JP4877457B2 - ガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延機構 - Google Patents

Description

本発明は、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る燃焼室と、燃焼ガス圧により駆動される打撃ピストン・シリンダ機構と、打撃ピストンに結合したドライバを摺動案内してファスナーを打ち出すノーズ部と、ノーズ部にファスナーを送る送りピストン・シリンダ機構とを備えるとともに、上記送りピストン・シリンダ機構のファスナーの送り作動を遅延させるガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延機構に関する。

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力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。

上記ガス燃焼式打込み工具では、マガジンに収納された連結ファスナーを順次ノーズ部に送り込む送り機構が設けられている。この送り機構としては、鞘状のマガジンに多数のファスナーを真直状に連結してなる連結ファスナーを収容し、この連結ファスナーを定出力バネによって常時ノーズ部側に押圧し、ノーズ部内の射出口に供給された先頭ファスナーが打ち込まれた後は直ちに次位のファスナーがノーズ部内に供給するようにしたものが知られている。

しかしながら、このような直状マガジンでは収容されるファスナーの数は少ないので、多数のファスナーをコイル状にまき回した連結ファスナーを収容できる円筒状のマガジンを取り付けることが求められている。

ところが、円筒状マガジンにおけるファスナーの送り機構としては、送りピストン・シリンダ機構が一般的である。これは、送りシリンダに摺動自在に収容された送りピストンに、マガジンに収納された連結ファスナーに係脱する送り爪を設け、該送り爪をノーズ部側に送る釘送り方向とその反対の退避方向に往復動させるものである。

したがって、上記送りピストン・シリンダ機構とともに円筒状マガジンを採用することができる。この場合、送りピストン・シリンダ機構の送りピストンはバネと燃焼室の燃焼ガスの圧力を利用して往復動させることが考えられる。燃焼室と送りシリンダの前側とをガス管路で連結し、送りピストンの送りはバネで、退避作動はガス管路からのガス圧で往復動させるものである。

ところが、上記構成では、打ち込み時に打撃ピストンとともにドライバが駆動されてファスナーを打ち込んだとき、同時に燃焼室の燃焼ガスを送りシリンダに送って送りピストンを退避させる。ところが、その後、燃焼ガスが冷却して燃焼室が負圧になると、打撃ピストンも差圧によりリターンするが、同時に送りシリンダのガス送り側も負圧になるので、送りピストンはバネ力によって釘送り方向に作動する。差圧による打撃ピストンのリターン移動よりもバネ力による送りピストンの移動の方が速いので、送りピストンの送り爪によってノーズ部に送られた先頭ファスナーがリターン途中のドライバに当たるという現象が生じることがある。ファスナーはバネ力によって釘供給方向に付勢されるので、先頭ファスナーはドライバに摺り付くことになる。燃焼室が負圧になることによる打撃ピストンのリターン力はそれほど強くないから、擦り付きによる摩擦抵抗でドライバのリターン不良が発生することがある。

このため、上記ガス管路に逆止弁を設けるとともに、上記送りシリンダの前側に排気弁を配置し、燃焼ガスを送りシリンダの前側に送って送りピストンを退避させて保持し、打ち込み終了後に上記排気弁を開いて送りシリンダの前側のガスを排気させることにより、送り爪の送り作動を制御する技術が知られている。
実開平５−７２３８０号公報

しかしながら、上述の逆止弁や排気弁はノーズ部の先端付近に設けられており、この部分は木屑やコンクリート粉塵などのゴミが付着しやすい環境にさらされやすい。したがって、その中で開閉するバルブのシール性を確保することは困難であり、確実にシールができない場合は送りピストンの圧力を保持できず、送りピストンの遅延作動が不確実となるから、擦り付きが生じるという問題があった。

本発明は前記問題点を解消し、ファスナーの送りピストン・シリンダ機構における送りピストンの送り作動を、打撃ピストンのリターン作動よりも遅延させてドライバに対する擦り付きを確実に防止することができるガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延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、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る燃焼室と、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容された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を摺動案内してファスナーを打ち出すノーズ部と、ノーズ部の下方に配置されてマガジンに収納された連結ファスナーに係脱する送り爪を上記ノーズ部側に送る前方のファスナー送り方向と後方の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構とを備えたガス燃焼式打込み工具において、上記送り爪の進路の途中にストッパを上記進路に出没可能に配置し、このストッパを突出方向に付勢し、上記ノーズ部に沿って相対的に上下動可能なコンタクト部材を設け、このコンタクト部材が下方に移動するときに上記ストッパに係合して該ストッパを上記進路から退避させることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上記コンタクト部材をストッパに係合させることに代えて、上記燃焼室を、上記打撃シリンダの上部に上下方向に移動することにより開閉可能に配置するとともに上記打撃シリンダの下方に延長するリンク部材に連係し、このリンク部材の下端部を上記ストッパに係合可能に配置し、上記ファスナーの打ち込み後に上記燃焼室とともに上記リンク部材が下方に移動したときに上記下端部を上記ストッパに係合させて該ストッパを上記進路から退避させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、上記ストッパが、上記送り爪の作動制御に代え、上記送りピストンの進路の途中に出没可能に配置されて上記送りピストンの作動制御を行うことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、打ち込み時にはコンタクト部材が上方に移動するので、ストッパは送り爪の進路に突出する。このため、送り爪はファスナー送り方向に移動することはできない。これに対し、ファスナーの打ち込み後にノーズ部が被打込み材の上方に離反させると、コンタクト部材が相対的に下方に移動するので、上記ストッパに係合して該ストッパを上記進路から退避させるので、送りピストンと送り爪はファスナーの送り方向に移動してファスナーをノーズ部内に送ることができる。このように、ファスナーの打ち込みが終了することに伴うドライバのリターン作動に遅延してファスナーの送り作動が行なわれるので、ドライバに対する擦り付きを確実に防止することができる。

また、ストッパの出没作動はシールの解除や他のバルブ機構によるものではなく、機械的に作動するコンタクト部材に連動するものであるから、木屑やコンクリート粉塵などのゴミが付着しやすい環境での作業でも、故障が少なく信頼性を長く保持できる。

請求項２に係る発明によれば、上記コンタクト部材をストッパに係合させることに代えて、燃焼室に連係するリンク部材の下端部がストッパに係合するので、ドライバのリターン作動に遅延したファスナーの送り作動がより直接的に行なわれるので、ドライバに対する擦り付きを一層確実に防止することができる。

請求項３に係る発明によっても、請求項１の場合と同じ効果を得ることができる。

図１において符号１はガス燃焼式釘打機のボディを示す。このボディ１には、グリップ２とマガジン３とが連設されているとともに、打撃ピストン・シリンダ機構４と燃焼室５とノーズ部６と送りピストン送り用の送りピストン・シリンダ機構７とが設けられている。

打撃ピストン・シリンダ機構４は、打撃シリンダ９内に打撃ピストン１０を摺動自在に収容するとともに、打撃ピストン１０の下方にドライバ１１を一体的に結合させたものである。

燃焼室５は、上記打撃ピストン１０の上端面と打撃シリンダ９と上部ハウジング１２の内部に形成された上部壁（シリンダヘッド）１３と両者間に配置されている環状の可動スリーブ１４とによって形成されており、可動スリーブ１４を上方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。

すなわち、可動スリーブ１４は図２に示されるように、リンク部材１９を介してコンタクト部材としてコンタクトアーム１５と連係している。リンク部材１９は、打撃シリンダ９の下方に配置された篭状底部１９ａの端部から打撃シリンダ９の外周部に沿ってアーム部１９ｂを延長形成してなるもので、アーム部１９ｂの上端は上記可動スリーブ１４に連結され、篭状底部１９ａは打撃シリンダ９の下面との間に設けられたバネ２９により下方に付勢されている。また、コンタクトアーム１５はノーズ部６に沿って上下に摺動自在に設けられ、その先端１５ａはノーズ部６から突出し、ノーズ部６とともに上記先端１５ａを被打込み材Ｐに押し付けることにより、ノーズ部６に対して相対的に上方に移動するようになっている（図３参照）。そして、リンク部材１９の篭状底部１９ａの下面はコンタクトアーム１５の上端１５ｂに係合している。このため、ノーズ部６を被打込み材Ｐに押し付けることによりコンタクトアーム１５が相対的に上方に移動し、リンク部材１９をバネ２９に抗して押し上げて可動スリーブ１４を上方に移動させる。これにより燃焼室５内は大気と遮断され、密閉された燃焼室５が形成される。

これに対し、釘打ち込み直後に生じた反動によって釘打機が持ち上がったとき、コンタクトアーム１５は自重によりノーズ部６に沿って下方に移動するが、燃焼室５内は釘打ち込み直後は負圧となっており、打撃ピストン１０が原位置まで上昇し、燃焼室５が大気に開放されると、可動スリーブ１４とリンク部材１９とはバネ２９によって相対的に下方に移動し、再び図１及び図２に示されるようにコンタクトアーム１５に係合する。

上部ハウジング１２には、ガス容器に連通する噴射ノズル１７と、混合ガスに添加して燃焼させるための点火プラグ１８が配置されている。また、上部ハウジング１２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２０が設けられている。

ノーズ部６は上記ドライバ１１の摺動を案内するとともに、マガジン３に開口している。

送りピストン・シリンダ機構７は、図９（ａ）に示されるように、送りシリンダ２１内に摺動自在に収容された送りピストン２２に送り爪２３を連結させ、送りピストン２２とともに送り爪２３をマガジン３に収納された連結釘Ｎに係脱させて、上記ノーズ部６側に送る釘送り方向と、同図（ｂ）のようにその反対の退避方向に往復動させるものである。そして、同図（ａ）に示されるように、送りピストン２２が送り方向の移動端まで移動したときは、連結釘Ｎの先頭釘Ｎ１はノーズ部６の射出口２４内に押し込まれる。したがって、送りピストン２２が上記送り方向の移動端位置にある状態では、連結釘Ｎも動かないので、先頭釘Ｎ１は射出口２４内に保持される。

なお、上記送りピストン・シリンダ機構７の送りシリンダ２１の前側はガス管路２６を介して上記燃焼室５に連通している。送りシリンダ２１の後ろ側には上記送りピストン２２を常時前方の送りピストン送り方向に付勢するバネ２７が設けられている。ガス管路２６からの圧力とバネ２７の力のバランスにより送りピストン２２は往復動するようになっている。

ところで、送りシリンダ２１内の圧力が下がり、バネ２７により送りピストン２２が釘送り方向に移動するタイミングと、打込み終了後の打撃ピストン１０の復帰とのタイミングにおいて、未だドライバ１１がノーズ部６から退避しないうちに送り爪２３が釘をノーズ部６に送り込むと、釘がノーズ部６内を上昇中のドライバ１１に摺り付いてしまうおそれがあるため、上記送りピストン・シリンダ機構７とコンタクトアーム１５との間には、送りピストンの釘送り作動を遅延させるストッパ２８が設けられている。

図４（ａ）（ｂ）に示されるように、このストッパ２８は上記送り爪２３の進路に出没するように上下動可能に配置され、常にバネ３２で上昇するように付勢され、側面には係合凸部３０が形成されている。係合凸部３０は、コンタクトアーム１５が下方に移動する際、コンタクトアーム１５に形成された係合凸部３１に係合可能な位置に形成されている。

次に、上記作動遅延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３と図５に示されるように、ノーズ部６の先端を被打込み材Ｐに強く押し付けてコンタクトアーム１５を相対的に上動させることにより、可動スリーブ１４が上動して密閉した燃焼室５が形成されるとともに、燃焼室５内に噴射ノズル１７から可燃性ガスが噴射され、回転ファン２０が回転して可燃ガスと空気とを撹拌混合する。

このとき、コンタクトアーム１５の上方移動に伴い、ストッパ２８との係合は解除するので、ストッパ２８はバネ３２に付勢されて上昇するが、送り爪２３が既に前端位置にあるので、ストッパ２８は送り爪２３に当って停止する。

次に、トリガ１６を引くと、点火プラグ１８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１０の上面に作用して下方に駆動するので、図３と図６に示されるように、ドライバ１１がノーズ部６内に供給されている先頭釘Ｎ１を打撃し、被打込み材Ｐ中に打ち込む。

同時に、燃焼室５の燃焼ガスの圧力はガス管路２６から送りピストン・シリンダ機構７の送りシリンダ２１に供給されるので、送りピストン２２はバネ２７に抗して退避方向に移動する。送りピストン２２が押し戻されると送り爪２３も後退するので、ストッパ２８はバネ３２に付勢されてさらに上昇し、送り爪２３（送りピストン２２）の進路に突出して前進を阻止する。この状態では、図９（ｂ）に示すように、送りピストン２２は送りシリンダ２１の後部まで移動し、送り爪２３は２番目の釘に係合した状態で静止している。

釘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、内部の燃焼ガスは元の容積に戻ろうとし、打撃シリンダ９まで拡大した打撃ピストン１０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図１に示されるように、打撃ピストン１０は上死点にリターン移動する。同様に、ガス管路２６内の圧力も減圧するから、送りピストン２２もバネ２７の力によって釘送り方向に移動するが、図６に示されるように、既にストッパ２８は進路上にあるので、送り爪２３は送り方向には移動できない状態が続く。

その後、打撃ピストン１０が図１の原位置にリターンし、燃焼室５が大気に開放されると、可動スリーブ１４の保持力よりもバネ２９の力の方が大きくなり、可動スリーブ１４とリンク部材１９とは下方に移動し、図４（ａ）に示すように、コンタクトアーム１５にもバネ２９の力が作用するからさらに下方に移動する。これにより、ストッパ２８はバネ３２に抗して押し下げられるから、送り爪２３（送りピストン２２）の進路から退避する。このため、送りピストン２２はバネ２７に付勢されて釘送り方向に作動し、先頭釘Ｎ１がノーズ部６内に供給され、次の打ち込み作動が準備される。

以上の送り爪（送りピストン２２）と打撃ピストンの作動タイミングは、図１０に示したとおりであり、送り爪２３は打ち込み時に燃焼ガスのガス圧により打撃ピストン１０の作動とほぼ同時に退避移動し、打ち込みが終了して上記ガス圧が減圧して打撃ピストン１０がリターンし始めると、バネ力により釘送り方向に移動し、その途中でストッパ２８に係合して停止する。さらに、打撃ピストン１０が原位置にリターンした後、コンタクトアーム１５が相対的に下方に移動してストッパ２８との係合を解除し、送りピストン２２とともに送り爪２３が釘送り方向に移動して釘をノーズ部６内に送り込むのである。

上述のように、送りピストン２２の送り作動を打撃ピストン１０のリターン作動よりも遅延させるので、ドライバ１１に対する擦り付きを確実に防止することができ、燃焼ガスの圧力を最大限に使用して打ち込み作動することができる。

また、ストッパの出没作動はシールの解除や他のバルブ機構によるものではなく、機械的に作動するコンタクトアームに連動するものであるから、木屑やコンクリート粉塵などのゴミが付着しやすい環境での作業でも、故障が少なく信頼性を長く保持できる。

なお、上述の実施形態は、コンタクトアームをストッパに係合させるものであるが、図１１に示すように、リンク部材１９の篭状底部１９ａからコンタクトアーム１５と平行に下方に延長し、この延長アーム１９ｂの下端部３３をストッパ２８の係合凸部３０と係合可能に配置してもよい。上記構成によれば、釘の打ち込み後に燃焼室（５）とともに上記リンク部材１９が下方に移動するときに延長アーム１９ｂの下端３３が係合凸部３０に係合してストッパ２８を進路から退避させる。したがって、ドライバのリターン作動に遅延した釘の送り作動がより直接的に行なわれるので、ドライバに対する擦り付きを一層確実に防止することができる。

また、上述のファスナーの供給機構はファスナーとして釘を打込む釘打機に適用した場合について説明したが、釘打機に限定されるものではなく、頭付き棒材であるネジや、頭無し棒材である並行ピン等を打込む工具に適用しても構わない。

さらに、ストッパは送り爪ではなく送りピストンを作動制御するように構成してもよい。

また、本実施例ではコンタクト部材としてノーズ部と別体で作業するコンタクトアームとして説明したが、先端がノーズ部と一体型のコンタクトノーズの構造でもよい。

なお、マガジンは、円筒状マガジン３以外に、送り爪により供給する直状マガジンでも可能である。

ガス燃焼式釘打機の非作動時の要部を示す側面の縦断面図である。 上記釘打機のコンタクトアームとリンク部材との関係を示す正面の縦断面図である。 上記釘打機の打ち込み時の状態を示す縦断面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ送りピストン・シリンダ機構とコンタクトアームとストッパとの係合関係を示す側面および正面の断面図である。 はノーズ部の押し付け時の作動態様を示す要部の側面図である。 はノーズ部の打ち込み時の作動態様を示す要部の側面図である。 打ち込み直後の釘打機の持ち上がり時の要部の側面図である。 打ち込み直後の釘打機の持ち上がり時の作動状態を示す要部の一半部の正面図である。 （ａ）（ｂ）は送り爪の移動態様を示す縦断面図である。 送り爪と打撃ピストンのタイミングのずれを示すタイミングチャート図である。 リンク部材によりストッパを作動させる例の要部を一部断面で示す正面図である。

３ 打撃シリンダ
５ 燃焼室
６ ノーズ部
１１ ドライバ
１５ コンタクトアーム
２８ ストッパ

Claims (3)

1. 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る燃焼室と、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容された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を摺動案内してファスナーを打ち出すノーズ部と、ノーズ部の下方に配置されてマガジンに収納された連結ファスナーに係脱する送り爪を上記ノーズ部側に送る前方のファスナー送り方向と後方の退避方向に往復動させる送りピストン・シリンダ機構とを備えたガス燃焼式打込み工具において、
   上記送り爪の進路の途中にストッパを上記進路に出没可能に配置し、このストッパを突出方向に付勢し、
   上記ノーズ部に沿って相対的に上下動可能なコンタクト部材を設け、このコンタクト部材が下方に移動するときに上記ストッパに係合して該ストッパを上記進路から退避させることを特徴とするガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延機構。
2. 上記コンタクト部材をストッパに係合させることに代えて、上記燃焼室を、上記打撃シリンダの上部に上下方向に移動することにより開閉可能に配置するとともに上記打撃シリンダの下方に延長するリンク部材に連係し、このリンク部材の下端部を上記ストッパに係合可能に配置し、
   上記ファスナーの打ち込み後に上記燃焼室とともに上記リンク部材が下方に移動したときに上記下端部を上記ストッパに係合させて該ストッパを上記進路から退避させることを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延機構。
3. 上記ストッパは、上記送り爪の作動制御に代え、上記送りピストンの進路の途中に出没可能に配置されて上記送りピストンの作動制御を行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス燃焼式打込み工具における釘送り作動遅延機構。

Images