高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置
【課題】 高圧ガスを駆動源に用いながら、安定した駆動を実現する。
【解決手段】 高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具としての打撃工具に供給される液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を減圧制御するガス圧制御機構５５とを備える。ガス圧制御機構は、ガス収納容器２の液化炭酸ガスが充填された容器本体２１内に進退可能に配設され、バルブ付勢バネ２８により付勢されてガス噴射孔２６を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブ２４と、ピストン押圧バネ４２の付勢力を受けてニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９に、ニードルバルブ２４をガス噴射孔２６から退出する方向に押圧する付勢力を付与するピストン押圧バネ４２とを備え、ピストン押圧バネの付勢力を制御することによって、噴射孔２６から放射される炭酸ガスの圧力を減圧制御する。
【解決手段】 高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具としての打撃工具に供給される液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を減圧制御するガス圧制御機構５５とを備える。ガス圧制御機構は、ガス収納容器２の液化炭酸ガスが充填された容器本体２１内に進退可能に配設され、バルブ付勢バネ２８により付勢されてガス噴射孔２６を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブ２４と、ピストン押圧バネ４２の付勢力を受けてニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９に、ニードルバルブ２４をガス噴射孔２６から退出する方向に押圧する付勢力を付与するピストン押圧バネ４２とを備え、ピストン押圧バネの付勢力を制御することによって、噴射孔２６から放射される炭酸ガスの圧力を減圧制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮された高圧の炭酸ガス等の高圧ガスを駆動源として用いる高圧ガス駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮空気や、圧縮炭酸ガス、圧縮窒素ガス等の高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置が用いられている。この種の高圧ガス駆動装置として、例えば、圧縮空気の圧力を利用して打撃具を移動操作することによって、釘や線材をコ字状に形成したステープル等の止着具の打ち込みを行う釘打機等の打込装置がある。この種の打込装置は、空気を圧縮し圧縮空気を生成するエアコンプレッサにエアホースを介して接続され、エアコンプレッサから供給される圧縮空気を駆動源として動作するように構成されている。
【０００３】
ところで、釘打機等の打込装置は、住宅の建築現場等において用いられ、適宜の打込位置へ移動しながら釘等の止着具の打ち込みをするようにしている。このように打ち込み位置を移動しながら用いる場合、エアコンプレッサを用いた打込装置にあっては、移動範囲に制約を受けてしまう。エアコンプレッサは、大きな重量を有し、しかも打込装置に比し大型であるので、容易に移動することができない。そのため、打込装置の移動範囲は、エアコンプレッサの設置位置やエアコンプレッサに接続されるエアホースの長さにより制約を受け、所望の打込位置に自在に移動して止着具の打ち込み作業を行うことができない。
【０００４】
そこで、エアコンプレッサを用いることなく、高圧ガス等の加圧媒体を打込装置に供給し、止着具の打ち込みを可能とした釘打機等の打込装置が提案されている。この種の打込装置として、釘の打込部に着脱自在に取り付けられた高圧ガス容器から高圧ガスを打込部に供給して釘の打ち込みを行うようにしたものがある（特許文献１）。
【０００５】
また、打込装置の内部に、液体炭酸ガスが充填されるガス貯蔵部を設け、このガス貯蔵部に充填された液体炭酸ガスを高密度炭酸ガスに相変化させて打込部に供給することによって釘の打ち込みを行うようにした打込装置が提案されている（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭４８−２９９０６号公報
【特許文献２】特表２００５−５１０３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載される打込装置は、高圧ガス容器に充填された高圧液化ガスを気化促進部材により気化して打込部に供給するようにしているが、高圧ガス容器に充填された高圧液化ガスは、圧力制御が行われることなく気化促進部材により気化されて直接打込部に供給されている。このように、打込部に供給される高圧ガスの圧力の制御がされていないため、打込部に供給される高圧ガスの圧力を一定に維持することができなくなり、安定した釘の打ち込みを行うことができない。また、極めて高圧のガスが打込部に供給されてしまい、安全な釘の打ち込みを行えなくなる虞もある。
【０００８】
また、特許文献２に記載される装置も、ガス貯蔵部に充填された液体炭酸ガスを高密度炭酸ガスに相変化させて打込部に供給するだけであって、打込部に供給される炭酸ガスの圧力は全く制御されていない。そのため、特許文献１に記載された装置と同様に、打込部に供給される高圧ガスの圧力を一定に維持することができなくなり、安定した釘の打ち込みを行うことができない。また、極めて高圧のガスが打込部に供給されてしまい、安全な釘の打ち込みができなくなる虞もある。特に、高圧ガスの暴発の虞もある。
【０００９】
そこで、本発明は、ガス収納容器に充填した高圧ガスを駆動源に用いながら、安定した駆動を実現できる高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【００１０】
また、本発明は、高圧ガス駆動工具に一定の圧力制御された高圧ガスを供給することによって高圧ガス駆動工具の安定した駆動を実現できる高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【００１１】
さらに本発明は、ガス収納容器から供給される高圧ガスの圧力制御を、簡素でしかも小型の機構で実現可能とした高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述したような課題を達成するために提案される本発明に係る高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置は、高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具と、上記高圧ガス駆動工具に供給される高圧ガスが充填されたガス収納容器と、上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を減圧制御する圧力制御機構とを備え、上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスを上記圧力制御機構で減圧制御して上記高圧ガス駆動工具に供給することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る高圧ガス駆動装置において、圧力制御機構は、ガス収納容器と一体に設けられている。
【００１４】
また、ガス収納容器は、導管を介して高圧ガス駆動工具に連結されている。
【００１５】
本発明に係る高圧ガス駆動装置に用いられる圧力制御機構は、ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、第１の付勢部材により付勢されて上記容器本体に設けられたガス噴射孔を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブと、第２の付勢部材の付勢力を受けて上記ニードルバルブを押圧操作するピストンを、上記ニードルバルブを上記ガス噴射孔から退出する方向に押圧付勢する第２の付勢部材とを備え、上記ピストンを押圧付勢する第２の付勢部材の付勢力を制御することによって、上記噴射孔から上記容器本体の外部に放射される高圧ガスの圧力を減圧制御する。
【００１６】
さらに具体的に、上記圧力制御機構は、ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、上記容器本体に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブと、上記ガス噴射孔を閉塞する方向に上記ニードルバルブを移動付勢する第１の付勢部材と、上記容器本体に連結され、上記ガス噴射孔から噴射される高圧ガスが供給されるシリンダ部に移動可能に配設され、上記噴射孔から上記シリンダ部側に突出する上記ニードルバルブの先端側を押圧操作するピストンと、上記ピストンを上記ニードルバルブ側に押圧付勢する第２の付勢部材と、上記第２の付勢部材の変位量を可変制御して、上記ピストンの押圧付勢力を制御する付勢部材変位手段とを備え、上記付勢部材変位手段を操作して上記ピストンの押圧付勢力を制御することにより、上記シリンダ部に放射される高圧ガスの圧力を制御する。
【００１７】
上記圧力制御機構を構成する上記シリンダ部は、上記容器本体に連結されたピストンハウジングに設けられ、上記シリンダ部には、ガス流出孔が設けられ、上記ガス流出孔を介して圧力制御された高圧ガスが流出される。
【００１８】
そして、上記ピストンハウジングには、上記シリンダ部に連続してピストン開放部が設けられ、上記シリンダ部の圧力が過剰圧力とされたとき、上記ピストンを上記第２の付勢部材の付勢力に抗して上記ピストン開放部へ移動して上記シリンダ部を大気に開放し、上記シリンダ部内の高圧ガスを大気に放出する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る高圧ガス駆動装置は、高圧ガス駆動工具を駆動する高圧ガスが充填されたガス収納容器から噴射される高圧ガスを圧力制御機構で減圧制御して高圧ガス駆動工具に供給するようにしているので、高圧ガス駆動工具は、一定の圧力に減圧制御された高圧ガスで駆動され、暴発等を防止して安定した安全な駆動を行うことができる。
【００２０】
また、噴射される高圧ガスの圧力を制御する圧力制御機構がガス収納容器に一体に設けられているので、ガス供給源の小型化を実現でき、装置全体を携帯可能とすることができる。
【００２１】
さらに、本発明において、ガス収納容器が導管を介して高圧ガス駆動工具に連結されることにより、ガス収納容器から放射される高圧ガスが導管を流通する間に完全に気化させることができ、高圧ガス駆動工具の安定した駆動を実現できる。特に、高圧ガスとして液化炭酸ガスを用いた場合に有効である。液化炭酸ガスは、急峻に減圧された環境下に放射されたとき固相化することがあるが、導管を流通する間で確実に気化させることができる。
【００２２】
さらにまた、ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を制御する圧力制御機構は、ガス収納容器に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブを押圧操作するピストンを押圧制御する付勢部材の付勢力を可変制御することによって、ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を制御することができるので、機構の簡素化を図り、小型化を実現できる。
【００２３】
そして、ガス収納容器から噴射される高圧ガスは、圧力制御機構を構成するピストンが進退するシリンダ部に放出され、このシリンダ部に設けられたガス流出孔から外部に流出するようにしているので、高圧ガスを放出する機構の簡素化を実現できる。
【００２４】
さらに、圧力制御機構が設けられるピストンハウジングには、ピストン開放部が設けられ、シリンダ部内が過剰圧力となったとき、シリンダ部を大気に開放するようにしているので、高圧ガスの暴発を防止して安全を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明を止着具の打込装置に適用した例を示す全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明に用いられる打撃工具の内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明に用いられるガス収納容器の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明に用いられるガス収納容器の内部構造を示す断面図であって、ニードルバルブによってガス噴射孔が閉塞された状態を示す。
【図５】図５は、ニードルバルブがピストンによって押圧され、ガス噴射孔が開放された様態を示すガス収納容器の断面図である。
【図６】図６は、ニードルバルブによって閉塞されるガス噴射孔が開放された状態を示すガス噴射制御機構の断面図である。
【図７】図７は、ピストンがシリンダ部内のガスの圧力を受けてピストン押圧バネを圧縮する方向に移動され、ニードルバルブがガス噴射孔に嵌合し、ガス噴射孔を閉じた状態を示すガス収納容器の断面図である。
【図８】図８は、打撃工具のガス貯留室に供給された炭酸ガスが放出されニードルバルブによってガス噴射孔が閉塞された状態を示すガス噴射制御機構の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、高圧ガスを駆動源として駆動される本発明に係る高圧ガス駆動装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
本発明は、液化炭酸ガスや圧縮窒素ガス等の高圧ガスを駆動源に用いる高圧ガス駆動装置に広く適用することができる。例えば、釘や線材をコ字状に形成したステープル等の止着具の打ち込みを行う釘打機やタッカー等の打込装置や、高圧ガスの圧力を利用して各種材料を突き出し、あるいは噴射させる装置に適用される。
【００２８】
以下、本発明を、高圧ガス駆動工具として、釘やステープル等の止着具の打ち込みを行う打撃工具を用いる高圧ガス駆動装置に適用した例を挙げて説明する。
【００２９】
本発明に係る高圧ガス駆動装置は、図１に示すように、打撃工具１と、この打撃工具１を駆動する高圧ガスを収納したガス収納容器２と、打撃工具１とガス収納容器２との間を連結する導管３とを備える。
【００３０】
本実施の形態では、高圧ガスとして、圧縮されて液化された液化炭酸ガスを用いる例を挙げて説明する。なお、炭酸ガスは、常温(２５℃）で、７０気圧まで圧縮されると液化される。
【００３１】
本実施の形態に用いられる打撃工具１は、細い線条部材をコ字状に折り曲げたステープル４の打ち込みを行うものであって、図２に示すように、ステープル４の打込操作を行う打撃機構５が設けられた打撃駆動部６と、ガス収納容器２から供給される気化された高圧の炭酸ガスが貯留されるガス貯留室７が内部に設けられたハンドル部８と、この打撃工具１によって打ち込みが行われるステープル４が収納されるステープル収納部９とを備える。
【００３２】
上記打撃工具1を構成する打撃駆動部６には、打撃機構５を構成する打撃シリンダ１０が内蔵されるように設けられている。打撃シリンダ１０の内部には、打撃シリンダ１０とともに打撃機構５を構成する打撃ピストン１１が進退可能に配設されている。この打撃ピストン１１には、ステープル収納部９から送り出されるステープル４の打込操作を行う打撃具１２が取り付けられている。打撃具１２は、長尺な軸状部材によって形成され、基端部を打撃ピストン１１の中心部に連結し、打撃ピストン１１と一体に移動可能とされている。また、打撃具１２は、打撃ピストン１１に連結された状態で、先端部を打撃駆動部６の先端部に設けられたノーズ部１３に進入させている。
【００３３】
なお、ノーズ部１３には、ステープル収納部９の先端が開口し、このステープル収納部９に収納されたステープル４が供給されるように構成されている。
【００３４】
そして、打撃駆動部６には、ガス収納容器２からガス貯留室７に供給された高圧の炭酸ガスを打撃シリンダ１０に給排気し、打撃シリンダ１０内に配設した打撃ピストン１１の進退を制御するヘッドバルブ１４が設けられている。
【００３５】
また、ハンドル部８は、ステープル４の打込操作時に、この打撃工具１を把持する部分となり、打撃駆動部６への連結側の付け根部分には、ヘッドバルブ１４を制御するトリガバルブ１５を操作するトリガバルブ操作レバー１６が設けられている。このトリガバルブ操作レバー１６は、ハンドル部８に設けられた支軸１６ａを中心にして回転可能に取り付けられ、ハンドル部８を把持した手指により回転操作することによって、ハンドル部８の内部に設けられたトリガバルブ１５を動作させ、ヘッドバルブ１４を制御する。
【００３６】
また、ハンドル部８の打撃駆動部６への連結部側とは反対側の基端部側には、ガス収納容器２から供給される高圧の炭酸ガスを打撃工具１内に導入する導管３が接続される接続プラグ１７が設けられている。この接続プラグ１７は、ハンドル部８内に構成されたガス貯留室７に連通している。そして、ガス収納容器２に連結された導管３は、一端側に取り付けた接続用ソケット１８を接続プラグ１７に嵌合することによって打撃工具１に連結され、ガス収納容器２から供給される炭酸ガスを打撃工具１内のガス貯留室７に導入する。
【００３７】
そして、打撃工具１の駆動源となる液化炭酸ガスが充填されるガス収納容器２は、図３に示すように、充填される液化炭酸ガスの圧力に十分に耐え得る強度を有するように、鉄やステンレス等の金属を用いて有底の円筒状に形成された容器本体２１を備える。容器本体２１は、図４に示すように、上端側に筒状の縮径部２２が形成されいる。この縮径部２２は、容器本体２１の上端側を絞り成形するようにして形成されている。そして、縮径部２２には、ガス噴射制御機構２３が設けられている。ガス噴射制御機構２３は、容器本体２１内に充填された液化炭酸ガスの噴射を制御する。
【００３８】
上記ガス噴射制御機構２３は、図４、図６に示すように、先端側をテーパ状に形成したニードルバルブ２４が進退可能に配設されるバルブハウジング２５を備える。このバルブハウジング２５は、縮径部２２に挿入される筒状に形成されたハウジング本体２５ａを有し、このハウジング本体２５ａ内にニードルバルブ２４が進退可能に配設される。そして、ハウジング本体２５ａの上端部には、ガス噴射孔２６が形成されている。このガス噴射孔２６は、ハウジング本体２５ａ内に進退可能に配設されたニードルバルブ２４の先端側にテーパ状に形成した封止部２４ａが嵌合することによって封止される。
【００３９】
上記ニードルバルブ２４は、ハウジング本体２５ａ内に収納され、このハウジング本体２５ａによって移動方向がガイドされる移動体２７に支持され、この移動体２７と一体に移動してガス噴出孔２６を開閉する。そして、ニードルバルブ２４は、このニードルバルブ２４を支持した移動体２７が圧縮コイルバネにより構成されたバルブ付勢バネ２８により押圧付勢されることにより、封止部２４ａがガス噴出孔２６に嵌合する方向に移動付勢され、ガス噴出孔２６を封止するようにしている。上記バルブ付勢バネ２８は、ガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を制御する圧力制御機構の第１の付勢部材となる。本実施の形態では、バルブ付勢バネ２８は、圧縮コイルバネにより構成されているが、ニードルバルブ２４を押圧付勢し得るものであればいずれのバネ部材で構成したものであってもよい。
【００４０】
そして、移動体２７を付勢するバルブ付勢バネ２８は、移動体２７とハウジング本体２５ａの下端部側に取り付けられるバネ支持部材２９との間に配設され、移動体２７を図４矢印Ｙ1方向のガス噴出孔２６側に押圧付勢している。なお、バネ支持部材２９には、ガス流通用の貫通孔３０が穿設されている。
【００４１】
そして、移動体２７の外周面には、図６に示すように、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスを噴射孔２６側に流通させるガス流通用の溝部２７ａが形成されている。
【００４２】
ところで、ニードルバルブ２４は、ハウジング本体２５ａ内に配設されたとき、封止部２４ａの先端側がガス噴出孔２６から突出する長さに形成されている。そして、ニードルバルブ２４のガス噴出孔２６から突出する先端部側は、後述するように、ニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して移動操作し、ガス噴出孔２６を開放操作する押圧操作機構３１によって操作される押圧操作部３２として用いられる。
【００４３】
また、ニードルバルブ２４の押圧操作部３２が突出するハウジング２５の上端側には、押圧操作部３２が進入するとともに、この押圧操作部３２を押圧操作する押圧操作機構３１の押圧操作子３３が進入する筒状の操作子挿通部３４が形成されている。この押圧操作子挿通部３４は、ガス噴射孔２６から噴射される気化された炭酸ガスのガス流通路としても機能する。
【００４４】
上述したように、ニードルバルブ２４が収納するように配設されたバルブハウジング２５は、容器本体２１の縮径部２２にハウジング本体２５ａを挿入するように嵌合し、ハウジング本体２５ａの上端側の外周囲に一体に形成したフランジ部３６を縮径部２２の上端面に突き当てるようにして容器本体２１に配設される。容器本体２１に配設されたバルブハウジング２５は、図４に示すように、フランジ部３６が縮径部２２の外周側に嵌合するように取り付けられる支持キャップ３７により支持されることにより容器本体２１に一体的に取り付けられる。このとき、容器本体２１は、バルブハウジング２５のフランジ部３６及びこのフランジ部３６を支持する支持キャップ３７により、ガス漏れが生じないように密閉される。
【００４５】
なお、支持キャップ３７の中心部には、操作子挿通部３４を突出させるための貫通孔３８が形成されている。そして、操作子挿通部３４は、バルブハウジング２５が支持キャップ３７により容器本体２１に固定されたとき、貫通孔３８を介して支持キャップ３７から突出される。
【００４６】
そして、バルブハウジング２５を容器本体２１に固定する支持キャップ３７には、ニードルバルブ２４を押圧操作し、噴射孔２６を開閉操作する押圧操作機構３１が取り付けられている。押圧操作機構３１は、図４に示すように、ニードルバルブ２４の押圧操作部３２を押圧操作する押圧操作子３３が設けられたピストン３９と、このピストン３９が進退するように配設されるシリンダ部４０が形成されたピストンハウジング４１と、バルブ付勢バネ２８の付勢力に抗してニードルバルブ２４を押圧する方向にピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２と、このピストン押圧バネ４２を押圧して、ピストン３９にニードルバルブ２４を押圧する方向の付勢力を付与する噴射孔開閉つまみ４３とを備える。
【００４７】
ここで、ピストン押圧バネ４２は、ガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を制御する圧力制御機構の第２の付勢部材を構成する。
【００４８】
上記押圧操作機構３１を構成するピストンハウジング４１は、ピストン３９が進退するシリンダ部４０の基端部側に、支持キャップ３７の外周側に嵌合する嵌合凹部４４が形成された嵌合取付部４５が設けられている。この嵌合取付部４５の上方側には、ピストン３９が進退するシリンダ部４０が一体に形成されている。さらに、シリンダ部４０の上方側には、ピストン３９と一体に形成した移動ガイド体４６が進退する移動ガイド部４７が一体に設けられている。このピストンハウジング４１は、嵌合凹部４４を支持キャップ３７の外周側に嵌合することによって容器本体２１に取り付けられる。
【００４９】
なお、ピストンハウジング４１は、支持キャップ３７に対しガス漏れが生じないように、支持キャップ３７との間を密閉した状態で取り付けられる。
【００５０】
そして、シリンダ部４０内に配設されたピストン３９は、図４に示すように、一端側の中心部から押圧操作子３３が突出するように一体的に形成され、他端側にこのピストン３９より太径に形成された移動ガイド体４６が一体に設けられている。このピストン３９は、一端側に形成した押圧操作子３３を操作子挿通部３４に挿通して、シリンダ部４０に進退するように配設される。なお、ピストン３９の先端側の外周囲には、ピストンリング４８が嵌合され、シリンダ部４０を密閉した状態で、シリンダ部４０内を進退する。
【００５１】
また、ピストン３９がシリンダ部４０内に位置するように配設されたとき、移動ガイド体４６が移動ガイド部４７内に位置される。
【００５２】
そして、ピストン３９が配設されたピストンハウジング４１の移動ガイド部４７が設けられた先端側には、円筒状に形成した噴射孔開閉つまみ４３が取り付けられている。この噴射孔開閉つまみ４３は、ピストンハウジング４１の外周側に螺合されることにより、回転操作されることにより、ピストンハウジング４１に対し進退操作される。
【００５３】
ピストンハウジング４１に進退可能に取り付けられた噴射孔開閉つまみ４３の天板５０とピストンハウジング４１内に進退可能に配設されたピストン３９の他端側に設けた移動ガイド体４６との間に、圧縮コイルバネによって構成されたピストン押圧バネ４２が介在されている。
【００５４】
このピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３とピストン３９との間に介在されることにより、ピストン３９に対しニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して押圧する方向の図４中矢印Ｙ2方向の付勢力を付与する。
【００５５】
ところで、ピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に対し上昇した図４に示す初期位置にあるとき、ピストン３９に負荷を付与しない自由長の状態にある長さ、若しくは、噴射孔開閉つまみ４３により押圧されながらも、噴射孔２６に嵌合してこの噴射孔２６を閉塞した状態にあるニードルバルブ２４を、バルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向に移動させない程度のバネ定数を有するものが選択される。
【００５６】
そして、ピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に対し図３中矢印Ｒ1方向に回転操作されて、上記初期位置からピストンハウジング４１に進入するように移動すると、噴射孔開閉つまみ４３によって押圧されて圧縮される方向の図４中矢印Ｙ2方向の力を受ける。ここからさらに、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に進入する方向の図３中矢印Ｒ1方向に回転されると、ピストン押圧バネ４２に圧縮荷重（Kgf）が加わり圧縮される。ピストン押圧バネ４２の圧縮荷重（Kgf）がニードルバルブ２４を押圧付勢するバルブ付勢バネ２８の付勢力より大きくなると、ニードルバルブ２４がバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向に移動し、図５に示すように、て噴射孔２６を開放する。噴射孔２６が開放されることにより、容器本体２に充填された炭酸ガスが噴射孔２６を介して噴射される。
【００５７】
ところで、本実施の形態のガス収納容器２において、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、気化されながら噴射孔２６からピストンハウジング４１のシリンダ部４０に噴射される。シリンダ部４０に噴射された炭酸ガスは、シリンダ部４０に連通するように嵌合取付部４５に形成されたガス流出孔５１を介してガス収納容器２の外部に流出される。ガス流出孔５１には、導管３を接続するための接続プラグ５２が取り付けられている。導管３は、他端側に取り付けた接続用ソケット４９を接続プラグ５２に嵌合することによってガス収納容器２に接続される。
【００５８】
本実施の形態に用いられるガス収納容器２は、上述したように、圧縮荷重（Kgf）が加えられ伸縮するピストン押圧バネ４２の付勢力を受けてシリンダ部４０内を移動するピストン３９を介して、バルブ付勢バネ２８の付勢力を受けてバルブハウジング２５内を進退するニードルバルブ２４を押圧して、噴射孔２６を開閉するようにしている。そこで、ピストン押圧バネ４２が圧縮され、ピストン３９を押圧する付勢力が、噴射孔２６を閉塞する方向にニードルバルブ２４を付勢する力より大きくなると、ニードルバルブ２４はガス噴射孔２６から抜け出る方向の図４中矢印Ｙ2方向に移動され、図５に示すように、ガス噴射孔２６を開放する。すなわち、ニードルバルブ２４のテーパ状に形成された封止部２４ａが、図６に示すように、容器本体２１側に移動してガス噴射孔２６を開放する。そして、ガス噴射孔２６が開放されると、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、気化されながらシリンダ部４０に噴射される。
【００５９】
そして、シリンダ部４０に炭酸ガスが供給され、シリンダ部４０の内圧が、ピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２の付勢力より大きくなると、ピストン押圧バネ４２を圧縮するようにピストン３９を押圧する。ピストン３９がピストン押圧バネ４２を圧縮するように押圧されると、このピストン３９は、ニードルバルブ２４から離間する方向の図５中矢印Ｙ1方向に移動する。ピストン３９が図５中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除すると、ニードルバルブ２４は、バルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６を閉塞する方向の図５中矢印Ｙ1方向に移動して噴射孔２６に嵌合し、図７に示すように、噴射孔２６を密閉する。すなわち、ニードルバルブ２４のテーパ状に形成された封止部２４ａが、図８に示すように、ガス噴射孔２６に嵌合するように移動し、ガス噴射孔２６を閉塞する。そして、噴射孔２６が密閉されることにより、容器本体２１からの炭酸ガスの供給が停止する。
【００６０】
このとき、噴射孔開閉つまみ４３は、図７に示すように、ピストン押圧バネ４２を所定量圧縮する下降位置に回転された状態に置かれている。
【００６１】
そして、シリンダ部４０側に噴射された炭酸ガスが上述した打撃工具１を動作させるために用いられる等して大気に開放され、シリンダ部４０内の圧力がピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２の付勢力より小さくなると、ピストン３９は再びピストン押圧バネ４２の付勢力を受け、ニードルバルブ２４をガス噴射孔２６から抜け出る方向の図５中矢印Ｙ2方向に移動してガス噴射孔２６を開放し、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスを気化しながらシリンダ部４０に噴射する。
【００６２】
なお、噴射孔開閉つまみ４３は、図４に示す初期位置にあるとき、図３中矢印Ｒ2方向への回転が規制され、ピストンハウジング４１からの脱落防止されている。
【００６３】
上述したように、本実施の形態に用いられるガス収納容器２は、シリンダ部４０内の圧力が変化することにより噴射孔２６の開閉が制御される。そこで、シリンダ部４０内の圧力が所定の圧力を超えたとき、噴射孔２６を開放する方向にニードルバルブ２４を押圧する付勢力を付与しているピストン押圧バネ４２が圧縮され、ピストン３９がニードルバルブ２４から離間する図７中矢印Ｙ1方向に移動することにより、容器本体２１から噴射される炭酸ガスを所定圧力に制御して放射することができる。
【００６４】
本実施の形態のガス収納容器２においては、ニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９の圧力を受ける面の大きさ、このピストン３９を押圧付勢するピストン押圧バネ４２を適宜選択し、噴射孔開閉つまみ４３による圧縮量の変化に応じた圧縮荷重を選択することにより、噴射孔２６を開放する方向にニードルバルブ２４を押圧する付勢力を設定することができる。このピストン押圧バネ４２を圧縮しピストン３９をニードルバルブ２４から離間する図７中矢印Ｙ1方向に移動する圧力は、ピストン３９が進退するシリンダ部４０内の圧力に相当するものであり、シリンダ部４０から外部に放射される炭酸ガスの圧力に一致する。したがって、ピストン３９を押圧付勢する付勢力を制御することにより、ガス収納容器２からシリンダ部４０内に放射される炭酸ガスの圧力を制御することができる。
【００６５】
このように、本実施の形態のガス収納容器２において、炭酸ガスの噴射孔２６を開閉制御するニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９と、このピストン３９が進退するシリンダ部４０と、ピストン３９を押圧付勢するピストン押圧バネ４２とにより、噴射孔２６から噴射される炭酸ガスを一定範囲の圧力に制御して放射する圧力制御機構であるガス圧制御機構５５を構成している。このようなガス圧制御機構５５を備えることにより、本実施の形態のガス収納容器２にあっては、容器本体２１に充填された炭酸ガスを所定の圧力に減圧制御して収納容器２の外部に放射することができる。本実施の形態においては、約７０気圧の液体炭酸ガスから６〜１０気圧程度の圧力に減圧されながら気化した炭酸ガスとされて放射されるように、ピストン３９及びピストン押圧バネ４２が設定されている。
【００６６】
ところで、本実施の形態のガス収納容器２において、シリンダ部４０の上方側には、通常ピストン３９が進退する部分には、より大径とされたピストン開放部５３が形成されている。シリンダ部４０の圧力が急激に上昇して過剰圧力になるような場合に、ピストン３９をピストン押圧バネ４２の付勢力に抗してピストン開放部５３に移動させ、シリンダ部４０を迅速に開放し、シリンダ部４０に噴射される高圧の炭酸ガスを大気に開放し、ガス収納容器２の破壊等の事項を防止するようにしている。
【００６７】
なお、シリンダ部４０から開放された炭酸ガスを迅速に大気に放出するため、噴射孔開閉つまみ４３の天板５０には、ガス抜き孔５４が設けられている。
【００６８】
さらに、本実施の形態のガス収納容器２には、このガス収納容器２を高圧ガス駆動工具１を操作する操作者の身体に装着するための身体装着具を備えている。この身体装着具は、例えば、身体装着用ベルト５６であって、容器本体２１の外周面に設けられた挿通用リング５７に挿通して取り付けられている。このベルト５６は、身体に巻き付け、一端部を他端側に設けた留め具５８に止めることにより作業者の身体に固定され、ガス収納容器２を身体に装着する。
【００６９】
上述したような構成を備えた本発明に係る高圧ガス駆動装置を用いてステープルの打ち込みを行う状態を説明する。
【００７０】
まず、ステープルの打ち込みを行うには、液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２２、導管３を用いて打撃工具１に連結する。導管３は、一端側に設けた接続用ソケット１８が打撃工具１の接続プラグ１７に接続され、他端側の接続用ソケット４９がガス収納容器２に設けた接続プラグ５２に接続されることによって、ガス収納容器２と打撃工具１との間を連結し、ガス収納容器２から気化されて噴射される炭酸ガスを打撃工具１に供給可能となす。
【００７１】
次に、ガス収納容器２を支持した身体装着用ベルト５６を作業者の身につけることによって、作業者の身体に装着する。
【００７２】
なお、導管３の打撃工具１又はガス収納容器２への連結は、ガス収納容器２を身体に装着してから行うようにしてもよい。
【００７３】
作業者は、ガス収納容器２を身体に装着することにより、打撃工具１に炭酸ガスを供給するための導管３によって移動範囲が規制されることなく、打撃工具１を持って所望のステープルの打込位置に自在に移動できる。
【００７４】
ガス収納容器２を打撃工具１に連結し、身体に装着したところで、ガス収納容器２に設けた噴射孔開閉つまみ４３を図３中矢印Ｒ1方向に回転する。噴射孔開閉つまみ４３が、図４に示す初期位置から図３中矢印Ｒ1方向に回転ていくと、ピストン押圧バネ４２が圧縮されていく。そして、噴射孔開閉つまみ４３が矢印Ｒ1方向に所定量回転されて、ピストン押圧バネ４２が圧縮され、このピストン押圧バネ４２の圧縮荷重（Kgf）がニードルバルブ２４を押圧付勢するバルブ付勢バネ２８の付勢力より大きくなると、ニードルバルブ２４がバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向の図４中矢印Ｙ2方向に移動され噴射孔２６を開放する。
【００７５】
なお、噴射孔開閉つまみ４３とこの噴射孔開閉つまみ４３が回転可能に取り付けられるピストンハウジング４１との間に、噴射孔開閉つまみ４３の回転量を示す指標を設けることにより、ピストン押圧バネ４２の圧縮量を示すことができる。そして、ピストン押圧バネ４２の圧縮量を適宜設定することにより、ガス収納容器２から噴射されシリンダ部４０に供給される炭酸ガスの圧力を一定の範囲に可変制御することができる。
【００７６】
上述したように、噴射孔開閉つまみ４３が回転操作されることによって、図６に示すように、噴射孔２６が開放され、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスが気化されながら噴射孔２６からシリンダ部４０に噴射される。シリンダ部４０に噴射された炭酸ガスは、ガス流出孔５１を介して導管３に流出し、この導管３を介して打撃工具１のガス貯留室７に貯留される。このとき、ガス貯留室７は、シリンダ部４０と同圧となっている。すなわち、シリンダ部４０からガス貯留室７には、一定圧に減圧された炭酸ガスが充満された状態にある。
【００７７】
ところで、ガス収納容器２に充填された炭酸ガスを打撃工具１に導出するために用いられる導管３は、所定を長さを有する。すなわち、本発明には、ガス収納容器２を作業者の身体に装着した状態で打撃工具１の操作を行うために、導管３は、身体に装着されたガス収納容器２から手によって操作される打撃工具１との間を連結するに必要な長さを有するものであり、本実施の形態の装置にあっては、概ね１〜２ｍ程度の長さを有する。そして、導管３は、打撃工具１の使用状態において、大気中に晒された状態にあり、この装置が用いられる環境の温度に近い温度とされている。そのため、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、噴射孔２６から減圧されながら急峻に噴射されることにより固相状態にされたとしても、導管３内を通過する過程で加温されることにより気相化され、完全に気化された炭酸ガスとして打撃工具１に供給される。特に、本実施の形態に用いられる導管３は、ガス収納容器２と打撃工具１との間を連結するために１〜２ｍ程度の長さを有し、しかも大気中に晒された状態でおかれることから、導管３内を通過する炭酸ガスを確実に気化することができる。したがって、導管３は、気化促進手段を構成している。
【００７８】
なお、導管３は、高圧に対する耐久性を有しながら可撓性を有する材料によって形成したものを用いることが望ましい。
【００７９】
そして、ガス収納容器２から供給された炭酸ガスが打撃工具１のガス貯留室７からシリンダ部４０に充満され、シリンダ部４０内の圧力が設定された圧力以上になると、ピストン３９はシリンダ部４０に充満された炭酸ガスの圧力を受けてピストン押圧バネ４２を圧縮する図５中矢印Ｙ1方向に移動する。ピストン３９が図５中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除すると、ニードルバルブ２４は、図５中矢印Ｙ1方向に移動し、図７に示すようにバルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６に嵌合し、図８に示すように、噴射孔２６を密閉し、容器本体２１からの炭酸ガスの供給を停止する。
【００８０】
ガス貯留室７に炭酸ガスが充満された状態で打撃工具１のトリガバルブ操作レバー１６を回動操作すると、トリガバルブ１５が作動し、これに連動してヘッドバルブ１４が動作され、打撃シリンダ１０の上方側を開くように制御される。打撃シリンダ１０が上方側が開放されると、ガス貯留室７に貯留されている高圧の炭酸ガスが打撃シリンダ１０内に供給されて打撃ピストン１１とともに打撃具１２を駆動し、ステープル収納部９からノーズ部１３に送り出されているステープル４を打撃して被打込み材への打ち込みが行われる。その後、トリガバルブ操作レバー１６を解放することにより再びトリガバルブ１５が作動し、さらにヘッドバルブ１４が打撃シリンダ１０の上方側を閉じるように動作し、同時に打撃シリンダ１０が大気に接続され、打撃ピストン１１が初期位置に復帰する。そして、打撃シリンダ１０が大気に接続されるとき、打撃シリンダ１０に供給された炭酸ガスは大気に放出される。また、打撃シリンダ１０が大気に接続されるとき、ガス貯留室７も大気に接続され、ガス貯留室７に貯留されている炭酸ガスも大気に放出される。
【００８１】
上述のように、ガス貯留室７に貯留されている炭酸ガスが打撃シリンダ１０に供給され、打撃ピストン１１が動作されて１回のステープル４の打込動作が完了すると、ガス貯留室７に貯留されていた炭酸ガスは大気に放出され、ガス貯留室７は大気圧となる。
【００８２】
そして、ガス貯留室７に貯留された炭酸ガスが大気の放出されるとき、導管３を介してガス貯留室７に接続されているガス収納容器２２側のシリンダ部４０内の炭酸ガスも放出され、シリンダ部４０は大気圧となる。シリンダ部４０が大気圧に減圧されると、ピストン３９がピストン押圧バネ４２の付勢力を受けて図５中矢印Ｙ2方向に移動し、ニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して図５中矢印Ｙ2方向に移動する。そして、ニードルバルブ２４が図５中矢印Ｙ2方向に移動すると、図６に示すように、噴射孔２６を開放し、ガス収納容器２に充填された液化炭酸ガスを気化させながらシリンダ部４０に噴射し、さらに、導管３を介して打撃工具１のガス貯留室７に供給し、打撃工具１をステープル４の打込を可能とする打込待機状態にする。このとき、ガス収納容器２側のシリンダ部４０は、炭酸ガスが充満されて設定された圧力以上になり、ピストン押圧バネ４２を圧縮させながらピストン３９を図７中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除し、このニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６に嵌合させ、図７、図８に示すように、噴射孔２６を密閉し、容器本体２１からの炭酸ガスの供給を停止する。
【００８３】
上述したような打撃工具１への炭酸ガスの供給、打撃工具１によるステープル４の打込動作による炭酸ガスの排気、打撃工具１への炭酸ガスの供給を繰り返すことによって、順次ステープル４の打ち込みが実行される。
【００８４】
そして、多数回の打込動作を行いガス収納容器２に充填した炭酸ガスが消耗されたときには、炭酸ガスが充填されたガス収納容器２に交換することにより、直ちにステープル４の打込作業を継続することができる。ガス収納容器２の交換は、導管３の接続用ソケット４９を接続プラグ５２から外し、新たなガス収納容器２の接続プラグ５２に接続することにより行われる。このように、ガス収納容器２の交換は、導管３の接続用ソケット４９の付け替えだけで行うことができるので、短時間で簡単に行うことができるので、打撃工具１による打込作業を長時間に亘って中断することなく行うことができ、連続した打込作業も実現できる。
【００８５】
なお、交換されるガス収納容器２に導管が連結されているときには、打撃工具１に連結されている導管３も交換するように、打撃工具１に接続される側の接続用ソケット１７を付け替えるようにしてもよい。
【００８６】
上述したように、本実施の形態の打撃工具１を用いた高圧ガス駆動装置は、打撃工具１を駆動する高圧ガスである液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２から噴射される炭酸ガスをガス圧制御機構５５で減圧制御して打撃工具１に供給するようにしているので、打撃工具１を一定の圧力に減圧制御された炭酸ガスにより駆動でき、暴発等を防止して安定した安全な駆動を行うことができる。
【００８７】
また、上述した本実施の形態の高圧ガス駆動装置は、導管３を撓み変形可能な材料により形成することにより、打撃工具１を把持した姿勢に応じて導管３を変形させることができるので、ステープル４の打込作業を阻害することもなく、安定した姿勢での打込作業を行うことができる。
【００８８】
上述の実施の形態では、駆動源として、ガス収納容器２に液化炭酸ガスを充填した例を挙げて説明したが、用いる高圧ガスは、炭酸ガスに限定されるものではなく窒素ガス等の高圧ガスを用いてもよい。
【００８９】
また、本発明は、上述したような打撃工具に特定されるものではなく、高圧ガスを駆動源に用いる高圧ガス駆動工具に広く適用し、上述した打撃工具１に適用した場合と同様の利点を実現できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ 打撃工具
２ ガス収納容器
３ 導管
４ ステープル
７ ガス貯留室
１０ 打撃シリンダ
１１ 打撃ピストン
１７ 接続プラグ
１８ 接続用ソケット
２１ ガス収納容器の容器本体
２４ ニードルバルブ
２６ ガス噴射孔
２８ バルブ付勢バネ
３９ ピストン
４０ シリンダ部
４１ ピストンハウジング
４２ ピストン押圧バネ
４３ 噴射孔開閉つまみ
５１ ガス流出孔
５５ ガス圧制御機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮された高圧の炭酸ガス等の高圧ガスを駆動源として用いる高圧ガス駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、圧縮空気や、圧縮炭酸ガス、圧縮窒素ガス等の高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置が用いられている。この種の高圧ガス駆動装置として、例えば、圧縮空気の圧力を利用して打撃具を移動操作することによって、釘や線材をコ字状に形成したステープル等の止着具の打ち込みを行う釘打機等の打込装置がある。この種の打込装置は、空気を圧縮し圧縮空気を生成するエアコンプレッサにエアホースを介して接続され、エアコンプレッサから供給される圧縮空気を駆動源として動作するように構成されている。
【０００３】
ところで、釘打機等の打込装置は、住宅の建築現場等において用いられ、適宜の打込位置へ移動しながら釘等の止着具の打ち込みをするようにしている。このように打ち込み位置を移動しながら用いる場合、エアコンプレッサを用いた打込装置にあっては、移動範囲に制約を受けてしまう。エアコンプレッサは、大きな重量を有し、しかも打込装置に比し大型であるので、容易に移動することができない。そのため、打込装置の移動範囲は、エアコンプレッサの設置位置やエアコンプレッサに接続されるエアホースの長さにより制約を受け、所望の打込位置に自在に移動して止着具の打ち込み作業を行うことができない。
【０００４】
そこで、エアコンプレッサを用いることなく、高圧ガス等の加圧媒体を打込装置に供給し、止着具の打ち込みを可能とした釘打機等の打込装置が提案されている。この種の打込装置として、釘の打込部に着脱自在に取り付けられた高圧ガス容器から高圧ガスを打込部に供給して釘の打ち込みを行うようにしたものがある（特許文献１）。
【０００５】
また、打込装置の内部に、液体炭酸ガスが充填されるガス貯蔵部を設け、このガス貯蔵部に充填された液体炭酸ガスを高密度炭酸ガスに相変化させて打込部に供給することによって釘の打ち込みを行うようにした打込装置が提案されている（特許文献２）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭４８−２９９０６号公報
【特許文献２】特表２００５−５１０３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載される打込装置は、高圧ガス容器に充填された高圧液化ガスを気化促進部材により気化して打込部に供給するようにしているが、高圧ガス容器に充填された高圧液化ガスは、圧力制御が行われることなく気化促進部材により気化されて直接打込部に供給されている。このように、打込部に供給される高圧ガスの圧力の制御がされていないため、打込部に供給される高圧ガスの圧力を一定に維持することができなくなり、安定した釘の打ち込みを行うことができない。また、極めて高圧のガスが打込部に供給されてしまい、安全な釘の打ち込みを行えなくなる虞もある。
【０００８】
また、特許文献２に記載される装置も、ガス貯蔵部に充填された液体炭酸ガスを高密度炭酸ガスに相変化させて打込部に供給するだけであって、打込部に供給される炭酸ガスの圧力は全く制御されていない。そのため、特許文献１に記載された装置と同様に、打込部に供給される高圧ガスの圧力を一定に維持することができなくなり、安定した釘の打ち込みを行うことができない。また、極めて高圧のガスが打込部に供給されてしまい、安全な釘の打ち込みができなくなる虞もある。特に、高圧ガスの暴発の虞もある。
【０００９】
そこで、本発明は、ガス収納容器に充填した高圧ガスを駆動源に用いながら、安定した駆動を実現できる高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【００１０】
また、本発明は、高圧ガス駆動工具に一定の圧力制御された高圧ガスを供給することによって高圧ガス駆動工具の安定した駆動を実現できる高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【００１１】
さらに本発明は、ガス収納容器から供給される高圧ガスの圧力制御を、簡素でしかも小型の機構で実現可能とした高圧ガス駆動装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述したような課題を達成するために提案される本発明に係る高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置は、高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具と、上記高圧ガス駆動工具に供給される高圧ガスが充填されたガス収納容器と、上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を減圧制御する圧力制御機構とを備え、上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスを上記圧力制御機構で減圧制御して上記高圧ガス駆動工具に供給することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る高圧ガス駆動装置において、圧力制御機構は、ガス収納容器と一体に設けられている。
【００１４】
また、ガス収納容器は、導管を介して高圧ガス駆動工具に連結されている。
【００１５】
本発明に係る高圧ガス駆動装置に用いられる圧力制御機構は、ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、第１の付勢部材により付勢されて上記容器本体に設けられたガス噴射孔を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブと、第２の付勢部材の付勢力を受けて上記ニードルバルブを押圧操作するピストンを、上記ニードルバルブを上記ガス噴射孔から退出する方向に押圧付勢する第２の付勢部材とを備え、上記ピストンを押圧付勢する第２の付勢部材の付勢力を制御することによって、上記噴射孔から上記容器本体の外部に放射される高圧ガスの圧力を減圧制御する。
【００１６】
さらに具体的に、上記圧力制御機構は、ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、上記容器本体に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブと、上記ガス噴射孔を閉塞する方向に上記ニードルバルブを移動付勢する第１の付勢部材と、上記容器本体に連結され、上記ガス噴射孔から噴射される高圧ガスが供給されるシリンダ部に移動可能に配設され、上記噴射孔から上記シリンダ部側に突出する上記ニードルバルブの先端側を押圧操作するピストンと、上記ピストンを上記ニードルバルブ側に押圧付勢する第２の付勢部材と、上記第２の付勢部材の変位量を可変制御して、上記ピストンの押圧付勢力を制御する付勢部材変位手段とを備え、上記付勢部材変位手段を操作して上記ピストンの押圧付勢力を制御することにより、上記シリンダ部に放射される高圧ガスの圧力を制御する。
【００１７】
上記圧力制御機構を構成する上記シリンダ部は、上記容器本体に連結されたピストンハウジングに設けられ、上記シリンダ部には、ガス流出孔が設けられ、上記ガス流出孔を介して圧力制御された高圧ガスが流出される。
【００１８】
そして、上記ピストンハウジングには、上記シリンダ部に連続してピストン開放部が設けられ、上記シリンダ部の圧力が過剰圧力とされたとき、上記ピストンを上記第２の付勢部材の付勢力に抗して上記ピストン開放部へ移動して上記シリンダ部を大気に開放し、上記シリンダ部内の高圧ガスを大気に放出する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る高圧ガス駆動装置は、高圧ガス駆動工具を駆動する高圧ガスが充填されたガス収納容器から噴射される高圧ガスを圧力制御機構で減圧制御して高圧ガス駆動工具に供給するようにしているので、高圧ガス駆動工具は、一定の圧力に減圧制御された高圧ガスで駆動され、暴発等を防止して安定した安全な駆動を行うことができる。
【００２０】
また、噴射される高圧ガスの圧力を制御する圧力制御機構がガス収納容器に一体に設けられているので、ガス供給源の小型化を実現でき、装置全体を携帯可能とすることができる。
【００２１】
さらに、本発明において、ガス収納容器が導管を介して高圧ガス駆動工具に連結されることにより、ガス収納容器から放射される高圧ガスが導管を流通する間に完全に気化させることができ、高圧ガス駆動工具の安定した駆動を実現できる。特に、高圧ガスとして液化炭酸ガスを用いた場合に有効である。液化炭酸ガスは、急峻に減圧された環境下に放射されたとき固相化することがあるが、導管を流通する間で確実に気化させることができる。
【００２２】
さらにまた、ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を制御する圧力制御機構は、ガス収納容器に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブを押圧操作するピストンを押圧制御する付勢部材の付勢力を可変制御することによって、ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を制御することができるので、機構の簡素化を図り、小型化を実現できる。
【００２３】
そして、ガス収納容器から噴射される高圧ガスは、圧力制御機構を構成するピストンが進退するシリンダ部に放出され、このシリンダ部に設けられたガス流出孔から外部に流出するようにしているので、高圧ガスを放出する機構の簡素化を実現できる。
【００２４】
さらに、圧力制御機構が設けられるピストンハウジングには、ピストン開放部が設けられ、シリンダ部内が過剰圧力となったとき、シリンダ部を大気に開放するようにしているので、高圧ガスの暴発を防止して安全を保証することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明を止着具の打込装置に適用した例を示す全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、本発明に用いられる打撃工具の内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明に用いられるガス収納容器の外観を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明に用いられるガス収納容器の内部構造を示す断面図であって、ニードルバルブによってガス噴射孔が閉塞された状態を示す。
【図５】図５は、ニードルバルブがピストンによって押圧され、ガス噴射孔が開放された様態を示すガス収納容器の断面図である。
【図６】図６は、ニードルバルブによって閉塞されるガス噴射孔が開放された状態を示すガス噴射制御機構の断面図である。
【図７】図７は、ピストンがシリンダ部内のガスの圧力を受けてピストン押圧バネを圧縮する方向に移動され、ニードルバルブがガス噴射孔に嵌合し、ガス噴射孔を閉じた状態を示すガス収納容器の断面図である。
【図８】図８は、打撃工具のガス貯留室に供給された炭酸ガスが放出されニードルバルブによってガス噴射孔が閉塞された状態を示すガス噴射制御機構の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、高圧ガスを駆動源として駆動される本発明に係る高圧ガス駆動装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２７】
本発明は、液化炭酸ガスや圧縮窒素ガス等の高圧ガスを駆動源に用いる高圧ガス駆動装置に広く適用することができる。例えば、釘や線材をコ字状に形成したステープル等の止着具の打ち込みを行う釘打機やタッカー等の打込装置や、高圧ガスの圧力を利用して各種材料を突き出し、あるいは噴射させる装置に適用される。
【００２８】
以下、本発明を、高圧ガス駆動工具として、釘やステープル等の止着具の打ち込みを行う打撃工具を用いる高圧ガス駆動装置に適用した例を挙げて説明する。
【００２９】
本発明に係る高圧ガス駆動装置は、図１に示すように、打撃工具１と、この打撃工具１を駆動する高圧ガスを収納したガス収納容器２と、打撃工具１とガス収納容器２との間を連結する導管３とを備える。
【００３０】
本実施の形態では、高圧ガスとして、圧縮されて液化された液化炭酸ガスを用いる例を挙げて説明する。なお、炭酸ガスは、常温(２５℃）で、７０気圧まで圧縮されると液化される。
【００３１】
本実施の形態に用いられる打撃工具１は、細い線条部材をコ字状に折り曲げたステープル４の打ち込みを行うものであって、図２に示すように、ステープル４の打込操作を行う打撃機構５が設けられた打撃駆動部６と、ガス収納容器２から供給される気化された高圧の炭酸ガスが貯留されるガス貯留室７が内部に設けられたハンドル部８と、この打撃工具１によって打ち込みが行われるステープル４が収納されるステープル収納部９とを備える。
【００３２】
上記打撃工具1を構成する打撃駆動部６には、打撃機構５を構成する打撃シリンダ１０が内蔵されるように設けられている。打撃シリンダ１０の内部には、打撃シリンダ１０とともに打撃機構５を構成する打撃ピストン１１が進退可能に配設されている。この打撃ピストン１１には、ステープル収納部９から送り出されるステープル４の打込操作を行う打撃具１２が取り付けられている。打撃具１２は、長尺な軸状部材によって形成され、基端部を打撃ピストン１１の中心部に連結し、打撃ピストン１１と一体に移動可能とされている。また、打撃具１２は、打撃ピストン１１に連結された状態で、先端部を打撃駆動部６の先端部に設けられたノーズ部１３に進入させている。
【００３３】
なお、ノーズ部１３には、ステープル収納部９の先端が開口し、このステープル収納部９に収納されたステープル４が供給されるように構成されている。
【００３４】
そして、打撃駆動部６には、ガス収納容器２からガス貯留室７に供給された高圧の炭酸ガスを打撃シリンダ１０に給排気し、打撃シリンダ１０内に配設した打撃ピストン１１の進退を制御するヘッドバルブ１４が設けられている。
【００３５】
また、ハンドル部８は、ステープル４の打込操作時に、この打撃工具１を把持する部分となり、打撃駆動部６への連結側の付け根部分には、ヘッドバルブ１４を制御するトリガバルブ１５を操作するトリガバルブ操作レバー１６が設けられている。このトリガバルブ操作レバー１６は、ハンドル部８に設けられた支軸１６ａを中心にして回転可能に取り付けられ、ハンドル部８を把持した手指により回転操作することによって、ハンドル部８の内部に設けられたトリガバルブ１５を動作させ、ヘッドバルブ１４を制御する。
【００３６】
また、ハンドル部８の打撃駆動部６への連結部側とは反対側の基端部側には、ガス収納容器２から供給される高圧の炭酸ガスを打撃工具１内に導入する導管３が接続される接続プラグ１７が設けられている。この接続プラグ１７は、ハンドル部８内に構成されたガス貯留室７に連通している。そして、ガス収納容器２に連結された導管３は、一端側に取り付けた接続用ソケット１８を接続プラグ１７に嵌合することによって打撃工具１に連結され、ガス収納容器２から供給される炭酸ガスを打撃工具１内のガス貯留室７に導入する。
【００３７】
そして、打撃工具１の駆動源となる液化炭酸ガスが充填されるガス収納容器２は、図３に示すように、充填される液化炭酸ガスの圧力に十分に耐え得る強度を有するように、鉄やステンレス等の金属を用いて有底の円筒状に形成された容器本体２１を備える。容器本体２１は、図４に示すように、上端側に筒状の縮径部２２が形成されいる。この縮径部２２は、容器本体２１の上端側を絞り成形するようにして形成されている。そして、縮径部２２には、ガス噴射制御機構２３が設けられている。ガス噴射制御機構２３は、容器本体２１内に充填された液化炭酸ガスの噴射を制御する。
【００３８】
上記ガス噴射制御機構２３は、図４、図６に示すように、先端側をテーパ状に形成したニードルバルブ２４が進退可能に配設されるバルブハウジング２５を備える。このバルブハウジング２５は、縮径部２２に挿入される筒状に形成されたハウジング本体２５ａを有し、このハウジング本体２５ａ内にニードルバルブ２４が進退可能に配設される。そして、ハウジング本体２５ａの上端部には、ガス噴射孔２６が形成されている。このガス噴射孔２６は、ハウジング本体２５ａ内に進退可能に配設されたニードルバルブ２４の先端側にテーパ状に形成した封止部２４ａが嵌合することによって封止される。
【００３９】
上記ニードルバルブ２４は、ハウジング本体２５ａ内に収納され、このハウジング本体２５ａによって移動方向がガイドされる移動体２７に支持され、この移動体２７と一体に移動してガス噴出孔２６を開閉する。そして、ニードルバルブ２４は、このニードルバルブ２４を支持した移動体２７が圧縮コイルバネにより構成されたバルブ付勢バネ２８により押圧付勢されることにより、封止部２４ａがガス噴出孔２６に嵌合する方向に移動付勢され、ガス噴出孔２６を封止するようにしている。上記バルブ付勢バネ２８は、ガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を制御する圧力制御機構の第１の付勢部材となる。本実施の形態では、バルブ付勢バネ２８は、圧縮コイルバネにより構成されているが、ニードルバルブ２４を押圧付勢し得るものであればいずれのバネ部材で構成したものであってもよい。
【００４０】
そして、移動体２７を付勢するバルブ付勢バネ２８は、移動体２７とハウジング本体２５ａの下端部側に取り付けられるバネ支持部材２９との間に配設され、移動体２７を図４矢印Ｙ1方向のガス噴出孔２６側に押圧付勢している。なお、バネ支持部材２９には、ガス流通用の貫通孔３０が穿設されている。
【００４１】
そして、移動体２７の外周面には、図６に示すように、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスを噴射孔２６側に流通させるガス流通用の溝部２７ａが形成されている。
【００４２】
ところで、ニードルバルブ２４は、ハウジング本体２５ａ内に配設されたとき、封止部２４ａの先端側がガス噴出孔２６から突出する長さに形成されている。そして、ニードルバルブ２４のガス噴出孔２６から突出する先端部側は、後述するように、ニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して移動操作し、ガス噴出孔２６を開放操作する押圧操作機構３１によって操作される押圧操作部３２として用いられる。
【００４３】
また、ニードルバルブ２４の押圧操作部３２が突出するハウジング２５の上端側には、押圧操作部３２が進入するとともに、この押圧操作部３２を押圧操作する押圧操作機構３１の押圧操作子３３が進入する筒状の操作子挿通部３４が形成されている。この押圧操作子挿通部３４は、ガス噴射孔２６から噴射される気化された炭酸ガスのガス流通路としても機能する。
【００４４】
上述したように、ニードルバルブ２４が収納するように配設されたバルブハウジング２５は、容器本体２１の縮径部２２にハウジング本体２５ａを挿入するように嵌合し、ハウジング本体２５ａの上端側の外周囲に一体に形成したフランジ部３６を縮径部２２の上端面に突き当てるようにして容器本体２１に配設される。容器本体２１に配設されたバルブハウジング２５は、図４に示すように、フランジ部３６が縮径部２２の外周側に嵌合するように取り付けられる支持キャップ３７により支持されることにより容器本体２１に一体的に取り付けられる。このとき、容器本体２１は、バルブハウジング２５のフランジ部３６及びこのフランジ部３６を支持する支持キャップ３７により、ガス漏れが生じないように密閉される。
【００４５】
なお、支持キャップ３７の中心部には、操作子挿通部３４を突出させるための貫通孔３８が形成されている。そして、操作子挿通部３４は、バルブハウジング２５が支持キャップ３７により容器本体２１に固定されたとき、貫通孔３８を介して支持キャップ３７から突出される。
【００４６】
そして、バルブハウジング２５を容器本体２１に固定する支持キャップ３７には、ニードルバルブ２４を押圧操作し、噴射孔２６を開閉操作する押圧操作機構３１が取り付けられている。押圧操作機構３１は、図４に示すように、ニードルバルブ２４の押圧操作部３２を押圧操作する押圧操作子３３が設けられたピストン３９と、このピストン３９が進退するように配設されるシリンダ部４０が形成されたピストンハウジング４１と、バルブ付勢バネ２８の付勢力に抗してニードルバルブ２４を押圧する方向にピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２と、このピストン押圧バネ４２を押圧して、ピストン３９にニードルバルブ２４を押圧する方向の付勢力を付与する噴射孔開閉つまみ４３とを備える。
【００４７】
ここで、ピストン押圧バネ４２は、ガス収納容器２から噴射される炭酸ガスの圧力を制御する圧力制御機構の第２の付勢部材を構成する。
【００４８】
上記押圧操作機構３１を構成するピストンハウジング４１は、ピストン３９が進退するシリンダ部４０の基端部側に、支持キャップ３７の外周側に嵌合する嵌合凹部４４が形成された嵌合取付部４５が設けられている。この嵌合取付部４５の上方側には、ピストン３９が進退するシリンダ部４０が一体に形成されている。さらに、シリンダ部４０の上方側には、ピストン３９と一体に形成した移動ガイド体４６が進退する移動ガイド部４７が一体に設けられている。このピストンハウジング４１は、嵌合凹部４４を支持キャップ３７の外周側に嵌合することによって容器本体２１に取り付けられる。
【００４９】
なお、ピストンハウジング４１は、支持キャップ３７に対しガス漏れが生じないように、支持キャップ３７との間を密閉した状態で取り付けられる。
【００５０】
そして、シリンダ部４０内に配設されたピストン３９は、図４に示すように、一端側の中心部から押圧操作子３３が突出するように一体的に形成され、他端側にこのピストン３９より太径に形成された移動ガイド体４６が一体に設けられている。このピストン３９は、一端側に形成した押圧操作子３３を操作子挿通部３４に挿通して、シリンダ部４０に進退するように配設される。なお、ピストン３９の先端側の外周囲には、ピストンリング４８が嵌合され、シリンダ部４０を密閉した状態で、シリンダ部４０内を進退する。
【００５１】
また、ピストン３９がシリンダ部４０内に位置するように配設されたとき、移動ガイド体４６が移動ガイド部４７内に位置される。
【００５２】
そして、ピストン３９が配設されたピストンハウジング４１の移動ガイド部４７が設けられた先端側には、円筒状に形成した噴射孔開閉つまみ４３が取り付けられている。この噴射孔開閉つまみ４３は、ピストンハウジング４１の外周側に螺合されることにより、回転操作されることにより、ピストンハウジング４１に対し進退操作される。
【００５３】
ピストンハウジング４１に進退可能に取り付けられた噴射孔開閉つまみ４３の天板５０とピストンハウジング４１内に進退可能に配設されたピストン３９の他端側に設けた移動ガイド体４６との間に、圧縮コイルバネによって構成されたピストン押圧バネ４２が介在されている。
【００５４】
このピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３とピストン３９との間に介在されることにより、ピストン３９に対しニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して押圧する方向の図４中矢印Ｙ2方向の付勢力を付与する。
【００５５】
ところで、ピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に対し上昇した図４に示す初期位置にあるとき、ピストン３９に負荷を付与しない自由長の状態にある長さ、若しくは、噴射孔開閉つまみ４３により押圧されながらも、噴射孔２６に嵌合してこの噴射孔２６を閉塞した状態にあるニードルバルブ２４を、バルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向に移動させない程度のバネ定数を有するものが選択される。
【００５６】
そして、ピストン押圧バネ４２は、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に対し図３中矢印Ｒ1方向に回転操作されて、上記初期位置からピストンハウジング４１に進入するように移動すると、噴射孔開閉つまみ４３によって押圧されて圧縮される方向の図４中矢印Ｙ2方向の力を受ける。ここからさらに、噴射孔開閉つまみ４３がピストンハウジング４１に進入する方向の図３中矢印Ｒ1方向に回転されると、ピストン押圧バネ４２に圧縮荷重（Kgf）が加わり圧縮される。ピストン押圧バネ４２の圧縮荷重（Kgf）がニードルバルブ２４を押圧付勢するバルブ付勢バネ２８の付勢力より大きくなると、ニードルバルブ２４がバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向に移動し、図５に示すように、て噴射孔２６を開放する。噴射孔２６が開放されることにより、容器本体２に充填された炭酸ガスが噴射孔２６を介して噴射される。
【００５７】
ところで、本実施の形態のガス収納容器２において、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、気化されながら噴射孔２６からピストンハウジング４１のシリンダ部４０に噴射される。シリンダ部４０に噴射された炭酸ガスは、シリンダ部４０に連通するように嵌合取付部４５に形成されたガス流出孔５１を介してガス収納容器２の外部に流出される。ガス流出孔５１には、導管３を接続するための接続プラグ５２が取り付けられている。導管３は、他端側に取り付けた接続用ソケット４９を接続プラグ５２に嵌合することによってガス収納容器２に接続される。
【００５８】
本実施の形態に用いられるガス収納容器２は、上述したように、圧縮荷重（Kgf）が加えられ伸縮するピストン押圧バネ４２の付勢力を受けてシリンダ部４０内を移動するピストン３９を介して、バルブ付勢バネ２８の付勢力を受けてバルブハウジング２５内を進退するニードルバルブ２４を押圧して、噴射孔２６を開閉するようにしている。そこで、ピストン押圧バネ４２が圧縮され、ピストン３９を押圧する付勢力が、噴射孔２６を閉塞する方向にニードルバルブ２４を付勢する力より大きくなると、ニードルバルブ２４はガス噴射孔２６から抜け出る方向の図４中矢印Ｙ2方向に移動され、図５に示すように、ガス噴射孔２６を開放する。すなわち、ニードルバルブ２４のテーパ状に形成された封止部２４ａが、図６に示すように、容器本体２１側に移動してガス噴射孔２６を開放する。そして、ガス噴射孔２６が開放されると、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、気化されながらシリンダ部４０に噴射される。
【００５９】
そして、シリンダ部４０に炭酸ガスが供給され、シリンダ部４０の内圧が、ピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２の付勢力より大きくなると、ピストン押圧バネ４２を圧縮するようにピストン３９を押圧する。ピストン３９がピストン押圧バネ４２を圧縮するように押圧されると、このピストン３９は、ニードルバルブ２４から離間する方向の図５中矢印Ｙ1方向に移動する。ピストン３９が図５中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除すると、ニードルバルブ２４は、バルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６を閉塞する方向の図５中矢印Ｙ1方向に移動して噴射孔２６に嵌合し、図７に示すように、噴射孔２６を密閉する。すなわち、ニードルバルブ２４のテーパ状に形成された封止部２４ａが、図８に示すように、ガス噴射孔２６に嵌合するように移動し、ガス噴射孔２６を閉塞する。そして、噴射孔２６が密閉されることにより、容器本体２１からの炭酸ガスの供給が停止する。
【００６０】
このとき、噴射孔開閉つまみ４３は、図７に示すように、ピストン押圧バネ４２を所定量圧縮する下降位置に回転された状態に置かれている。
【００６１】
そして、シリンダ部４０側に噴射された炭酸ガスが上述した打撃工具１を動作させるために用いられる等して大気に開放され、シリンダ部４０内の圧力がピストン３９を押圧するピストン押圧バネ４２の付勢力より小さくなると、ピストン３９は再びピストン押圧バネ４２の付勢力を受け、ニードルバルブ２４をガス噴射孔２６から抜け出る方向の図５中矢印Ｙ2方向に移動してガス噴射孔２６を開放し、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスを気化しながらシリンダ部４０に噴射する。
【００６２】
なお、噴射孔開閉つまみ４３は、図４に示す初期位置にあるとき、図３中矢印Ｒ2方向への回転が規制され、ピストンハウジング４１からの脱落防止されている。
【００６３】
上述したように、本実施の形態に用いられるガス収納容器２は、シリンダ部４０内の圧力が変化することにより噴射孔２６の開閉が制御される。そこで、シリンダ部４０内の圧力が所定の圧力を超えたとき、噴射孔２６を開放する方向にニードルバルブ２４を押圧する付勢力を付与しているピストン押圧バネ４２が圧縮され、ピストン３９がニードルバルブ２４から離間する図７中矢印Ｙ1方向に移動することにより、容器本体２１から噴射される炭酸ガスを所定圧力に制御して放射することができる。
【００６４】
本実施の形態のガス収納容器２においては、ニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９の圧力を受ける面の大きさ、このピストン３９を押圧付勢するピストン押圧バネ４２を適宜選択し、噴射孔開閉つまみ４３による圧縮量の変化に応じた圧縮荷重を選択することにより、噴射孔２６を開放する方向にニードルバルブ２４を押圧する付勢力を設定することができる。このピストン押圧バネ４２を圧縮しピストン３９をニードルバルブ２４から離間する図７中矢印Ｙ1方向に移動する圧力は、ピストン３９が進退するシリンダ部４０内の圧力に相当するものであり、シリンダ部４０から外部に放射される炭酸ガスの圧力に一致する。したがって、ピストン３９を押圧付勢する付勢力を制御することにより、ガス収納容器２からシリンダ部４０内に放射される炭酸ガスの圧力を制御することができる。
【００６５】
このように、本実施の形態のガス収納容器２において、炭酸ガスの噴射孔２６を開閉制御するニードルバルブ２４を押圧操作するピストン３９と、このピストン３９が進退するシリンダ部４０と、ピストン３９を押圧付勢するピストン押圧バネ４２とにより、噴射孔２６から噴射される炭酸ガスを一定範囲の圧力に制御して放射する圧力制御機構であるガス圧制御機構５５を構成している。このようなガス圧制御機構５５を備えることにより、本実施の形態のガス収納容器２にあっては、容器本体２１に充填された炭酸ガスを所定の圧力に減圧制御して収納容器２の外部に放射することができる。本実施の形態においては、約７０気圧の液体炭酸ガスから６〜１０気圧程度の圧力に減圧されながら気化した炭酸ガスとされて放射されるように、ピストン３９及びピストン押圧バネ４２が設定されている。
【００６６】
ところで、本実施の形態のガス収納容器２において、シリンダ部４０の上方側には、通常ピストン３９が進退する部分には、より大径とされたピストン開放部５３が形成されている。シリンダ部４０の圧力が急激に上昇して過剰圧力になるような場合に、ピストン３９をピストン押圧バネ４２の付勢力に抗してピストン開放部５３に移動させ、シリンダ部４０を迅速に開放し、シリンダ部４０に噴射される高圧の炭酸ガスを大気に開放し、ガス収納容器２の破壊等の事項を防止するようにしている。
【００６７】
なお、シリンダ部４０から開放された炭酸ガスを迅速に大気に放出するため、噴射孔開閉つまみ４３の天板５０には、ガス抜き孔５４が設けられている。
【００６８】
さらに、本実施の形態のガス収納容器２には、このガス収納容器２を高圧ガス駆動工具１を操作する操作者の身体に装着するための身体装着具を備えている。この身体装着具は、例えば、身体装着用ベルト５６であって、容器本体２１の外周面に設けられた挿通用リング５７に挿通して取り付けられている。このベルト５６は、身体に巻き付け、一端部を他端側に設けた留め具５８に止めることにより作業者の身体に固定され、ガス収納容器２を身体に装着する。
【００６９】
上述したような構成を備えた本発明に係る高圧ガス駆動装置を用いてステープルの打ち込みを行う状態を説明する。
【００７０】
まず、ステープルの打ち込みを行うには、液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２２、導管３を用いて打撃工具１に連結する。導管３は、一端側に設けた接続用ソケット１８が打撃工具１の接続プラグ１７に接続され、他端側の接続用ソケット４９がガス収納容器２に設けた接続プラグ５２に接続されることによって、ガス収納容器２と打撃工具１との間を連結し、ガス収納容器２から気化されて噴射される炭酸ガスを打撃工具１に供給可能となす。
【００７１】
次に、ガス収納容器２を支持した身体装着用ベルト５６を作業者の身につけることによって、作業者の身体に装着する。
【００７２】
なお、導管３の打撃工具１又はガス収納容器２への連結は、ガス収納容器２を身体に装着してから行うようにしてもよい。
【００７３】
作業者は、ガス収納容器２を身体に装着することにより、打撃工具１に炭酸ガスを供給するための導管３によって移動範囲が規制されることなく、打撃工具１を持って所望のステープルの打込位置に自在に移動できる。
【００７４】
ガス収納容器２を打撃工具１に連結し、身体に装着したところで、ガス収納容器２に設けた噴射孔開閉つまみ４３を図３中矢印Ｒ1方向に回転する。噴射孔開閉つまみ４３が、図４に示す初期位置から図３中矢印Ｒ1方向に回転ていくと、ピストン押圧バネ４２が圧縮されていく。そして、噴射孔開閉つまみ４３が矢印Ｒ1方向に所定量回転されて、ピストン押圧バネ４２が圧縮され、このピストン押圧バネ４２の圧縮荷重（Kgf）がニードルバルブ２４を押圧付勢するバルブ付勢バネ２８の付勢力より大きくなると、ニードルバルブ２４がバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して噴射孔２６を開放する方向の図４中矢印Ｙ2方向に移動され噴射孔２６を開放する。
【００７５】
なお、噴射孔開閉つまみ４３とこの噴射孔開閉つまみ４３が回転可能に取り付けられるピストンハウジング４１との間に、噴射孔開閉つまみ４３の回転量を示す指標を設けることにより、ピストン押圧バネ４２の圧縮量を示すことができる。そして、ピストン押圧バネ４２の圧縮量を適宜設定することにより、ガス収納容器２から噴射されシリンダ部４０に供給される炭酸ガスの圧力を一定の範囲に可変制御することができる。
【００７６】
上述したように、噴射孔開閉つまみ４３が回転操作されることによって、図６に示すように、噴射孔２６が開放され、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスが気化されながら噴射孔２６からシリンダ部４０に噴射される。シリンダ部４０に噴射された炭酸ガスは、ガス流出孔５１を介して導管３に流出し、この導管３を介して打撃工具１のガス貯留室７に貯留される。このとき、ガス貯留室７は、シリンダ部４０と同圧となっている。すなわち、シリンダ部４０からガス貯留室７には、一定圧に減圧された炭酸ガスが充満された状態にある。
【００７７】
ところで、ガス収納容器２に充填された炭酸ガスを打撃工具１に導出するために用いられる導管３は、所定を長さを有する。すなわち、本発明には、ガス収納容器２を作業者の身体に装着した状態で打撃工具１の操作を行うために、導管３は、身体に装着されたガス収納容器２から手によって操作される打撃工具１との間を連結するに必要な長さを有するものであり、本実施の形態の装置にあっては、概ね１〜２ｍ程度の長さを有する。そして、導管３は、打撃工具１の使用状態において、大気中に晒された状態にあり、この装置が用いられる環境の温度に近い温度とされている。そのため、容器本体２１に充填された液化炭酸ガスは、噴射孔２６から減圧されながら急峻に噴射されることにより固相状態にされたとしても、導管３内を通過する過程で加温されることにより気相化され、完全に気化された炭酸ガスとして打撃工具１に供給される。特に、本実施の形態に用いられる導管３は、ガス収納容器２と打撃工具１との間を連結するために１〜２ｍ程度の長さを有し、しかも大気中に晒された状態でおかれることから、導管３内を通過する炭酸ガスを確実に気化することができる。したがって、導管３は、気化促進手段を構成している。
【００７８】
なお、導管３は、高圧に対する耐久性を有しながら可撓性を有する材料によって形成したものを用いることが望ましい。
【００７９】
そして、ガス収納容器２から供給された炭酸ガスが打撃工具１のガス貯留室７からシリンダ部４０に充満され、シリンダ部４０内の圧力が設定された圧力以上になると、ピストン３９はシリンダ部４０に充満された炭酸ガスの圧力を受けてピストン押圧バネ４２を圧縮する図５中矢印Ｙ1方向に移動する。ピストン３９が図５中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除すると、ニードルバルブ２４は、図５中矢印Ｙ1方向に移動し、図７に示すようにバルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６に嵌合し、図８に示すように、噴射孔２６を密閉し、容器本体２１からの炭酸ガスの供給を停止する。
【００８０】
ガス貯留室７に炭酸ガスが充満された状態で打撃工具１のトリガバルブ操作レバー１６を回動操作すると、トリガバルブ１５が作動し、これに連動してヘッドバルブ１４が動作され、打撃シリンダ１０の上方側を開くように制御される。打撃シリンダ１０が上方側が開放されると、ガス貯留室７に貯留されている高圧の炭酸ガスが打撃シリンダ１０内に供給されて打撃ピストン１１とともに打撃具１２を駆動し、ステープル収納部９からノーズ部１３に送り出されているステープル４を打撃して被打込み材への打ち込みが行われる。その後、トリガバルブ操作レバー１６を解放することにより再びトリガバルブ１５が作動し、さらにヘッドバルブ１４が打撃シリンダ１０の上方側を閉じるように動作し、同時に打撃シリンダ１０が大気に接続され、打撃ピストン１１が初期位置に復帰する。そして、打撃シリンダ１０が大気に接続されるとき、打撃シリンダ１０に供給された炭酸ガスは大気に放出される。また、打撃シリンダ１０が大気に接続されるとき、ガス貯留室７も大気に接続され、ガス貯留室７に貯留されている炭酸ガスも大気に放出される。
【００８１】
上述のように、ガス貯留室７に貯留されている炭酸ガスが打撃シリンダ１０に供給され、打撃ピストン１１が動作されて１回のステープル４の打込動作が完了すると、ガス貯留室７に貯留されていた炭酸ガスは大気に放出され、ガス貯留室７は大気圧となる。
【００８２】
そして、ガス貯留室７に貯留された炭酸ガスが大気の放出されるとき、導管３を介してガス貯留室７に接続されているガス収納容器２２側のシリンダ部４０内の炭酸ガスも放出され、シリンダ部４０は大気圧となる。シリンダ部４０が大気圧に減圧されると、ピストン３９がピストン押圧バネ４２の付勢力を受けて図５中矢印Ｙ2方向に移動し、ニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力に抗して図５中矢印Ｙ2方向に移動する。そして、ニードルバルブ２４が図５中矢印Ｙ2方向に移動すると、図６に示すように、噴射孔２６を開放し、ガス収納容器２に充填された液化炭酸ガスを気化させながらシリンダ部４０に噴射し、さらに、導管３を介して打撃工具１のガス貯留室７に供給し、打撃工具１をステープル４の打込を可能とする打込待機状態にする。このとき、ガス収納容器２側のシリンダ部４０は、炭酸ガスが充満されて設定された圧力以上になり、ピストン押圧バネ４２を圧縮させながらピストン３９を図７中矢印Ｙ1方向に移動し、ニードルバルブ２４の押圧を解除し、このニードルバルブ２４をバルブ付勢バネ２８の付勢力を受けて噴射孔２６に嵌合させ、図７、図８に示すように、噴射孔２６を密閉し、容器本体２１からの炭酸ガスの供給を停止する。
【００８３】
上述したような打撃工具１への炭酸ガスの供給、打撃工具１によるステープル４の打込動作による炭酸ガスの排気、打撃工具１への炭酸ガスの供給を繰り返すことによって、順次ステープル４の打ち込みが実行される。
【００８４】
そして、多数回の打込動作を行いガス収納容器２に充填した炭酸ガスが消耗されたときには、炭酸ガスが充填されたガス収納容器２に交換することにより、直ちにステープル４の打込作業を継続することができる。ガス収納容器２の交換は、導管３の接続用ソケット４９を接続プラグ５２から外し、新たなガス収納容器２の接続プラグ５２に接続することにより行われる。このように、ガス収納容器２の交換は、導管３の接続用ソケット４９の付け替えだけで行うことができるので、短時間で簡単に行うことができるので、打撃工具１による打込作業を長時間に亘って中断することなく行うことができ、連続した打込作業も実現できる。
【００８５】
なお、交換されるガス収納容器２に導管が連結されているときには、打撃工具１に連結されている導管３も交換するように、打撃工具１に接続される側の接続用ソケット１７を付け替えるようにしてもよい。
【００８６】
上述したように、本実施の形態の打撃工具１を用いた高圧ガス駆動装置は、打撃工具１を駆動する高圧ガスである液化炭酸ガスが充填されたガス収納容器２から噴射される炭酸ガスをガス圧制御機構５５で減圧制御して打撃工具１に供給するようにしているので、打撃工具１を一定の圧力に減圧制御された炭酸ガスにより駆動でき、暴発等を防止して安定した安全な駆動を行うことができる。
【００８７】
また、上述した本実施の形態の高圧ガス駆動装置は、導管３を撓み変形可能な材料により形成することにより、打撃工具１を把持した姿勢に応じて導管３を変形させることができるので、ステープル４の打込作業を阻害することもなく、安定した姿勢での打込作業を行うことができる。
【００８８】
上述の実施の形態では、駆動源として、ガス収納容器２に液化炭酸ガスを充填した例を挙げて説明したが、用いる高圧ガスは、炭酸ガスに限定されるものではなく窒素ガス等の高圧ガスを用いてもよい。
【００８９】
また、本発明は、上述したような打撃工具に特定されるものではなく、高圧ガスを駆動源に用いる高圧ガス駆動工具に広く適用し、上述した打撃工具１に適用した場合と同様の利点を実現できる。
【符号の説明】
【００９０】
１ 打撃工具
２ ガス収納容器
３ 導管
４ ステープル
７ ガス貯留室
１０ 打撃シリンダ
１１ 打撃ピストン
１７ 接続プラグ
１８ 接続用ソケット
２１ ガス収納容器の容器本体
２４ ニードルバルブ
２６ ガス噴射孔
２８ バルブ付勢バネ
３９ ピストン
４０ シリンダ部
４１ ピストンハウジング
４２ ピストン押圧バネ
４３ 噴射孔開閉つまみ
５１ ガス流出孔
５５ ガス圧制御機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具と、
上記高圧ガス駆動工具に供給される高圧ガスが充填されたガス収納容器と、
上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を減圧制御する圧力制御機構とを備え、
上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスを上記圧力制御機構で減圧制御して上記高圧ガス駆動工具に供給することを特徴とする高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置。
【請求項２】
上記圧力制御機構は、上記ガス収納容器と一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項３】
上記ガス収納容器は、導管を介して上記高圧ガス駆動工具に連結されていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項４】
上記圧力制御機構は、
上記ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、第１の付勢部材により付勢されて上記容器本体に設けられたガス噴射孔を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブと、
第２の付勢部材の付勢力を受けて上記ニードルバルブを押圧操作するピストンを、上記ニードルバルブを上記ガス噴射孔から退出する方向に押圧付勢する第２の付勢部材とを備え、
上記ピストンを押圧付勢する第２の付勢部材の付勢力を制御することによって、上記噴射孔から上記容器本体の外部に放射される高圧ガスの圧力を減圧制御することを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項５】
上記圧力制御機構は、
上記ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、上記容器本体に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブと、
上記ガス噴射孔を閉塞する方向に上記ニードルバルブを移動付勢する第１の付勢部材と、
上記容器本体に連結され、上記ガス噴射孔から噴射される高圧ガスが供給されるシリンダ部に移動可能に配設され、上記噴射孔から上記シリンダ部側に突出する上記ニードルバルブの先端側を押圧操作するピストンと、
上記ピストンを上記ニードルバルブ側に押圧付勢する第２の付勢部材と、
上記第２の付勢部材の変位量を可変制御して、上記ピストンの押圧付勢力を制御する付勢部材変位手段とを備え、
上記付勢部材変位手段を操作して上記ピストンの押圧付勢力を制御することにより、上記シリンダ部に放射される高圧ガスの圧力を制御することを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項６】
上記シリンダ部は、上記容器本体に連結されたピストンハウジングに設けられ、上記シリンダ部には、ガス流出孔が設けられ、上記ガス流出孔を介して圧力制御された高圧ガスが流出されることを特徴とする請求項５記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項７】
上記ピストンハウジングには、上記シリンダ部に連続してピストン開放部が設けられ、上記シリンダ部の圧力が過剰圧力とされたとき、上記ピストンを上記第２の付勢部材の付勢力に抗して上記ピストン開放部へ移動して上記シリンダ部を大気に開放し、上記シリンダ部内の高圧ガスを大気に放出するようにしたことを特徴とする請求項６記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項１】
高圧ガスの圧力を利用して駆動される高圧ガス駆動工具と、
上記高圧ガス駆動工具に供給される高圧ガスが充填されたガス収納容器と、
上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスの圧力を減圧制御する圧力制御機構とを備え、
上記ガス収納容器から噴射される高圧ガスを上記圧力制御機構で減圧制御して上記高圧ガス駆動工具に供給することを特徴とする高圧ガスを駆動源とする高圧ガス駆動装置。
【請求項２】
上記圧力制御機構は、上記ガス収納容器と一体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項３】
上記ガス収納容器は、導管を介して上記高圧ガス駆動工具に連結されていることを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項４】
上記圧力制御機構は、
上記ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、第１の付勢部材により付勢されて上記容器本体に設けられたガス噴射孔を閉塞する方向に付勢されたニードルバルブと、
第２の付勢部材の付勢力を受けて上記ニードルバルブを押圧操作するピストンを、上記ニードルバルブを上記ガス噴射孔から退出する方向に押圧付勢する第２の付勢部材とを備え、
上記ピストンを押圧付勢する第２の付勢部材の付勢力を制御することによって、上記噴射孔から上記容器本体の外部に放射される高圧ガスの圧力を減圧制御することを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項５】
上記圧力制御機構は、
上記ガス収納容器の高圧ガスが充填された容器本体内に進退可能に配設され、上記容器本体に設けられたガス噴射孔を開閉するニードルバルブと、
上記ガス噴射孔を閉塞する方向に上記ニードルバルブを移動付勢する第１の付勢部材と、
上記容器本体に連結され、上記ガス噴射孔から噴射される高圧ガスが供給されるシリンダ部に移動可能に配設され、上記噴射孔から上記シリンダ部側に突出する上記ニードルバルブの先端側を押圧操作するピストンと、
上記ピストンを上記ニードルバルブ側に押圧付勢する第２の付勢部材と、
上記第２の付勢部材の変位量を可変制御して、上記ピストンの押圧付勢力を制御する付勢部材変位手段とを備え、
上記付勢部材変位手段を操作して上記ピストンの押圧付勢力を制御することにより、上記シリンダ部に放射される高圧ガスの圧力を制御することを特徴とする請求項１記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項６】
上記シリンダ部は、上記容器本体に連結されたピストンハウジングに設けられ、上記シリンダ部には、ガス流出孔が設けられ、上記ガス流出孔を介して圧力制御された高圧ガスが流出されることを特徴とする請求項５記載の高圧ガス駆動装置。
【請求項７】
上記ピストンハウジングには、上記シリンダ部に連続してピストン開放部が設けられ、上記シリンダ部の圧力が過剰圧力とされたとき、上記ピストンを上記第２の付勢部材の付勢力に抗して上記ピストン開放部へ移動して上記シリンダ部を大気に開放し、上記シリンダ部内の高圧ガスを大気に放出するようにしたことを特徴とする請求項６記載の高圧ガス駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２０８７６０（Ｐ２０１１−２０８７６０Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７８３１５（Ｐ２０１０−７８３１５）
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０９０３６８１８）有限会社マルコー電気工業 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月３０日（２０１０．３．３０）
【出願人】（３０９０３６８１８）有限会社マルコー電気工業 (3)
【Ｆターム（参考）】
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