JP2009006451A - ガス燃焼式打込み工具 - Google Patents

Abstract

【課題】打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを直接に結合することにより、打撃時の燃焼圧や慣性力に十分に耐える高い強度が確保されるとともに、軽量化が実現でき、しかも作動を常に円滑にする。
【解決手段】打撃ピストン８を摺動可能に収容する打撃シリンダ７の上方にシリンダヘッド１４を設け、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４との間に筒状の可動スリーブ３２を可動可能に配置し、可動スリーブ３２の内側に燃焼室３３を形成するとともに、移動により燃焼室３３を開閉し、密閉状態において混合ガスに点火燃焼され、開放状態において排気と吸気とがなされるガス燃焼式打込み工具において、打撃シリンダ７の上方に連結部を設け、該連結部を介して打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを結合し、その外側をボディカバー２で覆った。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガス燃焼式打込み工具のボディ構造の改良に関する。

一般に、ガス燃焼式打込み工具は、ファスナーの打撃機構を構成する打撃シリンダと打撃ピストン、打撃シリンダの上方に配置されるシリンダヘッドとはアルミニウム等の金属から構成され、打撃シリンダとシリンダヘッドとは合成樹脂製のボディに固定されている。すなわち、ボディの上端にシリンダヘッドが固定され、ボディの中間部と下部には打撃シリンダが固定されている。打撃シリンダとシリンダヘッドとの間には可動スリーブが上下動可能に配置され、その内側に形成される燃焼室が開閉するようになっている（特許文献１参照）。

打撃時には、可動スリーブを上動させて燃焼室を密閉状態として燃焼室内に燃料ガスを供給し、中央の回転ファンで空気と撹拌混合させて得た混合ガスに点火プラグで着火して爆発的に燃焼させ、その燃焼圧力によって打撃シリンダ内の打撃ピストンを駆動し、打撃ピストンと一体に結合したドライバによって工具本体の下部に設けられたノーズ部からファスナーを打ち出すように構成されている。
特開２００５−３２９５３３

しかしながら、金属製の打撃シリンダとシリンダヘッドとを合成樹脂製のボディに固定する構成では、次のような問題がある。すなわち、打撃時に燃焼室内で混合ガスが爆発的に燃焼したときに、燃焼室内の温度はかなりの高温になるとともに、その燃焼圧によりシリンダヘッドは上方に、打撃シリンダは下方に大きな引っ張り力が加わる。また、打撃ピストンが駆動されて打撃シリンダの下端のバンパに衝撃的に当たったときにはボディには大きな慣性力が作用する。このように、打撃時にシリンダヘッドや打撃シリンダに加わる力を合成樹脂製のボディで受ける構造になっているから、ボディに剛性が要求される。さらに、合成樹脂製のボディが熱や外力の変形を受けたときに変形しやすく、ボディに固定されている打撃シリンダとシリンダヘッドとの相対的な位置寸法が変わってしまい、シール不良や燃焼室の上下作動不良の原因になる。このため、ボディの肉厚を厚くする必要があり、重量がアップする原因になっている。

また、図４の手前側に示すように、ボディ上部を構成する上部ハウジング５０は、本来はシリンダヘッドと同じく、ファンモータ、点火プラグ、噴出ノズルなどを配置するスペースがあれば足りるのであるが、その必要スペースの外側にブリッジ５１と環状部５３を介して下部ハウジング５５に結合するための方形状の取付枠５４を設けなければならない。燃焼圧や慣性力によりシリンダヘッド中央部にかかる応力はブリッジ５１に集中するので、ブリッジ５１の強度を確保するために肉厚として十分なボリュームを持たせる必要がある。このため、全体の重量が重くなるという問題があった。

本発明は上記従来技術における問題点を解消し、特に打撃シリンダとシリンダヘッドとを直接に結合することにより、打撃時の燃焼圧や慣性力に十分に耐える高い強度が確保されるとともに、軽量化が実現でき、しかも作動を常に円滑にするボディ構造を備えたガス燃焼式打込み工具を提供することをその課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、打撃ピストンを摺動可能に収容する打撃シリンダの上方にシリンダヘッドを設け、上記打撃シリンダとシリンダヘッドとの間に筒状の可動スリーブを可動下動可能に配置し、上記可動スリーブの内側に燃焼室を形成するとともに、移動により燃焼室を開閉し、密閉状態において混合ガスに点火燃焼され、開放状態において排気と吸気とがなされるガス燃焼式打込み工具において、上記打撃シリンダの上方に連結部を設け、該連結部を介して上記打撃シリンダとシリンダヘッドとを結合し、その外側をボディカバーで覆ったことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１において、上記連結部は壁状に形成され、この連結壁に開口部を貫通形成したことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２において、上記連結部は柱状に形成されたことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかにおいて、上記連結部は上記可動スリーブの内側に形成されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれかにおいて、上記連結部は上記可動スリーブの外側に形成されていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項１において、上記連結部に代え、上記打撃シリンダを直接に連結ボルトによって上記シリンダヘッドに結合したことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、打撃シリンダの上方に連結部を延長形成し、該連結部の上端を上記シリンダヘッドに結合したので、打撃シリンダとシリンダヘッドとが一体化する。これは金属部材同士の結合であるから十分な強度が確保される。したがって、打撃作動時の燃焼圧や慣性力によって打撃シリンダとシリンダヘッドとの相対的な位置寸法が変わることはない。

また、上記打撃シリンダとシリンダヘッドの外側をボディカバーで覆う構造であるから、ボディカバーは打撃シリンダやシリンダヘッドを固定するための部材ではなく、単なるカバーに過ぎなくなる。このため、ボディカバーを肉厚にしてボリュームを持たせて大型にする必要もない。したがって、軽量化とともにスリム化を実現することができる。

さらに、打撃シリンダとシリンダヘッドとを直接的に結合する構造であるから、打撃シリンダとシリンダヘッドとの相対的位置を同じに維持できるので、シール不良や燃焼室の上下作動不良が発生せず、常に円滑に作動することができる。

請求項２に係る発明によれば、連結部は壁状に形成され、この連結壁に開口部を貫通形成したから、打撃シリンダとシリンダヘッドとは強固に一体結合されるとともに、開口部によって連結壁全体が必要以上に重くならないので、軽量化が損なわれることがない。

請求項３に係る発明によれば、連結部は柱状に形成されているから、打撃シリンダとシリンダヘッドとを最も軽量な連結部によって連結することができる。

請求項４に係る発明によれば、連結部は可動スリーブの内側に形成されている構成であるから、打込み工具全体をスリムにすることができる。

請求項５に係る発明によれば、連結部は可動スリーブの外側に形成されているから、可動スリーブの内側に形成された燃焼室の径を大きくすることができるから、打込み工具全体の全高を低くすることができる。

請求項６に係る発明によれば、上記連結部に代え、上記打撃シリンダを直接に連結ボルトによって上記シリンダヘッドに結合した構成であるから、単純な構造によって、請求項１に係る発明と同じ効果を得ることができる。

以下に本発明に係るガス燃焼式打込み工具を釘打ち機について説明する。

図１〜図４において符号１はガス燃焼式打ち込み工具（釘打機）の工具本体を示す。この工具本体１はボディカバー２の内部に燃焼室と打撃ピストン・シリンダ機構が設けたもので、工具本体１の下方には釘を打ち出すノーズ部３が設けられ、また工具本体１にはグリップ４が、ノーズ部３にはマガジン（図示せず）連接されているとともに、工具本体１のグリップ４側にはガス容器５が着脱自在に設けられている。６はトリガである。

打撃ピストン・シリンダ機構は、打撃シリンダ７内に打撃ピストン８を摺動自在に収容するとともに、打撃ピストン８の下方にドライバ１０を一体的に結合させたものである。

ところで、打撃シリンダ７の上部延長上には連結部として筒状の連結壁１１が設けられ、連結壁１１の上端は工具本体１の上部カバー２ａの内部に形成されたシリンダヘッド１４の下面に突き合せられて一体に結合されている。すなわち、連結壁１１の上端の外周にはドーナツ状のフランジ１５が形成されている。また、連結壁１１の下端（打撃シリンダ７の上端）の外周には膨出部１６が環状に形成されている。上記フランジ１５と膨出部１６とは等間隔に８個のリブ１７を介して連結されている。さらに、各リブ１７の上部には固定ボルト１８のネジ孔２０が形成され、上記フランジ１５の上面に開口している。

これに対し、シリンダヘッド１４の外周には環状部２１が形成され、環状部２１にはボルトの挿通孔２２が形成されているとともに、環状部２１の外周面にはＯリング２３が取り付けられている。

そして、図２（ａ）（ｂ）及び図４に示されるように、打撃シリンダ７の上部の連結壁１１の上端のフランジ１５はシリンダヘッド１４の環状部２１の下面に突合せられ、固定ボルト１８は環状部２１のボルト挿通孔２２から連結壁１１のネジ孔２０に螺合することによって結合固定されている。

連結壁１１の上部と下部にはそれぞれ開口部２４、２５が形成されている。

なお、シリンダヘッド１４の中央部には回転ファン２６のファンハウジング２７が設けられ、ガス容器５側には噴出ノズル２８が設けられ、また、点火プラグ３０（図２（ａ）参照）のプラグハウジング３１が設けられている。プラグハウジング３１内の点火プラグ３０は後述の燃焼室内のガス燃料と空気との混合ガスに点火して燃焼させるためのものであり、またファンハウジング２７内の回転ファン２６は、上記ガス燃料と空気とを撹拌混合するためのものであり、回転ファン２６の先端と連結壁１１との間の隙間は小さくなるように形成され、また回転ファン２６は連結壁１１の上部開口部２４と下部開口部２５との間に配置されている。９は回転ファン２６の駆動用モータである。また、噴出ノズル２８はシリンダヘッド１４のガス容器５に接続している。

次に、打撃シリンダ７の上部で、連結壁１１の外周側には燃焼室を構成する可動スリーブ３２が配置されている。可動スリーブ３２は打撃シリンダ７よりも大径の円筒状に形成され、下端内周面にはＯリング３４が設けられている。打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４との間に上下方向に摺動可能に配置されている。

また、可動スリーブ３２の上端の内周面はシリンダヘッド１４のＯリング２３に摺動自在に配置され、可動スリーブ３２の下端のＯリング３４は打撃シリンダ７の膨出部１６とその下部のリブ３５の外面に沿って摺動自在に設けられている。

上記構成により、可動スリーブ３２が図１のように下動したときは、シリンダヘッド１４の上部Ｏリング２３によるシールは解除され、燃焼室３３の上部は外部に開放される。同様に、可動スリーブ３２の下部Ｏリング３４のシールも解除され、燃焼室３３の下部は打撃シリンダ７の外部に開放される。これに対し、可動スリーブ３２が図３のように上動したときは、上部Ｏリング２３と下部Ｏリング３４とによって可動スリーブ３２の内部に形成された燃焼室３３はシールされて密閉状態となる。

また、上記連結壁１１により、中央部の燃焼室３３ａと連結壁１１の外側の燃焼室３３ｂとが構成される。

なお、可動スリーブ３２はリンク部材３６を介してノーズ部３の先端に摺動自在に設けられたコンタクト部材３７に連結している。コンタクト部材３７はノーズ部３の先端から突出するようにバネ付勢されている。したがって、ノーズ部３を被打ち込み材に押し付けると、コンタクト部材３７は押し込まれて上動するので、リンク部材３６を介して可動スリーブ３２も上動し、図３のように密閉した燃焼室３３が構成される。逆に、ノーズ部３を被打ち込み材から離すと、コンタクト部材３７は元の位置に移動するので、可動スリーブ３２も下方に移動し、燃焼室３３が開放される。

次に、ボディカバー２は合成樹脂製で、図１のように上部カバー２ａと下部カバー２ｂとを突き合せてボルトで固定し、上部カバー２ａはシリンダヘッド１４にボルト３９で固定され（図１参照）、下部カバー２ｂは打撃シリンダ７の底部にボルト４０（図２（ｂ）参照）で固定されている。

次に、上記構成の釘打機の作動態様について説明する。まず釘の打ち込みに当たり、図３に示すようにノーズ部３を被打ち込み材に強く押しつけて工具本体１に対して相対的に上動させると、これに連動してコンタクト部材３７とともに可動スリーブ３２が上方に移動し、シリンダヘッド１４に設けられた上部Ｏリング２３と可動スリーブ３２の下端外周に設けられた下部Ｏリング３４によって密閉した燃焼室３３が形成される。この燃焼室３３内に噴射ノズル２８から可燃性ガスを噴射し、モータ９により回転ファン２６を回転させて可燃性ガスと空気とを矢印のように撹拌混合した後、トリガ６を引いて点火プラグ３０で点火して爆発的に燃焼させる。これにより、打撃ピストン８が駆動され、ノーズ部３内に供給された釘が打ち出される。

これに対し、打ち込み終了後に、打撃ピストン８が復帰し、さらに上記コンタクトアームを被打ち込み材から離反させることにより、図１に示されるように可動スリーブ３２を下方に移動させ、上記上部Ｏリング２３と下部Ｏリング３４によるシールが解除されて燃焼室３３が開放され、上部の開口溝からは新鮮な空気が入り込み、下部の開口溝からは燃焼ガスが排気され、次の打ち込みが準備される。

上述のように、上記構成のガス燃焼式打込み工具によれば、打撃シリンダ７の上方に連結壁１１を延長形成し、該連結壁１１の上端を上記シリンダヘッド１４に結合したので、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とが一体化する。これは金属部材同士の結合であるから十分な強度が確保される。したがって、打撃作動時の燃焼圧や慣性力によって打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４との相対的な位置寸法が変わることはない。

また、図１、図４に示されているように、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４の外側を合成樹脂製のボディカバー２で覆う構造であるから、ボディカバー２は打撃シリンダ７やシリンダヘッド１４を固定するための部材ではなく、単なるカバーに過ぎなくなる。このため、ボディカバー２を肉厚にしてボリュームを持たせて大型にする必要もない。したがって、軽量化とともにスリム化を実現することができる。

さらに、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを直接的に結合する構造であるから、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４との相対的位置を同じに維持できるので、シール不良や燃焼室３３の上下作動不良が発生せず、常に円滑に作動することができる。

しかも、連結壁１１は筒状に形成されているので、剛性が高く、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とは強固に一体結合されるとともに、開口部によって連結壁１１全体が必要以上に重くならないので、軽量化が損なわれることがない。連結壁１１は可動スリーブ３２の内側に配置されているから、打撃時に燃料ガスと空気とを回転ファン２６によって撹拌混合するときに、回転ファン２６によって吹き出された燃料ガスと空気とは連結壁１１の下部の開口ぶから外側に流れ、そこから上昇して上部の開口部から内側に流れ込み、再び回転ファン２６によって下方に吹き出される。混合ガスの流れに淀みがないので、燃料ガスと空気とを均一に混合することができる。

なお、連結壁１１は可動スリーブ３２の内側に限定されない。外側に配置する構成であってもよい。その場合、図示はしないが、可動スリーブ３２の動作範囲を越えた部分の外側に連結壁１１を形成すればよい。

連結壁１１は可動スリーブ３２の内側に形成されている構成であるから、可動スリーブ３２自体は円筒状に形成すればよく。格別の加工を必要としない。

連結壁１１は可動スリーブ３２の外側に形成する構成によれば、ボディカバー２を外したとき、可動スリーブ３２に隠れることなく、直接に連結壁１１が見えるので、分解作業等を円滑に行うことができる。

次に、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを連結する連結部は上述の壁状に形成した連結壁に限定されない。例えば、柱状に形成してもよい。すなわち、図５及び図６（ａ）（ｂ）において、打撃シリンダ７の膨出部１６の上方に４本の中空の連結柱１２が突出形成され、連結柱１２の下部にはネジ孔４２が形成されている。連結柱１２の上端はシリンダヘッド１４の環状部２１の下面に突合せられ、シリンダヘッド１４の上部から挿通した固定ボルト１８を連結柱１２の内部に嵌入し、さらにその下端をネジ孔４２に螺合することにより結合固定されている。

なお、可動スリーブ３２は連結柱１２の外側を上下動可能に配置されている。

上記構成によっても、前述の形態と同様に、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４との一体結合が実現できるが、特に打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを最も軽量な連結部によって連結することができる。

なお、上述の形態では、連結部は打撃シリンダと一体に形成されているが、この例に限定されない。連結部をシリンダヘッドと一体に形成してもよく、あるいは打撃シリンダとシリンダヘッドとは独立別体として、上下端をシリンダヘッドと打撃シリンダとに固定する構成であってもよい。

また、上述の形態は、連結柱１２が可動スリーブ３２の内側に配設されているものであるが、これに限定されない。連結柱１２を可動スリーブ３２の外側に配設する構成であってもよい。具体的には、後述の図７、図８（ａ）（ｂ）と同様にして、可動スリーブ３２の一部に連結柱１２と干渉しないような凹部を形成し、該凹部の内側に連結柱１２を形成すればよい。

連結柱１２は可動スリーブ３２の内側に形成されている構成であるから、可動スリーブ３２自体は円筒状に形成すればよく。格別の加工を必要としない。

連結壁１１は可動スリーブ３２の外側に形成する構成によれば、ボディカバー２を外したとき、可動スリーブ３２に隠れることなく、直接に連結柱１２が見えるので、分解作業等を円滑に行うことができる。

また、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを連結する構成は、上述のように壁状又は柱状の連結部を打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４の間に介装させる構成に限定されない。図７及び図８（ａ）（ｂ）に示されるように、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを固定ボルト１３によって直接に固定する構成であってもよい。この場合、可動スリーブ３２の一部に凹部４３を形成し、各凹部４３の内側に長軸の固定ボルト１３を配し、シリンダヘッド１４のＯリング２３の上部と打撃シリンダ７の膨出部１６とに固定ボルト１８の受け部４４、４５を形成し、上下の受け部４４、４５を固定ボルト１３で締結することにより、打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを直接に結合すればよい。

なお、打撃シリンダ７の上方には上下部に開口部を備えた延長壁４６が形成されている。この延長壁４６の上端はシリンダヘッド１４の下面に突合せられているが、シリンダヘッド１４に結合されてはいない。

固定ボルト１３は可動スリーブ３２の内側に設ける構成であってもよい。この場合、図示はしないが、図５および図６（ａ）（ｂ）の連結柱１２を介して打撃シリンダ７とシリンダヘッド１４とを結合するのと同様に構成し、連結柱１２に代えて直接に長軸の固定ボルトで結合する構成とすればよい。

なお、実施例では可動スリーブを上下動することによって燃焼室が開閉する構成であることを説明したが、たとえば可動スリーブが回転することで燃焼室と可動スリーブ間で開閉する構成であってもよい。

また、ガス燃料と空気とを混合する手段はファンに限定されない。

本発明に係る実施形態のガス燃焼式釘打機の要部を示す縦断面図で、燃焼室が開放されている状態の縦断面図 （ａ）（ｂ）はそれぞれ図１のシリンダヘッドの上面から見た要部の平面図及び（ａ）のＡ−Ａ線上の断面図 釘打込み時に燃焼室が密閉状態となった上記釘打機の要部の縦断面図 上記釘打機と従来の釘打機との比較を示す斜視図 本発明に係る他の実施形態のガス燃焼式釘打機の要部を示す縦断面図 （ａ）（ｂ）はそれぞれ図１のシリンダヘッドの上面から見た要部の平面図及び（ａ）のＢ−Ｂ線上の半分の断面図 本発明に係る別の実施形態のガス燃焼式釘打機の要部を示す縦断面図 （ａ）（ｂ）はそれぞれ図１のシリンダヘッドの上面から見た要部の平面図及び（ａ）のＣ−Ｃ線上の半分の断面図

符号の説明

Ａ ガス燃焼式打込み工具
２ ボディカバー
７ 打撃シリンダ
１１ 連結壁
１２ 連結柱
１３ 固定ボルト
１４ シリンダヘッド
３２ 可動スリーブ
３３ 燃焼室

Claims (6)

1. 打撃ピストンを摺動可能に収容する打撃シリンダの上方にシリンダヘッドを設け、上記打撃シリンダとシリンダヘッドとの間に筒状の可動スリーブを可動下動可能に配置し、上記可動スリーブの内側に燃焼室を形成するとともに、移動により燃焼室を開閉し、密閉状態において混合ガスに点火燃焼され、開放状態において排気と吸気とがなされるガス燃焼式打込み工具において、
   上記打撃シリンダの上方に連結部を設け、該連結部を介して上記打撃シリンダとシリンダヘッドとを結合し、その外側をボディカバーで覆った
   ことを特徴とするガス燃焼式打込み工具。
2. 上記連結部は壁状に形成され、この連結壁に開口部を貫通形成したことを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具。
3. 上記連結部は柱状に形成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載のガス燃焼式打込み工具。
4. 上記連結部は上記可動スリーブの内側に形成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のガス燃焼式打込み工具。
5. 上記連結部は上記可動スリーブの外側に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のガス燃焼式打込み工具。
6. 上記連結部に代え、上記打撃シリンダを直接に連結ボルトによって上記シリンダヘッドに結合したことを特徴とする、請求項１に記載のガス燃焼式打込み工具。

Images