(57)【要約】  ネイルガン（１）は、銃身（２３）と、釘をマガジン（１９）から銃口（１４）に装填するための装填手段（２０）とを含む。釘（３）は初期には液体として貯蔵部（２）に貯蔵される気体推進薬によって可動であるピストンシャトル（７）を介してパンチ（１６）により推進するよう適合される。液体は加熱要素（５）によって高圧チャンバ（４）において超臨界状態に加熱され、相変化を引起され、それにより液体は高密度気体となる。液体から気体への相変化は、周囲温度にかかわらず、釘（３）を銃口（１４）から発射するのに必要となるエネルギを提供する。推進薬は好ましくはＣＯ2であり、これは３１．０６℃に加熱される。圧力セレクタ（９）は、軟材、硬材およびメーソンリー釘打ち用途に対して好適である異なった圧力設定を斟酌する。銃（１）は最小限の雑音しか生じさせないので作業場の騒音公害を減じる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネイルガンであって、
中を通って釘が発射される細長い銃身と、
前記釘を前記銃身に導入するための装填手段とを含み、
前記釘は、気体推進薬によって可動であるピストンシャトルにより推進するよう適合され、前記推進薬は初期には液体として貯蔵され、かつ加熱手段により加熱されるよう適合され、これは前記推進薬が高密度気体になるよう相変化を誘導することを特徴とする、ネイルガン。
【請求項２】
前記ネイルガンは、前記高密度気体推進薬を保持するための少なくとも１つのチャンバを含み、前記チャンバと前記銃身との間でバルブ手段を介して流体が連通し、前記バルブ手段は、前記銃身に保持される前記釘を発射するための前記高密度気体推進薬を放出するよう適合され、前記ネイルガンはさらに、その初期の液体状態にある前記推進薬を貯蔵するための前記チャンバから離れて場所決めされる貯蔵部と、その初期の液体状態にある前記推進薬を前記貯蔵部から前記チャンバへ導入するための手段とを含む、請求項１に記載のネイルガン。
【請求項３】
前記ネイルガンはさらに、その液体状態にある推進薬の前記貯蔵部から前記チャンバへの入来を制御し、かつ前記推進薬を加熱するために用いられる加熱手段を制御する電子的制御ユニットを含む、請求項２に記載のネイルガン。
【請求項４】
前記ネイルガンは、前記ピストンシャトルと前記釘との間に配置されるパンチを含み、前記ピストンシャトルは前記高密度気体によって可動であり前記パンチを駆動し、前記パンチは前記銃身から前記釘を駆動する、請求項１から請求項３のいずれかに記載のネイルガン。
【請求項５】
前記ネイルガンは、前記ピストンシャトルを駆動する高密度気体の圧力を選択的に調節するための調節手段を設けられる、請求項１に記載のネイルガン。
【請求項６】
発射の際に前記ピストンシャトルがその移動範囲の最後に到達し、かつ前記高密度気体が排気ガスとなると、前記排気ガスの一部が回収されて前記装填手段に動作可能に接続されるアキュムレータに貯蔵される、請求項１に記載のネイルガン。
【請求項７】
前記推進薬は二酸化炭素である、請求項１に記載のネイルガン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、大工仕事および建築において用いられる種類のネイルガン（釘打ち機）に関し、より特定的には、初期には液相で貯蔵されて気体への相変化を経て、釘の推進力を出す推進薬を用いるネイルガンに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
３種類の公知のネイルガンがある。軟材のための圧縮空気銃、硬材のためのブタン駆動銃、およびコンクリートのためのカートリッジ型銃であり、これらすべてが異なった圧力範囲で動作する。これらの従来のネイルガンの不利点は、１つの銃をさまざまな圧力範囲について効果的に用いることができないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明は、初期には液体として貯蔵される推進薬として高圧での高密度気体を用いることにより、上述の従来のネイルガンに伴う不利点を克服するネイルガンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の要約
第１の局面に従うと、この発明はネイルガンであって、中を通って釘が発射される細長い銃身と、該釘を該銃身に導入するための装填手段とを含み、該釘は、気体推進薬によって可動であるピストンシャトルにより推進するよう適合され、該推進薬は初期には液体として貯蔵され、かつ加熱手段により加熱されるよう適合され、これは該推進薬が高密度気体になるよう相変化を誘導することを特徴とする。
【０００５】
好ましくは、該ネイルガンは、該高密度気体推進薬を保持するための少なくとも１つのチャンバを含み、該チャンバと該銃身との間でバルブ手段を介して流体が連通し、該バルブ手段は、該銃身に保持される該釘を発射するための該高密度気体推進薬を放出するよう適合され、該ネイルガンはさらに、その初期の液体状態にある該推進薬を貯蔵するための該チャンバから離れて場所決めされる貯蔵部と、その初期の液体状態にある該推進薬を該貯蔵部から該チャンバへ導入するための手段とを含む。
【０００６】
好ましくは、該ネイルガンはさらに、その液体状態にある推進薬の該貯蔵部から該チャンバへの入来を制御し、かつ該推進薬を加熱するために用いられる加熱手段を制御する電子的制御ユニットを含む。
【０００７】
好ましくは、該ネイルガンは、該ピストンシャトルと該釘との間に配置されるパンチを含み、該ピストンシャトルは該高密度気体によって可動であり該パンチを駆動し、該パンチは該銃身から該釘を駆動する。
【０００８】
好ましくは、該ネイルガンは、該ピストンシャトルを駆動する高密度気体の圧力を選択的に調節するための調節手段を設けられる。
【０００９】
好ましくは、発射の際に該ピストンシャトルがその移動範囲の最後に到達し、かつ該高密度気体が排気ガスとなると、該排気ガスの一部が回収されて該装填手段に動作可能に接続されるアキュムレータに貯蔵される。
【００１０】
好ましくは、該推進薬は二酸化炭素である。
【００１１】
この発明を、図面を参照して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
発明を実施するモード
図１は、この発明の実施例におけるネイルガン１を示す。ネイルガン１は大工仕事および建築において用いるための手持ち式のツールである。
【００１３】
ネイルガン１は、釘３を排出または発射するための爆発性エネルギとしての「超臨界流体」または「高密度気体」への相変化に依拠する液体二酸化炭素（ＣＯ2）の２５０ｃｃ貯蔵部２を含む。ネイルガン１は高圧チャンバ４を含み、その中で液体ＣＯ2が高密度気体へとその相を変化するよう誘導される。高圧チャンバ４は、気体ロックオフバルブ２４を介して銃身２３との間で流体が連通する。ＣＯ2の加熱は、従来のコードレスドリルバッテリパックとサイズおよび形状が類似するバッテリパック６によって駆動される加熱素子５によって達成される。そのような実施例においては、ボア８内に場所決めされるピストンシャトル７は、ＣＯ2の爆発性エネルギを、パンチ１６を介して発射される釘３に機械的に伝達する。ネイルガン１は、たとえばおよそ３５バールから１３５０バールの間の３つの異なった設定での圧力調節手段９を設けられ、軟材（低圧）、硬材（中圧）およびメーソンリー（高圧）などのさまざまな釘打ち用途を斟酌する。圧力調節手段９は、電子的制御ユニット（ＥＣＵ）１０に動作可能に接続され、該ＥＣＵ１０は、チャンバ４に分配されるＣＯ2推進薬の供給および圧力ならびにその加熱を制御しかつ調節する。
【００１４】
ＣＯ2が３１．０６℃に加熱されると、「超臨界状態」に変化するが、これは高圧での「超臨界流体」または「高密度気体」である。この実施例においては、ＣＯ2が液体から気体へと相変化する際の臨界状態は、周囲温度にかかわらず、ネイルガン１から釘３を排出するのに要求される爆発性エネルギを提供する。
【００１５】
以下の表は、液体／気体ＣＯ2の温度／圧力関係を表わす。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
好ましい推進薬としてのＣＯ2の適性は、以下により認識できる。
【００１８】
・１グラムの液体ＣＯ2は、２５℃で５００ｃｃの気体となる
・１グラムのＣＯ2＝２５℃で０．７５９ｃｃ
・１ｃｃの液体ＣＯ2は、２５℃で６６０ｃｃとなる
ネイルガン１の主な利点とは、その調節可能な圧力配置および従来のネイルガンよりも軽量であり扱いが簡単であることにより、上述の３つの先行技術の銃のすべてに置き換わることができる点である。異なった用途について動作させるために、これは所望の圧力に対するセレクタの調節と、意図される用途に対する適切な釘のマッチングとを必要とする
。
【００１９】
２５０ｃｃの内部気体貯蔵部２は、１５００発の低圧釘発射、または１０００発の中圧釘発射または５００発の高圧釘発射を提供するのに十分であろう。
【００２０】
音響的には、発射音は非常に低いので、作業場の騒音公害を減じるのに役立つ。
【００２１】
ネイルガン１の利点は、推進薬である液体ＣＯ2がガス出口で容易に利用可能であり、かつ管理が容易なことである。搭載された貯蔵部２の再充填のためには、オペレータは銃を、高圧ホースを介して小さな扱いやすい液体ＣＯ2シリンダに装着する。銃１に組入れられたガス貯蔵部２は、約２５０ｃｃの液体ＣＯ2を収容する。
【００２２】
たとえば軟材用途に好適な釘のマガジンが、銃に装着される。次いで低圧設定が選択される。ネイルガン１は次いでピストルグリップ１３の基部のスイッチ１２によって発射準備される（armed）。ＥＣＵ１０は次いでチャンバ４に少量の液体ＣＯ2気体を放出する。温度および圧力はＥＣＵ１０により監視される。
【００２３】
ネイルガン１の銃口１４は固定されるべき材料に抗して押付けられる。銃口１４における圧力センサ（図示せず）は、ネイルガン１の発射が安全であることをＥＣＵ１０に通知する。オペレータは、作動引き金１５を引く。１秒の遅延の後で、ＥＣＵ１０は加熱素子５を動作可能に制御してチャンバ４内のＣＯ2を加熱し、それにより「高密度気体」への相変化を誘導してその圧力を上昇させる。「高密度気体」はバルブ２４を介して銃身２３から放出され、それによりピストンシャトル７を推進させる。ピストンシャトル７はパンチ１６を打ち、釘３を作業材料に打込む。パンチ１６は釘３を打つよう適合されているが、銃口１４を出ることができないよう抑制されている。パンチ１６およびピストンシャトル７がそれらの移動範囲の最後に達すると、一次的排出孔の覆いが取られていくらかの高圧排気ガスを回収し排気アキュムレータ１７に貯蔵し、次いで主排出孔１８が消費した気体を放出する。排気ガスが噴出されるとすぐに、ピストンシャトル７およびパンチ１６はばね機構（図示せず）によってそれらのサイクル開始位置に戻る。二次的排出孔（図示せず）はバルブ２４内に組入れられて引き金１５により動作可能に作動して気体をボア８から排出する。これは、ピストンシャトル７をサイクル開始位置に完全に戻す。圧力が銃口１４から解放され、かつ作動引き金１５が解放されると、アキュムレータ１７内に貯蔵された排気ガスが用いられて、空気圧機構２０を介してマガジン１９から新しい釘３が銃に再装填される。このプロセスは、約２秒サイクルで繰返すことができる。
【００２４】
より高い圧力を達成できるので、この設計において小さな直径のシリンダ／ボア構成が用いられ、こうして全体的なネイルガンの寸法および重量を減じる。
【００２５】
好ましくは高圧チャンバ４は金属製であるが、銃身を含む銃の本体は、金属、プラスチックまたは複合材料製であってもよい。
【００２６】
示されない別の実施例においては、バッテリ６は何らかの他の外部電源により必要とされ得る。
【００２７】
示されない別の実施例においては、ＣＯ2は初期には、上述の実施例で示された貯蔵部２ではなくキャニスタ（図示せず）の形で取外し可能貯蔵部内に貯蔵され得る。そのようなキャニスタは再充填可能であるかまたは使い捨て可能であり得る。
【００２８】
示されない別の実施例においては、ＣＯ2を貯蔵するための貯蔵部２またはキャニスタは、上述の実施例に関して説明した２５０ｃｃよりも大きなまたはよりも小さな容量であ
り得る。
【００２９】
その特性および商業的な入手可能性から好ましい推進薬としてＣＯ2が選択されているが、しかしながら、代替的な実施例において他の液体／気体の推進薬をも用い得ることを理解されたい。
【００３０】
ここで用いられる用語「含む（comprising）」は「含む（including）」または「有する（having）」の包括的な意味で用いられ、「のみからなる（consisting only of）」の排他的な意味では用いられない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】釘がネイルガンから発射される際の、この発明の実施例に従ったネイルガンの概略立面図である。
【図１】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年5月12日(2003.5.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
ネイルガン１は、釘３を排出または発射するための爆発性エネルギとしての「超臨界流体」または「高密度気体」への相変化に依拠する液体二酸化炭素（ＣＯ2）の２５０ｃｃ貯蔵部２を含む。ネイルガン１は高圧チャンバ４を含み、その中で液体ＣＯ2が高密度気体へとその相を変化するよう誘導される。高圧チャンバ４は、気体ロックオフバルブ２４を介して銃身２３との間で流体が連通する。ＣＯ2の加熱は、従来のコードレスドリルバッテリパックとサイズおよび形状が類似するバッテリパック６によって駆動される加熱素子５によって達成される。そのような実施例においては、ボア８内に場所決めされるピストンシャトル７は、ＣＯ2の爆発性エネルギを、パンチ１６を介して発射される釘３に機械的に伝達する。ネイルガン１は、たとえばおよそ最低３５バールから最高１３５０バールの間の３つの異なった設定を有する圧力調節手段９を設けられ、軟材（低圧）、硬材（中圧）およびメーソンリー（高圧）などのさまざまな釘打ち用途を斟酌する。圧力調節手段９は、電子的制御ユニット（ＥＣＵ）１０に動作可能に接続され、該ＥＣＵ１０は、チャンバ４に分配されるＣＯ2推進薬の供給および圧力ならびにその加熱を制御しかつ調節する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
２５０ｃｃの内部気体貯蔵部２は、およそ１５００発の低圧釘発射、またはおよそ１０００発の中圧釘発射またはおよそ５００発の高圧釘発射を提供するのに十分であろう。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
示されない別の実施例においては、バッテリ６は何らかの他の外部電源により置換えられ得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
その特性および商業的な入手可能性から好ましい推進薬としてＣＯ2が選択されているが、代替的な実施例において他の液体／気体の推進薬をも用い得ることを理解されたい。


【国際調査報告】
2005510369.tif 000005
2005510369.tif 000006