专利名称：燃烧式动力工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃烧式动力工具。
背景技术：
诸如钉子枪的燃烧式动力工具在本领域是公知的。动力工具点燃包 括喷射到燃烧室中的燃料的气体混合物，并且把气体的体积膨胀转化成 动力。具有这种结构的燃烧式动力工具包括外壳、汽缸和活塞。所述外 壳包括第一和第二端。所述汽缸以其轴向方向沿从外壳的第一端至第二 端的方向定向被固定在外壳中。
活塞设置在汽缸中并且能沿其轴向方向相对于汽缸可滑动地往复运 动。所述活塞把汽缸的内部空间分成在活塞上面且靠近第一端的上部空 间和在活塞下面且靠近第二端的下部空间。驱动叶片从活塞朝第二端延 伸。驱动叶片和活塞被配置以一起滑动。与大气连通的排气孔形成在汽 缸中，止回阀设置在排气孔内。由活塞、汽缸等部件限定燃烧室。
当用动力工具驱动钉子时，液化气体被喷射到燃烧室中，与空气混 合以形成剧烈燃烧的空气-燃料混合物。这种燃烧使得活塞与驱动叶片一 起从外壳的第一端滑动至外壳的第二端，在此时，驱动叶片驱动钉子进 入到木头或其它工件中。在这种操作期间，止回阀是打开的，从而使得 由燃烧产生的废气通过排气孔从燃烧式动力工具中排出。在液化气体在 上部空间中燃烧之后，关闭止回阀以密封燃烧室。因此，由于上部空间 中的温度下降，燃烧室中的压力下降，从而在上部空间中产生热真空。 结果，相对于上部空间中的压力，下部空间中的压力变得很高，从而使
得活塞被返回至初始的顶部死点。在日本专利申请公开No. HEI-1-34753
中描述了燃烧式动力工具的一个例子
发明内容
然而，在上面描述的传统的燃烧式动力工具中，当止回阀的密封降 低或在上部空间的冷却不充分时，所述活塞可能不能完全返回至初始的 顶部死点，从而使得燃烧室对于下一钉子驱动操作太大。当燃烧室太大 时，在所述室中产生的空气-燃料混合物具有低浓度的可燃气体并且可能 不能燃烧，从而导致了失败的钉子驱动操作。
鉴于上面所述的，本发明的一个目的是提供一种能够可靠地把活塞 返回至初始的顶部死点的燃烧式动力工具。
为了达到上述的和其它的目的，本发明提供了一种燃烧式动力工 具。所述燃烧式动力工具包括外壳、汽缸盖、汽缸、推杆、活塞、燃烧 室框架以及推动部件。所述汽缸盖设置在外壳的第一端上。所述汽缸设 置在外壳中且固定至外壳。所述汽缸具有内部空间。所述推杆设置在外 壳的第二端上。所述活塞可滑动地设置在汽缸内并可沿轴向方向往复运 动。所述燃烧室框架设置在外壳中并与汽缸盖和活塞协作提供燃烧室。 所述推动部件具有连接至活塞的一端和连接至汽缸的轴向端部的另一 端，从而沿从第二端朝向第一端的方向推动活塞。
优选地，所述的燃烧式动力工具进一步包括排气孔和止回阀。所述 排气孔形成在汽缸上并允许所述内部空间与大气连通。所述止回阀设置 在排气口中。所述止回阀被配置以允许内部空间中的空气被排出到汽缸 的外面并阻止汽缸外面的空气流入到内部空间中。
同样优选地，所述的燃烧式动力工具进一步包括缓冲器，该缓冲 器设置在内部空间中并在汽缸的所述轴向端部上；以及驱动叶片，该驱 动器叶片从活塞朝第二端延伸，其中，所述缓冲器形成有通孔，允许驱 动叶片穿过且容纳所述推动部件。
同样优选地，所述推动部件包括巻簧，所述巻簧设置在活塞下面的 内部空间中，围绕驱动叶片，并且相对于驱动叶片同轴设置。
同样优选地，所述活塞在第一端侧的顶部死点和在第二端侧的底部 死点之间可运动；当活塞设置在底部死点上时所述巻簧以压縮的状态被 容纳在通孔中，当活塞设置在顶部死点上时，所述巻簧以拉伸的状态在 活塞和汽缸的轴向端部之间延伸。
图1是根据本发明的实施例的燃烧式动力工具的垂直横截面视图，
其中，推杆与工件分离开从而使得燃烧室处于未密封的状态；和
图2是根据本发明的实施例的燃烧式动力工具的垂直横截面视图， 其中，推杆被压靠工件从而提供了密封的燃烧室。
r图标记的简要说明 1:燃烧式钉子枪 3:顶盖 5:触发开关 7:管口 9:推杆 11:汽缸盖 19:风扇 21:排气孔 23:活塞 23B:弹簧 26:燃烧室 28:工件
2:外壳
4:手柄
6:储料器
8:臂部件
10燃烧室框架
18电机
20汽缸
22压縮巻簧
23A:驱动叶片 24:缓冲器
26a、 26b:空气流动通路
具体实施例方式
将参考图1和2对根据本发明实施例的燃烧式动力工具进行描述。 本实施例属于燃烧式钉子枪。如图1所示，燃烧式钉子枪1具有构成外 部框架且包括第一外壳2A和第二外壳2B的外壳2。第一外壳2A沿纵 向方向(轴向方向)延伸，且具有第一端(图1和2中的上部端)和第 二端(图1和2中的下部端)。第一外壳2A形成有排气口 2a。第二外 壳2B安装在第一外壳2A的一侧。第二外壳2B的一部分构成适合于使 用者握住的手柄4。具有在其中形成的进气口 (未显示)的顶盖3安装在 第一外壳2A的顶部。
手柄4具有触发开关5且在其中容纳有电池4A。电池4A可拆卸地
6设置在手柄4中。气罐外壳29设置在第二外壳2B中且在第一外壳2A 旁的位置上。包括可燃液化气体的气罐30可拆卸地设置在气罐外壳29 中。在手柄4下侧设置有在其中含有钉子(未显示)的储料器6。
管口 7从第一外壳2A的第二端延伸，该第二端与顶盖3相对。管 口7与汽缸20 (之后描述)整体地形成，并具有面对工件28的尖端。管 口 7适合引导驱动叶片23A (之后描述)和钉子的滑动运动。可运动地 设置推杆9，且推杆9具有相对于管口 7的下端部7a可滑动的下部部 分。推杆9具有适合于被压靠在工件28上的尖端，并具有与被固定到后 面要描述的燃烧室框架10的臂部件8连接的上端部。
压缩巻簧22插入到臂部件8和汽缸20之间，通常用于沿突出方向 推动推杆9离开顶盖3。当朝工件28按压外壳2，同时推杆9克服压縮 巻簧22的偏压力与工件28邻接时，推杆9的上部部分可缩回至外壳2 中。
汽缸盖11被固定至第一外壳2A的顶部，用于关闭第一外壳2A的 打开的顶端。汽缸盖11在与之后描述的燃烧室26的相对的位置上支撑 电机18。另外，火花塞(ignition plug，未显示)也在与电机18邻近的 位置上被支撑至汽缸盖11。火花塞具有暴露于燃烧室26的点火点。当由 于推杆9压靠工件28使燃烧室框架10运动至其预定位置，并且操作触 发开关5时，可点燃火花塞。电机18具有输出轴18b，被设置在燃烧室 26中的风扇19固定至其上。
磁头开关(未显示)设置在第一外壳2A中，用于当钉子枪1压靠 在工件28上时探测燃烧室框架10的最上冲程端位置。当推杆9被升高 至电机18幵始旋转的预定位置时可打开磁头开关。
活塞23被可滑动地和可往复运动地设置在汽缸20中。如图2所 示，活塞23把汽缸20的内部空间分成在活塞23上面的上部空间20a和 在活塞23下面的下部空间20b。驱动叶片23A从活塞23的处于下部空 间20b的一侧向下延伸至管口 7 (沿从第一端至第二端的方向)。驱动叶 片23A与在管口 7中的钉子设定位置同轴设置，从而使得驱动叶片23A 在活塞23朝其底部死点运动的过程中击打钉子。
缓冲器24设置在汽缸20的底部。缓冲器24形成有通孔24a，从而
7允许驱动叶片23A穿过和用于容纳弹簧23B (之后描述)。所述缓冲器 24由弹性材料制成。当活塞23运动至其底部的死点时，活塞23与缓冲 器24邻接且停止。在这种情况下，缓冲器24吸收活塞23的剩余能量。
燃料喷射通道25形成在汽缸盖11中且在其手柄4的一侧。燃料喷 射通道25的一端与在汽缸盖11的底面上的开口连通，而另一端形成气 罐连接部分25A。气罐连接部分25A连接至构成气罐30的喷射口的喷射 杆30A。
燃烧室框架10是大致圆柱形且设置在第一外壳2A中。燃烧室框架 10沿第一外壳2A的纵向方向(轴向方向)可运动，燃烧室框架10的顶 端邻接在汽缸盖11的底面。因为臂部件8连接至上述的燃烧室框架10， 所以燃烧室框架10关联于推杆9的运动而运动。燃烧室框架10具有与 汽缸20滑动接触的内表面。因此，汽缸20引导燃烧室框架IO的运动。 与大气连通的排气孔21形成在沿轴向方向靠近中心部分的区域内的汽缸 20中。
当点燃在燃烧室26中的可燃气体时，如之后所描述的，活塞23沿 从第一端至第二端的方向滑动。因为排气孔21与汽缸20的外部空间连 通(外部空间通过排气孔2a与大气连通)，下部空间20b的气体穿过排 气孔21和排气孔2a排出到外壳2的外面。因此，这种结构可避免下部 空间20b的空气作为空气阻尼器妨碍活塞23向下运动。另外，在燃烧室 26中的可燃气体被点燃之后残留的废气也可通过排气孔21和排气孔2a 排出到外壳2的外面。
弹簧23B (在本实施例中是巻簧)围绕驱动叶片23A设置在汽缸20 中，且相对于驱动叶片23A同轴设置。弹簧23B的一端(上端)连接至 活塞23，而另一端(下端)连接至在第二端侧的汽缸20的轴向端部。当 活塞23设置在其底部的死点上时(图2)，弹簧23B以被压縮的状态容 纳在缓冲器24的通孔24a中。当活塞23设置在其顶部死点时(图l)， 弹簧23B以被拉伸的状态在活塞23和汽缸20的轴向端部之间延伸。
弹簧23B以大约5 kgf (千克力)的相对弱的推动力沿从二端至第 一端的方向推动活塞23 (图1和2中向上的方向)。这种力等于当省略 弹簧23B且下部空间20b具有0.2 atm的压力时从第二端至第一端移动重量共计大约100克的活塞23和驱动叶片23A的力。因此，弹簧23B的 推动力很弱，当燃烧室26中的燃烧产生向下按压的力时，不会妨碍活塞 23在图1中朝下运动。
由于提供上述的弹簧23B，无论是否在上部空间20a中产生充足的 热真空，通过弹簧23B的推动力，活塞23可快速地返回至其顶部的死 点。因此，可连续地更快速地执行钉子驱动的操作。另外，因为所需要 的用于获得充足的热真空的止回阀或与其类似的装置不需要设置在排气 孔21中，所以能以很低的成本生产燃烧式钉子枪l。
当燃烧室框架10的上端邻接在汽缸盖上时，汽缸盖11、燃烧室框 架10和活塞23限定了燃烧室26。当燃烧室10与汽缸盖11 (图l)分开 时，与大气连通的第一流动通路26a设置在汽缸盖11和燃烧室框架10 的上端部分之间，与第一流动通路26a寧通的第二流动通路26b设置在 燃烧室框架10的下端部分和汽缸20的上端部分之间。这些流动通路26a 和26b允许可燃气体和新鲜空气沿汽缸20的外周表面通过，以通过外壳 2的排气孔2a排出这些气体。另外，上述的端盖3的进气口 (未示出) 被形成，用于把新鲜空气供给至燃烧室26中，并且所述排气孔21适合 用于排出在燃烧室26中产生的燃烧气体。
风扇19设置在燃烧室26的内部。风扇19固定至电机18的输出轴 18b且与输出轴18b —起旋转。风扇19的旋转实现下述三项功能。第 一， 只要燃烧室框架10保持与汽缸盖11邻接，风扇19就搅动并将空 气与可燃气体混合。第二，在混合气体被点燃后，风扇19引起空气-燃料 混合物的湍流燃烧，从而促进在燃烧室26内空气-燃料混合物的燃烧。第 三，当燃烧室框架10运动离开气缸盖11并当第一和第二流动通路26a 和26b被提供时，风扇19可实现排除废气，以便燃烧室26内的废气可 以从其排出，并同时实现对燃烧室框架10和汽缸20冷却。
以下将描述燃烧式钉子枪l的操作。在燃烧式钉子枪1的非操作状 态中，由于压縮巻簧22的偏压力，如图1所示推杆9被偏压离开汽缸盖 11，从而推杆9从管口 7的下端突出。因此，由于臂部件8把燃烧室框 架10连接至推杆9，燃烧室框架10与汽缸盖11隔开。另外，燃烧室框 架10的限定燃烧室26的部分也与汽缸20的顶部隔开。因此，提供了第一和第二流动管道26a和26b。在这种状态中，活塞23停留在汽缸20中 的顶部死点处。
对于这种状态，如果当使用者抓着手柄4时推杆9被推至工件28 上，推杆9克服压縮巻簧22的偏压力向着汽缸盖11运动。同时，通过 臂部件8被连接到推杆9的燃烧室框架10也朝向汽缸盖11运动，从而 关闭上述的流动通路26a和26b。因此，提供了密封的燃烧室26。
当推杆9朝汽缸盖11运动时，气罐30朝汽缸盖11倾斜，从而使得 气罐30的喷射杆30A压靠在汽缸盖11的气罐连接部25A上。此时，气 罐30中的液化气体被从燃料喷射通路25的喷射端口喷射入燃烧室26中
、另外，根据推杆9的运动，燃烧室框架IO到达冲程最上端，于是， 磁头开关被开启以向电机18供电，用于开始旋转风扇19。风扇19的旋 转搅动和混合可燃气体与燃烧室26中的空气。
在这种状态中，当设置在手柄4处的触发开关5被开启时，在火花 塞处产生火花，以点燃可燃气体。被点燃的并且膨胀的气体推动活塞23 至底部死点。因此，由驱动叶片23A把管口 7中的钉子驱动至工件28 中，直到活塞23邻接缓冲器24。
在驱动钉子之后，活塞23撞击缓冲器24，汽缸20中的上部空间 20a (图2)与排气孔21连通。因此，高压且高温的燃烧气体穿过排气孔 21被排出到气缸20外的大气中，以降低燃烧室26中的压力。在此时， 设置在活塞23上的弹簧23B的推动力推动活塞23沿从第二端至第一端 的方向在汽缸20中滑动，从而快速地把活塞23返回至其顶部死点。
此后，触发开关5被关闭，并且使用者从工件28抬起燃烧式钉子 枪，用于把推杆9从工件28分开。结果，由于压縮巻簧22的偏压力， 推杆9和燃烧室框架IO移动离开汽缸盖11,恢复至图l显示的状态。因 此，提供了第一和第二流动通路26a和26b。在这种情况中，虽然触发开 关5处于关闭状态，风扇19被配置以保持旋转预定的时间。
在图1示出的状态中，如上所述地提供了第一和第二流动通路26a 和26b。风扇19产生气流，穿过设置在顶盖3中的进气口 (未显示)吸 入新鲜空气，并穿过排气口 2a排出燃烧后的空气，从而便于排除燃烧室26中的空气。之后，停止风扇19的旋转以恢复初始的静止状态。此后， 通过重复上述操作过程可进行后续的钉子驱动操作。
虽然已经参考具体实施例对本发明进行了详细描述，在不背离权利 要求的范围的情况下，对本发明进行的各种变动和修改对本领域技术人 员来说是显而易见的。
例如，止回阀可设置在汽缸的排气孔中，以允许从汽缸中排出气 体，同时阻止空气流入汽缸。根据这种修改，当操作燃烧式动力工具 时，活塞碰撞缓冲器，且在驱动钉子之后，立即通过排气孔从汽缸中把 燃烧后的气体排出。由于在刚燃烧后，留在汽缸和燃烧室中的燃烧后的 气体很热，汽缸的内壁和燃烧室框架吸收燃烧热量，因此，这些部件的 温度升高。所吸收的热量被分散到在汽缸和燃烧室框架的外壁表面上流 动的空气中。
由于汽缸等部件以这种方式吸收来自燃烧后气体的燃烧热量，燃烧 后的气体被快速冷却，且体积减小，从而产生了热真空，其中，上部空 间中的压力降到低于大气压力。另外，设置在活塞上的弹簧的推动力推 动活塞沿从第二端至第一端的方向在汽缸中滑动，从而快速地把活塞縮 回至顶部死点。
另外，由于这种修改的止回阀可阻止空气流入到上部空间中，充足 的热真空可在这种空间中被获得。以这种方式，当止回阀结合弹簧被设 置时，活塞可更快速地被返回至其初始顶部死点。
另外，由于在上部空间产生的热真空产生了用于把活塞沿从第二端 至第一端的方向滑动的力，具有很低推动力的弹簧可被使用。以这种方 式，可能防止弹簧的推动力阻碍活塞沿从第一端至第二端(在燃烧期间 朝下运动)的方向的运动。
在上面描述的实施例中，钉子枪被描述为燃烧式动力工具的一个例 子。然而，本发明并不限于钉子枪，可以适用于在其中设置有燃烧室和 活塞的任何类型的动力工具，只要是由于燃烧室中的空气-燃料混合物的 燃烧产生的气体膨胀引起活塞的往复运动即可。
工业适用性
11根据本发明的燃烧式动力工具可适用于诸如用于驱动钉子进入工件 中的钉子枪的动力工具。
权利要求
1. 一种燃烧式动力工具，包括外壳；汽缸盖，该汽缸盖设置在外壳的第一端上；汽缸，该汽缸设置在外壳中且固定至外壳，所述汽缸具有内部空间；推杆，该推杆设置在外壳的第二端上；活塞，该活塞可滑动地设置在汽缸内并可沿轴向方向往复运动；燃烧室框架，该燃烧室框架设置在外壳中并与汽缸盖和活塞协作提供燃烧室；和推动部件，该推动部件具有连接至活塞的一端和连接至汽缸的轴向端部的另一端，从而沿从第二端朝向第一端的方向推动活塞。
2. 根据权利要求l所述的燃烧式动力工具，进一步包括 排气孔，该排气孔形成在汽缸上，并允许所述内部空间与大气连通；禾口止回阀，该止回阀设置在排气口中，所述止回阀被配置以允许所述 内部空间中的空气被排出到汽缸的外面并阻止汽缸外面的空气进入到所 述内部空间中。
3. 根据权利要求1所述的燃烧式动力工具，进一步包括缓冲器，该缓冲器设置在所述内部空间中并在汽缸的所述轴向端部 处；禾口驱动叶片，该驱动叶片从活塞朝所述第二端延伸，其中，所述缓冲器形成有通孔，所述通孔允许驱动叶片穿过，且用 于容纳所述推动部件。
4. 根据权利要求3所述的燃烧式动力工具，其中，所述推动部件包 括巻簧；和其中，所述巻簧设置在活塞下面的内部空间中，围绕驱动叶片，并 且相对于驱动叶片同轴设置。
5. 根据权利要求4所述的燃烧式动力工具，其中，所述活塞在第一端侧的顶部死点和在第二端侧的底部死点之间可运动；和其中，当活塞设置在底部死点上时所述巻簧以压縮的状态被容纳在 所述通孔中，当活塞设置在顶部死点上时，所述巻簧以拉伸的状态在活 塞和汽缸的轴向端部之间延伸。
全文摘要
一种燃烧式动力工具(1)包括外壳(21)、汽缸盖(11)、汽缸(20)、推杆(9)、活塞(23)、燃烧室框架(10)以及推动部件(23B)。所述汽缸盖(11)设置在外壳(2)的第一端上。汽缸(20)设置在外壳(2)上且固定至外壳(2)上。汽缸(20)具有内部空间。推杆(9)设置在外壳(2)的第二端上。活塞(23)可滑动地设置在汽缸(20)中且沿轴向方向可往复运动。燃烧室框架(10)设置在外壳(2)中且与汽缸盖(11)和活塞(23)协作提供燃烧室(26)。推动部件(23B)具有连接至活塞(23)的一端和连接至汽缸(20)的轴向端部的另一端，从而沿从第二端朝向第一端的方向推动活塞(23)。
文档编号B25C1/08GK101511546SQ20078003284
公开日2009年8月19日 申请日期2007年8月31日 优先权日2006年9月5日
发明者前原幸义, 秋叶美隆 申请人:日立工机株式会社