(57)【要約】【課題】  小型、軽量な電動式打撃工具を提供することを目的とする。【解決手段】ハウジングと、ユーザが操作するトリガスイッチと、前記ハウジングに設けられたモータと、前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、前記釘を打込むプランジャと、前記プランジャを針の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させ、開放させる圧縮解放機構と、前記圧縮解放機構の動作を検知する検知スイッチと、前記トリガスイッチの入力に基づいて前記モータの駆動を制御する制御回路を有する電動式打撃工具において、打ち込み直前の検知スイッチの入力に基づいて、無接点スイッチをオフさせることとした。【選択図】図1
2010082764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
トリガと、
前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、
前記釘を打込むプランジャと、
前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、
前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、
前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、
前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、
前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、
前記プランジャが前記釘を打ち込む動作を始める直前のタイミングを検知する第一検知手段を設け、
前記制御回路は前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせ、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることを特徴とする電動式打込機。
【請求項２】
ハウジングと、
トリガと、
前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、
前記釘を打込むプランジャと、
前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、
前記ハウジングに設けられたモータと、
前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、
前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、
前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、
前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせるよう前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、
前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、
前記制御回路は、前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチをオンさせるとき、前記有接点スイッチの入力から所定の遅延時間経過後に前記無接点スイッチをオンさせることを特徴とする電動式打込機。
【請求項３】
前記遅延時間は、１ミリ秒から１０ミリ秒の間であることを特徴とする請求項４記載の電動式打込機。
【請求項４】
前記プランジャが前記釘を打ち込む動作を始める直前のタイミングを検知する第一検知手段を設け、
前記制御回路は、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることを特徴とする請求項２，３記載の電動式打込機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は打撃工具に関し、特に電動式打込機に関する。
【背景技術】
【０００２】
バネ付勢させたプランジャをバネ付勢力に抗して押上げた後開放することによって、加速されたプランジャで釘を被打込み材に打込むバネ駆動式釘打ち機はすでに生産されている。プランジャの押上げは工具に内蔵したモータと減速歯車と機構により実行し、プランジャ引き上げの労力を軽減させる工具が知られている。これらの工具では、締結具を一発打ち、一サイクル終了後、電動アクチュエータへの供給電源を遮断する機能を有するものがある。たとえば、プランジャが打ち込み後所定位置に達したことを検知するサイクル終了検出スイッチが検出してから、あらかじめ設定されている待機時間を計測後、モータ電流をオフすることが知られている。また、プランジャを引き上げる機構の所定の回転角になったことを検知する停止スイッチの出力を用いてモータを停止させる方法もある。
【０００３】
また、これらの工具では安価なマイクロスイッチなどの有接点スイッチを用いることが知られている。
【０００４】
【特許文献１】実開平７−３３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これらの工具は、打ち込み時には、プランジャなどがハウジングに衝突するので、大きな振動が発生する。そして、この振動により、スイッチの開離が発生することがある。さらに、スイッチオンしてモータを起動させるとき、モータの大きな突入電流が流れるが、このときスイッチのチャタリングにより、接点の開離が発生すると、接点間には大きなアークが発生し、接点の消耗につながり、スイッチの寿命の減少という問題が発生する。さらに、電池駆動式の場合、直流電流を通電遮断するので極性が一方向となり、接点の転移を起こしやすいという問題もある。本発明はこれらを防止し、信頼性の高い小型、軽量な電動式打撃工具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ハウジングと、トリガと、前記ハウジングに取り付けられて打込側位置に釘を供給するマガジンと、前記釘を打込むプランジャと、前記プランジャを釘の打撃方向に付勢する圧縮可能なバネと、前記ハウジングに設けられたモータと、前記モータの回転を受けてプランジャをバネの蓄勢方向に移動させる駆動部材と、前記トリガの動作によりオンオフする有接点スイッチと、前記モータの駆動を制御する無接点スイッチ手段と、前記無接点スイッチ手段を制御する制御回路を有する電動式打込機において、前記有接点スイッチと前記モータと前記無接点スイッチは、電源に対して直列に構成されており、前記プランジャが前記釘を打ち込む動作を始める直前のタイミングを検知する第一検知手段を設け、前記制御回路は前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチ手段をオンさせ、前記第一検知手段の出力に基づいて打ち込み動作開始前に前記無接点スイッチ手段をオフさせることとすることにより、解決できる。
また、さらに前記制御回路は、前記有接点スイッチの入力に基づいて前記無接点スイッチをオンさせるとき、前記有接点スイッチの入力から所定の遅延時間経過後に前記無接点スイッチをオンさせることにより解決できる。
さらに、前記遅延時間の設定時間は、１ミリ秒から１０ミリ秒の間とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の電動式打撃工具によれば、打ち込み時の振動によりトリガスイッチの接点が開離してもその前に無接点スイッチをオフしていて、モータには電流が流れていないので、有接点スイッチの接点間に火花は発生しない。さらに、無接点スイッチをオフするタイミングは打ち込み動作の始まる前ではあるが、直前であるので、機構部の惰性により打ち込み動作は行われる。また、打ち込み動作起動時においても、トリガスイッチがオンしてその接点のチャタリングが収まってから無接点スイッチをオンさせることにより、トリガスイッチの接点間に火花を発生させることはない。よって、トリガスイッチの接点磨耗を軽減し、寿命の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態による電動式打込機について図１〜図６を参照して説明する。まず、図１〜図３を参照しながら、本実施の形態による打込機１の全体構成について説明する。図１は、打込機１の断面図である。打込機１は、ハウジング２と、ハンドル３と、電池４と、ノーズ５と、マガジン６と、トリガ１０と、コントローラ１００とを備えている。
【０００９】
ハウジング２は、内部に打突部たるプランジャ８、およびバネ９、モータ７、減速機構１１、ギア１４、ガイドプレート１８、ドラム１３、ワイヤ１６、停止スイッチ２５等が備えられている。
【００１０】
プランジャ８は、ハウジング２の上死点側と下死点側との間で移動可能に配置されている。プランジャ８はブレード８ａを有し、ブレード８ａ先端はノーズ５内に画成された通路位置まで延びている。また、プランジャ８端部の上死点側には円盤形状のプランジャプレート８ｂが設置され、その略中心が、ブレード８ａの上死点側先端と接続されている。プランジャ８が上死点に位置する状態でノーズ５内の通路に配置された釘は、ブレード８ａが下死点側に移動した際には、ブレード８ａによってノーズ５先端から押し出され、被打込部材に打ち込まれることになる。
【００１１】
バネ９は、プランジャプレート８ｂとハウジング２の図１における左端との間に設置されている。モータ７は、図示せぬ回転軸を備えており、電池４から供給された電力により回転し、減速機構１１に回転力を供給する。減速機構１１は、モータ７、モータ７の回転軸一端に取り付けられた不図示のプーリー、ベルトおよびギアからなり、出力軸１９（図２（ａ）〜図２（ｃ）参照）に回転力を出力している。減速機構１１によってモータ７のトルクを増幅できるため、小型のモータ７をバネ９の圧縮機構に用いている。
【００１２】
ドラム１３は、モータ７から減速機構１１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（クラッチ機構）の動作に基づいて回転する。ワイヤ１６は、ドラム１３とプランジャ８のプレート８ｂとを接続している。ワイヤ１６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、ドラム１３との接触による磨耗を防止するため、ワイヤ１６の表面には樹脂がコーティングされている。
【００１３】
ハンドル３は、ハウジング２表面から延出されており、図１の左上部の境界部にはモータ７の動作を制御するためのトリガ１０が設けられている。ハンドル３内にはトリガスイッチ２４が、トリガ１０と隣接し連動して動作するように設けられている。コントローラ１００はハウジング２内に設置されており、電池４はハンドル２の末端に取り外し可能に設けられている。電池４はハンドル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７に電力を供給している。
【００１４】
マガジン６は、ノーズ５とハウジング２の先端部分とに跨って設けられている。マガジン６内には図示せぬ釘が束状に複数本内蔵されており、ノーズ５の通路内に釘を供給している。そのノーズ５内の通路の距離は釘長さより大きく確保されて、釘が被打込み部材と接触するまでにプランジャ８を加速するための助走区間を構成している。
【００１５】
次に、バネ９の圧縮開放機構となるクラッチの構成を、図２（ａ）〜図２（ｃ）の展開図を用いて説明する。バネ９の圧縮開放機構は、減速機構１１、および減速機構１１の出力軸１９、ギア１４、ガイドプレート１８、ピン支持プレート２１、ドラムフック２２、ドラム１３、移動部たる動力伝達ピン１７、ドラム１３、およびワイヤ１６を有する構成である。
【００１６】
図２（ｃ）に示すように、ギア１４は、略円盤形状であり、中心部は二面幅部を有する嵌合穴部１４ｂとなっている。嵌合穴部１４ｂの周囲には、複数の貫通孔１４ｃが設けられている。また、延出部１４ａは、ギア１４の図２（ｃ）における上面の周縁に円周に沿って約２７０度に亘り設けられている。ギア１４は、出力軸１９に設けられた二面幅状に切り欠いた不図示の二面幅部が嵌合穴部１４ｂと嵌合することによって、出力軸１９に固定されている。貫通孔１４ｃは、ギア１４の軽量化と、イナーシャの軽減のために設けられている。延出部１４ａは、後述する停止スイッチ２５との係合の有無により停止スイッチ２５をオンまたはオフさせるために設けられている。
【００１７】
ガイドプレート１８には、ガイド溝１８ａと、ガイド突起１８ｂと、図示せぬ貫通孔とが形成されている。貫通孔は、ガイドプレート１８の略中心に形成されており、出力軸１９が挿通される。出力軸１９は、外形が二面幅状に切り欠かれており、後述するピン支持プレート２１の貫通孔２１ｂと嵌合する形状である。ガイド溝１８ａは、貫通孔に隣接して形成されており、ガイド突起１８ｂは、ある一部分で貫通孔からガイド溝１８ａまでの距離が長くなるように、貫通孔の周囲に形成されている。詳細には、ガイド突起１８ｂは、貫通孔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。
【００１８】
停止スイッチ２５は、略直方体形状で、開閉することによってオンまたはオフする開閉部を有している。停止スイッチ２５は、図２（ａ）〜図２（ｃ）におけるギア１４の外周部上面とガイドプレート１８の突部１８ｂ下面に挟まれるような形で、図示せぬねじによりガイドプレート１８に対し固定されている。停止スイッチ２５の出力軸１９方向の厚みは、ギア１４の延出部１４ａの高さとほぼ同等である。停止スイッチ２５の開閉部は、ギア１４の回転に応じて延出部１４ａとの係合の有無が変化するような位置に固定されている。
【００１９】
ピン支持プレート２１は、本体部に二面幅状に切り欠いた貫通孔２１ｂが形成されており、本体部からピン支持スライド部２１ａを有する延出部が延びている。貫通孔２１ｂは、貫通孔２１ｂに挿通された出力軸１９の切り欠きと係合することによって、ピン支持プレート２１を出力軸１９に固定している。
【００２０】
動力伝達ピン１７は、ガイド溝当接部１７ａと、ピン当接部１７ｂとを備えている。ガイド溝当接部１７ａは、ガイドプレート１８のガイド溝１８ａと係合可能である。従って、動力伝達ピン１７の移動方向及び移動量は、ガイド溝１８ａの形状によって制御される。ピン当接部１７ｂは、圧縮開放機構が組み合わされた状態で、後述するドラムフック２２のフック部２２ａと同じ高さとなる。
【００２１】
このような構成により、ピン支持プレート２１及び動力伝達ピン１７は、出力軸１９と常に同期して回転する。
【００２２】
ドラムフック２２は、円筒状の本体部と、本体部の側面から延出したフック部２２ａとを備えている。本体部の内周面には、ベアリングが配置されている。出力軸１９は、ベアリングを介してドラムフック２２に挿通されるため、出力軸１９とドラムフック２２とは、必ずしも同期して回転しない。フック部２２ａは、本体部から出力軸１９と略垂直な方向に延出しており、動力伝達ピン１７のピン当接部１７ｂと当接可能である。従って、動力伝達ピン１７はピン支持プレート２１と常に同期して回転しているが、ドラムフック２２は、動力伝達ピン１７のピン当接部１７ｂがフック部２２ａと当接した場合にのみ、ピン支持プレート２１及び動力伝達ピン１７と同期して回転する。
【００２３】
ドラム１３は円環形状をなしている。ドラム１３の略中心に形成された貫通孔には、ドラムフック２２の本体部が圧入される。これにより、ドラム１３とドラムフック２２とは、同期して回転する。ダンパ衝突部１３ａは、ドラム１３から出力軸１９の軸方向に突出して設けられている。
【００２４】
ワイヤ１６は、ドラム１３の側面に巻回可能に配置されると共に、ドラム１３とプランジャ８（図１参照）とを連結しており、ドラム１３の回転に応じて側面に巻回されまたは巻き戻され、プランジャ８を移動させる。
【００２５】
次に、釘打ち時の動作について、バネ圧縮開放機構の動作図である図３（ａ）〜図３（ｅ）を用いて説明する。打込機１の初期状態では、プランジャ８は下死点に位置している。作業者がトリガ１０を引くとトリガスイッチ２４とコントローラ１００により電池４からモータ７へと電力が供給され、モータ７が回転する。その回転力は、減速機構１１および出力軸１９を介してピン支持プレート２１および動力伝達ピン１７へ伝達される。
【００２６】
バネ圧縮開放機構の初期状態は図３(ａ)であり、ピン当接部１７ｂとフック部２２ａとが互いに当接することにより、動力伝達ピン１７とドラムフック２２とが係合し、同時に動くようになっている。そのため、ピン支持プレート２１が回転するとともにドラムフック２２およびドラム１３も回転する。停止スイッチ２５の開閉部２５ａは、初期状態におけるピン当接部１７ｂとフック部２２ａとの当接面に対し、時計回りに約９０度の位置に設けられている。また、初期状態においてギア１４の延出部１４ａは、上記当接面から反時計回りに約２６０度に亘って配置された状態にある。このとき、停止スイッチ２５の開閉部２５ａは、ギア１４の延出部１４ａと係合して閉じた状態にあり、トリガスイッチ２４がオンした直後にはオン状態となる。
【００２７】
図３(ｂ)は、ピン支持プレート２１が図３(ａ)の状態から反時計回りに約１８０度回転した状態である。ピン支持プレート２１の回転に同期してドラム１３も１８０度回転し、ドラム谷部１３ｂにワイヤ１６の一端を巻込む。ワイヤ１６が巻込まれると、ワイヤ１６の他端に接続されたプランジャ８が引っ張られて上死点側へ移動しつつ、プランジャ８端部に設けたプランジャプレート８ｂがバネ９を圧縮する。このとき、停止スイッチ２５は変わらずオン状態である。
【００２８】
図３(ｂ)から図３(ｄ)へとピン支持プレート２１が回転するに従い、ガイド溝１８ａに設置されたガイド突起１８ｂと動力伝達ピン１７の端部が接触する。ガイド突起１８ｂは回転軸中心から径方向に約５〜１５mm程度ふくらむ形状を有しており、ピン支持プレート２１が回転するに従い、動力伝達ピン１７はガイド突起１８ｂの形状にならい、かつピン支持スライド部２１ａに沿って径方向外側へと移動する。
【００２９】
ピン支持プレート２１、すなわちドラム１３が図３(ａ)状態より約２７０度回転して図３(ｃ)の状態となったとき、停止スイッチ２５の開閉部は、延出部１４ａが配置されていない部分に達することにより係合が解除され、停止スイッチ２５はオフ状態となる。後述するように、コントローラ１００の作用により、停止スイッチ２５がオフ状態となると、モータ７への電力供給は停止する。しかし、モータ７、減速機構１１、ドラム１３、ギヤ１４、および出力軸１９などの回転慣性により、ドラム１３は回転を続ける。
【００３０】
そして、ピン支持プレート２１、すなわちドラム１３が図３(ａ)状態より約２７０度回転して図３(ｄ)の状態となったとき、プランジャ８は上死点まで移動し、バネ９が最も圧縮された状態となる。このとき、マガジン６に収納されている先頭の釘が、不図示の給送部材により押圧されることにより射出路内に装填される。また同時に、動力伝達ピン１７が径方向外側に約５〜１５mm移動し、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの係合が外れる。このときには、モータ７には電流は流れていない。
【００３１】
動力伝達ピン１７とフック部２２ａの係合が解除されると、圧縮されたバネ９が開放されてプランジャ８が下死点側へ移動する。プランジャ８が下死点側へ移動すると、ワイヤ１６に引張られてドラム１３およびドラムフック２２が逆回転を開始する(図３(ｄ))。一方、ギア１４は出力軸１９と共にさらに図３（ｄ）の反時計回り方向に回転する。
【００３２】
圧縮されたバネ９の開放力によってプランジャ８が下死点へ到達すると、ブレード８ａによってノーズ５の射出路５ａ内にある釘２３はノーズ５先端より押し出され、被打込み材へと打込まれる。同時にプランジャ８は下死点にありハウジング２に固定されている図示せぬダンパにも衝突する。ドラム１３は初期状態へ戻るとダンパ衝突部１３ａとハウジング２内に固定された図示せぬドラムダンパとが係合し、ドラム１３およびドラムフック２２が初期位置で固定される。プランジャ８、ドラム衝突部１３ａが衝突するときの衝撃はハウジング２を伝って打込機１全体へ広がる。しかし、上記のように動力伝達ピン１７とフック部２２ａの係合が解除されて釘が打込まれる直前に停止スイッチ２５がオフすることによってコントローラ１００の無接点スイッチであるＦＥＴ１０１がオフし、電池４からモータ７への電力供給が停止している。よって、トリガスイッチ２４には大電流が流れていないので、これらの衝突時の衝撃によりトリガスイッチ２４の接点が離れても接点間にアークが飛ぶことはなく、接点寿命を短くすることはない。そして、さらにギヤ１４は回転して停止スイッチ２５は再び延出部１４ａと係合するため、オン状態となる。
【００３３】
停止スイッチ２５の動作をまとめて説明すると、初期状態では、ギヤ１４の延出部１４ａにより開閉部２５ｂは閉じた状態であり、トリガスイッチ２４がオンした直後に停止スイッチ２５はオンする。停止スイッチ２５がオン状態を維持したまま、ドラム１３が約２６０度まで回転すると、ギヤ１４の延出部１４ａと停止スイッチ２５の係合が外れてオフ状態となる。回転惰性によりさらにドラム１３が約２７０度まで回転すると、動力伝達ピン１７とフック部２２ａの引掛りが外れて、ドラム１３が逆回転を開始し打ち込み動作を行う。そして回転惰性により、ギヤ１４はさらに回転し、０度近辺まで回転して図３（ａ）の状態に戻る。
【００３４】
次に、コントローラ１００の構成について、回路図である図４を用いて説明する。コントローラ１００は、無接点通電スイッチたるＦＥＴ１０１と、ＰＮＰトランジスタ１１０、ＮＰＮトランジスタ１１１、ＰＮＰトランジスタ１１５、コンデンサ１１４、コンデンサ１２１、停止スイッチ２５、および故障状態検出回路１４０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。
【００３５】
ＦＥＴ１０１は、電池４、トリガスイッチ２４、及び、モータ７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。抵抗１０２は、残量検出スイッチ２６を介してグランドに接続されている。残量検出スイッチ２６とは、マガジン６内の釘の残量を検出するスイッチであり、釘の残量が所定本数より多いときにはオフ状態であり、所定本数以下になるとオンするように構成されている。
【００３６】
モータ７の端子間には、フライバック電圧の発生を抑止するダイオード１０４が接続される。また、モータ７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及び抵抗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２４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７に電流が流れることとなる。
【００３７】
上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とコンデンサ１４２が並列に接続されている。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４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。ここで、抵抗１０８の出力側をＡ点と呼ぶことにする。Ａ点は、さらにコンデンサ１４１を介してグランドと接続されている。
【００３８】
また、上記平滑回路の出力側は、停止スイッチ２５の一端とも接続されている。停止スイッチ２５の他端は、抵抗１２２を介して電池４のマイナス端子と接続されている。更に、停止スイッチ２５の他端と電池４のマイナス端子間には、逆流防止用のダイオード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２５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。
【００３９】
故障状態検出回路１４０は、オペアンプ１３０、抵抗１２３、１２５、１２６、１２７、１２８、ダイオード１２５、１２９、１３１、およびコンデンサ１２４により構成される。オペアンプ１３０の非反転入力端子には、平滑電圧から抵抗１２６および抵抗１２７で分圧された電圧が印加されるとともに、停止スイッチ２５の一端とダイオード１３２を介して接続されている。また、非反転入力端子は、オペアンプ１３０の出力端子と抵抗１２８およびダイオード１２９を介して接続されている。この抵抗１２８とダイオード１２９とにより、正帰還するシュミットトリガ回路を形成している。反転入力端子は、ＦＥＴ１０１のゲート抵抗１０２に、抵抗１２３を介して接続され、さらにコンデンサ１２４を介してグランドと接続されており、抵抗１２３を介してコンデンサ１２４が充電されるようになっている。さらに、反転入力端子は、ダイオード１２５を介して平滑電圧と接続されている。オペアンプ１３０の出力端子は、ＦＥＴ１０１のゲート抵抗１０２に、ダイオード１３１を介して接続されている。なお、図示していないがオペアンプ１３０の電源として平滑電圧を印加している。
【００４０】
以上のように構成されるコントローラ１００の動作について、動作タイムチャート図５および図７を参照しながら説明する。図７は図５における時刻ｔ＝ｔ０〜ｔ１の拡大図を示している。図７に示すように、時刻ｔ＝ｔ０でトリガスイッチ２４がオンされると、抵抗１０５、コンデンサ１０６で平滑された電圧が、抵抗１０７、およびコンデンサ１４２、抵抗１０８を介してＡ点へ印加され、コンデンサ１４１が充電しつつ、Ａ点電位はなだらかに上昇する。これとともに、ＦＥＴ１０１のゲートにもＡ点電位が印加されることとなるため、Ａ点電位がＦＥＴをオンする閾値であるＶｔｈを超える時間Ｔｄを経過後、ＦＥＴ１０１はオンし、モータ７に電流が流れ始める。なお、トリガスイッチ２４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及び抵抗１０９よりも十分大きな値（例えば、約１０倍）のものを用いている。
トリガスイッチ２４は接点式のスイッチであり、時刻ｔ＝ｔ０でスイッチをオンしても、接点のバウンドによりチャタリングが生じＴｃｈ時間中はオンオフを繰り返したのちオン状態へ移行する。このチャタリング時間Ｔｃｈは通常０．５〜数ミリ秒である。トリガスイッチ２４がオンしてし始めて（ｔ＝ｔ０）から、ＦＥＴ１０１がオンして電流が流れ始めるまでの時間ＴｄをＴｃｈより長くすることにより、トリガスイッチ２４のチャタリングがあっても、トリガスイッチ２４の接点ではモータ７に流れる大電流を切ることがなくアークが飛ばないので、接点寿命を延ばすことができる。時間Ｔｄは１ミリ秒から１０ミリ秒が望ましい。コンデンサ１４２は、コンデンサ１４１の充電中にＰＮＰトランジスタ１１０をオンさせないようにＰＮＰトランジスタ１１０のベース電流をバイパスするためのコンデンサである。
【００４１】
なお、図８にはコンデンサ１４１，１４２がない場合の波形を示す。この場合にＡ点電位は急速に上昇し、チャタリング時間Ｔｃｈ経過する前にＦＥＴ１０１がオンしており、トリガスイッチ２４のチャタリングによりアークが発生してしまう（図８、ハッチング部分）。
ＦＥＴ１０１がオンして、モータ７に電流が流れ始めると、モータ７が回転し、ピン支持プレート２１およびドラム１３も回転を開始する。また、上述のように停止スイッチ２５の開閉部は、ギア１４の延出部１４ａと係合するためオン状態となる（ｔ＝ｔ１）。
【００４２】
トリガスイッチ２４がオンされた直後に停止スイッチ２５がオンすると、ダイオード１１９および抵抗１１６を介してコンデンサ１２１が充電される。停止スイッチ２５は、ドラム１３の回転角が約０度から約２７０度までの間オンしており、その間は、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。
【００４３】
一方、ＦＥＴ１０１がオンすることによってオペアンプ１３０の非反転入力端子には、平滑電圧を抵抗１２６と抵抗１２７とで分圧した際の抵抗１２７の両端の電圧が印加される（ｔ＝ｔ０）。
【００４４】
ここで、抵抗１２６〜抵抗１２８の抵抗値の設定について、一例を述べる。抵抗１２６と抵抗１２７とで分圧され、オペアンプ１３０の非反転入力端子に入力される電圧は、例えば平滑電圧の１／２程度となるようにする。これは、抵抗１２６と抵抗１２７とを同じ値にすることにより可能である。
【００４５】
続いて、停止スイッチ２５がオンすると（ｔ＝ｔ１）、停止スイッチ２５とダイオード１３２とを介してオペアンプ１３０の非反転入力端子には平滑電圧が入力される。また、トリガスイッチ２４がオンされると、平滑電圧が抵抗１０７および抵抗１２３を介して印加され、コンデンサ１２４が充電される。よって反転入力端子には、コンデンサ１２４の電圧が印加される。このとき、コンデンサ１２４が充電されても常に平滑電圧よりは低いので、オペアンプ１３０の出力端子には、ハイ出力が出力されている。このハイ出力は、ダイオード１３１により阻止される。
【００４６】
ドラム１３の回転角が約２６０度になると（図３（ｃ））、上述したように停止スイッチ２５はオフ状態となる（ｔ＝ｔ２）。
【００４７】
停止スイッチ２５がオフすると、オペアンプ１３０の非反転入力端子に印加される電圧は、平滑電圧を抵抗１２６と抵抗１２７とで分圧した際の抵抗１２７にかかる電圧となる。このとき、反転入力端子への入力電圧よりも非反転入力端子への入力電圧が低くなるため、オペアンプ１３０の出力はロー出力となる。同時に、ダイオード１２９によって抵抗１２８にも電流が流れることになり、非反転入力端子の入力電圧はさらに低下する。また、オペアンプ１３０のロー出力は、Ａ点電圧を０ボルトにすることによってＦＥＴ１０１をオフさせ、モータ７に電流が流れなくなる。このようにして、停止スイッチ２５がオフすると、モータ７の駆動は停止される。（ｔ＝ｔ２）
このとき、すなわちオペアンプ１３０の出力によりＡ点電圧が０ボルトになるとき、後述するように、ＰＮＰトランジスタ１１０とＮＰＮトランジスタ１１１の両方がオンする。そしてＡ点電圧の０ボルトを継続する。そして、反転入力電圧は、コンデンサ１２４の電荷を抵抗１２３を通して放電するので、徐々に低下していき、非反転入力端子電圧より低下する。（ｔ＝ｔ３）。このとき、非反転入力端子電圧は、抵抗１２６と抵抗１２７の分圧電圧となり、オペアンプ１３０の出力電圧はハイ出力となるが、ダイオード１３１により阻止され、さらに、ＰＮＰトランジスタ１１０とＮＰＮトランジスタ１１１の作用が継続しているので、Ａ点電圧は０ボルトを継続する。
【００４８】
また、停止スイッチ２５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。
【００４９】
コンデンサ１１４が充電されることにより、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Ａ点の電位はＧＮＤとなり、ＦＥＴ１０１のゲートの電位もＧＮＤ電位となるのでＦＥＴ１０１はオフし、モータ７に電流が流れなくなる。
【００５０】
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２４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。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。
【００５１】
なお、トリガスイッチ２４がオフされれば、ＰＮＰトランジスタ１１０がオフするので、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２４をオンすれば、ＦＥＴ１０１をオンさせて、モータ７を起動させることができる。
【００５２】
以上の動作により、打込機１は釘の打込み動作を行うことができ、１回の打突動作終了後にはＦＥＴ１０１をオフすることによって、単発の打込み動作を実現している。
【００５３】
次に、図４および図６を参照しながら、停止スイッチ２５が故障などによって働かない場合の動作について説明する。機構上の故障により停止スイッチ２５を押圧することができなくなったり、機械的または電気的故障により切替らなくなったりというように、停止スイッチ２５は故障することがあり、このような場合には以下のように打込み動作を行わないようにする。
【００５４】
トリガスイッチ２４をオンすると（ｔ＝ｔ１０）、わずかな遅延時間の後、ＦＥＴ１０１はオンし、モータ７に電流が流れ始める。同時に、ピン支持プレート２１およびプランジャ８も動作を開始する。停止スイッチ２５は、故障のため常時オフ状態であるとするとき、オペアンプ１３０の非反転入力端子電圧は、平滑電圧を抵抗１２６と抵抗１２７とで分圧した電圧となる。オペアンプ１３０の反転入力端子電圧は、平滑電圧により抵抗１０７と抵抗１２３とを介して充電されるコンデンサ１２４の電圧となる。図６に示すように、ｔ＝ｔ１０ではコンデンサ１２４の電圧はゼロであり、非反転入力端子に入力される電圧は、反転入力端子の電圧よりも大きいため、オペアンプ１３０の出力はハイ出力となる。そのとき、オペアンプ１３０の出力電圧は、ダイオード１２９およびダイオード１３１によりブロックされる。
【００５５】
引き続きコンデンサ１２４の電圧は充電により徐々に上昇し、反転入力端子の電圧は、ｔ＝ｔ１１で非反転入力端子の電圧を上回る。このとき、オペアンプ１３０の出力はロー出力となる。同時に、ダイオード１２９によって抵抗１２８にも電流が流れることになり、非反転入力端子の入力電圧は低下する。（ｔ＝ｔ１１）Ａ点電圧が０ボルトになるとき、前述のように、ＰＮＰトランジスタ１１０とＮＰＮトランジスタ１１１の作用により、Ａ点電圧の０ボルトを継続する。そして、反転入力電圧は、コンデンサ１２４の電荷を抵抗１２３を通して放電するので、徐々に低下していき、非反転入力端子電圧より低下する。（ｔ＝ｔ１２）。このとき、非反転入力端子電圧は、抵抗１２６と抵抗１２７の分圧電圧となり、オペアンプ１３０の出力電圧はハイ出力となるが、ダイオード１３１により阻止され、さらに、ＰＮＰトランジスタ１１０とＮＰＮトランジスタ１１１の作用が継続しているので、Ａ点電圧は０ボルトを継続する。
【００５６】
一例として、正帰還抵抗１２８の値は、抵抗１２７と抵抗１２８との並列合成抵抗値と、抵抗１２６とで分圧されることにより非反転入力端子に入力される電圧が、平滑電圧の１／３程度になるようにする。
【００５７】
オペアンプ１３０のロー出力は、ダイオード１３１を介してＡ点の電圧を０ボルトにするため、ゲート抵抗１０２を介してＦＥＴ１０１のゲート電圧を０Ｖまで落とし、ＦＥＴ１０１をオフしてモータ７の電流を遮断する。ここで、抵抗１２３の抵抗値とコンデンサ１２４の容量との組み合わせにより、時刻ｔ＝ｔ１１を、ｔ１よりも長く、しかも打突動作を中止するために十分短い時間（例えば約３０ｍｓ）に設定することが好ましい。
【００５８】
以上のように、本実施の形態による打込機１によれば、トリガスイッチ２４がオンするときに発生するチャタリング時間Ｔｃｈ以上の時間である遅延時間Ｔｄ経過後に無接点スイッチであるＦＥＴ１０１をオンさせるようにしており、モータ７の大電流をチャタリングによりトリガスイッチ２４の接点で切ってしまい、アークが発生することがないので、トリガスイッチ接点の寿命を延ばすことができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態による打込機１は、プランジャ８が釘を打ち込む直前に無接点スイッチであるＦＥＴ１０１をオフさせて、機構の回転惰性で打ち込みを開始させているので、プランジャ８の打ち込み動作時の衝撃によりトリガスイッチ２４の接点が離れても前述のとおりモータ７の大電流は流れていないので、接点間にアークが飛ぶことはなく、接点の寿命を延ばすことができる。
【００６０】
以上詳細に説明したように、本発明の電動式打込機によれば、接点寿命の向上を図ることができる。つまり、簡便で、信頼性の高い、安価な電動打ち込み機を提供することができる。
【００６１】
本発明による打込機は上述の実施の形態に限定されず特許請求の範囲に記載された範囲内で種々の変形や改良が可能である。例えばモータを制御するコントローラ１００の回路は本実施の形態で示したものに限らず、同様の作用効果を得られるものであれば本発明の範囲である。
【００６２】
また、上記実施の形態においては、遅延時間Ｔｄを生成させるのにコンデンサと抵抗の時定数回路を用いたが、マイクロコンピュータによりその機能を代用させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施の形態による電動式打込機において、プランジャが下死点到達時を表す部分透視側面図
【図２（ａ）】本発明の一実施形態によるバネ圧縮解放機構の斜視図
【図２（ｂ）】本発明の一実施形態によるバネ圧縮解放機構を一部展開した斜視図
【図２（ｃ）】本発明の一実施形態によるバネ圧縮解放機構を全展開した斜視図
【図３（ａ）】本発明の一実施形態によるドラムを外したバネ圧縮解放機構の斜視図
【図３（ｂ）】本発明の一実施形態によるドラムを外したバネ圧縮解放機構の斜視図
【図３（ｃ）】本発明の一実施形態によるドラムを外したバネ圧縮解放機構の斜視図
【図３（ｄ）】本発明の一実施形態によるドラムを外したバネ圧縮解放機構の斜視図
【図３（ｅ）】本発明の一実施形態によるドラムを外したバネ圧縮解放機構の斜視図
【図４】本発明の一実施形態によるコントローラの回路図。
【図５】本発明の一実施形態によるコントローラの動作タイムチャート。
【図６】本発明の一実施形態によるコントローラの動作タイムチャート。
【図７】本発明の一実施形態によるコントローラの動作タイムチャート。
【図８】従来例の一実施形態によるコントローラの動作タイムチャート。
【符号の説明】
【００６４】
１：釘打機  ２：ハウジング  ３：ハンドル  ４：電池  ５：ノーズ  ６：マガジン  ７：モータ  ８：プランジャ  ８ａ：ブレード  ８ｂ：プランジャプレート  ９：バネ  １０：トリガ  １１：減速機構  １２：ダンパ  １３：ドラム  １３ａ：ドラムダンパー衝突部  １３ｂ：ドラム谷部  １４：ギヤ  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  １９：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  ２３：釘  ２４：トリガスイッチ  ２５：停止スイッチ  １００：コントローラ
【図１】
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【図２（ａ）】
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【図２（ｂ）】
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【図２（ｃ）】
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【図３（ａ）】
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【図３（ｂ）】
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【図３（ｃ）】
2010082764.tif 000009
【図３（ｄ）】
2010082764.tif 000010
【図３（ｅ）】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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