JP5146736B2 - 留め具打込機 - Google Patents

Description

本発明は、釘、鋲、ステープル等の留め具を被打込み部材に打込むための留め具打込機に関し、特に、圧縮バネによって付勢されたプランジャを解放してプランジャに取り付けられたブレードに打撃力を与えることによって留め具を打込むバネ駆動式留め具打込機に関するものである。

従来、電動モータによって駆動力が与えられるバネ駆動式留め具打込機が公知である。この種のバネ駆動式留め具打込機は、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打込み方向の下死点側より上死点側へ電動モータの駆動力によって押上げ、引続いて、そのプランジャを上死点側より下死点側へ開放することによって、加速されたプランジャで釘等の留め具を被打込み部材に打込むものである。

一般に、釘打込機では、単発打込みモードまたは連発打込みモードのどちらか一方の動作モードを選択できるようにモード切替えスイッチを備えている。例えば、モード切替えスイッチが単発打込みモードを選択する場合は、釘を射出するノーズ部に設けられたプッシュレバーを初期状態から被打込部材にプッシュさせた状態を維持しながら、トリガスイッチのトリガを引込むことにより一つの釘を発射し、その後、プッシュスイッチおよびトリガスイッチの両者の操作を一旦解放しないと、次の釘を打込むことができない。また、連発打込みモードを選択する場合は、トリガスイッチのトリガを引込んだ状態を維持しながら、プッシュスイッチを被打込部材にプッシュ操作させる度に釘を打込むことができるように構成する。

近時、バネ駆動式留め具打込機において、より大きな釘を打込み可能とするために打込みバネによるプランジャへの付勢力、すなわちバネエネルギーを大きくして打込み打撃力を増大させることが要求されている。しかしながら、バネエネルギーを大きくすると、バネの大きな付勢力に抗して電動モータの駆動力によりプランジャを下死点側から上死点側まで移動させなければならないので、打込み動作のためのプランジャの移動に多くの時間を要することになる。このため、トリガスイッチを引き続けながら被打込み部材に連発打込みモードで釘の打込み動作を行う場合、トリガスイッチの操作から釘の打込み動作の完了までに大きな時間差（タイムラグ）を生ずることとなり、打込みフィーリングが悪化し、さらに、打込み効率が低下するという問題が生ずる。

一方、留め具打込機の信頼性（冗長性）を確保するために、ノーズ部が被打込み部材から離れているときにはプッシュスイッチによって電動モータの駆動を停止させて不用意な打込み動作を積極的に防止することが望ましい。しかし、留め具打込機の使い勝手を向上させるために、トリガスイッチを引込んだままノーズ部を被打込み部材に押し付けてプッシュスイッチを操作させて釘を打つ連発打込みモードが要求される場合がある。特に、バネ駆動式留め具打込機の連発打込みモードでは、作業者がノーズ部に設けられたプッシュレバーを被打込み部材から早く離し過ぎると、電動モータの動作時間を充分に確保できず、バネ圧縮駆動部によるバネ圧縮が不充分になるという問題を生ずる。つまり、圧縮されたバネの解放による釘の打込み終了後も、モータの駆動力により打込みバネを初期状態に圧縮させる必要があるが、早いプッシュスイッチの解放によりモータの動作時間を充分確保できないという問題が生ずる。

さらに、バネ駆動式留め具打込機では、留め具の打込みエネルギーを与えるバネの圧縮駆動は電動モータによって行われる。この電動モータの回転制御は、絶縁ゲート型パワーＦＥＴ等の半導体スイッチング素子のオン／オフ動作によって行われる。また、前記パワー半導体スイッチング素子のオン／オフ動作を時間制御するためのコントローラ（制御回路装置）としては、半導体集積回路装置（ＩＣ）から成るマイコンによって構成される。従って、電動モータによるバネ駆動式では、工具の使用中に発生するかも知れない、モータに電力を供給するパワー半導体スイッチング素子、該パワー半導体スイッチング素子の駆動回路およびその他の制御回路部における半導体素子またはＩＣの熱的破壊等の故障に注意しなければならない。半導体スイッチング素子またはＩＣに熱的破壊等の不良事故が発生した場合、意図せぬ留め具打込み動作を開始し、所定の打込み動作が不可能となる等の打込機の誤動作が発生することも予想され、被加工部材の加工精度および作業効率の低下となる場合がある。

従って、本発明の一つの目的は、上記問題点を解消し、トリガスイッチ、プッシュスイッチ等の操作スイッチの操作に対して時間差なく応答する打込み動作を確保し、打込みフィーリングを向上させたバネ駆動式留め具打込機を提供することにある。

本発明の他の目的は、信頼性の高いバネ駆動式留め具打込機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を説明すれば、以下のとおりである。

本発明の一つの特徴によれば、モータと、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下方向に付勢し、かつ上方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるバネ圧縮駆動部と、を具備する留め具打込機において、留め具の打込み操作に応答して、オンまたはオフの通常の第１の状態から、オフまたはオンの第２の状態へスイッチする第１の操作スイッチおよび第２の操作スイッチと、前記バネ圧縮駆動部の動作を検知するための動作検知スイッチと、互いに電気的に直列接続され、各々が前記モータへの電力供給をオンまたはオフするための第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子をオンまたはオフに制御する第１の制御系回路を含み、かつ前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号および前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子をオンまたはオフに制御する第２の制御系回路を含むコントローラと、を具備し、前記第１の制御系回路は、前記第１および前記第２の操作スイッチの両者を前記第１の状態から前記第２の状態に操作したとき、前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１の操作スイッチまたは前記第２の操作スイッチが該第２の状態から該第１の状態へ復帰した後も、前記第１の半導体スイッチング素子を所定時間、オン状態に保持するように構成されている。

本発明の他の特徴によれば、前記第２の制御系回路は、前記第１の操作スイッチまたは前記２の操作スイッチが前記第２の状態から前記第１の状態へ復帰した後も、前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態に制御し、前記動作検知スイッチが前記バネ圧縮駆動部の動作を検知したとき、前記第２の半導体スイッチング素子をオフ状態に制御するように構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の制御系回路は、前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号を遅延することによって、前記第１の操作スイッチまたは前記第２の操作スイッチが前記第２の状態から前記第１の状態へ復帰した後も、前記第１の半導体スイッチング素子を前記所定時間、オン状態に保持するように構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する時間は、前記第２の制御系回路が前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する時間より長くなるように規定されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する前記所定時間は、前記バネ圧縮駆動部が前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向の所定位置に移動させる時間に対応して規定されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する前記所定時間は、１００ｍｓ乃至５００ｍｓの範囲に規定されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイッチング素子は、それぞれ電界効果型トランジスタにより構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記第１の操作スイッチは、留め具の打込み操作時に把持するトリガの引込み操作によってオンまたはオフするトリガスイッチで構成され、前記第２の操作スイッチは、前記ノーズ部の留め具射出口に設けられたプッシュレバーの操作によってオンまたはオフするプッシュスイッチで構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記バネ圧縮駆動部は、前記回転体の前記所定回転方向の回転により前記プランジャに接続された巻上接続線を巻込むことによって、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるように構成し、前記動作検知スイッチは、前記回転体の回転位置を検知するように構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、モータと、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下死点側方向に付勢し、かつ上死点側方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるバネ圧縮駆動部と、を具備する留め具打込機において、留め具の打込み時に操作するトリガの動作を検知するトリガスイッチと、前記ノーズ部の留め具射出口に設けられたプッシュレバーの動作を検知するプッシュスイッチと、前記バネ圧縮駆動部の動作を検知するための動作検知スイッチと、互いに電気的に直列接続され、それぞれが前記モータへの電力供給をオンまたはオフするための第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、前記トリガスイッチおよび前記プッシュスイッチの入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御し、かつ前記トリガスイッチ、前記プッシュスイッチおよび前記動作検知スイッチの入力信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御するコントローラと、から構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記コントローラは、前記トリガスイッチ、前記プッシュスイッチおよび前記動作検スイッチの入力信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子を、第１の時間、オン状態に制御し、かつ前記トリガスイッチおよび前記プッシュスイッチの前記入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子を、前記第１の時間より長い第２の時間、オン状態に制御することによって、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２のスイッチング素子が共にオン状態にある前記第１の時間、前記モータへ電力を供給するように構成されている。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記バネ圧縮駆動部は、前記第１の時間内において、前記モータの駆動力に基づいて前記回転体を前記所定回転方向へ回転させることによって前記打込みバネを前記上死点側方向へ圧縮し、引続いて、前記モータの駆動力の伝達を前記回転体から切断することによって、該圧縮された打込みバネを前記下死点側方向へ解放、伸長させ、しかる後、前記モータの駆動力に基づいて再び前記回転体を前記所定回転方向へ回転させることによって、前記打込みバネの付勢力に抗して前記プランジャを前記上死点側方向の所定の位置まで圧縮するように構成されている。

本発明の上記留め具打込機によれば、第１の制御系回路は、第１の操作スイッチ（例えば、トリガスイッチ）および第２の操作スイッチ（例えば、プッシュスイッチ）の両者を第１の状態（例えば、オフ状態）から第２の状態（例えば、オン状態）に操作したとき、第１の半導体スイッチング素子（例えば、ＦＥＴ）をオン状態に制御し、第１の操作スイッチまたは前記第２の操作スイッチが該第２の状態（例えば、オン状態）から該第１の状態（オフ状態）へ復帰した後に、第１の半導体スイッチング素子を所定時間、オン状態に保持するので、打込み終了後にプランジャを所定位置に移動させ、打込みバネを所定位置に圧縮できる。これによって、打込み操作スイッチの操作から実際の打込みまでの時間を短縮し、打込みフィーリングを向上させることができる。さらに操作スイッチの操作から打込みまでの時間を短縮できるので、作業効率を向上させることができる。特に、第１の制御系回路が第１の半導体スイッチング素子をオン状態に保持する所定時間または遅延時間は、第２の制御系回路が第２の半導体スイッチング素子をオン状態に保持する時間より長くなるように規定されているので、多数の釘を一連の動作で打てる連発打込みモードの動作時において、タイムラグが少ない打込みフィーリングに優れ、かつ誤動作のない留め具打込機を提供できる。

コントローラは、第１の半導体スイッチング素子を制御する第１の制御系回路と、第２の半導体スイッチング素子を制御する第２の制御系回路は、互いに独立して構成されていることにより、冗長性が上がり、半導体スイッチング素子またはＩＣの故障等に対する信頼性を向上させることができる。

また、コントローラは、第１の操作スイッチ（例えば、トリガスイッチ）と第２の操作スイッチ（例えば、プッシュスイッチ）の両者が第２の状態（例えば、オン状態）にスイッチしたとき、第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御することにより、不意な打込み動作を防止し、信頼性をより確実に確保できる。
本発明のさらに他の目的、ならびにさらに他の特徴は、以下の本明細書の記述および添付図面から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態に係るバネ駆動式の留め具打込機について図面を参照して説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、本発明に係る留め具打込機に関する以下の説明では、留め具が打込まれる水平方向を、便宜上、上下方向として表現するが、特別な実施形態または意図に限定されるものではない。留め具が打込まれる方向を垂直方向に設置した状態でも同様に表現することができ、留め具が打込まれる方向は、いずれも本発明の要旨を限定するものではない。

［留め具打込機の組立構成について］
図１乃至図１２は、実施形態に係る留め具打込機の構造図および回路図を示す。最初に、図１乃至図３を参照して留め具打込機の全体の組立構成について説明する。

留め具打込機１は、胴体ハウジング部２と、胴体ハウジング部２から分岐して設けられたハンドルハウジング部３と、ハンドルハウジング部３の端部に着脱可能に装着され、電動モータ７（図２および図３参照）に電気的接続される電池パック（蓄電池）４と、胴体ハウジング部２における留め具の打込方向の先端側（下端側）に設けられたノーズ（射出部）５と、連結された留め具である釘２３を装填し、ノーズ５の射出部通路５ａ内に留め具２３を一本毎に供給するためのマガジン６とを具備する。

胴体ハウジング部２は、プランジャ８と、プランジャ８に打撃力（弾発力）を与えるための打込みバネ（コイルバネ）９と、モータ７と、モータ７の回転を減速して大きなトルクを得るための減速機構部８０（図３参照）と、モータ７によって駆動され、前記打込みバネ９を圧縮および解放を行うためのバネ圧縮解放機構部８１（以下、単に「バネ圧縮駆動部」と称する）（図３参照）と、後述するコントローラ（制御回路装置）５０（図１１参照）とを内蔵している。バネ圧縮駆動部８１は、後述するように、ワイアまたはロープ（巻上接続線）１６と、ドラム（回転体）１３と、ドラムフック２２と、ピン支持プレート２１と、動力伝達ピン１７と、ガイドプレート１８とを具備する。図３に示すように、回転出力軸１９に対して動作検知スイッチ５６が装着される。動作検知スイッチ５６は、減速機構部８０の回転出力軸１９（ドラム１３）の回転角を検知し、モータ７の停止を制御する機能を有し、ガイドプレート１８（胴体ハウジング部２）に固定されたスイッチ部５６ａと、回転出力軸１９に設置されて回転出力軸１９の所定の回転角で前記スイッチ部をオンまたはオフさせる回転押圧部（カム部）５６ｂとを含むマイクロスイッチによって構成する。動作検知スイッチ５６のオンまたはオフの検知信号は、コントローラ５０（図１１参照）に入力される。

ハンドルハウジング部３は、図１に示されるように、胴体ハウジング部２の側面を基端部として胴体ハウジング部２の外周面から延出されており、その基端部には、モータ７（図２参照）およびコントローラ５０に電気的接続されてモータ７の起動を制御するトリガ１０を有するトリガスイッチ５４が設けられている。ハンドルハウジング部３の端部に設置される電池パック４は、ハンドルハウジング部３内に配された配線によりモータ７およびコントローラ５０に電力を供給する。

マガジン６は、図１に示されるように、ノーズ５に位置する一端からハンドルハウジング部３に位置する他端に延在するように設けられている。マガジン６内には留め具である釘２３が多数本マガジン６の延在方向に連接するように装填されており、連接釘２３は、その最端部が常にノーズ５の射出部通路５ａ内に位置するように、給送部材６ａによってノーズ５側に押圧されている。これによって、射出部通路５ａ内に位置する釘２３は、後述するように、ブレード８ａの先端部がノーズ５の射出部通路５ａ内に移動する際、ブレード８ａの先端部により打撃を受け、ノーズ５の射出部通路５ａより押し出されて被打込み部材（図示なし）に打ち込まれる。また、ノーズ５の射出部通路５ａの長さを打込み釘の長さより長くすることにより、打撃される釘が被打込み部材に接触するまでプランジャ８（ブレード８ａ）を加速させ、これによって、強い打撃力を釘２３に与えることができる。ノーズ５の先端には、ノーズ５の先端が実質的に被打込み部材に当接したことを検知するためのプッシュスイッチ（プッシュレバー）５５が設けられており、コントローラ５０（図１１参照）において、プッシュスイッチ５５は、トリガ１０の操作を検知するトリガスイッチ５４と共にモータ駆動を制御する操作スイッチとして機能し、コントローラ５０にオンまたはオフの制御信号を入力する。

図１に示されるように、プランジャ８は、胴体ハウジング部２内の上死点側と下死点側との間の上方向Ａまたは下方向Ｂで上下移動可能に配置されている。プランジャ８はブレード（ドライバビット）８ａを有し、プランジャ本体８が下死点側（方向Ｂ）に移動したとき、ブレード８ａの先端は、ノーズ５内に画成された釘２３が装填される射出通路部５ａの先端まで延びる。プランジャ８のプランジャプレート８ｂの上死点側上面部と後述するバネ圧縮駆動部８１を囲む壁部２ａとの間には、コイルバネ９が圧縮される状態で設置されている。後述するバネ圧縮駆動部８１によるワイア１６の巻上げ動作によってプランジャ８が上死点側へ巻上げられると、バネ９は、圧縮され、プランジャ８を下死点側方向（打込方向）Ｂに対して、より強い付勢力で押圧する。

図３に示されるように、減速機構部８０は、モータ７に連係して設けられ、モータ７の回転出力軸７ａに取り付けられた第１のプーリー１４と、ベルト４０と、第２のプーリー１５と、遊星ギア１１とから構成されている。第１のプーリー１４と第２のプーリー１５は、モータ７の回転出力軸７ａの回転を第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａにおいてより減速させる第１の減速部を構成する。遊星ギア１１は、第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａに連係された３段の遊星ギア部を含み、第２のプーリー１５の回転出力軸１５ａの回転を遊星ギア１１の回転出力軸１９においてより減速させる第２の減速部を構成する。後述するように、ドラム１３は、遊星ギア１１（第２の減速部）の回転出力軸１９に得られる減速された回転力によって駆動され、ワイア１６を巻上げてプランジャ８を上死点側へ移動させる。この減速機構部８０により、モータ７の回転出力軸７ａにおける回転をドラム１３の回転軸１９において減速するので、その減速した分、ドラム１３の回転軸１９においてモータ７のトルク（回転力）を増幅できる。このため、モータ７として小型のモータを適用してバネ９の圧縮機構部を構成することができる。例えば、モータ７の回転出力軸７ａとドラム１３の回転軸１９（減速機構部８０の回転出力軸１９）との減速比は１５０〜３００である。

図３に示されるように、モータ７の回転出力軸７ａの他端には、胴体ハウジング部２の取付部２ｂに固定された一方向クラッチ（逆回転防止機構）２４が設置されている。一方向クラッチ２４は、後述するように、モータ７（ドラム１３）が正回転方向（Ａ方向）のみに回転することを許容し、逆回転方向（Ｂ方向）の回転を禁止するために設けられるものである。すなわち、モータ７の回転出力軸７ａに、ドラム１３がワイア１６を巻上げる方向Ａとは逆方向Ｂに回転させるようなトルクが加わった場合、そのような逆回転トルクに打勝って、逆方向Ｂの回転を阻止する機能を持たせるものである。勿論、正方向Ａの回転トルクが加わった場合は、損失トルク以上のトルクに対しては、正方向Ａの回転（空転）を許容する。一方向クラッチ２４としては、コロ式（ローラ式）クラッチまたはラチェット式クラッチを適用できる。

［バネ圧縮駆動部８１の組立構成について］
図４乃至図６に示されるように、バネ９の圧縮および解放を行うためのバネ圧縮駆動部８１は、遊星ギア１１の回転出力軸１９の一端を支承するガイドプレート１８と、ピン支持プレート２１と、ドラムフック２２と、ドラム１３と、ピン支持プレート２１にスライド可能に支持された動力伝達ピン１７と、ドラム１３およびプランジャ８を連結するワイア１６とから構成される。

バネ圧縮駆動部８１は、ドラム１３がモータ７の駆動力により所定方向Ａに基準状態（回転角度０度）から所定の回転角度（例えば、２７０度）へ回転しながらワイア１６を巻上げて打込みバネ９を圧縮させる機能を持ち、さらにドラム１３が所定回転角度２７０度に達すると、減速機構部８０の回転出力軸１９とドラム１３の回転軸との結合を切断し、ドラム１３を回転出力軸１９に回転フリーに支持して、逆回転方向Ｂの回転を可能にする機能を有する。ドラム１３が回転フリーに支持されると、バネ９の付勢力によりドラム１３は逆回転方向Ｂに回転し、圧縮されたバネ９が急激に解放され、そのバネエネルギーによって、プランジャ８のブレード８ａは釘２３を打撃する。すなわち、バネ圧縮駆動部８１は、減速機構部８０の回転出力軸１９に得られたモータ駆動力を、ドラム１３に伝達してバネ９を圧縮するか、またはモータ駆動力の伝達を切断して、圧縮されたバネ９を解放する機能を持つ。

バネ圧縮駆動部８１について図４乃至図６を参照してさらに詳細に説明するならば、巻上接続線として一例として使用されるワイア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。ワイア１６の表面には樹脂がコーティングされており、ワイア１６と接触するドラム溝部（谷部）１３ｂの部材等の磨耗を防止している。ドラムフック２２の円筒部の外周面は、ドラム１３の中心穴に圧入され、ドラムフック２２とドラム１３が一体化されている。ドラムフック２２の円筒部の内周面にはベアリング（例えば、ボールベアリング）２２ｂが圧入され、ベアリング２２ｂは回転出力軸１９に設置されている。これにより、ドラム１３およびドラムフック２２は、両者一体となって、回転出力軸１９に対し回動可能に支持される。

動力伝達ピン１７は、ピン支持プレート２１と係合するピンスライド部（溝部）１７ａと、ドラムフック２２のフック部２２ａに係合するピン引掛け部１７ｂとを有する。ピンスライド部１７ａは、ピン支持プレート２１が有するピン支持スライド部２１ａにスライド可能に係合される。また、動力伝達ピン１７は、その側端面がガイドプレート１８のガイド溝１８ａ内の壁部に当接するように設置され、動力伝達ピン１７の移動方向および移動量は、ガイド溝１８ａの平面形状によって制御される。動力伝達ピン１７の他端面であるピン引掛け部１７ｂは、回転出力軸１９の軸方向においてフック部２２ａの高さと同じ高さに設置されており、ピン支持プレート２１と同期して動力伝達ピン１７が回転したときは、ピン引掛け部１７ｂとフック部２２ａが係合する。ピン支持プレート２１は、キー溝２１ｂを有し、回転出力軸１９に設けたキー２０にキー溝２１ｂを係止させ、回転出力軸１９、ピン支持プレート２１および動力伝達ピン１７の三者は、常に同期して回転するように構成されている。

［バネ圧縮駆動部８１の動作について］
図７乃至図１０は、バネ圧縮駆動部８１が動作している場合のドラム１３の回転状態を示す。なお、図７乃至図１０では、説明の便宜上、圧入によってドラムフック２２に結合されたドラム１３を外した状態が示されている。

図７は、ドラムフック２２のフック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が基準状態で、回転角が０度の位置にある場合を示す。この基準状態では、プランジャ８が下死点側に停止している。図８は、フック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が正回転方向Ａに約１３５度回転したときの状態を、図９は、フック部２２ａ（ピン引掛け部１７ｂ）が正回転方向Ａに約２７０度回転したときの状態をそれぞれ示し、図１０は、フック部２２ａがピン引掛け部１７ｂとの係合から解放されて、バネ９によるプランジャ８への付勢力によりドラム１３が逆回転方向Ｂに逆回転している状態を示す。

以上の構成により、バネ９によってバネ付勢させたプランジャ８を、モータ７、減速機構部８０およびバネ圧縮駆動部８１の動作によって、バネ９によるバネ付勢力（弾発力）に抗して上死点側の所定位置へ押し上げ、しかる後、バネ圧縮駆動部８１の動作によって所定の上死点位置まで圧縮したバネ９を解放し、解放時に得られる弾発力（打撃力）をプランジャ８に取り付けられたブレード８ａに作用させ、ブレード８ａから、マガジン６に装填された釘２３へ、打撃力を与えることができる。これによって、ノーズ５より被打込み部材に向けて釘２３を打込むことができる。次に、バネ圧縮駆動部８１の動作について図７乃至図１０を参照してさらに詳細に説明する。

プランジャ８（図１参照）が下死点側に停止している基準状態では、プランジャ８は、バネ９の付勢力によって下死点側へ押し付けられており、ワイア１６を巻上げるドラム１３を駆動するピン引掛け部１７ｂは、図７に示すように、例えば、基準位置にある。作業者が、打込機１のハンドルハウジング部３を把持し、トリガ１０を引込んでトリガスイッチ５４をオンさせ、かつノーズ５の先端に設けられたプッシュスイッチ５５を被打込み部材に押し付けると、後述するコントローラ５０の機能によって、電池パック４からモータ７へ電力が供給され、モータ７（図２および図３参照）が正回転方向Ａに回転する。図３に示すように、モータ７の回転力は、回転出力軸７ａに取り付けられた第１のプーリー１４および第２のプーリー１５と、第１のプーリー１４および第２のプーリー１５間に巻き掛けられたベルト４０とによって構成された第１の減速部の回転出力軸１５ａに伝達され、また３段の遊星ギア１１で構成する第２の減速部によって回転出力軸１９に伝達される。さらに、回転力は、回転出力軸１９に機械的に結合されたピン支持プレート２１および動力伝達ピン１７へ伝達される。このとき、モータ７は正回転方向Ａに回転するので、一方向クラッチ２４が空転し、モータ７の正回転方向Ａの回転を許容する。

図７に示すように、バネ圧縮機構８１の基準状態では、動力伝達ピン１７とフック部２２ａは係合している。このため、ピン支持プレート２１が、モータ７の回転力を受けて回転すると、ドラムフック２２およびドラム１３が正回転方向Ａに回転し、ドラム１３は、その外周面に設けたドラム谷部１３ｂにワイア１６をドラム１３の正回転方向Ａに巻込む。ワイア１６がＡ方向にドラム１３へ巻込まれると、ワイア１６の端部に結合されたプランジャ８は、バネ９の付勢力に抗して上死点側へ押し上げられ、上死点側へ移動しつつ、プランジャ８の上端面に設けたプランジャプレート８ｂによってバネ９をより圧縮する。

図８は、フック部２２ａが図７に示す基準位置から約１３５度回転した状態を示す。ピン支持プレート２１の回転に同期してドラム１３も約１３５度回転して、ワイア１６が巻込まれバネ９が圧縮される。モータ７の回転に基づいて、ピン支持プレート２１が、図８に示す１３５度回転した状態から図９に示す約２７０度回転した状態へ回転するにしたがい、ガイド溝１８ａの内周壁部を規定するガイド突起部１８ｂに動力伝達ピン１７の側端部が接触するようになる。ガイド突起部１８ｂは、平面形状が回転軸中心から径方向に約５〜１５ｍｍ膨らんだ、ほぼ楕円形状を有しており、ピン支持プレート２１が回転するにしたがい、動力伝達ピン１７はガイド突起部１８ｂの外形形状に沿って回転軸１９より遠のく径方向へと移動する。

ピン支持プレート２１が、図７の基準状態より、図９の約２７０度に回転した状態になると、動力伝達ピン１７が径方向に約５〜１５ｍｍ移動し、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの引掛り（係合）が外れる。図９に示すように、ドラム１３が初期状態から約２７０度回転したときに、プランジャ８は、ワイア１６によって上死点側の最高位置（図１３の（ｈ）参照）まで吊り上げられて、バネ９が最も圧縮された状態となる。

図９に示すような約２７０度回転した状態で、動力伝達ピン１７とフック部２２aの引掛りが外れると、圧縮されたバネ９が開放され、バネ９の解放力（弾発力）によってプランジャ８を下死点側へ移動させる。図１０に示すように、プランジャ８が下死点側へ移動すると、ワイア１６に引っ張られてドラム１３およびドラムフック２２が、回転軸１９の正回転方向Ａとは逆方向Ｂへ回転を開始する。

圧縮されたバネ９の解放力によってドラム１３が方向Ｂへ逆回転し、プランジャ８が下死点へ到達すると、プランジャ８に取り付けられたブレード８ａは、ノーズ５の射出部通路５ａを貫通して、釘２３を被打込み部材へ打込むことができる。打込みと同時にドラム１３が基準状態へ戻ると、ドラム１３のドラムダンパ係合部１３ａは図２に示すドラムダンパ１３ｃと係合し、ドラム１３およびドラムフック２２が、図７に示したように、基準位置で再び係合することになる。

後述するように、本発明によれば、釘２３が打込まれた後も、コントローラ５０によって、モータ７は所定時間駆動されるので、動力伝達ピン１７とフック部２２ａが再係合することによって、ドラム１３が方向Ａへ再び正回転し、ワイア１６を巻込み、プランジャ８を所定の位置まで移動し、バネ９が所定の付勢力を持つようにバネ９を圧縮する。本実施態様によれば、ドラム１３の回転角度が約２００度まで回転すると停止スイッチ（動作検知スイッチ）５６が動作してモータ７の運転を停止させ、かつ一方向クラッチ２４（図３参照）が逆回転方向Ｂの回転を阻止するので、打込みサイクルにおける最後のドラム１３の回転は、約２００度の位置で停止し、次の打込みサイクルの初期状態となる。

後述するように、モータ７を停止するタイミングは、動作検知スイッチ５６（図３参照）が、打込み後にドラム１３の正回転方向における所定の回転角度を検知した後に行う。このタイミングは、モータ７が停止しても、モータ７の回転子（図示なし）、遊星ギア１１、回転出力軸１９等の回転慣性により、ドラム１３は回り続けようとするので、前述のようにドラム１３が回転し、プランジャ８を押し上げてバネ９をさらに圧縮しながら停止する。

［コントローラ５０の回路構成について］
次に、コントローラ５０の回路構成について、図１１を参照して説明する。

電池パック４の電池は、例えば、リチウムイオン二次電池からなり、モータ７（例えば、直流モータ）およびコントローラ５０に電力を供給する電源Ｖｃｃとなる。モータ７と電池パック４との間には、互いに直列接続された第１の半導体スイッチング素子５１および第２の半導体スイッチング素子５２が電気的接続されている。例えば、半導体スイッチング素子５１および５２には、Ｎチャンネルの絶縁ゲート型ＦＥＴが適用できる。以下の説明では、第１の半導体スイッチング素子５１および第２の半導体スイッチング素子５２を、それぞれ第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２として記載する。直列接続された一対の第１ＦＥＴ５１および第ＦＥＴ５２の使用によって、どちらか一方の半導体スイッチング素子が熱的破壊等で導通状態に故障しても、不用意な釘の打込み動作を防止できるので、冗長性を高めて高信頼度を得ることができる。コントローラ５０の電源スイッチ６４は、電源スイッチ５９の操作を検知する電源スイッチ検知回路６３の出力によってオンまたはオフに制御され、コントローラ５０への電源を供給または遮断する。

また、コントローラ５０は、第１ＦＥＴ５１を駆動するための第１ＦＥＴ駆動回路６１および第２ＦＥＴ５２を駆動するための第２ＦＥＴ駆動回路６２と、モータ７の回転速度をモータの起電力として検出するモータ電圧検知回路６９と、電源の投入、電池残量、単発／連発モード、および釘残量のそれぞれを表示する表示回路７０と、上記第１ＦＥＴ駆動回路６１の制御信号を形成するための論理回路６０と、上記マガジン６のノーズ部５側端部において給送部材６ａに係合するように設けられ、マガシン６に装填された連接釘２３の残量（例えば、残量０〜５本）を検出する釘残量センサスイッチ５８と、釘残量センサスイッチ５８の出力を検知する検知回路６８と、電源スイッチ５９の投入より所定時間（例えば、１５分）を経過したか否かをカウントする１５分タイマ回路６５と、を具備する。

さらに、コントローラ５０はマイコン５３を具備する。マイコン５３の制御信号として入力される信号は、電池パック４の電圧を検出する電圧検出回路６７と、トリガ１０の引込み操作を検知するトリガスイッチ５４と、ノーズ部５を被打込み部材へプッシュしたか否かの操作を検知するプッシュスイッチ５５と、釘打込み後、ドラム１３の回転が所定の回転角度に復帰したかを検出する動作検知スイッチ（停止スイッチ）５６と、ドラム１３の正回転方向Ａの回転が打込み回転角度（例えば、２７０度）まで回転したことを検出する打込検知スイッチ５７と、単発または連発の釘打込みモードを選択するモードスイッチ６６とからそれぞれ出力される信号である。動作検知スイッチ５６は、釘打込み後に、バネ９の付勢力に抗してプランジャ８が適度な上死点側位置に停止させるように、モータ７の運転を停止させるために設けられる。

マイコン５３は、上記各種の操作スイッチおよび検知回路の入力信号に基づいて、第２ＦＥＴ駆動回路６２へ制御信号を出力し、モータ７の回転制御を適切に行うと同時に、表示回路７０へ各種の表示信号を出力する。また、マイコン５３は、トリガスイッチ５４、プッシュスイッチ５５、モードスイッチ６６からの入力信号がある場合には、１５分タイマ回路６５にカウントリセット信号を出力する。１５分タイマ回路６５は、電源スイッチ６４のオン動作によりコントローラ電源が投入されると、同時に自動的にカウントを開始して１５分経過すると電源スイッチ検知回路６３にコントローラ電源スイッチ６４をオフするよう信号を出力してコントローラの電源を切るように構成されている。

一方、第２ＦＥＴ駆動回路６２および表示回路７０には、マガジン６内の釘残量が少なくなったことを検知する釘残量センサ５８の検知回路６８の出力信号が入力される。釘残量が少なくなった場合、釘が無くなったときの空打込みを事前に防止するために、第２ＦＥＴ駆動回路６２は第２ＦＥＴ５２をオンさせないように制御し、表示回路７０は釘残量が少ないことを表示する。

本発明に従って、論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１は、第１の制御系回路を形成し、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５からの入力信号に基づいて、第１ＦＥＴ５１をオンまたはオフに制御する。また、マイコン５３および第２ＦＥＴ駆動回路６２は、第２の制御系回路を形成し、第２ＦＥＴ５２を制御する。第１の制御系回路によって第１ＦＥＴ５１をオン状態に制御する時間は、上記第２の制御系回路によって第２ＦＥＴをオン状態に制御する時間より長く設定される。

［第１の制御系回路の回路例について］
上記論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１より構成される第１の制御系回路の具体的な回路例を図１２に示す。なお、図１２において、第２ＦＥＴ５２を制御する第２ＦＥＴ駆動回路６２およびその他の回路は省略している。

図１２に示されるように、論理回路６０は、アンド論理回路１６０およびオフ遅延回路２６０から構成されている。論理回路６０の入力部を構成するトリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５は、それらの一端がコントローラ電源Ｖｃｃに接続され、それらの他端が抵抗５４１および５５１を介してグランドに接続されている。抵抗５４１とトリガスイッチ５４との接続点は、マイコン５３およびダイオード１６１のカソードに接続されており、トリガスイッチ５４のオンまたはオフに応答して、電源電位Ｖｃｃまたはグランド電位となり、マイコン５３はトリガスイッチ５４の動作を検知できる。さらに、ダイオード１６１のアノードは、抵抗１６３を介して電源Ｖｃｃに接続され、またオペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）およびダイオード１６２のアノードに接続されている。抵抗１６３の抵抗値は、抵抗５４１に比べて大きい値に設定されており（抵抗５４１の抵抗値の約１０倍）、トリガスイッチ５４がオフ時では、マイコン５３の端子には、電源電圧Ｖｃｃの１０分の一以下の電圧が印加されるので、マイコン５３はオフ状態と認識することができる。トリガスイッチ５４がオン時には、マイコン５３の入力端子には電圧Ｖｃｃが印加されるので、マイコン５３は、トリガスイッチ５４がオン状態と認識することができる。プッシュスイッチ５５、抵抗５５１およびダイオード１６２が形成する入力回路についてもトリガスイッチ５４の入力回路と同様に動作する。

オペアンプ１６６の反転入力端子（−）は、抵抗１６４を介して電源電圧Ｖｃｃに、また抵抗１６５を介してグランドにそれぞれ接続されている。これによって、オペアンプ１６６の反転入力端子（−）には、電圧Ｖｃｃの抵抗１６４と抵抗１６５の分圧比倍の電圧が印加され、分圧電圧は電源電圧Ｖｃｃのほぼ中間電圧に設定される。従って、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５のいずれか一方がオフの場合、抵抗５４１および抵抗５５１の一方、もしくは両方を介してグランドに電流が流れるので、オペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）は、反転入力端子（−）より小さい電圧が印加され、オペアンプ１６６はロー（Ｌｏｗ）レベルを出力する。

逆に、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５の両者がオン状態の場合、ダイオード１６１およびダイオード１６２のカソード端子は電源電圧Ｖｃｃとなるので、ダイオード１６１およびダイオード１６２は共に非導通状態にバイアスされる。その結果、オペアンプ１６６の非反転入力端子（＋）には抵抗１６３を介して電源電圧Ｖｃｃに近い入力電圧が供給され、オペアンプ１６６はハイ（Ｈｉｇｈ）レベルを出力する。このようにして、アンド論理回路１６０は、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５のスイッチ状態のアンド論理を出力する。

オフ遅延回路２６０は、入力用ダイオード２６１と、充電用抵抗２６２と、アンド論理回路１６０のハイレベルの出力電圧を蓄積するためのコンデンサ２６３と、放電用抵抗２６４とを具備する。充電用抵抗２６２とコンデンサ２６３の時定数は、放電用抵抗２６４とコンデンサ２６３の時定数に比べて小さく設定されている。

アンド論理回路１６０がハイレベルの電圧を出力すると、ダイオード２６１および充電用抵抗２６２を介してコンデンサ２６３が比較的速やかに充電され、ハイレベルの出力電圧を出力する。このときの遅延時間はできるだけ短いほうが望ましいが、１０ｍｓから５０ｍｓ程度が適当である。一方、アンド論理回路１６０がローレベルの電圧を出力すると、コンデンサ２６３の電荷は抵抗２６４を介して放電されるが、上述のように、その放電時定数は大きいので遅延時間が長くなる。その遅延時間は１ｓ以下に設定され、特に、１００ｍｓから５００ｍｓの範囲に設定することが望ましい。さらに、この遅延時間は、後述する打込み後のバネ圧縮時間より長い時間に設定される。

第１ＦＥＴ駆動回路６１は、ＰＮＰ型トランジスタ６１４およびＮＰＮ型トランジスタ６１２を具備する。第１ＦＥＴ５１のゲート（制御電極）には分圧抵抗器６１５および６１６が接続され、トランジスタ６１４の負荷抵抗を形成している。トランジスタ６１４がオン状態になれば、第１ＦＥＴ５１がオンするように構成されている。トランジスタ６１４のベースにはベース電流制限用抵抗６１３を通じてＮＰＮ型トランジスタ６１２のコレクタが接続される。ＮＰＮ型トランジスタ６１２のベースはベース電流制限用抵抗６１１を介して前述のオフ遅延回路２６０の出力に接続され、トランジスタ６１２のエミッタはグランドに接続されている。この回路構成により、論理回路６０がハイレベルの電圧を出力するとき、ＮＰＮ型トランジスタ６１２およびＰＮＰ型トランジスタ６１４がオンして、第１ＦＥＴ５１がオンするように動作する。

このような論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１から構成された第１の制御系回路は、オフ遅延回路２６０を有するので、トリガスイッチ５４またはプッシュスイッチ５５のいずれかの操作スイッチ（実施例ではプッシュスイッチ５５）がオフしても、直ちに第１ＦＥＴ５１をオフさせることなく、所定時間Ｔｈ（図１３参照）の間、第１ＦＥＴ５１をオン状態に保持する機能を持つ。これにより、釘打込み後の該所定時間Ｔｈ内おいても、第１ＦＥＴ５１がオン状態に保持されるので、モータ７を駆動して打込みバネ９を圧縮しながらプランジャ８を釘打込み前の所定位置に設定するものである。

［コントローラ５０の動作について］
留め具打込機１を動作させる場合、最初にモードスイッチ６６によって、単発モード（単発打込みモード）または連発モード（連発打込みモード）を選択しておく。本実施態様においては、単発モードの場合、先にプッシュスイッチ５５を被打込み部材へプッシュしておき、次にトリガ１０を引込んでトリガスイッチ５４をオンさせれば、トリガスイッチ５４のオンと同時に一つの釘を打込むことができる。その後、次の二本目の釘を打込む場合は、プッシュスイッチ５５およびトリガスイッチ５４の両者の操作を一旦解放してから、次のプッシュスイッチ５５のプッシュ操作とトリガスイッチのオン操作を繰り返す必要がある。

他方、連発モードを選択した場合は、最初にトリガ１０を引込んでトリガスイッチ５４をオンさせた後、トリガスイッチ５４のオン状態を維持しながらプッシュスイッチ５５を間欠的に被打込み部材へプッシュすることによって、釘を連発的に打込むことができる。この連発モードの動作では、プッシュスイッチ５５を間欠的に被打込み部材へプッシュするオン時間が比較的長くなる、所謂、「連発モードの遅い動作」の場合と、逆に、プッシュスイッチ５５を間欠的に被打込み部材へプッシュするオン時間が比較的短くなる、所謂、「連発モードの速い動作」の場合とがある。本発明を適用すれば、特に、連発モードの速い動作のとき、顕著な効果を得ることができる。以下に、「連発モードの遅い動作」と「連発モードの速い動作」について説明する。

（連発モードの遅い動作）
図１３のタイムチャートは、連続モードの動作において、プッシュスイッチ５５のオン時間が比較的長い場合の動作を示す。

打込み前（時刻ｔ０以前）の初期状態において、図１３の（ｅ）に示すように、バネ圧縮駆動部８１のドラム１３は、図７に示した基準状態（０度の状態）から約２００度回転した状態で止まっている。最初に、時刻ｔ０においてトリガスイッチ５４がオンされる。次に時刻ｔ１において、プッシュスイッチ５５がオンされると、上述したアンド論理回路１６０の入力はトリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５が共にオン状態となるので、その出力は遅延回路２６０によって遅延され、論理回路６０の出力はハイレベルの出力電圧に変化する。その結果、第１ＦＥＴ駆動回路６１のトランジスタ６１２および６１４はオン状態となり、第１ＦＥＴ５１をオンさせる。

一方、第２の制御系回路を構成するマイコン５３も、トリガスイッチ５４とプッシュスイッチ５５のオン状態を検知して、第２ＦＥＴ駆動回路を介して第２ＦＥＴ５２をオンさせる。これによって、時刻ｔ１において第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２の両者はオン状態にスイッチングされるので、モータ７は、電池パック４より電力を供給され、回転を開始する。モータ７が回転すると、モータ７の駆動力が上述した減速機構部８０を介してバネ圧縮駆動部８１のドラム１３に伝達され、ドラム１３が、ワイア１６を巻上げる正回転方向Ａに回転し、ワイア１６を介してプランジャ８を引っ張り上げてバネ９を圧縮する。

時刻ｔ１〜時刻ｔ２において、ドラム１３が図７に示した基準状態から約２７０度回転すると、時刻ｔ２において、図９に示したように、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの係合が外れ、ドラム１３は、モータ７の駆動力を受けることなく、回転軸１９に対して回転フリーの状態となる。つまり、ドラム１３は、バネ圧縮駆動部８１のクラッチ機能によりモータ駆動力の回転出力軸１９より分離される。

この結果、時刻ｔ２〜時刻ｔ３において、バネ９で圧縮されたプランジャ８が開放され、バネ９の付勢力によってプランジャ８のブレード８ａは釘２３を打撃し、被打込み部材へ打込む。このときに、時刻ｔ２においてドラム１３に設けられたドラムダンパ衝突部１３ａ（図２参照）により打込検知スイッチ５７をオン状態とし、釘２３の打込み時を検知する。

釘打込み後の時刻ｔ３において、バネ圧縮駆動部８１の動力伝達ピン１７とフック部２２ａが再係合し、モータ７の駆動力を出力する回転出力軸１９がドラム１３に機械的結合される。このとき、第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴは、共にオン状態にあるので、モータ７の運転を維持し、ドラム１３をワイア巻上げ方向Ａに回転させ、バネ９を再圧縮させる。

時刻ｔ３〜時刻ｔ４において、ドラム１３が基準状態から約１８０度付近まで回転し、打込みバネ９を圧縮すると、時刻ｔ４付近で、動作検知スイッチ（停止スイッチ）５６が所定の時間、オン状態となる。つまり、動作検知スイッチ５６は、ドラム１３の正回転方向Ａの回転角度が１８０度付近まで回転すると、オン状態となる。時刻ｔ４において、回転動作検知スイッチ５６の検知信号は、マイコン５３へ入力され、マイコン５３は、回転動作検知スイッチ５６の検知信号に基づいて、第２ＦＥＴ駆動回路６２を介して第２ＦＥＴ５２をオフ状態に制御し、モータ７への通電を停止させる。

時刻ｔ４においてモータ７への通電が停止しても、時刻ｔ４〜時刻ｔ５において、ドラム１３は、ドラム１３を含むバネ圧縮駆動部８１および減速機構部８０の回転惰性により回転し続けて、バネ９をさらに圧縮する。時刻ｔ５において、ドラム１３の回転速度が０になると、ドラム１３は、バネ９の付勢力により逆回転方向Ｂに逆回転しようとするが、一方向クラッチ２４の機能によりその逆回転が阻止され、ワイア１６を介して、プランジャ８を引っ張った状態で停止、保持される。この停止状態におけるドラム１３の回転角度は約２００度となり、上記初期状態の回転角度に戻る。

そして、時刻ｔ５においてプッシュスイッチ５５がオフ状態になると、論理回路６０は、上述したオフ遅延回路２６０の遅延機能により規定された所定時間Ｔｈ（図１３の（ｃ）参照）、経過した後、時刻ｔ６において第１ＦＥＴをオフ状態にする。この場合、プッシュスイッチ５５がオフ状態に復帰する時刻ｔ５は、第２ＦＥＴ５２がオフする時刻ｔ４より遅い時刻であり、ドラム１３による巻上げ動作が終了した後である。すなわち、プッシュスイッチ５５がオン状態にあった時間（時刻ｔ１〜時刻ｔ５）は、第２ＦＥＴ５２のオン時間Ｔ１より長い時間である。

以上の動作より明らかなように、論理回路６０（第１の制御系回路）を構成するオフ遅延回路２６０は、プッシュスイッチ５５がオフ状態となっても、第１ＦＥＴ５１が直ちにオフされないようにするために設けられ、プッシュスイッチ５５のオフ後の所定時間Ｔｈ、第１ＦＥＴ５１をオン状態に保持させる機能を持つ。これによって、もし、プッシュスイッチ５５が、第２ＦＥＴ５２のオフする時点より以前にオフされても、第１ＦＥＴ５１のオン状態の時間Ｔ２（図１３の（ｃ）参照）が、第２ＦＥＴ５２のオン状態の時間Ｔ１（図１３の（ｄ）参照）より長くなるように保持することが可能となり、モータ７に所定時間（Ｔ１）、電力を供給することが可能となり、これによって、図１３の（ｈ）に示すように、プランジャ８の初期状態の位置（高さ）を、最高位置Ｐｍの１／２以上の位置Ｐｈに制御することが容易となる。特に、第１の制御系回路（論理回路６０および第１ＦＥＴ駆動回路６１）による所定時間Ｔｈのオン状態保持機能は、次に述べるプッシュスイッチ５５のオン時間が第２ＦＥＴ５２のオン時間Ｔ１より短い、「連発モードの速い動作」の打込みにおいて、有利な効果を奏する。

（連発モードの速い動作）
図１４は、連発モードの速い動作に係るタイムチャートを示す。時刻ｔ１０〜時刻ｔ１６における動作は、上述した図１３を参照した動作説明と同様に説明することができる。つまり、図１４の時刻ｔ１０〜時刻ｔ１６は、図１３の時刻ｔ０〜時刻ｔ６に対応して説明できる。この場合、図１４のタイムチャートでは、プッシュスイッチ５５が時刻ｔ１４でオフされ、第２ＦＥＴ５２がオフされる時刻ｔ１５以前に、オフ状態に復帰されている。つまり、プッシュスイッチ５５のオン時間（ｔ１１〜ｔ１４）は、第２ＦＥＴ５２のオン時間Ｔ１より短い時間となっている。

連発動作においては、多くの釘を短時間に打込むために、作業者が釘打込機１のノーズ５を打込み直後に次の場所へ直ちに移動させようとするので、前回の釘打込み直後におけるバネ９の圧縮動作中に、時刻ｔ１４において、ノーズ５を被打込み部材より遠ざけてプッシュスイッチ５５をオフさせることがある。この場合、もしプッシュスイッチ５５のオフ操作に基づいて、時刻ｔ１４において、直ちに第１ＦＥＴがオフされるとすれば、モータ７の給電が直ちに停止されることになるので、ドラム１３の回転角が１８０度以下で停止され、バネ９の圧縮が不充分となってしまう結果となり、連続する次の打込み動作における打込み動作時間が長くなり、打込みフィーリングが低下することになる。本発明によれば、このような打込みフィーリングの悪化が防止される。

すなわち、論理回路６０における上記オフ遅延回路２６０の機能により、時刻ｔ１４において、プッシュスイッチ５５がオフしても、オフ遅延回路２６０のオフ遅延時間Ｔｈ（図１４の（ｃ）参照）は、第１ＦＥＴ５１のオン状態を保持（継続）し、結果的に、第１ＦＥＴ５１のオン時間Ｔ２は、第２ＦＥＴ５２のオン時間Ｔ１（図１４の（ｄ）参照）より長く制御できるので、第２ＦＥＴがオン状態にある時間Ｔ１は第１ＦＥＴ５１も常にオン状態にあり、モータ７に電力を供給することができる。これによって、モータ７は、図１４の（ｅ）に示すように、ドラム１３を初期状態の約２００度の角度まで回転させ、プランジャ８の初期状態の位置（高さ）を、図１４の（ｈ）に示すように、最高位置Ｐｍの１／２以上の位置Ｐｈに制御できる。

図１４の（ｈ）に示すように、プランジャ８を所定位置Ｐｈまで引っ張りあげることにより、バネ９を所定の圧縮力を持つように圧縮できる。その結果、次の打込みサイクルにおいて釘を打込むときに、トリガスイッチ５４とプッシュスイッチ５５を検知して釘打ち動作開始の時刻ｔ１１から、釘を打込み完了する時刻ｔ１２までの所要時間を短縮することができ、打込みフィーリングを向上させることができる。

また、本発明に係る上記構成によれば、万が一、第１ＦＥＴ５１、第２ＦＥＴ５２のうちの一方が、半導体素子の不良事故に多い、熱破壊等によるオン故障が発生しても、モータ７の異常な動作が防止できるので、信頼性を確保することができる。

さらに、操作スイッチであるトリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５のオン故障と、第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２のオン故障は、マイコン５３に診断機能をもたせて検出してもよい。例えば、トリガスイッチ５４およびプッシュスイッチ５５の故障検出は、マイコン５３のコントローラ電源の投入後、マイコンのリセット機能により初期状態にリセットできたか否かを検出して、もし初期状態にリセットできない場合は故障状態として検出してもよい。

第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴ５２のオン故障は、例えば、故障診断ルーチンを設け、第１ＦＥＴ５１および第２ＦＥＴのゲート電極の一方にオン信号、他方にオフ信号をそれぞれ交互に入力し、モータ電圧検知回路６９により第１ＦＥＴ５１と第２ＦＥＴ５２の直列回路の電圧が、ハイレベルの電圧か、ローレベルの電圧であるかを検出して、もしローレベルのドレイン電圧が検出されれば、一方のＦＥＴがオン故障であると検出できる。この場合、オフ信号を入力したゲート電極を持つＦＥＴ側がオン故障であると判断できる。リセットルーチンまたは故障診断ルーチンで故障が検出されれば、検出信号に基づいて、照明用ライトまたは表示用ライトに点滅表示、またはブザー音の発生などによる異常報知をすることが可能であり、さらに、その検出信号に基づいてマイコン５３による打込み動作を禁止することも可能である。

以上の実施形態より明らかにされるように、本発明によれば、モータ駆動用の少なくとも一対の半導体スイッチング素子とそれらを制御する一対の制御系回路の使用により打込機の停止状態における信頼性を維持しつつ、打込み終了後において打込み用バネを、所定の打込みエネルギーを持つように確実に圧縮することができるので、打込み前のバネ圧縮時間を短縮できる。これによって、トリガスイッチおよびプッシュスイッチ等の操作スイッチの操作から実際の釘打込みまでの動作時間を短縮することができ、打込みフィーリングを向上させることができる。特に、本発明の構成によれば、マガジンに装填された多数の釘を、一連の動作で打込みする連発モード時における動作に有効となり、タイムラグを低下させて、打込みフィーリングの良好なモータ駆動によるバネ駆動式留め具打込機を提供できる。

なお、本発明の上記実施態様では、操作スイッチとしてトリガスイッチおよびプッシュスイッチを適用した場合について述べたが、他の操作スイッチを適用することができる。また、トリガスイッチをプッシュスイッチに優先させて操作させた場合について述べたが、プッシュスイッチを優先させて操作させても同様に構成できる。さらに、トリガスイッチおよびプッシュスイッチは、通常はオフ状態にあるノーマリオフ型スイッチを使用したが、通常はオン状態にあるノーマリオン型スイッチを適用してもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本発明の実施形態に係る留め具打込機の部分断面を含む側面図。 図１に示した留め具打込機の部分断面を含む上面図。 図１に示した留め具打込機の部分断面を含む後面図。 図３に示した留め具打込機を構成するバネ圧縮駆動部の斜視図。 図４に示したバネ圧縮駆動部を一部展開した斜視図。 図４に示したバネ圧縮駆動部の全体を展開した斜視図。 図５に示したバネ圧縮駆動部の基準状態を示す斜視図。 図５に示したバネ圧縮駆動部の１３５度回転した状態を示す斜視図。 図５に示したバネ圧縮駆動部の２７０度回転した状態を示す斜視図。 図５に示したバネ圧縮駆動部の逆回転した状態を示す斜視図。 図１に示した留め具打込機に使用されるコントローラのブロック図。 図１に示したコントローラに使用される論理回路の一例を示す回路図。 本発明の実施形態に係る留め具打込機の連発打込みモードにおける遅い動作時のタイムチャート。 本発明の実施形態に係る留め具打込機の連発打込みモードにおける速い動作時のタイムチャート。

符号の説明

１：留め具打込機 ２：胴体ハウジング部 ２ａ：壁部 ２ｂ：取付部
３：ハンドルハウジング部 ４：電池パック ５：ノーズ
５ａ：射出部通路 ６：マガジン ６ａ：給送部材 ７：モータ
７ａ：回転出力軸 ８：プランジャ ８ａ：ブレード
８ｂ：プランジャプレート ９：バネ（コイルバネ） １０：トリガスイッチ
１１：遊星ギア １２：ダンパ １３：ドラム（回転体）
１３ａ：ドラムダンパ係合部 １３ｂ：ドラム谷部 １３ｃ：ドラムダンパ
１４：第１のプーリー １５：第２のプーリー 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：ガイド突起部
１９：減速機構部の回転出力軸 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 ２３：釘（留め具）
２４：一方向クラッチ ４０：ベルト ５０：コントローラ
５１：第１の半導体スイッチング素子（第１ＦＥＴ）
５２：第２の半導体スイッチング素子（第２ＦＥＴ） ５３：マイコン
５４：トリガスイッチ（第１の操作スイッチ）
５５：プッシュスイッチ（第２の操作スイッチ）
５６：動作検知スイッチ（停止スイッチ） ５６ａ：スイッチ部
５６ｂ：回転押圧部（カム部） ５７：打込検知スイッチ
５８：釘残量検知スイッチ ５９：電源スイッチ ６０：論理回路
６１：第１ＦＥＴ駆動回路（第１半導体スイッチング素子駆動回路）
６２：第２ＦＥＴ駆動回路（第２半導体スイッチング素子駆動回路）
６３：電源スイッチ検知回路 ６４：コントローラ電源スイッチ
６５：１５分タイマ ６６：単発／連発モードスイッチ
６７：電池電圧検知回路 ６８：センサ検知回路 ８０：減速機構部
８１：バネ圧縮駆動部 １６０：アンド論理回路部
１６１、１６２：ダイオード １６３、１６４、１６５：抵抗
１６６：オペアンプ ２６０：オフ遅延回路 ２６１：ダイオード
２６２：抵抗 ２６３：コンデンサ ２６４：抵抗 ５４１、５５１：抵抗
６１１：抵抗 ６１２：ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ ６１３：抵抗
６１４：ＰＮＰ型バイポーラトランジスタ ６１５、６１６：抵抗

Claims (12)

1. モータと、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下方向に付勢し、かつ上方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるバネ圧縮駆動部と、を具備する留め具打込機において、
   留め具の打込み操作に応答して、オンまたはオフの通常の第１の状態から、オフまたはオンの第２の状態へスイッチする第１の操作スイッチおよび第２の操作スイッチと、前記バネ圧縮駆動部の動作を検知するための動作検知スイッチと、互いに電気的に直列接続され、各々が前記モータへの電力供給をオンまたはオフするための第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子をオンまたはオフに制御する第１の制御系回路を含み、かつ前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号および前記動作検知スイッチの検出信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子をオンまたはオフに制御する第２の制御系回路を含むコントローラと、を具備し、
   前記第１の制御系回路は、前記第１および前記第２の操作スイッチの両者を前記第１の状態から前記第２の状態に操作したとき、前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御し、前記第１の操作スイッチまたは前記第２の操作スイッチが該第２の状態から該第１の状態へ復帰した後も、前記第１の半導体スイッチング素子を所定時間、オン状態に保持することを特徴とする留め具打込機。
2. 前記第２の制御系回路は、前記第１の操作スイッチまたは前記２の操作スイッチが前記第２の状態から前記第１の状態へ復帰した後も、前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態に制御し、前記動作検知スイッチが前記バネ圧縮駆動部の動作を検知したとき、前記第２の半導体スイッチング素子をオフ状態に制御することを特徴とする請求項１に記載された留め具打込機。
3. 前記第１の制御系回路は、前記第１および前記第２の操作スイッチの操作に応答した入力信号を遅延することによって、前記第１の操作スイッチまたは前記第２の操作スイッチが前記第２の状態から前記第１の状態へ復帰した後も、前記第１の半導体スイッチング素子を前記所定時間、オン状態に保持することを特徴とする請求項１または請求項２に記載された留め具打込機。
4. 前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する時間は、前記第２の制御系回路が前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する時間より長くなるように規定されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された留め具打込機。
5. 前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する前記所定時間は、前記バネ圧縮駆動部が前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向の所定位置に移動させる時間に対応して規定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載された留め具打込機。
6. 前記第１の制御系回路が前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態に制御する前記所定時間は、１００ｍｓ乃至５００ｍｓの範囲に規定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載された留め具打込機。
7. 前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイッチング素子は、それぞれ電界効果型トランジスタにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一つに記載された留め具打込機。
8. 前記第１の操作スイッチは、留め具の打込み操作時に把持するトリガの引込み操作によってオンまたはオフするトリガスイッチで構成され、前記第２の操作スイッチは、前記ノーズ部の留め具射出口に設けられたプッシュレバーの操作によってオンまたはオフするプッシュスイッチで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載された留め具打込機。
9. 前記バネ圧縮駆動部は、前記回転体の前記所定回転方向の回転により前記プランジャに接続された巻上接続線を巻込むことによって、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるように構成し、前記動作検知スイッチは、前記回転体の回転位置を検知するように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載された留め具打込機。
10. モータと、ノーズ部に留め具を供給するマガジンと、上死点および下死点間で上下動可能に配設され、かつ前記ノーズ部に供給される前記留め具を打込むためのブレードを有するプランジャと、前記プランジャを下死点側方向に付勢し、かつ上死点側方向へ圧縮可能に配設された打込みバネと、前記モータの駆動力に基づいて所定回転方向に回転する回転体を含み、前記プランジャを前記打込みバネの圧縮方向に移動させるバネ圧縮駆動部と、を具備する留め具打込機において、
    留め具の打込み時に操作するトリガの動作を検知するトリガスイッチと、前記ノーズ部の留め具射出口に設けられたプッシュレバーの動作を検知するプッシュスイッチと、前記バネ圧縮駆動部の動作を検知するための動作検知スイッチと、互いに電気的に直列接続され、それぞれが前記モータへの電力供給をオンまたはオフするための第１の半導体スイッチング素子および第２の半導体スイッチング素子と、前記トリガスイッチおよび前記プッシュスイッチの入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御し、かつ前記トリガスイッチ、前記プッシュスイッチおよび前記動作検知スイッチの入力信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子をオン状態またはオフ状態に制御するコントローラと、を設けたことを特徴とする留め具打込機。
11. 前記コントローラは、前記トリガスイッチ、前記プッシュスイッチおよび前記動作検知スイッチの入力信号に基づいて前記第２の半導体スイッチング素子を、第１の時間、オン状態に制御し、かつ前記トリガスイッチおよび前記プッシュスイッチの前記入力信号に基づいて前記第１の半導体スイッチング素子を、前記第１の時間より長い第２の時間、オン状態に制御することによって、前記第１の半導体スイッチング素子および前記第２のスイッチング素子が共にオン状態にある前記第１の時間、前記モータへ電力を供給することを特徴とする請求項１０に記載された留め具打込機。
12. 前記バネ圧縮駆動部は、前記第１の時間内において、前記モータの駆動力に基づいて前記回転体を前記所定回転方向へ回転させることによって前記打込みバネを前記上死点側方向へ圧縮し、引続いて、前記モータの駆動力の伝達を前記回転体から切断することによって、該圧縮された打込みバネを前記下死点側方向へ解放、伸長させ、しかる後、前記モータの駆動力に基づいて再び前記回転体を前記所定回転方向へ回転させることによって、前記打込みバネの付勢力に抗して前記プランジャを前記上死点側方向の所定の位置まで圧縮することを特徴とする請求項１１に記載された留め具打込機。

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