JPS5813309B2 - 内燃工具の掃・排気装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は駆動原動力として、燃焼ガスたとえばプロパン
ガスと加圧空気の混合気のごときものの燃焼圧力を利用
するようにした、自動釘打ち機その他の工具に関するも
のである。

本発明者等は、従来よりこの種内燃工具として、工具本
体内に内蔵したメインピストンを摺動自在に密嵌したメ
インシリンダとガス爆発室としての燃焼室を別設し、こ
れらメインシリンダのピストン上室と燃焼室間にはヘソ
ドバルブを配し、上記燃焼室内での燃焼時にこのヘッド
バルブをＩａし、燃焼室内の燃焼圧をピストン上室に導
入しメインピストンに作用させるようにした内燃工具を
開発し、提案している。

本発明は、上述のような既提案の内燃工具を更に発展的
に改良したものであり、燃焼後における上記燃焼室内を
掃・排気するのに有効な掃・排気装置を提供しようとす
るものである。

本発明の特徴の一つは、燃焼後、すなわち仕事終了後に
自動的に燃焼室内が排気及び掃気される点にある。

また、他の特徴は混合気などの燃料を燃焼室に供給する
に先立って、燃焼室は大気と完全に遮断されている点に
ある。

また、他の特徴は掃・排気のために混合気用の加圧空気
源から容易に導入し得る加圧空気を用いることができ、
しかもその消費量は必要最小限で良いという点にある。

また、他の特徴は本発明を適用した工具を使用する作業
者の操作が単純になるという点にある。

また、他の特徴は、燃焼室内は新たな混合気を供給する
直前まで大気に開放されており、したがって爆発する危
険がないという点にある。

さらに、本発明の他の特徴点は以下に述べる実施例の説
明により明らかとなる。

第１図は本発明を適用した内燃Ｌ具の構成の概要を説明
するための要部縦断面図であり、図示の状態は平常時、
すなわち作動前の状態を示す。

図中１は工具本体を構成するハウジングである２は上記
ハウジング内に内蔵されたメインシリンダであり、この
シリンダ２０図中下方には一部略示したノーズ３が関連
突設されている。

このノーズ３は中央部にノーズ穴４が開設され、該穴４
内にはノーズ３に配設した図示しないマガヂン内より連
結状の釘が一本ずつ予め装填されるようになっている。

また、上記メインシリンダ２内にはメインピストン５が
図中上下動自在に密嵌されており、このピストン５には
ドライバ６が連結され、ドライバ６の先端６ａは前記ノ
ーズ穴４内に挿入され、上記ピストン５の上下動により
、該穴４内を上下動し得るようになっている。

なお、上記先端６ａは釘の打込み作用端となる。

また、７はヘッドバルブであり、上記ハウチング１内に
形成されたヘッドバルブシリンダ８内に於て前記メイン
シリンダ２０図中上方において上下動自在となるように
密嵌されている。

そして、このヘッドバルブ７は、上記メインシリンダ２
のピストン上室２ａと大気及びピストン上室２ａと燃焼
室間を断続するように作用する。

なお、上記燃焼室９は図示の例ではハウヂング１内に於
て、前記メインシリンダ２の上方外周部に形成され、上
記ヘッドバルブ７によりメインシリンダ２とは遮断又は
連通されるようになっている。

そして、この燃焼室９には点火プラグの如き発火手段１
０が臨設され、該手段１０は圧電素子１１の如き着火源
に導通されている。

さらに、上記燃焼室９には．第１、第２、第３、第４及
び第５の各連通路１２，１３，１４，１５及び１６の一
端開口が開設されている。

１７はリターン用ガスチャンバであり、上記ハウヂング
１内に於て、メインシリンダ２０図中下方外周部に形成
されている。

このチャンバ１７と前記メインシリンダ２間には第１の
開口１８及び第２の開口１９が開設され、互に連通する
ようになっている。

そして、上記第１の開口１８は常にメインシリンダ２の
ピストン下室２ｂ側と上記チャンバ１７間を連通し、ま
た上記第２の開口１９はメインピストン５が該開口１９
よりも図中上方に位置するときにはピストン下室２ｂ側
と、またメインピストン５が下死点に位置するときには
ピストン上室２ａ側と上記チャンバ１７間を連通ずるも
のである３，また、２０は遅延用ガスチャンバであり、
該チャンバ２０は一方向弁２１を介して第６の連通路２
２により前記リターン用ガスチャンバ１７に連通される
とともにニードルバルブ２３を介して大気に開放され、
さらに第７の連通路２４の一端、開口が開設されている
。

なお、上記一方向弁２１はリターン用ガスチャンバ１７
から遅延用ガスチャンバ２０方向への導通のみを可能と
するものであり、上記二一ドルバルブ２３は遅延用チャ
ンバ２０の内圧を徐々に大気に開放するものである。

２５ぱ掃・排気バルブシリンダであり、上下両端は大気
に開放され、図中−Ｌ方部に排気バルブシリンダ部２５
ａと下方部に掃気バルブシリンダ部２５ｂとが連接され
ており、上記排気バルブシリンダ部２５ａの側壁には前
記第２連通路１３の他端開口及び第８連通路２６の一端
開口がそれぞれ開設されている。

また、上記掃気バルプシリンダ部２５ｂの側壁には前記
第３連通路の他端開口及び第９運通路２７の一端開口が
それぞれ開設され、さらにこれら各シリンダ部２５ａと
２５ｂの間部側壁には前記第７連通路２４の他端開口が
開設されている。

また、２８は前記排気バルブシリンダ部２５ａ内に摺動
自在に密嵌された排気バルブステムであり、該ステムは
前記第２連通路１３と大気間の断続するものである。

また２９は掃気バルブステムであり、前記掃気バルブシ
リンダ部２５ｂ内に摺動自在に密嵌され前記第３及び第
９の各連通路１４と２７間を断続するためのものである
。

なお、３０は上記ステム２９を常時図中上方へ押し上げ
るように附勢するバネである。

３１は安定器であり、空気源３２の空気圧を基準圧とし
てガス源３３からのプロパンガスを規制するためのもの
である。

そして、上記空気源３２には前記第９連通路２７の他端
開口が連通されるとともに、第１０連通路３４の一端開
口及び第１１連通路３５の一端開口がそれぞれ連通され
ている。

また、上記ガス源３３のガスは第１２連通路３６より上
記安定器３１に導入され、ここで上述の如《空気圧によ
る制御を受けて、第１３連通路３７により供給バルブシ
リンダ３８に導通されるようになっている。

なお、上記供給バルプシリンダ３８は上端を大気に連通
され、側壁には前記第１３連通路３７の一端開口の他に
前記第４連通路１５の他端開口及び前記第５連通路１６
の他端開口がそれぞれ開設され、さらに下端はパイロッ
トバルブシリンダ３９の上端に連通されている。

そして、該シリンダ３８内には供給バルブステム４０が
摺動自在に密嵌され、該ステム４０にはバネ４１の弾発
力が附されて常時図中下方へ押し下げられるように附勢
されている。

また、パイロットバルブシリンダ３９の側壁には前記第
１１連通路３５の他端開口及び大気に開放する第１４連
通路４２の一端開口がそれぞれ開設されるとともに、内
部にはパイ口ットバルブステム４３が図中上下動自在に
密嵌されている。

なお、このステム４３には図中上端から側壁に連らなる
第２０連通路４４が開設されるとともに、図中下端には
ハウジング１の外方に突出するように作動端部４３ａが
突設されている。

４５は解除バルブシリンダであり、内部に解除バルブス
テム４６が図中上下動自在となるように密嵌され、また
側壁には前記第１０連通路３４の他端開口、大気に開放
する第１５連通路４７の一端開口、前記ヘッドバルブシ
リンダ８に連通ずる第１６連通路４８の第１及び第２の
各開口４８ａ４８ｂがそれぞれ開設されるとともに、下
端には前記第１連通路１２の他端が開口されている。

さらに、上記解除バルブステム４６には、その上端から
側壁に連らなるように第１７連通路４９が開設されてい
る。

また、図中５０は第１８連通路、５１は第１９連通路で
ある。

なお、前述したパイロットバルブステム４３の作動端部
４３ａと圧電素子１１には図示しないトリガを関連配設
し、このトリガの一回の引上操作で先ず上記パイ口ット
バルブステム４３が押し上げ作動され、次いで圧電素子
１１を作動するようにしておけば、燃焼室９内に先ず混
合気が供給され、次いで着火操作が行なわれるというよ
うに燃料供給と着火の各操作を連続的に行なうことが可
能である。

しかして、上記構成において第１図に示す状態は不作動
状態、すなわち作動前の状態を示すものである。

そして、この状態においては、排気バルブステム２８は
上死点にあり、燃焼室９を大気に開放している。

また、掃気バルブステム２９は、前記遅延用ガスチャン
バ２０内のガスが二一ドルバルブ２３を通じて大気に放
出してしまっているので、バネ３００作用により上死点
に位置している。

したがって、該ステム２９ぱ第３連通路１４と第９連通
路２７間を遮断しており、空気源３２より燃焼室９に至
る掃気用空気の通路は遮閉されている。

また、第８連通路２６は大気に開放し、第７連通路２４
は遅延用ガスチャンバ２０内が大気圧になれば、大気圧
になる。

次に、上記第１図の状態からパイロットバルブステム４
３をその作動端部４３ａにより押し上げると、第１１連
通路３５と第２０運通路４４が連通し、空気源３２の空
気は第８連通路２６より排気バルブステム２８を下死点
に移動する−すなわち第２連通路１３０大気への開放を
遮断する−ように作用する（第２図参照）とともに供給
バルブステム４０を上死点位置一すなわち第１３連通路
３７と第４連通路１５間を連通してガス源３３から燃焼
室９への流路を導通するとともに、第５連通路１６を開
放して空気源３２から燃焼室９への流路を導通する位置
−に移動させるように作用する。

したがって、燃焼室９に混合気を供給する直前に燃焼室
９ぱ大気と遮断される。

そして、上記パイロットバルブステム４３の押し上げ操
作に引続いて行なわれる圧電素子１１の作動により、点
火プラグ１０により燃焼室９内に発火されると混合気に
着火され、燃焼が行なわれる。

すると，燃焼室９内の昇圧を解除バルブステム４６の下
端側が第２連通路１３を介して受圧し、該バルブ４６が
上死点に押し上げられる。

この解除バルブスデム４６の上死点位置への移動により
、ヘッドバルブ上室８ａに導入されていた空気源３２か
らの加圧空気は遮断されるとともに、上記上室８ａを人
気に開放する。

したがって、ヘッドバルブ７の燃焼室９に臨む面７ａが
燃焼圧を受け、ヘッドバルブ７は上方に押し上げられる
。

これにより、ヘッドバルブ７はメインシリンダ２のピス
トン上室２ａと大気に開放する第１８連通路５０間を遮
閉すると同時に上記上室２ａと燃焼室９間を連通する。

これにより、メインピストン５はピストン上室２ａ側に
燃焼圧を受けて、メインシリンダ２内を急激に下死点に
向い打ち降されることになり、ドライバ６はノーズ穴４
内の釘を打ち出し、釘の打込み行程を終了する。

そして、燃焼ガスは、下死点に到達したメインピストン
５のすぐ上に位置する第２の開口１９よりリターン用ガ
スチャンバ１７内に流入し、続いて遅延用ガスチャンバ
２０に流入する。

このようにして、上記遅延用ガスチャンバ２０内に燃焼
ガスが流入すると、さらに第７連通路２４を通り掃・排
気バルブステム２８と２９間に流入し、第３図に示すよ
うに排気バルブステム２８を上死点まで押し上げ燃焼室
９を大気に開放し、さらに掃気バルブステム２９をバネ
３０に抗して下死点に押し下げ第９連通路２１と第３連
通路１４間を連通し、空気源３２と燃焼室９間を導通す
ることにより掃気用空気を空気源３２より燃焼室９へ流
入させることになる。

なお、前記第２の開口１９よりリターン用ガスチャンバ
１７に流入した燃焼ガスは前述のように遅延用ガスチャ
ンバ２０に流入する他に、第１の開口１８を通じて下死
点にあるメインピストン５０下室２ｂ側に作用し、メイ
ンピストン５を上死点までリターンさせるものである。

そして、上述のような作動が順次自動的に続けられるう
ちに、遅延用ガスチャンバ２０内のガスは二一ドルバル
ブ２３から大気への放出が続けられており、一定の時間
の後、掃気バルブステム２９はバネ３０の出力が勝り、
十死点まで移動される（第１図参照）。

すると掃気はストップし、排気バルブステム２８は図中
上方へ押し上げるガス圧がな《つても０ １Ｊングの摩
擦で上死点位置にとどまっているので燃焼室９は大気圧
に戻る。

なお、上記掃気バルブステム２９が上死点位置から下死
点位置への移動を始動されてから下死点位置状態に保持
され、再度下死点位置からもとの上死点位置へ復帰する
までに要する、いわゆる遅延時間は、前記二一ドルバル
ブ２３の調整により設定されるので、燃焼室内掃気の必
要最小限にセットすれば、空気源３２からの空気の無駄
な消費を防止することができる。

上述のごと《して、釘の打込みに引続いでメインピスト
ンのリターン、さらに燃焼室内の掃・排気を自動的・連
続的に行なうことができる。

そして、上記実施例においてはメインピストン５が下死
点に到達したときに第２の開口１９よりリターン用ガス
チャンバ１７への燃焼ガスの流入が、上記メインピスト
ン５の下死点位置検知信号として利用でき、この信号機
能を有する流入燃焼ガスで前述のように排気バルブステ
ム２８と掃気バルブステム２９を作動して燃焼室９の圧
縮空気流入口と排気口を開き、しかも上記圧縮空気流入
口を閉じるには前記二一ドルバルブ２３により設定され
た遅延時間を有するように作用する遅延用ガスチャンバ
２０内に流入した燃焼ガスが前記バネ３００作用力より
も小さ《なる時点、すなわち遅延信号機能を有する遅延
ガスチャンバ内圧力の降下信号により行なうことができ
る。

しかも、排気バルブステム２８の閉位置への移動は、パ
イ口ットバルブステム４３が作動されれば供給バルブの
作動の直前に行なわれるものである。

したがって、本発明においては所期の目的を容易に達成
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための概略縦断面
図、第２図及び第３図はそれぞれ異なる作動状態を説明
するための要部概略縦断面図である。 １・・・・・・ハウヂング、２・・・・・・メインシリ
ンダ、５・・・・・・メインピストン、７゛゜゜″゜゜
ヘッドバルブ、９゜゜゜・・・燃焼室、１０・・・・・
・点火プラグ、１７・−・・リターン用ガスチャンバ、
１８・・・・・・第１の開口、１９・・・・・・第２の
開口、２０・・・・・一遅延用ガスチャンバ、２１・・
・・一方向弁、２ ３・・・・・・二一ドルバルブ、２
８・・・・・排気バルブステム、２９・・・・・・掃
気バルブステム、３２・・・・・・空気源、３３・・・
・・・ガス源、４０・・・・・・供給バルブステム，４
２・・・・・・パイロットバルブステム、４ ６−＝−
１４除バルブステム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ドライバを有するメインピストンを摺動自在に密
   嵌したメインシリンダと、該シリンダのピストン上室と
   の間に介在させたヘッドバルブにより上記ピストン上室
   と断続される燃焼室と、該燃焼室内の燃焼圧を検知して
   、上記ヘッドバルブを開放する解除バルブとを有するも
   のに於で、上記メインシリンダのピストン下室と第１の
   連通口により常時連通されるとともに、メインピストン
   が下死点位置にあるときは第２の連通口によりピストン
   上室とも連通されるように上記メインシリンダに関連配
   設したリターン用ガスチャンバと、該ガスチャンバ内の
   燃焼圧により開作用する一方向弁を介して該ガスチャン
   バと連通されるとともに、大気中に徐々に燃焼ガスを放
   出する遅延用ガスチャンバと、上記燃焼室と空気源間に
   介在された掃気バルブ及び上記燃焼室と大気間に介在さ
   れた排気バルブとを有し、上記掃気バルブは常時閉状態
   に附勢されているとともに上記排気バルブは燃料供給時
   には閉状態にあり、且つ閉状態にあるこれら各掃・排気
   バルブは上記メインピストンが下死点にあるときにメイ
   ンピストン上室より上記第２の連通口、上記リターン用
   ガステヤンバ及び上記遅延用ガスチャンバを介して伝達
   される燃焼圧力によりそれぞれ開状態に切換え作動され
   るとともに、この開状態を上記遅延用ガスチャンバ中の
   燃焼ガスの圧力が所定圧以下に低下するまでの一定時間
   保持するようにしたことを特徴とする内燃工具の掃・排
   気装置。