JP4650779B2 - 燃焼式動力工具 - Google Patents

Description

本発明は例えば燃焼式釘打機等の燃焼式動力工具に関する。以下燃焼式動力工具を燃焼式釘打機(以下単に釘打機という)として説明する。

かかる釘打機は例えば特許文献１等で周知である。釘打機では、周知の如く、燃焼室内に噴射された燃料を含む混合ガスを燃焼し、その混合ガスの体積膨張を打込力に転換している。よって、燃焼室内にファンを設け、このファンにより燃料を空気を攪拌して、混合ガスの燃焼性能を向上させている。

ファンはモータにより駆動回転される。従来のファンをモータの回転軸に取付ける構成について図７〜図１６を参照して説明する。

釘打機本体１の軸を成す管状シリンダ２内に釘を打込むブレード３ｂを一体に取付けたピストン３が往復摺動可能に内蔵され、シリンダ上端外周にチャンバ４が往復摺動可能に設けられている。チャンバ４は燃焼室６を成す部材であり、上死点のシール位置と下死点の待機位置間をシリンダ２に沿って往復摺動する。燃焼室６は、外周をチャンバ４、底をピストン上部３ａ、天井をファン８を支持するヘッド５により覆われ、これらチャンバ４、ピストン上部３ａ及びヘッド５により構成される。シリンダ２とチャンバ４は釘打機本体１のハウジング７で覆われている。

チャンバ４がシール位置にある時、燃焼室６は大気と遮断した状態にあり、この状態で燃料ガスが燃焼室６に噴射され、ファン８により燃料ガスと空気が攪拌混合された後図示しない点火プラグにより点火すると、燃焼エネルギが発生し燃焼室６の下部に位置しているピストン３を押し下げ、ピストン３下の釘を被打込材に打込む。

燃焼室６内にはモータ９の回転軸１０に固定されたファン８が設けられている。ファン８の役目は以下の４つである。
Ａ燃焼室６内に噴射された燃料ガスを空気と混合させる
Ｂ出力アップのため燃焼スピードが増すように燃焼室６内の空気に速度を付与する
Ｃ燃焼後の排ガスの排出と新鮮な空気の燃焼室６内への取り入れ
Ｄ釘打機本体１の冷却のための送気
釘打機本体１の重要課題は打込みエネルギ（出力）を高めることであるが、そのためにはＡとＢの効果を上げる必要がある。特にファン８が回転し始めてから間もなく燃焼室本体１を起動（燃焼）させる場合、ファン８の回転数が所定数に達していなければ発生エネルギが小さくなり、結果として釘が浮いてしまうことになる。よってそれを防ぐため、ファン８の回転数の起動特性を向上させることが重要となる。

従来のファン８と回転軸１０との取り付け法を図８を用いて説明する。モータ９はヘッド５の格納部５ａ内にあり、回転軸１０が軸穴５ｂに入っており回転軸１０の先端部１０ｂにファン８が固定されている。回転軸１０の先端部１０ａは断面がＤ形と成るように平面部１０ｂが機械加工により形成されている。

一方ファン８は、プレス成形により、複数の羽根部材８ａと中央部の穴８ｂが設けられている。ファン８と回転軸１０を接合するための中間部材１１がファン８にカシメ結合されている。図１３はカシメ結合前のファン８と中間部材１１を示し、図１４、図１５はカシメ結合した状態を示し、１１ｃはカシメ部である。

中間部材１１にはモータ回転軸１０が挿入可能な如く、穴１１ａが設けられており、穴１１ａに直交して交わるめねじ１１ｂが形成されている。
図８に示す如く、ファン８と一体の中間部材１１の穴１１ａに回転軸１０を挿入し、抜け止めとして中間部材１１にあるめねじ１１ｂにおねじ１２を締め込み、おねじ１２先端を回転軸１０の平面部１０ｂに当設させ固定する（図１６）。

釘打機本体１の重要課題である大きい打込みエネルギを得るためには、上記したようにファン８の起動特性を良くすることが重要であり、そのため回転軸１０、ファン８、中間部材１１の重量を出きるだけ軽くする必要がある。ファン８と中間部材１１は軽量的に優れたアルミ材により形成されこの目的を成している。また回転軸１０の直径ｄは２．５ｍｍ、中間部材１１の直径Ｄは１２ｍｍである。おねじ１２はＭ３である。

特公平７−３６９８５号公報

上記した如く、ファン８は、回転軸１０をファン８と一体の中間部材１１の穴１１ａに差込み、穴１１ａに直交するおねじ１２を締め込み、おねじ１２の先端を回転軸１０の平面部１０ｂに当設させ固定することによりファン８を回転軸１０に取付けている（図１６）。

回転軸１０はおねじ１２を突き当てるための平面部１０ｂの加工が必要となる。このためモータ９は特殊仕様のモータとなり高価となる。
アルミ材からなる中間部材１１とファン８はカシメ結合しており、軽量化の理由から強度的に低いアルミ材を用いている。このためカシメ部は信頼性が低く、カシメ部破損の恐れがある。

また中間部材１１にねじ込んだおねじ１２の呼径は回転軸１０の直径から決定され、例えばＭ３と小さいため加えて中間部材１１が強度的に弱いアルミ材であるため、十分な締め付け力が得られない。さらに回転軸１０と中間部材１１は異種金属で温度膨張率が異なるためＭ３のおねじ１２の緩みが発生しやすい。

また回転軸１０には鋼材製のおねじ１２が取付けられるため回転バランスが悪くなって、回転ぶれが生じ易い。回転ぶれが生じるとヘッド５の軸穴５ｂに回転軸１０が接触しヘッド５の寿命を早める等の問題がある。

本発明の目的は、上記した問題をなくし、長寿命のファン、ファン取付け装置を安価に提供することを可能し、延いては安価、長寿命の釘打機を提供できるようにすることである。

上記した目的は、回転軸をシャフトの結合穴に差込んで、圧入結合あるいは接着結合で回転軸とシャフトを一体化し、該シャフトの下方におねじ部を形成し、おねじ部に螺合する少なくとも２個のナットによりファンを挟持固定することにより達成される。

本発明によれば次の効果を奏し得る。
回転軸に平面部を設ける必要がなく標準仕様のモータを使用することができモータが安価となる。
モータ回転軸とシャフトは圧入もしくは接着で結合しており、信頼性が高く分離する恐れがない。
シャフトは鋼材製であり従来のアルミ材に対し強度が高い。またおねじの呼径を大きくできるので、ナットを高いトルクで締めても破損しない。その結果シャフトのねじにナットで挟持し締め上げてファンを固定しているため、十分は締め付けトルク（固定軸力）が得られ、ファン１５が外れにくい。
回転軸に対しファンが対称に取り付けられているため、回転バランスが良く回転によるぶれが生じにくい。

以上の結果、長寿命のファン、ファン取付け装置を安価に提供することが可能となり、延いては安価、長寿命の釘打機を提供できるようになる。

図１〜図７に本発明釘打機を構成する各部の一実施形態を示す。燃焼式釘打機の基本構成は従来と同様である。本発明の主要な構成部品は、回転軸１０、シャフト１３、ファン１５、２個のナット１４である。

回転軸１０はモータ９の標準仕様の軸であり図９のような平面部１０ｂはない。シャフト１３は軸形状を成しており、一端に回転軸１０が挿入結合される結合穴１３ｂが設られ、他端には外周におねじ部１３ａが形成されている。ファン１５は円盤形状を成し、外周に複数の羽根１５ａ、中心部にシャフト１３のおねじ１３ａが入る穴１５ｂが設けられている。

回転軸１０をシャフト１３の結合穴１３ｂに差込んで、圧入結合あるいは接着結合で一体化してある。シャフト１３の他端のおねじ部１３ａに少なくとも２個のナット１４を螺合させ、ナット１４間にファン１５の中央穴１５ｂを配しナット１４を締め上げることによりファン１５が固定される。シャフト１３の直径は４ｍｍ、おねじ部１３ａの呼径はＭ４である。

シャフト１３は鋼材製で、ファン１５はアルミ材製である。前記中間部材１１は軽量のアルミ材を使用して、ファン８の回転数の立上りを早くしているが、本発明によるシャフト１３は鋼材製であり、アルミ材に対し比重が重い。しかしシャフト１３は図１に示すように回転軸１０の軸心に近い軸形状をしているため、慣性回転モーメントが小さく、従来技術と同様の早い起動特性を得ることが可能である。

本発明による回転軸とファンの固定法を示す断面側面図。 本発明を構成するモータの一例を示す側面図。 本発明を構成するシャフトの一部断面側面図。 本発明を構成するナットの正面図。 本発明を構成するファンの正面図。 図５のＢ−Ｂ断面図。 本発明釘打機本体の一例を示す一部断面側面図。 従来の回転軸とファンの固定法の一例を示す一部断面側面図。 図８を構成する中間部材の上面図。 図９のＣ−Ｃ断面図。 図９の中間部材の側面図。 図９の中間部材の下面図。 従来のファンと中間部材のカシメ結合前の状態を示す断面図。 従来のファンと中間部材のカシメ結合後の状態を示す断面図。 図１４の下面図。 図９のＡ−Ａ断面図。

符号の説明

１：釘打機本体、５：ヘッド、９：モータ、１０：回転軸、１３：シャフト、１３ａ：おねじ部、１３ｂ：結合穴、１４：ナット、１５：ファン、１５ｂ：ファン穴。

Claims (3)

1. 往復摺動可能なピストンを内蔵した管状のシリンダと、シリンダの上端外周部に位置し燃焼室を形成するチャンバと、回転動力源のモータの回転軸に固定され、燃焼室内に配設されたファンとを備えた燃焼式動力工具であって、
   前記回転軸をシャフトの結合穴に差込んで、圧入結合あるいは接着結合で回転軸とシャフトを一体化し、該シャフトの下方におねじ部を形成し、おねじ部に螺合する少なくとも２個のナットによりファンを挟持固定したことを特徴とする燃焼式動力工具。
2. 往復摺動可能なピストンを内蔵した管状のシリンダと、シリンダの上端外周部に位置し燃焼室を形成するチャンバと、回転動力源のモータの回転軸に固定され、燃焼室内に配設されたファンとを備えた燃焼式動力工具であって、
   前記回転軸をシャフトの結合穴に差込んで、圧入結合あるいは接着結合で回転軸とシャフトを一体化し、該シャフトの下方におねじ部を形成し、おねじ部に螺合する少なくとも２個のナットによりファンを挟持固定すると共に前記シャフト、回転軸及びナットを同種の金属により形成したことを特徴とする燃焼式動力工具。
3. 往復摺動可能なピストンを内蔵した管状のシリンダと、シリンダの上端外周部に位置し燃焼室を形成するチャンバと、回転動力源のモータの回転軸に固定され、燃焼室内に配設されたファンとを備えた燃焼式動力工具であって、
   前記回転軸をシャフトの結合穴に差込んで、圧入結合あるいは接着結合で回転軸とシャフトを一体化し、該シャフトの下方におねじ部を形成し、おねじ部に螺合する少なくとも２個のナットによりファンを挟持固定すると共に前記シャフト及びナットを鋼材、ファンをアルミニウムにより形成したことを特徴とする燃焼式動力工具。

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