JP2007237328A - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼室枠の下端シール部とシリンダの上端部とのシール効果または燃焼室枠の上端シール部とチャンバーヘッドとのシール効果を向上させた燃焼式動力工具を提供することにある。
【解決手段】燃焼室６内に噴射される可燃性ガスと空気との混合気を燃焼室６内の点火プラグ２６のスパークによって燃焼させることによりシリンダ２内のピストン３を駆動し、ドライバブレード１６により締結具１５を打撃する燃焼式動力工具において、チャンバーヘッド５の周縁当接部５ａまたはシリンダ２の周縁当接部２ａには、周縁部に沿って溝１１、１２を形成し、該溝１１、１２内に弾性材料から成るＯリング９、１０を配設し、かつ溝１１、１２内においてＯリング９、１０の内周部９ｄ、１０ｄ側に位置し、Ｏリング９、１０を外周部９ａ、１０ａ側方向に押圧するテンション部材１９を配設する。
【選択図】図４

Description

本発明は、燃焼式動力工具に関し、特に、ガスボンベに封入された液化ガスを燃焼室内に噴射させ、空気と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、鋲、ステープル等の締結具を打込むための燃焼式動力工具に関する。

従来の釘打機等の燃焼式動力工具の部分拡大図を図７に示す。従来における可搬型の燃焼式動力工具５０は、本体を包囲するハウジング７と、ハウジング７内に固定された円筒状のシリンダ２と、該シリンダ２内に案内されてシリンダ２円周内において上端部から下端部に上下動摺動可能なピストン３と、ピストン３の下面３ｂ側に固定され、該ピストン３のシリンダ２内の下方動作により釘等の締結具を被加工物へ打撃するドライバブレード１６と、シリンダ２の上端部から離間されて該上端部の上方を覆うようにハウジング７内に固定されたチャンバーヘッド５と、ハウジング２内に設けられ、シリンダ２の外周に案内されて上下に摺動する燃焼室枠４であって、該燃焼室枠４の上方動作によってチャンバーヘッド５に当接し、燃焼室枠４、チャンバーヘッド５およびピストン３の上面３ａによって画成される燃焼室６を形成する燃焼室枠４と、ハウジング７内に形成され、ガスボンベ２２を装着するためのボンベ室２５と、チャンバーヘッド５に設けられ、ガスボンベ２２の可燃性ガスをガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａより燃焼室６へ噴射させるガス噴射口２３と、燃焼室６内に設けられたファン２１と、燃焼室６へガス噴射口２１より噴射された可燃性ガスと空気とを混合した混合気に着火させる点火プラグ２６と、ハウジング７のハンドルに装着されたトリガスイッチ（図示なし）とを具備する。

図示されていないが、シリンダ２の下端部からはプッシュレバーが突出している。このプッシュレバー（コンタクトレバー）を被加工物に接触させ、本体を被加工物に押し付けると、燃焼室枠４は、プッシュレバーの上方移動に連動して上方へ押し上げられてチャンバーヘッド５に当接し、外気から密閉された燃焼室６を画成する。図７に示された燃焼室６の上部を画成する燃焼室枠４とチャンバーヘッド５との接触部はゴムのＯリング９によって外気から密閉され、一方、燃焼室６の下部を画成する燃焼室枠４とシリンダ２の接触部はゴムのＯリング１０によって外気から密閉される。ゴムのＯリング９および１０によって密閉された燃焼室６が形成されると、ガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａより燃焼室６に可燃性ガスを噴射し、その可燃性ガスはファン２１によって空気と撹拌され、混合気となる。この状態で、点火制御装置（図示なし）の動作に基づいて燃焼室６内の点火プラグ２６にスパークを発生させ、燃焼室６内の混合気を爆発燃焼させることによって、釘などの締結具を打込むための駆動力を発生させている。この従来の燃焼式動力工具５０は、圧縮空気を駆動源とする従来の圧縮空気式打込み工具に比べ、コンプレッサが不要で建築現場などへの運搬が容易となり、また二次電池などの内蔵電力源の使用により他の商用電源などの電源環境が不要となるので、可搬型打込み工具として操作性の点で有利である。このような燃焼式動力工具は、例えば、下記の特許文献１に開示されている。

特公平７−３６９８５号公報（対応米国特許第５１９７６４６号公報）

上述したような従来の燃焼式動力工具において、ピストン３が上死点にあるとき、燃焼室枠４の上端シール部４ａ（図７の丸印Ａの部分）および燃焼室枠４の下端シール部４ｂ（図７の丸印Ｂの部分）によって、燃焼室６を外気から遮断または密閉する効果は、次の２点にある。
（１）燃焼室６を外気から密閉することにより、燃焼時に発生する燃焼エネルギ（膨張エネルギ）をピストン３の釘打撃に有効に利用する。
（２）燃焼室６を外気から密閉することにより、燃焼終了後の放熱および冷却で燃焼室６内が負圧になり、下死点まで移動したピストンを初期位置（上死点）まで引き戻すことが可能となる。

然るに、本発明者は、燃焼室枠４の上端シール部４ａおよびチャンバーヘッド５間のＯリング９（シール構成部Ａ）によるシール効果と、下端シール部４ｂおよびシリンダ２の上端部２ａ間のＯリング１０（シール構成部Ｂ）によるシール効果とについて検討したところ、図７に示したようなＯリングによるシール構成部に問題点があることを見出した。以下、燃焼室枠４の下端シール部４ｂとシリンダ２との間のＯリング１０によるシール構成部Ｂを例にとって図８、図９および図１０を参照してその問題点について説明する。

図８は、図７に示した燃焼室枠４の下端シール部４ｂの構成部Ｂを拡大した拡大断面図である。図８に示すように、上記（１）の燃焼時の状態では、燃焼時の燃焼室内圧力が例えば約６ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であり、燃焼圧力によりゴム材料のＯリング１０が押し下げられ、Ｏリング１０の下部１０ｃとシリンダ２の溝１２の下面部１２ｂとがシールされると同時に、Ｏリング１０の外周部１０ａと燃焼室枠４の下端シール部４ｂとがシールされる。このとき燃焼圧力が高いため、Ｏリング１０は燃焼ガスにより押圧され、シール効果がより完全となり、燃焼室６のシール部から燃焼ガスが漏れることはない。

一方、上記（２）の燃焼終了時の状態では、理想的にはＯリング１０の外周部１０ａと燃焼室枠４の下端シール部４ｂ間のシール、およびＯリング１０の上部１０ｂとシリンダ２の溝１２の上面部１２ａ間のシールをより完全にしなければならない。しかしながら、外気圧力１ｋｇｆ／ｃｍ^２に対して燃焼室６内圧力は０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であり、圧力差は約０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２と低いため、Ｏリング１０に対する押圧が不十分となりシールの不完全部分が発生しやすいことが分かった。

図９および図１０（図９のＣ−Ｃ線の断面図）は、Ｏリング１０の外周部１０ａと燃焼室枠４の下端シール部４ｂとのシール構造が不完全な状態を示したものである。図９および図１０に示すように、Ｏリング１０の外周部１０ａと燃焼室枠４の下端シール部４ｂとのシール部において隙間１７が発生し、シール不完全構造となる。シール不完全範囲（隙間１７）が存在すると、比較的高い外気圧力がシール不完全範囲１７から燃焼室６内に侵入するので、ピストン３を所定の初期位置（上死点）まで戻すための充分な圧力差が得られないことになる。

従って、Ｏリング１０または９のシール効果が充分でないシール不完全範囲１７が発生した場合、燃焼終了時、燃焼室６内に外気が流入し燃焼室６内圧力を外気に対し低い状態に維持することが不可能となり、ピストン３の最上点（所定位置の上死点）まで復帰させることができなくなる。その結果、出力ダウンとなって釘等の締結具の頭上面に充分な打撃力を与えることが不可能となり、またピストン３の下面３ｂに固定されたドライバブレード１６が釘の頭上面より上の位置に復帰しない場合も発生し、マガジン内の釘の移動がドライバブレードによって規制され、釘を打撃するこが不可能となる場合もある。

一方、従来のシーリング技術として図１２に示すように、燃焼室枠４とシリンダ２とのシール効果を向上させるために、Ｏリングの代わりに、複数の鉄材料から成るＣリングを配設する技術がある。しかし、複数の鉄製のＣリングを設けている場合は、鉄製のＣリングが高価となることや、鉄製Ｃリングを入れるための溝加工費が高価となる。さらに、鉄製Ｃリングは、図１３に示すように、テンションを発生させるための切れ目１４ａを必要とするため、上述したような僅かな気圧差によりピストンを復帰させるためのシール効果が得られないという不具合が発生した。

従って、本発明の目的は、燃焼式動力工具において、上記問題点を解消し、燃焼室枠の下端シール部とシリンダの上端部とのシール効果または燃焼室枠の上端シール部とチャンバーヘッドとのシール効果を向上させた燃焼式動力工具を提供することにある。

本発明の他の目的は、締結具へ高出力の打撃力を与えることが可能なドライバブレードを有する燃焼式動力工具を提供することにある。

上記目的を達成するために本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、以下の通りである。

本発明の一つの特徴によれば、ハウジングと、前記ハウジング内に固定されたシリンダと、前記ハウジングの一端を覆うように前記ハウジングに固定されたチャンバーヘッドと、前記シリンダ内を往復動可能に配置されたピストンと、前記ハウジングの下方に設けられ工作物への押圧時に移動可能に設けられたプッシュレバーと、前記ハウジング内において移動可能に案内され、前記プッシュレバーの移動に連動して前記チャンバーヘッドにシール部材を介して当接あるいは離間し、前記チャンバーヘッド、前記シリンダおよび前記ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠とを有する燃焼式動力工具であって、前記シール部材は前記チャンバーヘッドおよび前記シリンダの少なくとも１つに形成された溝に収納され、該溝とシール部材との間に、シール部材を外周方向に押圧するテンション部材を配設する。

本発明の他の特徴によれば、前記シール部材はゴム材料（弾性材料）のＯリングから成り、前記テンション部材は金属材料のＣリングから成る。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記シール部材および前記テンション部材は、前記チャンバーヘッドおよび前記シリンダのそれぞれの溝に配設される。

本発明のさらに他の特徴によれば、前記テンション部材の前記金属材料は、ばね鋼から成る。

上記本発明の特徴によれば、チャンバーヘッドまたはシリンダに溝を形成し、該溝内にシール部材を配設し、かつ該溝内においてシール部材を外周方向に押圧するテンション部材を配設したので、チャンバーヘッドまたはシリンダにおいて、シール部材の外周は内側のテンション部材の付勢力（押圧力）によりシール部材の外周と燃焼室枠の当接部との接触が完全となり、シール効果を向上させることができる。従って、ピストン戻り工程において外気に対して燃焼室内が低い圧力に保持され、ピストンの上死点への復帰がより完全な位置となり、燃焼室の爆発燃焼時におけるピストンの下降動作において、高出力の打撃力をドライバブレードに与えることができる。

本発明の上記およびその他の目的、ならびに上記および他の特徴は、以下の本明細書の記述及び添付図面からさらに明らかとなるであろう。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、図７ないし図１３に示した従来の燃焼式動力工具と同一の機能を有する部材についても以上の説明で用いた参照符号と同一のものを使用する。さらに、以下の説明では、燃焼式動力工具によって釘（締結具）が打込まれる方向を便宜上「下方または下部」、その対向方向を「上方または上部」の意味として説明しているが、特別な意図に限定するものではない。

本発明による燃焼式動力工具を釘打込み工具に適用した実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。

［燃焼式動力工具１の全体構成］
図１において、燃焼式動力工具１は外枠体を構成するハウジング７を有する。ハウジング７は後述するシリンダ２等が配設される主ハウジング部７ｂを含む。ハウジング７の側方には燃焼式動力工具１の把持部であるハンドル７ｃが設けられ、トリガスイッチ１３が装着されている。燃料セルであるガスボンベ２２を装着（セット）するガスボンベ室７ｂは、主ハンジング部７ａとハンドル７ｃによって形成されている。ハンドル７ｃの下方には釘（締結具）を装着するためのマガジン２７が設けられている。

主ハウジング部７ａの内部には、上下に延在する円筒状のシリンダ２と、円筒状シリンダ２の上端部の上方を覆うようにハウジング７に固定されたチャンバーヘッド５と、チャンバーヘッド５に設けられた可燃性ガスの噴射口２３と、チャンバーヘッド５に取付けられた点火プラグ２６と、チャンバーヘッド５に支持されたファンモータ２０およびファン２１と、円筒状シリンダ２の外周部に案内されてシリンダ２の周縁当接部２ａを含む上端部とチャンバーヘッド５の周縁当接部５ａへ当接するように移動可能に配設された燃焼室枠４と、円筒状のシリンダ２０の内周部においてシリンダ２の上端部と下端部の間で往復摺動可能に配設されたピストン３と、ピストン３の下面３側に取り付けられ、ピストン３のシリンダ２内の下端部への下方動作により釘１５を打撃するためのドライバブレード１６と、ピストン３（ドライバブレード１６）が締結具を打込むためにシリンダ２内の下死点に移動し激突するときの余剰衝撃力を吸収するためのバンパ２９とが設置されている。

主ハウジング部７ａの上端部にはチャンバーヘッド５が固定され、チャンバーヘッド５にはファン２１を回転軸に固定したファンモータ２０が支持されると共に、ハンドル７ｃに付設されたトリガスイッチ１３により点火される点火プラグ２６が装着されている。また主ハウジング部７ａ内には工具本体１が被加工物（例えば、木材の工作物）Ｗに押し付けられて燃焼室枠４がストローク上端近傍にあることを検出するために、燃焼室枠４に接続された図示せぬ連結部材が所定位置に到達したことを検出するプッシュスイッチ（図示なし）が設けられる。燃焼室枠４が所定位置に上昇したとき、プッシュスイッチがオン動作してモータ２０に駆動電圧を供給し、ファン２１の回転を開始するように構成される。

ハンドル７ｃ内には、動力工具１の駆動電源となるニッケル・カドミウム二次電池等の電池２８が着脱自在に装着され、また、図示されていないが、ファンモータ２１の起動および停止を制御し、かつ点火プラグ２６にスパークを発生させるための点火制御装置が装着されている。

ボンベ室部７ｂは、燃料セルであるガスボンベ２２が内接して着脱自在に装着（セット）できるように、ガスボンベ２２の外周部を包囲するボンベ室隔壁部を構成し、ボンベ室２５を区画する。ボンベ室部７ｂの上方において、ボンベ室隔壁部を構成するチャンバーヘッド５の一部に、ガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａと係合可能なノズル受入口が形成される。

ガスボンベ２２内には、加圧された液化可燃性ガスが貯蔵され、このガスは大気中に排出されて蒸発する。ガスボンベ２２の上端部にはボンベ２２の噴射ノズル２２ａから噴射されるガス量を調節するための弁機構２２ｂを備えており、セットされるガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａ側と反対側のガスボンベ２２の背面より押圧手段（図示なし）によって噴射ノズル２２ａ側方向に押圧すると、一定量の可燃性ガスをチャンバーヘッド５の噴射口２３へ噴射できる構成となっている。噴射口２３へ可燃性ガスを噴射するタイミングは、後述する燃焼室枠４により燃焼室６が画成された時である。

主ハウジング部７ａ下端、すなわちシリンダ２の下端部の下方には、シリンダ２と一体に形成され、釘１５が通過するノーズ部３０の外周に沿ってプッシュレバー（コンタクトレバー）８が上下動可能に配置されている。プッシュレバー８は、連結部材（図示なし）を介して燃焼室枠４と連接されている。プッシュレバー８および連結部材は、図示されない圧縮コイルスプリングによってシリンダ２の下方に付勢されている。従って、作業者がプッシュレバー８の先端を被加工物Ｗに当接させて、ハウジング７全体を被加工物Ｗ方向に押付けて押圧したとき、図２に示すように、プッシュレバー８の上端部が、圧縮コイルスプリング（図示なし）による下方向への付勢力に抗して、主ハウジング部７ａ内において上方へ移動し、燃焼室枠４をシリンダ２の上端部２ａの上方へ移動させ、燃焼室枠４をチャンバーヘッド５の周縁当接部５ａへ当接させる。これによって、図２に示すように、チャンバーヘッド５、燃焼室枠４およびピストン３の上面３ａによって画成され、外気より密閉された燃焼室６を形成する。

後述するように、本発明に従って、チャンバーヘッド５には、燃焼室枠４の上端シール部４ａがチャンバーヘッド５の周縁当接部５ａに当接したときに、チャンバーヘッド５の周縁当接部５ａと燃焼室枠４の上端シール部４ａ間をシールするためのＯリング９およびテンション部材１９から成る第１のシール構成部３１が装着されている。一方、シリンダ２の上端部の周縁当接部２ａには、燃焼室枠４がチャンバーヘッド５に当接したときに、燃焼室枠４の下端シール部４ｂとシリンダ２の周縁当接部２ａ間をシールするためのＯリング１０およびテンション部材１９から成る第２のシール構成部３２が装着されている。

燃焼室枠４の上端シール部４ａは、上述したように、プッシュレバー８の押圧によって上方移動したとき、燃焼室６を形成するようにチャンバーヘッド５の周縁当接部５ａに当接する。この動作とほぼ同時に、ガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａと対向するボンベ２２の上部外周面を押圧する押圧手段によって、ガスボンベ２２の噴射ノズル２２ａより可燃性ガスを噴射させる構成となっている。

シリンダ２の下端部付近には主ハウジング部７ａの排気口３３と連通する排気穴１８が形成されている。また排気穴１８には、シリンダ２の内周面よりシリンダ２の外周面へ向う方向に排気を流通させる排気逆止弁１８ａが設けられている。さらに、排気穴１８を覆うように排気カバー１８ｂが設けられ、燃焼ガスの一部は、この排気カバー１８ｂによって排気穴１８より排出される排気方向をシリンダ２の軸方向に変える。爆発燃焼後、所定時間が経過するまでは、図３に示すように、燃焼室枠４はチャンバーヘッド５に当接した状態が維持される。また、燃焼ガスは排気逆止弁１８ａを介して排気口より排出されるが、ピストン上面３ａ側のシリンダ２内を含む燃焼室６内の圧力が大気圧まで低下すると排気逆止弁１８ａが閉じられ、ピストン上面３ａ側のシリンダ２内を含む燃焼室６が密閉される。その後、シリンダ２の放熱によって燃焼室６内の温度が低下すると、燃焼室６（ピストン上面３ａ側のシリンダ２内を含む）内の圧力が低下する（熱真空となる）。一方、ピストン下面３ｂ側は大気圧であるため、ピストン上面３ａ側とピストン下面３ｂ側との圧力差により、図３に示すような下死点にあるピストン３が上昇し、図２に示すような上死点に復帰する。

図２に示したように、燃焼室枠４の上端シール部４ａがチャンバーヘッド５の周縁当接部５ａに当接したとき、チャンバーヘッド５、燃焼室枠４、ピストン３の上面３ａ側のシリンダ２内部、第１のＯリング９部および第２のＯリング１０部により密閉された燃焼室６を画成する。

釘１５を打撃するドライバブレード１６は、ピストン３の下面３ｂよりシリンダ２の下端部方向に延設され、ノーズ部３０（図１）内にセットされる釘１５を衝接可能な同軸位置にある。ピストン３は、下降動作をするとき、上述したバンパ２９に突き当たって停止する。

チャンバーヘッド５に設けられるファン２１、点火プラグ２６およびガス噴射口２３の全ては、燃焼室枠４の上方移動により区画される燃焼室６内に配置又は開口している。燃焼室枠４がチャンバーヘッド５と当接位置にあるとき、ファン２１は、その回転により、点火前に空気と可燃性ガスとを攪拌混合させ、点火後に乱流燃焼を生じせしめて燃焼を促進させ、燃焼室枠４がチャンバーヘッド５から離間して主ハウジング７ａ内に排気流通路（図示なし）が形成されたとき、燃焼室６内の燃焼ガスを掃気すると共に、燃焼室枠４やシリンダ２を冷却するという３つの機能を果たす。

［シール構成部３１および３２の構造］
燃焼室枠４の上端シール部４ａおよび下端シール部４ｂには、本発明に従って、第１のシール構成部３１および第２のシール構成部３２がそれぞれ設けられる。以下、これら両者のシール構成部について詳述する。

図４は、燃焼室枠４の下端シール部４ｂに配設されるシール構成部３２を示す。燃焼室枠４の下端シール部４ｂに対応するシリンダ２の周縁当接部２ａには、周縁部に沿って溝１２を形成し、溝１２内に弾性材料から成るＯリング１０を配設し、かつ該溝１２内においてＯリング１０の内周部１０ｄ側に位置し、Ｏリング１０を外周部１０ａ側方向に押圧するテンション部材１９を配設する。Ｏリング１０は、例えばゴム材料の気体密封用のＯリングから構成される。テンション部材１９は、図６に示すように、例えば、ばね鋼等の板状の金属材料を折り曲げて形成したＣリングから構成される。Ｏリング１０の内周部１０ｄと溝１２の底部１２ｃ間にテンション部材１９を挿入することにより、Ｏリング１０は、外周部１０ａの全円周面が下端シール部４ｂの内周部（燃焼室枠４）に当接するように、外側方向に付勢（押圧）される。これにより、従来問題とされたような図９および図１０に示したような隙間１７を無くすことができる。Ｃリング１９によるＯリング１０への付勢力（押圧力）は、Ｃリング１９の材質、板状材料の厚さおよび幅、ならびに形状等によって調整することができる。

本発明に従う構造によれば、ゴム製のＯリング１０が熱により変形した場合でも、Ｃリング１９によってＯリング１０の内周が常に付勢されているので、燃焼室６の気密性を確保することができる。これは、特に燃焼式動力工具１を連続使用する場合、過熱による燃焼室の密閉度の低下を防止できる点で有利である。

図５に示すように、上記シール構成部３２（図４）と全く同様なシール構成部３１が燃焼室枠４の上端シール部４ａにも配設される。すなわち、チャンバーヘッド５の周縁当接部５ａには、周縁部に沿って溝１１を形成し、溝１１内に弾性材料から成るＯリング９を配設し、かつ該溝１１内においてＯリング９の内周部９ｄ側に位置し、Ｏリング９を外周部９ａ側方向に付勢するテンション部材１９を配設する。Ｏリング９は、例えばゴム材料の気体密封用のＯリングから構成される。テンション部材１９は、上述したように、例えば、ばね鋼等の金属材料のＣリングから構成される。Ｏリング９の内周部９ｄと溝１１の底部１１ｃ間にテンション部材１９を挿入することにより、Ｏリング９は、外周部９ａの全円周面が上端シール部４ａの内周部（燃焼室枠４）に当接するように、外側方向に付勢される。これにより、従来問題とされたようなＯリング９と燃焼室枠４間の隙間を無くすこと、または減少させることができる。

［燃焼式動力工具１の動作］
次に、図１に示した燃焼式動力工具１の動作について説明する。

燃焼式動力工具１の作業時においては、ハンドル７ｃを把持し、プッシュレバー８を被加工物Ｗ等に押し付けると、図２に示すような状態となって、燃焼室枠４が上昇移動し所定位置まで上昇すると、燃焼室枠４は、第１のシール構成部３１よび第２のシール構成部３２により、外気から遮断された燃焼室６を画成する。さらに燃焼室枠４が上昇すると、燃焼室枠４に連動する押圧手段（図示なし）がガスボンベ２２をチャンバーヘッド５方向に押し付けてガスボンベ２２内の可燃性ガスを噴射ノズル２２ａより1回だけ一定量噴射させ、噴射口２３より密封された燃焼室６内に爆発に必要な可燃性ガスを充填する。

さらに、プッシュレバー８の移動に伴って燃焼室枠４がストロークの上端近傍まで上昇すると、図示されていないプッシュスイッチがオンとなり、その結果ファン２１の回転が開始する。ファン２１が密封空間となった燃焼室６内で回転することにより、燃焼室６内に噴射された可燃性ガスが燃焼室６内の空気と攪拌混合され、混合ガスとなる。

燃焼室枠４がストローク上端に達し、かかる状態でハンドル７ｃのトリガスイッチ１３をオンすると、図示されていない点火制御装置のスパーク回路がオンとなって点火プラグ２６からスパークが発生し、混合ガスに着火する。このときファン２１は回転を維持しているので、混合気の乱流燃焼が促進され、動力工具の出力向上が得られる。また、密封された燃焼室６内で燃焼して膨張したガスはピストン３を下方へ移動させ、ピストン３がバンパ２９に衝接するまで、ドライバブレード１６は、マガジン２７がノーズ部３０へ補給された釘１５を被加工物Ｗに打ち込む。

ピストン３がシリンダ２の排気穴１８を下方向に通過すると、図３に示すように、燃焼ガスの圧力により排気逆止弁１８ａが付勢されて排気穴１８を開き、燃焼ガスはシリンダ２の外部へ放出されて主ハウジング部７ａの排気口３３から外部に排出される。燃焼ガスがシリンダ２外部へ放出され、シリンダ２内および燃焼室６内部が大気圧になった時点で排気逆止弁１８ａは閉じられる。シリンダ２内および燃焼室６内部に残った燃焼ガスは、燃焼後であるため高温であり、その熱がシリンダ２の内周壁および燃焼室枠４の内周壁から吸収されることで、燃焼ガスが急冷されて、ピストン３の上面３ａの閉じられた空間（燃焼室６）の圧力が低下して大気圧以下になる。所謂、熱真空によりピストン上面３ａ側の燃焼室６内の圧力は大気圧以下となる。これによって、ピストン３の下面３ｂを境としたドライバブレード１６側のシリンダ２内の圧力（大気圧）が、燃焼室６側のシリンダ２内圧より高くなり、ピストン３は、図２に示されるような、初期の予定された上死点位置に引き戻される。

燃焼式動力工具１全体を被加工物Ｗから持ち上げて、図１に示すように、プッシュレバー８を被加工物Ｗから離しトリガスイッチ１３をオフにすると、プッシュレバー８と燃焼室枠４が図示されていない圧縮コイルスプリングの付勢力により下方に戻る。燃焼室枠４の下降により、燃焼室６は外気に連通することになり、燃焼室６内の残燃焼ガスが掃気され、新鮮な空気と入れ換えられ、次の釘が打込める状態に戻る。

［シール構成部３１および３２によるシール効果］
上述した燃焼式動力工具１の動作において、点火プラグ２６がスパークを発生し、燃焼室６内が爆発燃焼することにより、ピストン３の上面３ａに燃焼圧力が加わり、ピストン３が急激に下降し、ドライバブレード１６下に位置した釘１５を打ち込む。このとき、図４に示すようなシール構成部３２における燃焼圧力は約６ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であり、燃焼室枠４の下端シール部４ｂでは、シリンダ溝１２の下面部１２ｂとＯリング１０の下部１０ｃがシールし、同時に、下端シール部４ｂとＯリング１０の外周部１０ａがシールする。つまりＯリング１０の２箇所でシールする。この場合、燃焼圧力が６ｋｇｆ／ｃｍ^２と高いためＯリング１０に対する押圧が十分で完全なシールとなり、燃焼室６の外部に対して燃焼ガスが漏れることはない。同様に、図５に示すように、燃焼室枠４の上端シール部４ａのＯリング９においても、２箇所のシールが成される。すなわち、チャンバーヘッド５の溝１１の上面部１１ａとＯリング９の上部９ｂがシールし、同時に、上端シール部４ａとＯリング９の外周部９ａがシールする。つまりＯリング９の２箇所でシールする。

このように、この第１のシール構成部３１および第２のシール構成部３２のシールにより、爆発燃焼時のガス圧力は、燃焼室６の外部に漏れず、ピストン３の釘打込みエネルギとして有効に使用することができる。

ピストン３が下降動作を行い、排気穴１８を通過すると燃焼ガスの一部が排気逆止弁１８ａを通して外気に排出され、燃焼終了時には燃焼室６内の圧力が外気圧力に対して低い状態となり、ピストン３の上死点への戻り工程に入る。この工程では、外気圧力１ｋｇｆ／ｃｍ^２に対して燃焼室６内の圧力が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２程度であり、外気圧力と燃焼室６内圧力の圧力差約０．２ｋｇｆ／ｃｍ^２を無駄なく利用し、ピストン３を初期位置（上死点）まで戻さねばならない。本発明によれば、燃焼室枠４の下端シール部４ｂに当接するＯリング１０は、図４に示すように、ピストン３の戻り工程において、シリンダ溝１２の上面部１２ａとＯリング１０の上部１０ｂがシールし、同時にＯリング１０の内周部１０ｄのテンション部材１９に押圧されたＯリング１０の外周部１０ａと燃焼室枠４の下端シール部４ｂが確実にシールする。同様に、図５に示すように、燃焼室枠４の上端シール部４ａにおいても２箇所のシールが完全になされる。すなわち、チャンバーヘッド５の溝１１の下面部１１ｂとＯリング９の下部９ｃがシールし、同時に、上端シール部４ａとＯリング９の外周部９ａがシールする。

従って、ピストン３の戻り工程においても、図１０に示す従来技術のようなシール不完全範囲１７を防止できるので、外気が燃焼室６内に流入することはなくピストン３を初期位置（最上位置）まで復帰することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。

本発明の実施形態に係る燃焼式動力工具の全体断面図で、特に、初期状態における断面図。 本発明の実施形態に係る燃焼式動力工具の全体断面図で、特に、ピストンが上死点に位置する断面図。 本発明の実施形態に係る燃焼式動力工具の全体断面図で、特に、ピストンが下降動作状態である断面図。 図１に示したシリンダと燃焼室枠間のシール構成部を示す拡大断面図。 図１に示したチャンバーヘッドと燃焼室枠間のシール構成部を示す拡大断面図。 図４および図５に示したシール構成部に用いられるＣリングの斜視図。 従来技術に係る燃焼式動力工具の部分断面図。 図７に示したシリンダと燃焼室枠間のシール構成部の拡大断面図。 図７に示したシリンダと燃焼室枠間のシール構成部の拡大断面図。 図９のＣ−Ｃ線に沿う部分断面図。 図７に示したチャンバーヘッドと燃焼室枠間のシール構成部の拡大断面図。 図７に示したシリンダと燃焼室枠間のシール構成部に鉄リングを用いた変形例を示す拡大断面図。 図１２に示したシール構成部に用いられる鉄リングの斜視図。

符号の説明

１：燃焼式動力工具 ２：シリンダ ２ａ：シリンダの周縁当接部
３：ピストン ３ａ：ピストンの上面 ３ｂ：ピストンの下面
４：燃焼室枠 ４ａ：燃焼室枠の上端シール部
４ｂ：燃焼室枠の下端シール部 ５：チャンバーヘッド
５ａ：チャンバーヘッドの周縁当接部 ６：燃焼室 ７：ハウジング
７ａ：主ハウジング部 ７ｂ：ボンベ室部 ７ｃ：ハンドル
８：プッシュレバー ９、１０：Ｏリング ９ａ、１０ａ：Ｏリングの外周部
９ｂ、１０ｂ：Ｏリングの上部 ９ｃ、１０ｃ：Ｏリングの下部
９ｄ、１０ｄ：Ｏリングの内周部 １１：チャンバーヘッドの溝
１１ａ：チャンバーヘッド溝の上面部 １１ｂ：チャンバーヘッド溝の下面部
１１ｃ：チャンバーヘッド溝の底部 １２：シリンダの溝
１２ａ：シリンダ溝の上面部 １２ｂ：シリンダ溝の下面部
１２ｃ：シリンダ溝の底部 １３：トリガスイッチ １４：鉄リング
１５：釘（締結具） １６：ドライバブレード １７：シール不完全範囲
１８：排気穴 １８ａ：排気逆止弁 １８ｂ：排気カバー
１９：テンション部材 ２０：ファンモータ ２１：ファン
２２：ガスボンベ ２２ａ：噴射ノズル ２２ｂ：弁機構 ２３：噴射口
２５：ボンベ室 ２６：点火プラグ ２７：マガジン ２８：電池
２９：バンパ ３０：ノーズ部 ３１：第１のシール構成部
３２：第２のシール構成部 ３３：排気口 ５０：燃焼式動力工具（従来）

Claims (5)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に固定されたシリンダと、前記ハウジングの一端を覆うように前記ハウジングに固定されたチャンバーヘッドと、前記シリンダ内を往復動可能に配置されたピストンと、前記ハウジングの下方に設けられ工作物への押圧時に移動可能に設けられたプッシュレバーと、前記ハウジング内において移動可能に案内され、前記プッシュレバーの移動に連動して前記チャンバーヘッドにシール部材を介して当接あるいは離間し、前記チャンバーヘッド、前記シリンダおよび前記ピストンと共に燃焼室を画成する燃焼室枠とを有する燃焼式動力工具であって、前記シール部材は前記チャンバーヘッドおよび前記シリンダの少なくとも１つに形成された溝に収納され、該溝とシール部材との間に、シール部材を外周方向に押圧するテンション部材を配設したことを特徴とする燃焼式動力工具。
2. 前記シール部材はゴム材料のＯリングから成り、前記テンション部材は金属材料のＣリングから成ることを特徴とする請求項１に記載された燃焼式動力工具。
3. 前記シール部材および前記テンション部材は、前記チャンバーヘッドおよび前記シリンダのそれぞれの溝に配設されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載された燃焼式動力工具。
4. 前記テンション部材の前記金属材料は、ばね鋼から成ることを特徴とする請求項２または請求項３に記載された燃焼式動力工具。
5. ハウジングと、前記ハウジング内に固定され、上端部から下端部に延在する円筒状シリンダと、前記シリンダの前記上端部から離間されて該上端部の上方を覆うように前記ハウジング内に固定されチャンバーヘッドと、前記シリンダの内周部において前記上端部と前記下端部との間で往復摺動可能に配設されたピストンと、前記ピストンに固定され、前記ピストンの前記下端部への下方動作により締結具を打撃するドライバブレードと、前記シリンダの外周部に案内されて前記シリンダの前記上端部上方に配置された前記チャンバーヘッドに当接するように移動可能な燃焼室枠であって、前記チャンバーヘッドの周縁当接部に当接する上端シール部と、前記シリンダの上端部の周縁当接部に当接する下端シール部とを有し、該燃焼室枠の上方移動により、前記上端シール部が前記チャンバーヘッドの前記周縁部に当接し、前記下端シール部が前記シリンダの上端部の周縁部に当接するとき、前記チャンバーヘッド、前記シリンダの内周部および前記ピストンの上面部と共に燃焼室を画成する燃焼室枠と、前記シリンダの前記下端部側下方に設けられ、工作物への押圧時に上方移動可能に設けられたプッシュレバーと、前記プッシュレバーと前記燃焼室枠とを連接する連結部材であって、前記プッシュレバーの上方移動に連動し、前記燃焼室枠が前記チャンバーヘッドの当接部に当接する所定位置まで上方移動する連結部材とを具備し、前記燃焼室内に噴射される可燃性ガスと空気との混合気を前記燃焼室内の点火プラグのスパークによって燃焼させることにより前記シリンダ内のピストンを駆動し、前記ドライバブレードにより締結具を打撃する燃焼式動力工具において、
   前記チャンバーヘッドの前記周縁当接部または前記シリンダの前記周縁当接部には、周縁部に沿って溝を形成し、該溝内に弾性材料から成るＯリングを配設し、かつ該溝内において前記Ｏリングの内周側に位置し、前記Ｏリングを外周方向に押圧するテンション部材を配設したことを特徴とする燃焼式動力工具。
   

Images