JP2006061998A - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料ボンベの温度を安定させ、常時定量の可燃性ガスを供給し、安定した着火性能を実現可能な燃焼式動力工具を提供する。
【解決手段】ハウジング２には、ガスボンベ３０の一端付近に空気取入口２ｂが形成されている。ファン１９の回転により空気取入口２ｂから空気が矢印ｂ１のように取り込まれる。空気は空気通路３０ａを流れ、矢印ｂ２に示すように計量部３０Ｂの外面を通過して、ファン１９の方へ流れる。次に、空気はファン１９の回転により矢印ｂ３のようにファン１９の半径方向外方に流れ、矢印ａ４のように第２流路３２を通り、排出口２ａから排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼式動力工具に関し、特に可燃性ガスと空気とを混合した混合ガスを着火することにより動力を発生させる燃焼式動力工具に関する。

従来、ガス釘打機等の燃焼式動力工具においては、燃焼室内に可燃性ガス等の燃料を噴射してこれを点火プラグを放電スパークさせることにより点火し、この時の燃焼室内気体の膨張をピストンによる一軸方向への運動量に変え、このピストンの運動により、釘を打ち付ける構造となっている（例えば、特許文献及び２参照）。

特公平３−２５３０７号公報 米国特許第５１９７６４６号明細書

しかし、従来のガス釘打機等の燃焼式動力工具では、連続使用時に燃焼室内における爆発燃焼によって発生する熱により、燃料ボンベを含む工具全体の温度が上昇する。このため燃料ボンベの内部圧力が上昇し、可燃性ガスの噴射量は増加する。燃焼室内におけるガス濃度（燃焼室全容積に対する可燃性ガスの量）が所定の範囲内にあるときのみ可燃性ガスが着火する燃焼式動力工具において、可燃性ガスの噴射量が増加すると（ガス濃度が濃くなると）可燃性ガスが着火しなかったり、着火しても釘を打ち付けるのに十分な燃焼室内気体の膨張が得られなことがある。

そこで本発明は、燃料ボンベの温度を安定させ、常時定量の可燃性ガスを供給し、安定した着火性能を実現可能な燃焼式動力工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、燃料ボンベを収容するボンベ収容部を有するハウジングと、該ハウジングの一端に設けられ、該燃料ボンベから供給される可燃性ガスを通過させるための可燃性ガス通路が形成されたヘッド部と、該ハウジング内に固定されたシリンダと、該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能なピストンと、該ハウジング内において該シリンダに移動可能に案内され、該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該シリンダ、該ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠と、該ピストンから反燃焼室方向に延びるドライバブレードと、該燃焼室内の可燃性ガスと空気との混合気に着火するために該燃焼室に臨む点火プラグとを備え、該可燃性ガスが該可燃性ガス通路を介して該燃焼室に供給され、該点火プラグの点火動作により該混合気が爆発燃焼して該ピストン及び該ドライバブレードを移動させる燃焼式動力工具において、該ハウジングの該ボンベ収容部と該燃料ボンベとの間には空気通路が画成され、該ボンベ収容部には空気取入口が形成されている燃焼式動力工具を提供している。

ここで、該燃焼室内に配置されて可燃性ガスと空気とを攪拌混合するファンを更に有し、該ハウジングには、燃焼ガスを排出する排出口が形成され、該燃料ボンベは、燃料を収容する燃料収容部と、該燃料収容部の一端に付設され該燃料の量を計量する計量部とを備え、該空気通路は少なくとも該計量部の外面を通過して該ファンに至り、該ファンの回転により空気は該空気通路を通過して該排出口から排出されることが好ましい。

更に、該空気取入口は、該燃料収容部の他端付近に形成されていることが好ましい。

請求項１に記載の燃焼式動力工具によれば、ハウジングのボンベ収容部と燃料ボンベとの間には空気通路が画成され、ボンベ収容部には空気取入口が形成されているので、空気通路を通過する空気により、燃料ボンベを冷却することができる。従って、燃焼式動力工具を連続使用によりシリンダ等の温度が上昇したとしても、燃料ボンベの温度の上昇を抑制でき、燃料ボンベ内の内部圧力をほぼ一定に保つことができる。更に一定量の可燃性ガスを供給することができ、燃焼式動力工具の安定した着火性能を得ることができる。

請求項２に記載の燃焼式動力工具によれば、空気通路は少なくとも計量部の外面を通過してファンに至り、ファンの回転により空気は負圧吸引により空気通路を通過して排出口から排出されるので、既存の設備を利用することにより、燃料ボンベの温度は上昇を抑制し、常時定量の可燃性ガスを供給でき、燃焼式動力工具の安定した着火性能を実現することができる。

請求項３に記載の燃焼式動力工具によれば、空気取入口は、燃料収容部の他端付近に形成されているので、空気取入口から流入した空気は、燃料収容部の他端から計量部まで流れる。従って、燃料ボンベ全体を冷やすことができ温度上昇を抑制することができる。

本発明の燃焼式動力工具を燃焼式打込み工具に適用した実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、打込み動作前の状態である燃焼式打込み工具１を示しており、燃焼式打込み工具１は、外枠体を構成し、排出口２ａが形成されたハウジング２を有する。またハウジング２には、後述するガスボンベ３０の一端付近に空気取入口２ｂが形成されている。ハウジング２の上部には、吸気口３ａが形成されたヘッドカバー３が取付けられている。ハウジング２の側部からはハンドル４が延設される。

ハンドル４は、トリガスイッチ５を備え、図示せぬ電池が着脱可能に挿入されている。ハウジング２内のハンドル４が延設される箇所にはボンベ室２９が形成されている。ガスボンベ３０は、ボンベ室２９内に着脱自在に収容されている。ガスボンベ３０は、可燃焼液化ガスを内含する燃料収容部３０Ａと、燃料収容部３０Ａの端部に付設され可燃焼液化ガスを一定量計量・噴射する計量部３０Ｂとを備えている。計量部３０Ｂには、後述のガスボンベ接続部２５Ａに接続される噴射ロッド３０Ｃが設けられている。そして、ボンベ室２９の内壁とガスボンベ３０との間には、空気が通過するための空気通路３０ａが画成される。ハンドル４の下方には、図示しない釘を装填したマガジン６が設けられている。

ハウジング２の反ヘッドカバー３側端部付近からは、後述のシリンダ２０と一体成形されて、その先端部分が工作物２８に対向するノーズ７が延設されている。ノーズ７は後述のドライバブレード２３Ａの摺動と、図示せぬ釘が工作物２８に打込まれるのをガイドする。ノーズ７の下端７Ａには、工作物２８に当接するプッシュレバー９が往復摺動可能に突出して支持され、プッシュレバー９の上端部は、後述する枠基部１０Ａに固定されたアーム部８と連接されている。

アーム部８とシリンダ２０との間には、付勢部材であるスプリング２２が介装されている。よって、アーム部８に連接されたプッシュレバー９がヘッドカバー３から離反する方向に付勢される。そして、プッシュレバー９の先端を工作物２８に当接させ、スプリング２２の付勢力に抗してハウジング２を工作物２８方向に押したとき、プッシュレバー９のハウジング２側はハウジング２内に移動可能である。

ハウジング２の反プッシュレバー９側端部には、開口を覆うためのヘッド部たるヘッドキャップ１１が固定されている。ヘッドキャップ１１の後述する燃焼室２６の反対側には、モータ１８が配置されており、このモータ１８の近傍には、点火位置が燃焼室２６内に面し、トリガスイッチ５の操作並びにプッシュレバー９の押圧動作により点火される点火プラグ１２が設けられている。モータ１８は回転軸１８Ａを有しており、燃焼室２６内に位置する回転軸１８Ａの端部には、ファン１９が固定されている。

ヘッドキャップ１１のハンドル４側内には燃料通路２５が形成され、燃料通路２５の一端はヘッドキャップ１１の下端面に開口し、他端側はヘッドキャップ１１に取付けられたガスボンベ接続部２５Ａと係合している。ハウジング２内には、ハウジング２の長手方向に移動可能な燃焼室枠１０が設けられる。燃焼室枠１０は、枠基部１０Ａと、枠基部１０Ａの反プッシュレバー９側に位置する枠頭部１０Ｂとから構成される。

またハウジング２内には、燃焼式打込み工具１が工作物２８に押し付けられて、燃焼室枠１０が、ストローク端にあることを検出するための図示せぬヘッドスイッチが設けられている。プッシュレバー９が所定位置まで移動したときに、ヘッドスイッチがオン動作して、モータ１８の回転が開始される。

また枠基部１０Ａには、アーム部８が連結固定されているため、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０も移動する。そして燃焼室枠１０の内周面に当接して燃焼室枠１０の移動を案内するシリンダ２０が、ハウジング２に固定されている。シリンダ２０の軸方向中央部付近には排気穴２１が形成されている。この排気穴２１には図示せぬ逆止弁が選択的に塞ぐように設けられる。

図１に示すように、シリンダ２０内には、シリンダ２０に対して往復摺動可能なピストン２３が設けられ、ピストン２３はシリンダ２０内をピストン２３上室とピストン２３下室に画成する。このピストン２３のピストン下室側の面からドライバブレード２３Ａがノーズ７位置まで延出され、このドライバブレード２３Ａの先端が図示せぬ釘を打撃する箇所となる。また、シリンダ２０内の下面には、弾性体より構成されるバンパ２４が配置されている。よって、ピストン２３が下方に移動した場合に、下死点でバンパ２４に衝突することになる。

そして燃焼室枠１０の上端がヘッドキャップ１１に当接したときに、ヘッドキャップ１１、燃焼室枠１０、ピストン２３上室、とにより燃焼室２６が画成される。燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間したときは、ヘッドキャップ１１と燃焼室枠１０の上端との間に外気と通じる第１流路３１が生じ、また燃焼室枠１０の上端部とシリンダ２０の上端部との間に第１流路３１に続く第２流路３２が生じる。これら流路は、シリンダ２０の外周面側に燃焼ガスや新たな空気を通過させ、この通過した燃焼ガス等はハウジング２の排出口２ａから排出される。また、吸気口３ａは燃焼室２６内に空気を供給するために形成され、排気穴２１からは、燃焼室２６の燃焼ガスを排出する。

ファン１９はその回転により、燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１と当接位置にあるときに空気と可燃性ガスとを攪拌混合させ、点火後に乱流燃焼を生じせしめて燃焼を促進させ、燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間して、第１流路３１、第２流路３２が生じたとき、燃焼室２６内の燃焼ガスを掃気すると共にシリンダ２０を冷却するという３つの機能を果たす。

次に燃焼式打込み工具１の動作について説明する。非作動の状態では、スプリング２２の付勢力により、プッシュレバー９は反ピストン２３方向に付勢されてノーズ７下端より突出している。このとき燃焼室枠１０はアーム部８を介してプッシュレバー９に連接されているので、燃焼室枠１０の上端はヘッドキャップ１１と離間し、また燃焼室枠１０の燃焼室２６を画成する部分と、シリンダ２０の上端部とも離間して、第１流路３１、第２流路３２が提供される。このときピストン２３は、シリンダ２０内の上死点位置に停止している。

この状態でハンドル４を把持し、プッシュレバー９を工作物２８に押し付けると、プッシュレバー９がスプリング２２の付勢力に抗してピストン２３方向に移動し、同様にアーム部８を介してプッシュレバー９と連接した燃焼室枠１０も移動し、上述した第１流路３１が閉じられて、燃焼室２６が密封される。

またプッシュレバー９の移動に伴って、ガスボンベ３０から液化ガスが噴射され、液化ガスはガスボンベ接続部２５Ａを介して、燃料通路２５を通り燃焼室２６内に供給される。

更に、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０がストローク端まで移動すると、ヘッドスイッチがオンとなってモータ１８に電力が供給され、ファン１９の回転が開始する。ファン１９が密封空間となった燃焼室２６内で回転することにより、噴射された可燃性ガスが燃焼室２６内の空気と攪拌混合される。

かかる状態でハンドル４のトリガスイッチ５をオンすると、点火プラグ１２がスパークし、混合ガスに着火して燃焼・膨張する。この燃焼・膨張した混合ガスはピストン２３をプッシュレバー９の方へ移動させ、ピストン２３がシリンダ２０内のバンパ２４に衝接するまでノーズ７内の釘はドライバブレード２３Ａを介して工作物２８に打ち込まれる。

打ち込み後、ピストン２３はバンパ２４と接し、燃焼ガスは排気穴２１よりシリンダ２０外部へ放出される。排気穴２１には逆止弁（図示せず）が付随しており、燃焼ガスがシリンダ２０外部へ放出され、シリンダ２０及び燃焼室２６内部が大気圧になった時点で逆止弁は閉じられる。

シリンダ２０及び燃焼室２６内部に残った燃焼ガスは燃焼後であるため高温であり、その燃焼熱がシリンダ２０の内壁、燃焼室枠１０の内壁から吸収され、シリンダ２０及びガスボンベ３０等は高温になる。この吸収された熱は、シリンダ２０、燃焼室枠１０の外壁表面から大気中に放散される。

このシリンダ２０等に燃焼ガスの燃焼熱が吸収されることにより燃焼ガスが急冷され、燃焼ガスの体積が減少してピストン２３上部の閉じられた空間の圧力が低下し大気圧以下になり（熱真空という）、ピストン２３を初期の上死点位置に引き戻す。

その後、トリガスイッチ５をオフし、本体を持ち上げ、プッシュレバー９を工作物２８から離すと、プッシュレバー９と燃焼室枠１０がスプリング２２の付勢により反ピストン２３方向へ戻り、第１流路３１及び第２流路３２が提供される。ファン１９はトリガスイッチ５をオフしても、一定時間、回転を継続している。このファン１９の回転により空気の流れを発生させることにより、矢印ａ１のようにヘッドカバー３の吸気口３ａから新鮮な空気が取込まれ、この空気は矢印ａ２〜ａ４のように流れ排出口２ａから排出され、燃焼室内の空気は掃気される。

これと同時にファン１９の回転による負圧吸引によって、空気取入口２ｂから空気が矢印ｂ１のように取り込まれる。空気は空気通路３０ａを流れ、矢印ｂ２に示すように計量部３０Ｂの外面を通過して、ファン１９の方へ流れる。次に、空気はファン１９の回転により矢印ｂ３のようにファン１９の半径方向外方に流れ、矢印ａ４のように第２流路３２を通り、排出口２ａから排出される。

このように空気を流すことによりガスボンベ３０は冷却される。従って、燃焼式打込み工具１を連続して使用し、シリンダ２０等の温度が上昇したとしてもガスボンベ３０の温度の上昇を抑制でき、ガスボンベ３０の内部圧力をほぼ一定に保つことができる。このため一定量の可燃性ガスを供給することができ、燃焼式打込み工具１の安定した着火性能を得ることができる。また、空気取入口２ｂは、ハウジング２におけるガスボンベ３０の反計量部３０Ｂ側付近に形成されているので、ガスボンベ３０全体を冷却することができる。

また、ハウジング２に空気取入口２ｂを設けるだけで、他はファン１９等の既存の構成部品を利用することにより、ガスボンベ３０の温度の上昇を抑制し、常時定量の可燃性ガスを供給でき、燃焼式打込み工具１の安定した着火性能を実現することができる。その後ファン１９が停止し初期の静止状態となる。静止状態になった後、上記過程を再度繰り返すことにより、再び釘を打ち込むことが可能となる。

本発明による燃焼式打込み工具１は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

本発明による燃焼式動力工具を燃焼式打込み工具に適用した実施の形態を示す側方断面図であって、釘打ち動作前の状態を示す図。

符号の説明

１ 燃焼式打込み工具 ２ ハウジング ２ａ 排出口 ２ｂ 空気取入口
３ ヘッドカバー ３ａ 吸気口 ４ ハンドル ９ プッシュレバー
１０ 燃焼室枠 １１ ヘッドキャップ １２ 点火プラグ １９ ファン
２０ シリンダ ２３Ａ ドライバブレード ２３ ピストン ２５ 燃料通路
２６ 燃焼室 ２８ 工作物 ２９ ボンベ室 ３０ ガスボンベ
３０ａ 空気通路 ３０Ｂ 計量部 ３０Ａ 燃料収容部

Claims (3)

1. 燃料ボンベを収容するボンベ収容部を有するハウジングと、
   該ハウジングの一端に設けられ、該燃料ボンベから供給される可燃性ガスを通過させるための可燃性ガス通路が形成されたヘッド部と、
   該ハウジング内に固定されたシリンダと、
   該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能なピストンと、
   該ハウジング内において該シリンダに移動可能に案内され、該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該シリンダ、該ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠と、
   該ピストンから反燃焼室方向に延びるドライバブレードと、
   該燃焼室内の可燃性ガスと空気との混合気に着火するために該燃焼室に臨む点火プラグと、を備え、
   該可燃性ガスが該可燃性ガス通路を介して該燃焼室に供給され、該点火プラグの点火動作により該混合気が爆発燃焼して該ピストン及び該ドライバブレードを移動させる燃焼式動力工具において、
   該ハウジングの該ボンベ収容部と該燃料ボンベとの間には空気通路が画成され、該ボンベ収容部には空気取入口が形成されていることを特徴とする燃焼式動力工具。
2. 該燃焼室内に配置されて可燃性ガスと空気とを攪拌混合するファンを更に有し、
   該ハウジングには、燃焼ガスを排出する排出口が形成され、
   該燃料ボンベは、燃料を収容する燃料収容部と、該燃料収容部の一端に付設され該燃料の量を計量する計量部とを備え、
   該空気通路は少なくとも該計量部の外面を通過して該ファンに至り、該ファンの回転により空気は該空気通路を通過して該排出口から排出されることを特徴とする請求項１に記載の燃焼式動力工具。
3. 該空気取入口は、該燃料収容部の他端付近に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼式動力工具。

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