(57)【要約】      （修正有）【課題】打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術を提供する。【解決手段】電動モータ１１１と、電動モータ１１１に駆動されるクランク軸１１５ａと、クランク軸１１５ａに駆動されるピストン１３３と、電動モータ１１１を制御する制御装置１０９と、クランク軸１１５ａの位置を検出する磁気センサ１５０と、電動モータ１１１の動作状態を検出するための電圧センサおよび電流センサと、を有する釘打機１００が構成される。制御装置１０９は、電圧センサおよび電流センサの検出結果に基づいて、クランク軸１１５ａの状態に対応するクランク軸１１５ａの推定角速度を算出するように構成されている。そして、制御装置１０９は、磁気センサ１５０の検出結果に基づくクランク軸１１５ａの角速度と推定角速度の差が所定の閾値を超えた場合に、電動モータ１１１の駆動を停止するように構成されている。【選択図】図３
2014083601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち込み具を射出口から打ち出す打ち込み工具であって、
モータと、
前記モータに駆動されるクランク部材と、
前記クランク部材に駆動されるピストンと、
前記モータを制御するコントローラと、
前記クランク部材の状態を検出する第１センサと、
前記モータの動作状態を検出するための第２センサと、を有し、
前記コントローラは、前記第２センサの検出結果に基づいて、前記クランク部材の状態に対応する推定状態情報を算出するように構成されており、
前記コントローラは、前記第１センサの検出結果に基づく前記クランク部材の状態情報と前記推定状態情報の差が所定の閾値を超えた場合に、前記モータの駆動を停止するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
【請求項２】
請求項１に記載の打ち込み工具であって、
前記コントローラは、前記推定状態情報として、前記第２センサの検出結果に基づいて前記クランク部材の推定角速度を算出するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
【請求項３】
請求項２に記載の打ち込み工具であって、
前記第２センサは、前記モータに供給される電流と電圧を検出するように構成されており、
前記コントローラは、前記電流と前記電圧から前記モータの回転速度を算出することで、前記推定状態情報としての前記推定角速度を算出するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
【請求項４】
請求項１に記載の打ち込み工具であって、
前記コントローラは、前記推定状態情報として、前記第２センサの検出結果に基づいて前記クランク部材の推定位置を算出するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
【請求項５】
請求項４に記載の打ち込み工具であって、
前記モータと前記クランク部材の間に減速ギアが配置されており、
前記第２センサは、前記減速ギアの回転位置を検出するように構成されていることを特徴とする打ち込み工具。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の打ち込み工具であって、
前記コントローラが前記モータの駆動を停止したことを報知する報知手段を有することを特徴とする打ち込み工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち込み具を打ち出す打ち込み工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第８，０７９，５０４号明細書には、打ち込み具を被加工材に打ち込む打ち込み工具が記載されている。当該打ち込み工具は、第１シリンダ内で第１ピストンが圧縮空気を生成し、圧縮空気が第２シリンダに送られる。そして、圧縮空気が第２シリンダ内の第２ピストンを移動させている。第２ピストンの移動により、第２ピストンが打ち込み具を打撃する。これにより、打ち込み具が被加工材に向かって打ち出されるように構成されている。また、当該打ち込み工具は、打ち込み具を打ち込む作動サイクルにおいて第１ピストンの位置を検出するセンサを有している。そして、当該センサに検出された第１ピストンの位置に応じて制御装置がモータへの通電を停止する。これにより、第１ピストンを次の作動サイクルのために適切な位置に停止させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，０７９，５０４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、米国特許第８，０７９，５０４号明細書に記載された打ち込み工具は、センサが故障した場合に、空気の圧縮が不足したり、空気を圧縮しすぎたりして打ち込み具の打ち出し動作に不具合が生じる可能性がある。そこで、本発明は、打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術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】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明に係る打ち込み工具の好ましい形態によれば、モータと、モータに駆動されるクランク部材と、クランク部材に駆動されるピストンと、モータを制御するコントローラと、クランク部材の位置を検出する第１センサと、モータの動作状態を検出するための第２センサと、を有する打ち込み工具が構成される。コントローラは、第２センサの検出結果に基づいて、クランク部材の状態に対応する推定状態情報を算出するように構成されている。そして、コントローラは、第１センサの検出結果に基づくクランク部材の状態情報と推定状態情報の差が所定の閾値を超えた場合に、モータの駆動を停止するように構成されている。なお、クランク部材の状態とは、クランク部材の位置、速度、加速度に関する情報を好適に包含する。すなわち、推定状態情報とは、第２センサによって検出されたクランク部材に関する指標（検出結果）に基づいて算出されるクランク部材の位置、速度、または加速度に対応する情報を意味する。また、「モータの動作状態を検出」とは、モータの回転軸の位置、回転速度、モータに供給される電流、電圧、あるいは、モータに連結されてモータに駆動される構成要素の位置、回転速度を検出することを好適に包含する。
【０００６】
本発明によれば、直接的にクランク部材の状態を検出する第１センサと、間接的にクランク部材の状態を検出する第２センサを有するため、第１センサと第２センサの検出結果に基づくクランク部材の状態の差異に基づいて第１センサが正常に作動しているか否かを検出することができる。すなわち、第１センサに異常が生じた場合に、モータの駆動を停止することで、打ち込み工具から打ち込み具が打ち出されることを防止できる。
【０００７】
本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、コントローラは、推定状態情報として、第２センサの検出結果に基づいてクランク部材の推定角速度を算出するように構成されている。この場合、第１センサは、クランク部材の角速度を検出してもよい。一方で、第１センサがクランク部材の位置、または角加速度を検出し、コントローラがクランク部材の角加速度を算出するように構成されていてもよい。
【０００８】
本形態によれば、第１センサおよび第２センサの検出結果から得られるクランク部材の角速度の差に基づいて、第１センサが正常に動作しているか否かを確認することができる。
【０００９】
本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、第２センサは、モータに供給される電流と電圧を検出するように構成されている。そして、コントローラは、電流と電圧からモータの回転速度を算出することで、推定状態情報としての推定角速度を算出するように構成されている。
【００１０】
本形態によれば、第２センサの検出結果に基づいて、モータの回転速度からクランクの角速度を算出することができる。モータの電流、電圧および回転速度の関係は、モータの駆動特性としてモータの構成によって決まる。したがって、第２センサが電流と電圧を検出することで、モータの回転速度を算出することができる。モータの回転速度を算出することで、クランク部材の角速度を容易に算出することができる。
【００１１】
本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、コントローラは、推定状態情報として、第２センサの検出結果に基づいてクランク部材の推定位置を算出するように構成されている。この場合、第１センサは、クランク部材の位置を検出してもよい。一方で、第１センサがクランク部材の角速度、または角加速度を検出し、コントローラがクランク部材の位置を算出するように構成されていてもよい。
【００１２】
本形態によれば、第１センサおよび第２センサの検出結果から得られるクランク部材の位置の差に基づいて、第１センサが正常に動作しているか否かを確認することができる。
【００１３】
本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、モータとクランク部材の間に減速ギアが配置されている。そして、第２センサは、減速ギアの回転位置を検出するように構成されている。
【００１４】
本形態によれば、減速ギアにおいては、モータの回転速度が減速されているため、第２センサが精度よく位置を検出することができる。したがって、クランク部材の位置を精度よく算出することができる。
【００１５】
本発明に係る打ち込み工具の更なる形態によれば、コントローラが前記モータの駆動を停止したことを報知する報知手段を有する。報知手段としては、発光手段、振動発生手段、音生成手段等が用いられることが好ましい。発光手段としては、典型的には、ＬＥＤやレーザー照射装置などが用いられる。振動発生手段としては、典型的には、モータを備え、モータの回転によって振動を発生する手段が用いられる。また、音生成手段としては、典型的には、スピーカを備え、記憶された音源を当該スピーカから出力する手段が用いられる。
【００１６】
本形態によれば、報知手段によって、モータの駆動が停止されていることをユーザに知らせることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、打ち込み工具において、打ち込み工具における検出技術に関する更なる改良技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】電気−空圧式の釘打機の全体構成を示す外観図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】釘打機の内部機構の全体構成を示す断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図２のV−V線断面図である。
【図６】図３のVI−VI線断面図であり、バルブが閉止された状態を示す。
【図７】図６において、バルブが開放され、打ち込みピストンが前方へと移動された釘打ち状態を示す。
【図８】図６において、バルブの開放状態が維持され、打ち込みピストンが後方の初期位置近くに戻された状態を示す。
【図９】第１実施形態における釘打機の制御系統を示すブロック図である。
【図１０】第２実施形態における釘打機の制御系統を示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態につき、図１〜図９を参照しつつ詳細に説明する。第１実施形態は、打ち込み工具の一例として電気−空圧式釘打機を用いて説明する。図１及び図２に示すように、釘打機１００は、概括的に見て、本体ハウジング１０１と、マガジン１０５を主体として構成される。本体ハウジング１０１は、工具本体を構成しており、釘打機１００の外郭を形成している。マガジン１０５には、被加工材に打ち込まれる釘（図示省略）が装填されている。本体ハウジング１０１は、ほぼ対称形の１対のハウジングを合わせて結合して形成されている。当該本体ハウジング１０１は、ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ、モータ収容部１０１Ｃを一体に備えている。
【００２０】
ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃは、概ね方形状に配置されている。ハンドル部１０３は、所定長さで延在する長尺状の部材である。ハンドル部１０３の一端側が打ち込み機構収容部１０１Ａの一端側に連接され、ハンドル部１０３の他端側がモータ収容部１０１Ｃの一端側が連接されている。一方、圧縮装置収容部１０１Ｂは、ハンドル部１０３に対して概ね平行に延在するように配置されている。圧縮装置収容部１０１Ｂの一端側が打ち込み機構収容部１０１Ａの他端側に連接され、圧縮装置収容部１０１Ｂの他端側がモータ収容部１０１Ｃの他端側に連接されている。これにより釘打機１００は、ハンドル部１０３、打ち込み機構収容部１０１Ａ、圧縮装置収容部１０１Ｂ及びモータ収容部１０１Ｃによって囲まれた空間Ｓを形成している。
【００２１】
図１に示すように、釘打機１００は、先端部（図１の右端）にドライバガイド１４１とＬＥＤ１０７が配置されている。図１において右方向が釘の打ち出し方向である。なお、説明の便宜上、釘打機１００の先端側（図１の右側）を前側又は前方、その反対側（図１の左側）を後側又は後方という。また、釘打機１００におけるハンドル部１０３の打ち込み機構収容部１０１Ａとの連接側（図１の上側）を上側又は上方、ハンドル部１０３のモータ収容部１０１Ｃとの連接側（図１の下側）を下側又は下方という。
【００２２】
図３に示すように、打ち込み機構収容部１０１Ａは、釘打ち込み機構１２０を収容している。釘打ち込み機構１２０は、打ち込みシリンダ１２１及び打ち込みピストン１２３を主体として構成される。
【００２３】
打ち込みシリンダ１２１は、釘を打込む打ち込みピストン１２３を前後方向（長軸方向）に摺動可能に収容している。打ち込みピストン１２３は、ピストン本体部１２４とドライバ１２５を有する。ピストン本体部１２４は、打ち込みシリンダ１２１内に摺動可能に収容されている。ドライバ１２５は、長尺状の部材である。このドライバ１２５は、ピストン本体部１２４に一体状に設けられており、前方へと延在するように配置されている。ピストン本体部１２４とドライバ１２５は、シリンダ室１２１ａに供給される圧縮空気によって打ち込みシリンダ１２１の長軸方向に直線状に移動可能に構成されている。これにより、ドライバ１２５がドライバガイド１４１の打ち込み通路１４１ａ内を前方に移動することで釘を打ち出すように構成されている。打ち込みシリンダ室１２１ａは、打ち込みシリンダ１２１の内壁面とピストン本体部１２４の後側の面とにより囲まれる空間として形成されている。ドライバガイド１４１は、打ち込みシリンダ１２１の先端部に配置され、先端に釘の射出口を有する打ち込み通路１４１ａを備えている。
【００２４】
図１に示すように、マガジン１０５は、本体ハウジング１０１の先端側、すなわち、圧縮装置収容部１０１Ｂの前方に配置されている。このマガジン１０５は、釘を収容している。また、マガジン１０５は、ドライバガイド１４１に連結されており、打ち込み通路１４１ａに対して、釘を供給するよう構成されている。なお、図３に示すように、マガジン１０５には、釘を供給方向（図３の上方）に押すためのプッシャプレート１０５ａが設けられている。このプッシャプレート１０５ａによって釘がドライバガイド１４１の打ち込み通路１４１ａに打ち込み方向と交差する方向から１本ずつ供給される。
【００２５】
図３に示すように、圧縮装置収容部１０１Ｂは、圧縮装置１３０を収容している。圧縮装置１３０は、圧縮シリンダ１３１と、圧縮ピストン１３３と、クランク機構１１５を主体として構成される。圧縮ピストン１３３は、圧縮シリンダ１３１内を上下方向に摺動自在に配置されている。この圧縮ピストン１３３が、本発明における「ピストン」に対応する実施構成例である。
【００２６】
圧縮シリンダ１３１は、マガジン１０５に沿って配置され、圧縮シリンダ１３１の上端側は打ち込みシリンダ１２１の前側端部に連接されている。そして、圧縮ピストン１３３がマガジン１０５に沿って上下方向に摺動動作するように配置されている。この圧縮ピストン１３３の動作方向は、打ち込みピストン１２３の動作方向と概ね直交している。圧縮ピストン１３３が上下方向に摺動動作することで、圧縮シリンダ１３１の内部空間である圧縮室１３１ａの容積が変化する。すなわち、圧縮ピストン１３３が圧縮室１３１ａの容積を減少する上方側へと移動することで圧縮室１３１ａの空気を圧縮する。この圧縮室１３１ａは、打ち込みシリンダ１２１と近接する上部側に形成されている。また、圧縮シリンダ１３１は、大気解放バルブ（図示省略）を備えており、圧縮室１３１ａを大気に解放可能に構成されている。大気開放バルブは、常時は閉状態に保持されている。
【００２７】
図３に示すように、モータ収容部１０１Ｃは、電動モータ１１１を収容している。電動モータ１１１は、モータ軸の回転軸線が打ち込みシリンダ１２１の長軸線に対して概ね平行となるように配置されている。従って、電動モータ１１１の回転軸線は、圧縮ピストン１３３の動作方向に対して直交している。なお、モータ収容部１０１Ｃの下部側には、バッテリ装着領域が形成されており、電動モータ１１１に電力を供給する充電式のバッテリパック１１０が着脱可能に装着される。
【００２８】
図３に示すように、電動モータ１１１の回転出力は、遊星歯車式の減速機構１１３によって適宜減速された後、クランク機構１１５に伝達される。そして、電動モータ１１１の回転出力は、クランク機構１１５によって直線運動に変換されて圧縮ピストン１３３に伝達される。減速機構１１３及びクランク機構１１５は、内側ハウジング１０２に収容されている。この内側ハウジング１０２は、圧縮装置収容部１０１Ｂとモータ収容部１０１Ｃの間に配置されている。
【００２９】
クランク機構１１５は、クランク軸１１５ａと偏心ピン１１５ｂと連接ロッド１１５ｃを主体として構成されている。クランク軸１１５ａは、遊星歯車式の減速機構１１３に連接している。すなわち、クランク軸１１５ａは、減速機構１１３で減速回転された電動モータ１１１の回転出力によって回転駆動される。偏心ピン１１５ｂは、クランク軸１１５ａの回転中心から偏心した位置に設けられている。連接ロッド１１５ｃは、一端が偏心ピン１１５ｂに相対回動可能に連接され、他端が圧縮ピストン１３３に相対回動可能に連接されている。このクランク機構１１５は、圧縮シリンダ１３１の下方に配置されている。以上の構成により、圧縮装置１３０として、圧縮シリンダ１３１、圧縮ピストン１３３及びクランク機構１１５を主体としたレシプロ式の圧縮装置が構成されている。この電動モータ１１１が、本発明における「モータ」に対応する実施構成例である。
【００３０】
ハンドル部１０３には、トリガ１０３ａとトリガスイッチ１０３ｂと制御装置１０９が設けられている。そして、電動モータ１１１は、ハンドル部１０３に設けられたトリガ１０３ａと本体ハウジング１０１の先端領域に設けられたドライバガイド１４１の操作に応じて、制御装置１０９によって制御されるように構成されている。トリガ１０３ａが引き操作されることでトリガスイッチ１０３ｂがオン状態となる。一方、トリガ１０３ａの引き操作が解除されることでトリガスイッチ１０３ｂがオフ状態となる。
【００３１】
また、コンタクトアームとしてのドライバガイド１４１は、釘打機１００の前後方向に移動可能に本体ハウジング１０１の先端領域に配置されている。図６に示すように、ドライバガイド１４１は、付勢ばね１４２により前方に向かって付勢されている。ドライバガイド１４１が前方に位置するときには、コンタクトアームスイッチ１４３がオフ状態となる。一方、ドライバガイド１４１が本体ハウジング１０７側に移動されたときには、コンタクトアームスイッチ１４３がオン状態となる。そして、電動モータ１１１は、トリガスイッチ１０３ｂとコンタクトアームスイッチ１４３が共にオン状態に切替えられたときに通電駆動され、いずれか一方がオフ状態に切替えられたときに停止される。
【００３２】
図５に示すように、釘打機１００は、圧縮シリンダ１３１の圧縮室１３１ａと打ち込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとを連通する空気通路１３５およびバルブ室１３７ａを備えている。空気通路１３５は、連通ポート１３５ａ、連通ポート１３５ｂ、連通路１３５ｃ、環状溝１２１ｃおよびバルブ室１３７ａを主体として構成されている。図４に示すように、連通ポート１３５ａは、圧縮シリンダ１３１のシリンダヘッド１３１ｂに形成されている。この連通ポート１３５ａは、圧縮室１３１ａに連通している。また、図５に示すように、連通ポート１３５ｂは、打ち込み用シリンダ１２１のシリンダヘッド１２１ｂに形成されている。この連通ポート１３５ｂは、バルブ室１３７ａに連通している。連通路１３５ｃは、連通ポート１３５ａと連通ポート１３５ｂを連通させている。この連通路１３５ｃは、打ち込みシリンダ１２１に沿って前後方向に直線状に延在している。
【００３３】
図５に示すように、連通ポート１３５ｂは、バルブ室１３７ａの周面に形成された環状溝１２１ｃに連通している。この環状溝１２１ｃは、バルブ室１３７ａに連通している。さらに、バルブ室１３７ａは、シリンダ室１２１ａに連通している。これにより、連通ポート１３５ｂは、環状溝１２１ｃおよびバルブ室１３７ａを介してシリンダ室１２１ａに連通している。バルブ室１３７ａには、空気通路１３５を開閉する電磁バルブ１３７が収容されている。
【００３４】
電磁バルブ１３７は、打ち込みピストン１２３のピストン本体部１２４とほぼ同じ直径を有する円柱状部材である。電磁バルブ１３７は、バルブ室１３７ａ内を前後方向に移動可能に配置されている。電磁バルブ１３７の後方には、電磁石１３８が配置されている。そして、電磁石１３８に対する通電を切り替えることで、電磁バルブ１３７は前後方向に移動する。電磁バルブ１３７の外周には、前後方向に所定間隔で２個のＯリング１３９ａ，１３９ｂが配置されている。電磁バルブ１３７は、後方へ移動することで環状溝１２１ｃを開放し、前方へ移動することで環状溝１２１ｃを閉じる。
【００３５】
具体的には、図６に示すように、前側のＯリング１３９ａは、環状溝１２１ｃの前方においてバルブ室１３７ａの内壁面と接触することで、環状溝１２１ｃとシリンダ室１２１ａとの連通を遮断する。また、図７に示すように、Ｏリング１３９ａが、環状溝１２１ｃの領域内へ移動すると、環状溝１２１ｃがシリンダ室１２１ａと連通する。なお、後側のＯリング１３９ｂは、圧縮空気が連通ポート１３５ｂから外側へ漏れ出ることを防止する。すなわち、Ｏリング１３９ｂは、環状溝１２１ｃの開閉には関与しない。このように、空気通路１３５を開閉する電磁バルブ１３７は、空気通路１３５のうち、打ち込みシリンダ１２１のシリンダ室１２１ａとの接続側に設けられている。
【００３６】
電磁バルブ１３７は、図６に示すように、常時には電磁石１３８によって環状溝１２１ｃを閉じる前方に配置されている。また、ストッパ１３６は、電磁バルブ１３７の前方に配置され、電磁バルブ１３７の前方への移動を規制している。このストッパ１３６は、シリンダ室１２１ａ内に径方向に突出するフランジ状の部材によって形成されている。さらに、ストッパ１３６は、後方へ移動する打ち込みピストン１２３の後端位置を規定している。
【００３７】
次に、釘打機１００の動作について説明する。釘打機１００は、図３に示すように、打ち込みピストン１２３が最後端位置（図３の左端位置）に位置し、かつ圧縮ピストン１３３が最下端位置（下死点）に位置した状態が初期位置として定められている。すなわち、クランク角度０度（下死点）のときを初期状態としている。
【００３８】
具体的には、図３に示すように、釘打機１００は、磁気センサ１５０を備えている。磁気センサ１５０は、磁石１５１、ホール素子１５２を主体として構成されている。磁石１５０は、クランク軸１１５ａに設けられている。一方、ホール素子１５２は、圧縮装置収容部１０１Ｂの磁石１５１と対向する位置に設けられている。ホール素子１５２は、バッテリパック１１０と電気的に接続されており、さらに、制御装置１０９に接続されている。ホール素子１５２がクランク軸１１５ａの位置を検出し、制御装置１０９は、圧縮ピストン１３３が下死点に位置している状態を初期状態と規定している。この磁気センサ１５０が、本発明における「第１センサ」に対応する実施構成例である。また、制御装置１０９が、本発明における「コントローラ」に対応する実施構成例である。
【００３９】
図３に示す初期状態において、ドライバガイド１４１が被加工材に押し当てられてコンタクトアームスイッチ１４３（図６参照）がオン状態とされるとともに、トリガ１０３ａが引き操作されてトリガスイッチ１０３ｂがオン状態に切替えられると、電動モータ１１１が通電駆動される。これによって減速機構１１３を介してクランク機構１１５が駆動され、圧縮ピストン１３３が上方へと移動する。このとき、電磁バルブ１３７は、空気通路１３５を閉鎖しているため、圧縮ピストン１３３の移動によって、圧縮室１３１ａ内の空気が圧縮される。
【００４０】
磁気センサ１５０が、圧縮ピストン１３３の位置がクランク角度１８０度である最上端位置（上死点）であることを検出すると、制御装置１０９は、電磁石１３８を制御し、電磁バルブ１３７を後方に移動させる。すなわち、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が最大圧縮状態とされたとき、電磁バルブ１３７が開弁される。これにより、環状溝１２１ｃがシリンダ室１２１ａに連通し、圧縮室１３１ａ内の圧縮空気が空気通路１３５を経てシリンダ室１２１ａ内へと供給される。シリンダ室１２１ａ内に圧縮空気が供給されると、当該圧縮空気による空気ばねの作用によって、図７に示すように、打ち込みピストン１２３が前方へ移動される。そして、前方へと移動された打ち込みピストン１２３のドライバ１２５が打ち込み通路１４１ａ（図３参照）に待機している釘を打撃する。これにより、釘を打ち出す打ち出し動作が行われる。
【００４１】
打ち出し動作後、圧縮ピストン１３３は下死点へ向かって移動する。そのとき、圧縮室１３１ａの容積が増加されて当該圧縮室１３１ａ内の空気が大気圧よりも低い負圧となる。圧縮室１３１ａ内に発生した負圧は、空気通路１３５及びシリンダ室１２１ａを通じて打ち込みピストン１２３に作用する。これにより、図８に示すように、打ち込みピストン１２３が吸引されて後方へと移動される。そして、打ち込みピストン１２３は、ストッパ１３６と当接して初期位置に位置する。磁気センサ１５０が、圧縮ピストン１３３の位置がクランク角度０度である下死点であることを検出すると、制御装置１０９は、電磁石１３８を制御し、電磁バルブ１３７を前方に移動させる。これにより、空気通路１３５を閉じる。なお、圧縮ピストン１３３が初期位置に復帰すると、トリガスイッチ１０３ｂ及びコンタクトアームスイッチ１４３がオン状態に維持されていても、電動モータ１１１に対する通電が遮断され、電動モータ１１１が停止される。このように、打ち出し動作の１サイクルが終了する。なお、打ち出し動作中には、ＬＥＤ１０７が、ドライバガイド１４１の先端領域を照射している。
【００４２】
以上の釘打機１００においては、電磁センサ１５０が故障すると、圧縮ピストン１３３の位置を検出できない場合と、圧縮ピストン１３３の位置を正確に検出できない場合がある。圧縮ピストン１３３の位置を検出できない場合には、制御装置１０９は、釘打機１００が駆動しないように制御する。一方、圧縮ピストン１３３の位置を正確に検出できない場合には、打ち出し動作に不具合が生じる可能性がある。例えば、圧縮ピストン１３３が下死点に停止していない場合において、打ち出し動作を開始すると、打ち出し動作開始時の圧縮ピストン１３３の位置によって、圧縮ピストン１３３が生成する圧縮空気の圧縮量が異なる。そのため、打ち出し動作毎に打ち出される釘のスピードが一定とならず、被加工材に対する釘の打ち込み量が異なってしまう。
【００４３】
そこで第１実施形態においては、図９に示すように、電動モータ１１１の電圧および電流をそれぞれ検出する電圧センサ１６０および電流センサ１６１が設けられている。電動モータ１１１の電流、電圧および回転速度の関係は、電動モータ１１１の駆動特性として電動モータ１１１の構成によって一義的に決まる。したがって、制御装置１０９は、電圧センサ１６０および電流センサ１６１によって検出された電圧値、電流値から電動モータ１１１の回転速度を算出することができる。さらに、制御装置１０９は、電動モータ１１１の回転速度と減速機構１１３の減速比からクランク軸１１５ａの推定角速度を算出する。このクランク軸１１５ａが、本発明における「クランク部材」に対応する実施構成例である。また、電動モータ１１１の動作状態である、電圧および電流をそれぞれ検出する電圧センサ１６０と電流センサ１６１が、本発明における「第２センサ」に対応する実施構成例である。また、電圧センサ１６０および電流センサ１６１の検出結果に基づいて算出されたクランク軸１１５ａの推定角速度が、本発明における「推定状態情報」に対応する実施構成例である。
【００４４】
一方、制御装置１０９は、所定時間ごとに磁気センサ１５０によって検出されたクランク軸１１５ａの位置に基づいて、クランク軸１１５ａの角速度を算出する。この磁気センサ１５０の検出結果に基づいて算出されたクランク軸１１５ａの角速度が、本発明における「状態情報」に対応する実施構成例である。
【００４５】
そして、制御装置１０９は、磁気センサ１５０の検出結果に基づいて算出されたクランク軸１１５ａの角速度と、電圧センサ１６０および電流センサ１６１の検出結果に基づいて算出されたクランク軸１１５ａの推定角速度の差を算出する。クランク軸１１５ａの角速度と推定角速度の差が所定の閾値を超えている場合には、制御装置１０９は、磁気センサ１５０、電圧センサ１６０、電流センサ１６１のいずれかのセンサに故障が生じているとみなし、電動モータ１１１への電流の供給を停止する。すなわち、制御装置１０９は、電動モータ１１１の駆動を停止する。
【００４６】
電圧センサ１６０および電流センサ１６１は、電動モータ１１１の電圧および電流を検出するだけでなく、釘打機１００の駆動回路の電圧値、電流値を検出してもよい。そのような構成においては、センサの故障を検出するだけでなく、制御装置１０９等の故障も検出することができる。
【００４７】
（第２実施形態）
次に、図１０を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態とは、「モータ」、「第２センサ」および「状態情報」と「推定状態情報」の算出方法が異なる。なお、第２実施形態では、第１実施形態と同一の構成については、その説明を省略する。
【００４８】
図１０に示すように、第２実施形態においては、モータとしてブラシレスモータ２１１用いられている。ブラシレスモータ２１１は、ステータにステータコイルを有している。また、ブラシレスモータ２１１のロータの外側には、ロータの位置を検出するための位置センサ２６０が、ロータの周方向において所定の位置に３か所配置されている。そして、制御装置１０９は、位置センサ２６０によって検出されたロータの位置に応じて、ステータコイルに通電させることで、ブラシレスモータ２１１の駆動を制御している。なお、図１０においては、位置センサ２６０を簡易的に図示している。
【００４９】
制御装置１０９は、位置センサ２６０によって検出されたロータの位置に基づいて、クランク軸１１５ａの推定位置を算出する。一方、クランク軸１１５ａの位置は、磁気センサ１５０によって検出される。そして、制御装置１０９は、磁気センサ１５０の検出結果に基づくクランク軸１１５ａの位置と、位置センサ２６０の検出結果に基づいて算出されたクランク軸１１５ａの推定位置の差を算出する。クランク軸１１５ａの位置と推定位置の差が所定の閾値を超えている場合には、制御装置１０９は、磁気センサ１５０、位置センサ２６０のいずれかのセンサに故障が生じているとみなし、ブラシレスモータ２１１への電流の供給を停止する。すなわち、制御装置１０９は、ブラシレスモータ２１１の駆動を停止する。
【００５０】
したがって、制御装置１０９は、ブラシレスモータ２１１を駆動させるために使用される位置センサ２６０の検出結果に基づいて、クランク軸１１５ａの推定位置を算出することができる。これにより、磁気センサ１５０、位置センサ１６０のいずれかに故障が生じていることか否かを検出することができる。すなわち、位置センサ２６０は、ブラシレスモータ２１１を駆動させるための機能と、磁気センサ１５０の故障を検知するための機能を兼用することができる。
【００５１】
以上の第１実施形態および第２実施形態においては、制御装置１０９は、電動モータ１１１、ブラシレスモータ２１１の駆動を停止した場合には、ＬＥＤ１０７，１０８を点灯させるように制御する。これにより、電動モータ１１１の駆動が停止されていることを報知する。なお、制御装置１０９は、ＬＥＤ１０７，１０８を点灯させるだけでなく、点滅させてもよい。また、制御装置１０９は、ＬＥＤ１０７，１０８が発光する光の色を変えるように構成されていてもよい。また、いずれか一方のＬＥＤ１０７，１０８のみを点灯、あるいは点滅させるように構成されていてもよい。
【００５２】
以上の第１実施形態および第２実施形態によれば、直接的にクランク軸１１５ａの状態である位置や角速度を検出する磁気センサ１５０と、間接的にクランク軸１１５ａの状態である位置や角速度を検出する電圧センサ１６０、電流センサ１６１、位置センサ２６０を有するため、磁気センサ１５０と電圧センサ１６０、電流センサ１６１、位置センサ２６０の検出結果に基づくクランク軸１１５ａの位置や角速度の差異に基づいて磁気センサ１５０が正常に作動しているか否かを検出することができる。これにより、磁気センサ１５０に異常が生じた場合に、釘打機１００の駆動を停止することができる。すなわち、釘打機１００において、意図せず釘が打ち出されることを防止することができる。
【００５３】
以上の第１実施形態においては、電圧センサ１６０および電流センサ１６１が設けられていたが、これには限られない。電動モータ１１１の抵抗値が予め設定されていれば、電圧センサ１６０および電流センサ１６１のいずれか一方のみが設けられていてもよい。すなわち、オームの法則により、電流値あるいは電圧値を算出することで、電動モータ１１１の電流値および電圧値を検出することができる。
【００５４】
以上の第２実施形態においては、ブラシレスモータ２１１のロータの位置（回転位置）を検出するように構成されていたが、これには限られない。例えば、モータの回転速度を減速する減速機構１１３の回転位置を検出するように構成されていてもよい。モータの回転速度が減速されているため、ロータの位置を検出する場合に比べて、減速機構１１３の回転位置を精度よく検出することができる。
【００５５】
以上においては、制御装置１０９が、クランク軸１１５ａの推定角速度あるいは、クランク軸１１５ａの推定位置を算出するように構成されていたが、これには限られない。例えば、制御装置１０９が、クランク軸１１５ａの推定角加速度を算出するように構成されていてもよい。同様に、制御装置１０９は、磁気センサ１５０の検出結果から、クランク軸１１５ａの角加速度を算出するように構成されていてもよい。
【００５６】
また、以上においては、報知手段としてＬＥＤ１０７，１０８が設けられていたが、ＬＥＤは１つのみであってもよい。また、報知手段として、音を生成するブザーや、振動を発生するアクチュエータが設けられていてもよい。
【００５７】
また、以上においては、クランク軸１１５ａの位置を検出する磁気センサ１５０が設けられていたが、フォトセンサなどのセンサを設けてもよい。また、クランク軸１１５ａの位置を検出する構成に限られず、クランク機構のうち、偏心ピン１１５ｂや連接ロッド１１５ｃの位置を検出するように構成されていてもよい。
【００５８】
（本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係）
本実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下の通りである。なお、本実施形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものであり、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。
制御装置１０９は、本発明の「コントローラ」に対応する構成の一例である。
電動モータ１１１は、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
クランク軸１１５ａは、本発明の「クランク部材」に対応する構成の一例である。
圧縮ピストン１３３は、本発明の「ピストン」に対応する構成の一例である。
電磁バルブ１３７は、本発明の「弁部材」に対応する構成の一例である。
磁気センサ１５０は、本発明の「第１センサ」に対応する構成の一例である。
電圧センサ１６０は、本発明の「第２センサ」に対応する構成の一例である。
電流センサ１６１は、本発明の「第２センサ」に対応する構成の一例である。
ブラシレスモータ２１１は、本発明の「モータ」に対応する構成の一例である。
位置センサ２６０は、本発明の「第２センサ」に対応する構成の一例である。
【符号の説明】
【００５９】
１００  釘打機
１０１  本体ハウジング
１０１Ａ  打ち込み機構収容部
１０１Ｂ  圧縮装置収容部
１０１Ｃ  モータ収容部
１０２  内側ハウジング
１０３  ハンドル部
１０３ａ  トリガ
１０３ｂ  トリガスイッチ
１０５  マガジン
１０５ａ  プッシャプレート
１０７  ＬＥＤ
１０８  ＬＥＤ
１０９  制御装置
１１０  バッテリパック
１１１  電動モータ
１１３  遊星歯車式減速機構
１１５  クランク機構
１１５ａ  クランク軸
１１５ｂ  偏心ピン
１１５ｃ  連接ロッド
１２０  釘打ち込み機構
１２１  打ち込みシリンダ
１２１ａ  シリンダ室
１２１ｂ  シリンダヘッド
１２１ｃ  環状溝
１２３  打ち込みピストン
１２４  ピストン本体部
１２５  ドライバ
１３０  圧縮装置
１３１  圧縮シリンダ
１３１ａ  圧縮室
１３１ｂ  シリンダヘッド
１３３  圧縮ピストン
１３５  空気通路
１３５ａ  連通ポート
１３５ｂ  連通ポート
１３５ｃ  連通路
１３６  ストッパ
１３７  電磁バルブ
１３７ａ  バルブ室
１３８  電磁石
１３９ａ  Ｏリング
１３９ｂ  Ｏリング
１４１  ドライバガイド
１４１ａ  打ち込み通路
１４２  付勢ばね
１４３  コンタクトアームスイッチ
１５０  磁気センサ
１５１  磁石
１５２  ホール素子
１６０  電圧センサ
１６１  電流センサ
２１１  ブラシレスモータ
２６０  位置センサ
【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】
2014083601.tif 000009
【図８】
2014083601.tif 000010
【図９】
2014083601.tif 000011
【図１０】
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