JP2018103291A - 打込機 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体の状態を検知する信号発生部が正常であるか異常であるかを判断可能な打込機を提供する。【解決手段】止具を打撃する打撃部と、打撃部を移動可能に支持する本体部と、本体部に移動可能に設けられた移動体64と、移動体64の状態に応じて信号を発生する信号発生部69と、信号発生部69からの信号に基づき信号発生部69の状態を判断する判断部と、判断部の判断に基づき打撃部の移動を制御する制御部と、を備えた打込機であって、判断部は、信号発生部69からの信号が第1範囲にあるときに信号発生部69は正常と判断し、判断部は、信号が第1範囲と異なる第2範囲にあるときに信号発生部69が異常と判断し、制御部は、信号発生部69が正常であると信号の強度に基づく制御を行い、制御部は、信号発生部69が異常であると、打撃部を停止する。【選択図】図7
Description
本開示は、止具を打撃する打撃部と、打撃部を移動可能に支持する本体部と、を備えた打込機に関する。
従来、止具を打撃する打撃部と、打撃部を移動可能に支持する本体部と、を備えた打込機は、特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された打込機は、本体部としてのハウジングと、ハウジング内に設けられたシリンダと、シリンダにより移動可能に支持された打撃部と、打撃部を移動させる蓄圧室と、を有する。打撃部は、ピストン、ロッド及びラック部を有する。ハウジングはモータ収容部を有し、モータがモータ収容部に設けられている。モータの回転力が伝達される駆動部が設けられ、駆動部はギヤ部を有する。ラック部はギヤ部に対して係合及び解放可能である。
ギヤ部にマグネットが設けられている。信号発生部としての磁気検出部がモータ収容部に設けられ、磁気検出部は制御部に接続されている。磁気検出部はホール素子を有しており、ギヤ部が回転してマグネットが磁気検出部に近接すると、磁気検出部はマグネットの磁気を検出して制御部に信号を出力し続ける。
モータが回転し、かつ、ラック部がギヤ部に係合されていると、打撃部は、蓄圧室の空気圧に抗して移動し、上死点に近づく。ラック部がギヤ部から解放されると、打撃部は、蓄圧室の空気圧で下死点に向けて移動する。制御部は、磁気検出部の信号の状態から、ギヤ部の回転角度を検知する。制御部は、磁気検出部からの信号が有る状態から無い状態に変化したことを検知し、すなわち、打撃部が上死点から下死点へと移動を開始したことを検知して、モータを停止する。打撃部は打撃してから下死点に到達する。
しかし、特許文献1に記載された打込機は、移動体の状態を検知する信号発生部が正常であるか否かを判断することはできなかった。
本開示の目的は、移動体の状態を検知する信号発生部が正常であるか異常であるかを判断可能な打込機を提供することである。
一実施形態の打込機は、止具を打撃する打撃部と、前記打撃部を移動可能に支持する本体部と、前記本体部に移動可能に設けられた移動体と、前記移動体の状態に応じて信号を発生する信号発生部と、前記信号発生部からの信号に基づき前記信号発生部の状態を判断する判断部と、前記判断部の判断に基づき前記打撃部の移動を制御する制御部と、を備えた打込機であって、前記判断部は、前記信号発生部からの前記信号が第1範囲にあるときに前記信号発生部は正常と判断し、前記判断部は、前記信号が第1範囲と異なる第2範囲にあるときに前記信号発生部が異常と判断し、前記制御部は、前記信号発生部が正常と判断されると前記信号の強度に基づく制御を行い、前記制御部は、前記信号発生部が異常と判断されると前記打撃部を停止する。
一実施形態の打込機は、移動体の状態を検知する信号発生部が正常であるか異常であるかを判断可能である。
打込機の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1及び図2に示す打込機10は、ハウジング11、打撃部12、ノーズ部13、電源部14、電動モータ15、減速機構16、変換部17及び蓄圧容器18を有する。ハウジング11は、打込機10の外殻要素であり、ハウジング11は、シリンダケース19と、シリンダケース19に接続されたハンドル20と、シリンダケース19に接続されたモータケース21と、ハンドル20及びモータケース21に接続された装着部22と、を有する。
電源部14は装着部22に対して取り付け及び取り外しが可能である。電動モータ15はモータケース21内に配置されている。蓄圧容器18は、キャップ23と、キャップ23が取り付けられるホルダ24と、を有する。ヘッドカバー25がシリンダケース19に取り付けられており、蓄圧容器18は、シリンダケース19内及びヘッドカバー25内に亘って配置されている。蓄圧容器18内に圧力室26が形成されている。圧力室26に気体が充填されている。気体は圧縮性の気体であればよく、気体は、空気の他、不活性ガス、例えば、窒素ガス、希ガスを用いることができる。本開示では、圧力室26に空気が充填されている例を説明する。
シリンダ27がシリンダケース19内に収容されている。シリンダ27は金属製である。シリンダ27はシリンダケース19に対して中心線A1方向及び径方向に位置決めされている。打撃部12は、ハウジング11の内部から外部に亘って配置されている。打撃部12は、ピストン28及びドライバブレード29を有する。ピストン28は、シリンダ27内で中心線A1方向に移動可能である。図3のように、ピストン28の外周面にシール部材101が取り付けられている。シール部材101の外周面は、シリンダ27の内周面に接触してシール面を形成する。
ドライバブレード29は、金属製である。ピストン28とドライバブレード29とが別部材で設けられ、ピストン28とドライバブレード29とが接続されている。打撃部12は、中心線A1方向に移動可能である。
ノーズ部13は、シリンダケース19の内外に亘って配置されている。シリンダケース19内にホルダ30が設けられている。ホルダ30は、弾性部材、例えば合成ゴムを介してノーズ部13を支持している。つまり、ノーズ部13は、シリンダケース19に対して中心線A1方向に位置決めされ、かつ、シリンダ27の径方向に位置決めされている。
ノーズ部13は、バンパ支持部31、射出部32及び筒部33を有する。バンパ支持部31は筒形状であり、かつ、ガイド孔34を有する。ガイド孔34は中心線A1を中心として配置されている。ドライバブレード29はガイド孔34内で中心線A1方向に移動可能である。
バンパ支持部31内にバンパ35が配置されている。バンパ35は合成ゴム、例えば、エラストマーで一体成形されている。バンパ35は環状であり、バンパ35はガイド孔36を有する。ガイド孔36は中心線A1を中心として設けられている。ドライバブレード29はガイド孔36内で中心線A1方向に移動可能である。バンパ35は、ピストン28の移動荷重を受けて弾性変形する。また、バンパ35は、ピストン28が射出部32に近づく向きで移動する場合に、ピストン28が中心線A1方向に移動する範囲を規制するストッパとしての役割を持つ。
射出部32はバンパ支持部31に接続され、かつ、バンパ支持部31から中心線A1方向に突出している。射出部32は射出路37を有し、射出路37は中心線A1に沿って設けられている。ドライバブレード29は、射出路37内で中心線A1方向に移動可能である。
モータケース21内にモータ収容室38が設けられ、電動モータ15は、モータ収容室38に配置されている。電動モータ15は、ロータ39及びステータ40を有する。ステータ40は、モータケース21に取り付けられている。ロータ39はロータ軸41に取り付けられ、ロータ軸41の第1端部は、軸受42を介してモータケース21により回転可能に支持されている。ステータ40は、ステータコアに導電線を巻いたものである。電動モータ15は、ブラシレスモータである。
モータケース21内にギヤケース43が設けられている。ギヤケース43は筒形状であり、中心線A2を中心として配置されている。減速機構16はギヤケース43内に設けられている。減速機構16は、複数組のプラネタリギヤ機構を備えている。
減速機構16の入力要素は動力伝達軸44を介してロータ軸41に連結されている。動力伝達軸44は、軸受45により回転可能に支持されている。回転軸46が筒部33内に設けられている。回転軸46は軸受48,49により回転可能に支持されている。ロータ軸41、動力伝達軸44、減速機構16及び回転軸46は、中心線A2を中心として同心状に配置されている。減速機構16の出力要素は回転軸46と一体回転するように連結されている。減速機構16は、電動モータ15から回転軸46に至る動力伝達経路に配置されている。
変換部17は筒部33内に配置されている。変換部17は、回転軸46の回転力を、ドライバブレード29の移動力に変換する。変換部17は、図4に示すように、回転軸46に固定されたピンホイール50と、ピンホイール50に設けたピニオンピン51と、ドライバブレード29に設けた凸部52と、を備えている。ピニオンピン51は、ピンホイール50の回転方向に間隔をおいて複数配置されている。
凸部52は、ドライバブレード29の移動方向に間隔をおいて複数配置されている。ピニオンピン51は、凸部52に対して係合及び解放が可能である。ピンホイール50が図4で反時計回りに回転してピニオンピン51が凸部52に係合すると、ドライバブレード29は、ピンホイール50の回転力で図1において第2方向D2で移動する。ピニオンピン51が凸部52から解放されると、ピンホイール50の回転力はドライバブレード29に伝達されない。
打撃部12は、圧力室26の圧力で第1方向D1に常に付勢されている。打撃部12が図1で第2方向D2で移動することを上昇と呼ぶ。第1方向D1及び第2方向D2は中心線A1と平行であり、かつ、第2方向D2は第1方向D1とは逆向きである。打撃部12は、圧力室26の圧力に抗して第2方向D2で移動する。
回転規制機構53が設けられている。回転規制機構53は、電動モータ15から伝達される回転力で回転軸46が回転することを許容する。回転規制機構53は、ドライバブレード29の力でピンホイール50に回転力が加わった場合に、回転軸46が回転することを防止する。
図1に示すように、ハンドル20にトリガ54が設けられている。トリガ54は、ハンドル20に対して移動可能である。トリガ54を付勢する弾性部材55が設けられている。弾性部材55は圧縮バネを含む。ハンドル20にストッパ56が設けられている。トリガ54は弾性部材55により付勢され、かつ、ストッパ56に接触した初期位置で停止する。作業者がハンドル20を手で握り、かつ、トリガ54に操作力を加えると、トリガ54は弾性部材55の力に抗して移動し、かつ、ストッパ56から離れる。作業者がトリガ54に対する操作力を解除すると、トリガ54は弾性部材55の力で移動してストッパ56に接触し、初期位置で停止する。トリガセンサ57がハンドル20内に設けられている。トリガセンサ57は、ハンドル20に対するトリガ54の位置を検出し、かつ、検出結果に応じた信号を出力する。
電源部14は、収容ケース58と、収容ケース58内に収容した複数の電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。
また、図5のように、釘59を収容するマガジン60が設けられ、マガジン60は射出部32及び装着部22により支持されている。釘59は、頭部の有るもの、または頭部の無いもの、の何れでもよい。マガジン60内に釘59が複数本収容される。マガジン60はフィーダ61を有する。マガジン60はガイドレールを有し、フィーダ61はガイドレールに沿って軸線A3方向に移動可能である。打込機10を側面視すると、軸線A3は中心線A1に対して交差する。フィーダ61を付勢する弾性部材62が設けられている。弾性部材62は圧縮バネまたは引張りバネであり、弾性部材62は、フィーダ61を射出部32に近づける向きで付勢する。フィーダ61は、マガジン60内の釘59を射出部32へ送る。マガジン60は、残量検出センサ63を有する。残量検出センサ63は、マガジン60の長手方向におけるフィーダ61の位置を検出し、検出結果に応じた信号を出力する。
射出部32は、金属製または合成樹脂製である。射出部32にプッシュレバ64が取り付けられている。プッシュレバ64にガイド孔が設けられ、ガイド孔にピン65が配置されている。ピン65は射出部32に固定されている。プッシュレバ64を中心線A1方向に付勢する弾性部材66が設けられている。弾性部材66は圧縮バネであり、弾性部材66は、プッシュレバ64をバンパ支持部31から離れる向きで付勢する。プッシュレバ64はストッパに接触して初期位置で停止する。
図7のように、ストッパ82がノーズ部13に設けられている。プッシュレバ64がバンパ支持部31に近づく向きで移動し、プッシュレバ64がストッパ82に接触するとプッシュレバ64が停止する。プッシュレバ64がストッパ82に接触した位置を、移動限界位置と呼ぶ。プッシュレバ64は、初期位置と移動限界位置との間で、中心線A1方向に移動可能である。
図2に示すように、制御部67が装着部22内に設けられている。制御部67は、基板に取り付けられたマイクロプロセッサ(マイクロコンピュータ)を有する。マイクロプロセッサは、入出力インタフェース、制御回路、演算処理部及び記憶部を有する。図6のように、電源部14及び電動モータ15に対して電気的に接続されるインバータ回路68が設けられている。インバータ回路68は、電動モータ15のステータ40と電源部14とを接続及び遮断する。インバータ回路68は、複数のスイッチング素子を備え、複数のスイッチング素子は単独でオン・オフが可能である。制御部67は、インバータ回路68を制御する。
また、プッシュレバ64の位置を検出するプッシュセンサ69、ピンホイール50の状態を検出する位置検出センサ70が設けられている。さらに、電動モータ15のロータ39の回転速度を検出する速度センサ71、ロータ39の回転方向の位相を検出する位相センサ72が設けられている。
トリガセンサ57、プッシュセンサ69、位置検出センサ70、速度センサ71、位相センサ72、残量検出センサ63から出力された信号は、制御部67に入力される。制御部67は、入力される信号を処理して、インバータ回路68を制御する。ハウジング11に表示部73が設けられている。表示部73は、液晶ディスプレイ、ランプを含む。作業者は表示部73を目視可能である。表示部73は、マガジン60内の釘59の残量、電源部14の電圧等を表示する。
次に、打込機10の使用例を説明する。制御部67は、トリガ54が初期位置で停止していること、またはプッシュレバ64が初期位置で停止していること、のうち少なくとも一方を検出すると、インバータ回路68を制御して、電動モータ15に対する電力の供給を停止する。このため、電動モータ15は停止している。圧力室26の圧力は打撃部12に加わり、打撃部12は第1方向D1に付勢されている。
ピニオンピン51と凸部52とが係合しており、打撃部12が圧力室26から受ける付勢力は、ピンホイール50に伝達され、ピンホイール50は図4で時計方向の回転力を受ける。回転規制機構53は、回転軸46の回転を防止し、打撃部12は待機位置で停止している。打撃部12が待機位置で停止していると、ピストン28は上死点と下死点との間で停止している。
ピストン28の上死点は、図1に二点鎖線で示すように、中心線A1方向でバンパ35から最も離れた位置である。ピストン28の下死点は、図1に実線で示すように、中心線A1方向でバンパ35に接触した位置である。打撃部12が待機位置で停止していると、ドライバブレード29の先端74は、図5に示す釘59の上端75と下端76との間に位置する。このため、仮に打撃部12が待機位置から下死点に向けて移動しても、ドライバブレード29は釘59を打撃しない。
制御部67は、トリガ54に操作力が加えられて初期位置から移動し、かつ、プッシュレバ64が被打込材W1に押し付けられて初期位置から移動したことを検出すると、インバータ回路68を制御して電源部14の電力を電動モータ15に供給する。電動モータ15の回転力は、減速機構16を経由して回転軸46に伝達される。すると、回転軸46及びピンホイール50は、図4で反時計回りに回転する。減速機構16は、ピンホイール50の回転速度を、電動モータ15の回転速度よりも低速にする。
ピンホイール50の回転力は、打撃部12に伝達され、打撃部12が図1で上昇する。打撃部12が上昇すると、圧力室26の圧力が上昇する。ピストン28が上死点に到達すると、全てのピニオンピン51が凸部52から解放される。打撃部12は、圧力室26の圧力で図1において下降する。打撃部12が図1で下降すると、ドライバブレード29は、射出路37に有る釘59を打撃し、釘59は被打込材W1に打ち込まれる。
また、ピストン28は、釘59が被打込材W1に打ち込まれた後、バンパ35に衝突する。バンパ35は中心線A1方向の荷重を受けて弾性変形し、バンパ35は打撃部12の運動エネルギの一部を吸収する。また、制御部67は、ドライバブレード29が釘59を打撃した後も電動モータ15を回転する。このため、ピニオンピン51が凸部52に噛み合うと、ピストン28が下死点から上死点に向けて移動する。制御部67は、位置検出センサ70の信号を処理して、中心線A1方向における打撃部12の位置を検出する。特に、制御部67は、打撃部12が待機位置に到達したか否かを検出する。制御部67は、打撃部12が待機位置に到達すると、電動モータ15を停止する。
制御部67は、残量検出センサ63の信号を処理して、マガジン60に収容されている釘59の数を判断する。つまり、制御部67は、マガジン60に対するフィーダ61の位置から、釘59の数を推定する。そして、釘59の数が所定値以下になったこと、または、釘59の数を表示部73に表示する。
(プッシュセンサ69の具体例1)
プッシュセンサ69の具体例1は、図7、図8、図9及び図10に示されている。プッシュセンサ69は、射出部32に設けられたセンサ基板77と、センサ基板77に取り付けられた単数のホール素子78と、を有する。ホール素子78に信号線79及び電力線80が接続されている。信号線79は制御部67に接続されている。プッシュレバ64に永久磁石102が固定されている。プッシュセンサ69は、永久磁石102が形成する磁界の状態に応じた信号、つまり、アナログ信号を出力する。磁界の状態は、磁束の向き、磁束密度及び磁界の強さを含む。
プッシュセンサ69の具体例1は、図7、図8、図9及び図10に示されている。プッシュセンサ69は、射出部32に設けられたセンサ基板77と、センサ基板77に取り付けられた単数のホール素子78と、を有する。ホール素子78に信号線79及び電力線80が接続されている。信号線79は制御部67に接続されている。プッシュレバ64に永久磁石102が固定されている。プッシュセンサ69は、永久磁石102が形成する磁界の状態に応じた信号、つまり、アナログ信号を出力する。磁界の状態は、磁束の向き、磁束密度及び磁界の強さを含む。
制御部67はプッシュセンサ69から出力されるアナログ信号を処理することにより、プッシュセンサ69の状態、中心線A1方向におけるプッシュレバ64の位置を判断する。プッシュセンサ69の状態は、プッシュセンサ69が正常か異常かを含む。
図8は、プッシュレバ64が初期位置B1で停止している例である。つまり、プッシュレバ64が被打込材W1から離れている状態に相当する。図9は、プッシュレバ64が被打込材W1に押し付けられて、プッシュレバ64が初期位置B1から移動量C1分移動して位置B2に到達した例である。プッシュレバ64はストッパ82に接触していない。図9におけるプッシュレバ64の位置B2は、中間位置と呼ぶことができる。図10は、プッシュレバ64が初期位置B1から、移動量C2分移動して位置B3に到達した例である。移動量C2は移動量C1よりも大きい。プッシュレバ64はストッパ82に接触している。プッシュレバ64の位置に応じて、永久磁石102とホール素子78との位置関係が変化し、ホール素子78の出力電圧が変化する。
(プッシュセンサ69による検出レイアウト例1)
図11は、プッシュセンサ69による検出レイアウト例1を示す。プッシュレバ64が正常な移動範囲内で移動すると、永久磁石102は、検出位置P2と検出位置P4との間で移動する。検出位置P2は、プッシュレバ64の初期位置に対応する。検出位置P3は、検出位置P2と検出位置P4との間にある。検出位置P4は、プッシュレバ64の移動限界位置に対応する。仮想位置P1及び仮想位置P5は、移動範囲E1外にある。仮想位置P1と仮想位置P5との間に、検出位置P2,P3,P4がある。仮想位置P1,P5及び検出位置P2,P,3,P4は、直線状に並ぶ位置である。仮想位置P6は、検出位置P3とホール素子78との間にある。仮想位置P7とホール素子78との間に、検出位置P3及び仮想位置P6がある。
図11は、プッシュセンサ69による検出レイアウト例1を示す。プッシュレバ64が正常な移動範囲内で移動すると、永久磁石102は、検出位置P2と検出位置P4との間で移動する。検出位置P2は、プッシュレバ64の初期位置に対応する。検出位置P3は、検出位置P2と検出位置P4との間にある。検出位置P4は、プッシュレバ64の移動限界位置に対応する。仮想位置P1及び仮想位置P5は、移動範囲E1外にある。仮想位置P1と仮想位置P5との間に、検出位置P2,P3,P4がある。仮想位置P1,P5及び検出位置P2,P,3,P4は、直線状に並ぶ位置である。仮想位置P6は、検出位置P3とホール素子78との間にある。仮想位置P7とホール素子78との間に、検出位置P3及び仮想位置P6がある。
(プッシュセンサ69による検出レイアウト例2)
図12は、プッシュセンサ69による検出レイアウト例2を示す。プッシュレバ64が正常な移動範囲E2内で移動すると、永久磁石102は、検出位置P9と検出位置P11との間で移動する。検出位置P9はプッシュレバ64の初期位置に対応する。検出位置P11は、プッシュレバ64の移動限界位置に対応する。検出位置P10は、検出位置P9と検出位置P11との間にある。仮想位置P8及び仮想位置P12は、移動範囲E2外にある。仮想位置P8と仮想位置P12との間に、検出位置P9,P10,P11がある。
図12は、プッシュセンサ69による検出レイアウト例2を示す。プッシュレバ64が正常な移動範囲E2内で移動すると、永久磁石102は、検出位置P9と検出位置P11との間で移動する。検出位置P9はプッシュレバ64の初期位置に対応する。検出位置P11は、プッシュレバ64の移動限界位置に対応する。検出位置P10は、検出位置P9と検出位置P11との間にある。仮想位置P8及び仮想位置P12は、移動範囲E2外にある。仮想位置P8と仮想位置P12との間に、検出位置P9,P10,P11がある。
(ホール素子の出力例)
図13は、ホール素子78が正常である場合の出力電圧の例を示す。図13に示す線分F1は、図11の検出レイアウト1に対応する電圧例である。検出位置P2,P4における電圧は、最低値L1よりも高く、かつ、第1閾値L2以下である。検出位置P3における電圧は、最大値H1未満であり、かつ、第2閾値H2以上である。図11の検出レイアウト例1において、プッシュレバ64が初期位置と移動限界位置との間で移動すると、ホール素子78の出力電圧は、検出位置P2,P4に対応する電圧と、検出位置P3に対応する電圧との間で変化する。
図13は、ホール素子78が正常である場合の出力電圧の例を示す。図13に示す線分F1は、図11の検出レイアウト1に対応する電圧例である。検出位置P2,P4における電圧は、最低値L1よりも高く、かつ、第1閾値L2以下である。検出位置P3における電圧は、最大値H1未満であり、かつ、第2閾値H2以上である。図11の検出レイアウト例1において、プッシュレバ64が初期位置と移動限界位置との間で移動すると、ホール素子78の出力電圧は、検出位置P2,P4に対応する電圧と、検出位置P3に対応する電圧との間で変化する。
また、図13に示す線分F2は、図12の検出レイアウト例2に対応する電圧例である。検出位置P9における電圧は、最低値L1よりも高く、かつ、第1閾値L2以下である。検出位置P10における電圧は、第1閾値L2を超え、かつ、第2閾値H2未満である。検出位置P11における電圧は、最大値H1未満であり、かつ、第2閾値H2以上である。図12の検出レイアウト例2において、プッシュレバ64が初期位置と移動限界位置との間で移動すると、ホール素子78の出力電圧は、検出位置P9に対応する電圧と、検出位置P11に対応する電圧との間で変化する。
図14は、図11及び図12のホール素子78が異常である場合における出力電圧の例を示す。ホール素子78が短絡する異常であると、ホール素子78の電圧は最大値H1以上となる。ホール素子78または信号線79が断線する異常であると、ホール素子78の電圧は最低値L1以下となる。図13及び図14に示す電圧同士の関係は、
L1<L2<H2<H1
である。
L1<L2<H2<H1
である。
(プッシュセンサ69の検出レイアウト例3)
図15及び図16は、プッシュセンサ69の検出レイアウト例3を示す。図15及び図16に示す永久磁石83は、射出部32に固定されている。遮蔽板84がプッシュレバ64に固定されている。遮蔽板84は、ホール素子78と永久磁石83との間に配置されている。遮蔽板84は、永久磁石83が形成する磁力を遮断する。遮蔽板84は、例えば、鉄板を用いることができる。遮蔽板84は孔85を有し、永久磁石83の磁力は孔85を通過する。ホール素子78は、孔85を通過した磁力を検出し、検出結果に応じた信号を出力する。遮蔽板84は、プッシュレバ64と共に移動および停止する。ホール素子78及び永久磁石83は、遮蔽板84の移動方向で同じ位置に配置されている。
図15及び図16は、プッシュセンサ69の検出レイアウト例3を示す。図15及び図16に示す永久磁石83は、射出部32に固定されている。遮蔽板84がプッシュレバ64に固定されている。遮蔽板84は、ホール素子78と永久磁石83との間に配置されている。遮蔽板84は、永久磁石83が形成する磁力を遮断する。遮蔽板84は、例えば、鉄板を用いることができる。遮蔽板84は孔85を有し、永久磁石83の磁力は孔85を通過する。ホール素子78は、孔85を通過した磁力を検出し、検出結果に応じた信号を出力する。遮蔽板84は、プッシュレバ64と共に移動および停止する。ホール素子78及び永久磁石83は、遮蔽板84の移動方向で同じ位置に配置されている。
プッシュレバ64の位置に応じて、遮蔽板84の移動方向における孔85と永久磁石83との位置関係が変化する。プッシュレバ64が初期位置に停止していると、孔85は図15に示す仮想位置P13にある。仮想位置P13は、遮蔽板84の移動方向で、永久磁石83の配置位置から外れている。プッシュレバ64が初期位置から移動限界位置に向けて移動すると、孔85の位置が永久磁石83に近づく。そして、プッシュレバ64が移動限界位置で停止すると、孔85は図16に示す検出位置P14にある。検出位置P14は、遮蔽板84の移動方向で、永久磁石83の配置位置内にある。
図15及び図16の検出レイアウト例3に対応する電圧例は、図13に線分F3に相当する。孔85が仮想位置P13にある際の電圧は、最低値L1よりも高く、かつ、第1閾値L2以下である。孔85が検出位置P14にある際の電圧は、最大値H1未満であり、かつ、第2閾値H2以上である。プッシュレバ64が初期位置と移動限界位置との間で移動すると、電圧は仮想位置P13における電圧と、検出位置P14おける電圧との間で変化する。なお、制御部67は、図15及び図16のホール素子78の異常を、図14を参照して説明した原理で判断する。
(制御例1)
検出レイアウト例1乃至3の何れかを有する打込機10において、制御部67が行う制御例1を、図17のフローチャートを参照して説明する。制御部67は、ステップS1で電動モータ15を停止している。つまり、打撃部12は待機位置で停止している。制御部67は、ステップS2でホール素子78の出力電圧X1を処理する。制御部67は、ステップS3において、出力電圧X1が第1閾値L2以下であるか、または、出力電圧X1が第2閾値H2以上であるか、を判断する。
検出レイアウト例1乃至3の何れかを有する打込機10において、制御部67が行う制御例1を、図17のフローチャートを参照して説明する。制御部67は、ステップS1で電動モータ15を停止している。つまり、打撃部12は待機位置で停止している。制御部67は、ステップS2でホール素子78の出力電圧X1を処理する。制御部67は、ステップS3において、出力電圧X1が第1閾値L2以下であるか、または、出力電圧X1が第2閾値H2以上であるか、を判断する。
制御部67は、ステップS3でNoと判断すると、ステップS2に進む。制御部67は、ステップS3でYesと判断すると、ステップS4において、出力電圧X1が最低値L1以下であるか、または、出力電圧X1が最大値H1以上であるか、を判断する。制御部67は、ステップS4の判断結果がNoであると、ステップS5に進んで“プッシュセンサ69は正常“と判断する。
また、制御部67はステップS5において、出力電圧X1に基づいてインバータ回路68を制御し、停止している電動モータ15を回転する。制御部67が、ステップS5の制御を行うと、打撃部12が待機位置から上死点に向けて移動し、かつ、ドライバブレード29が釘59を打ち込み、ピストン28がバンパ35に衝突する。その後、制御部67は、打撃部12が下死点から待機位置に移動したことを検出すると、ステップS1に戻り、電動モータ15を停止する。
制御部67は、ステップS4の判断結果がYesであると、ステップS6に進んで“プッシュセンサ69は異常“と判断する処理、つまり、エラー処理を行い、図17の制御を終了する。つまり、制御部67は、電動モータ15の停止を維持する。このように、制御部67は、出力電圧の強度に応じた制御を行う。
このように、制御部67は制御例1を行ってホール素子78のアナログ信号を処理することにより、プッシュセンサ69が正常か異常かを判断可能である。
(プッシュセンサ69の具体例2)
プッシュセンサ69の具体例2は、図18、図19、図20及び図21に示されている。プッシュセンサ69は、複数、例えば、3個のホール素子87,88,89を有する。3個のホール素子87,88,89は、信号線99、電力線100に接続されている。信号線99は、制御部67に接続されている。3個のホール素子87,88,89は、プッシュレバ64の移動方向で異なる位置に配置されている。図18〜図21に示す他の構成は、図7〜図10に示す構成と同じである。図19はプッシュレバ64が初期位置で停止している状態である。プッシュレバ64の移動方向で、永久磁石102の位置は、3個のホール素子87,88,89の配置位置から外れた位置にある。
プッシュセンサ69の具体例2は、図18、図19、図20及び図21に示されている。プッシュセンサ69は、複数、例えば、3個のホール素子87,88,89を有する。3個のホール素子87,88,89は、信号線99、電力線100に接続されている。信号線99は、制御部67に接続されている。3個のホール素子87,88,89は、プッシュレバ64の移動方向で異なる位置に配置されている。図18〜図21に示す他の構成は、図7〜図10に示す構成と同じである。図19はプッシュレバ64が初期位置で停止している状態である。プッシュレバ64の移動方向で、永久磁石102の位置は、3個のホール素子87,88,89の配置位置から外れた位置にある。
図20はプッシュレバ64が初期位置から位置B2まで移動し、かつ、プッシュレバ64がストッパ82に接触する前の状態である。図20におけるプッシュレバ64の位置B2は、中間位置と呼ぶことができる。プッシュレバ64の移動方向で、永久磁石102の位置は、1個のホール素子87の配置位置と重なっている。図21は、プッシュレバ64が移動限界位置に到達した状態である。プッシュレバ64の移動方向で、永久磁石102の位置は、2個のホール素子88,89の配置位置と重なっている。
プッシュセンサ69の具体例2を有する打込機10の制御部67は、図17の制御例1を実行可能である。この場合、制御部67は、3個のホール素子87,88,89の出力電圧の平均値を、出力電圧X1として取り扱うものとする。したがって、制御部67は、プッシュセンサ69が正常か異常かを判断可能である。
(制御例2)
プッシュセンサ69の具体例2を有する打込機10の制御部67は、プッシュセンサ69が正常である場合に、図22の制御例2を実行可能である。制御部67は、ステップS10で電動モータ15を停止する。制御部67は、ステップS11において、ホール素子87の出力電圧X1、ホール素子88の出力電圧X2及びホール素子89の出力電圧X3を処理する。制御部67は、ステップS12において、出力電圧X1,X2,X3から、プッシュレバ64の速度V、及び変位量δを演算する。変位量δは、初期位置B1を基準とするプッシュレバ64の移動量である。
プッシュセンサ69の具体例2を有する打込機10の制御部67は、プッシュセンサ69が正常である場合に、図22の制御例2を実行可能である。制御部67は、ステップS10で電動モータ15を停止する。制御部67は、ステップS11において、ホール素子87の出力電圧X1、ホール素子88の出力電圧X2及びホール素子89の出力電圧X3を処理する。制御部67は、ステップS12において、出力電圧X1,X2,X3から、プッシュレバ64の速度V、及び変位量δを演算する。変位量δは、初期位置B1を基準とするプッシュレバ64の移動量である。
制御部67は、ステップS13において、
速度V≧速度閾値V1
であるかを判断する。速度閾値V1は、作業者が釘59の連続打ちを行おうとしているか否かを判断する基準値であり、速度閾値V1は制御部67に記憶されている。制御部67が、ステップS13でYesと判断するとステップS14に進み、停止している電動モータ15を回転する。つまり、制御部67は、ステップS13でYesと判断すると、プッシュレバ64の変位量δに関わりなく、電動モータ15を回転する。このため、プッシュレバ64が、図20のように中間位置にある時点で、電動モータ15が回転を開始する。
速度V≧速度閾値V1
であるかを判断する。速度閾値V1は、作業者が釘59の連続打ちを行おうとしているか否かを判断する基準値であり、速度閾値V1は制御部67に記憶されている。制御部67が、ステップS13でYesと判断するとステップS14に進み、停止している電動モータ15を回転する。つまり、制御部67は、ステップS13でYesと判断すると、プッシュレバ64の変位量δに関わりなく、電動モータ15を回転する。このため、プッシュレバ64が、図20のように中間位置にある時点で、電動モータ15が回転を開始する。
制御部67がステップS14の制御を行うと、打撃部12が待機位置から上死点に向けて移動し、かつ、ドライバブレード29が釘59を打ち込み、ピストン28がバンパ35に衝突する。その後、制御部67は、打撃部12が下死点から待機位置に移動したことを検出すると、ステップS10に戻って電動モータ15を停止する。
制御部67は、ステップS13でNoと判断すると、ステップS15において、
変位量δ≧変位量閾値δ1
であるかを判断する。制御部67は、ステップS15でYesと判断すると、ステップS14に進み電動モータ15を回転させる。制御部67がステップS15でYesと判断する例としては、プッシュレバ64が図21のように移動限界位置に到達した場合が挙げられる。制御部67はステップS15でNoと判断すると、ステップS10に進み電動モータ15の停止を維持する。制御部67がステップS15でNoと判断する例としては、プッシュレバ64が、図20のように中間位置にある場合である。
変位量δ≧変位量閾値δ1
であるかを判断する。制御部67は、ステップS15でYesと判断すると、ステップS14に進み電動モータ15を回転させる。制御部67がステップS15でYesと判断する例としては、プッシュレバ64が図21のように移動限界位置に到達した場合が挙げられる。制御部67はステップS15でNoと判断すると、ステップS10に進み電動モータ15の停止を維持する。制御部67がステップS15でNoと判断する例としては、プッシュレバ64が、図20のように中間位置にある場合である。
このように、制御部67が図22の制御例2を行うと、次のような効果を得ることができる。例えば、作業者が釘59の連続打ちを行う場合、つまり、トリガ54に操作力を加えた状態で、プッシュレバ64を被打込材W1に押し付けたり離したりする作業を迅速に行う場合に、プッシュレバ64が被打込材W1に押し付けた時点から、停止している電動モータ15が回転するまでのタイミングが早くなる。つまり、プッシュレバ64を被打込材W1に接触してから、電動モータ15が起動するまでの応答性が向上し、操作性が向上する。
また、プッシュレバ64が被打込材W1にゆっくり押し付けられると、プッシュレバ64が移動限界位置に到達してから電動モータ15が回転するため、打撃時のノーズ部13の浮き上がりを抑制できる。したがって、打込機10の操作が安定する。このように、制御部67は、出力電圧の強度に応じて電動モータ15の停止タイミングを制御する。
(位置検出センサ70の具体例1)
位置検出センサ70の具体例1を、図23及び図24を参照して説明する。位置検出センサ70は、射出部32に設けられたセンサ基板90と、センサ基板90に取り付けられた単数のホール素子91と、を有する。ホール素子91は、信号線92及び電力線93に接続されている。信号線92は制御部67に接続されている。回転軸46に回転要素94が固定されており、回転要素94に永久磁石95が固定されている。回転要素94は、ピンホイール50と共に一体回転する。ホール素子91は、回転要素94の径方向で外側に配置されている。
位置検出センサ70の具体例1を、図23及び図24を参照して説明する。位置検出センサ70は、射出部32に設けられたセンサ基板90と、センサ基板90に取り付けられた単数のホール素子91と、を有する。ホール素子91は、信号線92及び電力線93に接続されている。信号線92は制御部67に接続されている。回転軸46に回転要素94が固定されており、回転要素94に永久磁石95が固定されている。回転要素94は、ピンホイール50と共に一体回転する。ホール素子91は、回転要素94の径方向で外側に配置されている。
回転要素94が図23,24で時計方向に回転すると、ホール素子91と永久磁石95とが、回転要素94の回転方向における位置関係が変化する。ホール素子91は、永久磁石95が形成する磁界の状態に応じたアナログ信号を出力する。
制御部67はホール素子91から出力されるアナログ信号を処理することにより、位置検出センサ70の状態、ピンホイール50の状態を判断する。位置検出センサ70の状態は、位置検出センサ70が正常か異常かを含む。制御部67は、図23及び図24に示す位置検出センサ70が正常であるか異常であるかを、位置検出センサ70のホール素子91の出力電圧から判断する。
回転要素94が図24で時計回りに回転すると、ホール素子91の出力電圧が変化する。ホール素子91の出力電圧が、例えば、図13の線分F1で表す検出位置P2,P3,P4のように変化すると、制御部67は“位置検出センサ70は正常“と判断する。これに対して、制御部67は、ホール素子91の出力電圧が、図14に示すように最低値L1以下、または最大値H1以上であると、“位置検出センサ70は異常“と判断する。
(位置検出センサ70の具体例1)
位置検出センサ70の具体例2を、図25及び図26を参照して説明する。位置検出センサ70は、複数、例えば、3個のホール素子96,97,98、を有する。3個のホール素子96,97,98は、回転要素94の回転方向に沿って配置されている。
位置検出センサ70の具体例2を、図25及び図26を参照して説明する。位置検出センサ70は、複数、例えば、3個のホール素子96,97,98、を有する。3個のホール素子96,97,98は、回転要素94の回転方向に沿って配置されている。
回転要素94が図25,26で時計方向に回転すると、ホール素子96,97,98と永久磁石95とが、回転要素94の回転方向における位置関係が変化する。ホール素子96,97,98は、永久磁石95が形成する磁界の状態に応じたアナログ信号を出力する。
制御部67はホール素子96,97,98から出力されるアナログ信号を処理することにより、位置検出センサ70の状態、ピンホイール50の状態を判断する。
回転要素94が図26のように時計回りに回転し、ホール素子96,97,98の出力電圧の平均値が、図13の線分F1における検出位置P2,P3,P4のように変化すると、制御部67は“位置検出センサ70は正常“と判断する。これに対して、制御部67は、ホール素子96,97,98の出力電圧の平均値が、図14に示すように最低値L1以下、または最大値H1以上であると、“位置検出センサ70は異常“と判断する。なお、永久磁石95は、ピンホイール50に取り付けられていてもよい。
(制御例3)
制御部67は、図25及び図26の位置検出センサ70が正常であることを前提として、図27の制御例3を行うことができる。制御例3の技術的意味は、次の通りである。
制御部67は、図25及び図26の位置検出センサ70が正常であることを前提として、図27の制御例3を行うことができる。制御例3の技術的意味は、次の通りである。
打撃部12は待機位置に停止し、かつ、ピンホイール50が停止している。打撃部12が待機位置で停止していると、図4に示すドライバブレード29の先端74は、図5に示す釘59の上端75と下端76との間に位置する。
制御部67は、ドライバブレード29が釘59を打撃した後、電動モータ15の回転により打撃部12が待機位置に到達するか、または、待機位置に近づくと、電動モータ15を停止する信号を出力する。つまり、ピンホイール50は、打撃部12が前回に待機位置で停止していた時点から、打撃部12が次回に待機位置に到達するまでの間に、1回転、つまり、360度回転する。
しかし、制御部67が電動モータ15を停止する信号を出力してから、ピンホイール50が停止するまでの所要時間は、ピンホイール50の回転速度により変化する。このため、制御部67が同じタイミングで電動モータ15を停止する信号を出力しても、ピンホイール50が実際に停止する位置が変動し、かつ、打撃部12の待機位置が変動する可能性がある。制御例3の目的は、ピンホイール50の回転状態を検出し、ピンホイール50の回転状態に関わりなく、打撃部12を同じ待機位置で停止させることにある。
制御部67は、打撃部12が待機位置で停止している際に、ステップS20において、プッシュセンサ69の信号及びトリガセンサ57の信号に基づいて、停止している電動モータ15を回転させる。このため、ピンホイール50が回転を開始する。
制御部67は、ピンホイール50の回転中、ステップS21において、ホール素子96の出力電圧X1、ホール素子97の出力電圧X2及びホール素子98の出力電圧X3を処理する。制御部67は、ステップS22において、出力電圧X1,X2,X3から、ピンホイール50の状態、具体的には、角速度ω及び回転角θを演算する。回転角θは、ピンホイール50が回転を開始した時点からの実際の回転量である。
制御部67は、ステップS23において、回転角閾値αを演算する。回転角閾値αは、ピンホイール50の回転を開始後に、電動モータ15を停止する信号を出力するタイミングを決定する基準である。回転角閾値αは、例えば、数式(1)により求められ、制御部67に記憶されている。
α=Aω+B ・・・数式(1)
数式(1)において、“A“及び“B“は係数であり、打込機10の使用環境により変動するピンホイール50の角速度の変動分を意味する。
α=Aω+B ・・・数式(1)
数式(1)において、“A“及び“B“は係数であり、打込機10の使用環境により変動するピンホイール50の角速度の変動分を意味する。
制御部67は、ステップS24において、
回転角θ≧回転角閾値α
になったかを判断する。
回転角θ≧回転角閾値α
になったかを判断する。
制御部67は、ステップS24でNoと判断すると、ステップS21に進み、電動モータ15の回転を継続する。制御部67は、ステップS24でYesと判断すると、ステップS25で電動モータ15を停止し、ステップS20に戻る。
制御部67が、図27の制御例3を行うと、ピンホイール50の角速度ωが相対的に大きい場合と、相対的に小さい場合とを比べると、ピンホイール50の角速度ωが相対的に大きい場合における回転角閾値αは、ピンホイール50の角速度ωが相対的小さい場合における回転角閾値αよりも小さくなる。
ピンホイール50の回転状態を変動させる使用環境は、電源部14の電圧、圧力室26の圧力及びシール部材101の摩擦抵抗を含む。次に、使用環境に対する制御例3の効果を説明する。
(電源部の電圧)
電源部14の電圧が相対的に高く、電動モータ15の回転速度が相対的に高い場合は、角速度ωが大きくなる。この場合、制御部67が電動モータ15を停止する信号を出力してから、ピンホイール50が停止するまでの所要時間が相対的に長くなる。そこで、電動モータ15を停止する信号を、相対的に早いタイミングで出力することで、打撃部12を待機位置に停止できる。
電源部14の電圧が相対的に高く、電動モータ15の回転速度が相対的に高い場合は、角速度ωが大きくなる。この場合、制御部67が電動モータ15を停止する信号を出力してから、ピンホイール50が停止するまでの所要時間が相対的に長くなる。そこで、電動モータ15を停止する信号を、相対的に早いタイミングで出力することで、打撃部12を待機位置に停止できる。
これに対して、電源部14の電圧が相対的に低く、電動モータ15の回転速度が相対的に低い場合は、角速度ωが小さくなる。この場合、制御部67が電動モータ15を停止する信号を出力してから、ピンホイール50が停止するまでの所要時間が短くなる。そこで、電動モータ15を停止する信号を、相対的に遅いタイミングで出力することで、打撃部12を待機位置に停止できる。このように、電源部14の電圧が変動して、ピンホイール50の角速度ωが変化した場合でも、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。つまり、待機位置の変動を防止できる。
(圧力室の圧力)
圧力室26の圧力は、温度により変化する。具体的には、温度が相対的に低いと、圧力室26の圧力は相対的に低い。圧力室26の圧力が低い場合は、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力は減少し、角速度ωは相対的に大きくなる。これに対して、温度が相対的に高いと、圧力室26の圧力は相対的に高い。圧力室26の圧力が高い場合は、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力が増加し、角速度ωは相対的に小さくなる。制御例3を行うと、圧力室26の圧力が変化しても、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。なお、圧力室26の圧力と、打撃部12の移動に必要な動力との関係は、電動モータ15からピンホイール50に伝達される回転力が同じであることを前提とする。
圧力室26の圧力は、温度により変化する。具体的には、温度が相対的に低いと、圧力室26の圧力は相対的に低い。圧力室26の圧力が低い場合は、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力は減少し、角速度ωは相対的に大きくなる。これに対して、温度が相対的に高いと、圧力室26の圧力は相対的に高い。圧力室26の圧力が高い場合は、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力が増加し、角速度ωは相対的に小さくなる。制御例3を行うと、圧力室26の圧力が変化しても、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。なお、圧力室26の圧力と、打撃部12の移動に必要な動力との関係は、電動モータ15からピンホイール50に伝達される回転力が同じであることを前提とする。
(シール部材の摩擦力)
シール部材101の摩擦力は経時的に変化する。シール部材101の摩擦力が相対的に低いと、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力は低下し、角速度ωは相対的に大きくなる。これに対して、シール部材101の摩擦力が相対的に高いと、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力が上昇し、角速度ωは相対的に小さくなる。制御例3を行うと、シール部材101の摩擦力が変化しても、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。なお、シール部材101の摩擦力と、打撃部12の移動に必要な動力との関係は、電動モータ15からピンホイール50に伝達される回転力が同じであることを前提とする。
シール部材101の摩擦力は経時的に変化する。シール部材101の摩擦力が相対的に低いと、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力は低下し、角速度ωは相対的に大きくなる。これに対して、シール部材101の摩擦力が相対的に高いと、打撃部12を下死点から待機位置に移動するために必要な動力が上昇し、角速度ωは相対的に小さくなる。制御例3を行うと、シール部材101の摩擦力が変化しても、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。なお、シール部材101の摩擦力と、打撃部12の移動に必要な動力との関係は、電動モータ15からピンホイール50に伝達される回転力が同じであることを前提とする。
以上のように、制御部67が制御例3を行うと、ピンホイール50の回転速度を変動させる使用環境に応じて、電動モータ15を停止する信号の出力タイミングを変更でき、打撃部12を同じ待機位置に停止できる。
次に、他の移動体を検出するセンサへの応用例を説明する。
(トリガセンサへの応用例)
トリガセンサ57は、トリガ54の位置を検出するセンサである。制御部67は、トリガセンサ57の信号を処理することにより、トリガ54に操作力が加えられているか、操作力が解除されたかを、判断可能である。トリガセンサ57の要素としてホール素子を用い、トリガ54に永久磁石を取り付けることが可能である。このように構成すると、トリガセンサ57のホール素子の出力電圧は、例えば、図13の線分F1と同様に変化する。トリガ54が初期位置にあると、ホール素子の出力電圧は、検出位置P2に対応する値となる。トリガ54に操作力が加えられると、ホール素子の出力電圧が増加する。
トリガセンサ57は、トリガ54の位置を検出するセンサである。制御部67は、トリガセンサ57の信号を処理することにより、トリガ54に操作力が加えられているか、操作力が解除されたかを、判断可能である。トリガセンサ57の要素としてホール素子を用い、トリガ54に永久磁石を取り付けることが可能である。このように構成すると、トリガセンサ57のホール素子の出力電圧は、例えば、図13の線分F1と同様に変化する。トリガ54が初期位置にあると、ホール素子の出力電圧は、検出位置P2に対応する値となる。トリガ54に操作力が加えられると、ホール素子の出力電圧が増加する。
トリガ54が移動限界位置に到達すると、ホール素子の出力電圧は、検出位置P3に対応する値となる。さらに、トリガ54に対する操作力が解除されると、トリガ54は弾性部材55の力で移動し、ホール素子の出力電圧は低下する。そして、トリガ54が初期位置に戻って停止すると、ホール素子の出力電圧は、検出位置P4に対応する値となる。
また、制御部67は、トリガセンサ57のホール素子の出力電圧が、最低値L1を超え、かつ、最大値H1未満であると、“トリガセンサ57は正常“と判断する。制御部67は、トリガセンサ57のホール素子の出力電圧が、図14に示すように最低値L1以下になるか、または、最大値H1以上になると、“トリガセンサ57は異常“と判断する。
(残量検出センサへの応用例)
残量検出センサ63の要素としてホール素子を用い、フィーダ61に永久磁石を取り付けることが可能である。釘59の残量が減少することに伴い、ホール素子の出力電圧が上昇する。ホール素子の出力電圧は、例えば、図13の線分F2のように変化する。また、制御部67は、残量検出センサ63のホール素子の出力電圧が、最低値L1を超え、かつ、最大値H1未満であると、“残量検出センサ63は正常“と判断する。制御部67は、残量検出センサ63のホール素子の出力電圧が、図14に示すように最低値L1以下になるか、または、最大値H1以上になると、“残量検出センサ63は異常“と判断する。
残量検出センサ63の要素としてホール素子を用い、フィーダ61に永久磁石を取り付けることが可能である。釘59の残量が減少することに伴い、ホール素子の出力電圧が上昇する。ホール素子の出力電圧は、例えば、図13の線分F2のように変化する。また、制御部67は、残量検出センサ63のホール素子の出力電圧が、最低値L1を超え、かつ、最大値H1未満であると、“残量検出センサ63は正常“と判断する。制御部67は、残量検出センサ63のホール素子の出力電圧が、図14に示すように最低値L1以下になるか、または、最大値H1以上になると、“残量検出センサ63は異常“と判断する。
上記の実施形態における制御部は、ホール素子を有するセンサの正常及び異常を判断しているが、制御部は、ホール素子の出力電圧から、信号線または電力線の異常、例えば、断線を判断することも可能である。
実施形態で説明した事項の意味を説明する。釘59は止具の一例であり、打撃部12、ハウジング11は本体部の一例であり、プッシュレバ64、トリガ54、ピンホイール50及びフィーダ61は、移動体の一例である。永久磁石95,102、プッシュセンサ69、位置検出センサ70、トリガセンサ57、残量検出センサ63、信号線79,99及び電力線80,100は、信号発生部の一例である。射出部32に対するプッシュレバ64の位置、プッシュレバ64の速度V、ピンホイール50の回転角、ピンホイール50の角速度ω、ハンドル20に対するトリガ54の位置、射出部32及びマガジン60に対するフィーダ61の位置は、中心線A1方向における打撃部12の位置は、移動体の状態の一例である。
制御部67は、第1判断部及び第2判断部の一例である。ホール素子の出力電圧は、信号及びアナログ電圧の一例である。図13及び図14において、最低値L1を超え、かつ、最大値H1未満の出力電圧が、第1範囲の一例である。最低値L1以下、または、最大値H1以上の出力電圧が、第2範囲の一例である。圧力室26は、第1駆動部の一例であり、電動モータ15、減速機構16及び変換部17は、第2駆動部の一例である。電動モータ15は、モータの一例であり、ピンホイール50は、回転要素の一例である。永久磁石83,95,102は磁石の一例である。被打込材W1は対象物の一例である。
本実施形態には、次のような複数の事項が開示されている。
(第1事項)
止具の射出路を形成するノーズ部と、射出路の止具を打撃する打撃部と、ノーズ部に対して移動及び停止可能であり、被打込材に接触するとノーズ部に対して移動する接触部材と、を備えた打込機であって、
接触部材の移動速度を判断する第1判断部と、
接触部材の移動量を判断する第2判断部と、
接触部材の移動速度が予め定めた閾値以上であると、打撃部で止具を打撃する制御を開始する第1制御部と、
接触部材の移動速度が予め定めた閾値未満であり、かつ、接触部材の移動量が予め定めた閾値以上であると、打撃部で止具を打撃する制御を開始する第2制御部と、
を有する、打込機。プッシュレバ64は接触部材の一例である。制御部67は、第1判断部、第2判断部、第1制御部及び第2制御部の一例である。
止具の射出路を形成するノーズ部と、射出路の止具を打撃する打撃部と、ノーズ部に対して移動及び停止可能であり、被打込材に接触するとノーズ部に対して移動する接触部材と、を備えた打込機であって、
接触部材の移動速度を判断する第1判断部と、
接触部材の移動量を判断する第2判断部と、
接触部材の移動速度が予め定めた閾値以上であると、打撃部で止具を打撃する制御を開始する第1制御部と、
接触部材の移動速度が予め定めた閾値未満であり、かつ、接触部材の移動量が予め定めた閾値以上であると、打撃部で止具を打撃する制御を開始する第2制御部と、
を有する、打込機。プッシュレバ64は接触部材の一例である。制御部67は、第1判断部、第2判断部、第1制御部及び第2制御部の一例である。
(第2事項)
第2事項は、第1事項に加えて、
打撃部を第1方向に移動させて止め具を打撃させる第1駆動部と、
打撃部を第1駆動部の力に抗して第2方向に移動させる第2駆動部と、
を有し、
前記打撃部で止具を打撃する制御は、前記第2駆動部が前記打撃部を第2方向に移動させることを含む、打込機。
第2事項は、第1事項に加えて、
打撃部を第1方向に移動させて止め具を打撃させる第1駆動部と、
打撃部を第1駆動部の力に抗して第2方向に移動させる第2駆動部と、
を有し、
前記打撃部で止具を打撃する制御は、前記第2駆動部が前記打撃部を第2方向に移動させることを含む、打込機。
(第3事項)
第3事項は、第2事項に加えて、
第2駆動部は、
モータと、
モータの回転力を打撃子の移動力に変換する変換部と、
を有し、
打撃部で止具を打撃する制御は、停止しているモータを回転させて、待機位置で停止している打撃部を第2方向に移動させる制御を含む、打込機。
第3事項は、第2事項に加えて、
第2駆動部は、
モータと、
モータの回転力を打撃子の移動力に変換する変換部と、
を有し、
打撃部で止具を打撃する制御は、停止しているモータを回転させて、待機位置で停止している打撃部を第2方向に移動させる制御を含む、打込機。
(第4事項)
打撃子を第1方向に移動して止具を打撃する第1駆動部と、打撃子を第1方向とは逆の第2方向に移動させ、かつ、打撃子を待機位置で停止させるモータと、を備えた打込機であって、
モータの回転力で回転し、かつ、回転力を打撃子の移動力に変換する回転要素と、
回転要素の回転状態を検出する検出部と、
モータの回転力で打撃子が第2方向に移動している際に、モータを停止する信号を出力して回転要素を停止させることにより、打撃子を待機位置に停止させるモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、回転要素の回転状態に基づいて、モータを停止する信号を出力するタイミングを定める、打込機。制御部67は、検出部、モータ制御部の一例である。
打撃子を第1方向に移動して止具を打撃する第1駆動部と、打撃子を第1方向とは逆の第2方向に移動させ、かつ、打撃子を待機位置で停止させるモータと、を備えた打込機であって、
モータの回転力で回転し、かつ、回転力を打撃子の移動力に変換する回転要素と、
回転要素の回転状態を検出する検出部と、
モータの回転力で打撃子が第2方向に移動している際に、モータを停止する信号を出力して回転要素を停止させることにより、打撃子を待機位置に停止させるモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、回転要素の回転状態に基づいて、モータを停止する信号を出力するタイミングを定める、打込機。制御部67は、検出部、モータ制御部の一例である。
(第5事項)
第5事項は、第4事項に加えて、
前記モータ制御部は、回転要素の回転速度が高くなる程、モータを停止する信号を出力するタイミングを早くする、打込機。
第5事項は、第4事項に加えて、
前記モータ制御部は、回転要素の回転速度が高くなる程、モータを停止する信号を出力するタイミングを早くする、打込機。
(第6事項)
第6事項は、第4事項または第5事項に加えて、待機位置は、打撃子が第1方向に移動しても打撃子が止具を打撃しない位置である、打込機。
第6事項は、第4事項または第5事項に加えて、待機位置は、打撃子が第1方向に移動しても打撃子が止具を打撃しない位置である、打込機。
打込機は、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、ベローズとピストンとを接続し、ベローズ内に圧力室を形成することも可能である。ベローズを用いる場合、打撃子の移動をガイドするガイド部材は、シリンダに代えてレールを用いればよい。第1駆動部は、圧力室に代えて、金属製のバネまたは合成ゴムを用いることも可能である。アナログ信号を出力するセンサは磁気センサであればよく、ホール素子を有するセンサの他、磁気抵抗効果素子を有するセンサでもよい。また、アナログ信号を出力するセンサは、磁気センサの他、レーザ光センサ、マイクロ波センサでもよい。
制御部は、プロセッサ、制御回路、記憶装置、モジュール及びユニット等のうち、少なくとも1つの要素により実現可能である。第1判断部及び第2判断部は、単数の要素、または、複数の要素の何れにより構成されていてもよい。打撃部を第2方向に移動するモータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータは、ブラシ付きモータまたはブラシレスモータの何れでもよい。電動モータの電源部は、直流電源または交流電源のいずれでもよい。電源部は、ハウジングに対して着脱可能なものと、ハウジングに対して電力ケーブルを介して接続されるものと、を含む。電源部は二次電池に替えて一次電池でもよい。
変換機構は、ラック・アンド・ピニオン機構の他、牽引機構、カム機構を含む。牽引機構は、モータの回転力をケーブルを介して打撃部に伝え、打撃部を牽引して第2方向に移動させる。カム機構は、モータの回転力で回転する回転要素に、外径が緩やかに変化する環状のカム面を形成したものである。打撃部は、カム面に接触する接触子を設ける。本実施形態で開示する回転要素は、ギヤ、プーリ、ローラ、遊星歯車機構のキャリヤ、円板部材を含む。被打込材は、床、壁、天井、柱、屋根を含む。被打込材の材質は、木材、コンクリート、石膏を含む。
10…打込機、11…ハウジング、12…打撃部、13…ノーズ部、15…電動モータ、16…減速機構、17…変換部、26…圧力室、32…射出部、37…射出路、50…ピンホイール、54…トリガ、57…トリガセンサ、59…釘、60…マガジン、61…フィーダ、63…残量検出センサ、64…プッシュレバ、67…制御部、69…プッシュセンサ、70…位置検出センサ、83,95,102…永久磁石。
Claims (14)
- 止具を打撃する打撃部と、前記打撃部を移動可能に支持する本体部と、前記本体部に移動可能に設けられた移動体と、前記移動体の状態に応じて信号を発生する信号発生部と、前記信号発生部からの信号に基づき前記信号発生部の状態を判断する判断部と、前記判断部の判断に基づき前記打撃部の移動を制御する制御部と、を備えた打込機であって、
前記判断部は、前記信号発生部からの前記信号が第1範囲にあるときに前記信号発生部は正常と判断し、
前記判断部は、前記信号が第1範囲と異なる第2範囲にあるときに前記信号発生部が異常と判断し、
前記制御部は、前記信号発生部が正常と判断されると前記信号の強度に基づく制御を行い、
前記制御部は、前記信号発生部が異常と判断されると前記打撃部を停止する、打込機。 - 前記本体部は、マイクロプロセッサを備え、
前記判断部及び前記制御部は、前記マイクロプロセッサの制御回路によりそれぞれ実現される、請求項1記載の打込機。 - 前記打撃部は、前記本体部に対して第1方向及び前記第1方向とは逆の第2方向に移動可能であり、
前記打撃部を前記第1方向に移動させて前記打撃部により前記止具を打撃させる第1駆動部と、
前記打撃部を前記第2方向に移動させる第2駆動部と、
が設けられている、請求項1または2記載の打込機。 - 前記第2駆動部は、
モータと、
前記モータの回転力で回転する回転要素と、
前記回転要素の回転力を、前記打撃部を前記第2方向に移動させる力に変換する変換部と、
を含む、請求項3記載の打込機。 - 前記信号発生部は、
磁石と、
前記磁石が形成する磁界の状態に応じたアナログ電圧を発生するホール素子と、
を含み、
前記信号は、前記アナログ電圧である、請求項1乃至4の何れか1項記載の打込機。 - 前記移動体は、初期位置から移動可能であり、
前記信号発生部は、前記移動体が前記初期位置で停止している際に前記磁石が形成する磁界に応じて前記第1範囲の信号を発生する、請求項5に記載の打込機。 - 前記第2範囲に相当する前記アナログ電圧は、前記第1範囲に相当する前記アナログ電圧よりも低い範囲、または、高い範囲の何れか一方を含む、請求項5または6に記載の打込機。
- 前記ホール素子は、前記移動体の移動方向に複数配置されている請求項5乃至7の何れか1項記載の打込機。
- 前記移動体の状態は、前記移動体の位置、前記移動体の移動量、前記移動体の移動速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項1乃至8の何れか1項記載の打込機。
- 前記移動体は、前記本体部に対して移動可能なプッシュレバを含み、
前記プッシュレバは、前記止具を打ち込む対象物に押し付けられる際及び前記対象物から離れる際に移動し、
前記移動体の状態は、前記プッシュレバの位置、前記プッシュレバの移動量、前記プッシュレバの移動速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項1乃至9の何れか1項記載の打込機。 - 前記本体部は、
前記打撃部を収容したハウジングと、
前記ハウジングに接続され、かつ、作業者が手で握るハンドルと、
を有し、
前記移動体は、前記ハンドルに移動可能に設けられたトリガを含み、
前記トリガは、作業者から操作力が加えられると前記ハンドルに対して移動し、
前記移動体の状態は、前記トリガの位置、前記トリガの移動量、前記トリガの移動速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項1乃至10の何れか1項記載の打込機。 - 前記移動体は、前記打撃部を含み、
前記移動体の状態は、前記打撃部の位置、前記打撃部の移動量、前記打撃部の移動速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項1乃至10の何れか1項記載の打込機。 - 前記移動体は、前記回転要素を含み、
前記移動体の状態は、前記回転要素の回転方向の位置、前記回転要素の回転量、前記回転要素の回転速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項4記載の打込機。 - 前記本体部に取り付けられるノーズ部と、
前記ノーズ部に形成され、かつ、前記打撃部で打撃される前記止具が通る射出路と、
前記ノーズ部に取り付けられ、かつ、前記射出路に供給する前記止具を収容するマガジンと、
前記マガジンに対して移動可能なフィーダと、
が設けられ、
前記移動体は、前記マガジンに移動可能に設けたフィーダを含み、
前記移動体の状態は、前記フィーダの位置、前記フィーダの移動量、前記フィーダの移動速度のうち、少なくとも一つを含む、請求項1乃至7の何れか1項記載の打込機。
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WO2022075449A1 (ja) * | 2020-10-09 | 2022-04-14 | 工機ホールディングス株式会社 | 作業機 |
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- 2016-12-26 JP JP2016250686A patent/JP2018103291A/ja active Pending
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