JP2006061992A - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】最適なファンの配置位置を適用することにより、ファンの回転による空気の流量増を実現し、シリンダ等を効率よく冷却可能な燃焼式動力工具を提供する。
【解決手段】ファン１９は、その回転軸方向のファン１９の中央部（ラインＡ）が、接続部１０Ｂ１よりもプッシュレバー９側に位置し、回転軸方向のファン１９のヘッドキャップ１１側の端部（ラインＢ）が、接続部１０Ｂ１と一致するか又は接続部１０Ｂ１よりもヘッドキャップ１１側に位置するように配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃焼式動力工具に関し、特に可燃性ガスと空気とを混合した混合ガスを着火することにより動力を発生させる燃焼式動力工具に関する。

従来、ガス釘打機等の燃焼式動力工具においては、燃焼室内に可燃性ガス等の燃料を噴射してこれを点火プラグを放電スパークさせることにより点火し、この時の燃焼室内気体の膨張をピストンによる一軸方向への運動量に変え、このピストンの運動量により、釘を打ち付ける構造となっている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特公平３−２５３０７号公報 米国特許第５１９７６４６号明細書

しかし、従来の燃焼式動力工具では、シリンダ等の冷却を行うための空気の流れを生じさせるファンの位置の最適化が行われておらず、円滑な空気の流れ及び十分な空気の流量が期待できない。

そこで本発明は、ファンを最適な位置に配置することにより、ファンの回転による空気の流量増を実現し、シリンダ等を効率よく冷却可能な燃焼式動力工具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、ハウジングと、該ハウジングの一端に設けられ、可燃性ガス通路が形成されたヘッド部と、該ハウジングの他端側に設けられ、工作物への押圧時に移動可能なプッシュレバーと、該ハウジング内に固定して設けられたシリンダと、該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能なピストンと、該プッシュレバーに連接され、該ハウジング内において該シリンダに移動可能に案内され、該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該シリンダ、該ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠と、該ピストンから反燃焼室方向に延びるドライバブレードと、該燃焼室内の可燃性ガスと空気との混合気に着火するために該燃焼室に臨む点火プラグと、該ヘッド部に設けられたモータによって回転され、該燃焼室内に配置されて可燃性ガスと空気とを攪拌混合するファンとを有し、該燃焼室枠は、該プッシュレバーに連接される枠基部と、該枠基部の反プッシュレバー側に位置して該ヘッド部に当接可能な枠頭部とを有し、該枠頭部は、外端が該枠基部に接続され該ファンの回転軸に向って延びる接続部と、該接続部の内端から該ファンの回転軸方向に沿って延び該ヘッド部に当接、離間する当接ガイド部とを有し、該可燃性ガスが該可燃性ガス通路を介して該燃焼室に供給され、該点火プラグの点火動作により該混合気が爆発燃焼して該ピストン及び該ドライバブレードを移動させる燃焼式動力工具において、非作動の状態における該回転軸方向の該ファンの中央部が、該接続部よりも該ピストン側に位置するように、該ファンが配置されている燃焼式動力工具を提供している。

ここで、非作動の状態における該回転軸方向の該ファンの該ヘッド部側の端部が、該接続部と一致するか又は該接続部よりも該ヘッド部側に位置するように、該ファンが配置されていることが好ましい。

更に、該ハウジング内には、該プッシュレバーが工作物に押しつけられて該プッシュレバーが該ハウジング内に後退し該燃焼室枠が所定位置に達したことを検出するヘッドスイッチが設けられ、該ヘッド部には、該ファンを回転させるためのモータが設けられ、該モータは、該ヘッドスイッチの検出開始によって電力が供給され、該ファンを回転させるとともに、該混合気の爆発燃焼後に、該プッシュレバーを該ハウジングから突出動作させ該燃焼室枠が該所定位置から移動して、該ヘッドスイッチが検出を終了してから７秒以内に電力供給が停止されることが好ましい。

請求項１に記載の燃焼式動力工具によれば、非作動の状態における該回転軸方向の該ファンの中央部の位置が、接続部よりもピストン側に位置するように、ファンが配置されているので、ファンの回転による空気の流れが、接続部や当接ガイド部で阻害される量が少ない。従って、空気を効率よく流すことができ、空気の流量を増加させることができる。この空気の流量が増加により、爆発燃焼により高温状態にあるシリンダ等の冷却効率を向上させることができ、燃焼式動力工具の連続作業性を向上させることができる。

請求項２に記載の燃焼式動力工具によれば、非作動の状態における回転軸方向のファンのヘッド部側の端部の位置が、接続部と一致するか又は接続部よりも該ヘッド部側に位置するようにファンが配置されているので、空気が燃焼室内において自己循環することが少ない。従って、空気を効率よく流すことができ、空気の流量を増加させることができる。この空気の流量が増加により、爆発燃焼により高温状態にあるシリンダ等の冷却効率を向上させることができ、燃焼式動力工具の連続作業性を向上させることができる。

請求項３に記載の燃焼式動力工具によれば、モータは、ヘッドスイッチが検出を終了してから７秒以内に電力供給が停止されるので、ファンの回転の動力源である電池の一本あたりの打込み回数を増加させることができる。

本発明の燃焼式動力工具を燃焼式打込み工具に適用した実施の形態について図１を参照して説明する。図１は、打込み動作前の状態である燃焼式打込み工具１を示しており、燃焼式打込み工具１は、外枠体を構成し排気口２ａが形成されたハウジング２を有する。ハウジング２の上部には、吸気口３ａが形成されたヘッドカバー３が取付けられている。ハウジング２の側部からはハンドル４が延設される。

ハンドル４には、トリガスイッチ５を備え、図示せぬ電池が着脱可能に挿入されている。ハウジング２内のハンドル４が延設される箇所にはボンベ室２９が形成され、ボンベ室２９内には可燃焼液化ガスを内含し、後述のガスボンベ接続部２５Ａに接続される噴射ロッド３０Ａを有するガスボンベ３０が着脱自在に収容される。ハンドル４の下方には、図示しない釘を装填したマガジン６が設けられている。

ハウジング２の反ヘッドカバー３側端部付近からは、後述のシリンダ２０と一体成形されて、その先端部分が工作物２８に対向するノーズ７が延設されている。ノーズ７は後述のドライバブレード２３Ａの摺動と、図示せぬ釘が工作物２８に打込まれるのをガイドする。ノーズ７の下端７Ａには、工作物２８に当接するプッシュレバー９が往復摺動可能に突出して支持され、プッシュレバー９の上端部は、後述する燃焼室枠１０の枠基部１０Ａに固定されたアーム部８と連接されている。

アーム部８とシリンダ２０との間には、付勢部材であるスプリング２２が介装されている。よって、アーム部８に連接されたプッシュレバー９がヘッドカバー３から離反する方向に付勢される。そして、プッシュレバー９の先端を工作物２８に当接させ、スプリング２２の付勢力に抗してハウジング２を工作物２８方向に押したとき、プッシュレバー９のハウジング２側はハウジング２内に移動可能である。

ハウジング２の反プッシュレバー９側端部には、開口を覆うためのヘッド部たるヘッドキャップ１１が固定されている。ヘッドキャップ１１の後述する燃焼室２６の反対側には、モータ１８が配置されており、このモータ１８の近傍には、点火位置が燃焼室２６内に面し、トリガスイッチ５の操作並びにプッシュレバー９の押圧動作により点火される点火プラグ１２が設けられている。モータ１８は回転軸１８Ａを有しており、燃焼室２６内に位置する回転軸１８Ａの端部には、後述する軸流ファンであるファン１９が固定されている。

ヘッドキャップ１１のハンドル４側内には燃料通路２５が形成され、燃料通路２５の一端はヘッドキャップ１１の下端面に開口し、他端側はヘッドキャップ１１に取付けられたガスボンベ接続部２５Ａと係合している。そして、ガスボンベ接続部２５Ａの反燃料通路２５側は噴射ロッド３０Ａに接続されている。

ハウジング２内には、ハウジング２の長手方向に移動可能な燃焼室枠１０が設けられる。燃焼室枠１０は、枠基部１０Ａと、枠基部１０Ａの反プッシュレバー９側に位置する枠頭部１０Ｂとから構成される。枠頭部１０Ｂは、外端が枠基部１０Ａに接続され回転軸１８Ａに向って延びる接続部１０Ｂ１と、接続部１０Ｂ１の内端から回転軸１８Ａ方向に沿って延びヘッドキャップ１１に当接・離間可能な当接ガイド部１０Ｂ２とから構成される。また枠基部１０Ａには、アーム部８が連結固定されているため、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０も移動する。

またハウジング２内には、燃焼式打込み工具１が工作物２８に押し付けられて、燃焼室枠１０が所定位置にあることを検出するための図示せぬヘッドスイッチが設けられている。プッシュレバー９を工作物２８に押つけて、プッシュレバー９がハウジング２内に後退し、燃焼室枠１０が所定位置まで達したときに、図示せぬヘッドスイッチがオン動作して、モータ１８の回転が開始される。

そして燃焼室枠１０の内周面に当接して燃焼室枠１０の移動を案内するシリンダ２０が、ハウジング２に固定されている。シリンダ２０の軸方向中央部付近には排気穴２１が形成されている。この排気穴２１には図示せぬ逆止弁が選択的に塞ぐように設けられる。

図１に示すように、シリンダ２０内には、シリンダ２０に対して往復摺動可能なピストン２３が設けられ、ピストン２３はシリンダ２０内をピストン上室とピストン下室に画成する。このピストン２３のピストン下室側の面からドライバブレード２３Ａがノーズ７位置まで延出され、このドライバブレード２３Ａの先端が図示せぬ釘を打撃する箇所となる。また、シリンダ２０内の下面には、弾性体より構成されるバンパ２４が配置されている。よって、ピストン２３が下方に移動した場合に、下死点でバンパ２４に衝突することになる。

そして燃焼室枠１０の上端がヘッドキャップ１１に当接したときに、ヘッドキャップ１１、燃焼室枠１０、ピストン２３上室とにより燃焼室２６が画成される。燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間したときは、ヘッドキャップ１１と燃焼室枠１０の上端との間に外気と通じる第１流路３１が生じ、また燃焼室枠１０の上端部とシリンダ２０の上端部との間に第１流路３１に続く第２流路３２が生じる。これら流路は、シリンダ２０の外周面側に燃焼ガスや新たな空気を通過させ、この通過した燃焼ガス等はハウジング２の排気口２ａから排出される。また、吸気口３ａは燃焼室２６内に空気を供給するために形成され、排気穴２１からは、燃焼室２６の燃焼ガスを排出する。

ファン１９は、非動作時その回転軸方向の中央部（ラインＡ）が、接続部１０Ｂ１よりもプッシュレバー９側に位置し、回転軸方向のファン１９のヘッドキャップ１１側の端部（ラインＢ）が、接続部１０Ｂ１と一致するか又は接続部１０Ｂ１よりもヘッドキャップ１１側に位置するように配置されている。

ファン１９はその回転により、燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１と当接位置にあるときに空気と可燃性ガスとを攪拌混合させ、点火後に乱流燃焼を生じせしめて燃焼を促進させ、燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間して、第１流路３１、第２流路３２が生じたとき、燃焼室２６内の燃焼ガスを掃気すると共にシリンダ２０を冷却するという３つの機能を果たす。

次に燃焼式打込み工具１の動作について説明する。非作動の状態では、スプリング２２の付勢力により、プッシュレバー９は反ピストン２３方向に付勢されてノーズ７下端より突出している。このとき燃焼室枠１０はアーム部８を介してプッシュレバー９に連接されているので、当接ガイド部１０Ｂ２はヘッドキャップ１１と離間し、また燃焼室枠１０の燃焼室２６を画成する部分と、シリンダ２０の上端部とも離間して、第１流路３１、第２流路３２が提供される。このときピストン２３は、シリンダ２０内の上死点位置に停止している。

この状態でハンドル４を把持し、プッシュレバー９を工作物２８に押し付けると、プッシュレバー９がスプリング２２の付勢力に抗してピストン２３方向に移動し、同様にアーム部８を介してプッシュレバー９と連接した燃焼室枠１０も移動し、上述した第１流路３１が閉じられて、燃焼室２６が密封される。

またプッシュレバー９の移動に伴って、ガスボンベ３０から液化ガスが噴射され、液化ガスはガスボンベ接続部２５Ａを介して、燃料通路２５を通り燃焼室２６内に供給される。

更に、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０がストローク端まで移動すると、図示せぬヘッドスイッチがオンとなってモータ１８に電力が供給され、ファン１９の回転が開始する。ファン１９が密封空間となった燃焼室２６内で回転することにより、噴射された可燃性ガスが燃焼室２６内の空気と攪拌混合される。

かかる状態でハンドル４のトリガスイッチ５をオンすると、点火プラグ１２がスパークし、混合ガスに着火して燃焼・膨張する。この燃焼・膨張した混合ガスはピストン２３をプッシュレバー９の方へ移動させ、ピストン２３がシリンダ２０内のバンパ２４に衝接するまでノーズ７内の釘はドライバブレード２３Ａを介して工作物２８に打ち込まれる。

打ち込み後、ピストン２３はバンパ２４と接し、燃焼ガスは排気穴２１よりシリンダ２０外部へ放出される。排気穴２１には逆止弁（図示せず）が付随しており、燃焼ガスがシリンダ２０外部へ放出され、シリンダ２０及び燃焼室２６内部が大気圧になった時点で逆止弁は閉じられる。

シリンダ２０及び燃焼室２６内部に残った燃焼ガスは燃焼後であるため高温であり、その燃焼熱がシリンダ２０の内壁、燃焼室枠１０の内壁から吸収され、シリンダ２０等は高温になる。この吸収された熱は、シリンダ２０、燃焼室枠１０の外壁表面から大気中に放散される。

このシリンダ２０等に燃焼ガスの燃焼熱が吸収されることにより燃焼ガスが急冷され、燃焼ガスの体積が減少してピストン２３上部の閉じられた空間の圧力が低下し大気圧以下になり（熱真空という）、ピストン２３を初期の上死点位置に引き戻す。

その後、トリガスイッチ５をオフし、本体を持ち上げ、プッシュレバー９を工作物２８から離すと、プッシュレバー９と燃焼室枠１０がスプリング２２の付勢により反ピストン２３方向へ戻り、第１流路３１及び第２流路３２が提供される。また、モータ１８は、燃焼式枠１０が所定位置から移動してヘッドスイッチが検出を終了しても７秒間は電力を供給されているので、ファン１９は回転を継続している。このファン１９の回転により空気の流れが発生し、吸気口３ａからきれいな空気が矢印ａ１のように取り込まれる。

次に、空気は第１流路３１を矢印ａ２のように流れる。ここで、流路３２及び排気口２ａが狭いため、ファン１９により生じる全体の流れには大きな動作圧力が必要となる。一般的に大きな動作圧力を生じさせるには、ファン１９及びその近傍の設計において、ファン１９より流れ出る風の向きがファン１９の半径方向外側に向けると高い動作圧力を発生できる。このため空気は、矢印ａ３のようにファン１９の半径方向外方に流れる。このときファン１９の中央部（ラインＡ）が、接続部１０Ｂ１よりもプッシュレバー９側に位置するように配置されているので、空気は接続部１０Ｂ１や当接ガイド部１０Ｂ２で阻害されにくくなっている。

また、ファン１９のヘッドキャップ１１側の端部（ラインＢ）が、接続部１０Ｂ１と一致するか又は接続部１０Ｂ１よりもヘッドキャップ１１側に位置するように配置されているので、空気が燃焼室２６内において自己循環することが少ない。従って、空気を第１流路３１から第２流路３２へ効率よく流すことができ、各流路を流れる空気の流量を増加させることができる。次に、空気は矢印ａ４のように第２流路３２を通り排気口２ａから排出される。このように空気が流れることによって、燃焼ガスを排気口２ａから排出し燃焼室内の空気を掃気する。

またこの空気の流れにより、高温状態にあるシリンダ２０の内壁及び燃焼室枠１０の内壁は冷却される。上述のようにファン１９の配置位置によって空気の流量が増加しているので、ファン１９の回転によるシリンダ２０等の冷却効率を向上させることができる。従って、燃焼式打込み工具１の連続作業性を向上させることができる。また、ヘッドスイッチが検出を終了した後の従来８秒以上であったモータ１８への電力供給時間を８秒未満にしても従来と同様の冷却効果を得ることができ、図示せぬ電池の一本あたりの燃焼式打込み工具１の打込み回数を増加させることができる。その後ファン１９が停止し初期の静止状態となる。静止状態になった後、上記過程を再度繰り返すことにより、再び釘を打ち込むことが可能となる。

また例えば比較例として図２に示すように、ファン１９の回転軸方向の中央部（ラインＣ）が、接続部１０Ｂ１よりもヘッドキャップ１１側に位置するように配置すると、空気が当接ガイド部１０Ｂ２及び接続部１０Ｂ１に当たり（矢印ｂ１）、空気の流れに乱れが生じる。このため所望の空気の流量が得られず、シリンダ２０等を冷却する時間が増加し、燃焼式打込み工具１の連続作業性の低下を招くこととなる。

本発明による燃焼式打込み工具１は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

本発明による燃焼式動力工具を燃焼式打込み工具に適用した実施の形態を示す側方断面図であって、釘打ち動作前の状態を示す図。 比較例としてファンの回転軸方向の中央部を、接続部よりもヘッドキャップ側に位置するように配置した燃焼式動力工具の一部を示す側方断面図であって、釘打ち動作前の状態を示す図。

符号の説明

１ 燃焼式打込み工具 ２ ハウジング ９ プッシュレバー
１０Ｂ２ 当接ガイド部 １０Ｂ１ 接続部 １０Ａ 枠基部 １０Ｂ 枠頭部
１０ 燃焼室枠 １１ ヘッドキャップ １２ 点火プラグ １９ ファン
１８ モータ ２０ シリンダ ２３Ａ ドライバブレード ２３ ピストン
２５ 燃料通路 ２６ 燃焼室 ２８ 工作物 Ａ ラインＡ Ｂ ラインＢ

Claims (3)

1. ハウジングと、
   該ハウジングの一端に設けられ、可燃性ガス通路が形成されたヘッド部と、
   該ハウジングの他端側に設けられ、工作物への押圧時に移動可能なプッシュレバーと、
   該ハウジング内に固定して設けられたシリンダと、
   該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能なピストンと、
   該プッシュレバーに連接され、該ハウジング内において該シリンダに移動可能に案内され、該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該シリンダ、該ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠と、
   該ピストンから反燃焼室方向に延びるドライバブレードと、
   該燃焼室内の可燃性ガスと空気との混合気に着火するために該燃焼室に臨む点火プラグと、
   該燃焼室内に配置されて可燃性ガスと空気とを攪拌混合するファンとを有し、
   該燃焼室枠は、該プッシュレバーに連接される枠基体と、該枠基体の反プッシュレバー側に位置して該ヘッド部に当接可能な枠頭部とを有し、
   該枠頭部は、外端が該枠基部に接続され該ファンの回転軸に向って延びる接続部と、該接続部の内端から該ファンの回転軸方向に沿って延び該ヘッド部に当接、離間する当接ガイド部とを有し、
   該可燃性ガスが該可燃性ガス通路を介して該燃焼室に供給され、該点火プラグの点火動作により該混合気が爆発燃焼して該ピストン及び該ドライバブレードを移動させる燃焼式動力工具において、
   非作動の状態における該回転軸方向の該ファンの中央部が、該接続部よりも該ピストン側に位置するように、該ファンが配置されていることを特徴とする燃焼式動力工具。
2. 非作動の状態における該回転軸方向の該ファンの該ヘッド部側の端部が、該接続部と一致するか又は該接続部よりも該ヘッド部側に位置するように、該ファンが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼式動力工具。
3. 該ハウジング内には、該プッシュレバーが工作物に押しつけられて該プッシュレバーが該ハウジング内に後退し該燃焼室枠が所定位置に達したことを検出するヘッドスイッチが設けられ、
   該ヘッド部には、該ファンを回転させるためのモータが設けられ、
   該モータは、該ヘッドスイッチの検出開始によって電力が供給され、該ファンを回転させるとともに、該混合気の爆発燃焼後に、該プッシュレバーを該ハウジングから突出動作させ該燃焼室枠が該所定位置から移動して、該ヘッドスイッチが検出を終了してから７秒以内に電力供給が停止されることを特徴とする請求項２に記載の燃焼式動力工具。

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