JP2006255880A - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃焼式動力工具において、構成が複雑で高価な光電スイッチを使用せず、マイクロスイッチ等の汎用スイッチを使用しても、止具打ち込み時に発生する約１０００Ｇの衝撃に耐え得るスイッチマウントの構成とし、安価で耐衝撃性に優れた燃焼式動力工具を提供すること。
【解決手段】 ハンドル４のスイッチ収納部４ｂにゴム等の材質からなるスイッチ保護体３６を介してスイッチ３０を配し、内部配線の保護も兼ねるカバー３４で保持した。また、使用者が操作するトリガ５内にスイッチ本体５ｂを設置し、トリガ５を押圧付勢するスプリング３８でトリガ５をハンドル４に取り付けた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、可燃性ガスと空気とを混合した混合気に着火することにより、ピストンを駆動する動力を発生させ、釘や鋲などの止具を打込む燃焼式動力工具に関する。

釘、鋲などの止具を打ち込む燃焼式動力工具（以下単にガス釘打機という）が特許文献１〜特許文献５等に示されている。

ガス釘打機は、本体外枠を構成するハウジング、ハウジング内に設けられたシリンダ、シリンダに隣接して設けられた燃焼室、シリンダ内を往復動するピストン、ピストンに取付けられ止具を打ち出すドライバブレード、等からなり、燃料となる液化ガスが充填されたガスボンベをガス釘打機本体内部に取り付け、燃焼室に燃料ガスを噴射・気化させた後、点火プラグの火花により燃料ガスに着火し、燃料ガスの爆発的燃焼によりピストンを急激に移動させドライバブレードにより止具を木材などの工作物に打ち込む。

特公昭６４−０９１４９号公報 特公平１−３４７５３号公報 特公平３−２５３０７号公報 特公平４−１１３３７号公報 特公平４−４８５８９号公報 特許第２７２０２４８号公報

前述の特許文献１〜特許文献５記載のガス釘打機には、機械式接点のあるスイッチが使用されていた。しかし、止具の打ち込み動作時の衝撃は、約１０００Ｇ以上の非常に大きな衝撃がガス釘打機本体に加わる。一方、市販のマイクロスイッチ等の耐衝撃許容値は例えば１００Ｇ程度である。このようなマイクロスイッチをガス釘打機本体にネジ止め等によって固定して使用すると、耐衝撃許容値の約１０倍もの衝撃がマイクロスイッチに伝達され、スイッチ内部の接点の破損、チャタリングによる接点の磨耗等によって、スイッチの故障が発生するという問題があった。

この問題に対し、光電スイッチを用いることにより、機械的接点をなくし、故障低減を図ったガス釘打機が特許文献６に開示されている。しかし、光電スイッチを用いると、構造が複雑となりコスト増加につながる問題があった。

本発明の目的は、大きな衝撃の発生するガス釘打機であってもマイクロスイッチ等の汎用スイッチを使用可能にし、コスト低減を図った燃焼式動力工具を提供することにある。

上記目的は、スイッチを少なくともピストン移動方向に配設された弾性体を介してハウジングに配設することにより達成される。

また、スイッチを弾性体を介してハウジングまたはハンドルに支持することにより達成される。

また、トリガ内に設けられたスイッチは、ピストン移動方向に配設された弾性体を介してトリガに配設されてもよい。

請求項１、請求項２記載の燃焼式動力工具によれば、マイクロスイッチ等の汎用スイッチを使用可能にし、コスト低減を図った燃焼式動力工具を提供することが可能となる。

請求項３記載の燃焼式動力工具によれば、衝撃の大きいトリガ部のスイッチの保護が可能となる。

燃焼式動力工具をガス釘打機に適用した実施の形態について図１〜図１０を参照して説明する。なお、以下の説明において釘打ちこみ方向を下方、その反対方向を上方とする。

図１は動作前のガス釘打機１の一部断面図を示す。ガス釘打機１は外枠体を構成し、シリンダ等を内包する筒状のハウジング２を有する。

ハウジング２の上端にはその上端開口を覆うヘッド部たるチャンバヘッド１３が固定される。チャンバヘッド１３にはファン１６を回転するモータ１７が支持されると共に、トリガスイッチ５の操作により点火される図示せぬ点火プラグが収納把持される。チャンバヘッド１３のハンドル４側内には燃料通路たる噴射通路１８が形成され、噴射通路１８の一端はチャンバヘッド１３の下端面に開口する噴射口１９をなし、他端側はガスボンベ４４と接続されるガスボンベ接続部４７を形成する。チャンバヘッド１３の上方には、吸気口３ａが形成されたヘッドカバー３が取付けられる。

ハウジング２の下端付近からは、後述のシリンダ２０と一体成形され、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、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１０が往復摺動可能に突出して支持され、プッシュレバー１０の上端部で後述するチャンバ１１に固定された連結ユニット１２と連接されている。

この連結ユニット１２は、相対する一対のアーム部８と、このアーム部８下端にネジで固定されるコネクタ部９から構成される。アーム部８上端は略直角に折り曲げられて鈎形状となっている。コネクタ部９は、略方形の長辺方向両端部に、ネジ穴が形成された一対の切片が連接され、この一対の切片が連接部分より略直角に互いに対向するように折り曲げられて形成される。

連結ユニット１２のコネクタ部９とシリンダ２０との間であってシリンダ２０の径方向中心でない位置には、付勢部材であるスプリング１４が介装されている。よって、コネクタ部９で連接されたプッシュレバー１０が下方に付勢される。尚、ハウジング２は、このスプリング１４及び、コネクタ部９の位置まで延設されているため、スプリング１４及びコネクタ部９、更にコネクタ部９と螺合しているアーム部８はハウジング２内に内蔵される。また、スプリング１４をシリンダ２０の径方向中心でない位置に設けることにより、製品組立の後工程でスプリング１４を挿入することができるため、組立・分解が容易になる。

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で、上端がチャンバヘッド１３の下端に当接可能なチャンバ１１が設けられる。チャンバ１１はチャンバ上枠１１ａとチャンバ下枠１１ｂとからなり、ボルト１１ｃなどで一体に固定される。このチャンバ１１には、アーム部８上端がピン４２により連結固定されて、チャンバ１１と連結ユニット１２とが係止される。連結ユニット１２はチャンバ１１に係止され、かつプッシュレバー１０に連接しているので、プッシュレバー１０の移動に伴ってチャンバ１１も移動する。

そしてチャンバ１１の内周面に当接してチャンバ１１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には逆止弁３５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の下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。そしてチャンバ１１の上端がチャンバヘッド１３に当接したとき、図３に示すようにチャンバヘッド１３、チャンバ１１、ピストン上室、とにより燃焼室２６が画成される。そしてチャンバ１１がチャンバヘッド１３から離間したときは、チャンバヘッド１３とチャンバ１１の上端との間に外気と通じる第１流路２４が生じ、またチャンバ１１の上端部とシリンダ２０の上端部との間に第１流路２４に続く第２流路２５が生じる。

この第２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の排出口２ａから排出される。また、上述した吸気口は燃焼室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。

図１に示すように、チャンバ１１の燃焼室２６を画成する部分には、複数のリブ２７がチャンバ１１の軸方向に延び、半径方向内方に突出して設けられる。このリブ２７はファン１６の回転と相まって、燃焼室２６内での空気と可燃性ガスとの攪拌混合を促進させる。

ファン１６、噴射口１９等は全て燃焼室２６内に配置又は開口している。ファン１６はその回転により、チャンバ１１がチャンバヘッド１３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、チャンバ１１がチャンバヘッド１３から離間して、第１流路２４、第２流路２５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。

ハウジング２の側部には図１の紙面垂直方向に２分割され形成されているハンドル４が設けらる。ハンドル４のハンジング２に面する箇所にはボンベ室部４ａが形成され、ボンベ室４ａ内には可燃性液化ガスが充填されたガスボンベ４４が着脱自在に収容される。

ハンドル４のボンベ室４ａに対向する位置には、ファン１６を回転させるとともに、図示せぬ点火プラグで点火火花を発生させるための電源となるニカド電池などの蓄電池４３が収納、保持される。

ハンドル４の下方には図示されない釘を装填するマガジン部６が設けられている。

ハンドル４のボンベ室部４ａ下方には、ガス釘打機１が工作物２８に押し当てられ、チャンバ１１が所定位置まで上昇したか否かを検出し、ファン１６の駆動指示をするためのプッシュスイッチ３０が配設される。プッシュスイッチ３０は、本実施形態では汎用のマイクロスイッチであって、図５に示した本発明弾性体を構成するゴムで成形されたスイッチ保護体３１で周囲を取り囲み、図４に示すハンドル４のスイッチ収納部４ｂに収納される。

スイッチ保護体３１には図５に示すようにスイッチを収納する凹部３２の挿入側端部に爪部３３があり、プッシュスイッチ３０をスイッチ保護体３１内に保持することができる。

ハンドル４のスイッチ収納部４ｂは、スイッチ保護体３１の形状に合わせた壁が設けられ、プッシュスイッチ３０を覆ったスイッチ保護体３１はスイッチ収納部４ｂに挿入される。

プッシュスイッチ３０が挿入されたスイッチ保護体３１をハウジング４に設置後、ハウジング４からスイッチ保護体３１が脱落するのを防止するため、図７に示すように、ハウジング４のスイッチ収納部４ｂにカバー３４を設置し、ハンドル４にねじ４９などで固定する。カバー３４の固定はねじに限られるものではなく、ハンドル４に設けた係止溝にはめ込む構成としてもよい。図６はカバー３４を取りつける前のボンベ室部付近を示し、図７はカバー３４取りつけ後の状態を示す。このカバー３４はボンベ収納部４ａを通過するガス釘打機１の内部配線３５を覆い、保持する役割も併せ持つ。

なお、スイッチ保護体３１は上述のプッシュスイッチ３０外周を覆うものに限られるものではない。図８はスイッチ保護体３１をプッシュスイッチ３０の各面に配設した例を示す。ガス釘打機本体１に加わる衝撃は、その使用状況によっても異なるが、概ねピストン２３がバンパ２９に衝突する時が最も大きく、次に、可燃性ガスに着火・爆発した時が次に大きい値となる。ピストン２３がバンパ２９に衝突した時は、プッシュスイッチ３０には上向き（ヘッドカバー３方向）の力が加わり、また、着火・爆発時には下向き（ノーズ７方向）の力が加わる。よって、スイッチ保護体３１は、少なくとも上片３１ａが配設されれば大きな衝撃からプッシュスイッチ３１を保護することができ、下片３１ｂがあればさらによい。また、左片３１ｃ、右片３１ｄを設けることにより、衝撃によるプッシュスイッチ３０のずれも防止できる。

ハンドル４の把持部には止具の打込みを指示するトリガスイッチ５が設けられる。トリガスイッチ５は、スイッチ本体５ａと、使用者が操作するトリガ３６と、スイッチ本体５ａをトリガ３６内部に保持するピン３７と、トリガ３６をマガジン方向に付勢するスプリング３８と、トリガ３６の上部に取りつけられるトリガアーム３９等から構成される。

トリガ３６は逆Ｌ字状の形状をしたプラスチック等の樹脂で形成され、トリガ３６内部には、スイッチ本体５ａを収納するためのスイッチ収納部３６ａが設けられている。スイッチ本体５ａは汎用のマイクロスイッチ等で、スイッチ収納部３６ａに挿入され、トリガ３６端部に設けられた穴にピン３７を貫通させることにより、スイッチ本体５ａがトリガ３６から脱落することを防止する。また、トリガ３６にはスプリング３８を収納するスプリング保持部３６ａが形成され、スプリング３８が収納される。一方、ハンドル４側にはスプリング３８の一端を受ける凸部４０が設けられており、トリガ３６はスプリング３８の押圧力により、マガジン６側に常時付勢されている。

トリガスイッチ５のスイッチ本体５ａがハンドル４に本発明弾性体であるスプリング３８を介して取り付けられているので、止具打ち込み時の衝撃をスプリング３８により緩和することができる。

なお、図１０に示すようにスイッチ本体５ａをゴム等の弾性体からなるスイッチ保護体を介してトリガ３６に取付けることにより、トリガスイッチ５に掛かる衝撃をさらに緩和することができ、トリガスイッチの寿命を向上させることができる。なお、スイッチ保護体１００は図１０に示すようにスイッチ本体５ａの周囲を囲む形状に限るものではなく、スイッチ保護体１００がピストン２３の移動方向に対向するように配置されていればよい。つまり、図１０のスイッチ本体５ａの上下にスイッチ保護体１００が配置されていれば良い。

次にガス釘打機１の動作について説明する。図１に示す非作動の状態では、スプリング１４の付勢力により、プッシュレバー１０は下方に付勢されてノーズ７下端より突出している。このときチャンバ１１は連結ユニット１２を介してプッシュレバー１０に連接されているので、チャンバ１１の上端はチャンバヘッド１３と離間し、またチャンバ１１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２４、第２流路２５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１０を工作物２８に押し付けると、プッシュレバー１０がスプリング１４の付勢力に抗して上昇し、同様に連結ユニット１２を介してプッシュレバー１０と連接したチャンバ１１も上昇し、上述した第１流路２４、第２流路２５が閉じられて、図３に示すように燃焼室２６が密封される。

またチャンバ１１の上昇によって、チャンバ１１上面に設置したアーム４５が回動し、ガスボンベ４４をチャンバヘッド１３方向に傾斜させ、ガスボンベ４４の噴射ロッドがチャンバヘッド１３のガスボンベ接続部４７に押し付けられて燃焼室２６内にガスボンベ内の液化ガスが噴射口１９より１回だけ噴射される。

更に、プッシュレバー１０の移動に伴ってチャンバ１１がストローク端まで上昇すると、プッシュスイッチ３０下方から延びるプレート４９が、チャンバ１１に取り付けられたプレート１１ｄに接触することによりプッシュスイッチ３０がオンとなり、その結果ファン１６の回転が開始する。ファン１６が密封空間となった燃焼室２６内で回転することにより、燃焼室２６内に突出したリブ２７と相まって、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、図示せぬ点火プラグがスパークし、混合ガスに着火する。

この燃焼・膨張したガスはピストン２３を下方へ移動させ、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２９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３５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及び燃焼室内部が大気圧になった時点で逆止弁３５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、チャンバ１１に伝達され、シリンダ２０等は高温になる。この熱は、シリンダ２０、チャンバ１１の外壁表面から大気中に放散されるが、アーム部８は、チャンバ１１に係止され、かつシリンダ２０の近傍に配置されているため、アーム部８及びこれに連なるコネクタ部９もシリンダ２０等と同様に高温となる。またスプリング１４もシリンダ２０下方に直に当接しているため、シリンダ２０よりの熱伝達により、高温になる。

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、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。

また、このアーム部８、コネクタ部９、及びスプリング１４は、プッシュレバー１０の摺動に連動して動く箇所でもあるが、ハウジング２で覆われているため、使用者等がこのアーム部８等に直接触れることを防止されている。

その後、トリガスイッチ５をＯＦＦし、本体を持ち上げ、プッシュレバー１０を工作物２８から離すと、プッシュレバー１０とチャンバ１１がスプリング１４の付勢により下方へ戻り図１の形態に戻る。この時、ファン１６はトリガスイッチ５をＯＦＦしても、制御部（図示せず）により一定時間、回転を継続している。図１に示す状態ではチャンバ１１の上方に第１流路２４、第２流路２５を生じさせ、ファン１６により流れを発生させることでヘッドカバー３に設けられた吸気口（図示せず）からきれいな空気を取り込み、ハウジング排気口２ａから燃焼後の空気を吐き出すことで、燃焼室内の空気を掃気する。その後ファン１６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。

本発明燃焼式動力工具を示す一部断面図。 図１の側面断面図。 図１のプッシュスイッチ収納部付近を示す部分拡大図。 スイッチ取り付け部付近を示す図。 本発明スイッチ保護体を示す図。 プッシュスイッチ付近を示す拡大図。 図６のスイッチカバーを取りつけた図。 図５の他の実施形態を示す図。 本発明トリガを示す図。 本発明トリガの他の実施例を示す図。

符号の説明

１ ガス釘打機、２ ハウジング、３ ヘッドカバー、４ ハンドル、５ トリガスイッチ、１１ チャンバ、１３ チャンバヘッド、１６：ファン、１７ モータ、２０ シリンダ、２３ ピストン、２９ バンパ、３０ プッシュスイッチ、３１ スイッチ保護体、３４ カバー、３６ トリガ、３８ スプリング
１００トリガスイッチ保護体

Claims (3)

1. ハウジングと、
   ハウジングから延設されたハンドルと、
   該ハウジングの一端近傍に設けられ、燃料ガス通路が形成されたヘッド部と、
   該ハウジング内に固定して設けられたシリンダと、
   該シリンダ下端部から下方に延設されるノーズと、
   該ノーズに沿って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、
   該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能であり、該シリンダをシリンダ内ピストン下室とピストン上室とに画成するピストンと、
   該ハウジング内において移動可能に案内され、該プッシュレバーの移動に連動して該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該ピストンと共に燃焼室を画成するチャンバと、
   該シリンダ側面に沿って延設されて、該プッシュレバーと該チャンバとを連結する連結ユニットと、を備えた燃焼式動力工具であって、
   前記スイッチは、少なくともピストン移動方向に配設された弾性体を介してハウジングまたはハンドルに配設されていることを特徴とする燃焼式動力工具。
2. ハウジングと、
   ハウジングから延設されたハンドルと、
   該ハウジングの一端近傍に設けられ、燃料ガス通路が形成されたヘッド部と、
   該ハウジング内に固定して設けられたシリンダと、
   該シリンダ下端部から下方に延設されるノーズと、
   該ノーズに沿って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、
   該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能であり、該シリンダをシリンダ内ピストン下室とピストン上室とに画成するピストンと、
   該ハウジング内において移動可能に案内され、該プッシュレバーの移動に連動して該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該ピストンと共に燃焼室を画成するチャンバと、
   該シリンダ側面に沿って延設されて、該プッシュレバーと該チャンバとを連結する連結ユニットと、を備えた燃焼式動力工具であって、
   前記スイッチは、トリガスイッチのトリガ内に設けられ、該トリガは弾性体を介してハンドルに支持されていることを特徴とする燃焼式動力工具。
3. 前記トリガ内に設けられたスイッチは、ピストン移動方向に配設された弾性体を介してトリガに配設されていることを特徴とする請求項２記載の燃焼式動力工具。
   

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