JP3925793B2 - 燃焼式打込み工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性ガスと空気とを混合し着火することにより、ピストンを駆動する動力を発生させ、釘等を打込む燃焼式打込み工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼式打込み工具は、例えば特公平１−３４７５３号、特公平４−４８５８９号、特公平３−２５３０７号、特公平４−１１３３７号、特公昭６４−９１４９号、特公平３−２５３０７６４６号等記載のものがある。
【０００３】
図１０に従来の一例を示す。本体枠を形成するハウジング１４には、ハンドル１１、テールカバー１、プッシュレバー２１、マガジン１３、トリガスイッチ１２が付随しており、ハウジング１４内には、シリンダ４、ピストン１０、ファン６、プラグ９、図示しない可燃性ガス噴射口、ガスボンベ７、燃焼室枠１５、ヘッドカバー２３が設置されている。ハウジング１４内において、シリンダ４とヘッドカバー２３はハウジング１４に対し固定されているが、燃焼室枠１５はハウジング１４とシリンダ４に案内され、図示しないばねにより下方に付勢され、ハウジング１４の軸方向に移動可能に支持されている。燃焼室枠１５、ヘッドカバー２３、ピストン１０で閉鎖された空間が可燃性ガスと空気の混合ガスが燃焼する燃焼室５を形成する。シリンダ４内には図示しないシール部材を介してピストン１０が移動可能に設置されている。シリンダ４の下方には、空気釘打機において周知構成の、図示しない排気穴及び排気穴の外側に図示しない逆止弁が設けられている。燃焼室５には、燃焼室５外でヘッドカバー２３上方に設けられた図示しないモータによって回転されるファン６、トリガスイッチ１２によって点火される点火プラグ９、ガスボンベ７から供給される可燃性ガスを噴射する噴射口、突起状に突き出たリブ２４等がある。燃焼室枠１５は、プッシュレバー２１と連接しており、またロッド２０２、カム２０３、トリガブラケット２０１を介してトリガスイッチ１２とも連接している。ハウジング１４の下方に釘を充填したマガジン１３と、マガジン１３が釘を給送し、ピストン１０下方にセットし案内するテールカバー１が取り付けられている。三角形状の前記カム２０３は、ピボットブッシュ２０７を回転軸として揺動可能に設けられており、一端には開口したスロット２０６があり、前記ブラケット２０１上のピボットピン２０５を係止している。もう一端側は、カム突出部２０８となり、前記ロッド２０２を係止している。
【０００４】
図１０のように、プッシュレバー２１を木材２７に押付けると、プッシュレバー２１と共に燃焼室枠１５、ロッド２０２が上昇する。燃焼室枠１５の上昇により外気に対し閉鎖した燃焼室５が形成され、その後連動して燃焼室５内にガスボンベ７内の可燃性ガスが噴射口より噴射され、その後ファン６が回転し、可燃性ガスと空気が混合攪拌される。またロッド２０２の上昇により、ロッド２０２の下端と前記カム２０３の突出部２０８との間にクリアランスができ、カム２０３が回転可能になり、カム２０３に連接したトリガブラケット２０１が上昇可能となり、トリガスイッチ１２が上昇可能すなわちオンが可能な状態となる。トリガスイッチ１２をオンすると、点火プラグ９が火花放電し可燃性ガスと空気との混合気に点火する。可燃性ガスの燃焼・膨張によってピストン１０が下方へ駆動され、ドライバブレード１６によってテールカバー１内の釘が木材２７に打込まれる。ピストン１０が下死点近くまで下降すると、シリンダ４の排気穴がピストン１０の上室と連通し、逆止弁を通して高温・高圧の燃焼ガスが排気され、燃焼室５内の圧力が低下する。と同時に、燃焼室５やシリンダ４の内壁に燃焼ガスの熱が伝達・吸収されて急冷され、更に燃焼室５内の圧力が低下する。この圧力が大気圧まで低下すると、逆止弁が閉鎖し排気しなくなる。この状態で上記急冷が続き、ピストン１０の上室は負圧になり（熱真空という）、ピストン１０の下面は大気圧であるので、差圧でピストン１０は上昇し初期の上死点位置に戻される。その後、工具本体を持上げ、プッシュレバー２１を木材２７から離し、トリガスイッチ１２をオフすると、カム２０３が回転してロッド２０２や燃焼室枠１５も下降して、閉鎖していた燃焼室５が大気に開放される。ファン６は継続して回転しているので、燃焼室５内の残燃焼ガスを掃気して新鮮な空気と入換え、次の釘が打込める初期状態に戻る。
【０００５】
この従来の一つの特徴は、トリガスイッチ１２をオフするまで燃焼室５の大気への開放ができないことである。今図１０の状態から工具本体を持ち上げて、プッシュレバー２１と木材２７とが接触しないようにした場合でも、トリガスイッチ１２をオンしたままであると、ロッド２０２の下端にカム突出部２０８が突き当たりロッド２０２の下降が不可能となる。すなわち、ロッド２０２に連接した燃焼室枠１５の下降が不可能となり、燃焼室５は図１０と同様密閉状態を保持する。しかし、ピストン１０が初期の上死点位置に戻る前に、トリガスイッチ１２がオフされた場合、すぐに燃焼室５が大気となってピストン１０を戻すピストン１０上方の負圧がなくなるので、ピストン１０が初期位置に戻らず途中で停止してしまう。すると、次の燃焼の時、燃焼室容積（ピストン１０の上室の容積）が正規より大となっているので、燃焼が正常に行われず、打込み力不足場合によっては着火せず不発になる恐れがあった。
【０００６】
そこで、例えば特開平１１−２１６６８４号、特開２０００−３３４６７６号等において、ピストン１０が初期の上死点位置に戻る前にトリガスイッチ１２がオフされた場合でも、すぐに燃焼室５が大気とならないように、燃焼室５の大気への開放を遅延する打込み工具が提案されている。図１１、図１２にその一部を示す。
【０００７】
図１１は、トリガスイッチ１２のオフ時の初期位置への戻りを遅くして、それと連接した燃焼室５の大気への開放を遅延させるもので、トリガスイッチ１２のオン状態を示す。トリガスイッチ１２に設けたキャビティ２１２内でプランジャ２１０上のシール部材２１１を接触摺動させる。トリガスイッチ１２のオフ時は、トリガスイッチ１２がばね２０４により下方に動き、シール部材２１１下部のキャビティ２１２の容積が増大していき負圧となるので、トリガスイッチ１２の下降が遅くなる。また、シール部材２１１の摩擦抵抗によっても下降が遅くなる。この結果燃焼室５の大気への開放を遅くすることができる。
【０００８】
図１２は、ドライバブレード１６の先端にロックアウトアセンブリ２２０のカム２２１を接触させておき、ドライバブレード１６すなわちピストン１０が初期位置に戻るまで、ロックアウトアセンブリ２２０によってプッシュレバー２１（ワーク接触要素）を係止して連接した燃焼室５の大気への開放を遅延させるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
釘打ちの作業効率アップのため、トリガスイッチ１２をオンしたまま木材２７へのプッシュレバー２１の押付け・離しの繰り返しで打付けるいわゆる連発打ちを可能とした燃焼式打込み工具の場合、図１１の燃焼室５の開放遅延手段では、トリガスイッチ１２をオフすることはないので、燃焼室５の開放遅延はできない。このため、ピストン１０の戻り不充分な現象・不発現象を招く恐れがあった。
【００１０】
図１２の燃焼室５の開放遅延手段では、ピストン１０のドライバブレード１６にロックアウトアセンブリ２２０のカム２２１をばねで常に押付けているので、ピストン１０の動きの抵抗となって往復動を遅くするものであり、打込み速度を速くし釘打ちの作業効率アップをする時の効率低下の原因となるいう欠点、ロックアウトアセンブリ２２０がドライバブレード１６により衝撃打撃を受けるので強度上の問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、上記した欠点をなくし、連発打ち動作を可能とし打込み速度を速くし釘打ちの作業効率をアップし、作業者の疲労の軽減を図り、操作性の向上を図ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、前記燃焼室枠を直接係止することにより達成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を示す図１〜図５を参照して本発明を説明する。図２に操作前の初期状態を示す。基本的構成は図１０とほぼ同じであり、燃焼から掃気までの動作も図１０とほぼ同じであるので簡単に説明する（ただし、図１０は工具本体を木材２７に押付けて燃焼室５を閉鎖した状態を示す）。本体枠を形成するハウジング１４内に固定されたシリンダ４とヘッドカバー２３があり、その中間位置にプッシュレバー２１と連接している燃焼室枠１５が図示しないばねにより付勢されて上下動（図では左右動）可能に取り付けられている。シリンダ４の上方（図では右方）とヘッドカバー２３下方（図では左方）にシール部２８、２９があるが、流路２５、３０が外気と連通しており、燃焼室５は閉鎖されていない。シリンダ４内には、ドライバブレード１６が装着されたピストン１０が案内支持され、シリンダ４の下方（図では左方）に外側に逆止弁３１が設けられた排気穴３が設けられている。燃焼室５内には、モータ８によって回転されるファン６、ガスボンベ７からの可燃性ガスを噴射する噴射口２２、点火プラグ９の点火部、突起状のリブ２４がある。ハウジング１４のハンドル１１にはトリガスイッチ１２、またハウジング１４内には工具本体が木材２７に押付けられて燃焼室枠１５がストローク上端にあることを検出するヘッドスイッチ（図示せず）が設けられている。
【００１４】
燃焼室枠１５側面のハウジング１４には、軸５２が引っ込んだ状態で燃焼室枠１５に面したソレノイド５１が固定されている。
【００１５】
この状態で例えば連発打ちをするために、トリガスイッチ１２をオンするとファン６が回転する。次に、プッシュレバー２１を木材２７に押付けると、図３に示すように、燃焼室枠１５が上昇（図では右方向移動）し、流路２５、３０はシール部２８、２９により閉鎖されて、燃焼室５は大気に対し閉鎖された空間となる。この状態でまず、燃焼室５内にガスボンベ７内の可燃性ガスが噴射口２２より噴射され、ファン６の回転により可燃性ガスと空気が混合攪拌される。次に、点火回路（図示せず）により点火プラグ９が点火され、混合気の燃焼・膨張によりピストン１０を下方（図では左方）に駆動し、釘を木材２７に打込む。
【００１６】
次いで、点火信号を基準にソレノイド５１がタイマー回路（図示せず）によりある時間オンされ、その間、軸５２が突き出して燃焼室枠１５をこの位置に係止する。この状態で、図１に示すように、次の打込み位置に移動するため、プッシュレバー２１を木材２７から離しても、燃焼室枠１５はばねにより下降（図では左方移動）することはなく、燃焼室５は閉鎖した状態を保持する。その間に、前記熱真空によりピストン１０は初期の上死点位置に戻ることができる。タイマー設定時間はピストン１０が上死点に戻る時間より長めに設定しておく（工具本体の打ち込みパワーにもよるが、約１００ｍｓｅｃ程度）。その後、ソレノイド５１がオフされると軸５２が引っ込んで、燃焼室枠１５とプッシュレバー２１は、ばね付勢により下降（図では左方移動）し、燃焼室５が外気に開放されてファン６の回転により掃気されながら初期位置に戻る。
【００１７】
図４はファン６、点火プラグ９、ソレノイド５１の動作を制御する制御回路のブロック図で、その動作説明用タイムチャートを図５に示す。図５は連発打ちが２回行われた例を示す。
【００１８】
ファン６すなわちモータ８はトリガスイッチ１２がオンされると同時に回転開始し、トリガスイッチ１２がオフした後もファンタイマーによって設定された時間回転を継続する。点火プラグ９はトリガスイッチ１２及びヘッドスイッチが共にオンした時に点火され、この点火によりピストン１０が移動を開始する。
【００１９】
ソレノイド５１は点火プラグ９の点火と同時に付勢されて軸５２を突出させて燃焼枠１５の移動を阻止し、ソレノイドタイマーによって設定された時間付勢を継続する。ソレノイドタイマーが設定する時間は、ピストン１０が初期位置に戻った後もソレノイド５１が付勢状態を維持するように設定されている。
【００２０】
すなわち、ソレノイド５１の作動により、燃焼室開放時刻Ｔ１５やＴ２５をピストン初期位置戻り時刻Ｔ１４やＴ２４より遅らせている。すなわち、熱真空によるピストン戻りを確実に行うことができる。プッシュレバー２１を木材２７に押付けてからトリガスイッチ１２をオンし、釘打込み後プッシュレバー２１を木材２７から離し、トリガスイッチ１２のオフを繰り返すいわゆる単発打ちにおいて、トリガスイッチ１２が速くオフされた場合でも、上記同様動作が確実に行われるのでピストン戻り不充分による性能低下はない。
【００２１】
図６〜図９に本発明の他の実施形態を示す。
図６、図７は、燃焼室枠１５が上昇（図では右方向移動）している時のシリンダ４とのシール部２８近辺の拡大部分断面図である。
図６は、ソレノイド５１に代わる燃焼室枠１５の係止として、燃焼室枠１５とシリンダ４間とで係止を行うもので、シリンダ４のシール部２８の接触摺動面をなす燃焼室枠１５の内周面に係止用の段差５５を設け、燃焼室枠１５の下降（図では左方向移動）開始が段差５５の抵抗により遅れるようにしたものである。
【００２２】
図７は、ソレノイド５１に代わる燃焼室枠１５の係止として、ハウジング１４と燃焼室枠１５間で係止を行うもので、燃焼室枠１５の凹溝６０にハウジング１４側から弾性体６２により係止部材６１を押圧し、燃焼室枠１５の下降（図では左方向移動）開始が係止部材６１の凹溝６０からの離脱抵抗により遅れるようにしてたものである。
【００２３】
図８は、ソレノイド５１による燃焼室５の開放遅延の他の例として、ピストン１０の上死点近辺にピストン１０の初期位置戻り検出センサ７０を設け、その検出信号を基準にしてソレノイド５１をオフし燃焼室５の開放を行うものである。ソレノイド５１等を制御する制御回路のブロック図を図９に示す。ピストン１０の初期位置戻り検出センサ７０としては、光または磁気もしくは超音波等の位置検出センサ等がある。またピストン１０が上死点に戻った時にストッパ４０に衝突する振動を検出する加速度センサによって初期位置戻り検出センサ７０を構成しても良い。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、燃焼室の開放遅延をトリガスイッチではなく、燃焼室枠を直接係止することにより行うようにしたので、トリガスイッチをオンしたままで打つ連発打ちが可能となり、またドライバブレードすなわちピストンの動きも拘束を受けないので、打込み速度を速くし釘打ちの作業効率がアップし、作業者の疲労の軽減を図り、操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明燃焼式打込み工具の一実施形態で動作時を示す部分断面図。
【図２】図１の初期状態を示す部分断面図。
【図３】図１の他の動作時を示す部分断面図。
【図４】図１〜図３のソレノイドの動作を制御する制御回路のブロック図。
【図５】図４の動作説明用タイムチャート。
【図６】本発明燃焼式打込み工具の他の実施形態の要部を示す拡大部分断面図。
【図７】本発明燃焼式打込み工具の更に他の実施形態の要部を示す拡大部分断面図。
【図８】本発明燃焼式打込み工具の他の実施形態の初期状態を示す部分断面図。
【図９】図８のソレノイドの動作を制御する制御回路のブロック図。
【図１０】従来の燃焼式打込み工具の一例の動作時を示す部分断面図。
【図１１】従来の燃焼式打ち込み工具の他の例の主要部を示す部分断面図。
【図１２】従来の燃焼式打ち込み工具の更に他の例の主要部を示す構成説明図。
【符号の説明】
４はシリンダ、５は燃焼室、６はファン、７はガスボンベ、８はモータ、９は点火プラグ、１０はピストン、１５は燃焼室枠、５１はソレノイド、５２は軸、５５は段差、６０は凹溝、６１は係止部材、６２は弾性体、７０はピストン戻り検出センサ。

Claims (8)

1. 打込み工具本体を形成するハウジングと、
   該工具本体の下方に設けられ、被加工材に押付けられるプッシュレバーと、
   ハウジング内に支持され、前記プッシュレバーと連接して上下動し、燃焼室を大気から閉じる第１の位置と、燃焼室を大気に開放する第２の位置との間で上下動可能な燃焼室枠と、
   前記ハウジング内に配置されたシリンダと、
   該シリンダ内で上死点と下死点との間で上下動可能に支持されたピストンと、
   操作者によりオン・オフ動作されるトリガースイッチとを備え、前記トリガースイッチをオンにした状態で前記プッシュレバーの上下動を繰り返すことにより連続して打込み可能な燃焼式打込み工具であって、
   前記プッシュレバーを被加工物から離したときに、前記ピストンが上死点に戻るまで前記燃焼室枠を前記第１の位置に維持する係止手段を設けたことを特徴とする燃焼式打込み工具。
2. 請求項１において、前記係止手段は、前記燃焼室枠を第１の位置に係止するための可動部材と、該部材を動作させるソレノイドより構成したことを特徴とする燃焼式打込み工具。
3. 請求項２において、前記係止手段は、更に前記ソレノイドに接続されたタイマ回路を有し、タイマ回路で設定した時間前記ソレノイドを動作させ、前記ソレノイドが動作している間は前記可動部材を係止位置に保持することを特徴とする燃焼式打込み工具。
4. 請求項１において、前記係止手段は、前記燃焼室枠と前記ハウジングとの間の摺動面に設けた弾性体により構成し、該弾性体の抵抗により前記燃焼室枠が第１の位置から第２の位置に移動するのを遅延させることを特徴とする燃焼式打込み工具。
5. 請求項１において、前記係止手段は、前記燃焼室枠と前記シリンダとの間の摺動面をなす前記燃焼室枠内周面に設けた段差部よりなり、該段差部の抵抗により、前記燃焼室枠が第１の位置から第２の位置に移動するのを遅延させることを特徴とする燃焼式打込み工具。
6. 請求項１において、前記係止手段は、前記ピストンが上死点に戻ったことを検知するセンサと、該センサの出力信号に応答して動作するソレノイドとを有し、該ソレノイドがオン状態の間、前記燃焼室枠を第１の位置に保持することを特徴とする燃焼式打込み工具。
7. 請求項６において、前記センサは、光位置センサまたは磁気位置センサもしくは超音波位置センサであることを特徴とする燃焼式打込み工具。
8. 請求項６において、前記センサは、前記ピストンが上死点に戻り、ストッパに衝突したときの振動を検出するセンサであることを特徴とする燃焼式打込み工具。

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