JPH02104920A - 携帯用パワーツール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １！上立剋貝立里 本発明は、ガス状あるいは蒸発した液体の燃焼により駆
動される種類の携帯パワーツール、特に該ツール用の駆
動機構あるいは電源装置に関する。

血】Ｊ目ｉ術 内燃により作動するパワーソースは公知であり、該ツー
ルの例は米国特許第４，８２１．ｆｉ８３号明細書、第
４，４８３．２１１０号明細書に開示されている６本発
明以前に、該ツールは商業的にはあまり成功しておらず
、それは主として、駆動撒構あるいはパワーソースの開
発に困難があったためである。特に、実質的な抵抗力に
対し該ツールを駆動するための燃焼作動から十分なエネ
ルギーを引き出すことが困難であり、これが該ツールの
応用の範囲を制約していた。

が解゛　しようとするル 米国特許第４，８２１，６８３号明細書に開示されてい
るパワーソースに特有の問題は、新しい燃料の供給によ
り、該ツールの前の行程から、ガスを排出する間に発生
する。前記特許の重大な特徴は、該ツールの燃焼室に入
ってくる流入燃料が、前の行程のガスを排出する方式に
ある。しかしながら、熟練していないオペレータは、燃
焼室へ流入する新しいガスを監視することは容易にはで
きないため、新しいガスが燃焼室を通過して、排気ポー
トから排出されてしまうことが多い、これは浪費であり
、制約された空間で未燃焼燃料の過剰排出が生ずること
は危険な状態であるため、望ましいことではない、蓄積
した燃焼していないガスが制約された空間に蓄積される
と、爆発状況が生ずる潜在的危険性がある。

。　占を解゛するための 効率的使用が可能で、比較的高出力を提供できる、前記
の種類のツール用の駆動機構あるいはパワーソースを提
供することが本発明の目的である。更に、該機構あるい
はパワーソースと合体した携帯用パワーソースを提供す
ることが本発明の目的である。更にその他の本発明の目
的は、大気中に燃焼していない燃料を大量に排出しない
ツールを提供することにある。

本発明に従ったパワーソースは、米国特許第４゜８２１
．６１１３号明細書に開示されたものとほぼ同一の形式
である。つまり、前記装置は燃焼室、前記室内で生じた
燃焼により駆動されるピストンあるいはその他の部材、
燃料点火装置、及び前記室への流れの出入りを制御する
弁装置を含む、前記ピストンがそのパワーストロークに
おいて、最大距離に移動する前に、急速な圧力増加を結
果として生ずるように、前記ツールの燃焼室内で燃料の
点火を早目に行うことが、効率的なパワーストロークを
発生させる目的に有利であることが知られている。この
早期、燃焼は、燃焼室内に気流の乱れを発生させること
により効果を高めることが可能であり、随意に点火スパ
ークの位置を選択し、新しいパワーストロークの点火の
前に燃焼室の残留ガスを効率的に排出できる０本発明の
追加の特徴は、パワーストロークの最初の段階の間に、
ピストンを押し戻して保持する装置に関し、これにより
効果的圧力形成が可能となる０本発明のその他の特徴は
、ピストンに関する。ピストンは、効果的作動を得るた
めに、その前方端に、短いストライカを１個だけ備えて
いることが好ましい、この構造により、ピストンは少な
くともその移動の部分において軸方向に整合しているガ
イドロッドにより案内なしに移動可能であり、シリンダ
と同調して動くピストンにより、移動のこの部分に対し
、案内が提供される６本発明は更に、測定された量のガ
スを提供する計量室から、燃焼室へガスを供給する。以
下の説明から、新しいパワーツールの特徴が明らかとな
る０本発明の実施例は、添附の図面になされた引用によ
り、事例の方法で以下に説明される。

去−」Ｌ−遡 第１図及び３ｇ２図に描かれたパワーソース１は、円筒
形あるいは一部球面形であることが好ましい燃焼Ｎ２と
、前記燃焼室２と連絡しているシリンダ４内に摺動可能
に配置されたピストン３とを含む、燃料の供給源５は燃
焼室に連結され、ある構成においては、燃料はブタン、
プロパン、あるいはＭＡＰＰ　（メチルアセチレン・プ
ロパデイン）のような加圧貯蔵ガスである。その他の方
式の燃料も、好みあるいは有効性に従い使用可能である
。燃料貯蔵庫は燃焼室２の吸入ポート６に連結され、該
ポートへの燃料の通路は、適当な燃料制御弁フにより調
節可能である。示されている構成においては、燃料貯蔵
庫５から出てくる燃料は、燃焼Ｎ２へ入る前にベンチュ
リ管を通り、それにより空気取入口９を経て空気が燃料
の流れに引き込まれる。結果として生じた燃料−空気混
合体は燃料吸入ポート６を経て燃焼室に導入され、以下
に説明されているように、弁装置１０が開閉作動可能で
ある。

燃焼の結果生じた生成物は、主として燃焼室から離れた
シリンダ４の端に備えられている排気ポート１１を経て
燃焼室から排出されるが、少なくとも排出ポート１２を
経ても排出され、前記弁装置ｌＯも前記あるいは各該排
出ポート１２を開閉するために作動可能である。

燃焼室内に充填された燃料の点火をする点火装置１３は
適当な形態で良い０図面に示された構成においては、該
点火装置は燃焼室内に露出した電極１４と、前記電極１
４に連結され、電極１４において電弧を発生するように
作動可能な圧電クリスタル組立体１５を含む。

弁装置１０は吸入ポート６と排出ポート１２を制御し、
少なくとも前記ポート６及び１２が開いているときに燃
焼室２内部に配置された板の形態の閉鎖部材１６を含む
ことが好ましい、示されている構成においては、前記閉
鎖板１６は、燃焼室２の端壁１８内部で軸方向に摺動可
能である、弁ステム１７の端に取り付けられている。吸
入ポート６及び排出ポート１２は該端壁１８に形成され
、好ましい実施例においては、排出ポート１２は少なく
とも吸入ポートの寸法の１．５倍である０代替的構成（
図示されていない）においては、１つの吸入ポート６と
２つの排出ポート１２とがある。

３つのポートが採用される場合、３つのポートが三角形
の形態を有するグループになることが好ましく、その場
合、前記弁ステムは三角形のグループの中心に配置され
、前記閉鎖板は三枚の葉が集ったような形態となり、多
葉が対応する３個のポートの１つをそれぞれ閉鎖するよ
うに構成されている。案内装置（図示されていない）が
配置されて、燃焼室本体に対し相対的に弁ステム１７の
軸の周囲に回転しないように、弁閉鎖板１６を保持する
。該ツールは閉鎖板あるいはステムに連結された案内ビ
ンを含み、燃焼室本体の固定された部分と協調するよう
に構成されている。その他の案内装置の形態も使用可能
である。

ポート６及び１２の形態がどのようなものであれ、吸入
ポート６は排出ポート１２から分離されていること、つ
まし吸入ポートと排出ポートとは燃焼室２の壁１８にあ
る独立の開口部を経て配置されていることが好ましい。

ポートの開閉は、弁ステム１７の軸方向の移動により制
御され、説明される構成においては、ポート６と１２と
は同時に開閉する。弁閉鎖板１６は、壁１８と、閉鎖板
１６から離れたステム１７の端との間にある弁ステム１
７上で作用するばね１９により、前記ポートの閉鎖位置
に向かってバイアスされている。

アクチュエータ２１が、閉鎖板１６をポート６と１２と
を含む燃焼室の端壁１８から持ち上げて離すように作動
可能となっている。ある形態においては、前記アクチュ
エータはステム１７の端２５上に配置されたシャトル２
０上に配置された肩部２４あるいはその他の当接部と係
合可能であるラグ２３を有する、指で操作可能なトリガ
機構２２を含む０代替的には、前記ラグ２３は前記ステ
ムに直接接触するように配置可能である。トリガ機構２
２を操作すると、ラグ２３が当接部２４を押し、それに
より第２図にあるように、弁ステム１７が軸方向にポー
トを開く方向に、バイアスばね１９の力に対向して移動
する。

この構成において好ましいことは、閉鎖板１６がポート
６及び１２を開く所定の距離にまで持ち上げられてしま
い、その距離が特定の要求に適合すると、前記ラグが前
記当接部２４から自動的にその係合がはずれることであ
る。

燃料は制御されて燃焼室へ入ることが好ましい、つまり
、十分な量の燃料が燃焼室内へ導入されて残留ガスを排
出させるが、排出ポート１２を通って、未燃焼のガスが
排出されるほど多量であってはならない、この特徴は様
々な方式で達成可能であるが、燃料を供給源５から測定
室３０を経て制御弁７に供給する方式が好ましい、測定
室３゜は、番号３３で示されているように、その周辺で
クランプ固定されたダイヤフラム３２により形成された
壁を有する、可変容量の室であることが好ましい０点線
３５により示されているように、ばね３４が前記ダイヤ
フラムを、室の容積を減らす方向に押圧しており、測定
室３０内部の圧力が増加するにつれて、前記ダイヤフラ
ムが番号３Ｂにより示されているように、容積が増大す
る位置に移動する。

前記ダイヤフラム３２は、該ダイヤフラムに付着して動
く付勢レバー３７を有している。レバー３７の自由＠３
８は、前記装置に取り付けられている戻り止め３９に作
用するように配置されている。戻り止め３９は、細長い
スロット４０を有し、これにより前記もどり止め３９を
必要に応じて前後に移動させる。戻り止め３９はシャト
ル２０と係合するように、ばねにより前方へ押圧されて
いる。戻り止め３９はシャトル２０と更に弁装置ｌＯと
を開いた位置に保持するために取り付けられ、この状態
で燃料が測定室３０から燃焼室２へ排出される。弁４１
及び４２が測定室を出入する燃料をそれぞれ制御する。

弁４１は燃料供給源５と室３０の間に、弁４２は室３０
と制御弁７との間に配置されている。弁４１は制限弁で
あり、つまり、燃料がそこを通るときにチエツクされな
いのでなく、燃料がそこを通るとき減少された割合で通
過する。ｙ４節装置４３がその制限の割合を変化させる
ために備えられている。

弁４２はオプションであり、安全装置として取り付けら
れている。弁４２は、番号４５で図式的に描かれている
、装置を付勢する構造の前部にリンク可能である。前記
付勢する構造は、前記装置が加工物に対し作動可能に配
置された場合に、弁４２が単に開いているように作動可
能である。それに加えて、弁４２はトリガ機構２２に連
結可能であり、それにより、弁４２は、トリガ機構２２
及び付勢構造４５が作動して押圧された場合にのみ開き
、それにより燃料が偶然に燃焼室内に流れ込めなくなる
。

トリガ機構２２が押圧された場合、前記シャトルは戻り
止め３９を通過して前方へ移動し、戻り止め３９はシャ
トル２０の背後に噛み込んで係合し、弁装置１０を一時
開いた状態に保持する。シャトル２０がその休止位置か
ら移動して離れると、制御弁７を作動させるロッド４７
が制御弁７を開き、燃料が測定室３０から弁７を通り、
燃焼室２へ流れ込む、室３０内の燃料は前記の作動が生
ずる前に加圧されており、ダイヤフラム３２は番号３６
により示された位置にある。測定室３６内の圧力が減少
するにつれて、ばね３４がダイヤフラム３２を３５の位
置に移動させる。室３０内に入った燃料は、弁４１の制
限特性のために、高圧を維持することはない、ダイヤフ
ラム３２が３５の位置に移動するにつれて、レバー３７
は戻り止め３９に作用して、戻り止め３９のシャトル２
０との係合を外し、前記弁装置はばね１９の作用により
、急速に閉じた位置に戻る。シャトル２がその休止位置
に到達すると、制御弁７を閉じ、圧電組立体１５上のプ
ランジャ５４を殴打し、電極１４をスパークさせ、燃焼
室内２の燃料に点火する。

かくて、所定の容積の燃料が燃焼室２内に入り、この燃
料の容積は戻り止め３９を外すために取られた時間に依
存するが、これは次に弁４１を通る流れが制限される割
合、並びにばねの力３４により決定される。弁４１及び
ばね３４の強さの設定は、燃焼室２内に入る燃料が、前
記装置の作動の先行するサイクルから生ずる残留ガスを
、燃焼室２内から排出し、弁装置！Ｏが閉じる前に、こ
れら残留ガスを排出ポート１２を通り一掃するように、
選択される。しかしながら、もしあるとしてもわずかな
量ではあるが、未燃焼ガスが同時にポート１２を通過す
る。かくて、前記弁装置は、前記燃焼室内から残留ガス
が一掃されるためにのみ、最初は開いたままに保持され
る。これはおよそ４００ミリ秒と観察される。

代替的トリガ構造（図示されていない）においては、ト
リップ安全機構に組み込まれたトリガであり、前記安全
機構が装置の前部５０と協調し、加工物の表面に対し前
記装置の前部を押し付けることにより付勢可能な構造で
ある。この構成は、第１図及び第２図に示されている基
本的装置には実際には使用できないが、第４図に示され
ているファスナ駆動装置に使用可能である。この構成の
利点は、何度も点火を繰返すと、指が疲労する、トリガ
機構２２による付勢と反対に、前記装置を前に押し出す
ことにより作動するように、前記装置の作動を自動的に
することがで牲ることである。

前述した、トリガ機構２２と戻り止め３９との間の係合
が外れると、閉鎖板１６は、押圧ばね１９の作用により
、前記ポートに向けて、閉鎖位置へと押し戻される。閉
鎖部材１６の板状の特質のために、前記戻り運動により
実質的に燃焼室２内に乱れが生ずる。該乱れは後述のよ
うに燃焼行程に利得を生じ、又、排出ポートあるいはポ
ート１２を通って残留ガスの排出の効果を促進する。閉
鎖部材１６が前記ポートの閉鎖位置まで到達すると、ト
リガ機構２２のラグ２３弁ステム当接部２４と再び係合
可能なように、元の位置に戻る。スロット２６がトリガ
機構２４に備えられ、これにより、前記トリガがその休
止位置に戻った時に、ラグ２３が当接部２４にまたがる
。

前述の点火装置１３の操作は、前記トリガ２２あるいは
トリップ安全機構の操作を経て達成されることが好まし
い０図面に示されているように、前記シャトル２０は弁
ステム１７とほぼ同軸に取り付けられ、弁閉鎖板１６か
ら離れた前記ステム１７の端に隣接する場所に配置され
ている。シャトル２０は弁ステム１７に対し相対的に軸
方向に可動であり、ばねの作用を受けて、ステム１７の
閉鎖板の端から離れる方向に押圧されている。シャトル
ばね５１は前記弁押圧ばね１９とは独立で、閉鎖板１６
がその閉鎖位置に到達する前に、その休止位置にシャト
ル２ｏを押圧するように作用することが好ましい、これ
は、この点火及び閉鎖シーケンスを達成するようにばね
力を有するばね１９及び５１を選択することにより達成
される。トリガ機構ラグ２３は、シャトル２０が弁ステ
ム１７の動縫に作用を及ぼすと同一の方式で、シャトル
２０の動ぎに作用を及ぼす、つまり、前記構成は、シャ
トル２０が弁ステム１７と共にポートを開く方向へ動き
、一方ラグ２３は前述の当接部２４を押し続ける。

シャトル２０は２つの機能を有することが好ましい、１
つは、燃料制御弁７の作動に作用し、他は点火装置１３
の作動に作用する。各機能は、後述のように、シャトル
２０の軸方向の動きに依存している。

説明にあるように、パワーソースを含む装置が使用準備
の状態にある場合、弁装置ｌＯは閉じた状態にあり、シ
ャトル２０は休止位置にあり、その状態で、前記シャト
ルはロッド４７を押圧して燃料制御弁７を閉じるように
作用する。トリガ機構２２を操作すると、前記弁の閉鎖
板１６がクリアされて、前記燃焼室の吸入ポート６及び
排出ポート１２が開く方向に、弁ステム１７とシャトル
２０とが移動する。その開く程度は、トリガ機構２２の
作用により、閉鎖板１６が更に持ち上がるにつれて、次
第に増加する。前記持ち上げ移動のある時期に、つまり
弁板１６がおよそ３ミリその座５３から持ち上がりた後
に、シャトル２０が燃料制御弁７を開くことが好ましい
、燃料制御弁７が開くと、加圧された燃料がベンチエリ
管８を通り噴霧される。それにより空気が燃料の流れの
中に混入し、次に現在量いている吸入ポート６を経て燃
焼室内へ入る。燃焼室のポート６及び１２に対し相対的
に閉鎖板１６がその最も上昇した位置に前進するにつれ
て、それにより燃料−空気の混合気体が燃焼室２内に導
入される。閉鎖板１６は、はぼベンチュリ管８の直径と
等しい最大距離まで、弁座５３から上昇可能である。こ
の比較的大きな開口部により、燃料−空気混合気体は無
制限に燃焼室２内に流入可能となる。

弁ステム１７とシャトル２０とが、トリガ機構ラグ２３
の作用から開放されるとぎは、それぞれはそれぞれの押
圧ばね１９及び５１の作用により、戻り方向へ移動し始
める。この点については、ばね１９及び５１のそれぞれ
は、弁ステム１７及びシャトル２０の上方移動の結果、
次第に応力−例えば圧縮−の増加を受ける。少なくとも
、トリガ機構ラグ２３の作用から解放された時には、シ
ャトルのばね５１は、それぞれの行程に対応して、弁閉
鎖ばね１９よりも大きい力を生ずる。シャトル２０の戻
り行程の割合は、それにより弁ステム１７のそれよりも
速くなり、そのため弁閉鎖部材ｌδの閉鎖移動はシャト
ル２０がその休止位置へ戻る速さよりも遅れる。

シャトル２０が休止位置へ戻るか、あるいは近づくにつ
れて、２つの機能を果たす、１つは燃料制御弁７を閉じ
る機能、これは通常２つのうちの最初に作用する機能で
あり、遅くとも第２の機能と同時に作用する。第２の機
能は前記プランジャ５４あるいは、圧電組立体１５を付
勢することにより燃焼室の電極１４に電弧を発生させる
その他の装置を殴打する機能である。

そのため、シャトル２０の前進・後退運動は、室ポート
６及び１２が完全に閉じる前に、注入燃料が点火される
結果として生ずる０点火とポート６及び１２の閉鎖との
間の時間のずれは非常に小さく、燃焼室２内の注入燃料
が最大の乱流の対象となるときに点火が生じるように事
前に設定されていることが好ましい、前述したように、
乱流は、その他の要素を含め、流入するガス混合気体と
、弁閉鎖板１６の戻り運動とにより注入燃料内部に発生
する。最大乱流の時に生ずる燃焼が、炎の伝播を最適化
し、それにより燃焼率を最適化し、ピーク圧力に到達す
る時間を減少させ、その燃焼による圧力水準を上昇させ
る。

前の燃焼行程の後に残留している残留ガスは、排出行程
の間に排出ポート１２から排出される。

閉鎖板１６がその完全に閉鎖する位置に到達すると、燃
焼エネルギーの最大効果がピストン３に向けられ、それ
によりピストン３は前述の室の端壁１８から離れる方向
へ駆動される。それによりピストン３は装置が作動する
パワーストロークを経て動く、パワーストロークにおい
てピストン３がその移動限度まで到達すると、燃焼室２
から離れた位置にあるシリンダ４のｆｉ５Ｂに配置され
た弾性バンパ５５に衝突する。ピストン３がパンバ５５
に衝突し、移動の限度を超えると、排出ポート１１がピ
ストン３の背後に露出して、使用されたガスの大部分が
これらポート１１を通って排出可能となる。バンバ５５
の弾性により、次にピストン３の戻り運動が生じ、これ
ら排出ポート１！は閉鎖される。その後、パワーストロ
ークの後に装置内に残留している熱ガスは冷却の結果と
して崩壊し、それにより部分的真空が発生してピストン
３がその後退位置である点火準備位置に戻る。前記装置
の作動ストロークの長さは、その動力源が使用される装
置の性質に依存する。いずれの場合でも、前記装置の作
動部品５７は、ピストンの運動に応答するような方式で
、ピストン３に連結され、あるいは作用を受けるように
なっている。第１図及び第２図に示されているように、
前記部品５７は刃５８であり、固定刃５９と協調して薄
く切るような作動をするように構成され、それにより前
記装置は刈り込み装置として使用可能である。

図面の第４図から第７図に戻ると、釘打ち装置６０が示
されており、前記装置内にピストン８１がシリンダ６２
によってのみ案内されて、その内部を移動するようにな
っている。その結果ピストン６１はその前方端に、軸方
向に整合する案内ロッドな必要としない１図面に示され
ているように、ピストンδ１は短いストライカロッド６
３をその前方端６４に備え、これにより作業の効果を発
揮し、ストライカロッド６３は、シリンダ６２内部での
ピストン６里の移動の後半部分の間のみ、案内ソケット
６５内を通過するようになっている。ピストン８１自体
は案内ロッドによる案内なしにピストン６！が移動でき
るような方式の形状をしており、この点に関しては、前
方が伸長して軸方向に長いピストン６！が対面するよう
になっている。ピストン６１は、軸方向に間隔を置いて
配置され、その周辺部６８がシリンダ６２の壁に係合し
、ピストン６１がシリンダ内で整、合するように、２個
の円盤状部分■、６７を有するように形成されることが
好ましい、この構成の利点は、シリンダの軸の方向に測
定された前記装置６０の長さが、どんなシリンダ６２の
長さにも関係なく、最低に維持でき、そのため前記ピス
トン案内ロッドと協調するような準備が必要ないことで
ある。前述のように測定された前記装置の長さはシリン
ダの長さにより決定される。従って、ピストンが案内ロ
ッドにより全長にわたり案内されるシステムに比較して
、装置８０の比較可能な全長に対し、より長いシリンダ
６２を採用できる。案内ロッドが不要なために、ピスト
ンの移動距離を長くでき、移動に対する摩擦抵抗を少な
くできる。シリンダが長いことによるその他の利点は、
ピストンＩｌｌが長い時間加速されるため、移動の最後
において、より大きい速度を得られることである。速度
が大きいと、衝撃点に加わる衝撃エネルギーが大きくな
る、全長にわたる案内ロッドがないため、ピストンの総
重量を減少できる０重量が軽いことにより、反動を最小
限にで幹、パワーストロークの最後におけるピストンモ
メントを最少化でき、それにより装置６０の総重量を小
さくできる。かくて、ピストン６１は軽合金素材から形
成でき、一方でストライカロッド６３は高張力鋼あるい
はそれに類似の素材から形成できる。

横断壁７０が、燃焼室７１と、その内部でピストン６１
が摺動するシリンダ６２との間に配置可能である。横断
壁７０は移送ポート７２を有し、これを通って燃焼室７
１内に発生した圧力がピストン６１へ搬送され、これに
よりピストンをそのパワーストロークへと駆動する０本
発明の図面に示された形態においては、ピストン６１は
閉鎖プラグ７３をその背面７４に有し、ピストン６１が
第４図に示されているような完全に後退した位置にある
場合に、このプラグ７３が移送ポート７２に嵌合する。

プラグ７３と移送ポート７２とは、協調するような断面
であることが好ましく、双方ともほぼ円筒形である。プ
ラグ７３は前記移送ポートに、密着して摺動嵌合する。

この形状により、戻り止め室７５（第７図により明確に
見られる）が、前記ピストンがその後退位置にあり、プ
ラグ７３が移送ポート７２内部に位置している時に、ピ
ストン６１の背面と、横断壁７０との間に形成される。

第７図に示されているように、ピストン６１が、パワー
ストロークにおいて燃焼室７１から離れる方向に８動し
始めるときに、部分的真空が発生する。室７５内のこの
部分的真空は、ピストンの最初の始動を妨害し、その戻
り止めの性質により、燃焼室の全圧力から、ピストン７
４の背面の部分を遮蔽する。

戻り止め室７５内の部分的真空は好ましいことに、圧力
が燃焼室７１内に形成される瞬間的時間の最初の燃焼段
階の間に、ピストン６１の真空戻り止めとして作用する
。燃焼室７１内の圧力の増加は、移送ポート７２を経て
露出するピストンの中央領域７７に作用する。燃焼室７
１内の圧力が増加するにつれて、中央領域７７にかかる
圧力は、戻り止め室７５内の部分的真空の作用に抗して
ピストン６１を勅かす、プラグ７３が移送ポート７２を
外れるとすぐに、燃焼室７１内の圧力は、現在量いてい
る戻り止め室７５に導入され、この高圧がピストン６１
の背面全体に作用して、その全出力により前記ピストン
をそのパワーストロークへと駆動する。真空戻り止めの
結果として生ずる短時間の遅れにより、パワーストロー
クが更に効率的になるまで、ピストン６１を戻し保持す
る効果が生ずる。

移送ポート７２の寸法は、燃焼室７１からシリンダ８２
へ通過するガスにスロットル効果が生ずるほど小さくて
はならない、真空戻り止めは自動的に作用すること、機
械的に可動部品を必要とせず、機械的摩耗の対象となら
ないことが利点である。戻り止めの力は、ツールの意図
する特定の用途により選択され、前記移送ポートの寸法
及び、プラグ７３とポート７２との間の摺動嵌合の精度
により決まる。

燃焼室７１内部に、渦巻き板あるいは変流板８０と取り
付けることも可能である０本発明の１つの形態において
は、′！ＩＡ６図に明確に示されているように、渦巻き
板８０は円筒形の一部の形態であり、流入するガスが渦
巻き板８０の凹面８２に衝突し、渦巻いて燃焼室７１の
中央に向かう、変流板８０はその内部に複数の孔８３を
有し、それによりガスの流れの一部が変流板８０の表面
に向かい、流れの残りの部分が変流板８０の湾曲面によ
り渦巻く、変流板８０の形状は上述とは異る形状が可能
であることは明白であるが、前記板の効果は無変流のガ
ス流８１の流れを破壊して、燃焼室７１内部に全体的に
乱流を発生させることにあり、それにより注入燃料の点
火の準備をする。

前記燃焼室内に流入するガスの流れは、前記燃焼室の壁
８４に対しほぼ接線方向に入るように整合されているこ
とが好ましい、接線方向以外の方向で燃焼室に導入され
るガスでも燃焼させることはできるけれども、その角度
が接線方向から４５度以上ずれると、燃焼結果は十分と
は言えなくなる。

変流板（図示されていない）は、流入する流れが燃焼室
に入る時に渦巻くように、燃焼室に入る前にこの流れの
途中に配置することも可能である。

図面の第４図に示されているように、少なくとも１つの
電極９０の形態が可能であり、これにより、燃焼室７１
の１つあるいは他の壁８４に向けてではなく、燃焼室７
１のほぼ中心で電弧を発生させる。この目的のために、
一対の細長い電極部材９！の形態を取り、該電極部材９
１燃焼室７１の中心に向かりて伸長し、該一対の電極部
材９１の自由端の間に電弧ギャップを形成する。

代替的には、あるいは追加的には、複数電極も可能であ
る。第４図には、２つの電極９０及び９２が示されてお
り、これらが相互に同時に電弧を発生し、燃焼室７１内
部の異るポイントで同時に点火する。前記圧電組立体は
プランジャを圧縮することにより付勢され、この圧縮は
上述のアクチュエータを通して作用する。燃料吸入シス
テム排出ポート、及び燃料供給は第１図から第３図に描
かれたものと同一である。

ツールの前記弁ステムは前記弁装置の規則的かつ滑らか
な作動を確保するために潤滑されることが好ましい、潤
滑システム９４は第５図に示されており、潤滑剤リザー
バ９５の形態であり、これが案内通路あるいはスリーブ
９６と連絡し、該スリーブ内で弁ステム９７が摺動する
。連絡は、弁ステムスリーブ９６を横断する通路９８に
より行われ、リザーバ９５をスリーブ９６とリンクする
。弁板９９が弁の開放位置に移動すると、潤滑剤が弁ス
テム９７に粘着し、弁ステム９７によりスリーブ９６の
外側端に運ばれる。弁板９９が弁の閉鎖位置に移動する
と、潤滑剤は弁ステム９７から撞き取られ、弁９ｇに粘
着する０次に弁が閉鎖し、潤滑剤が閉鎖板９９の周辺領
域１０１に向かりて飛散し、あるいは流れ、潤滑を提供
し、かつ閉鎖板９９にバッファ効果を提供し、閉鎖板９
９の封止効果を増強する。リザーバ９５は、いつでもリ
ザーバ内部の潤滑剤の残量が検査できるように、透明壁
を有することが好ましい、再充填のために、適当な充填
プラグが１０３が取り付けられる。

封止装置ｔ１０４が、弁ステム９７と前記案内通路との
間の、潤滑通路９８と、弁閉鎖板ｇ９から離れた位置に
ある前記ステムの端との間のポイントに配置可能である
。この封止装置１０４は、潤滑を必要としないツールの
領域へ、潤滑剤が入り込まないようにする。ｒＯ」リン
グ封止が好ましい封止装置である。

使用される潤滑剤は、前記ツールの燃焼を妨害しないも
のであることが重要であり、この目的のために、有機潤
滑剤でないことが好ましい、燃焼室７１内のガスは、あ
る主の潤滑剤を溶解する可能性があり、これがガスの燃
焼特性及び潤滑剤の潤滑特性に悪い影響を与える可能性
がある。シリコンを基材とする潤滑剤のような、合成潤
滑剤がこのような問題を引き起しにくい。

上述のような動力源は、最大圧力までの時間を減少させ
、関連するツールの駆動のために使用可能なエネルギー
の水準を増大させ、複雑かつ高価な機構の必要なしに前
記利点を達成する。同時に、前記ツールは、未燃焼のガ
スが前記ツールから排出されない点で、類似のその他の
ツールよりも安全である。

様々な変更、改良及び／又は追加が、本発明の精神ある
いは範囲から外れることなく、上述の部品の構成及び構
造に導入可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁装置が閉じた状態にある本発明の実施例の側
方断面図、第２図は第１図に描かれた装置に類似してい
るが、弁装置が開いた状態にある図、第３図は第１図の
ＩＩＩ　−ＩＩＩの線に沿った前記装置の燃焼室を通る
断面図、第４図は本発明に従った装置の′ｓ２実施例の
側方断面図、第５図は第４図の装置の一部の側方断面図
、第６図は′ｓ４図のＶｌ−Ｖｌの線に沿った断面図、
第７図はピストンがその休止位置あるいは点火準備位置
から離れて移動し始めた後の第４図に示されている前記
装置の他の部分の側方断面図。 １・・・パワーソース、２・・・燃焼室、３・・・ピス
トン、４・・・シリンダ、５・・・燃料源、６・・・燃
料吸入ポート、７・・・燃料制御弁、９・・・空気取入
口、ｌＯ・・・弁装置、１１．１２・・・排出ポート、
１３・・・点火装置、１４・・・電極、１５・・・圧電
組立体、１６・・・閉鎖部材、１７・・・弁ステム、１
ト・・端壁、１９・・・ばね、２０・・・シャトル、２
１−・・アクチエエータ、２２−・・トリガ機構、２３
・・・ラグ、２４・・・肩部、２５・・・ステム端、３
０・・・測定室、３１・・・壁、３２・・・ダイヤフラ
ム、３４・・・ばね、３５・・・点線、３７・・・付勢
レバー、３８・・・レバーの自由端、３９・・・戻り止
め、４０・・・スロット、４１．４２・・・弁、４３・
・・調節装置、４５・・・付勢構造、４７・・・ロッド
、５０・・・ツールの前部、５１・・・シャトルばね、
５３・・・弁座、５４・・・プランジャ、５５・・・弾
性バンバ、５Ｂ・・・シリンダの端、５７・・・ツール
の操作部品、５８・・・刃、５ト・・固定刃、６０・・
・釘打ちツール、６１・・・ピストン、［ｉ２・・・シ
リンダ、６３・・・ストライカロッド、６４・・・ロッ
ドの前端、６５・・・案内ソケット、６６．６７・・・
円盤状部分、６８・・・円盤の周辺部、７０・・・横断
壁、７１・・・燃焼室、７２・・・移送ポート、７３・
・・閉鎖プラグ、７４・・・閉鎖プラグの背面、７５・
・・戻り止め室、７７・・・ピストンの中央領域、８０
・・・変流板、８１・・・ガス流、８２・・・変流板の
凹面、８３・・・孔、８４・・・壁、９０・・・電極、
９１・・・細長い電極部材、９２・・・電極、９４・・
・潤滑システム、９５・・・潤滑剤リザーバ、９６・・
・スリーブ、９７・・・弁ステム、９８・・・通路、９
９・・・弁板、１００・・・スリーブの外側端、１０１
・・・閉鎖部材の周辺部、１０２・・・透明壁、１０３
・・・充填プラグ、１０４・・・封止装置。 （外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、携帯用パワーツールにおいて、 本体と、前記本体内のボアとがあり、 ピストンが前記ボア内に摺動可能に取り付けられ、前記
   ピストンが第１位置からパワーストロークを経て第２位
   置まで１方向に移動し、戻りストロークを経て前記方向
   と反対方向に移動し、前記本体内に燃焼室が形成され、
   前記ピストンの前記第２位置から離れた端において、前
   記ボアと連絡し、点火及び燃焼用のガス状燃料を受領す
   るように構成され、 前記燃料を前記燃焼室へ吸入する吸入装置があり、 前記燃焼室から残留ガスを排出するための排出装置があ
   り、 弁装置が、前記吸入装置と排出装置とをそれぞれ経て前
   記吸入と前記排出とを制御し、 前記燃料を前記吸入装置へ供給する供給源があり、 点火装置が前記燃料を前記燃焼室内で点火し、 前記本体内の前記燃焼室と前記ボアとの間に横断壁が形
   成され、 前記横断壁を経て形成された移送ポートが、前記燃焼室
   と前記ボアとの間の前記連絡を形成し、 前記ピストンの背面に閉鎖プラグが形成され、 前記ピストンがその第１位置にある時に、前記プラグが
   前記移送ポート内に密着して摺動嵌合するようにその形
   状が形成され、 戻り止め室が前記ピストンの前記背面と前記横断壁との
   間に形成され、 前記プラグ、前記移送ポート、及び前記戻り止め室の形
   状が、前記燃焼室内で燃焼が生じた後で前記燃焼室内部
   に最初の圧力が形成される間に、前記ピストンを前記横
   断壁に対し瞬間的に戻し保持するような構造であり、前
   記燃焼室内で前記圧力がピークに到達する前に、前記ピ
   ストンが前記横断壁から離れる方向に動き、前記プラグ
   が移動して前記移送ポートから離れ、前記燃焼室内の増
   大する圧力が前記ピストンの背面全体に作用し、前記ピ
   ストンをその動力で、前記パワーストロークを経て前記
   第２位置まで急速に移動させ、前記ピストンが所望の動
   力支援を受けて作動するように構成された、携帯用パワ
   ーツール。２、前記閉鎖プラグが、前記ピストンの背面
   から直立した円筒形のスカートを備え、前記移送ポート
   が対応する形状の、前記ボアより小さい直径の開口部を
   備え、前記スカートが前記横断壁の厚さよりも長い軸方
   向の長さを有し、それにより前記ピストンが、前記スカ
   ートが前記移送ポートから完全に離れて移動することな
   く、前記横断壁からわずかな距離離れる方向に移動する
   、請求項１に記載のパワーツール。 ３、前記移送ポートの直径が前記ボアの直径のほぼ７５
   ％である、請求項１あるいは２に記載のパワーツール。 ４、前記ピストンが、前記第１及び第２位置の間を、前
   記ピストンと前記ボアの前記壁と協調してのみ移動する
   その距離の少なくとも重要な部分にわたり、前記ボア内
   を案内されている、請求項１から３までのいずれかの項
   に記載のパワーツール。 ５、携帯用パワーツールにおいて、 本体と、前記本体内のボアとがあり、 ピストンが前記ボア内に摺動可能に取り付けられ、前記
   ピストンが第１位置からパワーストロークを経て第２位
   置まで１方向に移動し、戻りストロークを経て前記方向
   と反対方向に移動し、前記本体内に燃焼室が形成され、
   前記ピストンの前記第２位置から離れた端において、前
   記ボアと連絡し、点火及び燃焼用のガス状燃料を受領す
   るように構成され、 前記燃料を前記燃焼室へ吸入する吸入装置があり、 前記燃焼室から残留ガスを排出するための排出装置があ
   り、 弁装置が、前記吸入装置と排出装置とをそれぞれ経て前
   記吸入と前記排出とを制御し、 前記燃料を前記吸入装置へ供給する供給源があり、 点火装置が前記燃料を前記燃焼室内で点火し、 それにより、それに続く前記燃料の燃焼により前記燃焼
   室内に圧力上昇状態を形成し、これが前記ピストンに作
   用して、前記ピストンの急速な動力移動を生じ、前記パ
   ワーストロークを経て前記第２位置へ移動し、前記ピス
   トンが所望の動力支援作動をするように構成され、 前記ピストンが、燃焼室から離れた側面に短いストライ
   カロッドを備え、前記ピストンが、前記第１及び第２位
   置の間を移動する、少なくともその距離の重要な部分に
   わたり、前記ストライカロッドに案内されることがなく
   、前記重要な距離の部分にわたる前記ピストンの案内が
   、前記ボアの前記壁と協調する前記ピストンにより提供
   される、携帯用パワーツール。 ６、前記ピストンがその直径とほぼ等しい軸方向の長さ
   を有し、前記ピストンが、その長さに沿って、少なくと
   も２つの軸方向に間隔を置いて配置された周辺領域にお
   いて前記ボアの前記壁と係合する、請求項４あるいは５
   に記載のパワーツール。 ７、前記ピストンが軽合金素材からなり、前記ストライ
   カロッドが高張力素材からなる、請求項５あるいは６に
   記載のパワーツール。 ８、燃料が測定室から前記燃焼室へ導入され、燃料の容
   量を制御する装置が前記燃焼室の容量にほぼ匹敵する燃
   料を導入する、請求項１から７までのいずれかの項に記
   載のパワーツール。 ９、携帯用パワーツールにおいて、 本体と、前記本体内のボアとがあり、 ピストンが前記ボア内に摺動可能に取り付けられ、前記
   ピストンが第１位置からパワーストロークを経て第２位
   置まで１方向に移動し、戻りストロークを経て前記方向
   と反対方向に移動し、前記本体内に燃焼室が形成され、
   前記ピストンの前記第２位置から離れた端において、前
   記ボアと連絡し、点火及び燃焼用のガス状燃料を受領す
   るように構成され、 前記燃料を前記燃焼室へ吸入する吸入装置があり、 前記燃焼室から残留ガスを排出するための排出装置があ
   り、 弁装置が、前記吸入装置と排出装置とをそれぞれ経て前
   記吸入と前記排出とを制御し、 前記燃料を前記吸入装置へ供給する供給源があり、 点火装置が前記燃料を前記燃焼室内で点火し、測定室が
   前記吸入装置を経て前記燃焼室と連絡し、 制限された容量の燃料が、加圧燃料の供給源に連絡する
   ように構成された前記測定室に吸入され、 前記測定室の圧力低下を検知する圧力検知装置があり、 トリガ装置が前記弁装置を開いて燃料を前記測定室から
   前記燃焼室へ吸入し、 前記弁装置を開いた状態に保持する戻り止め装置があり
   、 前記圧力を検知する装置が前記戻り止め装置にリンクさ
   れ、それにより使用中に燃料が前記測定室から前記燃焼
   室へ流れて、前記測定室内の圧力が低下した場合に、前
   記圧力検知装置が作用して前記戻り止め装置と前記弁装
   置との係合を外し、それにより前記弁装置を閉鎖位置へ
   と前進させ、それに続く前記燃料の燃焼により前記燃焼
   室内に圧力上昇状態を形成し、これが前記ピストンに作
   用して、前記ピストンの急速な動力移動を生じ、前記パ
   ワーストロークを経て前記第２位置へ移動し、前記ピス
   トンが所望の動力支援作動をするように構成されている
   、携帯用パワーツール。 １０、前記測定室が、前記測定室の容量を減少させるよ
   うに可動な壁部分を含み、前記壁部分がばねにより、容
   量を減少させるように押圧され、前記壁が、前記室内の
   圧力が低下した場合に、その容量を減少させる位置に移
   動し、前記移動により前記戻り止め装置と前記弁装置と
   の係合が外れる、請求項８あるいは９に記載のパワーツ
   ール。 １１、前記壁部分が可撓性のダイヤフラムからなる、請
   求項１０に記載のパワーツール。１２、前記制限された
   燃料の吸入口が、前記測定室に供給される燃料の流量を
   変化させるように作動可能な調節弁を含む、請求項９か
   ら１１までのいずれかの項に記載のパワーツール。 １３、前記トリガ装置が、指で操作可能な部品と、ツー
   ルの前部の部品とを含み、前記ツールの前部の部品が、
   加工品にパワーツールの前部を押し付けることにより作
   動可能であり、前記ツールの操作が、前記トリガ部品の
   両方の付勢を必要とする、請求項９から１２までのいず
   れかの項に記載のパワーツール。 １４、前記弁装置が前記開いた位置に移動した場合に、
   前記戻り止め装置が自動的に前記弁装置に係合する請求
   項９から１３までのいずれかの項に記載のパワーツール
   。 １５、前記燃焼室がその内部に少なくとも１つの燃料の
   流れを方向づける羽根を有し、前記燃焼室へ入る燃料に
   乱流を発生させる、請求項１から１４までのいずれかの
   項に記載のパワーツール。 １６、携帯用パワーツールにおいて、 本体と、前記本体内のボアとがあり、 ピストンが前記ボア内に摺動可能に取り付けられ、前記
   ピストンが第１位置からパワーストロークを経て第２位
   置まで１方向に移動し、戻りストロークを経て前記方向
   と反対方向に移動し、前記本体内に燃焼室が形成され、
   前記ピストンの前記第２位置から離れた端において、前
   記ボアと連絡し、点火及び燃焼用のガス状燃料を受領す
   るように構成され、 前記燃料を前記燃焼室へ吸入する吸入装置があり、 前記燃焼室から残留ガスを排出するための排出装置があ
   り、 弁装置が、前記吸入装置と排出装置とをそれぞれ経て前
   記吸入と前記排出とを制御し、 前記燃料をガス状の流れにして、前記吸入装置へ供給す
   る供給源があり、 前記燃焼室内に取り付けられた少なくとも１つの、流れ
   を方向づける羽根があり、前記燃料が前記燃焼室へ入っ
   た時に、これに対して前記ガス状の燃料の流れが衝突し
   、前記羽根が、前記流れの中の無変流の流れを破壊して
   乱流を作り出し、前記燃料に点火する点火装置が前記燃
   焼室内にあり、 それにより、それに続く前記燃料の燃焼により前記燃焼
   室内に圧力上昇状態を形成し、これが前記ピストンに作
   用して、前記ピストンの急速な動力移動を生じ、前記パ
   ワーストロークを経て前記第２位置へ移動し、前記ピス
   トンが所望の動力支援作動をするように構成されている
   、携帯用パワーツール。 １７、前記羽根がほぼ円筒形であり、複数の開口部があ
   り、前記燃料が燃焼室に入った時に、前記羽根の凸面に
   衝突する、請求項１５あるいは１６に記載のパワーツー
   ル。 １８、前記弁装置、前記吸入装置、前記排出装置、及び
   前記燃焼室が協調して、前記弁装置が前記燃焼室と、前
   記吸入及び排出装置の両方との間を連絡し、前記ピスト
   ンがその第１位置にある場合に、前記ツールの前の作動
   行程から生じた残留ガスを一掃するような方式で、前記
   燃料が前記燃焼室に流入し、そして前記排出装置が閉じ
   る状況に前記弁装置を作用させる前に、前記残留ガスを
   前記排出装置を経て排出する、請求項１から１７までの
   いずれかの項に記載のパワーツール。 １９、前記燃焼室内の燃料の点火が、使用中に、前記弁
   装置が閉じるほんの一瞬前に行われる、請求項１から１
   ８までのいずれかの項に記載のパワーツール。 ２０、前記点火装置が、前記燃焼室内の異る場所でほぼ
   同時に電弧を発生するように複数の電極を含む、請求項
   １から１９までのいずれかの項に記載のパワーツール。 ２１、前記弁装置が、前記本体内のスリーブに取り付け
   られたステムと、閉鎖板の携帯の弁部材とを含み、前記
   閉鎖板の構造が、前記弁装置がその閉鎖位置に向かって
   移動するにつれて、前記燃焼室内に乱流を発生するよう
   に構成されている、請求項１から２０までのいずれかの
   項に記載のパワーツール。 ２２、前記スリーブと連絡する潤滑剤リザーバを含み、
   使用中に潤滑剤が前記ステムの相対的な摺動移動を潤滑
   する、請求項２１に記載のパワーツール。 ２３、前記リザーバが、潤滑剤を再充填するための閉鎖
   可能む開口部を含み、前記リザーバ内の潤滑剤の水準を
   視認検査するための検査パネルを含む、請求項２２に記
   載のパワーツール。 ２４、前記排出装置が、前記吸入装置の直径の少なくと
   も１．５倍の直径を有する請求項１から２３までのいず
   れかの項に記載のパワーツール。 ２５、燃料がベンチュリ管を通る流れを経て前記燃焼室
   へ供給され、空気が前記ベンチュリ管を経て前記燃料の
   流れに引き込まれ、前記吸入装置が前記ベンチュリ管の
   直径と少なくとも等しい直径を有する、請求項１から２
   ４までのいずれかの項に記載のパワーツール。 ２６、添附の図面に描かれた本発明の実施例の１つを参
   照して説明されたものとほぼ同一のパワーツール。