KR20040024462A - 연소 작동식 공구에 사용하는 팬 모터 서스펜션 설치대 - Google Patents
연소 작동식 공구에 사용하는 팬 모터 서스펜션 설치대 Download PDFInfo
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Abstract
연소 작동식 공구의 팬 모터를 매달기 위한 모터 설치대는, 이 모터에 고정하기 위한 내부 링과, 이 공구의 일부에 고정된 외부 링과, 이 내부 링과 외부 링 사이에서 이를 연결하도록 배열된 웹 부분을 포함한다. 내부 링, 외부 링, 및 웹 부분은 단일 부품으로 형성된다. 바람직하게, 이 설치대는 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머로 형성된다.
Description
대체로 본 발명은 휴대용 연소 작동식 패스너 타격 공구의 개선점에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 연소실 팬 모터용 설치대(mount)에 관한 것이다.
휴대용 연소 작동식 패스너 타격 공구는 패스너를 작업물에 박는데 사용한다. 패스너 타격 공구의 예시적인 예들은 미국 특허 제 4,522,162호, 4,483,473호, 4,483,474호, 4,403,722호, 5,197,646호, 5,263,439호, Re. 32,452호에 기술되는데, 이들 모두는 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다. 패스너 타격 공구의 구체적인 실시예들은, 예를 들어 일리노이, 버논 힐즈의 일리노이 툴 웍스사를 통해 IMPULSE(등록상표)와 TRIMMASTER(등록상표)라는 브랜드로 판매된다.
상술된 유형의 공구는 소형 내연 기관을 수용하는 대체로 권총 모양의 공구 하우징을 일반적으로 포함한다. 이 내연 기관은 연료 셀이라고도 불리는 가압 연료 가스통에서 원료를 공급받는다. 전지 작동식 전자 전원 배전 유니트는 점화를 위해 스파크를 일으키고, 연소실에 위치한 팬은 연소실 내에서 효율적인 연소를 제공하고, 연소 부산물의 배출을 포함한 배기(scavenging)를 용이하게 한다. 내연 기관은 실린더 몸체 내에 배열된 길고 단단한 드라이버 블레이드를 구비한 왕복 피스톤을 포함한다.
밸브 슬리브는 실린더를 중심으로 축방향으로 왕복 운동이 가능하고, 연결장치(linkage)를 통해, 연결장치 단부의 작업물 접촉 요소가 작업물을 누를 경우 연소실을 닫도록 움직인다. 이러한 가압 작용은 또한 연료 측정 밸브가 닫힌 연소실 안으로 특정 부피의 연료를 주입하게 한다.
방아쇠 스위치를 잡아당기면, 내연 기관 연소실의 가스 충전물이 점화되고, 피스톤과 드라이버 블레이드는 아래쪽으로 발사되어 배치되어 있는 패스너에 부딪혀 이 패스너를 작업물에 박는다. 다음으로, 이 피스톤은 실린더 내의 가스 압력차를 통해 그 원래, 즉 "준비" 위치로 복귀한다. 패스너는 노즈피스에 매거진 스타일로 공급되고, 노즈피스 내에서 드라이버 블레이드와 부딪히도록 적절하게 배열된 상태로 고정되어 있다.
연소 가능한 연료/공기 혼합물 점화시, 연소실의 연소는 패스너가 존재할 경우 피스톤/드라이버 블레이드 조립체의 가속을 일으키고 이 패스너가 작업물을 뚫고 들어가게 한다. 이러한 결합된 아래 방향 운동은 공구 몸체의 반발력 또는 반동을 일으킨다. 따라서, 공구 몸체 내에 매달려 있는 팬 모터는 피스톤/드라이버 블레이드와 패스너의 파워 스트로크와 정 반대 방향으로 가속을 받는다.
다음으로, 수 mS 안에, 피스톤/드라이버 블레이드 조립체의 운동량은 실린더의 반대 단부에 있는 범퍼에 의해 멈추고, 공구 몸체는 작업물 쪽으로 가속화된다. 따라서, 팬 모터와 샤프트는 첫 번째 가속 방향과 반대인 가속력을 받는다. 이러한 왕복 가속은 공구에 대해 팬 모터가 진동하도록 한다. 조정되지 않을 경우, 이러한 가속의 크기는 연소실 팬 모터의 수명과 신뢰도에 이롭지 않다.
최근의 휴대용 연소 작동식 패스너 타격 공구는, 실린더 헤드의 구멍 안에 팬 모터를 매다는 서스펜션 메커니즘을 포함함으로써 모터 가속과 진동의 문제를 다룬다. 서스펜션 메커니즘은 왕복 축 방향 가속과 이로 인한 공구 작동시 모터의 진동 효과를 줄이고, 공구에 표준 철심 모터(iron-core motor)를 사용하는 것을 가능하게 한다. 이러한 서스펜션 메커니즘 이전에는, 왕복 가속을 견디기 위해 공구에 특별하게 제작된 모터가 필요했고, 이로 인해 생산비용이 늘어났다.
이러한 최근의 서스펜션 메커니즘이 예시적인 실시예들은 공동 양도된 EP 1 197 300과 EP 0 925 880에 기술되어 있고, 이 전체는 본 명세서에 참고문헌으로 포함되어 있다. EP '300과 EP '880에 기술되어 있는 서스펜션 메커니즘의 유형은, 예를 들어 실린더 헤드 중심의 수용공(depending cavity) 안에 모터를 매단다. 이러한 서스펜션 메커니즘은, 유지 링 또는 컵과 같이 팬 모터를 고정하는 유지 메커니즘에 가황 처리되거나 결합될 수 있는 구부리기 쉬운 고무 웹을 포함한다. 또한 이러한 웹은 강철 설치대 브래킷이나 강철 링과 같은 메커니즘에 가황 처리되거나 결합되고, 유지 링으로부터 반경 방향으로 이격되어 있으며, 실린더 헤드와 고정되어 있다. 이러한 탄성 웹만이 모터를 유지하고 있는 유지 메커니즘을 실린더 헤드에 고정시킨다. 고무 웹은 바람직하게 단부가 막힌 다수의 구멍을 구비할 수 있다.
이러한 유형 및 이와 유사한 유형의 서스펜션 메커니즘은, 모터의 진동을 허용 가능한 범위 내로 유지하면서 작동에 의해 유발된 모터의 왕복 가속을 줄이거나 억제하고, 이를 통해 모터의 수명을 연장한다. 표준 모터는 서스펜션 메커니즘이 있는 휴대용 공구에 사용될 수 있기 때문에, 이 공구의 생산 비용을 줄일 수 있다.
그러나, 무엇보다도, 고무 웹을 찍어내고 이 고무 웹을 가황 처리하거나 결합시키는 비용 때문에, 본 발명의 서스펜션 메커니즘 생산이 어렵고 비용이 많이 들었다. 가격을 낮추기 위해 제조업자에 대한 상업적인 압력이 계속되었기 때문에, 제조 비용을 줄이면서 종래 기술의 서스펜션의 이점을 실질적으로 제공하는 연소실 팬 모터 서스펜션을 제공할 필요성이 존재한다.
본 발명은 연소 작동식 공구의 팬 모터 서스펜션 메커니즘용 설치대를 제공한다. 이 공구는 연소실에서 연소시 모터의 위쪽 축방향 가속을 일으키고, 이어서 모터의 반대 축방향 가속을 일으키는 유형으로, 이 가속 중 적어도 하나는 공구에 대해 모터가 진동하게 한다. 서스펜션 메커니즘은 모터에 고정되도록 구성된 내부 링과, 이 공구의 일부에 고정되도록 구성된 외부 링과, 내부 링과 외부 링 사이에 반경 방향으로 배열되어 이를 연결시키는 웹을 구비한 설치대를 포함한다. 이 설치대의 내부 링, 외부 링, 및 웹은 일체형 부품이다.
바람직하게, 이 설치대의 웹은 웹의 탄성을 향상시키거나 적절하게 맞추기 위해 적어도 하나의 주름을 포함한다. 이 웹은 또한 하나 이상의 갭에 의해 적어도 두 부분으로 분리될 수 있다. 또한, 설치대는 델라웨어주 윌밍턴시의 E.I. 듀퐁 더 네모르사가 제조한 HYTREL(등록상표)과 같은 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머로 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 이 공구는 연소실의 적어도 일부를 형성하는 실린더 헤드를 포함하고, 설치대의 외부 링은 유지 링에 의해 이 실린더 헤드에 고정된다. 내부 링은 한 쌍의 유지 링에 의해 모터에 고정되고, 실린더 헤드의 구멍 안에 적어도 부분적으로 매달려 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 연소 작동식 패스너 공구의 부분 측면도로서, 명확함을 위해 부분 절단 및 종단면으로 그려져 있는 도면.
도 2는 본 모터 설치대의 제 1 실시예를 포함한 본 발명의 실시예에 따른 실린더 헤드와 서스펜션 메커니즘의 종단면도.
도 3은 모터 설치대의 제 2 실시예의 사시도.
도 4는 모터 설치대의 제 3 실시예의 사시도.
도 5는 도 4의 라인 5-5를 따라 일반적으로 표시된 방향으로 그려진 제 3 실시예 모터 설치대의 단면도.
도 6은 모터 설치대의 제 4 실시예의 사시도.
도 7은 도 6의 모터 설치대의 주름의 단면도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 휴대용 연소 작동식 패스너 타격 공구
12: 하우징 14: 주동력원실
16: 내연 동력원 18: 연료 셀실
20: 손잡이부 22: 손잡이 매거진
26: 노즈피스 28: 주동력원실의 하단부
30: 주동력원실의 상단부 34: 실린더 헤드
36: 연소실 40: 전자팬 모터
50: 서스펜션 메커니즘 52: 수용공(depending cavity)
54: 공기 갭 56: 바닥
60: 설치대(mount) 130: 슬라이딩 운동 밸브 부재
132: 작업물 접촉 요소 136: 밸브의 하부
156: 방아쇠 스위치 158: 방아쇠
160: 바이어스 손잡이 복귀 부재
이제 도 1을 참조하면, 본 발명과 사용하는데 적합한 타입의 연소 작동식 공구는 대체로 10으로 표시된다. 본 명세서에서는 한 가지 타입의 연소 작동식 공구가 도시되어 있지만, 본 발명과 사용하는데 적합한 다른 공구 외형 및 부품의 배열도 제공될 수 있다. 이 공구(10)는, 일체 완비된 내연 동력원(16)을 둘러싸는 치수의 주동력원실(14)을 포함하는 하우징(12)과, 주동력원실(14)에 대체로 인접 평행한 연료 셀실(18)과, 연료 셀실의 한 면으로부터 뻗어있고 주동력원실의 반대편에 있는 손잡이부(20)를 구비한다.
또한, 패스너 매거진(22)은 주동력원실(14)의 하단부(28)에 매달려 있는 노즈피스(26)와 맞물린 지점으로부터 손잡이부(20)와 대체로 평행하게 배치된다. 배터리(미도시)는 이 공구(10)에 전원을 공급하도록 제공되고, 패스너 매거진(22)으로부터 하우징(12) 반대편에 위치한 구획(compartment)(미도시)에 탈착 가능하게 수용되어 있다. 주동력원실의 하단부(28) 반대편에 상단부(30)가 있다. 캡(32)은 상단부(30)를 덮고 팬 모터와 스파크 플러그를 보호하기 위해 하우징(12)에 탈착 가능하게 고정된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "하부"와 "상부"는 도 1에 도시된 작동 배향 상태의 공구(10)를 기준으로 하여 사용된다. 그러나, 본 발명은 적용에 따라 다양한 배향으로 사용될 수 있다는 사실이 이해될 것이다.
미국 특허 번호 제 4,483,474호에 도시된 것과 같이 기계적으로 연결된 연료 측정 밸브(미도시)가 사용될 수 있다. 대안적으로, 전자기 솔레노이드 타입의 연료 측정 밸브(미도시) 또는 일반 양도된 미국 특허 제 5,263,439호에 기술되어 있는 타입의 인젝터 밸브는 선행 기술에 알려져 있는 연소실에 연료를 주입하기 위해 제공된다. MAPP와 같은 압축 액체 탄화수소 연료는 연료 셀실(18)에 위치한 연료 셀 내에 포함되고 선행 기술에 알려져 있는 촉진제에 의해 압축된다.
이제 도 1과 도 2를 참조하면, 주동력원실의 상단부(30)에 위치한 실린더 헤드(34)는 연소실(36)의 상단부를 한정하고, 스파크 플러그(미도시)용 스파크 플러그 포트(미도시)와, 전자팬 모터(40)와, 밀폐용 O-링(미도시)을 제공한다. 본 발명에서, 팬 모터(40)는 일본 도쿄의 Nidec Copal사, 일본 캐논사 뿐만 아니라, 기존의 다른 많은 모터 제조업체에 의해 제조된 타입의 영구 자석 브러시 DC 모터로 알려져 있는 종래의 철심 모터(iron core motor)이다. 모터(40)는 전기자(armature)(미도시)와 전기자 샤프트(43)를 구비한 전기자 샤프트 단부(42)와, 전기자 샤프트 단부 반대편에 브러시 단부(45)를 갖는다.
팬 모터(40)는 모터의 일부 종방향 운동을 허용하는 실린더 헤드(34) 중심의 수용공(depending cavity)(52) 내에, 전체적으로 50으로 표시된 팬 모터 서스펜션 메커니즘에 의해 움직이도록 매달려 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 모터(40)는 구멍(52) 안에서, 모터의 하부, 즉 전기자 샤프트 단부(42)와 구멍(52)의 바닥(floor) 사이에 공기 갭(54)이 생기도록 고정되는 것이 바람직하다. 공기 갭(54)의 기능은 작동 중 발생하는 진동 중 모터가 움직일 수 있는 여유 공간을 제공하는 것이다. 전기자 샤프트(43)는 바닥(56)의 홀(57)을 관통해서 뻗는 것이 바람직하다.
도 2에 추가 도시된 바와 같이, 서스펜션 메커니즘(50)은 전체적으로 60으로 표시되고, 내부 환형 링(62)과, 중앙의 탄성 웹부(웹)와, 외부 환형 링(66)을 갖는 모터 설치대를 포함한다. 내부 링(62)은 모터의 측벽(63), 바람직하게는 전기자 샤프트 단부(42)보다 브러시 단부(45)에 종방향으로 더 가까운 모터의 부분에 팬 모터(40)와 접해서 이를 고정하도록 구성되어 있다. 내부 링(62)을 모터(40)에 고정하기 위해, 스냅 링(snap ring)과 같은 두 개의 유지 링(retaining ring)(68)은 모터의 측벽(63) 둘레에 적어도 부분적으로 배열되고 내부 링을 축방향으로 둘러싸는 것이 바람직하다. 내부 유지 링(68)은 측벽(63)에 형성된 한 쌍의 대응하는 그루브(groove)에 수용되는 것이 바람직하고, 그루브는 유지 링을 축방향으로 고정하도록 구성된 측벽(71)을 구비한다. 따라서, 내부 링(62)은 유지 링(68)에 의해 가운데 끼이거나 축방향으로 고정되고, 모터(40)에 대한 부착 지점을 제공한다.
설치대(60)의 외부 링(66)은 공구(10)의 일부분, 바람직하게는 실린더헤드(34)에 고정된다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 외부 링(66)은 실린더 헤드(34)의 환형 쇼율더(annular shoulder)(72)에 접하여 고정된다. 유지 링(68) 쌍보다 직경이 더 큰 스냅링과 같은 다른 유지 링(74)은 실린더 헤드(34)에 외부 링을 고정시킨다. 유지 링(74)은 외부 링(66) 위에 배치되고, 고정시, 실린더 헤드에 형성되고 쇼울더(72) 위에 배치된 그루브(76) 안으로 수용되어, 그루브의 내측벽(77)에 의해 축방향으로 고정된다. 따라서, 외부 링(66)은 쇼울더(72)와 유지 링(74) 사이에 축방향으로 고정된다.
웹(64)은 내부 링(62)과 외부 링(66) 사이에 반경 방향으로 뻗어서, 외부 링에 내부 링을 연결시킨다. 모터(40)에 의한 어느 정도의 축방향 운동을 허용하기 위해, 웹(64)은 하나 이상의 주름(corrugation), 접힌 모양(fold), 또는 벨로스(bellows)(80)를 갖는 형태를 이룬다. 주름(80)은 본 명세서에서 웹의 바람직한 구조로 기술되어 있지만, 접힌 모양, 벨로스 또는 이와 유사한 모양이 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 주름(80)은 내부 링(62)과 외부 링(66)의 축 방향 외부 표면을 넘지 않는 하나 이상의 피크(82)까지 축방향으로 뻗어서, 주름(80){피크(82) 포함}이 내부 링(62)과 외부 링(66)의 외부 표면에 대해 오목하게 들어간 것이 바람직하다. 주름(80)은 웹(64)에 탄성을 제공해서, 모터(40) 대신 충격을 흡수한다.
도 3은 도 1-2에 도시된 모터 설치대(60)와 형태가 다른 웹(102)을 갖는 모터 설치대(100)의 제 2 실시예를 도시한다. 외부 링(66)은 스파크 플러그(미도시)에 대한 공간이 실린더 헤드(34) 내에 배열되도록 하는 리세스(83)를 포함한다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 링(66)은 내부 링(62)과 마찬가지로 연속적인 것이 바람직하다. 이것은 구멍(52) 내에서 모터(40)의 일정한 축방향 정렬을 유지하도록 해서, 전기자 샤프트(43)와 구멍의 홀(57) 사이의 부정합 정렬(misalignment)을 감소시킨다. 모터 설치대(100) 내 웹(102)은 웹에 의해 한정된 한 쌍의 갭(88)에 의해 두 개의 불연속 부분(87)으로 분리된다. 갭(88) 중 하나의 갭은 리세스(82)의 반경 방향 안쪽으로 배열되어 리세스를 위한 여유 공간을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 갭(88)은 서로 반대편에 직경 방향으로 배열되어 모터(40)의 축방향 왕복 운동의 균형을 이루도록 한다. 외부 링(66)에 형성되고 외부 링으로부터 반경 방향 바깥쪽으로 뻗은 한 쌍의 키(key)(90)는 쇼울더(72) 부근의 실린더 헤드(34) 내의 상보적인 리세스 세트(미도시)에 맞도록 제공된다. 키(90)의 개수와 형태는 용도에 맞도록 변할 수 있다. 또한, 키(90)는 리세스(recess)이고 실린더 헤드(34)는 이와 들어맞는 키 형태를 갖는 것도 가능하다. 키(90)는 실린더 헤드(34) 내에서 설치대(60)의 회전을, 완전히 제거하지는 않는 경우라 할지라도, 크게 줄인다.
단일의 일체형 부품으로 형성된다는 것이 설치대(60,100)의 특징으로, 이러한 특징은 가황 처리되거나 금속 링 또는 브래킷에 부착된 각각의 고무 웹(rubber web)을 구비한 종래 기술의 서스펜션 메커니즘(suspension mechanism)과는 반대이다. 또한, 설치대(60)는 HYTREL(등록상표) 엘라스토머 (델라웨어주 윌밍턴시의 E.I. 듀퐁 더 네모르사 제조)와 같은 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명자는 HYTREL(등록상표) 엘라스토머로 제조된설치대(60,100)가 모터(40)의 가속을 흡수 또는 줄이기 위해 원하는 양의 탄성을 제공하면서, 종래 서스펜션보다 생산 및 변형이 훨씬 저렴하다는 사실을 발견했다. 설치대(60,100)는 또한 기존의 연소식 공구(combustion tool)에 서스펜션 메커니즘의 금속/고무 모터 설치대를 대체하여 사용될 수 있도록 구성될 수 있다.
서스펜션 메커니즘(50)은 작동시 모터(40)가 공구(10)에 대해 과도하게 진동하지 않도록, 그리고 바닥에 닿거나 꼭대기에 닿을 정도로 튀어나가지 않도록 튜닝되어야 한다. "튜닝"이라는 것은 서스펜션 메커니즘(50)의 모터 설치대(60,100)의 탄성이 조절되어, 특정 동력원(16)에 의해 발생한 연소에 기인하는 동력에 따라 특정 모터가 용도 특유의 소정의 한계 내에서 과도하게 진동하지 못하도록 하는 것을 의미한다. 당업자라면 알 수 있듯이, HYTREL(등록상표) 엘라스토머 또는 이와 다른 열가소성 엘라스토머로 설치대(60,100)가 제조될 경우, 공구를 최적화하거나 구형을 신형으로 개장(改裝)하기 위해 변형된 모양, 치수 등으로 성형되거나 이와 다르게 형성될 수 있다.
본 발명에 따라 설치대(60,100)를 조절하기 위해 쉽게 변할 수 있는 파라미터는 웹(64,102)의 모양, 웹의 주름, 접힌 부분(folder) 또는 벨로스(bellows)(80)의 개수와 높이, 웹 또는 링(62,66)의 두께, 및 웹 부분간 갭(88)의 개수, 크기 및 모양 {결과적으로, 웹 부분(87)의 개수}을 포함한다. 설치대(60,100)를 제조하기 위해 HYTREL(등록상표) 또는 이와 유사한 재료를 사용하면, 이러한 파라미터 중 하나 이상이 변한 설치대를 쉽게 설계하고 제조할 수 있다.
예를 들어, 도 4와 5는 하나의 갭(112)과 웹(114)이 있는 제 3 실시예의 모터 설치대(110)를 도시한다. 도 6과 7은 웹(126)에, 6개의 갭(122)과 6개의 부분(124)이 있는 제 4 실시예의 모터 설치대(120)를 도시한다. 도 5와 도 7의 비교는 웹(114)과 웹(116) 사이의 다른 모양의 예를 또한 나타낸다. 예를 들어, 도 5는, 비교적 직선형인 드롭(drop)(94)에 의해 분리된 상부의 최고점(82)과 하부의 우묵한 부분(lower dip)(92)(도 5의 배향으로 도시)을 갖는, 단면이 파동과 같은 주름(80)을 웹(114)이 갖고 있음을 보여준다. 이러한 형태는 모터(40)에 의한 이동을 보다 적게 제한한다. 도 7은 이와 반대로, 보통 M자형인 사인 곡선 단면을 갖고, 두 개의 최고점(82)이 있는 한 쌍의 주름(80)(도 7의 배향으로 도시)을 갖는 웹(116)을 나타낸다. 도 2에 도시된 웹(64)은, 또한 하나의 주름(80)을 포함한다. 앞에 나열된 파라미터와 당업자에게 알려져 있는 다른 파라미터를 변경함으로써, 설치대(60,100,110,120)에 대해 많은 수의 실시예가 가능하고, 이러한 모든 것이 본 발명에 의해 예측되는 것으로 당업자는 평가할 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 대체로 원통형인 연소실(36)은 슬라이딩 운동 밸브 부재(130)를 통해 열리고 닫히는데, 이 부재는 기존 방식의 결합을 이용하여 노즈피스(26) 위의 작업물 접촉 요소(132)에 의해 주동력원실(14) 내에서 움직인다. 이 밸브 부재(130)는 연소실의 가스 제어 장치로 작용하고, 이 연소실의 벽면은 밸브 부재(130)가 한정하며, 그 상단부는 연소실 상단부를 밀폐하기 위해 O-링(미도시됨)과 밀폐되도록 맞물린다. 이 밸브(130)의 하부(136)는 일반적으로 원통형인 몸체, 즉 실린더(138)를 둘러싼다. 이 원통형 몸체(138)의 상단부에는 외부에 있는 O-링 (미도시됨)이 제공되는데, 이 O-링은 연소실(36)의 하단부를 밀폐하기 위해밸브 부재(130)의 해당 부분과 맞물린다.
실린더 몸체(138) 내에는 왕복 운동 가능하게 배열된 피스톤(144)이 있고, 이 피스톤에는 패스너(미도시됨)를 작업물(미도시딤)에 박는데 사용하고 노즈피스(26)에 적절하게 위치한 단단하고 길게 연장된 드라이버 블레이드(146)가 부착되어 있다. 실린더 몸체의 하단부는 피스톤(144) 이동의 하한선을 한정하는 범퍼(150)용 시트(seat)(148)를 한정한다. 실린더 몸체(138)의 반대편 단부에는, 피스톤(144)의 상향 이동을 제한하기 위해 피스톤 정지 유지 링(piston stop retaining ring)(152)이 부착되어 있다.
하우징(12)의 손잡이부(20)에는 공구(10)를 조작하기 위한 제어부가 위치되어 있다. 방아쇠 스위치 조립체(154)는 방아쇠 스위치(156), 방아쇠(158) 및 바이어스 손잡이 복귀 부재(160)를 포함한다. 방아쇠 스위치(156)의 제어를 받는 ECU(162)는 스파크 플러그(미도시됨)를 작동시킨다.
작동시, 방아쇠(158)를 당기면, 스파크 플러그의 스파크 갭에서 방전이 일어나도록 ECU(162)에서 신호가 발생하고, 이 방전은 연소실(36)에 주입되어 팬(164)에 의해 증기화되거나 분해된 연료에 불을 붙인다. 팬(164)은 전기자 샤프트(armature shaft)(43)에 의해 구동되고, 연소 공정을 향상시키고 냉각 및 배기(scavenging)를 용이하게 하기 위해 연소실(36) 내에 위치한다. 팬 모터(40)는 참고문헌으로 포함된 종래 기술의 특허에서 보다 상세히 기재된 바와 같이, 헤드 스위치 및/또는 방아쇠 스위치(156)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
이러한 점화는 드라이버 블레이드가 패스너와 접해서 이 패스너를 종래 기술에서 잘 알려진 바와 같이 기재에 박힐 때까지 피스톤(144)과 드라이버 블레이드(146)가 실린더 몸체(138) 아래로 움직이도록 한다. 이후 피스톤은 연소실(36)의 부분적으로 밀폐 상태에 의해 유지되고 있는 실린더 내의 가스 압력차에 의해 그 원래, 또는 "준비" 위치로 복귀된다.
팬 모터(40)는 이러한 사이클 동안 두 가지 주요한 가속도를 받는다. 첫째, 연소실(36)의 연소 가스의 점화가 피스톤(144)을 작업물 쪽으로 밀면, 바람직하게는 패스너를 작업물 쪽으로 밀면, 공구(10)는 이와 반대의 위쪽 힘, 즉 반동력을 정 반대 방향으로 받는다. 공구(10)의 서스펜션 메커니즘(50)에 의해 매달려 있는 팬 모터(40)는 서스펜션 메커니즘을 통해 전달된 힘에 의해 공구의 반동 방향으로 위쪽으로 가속된다. 또한, 전기자 샤프트(43)는 모터(40)에 대한 운동이 축 방향 작동의 한계 내에 구속되어 있으므로 동일 방향으로 가속된다. 다음에, 약 10mS 내에, 피스톤(144)은 실런더 안에서 범퍼(150)와 접촉하여 바닥에 닿는다. 이러한 작동은 작업물을 향한 공구(10)의 가속 방향을 바꾼다. 따라서, 이제 모터와 샤프트는 이러한 새로운 정 반대 방향으로 가속된다. 본 발명의 서스펜션 메커니즘(50)과 모터 설치대(60,100,110,120)는 연소에 의해 발생한 주 연소실(14)의 모터(40)에 대한 작동 운동(operational dynamics)을 최소화하고, 또한 축방향 가속 및 큰 진동으로부터 모터를 보호하기 위해, 충격의 흡수 및 격리 시스템을 제공한다.
모터 설치대(60,100,110,120)는 모터(40)를 매달아 지지하고, 작동 중 연소에 의한 모터의 가속을 줄인다. 모터 설치대(60,100,110,120)는 또한 (바람직하게는 적절히 튜닝될 경우) 진동을 줄이고, 공구(10)의 실제 구속(positive constraint)(바닥 또는 윗면에 닿기)에 있어 접촉 과정에 어떠한 나쁜 영향이 없이 역학적으로 작동한다. 모터 설치대(60,100,110,120)는 소정의 정확하게 반복될 수 있는 시간에 의해 구분된 두 가지 정반대의 가속을 예상하며, 바람직하게는 구멍(52)의 경계 내에서, 모터가 받는 "g's"의 가속력을 최소화하기 위해 모터(40)를 탄력적으로 구속한다. 모터(40)는 공구(10)에 의해 발생한 가속력에 대비하기 위해 주문 제작될 필요는 없다. 대신, 가속을 흡수하고 진동을 줄일 수 있는 서스펜션 메커니즘(50)을 통해, 보다 저렴한 모터가 제공될 수 있고, 이 모터는 성능의 저하 없이 이 공구의 전체 제조 비용을 줄인다.
당업자는 상술한 바와 같이, 또한 도 1 내지 7의 예에 나타난 바와 같이, 모터(40)용 설치대의 지지와 완충 특징을 최적화하기 위해 변형체를 이용해서 제작 및/또는 튜닝될 수 있는 것으로 인식할 것이다.
따라서, 본 발명은, 저렴하게 제조된 것이 바람직하고, 쉽게 조절되며, 표준 모터를 구비한 공구를 포함해서 일부 기존 공구에 개조될 수 있는, 휴대용 연소 작동식 공구의 서스펜션 메커니즘에 대한 모터 설치대를 제공한다. 본 발명의 설치대는 더 적은 비용으로 이전의 강철/고무 서스펜션 메커니즘의 이점을 제공한다.
본 발명의 연소 작동식 공구에 대한 설치대의 구체적인 실시예들이 제시 및 기술되었지만, 보다 넓은 측면에서, 또한 다음 청구항에 개시된 바와 같이 본 발명을 벗어나지 않고 변화와 변형이 이루어질 수 있다는 사실이 당업자에 의해 인식될 것이다.
Claims (10)
- 작업물에 패스너를 박기 위한 연소 작동식 공구에서, 상기 공구는 상기 연소실에서 연소시 상기 모터의 위쪽 축방향 가속을 일으키고, 이어서 상기 모터의 반대쪽 축방향 가속을 일으키며, 상기 가속 중 적어도 한 가지는 상기 모터가 상기 공구에 대해 진동하도록 하는 연소 작동식 공구 내의 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘(suspension mechanism)으로서,상기 모터에 고정되도록 구성된 내부 링과, 상기 공구의 일부에 고정되도록 구성된 외부 링과, 상기 내부 링과 상기 외부 링 사이에 이를 연결하도록 반경 방향으로 배열된 웹(web)을 구비한 설치대(mount)를 포함하며,상기 내부 링, 외부 링 및 웹은 일체형 부품인,연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 외부 링은 상기 공구의 실린더 헤드에 고정되도록 구성된, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 2항에 있어서, 상기 내부 링은 상기 모터에 고정되도록 구성되고, 상기 모터를 적어도 부분적으로 상기 실린더 헤드의 구멍 안에 매다는, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 설치대는 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머로 형성된, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 4항에 있어서, 상기 설치대는 HYTREL(등록상표) 엘라스토머로 형성된, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 웹은 적어도 두 부분으로 분리되도록 적어도 하나의 갭을 한정하는, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 웹은 적어도 하나의 주름(corrugation)을 포함하는, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 웹은 일반적으로 파동과 유사한 단면을 갖는, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 웹은 적어도 하나의 상부의 최대점과 하부의 우묵한 부분(lower dip)까지 뻗은 주름이 있는, 연소 작동식 공구 연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
- 제 1항에 있어서, 상기 웹은 적어도 두 개의 주름이 있는, 연소 작동식 공구연소실의 팬 모터용 서스펜션 메커니즘.
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