JP2008194802A - ガス燃焼式打込み工具 - Google Patents

Abstract

【課題】作動時に回転ファン用電動モータに加えられる衝撃を有効に緩和する。
【解決手段】電動モータ２０のシャフト２１を、燃焼室１１の上部の電動モータ用収納部２２のシャフト２１挿通用筒部２３を貫通させて燃焼室に臨む回転ファン１８に結合させ、燃焼室内で、可燃性ガスと空気とを回転ファン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、収納部２２のシャフト２１挿通用筒部２３の内面と電動モータ２０との間にシール部材３０、３１を設け、挿通用筒部２３とシャフト２１との間の隙間から進入した燃焼ガスの圧力をシール部材によるシール部の内側で受圧させる。
【選択図】図２

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電動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て釘等のファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具において、上記回転ファンを作動させる電動モータを上記混合ガスの燃焼時の衝撃から保護するためのガス燃焼式打込み工具に関する。

ガス燃焼式衝撃工具の一例として、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電動モータは、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、電動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、電動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電動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、電動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電動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電動モータは工具本体内で振動するので、電動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、電動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電動モータ保護機構が知られている（特許文献１参照）。電動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、電動モータに対して上下の振動が加えられても電動モータ自体に衝撃は加わらない。このため、電動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。

また、電動モータを燃焼室の上部に設けられた収納部に収納するとき、電動モータの上下部にそれぞれ弾性を有する短筒状の緩衝体を介在させて収納することにより、打込み工具の作動時に回転ファン用電動モータに対して上下方向に加えられる衝撃や振動を有効に緩和して電動モータの耐久性や信頼性を上げることができる電動モータ保護機構も知られている（特許文献２参照）。
特開２００４−１３０５０６ 特開２００６−２８１３９８

しかしながら、上記技術は、挿通用筒部とシャフトとの間の隙間から進入した燃焼ガスの圧力を電動モータのハウジングのうち燃焼室側の側面全体で受ける構造であったから、電動モータの外径×圧力分の荷重が電動モータに対する負荷となる。特に、燃焼室内の混合ガスが燃焼した直後に打撃ピストンがバンパに衝撃的に当るので、電動モータの上部の緩衝体は燃焼圧によって撓んだ直後、その撓み変形が戻らないうちに打撃時の衝撃を受けることになり、打撃時の衝撃を吸収することができないから、上述のような緩衝体では不十分であった。

しかも、最近は出力を上げるために燃焼室に空気を過給することも行われており、電動モータを保護するための機構の開発が求められていた。

本発明は前記問題点を解消し、打込み工具の作動時に燃焼ガスの圧力によって回転ファン用電動モータに加えられる衝撃を有効に緩和して電動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、燃焼室壁に電動モータを収納する収納部を形成し、上記電動モータのシャフトを上記収納部のシャフト挿通用筒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、上記収納部のシャフト挿通用筒部の内面と上記電動モータとの間にシール部材を設け、上記挿通用筒部とシャフトとの間の隙間から進入した燃焼ガスの圧力を上記シール部材の内側で受圧させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記シール部材による上記電動モータ側のシール部が上記電動モータのシャフト軸受部であることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１において、上記シール部材による上記電動モータ側のシール部が電動モータの上記燃焼室側の側面であることを特徴とする。

本発明によれば、電動モータの収納部のシャフト挿通用筒部の内面と上記電動モータとの間にシール部材を設け、上記挿通用筒部とシャフトとの間の隙間から進入した燃焼ガスの圧力を上記シール部材の内側で受圧させるようにしたから、燃焼ガスの圧力はシャフトの周囲という非常に限定された範囲に加えられるにすぎず、電動モータに対する衝撃荷重は小さい。したがって、打込み工具の作動時に燃焼ガスの圧力によって回転ファン用電動モータに加えられる衝撃を有効に緩和して電動モータを確実に保護し、その耐久性や信頼性を上げることができる。

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（図示せず）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が形成されるように構成されている。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が図２のように上動すること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を構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８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２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１２には、ガス容器に連通する噴射ノズル９ａと、混合ガスに添加して燃焼させるための点火プラグ９ｂ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、電動モータ２０のシャフト２１の先端に固定され、電動モータ２０は燃焼室１１の上部壁１３に設けられた収納部２２内に収納配置されている。

収納部２２は円筒状で、上部は開放され、下部の中央には上向きのシャフト挿通用筒部２３が一体に形成されている。電動モータ２０は収納部２２の上部開放部から内部に挿入され、電動モータ２０のシャフト２１の軸受部２４は上記筒部２３に嵌合し、シャフト２１は上記筒部２３を貫通して収納部２２の下方に突出し、回転ファン１８を回転自在に支持している。

なお、電動モータ２０の外周にはポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）等の合成樹脂材からなる緩衝用モータスリーブ２５が巻きつけられている。また、電動モータ２０の上部側面と下部側面は緩衝体２６、２７によって支持されている。各緩衝体２６、２７は短筒状で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構成されている。なお、上部の緩衝体２６、２７は押え部材２８によって支持されている。

次に、収納部２２のシャフト挿通用筒部２３の内面と上記電動モータ２０との間にはシール部材が設けられている。すなわち、上記筒部２３の内面と上記電動モータ２０のシャフト軸受部２４との間にはＯリング（シール部材）３０が設けられている。

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、その燃焼圧は打撃ピストン６の上面に作用して下方に駆動するとともに、上記燃焼ガスの圧力の一部は収納部２２の上記挿通用筒部２３とシャフト２１との間の隙間から進入して電動モータ２０にも作用する。ところが、上記筒部２３の内面と上記シャフト軸受部２４との間にはＯリング３０が設けられているので、上記圧力は上記Ｏリング３０の内側で受圧される。つまり、上記燃焼ガスの圧力は、上記筒部２３の内面と軸受部２４の外側面との間のシール部という、非常に限定された範囲に作用するにすぎないから、電動モータ２０に対する負荷（Ｏリング３０の面積×圧力）は小さい。したがって、上部の緩衝体２６の撓みも小さくて済む。さらに電動モータ２０が上方に衝撃的に移動するとき、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、電動モータ２０には慣性力が働くから、相対的には収納部２２に対して電動モータ２０が上方に衝撃的に移動するので、上部の緩衝体２６も撓む。このように、上部の緩衝体２６には電動モータ２０の上方移動に伴う作用圧が連続して加わるが、初めの燃焼圧による上部緩衝体２６の撓み量は小さいので、撓みの限界までは余裕があり、その後の打撃ピストン６の駆動に伴う作用圧による撓みによって電動モータ２０に加わる衝撃を緩和することができる。

これらの衝撃に、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、電動モータ２０は上下方向に激しく振動するが、その衝撃は上下の緩衝体２６、２７によって有効に吸収される。さらに、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が、モータスリーブ２５の弾性により横方向の圧力を有効に吸収される。

したがって、打込み工具の作動時に燃焼ガスの圧力によって回転ファン用電動モータ２０に加えられる衝撃を有効に緩和して電動モータ２０を確実に保護し、その耐久性や信頼性を上げることができる。

次に、図３は上記シール部材による上記電動モータ２０側のシール部の他の形態を示す要部の断面図である。

同図において、電動モータ２０は収納部２２内に収納配置されている。収納部２２は円筒状で、上部は開放され、下部の中央には上向きのシャフト挿通用外筒部３３が一体に形成されている。また、電動モータ２０とシャフト２１の外周はカバー材３２で包囲され、カバー材３２の上端は開放され、下端には電動モータ２０のシャフト２１と軸受部２４とを嵌合させるとともに、上記外筒部３３の内側に嵌合するシャフト挿通用内筒部３４が形成されている。

電動モータ２０は収納部２２とカバー材３２の上部開放部から内部に挿入され、電動モータ２０のシャフト２１の軸受部２４は上記内筒部３４に嵌合し、シャフト２１は上記筒部２３を貫通して収納部２２の下方に突出し、回転ファン１８を回転自在に支持している。

なお、電動モータ２０の上部側面と下部側面は緩衝体２６、２７によって支持されている。なお、電動モータ２０の上部側面の上には環状体３５が配置され、その上に上部の緩衝体２６、２７が配置されている。そして、上部の緩衝体２６は押え部材２８によって支持されている。

次に、収納部２２の外筒部３３とカバー材３２の内筒部３４との間にはＯリング３１が取り付けられている。また、上記内筒部３４の内面と上記電動モータ２０の軸受部２４との間にもＯリング３０が配置されている。

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、その燃焼圧は上述のように打撃ピストン６の上面に作用して下方に駆動するが、上記燃焼ガスの圧力の一部は収納部２２の上記挿通用内筒部３４とシャフト２１との間の隙間及び上記内筒部３４と外筒部３３との隙間から進入して電動モータ２０にも作用する。

内筒部３４とシャフト２１との間の隙間から進入した燃焼ガスは、内筒部３４の内面と上記シャフト軸受部２４との間のＯリング３０の内側で受圧される。また、内筒部３４と外筒部３３との隙間から進入した燃焼ガスも、上記両筒部２３間のＯリング３０の内側で受圧される。したがって、この燃焼圧は電動モータ２０に作用することはない。

つまり、上記燃焼ガスの圧力は、上記内筒部３４の内面と軸受部２４の外側面との間のシール部という、非常に限定された範囲に作用するにすぎないから、電動モータ２０に対する衝撃は小さい。したがって、上部の緩衝体２６、２７の撓みも小さくて済む。

したがって、上記形態においても、打込み工具の作動時に燃焼ガスの圧力によって回転ファン用電動モータ２０に加えられる衝撃を有効に緩和して電動モータ２０の耐久性や信頼性を上げることができる。

ガス燃焼式釘打機の要部の縦断面図 上記ガス燃焼式釘打機の燃焼室の部分拡大断面図 シール部材による電動モータ側のシール部の他の形態を示す要部の断面図

符号の説明

１１ 燃焼室
１８ 回転ファン
２０ 電動モータ
２１ シャフト
２２ 収納部
２５、２６ 緩衝体
３０、３１ Ｏリング（シール部材）

Claims (3)

1. 燃焼室壁に電動モータを収納する収納部を形成し、上記電動モータのシャフトを上記収納部のシャフト挿通用筒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、
   上記収納部のシャフト挿通用筒部の内面と上記電動モータとの間にシール部材を設け、上記挿通用筒部とシャフトとの間の隙間から進入した燃焼ガスの圧力を上記シール部材の内側で受圧させる
   ことを特徴とするガス燃焼式打込み工具。
2. 上記シール部材による上記電動モータ側のシール部が上記電動モータのシャフト軸受部であることを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具。
3. 上記シール部材による上記電動モータ側のシール部が電動モータの上記燃焼室側の側面であることを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具。

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