JP4634086B2 - 爆発式作動工具 - Google Patents

Description

本発明は、例えばコンクリートまたは鋼材のような基材内に、例えばピンのような固定具（fastener）を打ち込むための爆発式作動工具に関する。

例えばコンクリートまたは鋼材のような硬質の基材内に、例えばピンのような固定具を打ち込むための爆発式作動工具は、よく使用されており、装薬を爆発させることにより作動する。このタイプのほとんどの従来の工具においては、装薬の爆発により、工具のバレル（barrel）内のピストンが動かされ、次にピストンが、発火する前にバレルの前方端部内に配置された固定具を打ち込む。この通常タイプの工具は一般的にピストル式のグリップを有し、工具は、このグリップと協働するトリガーを操作することにより作動される。

作業者から遠く離れた基材に固定具を打ち込むタイプの工具の開発はなされており、例えば作業者が天井の下方の床の上に立っている状態で天井に固定具を打ち込むタイプの工具、あるいは、離れた壁部に固定具を打ち込むタイプの工具の開発がなされている。このタイプの工具は、作業者により保持される長尺のハンドルまたはポールの一端に取り付けられるように形成される。このタイプの工具は、”ポール工具(pole tool）と称されている。このようなポール工具は、米国特許第5,465,893号明細書に開示されている。先に提案されたこのポール工具においては、固定具打ち込みピストンを収容するバレルは、工具のハウジング内に滑動可能に取り付けられる。バレルは前方位置に付勢されていて、バレルの前方端部が基材に押圧されるとき、バレルはハウジング内に引っ込められ、バレルの後方端部に形成されている装薬チャンバーが移動し、装薬を囲い込む。このことは、バレルの前方端部を基材に押圧するように、使用者がポールを操作することによりもたらされる。ポール自身は、工具の発火ピン機構部に取り付けられ、ポールを介して工具を更に押圧することにより発火ピン機構部に負荷をかけ、所定の負荷に達した時に、装薬を爆発させるために発火ピンが解放される。

米国特許第5,465,893号明細書において開示されているポール工具は、ボール式ロック安全装置（ball lock safety device）を特徴として、このボール式ロック安全装置は、工具が下方に向けられているときの工具の発火を妨げる。この安全装置は、工具が下方に向けられている際の工具の発火を妨げる適当な機能を有するが、工具が実質的な水平方向あるいは僅かに水平方向から下方に向けられている際の工具の発火を妨げる機能を有するようには形成されていない。

米国特許第5,465,893号明細書

このタイプのロック装置は、工具が向けられる方向の範囲にわたり有用であることが望ましく、特に、偶発的あるいは意図的でない作動が生じる可能性が最も高い方向となる、ほぼ水平方向に工具が向けられている際に、このタイプのロック装置が有用であることが望ましい。

本発明によれば、基材に固定具を打ち込むための爆発式作動工具であって、
装薬の発火により固定具が発射されるバレルと、
離れた位置からの工具の操作および作動を可能にするために工具の後方端部に取り付けられたポール状のハンドルを前方に移動することにより作動される発火機構と、
工具が実質的に水平方向か、あるいは水平方向から下方に向けられているときに、発火機構の作動を阻止するための安全ロック装置であって、工具の向けられた方向に応じて重力により、発火機構の動作を阻止する位置に移動可能なロック用ボール（locking ball）を有する安全ロック装置とを、
有する爆発式作動工具が提供される。

本発明の好適な実施例においては、発火機構は、発火ピンと、工具ハウジングに対してハンドルを前方方向に動かすことにより移動される構造部の前方方向の動きにより負荷がかけられる発火ピンスプリングとを有し、工具が実質的に水平方向か、あるいは水平方向から下方に向けられているときに、発火をもたらすのに十分な前記構造部の前方方向の移動を妨げる位置にロック装置のボールが移動することにより発火は阻止される。

本発明の実践的な実施例においては、前記構造物は、ポール状ハンドルに取り付けられるカップリングを有し、このカップリングは、ボールが発火を阻止する位置となるカップリングと工具ハウジングの後方端部の囲い込み部の後方面との間の空間にボールが配置されている状態で、この囲い込み部内に滑動可能に取り付けられる。工具ハウジングの後方端部の囲い込み部の後方面に近接する発火を可能にする位置へのカップリングの前方方向の移動を阻止するために、ボールは、この囲い込み部の後方面に当接する。カップリングの前方面部にはチャンバーが備えられ、発火を可能にする囲い込み部の後方面に近接する位置へのカップリングの移動を可能にするために、工具が所定方向に向けられるときに、ボールは、このチャンバー内に移動できる。

特に好ましくは、カップリングの前方端部面は、工具が垂直方向に向けて上方に向けられるか、あるいは垂直方向に対して所定の角度内に向けられるときに、ボールがチャンバー内に転がるようにチャンバー内に至る表面を備えるように形成される。また、チャンバーは、後に工具が実質的に水平方向に傾けられるように下げられるときに、ボールがチャンバーから転がり出る周囲面により形成される。

本発明の実践的な形態おいては、チャンバーを形成する周囲面は、面の軸線が工具の長手方向に位置する円錐形形態である。チャンバー自身は、前記構造部の一部を形成し且つカップリングに結合される発火ピンスプリングサポートのまわりを延在する環状形態のチャンバーである。本発明のこの実践的な形態においては、発火が可能な位置へのカップリングの前方方向移動と、このカップリングの前方方向移動によってもたらされる発火ピンスプリングサポートの発火が可能な位置への前方方向移動とは、発火ピン爪部が移動されて発火ピンが解放される前方位置内への発火ピンスプリングサポートの動きに対応する。

更に本発明によれば、装薬の発火により固定具を基材内に打ち込むための爆発式作動工具であって、離れた位置からの工具の操作および作動を可能にするために、ポール状ハンドルの端部に取り付けられることが可能であるタイプの工具が提供され、
本工具の作動は、ハンドルを用いて工具のバレルの前方端部を基材に押圧し、次に、装薬を発火するために、工具の発火機構に負荷をかけて発火機構を解放するようにハンドルを前方方向に押圧することによりもたらされ、
また、本工具は、工具が垂直方向あるいはほぼ垂直方向に向けて上方に向けられている場合を除いて、発火を引き起こすのに十分な負荷が発火機構へかけられることを阻止するための安全ロック装置を有し、
この安全ロック装置は、ロック用ボールを有し、工具が垂直方向あるいはほぼ垂直方向に向けられるように上方に向けて動かされるときには、ロック用ボールは、発火機構に負荷をかけて発火機構を解放することを阻止することができない位置に重力により転がり、工具が垂直方向あるいはほぼ垂直方向から水平方向に向けられるように下げられるときには、ロック用ボールは、発火機構に負荷をかけて発火機構を解放することを阻止することができない位置から、発火を妨げるのに十分な範囲でハンドルの前方方向の移動を阻止する位置に転がる。

本発明に係る工具は、例えば、バレルの前方端部が基材に押圧されても後方位置に移動されない場合のような、他の必要動作が実行されない場合に発火を阻止または妨げるための一つ以上の更なる安全ロック装置を有してもよいことは、理解されるべきである。このような別の安全ロック装置が組み込まれるならば、工具が所定の方向で保持されていて本発明の安全ロック装置が発火可能に状態にあったとしても、発火を可能とするためには、このような別の安全ロック装置によりもたらされる発火阻止動作またはロック動作の発生も解決されなければならないことは理解されるべきである。換言すると、動作を可能にするためには、工具が所定方向に保持されることを確実にすることが必要であるとともに、別の安全装置に依存する別の動作もまた保証されなければならない。

本発明の実施例が、添付図面を参照して、単なる例証として以下に説明される。

本発明の好適な実施例に係るポール工具は、上に述べた米国特許第5,465,893号明細書において開示されているタイプの工具であり、本発明により提供される改良に関係する工具の部分についてのみ詳細に説明する。

図１は、工具ハウジング２の後方部分を概略的に示す。ハウジングの前方部分に滑動可能に取り付けられる（図に示されていない）バレルは、固定具打ち込みピストンを収容し、装薬チャンバーはバレルの後方端部に形成される。バレルは、ハウジング内に取り付けられた圧縮スプリングにより前方位置に付勢されている。米国特許第5,465,893号明細書および欧州特許第EP1197301号明細書において説明されている様式で、装薬ストリップ（charge strip）により担持される装薬を受け入れる受容本体部４は、バレルが前方位置にあるときに、バレルの後方端部の後方でハウジング２内に取り付けられる。

受容本体部４には発火ピン６が取り付けられ、この発火ピン６は、発火ピン６内に取り付けられ且つ受容本体部４の後方端部と解放可能に係合する伸縮自在スプリング負荷式爪部（retractable spring loaded pawl）８により、（図１に示されるような）引っ込み準備位置で保持される。発火ピン６は、発火後に準備位置に発火ピン６を戻すように作用する戻しスプリング（return spring）１０と協働する。発火ピンスプリング１２は、管状のサポート１４内に収納され、この管状のサポート１４は、工具ハウジング２内に取り付けられ、発火ピン６の上を滑動する。管状のサポート１４は、その後方端部で外側カップリング１６を担持し、この外側カップリング１６には、ポール状ハンドル１８が解放可能に取り付けられる。カップリング１６自身は、ハウジング２の後方端部に囲い込み部を形成する保持カラー２０内を滑動できるように案内され、保持カラー２０はまた、発火ピンスプリングサポート１４を滑動可能に支持する。

バレルの前方端部は、作業中、ポール１８を操作することにより基材に当接して置かれ、軸力がポール１８を介して加えられるとき、バレルは内側方向に移動され、バレルの装薬チャンバーが移動し、受容本体部４内の作用位置に保持された装薬を囲い込む。この時点でポール１８により更に軸力が加えられることにより、発火ピン６に沿って前方方向に発火ピンスプリングサポート１４を移動し、発火ピンスプリング１２に負荷をかけ、発火ピン６は、スプリング負荷式爪部８により引っ込み準備位置で保持される。発火ピンスプリングサポート１４の前方端部が爪部８と遭遇すると、爪部８は引っ込められ、それによって発火ピン６を、解放して受容本体部４内へ前方方向に急速に動かし、装薬を爆発する。工具が発火されて基材から解放された後、バレル戻しスプリングにより、バレルは、その当初の位置へ前方方向に戻され、発火ピンスプリングサポート１４は、発火ピン戻しスプリング１０により、その当初の位置へ後方方向に動かされる。発火ピン６自身は、この動作の間において発火ピンスプリングサポート１４と一緒に動かされ、よって、スプリング負荷式爪部８が受容本体部４の後方端部と係合するように外側に突出する引っ込み準備位置に戻される。

本発明によれば、工具は、工具が垂直方向に向けられているか、あるいは水平方向より上向きに傾けられているときを除いた、発火ピン爪部８の解放を十分にもたらす範囲で、発火ピンスプリングサポート１４の前方方向への移動を妨げるように作用するボール式ロック安全装置を有する。ロック装置は、環状のチャンバー２６内に収納されたボール２２を有し、環状のチャンバー２６は、カップリング１６と保持カラー２０との間に形成され、カップリング１６は、保持カラー２０内に滑動可能に取り付けられる。図１を参照すると、ボール２２は、保持カラー２０の後方面２０ａとカップリング１６の前方端部部分との間に位置する。カップリング１６は、カップリングの前方面１６ａの後方に位置する環状のチャンバー２８を備えるような形状とされ、図２に示され以下に説明されるように、工具が所定方向に向けられているときには、ボール２２は、この環状のチャンバー２８内で閉じ込められて保持される。ボール２２がチャンバー２８内で閉じ込められて保持されることにより、カップリング１６は、前方面１６ａが保持カラー２０の後方面２０ａと当接して係合する位置あるいは保持カラー２０の後方面２０ａに近接する位置へ前方方向に移動可能とされ、この位置において、カップリング１６に取り付けられた発火ピンスプリングサポート１４は、発火ピン爪部８の解放をもたらすべく、前方方向へ十分に移動されうる。次に説明されるように工具が他の方向に向けられている場合には、図３に示されるように、ボール２２は、カップリング１６の前方面１６ａと保持カラー２０の後方面２０ａとの間で閉じ込められる状態にされ、カップリング１６の移動は阻止され、よって、発火ピン爪部８の解放をもたらすのに十分な距離の発火ピンスプリングサポート１４の移動は阻止される。ここで留意すべきことは、保持カラー２０の後方面２０ａは、カップリング１６の前方方向への動きによりボール２２が後方面に押圧されるときに、ボールが後方面２０ａの外縁部内で閉じ込められて保持されて、ロック効果の解放をもたらす半径方向内側へのボール２２の移動を不可能とすることを確実にするように輪郭付けられるということである。

説明されるように、チャンバー２８のデザイン、特に、円錐形のチャンバー２８の外壁部２８ａのデザインは、ロック装置の動作において重要である。同様に、カップリング１６の前方面１６ａのデザインおよびチャンバー２８の外壁部２８ａ内に至る前方面１６ａの傾斜のデザインも重要となる。

工具の発火を可能にするために、工具はまず、重力によりボール２２がチャンバー２８内に転がる方向に向けて動かされなければならない。このことは、図示されている形態においては、工具が垂直方向に向けて上方に向けられるか、あるいはほぼ垂直方向に向けられて保持されなければならないことを意味する。この状態において、カップリングの前方面１６ａは、チャンバー２８の方へ向い下方向に傾けられ、ボールは、前方面１６ａに沿ってチャンバー２８内に転がる。ボール２２がチャンバー２８内に転がることが可能な、垂直方向からの工具の最大保持角度は、前方面１６ａの傾斜角αに依存する。この角度αは、工具が垂直方向またはほぼ垂直方向のいずれかに向けて上方に向けられるときに、ボール２２がチャンバー２８内に常に転がることを確実にするように、可能な限り小さくされるべきである。実践においては、この角度αは約１０°とされ、この一般オーダーの角度で、一貫していて信頼性のある動作を確実にしうる。図４には、角度αが１０°で、工具が垂直方向から１５°傾けられて保持される場合が示されており、この場合、工具がほぼ垂直に傾けられるまで、ボール２２はチャンバー２８内に転がらない。ボール２２がチャンバー２８内に転がったとき、ボール２２がチャンバー２８内に残っている限り、工具は発火可能とされる。しかし、工具が、垂直方向から更に水平方向に向けて下げられると、チャンバー２８の外壁部２８ａは、水平方向に近づいて傾けられ、ボール２２が置かれている外壁部２８ａの下側部分が水平方向に対して下方に向けて傾けられ、ボール２２がチャンバー２８から転がり出る位置に達する。図５は、水平方向に向けられたときの工具を示しており、この際に外壁部２８ａが明らかに下方に傾いていることがわかる。工具が垂直方向から下げられるとき、工具が実際に水平になる前に、ボール２２がチャンバー２８から転がり出るのに十分な外壁部２８ａの下方への傾斜状態がもたらされる。ボール２２がチャンバー２８から転がり出る水平方向よりも上方の工具の傾斜角度は、工具の軸線に対する外壁部２８ａの傾斜角βにより決定される。この角度βは、工具が実質的な水平方向よりも上方に傾けられている状態でボール２２がチャンバー２８から転がり出ることを確実にするために、できる限り大きくされるべきであるが、実践においては、工具および関連する構造部の固有の大きさの制限により、この角度βの大きさの実際的な制限が課せられる。ここで留意すべきことは、角度βの大きさが、前方面１６ａの半径方向深さと関係があることである。前方面１６ａがボール２２を保持カラー２０の後方面２０ａに押圧するので、前方面１６ａは、信頼性のある動作を確実にするために、ボールの直径に対して十分な深さを有する面とされなければならず、このことは、外壁部２８ａの傾斜に制約を課す。これらの制約をともなうが、工具が水平方向に対して約１０°よりも小さな角度で上方に傾けられているときに、ボールがチャンバー内に残らないことを確実にするように、傾斜が形成されることができる。

従って、上に述べられた工具においては、発火を可能とするためには、ボールがチャンバー内に転がることができるように、垂直方向あるいはほぼ垂直方向のいずれかの方向に向けて上方に工具は向けられなければならないが、このことは、工具の適当な一連の使用手順における一部として普通になされ、作業者は、ポールを操作することにより天井の方へ実質的に垂直方向に工具を向け、次に、バレルの前方端部を天井に当接させ、ポールを上方へ押圧し、バレルを内側方向へ移動し、装薬を取り囲み、発火ピンスプリングに負荷をかけるために発火ピンサポートを動かし、発火ピン爪部の解放をもたらす。

作業者が、チャンバー内へのボールの移動をもたらすために工具を実質的な垂直方向に向けて上方に向けるが、工具を作動するのに必要な更なる行動を遂行しないことを決断する場合、ボールがチャンバーから転がり出ることが十分に可能な範囲に水平方向に向い工具が下げられるや否や、工具の次の作動が不能となる。ボールがチャンバーから転がり出ることが十分に可能な範囲は、示された実施例においては、水平方向によりも上方に約１０°の範囲であるが、設計パラメータに依存するが、水平方向に対して更に大きな角度とされることはでき、また、されるべきことが望ましい。とは言うものの、不注意の作業の多くの主要なリスクは、水平方向に対して約１０°よりも小さな角度で傾けられている工具で発生する可能性が高く、これらの状況での作動は阻止される。

特に記載されたボール式ロック安全装置は、幾つかの既存のポール工具形態に容易に組み込まれることができ、上に述べたような様式で、工具ハウジングの後方端部に取り付けられるカラーを再形成することと、ポールカップリングを再形成することのみが達成のために必要となる。しかし、他の形態のボール式ロック安全装置が提供されることもできる。例えば、ボールは、発火ピンスプリングサポートと、工具ハウジングの内部内で適当な形状にされた当接面との間で、上に述べられたように動作することができる。

実施例は、単なる例証として記載されたものであり、本発明の範囲内における変更は可能である。

本明細書および本特許請求の範囲を通して、もしも前後関係において別の状態を必要としない場合には、”有する”および”有する”に類似する表現は、述べられた独立構成物、または各独立構成物あるいは各ステップのグループの包含を意味するが、任意の他の独立構成物あるいは各独立構成物のグループの排除を意味するものではないことは理解されるべきである。

本発明の好適な実施例に係る、ボール式ロック安全装置が組み込まれているポール工具の後方部分を示す概略図である。 工具が垂直方向に向けて上方に向けられている時のロック装置のボールの形態を示す概略図である。 工具がほぼ水平方向にむけられている時の発火が阻止されている位置におけるボールの形態および工具の後方部分を示す図である。 工具が垂直方向に対する所定角度内で、直立位置に移動されていないときの、ボール位置を示す、図２と同様の図である。 工具がほぼ水平方向に向けられている時のボールの位置を示す、図２および図４と同様の図である。

符号の説明

２ 工具ハウジング
６ 発火ピン
１２ 発火ピンスプリング
１４ 発火ピンスプリングサポート
１６ カップリング
２２ ロック用ボール

Claims (8)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングの後方端部に対して移動可能なハンドルであって、該後方端部から突出しているハンドルと、
   前記ケーシングの前方端部から突出しているバレルであって、装薬の発火により固定具が発射されるバレルと、
   発火位置への前記ハンドルの前方方向の移動により作動可能な発火機構と、
   前記バレルが実質的に水平方向あるいは水平方向から下方に向けられているときに前記発火機構の作動を阻止する安全ロック装置であって、前記バレルの向けられる方向に応じて重力により前記発火機構の作動を阻止する阻止位置に移動可能なロック用ボールを有する安全ロック装置とを具備する爆発式作動工具において、
   前記ボールは、前記ハンドルの前方端部と前記ケーシングの後方端部との間に形成される空間内に閉じ込められ、
   前記ハンドルの前方端部は、前方突出端部と該前方突出部に隣接するチャンバーとを有し、
   前記ボールが阻止位置にあるとき、前記ボールが前記前方突出部と前記ケーシングの後方端部の後方面との間に配置され、発火位置の方への前記ハンドルの更なる前方方向の移動を阻止し、
   前記ボールが解放位置にあるとき、前記ボールは前記発火位置への前記ハンドルの前方方向の移動を妨げないように前記チャンバー内に配置され、
   前記ハンドルの前方端部は更に、前記前方突出部及び前記チャンバーをつなぐ案内面を有し、
   前記バレルが水平方向に向けられているときに前記ボールが重力により前記解放位置から前記阻止位置に転がるように、前記案内面が前記バレルの軸線方向に対して十分に傾斜される、爆発式作動工具。
2. 前記発火機構は、発火ピンと、前記ケーシングに対する前記ハンドルの前方方向の移動により負荷がかけられる発火ピンスプリングとを有する、請求項１に記載の爆発式作動工具。
3. 前記発火機構は更に、
   前記ケーシングに対する前記ハンドルの前方方向の移動により前方方向に移動可能な発火ピンスプリングサポートと、
   前記ハンドルが前記発火位置にあるときに、前記発火ピンスプリングサポートにより移動されて前記発火ピンを解放する発火ピン爪部と、
   を有する、請求項２に記載の爆発式作動工具。
4. 前記ハンドルの前方突出部の前方端部は、前記バレルが垂直方向に向けて上方に向けられるか、あるいは垂直方向に対して所定の角度内に向けられているときに、前記ボールが重力により前記解放位置に転がるように、前記バレルの軸線方向に対して十分に傾斜されている案内面を有する、請求項１に記載の爆発式作動工具。
5. 前記案内面は前記ケーシングの前方方向に広がる円錐状面である、請求項４に記載の爆発式作動工具。
6. 前記空間は環状である、請求項４に記載の爆発式作動工具。
7. 前記案内面は、前記バレルの軸線方向に垂直な平面に対して約１０°で傾斜する円錐状面である、請求項４に記載の爆発式作動工具。
8. 前記案内面は、前記バレルの軸線方向に対して約１０°で傾斜する円錐状面である、請求項１に記載の爆発式作動工具。

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