JP2720157B2 - 間接発射ファスナ打ち込み工具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ピストン及びピストン緩衝手段を含んだ間
接発射ファスナ打ち込み工具に関するものである。この
ピストンは、バレル内に装着され、推進薬の燃焼ガスの
作用下でファスナを打ち込んで支持材上に取付材を固定
する。ピストン緩衝手段は、バレルとこのバレルの前方
に配置されたファスナ・ガイドとの間に設けられ、前記
ピストンの余剰推進エネルギーを吸収し、かつピストン
行程を制限する。この緩衝手段は、ピストンヘッドと協
働するように配置されたリング、弾性材料で作られ、ピ
ストンヘッドと協働する前記リングとファスナ・ガイド
との間に配置された第１中間リング、および剛性を有す
るけれども僅かに変形できる材料で作られ、ピストンヘ
ッドと協働する前記リングとファスナ・ガイドとの間に
軸線方向に移動できるようになっている第２中間リング
の組合せからなるものである。 〔従来の技術〕 この形式のファスナ打ち込み工具は、小屋等の板張り
建築によく使われる。例えば、短いファスナを使用し
て、Ｉ型断面を有する梁上に金属カバーシートを固着す
る場合には問題がある。一般に、固定ファスナを受け入
れる支持材料の厚みは、材料により変わるので、これら
の支持材料内へファスナを規則正しく打ち込むことが保
証されなければならない。薄肉の金属シートで覆われる
Ｉ断面梁を例にとれば、梁のウェブ内に打ち込むのか、
薄肉の両側方フランジ内に打ち込むのか、あるいは側面
に打ち込むのかを知らずに、オペレーターが盲目的に働
いていることがよくある。ファスナ自体を打ち込むこと
により余剰パワーを吸収することに基礎を置く工具は言
うまでもなく、前記ファスナ打ち込み工具に、ピストン
の行程を制限するピストン緩衝手段が実際設けられてい
ないものと仮定すれば、ピストンがファスナ・ガイドか
ら突出するであろうし、もしも両フランジ内に打ち込む
のであればファスナが打ち込まれ過ぎる危険があり、こ
のことは取付材の固定の質を低下させるであろうし、も
しも側面に対して打ち込むのであれば、高速度で推進さ
れる本当の弾丸のように薄肉金属シートをも貫通できる
であろう。 従って、ピストン緩衝手段はピストンの行程を制限ま
たは制御するためのものである。実際には、ピストンが
ファスナを放つ時のピストンの位置を保証するだけで十
分である。というのは、この時には、ファスナの運動エ
ネルギーにはごく小さい推進エネルギーしか含まれず、
この小さいエネルギーでは、打ち込み行程を継続するに
は不十分であるからである。換言すると、ファスナはピ
ストンから放たれるや否や、停止する。 幾つかのタイプの緩衝装置は既に周知で、一方が非弾
性鋼リングで、もう一方が例えばポリウレタンで作られ
る弾性材料リングのものがある。 鋼リングは良好な打ち込み精度をもたらすという利点
があるが、急停止によりピストンが破損する危険性を増
すという欠点がある。弾性リングにはこの欠点がない。
しかし弾性リングは、しばしばかなりの力が加わるの
で、変形しまたは破壊にまで到りピストンの位置精度お
よび工具の作動を損ねてしまう。 米国特許第3465942号から前記タイプの打ち込みファ
スナを知ることができる。しかし、この特許の工具にお
ける第２中間リングは、第１中間リングがピストンに沿
って変形しないように働くだけである。この特許のこれ
ら２つの緩衝リングの組立体は、発射後のピストンの軸
線方向位置をあまり良好な精度で決定することはできな
い。 発明の要約 〔発明が解決しようとする問題点〕 そこで本発明は、発射後のピストンの軸線方向の位置
が常に同一であるような間接発射ファスナ打ち込み工具
を提供する。 このために、本発明は圧縮後の中間剛性リングの軸線
方向変位の長さが、中間弾性リングの軸線方向寸法の減
少量と等しくなるように、ファスナ・ガイドと第２中間
剛性リングが構成されていることを特徴とする、前記タ
イプの間接発射ファスナ打ち込み工具を提供する。 ピストンヘッドと協働するリングは、該リングとファ
スナ・ガイドとの間に設けられた第１中間弾性リングの
方に移動して圧縮する前に、ピストンが破壊してしまう
危険性を伴わずに、ブレーキ・ロッキングの作用によ
り、推進エネルギーの一定部分を吸収し始めることがで
きる。 まず、第１中間弾性リングは、ピストンヘッドと協働
するリングの前方への変位を制限できる。また、この第
１中間弾性リングは、圧縮弾機（compression spring）
としても動作する。また、この弾機が劣化するのを避け
るため、ファスナ・ガイドを押圧する第２中間剛性リン
グが確実に支持して、ばねで例えればコイル部分が接触
してしまうまで圧縮されるのを避ける。換言すると、中
間剛性リングにより、中間剛性リングの変形が制御で
き、かつ過剰圧縮による中間剛性リングの破壊が避けら
れる。中間剛性リングは、中間剛性リングによりもはや
吸収されない余剰エネルギーを引き受ける。さらに換言
すれば、僅かに変形できる中間剛性リングは、弾性リン
グを保護し、従ってピストンの多くの緩衝行程の後でさ
えも、完全に形状を回復し、このことがピストンの位置
決め精度に有益となる。 機能を考慮すれば、これら２個の中間リングは軸線方
向において同じ動的寸法（dynamic dimension）を有し
ていると言える。 本発明の工具の好適実施例において、ファスナ・ガイ
ドは第２中間剛性リングを受け入れる後部凹部を含み、
その軸線方向の深さは、圧縮後の中間剛性リングの軸線
方向寸法の減少量に少くとも等しい。 この場合に、２個の中間リングが同じ軸線方向寸法を
有すれば好都合である。 同じ軸線方向寸法の２個のリングの組合せには、装着
の位置決めおよび方法を考慮する必要がないので、装置
が簡単であるという利点がある。２個のリングは分離で
きない構造にて緩衝アセンブリーを構成し、このアセン
ブリーは容易に交換でき、かつピストン行程の終了時に
おけるピストンの位置を保証でき、従って常に良好な固
着ができるのである。 好適には、ピストンヘッドと協働するリングは剛性材
料で作られる。 有利には、前記２個の中間リングの周りに環状空間が
設けられる。この環状空間により、ピストンヘッドと協
働するリングの変位作用下で、変形できる第２中間剛性
リングがファスナ・ガイドの後部底すなわち後部底面に
対して接触する瞬間まで、第１中間弾性リングの半径方
向への膨張が可能となる。この場合、前記中間剛性リン
グの軸線方向変位の長さおよび前記２個の中間リングを
取り囲む空間の容積は、中間剛性リングの変形段階の終
りに、中間剛性リングがファスナ・ガイドの後部底面に
対して接触する時に、前記空間容積がゼロにならないよ
うになっている。 好適には、ピストンのヘッドは、火薬ホルダを入れる
ようくりぬかれるが、これによってピストンの強靭性は
損なわれず、むしろピストンヘッド重量が減少し、この
ことが良好な緩衝を促進する。 有利には、ピストンヘッドと協働するリングの長さ、
圧縮状態下にある弾性リングの長さ、及びファスナ・ガ
イドの長さの和や、前記弾性リングから突出するように
なっているピストンの前方部分の長さは、発射後におい
て、ピストンの前端部がファスナ・ガイドから突出しな
いようになっている。 さらに好適には、本発明の工具のピストンのヘッドは
円錐台の形状で広い面積を有し、またピストンヘッドと
協働するリングは対応する形状の内腔を含む。このこと
は、提起された緩衝の問題への最良の解決策を与えるも
のである。 〔実施例〕 本発明の好適実施例について説明する。以下に記載さ
れるファスナ打ち込み工具は、小屋の梁等の支持材２の
上に金属カバーシート等の取付材１を、ファスナ（有利
には、短いシャンク３と大きなヘッド４とを備えた釘形
式）を用いて固着させるのに特に役立つものである。 そのような工具は、本発明自体に関するその要素を除
いては当業者には完全に知られているので、これらの本
発明に関する要素のみを説明する。 本発明の工具は、バレル組立体５とファスナ・ガイド
を含む。このバレル組立体５は、実際正確に言えば、バ
レル51及びこのバレルと一体構造の火薬ホルダ52を含
む。バレルはバレル中で軸線方向にピストン即ち慣性ブ
ロック６をスライドさせるように装着される。ファスナ
・ガイド７と一体のフランジ付スペーサ８は、後端部に
内部環状フランジ９を有する。このフランジ９は前記バ
レル51の前部に設けられた外部環状フランジ10と協働
し、その結果、発射後や新しい推進火薬を装填する前の
ように工具が使用体勢にないときでも、ファスナ・ガイ
ド７とバレル組立体５は一体となり、一方、発射時や排
出ガスの作動下においては、スペーサ８後部の内部環状
フランジ９に前方の外部環状フランジ10が接触するまで
バレル51が反動し得る。 ピストン６はヘッド11とロッド12とを有する。ヘッド
11は、後部環状部分13及び前方円錐台形状部分14を含
む。後部環状部分13は、工具の閉鎖位置に火薬ホルダ52
を受け入れ発射準備するためくりぬかれている。前方円
錐台形状部分14は、後方に向かって拡がり、相対的に拡
張された領域15を有する。 ピストンのヘッド11の後部には外部カラー16が設けら
れ、この外部カラー16により、ピストン６がバレル５内
をスライドする。該外部カラー16は、（図示されてはな
い）バレル・ホルダと一体ものの保持爪17と協働する。
バレルは該バレル・ホルダ内にスライド可能なように装
着される。保持爪17は、バレル内に形成されたスリット
53内をスライドできる。発射後工具を使用状態におく場
合には、ピストン６の外部カラー16を保持爪17に接触さ
せて保持する。この保持爪17は、ピストン６が誤って前
方に打ち込まれるのを阻止する機能をも有する。カラー
16にはキーパー・リング18受け入れ用環状溝が形成さ
れ、バレル51の内腔21と摩擦を伴って協働し、打ち込み
に際しては、このキーパー・リング18の摩擦作用により
発射位置にピストン６を保持する。 従って、火薬ホルダ52の前部は、ピストンの後凹部に
嵌合し、火薬ホルダ52内に、推進ガス取入れノズル19が
設けられる。火薬ホルダ52の後部では、燃焼室内に推進
薬20が装填され、該打ち込み工具の閉鎖機によって移動
される発射ピン（すなわち撃針）をうち当てる。 剛性材料（実施例では鋼）から作られる環状リング22
は、スペーサ８の内径に実質的に等しい外径を有し、こ
のスペーサ８内をスライドするように装着される。リン
グ22内に形成される内部円錐台形状の内腔23は、ピスト
ンのヘッドの前部14の形状と相補的な形状を有する。 リング22とファスナ・ガイド７との間には、第１中間
リング24が設けられ、この第１中間リング24は、スリー
ブ形状であり、弾性材料（実施例ではポリウレタン）か
ら作られ、スペーサ８の内径よも小さい外径を有して該
第１中間リングの膨張用に環状スペース32を備え、ピス
トンロッド12の外径よりも大きな内径を有する。 さらに、リング22とファスナ・ガイド７の間でリング
24の内側に、ピストンロッド12が貫通する中央内腔26の
周りのファスナ・ガイド７に前方向に形成された環状凹
部25と一直線をなして、第２中間リング27が装着され
る。この第２中間リング27も、スリーブ形状であり、剛
性を有するが若干変形可能な材料から作られ、圧縮され
ていない状態のリング24の内径に等しい外径を有し、ピ
ストンのシャンク（即ち、ロッド12）の外径よりも若干
大きな内径を有し、さらにこの実施例では、圧縮されて
いない状態のリング24の軸方向長さに等しい軸方向長さ
を有する。 実施例では、リング27の強度は、500から650N/m²間で
あり、相対伸び率は、15％から25％の間である。 実施例では、凹部25は、前方に収束する円錐台形状を
した側壁を有し、リング27を首尾良く受け入れ、さらに
余剰エネルギーを十分に吸収する。この場合には、該リ
ング27は凹部25の壁と少しも違わぬ形となる。 中央ファスナ受け入れ内腔28は、ファスナ・ガイド７
の前面29からファスナ・ガイド７内に形成される。この
中央ファスナ受け入れ内腔28は、ピストンロッドが貫通
する中央内腔26の直径よりも大きな直径を有し、かつ該
内腔28内に前記中央後部内腔26が開口している。 剛性リング22、弾性圧縮された中間リング24、及びフ
ァスナ・ガイド７の軸線方向長さの和は、ピストンヘッ
ドの円錐台形状部14とピストン６のロッド12の軸線方向
長さの和よりも若干大きい。あるいはまた、これらの全
部品の長さは、ピストン６がファスナ・ガイド７から突
出できないように設定される。 〔作用〕 ここまでは、本打ち込み工具を構成要素に関して説明
してきたが、次にその作用について説明する。 ファスナ・ガイド７の内腔28内に前面29を通ってファ
スナ釘3,4を挿入後、固着すべき取付材１に対して工具
を配置する。次いで、ファスナ・ガイド７、弾性リング
24、剛性リング22、及びバレル51はそのフランジ10を介
して組み付けられ、ピストン６はキーパ・リング18によ
りバレル51内の発射位置に保持され、火薬20は発射準備
のできた燃焼室内に装填される。 打ち込み工具が固着すべき取付材１上において或位置
に配置された際には、その位置の下に支持材２が存在し
ようがしまいが関係なく、工具の発射準備および発射
は、両方の場合ともごく普通に行われる。推進ガスの作
用により、ピストン６が前方に推進されると同時にファ
スナ４が取付材１内に打ち込まれる。ピストンヘッドの
円錐台形状部14が、剛性リング22の対応する内腔23に対
して接触する（第２図）。エネルギーの一部を吸収する
ことにより、剛性リング22は前方に移動し、剛性リング
22の前面30とファスナ・ガイド７の後部31との間の弾性
リング24、及びリング24の周りに設けられた環状空間32
を圧縮し、弾性リング24を半径方向に膨張させ、ファス
ナ・ガイド７後部の凹部25内に変形可能な第２中間リン
グ27を押し入れる（第３図）。 この工具の使用開始時において弾性リング24が変形し
てその軸線方向の大きさが凹部25の軸線方向の深さだけ
減少するやいなや、また、リング27が凹部25の底部に対
して接触するやいなや、リング24の変形を制限し、残り
のエネルギーは、リング27を経て取付材１上に接するフ
ァスナ・ガイド７に伝達される。 凹部25の軸線方向深さと空間32の容積は、弾性リング
24の変形段階の最後において、鋼性リング27が凹部25の
底部に接触する時、空間32の容積は減少はするがゼロに
はならず、スペーサ８を拘束しないように設定されてい
ることに留意されたい。 この工具の使用中は、ピストンにより伝達されたエネ
ルギーの作用下で、第２中間剛性リング27が、前記剛性
リング22の前面30と、ファスナ・ガイドの凹部25の底部
との間での圧縮により漸次変形される。しかしながら、
工具が古くなると、剛性リング22が凹部25の深さよりも
少しでも大きな距離を軸線方向に移動した後は、残りの
エネルギーは専らファスナ・ガイドに伝達されることに
留意されたい。もちろん、このことはリング27がもう変
形できなくなるまで使用された後に起こる現象である。 さらに、別の態様として、中間剛性リング27の軸線方
向寸法を、圧縮されていない状態での中間弾性リング24
の軸線方向寸法よりも小さく設定することもできる。こ
のようにすると、リング27を受け入れるための凹部25を
ファスナ・ガイド７の後部に形成する必要がなくなるこ
とに留意されたい。 次いで、もし打ち込もうとしている位置で支持体が取
付材の下に存在しないならば、即ち、もし取付材が力を
受けて変形され得る状態ならば、ファスナ・ガイド７は
前方に推進される。また、発射の初期段階では、ファス
ナ・ガイドとスペーサを除いた工具全体（即ち、バレル
組立体等）が排気ガスの作用下で反動し、バレル51のフ
ランジ10が、剛性リング22の後部を離れてスペーサ８の
フランジ９に接触するようになる（第３図）。発射直前
に、２個のフランジ９および10の間に環状空間33が存在
する目的は、バレル51とピストンとの相対運動を可能に
し、ピストンを緩衝する時に急な衝撃を与えないように
することにあって、この衝撃は慣性による部品の破壊を
生じうるものである。 好ましくは、釘３が打ち込まれた後は、ピストン６の
ロッド12の前端部はファスナ・ガイド７の前面29に対し
て引込んだ状態となる。この場合には、本工具がたとえ
空隙に対して発射されるのに用いられるとしても、換言
すれば、支持体があてがわれない位置で固着さるべき薄
肉の取付材に発射されるとしても、ピストンは工具の内
側に留どまる。このことは安全性と固着品質を保証する
ものである。 ここまで、単一片の剛性リング22と単一片の弾性リン
グ24を含む緩衝器を有する工具について記載してきた。
本発明の範囲から逸脱することなく、単一でなく数個の
剛性リングを備えることができ、また単一でなく数個の
弾性リングを備えることもできる。同様にして、弾性リ
ング24が変形可能な剛性リング27の外側でなく内側に配
置でき、剛性リングを受け入れる凹部が設けられる時に
は環状凹部となろう。 ピストン緩衝時の激しい衝撃を上手に避けるために、
環状空間33内に弾性リングを配置でき、この弾性リング
は、例えば、ポリウレタン製で前記空間の断面よりも小
さい断面を有する。 リング22は使用中おそらく膨張されるので、その外径
はスペーサ８の内径に対して通常やや小さい。しかし、
リング22はガイドされねばならないので、センタリング
およびガイド肩部はリング22の前面部分に設けられ、リ
ング22はスペーサ８の内径にほぼ等しい外径を有する。 有利には、ピストンヘッドの円錐台形状部14の開口
角、およびリング22の対応する内腔23の開口角は、13゜
から20゜の間とし、好ましくは、15゜にほぼ等しくす
る。 別の態様として、中間剛性リング27の軸線方向寸法
を、圧縮されていない状態での中間弾性リング24の軸線
方向寸法よりも大きく設定できることにも留意された
い。この場合には、ファスナ・ガイドの後部凹部25の深
さを、圧縮後の弾性リング24の軸線方向寸法の減少量よ
りも大きく設定し、リング27がこの軸線方向寸法の減少
量より大きく軸線方向に変位できるようにする必要があ
る。

【図面の簡単な説明】 第１図は、発射前の本発明の工具の軸線方向略示断面図
を示し、 第２図は、第１中間弾性リングの圧縮前における第１図
の工具を示し、さらに 第３図は、発射後の第１図の工具を示す。 １……取付材、２……支持材、3,4……ファスナ、５…
…バレル組立体、６……ピストン、７……ファスナ・ガ
イド、８……フランジ付スペーサ、９……内部環状フラ
ンジ、10……外部環状フランジ、14……ピストンヘッド
円錐台形状部、20……推進薬（火薬）、24……第１中間
弾性リング、27……第２中間剛性リング。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−90282（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−7232（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭39−19133（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．間接発射ファスナ打ち込み工具であって、 バレル内に装着され、推進薬の燃焼ガスの作用下でファ
   スナを打ち込んで支持材上に取付材を固定するためのピ
   ストン、 バレルと該バレルの前方に配置されたファスナ・ガイド
   との間に設けられ、ピストンの余剰推進エネルギーを吸
   収し、かつピストン行程を制限するためのピストン緩衝
   手段 を含み、該ピストン緩衝手段は、 ピストンヘッドと協働するように構成され、且つ、剛性
   材料から作られたリング、 ピストンヘッドと協働するリングとファスナ・ガイドと
   の間に配置され、弾性材料から作られた第１中間リン
   グ、及び ピストンヘッドと協働するリングとファスナ・ガイドと
   の間で軸線方向に移動でき、剛性を有するけれども僅か
   に変形できる材料から作られた第２中間リングの組合せ
   からなり、 圧縮後において第２中間剛性リングの軸線方向変位の長
   さが、第１中間弾性リングの軸線方向寸法の減少量に等
   しくなるように、ファスナ・ガイドと第２中間剛性リン
   グが構成されることを特徴とする間接発射ファスナ打ち
   込み工具。 ２．ファスナ・ガイドが、第２中間剛性リングを受け入
   れるための後部凹部を含み、該凹部の軸線方向の深さ
   が、圧縮後の前記中間弾性リングの軸線方向寸法の減少
   量に少くとも等しい特許請求の範囲第１項記載のファス
   ナ打ち込み工具。 ３．前記２個の中間リングの軸線方向寸法が等しい特許
   請求の範囲第２項記載のファスナ打ち込み工具。 ４．前記ファスナ・ガイドの後部凹部が円錐台形状の壁
   を有している特許請求の範囲第２項記載のファスナ打ち
   込み工具。 ５．前記２個の中間リングの周囲に環状空間が設けら
   れ、前記ピストンヘッドと協働するリングの変位する作
   動下で、前記第２中間剛性リングがファスナ・ガイドの
   後部に対して接触する瞬間まで、第１中間弾性リングが
   膨張できる特許請求の範囲第１項記載のファスナ打ち込
   み工具。 ６．前記中間剛性リングの軸方向変位の長さと前記空間
   の容積は、前記中間弾性リングの変形の段階の終りにお
   いて、前記中間剛性リングがファスナ・ガイドの後部底
   面に接触する時に前記容積がゼロにならないように設定
   されている特許請求の範囲第５項記載のファスナ打ち込
   み工具。 ７．ピストンのヘッドが火薬ホルダを受け入れるように
   くりぬかれている特許請求の範囲第１項記載のファスナ
   打ち込み工具。 ８．ピストンヘッドと協働するリングの軸線方向長さと
   圧縮状態にある弾性リングの軸線方向長さとファスナ・
   ガイドの軸線方向長さを合計した長さは、前記弾性リン
   グから突出するピストンの前方部分の長さを考慮して、
   発射後にピストンの前端部がファスナ・ガイドから突出
   しないように設定される特許請求の範囲第１項記載のフ
   ァスナ打ち込み工具。 ９．前記２個の中間リングがスリーブ状であって、一方
   は剛性を有するが変形は可能であり、もう一方は弾性を
   有する特許請求の範囲第１項記載のファスナ打ち込み工
   具。 １０．ピストンのヘッドが前方円錐台形状部分を含み、
   かつ該ピストンヘッドと協働するリングがこれに対応す
   る形状の内腔を含む特許請求の範囲第１項記載のファス
   ナ打ち込み工具。