(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内においてガス燃料と空気とをファンで撹拌し、撹拌した混合ガスを点火スパークで燃焼させてその燃焼圧力により打撃ピストンを作動して締結材を打ち込むガス燃焼式締結機であって、
前記ファンを回転させるためのファンモータと、このファンモータの駆動を制御する制御基板と、を備え、
前記制御基板は、ファンスイッチがＯＮとなったときに、前記ファンモータの回転を開始して所定の設定回転数に到達するように回転制御を行い、その後、点火スパークを発生させる点火装置の作動信号を検知するとともに、当該作動信号に基づいて前記ファンモータの回転数を前記所定の設定回転数から減少させる制御を行うことを特徴とする、ガス燃焼式締結機。
【請求項２】
前記作動信号は、トリガスイッチの検出によって発生することを特徴とする、請求項１記載のガス燃焼式締結機。
【請求項３】
前記作動信号は、ファンスイッチを検出してから所定時間経過後に発生することを特徴とする、請求項１記載のガス燃焼式締結機。
【請求項４】
前記ファンモータは、ＰＡＭ方式又はＰＷＭ方式で駆動制御されることを特徴とする、請求項１記載のガス燃焼式締結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室内においてガス燃料と空気とをファンで撹拌し、撹拌した混合ガスを点火スパークで燃焼させてその燃焼圧力により打撃ピストンを作動して締結材を打ち込むガス燃焼式締結機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ファンを備えたガス燃焼式締結機においては、燃焼室にてガス供給源から供給されたガス燃料と空気とを燃焼室にあるファンで必要十分なガス濃度まで撹拌し、撹拌した混合ガスを点火装置にて出力される点火スパークで燃焼させて、その燃焼エネルギーで打撃ピストンを駆動して、釘などの締結材を木材等に打ち込むものである。なお、締結材を打ち込んだ後も、燃焼室の排気や冷却を行う必要があるため、一定時間はファンが回転し続けるようになっている。例えば、図６に示すように、トリガスイッチがＯＮとなり、点火プラグがスパークした後においても、ファンスイッチがＯＦＦとなってから所定時間（例えば８ｓｅｃ）はファンモータを駆動させることが行われている。
【０００３】
ところで、このようなガス燃焼式締結機は動力源としてバッテリが用いられており、ガス燃焼式締結機の一連の動作のうち、最もバッテリを消費するのはファンモータの駆動である。よって、バッテリ１充電あたりに打てる締結材の本数（総実打本数）はファンモータ駆動によって大きく影響されるため、ガス燃焼式締結機においては、このファンモータの駆動制御の方法に工夫が凝らされている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、ファスナ打ち込み工具におけるエネルギー出力の制御システムに関する発明が記載されており、ファンの回転速度に比例する電圧をサンプリングして、このサンプル電圧に基づいてモータへの供給電圧を制御するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６５１９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した特許文献１記載の制御システムを使用した場合、ファンの回転速度を調べるためにサンプリング回路を設ける必要がある。このため、サンプリング回路を設けることによる製造コスト及び基板面積の増加が問題となる。
【０００７】
そこで、本発明は、特別な回路を設けることなく、バッテリ１充電あたりの総実打本数を更に増やすことが可能なガス燃焼式締結機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は以下を特徴とする。
【０００９】
（請求項１）
請求項１に記載の発明は、以下を特徴とする。
【００１０】
すなわち、請求項１に記載のガス燃焼式締結機は、燃焼室内においてガス燃料と空気とをファンで撹拌し、撹拌した混合ガスを点火スパークで燃焼させてその燃焼圧力により打撃ピストンを作動して締結材を打ち込むガス燃焼式締結機であって、前記ファンを回転させるためのファンモータと、このファンモータの駆動を制御する制御基板と、を備え、前記制御基板は、ファンスイッチがＯＮとなったときに、前記ファンモータの回転を開始して所定の設定回転数に到達するように回転制御を行い、その後、点火スパークを発生させる点火装置の作動信号を検知するとともに、当該作動信号に基づいて前記ファンモータの回転数を前記所定の設定回転数から減少させる制御を行うことを特徴とする。
【００１１】
（請求項２）
請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、以下を特徴とする。
【００１２】
すなわち、前記作動信号は、トリガスイッチの検出によって発生することを特徴とする。
【００１３】
（請求項３）
請求項３に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、以下を特徴とする。
【００１４】
すなわち、前記作動信号は、ファンスイッチを検出してから所定時間経過後に発生することを特徴とする。
【００１５】
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、上記した請求項１に記載の発明の特徴点に加え、以下を特徴とする。
【００１６】
すなわち、前記ファンモータが、ＰＡＭ方式又はＰＷＭ方式で駆動制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項に記載の発明は上記の通りであり、制御基板が点火装置の作動信号に基づいてファンモータの回転数を制御するため、点火前にはファンをいち早く設定回転数に到達させるためにファンモータの特性をフル活用することができるとともに、点火後には燃焼室の排気及び冷却に必要なだけの回転があれば良いのでファンモータの回転数を少なく抑えることができ、無駄なバッテリの消費を抑え、バッテリ１充電あたりの総実打本数を増やすことができる。
【００１８】
しかも、上記したようなファンモータの制御は、点火装置の作動信号に基づいて行われるため、サンプリング回路等の特別な回路を設けることなくバッテリ消費を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態であって、ガス燃焼式締結機の外観図である。
【図２】本発明の実施の形態であって、制御基板に係る入力及び出力を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態であって、ファンモータ制御に係るフロー図である。
【図４】本発明の実施の形態であって、ファンモータ制御に係るタイミングチャート図である。
【図５】本発明の実施の形態の変形例であって、ファンモータ制御に係るタイミングチャート図である。
【図６】従来例のファンモータ制御に係るタイミングチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。
【００２１】
図１に示すように、本実施形態に係るガス燃焼式締結機の工具本体１０にはグリップ１１とマガジン１２とが連接されているとともに、内部には打撃ピストン・シリンダ機構が設けられている。工具本体１０の下方には釘を打ち出すノーズ部１３が設けられている。
【００２２】
打撃ピストン・シリンダ機構は、打撃シリンダ内に打撃ピストンを摺動自在に収容するとともに、打撃ピストンの下方にドライバを一体的に結合させたものである。そして、この打撃シリンダの上部には燃焼室が設けられている。
【００２３】
この燃焼室には、この燃焼室内に可燃性ガスを噴射する噴射ノズルと、燃焼室内に噴射された可燃性ガスを燃焼室内の空気と撹拌させて燃焼室内で所定の空燃比の混合ガスを生成するためのファンと、混合ガスに点火して燃焼させるための点火プラグ３１０と、が配置されている。なお、ファンは、ファンモータ３２０を動力源として回転するものである。
【００２４】
ファンモータ３２０は、ガス燃焼式締結機の内部に設けられたバッテリから直流の駆動電圧を得ることにより回転する直流モータである。
【００２５】
（制御基板１００）
上記したファンモータ３２０の駆動や、点火プラグ３１０の作動は、グリップ１１の内部に設けられた制御基板１００により制御される。
【００２６】
すなわち、図２に示すように、制御基板１００には、入力側としてトリガスイッチ２１０とファンスイッチ２２０とが接続され、出力側として点火プラグ３１０とファンモータ３２０とが接続されている。なお、制御基板１００に接続される入力装置及び出力装置としてはこれらに限るものではなく、他の装置を備えていても良い。
【００２７】
なお、トリガスイッチ２１０は、工具本体１０の内部に設けられるスイッチであり、トリガ１５が引かれたときにＯＮとなるスイッチである。制御基板１００は、このトリガスイッチ２１０がＯＮとなったときに、点火プラグ３１０が点火動作を行うように制御する。
【００２８】
また、この制御基板１００はインバータ回路を備えており、このインバータ回路によりファンモータ３２０の駆動をＰＷＭ（パルス幅変調）方式で制御する。すなわち、ファンモータ３２０への電圧印加時間を制御することにより、ファンモータ３２０の回転数を制御するようになっている。そして、前述したトリガスイッチ２１０がＯＮとなったときに、ファンモータ３２０への電圧印加時間を低減させることにより、ファンモータ３２の回転数が少なくなるように制御する。すなわち、図４に示すように、トリガスイッチ２１０がＯＮとなって、点火プラグ３１０がスパークした後に、ＰＷＭ制御によりファンモータ３２の回転数を減少させるように制御する。
【００２９】
また、ファンスイッチ２２０は、コンタクトアーム１４上方に設けられるスイッチであり、コンタクトアーム１４が被打ち込み材に押し付けられ、コンタクトアーム１４が工具本体１０に対して相対的に上動させられたときにＯＮとなるスイッチである。図４に示すように、制御基板１００は、このファンスイッチ２２０がＯＮとなったときに、ファンモータ３２０の回転を開始するように制御する。
【００３０】
また、上記したファンスイッチ２２０は、コンタクトアーム１４が被打ち込み材から離反させたときにＯＦＦとなる。そして、図４に示すように、ファンスイッチ２２０がＯＦＦとなると、制御基板１００は、ファンスイッチ２２０のＯＦＦを検知してから所定時間経過後（例えば８秒経過後）に、ファンモータ３２０の回転を停止するように制御する。
【００３１】
（釘打ちの流れ）
まず釘の打ち込みに当たり、コンタクトアーム１４を被打ち込み材に強く押しつけて工具本体１０に対して相対的に上動させる。これより、燃焼室が密閉されるとともに、この燃焼室内に噴射ノズルから可燃性ガスが噴射される。
【００３２】
また、コンタクトアーム１４が上動するとファンスイッチ２２０がＯＮとなるため、燃焼室内のファンモータ３２０が駆動してファンが回転し、可燃性ガスと空気とが撹拌混合される。
【００３３】
その後、トリガ１５が引かれると、トリガスイッチ２１０がＯＮとなるため、点火プラグ３１０で点火して燃焼室内の混合ガスを爆発的に燃焼させる。これにより、打撃ピストンが駆動され、ノーズ部１３内に供給された釘が打ち出される。
【００３４】
打ち込みが終了すると、打撃ピストンが復帰し、さらにコンタクトアーム１４を被打ち込み材から離反させることにより、燃焼室が開放され、新鮮な空気が入るとともに燃焼ガスが排気される。
【００３５】
また、コンタクトアーム１４を被打ち込み材から離反させることによりファンスイッチ２２０がＯＦＦとなるが、このＯＦＦ信号から８秒間はファンモータ３２０が駆動を続けるため、この駆動により排気及び冷却が行われることとなる。
【００３６】
（ファンモータ３２０の制御フロー）
ファンモータ３２０の制御フローは以下のとおりである。
【００３７】
すなわち、図３のステップ１０１に示すように、まず、コンタクトアーム１４が被打ち込み材に押しつけられると、ファンスイッチ２２０がＯＮとなる。このファンスイッチ２２０のＯＮを制御基板１００が検知すると、ステップ１０２に進む。
【００３８】
次に、ステップ１０２では、制御基板１００がファンモータ３２０の回転を開始し、燃焼室における空気とガスとの撹拌を開始する。このとき、ファンモータ３２０は、いち早く設定回転数（例えば８０００ｒｐｍ）に到達するように特性をフル活用するように制御される。そして、ステップ１０３に進む。
【００３９】
次に、ステップ１０３では、トリガ１５が引かれると、トリガスイッチ２１０がＯＮとなる。このトリガスイッチ２１０のＯＮを制御基板１００が検知すると、ステップ１０４に進む。
【００４０】
次に、ステップ１０４では、制御基板１００が点火プラグ３１０をスパークさせて、燃焼室で混合ガスに点火し、混合ガスを燃焼させる。これにより、打撃シリンダ内の打撃ピストンが摺動し、締結材を被打ち込み材に打ち込む。そして、ステップ１０５に進む。
【００４１】
次に、ステップ１０５では、制御基板１００がファンモータ３２０の回転数を減少させるように制御する。すなわち、混合ガスに点火後においてはファンモータ３２０をフル回転しなくても換気及び冷却は十分に行えるため、ファンモータ３２０への電圧印加時間を低減させ、ファンモータ３２０の回転数が少なくなるように制御する（例えば４０００ｒｐｍ）。そして、ステップ１０６に進む。
【００４２】
次に、ステップ１０６では、ファンスイッチ２２０のＯＦＦを検知してから所定時間（例えば８秒）が経過するまで待機する。そして、ステップ１０７に進む。
【００４３】
次に、ステップ１０７では、トリガスイッチ２１０のＯＮを検知してから所定時間が経過したため、制御基板１００がファンモータ３２０の回転を停止する。そして、処理が終了する。
【００４４】
以上のように、本実施形態においては、制御基板１００がトリガスイッチ２１０の作動信号に基づいてファンモータ３２０の回転数を制御するため、点火前にはファンをいち早く設定回転数に到達させるためにファンモータ３２０の特性をフル活用することができるとともに、点火後には燃焼室の排気及び冷却に必要なだけの回転があれば良いのでファンモータ３２０の駆動を制限することができ、無駄なバッテリの消費を抑え、バッテリ１充電あたりの総実打本数を増やすことができるようになっている。
【００４５】
しかも、上記したようなファンモータ３２０の駆動制御がトリガスイッチ２１０の作動信号に基づいて行われるため、サンプリング回路等の特別な回路を設けることなくバッテリ消費を抑えることができるようになっている。
【００４６】
なお、上記した実施形態においては、制御基板１００がファンモータ３２０をＰＷＭ方式で制御することとしたが、これに代えて、制御基板１００がファンモータ３２０をＰＡＭ（パルス振幅変調）方式で制御することとしても良い。すなわち、制御基板１００が備えるインバータ回路によってファンモータ３２０への印加電圧値を制御することにより、ファンモータ３２０の回転数を制御することとしても良い。この場合、トリガスイッチ２１０がＯＮとなったときに、ファンモータ３２０への印加電圧値を低減させることにより、ファンモータ３２０の回転数が少なくなるように制御することとなる。なお、制御基板１００においてＰＡＭ方式とＰＷＭ方式とを併用することとしても良く、このように構成した場合でも、制御基板１００がファンモータ３２０への印加電圧値又は電圧印加時間を制御することにより、ファンモータ３２０の回転数を制御するものであればよい。
【００４７】
また、上記した実施形態においては、トリガスイッチ２１０のＯＮを検知することにより、制御基板１００がファンモータ３２０の制御を切り替えることとしたが、これに限らず、トリガスイッチ２１０のＯＦＦを検知することにより、制御基板１００がファンモータ３２０の制御を切り替えることとしても良い。
【００４８】
あるいは、コンタクトアーム１４の作動からトリガ１５の作動までの実作業は、短時間（０．３〜２ｓｅｃ）であることが予測できるから、図５に示すように、コンタクトアーム１４によって作動するファンスイッチ２２０がＯＮになってから所定時間（例えば２ｓｅｃ）経過後にファンモータ３２０の制御を切り替え、ファンモータ３２０の回転数を減少させるように制御しても良い。この場合においても、制御基板１００によるファンモータ３２０の制御は、ＰＷＭ方式に限らず、ＰＡＭ方式としても良いし、ＰＡＭ方式とＰＷＭ方式とを併用することとしても良い。
【００４９】
また、トリガ１５やコンタクトアーム１４の作動以外の別のスイッチを利用してファンモータ３２０の制御を切り替えても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１０  工具本体
１１  グリップ
１２  マガジン
１３  ノーズ部
１４  コンタクトアーム
１５  トリガ
１００  制御基板
２１０  トリガスイッチ
２２０  ファンスイッチ
３１０  点火プラグ
３２０  ファンモータ
【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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