JP2010167524A - 電動式打込機 - Google Patents

Abstract

【課題】安全性及び耐久性に優れた電動式打撃工具の提供。
【解決手段】
本発明はハウジング２と、ユーザが操作するトリガスイッチ２４と、ハウジング２に設けられ、トリガスイッチ２４の動作に連動しているモータ７と、ハウジング２内の上死点および下死点の間を移動可能に配設され、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の回転により８プランジャをバネ９の蓄勢方向に移動させ、プランジャ８が該上死点に到達したときに９バネを開放する圧縮開放機構と、を備えた電動打撃工具であって、プランジャ８の該下死点から離間した直後の動作速度は、該上死点に到達する直前の速度より小さくなるよう制御する動作制御手段を有することを特徴とする電動式打撃工具を提供している。
【選択図】図１

Description

本発明は打撃工具に関し、特に電動式打込機に関する。

バネによって付勢されたプランジャをバネの付勢力に抗して押し上げた後に開放することによってプランジャを加速し、プランジャに取り付けられたブレードにより、釘を被打込み材に打ち込むバネ駆動式の打込機はすでに生産されている。この打込機では、プランジャの押上をハウジング内に内蔵されたモータによって行っている（例えば特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に示されるようにハウジング内のモータが減速機構を介して駆動ピンを有する歯車を駆動し、駆動ピンはプランジャに形成された掛止突起と当接することによりプランジャを所定ストローク押し上げる構造となっている。

さらに、プランジャの引き上げ動作を、線材を介して牽引しバネを圧縮させることにより行う打込機が知られている。この種の打込機には圧縮開放機構が設けられており、線材は圧縮解放機構によって巻上げ及び巻戻しされる。プランジャには内部室が形成されており、線材の端部にはワイヤ係止部が設けられている。プランジャと線材とは、ワイヤ係止部がバネの伸縮方向、ねじれ方向に移動可能に内部室に封止されていることにより接続されている。線材がモータの駆動力を受けた圧縮開放機構を介して巻上げられ、ワイヤ係止部が内部室の上面に接触することで、プランジャがワイヤによって引き上げられる構造となっている。線材とプランジャとが回転自在であることにより、打込動作時に発生する屈曲及び組立時のねじりを防止している。

特公平７−１１５３０７

しかし、従来の打込機ではハウジング内で釘が詰り、プランジャが下死点まで到達できない場合がある。このとき、プランジャは通常の位置よりもバネの上死点側にあり、ワイヤ係止部と内部室の上面とが大きく離間した状態で停止する。さらに、釘が射出されるノーズで釘とブレードとが挟まってしまった場合も、プランジャが上死点と下死点との間で停止してしまい、ワイヤ係止部と内部室の上面とは大きく離間した状態となる。この状態で次の釘の打込動作を開始させると、線材が牽引されてワイヤ係止部が上死点側に移動するが、ワイヤ係止部が内部室の上面に達するまで時間がかかるため、通常の釘打込動作時よりもワイヤ係止部は加速されて速度が高まった状態で、内部室の上面に到達する。さらに釘とブレードとが挟まって固着している場合には、挟まれたプランジャが固定されている状態になる。これらの要因により、ワイヤ係止部は内部室の上面と強く衝突する。その結果、衝突時の衝撃力により、ワイヤ係止部の破損や、線材の切断などの問題が発生する。そこで本発明は、これらの破損を防止して耐久性の高い打込機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明はハウジングと、ユーザが操作するトリガスイッチと、該ハウジングに設けられ、該トリガスイッチの動作に連動しているモータと、該ハウジング内の上死点および下死点の間を移動可能に配設され、止具を打込むプランジャと、該プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、該モータの回転により該プランジャを該バネの蓄勢方向に移動させ、該プランジャが該上死点に到達したときに該バネを開放する圧縮開放機構と、を備えた電動打撃工具であって、該プランジャの該下死点から離間した直後の動作速度は、該上死点に到達する直前の速度より小さくなるよう制御する動作制御手段を有することを特徴とする電動式打撃工具を提供している。

また、該動作制御手段は、該モータをソフトスタートさせるソフトスタート回路を有することが望ましい。

また、該ソフトスタート回路は、ＰＷＭによりデューティー比を上昇させる方式であることが望ましい。

また、該ソフトスタート回路は、該プランジャの上死点到達前における所定時刻後にはデューティー比が１００％となることが望ましい。

また、該ソフトスタート回路がデューティー比を１００％とするまでの所定時刻は、１０ｍｓ以上、１００ｍｓ以下であることが望ましい。

また、該動作制御手段は、該トリガスイッチの動作から所定時間経過後に、該モータへの通電を遮断するタイマ回路を有することが望ましい。

また、該動作制御手段は、該モータの回転を伝達するクラッチを有し、該クラッチはモータの回転の開始に応じて該圧縮解放機構への伝達力を増大するように構成されていることが望ましい。

また、該圧縮開放機構は、一端が該プランジャに係止し、他端が該圧縮解放機構と係止している線材を有し、該線材および該プランジャは、バネの伸縮方向に移動可能に係止されたことが望ましい。

請求項１に記載の電動式打撃工具によると、釘詰まりが発生した際に打込み動作を行った場合でも、下死点を離間した直後におけるプランジャの動作速度が上死点に到達する直前のプランジャの速度よりも小さいので、プランジャの突発的な始動動作を回避することができ、電動式打撃工具内の部品の破損を防止することができる。これにより、耐久性の優れた電動式打撃工具を提供することができる。

請求項２に記載の電動式打撃工具によると、ソフトスタート回路を組み込むという簡便な構造により、プランジャのソフトスタートを実現し、電動式打撃工具内の部品の破損を防止することができる。これにより、耐久性の優れた電動式打撃工具を提供することができる。

請求項３に記載の電動式打撃工具によると、ＰＷＭ方式(Pulse Width Modulation)を用いデューティー比を時間とともに上昇させるという簡便な方式によりプランジャのソフトスタートを実現し、電動式打撃工具内の部品の破損を防止することができる。これにより、耐久性の優れた電動式打撃工具を提供することができる。

請求項４に記載の電動式打撃工具によると、所定時間経過後にはデューティー比が１００％となることから、打込み時間の延長を防止することができる。

請求項６に記載の電動式打撃工具によると、釘詰まりが発生し、プランジャが動作せず、モータがロック状態を維持したままの状態でも、所定時間経過後にタイマ回路によって、モータへの通電が遮断される。これにより、モータの焼き付きを防止し、劣化防止を図ることができる。

請求項７に記載の電動式打撃工具によると、トリガスイッチ操作によるモータ始動時の回転を除々に圧縮開放機構に伝達しているので、耐久性の優れた電動式打撃工具を提供することができる。

請求項８に記載の電動式打撃工具によると、プランジャに線材を係止するという簡易な構造によって、プランジャを上死点に移動させ、バネに付勢力を蓄えることができる。さらに、請求項１に記載の効果により、電動工具内の部品である線材や係止部材の破損を防止し、耐久性の優れた電動式打撃工具を提供することができる。

プランジャが下死点到達時の本発明の実施の形態による電動式打込機を示す部分透明側面図。 本発明の実施形態に係る圧縮解放機構の斜視図。 本発明の実施形態に係る圧縮解放機構を一部展開した斜視図。 本発明の実施形態に係る圧縮解放機構を全展開した斜視図。 本発明の実施形態に係るドラムを外したバネ圧縮解放機構の初期状態における断面図。 本発明の実施形態に係るドラムを外したバネ圧縮解放機構の初期状態における断面図。 図３(a)から出力軸が１８０°回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 図３(b)から出力軸が１８０°回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 図３(ｃ)から出力軸が２７０°回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 図３(ｄ)から出力軸が２７０°回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 図３(ｅ)から出力軸がさらに回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 図３(ｆ)から出力軸がさらに回転したときのバネ圧縮解放機構の断面図。 初期状態におけるプランジャとワイヤの係止状態を示す図１の部分拡大図。 プランジャ動作時のプランジャとワイヤの係止状態を示す図１の部分拡大図。 本発明の実施の形態にかかるコントローラの回路図。 本発明の実施の形態にかかるコントローラの動作タイムチャート

本発明の実施の形態による打込機１について図１乃至図５に基づき説明する。図１は打込機１の断面図であり、外殻となるハウジング２と、ハンドル３と、電池４と、ノーズ５と、マガジン６とから主に構成されている。後述のプランジャ８が移動する方向を上下方向と定義し、プランジャ８が後述のバネ９により付勢されて釘２３を打撃する方向を下方向として定義する。さらに、ノーズ５側を前方、電池４側を後方と定義する。

ハウジング２内には、モータ７と、プランジャ８と、バネ９と、減速機構１１と、ギヤ１４と、ガイドプレート１８と、ドラム１３と、ワイヤ１６とが備えられている。

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内に画成された後述の内部通路５ａまで延びている。また、プランジャ８端部の下側には円盤形状のプランジャ大径部８Ｂが設置され、その略中心に、ブレード８Ａが接続されている。釘２３は、プランジャ８が上死点に位置する状態で後述の内部通路５ａに配置されたブレード８Ａが下死点側に移動した際に、ブレード８Ａによってノーズ５先端から射出され、被打込部材に打ち込まれる。プランジャ８には内部室８ｃが形成されており、内部室８ｃの上部はプランジャ蓋部８Ｅによって閉止されている。プランジャ蓋部８Ｅの下部には、弾性体であるワイヤダンパ８Ｄが設けられている。プランジャ蓋部８Ｅは、その略中心に孔が形成されており、ワイヤ１６が挿入される。ワイヤ１６は、複数の金属線材を束ねて構成されており、しなやかさと強度を兼ね備えている。また、孔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て、ワイヤ１６と接触する部材の磨耗を防いでいる。

ワイヤ１６の一端にはワイヤ１６がプランジャ蓋部８Ｅの孔を貫通した状態でワイヤ係止部１６Ａが設けられている。この状態でプランジャ蓋部８Ｅがプランジャ８に装着されることにより、ワイヤ係止部１６Ａは内部室８ｃ内で上下方向に移動可能になる。このような構成により、プランジャ８に対してワイヤ１６は、上下方向、ねじれ方向に移動可能となっている。プランジャ８の下部には弾性体であるダンパ１２が配置されている。ダンパ１２はプランジャ大径部８Ｂと当接可能に設けられており、釘打ち動作時の衝撃を緩和している。

バネ９は、下端がプランジャ大径部８Ｂと当接し、上方に向かって配置されている。モータ７は、回転軸７１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７１の一端に取り付けられた複数のプーリー、ベルトおよび複数のギヤからなり、ギヤ１４に回転力を伝達している。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の圧縮機構に用いることが可能である。

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の動作に基づいて回転する。ドラム１３は、ワイヤ１６によってワイヤ係止部１６Ａと接続されている。ドラム１３の詳細な構造を図２（ｃ）に基づいて説明する。ドラム１３は円環形状をなしており、ドラム１３の略中心には孔１３ｃが形成されている。ドラムダンパ衝突部１３Ａが、ドラム１３の周縁から出力軸１９の軸方向に突出して設けられている。ドラムダンパ衝突部１３Ａは図示せぬドラムダンパと係合可能となっている。ドラム１３の円周面にはドラム谷部１３ｂが形成されており、ドラム谷部１３ｂ内にワイヤ１６を巻き込んでいる。従って、ドラム１３の回転に応じて、ドラム谷部１３ｂにワイヤ１６が巻回又は巻戻されプランジャ８を上下方向に移動させる。

ハンドル３は、ハウジング２の側面を基端部としてハウジング２の表面から後方に向かって延出されており、その基端部にはモータ７の駆動を制御するトリガ１０が設けられている。トリガ１０にはトリガスイッチ２４が連動している。ハンドル３の後方にはコントローラ１００が配置されており、配線によってトリガスイッチ２４及びモータ７と接続されている。電池４はコントローラ１００の後方に取り外し可能に設けられている。電池４はハンドル３内に配された配線により、モータ７に電力を供給している。

ノーズ５は、打込機１の前方下部に設けられており、マガジン６と連結している。ノーズ５には内部通路５ａが設けられていて、ブレード８Ａが内部通路５ａ内を移動して釘２３を射出することにより、釘２３が被打込み部材に打込まれる。

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内に釘２３が束状に複数本内蔵されており、内部通路５ａに釘を供給している。内部通路５ａ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が設けられている。

次に、バネ９の圧縮開放機構の構成を、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、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、ワイヤ１６、および停止スイッチ２５を有する構成となっている。

図２（ｃ）に示すように、ギヤ１４は、略円盤形状であり、中心部は二面幅形状の嵌合孔１４ｂが形成されている。嵌合孔１４ｂの周囲には、複数の貫通孔１４ｃが形成されている。また、延出部１４Ａは、ギヤ１４の図２（ｃ）における上面の周縁に円周に沿って嵌合孔１４ｂの中心を基準として約２７０度に亘り設けられている。ギヤ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孔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、ギヤ１４の軽量化と、イナーシャの軽減のために形成されている。

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が挿入されている。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。ガイド突起１８Ｂの図２（ｃ）における上部には、出力軸１９に固定されたキー２０が設けられている。キー２０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と係合する形状である。

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フ・オンする開閉部２５Ａを有している。停止スイッチ２５は、図２（ａ）〜図２（ｃ）におけるギヤ１４の外周部上面とガイドプレート１８の下面に挟まれるようにしてガイドプレート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、ギヤ１４の延出部１４Ａの高さとほぼ同等である。開閉部２５Ａの開閉は、開閉部２５Ａと延出部１４Ａとの接触の有無によって行われる。停止スイッチ２５は、後述のコントローラ１００と接続していて、開閉部２５Ａが閉（オン）のときは、電池４からモータ７への電力の供給が行われ、開閉部２５Ａが開（オフ）のときは、電池４からモータ７への電力の供給が遮断される。

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、開口部が出力軸１９の半径方向に向いている略Ｕ字状のピン支持スライド部２１Ａが延出している。貫通孔２１ｂは、貫通孔２１ｂに挿通された出力軸１９のキー２０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。

動力伝達ピン１７は、ピンスライド部１７ａと、ピン引掛け部１７Ｂとピン係合部１７Ｃとを備えている。ピンスライド部１７ａは、ピン支持スライド部２１Ａ内に嵌入され、ピン支持スライド部２１Ａの延出方向に移動可能となっている。ピン係合部１７Ｃ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の移動量は、ガイド溝１８ａの形状によって規制され、動力伝達ピン１７の移動方向は、ピン支持スライド部２１Ａによって規制される。図２（ｂ）に示すように、ピン引掛け部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と同じ高さとなるように設置されている。

このような構成により、ギヤ１４と、ピン支持プレート２１と、動力伝達ピン１７と、出力軸１９とは一体回転する。

ドラムフック２２は、円筒状の本体部２２Ｃと、本体部２２Ｃの側面から延出したフック部２２Ａと、本体部２２Ｃの内周面に配置されたベアリング２２Ｂとを備えている。出力軸１９は、ベアリング２２Ｂを介してドラムフック２２により回転可能に支承されるため、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２２Ｃから出力軸１９の軸方向と略垂直な方向に延出しており、動力伝達ピン１７のピン引掛け部１７Ｂと当接可能である。動力伝達ピン１７はピン支持プレート２１と同軸一体回転しているが、ドラムフック２２は、動力伝達ピン１７のピン引掛け部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と同軸一体回転する。ドラムフック２２の本体部２２Ｃは孔１３ｃに圧入されることにより、ドラム１３とドラムフック２２とは、同軸一体回転する。

次に、釘打ち時の動作について、圧縮開放機構の動作図である図３〜図５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。

圧縮開放機構の初期状態は図３(ａ)及び 図３(ｂ)に示す。図３（ｂ）のように、ピン引掛け部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が回転に応じてドラムフック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引掛け部１７Ｂとフック部２２Ａとの当接面に対し、嵌合孔１４ｂの中心を基準に時計回りに約９０度の位置に設けられている。また、初期状態においてギヤ１４の延出部１４Ａは、上記当接面から反時計回りに約２７０度に亘って配置された状態にある。停止スイッチ２５の開閉部２５Ａは、ギヤ１４の延出部１４Ａと接触して閉じた状態にある。このとき、図４に示すようにプランジャ大径部８Ｂはダンパ１２と接触しており、内部室８ｃ内のワイヤ係止部１６Ａとワイヤダンパ８Ｄとの間には隙間が設けられている。

図３(ｃ)及び 図３(ｄ)は、ピン支持プレート２１が図３(ａ)及び 図３(ｂ)の状態から反時計回りに約１８０度回転した状態である。図３（ｄ）に示すようにピン支持プレート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の他端を巻込む。そうすると、図５に示すように、ワイヤ１６の一端に係止されたワイヤ係止部１６Ａがワイヤダンパ８Ｄと接触し、さらにドラム谷部１３ｂにワイヤ１６が巻回されることによりバネ９の付勢力に抗してプランジャ８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（図３（ｃ））。

図３(ｃ)及び 図３(ｄ)から図３(ｅ)及び 図３(ｆ)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いるので、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。この間停止スイッチ２５の開閉部２５Ａは、延出部１４Ａとの接触を維持しておりオン状態である。

ピン支持プレート２１、すなわちドラム１３が図３(ｂ)状態より約２７０度回転して図３(ｆ)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の引掛りが外れる。このとき、停止スイッチ２５は延出部１４Ａとの接触によりオン状態である。

動力伝達ピン１７とフック部２２Ａとの引掛りが解除されると、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(ｈ))。一方、ギヤ１４は出力軸１９と共にさらに図３（ｈ）の反時計回り方向に回転するため、停止スイッチ２５の開閉部２５Ａ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両者が非接触状態となり（図３（ｇ））、停止スイッチ２５はオフ状態となる。

圧縮されたバネ９の付勢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。釘が打込まれたあと、上記のように停止スイッチ２５がオフすることによってコントローラ１００によって電池４からモータ７への電力供給が停止し、モータ７が停止する。ドラム１３は初期状態へ戻るとドラムダンパ衝突部１３Ａと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。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（ｂ）の状態に戻る。このとき、図３（ａ）のように停止スイッチ２５は再び延出部１４Ａと接触するため、オン状態となる。

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と当接して開閉部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。さらにギヤ１４が回転して、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。その後、初期状態となったときは停止スイッチは再び延出部１４Ａと接触するため、オン状態となる。

次にコントローラ１００の制御回路についてブロック図である図６を用いて説明する。図６に示す点線で囲まれた部分がコントローラ１００の制御回路である。コントローラ１００は、ＦＥＴ１０１と、駆動回路１０２と、ＡＮＤ回路１０３と、ソフトスタート回路１０４と、単発制御回路１０５と、タイマ回路１０６と、電源１１０とを備える。

図６において、動力源となる電池４と、トリガスイッチ２４と、モータ７とＦＥＴ１０１とが直列に接続されている。トリガスイッチ２４とモータ７との間にコントローラ電源１１０のプラス側が接続されていて、この電源１１０から供給される電力でコントローラ１００の回路は駆動する。

そして、ＦＥＴ１０１のゲート端子には、入力に基づいてＦＥＴ１０１のゲートへ電圧を印加するＦＥＴ１０１の駆動回路１０２が接続されている。駆動回路１０２の入力にはＡＮＤ回路１０３の出力が接続されており、ＡＮＤ回路１０３の入力にはソフトスタート回路１０４、単発制御回路１０５、タイマ回路１０６それぞれの出力が接続されている。単発制御回路１０５は、圧縮解放機構に設けられた停止スイッチ２５と接続されており、停止スイッチ２５の入力に基づいてＦＥＴオンオフ信号をＡＮＤ回路１０３に出力する回路である。タイマ回路１０６はトリガスイッチ２４がオンしてコントローラ電源１１０が起動してから一定時間後にＦＥＴ１０１をオフする信号をＡＮＤ回路１０３へ出す回路である。ソフトスタート回路１０４は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことによりパルス幅の変調が可能な回路である。ソフトスタート回路１０４は、トリガスイッチ２４がオンしてコントローラ電源１１０が起動した時からＰＷＭのデューティー比をゼロから徐々に大きくしていくＰＷＭ信号を出して、所定時間経過、または所定デューティーに達すると、連続したＦＥＴオン信号を出力する。ＰＷＭのデューティー比の増加率は時間に対して一定でもよいし、増加率を時間と共に変化させてよい。ＡＮＤ回路１０３は、各入力がすべてオン信号の場合にのみ、ＦＥＴ１０１の駆動回路１０２にオン信号を出力する。

次に、コントローラ１００の制御回路の動作を図７の動作タイムチャートに基づいて説明する。トリガスイッチ２４をオンすると（図７、ｔ０）、コントローラ１００の電源１１０に電池電圧が印加されて、電源が起動する。すると、タイマ回路１０６は、ＦＥＴオン信号を出力すると共にタイマの計時を開始し、単発制御回路１０５は停止スイッチ２５の出力より、ＦＥＴオン信号を出力する。ソフトスタート回路１０４はデューティー比の小さいパルス信号を出力し始める。すると、ＡＮＤ回路１０３は、ソフトスタートの回路１０４の出力と同じ信号を駆動回路１０２へ出力し、この信号に従いＦＥＴ１０１は所定のデューティー比のＰＷＭパルスでオンオフを行い、モータ７に流れる電流を制御する。一般にモータ７のスタート時にはモータ７の回転が停止していることによる逆起電圧がないことにより大きい突入電流が流れるが、この場合、モータ７のインダクタンス分により電流の立ち上がりが制限され、短い時間でオンオフすることにより、突入電流を抑制することができる。

ソフトスタート回路１０４の出力デューティー比は時間と共に増加していくので、モータ７にはより多くの電流が徐々に流れ始め、モータ７が回転することによりドラム１３が回転し、ワイヤ係止部１６Ａがワイヤダンパ８Ｄと接触した後にプランジャ８がバネ９の付勢力に抗して上側へ変位を始める。所定時間経過すると（図７、ｔ１）、ソフトスタート回路は連続的なオン信号を出力するので、モータ７には連続的に電流が流れるようになる（図７、ｔ１〜ｔ３）。本実施の形態では、ｔ０からｔ１までの時間を１０ｍｓ以上１００ｍｓ以下に設定している。これは、ソフトスタートの効果を確実なものとしつつ、打込み時間の延長を防止するためである。

さらにプランジャ８はバネ９を圧縮しながら上側へ移動する。そして、ピン支持プレートが２７０度回転し、図３（ｆ）に示す状態になると、動力伝達ピン１７とドラムフック２２との係合がはずれ、バネ９が開放されてブレード８Ａが釘２３の打込みを行う（図７、ｔ２）。そして、図３（ｇ）に示すようにギヤ１４の延出部と開閉部２５Ａとの係合が外れ、停止スイッチ２５はオフとなる（図７、ｔ３）。停止スイッチ２５がオンからオフに変化したことを単発制御回路１０５が検知し、ＦＥＴオフ信号をＡＮＤ回路１０３へ出力する。すると、ＡＮＤ回路１０３は駆動回路にオフ信号を出力し、ＦＥＴ１０１はオフ状態となり、モータ７は停止する。その後、作業者によってトリガスイッチ２４がオフにされる（図７、ｔ４）。このようにして１回の釘打ちサイクルが終了する。

本発明の実施の形態の打込機１によると、モータ７の回転をソフトスタートさせてゆっくりドラム１３を巻き上げていくので、プランジャ８のワイヤダンパ８Ｄとワイヤ係止部１６Ａとを軟接触させることができる。これにより、ワイヤ係止部材１６Ａやワイヤダンパ８Ｄ、プランジャ８の破損を防止することができる。所定時間経過後は、モータ７に連続的に通電することにより、素早くバネ９を圧縮し打込み時間の延長を防止することができる。

さらに、内部通路５ａ内に木片などのごみが進入してプランジャ８ａと噛込んでしまった場合にも、プランジャ８のワイヤダンパ８Ｄワイヤ係止部１６Ａを軟接触させ、所定時間経過後連続通電することにより、大きいトルクを与えることができるので、プランジャ８の噛込を解消することができる場合もある。また、噛んだプランジャ８を解除できなかった場合、モータ７はロック状態を継続する。しかし、このときには、所定時間経過後、タイマ回路１０６がオフ信号を出力するので、ＡＮＤ回路１０３は駆動回路１０２へオフ信号を出力し、ＦＥＴ１０１はオフ状態になり、モータ７の通電を停止することができる。これにより、モータの焼き付きを防止し、モータの劣化防止を図ることができる。上述のように構成することにより、特別な機構を設けることなく、故障を防止することができる。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。

本発明による打込機は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。例えば、図７に示した一連の動作の制御をマイクロコンピュータでその機能を代用させてもよい。また、本発明の実施の形態では、ワイヤによってプランジャを押上げる方式による打込機にソフトスタート回路を組み込んだが、駆動ピンによりプランジャを押上げる方式の打込機にソフトスタート回路を組み込んでもよい。

また、本発明の実施例ではコントローラ内にソフトスタート回路を組み込む事によりプランジャのソフトスタートを実現したが、モータからの動力を伝達する減速機構の内部にすべりクラッチ組み込み、モータの駆動力をドラムに除々に伝達する構成によりプランジャのソフトスタートを実現しても良い。そうすると、すべりクラッチを設けるという簡便な構成により、本発明と同様の効果を実現することができる。

１・・打込機 ２・・ハウジング ３・・ハンドル ４・・電池 ５・・ノーズ ５ａ・・内部通路 ６・・マガジン ７・・モータ ８・・プランジャ ８Ａ・・ブレード ８Ｂ・・プランジャ大径部 ８ｃ・・内部室 ８Ｄ・・ワイヤダンパ ８Ｅ・・プランジャ蓋部 ９・・バネ １０・・トリガ １１・・減速機構 １２・・ダンパ １３・・ドラム １３Ａ・・ドラムダンパ衝突部 １３b・・ドラム谷部 １３ｃ・・孔 １４・・ギヤ １４Ａ・・延出部 １４ｂ・・嵌合孔 １４ｃ・・貫通孔 １６・・ワイヤ １６Ａ・・ワイヤ係止部 １７・・動力伝達ピン １７ａ・・ピンスライド部 １７Ｂ・・ピン引掛け部 １７Ｃ・・ピン係合部 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 ２２Ｂ・・ベアリング ２２Ｃ・・本体部 ２３・・釘 ２４・・トリガスイッチ ２５・・停止スイッチ ７１・・回転軸 １００・・コントローラ １０１・・ＦＥＴ １０２・・ ＦＥＴ駆動回路 １０３・・ＡＮＤ回路 １０４・・ソフトスタート回路 １０５・・単発制御回路 １０６・・タイマ回路

Claims (8)

1. ハウジングと、
   ユーザが操作するトリガスイッチと、
   該ハウジングに設けられ、該トリガスイッチの動作に連動しているモータと、
   該ハウジング内の上死点および下死点の間を移動可能に配設され、止具を打込むプランジャと、
   該プランジャを止具の打撃方向に付勢するバネと、
   該モータの回転により該プランジャを該バネの蓄勢方向に移動させ、該プランジャが該上死点に到達したときに該バネを開放する圧縮開放機構と、を備えた電動打込機であって、
   該プランジャの該下死点から離間した直後の動作速度は、該上死点に到達する直前の速度より小さくなるよう制御する動作制御手段を有することを特徴とする電動式打込機。
2. 該動作制御手段は、該モータをソフトスタートさせるソフトスタート回路を有することを特徴とする請求項１に記載の電動式打込機。
3. 該ソフトスタート回路は、ＰＷＭによりデューティー比を上昇させる方式であることを特徴とする請求項２に記載の電動式打込機。
4. 該ソフトスタート回路は、該プランジャの上死点到達前における所定時刻後にはデューティー比が１００％となることを特徴とする請求項２または３に記載の電動式打込機。
5. 該ソフトスタート回路がデューティー比を１００％とするまでの所定時刻は、１０ｍｓ以上、１００ｍｓ以下であることを特徴とする請求項４に記載の電動式打込機。
6. 該動作制御手段は、該トリガスイッチの動作から所定時間経過後に、該モータへの通電を遮断するタイマー回路を有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. 該動作制御手段は、該モータの回転を伝達するクラッチを有し、該クラッチはモータの回転の開始に応じて該圧縮解放機構への伝達力を増大するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電動式打込機。
8. 該圧縮開放機構は、一端が該プランジャに係止し、他端が該圧縮解放機構と係止している線材を有し、該線材および該プランジャは、バネの伸縮方向に移動可能に係止されたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電動式打込機。
   
   
   
   

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