(57)【要約】【課題】確実にピストンを初期の上死点位置に戻すことができ、且つ、安価な燃焼式動力工具の提供。【解決手段】燃焼式動力工具１の第１ハウジング２Ａのシリンダ２０内にはスプリング２３Ｂが設けられている。スプリング２３Ｂは、ドライバブレード２３Ａと同軸的な位置関係でドライバブレード２３Ａを環装しており、その一端はピストン２３と係合しており、他端は、シリンダ２０内且つ貫通孔２４ａ内において第１ハウジング２Ａの他端寄りのシリンダ２０の軸方向端部に係合している。スプリング２３Ｂはピストン２３を第１ハウジング２Ａの他端から一端へ向かう方向へ付勢する。付勢力は比較的弱く５ｋｇｆ程度であり、燃焼室２６内における燃焼爆発によりピストン２３を第１ハウジング２Ａの一端寄りから他端よりへと押し下げる力に対して極めて弱い。【選択図】図１
2008062309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端と他端とを有するハウジングと、
該ハウジングの一端近傍に設けられたヘッド部と、
軸心が該ハウジングの一端と他端とを結ぶ方向に指向した位置関係で該ハウジング内に固定して設けられ、大気と連通可能な排気穴が形成されたシリンダと、
該ハウジングの他端部に設けられ工作物への押圧時に移動可能なプッシュレバーと、
該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能であり、該シリンダをシリンダ内ピストン下室とピストン上室とに画成するピストンと、
該ハウジング内において移動可能に案内され、該プッシュレバーの移動に連動して該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該ピストン、該シリンダと共に燃焼室を画成する燃焼室枠とを有する燃焼式動力工具において、
該シリンダ内には、一端が該ピストンと係合し他端が該ハウジングの他端寄りの該シリンダの軸方向端部に係合して該ピストンを該ハウジングの他端から一端へ向かう方向へ付勢するスプリングが設けられていることを特徴とする燃焼式動力工具。
【請求項２】
該シリンダの該排気穴には、該シリンダ内の気体を大気中へ排出可能であり大気が該シリンダ内へ流入することを防止するための逆止弁が設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃焼式動力工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼式動力工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
釘等を打込むための燃焼式の打込み工具等の燃焼式動力工具としては、燃焼室内に噴射された燃料を含む混合ガスを燃焼し、その混合ガスの体積膨張を動力に転換する構成が従来より知られている。このような構成の燃焼式動力工具は、ハウジングとシリンダとピストンとを有している。ハウジングは一端と他端とを有しており、シリンダは、その軸心がハウジングの一端と他端とを結ぶ方向に指向した位置関係でハウジング内に固定して設けられている。
【０００３】
シリンダ内には、シリンダの軸方向にシリンダに対して往復摺動可能なピストンが設けられている。ピストンはシリンダを、ハウジングの一端寄りのシリンダ内ピストン下室と、ハウジングの他端寄りのピストン上室とに区画し、ピストンからハウジングの他端へ向かってドライバブレードが延出している。ドライバブレードとピストンとは一体で摺動するように構成されている。シリンダには、大気と連通可能な排気穴が形成されている。排気穴には逆止弁が設けられている。ピストン、シリンダ等により燃焼室が画成される。
【０００４】
釘を打ち込む際には、燃焼室内に液化ガスが噴射され空気と混合されて混合気となり爆発燃焼させられる。このことにより、ピストンがドライバブレードと一体でハウジングの一端寄りから他端寄りへと摺動して、ドライバプレードが釘を木材等の工作物に打込む。このとき、逆止弁は開いた状態となっており、排気穴から爆発燃焼により生じた排気ガスが大気中へ排出される。ピストン上室における液化ガスの爆発燃焼後、逆止弁が閉じられて燃焼室が密閉される。このことにより、ピストン上室の温度低下による燃焼室の圧力低下によりピストン上室において熱真空が得られる。ピストン下室はピストン上室よりも相対的に圧力が高くなりピストンは初期の上死点位置に戻される。このような燃焼式動力工具は、例えば特公平１−３４７５３号公報に記載されている。
【特許文献１】特公平１−３４７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の燃焼式動力工具では、逆止弁のシールが悪かったり、シリンダ内のピストン上室の冷却が不十分である場合には、ピストンを完全に初期の上死点位置に戻すことができず、次の打込み時に燃焼室が広くなってしまうという問題が生じることがある。燃焼室が広くなってしまうと、可燃性ガスの濃度が薄くなってしまい、混合気が爆発燃焼されず打込めないという不具合が生ずる。また、シリンダの排気穴には逆止弁が設けられているため、逆止弁にコストがかかり、燃焼式動力工具の製造コストを低減することが困難であった。
【０００６】
そこで、本発明は、確実にピストンを初期の上死点位置に戻すことができ、且つ、安価な燃焼式動力工具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】
【０００７】
上記目的を達成するために、一端と他端とを有するハウジングと、該ハウジングの一端近傍に設けられたヘッド部と、軸心が該ハウジングの一端と他端とを結ぶ方向に指向した位置関係で該ハウジング内に固定して設けられ、大気と連通可能な排気穴が形成されたシリンダと、該ハウジングの他端部に設けられ工作物への押圧時に移動可能なプッシュレバーと、該シリンダの軸方向に該シリンダに対して往復摺動可能であり、該シリンダをシリンダ内ピストン下室とピストン上室とに画成するピストンと、該ハウジング内において移動可能に案内され、該プッシュレバーの移動に連動して該ヘッド部に当接、離間し、該ヘッド部、該ピストン、該シリンダと共に燃焼室を画成する燃焼室枠とを有する燃焼式動力工具において、該シリンダ内には、一端が該ピストンと係合し他端が該ハウジングの他端寄りの該シリンダの軸方向端部に係合して該ピストンを該ハウジングの他端から一端へ向かう方向へ付勢するスプリングが設けられている燃焼式動力工具を提供している。
【０００８】
ここで、該シリンダの該排気穴には、該シリンダ内の気体を大気中へ排出可能であり大気が該シリンダ内へ流入することを防止するための逆止弁が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１記載の燃焼式動力工具によれば、シリンダ内には、ピストンをハウジングの他端から一端へ向かう方向へ付勢するスプリングが設けられているため、ピストン上室において良好な熱真空が得られるか否かにかかわらず、スプリングの付勢力を利用して素早くピストンを初期の上死点位置に戻すことができる。このため、連続して打ち込みを行う場合には、短時間でより多くの打ち込みを行うことができる。また、良好な熱真空を得るための逆止弁等を排気穴に設けずに済むため、燃焼式動力工具の製造にかかるコストを抑えることができる。
【００１０】
また、シリンダには大気と連通可能な排気穴が形成されているため、燃焼室において可燃性ガスが爆発燃焼されてピストンがハウジングの一端寄りから他端寄りへと摺動するときに、ピストン下室内の気体を排気穴から大気中へと排出することができる。このため、ピストン下室内の気体がエアダンパーのように作用してピストンの摺動の妨げとなることを防止することができる。また、燃焼室において爆発燃焼した可燃性ガスの排気ガスを排気穴を通して大気中へ排気することができる。
【００１１】
本発明の請求項２記載の燃焼式動力工具によれば、シリンダの排気穴には、シリンダ内の気体を大気中へ排出可能であり大気がシリンダ内へ流入することを防止するための逆止弁が設けられているため、ピストン上室に大気が流入することを防止することができ、ピストン上室内において良好な熱真空を得ることができる。このため、スプリングの付勢力と相まって、ピストンをより高速で初期の上死点位置に戻すことができる。
【００１２】
また、ピストン上室が熱真空になることにより、ピストンをハウジングの他端寄りから一端寄りへと摺動させる力が生ずるため、付勢力が極めて弱いスプリングを用いることができる。このためスプリングの付勢力が、ピストンがハウジングの一端寄りから他端寄りへと摺動する際の摺動の妨げとなることを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
燃焼式動力工具を燃焼式打込み工具に適用した実施の形態について図１乃至図２を参照して説明する。図１の断面図に示す燃焼式打込み工具１は第１ハウジング２Ａを有する。第１ハウジング２Ａの上部には、図示せぬ吸気口が形成されたヘッドカバー３が取付けられている。第１ハウジング２Ａの側部にはハンドル４が設けられている。ハンドル４は、第２ハウジング２Ｂによりその外殻が構成され、第１ハウジング２Ａと第２ハウジング２Ｂとにより燃焼式打込み工具１の外殻全体をなすハウジング２が構成される。なお、説明の便宜上、図２に示される第１ハウジング２Ａの上端をハウジング２の一端とし、第１ハウジング２Ａの下端をハウジング２の他端とする。
【００１４】
ハンドル４は、トリガスイッチ５を備え、電池４Ａが着脱可能に挿入されている。第１ハウジング２Ａに対向する第２ハウジング２Ｂの部分にはボンベ室２９が形成され、ボンベ室２９内には可燃焼液化ガスを内含するガスボンベ３０が着脱自在に収容される。ハンドル４の下方には、図示しない釘を装填したマガジン６が設けられている。
【００１５】
第１ハウジング２Ａの下端付近からは、後述のシリンダ２０と一体成形されて、その先端部分が工作物２８に対向するノーズ７が延設されている。ノーズ７は後述のドライバブレード２３Ａの摺動と、図示せぬ釘が工作物２８に打込まれるのをガイドする。ノーズ７の下端７ａには、工作物２８に当接するプッシュレバー９が往復摺動可能に突出して支持されており、プッシュレバー９の上端部は、後述する燃焼室枠１０に固定されたアーム部８と連接されている。アーム部８とシリンダ２０との間には、付勢部材であるスプリング２２が介装されている。よって、アーム部８に連接されたプッシュレバー９が下方に付勢される。
【００１６】
第１ハウジング２Ａの上端にはその上端開口を覆うためのヘッド部たるヘッドキャップ１１が固定されている。図１に示すように、ヘッドキャップ１１の、後述する燃焼室２６反対側にモータ１８が配置されており、このモータ１８の近傍には、点火位置が燃焼室２６内に面している図示せぬ点火プラグが設けられている。
【００１７】
また第１ハウジング２Ａ内には、燃焼式打込み工具１が工作物２８に押し付けられて、後述の燃焼室枠１０がストローク上端にあることを検出するための図示せぬヘッドスイッチが設けられている。プッシュレバー９が所定位置まで上昇したときに、図示せぬヘッドスイッチがオン動作して、モータ１８の回転が開始される。
【００１８】
ヘッドキャップ１１のハンドル４側内には燃料通路２５が形成され、燃料通路２５の一端はヘッドキャップ１１の下端面に開口し、他端側はガスボンベ３０の噴出口をなす噴射ロッド３０Ａと接続されるガスボンベ接続部２５Ａを形成する。
【００１９】
第１ハウジング２Ａ内には、第１ハウジング２Ａの長手方向に移動可能で、上端がヘッドキャップ１１の下端面に当接可能な略円筒形状の燃焼室枠１０が設けられている。この燃焼室枠１０には、前述のようにアーム部８が連結固定されているため、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０も移動する。そして燃焼室枠１０の内周面に当接して燃焼室枠１０の移動を案内するシリンダ２０が、第１ハウジング２Ａに固定されている。シリンダ２０の軸方向略中央部付近には大気と連通する排気穴２１が形成されている。
【００２０】
シリンダ２０には大気と連通するな排気穴２１が形成されているため、後述のように燃焼室２６において可燃性ガスが爆発燃焼されてピストン２３が第１ハウジング２Ａの一端寄りから他端寄りへと摺動するときに、後述のピストン下室２０ｂ内（図１）の気体を排気穴２１から排気口２ａを通して大気中へと排出することができる。このため、ピストン下室２０ｂ内の気体がエアダンパーのように作用してピストン２３の摺動の妨げとなることを防止することができる。また、燃焼室２６において爆発燃焼した可燃性ガスの排気ガスを排気穴２１及び排気口２ａを通して大気中へ排気することができる。
【００２１】
図１に示すように、シリンダ２０内には、シリンダ２０に対して往復摺動可能なピストン２３が設けられ、ピストン２３は、図２に示されるように、シリンダ２０内をピストン上室２０ａとピストン下室２０ｂに画成する。このピストン２３の下面からドライバブレード２３Ａがノーズ７の位置まで延出され、このドライバブレード２３Ａの先端が図示せぬ釘を打撃する箇所となる。また、シリンダ２０内にはスプリング２３Ｂが設けられている。スプリング２３Ｂは、ドライバブレード２３Ａと同軸的な位置関係でドライバブレード２３Ａを環装しており、その一端はピストン２３と係合しており、他端は、後述のように、シリンダ２０内且つ貫通孔２４ａ内において第１ハウジング２Ａの他端寄りのシリンダ２０の軸方向端部に係合している。
【００２２】
スプリング２３Ｂはピストン２３を第１ハウジング２Ａの他端から一端へ向かう方向へ付勢する。付勢力は比較的弱く５ｋｇｆ程度であり、これはスプリング２３Ｂが設けられていない場合であって第１ハウジング２Ａのピストン下室２０ｂが０．２気圧ぐらいのときに、計１００ｇ程度のピストン２３及びドライバブレード２３Ａを第１ハウジング２Ａの他端から一端へ向かう方向へ付勢して移動させることができる付勢力に相当する。このため、後述のように燃焼室２６内における燃焼爆発によりピストン２３を図１の下方へ押下げる際の押下げ力に対して、スプリング２３Ｂの付勢力は極めて弱く、押下げる際の妨げとはならない。
【００２３】
このようにスプリング２３Ｂが設けられているため、ピストン上室２０ａにおいて良好な熱真空が得られるか否かにかかわらず、スプリング２３Ｂの付勢力を利用して素早くピストン２３を初期の上死点位置に戻すことができる。このため、連続して釘の打ち込みを行う場合には、短時間でより多くの打ち込みを行うことができる。また、良好な熱真空を得るための逆止弁等を排気穴２１に設けずに済むため、燃焼式動力工具１の製造にかかるコストを抑えることができる。
【００２４】
また、シリンダ２０内の最下部には、弾性体より構成されるバンパ２４が配置されている。よって、ピストン２３が下方に移動した場合に、下死点でバンパ２４に衝突することになる。バンパ２４には貫通孔２４ａが形成されており、貫通孔２４ａをドライバブレード２３Ａとスプリング２３Ｂとが貫通し、スプリング２３Ｂの前述の一端に対する他端は、シリンダ２０内且つ貫通孔２４ａ内において第１ハウジング２Ａの他端寄りのシリンダ２０の軸方向端部、即ち図１に示されるシリンダ２０内の最下部に係合している。
【００２５】
燃焼室枠１０の上端がヘッドキャップ１１に当接したときに、ヘッドキャップ１１と、燃焼室枠１０と、ピストン２３とにより燃焼室２６が画成される。燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間したときは、図１に示されるように、ヘッドキャップ１１と燃焼室枠１０の上端との間に外気と通じる第１流路２６ａが生じ、また燃焼室枠１０の上端部とシリンダ２０の上端部との間に第２流路２６ｂが生じるように構成されている。これら流路は、シリンダ２０の外周面側に燃焼ガスや新たな空気を通過させ、この通過した燃焼ガス等は第１ハウジング２Ａに形成された排気口２ａから排出される。また、上述したヘッドカバー３の図示せぬ吸気口は燃焼室２６内に空気を供給するために形成され、排気穴２１からは、排気口２ａと同様に燃焼室２６の燃焼ガスを排出する。
【００２６】
燃焼室２６内にはファン１９が配置されている。ファン１９はモータ１８の出力軸１８ｂに固定されており、当該出力軸と一体回転可能である。図２に示されるように燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１と当接位置にあるときに、ファン１９が回転することにより空気と可燃性ガスとを攪拌混合させる。また、点火後に乱流燃焼を生じせしめて燃焼を促進させる。また、燃焼室枠１０がヘッドキャップ１１から離間して、第１流路２６ａ、第２流路２６ｂが生じたときには、燃焼室２６内の燃焼ガスを掃気すると共にシリンダ２０を冷却するという３つの機能を果たす。
【００２７】
次に燃焼式打込み工具１の動作について説明する。非作動の状態では、図１に示されるように、スプリング２２の付勢力によりプッシュレバー９は下方に付勢されてノーズ７下端より突出している。このとき燃焼室枠１０はアーム部８を介してプッシュレバー９に連接されているので、燃焼室枠１０の上端はヘッドキャップ１１から離間する。また燃焼室枠１０の内周面はシリンダ２０の上端部から離間した状態となっている。これらのことより第１流路２６ａ、第２流路２６ｂが提供される。このときピストン２３は、シリンダ２０内の上死点位置に停止している。
【００２８】
この状態でハンドル４を把持し、プッシュレバー９を工作物２８に押し付けると、プッシュレバー９がスプリング２２の付勢力に抗して相対的にシリンダ２０へ接近し、同様にアーム部８を介してプッシュレバー９と連接した燃焼室枠１０もシリンダ２０に対して相対的に上昇し、上述した第１流路２６ａ、第２流路２６ｂが閉じられて、燃焼室２６が密封される。
【００２９】
またプッシュレバー９の移動に伴って、ガスボンベ３０をヘッドキャップ１１の方向に傾斜させることにより、ガスボンベ３０の噴射ロッド３０Ａがヘッドキャップ１１のガスボンベ接続部２５Ａに押し付けられてガスボンベ３０の液化ガスが燃料通路２５の噴射口より燃焼室２６内に１回だけ噴射される。
【００３０】
更に、プッシュレバー９の移動に伴って燃焼室枠１０がストローク端まで上昇すると、図示せぬヘッドスイッチがオンとなってモータ１８に電力が供給され、ファン１９が回転し始める。ファン１９が密封空間となった燃焼室２６内で回転することにより、噴射された可燃性ガスが燃焼室２６内の空気と攪拌混合される。
【００３１】
かかる状態でハンドル４のトリガスイッチ５をオンすると、図示せぬ点火プラグがスパークし、混合ガスに着火して燃焼・膨張する。この燃焼・膨張した混合ガスはピストン２３を下方へ移動させ、ピストン２３がシリンダ２０内のバンパ２４に衝突するまでノーズ７内の図示せぬ釘は、ドライバブレード２３Ａを介して工作物２８に打ち込まれる。
【００３２】
打ち込み後、ピストン２３はバンパ２４と接し、燃焼ガスは排気穴２１よりシリンダ２０外部へ放出される。その後、ピストン２３に設けたスプリング２３Ｂの付勢力により、ピストン２３を第１ハウジング２Ａの他端から一端へ向かう方向へシリンダ２０内で摺動させ、初期の上死点位置へ素早く戻す。
【００３３】
その後、トリガスイッチ５をＯＦＦし、燃焼式打ち込み工具１を持ち上げ、プッシュレバー９を工作物２８から離すと、プッシュレバー９と燃焼室枠１０がスプリング２２の付勢によりシリンダ２０に対して相対的に下方へ戻る。この時、ファン１９はトリガスイッチ５をＯＦＦしても、制御部（図示せず）により一定時間、回転を継続している。図１に示す状態では燃焼室枠１０の上方に第１流路２６ａ、第２流路２６ｂを生じさせ、ファン１９により流れを発生させることでヘッドカバーに設けられた吸気口（図示せず）からきれいな空気を取り込み、排気口２ａから燃焼後の空気を吐き出すことで、燃焼室２６内の空気を掃気する。その後ファン１９が停止し初期の静止状態となる。静止状態になった後、上記過程を再度繰り返すことにより、再び釘を打ち込むことが可能となる。
【００３４】
本発明による燃焼式動力工具は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、シリンダの排気穴には、シリンダ内の気体を大気中へ排出可能であり大気がシリンダ内へ流入することを防止するための逆止弁が設けられていてもよい。
【００３５】
この構成の燃焼式打込み工具の動作における打ち込み直後、ピストンはバンパに衝突し、燃焼ガスは排気穴よりシリンダ外部へ放出される。このとき、混合ガスが燃焼した直後のシリンダ及び燃焼室内部に残った燃焼ガスは燃焼後であるため高温であり、その燃焼熱がシリンダの内壁、燃焼室枠の内壁から吸収され、シリンダ等は高温になる。この吸収された熱は、シリンダ、燃焼室枠の外壁表面から大気中に放散される。
【００３６】
このようにしてシリンダ等に燃焼ガスの燃焼熱が吸収されることにより燃焼ガスが急冷され、燃焼ガスの体積が減少して、ピストン上室の圧力が低下し大気圧以下となるいわゆる熱真空の状態となり、これに加えて、ピストンに設けたスプリングの付勢力により、ピストンを第１ハウジングの他端から一端へ向かう方向へシリンダ内で摺動させ、初期の上死点位置へ高速で引き戻すことができる。
【００３７】
また、ピストン上室に大気が流入することを防止することができ、ピストン上室内において良好な熱真空を得ることができる。このため、スプリングの付勢力と相まって、逆止弁が設けられていない場合と比較して、ピストンをより高速で初期の上死点位置に戻すことができる。
【００３８】
また、ピストン上室を熱真空とすることができ、ピストンを第１ハウジングの他端寄りから一端寄りへと摺動させる力が生ずるため、付勢力が極めて弱いスプリングを用いることができる。このためスプリングの付勢力が、ピストンが第１ハウジングの一端寄りから他端寄りへと摺動する際の摺動の妨げとなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態に係る燃焼式打ち込み工具の燃焼室が密封されていない状態を示す側方断面図。
【図２】実施の形態に係る燃焼式打ち込み工具の燃焼室が密封された状態を示す側方断面図。
【符号の説明】
【００４０】
１  燃焼式打ち込み工具    ２  第１ハウジング    ３  ヘッドカバー    ８  アーム部    ９  プッシュレバー    １０  燃焼室枠    １１  ヘッドキャップ    ２０  シリンダ    ２０ａ  上室    ２０ｂ  下室    ２１  排気穴    ２３  ピストン    ２３Ａ  ドライバブレード    ２３Ｂ  スプリング    ２６  燃焼室    ２８  工作物    
【図１】
2008062309.tif 000003
【図２】
2008062309.tif 000004