JP7095698B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、打撃部を移動させ、打撃部で止具を打撃する打込機に関する。

従来、打撃部を移動させ、打撃部で止具を打撃する打込機が知られており、その打込機が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された打込機は、ハウジング、打撃部、モータ、バネ、圧縮解放機構及びマガジンを有する。モータはハウジング内に収容され、打撃部は、プランジャと、プランジャに固定されたブレードと、を有する。プランジャはハウジング内で往復移動可能である。バネは、プランジャを止具の打撃方向に付勢する。ハウジングは、ハンドル及び電池保持部を有する。コントローラがハウジング内に設けられている。トリガがハンドルに設けられている。トリガが操作されるとトリガスイッチがオンする。電池が電池保持部に着脱される。ハウジングにノーズが設けられ、マガジン内の止具はノーズに供給される。プッシュレバがノーズに設けられている。プッシュレバが被打込材に押し付けられると、プッシュスイッチがオンする。電池、トリガスイッチ、プッシュスイッチ及びモータは、コントローラに接続されている。

作業者は、打撃部が待機位置で停止している際に、プシュレバを被打込材に押し付け、かつ、トリガを操作することによって、電池からモータに電力が供給されてモータを回転させる。圧縮解放機構は打撃部に係合しており、打撃部はモータの回転力で上死点に向けて移動する。打撃部が移動するとバネは圧縮される。打撃部が上死点に到達すると、圧縮解放機構は打撃部から解放され、打撃部はバネの力で下死点に向けて移動する。打撃部が移動すると、ブレードの先端により止具が打撃され、止具は被打込材に打ち込まれる。ブレードが止具を打撃した後、モータの回転により圧縮解放機構が打撃部に係合し、打撃部が待機位置に到達すると、モータが停止する。特許文献１には、当該打込み動作の一例として、連発打ちの動作においては、作業者はトリガを引きながらプシュレバを被打込材に押し付けることによって行うことが開示されている。

特許第５４２４１０５号公報

しかし、特許文献１に記載された打込機は、打撃部が止具を打撃する際の動作時間が変化すると、打込機の操作によって、止具を被打込材に打ち込む時の仕上がりを良好に維持できない可能性があった。

本発明の目的は、止具を被打込材に打ち込む時の仕上がりを良好に維持可能な打込機を提供することである。

一実施形態の打込機は、第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃部と、前記打撃部を第１方向に移動させて前記打撃部で止具を打撃させる第１付勢部と、作業者が操作する第１操作部と、前記止具を打ち込む被打込材に押し付けられる第２操作部と、前記第１操作部が操作されたこと及び前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられたことを検出すると、前記第１付勢部により前記打撃部を前記第１方向に移動させる制御部と、を有する打込機であって、前記制御部は、作業者の操作によって、前記第１操作部及び前記第２操作部が両方操作されたことを検出すると、前記打撃部によって第１回目の打ち込みを行わせる第１の打ち込みモードと、前記第１操作部が操作された状態で、前記第２操作部が操作される毎に、前記打撃部によって打ち込みを行わせる第２の打ち込みモードと、を実行可能であり、更に制御部は、前記第２の打ち込みモードで、前記打撃部によって第１回目の打ち込みのみを許可すること、または、前記第１の打ち込みモードから前記第２の打ち込みモードへの変更を禁止すること、を行う制限モードを備えている。

一実施形態の打込機は、止具を被打込材に打ち込む時の仕上がりを良好に維持できる。

本発明の一実施形態である打込機のうち打撃部を含む箇所の側面断面図である。 打込機のうち蓄電池を含む箇所の側面断面図である。 打込機の正面断面図である。 打込機の制御系統を示すブロック図である。 打込機の制御例を示すフローチャートである。 打込機に用いる蓄電池の性能と、許可されるモードとの関係の一例を示すマップである。 打込機に用いる蓄電池の性能と、許可されるモードとの関係の他の例を示すマップである。

本発明の一実施形態に係る打込機を、図面を参照して説明する。

図１、図２及び図３に打込機１０が示されている。打込機１０は、ハウジング１１、打撃部１２、圧力室１３、動力伝達機構１４及び電動モータ１５を有する。ハウジング１１は、外殻要素であり、打撃部１２は、ハウジング１１の内部から外部に亘って配置されている。圧力室１３は、打撃部１２を上死点から下死点に向かう第１方向Ｂ１で移動させる。動力伝達機構１４は、打撃部１２を第１方向とは逆の第２方向Ｂ２で移動させる。電動モータ１５は、ハウジング１１の内部に設けられている。

ハウジング１１は、筒形状の本体１６と、本体１６の開口部を閉じたカバー１７と、本体１６に連続するハンドル１８及びモータ収容部１９と、ハンドル１８とモータ収容部１９とを接続する接続部２０と、を有する。蓄圧容器２１及びシリンダ２２がハウジング１１内に設けられ、環状の接続具２３は、蓄圧容器２１とシリンダ２２とを接続している。圧力室１３は蓄圧容器２１内に形成されている。

打撃部１２は、シリンダ２２内に移動可能に配置されたピストン２４と、ピストン２４に固定されたドライバブレード２５と、を有する。ピストン２４は、シリンダ２２の中心線Ａ１方向に移動可能である。中心線Ａ１方向は、第１方向Ｂ１及び第２方向Ｂ２に対して平行である。ピストン２４の外周にシール部材７９が取り付けられており、シール部材７９はシリンダ２２の内面に接触してシール面を形成する。シール部材７９は、圧力室１３を気密に維持する。シール部材７９は合成樹脂製である。

圧縮性の気体が圧力室１３内に封入されている。圧力室１３に封入する気体は、空気の他、不活性ガス、例えば、窒素ガス、希ガス等を用いることができる。本開示では、圧力室１３に乾燥空気が封入されている例を説明する。ドライバブレード２５は金属製または樹脂製である。図３に示すように、ドライバブレード２５の長手方向に沿ってラック２６が設けられている。ラック２６は、複数の凸部２６Ａを有する。複数の凸部２６Ａは、中心線Ａ１方向に一定の間隔をおいて配置されている。

図３のように、ホルダ２８が本体１６の内部から外部に亘って配置されている。ホルダ２８は、アルミニウム合金製、マグネシウム合金製、または、高剛性の合成樹脂製等が好適である。ホルダ２８は、筒形状の荷重受け部２９と、荷重受け部２９に連続したテール部３１と、を有する。テール部３１はモータ収容部１９に連続している。

荷重受け部２９は本体１６内に配置されており、荷重受け部２９は軸孔３２を有する。荷重受け部２９内にバンパ３３が設けられている。バンパ３３は合成ゴム製または合成樹脂製である。バンパ３３は軸孔３４を有する。軸孔３２，３４は、共に中心線Ａ１を中心として配置され、ドライバブレード２５は、軸孔３２，３４内で中心線Ａ１方向に移動可能である。ノーズ部３５がねじ部材７８を用いてテール部３１に固定されており、ノーズ部３５は射出路３６を有する。射出路３６は、空間、若しくは通路であり、ドライバブレード２５は射出路３６内で中心線Ａ１方向に移動可能である。

電動モータ１５はモータ収容部１９内に設けられている。電動モータ１５は、モータ収容部１９に対して回転しないステータ１５Ａと、モータ収容部１９内で回転可能なロータ１５Ｂと、ロータ１５Ｂが取り付けられたモータ軸３７と、を有する。ステータ１５Ａは、通電用のコイルを有し、ロータ１５Ｂは永久磁石を有する。通電用のコイルは、３相、つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３本のコイルを含む。電動モータ１５は、ブラシレスモータである。コイルに通電されて回転磁界が形成され、ロータ１５Ｂが回転する。

モータ軸３７は軸受３８，３９により回転可能に支持されている。モータ軸３７は軸線Ａ２を中心として回転可能である。図２のように、接続部２０に対して着脱可能な蓄電池４０が設けられ、蓄電池４０は、電動モータ１５のステータ１５Ａに電力を供給する。

蓄電池４０は、収容ケース４１と、収容ケース４１内に収容した電池セルとを有する。電池セルは、充電及び放電が可能な二次電池であり、電池セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、リチウムイオンポリマー電池、ニッケルカドミウム電池の何れかを用いることができる。蓄電池４０は直流電源である。収容ケース４１内に第１端子が設けられ、第１端子は電池セルに接続されている。接続部２０に第２端子が固定され、蓄電池４０を接続部２０に取り付けると、第１端子と第２端子とが通電可能に接続される。

図１のように、ギヤケース４２がテール部３１内に設けられ、減速機４３がギヤケース４２内に設けられている。減速機４３は、入力部材４４、出力部材４５及び３組の遊星歯車機構を有する。入力部材４４は、モータ軸３７に固定されている。入力部材４４及び出力部材４５は、軸線Ａ２を中心として回転可能である。モータ軸３７の回転力は、入力部材４４を経由して出力部材４５に伝達される。減速機４３は、入力部材４４に対する出力部材４５の回転速度を低速とする。

動力伝達機構１４は、本体１６内に設けられている。動力伝達機構１４は、ピンホイール軸４８と、ピンホイール軸４８に固定されたピンホイール４９と、ピンホイール４９に設けたピニオン７７と、を有する。ピンホイール軸４８は、軸受４６，４７により回転可能に支持されている。ピニオン７７は、ピンホイール４９の円周方向に間隔をおいて配置された複数のピン７７Ａを有する。ラック２６を構成する凸部２６Ａの数と、ピニオン７７を構成するピン７７Ａの数とは同一である。動力伝達機構１４は、ピンホイール４９の回転力を、打撃部１２の移動力に変換する。

回転制御機構５１がギヤケース４２内に設けられている。回転制御機構５１は、減速機４３とピンホイール４９との間の動力伝達経路に配置されている。回転制御機構５１は、出力部材４５の回転方向に関わりなく、出力部材４５の回転力をピンホイール軸４８に伝達する。また、回転制御機構５１は、ピンホイール軸４８がドライバブレード２５から伝達される力で回転することを防止する。

また、釘５８を収容するマガジン５９が設けられ、マガジン５９はノーズ部３５及び接続部２０により支持されている。マガジン５９は、釘５８を射出路３６に供給する送り機構を有する。

モータ基板６０がモータ収容部１９内に設けられ、図４に示すインバータ回路６１が、モータ基板６０に設けられている。インバータ回路６１は、複数のスイッチング素子を有し、複数のスイッチング素子は、それぞれ単独でオン及びオフが可能である。

図２のように、制御基板６２が接続部２０内に設けられ、制御基板６２に、図４に示すマイクロコンピュータ６３が設けられている。マイクロコンピュータ６３は、入力ポート、出力ポート、中央演算処理装置、記憶装置及びタイマを有する。マイクロコンピュータ６３は、第２端子及びインバータ回路６１に接続されている。

図１に示すように、ハンドル１８にトリガ６６が設けられている。トリガ６６は作業者により操作される。トリガスイッチ６７がハンドル１８内に設けられており、トリガスイッチ６７は、トリガ６６に操作力が加えられるとオンし、かつ、トリガ６６に加えられた操作力が解除されるとオフする。

プシュレバ６８がノーズ部３５に取り付けられている。プシュレバ６８はノーズ部３５に対して中心線Ａ１方向に移動可能である。図１のように、プシュレバ６８を中心線Ａ１方向に付勢する弾性部材７４が設けられている。弾性部材７４は金属製の圧縮コイルバネであり、弾性部材７４は、プシュレバ６８をバンパ３３から離れる向きで付勢する。ノーズ部３５にストッパ８６が設けられ、弾性部材７４で付勢されるプシュレバ６８はストッパ８６に接触して停止する。

図４に示すプッシュスイッチ６９がノーズ部３５に設けられている。プッシュスイッチ６９は、プシュレバ６８が被打込材７０に押し付けられるとオンする。プッシュスイッチ６９は、プシュレバ６８が被打込材７０から離れるとオフする。

図４に示すメインスイッチ８１がハウジング１１に設けられている。メインスイッチ８１は、接続部２０またはハンドル１８に設けられている。作業者がメインスイッチ８１を操作する。蓄電池４０が接続部２０に取り付けられている状態で、作業者がメインスイッチ８１をオンすると、蓄電池４０の電圧がマイクロコンピュータ６３に印加され、マイクロコンピュータ６３が起動する。作業者がメインスイッチ８１をオフすると、マイクロコンピュータ６３が停止する。マイクロコンピュータ６３は、メインスイッチ８１がオンされた後、作業者の打込み動作が一定時間検出されない場合、つまり、トリガスイッチ６７及びプッシュスイッチ６９からの信号が一定時間検出されない場合は、自動的にメインスイッチ８１をオフする。

ピンホイール４９の回転状態、つまり、回転角度を検出する位置検出センサ７２が設けられている。位置検出センサ７２はテール部３１に設けられている。また、永久磁石８２がピンホイール４９に取り付けられている。位置検出センサ７２は永久磁石８２が形成する磁界の強度に応じた信号を出力する。位置検出センサ７２は永久磁石８２から離れている。位置検出センサ７２は、非接触形の磁気センサである。

図４に示す位相検出センサ８３が、モータ収容部１９内に設けられている。位相検出センサ８３は、モータ軸３７の回転方向の位置、つまり、位相を検出して信号を出力する。モータ軸３７に永久磁石が取り付けられている。位相検出センサ８３は磁気センサである。位相検出センサ８３は、永久磁石が形成する磁界の強度に応じた信号を出力する。

さらに、図４に示す温度検出センサ８０が設けられている。温度検出センサ８０は、蓄電池４０の温度、ハウジング１１の内部の温度を検出して信号を出力する。蓄電池検出センサ８４が接続部２０に設けられている。蓄電池検出センサ８４は、蓄電池４０の有無を検出して信号を出力する。さらに、電圧検出センサ８５及び電流値検出センサ８７が設けられている。電圧検出センサ８５は、蓄電池４０とインバータ回路６１との間の電圧を検出して信号を出力する。電流値検出センサ８７は、蓄電池４０とインバータ回路６１との間の電流値を検出して信号を出力する。さらに、打撃部位置センサ８８がノーズ部３５に設けられている。打撃部位置センサ８８は、打撃部１２の中心線Ａ１方向の位置を検出して信号を出力する。

図２のように、接続部２０に表示部７１が設けられている。表示部７１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：light emitting diode）ランプ、発光ダイオードディスプレイ、液晶パネルを含む。表示部７１は、打込機１０の状態、例えば、打込機１０で使用可能なモード、制限されているモード、蓄電池４０の電圧を表示する。表示部７１は接続部２０の外部に露出しており、作業者は表示部７１を目視可能である。なお、メインスイッチ８１は、表示部７１に設けられていてもよい。

マイクロコンピュータ６３は、トリガスイッチ６７の信号、プッシュスイッチ６９の信号、メインスイッチ８１の信号、電圧検出センサ８５の信号、温度検出センサ８０の信号、位置検出センサ７２の信号、位相検出センサ８３の信号、蓄電池検出センサ８４の信号、電流値検出センサ８７の信号及び打撃部位置センサ８８の信号を処理し、インバータ回路６１及び表示部７１を制御する。

打込機１０の使用例を説明する。作業者が蓄電池４０を接続部２０に取り付け、作業者がメインスイッチ８１をオンするとマイクロコンピュータ６３が起動する。マイクロコンピュータ６３は、トリガスイッチ６７がオフされていること、または、プッシュスイッチ６９がオフされていることのうち、少なくとも一方が検出されていると、電動モータ１５を停止させる。

また、電動モータ１５が停止していると、図３のように、ピニオン７７のピン７７Ａと、ラック２６の凸部２６Ａとが係合しており、ピストン２４はバンパ３３から離れて停止している。つまり、ピストン２４は待機位置で停止している。待機位置は、中心線Ａ１方向で上死点と下死点との間にある。ピストン２４の上死点は、図１及び図３において、中心線Ａ１方向でピストン２４が圧力室１３に最も近づいた位置である。ピストン２４の下死点は、図１のようにピストン２４がバンパ３３に押し付けられた位置である。

ピストン２４が図３のように待機位置で停止していると、ドライバブレード２５の先端２５Ａは、中心線Ａ１方向で、釘５８の頭部５８Ａとノーズ部３５の先端３５Ａとの間に位置する。ピストン２４が待機位置で停止し、かつ、プシュレバ６８が被打込材７０から離れていると、プシュレバ６８はストッパ８６に接触して停止している。

マイクロコンピュータ６３は、位置検出センサ７２から出力される信号に基づいて、ピストン２４が待機位置にあることを検出し、マイクロコンピュータ６３は電動モータ１５を停止している。電動モータ１５が停止していると、回転制御機構５１が、ピストン２４を待機位置に保持する。

ピストン２４及びドライバブレード２５は、圧力室１３の空気圧に応じた付勢力を受けており、ドライバブレード２５が受けた付勢力は、ピンホイール４９を介してピンホイール軸４８に伝達される。ピンホイール軸４８が図３で時計方向の回転力を受けると、回転制御機構５１が回転力を受け止め、ピンホイール軸４８の回転を防止する。このように、電動モータ１５が停止し、かつ、ピンホイール４９が停止し、ピストン２４が図３の待機位置で停止している。

マイクロコンピュータ６３は、トリガスイッチ６７がオンされ、かつ、プッシュスイッチ６９がオンされていると、インバータ回路６１のスイッチング素子をオン及びオフする制御を繰り返し、蓄電池４０の電力を電動モータ１５に供給する。すると、電動モータ１５のモータ軸３７が回転する。モータ軸３７の回転力は、減速機４３を経由してピンホイール軸４８に伝達される。

モータ軸３７及び出力部材４５の回転方向は同一であり、出力部材４５が回転すると、出力部材４５の回転力はピンホイール４９に伝達され、ピンホイール４９は、図３で反時計方向に回転する。ピンホイール４９が図３で反時計方向に回転すると、ピンホイール４９の回転力が、ドライバブレード２５及びピストン２４に伝達され、ピストン２４が中心線Ａ１方向で圧力室１３に近づくように、第２方向Ｂ２で移動する。つまり、ピストン２４は、圧力室１３の空気圧に抗して、待機位置から上死点に向けて上昇する。ピストン２４が待機位置から上昇すると、圧力室１３の空気圧が上昇する。

ピストン２４が上死点に到達すると、ドライバブレード２５の先端２５Ａは、釘５８の頭部５８Ａよりも上に位置する。また、ピストン２４が上死点に到達すると、ピニオン７７のピン７７Ａが、ラック２６の凸部２６Ａから解放される。このため、打撃部１２は、圧力室１３の空気圧で下死点に向けて第１方向Ｂ１で移動、つまり、下降する。打撃部１２が下降すると、ドライバブレード２５は、射出路３６にある釘５８の頭部５８Ａを打撃し、釘５８は被打込材７０に打ち込まれる。

また、釘５８の全体が被打込材７０に食い込んで釘５８が停止すると、その反力でドライバブレード２５の先端２５Ａが釘５８の頭部５８Ａから離れる。また、ピストン２４はバンパ３３に衝突し、バンパ３３が弾性変形することで、ピストン２４及びドライバブレード２５の運動エネルギを吸収する。

また、電動モータ１５のモータ軸３７は、ドライバブレード２５が釘５８を打撃した後も回転する。そして、ピニオン７７のピン７７Ａがラック２６の凸部２６Ａに係合すると、ピンホイール４９の回転力でピストン２４が、図１において再度上昇する。マイクロコンピュータ６３は、釘５８の打ち込み後もピンホイール４９の位置を検出している。マイクロコンピュータ６３は、ピンホイール４９の位置から、ピストン２４が図３の待機位置に至ったことを検出すると、電動モータ１５を停止する。つまり、ピンホイール４９が停止し、回転制御機構５１がピストン２４を待機位置に保持する。

作業者は、打込機１０を使用する際、連発モードまたは単発モードの何れかを選択する。連発モードは、トリガ６６とプッシュレバ６８の操作順によらず、第１の操作または第２の操作により、釘５８を被打込材７０に打ち込むことが可能である。第１の操作は、トリガ６６に操作力を加えた状態で、プシュレバ６８を被打込材７０に押し付ける操作と、プシュレバ６８を被打込材７０から離す操作とを交互に繰り返すことで、釘５８を被打込材７０に打ち込む。第２の操作は、プッシュレバ６８を被打込材７０に押し付けた状態で、トリガ６６に操作力を加える操作と、トリガ６６の操作力を解除する操作とを交互に繰り返すことで、釘５８を被打込材７０に打ち込む。

単発モードは、プシュレバ６８を被打込材７０に押し付けた後、トリガ６６に操作力を加え、釘５８を被打込材７０に打ち込んだ後、トリガ６６の操作力を解除し、かつ、プシュレバ６８を被打込材７０から離す、という操作を行うものである。

連発モードが選択されて打撃部１２が１本の釘５８を打ち込む際の移動状態、例えば、動作時間の把握態様としては、第１の把握態様及び第２の把握態様がある。第１の把握態様は、待機位置に停止しているピストン２４が上昇を開始した時点から、ピストン２４が下降して下死点に到達し、その後に、ピストン２４が待機位置に到達するまでの経過時間を、動作時間として把握するものである。第２の把握態様は、ドライバブレード２５が釘５８の打撃を開始した位置から、ドライバブレード２５が釘５８の打撃を終了する位置に移動した時間を、動作時間として把握するものである。この場合、ノーズ部３５における射出路３６近傍に設けた位置検出センサ８８により、ドライバブレード２５の位置を検出する。

打撃部１２が釘５８を打ち込む際の動作時間は、蓄電池４０の性能により変化する。マイクロコンピュータ６３は、蓄電池４０の性能に応じて、単発モード及び連発モードの選択を、それぞれ制限及び許可することが可能である。

マイクロコンピュータ６３が行う制御例は、図５のフローチャートに示されている。作業者がステップＳ１でメインスイッチ８１をオンすると、マイクロコンピュータ６３が起動する。マイクロコンピュータ６３の起動時には前回のモード選択によらず、単発モードが設定される。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ２において、蓄電池４０の温度Ｔｂは、所定温度よりも高いか否かを判断する。所定温度は、蓄電池４０の放電特性に基づいて、実験またはシミュレーションにより設定した値である。

所定温度の技術的意味は、打撃部１２が待機位置から移動を開始した時点から、所定時間内に釘５８の打ち込み動作が完了する否かを判断する基準である。所定温度は、例えば、－５℃に設定される。蓄電池４０の温度が所定温度を超えていると、蓄電池４０の放電特性が良好である。つまり、連発モードまたは単発モードの何れを選択した場合でも、釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりを良好に維持できる。

これに対して、蓄電池４０の温度が所定温度以下であると、蓄電池４０の放電特性が低下する。つまり、単発モードのように、１回の打ち込み動作から次の打ち込み動作までの間に、次のような操作を行うため、操作時間が長い。具体的には、プシュレバ６８を被打込材７０に押し付けた後にトリガ６６に操作力を加え、釘５８を被打込材７０に打ち込んだ後、トリガ６６の操作力を解除し、かつ、プシュレバ６８を被打込材７０から離し、再びプシュレバ６８を被打込材７０に押し付けた後、トリガ６６に操作力を加えるまで、といったように、１回目の打ち込み操作から、次の打ち込み操作までの操作時間が長い。

この場合は、蓄電池４０の放電特性の低下により、打撃部１２の動作時間が長くなったとしても、蓄電池４０の放電特性の低下により、釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりが低下することはない。また、蓄電池４０の放電特性の低下により、釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりが低下しても、仕上がりの低下程度は相対的に小さく、作業者が無視できる程度である。

これに対して、連発モードのように、１回目の打ち込み動作から次の打ち込み動作までの間の操作時間は、単発モードの操作時間に比べて短い。具体的に説明すると、連発モードにおいて第１の操作を行う操作時間、つまり、トリガ６６に操作力を加え、かつ、プュレバ６８を被打込材７０に押し付けて釘５８を被打込材７０に打ち込んだ時点から、プシュレバ６８を被打込材７０から離し、再びプッシュレバ６８を被打込み材７０に押し付けるまでの操作時間は短い。また、連発モードにおいて第２の操作を行う操作時間、つまり、トリガ６６に操作力を加え、かつ、プシュレバ６８を被打込材７０に押し付けて釘５８を被打込材７０に打ち込んだ時点から、トリガ６６に加えた操作力を解除し、かつ、プッシュレバ６８を被打込材７０に押し付けたまま移動し、再びトリガ６６に操作力を加えるまでの操作時間は短い。

このように、１回目の打ち込み動作から、次の打ち込み動作までの間における操作時間が短い場合において、蓄電池４０の放電特性の低下により打撃部１２の動作時間が長くなると、打込機１０が１回目の打ち込み動作から次の打ち込み動作に移行していたとしても、打込機１０による釘５８の次の打ち込みが完了しておらず、釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりが低下する。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ２でＹｅｓと判断すると、ステップＳ３において、作業者が連発モードを選択しているか否かを判断する。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ４において、連発モードに対応する通常の打ち込み動作を行う。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ５において、蓄電池４０の電圧Ｖが、所定電圧を超えているか否かを判断する。蓄電池４０の定格電圧が１８Ｖであり、最大２１Ｖまで充電可能であると、所定電圧は、一例として１５Ｖである。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ５でＹｅｓと判断すると、ステップＳ６において、打撃部１２が釘５８を打ち込む際の動作時間ｔが、第１所定時間未満であるか否かを判断する。マイクロコンピュータ６３は、位置検出センサ７２の信号を処理して動作時間ｔを求める。

第１所定時間は、連発モードで釘５８の打ち込みを行う際に、プシュレバ６８が被打込材７０から離れる前に、釘５８の打ち込みを完了可能であるものとして設定された値である。第１所定時間は、一例として５５０ｍｓを用いることが可能である。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ６でＹｅｓと判断するとステップＳ４に進む。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ６でＮｏと判断するとステップＳ７において、動作時間ｔが、第２所定時間未満であるか否かを判断する。第２所定時間は、第１所定時間よりも大きい。第２所定時間は、単発モードで打ち込みを行う際に、プシュレバ６８が被打込材７０から離れる前に、釘５８の打ち込みを完了可能であるものとして設定された値である。第２所定時間は、一例として７８０ｍｓを用いることが可能である。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ７でＮｏと判断するとステップＳ８において、電動モータ１５を停止させ、かつ、表示部７１で“打込機１０の使用停止”と表示させ、図５の制御を終了する。つまり、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ８において、単発モード及び連発モードを共に制限、具体的には禁止する。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ２またはステップＳ３でＮｏと判断した場合は、ステップＳ９に進んで単発モードを許可し、かつ、連発モードを禁止する。つまり、作業者が単発モードを選択すると電動モータ１５は回転するが、作業者が連発モードを選択しても電動モータ１５は停止している。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ２またはステップＳ３でＮｏと判断してステップＳ９に進んだ場合、単発モードを許可し、かつ、連発モードを禁止することを、表示部７１で表示させる。なお、マイクロコンピュータ６３がステップＳ３でＮｏと判断してステップＳ９に進んだ場合、連発モードが禁止される訳ではない。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ９に次ぐステップＳ１０において、単発モードに対応する通常の打ち込み動作を行う。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１０に次ぐステップＳ１１において、蓄電池４０の電圧Ｖが、所定電圧１５Ｖを超えているか否かを判断する。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１１またはステップＳ５でＮｏと判断すると、ステップＳ８に進む。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１１でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２において、動作時間ｔが第２所定時間７８０ｍｓ未満であるか否かを判断する。マイクロコンピュータ６３はステップＳ１２でＮｏと判断すると、ステップＳ８に進む。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１２でＹｅｓと判断するとステップＳ１３に進み、動作時間ｔが第１所定時間５５０ｍｓであるか否かを判断する。

マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１３でＮｏと判断すると、ステップＳ１０に進む。マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ１３でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１４に進んで連発モードの制限を解除し、ステップＳ３に進む。また、マイクロコンピュータ６３は、ステップＳ３において、表示部７１で“単発モードから連発モードに切り替えることが可能”を表示させる。

このように、マイクロコンピュータ６３が図５の制御例は、蓄電池４０の温度Ｔｂ、蓄電池４０の電圧Ｖ及び動作時間ｔを判断し、判断結果に基づいて連発モードまたは単発モードのそれぞれの制限、許可、制限解除を判断する。このため、作業者が打込機１０を使用して釘５８を被打込材７０に打ち込む際、作業者は打込機１０の使用モードとして蓄電池４０の性能に適したものを選択可能である。具体的には、連発モードまたは単発モードの何れを選択する場合でも、打込機１０を被打込材７０から離す前に、釘５８を被打込材７０に打ち込む動作を完了できる。したがって、釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりを良好に維持できる。釘５８を被打込材７０に打ち込む際の仕上がりが良好とは、釘５８の頭部５８Ａが被打込材７０の表面から突出していないことである。

また、マイクロコンピュータ６３は、蓄電池４０の性能が、連発モード及び単発モードの何れにも適さない状況であると判断すると、その判断結果を表示部７１で表示させ、作業者に状況を認識させることができる。

なお、蓄電池４０の温度Ｔｂ、蓄電池４０の電圧Ｖ及び動作時間ｔのうち、少なくとも１つの条件の判断ステップの実行タイミングは、他のステップの実行タイミングまたは判断タイミングと入れ替えてもよい。また、マイクロコンピュータ６３は、図５に示されている蓄電池４０の温度Ｔｂ、蓄電池４０の電圧Ｖ、動作時間ｔのうち、少なくとも１つの条件を判断し、その判断結果に基づいて、連発モードまたは単発モードのそれぞれについて、制限及び許可を判断してもよい。

図６は、蓄電池４０の性能と打込機１０の使用モードとの関係の一例を示すマップである。実線で示す性能Ｐ１は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－５℃を超える常温、例えば、１０℃であり、かつ、動作時間ｔが第１所定時間５５０ｍｓ未満であると、連発モード及び単発モードの両方が許可されることを表している。

破線で示す性能Ｐ２は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－５℃であり、かつ、動作時間ｔが第１所定時間５５０ｍｓ以上であり、かつ、第２所定時間７８０ｍｓ未満であると、単発モードのみ許可されることを表している。

二点鎖線で示す性能Ｐ３は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－１０℃であり、かつ、動作時間ｔが第１所定時間５５０ｍｓ以上であり、かつ、第２所定時間７８０ｍｓ未満であると、単発モードのみ許可されることを表している。

図７は、蓄電池４０の性能と打込機１０の使用モードとの関係の一例を示すマップである。図７の横軸に示す応答時間は、打撃部１２が待機位置から上昇を開始した時点から、被打込材７０に対する釘５８の打ち込みが完了する時点までの経過時間として把握可能である。釘５８の打ち込み完了とは、釘５８の頭部５８Ａが被打込材７０に進入した状態を意味する。また、応答時間は、打撃部１２が待機位置から上昇を開始した時点から、上死点に到達するまでの時間として把握することも可能である。

応答時間は、電圧検出センサ８５の信号、打撃部位置センサ８８の信号などから推定可能である。単発モードでは、プッシュレバ６８が被打込材７０に押し付けられている状態で、トリガ６６が操作されると、打撃部１２が待機位置から上昇を開始する。連発モードでは、トリガ６６が操作されている状態でプッシュレバ６８が被打込材７０に押し付けられると、打撃部１２が待機位置から上昇を開始する。

実線で示す性能Ｐ４は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－５℃を超える常温、例えば、１０℃であり、かつ、応答時間が第３所定時間Ｔ１未満であると、連発モード及び単発モードの両方が許可されることを表している。

破線で示す性能Ｐ５は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－５℃であり、かつ、応答時間が第３所定時間Ｔ１以上であり、かつ、第４所定時間Ｔ２未満であると、単発モードのみ許可されることを表している。

二点鎖線で示す性能Ｐ６は、蓄電池４０の電圧Ｖが所定電圧１５Ｖを超えている際に、蓄電池４０の温度が－１０℃であり、かつ、応答時間が第３所定時間Ｔ１以上であり、かつ、第４所定時間Ｔ２未満であると、単発モードのみ許可されることを表している。なお、図７のマップに示す応答時間は、釘５８の長さが同じであることを前提としている。

マイクロコンピュータ６３は、図５の制御例、図６のマップ及び図７のマップに示されていない条件に基づいて、蓄電池４０の性能を判断可能である。例えば、蓄電池４０の電流値から蓄電池４０の性能を判断し、その判断結果に基づいて、連発モード及び単発モードのそれぞれを制限及び許可することも可能である。蓄電池４０の温度を直接検出する他、ハウジング１１内の温度から蓄電池４０の性能を間接的に判断し、その判断結果に基づいて、連発モード及び単発モードのそれぞれを制限及び許可することも可能である。また、蓄電池４０の使用履歴、例えば、釘５８の打ち込み回数、蓄電池４０を接続部２０に着脱した回数に基いて蓄電池４０の性能を判断し、その判断結果に基づいて、連発モード及び単発モードのそれぞれを制限及び許可することも可能である。釘５８の打ち込み回数は、位置検出センサ７２の信号または位相検出センサ８３の信号から判断可能である。蓄電池４０を接続部２０に着脱した回数は、蓄電池検出センサ８４の信号から判断可能である。

また、マイクロコンピュータ６３は、釘５８を打ち込む前または釘５８の打ち込みを行う後の何れにおいても、連発モードを制限すること、連発モードを制限し、かつ、単発モードを許可すること、連発モード及び単発モードを共に制限すること、モードの制限を解除すること、を行うことが可能である。釘５８を打ち込む前は、作業者がトリガ６６を操作せず、かつ、プシュレバ６８が被打込材７０から離れている際を含む。

また、マイクロコンピュータ６３は、モードを制限すること、モードの制限を解除することを、釘５８を打ち込む前または釘５８の打ち込み後の何れにおいても、表示部７１で表示可能である。

なお、マイクロコンピュータ６３は、釘５８を打ち込む前に各種の制御を行う場合、各種のセンサやスイッチの信号を処理して、蓄電池４０の温度、蓄電池４０の電圧、蓄電池４０の電流値、蓄電池４０の使用履歴等の条件から、蓄電池４０の性能または釘５８を打撃部１２で打ち込む際の動作時間を推定する。

実施形態で説明した事項の技術的意味は、次の通りである。圧力室１３は、第１付勢部の一例であり、トリガ６６は、第１操作部の一例である。プシュレバ６８は、第２操作部の一例であり、マイクロコンピュータ６３は、制御部、第１判断部、第２判断部、第３判断部及び第４判断部の一例である。蓄電池４０、電動モータ１５及び動力伝達機構１４は、第２付勢部の一例である。単発モードが第１の打ち込みモードであり、連発モードが第２の打ち込みモードである。マイクロコンピュータ６３が、連発モードを制限することが制限モードである。ピストン２４が待機位置にある際の打撃部１２の位置が、所定位置である。釘５８は、止具の一例である。

打込機は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、ベローズとピストンとを接続し、ベローズ内に圧力室を形成することも可能である。また、第１付勢部は、弾性部材の付勢力で、打撃部を第１方向に移動させるものを含む。弾性部材は、金属製のスプリング、合成ゴムを含む。第２付勢部は、ラックアンドピニオン機構の他、カム機構、牽引機構を含む。牽引機構は、モータ、ワイヤ、モータの回転力が伝達されるドラム、クラッチ機構を有する。ワイヤは、打撃部に接続され、かつ、ドラムに巻かれている。クラッチ機構は、モータとドラムとの間の動力伝達経路を接続及び遮断する。モータの回転力でワイヤがドラムに巻き取られて牽引されると、打撃部は第２方向に移動する。クラッチが動力伝達経路を遮断すると、打撃部は第１付勢部により第１方向に移動する。

第１操作部は、作業者が操作する要素であり、トリガ、レバー、ボタン、パネルを含む。第１操作部は、往復移動するもの、回転移動するものの他、移動しないものを含む。第２操作部は、レバー、シャフト、ロッド、アームを含む。第２操作部は被打込材に押し付けられて移動する要素、または移動しない要素を含む。第２操作部は、被打込材に押し付けられたことを圧力センサにより検出することも可能である。

本実施形態の打込機は、打撃部の待機位置が下死点であるもの、または上死点であるものを含む。何れの構造を有する打込機においても、打撃部が止具を打撃した後、下死点から待機位置に移動する際の動作時間は、電源の性能により変化する。

制御部、第１判断部、第２判断部、第３判断部及び第４判断部のうちの少なくとも１つの要素は、プロセッサ、回路、記憶装置、モジュール及びユニットを含む。打撃部を第２位置から第１位置に向けて移動させるモータは、電動モータの他、油圧モータ、空気圧モータを含む。電動モータは、ブラシ付きモータまたはブラシレスモータの何れでもよい。電動モータの電源は、直流電源または交流電源のいずれでもよい。電源は、ハウジングに対して着脱可能なものと、ハウジングに対して電力ケーブルを介して接続されるものと、を含む。

なお、図３を参照する説明において、ピンホイール４９が反時計方向に回転することを記載している。これは、図３で打込機１０を正面視した状態で、ピンホイール４９の回転方向を説明するために、便宜的に行った定義付けである。被打込材７０は、床、壁、天井、柱、屋根を含む。被打込材７０の材質は、木材、コンクリート、石膏を含む。止具は、軸形状の釘の他、コ字形のタッカを含む。

１０…打込機、１２…打撃部、１３…圧力室、１４…動力伝達機構、１５…電動モータ、４０…蓄電池、５８…釘、６３…マイクロコンピュータ、６６…トリガ、６８…プシュレバ、７１…表示部、Ｂ１…第１方向、Ｂ２…第２方向。

Claims (11)

1. 第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃部と、前記打撃部を前記第１方向に付勢し、前記打撃部を前記第１方向に移動させて前記打撃部で止具を打撃させる第１付勢部と、前記打撃部を前記第１付勢部の付勢力に抗して前記第２方向に移動させる第２付勢部と、作業者が操作する第１操作部と、前記止具を打ち込む被打込材に押し付けられる第２操作部と、前記第１操作部が操作されたこと及び前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられたことを検出すると、前記第１付勢部により前記打撃部を前記第１方向に移動させる制御部と、を有する打込機であって、
   前記制御部は、作業者の操作によって、
   前記第１操作部及び前記第２操作部が両方操作されたことを検出すると、前記打撃部によって第１回目の打ち込みを行わせる第１の打ち込みモードと、
   前記第１操作部が操作された状態で、前記第２操作部が操作される毎に、前記打撃部によって打ち込みを行わせる第２の打ち込みモードと、
   を実行可能であり、
   更に制御部は、前記第１操作部が操作された状態で、前記第２操作部が操作された際に第１回目の打ち込みを許可し、前記第１回目の打ち込み後に前記第１操作部が操作された状態が維持されている間の全ての期間において、前記第２操作部が操作されたとしても打ち込みを許可しないこと、
   または、
   前記制御部の起動時に前記第１操作部及び前記第２操作部の操作によらず前記第１の打ち込みモードが自動的に選択され、自動的に選択された前記第１の打ち込みモードから前記第２の打ち込みモードへの変更を禁止すること、を行う制限モードを備えている、打込機。
2. 前記制御部は、異常状態と判断した際に、自動的に前記制限モードを選択する、請求項１記載の打込機。
3. 前記制御部は、所定位置で停止している前記打撃部を前記第２付勢部により前記第２方向に移動させた後、前記打撃部を前記第１付勢部により前記第１方向に移動させて前記打撃部で前記止具を打撃させ、さらに、前記打撃部を前記第２付勢部により前記第２方向に移動させて前記所定位置に戻し、
   前記制御部は、前記所定位置で停止している前記打撃部が前記第２方向に移動を開始した時点から、前記打撃部が前記止具を打撃し、さらに、前記打撃部が前記第２方向に移動されて前記所定位置に至るまでの動作時間に基づいて前記異常状態を判断する、請求項２記載の打込機。
4. 前記第２付勢部は、
   電力が供給されて回転する電動モータと、
   前記電動モータに電力を供給する電源と、
   前記電動モータの回転力で前記打撃部を前記第２方向に移動させる動力伝達機構と、を有する、請求項２記載の打込機。
5. 前記電源は蓄電池であり、
   前記制御部は、前記蓄電池の電圧に基づいて前記異常状態を判断する、請求項４記載の打込機。
6. 前記制御部は、前記電源の電流値に基づいて前記異常状態を判断する、請求項４記載の打込機。
7. 前記制御部は、前記電源の温度に基づいて前記異常状態を判断する、請求項４乃至６の何れか１項記載の打込機。
8. 前記制御部は、前記電源の使用履歴に基づいて前記異常状態を判断する、請求項４記載の打込機。
9. 前記第１の打ち込みモード、前記第２の打ち込みモード、前記制限モードの何れのモードが行われているかを表示する表示部が、更に設けられている、請求項１乃至８の何れか１項記載の打込機。
10. 第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃部と、
    前記打撃部を前記第１方向に付勢し、前記打撃部を前記第１方向に移動させて前記打撃部で止具を打撃させる第１付勢部と、
    電源の電力により前記打撃部を前記第１付勢部の付勢力に抗して前記第２方向に移動させる電動モータと、
    作業者が操作する第１操作部と、
    作業者が操作し、かつ、前記止具を打ち込む被打込材に押し付けられる第２操作部と、
    前記第１操作部が操作されたこと及び前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられたことを検出すると、前記第１付勢部により前記打撃部を前記第１方向に移動させる制御部と、
    を有する打込機であって、
    前記制御部は、
    作業者によって前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられた後に前記第１操作部が操作されたことを検出すると、前記第１付勢部により前記打撃部を前記第１方向に移動させる打ち込み動作を行う第１の打ち込みモードと、
    作業者によって前記第１操作部が操作されたこと及び、前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられたことを検出すると、前記第１付勢部により前記打撃部を前記第１方向に移動させて前記止具を打撃させる打ち込み動作を行う第２の打ち込みモードと、を実行可能であり、
    前記制御部は、前記電源の状態に基づいて、前記第２の打ち込みモードによる打ち込み動作を禁止し、前記第１の打ち込みモードによる打ち込み動作のみを許可する、打込機。
11. 第１方向及び前記第１方向とは逆の第２方向に移動可能な打撃部と、
    前記打撃部を前記第１方向に付勢させる第１付勢部と、
    電動モータと、
    前記電動モータの回転力を前記打撃部の移動力に変換し、前記打撃部を前記第１付勢部の付勢力に抗して前記第２方向に移動させる動力伝達機構と、
    前記電動モータに電力を供給する蓄電池と、
    作業者が操作する第１操作部と、
    止具を打ち込む被打込材に押し付けられる第２操作部と、
    前記電動モータの回転を制御可能な制御部と、
    を有する打込機であって、
    前記制御部は、作業者の選択に応じて、
    前記第２操作部が前記被打込材に押し付けられた後に前記第１操作部が操作されたことを検出すると、前記打撃部を前記第１方向に移動させて前記止具を打撃させる第１の打ち込みモードによる打ち込み動作と、
    前記第１操作部が操作されたこと及び、前記第２操作部を前記被打込材に押し付けられたことを検出すると、前記打撃部を前記第１方向に移動させて前記止具を打撃させる第２の打ち込みモードによる打ち込み動作と、
    を実現可能であり、
    更に前記制御部は、前記蓄電池の状態に基づいて、前記第２の打ち込みモードによる打ち込み動作を禁止し、前記第１の打ち込みモードによる打ち込み動作のみを許可する、打込機。

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