JPH03142177A - ガス燃焼式釘打機 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は木材に釘を打ち込む際に使用する。ブタンガス
等を燃料とし、燃焼圧力によりピストンを廓動する釘打
機に関するものである。

〔発明の背景〕

ガスの燃焼を利用した釘打造機の従来技術として、米国
特許４．４０３７２２号が挙げられる。この実施例によ
れば、燃料の燃焼圧力によりシリンダの内部をピストン
が摺動し、ピストンの上死点と下死点の間に位置するポ
ートを通過した後、燃焼室内部のガスを前記ポー１−よ
り機外に流出させる。ガスの燃焼は上死点の上側の点火
プラグ側からピストンの上面側へと進行する。このため
、点火プラグ付近のガスの燃焼により燃焼室内の圧力が
上昇し、ピストンが下降しはじめる。この時、ピストン
の上面部において、ピストンに追従する燃料を含む未燃
ガスが燃焼よりも先にポートから外部へ排出されること
がある。このため、燃料の消費効率が低いだけでなく、
換気の悪い場所で使用する場合に、機外に排出され蓄積
した未燃ガスが何らかの火気のために爆発する可能性が
あったまた燃焼室内にファンを設けていたため連続動作
時にファンが高温になり、ファンの構成材料が軟弱にな
り、本来のファン機能を果たさなくなる可能性があるこ
とがあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなくし、燃焼
時に未燃ガスが排出される可能性を低減し、かつ、ファ
ンを燃焼室外へ設けたためファンが高温になる可能性を
除去することである。

〔発明の概要〕

本発明はシリンダ内の燃焼が点火プラグに近い方から遠
い方（ピストン」二面）へと順を追って進行する点に着
目し、ピストンが下死点近くにきた時に上死点より点火
プラグ側（以後、上死点より上部と表わす）にあるポー
トを外部と導通させることにより燃焼室内のガスを外部
へ排気するように、シリンダ、圧縮ばねの関係を工夫し
たものである。

また、燃焼したガスは膨張するため、点火プラグ付近で
燃焼したガスをオリフィス状の小穴を通過させて膨張さ
せれば、オリフィス状の小穴より下側の未燃ガスに乱れ
を発生させることができる点に着目し、より大きな乱れ
を与えるよう点火プラグ、オリフィス状小穴（格子）、
ピストン上死点の位置関係を工夫したものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の実施例を図を用いて説明する。第１図は本
発明の第一の実施例のうち、運転待機状態ならびに掃気
状態を示す。

図において土はシリンダで、シリンダ八ツ１〜２並びに
ピストン３とで燃焼室を形成している。第１図は釘を打
ち込むために燃焼室を掃気している状態を示す。運転待
機状態もこれとほぼ同じであるが、外部に設けたファン
（図示せず）は停止している。外部に設けたファンを運
転して外筒の空気人口４、シリンダの空気人口５、シリ
ンダの空気出口６．外筒の空気出ロアの順に空気を流動
させ、燃焼室８内に残っている燃焼排ガスを外部へ排出
し、次回燃焼に使用する新鮮な空気を燃焼室に満たす。

図中の矢印は空気あるいは燃焼排ガスが流れる方向を示
す。

第２図は掃気が完了した後の着火直前の状態を示す。安
全レバー９を材木１０に押しつけるとすング１１が上方
に移動する。これに伴って内ばね１２がシリンダ１を押
し上げる。その結果、シリンダの空気人口５、シリンダ
の空気出口６が封鎖され、燃焼室８は完全に密閉されて
しまう。この時、燃料噴射ノズル１３ａ、１３ｂ、１３
ｃから燃焼室８内へ燃料を噴射し、点火プラグ１４によ
り燃料と空気の混合気に着火する。点火プラグ１４の近
傍で燃焼を開始した混合気は急激に膨張する。このため
乱流格子１５より上部の未燃ガスが乱流格子１５のオリ
フィス１６より下部へ流出する。この時、オリフィス直
径がシリンダ直径に比べて小さいので、オリフィス１６
を通過する未燃ガスはいったん縮流して拡大するため、
大きな乱れが生じる。この結果、乱流格子より下部の燃
焼室のガスに大きな乱れが生じ、燃焼速度が大となり短
時間に燃焼が完結するため熱損失が少なく、高い燃焼圧
力が得られる。

この結果、木材への釘の打ち込みが打ち込み残りが無い
状態で完了する。

第３図は乱流格子１５をとりだして示したものである。

図に示したようにオリフィス１６は比較的小さく、かつ
、乱流格子１５の中央にあけられている。オリフィス１
６を中央に設けることにより燃焼が燃焼室の中心から外
周へ進行する。

その結果、高温の燃焼ガスがシリンダに接触する時間を
短かくすることができ、シリンダと高温ガスの接触によ
る高温ガスからシリンダへの熱損失を少なくすることに
より高い燃焼圧力を確保することに有効である。

第４図は燃焼が完了した後でピストンが下降し、釘を打
ちこんでいる状態を示す。ピストン３は上死点位置から
かなり下まできている。

第５図はピストンが下死点へ達した状態を示す。この時
、ピストンが圧力室連絡穴↑７より下へくるので圧力室
１８の圧力が大気圧より高くなり、内はね１２を圧縮し
てシリンダニを下へおしさげる。（外ばね１９は内ばね
１２よりばね強さが大としである）このためシリンダの
空気人口穴５と、シリンダの空気出口穴６とが開いて燃
焼室内の燃焼排ガスが外部へ噴出し、燃焼室内が大気圧
へもどる。このようになれば圧力室１８の圧力は大気圧
へもどるので、内ばね１２が伸びてシリンダ１を押し上
げる。この時の状態は第４図の状態とほぼ同じである（
但し釘は打込み済であるので、第４図から釘をとった状
態である。）この時燃焼室内の気体の温度は常温より高
いが、時間の経過と共に冷却され、１００℃以下になる
と水蒸気が凝縮することも伴ない、燃焼室内圧力は大気
圧より低くなる。この結果ピストンはピストンより下部
の圧力が大気圧で、ピストンより」二部の圧力が大気圧
以下なので、ピストンは押し上げられ上死点へもどる。

この後安全レバー９を材木１０へ押し付けていた力をゆ
るめると第１図の状態にもどる。このようにして釘の打
込みが完了する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ピストンの上死点より上部にあるポー
ト（シリンダの空気人口５並びにシリンダの空気出口６
）から燃焼ガスを排気するようにしたので、燃焼が完了
していない未燃ガスを外部に排出することがなく、燃料
の消費効率を高く維持でき、かつ、換気の悪い場所で使
用する場合に、機外に排出され蓄積した未燃ガスが何ら
かの火気で爆発する可能性がなくなる。

また、燃焼室の外にファンを設けたため、連続動作時に
ファンが高温になり、ファンの構成材料が軟弱になって
、本来のファン機能を果たさなくなる可能性を除去する
ことができる。

また、乱流格子の穴（オリフィス）は格子の中央に１個
あるのみで、強度的に強いため耐久性があり、かつ、高
温の燃焼ガスがシリンダ壁に接する時間を短かくしたの
で、高い燃焼圧力を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明の実施例のうち、待機および掃気状態を
表す断面図、第２図は本発明のうち点火状態を表す断面
図、第３図は本発明における乱流格子を示し、（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図である。第４図は本発明の実施
例のうち燃焼後にピストンが下降して、釘を打ち込んで
いる状態を示す断面図、第５図は同ピストンを上死点位
置までもどすために、燃焼室内を熱真空にするように排
気する状態を示す断面図である。 図において、１はシリンダ、２はシリンダヘッド、３は
ピストン、４は外筒の空気入口、５はシリンダの空気入
口、６はシリンダの空気出口、７は外筒の空気出口、８
は燃焼室、９は安全レバ、１０は材木、土工はリング、
１２は内ばね、１３ａ、１３ｂ、１３ｃは燃料噴射ノズ
ル、１４は点火プラグ、」５は乱流格子、１６はオリフ
ィス、１７は圧力室連絡穴、１８は圧力室である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダと該シリンダ内をしゆう動するピストンと
   該シリンダ上部に接したシリンダヘッドとで囲まれた燃
   焼室で、該燃焼室内に設けた燃料噴射ノズルから噴射し
   た燃料ガスを該シリンダヘッドに設けた点火プラグによ
   り着火燃焼させ、その燃焼圧力により該ピストンを降下
   させて該ピストン下部のドライブビットに接して置いた
   釘を材木に打ち込むガス燃焼式釘打機において ファンを該シリンダの外部に設け、さらに該シリンダの
   ピストン上死点より上部に空気入口穴と空気出口穴とを
   設け、該シリンダの下部にリングをはさんで設けた安全
   レバーを材木に押し付けることにより、該安全レバーの
   上部に接した該リングの更に上に、該シリンダの外側に
   隣接して設けた内バネを用いて、該シリンダを上方へ移
   動させて該燃焼室内を密閉して燃焼を行なわせ、該ピス
   トン下降後に該ピストンを上死点位置に戻すため、該シ
   リンダの壁に、該ピストンの上死点と下死点との間に、
   該シリンダ外部の圧力室へ通じる圧力室連絡穴を設け、
   該ピストンが該圧力室連絡穴を下方へ通過した際に、該
   圧力室に燃焼圧力がかかるようにして該内バネを圧縮し
   て、該シリンダを押し下げ、該シリンダ壁面にあけた該
   空気入口と該空気出口とから燃焼ガスを排気し、該燃焼
   室内の圧力低下と共に該圧力室の圧力が低下することに
   より該バネが伸長して該シリンダを上に押し上げ、該燃
   焼室を再び密封することにより該燃焼室内の燃焼ガスの
   圧力を、冷却の進行並びに水蒸気の凝縮により大気圧以
   下にして該ピストンを上死点位置まで戻すことを特徴と
   するガス燃焼式釘打機。 ２、シリンダと該シリンダ内をしゆう動するピストンと
   該シリンダ上部に接したシリンダヘッドとで囲まれた燃
   焼室で、該燃焼室内に設けた燃料噴射ノズルから噴射し
   た燃料ガスを該シリンダヘッドに設けた点火プラグによ
   り着火燃焼させ、その燃焼圧力により該ピストンを下降
   させて該ピストン下部のドライブビットに接して置いた
   釘を材木に打ち込むガス燃焼式釘打ち機において特許請
   求範囲第１項記載のガス燃焼式釘打機において該シリン
   ダ内に該シリンダとほぼ同じ直径の円板（乱流格子）を
   一枚または、複数枚設け各円板の中心付近に該直径より
   かなり小さい直径のオリフィス状の穴を一個あけ、該燃
   焼室上部の該点火プラグで点火して燃焼を開始したガス
   が膨張してオリフィスを通過する際に乱れを発生せしめ
   て、該乱流格子より下部での燃焼において燃焼速度を大
   にして燃焼完結時間を短くし、該シリンダ壁への熱損失
   を少なくして燃焼圧力を大にすることにより、釘打ち込
   み能力を大にしたことを特徴とするガス燃焼式釘打機。