JP5248244B2 - 燃焼式打込装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼式打込装置に関し、特に、混合燃料の点火精度を向上させる際に用いて好適なものである。

従来より、内燃機関を備えた燃焼式打込装置が広く知られている。燃焼式打込装置は、内燃機関の内部に燃焼室を備え、内燃機関の駆動サイクルに合わせて燃料を燃焼室に供給させる。燃焼式打込装置では、燃焼室内の燃料を燃焼させることで、ピストンと一体構造を成すドライビングバーを往復運動させ、釘又は鋲等の打込体に対してドライビングバーの先端を打撃させ、これにより、当該打込体が被加工物に打ち込まれる。また、燃焼式打込装置では、充電可能とされる小型バッテリーが装着されており、商用電源を供給させるケーブルとの接続が不要とされ、作業性の向上が図られている。

かかる燃焼式打込装置は、バッテリー電源と、トリガ機構と、燃料タンクと、ファン及びファンモータと、点火プラグと、制御部等から構成される。バッテリー電源は、制御部を介してファンモータ又は点火プラグに電力を供給する。トリガ機構は、トリガとトリガの動作を検知するトリガスイッチとから成り、トリガスイッチから供給されたトリガ信号を制御部へ出力させる。ファンモータは、ファンを軸着させた駆動軸を備え、制御部の指令に応じて適宜に駆動し、これにより、燃焼室内では、供給された燃料が攪拌され、混合燃料が生成される。点火プラグは、電圧が印加されると、プラグギャップに放電を発生させ、燃焼室内の混合燃料に点火作用を与える。制御部は、所定の動作に応じてファンモータを駆動させる。また、かかる制御部は、内部回路として構成された点火電力供給回路を備え、当該点火電力供給回路を駆動させることにより、点火プラグを放電させる。かかる点火電力供給回路は、複数のトランス及びこれを駆動させるスイッチング素子を備え、バッテリー電源の供給電圧を昇圧させる。そして、かかる構成とされた制御部では、操縦者の要求動作に応じ、所定の放電タイミングにて点火プラグを放電させ、混合燃料を爆発燃焼させる。

図１１では、点火動作を行う場合における、制御部の挙動が示されている。先ず、燃焼式打込装置は、被加工物に対してノーズ部が押し当てられると、図１１（ａ）に示す如く、かかる動作の信号が制御部に供給されてファンモータが駆動される。このとき、燃料は、燃料タンクから燃焼室に供給され始め、図１１（ｅ）に示す如く、燃焼室で生成された混合燃料のガス濃度が経過時間に比例して上昇する。その後、操縦者によってトリガ機構が操作されると、図１１（ｂ）に示す如く、制御マイコンにトリガ信号が送信される。これに応じて、制御部では、図１１（ｃ）に示す如く、制御マイコンから点火部駆動信号を生成出力させる。そして、点火電力供給回路では、図１１（ｄ）に示す如く、点火部駆動信号に応じてバッテリー電源の供給電圧を昇圧させ、これによって得られた点火電圧を点火プラグに印加させる。このとき、燃焼式打込装置では、図１１（ｅ）に示す如く、点火部駆動信号が出力されてから放電待機時間ＴＬの経過を待って、燃焼室内の混合燃料を点火させる。尚、図１１（ｅ）には、下限濃度Ｌｄが示されており、かかる下限濃度Ｌｄは、適正なガス濃度の下限閾値を示したものである。そして、当該下限濃度Ｌｄより高値の領域ではガス濃度が適正値とされるので、かかるガス濃度に調整された混合燃料では、当該混合燃料の点火確率（以下、点火精度という）が格段に上がり、これにより、安定的な燃焼が実現される。即ち、図１１（ｅ）では、混合燃料のガス濃度が下限濃度Ｌｄを上回る状態に調整されてから、放電待機時間ＴＬの終点が到来しているので、混合燃料は、点火プラグが放電する際、高い点火精度で燃焼される。

しかし、バッテリー電源の供給電圧が何らかの原因で変動し当該供給電圧が偶発的に上昇する場合、点火電力供給回路では、トランスに流れる電流値が増大するので、当該トランスに蓄積されるエネルギーの増加速度が上昇する。このとき、かかる点火電力供給回路では、トランスに流れる電流を急変動させて誘導起電力を取得するが、当該誘導起電力が早期の時間帯で所望値に到達してしまうので、所望の誘導起電力を得るに要する放電待機時間ＴＬが短縮されることとなる。図１２では、かかる如く放電待機時間が短縮してしまう場合における、制御部の挙動が示されている。先ず、燃焼式打込装置は、被加工物にノーズ部が押し当てられると、ファンモータが駆動される。このとき、混合燃料のガス濃度が経過時間に比例して上昇する。その後、トリガ機構が操作されると、制御部にトリガ信号が送信される。これに応じて、制御部では、図１２（ｃ）と同様に、点火部駆動信号を生成出力させる（図１２ｃ参照）。但し、供給電位が高い同図に係る状態では、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、点火部駆動信号の終了を待たずに点火電力供給回路が駆動され、放電待機時間ＴＬ’は、先の放電待機時間ＴＬと比較して減少する。このとき、図１２（ｅ）では、混合燃料のガス濃度が下限濃度Ｌｄを上回る前に、放電待機時間ＴＬ’の終点が到来している。即ち、かかる状態の燃焼式打込装置では、放電待機時間ＴＬ’が短縮されるので、放電時迄にガス濃度が十分な値に達していない。従って、供給電圧が高くなる場合の燃焼式打込装置では、かかる現象により、混合燃料の点火精度が著しく低下し、点火プラグが放電されても、失火等の点火不良とされる場面が頻発するとの問題が指摘されていた。

そこで、特願２００７−２３３４７８号公報（特許文献１）では、かかる問題を改善ささせる技術の一例が紹介されている。特許文献１の燃焼式打込装置では、制御部等を始めとする前述同様の機構的構成を備え、制御マイコンによって点火部駆動信号のデューティー比又はパルスのピッチを適宜に変動させ、これにより、燃焼式打込装置では、点火プラグの放電される時刻が混合燃料の適正ガス濃度に至る時刻と一致するように制御され、燃焼室において混合燃料が確実に点火されることとなる。

特願２００７−２３３４７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、点火プラグが放電する放電開始時刻と混合燃料のガス濃度が適正濃度に到達する時刻とを一致させる制御が必要となるので、常に、制御マイコンでは、点火部駆動信号のデューティー比又はパルスのピッチをこれらの条件に適合させる制御動作が要求されるとの問題が生じる。

このとき、点火プラグが放電する放電開始時刻と混合燃料のガス濃度が適正濃度に到達する時刻等をリアルタイムで算出し、これに基づいて点火部駆動信号の波形を成形させるフィードバック制御を採用すると、かかる情報を高速処理させ得る制御マイコンが必要となり、装置の高コスト化に繋がるとの問題が生じる。

一方、点火プラグが放電する放電開始時刻と混合燃料のガス濃度が適正濃度に到達する時刻等を予め複数の条件に対応させてメモリ回路に格納させ、当該メモリ回路から必要な情報を取得し点火部駆動信号を生成させるフィードフォワード制御を採用すると、点火部駆動信号を生成させるための情報が膨大となり、大容量のメモリ回路が必要となるとの問題が生じる。

本発明は上記課題に鑑み、簡素な制御処理によって混合燃料の点火精度を向上させ得る燃焼式打込装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成とする。即ち、バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
前記制御部は、前記点火要求信号に呼応して点火部駆動信号を出力させる信号制御回路と、前記点火部駆動信号を受信し前記点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記点火部駆動信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記点火部駆動信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることとする。

また、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成としても良い。即ち、バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
前記制御部は、前記バッテリー電源の電力供給を許可させる電源供給許可信号を前記点火信号に呼応して出力させる信号制御回路と、前記電源供給許可信号を受信し点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記電源供給許可信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記電源供給許可信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることとする。

更に、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成としても良い。即ち、バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃料供給部の燃料供給開始時刻を報知させる供給時刻報知部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
前記制御部は、前記点火要求信号に呼応して点火部駆動信号を出力させる信号制御回路と、前記点火部駆動信号を受信し前記点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記点火部駆動信号の出力開始時刻から起算して出力停止時刻迄に至る信号出力時間を前記電圧値に基づいて定める出力時間規定手段と、前記適正濃度到達時間及び前記信号出力時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記点火部駆動信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることとする。

更にまた、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成としても良い。即ち、バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃料供給部の燃料供給開始時刻を報知させる供給時刻報知部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
前記制御部は、前記バッテリー電源の電力供給を許可させる電源供給許可信号を前記点火信号に呼応して出力させる信号制御回路と、前記電源供給許可信号を受信し点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記電源供給許可信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記電源供給許可信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることとする。

好ましくは、前記一定時間は零秒間であることとする。
より好ましくは、前記点火タイミング演算手段は、前記燃料供給開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの燃料供給時間を演算させる処理と、前記燃料供給開始時刻から起算して前記点火要求信号の出力開始時刻に至る迄の遅延時間を演算させる処理と、前記燃料供給時間及び前記遅延時間に基づいて定まる前記適正濃度到達時間を演算させる処理と、を実行させることとする。
更に好ましくは、前記適正濃度到達時間は、前記燃料供給時間と前記遅延時間との差分値によって算出されることとする。

本発明に係る燃焼式打込装置によれば、点火部駆動信号は、制御マイコンによって適宜に演算されたオフセット時間の経過後に出力されるので、燃焼させる際に好適な混合ガスのガス濃度到達時刻に、点火プラグを放電させることができる。

また、点火部駆動信号を出力させるマイコンを用いる場合、当該点火部駆動信号は、出力が開始されてから出力が停止される迄の信号出力時間のみがコントロールされることに伴い、当該信号のデューティー比又はパルスのピッチを変動させることが不要となるので、フィードバック制御を行う場合には、制御マイコンの演算処理に係る負担が低減され、フィードフォワード制御させる場合には、メモリ回路における点火部駆動信号の波形に関する使用領域が低減される。

以下、本発明に係る実施の形態につき図面を参照して説明する。図１及び図２では本実施の形態に係る燃焼式釘打装置（特許請求野範囲における燃焼式打込装置）の断面構造が示されている。尚、図１には、混合燃料を燃焼させる燃焼室Ｃｏｍｂが密閉状態とされた場面が示されており、図２には、燃焼室Ｃｏｍｂが開放状態とされた場面が示されている。図示の如く、燃焼式釘打装置１００は、受動機構１１０とファン機構１２０と燃料供給機構１３０とリンク機構１４０とトリガ機構１５０とバッテリー電源１６０と制御部１７０とノーズ機構１８０とマガジン機構１９０とから構成されている。このうち、受動機構１１０とファン機構１２０と燃料供給機構１３０とリンク機構１４０とトリガ機構１５０と制御部１７０とは、ハウジング１００ａの内部にそれぞれ格納されている。

受動機構１１０は、シリンダ１１１とピストン１１２とドライビングバー１１３とＯリング１１４及び１１５とバンパー１１６とから構成されている。シリンダ１１１は、ピストン１１２の摺動を可能とさせる円筒壁が形成されている。また、円筒壁の外面には、ピストン１１２の上死点の近傍にＯ−リング溝が成形され、Ｏ−リング１１５が設けられる。更にＯ−リング溝のノーズ機構側には、可動スリーブ１４１を案内させるリブが成形されている。更に、ピストン１１２の下死点の近傍にバンパー１１６が配置される。加えて、ピストン１１２の下死点より更にノーズ機構側には、バネ１４４を格納させる空間部Ｒが成形され、フランジ１８０ａとの接合面には、接合ボルトＳＢに螺合されるタップが適宜に成形される。併せて、シリンダ１１１の円筒壁には、ピストン１１２の下死点位置よりファンモータ側へ図示されない排気孔が設けられ、当該排気孔には、円筒壁の外面にそれぞれ安全弁が設けられている。かかる構成により、シリンダ１１１は、排気孔を介して、燃焼後の混合燃料（以下、燃焼ガスと呼ぶ）を円筒壁の外部へ一方向的に排出させる。ピストン１１２は、シリンダ１１１における円筒壁の内径に適合した薄板円筒体に形成されている。また、薄板円筒体の側面には、Ｏ−リング溝が成形され、Ｏ−リング１１４が設けられる。そして、かかるピストン１１２は、Ｏ−リング１１４を介してシリンダ１１１に嵌入され、ピストン１１２を境に燃焼ガスの流出入をシールさせる。更に、ピストン１１２のノーズ機構側には、ドライビングバー１１３が一体的に設けられ、ドライビングバー１１３は、ノーズ機構１８０の挿通孔に摺動自在に挿通される。

ファン機構１２０は、隔壁１２１とモータカバー１２２と点火プラグ（特許請求の範囲における点火部）１２３とファンモータ１２４とファン１２５とモータキャップ１２７と通気カバー１２８とから構成される。隔壁１２１は、ファンモータ１２４の一部を収容する円筒部１２１ａと、燃焼ガスを排出させる換気孔１２１ｂと、燃料の導通経路とされる燃料供給路Ｒａとが成形されている。モータカバー１２２は、点火プラグ１２３を収容するプラグ収容部と、ファンモータ１２４の駆動軸を燃焼室Ｃａｍｂに臨ませる状態で固定するモータ収容部と、Ｏ−リング１２９を収容させるＯ−リング溝と、可動スリーブ１４１を案内させるリブ１２２ｃと、混合燃料の導通経路とされる燃料供給路Ｒｂとが成形されている。点火プラグ１２３は、プラグギャップが設けられ、供給された電位の印加状態に応じて、ギャップ間に放電を発生させる。ファンモータ１２４は、印加電圧に応じて駆動軸にトルクを発生させ、駆動軸に接続されたファン１２５を回転させる。そして、点火プラグ１２３及びファンモータ１２４は、隔壁１２１とモータカバー１２２とによって形成されたそれぞれの収容空間へ適宜に収容される。また、図示の如く、モータキャップ１２７は、内筒部が隔壁１２１の円筒部１２１ａに嵌着され、外筒部が通気カバー１２８に嵌着される。これにより、通気カバー１２８は、モータキャップ１２７によって位置決めされ、隔壁１２１の外周面へ嵌め込まれる。

燃料供給機構１３０は、燃料タンク（特許請求の範囲における燃料供給部）１３１と燃料バルブ１３２とから構成される。燃料タンク１３１は、常に、燃料バルブ１３２に高圧燃料を加圧した状態で接続され、燃料バルブが作動すると、高圧燃料が燃料バルブ１３２の吐出口から所定量射出される。かかる燃料バルブ１３２では、ヘッドスイッチ１４２と連動する機構（図示なし）が設けられ、ヘッドスイッチ１４２のスイッチ部が押圧されると同時にバルブが開く様に動作する。図示の如く、燃料バルブ１３２の吐出口は、ハウジング１００ａに設けられた燃料供給経路Ｒｃに接続されるため、射出された高圧燃料は、燃料供給経路Ｒｃ及びＲｂ及びＲａを経由して、燃焼室Ｃｏｍｂへと導かれる。そして、燃焼室内の高圧燃料は、ファン１２５によって空気と共に攪拌され、これにより、混合燃料が生成される。

リンク機構１４０は、可動スリーブ１４１とノーズスイッチ１４２（特許請求の範囲における供給時刻報知部）と伝達部１４３とバネ１４４とガイドロッド１４５とから構成される。可動スリーブ１４１は、ノーズ機構側及びファン機構側にそれぞれ円筒状の開口部が設けられ、シリンダ１１１に成形されるリブの外周面とモータカバー１２２に成形されるリブ１２２ｃの外周面とによって摺動自在に嵌入される。ここで、可動スリーブ１４１は、ファンモータ側の隔壁１２１に当接された場合、双方の開口部がＯ−リング１１５及び１２９によってシールされる。即ち、可動スリーブ１４１及びシリンダ１１１及びピストン１１２及びモータカバー１２２によって形成される燃焼室Ｃａｍｂは、可動スリーブ１４１の端部が隔壁１２１に当接する場合、密閉状態に保たれる。また、ロックバー１４１ａは、可動スリーブ１４１に固定されると共に、ハウジング１００ａに一体成形された案内部１００ｂの孔部に挿通される。かかる構成により、ロックバー１４１ａは、可動スリーブ１４１と協動してスライドされる。ノーズスイッチ１４２は、隔壁１２１の内部に配置される。そして、常時ＯＦＦのプッシュ機構が設けられ、可動スリーブ１４１によってプッシュ機構が押圧された場合に、制御部１７０へＨｉｇｈ信号を送信する。ノーズスイッチ１４２から出力された信号は、ファンモータ１２４を駆動させる際に用いられる。伝達部１４３は、板状体から成り、一方では可動スリーブ１４１に固定され、他方では付勢板１４３ａに一体成形されている。かかる付勢板１４３ａは、キリ穴を具備するボス部１４３ｂとドライビングバー１１３を遊嵌させる貫通穴とが成形されている。バネ１４４は、図示の如く配置され、外力が付与されない状態では伝達部１４３をノーズ機構側に付勢させる。ガイドロッド１４５は、ノーズボディ１８１の図示されない挿通孔へ摺動自在に挿入され、一端がコンタクト部１８２に固定され、他端が付勢板１４３ａのボス部１４３ｂに嵌着される。かかる構成を具備するリンク機構１４０は、コンタクト部１８２に接触が無い場合、可動スリーブ１４１をノーズ機構側にスライドさせ、コンタクト部１８２に接触が有る場合、かかるコンタクト部がファン機構側に押し込まれ、これに連動して、可動スリーブ１４１をファン機構側にスライドさせる。

トリガ機構１５０は、トリガスイッチ（特許請求の範囲における点火指令部）１５１とトリガ１５２と受動部１５３と回動部１５４とから構成される。トリガスイッチ１５１は、プッシュ機構が設けられ、かかるプッシュ機構が押圧された際にＬｏｗ状態とされたトリガ信号（特許請求の範囲における点火要求信号）を制御部１７０へ出力する。そして、トリガスイッチ１５１は、プッシュ機構をトリガ１５２へ対抗させる状態にてハウジング１００ａに固定される。図示の如く、トリガ１５２は、ファン機構方向にスライド可能な状態で、グリップ１００ｃの根本部にレイアウトされる。このとき、トリガ１５２は、バネ１５２ａによってノーズ機構側に付勢される。受動部１５３は、一端がトリガ１５２に接続され、他端がピンを介して回動自在に回動部１５４と接続される。回動部１５４は、略扇状の板体に成形され、ピンを介して回動自在にハウジング１００ａへ接続される。かかる構成を具備するトリガ機構１５０は、トリガ１５２がファン機構側へ引き込まれると、受動部１５３が回動部１５４に対して反時計回り方向の回転力を与える。このとき、図２に示す如く、可動スリーブ１４１がノーズ機構側にポジショニングされる場合、これに連動し、ロックバー１４１ａもノーズ機構側にスライドされ、トリガ１５２のスライド動作がロックされる。また、図１に示す如く１可動スリーブ１４１がファン機構側にポジショニングされる場合、ロックバー１４１ａもファン機構側にスライドされ、これにより、トリガ１５２のスライド動作が許可される。

バッテリー電源１６０は、充電電池が樹脂成形体１６１の内部に格納されている。かかる樹脂成形体１６１は、ラッチ機構１６２が設けられ、着脱自在にハウジング１００ａに取付けられる。また、充電電池は、樹脂成形体１６１がハウジング１００ａに取付けられると、双方の電極が制御部１７０の電源端子に接続される。尚、本実施例において、充電電池は、ニッケル水素電池を採用することとする。但し、かかる充電電池は、これに限定することなく、リチウム電池又はニッケルカドミウム電池等を用いても良い。

制御部１７０は、所望の回路素子が実装された回路基板によって構成され、グリップ１００ｃの内部に格納される。かかる回路基板は、配線を介して、トリガスイッチ１５１及びノーズスイッチ１４２及び点火プラグ１２３及びファンモータ１２４に接続される。そして、回路基板は、充電電池から電源が供給され、トリガスイッチ１５１及びノーズスイッチ１４２の信号に基づき、点火プラグ１２３及びファンモータ１２４を適宜に駆動させる。尚、制御部１７０の構成及び作用については、追って詳述することとする。

ノーズ機構１８０は、ノーズボディ１８１とコンタクト部１８２とから構成される。ノーズボディ１８１は、フランジ部１８１ａと砲身部１８１ｂとノーズ部１８１ｃとが一体的に成形され、砲身部１８１ｂと同軸状に貫通孔１８１ｄが設けられている。図示の如く、フランジ部１８１ａは、フロントカバー１００ｄ及び接合ボルトＳＢによって、ハウジング１００ａ及びシリンダ１１１に係合される。砲身部１８１ｂには、釘等の打込体を逐次供給させるマガジン機構１９０が接続され、打釘毎に新たな釘が貫通孔１８１ｄへ装填される。ノーズ部１８１ｃは、コンタクト部１８２が遊嵌されており、砲身部１８１ｂの軸方向へ摺動自在に取り付けられている。かかるコンタクト部１８２は、ファン機構側に押し込まれると、ガイドロッド１４５を介して外力を伝達し、可動スリーブをファン機構側へスライドさせる。尚、本実施の形態では、釘を打込材として説明しているが、これに限らず、鋲又は鋲螺又はこれに類する締結材を用いても良い。

かかる機構１１０〜１８０に基づいて、燃焼式釘打装置１００は以下の如く動作する。図１に示す如く、コンタクト部１８２の先端がノーズ部１８１ｃの先端と一致する程度までファン機構側に押し込まれる場合、ガイドロッド１４５がバネ１４４の付勢力に対抗して付勢板１４３ａにファン機構方向の力を伝達する。そして、伝達部１４３がこれに連動し、可動スリーブ１４１の端面が隔壁１２１に当接され、燃焼室Ｃｏｍｂが密閉状態とされる。ノーズスイッチ１４２では、可動スリーブ１４１の端面によってプッシュ機構が押圧され、Ｈｉｇｈ信号が制御部１７０に送信される。これにより、制御部１７０は、ノーズスイッチ１４２の信号に基づいてファン１２５を駆動させる。このとき、燃焼室Ｃｏｍｂでは、供給された高圧燃料がファン１２５によって攪拌され、混合燃料が生成される。一方、トリガ機構１５０では、ロックバー１４１ａがファン機構側にシフトしているので、トリガ１５２の引き込み動作が許可されている。かかる状態においてトリガ１５２を引いた場合、トリガスイッチ１５１からＬｏｗ信号が制御部１７０に送信され、点火プラグ１２３のプラグギャップでは放電を開始する。これに応じて、燃焼室内の混合燃料が爆発燃焼し、混合燃料の熱膨張が急激に発生する。これにより、砲身部１８１ｂへ装填された釘は、ドライビングバー１１３の先端によって打撃され、被加工物に向けて射出される。その後、燃焼室Ｃｏｍｂの燃焼ガスは、図示しない排気孔からシリンダ１１１の外部に放出され、かかる燃焼ガスは、換気孔１２１ｂ及び通気カバー１２８のスリットを介して大気へと導かれる。このとき、燃焼室Ｃｏｍｂでは低密度の気体が急冷されて負圧状態となるので、ピストン１１２及びドライビングバー１１３は、燃焼前の元のポジションに復帰する。

打釘後において燃焼式釘打装置１００のコンタクト部１８１を被加工物から離すと、図２に示す如く、コンタクト部１８２の先端では被加工物面の抗力から開放され、付勢板１４１ａがバネ１４４によってノーズ機構側にシフトされる。このとき、ノーズスイッチ１４２はＯＦＦ状態に切り換えられファン１２５が停止する。また、燃焼室Ｃｏｍｂは、残存している燃焼ガスをモータカバー１２２のリブ１２３ｃの隙間から排出し換気が行われる。更に、かかる如く可動スリーブ１４１がノーズ機構側にシフトされた状態では、図示の如く、ロックバー１４１ａもノーズ機構側にシフトされるので、トリガ機構１５０はロックされた状態とされる。即ち、コンタクト部１８１ｃが再び被加工物に押し当てられる迄、トリガ機構１５０のロック状態が維持される。

図３では、本実施例に用いられる制御部の機能ブロック図が示されている。図示の如く、制御部１７０は、分圧回路１７１と制御マイコン（特許請求の範囲における信号制御回路）１７４とメモリ１７４ａと点火電力供給回路１７５とファンモータ駆動回路１７６とから構成されている。尚、同図には、ノーズスイッチ１４２とトリガスイッチ１５１と点火プラグ１２３とファンモータ１２４とファン１２３とが便宜的に追加図示されている。

分圧回路１７１は、バッテリー電源１６０から印加される供給電圧の電圧値を検出し、これによって得られた供給電圧を分圧値として変換させ制御マイコン１７４に出力させる。

制御マイコン１７４は、分圧回路１７１から受信した供給電圧の値に呼応して点火部駆動信号を適宜に変更し、点火電力供給回路１７５に対して点火部駆動信号を出力する。また、この他、ファンモータを駆動させるパルス信号等も出力させる。制御マイコン１７４には、ＣＰＵ及びクロック回路及びＡＤ変換回路が内蔵されている。又、メモリ回路１７４ａを更に内蔵させても良い。そして、制御マイコン１７４では、入力された種々の信号をＡＤ変換させ、ここで生成されたデジタル信号に基づいてメモリ回路１７４ａに格納されたプログラムの処理手順に従い、ＣＰＵにて各データを適宜に演算処理させ、これにより、種々の信号を生成し外部へ出力させる。具体的に説明すると、制御マイコン１７４は、電源電圧検出手段と点火タイミング演算手段とオフセット時間演算手段とを具備する。ここで、電源電圧検出手段は、ＡＤ変換回路によってバッテリー電源の電圧値をＡＤタイミング毎に検出する。点火タイミング演算手段及びオフセット時間演算手段は、ＡＤ変換されたデジタルデータに基づいて所定の時間を算出させる。

メモリ回路１７４ａは、バッテリー電源の電圧値の情報と当該電圧値に対応する信号出力時間の情報とが少なくとも格納されている。このとき、後述する放電準備時間Ｔｇの情報も併せて格納させておくのが好ましい。

点火電力供給回路１７５は、適正混合燃料内で放電可能な点火電位Ｖｓを点火プラグ１２３に対して供給させる。これにより、点火電力供給回路１７５は、燃焼室Ｃｏｍｂ内の混合燃料を失火の無い状態で点火させ、ピストン１１２に対して確実に衝撃力を与えることが可能とされる。尚、点火電位Ｖｓとは、適正混合燃料内でプラグギャップ間に絶縁破壊を生じせしめる印加電圧をいう。

ファンモータ駆動回路１７６は、ノーズスイッチ１４２から送信されたＨ−Ｌ信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。即ち、コンタクト部１８２が被加工物に押し当てられない場合、ノーズスイッチ１４２ではリンク機構１４０によってＯＦＦ状態に切替えられＬｏｗ信号を出力する。このとき、制御マイコン１７４ではノーズスイッチ１４２のＬｏｗ信号を受信しファンモータ駆動回路１７６を停止させる。これにより、ファンモータ駆動回路１７６では、ファンモータ１２４に供給するバッテリー電源を遮断しファン１２３を停止させる。一方、コンタクト部１８２が被加工物に押し当てられると、ノーズスイッチ１４２ではリンク機構１４０によってＯＮ状態に切替えられＨｉｇｈ信号を出力する。このとき、制御マイコン１７４ではノーズスイッチ１４２のＨｉｇｈ信号を受信しファンモータ駆動回路１７６を駆動させる。これにより、ファンモータ駆動回路１７６では、バッテリー電源をファンモータ１２４に印加しファン１２３を駆動させる。かかるノーズスイッチ１４２は、コンタクト部１８２が被加工物に押し当てられると同時に信号を出力させるので、燃料タンクの燃料供給開始時刻を報知させる機能も担う。

図４では、本実施例に係る制御部の回路構成が示されている。図示の如く、制御部１７０には、バッテリー電源１６０の両端電極が接続され、電力が供給されている。そして前述の如く、制御部１７０は、分圧回路１７１と制御マイコン１７４とメモリ１７４ａと点火電力供給回路１７５とファンモータ駆動回路１７６とから構成されている。また、本実施例では制御マイコン１７４として複数の機能的回路を集積させたワンチップＩＣが採用され、かかる制御マイコン１７４には、メモリ１７４ａが一体的に構成されている。従って、制御マイコン１７４に駆動電源を与えるため、制御部１７０には、バッテリー電源１６０の供給電源を適宜に調整させる定電圧回路１７８が追加されている。

分圧回路１７１は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２から成る分圧抵抗がバッテリー電源１６０の両端電極に接続されている。そして、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の間に設けられた信号ラインが制御マイコン１７４に接続され、バッテリー電源１６０から供給される供給電圧の値を制御マイコン１７４に出力する。

制御マイコン１７４には、複数のポートＰ１〜Ｐ７が設けられている。ポートＰ１には、定電圧回路１７８が接続され、制御マイコン１７４自身の駆動電源Ｖｃｃが印加される。ポートＰ２には、ノーズスイッチ１４２が接続され、ノーズスイッチ１４２のＯＮ／ＯＦＦ状態を報知させる信号が印加される。ポートＰ３には、分圧回路１７１の信号ラインが接続され、バッテリー電源１６０から供給される供給電圧の電圧値Ｖｒｅｆが印加される。ポートＰ４には、トリガスイッチ１５１が接続され、トリガ１５２を引いたか否かを知らせるトリガ信号Ｓｔｒが印加される。ポートＰ５には、点火電力供給回路１７５と接続され、当該点火電力供給回路１７５に対して点火部駆動信号Ｓｉｇを出力させる。かかる点火部駆動信号は、制御マイコン１７４が駆動されることにより適宜な波形が成形される。この波形成形処理については、図５にて詳述することとする。ポートＰ６には、ファンモータ駆動回路１７６が接続され、ファンモータ１２４を駆動させるＨ−Ｌ信号を出力させる。ポートＰ７では、グランドＧＮＤにアースされ、Ｖｓｓを出力させる。

点火電力供給回路１７５は、第１のトランスＴ１とスイッチング素子ＳＷと第１ドライブ回路１７５ａと保護回路１７５ｂと第２のトランスＴ２と第２ドライブ回路１７５ｃとから構成される。

第１のトランスＴ１は、一次コイルＬａの一方がバッテリー電源１６０の正極に接続され、一次コイルＬａの他方がスイッチング素子ＳＷのコレクタ端子に接続される。また、二次コイルＬｂの一方が順方向に配列されたダイオードＤ３を介して第２ドライブ回路１７５ｃに接続され、二次コイルＬｂの他方がバッテリー電源１６０の負極に接続される。尚、バッテリー電源１６０の負極は、図示の如くアースされる。

スイッチング素子ＳＷは、トランスＴ１に直接接続されるため耐圧性の高い素子が選択され、本実施例において、バイポーラトランジスタ又はこれを用いたダーリントントランジスタ等の素子が採用される。但し、設計条件に準え、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ又はサイリスタ等のスイッチング素子を採用しても良い。かかるスイッチング素子ＳＷは、ベース端子に第１ドライブ回路１７５ａが接続され、コレクタ端子に第１のトランスＴ１が接続され、エミッタ端子にバッテリー電源１６０の負極が接続される。そして、スイッチング素子ＳＷは、ベース端子に印加された駆動信号に応じて、コレクタ端子からエミッタ端子に通過する電流（以下、コレクタ電流と呼ぶ）を制御又は遮断させることにより、第１のトランスＴ１を制御させる。

第１ドライブ回路１７５ａは、複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ８と、スイッチング素子Ｓ１及びＳ２と、コンデンサＣ１とから構成される。抵抗Ｒ１及びＲ２から成る分圧抵抗Ｒｓ１は、一端がポートＰ１に接続され、他端がバッテリー電源１６０の負極に接続される。スイッチング素子Ｓ１は、コレクタ端子が抵抗Ｒ３を介してバッテリー電源１６０の正極に接続され、エミッタ端子がバッテリー電源１６０の負極に接続され、ベース端子が分圧抵抗Ｒｓ１の分圧点に接続される。抵抗Ｒ４及びＲ５から成る分圧抵抗Ｒｓ２は、一端がスイッチング素子Ｓ１のコレクタ端子に接続され、他端がバッテリー電源１６０の負極に接続される。スイッチング素子Ｓ２は、コレクタ端子が抵抗Ｒ６を介してバッテリー電源１６０の正極に接続され、エミッタ端子がバッテリー電源１６０の負極に接続され、ベース端子が分圧抵抗Ｒｓ２の分圧点に接続される。また、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ７とから成る並列回路は、一端がスイッチング素子Ｓ２のコレクタ端子に接続され、他端がスイッチング素子ＳＷのベース端子に接続される。更に、抵抗Ｒ８は、スイッチング素子ＳＷのベース端子とバッテリー電源１６０の負極との間に介挿される。そして、かかる構成を具備する第１ドライブ回路１７５ａでは、微弱電流とされた点火部駆動信号を、耐圧性の高いスイッチング素子ＳＷを駆動可能とさせる駆動信号に変換させる。

保護回路１７５ｂは、ダイオードＤ１及びＤ２から構成される。ダイオードＤ１は、アノード側がバッテリー電源１６０の負極に接続され、カソード側がスイッチング素子ＳＷのベース端子に接続される。また、ダイオードＤ２は、アノード側がバッテリー電源１６０の負極に接続され、カソード側がスイッチング素子ＳＷのコレクタ端子に接続される。そして、かかる構成により、負極側電源ラインの急激な電位上昇が生じた場合でも、スイッチング素子ＳＷが適切に保護される。

第２ドライブ回路１７５ｃは、抵抗Ｒ９及びＲ１０と、ツェナーダイオードＤｚと、サイリスタＳ３と、ダイオードＤ４と、コンデンサＣ２とから構成される。抵抗Ｒ９及びＲ１０から成る分圧抵抗Ｒｓ３は、一端がバッテリー電源１６０の負極に接続され、他端がツェナーダイオードＤｚのアノード側に接続される。かかるツェナーダイオードＤｚは、ブレークダウン電圧が１４０（Ｖ）〜１５０（Ｖ）程度の素子が選択されており、カソード側がダイオードＤ３に接続される。サイリスタＳ３は、アノード側がダイオードＤ３に接続され、カソード側がバッテリー電源１６０の負極に接続され、ゲート端子が分圧抵抗Ｒｓ３の分圧点に接続される。また、ダイオードＤ４は、サイリスタＳ３に対して逆方向となる状態にて並列接続される。更に、コンデンサＣ２は、一端がダイオードＤ３に接続され、他端が第２のトランスＴ２に接続される。かかる構成により、第２ドライブ回路１７５ｃでは、トランスＴ１で励起された昇圧電位が印加され、コンデンサＣ２に電荷を蓄積させる。そして、コンデンサＣ２の両端電極の電位差がツェナーダイオードＤｚのブレークダウン電圧に到達すると、コンデンサＣ２から開放された電荷によって分圧抵抗Ｒｓ３に電流が流れ、サイリスタをＯＮ状態にさせる。これにより、コンデンサＣ２及び一次コイルＬｃの蓄積エネルギーを瞬時に解放させる。

第２のトランスＴ２は、一次コイルＬｃの一方が第２ドライブ回路１７５ｃのコンデンサＣ２に接続され、一次コイルＬｃの他方がバッテリー電源１６０の負極に接続される。また、二次コイルＬｄの一端が点火プラグ１２３に接続され、二次コイルＬｄの他端がバッテリー電源１６０の負極に接続される。そして、かかる構成により、第２のトランスＴ２では、第２ドライブ回路１７５ｃによって一次コイルＬｃの蓄積エネルギーが瞬時に解放されるので、二次コイルＬｄにて昇圧電位が励起され点火プラグ１２３を放電させる。尚、かかる昇圧電位は、ツェナーダイオードＤｚのブレークダウン電圧と第２のトランスＴ２の相互インダクタンスとによって定まり、適正混合燃料内で放電可能とされるように、点火プラグ１２３に生じる点火電位Ｖｓに応じて設計される。尚、適正混合燃料とは、燃焼可能なガス濃度に到達した混合燃料をいい、具体的には、燃焼可能とされるガス濃度の範囲のうち、下限濃度Ｌｄを上回っている状態の混合燃料を指す。

図５（１）に示す如く、燃焼式釘打装置１００のトリガ１５３を引くと、トリガスイッチ１５１から制御マイコン１７４に対してＬｏｗ状態とされたトリガ信号Ｓｔｒが入力される。ここで、トリガ信号ＳｔｒがＨｉｇｈ（以下、Ｈ）→Ｌｏｗ（以下、Ｌ）に切り替わる時刻を点火要求信号の出力開始時刻ｔａとし、トリガ信号ＳｔｒがＬ→Ｈに切り替わる時刻を点火要求信号の出力停止時刻ｔｂとする。図５（２）には、バッテリー電源の供給電圧Ｖｒｅｆが電圧値Ｖ１とされる場合における、点火プラグ１２３を放電させ得る点火部駆動信号Ｓｉｇの波形が示されている。かかる点火部駆動信号Ｓｉｇは、複数のパルス信号から構成され、点火部駆動信号Ｓｇｉの出力開始時刻ｃから起算して出力停止時刻ｄに至るまでの時間、即ち、信号出力時間Ｔｋ１の間で出力される。このとき、図５（３）に示す如く、点火部駆動信号Ｓｉｇの波形に応じてスイッチング素子ＳＷにはコレクタ電流Ｉｓ１が流れる。かかるコレクタ電流Ｉｓ１は、点火部駆動信号Ｓｉｇのパルス波形に応じて複数のパルス電流が発生し、パルス電流に応じてコイルにエネルギーが蓄積されるので、後段のパルス電流Ｉｎの方がより大きな電流値とされる。尚、かかるコレクタ電流Ｉｓ１にあっても、図示の如く、信号出力時間Ｔｋ１の間で出力される。パルス電流Ｉ１〜Ｉｎは、トランスＴ１を介してコンデンサＣ２へパルス電流毎に電荷を蓄積させてゆく。そして、最後段のパルス電流Ｉｎが流れる際、コンデンサＣ２では、ツェナーダイオードＤｚのツェナー電位に到達し、これにより、点火プラグ１２３では放電を行う。即ち、信号出力時間Ｔｋ１は、バッテリー電源の供給電圧が電圧値Ｖ１とされる場合において、点火プラグ１２３を確実に放電せしめる時間長とされる。

一方、図５（４）には、電圧値Ｖ２とされる場合における、点火プラグ１２３を放電させ得る点火部駆動信号Ｓｉｇの波形が示されている。ここで、電圧値Ｖ２は電圧値Ｖ１より低い値であることとする。かかる点火部駆動信号Ｓｉｇは、先の点火部駆動信号より更に多いパルス信号から構成され、信号出力時間Ｔｋ２もこれに応じて長時間化される。このとき、図５（５）に示す如く、コレクタ電流Ｉｓ２は、点火部駆動信号Ｓｉｇのパルス波形に応じて複数のパルス電流が発生し、コンデンサＣ２では、ツェナーダイオードＤｚのツェナー電位に到達し、これにより、点火プラグ１２３では放電を行う。先にも述べたように、信号出力時間Ｔｋ２は、バッテリー電源の供給電圧が電圧値Ｖ２とされる場合において、点火プラグ１２３を確実に放電せしめる時間長とされる。

また、バッテリー電源の供給電圧がＶ２より更に小さい場合、かかる場合の電圧値に応じて、信号出力時間Ｔｋをより長時間に設定させると良い。更に、バッテリー電源の供給電圧がＶ２より大きい場合、かかる場合の電圧値に応じて、信号出力時間Ｔｋを短時間に設定させると良い。そして、適宜な信号出力時間Ｔｋに設定された点火部駆動信号Ｓｉｇは、電圧値Ｖ１の変動に応じたコレクタ電流を制御させ、これにより、点火プラグを放電させる。

上述したバッテリー電源の電圧値及び点火部駆動信号の信号出力時間Ｔｋは、図６に示す如く、供給電圧Ｖｒｅｆの電圧値毎にメモリ１７５ａに格納される。そして、制御マイコン１７４では、受信した供給電圧Ｖｒｅｆの電圧値を受信すると、メモリ１７４ａにアクセスし、当該供給電圧の値に対応した信号出力時間を選択し、点火部駆動信号を所望の波形形状にて点火電力供給回路１７５へ出力させる。尚、ここでは、メモリ回路を用いた点火部駆動信号のフィードフォワード制御を説明したが、これに限らず、適宜な演算回路を設けることにより、リアルタイムで点火部駆動信号の波形を演算処理させ、当該点火部駆動信号のフィードバック制御を実施することも可能である。また、かかるメモリ回路１７５ａには、信号出力時間Ｔｋに応じて定まる放電準備時間Ｔｇが格納されている。当該放電準備時間Ｔｇにあっても、供給電圧Ｖｒｅｆの電圧値に対応したものが選択される。

図７には、制御マイコン１７４の処理動作を表すフローチャートが示されている。先ず、図７（ａ）を参照して、制御マイコン１７４のメインルーティン処理について説明する。ここでは、制御マイコン１７４の動作によって、電源電圧検出手段による処理が実現される。図示の如く、燃焼式釘打装置に設けられた電源スイッチ（図示なし）をＯＮにセットすると、バッテリー電源の電力が制御マイコン１７４へ供給され、制御マイコン１７４がスタンバイ状態とされる。このとき、制御マイコン１７４では、入力されたバッテリー電源の電圧値をＡＤタイミング毎に検出し、当該電圧値を更新させていく（Ｓ１０１）。

次に、図７（ｂ）を参照して、メインルーティン処理の途中で割り込んで起動されるサブルーティン処理について説明する。メインルーティン処理がループしている間に燃焼式釘打装置のノーズが被打込体にコンタクトすると、前述の如く、ノーズスイッチ１４２がＯＮ状態に切り替わる。このとき、制御マイコン１７４では、ノーズスイッチの信号を受信すると、制御マイコンの処理手順を規定するプログラムによって、サブルーティンに係るプログラムを起動させる（Ｓ２０１）。

その後、操縦者によってトリガ機構１５０が引かれると、制御マイコン１７４では、トリガ信号Ｓｔｒを受信し（Ｓ２０２）、これに基づいて、点火タイミング演算手段（２０３）及びオフセット時間演算手段（Ｓ２０５／Ｓ２０６）等にて算出される各時間パラメータを演算処理させる。先ず、制御マイコン１７４では、点火要求信号Ｓｔｒの出力開始時刻ｔａから起算して混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻ｔｚまでの適正濃度到達時間Ｔｘを演算処理させる（Ｓ２０３）。次に、バッテリー電源の電圧値を参照しメモリ回路１７４ａへアクセスすることにより、点火部駆動信号Ｓｉｇの出力開始時刻ｔｃから起算して出力停止時刻ｔｄに至る信号出力時間Ｔｋを選択させる（Ｓ２０４）。その後、適正濃度到達時間Ｔｘ及び信号出力時間Ｔｋに基づいて点火要求信号の出力開始時刻ｔａから点火部駆動信号の出力開始時刻ｔｃまでのオフセット時間Ｔｄを演算処理させる（Ｓ２０５）。具体的に説明すると、Ｓ２０５の処理では、バッテリー電源の電圧値を参照しメモリ回路１７４ａへアクセスすることにより、当該メモリ回路１７４ａに格納された適宜な放電準備時間Ｔｇを選択させる。そして、適正濃度到達時間Ｔｘから放電準備時間Ｔｇを差し引いた差分時間を演算処理させる。かかる後、Ｓ２０６の処理では、差分時間に基づく判別処理が実施される。当該判別処理は、差分時間の演算結果が正とされる場合、オフセット時間Ｔｄが差分時間と一致するものと判定し、一方、差分時間の演算結果が負とされる場合、オフセット時間Ｔｄが或る一定時間であると判定する処理を実施する（Ｓ２０６）。

判別処理（Ｓ２０６）において差分時間が正とされた場合、所定のクロックタイミングに基づいて選択されたオフセット時間Ｔｄに相当する時間をカウントする（Ｓ２０７）。そして、オフセット時間Ｔｄをカウントした後に、適宜な信号出力時間Ｔｋとされた点火部駆動信号Ｓｉｇを出力させる（Ｓ２０８）。

一方、判別処理（Ｓ２０６）において差分時間が負とされた場合、上述したオフセット時間をカウントさせることなく、直ちに、適宜な信号出力時間Ｔｋとされた点火部駆動信号Ｓｉｇを出力させる（Ｓ２０９）。

かかる何れかの点火部駆動信号の出力処理（Ｓ２０８／Ｓ２０９）が終了すると、これら一連のサブルーティン処理が終了され（Ｓ２１０）、メインルーティン処理に戻される。

図８では、かかるフローチャートに準拠した燃焼式釘打装置の動作が示されている。ここでは、判別処理（Ｓ２０６）において差分時間が正とされた場合における燃焼式釘打装置１００の動作について説明する。先ず、燃焼式釘打装置１００の操縦者が被加工物にコンタクト部１８２を押し当てると、図８（ａ）に示す如く、かかる時刻ｔｘにおいてファンモータ１２４が駆動される。また、このタイミングｔｘと同期して、燃料供給機構１３０から燃焼室Ｃｏｍｂに燃料の供給が開始される。即ち、図８（ｇ）に示す如く、燃焼室Ｃｏｍｂでは、ファン１２５によって攪拌されつつ燃料の割合が増加するので、燃焼室Ｃｏｍｂ内の混合燃料のガス濃度が上昇し始める。かかるガス濃度は、燃料の供給量が時間的に一定の場合には、線形的に増加する。また、燃料の供給量を時間的に変動させる場合には、当該変動状態に応じた上昇カーブにてガス濃度が上昇する。その後、燃焼室Ｃｏｍｂ内の混合燃料は、ガス濃度の上昇に伴い下限濃度Ｌｄを上回り、適正混合燃料とされる。尚、燃焼ガス濃度到達時刻ｔｚは、混合ガスが下限濃度Ｌｄを上回った際の時刻をいう。このとき、かかる燃焼ガス濃度到達時刻ｔｚは、混合ガスが下限濃度Ｌｄを上回った直後の時刻よりも、幾分遅延させた時刻とさせるのが好ましい。これにより、燃焼ガス濃度到達時刻ｔｚでは、機構動作のバラつきに関係なく、混合ガスが確実に下限濃度Ｌｄを上回ることとされる。

ファン１２５の駆動後、トリガ１５２が引かれると、図８（ｂ）に示す如く、制御マイコン１７４ではトリガ信号が受信される（Ｓ２０２）。このとき、制御マイコン１７４では、図８（ｇ）に示される適正濃度到達時間Ｔｘを算出させる（Ｓ２０３）。かかる処理では、燃料供給開始時刻ｔｘから起算して混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻ｔｚまでの燃料供給時間Ｔｑを演算させ、燃料供給開始時刻ｔｘから起算して点火要求信号の出力開始時刻ｔａに至る迄の遅延時間Ｔｙを演算させ、これにより、適正濃度到達時間Ｔｘを燃料供給時間Ｔｑと遅延時間Ｔｙとの差分値によって算出させる。従って、適正濃度到達時間Ｔｘでは、タイムラグに係る遅延時間Ｔｙが排除され、混合ガスが適正濃度に至るまでの時間が正確に算出される。

かかる後、バッテリー電源の供給電圧の値を参照し、かかる供給電圧の値に相当する信号出力時間Ｔｋをメモリ１７４ａから選択する（Ｓ２０４）。また、供給電圧の値に相当する放電準備時間Ｔｇをメモリ１７４ａから選択し、適正濃度到達時間Ｔｘから当該放電準備時間Ｔｇを引き算させることでオフセット時間Ｔｄを得る（Ｓ２０５）。かかる放電準備時間Ｔｇは、図８（ｅ）に示す如く、点火部駆動信号の出力開始時刻ｔｃから起算して放電部が放電を開始する時刻ｔｅに至る迄の時間とされ、点火部駆動信号の信号出力時間Ｔｋの長さに応じて定まる時間である。尚、かかる如くオフセット時間Ｔｄが算出されるので、オフセット時間Ｔｄの経過直後に点火部駆動信号Ｓｉｇの出力を開始させると、図示の如く、点火プラグの放電時刻ｔｅは、燃焼ガス濃度到達時刻ｔｚに一致され確実に混合ガスを燃焼することができる。

これに対し、図９には、判別処理（Ｓ２０６）において差分時間が負とされた場合における燃焼式釘打装置１００の動作が説明されている。先ず、燃焼式釘打装置１００の操縦者が被加工物にコンタクト部１８２を押し当てると、ファンモータ１２４が駆動され、且つ、燃料供給機構１３０から燃焼室Ｃｏｍｂに燃料の供給が開始される。その後、燃焼室Ｃｏｍｂ内の混合燃料は、適正濃度到達時間Ｔｘの経過を待って、点火燃焼可能な混合燃料のガス濃度とされる。

ファン１２５の駆動後、トリガ１５２が引かれると、図９（ｂ）に示す如く、制御マイコン１７４ではトリガ信号が受信される（Ｓ２０２）。このとき、制御マイコン１７４では、図９（ｇ）に示される適正濃度到達時間Ｔｘを算出させる（Ｓ２０３）。尚、かかる処理における適正濃度到達時間Ｔｘの算出方法は、上述の方法と同様である。

かかる後、制御マイコン１７４では、バッテリー電源の供給電圧の値を参照し、供給電圧の値に相当する信号出力時間Ｔｋをメモリ１７４ａから選択する（Ｓ２０４）。また、供給電圧の値に相当する放電準備時間Ｔｇをメモリ１７４ａから選択し、適正濃度到達時間Ｔｘから当該放電準備時間Ｔｇを引き算させることで差分時間を得る（Ｓ２０５）。更に、Ｓ２０６の処理では、当該差分時間が負とされるので、オフセット時間Ｔｄを一定値に設定させる。このとき、かかる一定時間をゼロ秒間に設定させると、コンデンサＣ２への給電が直ちに開始されるので好ましい。即ち、放電準備時間Ｔｇが適正濃度到達時間Ｔｘより長いので、オフセット時間Ｔｄを設けることなく点火部駆動信号Ｓｉｇを出力開始させても、放電開始時刻ｔｅでは、混合ガスが適正濃度とされることとなる。

本実施例に係る燃焼式釘打装置によれば、点火部駆動信号Ｓｉｇは、制御マイコン１７４によって適宜に演算されたオフセット時間Ｔｄの経過後に出力されるので、燃焼させる際に好適な混合ガスのガス濃度到達時刻に、点火プラグを放電させることができる。

更に、点火部駆動信号Ｓｉｇは、出力が開始されてから出力が停止される迄の信号出力時間のみがコントロールされることに伴い、当該信号のデューティー比又はパルスのピッチを変動させることが不要となるので、フィードバック制御を行う場合には、制御マイコン１７４の演算処理に係る負担が低減され、フィードフォワード制御させる場合には、メモリ回路１７４ａにおける点火部駆動信号Ｓｉｇの波形に関する使用領域が低減される。

以下、上述した実施例１に係る燃焼式打込装置の変更例が示されている。かかる燃焼式打込装置では、図１０示す如く、制御部に係る制御マイコン１７４及び点火電力供給回路１７５が新たな制御マイコン１７４ｘ及び点火電力供給回路１７５ｘへと置換えられていえる。尚、本実施例では、既に説明された構成について同一番号を付し、当該構成の説明を省略することとする。

本実施例における制御マイコン１７４ｘでは、前記点火要求信号に呼応して電源供給許可信号を出力させる動作を行う。かかる電源供給許可信号は、ポートＰ５からＨ−Ｌ信号が出力され、点火電力供給回路１７５ｘへ電力の供給を許可させる際にＨｉｇｈ状態とされ、点火電力供給回路１７５ｘへ電力の供給を遮断させる際にＬｏｗ状態とされて出力される。また、制御マイコン１７４ｘは、図８にて説明した如く、電源電圧検出手段と点火タイミング演算手段と放電準備時間演算手段とオフセット時間演算手段とを備える。ここで、電源電圧検出手段は、バッテリー電源１６０の電圧値を検出させる。点火タイミング演算手段は、点火要求信号Ｓｔｒの出力開始時刻ｔａから起算して混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻ｔｚまでの適正濃度到達時間Ｔｘを演算させる。放電準備時間演算手段は、電源供給許可信号の出力開始時刻ｔｃから起算して点火部１２３を放電させる時刻ｔｅに至る迄の放電準備時間Ｔｇを演算させる。オフセット時間演算手段は、適正濃度到達時間Ｔｘ及び放電準備時間Ｔｇに基づいて点火要求信号Ｓｔｒの出力開始時刻ｔａから電源供給許可信号の出力開始時刻ｔｃまでのオフセット時間Ｔｄを演算させる。

点火電力供給回路１７５ｘは、スイッチング素子ＦＥＴと第１のトランスＴ１とスイッチング素子ＳＷと抵抗Ｒ及びコンデンサＣと保護回路１７５ｂと第２のトランスＴ２と第２ドライブ回路１７５ｃとから構成される。尚、スイッチング素子ＳＷと保護回路１７５ｂと第２のトランスＴ２と第２ドライブ回路１７５ｃとについては、前述した構成と同様のものとされる。

スイッチング素子ＦＥＴは、バッテリー電源１６０と第１のトランスＴ１との間に介挿される。かかるスイッチング素子ＦＥＴは、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ等適宜の素子が採用され、バッテリー電源の電力印加に耐え得る素子体格のものであれば良い。また、電源供給許容信号がＨｉｇｈ状態のとき、当該スイッチング素子ＦＥＴは、ＯＮ状態とされ、バッテリー電源の電力を第１のトランスＴ１へと供給させる。一方、電源供給許容信号がＬｏｗ状態のとき、当該スイッチング素子ＦＥＴは、ＯＦＦ状態とされ、バッテリー電源の電力供給を遮断させる。

第１のトランスＴ１は、三つの接続端子を備え、この複数の端子のうち一端が抵抗Ｒを介してスイッチング素子ＳＷの信号入力端子に接続され、他端の端子がスイッチング素子ＳＷのコレクタ端子に接続され、中点端子がバッテリー電源１６０の正極に接続される。かかる構成により、バッテリー電源１６０の電力が供給されると、スイッチング素子ＳＷの信号入力端子及びコレクタ端子の電位を上昇させ、且つ、コンデンサＣに電荷を蓄積させる。また、第１のトランスＴ１に磁束密度が変動することにより、後段の電位を昇圧させる。

スイッチング素子ＳＷは、トランスＴ１に直接接続されるため耐圧性の高い素子が選択され、本実施例において、バイポーラトランジスタ又はこれを用いたダーリントントランジスタ等の素子が採用される。但し、設計条件に準え、ＭＯＳＦＥＴ又はＩＧＢＴ又はサイリスタ等のスイッチング素子を採用しても良い。かかるスイッチング素子ＳＷは、抵抗Ｒを介してベース端子に第１のトランスＴ１の中点端子が接続され、コレクタ端子に第１のトランスＴ１が接続され、ベース端子及びエミッタ端子の間にコンデンサＣが接続される。

かかる構成を具備する点火電力供給回路１７５ｘは以下の如く動作する。即ち、燃焼式釘打装置１００のトリガ１５３が引かれると、トリガスイッチ１５１から制御マイコン１７４に対してＬｏｗ状態とされたトリガ信号Ｓｔｒが入力される。その後、制御マイコンでは、オフセット時間Ｔｄを経過させ、当該オフセット時間Ｔｄの経過直後に電源供給許可信号を出力させる。一方、点火電力供給回路１７５ｘでは、スイッチング素子ＦＥＴがＯＮ状態に切換わり、第１のトランスＴ１に電力が印加される。このとき、スイッチング素子ＳＷでは、コンデンサＣへ電荷が蓄積されることにより信号入力端子の電位が上昇し、コレクタ電流が流れ始める。その後、コレクタ電流によって信号入力端子とエミッタ端子との電位差が減少し、当該コレクタ電流の流れが止まる。更に後、コンデンサＣによって信号入力端子とエミッタ端子との電位差が回復すると、再び、コレクタ電流が流れ始める。即ち、スイッチング素子ＳＷでは自励的にＯＮ／ＯＦＦ状態を切替えるので、第１のトランスＴ１では、コレクタ電流の発生に応じて内部の磁束密度が変動され、昇圧電圧を後段へ出力させる。かかる場合、前述の如く、第２ドライブ回路１７５ｃが駆動され、第２のトランスＴ２によって更なる昇圧電圧が出力され、点火プラグ１２３が出力される。

本実施例にあっても、実施例１にて説明した如く、オフセット時間演算手段（Ｓ２０５）は、適正濃度到達時間Ｔｘから放電準備時間Ｔｇを差し引いた差分時間を演算させる処理と、当該差分時間の演算結果が正とされる場合にオフセット時間Ｔｄが当該差分時間と一致するものと判定させる処理と、差分時間の演算結果が負とされる場合にオフセット時間Ｔｘが一定時間であると判定させる処理とを実行させるのが好ましい。このとき、かかる一定時間は、零秒間であることが好ましい。

また、点火タイミング演算手段（Ｓ２０３）は、燃料供給開始時刻ｔｘから起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度Ｌｄ以上に到達する時刻ｔｚまでの燃料供給時間Ｔｑを演算させる処理と、燃料供給開始時刻ｔｘから起算して点火要求信号Ｓｔｒの出力開始時刻ｔａに至る迄の遅延時間Ｔｙを演算させる処理と、燃料供給時間Ｔｑ及び遅延時間Ｔｙに基づいて定まる適正濃度到達時間Ｔｘを演算させる処理とを実行させるのが好ましい。このとき、適正濃度到達時間Ｔｘは、燃料供給時間Ｔｑと遅延時間Ｔｙとの差分値によって算出されるのが好ましい。

併せて、燃焼式打込装置に設けられる制御部は、バッテリー電源１６０の電圧値の情報Ｖ１〜Ｖｎと当該電圧値に対応する放電準備時間の情報Ｔｇ１〜Ｔｇｎとを格納させておくのが好ましい。

即ち、本実施例に係る燃焼式打込装置にあっても、実施例１にて説明した効果を奏するものであることは言うまでもない。

以上の如く記された実施の形態は、あくまでも本発明の一つの実施形態であって、他の実施の形態を適用させることが可能である。例えば、本実施の形態では、燃料供給部の燃料供給開始時刻ｔａを報知させる供給時刻報知部が備えられているが、かかる供給時刻報知部を省略させ、適正濃度到達時間Ｔｘが燃料供給時間Ｔｑに一致するものとして制御処理させても良い。かかる場合、燃焼室内のガス濃度が幾分高くなる場面も発生するが、上述した実施例と同様に、確実に点火動作が行われることに変わりは無い。

実施の形態に係る釘打装置の構成を示す図 実施の形態に係る釘打装置の構成を示す図 実施例に係る制御部の機能ブロック図 実施例に係る制御部の回路構成図 実施例に係るバッテリー電源の電圧値と点火部駆動信号の波形との関係を示す図 実施例に係るメモリ回路に格納される情報を示す図 実施例に係る信号制御回路の処理動作を示すフローチャート 実施例に係る各波形を示すタイムチャート 実施例に係る各波形を示すタイムチャート 他の実施例に係る制御部の回路構成図 従来技術に係る各波形を示すタイムチャート 従来技術に係る各波形を示すタイムチャート

符号の説明

１００ 燃焼式釘打装置
Ｃｏｍｂ 燃焼室
１２３ 点火プラグ
１３０ 燃料タンク（燃料供給部）
１４２ ヘッドスイッチ（供給時刻報知部）
１５１ トリガスイッチ（点火指令部）
Ｓｔｒ 点火要求信号
ａ 点火要求信号の出力開始時刻
１６０ バッテリー電源
Ｖｒｅｆ 電圧値
１７０ 制御部
１７５ 点火電力供給回路
１７４ 制御マイコン（信号制御回路）
Ｓ２０３ 点火タイミング演算手段
Ｔｑ 燃料供給時間
ｙ 燃料供給開始時刻
ｚ 燃焼ガス濃度到達時刻
Ｔｘ 適正濃度到達時間
Ｔｙ 遅延時間
Ｓ２０５ オフセット時間演算手段
Ｓ２０６ オフセット時間演算手段
Ｔｇ 放電準備時間
ｅ 放電部が放電を開始する時刻
１７４ａ メモリ回路
Ｖｎ 電圧値の情報
Ｔｋｎ 信号出力時間の情報

Claims (7)

1. バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
   前記制御部は、前記点火要求信号に呼応して点火部駆動信号を出力させる信号制御回路と、前記点火部駆動信号を受信し前記点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
   前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記点火部駆動信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記点火部駆動信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
   前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることを特徴とする燃焼式打込装置。
2. バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
   前記制御部は、前記バッテリー電源の電力供給を許可させる電源供給許可信号を前記点火信号に呼応して出力させる信号制御回路と、前記電源供給許可信号を受信し点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
   前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記電源供給許可信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記電源供給許可信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
   前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることを特徴とする燃焼式打込装置。
3. バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃料供給部の燃料供給開始時刻を報知させる供給時刻報知部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
   前記制御部は、前記点火要求信号に呼応して点火部駆動信号を出力させる信号制御回路と、前記点火部駆動信号を受信し前記点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
   前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記点火部駆動信号の出力開始時刻から起算して出力停止時刻迄に至る信号出力時間を前記電圧値に基づいて定める出力時間規定手段と、前記適正濃度到達時間及び前記信号出力時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記点火部駆動信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
   前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることを特徴とする燃焼式打込装置。
4. バッテリー電源と、点火要求信号を出力させる点火指令部と、燃焼室に燃料を供給させる燃料供給部と、前記燃料供給部の燃料供給開始時刻を報知させる供給時刻報知部と、前記燃焼室の内部で生成された混合燃料を点火させる点火部と、前記点火要求信号に基づいて前記点火部を放電させる制御部と、を備える燃焼式打込装置において、
   前記制御部は、前記バッテリー電源の電力供給を許可させる電源供給許可信号を前記点火信号に呼応して出力させる信号制御回路と、前記電源供給許可信号を受信し点火部を放電させるための電力を前記点火部へ供給させる点火電力供給回路と、を備え、
   前記信号制御回路は、前記バッテリー電源の電圧値を検出させる電源電圧検出手段と、前記点火要求信号の出力開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの適正濃度到達時間を演算させる点火タイミング演算手段と、前記電源供給許可信号の出力開始時刻から起算して前記点火部を放電させる時刻に至る迄の放電準備時間を前記電圧値に基づいて演算させる放電準備時間演算手段と、前記適正濃度到達時間及び前記放電準備時間に基づいて前記点火要求信号の出力開始時刻から前記電源供給許可信号の出力開始時刻までのオフセット時間を演算させるオフセット時間演算手段と、を備え、
   前記オフセット時間演算手段は、前記適正濃度到達時間から前記放電準備時間を差し引いた差分時間を演算させる処理と、前記差分時間の演算結果が正とされる場合に前記オフセット時間が前記差分時間と一致するものと判定させる処理と、前記差分時間の演算結果が負とされる場合に前記オフセット時間が一定時間であると判定させる処理と、を実行させることを特徴とする燃焼式打込装置。
5. 前記一定時間は、零秒間であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の燃焼式打込装置。
6. 前記点火タイミング演算手段は、前記燃料供給開始時刻から起算して前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度以上に到達する時刻までの燃料供給時間を演算させる処理と、前記燃料供給開始時刻から起算して前記点火要求信号の出力開始時刻に至る迄の遅延時間を演算させる処理と、前記燃料供給時間及び前記遅延時間に基づいて定まる前記適正濃度到達時間を演算させる処理と、を実行させることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載の燃焼式打込装置。
7. 前記適正濃度到達時間は、前記燃料供給時間と前記遅延時間との差分値によって算出されることを特徴とする請求項６に記載の燃焼式打込装置。

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