JP2006281398A - ガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】作動時に回転ファン用モータ２０に加えられるあらゆる方向の衝撃や振動を緩和する。
【解決手段】燃焼室１１の上部壁にモータ用収納部２２を形成し、モータ２０のシャフト２１を収納部２２の底部を貫通させて燃焼室１１に臨む回転ファン１８に結合させ、燃焼室１１内で回転ファン１８で撹拌混合して得た混合ガスに点火して燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスの圧力でファスナーを打ち込むガス燃焼式打込み工具において、収納部２２にはモータ２０を、その上下部にそれぞれ弾性を有する短筒状の緩衝体２５、２６を介して収納するとともに、各緩衝体２５、２６には上下方向に長い複数の溝穴２８を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、打撃シリンダの上方に形成した燃焼室内で可燃性ガスと空気とをモータで駆動される回転ファンで混合して得た混合ガスに点火して燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスの圧力で打撃シリンダ内に収容された打撃ピストンを駆動し、該打撃ピストンに一体に結合されたドライバでその下方に配置された釘等のファスナーに衝撃を与え、釘打ち込み等の作業を行わせるガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構に関する。

ガス燃焼式打込み工具の一例として、密閉された燃焼室内へ可燃性ガスを注入して燃焼室内で可燃性ガスと空気との混合ガスを撹拌し、撹拌された混合ガスを燃焼室内で燃焼させることによって燃焼室内に高圧の燃焼ガスを発生させ、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容されている打撃ピストンに作用させて打撃ピストンを打撃シリンダ内で衝撃的に駆動させ、この打撃ピストンの下面側に結合されているドライバによって釘を鋼板やコンクリートへ打ち込むようにした燃焼ガス駆動打込み機が知られている。このような燃焼ガス駆動打込み機では可燃性ガスを充填したガスボンベ等の容器を工具内に装着するとともに、可燃性ガスに着火するための電力源であるバッテリーを工具に装着することによって携帯が可能な工具として形成されており、電力や圧縮空気等の動力供給源に拘束されることなく釘やピンの打ち込み作業を行うことが可能にされている。

以上のように、上記燃焼ガス駆動打込み機では、燃焼室内に噴射された可燃性ガスを燃焼室内の空気と撹拌混合させて所定の空燃比の混合ガスを生成させるための回転ファンが設けられている。回転ファンは電動モータによって回転されるものであるが、回転ファンを回転させるモータは、燃焼室上部のシリンダヘッドに形成された収納部内に収納され、モータから突出したシャフトは収納部の底部に形成された軸受け孔を貫通して燃焼室内に突出している。

ところが、衝撃工具の作動時に燃焼室内の混合ガスに点火して爆発させると、その燃焼圧によってシリンダヘッドが上方に移動させられるのに対し、モータには慣性力が働くから、相対的にはシリンダヘッドに対してモータが下方に移動する。また、上記燃焼圧によって駆動された打撃ピストンが打撃シリンダの下部のバンパに衝撃的に当ると、工具本体とともにシリンダヘッドも下方に移動するのに対し、モータには慣性力が働くから、相対的にはシリンダヘッドに対してモータが上方に移動する。このように、打撃ピストンの往復動時に加えられる加速度によってモータは工具本体内で振動するので、モータと他の部材との溶接が剥がれたり、ベアリングが破損したりし、信頼性や寿命などに大きな影響がある。

そこで、特許文献１に示されたように、モータの外周面と収納部の内壁とはゴム製の緩衝部材を介して保持するようにしたモータ保持機構が知られている。モータは弾性を有する緩衝部材により懸架されている構造であるから、モータに対して上下の振動が加えられてもモータ自体に衝撃は加わらない。このため、モータは上下の衝撃からは保護されるということができる。
特開２００４−１３０５０６

しかしながら、燃焼室内にある回転ファンも燃焼圧の作用を受けてモータのシャフトも前後左右に振られるから、モータ自体やシャフトが上下に振動するだけでなく、前後左右にも強く振れる。そして、モータのシャフトが振られたときに収納部の軸受け孔との間で強い摩擦や衝突が起きる。このように、従来のモータ保持機構では、モータのシャフトに直交する方向の振動や衝撃に対しては緩衝が不十分であり、モータが破損することがあった。

本発明は前記問題点を解消し、打込み工具の作動時に回転ファン用モータに加えられるあらゆる方向の衝撃や振動を有効に緩和してモータの耐久性や信頼性を上げることができるガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構を提供することをその課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、打撃シリンダの上方に燃焼室を設け、この燃焼室の上部壁にモータを収納する収納部を形成し、上記モータのシャフトを上記収納部の底部を貫通させて燃焼室に臨む回転ファンに結合させ、上記燃焼室内で、可燃性ガスと空気とを上記回転ファンで撹拌混合して得た混合ガスに点火して燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスの圧力で釘等のファスナーを打ち込むガス燃焼式打込み工具において、上記収納部には上記モータを、その上下部にそれぞれ弾性を有する短筒状の緩衝体を介して収納するとともに、上記各緩衝体には上下方向に長い複数の溝穴を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記緩衝体の一端には、上記収納部の内径と略同じ外径のフランジを形成し、上記収納部の内側面と緩衝体の外周面との間には隙間を形成したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上記緩衝体の上記モータの上端または下端に当接する面には、複数の突部を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成したことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、上記収納部の内壁面とモータの外周面との間に合成樹脂製のシート状モータスリーブを介在させ、このモータスリーブの両側面には上下方向に形成された複数の平行な突条を上記内壁面の側と上記外周面の側とで交互に形成したことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、上記収納部の内側面とモータスリーブおよびモータスリーブとモータとをそれぞれ互いに回転できないように係合させたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、モータ用の収納部にはモータを、その上下部にそれぞれ弾性を有する短筒状の緩衝体を介して収納するとともに、上記各緩衝体には上下方向に長い複数の溝穴を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成したので、ガス燃焼式打込み工具の作動時の衝撃によってモータはモータスリーブ内で上下に摺動するが、下方への振動による衝撃は下部の緩衝体が吸収してモータに加わる加速度を減衰させ、上方への振動による衝撃上部の緩衝体が弾性変形して吸収してモータに加わる加速度を減衰させるので、いずれの衝撃も緩和される。そして、上下部の緩衝体が衝撃を吸収するときは圧縮されて撓むが、この弾性変形は溝穴に吸収される。このため、衝撃は確実に緩和される。

請求項２に係る発明によれば、緩衝体の一端には、モータの収納部の内径と略同じ外径のフランジが形成され、上記収納部の内側面と緩衝体の外周面との間には隙間が形成されているので、ガス燃焼式打込み工具の作動時に生じた衝撃は上下部の緩衝体によって吸収される。このとき上記緩衝体は圧縮されて外方に膨らむことになるが、この撓み変形は緩衝体と収納部との間に形成された隙間に吸収されるから、衝撃は有効に緩和される。

請求項３に係る発明によれば、緩衝体のモータの上端または下端に当接する面には、複数の突部が一定の間隔をおいて形成されているので、上下に緩衝体を介してモータを収納した状態では、上下の緩衝体の突部は圧縮されてすこし潰れるので、モータは上下の緩衝体によって上下から締め付けられた安定状態となる。

請求項４に係る発明によれば、モータの収納部の内壁面とモータの外周面との間に合成樹脂製のシート状モータスリーブを介在させ、このモータスリーブの側面には上下方向に形成された複数の平行な突条を上記内壁面の側と上記外周面の側とで交互に形成したから、モータと収納部の公差のばらつきによってモータが収納部にきつく、あるいは緩く嵌合される組み合わせとなったとしても、モータと収納部との間に介装されるモータスリーブは、その両側面に交互に形成された突条によって波形となり、公差に応じて撓み変形できるから、モータとモータスリーブとの間のクリアランスは小さくなるように確保され、モータスリーブのモータに対する締め付けは緩むことがない。

また、燃焼室内で爆発的な燃焼が行われると、回転ファンはモータのシャフトの軸方向と直交するいろいろな方向から激しく振れてがたつくように横方向から圧力を受けるが、モータスリーブの隣り合う突条間部分が撓み変形し、弾性が効いているので横方向の圧力を有効に吸収することができる。したがって、モータと収納部の内側面やシャフトと収納部の軸受け孔とが強く接触することを防ぐことができる。

請求項５に係る発明によれば、収納部の内側面とモータスリーブおよびモータスリーブとモータとをそれぞれ互いに回転できないように係合しているから、モータが収納部内で回転するのが良好に防止され、モータのハーネスが切れてしまうような事故を回避することができる。

以下、図面によって本発明の実施形態について説明する。図１において符号１はガス燃焼式釘打込み機で、グリップ２を一体に有するハウジング３内に打撃シリンダ４が設けられ、この打撃シリンダ４内には釘を打撃するドライバ５を備えた打撃ピストン６が上下方向に摺動可能に収納されている。上記ハウジング３の下部には射出口７を有するノーズ部８が形成され、ノーズ部８の後方側には連結釘９を装填したマガジン１０が連設され、マガジン１０内の釘が順次射出口に供給され、上記ドライバ５に打撃されて射出口７から被打込み材に打ち出されるように構成されている。

打撃シリンダ４の上方には可燃性ガスと空気との混合ガスが生成されるとともにこの混合ガスを燃焼させるための燃焼室１１が形成されている。燃焼室１１は、打撃ピストン６の上端面が晒されている打撃シリンダ４の上端と上部ハウジング１２の内部に形成された上部壁（シリンダヘッド）１３との間に配置されている環状の可動スリーブ１４によって形成されており、この燃焼室１１内で可燃性ガスと空気との混合ガスを生成して爆発的に燃焼させることによって生じる燃焼ガスの圧力を打撃ピストン６に作用させて打撃ピストン６を打撃シリンダ４内の下死点位置に配置されているバンパ１５まで駆動させるように構成されている。

燃焼室１１を形成している可動スリーブ１４は打撃ピストン６の作動方向に沿って摺動可能に配置されており、釘打込み機１が起動される以前には可動スリーブ１４が下方位置にあり、燃焼室１１内を上部壁１３を貫通して形成された通気口（図示せず）および打撃シリンダ４の外周面とハウジング３の内周面との間に形成された通路１６を介して大気と連通させている。また、釘打込み機を起動させる際にはノーズ部７を被打込材に押し当てることによって可動スリーブ１４は相対的に図１に示す上方位置に移動し、燃焼室１１内を大気と遮断する。

燃焼室１１の上部壁１３を形成している上部ハウジング１１には、ガス容器に連通する噴射ノズル９と、混合ガスに添加して燃焼させるための点火プラグ（図示せず）が配置されている。点火プラグはトリガ１７の操作により作動するスイッチに基づいて混合ガスに点火する。

また、上部ハウジング１２には、燃焼室１１内に噴射された可燃性ガスを燃焼室１１内の空気と撹拌させて燃焼室１１内で所定の空燃比の混合ガスを生成するための回転ファン１８が設けられている。

上記回転ファン１８は図２に示されるように、電動モータ２０のシャフト２１の先端に固定され、モータ２０は燃焼室１１の上部壁１３に形成された有底円筒状の収納部２２内に収納配置されている。モータ２０の上面中央にはハーネス２３が接続され、下面中央にはシャフト２１が設けられ、シャフト２１は収納部２２の底部１９に形成された軸受け孔２４を貫通して燃焼室１１内に突出している。

上記収納部２２にはモータ２０よりもやや大きい空間部が形成されている。そして、収納部２２内にはモータ２０が弾性を有する緩衝体２５、２６と合成樹脂製のモータスリーブ２７を介して保持されている。

モータ２０は収納部２２に上下部の緩衝体２５、２６を介して収納固定されている。各緩衝体２５、２６は耐熱性に優れるシリコン系のゴムなどの弾性材によって短筒状に形成されている。

図３（ａ）（ｂ）に示されるように、各緩衝体２５、２６には上下方向に長い複数の溝穴２８が周方向に沿って一定の間隔をおいて形成されている。各溝穴２８は緩衝体２５、２６を貫通せず、上部緩衝体２５の溝穴２８は上方に、下部緩衝体２６の溝穴２８は下方に開口している。

次に、上部緩衝体２５の上端と下部緩衝体２６の下端には、上記収納部２２の内径と略同じ外径のフランジ２９が形成されている。これにより、上記収納部２２の内側面と緩衝体２５、２６の外周面との間には隙間が形成される。

さらに、上記緩衝体２５、２６の上記モータ２０の上端または下端に当接する面、すなわち、上部緩衝体２５の下面と下部緩衝体２６の上面には、それぞれ複数の半球状の突部３０が周方向に沿って一定の間隔をおいて形成されている。

次に、上記収納部２２の内壁面とモータ２０の外周面との間にはシート状モータスリーブ２７が介装されている。モータスリーブ２７は図４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の合成樹脂材からシート状に形成されているもので、その両側面には複数の突条３１が等間隔に平行に上下方向に形成されている。なお、モータスリーブ２７の一側の突条３１と他側の突条３１とは交互に配置されている。また、図５に示されるように、モータスリーブ２７の高さはモータ２０の長さ寸法よりも少し大きくなるように形成されている。そして、モータ２０の上下にはみ出した部分は、収納部２２と緩衝体２５、２６との間の隙間４０に入り込むようになっている。

また、図５に示されるように、上記モータスリーブ２７の中央部の上部外側面と下部内側面とにはそれぞれ上下方向に係合突部３３ａ、３３ｂが形成され、これに対応して収納部２２の内面の上部とモータ２０の外周面の下部とには、上記上側係合突部３３ａと下側係合突部３３ｂに係合可能な係合凹部３２ａ、３２ｂが形成されている。これにより、収納部２２の内面にはモータスリーブ２７が、モータスリーブ２７にはモータ２０がそれぞれ互いに係合状態となっている。

なお、モータスリーブ２７は収納部２２からずり落ちないように係合されているが、モータ２０はモータスリーブ２７に対して上下に摺動でき、回転できないように係合されている。モータスリーブ２７の幅（高さ）はモータ２０の高さ寸法よりも大きい必要はない。

上記モータ２０を収納部２２に収納するときは、図６に示されるように、まずシリンダヘッドの収納部２２の上端開口部から下部緩衝体２６を挿入し、その上からモータ２０の周囲にシート状のモータスリーブ２７を丸めて巻き回した状態で挿嵌させてシャフト２１を下部緩衝体２６の中央の孔３４を通って収納部２２の底部１９の軸受け孔２４（図２参照）を貫通させて燃焼室１１（図１参照）に突出させ、さらにその上から上部緩衝体２５を挿入し、収納部２２の上端開口部をワッシャ３５を介して止め輪３６で固定する。これにより、上下に緩衝体２５、２６を介してモータ２０を収納した状態では、上下の緩衝体２５、２５の突部３０は図５のように圧縮されてすこし潰れているから、モータ２０は上下の緩衝体２５、２６によって上下から締め付けられた状態となり安定する。そして、上記シャフト２１の下端に回転ファン１８を固定した後、上部壁３をハウジング３に取り付ければよい。

ところで、モータ２０と収納部２２の公差のばらつきによってモータ２０が収納部２２にきつく、あるいは緩く嵌合される組み合わせとなったとしても、上述のように、モータ２０と収納部２２との間に介装されるモータスリーブ２７は、その両側面に交互に形成された突条３１によって波形となり、公差に応じて撓み変形できるから、モータ２０とモータスリーブ２７との間のクリアランスは小さくなるように確保され、モータスリーブ２７のモータ２０に対する締め付けは緩むことがない。

なお、収納部２２の上部の係合凹部３２ａとモータスリーブ２７の上部の係合突部３３ａの長さは略同じであるが、モータ２０の下部の係合凹部３２ｂはモータスリーブ２７の係合突部３３ｂよりも上下に長く形成されている。このため、モータスリーブ２７は収納部２２によってずり落ちないように支持されるが、モータ２０はモータスリーブ２７に対して上下方向に摺動できるようになっている。しかも、モータ２０はモータスリーブ２７の突条３１に当っているだけであるから、両者の摩擦抵抗は小さい。したがって、モータ２０はスムーズに摺動することができる。

次に、釘の打ち込みにあたり、燃焼室１１内の混合ガスに点火して爆発的に燃焼させると、その燃焼圧により、打撃ピストンは下方に駆動されるので、その反動で収納部２２の上部壁１３は上部ハウジング１２とともに急激に上方に移動させられる。モータ２０には慣性力が働くから、相対的には上部壁１３に形成された収納部２２に対してモータ２０が下方に衝撃的に移動することになる。また、下方に駆動された打撃ピストン６が打撃シリンダ４の下部のバンパ１５に衝撃的に当ると、ハウジング３とともに収納部２２も急激に下方に移動するが、モータ２０には慣性力が働くから、相対的には収納部２２に対してモータ２０が上方に衝撃的に移動することになる。これらの衝撃にさらに、釘を被打込み材に対して打ち込んだときの衝撃などが加わるから、モータ２０は上下方向に激しく振動する。これに対し、モータ２０は上下方向に加えられた衝撃に応じてモータスリーブ２７内で上下に摺動し、下方への振動による衝撃に対しては下部の緩衝体２６が吸収してモータ２０に加わる加速度を減衰させ、上方への振動による衝撃に対しては上部の緩衝体２５が吸収してモータ２０に加わる加速度を減衰させるので、いずれの衝撃も緩和される。

ところで、上下部の緩衝体２５、２６が衝撃を吸収するときは圧縮されるので、外方に膨らむことになるが、この弾性変形は周方向に沿って配列された溝穴２８と、緩衝体２５、２６と収納部２２との間に形成された隙間４０に吸収される。また、モータ２０はモータスリーブ２７に対して上下方向に摺動可能になっているから、モータ２０は衝撃に応じて摺動するが、衝撃は緩衝体２５、２６によって吸収されることになり、衝撃は確実に緩和される。しかも、緩衝体２５、２６は耐熱性に優れるシリコン系のゴムだから、高温時に融解したり、低音時に柔軟性を損なったりすることがなく、安定した性能を維持することができる。

次に、上記燃焼室１１内で爆発的な燃焼が行なわれると、燃焼室１１内に高温高圧の熱風が発生するので、回転ファン１８はシャフト２１の軸方向と直交するいろいろな方向から激しく振れてがたつくように横方向から圧力を受ける。しかし、モータ２０はモータスリーブ２７を介して収納部２２に収納され、またモータスリーブ２７の内外側面には複数の上下方向の突条３１が形成されているので、モータスリーブ２７の内外の突条３１間部分はモータスリーブ２７が撓み変形し、その弾性により横方向の圧力を有効に吸収することができる。したがって、モータ２０と収納部２２の内側面やシャフト２１と軸受け孔２４とが強く接触することがなく、故障が防止される。しかも、モータスリーブ２７も耐熱性に優れるポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）から構成されているので、高温高圧でも変形することがなく、安定した性能を維持することができる。

さらに、上述のようにモータ２０は緩衝体２５、２６やモータスリーブ２７を介して収納部２２内に配置される構成であるから、モータ２０の回転力や振動によってそれ自体が回転するように力を受ける。しかし、収納部２２の内側面とモータスリーブ２７およびモータスリーブ２７とモータ２０とはそれぞれ互いに係合突部３３ａ、３３ｂと係合凹部３２ａ、３２ｂとによって係合している。したがってモータ２０は上記係合部によって回転するのが防止されるから、モータ２０のハーネス２３が切れてしまうような事故を回避することができる。

以上のように、上述のモータ保持機構によれば、実打時に回転ファン１８用モータ２０に加えられるあらゆる方向の衝撃や振動を有効に緩和してモータ２０の耐久性や信頼性を向上させることができる。

なお、衝撃を受けたときの緩衝体２５、２６の撓み変形は、溝穴２８だけでも、あるいはフランジ２９による収納部・緩衝体間の隙間４０によっても吸収される。

モータスリーブは波形であってもよい。波形であっても、両側に交互に突条が形成されることに変わりはない。

また、収納部２２とモータスリーブ２７とモータ２０の係合突部３３ａ、３３ｂと係合凹部３２ａ、３２ｂとは、上記例と反対に、収納部２２とモータ２０に係合突部、モータスリーブ２７に係合凹部（切欠きでもよい）を形成する構成であってもよい。

なお、緩衝体に形成される溝穴は、緩衝体を上下方向に貫通した貫通穴でもよく、また、緩衝体の外周面または内周面に上下方向に形成される溝であってもよい。

緩衝体の形状も、外形が円錐台状であってもよい。この場合、フランジは不要である。

ガス燃焼式打込み機の要部の縦断面図である。 上記ガス燃焼式打込み機の燃焼室の部分拡大断面図である。 （ａ）（ｂ）は緩衝体の斜視図及び中央縦断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）はモータスリーブの正面図、背面図および拡大平面図である。 モータスリーブの装着状態の拡大縦断面図である。 モータ保持機構の分解斜視図である。

符号の説明

１１ 燃焼室
１８ 回転ファン
２０ モータ
２１ シャフト
２２ 収納部
２５、２６ 緩衝体

Claims (5)

1. 打撃シリンダの上方に燃焼室を設け、この燃焼室の上部壁にモータを収納する収納部を形成し、上記モータのシャフトを上記収納部の底部を貫通させて燃焼室に臨む回転ファンに結合させ、上記燃焼室内で、可燃性ガスと空気とを上記回転ファンで撹拌混合して得た混合ガスに点火して燃焼させ、この燃焼によって生じた燃焼ガスの圧力で釘等のファスナーを打ち込むガス燃焼式打込み工具において、
   上記収納部には上記モータを、その上下部にそれぞれ弾性を有する短筒状の緩衝体を介して収納するとともに、上記各緩衝体には上下方向に長い複数の溝穴を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成した
   ことを特徴とするガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構。
2. 上記緩衝体の一端には、上記収納部の内径と略同じ外径のフランジを形成し、上記収納部の内側面と緩衝体の外周面との間には隙間を形成したことを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構。
3. 上記緩衝体の上記モータの上端または下端に当接する面には、複数の突部を周方向に沿って一定の間隔をおいて形成したことを特徴とする、請求項１または２に記載のガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構。
4. 上記収納部の内壁面とモータの外周面との間に合成樹脂製のシート状モータスリーブを介在させ、このモータスリーブの両側面には上下方向に形成された複数の平行な突条を、上記内壁面の側と上記外周面の側とで交互に形成したことを特徴とする、請求項１、２または３に記載のガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構。
5. 上記収納部の内側面とモータスリーブおよびモータスリーブとモータとをそれぞれ互いに回転できないように係合させたことを特徴とする、請求項４に記載のガス燃焼式打込み工具のモータ保持機構。
   

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