(57)【要約】      （修正有）【課題】液化ガスと空気の混合ガスに点火するための燃焼室を備えた、液化ガスによって鋲打ちされる鋲打機において、液化ガスが弁を経て計量された後、十分短い時間で気化するような構造を提供する。【解決手段】液化ガスである場合を含む燃料を貯蔵するための燃料タンクと、燃料タンクと弁を介して接続され、かつ鋲打ちプランジャ４を推進するピストン１を具備する燃焼室３と、燃焼室３内において、燃料と空気の混合ガスに点火するための点火装置１１とを備える鋲打機において、燃焼室３に向かう燃料の輸送領域６，７に、電気的に作動してアクティブ状態となる燃料気化装置８を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化ガスである場合を含む燃料を貯蔵するための燃料タンクと、
前記燃料タンクと弁を介して接続され、かつ鋲打ちプランジャ（４）を推進するピストン（１）を具備する燃焼室（３）と、
前記燃焼室（３）内において、燃料と空気の混合ガスに点火するための点火装置（１１）とを備える鋲打機において、
燃焼室（３）に向かう燃料の輸送領域（６，７）には、電気作動式の燃料気化装置（８）が設けられていることを特徴とする鋲打機。
【請求項２】
前記燃料気化装置（８）は、電気作動式の加熱素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の鋲打機。
【請求項３】
前記燃料気化装置（８）は、ＰＴＣ（正の温度係数）をもつ加熱素子を備えていることを特徴とする請求項２に記載の鋲打機。
【請求項４】
前記燃料気化装置（８）は、機械的振動を生起する手段、特に高周波発振器または超音波発振器を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項５】
燃料を計量する弁を備え、前記燃料気化装置（８）は、この弁から離間して、特にこの弁から熱的に隔離されて、配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項６】
前記燃料気化装置（８）は、燃料の流れに沿って前記弁と燃焼室との間に設置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項７】
前記燃料気化装置（８）は、燃焼室（３）の内部に設けられ、特に、燃料は、この燃料気化装置（８）に向かうように噴射されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項８】
燃料の流れは、前記燃料気化装置（８）を通過して進むようになっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項９】
前記燃料気化装置（８）は、この表面積を拡大するための処置、特にリブ立て、毛羽立て、および／または穿孔が施されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項１０】
前記燃料気化装置（８）を制御するコントローラ（９）、およびこのコントローラ（９）と接続された温度センサ（１１，１２）を備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項１１】
燃焼室（３）の温度を検知する第１の温度センサ（１１）、および外気の温度を検知する第２の温度センサ（１２）を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項１２】
前記燃料気化装置（８）は、操作手段、特にグリップスイッチおよび／または押しボタンスイッチを操作するとアクティブ状態になることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の鋲打機。
【請求項１３】
前記燃料気化装置（８）は、操作スイッチを操作することにより直接的にアクティブ状態になることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の鋲打機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋲打機（ネイルガン）、特に請求項１の前提部に記載の手動式鋲打機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、液化ガスと空気の混合ガスに点火するための燃焼室を備えた、液化ガスによって鋲打ちされる鋲打機を開示している。この鋲打機においては、混合ガスの点火を介して、鋲等を被鋲打ち材に打ち込むために、鋲打ちプランジャと連結されたピストンが駆動する。液化ガスを貯蔵する燃料タンクは、液化ガスを計量する弁に隣接している。液化ガスは、この弁および燃料送給管を経て、燃焼室へ送られる。
【０００３】
一般に、鋲打機においては、鋲打機を扱う作業員の人間工学的観点、および信頼性の高い駆動を確保する観点から、液化ガスが弁を経て計量された後、十分短い時間で気化するような構造が必要である。これは、特に、不利な低温の環境下、例えば冬季に戸外で使用する場合に当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４７１２３７９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、燃料の点火までに要する時間を最小限に止めた、燃料によって駆動される鋲打機を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、冒頭に述べた鋲打機に対し、請求項１に記載の特徴を付加することによって解決される。本発明によれば、燃料の気化および／または空気との混合が、不利な条件下にあっても迅速に行われるよう、電気作動式の燃料気化装置を介して、電気エネルギー源から燃料に対して、所定の大きさのエネルギーが制御されつつ与えられる。なお、燃焼室に向かう燃料の輸送領域には、燃焼室まで延びる燃料送給管、燃焼室内に進入している燃料送給管のノズル、および燃焼室自体も含まれる。
【０００７】
燃料気化装置を作動させるための電気エネルギー源は、燃料と空気の混合ガスに対する点火を含む複数の用途に使用することができる。この電気エネルギー源は、手動式の工具一般に当てはまることであるが、充電可能なアキュムレータ式のものであるのが好ましい。
【０００８】
前記燃料気化装置は、電気作動式の加熱素子を備えるのが好ましい。熱エネルギーは、燃料の気化を促進するため、このような電気作動式の加熱素子を介して、容易かつ直接的に供給される。
【０００９】
本発明の特に好ましい態様によれば、加熱素子は、ＰＴＣ（正の温度係数）をもつ。このような加熱素子は、温度の上昇につれて電気抵抗が増大する自己温度制御型であるため、燃料が予期しない発火をする危険性を伴う過熱は、抑えられる。ただし、このような加熱素子に代えて、従来のフィラメント式の加熱素子を用いることもできる。
【００１０】
上記の態様に代わる、またはこれを補足する態様として、燃料気化装置は、機械的振動を生起する手段を備えることもできる。このような手段は、高周波発振器または超音波発振器とするのが好ましい。こうすると、燃料の気化または混合を目的とする熱エネルギーの迅速な移行が実現する。例えば、燃料の迅速な気化または霧状化につながる燃料の小滴化を惹起させるため、燃料を霧状化させる領域において、最適な機械的振動または音波による振動を生じさせることが考えられる。燃料の気化または霧状化は、燃料気化装置の表面が振動すると、円滑に生起する。燃料気化装置を作動させると、燃料の霧状化および／または気化のためのエネルギーは、機械的振動を介して、熱の移行により、十分効果的に燃料に導入される。
【００１１】
加熱素子および機械的振動を生起させるための手段は、組み合わせて用いることもできる。
【００１２】
本発明の鋲打機は、燃料を計量する弁を備え、燃料気化装置は、この弁から離間して配置するのが好ましい。特に好ましくは、弁で計量される燃料の送給量が不正確になるのを防止するため、燃料気化装置を、この弁から熱的に隔離して設ける。さらに好ましくは、燃料が液相のまま計量され、その後気化するよう、燃料気化装置を、燃料が流れる前記弁と燃焼室との間に設置する。
【００１３】
本発明の一態様によれば、燃料気化装置は、燃焼室の内部に設けられる。この場合、一部霧状化している燃料にエネルギーが効果的に移行するよう、燃料は、燃料気化装置に向かうように噴射されるのが好ましい。このことによって、燃料気化装置は、小型化することができ、消費エネルギーを節減できる。
【００１４】
上記の態様に代わる、またはこれを補足する態様として、燃料は、燃料気化装置を通過するように進ませることができる。したがって、例えば、燃焼室までの燃料送給管を加熱装置で囲むようにしてもよい。また、燃料気化装置は、燃料の噴射領域（例えば、噴射の過程で通過する予備チャンバ）に設けることもできる。この場合、噴射管から射出される燃料は、最初に予備チャンバを通過する。ついで、噴射管の出口（例えばノズル）から射出されてすでに霧状化している燃料の流れに、機械的振動に係るエネルギーおよび／または熱エネルギーが導入される。
【００１５】
一般に、燃料気化装置には、この表面積を拡大するための処置、特にリブ立て、毛羽立て、および／または穿孔を施すのが好ましい。こうすると、エネルギーが、燃料気化装置から燃料へ効果的に導入される。
【００１６】
本発明の好ましい態様によれば、燃料気化装置は、電気作動式のコントローラによって制御される。この場合には、好ましくは、このコントローラに温度センサを接続して、外的状況を判断する。すなわち、外気の温度が高く、燃料の十分な気化と混合が現に行われているならば、電気作動式の燃料気化装置に、電気エネルギーを与えるべきではない。温度センサは、外気の温度および／または燃焼室の温度が非常に低い場合に、コントローラを介して燃料気化装置をアクティブ状態にするよう、必要な情報を提供する。
【００１７】
特に好ましいのは、燃焼室の温度を検知する第１の温度センサ、および外気の温度を検知する第２の温度センサを備えることである。この場合、外気の温度と燃焼室の温度がともに低い場合、燃料気化装置は最適な態様でアクティブ状態となる。連続的な稼働を通じて鋲打機の加熱が進行し、燃焼室が十分に暖まったら、電気エネルギーを節減するため、燃料気化装置を非アクティブ状態にする。燃料気化装置の出力は、外気の温度に従って制御しうるようになっているのが好ましい。
【００１８】
本発明の好ましい態様によれば、燃料気化装置は、操作手段、特にグリップスイッチおよび／または押しボタンスイッチを操作することにより、アクティブ状態にすることができる。ここで、グリップスイッチは、外気度等のパラメータに基づいて、必要に応じて、操作者が鋲打機を手に取ったとき短時間で燃料気化装置をアクティブ状態することができるものを意味している。また、押しボタンスイッチは、鋲打機の前方領域に設け、鋲打機が被鋲打ち材に押し付けられたときに機能するようにすることもできる。このような押しボタンスイッチは、鋲打機が予期しない作動をするのを防止する安全装置としてすでに用いられているもの利用することもできる。
【００１９】
本発明の他の好ましい態様によれば、燃料気化装置は、上記操作スイッチによって直接アクティブ状態になる。このように直接アクティブ状態にするときには、温度や作動状態のようなパラメータは考慮しない。このようなスイッチは、コスト節減の観点から、燃料気化装置をアクティブ状態にする唯一の手段として設けることもできる。コントローラを設けない簡単な構成の場合、燃料の点火は、例えばピエゾ素子を介して行うことができる。また、上記スイッチは、コントローラを補充する優先スイッチとすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る鋲打機の一部の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る鋲打機の一部の構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
上記以外の本発明の特徴および効果は、以下の例示的な実施形態および引用形式請求項の記載から明らかになるであろう。
【００２２】
以下では、本発明の好ましい複数の実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
図１に示す鋲打機においては、周知のように、ピストン１は、燃焼室３に連結されたシリンダ２内で直線的に移動する。ピストン１の推進方向側には、鋲打ちプランジャ４が固定されており、鋲その他の締着手段（図示せず）は、この鋲打ちプランジャ４を介して、被鋲打ち材に打ち込まれる。鋲打機は、周知の方法で鋲を送り出すマガジン、１つまたは複数の操作スイッチ、および燃料（特に液化ガス）を貯蔵する燃料タンク（これらの構成要素については、ここでは詳しい説明は行わない）を使用できるようになっている。
【００２４】
液化ガスは、燃料送給管５（燃料を計量する弁の下流側に位置する）を介して、燃焼室３に送り込まれる。その際燃料は、燃料室に向かう所定の方向に流れ込む。この実施形態においては、燃料の流れ６は、概ねシリンダ状の燃焼室３内において、一方の側から径方向に他方の側へ進む。この際、燃料の流れ６は、所定の態様で幅が拡がり、燃焼室３の対向する壁体上に位置する衝突領域７に到達する。衝突領域７が位置する燃焼室の壁体の外面には、電気的に作動してアクティブ状態となる燃料気化装置８（加熱素子の形態をとる）が設けられている。燃焼室３の壁体上に設けられている衝突領域７は、この領域に到達する燃料が熱エネルギーを得て、燃焼室３内において気化しうるよう、加熱素子８によって加熱される。燃料の流れ６は、燃料送給管５および燃焼室３の温度に左右されるが、衝突領域７に到達したときに、かなり激しく気化すると考えることができる。この際、燃料は、ガス状のものと小滴状のものとが混じり合う。
【００２５】
加熱素子８には、コントローラ９を介して、電気エネルギーが供給される。一方、コントローラ９は、アキュムレータ式の電気エネルギー貯蔵手段である電源１０に接続されている。電源１０は、通常、鋲打機のハウジング内（例えば、グリップ部、マガジン等）に設けられている。電源１０は、本発明に係る鋲打機における加熱素子８の操作を人間工学的な観点から捉えたときに、最小限の重量で最大のエネルギーを、できるだけ短時間の内に与えることができるよう、リチウムイオン電池とするのが好ましい。一方、図示していない変形例においては、電源は、リン酸鉄バッテリまたは、酸化イオウバッテリとされる。
【００２６】
コントローラ９は、２つの温度センサ１１，１２と接続している。第１の温度センサ１１は、鋲打機の温度を測定するため、燃焼室３の壁体、特にシリンダ２の壁体上に設けられている。温度センサ１１は、加熱素子８の温度に影響されないよう、加熱素子８から十分に離間されている。第１の温度センサ１１を設置する目的は、燃焼室３の平均的な加熱状態を検知するためである。そのために、加熱素子８から比較的離して、シリンダ２の壁体上に設置するのである。
【００２７】
第２の温度センサ１２は、外気の温度を、できるだけ他の構成要素によって影響されることなく測定するために、ハウジングの適当な位置に設置する。
【００２８】
加熱素子８の制御は、次の手順に従って行う。
【００２９】
まず、第１の温度センサ１１を介して測定された装置温度に応じて、加熱素子８をアクティブ状態にする必要があるか否かを判断する。次に、第２の温度センサ１２によって外気の温度を測定し、燃料タンク中の液化ガスの温度および燃料送給管の温度を推定し、これを基に、必要に応じて、加熱素子８の出力を調整する。一般に、外気の温度が低い場合には、加熱素子８の出力を高める。液化ガスを貯蔵する燃料タンクが交換可能なカートリッジ式でないことを条件として、第２のセンサ１２は、燃料タンクに直に設けることもできる。
【００３０】
図２に示す本発明の第２の実施形態においては、加熱素子８は、図１に示す前実施形態とは異なり、燃焼室３の壁体上ではなく、燃焼室３の内部空間に設けられている。この実施形態においては、加熱素子８用の電気ケーブルを、燃焼室３内に引き込む必要がある。加熱素子をこのように配置すると、燃焼室の壁体の温度勾配を考慮しなくてもよいため、加熱素子の出力調整を迅速に行う上では好ましい。
【００３１】
この実施形態においては、衝突領域７は、加熱素子８の表面に設けられる。加熱素子８は、衝突領域７の表面積を拡大するため、リブ立て、毛羽立て、穿孔等の処置を講ずることもできる。
【００３２】
燃焼室の内部に設けられる加熱素子８の出力の調整は、第１の実施形態に準ずる。
【００３３】
加熱素子８を電気的に作動させてアクティブ状態にする典型的な臨界温度は、概ね０℃である。この温度は、燃焼室の形態および使用される燃料に応じて、高くも低くもなる。本発明に係る加熱素子は、基本的には、温度が非常に低いとき（燃料の沸点に近い温度またはこれよりも低い温度のとき）に作動する。電気エネルギー源の容量を設計するに当たっては、鋲打機の使用目的との関連を考慮することができる。
【図１】
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【図２】
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