JP2009012115A - ガス燃焼式打込み工具 - Google Patents

Abstract

【課題】工具の全高を抑えて小型化でき、取り扱いも容易である。
【解決手段】燃焼室内で燃焼した燃焼ガスによって打撃シリンダ１０内の打撃ピストン１１とともにドライバ１２を衝撃的に駆動させてノーズ部５内のファスナーを打ち出すとともに、マガジン２内の連結ファスナーを送りピストン８によってノーズ部５側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構とを備え、送りピストンを常時送り方向にバネ付勢し、燃焼ガスの一部を、ガス管路を経由して上記送りシリンダに供給して送りピストンを上記バネに抗して退避方向に作動させるガス燃焼式打込み工具において、焼室４と送りピストン・シリンダ機構６との間にはガス管路２１を設け、ガス管路２１には、打撃ピストン・シリンダ機構３の外側部に、上記燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁２５と、打込み終了後にガス管路を大気に開放する開閉弁２６とを配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼室内の可燃性ガスと空気とを撹拌混合して得た混合ガスを爆発的に燃焼させて打撃ピストン・シリンダ機構を駆動することによりノーズ部からファスナーを打ち出すとともに、ノーズ部にファスナーを送る送りピストン・シリンダ機構と上記燃焼室との間にガス管を設け、送りピストン・シリンダ機構をバネとガス管からの燃焼ガスの給排とによって往復作動させるガス燃焼式打込み工具に関する。

ガス燃焼式打込み工具の一例として、ボディ内に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、ボディの下方のノーズ部に供給されたファスナー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などのファスナーの打ち込み作業を行うことが可能にされている。

上記ガス燃焼式打込み工具では、マガジンに収納された連結ファスナーを順次ノーズ部に送り込む送り機構が設けられている。送り機構としては、送りシリンダに摺動自在に収容された送りピストンに、マガジンに収納された連結ファスナーに係脱可能な送り爪を設け、送りピストンを送り爪をノーズ部側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構が一般的である。

このような送りピストン・シリンダ機構としては、送りシリンダ内に摺動自在に収容された送りピストンを、ガス管を通じて送られた燃焼室の燃焼ガスの圧力とバネの弾発力とを利用して往復動させ、送りピストンを常時バネによって釘送り方向に付勢しておき、打撃時には燃焼ガスの圧力により送りピストンをバネに抗して退避方向に移動させるものが知られている（特許文献１参照）。

ところで、燃焼室と送りピストン・シリンダ機構との間に設けられたガス管には、燃焼室から送りシリンダに送られた燃焼ガスが燃焼室に逆流しないようにする逆止弁と、送りシリンダ内の燃焼ガスを外部に排出させるための開閉弁が設けられている。

また、ノーズ部に沿ってコンタクト部材が配置され、その下端はノーズ部の先端から突出している。さらに、燃焼室の構成部材（可動スリーブ）はリンク部材を介して上記コンタクト部材に係合している。上記コンタクト部材とリンク部材とは一体に動くようになっており、リンク部材の下端部は打撃シリンダの下部に配置されている。開閉弁はコンタクト部材の動作と連動するように、打撃シリンダとノーズ部との間に配置されている（特許文献２参照）。なお、逆止弁も上記開閉弁と並設されるのが通常の態様である。
米国特許第７、０４０、５号明細書 特開２００６−３１５１０２公報

しかしながら、打撃シリンダとノーズ部との間に開閉弁や逆止弁を配置する構造では、打込み工具全体の高さが高くなってしまい、大型化せざるを得ないので重量も重くなり、取り扱いが面倒になる。

本発明は上記問題点を解消し、工具の全高を抑えて小型化でき、取り扱いも容易な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、可燃性ガスと空気とを撹拌混合して得た混合ガスを爆発的に燃焼させる燃焼室と、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容された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る打撃ピストン・シリンダ機構と、上記打撃ピストンの下面側に結合されているドライバを摺動案内してファスナーを打ち出すノーズ部と、マガジンに収納された連結ファスナーに係脱する送りピストンを上記ノーズ部側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構とを備え、上記送りピストンを常時送り方向にバネ付勢し、上記燃焼ガスの一部を、上記燃焼室と上記送りピストン・シリンダ機構との間に設けられたガス管路を経由して上記送りシリンダに供給して上記送りピストンを上記バネに抗して退避方向に作動させるガス燃焼式打込み工具において、上記燃焼室と上記送りピストン・シリンダ機構との間には、燃焼室から上記送りピストン・シリンダ機構に燃焼ガスを供給するガス管路を設けるとともに、該ガス管路には、上記打撃ピストン・シリンダ機構の外側部に、上記燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁と、打込み終了後に上記送りピストン・シリンダ機構に供給された燃焼ガスを大気に開放する開閉弁とを配置したことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記燃焼室は、環状の可動スリーブを上下動させることにより開閉可能に形成され、上記開閉弁は上記可動スリーブの作動に連動させたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、上記逆止弁と開閉弁とは並設されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、燃焼室と上記送りピストン・シリンダ機構との間に、燃焼室から上記送りピストン・シリンダ機構に燃焼ガスを供給するガス管路を設けるとともに、該ガス管路には、燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁と、打込み終了後に上記送りピストン・シリンダ機構に供給された燃焼ガスを大気に開放する開閉弁とを打撃ピストン・シリンダ機構の外側部に設けたから、上記打撃ピストン・シリンダ機構とノーズ部とを直結することができる。したがって、工具の全高を抑えて小型化・軽量化が可能となるから、取り扱いが容易なガス燃焼式打込み工具を提供することができる。

請求項２に係る発明は、燃焼室は、環状の可動スリーブを上下動させることにより開閉可能に形成され、開閉弁は上記可動スリーブの作動に連動させた構成である。可動スリーブはファスナーの打込み開始と打込み終了の際に開閉作動するので、開閉弁を打撃シリンダとノーズ部との間に設けなくても開閉弁の作動をファスナーの打込み開始と打込み終了に合わせられるので、送りピストン・シリンダ機構をタイミングよく作動させてファスナーをノーズ部に送ることができる。したがって、工具の全高を抑えることができる。

請求項３に係る発明によれば、逆止弁と開閉弁とを並設したので、これらの２つの弁は十分に打撃ピストン・シリンダ機構の外側部に余裕をもって配置することができる。

図１〜図４において符号１はガス燃焼式釘打機のボディを示す。このボディ１には、グリップ（図示せず）とマガジン２とが連設されているとともに、打撃ピストン・シリンダ機構３と燃焼室４とノーズ部５と釘送り用の送りピストン・シリンダ機構６とが設けられている。

打撃ピストン・シリンダ機構３は、打撃シリンダ１０内に打撃ピストン１１を摺動自在に収容するとともに、打撃ピストン１１の下方にドライバ１２を一体的に結合させたものである。なお、９は打撃ピストン１１の上動を規制するＣ止め輪である。

燃焼室４は、上記打撃ピストン１１の上端面と打撃シリンダ１０と上部ハウジング１３の内部に形成された上部壁１４（シリンダヘッド）と両者間に配置されている環状の可動スリーブ１５とによって形成されており、可動スリーブ１５を図４のように下方に移動させることにより燃焼室４の上部が大気に連通し、図１のように上方に移動させることにより密閉された燃焼室４が形成されるように構成されている。

すなわち、可動スリーブ１５はリンク部材１５ａを介してコンタクト部材１６と連係している。

コンタクト部材１６はノーズ部５に沿って上下に摺動自在に設けられ、その下端１６ａはノーズ部５から突出している。そして、ノーズ部５とともに上記下端１６ａを被打込み材Ｐに押し付けることにより、これと連動してコンタクト部材１６が相対的に上方に移動し、リンク部材１５ａを介して可動スリーブ１５を上方に移動させる。これにより図１のように密閉された燃焼室４が形成される。その反対に、ノーズ部５を被打込み材から離反させることにより、コンタクト部材１６は相対的に下方に移動し、リンク部材１５ａと可動スリーブ１５はバネにより下方に移動し、燃焼室４は大気に開放される。

上部ハウジング１３には、ガス容器に連通する噴射ノズル１７ａと、混合ガスに点火して燃焼させるための点火プラグ１７ｂが配置されている。また、上部ハウジング１３にはモータ１８が設けられ、その出力軸には、燃焼室４内に噴射された可燃性ガスを燃焼室４内の空気と撹拌させて燃焼室４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１９が設けられている。

ノーズ部５は上記ドライバ１２の摺動を案内するとともに、マガジン２に開口している。

送りピストン・シリンダ機構６は、送りシリンダ７内に摺動自在に収容された送りピストン８を連結させ、送りピストン８の前方に一体に形成された送り爪をマガジン２に収納された連結釘Ｎに係脱させてノーズ部５側に送る釘送り方向と、図１に示す反対の退避方向に往復動させるものである。送りピストン８が送り方向の移動端まで移動したときは、連結釘Ｎの先頭釘Ｎ１はノーズ部５の射出口内に押し込まれる。したがって、送りピストン８が上記送り方向の移動端位置にある状態では、連結釘も動かないので、先頭釘Ｎ１は射出口内に押し込まれた状態に保持される。

次に、上記送りピストン・シリンダ機構６の送りシリンダ７には、常時送りピストン８を送り方向に付勢するバネ２０が設けられている。これに対し、送りシリンダ７の上記バネ２０と反対側はガス管路２１を介して上記燃焼室４と連結している。

次に、上記構成のガス燃焼式釘打機の作動について説明する。まず、釘の打ち出しに当たり、コンタクト部材１６の先端を被打ち込み材に押し付けることにより、可動スリーブ１５を図１のように上方に移動させる。これにより密閉された燃焼室４が形成され、噴射ノズル１７ａから燃焼室４内に可燃性燃料ガスが供給され、回転ファン１９が回転して燃焼室４内に噴射された可燃性ガスを燃焼室４内の空気と撹拌させて所定の空燃比の混合ガスにする。トリガレバー（図示せず）を引き操作すると、点火プラグ１７ｂによって混合ガスに点火され、爆発的に燃焼する。この高圧の燃焼ガスによって打撃シリンダ１０内の打撃ピストン１１に作用させて打撃ピストン１１を衝撃的に駆動させ、この打撃ピストン１１の下面側に結合されているドライバ１２によってノーズ部５内に供給されている釘Ｎ１を打ち出し、被打ち込み材Ｐ内に打ち込む。

打ち込みが完了すると、燃焼室４内の温度が急激に下がるので、打撃シリンダ１０まで拡大した打撃ピストン１１の上方空間は負圧となり、下からの大気圧との差圧によって元の容積に戻ろうとするから、図３に示されるように、打撃ピストン１１は上死点にリターン移動する。そして、釘打機を被打込み材から離すと、コンタクト部材１６が相対的に下方に移動するため、可動スリーブ１５も連動して下方に移動し、燃焼室４は大気に開かれ、新しい空気が入り込んで次の作動が準備される。

次に、上記ノーズ部５には送りピストン・シリンダ機構６により、マガジン２内の釘が送り込まれる。送りピストン・シリンダ機構６は送りシリンダ７内に送りピストン８を往復動可能に設け、送りピストン８はマガジン２内の連結釘を上記ノーズ部５側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に移動するように構成されている。送りピストン８はバネ２０により常時送り方向にバネ付勢されている。これに対し、送りシリンダ７の端部にはガス管路２１が開口し、このガス管路２１から供給されたガスによって上記送りピストン８を上記バネ２０に抗して退避方向に作動させるようになっている。なお、打撃ピストン１１が上死点にリターンした後、送りシリンダ７内のガスは排出され、送りピストン８はバネ２０によって次の釘をノーズ部５に向けて送り作動する。

上記ガス管路２１は図１に示されるように、上記打撃シリンダ１０の側壁２２の内部に一体に形成されている。そして、ガス管路２１の上端は燃焼室４内に臨むように開口し、下端は管路２４を介して送りシリンダ７に接続している。ガス管路２１には図１〜図３に示されるように、打撃シリンダ１０の外側部に、燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁２５と、打込み終了後に上記ガス管路２１を大気に開放する開閉弁２６とが横並びに配置されている。

逆止弁２５の弁体２７はバネ２８によって上方の閉じ方向に付勢され、ガス管路２１を通じて送りピストン・シリンダ機構６に供給された燃焼ガスが逆流しないように構成されている。

逆止弁２５の下流側には分岐管路２１ａが形成され、分岐管路２１ａには開閉弁２６が設けられている。開閉弁２６は、可動スリーブ１５の作動に連動するもので、そのバルブステム３０は常時は図４のように可動スリーブ１５の下部に設けられたＬ字形の作動片３１の下端に押圧されて分岐管路２１ａを大気に開く位置にあり、釘の打ち込みにあたり、図１のようにノーズ部５の先端を被打込み材Ｐに押し付けて釘打機に対しコンタクト部材１６を相対的に上動させると、上記作動片３１が押し上げられて図３に示すようにバルブステム３０から離間し、これに応じてバルブステム３０がバネ３２によって上記ガス管路２１と大気とを遮断する位置に移動するようになっている。

次に、上記ガス燃焼式釘打機の作動態様について説明すると、まず、釘の打ち込みにあたり、図１に示されるように、ノーズ部５を被打込み材Ｐに強く押し付け、コンタクト部材１６を相対的に上動させることにより、可動スリーブ１５が上動して密閉した燃焼室４を形成するとともに、燃焼室５内に噴射ノズル１７から可燃性ガスが噴射され、回転ファン２０が回転して可燃ガスと空気とを撹拌混合する。またコンタクト部材１６とともに可動スリーブ１５が上動することにより開閉弁２６は図３のように（逆止弁２５の下流側の）ガス管路２１に通じる分岐管路２１ａを大気に対して遮断する。

そこでトリガを引くと、点火プラグ１７ｂが混合ガスに点火し、混合ガスは燃焼して爆発的に膨張する。この燃焼ガスの圧力が打撃ピストン１１の上面に作用して下方に駆動するので、ドライバ１２がノーズ部５の射出口内に供給されている先頭釘Ｎ１を打撃し、被打込み材Ｐ中に打ち込む。

上記打込み作動と同時に、燃焼室４の燃焼ガスの一部はガス管路２１から送りピストン・シリンダ機構６の送りシリンダ７内に供給されて送りピストン８に作用するので、送りピストン８も退避方向に移動する。送りシリンダ７内に送られた燃焼ガスの上流側への逆流は逆止弁２５により阻止され、送りピストン８は退避位置に保持される。また、開閉弁２６は大気に対して閉じ状態になっている。

打ち込みが完了すると、燃焼室４内の温度が急激に下がるので、打撃シリンダ９まで拡大した打撃ピストン１１の上方空間は負圧となり、下からの大気圧との差圧によって元の容積に戻ろうとするので、図３に示されるように、打撃ピストン１１は上死点にリターン移動する。さらに、釘打機を被打込み材から離すと、コンタクト部材１６が相対的に下動するので、これに連動して開閉弁２６が図４に示すように押し込まれ、ガス管路２１と分岐管路２１ａが大気に開かれ、送りシリンダ７から燃焼ガスが開閉弁２６から大気に放出されるから送りシリンダ７が減圧し、送りピストン８はバネ２０の力により釘送り方向に移動し、新たな先頭釘がノーズ部５内に供給される。そして、送りシリンダ７内に供給された燃焼ガスは、打撃ピストン１１のリターンが終了し、開閉弁２６が開き作動するまで確実に送りピストン８を退避位置に保持することができる。

上述のように、燃焼室４と上記送りピストン・シリンダ機構６との間に、燃焼室４から送りピストン・シリンダ機構６に燃焼ガスを供給するガス管路２１を設けるとともに、該ガス管路２１には、燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁２５と、打込み終了後に送りシリンダ７内の燃焼ガスを大気に開放する開閉弁２６とを打撃ピストン・シリンダ機構の外側部に設けたから、上記打撃ピストン・シリンダ機構３とノーズ部５とを直結することができる。したがって、工具の全高を抑えて小型化でき、取り扱いも容易なガス燃焼式打込み工具を提供することができる。

また、燃焼室は、環状の可動スリーブ１５を上下動させることにより開閉可能に形成され、開閉弁２６は上記可動スリーブ１５の作動に連動するようにしたことにより、可動スリーブ１５はファスナーの打込み開始と打込み終了の際に開閉作動するので、開閉弁２６の開閉作動もファスナーの打込み開始と打込み終了に合わせられるので、送りピストン・シリンダ機構をタイミングよく作動させてファスナーをノーズ部に送ることができる。

さらに、逆止弁２５と開閉弁２６とを並設したので、これらの２つの弁は十分に打撃ピストン・シリンダ機構外側部に余裕をもって配置することができる。

なお、ガス管路は必ずしも打撃シリンダ１０と一体に形成する必要はない。打撃シリンダ１０と別体のチューブ管とし、これを打撃シリンダ１０の外側面に沿って這わせる構成であってもよい。

なお、本発明に係る打込み工具は、釘打機に限定されない。燃焼によって動力が伝達され、連結された頭付き棒材（釘、ネジ）や頭無し棒材（平行ピン）等のファスナーを送る打込み工具に適用することができる。

ガス燃焼式釘打機の非作動時の要部を示す縦断面図 図１のＸ−Ｘ線上の断面図 図２のＹ−Ｙ線上の断面図 上記釘打機の打ち込み終了後の状態を示す要部の縦断面図

符号の説明

２ マガジン
４ 燃焼室
６ 送りピストン・シリンダ機構
７ 送りシリンダ
８ 送りピストン
２１ ガス管路
２５ 逆止弁
２６ 開閉弁

Claims (3)

1. 可燃性ガスと空気とを撹拌混合して得た混合ガスを爆発的に燃焼させる燃焼室と、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容された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る打撃ピストン・シリンダ機構と、上記打撃ピストンの下面側に結合されているドライバを摺動案内してファスナーを打ち出すノーズ部と、マガジンに収納された連結ファスナーに係脱する送りピストンを上記ノーズ部側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構とを備え、上記送りピストンを常時送り方向にバネ付勢し、上記燃焼ガスの一部を上記送りシリンダに供給して上記送りピストンを上記バネに抗して退避方向に作動させるガス燃焼式打込み工具において、
   上記燃焼室と上記送りピストン・シリンダ機構との間には、燃焼室から上記送りピストン・シリンダ機構に燃焼ガスを供給するガス管路を設けるとともに、該ガス管路には、上記打撃ピストン・シリンダ機構の外側部に、上記燃焼ガスの逆流を阻止する逆止弁と、打込み終了後に上記送りピストン・シリンダ機構に供給された燃焼ガスを大気に開放する開閉弁とを配置した
   ことを特徴とするガス燃焼式打込み工具。
2. 上記燃焼室は、環状の可動スリーブを上下動させることにより開閉可能に形成され、上記開閉弁は上記可動スリーブの作動に連動させ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。
3. 上記逆止弁と開閉弁とは並設されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス燃焼式打込み工具。

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