(57)【要約】  燃焼駆動式ファスナ駆動工具に使用するための燃焼室アセンブリ（１０）が：シリンダ本体（１８）と；延伸第一位置と引き込み第二位置との間でスライド可能にシリンダ本体（１８）に取り付けられ、そして工作物と接触するように形成されている往復運動するプローブアセンブリ（２６）と；ファスナ駆動工具の作動時に発生する衝撃荷重を低減するために、シリンダ本体（１８）とプローブアセンブリ（２６）との少なくとも一方に作動可能に結合された、少なくとも一つの緩衝部材（５６）と；を含んでいる。別の実施形態において、単一のばねが、プローブアセンブリとシリンダ本体との間に配置され、かつプローブアセンブリを第一位置に付勢するべく形成されている。
2007520363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼駆動式ファスナ駆動工具に使用するための燃焼室アセンブリであって：
シリンダ本体と；
延伸第一位置と引き込み第二位置との間でスライド可能に前記シリンダ本体に取り付けられ、そして工作物と接触するように形成されている往復運動するプローブアセンブリと；
前記ファスナ駆動工具の作動時に発生する衝撃荷重を低減するために、前記シリンダ本体とプローブアセンブリとの少なくとも一方に作動可能に結合された、少なくとも一つの緩衝部材と；
を具備する燃焼室アセンブリ。
【請求項２】
前記プローブアセンブリが、前記シリンダ本体に対してスライドするべく形成された少なくとも一つのアーム部分を備えた上部プローブを含んでいて、そして前記少なくとも一つの緩衝部材が、荷重を前記プローブアセンブリから前記シリンダ本体へ伝達するために、前記少なくとも一つのアーム部分と前記シリンダ本体の対応する要素との間に配置されている、請求項１に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項３】
前記上部プローブが、前記少なくとも一つの緩衝部材に接触するためのほぼ垂直なリップを上端部に含んでいる、請求項２に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項４】
前記シリンダ本体が、前記プローブアセンブリの相対スライド移動を可能にするトラックを画成していて、そして前記少なくとも一つの緩衝部材が前記トラックにおいてスライド移動可能なように形成されている、請求項２に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項５】
前記シリンダ本体が、前記プローブアセンブリの移動の上限を画成するための少なくとも一つのタブを含んでいる、請求項４に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項６】
前記少なくとも一つの緩衝部材が、前記プローブアセンブリと共に前記タブに共同進行するべく形成されている、請求項５に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項７】
前記少なくとも一つの緩衝部材が前記トラックにおいて自由にスライド可能な、請求項６に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項８】
前記少なくとも一つの緩衝部材が、前記プローブアセンブリと前記タブとの一方に取り付けられている、請求項６に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項９】
前記少なくとも一つの緩衝部材が、前記プローブアセンブリに取り付けられた第一部分と、前記タブに取り付けられた第二部分とを含んでいる、請求項６に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１０】
前記少なくとも一つの緩衝部材が、前記通路とほぼ相補的に形成されている、請求項７に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの緩衝部材が、ほぼ円筒形状である、請求項１に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１２】
前記少なくとも一つの緩衝部材は、前記プローブアセンブリが前記第二位置に到達の際に前記燃焼室アセンブリの燃焼室において発生する荷重を低減するべく形成されていて、そして前記シリンダ本体に対する前記プローブアセンブリの進行を制限するために十分な剛性を有し、かつ前記第二位置において前記ファスナ工具により発生された衝撃力を吸収するために十分な弾性を有するべく形成されている、請求項１に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１３】
前記プローブアセンブリを前記第一位置に付勢するための少なくとも一つのばねを前記プローブアセンブリと前記シリンダ本体との間に含んでいる、請求項１に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１４】
前記プローブアセンブリが、前記プローブアセンブリに結合された単一の円錐型のばねにより前記第一位置に付勢されている、請求項１３に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１５】
保持リングをさらに含んでいて；前記ばねの一方の端部が、前記保持リングに着座している；請求項１３に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１６】
前記ばねの大きい方の直径の端部が前記保持リングに取り付けられ、前記ばねの小さな方の直径の端部が前記プローブアセンブリに取り付けられている、請求項１５に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１７】
燃焼駆動式ファスナ駆動工具に使用するための燃焼室アセンブリであって：
シリンダ本体と；
延伸第一位置と引き込み第二位置との間でスライド可能に前記シリンダ本体に取り付けられている往復運動するプローブアセンブリと；
前記プローブアセンブリと前記シリンダ本体との間に配置され、かつ前記プローブアセンブリを前記第一位置に付勢するべく形成された単一のばねと；
を具備する燃焼室アセンブリ。
【請求項１８】
前記単一のばねが円錐型ばねである、請求項１７に記載の燃焼室アセンブリ。
【請求項１９】
前記単一のばねの大きい方の直径の端部が前記保持リングに取り付けられ、前記単一のばねの小さな方の直径の端部が前記プローブアセンブリに取り付けられている、請求項１７に記載の燃焼室アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はファスナを工作物に駆動するのに使用するタイプの燃焼式工具の改善に関する。より詳しくは、本発明は駆動力の大きな燃焼式工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
適切な燃焼駆動式工具は特許文献１〜７に開示されていて、参考としてここに包含するものである。そのような燃焼駆動式工具はVernon Hills, イリノイ州のITW-Paslode社（Illinois Tool Works社のdivision）から、ＩＭＰＵＬＳＥ（商標名）として入手可能である。
【０００３】
そのような工具は、小型の内部燃焼エンジンを含んだほぼピストル型工具ハウジングと一体となっている。エンジンは加圧燃料ガスのキャニスタ（燃料セルともいう）により駆動される。バッテリ駆動の電力分配ユニットが点火用スパークを発生し、燃焼室内に設置されたファンがチャンバにおける効果的な燃焼を提供し、そして燃焼排気を含めた生成物の掃気を容易なものにしている。エンジンは、シリンダ本体に配置された細長くて剛な駆動ブレードを備えた往復動ピストンを含んでいる。
【０００４】
バルブスリーブが、シリンダ周囲で軸方向に往復運動可能になっていて、そして、プローブアセンブリの端部における工作物接触要素が工作物に対して押しつけられると、バルブスリーブはプローブアセンブリリンケージを介して燃焼室を密閉するべく移動する。この押しつけ作用が燃料分配バルブをトリガし、所定量の燃料が密閉された燃焼室に導入される。
【０００５】
トリガスイッチを引くと、エンジンの燃焼室に充填されたガスが点火され、ピストン及び駆動ブレードが下向きに打撃されファスナに衝突し、ファスナを工作物に打ち込む。続いてピストンが、シリンダ内のガス圧力差により初期位置すなわち“準備”位置にもどる。ファスナはマガジンスタイルでノーズピースに供給され、そこで所定位置に配列され駆動ブレードの打撃を受けるようになっている。
【０００６】
そのような燃焼式工具の設計者にとっては燃焼効率を向上することに関心がある。このことが、燃焼室内でのより強力な燃焼により発生されるより大きな駆動力をもたらしている。従来形の燃焼室アセンブリの欠点の一つは、工具を作動すると、非常に大きな荷重が工作物接触要素に作用し、工具全体に伝達される。特に、ピストン及び駆動ブレードがファスナを駆動し、そしてピストンストロークの最下点に到達すると、大きな衝撃力が発生する。これらの力は、シリンダを介して可動バルブスリーブに伝達されていて、そのバルブスリーブはリンケージを介して工作物接触要素に接続されプローブアセンブリと見なされるものである。衝撃力は、特にシリンダとバルブスリーブ／プローブアセンブリとの間の接触点において感知される。従って、燃焼駆動式工具の駆動力が増大すると、より大きな荷重が、工具の種々の部品、特に前述したプローブアセンブリとバルブスリーブ下部との間の接触点の破損をもたらす。試験の結果、以下のことが判明した。一般的な燃焼駆動式工具の作動中における、衝撃時に、ピストンの時速１６６．７km（９０mil）の最高速度が時速０km（０mil）に減速される。そのような繰返し衝撃は、コンポーネントを破損させ、工具の運転寿命を短かくしている。
【０００７】
従来形の高燃焼駆動力の燃焼駆動式工具におけるもう一つの欠点は、ピストンの高速の駆動速度は、ファスナを工作物に打ち込んだ後のピストンのもどり速度をより速いものにしていることである。上部プローブアセンブリがシリンダ又はバルブスリーブにおける停止タブに接触した場合、シリンダの最上部におけるピストンの急停止にもとずく衝撃は、ピストンがシリンダを適正な燃焼位置から遠ざけて下向きに跳ね返すことになる。適正な燃焼位置から遠ざかる移動は、燃焼室の体積の増大をもたらし、そして工具の反作動をもたらす。
【０００８】
燃焼駆動式工具の使用時における他の因子は、軽量で小型のニーズである。前述の特許文献１は、燃焼駆動式工具の全体長さを短縮するために適切なアセンブリを開示しているけれども、工具の軽量化への改善は必要とされている。
【特許文献１】米国特許第５，１９７，６４６号明細書
【特許文献２】米国特許第３２，４５２号明細書
【特許文献３】米国特許第４，５５２，１６２号明細書
【特許文献４】米国特許第４，４８３，４７３号明細書
【特許文献５】米国特許第４，４８３，４７４号明細書
【特許文献６】米国特許第４，４０３，７２２号明細書
【特許文献７】米国特許第５，２６３，４３９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、バルブスリーブ及びプローブアセンブリに伝達される荷重を低減した、改善された燃焼駆動式工具が必要とされている。さらに、燃焼により発生した衝撃力によるコンポーネントの破損の少ない改善された燃焼駆動式工具が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の必要性は、本発明によるファスナ工具用の緩衝装置により克服されている。本装置の特徴は、バルブスリーブ／プローブアセンブリとシリンダ本体との間の接触点が従来の形のシリンダ本体下部からシリンダ本体の上部に移動されたことにある。さらに、本装置はプローブアセンブリからシリンダ本体へ伝達される衝撃力を減衰するための緩衝部材を含んでいる。緩衝部材は、好ましくはプローブアセンブリのアームの上端部と、シリンダ本体からのタブとの間に設置されていて、プローブアセンブリがファスナ駆動位置からもどる場合に工具部材に作用する力を低減するようになっている。本出願は、燃焼により発生する衝撃力を１／７に低減することが発明した。本発明のもう一つの特徴は、従来形の燃焼駆動式工具に使用されている一対のバルブスリーブ復元ばねを、プローブアセンブリの上部プローブのほぼ中央に設置された単一のばねに置き代えたことである。
【００１１】
より詳しくは、燃焼駆動式ファスナ駆動工具に使用するための燃焼室アセンブリが：シリンダ本体と；延伸第一位置と引き込み第二位置との間でスライド可能に前記シリンダ本体に取り付けられ、そして工作物と接触するように形成されている往復運動するプローブアセンブリと；前記ファスナ駆動工具の作動時に発生する衝撃荷重を低減するために、前記シリンダ本体とプローブアセンブリとの少なくとも一方に作動可能に結合された、少なくとも一つの緩衝部材と；を具備している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１において、本発明における緩衝装置を具体化している燃焼室アセンブリは、全体として符号１０で付番されていて、ファスナ駆動用に使用するタイプの燃焼駆動式工具に使用することを意図したものである。本装置に組み込むのに適切なタイプの燃焼駆動式工具は、前述の参考として包含する特許文献に詳述されている。公知なように、燃焼室アセンブリ１０は好ましくはほぼ円筒形状のバルブスリーブ１２を含んでいる。バルブスリーブ１２には、下端部１４と上端部１６とが含まれている。燃焼駆動式工具技術において公知なように、バルブスリーブ１２はほぼ円筒状のシリンダ本体１８にスライド可能に係合している。シリンダ本体１８の上端部２０はバルブスリーブ１２の上端部１６とほぼ一致していて、シリンダ本体の下端部２２はバルブスリーブ１２の下端部１４の下方に延伸している。シリンダ本体１２は工具の長手軸を画成している。本明細書において、用語“上の”、“下の”、“垂直の”は図１に図示する燃焼室アセンブリ１０の方向を説明しているけれども、燃焼室アセンブリは多くの方向で作動することができる。
【００１３】
バルブスリーブ１２の上端部１６及びシリンダ本体１２の上端部２０は燃焼室２４の一部を画成している。ピストン（図示せず）は、シリンダ本体１２に作動可能に取りつけられていて、ドライビングブレード（図示せず）を長手方向に駆動するべく組立てられ配置されており、従ってファスナ（図示せず）を駆動するようになっている。
【００１４】
往復動するプローブアセンブリ２６は、シリンダ本体１２に沿ってスライド可能に取り付けられていて、そして工作物（図示せず）に接触するべく、従ってバルブスリーブ１２を第一（延伸又は停止）位置（図２）と第二（引きもどし）位置との間で移動することにより燃焼室２４を密閉するべく形成されている。燃焼室２４は前者において開となっており、後者において燃焼に先立って閉じている。
【００１５】
プローブアセンブリ２６には工作物接触要素２８が含まれていて、その接触要素２８は、工作物と係合するための第一端部３０と、駆動機構３４に接続する第二端部３２とを備えており、その駆動機構３４は公知なように、固定されたノーズピース３６に対する工作物接触要素２８の位置を調節するようになっている。駆動機構３４は上部プローブ４０の中間要素３８と結合しており、上部プローブは中間要素と一対のアーム４２とを含んでいて、一対のアーム４２は中間要素からシリンダ本体１８の長手軸にほぼ平行に垂直に延伸している。各アーム４２はシリンダ本体１８の対応する側面に結合されている。
【００１６】
好適な実施形態において、各アーム４２の上端部４４において、上端部を横方向に、好ましくはほぼ直角に曲げることにより、傾斜したシート又はリップ４６が形成されている。傾斜角度は用途に応じて変更してもよい。シート４６がリンクピン４８と係合していて、そのリンクピン４８は各アーム４２をバルブスリーブ１２の下端部１４の対応する部分に接続している。従ってバルブスリーブ１２は、シリンダ本体１８に対してシリンダ本体の長手軸にほぼ平行にプローブアセンブリ２６と共に移動する。
【００１７】
図２及び３に図示するように、好適な実施形態においてシリンダヘッドと一体に形成されている複数の冷却フィン５０がシリンダ本体１８の外面に備えられている。しかしながら、他の取り付け方法であってもよい。シリンダ本体１８の各側面における一対の隣接したフィン５２は、シリンダ本体の長手軸にほぼ平行なトラック５４を画成している。プローブアセンブリ２６がシリンダ本体１８に対して移動する場合、傾斜したシート４６はトラック５４において往復する。
【００１８】
本発明における燃焼室アセンブリ１０の重要な特徴は、少なくとも一つの緩衝部材５０がシリンダ本体１８とプローブアセンブリ２６の上部、好ましくは傾斜したシート４６との間に設置されていることである。好適な実施形態において、少なくとも一つの緩衝部材５６はほぼ円筒形状であるけれども、用途に応じて他の形状であってもよい。さらに、緩衝部材５６はトラック５４とほぼ相補的に形成されている。好適な実施形態においてこのことは、ほぼ円筒状の要素がほぼ凹形のトラックに係合しているけれども、トング−溝構造を含めた他の形状であってもよい。
【００１９】
好ましくは、緩衝部材５６はトラックにおいて自由にスライド可能である。しかしながら緩衝部材５６は、接着剤、加硫（Vulcanization）又は他の同様な方法により傾斜したリップ４６に取り付けられていてもよい。いずれにしろ、緩衝部材５６は、トラック５４においてプローブアセンブリ２６と共通なトラベルを形成している。
【００２０】
トラック５４の上端部は、好ましくはシリンダ本体１８に一体に形成されたタブ５８呼ばれるシリンダ本体１８の要素により画成されているか、又は接着剤又は溶接等のような適切な方法により取り付けられている。タブ５８のトラック５４における位置又は傾斜したシート４６に対する位置は、用途に応じて変更されてもよい。
【００２１】
好ましくは二つの緩衝部材５６（一つがアーム４２各々に結合している）は、プローブアセンブリ２６が第二位置（図３）に到達した際に燃焼室２４に発生する荷重を低減するべく形成されていて、そしてシリンダ本体１８に対するプローブアセンブリ２６の進行を制限するべく十分に剛とするために、かつ燃焼の際に第二位置において工具により発生される衝撃力を吸収するべく十分に弾性的にするために形成されている。緩衝部材５６は、好ましくは弾性のあるラバー状材料で作られていて、材料のショアー硬度は、燃焼室アセンブリ１０が取り付けられる工具の駆動力レベルの用途に応じて変更されてもよい。
【００２２】
図３に図示するように、引き込み又は閉じた燃焼室の位置において、緩衝部材５６はアーム４２がタブ５８に向かってさらに上向きに進行することを防止しているけれど、アーム４２によりタブ５８を介してシリンダ本体１８に伝達される燃焼により発生された衝撃荷重を吸収するべく十分な弾性を有している。従来形の燃焼式工具において、そのような荷重が工具のコンポーネントに損傷をもたらすことが知られている。
【００２３】
本発明におけるアセンブリにおいて、緩衝部材５６がタブ５８の下側６０に取り付けられることも意図されている。好ましくは、弾力性のある停止ブロック６４が、タブ５８の上側６２に取り付けられている。停止ブロック６４の目的は、燃焼室アセンブリ１０が引き込み位置（図３）から延伸位置（図２）に移動する際に、バルブスリーブ１２の肩６６がタブ５８を打撃する衝撃により発生された衝撃荷重を減衰することである。停止ブロック６４は、緩衝部材５６と同じく弾性のある材料で作られ、そして二つはお互いに接続されている（図３の点線参照）。多数の緩衝部材５６が各トラック５４に備えられている。例えば、第一緩衝部材５６は傾斜したシート４６に結合され、そして第二緩衝部材はタブ５８と結合されている。
【００２４】
図１において、シリンダ本体１８が好ましくは保持リング７０を備えていて、その保持リング７０はシリンダ本体１８の下端部２２に結合、好ましくは固定されている。保持リング７０はシリンダ本体１８から半径方向に延伸している。保持リング７０は、ばね７４の第一端部７２のためのシートを提供している。従来形の燃焼室アセンブリは、プローブアセンブリ２６を延伸位置に戻しあるいは付勢するための二つのばねを使用しているけれども、本発明の燃焼室アセンブリ１０の特徴は、通常緩衝部材５６が配置されている場所に設置された二つのばねは省略されていて、単一のばね７４に置きかえられている。好適な実施形態において、ばね７４は円錐型ばねであって、その第一端部７２は保持リング７０に取り付けられた比較的大きな端部であって、第二端部は比較的せまい又は小さな端部であって、中間要素３８に設置された停止板８０に接触して配置されているか又は取り付けられている。好ましくは、第二端部７６は駆動調節機構３４の一部分に接触して配置されている。
【００２５】
ばねを緩衝部材５６に置きかえることにより、かつ前述したように単一のばね７４を使用することにより、シリンダ本体１８の下端部及び結合されたコンポーネントにおける衝撃荷重は約１／７に低減されることが判明した。
【００２６】
工具の始動後に、大きな力がプローブアセンブリ２６を介して作用する。好適な実施形態において、プローブアセンブリ２６は停止され、そして緩衝部材５６により減衰された力はアーム４２と結合しているタブ５８との間で圧縮力として作用している。しかしながら、燃焼室アセンブリ１０は用途に応じて適切に形成されてもよい。燃焼室アセンブリ１０はばね又は弾性ポリマの緩衝部材５６で形成されていてもよくて、その緩衝部材５６は、緩衝部材５６を圧縮する代りにシリンダ本体のタブ５８とプローブアセンブリ２６とを引きつけるように、上面６２に付勢力を作用する。
【００２７】
本発明における、少なくとも一つの緩衝部材５６と単一の復元ばね７４とを含んでいる緩衝装置を備えた燃焼室アセンブリ１０は、容易にかつ安価に、プローブアセンブリ２６の衝撃力を工具の下部から工具のより安定した部分に伝達し、そして接触点における力を減衰できるようになっている。本発明における燃焼室アセンブリは、燃焼式工具、特に燃焼駆動力の大きな工具の運転寿命を延長している。
【００２８】
本発明における燃焼室アセンブリの特定な実施形態を説明してきたけれども、当業者においては、特許請求の範囲と規定した本発明を逸脱することなく変更と修正とが行なわれてもよいことが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明における燃焼動力式工具の緩衝装置に使用するのに適切な燃焼室アセンブリの斜視図であって、一部を省略してある。
【図２】図２は、本発明における緩衝装置の分解斜視図であって、バルブスリーブが閉状態で、工具は停止状態のものである。
【図３】図３は、本発明における緩衝装置のコンポーネントの相対配置を示めす分解斜視図であって、バルブスリーブが閉状態で、工具は停止状態のものである。
【図１】
2007520363.tif 000003
【図２】
2007520363.tif 000004
【図３】
2007520363.tif 000005
【国際調査報告】
2007520363.tif 000006
2007520363.tif 000007