JP5382396B2

JP5382396B2 - 打込機

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Publication number: JP5382396B2
Application number: JP2007113925A
Authority: JP
Inventors: 嶋　　敏洋; 裕幸尾田; 義博仲野
Original assignee: Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 2007-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2008264968A

Description

本発明は、打込機に関する。

バネにより付勢されたプランジャを、モータの駆動力によりバネの付勢力に抗して押し上げ、その後、開放することにより、加速されたプランジャで釘を被打ち込み材に打ち込む電動式釘打機が知られている。このような電動式釘打機では、トリガを１回引いただけで複数の釘を打ち込んでしまう場合がある。このような問題を解決するために、２つのスイッチを用いて、トリガを１回引くごとに釘を１発打ち込む単発動作を実現している電動式釘打機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、マイコンの制御により上記単発動作を実現する電動式釘打機も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特公平２−４４６７５号公報実開平７−３３５７５号公報

しかしながら、モータに流れる電流の電流経路に２つのスイッチを用いた場合には、スイッチを配置するための設置場所が必要となったり、信頼性が低下したりする。また、マイコンを用いた場合には、コストの上昇が生じる。

そこで、本発明は、単発動作が可能な安価な打込機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の打込機は、打ち込み部材を打突する打突部と、第１の状態で前記打突部と接続され、第２の状態で前記打突部との接続が解除される移動部と、前記移動部に移動のための駆動力を供給するモータと、ユーザの指示に基づきオン又はオフするトリガスイッチと、前記移動部の位置に応じてオン又はオフする停止スイッチと、前記トリガスイッチのオン又はオフ及び前記停止スイッチのオン又はオフに基づきオン又はオフして前記モータへの通電を制御する通電スイッチと、前記停止スイッチに接続され、前記停止スイッチの導通状態の変更に基づいて信号を発するアナログ素子による保持部制御部と、前記通電スイッチ及び前記保持部制御部に接続され、前記保持部制御部からの信号に基づいて、前記トリガスイッチが解除されるまで前記モータへの通電が遮断された状態が保持されるように前記通電スイッチのオン状態又はオフ状態を保持するアナログ素子による保持部と、を備えたことを特徴としている。

また、前記トリガスイッチは、前記モータに直列又は並列に接続されているのが好ましい。

また、前記通電スイッチは、半導体素子から構成されているのが好ましい。

また、前記保持部は、前記トリガスイッチがオンしている場合に、前記停止スイッチのオン又はオフに基づき前記通電スイッチをオフ状態に保持するトランジスタを備えるのが好ましい。

また、前記停止スイッチは、前記移動部が前記第２の状態になる前にオンし、前記移動部が前記第２の状態になった後にオフするのが好ましい。

また、前記停止スイッチのオンに基づき電荷を蓄積し、前記停止スイッチのオフに基づき前記蓄積された電荷を放電するコンデンサと、前記コンデンサから放電された電荷に基づき、前記通電スイッチをオフ状態に保持するよう前記保持部を制御するトランジスタと、を更に備えるのが好ましい。

また、前記打ち込み部材が打突される打突方向に前記打突部を付勢する付勢部を更に備え、前記モータは、前記移動部に前記打突方向とは逆の方向に移動させるための駆動力を供給するのが好ましい。

請求項１に記載の打込機によれば、保持部が、モータへの通電が遮断された状態が保持されるように通電スイッチのオン状態又はオフ状態を保持することにより、釘を打ち込んだ後は、モータの駆動が停止されるので、釘を打ち込み材へ単発で打ち込むことができ、動作の信頼性を高めることができる。更に、保持部はアナログ素子より構成されており、特別な機構やマイコン等の高価な回路を必要としないので、小型の打込機を簡便かつ安価に製造することができる。

また、請求項２に記載の打込機によれば、トリガスイッチがモータに直列に接続されている場合には、トリガを引いていないときに保持部に流れる電流を遮断することができるので、電流消費量を低減することができる。さらに、トリガスイッチがモータに並列に接続されている場合には、モータに流れる大電流がトリガスイッチに流れることがないので、トリガスイッチの容量を小型にすることができる。

また、請求項３に記載の打込機によれば、通電スイッチは、半導体素子から構成されているので、小型の打込機を簡便かつ安価に製造することができる。

また、請求項４に記載の打込機によれば、保持部は、トリガスイッチがオンしている場合に、停止スイッチのオン又はオフに基づき通電スイッチをオフ状態に保持するので、打込機の構成を簡易にすることができる。

また、請求項５に記載の打込機によれば、停止スイッチは、移動部が第２の状態になる前にオンし、移動部が第２の状態になった後にオフする。すなわち、停止スイッチは、移動部と打突部との接続が解除された後にオフするので、移動部への駆動力の供給が終えると、通電スイッチへの通電が遮断される。これにより、モータの駆動が停止されるので、釘を打ち込み材へ単発で打ち込むことができ、動作の信頼性を高めることができる。

また、請求項６に記載の打込機によれば、コンデンサが、停止スイッチのオンに基づき電荷を蓄積し、停止スイッチのオフに基づき蓄積された電荷を放電し、また、保持部制御部が、コンデンサから放電された電荷に基づき、通電スイッチをオフ状態に保持するよう保持部を制御するので、停止スイッチのオフ後に保持部を動作させることができる。また、保持部制御部はアナログ素子より構成されており、特別な機構やマイコン等の高価な回路を必要としないので、小型の打込機を簡便かつ安価に製造することができる。

また、請求項７に記載の打込機によれば、打ち込み部材が打突される打突方向に打突部を付勢する付勢部を更に備え、モータは、移動部に打突方向とは逆の方向に移動させるための駆動力を供給するので、簡易な構成で打込機を製造することができる。

以下、本発明の一実施形態による打込機について、図１〜図８を参照して説明する。

まず、本発明の打込機としての第１の実施の形態に係る電動式の釘打機１の全体構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１及び図２は、釘打機１の断面図である。釘打機１は、ハウジング２と、ハンドル３と、ノーズ４と、マガジン５と、トリガ６と、電池８と、コントローラ１００とを備えている。

ハンドル３は、ハウジング２の表面と連続しており、内部に、トリガスイッチ３１を備えている。ノーズ４は、図１におけるハウジング２の右端に設けられており、さらにマガジン５からノーズ４内部に釘５１を供給するための通路が設けられている。

マガジン５は、ノーズ４に取付けられており、ノーズ４内に設けられた通路を介して射出路に供給するために、複数本の釘５１を束状に内蔵している。また、マガジン５は、マガジン５内の釘５１の残量を検知するための図示せぬ釘残量検出機構を備えており、釘残量検出機構は、釘５１の残量が所定値以下になると釘残量スイッチ５２をオンにする（図５参照）。

ハウジング２は、内部に、プランジャ２１と、バネ２２と、モータ２３と、遊星ギア２４と、ドラム２５と、ワイヤ２６と、第１ローラ２７と、第２ローラ２８と、停止スイッチ２９とを包含している。

プランジャ２１は、ブレード２１ａと、プレート２１ｂとを備えている。ブレード２１ａは、軸が図１における左右方向を向くようにハウジング２内に配置されており、その右端は、ノーズ４内に設けられた通路まで延びている。プレート２１ｂは、円板形状を有しており、その略中心が、ブレード２１ａの左端と接続されている。このように、ブレード２１ａとプレート２１ｂとは、図１における左右方向（上死点側と下死点側との間）に一体的移動可能なように、ハウジング２内に配置されている。

バネ２２は、プレート２１ｂの左端とハウジング２の左端との間に配置されている。モータ２３は、図示せぬ回転軸を備えており、電池８から供給された電力により回転し、遊星ギア２４に回転力を供給する。遊星ギア２４は、図示せぬ係合部と、出力軸２４ａ（図３（ａ）〜図３（ｃ）参照）とを備えている。係合部は、モータ２３の回転軸と係合しており、モータ２３の回転力を増幅して出力軸２４ａから出力している。

ドラム２５は、モータ２３から遊星ギア２４を介して供給された回転力により、後述する圧縮開放機構７（クラッチ機構）の動作に基づいて回転する。ワイヤ２６は、第１ローラ２７及び第２ローラ２８を介して、ドラム２５とプランジャ２１のプレート２１ｂとを接続している。ワイヤ２６は、複数の金属線材を束ねたものであって、しなやかさと強度を兼ね備えている。また、第１ローラ２７及び第２ローラ２８との接触による磨耗を防止するため、ワイヤ２６の表面には、樹脂がコーティングされている。

停止スイッチ２９は、後述するが、ドラム２５の回転によってコントローラ１００に作用し、電池８からモータ２３への電力の供給を停止させるためのものである。

トリガ６は、モータ２３の駆動を制御するためのものであり、トリガスイッチ３１と連動するような位置に設けられている。電池８は、釘打機１の接続端子Ａ（図５参照）に接続され、ハンドル３内に配された図示せぬ配線により、コントローラ１００を介してモータ２３に電力を供給している。本実施の形態においては、電池８のマイナス端子の電位をＧＮＤ電位とする。

このような構成により、図２に示す状態（プランジャ２１が上死点に位置する状態）でノーズ４内の射出路に配置された釘５１は、図１に示す状態（プランジャ２１が下死点に位置する状態）で、ブレード２１ａによってノーズ４の右端から押し出され、被打ち込み部材Ｗに打ち込まれる。また、本実施の形態による釘打機１は、釘５１の打ち込みの際にノーズ４を被打ち込み部材に押し付ける必要のないプッシュレス機構を採用しているので、ノーズ４の押し付けによりを被打ち込み部材を傷付けるのを防止することができる。

次に、バネ２２の圧縮開放機構７の構成について、図３（ａ）〜図３（ｃ）を用いて説明する。図３（ａ）〜図３（ｃ）は、圧縮開放機構７の展開図である。圧縮開放機構７は、遊星ギア２４の出力軸２４ａと、ガイドプレート７１と、ピン支持プレート７２と、動力伝達ピン７３と、ドラムフック７４と、ドラム２５と、ワイヤ２６とから構成される。

出力軸２４ａは、その側面にキー２４ｂを備えている。ガイドプレート７１には、貫通孔７１ａと、ガイド溝７１ｂと、ガイド突起７１ｃとが形成されている。貫通孔７１ａは、ガイドプレート７１の略中心に形成されており、出力軸２４ａが挿通される。ガイド溝７１ｂは、貫通孔７１ａに隣接して形成されおり、ガイド突起７１ｃは、ある一部分で貫通孔７１ａからガイド溝７１ｂまでの距離が長くなるように、貫通孔７１ａの周囲に形成されている。詳細には、ガイド突起７１ｃは、貫通孔７１ａの中心から径方向に約５〜１５ｍｍふくらんだ形状を有している。

ピン支持プレート７２は、プレート本体部７２ａと、延出部７２ｂとを備えている。プレート本体部７２ａの略中心には、貫通孔７２ｃが形成されており、貫通孔７２ｃには、出力軸２４ａが挿通される。更に、プレート本体部７２ａの貫通孔７２ｃと隣接した位置には、出力軸２４ａのキー２４ｂと係合可能なキー溝７２ｄが形成されている。延出部７２ｂは、プレート本体部７２ａから出力軸２４ａと略垂直な方向に延出している。延出部７２ｂには、その延出方向に沿ってスライド孔７２ｅが形成されている。

動力伝達ピン７３は、一端にガイド溝係合部７３ａを、他端に当接部７３ｂを備えている。ガイド溝係合部７３ａは、ガイドプレート７１のガイド溝７１ｂと係合可能である。従って、動力伝達ピン７３の移動方向及び移動量は、ガイド溝７１ｂの形状によって制御される。当接部７３ｂは、圧縮開放機構７が組み合わされた状態で、後述するドラムフック７４のフック部７４ｂと同じ高さとなる。動力伝達ピン７３の側面には、スライド部７３ｃが形成されており、スライド部７３ｃは、ピン支持プレート７２のスライド孔７２ｅによってスライド可能に支持される。

このような構成により、ピン支持プレート７２及び動力伝達ピン７３は、出力軸２４ａと常に同期して回転する。

ドラムフック７４は、本体部７４ａと、フック部７４ｂとを備えている。本体部７４ａの略中心部には、貫通孔７４ｃが形成されている。更に、本体部７４ａは、その内周面と接するようにベアリング７４ｄを備えている。出力軸２４ａは、ベアリング７４ｄを介して貫通孔７４ｃに挿通されるため、出力軸２４ａとドラムフック７４とは、必ずしも同期して回転しない。フック部７４ｂは、本体部７４ａから出力軸２４ａと略垂直な方向に延出しており、動力伝達ピン７３の当接部７３ｂと当接可能である。従って、動力伝達ピン７３がピン支持プレート７２と同期して回転し、動力伝達ピン７３の当接部７３ｂがフック部７４ｂと当接した場合に、ドラムフック７４もピン支持プレート７２及び動力伝達ピン７３と同期して回転することとなる。

ドラム２５には、貫通孔２５ａと、谷部２５ｂと、ダンパー衝突部２５ｃとが形成されている。貫通孔２５ａは、ドラム２５の略中心に形成されている。貫通孔２５ａには、ドラムフック７４の本体部７４ａが圧入される。これにより、ドラム２５とドラムフック７４とは、同期して回転する。谷部２５ｂは、ドラム２５の側面に円周状に形成されている。ダンパー衝突部２５ｃは、ドラム２５から出力軸２４ａの軸方向に突出して設けられている。

ワイヤ２６は、ドラム２５とプランジャ２１（図１参照）とを連結しており、ドラム２５の谷部２５ｂに巻回され得る。

次に、釘打ち時の圧縮開放機構７の動作について、図４（ａ）〜図４（ｄ）を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、釘打ち時の圧縮開放機構７の動作の説明図である。

まず、作業者がトリガ６を引くと、トリガスイッチ３１がオンされ、電池８からモータ２３に電力が供給される。供給された電力によりモータ２３は、回転し、その回転力は、遊星ギア２４を介して、ピン支持プレート７２及び動力伝達ピン７３に伝達される。

図１に示すプランジャ２１が下死点に位置する初期状態では、図４（ａ）に示すように、動力伝達ピン７３の当接部７３ｂは、ドラムフック７４のフック部７４ｂと当接している。この状態で、出力軸２４ａが図４（ａ）における反時計回りに回転すると、当接部７３ｂとフック部７４ｂとが当接しているため、図示せぬドラム２５も出力軸２４ａと同期して回転する。これにより、ワイヤ２６の一端は、ドラム２５の谷部２５ｂに巻回され、ワイヤ２６の他端と接続されたプランジャ２１は上死点側に引っ張られる。この際、バネ２２は圧縮される。

図４（ｂ）は、ピン支持プレート７２が反時計回りに約１３５度回転した場合の圧縮開放機構７の状態を示す図であり、図４（ｃ）は、ピン支持プレート７２が反時計回りに約２７０度回転した場合の圧縮開放機構７の状態を示す図である。

ピン支持プレート７２が回転すると、ガイドプレート７１のガイド溝７１ｂと係合している動力伝達ピン７３のガイド溝係合部７３ａも、ガイド溝７１ｂに沿って移動するが、ピン支持プレート７２が図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態へ移動する際に、ガイド溝係合部７３ａは、ガイドプレート７１のガイド突起７１ｃと当接し、動力伝達ピン７３は、ガイド突起７１ｃの形状に従い、ピン支持プレート７２のスライド孔７２ｅに沿って径方向へ移動する。

圧縮開放機構７が図４（ｃ）の状態にあるとき、すなわち、ドラムが初期状態から約２７０度回転したとき、プランジャ２１は、図２に示すように、上死点に達し、バネ２２は、最も圧縮された状態となる。ピン支持プレート７２が図４（ｃ）の状態へ移動すると、動力伝達ピン７３は、径方向に約５〜１５ｍｍ移動し、動力伝達ピン７３の当接部７３ｂとドラムフック７４のフック部７４ｂとの当接が解除される。

当接部７３ｂとフック部７４ｂとの当接が解除されると、圧縮されていたバネ２２が開放され、プランジャ２１が下死点側へ移動する。プランジャ２１が下死点側に移動すると、図４（ｄ）に示すように、ドラム２５及びドラムフック７４は、プランジャ２１に接続されたワイヤ２６に引っ張られて逆回転を開始する。

プランジャ２１が下死点に達すると、プランジャ２１のブレード２１ａによって、釘５１は、被打ち込み部材Ｗに打ち込まれる（図１参照）。その際、ドラム２５のダンパー衝突部２５ｃ（図３（ｃ）参照）と、ハウジング２内に固定された図示せぬドラムダンパーとが衝突し、ドラム２５及びドラムフック７４が固定され、圧縮開放機構７は初期状態へ戻る。

ここで、停止スイッチ２９は、ドラム２５の回転に伴いオン・オフし、コントローラ１００は、停止スイッチ２９のオン・オフに基づき、モータ２３への電力の供給を制御する。詳細には、停止スイッチ２９は、初期状態ではオフであり、ドラム２５が初期状態から約２４０度回転したときにダンパー衝突部２５ｃによってオンし、約２７０度までオン状態を維持するように設計されている。そして、約２７０度で動力伝達ピン７３の当接部７３ｂとドラムフック７４のフック部７４ｂとの当接が解除され、ドラム２５が約２４０度まで戻ると、停止スイッチ２９は、再びオフになる。

なお、停止スイッチ２９のオン・オフは、ダンパー衝突部２５ｃによらなくて、ドラム２５の回転に伴うものであればよい。例えば、ピン支持プレート７２の延出部７２ｂでもよい。

次に、コントローラ１００について説明する。コントローラ１００は、釘５１を打ち込み材へ単発で打ち込むための保持機能と、打ち込み後のモータの慣性による回転を停止させるためのブレーキ機能と、トリガ６を引いた状態で電池８を釘打機１の接続端子Ａに接続してしまった場合の打ち込みを防止するための検知・遮断機能とを備えている。

まず、コントローラ１００の保持機能について、図５を参照して説明する。図５は、コントローラ１００の回路図である。コントローラ１００は、通電スイッチたるＦＥＴ１０１と、保持部たるＰＮＰトランジスタ１１０及びＮＰＮトランジスタ１１１と、保持部制御部たるトランジスタ１１５、コンデンサ１２１と、を備えている。本実施の形態においては、ＦＥＴ１０１には、ＮｃｈのＦＥＴを使用している。

ＦＥＴ１０１は、電池８、トリガスイッチ３１、及び、モータ２３と直列に接続されている。ＦＥＴ１０１のゲート−ソース間には、抵抗１０３が接続されている。ＦＥＴ１０１のゲートには、更に、抵抗１０２が接続されている。

モータ２３の高圧側端子には、抵抗１０５及びコンデンサ１０６から構成される平滑回路が接続されており、平滑回路の出力側は、抵抗１０７及び１０２を介してＦＥＴ１０１のゲートに接続されている。これにより、トリガスイッチ３１がオンすると、ＦＥＴ１０１のゲートに平滑電圧が印加されるため、ＦＥＴ１０１もオンし、モータ２３に電流が流れることとなる。

また、抵抗１０７の出力側端子と電池８のマイナス端子との間には、ＦＥＴ１０１と並列に釘残量スイッチ５２が接続されている。釘残量スイッチ５２は、釘５１の残量が所定値以下になるとオンする。釘残量スイッチ５２がオンすると、ＦＥＴ１０１のゲートの電位はＧＮＤ電位となるため、ＦＥＴ１０１は、オフする。このようにして、釘５１の残量が所定値以下になった場合には、釘打機１が作動するのが防止されている。

また、前記平滑回路の出力側は、ＰＮＰトランジスタ１１０のエミッタとも接続されている。ＰＮＰトランジスタ１１０のベース−エミッタ間には、抵抗１０９が接続されている。更に、ＰＮＰトランジスタ１１０のベースは、抵抗１０８を介してＮＰＮトランジスタ１１１のコレクタと接続されており、ＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタは、抵抗１１３を介してＮＰＮトランジスタ１１１のベースと接続されている。ＮＰＮトランジスタ１１１のベース−エミッタ間には、抵抗１１２及びコンデンサ１１４が並列に接続されている。ＮＰＮトランジスタ１１１のエミッタは、更に、電池８のマイナス端子と接続されている。ＮＰＮトランジスタ１１１のコレクタは、抵抗１０２を介して、ＦＥＴ１０１のゲートと接続されている。

また、前記平滑回路の出力側は、停止スイッチ２９の一端とも接続されている。停止スイッチ２９の他端は、抵抗１２２を介して電池８のマイナス端子と接続されている。更に、停止スイッチ２９の他端と電池８のマイナス端子間には、ダイオード１１８と、抵抗１１９と、コンデンサ１２１とが直列に接続されている。抵抗１１９の出力側は、更に、ＰＮＰトランジスタ１１５のエミッタと接続されている。ＰＮＰトランジスタ１１５のベース−エミッタ間には、抵抗１１６が接続されており、ＰＮＰトランジスタ１１５のベースは、更に、抵抗１１７及びダイオード１２０を介して停止スイッチ２９の他端と接続されている。また、ＰＮＰトランジスタ１１５のコレクタは、ＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタと接続されている。

次に、このような構成のコントローラ１００の保持機能の動作について、図５及び図６を参照して説明する。図６は、保持機能についてのコントローラ１００の動作のタイムチャートである。

まず、トリガスイッチ３１がオンされると（図６、ｔ０）、ＦＥＴ１０１のゲートには、平滑電位が印加されることとなるため、ＦＥＴ１０１は、オンし、モータ２３に電流が流れる。これにより、モータ２３が回転し、ドラム２５も回転を開始することとなる。なお、トリガスイッチ３１がオンされただけではＰＮＰトランジスタ１１０がオンしないように、抵抗１０３は、抵抗１０８及び１０９よりも十分大きな値（本実施の形態においては、約１０倍）のものを用いている。

モータ２３が回転してドラム２５の回転角が約２４０度になると（図６、ｔ１）、前述のように、停止スイッチ２９がオンする。停止スイッチ２９がオンすると、コンデンサ１２１が充電される。そして、ドラム２５の回転角が約２７０度になると（図６、ｔ２）、動力伝達ピン７３の当接部７３ｂとドラムフック７４のフック部７４ｂとが当接が解除され、バネ２２の付勢力によりドラム２５は逆回転を開始する。

なお、停止スイッチ２９がオンしている間は、ＰＮＰトランジスタ１１５のエミッタ電位は、ダイオード１２０のカソード電位より低く、ＰＮＰトランジスタ１１５のベース−エミッタ間にＰＮＰトランジスタ１１５をオンさせる電位差は生じないので、ＰＮＰトランジスタ１１５は、オフのままである。

ドラム２５の逆回転により、ドラム２５の回転角が約２４０度未満となると、停止スイッチ２９は、再びオフする（図６、ｔ２）。停止スイッチ２９がオフすると、ＰＮＰトランジスタ１１５のベースは、抵抗１１７、ダイオード１２０、抵抗１２２を介してＧＮＤ電位と接続されるため、充電されたコンデンサ１２１に接続されたＰＮＰトランジスタ１１５のエミッタとの間に電位差が生じる。これにより、ＰＮＰトランジスタ１１５は、オンし、コンデンサ１２１に蓄積されていた電荷は、抵抗１１３を介してコンデンサ１１４に流れ込む。

すると、ＮＰＮトランジスタ１１１のベースの電位が上昇し、ＮＰＮトランジスタ１１１がオンする。ＮＰＮトランジスタ１１１がオンすることで、ＦＥＴ１０１のゲートの電位は、ＧＮＤ電位となるので、ＦＥＴ１０１はオフし、電流は、モータ２３を流れなくなる。このようにして、停止スイッチ２９が再びオフすると、モータ２３の駆動は停止される。

ここで、ＮＰＮトランジスタ１１１がオンした際に、ＰＮＰトランジスタ１１０のベースも抵抗１０８を介してＧＮＤ電位と接続されるため、ＰＮＰトランジスタ１１０もオンする。これにより、トリガスイッチ３１がオンしている限り、ＮＰＮトランジスタ１１１のベースに平滑電圧が印加されることとなり、ＮＰＮトランジスタ１１１はオンし続けることとなる。従って、一旦ＮＰＮトランジスタ１１１がオンした後は、コンデンサ１２１に蓄えられた電荷が全て放電されたとしても、ＮＰＮトランジスタ１１１のオン状態、すなわち、ＦＥＴ１０１のオフ状態を保持することができる。

なお、抵抗１１３とコンデンサ１１４の値によって、停止スイッチ２９がオフしてから前記ＦＥＴ１０１のオフ状態の保持に入るまでの時間が規定される。また、コンデンサ１１４の容量よりもコンデンサ１２１の容量を大きくしておくことが望ましい。

また、トリガスイッチ３１がオフされれば（図６、ｔ５）、ＰＮＰトランジスタ１１０がオフするので、前記ＦＥＴ１０１のオフ状態の保持を解除することができる。そして、その後、再び、トリガスイッチ３１をオンすれば、ＦＥＴ１０１をオンさせて、モータ２３を起動させることができる。

このような構成により、釘５１を打ち込んだ後は、モータ２３の駆動が停止されるので、釘５１を打ち込み材へ単発で打ち込むことができ、動作の信頼性を高めることができる。更に、このような構成により、特別な機構やマイコン等の高価な回路を必要としないので、小型の釘打機１を簡便かつ安価に製造することができる。

次に、コントローラ１００のブレーキ機能について、図５及び図６を参照して説明する。

コントローラ１００は、更に、ブレーキスイッチたるＦＥＴ１３３と、ブレーキ保持部たるＮＰＮトランジスタ１３９と、ブレーキ遅延部たる抵抗１４１、１４３及びコンデンサ１４２とを備えている。本実施の形態においては、ＦＥＴ１３３には、ＰｃｈのＦＥＴを使用している。

ＦＥＴ１３３のソースは、モータ２３のプラス端子と接続されており、ＦＥＴ１３３のドレインは、抵抗１３６を介してモータ２３のマイナス端子と接続されている。なお、抵抗１３６は、０．１から１０Ω程度の低抵抗である。ＦＥＴ１３３のゲート−ソース間には、抵抗１３４が接続されている。また、ＦＥＴ１３３のゲートは、抵抗１３５を介してＮＰＮトランジスタ１３９のコレクタと接続されており、ＦＥＴ１３３のドレインは、ダイオード１３７及び抵抗１４１を介してＮＰＮトランジスタ１３９のベースと接続されている。

ＮＰＮトランジスタ１３９のエミッタは、モータ２３のマイナス端子と接続されており、ＮＰＮトランジスタ１３９のベース−エミッタ間には、抵抗１４０とコンデンサ１４２が並列に接続されている。更に、ＮＰＮトランジスタ１３９のベースは、ダイオード１３８及び抵抗１４１、１４３を介してＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタと接続されている。

次に、このような構成のコントローラ１００のブレーキ機能の動作について、図５及び図６を参照して説明する。図６は、ブレーキ機能についてのコントローラ１００の動作のタイムチャートである。

前述のように、停止スイッチ２９が再びオフとなるまでは、ＮＰＮトランジスタ１１１がオンしていないため、ＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタは、ＧＮＤ電位である。従って、ダイオード１３８及び抵抗１４１、１４３を介して、ＰＮＰトランジスタ１１０のコレクタと接続されたＮＰＮトランジスタ１３９のベースにも電流は流れず、ＮＰＮトランジスタ１３９はオフしている。ＮＰＮトランジスタ１３９がオフしているため、ＦＥＴ１３３のゲート−ソース間には電位差がないので、ＦＥＴ１３３もオフしている。

そして、ドラム２５が逆回転して回転角が約２４０度未満となり、停止スイッチ２９が再びオフすると、ＰＮＰトランジスタ１１５のベースがＧＮＤ電位に接続されるため、ＰＮＰトランジスタ１１５は、オンする。すると、コンデンサ１２１に蓄積されていた電荷が、抵抗１１３を介して、コンデンサ１１４へ流れ込むと共に、ダイオード１３８及び抵抗１４１、１４３を介して、コンデンサ１４２に流れ込む（図６、ｔ２）。コンデンサ１４２が充電されると、コンデンサ１２１に蓄積されていた電荷は、今度は、ＮＰＮトランジスタ１３９のベースに流れ込み、ＮＰＮトランジスタ１３９をオンさせる。

ここで、ＦＥＴ１０１がオフしているため、モータ２３は、電池８から電力は供給されていない。しかし、モータ２３は、慣性により依然として回転しているため、モータ２３には、ＦＥＴ１３３及びトリガスイッチ３１と接続される端子を正とする逆起電力が生じている。従って、ＮＰＮトランジスタ１３９がオンすると、抵抗１３４及び１３５に、モータ２３の逆起電力による電流が流れることとなる。そして、この電流によりＦＥＴ１３３のゲート−ソース間に電位差が生じ、ＦＥＴ１３３がオンする（図６、ｔ３）。

ＦＥＴ１３３がオンすると、モータ２３の逆起電力により抵抗１３６に電流が流れ、この電流により、モータ２３には、ブレーキトルクが発生し、モータ２３を停止させるような力が働く。また、抵抗１３６の両端間に電位差が生じるため、ダイオード１３７及び抵抗１４１を介して、ＮＰＮトランジスタ１３９のベースに電流が流れる。このように、ＦＥＴ１３３がオンしている間は、コンデンサ１２１に蓄えられた電荷が全て放電されたとしても、ＮＰＮトランジスタ１３９のオン状態が保持される。

なお、抵抗１４１、１４３とコンデンサ１４２の値によって、停止スイッチ２９のオフからＦＥＴ１３３をオンするまでの時間が規定される。また、ＦＥＴ１０１がオンした状態でＦＥＴ１３３がオンしてしまうと、ＦＥＴ１０１及びＦＥＴ１３３に大電流が流れ、破損の虞が生じる。従って、ＦＥＴ１０１がオフしてから数ミリ秒後にＦＥＴ１３３がオンするように、抵抗１４１、１４３とコンデンサ１４２による時定数は、抵抗１２１とコンデンサ１１４による時定数より大きく設定されている。

そして、モータ２３にブレーキがかかって回転数が減少すると、モータ２３の逆起電力も低下するので、ＦＥＴ１３３のゲート電圧も低下し、ＦＥＴ１３３は、自然にオフする（図６、ｔ４）。

このような構成により、釘５１を打ち込んだ後のモータ２３の慣性による回転にブレーキをかけることができるので、モータ２３の不要な回転により更なる釘５１を打ち出してしまうのを防止することができ、動作の信頼性を高めることができる。更に、このような構成により、特別な機構やマイコン等の高価な回路を必要としないので、小型の釘打機１を簡便かつ安価に製造することができる。

次に、コントローラ１００の検知・遮断機能について、図５を参照して説明する。

コントローラ１００は、更に、検知・遮断部たるＰＮＰトランジスタ１２５及びＮＰＮトランジスタ１３０を備えている。

ＰＮＰトランジスタ１２５のエミッタは、ダイオード１２４を介して電池８のプラス端子と接続されており、ＰＮＰトランジスタ１２５のベースは、抵抗１２７及び抵抗１２９を介して電池８のマイナス端子と接続されている。抵抗１２９には、コンデンサ１２８が並列に接続されている。抵抗１２９は、抵抗１２６及び１２７と比べて十分に大きな値（本実施の形態では、１００倍）に設定されている。また、ＰＮＰトランジスタ１２５のベース−エミッタ間には、抵抗１２６が接続されている。ＰＮＰトランジスタ１２５のコレクタは、抵抗１３２を介してＮＰＮトランジスタ１３０のベースと接続されている。

ＮＰＮトランジスタ１３０のエミッタは、電池８のマイナス端子と接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１３０のベース−エミッタ間には、抵抗１３１が接続されている。また、ＮＰＮトランジスタ１３０のコレクタは、抵抗１０２を介してＦＥＴ１０１のゲートと接続されている。

次に、このような構成のコントローラ１００の検知・遮断機能の動作について、図５、図７及び図８を参照して説明する。図７は、トリガスイッチ３１がオンした状態で釘打機１の接続端子Ａに電池８が接続された場合の検知・遮断機能についてのコントローラ１００の動作のタイムチャートである。図８は、釘打機１の接続端子Ａに電池８が接続された後にトリガスイッチ３１がオンした場合の検知・遮断機能についてのコントローラ１００の動作のタイムチャートである。

トリガスイッチ３１がオンした状態（図７、ｔ１０）で、電池８を接続端子Ａに接続する（図７、ｔ１１）と、ＰＮＰトランジスタ１２５がオンし、同時に、抵抗１２６及び１２７を介してコンデンサ１２８が充電される。なお、トリガスイッチ３１がオンした状態で電池８を接続端子Ａに接続した場合でなくても、電池８を接続端子Ａに接続するのとほぼ同時にトリガスイッチ３１がオンした場合でもよい。

ＰＮＰトランジスタ１２５がオンすると、ＮＰＮトランジスタ１３０のベースに電流が流れ、ＮＰＮトランジスタ１３０がオンする。ＮＰＮトランジスタ１３０がオンすると、ＮＰＮトランジスタ１３０のコレクタと接続されたＦＥＴ１０１の電位もＧＮＤ電位となるので、平滑電圧は、ＦＥＴ１０１のゲートには印加されない。そのため、ＦＥＴ１０１は、オフのままで、釘打機１は、作動しない。

しかし、前述のように、抵抗１２９は、抵抗１２６及び１２７と比べて大きな値に設定されているため、コンデンサ１２８の充電が完了すると、ＰＮＰトランジスタ１２５のベース−エミッタ間には、ＰＮＰトランジスタ１２５をオンさせるだけの電位差は生じず、ＰＮＰトランジスタ１２５は、オフする。すると、ＮＰＮトランジスタ１３０もオフし、ＦＥＴ１０１のゲートには、平滑電圧が印加され得る状態となる。

しかしながら、この場合も、ＰＮＰトランジスタ１１０とＮＰＮトランジスタ１１１は、ＦＥＴ１０１のオフ状態を保持するので、ＮＰＮトランジスタ１３０がオフしても（図７、ｔ１１）、トリガスイッチ３１がオフされない限り、ＦＥＴ１０１のオフ状態は解除されない。

一方、電池８を接続端子Ａに接続（図８、ｔ２２）後、所定時間が経過した後にトリガスイッチ３１をオンした場合には（図８、ｔ２２）、ＮＰＮトランジスタ１３０はオンしていないので、正常に釘打ち動作を行うことができる。

このような構成により、トリガ６を引いた状態、すなわち、トリガスイッチ３１がオンした状態で電池８を接続端子Ａに接続した場合には、ＦＥＴ１０１はオンしないので、電池８の接続と同時に釘打機１が作動するのを防止することができ、操作の安全性を確保することができる。更に、このような構成により、特別な機構やマイコン等の高価な回路を必要としないので、小型の釘打機１を簡便かつ安価に製造することができる。

尚、本発明の釘打機は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では、モータ２３とトリガスイッチ３１は、直列に接続されていたが、図９に示すように、モータ２３とトリガスイッチ３１とを並列に接続してもよい。このような構成によれば、モータ２３に流れる大電流がトリガスイッチ３１に流れることがないので、トリガスイッチ３１の容量を小型にすることができる。

更に、上記実施の形態に用いられたＦＥＴの代わりにトランジスタを用いても良いし、トランジスタの代わりにＦＥＴを用いても良い。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る打込機について図１０に基づいて説明する。図１０に示されるように、第２の実施の形態に係る電動式の釘打機２０１は、モータ２２３で圧縮開放機構２０７（クラッチ機構）を介してドラム２２５を回転駆動してワイヤ２２６を巻き取ることにより、プランジャ２２１をバネ２２２に抗わせて上死点側に移動させ、その後圧縮開放機構２０７によってドラム２２５を開放することにより、プランジャ２２１を下死点側へと移動させてノーズ部２０４にマガジン２０５から供給される釘２５１を打撃する構造であり、第１の実施の形態に係る釘打機１と略同じ構成を採っている。よって明確に異なる構造部分以外は第１の実施の形態を参照して詳細な説明を省略する。

ハンドル２０３は、内部に、電池２０８と接続されたトリガスイッチ２３１を備えており、トリガ２０６を引くことにより、トリガスイッチ２３１がオンになり、コントローラ２００の制御によりモータ２２３へ電力を供給している。

モータ２２３と圧縮開放機構２０７との間には、減速機構２２４が介在している。減速機構２２４は、モータ２２３の駆動軸２２３ａに連結される第一のプーリ２２４ａと、プーリ２２４ａに接続されるベルト２２４ｂと、ベルト２２４ｂに接続され第一のプーリ２２４ａと反対側に設けられている第二のプーリ２２４ｄと、第二のプーリ２２４ｄと圧縮開放機構２０７との間に介在する複数のギア２２４ｃとから構成されており、モータ２２３の駆動軸２２３ａの回転が回転数を減じられて圧縮開放機構２０７に伝達されている。

圧縮開放機構２０７は、第１の実施の形態に係る圧縮開放機構７と同様の構成を採っており、ドラム２２５を一定角度、具体的には、プランジャ２２１が下死点から上死点まで上昇するのに必要な角度回転させた後にドラム２２５との接続が遮断されるように構成されている。

ドラム２２５に接続されているワイヤ２２６は、被保持部２２６ａと線部２２６ｂとから構成されている。被保持部２２６ａは、直径が線部２２６ｂの直径よりも大きい略球形を成しており、線部２２６ｂのプランジャ２２１側の端部に固定されている。線部２２６ｂのドラム２２５側になる端部にも被保持部２２６ａと同様の略球形をなす図示せぬ被保持部が設けられており、この図示せぬ被保持部がドラム２２５で保持されている。また線部２２６ｂは繊維状の鋼線を束ねて構成されるとともに表面に樹脂コーティングされて構成されている。

ドラム２２５は、出力軸２２４ａと同軸にハウジング２０２内に配置されている。また、ドラム２２５は、ワイヤ２２６が巻回される外周の接線がバネガイド２６１の中心軸と同軸になるようにハウジング２０２内に配置されている。よって、ドラム２２５でワイヤ２２６を巻き取る際に、常にバネガイド２６１と平行な状態で、ワイヤ２２６を巻き取りかつプランジャ２２１を上死点側に移動させることができる。また、ハウジング２０２内には、バネ２２２を配置するためのバネガイド２６１が設けられているため、これによっても、常にバネガイド２６１と平行な状態で、ワイヤ２２６を巻き取りかつプランジャ２２１を上死点側に移動させることができる。更に、ドラム２２５においてワイヤ２２６を巻き上げる際に、ワイヤ２２６をガイドするガイドプーリを必要としないため、プランジャ２２１引き上げ時の抵抗が軽減されている。

釘打機１の断面図釘打機１の断面図圧縮開放機構７の展開図釘打機１の断面図圧縮開放機構７の展開図釘打機１の断面図圧縮開放機構７の展開図釘打機１の断面図圧縮開放機構７の動作の説明図圧縮開放機構７の動作の説明図圧縮開放機構７の動作の説明図圧縮開放機構７の動作の説明図コントローラ１００の回路図コントローラ１００の動作のタイムチャートコントローラ１００の動作のタイムチャートコントローラ１００の動作のタイムチャートコントローラ１００の変更例の断面図釘打機１０の断面図

符号の説明

１２００釘打機、２９停止スイッチ、３１トリガスイッチ、５２釘残量スイッチ、１００コントローラ、１１０１１１１１５１２５１３０１３９トランジスタ

Claims

打ち込み部材を打突する打突部と、
第１の状態で前記打突部と接続され、第２の状態で前記打突部との接続が解除される移動部と、
前記移動部に移動のための駆動力を供給するモータと、
ユーザの指示に基づきオン又はオフするトリガスイッチと、
前記移動部の位置に応じてオン又はオフする停止スイッチと、
前記トリガスイッチのオン又はオフ及び前記停止スイッチのオン又はオフに基づきオン又はオフして前記モータへの通電を制御する通電スイッチと、
前記停止スイッチに接続され、前記停止スイッチの導通状態の変更に基づいて信号を発するアナログ素子による保持部制御部と、
前記通電スイッチ及び前記保持部制御部に接続され、前記保持部制御部からの信号に基づいて、前記トリガスイッチが解除されるまで前記モータへの通電が遮断された状態が保持されるように前記通電スイッチのオン状態又はオフ状態を保持するアナログ素子による保持部と、
を備えたことを特徴とする打込機。
前記トリガスイッチは、前記モータに直列又は並列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の打込機。
前記通電スイッチは、半導体素子から構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の打込機。
前記保持部は、前記トリガスイッチがオンしている場合に、前記停止スイッチのオン又はオフに基づき前記通電スイッチをオフ状態に保持するトランジスタを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の打込機。
前記停止スイッチは、前記移動部が前記第２の状態になる前にオンし、前記移動部が前記第２の状態になった後にオフすることを特徴とする請求項４に記載の打込機。
前記保持部制御部は、前記停止スイッチのオンに基づき電荷を蓄積し、前記停止スイッチのオフに基づき前記蓄積された電荷を放電するコンデンサと、
前記コンデンサから放電された電荷に基づき、前記通電スイッチをオフ状態に保持するよう前記保持部を制御するトランジスタと、
を更に備えたことを特徴とする請求項４又は５に記載の打込機。
前記打ち込み部材が打突される打突方向に前記打突部を付勢する付勢部を更に備え、
前記モータは、前記移動部に前記打突方向とは逆の方向に移動させるための駆動力を供給することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の打込機。