(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定素子を打込むための燃焼力駆動式打込み装置（１０）であって、
燃焼室（１５）、およびモータ（１７）により駆動可能な通風機（１６）を備え、
前記モータ（１７）は、モータ支持素子（２１）の収容部（２０）に配置し、また、前記モータ（１７）の軸線方向端部領域（２４,２５）の少なくとも一方を、リング状の緩衝素子（３０）を介して、前記収容部（２０）を画定する壁部分（２２，２３）に支持した打込み装置において、
前記リング状の緩衝素子（３０）の内周面にリング状の凹部（３３）を設けたことを特徴とする打込み装置。
【請求項２】
請求項１に記載の打込み装置において、前記モータ（１７）の前記軸線方向に平行で、当該軸線を含む断面を横断面とし、前記リング状の凹部（３３）の横断面面積を、前記緩衝素子（３０）における横断面の全面積の２０〜６０％とした打込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の打込み装置において、前記モータ（１７）の前記軸線方向に平行で、当該軸線を含む断面を横断面とし、前記リング状の凹部（３３）の横断面形状をＵ字形とした打込み装置。
【請求項４】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の打込み装置において、前記リング状の凹部（３３）の半径方向深さ（Ｔ）を、前記リング状の凹部（３３）の軸線方向幅（Ｂ）よりも小さく構成した打込み装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の打込み装置において、前記緩衝素子（３０）の少なくとも第１軸線方向端面（３１）に、前記緩衝素子（３０）のリング開口部（３５）に隣接してリング状のリブ（３４）を設けた打込み装置。
【請求項６】
請求項５に記載の打込み装置において、前記緩衝素子（３０）の前記第１軸線方向端面（３１）とは反対側の軸線方向端部に、半径方向外方に突出して周方向に延在するフランジ部分（３２）を設けた打込み装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の打込み装置において、前記モータ（１７）の双方の前記軸線方向端部領域（２４,２５）を、それぞれ前記緩衝素子（３０）を介して前記収容部（２０）内に支持した打込み装置。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の打込み装置において、前記リング状のリブ（３４）を設けた、前記緩衝素子（３０）の前記第１軸線方向端面（３１）を、それぞれ前記モータ（１７）の前記軸線方向端部領域（２４,２５）に対向させた打込み装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載するタイプの燃焼力駆動式打込み装置に関する。
【０００２】
このタイプの打込み装置は、ガス燃料や揮発性液体燃料によって駆動する。燃焼力駆動式の打込み装置において、打込み動作をする際、膨張した燃焼ガスにより打込みピストンが駆動される。この打込みピストンによって固定素子が基礎構造内に打込まれる。燃料は、燃焼される前に、燃焼室内のファン装置または通風機によって燃焼室内の空気と混合される。このファン装置は、モータ、好適には電気モータによって駆動される。打込み動作中、打込み装置には発生するエネルギーによって大きな加速を生ずる。また、誤操作が起きて打込みピストンのエネルギー全体を打込み装置が吸収しなければならないときには、特に大きな加速を生ずる。このような加速は、ファン装置のモータの寿命に悪影響を与える。
【０００３】
特許文献１（国際公開第２００６/１０６８６６号）は、燃焼室および燃焼室内に設けた通風機を備えた、この類の燃焼力駆動式打込み装置を記載する。この通風機は、燃焼室後壁の収容部に設けたモータによって駆動可能である。モータの軸線方向における両側の端部と、これらに対向する収容部の壁部分との間にはリング状の緩衝素子を設け、この緩衝素子によってモータの長手方向の運動を減衰する。
【０００４】
特許文献１に記載されるこの緩衝体において、生じる荷重のピーク値は緩衝されるが、この緩衝システムは一度活性化し振動に晒されると、再びシステムが安定するまでに比較的長時間必要となる。このようなモータ緩衝システムの後揺れによってモータに対して高い応力変動が加わるため、モータの寿命が短くなる。
【特許文献１】国際公開第２００６/１０６８６６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の課題は、上述のタイプの燃焼力駆動式打込み装置であって、緩衝システムによってモータの振動を最小限に抑える打込み装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の燃焼力駆動式打込み装置によって解決される。本発明によれば、リング状の緩衝素子の内周面にリング状の凹部を設ける。
【発明の効果】
【０００７】
このように構成された緩衝素子の特性は、際立って好適な弾性ヒステリシス（履歴現象）を示す。緩衝素子が圧縮されている状態において、この弾性ヒステリシス（履歴現象）およびリング状の凹部の摩擦によって、変形を通じて保存されたエネルギーのうち一部分のみが復元動作に変換され、変換されなかったエネルギーは緩衝素子内で消散される。このため一度活性化した振動は、周面にリング状の凹部を持たない緩衝素子においてよりも、早く安定状態へと移行する。結果として、本発明の緩衝素子により緩衝されたモータは、再び迅速に安定位置に収まるので寿命も長くなる。このとき「リング状」とは、円および楕円のリング状だけでなく、多角形リング状も意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明によれば、リング状の凹部をリング状の緩衝素子の内周面に設ける。この構成により、緩衝素子の変形過程は最適ものとなる。
リング状の凹部の横断面面積を、緩衝素子における横断面の全面積の２０〜６０％、好適には２５〜５０％とすると、緩衝素子を最適に設計することができる。
【０００９】
好適には、リング状の凹部の横断面形状をＵ字形とする。この構成により、緩衝素子が圧縮され折りたたまれる際、常に閉じた内部空間が成立し、ここに空気を閉じ込めることができる。このような構成は、緩衝素子の緩衝特性に良い影響を及ぼす。このとき、Ｕ字の直線部分は、直線的である必要はなく、内側に膨らんでいても外側に膨らんでいても良い。
【００１０】
さらに好適には、リング状の凹部の半径方向深さを、リング状の凹部の軸線方向幅よりも小さく構成する。この構成により、緩衝素子をさらに好適に設計することができる。
【００１１】
好適には、緩衝素子の少なくとも第１軸線方向端面に、緩衝素子のリング開口部に隣接して、リング状のリブを設ける。このリブは密閉リップを構成し、この密閉リップによって、当接する壁部分またはモータに対して密閉が成される。リング状の凹部をリング状の緩衝素子の内周面に設けた場合、この環状のリブはてこの支点を構成し、圧縮過程において受けた力を緩衝素子に伝えてリング状の凹部が閉じるのを補助する。このタイプのリブまたは密閉リップは、さらに、緩衝素子の第１端面に対峙する第２端面にも設けても良い。リング状のリブまたは密閉リップの直径は、リング状の凹部の半径方向深さまたは外径よりも小さく構成する。
【００１２】
さらに好適には、緩衝素子の第１軸線方向端面とは反対側の軸線方向端部に、半径方向外方に突出して周方向に延在するフランジ部分を設ける。好適には、このフランジ部分は、モータ支持素子の緩衝素子を包囲する壁に対する、モータ支持素子の同心補強部として構成する。このとき、フランジ部分は、圧縮過程において緩衝素子が必要とする空間を実現する。
【００１３】
さらに好適には、モータの軸線方向における両側の端部領域を、それぞれ緩衝素子を介して収容部内に支持する。この構成によりモータを最適に緩衝することができる。
【００１４】
さらに好適には、リング状のリブ（または密閉リップ）を設けた、緩衝素子の第１端面を、それぞれモータの軸線方向端部領域に対向させる。こうすることで、少なくともモータに対する密閉が可能となる。
以下に、図面につき本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
図面において、同一部分には同一の参照符号を付して示す。
【実施例１】
【００１５】
図１，２，および４ａ〜４ｄには、本発明手持燃焼力駆動式打込み装置１０の第１および第２実施例を示す。この打込み装置１０は、全体的に参照符号１１で示した単一構成または複数部分構成のハウジングを有し、このハウジング内には駆動手段１２を設ける。この駆動手段１２によって、例えば釘やボルトなどの固定素子を加工物内に打込む。固定素子は、例えば打込み装置１０のマガジンに貯蔵する。
【００１６】
駆動手段には、燃焼室１５、案内シリンダ１３等を設け、この案内シリンダ１３内にピストン１４を軸線方向に摺動可能に配置する。また、図１に示すように、打込み装置１０のグリップ１８に作動スイッチ１９を設け、この作動スイッチ１９によって、打込み装置１０を加工物に押し付けたときに、燃焼室１５内の例えば点火プラグ等の図示しない点火装置を作動可能とする。さらに、上述した作動スイッチ１９に加え、他のスイッチ、例えば押圧スイッチ、燃焼室スイッチ、マガジンスイッチを設けることもできる。
【００１７】
打込み装置１０は、燃焼ガスまたは気化可能な液体燃料によって駆動できる。これら燃料は、図示しない、例えば燃料缶などの燃料リザーバに充填する。
【００１８】
燃焼室１５に設けた、モータ１７により駆動可能な通風機１６は、燃焼室１５内における酸化剤と燃料との混合物の乱流発生だけでなく、打込み動作完了後に開いた燃焼室１５の換気の作用も行う。
【００１９】
また、電力消費部、例えば点火装置およびモータ１７に電気的エネルギーを供給するために、図示しない電源、例えば蓄電池を設ける。
【００２０】
モータ１７は、モータ支持素子２１の収容部２０に配置する。図２に示す第１実施例において、この収容部２０は、図２には部分的にのみ示した燃焼室後壁２６と一体に構成する。このとき燃焼室後壁２６は、軸線方向に摺動可能な燃焼室スリーブのための閉鎖部としても作用する。モータ１７の軸線方向の第１端部領域２４および軸線方向の第２端部領域２５は、それぞれリング状の緩衝素子３０を介して、収容部２０を画定する第１壁部分２２および第２壁部分２３に支持する。ここで「軸線方向」とは、モータ１７の長手方向軸線Ａを意味する。リング状の緩衝素子３０は、この軸線Ａにほぼ同軸状に取り付ける。
【００２１】
緩衝素子３０の半径方向内方の周面には、連続するリング状の凹部３３を設ける。この凹部３３の横断面はＵ字型とし、この凹部３３の半径方向深さＴは、その軸線方向幅Ｂよりも小さく構成する。双方の緩衝素子３０において、リング状の凹部３３の横断面面積は、緩衝素子３０の横断面面積全体の約２０〜６０％、好適には２５〜５０％とする。緩衝素子３０の、モータ１７側の第１軸線方向端面３１には、それぞれ緩衝素子３０のリング開口部３５に隣接して、密閉リップとして構成したリング状のリブ３４を設ける。これらのリブ３４は、それぞれ端面３１から軸線方向に突出する。双方の緩衝素子３０において、それらの第１軸線方向端面３１とは反対側の軸線方向端部には、それぞれ、それらの半径方向外方に突出し、周方向に延在するフランジ部分３２を設ける。これらのフランジ部分３２を設けることで、緩衝素子３０の第１壁部分２２または第２壁部分２３における支持面が拡大する。代替案として、リング状の凹部を緩衝素子の外周面に設けることもできる。このとき、図示しないが、リング状のリブを、第１軸線方向端面の半径方向外方に設けると好適である。
【００２２】
モータ１７は、収容部２０内において双方の緩衝素子３０間に配置する。また、双方の緩衝素子３０は、一方ではリング状のリブ３４でモータ１７に当接し、他方ではフランジ部分３２により面積が拡大した他方の軸線方向端部で壁部分２２、２３に当接する。この第２壁部分２３は、収容部２０のための覆い部材もしくは閉鎖手段を構成する。一方で、第１壁部分２２は、モータ支持素子２１と一体に構成する。
【００２３】
図４ａ〜ｄには、緩衝素子３０の機能を、モータ１７と第２壁部分２３との間に設けた緩衝素子３０を例として説明する。図４ａにおいて、緩衝素子３０は初期状態にあり、変形していない。
【００２４】
図４ｂには、打込み動作開始後に荷重が加わった状態の緩衝素子３０を示す。このとき緩衝素子３０は、モータ１７と第２壁部分２３との間で、これらに作用する力（矢印４１）によって圧縮される。リング状の凹部３３の内部空間と外部とは、リング状の狭い隙間によってのみ通じている。このため、リング状の凹部３３内では、超過圧Ｐ（矢印４２）が発生する。すると、圧縮過程の中間において、図５ａおよび５ｂにおける荷重−力曲線５１に示すような急激な力上昇が発生する。
【００２５】
図４ｃにおいて、緩衝素子３０は、モータ１７および第２壁部分２３に作用する力（矢印４１）によって強く圧縮される。このときリング状の凹部３３の内周面は、互いに対向する内周面同士が少なくとも部分的に接触し、空気は隙間を通って外へと追い出される（矢印４３）。このため、図５ａおよび図５ｂにおける荷重−力曲線５１（２．２５ｍｍから３ｍｍの圧縮行程部分）に示すように、力は僅かに減少する。さらに緩衝素子３０が潰されると、対向する内周面同士がほぼ完全に密着し、内周面の相対運動に発展して摩擦を引き起こすので、力はさらに増大する。
【００２６】
図４ｄにおいて、緩衝素子３０は解放され（矢印４５）圧縮力はゼロに向かう。緩衝素子３０には、再びその初期位置に戻ろうとする力が発生する。しかし、リング状の凹部３３の内部空間において、開き力に対抗する負圧Ｐ（矢印４４）が発生しているため、完全に戻るには至らない。この負圧Ｐは、リング状の凹部３３の内部空間が密閉されている間、存在し続ける。開きプロセスが、密閉が解除される程に進むと、外部とリング状の凹部３３の内部空間との差圧は解消される。このように差圧の解消は、図５に示すように、荷重解放−力曲線５２に急激な飛躍部分５３によって特徴付けられる。
【００２７】
先に図４ａ〜４ｄに基づき詳述した緩衝素子３０の作用によって、その力特性曲線は、好適には、図５に明示されるような特徴的なヒステリシス（履歴現象）を示す。緩衝素子３０に、それらの変形を通じて保存されたエネルギーは、ヒステリシス（履歴）現象、およびリング状の凹部の内側面における摩擦に起因して、その一部のみが復元動作に転換される。転換されなかったエネルギーは、緩衝素子３０内で消散される。
【実施例２】
【００２８】
図３に本発明打込み装置の第２実施例を示し、この第２実施例と第１実施例との違いは、第２実施例においてはモータ支持素子２１を別個のスリーブとして構成し、このスリーブは、燃焼室後壁２６の対応する凹部に固定するという点のみである。この実施例の他の技術的細部は、上述の図１〜５に対する説明に完全に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明燃焼力駆動式打込み装置の第１実施例の線的説明図である。
【図２】図１に示す打込み装置の、一点鎖線IIで囲んだ部分の詳細図である。
【図３】本発明燃焼力駆動式打込み装置の第２実施例の、図２に対応する詳細図である。
【図４ａ】図２に示す緩衝素子の非圧縮段階における断面図である。
【図４ｂ】図４ａに示す緩衝素子の圧縮段階の断面図である。
【図４ｃ】図４ａに示す緩衝素子の強く圧縮された段階における断面図である。
【図４ｄ】図４ａに示す緩衝素子の荷重解放段階における断面図である。
【図５】ａは、本発明緩衝素子の一実施例における、圧縮荷重および荷重解放での圧縮圧縮行程をプロットした力特性曲線のグラフであり、ｂは、ａのグラフにおける一点鎖線で囲った部分の拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  燃焼力駆動式打込み装置
１１  ハウジング
１２  駆動手段
１３  案内シリンダ
１４  ピストン
１５  燃焼室
１６  通風機
１７  モータ
１８  グリップ
１９  作動スイッチ
２０  受け部
２１  モータ支持素子
２２  壁部分
２３  壁部分
２４  第１端部領域
２５  第２端部領域
２６  燃焼室後壁
３０  緩衝素子
３１  第１軸線方向端面
３２  フランジ部分
３３  リング状の凹部
３４  リブ
３５  リング開口部
５１  荷重−力特性曲線
５２  荷重解放−力特性曲線
５３  急激な飛躍部
Ａ  長手方向軸線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図５】
0005297176.tif 000009