JPS6393573A - 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金利用した打込
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ブツシュレ
バ７９と一体で連動するスリーブ６７も下死点にあシ、
ノ・クランク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シ、且つ燃焼室６６の下部はノ
・クランク７１のほぼ中央外周に設けられた排気口６８
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
へ吸込むだめの電動機８７に取付けられたファン８６が
あシ、上述の如き第３図の状態にスリーブ６７がある時
、７７ン８６が回転する事により燃焼室６６内の空気は
大気と入換えられる。本構造では、燃焼室内の換気（掃
気）は十分に行なわれるが、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。

〔発明の概要〕

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や行程を行なう間に限夛
閉じ、その後、通路を開きファンで、燃焼ガスを掃気で
きるように、燃焼装置と掃気装置の構造を工夫したもの
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、３Ｆｉシ
リンダ内部をしゅう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け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を打つようにしゅう動
するロッド通路９がある。

ガイド５側部には、図中に示していない、一連の釘をロ
ッド通路９に挿入する釘の送り機構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４
４により打込み方向に押されるプッシュレバーエ１があ
る。１２はガイド５側部の点１３を中心に回転するロッ
ドレバーである。

１４はロッドレバー１１とブツシュレバー１１と関連し
て動くクランクである。

ハウジング１の内部には、燃焼室４に通じる第１８通路
１６、第２ａ通路１８と、大気に通じる第２ｂ通路１９
を持つ換気シリンダ２５がある。

２６はクランク１４と一体で換気シリンダ２５に沿って
しゆう動し、第１ａ通路１６と第２ｂ通路１８の開閉を
同時に行なう換気パルプである。

１９は換気シリンダ２５と大気を結ぶ第１ｂ通路である
。第１ｂ通路工９の一部は内部に電動機２０により回転
するファン２１を有する掃気室２２である。

２３はピストン３の上死点と下死点の間に位置するシリ
ンダ側壁の開口部と大気を結ぶ第３通路である。

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／停止部、
３１はピストン３のしゅう動部に装着されたＯリングで
ある。

燃焼室４の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
３８を有する。

燃焼室４の内部には、燃料混合気が通過し、着火後の火
炎が伝播する隙間４３がほぼ全面に散在する格子４０ａ
〜４０ｄを、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１工は打込み方向に位
置し、ロッドレバー１２の先端部はロッドばね４４の弾
性力により、ガイド５のロッド通路９までつき出ており
クランク１４は、ロッドレバー１２により打込み方向に
位置し、換気バルブ２６は第１ａ通路１６と第２ａ通路
１８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の先端をガイド５の先端のブツシュレバー１１を釘を
打ち込む目標の被加工物４２に押し当て、操作を開始す
る。ブタシュレバー１１はクランク１４を燃焼室側に押
し上げ、ロッドレバー１２の先端をロッド通路９の外側
まで回転させる。

またクランク１４によ勺換気パルプ２６が上方にしゅう
動し、換気シリンダ２５の第１ａ通路工６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第４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４に入る。第４通
路３４の空気の流れにより燃焼室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り、各格子４０ａ〜４０ｄの隙間４
３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〜４０
ｄの隙間４３を通り、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。

との時、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カシ格子４０ａの下流に渦を発生し
乱流と々る。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４０ａの隙間４
３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、燃焼速度が速くなる。燃焼速度
の増加により燃焼室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シ強い乱流となる。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
され駆動行程に入シ、第２図のように被加工物４２に釘
８を打ち込む。

この時、ロッドレバー１２の先端は第２図に示すように
、ロッド通路９の外側に位置し、ロッド７によ勺直接打
撃を受けることを免かれる。ピストン３が第３通路２３
よりガイド５側に位置する時、燃焼室内の膨張した高温
高圧の気体は第３通路２３を通り大気中に放出される。

ピストン３はシリンダ２のガイド５側の下死点において
、ダンパ６と衝突し釘８の打込みを完了する。釘打込み
の反動により、本体は被工作物４２より離れ、ばね４４
の弾性力によりブツシュレバー１１を打込み作動前の位
置に戻し、クランク１４をロッド通路９の方向にわずか
に戻し、口ラド７に押し当てる。この時クランク１４と
一体の換気バルブ２６は、換気シリンダ２５の第１ａ通
路１６と第３通路２３の開口をそれぞれ閉じ続ける。

その後燃焼室内の燃焼ガスの温度は急速に低下し燃焼室
４は真空になり、ピストン３がダンパ６の弾性力とピス
トン３よりガイド側のシリンダの空気の圧縮力により押
し上げられ、第３通路２３のシリンダ側の出口よりハウ
ジング側に移動すると、ピストン３のハウジング側は真
空でピストン３のガイド側は第３通路２３により大気圧
に保たれ、その差圧によりピストン３はピストン停止部
３０まで戻り、最もガイド側に近い格子４０ｄに当たり
停止しＯリング３工の弾性力により保持され打込み作動
前の位置に戻る。

またロッドレバー１２はロッド７の燃焼室方向への通過
により、ロッドばね４１の弾性力で、反時計回りに回転
しその先端はロッド打込み作動前の通路９の平常時の位
置に復帰し、クランク１４を打込み方向に引き戻し、換
気バルブ２６をガイド側にしゅう動させ、第１ａ通路工
６と第２ｂ通路１８を開き、掃気室２２の空気がファン
２１の回転により燃焼室４に送られ、燃焼室内部の燃焼
ガスを第２ｂ通路１９を介し、大気中に排出し、掃気は
完了する。

実施例において、燃焼室の掃気は、掃気室側の空気を燃
焼室に吹き出す方向に第１通路を流れているが燃焼室の
燃焼ガスを掃気室側に吸い込む方向に第１通路を流して
も、本工具の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。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による内燃式ピストン駆動工具の実施
例で釘打機の平常時の状態を示す縦断側面図である。第
２図は、ピストンが圧縮駆動行程の状態を示す縦断側面
図である。第３図は従来例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、２１はファン、２２は掃気室である
。 特許出願人の名称　　　　　日立工機株式会社）■囚 ３ｇ９７　　９３　１　　　　Ｚ（２２ｔ７妊 弘　４０Ｃ２θ う２　　　　　　ｍ　　　　　　　　　　　　ａｒ−′
ｑ　２”牙２図 ”　　　９Ｂ　　　　　　　　　　へ３３　　／　　　
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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、開口部をもつハウジングと、該ハウジングの開口部
   に隣接するシリンダ内部をしゅう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、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
   する第１通路の開閉制御装置と、前記第２通路の前記燃
   焼室と大気との間に位置する開閉制御装置を有し、燃料
   着火前に第１通路と第２通路をそれぞれ開閉装置により
   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構成したこ
   とを特徴とした内燃式ピストン駆動工具の掃気装置。 ２、ピストンの下死点と上死点の間に位置するシリンダ
   の側壁の開口部と大気を結ぶ第３通路と、前記内燃式ピ
   ストン駆動工具が駆動のための準備を完了したことを検
   出する装置と、前記ピストンが戻り行程においてピスト
   ンの上死点付近まで復帰したことを検出する復帰検出装
   置を有し、前記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、前記開閉装置により第１通
   路と第２通路を閉じ、着火以前に前記燃焼室内部に燃料
   を充填し、着火後、燃焼ガスの膨張により前記ピストン
   が前記ハウジング側の上死点より駆動行程を開始し、前
   記ピストンが前記第３通路より下側に位置する間前記燃
   焼室内部の高温高圧の燃焼ガスを前記第３通路より放出
   した後、前記ピストンが戻り行程に入り、復帰検出装置
   によりピストンの上死点への戻りを検出した後、前記開
   閉制御装置により前記第１通路と前記第２通路を開き、
   前記掃気室内部のファンにより前記燃焼室内部の燃焼ガ
   スの掃気を行なう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。