JP4685212B2

JP4685212B2 - 燃焼式動力工具

Info

Publication number: JP4685212B2
Application number: JP2000143417A
Authority: JP
Inventors: シュコルニコブユリ; ダブリュ．ロビンソンジェームズ; ディエソートニー
Original assignee: イリノイトゥールワークスインコーポレイティド
Priority date: 1999-05-20
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: BR0002161A; TW461846B; NO20002583D0; NO316429B1; EP1053834A3; JP2000334676A; DE60029382T2; CN1431083A; AU3401400A; CA2306619A1; AU733889B2; NO20002583L; CN1274633A; CN1105622C; KR20010049336A; CN1262396C; US6145724A; DE60029382D1; EP1053834A2; EP1053834B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯用燃焼式動力型締結具駆動工具の改良物に関し（本明細書において、「締結具」には締め具、留め具、ファスナー等が含まれ、「駆動」には押動すること、打ち込むこと等が含まれる。）、特には、ピストンをスタート位置まで適切に戻すために燃焼室の燃焼後開放を遅角させることについての改良物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
締結具をワーク内に駆動するのに使用される携帯用燃焼式動力型、あるいは所謂ＩＭＰＵＬＳＥ（商標名）ブランドの工具は、本明細書に参考として組み込まれており、すべてＮｉｋｏｌｉｃｈに譲渡された米国特許出願32,452及び米国特許4,552,162 、4,483,473 、4,483,474 、4,403,722 、5,263,439 に記載されている。同様の燃焼式動力型ネイルアンドステイプル駆動工具はＩＭＰＵＬＳＥ（商標名）ブランドの下でIllinois州LincolnshireのITW-Paslode から市場で入手可能である。
【０００３】
そのような工具は、小さい内燃機関を包囲するほぼピストル状工具ハウジングを組み込んでいる。エンジンは所謂燃料セルとも呼ばれる圧縮燃料ガス入りキャニスタにより動力供給される。強力なバッテリ動力型電力分配ユニットは点火のための火花を供給し、燃焼室に配置されたファンにより燃焼室内では効率的な燃焼が行われ、燃焼副産物の排気を含めた掃気が容易になる。エンジンはシリンダ本体内に配置された細長く剛性のあるドライバブレードを備え往復運動するピストンを有する。
【０００４】
バルブスリーブは、リンクによりシリンダのまわりで軸方向に往復運動可能であり、リンクの下端のワーク接触要素がワークに押しつけられると燃焼室を閉鎖するために移動する。ワーク接触要素は、ハウジングに固定されたノーズピースに対し往復運動するように構成されている。この押しつけ作用により燃料計量供給バルブにトリガがかけられ、特定量の燃料が閉鎖した燃焼室内に導入される。
【０００５】
エンジンの燃焼室内に供給されたガスを点火せしめるトリガスイッチが引っ張られると、ピストン及びドライバブレードが降下せしめられ、位置決めされた締結具が押しつけられてワーク内に駆動される。次いでピストンはシリンダ内のガス圧が異なることにより元の位置、又は「準備」位置まで戻される。締結具はノーズピース内にマガジン型で供給され、ドライバブレードによって押しつけられるのに適切な向きに位置決めされて把持される。
【０００６】
従来の燃焼式工具の構成の一つの特徴は、ノーズピースがワークに押しつけられるまでトリガをかけることができないことである。このため、燃焼室が閉鎖されるまで点火が遅れてしまう。適切なトリガロックアウト機構は、参考として組み込まれている米国特許4,483,474 に開示されている。米国特許4,483,474 では、ノーズピースがワークに押しつけられるまでトリガが押し下げられるのがカムレバー機構により阻止され、燃焼室が閉鎖される。発火時、トリガが解放されるまで燃焼室は開放され得ない。
【０００７】
燃焼式工具の最近の開発では、ワーク内に締結具を駆動する駆動力を大きくした高エネルギ工具が開発されている。幾つかの工具では、ピストンが移動するシリンダを延ばし、ピストンストロークを長くすることにより更なる力が得られている。他の高エネルギ型のものでは、燃焼室の体積が増加されている。この場合、大きくなった燃焼室の表面積を小さくすることが試みられており、シリンダの表面積は変わっていない。燃焼エネルギは増加されているが、ピストンの温度を低下させピストンをスタート位置に戻す圧力の違いを生み出す表面積はそのままにされている。その結果、ピストンの戻りがより遅くなっている。
【０００８】
長さの長い工具では、シリンダ長さが長くなるにつれてピストンが戻るのに必要な時間が長くなる。幾つかの比較的最近に開発された高エネルギ燃焼工具では、ピストンがスタート位置に戻るのに要する時間が、従来のストロークの比較的短い燃焼工具の場合の約二倍になることがわかっている。当然ながら、工具における発火はピストンがスタート位置に完全に戻るまでは行ってはならない。
【０００９】
上述した燃焼工具の場合、ピストンがスタート位置に戻る前にトリガスイッチが解放されて工具がワークから持ち上げられると、バルブリンクによって燃焼室が開放され、ピストンを上側に戻す補助となるガス圧の異なっている関係が乱されてしまう。一様な発火を行うためには、燃焼室のサイズは常に一定でなければならない。
【００１０】
この型式の燃焼工具の他の特徴は、作業を行っているオペレータが「衝突発火」を行う必要があることである。衝突発火とは、工具を持ち上げ次の発火のための位置にその工具を迅速に配置するためにオペレータが最初の締結具の発火の反動を利用するように迅速に処理される工具の発火のことである。そのようなものとして、ノーズピース及びワーク接触要素がワークに押しつけられた状態に工具が維持されている期間を短くしたものがある。失火を阻止するためには、次の点火の前にピストンをスタート位置に戻すことにより発火と発火との間に回復させることができるようにしなければならない。ピストンを適切に戻すためには、ピストンがスタート位置に戻るまで燃焼室がシールされたままになるようにしなければならない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明は、ピストンが燃焼前のスタート位置に戻るまで燃焼室がシールされた状態に維持することができる改良された燃焼式動力工具を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的は、ピストンがスタート位置に戻るまで燃焼室を閉鎖した状態に維持する機構を有する改良された燃焼式動力工具を提供することである。
【００１３】
本発明の他の目的は、ロックアウト機構に接続することによりトリガスイッチが解放するのを遅延させ、究極的には燃焼室が開放するのを遅延させる機構によってピストンが戻るまで燃焼室を閉鎖した状態に維持する改良された燃焼式動力工具を提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、作動されていない初期位置に戻るよりも早く押し下げられるか作動されるトリガスイッチを有する改良された燃焼式動力工具を提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、ピストンがスタート位置に戻るまでノーズピースに対しワーク接触要素が移動するのを一時的に阻止し、燃焼室が閉鎖された状態に維持するロックアウト機構を有する改良された燃焼式動力工具を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上述した目的は、ピストンがスタート位置に戻るまで燃焼後に燃焼室が開放されるのを遅延させるディレイ装置を有する本発明の改良された燃焼式動力工具により達成される。第一の実施形態では、工具は発火後トリガが解放されるまで燃焼室が開放されてしまうのを阻止するトリガ作動式燃焼室ロックアウト機構を有する。ディレイ装置は、トリガがＯＮ位置からＯＦＦ位置に移動するのを遅らせ、ピストンがスタート位置に戻るための付加的な時間を供給する。他の実施形態では、ディレイ装置は、バルブ部材が移動するのを阻止することにより、燃焼室が早く開放してしまうのを阻止する。バルブ部材は、ピストンがスタート位置に戻るまでノーズピースに対しワーク接触要素を一時的に固定することにより制御される。
【００１７】
より詳細には、本発明は、ドライバブレードを締結具に押しつけ、その締結具をワーク内に駆動するために燃焼を行うようになっている内蔵型内燃動力源を備えた燃焼式動力工具を提供する。その工具は、動力源を包囲するようになっているハウジングと、そのハウジングの上端に画定される燃焼室と、その燃焼室と流体連通すべくハウジング内に配置されたシリンダとを有する。バルブ部材が燃焼室を周期的、断続的又は間欠的に開閉するためにハウジング内に配置される。ドライバブレードに関連してピストンが設けられ、そのピストンは、シリンダの第一端に位置するスタート位置とシリンダの第二端に位置する駆動位置との間をシリンダ内で往復運動するように構成されている。バルブ部材に結合されたワーク接触要素を備えたノーズピースがこの工具に設けられ、このノーズピースは、中に締結具を駆動すべきワークに接触するように構成されている。このワーク接触要素はノーズピースに対し移動可能であり、ノーズピースがワークに接触するときにワーク接触要素が移動することにより、バルブ部材が燃焼室を閉鎖する。ディレイ装置は、締結具の駆動後にピストンがスタート位置に戻るまでバルブ部材が燃焼室を開放するのを遅延させるためにワーク接触要素及びリンクと係合可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２において、本発明により使用するのに適した型式の燃焼式動力工具を全体として参照番号１０で示す。工具１０は、内蔵型内燃動力源１６を包囲する寸法になっているメインチャンバ１４と、メインチャンバ１４にほぼ平行であってメインチャンバ１４に隣接した燃料電池チャンバ１８と、燃料電池チャンバの一方の側から延びておりメインチャンバの反対側に位置するハンドル部分２０とを備えたハウジング１２を有する。
【００１９】
更に締結具マガジン２２が、メインチャンバ１４の第一下側端部２８から懸吊しているノーズピース２６との係合位置からハンドル部分２０に対しほぼ平行に延びるように位置決めされている。バッテリ（図示せず）が工具１０に電源を供給するために設けられ、そのバッテリは締結具マガジン２２に対しハウジング１２の反対側に配置された管状区画（図示せず）内に解放可能に収容されている。
【００２０】
本明細書では、「上側」及び「下側」は図１及び図２における工具１０の作用方向について言及するために使用するが、本発明は適用例に依存して様々な方向について使用可能であることを理解すべきである。メインチャンバの下側端部２８の反対側には第二上側端部３０が配置され、その第二上側端部３０は複数の吸気穴３２を有する。
【００２１】
好適な実施形態では、譲渡された米国特許5,263,439 に記載されている型式の電磁ソレノイド式燃料計量供給バルブ（図示せず）又はインジェクタバルブが、公知の従来技術と同様に燃料室内に燃料を導入するために設けられている。上述した米国特許5,263,439 が参考として組み込まれている。ＭＡＰＰのような加圧された液体炭化水素燃料が燃料セルチャンバ１８内に配置された燃料セル内に含有され、公知の従来技術と同様に加圧手段により加圧される。
【００２２】
メインチャンバ１４に戻り、メインチャンバの上側端部３０にはシリンダヘッド３４が配置され、そのシリンダヘッド３４は燃焼室３６の上側端部を画定すると共にヘッドスイッチ３８、点火栓４０、電気ファンモータ４２及びシール用Ｏリングのための取付け位置となる。
【００２３】
燃焼室用ファン４６は、モータ４２のアーマチュア４８に取付けられ、燃焼プロセスを強めると共に冷却及び排気を容易にするために燃焼室内に配置されている。ファンモータ４２は、参考として組み込まれている従来特許に詳細に開示されているようにヘッドスイッチ３８により制御される。
【００２４】
ほぼ円筒形の往復運動するバルブ部材５０は、公知のリンク５４を使用してノーズピース２６上のワーク接触要素５２によりメインチャンバ１４内で移動せしめられる。このリンク５４はワーク接触要素５２の一部として考えられる。燃焼室３６内においてバルブ部材５０はガス制御装置として作用し、燃焼室の側壁はバルブ部材により画定され、バルブ部材の上側端部は、燃焼室の上側端部をシールするためにＯリング４４とシール係合する（図２に最適に示す。）。バルブ部材５０の下側部分５６はほぼ円筒形のシリンダ本体又はシリンダ５８を包囲している。シリンダ本体５８の上側端部は外側Ｏリング６０を有し、その外側Ｏリング６０は燃焼室３６の下側端部をシールするためにバルブ部材５０の対応する部分６２（図２に最適に示す。）と係合する。
【００２５】
ピストン６４はシリンダ本体５８内で往復運動するように配置され、ピストン６４には剛性のある細長いドライバブレード６６が取付けられ、そのドライバブレード６６は、ノーズピース２６内に適切に位置決めされた締結具（図示せず）をワーク（図示せず）内に駆動するために使用される。シリンダ本体の下側端部はバンパー７０用シート６８を画定し、そのシート６８はピストン６４が移動する際の下側の限界位置を画定する。シリンダ本体５８の反対側の端部では、ピストン６４が上側に移動する際の限界を定めるためにピストンストップ拘束リング７２が取付けられている。
【００２６】
工具１０を作動するための制御装置がハウジング１２のハンドル部分２０内に配置されている。トリガスイッチアセンブリ７４は、トリガスイッチ７６と、トリガ７８と、好適な実施形態ではコイルばね８０とを有する。トリガスイッチ７６が制御されると電気制御ユニット８２により点火栓４０が作動される。
【００２７】
ＯＦＦ位置（図１）とＯＮ位置（図２）との間のトリガ７８の作動は、全体として参照番号８４で示すロックアウト機構により制御される。このロックアウト機構は、工具１０がワークに押しつけられるまでトリガが作動するのを阻止する。そのような圧力によってノーズピース２６が押し下げられ、その結果、リンクによりバルブ部材５０が上側に移動せしめられ、燃焼室３６が閉鎖され、燃焼室３６が外部からシールされることになる。
【００２８】
より詳細には、図１から図４に示すように、ロックアウト機構８４はトリガブラケット８６を有し、そのトリガブラケット８６は一端においてトリガ７８に固定され、他端において傾斜付きアーム８８を有しており、そのアーム８８は横方向に延びているピボットピン９０を有する。
【００２９】
端部が開口したスロット９４を備えたほぼ三角形状の解放カム９２がピン９０と係合し、そのスロット９４はピン９０と摺動して係合するような寸法にされている。更にカム９２には、ピボットブッシュ９８と係合する貫通穴９６とカム突出部１００とが設けられている。図１に示すように、カム突出部１００は、燃焼室３６が外部に対し開放されるときにほぼＵ形状のロッド１０２の端部と係合する。この係合により、トリガが押し下げられること及びそれに伴って点火が行われることが阻止される。
【００３０】
図２に示すように、Ｕ形状ロッド１０２がバルブ部材５０に取付けられているため、燃焼室がバルブ部材により閉鎖されると、ロッド１０２がバルブ部材と共に上方に移動し、その結果、ロッドを通過して解放カム９２が移動するためのクリアランスが形成される。カム９２が自由に移動できることにより、トリガ７８を押し下げて点火を行うことができる。このロックアウト機構８４については譲渡された米国特許4,483,474により詳細に記載されている。
【００３１】
トリガ７８が引っ張られると、中央電気分配制御ユニット８２から信号が発生され、点火栓４０の点火ギャップの位置において放電が行われ、その結果、燃焼室３６内に噴射されファン４６により気化又は分散されている燃料が点火される。この点火により、公知の従来技術と同様にドライバブレードが締結具に接触して締結具が基体内に駆動されるまで、ピストン６４及びドライバブレード６６がシリンダ本体５８の下の方に移動せしめられる。次いでシリンダ内のガス圧が異なることによりピストンは元の位置又は「準備」位置に戻される。それぞれのガス圧は燃焼室がシールされているために分けられた状態に維持されている。仮にピストンがスタート位置（図１、図２）に戻る前に燃焼室３６が開放されてしまうと、ガス圧が異なっている状態が壊され、ピストンが戻ることが妨げられてしまう。
【００３２】
比較的長いシリンダ本体５８又は大きい燃焼室を有する高エネルギ燃焼式動力工具の場合、ピストン６４がスタート位置（図１、図２）に戻るために更なる時間が必要となることがわかっている。これらの場合、トリガ７８が解放されて燃焼室が早期に開放されてしまう可能性が存在してしまう。トリガ７８が押し下げられている間、燃焼室をシールする位置からバルブ部材５０を解放するためにＵ形状ロッド１０２が下側に移動することができないことが図１及び図２からわかる。しかしながら、トリガ７８が解放されると、カム９２が図１に示す位置から移動し、その結果、ロッド１０２が下側に移動し、燃焼室を開放することが可能になる。
【００３３】
上述したように、ピストンがスタート位置に戻る前に燃焼室３６が開放されないことが重要である。それゆえ、本発明の重要な特徴は、燃焼室の開放を遅延させるディレイ装置を提供することである。好適な実施形態では、このことは、ピストン６４が完全に戻るまでトリガ７８が押し下げられた位置又はＯＮ位置から解放されるのを遅延させることにより達成される。
【００３４】
図３及び図４において、本発明のディレイ装置は、全体として参照番号１０４で示してあり、好適な実施形態ではトリガ７８を解放位置又はＯＦＦ位置（図３）から戻す付勢されたコイルばね８０の作用を遅延させるための空気式チェックバルブを有する。空気式チェックバルブは、トリガ７８内に配置されたほぼ円筒形内壁１０８により画定されたキャビティ１０６を有する。プランジャ１１０は、基部端部１１２の位置においてハウジング１２内の支持構造体に対ししまりばめ、ねじ、又は他の公知の締結技術により固定されており、他方の先端１１４の位置においてキャビティ１０６と係合する。
【００３５】
好適な実施形態において、プランジャ１１０は先端１１４の近くの環状溝１１８内に固定されたシール部材１１６を有する。シール部材１１６を適切な位置に固定するためにしまりばめ及び／又は化学的な接着が使用可能である。好適にはシール部材１１６は所謂「Ｕカップ」シールであり、その「Ｕカップ」シールはプランジャ１１０の長手軸に対し鋭角をなして突出している外側リップ１２０を有し、かかり又は矢印頭型構成を形成している。それゆえ、リップ１２０はキャビティ１０６の内壁１０８を拭いつつその内壁１０８と係合し、コイルばね８０の作用に対し逆向きになる摩擦力を発生し、トリガ７８がＯＦＦ位置に戻るのを遅延させる。換言すれば、トリガがＯＮ位置（図４）に容易に引っ張られるがＯＦＦ位置（図３）に戻るときには遅くなるようにシール部材１１６がプランジャ１１０上に配置されている。
【００３６】
トリガ７８が押し下げられると、プランジャ上をトリガが移動することにより、キャビティ１０６内の残りの空気が付勢され、その結果、シール部材１１６の後側のキャビティ内の領域１２２において相対的な真空状態が形成される。好適にはブナＮ(buna-N)又はブチルゴム又は均等物により形成されるシール部材１１６が不完全であるため、この真空も不完全になり、その結果、コイルばね８０により及ぼされる力により空気は領域１２２からゆっくりと漏出し、それゆえ、コイルばね８０はＯＦＦ位置に戻るようにトリガ７８を押動することができる。シール部材１１６がシールを行うためのものである必要はなく、トリガ７８がＯＦＦ位置に戻るのを阻止する真空を形成するものであればよいことを当業者であれば理解できるであろう。幾つかの適用例では、キャビティ１０６内で容易に摺動できるようにリップ１２０をグリースでコーティングすることも可能である。
【００３７】
好適な実施形態では、ピストン６４がスタート位置に戻るまでトリガ７８がＯＦＦ位置に到達するのを遅延させるのに十分な大きさに領域１２２内の真空がなるようにプランジャ１１０及びキャビティ１０６の寸法が定められる。工具１０にこのディレイ装置１０４を組み込むことにより、従来の燃焼型動力工具の場合に比べ、トリガ７８がＯＦＦ位置に戻るのに要する時間がほぼ二倍になることがわかった。このディレイ装置を有する場合、トリガ７８がＯＮ位置からＯＦＦ位置に到達するのに要する時間は約２００ｍｓｅｃである。
【００３８】
図５及び図６において、他の実施形態の工具を全体として参照番号１３０で示し、同一の構成部品については同一の参照番号を付してある。図５及び図６は工具１３０のノーズピース領域の拡大部分裏面図である。本実施形態において、ノーズピース２６は軸方向に延びている凹状トラック１３２を有し、そのトラックは、各発火毎にドライバブレード６６が往復運動するときにドライバブレード６６が摺動するようにドライバブレード６６を収容する。工具１３０の一つの重要な異なる特徴は、ピストン６４がスタート位置に到達するまでノーズピースに対しワーク接触要素５２を固定する装置をノーズピース２６が有することである。好適な実施形態では、この装置は、ノーズピース２６上で回転して係合する少なくとも一つであって好適には二つであるカム１３４の型式をとっている。各カム１３４は、ワーク接触要素５２と係合する第一外側突出部１３６と、ドライバブレード６６と係合する第二内側突出部１３８とを有する。両方のカム１３４はノーズピース２６に対し自由に回転できるようにピン１４０により固定されている。両方のカム１３４は、突出部１３６、１３８が適切な構成要素５２、６６と係合するのに十分な幅を有するような寸法にされる必要がある。
【００３９】
工具１３０の他の異なる特徴は、ワーク接触要素５２が少なくとも一つであって好適には一対のタブ１４２を有することである。このタブ１４２は、突出部１３６と係合するときに突出部１３６がタブ１４２から離脱するまで接触要素５２がノーズピース２６に対し移動することができないように突出部１３６と係合可能になっている。接触要素５２がリンク５４を介してバルブ部材５０に結合されているため、この係合により、ピストン６４がスタート位置に到達するまでバルブ部材５０が開放されるのが阻止される。
【００４０】
より詳細には、各タブ１４２は、突出部１３６の対向するカム表面１４６上に位置することになる傾斜した先端エッジ１４４を有する。突出部には、ドライバブレード６６が通過して解放されるときにタブ１４２と突出部との間の相対的な摺動作用が強められるように十分な丸みが付けられている。ドライバブレード６６がトラック１３２に沿って降下して突出部１３８と係合することによりタブ１４２が突出部表面と係合するとき、楔形構成になり、その結果、ドライバブレードがカム１３４を通過して引っ込む又は上昇するまで、カム１３４により、ワーク接触要素５２が移動すること及びバルブ部材５０が燃焼室を開放することが阻止されるように、カム１３４は構成されている。
【００４１】
作動中、図５に示す休止位置において、ワーク接触要素５２はノーズピース２６に対し延びた位置に配置されている。つまり、リンク５４を介して延びている要素５２に結合されているバルブ部材５０により、燃焼室３６は開放されている。更にドライバブレード６６は、スタート位置に位置しているピストン６４により完全に引っ込んだ位置にせしめられている。タブ１４２がカム１３４の下に配置され、この位置においてカム１３４はタブ１４２ともドライバブレード６６とも係合しておらず、自由に回転可能であることがわかるであろう。
【００４２】
図６において、発火を行うための準備としてオペレータは工具１３０をワーク１４７に押しつけている。その場合、ワーク接触要素５２の下側端部１４８はワーク１４７と接触しており、ノーズピース２６の下側端部１５０は下側端部１４８に近接している。つまり、リンク５４によりバルブ部材５０がハウジング１２に対し上方に移動せしめられ、燃焼室３６が閉鎖されている。その時、ワーク接触要素５２上のタブ１４２は、カム１３４の下の位置（図５）からカム突出部１３６、１３８の上の位置（図６）に移動されている。次いで工具１３０は工具１０について上述したように発火可能になる。
【００４３】
発火が行われるとき、ピストン６４が下側に押動され、その結果、ドライバブレード６６のエッジが内側突出部１３８と摺動して係合する。この係合によりドライバブレード６６とカム１３４とタブ１４２との間に楔形関係が形成され、その結果、タブ１４２の傾斜付き先端エッジ１４４がカム表面１４６と強く係合せしめられる。この位置では、衝撃のある発火により工具１３０がワーク１４７から持ち上げられても、ワーク接触要素５２が移動することができないため、バルブ部材５０は燃焼室３６を開放することができない。このロックアウト状況は、工具内に形成されたガス圧の違いによりピストン６４がスタート位置に戻ることができるまで燃焼室３６をシールしたまま維持される。
【００４４】
ドライバブレード６６が最も上の位置に位置するスタート位置にピストンが戻ると、ドライバブレードは内側突出部１３８と係合しなくなり、ピボットカム１３４はワーク接触要素５２上のタブ１４２から離れる側に自由に移動する。次いで開放位置の側にばね付勢されたバルブ部材５０は外側突出部１３６を内側に押動し、その結果、燃焼室３６から排気ガスが排出され他の発火の準備を行うことができるようにバルブ部材が開放される。
【００４５】
図７及び図８において、更に他の実施形態の工具を全体として参照番号１６０で示し、同一の構成部品には同一の参照番号を付してある。概して言えば、工具１６０は工具１０及び工具１３０と同様の特徴を有し、燃焼室３６は、ピストン６４がスタート位置に戻るまで開放することができない。工具１３０と同様に、工具１６０においても、ドライバブレード６６が完全に引っ込むまでノーズピース２６に対しワーク接触要素を固定することによりこのことが達成される。
【００４６】
より詳細には、ワーク接触要素１６２は、９０°曲げて形成され、バルブリンク１６６が取付けられた第一パネル１６４と、傾斜付き上側部分１７２を備えたロックタブ１７０を有する第二パネル１６８とを具備する。好適な実施形態において、ワーク接触要素１６２の下側端部１４８は第一パネル１６４に配置されているが、下側端部１４８が第二パネル１６８に配置されるように要素１６２を構成することも可能である。
【００４７】
取付けプレート１７４は、ハウジング１２の下側端部に取付け可能であり、少なくとも四つの間隔を隔てて懸吊しているアイレット１７６を有する。各アイレット１７６は貫通穴１７８を有し、これらのすべての貫通穴１７８は互いに正確に位置決めされている。連結シャフト１８０（図９、図１０）は、断面が非円形になっており、各貫通穴１７８内に回転可能に収容されるようになっている。ほぼ平坦なドライバブレードラッチ部材１８２（図１３）は、シャフト１８０に結合され、非円形の貫通穴１８６と備えた第一端部１８４と、ドライバブレード６６と係合する張出部１９０を備えた反対側の第二端部１８８とを有する。貫通穴１８６は、シャフト１８０と係合し、シャフト１８０と共に回転するように構成されている。好適にはドライバブレードラッチ部材１８２は一対のアイレット１７６の間に配置され、その結果、ドライバブレード６６が降下して締結具と係合するとき、張出部１９０はドライバブレードと係合し、矢印１９２（図７）に示すようにドライバブレードから離れる側にシャフト１８０上で（シャフト１８０と共に）回転せしめられる。
【００４８】
図７、図８、図１１、図１２に示すように、タブラッチ１９４は、第二の対のアイレット１７６の間に配置され、ドライバブレードラッチ部材１８２がドライバブレード６６と係合するとシャフト１８０を移動させるためにシャフト１８０と係合する。四つの主要な構成要素はタブラッチ１９４と、一対の同一形状の外側カムプレート１９６、１９８と、内側カムプレート２００と、コイルばね２０２とである。
【００４９】
外側カムプレート１９６、１９８（図１１）のそれぞれは、ほぼ三角形状であり、シャフト１８０と係合するための非円形貫通穴２０４を有し、弓状ばね開口２０６とばね取付けアイレット２０８とを有する。好適な実施形態において、ばね取付けアイレット２０８は、弓状ばね開口２０６により画定される弓形にほぼ沿ったプレートの側部に沿って横方向に突出しているが、適用例によっては他の構成も可能である。内側カムプレート２００は構成全体としては外側カムプレート１９６、１９８と同様であるが、二つの主要領域において異なっている。まず第一に、シャフト１８０に対し独立して回転できるようにシャフト１８０と係合する貫通穴２１０が円形である。第二に、内側カムプレート２００は、ばね取付けアイレット２０８の代わりに、アイレット２０８の反対側となるプレート２００の側縁部から延びている突起２１２を有する。
【００５０】
内側カムプレート２００にもばね開口２０６が設けられている。ばね２０２の端部２１４が開口２０６のエッジ２１６と係合するようにばね２０２は内側カムプレート２００のばね開口２０６内に配置されている。好適な実施形態では、プレート１９６、１９８、２００がサンドイッチ状に組み立てられ（図７）、内側カムプレートが二つの外側カムプレートの間に配置されるときに、ばねが両方の外側カムプレートのそれぞれのばね開口２０６内に延びるように、ばね２０２の直径は定められる。ばね２０２は、負荷がかかっていない状態において、基本的に内側カムプレート２００、特には突起２１２をロックタブ１７０の側に付勢するように各開口２０６内で端から端まで延びている。外側カムプレート１９６、１９８に対し内側カムプレート２００をドライバブレード６６の側に回転させるように突起２１２に負荷がかけられると、ばね２０２は圧縮され、負荷が解除されたときに内側カムプレートが元の位置に戻るように内側カムプレートを付勢する。
【００５１】
戻しばね２１８（図１４）の一端はばね取付けアイレット２０８の両方に結合され、その他端は取付けプレート１７４から懸吊しているピン２２０に結合されている。ばね２１８は、ピストンがスタート位置に戻りドライバブレード６６が引っ込むとカムプレート１９６、１９８、２００がワーク接触要素１６２のロックタブ１７０と係合しない「休止」位置に戻るように構成されている。
【００５２】
作動中、図１４に示すように、まず工具１６０のスタート位置（Ａ）においてドライバブレード６６は引っ込められており、ピストン（図示せず）はスタート位置に位置している。戻しばね２１８はタブラッチ１９４を引っ張っており、プレート１９６、１９８、２００はロックタブ１７０と係合しておらず、ばね２０２はプレート１９６、１９８、２００を位置合わせされた状態、又は互いにほぼ位置合わせされた状態に保持している。更にロックタブ１７０が内側カムプレート２００の突起２１２の下に位置し、つまり、ワーク接触要素１６２が延ばされた位置にあり、燃焼室が開放されていることに注目すべきである。
【００５３】
取付けプレート１７４上において、ドライバブレードラッチ部材１８２がドライバブレード６６と係合可能であってタブラッチ１９４がロックタブ１７０と係合可能なように、ドライバブレードラッチ部材１８２及びタブラッチ１９４は互いに配置されている。図１４（Ｂ）に示すように、オペレータがワークに抗して工具１６０を押し下げると、ワーク接触要素が上側に移動され（ロックタブ１７０の新しい位置を参照）、燃焼室３６がバルブ部材５０によりシールされる。ロックタブ１７０全体が突起２１２よりも上に位置していることに注目すべきである。工具１６０は発火できるようになっている。
【００５４】
図１４（Ｃ）に示すように、工具１６０の発火が行われると、ドライバブレード６６が降下し、締結具と係合する。この降下中、ドライバブレード６６は、ドライバブレードラッチ部材１８２の張出部１９０と係合すると共にそれを側方に押動し、その結果、矢印２２２に示すように部材１８２、シャフト１８０及びタブラッチ１９４が時計回りに回転せしめられる。この配置を部材１８２及びラッチ１９４の変位された位置又は回転された位置と呼ぶ。この回転された位置においてロックタブ１７０が下方に移動することがタブラッチ１９４の突起２１２により阻止されることに注目すべきである。
【００５５】
図１４（Ｄ）に示すように、次の発火位置まで工具を迅速に移動させるための所謂「衝突発火」動作の際に、オペレータはワーク表面から工具１６０を持ち上げる。それにより、ワーク接触要素１６２はワークに拘束されなくなり、図１４（Ａ）に示す休止位置に戻ろうとする。しかしながら、突起２１２がロックタブ１７０のエッジ２１３と係合することによりその動作が阻止される。更にバルブ部材５０が上方に移動してしまうのが阻止されるために、燃焼室３６はシールされたまま維持される。
【００５６】
図１４（Ｅ）に示すように、ドライバブレード６６が完全に引っ込められると、戻しばね２１８によりドライバブレードラッチ部材１８２がスタート位置まで戻され、また、ドライバブレードラッチ部材はタブラッチ１９４が移動することによりシャフト１８０を介して移動せしめられる。すると、ワーク接触要素１６２は自由に下方に移動できるようになり、燃焼室３６が開放され、燃焼室から既燃ガスを排出させることが可能になる（図１４（Ｆ））。図１４（Ａ）と図１４（Ｆ）とは同様であり、工具１６０は次の発火を行えるようになっている。
【００５７】
図１５に示すように、工具１６０はタブラッチ１９４の作動中に引っ掛かりが生じるのが阻止されるように構成されている。図１５（Ａ）には、スタート位置のドライバブレード６６が示してあるが、ワーク接触要素１６２はまだ完全に引っ込められた位置又は閉鎖された位置に到達しておらず、その結果、突起２１２はロックタブ１７０の側部表面２２４と係合している。図１５（Ｂ）に示すように、燃焼室３６が完全に閉鎖されていない場合であっても、工具１６０の発火が行われると、ドライバブレード６６によりドライバブレードラッチ部材１８２が押し退けられ、更にタブラッチ１９４がシャフト１８０と連結されているために時計回りに移動せしめられる。しかしながら、突起２１２が表面２２４と係合していることにより、タブラッチが完全に時計回りにまわった位置に到達するのが阻止される。仮に解放機構がない場合には、締結具を駆動するためにドライバブレードが自由に降下するのが妨げられてしまい、スタート位置に適切に戻れなくなってしまう。それゆえ、このようになることを解消するために、円形貫通穴２１０（図１２）を有することにより内側カムプレート２００は外側カムプレート１９６、１９８に対し自由に移動できるようになっている。更にばね２０２が圧縮されることにより、ドライバブレード６６は適切にラッチ部材１８２を通過できるようになっている。
【００５８】
関連する問題を図１５（Ｃ）に示してある。発火の際に燃焼室が完全に閉じられていないと、通常ピストンをスタート位置まで戻すガス圧の差異が不十分になるか存在しなくなってしまう。図１５（Ｂ）に示すようにばね２０２が圧縮されることにより、ロックタブ１７０は突起２１２を通過し降下することができる。これは、ロックタブ１７０の上側部分１７２が傾いていることにより達成される。
【００５９】
図１５（Ｄ）及び図１５（Ｅ）に示すように、ドライバブレード６６が既に下側位置に配置されると工具１６０は再発火できなくなる。引っ掛かっていないが部品が適切な位置に存在していない工具をリセットするために、オペレータはワーク１４７に抗してノーズピース２６及びワーク接触要素１６２を押動することになる。この動作によりワーク接触要素１６２が上側に押動されるが、ドライバブレード６６が下に位置しているために、タブラッチ１９４は変位された位置又は回転された位置に位置したままであり、ワーク接触要素は完全に上方に移動することができない。
【００６０】
要素１６２が突起２１２を通過できるようにするために、ロックタブ１７０の傾斜付き上側部分１７２は、ばね２０２を圧縮するカム動作を開始する。オペレータが下方に更に押し下げることにより、ワーク接触要素１６２が突起２１２を通過するための十分なクリアランスが設けられるまで、ロックタブ１７０によってばね２０２が十分に圧縮され、突起２１２及び内側カムプレート２００が反時計回りに移動せしめられる。
【００６１】
図１５（Ｆ）に示すように、ワーク接触要素１６２のロックタブ１７０は突起２１２を通り抜けており、バルブ部材５０は、燃焼室３６が典型的には閉じられているスタート位置に到達している。しかしながら、この瞬間、まだピストン６４が最も下側の位置又は発火位置に位置しており、燃焼室を開放するためのスタート位置にまだ戻っていないため、燃焼室は閉鎖されていない。
【００６２】
ドライバブレード６６が押し下げられるとき、ドライバブレードラッチ部材１８２及びタブラッチ１９４は回転された位置又は変位された位置にまだ位置している。工具１６０が発火できるようにするために、オペレータはドライバブレード６６がスタート位置（図１４（Ａ））に到達するまで、ねじまわし又は同様の工具によりドライバブレードをハウジング１２内まで上方に押動することによりドライバブレード６６をリセットする。その際、ラッチ部材１８２及びタブラッチ１９４は戻しばね２１８により図１４（Ａ）に示す位置まで引っ張られる。そうすると、工具がワーク１４７上に配置され、図１４（Ｂ）に示すように燃焼室を閉鎖させるために押し下げられることにより、工具１６０の再発火ができるようになる。
【００６３】
ディレイ装置１０４、ピボットカム１３４、又はドライバブレードラッチ部材１８４とタブラッチ１９４とを組み合わせたことにより、ピストン６４がスタート位置に到達するまで燃焼室３６を開放させることが遅延せしめられることがわかるであろう。それゆえ、工具のより一層信頼性の高い作動が達成され、望まれる場合にはオペレータは衝突発火により工具をより一層効果的に操作することができる。ピストンがスタート位置に到達するまで燃焼室を閉鎖した状態に維持するために当業者に知られている他の機構も使用可能であり、それも本発明の範囲内にあることがわかるであろう。
【００６４】
本発明の燃焼式動力工具のための燃焼室用ディレイ手段の特有な実施形態について説明したが、当業者であれば、それに対し、特許請求の範囲に記載した本発明の範囲から逸脱することなく変更又は修正を加えることが可能であることを理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】燃焼室が開放しトリガがＯＦＦ位置に位置している本発明の締結具用燃焼式動力工具の部分切取側面図である。
【図２】燃焼室が閉鎖しトリガがＯＮ位置に位置している図１の締結具用燃焼式動力工具の部分切取側面図である。
【図３】ＯＦＦ位置における本発明のトリガアセンブリ及び空気式ディレイバルブの部分切取拡大図である。
【図４】ＯＮ位置における図３のトリガアセンブリ及び空気式ディレイバルブの部分切取拡大図である。
【図５】工具の休止位置における他の実施形態のロックアウトシステムに組み込まれた図１及び図２の工具のノーズピースの部分裏面図である。
【図６】爆発位置における図５に示した工具の図である。
【図７】本発明のロックアウトシステムの他の実施形態の部分斜視図である。
【図８】図７に示したシステムの部分分解斜視図である。
【図９】図８に示したピボットシャフトの正面図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿った断面図である。
【図１１】図７の工具の外側カムプレートの平面図である。
【図１２】図７の工具の内側カムプレートの平面図である。
【図１３】図７の工具のドライバブレードラッチ部材の平面図である。
【図１４】本発明の工具の他の実施形態の通常オペレーションのシーケンスを示した概略正面図である。
【図１５】図１４の工具の異常オペレーションのシーケンスを示した概略正面図である。
【符号の説明】
１０…工具
１２…ハウジング
１６…動力源
２６…ノーズピース
３６…燃焼室
５０…バルブ部材
５２…ワーク接触要素
５８…シリンダ
６４…ピストン
６６…ドライバブレード
１０４…ディレイ装置

Claims

ドライバブレードを締結具に押しつけ、その締結具をワーク内に駆動するために燃焼を行うようになっている内蔵型内燃動力源を備えた燃焼式動力工具であって、
前記動力源を包囲するように構成されたハウジングと、
前記ハウジングの上端に画定される燃焼室と、
前記ハウジング内に配置され、前記燃焼室と流体的に連通するシリンダと、
前記燃焼室を開閉するために前記ハウジング内に配置されたバルブ部材と、
前記ドライバブレードを備えたピストンとを具備し、前記ピストンが、前記シリンダの第一端に位置するスタート位置と前記シリンダの第二端に位置する駆動位置との間を前記シリンダ内で往復運動するように構成され、更に
前記バルブ部材に結合され、締結具を打ち込むべきワークに接触するように構成されたワーク接触要素を備えたノーズピースを備え、前記ワーク接触要素が前記ノーズピースに対し移動可能であり、ワーク接触要素がワークに接触して前記ノーズピースに対し移動すことにより、前記バルブ部材が前記燃焼室を閉鎖し、更に
前記ワーク接触要素と係合可能な遅延手段であって、前記ドライバブレードが前記締結具を駆動するために下降したときに前記ドライバブレードと係合して作動し、かつ、前記ワーク接触要素とも係合して前記ワーク接触要素が前記ノーズピースに対して移動する事を防止する遅延手段とを備え、
前記遅延手段は、前記ピストンが締結具の駆動後に前記スタート位置に戻るまで、前記ドライバーブレードと係合し続け、その間、前記ノーズピースに対する前記ワーク接触要素の移動を防止することによって、前記バルブ部材が前記燃焼室を開放するのを遅延させる、燃焼式動力工具。
前記燃焼式動力工具は、ＯＮ位置とＯＦＦ位置との間で作動するトリガを備えたトリガスイッチアセンブリを前記ハウジング内に有しており、
前記トリガスイッチアセンブリが、前記トリガによって操作されるトリガスイッチと、前記トリガを前記ＯＦＦ位置に付勢するコイルばねと、前記ＯＮ位置から前記ＯＦＦ位置への前記トリガの移動を遅延させる空気式チェックバルブとを有している請求項１に記載の燃焼式動力工具。
前記空気式チェックバルブが、前記トリガに配置された内壁付きキャビティと、前記ハウジングに対して固定され前記キャビティ内に嵌装されたプランジャとを有し、前記プランジャが前記内壁を拭いつつ前記内壁上を摺動するシール部材を有し、前記シール部材が前記内壁上を摺動する際に発生する摩擦が前記コイルばねの作用に抗して、前記トリガが前記ＯＦＦ位置に戻るのを遅延させる請求項２に記載の燃焼式動力工具。
前記遅延手段が前記ノーズピースに係合する少なくとも一つの回転可能なカムを有し、前記カムが前記ワーク接触要素と係合するための第一突出部と前記ドライバブレードと係合するための第二突出部とを有する請求項１〜３の何れか１項に記載の燃焼式動力工具。
前記ワーク接触要素が、少なくとも一つの前記第一突出部のうちの対応する一つと係合するための少なくとも一つのタブを有する請求項４に記載の燃焼式動力工具。