JP2014083660A - 打ち込み工具 - Google Patents

Abstract

【課題】打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術を提供する。
【解決手段】圧縮シリンダ１３１と、圧縮ピストン１３３と、クランク機構１１５と、電動モータ１１１と、制御装置１０９と、釘の打ち出しを許容する第１の位置と釘の打ち出しを規制する第２の位置とを移動可能なドライバガイド１４１と、ドライバガイド１４１第２の位置に位置する場合に、圧縮シリンダ１３１内の空気を外部に連通可能に構成された開閉弁と、電流センサと、を有する釘打機１００が構成される。釘打機１００は、圧縮シリンダ１３１内の空気の圧力変動によって釘を打ち出すように構成されている。制御装置１０９は、ドライバガイド１４１が第２の位置に位置するときの所定のタイミングにおいて、電動モータ１１１を駆動させることで電流センサに検出された指標が、所定の範囲を外れている場合に、その後の釘の打ち出しを規制するように構成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、打ち込み具を打ち出す打ち込み工具に関する。

米国特許第８，０７９，５０４号明細書には、打ち込み具を被加工材に打ち込む打ち込み工具が記載されている。当該打ち込み工具は、第１シリンダ内で第１ピストンが圧縮空気を生成し、圧縮空気が第２シリンダに送られる。そして、圧縮空気が第２シリンダ内の第２ピストンを移動させている。第２ピストンの移動により、第２ピストンが打ち込み具を打撃する。これにより、打ち込み具が被加工材に向かって打ち出されるように構成されている。また、当該打ち込み工具は、打ち込み具を打ち込む作動サイクルにおいて第１ピストンの位置を検出するセンサを有している。そして、当該センサに検出された第１ピストンの位置に応じて制御装置がモータへの通電を停止する。これにより、第１ピストンを次の作動サイクルのために適切な位置に停止させている。

米国特許第８，０７９，５０４号明細書

しかしながら、米国特許第８，０７９，５０４号明細書に記載された打ち込み工具は、センサが故障した場合に、空気の圧縮が不足したり、空気を圧縮しすぎたりして打ち込み具の打ち出し動作に不具合が生じる可能性がある。そこで、本発明は、打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る打ち込み工具の好ましい形態によれば、シリンダと、シリンダ内を摺動可能なピストンと、ピストンに連接されたクランク機構と、クランク機構を駆動するモータと、モータを制御するコントローラと、打ち込み具の打ち出しを許容する第１の位置と打ち込み具の打ち出しを規制する第２の位置とを移動可能な可動部材と、可動部材が第２の位置に位置する場合に、シリンダ内の空気をシリンダの外部に連通可能に構成された弁機構と、シリンダ内の空気の圧力に対応した指標を検出するためのセンサと、を有する打ち込み工具が構成される。当該打ち込み工具は、シリンダ内の空気の圧力変動によって打ち込み具を打ち出すように構成されている。そして、コントローラは、可動部材が第２の位置に位置するときの所定のタイミングにおいて、モータを駆動させることでセンサに検出された指標が、所定の範囲を外れている場合に、その後の打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されている。なお「シリンダ内の空気の圧力に対応した指標」とは、シリンダ内の空気の圧力、ピストンが摺動する速度または加速度、クランク機構が駆動する速度または加速度、あるいはモータが駆動する際の電流値または電圧値を好適に包含する。

本発明によれば、打ち込み工具の通常状態において、可動部材が第２の位置に位置する場合には、弁機構によってシリンダ内の空気が外部に連通している。しかしながら、弁機構などに不具合が生じている打ち込み工具の異常状態においては、シリンダ内の空気が外部に連通しない可能性がある。すなわち、意図せず打ち込み具が打ち出されてしまう可能性がある。そして、弁機構などに不具合が生じている場合には、通常状態におけるシリンダ内の空気の圧力に対応した指標と異なる値を示す。すなわち、シリンダ内の空気が外部に連通している場合に比べて、弁機構などに不具合が生じた場合には、シリンダ内の圧力が所定の範囲よりも高い値あるいは低い値を示す。したがって、当該指標を検出することで弁機構などに不具合が生じているか否かを検出することができる。すなわち、弁機構などに不具合が生じているか否かを検出することができる打ち込み工具を提供することができる。そして、弁機構などに不具合が生じている場合には、その後の打ち込み具の打ち出しが規制され、意図せず打ち込み具が打ち出されることを防止することができる。

本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、センサは、指標としてモータに流れる電流を検出するように構成されている。そして、コントローラは、所定のタイミングにおいて、センサによって検出された電流値が、所定の閾値を超えた場合に、その後の打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されている。

本形態によれば、弁機構に不具合が生じてシリンダ内の空気が外部に連通していない場合には、モータを駆動させると、シリンダ内の空気が圧縮または膨張されることで、モータの負荷が大きくなる。言い換えると、モータに流れる電流値が高くなる。したがって、モータに流れる電流を検出することで、弁機構などに不具合が生じているか否かを検出することができる。

本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、コントローラは、所定のタイミングにおいて、シリンダ内の空気が最大圧縮状態である上死点に対応するピストンの位置に向かってピストンを移動させるようにモータを駆動するように構成されている。特に、コントローラは、モータを正回転するように駆動するように構成されていることが好ましい。

本形態によれば、ピストンが上死点に向かうようにモータを駆動することで、シリンダ内の空気を圧縮される。したがって、空気の圧力に対応する指標を検出することで、シリンダ内の空気が圧縮されたか否かを判断することができる。

本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、上死点とは反対の下死点におけるクランク機構のクランク角度を０°として、上死点におけるクランク角度を１８０°とした場合に、コントローラは、前記所定のタイミングにおいて、クランク角度が１５０°以下となるようにモータを駆動するように構成されている。

本形態によれば、打ち込み工具はクランク角度が１８０°近傍で打ち込み具が打ち出されるように構成されているため、クランク角度が１５０°以下となるようにモータを駆動することで、弁機構などに不具合が生じているか否かを検出する動作において、打ち込み具が意図せず打ち出されることを規制することができる。

本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、モータに電流を供給するための着脱可能なバッテリを備えている。そして、所定のタイミングは、バッテリを装着した時として規定されている。

本形態によれば、バッテリを装着した際に、打ち込み工具の初期状態の確認のために、コントローラが弁機構などに不具合が生じていないかを検出する打ち込み工具を提供することができる。

本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、コントローラによって打ち込み具の打ち出しが規制されていることを報知する報知手段を有する。報知手段としては、発光手段、振動発生手段、音生成手段等が用いられることが好ましい。発光手段としては、典型的には、ＬＥＤやレーザー照射装置などが用いられる。振動発生手段としては、典型的には、モータを備え、モータの回転によって振動を発生する手段が用いられる。また、音生成手段としては、典型的には、スピーカを備え、記憶された音源を当該スピーカから出力する手段が用いられる。

本形態によれば、報知手段によって、打ち込み具の打ち出しが規制されていることをユーザに報知することができる。

本発明によれば、打ち込み工具において、打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術を提供することができる。

釘打機の全体構成を示す外観図である。 図１のＡ矢視図である。 図２のＢ矢視図である。 釘打機の内部機構の全体構成を示す断面図である。 図４のV−V線断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 図４のVII−VII線断面図であり、バルブが閉止された状態を示す。 図３のVIII−VIII線断面図である。 釘打機の外気連通機構付近の部分斜視図である。 図８において、ドライバガイドが移動された状態を示す断面図である。 図７において、バルブが開放され、打ち込みピストンが前方へ移動された状態を示す断面図である。 図７において、バルブの開放状態が維持され、打ち込みピストンが後方の初期位置近くに戻された状態を示す断面図である。 釘打機の制御系統を示すブロック図である。

本発明の実施形態につき、図１〜図１３を参照しつつ詳細に説明する。実施形態は、打ち込み工具の一例として電気−空圧式釘打機を用いて説明する。図１〜図３に示すように、釘打機１００は、概括的に見て、本体ハウジング１０１と、マガジン１０５を主体として構成される。本体ハウジング１０１は、工具本体を構成しており、釘打機１００の外郭を形成している。マガジン１０５には、被加工材に打ち込まれる釘（図示省略）が装填されている。本体ハウジング１０１は、ほぼ対称形の１対のハウジングを合わせて結合して形成されている。当該本体ハウジング１０１は、ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ、モータ収容部１０１Ｃを一体に備えている。

ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃは、概ね四角形を形成するように配置されている。ハンドル部１０３は、所定長さで延在する長尺状の部材である。ハンドル部１０３の一端側が打ち込み機構収容部１０１Ａの一端側に連接され、ハンドル部１０３の他端側がモータ収容部１０１Ｃの一端側が連接されている。一方、圧縮装置収容部１０１Ｂは、ハンドル部１０３に対して概ね平行に延在するように配置されている。圧縮装置収容部１０１Ｂの一端側が打ち込み機構収容部１０１Ａの他端側に連接され、圧縮装置収容部１０１Ｂの他端側がモータ収容部１０１Ｃの他端側に連接されている。これにより釘打機１００は、ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃによって囲まれた空間Ｓを形成している。

図１に示すように、釘打機１００は、先端部（図１の右端）にドライバガイド１４１とＬＥＤ１０７が配置されている。図１において右方向が釘の打ち出し方向である。なお、説明の便宜上、釘打機１００の先端側（図１の右側）を前側又は前方、その反対側（図１の左側）を後側又は後方という。また、釘打機１００におけるハンドル部１０３の打ち込み機構収容部１０１Ａとの連接側（図１の上側）を上側又は上方、ハンドル部１０３のモータ収容部１０１Ｃとの連接側（図１の下側）を下側又は下方という。

図４に示すように、打ち込み機構収容部１０１Ａは、釘打ち込み機構１２０を収容している。釘打ち込み機構１２０は、打ち込みシリンダ１２１及び打ち込みピストン１２３を主体として構成される。

打ち込みシリンダ１２１は、ピストン１２３を前後方向（長軸方向）に摺動可能に収容している。打ち込みピストン１２３は、ピストン本体部１２４とドライバ１２５を有する。ドライバ１２５は、長尺状の部材である。このドライバ１２５は、ピストン本体部１２４に一体状に設けられており、前方に延在するように配置されている。ピストン本体部１２４とドライバ１２５は、シリンダ室１２１ａに供給される圧縮空気によって打ち込みシリンダ１２１の長軸方向に移動可能に構成されている。これにより、ドライバ１２５がドライバガイド１４１の打ち込み通路１４１ａ内を前方に移動することで釘を打ち出すように構成されている。打ち込みシリンダ室１２１ａは、打ち込みシリンダ１２１の内壁面とピストン本体部１２４の後側の面とにより囲まれる空間として形成されている。ドライバガイド１４１は、打ち込みシリンダ１２１の先端部に配置され、先端に釘の射出口を有する打ち込み通路１４１ａを備えている。

図１に示すように、マガジン１０５は、本体ハウジング１０１の先端側、すなわち、圧縮装置収容部１０１Ｂの前方に配置されている。このマガジン１０５は、打ち込み具である釘を収容している。また、マガジン１０５は、ドライバガイド１４１に連結されており、打ち込み通路１４１ａに対して、釘を供給するよう構成されている。なお、図３に示すように、マガジン１０５には、釘を供給方向（図４の上方）に押すためのプッシャプレート１０５ａが設けられている。このプッシャプレート１０５ａによって釘がドライバガイド１４１の打ち込み通路１４１ａに打ち出し方向と交差する方向から１本ずつ供給される。

図４に示すように、圧縮装置収容部１０１Ｂは、圧縮装置１３０を収容している。圧縮装置１３０は、圧縮シリンダ１３１と、圧縮ピストン１３３と、クランク機構１１５を主体として構成される。圧縮ピストン１３３は、圧縮シリンダ１３１内を上下方向に摺動自在に配置されている。この圧縮ピストン１３３が、本発明における「ピストン」に対応する実施構成例である。また、圧縮シリンダ１３１が、本発明における「シリンダ」に対応する実施構成例である。

圧縮シリンダ１３１は、マガジン１０５に沿って配置され、圧縮シリンダ１３１の上端側は打ち込みシリンダ１２１の前側端部に連接されている。そして、圧縮ピストン１３３がマガジン１０５に沿って上下方向に摺動動作するように配置されている。この圧縮ピストン１３３の動作方向は、打ち込みピストン１２３の動作方向と概ね直交している。圧縮ピストン１３３が上下方向に摺動動作することで、圧縮シリンダ１３１の内部空間である圧縮室１３１ａの容積が変化する。すなわち、圧縮ピストン１３３が圧縮室１３１ａの容積を減少する上方側へと移動することで圧縮室１３１ａの空気を圧縮する。この圧縮室１３１ａは、打ち込みシリンダ１２１と近接する上部側に形成されている。

図４に示すように、モータ収容部１０１Ｃは、電動モータ１１１を収容している。電動モータ１１１は、モータ軸の回転軸線が打ち込みシリンダ１２１の長軸線に対して概ね平行となるように配置されている。従って、電動モータ１１１の回転軸線は、圧縮ピストン１３３の動作方向に対して直交している。なお、モータ収容部１０１Ｃの下部側には、バッテリ装着領域が形成されており、電動モータ１１１に電力を供給する充電式のバッテリパック１１０が着脱可能に装着される。

図４に示すように、電動モータ１１１の回転出力は、遊星歯車式の減速機構１１３によって適宜減速された後、クランク機構１１５に伝達される。そして、電動モータ１１１の回転出力は、クランク機構１１５によって直線運動に変換されて圧縮ピストン１３３に伝達される。減速機構１１３及びクランク機構１１５は、内側ハウジング１０２に収容されている。この内側ハウジング１０２は、圧縮装置収容部１０１Ｂとモータ収容部１０１Ｃの間に配置されている。

クランク機構１１５は、クランク軸１１５ａと偏心ピン１１５ｂと連接ロッド１１５ｃを主体として構成されている。クランク軸１１５ａは、遊星歯車式の減速機構１１３に連接している。すなわち、クランク軸１１５ａは、減速機構１１３で減速回転された電動モータ１１１の回転出力によって回転駆動される。偏心ピン１１５ｂは、クランク軸１１５ａの回転中心から偏心した位置に設けられている。連接ロッド１１５ｃは、一端が偏心ピン１１５ｂに相対回動可能に連接され、他端が圧縮ピストン１３３に相対回動可能に連接されている。このクランク機構１１５は、圧縮シリンダ１３１の下方に配置されている。以上の構成により、圧縮装置１３０として、圧縮シリンダ１３１、圧縮ピストン１３３及びクランク機構１１５を主体としたレシプロ式の圧縮装置が構成されている。この電動モータ１１１が、本発明における「モータ」に対応する実施構成例である。また、クランク機構１１５が、本発明における「クランク機構」に対応する実施構成例である。

ハンドル部１０３には、トリガ１０３ａとトリガスイッチ１０３ｂが設けられている。また、クランク機構１１５の下方には制御装置１０９が配置されている。そして、電動モータ１１１は、ハンドル部１０３に設けられたトリガ１０３ａと本体ハウジング１０１の先端領域に設けられたドライバガイド１４１の操作に応じて、制御装置１０９によって制御されるように構成されている。トリガ１０３ａが引き操作されることでトリガスイッチ１０３ｂがオン状態となる。一方、トリガ１０３ａの引き操作が解除されることでトリガスイッチ１０３ｂがオフ状態となる。

また、コンタクトアームとしてのドライバガイド１４１は、釘打機１００の前後方向に移動可能に本体ハウジング１０１の先端領域に配置されている。図７に示すように、ドライバガイド１４１は、付勢ばね１４２により前方に向かって付勢されている。ドライバガイド１４１が前方に位置するときには、コンタクトアームスイッチ１４３がオフ状態となる。一方、ドライバガイド１４１が本体ハウジング１０７側に移動されたときには、コンタクトアームスイッチ１４３がオン状態となる。そして、電動モータ１１１は、トリガスイッチ１０３ｂとコンタクトアームスイッチ１４３が共にオン状態に切替えられたときに通電駆動され、いずれか一方がオフ状態に切替えられたときに停止される。

図６に示すように、釘打機１００は、圧縮シリンダ１３１の圧縮室１３１ａと打ち込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとを連通する空気通路１３５およびバルブ室１３７ａを備えている。空気通路１３５は、連通ポート１３５ａ、連通ポート１３５ｂ、連通路１３５ｃ、環状溝１２１ｃおよびバルブ室１３７ａを主体として構成されている。図５に示すように、連通ポート１３５ａは、圧縮シリンダ１３１のシリンダヘッド１３１ｂに形成されている。この連通ポート１３５ａは、圧縮室１３１ａに連通している。また、図６に示すように、連通ポート１３５ｂは、打ち込み用シリンダ１２１のシリンダヘッド１２１ｂに形成されている。この連通ポート１３５ｂは、バルブ室１３７ａに連通している。連通路１３５ｃは、連通ポート１３５ａと連通ポート１３５ｂを連通させている。この連通路１３５ｃは、打ち込みシリンダ１２１に沿って前後方向に直線状に延在している。

図６に示すように、連通ポート１３５ｂは、バルブ室１３７ａの周面に形成された環状溝１２１ｃに連通している。この環状溝１２１ｃは、バルブ室１３７ａに連通している。さらに、バルブ室１３７ａは、シリンダ室１２１ａに連通している。これにより、連通ポート１３５ｂは、環状溝１２１ｃおよびバルブ室１３７ａを介してシリンダ室１２１ａに連通している。バルブ室１３７ａには、空気通路１３５を開閉する電磁バルブ１３７が収容されている。

電磁バルブ１３７は、打ち込みピストン１２３のピストン本体部１２４とほぼ同じ直径を有する円柱状部材である。電磁バルブ１３７は、バルブ室１３７ａ内を前後方向に移動可能に配置されている。電磁バルブ１３７の後方には、電磁石１３８が配置されている。そして、電磁石１３８に対する通電を切り替えることで、電磁バルブ１３７は前後方向に移動する。電磁バルブ１３７の外周には、前後方向に所定間隔で２個のＯリング１３９ａ，１３９ｂが配置されている。電磁バルブ１３７は、後方へ移動することで環状溝１２１ｃを開放し、前方へ移動することで環状溝１２１ｃを閉じる。

具体的には、図７に示すように、前側のＯリング１３９ａは、環状溝１２１ｃの前方においてバルブ室１３７ａの内壁面と接触することで、環状溝１２１ｃとシリンダ室１２１ａとの連通を遮断する。また、図１１に示すように、Ｏリング１３９ａが、環状溝１２１ｃの領域内へ移動すると、環状溝１２１ｃがシリンダ室１２１ａと連通する。なお、後側のＯリング１３９ｂは、圧縮空気が連通ポート１３５ｂから外側へ漏れ出ることを防止する。すなわち、Ｏリング１３９ｂは、環状溝１２１ｃの開閉には関与しない。このように、空気通路１３５を開閉する電磁バルブ１３７は、空気通路１３５のうち、打ち込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとの接続側に設けられている。

電磁バルブ１３７は、図７に示すように、常時には電磁石１３８によって環状溝１２１ｃを閉じる前方に配置されている。また、ストッパ１３６は、電磁バルブ１３７の前方に配置され、電磁バルブ１３７の前方への移動を規制している。このストッパ１３６は、シリンダ室１２１ａ内に径方向に突出するフランジ状の部材によって形成されている。さらに、ストッパ１３６は、後方へ移動する打ち込みピストン１２３の後端位置を規定している。

また、図８に示すように、圧縮シリンダ１３１の上部には、外気連通機構１７０が形成されている。外気連通機構１７０は、圧縮シリンダ１３１の圧縮室１３１ａを外気に連通させる機構である。この外気連通機構１７０は、開閉弁１８０、連通路１８５および連結部材１９０を主体として構成されている。

開閉弁１８０は、弁部材１８１、Ｏリング１８２で構成されている。この開閉弁１８０は、圧縮シリンダ１３１に対して相対移動可能に構成されている。すなわち、開閉弁１８０は、釘打機１００の前後方向に移動可能に構成されている。図８においては、開閉弁１８０が前方に位置しており、開弁状態を示している。この開閉弁１８０が、本発明における「弁機構」に対応する実施構成例である。

図８、図９に示すように、連通路１８５は、管状部材１８６、ノズルガイド１８７、ネジ１８８を主体として構成されている。管状部材１８６の一端部は、ノズルガイド１８７によって固定されている。ノズルガイド１８７は、ネジ１８８によってマガジン１０５に固定されている。これにより、管状部材１８６は、マガジン１０５に固定されている。管状部材１８６の他端部は、開閉弁１８０に連接している。この管状部材１８６と開閉弁１８０によって、圧縮室１３１ａを大気に連通可能に構成されている。

連結部材１９０は、一方の端部がドライバガイド１４１に連結され、他方の端部が開放弁１８０にピン１９１を介して連結されている。これにより、連結部材１９０は、開閉弁１８０と一体となっている。すなわち、開閉弁１８０は、ドライバガイド１４１の移動に伴って、釘打機１００の前後方向に移動するように構成されている。そして、ドライバガイド１４１が付勢ばね１４２により前方に付勢されることで、開閉弁１８０は通常時には、開弁状態に維持されている。すなわち、圧縮室１３１ａが外部に連通しており、圧縮室内１３１ａ内の空気が圧縮されないように維持されている。このドライバガイド１４１が、本発明における「可動部材」に対応する実施構成例である。また、ドライバガイド１４１が開閉弁１８０を開弁状態にする前方の位置が、本発明における「第２の位置」に対応する実施構成例である。

次に、釘打機１００の動作について説明する。釘打機１００は、図４に示すように、打ち込みピストン１２３が最後端位置（図４の左端位置）に位置し、かつ圧縮ピストン１３３が最下端位置（下死点）に位置した状態が初期位置として定められている。すなわち、クランク角度０度（下死点）のときを初期状態としている。

具体的には、図４に示すように、釘打機１００は、磁気センサ１５０を備えている。磁気センサ１５０は、磁石１５１、ホール素子１５２を主体として構成されている。磁石１５０は、クランク軸１１５ａに設けられている。一方、ホール素子１５２は、圧縮装置収容部１０１Ｂの磁石１５１と対向する位置に設けられている。ホール素子１５２は、バッテリパック１１０と電気的に接続されており、さらに、制御装置１０９に接続されている。ホール素子１５２がクランク軸１１５ａの位置を検出し、制御装置１０９は、圧縮ピストン１３３が下死点に位置している状態を初期状態と規定している。この制御装置１０９が、本発明における「コントローラ」に対応する実施構成例である。

図４に示す初期状態において、コンタクトアームとしてのドライバガイド１４１が被加工材に押し当てられてコンタクトアームスイッチ１４３（図１３参照）がオン状態とされるとともに、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂがオン状態に切替えられると、釘を打ち出す打ち出し動作を開始する。

図１０に示すように、ドライバガイド１４１が後方に移動されると、連結部材１９０によって開閉弁１８０が後方に移動される。これにより、開閉弁１８０が閉弁状態となり、圧縮室１３１ａが密閉される。そして、電動モータ１１１の駆動によって、減速機構１１３を介してクランク機構１１５が駆動され、圧縮ピストン１３３が上方へと移動する。このとき、電磁バルブ１３７は、空気通路１３５を閉鎖しているため、圧縮ピストン１３３の移動によって、圧縮室１３１ａ内の空気が圧縮される。このドライバガイド１４１が開閉弁１８０を閉弁状態にする後方の位置が、本発明における「第１の位置」に対応する実施構成例である。

磁気センサ１５０が、圧縮ピストン１３３の位置がクランク角度１８０度である最上端位置（上死点）であることを検出すると、制御装置１０９は、電磁石１３８を制御し、電磁バルブ１３７を後方に移動させる。すなわち、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が最大圧縮状態とされたとき、電磁バルブ１３７が開弁される。これにより、環状溝１２１ｃがシリンダ室１２１ａに連通し、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が空気通路１３５を経てシリンダ室１２１ａ内へと供給される。シリンダ室１２１ａ内に圧縮空気が供給されると、当該圧縮空気による空気ばねの作用によって、図１１に示すように、打ち込みピストン１２３が前方へ移動される。そして、前方へと移動された打ち込みピストン１２３のドライバ１２５が打ち込み通路１４１ａ（図４参照）に待機している釘を打撃する。これにより、釘を打ち出す打ち出し動作が行われる。

打ち出し動作後、圧縮ピストン１３３は下死点へ向かって移動する。そのとき、圧縮室１３１ａの容積が増加されて当該圧縮室１３１ａ内の空気が大気圧よりも低い負圧となる。圧縮室１３１ａ内に発生した負圧は、空気通路１３５及びシリンダ室１２１ａを通じて打ち込みピストン１２３に作用する。これにより、図１２に示すように、打ち込みピストン１２３が吸引されて後方へと移動される。そして、打ち込みピストン１２３は、ストッパ１３６と当接して初期位置に位置する。

磁気センサ１５０が、圧縮ピストン１３３の位置がクランク角度０度である下死点であることを検出すると、制御装置１０９は、電磁石１３８を制御し、電磁バルブ１３７を前方に移動させる。これにより、空気通路１３５を閉じる。なお、圧縮ピストン１３３が初期位置に復帰すると、トリガスイッチ１０３ｂ及びコンタクトアームスイッチ１４３がオン状態に維持されていても、電動モータ１１１に対する通電が遮断され、電動モータ１１１が停止される。このように、打ち出し動作の１サイクルが終了する。なお、打ち出し動作中には、ＬＥＤ１０７が、ドライバガイド１４１の先端領域を照射している。

一方、図４に示す初期状態において、コンタクトアームとしてのドライバガイド１４１が被加工材に押し当てられない状態（オフ状態）において、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂがオン状態に切替えられると、空気噴射動作を開始する。

ドライバガイド１４１が前方に位置しているため、開閉弁１８０が開弁状態に維持されている。すなわち、圧縮室１３１ａが大気に連通している。したがって、制御装置１０９が電動モータ１１１を駆動させることで、管状部材１８６を介して圧縮室１３１ａ内の空気が外部に釘打機１００の前方に噴射される。この外部に放出される空気によって被加工材上の塵などを吹き飛ばすことができる。

以上の釘打機１００においては、通常状態においては、ドライバガイド１４１が第２の位置である前方に位置している場合には、開閉弁１８０が開弁されており、圧縮室１３１ａ内の空気を外部に連通している。しかしながら、開閉弁１８０などの作動に不具合が生じると、圧縮室１３１ａを外気に連通させることができなくなる。すなわち、釘打機１００の異常状態においては、ドライバガイド１４１が第２の位置である前方に位置している場合であっても、開閉弁１８０が閉弁されており、圧縮室１３１ａが密閉されている。

通常状態において、釘打機１００は、圧縮ピストン１３３が下死点に位置する状態を初期状態として規定されている。この初期状態においては、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａ内の空気を外気に連通させていることが好ましい。そして、打ち出し動作を開始する際に、開閉弁１８０が閉弁状態となることで、圧縮ピストン１３３が上死点に位置したときに、圧縮室１３１ａ内の空気を所定の圧力まで圧縮することができる。これにより、釘が所定のスピードで打ち出されるように構成されている。しかしながら、開閉弁１８０の作動に不具合が生じた異常状態においては、圧縮室１３１ａ内の空気の圧力が設定された圧力と異なっており、釘打機１００は所定のスピードで釘を打ち出すことができなくなる。

さらに、通常状態において、釘打機１００は、空気噴射動作によって圧縮室１３１ａ内の空気を外部に噴射可能に構成されている。しかしながら、開閉弁１８０などの作動に不具合が生じた異常状態においては、制御装置１０９が空気噴射動作を行うように制御しているにも関わらず、意図せず釘が打ち出されてしまう可能性がある。

そこで、本実施形態においては、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態において、所定のタイミングで制御装置１０９が電動モータ１１１を駆動させる。なお、釘打機１００においては、バッテリパック１１０を釘打機１００に装着した時、釘を所定数打ち出した後、あるいは空気噴射動作を行う時が所定のタイミングとして設定されている。以上の所定のタイミングは、少なくとも１つのタイミングが設定されていればよい。

電動モータ１１１を駆動することにより、圧縮ピストン１３３が駆動される。圧縮室１３１ａが外気に連通している場合には、圧縮室１３１ａ内の空気は圧縮されず、電動モータ１１１の負荷はほぼ一定である。一方、開閉弁１８０に不具合が生じており、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態であるにも関わらず、圧縮室１３１ａが外気に連通されていない場合には、圧縮室１３１ａ内の空気が圧縮される。圧縮ピストン１３３が上死点に近づくほど、圧縮室１３１ａ内の空気が圧縮されるため、電動モータ１１１の負荷が徐々に大きくなる。なお、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態とは、開閉弁１８０が開弁状態にあると想定される状態を意味する。言い換えると、ドライバガイド１４１が、「第２の位置」である前方に位置している状態である。

さらに、本実施形態においては、図１３に示すように、電動モータ１１１の電流を検出する電流センサ１６１が設けられている。そして、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態において、制御装置１０９が電動モータ１１１を駆動させたときに電流センサ１６１が電流値を検出する。圧縮室１３１ａが外気に連通している場合には、検出された電流値はほぼ一定に推移する。一方、圧縮室１３１ａが外気に連通していない場合には、検出された電流値は、圧縮ピストン１３３が上死点に近づくに連れて大きくなる。したがって、検出された電流値が、所定の閾値を超えた場合には、制御装置１０９は、開閉弁１８０が閉弁状態にあると判断する。すなわち、制御装置１０９は、開閉弁１８０などに不具合が生じていると判断する。なお、開閉弁１８０などの不具合とは、開閉弁１８０の不具合だけでなく、連通路１８５、連結部材１９０およびドライバガイド１４１の不具合も含まれる。以上により、電流センサ１６１が電流値を検出することで、開閉弁１８０が正常に作動しているか否かを検出することができる。

なお、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態において、制御装置１０９が電動モータ１１１を駆動させる場合には、圧縮ピストン１３３の位置がクランク角度の絶対値が０度から１５０度の範囲となるように、電動モータ１１１を正回転で駆動させる。すなわち、クランク角度が、２１０度から３６０度（０度）を経て１５０度の範囲となるように電動モータ１１１が駆動される。

開閉弁１８０などに不具合が生じて閉弁状態となっている場合には、クランク角度１８０度になると、釘が打ち出されてしまう。そのため、制御装置１０９は、釘が打ち出されないクランク角度１５０度以下で電動モータ１１１の駆動を停止させる。この電動モータ１１１の駆動を停止させるクランク角度は、圧縮室１３１ａ内の空気が圧縮されて、電動モータ１１１の負荷変化が検出できる角度に設定されている。なお、以上を踏まえると、クランク角度の絶対値が９０度付近で電動モータ１１１の駆動を停止させることが最も好ましい。

制御装置１０９は、開閉弁１８０などに不具合が生じていると判断した場合には、その後の釘の打ち出し動作を禁止する。すなわち、制御装置１０９は、電動モータ１１１の駆動を規制する。さらに、制御装置１０９は、ＬＥＤ１０７，１０８を発光させることにより釘の打ち出しが規制されていることを外部に報知する。このＬＥＤ１０７，１０８が、本発明における「報知手段」に対応する実施構成例である。

以上の本実施形態によれば、開閉弁１８０が正常に作動しているか否かを検出することができる。また、開閉弁１８０が正常に作動していない場合には、その後の釘の打ち出しを規制することで、意図せず釘が打ち出されてしまうことを防止することができる。

また、本実施形態によれば、電動モータ１１１に流れる電流値を検出することによって、開閉弁１８０が正常に作動しているか否かを検出することができる。すなわち、圧縮室１３１ａ内の空気の圧力を直接検出することなく、開閉弁１８０が正常に作動しているか否かを検出することができる。

また、本実施形態によれば、開閉弁１８０がドライバガイド１４１に連結されているため、ドライバガイド１４１を操作することによって開閉弁１８０を開閉させることができる。これにより、空気噴射動作を行う際に開閉弁１８０などに正常に作動しているか否かを検出することができる。

また、本実施形態によれば、ＬＥＤ１０７，１０８によって、釘の打ち出しが規制されていることをユーザに報知することができる。したがって、釘打機１００に不具合が生じていることをＬＥＤ１０７，１０８によって報知することができる。

以上においては、電流センサ１６１が設けられていたが、電圧センサが設けられていてもよい。また、電動モータ１１１の電流値あるいは電圧値を検出する代わりに、圧縮室１３１ａ内の空気の圧力を検出する圧力センサが設けられていてもよい。

また、以上においては、開閉弁１８０が圧縮室１３１ａを外気に連通させているとみなされる状態において、制御装置１０９は、電動モータ１１１を正回転で駆動するように構成されていたが、これには限られない。制御装置１０９は、電動モータ１１１を逆回転で駆動するように構成されていてもよい。また、制御装置１０９は、圧縮室１３１ａ内の空気を圧縮するように電動モータ１１１を駆動するだけでなく、圧縮室１３１ａ内の空気を膨張させるように構成されていてもよい。圧縮室１３１ａ内の空気を膨張させる場合には、圧縮室１３１ａ内の空気の圧力が低下する。したがって、圧縮室１３１ａ内の空気の圧力が所定の範囲を外れた場合に、制御装置１０９がその後の釘の打ち出しを規制するように構成されていてもよい。

また、以上においては、開閉弁１８０がドライバガイド１４１に連結されているため、ドライバガイド１４１を操作することによって開閉弁１８０を開閉させることができるが、これには限られない。例えば、開閉弁１８０とドライバガイド１４１が連結されておらず、制御装置１０９が開閉弁１８０を制御するように構成してもよい。すなわち、ドライバガイド１４１を操作したときのコンタクトアームスイッチ１４３がオン状態となったときに、制御装置１０９が開閉弁１８０を閉弁状態とする。一方、コンタクトアームスイッチ１４３がオフ状態となったときに、制御装置１０９が開閉弁１８０を開弁状態としてもよい。この構成における開閉弁１８０などの不具合とは、開閉弁１８０の不具合と、制御装置１０９の不具合が含まれる。

また、以上においては、可動部材としてドライバガイド１４１が設定されていたが、これには限られない。例えば、可動部材として、ユーザが打ち出し動作と空気噴射動作を切り替え可能な切替スイッチが設けられていてもよい。

また、以上においては、報知手段としてＬＥＤ１０７，１０８が設けられていたが、ＬＥＤは１つのみであってもよい。また、報知手段として、音を生成するブザーや、振動を発生するアクチュエータが設けられていてもよい。

以上の発明の趣旨に鑑み、本発明に係る打ち込み工具は、下記の態様が構成可能である。
（態様１）
「打ち込み具を射出口から打ち出す打ち込み工具であって、
シリンダと、
前記シリンダ内を摺動可能なピストンと、
前記ピストンに連接されたクランク機構と、
前記クランク機構を駆動するモータと、
前記モータを制御するコントローラと、
第１の位置と第２の位置との間を移動可能な可動部材と、
前記シリンダを気密状態に保持する閉弁状態と、前記シリンダ内の空気を前記シリンダの外部に連通させる開弁状態とを選択可能に構成された弁機構と、
前記シリンダ内の空気の圧力に対応した指標を検出するためのセンサと、を有し、
前記シリンダ内の空気の圧力変動によって前記打ち込み具を打ち出すように構成されており、
前記弁機構は、通常時には、前記可動部材が前記第１の位置に位置する場合に前記閉弁状態が選択されて閉弁し、前記可動部材が前記第２の位置に位置する場合に前記開弁状態が選択されて開弁するように構成されており、
前記コントローラは、前記可動部材が前記第２の位置に位置するときの所定のタイミングにおいて、前記モータを駆動させることで前記センサに検出された前記指標が、所定の範囲を外れている場合に、前記弁機構が前記閉弁状態であると判断して、その後の前記打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。」

（態様２）
「請求項１〜７または態様１のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
前記可動部材と前記弁機構を連結する連結部材を有し、
前記可動部材の移動に伴って、前記弁機構が開閉されるように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。」

（態様３）
「態様２に記載の打ち込み工具であって、
前記コントローラは、前記弁機構が開弁された状態で前記モータを駆動することによって前記シリンダ内の空気を噴射する空気噴射動作を行うように構成されており、
前記所定のタイミングは、前記空気噴射動作を開始する時として規定されていることを特徴とする打ち込み工具。」

（態様４）
「請求項１〜７、態様１〜３のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
前記所定のタイミングは、前記打ち出し具を所定数打ち出した時として規定されていることを特徴とする打ち込み工具。」

（態様５）
「請求項１〜７、態様１〜４のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
前記コントローラは、前記モータの駆動を規制することによって、前記打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。」

（本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）
本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の通りである。なお、本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものであり、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
制御装置１０９は、本発明の「コントローラ」に対応する構成の一例である。
電動モータ１１１は、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
クランク機構１１５は、本発明の「クランク機構」に対応する構成の一例である。
圧縮シリンダ１３１は、本発明の「シリンダ」に対応する構成の一例である。
圧縮ピストン１３３は、本発明の「ピストン」に対応する構成の一例である。
開閉弁１８０は、本発明の「弁機構」に対応する構成の一例である。
電流センサ１６１は、本発明の「センサ」に対応する構成の一例である。
ＬＥＤ１０７は、本発明の「報知手段」に対応する構成の一例である。
ＬＥＤ１０８は、本発明の「報知手段」に対応する構成の一例である。

１００ 釘打機
１０１ 本体ハウジング
１０１Ａ 打ち込み機構収容部
１０１Ｂ 圧縮装置収容部
１０１Ｃ モータ収容部
１０２ 内側ハウジング
１０３ ハンドル部
１０３ａ トリガ
１０３ｂ トリガスイッチ
１０５ マガジン
１０５ａ プッシャプレート
１０７ ＬＥＤ
１０８ ＬＥＤ
１０９ 制御装置
１１０ バッテリパック
１１１ 電動モータ
１１３ 遊星歯車式減速機構
１１５ クランク機構
１１５ａ クランク軸
１１５ｂ 偏心ピン
１１５ｃ 連接ロッド
１２０ 釘打ち込み機構
１２１ 打ち込みシリンダ
１２１ａ シリンダ室
１２１ｂ シリンダヘッド
１２１ｃ 環状溝
１２３ 打ち込みピストン
１２４ ピストン本体部
１２５ ドライバ
１３０ 圧縮装置
１３１ 圧縮シリンダ
１３１ａ 圧縮室
１３１ｂ シリンダヘッド
１３３ 圧縮ピストン
１３５ 空気通路
１３５ａ 連通ポート
１３５ｂ 連通ポート
１３５ｃ 連通路
１３６ ストッパ
１３７ 電磁バルブ
１３７ａ バルブ室
１３８ 電磁石
１３９ａ Ｏリング
１３９ｂ Ｏリング
１４１ ドライバガイド
１４１ａ 打ち込み通路
１４２ 付勢ばね
１４３ コンタクトアームスイッチ
１５０ 磁気センサ
１５１ 磁石
１５２ ホール素子
１６０ 電圧センサ
１６１ 電流センサ
１７０ 外気連通機構
１８０ 開閉弁
１８１ 弁部材
１８２ Ｏリング
１８５ 連通路
１８６ 管状部材
１８７ ノズルガイド
１８８ ネジ
１９０ 連結部材
１９１ ピン

Claims (7)

1. 打ち込み具を射出口から打ち出す打ち込み工具であって、
   シリンダと、
   前記シリンダ内を摺動可能なピストンと、
   前記ピストンに連接されたクランク機構と、
   前記クランク機構を駆動するモータと、
   前記モータを制御するコントローラと、
   前記打ち込み具の打ち出しを許容する第１の位置と前記打ち込み具の打ち出しを規制する第２の位置とを移動可能な可動部材と、
   前記可動部材が前記第２の位置に位置する場合に、前記シリンダ内の空気を前記シリンダの外部に連通可能に構成された弁機構と、
   前記シリンダ内の空気の圧力に対応した指標を検出するためのセンサと、を有し、
   前記シリンダ内の空気の圧力変動によって前記打ち込み具を打ち出すように構成されており、
   前記コントローラは、前記可動部材が前記第２の位置に位置するときの所定のタイミングにおいて、前記モータを駆動させることで前記センサに検出された前記指標が、所定の範囲を外れている場合に、その後の前記打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
2. 請求項１に記載の打ち込み工具であって、
   前記センサは、前記指標として前記モータに流れる電流を検出するように構成されており、
   前記コントローラは、前記所定のタイミングにおいて、前記センサによって検出された電流値が、所定の閾値を超えた場合に、その後の前記打ち込み具の打ち出しを規制するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
3. 請求項１または２に記載の打ち込み工具であって、
   前記コントローラは、前記所定のタイミングにおいて、前記シリンダ内の空気が最大圧縮状態である上死点に対応する前記ピストンの位置に向かって前記ピストンを移動させるように前記モータを駆動するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
4. 請求項３に記載の打ち込み工具であって、
   前記コントローラは、前記モータを正回転するように駆動するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
5. 請求項３または４に記載の打ち込み工具であって、
   前記上死点とは反対の下死点における前記クランク機構のクランク角度を０°として、前記上死点における前記クランク角度を１８０°とした場合に、
   前記コントローラは、前記所定のタイミングにおいて、前記クランク角度が１５０°以下となるように前記モータを駆動するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
   前記モータに電流を供給するための着脱可能なバッテリを備え、
   前記所定のタイミングは、前記バッテリを装着した時として規定されていることを特徴とする打ち込み工具。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
   前記コントローラによって前記打ち込み具の打ち出しが規制されていることを報知する報知手段を有することを特徴とする打ち込み工具。

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