JP2006000946A - 燃焼式作業工具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 燃焼室121,122と、燃焼室に連接されたシリンダ153と、シリンダ内に摺動可能に収容されたピストン部材155と、を有し、燃焼室内で可燃性ガスを燃焼させ、これによって生じた燃焼圧力によりピストン部材を先端側へと移動させて所定の加工作業を遂行する燃焼式作業工具において、ピストン部材がシリンダ内を先端側へと移動する際、シリンダ内におけるピストン部材の移動方向前方領域の空気を当該シリンダの外側へと放出させるとともに、放出された空気を冷却空気として当該シリンダの外面を経て燃焼室側へと流動させる通風手段183,185を有する構成とした。
【選択図】 図1
Description
請求項1に記載の発明によれば、燃焼室と、燃焼室に連接されたシリンダと、シリンダ内に摺動可能に収容されたピストン部材と、を有する燃焼式作業工具が構成される。燃焼室には、燃料が噴霧状に供給されて空気と混合され、いわゆる可燃性ガスが生成される。可燃性ガスを点火装置によって燃焼させると、燃焼室内の可燃性ガスの燃焼作用によって生じた燃焼圧力でピストン部材が先端側へと移動し、これにより所定の加工作業を遂行する。「所定の加工作業」としては、典型的には、釘やステープル等を被加工材に打込むための作業がこれに該当する。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の燃焼式作業工具にける通風手段は、ピストン部材が先端側へ移動するときのシリンダ内における当該ピストン部材の後方領域が常時に外部と連通しない位置に設定された構成とされる。なお「後方領域」とは、ピストン部材によって仕切られるシリンダ内空間のうち、燃焼室側のシリンダ空間をいう。また「常時に連通しない位置」とは、先端側へと移動されたピストン部材が移動端部に到達したときの、当該ピストン部材の側面と対向する位置および当該ピストンよりも先端側位置を好適に包含する。本発明によれば、上記構成としたことにより、燃焼室内の可燃性ガスの燃焼作用によって生じた燃焼圧力でピストン部材が先端側へと移動される際、燃焼室内の燃焼圧力が通風手段を経て外に漏出することがなく、当該燃焼圧力をピストン部材による加工作業に有効に利用できる。また燃焼室内での燃焼によって先端側へと移動されたピストン部材は、当該燃焼室内の熱収縮によって初期位置へと戻されるが、このときも通風手段を経て燃焼室に空気が流入することがないため、ピストン部材を初期位置へと確実に戻すことができる。
請求項3に記載の発明によれば、請求項1または2に記載の燃焼式作業工具における通風手段は、シリンダ内の空気を外へ放出する放出口と、放出された空気を当該シリンダの外面を経て燃焼室側へ流動するよう案内するエアガイドと、を有する構成とされる。なお本発明における「放出口」としては、シリンダに単一の放出口を配置する態様のほか、シリンダの周方向につき複数個並列状に配置する態様を好適に包含する。また「エアガイド」としては、典型的には放出口の外側(シリンダの外側)にシリンダの長軸方向に沿って所定長さで延在状に配置される衝立状の壁板がこれに該当する。作業工具による加工作業時において、ピストン部材の移動によってシリンダ内の空気は、放出口から押し出されたのち、エアガイドによってシリンダの外面に沿って燃焼室側に向うよう案内される。
上記のように、本発明によれば、エアガイドを設けるといった、単純な構造でシリンダおよび燃焼室を効率よく冷却することができる。
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜3のいずれかに記載の燃焼式作業工具において、シリンダの外面における、放出口から放出されて燃焼室側に向かう空気の流動領域に放熱フィンを配置した構成とされる。かかる構成によれば、放熱フィンが空気の流れの中に置かれることで当該放熱フィンの放熱効果が向上し、シリンダを効率的に冷却できる。
請求項5に記載の発明によれば、請求項4に記載の燃焼式作業工具における放熱フィンは、所定間隔で並列に配置された複数の翼片から構成されるとともに、翼片は、エアガイドを経て流動される空気を燃焼室側に向けて案内するようにシリンダの長軸方向と同方向に延びている構成とされる。なお本発明における「長軸方向と同方向」とは、放熱フィンを構成する翼片の延在方向が長軸方向成分を有する形態を広く含む趣旨である。本発明においては、放熱フィンを構成する翼片がシリンダの長軸方向に延在する構成のため、隣接する翼片間の間隙によって空気の流路が形成されることになり、これによって空気を燃焼室側へ効果的に案内し得るとともに、放熱効果をより一層向上することができる。
本発明の実施の形態に係る釘打機101の全体構成が図1〜図5に示され、また燃焼室周辺部が図6に拡大図として示されている。図7は図6のVII−VII線断面図である。釘打機101は、本発明における「燃焼式作業工具」の一例であり、図1〜図5に示すように、メインハウジング103、射出部110、ハンドグリップ105、マガジン109により、その外郭が形成され、これらメインハウジング103および射出部110、ハンドグリップ105、マガジン109によって釘打機101の本体部が構成される。メインハウジング103内には、第1燃焼室121、第2燃焼室122、点火装置131、燃料噴射装置141、および駆動部151が収容される。すなわち、本実施の形態に係る釘打機101は、第1燃焼室121と第2燃焼室とからなる複数の燃焼室を有する構成とされる。なお以下においては、射出部110側を前側(図1〜図5における左側)、その反対側(図1〜図5における右側)を後側として説明する。
第1燃焼室121は、当該第1燃焼室121を第2燃焼室122と区画するための外形が円形の隔壁部123と、第2燃焼室122と反対側に位置する概ね平坦状の端部壁面を有する円形のスライドエンドプレート129とによって囲まれて形成されている。すなわち、隔壁部123は、外周側には平坦面部123aを備え、中央部側には第2燃焼室122側に膨出する球面状部分123bを備えた構成とされており、平坦面部123aがスライドエンドプレート129の端部壁面に密着状に接触されて固定されている。隔壁部123の球面状部分123bは、点火装置131の点火部を中心として概ね等径かつ半球状に形成されている。隔壁部123の球面状部分123bには多数の連通孔125が穿設状に形成されている(図7参照)。この連通孔125を介して第1燃焼室121と第2燃焼室122とが連通状態とされる。すなわち、点火部から各連通孔125までの距離がそれぞれ等距離となるように設定され、第1燃焼室121内の混合気が点火装置131の点火部によって点火されて燃焼される際、当該第1燃焼室121内の燃焼面(火焔面)が各連通孔125に概ね同時に到達するよう構成されている。なお点火部は、互いに所定の間隙を隔てて対向状に配置される2つの電極133a,133bによって構成されるが,このことについては後述する。
放出口183は、シリンダ153の前端側において概ね半周の領域に亘って周方向に適宜間隔で複数個開口されており、ピストン155がシリンダ153内を前方へと移動される際に、当該シリンダ153内におけるピストン155の前方領域(ピストンロッド側領域)の空気をシリンダ153の外へ放出する。また放出口183は図3に示すように、ピストン155が前進端に位置したとき、当該ピストン155の側面によって塞がれる位置に設けられている。
そして射出部110の先端に前述したコンタクトアーム111が配される。コンタクトアーム111は、射出部110の長軸方向(すなわち釘打機101の長軸方向であって、図1〜図5では左右方向に相当する)につき、当該射出部110に対し相対的に摺動動作可能とされ、常時にはスプリング112によって先端側(図1〜図5において左側)へと付勢されている。なお上記のスプリング112は、前述したスライドスリーブ127の付勢手段を兼用する。
また作業者が被加工材方向へと作用させていた釘打機101に対する押圧加重を解除することにより、図4に示すように、メインハウジング103側へ相対的に後退していたコンタクトアーム111が、スプリング112の付勢力を介して前方(被加工材方向)へ移動する。コンタクトアーム111の前進動作に伴って、燃焼室壁126が前方(ピストン155側)へ移動する。これにより、燃焼室壁126のスライドスリーブ127の小径部127aがシリンダ153のフランジ部153aから離れ、当該スライドスリーブ127の内周面とフランジ部153aの外周面との間に間隙127bが生じ、第2燃焼室122が当該間隙127bを経て室外(ハウジング103の内部空間104)に連通される。
すなわち、本実施の形態では、燃焼室が第1および第2燃焼室121,122から構成される釘打機101において、混合気の燃焼効率を高めるべく、第1燃焼室121に点火用プラグ133を設けるとともに、当該第1燃焼室121内で点火部によって点火された混合気の燃焼面が隔壁部123の連通孔125に概ね同時に到達するように、隔壁部123が点火部を中心とする等半径の球面状部分123bを有する構成としている。このような構成では、第1燃焼室121の容積を変化(減少)させて排気ガスを排出することが困難となるが、本実施の形態によれば、第1燃焼室121から第2燃焼室122への火炎噴射を効率良く行うことで混合気の燃焼効率を高めるべく、第1燃焼室121を構成する隔壁部123の形状を半球面状に形成するという構成を維持しつつ排気ガスの排出作用を効果的に遂行することができる。
また本実施の形態によれば、上記のように流れる冷却空気の流動流域に放熱フィン189を設けることで、当該放熱フィン189の放熱性を向上できるとともに、放熱フィン189の各翼片189a間の間隙をシリンダ153の長軸方向に延びる通路189bとすることで、第1および第2燃焼室121,122への冷却空気の流動性を向上することができる。
また本実施の形態では、放出口183は、燃焼室121,122の燃焼圧力でピストン155が前進されるとき、シリンダ153内におけるピストン155の後方領域を外部に連通させない位置に設けている。このため、燃焼室121,122内の可燃性ガスの燃焼作用によって生じた燃焼圧力でピストン155が先端側へと移動される際、燃焼室121,122内の燃焼圧力が放出口183通風手段を経て外に漏出することがなく、燃焼圧力をピストン155による加工作業に有効に利用できる。また燃焼室121,122内での燃焼によって先端側へと移動されたピストン155は、当該燃焼室121,122内の熱収縮によって初期位置へと戻されるが、このとき放出口183を上記の位置に設定することで、シリンダ153内(燃焼室121,122内)に外部から空気が流入することを回避し、ピストン155を初期位置へと確実に戻すことができる。
103 メインハウジング
104 内部空間
105 ハンドグリップ
106 ハウジングキャップ
106a 空間
106b 通気孔
107 トリガ
109 マガジン
110 射出部
111 コンタクトアーム
113 逆止弁
114 通気口
121 第1燃焼室
122 第2燃焼室
123 隔壁部
123a 平坦面部
123b 球面状部分
125 連通孔
126 燃焼室壁
127 スライドスリーブ
127a 小径部
127b 間隙
128 ネジ
129 スライドエンドプレート
131 点火装置
133 点火用プラグ
133a 一方の電極
133b 他方の電極
134 ボール
135 スプリング
136 電気配線
137 保持部材
138 圧電素子
141 燃料噴射装置
143 燃料噴射孔
145 パイプ状部材
145a 突出先端部
145b 湾曲部
146 燃料通路構成部材
147 燃料供給通路
149 燃料容器
151 駆動部
153 シリンダ
153a フランジ部
154 Oリング
155 ピストン(ピストン部材)
155a 球面状凹部
155b 格納空間
157 ピストンロッド
159 クッションラバー
161 大気室用の吸気口
163 吸入弁
165 燃焼室用の吸気口
167 吸入弁
169 シール部材
171 大気室
173 大気室壁
175 固定エンドプレート
177 固定スリーブ
179 Oリング
181 冷却機構
183 放出口(通風手段)
184 フランジ部(通風手段)
185 ガイドプレート(通風手段)(エアガイド)
186 ネジ
188 通路
189 放熱フィン
189a 翼片
189b 通路
Claims (5)
- 燃焼室と、
前記燃焼室に連接されたシリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に収容されたピストン部材と、を有し、
前記燃焼室内で可燃性ガスを燃焼させ、これによって生じた燃焼圧力により前記ピストン部材を先端側へと移動させて所定の加工作業を遂行する燃焼式作業工具であって、
前記ピストン部材が前記シリンダ内を先端側へと移動する際、前記シリンダ内における前記ピストン部材の前方領域の空気を当該シリンダの外側へと放出させるとともに、放出された空気を冷却空気として当該シリンダの外面を経て前記燃焼室側へと流動させる通風手段を有することを特徴とする燃焼式作業工具。 - 請求項1に記載の燃焼式作業工具であって、
前記通風手段は、前記ピストン部材が先端側へ移動するときの前記シリンダ内における当該ピストン部材の後方領域が常時に外部と連通しない位置に設定されていることを特徴とする燃焼式作業工具。 - 請求項1または2に記載の燃焼式作業工具であって、
前記通風手段は、前記シリンダ内の空気を外へ放出する放出口と、放出された空気を当該シリンダの外面を経て前記燃焼室側へ流動するよう案内するエアガイドと、を有することを特徴とする燃焼式作業工具。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の燃焼式作業工具であって、
前記シリンダの外面における、前記放出口から放出されて前記燃焼室側に向かう空気の流動領域に放熱フィンを配置したことを特徴とする燃焼式作業工具。 - 請求項4に記載の燃焼式作業工具であって、
前記放熱フィンは、所定間隔で並列に配置された複数の翼片から構成されるとともに、前記翼片は、前記エアガイドを経て流動される空気を前記燃焼室側に向けて案内するように前記シリンダの長軸方向と同方向に延びていることを特徴とする燃焼式作業工具。
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