JP2017213666A - Driving machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、釘やピン等の止具を木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込む打込機に関する。 The present invention relates to a driving machine for driving a stopper such as a nail or a pin into a material to be driven such as wood or gypsum board.
打込機は、シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、ピストンと一体となったドライバブレードと、を有する。ピストンは、シリンダ内において上死点と下死点との間を往復動し、ドライバブレードはピストンの往復動に伴って往復動する。打込機は、ドライバブレードの移動経路上(射出通路)に止具を供給する供給機構をさらに有している。供給機構は、ピストンの下死点から上死点への移動に伴ってドライバブレードが所定位置まで上昇すると、射出通路に止具を供給する。その後、ピストンの上死点から下死点への移動に伴ってドライバブレードが降下すると、射出通路内で待機している止具がドライバブレードによって打撃される。打撃された止具は、射出通路の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等に打ち込まれる。 The driving machine includes a piston accommodated in a cylinder so as to be reciprocable, and a driver blade integrated with the piston. The piston reciprocates between the top dead center and the bottom dead center in the cylinder, and the driver blade reciprocates as the piston reciprocates. The driving machine further includes a supply mechanism that supplies a stopper to the moving path (injection path) of the driver blade. When the driver blade rises to a predetermined position as the piston moves from the bottom dead center to the top dead center, the supply mechanism supplies a stopper to the injection passage. Thereafter, when the driver blade descends as the piston moves from the top dead center to the bottom dead center, the stop waiting in the injection passage is struck by the driver blade. The hit stopper is driven out from an injection port which is an outlet of the injection passage, and is driven into a wood or a gypsum board.
ピストンを上記のように往復動させる手段として、空気圧(ガススプリング)を利用する打込機がある。この種の打込機におけるピストンは、電動モータによって駆動されて下死点から上死点へ移動する一方、空気圧によって上死点から下死点へ移動する。例えば、ドライバブレードの側面には、その軸方向に沿って複数のラックが設けられる。また、ドライバブレードの近傍には、電動モータによって回転駆動されるホイールが設けられ、ホイールには複数のピンがその周方向に沿って設けられる。ホイールが回転すると、ホイールに設けられているそれぞれのピンが、ドライバブレードに設けられているそれぞれのラックと順次係合する。より具体的には、ホイールには、第1ピンと、ホイールの回転方向において第1ピンから最も離反した第2ピンと、これら第1ピンと第2ピンとの間に配置された複数の第3ピンと、が設けられている。ホイールが回転すると、まず第1ピンがドライバブレードのラックに係合する。その後、第1ピンに隣接する第3ピンが次のラックに係合し、この第3ピンに隣接する別の第3ピンがさらに次のラックに係合する。以後、それぞれの第3ピンがそれぞれのラックに順次係合し、ドライバブレードを押し上げる。この結果、ドライバブレードと一体のピストンは、シリンダ内において下死点から上死点へ向かって移動する(上昇する)。 As means for reciprocating the piston as described above, there is a driving machine using air pressure (gas spring). The piston in this type of driving machine is driven by an electric motor to move from the bottom dead center to the top dead center, while moving from the top dead center to the bottom dead center by air pressure. For example, a plurality of racks are provided on the side surface of the driver blade along the axial direction thereof. A wheel that is driven to rotate by an electric motor is provided in the vicinity of the driver blade, and a plurality of pins are provided along the circumferential direction of the wheel. When the wheel rotates, each pin provided on the wheel sequentially engages with each rack provided on the driver blade. More specifically, the wheel includes a first pin, a second pin farthest from the first pin in the rotation direction of the wheel, and a plurality of third pins arranged between the first pin and the second pin. Is provided. As the wheel rotates, the first pin first engages the rack of driver blades. Thereafter, the third pin adjacent to the first pin is engaged with the next rack, and another third pin adjacent to the third pin is further engaged with the next rack. Thereafter, each third pin sequentially engages with each rack, and pushes up the driver blade. As a result, the piston integral with the driver blade moves (ascends) from the bottom dead center to the top dead center in the cylinder.
その後、ピストンが上死点に到達すると、第2ピンとラックとの係合が解除される。つまり、第2ピンは、1サイクル中にラックと最後に係合するピンであり、以下の説明では“最終ピン”と呼ぶ場合がある。また、第2ピンと係合するラックを“最終ラック”と呼ぶ場合がある。 Thereafter, when the piston reaches top dead center, the engagement between the second pin and the rack is released. That is, the second pin is a pin that is finally engaged with the rack in one cycle, and may be referred to as a “final pin” in the following description. A rack that engages with the second pin may be referred to as a “final rack”.
最終ピンと最終ラックとの係合が解除されると、ピストンの上昇に伴って圧縮されたシリンダ内の空気の圧力によってピストンが上死点から下死点へ向かって移動する。かかるピストンの移動に伴ってドライバブレードが降下し、ドライバブレードによって止具が打撃される。 When the engagement between the final pin and the final rack is released, the piston moves from the top dead center toward the bottom dead center by the pressure of the air in the cylinder compressed as the piston rises. As the piston moves, the driver blade descends and the stop is hit by the driver blade.
ここで、第1ピンと最終ピンとの間隔(ホイールの回転方向に沿った離反距離)は、互いに隣接する他のピン同士の間隔よりも広い。つまり、ドライバブレードは、最終ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第1ピンと他のラックとが再係合するまでの間に降下する。換言すれば、ホイールは、最終ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第1ピンが他のラックと再係合するまでの間は空転する。 Here, the distance between the first pin and the final pin (the separation distance along the rotation direction of the wheel) is wider than the distance between the other adjacent pins. That is, the driver blade descends after the engagement between the final pin and the final rack is released and until the first pin and the other rack are re-engaged. In other words, the wheel idles until the first pin is re-engaged with the other rack after the engagement between the final pin and the final rack is released.
上記のような打込機においては、ドライバブレードが最下点まで降下する前に、第1ピンとラックとが再係合してしまうと、その時点でドライバブレードの降下が停止する。つまり、ドライバブレードが最下点まで降下せず、打込み不良が発生する。また、ドライバブレードの降下中にピンとラックが係合することと、ピンやドライバブレードに意図しない荷重がかかり、これらが破損する可能性がある。 In the driving machine as described above, if the first pin and the rack are re-engaged before the driver blade descends to the lowest point, the descent of the driver blade stops at that point. That is, the driver blade does not descend to the lowest point and a driving failure occurs. Further, the pin and the rack are engaged while the driver blade is lowered, and an unintended load is applied to the pin and the driver blade, which may be damaged.
よって、ドライバブレードが最下点に到達する前に、つまりピストンが下死点に到達する前に、第1ピンとラックとが再係合する事態を回避する必要がある。採集ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第1ピンと他のラックと画才係合するまでに要する時間は、第1ピンと最終ピンとの間隔(ホイールの回転方向に沿った離反距離)に依存する。したがって、上記要求を満たすためには、第1ピンと最終ピンとの間隔を拡張する必要がある。しかし、第1ピンおよび最終ピンを含む全てのピンは、ホイールの円周に沿って配置されている。よって、第1ピンと最終ピンとの間隔を拡張すると、ホイールが大径化し、打込機全体が大型化してしまう。 Therefore, it is necessary to avoid a situation in which the first pin and the rack are reengaged before the driver blade reaches the lowest point, that is, before the piston reaches the bottom dead center. The time required from the disengagement of the collection pin and the final rack to the engagement of the first pin and another rack depends on the distance between the first pin and the final pin (the separation distance along the wheel rotation direction). To do. Therefore, in order to satisfy the above requirement, it is necessary to extend the distance between the first pin and the final pin. However, all pins including the first pin and the final pin are arranged along the circumference of the wheel. Therefore, if the distance between the first pin and the final pin is increased, the wheel becomes larger in diameter and the entire driving machine is enlarged.
また、射出通路への止具の供給が完了する前に、ドライバブレードが上死点に到達して降下すると、空打ちが起こる。そのため、射出通路への止具の供給を完了するのに必要かつ十分な時間を確保する必要がある。つまり、止具の装填時間を確保する必要がある。止具の装填時間を確保するためには、ドライバブレードの空走距離(ドライバブレード先端が止具の頭部を通過してから、上死点に到達するまでの距離)を長くする必要がある。しかし、空走距離を長くすると、ピストンのストロークが長くなるため、打込機全体が大型化してしまう。 Further, when the driver blade reaches the top dead center and descends before the supply of the stopper to the injection passage is completed, idle driving occurs. Therefore, it is necessary to secure a necessary and sufficient time to complete the supply of the stopper to the injection passage. That is, it is necessary to secure the loading time of the stopper. In order to secure the loading time of the stopper, it is necessary to increase the idle running distance of the driver blade (the distance from the tip of the driver blade passing through the head of the stopper until reaching the top dead center). . However, if the idling distance is increased, the stroke of the piston becomes longer, so that the entire driving machine is increased in size.
本発明の目的は、ホイールが備えるピンとドライバブレードが備えるラックとが係合するタイミングや係合が解除されるタイミングを制御可能な打込機を実現することである。 An object of the present invention is to realize a driving machine capable of controlling a timing at which a pin included in a wheel and a rack included in a driver blade are engaged and a timing at which the engagement is released.
打込機は、電動モータによって回転駆動されるホイールと、前記ホイールに、該ホイールの周方向に沿って設けられた複数のピンと、シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、前記ピストンと一体に往復動するドライバブレードと、前記ドライバブレードに、該ドライバブレードの軸方向に沿って設けられた複数のラックと、前記電動モータを制御する制御部と、を有する。前記ホイールが回転駆動されると、前記ピンと前記ラックとが順次係合して前記ドライバブレードが押し上げられ、前記ピストンが上死点側に移動し、前記ピンと前記ラックとの係合が解除されると、前記ピストンが下死点側に移動し、前記ドライバブレードが降下する。前記制御部は、前記電動モータの制御モードとして、前記ホイールが第1速度で回転するように前記電動モータを制御する第1制御モードと、前記ホイールが前記第1速度よりも低速の第2速度で回転するように前記電動モータを制御する第2制御モードと、を備える。 The driving machine includes a wheel that is rotationally driven by an electric motor, a plurality of pins provided on the wheel along a circumferential direction of the wheel, a piston that is reciprocally accommodated in a cylinder, and the piston. A driver blade that reciprocates integrally, a plurality of racks provided on the driver blade along an axial direction of the driver blade, and a control unit that controls the electric motor. When the wheel is driven to rotate, the pin and the rack are sequentially engaged, the driver blade is pushed up, the piston moves to the top dead center side, and the engagement between the pin and the rack is released. Then, the piston moves to the bottom dead center side, and the driver blade descends. The control unit is configured to control the electric motor so that the wheel rotates at a first speed as a control mode of the electric motor, and a second speed at which the wheel is slower than the first speed. And a second control mode for controlling the electric motor so as to rotate.
本発明によれば、ホイールが備えるピンとドライバブレードが備えるラックとが係合するタイミングや係合が解除されるタイミングを制御可能な打込機が実現される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the driving machine which can control the timing with which the pin with which a wheel is equipped, and the rack with which a driver blade is equipped, and the timing with which engagement is cancelled | released is implement | achieved.
(第1実施形態)
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明中で参照する各図面において、同一または実質的に同一の部材には同一の符号が付されている。
(First embodiment)
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, the same or substantially the same members are denoted by the same reference numerals.
図1に示される打込機1はハウジング2を有する。ハウジング2は、シリンダケース3,モータケース4およびハンドル5を備えており、シリンダケース3にはシリンダ10が収容され、モータケース4には電動モータ20が収容されている。モータケース4およびハンドル5は、シリンダケース3から互いに略平行に延びており、モータケース4の端部とハンドル5の端部とは、連結部7によって互いに連結されている。ハウジング2は、ナイロンやポリカーボネート等の合成樹脂によって成形された2つのハウジング半体を有し、これら2つのハウジング半体を突き合わせることによってハウジング2が組み立てられている。
The
シリンダ10内にはピストン11が往復動可能に収容されている。ピストン11は、シリンダ10の内部において、シリンダ10の軸方向に沿って上死点と下死点との間を往復動する。シリンダ10内には、シリンダ10の内周面とピストン11の上面とによって、ピストン11の往復動に伴って容積が増減するピストン室12が区画されている。
A
一方、ピストン11の下面にはドライバブレード30が連結されている。ドライバブレード30はピストン11と一体であり、ピストン11と共に往復動する。具体的には、シリンダケース3の先にはノーズ部8が設けられており、ノーズ部8の内側には射出通路9が設けられている。ドライバブレード30は、ピストン11の往復動に伴って射出通路9内で往復動する。以下の説明では、図1中におけるピストン11およびドライバブレード30の往復動方向を上下方向と定義する。つまり、図1の紙面上下方向を上下方向と定義する。
On the other hand, a
ハウジング2には、多数の止具40を収容するマガジン41が取り付けられている。マガジン41に収容されている止具40は、マガジン41が備える供給機構によって、1本ずつ射出通路9に供給される。ドライバブレード30は、射出通路9に順次供給される止具40の頭部40aを打撃する。頭部40aが打撃された止具40は、射出通路9を通過し、射出通路9の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込まれる。
A
ここで、図1,図2に示されているピストン11は上死点に位置しており、ドライバブレード30の先端30a(図2)は上限位置にある。一方、図3に示されているピストン11は下死点に位置しており、ドライバブレード30の先端30aは下限位置にある。換言すれば、上限位置とは、ピストン11が上死点にあるときのドライバブレード30の先端30aの位置であり、下限位置とは、ピストン11が下死点にあるときのドライバブレード30の先端30aの位置である。シリンダ10の底部には、ゴム製またはウレタン製のダンパ15が設けられている。ダンパ15は、下死点に到達したピストン11を受け止め、ピストン11とシリンダ10との衝突を回避する。ピストン11から下方に向かって伸びているドライバブレード30は、ダンパ15を貫通し、シリンダ10の底部に設けられている貫通孔を通ってシリンダ10から突出している。
Here, the
図2,図3に示されるように、ドライバブレード30の近傍にはホイール50が設けられている。ホイール50は、回転自在に支持されている駆動軸51に固定されており、ホイール50には複数のピン52がその周方向に沿って間隔を隔てて取り付けられている。一方、ドライバブレード30には、その軸方向に沿って複数のラック32が設けられている。
As shown in FIGS. 2 and 3, a
再び図1を参照する。モータケース4には、ホイール50の駆動源である電動モータ20が収容されており、電動モータ20の出力軸21は、遊星歯車式の減速機構を介してホイール50の駆動軸51に接続されている。電動モータ20は、ハウジング2の連結部7に装着されたバッテリ60から供給される電力によって作動する。また、連結部7の内部には制御部としてのコントローラ61が収容されている。コントローラ61は、CPU,ROM,RAM等によって構成されるマイクロコンピュータであって、電動モータ20を制御する。具体的には、電動モータ20はブラシレスモータであり、コントローラ61は、電動モータ20に供給されるモータ電流のデューティ比を制御モードに応じて変化させる。つまり、コントローラ61は、電動モータ20をPWM(Pulse Width Modulation)制御する。電動モータ20の制御に関しては後に詳述する。
Refer to FIG. 1 again. The
シリンダ10の上方には、蓄圧室13を形成する蓄圧容器(チャンバ)14が設けられており、蓄圧室13はピストン室12に連通している。ピストン室12および蓄圧室13には、高圧ガス(本実施形態では圧縮空気)が予め充填されている。図3に示される位置(下死点)にあるピストン11を図2に示される位置(上死点)に移動させるときには、コントローラ61(図1)の制御に基づいて電動モータ20(図1)が作動する。電動モータ20が作動すると、図3に示されているホイール50が図中において反時計方向に回転する。つまり、ホイール50は電動モータ20によって回転駆動される。
Above the
ホイール50が回転すると、第1ピン52aと第1ラック32aとが係合する。その後、ホイール50の回転に伴って、第1ピン52aよりもホイール50の回転方向下流側にある複数のピン52と、第1ラック32aよりも下側にある複数のラック32とが順次係合し、ドライバブレード30が次第に押し上げられ、ピストン11が下死点から上死点に向かって移動する。つまり、ドライバブレード30およびピストン11が上昇する。その後、図2に示されるように、回転方向において最も下流側にある第2ピン52bと最も下側にある第2ラック32bとが係合するまでホイール50が回転すると、ドライバブレード30が最上位位置まで押し上げられ、ピストン11が上死点に到達する。換言すれば、ホイール50の回転方向において第1ピン52aから最も離反した第2ピン52bと、ドライバブレード30の移動方向において第1ラック32aから最も離反した第2ラック32bと、が係合するまでホイール50が回転すると、ドライバブレード30が最上位位置まで押し上げられ、かつ、ピストン11が上死点に到達する。尚、ドライバブレード30が最上位位置まで押し上げられると、ドライバブレード30の先端30aは上限位置に到達する。
When the
上記のようにピストン11が移動(上昇)する過程で、ピストン室12の空気が蓄圧室13に送り込まれ、圧縮される。図2に示されているホイール50がさらに回転して第2ピン52bと第2ラック32bとの係合が解除されると、ピストン室12および蓄圧室13内の圧縮空気の圧力(空気圧)によってピストン11が上死点から下死点に移動し、ドライバブレード30が降下する。
In the process of moving (raising) the
このように、第1ピン52aおよび第1ラック32aは、下死点にあるピストン11を上死点に移動させる際に最初に係合し合うピン52およびラック32である。一方、第2ピン52bおよび第2ラック32bは、下死点にあるピストン11を上死点に移動させる際に最後に係合し合うピン52およびラック32である。そこで、以下の説明では、第2ピン52bを“最終ピン52b”と呼び、第2ラック32bを“最終ラック32b”と呼ぶ。本実施形態では、最終ピン52bは、第1ピン52aを含む他のピン52よりも若干太い。また、ホイール50の回転方向に沿った第1ピン52aと最終ピン52bとの間隔(離間角度)は60度であり、その他のピン52同士の間隔は30度である。
Thus, the
再び図1を参照すると、ノーズ部8にはプッシュレバー62が設けられている。プッシュレバー62は、上下方向に移動可能に保持されている一方、コイルばねによって常に下方に向けて付勢されている。プッシュレバー62が被打込部材に押し付けられ、コイルばねの付勢に抗して上方に移動すると、プッシュレバースイッチ62a(図4)が作動し、第1信号が出力される。また、ハンドル5にはトリガレバー63が設けられており、トリガレバー63が操作されると、ハンドル5に内蔵されているトリガスイッチ63a(図4)が作動し、第2信号が出力される。
Referring to FIG. 1 again, the
図4に示されるように、プッシュレバースイッチ62aから出力される第1信号およびトリガスイッチ63aから出力される第2信号は、コントローラ61に入力される。コントローラ61は、第1信号および第2信号の両方が入力されると、インバータ回路64のスイッチング素子をON/OFFさせて電動モータ20にモータ電流を供給し、電動モータ20を作動させる。これにより、ホイール50が上記のように回転駆動され、ドライバブレード30が押し上げられ、ピストン11が下死点から上死点に移動する。その後、ピストン11が上死点から下死点に移動し、ドライバブレード30が降下する。つまり、ピストン11が下死点と上死点との間を一往復し、これに伴ってドライバブレード30によって止具40(図1)が打撃され、止具40が打ち出される。換言すれば、打込み動作が一回実行される。
As shown in FIG. 4, the first signal output from the
図4に示されるように、コントローラ61には、ホイール50に設けられているピン52(図2,図3)の位置を検出する位置センサ65から出力される検出信号も入力される。コントローラ61は、検出信号に基づいてホイール50の回転角度を検知することができ、また、検知されたホイール50の回転角度に基づいてピストン11の位置を検知することもでき、これら検知結果も加味してインバータ回路64を制御する。
As shown in FIG. 4, the
打込み動作が一回実行されると、コントローラ61は、単発打ち、連続打ちのいずれの場合も、所定の停止制御を実行する。具体的には、コントローラ61は、ドライバブレード30の先端30aが待機位置に移動するまで電動モータ20の作動を維持し、その後に電動モータ20を停止させる。ドライバブレード30の先端30aが待機位置まで移動したか否かは、ホイール50の回転量(回転角度)に基づいて判断され、ホイール50の回転量は、位置センサ65から出力される検出信号に基づいて検知される。
When the driving operation is executed once, the
打込み動作が終了した際、ピストン11は下死点にあり、よって、ドライバブレード30の先端30aは下限位置にある。コントローラ61は、打込み動作を終了させる際、ドライバブレード30の先端30aが下限位置と上限位置との間に設定されている待機位置まで移動(上昇)するまで電動モータ20を作動させてから電動モータ20を停止させる。この結果、ピストン11は、下死点と上死点との間の中間位置まで移動(上昇)する。換言すれば、ピストン11の中間位置とは、ドライバブレード30の先端30aが待機位置にあるときのピストン11の位置である。
When the driving operation is finished, the
待機位置は、下限位置と次回の打込み動作の際に射出通路9に供給される止具40の頭部40aとの間に設定される。つまり、待機位置とは、下限位置よりも高く、かつ、次回の打込み動作の際に射出通路9に供給される止具40の頭部40aよりも低い位置である。換言すれば、待機位置とは、下限位置よりも高く、かつ、マガジン41に保持されている複数の止具40のうち、先頭に位置している止具40の頭部40aよりも低い位置である。
The standby position is set between the lower limit position and the
上記停止制御には、例えば次のような意義がある。つまり、次に打込み動作を実行する際には、ドライバブレード30の先端30aを待機位置から上限位置まで移動させれば足りる。一方、ドライバブレード30の先端が下限位置にある場合には、次に打込み動作を実行する際に、ドライバブレード30の先端30aを下限位置から上限位置まで移動させなくてはならない。つまり、停止制御を実行してドライバブレード30の先端30aを予め待機位置に移動させておけば、次回の打込み動作を実行するために必要なドライバブレード30の移動距離(ストローク)が短縮され、応答性が向上する。本実施形態では、上記停止制御を実行してドライバブレード30の先端30aを先頭の止具40の頭部40aよりも低い位置で待機させる。この構成においては、止具40の射出通路9への供給がドライバブレード30によって規制される。
The stop control has the following significance, for example. That is, when performing the driving operation next time, it is sufficient to move the
以上が本実施形態に係る打込機1の基本的な動作である。つまり、所定条件が満たされると、コントローラ61の制御の下で電動モータ20が作動してホイール50が回転する。すると、ホイール50に設けられている複数のピン52とドライバブレード30に設けられている複数のラック32とが順次係合し、ドライバブレード30が押し上げられる。同時に、シリンダ10内でピストン11が下死点側から上死点側に向かって移動する。その後、ピストン11が上死点に到達し、最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除されると、空気圧(ガススプリング)によってピストン11が上死点側から下死点側に向かって移動し、ドライバブレード30が降下し、止具40が打ち出される。以後、所定条件が満たされている限り上記動作が繰り返される一方、所定条件が満たされなくなると上記動作が停止される。また、打込み動作を終了する際には、ドライバブレード30の先端30aを待機位置に移動させて次回の打込み動作に備える。
The above is the basic operation of the driving
電動モータ20を制御して上記のような動作を実現するコントローラ61は、電動モータ20の制御モードとして、第1制御モードと第2制御モードの少なくとも2つの制御モードを備えている。
The
第1制御モードが選択されているとき、コントローラ61は、ホイール50が第1速度(V1)で回転するように電動モータ20を制御する。一方、第2制御モードが選択されているとき、コントローラ61は、ホイール50が第1速度(V1)よりも低速の第2速度(V2)で回転するように電動モータ20を制御する。コントローラ61は、第1制御モードと第2制御モードを選択的に切り換えるとともに、ピストン11が下死点と上死点との間を一往復する間に、第1制御モードと第2制御モードとの切り替えを少なくとも1回行う。つまり、第1制御モードと第2制御モードの切り替えが1サイクル中に少なくとも1回行われる。
When the first control mode is selected, the
図5は、コントローラ61の制御の下で電動モータ20に供給されるモータ電流の変化と、ピストン11の位置の変化と、の関係を示している。以下、打込み動作の実行中におけるモータ電流およびピストン位置の変化について説明し、併せてドライバブレード30の位置変化についても明らかにする。
FIG. 5 shows the relationship between the change in the motor current supplied to the
図1に示されるプッシュレバー62が押し込まれ、かつ、トリガレバー63が操作されると、打込み動作が開示される。尚、前回の打込み動作終了時に上記停止制御が実行されている。よって、打込み動作開始時には、ピストン11は中間位置にあり、ドライバブレード30の先端30a(図2,図3)は待機位置にある。
When the
図4に示されるように、プッシュレバー62が押し込まれ、かつ、トリガレバー63が操作されると、プッシュレバースイッチ62aから出力される第1信号およびトリガスイッチ63aから出力される第2信号がコントローラ61に入力される。これら信号が入力されたコントローラ61は、第1制御モードで電動モータ20を制御する。具体的には、コントローラ61は、ホイール50が通常速度である第1速度(V1)で回転するように、電動モータ20に対するモータ電流の供給を開始する(図5中のA点)。すると、ホイール50が第1速度(V1)で回転し、ドライバブレード30が押し上げられ、ピストン11が中間位置から上死点に向かって上昇する(図5中のa点→b点)。すると、ピストン11の上昇に伴ってピストン室12および蓄圧室13の圧力が高まる。この結果、電動モータ20の負荷が次第に増加し、モータ電流も次第に増加する(図5中のA点→B点)。
As shown in FIG. 4, when the
その後、ピストン11が上死点に到達し、最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除されると、ピストン11が上死点から下死点に向かって移動し(図5中のb点→c点)、ドライバブレード30が降下する。最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除されると、電動モータ20の負荷が低下するので、モータ電流も低下する(図5中のB点→C点)。
Thereafter, when the
その後、コントローラ61は、ピストン11が下死点に向かって移動を開始してから所定時間(t1)が経過すると、電動モータ20の制御モードを第1制御モードから第2制御モードに切り替える。換言すれば、コントローラ61は、ピストン11が上死点から下死点に向かって移動している間に、電動モータ20の制御モードを第1制御モードから第2制御モードに切り替える。この結果、電動モータ20に供給されるモータ電流がさらに低下する(図5中のD点→E点)。尚、図5中には、比較のために、第1制御モードが継続された場合のモータ電流をD点から右側に延びる破線で示してある。
Thereafter, the
つまり、コントローラ61は、ピストン11が上死点から下死点に向かって移動している間に、ホイール50の回転速度を第1速度(V1)から第2速度(V2)に低下させる。
That is, the
次いで、コントローラ61は、ピストン11が下死点に到達した後に、電動モータ20の制御モードを第2制御モードから第1制御モードに切り替える。換言すれば、コントローラ61は、ピストン11が下死点に到達してから所定時間(t2)が経過すると、電動モータ20の制御モードを第1制御モードに戻す。この結果、電動モータ20に供給されるモータ電流が増加する(図5中のF点→G点)。つまり、コントローラ61は、ピストン11が下死点に到達してから所定時間(t2)が経過すると、ホイール50の回転速度を第2速度(V2)から第1速度(V1)に増加させる。尚、ピストン11が下死点に到達した時点では、第1ピン52aは第1ラック32aに再係合しておらず、ドライバブレード30の押し上げは開始されていない。このことは、ピストン11が下死点に到達してからしばらくの間は、ピストン11の位置が一定であることから明らかである(図5中のc点→d点)。つまり、コントローラ61は、ピストン11が下死点に到達した後であって、かつ、第1ピン52aが第1ラック32aに再係合する前に、制御モードを再び切り替えてホイール50の回転速度を増加させる。
Next, the
その後、第1ピン52aが第1ラック32aに再係合すると、電動モータ20に負荷が掛かり、モータ電流が増加する(図5中のH点→I点)。次いで、ホイール50の回転に伴ってドライバブレード30が押し上げられ、ピストン11が下死点から上死点に向かって移動し始める(図5中のd点→e点)。すると、ピストン11の上昇に伴ってピストン室12および蓄圧室13の圧力が高まり、電動モータ20の負荷が次第に増加し、モータ電流も次第に増加する(図5中のI点→J点)。
Thereafter, when the
尚、最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除されてから第1ピン52aと第1ラック32aとが再係合するまでの間、電動モータ20は実質的に無負荷状態となる。換言すれば、ホイール50は空転する。よって、上記期間内においては、制御モードの切り替えに伴ってモータ電流は変化するが、その変化は比例的ではない。つまり、図5中のC点→D点の区間,E点→F点の区間,G点→H点の区間のそれぞれにおいては、モータ電流は一定である。
The
上記のように、本実施形態に係る打込機1では、相対的に高速な第1速度(V1)でホイール50を回転させてピストン11を下死点(初回は中間位置)から上死点に移動させ、ピストン11が上死点に到達した後に、ホイール50の回転速度を相対的に低速な第2速度(V2)に変更する。換言すれば、最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除された後に、ホイール50の回転速度を一時的に低下させる。さらに換言すれば、ピストン11が上死点から下死点に移動している最中にホイール50の回転速度を一時的に低下させる。この結果、最終ピン52bと最終ラック32bとの係合が解除されてから第1ピン52aが第1ラック32aに再係合するまでに要する時間(T1)が、ピストン11が上死点から下死点まで移動するのに要する時間(T2)よりも長くなる。よって、ピストン11が下死点に到達する前(ドライバブレード30が最下点に到達する前)に、第1ピン52aが第1ラック32aに再係合し、ピストン11やドライバブレード30の降下が妨げられることがない。このように、本実施形態では、電動モータ20の制御(モータ電流の制御)によってホイール50の空走時間が調整され、ドライバブレード30が最下点に到達する前に、ホイール50に設けられているピン52とドライバブレード30に設けられているラック32とが係合する事態が回避される。また、ホイール50の回転速度の低下は一時的なので、連続打ちの速度が低下することもない。
As described above, in the driving
尚、ピストン11が上死点から下死点に移動している最中にホイール50の回転の一時的に停止させることによっても、時間(T1)を時間(T2)よりも長くすることができる。つまり、第2制御モードには、電動モータ20を一時的に停止させて、ホイール50の回転速度を一時的に0(零)にする制御が含まれる。換言すれば、第2速度(V2)は0(零)を含む。
The time (T1) can be made longer than the time (T2) by temporarily stopping the rotation of the
また、本実施形態では、所定時間(t1,t2)の経過に基づいて第1制御モードと第2制御モードとの切り替えが行われる。しかし、図4に示される位置センサ65の検出結果に基づいてピストン11の位置を検知し、これに基づいて第1制御モードと第2制御モードとの切り替えを行うこともできる。また、電動モータ20の負荷変化に伴うモータ電流の変化に基づいてもピストン11が上死点に到達したことを検知することができる。さらに、例えば衝撃センサによってピストン11が下死点に到達したことを検知することもできる。よって、各種センサの検出結果に基づいてピストン11の位置を検知し、検知結果に基づいて第1制御モードと第2制御モードとの切り替えを行うこともできる。
In the present embodiment, switching between the first control mode and the second control mode is performed based on the elapse of a predetermined time (t1, t2). However, it is also possible to detect the position of the
(第2実施形態)
以下、本発明の実施形態の他の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る打込機は、電動モータ20の制御モードの切り替えタイミングに関してのみ第1実施形態に係る打込機1と相違し、その他の点は共通である。そこで、以下、第1実施形態に係る打込機1との相違点についてのみ説明する。また、既に説明した構成ついては同一の符号を用いて重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, another example of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the driving machine according to the present embodiment is different from the driving
本実施形態に係る打込機が備えるコントローラ61は、第1制御モードで電動モータ20を制御してピストン11を上死点側に移動させ、ピストン11が上死点に到達する前に、電動モータ20の制御モードを第1制御モードから第2制御モードに切り替える。このため、図6に示されるように、モータ電流は、ピストン11が上死点に到達する前から低下する(図6中のB点→C点)。よって、ピストン11が上死点に到達する前からホイール50の回転速度が低下する(V1→V2)。これにより、射出通路9に止具40を供給可能となってからピストン11が上死点に到達するまでに要する時間を、射出通路9に止具40を供給可能となってから射出通路9に止具40が実際に供給されるまでに要する時間よりも長くすることができる。つまり、止具40の装填時間を確保することができる。
The
止具40を射出通路9に供給するためには、ドライバブレード30の先端30aを止具40の頭部40aよりも上方に移動させる必要がある。換言すれば、止具40を射出通路9に供給可能となるのは、ドライバブレード30の先端30aが止具40の頭部40aを通過した後である。よって、ドライバブレード30の先端30aが止具40の頭部40aを通過してからドライバブレード30が降下を開始するまでの間、つまりピストン11が上死点に到達するまでの間に止具40の装填を完了する必要がある。
In order to supply the
そこで本実施形態に係る打込機では、上死点側に向かって移動しているピストン11が上死点に到達する前に、電動モータ20の制御モードを第1制御モードから第2制御モードに切り替え、止具40の装填時間を確保している。
Therefore, in the driving machine according to the present embodiment, the control mode of the
尚、図6中には、比較のために、第1制御モードが継続された場合のモータ電流を破線で示してある。また、ピストン11が上死点に到達する前に第1制御モードから第2制御モードへの切り替えが実行される本実施形態では、第2制御モードへの切り替え後においてもピストン11が上昇を続ける。よって、図6中のC点→D点の区間においてもモータ電流が増加している。その後、ピストン11が上死点に到達すると、電動モータ20が実質的に無負荷になり、モータ電流が再び低下する(図6中のD点→E点)。以後のモータ電流の変化は、第1実施形態におけるそれと実質的に同一である。
In FIG. 6, for comparison, the motor current when the first control mode is continued is indicated by a broken line. Further, in this embodiment in which switching from the first control mode to the second control mode is executed before the
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、下死点から待機位置までの巻上時のスピードや、上死点から下死点までの巻上時のスピードのいずれか一方、またはその両方を本願発明の第2制御モードによって、待機位置から上死点までの第1制御モードの巻上スピードよりも低速で行うことにより、巻上時の電動モータ20の駆動時に、駆動と放熱のバランスのとれた回転領域を選択することが可能になる。これは、特に、作業者が連続で打込み動作を続けた場合に、モータやスイッチング素子等、発熱部品の熱負荷を軽減する効果を奏する点で好適である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, either the speed at the time of hoisting from the bottom dead center to the standby position, the speed at the time of hoisting from the top dead center to the bottom dead center, or both of them are waited by the second control mode of the present invention. By performing at a lower speed than the hoisting speed in the first control mode from the position to the top dead center, it is possible to select a rotation region in which driving and heat radiation are balanced when the
1 打込機
2 ハウジング
3 シリンダケース
4 モータケース
5 ハンドル
7 連結部
8 ノーズ部
9 射出通路
10 シリンダ
11 ピストン
12 ピストン室
13 蓄圧室
15 ダンパ
20 電動モータ
21 出力軸
30 ドライバブレード
30a 先端
32 ラック
32a 第1ラック
32b 第2ラック(最終ラック)
40 止具
40a 頭部
41 マガジン
50 ホイール
51 駆動軸
52 ピン
52a 第1ピン
52b 第2ピン(最終ピン)
60 バッテリ
61 コントローラ
62 プッシュレバー
62a プッシュレバースイッチ
63 トリガレバー
63a トリガスイッチ
64 インバータ回路
65 位置センサ
DESCRIPTION OF
40
60
Claims (8)
前記ホイールに、該ホイールの周方向に沿って設けられた複数のピンと、
シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、
前記ピストンと一体に往復動するドライバブレードと、
前記ドライバブレードに、該ドライバブレードの軸方向に沿って設けられた複数のラックと、
前記電動モータを制御する制御部と、を有し、
前記ホイールが回転駆動されると、前記ピンと前記ラックとが順次係合して前記ドライバブレードが押し上げられ、前記ピストンが上死点側に移動し、
前記ピンと前記ラックとの係合が解除されると、前記ピストンが下死点側に移動し、前記ドライバブレードが降下する打込機であって、
前記制御部は、前記電動モータの制御モードとして、前記ホイールが第1速度で回転するように前記電動モータを制御する第1制御モードと、前記ホイールが前記第1速度よりも低速の第2速度で回転するように前記電動モータを制御する第2制御モードと、を備える、
打込機。 A wheel driven to rotate by an electric motor;
A plurality of pins provided along the circumferential direction of the wheel on the wheel;
A piston housed in a reciprocating manner in a cylinder;
A driver blade that reciprocates integrally with the piston;
A plurality of racks provided on the driver blade along the axial direction of the driver blade;
A control unit for controlling the electric motor,
When the wheel is driven to rotate, the pin and the rack are sequentially engaged, the driver blade is pushed up, the piston moves to the top dead center side,
When the engagement between the pin and the rack is released, the piston moves to the bottom dead center side, and the driver blade descends,
The control unit is configured to control the electric motor so that the wheel rotates at a first speed as a control mode of the electric motor, and a second speed at which the wheel is slower than the first speed. A second control mode for controlling the electric motor to rotate at
Driving machine.
請求項1に記載の打込機。 The control unit performs switching between the first control mode and the second control mode at least once while the piston reciprocates once between a bottom dead center and a top dead center.
The driving machine according to claim 1.
請求項2に記載の打込機。 The control unit changes a duty ratio of a motor current supplied to the electric motor according to the control mode.
The driving machine according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の打込機。 The control unit controls the electric motor in the first control mode to move the piston to the top dead center side, and after the piston reaches the top dead center, the control mode of the electric motor is changed to the first control mode. Switching from the control mode to the second control mode;
The driving machine according to any one of claims 1 to 3.
前記制御部は、前記ピストンが上死点に到達した後に、前記電動モータの制御モードを前記第1制御モードから前記第2制御モードに切り替えることにより、前記第2ピンと前記ラックとの係合が解除されてから前記第1ピンと前記ラックとが係合するまでに要する時間を、前記ピストンが上死点から下死点まで移動するのに要する時間よりも長くする、
請求項4に記載の打込機。 The plurality of pins include a first pin and a second pin that is farthest from the first pin in the rotational direction of the wheel,
The control unit switches the control mode of the electric motor from the first control mode to the second control mode after the piston has reached top dead center, thereby engaging the second pin with the rack. The time required for the first pin and the rack to be engaged after being released is longer than the time required for the piston to move from top dead center to bottom dead center.
The driving machine according to claim 4.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の打込機。 The control unit controls the electric motor in the first control mode to move the piston to the top dead center side, and before the piston reaches the top dead center, the control mode of the electric motor is changed to the first control mode. Switching from one control mode to the second control mode,
The driving machine according to any one of claims 1 to 3.
請求項6に記載の打込機。 The controller can supply a stopper to the injection passage by switching the control mode of the electric motor from the first control mode to the second control mode before the piston reaches top dead center. The time required for the piston to reach top dead center is longer than the time required for supplying the stopper to the injection passage until the stopper is supplied to the injection passage. ,
The driving machine according to claim 6.
請求項1〜7のいずれか一項に記載の打込機。 The second control mode includes control for temporarily stopping the electric motor and temporarily setting the rotation speed of the wheel to 0 (zero).
The driving machine according to any one of claims 1 to 7.
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