(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、
前記制御部は、入力された点火信号に応じて駆動され供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路のそれぞれに接続され前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記点火信号を出力許可させる制御回路とを備え、
前記点火部駆動回路は、第１のトランスと、前記第１のトランスを断続的に動作させる点火用スイッチング素子と、前記点火用スイッチング素子を駆動させる第１ドライブ回路と、前記点火部に前記点火電位を発生させる第２のトランスと、前記第１のトランスの動作に応じて前記第２のトランスを駆動させる第２ドライブ回路と、前記第２ドライブ回路と前記第１のトランスとの間に介挿された高圧用整流素子とから成り、
前記故障検出回路は、前記点火部駆動回路に接続される接続点が、前記高圧用整流素子と前記第２ドライブ回路を構成する何れかの電気的素子との間に設けられることを特徴とする燃焼式打込装置。
【請求項２】
印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、
前記制御部は、供給電力を伝達させる電源ラインと、前記電源ラインに介挿された制限抵抗と、入力された点火信号に応じて駆動され前記供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記電源ラインに介挿され入力された規制信号に応じて前記供給電力を規制させる電力規制回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路及び前記電力規制回路のそれぞれに接続され前記点火信号を出力すると共に前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記規制信号を出力させる制御回路とを備え、
前記点火部駆動回路は、第１のトランスと、前記第１のトランスを断続的に動作させる点火用スイッチング素子と、前記点火用スイッチング素子を駆動させる第１ドライブ回路と、前記点火部に前記点火電位を発生させる第２のトランスと、前記第１のトランスの動作に応じて前記第２のトランスを駆動させる第２ドライブ回路と、前記第２ドライブ回路と前記第１のトランスとの間に介挿された高圧用整流素子とから成り、
前記故障検出回路は、前記点火部駆動回路に接続される接続点が、前記高圧用整流素子と前記第２ドライブ回路を構成する何れかの電気的素子との間に設けられることを特徴とする燃焼式打込装置。
【請求項３】
印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、
前記制御部は、入力された点火信号に応じて駆動され供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路のそれぞれに接続され前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記点火信号を出力許可させる制御回路とを備え、
前記故障検出回路は、更に、前記検出用スイッチング素子と前記点火部駆動回路との間に介挿されたスイッチング素子調整回路を備えることを特徴とする燃焼式打込装置。
【請求項４】
印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、
前記制御部は、供給電力を伝達させる電源ラインと、前記電源ラインに介挿された制限抵抗と、入力された点火信号に応じて駆動され前記供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記電源ラインに介挿され入力された規制信号に応じて前記供給電力を規制させる電力規制回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路及び前記電力規制回路のそれぞれに接続され前記点火信号を出力すると共に前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記規制信号を出力させる制御回路とを備え、
前記故障検出回路は、更に、前記検出用スイッチング素子と前記点火部駆動回路との間に介挿されたスイッチング素子調整回路を備えることを特徴とする燃焼式打込装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御部によって駆動される燃焼式打込装置に関し、特に、制御部を構成する内部回路の故障を検出す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】
例えば、特願２００７−２３３４７８号公報（特許文献１）では、燃焼式打込装置に係る技術の一例が紹介されている。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、混合ガスが生成される。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部駆動回路を備え、当該点火部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、混合ガスを爆発燃焼させる。
【０００４】
図１０を参照して、かかる点火部駆動回路について説明する。尚、同図には、点火プラグ１２３とバッテリー電源１６０と制御ＩＣ１７４とが便宜的に示されている。また、制御ＩＣ１７４は、点火信号Ｓｓを生成し、当該点火信号Ｓｓを点火部駆動回路１７５へ出力させる機能を備える。図示の如く、点火部駆動回路１７５は、第１のトランスＴ１と点火用スイッチング素子ＳＷと第１ドライブ回路１７５ａと第２のトランスＴ２と第２ドライブ回路１７５ｂと高圧用整流素子Ｄ１と波形成形回路１７５ｃとから構成される。第１ドライブ回路１７５ａは、点火信号Ｓｓを受信して点火用スイッチング素子ＳＷをＯＮ／ＯＦＦ制御させる。点火用スイッチング素子ＳＷは、当該ＯＮ／ＯＦＦ制御に応動し透過電流を断続させる。第１のトランスＴ１は、点火用スイッチング素子ＳＷによって駆動され、バッテリー電源１６０から供給される電位を昇圧させる。第２ドライブ回路１７５ｂは、複数の抵抗と、ツェナーダイオードＤｚと、サイリスタＳｂと、ダイオードＤｂと、コンデンサＣｂとから構成される。また、ツェナーダイオードＤｚ及びサイリスタＳｂ及びコンデンサＣｂは、互いに並列接続される。更に、コンデンサＣｂは、一端が第２のトランスＴ２に接続され、他端がダイオードＤ１を介して第１のトランスＴ１に接続される。
【０００５】
図１１では、点火部駆動回路１７５が正常に駆動される場合の点火動作が示されている。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１１（ａ）に示す如く、ノーズ部の動作を検知した信号が制御ＩＣ１７４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る。その後、操縦者によってトリガ機構が操作されると、図１１（ｂ）に示す如く、制御ＩＣ１７４にパルス状のトリガ信号が送信される。これに応じて、制御ＩＣ１７４では、図１１（ｃ）に示す如く、点火部駆動回路１７５に対して点火信号Ｓｓを出力させる。このとき、点火部駆動回路１７５に設けられたコンデンサＣｂでは、図１１（ｄ）に示す如く、点火信号Ｓｓに応じて電荷が供給され、当該コンデンサＣｂの両端電圧Ｖｑが上昇する。そして、両端電圧ＶｑがツェナーダイオードＤｚの降伏電圧Ｖ０に到達すると、サイリスタＳｂがＯＮ状態に切替えられ、これにより、コンデンサＣｂでは、内部の電荷が瞬時に開放されるため、当該コンデンサＣｂに生じていた電位差が急減される。かかる現象により、第２のトランスＴ２では、図１１（ｅ）に示す如く、一次コイルを流れる電流変化によって誘導電位を発生させるので、点火電位Ｖｓを取得し、点火プラグ１２３を放電させる。
【０００６】
【特許文献１】特願２００７−２３３４７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
かかる燃焼式打込装置の制御部では、複数の内部回路をレイアウトさせた配線基板が用いられる。このとき、配線基板では、内部回路を構成する電気的素子の溶接不良が生じると、電気的素子と配線基板上のプリント配線との電気的接続状態が維持されず、常時または不定期的に断線される場合がある。また、当該配線基板では、燃焼式打込装置の使用条件又は使用環境如何によって、プリント配線にマイグレーションを発生させるため、当該プリント配線における断線又はプリント配線相互の短絡を起こす場合も有る。そして、これらの断線又は短絡という現象が第２ドライブ回路で発生し、第２ドライブ回路のコンデンサに蓄えられた電荷の放出経路が途絶えると、第２ドライブ回路では、図１２（ｄ）の実線部Ａに示す如く、コンデンサＣｂの両端電圧が低下しなくなり、点火電位を発生し得なくなるとの問題が生じる。このとき、点火信号Ｓｓが継続的に送信されコンデンサに電荷が供給され続けると、第２ドライブ回路では、図１２（ｄ）の点線部Ｂに示す如く、コンデンサの両端電圧を更に上昇するため、コンデンサ及び周辺回路で発熱が生じ、場合によっては火災を誘発させるとの問題が生じる。
【０００８】
また、第２ドライブ回路に配されるツェナーダイオード又はサイリスタが何らかの原因で損傷し、サイリスタが常に非導通状態に固定されてしまう場合、コンデンサに蓄えられた電荷の放出経路が途絶えてしまう。従って、かかる場合にあっても、コンデンサに電荷が供給され続けると、第２ドライブ回路では、図１２（ｄ）の点線部Ｂに示す如く、コンデンサの両端電圧が上昇し、コンデンサ及び周辺回路の発熱を生じ、場合によっては火災を誘発させるとの問題が生じる。
【０００９】
更に、トランスに接続される電源ラインには、点火部駆動回路の内部回路に構成された電気的素子の透過電流を抑制させる目的で、制限抵抗が設けられる場合が有る。このとき、第２ドライブ回路に配されるツェナーダイオード又はサイリスタが何らかの原因で損傷し、サイリスタが常に導通状態に固定されてしまう場合、点火信号が送られ続けると、かかる制限抵抗では、電源ラインを流れる電流によって発熱し、場合によっては火災の原因となる惧れも有る。
【００１０】
本発明は上記課題に鑑み、内部回路を備える制御部の故障を検出し、以って、顕著な発熱又は火災を予防し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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成とする。即ち、印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、前記制御部は、入力された点火信号に応じて駆動され供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路のそれぞれに接続され前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記点火信号を出力許可させる制御回路とを備え、前記点火部駆動回路は、第１のトランスと、前記第１のトランスを断続的に動作させる点火用スイッチング素子と、前記点火用スイッチング素子を駆動させる第１ドライブ回路と、前記点火部に前記点火電位を発生させる第２のトランスと、前記第１のトランスの動作に応じて前記第２のトランスを駆動させる第２ドライブ回路と、前記第２ドライブ回路と前記第１のトランスとの間に介挿された高圧用整流素子とから成り、前記故障検出回路は、前記点火部駆動回路に接続される接続点が、前記高圧用整流素子と前記第２ドライブ回路を構成する何れかの電気的素子との間に設けられることとする。
【００１２】
また、本発明では次のような燃焼式打込装置の構成としても良い。即ち、印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、前記制御部は、供給電力を伝達させる電源ラインと、前記電源ラインに介挿された制限抵抗と、入力された点火信号に応じて駆動され前記供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記電源ラインに介挿され入力された規制信号に応じて前記供給電力を規制させる電力規制回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路及び前記電力規制回路のそれぞれに接続され前記点火信号を出力すると共に前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記規制信号を出力させる制御回路とを備え、前記点火部駆動回路は、第１のトランスと、前記第１のトランスを断続的に動作させる点火用スイッチング素子と、前記点火用スイッチング素子を駆動させる第１ドライブ回路と、前記点火部に前記点火電位を発生させる第２のトランスと、前記第１のトランスの動作に応じて前記第２のトランスを駆動させる第２ドライブ回路と、前記第２ドライブ回路と前記第１のトランスとの間に介挿された高圧用整流素子とから成り、前記故障検出回路は、前記点火部駆動回路に接続される接続点が、前記高圧用整流素子と前記第２ドライブ回路を構成する何れかの電気的素子との間に設けられる構成としても良い。
【００１３】
また、印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、前記制御部は、入力された点火信号に応じて駆動され供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路のそれぞれに接続され前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記点火信号を出力許可させる制御回路とを備え、前記故障検出回路は、更に、前記検出用スイッチング素子と前記点火部駆動回路との間に介挿されたスイッチング素子調整回路を備える構成としても良い。さらに、印加された点火電位に基づき燃焼室内の混合ガスを点火させる点火部と、前記点火部に前記点火電位を印加させる制御部とを備え、前記制御部は、供給電力を伝達させる電源ラインと、前記電源ラインに介挿された制限抵抗と、入力された点火信号に応じて駆動され前記供給電力に基づいて前記点火電位を発生させる点火部駆動回路と、前記電源ラインに介挿され入力された規制信号に応じて前記供給電力を規制させる電力規制回路と、前記点火部駆動回路に接続され前記点火部駆動回路が故障状態又は非故障状態の何れの状態であるかを検出する故障検出回路と、前記点火部駆動回路及び前記故障検出回路及び前記電力規制回路のそれぞれに接続され前記点火信号を出力すると共に前記故障検出回路から受信した検出信号に基づいて前記規制信号を出力させる制御回路とを備え、前記故障検出回路は、更に、前記検出用スイッチング素子と前記点火部駆動回路との間に介挿されたスイッチング素子調整回路を備える構成としても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る燃焼式打込装置では、検出信号に応じて点火信号を出力制御させる制御回路を用いる場合、故障検出回路から送信される検出信号によって、点火部駆動回路を構成する内部回路が故障しているか否かが制御回路で判別できるため、当該内部回路が故障した場合、制御回路が点火信号の出力を阻止させ、これにより、内部回路へ供給される電流が抑制され、制御部における過度の発熱が防止される。
【００１５】
また、故障検出回路にスイッチング素子調整回路を構成させる場合、当該スイッチング素子調整回路は、検出用スイッチング素子のゲイン調整を行い、検出信号の電流値の上昇が抑制させるので、制御回路では、過電流に起因する誤動作を生じることなく、安定的な処理動作が実現される。
【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、バッテリー電源が樹脂成形体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、バッテリー電源は、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、バッテリー電源は、ニッケル水素電池を採用することとする。但し、かかるバッテリー電源は、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、混合ガスを点火させるに必要な点火電位Ｖｓを点火プラグ１２３に印加させる機能を備える。かかる制御部１７０は、複数の内部回路が実装された配線基板によって構成され、グリップ１００ｃの内部に格納される。配線基板は、プリント配線を介して、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、配線基板は、バッテリー電源から供給電源が伝達され、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に対して点火電位Ｖｓが印加される。これにより、点火プラグ１２３は、プラグギャップに放電を生じさせ、燃焼室内の混合ガスを点火させる。これに応じて、ピストン１１２が急激に駆動されるため、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、制御回路１７４とメモリ１７４ａと点火部駆動回路１７５とファンモータ駆動回路１７６と故障検出回路１７７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】
故障検出回路１７７は、制御回路１７４及び点火部駆動回路１７５の間に設けられ、双方の回路に接続されている。そして、故障検出回路１７７は、点火部駆動回路１７５が非故障状態又は故障状態の何れの状態であるかを検出し、かかる状態に応じた検出信号を出力させる。尚、「非故障状態」とは、図１１に示す如く、予め規定された閾値時間Ｔｄの経過後に、故障検出回路１７７で検出された検出電位Ｖｑが閾値電圧Ｖｑ１を下回る状態としても良く、他方、閾値時間Ｔｄと無関係に、予め規定された最大閾値電圧Ｖｑ２を下回る状態としても良い。また、「故障状態」とは、図１２に示す如く、予め規定された閾値時間Ｔｄの経過後に、検出電位Ｖｑが閾値電圧Ｖｑ１を上回る状態としても良く、他方、閾値時間Ｔｄと無関係に、予め規定された最大閾値電圧Ｖｑ２を上回る状態としても良い。このとき、「閾値時間Ｔｄ」とは、トリガスイッチ１５１のパルス信号が受信されてから点火プラグ１２３が放電される迄の設計時間ＴＬとしても良く、他方、当該設計時間ＴＬに誤差時間αを付加させた検出開始時間Ｔｓとしても良い。尚、かかる故障検出回路１７７の詳細については、追って詳述する。
【００３２】
制御回路１７４は、点火部駆動回路１７５及び故障検出回路１７７及びファンモータ駆動回路１７６のそれぞれに接続されている。そして、制御回路１７４は、ノーズスイッチ１４２からＨｉｇｈ信号を受信すると、当該信号に応じてファンモータ駆動回路１７６に駆動信号を送信し、ファンモータ１２４を駆動させる。また、制御回路１７４は、トリガスイッチ１５１からパルス信号を受信すると、一定条件を具備のもと、当該パルス信号に応じて点火部駆動回路１７５に対して点火信号を出力させる。ここで、制御回路１７４は、故障検出回路１７７から受信した検出信号の状態に基づいて点火信号を出力許可させるように条件設定されており、この一定条件とは、検出信号が非故障状態に相当する場合をいい、かかる場合、制御回路１７４では、点火信号の出力を許可させ、当該パルス信号に応じて点火信号を出力させる。一方、検出信号が故障状態に相当する場合、制御回路１７４では、当該パルス信号を受信していても、点火信号の出力を不許可とさせ、よって、点火信号を出力させることはない。かかる動作は、例えば、「トリガスイッチ１５１の状態を示すパルス信号」と「故障検出回路１７７から送信される検出信号」とを入力端子に接続させたＡＮＤ回路によって実現される。
【００３３】
メモリ１７４ａは、供給電源の電圧値又は各構成部品の温度等の条件に基づいて、それぞれの条件に最適な点火信号の波形が格納されている。そして、制御回路１７４のアクセスに応じて当該点火信号を選択的に提供させる。尚、かかるメモリ１７４ａは、メモリ回路として独立した回路を採用しても良く、制御回路１７４等に一体的に構成された混成ハイブリッド回路における所定領域の回路とされても良い。
【００３４】
点火部駆動回路１７５は、制御回路１７４から入力された点火信号に応じて駆動され、バッテリー電源１６０から供給される供給電力に基づいて点火電位Ｖｓを発生させる。かかる点火電位Ｖｓは、点火プラグ１２３を確実に放電させる点火電位Ｖｓに設定させるため、点火部駆動回路１７５は、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。
【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】
以下、前述した実施の形態を具体化した種々の実施例について説明する。
【実施例１】
【００３７】
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、当該バッテリー電源１６０から供給電力が付与されている。そして前述の如く、制御部１７０は、制御回路１７４とメモリ１７４ａと点火部駆動回路１７５とファンモータ駆動回路１７６と故障検出回路１７７とから構成されている。また、本実施例では制御回路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。本実施例における定電圧回路１７８では、ＩＣ駆動用電位Ｖｒａ及び信号用電位Ｖｒｂがそれぞれ生成され、双方の電位が制御ＩＣ１７４及び故障検出回路１７７に印加される。尚、本実施例ではバッテリー電源１６０の負極はアースされているが、これに限定するものではない。
【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、ＩＣ駆動用電位Ｖｒａ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、トリガスイッチ１５１が接続され、トリガ１５２を引いた場合にパルス信号が印加される。ポート４には、故障検出回路１７７が接続され、検出信号が印加される。ポートＰ５は、点火部駆動回路１７５が接続され、当該点火部駆動回路１７５に対して点火信号を出力させる。ポートＰ６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】
点火部駆動回路１７５は、第１のトランスＴ１と点火用スイッチング素子ＳＷと第１ドライブ回路１７５ａと第２のトランスＴ２と第２ドライブ回路１７５ｂと高圧用整流素子Ｄ１と波形成形回路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の他方が点火用スイッチング素子ＳＷのコレクタ端子に接続される。また、二次コイルＬｂの一方が高圧用整流素子Ｄ１を介して第２ドライブ回路１７５ｂ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。
【００４１】
点火用スイッチング素子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。かかる点火用スイッチング素子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、点火用スイッチング素子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を断続的に動作させる。
【００４２】
第１ドライブ回路１７５ａは、制御回路１７４から送信された微弱電流の点火信号を適宜に変換し、これによって変換された入力信号によって、定格値の高い点火用スイッチング素子ＳＷを駆動させる。尚、かかる定格値とは、コレクタ電流とコレクタ−エミッタ間電圧との何れをも指し、併せて、コレクタ損失の定格値をも含むものとする。
【００４３】
第２ドライブ回路１７５ｂは、抵抗Ｒａ及びＲｂと、ツェナーダイオードＤｚと、サイリスタＳｂと、ダイオードＤｂと、コンデンサＣｂとから構成される。抵抗Ｒａ及びＲｂから成る分圧抵抗Ｒｓ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Ｖ０が１４０（Ｖ）〜１５０（Ｖ）程度の素子が選択されており、カソード側が高圧用整流素子Ｄ１に接続される。サイリスタＳｂは、アノード側が高圧用整流素子Ｄ１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Ｒｓの分圧点に接続される。また、ダイオードＤｂ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Ｃｂは、一端が高圧用整流素子Ｄ１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１７５ｂ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Ｃｂに電荷を累積的に蓄積させる。そして、コンデンサＣｂの両端電極の電位差がツェナーダイオードＤｚの降伏電圧Ｖ０に到達すると、コンデンサＣｂから開放された電荷によって分圧抵抗Ｒｓに電流が流れ、サイリスタをＯＮ状態にさせる。即ち、第２ドライブ回路１７５ｂでは、第１のトランスＴ１の動作に応じてコンデンサＣｂ及び一次コイルＬｃの蓄積エネルギーを上昇させ、その後、降伏電圧Ｖ０の到来を待って、双方の蓄積エネルギーを瞬時に解放させ、第２のトランスＴ２を駆動させる。
【００４４】
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１７５ｂのコンデンサＣｂ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１７５ｂ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にて昇圧電位を励起させ、点火電位Ｖｓを発生させる。尚、かかる点火電位Ｖｓは、設計上要求される値であって、ツェナーダイオードＤｚの降伏電圧Ｖ０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、適正濃度の混合ガス内で放電可能とされる電位に設定される。
【００４５】
高圧用整流素子Ｄ１は、ダイオード等の電気的素子であって、第２ドライブ回路１７５ｂと第１のトランスＴ１との間に介挿される。かかる高圧用整流素子Ｄ１は、コンデンサＣｂに蓄積された電荷が第１のトランスＴ１に逆流する現象を防止させる。
【００４６】
波形成形回路１７５ｃは、コレクタ電流Ｉｓの増加カーブを成形させる。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】
また、図４に示される故障検出回路１７７は、最も簡素化された回路構成例が示されている。具体的に説明すると、故障検出回路１７７は、スイッチング素子Ｓｄから成り、当該スイッチング素子Ｓｄとしては、コレクタ端子及びベース端子及びエミッタ端子を具備するｐｎｐ型バイポーラトランジスタが採用される。但し、スイッチング素子Ｓｄには、ダーリントントランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等に置き換えることも可能である。そして、故障検出回路１７７を構成するスイッチング素子Ｓｄでは、エミッタ端子が定電圧回路１７８に接続され、検出信号を生成するための信号用電位Ｖｒｂが印加されている。また、ベース端子が点火部駆動回路１７５に接続され、接続点ｃｎｔの電位が検出できるように構成されている。ここで、当該接続点ｃｎｔは、高圧用整流素子Ｄ１と第２ドライブ回路１７５ｂを構成する何れかの電気的素子との間に設けられれば良い。ここで、「高圧用整流素子Ｄ１と第２ドライブ回路１７５ｂを構成する何れかの電気的素子との間」とは、図４に示されるＡ部に係る範囲をいう。尚、本実施例に係る接続点ｃｎｔにあっては、第２ドライブ回路１７５ｂのターミナル部に接続されている。更に、スイッチング素子Ｓｄは、コレクタ端子が制御回路１７４のポートＰ４に接続され、点火部駆動回路１７５の接続点ｃｎｔから検出した検出値に応じて検出信号を出力させる。具体的に説明すると、スイッチング素子Ｓｄのコレクタ端子からは、接続点ｃｎｔの検出値が下がる場合、即ち「非故障状態」に相当する場合、ベース端子から第２ドライブ回路１７５ｂに電流が流出し、これに応じて高電圧値とされた検出信号がポート４に印加される。一方、接続点ｃｎｔの検出値が上昇する場合、即ち「故障状態」に相当する場合、ベース端子から流出する電流が抑制され、これに応じて、ポート４では、低電圧化された検出信号が印加される。尚、本実施例における「検出値」とは、コンデンサＣｂの正極側の電圧値を指す。但し、ツェナーダイオードＤｚのカソード側の電圧値とすることもでき、サイリスタＳｂのアノード側の電圧値とすることもできる。
【００４８】
かかる構成を具備する燃焼式釘打装置１００は以下の如く動作する。先ず、ノーズ機構１８０のコンタクト部１８２が被加工物に押し当てられると、ノーズスイッチ１４２からＨｉｇｈ信号が出力され、制御ＩＣ１７４では、かかる信号に基づいてファンモータを駆動させる。このとき、トリガ１５２が引かれると、トリガスイッチ１５１からパルス信号が出力され、これに応じて、制御ＩＣ１７４では、メモリ１７４ａから適宜な点火信号を抽出し、当該点火信号を点火部駆動回路１７５へ出力させる準備を行う。また、制御ＩＣ１７４では、内蔵されたクロック回路を用いて、前述した検出開始時間Ｔｓを経過したか否かを監視する。そして、かかる検出開始時間Ｔｓの経過を待って、ポート４に印加された検出信号の閾値判定を行う。
【００４９】
このとき、第２ドライブ回路１７５ｂが非故障状態の場合、図１１に示す如く、接続点ｃｎｔの検出値がＬｏｗ状態とされるので、ポート４に印加される検出信号はＨｉｇｈ状態とされる。そして、制御ＩＣ１７４では、当該検出信号と閾値を規定する基準電圧とが比較され、これにより、第２ドライブ回路１７５ｂが非故障状態であると認識する。その後、制御ＩＣ１７４では、かかる認識結果を参照して点火信号の出力を許可させ、出力準備されていた点火信号を出力させる。そして、点火部駆動回路１７５では、受信した点火信号に基づいて駆動され、点火プラグ１２３を放電させる。
【００５０】
一方、第２ドライブ回路１７５ｂが故障状態の場合、図１２に示す如く、接続点ｃｎｔの検出値がＨｉｇｈ状態とされるので、ポート４に印加される検出信号はＬｏｗ状態とされる。そして、制御ＩＣ１７４では、当該検出信号が閾値判定され、これにより、第２ドライブ回路１７５ｂが故障状態であると認識する。その後、制御ＩＣ１７４では、かかる認識結果を参照し、点火信号の出力準備が整っているにも関わらず、点火信号の出力を阻止させる。かかる如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置１００では、第２ドライブ回路１７５ｂが故障しているか否かが制御ＩＣ１７４によって判別できるので、第２ドライブ回路１７５ｂへ供給される電流が抑制され、過度の発熱及び供給電力の不要な浪費を防止できる。
【００５１】
図５には、検出用スイッチング素子Ｓｄにおけるベース電位の調整機能を備えた、故障検出回路１７７の実施例が示されている。図５（ａ）を参照すると、故障検出回路１７７は、スイッチング素子調整回路１７７ａが新たに追加され、当該スイッチング素子調整回路１７７ａが検出用スイッチング素子Ｓｄと点火部駆動回路１７５との間に介挿されている。また、かかるスイッチング素子調整回路１７７ａを構成する回路素子は、接続点ｃｎｔの検出値の振幅と検出用スイッチング素子Ｓｄのスペックとに基づいて適宜に選択される。そして、かかる如く、当該回路素子のスペックが適正値に設定されることにより、故障検出回路１７７では、検出用スイッチング素子Ｓｄのベース部を流れる電流が適宜に調整され、検出用スイッチング素子Ｓｄで取得されるゲインが確保される。これにより、制御ＩＣ１７４では、入力される検出信号の電流値が適正値に設定されるので、過電流に起因する誤動作から回避される。
【００５２】
また、スイッチング素子調整回路１７７ａは、図示の如く、信号用電位Ｖｒｂが印加されているのが好ましい。このとき、スイッチング素子調整回路１７７ａは、信号用電位Ｖｒｂが何らかの原因で上昇する場合、ベース部から流出する電流を低減させ、検出信号の電流値の上昇を抑制させる。これにより、制御ＩＣ１７４では、入力される検出信号の電流値が適正値に設定されるので、過電流に起因する誤動作から回避される。
【００５３】
図５（ｂ）には、スイッチング素子調整回路１７７ａの具体例が示されている。図示の如く、かかるスイッチング素子調整回路１７７ａは、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２とから構成される。そして、第１抵抗Ｒ１は、一端が検出用スイッチング素子Ｓｄに接続され、他端が点火部駆動回路１７５に接続されている。また、第２抵抗Ｒ２は、一端が信号用電位Ｖｒｂに印加され、他端が検出用スイッチング素子Ｓｄ及び第１抵抗Ｒ１の間に接続されている。かかる構成により、信号用電位Ｖｒｂが第１抵抗Ｒ１及び第２抵抗Ｒ２によって分圧され、ベース部〜接続部ｃｎｔの間の電位差が低減される。これにより、ベース部から流出する電流が低減されるので、検出信号の電流値の上昇が抑制され、制御ＩＣ１７４では、誤動作を伴わずに処理動作が実現される。
【００５４】
図５（ｃ）には、スイッチング素子調整回路１７７ａに係る他の具体例が示されている。図示の如く、かかるスイッチング素子調整回路１７７ａは、第１抵抗Ｒ１と第２抵抗Ｒ２と第１コンデンサＣ１とから構成される。そして、第１抵抗Ｒ１は、一端が検出用スイッチング素子Ｓｄに接続され、他端が点火部駆動回路１７５に接続されている。また、第２抵抗Ｒ２は、一端が信号用電位Ｖｒｂに印加され、他端が検出用スイッチング素子Ｓｄ及び第１抵抗Ｒ１の間に接続されている。更に、第１コンデンサＣ１は、第２抵抗Ｒ２に並列接続されている。かかる構成により、同図に示されるスイッチング素子調整回路１７７ａでは、図５（ｂ）で説明した作用効果を備えると共に、ＲＣ回路によって検出信号の立上がり勾配を抑制させ、制御ＩＣ１７４にて発生するスパイクノイズを防止できる。
【００５５】
図６には、検出信号に重畳されるノイズの低減機能を備えた、故障検出回路１７７の実施例が示されている。図６（ａ）を参照すると、故障検出回路１７７は、ノイズ低減回路１７７ｂが新たに追加され、当該ノイズ低減回路１７７ｂは、検出用スイッチング素子Ｓｄと制御ＩＣとの間に介挿されている。かかるノイズ低減回路１７７ｂでは、入力された検出信号をフィルタリングさせ、検出信号に重畳されたノイズ成分を除去させる。これにより、制御ＩＣ１７４では、かかる如くノイズ除去された検出信号によって、誤動作を生じることなく安定的に駆動される。
【００５６】
ここで、検出用スイッチング素子Ｓｄから出力される検出信号について説明する。検出信号は、検出用スイッチング素子Ｓｄのベース部から第２ドライブ回路１７５ｂに向けて流出する電流に応じて増減する。具体的には、図１１（ｄ）に示す如く、コンデンサＣｂに電荷が蓄積され接続点ｃｎｔの検出電位Ｖｑが上昇すると、検出用スイッチング素子Ｓｄの動作が抑制され、検出信号の電位が低下する。そして、エネルギー蓄積時間Ｔｑが経過すると、コンデンサＣｂの電荷が急放電されるので、これに応じて、検出用スイッチング素子Ｓｄが駆動状態に切り替わり、検出信号の電位がＨｉｇｈ状態に切り替わる。そして、かかる如く、検出用スイッチング素子Ｓｄの駆動状態が切替えられ、検出信号の電位に変化が生じる直後に、検出信号にノイズが重畳される現象が顕著に現われる。そこで、かかるノイズの発生メカニズムに着目し、図６（ｂ）乃至（ｃ）では、当該ノイズを有効に低減させる故障検出回路１７７が各々具体的に示されている。
【００５７】
先ず、図６（ｂ）に係るノイズ低減回路１７７ｂを参照すると、当該ノイズ低減回路１７７ｂは、第３抵抗Ｒ３と第２コンデンサＣ２とから構成されている。そして、第３抵抗Ｒ３は、一端が検出用スイッチング素子Ｓｄに接続され、他端がアースされている。また、第２コンデンサＣ２は、第３抵抗Ｒ３に並列接続されている。かかる構成により、ポート４Ｐ４に入力される検出信号は、検出用スイッチング素子Ｓｄの動作時に対し一定時間遅延して切替えられる。従って、制御ＩＣ１７４では、動作切替時に生じるノイズの沈静を待って検出信号が印加され、これにより、ノイズ成分を排除させた検出信号が認識され、当該制御ＩＣ１７４の誤動作の防止が図られる。
【００５８】
次に、図６（ｃ）に係るノイズ低減回路１７７ｂを参照すると、当該ノイズ低減回路１７７ｂは、図６（ｂ）に係るノイズ低減回路１７７ｂの構成に、更に、第４抵抗Ｒ４が追加されており、かかる第４抵抗Ｒ４は、検出用スイッチング素子Ｓｄと制御ＩＣ１７４との間に介挿されている。かかる構成により、ノイズ低減回路１７７ｂは、高周波の通過を阻止するローパスフィルタが形成されるので、検出信号に重畳されたノイズ成分を抑制させることが可能となる。従って、制御ＩＣ１７４では、検出用スイッチング素子Ｓｄの駆動状態が切替えられる場合であっても、ノイズ低減回路１７７ｂによって検出信号のノイズ成分が抑制され、これにより、当該制御用ＩＣ１７４の誤動作の防止が図られる。尚、かかるノイズ低減回路１７７ｂにあっても、検出信号は、検出用スイッチング素子Ｓｄの動作時に対し一定時間遅延され、制御ＩＣ１７４では、信号伝達の遅延作用によって、作切替時に生じるノイズの沈静後に検出信号が認識される。
【００５９】
更に、図６（ｄ）に係るノイズ低減回路１７７ｂを参照すると、当該ノイズ低減回路１７７ｂは、図６（ｃ）に係るノイズ低減回路１７７ｂの構成に、更に、第３コンデンサＣ３が追加されており、かかる第３コンデンサＣ３は、第３抵抗Ｒ３に並列接続されると共に、一端が第３抵抗Ｒ３及び第４抵抗Ｒ４の間に接続され、他端がアースされている。かかる構成により、本ノイズ低減回路１７７ｂは、前述した図６（ｂ）又は図６（ｃ）に係るノイズ低減回路１７７ｂの双方の機能を具備した回路とされる。
【００６０】
図７には、故障検出回路１７７に係る更なる変更例が示されている。図７（ａ）に示す如く、かかる故障検出回路１７７は、検出用スイッチング素子Ｓｄに検出用整流素子Ｄ０が追加されている。検出用整流素子Ｄ０は、検出用スイッチング素子Ｓｄと点火部駆動回路１７５との間に介挿され、検出用スイッチング素子Ｓｄから点火部駆動回路１７５に向かって順方向に配置されている。かかる構成により、検出用スイッチング素子Ｓｄのベース部の電位が接続点ｃｎｔの電位より低くなる場合であっても、ベース部に電流が流れ込まないので、検出用スイッチング素子Ｓｄの不必要な切替え動作を防止でき、これにより、検出信号は、ノイズの低減が図られた適正な波形に形成される。尚、かかる検出用整流素子Ｄ０は、前述した各々の故障検出回路１７７に適用させることが可能である。例えば、図７（ｂ）に示す如く、スイッチング素子調整回路１７７ａを備える故障検出回路１７７に適用させても良く、また、図７（ｃ）に示す如く、ノイズ低限回路１７７ｂを備える故障検出回路１７７に適用させてもよく、更に、図７（ｄ）に示す如く、スイッチング素子調整回路１７７ａ及びノイズ低減回路１７７ｂの双方を備える故障検出回路１７７に適用させても良い。かかる場合、図５又は図６の故障検出回路１７７に特有な作用効果をも奏することは言うまでも無い。
【００６１】
上述の如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置１００では、故障検出回路１７７から送信される検出信号によって、点火部駆動回路１７５を構成する第２ドライブ回路１７５ｂが故障しているか否かを制御ＩＣ１７４が判別できるので、当該第２ドライブ回路１７５ｂが故障した場合、当該制御ＩＣ１７４が点火信号の出力を阻止させ、これにより、第２ドライブ回路１７５ｂへ供給される電流が抑制され、制御部１６０における過度の発熱及びバッテリー電源の不要な浪費を防止され得る。
【００６２】
また、故障検出回路１７７にスイッチング素子調整回路１７７ａを構成させる場合、スイッチング素子調整回路１７７ａは、検出用スイッチング素子Ｓｄのゲイン調整を行い、検出信号の電流値の上昇が抑制させるので、制御ＩＣ１７４では、過電流に起因する誤動作を生じることなく、安定的な処理動作が実現される。
【００６３】
更に、故障検出回路１７７にノイズ低減回路１７７ｂを構成させる場合、当該ノイズ低減回路１７７ｂによって検出信号のノイズ成分が除去されるので、制御ＩＣ１７４では、適正状態に波形修正された検出信号が入力され、安定的な処理動作が実現される。
【００６４】
加えて、故障検出回路１７７に検出用整流素子Ｄ０を構成させる場合、点火部駆動回路１７５の接続点ｃｎｔにおける電位が急変動しても、当該検出用整流素子Ｄ０が接続点ｃｎｔにおける電位の伝達を阻止させるので、ベース部の電位の変動が抑制され、検出用スイッチング素子Ｓｄの動作の安定化が図られる。従って、検出用スイッチング素子Ｓｄから出力される検出信号は、波形の安定化が図られ、制御ＩＣ１７４を安定的に動作させ得る。
【実施例２】
【００６５】
図８には、実施例１にて説明された燃焼式釘打装置１００の変更例が示されている。燃焼式釘打装置２００における制御部１７０では、電力規制回路１７９及び制限抵抗Ｒｄが新たに追加されている。尚、上述した実施例１と同一部分には、同一符号を付し、説明を省略する。また、本実施例では、実施例１で説明された波形成形回路１７５ｃが省略されているが、当該波形成形回路１７５ｃの機能は、後述する電力規制回路１７９に包含されるものとして説明する。
【００６６】
制御ＩＣ１７４は、点火信号の出力を規制させる機能の替わりに、規制信号を出力させる機能を備えている。かかる規制信号は、制御ＩＣ１７４の内部で生成され、ポートＰ７から出力される。ここで、ポート７Ｐ７の電位は、規制信号が発信されない際にＨｉｇｈ状態とされ、規制信号が発信される場合にＬｏｗ状態とされる。そして、制御ＩＣ１７４は、受信した検出信号がＬｏｗ状態とされる場合、即ち、当該検出信号が接続点ｃｎｔにおける電位の上昇を受けて故障状態とされる場合、規制信号を出力信号として発信させ、電源用スイッチング素子１７８にＨｉｇｈ状態の電位を印加させる。また、受信した検出信号がＬｏｗ状態とされる場合、即ち、接続点ｃｎｔの電位降下により検出信号が非故障状態とされる場合、当該規制信号の発信を中止させ、電源用スイッチング素子１７８にＬｏｗ状態の電位を印加させる。また、制御ＩＣ１７４から出力される点火信号は、規制信号の発信状態と関係なく、トリガスイッチ１５１から受信したパルス信号に応じて、点火部駆動回路１７５に出力される。尚、本実施例において、ポート７Ｐ７から印加されるＨｉｇｈ信号とは、接続点ｃｎｔにおける電位の上昇波形を調整できるように、電圧値が適宜に制御されている状態の信号をいう。但し、接続点ｃｎｔにおける電位の波形調整を行わない場合には、かかるＨｉｇｈ信号を一定値としても良い。
【００６７】
電力規制回路１７９は、電源用スイッチング素子Ｓ１から成り、本実施例では、電源用スイッチング素子Ｓ１としてｎ型ＭＯＳＦＥＴが採用される。但し、電源用スイッチング素子Ｓ１には、バイポーラトランジスタ、ダーリントントランジスタ等に置き換えることも可能である。そして、電力規制回路１７９を構成する電源用スイッチング素子Ｓ１は、電源ラインＬｂに介挿され、バッテリー電源１６０の供給電源が供給されている。また、電源用スイッチング素子Ｓ１では、ゲート端子（特許請求の範囲における信号入力端子）に電源用信号ラインＬｓｖが接続されており、当該ゲート端子が制御ＩＣ１７４のポートＰ７と導通されている。かかる構成により、電力規制回路１７９は、制御ＩＣ１７４から受信した規制信号に応じて電源ラインＬｂの接続状態を制御させ、点火部駆動回路１７５へ供給される供給電源の規制を行う。具体的に説明すると、電源用スイッチング素子Ｓ１は、制御ＩＣ１７４が規制信号を発信しない場合、当該電源用スイッチング素子Ｓ１が導通状態とされるため、バッテリー電源の供給電力が点火部駆動回路１７５へ供給される。また、制御ＩＣ１７４が規制信号を発信する場合、当該電源用スイッチング素子Ｓ１が非導通状態とされるため、電源ラインＬｂが回路上切断され、点火部駆動回路１７５へ供給されていた供給電力が遮断される。
【００６８】
制限抵抗Ｒｄは、電源ラインＬｓに介挿され、一端が電力規制回路１７９に接続され他端が第１のトランスＴ１に接続されている。かかる制限抵抗Ｒｄは、電源ラインＬｓに流れる電流を所定値に低下させ、点火用スイッチング素子ＳＷ等に流れる電流値を定格電流値以下に制御させる。
【００６９】
かかる構成を具備する燃焼式釘打装置２００は以下の如く動作する。先ず、ノーズ機構１８０のコンタクト部１８２が被加工物に押し当てられると、ファンモータが駆動する。このとき、トリガ１５２が引かれると、制御ＩＣ１７４は、点火信号を出力させ、点火部駆動回路１７５を駆動させる。また、内蔵されたクロック回路を用いて、前述した検出開始時間Ｔｓを経過したか否かを監視する。そして、かかる検出開始時間Ｔｓの経過を待って、ポート４に印加された検出信号の閾値判定を行う。
【００７０】
このとき、第２ドライブ回路１７５ｂが非故障状態の場合、接続点ｃｎｔの検出値がＬｏｗ状態とされるので、ポート４Ｐ４に印加される検出信号はＨｉｇｈ状態とされる。そして、制御ＩＣ１７４では、当該検出信号と基準電圧とを比較処理させることにより、第２ドライブ回路１７５ｂが非故障状態であると認識する。その後、制御ＩＣ１７４では、かかる認識結果を参照して規制信号の出力を中止状態とさせる。よって、電源用スイッチング素子Ｓ１では、ゲート電位がＬｏｗ状態とされるので、電源ラインＬｂを導通状態とさせ、供給電源を点火部駆動回路１７５へと供給させる。そして、前述の如く、トリガ１５２が引かれているので、点火部駆動回路１７５は、点火信号によって点火用スイッチング素子ＳＷが駆動され、これに応じて、点火プラグＰＧへ点火電位Ｖｓを印加させる。
【００７１】
一方、第２ドライブ回路１７５ｂが故障状態の場合、接続点ｃｎｔの検出値がＨｉｇｈ状態とされるので、ポート４Ｐ４に印加される検出信号はＬｏｗ状態とされる。そして、制御ＩＣ１７４では、当該検出信号と基準電圧とを比較処理させることにより、第２ドライブ回路１７５ｂが故障状態であると認識する。その後、制御ＩＣ１７４では、かかる認識結果を参照して規制信号を出力させ、Ｈｉｇｈ状態とされた電位をゲート電位に印加させる。よって、電源用スイッチング素子Ｓ１では、電源ラインＬｂを切断状態とさせ、供給電源を遮断させる。このとき、トリガ１５２が引かれているので、点火部駆動回路１７５では、点火信号によって点火用スイッチング素子ＳＷが駆動されるが、電源ラインＬｂが切断状態とされているので、制限抵抗Ｒｄでは、当該制限抵抗Ｒｄ間の電位差が無くなり、電流が流れなくなる。即ち、制御ＩＣ１７４から点火信号が出力されても、点火部駆動回路１７５では供給電力が遮断されるので、制限抵抗Ｒｄの発熱が抑制される。
【００７２】
図９（ａ）には、前述した電力規制回路１７９の変更例が示されている。図示の如く、電力規制回路１７９は、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２と、第５抵抗Ｒ５及び第６抵抗Ｒ６とから構成される。尚、電源用スイッチング素子Ｓ１は前述した電気的素子である。電源用二次スイッチング素子Ｓ２は、電源用信号ラインＬｓｖに接続され、制御ＩＣ１７４のポートＰ７と導通されている。本実施例では、電源用二次スイッチング素子Ｓ２としてバイポーラトランジスタを採用しているが、これに限らず、他のトランジスタを用いても良い。また、第５抵抗Ｒ５は、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２の間に設けられている。更に、第６抵抗Ｒ６は、一端が電源用スイッチング素子Ｓ１及び第５抵抗Ｒ５の間に接続され、他端がスイッチング素子Ｓ１より前段の電源ラインに接続されている。尚、「スイッチング素子Ｓ１より前段の電源ライン」とは、電源用スイッチング素子Ｓ１が設けられることによって切断された電源ラインＬｂのうち、バッテリー電源１６０側に配置される電源ラインＬｂ１をいう。かかる構成により、電源用スイッチング素子Ｓ１は、規制信号とバッテリー電源の分圧電位との両者によって協働して駆動されるため、制御ＩＣ１７４の規制信号は、低い電圧値とすることが可能となる。換言するなら、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２から成る混成スイッチング素子では、ゲインを拡大させることが可能とされる。
【００７３】
図９（ｂ）には、前述した電力規制回路１７９の更なる変更例が示されている。図示の如く、電力規制回路１７９は、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２と、第５抵抗Ｒ５及び第６抵抗Ｒ６及び第７抵抗Ｒ７及び第８抵抗Ｒ８とから構成されている。尚、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２と、第５抵抗Ｒ５及び第６抵抗Ｒ６とは前述同様の電気的素子である。第７抵抗Ｒ７は、電源用信号ラインＬｓｖに介挿され、一端に制御ＩＣ１７４のポートＰ７が接続され、他端に電源用二次スイッチング素子Ｓ２が接続されている。また、第８抵抗Ｒ８は、一端が電源用二次スイッチング素子Ｓ２と第７抵抗Ｒ７の間に接続され、他端が電源用二次スイッチング素子Ｓ２及び第５抵抗Ｒ５の間に接続されている。かかる構成により、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２の双方は、規制信号とバッテリー電源の分圧電位との両者によって協働して駆動されるので、制御ＩＣ１７４の規制信号は、より低い電圧値とすることが可能となる。換言するなら、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２から成る混成スイッチング素子では、ゲインをより効果的に拡大させることが可能とされる。
【００７４】
上述の如く、本実施例に係る燃焼式釘打装置２００では、点火部駆動回路１７５の第２ドライブ回路１７５ｂが故障すると、制御ＩＣ１７４の指令によって電力規制回路１７９を駆動させ、電源ラインＬｂを切断状態にさせる。従って、制御ＩＣ１７４から点火信号が出力されても、電源ラインＬｓを流れる電流の経路が遮断されるので、当該電源ラインＬｓに設けられた制限抵抗Ｒｄの発熱を抑えることが可能とされる。
【００７５】
また、電力規制回路１７９に電源用二次スイッチング素子１７８を追加構成させる場合、電源用スイッチング素子Ｓ１又は電源用二次スイッチング素子Ｓ２は、規制信号とバッテリー電源の分圧電位との両者によって協働して駆動されるため、制御ＩＣ１７４の規制信号は、低い電圧値とすることが可能となる。換言するなら、電源用スイッチング素子Ｓ１及び電源用二次スイッチング素子Ｓ２から成る混成スイッチング素子では、ゲインを拡大させることが可能とされる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】実施の形態に係る燃焼式釘打装置の構成を示す図
【図２】実施の形態に係る燃焼式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】実施例１に係る制御部の回路構成図
【図５】実施例１に係る故障信号検出回路を示す図
【図６】実施例１に係る故障信号検出回路を示す図
【図７】実施例１に係る故障信号検出回路を示す図
【図８】実施例２に係る制御部を示す図
【図９】実施例２に係る電力規制回路を示す図
【図１０】従来技術に係る点火部駆動回路の回路構成を示す図
【図１１】燃焼式釘打装置に係る正常時の各波形を示す図
【図１２】燃焼式釘打装置に係る異常時の各波形を示す図
【符号の説明】
【００７７】
１００    燃焼式打込装置。
１７０    制御部
１２３    点火プラグ（点火部）
Ｖｓ    点火電位
Ｃｏｍｂ  燃焼室
１７０    制御ＩＣ（制御回路）
１７５    点火部駆動回路
Ｔ１    第１のトランス
ＳＷ    点火用スイッチング素子
１７５ａ  第１ドライブ回路
Ｔ２    第２のトランス
１７５ｂ  第２ドライブ回路
Ｄ１    高圧用整流素子
Ｘ    接続点
１７７    故障検出回路
１７７ａ  検出電位調整回路
Ｒ１    第１抵抗
Ｒ２    第２抵抗
Ｃ１    第１コンデンサ
１７７ｂ  ノイズ低減回路
Ｒ３    第３抵抗
Ｃ２    第２コンデンサ
Ｒ４    第４抵抗
Ｃ３    第３コンデンサ
Ｄ０    検出用整流素子
１７８    電力規制回路
Ｌｂ    電源ライン
Ｖｒｂ  信号用電位
Ｓｄ    検出用スイッチング素子
Ｖｑ    検出値
Ｌｓｖ    電源用信号ライン
Ｓ１    電源用スイッチング素子
Ｓ２    電源用二次スイッチング素子
Ｒ５    第５抵抗
Ｒ６    第６抵抗
Ｒ７    第７抵抗
Ｒ８    第８抵抗
【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】
0005086009.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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