(57)【要約】【課題】従来は、ピストンが駆動され下死点到達後の初期位置に戻る工程で、ピストンの上室の容積圧縮によりピストンの上室が大気圧より上昇して、ピストンが初期位置へスムーズに戻らず、打込み速度を速くすることができず、作業効率が悪かった。【解決手段】ピストン１０の戻り工程で、ピストン１０の上室の容積圧縮によりピストン１０の上室が大気圧より上昇しようとした時のみ、逆止弁７２とソレノイド７４により燃焼室枠１５の開口穴７１を大気に開放して圧力を逃がし、ピストン１０を速く戻すことにより打込み速度の向上を図る。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具本体を形成するハウジングと、ハウジング内に支持され本体下方のプッシュレバーと連接し上下動可能な燃焼室枠と、燃焼室枠の上下端にあって燃焼室枠の上下動によって燃焼室内を外気に対し開閉するシール部と、モータによって回転され、燃焼室内に設けられたファンと、燃焼室内に噴射される可燃性ガスを内含するガスボンベと、可燃性ガスと空気との混合気に着火する点火プラグと、燃焼室下方で燃焼室と連通し、燃焼室枠の上下動を案内するシリンダと、シリンダ内に案内され上下動可能なピストンと、シリンダ下方側面に設けられた排気穴及びその外側に設けられた排気逆止弁と、ハウジング下方で、マガジン内の釘をピストン下方に給送するテールカバーとを備えた燃焼式打込み工具であって、
前記燃焼室枠に開口穴を設けると共に開口穴の開放抑止材を設け、打込み初期には開口穴を閉鎖し、ピストンが駆動され下死点到達後の初期位置に戻る工程で、ピストン上室の容積縮小によりピストン上室の圧力が大気圧より上昇した時のみ、開放抑止材を駆動させて燃焼室枠の開口穴を大気に開放することを特徴とした燃焼式打込み工具。
【請求項２】
前記開放抑止材を、前記開口穴の外側に設けられた逆止弁及び非励磁時に突出する軸により逆止弁を開口穴側に押すソレノイドで構成したことを特徴とする請求項１記載の燃焼式打込み工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可燃性ガスと空気とを混合し着火することにより、ピストンを駆動する動力を発生させ、釘等を打込む燃焼式打込み工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の燃焼式打込み工具は、例えば特公平１−３４７５３号，特公平４−４８５８９号，特公平３−２５３０７号，特公平４−１１３３７号，特公昭６４−９１４９号，特公平３−２５３０７６４６号等記載のものがある。
【０００３】
図５に従来の一例を示す。本体枠を形成するハウジング１４には、ハンドル１１、テールカバー１、プッシュレバー２１、マガジン１３、トリガスイッチ１２が付随しており、またハウジング１４内部にはシリンダ４、ピストン１０、ファン６、モータ８、プラグ９、噴射口（図示せず）、ガスボンベ７、燃焼室枠１５、ヘッドカバー２３が設置されている。ハウジング１４内において、ハウジング１４に対し、シリンダ４とヘッドカバー２３は固定されているが、燃焼室枠１５はハウジング１４とシリンダ４に案内され、ばね（図示せず）により下方に付勢され、ハウジング１４の軸方向に移動可能となっている。燃焼室枠１５とヘッドカバー２３及びピストン１０で閉鎖された空間が可燃性ガスと空気の混合ガスが燃焼する燃焼室５を形成する。シリンダ４内には摺動シール部材（図示せず）を介してピストン１０が移動可能に設置されている。シリンダ４の下方に排気穴（図示せず）及び排気穴外側の逆止弁（図示せず）が設けられている。燃焼室５には、燃焼室５外でヘッドカバー２３上方に設けられたモータ８によって回転可能なファン６、トリガスイッチ１２によって点火される点火プラグ９、燃焼室５外に設けた可燃性ガスを内含するガスボンベ７から供給される可燃性ガスを噴射する噴射口、突起状に突き出たリブ２４がある。燃焼室枠１５はプッシュレバー２１と連接しており、また、ロッド２０２、カム２０３、トリガブラケット２０１を介してトリガスイッチ１２とも連接している。ハウジング１４の下方に釘（図示せず）を充填したマガジン１３と、マガジン１３が釘を給送し、ピストン１０下方にセットし案内するテールカバー１が取り付けられている。三角形状のカム２０３は、ピボットブッシュ２０７を回転軸として揺動可能に設けられており、一端には開口したスロット２０６があり、ブラケット２０１上のピボットピン２０５を係止している。もう一端側は、カム突出部２０８となりロッド２０２を係止している。
【０００４】
図のように、プッシュレバー２１を木材２７に押付けると、プッシュレバー２１と共に燃焼室枠１５、ロッド２０２が上昇する。燃焼室枠１５の上昇により外気に対し閉鎖した燃焼室５が形成され、その後連動して燃焼室５内にガスボンベ７内の可燃性ガスが噴射口より噴射され、その後ファン６が回転し、可燃性ガスと空気が混合攪拌される。またロッド２０２の上昇により、ロッド２０２の下端とカム２０３のカム突出部２０８との間にクリアランスができ、カム２０３が回転可能になり、カム２０３に連接したトリガブラケット２０１が上昇可能となり、従ってトリガスイッチ１２が上昇可能すなわちオンすることが可能な状態となる。
【０００５】
ここで、トリガスイッチ１２をオンすると、点火プラグ９が火花放電をし可燃性ガスと空気との混合気に点火する。ガスの燃焼・膨張によってピストン１０が下方へ駆動され、ドライバブレード１６によってテールカバー１内の釘を木材２７に打込む。ピストン１０が下死点近くまで下降すると、シリンダ４の排気穴がピストン１０の上室と連通し、逆止弁を通して高温・高圧の燃焼ガスが排気され、燃焼室５内の圧力が低下する。と同時に、燃焼室５やシリンダ４の内壁に燃焼ガスの熱が伝達・吸収されて急冷され、さらに燃焼室５内の圧力が低下する。大気圧まで低下すると、逆止弁が閉鎖し排気しなくなる。この状態で上記急冷が続き、ピストン１０の上室は負圧になり（「熱真空」という）、ピストン１０の下面は大気圧であるので、差圧でピストン１０は上昇し初期の上死点位置に戻される。その後、工具本体を持上げ、プッシュレバー２１を木材２７から離し、トリガスイッチ１２をオフすると、カム２０３が回転してロッド２０２や燃焼室枠１５も下降して、閉鎖していた燃焼室５が大気に開放される。ファン６は継続して回転しているので、燃焼室５内の残燃焼ガスを掃気して新鮮な空気と入換え、次の釘が打込める初期状態に戻る。
【０００６】
この従来の一つの特徴は、トリガスイッチ１２をオフするまで燃焼室５の大気への開放ができないことである。今、図５の状態から工具本体を持上げて、プッシュレバー２１と木材２７とが接触しないようにした場合でも、トリガスイッチ１２をオンしたままであると、ロッド２０２の下端にカム突出部２０８が突当たりロッド２０２の下降が不可能となる。すなわち、ロッド２０２に連接した燃焼室枠１５の下降が不可能となり、燃焼室５は図５と同様密閉状態を保持する。このトリガスイッチ１２をオンしている間に、ピストン１０が初期の上死点位置に戻る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の従来の工具のピストン１０の実際の変位を見ると、図６中のＡとなり、その時のピストン１０上室の圧力はＢとなる。ピストン１０は燃焼ガスの膨張（爆発）により、一気に時刻Ｔ１で下死点に達しバウンドする。その後、燃焼ガスが冷却されて負圧になるまですなわち時刻Ｔ１〜Ｔ２の間ピストン１０は下死点に止まる。時刻Ｔ２を過ぎ冷却が進みピストン１０上室が負圧になるとピストン１０が戻り（上昇）始める。しかしピストン１０が戻る（上昇する）時、密閉されているピストン１０の上室の容積が圧縮されて圧力上昇し、このピストン１０の上室内の残留燃焼ガスの冷却による圧力低下がそれに追い付かないので、負圧量は徐々に小さくなり、時刻Ｔ３を過ぎると正圧になってしまう。燃焼ガスの冷却も続くので、前記正圧も徐々に小さくなり、時刻Ｔ６を過ぎるとまた負圧となる。そして上記のような現象を繰り返して時刻Ｔ８でピストン１０が上死点に戻る。この間、特に時刻Ｔ３〜Ｔ６の圧力正圧域付近の時刻Ｔ４〜Ｔ７でピストン１０の変位が顕著に停滞気味になることが分かった。
【０００８】
上記のようなピストン１０の動きでは、釘打ちの作業効率アップのため速打ちをする時にあまり速くできないという欠点があった。特に、トリガスイッチ１２をオンしたまま木材２７へのプッシュレバー２１の押付け・離しの繰り返しで打ち付けるいわゆる「連発打ち」で速打ちを可能とした燃焼式打込み工具の場合、問題となり作業効率向上が図れないという欠点があった。
【０００９】
本発明の目的は、上記した欠点をなくし、ピストンの戻り速度を速くし、速打ちを可能として釘打ちの作業効率をアップし、ひいては作業者の疲労の軽減を図り、操作性の向上を図ることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、燃焼室枠に開口穴と開口穴開放抑止材を設け、打込み初期には開口穴を閉鎖し、ピストンが駆動され下死点到達後の初期位置に戻る工程で、ピストンの上室の容積縮小によりピストンの上室が大気圧より上昇した時のみ、開放抑止材を駆動させて燃焼室枠の開口穴を大気に開放するすることにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を示す図１〜図４を参照して説明する。
図１に操作前の初期状態を示す。基本的構成は図５の従来例とほぼ同じであり、燃焼から掃気までの動作もほぼ同じであるので簡単に説明する（ただし、図５は工具本体を木材２７に押付けて燃焼室５を閉鎖した状態である）。図１において、本体枠を形成するハウジング１４内に固定されたシリンダ４とヘッドカバー２３があり、その中間位置にプッシュレバー２１と連接している燃焼室枠１５がばねにより下方に付勢されて上下動可能に取り付いている。シリンダ４の上方とヘッドカバー２３下方にシール部２８、２９があるが、流路２５、３０が外気と連通しており、燃焼室５は密閉されていない。シリンダ４内には、ドライバブレード１６のついたピストン１０が上下動可能に案内されており、シリンダ４の下方に逆止弁３１が設けられた排気穴３がある。燃焼室５内には、モータ８によって回転されるファン６、ガスボンベ７からの可燃性ガスを噴射する噴射口２２、点火プラグ９の点火部、突起状のリブ２４がある。ハウジング４のハンドル１１にはトリガスイッチ１２、またハウジング４内には工具本体が木材２７に押付けられて燃焼室枠１５がストローク上端にあることを検出するヘッドスイッチ（図示せず）がある。特徴的なのは、燃焼室枠１５に開口穴７１、逆止弁７２、ソレノイド７４が設けられていることである。この部分の拡大図を図２に示す。打込み初期には、ソレノイド７４の軸７３が出ている状態で逆止弁７２を押圧し、開口穴７１を閉鎖しており該開口穴７１を通しての空気・ガス等の出入りはできない。図４に制御回路のブロック図を示す。ソレノイドタイマ（排気）とソレノイド駆動回路（排気）により、ソレノイド７４を制御する。なお励磁されて突出する軸５２により燃焼室枠１５が下降すなわち燃焼室５が大気に開放するのを阻止するソレノイド５１がハウジング１４の外側に設けられている。
【００１２】
この状態でプッシュレバー２１を木材２７に押付けると、燃焼室枠１５が上昇し、流路２５、３０はシール部２８、２９により閉鎖されて、燃焼室５は大気に対し密閉された空間となり、燃焼室５内にガスボンベ７内の可燃性ガスが噴射口２２より噴射され、ファン６が回転し可燃性ガスと空気が混合攪拌される。次に、トリガスイッチ１２をオンすると、点火回路（図示せず）により点火プラグ９が点火され、混合気の燃焼・膨張によりピストン１０を下方に駆動し、釘を木材２７に打込む。ピストン１０が排気穴３より下方に下がると、ピストン１０上室の燃焼ガスを排気穴３より排気する。ピストン１０上室が大気圧まで低下すると、逆止弁３１が閉鎖し、その後の残留燃焼ガスの伝熱、吸収による急冷で、ピストン１０上室の圧力は更に低下して負圧となり、ピストン１０を上昇させ初期位置に戻す。ピストン１０が初期位置に戻るまで、ソレノイド５１、軸５２により燃焼室枠１５を上昇した位置すなわちピストン１０の上室を密閉した位置で係止して、上記熱真空を保持しておく。
【００１３】
ピストン１０の変位とピストン１０上室の圧力の関係を図７に示す。図７中Ａがピストン１０の変位、Ｂがピストン１０上室の圧力を示す。ピストン１０の戻り工程において、図７に示す時刻Ｔ１２〜Ｔ１３間に、図３に示すようにソレノイド７４を駆動させて、軸７３を図２の初期状態から引き込ませて逆止弁７２の押圧を解き、逆止弁７２が動けるようにする。この時刻Ｔ１２〜Ｔ１３間では、ピストン１０の上室は大気圧より低い（負圧である）ので、ソレノイド７４の押圧がなくても逆止弁７２は開口穴７１を閉鎖し続け負圧を保つ。更にピストン１０が上昇し続け、ピストン１０の上室の容積が圧縮されることによりピストン１０の上室の圧力が上昇し、時刻Ｔ１３で大気圧より高く（正圧に）なろうとする。しかし、この時逆止弁７２はフリーとなっているので、図３に示すように逆止弁７２は開口穴７１を開放し、開口穴７１から圧力を逃がしピストン１０の上室が大気圧より高くなることはない。更にピストン１０が上昇を続けても時刻Ｔ１３〜Ｔ１４間のようにピストン１０上室の圧力は０気圧（ゲージ圧）を保ち、ピストン１０の変位停滞域がなく、ピストン１０が従来よりスムーズに速く上昇する。時刻Ｔ１４〜Ｔ１６間にソレノイド７４を駆動して軸７３、逆止弁７２を初期状態すなわち開口穴７１を閉鎖状態とすると、ピストン１０は上昇する。その後、ピストン１０上室の残留燃焼ガスの冷却により時刻Ｔ１４を過ぎるとピストン１０上室の圧力が低下して負圧となり、ピストン１０が上死点に戻って、ピストン１０の戻りが完了する。
【００１４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ピストンの下死点到達後の初期位置への戻りを速くスムーズにしたので、釘打ち動作の１サイクルを速くすることができ、釘打ち作業の効率をアップでき、ひいては作業者の疲労の軽減を図り、操作性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明燃焼式打込み工具の初期状態を示す部分断面図。
【図２】図１の主要部を示す拡大部分断面図。
【図３】図２の動作時を示す主要部の拡大部分断面図。
【図４】本発明燃焼式打込み工具の制御回路の一例を示すブロック図。
【図５】従来の燃焼式打込み工具の動作時を示す部分断面図。
【図６】従来の燃焼式打込み工具の動作説明グラフ。
【図７】本発明燃焼式打込み工具の動作説明グラフ。
【符号の説明】
４はシリンダ、５は燃焼室、６はファン、７はガスボンベ、８はモータ、９は点火プラグ、１０はピストン、１５は燃焼室枠、７１は開口穴、７２は逆止弁、７４はソレノイドである。
【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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