(57)【要約】【課題】シンプルな構造で、精度よく出力を調整することができるガス燃焼式打込み工具を提供する。【解決手段】燃焼室１２内に供給された可燃性ガスと圧縮空気との混合気に対して着火したときの燃焼圧によりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具１０であって、前記燃焼室１２へ圧縮空気を噴射する空気噴射弁４１と、前記燃焼室１２へ可燃性ガスを噴射するガス噴射弁４５と、を備え、圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能とした。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に供給された可燃性ガスと圧縮空気との混合気に対して着火したときの燃焼圧によりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具であって、
前記燃焼室へ圧縮空気を噴射する空気噴射弁と、
前記燃焼室へ可燃性ガスを噴射するガス噴射弁と、
を備え、
前記燃焼室内の圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能であることを特徴とする、ガス燃焼式打込み工具。
【請求項２】
前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかの開口時間を調整することにより、出力を調整することを特徴とする、請求項１記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項３】
前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかへの通電時間または供給電力量を変化させることにより、前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の開口時間を調整することを特徴とする、請求項２記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項４】
前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかへの供給圧力を調整することにより、出力を調整することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項５】
可燃性ガスの供給源であるガス缶の温度を変化させることにより、前記ガス噴射弁への供給圧力を調整することを特徴とする、請求項４記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項６】
減圧弁を使用することにより、前記空気噴射弁への供給圧力を調整することを特徴とする、請求項４または５記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項７】
前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかの開口量を調整することにより、出力を調整することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項８】
センサ入力またはユーザ入力に基づく外部パラメータを参照して、出力を調整することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項９】
前記センサとして、前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかの上流側または下流側に圧力センサを備えることを特徴とする請求項８記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項１０】
前記センサとして、前記空気噴射弁または前記ガス噴射弁の少なくともいずれかが配置された流路内に流量センサを備えることを特徴とする請求項８記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項１１】
前記センサとして、環境温度を検知する温度センサを備えることを特徴とする請求項８記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項１２】
前記着火のタイミングを変化させることにより、出力を調整することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のガス燃焼式打込み工具。
【請求項１３】
ファスナーの打ち出しに係る出力を調整するための操作部を備えることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のガス燃焼式打込み工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可燃性ガスの燃焼圧によりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可燃性ガスの燃焼圧によりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具が知られている。また、こうしたガス燃焼式打込み工具の出力を向上させる方法として、可燃性ガスと圧縮空気との混合気に対して着火したときの燃焼圧によりファスナーを打ち出すアイデアが存在する。すなわち、従来のガス燃焼式打込み工具は大気と可燃性ガスとを混合させていたが、大気の代わりに圧縮空気を使用することで、圧縮空気が持つエネルギーと燃焼ガスによる熱エネルギーとによって大きな出力を得る方法が検討されていた。
【０００３】
また、こうしたガス燃焼式打込み工具において出力を調整する方法もいくつか提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、燃焼室とシリンダとの間に設けられた部材（バルブ）に作用する圧力を調整することで、このバルブの作動タイミングを変化させて出力を調整する方法が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、燃焼室の容積を変化させることで出力を調整する方法が提案されている。
【０００６】
また、その他にも、周知の打ち込み深さ調節機構を使用して出力を調整する方法も考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭５０−１５１７７号公報
【特許文献２】特開昭６３−２８５７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１記載の構成では、バルブの作動タイミングと出力とがリニアな関係にないため、出力の調整が困難という問題があった。また、出力を下げるためには、あえてエネルギー変換効率の悪いタイミングでバルブを作動させる必要があり、燃料を無駄に消費するという問題があった。
【０００９】
また、上記した特許文献２記載の構成においては、燃焼室の容積を変化させるためにピストンを係止させる構造が必要となり、構造が複雑になるという問題があった。
【００１０】
また、打ち込み深さ調節機構を使用する方法においても、余剰なエネルギーをバンパなどに吸収する構造であるため、燃料を無駄に消費するという問題や、バンパや機械への負荷が大きいという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、シンプルな構造で、精度よく出力を調整することができるガス燃焼式打込み工具を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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、燃焼室内に供給された可燃性ガスと圧縮空気との混合気に対して着火したときの燃焼圧によりファスナーを打ち出すガス燃焼式打込み工具であって、前記燃焼室へ圧縮空気を噴射する空気噴射弁と、前記燃焼室へ可燃性ガスを噴射するガス噴射弁と、を備え、前記燃焼室内の圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記の通りであり、燃焼室へ圧縮空気を噴射する空気噴射弁と、燃焼室へ可燃性ガスを噴射するガス噴射弁と、を備え、圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能となっている。このような構成によれば、圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、混合気の充填圧を変化させることができる。混合気の充填圧と出力エネルギーは比例関係にあるため、精度よく出力を調整することができる。また、どのような出力設定であっても、最もエネルギー効率の良い状態で可燃性ガスを燃焼させることができるので、燃料を無駄に消費することもない。また、機械的に出力調整する構造は必要がないので、シンプルな構造とすることができる。
【００１４】
なお、混合気の充填圧力の設定は、ガス燃焼式打込み工具の使用者が手動で変更できるようにしてもよいし、センサからの入力等に基づいて機械が自動的に変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ガス燃焼式打込み工具の側面図である。
【図２】ガス燃焼式打込み工具の斜視図である。
【図３】ガス燃焼式打込み工具の側面断面図である。
【図４】ガス燃焼式打込み工具の一部拡大側面断面図である。
【図５】ガス燃焼式打込み工具のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】ガス燃焼式打込み工具の側面図（一部Ｂ−Ｂ線断面図）である。
【図７】ガス燃焼式打込み工具の拡大側面図（一部Ｂ−Ｂ線断面図）である。
【図８】ガス燃焼式打込み工具の内部構造を示す斜視図である。
【図９】ガス燃焼式打込み工具の作動を示すタイミングチャートである。
【図１０】出力設定の例を示す表である。
【図１１】変形例に係るガス燃焼式打込み工具の拡大側面図（一部Ｂ−Ｂ線断面図）である。
【図１２】変形例に係るガス燃焼式打込み工具の作動を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明においては、図１に示すように、ファスナーの打ち出し方向を「前」、その反対方向を「後」として説明する。また、ファスナーの打ち出し方向に直交する方向であって、グリップ３０の延設方向に見て出力部１１の方向を「上」、その反対方向を「下」として説明する。
【００１７】
本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、可燃性ガスと圧縮空気との混合気に対して着火したときの燃焼圧によりファスナーを打ち出すように構成されたものであり、図１および図２に示すように、出力部１１と、グリップ３０と、ガス缶収納部３７と、マガジン３８と、カプラ４０と、を備える。
【００１８】
出力部１１は、図３および図４に示すように、燃焼室１２を内蔵している。燃焼室１２は、可燃性ガスを燃焼させるための空間であり、後述するピストン１６の後方（ファスナーの反打ち出し方向）に密閉可能な空間を形成するためのものである。この燃焼室１２で発生させた燃焼圧は、ピストン１６に作用しファスナーを打ち出すために使用される。
【００１９】
また、この出力部１１の先端には、ファスナーを被打込材へ向けて打込み案内するノーズ部１８が取り付けられている。後述するトリガ操作部３１が操作されて打ち込み動作が行われると、ファスナーがノーズ部１８の先端に開口する射出口１８ａから被打込材へ打ち出されるように形成されている。
【００２０】
このノーズ部１８は、出力部１１に対して押し込み操作可能に構成されており、押し込み操作された状態でなければトリガ操作部３１が操作されても打ち込み動作が行われないようになっている。具体的には、ノーズ部１８が押し込まれることで安全スイッチ（図示せず）がオンになり、この安全スイッチがオンになった状態でなければ、後述するトリガスイッチ３２の信号が有効とならないように構成されている。このため、ノーズ部１８を被打込材へ押し当てた状態でなければファスナーが打ち出されないので、安全性が確保される。
【００２１】
上記した出力部１１のハウジングの内部には、図４等に示すように、点火装置１３、シリンダヘッド１４、シリンダ１５、ピストン１６、ドライバ１７、筒部材２０、可動栓２１、圧縮バネ２２などが収容されている。
【００２２】
点火装置１３は、燃焼室１２内でスパークを発生させるためのものであり、例えば、後述するバッテリパック５０の電圧を高電圧に昇圧させ、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点火プラグである。この点火装置１３は、後述する制御装置３３からの信号に基づき、所定のタイミングで点火動作を実行する。点火装置１３が作動して燃焼室１２内の混合ガスに着火すると、高圧の燃焼ガスが燃焼室１２内で生成され、その燃焼圧によって後述するピストン１６が衝撃的に摺動するように構成されている。
【００２３】
シリンダヘッド１４は、後述するシリンダ１５とともに燃焼室１２を形成する部材である。このシリンダヘッド１４は、筒状のシリンダ１５の後端部を塞ぐように固定されている。このシリンダヘッド１４には、後述する空気噴出部４４およびガス噴出部４８が設けられており、この空気噴出部４４およびガス噴出部４８から圧縮空気および可燃性ガスを燃焼室１２に導入できるようになっている。
【００２４】
シリンダ１５は、出力部１１の長手方向に沿って配置される筒状の部材である。このシリンダ１５は、前後に２つの空間を形成している。前方の空間は、後述するピストン１６を摺動可能に案内する空間である。また、後方の空間は、燃焼室１２を形成するための空間である。なお、この前後の２つの空間は互いに連通しているが、その間には後述する筒部材２０が取り付けられている。また、この前後の２つの空間は、筒部材２０に収容された可動栓２１によって遮蔽可能となっている。
【００２５】
ピストン１６は、シリンダ１５の内部に摺動可能に収容された部材である。燃焼室１２で高圧の燃焼ガスが発生すると、この燃焼ガスがピストン１６に作用して、ピストン１６が前方に作動するように構成されている。
【００２６】
ドライバ１７は、ファスナーを打撃するための部材であり、ピストン１６の前方に結合されている。このドライバ１７は、打ち込み動作が実行されたときに、ファスナーの射出経路に沿って摺動し、射出経路内のファスナーを射出口１８ａから打ち出すように作用する。
【００２７】
筒部材２０は、燃焼室１２内でシリンダ１５に固定された円筒状の部材である。この筒部材２０の内部には、後述する可動栓２１を作動させるための圧力室２０ｂが形成されている。また、この筒部材２０側部には、燃焼室１２と圧力室２０ｂとを連通させる第１開口部２０ａが設けられている。また、この筒部材２０のピストン１６側の端面には、燃焼室１２とピストン１６後方の空間とを連通させる第２開口部２０ｃが設けられている。
【００２８】
可動栓２１は、筒部材２０の内部に摺動可能に配置された円柱状の部材である。この可動栓２１は、圧縮バネ２２によってピストン１６の方向へと付勢されており、自然状態において第２開口部２０ｃを塞ぐように構成されている。このため、打ち込み動作前の状態においては、可動栓２１によって燃焼室１２とピストン１６後方の空間とが遮蔽されており、燃焼室１２が密閉された空間となっている。
【００２９】
また、この可動栓２１の外周には溝が形成されており、この溝と筒部材２０の内周面との間に、前述した圧力室２０ｂが形成されている。この圧力室２０ｂは、自然状態においては、燃焼室１２と連通しており、燃焼室１２内と同じ空気圧となっている。また、可動栓２１の溝の上下の縁部には、それぞれ第１受圧面２１ａおよび第２受圧面２１ｂが形成されており、圧力室２０ｂ内で空気圧を受けるようになっている。本実施形態においては、第１受圧面２１ａの面積が、第２受圧面２１ｂの面積よりも大きく形成されており、この受圧面積の差によって可動栓２１が作動するように構成されている。すなわち、圧力室２０ｂ内の気圧が高まると、可動栓２１をピストン１６から離反する方向へ摺動させようとする力が働き、その力が圧縮バネ２２の付勢力に打ち勝ったときに可動栓２１が後方へ摺動するようになっている。
【００３０】
このため、圧力室２０ｂ（すなわち燃焼室１２）内の気圧が一定のレベルを超えると、可動栓２１が摺動して第２開口部２０ｃを開放する。第２開口部２０ｃが開放されると、燃焼室１２とピストン１６後方の空間とが連通するため、ピストン１６後方に燃焼室１２内の空気（燃焼ガス）が流入するようになっている。具体的には、燃焼室１２で可燃性ガスが燃焼して燃焼室１２内の圧力が上がると、可動栓２１が摺動してピストン１６後方に燃焼ガスが流入し、燃焼圧によりピストン１６を駆動するように構成されている。
【００３１】
グリップ３０は、出力部１１の下面に接続された部位であり、ファスナーの打ち出し方向に対して略直交するように配置されている。ガス燃焼式打込み工具１０の使用者は、このグリップ３０を握ることで工具を安定して保持できるように形成されている。
【００３２】
このグリップ３０には、トリガ操作部３１が引き操作可能に設けられている。トリガ操作部３１は、グリップ３０を握ったときに人差し指がかかる位置に配置されている。このトリガ操作部３１が操作されると、グリップ３０の内部に配置されたトリガスイッチ３２が押圧されてオンとなる。オンになったトリガスイッチ３２から出力された信号は、グリップ３０の内部に配置された制御装置３３に伝達されて処理される。具体的には、制御装置３３は、前述した安全スイッチとトリガスイッチ３２とがいずれもオンの状態であれば、所定の打ち込み動作を実行する（打ち込み動作については後ほど詳述する）。
【００３３】
また、このグリップ３０の下端面には、バッテリパック５０を着脱可能なバッテリ装着部３４が設けられている。本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、二次電池を内蔵したバッテリパック５０から供給された電力で駆動するため、バッテリ装着部３４にバッテリパック５０を装着した状態で使用される。本実施形態においては、バッテリパック５０を後方からスライドさせてバッテリ装着部３４に装着できるように構成されている。また、バッテリパック５０を後方にスライドさせてバッテリ装着部３４から取り外すことができるように構成されている。
【００３４】
ガス缶収納部３７は、燃焼室１２に供給される可燃性ガスの供給源であるガス缶を装着するための部位である。本実施形態係るガス缶収納部３７は、図３に示すように、円筒状に形成されており、グリップ３０よりも前方に配置されている。また、このガス缶収納部３７は、中心軸がグリップ３０と略平行となるように配置されている。
【００３５】
本実施形態に係るガス缶収納部３７は、ガス缶を摺動可能に保持する筒部３７ａと、筒部３７ａの最奥部に設けられた接続部３７ｂと、筒部３７ａの手前側に設けられた蓋部３７ｄと、を備える。
【００３６】
接続部３７ｂは、ガス缶のノズルを接続するための部位である。この接続部３７ｂは、後述する第１ガス管路４６に接続されている。接続部３７ｂにガス缶のノズルを接続することで、接続されたガス缶内の可燃性ガスを燃焼室１２へと導くことができるようになっている。
【００３７】
蓋部３７ｄは、ガス缶収納部３７に開閉可能に取り付けられている。具体的には、この蓋部３７ｄは、ヒンジ３７ｃを介してガス缶収納部３７に回動可能に支持されており、回動することでガス缶収納部３７の内部を開放または密閉できるようになっている。蓋部３７ｄを開放することで、ガス缶収納部３７に収容されたガス缶を取り出したり、ガス缶収納部３７にガス缶を挿入したりすることができる。
【００３８】
マガジン３８は、打ち出し可能な複数のファスナーを装填するためのものであり、ノーズ部１８の下方に連設されている。このマガジン３８に装填されたファスナーはノーズ部１８へと順次供給され、ノーズ部１８へ供給された先頭のファスナーがドライバ１７によって打撃されて、打ち出されるように構成されている。本実施形態に係るマガジン３８は、一直線に整列させた連結ファスナーを収容可能となっている。
【００３９】
カプラ４０は、空気圧縮機等の空気供給源に接続されたホースのプラグなどを接続し、外部から圧縮空気を取り入れるためのものである。このカプラ４０は、グリップ３０の下端部側に配設されており、詳しくは、使用者が把持可能なグリップ３０の位置よりも下方に配置されている。また、このカプラ４０は、下方に向けて開口している。本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、カプラ４０を介して外部から供給された圧縮空気を燃焼室１２へと送り、ファスナーの打ち込みに使用する。
【００４０】
なお、このカプラ４０は、図２に示すように、グリップ３０から見て側方（グリップ３０を把持した使用者から見て左側）にオフセットした位置に設けられている。具体的には、ガス缶収納部３７の側方に設けられている。また、このカプラ４０は、バッテリ装着部３４よりも前方にずらして配置されている。このようにカプラ４０は、バッテリ装着部３４やガス缶収納部３７に対してオフセットして配置されており、バッテリ装着部３４およびガス缶収納部３７に近接配置されるとともに、バッテリ装着部３４およびガス缶収納部３７に干渉しないように配置されている。このため、バッテリ装着部３４、ガス缶収納部３７、カプラ４０といった着脱操作の必要な部位が、グリップ３０の下端部側にまとめて配置されており、操作性が良い。また、これらがコンパクトにまとめて配置されているので、機械が大型化せず、取り回ししやすい機械となっている。
【００４１】
また、このカプラ４０は、図１に示すように、バッテリ装着部３４に装着したバッテリパック５０よりも下方に突出しないように設けられている。このため、工具のアウトラインからカプラ４０が突出しないため、ホースを接続したときの工具の取り回し性が良い。また、工具のアウトラインよりも内側にカプラ４０が配置されることで、工具を地面などに置いたときにカプラ４０が地面に接触しにくくなっており、粉塵などがカプラ４０へ付着しにくい構造となっている。
【００４２】
次に、圧縮空気および可燃性ガスの燃焼室１２への導入経路について説明する。
【００４３】
外部から供給された圧縮空気は、上記したように、カプラ４０を介して工具へと導入される。本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、このカプラ４０と燃焼室１２とを接続するための管路を備えている。具体的には、カプラ４０から空気噴射弁４１（後述）への導入経路を構成する第１空気管路４２と、空気噴射弁４１から燃焼室１２への導入経路を構成する第２空気管路４３と、を備える。
【００４４】
第１空気管路４２は、上流側の端部がカプラ４０に接続され、下流側の端部が空気噴射弁４１に接続されたパイプである。この第１空気管路４２は、図１および図８に示すように、上流側がガス缶収納部３７の側部表面に沿って配置されている。また、この第１空気管路４２は、下流側が出力部１１の側部表面に沿って配置されている。ガス缶収納部３７と出力部１１とは略Ｌ字形に接続しているため、第１空気管路４２は、ガス缶収納部３７と出力部１１との接続箇所においてＬ字形に屈折している。なお、本実施形態に係る第１空気管路４２は、弾性的に曲折可能なチューブで形成されている。
【００４５】
また、この第１空気管路４２は、工具のハウジングの外部に一部が露出して取り付けられている。詳しくは、第１空気管路４２は、ガス缶収納部３７の側面に設けられたトンネル状の管路保持部３７ｅを貫通するとともに、出力部１１の側面に設けられた管路カバー部２５に挿通されており、それ以外の部分は外部に露出している。このような構成によれば、ハウジングの外部から第１空気管路４２を挿通して組み付けられるので、組み付け性が良い。
【００４６】
空気噴射弁４１は、燃焼室１２への圧縮空気の供給量を制御する電磁弁である。この空気噴射弁４１は、第１空気管路４２を通じて供給される圧縮空気を計量して、一定量の圧縮空気を燃焼室１２へ噴射するようになっている。本実施形態に係る空気噴射弁４１は、図６に示すように、燃焼室１２と隣接するように配置されている。このため、後述する第２空気管路４３の距離を短く設定することができ、機械のレスポンスを高めることができる。
【００４７】
第２空気管路４３は、上流側の端部が空気噴射弁４１に接続され、下流側の端部が燃焼室１２に接続されたパイプである。この第２空気管路４３は、空気噴射弁４１によって噴射された圧縮空気を燃焼室１２へ導入するためのものである。この第２空気管路４３は、図６および図８に示すように、シリンダヘッド１４の後方に回り込むように配置されている。図５および図７に示すように、シリンダヘッド１４には、第２空気管路４３を接続するための空気噴出部４４が設けられており、第２空気管路４３を通過した圧縮空気は空気噴出部４４を介して燃焼室１２の内部に流入する。
【００４８】
なお、本実施形態に係る第２空気管路４３は、弾性的に曲折可能なチューブで形成されている。これにより、打ち込み動作時に振動や衝撃が発生した場合でも、破損したり外れたりしにくい構成となっている。
【００４９】
また、ガス缶の可燃性ガスは、上記したように、ガス缶収納部３７の接続部３７ｂを介して導入される。本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、この接続部３７ｂと燃焼室１２とを接続するための管路を備えている。具体的には、接続部３７ｂからガス噴射弁４５（後述）への導入経路を構成する第１ガス管路４６と、ガス噴射弁４５から燃焼室１２への導入経路を構成する第２ガス管路４７と、を備える。
【００５０】
第１ガス管路４６は、上流側の端部が接続部３７ｂに接続され、下流側の端部がガス噴射弁４５に接続されたパイプである。この第１ガス管路４６は、図３に示すように、出力部１１に沿って配置されている。
ガス噴射弁４５は、燃焼室１２への可燃性ガスの供給量を制御する電磁弁である。このガス噴射弁４５は、第１ガス管路４６を通じて供給される可燃性ガスを計量して、一定量の可燃性ガスを燃焼室１２へ噴射するようになっている。本実施形態に係るガス噴射弁４５は、図４に示すように、燃焼室１２と隣接するように配置されている。このため、後述する第２ガス管路４７の距離を短く設定することができ、機械のレスポンスを高めることができる。
【００５１】
第２ガス管路４７は、上流側の端部がガス噴射弁４５に接続され、下流側の端部が燃焼室１２に接続されたパイプである。この第２ガス管路４７は、ガス噴射弁４５によって噴射された可燃性ガスを燃焼室１２へ導入するためのものである。この第２ガス管路４７は、図４および図８に示すように、シリンダヘッド１４の後方に回り込むように配置されている。図５に示すように、シリンダヘッド１４には、第２ガス管路４７を接続するためのガス噴出部４８が設けられており、第２ガス管路４７を通過した可燃性ガスはガス噴出部４８を介して燃焼室１２の内部に流入する。なお、本実施形態に係る第２ガス管路４７は、弾性的に曲折可能なチューブで形成されている。これにより、打ち込み動作時に振動や衝撃が発生した場合でも、破損したり外れたりしにくい構成となっている。
【００５２】
次に、本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０の打ち込み動作について、図９を参照しつつ説明する。
【００５３】
トリガ操作部３１が操作されて打ち込み動作が開始すると、まず図９のＡに示すタイミングで制御装置３３がガス噴射弁４５を開操作する。そして、所定の時間が経過するまでガス噴射弁４５を開放し、所定の時間が経過したら、Ｂに示すタイミングでガス噴射弁４５を閉操作する。これにより、燃焼室１２内に所定量の可燃性ガスが供給される。
【００５４】
次に、図９のＣに示すタイミングで制御装置３３が空気噴射弁４１を開操作する。そして、所定の時間が経過するまで空気噴射弁４１を開放し、所定の時間が経過したら、Ｄに示すタイミングで空気噴射弁４１を閉操作する。これにより、燃焼室１２内に所定量の圧縮空気が供給される。
【００５５】
可燃性ガスと圧縮空気が燃焼室１２内に導入されて混合気が生成されたら、図９のＥに示すタイミングで制御装置３３が点火装置１３を作動させ、混合気に対して着火する。これにより、燃焼室１２内の圧力が急激に高まる。燃焼室１２内の圧力が高まると、可動栓２１が作動して、ピストン１６後方に燃焼ガスが流入する。これにより、燃焼圧がピストン１６に作用して摺動させ、ピストン１６と一体的に摺動するドライバ１７によってファスナーが打ち出される。
【００５６】
ここで、本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、燃焼室１２内の圧縮空気の充填圧力と可燃性ガスの充填圧力とを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能に構成されている。具体的には、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間を調整することにより、出力を調整するように構成されている。空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間の調整は、制御装置３３が、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５への通電時間を変化させることにより実現されている。
【００５７】
本実施形態においては、ガス燃焼式打込み工具１０の使用者が出力を多段階で設定可能となっている。例えば、図１０に示すように、「強」「中」「弱」の３段階から出力を選択できるようになっている。本実施形態に係るガス燃焼式打込み工具１０は、出力を変更するためのボタンやつまみなどの操作部３５（図３参照）を備えており、この操作部が操作されることで、ユーザ入力に基づく外部パラメータを入手する。そして、この外部パラメータを参照して、出力を調整する。
【００５８】
なお、本実施形態においては、「中」が通常の出力であり、「中」に設定された場合の空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間は、基準値となる「１」である。また、「強」に設定された場合は、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間が「中」の１．２倍の値である「１．２」となる。また、「弱」に設定された場合は、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間が「中」の０．７倍の値である「０．７」となる。このように、本実施形態においては、出力に比例して、空気噴射弁４１の開口時間とガス噴射弁４５の開口時間とがどちらも長くなるように構成されている。なお、本実施形態においては、空気噴射弁４１の開口時間とガス噴射弁４５の開口時間との比率は、出力に関係なく一定となるように構成されているが、これに限らず、設定する出力に応じて比率を任意に設定してもよい。
このように決定された空気噴射弁４１の開口時間およびガス噴射弁４５の開口時間は、図９に示す打ち込み動作において、制御装置３３が制御に使用する。すなわち、制御装置３３は、図９のＡに示すタイミングでガス噴出部４８を開操作した後、決定されたガス噴射弁４５の開口時間が経過するまで待機し、開口時間が経過したら、Ｂに示すタイミングでガス噴出部４８を閉操作する。また、制御装置３３は、図９のＣに示すタイミングで空気噴射弁４１を開操作した後、決定された空気噴射弁４１の開口時間が経過するまで待機し、開口時間が経過したら、Ｄに示すタイミングで空気噴射弁４１を閉操作する。
【００５９】
なお、本実施形態においては、多段階から出力を選択できるようにしたが、これに限らず、無段階で出力を選択できるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記した本実施形態においては、「強」「中」「弱」の３段階から出力を選択できるようしたが、これに限らず、用途に合った出力が得られる「作動モード」をユーザが選択可能にしてもよい。また、使用釘や打込部材をユーザが選択可能にしておき、選択された条件に応じて予め設定されたパラメータに基づく出力調整を行うようにしてもよい。
【００６１】
また、使用者が設定した出力に応じた空気噴射弁４１の開口時間およびガス噴射弁４５の開口時間を、機械の使用環境を参照して更に調整するようにしてもよい。例えば、環境温度、機械温度、空気噴射弁４１への圧縮空気の供給圧力、ガス噴射弁４５へのガス燃料の供給圧力、管路内の圧力、燃焼室１２内の圧力、管路の流量、電源電圧、などの要因を１つまたは複数入手し、その結果に応じて開口時間を調整するようにしてもよい。このようにすれば、異なる使用環境でも常に安定した打ち込み力を得ることができる。
【００６２】
また、本実施形態においては、使用者が出力を変更する例について説明したが、これに限らず、センサからの入力に基づいて機械が自動的に出力を変更するようにしてもよい。
【００６３】
例えば、図１１に示すように、センサとして、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の下流側に圧力センサ４９を備えるようにしてもよい。そして、圧力センサ４９が検知した燃焼室１２内（管路内）の圧力が、あらかじめ設定された所定の圧力に達したら、制御装置３３が空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５を閉操作するようにしてもよい。
【００６４】
なお、上記した例では空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の下流側に圧力センサ４９を設けたが、これに限らず、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の上流側に圧力センサ４９を配置してもよい。
【００６５】
また、上記した例ではセンサとして圧力センサ４９を設ける例について説明したが、この圧力センサ４９に加えて、またはこの圧力センサ４９に変えて、空気噴射弁４１が配置された流路内またはガス噴射弁４５が配置された流路内に流量センサを備えるようにしてもよい。そして、流量センサが検知した流量が、あらかじめ設定された所定の流量に達したら、制御装置３３が空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５を閉操作するようにしてもよい。
【００６６】
また、圧力センサ４９や流量センサに加えて、または圧力センサ４９や流量センサに変えて、環境温度を検知する温度センサを備えるようにしてもよい。そして、温度センサが検知した環境温度を入力パラメータとして使用して、制御装置３３が空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５を制御し、出力調整を行うようにしてもよい。
【００６７】
また、上記したような制御に加えて（またはこれに代えて）、空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５への供給圧力を調整することにより、出力を調整するようにしてもよい。例えば、空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５への供給圧力が不安定であると、出力が安定しないため、これらの供給圧力が一定となるようにしてもよい。
【００６８】
具体的には、可燃性ガスの供給源であるガス缶の温度を変化させることにより、ガス噴射弁４５への供給圧力を調整するようにしてもよい。ガス燃料の蒸気圧は温度とともに上昇するため、ガス缶の温度が変化するとガス噴射弁４５への供給圧力も変化する。このような変化を起こしたくない場合、ガス缶収納部３７の温度を一定に保つことにより、ガス噴射弁４５への供給圧力を安定させることができる。また、意図的にガス缶収納部３７の温度を変化させることにより、ガス噴射弁４５への供給圧力を変化させることもできる。
【００６９】
また、減圧弁を使用することにより、空気噴射弁４１への供給圧力を調整するようにしてもよい。空気噴射弁４１への供給圧力は、外部に接続された空気圧縮機のタンクの内圧に依存するため、圧縮空気の残量不足によりタンクの内圧が下がると、空気噴射弁４１への供給圧力も低下する。このような変化を起こしたくない場合、空気圧縮機から供給された圧縮空気を、減圧弁を介して空気噴射弁４１へ供給すれば、減圧弁によって供給圧力を一定とすることができる。また、減圧弁を着脱可能とすれば、空気噴射弁４１への供給圧力を変化させることもできる。なお、減圧弁を着脱可能とする場合、例えばカプラ４０に減圧弁の着脱機構を設けてもよい。
【００７０】
また、上記した実施形態においては、空気噴射弁４１およびガス噴射弁４５の開口時間を調整することにより出力を調整しているが、これに加えて（またはこれに代えて）、燃焼室１２へ圧縮空気または可燃性ガスを供給する流路の流路面積を調節することにより、出力を調整してもよい。例えば、空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５の開口量を調整することにより圧縮空気または可燃性ガスの流量を調節するようにしてもよい。具体的には、開口量を調整可能な空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５を使用し、空気噴射弁４１またはガス噴射弁４５の開口量を調整することで流量を調節し、これにより燃焼室１２へ供給される圧縮空気または可燃性ガスの量を調節するようにしてもよい。その他、流路そのものを切り替えることにより圧縮空気または可燃性ガスの流量を調節するようにしてもよい。具体的には、面積の異なる管路を複数設け、どの管路を燃焼室１２に連通させるかを切り替えることで流量を段階的に調整し、これにより燃焼室１２へ供給される圧縮空気または可燃性ガスの量を調節するようにしてもよい。
【００７１】
また、上記したような制御に加え、着火のタイミングを変化させることにより、出力を調整するようにしてもよい。例えば、図１２に示すように、着火のタイミング（Ｅ’）を早めることにより、燃焼室１２内の充填圧が高まる前に着火させ、これにより出力を変化させるようにしてもよい。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、燃焼室１２へ圧縮空気を噴射する空気噴射弁４１と、燃焼室１２へ可燃性ガスを噴射するガス噴射弁４５と、を備える。このような構成によれば、燃焼室１２の容積を極端に大きくしなくても、圧縮空気が持つエネルギーと燃焼ガスによる熱エネルギーとによって大きな出力を得ることができる。具体的には、手持ち工具として実用可能な範囲の機械の大きさで、火薬式打込み工具に匹敵するような出力を得ることができる。しかも、火薬式打込み工具とは違い、特別な免許なしで使用することができ、メンテナンスも容易である。
【００７３】
そして、圧縮空気の充填圧力または可燃性ガスの充填圧力の少なくともいずれかを調整することにより、ファスナーの打ち出しに係る出力を調整可能となっている。このような構成によれば、混合気の充填圧と出力エネルギーは比例関係にあるため、精度よく出力を調整することができる。また、どのような出力設定であっても、最もエネルギー効率の良い状態で可燃性ガスを燃焼させることができるので、燃料を無駄に消費することもない。また、機械的に出力調整する構造は必要がないので、シンプルな構造とすることができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ガス燃焼式打込み工具
１１  出力部
１２  燃焼室
１３  点火装置
１４  シリンダヘッド
１５  シリンダ
１６  ピストン
１７  ドライバ
１８  ノーズ部
１８ａ  射出口
２０  筒部材
２０ａ  第１開口部
２０ｂ  圧力室
２０ｃ  第２開口部
２１  可動栓
２１ａ  第１受圧面
２１ｂ  第２受圧面
２２  圧縮バネ
２５  管路カバー部
３０  グリップ
３１  トリガ操作部
３２  トリガスイッチ
３３  制御装置
３４  バッテリ装着部
３５  操作部
３７  ガス缶収納部
３７ａ  筒部
３７ｂ  接続部
３７ｃ  ヒンジ
３７ｄ  蓋部
３７ｅ  管路保持部
３８  マガジン
４０  カプラ
４１  空気噴射弁
４２  第１空気管路
４３  第２空気管路
４４  空気噴出部
４５  ガス噴射弁
４６  第１ガス管路
４７  第２ガス管路
４８  ガス噴出部
４９  圧力センサ
５０  バッテリパック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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