JP4741518B2

JP4741518B2 - 燃焼動力式締結具駆動工具のための燃焼室制御

Info

Publication number: JP4741518B2
Application number: JP2006552165A
Authority: JP
Inventors: エム．モーラー，ラリー; イー．ドーティー，ジェイムズ; イー．ファビン，ジョゼフ
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: 2004-02-09
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2011-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: JP2007521972A; NZ548480A; US20050173484A1; US7487898B2

Description

本発明は、締結具をワーク内へ駆動するための締結具駆動工具に関し、特に、燃焼工具とも称される燃焼動力式締結具駆動工具に関する。

燃焼動力式締結具駆動工具は、ニコリッシュ(Nikolich)に付与され出願人に譲渡された米国再発行特許第３２４５２号、米国特許第４５２２１６２号、米国特許第４４８３４７３号、米国特許第４４８３４７４号、米国特許第４４０３７２２号、米国特許第５１３３３２９号、米国特許第５１９７６４６号、米国特許第５２６３４３９号、米国特許第６１４５７２４号に記載されて従来公知となっており、これらの全ての開示を本願と一体をなすものとして参照する。また、燃焼動力式締結具駆動工具は、一例がイリノイ州グレンビュー所在のイリノイツールワークス社により製造され、ワークに締結具を駆動するために用いるインパルス(IMPULSE)（登録商標）の商標名で知られている。

こうした工具は、小型の内燃エンジンを包囲するピストル形の工具ハウジングを有している。該エンジンは、燃料セルとも称される加圧された燃料ガスのキャニスターを動力源とする。バッテリー式の電力分配ユニットによって点火用の火花が生成され、燃焼室に配設されたファンによって燃焼室内の燃焼を促進し、また、装置の燃焼に付随する工程を容易にする。こうした付随工程は、燃焼室内への燃料供給、燃焼室内での燃料と空気の混合、燃焼生成物の除去または排気を含む。前記エンジンは、細長い剛性のブレードを備え単一のシリンダ本体内に配設された往復動ピストンを含む。

弁スリーブが、リンク機構によってシリンダの周囲で軸方向に往復動自在に設けられており、前記リンク機構の先端部に設けられたワーク接触要素がワークに対して押圧されると、前記弁スリーブが移動して燃焼室を閉鎖する。この押圧作用によって、また燃料計量弁が起動し、所定量の燃料が閉鎖された燃焼室内に導入される。

トリガースイッチが引かれると、火花が生成されて燃焼室内の燃料ガスが点火され、ピストンおよび駆動ブレードが下方に押し出されて、位置決めされている締結具に衝当して該締結具をワーク内に駆動する。次いで、ピストンは、ガスの差圧によって初期位置または点火前位置へ復帰する。締結具は、マガジン式にノーズ部に供給され、駆動ブレードによる衝当を受けるための適切な位置、配向で保持される。可燃性の燃料／空気混合気に点火すると、燃焼室内の燃焼によって、ピストンと駆動ブレードの組立体が加速し、そのとき締結具が存在すれば、締結具はワーク内に進入する。

現在市販されている燃焼動力式工具は、逐次操作式の工具である。工具は、釘を打込むためにトリガーを引き込む前に、ワークに対して押圧してワーク接触要素(WCE)を工具に対して押し込まなければならない。これは、繰返しサイクル操作として知られる操作によって点火可能な工具と正反対である。つまり、後者の工具では、トリガーが押下モードに保持されていれば、工具をワークに押圧することによって繰返し点火が行われる。この相違点は、各工具の様式で１秒当りに打込み可能な締結具の数の違いとなって明らかとなる。繰返しサイクルモードは、逐次点火モードよりも実質的に速く、繰返しサイクルモードでは１秒当り４〜７の締結具を打込むことができるのに対して、逐次点火モードでは１秒当り２〜３の締結具しか打込むことができない。

燃焼動力式工具を逐次点火動作に制限する１つの際だった特徴は、工具の点火後に駆動ピストンを初期位置へ復帰させる方法である。燃焼動力式工具は、ピストンを復帰させるために、自己生成式の真空を用いている。真空によってピストンを復帰させるためには、ピストンの復帰動作のために供給ラインから空気の正圧を用いる工具よりも非常に長い時間を要する。

本願と一体をなすものとして参照した上記の特許に開示されたタイプの燃焼動力式工具では、点火速度および弁スリーブの制御によって、操作者は真空式にピストンを復帰させるための時間間隔を制御している。混合気の燃焼および高圧の燃焼ガスの排気の後に真空が生成される。工具内に残留する高温ガスが、周囲を取巻く低温のアルミニウム製の構成要素によって冷却、収縮され、真空が生成される。仕上げ作業時のように、工具の操作サイクル速度が十分に遅く、真空による復帰動作が確実で信頼性のあることも多くある。

米国再発行特許第３２４５２号明細書米国特許第４５２２１６２号明細書米国特許第４４８３４７３号明細書米国特許第４４８３４７４号明細書米国特許第４４０３７２２号明細書米国特許第５１３３３２９号明細書米国特許第５１９７６４６号明細書米国特許第５２６３４３９号明細書米国特許第６１４５７２４号明細書

然しながら、工具を非常に高いサイクル速度で操作する場合、操作者は、ピストンが復帰サイクルにある間に、工具をワークから離反させることにより、燃焼室を開いてしまう場合がある。これによって真空が喪失され、シリンダの頂部へ到達する前にピストンストの移動が停止する。これによって、駆動ブレードは、ノーズ部のガイド溝内に残り、釘帯の前進が妨げられる。最終的に、打出し溝内に釘がなく、次工程で釘が打ち出されない。

上述した逐次点火モードを用いた燃焼工具において十分な燃焼室停止時間を確保するために、燃焼室ロックアウト機構がトリガーに連動するようになっている。この機構は、操作者がトリガーを離すまで燃焼室を閉じたままに保持する。これは、操作者による比較的遅い筋肉応答時間を考慮して、燃焼室が閉じている停止時間を長くする。つまり、物理的なトリガー解放が点火サイクルの十分な時間を消費し、ピストンが確実に復帰できるようにするのである。上記機構は、また、例えば、硬い木に打込んだり、他の釘の頂部に打込んだりしたときに生じる大きな反動に際して燃焼室を閉じたままに保持する。ピストンの復帰に要する最小時間よりも長く燃焼室を閉じたままにすることは、工具の冷却および掃気が妨げられるので欠点となる。

本出願人が共有する米国特許第６１４５７２４号には、ピストンと駆動ブレードが点火前位置に復帰する前に、燃焼室が早期に開いてしまうことを防止するための、駆動ブレードによって作動するカム機構が開示されている。この方法の主な欠点は、釘が詰まったり、シリンダ壁が汚れていたり粘着性を帯びていたりして、ピストンが完全に復帰しなかった場合に、ピストンを点火前位置に復帰させるために、手操作式のリセット棒がピストンに必要となることである。ピストンが戻らないと、燃焼室は閉じたままで、従って、工具を再び点火することができない。

従って、ピストンの復帰性能を高めた繰返しサイクルモードで作動可能な燃焼動力式締結具駆動工具が必要である。また、繰返しサイクルモードにおいて、ピストンを完全に復帰させるために、燃焼室の開放を遅延させる特別の必要性に対応した燃焼動力式締結具駆動工具の必要性がある。

上述した必要性は、最新技術の制限を克服する本願発明の燃焼動力式締結具駆動工具によって充足または突破される。特に、本発明の工具は、燃焼室の閉鎖を管理するための電磁式に形成された機構であって、ピストンの復帰に必要な時間の長さを制御する機構を具備する。

高サイクル速度の点火を達成するために、好ましい実施形態では、手操作によって所望の遅延を得ることに代えて、燃焼室ロックアウト装置として機能する電磁石装置を用いている。この電磁石装置を管理するために用いる制御プログラムは、ピストンが復帰するまで燃焼室の閉鎖を確実にするためにタイマーを含んでいる。

より詳細には、本発明の燃焼動力式締結具駆動工具は、燃焼式動力源と、前記動力源に関して休止位置と点火位置との間で往復自在に設けられ少なくとも１つの接触部を含む弁スリーブと、前記動力源内に設けられたピストンが点火前位置に復帰するまで、前記弁スリーブが前記点火位置からの往復動作を自動的に防止するロックアウト装置とを具備し、前記ロックアウト装置は、励磁されたときに前記少なくとも１つの接触部との間に作用する磁気引力によってのみ、前記弁スリーブを前記点火位置に固定する防止する電磁石を具備する。
更に、本発明によれば燃焼動力式締結具駆動工具において、燃焼式動力源と、前記動力源に関して休止位置と点火位置との間で往復自在に設けられ少なくとも１つの接触部を含む弁スリーブと、前記動力源内に設けられたピストンが点火前位置に復帰するまで、前記弁スリーブが前記点火位置からの往復動作を自動的に防止するロックアウト装置であって、該ロックアウト装置は、励磁されたときに、前記少なくとも１つの接触部との間で前記弁スリーブの動作に平行な軸線沿いに作用する磁気引力のみによって、所定時間前記弁スリーブを固定する電磁石装置を具備するロックアウト装置と、前記ピストンが点火前位置へ復帰するための前記所定時間、前記ロックアウト装置を励磁する制御装置とを具備する燃焼動力式締結具駆動工具が提供される。

図１〜３を参照すると、本発明に係る燃焼動力式締結具駆動工具は、全体的に参照番号１０で指示されており、好ましくは、本願と一体をなすものとして参照した上記の特許に詳細に説明されているタイプと概ね同様の工具である。工具１０のハウジング１２が、ハウジング主室１６内に内蔵された内部動力源１４（図２）を包囲する。従来の燃焼工具と同様に、動力源１４は内部燃焼によって動力を発生し、シリンダ２０に連通する燃焼室１８を有している。シリンダ２０内に往復動自在に配設されたピストン２２が、駆動ブレード２４の上端に連結されている。図２に示すように、ピストン２２の往復動作の上限は点火前位置と称され、そしてそれは点火の直前の、つまり、燃焼性ガスに点火、締結具（図示せず）に衝当してワークに押し込むために駆動ブレード２４の下方への駆動が開始する直前の位置である。

トリガー２６を押込むことによって、操作者は、燃焼室１８内に燃焼を引き起こし、駆動ブレード２４がノーズ部２８内を下方へ駆動される。ノーズ部２８は、締結具マガジン３０によってノーズ部内に給送された締結具に衝当させるために、駆動ブレード２４を案内する。

ノーズ部２８にはワーク接触要素３２が設けられており、ワーク接触要素はリンク機構または上端プローブ３４によって、往復動する弁スリーブ３６に連結されている。弁スリーブの上端は、燃焼室１８の一部を画成する。図１に示すように、工具のハウジング１２をワーク接触要素３２に対して下方（周知となっているように、他の操作方向でもよい）へ押込むと、ワーク接触要素は休止位置から点火前位置へ移動する。この移動は、バネ３８（図１では隠れている）によるワーク接触要素３２の通常下方への付勢に対向して行われる。バネ３８の位置は用途に応じて変えることができ、ノーズ部２８から更に離れた位置でもよい。

リンク機構３４を通じて、ワーク接触要素３２は、弁スリーブ３６に連結され、該弁スリーブと共に往復動作する。休止位置（図２）では、弁スリーブ３６とシリンダヘッド４２とを隔てる環状の間隙４０があるので、燃焼室１８は密閉されていない。前記環状の間隙には、燃焼室スイッチ４４とスパークプラグ４６が配設されている。より詳細には、シリンダヘッド４２の近傍には上方間隙４０Ｕが設けられており、シリンダ２０の上端近傍には下方間隙４０Ｌが設けられている。本工具１０の好ましい実施形態では、シリンダヘッド４２は、また、冷却ファン４８および該冷却ファンを駆動するファンモータ４９のための取付部となっている。該冷却ファンおよびファンモータの少なくとも一部は、周知のように、また、本願と一体をなすものとして参照した上記特許に記載されているように、燃焼室１８内に突き出ている。図２に示す休止位置では、燃焼室１８はその頂部がシリンダヘッド４２により密閉されておらず、また、燃焼室スイッチ４４が開いているので、工具１０は点火不能となっている。

操作者がワーク接触要素３２をワークに押圧すると、点火可能となる。この操作は、バネの付勢力に対抗して行われ、これによって弁スリーブ３６がハウジング１２に関して上動し、間隙４０Ｕ、４０Ｌが閉じ、燃焼室スイッチ４４が起動するまで燃焼室１８が密閉される。この操作によって、また、計量された量の燃料が燃料キャニスター５０（部分的に示されている）から燃焼室１８内に供給される。

トリガー２６が引かれると、点火プラグ４６が通電され、燃焼室１８内の燃料と空気の混合気が点火し、ピストン２２および駆動ブレード２４が、ワークへ打込むために待機している締結具へ向けて下方へ送出される。ピストン２２がシリンダを下方へ移動すると、該ピストンは空気を押して、少なくとも１つのペタル弁(petal valve)または逆止弁５２、および、ピストンの移動行程を越えた位置（図２）に配置されている少なくとも１つの排気孔５３を介して排気が行われる。ピストン行程の下端、つまりピストンの最大移動距離の位置で、周知のようにピストン２２は弾性バンパー５４に衝接する。ピストン２２が排気逆止弁５２を越えると、大気圧に近い状態が得られ、逆止弁５２が閉じるまでシリンダ２０から高圧気体が排気される。シリンダ２０内の内部圧力の違いによって、ピストン２２は図２に示す点火前位置へ復帰する。

上述したように、このタイプの燃焼動力式工具の１つの問題は、ピストン２２を点火前位置へ迅速に復帰させ、次のサイクルの前に燃焼室１８の制御を改良することである。この必要性は、トリガー２６が引込まれた位置または押入された位置に保持され、ワーク接触要素３２が後退する度に点火する繰返しサイクルモードで工具を点火すべき場合に、特に決定的となる。

図２〜図４を参照すると、こうした構成上の問題に対処するために、本工具１０は、好ましくは、全体的に参照番号６０により指示されるロックアウト装置を有している。動作ロックアウト装置は、ピストン２２が点火前位置へ復帰するまで、弁スリーブ３６が閉鎖位置または点火位置から移動することを防止するようになっている。このロックアウト装置６０の保持または固定機能は、ピストン２２が点火前位置へ戻るのに要する所定時間作用する。こうして、工具１０を繰返しサイクルモードで使用する操作者は、締結具が駆動されたワークから工具を持ち上げ、そして該工具を次ぎの点火サイクルのために再び位置決めを開始することができる。繰返しサイクル動作に伴い点火サイクル時間が短くなるので、ロックアウト装置６０は、燃焼室１８を密閉状態に保持し、通常ピストンの復帰を阻害する燃焼室１８の早期の開放の前に、ピストン２２が復帰するように差圧を確実に維持する。本ロックアウト装置６０によって、ピストン２２の復帰およびそれに続く燃焼室１８の開放は、工具１０をワーク上の次の位置へ移動させている間に行うことが可能となる。

より詳細には、図２〜図４を参照すると、ロックアウト装置６０は、スライドカムまたはスライドラッチ６４に係合する電磁石６２を具備しており、前記スライドカムまたはスライドラッチは、弁スリーブ３６に対して横方向に往復動作して、所定時間弁スリーブ３６が移動することを防止する。この所定時間は、典型的にはハウジング１２のハンドル部分（図１）内に収納されている中央処理装置または制御モジュール６７（隠れ線で表示されている）により実現される制御回路またはプログラム６６（図１）によって制御される。他の方向でもよいが、好ましい実施形態では、電磁石６２は、電磁石のコイルおよびスライドラッチの中心軸が工具１０の駆動動作に関して横断方向となるように、スライドラッチに結合されている。ロックアウト装置６０は、傾斜した先端７４を有したラッチ６４のスライドレグまたはスライドカムが、取付ブラケット７８およびハウジング１２の開口部を貫通して、弁スリーブ３６が点火位置に到達したときに、該弁スリーブの凹所または肩部８０に係合するように、シリンダ２０の上方部分７０に取付けられている。図４に示すように、ラッチ６４は、バネ８２によって係止位置に付勢され、かつ、電磁石６２によって所定時間保持される。

ロックアウト装置６０の適切な作動のために、制御プログラム６６は、点火の後にピストンが点火前位置へ復帰可能とするために、電磁石６２が適切な時間励磁されるように設定されている。操作者が、ワークに対して工具１０を押圧し、燃焼室１８が密閉されると、ラッチ６４はレグ７２を突出して耐摩耗板(wear plate)８３（図４）へ付勢される。より詳細には、スイッチ（図示せず）の操作手順によって起動する制御プログラム６６が、燃焼室に火花を発生させる条件が整ったことを示すと、電磁石６２は、制御プログラム６６によって約１００ミリ秒間励磁される。この間、ラッチ６４は正しい位置に保持され、これによって、燃焼室１８が開くことが防止される。電磁石６２を励磁する時間は、全ての操作条件でピストンが完全に復帰できるような休止時間が得られるように、決定することができよう。この時間は、用途に応じて変更することができる。

制御プログラム６６は、ピストン２２が点火前位置へ復帰したときに、電磁石６２が消磁され、レグ７２に作用する横方向の力が低下するように構成されている。ユーザが工具１０をワークから持ち上げ、次いで電磁石６２が消磁されると、バネ３８はバネ８２の力および電磁石６２に残留する力に打ち勝って、弁スリーブ３６を休止位置または伸長位置へ移動させ、燃焼室１８および間隙４０Ｕ、４０Ｌが開く。この動作は、レグ７２のカム面７４により容易になり、弁スリーブ３６が開くと該レグは後退する。周知となっているように、弁スリーブ３６は、燃焼室１８を開いて該燃焼室のガスを交換し、次の燃焼に備えるために、ファン４８から下方へ離反しなければならない。

好ましい実施形態では、バネ８２、ラッチ部材６４および電磁石６２をカバー８６により覆い、アイレット８８および適当なネジ、リベットその他の公知の締結具（図示せず）の使用によって、これらの要素が、取付ブラケット７８に確実に取付けられるようにしている。図１〜図４には、電磁石６２はハウジング１２の正面に図示されているが、工具１０上の他の位置、または、ハウジング１２内の他の位置に配置することができる。

図５を参照すると、ロックアウト装置６０の代替実施形態が参照番号９０にて指示されている。装置６０、９０で共通の構成要素には、同じ参照番号が付されている。２つの装置との主要な相違点は、ラッチ６４が回動ラッチ部材９２により置換されている点である。この回動ラッチ部材は、弁スリーブ３６が閉鎖位置に到達したときに、該弁スリーブの凹所９６に係合するラグ９４を有している。ラッチ部材９２は、シリンダ２０または工具１０の他所に固定されたピンのような軸９８を中心として回動する。軸９８は、弁スリーブ３６の往復動作方向に関して概ね横断方向となっている。ソレノイド１０２の往復動するプランジャ１００がラッチ部材９２と協働して、ソレノイドが励磁されたときに、前記ラグを押圧し係合させる。プランジャ１００には、好ましくは、ラグ９４が凹所９６内に移動できるように、回動ラッチ部材９２を弁スリーブ３６に対して付勢するためのバネ１０４が設けられている。ソレノイド１０２が所定のタイミングで消磁されると、弁スリーブ３６は休止位置に移動して燃焼室１８が開くようになっている。プランジャ１００が後退すると、バネ３８によって弁スリーブ３６が下方へ引張られ、ラグ９４の傾斜した上面が下動し、ラッチ部材９２が凹所９６から脱離する。

図６、７を参照すると、ロックアウト遅延装置６０の他の代替実施形態が参照番号１２０にて指示されている。この実施形態では、上述した工具１０の構成要素は同じ参照番号にて指示されている。装置１２０とロックアウト装置６０との主要な相違点は、電磁石６２、ラッチ６４、バネ８２およびカバー８６に代えて、少なくとも１つの機械的ダッシュポット１２２が設けられている点である。ダッシュポット１２２は、２点間の動作を鈍らせ或いは遅延するために用いられる機械的な装置である。この場合、上記２点は、弁スリーブ３６とシリンダヘッド４２である。１つのダッシュポット１２２が図示されているが、用途によって設ける付加的なダッシュポットの数および配置は変更することができる。

ダッシュポット１２２は、２つの端部を有しており、該端部の各々は、弁スリーブ３６と動力源１４に関連した固定位置に取付けられている。好ましい実施形態では、前記固定位置は、シリンダヘッド４２上の位置である。シリンダヘッド４２とは別に、燃焼サイクルの間に弁スリーブ３６に対して移動しない動力源１４の他の位置もまた上記固定位置とすることができる。第１の端部またはロッド端１２４がピン位置１２６において弁スリーブ３６に取着され、かつ、ピストンロッド１２８とピストン１３０とを含んでいる。

周知のように、ダッシュポット１２２は、ピストンとシリンダとの間の摺動するシール、空気作用または粘性の液状材料を用いて、動作を遅延したり鈍らせたりする。ダッシュポット１２２の第２の端部１３２は、取付位置１３４においてシリンダヘッド４２に取着可能であり、かつ、ピストン１３０を摺動自在に受容可能な大きさの開口端１３６を有したシリンダを形成する。少なくとも１つの通気開口部または通気孔１３８が、弁スリーブ３６の位置に対応させて、点火前位置に先立ってシリンダヘッド４２上のシール部材１３９と接触する領域内で、シリンダ１３２に設けられている。こうして、ダッシュポット１２２は、ピストン１３０が通気孔１３８の上方に配置されているときに、遅延機能のみを提供する。本ダッシュポットの構成は、工具１０がワークに対して再び起動したときに、ダッシュポットのシリンダ１３２内の空気を排出可能とする逆止弁１４０を具備している。これにより、ユーザに付加的な荷重や反動が作用することが防止される。

図６、７の実施形態が作動する間、燃焼に際して、前記ダッシュポットの効果、この例では、ピストン１３０とシリンダ１３２との間の真空の形成によって、ピストン２２が最上位置または点火前位置へ復帰可能な時間を以て燃焼室１８の開放が遅延する。操作者が工具１０をワークから持上げると、弁スリーブ３６はシリンダヘッド４２からの離反動作を開始し、ダッシュポット１２２のみによって遅延する。ピストン１３０が通気孔１３８を通過すると、ダッシュポット１２２による付加的な遅延作用は停止または解放される。

工具１０がワーク表面から離反すると、ダッシュポット１２２は、オリフィス１４２を通る戻り空気のオリフィス調整された吸気を通じて、燃焼室の開放を制御する。好ましくは、これは、弁スリーブ３６の動作の燃焼室主シール部材１３９が効果を奏する間の部分で生じる。弁スリーブ３６の移動中にシール部材１３９によるシール作用が消失した時点で、ダッシュポットのピストン１３０は通気孔１３８または一連の小孔を通過し、これによって、ダッシュポットの効果は消失する。燃焼室の残りの動作は遅延されない。これにより、燃焼室１８の戻り開放時間は短くなる。

点火前位置にある弁スリーブ３６を示した図８を参照すると、ロックアウト装置の第２の代替実施形態は概括的に参照番号１５０により指示されている。図１−７の実施形態と共通の構成要素には、同じ参照番号が付されている。実施形態１５０の主要な特徴は、燃焼サイクルの間の弁スリーブ３６の開放の遅延は、動力源１４の固定位置、他の位置でもよいが、好ましくはシリンダヘッド４２に取付けられた電磁石装置１５２によって得られるようにした点である。電磁石装置１５２は、ピストン２２および弁スリーブ３６の往復動作の方向に平行な軸線に沿って動作する。電磁石装置６２の場合と同様に、電磁石装置１５２は、制御プログラム６６およびＣＰＵ６７に接続されている。電磁石装置１５２は、接触端１５４が弁スリーブ３６と協働するように、シリンダヘッド４２から垂下されている。

好ましい実施形態では、弁スリーブ３６には、少なくとも１つの半径方向に突出する接触部１５６が設けられており、該接触部は、装置１５２の接触端１５４を受承するように形成、構成されている。好ましくは、本実施形態において、接触部１５６は板状に形成されているが、接触部の数、形状、配置は、弁スリーブ３６が閉鎖位置または点火前位置（図３）に到達したときに、電磁石装置１５２と接触部１５６との間に十分な磁力が作用する限り、用途に応じて適切に変更することができる。

点火前位置に到達したとき、電磁石装置１５２が励磁され、ピストン２２が点火前位置（図３）に復帰するのに十分な時間（制御プログラム６６により決定される）、接触プレート１５６および連結を介して弁スリーブ３６を往復動作から保持するのに十分な磁力が発生する。制御プログラム６６によって制御される所定時間が経過すると、電磁石装置１５２が消磁されて、弁スリーブ３６が解放され、既述したように、次の燃焼サイクルのために内部のガスが交換される。

図９を参照すると、上述したロックアウト装置の他の代替実施形態が参照番号１６０にて指示されている。装置６０、９０、１５０との共通の構成要素には、同じ参照番号が付されている。実施形態１６０は、実施形態１５０と同様に作用し、弁スリーブ３６の往復動作の方向と概ね平行な、弁スリーブに作用する軸方向の保持力を発生する。

図９において、弁スリーブ３６には、耐久性金属のような剛性の磁性材料から成る概ね軸方向に延設されたピン１６２が設けられている。電磁石装置１６４が、動力源１４、好ましくはシリンダヘッド４２の固定位置に取付けられている。然しながら、弁スリーブ３６の往復動作に関して固定された状態に保持される位置であれば、他の位置であってもよい。電磁石装置１６４は、制御プログラム６６によって制御され、ピン１６２を受容可能な寸法に形成された細長い通路１６６を形成する、中空またはスリーブ上の構造を有している。弁スリーブ３６が点火前位置（図３）に到達したときに、制御プログラム６６によって電磁石装置１６４が励磁され、ピン１６２を保持し弁スリーブ３６の往復動作を防止するのに十分な磁力が発生する。制御プログラム６６は、また、ピストンの復帰に必要な時間に対応した装置１６４の励磁時間を決定するタイマー（図示せず）を起動する。それ自体、次の燃焼サイクルの開始前にピストン２２が点火前位置へ復帰可能な時間である。

図１０、１１を参照すると、上述したロックアウト装置の他の代替実施形態が参照番号１７０にて指示されている。本実施形態では、制御プログラム６６およびＣＰＵ６７によって制御される往復動する電磁ソレノイド１７２が、往復動作の中心軸が弁スリーブ３６の往復動作に概ね平行となるように動作するように、ハウジング１２の方へ向けられている。ソレノイド１７１の作用端部または先端部分１７４は、回転カム１８０の横断方向のピン１７８が係合する長孔１７６を有したドッグレグとして形成されている。ピン１７８は、カム１８０の一方の端部分１８２に配置されており、反対側の端部分１８６には回動軸またはピン１８４が配置されている。この反対側の端部分１８６には、弁スリーブ３６の下端１９０に係合する固定タブ１８８が形成されている。

ソレノイド１７２を図１０に示す休止位置または非固定位置へ復帰させるために、該ソレノイドには戻りバネのような付勢装置１９２が設けられている。バネ１９２は、半径方向に突き出た環状フランジ部１９６によって、ソレノイド１７２の主軸１９４に保持されている。図１０に示すように、ソレノイド１７２が消磁されている限り、バネ１９２の作用によって固定タブ１８８は弁スリーブ３６から離反しており、これによって、燃焼の前に生じるような、往復動作が可能となる。

図１１を参照すると、弁スリーブ３６が閉鎖位置または点火前位置に到達し、燃焼のための条件が整った（図３）直後に、制御回路６６はソレノイド１７２を励磁して、バネ１９２によって発生する力に対抗させて主軸１９４を後退させる。その結果、軸１９４の直線動作はカム１８０の端部分１８２に作用して、固定タブ１８８が弁スリーブ３６の下端１９０との係合位置へ回転する。この回転の間、横断方向のピン１７８は長孔１７６内で移動する。

既に説明した他のロックアウト装置の場合と同様に、ソレノイド１７２の励磁のタイミングは、燃焼後にピストン２２が点火前位置に到達可能なように決定される。予め設定された励磁期間の終末に、ソレノイド１７２は消磁され、バネ１９２の力によって固定タブ１８８は弁スリーブ３６から離反動作する。こうして燃焼室１８が開いて排気ガスが除去可能となる。

次に図１２、１３を参照すると、ロックアウト装置１７０の他の実施形態が概括的に参照番号２００により指示されている。ロックアウト装置１７０と共通の構成要素には、同じ参照番号が付されている。ソレノイドの主軸２０２の往復動作の中心軸線が、弁スリーブ３６の往復動作の中心軸線に関して、概ね直角または垂直に配向されている点で、機構２００は、機構１７０と本質的に相違している。ソレノイドの主軸２０２は、戻りバネ１９２の配置、および、該主軸においてドッグレグ状の端部分２０８の反対側の端部２０６に設けられている半径方向に突出したフランジ部２０４の配置が、主軸１９４とは異なっている。また、バネ１９２およびフランジ部２０４は、機構１７０上の対応の構造からソレノイドユニット２１０の反対側の端部に設けられている。ドッグレグ状の端部分２０８の長孔２１２が、主軸２０２の往復動作の中心軸線に関して角度を形成するように延設されており、回転カム１８０の横断方向のピン１７８と係合する。

ソレノイド２１０が消磁されると、戻りバネ１９２が環状フランジ２０４を弁スリーブ３６から離反方向に付勢し、燃焼のときまで弁スリーブは自由に移動可能となる。図１３を参照すると、弁スリーブ３６が最上位置（図３）に到達した後、燃焼のための条件が整った後に、制御回路６６はソレノイド２１０を励磁して、バネ１９２によって発生する力に対抗させて主軸２０２を弁スリーブ３６へ向けて移動させる。その結果、横断方向のピン１７８は長孔２１２内で移動し、カム１８０が弁スリーブ３６の下端１９０と係合する。この位置は、機構１７０の場合と同様に、制御回路６６によって、ピストン２２が点火前位置へ復帰するまでの所定時間保持される。

燃焼動力式締結具駆動工具用の本発明による排気システムの特定の実施形態を説明したが、本発明の広い特徴の範囲および特許請求の範囲から逸脱することなく、その変更と修正が可能であることは当業者の当然とするところである。

本発明のロックアウト装置を備えた締結具駆動工具の正面斜視図である。図１の工具の垂直部分断面図であ、休止位置を示す図である。図２の工具の垂直部分断面図であり、点火前位置を示す図である。図１の工具、特に燃焼室と電気機械式の燃焼室ロックアウト装置とを示す部分分解斜視図である。固定位置にある図２〜図４のロックアウトシステムの代替実施形態の略図である。排気位置または休止位置にあるダッシュポットを用いた図１〜図４の遅延システムの代替実施形態の部分垂直断面図である。点火前位置にある図６の実施形態の部分垂直断面図である。電磁石式のロックアウト装置を用いた図１〜図４の遅延システムの第２の代替実施形態の部分垂直断面図である。図１〜図４の遅延システムの第３の代替実施形態の部分垂直断面図である。休止位置にある図１〜図４の遅延システムの第４の実施形態の略示側面図である。点火前に関連した固定位置または遅延位置にある図１０の実施形態の略示側面図である。休止位置にある図１０、１１の遅延システムの代替実施形態の略示側面図であり、該実施形態は図１０、１１のシステムに対して横断方向に向けられている。点火前に関連した固定位置または遅延位置にある図１２の実施形態の略示側面図である。

符号の説明

１０燃焼動力式締結具駆動工具
１２ハウジング
１４内部動力源
１６ハウジング主室
１８燃焼室
２０シリンダ
２２ピストン
２４駆動ブレード
２６トリガー
２８ノーズ部
６０ロックアウト装置
９０ロックアウト装置
１５０ロックアウト装置
１７０ロックアウト装置
２００ロックアウト装置

Claims

燃焼動力式締結具駆動工具において、
燃焼式動力源と、
前記動力源に関して休止位置と点火位置との間で往復自在に設けられ少なくとも１つの接触部を含む弁スリーブと、
前記動力源内に設けられたピストンが点火前位置に復帰するまで、前記弁スリーブが前記点火位置からの往復動作を自動的に防止するロックアウト装置とを具備し、
前記ロックアウト装置は、励磁されたときに前記少なくとも１つの接触部との間に作用する磁気引力によってのみ、前記弁スリーブを前記点火位置に固定する防止する電磁石を具備する燃焼動力式締結具駆動工具。
前記弁スリーブは前記休止位置へ向けて付勢されており、前記電磁石を具備するロックアウト装置は、消磁されると、前記弁スリーブの前記休止位置への往復動作によって前記弁スリーブから脱離するようになっている請求項１に記載の工具。
前記電磁石を具備するロックアウト装置は、前記弁スリーブを前記休止位置に固定するように、前記弁スリーブの動作に平行な軸線に沿いに配設されている請求項１に記載の工具。
前記弁スリーブが少なくとも１つの接触部を含み、前記電磁石を具備するロックアウト装置は、励磁されたときに、前記少なくとも１つの接触部に係合して、前記弁スリーブの往復動作を防止するようになっている請求項１に記載の工具。
燃焼動力式締結具駆動工具において、
燃焼式動力源と、
前記動力源に関して休止位置と点火位置との間で往復自在に設けられ少なくとも１つの接触部を含む弁スリーブと、
前記動力源内に設けられたピストンが点火前位置に復帰するまで、前記弁スリーブが前記点火位置からの往復動作を自動的に防止するロックアウト装置であって、該ロックアウト装置は、励磁されたときに、前記少なくとも１つの接触部との間で前記弁スリーブの動作に平行な軸線沿いに作用する磁気引力のみによって、所定時間前記弁スリーブを固定する電磁石装置を具備するロックアウト装置と、
前記ピストンが点火前位置へ復帰するための前記所定時間、前記ロックアウト装置を励磁する制御装置とを具備する燃焼動力式締結具駆動工具。
前記少なくとも１つの接触部は、記弁スリーブを定期的に正しい位置に固定するための、電磁石によって係合可能なプレートを具備する請求項５に記載の燃焼動力式締結具駆動工具。