(57)【要約】【課題】  燃焼室が機械的手段で掃気される燃焼ガス作動型のファスナー打ち込み装置において，基盤に対する押圧変位量を短縮すると共に燃焼室を比較的小径とし得る構成を提案する。【解決手段】  本発明に係るファスナー打ち込み装置（１０）は，押圧手段（３０）を介して軸線方向に変位可能とされ，かつ，ガイド手段（２９）により案内される少なくとも１個の可動内壁（１７）を有する燃焼室（１４）と，燃焼室（１４）に連なるガイドシリンダ（１２）とを具え，ガイドシリンダ（１２）内には打ち込みピストン（１１）が変位可能に配置されている。押圧手段（３０）は，押圧変位量を変換するためのレバー機構（２０）を介して可動内壁（１７）と作用結合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
釘，ボルト又はピン等のファスナーを基盤に対して打ち込むための燃焼ガス作動型打ち込み装置であって，押圧手段を介して軸線方向に変位可能とされ，かつ，ガイド手段（２９）により案内される少なくとも１個の可動内壁（１７）を有する，酸化剤及び燃焼ガスの混合気のための燃焼室（１４）と，該燃焼室（１４）に連なるガイドシリンダ（１２）とを具え，該ガイドシリンダ（１２）内で打ち込みピストン（１１）が変位可能に案内され，前記押圧手段（３０）が押圧変位量を変換するための変換手段を介して前記可動内壁（１７）と作用結合する打ち込み装置において，
前記変換手段をレバー機構（２０）として構成したことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において，前記レバー機構（２０）が少なくとも２本のレバーアーム（２４，２５）を含み，該レバーアーム（２４，２５）は，半径方向及び軸線方向に変位可能な少なくとも１個のピボット軸受（２１）が，ガイドシリンダに対する結合部分（２９）における定置したピボット軸受（２３）と，前記可動内壁（１７）における半径方向に固定したピボット軸受（２２）とに連結されていることを特徴とする打ち込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置であって，少なくとも４本の前記レバーアーム（２４，２５）で平行移動機構を構成することを特徴とする打ち込み装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の装置において，前記レバー機構（２０）が，該レバー機構（２０）及び前記可動内壁（１７）を初期位置まで復帰させるための少なくとも１個の弾性素子（２６）を具えることを特徴とする打ち込み装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の装置において，前記弾性素子（２６）が，ねじりコイルばねで構成されていることを特徴とする打ち込み装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の装置において，前記レバー機構（２０）が，前記可動内壁（１７）に対して直接的に作用結合することを特徴とする打ち込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，請求項１の前段に記載した燃焼ガス作動型打ち込み装置に関するものである。上述した構成を有する打ち込み装置は，気体燃料又は燃焼前に気化させる液体燃料により作動するものである。ファスナーを打ち込むためのエネルギは，燃焼室内における燃焼ガス及び酸化剤の混合気の燃焼によって獲得され，打ち込みピストンを介して打ち込み対象のファスナーに伝達される。酸化剤は，例えば外気中の酸素等である。したがって，各打ち込み工程前に外気を燃焼室に供給し，各打ち込み工程後には燃焼時に発生した排ガスを燃焼室から排出しなければならない。
【背景技術】
【０００２】
打ち込み工程を実行可能とする場合，基盤との無接触状態での打ち込み装置の作動を回避するのが望ましく，そのために先ず，打ち込み装置を基盤に対して押圧する必要がある。その押圧変位量は，人間工学的な見地から最小化するのが望ましい。
【０００３】
ドイツ特許出願公開ＤＥ４０３２２０３Ａ１号公報（特許文献１）には，空気及び燃料の混合気を燃焼させるための燃焼室と，ガイドシリンダ内で変位可能に案内され，混合気の燃焼で生じる作動圧力によって駆動される打ち込みピストンとを具える燃焼力作動型打ち込み装置が記載されている。燃焼室は打ち込み装置の第１ハウジング部分に配置され，第１ハウジング部分に対しては変位可能な第２ハウジング部分が設けられている。更に，燃焼室に対して変位可能に配置されたガイドシリンダが，第２ハウジング部分の移動に際して，ラック・ピ二オン機構により第１ハウジング部分に対して相対移動可能とされている。打ち込み装置を基盤に対して押圧すると，第１ハウジング部分に対する第２ハウジング部分の相対運動を生じさせてガイドシリンダを燃焼室から押し出し，これにより燃焼室容積を拡大するものである。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開ＤＥ４０３２２０３Ａ１号公報
【０００４】
特許文献１に記載されている打ち込み装置において，燃焼室は複数の部分燃焼室に区分される。これらの部分燃焼室は，ガイドシリンダと共に変位可能とする少なくとも１個の可動中間壁又は分離プレートを通じて互いに分離する。燃焼室から排ガスを排出するために，ガイドシリンダは燃焼室壁と共に再び燃焼室内に進入し，両方の部分燃焼室の容積を最小値まで減少させ，その際に中間壁も移動させることにより排ガスを燃焼室から排出する。打ち込み装置が再び基盤に押圧されて部分燃焼室が分離すると，部分燃焼室には再び外気が充填される。この打ち込み装置は，燃焼室内の燃焼室容積を増減させるための手段が複雑であり，製造コストを低下させるのが困難である。
【０００５】
本出願人のウェブサイト：http://www.hilti.co.jp/（非特許文献１）に開示されているヒルティＧＸ１００型の打ち込み装置では，打ち込みピストンをピストンガイド部材内で案内し，ピストンガイド部材には打ち込み方向側でファスナーガイド部材を連続的に配置している。ファスナーガイド部材に対置するピストンガイド部材端部には燃焼室が連続的に配置されている。この燃焼室は，燃焼室に対して同軸的に可動とした燃焼室後壁を具える。打ち込み装置が基盤に押圧されると，燃焼室後壁がピストンガイド部材から離れて，ピストンガイド部材とは反対側の燃焼室端部まで変位すると共に，戻しばねに圧縮され，燃焼室容積が増加する。燃焼室容積が増加すると同時に，外気が燃焼室内に流入する。所要の押圧距離は燃焼室後壁の変位量と等しく，この変位量は燃焼室の軸線方向長さに相当する。打ち込みが完了した時点で打ち込み装置を基盤から持ち上げると，燃焼室後壁は戻しばねの復元力により再び初期位置まで後退復帰する。その際に燃焼室の容積が減少し，排ガスが排出される。この打ち込み装置は，燃焼室の掃気が機械的手段によって実行されるため，蓄電池又はバッテリを必要としない点で有利であるが，実用的見地から，押圧距離を短縮すると共に燃焼室を比較的小径とすることが望ましい。
【非特許文献１】ウェブサイト：http://www.hilti.co.jp/
【０００６】
ヨーロッパ特許ＥＰ０７１１６３４Ｂ１号明細書（特許文献２）には，空気及び燃焼ガスの混合気を燃焼させるための燃焼室と，燃焼室内に乱流を発生させるための通風手段とを具える燃焼力作動型打ち込み装置が記載されている。通風手段は，蓄電池やバッテリ手段により電力が供給される電気モータで駆動されるものである。この打ち込み装置においては，燃焼室を掃気するための通風手段を設けたことによって押圧変位量を短縮することが可能であるが，蓄電池やバッテリ手段が不可欠であるために打ち込み装置全体の重量が大きくなり，また，電気エネルギが消尽すると交換を要する点で不利である。
【特許文献２】ヨーロッパ特許ＥＰ０７１１６３４Ｂ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は，上述した従来技術における問題点を解消するため，燃焼室が機械的手段で掃気される燃焼ガス作動型のファスナー打ち込み装置において，基盤に対する押圧変位量を短縮すると共に燃焼室を比較的小径とし得る構成を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題を解決するため，本発明は，請求項１に記載した燃焼ガス作動型のファスナー打ち込み装置を要旨とする。すなわち，本発明によれば，押圧手段が押圧変位量を変換するための変換手段としてのレバー機構を介して可動内壁と作用結合するものである。燃焼室の可動後壁等で構成する内壁は，押圧変位量を変換するレバー機構を介して変位する。したがって，所要の部品点数が減り，組立費用が低下すると同時に燃焼室の直径が小さくなり，人間工学的に優れた小さい押圧変位量を実現することが可能である。更に，上述の構成を有するレバー機構は磨耗が少なく，保守性にも優れている。
【０００９】
本発明の技術的に容易に実現可能な実施形態においては，レバー機構を少なくとも２本のレバーアームで構成し，これらのレバーアームは半径方向及び軸線方向に変位可能とする少なくとも１個のピボット軸受を，一方ではガイドシリンダに対する結合部分における定置したピボット軸受に連結すると共に，他方では可動内壁における半径方向に固定して配置したピボット軸受に連結する。ガイドシリンダに対する結合部分は，ガイド部材で構成するのが好適である。
【００１０】
少なくとも４本のレバーアームを配備し，これらのレバーアームで平行移動機構を構成するのが有利である。この場合には，燃焼室の可動内壁又は後壁に対して力を均等に分配可能であるため，可動構造部材の傾倒が適切に回避される。
【００１１】
レバー機構及び可動内壁を初期位置まで復帰させるための弾性素子をレバー機構に配置するのが有利である。弾性素子は，押圧運動の間に圧縮されて復元エネルギを蓄積する。
【００１２】
弾性素子をねじりコイルばねで構成することにより，レバー機構の動特性に関してほぼ線形の弾性特性曲線を達成することができる。それにより，押圧力は押圧ストロークの全体に亙ってほぼ均一に維持することが可能である。
【００１３】
レバー機構は可動内壁に対してほぼ直接的に作用結合させるのが有利である。その結果，変換された押圧変位量を無損失で伝達することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下，本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００１５】
図１及び図２は，本発明による燃焼ガス作動型打ち込み装置１０の好適な実施形態を示している。打ち込み装置１０は，液化ガスとして燃料容器（図示せず）内に貯蔵される燃焼ガスによって作動するものである。液化ガスの代わりに，アルコール又はガソリン等の揮発性液体燃料を使用することもできる。打ち込み装置１０は，基盤に対する押圧状態での作動時に，釘，ボルト又はピン等のファスナー（図示せず）を基盤に対して打ち込むための打ち込み機構を具えている。打ち込み機構は，特に，燃焼室１４と，打ち込みピストン１１が軸線方向に変位可能として配置されたピストンガイド部材１２と，燃焼室１４とは反対側でピストンガイド部材１２に連続し，ピストン１１により打ち込まれるファスナーを案内するためのファスナーガイド部材１３とを含んでいる。なお，ファスナーは，打ち込み装置１０に装着されるマガジン（図示せず）等に収納されている。
【００１６】
図１に示した打ち込み装置１０の初期位置において，燃焼室１４は最小容積状態とされている。ほぼ円筒形状とした燃焼室スリーブ１５が，ピストンガイド部材１２に対して変位可能に配置されている。燃焼室１４に対向するピストンガイド部材１２の端部には，開口１８を有するプレートで構成された端壁１６が堅固に保持されている。可動内壁１７又は燃焼室後壁は，ガイドピンとして構成したガイド手段２９上を軸受スリーブ１９と共に変位するように案内される。ガイド手段２９は端壁１６の中央部に固定されている。
【００１７】
更に，打ち込み装置１０には押圧ロッド３１を含む押圧手段３０が設けられ，この押圧ロッド３１の遊端３２は図１に示す打ち込み装置１０の停止位置でファスナーガイド部材１３から突出する。押圧ロッド３１は，押圧運動を伝達するために燃焼室スリーブ１５に作用結合している。
【００１８】
押圧手段３０と可動内壁１７との間にはレバー機構２０が配置されている。レバー機構２０は，押圧ロッド３１及び燃焼室スリーブ１５の押圧運動を変換して，可動内壁１７に伝達する。レバー機構２０は，軸受スリーブ１９に固定した第１ピボット軸受２２を具え，第１ピボット軸受２２には２本のレバーアーム２４の各一端が連結されている。これらのレバーアーム２４は，それぞれ他端で第２ピボット軸受２１に担持される。第１ピボット軸受２２は，軸受スリーブ１９と共に軸線方向に変位可能であるが，燃焼室の半径方向ではほぼ不動とされている。これに対して第２ピボット軸受２１は，軸線方向のみならず半径方向でも変位可能とされている。ガイド手段２９の遊端に固定配置した第３ピボット軸受２３も，同様に配置したレバーアーム２５を介してピボット軸受２１に結合する。レバーアーム２４，２５は，全てのピボット軸受２１，２２，２３によりそれぞれ旋回可能に担持され，全体として平行移動機構を構成している。第２ピボット軸受２１は，それぞれ押圧手段３０の接触面３４に対して変位可能に接触し，図示の実施形態では燃焼室スリーブ１５側に配置される。少なくとも１本のレバーアーム２５とガイド手段２９との間には，弾性素子（好適には線形特性を有するねじりコイルばね）として構成した少なくとも１個の復帰手段２６を配置する。復帰手段２６は，図１に示す状態では，少なくとも部分的に弛緩した状態にある。
【００１９】
図２に示すように，打ち込み装置１０を基盤Ｕに対して押圧すると，押圧ロッド３１の遊端３２が最初に基盤Ｕに接触し，矢印３７方向に変位する。押圧ロッド３１が燃焼室スリーブ１５に対して押圧され，燃焼室スリーブ１５をピストンガイド部材１２に対して矢印３７方向に変位させる。燃焼室スリーブ１５の接触面３４がレバー機構２０における第２ピボット軸受２１に対して押圧されるため，第２ピボット軸受２１も矢印３７方向に変位するが，第３ピボット軸受２３がガイド手段２９に対して固定されているため，矢印３８で示すように，第２ピボット軸受２１は半径方向にも相互に離間変位する。その結果，軸受スリーブ１９に設けた第１ピボット軸受２２が，約２：１の変換比で矢印３９方向に変位する。所要に応じて別の変換比を採択することも可能である。可動内壁１７は，押圧変位量の２倍に相当するストロークをもって作動するレバー機構２０を介して変位する。第３ピボット軸受２３に対してレバーアーム２５が上記のように変位すると，弾性素子２６で構成した復帰手段が圧縮される。打ち込み装置１０を改めて基盤Ｕから持ち上げると，内壁１７と燃焼室スリーブ１５とが復帰力により図１に示す初期位置に向けて後退するために，打ち込み装置１０における燃焼室１４の容積が減少する。なお，弾性素子２６以外にも追加的な復帰素子を，例えばレバー機構２０又は押圧手段３０等に配置することができる。更に，弾性素子２６は別の組のピボット軸受及びレバーアームに配置することも可能である。
【００２０】
図２に示した打ち込み装置１０の作動位置では，燃焼室１４が最大容積状態とされている。可動内壁１７は，第２の位置においてピストンガイド部材１２とは反対側における燃焼室スリーブ１５の端部に位置する。この位置において作動スイッチを操作すると，可動内壁１７が直ちに係止される。内壁１７に設けた開口２７がバルブ手段２８により閉鎖されるために燃焼室１４が密閉され，打ち込み工程の準備段階が完了する。燃焼室１４内には燃焼ガス及び空気の混合気が充填され，この混合気は点火プラグ等の着火ユニット３６により着火可能である。本実施形態における着火ユニット３６は，ガイド手段２９における着火開口３５内に配置される。図示しない作動スイッチ（例えばトリガスイッチ）を操作すると，着火ユニット３６が作動して混合気の燃焼を開始する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る打ち込み装置の好適な実施形態を初期状態で示す断面図である。
【図２】図１に示した打ち込み装置を基盤に対する押圧状態で示す断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０  燃焼ガス作動型打ち込み装置
１１  打ち込みピストン
１２  ピストンガイド部材
１３  ファスナーガイド部材
１４  燃焼室
１５  燃焼室スリーブ
１６  端壁
１７  可動内壁
１９  軸受スリーブ
２０  レバー機構
２１，２２，２３  ピボット軸受
２４，２５  レバーアーム
２６  弾性素子
２７  開口
２８  バルブ手段
２９  ガイド手段
３０  押圧手段
３１  押圧ロッド
３２  遊端
３４  接触面
３５  着火開口
３６  着火ユニット
【図１】
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【図２】
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