JP2008511457A - 燃焼動力式工具のための燃料セル室 - Google Patents

Abstract

動力源（１４）を有した動力工具（１０）用のハウジングが、前記動力源（１４）に取付けるように形成された燃料セル室（４０）であって、燃料セル（６０）を第１と第２の配向の何れか一方の配向で受容するように形成された燃料セル室を具備する。

Description

本発明は、一般的に手持式動力工具に関し、特に、燃焼工具とも称される燃焼動力式締結具駆動工具に関する。

燃焼動力式工具はこの技術分野では公知となっている。そうした工具の１つのタイプが、ニコリッシュ(Nikolich)に付与され本願と共通に譲渡された米国再発行特許第３２４５２号、米国特許第４５２２１６２号、米国特許第４４８３４７３号、米国特許第４４８３４７４号、米国特許第４４０３７２２号、米国特許第５１９７６４６号、米国特許第５２６３４３９号、米国特許第６１４５７２４号に記載されており、また、ワークに締結具を打込むために用いるインパルス(IMPULSE)の商標名の工具として知られている。上記文献の全ての開示を本明細書と一体をなすものとして参照する。同様の燃焼動力式釘打工具およびステープル打工具が、イリノイ州バーロンヒルズ(Verron Hills)所在のＩＴＷパスロード(Paslode)社からインパルス(IMPULSE)、ビルデックス(Buildex)およびパスロード(Paslode)の商標名で市販されている。

こうした工具は、小型の内燃エンジンを包囲する概ねピストル形の工具ハウジングを有している。該エンジンは、燃料セルとも称される加圧された燃料ガスのキャニスターを動力源とする。バッテリー式の電力分配ユニットによって点火用の火花が生成され、燃焼室に配設されたファンによって燃焼室内の燃焼を促進し、また、装置の燃焼に付随する工程を容易にする。前記エンジンは単一のシリンダ本体内に配設された往復動ピストンを含み、該ピストンは細長い剛性のブレードを備える。

トリガースイッチが引かれると、火花が生成されて燃焼室内に充填された燃料ガスが点火して、ピストンおよび駆動ブレードが下方に押し出され、位置決めされている締結具に衝当して該締結具をワーク内に駆動する。次いで、ピストンは、ガスの差圧によって初期位置つまり点火前位置へ復帰する。締結具は、マガジン式にノーズ部に供給され、駆動ブレードによる衝当を受けるための適切な位置、配向で保持される。

従来の燃焼動力式締結具駆動工具では、２つのタイプの燃料供給システムが採用されている。すなわち、機械式燃料噴射と電子式燃料噴射である。機械式燃料噴射の場合、燃料セルには、該燃料セル側または工具側に取付けられた計量弁が設けられる。燃料セルは、工具を作動させる方向に向けたときに該燃料セルの底部がワーク側に向くようにして、燃料セルの燃料セル室内に装着される。燃料セルドアが閉じられると、該ドア上の構造および／または内部リンク機構によって、燃料計量弁が、所定量の燃料を工具の燃焼室へ供給する。

電気式燃料噴射を採用した場合、燃料の供給は、マイクロプロセッサが典型的に組込まれている中央演算素子（ＣＰＵ）によって制御される。こうした構成では、燃料セルは、機械式燃料噴射形態とは反対方向に燃料セル室内に装着される。こうして、燃料セルは、供給側端部を工具のノーズ部に向けて装着される。装着されると、燃料セルのステムが、ＣＰＵによって制御される燃料噴射器に気密に係合または結合される。

米国再発行特許第３２４５２号明細書 米国特許第４５２２１６２号明細書 米国特許第４４８３４７３号明細書 米国特許第４４８３４７４号明細書 米国特許第４４０３７２２号明細書 米国特許第５１９７６４６号明細書 米国特許第５２６３４３９号明細書 米国特許第６１４５７２４号明細書 米国特許第５５５８２６４号明細書 米国特許第６３０２２９７号明細書

製造者は、上述した燃料供給形態の各々に対して別々の工具ハウジングを提供しなければならなかった。こうした別々の形態は、特に、別々の燃料セルアクセスドアを必要とする。

更に、電気式燃料噴射を選択した場合、噴射器から燃焼室へ燃料を輸送するために燃料ラインが使用される。工具ハウジングが狭いために、燃料を気密に伝達する従来の燃料継手は必要空間を占め、しばしば燃料の流れが阻害される。

従って、種々の燃料供給方法用の複数のハウジングに関連した問題を解決した燃焼動力式締結具駆動工具の必要性がある。また、燃料の流れを不必要に妨げることなく、気密に接続するようにした燃料ラインを備えた、この種の工具の必要性がある。

上述した必要性は、最新技術の制限を克服する本願発明の動力式工具、特に燃焼動力式締結具駆動工具用のハウジングによって充足または突破される。ハウジングは、採用する特定の燃料供給システムによって、軸方向の２つ何れの向きでも該燃料セルを受容するように形成された燃料セル室を含む。更に、汎用燃料セルドアは、第１と第２の配向の何れか一方に配置された燃料セルに係合する形状を備えている。

より詳細には、動力源を有した動力工具用のハウジングが、前記動力源に取付けるように形成された燃料セル室であって、燃料セルを第１と第２の配向の何れか一方の配向で受容するように形成された燃料セル室を具備する。好ましい実施形態では、前記室内に配設された棚状の取付部であって、燃料セルが第１の配向にあるときに、燃料噴射器と係合し、かつ、燃料セルが第２の配向にあるときに、該燃料セルの底部を支持する取付部が設けられている。

第２の形態では、燃焼動力式工具が、動力源ハウジング内に配設された動力源と、前記動力源に取付けるように形成された燃料セル室であって、燃料セルを第１と第２の配向の何れか一方の配向で受容するように形成された燃料セル室を含むハンドルとを具備する。第１ハンドルが前記燃料セル室に連結された第１の端部と、バッテリーハウジングに連結された第２の端部とを有し、第２ハンドルが、その一端において前記バッテリーハウジングに連結され、第２の端部において支持ストラットに連結されており、前記支持ストラットが前記燃料セル室ハウジングに連結されている。

第３の形態では、動力源と、燃料セルを受容する開口端を備えた燃料セル室を画成するハウジングとを有した燃焼動力式工具で用いる汎用燃料ドアが、前記燃料セルの開口端と回動自在に係合するドア本体と、第１の配向で前記燃料セル室内に装着された燃料セルに係合する少なくとも１つの第１の形状部分と、第２の配向で前記燃料セル室内に装着された燃料セルに係合する少なくとも１つの第２の形状部分とを具備する。

図１、２を参照すると、本ハンドルハウジングと組み合わせるのに適した燃焼動力式締結具駆動工具が全体的に参照番号１０にて指示されている。工具１０は、上述した特許に記載されているタイプの工具として図示されているが、他のタイプの締結具駆動工具であっても、本ハンドルハウジングと組み合わせることができよう。工具１０は、通常はプラスチックを射出成形して形成される主ハウジング１２を含んでいる。本工具１０において、ハウジング構造のバリエーションは、動力源１４（好ましくは、この技術分野では公知となっている燃焼動力式の動力源であり、そしてそれは、隠れ線にて示されている）が動力源ハウジング１６によって包囲され、また、全体を参照番号１８にて指示する独立のハンドルハウジングが動力源ハウジング１６および工具１０に接合されている点である。

該工具の他の主要な構成要素は、ワークに接触するノーズ部組立体２０であって、該ノーズ部組立体を通して締結具（図示せず）が押出されるようにしたノーズ部組立体と、ノーズ部組立体へ締結具を供給する締結具の供給源となるマガジン２２である。好ましい実施形態では、マガジン２２は比較的多数（少なくとも１５０）の締結具を保持するコイルタイプのマガジンであり、該マガジンでは、米国特許第５５５８２６４号に記載されているように、燃焼プロセスで生成された排気ガスによって繰り出すようになっている。米国特許第５５５８２６４号は本明細書と一体をなすものとして参照する。然しながら、本工具１０は、締結具容量が小さく、バネ式に繰り出すようにした、真っ直ぐなマガジンであってもよい。コイルマガジン２２はノーズ部組立体２０に係合するように形成されており、締結具を容易に供給し、また供給工程で詰まることが少ない。こうして、マガジン２２の前方端部２４は、ノーズ部組立体２０の受容部２６に滑り入れて係合するようになっている。

ハンドルハウジング１８は、動力源ハウジング１６（つまり工具１０）の燃焼側端部３０からノーズ側端部２８へ同ハウジング沿いに固定されている。この技術分野では公知となっているように、ハンドルハウジング１８は２つの半割部分から成り、該半割部分は、鉛直方向の分割線で接合され、かつ、複数の締結点３２において締結具によって互いに固定されている。ハンドルハウジング１８には、工具の作用を制御するために用いられる主要な手(primary hand)に適合した第１ハンドル３４が含まれる。第１ハンドル３４には、この技術分野で公知となているように、燃焼を開始したり工具の他の機能を開始するためのトリガースイッチ３６が設けられている。第１ハンドル３４の第１の端部３８は動力源１４の近くにあり、燃料セル室４０に接合される。燃料セル室は、動力源ハウジング１６の隣で工具１０に直接連結されている。用途に応じて、ハンドルハウジング１８は、動力源ハウジング１６に直接固定したり、或いは、動力源ハウジングに緊密に係合させることによって、工具１０に固定することができよう。この動力源ハウジング１６への係合を容易にするために、燃料セル室４０には、好ましくは、接触部位において動力源ハウジングの外形に従う一致形状部４２が設けられている。

第１ハンドル３４の第２の端部４４はバッテリーハウジング４６に連結されている。バッテリーハウジングは、この技術分野では公知のように、バッテリーを保持するように形成されている。バッテリーは、点火、ファンの動作および燃料供給を含む工具の作用を調整する制御回路に電力を供給する。好ましいハンドルハウジング１８では、第２ハンドル４８が、その一方端部５０においてバッテリーハウジング４６に連結され、第２の端部５２において支持ストラット５４に連結されている。支持ストラットは、燃料セル室４０を包囲、画成するハウジング５６に連結されている。マガジン２２を固定するためにマガジン取付部５８が用いられ、そして該マガジンはノーズ部組立体２０に係合する。

本燃料セル室４０の１つの重要な特徴は、燃料セル６０を第１の方向でも第２の方向でも受容するように形成されている点である。燃料セル６０は、概ね円筒状の本体６２と、ステム側端部６４と、該ステム側端部とは反対側の底端部６６とを有し、この技術分野では公知となっているように、ステム側端部から燃料が供給される。

棚状の取付部６８が燃料セル室４０内に配設されており、該棚状の取付部は、燃料セル６０が第１の方向（図１）に向いているときに燃料噴射器７０に係合し、また、燃料セルが第２の方向（図２）に向いているときに該燃料セルの底端部６６を支持するように形成されている。棚状の取付部６８は概ね平坦に形成され、その端部７２において、室４０の対向する前壁７４と後壁７６とに接合され、また、好ましくは側壁７８に接合されている。棚状の取付部６８を燃料セル室４０と一体的に形成することは好ましいが、然しながら、これに限定されないが、化学的接着、超音波結合などの他の固定技術も考えられる。

棚状の取付部６８には、燃料噴射器７０を収容するように形成された概ね半円形またはＵ字形の凹所８０が形成されている。この技術分野では公知となっているように、燃料噴射器７０は、トリガースイッチ３６が閉成したときに、バッテリーから電力を供給され、そして制御回路に制御されて、一回の燃焼サイクルのために所定量の燃焼を供給する。燃料噴射器７０は、この技術分野では公知となっているように、噴射器から動力源１４の燃焼室へ燃料を輸送する燃料ライン８２に連通している。燃料噴射器７０が概ね円筒状の本体８４を有しているので、ハンドルハウジング１８の半割部分を合わせたときに、燃料噴射器７０が正しい位置に保持される（図２参照）ように、棚状の取付部６８は前記本体を受容するように形成されている。

好ましい実施形態では、燃料噴射器７０は、離間し半径方向に突出した一対の環状リブ８６であって棚状の取付部６８に跨設された環状リブによって燃料セル室４０内で正しい位置に保持される。ハンドルハウジング１８の対応の半割部分を接合すると、噴射器７０を実質的に包囲する（図２Ａ）。棚状の取付部６８によって、該取付部と燃料セル室４０の下壁９０との間に燃料噴射器室８８が形成される。

図１、４を参照すると、燃料噴射器の本体８４の主要部分が燃料噴射器室８８内に配置される。燃料ライン８２と燃料噴射器７０との接続を容易にするために、プッシュオン式のコネクタ９２が設けられている。従来技術において、こうした燃料ライン用の継手には、ネジ式の接続部および９０°エルボーが一般的に用いられており、燃料の流れが制限されたり低減したりすることが分った。こうした接続の問題を解決するために、コネクタ９２は、押入れることによって、燃料ライン８２が燃料噴射器７０に気密に接続されるように、ラインの端部９４がコネクタに取付け可能に形成されている。コネクタ９２の外表面９６には、燃料噴射器７０の燃料通路の一部である電子燃料噴射（ＥＦＩ）弁の開口部１００に確実かつ気密に係合させるための複数の半径方向に突出した環状リブ９８が離間配置されている。

コネクタ９２の第１の端部１０２に、燃料ライン８２を滑り入れることによって気密に受容される。コネクタ９２の第２の端部１０４には、第１の端部１０２より小さく燃料ライン８２の内径に一致する寸法にて穴１０５が形成されている。好ましくは、穴１０５は、燃料ラインの内径以上とする。こうして、第２の端部１０４は、燃料の通路を妨げることなく燃料の流れを容易にしながら、燃料ライン８２が、それ以上噴射器７０内に軸方向に差し込まれないようにする停止部として作用する。コネクタ９２を用いることによって、少ない部品点数で、燃料ライン８２は、しっかりとかつ気密に保持される。シリンダヘッド（図示せず）に挿入される燃料ライン８２の反対側の端部でも同様のコネクタ９２が採用される。

図２を参照すると、本ハンドルハウジング１８の特徴は、図１の構成に代えて、底端部６６を棚状の取付部６８に着座させ、該棚状の取付部によって支持されるように、支持燃料セル６０を室４０に装着可能な点である。電子燃料噴射器７０に代えて、工具１０が機械式燃料供給器１０６を具備している場合に、燃料セル６０のこの配向が採用される。こうした供給器１０６は、ノーズ部組立体２０が作動し、かつ／または、トリガースイッチ３６が閉成されたときに、所定量の燃料を供給する。適当な供給器１０６が米国特許第６３０２２９７号に開示されている。本明細書と一体をなすものとして米国特許第６３０２２９７号を参照する。

図２に示すように燃料セル６０を配向すると、燃料は工具１０の燃焼側端部２８の近くへ、そして燃焼室（図示せず）の近傍に供給される。従って、燃料は、図１に関連して説明したように噴射器７０を配設した場合とは反対に供給される。棚状の取付部６８は、燃料セルの底端部６６が該棚状の取付部に着座したときに、供給器１０６が燃料通路に関連して燃焼室に連通するように、燃料セル室４０に対して配置されている。

図１、４を参照すると、燃料セル室４０への出入りは燃料セルドア１１０によってコントロールされる。該ドアは、燃料セル室を選択的に開くようにハンドルハウジング１８に回動自在に係合可能となっている。ドア１１０は、側面から見て逆向きのＬ字形に形成され、第１の脚部１１２と第２の脚部１１４とにより形成された本体を含み、第１と第２の脚部は、Ｌ形を形成する共通の縁部に沿って接合され、前記本体は、好ましくは、射出成形または同様の技術によって一体成形される。第１の脚部１１２には、横方向外側に突出したラグ１１６が設けられており、該ラグは、ハンドルハウジングの非円形の穴１１８（図２）に回動自在に係合できるようになっている。穴１１８が非円形となっているので、スライド動作と回動動作が可能となり、これによって、燃料セル６０を容易に挿入、収納するために、ドア１１０を室４０の外側に配置することが可能となる。好ましい実施形態では、ラグ１１６は、燃料セル６０を案内、支持するカム部１２０に接合されている。

第２の脚部１１４の主要な機能は、燃料セル室４０を閉じ塵埃の進入を防止することである。ドア１１０の第２の脚部１１４には、図１、２に夫々示すように、第１と第２の方向の各々にある燃料セルと係合する独立の形状部分が形成されている。より詳細には、該形状部分は、噴射器７０が採用された場合に第１の方向に向けられた燃料セル６０の底端部６６と係合する概ね中心に配置されたボス１２２と、機械式燃料供給器１０６と係合する離間配置された一対のレール部１２４とを含む。ボス１２２は、脚部１１４から取外可能とし、かつ、外壁１２６を備えて概ね円筒形状とすることが好ましい。該外壁は、内室１２８を画成し、該内室内に凹んだ底部１３０が設けられている。ボス１２２はドアから取外可能であるので、底部１３０には、好ましくは、該ボスを脚部１１４に固定するためのネジ締結具（図示せず）を受容するための取付穴１３１が設けられる。

レール部１２４は、ボス１２２と同様に第２の脚部１１４から垂直に突出しているが、該レール部は、概ね第２の脚部に平行に長手方向に延設されている。好ましくは、レール部１２４は、第２の脚部１１４の概ね全長に亘って延設するようにする。然しながら、用途に応じて他の長さであってもよい。こうして、レール部１２４の各々は、ドア１１０が閉じられたときに供給器１０６に対して摺動する平面状の側部トラック１２５を形成する。好ましくは中実のレール壁部１２４が、供給器１０６を正しい位置に案内し、試用中に該供給器を支持するのに有効である。供給器１０６を採用するように燃料セル６０が配向されている図２の構成では、ボス１２２は組立に先立ってドア１１０から取外されていることは理解されよう。

燃料が、電子燃料噴射器によって供給される工具の形態または機械式燃料供給器によって供給される工具の形態の何れの形態にも適合するようにしたハンドルハウジング１８を提供するとの設計目標をふまえ、燃料セル６０が機械式燃料供給器用に配置されている場合（図２）、燃料用エルボー継手１４０によって機械式燃料供給器１０６とシリンダヘッド１３８とが連通する。従って、ハンドルハウジング１８、特に燃料セル室４０によって、継手１４０を収納するためのエルボーポケット１４２が形成される。エルボーポケット１４２は、基本的には、前壁７４に形成されたエルボー継手１４０を受容可能な大きさの開口部である。工具１０が、燃料噴射器７０を採用し、かつ、燃料セル６０を図１のように配向するように構成されている場合には、燃料は燃料ライン８２を用いて燃焼室に輸送されるので、エルボーポケット１４２は使用されない。

こうして、本ハンドルハウジング１８は、燃料セル室４０が燃料セル６０を２つの反対方向の何れにも受容するように形成されている点を特徴としている。工具１０が電子燃料噴射器７０を使用するように形成されているか、或いは、機械式燃料供給器１０６を使用するように形成されているかに拘らず、同じハウジング１８を採用することができる。棚状の取付部６８は、燃料セル６０が第１の方向に配置されている場合の燃料噴射器を保持し、或いは、第２の方向に配置されている場合には燃料セルのための支持基盤を提供するのに特に有用である。更に、汎用燃料セルドア１１０は、工具の何れの方向にも適している。こうして、製造者は、各タイプの工具形態のために、特別な工具を整備したり、部品の品揃えを準備したりする必要がなくなる。

燃焼動力式工具の本燃料セル室の特定の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載する本発明から逸脱することなく、その変形と修正とが可能であることは当業者の当然とするところである。

明瞭に図示するために一部を省略して示す燃料動力式締結具駆動工具の側面図であり、第１の配向に配置された燃料セルを示す図である。 第２の配向に配置された燃料セルと共に示す図１と同様の図である。 組み立てられたハウジング内の棚状の取付部の部分平面図である。 本ハウジングで使用する汎用燃料セルドアの下から見た斜視図である。 工具ハウジングの本燃料セル室で使用するのに適した燃料ラインコネクタおよび関連する部品の縦断面図である。

符号の説明

１０ 燃焼動力式締結具駆動工具
１２ 主ハウジング
１４ 動力源
１６ 動力源ハウジング
１８ ハンドルハウジング
２０ ノーズ部組立体
２２ マガジン
３４ 第１ハンドル
３８ 第１の端部３８（第１ハンドル）
４０ 燃料セル室４０
４４ 第２の端部３８（第１ハンドル）
４６ バッテリーハウジング
４８ 第２ハンドル
５４ 支持ストラット
６０ 燃料セル
６８ 棚状の取付部
７０ 燃料噴射器
１１０ 燃料セルドア
１２２ ボス
１２４ レール部

Claims (15)

1. 動力源を有した動力工具用のハウジングにおいて、
   前記動力源に取付けるように形成された燃料セル室であって、燃料セルを第１と第２の配向の何れか一方の配向で受容するように形成された燃料セル室を具備した動力工具用のハウジング。
2. 前記室内に配設された棚状の取付部であって、燃料セルが第１の配向にあるときに、燃料噴射器と係合し、かつ、燃料セルが第２の配向にあるときに、該燃料セルの底部を支持するために取付部を更に具備した請求項１に記載のハウジング。
3. 前記棚状の取付部は、前記燃料噴射器を受容するように形成された凹所を有する請求項２に記載のハウジング。
4. 前記燃料セル室を選択的に開くための燃料セルドアであって前記ハウジングに回動自在に係合可能な燃料セルドアを更に具備し、該ドアは、前記第１と第２の配向の各々に配置された燃料セルに係合するための独立した形状部分を有している請求項１に記載のハウジング。
5. 前記形状部分が、前記第１の配向に配置されている燃料セルに係合するための中心ボスと、前記第２の配向に配置されている燃料セルに係合するための離間配置された一対のレール部とを含む請求項４に記載のハウジング。
6. 前記レール部は互いに概ね平行で、かつ、前記ボスが前記レール部の間に配置されている請求項５に記載のハウジング。
7. 前記ボスが前記ドアに着脱自在に取付けられている請求項５に記載のハウジング。
8. 前記工具が、前記動力源の燃焼側端部に隣接させて配置された燃料エルボー継手を含み、前記ハウジングに前記燃料継手を収納するためのエルボーポケットが形成されている請求項１に記載のハウジング。
9. 更に第１ハンドルと第２ハンドルとを具備し、該第１ハンドルは前記燃料セル室に連結された第１の端部と、バッテリーハウジングに連結された第２の端部とを有しており、前記第２ハンドルは、その一端において前記バッテリーハウジングに連結され、第２の端部において支持ストラットに連結されており、前記支持ストラットが前記燃料セル室ハウジングに連結されている請求項１に記載のハウジング。
10. 燃焼動力式工具において、
    動力源ハウジング内に配設された動力源と、
    前記動力源に取付けるように形成された燃料セル室であって、燃料セルを第１と第２の配向の何れか一方の配向で受容するように形成された燃料セル室を含むハンドルハウジングと、
    第１ハンドルと第２ハンドルとを具備し、
    該第１ハンドルは前記燃料セル室に連結された第１の端部と、バッテリーハウジングに連結された第２の端部とを有しており、前記第２ハンドルは、その一端において前記バッテリーハウジングに連結され、第２の端部において支持ストラットに連結されており、前記支持ストラットが前記燃料セル室ハウジングに連結されている燃焼動力式工具。
11. 電子燃料噴射形態における燃料ラインのための燃料コネクタを更に具備し、前記コネクタは、前記燃料噴射器に気密に係合する外表面と、燃料ラインを摺動自在かつ気密に受容し前記燃料ラインと前記燃料噴射器とを連通させる内面とを含む請求項１０に記載の工具。
12. 動力源と、燃料セルを受容する開口端を備えた燃料セル室を画成するハウジングとを有した動力式工具で用いる汎用燃料ドアにおいて、
    前記燃料セルの開口端と回動自在に係合するドア本体と、
    第１の配向で前記燃料セル室内に装着された燃料セルに係合する少なくとも１つの第１の形状部分と、
    第２の配向で前記燃料セル室内に装着された燃料セルに係合する少なくとも１つの第２の形状部分とを具備する燃料ドア。
13. 前記形状部分が、前記第１の配向に配置されている燃料セルに係合するための中心ボスと、前記第２の配向に配置されている燃料セルに係合するための離間配置された一対のレール部とを含む請求項１２に記載の燃料ドア。
14. 前記レール部は互いに概ね平行で、かつ、前記ボスが前記レール部の間に配置されている請求項１２に記載の燃料ドア。
15. 前記レール部が、燃料供給器に摺動自在に係合するトラックを画成する請求項１２に記載の燃料ドア。

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