CN101652545A - 气体内燃式打钉机 - Google Patents

Abstract

一种气体内燃式打钉机，具备：击打气缸，可滑动地收容击打活塞；燃烧室，可开闭地设置于击打气缸的上方；压缩机，向所述燃烧室增压供给空气；燃料供给装置，向所述燃烧室供给燃料气体；以及安全单元，防止在所述压缩空气的增压压力超过设定压力值的状态下打钉机被点火驱动。

Description

气体内燃式打钉机

技术领域

本发明涉及一种气体内燃式打钉机，特别是涉及一种针对意外的增压压力的上升而采取安全措施的气体内燃式打钉机。

背景技术

迄今已知有气体内燃式打钉机(例如参照专利文献1)，另外还知道，在这样的打钉机中通过向燃烧室供给压缩空气而实现输出能量的增大。

在这些公知的气体内燃式打钉机中，为了确保良好的燃烧状态而力求保持恰当的空燃比，因此，装备有根据向燃烧室供给的空气量而调节燃料的喷射量的装置。

而且，例如某一公知的增压式气体内燃式打钉机具备压缩空气和燃料分别通过单独的供给管而供给到燃烧室内的结构。向燃烧室内供给的规定量的燃料使用由燃料供给管上配置的机械式或电子式控制单元进行控制的定量阀而进行供给(例如参照专利文献2)。

专利文献1：日本特公平04-048589

专利文献2：US2004/0134961A1

上述气体内燃式打钉机中，为了保持恰当的空燃比而进行与供给的空气量相对应的燃料的供给量的调节。该燃料供给量的调节通过使供给的空气量和燃料供给量互相联动而进行。在上述专利文献2的气体内燃式打钉机的使用由机械式或电子式控制单元进行控制的定量阀的燃料供给中，也是与供给的空气量联动而调节燃料供给量。

但是，根据与上述的空气供给量联动而供给燃料的方法，例如在增压式气体内燃式打钉机中，在因某些原因供给了过剩的压缩空气而发生了增压压力超过规定的压力值这样的事态的情况下，也是只要继续供给压缩空气就进行与供给的空气量相对应的燃料的供给。

但是，超过了规定的压力值的高增压压力的燃烧会使燃烧产生的爆炸能量超出设定的输出能量。而且，这种过大的输出能量的发生将对打钉机施加物理的过大负荷，对打钉机的耐久性及安全性造成不利影响。因此，出于确保打钉机的耐久性和安全性的观点，要求有用于排除这样的不利影响的有效措施。

发明内容

本发明的一个以上的实施例提供一种气体内燃式打钉机，其在增压压力超过设定压力值时，采取通过切断燃料供给、使点火开关动作无效、扩大燃烧室内容积而引起增压压力的减压等特殊的措施，以防止或抑制超过设定的输出能量的燃烧所引起的过大的燃烧能量的产生，由此，可确保打钉机的耐久性和安全性。

根据本发明一个以上的实施例，气体内燃式打钉机具备：击打气缸，其可滑动地收容击打活塞；燃烧室，其可开闭地设置于击打气缸的上方；压缩机，其向所述燃烧室增压供给空气；燃料供给装置，其向所述燃烧室供给燃料气体；以及安全单元，其防止在所述压缩空气的增压压力超过设定压力值的状态下打钉机被点火驱动。

作为所述安全单元，也可以设置构成为在所述增压压力超过所述设定压力值时切断所述燃料供给装置进行的燃料供给的控制阀。

作为所述安全单元，在设置有构成为在所述增压压力超过所述设定压力值时切断所述燃料供给装置的燃料供给的控制阀的情况下，即使在超过设定压力值的增压压力状态下仍然进行压缩空气的供给，也会通过控制阀完全切断燃料的供给，因此，其结果是，燃烧室内的混合燃料被稀释而得不到恰当的空燃比，变为不燃烧的状态，或者变为产生不完全燃烧的状态。因此，即使例如发生意外的增压压力的上升这一事态，也不会发生像对打钉机的耐久性及安全性带来不利影响那样的在高压下的燃烧所产生的过大的爆炸能量。

所述安全单元也可以构成为，在所述增压压力超过所述设定压力值时，从所述燃烧室内向击打气缸内释放增压压力。

所述安全单元在构成为在所述增压压力超过所述设定压力值时从所述燃烧室内向击打气缸内释放增压压力的情况下，所述增压压力超过所述设定压力值时，较高增压压力的混合气体流入击打气缸内。其结果是，由于击打活塞被所述增压压力压下，实质上燃烧室的容积扩大。因此，燃烧室内的增压压力减压，抑制了燃烧产生的爆炸能量。因此，可靠地防止了像对打钉机的耐久性及安全性带来不利影响那样的在高压下的燃烧所引起的过大的爆炸能量的产生。

所述安全单元也可以构成为，通过检测到所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力的压力传感器的检测信号所进行的点火控制装置的电路控制，用于对所述燃烧室的混合气体点火的开关不进行接通动作。

通过检测到燃烧室内的超过设定压力值的压力的压力传感器的检测信号所进行的点火控制装置的电路控制，用于所述点火燃烧的开关不进行接通动作，在以上述方式构成所述安全单元的情况下，由于在达到超过设定压力值的增压压力状态时开关不动作而可靠地成为不能点火的状态，因此，即使例如因意外的某种原因而发生增压压力上升的事态，也可靠地防止了像对打钉机的耐久性及安全性带来不利影响那样的在高压下的燃烧所引起的过大的爆炸能量的产生。

作为所述安全单元，也可以设置气缸机构，该气缸机构构成为，以与所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力对应地使被扳机的操作接通而对所述燃烧室内的混合气体进行点火的开关不接通的方式进行动作。另外，气缸机构也可以构成为，根据所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力进行动作，使所述开关的触点部件向不与所述扳机卡合的位置移动。

该情况下，通过扳机的操作按压用于点火燃烧的开关的触点部件，由此使向燃烧室内增压供给的燃料气体和空气的混合气体点火燃烧，并且，通过根据所述燃烧室内的超过设定压力值的压力而工作的气缸机构，使所述开关的触点部件向不与所述扳机卡合的位置移动，因此，由于在超过设定压力值时不能按压开关的触点部件，因此能够可靠地阻止打钉机的起动。

另外，也可以在所述气缸机构上设置活塞杆，该活塞杆构成为根据所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力而动作，向与所述扳机干涉的位置移动。

该情况下，使根据所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力而动作的气缸机构的活塞杆向与所述扳机干涉的位置移动，因此，不能有效地操作扳机。因此，可阻止打钉机的起动。

所述安全单元也可以构成为，在所述增压压力超过所述设定压力值时，不使供给到所述燃烧室的空气量和所述燃料供给装置的燃料喷射量联动，而通过所述燃料供给装置供给一定的燃料。

该情况下，由于单独设定所述压缩机的增压压力和所述燃料供给装置的燃料喷射量，因此，即使增压压力比设定压力值高，燃料喷射量也是一定的，因此，不会增加到该值以上。因此，在只是增压压力上升时，总归空气量与燃料气体多，混合气体变得稀薄，因此，即使点火也不能燃烧，或者即使燃烧也不产生动力。因此，由于比设定的能量低，因而可确保打钉机的耐久性和安全性。

其他的特征及效果通过实施例的记载及附加的权利要求可更加清楚。

附图说明

图1是本发明第一典型实施例的气体内燃式打钉机的要部的纵剖面图。

图2是表示图1的气体内燃式打钉机的动作状态的纵剖面图。

图3是本发明第二典型实施例的气体内燃式打钉机的要部的纵剖面图。

图4是表示图3的气体内燃式打钉机的动作状态的纵剖面图。

图5是本发明第三典型实施例的气体内燃式打钉机的要部的纵剖面图。

图6是本发明第四典型实施例的气体内燃式打钉机的要部的纵剖面图。

图7是表示图6的气体内燃式打钉机的动作状态的纵剖面图。

图8是表示本发明各典型实施例的共同的基本构成的纵剖面图。

图9是表示图8的气体内燃式打钉机的动作状态的要部的纵剖面图。

标号说明

5：击打气缸

6：击打活塞

8：可动壳体

11：燃烧室

19：燃料供给装置

25：压缩机

41：燃料供给控制阀

具体实施方式

下面，说明本发明多个典型实施例。首先，利用图8及图9的气体内燃式打钉机A说明与本发明的多个典型实施例的共同的基本构成，然后，单独说明供给到燃烧室内的用于增压的压缩空气的增压压力超过设定压力值时的方式。

图8及图9表示气体内燃式打钉机，该打钉机具备收容驱动机构部及气体燃料筒等的打钉机主体1、与打钉机主体1一体形成的把手2、和从打钉机主体1的图示下部突出的机头部3等。另外，4表示向机头部3的射出口供给钉子的钉匣。

驱动机构部由圆筒状的击打气缸5、在击打气缸5内沿图示上下方向往复滑动的击打活塞6、固定于击打活塞6的钉入器7、被位于击打气缸5的上部的筒状的可动壳体8和上部的气缸盖部10包围且由上述击打活塞6的上表面隔开的空间即燃烧室11、安装于燃烧室11的上部的气缸盖部10的火花塞12、和对从气体燃料筒13供给的可燃性气体和空气进行混合且通过马达14驱动的搅拌用的风扇15等构成。

另外，燃烧室11和击打气缸5被分隔部件16隔开，经由具备由板簧构成的止回阀17的开口部18连通。

接着，在击打气缸5的上端侧壁形成有供给口20，在击打气缸5和燃烧室11之间环状的头阀21设置成开通或阻断供给口20和燃烧室11。头阀21配置为可沿着击打气缸5的上方外侧面上向下移动作，通过设置于其下部的上推弹簧22以时常关闭供给口20的方式向上方施力。将上推弹簧22的弹力设定为，在燃烧室11内的内压因燃烧而变高时不能将头阀21保持在关闭状态的程度。

另外，设置有进行用于实质启动驱动机构部的初始动作的接触部件23。接触部件23在不供打钉的状态下被施加弹力，以使其下端从机头部3的最下部突出，设置于接触部件23的上部的杆部件24上端与燃烧室11的可动壳体8的下端部连结，由此，燃烧室11的可动壳体8向下移动而向大气开放。

并且，气体内燃式打钉机在打钉机主体1的后部空间具备增压用的压缩机25。压缩机25为往复移动型，其构成为通过使活塞30在向空气吸入口26和压缩空气供给管27开口的气缸28内往复移动，由活塞30对从吸入口26吸入的大气进行压缩而送入压缩空气供给管27，在吸入口26和压缩空气供给管27的管口分别设置有吸入阀31和喷出阀(未图示)，吸入阀31和喷出阀为彼此向反方向作用的板状的止回阀。增压用的压缩空气从压缩空气供给管27向燃烧室11供给。

活塞30的往复移动通过马达32进行，驱动力从马达32的马达轴的齿轮33经两个锥齿轮34的啮合传递到曲轴齿轮36，通过将曲轴齿轮36的旋转传递到连杆37，使经由活塞销可摆动地保持于该连杆上端的活塞30为了进行上述的吸气和排气而在气缸28内往复移动。

另外，在把手2的下部安装有包含气体燃料筒13的燃料供给装置19。从燃料供给装置19供给的气体燃料通过燃料供给管38被供给到燃烧室11内。燃料供给管38连接于压缩空气供给管27的管路中途，气体燃料与压缩空气一起从压缩燃料供给管39被供给到燃烧室11内。

另外，为了维持恰当的空燃比以确保良好的燃烧状态，在燃料供给装置19上装备了根据供给到燃烧室11的空气量来调节燃料的喷射量的单元。

接着，接触部件23通过被向上方压入而使可动壳体8向上移动，形成密闭的燃烧室11，与扳机的操作相关联，增压用的压缩机25通过马达32的驱动开始动作，进行气体燃料的供给及火花塞12的点火等。

即，通过将压抵于未图示的被打钉材料的接触部件23向图示上方压入，燃烧室11的可动壳体8如图9那样向上移动而使处于开放状态的燃烧室11成为密封关闭状态，并且，压缩机25通过马达32的驱动开始动作，经压缩空气供给管27送入压缩空气，并且与此同时，从气体燃料筒13经气体燃料供给管38喷射供给气体燃料，使压缩空气和燃料在压缩燃料供给管39合流而供给到燃烧室11内。通过搅拌风扇15对其搅拌混合以使其变得均匀，通过扳机40的操作使微型开关S进行接通动作而使火花塞12进行点火动作，由此，使燃烧室11内的混合空气燃烧。

燃烧室11内的混合燃料的燃烧产生的高压气体使头阀21抵抗弹簧22而下压，将其开口向供给口20开放，因此，将燃烧气体压力供给到击打气缸5内，驱动击打活塞6，钉入器7击打钉子，将钉子打入被打钉材料的规定位置。

另外，在击打活塞6向下移动至下死点时，由于击打气缸5内的气体急速冷却而使容积减小，因此，击打气缸5内变成负压，击打活塞6向上方移动。伴随击打活塞6的向上移动的气缸内空间的压力上升将分隔部件16的止回阀17的开口打开，击打活塞6向上死点移动。

然后，随着打钉的结束，扳机40的操作被释放，接触部件23对被打钉材料的推压被释放时，接触部件23通过弹簧的恢复力被下压而向下移动，与此联动，燃烧室11的可动套筒部向下移动，将燃烧室11开放，从密封部向燃烧室11内流入新鲜的空气，准备下次的打钉。

第一典型实施例

根据本发明的第一典型实施例，上述气体内燃式打钉机具备下述单元(安全单元)，其在向上述燃烧室11内供给的用于增压的压缩空气的增压压力超过设定压力值时，切断上述燃料供给装置的燃料供给。

即，如图1所示，在从燃料供给装置19供给燃料气体的燃料供给管38的中途部设置有作为安全单元的控制阀41。在控制阀41的阀筒42的内部可滑动地配置有阀芯43，阀筒42的上端与从压缩空气供给管27分支的压力排出管44连接。另外，在阀筒42的下方配置有将阀芯43向上方施力的上压弹簧45。并且，燃料供给管38在阀筒42的侧壁上开口。

若燃烧室11内的增压压力为规定的设定压力值以下，则控制阀41的阀芯43如图所示的那样通过上压弹簧45被向上方推压而燃料供给管38变为开通状态，气体燃料与压缩空气供给管27连接而被供给。

但是，在燃烧室11内的增压压力上升而超过设定压力值时，由于如图2所示的那样，高压的压缩空气从压缩空气供给管27经压力排出管44从阀筒42的上端供给到内部，因此，阀芯43抵抗上压弹簧45的弹力而向下方动作。由此，阀芯43的O型环46移动而将燃料供给管38切断。因此，气体燃料不供给到压缩空气供给管27。

如上所述，由于燃烧室11内的增压压力超过规定的设定压力值时用于增压的压缩空气的供给和燃料供给的联动关系被切断，即，燃烧室11内的增压压力超过规定的设定压力值时，即使继续供给用于增压的压缩空气，燃料供给控制阀41也会动作而切断燃料供给，因此，在继续供给压缩空气，燃烧室11内的增压压力超过设定压力值而上升时，由于该部分燃料变为稀薄状态，因此得不到恰当的空燃比，即使点火也不燃烧或者产生不完全燃烧，不会出现产生对打钉机的耐久性及安全性带来不利影响那样的在较高增压压力下的燃烧产生的过大的爆炸能量的情况。

第二典型实施例

接着，根据图3说明本发明的第二典型实施例。在第二典型实施例中，打钉机具备下述单元(安全单元)，其在供给到上述燃烧室11内的用于增压的压缩空气产生的该燃烧室11内的增压压力超过设定压力值时，将增压压力从上述燃烧室11内释放到击打气缸5内。

如上所述，根据从压缩机25供给的压缩空气的供给量而从燃料供给装置19(参照图1)供给气体燃料，由此可以确保恰当的空燃比。而且，构成为将压缩空气供给管27和燃料供给管38直接连接，使喷射出的燃料与压缩空气合流而从压缩空气供给管39供给到燃烧室11内。

但是，在隔开燃烧室11的下部且在与位于上死点的击打活塞6的上部之间形成击打气缸5内空间的上述分隔部件16上，设置有可将击打气缸5内空间和燃烧室11连通、还可切断连通的头阀21，但是，在本实施例中，该头阀21在燃烧室11内的增压压力为规定的设定压力值以下的状态下，如图3所示，该头阀21时常通过上压弹簧22的上压力向上移动，关闭击打气缸5的供给口20，但与此相对，在燃烧室11内的增压压力超过设定压力值时，如图4所示，头阀21抵抗上压弹簧22而向下移动，将燃烧室向供给口20打开。

因此，在增压引起的燃烧室11内的增压压力超过设定压力值时，上述的头阀21向下移动，将燃烧室11向供给口20打开(参照附图)，较高增压压力的混合气体通过上述头阀21的开口流入击打气缸5内。因此，由于击打活塞6被上述增压压力下压，因而实质上燃烧室11的容积扩大。这样，因为燃烧室11内的多余的增压压力向击打气缸5内空间开放，因此，燃烧室11内的增压压力减小，抑制了燃烧产生的爆炸能量。

这样，通过头阀21打开供给口20，由此混合燃料即较高增压压力的混合燃料流入击打气缸5内空间，通过该燃料的流入，该气缸5内空间的压力上升，活塞动作，但是由于该压力比燃烧产生的压力低，因而不会对打钉机的耐久性及安全性造成任何不利影响。

第三典型实施例

接着，根据图5说明本发明的第三典型实施例。

在第三典型实施例中，打钉机具备下述单元(安全单元)，其根据对超过上述燃烧室11内的上述设定压力值的压力进行检测的压力传感器47的检测信号而进行点火控制装置的控制电路板35的电路控制，由此，用于上述点火的开关S不进行接通动作。

如图5所示，在燃烧室11的侧壁安装有压力传感器47，在燃烧室11内的增压压力超过设定压力值时，通过压力传感器47检测该压力状态而发送检测信号。而且，在接收到所发送的检测信号时，以点火控制装置的控制电路板35的电路的火花塞12点火用的开关S不进行接通动作的方式对该信号进行编程。

因此，即使例如对扳机40进行压入操作而使开关S进行接通动作，也使该动作无效，不使火花塞12点火，从而不使燃烧室11内的混合气体燃烧。

第四典型实施例

在第四典型实施例中，打钉机涉及下述单元，其通过根据燃烧室内的超过上述设定压力值的压力而动作的气缸机构，通过使火花塞12进行点火动作，使燃烧室11内的混合燃料燃烧的微型开关S的触点部件向不与上述扳机卡合的位置移动。即，设置有气缸机构作为安全单元。

即，如图6所示，将从压缩空气供给管27的管路中途分支的压力排出管44与气缸机构47的气缸48连接，所述压缩空气供给管27从上述的压缩机25向燃烧室11内供给压缩空气，燃烧室11内的增压压力直接通过该压力排出管44而作用于气缸48内。在气缸48内设置有活塞50和活塞杆51，活塞杆51的前端从气缸48突出而抵接于微型开关S的前侧面。微型开关S配置成可前后滑动，被配置于其后侧面的弹簧52施力以时常向前方移动。微型开关S的触点部件53向下突出形成。

与此相对，在扳机40的上端，开关推压部54配置成与通常状态的微型开关S的触点部件53上下对应。

通过上述构成，若燃烧室11内的增压压力为设定压力值以下，则微型开关S通过弹簧52被时常向前方施力，但如图7所示，如果在燃烧室11内的增压压力超过设定压力值时，通过该增压压力使活塞杆51与气缸48内的活塞50一起抵抗弹簧52而使微型开关S向后方滑动，则触点部件53向不能与扳机40卡合的位置移动。因此，即使对扳机40进行拉上操作，也不能压入触点部件53，因而不能起动打钉机。

另外，在此，对利用了微型开关的机械开关进行了说明，但不限于此，也可以是利用了霍尔元件等的电子开关。

另外，虽然未图示，但是也可以替代使上述微型开关的触点部件向不与上述扳机卡合的位置移动的构成而构成如下，使根据上述燃烧室内的超过上述设定压力值的压力而动作的气缸机构的活塞杆在上述扳机的移动轨迹的中途突出而干涉。

第五典型实施例

在第五典型实施例中，构成为上述压缩机25的增压压力和上述燃料供给装置的燃料喷射量联动直到增压压力达到设定压力为止，但在超过设定压力值时，上述压缩机25的增压压力和上述燃料供给装置的燃料喷射量不联动而彼此单独设定，从图8及图9所示的含有气体燃料筒13的燃料供给装置喷射一定量的气体燃料。即，安全单元在增压压力超过设定压力值时，不使向燃烧室供给的空气量燃料供给装置的燃料喷射量联动，而通过燃料供给装置供给一定的燃料。

根据上述构成，即使增压压力比设定压力值高，燃料喷射量也是一定的，因而不再继续增压。因此，在只是增压压力上升时，总归空气量比燃料气体多，混合气体变得稀薄，因此，即使点火也不会燃烧，或者即使燃烧也不产生动力。因此，由于比设定的能量低，因而可确保打钉机的耐久性和安全性。

参照特定的实施方式详细说明了本发明，但不超出本发明的主旨和范围可施加各种变更及修改，这对本领域技术人员是显而易见的。

本申请以2007年4月2日的日本专利申请(日本特愿2007-096166)为基础，其内容在此作为参照而引用。

本发明可应用于具备增压装置的气体内燃式打钉机。

Claims (8)

1.一种气体内燃式打钉机，具备：

击打气缸，可滑动地收容击打活塞；

燃烧室，可开闭地设置于击打气缸的上方；

压缩机，向所述燃烧室增压供给空气；

燃料供给装置，向所述燃烧室供给燃料气体；以及

安全单元，防止在所述压缩空气的增压压力超过设定压力值的状态下打钉机被点火驱动。

2.如权利要求1所述的气体内燃式打钉机，

所述安全单元包括控制阀，该控制阀构成为在所述增压压力超过所述设定压力值时，切断所述燃料供给装置进行的燃料供给。

3.如权利要求1所述的气体内燃式打钉机，

所述安全单元构成为，在所述增压压力超过所述设定压力值时，从所述燃烧室内向击打气缸内释放增压压力。

4.如权利要求1所述的气体内燃式打钉机，

所述安全单元构成为，通过检测到所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力的压力传感器的检测信号所进行的点火控制装置的电路控制，用于对所述燃烧室的混合气体点火的开关不进行接通动作。

5.如权利要求1所述的气体内燃式打钉机，

还具备开关，被扳机的操作接通而对所述燃烧室内的混合气体点火，

所述安全单元由气缸机构构成，该气缸机构构成为，以与所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力对应地使所述开关不接通的方式进行动作。

6.如权利要求5所述的气体内燃式打钉机，

所述气缸机构构成为，与所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力对应地进行动作，使所述开关的触点部件向不与所述扳机卡合的位置移动。

7.如权利要求5所述的气体内燃式打钉机，

所述气缸机构包括活塞杆，该活塞杆构成为，与所述燃烧室内的超过所述设定压力值的压力对应地进行动作，向与所述扳机干涉的位置移动。

8.如权利要求1所述的气体内燃式打钉机，

所述安全单元构成为，在所述增压压力超过所述设定压力值时，不使供给到所述燃烧室的空气量和所述燃料供给装置的燃料喷射量联动，而通过所述燃料供给装置供给一定的燃料。

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