JP6298900B2 - 発射薬式打込装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段部分に記載の打込装置に関する。

従来技術として、発射薬を用いた手持ち式打込装置が知られており、この装置では、発射薬に点火した後、発生する燃焼ガスが燃焼室内で膨張する。これにより、エネルギ伝達手段であるピストンが加速され、留め具を作業対象物に打ち込む。

特許文献１は、発射薬式の打込装置を開示するものであって、この打込装置では、穿孔ディスクによって、燃焼室が上部燃焼室と下部燃焼室とに分割されている。この打込装置は、デッドスペースの容積を調整可能とすることで、当該装置の打込エネルギを調整できるようになっている。このような目的のため、バルブ形式の移動体の位置を、打込方向軸線に直交する方向に調整できるようになっている。このとき、燃焼室は、移動体が閉鎖状態にあっても、当該燃焼室の側壁に形成された凹所をデッドスペースとして有している。

米国特許第６３２１９６８号明細書

本発明の目的は、必要に応じて、使用する発射薬で得ることが可能な最大限の範囲にわたり、打込エネルギの簡単な調整を可能とする打込装置を提供することにある。

本発明によれば、この目的は、最初に述べたような打込装置に関し、請求項１に特定する特徴によって達成される。中心軸線を周方向で完全に取り囲む部材として移動体を具現化することにより、排出通路による放出を、機械的に安定した状態で、広範な調整範囲をもって実現することが可能となる。また、ピストンガイドは、移動体と操作部との機械的連結部材としての付加的な役割を果たす。

中心軸線を周方向で完全に取り囲む部材は、例えば実質的に円筒状のスリーブであると考えることができる。全般に、ピストン手段は、その移動の少なくとも最初の部分が、移動体内で案内されるのが好ましい。排出通路の調整可能な開放は、その詳細な構成に応じて、軸線方向及び周方向の少なくとも一方における移動体の位置の調整によって行うことが可能である。

本発明における排出通路は、調整用の部材によって調整可能に燃焼室に付加することができる任意の空間であって、付加により拡張される空間によって打込エネルギを調整するためのものである。この排出通路は、外部空間と連通しているのが好ましいが、必須ではない。これに代え、或いはこれに加え、排出通路は、外部空間と連通しないデッドスペースとしてもよい。

本発明における打込エネルギは、特定の発射薬によって特定の留め具に付与される運動エネルギと考えることができる。これらの条件が定められれば、アクチュエータを用い、結果として得られる留め具の運動エネルギを調整することが可能となる。

本発明におけるピストン手段は、発射薬の点火によって運動エネルギが付与される任意の手段であって、この運動エネルギは、最終的に留め具に伝達される。多くの場合、ピストン手段は円柱状のピストンにより具現化される。燃焼室側のピストンの端面には、燃焼ガスの攪拌及び均一な膨張を促進する凹部またはそれ以外の構造を設けるようにしてもよい。

本発明における中心軸線は、留め具の移動方向に少なくとも平行な軸線であって、燃焼室の中心を通る軸線である。中心軸線は、燃焼室の中心及び留め具の中心の両方を通るのが好ましい。

全般に、本発明における留め具は、例えば、釘、ボルト、またはネジなどといった、打ち込み可能な任意の固定部材と考えることができる。

本発明の好ましい態様において、移動体は、中心軸線周りに回転することにより、排出通路の断面を調整可能である。この場合、移動体は、規制ガイド機構内に支持され、中心軸線周りに回転することにより、中心軸線に沿う方向の移動を生じるようにするのが特に好ましい。このようにして、軸線方向の位置調整を特に精度良く行うことが可能となる。より具体的な態様として、規制ガイド機構は、多条ネジ山、リンク機構、またはスライド機構からなるのが好ましい。従って、例えば、機械的な保持ガイドと、大きな間隔のネジ山とを組み合わせて用いることが可能である。

全般に、移動体は、燃焼室の一部を形成する円筒状の内壁を有するのが好ましい。このような構成において、移動体は、ピストン手段の移動の最初の部分において、当該ピストン手段を案内する役割も有する。

打込エネルギの簡単で直感的な調整を可能とするため、アクチュエータは、中心軸線周りに回転可能な操作部を有する。この操作部は、例えば、特に好ましい例である回転スリーブや、回転ノブなどのような、手動調整に適合する任意の手段とすることができる。

操作部を中心軸線周りに回転可能とすることにより、調整作業が単純になると共に、調整量を効果的に視認することが可能となる。更に、このような構成により、例えば、作業手袋を着用した状態などの好ましくない状況においても、調査作業を容易に行うことが可能となる。

全般に、操作部は、中心軸線を取り囲む環状のスリーブで形成されるのが好ましい。打込エネルギを調整するため、このスリーブは、複数の異なる位置まで回転可能とし、少なくとも２つの異なる位置が、２つの異なる打込エネルギと関連付けられるようにしてもよい。好ましい操作として、このスリーブは、ラッチ機構を用い、少なくとも１つの特定位置に保持されるようにしてもよい。このような特定位置は、メンテナンス用の位置、または打込エネルギの調整用の位置とすることができる。

本発明による操作部、特に上述したようなスリーブは、打込装置の使い勝手を最適化するため、打込装置の手持ちハンドルより前側となる前方領域に設けるようにしてもよい。この場合、操作部を適切な配置及び形状とすることにより、ハンドドリル装置やコードレスドライバの公知の操作部に類似した利点を得ることができる。本発明では、これらの装置の操作部を、例えばトルク調節や、インパクトドリルにおけるネジ締め作動から打込作動への切り換えとは異なる目的に適用する。

本発明では、中心軸線周りの操作部の回転が、中心軸線に実質的に直交する方向への操作部の操作を意味する。本発明では、操作部の移動線、即ち軌跡が、操作部と中心軸線との距離より小さくなることはないのが好ましい半径を有した曲線となる。この回転は、中心軸線周りの回転であるのが好ましいが、必須ではない。

操作部及び移動体は、回転方向で互いに固定されるように連結されることにより、操作部の回転と共に、打込エネルギの調整のための移動体の回転及び位置調整が行われるようにするのが好ましい。

全般に、移動体は、中心軸線を取り囲むカラーを有するのが好ましく、このカラーは、燃焼室ハウジングの内周面に重なり合うようにして係合しており、このカラーと燃焼室ハウジングとの間で軸線方向に延設される空洞によって排出通路の少なくとも一部が形成される。従って、このような重なり合いにより、ガス圧が上昇した場合においても、高い気密性を得ることができる。また、排出通路と燃焼室とは、燃焼室の発射薬側の端部の直近で調整可能に連通するので、広い範囲にわたって打込エネルギの調整が可能となる。

本発明の更なる特徴及び利点は、従属請求項のみならず、実施形態からも得ることができる。本発明の好ましい実施形態について、添付の図面を用い、以下に詳細に説明する。

本発明に係る打込装置の全体を示す斜視図である。 図１の打込装置の詳細を示す斜視図である。 ピストンガイドの後方領域における、中心軸線に沿う方向の、図１の打込装置の断面を示す斜視図である。 ピストンガイドの前方領域における、中心軸線に沿う方向の、図１の打込装置の断面を示す斜視図である。 打込エネルギを低減させた調整状態にある、図３のピストンガイドの領域の詳細図である。 最大の打込エネルギとする調整状態にある、図５のピストンガイドの領域の詳細図である。 ピストンガイドの後方領域における、中心軸線に直交する方向の、図１の打込装置の断面を示す斜視図である。 ピストン手段を取り外した状態で、図７よりもわずかに後方側の断面を示す斜視図である。 図１の打込装置の移動体を示す斜視図である。 ピストンガイドに組み付けた状態の、図９の移動体を示す斜視図である。

本発明に係る打込装置は、ピストン２によって構成されたピストン手段を収容する手持ち式のハウジング１を備える。ピストン２の端面２ａによって燃焼室３が画定され、この燃焼室３の中で、発射薬の燃焼ガスが膨張してピストン２を加速する。

運動エネルギが付与されたピストン２は、端部のプランジャを留め具（図示せず）に打ち当て、これにより留め具が作業対象物に打ち込まれることになる。留め具は、モジュールまたはマガジン（図示せず）内に収容し、打込装置の前方保持部１ａ内に交換可能に取り付けるようにしてもよい。

発射薬は、金属の板材で形成されたカートリッジ４ａに収容されている。このカートリッジ４ａは着発信管を有しており、点火の前に、帯状のマガジンを用い、対応する装填機構によってカートリッジ保持部４内に装填される。カートリッジ４ａ及びカートリッジ保持部４は、それぞれ中心軸線Ａを中心に回転対称の形状となっている。本実施形態では、中心軸線Ａが、燃焼室３の中心軸線であると同時に、ピストン２の中心軸線でもある。

燃焼室３は、カートリッジ保持部４の円形開口と、ピストン２の端面２ａとの間に位置する。ピストン２には、燃焼ガスの攪拌の改善に寄与する凹部２ｂが形成されており、この凹部２ｂは燃焼室３の一部を画定する。

燃焼室３は、中空の円筒形状を有した実質的にスリーブ状の移動体６の中の第１の領域に形成される。この移動体６は、中心軸線Ａ周りに回転すると共に中心軸線Ａに沿う方向にその位置を移動可能な部材であり、この移動により、例えば段階的に変化する断面をもって、１以上の排出通路７の開放状態が調整される。

排出通路７は、燃焼室ハウジング８内に周方向に配列された複数の凹所７ａを有する。これらの凹所７ａは、中心軸線Ａに平行な方向に延設され、容積が拡大した排出通路７の領域に連通しており、この容積が拡大した領域は、燃焼室ハウジング８とピストンガイド５との間に形成されている。

燃焼室ハウジング８内には、燃焼室の領域に、多条ネジ山からなる雌ネジ部８ａを有した円柱状の空洞が設けられている。移動体６は、これに対応する雄ネジ部６ａにより、燃焼室ハウジング８の開口部から雌ネジ部８ａに螺合する。従って、中心軸線Ａ周りの移動体６の回転により、移動体６の軸線方向の位置を的確に調整することができる。

移動体６には、後方、即ち燃焼室３の底面の方向に向けて延びるカラー６ｂが設けられており、このカラー６ｂは、燃焼室ハウジング８の内周面に重なり合うようにして係合している。移動体６の軸線方向の位置に応じ、燃焼室３から凹所７ａ、即ち排出通路７内への調整用通路９が開放状態（図５参照）となる。移動体６が完全に後方位置に移動した場合には、この調整用通路９が閉鎖状態（図６参照）となる。調整用通路９が開放状態で調整されると、当該調整用通路９は排出通路７の一部となる。調整用通路９は、軸線方向で燃焼室３の底面の直前に設けられており、ピストンが動き出す前から、できるだけ早期に燃焼ガスを排出通路７に逃がすことができるようになっている。この結果、移動体６の位置に応じて、極めて広範囲にわたって打込エネルギを低減させることが可能となる。

移動体６の端部には、堆積した何らかの汚れを、必要に応じて部分的または完全に取り除くための突起６ｃが、軸線方向に突出して形成されている。

ピストン２の案内は、移動体６と、打込方向において移動体６に続くピストンガイド５との双方によって行われる。ピストンガイド５は、中心軸線Ａ周りに回転可能となるように、燃焼室ハウジング８に収容されている。ピストンガイド５は、２つの爪５ａを用いて移動体６に組み付けられており、軸線方向に突設された爪５ａが、この爪５ａに対応して移動体６に形成された凹所６ｄ内に係合し、ピストンガイド５と移動体６とを、回転方向で互いに固定する一方で、軸線方向に相対移動可能としている（図１０参照）。具体例として（図示せず）、ピストンガイドは、１個、３〜５個、またはそれ以上の爪を用いて、移動体に組み付けるようにしてもよい。移動体６の位置に応じ、移動体６とピストンガイド５との間に間隙が生じる。移動体６の長さは、ピストン２の後端部分がこの間隙を通過する前に、所望の最大打込エネルギが得られるように定められる。また、この間隙は、燃焼室３と排出通路７とを連通する。

ピストンガイド５の前端側が、操作部１０と回転方向で互いに固定された状態で結合されることにより、ピストンガイド５が、操作部１０と移動体６との機械的連結を行う。操作部１０は、燃焼室ハウジング８内で回転可能なスリーブによって構成され、このスリーブは、打込装置のハウジング１の前方領域において、中心軸線Ａを中心軸線として配置される。

操作部１０は、ピストンガイド５及び移動体６と共に、打込装置の打込エネルギを調整するためのアクチュエータを構成する。この調整及び打込動作は以下のようにして行われる。

打込動作を行った後、ピストン２は、可能な限り前方に移動した位置ではあるが、あまり特定されない位置にある。燃焼室ハウジング８は、打込装置の最大限後方となる位置にある。「前方」及び「後方」の言葉は、常に打込方向との関係に基づき選択される。

この後、次の打込動作に備え、操作部１０を回して、操作部１０に段階的に示されている打込エネルギの大きさを所望の打込エネルギに合わせることにより、打込エネルギの調整を行う。これにより、上述したような調整操作を介し、燃焼室ハウジング８に対する移動体６の軸線方向における相対位置が定められる。こうして、調整用通路９により、排出通路７の開閉が行われる（閉じた場合に最大打込エネルギとなる）。

本実施形態において、打込エネルギを減少させる状態では、これに対応した燃焼ガスの一部、即ち排出ガスが凹所７ａ及び排出通路７を介して外部に排出される。別の実施形態として、閉じたデッドスペースを設けるようにして、例えば、凹所７ａを、燃焼室の選択的拡張空間としてのみ用い、外部には連通しないようにしてもよい。更に別の実施形態として、排出通路を通過するガスを用い、ガス圧でピストンを戻すようにしてもよい。

本実施形態では、操作部１０の後方に配置された付加的な固定用リング１１を用い、ピストン２と燃焼室ハウジング８との分離が可能となっている。この固定用リング１１は、操作部１０を固定するためのボタン１０ａが設けられており、操作部１０の位置を調整する際には、このボタン１０ａを押さなければならないようになっている。固定用リング１１は、打込装置のハウジング１に設けられたボタン１１ａにより、同様に固定されるようになっている。

これに代わる実施形態として、打込装置を分解するための上述したような機能は、操作部１０内に組み込まれるようにしてもよい。

Claims (8)

1. 打ち込む留め具にエネルギを伝達するピストン手段（２）を内部に有した手持ち式のハウジング（１）と、
   交換可能な発射薬（４ａ）と、
   前記発射薬（４ａ）と前記ピストン手段（２）との間に配置され、中心軸線（Ａ）に沿って延設された燃焼室（３）と、
   前記発射薬（４ａ）によって前記ピストン手段（２）に伝達されるエネルギを調整可能なアクチュエータ（５，６，１０）と、
   前記燃焼室（３）に連通する通路であって、前記アクチュエータ（５，６，１０）の移動体（６）を介して開閉可能な排出通路（７，７ａ，９）とを備え、
   前記移動体（６）は、前記中心軸線（Ａ）を周方向で完全に取り囲む部材からなり、
   前記燃焼室（３）の前方に配置されたピストンガイド（５）が、前記ハウジング（１）に対し、前記中心軸線（Ａ）周りに回転可能となるように収容されており、
   前記ピストンガイド（５）と前記移動体（６）とは、回転方向で互いに固定されると共に、軸線方向に相対移動可能に連結される
   ことを特徴とする打込装置。
2. 前記移動体（６）は、前記中心軸線（Ａ）周りに回転することにより、前記排出通路（７，７ａ，９）の断面（９）を調整することを特徴とする請求項１に記載の打込装置。
3. 前記移動体（６）は、規制ガイド機構（６ａ，８ａ）内に支持され、前記中心軸線（Ａ）周りに回転することにより、前記中心軸線（Ａ）に沿う方向の移動を生じることを特徴とする請求項２に記載の打込装置。
4. 前記規制ガイド機構（６ａ，８ａ）は、多条ネジ山を備えることを特徴とする請求項３に記載の打込装置。
5. 前記移動体（６）は、前記燃焼室（３）の一部を形成する円筒状の内壁を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の打込装置。
6. 前記アクチュエータ（５，６，１０）は、前記中心軸線（Ａ）周りに回転可能な操作部（１０）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の打込装置。
7. 前記操作部（１０）と前記移動体（６）とは、回転方向で互いに固定されるように連結されることを特徴とする請求項６に記載の打込装置。
8. 前記移動体（６）は、前記中心軸線（Ａ）を取り囲むカラー（６ｂ）を有し、
   前記カラー（６ｂ）は、燃焼室ハウジング（８）の内周面に重なり合うようにして係合しており、
   前記カラー（６ｂ）と前記燃焼室ハウジング（８）との間で軸線方向に延設される空洞によって前記排出通路（７ａ）の少なくとも一部が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の打込装置。

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