JP4788228B2 - ガス燃焼式打込み工具における燃焼室保持機構 - Google Patents

Description

本発明は、可動スリーブを上動させて密閉することによって形成された燃焼室で可燃性ガスと空気との混合ガスを爆発的に燃焼させて打ち込み駆動するガス燃焼式打込み工具において、燃焼後一定の時間だけ上記可動スリーブを上方位置に保持するようにしたガス燃焼式打込み工具における燃焼室保持機構に関する。

ガス燃焼式打込み工具の一例として、ボディ内に密閉された燃焼室内へ可燃性ガスを注入して燃焼室内で可燃性ガスと空気との混合ガスを撹拌し、撹拌された混合ガスを燃焼室内で燃焼させることによって燃焼室内に高圧の燃焼ガスを発生させ、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容されている打撃ピストンに作用させて打撃ピストンを打撃シリンダ内で衝撃的に駆動させ、この打撃ピストンの下面側に結合されているドライバによって、ボディの下方のノーズ部に供給された釘を鋼板やコンクリートへ打ち込むようにした燃焼ガス駆動打込み機が知られている。このような燃焼ガス駆動打込み機では可燃性ガスを充填したガスボンベ等の容器を工具内に装着するとともに、可燃性ガスに着火するための電源であるバッテリーを工具に装着することによって携帯が可能な工具として形成されており、電力や圧縮空気等の動力供給源に拘束されることなく釘やピンの打ち込み作業を行うことが可能にされているので、広く普及されることが期待されている。

上記ガス燃焼式打込み工具では、ボディ内に配置された打撃シリンダ内に打撃ピストンを上下方向に摺動可能に設けるとともに、上記打撃シリンダ上の外側に上下動可能に嵌合された可動スリーブを上動させ、上記打撃シリンダの上方に設けられたシリンダヘッドに当接させて密閉することにより燃焼室を構成可能としている。そして、可動スリーブは安全装置であるコンタクトアーム機構と連動するようになっており、コンタクトアームの先端を被打込み材に押し付けてボディに対して相対的に上動させ、このとき同時に可動スリーブを上動させてシリンダヘッドと打撃シリンダとの間に密閉された燃焼室を形成し、またコンタクトアームを元の状態に戻すことにより可動スリーブも下方に移動して燃焼室が開放されるように構成されている。

また、コンタクトアームを被打込み材に押し付け、燃焼室を形成した後に初めてトリガの引き操作ができ、トリガを引いたままにしておかないと、可動スリーブが下方に移動して燃焼室の密閉が保持できなくなってしまうように構成されている。
特開２００４−７４２９６公報

しかしながら、トリガを引いて工具を駆動した後すぐに離してしまったような場合や、打ち込み時の反動によってボディが被打込み材から瞬間的に離れたりするときは、コンタクトアームもバネ付勢により下方に移動してしまい、燃焼室の密閉が破れることがある。燃焼室が早いタイミングで開いてしまうと、燃焼室内の圧力が十分に減圧できないので、打撃ピストンが上死点までリターンできないという現象が発生する。このとき、次段の打ち込みの打ち込み力が不足してファスナーが被打込み材から浮き上がってしまうという不都合が生じる。

本発明は前記問題点を解消し、トリガの操作の遅早や打ち込み時の反動などに関係なく、確実に燃焼室の密閉を保持することができるガス燃焼式打込み工具における燃焼室保持機構を提供することをその課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、ボディ内に配置された打撃シリンダ内に打撃ピストンを上下方向に摺動可能に設けるとともに、上記打撃シリンダ上の外側に上下動可能に嵌合された可動スリーブを上動させて上記打撃シリンダの上方に設けられたシリンダヘッドに当接させることにより密閉した燃焼室を形成可能とし、上記燃焼室で可燃性ガスと空気とを撹拌混合して得た混合ガスを爆発的に燃焼させ、この高圧の燃焼ガスを上記打撃ピストンに作用させて衝撃的に駆動させ、打撃ピストンの下面側に結合されているドライバによりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具において、上記可動スリーブの下方にロックシリンダを配置し、ロックシリンダ内にロックピストンを上下動可能に収容するとともに、該ロックピストンの上端を上記可動スリーブと連動する保持手段に係合可能とし、上記ロックシリンダの下部と上記燃焼室とをガス通路で連結し、ガス通路に逆止弁を設ける一方、上記ロックシリンダには電磁バルブを設け、上記燃焼室内の燃焼後、一定の時間経過後に上記電磁バルブを開くようにしたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記電磁バルブに代え、手動バルブとしたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ロックシリンダの下部と燃焼室とがガス管路で連結されているので、燃焼室内の混合ガスが爆発的に燃焼して打ち込み作動が行われると、その一部の燃焼ガスがガス通路を通ってロックシリンダに供給され、ロックピストンを押し上げる。これにより、ロックピストンの上端は、既に上動して燃焼室を構成している可動スリーブとともに上方に位置している保持手段に係合する。打ち込み作動後、燃焼室内は減圧するが、ガス通路は逆止弁により逆流が阻止されるので、ロックシリンダ内の圧力は減圧しない。このため、ロックピストンも同じ状態が保たれ、燃焼室の密閉は保持される。その後、一定の時間経過後に電磁バルブが開いてガス通路内の燃焼ガスが排出されるので、ロックピストンは下動し、保持手段とともに可動スリーブも下動するので、燃焼室は開放される。

したがって、トリガの操作の遅早や打ち込み時の反動などに関係なく、確実に燃焼室の密閉を保持することができる。

請求項２に係る発明によれば、燃焼室の密閉保持を作業者の判断で自由にコントロールすることができる。

図１および図２において符号１はガス燃焼式打込み工具（釘打機）の工具本体ボディを示す。このボディ１にはグリップ２とマガジン（図示せず）とが連設されているとともに、内部には打撃ピストン・シリンダ機構４が設けられている。ボディ１の下方には釘を打ち出すノーズ部３が設けられている。

打撃ピストン・シリンダ機構４は、打撃シリンダ６内に打撃ピストン７を摺動自在に収容するとともに、打撃ピストン７の下方にドライバ８を一体的に結合させたものである。

次に、打撃シリンダ６の上部には燃焼室５が密閉、開放可能に構成されている。燃焼室５は、上記打撃ピストン７の上端面と打撃シリンダ６と上部ハウジングの内部に形成されたシリンダヘッド１０との間に配置されている環状の可動スリーブ１１とによって形成されており、可動スリーブ１１を矢印のようにシリンダヘッド１０に当るまでに移動させることにより密閉された燃焼室５が形成され、下方に移動させることにより燃焼室５の上部が大気に連通するように構成されている。

可動スリーブ１１は、リンク状保持手段１２を介してコンタクトアーム１３と連係している。保持手段１２の下端には、打撃シリンダ６の下方に配置された篭状底部１４が形成され、篭状底部１４は打撃シリンダ６の下面との間に設けられたバネ１５により下方に付勢されている。また、コンタクトアーム１３は打撃シリンダ６の下方に設けられたノーズ部３に沿って上下に摺動自在に設けられ、その下端１３ａはノーズ部３から突出し、ノーズ部３とともに上記下端を被打込み材Ｐに押し付けることにより、ノーズ部３に対して相対的に上方に移動するようになっている。そして、上端１３ｂは上記篭状底部１４の下面に係合可能に配置されている。篭状底部１４の上面と打撃シリンダ６の下面との間にはバネ１５が配置され、このバネ１５によりコンタクトアーム１３と可動スリーブ１１は常時下方に位置するように付勢されている。

上部ハウジングには、ガス容器１７に連通する噴射ノズル１８と、混合ガスに添加して燃焼させるための点火プラグ２０が配置されている。また、上部ハウジングには、燃焼室５内に噴射された可燃性ガスを燃焼室５内の空気と撹拌させて燃焼室５内で所定の空燃比の混合ガスを生成するための回転ファン２１が設けられている。

次に、上記打撃シリンダ６の下方には、図３に詳しく示すように、ロックシリンダ２２が配置されている。ロックシリンダ２２はドライバ８を包囲するようにドーナツ状に形成され、ロックシリンダ２２内には筒状のロックピストン２３が上下動可能に収容されている。また、ロックピストン２３の上端は上記可動スリーブ１１と連動する保持手段１２に係合可能となっている。

また、上記ロックシリンダ２２の下部と上記燃焼室５とはガス通路としてガス管路２４を介して連結されている。ガス管路２４の中途部には逆止弁２５が設けられている。この逆止弁２５はバネ２６によりガス管路２４内のガスが燃焼室５側に逆流するのを阻止するものである。さらに、上記ロックシリンダ２２には電磁バルブ２７が設けられている。この電磁バルブ２７は上記燃焼室５内における燃焼後、一定の時間経過後に開き作動するように設定されている。一定の時間とは、打ち込み開始から打ち込みが完了し、さらに打撃ピストン７が上死点まで復帰移動するまでの時間のことである。

なお、上記点火プラグ２０の点火用スイッチをオンオフさせるトリガ２８はグリップ２の基部に設けられている。すなわち、トリガ２８はトリガ本体２８ａとＪ字状のアーム２８ｂとから構成され、上下方向に移動可能となっている。アーム２８ｂの下端には係合軸３０が突出形成されている。この係合軸３０はボディ１に回動自在に設けられたロックプレート３１の係合溝３２に係合している。したがって、トリガ２８を上方に引き上げたときロックプレート３１は上方に回動するように構成されている。また、ロックプレート３１の上部は上記可動スリーブ１１に連結されたロックアウトバー３３と係合可能となっている。

次に、上記燃焼室５保持機構の作動態様について説明すると、まず、釘の打ち込みにあたり、図４及び図５に示されるように、コンタクトアーム１３の下端１３ａを被打込み材Ｐに強く押し付け、コンタクトアーム１３を相対的に上動させることにより、その上端１３ｂで保持手段１２の篭状底部１４をバネ１５に抗して押し上げて可動スリーブ１１を上方に移動させて打撃シリンダ６の上方に設けられたシリンダヘッド１０に当接させることにより密閉した燃焼室５が形成され、この燃焼室５内に噴射ノズル１８から可燃性ガスが噴射され、回転ファン２１が回転して可燃ガスと空気とを撹拌混合する。また、コンタクトアーム１３の上動により保持手段１２と篭状底部１４が上動する。

次に、図６に示されるようにトリガ２８を引くと、点火プラグ２０が混合ガスに点火し、混合ガスは燃焼して爆発的に膨張する。この燃焼ガスの圧力が打撃ピストン７の上面に作用して下方に駆動するので、ドライバ８がノーズ部３内に供給されている先頭釘（図示せず）を打撃し、被打込み材Ｐ中に打ち込む。

同時に、燃焼室５の燃焼ガスの一部はガス管路２４を通ってロックシリンダ２２に供給され、ロックピストン２３を押し上げる。これにより、ロックピストン２３の上端は、既に上動して燃焼室５を構成している可動スリーブ１１とともに上方に位置している保持手段１２の篭状底部１４の下面に係合する。

打ち込みが完了すると、燃焼室５内の温度が急激に下がるので、打撃シリンダ６まで拡大した打撃ピストン７の上方空間は負圧となり、下からの大気圧との差圧によって元の容積に戻ろうとするので、図７に示されるように、打撃ピストン７は上死点にリターン移動する。そして、釘打機を被打込み材Ｐから離すと、コンタクトアーム１３が自重により相対的に下動する。

ところが、燃焼室５が負圧になるとガス管路２４内のガスも燃焼室５に逆流することになるが、ガス管路２４は逆止弁２５により逆流が阻止されるので、ロックシリンダ２２内の圧力は減圧しない。このためロックピストン２３も同じ上方位置に保たれ、燃焼室５の密閉は保持される。したがって、燃焼室５は十分に負圧になって打撃ピストン７が上死点までリターンした後に開放される。

その後、図８に示されるように、一定の時間経過後に電磁バルブ２７が開いてガス管路２４内の燃焼ガスが排出されるので、ロックピストン２３は下動し、保持手段１２とともに可動スリーブ１１もバネ１５により下動するので、燃焼室５は開放され、次の打ち込み作業が準備される。

なお、打ち込み時にコンタクトアーム１３を被打込み材に押し付けることなくトリガ２８を引き操作すると、トリガ２８に作動連結しているロックプレート３１がロックアウトバー３３の側面に係合するために回動できないから、トリガ２８を引き上げることができない。また、コンタクトアーム１３を被打込み材に押し付けた後にトリガ２８を引き操作したときは、ロックプレート３１が上方に回動してその上端がロックアウトバー３３の下部に係合する。したがって、トリガ２８を引いている状態では可動スリーブ１１は下動しないが、トリガ２８から指を離した状態で、上記電磁バルブ２７が開いて可動スリーブ１１が下動すると、その作用でロックプレート３１は押し出されて下方に回動し、元の状態に戻る。

上述のように、燃焼室５の密閉状態を、トリガ２８の操作の遅早や打ち込み時の反動などに関係なく、確実に保持することができる。

なお、ガス管路の開放は電磁バルブによることに限定されない。手動バルブとしてもよい。これによれば、燃焼室の密閉保持を作業者の判断で自由にコントロールすることができる。

また、上述の打込み工具の燃焼室保持機構は、ガス燃焼式の打ち込み工具であればよく、釘打機に限定されない。ネジ打ち機などにも適用することができる。

さらに、上記実施形態では、ロックシリンダと燃焼室をガス管路にガス排気を送っているが、たとえば、ボディやシリンダに設けたガス通路によって、ガス排気を送るようにしてもよい。

なおまた、上記実施形態では可動スリーブを上動させる手段としてノーズ部と別体のコンタクトアームを利用した場合について説明したが、ノーズ部としての機能も果たすコンタクトノーズを利用してもよい。

ガス燃焼式釘打機の非作動時の要部を示す縦断面図である。 図１のＸ−Ｘ線上の縦断面図である。 ロックピストンとロックシリンダ部分の拡大図である。 上記釘打機の打ち込み開始時の状態を示す縦断面図である。 打ち込み開始時の状態を図２と同じ断面で示した縦断面図である。 打ち込み時の状態を示す縦断面図である。 上記釘打機の打ち込み終了直後の、燃焼室が保持された状態を示す縦断面図である。 上記燃焼室が開放された状態を示す縦断面図である。

符号の説明

５ 燃焼室
１１ 可動スリーブ
２２ ロックシリンダ
２３ ロックピストン
２４ ガス管路
２５ 逆止弁
２７ 電磁バルブ

Claims (2)

1. ボディ内に配置された打撃シリンダ内に打撃ピストンを上下方向に摺動可能に設けるとともに、上記打撃シリンダ上の外側に上下動可能に嵌合された可動スリーブを上動させて上記打撃シリンダの上方に設けられたシリンダヘッドに当接させることにより密閉した燃焼室を形成可能とし、上記燃焼室で可燃性ガスと空気とを撹拌混合して得た混合ガスを爆発的に燃焼させ、この高圧の燃焼ガスを上記打撃ピストンに作用させて衝撃的に駆動させ、打撃ピストンの下面側に結合されているドライバによりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具において、
   上記可動スリーブの下方にロックシリンダを配置し、ロックシリンダ内にロックピストンを上下動可能に収容するとともに、該ロックピストンの上端を上記可動スリーブと連動する保持手段に係合可能とし、
   上記ロックシリンダの下部と上記燃焼室とをガス通路で連結し、ガス通路に逆止弁を設ける一方、上記ロックシリンダには電磁バルブを設け、上記燃焼室内の燃焼後、一定の時間経過後に上記電磁バルブを開くようにしたことを特徴とするガス燃焼式打込み工具における燃焼室保持機構。
2. 上記電磁バルブに代え、手動バルブとしたことを特徴とする、請求項１記載のガス燃焼式打込み工具における燃焼室保持機構。
   
   

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