JPS63109986A - 内燃式ピストン駆動工具の掃気装置 - 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、ガスの燃焼によるエネルギーを利用した打込
機などの燃焼後のガスの掃気装置に関するものである。

〔発明の背景〕

ガスの燃焼を利用した打込機については、米国特許４４
０３７２２号がある。この打込機の燃焼後のガスの掃気
について第３図により説明する。ピストン６９の上部に
ある燃焼室６６は、射出ロアロの先端に具備されている
ブツシュレバ７９が図の様に下死点にある時、プツシ具
レバ７９と一体で連動するスリーブ６７も下死点にあり
、ハウジング６２の上部側面に設けられた給気口８５を
介して大気と開口してあり、且つ燃焼室６６の下部はハ
ウジング７１のほぼ中央外周に設けられた排気口６Ｂを
介して大気と開口している。一方、燃焼室６６内には燃
焼後のガスを大気に排出し、新しい空気を燃焼室６６へ
吸込むための電動機８７に取付けられたファン８６があ
ル、上述の如き第３図の状態にスリーブ６７がある時、
７７ン８６が回転する事によ〕燃焼室６６内の空気は大
気と入換光られる。本構造では、燃焼室内の換気（掃気
）は十分く行なわれるが、燃焼室６６内にファン８６が
露出しているためガスの燃焼・爆発の繰返しによりフア
ン及び電動機が破損する欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来の技術欠点をなくシ、こ
の種の内燃式ピストン駆動工具の掃気部の耐久性を向上
させることにある。

〔発明の破裂〕

本発明は、燃焼室の内部の燃焼ガスの掃気に使用するフ
ァンを、燃焼室と別に設けた掃気室の内部に設けること
で、ファンを爆発による衝撃、高温高圧より保護できる
点に着目し、燃焼室と掃気室を結ぶ通路を、ピストンが
燃料の爆発により駆勤行程と戻９行程を行なう間に限フ
閉じ、その後、通路を開きファンで、燃焼ガスを掃気す
るようにし、また、ピストンの駆動で気体が圧縮される
点に着目し、圧縮した気体源によりピストンの戻り行程
を行なえるように、燃焼装置と掃気装置と戻り行程の関
係を工夫したものである。

〔発明の実施例〕

本発明に係る燃焼式ピストン駆動工具の一例として、釘
打機の図面において、第１図と第２図を用いて説明する
。

第１図において、１は開口部を有するハウジング、２は
ハウジングの開口部側に固定されたシリンダ、３はシリ
ンダ内部を摺動可能なピストンで、ハウジング２とピス
トン３により制限される空間が燃焼室４である。

５はシリンダ側に固定したガイド、６はシリンダのガイ
ド５側に装着するダンパー、ガイド５の内部には、ピス
トン３に固着したロッド７が釘８を打つように摺動する
ロッド通路９がある。ガイド５＠部には、図中に示して
いない、一連の釘をロッド通路９に挿入する釘の送夛機
構１０がある。

ガイド５側の反対の釘の打込み方向の出口の周辺には、
ばね４４により打込み方向に押されるプツシ為レバー１
１がある。

ハウジング１の内部には、燃焼室４に通じる第１ａ通路
１６、第２ａ通路工８と、大気に通じる第２ｂ通路１９
ｔ−持つ換気シリンダ２５がある。

２６はブツシュレバー１１と一体で換気シリンダ２５に
肩って摺動し、第１ａ通路１６と第２ｂ通路１８の開閉
を行なう換気バルブである。１７は換気シリンダ２５と
大気を結ぶ第１ｂ通路である。

第１ｂ通路１７の一部は内部に電動機２０により回転す
る７アン２１を有する掃気室２２である。

換気シリンダ２５の開口部は、換気バルブ２６が摺動す
る時に、先に第２ａ通路１８と第２ｂ通路１９を開き、
次に第１ａ通路１６と第１ａ通路１７を開くように位置
づけられる。

２３はシリンダ２のガイド側の下死点よυ打込み方向側
に位置する第１開口部２７と、ピストン３の上死点と下
死点の間に位置するシリンダ２の側壁の第２開口部３９
を結ぶ第３通路である。

２８は第３通路の１部の蓄圧室である。２９は蓄圧室２
８から第２開口部方向への逆流を阻止する逆止弁である
。

３０はシリンダ２の燃焼室側の出口の付近において、シ
リンダ２の他の部分より断面の大きいピストン停止部、
３１はピストン３の摺動部に装着されたＯリングである
。

燃焼室４０周辺にはプロパンやブタン等の燃料ガスを注
入する燃料注入器３２、圧電素子等を利用したスパーク
電圧発生器で発生する高電圧で火花を発生させ、燃料の
混合気に着火する着火制御装置３３がある。燃焼室４の
両端部付近からは、第４通路３４、第５通路３５がある
。３６は第４通路３４と第５通路３５を結ぶ循環路であ
る。

第４通路３４には、燃料注入器３２に通じ燃料を噴出す
るノズル３７、ノズル３７の周囲に隙間を設けた混合管
３８ｔ−有する。

燃焼室４の内部には、燃料混合気が通過し、着火後の火
災が伝播する隙間４３がほぼ全面に散在する格子４０ａ
〜４０ｄ’ｋ、着火制御装置３３側からシリンダ２側に
かけて数段有する。

釘の打込み作動前の時に、ピストン３はピストン停止部
３０に位置する。ブツシュレバー１１は打込み方向く位
置し、換気バルブ２６は第１ａ通路１６と第４通路３４
の換気シリンダ２５への出口をそれぞれ開いている。

次にとの釘打機の作動を第２図を使い説明する。

運転者は、本釘打機の駆動する準備が完了したら、ガイ
ド５の先端部の周辺のブツシュレバー１１を釘８を打ち
込む目標の被加工物４２に押し当て、操作を開始する。

プツシニレバー１１は換気バルブ２６を上方に摺動し、
換気シリンダ２５の第１ａ通路１６と第２ｂ通路１８の
出口がそれぞれ閉じられる。燃料を燃料注入器３２から
ノズル３７を通し注入すると、ノズル３７から出る燃料
の噴流によって通路３４の空気が燃焼室４ａ方向に流れ
混合管３８を通過する間に空気と燃料の混合気となって
燃焼室に入る。第４通路３４の空気が流れることにより
燃焼室４ｄの空気が第５通路３５と循環路３６と第４通
路３４を経て燃焼室４ａに入って燃料混合気となシ、各
格子４０１〜４０ｄの隙間４３を通過して燃焼室全体に
燃料混合気が充満する。この状態で着火制御装置３３に
より燃料混合気に着火する。燃焼室４ａ内での燃焼によ
り燃焼ガスは膨張し、まだ燃焼していない未燃焼ガスが
押されて各格子４０ａ〜４０ｄの隙間４３ｆｔ通って、
燃焼室４ａの未燃焼ガスは燃焼室４ｂに流入し、燃焼室
４ｂの未燃焼ガスは燃焼室４ｃに流入し未燃焼ガスは次
々にピストン３の方向に流れる。この時、隙間４３を通
過した未燃焼ガスは格子４０ａが流れに対し障害物とな
シ格子４’Ｏａの下流に渦を発生し乱流となる。燃焼室
４ａにおける火炎は層流予混合火炎で燃焼速度が遅いが
、火炎が伝播し格子４０ｍの通過空間４３を通過すると
乱流により燃焼室４ｂにおける火炎は乱流予混合火炎と
なりで燃焼速度が速くなる。−燃焼速度の増加により燃
焼ガスの膨張速度が上昇し、燃焼室４ｂから燃焼室４Ｃ
に流入する未燃焼ガスの流速が上昇することにより、格
子４０ｂの下流に発生する渦が更に強くなり強い乱流と
なる。

この強い乱流により火炎が燃焼室４ｃに伝播すると燃焼
速度が更に速くなる。このように火炎が格子を通過する
度に加速度的に燃焼速度が上昇し、ハウジング内部の圧
力が上昇し、高圧となる。ピストン３はＯリング３１の
弾性力に抗してピストン停止部３０からガイド５の方向
に押し出され駆勤行程に入シ、被加工物４２に釘８を打
ち込み始める。

駆勤行程において、ピストン３が第２開口部３９より上
死点側に位置する時、第１開口部２７と第２開口部３９
を介しピストン下室の気体を蓄圧室２８へ圧縮し、ピス
トン３が第２開口部３９を通過後、燃焼室４の内部の高
温、高圧の燃焼ガスを逆止弁２９を介し、蓄圧室２８に
送フ、蓄圧室２８に圧縮気体源を持つことができる。

ピストン３はシリンダ２のガイド側の下死点においてダ
ンパ６と衝突し釘８０打込みを完了し、打込み力の反動
で、本釘打機の本体は被加工物４２より離ればね４４の
弾性力によりプツシ為レバ−１１を打込み動作前の位置
に戻し、駆勤行程を完了する。

プツシ為レバー１１により換気パルプ２６は換気シリン
ダ２５の内部を打込み前の位置まで摺動する。この時、
先に第２ａ通路１８と第２ｂ通路１９を開き、燃焼室内
部の高圧、高温の燃焼ガスを外部に放出し、次に第１ｇ
通路１６と第１ｂ通路１７を開きファン２１で外気を燃
焼室４に送力掃気を行なう。

ピストン３はダンパ６の弾性力と、第１開口部２７から
膨張する蓄圧室２８の圧縮気体により、燃焼室側方向に
摺動し、戻り行程に入υ、最もガイド側に近い格子４０
ｄにより、ピストン停止部３１で停止する。以上で、ピ
ストンは打込み前の位置に戻り、この間に、ファン２１
によ、り、Ｊｌａ通路１７から７アン２１により第２ｂ
通路１９へ外気が送られ、燃焼室内部の掃気は完了する
。

実施例において、燃焼室側の掃気は、掃気室側の空気を
燃焼室に吹き出す方向に第１通路上流れているが、燃焼
室内部の燃焼ガスを掃気室側に吸い込む方向に第１通路
に気体上流しても、本燃焼室の掃気を行なうことができ
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、燃焼室の掃気を行なうファンが、燃焼
室とは別に設けた掃気室の内部に位置するので、ファン
の耐久性を上げ、掃気部の耐久性を向上させることがで
きる。また、戻り行程の時間が短縮できるので、一定時
間で、駆動回数をよ）多くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による打込機の掃気部の実施例の打込
み動作前の時の状態を示す縦断側面図である。第２図は
各部の作動した状態を示す縦断側面図である。第３図は
、従来技術を示す縦断側面図である。 図において、１はハウジング、２はシリンダ、３はピス
トン、４は燃焼室、１６は第１８通路、１７は第１ｂ通
路、１８は第２８通路、１９は第２ｂ通路、２０は電動
機、２１はファン、２２は掃気室、２３は第３通路、２
７は第１開口部、２８は蓄圧室、２９は逆止弁、３９は
第２開口部である。 需出、麩の名称　　　　日立工機株式会社）Ｉ口 ）２囚 ）３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開口部を持つハウジングと、該ハウジングの開口部
   に隣接するシリンダ内部を摺動するピストンにより制限
   される燃焼室を有し、該燃焼室内部に燃料を充填、着火
   させ、膨張した燃焼ガスにより、前記ピストンを駆動す
   る内燃式ピストン駆動工具において、大気と前記燃焼室
   を結ぶ第１通路と第２通路を有し、前記第１通路の一部
   で、電動機により回転するファンを内部に含む掃気室と
   、該掃気室の燃焼室側への出口と前記燃焼室の間に位置
   する前記第１通路の開閉装置と、前記第２通路の前記燃
   焼室と大気の間に位置する開閉制御装置を有し、燃料着
   火前に前記第１通路と前記第２通路をそれぞれ開閉制御
   装置により閉じ、前記掃気室内部のファンが前記燃焼室
   の爆発による、衝撃、高温、高圧の影響を受けないよう
   に構成すると共に、前記開閉制御装置に連動して、本内
   燃式ピストン駆動工具の駆動の準備が完了したことを検
   出する準備検出装置と、前記ピストンの下死点と上死点
   の間に位置するシリンダの第１開口部と、前記ピストン
   の下死点よりガイド側に位置する前記シリンダの第２開
   口部と、前記第１開口部と前記第２開口部を結ぶ第３通
   路と、第３通路の一部で空気源を蓄える蓄圧室と、該蓄
   圧室と前記第１開口部の間に位置し、前記蓄圧室より前
   記第１開口部方向の流れを阻止する逆止弁を有し、本内
   燃式ピストン駆動工具の駆動の準備が完了したことを検
   出した後、前記開閉制御装置により前記第１通路と前記
   第２通路を閉じた後、着火以前に前記燃焼室の内部に充
   填されている燃料に着火し、燃焼ガスの膨張により前記
   ピストンの上死点から駆動行程を開始し、前記ピストン
   が前記第１開口部より上死点側に位置する時、前記ピス
   トンの下死点側の気体を前記第１開口部と前記第２開口
   部を通じ前記蓄圧室へ圧縮し、前記ピストンが前記第１
   開口部を通過後、前記ピストンの燃焼室側の高温高圧の
   燃焼ガスを前記第１開口部から前記蓄圧室へ送り、前記
   ピストンの下死点側の気体を前記第２開口部より前記蓄
   圧室に圧縮し、前記ピストンが駆動行程を完了した後、
   前記開閉制御装置により前記第１通路と前記第２通路を
   開き、前記掃気室のファンにより前記燃焼室内部の燃焼
   ガスを大気に放出すると共に、掃気を開始し、戻り行程
   において前記蓄圧室の圧縮気体を前記第２開口部を介し
   前記ピストンの下死点側に送力、該ピストンの戻り方向
   へ加速することを特徴とする内燃式ピストン駆動工具の
   掃気装置。 ２、駆動行程を完了した後、開閉制御装置により、初め
   に第２通路を開き、次に第１通路を開くことを特徴とし
   た特許請求の範囲第１項記載の内燃式ピストン駆動工具
   の掃気装置。