JP5154723B2 - 鉄製コア式ファンモータ用燃焼動力式ツールサスペンション - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に、可搬式燃焼動力式ファースナ駆動ツールの改善に係わり、特別には、運転上導入されるモータの軸方向の加速度及び振動を低減してモータの摩耗及び損傷を軽減するため、及び特には低価格な鉄芯ファンモータが燃焼室ファンモータに動力を供給するために使用される用途における、燃焼室ファン用モータのサスペンションに関係する改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願は、１９９７年１２月２２日出願の係属中の米国特許出願第０８／９９６，２８４号の「改善された燃焼室ファンモータサスペンションを有する燃焼動力式ツール」に係り、それは本明細書で資料として組み込まれる。
可搬式燃焼動力式又は所謂ＩＭＰＵＬＳＥ（登録商標）ブランドのツールは、工作物（ワークピース）に対してファースナ（固定具）を作動させる作業に使用するためのものであり、Ｎｉｋｏｌｉｃｈに特許が一般的に譲渡された米国特許Ｒｅ番号第３２，４５２，号、米国特許第４，５２２，１６２号、米国特許第４，４８３，４７３号、米国特許第４，４８３，４７４号、米国特許第４，４０３，７２２号、米国特許第５，１９７，６４６号、米国特許第５，２６３，４３９号に開示されており、それらは全て本明細書において資料として組み込む。同様な燃焼動力式留め釘（ｎａｉｌ）及び股釘（ｓｔａｐｌｅ）用駆動ツールは、イリノイのＶｅｒｎｏｎ Ｈｉｌｌｓ，のＩＴＷ−ＰａｓｌｏｄｅによりＩＭＰＵＬＳＥ（登録商標）のブランドで市販で入手可能である。
【０００３】
その様なツールは一般的に、小型の内燃機関（エンジン）を囲むピストル型ツールハウジングを組み込んでいる。エンジンは、燃料セル（ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）とも呼ばれる１缶（ｃａｎｉｓｔｅｒ）の圧縮燃料ガスにより動力が供給される。バッテリ動力の電力配電ユニットは、点火のための火花を生じ、燃焼室に設置されたファンは、室内の効率的な燃焼を提供すると共に、燃焼副生成物の排気を含む掃気を促進する。エンジンは、シリンダ本体内に配設された細長い剛体の駆動翼（ｄｒｉｖｅｒ ｂｌａｄｅ）を備える往復動ピストンを具備する。
【０００４】
バルブスリーブは、シリンダの周囲で軸方向に往復動可能であり、連結の端部におけるワーク接触要素が工作物に対して押しつけられる場合に、連結を介して燃焼室付近へ動く。この圧接動作はまた、燃料メタリングバルブを作動させて（ｔｒｉｇｇｅｒ）特定体積の燃料を閉じられた燃焼室内へ導入する。
【０００５】
エンジンの燃焼室内の供給ガスの点火を生じるトリガスウィッチを引くと、ピストン及び駆動翼は下方に発射されて配置されたファースナを打撃してそれを工作物へ駆動する。ピストンはその後、シリンダ内のガス差圧を介して、それの当初の又は「準備完了」位置に戻る。ファースナは、弾倉（ｍａｇａｚｉｎｅ）の形でノーズピース内に供給され、そこでそれらは駆動翼の打撃を受けるために適切に配置された方向で保持される。
【０００６】
燃焼燃料と空気の混合物の点火において、室内の燃焼は、ピストン／駆動翼アセンブリの加速を生じ、ファースナが存在すれば、ファースナを工作物内へ貫通させる。この複合の下方の動きは、ツール本体の反動又は反作用力を生じる。従ってツール本体において吊り下がるファンモータには、ピストン／駆動翼及びファースナのパワーストロークに対向する加速が作用する。
【０００７】
その後ミリ秒内で、ピストン／駆動翼アセンブリの運動量は、シリンダの対向する端部におけるバンパーにより止められて、ツール本体は工作物に向かって加速される。従ってモータ及び軸には、第１の加速の方向に対向する加速力が作用する。これらの往復動加速は、モータをツールに対して振動させる。加速の振幅が管理されないで放置されると、モータの寿命及び信頼性上有害である。
【０００８】
ＩＭＰＵＬＳＥ（登録商標）タイプの従来の燃焼動力のツールは、軸及びモータのこれらの往復動加速及びその結果生じるモータの振動に耐えるために、特別に設計されたモータを必要とする。中でもモータは、非鉄製コアタイプであることが好ましく、更に内部ショック吸収ブッシング、スラスト及び摩耗表面、及び全体的により重荷重仕様の高い（ｈｅａｖｉｅｒ ｄｕｔｙ）構造を具備する。その様な注文の（ｃｕｓｔｏｍ）修正は比較的高価なモータを形成し、前記モータはツールの製造費を増大させる。
【０００９】
従って、モータに対する運転上の要求を軽減していてモータの信頼性を増大していて標準製作のファンモータにより近い使用を可能にしてツールの製造費を減少する燃焼動力式ツール用のモータサスペンション機構の必要性が存在する。製造費を減少する試みを進めることにおいて、この用途に適用可能な最も安価なファンモータを使用することが望まれる。現時点でその様なモータは、永久磁石としても既知である従来の鉄製コアモータであり、多くの別の既知のモータメーカと同様に、日本のキャノン（Ｃａｎｏｎ）やＮｉｄｅｃ Ｃｏｐａｌにより製造されるタイプのブラシ付きＤＣモータである。鉄製コアモータが燃焼式ツールのファンモータとして使用された場合に、従来のサスペンションは緩衝が不十分な状態にあることが見られた、その場合上記のごとく、モータは過度に振動し、燃焼式ツールの運転上の振動に関する協調状態から外れていた。言い換えれば燃焼式ツールと燃焼室のファンモータ間に機械的なインピーダンスの不整合が存在する。このことは、従来のモータに比較して、鉄製コアモータの重量が大幅に低減されたことに多くの部分が起因する。鉄製コアモータは、重量が従来の非鉄製コア式燃焼室のファンモータに比べて約１／３しかない。鉄製コアモータは耐久性に劣っており、燃焼により発生する５０ｇ以上の力に耐えることが出来ない。
【００１０】
結果的にオペレーションにおいて、従来の燃焼式ツールモータサスペンションは鉄製コアモータを十分に緩衝しない。この不十分な緩衝は、サスペンションの効果を著しく低減しており、損傷を与える軸力をモータに作用する。その代わりに、クリティカル（臨界的）な緩衝を達成することを目的とし、そこでは燃焼により生じる運動を受容するため、及び平衡から外れる振動を防止するために丁度十分な緩衝が存在する。
【００１１】
ファンモータと燃焼式ツール間のクリティカルな緩衝を達成するための１つの方法は、モータを囲んでいてモータから半径方向に突き出る弾性的なサスペンション部材及びこれらの構成要素をツールの燃焼ヘッドに固定するためのモータ容器の質量を軽減することにより、その柔軟性を高めることである。鉄製コアモータを十分に吊り下げる程度まで、この方法で柔軟性を高めることはまた、サスペンション部材がその弾性を失い、燃焼により生じる力の発生においてモータを指定された最初の位置に戻すことが可能ではないという不満足な状態を生じることが分かっている。
【００１２】
燃焼式ツールのこれとは別の設計パラメータは、コンデンサがブラシ付モータに関して電圧のスパイク（棘波）及び過渡現象（ｔｒａｎｓｉｅｎｔｓ）を低減することが知られており、コンデンサをスパイク及び過渡現象の発生源に対してより接近して設置することが好都合である一方で、コンデンサはファンモータにおける燃焼式ツールで発生する打撃力に耐えることが出来なかったということである。従ってその様なノイズ抑制コンデンサは、ツールにおいてより遠くで、より効果的でない場所に設置されなければならなかった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、鉄製コアモータを収容可能であってモータを燃焼により発生する打撃力から守るための十分な緩衝を提供する、燃焼式ツールのファンモータサスペンションに関する必要性がある。更に、ノイズ抑制コンデンサのファンモータ上あるいは付近への設置を可能にする、燃焼式ツールのファンモータサスペンションに関する必要性もある。
【００１４】
従って、サスペンションがモータの運転上誘導される往復動加速を低減する一方で、モータの振動を許容可能範囲内に留める、鉄製コア式燃焼室ファンモータのための改善されたサスペンション機構を有する改善された燃焼動力式ツールを提供することが本発明の目的である。
【００１５】
特にモータが鉄製コア式である場合に、燃焼室ファンモータの運転上誘導される振動を緩衝するための機構を形成する改善された燃焼動力式ツールを提供することが本発明のこれとは別の目的である。
【００１６】
ツールに対して燃焼室に関して「浮遊状態で」設置されていて従って燃焼により誘導される振動を緩衝するサスペンションを有する改善された燃焼動力式ツールを提供することが本発明の別の目的である。
【００１７】
モータの寿命を延ばす燃焼室ファンモータ用のサスペンション機構を有する改善された燃焼動力式ツールを提供することが本発明の更にこれとは別の目的である。
【００１８】
ファンモータ上あるいは付近にノイズ抑制コンデンサの設置台を受容可能である、燃焼室ファンモータ用のサスペンション機構を有する改善された燃焼動力式ツールを提供することが本発明のまたこれとは別の目的である。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記で列挙した目的は、本改善された燃焼動力式ファースナツールにより適合されるか又は超過して実現されており、そのファースナツールは、ツールの運転においてモータの往復動軸方向の加速の影響及びその結果のモータの振動を減少する燃焼室ファンモータを吊り下げるための機構を形成する。好適な実施の形態においてアセンブリは、モータ保持リングに加硫された可撓性のゴム製ウェッブを具備する。ウェッブはまた、ウェッブだけがリングをブラケットに固定するように、シリンダヘッド設置ブラケットに加硫される。更にブラケットは、それが燃焼室の動きに関して「浮遊する（ｆｌｏａｔ）」ように、ネジ付きファースナ及びブッシングを経由してシリンダヘッドに設置される。この結果ブラケットは、シリンダヘッド設置点に設置された弾性的な支持棒（ｓｔａｎｄｏｆｆｓ）を形成しており、その地点は前進的な緩衝を提供する。モータが位置を変えるに従い、緩衝は増大する。従って本モータサスペンション機構は、従来のサスペンションよりも鉄製コア式ファンモータに対してより正確に調整された緩衝を提供する。本モータサスペンションのこれとは別の形態は、ファンモータ上にノイズ抑制コンデンサの設置を可能にするものである。
【００２０】
より特別には本発明は、駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するために製作され配置される内燃機関式ハンドツールにおける燃焼室ファンのモータ用サスペンション機構を提供しており、ツールは、室内の燃焼においてモータの上方向で且つ軸方向のモータの加速、及びピストンがダンパーに達する（ボトムアウトする）場合にモータのその後の往復動の軸方向の加速を発生しており、少なくとも一つの加速がツールに関してモータを振動させており、サスペンション機構は、軸方向の加速の発生においてモータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大する（進行的な緩衝を提供する）ように形成される吊り下げ部を具備する。モータを吊り下げるための吊り下げ手段は、燃焼室のシリンダヘッドに弾性的に固定されるヘッド設置ブラケットを具備する。サスペンション機構は、ヘッド設置ブラケットをシリンダヘッドに取り付けるための複数の取り付け点を更に具備しており、各取り付け点が少なくとも一つの弾性的スペーサ部材を具備する。
【００２１】
本発明は、駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するための製作され配置される内燃機関式ハンドツールにおける燃焼室ファンのモータ用サスペンション機構を提供しており、サスペンション機構は、ツールのシリンダヘッドへの固定においてシリンダヘッドに関して可動であるように形成されるモータ設置ブラケット具備する。
【００２２】
更にこれとは別の実施の形態において本発明は、駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するために製作され配置される内燃機関式ハンドツールにおける燃焼室ファンのモータ用サスペンション機構を提供しており、サスペンション機構は、モータを受け入れるためのカップを形成する剛体のモータ保持リングを具備しており、モータは電機子軸端を有しており、該モータ保持リングは、モータが電機子軸端のみにおいてそれに固定されるように形成される。
【００２３】
更に本発明はまた、駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するために製作され配置される内燃機関式ハンドツールを提供する。ツールは、シリンダヘッドにより部分的に形成される燃焼室と、燃焼室ファンと、該ファンに連結するモータと、シリンダヘッドに関してモータに相対的な軸方向の動きを調整するために形成されたモータ用サスペンション機構とを具備する。サスペンション機構は、シリンダヘッドの軸方向の加速の発生（ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ）においてモータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大する（進行的な緩衝を提供する）ように形成された吊り下げ部を具備する。モータを吊り下げるための吊り下げ手段は、燃焼室のシリンダヘッドに弾性的に固定されるヘッド設置ブラケットを具備する。サスペンション機構は、ヘッド設置ブラケットをシリンダヘッドに取り付けるための複数の取り付け点を更に具備しており、各取り付け点が少なくとも一つの弾性的スペーサ部材を具備する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
ここでは図１を参照すると、本発明による使用に適するタイプの燃焼動力式ツールは一般的に１０で指定される。自己内蔵型内部燃焼式動力源１６を囲むように寸法が決められた主動力源室１４と、主室１４に一般的に平行で隣接する燃料セル室１８と、燃料セル室の一方の側で主室の反対から伸張するハンドル部２０とを具備する、ハウジング１２をツール１０は有する。
【００２５】
更にファースナマガジン（弾倉）２２は、主室１４の下端部２８から垂れ下がるノーズピース２６との係合点からハンドル部２０に一般的に平行に伸張するように配置される。バッテリ（図示されない）は、ツール１０に電力を供給するために具備されており、ファースナマガジン２２からハウジング１２の対向する側に設置された区画（図示されない）に切り離し可能に収容される。上端部３０は主室の下端部２８に対向する。キャップ３２は、上端部３０をカバーしており、ハウジング１２に切り離し可能に固定されてファンモータ及びスパークプラグを保護する。本明細書で使用されるように、「下部」及び「上部」とは、図１に示されるようなそれのオペレーション方向におけるツール１０を参照するように使用されているが、しかし本発明は用途に依存する種々の方向で使用されても良いことが理解される。
【００２６】
米国特許第４，４８３，４７４号に示されるような、機械的に連結された燃料メタリングバルブ（図示されない）が使用されても良い。これとは別に、通常選定される米国特許第５，２６３，４３９号に開示されるタイプの電磁ソレノイド式燃料メタリングバルブ（図示されない）又は噴射（ｉｎｊｅｃｔｏｒ）弁が、従来技術で既知であるような燃焼室に燃料を供給するように具備される。ＭＡＰＰ等の加圧された液体炭化水素燃料が、燃料セル室１８に設置された燃料セル内に含まれており、従来技術で既知であるように推進剤（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ）により加圧される。
【００２７】
更に図１、２と４を参照すると、シリンダヘッド３４は、主室１４の上端部３０に配設されており、燃焼室３６の上端部を形成しており、スパークプラグ３８（図５のみ）用のスパークプラグ口（図示されない）と、電動ファンモータ４０と、シール用Ｏリング４１とを提供する。本発明においてファンモータ４０は、多くの別の既知のモータメーカと同様に、日本のキャノン（Ｃａｎｏｎ）や日本の東京のＮｉｄｅｃ Ｃｏｐａｌにより製造されるタイプの永久磁石式ブラシ付きＤＣモータとして既知の、従来の鉄製コアモータである。モータ４０は、電機子（ａｒｍａｔｕｒｅ）（図示されない）を有する電機子軸端４２と、電機子軸４３と、用途によりネジが切られても良い少なくとも一つの設置開口４４とを有する。
【００２８】
図２、３と４を参照すると、モータ４０は、電機子軸端４２に対向するブラシ端４５を具備する。従来技術で既知なように電機子軸４３（及び図示されない電機子）は、軸受けによりモータ内で支持される。ブラシ端部４５の及び同様に電機子軸端４２の軸受け４６は、電機子軸４３及び電機子を軸方向に支持する。本モータ４０の特徴は、外側よりむしろ、多くの従来のモータのように、モータハウジング４８内部に設置されるフランジ４７を軸受け４６が有することである。軸受け４６及びフランジ４７のこの配置は、燃焼式ツールにより発生するタイプ及び上記のタイプの繰り返しの往復動の力が作用した後の、従来のブッシングの望まれない着座しない状態を防止することが分かった。上記詳述の修正とは別に従来の鉄製コアモータは、燃焼式ツールの挑戦する環境に、より良好に耐えるために強化されることが好ましい。例えば整流子は、プラスティック製タブを具備して、それが電機子軸４３に関して回転することを防止されることが好ましく、追加の接着剤が整流子に適用されて軸方向及び回転の荷重容量を高め、電機子巻き線の線端部は、絶縁体（ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）に追加回数で巻き付けられてそれらの巻き線の外れを防止しする。
【００２９】
ファンモータ４０は、一般的に５０で指定されるファンモータサスペンション機構により、シリンダヘッド３４の中央の垂れ下がる空洞５２内に滑動するように吊るされて、ある程度のモータの長手方向の動きを可能にする。図４で最も良く分かるようにモータ４０は、空気間隙５４がモータの下部又は電機子軸端４２（下記のごとく保護キャップにより囲まれた）及び空洞５２の床５６間に形成されるように、空洞５２内に保持されることが好ましい。空気間隙５４の機能は運転上の動的間隔を形成すること、即ちオペレーション中において発生する振動においてモータのために間隔を形成することである。
【００３０】
ここでは図２、４と７を参照すると好適な実施の形態において、機構５０は外側の環状リップ５９を有する剛体の円形のモータ保持カップ５８と、一般的に円筒形の側壁６０と、床６２とを具備する。好適な実施の形態においてモータ保持カップ５８は、金属シートの平板又は同等の材料の引き抜きにより製作されており、モータ４０を囲み包むような寸法であるが、しかしカップ５８の別の形状が異なる燃焼室ヘッドの形状を有するツールにおいて使用されても良いことが認識できる。カップ５８のこの構造の利点は、それがモータ４０保護のための熱と埃の障壁を提供することである。更に、床６２が電機子軸４３を収容するための中央電機子軸孔６４（図７）及びファースナ６６がそれを介して電機子軸端４２を床６２に固定する孔６５を具備するので、カップ５８は、モータ４０の取り付け地点を提供する。
【００３１】
従って本サスペンション５０の特徴は、モータ４０が電機子軸端４２においてだけでカップ５８に固定されることである。モータ保持カップ５８の更にこれとは別の特徴は、一旦モータ４０がそれに固定されると、それがシリンダヘッド３４の空洞５２に関してモータの軸方向の動きのための直線的なベアリングジャーナルとして作用することである。
【００３２】
サスペンション機構５０はまた、ネジ付きファースナ７１がそれを通り通過する複数の、好適には３つの、開口７０によりシリンダヘッド３４に固定される設置ブラケット６８を具備する。図４と７から最も良く分かるように、ブラケット６８は、内側に半径を有する肩部７２と、垂れ下がる側壁７４とを具備する。ブラケット６８の肩部７２と側壁７４は、モータ保持カップ５８の半径方向のリップ７６と同心であって、それから半径方向に間隔を有する。好適な実施の形態においてモータ保持カップ５８は、カップ５８の外側の環状リップ５９に加硫又は接着される弾性的な「Ｃ」形状のバンパー７５（図５）を具備する。もしツールが落下した場合に、バンパー７５は、モータ保持カップ５８が回路板１１６に接触することを防止する。
【００３３】
側壁リップ７６に固定された内側部８０と、中央部８２と、側壁７４に固定された外側部８４（図７で最も良く分かる）とを有する弾性的なウェッブ７８は、垂れ下がる側壁７４と半径方向のリップ７６間に一体で固定される。好適な実施の形態においてウェッブ７８は、硬度２５−３０デュロメータ（ｄｕｒｏｍｅｔｅｒ）を有していてカップ５８とブラケット６８に共に加硫されるネオプレン（ｎｅｏｐｒｅｎｅ）ゴムである。しかし従来技術で既知であるような別の材料及び接着方法が、ゴムと同様に必要な接着及び可撓性の特性を具備することが予測される。
【００３４】
図７で最も良く分かるようにウェッブ７８は、ウェッブの上面８６が環状の皿のような溝又は凹部区域を形成するように、側壁７４及びリップ７６に固定される。ウェッブ７８は単に、ヘッド設置ブラケット６８をモータ保持カップ５８に固定するために形成された構造であることが分かる。更に好適な実施の形態において上面８６は、中央部８２を少なくとも部分的に通り伸張する複数の等距離間隔の下行性の開口８８を有することが好ましい。好適な実施の形態において開口８８は、めくら（ｂｌｉｎｄ）であり、そこではそれらは中央部８２を通り完全に伸張しない。この構造は、貫通口を型成形することにより製造されるゴムの堰き止め（ｆｌａｓｈｉｎｇｓ）がウェッブ７８から離れてエンジンに落下することを防止する製造技術として好ましい。ウェッブ７８の下面９０は、溝が開口８８と連絡しないように形成される環状溝９２を有する。図５に示すようにウェッブ７８及び設置ブラケット６８の一部分は、完全な円形を形成することを阻止されており、スパークプラグ３８を設置するための空間を許容する。
【００３５】
ウェッブ７８は、衝撃吸収及び遮断装置（システム）を形成して、モータにおける燃焼により生じる主室１４の運転上の運動（ｄｙｎａｍｉｃｓ）を最小限にして、更にモータを軸方向の加速及び過大な振動から保護する。好適な実施の形態は、上面８６の開口８８と下面９０の環状溝９２とを具備するが、開口及び溝はいずれかの面８６と９０にあることが可能であって、溝９２の深さは変化しても良いことが予測される。開口８８の深さ及び方向は用途により変わっても良い。例えば第２の開口はまた、それらが下面９０に向かって開くように、ウェッブ７８に具備されても良い。また溝９２の深さは、用途により変わっても良い。更にウェッブ７８のゴムの幾つかの別のパターン又は別のデュロメータが、同様な衝撃吸収特性を提供するであろうことが予想される。従って開口８８及び溝９２は、存在する必要は必ずしも無く、もし存在しても、開口８８が必ずしも丸い形状であったり、溝又は凹部区域８６、９２が環状であったりする必要はなく、また全ての開口が破損を防止するために丸い角部を特徴とする上面８６内にある必要はない。当業者が、特定の用途に適合させるために、開口８８及び／又は溝９２の数量、間隔、配置及び／又は形状を変えることが可能であろうことが予測される。
【００３６】
図５から７を参照すると、本サスペンション機構５０の重要な特徴は、それがツール１０における燃焼による衝撃力の発生においてモータ４０に進行的な緩衝を提供することである。本用途において「進行的な緩衝」とは、モータ４０がシリンダヘッド３４に関して軸方向に動くに従い、サスペンション機構５０が増大するエネルギ吸収力を形成することを意味する。この進行的な緩衝は、モータ４０の運転上誘導される加速及び振動を低減し、ファンを駆動するために、より従来のモータの使用可能にする。
【００３７】
本利点を提供する本サスペンション機構５０の一形態は、設置ブラケット６８がシリンダヘッド３４に関して部分的に連結していないことである。シリンダヘッド３４に剛に固定されるよりむしろ、設置ブラケット６８は、下記の複数の（好適には３個）ネジ付きファースナ７１及び複数のブッシングによりシリンダヘッドに取り付けられるが、しかし各取り付け点において同様に複数の弾性的なスペーサ部材９４によりシリンダヘッドに対して軸方向に間隔を有する関係で保持される。各スペーサ部材９４は、好適な実施の形態において一般的に円形であるが別の形状も予想されるベース９６を有する。中央孔９８は、ブッシング及びファースナ７１を収容するために具備される。更に各スペーサ部材９４は、複数の、好適には３つの、周辺に間隔を有するゴムさもなければベース９６から一般的に軸方向に突き出る弾性的な支持棒１００を有する。
【００３８】
側部から見る場合に、ゴム製支持棒１００は、傾斜していて、それらがベース９６に隣接する下端部１０４から伸張するので、一般的に尖った上端部又は先端部１０２を形成する。進行的緩衝を提供するものは、この傾斜付き又は三角形の形状である。支持棒１００の数及び正確な形状は、用途に適合するように変化しても良いことも予想される。スペーサ部材９４は、弾性的なウェッブ７８を形成する、同じゴムの様な材料で製作されることが好ましく、ウェッブ７８が形成される時に設置ブラケット６８に加硫されることが好ましいことが認識されるべきである。
【００３９】
図２と７を参照すると、設置ブラケット６８とスペーサ部材９４の上方への移動は、各スペーサ部材に関係する剛体の設置ブッシング１０６により拘束される。各設置ブッシング１０６は、弾性的なスペーサ部材９４に適合して係合するように形成されて、ヘッド設置ブラケット６８の軸方向の動きを停止させるために半径方向に突き出るリップ１０８を有する。リップ１０８は、支持棒１００を係合するのに十分な直径を具備する。更に、ブッシング１０６は、それらの下端部でシリンダヘッド３４に係合しており、オペレーションにおいて設置ブラケット６８の垂直方向の移動を収容する十分な軸方向の長さを具備する。それらの上端部１１０においてブッシング１０６は、回路板１１６（図７）の対応する開口１１４に適合して係合するような寸法のニップル１１２を有する。各取り付け点において一旦ファースナ７１が、ロックワッシャ１１８の補助により、回路板１１６及びブッシング１０６をシリンダヘッド３４に固定すると、設置ブラケット６８、及びサスペンション５０は、実際に「浮遊する」か、又はシリンダヘッドとは独立に可動であり且つそれに関して可動である。
【００４０】
支持棒１００の構造により、オペレーション力がサスペンション５０をシリンダヘッド３４に関して上に動かす場合に、支持棒１００は圧縮され、それらの傾斜した形状は設置ブラケット６８の増大する軸方向の動きにより進行的により以上の緩衝を提供する。従って設置ブラケット６８のより以上の軸方向の移動により、弾性的なスペーサ部材９４はより大きなエネルギを吸収してモータ４０を減速する。緩衝は半径方向のリップ１０８と回路板１１６により制限される。もし必要ならば、追加のエネルギが弾性的なウェッブ７８により吸収されてそのウェッブ７８はモータ保持カップ５８が設置ブラケット６８に関して動くことを可能にする。
【００４１】
図２と８を参照すると本ツール１０のこれとは別の特徴は、サスペンション機構５０の向上した有効性が、モータ４０上へ直接的にノイズ抑制コンデンサ１２０の設置を可能にすることである。上記で示したごとくノイズ抑制コンデンサは、電圧のスパイク及び過渡現象を低減する目的が知られている。ＩＭＰＵＬＳＥ（登録商標）ブランドで販売されるタイプの従来の燃焼式ツールにおいて、比較的重負荷用の非鉄性コアモータは、ノイズ抑制コンデンサが必要とされた範囲までは電圧スパイクを発生しなかった。しかし本ツール１０は、一般的により軽負荷用の鉄製コアモータ４０を使用しており、その鉄製コアモータ４０に関してその様な抑制は、スパークプラグ３８用の信号を発生する電子制御ユニット（ＥＣＵ）を特に保護するために適切である。同じ理由により、これらのタイプのコンデンサは、燃焼式ツールで発生する顕著な「ｇ」の力には通常耐えられない。従って本サスペンション機構５０は、コンデンサ１２０が抑制特性を向上するためにモータ４０上に直接的に設置可能であるというこれとは別の利点を提供する。
【００４２】
より特別には、１ｕｆサイズであることが好ましいコンデンサ１２０は、別のサイズが用途により予想されるにもかかわらず、従来技術において既知であるように、従来のノイズ抑制回路１２４を有する回路板１２２に接続される。回路板１２２及びコンデンサ１２０は、モータ４０のブラシ端部４５に隣接して設置される。モータ４０が受ける衝撃に耐えるために、はんだ付け地点１２６に加えて、回路板１２２は化学的な接着剤によりモータのブラシ端部４５に固定される。保護キャップ１２８は、回路板１２２をカバーして、回路板１２２の縁部にパチンと係合する。
【００４３】
図１を参照すると一般的に円筒状の燃焼室３６は、既知の方法で連結するノーズピース２６上の工作物接触要素１３２により主室１４内で動かされる滑動弁部材１３０により開閉される。弁部材１３０は燃焼室３６内のガス制御装置として作用しており、燃焼室の側壁は弁部材１３０により形成されており、弁部材１３０の上端部はＯリング４１にシールするように係合して燃焼室の上端部をシールする。弁部材１３０の下端部１３６は、一般的に円筒状のシリンダ本体又はシリンダ１３８を囲む。シリンダ本体１３８の上端部は、外部のＯリング（図示されない）を具備しており、そのＯリングは弁部材１３０の対応部分に係合して燃焼室３６の下端部をシールする。
【００４４】
シリンダ本体１３８内には往復動するように配置されたピストン１４４があり、そのピストン１４４には、ノーズピース２６内に適切に配置されるファースナ（図示されない）を工作物（図示されない）へ駆動するように使用される剛体の細長い駆動翼１４６が設置される。シリンダ本体の下端部は、バンパー１５０のためのシート１４８を形成し、それはピストン１４４の移動の下限を形成する。シリンダ本体１３８の対向する端部において、ピストン停止保持リング１５２はピストン１４４の上方の移動を制限するように取り付けられる。
【００４５】
ツール１０を運転するための制御は、ハウジング１２のハンドル部２０に設置される。トリガスウィッチアセンブリ１５４は、トリガスウィッチ１５６と、トリガ１５８と、付勢されたトリガ戻り部材１６０を具備する。トリガスウィッチ１５６の制御下のＥＣＵ１６２はスパークプラグ３８を作動する。
【００４６】
トリガ１５８を引く際に、信号がＥＣＵ１６０により発生してスパークプラグ３８のスパークギャップにおいて発射されており、そのスパークプラグ３８は燃焼室３６に噴射されてファン１６４により気化されるか又は細断された（ｆｒａｇｍｅｎｔｅｄ）燃料を点火する。ファン１６４は、電機子軸４３により駆動され、燃焼室３６内に設置されて燃焼プロセスを改善し、更に冷却と掃気を促進する。ファンモータ４０は、ヘッドスウィッチ及び／又はトリガスウィッチ１５６により制御されることが好ましく、そのことは資料として組み込まれた従来の特許においてより詳細に開示されている。
【００４７】
点火により、駆動翼が従来技術で良く知られるようにファースナに接触しそれを基部内へ駆動するまで、ピストン１４４及び駆動翼１４６がシリンダ本体１３８を下へ駆動される。ピストンはその後、シリンダ内のガス差圧を介してその当初又は「準備完了」位置に戻るが、そのシリンダは燃焼室３６のシールされた状態により部分的に保持されている。
【００４８】
ファンモータ４０にはこのサイクルにおいて２つの主な加速が作用する。まず室３６内の燃焼ガスの点火によりピストン１４４を工作物に向かって下に、好適には工作物内にファースナを駆動する時に、ツール１０には対向する方向で、対向する上向きの力又は反動力が作用する。ファンモータ４０は、ツール内の機構５０により吊り下げられており、サスペンション機構を介して伝達される力によりツールの反動の方向で上方向に加速される。更に電機子軸４３は軸方向の遊び（ｐｌａｙ）の限度内でモータに関して動きを抑制することにより同じ方向で加速される。その後約１０ミリ秒より短い時間でピストン１４４はバンパー１５０に対してシリンダ１３８内でボトムアウトする（底に達する）。この作用は工作物に向かうツール１０の加速を変化させる。従ってモータ及び軸は、この新しい逆の方向で加速される。
【００４９】
これらの往復動の加速は反復可能であり、サスペンション機構５０は、前に説明したようにモータがツールに対して過度に振動せず更にボトムアウト（底に達する）又はトップアウト（頂面に達する）のいずれもしないように、調整されなければならない。「調整される」とは、サスペンション機構の弾性が、特定の動力源１６により発生される燃焼誘導力に依存する前もって決められた用途特定の限界内での特定のモータの過度な振動を防止するように調整されることである。本調整されたサスペンション機構５０は、前もって決められた全く反復可能な時間により分離される２つの対向する加速を予想しており、空洞のキャップ及び床の跳ね返り（ｂｏｕｎｄｓ）の範囲内でモータを弾性的に抑圧してモータに作用する「ｇ」の加速力を最小化する。
【００５０】
図９と１０はツールの運転中にモータに作用する加速及び振動を示す。図９に示す結果は、カップ５８及びブラケット６８間に配設された弾性的なウェッブ７８を組み込むサスペンションを有していて、サスペンションが設計されたモータより軽い鉄製コアモータ４０を組み込む、ツールによるものである。図示するように点火（グラフ上で約５ミリ秒の地点において発生する）後約４ミリ秒において、１７０で示すように、モータには、サスペンション機構を介してモータに即座に伝達された反動力によるツールの加速により約４０ｇの加速力が作用した。点火後約９ミリ秒において、１７２で示すように、ピストン１４４がシリンダ１３８内でボトムアウトの後で、モータには、モータに対して再度伝達された約１３５ｇの反対方向の加速が作用した。その後モータには、サスペンション機構の調整の欠如により生じた１７４で示す４０ｇと１７６で示す２５ｇの様なより大きな概略２つの別の加速の振動が作用した。このサスペンションは本「浮遊」設置ブラケット６８及び支持棒１００を有しないことを注記する。
【００５１】
図１０は本改善されたファンモータサスペンション機構５０を装備するツール１０のモータ４０に作用した加速及び振動を示す。点火後モータ４０の第１の加速１７０は約３０ｇで、往復動加速１７２は単に約３５ｇであった。その後モータ４０には約３０ｇの追加の加速は作用しない。本サスペンション機構５０により提供される「浮遊」進行的緩衝は、即座に伝達される加速をより生じ難い一方で、更に振動の過度な振幅を許容せず、従ってボトムアウト（底到達）及びトップアウト（頂面到達）は発生しない。
【００５２】
本発明の結果は、改善されたファンモータサスペンション機構５０は、モータ４０の加速を減少するだけではなく、更にまたモータの全体的な移動又は変位、及びモータの振動量を減少することである。図９と１０に示すように適切な調整により、改善されたモータサスペンション機構５０は、加速を減少すると共に振動を緩衝し、更にツール１０の積極的な抑制の範囲内で損傷的な接触（ボトムアウト及びトップアウト）なしで動的に運転される。この発見の主な利点は、モータ４０が安価な軽量の鉄製コアタイプであって良く、更にその一方でツール１０により発生する過酷な加速力を受けても良いことである。
【００５３】
本発明の鉄製コア式ファンモータ用の燃焼式ツールサスペンションの特定の実施の形態が図示され記述されている一方で、本発明のより広範な形態及び請求項に記載された本発明から逸脱することなく、変化と修正がそれらに対して実施されても良いことが当業者には認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による燃焼動力式ファースナツールの部分側面図であり、明示のためツールは部分的に切断され垂直状態である。
【図２】図２は、本発明によるサスペンション機構及び燃焼室ファンモータを有する、図１に示すツールのシリンダヘッドの分解立体図である。
【図３】図３は、図２の線３−３に沿って切断されていて一般的に表示された方向における断面である。
【図４】図４は、図２の線４−４に沿って切断されていて一般的に表示された方向における本発明のシリンダヘッド及びサスペンション機構の断面図である。
【図５】図５は、明示のために部分的に削除された、本サスペンション機構の頂部平面図である。
【図６】図６は、図５に示された機構の拡大切断図である。
【図７】図７は、図５の線７−７に沿って切断されていて一般的に表示された方向における断面である。
【図８】図８は、本燃焼式ファンモータに設置するために形成された回路板の頂部平面図である。
【図９】図９は、燃焼動力式ハンドツールの従来の吊り下げ式燃焼室鉄製コアファンモータの運転上誘導される加速及び振動を示すグラフであり、Ｘ軸は時間をミリ秒で表示し、Ｙ軸は加速を加速時計で計測されたｇで表示する。
【図１０】図１０は、図９のタイプのグラフであり、本発明の改善されたモータサスペンションを装備する燃焼動力式ハンドツールの鉄製コアファンモータの性能を示す。
【符号の説明】
１０…ツール
１２…ハウジング
１４…主動力源室
１６…動力源
２０…ハンドル部
２６…ノーズピース
３４…シリンダヘッド
３６…燃焼室
４０…電動ファンモータ
４１…Ｏリング
４３…電機子軸
５０…サスペンション機構
５８…モータ保持カップ
６８…設置ブラケット
７８…ウェッブ
９４…スペーサ部材
１００…支持棒
１１６…回路板
１３０…弁部材
１３２…工作物接触要素
１３８…シリンダ（本体）
１４４…ピストン
１４６…駆動翼
１４８…シート
１５０…バンパー
１６４…ファン

Claims (8)

1. 駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するために製作され配置される内燃機関式ハンドツールにおける燃焼室ファンのモータ用サスペンション機構において、
   ツールが、燃焼室内の燃焼においてモータの上方向で且つ軸方向のモータの加速、及びピストンがダンパーに達する場合にモータのその後の往復動の軸方向の加速を発生しており、少なくとも一つの加速がツールに関してモータを振動させており、
   サスペンション機構は、該軸方向の加速の発生においてモータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大するように形成される吊り下げ手段を具備しており、
   モータを吊り下げるための前記吊り下げ手段は、前記燃焼室の前記シリンダヘッドに弾性的に固定されるヘッド設置ブラケットを具備しており、
   前記サスペンション機構は、前記ヘッド設置ブラケットを前記シリンダヘッドに取り付けるための複数の取り付け点を更に具備しており、各前記取り付け点が少なくとも一つの弾性的スペーサ部材を具備する、
   サスペンション機構。
2. 該吊り下げ手段は、モータの軸方向の動きが増大するに従い、モータに作用するエネルギの吸収を増大するように形成される請求項１に記載のサスペンション機構。
3. 該少なくとも一つの弾性的スペーサ部材は、モータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大するように形成される請求項１に記載のサスペンション機構。
4. 該弾性的スペーサ部材を係合し更に該ヘッド設置ブラケットの軸方向の動きを停止させるように形成される剛体の設置ブッシングを更に具備する請求項３に記載のサスペンション機構。
5. モータを吊り下げるための該手段は、
   モータを受容するための空間を形成する剛体のモータ保持カップと、
   リングから半径方向に間隔を有していて燃焼室のシリンダヘッドに取り付けるために形成されたヘッド設置ブラケットと、
   該保持リングと該設置ブラケット間に配設された柔軟なウェッブと、
   該設置ブラケットをシリンダヘッドに取り付けるための複数の取り付け点とを具備しており、
   各該取り付け点は、モータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大するように形成された弾性的スペーサ部材を具備する
   請求項１に記載のサスペンション機構。
6. 該モータに作用するエネルギの徐々に増大するような吸収が非線形である請求項１に記載のサスペンション機構。
7. 駆動ブレードを駆動してファースナを工作物へ駆動するために製作され配置される内燃機関式ハンドツールであって、該ツールが、
   シリンダヘッドにより部分的に形成される燃焼室と、
   燃焼室ファンと
   該ファンに接続するモータと、
   該モータに接続していて、該シリンダヘッドに関して該モータの相対的な軸方向の動きを調整するために形成されたサスペンション機構であって、該シリンダヘッドの軸方向の加速の発生において該モータに作用するエネルギの吸収量を徐々に増大するように形成された吊り下げ手段を具備する該サスペンション機構と、
   を具備する内燃機関式ハンドツールにおいて、
   モータを吊り下げるための前記吊り下げ手段は、前記燃焼室の前記シリンダヘッドに弾性的に固定されるヘッド設置ブラケットを具備しており、
   前記サスペンション機構は、前記ヘッド設置ブラケットを前記シリンダヘッドに取り付けるための複数の取り付け点を更に具備しており、各前記取り付け点が少なくとも一つの弾性的スペーサ部材を具備する、内燃機関式ハンドツール。
8. 該モータは鉄製コアモータである請求項７に記載のツール。

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