(57)【要約】  本発明の工具は空気ガス混合気の爆発作用下に推進させることによって固定用素子を駆動することができるピストン（５）と、ガス計量のための第１の室（１１）、第１の室（１１）と連通し、ガス−空気混合気配合のための第２の室（１２）、および第２の室（１２）と連通し、ピストン（５）によって画成されるスロットリング／推進のための第３の室（１３）を具備する。本発明は固定工具に利用可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスと空気の混合気の爆発の作用下にピストン（５）を推進させることによって構成素子を駆動することができる、内燃ガス動力式手工具であって、ガス計量のための第１の室（１１）、第１の室と連通しガス空気混合のための第２の室（１２）、および第２の室（１２）と連通し、ピストン（５）によって範囲を画定されるスロットリング／推進室である第３の室（１３）を具備することを特徴とする前記内燃ガス動力式手工具。
【請求項２】
第２と第３の室（１２、１３）が、混合気をスロットリングするための移動プレート（３１）によって分離されている請求項１に記載のガス動力式手工具。
【請求項３】
スロットリングプレート（３１）に、（ほぼ）接線方向に混合気を第３の室（１３）へ射出する手段（４４）を含む混合気通路手段（３７）を設けた請求項２に記載のガス動力式手工具。
【請求項４】
接線方向への射出手段が通路手段（３７）内に渦流効果を発生させる手段（４４）を含む請求項３に記載のガス動力式手工具。
【請求項５】
スロットリングプレート（３１）が、空気ガス混合気を分配するための櫛状に形成されたディスク（３６）およびプレート（３９）を具備し、該ディスクおよびプレートは互いに固定されている請求項２〜４の何れか１項に記載の動力源とする手工具。
【請求項６】
計量のための第１の室（１１）および混合気配合のための第２の室（１２）へ開口するガス導入ポート（１８）と２つのポート（２９、３０）とを有して、第１の室（１１）をガス導入ポート（１８）または混合気配合のための第２の室（１２）と接続することを可能にする三方制御弁（１７）が設けられている請求項１〜５の何れか１項に記載のガス動力式手工具。
【請求項７】
計量用の室（１１）が、混合気配合のための第２の室（１２）の範囲を画定する固定プレート上を伸縮手段の作用に抗して摺動するように設けられた鐘形壁（１４、１６）によって範囲を画定される請求項１〜６の何れか１項に記載のガス動力式手工具。
【請求項８】
計量用の室（１１）が鐘形壁（１４、１６）に固定された移動プレート（２２）に固定され、伸縮手段（２３）の作用下にある請求項７に記載のガス動力式手工具。
【請求項９】
ピストンが固定用素子を打込むように構成された固定工具である請求項１〜８の何れか１項に記載のガス動力式手工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスと空気の混合気の爆発作用下にピストンを推進させ、ピストンのロッドを介して釘を打込む釘打機その他の内燃形ガス動力式固定工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
火薬を動力源とする工具と比較した場合のガス動力式工具の利点は、最小限の補給で多数回に亘って発射できる点である。従って、これらガス動力式工具の効率を最適化する努力がなされている。
【０００３】
或る程度の長さの時間には、燃料ガスに点火して炎を発生させる手段を含む第１の容積を有した第１の室と、第２の容積を有した第２の室と、該２つの室を連通させて炎の通過を可能にするように構成されている手段とを具備するガス動力式工具が利用されている。
【０００４】
二室形工具でも既に比較的満足な成果が得られている。二室形工具の場合、第１の室は第２の室における爆発圧が増大することを可能にする予備圧縮室であり、所与の容積内における爆発圧は爆発前の混合気の圧力に比例する。もし第２の室がその範囲を駆動ピストンによって部分的に画定されると、第２のピストン−推進室において爆発が起こる時点において、この予備圧縮によってピストンが僅かだけ前進しているので、ピストンはガスの燃焼エネルギーを正しく利用することができる。
【０００５】
加えて、炎発生室にファンを設けると、この室における燃焼率および最大圧力レベルが増大するので、爆発が起こる前の昇圧時間を短縮し、その結果、爆発が起こる前の駆動室内でのピストンの移動を制限することができ、従って、工具の力をさらに増大させることになる。
【０００６】
尚、ブースター・ファンの効果は絶大である。即ち、昇圧時間を１０分の１に短縮することができる。
【０００７】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２８５２５４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、予備圧縮室を以ってしても、または予備燃焼室を以ってしても、ガスの燃焼エネルギーの利点を充分に引き出すことは不可能であり、その結果、圧縮レベルおよび燃焼速度のさらなる向上、ひいては二室形工具の力をさらに増大させるべく、種々の新しい試みがなされている。
【０００９】
仏国特許出願公開第2 852 547号明細書は燃料ガスを予め圧縮し且つ炎を発生させるための第１の室と、推進のための第２の室と、２つの室を連通させ、炎の通過を可能にする手段と、第１および第２の室の中間にあって、これら双方の室を連結する圧縮および炎加速のための第３の室を具備したガスを動力とする工具を開示している。
【００１０】
３つの室を設けた場合、少なくとも中間に位置する第３の室内の混合気の全量が推進のための第２の室に圧入されて第２の室内の圧力を増大させ、第１の室内に発生する炎が中間室の入口および出口を通過する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
出願人の会社はガス動力式工具の力を増大させるべく研究を重ね、ガスと空気の混合気の爆発の作用下にピストンを推進させることによって固定用素子を駆動することができる、内燃ガス動力式手工具であって、ガス計量のための第１の室、ガス−空気混合気−配合のための第２の室、および第２の室と連通し、ピストンによって画成されるスロットリング／推進室である第３の室を具備することを特徴とする前記内燃ガス動力式手工具に係わる発明を提案する。
【００１２】
スロットリング／推進室である室を設けることによってこの室における燃焼効率が著しく高められる。
【００１３】
出願人の会社はその利用範囲を固定工具にとどまらず、より広い範囲に広げることを意図している。即ち、ガスと空気の混合気の爆発の作用下にピストンを推進させることによって固定用素子を駆動することができる、内燃ガス動力式手工具であって、ガス計量のための第１の室、ガス−空気混合気−配合のための第２の室、および第２の室と連通し、ピストンによって画成されるスロットリング／推進室である第３の室を具備することを特徴とする前記内燃ガス動力式手工具を特許請求の範囲とする。
【００１４】
固定工具はピストンが固定用素子を駆動する、または打込む手工具の特殊な実施態様である。本発明の手工具のピストンはラムのロッド、例えば、剪定はさみ、圧着工具、刈り込み器、ボルト・カッター、パンチイング工具などのロッドの形態を取ることがある。本発明の手工具は非接触皮下注射器の形態を取ることさえできる。
【００１５】
本発明の工具の好ましい実施態様では、混合気をスロットリング用移動プレートによって第２と第３の室が分離され、有益な特徴として、移動プレートには混合気を（ほぼ）接線方向に第３の室へ射出する手段を含む混合気通過手段を設ける。
【００１６】
同じく好ましい実施態様として、計量のための第１の室と混合気配合のための第２の室へそれぞれ開口するガス導入ポートと２つのポートを有して、第１の室をガス導入ポートまたは混合気配合のための第２の室と接続することを可能にする三方制御弁を設ける。
【００１７】
同じく好ましい実施態様として、計量用の室の範囲が、混合気配合のための第２の室の範囲を画定する固定プレート上を伸縮手段の作用に抗して摺動するように設けられた鐘形壁によって画定される。
【００１８】
この場合、計量用の室が鐘形壁に固定された移動プレートに固定され、伸縮手段の作用下にあることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明がより良く理解されるように、本発明の工具の好ましい実施態様を添付の図面を参照しながら以下に説明する。
【００２０】
図１に示す工具は、材料に釘を打込むためのガスを動力源とする釘打機である。この釘打機は操作および作動のための把持部２を含む本体１と、本体底部に位置する無頭釘ガイド３と、帯状に一体化した複数の無頭釘を受容し、無頭釘ガイドに装填するためのアーム４を具備する。釘を駆動するため、ばね８の作用に抗してシリンダ７内を摺動するようにピストン５をそのヘッド６を介して取付けてある。ピストン５は釘駆動ロッド９を含む。本体１はピストン５を駆動するために空気ガス混合気に点火する前に一連の燃焼室へ注入される燃料ガスのカートリッジを収容するハウジングを含む。本体１はまた、図示しないが最終の推進室１３において混合気に点火するための点火装置をも含む。
【００２１】
図示の実施例において、本体１は３つの室１１、１２、１３を含む。ガスを計量するための第１の室１１が、該第１の室１１を第２の室１２から分離する固定プレート１５に摺動自在に取付けられた管状側壁１４によって画成されている。プレート１５は、計量室１１の下流側水平壁と第２の室１２の上流側水平壁を形成する。計量室１１は、また、スリーブ１６によってその上流側の水平壁が形成され、側壁１４がスリーブ１６と共に鐘形の壁を形成している。スリーブ１６はピストンとして作用するように設計されている。本体１には三方制御弁１７が設けられている。該三方制御弁は、ガスカートリッジと接続される入口１８と、２つの出口２９、３０を具備し、２つの出口の一方は計量室１１にとっての吸気、即ち、送入パイプ１９に接続され、他方は第２の室１２にとっての吸気パイプ２０に接続されている。
【００２２】
計量室１１への送入パイプ１９は固定プレート１５に取付けられ、上流スリーブ１６を貫通している。送入パイプ１９にはその周壁を貫通するガス流路オリフィス２１が形成されている。
【００２３】
計量室１１の鐘形壁１４、１６は、本体１の端壁２４と軸方向に延びる短い管状スカート２５の外縁２６との間に設けられた伸縮ばね２３の作用に抗して移動自在なプレート２２に固定されている。スカート２５はばね２３の作用下に、但し、移動プレート２２とこの短いスカート２５の内縁２８との間に設けられたもう１つのばね２７の作用に抗して移動プレート２２に圧接させられる。管状壁１４および計量室１１のスリーブ１６が取付けられるのは移動プレート２２の中央凹部である。
【００２４】
空気ガス混合気を配合する第２の室は計量室１１の吸気／送入パイプ１９、第２の室の吸気パイプ２０および三方制御弁１７を介して計量室１１と連通するように設計されている。この第２の室１２は、その上流側水平壁を形成する固定プレート１５と、その下流側水平壁を形成してスロットリング／推進室である第３の室１３から第２の室を分離する移動スロットリングプレート３１とによって画成される。
【００２５】
スロットリングプレート３１には、詳しくは後述するように、混合気を通過させ、この混合気を（ほぼ）接線方向に第３の室１３へ噴射するためのオリフィス３７が形成されている。スロットリング／推進室である第３チャンネル１３は上流側をスロットリングプレート３１によって、下流側をピストンヘッド６および工具本体１の下流側壁部分３２いよってそれぞれ範囲を画定され、操作ハンドグリップ２に設けたトリガー３６によって作動させることができる。
【００２６】
工具の動作態様を以下に説明する。
図１における三方制御弁１７は、入口１８がガスカートリッジと連通し、圧縮ガスがカートリッジからパイプ１９およびオリフィス２１を通って計量室１１へ流入し、ピストン１６を上流へ押し上げて室１１を満たすと同時に、計量室１１の鐘形壁１４、１６に固定された移動スロットリングプレート３１が固定プレート１５と当接し、該室に適量の点火用ガスが充填される（図２）までばね２３を圧縮する状態にある。
【００２７】
図３では三方制御弁１７の位置が切り替わり、カートリッジから計量室１１へのガス流入を遮断し、ガスが計量室１１からオリフィス２１、この段階で送入パイプとして作用するパイプ１９、および混合室１２の吸気パイプ２０を通って混合室１２へ移行することを可能にする。この場合、計量室１１が空になるのに伴って、ばね２３が弛緩して移動プレート２２、鐘形壁１４、１６およびスロットリングプレート３１を押し戻す。これと同時に、弁シャッター３３を介して混合室１２に適量の空気が充填される。
【００２８】
図４に示す状態では、トリガー３６の操作で弁３５が作動し、三方制御弁１７が再び切り替わって次の点火に備えてガスが計量室１１に流入し、これがスロットリングプレート３１を固定プレート１５へ向けて駆動する。弁シャッター３３および弁３５が閉鎖位置にあるので、スロットリングプレート３１の上昇に伴って空気ガス混合気が混合室１２から噴射オリフィス３７を通ってスロットリング／推進室１３へ流入するように強制される。混合気は（ほぼ）接線方向に室１３へ噴射されるので、混合気は室１３内に、望ましい燃焼には特に好都合な層状に拡散する。スロットリングピストン３１が固定プレート１５に当接すると（図５）、点火装置が動作して点火が起こる。点火と同時にピストン５が下方へ（工具の前部に向かって）駆動され、ピストンヘッド６が（図示しないが）放出弁を通過した後、ばね８の作用下に後退する。
【００２９】
以後、図３以降に示すように点火シーケンスが続く。
工具の動作態様は図６のヒストグラムによって示すことができる。
【００３０】
図６Ａはガスカートリッジに対する計量室１１の開閉周期ＯCDを示す。図６Ｂは計量室１１の容積変化ＶCDを示す。開放周期中に容積が増大する。これらの開放周期以外には容積が減少する。図６Ｃは計量室１１の鐘形壁１４、１６に固定された移動プレート２２を戻す伸縮ばね２３の拡張ＥRを示す。開放周期においてこの容積が縮小し、開放周期以外では計量室の容積ＶCDとは異なり増大する。図６Ｅは弁３５の開閉周期ＯSを示す。弁３５はトリガー３６が始めて作動させられるまでは計量室１１の最初の開閉サイクルを通して開放位置のままであり、次いで計量室の開放周期を通して閉鎖位置を占める。図６Ｆは計量室１１の容積ＶCDと同様に変化するスロットリング／推進室１３の容積ＶCLPの変化を示す。最後に、図６Ｇは点火Ｔのサイクルを表わし、最初の点火は計量室の第２周期の開放周期の終りに起こり、その他の点火はそれぞれの開放周期の終りに起こる。
【００３１】
図７、８から明らかなように、スロットリングプレート３１は混合室１２と同じ側にディスク３８を有し、このディスク３８にはスロットリング／推進室１３と同じ側においてスロットリングプレート３９が固定され、混合気３７を通過させるためスロットリングプレート３９を貫通するオリフィスが形成されている。室１２の内側断面積に相当する断面積を有するディスク３８が管状壁１４に固定されている。この管状壁に沿って、ディスク３８にプレート３９の上流側と連通して混合気を通過させる開口４０が形成されている。プレート３９の上流側には管状カップ４１が形成され、このカップ４１がディスク３８およびその流路開口４０と共に、プレート３９を貫通して混合気を分配する櫛状部を形成する。管状壁１４はプレート３９の中央部に載置されている。環状密閉リング４３を収容するため、プレート３９の周縁には環状肩部４２が形成されている。混合気のスロットリングはスロットリング／推進室１３において、室１３の側のオリフィス３７から混合気を接線方向に噴射することによって行なわれる。この接線方向噴射は流路オリフィス３７を介して、ここでは、それぞれのオリフィス３７に配置されたねじタイプの螺条付き部材４４によって発生させられる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】計量用の室、混合のための室およびスロットリング用室の３つの室を有する工具を、計量室を充填中の状態で示す簡略化した軸方向断面図である。
【図２】計量室の充填が終了した状態で示す、図１の工具の軸方向断面図である。
【図３】空気ガス混合室を充填する過程における図１の工具の軸方向断面図である。
【図４】スロットリング／推進室を充填する過程における図１の工具の軸方向断面である。
【図５】点火準備完了の状態における図１の工具の軸方向断面図である。
【図６】図１〜図５の工具の動作を示す一連のヒストグラムである。
【図７】工具の第２と第３の室を分離し、空気ガス混合気をスロットリング用移動プレートの簡略化した軸方向断面図である。
【図８】図７のスロットリングプレートを下方から見た図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    本体
２    把持部
３    釘ガイド
４    アーム
５    ピストン
６    ヘッド
７    シリンダ
８    ばね
９    釘駆動ロッド
１１    第１の室（計量室）
１２    第２の室（混合室）
１３    第３の室（推進室）
１４    管状側壁
１５    固定プレート
１６    スリーブ
１７    三方制御弁
１８    入口
１９    送入パイプ
２０    吸気パイプ
２１    ガス流路オリフィス
２４    端壁
２５    管状スカート
２２    移動プレート
２９    出口
３０    出口
３１    移動スロットリングプレート
３６    トリガー
３７    オリフィス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2009511284.tif 000011
2009511284.tif 000012