(57)【特許請求の範囲】
【請求項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、前記燃料を攪拌させ混合燃料を生成させる攪拌体と、前記攪拌体に駆動力を与える攪拌体運転部と、前記混合燃料を点火させる点火部と、前記攪拌体運転部と前記点火部との動作を制御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、
前記適正混合燃料内で放電可能とされる点火電位差を前記点火部に対して供給する点火部駆動回路と、前記点火要求信号に応答して前記点火部駆動回路へ点火信号を出力する制御回路と、前記バッテリー電源から印加される供給電圧の値を検出すると共に前記供給電圧の値を前記制御回路に出力させる電源電圧検出回路とを備え、
前記点火要求信号に基づいて前記点火部の動作を制御させ、前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度に到達して適性混合燃料と成った後に、前記点火部を放電させ前記混合燃料を点火させるものであって、
前記制御回路は、
前記混合燃料が前記適性混合燃料と成った後に当該混合燃料を点火させる為、前記供給電圧の値に基づいて前記点火信号の波形をＤＵＴＹ変更させ、前記点火要求信号が出力されてから前記点火部が放電を開始する迄の放電待機時間を一定値に制御させる、ことを特徴とすることを特徴とする燃焼式打込装置。
【請求項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、前記燃料を攪拌させ混合燃料を生成させる攪拌体と、前記攪拌体に駆動力を与える攪拌体運転部と、前記混合燃料を点火させる点火部と、前記攪拌体運転部と前記点火部との動作を制御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、
前記適正混合燃料内で放電可能とされる点火電位差を前記点火部に対して供給する点火部駆動回路と、前記点火要求信号に応答して前記点火部駆動回路へ点火信号を出力する制御回路と、前記バッテリー電源から印加される供給電圧の値を検出すると共に前記供給電圧の値を前記制御回路に出力させる電源電圧検出回路とを備え、
前記点火要求信号に基づいて前記点火部の動作を制御させ、前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度に到達して適性混合燃料と成った後に、前記点火部を放電させ前記混合燃料を点火させるものであって、
前記制御回路は、
前記混合燃料が前記適性混合燃料と成った後に当該混合燃料を点火させる為、前記供給電圧の値に基づいて前記点火信号の波形をＤＵＴＹ変更させ、前記点火信号が出力されてから前記点火部が放電を開始する迄の放電待機時間を一定値に制御させる、ことを特徴とすることを特徴とする燃焼式打込装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記点火信号の出力タイミングを遅延させる点火信号待機時間を設定させ、前記放電待機時間を一定値に制御させることを特徴とする請求項１に記載の燃焼式打込装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記供給電圧の値に応じて前記点火信号を選択的に出力させることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の燃焼式打込装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４迄の何れか一項に記載の燃焼式打込装置は、前記打込体として釘を用いることを特徴とする燃焼式釘打装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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プラグ駆動回路を備え、当該点火プラグ駆動回路を駆動させることにより、点火プラグを放電させる。かかる点火プラグ駆動回路は、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。
【０００４】
図１２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１２（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１２（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１２（ｂ）に示す如く、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）に示す如く、適宜に制御された点火信号を生成出力させる。そして、制御部では、図１２（ｄ）に示す如く、点火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１２（ｅ）に示す如く、点火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１２（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立（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１２（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。
【０００５】
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、点火プラグ駆動回路では、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、かかる点火プラグ駆動回路では、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１３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、点火信号を生成出力させる（図１３ｃ参照）。但し、供給電位が高い同図に係る状態では、図１３（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、点火信号の終了を待たずに点火プラグ駆動回路が駆動され、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１３（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。
【０００６】
そこで、特開２００６−０９５６３８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の燃焼式打込み工具（特許請求の範囲における燃焼式打込装置）は、点火制御装置（特許請求の範囲における制御部）等を始めとする前述同様の機構的構成を備え、数ｍｓｅｃの間に点火プラグを複数回連続的に放電せしめ（以下、多重点火という）、これにより、混合燃料の点火精度を向上させている。図１２又は図１３に基づいて説明すると、かかる点火プラグの特徴的な動作によって、下限濃度を低下させ、これにより、点火精度の高いガス濃度の範囲を幾分拡張させている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０９５６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の技術によれば、点火精度の高いガス濃度の範囲を劇的に拡張させる技術ではないので、当該ガス濃度の範囲における拡張分を無視できる程度に放電待機時間が短縮されれば、前述の如く、点火プラグの放電時迄に、混合燃料が十分なガス濃度に到達できず、依然として、燃焼式打込装置の点火精度が悪化するとの問題を生じる。
【０００９】
また、かかる技術では、制御部を構成する内部回路にて多重点火に伴う動作が実施されるため、当該内部回路における電位の変動が顕著に発生する。このとき、バッテリー電源の供給電位にノイズ成分が重畳されるので、結果的に放電待機時間を短縮させ、燃焼式打込装置の点火精度を低下させてしまう惧れも有る。
【００１０】
更に、かかる技術では、多重点火の実施に伴い、内部回路を構成する回路素子の高速動作が要求されるので、制御部の回路構成を検討する場合、回路素子の大型化又は高性能素子の使用を招き、制御部における部品コストの高騰、即ち、燃焼式打込装置の高コスト化が懸念される。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑み、コストの上昇を抑えつつ、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。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明では次のような燃焼式釘打装置の構成とする。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、前記燃料を攪拌させ混合燃料を生成させる攪拌体と、前記攪拌体に駆動力を与える攪拌体運転部と、前記混合燃料を点火させる点火部と、前記攪拌体運転部と前記点火部との動作を制御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、前記適正混合燃料内で放電可能とされる点火電位差を前記点火部に対して供給する点火部駆動回路と、前記点火要求信号に応答して前記点火部駆動回路へ点火信号を出力する制御回路と、前記バッテリー電源から印加される供給電圧の値を検出すると共に前記供給電圧の値を前記制御回路に出力させる電源電圧検出回路とを備え、前記点火要求信号に基づいて前記点火部の動作を制御させ、前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度に到達して適性混合燃料と成った後に、前記点火部を放電させ前記混合燃料を点火させるものであって、
前記制御回路は、前記混合燃料が前記適性混合燃料と成った後に当該混合燃料を点火させる為、前記供給電圧の値に基づいて前記点火信号の波形をＤＵＴＹ変更させ、前記点火要求信号が出力されてから前記点火部が放電を開始する迄の放電待機時間を一定値に制御させることとする。
【００１３】
また、本発明では次のような燃焼式釘打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、前記燃料を攪拌させ混合燃料を生成させる攪拌体と、前記攪拌体に駆動力を与える攪拌体運転部と、前記混合燃料を点火させる点火部と、前記攪拌体運転部と前記点火部との動作を制御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、前記適正混合燃料内で放電可能とされる点火電位差を前記点火部に対して供給する点火部駆動回路と、前記点火要求信号に応答して前記点火部駆動回路へ点火信号を出力する制御回路と、前記バッテリー電源から印加される供給電圧の値を検出すると共に前記供給電圧の値を前記制御回路に出力させる電源電圧検出回路とを備え、前記点火要求信号に基づいて前記点火部の動作を制御させ、前記混合燃料が燃焼可能なガス濃度に到達して適性混合燃料と成った後に、前記点火部を放電させ前記混合燃料を点火させるものであって、
前記制御回路は、前記混合燃料が前記適性混合燃料と成った後に当該混合燃料を点火させる為、前記供給電圧の値に基づいて前記点火信号の波形をＤＵＴＹ変更させ、前記点火信号が出力されてから前記点火部が放電を開始する迄の放電待機時間を一定値に制御させることとする。
【００１４】
好ましくは、前記制御回路は、前記点火信号の出力タイミングを遅延させる点火信号待機時間を設定させ、前記放電待機時間を一定値に制御させることとする。
【００１５】
好ましくは、前記制御回路は、前記供給電圧の値に応じて前記点火信号を選択的に出力させることとする。
【００１６】
また、上述した発明のうち何れかに記載れた燃焼式打込装置は、前記打込体として釘を用いるのに好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る燃焼式打込装置では、バッテリー電源の供給電圧の値に依存せず、放電待機時間が常に一定の時間と制御されるので、燃焼室の混合燃料が燃焼可能なガス濃度に達した後において、点火プラグが放電され、これにより、当該混合燃料の確実な燃焼が可能とされ、安定した打釘動作が実現される。
【００１８】
また、本発明に係る点火信号の処理は、制御回路に格納されたメモリを書き換えるのみで実現されるため、かかる点火信号を利用した燃焼式打込装置では、回路基板上の回路素子が別段改変されることなく、部品コストを安価の状態に維持させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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（特許請求の範囲における攪拌体運転部）１２４とファン（特許請求の範囲における攪拌体）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、混合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。
【００２２】
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。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。
【００２３】
リンク機構１４０は、可動スリーブ１４１とノーズスイッチ１４２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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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（特許請求の範囲における打込材）を逐次供給させるマガジン機構１９０に接続され、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
図３では、本実施の形態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、電源電圧検出回路１７１と制御回路１７４とメモリ１７４ａと点火プラグ駆動回路１７５（特許請求の範囲における点火部駆動回路）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。
【００３１】
電源電圧検出回路１７１は、バッテリー電源１６０から印加される供給電圧の値を検出し、これによって得られた供給電圧の値を制御回路１７４に出力させる。
【００３２】
制御回路１７４は、電源電圧検出回路１７１から受信した供給電圧の値に基づいて点火信号を適宜に変更し、点火プラグ駆動回路１７５に対して点火信号を出力する。このとき、制御回路１７４では、メモリ１７４ａにアクセスし、電源電圧検出回路１７４から受信した供給電圧の値に応じて適宜な点火信号を選択し、かかる如く選択された点火信号を点火プラグ駆動回路１７５に対して出力する。
【００３３】
メモリ１７４ａは、放電待機時間ＴＬを一定値に制御させる点火信号が、供給電圧の値毎に格納されている。かかるメモリ１７４ａは、制御回路１７４と共に一体的に構成されても良く、制御回路１７４と別体に構成されても良い。また、放電待機時間ＴＬを一定値に制御させる点火信号は、スイッチング素子のコレクタ電流値Ｉｎ、エネルギー蓄積時間Ｔｑ、点火信号待機時間Ｔｏ、ツェナーダイオードＤｚの降伏電圧Ｖｚ等に基づいて規定される。尚、点火信号の構成については、後述する実施例において具体的に説明する。
【００３４】
点火プラグ駆動回路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、点火プラグ駆動回路１７５は、点火プラグ１２３を確実に放電させるので、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。
【００３５】
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、制御回路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、制御回路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。
【００３６】
図４では、本実施の形態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、電源電圧検出回路１７１と制御回路１７４とメモリ１７４ａと点火プラグ駆動回路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、本実施の形態では制御回路１７４として複数の機能的回路を集積させたワンチップＩＣ（以下、制御ＩＣ１７４と呼ぶ）が採用され、かかる制御ＩＣ１７４には、メモリ１７４ａが一体的に構成されている。従って、制御ＩＣ１７４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。
【００３７】
電源電圧検出回路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ＩＣ１７４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回路１７４に出力する。
【００３８】
制御ＩＣ１７４には、複数のポートＰ１〜Ｐ６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ＩＣ１７４自身の駆動電源が印加される。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、電源電圧検出回路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値が印加される。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が印加される。ポートＰ５には、点火プラグ駆動回路１７５と接続され、当該点火プラグ駆動回路１７５に対して点火信号を出力させる。かかる点火信号は、メモリ１７４ａにアクセスすることにより、供給電圧の値に適合する最善の点火信号が選択される。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。
【００３９】
点火プラグ駆動回路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と電流制限回路１７５ｃとから構成される。
【００４０】
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。このとき、バッテリー電源１６０の負極はアースされていても良い。
【００４１】
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、本実施の形態において、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
電流制限回路１７５ｃは、コレクタ電流Ｉｓの増加カーブを制御させる。本実施例では、コレクタ電流Ｉｓが漸減的な増加曲線を形成させているが、かかる回路の構成を改変することにより、コレクタ電流Ｉｓの軌跡を適宜に制御できる。
【００４７】
以下、実施例１乃至実施例３によって、バッテリー電源１６０の供給電圧の値が変動する場合における、点火信号の制御例について説明する。
【実施例１】
【００４８】
図５には、本実施例に係る点火信号の制御例が示されており、具体的には、点火信号を形成するパルス幅Ｗｄを調整させる際の、点火信号の制御例とされている。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から制御回路１７４に対してＬｏｗ状態とされたトリガ信号が入力される。そして、図５（２）に示す如く、バッテリー電源１６０の供給電圧が設計上の理想値とされる規定電圧に等しい場合、点火信号は、規定パルス幅Ｗｄに制御される。このとき、スイッチング素子ＳＷを通過するコレクタ電流Ｉｓは、図５（３）に示す如く、点火信号のパルス波形に呼応して段発的なパルス電流Ｉ１〜Ｉｎによって構成され、各パルスの受信回数に応じて増加変動し、設計上の理想値とされる電流の波形に形成される。かかるコレクタ電流Ｉｓの波形は、同図において、単調増加波形として示されているが、これに限定することはない。例えば、回路構成を変更することにより、パルス電流I１〜Ｉｎの値を制御し、最後のパルス電流Ｉｎの値を予め規定される適正値に収束させるようにしても良い。
【００４９】
次に、図５（４）及び（５）を参照し、供給電圧が規定電圧より高くなる場合について説明する。制御回路１７４にＬｏｗ状態のトリガ信号が入力されると、制御回路１７４から出力される点火信号は、図５（４）に示される形状に修正される。かかる点火信号は、規定電圧時の点火信号と比較して、点火信号の開始時点から出力終了時点までの時間Ｔｓ、及び、点火信号のパルス数が同値に保たれている。一方、同図に示される点火信号のパルス幅Ｗｈは、規定電圧時のパルス幅Ｗｄと比較して適宜に狭められている。これにより、供給電圧の高い場合のコレクタ電流Ｉｓは、各パルスの受信回数に応じて増加され、設計上の理想値とされるコレクタ電流値Ｉｓの波形に調整される。即ち、バッテリー電源の供給電圧が規定電圧より高い場合であっても、かかる場合のコレクタ電流Ｉｓ’の波形は、規定電圧時のコレクタ電流Ｉｓの波形と一致した状態に成形されるので、パルス電流Ｉ１’〜Ｉｎ’のそれぞれの電流値も、規定電圧時におけるパルス電流Ｉ１〜Ｉｎの電流値と一致する。
【００５０】
次に、図５（６）及び（７）を参照し、供給電圧が規定電圧より低くなる場合について説明する。制御回路１７４にＬｏｗ状態のトリガ信号が入力されると、制御回路１７４から出力される点火信号は、図５（６）に示される形状に修正される。かかる点火信号は、規定電圧時の点火信号と比較して、点火信号の開始時点から出力終了時点までの時間Ｔｓ、及び、点火信号のパルス数が同値に保たれている。一方、同図に示される点火信号のパルス幅ＷＬは、規定電圧時のパルス幅Ｗｄと比較して適宜に広げられている。これにより、供給電圧の低い場合のコレクタ電流Ｉｓ’は、上述同様に、設計上の理想値とされるコレクタ電流値Ｉｓの波形に調整される。
【００５１】
かかる如く制御される点火信号は、供給電圧の値毎にメモリ１７５ａに格納されている。そして、制御回路１７４では、受信した供給電圧の値を受信すると、メモリ１７４ａにアクセスし、当該供給電圧の値に応じた点火信号を選択し、適宜なタイミングにて点火プラグ駆動回路１７５へ出力させる。尚、点火信号は、パルス幅、点火信号出力時間Ｔｓ、パルスピッチ等の複数のパラメータによって確定されるので、メモリ１７４ａには、供給電圧の値毎に、かかる複数のパラメータを格納させるようにしても良い。このとき、かかる複数のパラメータは、点火信号を意味する。そして、点火信号は、理論式に適合させ又は予め複数の実験データを取得することにより、後述する放電待機時間ＴＬを一定値とさせるように規定される。
【００５２】
図６では、点火信号のパルス幅を調整する制御を採用した場合における燃焼式釘打装置の動作が示されている。ここでは、検出されたバッテリー電源１６０の供給電圧が規定電圧より高い場合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６（ａ）に示す如く、ノーズスイッチ１４２の信号に応答してファンモータ１２４が駆動される。また、このタイミングで、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６（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。そして、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。
【００５３】
ファン１２５の駆動後、トリガ１５２が引かれると、図６（ｂ）に示す如く、制御回路１７４ではトリガ信号が受信される。制御回路１７４では、バッテリー電源の供給電圧の値が受信されており、かかる供給電圧の値に相当する点火信号をメモリ１７４ａから選択し、これによって適宜な状態とされた点火信号を出力する。本実施例では、供給電圧の値が規定電圧より高い状態とされるので、制御回路１７４では、図５（４）に示される点火信号が選択されている（図６ｃ参照）。かかる点火信号が出力されると、点火プラグ駆動回路１７５では、点火信号のパルス幅Ｗｈに応じて駆動制御され、スイッチング素子ＳＷを通過するコレクタ電流Ｉｓ’が規定電圧時のコレクタ電流Ｉｓと同一の波形に制御される。従って、パルス電流Ｉ１〜Ｉｎの各遮断時点で発生する誘導電位は、供給電圧の値に関わりなくそれぞれ同一の値とされる。
【００５４】
その後、第２ドライブ回路１７５ｃのコンデンサＣ２では、パルス電流Ｉ１〜Ｉｎに呼応する各誘導電位に応答して電荷が蓄積される。かかる電荷は、図６（ｅ）に示す如く、誘導電位に応じて累積的に蓄積され、所定の制御曲線を描いて増加する。また、同図には、規定電荷量ｑｚとエネルギー蓄積時間Ｔｑとが示されている。規定電荷量ｑｚは、ツェナーダイオードＤｚのブレークダウン電圧に至らしめる電荷量をいい、最後のパルス電流Ｉｎの遮断によって到達する電荷量である。コンデンサＣ２の両端電圧Ｃ２がブレークダウン電圧に到達すると、当該電荷量の開放に起因して生じた電位がサイリスタＳ３のゲート端子に印加され、第２のトランスＴ２を駆動させる。また、エネルギー蓄積時間Ｔｑとは、点火信号の出力開始時からコンデンサＣ２が規定電荷量ｑｚに到達する迄の時間をいう。このとき、コンデンサＣ２に規定電荷量ｑｚが蓄積されると、これと略同時に第２のトランスＴ２を介して点火プラグ１２３が放電されるので、かかるエネルギー蓄積時間Ｔｑは、点火信号の出力開始時から点火部駆動回路１７５が点火電位Ｖｓを出力する迄の時間ということもできる。本実施例では、供給電位の変動に関わり無くコレクタ電流Ｉｓの波形が同じ状態に制御されるので、最後のパルス電流Ｉｎの電流値も供給電圧の値に関わりなく一定に維持される。このとき、供給電圧が高い場合における最後のパルス電流Ｉｎに到達する迄の時間Ｔｓは、規定電圧時の最後のパルス電流Ｉｎに到達する迄の時間Ｔｓと一致しているため、双方の場合におけるエネルギー蓄積時間Ｔｑは共に一定時間とされることとなる。
【００５５】
その後、コンデンサＣ２の電荷量が規定電荷量ｑｚに達すると、点火プラグ駆動回路１７５では、第２のトランスＴ２で誘導電位を生じせしめ、これにより得られた点火電圧Ｖｓを点火プラグ１２３に印加させる。図６（ｆ）には、第２のトランスＴ２における二次コイルＬｄの誘導電位の状態が示されている。図示の如く、二次コイルＬｄに発生する誘導電位は、規定電荷量ｑｚが開放される時点で発生している。このとき、図６（ｇ）に示す如く、混合燃料は、燃焼室Ｃｏｍｂにおける当該混合燃料のガス濃度が経時的に上昇し、点火条件を満たす燃焼可能なガス濃度に達している。そして、点火プラグ１２３のプラグギャップには、適正混合燃料内にて点火可能とさせる点火電位Ｖｓが印加される。尚、かかる点火電位Ｖｓは、本実施例において２０（ｋＶ）前後に設定されており、ツェナーダイオードＤｚのブレークダウン電圧又は第２のトランスＴ２の相互インダクタンス等によって規定される。また、図６（ｆ）に示される放電待機時間ＴＬは、点火信号の出力開始時から点火部駆動回路１７５が点火電位Ｖｓを出力する迄の時間とされる。また、点火信号がトリガ信号の出力と同期的に発生すること、及び、点火プラグ１２３では点火電圧Ｖｓの発生と略同時に放電されることから、放電待機時間ＴＬは、トリガ信号が出力されてから点火プラグ１２３が放電を開始する迄の時間ということができる。図示の如く、かかる放電待機時間ＴＬは、エネルギー蓄積時間Ｔｑに基づいて定められる。このとき、本実施例に係る制御回路１７４では、バッテリー電源１６０の供給電圧の値に関わらず、エネルギー蓄積時間Ｔｑが一定時間に設定されるので、放電待機時間ＴＬもこれに準えて一定時間に制御される。
【００５６】
然して、燃焼室Ｃｏｍｂの混合燃料が燃焼されると、混合ガス中の燃料成分が急激に低下し、図６（ｇ）に示す如く、燃焼室Ｃｏｍｂのガス濃度が減少する。このとき、コンタクト部１８２が被加工物に押し当てられていると、ファンモータ１２４が駆動し続け、燃焼室Ｃｏｍｂの燃焼ガスを外部に排気される。また、本実施例で用いられる制御回路１７４には、次のトリガ信号を発生させる最短時間Ｔａを規定させても良い。これにより、燃焼室Ｃｏｍｂに残存する燃焼ガスの排気時間が確保される。また、制御部１７０のファンモータ駆動回路１７６は、コンタクト部１８２が被加工物から離れてから、遅延時間Ｔｆ経過後にファンモータ１２４を停止させる機能を搭載させても良い。これにより、燃焼室Ｃｏｍｂに残存する燃焼ガスを積極的に排気させることが可能とされる。
【００５７】
上述の如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置１００では、バッテリー電源１６０の供給電圧の値に依存せず、放電待機時間ＴＬが常に一定の時間に制御されるので、燃焼室Ｃｏｍｂの混合燃料が燃焼可能なガス濃度に達した後において、点火プラグ１２３が放電され、これにより、当該混合燃料の確実な燃焼が可能とされ、安定した打釘動作が実現される。
【００５８】
また、本実施例に係る点火信号の処理は、制御ＩＣ１７４に格納されたメモリを書き換えるのみで実現されるため、かかる点火信号を用いた燃焼式釘打装置は、回路基板上の回路素子が別段改変されることなく、部品コストを安価の状態に維持させることが可能となる。
【００５９】
尚、本実施例では、点火信号が複数のパルス群によって構成される場合について説明されている。しかし、特許請求の範囲に記載される発明は、かかる実施例に限定されるものではない。例えば、図７では、点火信号が単一パルスによって形成された他の実施例が示されている。かかる場合、図７（ｄ）に示す如く、コレクタ電流Ｉｓは、連続的に増加し、点火信号の出力時間Ｔｓの経過後に急遮断される。このとき、コンデンサＣ２のエネルギー蓄積時間Ｔｑは、点火信号の出力時間と、コンデンサＣ２の電荷チャージ時間Ｔｃとの和によって規定される。かかるエネルギー蓄積時間Ｔｑは、点火信号のパルス幅が適宜に変更されることにより、供給電圧の値に影響されること無く一定時間に制御される。かかるエネルギー蓄積時間Ｔｑの制御を実現すべく、制御回路１７４では、当該エネルギー蓄積時間Ｔｑを一定にさせる点火信号情報をメモリから所得し、当該点火信号情報に基づいて点火信号を出力させる。従って、本実施例にあっても、放電待機時間ＴＬは、図示の如く、点火信号の出力開始時から点火部駆動回路１７５が点火電位Ｖｓを出力する迄のエネルギー蓄積時間Ｔｑに基づいて規定される。そして、本実施例に係る制御回路１７４では、かかる制御手段を適用させることにより、当該放電待機時間ＴＬを一定値に制御させることが可能となる。
【実施例２】
【００６０】
図８には、本実施例に係る点火信号の制御例が示されており、具体的には、点火信号を形成するパルス数を調整させる際の点火信号の制御例が示されている。図８（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からトリガ信号が出力される。そして、図８（２）に示す如く、供給電圧が規定電圧に等しい場合、点火信号は、規定電圧に応じたパルス数に制御される。このとき、コレクタ電流Ｉｓは、図８（３）に示す如く、パルス電流Ｉ１〜Ｉｎが各々形成され、設計上の理想値とされるコレクタ電流Ｉｓの波形に形成される。
【００６１】
次に、図８（４）及び（５）を参照し、供給電圧が規定電圧より高くなる場合について説明する。制御回路１７４にトリガ信号が入力されると、点火信号は、図８（４）に示される形状に修正される。かかる点火信号は、規定電圧時の点火信号と比較して、点火信号の開始時点から出力終了時点までの時間Ｔｓと、点火信号のパルス幅Ｗｄとが一定値に保たれている。一方、図８（４）に示される点火信号のパルス数は、規定電圧時のパルス数と比較して適宜に削減されている。これにより、供給電圧の高い場合のコレクタ電流Ｉｓは、放電待機時間ＴＬを一定値にさせる適宜な波形に調整される。一方、図８（６）及び（７）に示す如く、供給電圧が規定電圧より低くなる場合にあっては、点火信号のパルス数を増加させることにより、かかるコレクタ電流Ｉｓは放電待機時間ＴＬを一定値にさせる適宜な波形に調整される。
【００６２】
かかる点火信号は、実施例１と同様、供給電圧の値毎にメモリ１７５ａに格納されている。そして、制御回路１７４では、供給電圧の値を受信すると、メモリ１７４ａにアクセスすることで、当該供給電圧の値に応じた点火信号を選択し、適宜なタイミングにて天下信号を点火プラグ駆動回路１７５へ出力させる。かかる点火信号は、理論式に適合させ又は予め複数の実験データを取得することにより、放電待機時間ＴＬを一定値とさせるように規定される。
【００６３】
図９では、点火信号のパルス数を調整する制御を採用した場合における燃焼式釘打装置の動作が示されている。ここでも、検出された供給電圧が規定電圧より高い場合の動作について説明する。先ず、コンタクト部１８２が被加工物に押し当てられると、図９（ａ）に示す如く、ファンモータ１２４が駆動される。また、このタイミングで、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９（ｇ）に示す如く、燃焼室Ｃｏｍｂでは、燃焼室Ｃｏｍｂ内の混合燃料のガス濃度が上昇し始める。そして、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。
【００６４】
ファンモータ１２４が駆動された後、図９（ｂ）に示す如く、制御回路１７４にてトリガ信号が受信されると、制御回路１７４では、供給電圧の値に相当する点火信号をメモリ１７４ａから選択し、適宜な点火信号を出力する。本実施例では、供給電圧の値が規定電圧より高い状態とされるので、制御回路１７４では、図８（４）に示される点火信号が選択されている（図９ｃ参照）。かかる点火信号が出力されると、点火プラグ駆動回路１７５では、点火信号のパルス数に応じて駆動制御され、適宜なパルス電流Ｉ１’〜Ｉｎ’を発生させる。
【００６５】
かかる後、第２ドライブ回路１７５ｃのコンデンサＣ２では、パルス電流Ｉ１’〜Ｉｎ’に呼応する各誘導電位に応答して電荷量が蓄積される。かかる電荷量は、図９（ｅ）に示す如く、各誘導電位に応じて累積的に蓄積され、エネルギー蓄積時間Ｔｑの経過後に規定電荷量ｑｚに到達する。かかる如く選択された点火信号に基づいて形成されるパルス電流Ｉ１’〜Ｉｎ’は、エネルギー蓄積時間Ｔｑを供給電圧の値に関係なく一定時間に制御させる。
【００６６】
そして、コンデンサＣ２の電荷量が規定電荷量ｑｚに達すると、点火プラグ駆動回路１７５では、第２のトランスＴ２で誘導電位を生じせしめ、これにより、点火電位Ｖｓが点火プラグ１２３に印加される。図示の如く、かかる放電待機時間ＴＬは、エネルギー蓄積時間Ｔｑに基づいて定められる。このとき、本実施例に係る制御回路１７４では、バッテリー電源１６０の供給電圧の値に関わらず、エネルギー蓄積時間Ｔｑが一定時間に設定されるので、放電待機時間ＴＬもこれに準えて一定時間に制御される。
【００６７】
上述の如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置１００にあっても、実施例１と同様に、燃焼室Ｃｏｍｂで生成された混合燃料の確実な燃焼が可能とされ、安定した打釘動作が実現される。
【実施例３】
【００６８】
図１０では、実施例１又は実施例２に係る燃焼式釘打装置１００の他の制御例が示されている。図１０（ｃ）に示す如く、本実施例に係る点火信号は、点火信号の出力タイミングを遅延させる点火信号待機時間Ｔｏが新たに追加されている。そして、当該点火信号は、点火信号待機時間Ｔｏの経過後に形成され、供給電圧の値に依存することなく常に一定値とされる。同図において点火信号待機時間Ｔｏは、トリガ信号の立下がり時点から点火信号の出力開始時点までの時間とされる。尚、点火信号待機時間Ｔｏの始点はトリガ信号の立下り時点に限定されるものでない。かかる点火信号の始点は、例えば、トリガ信号の立上がり時点としても良く、この他種々の基準点を点火信号大気時間Ｔｏの始点としても良い。
【００６９】
このとき、放電待機時間ＴＬは、点火信号の出力タイミングを遅延させる点火信号待機時間Ｔｏと、点火信号の出力開始時から点火プラグ駆動回路１７５が点火電位Ｖｓを出力する迄のエネルギー蓄積時間Ｔｑとの和によって定められる。そして、上述したエネルギー蓄積時間Ｔｑを一定にさせる技術を採用することにより、制御回路１７４では、点火信号待機時間Ｔｏ及びエネルギー蓄積時間Ｔｑの双方を一定時間とさせ、これにより、供給電圧の値の変動に関わり無く、トリガ信号が出力されてから点火プラグ１２３が放電を開始する迄の放電待機時間ＴＬを一定時間に制御させることが可能となる。
【００７０】
かかる如く、放電待機時間ＴＬが点火信号待機時間Ｔｏとエネルギー蓄積時間Ｔｑとによって構成させる場合、制御回路１７４では、以下の設計上及び製造技術上の利点を享受することが可能である。第１に、設定の異なる製品間で放電待機時間ＴＬの設定時間に差異が生じる場合、点火信号待機時間Ｔｏの設定時間のみを変更し、放電待機時間ＴＬを所望の設定時間に合致させることができる。これにより、製品毎に放電待機時間ＴＬの設定時間を逐一変更することが無くなり、回路設計の低コスト化及び回路基板の在庫数の低減が図られる。第２に、エネルギー蓄積時間Ｔｑに回避不能な誤差が生じる場合、当該誤差に応じて点火信号待機時間Ｔｏを増減させる制御回路１７４を用いることにより、精度良く放電待機時間ＴＬを一定時間に制御させることが可能となる。
【００７１】
上述の如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置１００にあっても、実施例１又は実施例２と同様に、燃焼室Ｃｏｍｂで生成された混合燃料の確実な燃焼が可能とされ、安定した打釘動作が実現される。
【００７２】
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、本発明はこれに限らず他の実施形態を適用させることが可能である。例えば、上述した実施例では、燃焼式釘打装置１００の操縦者がトリガ１５２を人為的に操作する場合について説明されているが、これに限らず、図１１に示される如く、点火信号を連続的に出力させる燃焼式釘打装置に適用させることも可能である。かかる場合には、トリガ信号が自動的に一定間隔（例えば、８０ｍｓｅｃ毎）で出力され、これに応じて、点火信号も同じピッチで出力される。そして、かかる燃焼式点火装置にあっても、実施例１乃至実施例３と同様に、燃焼室Ｃｏｍｂで生成された混合燃料の確実な燃焼が可能とされ、安定した打釘動作が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】実施の形態に係る釘打装置の構成を示す図
【図２】実施の形態に係る釘打装置の構成を示す図
【図３】実施の形態に係る制御部の機能ブロック図
【図４】実施の形態に係る制御部の回路構成図
【図５】実施例１に係る点火信号の調整処理を示す図
【図６】実施例１に係る点火信号を適用させた各波形を示す図
【図７】実施例１を変更させた点火信号を適用させた各波形を示す図
【図８】実施例２に係る点火信号の調整処理を示す図
【図９】実施例２に係る点火信号を適用させた各波形を示す図
【図１０】実施例３に係る点火信号を適用させた各波形を示す図
【図１１】他の点火信号を適用させた各波形を示す図
【図１２】従来技術に係る点火信号を適用させた各波形を示す図
【図１３】従来技術に係る点火信号を適用させた各波形を示す図
【符号の説明】
【００７４】
１００    燃焼式釘打装置
１２５    ファン
１２２    ファンモータ
１２３    点火プラグ
１２５    ファン
１３０    燃料タンク
１５１    トリガスイッチ
１６０    バッテリー電源
１７０    制御部
１７１    電源電圧検出回路
１７４    制御ＩＣ
１７４ａ  メモリ
１７５    点火プラグ駆動回路
１７５ａ  第１ドライブ回路
１７５ｃ  第２ドライブ回路
ＳＷ    スイッチング素子
Ｔ１    第１のトランス
Ｔ２    第２のトランス
Ｖｓ    点火電圧
ＴＬ    放電待機時間
Ｔｑ    エネルギー蓄積時間
Ｔｏ    点火信号待機時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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