(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスにより作動可能な固定素子打ち込み装置であって、ガイドシリンダ（７）と、打ち込み方向側でガイドシリンダ（７）に接続するガイド部材（６）と、ガイドシリンダ（７）内で軸線方向に変位可能であると共に、シャフト（８２）と頭部（８１）とを有する推進ピストン（８）と、打ち込み方向に背向するガイドシリンダ（７）のストッパー（７３）と頭部（８１）の打ち込み方向側端面（８３）との間に配置すると共に、シャフト（８２）を包囲する弾性復帰素子（９）とを具え、軸線方向における復帰素子（９）の初期長さ（Ｌ）がストッパー（７３）から打ち込み方向側端面（８３）までの最大距離（Ａ）より小さく、ガイド部材（６）がガイドシリンダ（７）に対し、ばね素子（１０）の力に抗して打ち込み方向とは逆方向に所定距離（Ｓ）だけ変位可能であり、かつ、復帰機構と協働すると共に該復帰機構は推進ピストン（８）と協働する打ち込み装置において、弾性復帰素子（９）の初期長さ（Ｌ）を、ガイドシリンダ（７）のストッパー（７３）から頭部（８１）の端面（８３）までの最大距離（Ａ）から、ガイド部材（６）が変位可能な前記所定距離（Ｓ）を差し引いた長さ以上としたことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項２】
請求項１記載の打ち込み装置において、打ち込み方向に対して垂直な面内における復帰素子（９）の断面形状を、同一の面内でガイドシリンダ（７）と推進ピストン（８）のシャフト（８２）との間に形成されるスペースの断面形状に一致させたことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の打ち込み装置において、復帰素子（９）は多数の閉鎖セルで形成された閉鎖セル構造を有する成形部材により構成したことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項４】
請求項３記載の打ち込み装置において、成形部材のセル構造における各セルの直径を最大０．５ｍｍとしたことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の打ち込み装置において、成形部材が少なくとも１本の環状溝（９１）を有することを特徴とする打ち込み装置。
【請求項６】
請求項５記載の打ち込み装置において、環状溝（９１）を、成形部材の長手方向軸線に対して垂直に延在する面内に配置し、成形部材の長手方向軸線を含む面内における環状溝（９１）の断面形状をＶ字形状としたことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項７】
請求項３〜６の何れか一項に記載の打ち込み装置において、成形部材の少なくとも一方の端面に緩衝ディスク（９２）を配置したことを特徴とする打ち込み装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の打ち込み装置において、復帰素子（９）を複数の部材から形成したことを特徴とする打ち込み装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、高圧ガスにより作動可能な打ち込み装置に関する。特に、本発明は、ガイドシリンダと、打ち込み方向側でガイドシリンダに接続するガイド部材と、ガイドシリンダ内で軸線方向に変位可能であると共に、シャフトと頭部とを有する推進ピストンと、打ち込み方向に背向するガイドシリンダのストッパーと頭部の打ち込み方向側端面との間に配置すると共に、シャフトを包囲する弾性復帰素子とを具え、軸線方向における復帰素子の初期長さがストッパーから打ち込み方向側端面までの最大距離より小さく、ガイド部材がガイドシリンダに対し、ばね素子の力に抗して打ち込み方向とは逆方向に所定距離だけ変位可能であり、かつ、復帰機構と協働すると共に該復帰機構が推進ピストンと協働する打ち込み装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
現在、例えば、火薬力によって作動する打ち込み装置は、コンクリート、岩石、鋼材等の硬質基盤に釘状の固定素子を打ち込むために使用するものである。この種の打ち込み装置は、例えば、ヨーロッパ特許第０７９８０８４号明細書に開示されている。この打ち込み装置は、ハウジングと、ガイドシリンダと、ガイドシリンダに配置された軸線方向に変位可能な推進ピストンと、打ち込み方向側でガイドシリンダに接続するガイド部材と、復帰機構とを具え、該復帰機構はガイド部材及び推進ピストンと協働する。ガイド部材は、ハウジングとガイドシリンダとに対し、打ち込み方向とは逆方向にばねの力に抗して軸線方向でオフセット可能である。ガイドシリンダの内部には、推進ピストンのシャフトを包囲する中空円筒形状の弾性素子を配置し、この弾性素子は打ち込み工程の終了時に推進ピストンを捕捉して緩衝する。
【０００３】
推進ピストンは、ガイドシリンダ内で着火準備が完了した初期状態まで、２段階で復帰する。第１段階では、着火したカートリッジによって発生した推進ガスの一部が、多大な技術的労力を要して形成されたバイパスチャンネルを介してカートリッジ受座領域から、打ち込み方向側に位置するガイドシリンダの端部領域へ導出され、そこで打ち込み方向に向けて高速で移動する推進ピストンによって圧縮される。打ち込み工程後、推進ガスは再び膨張し、推進ピストンを初期位置の方向に後退変位させる。押圧工程の間における第２段階では、推進ピストンが着火準備の完了した初期位置まで最終的に復帰する。その際、ガイド部材は打ち込み装置のハウジングに対して軸線方向に変位する。ガイド部材と協働する復帰機構は、加圧結合によって推進ピストンのシャフトと協働すると共に、シャフトを初期位置まで変位させる。
【０００４】
上述した既知の打ち込み装置は、復帰の第１段階に不可欠なバイパスチャンネルの加工が複雑かつ労力を要する点で不利であり、このことは製造コストに望ましくない影響を及ぼす。さらに、推進ガスによって支えられた復帰運動の十分な機能は、全ての作動条件下で確実に保証されている訳ではない。
【０００５】
【発明の課題】
したがって、本発明の課題は、推進ピストンを初期位置まで確実に復帰変位させることができ、構造的に簡単で経済的に製造可能な打ち込み装置を提案することにある。
【０００６】
【課題の解決手段】
この課題を解決するため、本発明は、ガイドシリンダと、打ち込み方向側でガイドシリンダに接続するガイド部材と、ガイドシリンダ内で軸線方向に変位可能であると共に、シャフトと頭部とを有する推進ピストンと、打ち込み方向に背向するガイドシリンダのストッパーと頭部の打ち込み方向側端面との間に配置すると共に、シャフトを包囲する弾性復帰素子とを具え、軸線方向における復帰素子の初期長さがストッパーから打ち込み方向側端面までの最大距離より小さく、ガイド部材がガイドシリンダに対し、ばね素子の力に抗して打ち込み方向とは逆方向に所定距離だけ変位可能であり、かつ、復帰機構と協働すると共に該復帰機構が推進ピストンと協働する打ち込み装置において、弾性復帰素子の初期長さを、ガイドシリンダのストッパーから頭部の端面までの最大距離から、ガイド部材が変位可能な前記所定距離を差し引いた長さ以上としたことを特徴とする。
【０００７】
本発明による打ち込み装置において、第１段階では推進ピストンが弾性復帰素子を介して着火準備のできた初期位置の方向に復帰する。したがって、火薬によって生ずる推進ガスの全部を推進ピストンの加速に使用することができる。
【０００８】
ガイドシリンダ内に復帰素子の良好なガイド特性を実現するため、打ち込み方向に対して垂直な面内における復帰素子の断面形状は、同一面内におけるガイドシリンダと推進ピストンのシャフトとの間のスペースの断面形状に一致させるのが好適である。
【０００９】
復帰素子を初期長さの８０％以下に相当する圧縮量だけ圧縮可能とするため、復帰素子は多数の閉鎖セルで形成された閉鎖セル構造を具える成形部材から形成するのが有利である。このような成形部材を使用することにより、全長の短い極めてコンパクトな打ち込み装置を実現することが可能となる。圧縮負荷を受けると、先ず閉鎖セル構造における各セルの体積が減少し、次に材料自体が圧縮される。最大圧縮量は成形部材の密度に依存する。例えば、成形部材の密度は３５０〜６５０ｋｇ／ｍ3 とすると共に、各セル及び気孔の体積は初期長さにおける復帰素子の全体積の５１〜８０％に相当させる。
【００１０】
圧縮強度、変形性及び再利用可能性の理由により、成形素子をポリウレタン等の弾性プラスチックから形成するのが有利である。
【００１１】
本発明による成形部材のセル構造は、例えば、発泡成形法により製造することが可能である。セル構造における各セル及び気孔は、最大直径０．５ｍｍとするのが有利である。
【００１２】
軸線方向の圧縮に対して制御された変形性を実現するために、成形部材は少なくとも１本の環状溝を有する。環状溝の配置により断面積が減少すると共に、環状溝領域における成形部材の軸線方向強度が低下する。その結果、成形部材は初めに環状溝領域で軸線方向に圧縮される。
【００１３】
成形部材は、例えば、複数の環状溝を有する構成とすることが可能である。これらの環状溝は、成形部材の全長に亙って均等に配分され、または少なくとも一方の端部領域又は中央に集中的に配置される。環状溝の相互間隔、環状溝の深さ及び成形部材の長手方向における環状溝の延長部は、例えば、一定又は不定とすることができる。
【００１４】
製造技術上の理由から、環状溝を成形部材の長手方向軸線に対して垂直に延在する平面に配置するのが有利であり、成形部材の長手方向軸線を通過して延在する平面における環状溝の断面は、Ｖ字形状として形成される。
【００１５】
成形部材の端面は、大きな力学的負荷に曝される。特に、推進ピストンに対向する端面には高温が作用する。成形部材の適切な保護を確実とするために、成形部材の少なくとも一方の端面には緩衝ディスクを配置するのが有利である。
【００１６】
緩衝ディスクを成形部材に対し同軸的に配置する場合には、緩衝ディスクによる成形部材の保護が可能となる。成形部材の外径に適合した緩衝ディスクに対して成形部材を同軸とする調整が必要であり、これを実現するために、例えば、成形部材と緩衝ディスクとは互いに形状結合により嵌合するのが有利である。
【００１７】
例えば、成形部材をピストンガイド部材に対し同軸として調整することも可能であり、成形部材の両端面には各１枚の緩衝ディスクを配置し、該緩衝ディスクの外径はピストンガイド部材の内径に一致する。この場合でも、成形部材と緩衝ディスクとの形状結合による嵌合が必要である。耐摩耗性及び良好な緩衝特性を考慮して、緩衝ディスクを例えばゴム製とするのが好適である。
【００１８】
また、製造技術上の観点からは、復帰素子を複数の部材から形成するのが有利である。
【００１９】
【実施の形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００２０】
図１〜図３に示した火薬力作動型の打ち込み装置は、ハウジング１と、ハウジング１に対して一体的に結合したグリップ５と、ハウジング１及びグリップ５を貫通するガイドチャンネル２とを具える。ガイドチャンネル２は、一連のカートリッジを担持するフィードベルト（図示せず）をガイドするものである。ハウジング１とグリップ５の間の接合領域に、着火機構（図示せず）を起動させるための作動スイッチ４を配置する。打ち込み方向側に位置するハウジング１の端部領域からガイド部材６を突出させる。ガイド部材６は、これに接続するガイドシリンダ７と共にハウジング１に対して軸線方向に変位可能である。
【００２１】
ガイドシリンダ７は、打ち込み方向とは反対側に位置する後端領域にカートリッジ受座７１を具える。押圧工程に際し、ガイドシリンダ７全体がハウジング１に対し、ばね３のばね力に抗して打ち込み方向とは逆方向に押圧された位置（図２に示す）まで変位すると、各１個のカートリッジ（図示せず）が受座７１に装填される。
【００２２】
ガイドシリンダ７の内部スペースに、シャフト８２と、シャフト８２の後端部に接続する頭部８１とを有する推進ピストン８を配置する。頭部８１は、シャフト８２から半径方向に突出する。頭部８１の断面形状は、ガイドシリンダ７の内部スペースの内のり幅に一致する。シャフト８２は一定の直径を有する。推進ピストン８は、軸線方向で変位し得るようにガイドシリンダ７の内部スペースに配置される。ガイドシリンダ７の外周に配置した換気口７２は、ガイドシリンダ７の内部スペースを洗浄することに供する。ハウジング１は、半径方向で内側に突出する環状ストッパー１１を具える。打ち込み装置が図１に示した非押圧状態にある場合、環状ストッパー１１にはガイド部材６と協働するばね素子１０が支持すると共に、ガイドシリンダ７の打ち込み方向側端面が接続する。
【００２３】
ガイドシリンダ７の停止面７３と推進ピストン８の打ち込み方向側端面８３との間には、弾性を有する復帰素子９を配置する。復帰素子９は、打ち込み工程の完了後に、推進ピストン８を図３に示す最終位置から図１に示す停止位置まで後退させるものである。特に図１に示すように、復帰素子９は初期長さＬを有すると共に複数の環状部分から構成される。各環状部分は、復帰素子９全体として大きな変形性を与える環状溝９１を具える。推進ピストン８の前端面８３と弾性復帰素子９との間に、復帰素子９と協働する緩衝ディスク９２を配置する。緩衝ディスク９２は、例えばゴム製とする。
【００２４】
押圧工程において、ガイド部材６は、ばね素子１０としての圧縮ばねを軸線方向に圧縮する。打ち込み方向とは反対側に位置するガイド部材６の端部領域は、複数のボール６２と半径方向に拡開可能な１個の弾性ばねリング６１とを有する復帰機構を具える。ばねリング６１はボール６２に作用する内周輪郭６４を有し、その内周輪郭６４は打ち込み方向とは逆向きに拡大するテーパ形状とされている。この復帰機構により、ガイド部材６が押圧工程において打ち込み方向とは逆方向に変位する際に、ガイド部材６と推進ピストン８のシャフト８２との間に摩擦結合が生ずる。ガイド部材６の半径方向に延在する凹所６５にボール６２を受ける。その際、各凹所６５の軸線方向延長部はボール６２の直径を超える。凹所６５は、スリーブ形状のカバー６３によって閉鎖され、前記カバーはねじ結合によってガイド部材６と結合する。
【００２５】
以下、本発明による打ち込み装置の打ち込み工程について説明する。
【００２６】
打ち込み装置が未だ基盤（図示せず）に対して押圧されていない場合、打ち込み工程開始時に打ち込み装置は図１に示す停止位置にある。この停止位置において、頭部８１の前端面８３は弾性復帰素子９の後端に接続する。側方でガイドシリンダ７に通ずる換気口７２が推進ピストン８の頭部８１によってカバーされないため、ガイドシリンダ７の内部スペースを換気及び冷却することが可能である。
【００２７】
図２に示すように、固定素子Ｂは打ち込み工程に先立って、打ち込み方向側に位置するガイド部材６の前端領域まで変位する。次に、打ち込み装置全体が基盤Ｕに対して押圧されることによって、打ち込み装置は図２に示す押圧位置まで移動する。その際、ガイド部材６が距離Ｓだけ変位すると共にガイドシリンダ７はハウジング１に対して打ち込み方向とは逆方向に変位する。ガイド部材６と協働するばね素子１０が軸線方向に圧縮されると共に、推進ピストン８は復帰機構を介して打ち込み方向とは逆方向に着火準備の完了した初期位置まで変位する。その初期位置において、頭部８１はカートリッジ受座７１の領域で打ち込み方向に位置するガイドシリンダ７の前端領域に接続する。推進ピストン８の前端面８３は、ガイドシリンダ７の停止面７３から距離Ａだけ離間して配置される。ガイド部材６に配置した復帰機構により、推進ピストン８は打ち込み方向とは逆方向に連行され、復帰機構は摩擦結合によって推進ピストン８のシャフト８２と協働する。
【００２８】
図２に示す押圧状態では、押圧機構（図示せず）が着火のための着火メカニズム（図示せず）を起動している限り、カートリッジ（図示せず）に着火することができる。着火工程の後、推進ピストン８は打ち込み方向に向けて極めて迅速に加速される。したがって、ガイド部材６内にセットされているボルト形状の固定素子Ｂは、推進ピストン８によって捕捉されて基盤Ｕに打ち込まれる。
【００２９】
推進ピストン８が打ち込み方向に向けて加速される間、弾性復帰素子９は推進ピストン８の頭部８１によって軸線方向に圧縮される。固定素子Ｂを基盤Ｕに打ち込んだ後、打ち込み装置を基盤Ｕから持ち上げる際に、図１に示すように、ガイド部材６がばね素子１０によりガイドシリンダ７に対して打ち込み方向に変位すると共に、推進ピストン８は弾性復帰素子９から打ち込み方向とは逆方向に停止位置まで変位する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による打ち込み装置を部分的に破断して示す縦断面図であり、打ち込み装置は非押圧状態にあり、推進ピストンはガイドシリンダに対して中間位置を占めている。
【図２】 図１に示した打ち込み装置を押圧状態で示す縦断面図であり、推進ピストンは着火準備を完了した初期位置を占めている。
【図３】 図１に示した打ち込み装置を押圧状態で示す縦断面図であり、推進ピストンは着火した最終位置を占めている。
【符号の説明】
１  ハウジング
２  ガイドチャンネル
３  ばね
４  作動スイッチ
５  グリップ
６  ガイド部材
７  ガイドシリンダ
８  推進ピストン
９  復帰素子
１０  ばね素子
１１  環状ストッパー
６１  弾性リング
６２  ボール
６３  カバー
６４  内周輪郭
６５  凹所
７１  カートリッジ受座
７２  換気口
７３  停止面
８１  頭部
８２  シャフト
８３  端面
９１  環状溝
９２  緩衝ディスク
【図１】
0004237313.tif 000002
【図２】
0004237313.tif 000003
【図３】
0004237313.tif 000004