JP5003344B2 - ガス燃焼式打込み工具 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室内の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、その燃焼圧によって打撃ピストン・シリンダ機構を駆動することによりノーズ部からファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具に関する。

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の燃料ガスを注入して燃焼室内で燃料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を発生させ、この高圧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ファスナー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燃料ガスを充填したガスボンベ等のガス缶を工具内に装着するとともに、燃料ガスに着火するための電力源であるバッテリ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などのファスナー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、燃焼圧を常に一定にするため、ガス缶から吹き出された燃料ガスを一定量だけ計量してから燃焼室に計量噴射弁を介して燃焼室に供給するように構成されている。
特許第２９５６００４号明細書

しかしながら、ガス缶と計量噴射弁とを近接して設ける場合は問題はないが、部品のレイアウト上、ガス缶と計量噴射弁とを離隔した位置に設ける必要がある場合がある。このような場合、ガス缶の出口と計量噴射弁とはガス管路で結ぶ必要がある。ガス缶は打込み工具の所定の位置に装着されたとき、出口が開き、内部の燃料ガスはガス缶からガス管路に送りだされる。ところが、ガス管路にはガス缶装着前に空気が貯まっているから、空気は燃料ガスのガス圧によって計量噴射弁に供給される。このため、最初の数回は、打込みにあたり計量噴射弁を開いても燃焼室にはほとんど空気しか噴射されないから、燃焼できず、着火できないか、燃焼が不完全で十分な燃焼圧が得られないという問題がある。

本発明は上記問題点を解消し、ガス缶と計量噴射弁とを離隔配置しても自動的にガス管路内の空気を抜くことができるガス燃焼式打込み工具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、燃料ガスを充填したガス缶が着脱可能なガス缶収納部と、上記ガス缶から排出された燃料ガスを所定量だけ吹き出す計量噴射弁とをガス管路を介して連結するとともに、上記計量噴射弁から吹き出された燃料ガスと空気との混合ガスを着火燃焼させることによって発生した燃焼圧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、上記ガス缶収納部にガス缶が収納配置されたことに連動して上記計量噴射弁を予備作動させて上記ガス管路内の空気を抜く計量噴射弁作動機構を設けたことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記計量噴射弁作動機構は、上記ガス管路内の空気を排出できる程度に上記計量噴射弁を作動させることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２において、上記計量噴射弁は、燃料ガスの計量室と該計量室を開閉作動する電磁弁機構とを有するとともに、上記計量噴射弁作動機構は、計量噴射弁が上記収納部に装着されたことを検知する検知手段と、この検知手段からの検出信号に基づいて上記計量噴射弁の電磁弁機構に通電させて上記計量噴射弁を数回開放作動させるように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３において、上記制御装置は、上記ガス燃焼式打込み工具に着脱可能に設けられたバッテリが装着されたときには、上記計量噴射弁を数回開放作動させることを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、ガス缶収納部にガス缶が収納配置されたことに連動して計量噴射弁作動機構が作動し、上記計量噴射弁を予備作動させて上記ガス管路内の空気を抜くから、実打時には既にガス管路内に空気は存在しない。したがって、ガス缶と計量噴射弁とを離隔配置しても最初から確実にファスナーを打ち込むことができるから、ガス缶を計量噴射弁から離隔した自由な位置にレイアウトすることができる。

請求項２に係る発明によれば、計量噴射弁作動機構は、ガス管路内の空気を排出できる程度に上記計量噴射弁を作動させる構成であるから、空気とともに余分の燃料ガスが排出されることや、空気がガス管路内に必要以上に残ってしまうという問題もない。

請求項３に係る発明によれば、計量噴射弁は、燃料ガスの計量室と該計量室を開閉作動する電磁弁機構とを有するとともに、計量噴射弁作動機構は、ガス缶が上記収納部に装着されたことを検知した検知手段からの検出信号に基づいて制御装置が上記計量噴射弁の電磁弁機構に通電させて上記計量噴射弁を開放作動させるので、ガス管路から計量噴射弁内に送られた空気は計量噴射弁から排出される。この通電動作が数回繰り返されると、ガス管路内の空気は完全に抜かれる。なお、通電動作の作動回数はガス管路の径や長さによって異なる。

請求項４に係る発明によれば、上記制御装置は、上記ガス燃焼式打込み工具に着脱可能に設けられたバッテリが装着されたときには、上記計量噴射弁を数回開放させるから、ガス缶が装着された後にバッテリが装着されたときでも、ガス管路内の空気を抜くことができる。なお、バッテリが装着された後にガス缶が装着されたときは、請求項３に係る発明と同様の効果を得ることができる。また、バッテリが装着されたときにガス缶が装着されていない状態でも計量噴射弁は開放動作をするが、実害はない。

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と釘を打ち出すノーズ部６とが設けられている。ノーズ部６はマガジン３の先端に開口している。

打撃ピストン・シリンダ機構４は、打撃シリンダ７内に打撃ピストン８を摺動自在に収容するとともに、打撃ピストン８の下方にドライバ９を一体的に結合させたものである。

打撃ピストン・シリンダ機構の上部には燃焼室５が形成されるように構成されている。燃焼室５は、上記打撃ピストン８の上端面と打撃シリンダ７とその上部のシリンダヘッド１０と両者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を図１のように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し、図２のように上方に移動させることにより密閉された燃焼室５が形成されるように構成されている。

可動スリーブ１１はリンク部材（図示せず）を介してコンタクト部材１２と連結しており、バネ１３によって開放側に付勢されている。

コンタクト部材１２はノーズ部６に沿って上下に摺動自在に設けられ、その下端はノーズ部６から突出している。そして、ノーズ部６とともに上記下端を被打込み材に押し付けることにより、これと連動してコンタクト部材１２が相対的に上方に移動し、リンク部材を介して可動スリーブ１１を上方に移動させる。これにより図２のように密閉された燃焼室５が形成される。その反対に、ノーズ部６を被打込み材から離反させることにより、コンタクト部材１２は相対的に下方に移動し、リンク部材と可動スリーブ１１はバネ１３により下方に移動し、燃焼室５は大気に開放される。

上記シリンダヘッド１０には、後述のガス缶に連通する噴射ノズル１４と、混合ガスに点火して燃焼させるための点火プラグ１５が配置されている。また、シリンダヘッド１０にはモータ１６が設けられ、その出力軸には、燃焼室５内に噴射された燃料ガスを燃焼室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１７が設けられている。

なお、点火プラグ１５はグリップ２の後端に取り付けられたバッテリ１８に接続している。

次に、上記構成のガス燃焼式釘打機の作動について説明する。まず、釘の打ち出しに当たり、コンタクト部材１２の先端を被打ち込み材に押し付けることに連動させて可動スリーブ１１を上方に移動させる。これにより図２のように密閉された燃焼室５が形成され、噴射ノズル１４から燃焼室５内に可燃性燃料ガスが供給され、回転ファン１７が回転して燃焼室５内に噴射された燃料ガスを燃焼室５内の空気と撹拌させて所定の空燃比の混合ガスにする。トリガレバー２０を引き操作すると、点火プラグ１５によって混合ガスに点火され、爆発的に燃焼する。このとき発生する燃焼圧は打撃シリンダ７内の打撃ピストン８に作用し、打撃ピストン８を衝撃的に駆動させ、この打撃ピストン８の下面側に結合されているドライバ９によってノーズ部６内に供給されている釘を打ち出し、被打ち込み材内に打ち込む。

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７まで拡大した打撃ピストン８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、打撃ピストン８は図１に示すように上死点にリターン移動する。そして、釘打機を被打込み材から離すと、コンタクト部材１２が相対的に下方に移動するので、可動スリーブ１１も下方に移動し、燃焼室５は大気に開かれ、新しい空気が入り込んで次の作動が準備される。

ところで、上記釘打機には、噴射ノズル１４に燃料ガスを供給する燃料ガス供給装置が設けられている。この燃料ガス供給装置は、ガス缶収納部２１に着脱されるガス缶２２と、ガス缶収納部２１とガス管路２３を介して連結された計量噴射弁２４と、計量噴射弁２４を予備的に作動させる計量噴射弁作動機構とから構成されている。

ガス缶収納部２１はグリップ２とマガジン３との間に設けられ、図１、図２に示されるように、ガス缶２２を後方から出し入れして着脱するように構成されている。ガス缶収納部２１の前端にはガス缶２２のガス噴出口２５の受け部２６が形成され、後端にはキャップ２７が配置されている。ガス缶収納部２１にガス缶２２を収納装着してキャップ２７を閉じると、ガス缶２２のガス噴出口２５は受け部２６に押し込まれ、ガス缶２２の内部に充填された燃料ガスが噴出するように構成されている。

上記ガス管路２３は打撃ピストン・シリンダ機構４の後部に沿って配置され、その一端は上記受け部２６の端部に開口し、他端は計量噴射弁２４に開口している。

計量噴射弁２４は、上記ガス缶２２から排出された燃料ガスを所定量だけ吹き出すもので、図３に示されるように、ハウジング２８の内部中央部には管路３０が形成されている。ハウジング２８は中心に開口部を設けた有底筒状体３１とシリンダヘッド１０の噴射ノズル側の端板３２とガス管路２３側の端板３３とによって形成されている。そして、管路３０は上記両端板３２、３３とこれらの端板の間に配置された中間体３４の各中心に連続するように形成されている。中間体３４は両端のシールリング３５によって支持固定されている。管路３０の噴出し側の端板３２には計量室３６が設けられている。計量室３６の容積は、一度の燃焼に必要なだけの量の燃焼ガスが充填される大きさに形成されている。計量室３６の内部には可撓性を有する弁板３７を配置され、弁板３７の端部はハウジング２８に固定され、中央部には磁性を有するシール材３８が配置され、シール材３８の近傍には貫通孔３９が形成されている。また、計量室３６をはさんで向き合う管路３０の開口端部４０、４１には、上記シール材３８と密着するように薄肉の開口縁が筒状に形成されている。

ところで、計量噴射弁２４には、上記弁板３７が計量室３６を開閉作動させる電磁弁機構が設けられている。この電磁弁機構は、上記中間体３４を鉄心とし、この鉄心の周囲にコイル４２を巻いた構造となっている。したがって、図４に示されるように、コイル４２に通電すると、鉄心に磁力が発生し、この磁力によって弁板３７のシール材３８を引き寄せて計量室３６を噴出ノズルに開放するように作動し、通電を遮断すると、弁板３７が固有の弾性によってもとの位置、つまり噴射ノズル１４に通じる管路３０を遮断するように作動する。

次に、計量噴射弁作動機構は、図２に示されるように、上記ガス缶収納部２１にガス缶２２が収納配置されたことに連動して上記計量噴射弁２４を予備作動させて上記ガス管路２３内の空気を抜くもので、ここでは上記ガス缶２２が上記収納部に装着されたことを検知する検知手段４３と、この検知手段４３からの検出信号に基づいて上記電磁弁機構に通電させて上記計量室３６を数回開放作動させるように制御する制御装置４４とから構成されている。

検知手段４３はガス缶収納部２１の前端に摺動可能に設けられた作動杆４５と、作動杆４５と当接可能に設けられたマイクロスイッチ４６とによって構成されている。作動杆４５は通常はバネ４７によって押し込まれ、マイクロスイッチ４６から離間しているが、ガス缶２２が収納装着されたときにガス缶２２に押し出されてマイクロスイッチ４６を押してオン作動させるようになっている。

制御装置４４には制御回路が設けられ、制御回路はマイクロスイッチ４６とバッテリ１８と計量噴射弁２４とに接続され、ガス缶２２が装着されたことを検知してマイクロスイッチ４６から出力された検出信号に基づいて上記電磁弁機構に通電させて上記計量室３６を噴射ノズル１４に対して数回開放作動させるように制御する。

なお、計量噴射弁２４とガス缶２２との間の距離は長く、ガス管路２３には計量室３６の容積以上のガスが貯まっている。１回の開放動作ではガス管路２３内の空気を全て排出させることはできないので、制御装置４４はガス管路２３内の空気量に応じてガス管路２３を数回開放作動させるように設定されている。したがって、通電動作の作動回数はガス管路２３の径や長さによって異なる。

ところで、バッテリ１８は着脱可能に設けられているから、ガス缶２２を装着した後にバッテリ１８を装着する場合も考えられる。この場合を想定して、上記制御装置４４は、上記ガス燃焼式打込み工具に着脱可能に設けられたバッテリ１８が装着されたときも、上記計量噴射弁２４を数回開放させるように設定されている。したがって、ガス缶２２が装着された後にバッテリ１８が装着されたときでも、ガス管路２３内の空気を抜くことができる。なお、バッテリ１８が装着された後にガス缶２２が装着されたときは、上述と同様の効果を得ることができる。また、バッテリ１８が装着されたときにガス缶２２が装着されていない状態でも計量噴射弁２４は開放動作をするが、実害はない。

上記打込み工具構成によれば、ガス缶収納部２１にガス缶２２が収納配置されたことに連動して計量噴射弁作動機構が作動し、上記計量噴射弁２４を予備作動させて上記ガス管路２３内の空気を抜くから、実打時には既にガス管路２３内に空気は存在しない。したがって、ガス缶２２と計量噴射弁２４とを離隔配置しても最初から確実にファスナーを打ち込むことができるから、ガス缶２２を計量噴射弁２４から離隔した自由な位置にレイアウトすることができる。

また、計量噴射弁作動機構は、少なくともガス管路２３内の体積と同じ容量の空気を排出できる程度に上記計量噴射弁２４を作動させる構成によって、空気とともに余分の燃料ガスが排出されることや、空気がガス管路２３内に必要以上に残ってしまうということも軽減可能である。

さらに、計量噴射弁２４は、燃料ガスの計量室３６と該計量室３６を開閉作動する電磁弁機構とを有するとともに、計量噴射弁作動機構は、ガス缶２２が上記収納部に装着されたことを検知した検知手段４３からの検出信号に基づいて制御装置４４が上記計量噴射弁２４の電磁弁機構に通電させて上記計量噴射弁２４を開放作動させるので、ガス管路２３から計量噴射弁２４内に送られた空気は計量噴射弁２４から排出される。この通電動作が数回繰り返されると、ガス管路２３内の空気は完全に抜かれる。

ガス燃焼式釘打機の非作動時状態の縦断面図 上記釘打機において燃焼室が密閉され、ガス缶が装着された状態を示す縦断面図 計量噴射弁の拡大断面図 上記計量噴射弁の開放動作時の拡大断面図

符号の説明

３ マガジン
５ 燃焼室
２２ ガス缶
２３ ガス管路
２４ 燃料噴射弁
４３ 検知手段
４４ 制御装置

Claims (4)

1. 燃料ガスのガス缶が着脱可能なガス缶収納部と、上記ガス缶から排出された燃料ガスを所定量だけ吹き出す計量噴射弁とをガス管路を介して連結するとともに、上記計量噴射弁から吹き出された燃料ガスと空気との混合ガスを着火燃焼させることによって発生した燃焼圧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、
   上記ガス缶収納部にガス缶が収納配置されたことに連動して上記計量噴射弁を予備作動させて上記ガス管路内の空気を抜く計量噴射弁作動機構を設けた
   ことを特徴とするガス燃焼式打込み工具。
2. 上記計量噴射弁作動機構は、上記ガス管路内の空気を排出できる程度に上記計量噴射弁を作動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。
3. 上記計量噴射弁は、燃料ガスの計量室と該計量室を開閉作動する電磁弁機構とを有するとともに、上記計量噴射弁作動機構は、上記ガス缶が上記収納部に装着されたことを検知する検知手段と、この検知手段からの検出信号に基づいて上記電磁弁機構に通電させて上記計量室を数回開放作動させるように制御する制御装置とを備えたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス燃焼式打込み工具。
4. 上記制御装置は、上記ガス燃焼式打込み工具に着脱可能に設けられたバッテリが装着されたときには、上記計量室を数回開放作動させることを特徴とする、請求項３に記載のガス燃焼式打込み工具。

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