KR100305976B1 - 화약의힘으로작동되는타정기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 화약력 작동식 타정장치는 피스톤(1)을 위한 피스톤 안내부(2)와 하우징부(6) 사이에 채널(7)을 구비한다. 이러한 채널(7)은 타정방향 반대쪽으로 지지체(3)에 접속되고 카트리지 수용부(4)와 연통한다. 채널(7)은 타정방향측으로 피스톤 안내부(2)에 있는 개구부(2c)를 통해 피스톤(1)을 위한 안내구멍(2a)와 연통한다. 채널(7)에는 채널(7)과 안내구멍(2a)의 타정방향측 영역을 대기에 대해 폐쇄된 저장공간으로 결합시키는 역할을 하는 밸브장치가 설치된다. 이러한 저장공간내에 포함된 추진가스는 피스톤(1)에 의해 압축되고 타입과정의 종료후 팽창하에 피스톤(1)을 배후측 출발위치로 복귀시키는 역할을 한다. 관통부(3a)는 타정방향 반대쪽으로 피스톤(1)에 접속되는 공간을 대기와 연통시켜 이 공간이 충분히 배기되도록 하며, 이에 의해 한편으로 피스톤(1)이 배후측 출발위치로 방해없이 역추진될 수 있고 다른 한편으로 화약가스의 잔류성분이 제거될 수 있다.
Description
제1도는 피스톤이 후방의 출발 위치에 있는 상태를 도시한, 본 발명에 따른 화약의 힘으로 작동되는 타정기의 주요부의 종단면도.
제2도는 피스톤이 전방의 단부 위치를 향해 이동하는 상태를 도시한, 제1도의 타정기의 종단면도.
제3도는 피스톤이 전방의 단부 위치에 있는 상태를 도시한, 제1도의 타정기의 종단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 피스톤 2 : 피스톤 안내 부재
2a : 안내 구멍 2b, 3b : 밸브 장치
2c : 개구부 3 : 지지체
3a : 통로 4 : 카트리지 수용부
5 : 추진제 6 : 하우징
7 : 채널
본 발명은 화약의 힘으로 작동되는 타정기에 관한 것으로, 특히 추진제(즉, 추진 장약)의 점화에 의해 발생되는 추진 가스에 의해 후방의 출발 위치로부터 전방의 단부 위치까지 추진될 수 있는 피스톤과, 이 피스톤을 안내하기 위한 안내 구멍이 형성된 피스톤 안내 부재와, 카트리지 수용부를 구비한 지지체와, 반경 방향으로 간격을 두고 피스톤 안내 부재를 에워싸는 하우징을 포함하며, 피스톤 안내 부재와 하우징 사이에, 카트리지 수용부에 접속되고 피스톤 안내 부재에 있는 개구부를 통해 안내 구멍과 연통하는 채널이 설치된 화약의 힘으로 작동되는 타정기에 관한 것이다.
이러한 당해 기술 분야의 화약의 힘으로 작동되는 타정기에서는, 피스톤이 추진제의 점화에 의해 발생되는 추진 가스에 의해 후방의 출발 위치로부터 전방의 단부 위치로 추진된다. 추진제는 점화전에 카트리지 수용부에 공급된다. 피스톤이 전방의 단부 위치에 도달하면, 볼트와 못 등의 고정 요소를 콘크리트, 금속 등의 경질 수용 물질에 타정한다.
타정 공정 완료 이후, 피스톤은 다음 타정 공정 준비 상태가 되도록 전방의 단부 위치로부터 후방의 출발 위치로 복귀되어야 한다. 이러한 피스톤의 복귀를 위해 예컨대, 기계식 수단이 공지되어 있다. 이러한 기계식 수단은 별도의 공이에 의해 피스톤을 후방의 출발 위치까지 복귀시키거나 피스톤 안내 부재를 피스톤에 대해 타정 방향으로 이동시킨 다음 피스톤 안내 부재와 그안에 배치된 피스톤을 함께 복귀시킬 수 있도록 되어 있다. 어느 경우에도 피스톤이 후방의 출발 위치에 도달하긴 하지만 이러한 형태의 복귀 장치는 조작이 매우 복잡하다는 단점을 피할 수 없다. 이러한 매우 복잡한 조작에 의해 시간 손실이 생기게 되며, 이것은 특히 연속 고정시 상당히 중요한 의미를 가진다. 또한, 이러한 기계식 복귀 장치는 추진가스에 의해 발생되는 오염으로 인해 고장이 발생하기 쉽다.
기계식 복귀 장치 대신에 추진 가스를 사용하여 피스톤을 후방의 출발 위치로 복귀시키기 위한 복귀 장치가 US-PS 3 744 240에 공지되어 있다. 이 공지의 복귀 장치에서 피스톤을 안내하는 역할을 하는 피스톤 안내 부재가 반경 방향으로 간격을 두고 하우징에 의해 에워싸인다. 피스톤 안내 부재의 타정 방향의 반대 방향으로는 카트리지 수용부를 구비한 지지체가 접속된다. 하우징과 피스톤 안내 부재 사이에는 카트리지 수용부와 연통하는 채널이 제공되며, 이 채널의 타정 방향측 영역은 피스톤 안내 부재에 형성된 개구부를 통해 피스톤 안내 구멍과 연통한다.
이러한 공지의 복귀 장치에서는 추진제의 점화 후에 발생되는 추진 가스가 간접적으로만 즉, 개재 부재를 통해서만 피스톤에 작용한다. 이러한 개재 부재는 추진제의 점화시 채널을 폐쇄하는 역할을 한다. 채널이 개재 부재에 의해 개방되면 추진 가스가 피스톤의 안내 영역 전방에서 안내 구멍내로 도달하게 되고 이곳에서 압축되어 추후 팽창시 피스톤을 후방의 출발 위치로 복귀시킨다. 이 때, 다음의 타정 공정이 가능하도록 개재 부재도 후방의 출발 위치로 복귀되어 채널을 폐쇄시킬 필요가 있다. 이 경우, 피스톤 및 개재 부재가 후방의 출발 위치까지 복귀 가능하도록 피스톤의 후방 공간을 충분히 배기시키는 데에는 어려움이 있다. 충분한 배기는 배기구를 소정의 위치에 배치하여야만 가능해지나, 그럴 경우 불과 최소한의 오염이 발생되는 경우에도 충분한 배기가 행해지지 않게 되며, 이에 따라 피스톤의 복귀 변위 기능이 저하된다. 또한, 이러한 복귀 장치를 구비한 타정기는, 그 구성이 매우 복잡해질 뿐만 아니라 평상시에 고장이 생기기 쉬우며, 따라서 상당한 보수관리 및 청소를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 추진 가스를 사용하여 피스톤을 출발 위치로 복귀시키는 복귀 장치를 구비하고 구성이 간단하며 오염을 제거하여 고장을 방지하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 지지체에 채널을 대기와 연통시키는 폐쇄 가능한 통로가 형성되며, 채널과 안내 구멍의 타정 방향측 영역을 에워싸며 대기에 대해 폐쇄 가능한 저장 공간을 형성하기 위한 폐쇄 가능한 밸브장치가 채널 내에 설치된다.
본 발명에 따르면, 추진제의 점화시 채널은 대기에 대해서는 폐쇄되지만 타정 방향으로 피스톤이 이동하기 시작한 직후에 안내 구멍과 연통한다. 그 결과 추진 가스는 피스톤에 작용하여 피스톤을 타정 방향으로 이동시킨 후에 채널을 거쳐 안내 구멍의 타정 방향측 영역에 도달하게 된다. 채널 및 안내 구멍의 타정 방향측 영역이 추진 가스로 채워지자마자 밸브 장치가 폐쇄되어 대기에 대해 완전히 폐쇄된 저장 공간이 생기게 된다. 이러한 저장 공간의 내부에서 추진 가스는 전방의 단부 위치를 향해 이동중인 피스톤에 의해 압축된다. 이어서, 이렇게 압축된 추진 가스의 팽창에 의해 피스톤이 다시 후방의 출발 위치를 향해 복귀된다. 그 사이 즉, 밸브 장치의 폐쇄 이후에 본 발명에 따른 지지체에 형성된 통로에 의해 밸브 장치의 후방 영역이 대기와 연통한다. 따라서, 추진 가스의 모든 잔류 성분이 배출되어 추진제의 불완전 연소 성분에 의한 타정기의 오염이 방지된다. 또한, 안내 구멍의 타정 방향과 반대 방향 영역이 대기와 연통하여 완전히 배기되고, 피스톤은 아무 저항 없이 후방의 출발 위치까지 복귀될 수 있다.
따라서, 간단한 수단 즉, 본 발명에 따라 제안된 두 개의 특징부에 의해 추진 가스를 사용하여 작동이 복잡하지 않은 피스톤 복귀 장치를 얻을 수 있다. 채널이 대기와 연통함으로써 충분한 배기가 이루어져, 한편으로는 추진 가스의 잔류 성분을 배출시킬 수 있고 다른 한편으로는 후방의 출발 위치로의 피스톤의 복귀 변위에 대항하는 가스 쿠션에 의한 방해를 해소할 수 있다.
특히, 지지체와 피스톤 안내 부재를 서로에 대해 상대 변위 가능하게 형성하는 것이 좋다. 이 경우, 밸브 장치는 피스톤 안내 부재에 대한 지지체의 타정 방향 반대 방향으로의 축방향 상대 변위에 의해 폐쇄될 수 있다. 지지체에 카트리지 수용부가 마련되므로, 전방향으로 균등하게 팽창되는 추진 가스의 작용하에 피스톤을 타정 방향으로 추진시킴과 동시에 지지체를 타정 방향과 반대 방향으로 변위시킴으로써 전술한 상대 변위가 자동적으로 이루어진다.
밸브 장치는 지지체와 피스톤 안내 부재를 적절한 형상으로 형성함으로써 얻어지는 축소부인 것이 적합하다. 이 경우, 밸브 장치의 폐쇄 부분을 피스톤 안내부재에 설치하여, 상대 변위 후에 지지체와 협동하여 채널을 폐쇄시키는 구성이 좋다.
지지체와 피스톤 안내 부재 사이의 상대 변위에 의해 대기와의 연통을 제공하는, 지지체에 설치된 통로를 작동시키게 된다. 이 때, 통로는 피스톤 안내 부재에 대한 지지체의 타정 방향과 반대 방향으로의 축방향 상대 변위에 의해 폐쇄될 수도 있다. 이 통로를 적절하게 형성함으로서, 밸브 장치가 폐쇄되어 폐쇄 저장 공간이 형성된 후에 채널을 대기와 연통시킬 수 있다.
지지체에 통로를 간단하게 형성하기 위하여, 피스톤 안내 부재에 폐쇄 부분을 설치하는 것이 좋다. 이 경우, 대응하는 안내 영역을 통로와 연통시키기 위해 피스톤의 안내 부재에 특별한 조처를 취할 필요는 없다.
추진제의 점화시에 발생되는 추진 가스에 의해 피스톤을 가속시키는 충분한 압력이 형성되는 것을 보장하기 위해, 특히 채널은 후방의 출발 위치에 위치한 피스톤에 의해 카트리지 수용부로부터 폐쇄되어 있다. 이 경우, 피스톤이 후방의 출발 위치에서는 채널의 카트리지 수용부에 대한 연통이 차단되고 피스톤이 이동을 시작한 직후에 다시 연통이 재게된다.
본 발명에 따른 타정기의 구성을 간단하게 하기 위하여, 지지체와 하우징은 피스톤 안내 부재에 대해 축방향으로 상대 변위 가능한 일체형 유닛으로 상호 결합되는 것이 좋다. 이러한 결합은 다른 이유로 양 부재의 분해가 유리할 수도 있기 때문에 특별히 양 부품이 일체형으로 형성되는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하 실시예를 도시한 첨부 도면에 의거하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도 내지 제3도는 서로 다른 작동 위치에 있는, 본 발명의 일실시예에 따른 화약의 힘으로 작동되는 타정기의 주요부를 도시한 종단면도이다.
피스톤(1)은 피스톤 안내 부재(2) 내에 배치된다. 피스톤 안내 부재(2)의 타정 방향의 반대쪽은 지지체(3)에 의해 에워싸여 있다. 이러한 지지체(3)는 카트리지 수용부(4)를 구비하며, 이 카트리지 수용부에는 추진제(5)의 점화시 발생하는 추진 가스가 통과하는 구멍(4a)이 형성된다. 지지체(3)에는 통로(3a)가 형성된다.
피스톤 안내 부재(2)는 반경 방향으로 간격을 두고 하우징(6)에 의해 에워싸인다. 이러한 하우징(6)은 지지체(3)와 결합된다. 하우징(6)과 피스톤 안내 부재(2) 사이에는 채널(7)이 형성되는데, 이러한 채널(7)은 특히 제2도에 도시된 바와 같이, 카트리지 수용부(4)와 연통한다. 채널(7)이 피스톤(1)의 피스톤 안내 부재(2) 내에 형성된 안내 구멍(2a)과 연통하도록 피스톤 안내 부재(2)에는 개구부(2c)가 제공된다.
피스톤 안내 부재(2)에는 또한 여러 가지 부품용의 안내 장치가 결합된다. 이러한 안내 장치는 기본적으로 고정 요소 가이드(8:guide)와 가이드 부싱(9:bushing)으로 구성된다. 고정 요소 가이드(8)는 타정할 각각의 고정 요소를 수용하고 안내하는 역할을 한다. 가이드 부싱(9)은 피스톤(1)의 제동 장치를 지지하는 역할을 하며, 이 제동 장치는 볼(10)과 강성 스프링(11)으로 구성된다. 가이드 부싱(9)의 타정 방향의 반대 방향에는 완충 요소(12)가 접속된다.
각각의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 타정기의 피스톤(1)의 복귀 기능을 설명한다.
제1도는 후방의 출발 위치에 있는 피스톤(1)을 도시하고 있다. 이러한 출발위치에서 타정기는 도시하지 않은 수용 물질 상에 설치되며, 이 수용 물질 내로 도시하지 않은 고정 요소를 타정한다. 이 때, 고정 요소는 가이드(8) 내에 배치되어 있다.
제1도에는 특히 채널(7)이 피스톤(1)에 의해 카트리지 수용부(4)로부터 어떻게 폐쇄되는지를 도시하고 있다. 이 출발 위치에저는 채널(7)의 밸브 장치가 개방되는데, 이 밸브 장치는 피스톤 안내 부재(2)의 직경 확장부(2b)와 지지체(3)의 축소부(3b)로 구성된다. 또한, 통로(3a)는 피스톤 안내 부재(2)에 의해 폐쇄되어 채널(7)은 대기와 연통하지 않는다.
추진제(5)의 점화 후 발생된 추진 가스는 카트리지 수용부(4)의 구멍(4a)을 통과하여 제2도에 도시된 바와 같이 피스톤(1)을 전방의 단부 위치로 추진시킨다. 이 때, 채널(7)이 카트리지 수용부(4)와 연통하여 추진 가스가 채널(7)을 거쳐 개구부(2c)를 통해 안내 구멍(2a)에 도달하게 된다. 통로(3a)는 피스톤 안내 부재(2)에 의해 여전히 폐쇄되어 있으므로 채널(7)은 대기와는 연통하지 않는다.
전방향으로 균일하게 팽창되는 추진 가스에 의해 발생되는 추진 반력이, 지지체(3)를 피스톤 안내 부재(2)에 대하여 타정 방향과 반대 방향으로 변위시킨다. 지지체(3)의 변위는 그 질량비 때문에 시간적으로 다소 지연된다. 즉, 제3도에 도시된 바와 같이 피스톤(1)이 전방의 단부 위치에 도달한 후에야 지지체(3)가 변위된다. 이러한 제3도에 도시한 단부 위치에서 피스톤 안내 부재(2)의 직경 확장부(2b)와 지지체(3)의 축소부(3b)로 구성된 밸브 장치가 폐쇄된다. 그러나, 지지체(3)와 피스톤 안내 부재(2) 사이의 상대 변위로 인해 통로(3a)가 피스톤 안내 부재(2)로부터 개방되어 대기와 연통한다. 이러한 대기와의 연통에 의해 추진 가스의 잔류 성분 예컨대, 추진제(5)의 불완전 연소 성분이 통로(3a)를 통해 배출될 수 있어 장치의 오염이 방지된다. 채널(7) 및 안내 구멍(2a)의 타정 방향측 영역에는 밸브 장치의 폐쇄에 의해 대기로부터 폐쇄되는 저장 공간이 제공되며, 이 저장 공간내에서 추진 가스가 피스톤(1)에 의해 압축된다. 이러한 압축된 추진 가스가 팽창되어 피스톤(1)을 타정 방향과 반대 방향을 향해 후방의 출발 위치로 복귀시키며, 이 때 피스톤 안내 부재(2)와 지지체(3)에 의해 피스톤(1)의 타정 방향과 반대 방향에 형성된 공간의 잔류 성분이 통로(3a)를 통해 대기로 배기된다. 따라서, 타정기는 제3도에 도지한 위치로부터 제1도에 도시한 위치로 복귀되며, 새로운 추진제(5)가 카트리지 수용부(4)에 공급되어 새로운 타정 공정을 수행할 수 있게 된다.
도면에 도시한 바와 같이, 지지체(3)와 이에 결합된 하우징(6)은 피스톤 안내 부재(2)와 이에 결합되고 기본적으로 고정 요소 가이드(8)와 가이드 부싱(9)으로 구성되는 안내 장치에 대해 상대 변위한다. 볼(10)과 강성 스프링(11)으로 구성된 제동 장치는 피스톤(1)을 추진중에 제동시킴과 동시에 피스톤(1)이 압축 추진 가스에 의해 후방의 출발 위치로 복귀되는 사이에 피스톤(1)을 해방시키는 역할을 한다. 즉, 제동 장치는 피스톤이 추진되는 사이에 볼(10)이 강성 스프링(11) 내에 삽입되어 피스톤(1)에 높은 마찰력을 작용시켜 피스톤(1)을 제동시킨다. 이러한 마찰력은 피스톤(1)이 타정 방향과 반대 방향으로 이동하여 볼(10)이 강성 스프링(11) 내로부터 빠져나오면 저하된다.
완충 요소(12)는 예컨대, 피스톤(1)이 수용 물질이 아닌 다른 장소로 타정방향으로 추진되는 경우 피스톤(1)을 붙잡는 역할을 하며, 따라서 이러한 잘못된 사용의 경우에도 완충 요소(12)로 인해 고장의 원인이 되는 타정기의 과도한 응력이 방지될 수 있다.
Claims (6)
- 축 방향으로 떨어진 전방 단부와 후방 단부를 갖추고 있고 축 방향으로 연장하는 안내 구멍(2a)이 형성된 축 방향으로 연장하는 관형의 피스톤 안내 부재(2)와, 상기 안내 구멍(2a)에 장착되고, 상기 안내 구멍(2a) 내에서, 상기 피스톤 안내 부재(2)의 후방 단부에 인접한 후방의 출발 위치 및 상기 피스톤 안내부재(2)의 후방 단부로부터 상기 전방 단부 쪽으로 축 방향으로 거리를 둔 전방 단부 위치 사이에서 축 방향으로 변위 가능한 피스톤(1)으로서, 상기 피스톤 안내 부재의 후방 단부로부터 전방 단부 쪽으로 상기 피스톤(1)의 축방향으로 연장하는 타정 방향을 갖는 축 방향으로 연장하는 피스톤(1)과, 상기 피스톤 안내 부재(2)의 후방 단부에 위치하고 상기 피스톤 안내부재(2)의 후방 단부로부터 축 방향 후방으로 연장하는 지지체(3)와, 상기 피스톤 안내 부재(2)로부터 반정 방향 외측으로 간격을 두고 이를 측방향으로 에워싸는 하우징(6)과, 상기 안내 구멍(2a)과 일직선상에 놓이도록 상기 지지체(3) 내에 위치하는 카트리지 수용부(4)와, 상기 카트리지 수용부(4) 내에 위치하는 카트리지 체임버(5)와, 상기 피스톤 안내 부재(2)와 상기 하우징(6) 사이에 위치하고, 상기 카트리지 수용부(4) 및 상기 피스톤 안내 부재(2)의 전방 단부 부분의 제1개구부(2c)와 선택적으로 연통하는 축 방향으로 연장하는 채널(7)을 구비하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기로서, 상기 지지체는 상기 후방의 출발 위치에 있는 상기 피스톤 안내 부재의 축방향으로 연장하는 후방 단부 부분을 측 방향으로 에워싸고, 상기 후방의 출발 위치에 있는 상기 피스톤 안내 부재를 측 방향으로 에워싸는 상기 지지체(3)의 축 방향으로 연장하는 부분에는 전방 단부 위치에서 상기 채널(7)을 대기와 연통시키는 폐쇄 가능한 제2 개구부(3a)가 형성되고, 대기에 대해 폐쇄되고 상기 제1 개구부(2c)를 통해 상기 안내 구멍(2a)과 연통하는 저장 공간을 상기 채널(7)에 형성하는 상기 채널(7)용의 폐쇄 가능한 밸브 장치(2b, 3b)가 구비되는데, 상기 밸브 장치(2b, 3b)는 상기 지지체(3)가 상기 피스톤 안내 부재(2)에 대해 타정 방향과 반대쪽으로 상대적인 변위를 함으로써 폐쇄 가능한 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
- 제1항에 있어서, 피스톤 안내 부재(2)는 상기 밸브 장치(2b, 3b)의 폐쇄 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 개구부(3a)는 상기 피스톤 안내 부재(2)에 대한 상기 지지채(3)의 타정 방향에서의 축방향의 상대적인 변위에 의해 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
- 제3항에 있어서, 상기 피스톤 안내 부재(2)는 상기 밸브 장치(2b, 3b)의 폐쇄 부분을 형성하는 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 채널(7)은 상기 피스톤(1)이 상기 후방의 출발 위치에 있을 때 상기 카트리지 수용부(4)로부터 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 지지체(3)와 하우징(6)은 피스톤 안내 부재(2)에 대해 축방향으로 상대적인 변위가 가능한 유닛을 구성하도록 상호 결합되는 것을 특징으로 하는 화약의 힘으로 작동되는 타정기.
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