JP5125311B2 - 燃焼式打込機 - Google Patents

Description

本発明は、可燃ガスと空気との混合気を着火燃焼させることによってピストンを駆動する動力を発生させ、該ピストンによって釘等の締結具を打ち込むための燃焼式釘打機に関するものである。

木材等の被締結材に釘等の締結具を打ち込む携帯型の燃焼式打込機が知られているが、斯かる燃焼式打込機は、ハウジングの開口部を塞ぐシリンダヘッドにヘッドカバーを被着し、該ヘッドカバーに複数の吸気口を形成し、前記ハウジング内に移動可能に配されたチャンバとハウジング下部に設けられたプッシュレバーとを連結するとともに、前記チャンバをガイドするシリンダをハウジング内に固設し、該シリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンと前記シリンダヘッド及びチャンバによって画成される燃焼室内にファンを設け、該ファンを回転駆動するモータを前記シリンダヘッドに保持されたモータマウント内に収容して構成されている。

前記ハウジング内にはガスボンベが収納されており、ガスボンベには、シリンダヘッドに形成された噴射通路を経て燃焼室内に可燃ガスとして噴射される液化ガスが充填されている。又、ハウジングの端部にはマガジンが装着されており、その内部には釘等の締着具が収容されている。

而して、プッシュレバーを工作物に押し付けると、燃焼室が画成された状態でガスボンベから液化ガスが燃焼室内に噴射され、燃焼室内ではモータによって回転駆動されるファンによって空気と可燃ガスが撹拌混合され、この状態でトリガスイッチがＯＮされると、点火プラグによる点火によって燃焼室内で混合気が着火燃焼せしめられ、そのとき燃焼室内に発生する高圧によってピストンが駆動され、該ピストンに連結されたドライバブレードによって釘等の締結具が木材等の工作物に打ち込まれる。

混合気が爆発燃焼した後、所定の時間が経過するまではチャンバがシリンダヘッドに当接した状態が維持され、燃焼ガスが排気された後の排気逆止弁の閉鎖によって燃焼室が密閉されるとともに、温度低下に伴う燃焼室内の圧力低下によって燃焼室側で熱真空が得られ、ピストンの上下面の圧力差によってピストンが上昇して元の位置に復帰する。

尚、モータによって燃焼室内で回転駆動されるファンは、可燃ガスと空気の混合を促進して燃焼室内での混合気の効率的な燃焼と、燃焼ガスの排出を含めた掃気の促進及び燃焼反応に必要な空気を取り込む吸気の促進を促す。

ところで、特許文献１には、モータマウントの外周に冷却フィンを設ける構成が開示されている。
特開２００５−３２９５３３号公報

ところで、従来の燃焼式打込機においては、燃焼室の外壁を構成するシリンダヘッドにモータが設置されており、燃焼室内における混合気の燃焼熱がシリンダヘッドを経てモータに伝わるために該モータが高温となり、モータの特性に悪影響を及ぼすという問題があった。

特許文献１に開示された構成では、吸気口から吸込まれた空気はファンの回転によって下方向に流れるため、冷却フィンは空気の流れに沿っておらず、冷却フィンによるモータの冷却効率が悪いという問題がある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、モータを効率的に冷却して該モータの特性を安定化させることができる燃焼式打込機を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、ハウジングの一端に設けられたシリンダヘッドと、該シリンダヘッドを覆い空気を吸込むための吸気口が形成されたヘッドカバーと、前記吸気口から吸入された空気を燃焼室内に取り込むためのファンが取り付けられたモータと、該モータを前記シリンダヘッドに保持するためのモータマウントとを備えた燃焼式打込機において、前記吸気口から前記燃焼室に吸入された空気の流路上に前記モータマウントを配置するとともに、前記モータマウントに第１の冷却フィンを前記流路上の空気の流れ方向に沿って形成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記シリンダヘッドに、前記ヘッドカバー側に向かって突出した第２の冷却フィンを形成したことを特徴とする。

また、本発明は、前記モータマウントは、その一部が前記シリンダヘッドから前記ヘッドカバー側に突出しており、該突出部分に前記モータの軸方向に延びた前記第１の冷却フィンが設けられていることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記モータマウントの前記第１の冷却フィンは複数設けられ、該複数の第１の冷却フィン間の空間内を前記吸気口から吸入された空気が通過することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記シリンダヘッドの前記第２の冷却フィンは複数設けられ、該複数の第２の冷却フィン間の空間内を前記吸気口から吸入され前記シリンダヘッドに衝突した空気が通過することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記複数の第２の冷却フィン間の空間は、前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室と連通する開口部に向かって延びていることを特徴とする。

また、本発明は、前記シリンダヘッドカバーの吸気口は、前記モータマウントの上方に位置するとともに、前記第１の冷却フィンは前記モータの軸方向に延びていることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記ヘッドカバーの吸気口の開口領域は、前記モータマウント外周より大きいことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ヘッドカバーに形成された吸気口から燃焼室に吸入される空気をモータに直接当てて該モータを効率良く冷却することができるとともに、モータを収容するモータマウントの冷却面積が第１の冷却フィンによって増大するため、該モータマウントに伝わる燃焼熱を第１の冷却フィンに沿って流れる空気によって効率良く放熱することができ、モータへの伝熱量を抑えてモータの温度上昇を抑制し、該モータへの熱的悪影響を排除してモータの特性を安定化させることができる。

又、第１の冷却フィンを空気の流れ方向に沿って形成したため、該第１の冷却フィンが空気の流れの抵抗となることがなく、空気の流速を低下させることなく、該空気によってモータマウントを効率良く冷却することができる。

請求項２記載の発明によれば、モータマウントを保持するシリンダヘッドに形成された第２の冷却フィンによってシリンダヘッドの冷却面積が増大し、又、第２の冷却フィンを空気の流れ方向に沿って形成したために該第２の冷却フィンが空気の流れの抵抗となることがない。従って、空気の流速を低下させることなく、該空気によってシリンダヘッドを効率良く冷却してモータへの伝熱量を更に抑えることができ、モータの温度上昇を抑制して該モータへの熱的悪影響を排除し、モータの特性を安定化させることができる。

また、本発明によれば、シリンダヘッドから突出したモータマウントの一部に第１の冷却フィンを設けたため、吸気口から吸入された空気が第１の冷却フィンに直接当たり、モータマウントの冷却面積が増大してモータの温度上昇が低く抑えられる。

請求項３記載の発明によれば、複数の第１の冷却フィン間の空間に沿って空気が流れるため、冷却面積が増大し、モータの温度上昇を効果的に抑えることができる。

請求項４記載の発明によれば、モータマウントの第１の冷却フィンに加え、シリンダヘッドに設けられた第２の冷却フィン間の空間に沿って空気が流れるため、冷却面積が更に増大し、モータの温度上昇を効果的に抑えることができる。

請求項５記載の発明によれば、吸気口から吸入されシリンダヘッドに衝突した空気が第２の冷却フィン間の空間に沿って流れるように第２の冷却フィンを形成したため、空気がスムーズに流れてモータの冷却効率が高められる。

また、本発明によれば、モータマウントの上方に吸気口を設けたため、吸気口から吸入された空気がモータマウントの第１の冷却フィンに沿ってスムーズに流れる。

請求項６記載の発明によれば、吸気口の開口領域がモータマウントの外径よりも大きいため、モータマウント外周の全域を空気が通過し、この空気によってモータを効率良く冷却してその温度上昇を効果的に抑えることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係る燃焼式打込機の一形態としての燃焼式釘打機の破断側面図、図２は同燃焼式釘打機要部の側断面図、図３は同燃焼式釘打機のシリンダヘッドの平面図、図４は同燃焼式釘打機のヘッドカバーの吸気口からシリンダヘッドの吸気口に向かう空気の流れを示すシリンダヘッドとヘッドカバーの分解斜視図である。

本実施の形態に係る燃焼式釘打機１は、図１に示すように、本体を構成するハウジング２を有し、このハウジング２は、主ハウジング部２Ａと、該主ハウジング部２Ａの長手方向（図１の上下方向）に沿って主ハウジング部２Ａの側部に並設されたボンベ室部２Ｂとで構成されている。

上記ハウジング２のボンベ室部２Ｂには、可燃ガスを充填したガスボンベ３が着脱可能に収容されており、ガスボンベ３の上方には計量バルブ４が設けられている。そして、ボンベ室部２Ｂからはハンドル５が一体に延設されており、ハンドル５にはトリガ６と該トリガ５の引き操作によってＯＮするトリガスイッチ７が設けられるとともに、電池８が着脱可能に装着されている。

又、ハウジング２の下端部には、不図示の釘を装填したマガジン９と、該マガジン９に装填された釘を給送案内するためのノーズ１０と、該ノーズ１０の釘セット位置に対応して上下動可能に支持されたプッシュレバー１１が設けられている。このプッシュレバー１１は、ハウジング２の主ハウジング部２Ａ内の上部に上下動可能に配された円筒状のチャンバ１２に固定された不図示の連結部材に連設されている。ここで、プッシュレバー１１の先端が木材等の不図示の工作物に押し付けられてハウジング２全体を工作物方向（図１の下方）に押圧したとき、該プッシュレバー１１の上部が主ハウジング部２Ａ内に後退し得るよう構成されている。

他方、ハウジング２の主ハウジング部２Ａの上端には、該主ハウジング部２Ａの上端開口部を塞ぐためのシリンダヘッド１４が固着されており、該シリンダヘッド１４の上部にはヘッドカバー１５が被着されている。そして、ヘッドカバー１５には、図２及び図４に示すように、複数の吸気口１６が形成されている。

上記シリンダヘッド１４の中心部には、モータ１７を収容保持するモータマウント１８が弾性体１９によって弾性支持されており、モータ１７から垂直下方へ延びる出力軸（モータ軸）１７ａの下端にはファン２０が結着されている。又、図３及び図４に示すように、シリンダヘッド１４の前記モータマウント１８の周囲には複数の吸気口２１が形成されている。ここで、前記吸気口１６の開口領域は、モータマウント１８の外周よりも大きく設定されている。尚、シリンダヘッド１４には、前記トリガスイッチ７がＯＮすることによって点火動作する不図示の点火プラグが取り付けられている。

又、図２に詳細に示すように、シリンダヘッド１４のボンベ室部２Ｂ側には燃料通路２２が形成されており、この燃料通路２２の一端は、シリンダヘッド１４の下端面に噴射口２２ａとして開口しており、同燃料通路２２の他端は、前記ガスボンベ３に接続されている。

ところで、前記チャンバ１２は、ハウジング２の主ハウジング部２Ａの長手方向（図１の上下方向））に移動可能で、シリンダヘッド１４の下端面に選択的に当接するが、このチャンバ１２の下端面には前記連結部材１３が固定されてプッシュレバー１１に連設されているため、プッシュレバー１１の移動に伴ってチャンバ１２も移動する。そして、ハウジング２の主ハウジング部２Ａには、チャンバ１２の内周面に摺動可能に嵌合してチャンバ１２の移動を案内するシリンダ２３が固定されており、このシリンダ２３の下端面と連結部材１３との間には不図示の圧縮コイルスプリングが縮装され、この圧縮コイルスプリングによってチャンバ１２が図１の下方に付勢されている。

上記シリンダ２３の下部近傍には、主ハウジング部２Ａに形成された不図示の排気口に連通可能な複数の排気孔２４が形成されている。そして、シリンダ２３内の底部にはバンパ２５が設けられている。

又、シリンダ２３内には、ピストン２６が図１の上下方向に摺動可能に嵌挿されており、チャンバ１２の上端がシリンダヘッド１４に当接したとき、シリンダヘッド１４、チャンバ１２、シリンダ２３のシリンダヘッド側端部及びピストン２６によって燃焼室２７が画成される。そして、ピストン２６からはドライバブレード２８が鉛直下方に向かって延設されている。

而して、図１に示す状態においてハンドル５を把持してプッシュレバー１１の先端を不図示の工作物に押し付けると、プッシュレバー１１が不図示の圧縮コイルスプリングの付勢力に抗して上昇し、該プッシュレバー１１に連設されたチャンバ１２も上昇してシリンダヘッド１４の下面に密着するため、外気と遮断された燃焼室２７が形成される。

プッシュレバー１１の動作と連動してガスボンベ３が押圧されると、ガスボンベ３に収容された液化ガスが計量バルブ４及び燃料通路２２を通って噴射口２２ａから燃焼室２７へと噴射され、チャンバ１２が上死点に達するとモータ１７が起動されてファン２０が燃焼室２７内で回転する。ファン２０が燃焼室２７内で回転することによって、該燃焼室２７内に噴射された液化ガスが空気と混合撹拌されて混合気が形成される。

プッシュレバー１１の工作物への押し付け動作に続いてトリガ６を引いてトリガスイッチ７をＯＮすると、不図示の点火回路によって不図示の点火プラグにスパークが発生し、燃焼室２７内の混合気が着火燃焼せしめられる。そして、燃焼室２７内での混合気の燃焼によって膨張した高温高圧の燃焼ガスはピストン２６をシリンダ２３に沿って下方へと押し下げ、このピストン２６と一体に下動するドライバブレード２８によって釘が工作物に打ち込まれる。

上述のように釘が工作物に打ち込まれると、ピストン２６はバンパ２５に衝突して衝撃が緩和されるとともに、燃焼ガスが複数の排気孔２４からシリンダ２３外へと排出される。ここで、排気孔２４には不図示の逆止弁が設けられており、燃焼ガスがシリンダ２３外へ排出されてシリンダ２３及び燃焼室２７内が大気圧になった時点で逆止弁が閉じられる。

そして、燃焼室２７内に残留する高温の燃焼ガスが急冷されて燃焼室２７内の圧力が低下して大気圧以下に下がると（熱真空）、ピストン２６とドライバブレード２８は初期の上死点位置へと引き戻される。

その後、トリガ６の引き操作を開放してトリガスイッチ７をＯＦＦし、当該燃焼式釘打機１を持ち上げてプッシュレバー１１を工作物から離すと、プッシュレバー１１とチャンバ１２が不図示の圧縮コイルスプリングの付勢力によって下方へ移動して図１に示す元の初期位置に復帰する。このとき、ファン２０は、所定時間だけ回転し続ける。

又、チャンバ１２が下動して元の初期位置に復帰すると、燃焼室２７の密閉状態が開放され、この状態でファン２０が回転することによって燃焼室２７内に流れが発生し、この流れによって図４に示すようにヘッドカバー１５とシリンダヘッド１４にそれぞれ形成された吸気口１６，２１を通って大気中の空気が燃焼室２７内に吸引され、この空気によって燃焼室２７内に残留する燃焼ガスが排出されるとともに、モータ１７とモータマウント１８及びシリンダヘッド１４が冷却され、その後、ファン２０の回転が停止される。

而して、本実施の形態は、図２〜図４に示すように、ヘッドカバー１５に形成された吸気口１６から燃焼室２７に吸入される空気の流路上にモータ１７を配置するとともに、モータマウント１８のシリンダヘッド１４からヘッドカバー１５側（上方）に向かって突出する外周に冷却フィン１８ａを空気の流れ方向（上下方向）に沿って周方向に複数一体に形成したことを特徴とする。又、シリンダヘッド１４の外壁のモータマウント１８の周囲に複数の冷却フィン１４ａを空気の流れ方向に沿って一体に形成したこと特徴としている。

従って、本実施の形態に係る燃焼式釘打機１によれば、ヘッドカバー１５に形成された吸気口１６から燃焼室２７に吸入される空気をモータ１７に直接当てて該モータ１７を効率良く冷却することができるとともに、モータ１７を収容するモータマウント１８の冷却面積が冷却フィン１８ａによって増大するため、該モータマウント１８に伝わる燃焼熱を冷却フィン１８ａに沿って流れる空気によって効率良く放熱することができ、モータ１７への伝熱量を抑えてモータ１７の温度上昇を抑制し、該モータ１７への熱的悪影響を排除してモータ１７の特性を安定化させることができる。

又、モータマウント１８に冷却フィン１８ａを空気の流れ方向に沿って形成したため、該冷却フィン１８ａが空気の流れの抵抗となることがなく、空気の流速を低下させることなく、該空気によってモータマウント１８を効率良く冷却することができる。

更に、本実施の形態では、シリンダヘッド１４の外壁にも複数の冷却フィン１４ａを形成したため、これらの冷却フィン１４ａによってシリンダヘッド１４の冷却面積が増大し、又、冷却フィン１４ａを空気の流れ方向に沿って形成したため、該冷却フィン１４ａが空気の流れの抵抗となることがない。従って、空気の流速を低下させることなく、該空気によってシリンダヘッド１４を効率良く冷却してモータ１７への伝熱量を更に抑えることができ、モータ１７の温度上昇を抑制して該モータ１７への熱的悪影響を排除し、モータ１７の特性を安定化させることができる。

又、本実施の形態では、ヘッドカバー１５の吸気口１６の開口領域をモータマウント１８の外径よりも大きく設定したため、モータマウント１８外周の全域を空気が通過し、この空気によってモータ１７を効率良く冷却してその温度上昇を効果的に抑えることができる。

尚、以上は本発明を特に燃焼式釘打機に対して適用した形態について説明したが、本発明は、ピン、ステープル等の釘以外の締結具を打ち込むための他の任意の燃焼式打込機に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

本発明に係る燃焼式釘打機の破断側面図である。 本発明に係る燃焼式釘打機要部の側断面図である。 本発明に係る燃焼式釘打機のシリンダヘッドの平面図である。 本発明に係る燃焼式釘打機のヘッドカバーの吸気口からシリンダヘッドの吸気口に向かう空気の流れを示すシリンダヘッドとヘッドカバーの分解斜視図である。

符号の説明

１ 燃焼式釘打機（燃焼式打込機）
２ ハウジング
２Ａ ハウジングの主ハウジング部
２Ｂ ハウジングのボンベ室部
３ ガスボンベ
４ 計量バルブ
５ ハンドル
６ トリガ
７ トリガスイッチ
８ 電池
９ マガジン
１０ ノーズ
１１ プッシュレバー
１２ チャンバ
１４ シリンダヘッド
１４ａ シリンダヘッドの冷却フィン（第２の冷却フィン）
１５ ヘッドカバー
１６ ヘッドカバーの吸気口
１７ モータ
１７ａ モータの出力軸（モータ軸）
１８ モータマウント
１８ａ モータマウントの冷却フィン（第１の冷却フィン）
１９ 弾性体
２０ ファン
２１ シリンダヘッドの吸気口
２２ 燃料通路
２２ａ 燃料通路の噴射口
２３ シリンダ
２４ 排気孔
２５ バンパ
２６ ピストン
２７ 燃焼室
２８ ドライバブレード

Claims (6)

1. ハウジングの一端に設けられたシリンダヘッドと、
   該シリンダヘッドを覆い空気を吸込むための吸気口が形成されたヘッドカバーと、
   前記吸気口から吸入された空気を燃焼室内に取り込むためのファンが取り付けられたモータと、
   該モータを前記シリンダヘッドに保持するためのモータマウントとを備えた燃焼式打込機において、
   前記シリンダヘッドカバーの吸気口は、前記モータマウントの上方に位置し、前記シリンダヘッドの吸気口は、前記モータマウントの周囲に形成され、前記吸気口から前記燃焼室に吸入された空気の流路上に前記モータマウントを配置するとともに、
   前記モータマウントは、その一部が前記シリンダヘッドから前記ヘッドカバー側に突出しており、該突出部分に前記モータの軸方向に延びた前記第１の冷却フィンが前記流路上の上方から下方への空気の流れ方向に沿うように形成されていることを特徴とする燃焼式打込機。
2. 前記シリンダヘッドに、前記ヘッドカバー側に向かって突出した第２の冷却フィンを形成したことを特徴とする請求項１に記載の燃焼式打込機。
3. 前記モータマウントの前記第１の冷却フィンは複数設けられ、該複数の第１の冷却フィン間の空間内を前記吸気口から吸入された空気が通過することを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼式打込機。
4. 前記シリンダヘッドの前記第２の冷却フィンは複数設けられ、該複数の第２の冷却フィン間の空間内を前記吸気口から吸入され前記シリンダヘッドに衝突した空気が通過することを特徴とする請求項２に記載の燃焼式打込機。
5. 前記複数の第２の冷却フィン間の空間は、前記シリンダヘッドに設けられ、前記燃焼室と連通する開口部に向かって延びていることを特徴とする請求項２に記載の燃焼式打込機。
6. 前記ヘッドカバーの吸気口の開口領域は、前記モータマウント外周より大きいことを特徴とする請求項５記載の燃焼式打込機。

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