JP5660366B2 - 燃焼式ねじ締め機 - Google Patents

Description

本発明は燃焼式ねじ締め機に関する。

可燃性ガスの燃焼圧を動力源としてねじを締め付けるねじ締め機が特許文献１に開示されている。特許文献１では、ねじが工作物に接触するまで下降させるための動力源として、燃焼圧によるピストン推力を使用し、ねじの回転側の動力源として電気モータを使用している。この特許文献１に示されるねじ締め機では、ピストンが下死点に到達した後に電気モータでビットを回転させてねじ締付けを行っている。

ＷＯ２００８／０８５４６５号公報

特許文献１に示された構造では、可燃性ガスによる燃焼圧の動力源の他に、ねじの回転側の動力源を電気として電気モータを別途用いている。可燃性ガスを用いるネジ打ち機においては点火プラグ、ガス撹拌ファン用モータの電源を備えるが、上述のようにネジ打ち用のモータを更に備えると消費電力量が大きくなり、容量の小さい電池では頻繁に充電をしなければならなくなり、作業性が悪くなるという欠点があった。容量の大きい電池とすれば充電頻度を減らせるが、電池が大きくなり工具本体の重量が重くなって操作性が悪くなっていた。この種のねじが締め付けられる電気モータ自体が重量物となって工具本体の重量が重くなり、操作性が悪化していた。また、前記に示すドライバビットが下死点に到達してから回転させてねじ締めを行う場合、ねじ締め中のねじ締め込み深さ分だけ、工具本体を移動させる（押し付ける）必要があり、この移動に係る労力は作業者の負担となって疲労を伴う作業となり使い勝手が悪かった。よって本発明は、可燃性ガスのみを使用してねじを締め付けることができる小形軽量の使い勝手の良い燃焼式ねじ締め機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、一端に開口すると共に該開口から他端に向けて穿設され該一端から該他端へと向かう方向を軸方向とする第一シリンダ室と、該第一シリンダ室に平行な第二シリンダ室とが形成されたシリンダと、該シリンダに設けられ、該シリンダの一端側と共に燃料が噴射される燃焼室を画成可能な燃焼室枠と、該第一シリンダ室に設けられ該燃料の燃焼に応じて該一端側から該他端側へと移動する第一ピストンと、該第二シリンダ室に設けられ該燃料の燃焼に応じて該一端側から該他端側へと移動する第二ピストンと、該第一ピストンに該軸方向と平行かつ該軸周りに回転可能に設けられ該第一ピストンから該他端側に向けて延出され、ネジを被打込材に締付けるためのドライバビットと、該ドライバビットに係合し該ドライバビットに回転力を付加する回転付加機構と、該第二ピストンに設けられると共に該回転付加機構と係合し該回転付加機構を動作させるロッドと、該第二ピストンの該一端側から該他端側への移動開始を、該第一ピストンの該一端側から該他端側への移動開始より遅延させる遅延手段と、を備え、該遅延手段は、該第一ピストンの該一端側から該他端側への移動中において該ネジが該被打込材に当接すると、該第二ピストンの該一端側から該他端側への移動を開始させることを特徴とする燃焼式ねじ締め機を提供する。

このような構成によると、ねじ締めの動力もガス等の燃料を用いることができ、新たな動力源を備えることが無く重量化を抑制することができる。また第一ピストンより第二ピストンの動作開始が遅いため、第一ピストンによるネジの工作物への押し付けが行われた後に初めてネジが回転し始めるようにすることができる。これにより、確実にネジが工作物にねじ込まれて作業性がよくなり、工作物の表面からネジ山が浮く等のねじの締め付け不足の発生が抑制される。ネジの締め付け不足が抑制されることにより、ネジ打ち機本体を工作物に更に押し付ける作業が抑制され、作業者に負担が掛かることが無く、作業性をよくすることができる。

上記構成の燃焼式ねじ締め機において、該燃焼室は一室構造であり、該第一シリンダ室と該第二シリンダ室とは該一室に連通していることが好ましい。

このような構成によると、燃焼室をそれぞれのシリンダに応じて備える必要がないため、ネジ打ち機の構成要素を減じることができ、小型化を図ることができる。

また該遅延手段は、該軸方向と交差する方向を突出・待避方向とするアクチュエータであり、該アクチュエータは、該ロッドが該一端側から該他端側へと移動する軌跡上に突出可能に構成されると共に、該第一ピストンの該移動開始より遅延して該軌跡上から待避することが好ましい。

また該遅延手段は、該第一シリンダ室内に突出可能な第一アーム及び該ロッドの軌跡上に突出可能な第二アームを備えて該シリンダに該軸方向と直交する軸で回動可能に装着されたストッパと、該ストッパと該シリンダとの間に介在する弾性体とであり、該ストッパは、該第一アームが該第一シリンダ室に突出した状態で該第二アームが該ロッドの軌跡上に突出する突出位置と、該第一アームが該第一シリンダ室から待避した状態で該第二アームが該ロッドの軌跡上から待避する待避位置との間で回動可能であると共に、該第一ピストンが該一端側から該他端側へと所定距離移動した状態で該第一アームが該第一ピストンと当接し該第一シリンダ室から待避する位置に配置され、該弾性体は、該シリンダに対して該ストッパを該待避位置から該突出位置に向けて付勢してもよい。

また該遅延手段は、該シリンダには、該第一シリンダ室と該第二シリンダ室とを連通する流路であり、該流路は、該第一シリンダ室に開口する第一開口と該第二シリンダ室に開口する第二開口とを有し、該第一開口は該第一ピストンが所定距離移動した後に該第一ピストンより軸方向一端側に位置するように配置され、該第二開口は該第二ピストンより軸方向一端側に位置するように配置され、該第二シリンダ室は、該流路を介してのみ該燃焼室と連通可能に構成されていてもよい。

本発明の燃焼式ねじ締め機によれば、小形軽量であり、かつ使い勝手がよくなる。

本発明の第一の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機の側面断面図。 図１のII-II線に沿った断面図。 本発明の第一の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機のねじを打ち込んだ状態でのソレノイド周辺を示す部分断面図。 本発明の第一の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機のタイムチャート。 本発明の第二の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機の側面断面図。 本発明の第二の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機のねじを打ち込んだ状態でのストッパ周辺を示す側面断面図。 本発明の第三の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機の側面断面図。

以下、本発明の第一の実施の形態に係る燃焼式ねじ締め機について図１乃至図４に基づき説明する。燃焼式ねじ締め機であるねじ締め機１は、ハウジング２と、ハンドル３と、射出部に相当するノーズ部４と、マガジン５とを備えており、ネジ１Ａにより下地上に石膏ボードを施工している。なお、ノーズ部４からハウジング２に向かう一端側方向を上方向と定義して上下方向を定義する。

ハウジング２は、主ハウジング２１と、ボンべ収容部２２と、ヘッドカバー２３とから構成されている。主ハウジング２１内には、シリンダ７と、燃焼室枠８と、シリンダヘッド９と、運動変換機構６とが設けられている。

シリンダ７は、略筒状に構成されており、それぞれ上端に開口すると共に上下方向と直交する断面が円形を成す第一シリンダ室７ａ、第二シリンダ室７ｂが上下方向と平行に穿設されて画成されている。第一シリンダ室７ａの体積は、第二シリンダ室７ｂの体積よりも大きい。シリンダ７において第一シリンダ室７ａを画成する部分の下端部には孔７ｃが形成され、第二シリンダ室７ｂを画成する部分の下端部には孔７ｄが形成されている。第一シリンダ室７ａは孔７ｃを介して外部と連通しており、後述のドライバビット７２が孔７ｃに挿通されている。第二シリンダ室７ｂは孔７ｄを介して外部と連通しており、後述のロッド７６が孔７ｄに挿通されている。シリンダ７の上部（一端側）には燃焼室枠８の内周面８Ａと接触するシール部７Ａが設けられている。またシリンダ７の下部には燃焼室枠８を下死点側に付勢する図示せぬバネが設けられている。

第一シリンダ室７ａには、第一ピストン７１と、ドライバビット７２と、支持部材７３と、第一バンパ７４とが配置されている。第一ピストン７１が上死点に位置するときに、第一ピストン７１はその上端がシリンダ７の上端面近傍に位置するように配置されている。第一ピストン７１は略円板状に形成されており、複数のシール材を介して第一シリンダ室７ａを画成するシリンダ７の内周面に当接して第一シリンダ室７ａ内を上室と下室とに区切っている。

ドライバビット７２は、断面が多角形状（本実施の形態では正六角形）に形成され、上下方向に延びる棒状に形成されている。ドライバビット７２の下端部はネジ１Ａと係合可能に形状化されている。ドライバビット７２は、その上端部が第一ピストン７１下面に接続されると共に支持部材７３によってドライバビット７２の軸心周りに回転可能に支承され、その下端部が孔７ｃを貫通して第一シリンダ室７ａの外部に延出している。またドライバビット７２は、ピストン７１が下死点近傍位置に移動した状態で、ネジ１Ａと当接してネジ１Ａを被打込材Ｐに打ち込める程度の長さになるように構成されている。

第一バンパ７４は、第一シリンダ室７ａの底部に位置している。第一バンパ７４は、ゴム等の弾性材料によって構成され、第一ピストン７１が下方に移動した場合に、第一ピストン７１と孔７ｃ周辺の壁部とが直接接触することを抑制し、後述のネジ１Ａを打ち込んだ際に第一ピストン７１の衝撃を吸収している。第一バンパ７４に第一ピストン７１が当接する位置を第一ピストン７１の下死点と規定する。

第二シリンダ室７ｂには、第二ピストン７５と、ロッド７６と、第二バンパ７７とが配置されている。第二ピストン７５はその上端がシリンダ７の上端面近傍に位置するように配置されている。この位置が第二ピストン７５の上死点となる。第二ピストン７５の上面の面積は第一ピストン７１の上面の面積に比べて小さい。この面積に比によって、ネジ１Ａを下方に打込む力とネジ１Ａを回転させる力の比を適切に設定することができる。本実施の形態においては、第一ピストン７１の上面の面積を大きくすることで、ネジを下方に打込む力を大きくしている。第二ピストン７５は略円板状に形成されており、複数のシール材を介して第二シリンダ室７ｂを画成するシリンダ７の内周面に当接して第二シリンダ室７ｂ内空間を上室と下室とに区切っている。

ロッド７６は、その下端部から上方に向けてラック７６Ａが所定長さ形成され、上端部が第二ピストン７５の下面に接続されている。ロッド７６の下部は、孔７ｄを貫通して第二シリンダ室７ｂの外部に延出している。ラック７６Ａは、第二ピストン７５が上死点に位置している状態で、その下端が運動変換機構６と噛合するように構成されている。またロッド７６において、第二ピストン７５が上死点に位置している状態で、孔７ｄから第二シリンダ室７ｂ外に出ている部分には、図２及び図３に示されるように、切欠き７６ａが形成されている。

第二バンパ７７は、第二シリンダ室７ｂの底部に配置されている。第二バンパ７７はゴム等の弾性材により構成され、第二ピストン７５が下方に移動した場合に、第二ピストン７５と孔７ｄ周辺の壁部とが直接接触することを抑制し、ネジ１Ａを打ち込んだ際の第二ピストン７５の衝撃を吸収している。第二バンパ７７に第二ピストン７５が当接する第二ピストン７５の位置を第二ピストン７５の下死点と規定する。

シリンダ７には、第一シリンダ室７ａの下部において、第一シリンダ室７ａと外部とを連通させる排気穴７ｅが形成されている。排気穴７ｅは、主ハウジング２１に形成される図示せぬ排気口と連通する。また排気穴７ｅには、第一シリンダ室７ａから外部へ向かう方向にのみ排気を流通させる図示せぬ排気逆止弁が設けられている。さらに、排気穴７ｅを覆うように図示せぬ排気カバーが設けられている。

またシリンダ７において、第二シリンダ室７ｂの下側位置には、アクチュエータであるソレノイド７８が設けられている。ソレノイド７８は、突出・退避するプランジャ７８Ａを有している。プランジャ７８Ａは、図２及び図３に示されるように、突出した状態でロッド７６の上下動の軌跡上に位置して切欠き７６ａに掛止され、ロッド７６の下死点側への移動を妨げている。退避した状態においてプランジャ７８Ａは、ロッド７６の上下動の軌跡から離間した状態を保つことができる。

燃焼室枠８は、両端が開口した円筒状に構成されており、その円筒内にシリンダ７が配置された状態でシリンダ７に対して上下動可能にシリンダ７の上端側に配置されている。燃焼室枠８の下部には後述のプッシュレバー４１と接続される図示せぬ連結部材が一体に接続されている。燃焼室枠８及び図示せぬ連結部材は、図示せぬバネによりシリンダ７に対して下側へ付勢されている。燃焼室枠８の内周面８Ａは、燃焼室枠８が図示せぬバネの付勢力に抗して上昇した場合に、その内周面８Ａ全体に亘ってシール部７Ａと当接するように構成されている。燃焼室枠８が上昇した場合は、燃焼室枠８の内周面８Ａとシール部７Ａとの当接部分において気密性が保たれる。

シリンダヘッド９は、燃焼室枠８の上方に配置されて主ハウジング２１に固定されている。シリンダヘッド９の下面部分には、燃焼室枠８の上端部と当接するシール部９Ａが設けられており、シール部９Ａと燃焼室枠８の上端部内周面とが密着することにより燃焼室１ａが形成される。具体的には、燃焼室枠８が上方へ移動して燃焼室枠８の上端部内周面とシール部９Ａとが密着する時、第一ピストン７１の上面と、第二ピストン７５の上面と、シリンダ７の上面（一端側）と、燃焼室枠８と、シリンダヘッド９の下面とで燃焼室１ａが画成される。燃焼室１ａは、シール部９Ａと燃焼室枠８の上端部内周面との密着及びシール部７Ａと燃焼室枠８との密着により気密性が保たれている。

またシリンダヘッド９には、ファンモータ９１と、点火プラグ９２とが設けられており、後述のガスボンベ１Ｂから供給される可燃性ガスを燃焼室１ａ内に導入する燃料流路９ａが形成されている。ファンモータ９１は、回転軸が上下方向と平行となるようにかつその先端が燃焼室１ａ内に突出するように配置されており、シリンダヘッド９に保持されている。ファンモータ９１は、図示せぬヘッドスイッチがオンになったとき、回転駆動を開始する。図示せぬヘッドスイッチは、主ハウジング２１内に設けられており、後述のプッシュレバー４１が被打込材Ｐに押し付けられ所定位置まで上昇したとき、即ち燃焼室枠８がシール部９Ａと当接して燃焼室１ａを画成した時にオンとなり、燃焼室枠８がストローク上端にあることを検出する。

ファンモータ９１の回転軸の下方にはファン９３が設けられており、ファン９３は燃焼室内に配置されている。燃焼室枠８がシリンダヘッド９と当接する位置にあるときに、ファン９３が回転することにより、空気と可燃性ガスとを攪拌混合させ、点火後に乱流燃焼を生じさせて燃焼を促進させるとともに、可燃性ガスが燃焼した排ガスを燃焼室内から好適に排出する。

点火プラグ９２は、燃焼室１ａの上部に位置するように配置されている。よって燃焼室１ａ内に供給された可燃性ガスに点火することが可能となっている。

運動変換機構６は、シリンダ７の下方に設けられており、第一傘歯車部６１と第二傘歯車部６２とから構成されている。第一傘歯車部６１は上下方向と直交する方向を軸方向とする軸周りで回転可能に主ハウジング２１に回転可能に支承され、軸方向一端側に第一傘歯車６１Ａを有し、軸方向他端側にピニオン６１Ｂを有している。第一傘歯車６１Ａは第二傘歯車部６２と噛合し、ピニオン６１Ｂはラック７６Ａと噛合している。ピニオン６１Ｂとラック７６Ａが噛合することにより、ロッド７６の直線運動を第一傘歯車部６１の回転運動に変換することができる。

第二傘歯車部６２は、第一傘歯車部６１に沿うと共に、ドライバビット７２の上下動の軌跡上に配置され、上下方向を回転軸として回転可能にノーズ部４に支承されている。第二傘歯車部６２は、第一傘歯車部６１に噛合する第二傘歯車６２Ａを有している。第二傘歯車部６２の回転中心には、その断面がドライバビット７２の外形と略等しい多角形状（本実施の形態では正六角形）の孔６２ａが形成されており、ドライバビット７２は第二傘歯車部６２に対して上下動のみ可能に孔６２ａに挿通されている。このような構成により、ドライバビット７２と第二傘歯車部６２とは同軸的に回転する。

上述のようにロッド７６が上下方向に移動することにより、ピニオン６１Ｂがラック７６Ａと噛合して第一傘歯車部６１が回転するので、第一傘歯車部６１に噛合している第二傘歯車部６２にもその回転が伝達される。これにより、第二傘歯車部６２の中心に同軸一体回転するように挿通されているドライバビット７２にも回転が伝達される。

ヘッドカバー２３は、シリンダヘッド９の上方であって主ハウジング２１の上端に設けられている。ヘッドカバー２３には、複数の吸気孔２３ａが形成されており、この吸気孔２３ａによって新鮮な空気を燃焼室１ａ内に取り込むことができる。

ボンべ収容部２２は、主ハウジング２１の側部に上下方向に沿って併設されており、その内部にガスボンベ１Ｂを有している。ガスボンベ１Ｂは内部に可燃性ガスを貯留しており、プッシュレバー４１の移動に伴ってシリンダヘッド９方向に傾斜可能であるように構成されている。またガスボンベ１Ｂは、その先端が燃料流路９ａに接続されており、ガスボンベ１Ｂが主ハウジング２１側に付勢された時に可燃性ガスを燃料流路９ａ内に一定量噴出している。

ハンドル３は、ボンベ収容部２２から反主ハウジング２１側に向かって延びており、トリガスイッチ３１と、電池３３が着脱自在に収容される電池収容部３２とを備えている。トリガスイッチ３１は、引かれることにより、シリンダヘッド９に設けられた点火プラグ９２に通電し、燃焼室１ａ内の混合ガスに点火するスイッチである。

ハンドル３の下方には、マガジン５が設けられている。マガジン５は上下方向と直交すると共にハンドル３と同じ方向に延び、その内部には複数のネジ１Ａが装填されている。マガジン５の内部は後述のノーズ部４の射出通路４ａと連通している。マガジン５内には、複数のネジ１Ａを射出通路４ａに向けて付勢するフィーダ５１が設けられている。マガジン５の背面側には、制御部３５が設けられている。制御部３５はタイマ等を内蔵しており、ソレノイド７８と、トリガスイッチ３１及び図示せぬヘッドスイッチとに接続され、これらのスイッチのＯＮ動作に応じて、所定時間経過後にソレノイド７８を動作されている。

主ハウジング２１の下方であってシリンダ７の下側には、被打込材Ｐに対向するノーズ部４が設けられている。ノーズ部４にはプッシュレバー４１が上下動可能に装着されている。またノーズ部４には上下方向に貫通する射出通路４ａが形成されており、この射出通路４ａ内にネジ１Ａが配置されると共に下死点側に移動したドライバビット７２が挿入される。

プッシュレバー４１は、被打込材Ｐに当接する当接部４１Ａを有しており、図示せぬバネによってシリンダ７に対して下向きに付勢され、図示せぬ連結部材によって燃焼室枠８に接続されている。

次に、ねじ締め機１の動作について図４に示されるタイムチャートに基づき説明する。図１に示される非動作状態において、燃焼室枠８は図示せぬ連結部材を介してプッシュレバー４１に接続されているので、燃焼室枠８の上端はシリンダヘッド９から離間している。このときに、燃焼室枠８の上端部とシリンダヘッド９との間に通気孔が形成される。また、第一ピストン７１及び第二ピストン７５は上死点に位置している。プッシュレバー４１は、図示せぬスプリングによって下方に付勢されノーズ部４から下方に突出している。またプランジャ７８Ａが切欠き７６ａに掛止されており、これにより第二ピストン７５が下死点側へ移動不能になっている。

この状態でハンドル３を把持し、プッシュレバー４１を被打込材Ｐに押付けると、図示せぬ連結部材を介してプッシュレバー４１と連接した燃焼室枠８が上昇し、Ｔ＝Ｔ０において図示せぬヘッドスイッチがオン動作する。また燃焼室枠８の上端がシリンダヘッド９に当接することにより、燃焼室１ａが密封された状態で画成される。プッシュレバー４１の移動に伴ってガスボンベ１Ｂがシリンダヘッド９の方向に傾斜することにより、燃焼室１ａ内に可燃性液化ガスが燃料流路９ａを通して一回だけ噴射される。

図示せぬヘッドスイッチがオンとなってファンモータ９１に電力が供給され、ファン９３の回転が開始する。これにより、噴射された可燃性ガスが燃焼室１ａ内の空気と攪拌混合される。

Ｔ＝Ｔ１においてトリガスイッチ３１をオンにすると、燃焼室１ａ内にある点火プラグ９２がスパークし、混合ガスに着火して燃焼・膨張する。この燃焼・膨張した混合ガスはＴ＝Ｔ２から第一ピストン７１をドライバビット７２と共に下死点に向けて移動させる。第二ピストン７５については、Ｔ＝Ｔ２の時点ではソレノイド７８により下死点側への移動が抑制されている。

ソレノイド７８には、制御部３５により、図示せぬヘッドスイッチがオン動作しかつトリガスイッチ３１がオン動作した時から所定時間（ｔ３１）経過後に通電され、プランジャ７８Ａがロッド７６の軌跡上から退避する。この所定時間（ｔ３１）は、点火プラグ９２がオン動作した後に第一ピストン７１が動き始める時間（Ｔ２−Ｔ１）と、第一ピストン７１が動き始めてからドライバビット７２が射出通路４１ａ内にあるネジ１Ａの頭に当接し更にネジ１Ａを押し下げて被打込材Ｐにネジ１Ａのネジ先が当接するまでの時間（第一ピストン７１が上死点から下死点近傍位置まで移動するのに掛かる時間：ｔ３２）とを足した時間を実験的に求めた時間である。

プランジャ７８Ａがロッド７６の軌跡上から退避することにより、第二ピストン７５及びロッド７６が下死点に向けて移動し始める。ラック７６Ａと運動変換機構６のピニオン６１Ｂとは、ロッド７６が上死点にある状態で噛合しているため、第二ピストン７５及びロッド７６の下死点への移動開始と共に運動変換機構６を動作させることができる。

このようなタイミングで第二ピストン７５を動作させることにより、被打込材Ｐにネジ１Ａのネジ先が当接すると同時に運動変換機構６を動作させ、ドライバビット７２を回転させることができる。即ちネジ１Ａが被打込材Ｐと当接するまでは、ドライバビット７２が回転することはなく、ネジ１Ａが被打込材Ｐと当接して初めてドライバビット７２に回転力が付加される。

運動変換機構６の回転量（回転数）は、ピニオン６１Ｂに対するラック７６Ａの移動量（第二ピストン７５の上死点から下死点までの移動量）に基づいているが、この移動量には限りがあるため、運動変換機構６の回転数にも限りがある。よって運動変換機構６の回転開始時期（第二ピストン７５の移動開始時期）を、回転が必要になるネジ１Ａの被打込材Ｐと当接する時期と一致させることにより、第二ピストン７５の移動量を洩れなくネジ１Ａの締め付けに係る回転量に変換することができ、ネジ１Ａの頭まで被打込材Ｐに好適にねじ込むことができる。

シリンダ７内部及び燃焼室１ａ内部に残った燃焼ガスは、燃焼後であるため高温であり、その燃焼熱がシリンダ７の内壁、燃焼室枠８の内壁から吸収され、シリンダ７は高温になる。この吸収された熱は、シリンダ７及び燃焼室枠８の外壁表面から大気中に放散される。

第一シリンダ室７ａでは、シリンダ７に燃焼ガスの燃焼熱が吸収されることにより燃焼ガスが急冷され、燃焼ガスの体積が減少して第一シリンダ室７ａの上室の圧力が低下し、大気圧以下になる熱真空の状態となり、第一ピストン７１が初期の上死点位置に引き戻される。第二シリンダ室７ｂ内においても同様に第二ピストン７５が初期の上死点位置に引き戻される。

そしてソレノイド７８が退避する動作を行ってからＴ＝ｔ５３経過後に、更にソレノイド７８に通電し、プランジャ７８Ａを突出するように移動させる。このソレノイド７８においてプランジャ７８Ａを突出させる動作に係る時間（ｔ５３）は、第一ピストン７１及び第二ピストン７５がそれぞれ初期位置に戻るのに必要な時間を予め実験等により算出しておき、ソレノイド７８が退避動作を行ってから、第二ピストン７５等が初期位置に戻るまでの時間より長くなるよう設定された時間である。このようにソレノイド７８を動作させることにより、上死点に戻ったロッド７６にプランジャ７８Ａが再び掛止され、第二ピストン７５が下死点側へと移動することを再度抑制することができる。

その後、トリガスイッチ３１をオフし、ねじ締め機１全体を持ち上げ、プッシュレバー４１を被打込材Ｐから離すと、プッシュレバー４１と燃焼室枠８が図示せぬスプリングの付勢により図１に示す位置へ戻る。

なお、トリガスイッチ３１をオフした後、所定時間経過後にヘッドスイッチが切れるが、ファン９３は一定時間回転し続けている。このとき燃焼室枠８の上方の図示せぬ通気孔を通じて、ファン９３により空気の流れを発生させることで吸気孔２３ａから新鮮な空気を取り込み、主ハウジング２１の図示せぬ排気口から燃焼後の空気を吐き出すことで、燃焼室１ａ内の空気を掃気する。その後ファン９３が停止し初期の非作動状態となる。また射出通路４ａ内には、ドライバビット７２が上死点側へと移動することにより、自動的にフィーダ５１により新たなネジ１Ａが供給されている。非作動状態になった後、上記過程を再度繰り返すことにより、順次ネジ１Ａを打ち込むことができる。

このような構成のねじ締め機１によると、ねじ締めの動力もガスを用いているため、ネジ締め用の新たな動力源を備えることが無く、ねじ締め機１の重量増加を抑制することができる。また第一ピストン７１より第二ピストン７５の動作開始が遅いため、第一ピストン７１によるネジ１Ａの被打込材Ｐへの押し付けが行われた後に初めてネジ１Ａが回転し始めている。これにより、確実にネジ１Ａが被打込材Ｐにねじ込まれるので、作業性がよくなり、被打込材Ｐの表面からネジ１Ａの頭が浮く等のネジ１Ａの締め付け不足の発生が抑制される。ネジ１Ａの締め付け不足が抑制されることにより、ねじ締め機１本体を被打込材Ｐに更に押し付ける作業を行う必要が無くなり、作業者に負担が掛かることが無く、作業性をよくすることができる。また一の燃焼室１ａで第一ピストン７１及び第二ピストン７５を駆動しているため、第一シリンダ室７ａ、第二シリンダ室７ｂのそれぞれに専用の燃焼室を宛がう必要がない。これによりねじ締め機１の構成要素が増加することを抑制することができ、重量増加を抑制することができる。

次に本発明の第二の実施の形態に係るねじ締め機について図５及び図６に基づき説明する。図５に示されるねじ締め機１０１は、シリンダ７に形成された孔１０７ａ、ストッパ１７８及びバネ１７９に係る構成以外は、概ね第一の実施の形態に係るねじ締め機１と同じである。よって差異点のみ説明する。

シリンダ７において、第一シリンダ室７ａを画成する壁には、孔１０７ａが形成されている。この孔１０７ａの位置は、図５及び図６に示されるように第二シリンダ室７ｂ側であり、かつ図６に示されるように第一ピストン７１が下死点近傍位置まで下がった状態で初めて第一ピストン７１に重なると共に第一ピストン７１が下死点に移動した状態で少なくとも第一ピストン７１と第一シリンダ室７ａ内周面との間に位置するシール材よりも下側（下室側）になる位置に形成されている。

ストッパ１７８は、第一アーム１７８Ａと第二アーム１７８Ｂとから略くの字型に形成されており、第一アーム１７８Ａと第二アーム１７８Ｂとの接合部分を通り第一アーム１７８Ａと第二アーム１７８Ｂとが延出される方向と直交する中心軸部１７８Ｃでシリンダ７に回動可能に固定されている。この中心軸部１７８Ｃは、その軸方向が上下方向と直交する方向に延出されている。図５に示されるように、第一アーム１７８Ａは、その先端が孔１０７ａ内に挿入可能であり、孔１０７ａ内に挿入された状態で第一シリンダ室７ａの内周面から突出可能である。第二アーム１７８Ｂは、第一アーム１７８Ａが孔１０７ａ内に挿入された状態で、その先端がロッド７６の上下動の軌跡上に位置して切欠き７６ａに掛止可能である。この第一アーム１７８Ａが第一シリンダ室７ａから突出する共に第二アーム１７８Ｂが切欠き７６ａと掛止する位置（図５におけるストッパ１７８の位置）を、ストッパ１７８の突出位置と規定する。またストッパ１７８が回動（図５の紙面上で反時計回りに回動）し、第一アーム１７８Ａが第一シリンダ室７ａから退避する共に第二アーム１７８Ｂがロッド７６の上下動の軌跡上から退避する位置を退避位置と規定する。

バネ１７９は、ストッパ１７８とシリンダ７との間に介在する弾性体であり、退避位置から突出位置へと回動する付勢力をストッパ１７８に付加している。

次にねじ締め機１０１の動作について説明する。図５に示される被動作状態においてストッパ１７８は突出位置にある。この状態でプッシュレバー４１を被打込材Ｐに押し付け、トリガスイッチ３１を引くことにより、燃焼室１ａ内で燃焼が行われる。第一ピストン７１は、上下動が規制されていないため、この燃焼と同時に下死点側へと移動する。第二ピストン７５については切欠き７６ａに第二アーム１７８Ｂが掛止されているため、下死点側への移動が抑制され、被動作状態を保っている。図６に示されるように、第一ピストン７１が下死点近傍位置まで移動すると、第一ピストン７１が第一アーム１７８Ａに接触して、第一アーム１７８Ａを第一シリンダ室７ａから押し出し、ストッパ１７８を退避位置へと移動させる。これにより、第二アーム１７８Ｂの切欠き７６ａへの掛止が外れ、第二ピストン７５が下死点側へと移動する。

第二の実施の形態においても第一ピストン７１が下死点近傍位置まで降りた状態（ドライバビット７２がネジ１Ａ頭に当接しネジ１Ａを押し下げて被打込材Ｐにネジ１Ａのネジ先が当接する状態）になって初めて第二ピストン７５が動作しラック７６Ａが動き始めるため、ラック７６Ａの動作と同時にネジ１Ａを締めることができ、第二ピストン７５の運動量を好適にネジ１Ａの回転動作に変更することができる。

第二の実施の形態のねじ締め機１０１によると、第一ピストン７１の移動に基づき、第二ピストン７５の動作を制御しているため、確実に第二ピストンの動作を第一ピストン７１の動作に追従させることができる。また第二ピストン７５の動作に電気的な構造を必要としないため、電池の容量を小さくすることができ、ねじ締め機１０１をより軽量化することができる。

次に本発明の第三の実施の形態に係るねじ締め機について図７に基づき説明する。図７に示されるねじ締め機２０１は、シリンダ７の形状以外は、概ね第一の実施の形態に係るねじ締め機１と同じである。よって差異点のみ説明する。

シリンダ７において、第二シリンダ室７ｂの上端側（燃焼室１ａに臨む側）には、隔壁２７５Ａが装着されており、第二シリンダ室７ｂと燃焼室１ａとが直接連通することを防いでいる。またシリンダ７において第一シリンダ室７ａと第二シリンダ室７ｂとの間には、流路２０７ａが形成されており、流路２０７ａを介して第一シリンダ室７ａと第二シリンダ室７ｂとが連通している。

流路２０７ａには、第一シリンダ室７ａに開口する第一開口と第二シリンダ室７ｂに開口する第二開口とが規定されている。流路２０７ａにおいて第一開口は、第一ピストン７１が上死点から所定距離下死点側に移動した状態で、初めて上室（第一シリンダ室７ａ内空間における第一ピストン７１より燃焼室１ａ側）と連通する位置、具体的には上死点と下死点との中間位置より上死点側の位置に配置されている。第一の実施の形態で説明したように、第一ピストン７１が下死点近傍位置まで下がった状態で、ドライバビット７２がネジ１Ａを被打込材Ｐに押し付けるため、第一ピストン７１がこの第一開口位置を通過した時から、ドライバビット７２がネジ１Ａを被打込材Ｐに押し付ける時まで一定の時間が掛かっている。また流路２０７ａにおいて第二開口は常に第二シリンダ室７ｂの上室（第二ピストン７５と隔壁２７５Ａとの間の空間）と連通する位置に配置されている。

次にねじ締め機２０１の動作について説明する。図７に示される被動作状態から、プッシュレバー４１を被打込材Ｐに押し付けトリガスイッチ３１を引くことにより、燃焼室１ａ内で燃焼が行われる。第一ピストン７１は、上下動が規制されていないため、この燃焼と同時に下死点側へと移動する。第二ピストン７５については隔壁２７５Ａによって燃焼室１ａとの直接の連通は無いため、上死点に留まったままである。

第一ピストン７１が流路２０７ａの第一開口位置まで移動し、流路２０７ａと第一シリンダ室７ａの上室とが連通すると、第一シリンダ室７ａの上室及び流路２０７ａを介して第二シリンダ室７ｂの上室が燃焼室１ａと連通し、第二シリンダ室７ｂの上室の圧力が第二シリンダ室７ｂの下室の圧力より高まって、第二ピストン７５が下死点側へと移動し始める。

第二シリンダ室７ｂは、流路２０７ａのみを介して第一シリンダ室７ａの上室及び燃焼室１ａに連通するが流路２０７ａは、構造上の問題から大径にすることはできない。よって流路２０７ａは小径であり流路２０７ａ内を流れる流体量も少なくなる。流路２０７ａ内を流れる流体量が少なくなることにより、流路２０７ａ内を流れる流体量に起因する第二シリンダ室７ｂの上室の圧力上昇も小さくなり、これに応じて第二ピストン７５の下死点への移動開始時の速度も遅くなる。

しかし、流路２０７ａが燃焼室１ａと連通した時（第一ピストン７１が第一開口位置を通過した時）からドライバビット７２がネジ１Ａを被打込材Ｐに押し付ける時（第一ピストン７１が下死点近傍位置まで移動した時）まで一定の時間が掛かっているため、この一定の時間内に第二シリンダ室７ｂの上室の圧力を上昇させることができる。よって、第一ピストン７１が第一ピストン７１が下死点近傍位置まで移動した時には第二ピストン７５が好適に下死点側へと移動することができ、ラック７６及び運動変換機構６を動作させて好適にネジ１Ａのねじ締めを行うことができる。

第三の実施の形態のねじ締め機２０１によると、第一ピストン７１の移動に基づき、第二ピストン７５の動作を制御しているため、確実に第二ピストンの動作を第一ピストン７１の動作に追従させることができる。また第二ピストン７５の動作の制御をシリンダ室の圧力制御のみによって行うことができる。よって第二ピストン７５の動作制御に係る構成部品を必要とせず、より軽量化を図ることができる。

尚、上述の第一乃至第三の実施の形態では、ピストンを駆動するのに燃焼ガスの圧力上昇を用いる燃焼式ねじ締め機について説明したが、これに限らず、圧縮空気を用いて圧縮空気の圧力によりピストンを駆動する空気式のねじ締め機においても適用可能である。

１・・ねじ締め機 １Ａ・・ネジ １Ｂ・・ガスボンベ １ａ・・燃焼室
２・・ハウジング ３・・ハンドル ４・・ノーズ部 ４ａ・・射出通路
５・・マガジン ６・・運動変換機構 ７・・シリンダ ７Ａ・・シール部
７ａ・・第一シリンダ室 ７ｂ・・第二シリンダ室 ７ｃ・・孔 ７ｄ・・孔
７ｅ・・排気穴 ８・・燃焼室枠 ８Ａ・・内周面 ９・・シリンダヘッド
９Ａ・・シール部 ９ａ・・燃料流路 ２１・・主ハウジング ２２・・ボンベ収容部
２３・・ヘッドカバー ２３ａ・・吸気孔 ３１・・トリガスイッチ
３２・・電池収容部 ３３・・電池 ３５・・制御部 ４１・・プッシュレバー
４１Ａ・・当接部
４１ａ・・射出通路 ５１・・フィーダ ６１・・第一傘歯車部 ６１Ａ・・第一傘歯車
６１Ｂ・・ピニオン ６２・・第二傘歯車部 ６２Ａ・・第二傘歯車 ６２ａ・・孔
７１・・第一ピストン ７２・・ドライバビット ７３・・支持部材
７４・・第一バンパ ７５・・第二ピストン ７６・・ロッド ７６Ａ・・ラック
７７・・第二バンパ ７８・・ソレノイド ７８Ａ・・プランジャ
９１・・ファンモータ ９２・・点火プラグ ９３・・ファン

Claims (5)

1. 一端に開口すると共に該開口から他端に向けて穿設され該一端から該他端へと向かう方向を軸方向とする第一シリンダ室と、該第一シリンダ室に平行な第二シリンダ室とが形成されたシリンダと、
   該シリンダに設けられ、該シリンダの一端側と共に燃料が噴射される燃焼室を画成可能な燃焼室枠と、
   該第一シリンダ室に設けられ該燃料の燃焼に応じて該一端側から該他端側へと移動する第一ピストンと、
   該第二シリンダ室に設けられ該燃料の燃焼に応じて該一端側から該他端側へと移動する第二ピストンと、
   該第一ピストンに該軸方向と平行かつ該軸周りに回転可能に設けられ該第一ピストンから該他端側に向けて延出され、ネジを被打込材に締付けるためのドライバビットと、
   該ドライバビットに係合し該ドライバビットに回転力を付加する回転付加機構と、
   該第二ピストンに設けられると共に該回転付加機構と係合し該回転付加機構を動作させるロッドと、
   該第二ピストンの該一端側から該他端側への移動開始を、該第一ピストンの該一端側から該他端側への移動開始より遅延させる遅延手段と、を備え、
   該遅延手段は、該第一ピストンの該一端側から該他端側への移動中において該ネジが該被打込材に当接すると、該第二ピストンの該一端側から該他端側への移動を開始させることを特徴とする燃焼式ねじ締め機。
2. 該燃焼室は一室構造であり、
   該第一シリンダ室と該第二シリンダ室とは該一室に連通していることを特徴とする請求項１に記載の燃焼式ねじ締め機。
3. 該遅延手段は、該軸方向と交差する方向を突出・待避方向とするアクチュエータであり、
   該アクチュエータは、該ロッドが該一端側から該他端側へと移動する軌跡上に突出可能に構成されると共に、該第一ピストンの該移動開始より遅延して該軌跡上から待避することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の燃焼式ねじ締め機。
4. 該遅延手段は、該第一シリンダ室内に突出可能な第一アーム及び該ロッドの軌跡上に突出可能な第二アームを備えて該シリンダに該軸方向と直交する軸で回動可能に装着されたストッパと、該ストッパと該シリンダとの間に介在する弾性体とであり、
   該ストッパは、該第一アームが該第一シリンダ室に突出した状態で該第二アームが該ロッドの軌跡上に突出する突出位置と、該第一アームが該第一シリンダ室から待避した状態で該第二アームが該ロッドの軌跡上から待避する待避位置との間で回動可能であると共に、該第一ピストンが該一端側から該他端側へと所定距離移動した状態で該第一アームが該第一ピストンと当接し該第一シリンダ室から待避する位置に配置され、
   該弾性体は、該シリンダに対して該ストッパを該待避位置から該突出位置に向けて付勢することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の燃焼式ねじ締め機。
5. 該遅延手段は、該シリンダには、該第一シリンダ室と該第二シリンダ室とを連通する流路であり、
   該流路は、該第一シリンダ室に開口する第一開口と該第二シリンダ室に開口する第二開口とを有し、該第一開口は該第一ピストンが所定距離移動した後に該第一ピストンより軸方向一端側に位置するように配置され、該第二開口は該第二ピストンより軸方向一端側に位置するように配置され、
   該第二シリンダ室は、該流路を介してのみ該燃焼室と連通可能に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の燃焼式ねじ締め機。

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