WO2018221106A1

WO2018221106A1 - 打込機

Info

Publication number: WO2018221106A1
Application number: PCT/JP2018/017228
Authority: WO
Inventors: 弘識益子; 貴士上田
Original assignee: 工機ホールディングス株式会社
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2018-04-27
Publication date: 2018-12-06
Also published as: JP6881576B2; TWI686275B; JPWO2018221106A1; CN110709210A; CN110709210B; US11602829B2; EP3632623A1; TW201902641A; US20230226675A1; EP3632623A4; US20200114501A1

Abstract

パンパの負荷が増加することを抑制可能な打込機を提供する。移動可能に設けられ、かつ、移動して止具を打撃する打撃部１２と、打撃部１２に接触して打撃部１２が移動する範囲を規制するバンパ３３と、バンパ３３を支持するハウジング１１と、を有する打込機１０であって、負荷検出部によって検出されるバンパ３３の負荷、あるいは、所定時間における前記打撃部の動作回数に基づいて、バンパ３３の負荷が増加することを抑制する負荷抑制部と、を有する。

Description

打込機

本発明は、打撃部を移動させて止具を打撃する打込機に関する。

従来、打撃部を移動させて止具を打撃する打込機が知られており、その打込機が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打込機は、ハウジング、テールカバー、シリンダ、打撃部、圧力室、バンパ、マガジン、電動モータ、蓄電池及び動力機構を有する。シリンダはハウジング内に設けられ、打撃部はシリンダにより移動可能に支持されている。圧力室はハウジング内に設けられ、圧力室に空気が封入されている。テールカバー及びシリンダは、ハウジングに固定されている。

バンパは、シリンダとテールカバーとの間に配置されている。バンパは、ガイド孔を有する。テールカバーは射出口を有する。電動モータはハウジング内に設けられ、蓄電池の電力は電動モータに供給される。打撃部は、ピストンと、ピストンに取り付けられたドライバブレードと、を有する。ドライバブレードはガイド孔及び射出口で移動可能である。ドライバブレードはラックを有する。動力機構は、円板と、円板に設けたピニオンと、を有する。マガジンは止具を収容し、マガジンはテールカバーに取り付けられている。止具はマガジンから射出路に供給される。

電動モータの回転力で円板が回転してピニオンがラックに係合すると、打撃部はバンパか離れ、かつ、上昇する。打撃部が上死点に到達すると、ピニオンはラックから解放され、打撃部は圧力室の圧力で下降する。打撃部が下降すると、ドライバブレードは止具を打撃する。ドライバブレードが止具を打撃した後、ピストンがバンパに衝突し、バンパは打撃部の運動エネルギを吸収し、その運動エネルギの一部は、バンパ内部において熱に変換される。また、バンパは、打撃部の移動範囲を規制するストッパとしての役割を持つ。

特開２０１６－２２１６１０号公報

一般に、打込機に用いるバンパは、ゴムやエラストマ等の可撓性材料で形成され、可撓性材料は、温度と、可撓持性の持続性能とが密接に関連する。このため、バンパは所定の温度範囲内で使用することが望ましい。また、バンパは、所定の温度範囲を超えた高負荷の状態で継続して使用されると、バンパの短寿命化につながる可能性がある。上述のとおり、バンパには、打撃動作によって運動エネルギから変換された熱が発生する。一方、バンパの熱は、ハウジングを介して外部に放熱される。また、ドライバブレードの昇降に伴うシリンダ内のピストンの下方の空間と、ハウジングの外部との空気の流出入などによって、バンパの放熱や冷却が行われている。

しかしながら、特許文献１に記載された打込機は、打撃部が連続して打撃動作を繰り返した場合、または、バンパの周囲温度が高い場合は、放熱が追い付かず、バンパに熱が蓄積し、バンパが高負荷状態で使用される可能性があった。

また、バンパの高負荷状態は、バンパの温度によらず、打込みエネルギが過大な状態での使用等によっても生じるものである。

本発明の目的は、パンパの過大な負荷を抑制し、所定の負荷の範囲内で使用可能な打込機を提供することで、バンパ、ひいては打込機の長寿命化を図ることである。

一実施形態の打込機は、移動可能に設けられ、かつ、移動して止具を打撃する打撃部と、前記打撃部に接触して前記打撃部が移動する範囲を規制するバンパと、前記バンパを支持するハウジングと、を有する打込機であって、負荷検出部によって検出される前記バンパの負荷、あるいは、所定時間における前記打撃部の動作回数に基づいて、前記バンパの負荷が増加することを抑制する負荷抑制部と、を有する。

一実施形態の打込機は、バンパの負荷が増加することを抑制可能である。

本発明の一実施形態である打込機の要部を示す側面断面図である。打込機の他の部位を示す側面断面図である。図１に示す打込機の正面断面図である。打込機の制御系統を示すブロック図である。打込機に設けたバンパの負荷の増加を抑制する制御例を示すフローチャートである。図５の制御例でバンパの負荷を加算する場合に用いるマップの例である。図５の制御例でバンパの負荷を加算する場合に用いるマップの他の例である。図５の制御例でバンパの負荷を減算する場合に用いるマップの例である。図５の制御例でバンパの負荷を減算する場合に用いるマップの他の例である。

本発明の一実施形態である打込機を、図面を参照して説明する。

図１、図２及び図３に示す打込機１０は、ハウジング１１、打撃部１２、圧力室１３、動力伝達機構１４及び電動モータ１５を有する。ハウジング１１は外殻要素であり、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、ハウジング１１内において第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２で移動可能である。圧力室１３はハウジング１１内に設けられ、圧力室１３は、打撃部１２を第１方向Ｂ１で移動させる。電動モータ１５はハウジング１１内に設けられている。動力伝達機構１４はハウジング１１内に設けられ、動力伝達機構１４は、電動モータ１５の回転力を打撃部１２に伝達し、打撃部１２を第２方向Ｂ２で移動させる。第２方向Ｂ２は、第１方向Ｂ１とは逆向きである。

ハウジング１１は、筒形状の本体１６と、本体１６の開口部を閉じたカバー１７と、本体１６に連続するハンドル１８及びモータ収容部１９と、ハンドル１８とモータ収容部１９とを接続する接続部２０と、を有する。蓄圧容器２１及びシリンダ２２がハウジング１１内に設けられ、環状の接続具２３は、蓄圧容器２１とシリンダ２２とを接続している。圧力室１３は蓄圧容器２１内に形成されている。

打撃部１２は、シリンダ２２内に移動可能に配置されたピストン２４と、ピストン２４に固定されたドライバブレード２５と、を有する。ピストン２４は、シリンダ２２の中心線Ａ１方向に移動可能である。中心線Ａ１方向は、第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２に対して平行である。ピストン２４の外周にシール部材７９が取り付けられており、シール部材７９はシリンダ２２の内面に接触してシール面を形成する。シール部材７９は、圧力室１３を気密に維持する。

シール部材７９は、有機材料製のものを用いることができ、有機材料は、合成ゴム合成樹脂を含む。合成ゴムは、例えば、ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴムを含む。合成樹脂は、四フッ化エチレン樹脂を含む。シール部材７９は、Ｏリングの他、リップパッキンを含む。リップパッキンは、Ｘ形、Ｌ形、Ｕ形の何れでもよい。圧縮性の気体が圧力室１３内に封入されている。圧力室１３に封入する気体は、空気の他、不活性ガス、例えば、窒素ガス、希ガス等を用いることができる。本実施形態では、圧力室１３に空気が封入されている例を説明する。

ドライバブレード２５は金属製または樹脂製である。図３に示すように、ドライバブレード２５の長手方向に沿ってラック２６が設けられている。ラック２６は、複数の凸部２６Ａを有する。複数の凸部２６Ａは、中心線Ａ１方向に一定の間隔をおいて配置されている。

図３のように、ホルダ２８が本体１６の内部から外部に亘って配置されている。ホルダ２８は、アルミニウム合金製、マグネシウム合金製、または、合成樹脂製である。ホルダ２８は、筒形状の荷重受け部２９と、荷重受け部２９に連続したテール部３１と、を有する。テール部３１はモータ収容部１９に連続している。

荷重受け部２９は本体１６内に配置されており、荷重受け部２９は軸孔３２を有する。荷重受け部２９内にバンパ３３が設けられている。バンパ３３は合成ゴムまたは合成樹脂で一体成形されている。合成ゴムは軟質ゴムを含み、合成樹脂はウレタン樹脂を含む。バンパ３３は軸孔３４を有する。軸孔３２，３４は、共に中心線Ａ１を中心として配置され、ドライバブレード２５は、軸孔３２，３４内で中心線Ａ１方向に移動可能である。ノーズ部３５がねじ部材７８を用いてテール部３１に固定されており、ノーズ部３５は射出路３６を有する。射出路３６は、空間、若しくは通路であり、ドライバブレード２５は射出路３６内で中心線Ａ１方向に移動可能である。

電動モータ１５はモータ収容部１９内に設けられている。電動モータ１５は、モータ収容部１９に対して回転しないステータ１５Ａと、モータ収容部１９内で回転可能なロータ１５Ｂと、ロータ１５Ｂが取り付けられたモータ軸３７と、を有する。ステータ１５Ａは、通電用のコイルを有し、ロータ１５Ｂは永久磁石を有する。通電用のコイルは、３相、つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３本のコイルを含む。電動モータ１５は、ブラシレスモータである。コイルに通電されて回転磁界が形成され、ロータ１５Ｂが回転する。

モータ軸３７は軸受３８，３９により回転可能に支持されている。モータ軸３７は軸線Ａ２を中心として回転可能である。図２のように、接続部２０に対して着脱可能な蓄電池４０が設けられ、蓄電池４０は、電動モータ１５のステータ１５Ａに電力を供給する。

蓄電池４０は、収容ケース４１と、収容ケース４１内に収容した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。蓄電池４０は直流電源である。収容ケース４１内に第１端子が設けられ、第１端子は電池セルに接続されている。接続部２０に第２端子が固定され、蓄電池４０を接続部２０に取り付けると、第１端子と第２端子とが通電可能に接続される。

図１のように、ギヤケース４２がテール部３１内に設けられ、減速機４３がギヤケース４２内に設けられている。減速機４３は、入力部材４４、出力部材４５及び３組の遊星歯車機構を有する。入力部材４４は、モータ軸３７に固定されている。入力部材４４及び出力部材４５は、軸線Ａ２を中心として回転可能である。モータ軸３７の回転力は、入力部材４４を経由して出力部材４５に伝達される。減速機４３は、入力部材４４に対する出力部材４５の回転速度を低速とする。

動力伝達機構１４は、本体１６内に設けられている。動力伝達機構１４は、ピンホイール軸４８と、ピンホイール軸４８に固定されたピンホイール４９と、ピンホイール４９に設けたピニオン７７と、を有する。ピンホイール軸４８は、軸受４６，４７により回転可能に支持されている。ピニオン７７は、ピンホイール４９の円周方向に間隔をおいて配置された複数のピン７７Ａを有する。ラック２６を構成する凸部２６Ａの数と、ピニオン７７を構成するピン７７Ａの数とは同一である。動力伝達機構１４は、ピンホイール４９の回転力を、打撃部１２の移動力に変換する。

回転制御機構５１がギヤケース４２内に設けられている。回転制御機構５１は、減速機４３とピンホイール４９との間の動力伝達経路に配置されている。回転制御機構５１は、ピンホイール軸４８が、出力部材４５の回転力で図３において反時計回りに回転することを許容する。また、回転制御機構５１は、ピンホイール軸４８が、ドライバブレード２５から伝達される力で図３において時計回りに回転することを防止する。

また、釘５８を収容するマガジン５９が設けられ、マガジン５９はノーズ部３５及び接続部２０により支持されている。マガジン５９は、釘５８を射出路３６に供給する送り機構を有する。

モータ基板６０がモータ収容部１９内に設けられている。図４に示すインバータ回路６１がモータ基板６０設けられている。インバータ回路６１は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子は、それぞれ単独でオン及びオフが可能である。スイッチング素子としては、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor ）または、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor )を用いることが可能である。

図２のように、制御基板６２が接続部２０内に設けられ、制御基板６２に、図４に示すマイクロコンピュータ６３が設けられている。マイクロコンピュータ６３は、入力ポート、出力ポート、中央演算処理装置、記憶装置及びタイマを有する。マイクロコンピュータ６３は、第２端子及びインバータ回路６１に接続されている。図４に示す温度検出センサ８０が制御基板６２に設けられている。温度検出センサ８０としてはサーミスタを用いることが可能である。

図４に示すメインスイッチ８１がハウジング１１に設けられている。メインスイッチ８１は、接続部２０またはハンドル１８に設けられている。ユーザがメインスイッチ８１を操作する。蓄電池４０が接続部２０に取り付けられている状態で、作業者がメインスイッチ８１をオンすると、蓄電池４０の電圧がマイクロコンピュータ６３に印加され、マイクロコンピュータ６３が起動する。ユーザがメインスイッチ８１をオフすると、マイクロコンピュータ６３が停止する。

図１に示すように、ハンドル１８にトリガ６６が設けられている。ユーザはトリガ６６を操作する。トリガスイッチ６７がハンドル１８内に設けられており、ユーザがトリガ６６に操作力を加えるとトリガスイッチ６７がオンし、かつ、トリガ６６に加えられた操作力が解除されるとトリガスイッチ６７がオフする。

プッシュレバー６８がノーズ部３５に取り付けられている。プッシュレバー６８はノーズ部３５に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。図１のように、プッシュレバー６８を中心線Ａ１方向に付勢する弾性部材７４が設けられている。弾性部材７４は金属製の圧縮コイルバネであり、弾性部材７４は、プッシュレバー６８をバンパ３３から離れる向きで付勢する。ノーズ部３５にストッパ８６が設けられ、弾性部材７４で付勢されるプッシュレバー６８はストッパ８６に接触して停止する。

図４に示すプッシュスイッチ６９がノーズ部３５に設けられている。プッシュスイッチ６９は、プッシュレバー６８が被打込材７０に押し付けられるとオンする。プッシュスイッチ６９は、プッシュレバー６８が被打込材７０から離れるとオフする。

ピンホイール４９の回転状態、つまり、回転角度を検出する位置検出センサ７２が設けられている。位置検出センサ７２はテール部３１に設けられている。また、永久磁石８２がピンホイール４９に取り付けられている。位置検出センサ７２は永久磁石８２が形成する磁界の強度に応じた信号を出力する。位置検出センサ７２は永久磁石８２から離れている。位置検出センサ７２は、非接触形の磁気センサである。マイクロコンピュータ６３は位置検出センサ７２の信号を処理して、打撃部１２の位置、打撃部１２が行う打撃動作の有無、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔を推定可能である。

図４に示す位相検出センサ８３が、モータ収容部１９内に設けられている。位相検出センサ８３は、モータ軸３７の回転方向の位置、つまり、位相を検出して信号を出力する。モータ軸３７に永久磁石が取り付けられている。位相検出センサ８３は磁気センサである。位相検出センサ８３は、永久磁石が形成する磁界の強度に応じた信号を出力する。

さらに、図４に示す振動検出センサ８４がハウジング１１内に設けられている。振動検出センサ８４は、中心線Ａ１方向におけるハウジング１１の振動を検出して信号を出力する。振動検出センサ８４としては、加速度センサ、速度センサを用いることができる。振動検出センサ８４は、本体１６の内面、接続部２０の内面、モータ収容部１９の内面、ハンドル１８の内面等に取り付けることができる。

図２のように、接続部２０に表示パネル７１が設けられている。表示パネル７１は、例えば、ユーザが目視可能な液晶パネル、ＬＥＤディスプレイを含む。表示パネル７１は、打込機１０の状態、例えば、バンパ３３の負荷、バンパ３３の負荷の増加を抑制する制御の有無、蓄電池４０の電圧を表示する。負荷部材の状態は、後述する。表示パネル７１は接続部２０の外に露出しており、ユーザは表示パネル７１を目視可能である。なお、メインスイッチ８１は、表示パネル７１に設けられていてもよい。

打込機１０の使用例を説明する。ユーザが蓄電池４０を接続部２０に取り付け、ユーザがメインスイッチ８１をオンするとマイクロコンピュータ６３が起動する。マイクロコンピュータ６３は、トリガスイッチ６７がオフされていること、または、プッシュスイッチ６９がオフされていることのうち、少なくとも一方を検出すると、インバータ回路６１のスイッチング素子を全てオフする。つまり、蓄電池４０の電力は電動モータ１５に供給されず、電動モータ１５は停止している。

電動モータ１５が停止している際、図３のように、ピニオン７７のピン７７Ａと、ラック２６の凸部２６Ａとが係合し、打撃部１２は待機位置で停止している。打撃部１２が待機位置で停止すると、ピストン２４はバンパ３３から離れている。打撃部１２の待機位置は、中心線Ａ１方向で上死点と下死点との間にある。打撃部１２の上死点は、図１及び図３において、中心線Ａ１方向でピストン２４がバンパ３３から最も離れた位置である。打撃部１２の下死点は、図１のようにピストン２４がバンパ３３に押し付けられた位置である。

打撃部１２が図３のように待機位置で停止していると、ドライバブレード２５の先端２５Ａは、中心線Ａ１方向で、釘５８の頭部５８Ａとノーズ部３５の先端３５Ａとの間に位置する。打撃部１２が待機位置で停止し、かつ、プッシュレバー６８が被打込材７０から離れていると、プッシュレバー６８はストッパ８６に接触して停止している。

マイクロコンピュータ６３は、位置検出センサ７２から出力される信号に基づいて、打撃部１２が待機位置で停止していることを検出し、マイクロコンピュータ６３は電動モータ１５を停止している。電動モータ１５が停止していると、回転制御機構５１が、打撃部１２を待機位置に保持する。

打撃部１２は、圧力室１３の空気圧に応じた付勢力を受けており、打撃部１２が受けた付勢力は、ピンホイール４９を介してピンホイール軸４８に伝達される。ピンホイール軸４８が図３で時計方向の回転力を受けると、回転制御機構５１が回転力を受け止め、ピンホイール軸４８の回転を防止する。このようにしてピンホイール４９が停止し、打撃部１２が図３の待機位置で停止している。

マイクロコンピュータ６３は、トリガスイッチ６７がオンされ、かつ、プッシュスイッチ６９がオンされていると、インバータ回路６１のスイッチング素子をオン及びオフする制御を繰り返し、蓄電池４０の電力を電動モータ１５に供給する。すると、電動モータ１５のモータ軸３７が回転する。モータ軸３７の回転力は、減速機４３を経由してピンホイール軸４８に伝達される。

モータ軸３７及び出力部材４５の回転方向は同一であり、出力部材４５が回転すると、出力部材４５の回転力はピンホイール４９に伝達され、ピンホイール４９は、図３で反時計方向に回転する。ピンホイール４９が図３で反時計方向に回転すると、ピンホイール４９の回転力が打撃部１２に伝達される。このため、打撃部１２は中心線Ａ１方向で蓄圧容器２１に近づく向きで移動する。つまり、打撃部１２は、圧力室１３の空気圧に抗して上昇する。打撃部１２が上昇すると、圧力室１３の空気圧が上昇する。

打撃部１２が上死点に到達すると、ドライバブレード２５の先端２５Ａは、釘５８の頭部５８Ａよりも上に位置する。また、打撃部１２が上死点に到達すると、ピニオン７７のピン７７Ａが、ラック２６の凸部２６Ａから解放される。このため、打撃部１２は、圧力室１３の空気圧で下死点に向けて下降する。ドライバブレード２５は、射出路３６にある釘５８の頭部５８Ａを打撃し、釘５８は被打込材７０に打ち込まれる。

また、釘５８の全体が被打込材７０に食い込んで釘５８が停止すると、その反力でドライバブレード２５の先端２５Ａが釘５８の頭部５８Ａから離れる。また、ピストン２４はバンパ３３に衝突し、バンパ３３が弾性変形することで、打撃部１２の運動エネルギを吸収する。

また、電動モータ１５のモータ軸３７は、ドライバブレード２５が釘５８を打撃した後も回転する。そして、ピニオン７７のピン７７Ａがラック２６の凸部２６Ａに係合すると、ピンホイール４９の回転力でピストン２４が、図１において再度上昇する。マイクロコンピュータ６３は、釘５８の打ち込み後もピンホイール４９の位置を検出している。マイクロコンピュータ６３は、打撃部１２が図３の待機位置に到達したことを検出すると、電動モータ１５を停止する。つまり、ピンホイール４９が停止し、回転制御機構５１がピストン２４を待機位置に保持する。

ユーザは、打込機１０を使用する際、第１打撃動作と第２打撃動作とを切り替え可能である。第１打撃動作は単発打ちと呼ばれ、第１打撃動作は、プッシュスイッチ６９のオン・オフ、及びトリガスイッチ６７のオン・オフを、それぞれ交互に繰り返し、打撃部１２が複数の釘５８を順次打撃する。第２打撃動作は連続打ちと呼ばれ、第２打撃動作は、ユーザがトリガスイッチ６７をオンした状態を維持し、かつ、プッシュスイッチ６９のオンとオフとを交互に繰り返し、打撃部１２で複数の釘５８を連続して打撃することである。第２打撃動作において、複数の釘５８が打撃される第２の時間間隔は、第１打撃動作において、複数の釘５８が打撃される第１の時間間隔よりも短い。

打込機１０で打撃部１２が釘５８を打撃する動作を繰り返すと、バンパ３３の負荷が増加して、バンパ３３の機能が低下する可能性がある。例えば、バンパ３３の変形、応力集中、劣化等により、バンパ３３の機能が低下する可能性がある。マイクロコンピュータ６３は、バンパ３３の負荷の増加を抑制するため、図５の制御例を実行可能である。

まず、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１でメインスイッチ８１がオンされていることを検出すると、ステップＳ２で制御基板６２の初期温度による加算処理を行う。マイクロコンピュータ６３がステップＳ２で行う加算処理は、温度検出センサ８０が検出する温度に応じた処理である。例えば、メインスイッチ８１がオンされた時点の温度が４０度以下であると、負荷の初期加算ポイントを零ポイントにする。これに対して、メインスイッチ８１がオンされた時点の温度が４０度を超えている場合は、負荷の初期加算ポイントを５，０００ポイントにする。ステップＳ２では、バンパ３３の負荷ポイントの合計値に、初期加算ポイントを加算する処理を行う。

また、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ３において、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔に応じて記憶している負荷ポイントの合計値をリセット処理する。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ４において、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔の計測を開始し、ステップＳ５において、減点基準時間の計測を開始する。減点基準時間は、負荷ポイントの合計値から、所定の負荷ポイントを減算する制御を実行するか否かを判断する際に用いる。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ６で打撃部１２による打撃動作が行われたか否かを判断し、ステップＳ６でＹｅｓと判断すると、ステップＳ７において、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔に応じた負荷ポイントを、負荷ポイントの合計値に加算する処理を行う。例えば、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔が長くなることに伴い、加算する負荷ポイントは小さい値になる。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ８において、求めた負荷ポイントの合計値が、第１所定時間内にしきい値以上になったか否かを判断する。しきい値は、バンパ３３の負荷の増加を制限する制御を行うかを判断するための値であり、マイクロコンピュータ６３は、しきい値を予め記憶している。第１所定時間は、ステップＳ４の制御を開始した時点からの経過時間であり、打込機における操作開始からの時間、例えばトリガ６６やプッシュレバー６８といった操作部材が操作された時からの時間、打撃動作のために電動モータ１５が動作を開始した時間、打込機の電源投入後最初の打撃動作を行った時からの時間、マイクロコンピュータ６３が打撃動作指示を出した時からの時間、マガジン５９のフィーダが移動した時からの時間、など、作業者が打込機を使用し始めたと見なせる時点からの経過時間である。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ８でＹｅｓと判断すると、ステップＳ９でバンパ３３の負荷の増加を抑制する制御を行い、図５の制御を終了する。

マイクロコンピュータ６３がステップＳ９で行う制御は、第１制御または第２制御の何れか一方を含む。第１制御は、トリガスイッチ６７がオンされ、かつ、プッシュスイッチ６９がオンされても、電動モータ１５を停止することである。第２制御は、第１打撃動作を許可し、かつ、第２打撃動作を禁止することである。また、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ９において、バンパ３３の負荷の増加を抑制する制御を行うことを表示パネル７１で表示する。なお、マイクロコンピュータ６３は、温度検出センサ８０で検出される温度が低下すると、第１制御または第２制御をキャンセルする。さらに、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ８でＮｏと判断すると、ステップＳ３に進む。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ６でＮｏと判断すると、ステップＳ１０に進み、計測している減点基準時間が第２所定時間以上になったか否かを判断する。第２所定時間は、ステップＳ５で減点基準時間の検出開始後における経過時間のしきい値である。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１０でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１１において、負荷の合計ポイントから、計測した減点基準時間に応じて、所定の負荷ポイントを減算する処理を行い、ステップＳ４に進む。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１１において、計測した減点基準時間が長くなることに伴い、減点する負荷ポイントを増加する。また、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１１において、計測している減点基準時間をリセットする処理を行う。なお、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１０でＮｏと判断すると、ステップＳ４に進む。

マイクロコンピュータ６３がステップＳ７の制御を行う際に用いることの可能なマップの例を、図６及び図７を参照して説明する。図６のマップは、負荷ポイントの合計値に加算される負荷ポイントが、打撃動作同士の間における経過時間に関わりなく一定である例を示す。図７のマップは、負荷ポイントの合計値に加算される負荷ポイントが、経過時間が長くなることに伴い減少する例を示す。

マイクロコンピュータ６３がステップＳ１１の制御を行う際に用いることの可能なマップの例を、図８及び図９を参照して説明する。図８及び図９に示す経過時間は、ステップＳ５で計測を開始する減点基準時間に相当する。図８のマップは、負荷ポイントの合計値から減算される負荷ポイントが、経過時間に関わりなく一定である例を示す。図９のマップは、負荷ポイントの合計値から減算される負荷ポイントが、経過時間が長くなることに伴い減少する例を示す。

このように、マイクロコンピュータ６３は、バンパ３３の負荷を、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔に基づいて推定し、バンパ３３の負荷の合計値がしきい値以上であると、打撃部１２が行う打撃動作の回数を抑制して、バンパ３３の負荷が増加することを抑制する。また、バンパ３３の負荷の合計値がしきい値未満であると、打撃部１２の打撃動作の回数が増加することを許容する。したがって、バンパ３３の負荷が増加してバンパ３３の緩衝機能が低下すること、を抑制できる。

また、バンパ３３の負荷を推定する条件の一部に、温度検出センサ８０が検出する制御基板６２の温度を加えている。このため、打込機１０を前回の作業で使用後、充電量の低下した蓄電池４０を接続部２０から取り外し、充電量の十分な蓄電池４０を接続部２０に取り付けて打込機１０で次回の打撃動作を行う場合のように、バンパ３３の温度低下が進捗しにくい状況において、バンパ３３の負荷を推定可能である。

さらに、打撃部１２の打撃動作が行われることなく第２所定時間以上経過すると、バンパ３３の温度が低下しているものとして、バンパ３３の負荷を推定できる。したがって、バンパ３３の負荷を温度状況に応じて推定可能である。

また、本実施形態の変形例として、打込機１０は負荷の推定に代えて、所定の時間内に打撃部１２が行った打撃動作の回数をバンパの負荷と見なして、バンパ３３の負荷の増加を抑制する制御を行ってもよい。すなわち、作業者が打込機１０を使用し始めたとき、あるいは、連続した使用がなされた場合に、所定時間における打込機の打撃動作の回数を記憶し、バンパ３３の負荷が増加し温度が上昇するほどの打撃動作回数であるか否かを判断する。これは、所定時間以内における動作回数（釘の打込み本数）が予め定められた回数を超えるか否かによって判断される。そして、打撃動作の回数が規定値を超えた場合は打込機が行う打撃動作の回数を抑制、すなわち、一回の打撃動作から次の打撃動作までの時間が長くなるようにして、次の打込動作が可能となるまでの打込動作を制限するように制御することで、バンパ３３の負荷が増加することを抑制する。打込動作の制限は上記実施形態同様、第１打撃動作を規制するようにしてもよい。

また、打撃動作の抑制が行われた後に、一定の時間にわたって打撃部１２の打撃動作が行われない場合、あるいは、所定時間内における動作回数が抑制解除の条件として予め定めた回数未満となった場合に動作の抑制を行う制御を解除する。

実施形態で説明した事項の意味を説明する。釘５８は止具の一例であり、表示パネル７１は出力部の一例である。マイクロコンピュータ６３、位置検出センサ７２及び温度検出センサ８０は、負荷検出部の一例である。マイクロコンピュータ６３、インバータ回路６１及び電動モータ１５は、負荷抑制部の一例である。電動モータ１５はモータの一例である。モータ基板６０、制御基板６２及びマイクロコンピュータ６３は、制御部の一例である。ステップＳ１１で減算する“所定の負荷ポイント”は、“所定値”の一例である。

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、図５の制御例のステップＳ２において、加算処理に用いる温度は、４０度に限定されない。また、温度が高くなることに伴い、初期加算ポイントを増加することも可能である。温度検出センサ８０は、制御基板６２の他、モータ基板６０または荷重受け部２９に設けられていてもよい。

マイクロコンピュータ６３は、図５の制御例を行う際に、プッシュスイッチ６９及びトリガスイッチ６７のオンを検出し、蓄電池４０の電力を電動モータ１５に供給して打撃動作を行った時点から、再びプッシュスイッチ６９のオン及びトリガスイッチ６７のオンを検出する時点までの時間間隔に基づいて、打撃部１２が行う打撃動作の有無を推定することも可能である。すなわち、電動モータ１５を動作させようとする各種スイッチの作動間隔から、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔、打撃部１２が行う打撃動作の有無、を推定することも可能である。

また、マイクロコンピュータ６３は、図５の制御例を行う際に、電動モータ１５への通電時間及び電流値から、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔、打撃部１２が行う打撃動作の有無、を推定することも可能である。すなわち、電動モータ１５を動作させようとする電流の通電間隔から、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔、打撃部１２が行う打撃動作の有無、を推定することも可能である。

さらに、マイクロコンピュータ６３は、図５の制御例を行う際に、振動検出センサ８４の信号を処理して、打撃部１２が行う打撃動作の時間間隔、打撃部１２が行う打撃動作の有無、を推定することも可能である。

さらに、打込機は、バンパが受ける荷重を検出する荷重検出センサを備えているものを含む。この打込機は、マイクロコンピュータが図５の制御例を行う際に、荷重検出センサの信号を処理して、打撃部の打撃動作の時間間隔、打撃動作の有無を推定可能である。

さらに、打込機は、射出路３６に供給される釘５８の数を検出する止具検出センサを備えているものを含む。この打込機は、マイクロコンピュータが図５の制御例を行う際に、止具検出センサの信号を処理して打撃部の打撃動作の時間間隔、打撃動作の有無を推定可能である。

実施形態で説明したバンパの負荷は、バンパの変形量、バンパが受ける荷重、バンパの応力、バンパの耐用期間、バンパの衝撃吸収機能、バンパの劣化等を含む。負荷検出部及び負荷抑制部は、各種のセンサ、プロセッサ、回路、記憶装置、モジュール及びユニットを含む。

打撃部を第１位置から第２位置に移動させる第１付勢機構は、気体の圧力を打撃部に加える構造、スプリングの弾性復元力を打撃部に加える構造、を含む。気体の圧力を打撃部に加える構造は、可燃性ガスを燃焼室で燃焼させ、燃焼室の圧力を打撃部に加える構造を含む。気体の圧力を打撃部に加える構造は、気体をハウジングの外部からホースを介してハウジング内に供給し、その気体の圧力で打撃部を移動させる構造を含む。

打撃部を第２位置から第１位置に移動させる第２付勢機構のモータは、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。電動モータの電源は、直流電源または交流電源のいずれでもよい。電源は、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。

打撃部を第２位置から第１位置に移動させる第２付勢機構は、ラックアンドピニオン機構の他、牽引機構を含む。牽引機構は、モータの回転力で回転する回転要素と、回転要素に巻き掛けられて打撃部に接続されたケーブルと、を有する。モータの回転力でケーブルが回転要素に巻き取られ、打撃部が第２位置から第１位置へ移動する。

出力部は、ユーザが目視可能な表示パネルの他、音声出力が可能なブザー、スピーカを含む。つまり、実施形態において、出力部が行う出力は、ユーザが視覚または聴覚で認識可能な出力であればよい。

ハウジング内に打撃部とは逆向きに移動するウェイトが設けられている場合、ウェイトの移動範囲を規制するバンパの負荷を検出し、打撃動作の回数が増加することを抑制可能である。

なお、図３を参照する説明において、ピンホイール４９が反時計方向に回転することを記載している。これは、図３で打込機１０を正面視した状態で、ピンホイール４９の回転方向を説明するために、便宜的に行った定義付けである。被打込材７０は、床、壁、天井、柱、屋根を含む。被打込材７０の材質は、木材、コンクリート、石膏を含む。

上述した実施形態においては、バンパの負荷の例として熱的に影響を与える負荷を例示したが、打込機に設けられるバンパの負荷は、熱的な負荷に限定されない。バンパの負荷は、打撃動作の衝撃がバンパの耐久性、すなわちバンパを構成する材料の原子間または分子間の少なくとも一方の結合に影響を与える負荷であれば、何れの場合であっても適用可能である。したがって、実施形態の打込機は、ゴムやエラストマなどで形成されたバンパに限定されず、衝撃を吸収する任意のバンパ部材に適用可能である。バンパは、例示したゴムやエラストマの他、金属や複合材料にて形成されたスプリングバネや、エアスプリングあるいはエアクッション等のように、気体を収容する構成部材も、打込機のバンパに含まれる。

例えば、実施形態の打込機は、所定の範囲以上の大きさの衝撃がバンパに加わるような打込み動作が、継続することを規制することも含まれる。バンパに加わる所定範囲以上の衝撃の大きさは、止具としての短い釘、細い釘などを打ち込む際に必要な打撃力に応じて、バンパが受ける軽負荷を超える値である。これは、打込み力を調整可能な打込機、例えば、ハウジング内に封入された気体の圧力で打撃部を移動させる構造のガススプリング方式の打込機、コンプレッサからエアホースを介して供給される圧縮空気で打撃部を移動させる構造の打込機、ガスの燃焼エネルギで打撃部を移動させる構造のガス燃焼式の打込機、高速回転体、例えば、フライホイールの慣性力で打撃部を移動させる構造の打込機、等において特に効果的である。

１０…打込機、１１…ハウジング、１５…電動モータ、３３…バンパ、６０…モータ基板、６１…インバータ回路、６２…制御基板、６３…マイクロコンピュータ、７１…表示パネル、７２…位置検出センサ、８０…温度検出センサ。

Claims

移動可能に設けられ、かつ、移動して止具を打撃する打撃部と、前記打撃部に接触して前記打撃部が移動する範囲を規制するバンパと、前記バンパを支持するハウジングと、を有する打込機であって、
前記バンパの負荷を検出する負荷検出部と、
前記負荷検出部が検出する前記バンパの負荷に基づいて、前記バンパの負荷が増加することを抑制する負荷抑制部と、
を有する、打込機。
前記負荷抑制部は、前記打撃部が前記止具を打撃する回数の増加を抑制することにより、前記バンパの負荷が増加することを抑制する、請求項１記載の打込機。
前記負荷抑制部は、前記打撃部が前記止具を打撃する時間間隔を制御することにより、前記バンパの負荷の増加を抑制する、請求項１記載の打込機。
前記打撃部を移動させるモータが設けられ、
前記負荷抑制部は、前記モータを停止して前記打撃部が前記止具を打撃する回数の増加を抑制することにより、前記バンパの負荷が増加することを抑制する、請求項２記載の打込機。
前記負荷抑制部は、前記負荷検出部が検出する第１所定時間内における前記打込機の打撃動作の回数に基づいて前記バンパの負荷が増加することを抑制することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の打込機。
前記打撃部が複数の前記止具を第１の時間間隔で打撃する第１打撃動作と、
前記打撃部が複数の前記止具を前記第１の時間間隔よりも短い第２の時間間隔で打撃する第２打撃動作と、
を切り替え可能であり、
前記負荷抑制部は、前記第２打撃動作を禁止することにより、前記バンパの負荷が増加することを抑制する、請求項３記載の打込機。
前記負荷検出部は、前記打撃部が行う打撃の時間間隔に基づいて、前記バンパの負荷を検出する、請求項１乃至３の何れか１項記載の打込機。
前記ハウジング内の温度を検出する温度検出センサと、
が設けられ、
前記負荷検出部は、前記ハウジング内の温度に基づいて前記バンパの負荷を検出する、請求項１乃至３の何れか１項記載の打込機。
前記ハウジング内に配置され、かつ、前記打撃部を移動させるモータと、
前記モータを制御する制御部と、
が設けられ、
前記温度検出センサは、前記制御部の温度を検出し、
前記負荷検出部は、前記制御部の温度に基づいて前記バンパの負荷を検出する、請求８項記載の打込機。
前記負荷検出部は、前記バンパの負荷の合計値を求め、
前記負荷抑制部は、前記負荷の合計値がしきい値以上であると、前記バンパの負荷の合計値が増加することを抑制し、前記負荷の合計値がしきい値未満であると、前記バンパの負荷の合計値が増加することを許容する、請求項１乃至９の何れか１項記載の打込機。
前記負荷検出部は、前記負荷の検出開始後、第２所定時間内における前記負荷の合計値が前記しきい値未満であると、前記負荷の合計値をリセットする、請求項１０記載の打込機。
前記負荷検出部は、前記負荷の合計値を求める処理を開始後、第３所定時間内に前記打撃部が前記止具を打撃しないと、前記負荷の合計値から所定値を減算する、請求項１０記載の打込機。
前記ハウジングは、ユーザが認識可能な出力部を有し、
前記出力部は、前記負荷抑制部が前記バンパの負荷が増加することを抑制していることを出力する、請求項１乃至１２の何れか１項記載の打込機。
移動可能に設けられ、かつ、移動して止具を打撃する打撃部と、前記打撃部に接触して前記打撃部が移動する範囲を規制するバンパと、前記バンパを支持するハウジングと、を有する打込機であって、
前記バンパの負荷が増加することを抑制する負荷抑制部と、を有し、
前記負荷抑制部は、第４所定時間内における前記打込機の打撃動作の回数に基づいて、前記バンパの負荷が増加することを抑制することを特徴とする打込機。
前記負荷抑制部は、前記負荷の抑制が開始された後、第５所定時間に前記打撃部が前記止具を打撃する回数が所定の回数を下回った場合に前記負荷の抑制を解除する、請求項１４記載の打込機。