JP3652923B2 - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的には携帯型燃焼式動力締結具打込み工具に関し、より詳細には前記工具のノーズ部のワーク接触要素を保護するシールドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワークへの締結具の打込みに使用する携帯型燃焼式動力工具は、米国特許第32452 号、及び米国特許第4522162 号、同第4483473 号、同第4483474 号、同第4403722 号、同第5197646 号、同第5263439 号、同第5558264 号、同第5687899 号に記載されている。同様の釘、鋲及びステープル等の締結具(fastener)を打込む燃焼式動力工具は、イリノイ州ヴァーノンヒルズ(Vernon Hills, Illinois)のアイティーダブリュウパスロード(ITW-Paslode) 社からインパルス(IMPULSE：商標名) のブランドで市販されている。
【０００３】
上記工具は、小型の内燃機関を包含するピストル型の工具ハウジングを備えている。前記内燃機関は、燃料セルとも称される圧縮燃料ガスのキャニスターによって動力を供給される。電池式の電子式ディストリビュータユニット(battery-powered electronic power distribution unit)が、点火用の火花を起こす。そして燃焼室に設けられたファンにより、燃焼室内での効率的な燃焼と、燃焼副産物の排出を含めた掃気の促進の両方がもたらされる。前記内燃機関はシリンダー本体の中に配設された細長くて硬質の打込みロッドを備えた往復運動するピストンを含んでいる。
【０００４】
バルブスリーブは、シリンダーに関して軸方向に往復運動し、リンク機構の端に設けられたワーク接触要素がワークに押圧されている時、該リンク機構によって燃焼室を閉じるように移動する。このワーク接触要素を押込む動作により、燃料計量バルブが、閉じられている燃焼室に所定量の燃料の導入を開始する。
【０００５】
トリガースイッチを引くことによって、内燃機関の燃焼室の中に充填されたガスが点火され、ピストンと打込みロッドが下方へ打出され、位置決めされた締結具を衝打し、該締結具をワークへ打込む。ピストンは、シリンダーの中のガスの圧力差により、元の位置、つまり「準備」位置へ戻る。締結具は、マガジン方式でノーズ部に供給される。ノーズ部では、締結具は打込みロッドによる打擲のために適当に位置決めされた方向に保持される。可燃性の燃料／空気混合物への点火による前記燃焼室内での燃焼によって、ピストン／打込みロッド組立体が加速され、締結具がある場合には、締結具がワークへ打込まれる。
【０００６】
前記工具のノーズ部は、装填されている締結具の一番目の締結具(the uppermost nail of a nail strip)に向かって打込みロッドを案内するための上下一対の案内部材を備えている。締結具は、ノーズ部のワーク側端部(workpiece end) によってワークへ案内される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこの種の燃焼式動力工具の欠点は、ノーズ部がハウジングに囲まれていないことである。従って、用途によっては、例えば工員が工具を落した場合等に、ノーズ部を損傷する可能性がある。又、ノーズ部は、締結具がワークに打込まれる深さを変化させるために調節可能であり、一般にこれらの調節は工具の操作者によって行われる。従って、ノーズ部及び該ノーズ部に付随する構成要素を外力から保護する必要があり、又、深さ調節装置を操作者等が不注意で与えてしまう衝撃や干渉から保護する必要がある。
【０００８】
従って、本発明の一つの目的は、工具のノーズ部を衝撃から保護するシールドを有する改良された携帯型燃焼式動力締結具打込み工具を提供することである。
【０００９】
本発明の他の目的は、ノーズ部深さ調節装置にアクセスするためのアクセス開口部を備えたノーズ部シールドを有する改良された携帯型燃焼式動力締結具打込み工具を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、工具の操作を妨害する事が無いように、工具のハウジングに取付けられ、ノーズ部を包囲するように形成されるシールドを特徴とする本発明の締結具打込み用燃焼式動力工具により達成される。締結具打込み深さ調節機構へのアクセスを可能にするために、アクセス開口部が前記シールドに設けられる。
【００１１】
より詳細には、本発明は、主室を収容するハウジングを有する締結具打込み用燃焼式動力工具を提供する。主室内において、動力源(power source)は燃焼側端部と下方端部とを有している。前記動力源の燃焼側端部はロッドを駆動する。締結具は、前記ロッドと係合するように連続して前記ロッドの方へ供給される。前記動力源の下方端部に付随しているノーズ部は工具側端部(tool end)と該工具側端部の反対側のワーク側端部とを有している。前記ノーズ部は前記ロッドを受容し、ワークの方へ前記ロッドを案内するように形成される。ノーズ部を保護するために、保護シールドがノーズ部を包囲している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１、２には、本発明を適用するのに適した種類の燃焼式動力工具１０が示されている。該工具１０は、組込式の内燃式動力源１６を包囲する大きさの主動力源室１４と、前記主室１４に近接し、前記主室１４に略平行である燃料セル室１８（点線で示す）と、燃料セル室の一方の側で前記主室の反対側から延設されるハンドル部分２０とを含むハウジング１２を有している。
【００１３】
更に、締結具マガジン２２が、前記ハンドル部分の下方に配置されると共に、前記主室１４の下方端部２８に付随しているノーズ部２６の方へ延設される。前記マガジン２２は、ここに示したように複数の締結具が小板状になっているものを収容することが好ましいが、米国特許第5558264 号で示されているような複数の締結具がコイル状になっているもの(a coil of nails) を収容しても良い。前記工具１０に電力を供給するために電池（図示無し）が備えられ、該電池は前記ハンドル部分２０に位置する管状の区画（図示無し）内に取外し可能に収容される。
【００１４】
本明細書において、「下方」及び「上方」というのは、図１、２に示すような前記工具１０の操作時の向き(orientation) における「下方」及び「上方」を意味している。又、「前方」は、図１、２に示した工具１０の場合で、図の左側の方を意味する。しかしながら、本発明は、用途により様々な向きで使用しても良いことが理解される。前記主室の下方端部２８の反対側には、燃焼側端部３０があり、複数の吸気ベント３２が設けられている。
【００１５】
例えば、ＭＡＰＰ等の加圧された液体炭化水素燃料が燃料セル（図示無し）に入れられており、公知であるように加圧剤(propellant)によって加圧される。液体の移送は燃料セルとバルブ間で行われる。好ましい実施形態では、例えば現在入手可能なアイティーダブリュウパスロード社のインパルス(IMPULSE: 商標名) の工具等のように、機械式操作バルブが使用される。他の実施形態では電磁式のソレノイド型燃料計量バルブが使用されても良い。
【００１６】
主室１４において、シリンダーヘッド３４は、前記主室の燃焼側端部３０側に配置され、燃焼室３６の上方端(upper end) を規定し、又、前記燃焼室の上方端に位置して、ヘッドスイッチ３８（点線で図示）と、点火プラグ４０と、電動ファンモーター４２と、シール用Ｏリング４４が取付けられる。
【００１７】
主室又は燃焼室のファン４６は、電機子(armature)の第１端５０においてモーター４２の電機子又は動力軸４８に取付けられる。前記ファン４６は、燃焼室３６内に位置して、軸回転するので、燃料と空気を混合することによって燃焼プロセスを促進すると共に、冷却と掃気をも促進する。前記ファンモーター４２は、先行特許においてより詳細が開示されているように、前記ヘッドスイッチ３８によって制御される。前記ファン４６は、燃焼室３６内の空気の流れを促進するための主たる空気流促進装置として利用される。
【００１８】
往復運動する略円筒形のバルブ部材又はバルブスリーブ５２は、ノーズ部２６の外側に滑動可能に取付けられたワーク接触要素５４によって、リンク機構５６を介して前記主室１４内を移動させられる。燃焼室３６の側壁はバルブ部材５２によって形成され、前記バルブ部材の上方端は、Ｏリング４４に密接に係合し、燃焼室の上方端を密封する。前記バルブ部材５２の下方部分５８は、略円筒状のシリンダー本体６０を包囲する。前記シリンダー本体６０の上方端は、外部Ｏリング６２を備えていて、該Ｏリングが前記バルブ部材５２の対応する部分６４に係合し、前記燃焼室３６の下方端部を密封する。
【００１９】
シリンダー本体６０内において、ピストン６６が往復動可能に配設され、該ピストンに硬質で細長い打込みロッド６７が取付けられる。前記マガジン２２から移送され、ノーズ部２６に適当に配置される締結具６８（図１に点線で図示）が、前記打込みロッドによりワークに打込まれる。トリガー６９が引かれると、中央電子式ディストリビュータ及びコントロールユニット(central electrical distribution and control unit)（図示無し）から発信される信号によって、点火プラグ（図示無し）の火花ギャップにおいて放電が起き、前記燃焼室３６に注入され、前記ファン４６によって気化され、撹拌された燃料が点火される。これに応じて、前記ピストン６６が前記シリンダー６０の下方端部へ向かって駆動される。前記ピストン６６が前記下方端部に接近すると、打込みロッド６７は前記ノーズ部２６内に案内され、前記ノーズ部によってワークの上方に保持された締結具６８に衝打する。前記打込みロッド６７の衝打により、前記締結具がワーク又は基板(substrate) に打込まれる。
【００２０】
燃料の使用を調節するために、前記工具１０の発射は、前記ノーズ部２６がワークに押圧されなければ起きない。前記ノーズ部２６がワークに押圧されることにより、前記リンク機構５６が上方に押され、前記バルブ部材５２を移動させて、前記燃焼室３６を密封すると共に、機械式燃料バルブを操作するリンク機構（図示無し）を作動させる。前記燃焼室３６の密封、及び関連する機構に関する詳細は、前述の先行特許に記載されている。
【００２１】
シリンダー本体６０の下方端部はバンパー７１のための座７０を形成する。該バンパーは前記ピストン６６の移動の下限を定める。シリンダー本体６０の反対側の端部には、ピストン停止リング７２が取付けられ、前記ピストン６６の上方への移動を制限する。
【００２２】
図２に示すように、本発明の好ましい実施形態におけるシールド７３が、ノーズ部２６及びそれに付随する構成要素を保護している。前記ノーズ部２６の工具側端部７４において、リテーニングリング７５が、少なくとも一本のねじ７６又は他のねじ切りされた締結具によって前記動力源１６の下方端部２８へ固定される。ノーズ部２６は更に前記リテーニングリング７５の下方に配置された前方及び後方の案内部材７８、７９一対を含んでいる。好ましい実施形態では、前記後方案内部材７９は、実際にはマガジン２２の前方の面である。前記前方及び後方の案内部材７８、７９に対応する面（図示無し）は、断面が半円の溝で形成される。ノーズ部２６の組立に関し、前記対応する面の断面が半円の溝は、前記打込みロッド６７と締結具６８と同軸で、前記打込みロッド６７と締結具６８の形に対応した断面形状を有した案内経路（図示無し）を形成し、前記打込みロッドと締結具を案内する。
【００２３】
前記案内経路を通って、前記締結具６８は、前記ノーズ部２６のワーク側端部８０が位置しているワークへ案内される。前記後方案内部材７９の前記断面が半円の溝の後方端部分は、テーパがかけられてノッチ（図示無し）を形成し、前記マガジン２２からの前記締結具６８を受承する。前記ノーズ部２６は又、前記前方の案内部材７８の前方の面８１と略平行の関係にあり、間隔をあけて略鉛直に延設されているワーク接触要素５４を含んでいる。リンク機構５６の下方部分８２は、少なくとも一つの、好ましくは２つの打込み深さ調節ねじ８４によって、ワーク接触要素５４へ固定される。前記ねじ８４は、ワーク接触要素５４に鉛直に延設された溝穴８６を貫通している。一時的に前記ねじ８４を緩めることにより、前記接触要素５４と前記リンク機構の部分８２の鉛直方向の相対位置が、公知のように調節されても良い。更に詳細なノーズ部の構成については、米国特許第5687899 号に記載されている。
【００２４】
図３、４を参照すると、前記シールド７３は、頂上端８８と、底端９０とを有すると共に、ノーズ部２６を包囲するように形成された略管状の形状をしている。前記シールド７３は、耐久性のある構成であることが好ましく、例えば、１６ゲージ１０５０冷間圧延鋼から製造することが可能である。又、その他の同等の工学材料又は金属で製造しても良い。リテーニングリング７５が、前記シールド７３の前記頂上端８８へ固定され、前記動力源１６の下方端部２８へ取付けられる。前記シールド７３の長さについては、前記ノーズ部がワークに押圧された時に、前記ワーク接触要素５４が完全に格納され、前記シールド７３の底端９０がワークと略面一の位置になるように形成される。前記シールド７３の長手側壁９２は、前記頂上端８８から前記底端９０へ傾斜し、逆さになった中空の円錐形を略形成する。この形状は、前記ノーズ部２６と、前記ワーク接触要素５４の変位と、前記リンク機構の部分８２と、ねじ８４とを収容すると共に、ワークに対する視界を確保する。
【００２５】
より詳細には、工具１０の既存の構成要素であるリテーニングリング７５は、略円形であり、前記ノーズ部及び前記打込みロッドを収容する該リング内に形成されるノッチ７５ａを備えている。更に、前記リテーニングリング７５は、前記動力源１６の下方端部２８へ該リテーニングリングを取付ける前記ねじ７６を受容する穴９１を備えている。前記シールド７３を前記リテーニングリング７５へ固定するために、該シールド７３は、前記頂上端８８に沿って前記リテーニングリング７５の外周長さ(perimeter) の少なくとも７５％に溶接されることが好ましい。あるいは、前記シールド７３は、打ち抜き加工又は一体成形されても良く、ハウジングをダイカストで製造して本体の一部としても良い。
【００２６】
ノーズ部２６の４つの側面９３（図２参照）を保護するために、前記シールド７３は、少なくとも３つの側面を覆うように構成、配置され、第４番目の側面は、前記締結具マガジン２２に隣接して係合する。前記壁９２の後方向きの縁部９２ａ、９２ｂが、前記マガジン２２を収容するための空間を形成する。
【００２７】
図５に示すように、前記ノーズ部の前記調節ねじ８４へアクセスするために、少なくとも１つ（好ましくは３つ）のアクセス開口部９４が前記シールド７３に設けられる。各々のアクセス開口部９４は、一度に前記調節ねじ８４の一つにだけアクセス可能になるように構成、配置される。例えば、前記ねじ８４の一つは前記ノーズ部２６が、前記シールドに格納されていない場合にアクセス可能であり、他のねじは前記ノーズ部２６が前記シールドに格納されている場合、つまり、工具がワークに押圧されている場合にアクセス可能である。複数のアクセス開口部９４を備えることにより、同じノーズ部シールド７３を様々な工具１０に使用することが可能になる。更に、前記シールド７３は、ノーズ部２６とシールド部７３の間に空隙９５を形成するように構成され、打込みの調節を可能にする。
【００２８】
図６は、本発明の他の実施形態のシールド７３ａを示している。シールド７３と７３ａで共通の構成要素は、同一の参照番号で示してある。前記シールド７３ａは、例えば装飾用途等のより注意を要するワークに締結具６８を打込むためのより小さな燃焼式の工具に使用する。開口部９６が、前記ノーズ部２６の深さ調節装置へのアクセスのために、前記シールド７３ａに設けられる。前記シールド７３ａのノッチ９８が、前記締結具マガジン２２のためのねじ９９（図１参照）へのアクセスを可能にする。前記シールド７３の場合と同様に、前記シールド７３ａは、湾曲した下方縁部１００を有しており、締結具６８を所定の角度で打込む必要がある場合には、ワークに対して工具を傾斜させることが可能である。様々な形態の燃焼式動力工具に適合させる必要がある場合には、他に上述のような開口部及びノッチ９４、９６、９８が追加されても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノーズ部シールドを備えた燃焼式動力締結具打込み工具の側面部分断面図である。
【図２】燃焼式動力締結具打込み工具の側面部分断面図であり、本発明のノーズ部シールドの部分の分解図を示す。
【図３】本発明のノーズ部シールドの側面図である。
【図４】本発明のノーズ部シールドの平面図であり、リテーニングリングが示されている。
【図５】本発明のノーズ部シールドの背面図である。
【図６】本発明のノーズ部シールドの他の実施形態の側面図である。
【符号の説明】
１０…燃焼式動力工具
１２…ハウジング
１４…主室
１６…動力源
２２…締結具マガジン
２６…ノーズ部
２８…下方端部
３０…燃焼側端部
５４…ワーク接触要素
６７…打込みロッド
７３、７３ａ…保護シールド
７４…工具側端部
８０…ワーク側端部

Claims (7)

1. 主室を有するハウジングと、
   前記主室内に包含され、燃焼側端部と下方端部とを有する動力源と、
   前記動力源の前記燃焼側端部によって駆動されるロッドと、
   前記ロッドと係合するように連続的に締結具を供給する手段と、
   工具側端部と前記工具側端部の反対側のワーク側端部とを有し、前記動力源の前記下方端部に付随しているノーズ部であって、前記動力源の前記下方端部からの前記ロッドを受容し、前記ロッドをワークの方へ案内する前記ノーズ部と、
   前記ノーズ部を保護する保護手段と、を備えた燃焼式動力工具であって、
   前記ノーズ部が４つの側面を有していて、そのうちの１つの側面は前記締結具供給手段に隣接しており、前記保護手段が、前記ノーズ部の４つの側面のうちの前記締結具供給手段に隣接する側面を除いた３つの側面を包囲する略管状の形状をしていると共に、前記ノーズ部と当該保護手段の間に空隙を形成するように構成、配置され、更に、前記保護手段は、頂上端と底端とを有し、前記頂上端が前記動力源の前記下方端部に固定されていて、前記ノーズ部は、滑動可能に取付けられたワーク接触要素を含み、該ワーク接触要素は前記工具がワークに押圧されることによって格納され、前記保護手段の底端は、前記工具がワークに押圧されて前記ワーク接触要素が格納される時、ワークと略面一になると共に、ワークに対して前記工具を傾斜させて操作することを可能にするために側面視において下方へ凸状に湾曲した下方縁部を有している、燃焼式動力工具。
2. 前記締結具供給手段がマガジンである請求項１に記載の工具。
3. 前記保護手段が、前記ノーズ部を包囲するように形成された前記底端側が細くなった略円錐形である請求項１または２に記載の工具。
4. 前記動力源の前記下方端部へ取付けるために形成されたリテーニングリングを前記頂上端に有し、該リテーニングリングは前記ノーズ部を収容するノッチを備えている請求項１から３の何れか一項に記載の工具。
5. 前記保護手段の前記頂上端が、前記リテーニングリングの下側の外周長さ(perimeter) の少なくとも７５％に溶接されている請求項４に記載の工具。
6. 前記ノーズ部の少なくとも一つの打込み深さ調節装置へアクセスするために前記保護手段に少なくとも一つのアクセス開口部を有する請求項１から５の何れか一項に記載の工具。
7. 前記アクセス開口部が、一度に一つの前記打込み調節装置にだけアクセス可能であるように構成、配置される請求項６に記載の工具。

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