JP2010082764A - Electric hammering machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は打撃工具に関し、特に電動式打込機に関する。 The present invention relates to an impact tool, and more particularly to an electric driving machine.
バネ付勢させたプランジャをバネ付勢力に抗して押上げた後開放することによって、加速されたプランジャで釘を被打込み材に打込むバネ駆動式釘打ち機はすでに生産されている。プランジャの押上げは工具に内蔵したモータと減速歯車と機構により実行し、プランジャ引き上げの労力を軽減させる工具が知られている。これらの工具では、締結具を一発打ち、一サイクル終了後、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が検出してから、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ことが知られている。また、プランジャを引き上げる機構の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。 Spring-driven nailing machines have already been produced in which a spring-biased plunger is pushed up against a spring-biasing force and then released to drive a nail into a driven material with an accelerated plunger. A tool is known in which the plunger is pushed up by a motor, a reduction gear, and a mechanism built in the tool to reduce the effort for raising the plunger. Some of these tools have a function of shutting off the power supply to the electric actuator after hitting the fastener once and completing one cycle. For example, it is known that the motor current is turned off after measuring a preset standby time after detection by a cycle end detection switch that detects that the plunger has reached a predetermined position after being driven. There is also a method of stopping the motor using the output of a stop switch that detects that a predetermined rotation angle of the mechanism for pulling up the plunger has been reached.
また、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。 Further, it is known that these tools use a contact switch such as an inexpensive micro switch.
しかし、これらの工具は、打ち込み時には、プランジャなどがハウジングに衝突するので、大きな振動が発生する。そして、この振動により、スイッチの開離が発生することがある。さらに、スイッチオンしてモータを起動させるとき、モータの大きな突入電流が流れるが、このときスイッチのチャタリングにより、接点の開離が発生すると、接点間には大きなアークが発生し、接点の消耗につながり、スイッチの寿命の減少という問題が発生する。さらに、電池駆動式の場合、直流電流を通電遮断するので極性が一方向となり、接点の転移を起こしやすいという問題もある。本発明はこれらを防止し、信頼性の高い小型、軽量な電動式打撃工具を提供することを目的とする。 However, when these tools are driven, a large vibration is generated because the plunger collides with the housing. This vibration may cause switch opening. In addition, when the motor is started with the switch turned on, a large inrush current of the motor flows.At this time, if the contact breaks due to the chattering of the switch, a large arc is generated between the contacts, and the contact is consumed. This leads to the problem of reduced switch life. Further, in the case of the battery drive type, since the direct current is cut off, the polarity becomes one direction, and there is a problem that the transition of the contact is likely to occur. It is an object of the present invention to prevent these problems and to provide a highly reliable small and lightweight electric impact tool.
ハウジングと、トリガと、前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、前記釘を打込むプランジャと、前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、前記ハウジングに設けられたモータと、前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、前記プランジャが前記釘を打ち込む動作を始める直前のタイミングを検知する第一検知手段を設け、前記制御回路は前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせ、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることとすることにより、解決できる。
また、さらに前記制御回路は、前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチをオンさせるとき、前記有接点スイッチの入力から所定の遅延時間経過後に前記無接点スイッチをオンさせることにより解決できる。
さらに、前記遅延時間の設定時間は、1ミリ秒から10ミリ秒の間とすることが好ましい。
A housing, a trigger, a magazine that is attached to the housing and supplies a nail to a driving side position, a plunger that drives the nail, a compressible spring that biases the plunger in the hitting direction of the nail, A motor provided in the housing; a drive member that moves the plunger in the direction of accumulating the spring in response to the rotation of the motor; a contact switch that is turned on / off by the operation of the trigger; and a non-contact that controls the drive of the motor In the electric driving machine having a switch means and a control circuit for controlling the contactless switch means, the contact switch, the motor and the contactless switch are configured in series with respect to a power source, and the plunger Providing a first detection means for detecting a timing immediately before starting the operation of driving the nail, and the control circuit is configured to detect the contact switch. Turning on said non-contact switching means based on the force, by the turning off of the proximity switch means before starting the driving operation on the basis of the output of the first detecting means, can be solved.
Further, when the contactless switch is turned on based on the input of the contact switch, the control circuit can be solved by turning on the contactless switch after a predetermined delay time has elapsed from the input of the contact switch. .
Furthermore, it is preferable that the set time of the delay time is between 1 ms and 10 ms.
本発明の電動式打撃工具によれば、打ち込み時の振動によりトリガスイッチの接点が開離してもその前に無接点スイッチをオフしていて、モータには電流が流れていないので、有接点スイッチの接点間に火花は発生しない。さらに、無接点スイッチをオフするタイミングは打ち込み動作の始まる前ではあるが、直前であるので、機構部の惰性により打ち込み動作は行われる。また、打ち込み動作起動時においても、トリガスイッチがオンしてその接点のチャタリングが収まってから無接点スイッチをオンさせることにより、トリガスイッチの接点間に火花を発生させることはない。よって、トリガスイッチの接点磨耗を軽減し、寿命の向上を図ることができる。 According to the electric striking tool of the present invention, even if the contact of the trigger switch is released due to vibration at the time of driving, the contactless switch is turned off before that, and no current flows through the motor. There is no spark between the contacts. Furthermore, since the timing for turning off the contactless switch is before the start of the driving operation, but immediately before, the driving operation is performed due to the inertia of the mechanism section. Further, even when the driving operation is started, no spark is generated between the contact points of the trigger switch by turning on the contactless switch after the trigger switch is turned on and the chattering of the contact is settled. Therefore, contact wear of the trigger switch can be reduced and the life can be improved.
以下、本発明の一実施形態による電動式打込機について図1〜図6を参照して説明する。まず、図1〜図3を参照しながら、本実施の形態による打込機1の全体構成について説明する。図1は、打込機1の断面図である。打込機1は、ハウジング2と、ハンドル3と、電池4と、ノーズ5と、マガジン6と、トリガ10と、コントローラ100とを備えている。
Hereinafter, an electric driving machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the overall configuration of the
ハウジング2は、内部に打突部たるプランジャ8、およびバネ9、モータ7、減速機構11、ギア14、ガイドプレート18、ドラム13、ワイヤ16、停止スイッチ25等が備えられている。
The
プランジャ8は、ハウジング2の上死点側と下死点側との間で移動可能に配置されている。プランジャ8はブレード8aを有し、ブレード8a先端はノーズ5内に画成された通路位置まで延びている。また、プランジャ8端部の上死点側には円盤形状のプランジャプレート8bが設置され、その略中心が、ブレード8aの上死点側先端と接続されている。プランジャ8が上死点に位置する状態でノーズ5内の通路に配置された釘は、ブレード8aが下死点側に移動した際には、ブレード8aによってノーズ5先端から押し出され、被打込部材に打ち込まれることになる。
The plunger 8 is disposed so as to be movable between the top dead center side and the bottom dead center side of the
バネ9は、プランジャプレート8bとハウジング2の図1における左端との間に設置されている。モータ7は、図示せぬ回転軸を備えており、電池4から供給された電力により回転し、減速機構11に回転力を供給する。減速機構11は、モータ7、モータ7の回転軸一端に取り付けられた不図示のプーリー、ベルトおよびギアからなり、出力軸19(図2(a)〜図2(c)参照)に回転力を出力している。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の圧縮機構に用いている。
The spring 9 is installed between the plunger plate 8b and the left end of the
ドラム13は、モータ7から減速機構11を介して供給された回転力により、後述する圧縮開放機構(クラッチ機構)の動作に基づいて回転する。ワイヤ16は、ドラム13とプランジャ8のプレート8bとを接続している。ワイヤ16は、複数の金属線材を束ねたものであって、しなやかさと強度を兼ね備えている。また、ドラム13との接触による磨耗を防止するため、ワイヤ16の表面には樹脂がコーティングされている。
The
ハンドル3は、ハウジング2表面から延出されており、図1の左上部の境界部にはモータ7の動作を制御するためのトリガ10が設けられている。ハンドル3内にはトリガスイッチ24が、トリガ10と隣接し連動して動作するように設けられている。コントローラ100はハウジング2内に設置されており、電池4はハンドル2の末端に取り外し可能に設けられている。電池4はハンドル3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に電力を供給している。
The
マガジン6は、ノーズ5とハウジング2の先端部分とに跨って設けられている。マガジン6内には図示せぬ釘が束状に複数本内蔵されており、ノーズ5の通路内に釘を供給している。そのノーズ5内の通路の距離は釘長さより大きく確保されて、釘が被打込み部材と接触するまでにプランジャ8を加速するための助走区間を構成している。
The magazine 6 is provided across the
次に、バネ9の圧縮開放機構となるクラッチの構成を、図2(a)〜図2(c)の展開図を用いて説明する。バネ9の圧縮開放機構は、減速機構11、および減速機構11の出力軸19、ギア14、ガイドプレート18、ピン支持プレート21、ドラムフック22、ドラム13、移動部たる動力伝達ピン17、ドラム13、およびワイヤ16を有する構成である。
Next, the configuration of the clutch that serves as a compression release mechanism for the spring 9 will be described with reference to the developed views of FIGS. 2 (a) to 2 (c). The compression release mechanism of the spring 9 includes a
図2(c)に示すように、ギア14は、略円盤形状であり、中心部は二面幅部を有する嵌合穴部14bとなっている。嵌合穴部14bの周囲には、複数の貫通孔14cが設けられている。また、延出部14aは、ギア14の図2(c)における上面の周縁に円周に沿って約270度に亘り設けられている。ギア14は、出力軸19に設けられた二面幅状に切り欠いた不図示の二面幅部が嵌合穴部14bと嵌合することによって、出力軸19に固定されている。貫通孔14cは、ギア14の軽量化と、イナーシャの軽減のために設けられている。延出部14aは、後述する停止スイッチ25との係合の有無により停止スイッチ25をオンまたはオフさせるために設けられている。
As shown in FIG. 2C, the
ガイドプレート18には、ガイド溝18aと、ガイド突起18bと、図示せぬ貫通孔とが形成されている。貫通孔は、ガイドプレート18の略中心に形成されており、出力軸19が挿通される。出力軸19は、外形が二面幅状に切り欠かれており、後述するピン支持プレート21の貫通孔21bと嵌合する形状である。ガイド溝18aは、貫通孔に隣接して形成されており、ガイド突起18bは、ある一部分で貫通孔からガイド溝18aまでの距離が長くなるように、貫通孔の周囲に形成されている。詳細には、ガイド突起18bは、貫通孔の中心から径方向に約5〜15mmふくらんだ形状を有している。
The
停止スイッチ25は、略直方体形状で、開閉することによってオンまたはオフする開閉部を有している。停止スイッチ25は、図2(a)〜図2(c)におけるギア14の外周部上面とガイドプレート18の突部18b下面に挟まれるような形で、図示せぬねじによりガイドプレート18に対し固定されている。停止スイッチ25の出力軸19方向の厚みは、ギア14の延出部14aの高さとほぼ同等である。停止スイッチ25の開閉部は、ギア14の回転に応じて延出部14aとの係合の有無が変化するような位置に固定されている。
The
ピン支持プレート21は、本体部に二面幅状に切り欠いた貫通孔21bが形成されており、本体部からピン支持スライド部21aを有する延出部が延びている。貫通孔21bは、貫通孔21bに挿通された出力軸19の切り欠きと係合することによって、ピン支持プレート21を出力軸19に固定している。
The
動力伝達ピン17は、ガイド溝当接部17aと、ピン当接部17bとを備えている。ガイド溝当接部17aは、ガイドプレート18のガイド溝18aと係合可能である。従って、動力伝達ピン17の移動方向及び移動量は、ガイド溝18aの形状によって制御される。ピン当接部17bは、圧縮開放機構が組み合わされた状態で、後述するドラムフック22のフック部22aと同じ高さとなる。
The
このような構成により、ピン支持プレート21及び動力伝達ピン17は、出力軸19と常に同期して回転する。
With such a configuration, the
ドラムフック22は、円筒状の本体部と、本体部の側面から延出したフック部22aとを備えている。本体部の内周面には、ベアリングが配置されている。出力軸19は、ベアリングを介してドラムフック22に挿通されるため、出力軸19とドラムフック22とは、必ずしも同期して回転しない。フック部22aは、本体部から出力軸19と略垂直な方向に延出しており、動力伝達ピン17のピン当接部17bと当接可能である。従って、動力伝達ピン17はピン支持プレート21と常に同期して回転しているが、ドラムフック22は、動力伝達ピン17のピン当接部17bがフック部22aと当接した場合にのみ、ピン支持プレート21及び動力伝達ピン17と同期して回転する。
The
ドラム13は円環形状をなしている。ドラム13の略中心に形成された貫通孔には、ドラムフック22の本体部が圧入される。これにより、ドラム13とドラムフック22とは、同期して回転する。ダンパ衝突部13aは、ドラム13から出力軸19の軸方向に突出して設けられている。
The
ワイヤ16は、ドラム13の側面に巻回可能に配置されると共に、ドラム13とプランジャ8(図1参照)とを連結しており、ドラム13の回転に応じて側面に巻回されまたは巻き戻され、プランジャ8を移動させる。
The
次に、釘打ち時の動作について、バネ圧縮開放機構の動作図である図3(a)〜図3(e)を用いて説明する。打込機1の初期状態では、プランジャ8は下死点に位置している。作業者がトリガ10を引くとトリガスイッチ24とコントローラ100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が回転する。その回転力は、減速機構11および出力軸19を介してピン支持プレート21および動力伝達ピン17へ伝達される。
Next, the operation at the time of nailing will be described with reference to FIGS. 3A to 3E which are operation diagrams of the spring compression release mechanism. In the initial state of the driving
バネ圧縮開放機構の初期状態は図3(a)であり、ピン当接部17bとフック部22aとが互いに当接することにより、動力伝達ピン17とドラムフック22とが係合し、同時に動くようになっている。そのため、ピン支持プレート21が回転するとともにドラムフック22およびドラム13も回転する。停止スイッチ25の開閉部25aは、初期状態におけるピン当接部17bとフック部22aとの当接面に対し、時計回りに約90度の位置に設けられている。また、初期状態においてギア14の延出部14aは、上記当接面から反時計回りに約260度に亘って配置された状態にある。このとき、停止スイッチ25の開閉部25aは、ギア14の延出部14aと係合して閉じた状態にあり、トリガスイッチ24がオンした直後にはオン状態となる。
FIG. 3A shows an initial state of the spring compression release mechanism. When the
図3(b)は、ピン支持プレート21が図3(a)の状態から反時計回りに約180度回転した状態である。ピン支持プレート21の回転に同期してドラム13も180度回転し、ドラム谷部13bにワイヤ16の一端を巻込む。ワイヤ16が巻込まれると、ワイヤ16の他端に接続されたプランジャ8が引っ張られて上死点側へ移動しつつ、プランジャ8端部に設けたプランジャプレート8bがバネ9を圧縮する。このとき、停止スイッチ25は変わらずオン状態である。
FIG. 3B shows a state in which the
図3(b)から図3(d)へとピン支持プレート21が回転するに従い、ガイド溝18aに設置されたガイド突起18bと動力伝達ピン17の端部が接触する。ガイド突起18bは回転軸中心から径方向に約5〜15mm程度ふくらむ形状を有しており、ピン支持プレート21が回転するに従い、動力伝達ピン17はガイド突起18bの形状にならい、かつピン支持スライド部21aに沿って径方向外側へと移動する。
As the
ピン支持プレート21、すなわちドラム13が図3(a)状態より約270度回転して図3(c)の状態となったとき、停止スイッチ25の開閉部は、延出部14aが配置されていない部分に達することにより係合が解除され、停止スイッチ25はオフ状態となる。後述するように、コントローラ100の作用により、停止スイッチ25がオフ状態となると、モータ7への電力供給は停止する。しかし、モータ7、減速機構11、ドラム13、ギヤ14、および出力軸19などの回転慣性により、ドラム13は回転を続ける。
When the
そして、ピン支持プレート21、すなわちドラム13が図3(a)状態より約270度回転して図3(d)の状態となったとき、プランジャ8は上死点まで移動し、バネ9が最も圧縮された状態となる。このとき、マガジン6に収納されている先頭の釘が、不図示の給送部材により押圧されることにより射出路内に装填される。また同時に、動力伝達ピン17が径方向外側に約5〜15mm移動し、動力伝達ピン17とフック部22aの係合が外れる。このときには、モータ7には電流は流れていない。
When the
動力伝達ピン17とフック部22aの係合が解除されると、圧縮されたバネ9が開放されてプランジャ8が下死点側へ移動する。プランジャ8が下死点側へ移動すると、ワイヤ16に引張られてドラム13およびドラムフック22が逆回転を開始する(図3(d))。一方、ギア14は出力軸19と共にさらに図3(d)の反時計回り方向に回転する。
When the engagement between the
圧縮されたバネ9の開放力によってプランジャ8が下死点へ到達すると、ブレード8aによってノーズ5の射出路5a内にある釘23はノーズ5先端より押し出され、被打込み材へと打込まれる。同時にプランジャ8は下死点にありハウジング2に固定されている図示せぬダンパにも衝突する。ドラム13は初期状態へ戻るとダンパ衝突部13aとハウジング2内に固定された図示せぬドラムダンパとが係合し、ドラム13およびドラムフック22が初期位置で固定される。プランジャ8、ドラム衝突部13aが衝突するときの衝撃はハウジング2を伝って打込機1全体へ広がる。しかし、上記のように動力伝達ピン17とフック部22aの係合が解除されて釘が打込まれる直前に停止スイッチ25がオフすることによってコントローラ100の無接点スイッチであるFET101がオフし、電池4からモータ7への電力供給が停止している。よって、トリガスイッチ24には大電流が流れていないので、これらの衝突時の衝撃によりトリガスイッチ24の接点が離れても接点間にアークが飛ぶことはなく、接点寿命を短くすることはない。そして、さらにギヤ14は回転して停止スイッチ25は再び延出部14aと係合するため、オン状態となる。
When the plunger 8 reaches the bottom dead center by the opening force of the compressed spring 9, the nail 23 in the injection path 5a of the
停止スイッチ25の動作をまとめて説明すると、初期状態では、ギヤ14の延出部14aにより開閉部25bは閉じた状態であり、トリガスイッチ24がオンした直後に停止スイッチ25はオンする。停止スイッチ25がオン状態を維持したまま、ドラム13が約260度まで回転すると、ギヤ14の延出部14aと停止スイッチ25の係合が外れてオフ状態となる。回転惰性によりさらにドラム13が約270度まで回転すると、動力伝達ピン17とフック部22aの引掛りが外れて、ドラム13が逆回転を開始し打ち込み動作を行う。そして回転惰性により、ギヤ14はさらに回転し、0度近辺まで回転して図3(a)の状態に戻る。
The operation of the
次に、コントローラ100の構成について、回路図である図4を用いて説明する。コントローラ100は、無接点通電スイッチたるFET101と、PNPトランジスタ110、NPNトランジスタ111、PNPトランジスタ115、コンデンサ114、コンデンサ121、停止スイッチ25、および故障状態検出回路140を備えている。本実施の形態においては、FET101には、NchのFETを使用している。
Next, the configuration of the
FET101は、電池4、トリガスイッチ24、及び、モータ7と直列に接続されている。FET101のゲート−ソース間には、抵抗103が接続されている。FET101のゲートには、更に、抵抗102が接続されている。抵抗102は、残量検出スイッチ26を介してグランドに接続されている。残量検出スイッチ26とは、マガジン6内の釘の残量を検出するスイッチであり、釘の残量が所定本数より多いときにはオフ状態であり、所定本数以下になるとオンするように構成されている。
The
モータ7の端子間には、フライバック電圧の発生を抑止するダイオード104が接続される。また、モータ7の高圧側端子には、抵抗105及びコンデンサ106から構成される平滑回路が接続されており、平滑回路の出力側は、抵抗107及び抵抗102を介してFET101のゲートに接続されている。これにより、トリガスイッチ24がオンすると、FET101のゲートに平滑電圧が印加されるため、FET101もオンし、モータ7に電流が流れることとなる。
Between the terminals of the
上記平滑回路の出力側は、PNPトランジスタ110のエミッタとも接続されている。PNPトランジスタ110のベース−エミッタ間には、抵抗109とコンデンサ142が並列に接続されている。更に、PNPトランジスタ110のベースは、抵抗108を介してNPNトランジスタ111のコレクタと接続されており、PNPトランジスタ110のコレクタは、抵抗113を介してNPNトランジスタ111のベースと接続されている。NPNトランジスタ111のベース−エミッタ間には、抵抗112及びコンデンサ114が並列に接続されている。NPNトランジスタ111のエミッタは、更に、電池4のマイナス端子と接続されている。NPNトランジスタ111のコレクタは、抵抗102を介して、FET101のゲートと接続されている。ここで、抵抗108の出力側をA点と呼ぶことにする。A点は、さらにコンデンサ141を介してグランドと接続されている。
The output side of the smoothing circuit is also connected to the emitter of the
また、上記平滑回路の出力側は、停止スイッチ25の一端とも接続されている。停止スイッチ25の他端は、抵抗122を介して電池4のマイナス端子と接続されている。更に、停止スイッチ25の他端と電池4のマイナス端子間には、逆流防止用のダイオード118と、抵抗119と、コンデンサ121とが直列に接続されている。抵抗119の出力側は、更に、PNPトランジスタ115のエミッタと接続されている。PNPトランジスタ115のベース−エミッタ間には、抵抗116が接続されており、PNPトランジスタ115のベースは、更に、抵抗117及びダイオード120を介して停止スイッチ25の他端と接続されている。また、PNPトランジスタ115のコレクタは、PNPトランジスタ110のコレクタと接続されている。
The output side of the smoothing circuit is also connected to one end of the
故障状態検出回路140は、オペアンプ130、抵抗123、125、126、127、128、ダイオード125、129、131、およびコンデンサ124により構成される。オペアンプ130の非反転入力端子には、平滑電圧から抵抗126および抵抗127で分圧された電圧が印加されるとともに、停止スイッチ25の一端とダイオード132を介して接続されている。また、非反転入力端子は、オペアンプ130の出力端子と抵抗128およびダイオード129を介して接続されている。この抵抗128とダイオード129とにより、正帰還するシュミットトリガ回路を形成している。反転入力端子は、FET101のゲート抵抗102に、抵抗123を介して接続され、さらにコンデンサ124を介してグランドと接続されており、抵抗123を介してコンデンサ124が充電されるようになっている。さらに、反転入力端子は、ダイオード125を介して平滑電圧と接続されている。オペアンプ130の出力端子は、FET101のゲート抵抗102に、ダイオード131を介して接続されている。なお、図示していないがオペアンプ130の電源として平滑電圧を印加している。
The failure
以上のように構成されるコントローラ100の動作について、動作タイムチャート図5および図7を参照しながら説明する。図7は図5における時刻t=t0〜t1の拡大図を示している。図7に示すように、時刻t=t0でトリガスイッチ24がオンされると、抵抗105、コンデンサ106で平滑された電圧が、抵抗107、およびコンデンサ142、抵抗108を介してA点へ印加され、コンデンサ141が充電しつつ、A点電位はなだらかに上昇する。これとともに、FET101のゲートにもA点電位が印加されることとなるため、A点電位がFETをオンする閾値であるVthを超える時間Tdを経過後、FET101はオンし、モータ7に電流が流れ始める。なお、トリガスイッチ24がオンされただけではPNPトランジスタ110がオンしないように、抵抗103は、抵抗108及び抵抗109よりも十分大きな値(例えば、約10倍)のものを用いている。
トリガスイッチ24は接点式のスイッチであり、時刻t=t0でスイッチをオンしても、接点のバウンドによりチャタリングが生じTch時間中はオンオフを繰り返したのちオン状態へ移行する。このチャタリング時間Tchは通常0.5〜数ミリ秒である。トリガスイッチ24がオンしてし始めて(t=t0)から、FET101がオンして電流が流れ始めるまでの時間TdをTchより長くすることにより、トリガスイッチ24のチャタリングがあっても、トリガスイッチ24の接点ではモータ7に流れる大電流を切ることがなくアークが飛ばないので、接点寿命を延ばすことができる。時間Tdは1ミリ秒から10ミリ秒が望ましい。コンデンサ142は、コンデンサ141の充電中にPNPトランジスタ110をオンさせないようにPNPトランジスタ110のベース電流をバイパスするためのコンデンサである。
The operation of the
The
なお、図8にはコンデンサ141,142がない場合の波形を示す。この場合にA点電位は急速に上昇し、チャタリング時間Tch経過する前にFET101がオンしており、トリガスイッチ24のチャタリングによりアークが発生してしまう(図8、ハッチング部分)。
FET101がオンして、モータ7に電流が流れ始めると、モータ7が回転し、ピン支持プレート21およびドラム13も回転を開始する。また、上述のように停止スイッチ25の開閉部は、ギア14の延出部14aと係合するためオン状態となる(t=t1)。
FIG. 8 shows a waveform when the
When the
トリガスイッチ24がオンされた直後に停止スイッチ25がオンすると、ダイオード119および抵抗116を介してコンデンサ121が充電される。停止スイッチ25は、ドラム13の回転角が約0度から約270度までの間オンしており、その間は、PNPトランジスタ115のエミッタ電位は、ダイオード120のカソード電位より低く、PNPトランジスタ115のベース−エミッタ間にPNPトランジスタ115をオンさせる電位差は生じないので、PNPトランジスタ115は、オフのままである。
When the
一方、FET101がオンすることによってオペアンプ130の非反転入力端子には、平滑電圧を抵抗126と抵抗127とで分圧した際の抵抗127の両端の電圧が印加される(t=t0)。
On the other hand, when the
ここで、抵抗126〜抵抗128の抵抗値の設定について、一例を述べる。抵抗126と抵抗127とで分圧され、オペアンプ130の非反転入力端子に入力される電圧は、例えば平滑電圧の1/2程度となるようにする。これは、抵抗126と抵抗127とを同じ値にすることにより可能である。
Here, an example of setting the resistance values of the
続いて、停止スイッチ25がオンすると(t=t1)、停止スイッチ25とダイオード132とを介してオペアンプ130の非反転入力端子には平滑電圧が入力される。また、トリガスイッチ24がオンされると、平滑電圧が抵抗107および抵抗123を介して印加され、コンデンサ124が充電される。よって反転入力端子には、コンデンサ124の電圧が印加される。このとき、コンデンサ124が充電されても常に平滑電圧よりは低いので、オペアンプ130の出力端子には、ハイ出力が出力されている。このハイ出力は、ダイオード131により阻止される。
Subsequently, when the
ドラム13の回転角が約260度になると(図3(c))、上述したように停止スイッチ25はオフ状態となる(t=t2)。
When the rotation angle of the
停止スイッチ25がオフすると、オペアンプ130の非反転入力端子に印加される電圧は、平滑電圧を抵抗126と抵抗127とで分圧した際の抵抗127にかかる電圧となる。このとき、反転入力端子への入力電圧よりも非反転入力端子への入力電圧が低くなるため、オペアンプ130の出力はロー出力となる。同時に、ダイオード129によって抵抗128にも電流が流れることになり、非反転入力端子の入力電圧はさらに低下する。また、オペアンプ130のロー出力は、A点電圧を0ボルトにすることによってFET101をオフさせ、モータ7に電流が流れなくなる。このようにして、停止スイッチ25がオフすると、モータ7の駆動は停止される。(t=t2)
このとき、すなわちオペアンプ130の出力によりA点電圧が0ボルトになるとき、後述するように、PNPトランジスタ110とNPNトランジスタ111の両方がオンする。そしてA点電圧の0ボルトを継続する。そして、反転入力電圧は、コンデンサ124の電荷を抵抗123を通して放電するので、徐々に低下していき、非反転入力端子電圧より低下する。(t=t3)。このとき、非反転入力端子電圧は、抵抗126と抵抗127の分圧電圧となり、オペアンプ130の出力電圧はハイ出力となるが、ダイオード131により阻止され、さらに、PNPトランジスタ110とNPNトランジスタ111の作用が継続しているので、A点電圧は0ボルトを継続する。
When the
At this time, that is, when the voltage at the point A becomes 0 V due to the output of the
また、停止スイッチ25がオフすると、PNPトランジスタ115のベースは、抵抗117、ダイオード120、抵抗122を介してGND電位と接続されるため、充電されたコンデンサ121に接続されたPNPトランジスタ115のエミッタとの間に電位差が生じる。これにより、PNPトランジスタ115は、オンし、コンデンサ121に蓄積されていた電荷は、抵抗113を介してコンデンサ114に流れ込む。
Further, when the
コンデンサ114が充電されることにより、NPNトランジスタ111のベースの電位が上昇し、NPNトランジスタ111がオンする。NPNトランジスタ111がオンすることでA点の電位はGNDとなり、FET101のゲートの電位もGND電位となるのでFET101はオフし、モータ7に電流が流れなくなる。
When the
ここで、NPNトランジスタ111がオンした際に、PNPトランジスタ110のベースも抵抗108を介してGND電位と接続されるため、PNPトランジスタ110もオンする。これにより、トリガスイッチ24がオンしている限り、NPNトランジスタ111のベースに平滑電圧が印加されることとなり、NPNトランジスタ111はオンし続けることとなる。従って、一旦NPNトランジスタ111がオンした後は、コンデンサ121に蓄えられた電荷が全て放電されたとしても、NPNトランジスタ111のオン状態、すなわち、FET101のオフ状態を保持することができる。また、コンデンサ114の容量よりもコンデンサ121の容量を大きくしておくことが望ましい。
Here, when the
なお、トリガスイッチ24がオフされれば、PNPトランジスタ110がオフするので、FET101のオフ状態の保持を解除することができる。そして、その後、再び、トリガスイッチ24をオンすれば、FET101をオンさせて、モータ7を起動させることができる。
If the
以上の動作により、打込機1は釘の打込み動作を行うことができ、1回の打突動作終了後にはFET101をオフすることによって、単発の打込み動作を実現している。
With the above operation, the driving
次に、図4および図6を参照しながら、停止スイッチ25が故障などによって働かない場合の動作について説明する。機構上の故障により停止スイッチ25を押圧することができなくなったり、機械的または電気的故障により切替らなくなったりというように、停止スイッチ25は故障することがあり、このような場合には以下のように打込み動作を行わないようにする。
Next, an operation when the
トリガスイッチ24をオンすると(t=t10)、わずかな遅延時間の後、FET101はオンし、モータ7に電流が流れ始める。同時に、ピン支持プレート21およびプランジャ8も動作を開始する。停止スイッチ25は、故障のため常時オフ状態であるとするとき、オペアンプ130の非反転入力端子電圧は、平滑電圧を抵抗126と抵抗127とで分圧した電圧となる。オペアンプ130の反転入力端子電圧は、平滑電圧により抵抗107と抵抗123とを介して充電されるコンデンサ124の電圧となる。図6に示すように、t=t10ではコンデンサ124の電圧はゼロであり、非反転入力端子に入力される電圧は、反転入力端子の電圧よりも大きいため、オペアンプ130の出力はハイ出力となる。そのとき、オペアンプ130の出力電圧は、ダイオード129およびダイオード131によりブロックされる。
When the
引き続きコンデンサ124の電圧は充電により徐々に上昇し、反転入力端子の電圧は、t=t11で非反転入力端子の電圧を上回る。このとき、オペアンプ130の出力はロー出力となる。同時に、ダイオード129によって抵抗128にも電流が流れることになり、非反転入力端子の入力電圧は低下する。(t=t11)A点電圧が0ボルトになるとき、前述のように、PNPトランジスタ110とNPNトランジスタ111の作用により、A点電圧の0ボルトを継続する。そして、反転入力電圧は、コンデンサ124の電荷を抵抗123を通して放電するので、徐々に低下していき、非反転入力端子電圧より低下する。(t=t12)。このとき、非反転入力端子電圧は、抵抗126と抵抗127の分圧電圧となり、オペアンプ130の出力電圧はハイ出力となるが、ダイオード131により阻止され、さらに、PNPトランジスタ110とNPNトランジスタ111の作用が継続しているので、A点電圧は0ボルトを継続する。
Subsequently, the voltage of the
一例として、正帰還抵抗128の値は、抵抗127と抵抗128との並列合成抵抗値と、抵抗126とで分圧されることにより非反転入力端子に入力される電圧が、平滑電圧の1/3程度になるようにする。
As an example, the value of the
オペアンプ130のロー出力は、ダイオード131を介してA点の電圧を0ボルトにするため、ゲート抵抗102を介してFET101のゲート電圧を0Vまで落とし、FET101をオフしてモータ7の電流を遮断する。ここで、抵抗123の抵抗値とコンデンサ124の容量との組み合わせにより、時刻t=t11を、t1よりも長く、しかも打突動作を中止するために十分短い時間(例えば約30ms)に設定することが好ましい。
The low output of the
以上のように、本実施の形態による打込機1によれば、トリガスイッチ24がオンするときに発生するチャタリング時間Tch以上の時間である遅延時間Td経過後に無接点スイッチであるFET101をオンさせるようにしており、モータ7の大電流をチャタリングによりトリガスイッチ24の接点で切ってしまい、アークが発生することがないので、トリガスイッチ接点の寿命を延ばすことができる。
As described above, according to the driving
さらに、本実施の形態による打込機1は、プランジャ8が釘を打ち込む直前に無接点スイッチであるFET101をオフさせて、機構の回転惰性で打ち込みを開始させているので、プランジャ8の打ち込み動作時の衝撃によりトリガスイッチ24の接点が離れても前述のとおりモータ7の大電流は流れていないので、接点間にアークが飛ぶことはなく、接点の寿命を延ばすことができる。
Furthermore, since the driving
以上詳細に説明したように、本発明の電動式打込機によれば、接点寿命の向上を図ることができる。つまり、簡便で、信頼性の高い、安価な電動打ち込み機を提供することができる。 As described above in detail, according to the electric driving machine of the present invention, the contact life can be improved. That is, a simple, reliable, and inexpensive electric driving machine can be provided.
本発明による打込機は上述の実施の形態に限定されず特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変形や改良が可能である。例えばモータを制御するコントローラ100の回路は本実施の形態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本発明の範囲である。
The driving machine according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made within the scope described in the claims. For example, the circuit of the
また、上記実施の形態においては、遅延時間Tdを生成させるのにコンデンサと抵抗の時定数回路を用いたが、マイクロコンピュータによりその機能を代用させるようにしてもよい。 In the above embodiment, the time constant circuit of the capacitor and the resistor is used to generate the delay time Td. However, the function may be substituted by a microcomputer.
1:釘打機 2:ハウジング 3:ハンドル 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 8b:プランジャプレート 9:バネ 10:トリガ 11:減速機構 12:ダンパ 13:ドラム 13a:ドラムダンパー衝突部 13b:ドラム谷部 14:ギヤ 16:ワイア 17:動力伝達ピン 17a:ピンスライド部17b:ピン引掛け部 18:ガイドプレート 18a:ガイド溝 18b:ガイド突起 19:出力軸 20:キー 21:ピン支持プレート 21a:ピン支持スライド部 21b:キー溝 22:ドラムフック 22a:フック部 23:釘 24:トリガスイッチ 25:停止スイッチ 100:コントローラ
1: Nailer 2: Housing 3: Handle 4: Battery 5: Nose 6: Magazine 7: Motor 8: Plunger 8a: Blade 8b: Plunger plate 9: Spring 10: Trigger 11: Reduction mechanism 12: Damper 13:
Claims (4)
トリガと、
前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、
前記釘を打込むプランジャと、
前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、
前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、
前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、
前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、
前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、
前記プランジャが前記釘を打ち込む動作を始める直前のタイミングを検知する第一検知手段を設け、
前記制御回路は前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせ、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることを特徴とする電動式打込機。 A housing;
Trigger,
A magazine which is attached to the housing and supplies nails to the driving side position;
A plunger for driving the nail;
A compressible spring that biases the plunger in the direction of striking the nail;
A motor provided in the housing;
A drive member that receives the rotation of the motor and moves the plunger in the direction of energy storage of the spring;
A contact switch that is turned on and off by the operation of the trigger;
Contactless switch means for controlling the driving of the motor;
In the electric driving machine having a control circuit for controlling the contactless switch means,
The contact switch, the motor, and the contactless switch are configured in series with a power source,
Providing a first detection means for detecting a timing immediately before the plunger starts to drive the nail;
The control circuit turns on the contactless switch means based on the input of the contact switch, and turns off the contactless switch means before the driving operation starts based on the output of the first detection means. Electric driving machine.
トリガと、
前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、
前記釘を打込むプランジャと、
前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、
前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、
前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、
前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせるよう前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、
前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、
前記制御回路は、前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチをオンさせるとき、前記有接点スイッチの入力から所定の遅延時間経過後に前記無接点スイッチをオンさせることを特徴とする電動式打込機。 A housing;
Trigger,
A magazine which is attached to the housing and supplies nails to the driving side position;
A plunger for driving the nail;
A compressible spring that biases the plunger in the direction of striking the nail;
A motor provided in the housing;
A drive member that receives the rotation of the motor and moves the plunger in the direction of energy storage of the spring;
A contact switch that is turned on and off by the operation of the trigger;
Contactless switch means for controlling the driving of the motor;
In the electric driving machine having a control circuit for controlling the contactless switch means to turn on the contactless switch means based on the input of the contact switch,
The contact switch, the motor, and the contactless switch are configured in series with a power source,
The control circuit, when turning on the contactless switch based on the input of the contact switch, turns on the contactless switch after a predetermined delay time from the input of the contact switch Driving machine.
前記制御回路は、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることを特徴とする請求項2,3記載の電動式打込機。 Providing a first detection means for detecting a timing immediately before the plunger starts to drive the nail;
4. The electric driving machine according to claim 2, wherein the control circuit turns off the contactless switch unit before starting driving operation based on an output of the first detection unit. 5.
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