減速される。
位相検出器３３４はより長い継続時間を有する負極性の
信号である大きなエラー信号を供給し、トライアック３
２１がモータＭに最大電流を供給するようにする。コン
デンサＣ２は急速に放電し、トライアック３２１の導通
点が急速に移動してモータに供給される電流を増大させ
る。モータ制御回路３１０はモータを加速してモータお
よびはずみ車の速度を約５００ミリ秒以内に選択可能な
最大速度に戻す。モータの所望速度と実際速度との差が
無くなるようにモータ速度を増大させると、トライアッ
ク３２１はモータＭに印加される平均電流も少なくされ
るように導通点を変化させる。モータの所望速度と実際
速度とが等しくなると、基準周波数および帰還周波数は
基準周波数の位相が帰還周波数の位相より僅かに遅れる
ように同期する。モータ制御回路３１０は基準周波数ま
たは帰還周波数の周期より短い基準周波数と帰還周波数
との位相差に敏感である。したがって位相差の時間領域
内でモータ速度を制御することができるから、モータ制
御回路３１０は選択したモータ速度の約±１％内でモー
タ速度を制御することが可能である。

【０１０１】本発明は１実施例として釘やステープルな
どのファスナを所望のサイクル周波数で駆動することが
できる特殊な電動ファスナ打込機を挙げているが、その
他にも種々の実施例が考えられる。所望のはずみ車速度
を供給する簡単なモータとしては１個のはずみ車と１個
のモータ制御回路を効果的に使っており、ハンドルの遠
くにモータを配置し、はずみ車に回転力を分与する駆動
軸を使っているにも拘わらず速度を再度補足することが
できるようにされている。また、本発明の打込機はハン
ドルの先端にモータを取り付けることでバランスを取っ
ている。改良されたトリガ連結組合せが打込機の通常の
作動を円滑にしている。本発明はまたさまざまなタイプ
の機器に使用可能な駆動子を提供している。

【０１０２】また電源３４４は半波整流または全波整流
の交流信号のいずれからでも得ることができる。いずれ
にしてもゼロクロス検出器３６８は全てのゼロクロスに
応答でき１２０Ｈｚの周波数のゼロクロスパルスを供給
する。速度指示回路３２６内のセレクタスイッチ３５２
はいくつかのやり方で構成することができる。セレクタ
スイッチ３５２は１０個の選択肢に復号可能な４個の出
力を備えた１個のスイッチとしてもよい。これら４個の
出力は、電圧制御発振器に１０個の電圧レベルを供給す
る２進化１０進／１０進コンバータに接続してもよい。
帰還変換器３６０はモータＭの回転に応答するデバイス
で、そのモータ速度に比例する周波数の定期的出力信号
を供給可能なものならどんなものでもよい。コンパレー
タ３４８および低域フィルタ３３８は、速度指示信号と
帰還信号との間の位相差に対応してそのエッジがランプ
信号に対して先行するトリガパルスをパワースイッチ３
２０に供給するような他のデバイスで構成されていても
よい。

【０１０３】本発明のモータ制御回路は手持型機器内に
収められたはずみ車を駆動するのに使われる交直両用モ
ータの速度制御に関して述べた。本発明のモータ制御は
上述の実施例において長所となる一定の特徴を有するも
のであるが、その他の機器にも有効に利用可能なもので
ある。

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る打込機の側面図である。

【図２】図１の２−２方向から見た打込機の一部切断正
面図である。

【図３】図２の３Ａ−３Ａ方向から見た打込機の内部構
造の一部を示す拡大側面図である。

【図４】打込機を図１の反対側から見たときの駆動装置
の一連の部品を示す部分拡大図である。

【図５】打込機を図１の４−４方向から見たときの断面
図で、非作動時の状態を示す。

【図６】打込機を図１の４Ａ−４Ａ方向から見たときの
断面図で、作動時の状態を示す。

【図７】図５の５−５方向から見たときの部分断面図で
ある。

【図８】図６の５Ａ−５Ａ方向から見たときの部分断面
図である。

【図９】図１の打込機のはずみ車、ドラム、クラッ部分
チ、アクチュエータ部分、トリガ連結部品等を示す分解
組立図である。

【図１０】図１の打込機のアクチュエータ部分の拡大斜
視図である。

【図１１】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１２】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１３】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１４】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１５】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１６】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１７】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１８】図１の打込機の作動順序を示す部分拡大図で
ある。

【図１９】本発明に係る打込機に取り付けるモータの制
御方式を示すブロックダイヤグラムである。

【図２０】図１９のモータ制御をする構成要素をより詳
細に示す回路図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】追加

【補正内容】

【符号の説明】 １０ ファスナ打ち込み機 １１ ハウジング １２ ハンドル １５ 弾倉 １８ 鼻 ２０ 電気コード ２２ 駆動軸 ２５ ピニオン ２６ 螺旋状傘歯 ２７ 螺旋状傘歯 ３０ はずみ車 ３１ 中心線 ３５ トリガ ４０ 駆動子 ４１ 筒 ４２ カップリング ４３ ストッパ ４５ 駆動ケーブル ４９ スリーブ ５０ コイルスプリング ５１ キャップ ５２ 戻しケーブル ５５ 円錐クラッチ ５７ ドラム ５８ ボール内皿 ５９ ベアリングケージ ６０ ボール外皿 ６１ 押え板 ６２ ワッシャ ６３ 皿バネ ６４ ラチェット環 ６６ 円錐台面 ６７ 軸 ６８ ベアリング ７０ 円錐台面 ７１ 摩擦部材 ７３ 筒状突起 ７４ スプライン ７５ スリーブ ７６ スプライン ７７ シールリング ７９ スプリング ８０ 保持板 ８１ 内側壁スプライン ８２ 巻付周面 ８５ 肩 ８６ 円筒周面 ８８ ボールベアリング ８９ ポケット ９０ ポケット ９１ ポケット ９２ ポケット ９３ ポケット ９４ ポケット ９５ 尾部 ９６ 尾部 ９７ 尾部 ９８ 細溝 ９９ 細溝 １００ 細溝 １０１ 尾部 １０２ 尾部 １０３ 尾部 １０４ 細溝 １０５ 細溝 １０６ 細溝 １０９ シールド １１１ リブ １１２ ドッグ １１３ ドッグ １１４ ドッグ １１５ 周側面 １１７ 刃 １１８ 内側刃 １２０ 突起体 １２３ クッション １２４ ブラケット １２８ 安全棒 １２９ スプリング １３０ 第１係合爪 １３１ 軸 １３２ 板バネ １３５ 第２係合爪 １３６ 軸 １３７ 長穴 １３８ バネ １３９ ブラケット １４０ 突起 １４５ クランク １４６ ピン １４７ バネ １４８ 第１リンク １４９ 第２リンク １５０ ピボット １５１ 長穴 １５２ ピン １５３ ピボット １５６ 起動爪 １５７ ピボット １５８ バネ １６１ 第３リンク １６２ 傾斜縁 １６３ ピン １６６ 尾部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デービッド エイ．ディ アミコ アメリカ合衆国、45036 オハイオ州、レ バノン サウス ステート ルート 123、 2228 (72)発明者 エリック デー．ハンター アメリカ合衆国、45459 オハイオ州、セ ンター ビル、ファーンシャイア ドライ ブ 1281

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 はずみ車と、 該はずみ車を駆動するモータと、 該はずみ車を可動な仕事部材に断続的に接続して該仕事
   部材を動かす駆動装置と、 上記モータを約７０００から約１５，０００回転／分の
   範囲の所望速度で回転させ、上記仕事部材の作動に起因
   して生ずるはずみ車の減速を５００ミリ秒以内に上記所
   望速度に回復するモータ制御回路と、 を有することを特徴とするはずみ車駆動の電動機器。
2. 【請求項２】 ハンドルと、 該ハンドルの一端に取り付けたモータと、 該ハンドルの他端に取り付けたはずみ車と、 上記モータとはずみ車とを連結する駆動軸と、 仕事部材を駆動／休止させる、上記はずみ車に選択的に
   連結／連結解除させるクラッチ装置と、 を有することを特徴とするはずみ車駆動の電動機器。
3. 【請求項３】 上記はずみ車の軸が上記駆動軸の軸と直
   交するように配置されていることを特徴とする請求項２
   のはずみ車駆動の電動機器。
4. 【請求項４】 上記駆動軸に取り付けられるピニオンと
   噛む合う上記はずみ車の歯車とが各々傘歯車となってい
   ることを特徴とする請求項３のはずみ車駆動の電動機
   器。
5. 【請求項５】 モータが、約７０００から約１５，００
   ０回転／分の範囲の所望速度で駆動され、はずみ車が仕
   事部材に連結されるとき減速されることを特徴とする請
   求項４のはずみ車駆動の電動機器。
6. 【請求項６】 モータが、仕事部材からはずみ車が連結
   解除されたとき所望速度の±１％内、かつ約５００ミリ
   秒内で減速から所望速度まで回復されるように設定され
   ていることを特徴とする請求項５のはずみ車駆動の電動
   機器。
7. 【請求項７】 モータ制御回路が、 トライアック電源スイッチと、 所望モータ速度に対応した基準周波数の速度指示信号を
   供給する速度指示回路と、 モータ回転に応答してモータの実際速度に対応した帰還
   周波数を有する帰還信号を供給する帰還回路と、 トライアック電源スイッチに接続され、基準周波数と帰
   還周波数との位相差に対応して開始されるトリガパルス
   を指示信号および帰還信号に応答して発生し、それによ
   ってトライアック電源スイッチが位相差に対応してモー
   タに交流信号を印加するように切り換えられ、もって実
   際のモータ速度を所望のモータ速度にほぼ等しくさせる
   コンパレータ回路と、を有することを特徴とする請求項
   ６のはずみ車駆動の電動機器。
8. 【請求項８】 約７０００から約１５，０００回転／分
   の範囲の速度でモータを駆動するようにモータに接続さ
   れた位相同期ループの速度制御回路と、 仕事部材にはずみ車を連結／連結解除するクラッチ装置
   によって引き起こされた所望速度の遅れを約５００ミリ
   秒以内にモータを加速して所望速度に回復させる制御回
   路と、 を有することを特徴とする請求項２のはずみ車駆動の電
   動機器。
9. 【請求項９】 位相同期ループのモータ制御回路が、 トライアック電源スイッチと、 所望モータ速度に対応した基準周波数の速度指示信号を
   供給する速度指示回路と、 モータ回転に応答してモータの実際速度に対応した帰還
   周波数を有する帰還信号を供給する帰還回路と、 トライアック電源スイッチに接続され、基準周波数と帰
   還周波数との位相差に対応して開始されるトリガパルス
   を指示信号および帰還信号に応答して発生し、それによ
   ってトライアック電源スイッチが位相差に対応してモー
   タに交流信号を印加するように切り換えられ、もって実
   際のモータ速度を所望のモータ速度にほぼ等しくさせる
   コンパレータ回路と、 を有することを特徴とする請求項８のはずみ車駆動の電
   動機器。
10. 【請求項１０】 モータの回転軸と駆動軸とが同軸にさ
    れている請求項２のはずみ車駆動の電動機器。
11. 【請求項１１】 はずみ車が駆動軸に対し直角をなす軸
    回りに回転するようにされている請求項１０のはずみ車
    駆動の電動機器。
12. 【請求項１２】 はずみ車と、 該はずみ車に接続されたモータと、 該はずみ車を仕事部材に選択的に連結／連結解除するク
    ラッチ装置と、 約７０００から約１５，０００回転／分の範囲の速度で
    モータを駆動するようモータに接続されている位相同期
    ループの速度制御回路と、 を有し、 該速度制御回路が、仕事部材にはずみ車を連結／連結解
    除するクラッチ装置の動きによって引き起こされる遅れ
    を約５００ミリ秒以内に所望速度までモータを加速して
    回復することを特徴とするはずみ車駆動の電動機器。
13. 【請求項１３】 位相同期ループの速度制御回路が、ト
    ライアック電源スイッチを有していることを特徴とする
    請求項１２のはずみ車駆動の電動機器。
14. 【請求項１４】 位相同期ループの速度制御回路が、 モータの所望速度に対応する基準周波数を有する指示信
    号を発生する速度指示回路と、 モータ回転に応答してモータの実際速度に対応する帰還
    周波数を有する帰還信号を発生する帰還回路と、 を有することを特徴とする請求項１３のはずみ車駆動の
    電動機器。
15. 【請求項１５】 位相同期ループの速度制御回路が、ト
    ライアック電源スイッチに接続され、基準周波数と帰還
    周波数との位相差に対応して開始されるトリガパルスを
    指示信号および帰還信号に応答して発生し、それによっ
    てトライアック電源スイッチが位相差に対応してモータ
    に交流信号を印加するように切り換えられ、もって実際
    のモータ速度を所望のモータ速度にほぼ等しくさせるコ
    ンパレータ回路を有していることを特徴とする請求項１
    ４のはずみ車駆動の電動機器。
16. 【請求項１６】 コンパレータ回路が、速度指示信号と
    帰還信号との第１の位相差を示す正のパルスと、速度指
    示信号と帰還信号との第２の位相差を示す一連の負のパ
    ルスとを供給するトライステート位相コンパレータであ
    ることを特徴とする請求項１５のはずみ車駆動の電動機
    器。