JP4586409B2 - 燃焼式釘打機 - Google Patents

Description

本発明は燃焼式釘打機に関する。

燃焼式釘打機は、ハウジング、ハンドル、トリガスイッチ、シリンダヘッド、燃焼室枠、プッシュレバー、シリンダ、ピストン、ドライバブレード、モータ、ファン、ガスボンベ、点火プラグ、排気逆止弁、マガジン、テールカバーとを主に備えている。シリンダヘッドは空気が通過可能な複数の穴を有してハウジングの上方に設けられており、ハンドルはハウジングに固定されトリガスイッチが付設される。燃焼室枠は、ハウジング内においてハウジングの長手方向に移動可能に設けられ、反シリンダヘッド方向にバネ付勢されるが、バネの付勢力に抗して一端がシリンダヘッドに当接可能に設けられる。

プッシュレバーは、ハウジングの他端において移動可能に設けられ、燃焼室枠と連接されている。シリンダは燃焼室枠に連通可能に位置してハウジングに固定され、燃焼室枠の移動を案内すると共に排気穴が形成されている。ピストンはシリンダに対して往復移動可能に設けられ、燃焼室枠の一端がシリンダヘッドに当接した時、シリンダヘッド、燃焼室枠、シリンダのシリンダヘッド側端部と共に燃焼室を画成する。ドライバブレードは、ピストンの反燃焼室側からハウジングの他端部方向に延設されている。モータはシリンダヘッドに支持され、ファンはモータの回転軸に固定されて燃焼室内に位置する。ファンは、燃焼室内で可燃性ガスと空気を混合して燃焼を促進させると共に燃焼室枠がシリンダヘッドから離間した時に、外気をハウジング内に導入して燃焼室枠内を掃気し、またシリンダの外周側を冷却する役割を果たす。ガスボンベはハウジング内に収容され、シリンダヘッドのガス通路を通じて燃焼室内に噴射される可燃性ガスを内含する。点火プラグは燃焼室に臨み可燃性ガスと空気との混合気を着火する。排気逆止弁は排気穴を選択的に遮蔽する。

マガジンは、ハウジングの他端部側に設けられて釘等の止具を収容する。テールカバーは、マガジン内の止具をドライバブレードに対向する位置に給送するためにマガジンとプッシュレバーとの間に設けられている。

燃焼室枠がシリンダヘッドに当接した時に燃焼室を密閉するために、燃焼室枠の上部と密着するシリンダヘッドの所定面と、燃焼室枠の下部と密着するシリンダのシリンダヘッド側端部とには、シール材（シールリング）がそれぞれ設けられている。

プッシュレバーを工作物に押し付け、トリガスイッチをオン操作すると、燃焼室が画成された状態でハウジングに収納されたガスボンベ内の液化ガスが燃焼室内に噴射され、ファンにより空気と可燃性ガスが攪拌混合され、点火プラグによる点火によって混合気が爆発燃焼され、ピストンを駆動してドライバブレードを介して木材等の工作物に釘が打込まれる。爆発燃焼後、所定時間が経過するまでは、燃焼室枠はシリンダヘッドに当接した状態が維持され、燃焼ガスの排気後の排気逆止弁の閉鎖によって燃焼室内が密閉されると共に温度低下による燃焼室内の圧力低下により、燃焼室側で熱真空が得られ、ピストン上下間の圧力差によりピストンを上昇させることができる（例えば特許文献１〜２参照）。

かかる燃焼式釘打機の特徴は、従来の圧縮空気式釘打機のようなコンプレッサとホースを必要とせず操作性が良いことである。

特公平１−３４７５３号公報

特公平４−４８５８９号公報 特公平７−３６９８５号公報

前記シリンダは爆発燃焼時の熱が蓄積し、釘打作業が連続的に行われるとシリンダ外壁は非常に熱くなる。このため打込み終了後の掃気時にシリンダの外壁が効果的に冷却されるようにシリンダの外壁にフィンを形成するのが一般的である。かかるフィンは例えば特許文献３に記載されているように、単にシリンダの長手方向に沿って設けられているに過ぎず、効果的に冷却される構成とは思われない。

本発明の目的は、上記した欠点をなくし、シリンダを効果的に冷却できるようにして、釘打機をより長く使用できるようにすることである。

上記目的は、排気口の上方に設けられた前記フィンを最も熱くなる排気口に向かう形状として排気口近傍を効率良く冷却することにより達成される。
またシリンダの外壁の排気口近傍に設けられた中間フィン及び排気口の下方に設けられた下方フィンを、周方向に沿って互い違いに設けて千鳥状に配置し、中間フィンを通過した冷却風を下方フィンの上方先端部に当てるようにすることにより冷却効率を向上できる。

本発明によれば、シリンダを効率よく冷却できるようになったので、釘打機を連続して使用することが可能となり、釘打ち作業の作業性を向上できる。

本発明釘打機の一実施形態を示す図１を参照して釘打機の構成及び動作を説明する。図１に操作前の初期状態を示す。基本的構成は上記した従来技術の欄で説明した構成とほぼ同じであり、燃焼から掃気までの動作も上記説明とほぼ同じであるので簡単に説明する。

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とシリンダヘッド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がばね３２により付勢されて上下動可能に取付けられている。シリンダ４の上方とシリンダヘッド２３下方にシール２８、２９があるが、流路２５、３０が外気と連通しており、燃焼室５は密閉されていない。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の下方に外側に逆止弁３１付き排気穴３が設けられている。燃焼室５内には、モータ８の回転軸８ａの先端に装着され、モータ８によって回転されるファン６、ガスボンベ７からの液化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に押し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。開口穴３４が設けられたヘッドカバー３３はシリンダヘッド２３の上方に設けられている。

この状態でプッシュレバー２１を木材２７に押し付けると、上記と同様に燃焼室枠１５が上昇し、流路２５、３０はシール２８、２９により閉鎖されて、燃焼室５は大気に対し密閉された空間となる。この状態でまず、燃焼室枠１５の上昇に連動して燃焼室５内にガスボンベ７内の可燃性ガスが噴射口２２より噴射される。燃焼室枠１５が最上端にいくとヘッドスイッチがオンし、次いでファン６が回転する。ファン６の回転とリブ２４により可燃性ガスと空気が乱流混合攪拌される。ヘッドスイッチかトリガスイッチ１２の一方がオンするとファン６が回転を始める。次に、ヘッドスイッチかトリガスイッチ１２の他方のスイッチをオンすると火花点火回路により点火プラグ９が点火される。混合気の燃焼・膨張によりピストン１０を下方に駆動し、釘を木材２７に打込む。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３がピストン１０の上室と連通し、逆止弁３１、開口穴１７を通して高温・高圧の燃焼ガスが大気に排気され、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３１が閉鎖し密閉される。この密閉空間の急冷による熱真空により、燃焼室５が密閉されている間にピストン１０が初期位置に戻る。その後工具本体を持ち上げ木材２７から離しトリガスイッチ１２をオフすると、燃焼室５は密閉を解かれ大気に開放され、ファン６は図示しない制御回路により回転を続けているので燃焼室５内の残燃焼ガスを掃気してから停止し、図１の初期の状態となる。掃気時のファン６による空気の流れは、ヘッドカバー３３上方から開口穴３４を通り、流路３０からファン６を経て燃焼室５に入り、流路２５を通り燃焼室５外に出、シリンダ４の外周を流れハウジング１４下方の開口穴１７から外気へと流れる。

図２、図３は本発明を構成するシリンダ４の一実施形態を示す図で、シリンダ４の外壁に形成されたフィンを示す。フィンは、排気口３の上方に設けられた上方フィン５１、排気口３とほぼ同列に設けられた中間フィン５２、排気口３の下方に設けられた下方フィン５３から構成される。

上方フィン５１の排気口３の幅方向中央部に位置する２個のフィン５１ａはシリンダ４の軸心と平行に形成され、この２個のフィン５１ａの外側に位置する複数のフィン５１ｂは、排気口３と同一面に正面壁の領域では、下方においてシリンダ４の軸心と平行で上方においては排気口３に向かうように傾斜して形成されており、排気口３と同一面でない側面壁の領域では、上方において前記軸心と平行で下方において排気口３に向かうように傾斜して形成されている。

中間フィン５２は、当然のことながら、排気口３がない側面壁に設けられ、上方フィン５１同様、周方向中央部に位置する２個のフィン５２ａ及びフィン５２ａの外側に位置する複数のフィン５２ｂにより構成される。フィン５２ａは前記軸心と平行で、フィン５２ｂは下方において軸心と平行で上方において排気口３に向かって傾斜している。

下方フィン５３は、排気口３の下方に設けられた複数のフィン５３ａ、排気口３がない側面壁に設けられ、中央に位置する短いフィン５３ｂ、５３ｃ及びこれらフィン５３ｂの両側に位置する長いフィン５３ｄにより構成される。フィン５３ｂ及びフィン５３ｄは、中間フィン５２ａ、５２ｂと同じ列上にはなく、これらフィン５２ａ、５２ｂの間に位置するように設けられている。すなわち中間フィン５２ａ、５２ｂと下方フィン５３ｂ、５３ｄは周方向に互い違いすなわち周方向に沿って千鳥状に配置されている。

かかる構成とした結果、フィン特に上方フィン５１ａ、５１ｂ及び中間フィン５２ｂにより排気口３に向かう冷却風の量が多くなって、最も熱くなる排気口３近傍が効果的に冷却され、シリンダ４が熱くなるのが未然に防止されるので、釘打機を連続して使用することが可能となり、釘打機の作業性を向上できるようになる。また中間フィン５２と下方フィン５３ｂ、５３ｄは千鳥状に配置されるので、シリンダ４が更に効率よく冷却されるようになる。フィンを千鳥状に配置することによってシリンダ４がより冷却される理由について以下説明する。

フィンの冷却性能が、冷却風との接触面積すなわち放熱面積を大きくすれば向上することは周知のことであり、フィンを長くするか枚数を多くすることで対応しているのが一般的である。しかしシリンダ４の長さ及び径は有限であるため、フィンの長さ及び枚数は制限されると共に枚数が多くなると流路抵抗が大きくなって逆効果となる。冷却風が燃焼室の入掃気を兼ねているため、流路抵抗の増加は入掃気の効率低下を招く。

一方、フィンにおいて最も冷却に寄与する部分は冷却風に最初に当る先端部であり、下方フィン５３ｂ、５３ｄの先端部には中間フィン５２ａ、５２ｂの間を通った冷却風が確実に当たるようになるため、下方フィン５３ｂ、５３ｄの冷却性能は向上する。すなわち中間フィン及び下方フィンを千鳥状に配置することにより、限られた設置面積において流路抵抗を増加することなく冷却性能を向上させることが可能となってシリンダ４をより有効に冷却できるようになる。

本発明燃焼式釘打機の一実施形態で初期状態を示す部分断面図。 図１のシリンダの外壁に設けられたフィンの構成を示す正面図。 図２の右側面図。

符号の説明

３は排気口、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、１４はハウジング、１５は燃焼室枠、３３はヘッドカバー、５１〜５３はフィン。

Claims (2)

1. シリンダ上方に設けられた燃焼室内で混合された燃料と空気を燃焼させてシリンダ内に移動可能に支持されたピストンを駆動し、ピストンと一体のドライバブレードにより釘を打ち、打込み後に燃焼ガスをシリンダの下方に設けられた排気口を介して排出する燃焼式釘打機であって、
   前記排気口が設けられた前記シリンダの外壁面の上方に設けられ、シリンダの軸方向に沿って延びたフィンの上方を前記排気口の周方向中央位置から遠ざかる方向に傾斜させ、冷却風が前記排気口に向かうようにしたことを特徴とする燃焼式釘打機。
2. シリンダ上方に設けられた燃焼室内で混合された燃料と空気を燃焼させてシリンダ内に移動可能に支持されたピストンを駆動し、ピストンと一体のドライバブレードにより釘を打ち、打込み後に燃焼ガスをシリンダの下方に設けられた排気口を介して排出する燃焼式釘打機であって、
   前記排気口が設けられた前記シリンダの外壁面の上方に設けられ、シリンダの軸方向に沿って延びたフィンの上方を前記排気口の周方向中央位置から遠ざかる方向に傾斜させると共に、前記排気口が設けられていない前記シリンダの外壁面の上方に設けられ、シリンダの軸方向に沿って延びたフィンの下方を前記排気口に近づく方向に傾斜させ、冷却風が前記排気口に向かうようにしたことを特徴とする燃焼式釘打機。

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