JP6794663B2 - 打込機 - Google Patents

Description

本発明は、釘やピン等の止具を木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込む打込機に関する。

打込機は、シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、ピストンと一体となったドライバブレードと、を有する。ピストンは、シリンダ内において上死点と下死点との間を往復動し、ドライバブレードはピストンの往復動に伴って往復動する。打込機は、ドライバブレードの移動経路上（射出通路）に止具を供給する供給機構をさらに有している。供給機構は、ピストンの下死点から上死点への移動に伴ってドライバブレードが所定位置まで上昇すると、射出通路に止具を供給する。その後、ピストンの上死点から下死点への移動に伴ってドライバブレードが降下すると、射出通路内で待機している止具がドライバブレードによって打撃される。打撃された止具は、射出通路の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等に打ち込まれる。

ピストンを上記のように往復動させる手段として、空気圧（ガススプリング）を利用する打込機がある。この種の打込機におけるピストンは、電動モータによって駆動されて下死点から上死点へ移動する一方、空気圧によって上死点から下死点へ移動する。例えば、ドライバブレードの側面には、その軸方向に沿って複数のラックが設けられる。また、ドライバブレードの近傍には、電動モータによって回転駆動されるホイールが設けられ、ホイールには複数のピンがその周方向に沿って設けられる。ホイールが回転すると、ホイールに設けられているそれぞれのピンが、ドライバブレードに設けられているそれぞれのラックと順次係合する。より具体的には、ホイールには、第１ピンと、ホイールの回転方向において第１ピンから最も離反した第２ピンと、これら第１ピンと第２ピンとの間に配置された複数の第３ピンと、が設けられている。ホイールが回転すると、まず第１ピンがドライバブレードのラックに係合する。その後、第１ピンに隣接する第３ピンが次のラックに係合し、この第３ピンに隣接する別の第３ピンがさらに次のラックに係合する。以後、それぞれの第３ピンがそれぞれのラックに順次係合し、ドライバブレードを押し上げる。この結果、ドライバブレードと一体のピストンは、シリンダ内において下死点から上死点へ向かって移動する（上昇する）。

その後、ピストンが上死点に到達すると、第２ピンとラックとの係合が解除される。つまり、第２ピンは、１サイクル中にラックと最後に係合するピンであり、以下の説明では“最終ピン”と呼ぶ場合がある。また、第２ピンと係合するラックを“最終ラック”と呼ぶ場合がある。

最終ピンと最終ラックとの係合が解除されると、ピストンの上昇に伴って圧縮されたシリンダ内の空気の圧力によってピストンが上死点から下死点へ向かって移動する。かかるピストンの移動に伴ってドライバブレードが降下し、ドライバブレードによって止具が打撃される。

ここで、第１ピンと最終ピンとの間隔（ホイールの回転方向に沿った離反距離）は、互いに隣接する他のピン同士の間隔よりも広い。つまり、ドライバブレードは、最終ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第１ピンと他のラックとが再係合するまでの間に降下する。換言すれば、ホイールは、最終ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第１ピンが他のラックと再係合するまでの間は空転する。

特開２０１４−１０８４６８号

上記のような打込機においては、ドライバブレードが最下点まで降下する前に、第１ピンとラックとが再係合してしまうと、その時点でドライバブレードの降下が停止する。つまり、ドライバブレードが最下点まで降下せず、打込み不良が発生する。また、ドライバブレードの降下中にピンとラックが係合することと、ピンやドライバブレードに意図しない荷重がかかり、これらが破損する可能性がある。

よって、ドライバブレードが最下点に到達する前に、つまりピストンが下死点に到達する前に、第１ピンとラックとが再係合する事態を回避する必要がある。最終ピンと最終ラックとの係合が解除されてから第１ピンと他のラックとが再係合するまでに要する時間は、第１ピンと最終ピンとの間隔（ホイールの回転方向に沿った離反距離）に依存する。したがって、上記要求を満たすためには、第１ピンと最終ピンとの間隔を拡張する必要がある。しかし、第１ピンおよび最終ピンを含む全てのピンは、ホイールの円周に沿って配置されている。よって、第１ピンと最終ピンとの間隔を拡張すると、ホイールが大径化し、打込機全体が大型化してしまう。

また、射出通路への止具の供給が完了する前に、ドライバブレードが上死点に到達して降下すると、空打ちが起こる。そのため、射出通路への止具の供給を完了するのに必要かつ十分な時間を確保する必要がある。つまり、止具の装填時間を確保する必要がある。止具の装填時間を確保するためには、ドライバブレードの空走距離（ドライバブレード先端が止具の頭部を通過してから、上死点に到達するまでの距離）を長くする必要がある。しかし、空走距離を長くすると、ピストンのストロークが長くなるため、打込機全体が大型化してしまう。

本発明の目的は、ホイールが備えるピンとドライバブレードが備えるラックとが係合するタイミングや係合が解除されるタイミングを制御可能な打込機を実現することである。

打込機は、電動モータによって回転駆動されるホイールと、前記ホイールに、該ホイールの周方向に沿って設けられた複数のピンと、シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、前記ピストンと一体に往復動するドライバブレードと、前記ドライバブレードに、該ドライバブレードの軸方向に沿って設けられた複数のラックと、前記電動モータを制御する制御部と、を有する。前記ホイールが回転駆動されると、前記ピンと前記ラックとが順次係合して前記ドライバブレードが押し上げられ、前記ピストンが上死点側に移動し、前記ピンと前記ラックとの係合が解除されると、前記ピストンが下死点側に移動し、前記ドライバブレードが降下する。前記制御部は、前記電動モータの制御モードとして、前記ホイールが第１速度で回転するように前記電動モータを制御する第１制御モードと、前記ホイールが前記第１速度よりも低速の第２速度で回転するように前記電動モータを制御する第２制御モードと、を備える。

本発明によれば、ホイールが備えるピンとドライバブレードが備えるラックとが係合するタイミングや係合が解除されるタイミングを制御可能な打込機が実現される。

打込機の断面図である。 ピストンが上死点にあるときの打込機の部分断面図である。 ピストンが下死点にあるときの打込機の部分断面図である。 打込機の構成を示すブロック図である。 モータ電流およびピストン位置の変化の一例を示す図である。 モータ電流およびピストン位置の変化の他の一例を示す図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の説明中で参照する各図面において、同一または実質的に同一の部材には同一の符号が付されている。

図１に示される打込機１はハウジング２を有する。ハウジング２は、シリンダケース３，モータケース４およびハンドル５を備えており、シリンダケース３にはシリンダ１０が収容され、モータケース４には電動モータ２０が収容されている。モータケース４およびハンドル５は、シリンダケース３から互いに略平行に延びており、モータケース４の端部とハンドル５の端部とは、連結部７によって互いに連結されている。ハウジング２は、ナイロンやポリカーボネート等の合成樹脂によって成形された２つのハウジング半体を有し、これら２つのハウジング半体を突き合わせることによってハウジング２が組み立てられている。

シリンダ１０内にはピストン１１が往復動可能に収容されている。ピストン１１は、シリンダ１０の内部において、シリンダ１０の軸方向に沿って上死点と下死点との間を往復動する。シリンダ１０内には、シリンダ１０の内周面とピストン１１の上面とによって、ピストン１１の往復動に伴って容積が増減するピストン室１２が区画されている。

一方、ピストン１１の下面にはドライバブレード３０が連結されている。ドライバブレード３０はピストン１１と一体であり、ピストン１１と共に往復動する。具体的には、シリンダケース３の先にはノーズ部８が設けられており、ノーズ部８の内側には射出通路９が設けられている。ドライバブレード３０は、ピストン１１の往復動に伴って射出通路９内で往復動する。以下の説明では、図１中におけるピストン１１およびドライバブレード３０の往復動方向を上下方向と定義する。つまり、図１の紙面上下方向を上下方向と定義する。

ハウジング２には、多数の止具４０を収容するマガジン４１が取り付けられている。マガジン４１に収容されている止具４０は、マガジン４１が備える供給機構によって、１本ずつ射出通路９に供給される。ドライバブレード３０は、射出通路９に順次供給される止具４０の頭部４０ａを打撃する。頭部４０ａが打撃された止具４０は、射出通路９を通過し、射出通路９の出口である射出口から打ち出され、木材や石膏ボード等の被打込材に打ち込まれる。

ここで、図１，図２に示されているピストン１１は上死点に位置しており、ドライバブレード３０の先端３０ａ（図２）は上限位置にある。一方、図３に示されているピストン１１は下死点に位置しており、ドライバブレード３０の先端３０ａは下限位置にある。換言すれば、上限位置とは、ピストン１１が上死点にあるときのドライバブレード３０の先端３０ａの位置であり、下限位置とは、ピストン１１が下死点にあるときのドライバブレード３０の先端３０ａの位置である。シリンダ１０の底部には、ゴム製またはウレタン製のダンパ１５が設けられている。ダンパ１５は、下死点に到達したピストン１１を受け止め、ピストン１１とシリンダ１０との衝突を回避する。ピストン１１から下方に向かって伸びているドライバブレード３０は、ダンパ１５を貫通し、シリンダ１０の底部に設けられている貫通孔を通ってシリンダ１０から突出している。

図２，図３に示されるように、ドライバブレード３０の近傍にはホイール５０が設けられている。ホイール５０は、回転自在に支持されている駆動軸５１に固定されており、ホイール５０には複数のピン５２がその周方向に沿って間隔を隔てて取り付けられている。一方、ドライバブレード３０には、その軸方向に沿って複数のラック３２が設けられている。

再び図１を参照する。モータケース４には、ホイール５０の駆動源である電動モータ２０が収容されており、電動モータ２０の出力軸２１は、遊星歯車式の減速機構を介してホイール５０の駆動軸５１に接続されている。電動モータ２０は、ハウジング２の連結部７に装着されたバッテリ６０から供給される電力によって作動する。また、連結部７の内部には制御部としてのコントローラ６１が収容されている。コントローラ６１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等によって構成されるマイクロコンピュータであって、電動モータ２０を制御する。具体的には、電動モータ２０はブラシレスモータであり、コントローラ６１は、電動モータ２０に供給されるモータ電流のデューティ比を制御モードに応じて変化させる。つまり、コントローラ６１は、電動モータ２０をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。電動モータ２０の制御に関しては後に詳述する。

シリンダ１０の上方には、蓄圧室１３を形成する蓄圧容器（チャンバ）１４が設けられており、蓄圧室１３はピストン室１２に連通している。ピストン室１２および蓄圧室１３には、高圧ガス（本実施形態では圧縮空気）が予め充填されている。図３に示される位置（下死点）にあるピストン１１を図２に示される位置（上死点）に移動させるときには、コントローラ６１（図１）の制御に基づいて電動モータ２０（図１）が作動する。電動モータ２０が作動すると、図３に示されているホイール５０が図中において反時計方向に回転する。つまり、ホイール５０は電動モータ２０によって回転駆動される。

ホイール５０が回転すると、第１ピン５２ａと第１ラック３２ａとが係合する。その後、ホイール５０の回転に伴って、第１ピン５２ａよりもホイール５０の回転方向下流側にある複数のピン５２と、第１ラック３２ａよりも下側にある複数のラック３２とが順次係合し、ドライバブレード３０が次第に押し上げられ、ピストン１１が下死点から上死点に向かって移動する。つまり、ドライバブレード３０およびピストン１１が上昇する。その後、図２に示されるように、回転方向において最も下流側にある第２ピン５２ｂと最も下側にある第２ラック３２ｂとが係合するまでホイール５０が回転すると、ドライバブレード３０が最上位位置まで押し上げられ、ピストン１１が上死点に到達する。換言すれば、ホイール５０の回転方向において第１ピン５２ａから最も離反した第２ピン５２ｂと、ドライバブレード３０の移動方向において第１ラック３２ａから最も離反した第２ラック３２ｂと、が係合するまでホイール５０が回転すると、ドライバブレード３０が最上位位置まで押し上げられ、かつ、ピストン１１が上死点に到達する。尚、ドライバブレード３０が最上位位置まで押し上げられると、ドライバブレード３０の先端３０ａは上限位置に到達する。

上記のようにピストン１１が移動（上昇）する過程で、ピストン室１２の空気が蓄圧室１３に送り込まれ、圧縮される。図２に示されているホイール５０がさらに回転して第２ピン５２ｂと第２ラック３２ｂとの係合が解除されると、ピストン室１２および蓄圧室１３内の圧縮空気の圧力（空気圧）によってピストン１１が上死点から下死点に移動し、ドライバブレード３０が降下する。

このように、第１ピン５２ａおよび第１ラック３２ａは、下死点にあるピストン１１を上死点に移動させる際に最初に係合し合うピン５２およびラック３２である。一方、第２ピン５２ｂおよび第２ラック３２ｂは、下死点にあるピストン１１を上死点に移動させる際に最後に係合し合うピン５２およびラック３２である。そこで、以下の説明では、第２ピン５２ｂを“最終ピン５２ｂ”と呼び、第２ラック３２ｂを“最終ラック３２ｂ”と呼ぶ。本実施形態では、最終ピン５２ｂは、第１ピン５２ａを含む他のピン５２よりも若干太い。また、ホイール５０の回転方向に沿った第１ピン５２ａと最終ピン５２ｂとの間隔（離間角度）は６０度であり、その他のピン５２同士の間隔は３０度である。

再び図１を参照すると、ノーズ部８にはプッシュレバー６２が設けられている。プッシュレバー６２は、上下方向に移動可能に保持されている一方、コイルばねによって常に下方に向けて付勢されている。プッシュレバー６２が被打込部材に押し付けられ、コイルばねの付勢に抗して上方に移動すると、プッシュレバースイッチ６２ａ（図４）が作動し、第１信号が出力される。また、ハンドル５にはトリガレバー６３が設けられており、トリガレバー６３が操作されると、ハンドル５に内蔵されているトリガスイッチ６３ａ（図４）が作動し、第２信号が出力される。

図４に示されるように、プッシュレバースイッチ６２ａから出力される第１信号およびトリガスイッチ６３ａから出力される第２信号は、コントローラ６１に入力される。コントローラ６１は、第１信号および第２信号の両方が入力されると、インバータ回路６４のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦさせて電動モータ２０にモータ電流を供給し、電動モータ２０を作動させる。これにより、ホイール５０が上記のように回転駆動され、ドライバブレード３０が押し上げられ、ピストン１１が下死点から上死点に移動する。その後、ピストン１１が上死点から下死点に移動し、ドライバブレード３０が降下する。つまり、ピストン１１が下死点と上死点との間を一往復し、これに伴ってドライバブレード３０によって止具４０（図１）が打撃され、止具４０が打ち出される。換言すれば、打込み動作が一回実行される。

図４に示されるように、コントローラ６１には、ホイール５０に設けられているピン５２（図２，図３）の位置を検出する位置センサ６５から出力される検出信号も入力される。コントローラ６１は、検出信号に基づいてホイール５０の回転角度を検知することができ、また、検知されたホイール５０の回転角度に基づいてピストン１１の位置を検知することもでき、これら検知結果も加味してインバータ回路６４を制御する。

打込み動作が一回実行されると、コントローラ６１は、単発打ち、連続打ちのいずれの場合も、所定の停止制御を実行する。具体的には、コントローラ６１は、ドライバブレード３０の先端３０ａが待機位置に移動するまで電動モータ２０の作動を維持し、その後に電動モータ２０を停止させる。ドライバブレード３０の先端３０ａが待機位置まで移動したか否かは、ホイール５０の回転量（回転角度）に基づいて判断され、ホイール５０の回転量は、位置センサ６５から出力される検出信号に基づいて検知される。

打込み動作が終了した際、ピストン１１は下死点にあり、よって、ドライバブレード３０の先端３０ａは下限位置にある。コントローラ６１は、打込み動作を終了させる際、ドライバブレード３０の先端３０ａが下限位置と上限位置との間に設定されている待機位置まで移動（上昇）するまで電動モータ２０を作動させてから電動モータ２０を停止させる。この結果、ピストン１１は、下死点と上死点との間の中間位置まで移動（上昇）する。換言すれば、ピストン１１の中間位置とは、ドライバブレード３０の先端３０ａが待機位置にあるときのピストン１１の位置である。

待機位置は、下限位置と次回の打込み動作の際に射出通路９に供給される止具４０の頭部４０ａとの間に設定される。つまり、待機位置とは、下限位置よりも高く、かつ、次回の打込み動作の際に射出通路９に供給される止具４０の頭部４０ａよりも低い位置である。換言すれば、待機位置とは、下限位置よりも高く、かつ、マガジン４１に保持されている複数の止具４０のうち、先頭に位置している止具４０の頭部４０ａよりも低い位置である。

上記停止制御には、例えば次のような意義がある。つまり、次に打込み動作を実行する際には、ドライバブレード３０の先端３０ａを待機位置から上限位置まで移動させれば足りる。一方、ドライバブレード３０の先端が下限位置にある場合には、次に打込み動作を実行する際に、ドライバブレード３０の先端３０ａを下限位置から上限位置まで移動させなくてはならない。つまり、停止制御を実行してドライバブレード３０の先端３０ａを予め待機位置に移動させておけば、次回の打込み動作を実行するために必要なドライバブレード３０の移動距離（ストローク）が短縮され、応答性が向上する。本実施形態では、上記停止制御を実行してドライバブレード３０の先端３０ａを先頭の止具４０の頭部４０ａよりも低い位置で待機させる。この構成においては、止具４０の射出通路９への供給がドライバブレード３０によって規制される。

以上が本実施形態に係る打込機１の基本的な動作である。つまり、所定条件が満たされると、コントローラ６１の制御の下で電動モータ２０が作動してホイール５０が回転する。すると、ホイール５０に設けられている複数のピン５２とドライバブレード３０に設けられている複数のラック３２とが順次係合し、ドライバブレード３０が押し上げられる。同時に、シリンダ１０内でピストン１１が下死点側から上死点側に向かって移動する。その後、ピストン１１が上死点に到達し、最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除されると、空気圧（ガススプリング）によってピストン１１が上死点側から下死点側に向かって移動し、ドライバブレード３０が降下し、止具４０が打ち出される。以後、所定条件が満たされている限り上記動作が繰り返される一方、所定条件が満たされなくなると上記動作が停止される。また、打込み動作を終了する際には、ドライバブレード３０の先端３０ａを待機位置に移動させて次回の打込み動作に備える。

電動モータ２０を制御して上記のような動作を実現するコントローラ６１は、電動モータ２０の制御モードとして、第１制御モードと第２制御モードの少なくとも２つの制御モードを備えている。

第１制御モードが選択されているとき、コントローラ６１は、ホイール５０が第１速度（Ｖ１）で回転するように電動モータ２０を制御する。一方、第２制御モードが選択されているとき、コントローラ６１は、ホイール５０が第１速度（Ｖ１）よりも低速の第２速度（Ｖ２）で回転するように電動モータ２０を制御する。コントローラ６１は、第１制御モードと第２制御モードを選択的に切り換えるとともに、ピストン１１が下死点と上死点との間を一往復する間に、第１制御モードと第２制御モードとの切り替えを少なくとも１回行う。つまり、第１制御モードと第２制御モードの切り替えが１サイクル中に少なくとも１回行われる。

図５は、コントローラ６１の制御の下で電動モータ２０に供給されるモータ電流の変化と、ピストン１１の位置の変化と、の関係を示している。以下、打込み動作の実行中におけるモータ電流およびピストン位置の変化について説明し、併せてドライバブレード３０の位置変化についても明らかにする。

図１に示されるプッシュレバー６２が押し込まれ、かつ、トリガレバー６３が操作されると、打込み動作が開示される。尚、前回の打込み動作終了時に上記停止制御が実行されている。よって、打込み動作開始時には、ピストン１１は中間位置にあり、ドライバブレード３０の先端３０ａ（図２，図３）は待機位置にある。

図４に示されるように、プッシュレバー６２が押し込まれ、かつ、トリガレバー６３が操作されると、プッシュレバースイッチ６２ａから出力される第１信号およびトリガスイッチ６３ａから出力される第２信号がコントローラ６１に入力される。これら信号が入力されたコントローラ６１は、第１制御モードで電動モータ２０を制御する。具体的には、コントローラ６１は、ホイール５０が通常速度である第１速度（Ｖ１）で回転するように、電動モータ２０に対するモータ電流の供給を開始する（図５中のＡ点）。すると、ホイール５０が第１速度（Ｖ１）で回転し、ドライバブレード３０が押し上げられ、ピストン１１が中間位置から上死点に向かって上昇する（図５中のａ点→ｂ点）。すると、ピストン１１の上昇に伴ってピストン室１２および蓄圧室１３の圧力が高まる。この結果、電動モータ２０の負荷が次第に増加し、モータ電流も次第に増加する（図５中のＡ点→Ｂ点）。

その後、ピストン１１が上死点に到達し、最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除されると、ピストン１１が上死点から下死点に向かって移動し（図５中のｂ点→ｃ点）、ドライバブレード３０が降下する。最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除されると、電動モータ２０の負荷が低下するので、モータ電流も低下する（図５中のＢ点→Ｃ点）。

その後、コントローラ６１は、ピストン１１が下死点に向かって移動を開始してから所定時間（ｔ１）が経過すると、電動モータ２０の制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り替える。換言すれば、コントローラ６１は、ピストン１１が上死点から下死点に向かって移動している間に、電動モータ２０の制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り替える。この結果、電動モータ２０に供給されるモータ電流がさらに低下する（図５中のＤ点→Ｅ点）。尚、図５中には、比較のために、第１制御モードが継続された場合のモータ電流をＤ点から右側に延びる破線で示してある。

つまり、コントローラ６１は、ピストン１１が上死点から下死点に向かって移動している間に、ホイール５０の回転速度を第１速度（Ｖ１）から第２速度（Ｖ２）に低下させる。

次いで、コントローラ６１は、ピストン１１が下死点に到達した後に、電動モータ２０の制御モードを第２制御モードから第１制御モードに切り替える。換言すれば、コントローラ６１は、ピストン１１が下死点に到達してから所定時間（ｔ２）が経過すると、電動モータ２０の制御モードを第１制御モードに戻す。この結果、電動モータ２０に供給されるモータ電流が増加する（図５中のＦ点→Ｇ点）。つまり、コントローラ６１は、ピストン１１が下死点に到達してから所定時間（ｔ２）が経過すると、ホイール５０の回転速度を第２速度（Ｖ２）から第１速度（Ｖ１）に増加させる。尚、ピストン１１が下死点に到達した時点では、第１ピン５２ａは第１ラック３２ａに再係合しておらず、ドライバブレード３０の押し上げは開始されていない。このことは、ピストン１１が下死点に到達してからしばらくの間は、ピストン１１の位置が一定であることから明らかである（図５中のｃ点→ｄ点）。つまり、コントローラ６１は、ピストン１１が下死点に到達した後であって、かつ、第１ピン５２ａが第１ラック３２ａに再係合する前に、制御モードを再び切り替えてホイール５０の回転速度を増加させる。

その後、第１ピン５２ａが第１ラック３２ａに再係合すると、電動モータ２０に負荷が掛かり、モータ電流が増加する（図５中のＨ点→Ｉ点）。次いで、ホイール５０の回転に伴ってドライバブレード３０が押し上げられ、ピストン１１が下死点から上死点に向かって移動し始める（図５中のｄ点→ｅ点）。すると、ピストン１１の上昇に伴ってピストン室１２および蓄圧室１３の圧力が高まり、電動モータ２０の負荷が次第に増加し、モータ電流も次第に増加する（図５中のＩ点→Ｊ点）。

尚、最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除されてから第１ピン５２ａと第１ラック３２ａとが再係合するまでの間、電動モータ２０は実質的に無負荷状態となる。換言すれば、ホイール５０は空転する。よって、上記期間内においては、制御モードの切り替えに伴ってモータ電流は変化するが、その変化は比例的ではない。つまり、図５中のＣ点→Ｄ点の区間，Ｅ点→Ｆ点の区間，Ｇ点→Ｈ点の区間のそれぞれにおいては、モータ電流は一定である。

上記のように、本実施形態に係る打込機１では、相対的に高速な第１速度（Ｖ１）でホイール５０を回転させてピストン１１を下死点（初回は中間位置）から上死点に移動させ、ピストン１１が上死点に到達した後に、ホイール５０の回転速度を相対的に低速な第２速度（Ｖ２）に変更する。換言すれば、最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除された後に、ホイール５０の回転速度を一時的に低下させる。さらに換言すれば、ピストン１１が上死点から下死点に移動している最中にホイール５０の回転速度を一時的に低下させる。この結果、最終ピン５２ｂと最終ラック３２ｂとの係合が解除されてから第１ピン５２ａが第１ラック３２ａに再係合するまでに要する時間（Ｔ１）が、ピストン１１が上死点から下死点まで移動するのに要する時間（Ｔ２）よりも長くなる。よって、ピストン１１が下死点に到達する前（ドライバブレード３０が最下点に到達する前）に、第１ピン５２ａが第１ラック３２ａに再係合し、ピストン１１やドライバブレード３０の降下が妨げられることがない。このように、本実施形態では、電動モータ２０の制御（モータ電流の制御）によってホイール５０の空走時間が調整され、ドライバブレード３０が最下点に到達する前に、ホイール５０に設けられているピン５２とドライバブレード３０に設けられているラック３２とが係合する事態が回避される。また、ホイール５０の回転速度の低下は一時的なので、連続打ちの速度が低下することもない。

尚、ピストン１１が上死点から下死点に移動している最中にホイール５０の回転の一時的に停止させることによっても、時間（Ｔ１）を時間（Ｔ２）よりも長くすることができる。つまり、第２制御モードには、電動モータ２０を一時的に停止させて、ホイール５０の回転速度を一時的に０（零）にする制御が含まれる。換言すれば、第２速度（Ｖ２）は０（零）を含む。

また、本実施形態では、所定時間（ｔ１，ｔ２）の経過に基づいて第１制御モードと第２制御モードとの切り替えが行われる。しかし、図４に示される位置センサ６５の検出結果に基づいてピストン１１の位置を検知し、これに基づいて第１制御モードと第２制御モードとの切り替えを行うこともできる。また、電動モータ２０の負荷変化に伴うモータ電流の変化に基づいてもピストン１１が上死点に到達したことを検知することができる。さらに、例えば衝撃センサによってピストン１１が下死点に到達したことを検知することもできる。よって、各種センサの検出結果に基づいてピストン１１の位置を検知し、検知結果に基づいて第１制御モードと第２制御モードとの切り替えを行うこともできる。

（第２実施形態）
以下、本発明の実施形態の他の一例について図面を参照しながら詳細に説明する。もっとも、本実施形態に係る打込機は、電動モータ２０の制御モードの切り替えタイミングに関してのみ第１実施形態に係る打込機１と相違し、その他の点は共通である。そこで、以下、第１実施形態に係る打込機１との相違点についてのみ説明する。また、既に説明した構成ついては同一の符号を用いて重複する説明は省略する。

本実施形態に係る打込機が備えるコントローラ６１は、第１制御モードで電動モータ２０を制御してピストン１１を上死点側に移動させ、ピストン１１が上死点に到達する前に、電動モータ２０の制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り替える。このため、図６に示されるように、モータ電流は、ピストン１１が上死点に到達する前から低下する（図６中のＢ点→Ｃ点）。よって、ピストン１１が上死点に到達する前からホイール５０の回転速度が低下する（Ｖ１→Ｖ２）。これにより、射出通路９に止具４０を供給可能となってからピストン１１が上死点に到達するまでに要する時間を、射出通路９に止具４０を供給可能となってから射出通路９に止具４０が実際に供給されるまでに要する時間よりも長くすることができる。つまり、止具４０の装填時間を確保することができる。

止具４０を射出通路９に供給するためには、ドライバブレード３０の先端３０ａを止具４０の頭部４０ａよりも上方に移動させる必要がある。換言すれば、止具４０を射出通路９に供給可能となるのは、ドライバブレード３０の先端３０ａが止具４０の頭部４０ａを通過した後である。よって、ドライバブレード３０の先端３０ａが止具４０の頭部４０ａを通過してからドライバブレード３０が降下を開始するまでの間、つまりピストン１１が上死点に到達するまでの間に止具４０の装填を完了する必要がある。

そこで本実施形態に係る打込機では、上死点側に向かって移動しているピストン１１が上死点に到達する前に、電動モータ２０の制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り替え、止具４０の装填時間を確保している。

尚、図６中には、比較のために、第１制御モードが継続された場合のモータ電流を破線で示してある。また、ピストン１１が上死点に到達する前に第１制御モードから第２制御モードへの切り替えが実行される本実施形態では、第２制御モードへの切り替え後においてもピストン１１が上昇を続ける。よって、図６中のＣ点→Ｄ点の区間においてもモータ電流が増加している。その後、ピストン１１が上死点に到達すると、電動モータ２０が実質的に無負荷になり、モータ電流が再び低下する（図６中のＤ点→Ｅ点）。以後のモータ電流の変化は、第１実施形態におけるそれと実質的に同一である。

本発明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、下死点から待機位置までの巻上時のスピードや、上死点から下死点までの巻上時のスピードのいずれか一方、またはその両方を本願発明の第２制御モードによって、待機位置から上死点までの第１制御モードの巻上スピードよりも低速で行うことにより、巻上時の電動モータ２０の駆動時に、駆動と放熱のバランスのとれた回転領域を選択することが可能になる。これは、特に、作業者が連続で打込み動作を続けた場合に、モータやスイッチング素子等、発熱部品の熱負荷を軽減する効果を奏する点で好適である。

１ 打込機
２ ハウジング
３ シリンダケース
４ モータケース
５ ハンドル
７ 連結部
８ ノーズ部
９ 射出通路
１０ シリンダ
１１ ピストン
１２ ピストン室
１３ 蓄圧室
１５ ダンパ
２０ 電動モータ
２１ 出力軸
３０ ドライバブレード
３０ａ 先端
３２ ラック
３２ａ 第１ラック
３２ｂ 第２ラック（最終ラック）
４０ 止具
４０ａ 頭部
４１ マガジン
５０ ホイール
５１ 駆動軸
５２ ピン
５２ａ 第１ピン
５２ｂ 第２ピン（最終ピン）
６０ バッテリ
６１ コントローラ
６２ プッシュレバー
６２ａ プッシュレバースイッチ
６３ トリガレバー
６３ａ トリガスイッチ
６４ インバータ回路
６５ 位置センサ

Claims (7)

1. 電動モータによって回転駆動されるホイールと、
   前記ホイールに設けられた係合部と、
   シリンダ内に往復動可能に収容されたピストンと、
   前記ピストンと一体に往復動するドライバブレードおよび被係合部と、
   前記ピストンに下死点側への付勢力を与える付勢手段と、
   前記電動モータを制御する制御部と、を有し、
   前記ピストンは、下死点と上死点との間の中間位置で停止可能とされ、前記ホイールが回転駆動されると、前記係合部と前記被係合部との係合により前記中間位置から上死点側に移動し、
   前記係合部と前記被係合部との係合が解除されると、前記付勢手段の作用により前記ピストンが前記下死点側に移動し、前記ドライバブレードが降下する打込機であって、
   前記制御部は、前記電動モータの制御モードとして、前記ホイールが高速で回転するように前記電動モータを制御する第１制御モードと、前記ホイールが前記第１制御モードよりも低速で回転するように前記電動モータを制御する第２制御モードと、を備え、
   前記制御部は、前記ピストンが前記中間位置から前記上死点側に移動する間に、前記電動モータの制御モードを前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替える、
   打込機。
2. 前記制御部は、前記ピストンが前記下死点と前記上死点との間を一往復する間に、前記第１制御モードと前記第２制御モードとの切り替えを少なくとも１回行う、
   請求項１に記載の打込機。
3. 前記制御部は、前記ピストンが前記下死点に到達してから前記中間位置に移動する間に、前記電動モータの制御モードを前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替える、
   請求項２に記載の打込機。
4. 前記制御部は、前記ピストンが前記下死点に位置している間に、前記電動モータの制御モードを前記第２制御モードから前記第１制御モードに切り替える、
   請求項３に記載の打込機。
5. 前記制御部は、前記制御モードに応じて、前記電動モータに供給されるモータ電流のデューティ比を変化させる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の打込機。
6. 前記制御部は、射出通路に止具を供給可能となってから前記ピストンが前記上死点に到達するまでに要する時間を、前記射出通路に前記止具を供給可能となってから前記射出通路に前記止具が供給されるまでに要する時間よりも長くする、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の打込機。
7. 前記第２制御モードには、前記電動モータを一時的に停止させて、前記ホイールの回転速度を一時的に０（零）にする制御が含まれる、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の打込機。

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