JP5516185B2 - ガス燃焼式打ち込み工具 - Google Patents

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Description

この発明は、ガス燃料の燃焼圧力で締結材を打ち込むガス燃焼式打ち込み工具に関し、特に、ガス燃料を燃焼させるための燃焼室と、前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料供給装置との配置に特徴を有する燃焼式打ち込み工具に関する。
ガス燃焼式衝撃工具の一例として、密閉された燃焼室内へ可燃性ガスを注入して燃焼室内で可燃性ガスと空気との混合ガスを生成し、この混合ガスを燃焼室内で燃焼させることによって燃焼室内に高圧の燃焼ガスを発生させ、この高圧の燃焼ガスを打撃シリンダ内に収容されている打撃ピストンに作用させて打撃ピストンを打撃シリンダ内で衝撃的に駆動させ、この打撃ピストンの下面側に結合されているドライバによって釘を木材や鋼板やコンクリート等へ打ち込むようにしたガス燃焼式打ち込み工具が知られている。
このようなガス燃焼式打ち込み工具では、液化した燃料ガスを充填したガス缶等の燃料容器を工具内に装着するとともに、可燃性ガスに着火するための電力源であるバッテリーを工具に装着することによって携帯が可能な工具として形成されており、電力や圧縮空気等の動力供給源に拘束されることなく釘やピンの打ち込み作業を行うことが可能とされている。
このようなガス燃焼式打ち込み工具では、打撃ピストンを摺動自在に収容した打撃シリンダがハウジング内に配置されており、前記打撃ピストンの下面側には釘を打撃するためのドライバが結合され、該ドライバが前記ハウジングの下部に結合されているノーズ部に形成された射出口内に収容されて案内されている。前記打撃ピストンが打撃シリンダ内で駆動されることによって打撃ピストンに結合されたドライバがこの射出口内を衝撃的に駆動されて、ノーズ部の射出口内に供給された釘を射出口からノーズ部の先端に配置された被打込材へ向けて打ち出すように形成されている。
打撃シリンダの上部には環状のスリーブによって燃焼室が形成されており、この燃焼室内で生成される燃焼ガスが打撃ピストンに作用して打撃ピストンを打撃シリンダ内で駆動させるようにしている。該燃焼室内へのガス燃料の供給は、ガス燃料の供給量を制御する弁を備えた燃料供給装置によって行われ、この燃料供給装置がカートリッジ等のガス容器に充填されている可燃性ガスを燃焼室内へ供給する。このように燃焼室内に供給された可燃性ガスは、回転ファンによって燃焼室内の空気と撹拌混合されて所定の空燃比の混合ガスが生成される。
さらに、燃焼室内には、燃焼室内で生成された混合ガスに点火して混合ガスを燃焼室内で爆発的に燃焼させるための点火装置が形成されている。点火装置は通常高電圧を放電させることによって火花を発生させる点火プラグ等によって形成されており、作業者がトリガを操作することによって作動されて燃焼室内に火花を発生させ、これによって燃焼室内の混合ガスに着火させて釘打機を駆動させるようにしている。
例えば、特許文献1には、燃料容器に収容された液体燃料を燃料供給装置で燃焼室に供給する燃焼圧作動式工具が開示されている。この燃焼圧作動式工具においては、燃料供給装置から燃焼室までの通路において液体燃料を加熱し、燃料を気化させて燃焼室内で混合ガスを生成することとしている。
特許第3872148号公報
しかし、上記した特許文献1記載の燃焼圧作動式工具では、燃焼室と離れた位置に燃料供給装置を配置することで燃料供給装置から燃焼室までの通路の距離が長く形成されており、燃焼室に燃料を供給するまでに時間を要する。このため、着火させるまでの時間がかかってしまうという問題があった。現状、この問題を解決するために燃焼室への燃料の供給量を多くするなどの対応がとられているが、この対応策は燃料を無駄に使用してしまうという新たな問題を抱えている。
そこで、本発明は、燃料供給装置から燃焼室までの燃料通路の距離を短くすることができ、着火させるまでの時間を短縮可能なガス燃焼式打ち込み工具を提供することを課題とする。
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。
(請求項1)
請求項1に記載の発明は、以下の点を特徴とする。
すなわち、請求項1に記載のガス燃焼式打ち込み工具は、ガス燃料の燃焼圧力で締結材を打ち込むガス燃焼式打ち込み工具であって、ガス燃料を燃焼させるための燃焼室と、前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料供給装置から供給されたガス燃料を前記燃焼室に導くためのガス供給管と、を備え、前記燃料供給装置と前記燃焼室とを隣り合うように配置し、液化したガス燃料を充填した燃料容器を収容する燃料容器収容部を備えるとともに、前記燃料容器収容部に収容された燃料容器と前記燃料供給装置とはガス管で接続され、ボデーハウジングの内側を遮断壁で区画することにより、前記ガス管を収容するガス管収容部と、前記燃焼室からの熱い空気を前記燃料容器収容部の方向へと流す空気流路と、を形成したことを特徴とする。
(請求項2)
請求項2に記載の発明は、上記した請求項1記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記燃焼室は、前記ガス供給管路を取り付けるための接続部を備え、前記ガス供給管路の少なくとも一部は、前記接続部よりも熱伝導率の低い材料で形成されていることを特徴とする。
(請求項3)
請求項3に記載の発明は、上記した請求項1又は2記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には空気層部が設けられていることを特徴とする。
(請求項4)
請求項4に記載の発明は、上記した請求項1〜3のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には断熱部材が設けられていることを特徴とする。
(請求項5)
請求項5に記載の発明は、上記した請求項1〜4のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記燃料容器収容部はボデーハウジングの後方に連設されたグリップハウジング設けられていることを特徴とする。
(請求項6)
請求項6に記載の発明は、上記した請求項1〜5のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記ガス管収容部には、外部と連通する排熱口が設けられていることを特徴とする。
(請求項7)
請求項7に記載の発明は、上記した請求項1〜6のいずれかに記載の発明の特徴点に加え、以下の点を特徴とする。
すなわち、前記ガス供給管の少なくとも一部は、弾性部材で形成されていることを特徴とする
請求項1に記載の発明は上記の通りであり、ガス燃料を燃焼させるための燃焼室と、前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料供給装置から供給されたガス燃料を前記燃焼室に導くためのガス供給管と、を備え、前記燃料供給装置と前記燃焼室とを隣り合うように配置したため、燃料供給装置から燃焼室までの燃料通路の距離を短くすることができ、着火させるまでの時間を短縮できる。
また、請求項2に記載の発明は上記の通りであり、前記燃焼室は、前記ガス供給管路を取り付けるための接続部を備え、前記ガス供給管路の少なくとも一部は、前記接続部よりも熱伝導率の低い材料で形成されているので、燃料供給装置を燃焼室の近くに配置したにもかかわらず、燃焼室で発生する熱が燃料供給装置に伝わりにくくなる。このため、液化したガス燃料が燃料供給装置内で気化しにくくなっており、例えばガス燃料が気化することにより燃料供給装置内での流量調節が正しく行われないといった問題を回避できる。
また、前記燃料容器収容部に収容された燃料容器と前記燃料供給装置とはガス管で接続され、前記ガス管を収容するガス管収容部と前記燃焼室との間には遮断壁が設けられているため、燃焼室の熱が伝わりづらくなっており、ガス管において液化したガス燃料が気化するのを抑制できる。
また、前記燃料容器収容部に前記燃焼室で発生する熱を伝達するための熱伝達手段(空気流路)を備えているため、液化したガス燃料を充填した燃料容器を温めることで、燃料容器と燃料供給装置やガス管との温度差を小さくすることができる。これにより、温度差による圧力変化が発生しづらくなっており、圧力変化による液化ガス燃料の気化を抑制できる。
また、請求項3に記載の発明は上記の通りであり、前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には空気層部が設けられているため、燃料供給装置を燃焼室の近くに配置したにもかかわらず、燃料供給装置が燃焼室からの輻射熱を受けにくくすることができ、燃料供給装置内で液化したガス燃料が気化するのを抑制できる。
また、請求項4に記載の発明は上記の通りであり、前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には断熱部材が設けられているため、燃料供給装置を燃焼室の近くに配置したにもかかわらず、燃料供給装置が燃焼室からの輻射熱を受けにくくすることができ、燃料供給装置内で液化したガス燃料が気化するのを抑制できる。
また、請求項5に記載の発明は上記の通りであり、液化したガス燃料を充填した燃料容器を収容する燃料容器収容部を備え、この燃料容器収容部はグリップハウジング側に設けられているため、ガス燃焼式打ち込み工具をコンパクトに形成できる。
また、請求項に記載の発明は上記の通りであり、前記ガス管収容部には、外部と連通する排熱口が設けられているため、ガス管収容部の熱を外に逃がすことができ、ガス管において液化したガス燃料が気化するのを抑制できる。
また、請求項に記載の発明は上記の通りであり、前記ガス供給管の少なくとも一部は、弾性部材で形成されているため、ガス供給管の屈曲部を少なくすることができ、管路抵抗を受けづらくすることで素早く燃料を供給できる。
コンタクト前のガス燃焼式打ち込み工具の断面図である。 コンタクト後のガス燃焼式打ち込み工具の断面図である。 燃料供給装置付近の分解部分拡大図である。 (a)トリガ付近の部分拡大図(b)トリガ付近の断面図((a)のA−A断面図)である。 ガス管の位置を示す部分拡大図である。 ガス管に沿った断面図(図6のB−B断面図)である。
本発明の第1の実施形態について、図を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態に係るガス燃焼式打ち込み工具10は、打撃シリンダ13を収容したボデ−ハウジング11の後方にグリップハウジング12が連設されたものとなっており、打撃シリンダ13内には釘を打撃するドライバ14を下面側に結合した打撃ピストン15が摺動可能に収容されている。前記ボデ−ハウジング11の下部には釘を被打込材へ向けて打込み案内する射出口17を形成しているノーズ部16が取り付けられており、前記打撃ピストン15に結合されたドライバ14がこのノーズ部16の射出口17内に摺動可能に収容されて案内されている。このノーズ部16の後方側には多数の釘が装填されたマガジン18が連設されており、マガジン18内の釘がノーズ部16の射出口17内へ順次供給され、射出口17内へ供給された釘が前記ドライバ14によって打撃されて射出口17から被打込材へ打ち出すようにされている。
前記打撃シリンダ13の上方には可燃性ガスと空気との混合ガスが生成されるとともにこの混合ガスを燃焼させるための燃焼室19が形成されている。燃焼室19は、打撃ピストン15の上端面が晒されている打撃シリンダ13の上端と上部ハウジング20の内部に形成された上壁21との間に配置されている環状の可動スリーブ22によって形成されている。この燃焼室19内では、可燃性ガスと空気との混合ガスが生成され、この混合ガスを燃焼させることによって生じる燃焼ガスの圧力を前記打撃ピストン15に作用させて、打撃ピストン15を打撃シリンダ13内の下死点位置に配置されているバンパ23まで駆動させるようにしている。
燃焼室19を形成している可動スリーブ22は、打撃ピストン15の作動方向に沿って摺動可能に配置されており、ガス燃焼式打ち込み工具10が起動される以前には、図1に示すように、可動スリーブ22が下方位置に配置されており、打撃シリンダ13の外周面とボデ−ハウジング11の内周面との間に形成された通路24が、燃焼室19内と連通している。また、ガス燃焼式打ち込み工具10で釘を打つ際には、図2に示すように、可動スリーブ22を上方位置へ作動させて、燃焼室19内が大気と遮断されるようにする。なお、可動スリーブ22の上端部及び下端部には、燃焼室19内の混合ガスが漏れないようにシールするためのOリング25が設けられている。
図1及び図2に示すように、ボデ−ハウジング11の内周面と打撃シリンダ13の外周面との間の空間には、リンク部材26及びガイドブロック27が摺動可能に配置されており、リンク部材26に押動されたガイドブロック27の上端が可動スリーブ22を上方へ作動させることによって、前記したように可動スリーブ22が上方へ作動されて燃焼室19内が密閉されるようになっている。なお、前記リンク部材26の下端部は、ノーズ部16の射出口17の先端方向に突出させて配置されているコンタクト部材28の上端部と連結されており、ガス燃焼式打ち込み工具10のノーズ部16を被打込材に押し当てる操作によって、コンタクト部材28が操作されて前記リンク部材26及びガイドブロック27を介して可動スリーブ22を上方へ作動させて燃焼室19内を大気と遮断させるようにしている。
前記燃焼室19の上壁21を形成している上部ハウジング20には、可燃性ガスを燃焼室19内に供給するために、燃焼室19内に臨まされた供給口29が形成されている。この供給口29には、ガス供給管31を取り付けるための接続部30が設けられており、この接続部30によって供給口29はガス供給管31と接続されている。ガス供給管31は、燃料供給装置32から供給されたガス燃料を燃焼室19に導くためのものである。なお、燃料供給装置32は、燃焼室19にガス燃料を供給するためのものであって、ガス燃料の供給量を制御する弁を備えている。詳しくは、燃料供給装置32は、ガス管33を介して液化したガス燃料を充填した燃料容器34に接続されており、ノーズ部16を被打込材に押し当てることによって可動スリーブ22が上方へ移動して燃焼室19内が密閉された後に、前記燃料容器34からガス管33を介して燃焼室19内へ一定量の可燃性ガスを供給するように形成されている。
なお、ガス燃料を充填した燃料容器34は、図1に示すように、グリップハウジング12に設けられた燃料容器収容部42に収容されている。また、この燃料容器34の流出路付近にはノズル44が設けられ、ステンレスパイプであるガス管33に接続されている。図3に示すように、このガス管33によって、燃料容器34と燃料供給装置32とが接続されており、このガス管33はグリップハウジング12に設けられたガス管収容部43に収容されている。
また、前記上部ハウジング20には、燃焼室19内に供給された可燃性ガスを燃焼室19内の空気と撹拌させて燃焼室19内で所定の空燃比の混合ガスを生成するための回転ファン35が形成されている。この回転ファン35は、上部ハウジング20に形成された凹部内に収容された電動モータ(図示せず)によって燃焼室19の周壁に沿って回転される放射状に配置された羽を有しており、この回転ファン35によって燃焼室19内の空気が燃焼室19の環状の周壁に沿って動かされて燃焼室19内に周方向の空気の流れ生成するようにしている。この回転ファン35は、前記可動スリーブ22が上方へ移動したときにON状態となるスイッチ36を回転開始の契機として、グリップ部12aの内部に配置された制御基板41により駆動制御される。
更に、上部ハウジング20には、燃焼室19内で生成された混合ガスに着火して燃焼させるための点火装置37が形成されている。この点火装置37は、グリップ部12aの後端部に装着されているバッテリー38の電圧を高電圧に昇圧させてこの高電圧を放電させることによって火花を発生させるようにした一般的な点火プラグによって構成されており、混合ガスが生成された燃焼室19内で火花を発生させることによって混合ガスに着火させて燃焼させ、高圧の燃焼ガスを燃焼室19内で生成させる。この点火装置37は、グリップ12aの基部に形成されているトリガ39の操作により作動される点火スイッチ40に基づいて前記制御基板41を介して駆動される。
ところで、本実施形態においては、図1及び2に示すように、上記したガス燃料を燃焼させるための燃焼室19と、前記燃焼室19にガス燃料を供給する燃料供給装置32とが、セラミック製の断熱部材47を間に挟んで、隣り合うように配置されている。このため、燃料供給装置32から燃焼室19までの燃料通路の距離が短くなっており、燃料の供給を迅速に行うことができ、着火させるまでの時間を短縮可能なものとなっている。
ここで、燃焼室19と燃料供給装置32との間に設けられた断熱部材47は、ボデ−ハウジング11との間に間隙を生じるように配置されており、これにより、燃料供給装置32と燃焼室19との間に空気層部48が形成されている。このように、燃料供給装置32と燃焼室19との間には、断熱部材47に加えて空気層部48が設けられているため、燃料供給装置32を燃焼室19と隣り合うように配置したにもかかわらず、燃料供給装置32が燃焼室19からの輻射熱を受けにくくなっており、液化したガス燃料が燃料供給装置32内で気化するのを抑制している。
また、上記したように、燃料供給装置32から供給されたガス燃料を燃焼室19に導くためのガス供給管31は燃焼室19の上方に設けられた接続部30と接続されているが、このガス供給管31は、前記接続部30よりも熱伝導率の低い材料で形成されている。具体的には、金属製の接続部30に対してシリコンゴム製あるいはフッ素ゴム製のガス供給管31を取り付けるようになっている。このため、燃焼室19の熱が熱伝導率の低いガス供給管31の方へと伝達されにくくなっており、燃料供給装置32を燃焼室19と隣り合うように配置したにもかかわらず、燃焼室19の熱がガス供給管31を介して燃料供給装置32に伝わりにくくなっており、液化したガス燃料が燃料供給装置32内で気化するのを抑制している。
なお、上述したように、このガス供給管31はシリコンゴム製あるいはフッ素ゴム製の弾性部材であるため、屈曲部を少なくすることができる。このため、管路抵抗を受けづらくすることで素早く燃料を供給できるようにもなっており、燃焼室19への燃料供給をスムーズに行うことができるという利点もある。
また、本実施形態においては、図3に示すように、ガス管33を収容するガス管収容部43と燃焼室19との間には熱移動を遮断するための遮断壁45が設けられており、これによりガス管収容部43と燃焼室19とが隔たれている。このため、燃焼室19の熱がガス管33に伝わりづらくなっており、ガス管33が温められて、液化したガス燃料がガス管33で気化するのを抑制している。詳しくは、燃焼室19の空気は、燃焼室19内と連通する通路24を通ってボデ−ハウジング11のボデ−排出口49とグリップハウジング12の方向にも排気(排熱)されるため、図4(b)の矢印Dの方向に空気(熱)が流れることとなる。しかしながら、図4(b)に示すように、この空気(熱)が流れを遮る遮断壁45が設けられているため、この空気(熱)はガス管33を収容するガス管収容部43の方向へと流れないようになっている。
ところで、上記したガス管33は、図5の一点鎖線(PIPE)で示すように、上下方向に延設されており、前記した燃焼室19からの空気(熱)は、このガス管33に沿って燃料容器収容部42の方向へと流れていく。言い換えると、遮断壁45で隔てられたガス管収容部43の隣を燃焼室19からの空気(熱)が流れるようになっている。このため、遮断壁45が設けられているといっても、ガス管収容部43内の温度が上昇することは避けられないため、このガス管収容部43には、ガス管33に沿った断面図である図6が示すように、外部と連通する排熱口46が設けられている。すなわち、ガス管収容部43は、ボデ−ハウジング11の内側を遮断壁45で区画することにより形成されているが、このガス管収容部43を形成するボデ−ハウジング11の外壁に複数の排熱口46が開口形成されている。このため、ガス管収容部43内に籠った熱を排熱口46から外に逃がすことができ、ガス管33が温められることによって液化したガス燃料が気化することを抑制できる。
更には、前記したように、燃焼室19からの空気(熱)は燃料容器収容部42の方向へと流れていくため、燃焼室19で発生する熱により燃料容器収容部42に収容された燃料容器34が温められるように形成されている。すなわち、この空気流路が、燃焼室19で発生する熱を燃料容器収容部42へと伝達するための熱伝達手段として機能している。このため、燃焼室19で発生する熱で燃料容器34が温められ、この燃料容器34と燃焼室19の近くにある燃料供給装置32やガス管33との温度差が小さくなり、温度差による圧力変化で液化ガス燃料が気化することを抑制するように形成されている。
以上説明したように、本実施形態によれば、燃料供給装置32と燃焼室19とが隣り合うように配置されているため、ガス供給管31の管路を短くなっている。また、ガス供給管31の屈曲部が少なく形成されているため、ガス供給管31の管路抵抗が小さくなっている。よって、燃焼室19への燃料供給を素早く行うことができ、着火させるまでの時間を短縮できる。
更には、燃焼室19の輻射熱で液化したガス燃料が気化するのを抑制するための種々の手段を備えているため、例えばガス燃料が気化することにより燃料供給装置32内での流量調節が正しく行われないといった問題を回避することができる。
なお、上記した実施形態においては、燃料供給装置32をグリップハウジング12内に設けることとしているが、これに限らず、例えば、シリンダヘッドの上に燃料供給装置32を設けてもよいし、ボディーハウジング11側の外に燃料供給装置32を装着することとしてもよい。
また、上記した実施形態においては、ガス管33もグリップハウジング12内に設けることとしているが、これに限らず、ガス管33をグリップハウジング12外に設けてもよい。また、ガス管33が輻射熱を受けにくくするために、ガス管33自体に断熱効果を持たせたり、断熱テープなど断熱性材料で覆ったり囲ったりしてもよい。
また、上記した実施形態においては、燃焼室19から燃料容器収容部42への空気流路が、燃焼室19で発生する熱を燃料容器収容部42へと伝達するための熱伝達手段であるとして説明したが、これに限らない。例えば、燃焼室19から燃料容器収容部42へと延在させた金属片を熱伝達手段として使用し、この金属片により燃焼室19で発生する熱を燃料容器収容部42へと伝達させてもよい。
10 ガス燃焼式打ち込み工具
11 ボデ−ハウジング
12 グリップハウジング
12aグリップ部
13 打撃シリンダ
14 ドライバ
15 打撃ピストン
16 ノーズ部
17 射出口
18 マガジン
19 燃焼室
20 上部ハウジング
21 上壁
22 可動スリーブ
23 バンパ
24 通路
25 Oリング
26 リンク部材
27 ガイドブロック
28 コンタクト部材
29 供給口
30 接続部
31 ガス供給管
32 燃料供給装置
33 ガス管
34 燃料容器
35 回転ファン
36 スイッチ
37 点火装置
38 バッテリー
39 トリガ
40 点火スイッチ
41 制御基板
42 燃料容器収容部
43 ガス管収容部
44 ノズル
45 遮断壁
46 排熱口
47 断熱部材
48 空気層部
49 ボデ−排出口

Claims (7)

  1. ガス燃料の燃焼圧力で締結材を打ち込むガス燃焼式打ち込み工具であって、ガス燃料を燃焼させるための燃焼室と、前記燃焼室にガス燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃料供給装置から供給されたガス燃料を前記燃焼室に導くためのガス供給管と、を備え、
    前記燃料供給装置と前記燃焼室とを隣り合うように配置し
    液化したガス燃料を充填した燃料容器を収容する燃料容器収容部を備えるとともに、前記燃料容器収容部に収容された燃料容器と前記燃料供給装置とはガス管で接続され、
    ボデーハウジングの内側を遮断壁で区画することにより、前記ガス管を収容するガス管収容部と、前記燃焼室からの熱い空気を前記燃料容器収容部の方向へと流す空気流路と、を形成したことを特徴とする、ガス燃焼式打ち込み工具。
  2. 前記燃焼室は、前記ガス供給管を取り付けるための接続部を備え、
    前記ガス供給管の少なくとも一部は、前記接続部よりも熱伝導率の低い材料で形成されていることを特徴とする、請求項1記載のガス燃焼式打ち込み工具。
  3. 前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には空気層部が設けられていることを特徴とする、請求項1又は2記載のガス燃焼式打ち込み工具。
  4. 前記燃料供給装置と前記燃焼室との間には断熱部材が設けら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ち込み工具。
  5. 前記燃料容器収容部はボデーハウジングの後方に連設されたグリップハウジング設けら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ち込み工具。
  6. 前記ガス管収容部には、外部と連通する排熱口が設けられていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のガス燃焼式打ち込み工具。
  7. 前記ガス供給管の少なくとも一部は、弾性部材で形成されていることを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載のガス燃焼式打ち込み工具。
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