KR20060115737A - 패스너 구동 공구의 연소 챔버 판을 위한 래치 메커니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소 챔버와 상기 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 연소 챔버 판을 포함하는 연소 공구에 사용하기 위한 연소 챔버 조립체를 제공하며, 여기서 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 챔버 부재는 상대적인 왕복운동을 하도록 구성되며, 상기 연소 챔버 조립체는 상기 챔버를 복수의 볼륨으로 분할하도록 상기 연소 챔버 내에 있는 적어도 하나의 판의 이동의 제어와 연관된 적어도 하나의 래치 부재를 구비한다. 상기 연소 챔버 조립체는 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 연소 챔버의 상대적 이동을 허용하도록 상기 래치 부재를 위한 해제 수단을 더 구비한다.

Description

패스너 구동 공구의 연소 챔버 판을 위한 래치 메커니즘{LATCHING MECHANISM FOR COMBUSTION CHAMBER PLATE OF A FASTENER DRIVING TOOL}

본 발명은 간이화된 가스 패스너 구동 공구를 위한 래치 메커니즘(latching mechanism), 보다 구체적으로는 그러한 공구의 연소 챔버에 사용하기 위한 래치 메커니즘에 관한 것이다. 이러한 패스너 구동 공구는, 일리노이즈, 베르논 힐스 소재 ITW-Paslode(일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드의 하나의 부)로부터 상업적으로 구입가능하다.

연소 동력식 공구(combustion-powered tools), 즉 연소 공구는 이 기술 분야에 알려져 있으며, 패스너(fasteners)를 작업물 내로 구동하는데 사용하기 위한 IMPULSE(등록상표) 브랜드 공구라고도 또한 알려져 있는 하나의 타입의 그러한 공구는 니코리치(Nikolich)에게 공동으로 양도된 특허인 U.S. 특허 재발행 번호 32,452, 및 U.S. 특허 번호 4,522,162; 4,483,473; 4,483,474; 4,403,722; 5,197,646; 및 5,263,439에 기술되어 있으며, 이들 특허 문헌은 모두 본 명세서에 참조 문헌으로 병합되어 있다. 이와 유사한 연소 동력식 네일(nail) 및 스테이플 구동 공구는 IMPULSE(등록상표) 및 PASLODE(등록상표) 브랜드 하에서 일리노이즈, 베르논 힐스 소재 ITW-Paslode로부터 상업적으로 구입가능하다.

패스너 구동 공구는 이 공구의 부속 기능을 수행하는데 필요한 다수의 성분을 구비하고 있다. 이 공구의 하나의 특히 중요한 부속 기능은 배출(scavenging)하는 것이다. 연소 챔버로부터 잔류하는 연소 생성물은 (a) 희석시키는 것(dilution)에 의하여, 및 (b) 변위시키는 것(displacement)에 의하여 배출되는 2가지 기본 방법이 존재한다. 희석 방법은 공기를 연소 챔버로 통과시키는데 있다. 통상적으로 팬이 이 과정을 구동한다. 일반적으로, 잔류하는 연소 가스를 공기로 교체하는데에는 2.5배의 연소 챔버 볼륨의 변화가 요구되며, 이는 상대적으로 비효율적인 방법을 야기한다.

보다 효율적인 과정은 변위시키는 것이다. 이 변위 방법은 연소 볼륨을 제로(0)로 감소시킴으로써 연소 생성물을 변위시켜 연소 생성물을 제거하는 것이다. 이후, 볼륨이 증가할 때 공기가 볼륨 내로 들어온다.

패스닝을 위해 사용되는 현재 연소 동력식 공구의 하나의 단점은, 배출 기능과 같은 공구의 기본 기능을 지원하는데 필요한 부속 기능을 수행하는데 다수의 성분을 구비한다는 것이다. 이들 부속 기능을 위한 배터리, 팬 모터, 제어 전자장치, 및 스파크 전자장치를 포함하는 고가의 전자장치나 전기장치의 사용이 알려져 있다.

복잡한 성분을 구비하는 이들 공구의 다른 단점은, 추가적인 성분이 공구의 수선 비용을 더 비싸게 한다는 것이다.

배출을 위한 다른 접근법은, 홀(hole)을 갖는 이동가능한 판으로 분할된 연소 챔버를 개시하는 아담스(Adams)에게 허여된 U.S. 특허 번호 4,712,379에 교시되 어 있으며, 이 특허 문헌은 본 명세서에 참조문헌으로 병합되어 있다. 이 접근법의 사용은, 연소의 속도(rate)를 가속시켜서 연소 압력이 자유 피스톤의 구동 스트로크(drive stroke)에서의 최대치에 일찍 도달하게 한다. 이 연소 속도의 가속은, 연료와 공기의 혼합물이 이동가능한 판에 있는 홀을 통과할 때, 연소 챔버에 생성된 난기류(turbulence)로 인해 생긴다.

이동가능한 판을 사용하는 경우의 잇점은, 연소가 개시되는 제 1 챔버 내 압력의 증가가 피스톤에 가해지는 것을 차단하는 것이다. 다른 잇점은, 제 1 챔버 내 연소가 이동가능한 판에 있는 홀을 통과하는 화염(flame)을 생성하며 피스톤 사이클에서 보다 더 일찍 제 2 챔버를 점화한다는 것이다. 구동 스트로크에서 압력이 피스톤에 도달하는 시간이 이르면 이를수록, 구동되는 패스너와 궁극적으로는 작업물에 전달되는 관성이 더 커지게 된다.

패스너 구동 공구의 다른 부속 기능은 효과적인 연소에 필요한 정확한 양의 연료와 공기의 혼합물을 설정하는 것이다. 이 과정은 분할된 연소 챔버 접근법에서는 보다 더 어려운 것이다. 정확한 양의 연료와 공기의 혼합물을 설정하는 알려진 솔루션은 각 챔버에 정확한 양의 연료를 독립적으로 유입하거나 또는 연료와 공기가 분할된 연소 챔버 내로 들어가기 전에 예비 챔버 내에서 연료와 공기를 미리 혼합하는 것이다.

하나의 단점은, 이들 접근법이 혼합하는 과정을 지원하기 위해 추가적인 성분을 수반한다는 것이다. 다른 단점은 이들 알려진 접근법이 종종 급격한 사이클이 요구될 때 공구를 수용할 수 없다는 것이다.

따라서, 전기 부품이나 전자 부품을 요구하지 않는 이동가능한 판을 갖는 패스너 구동 연소 공구에 대한 요구가 존재한다. 정확한 양의 연료와 공기의 혼합물을 이루는 패스너 공구 연소 챔버를 제공할 필요성이 또한 존재한다. 나아가, 연소가 시작되는 제 1 챔버에서의 압력 증가가 피스톤에 가해지지 않는 패스너 공구 연소 챔버를 제공하기 위한 필요성이 또한 존재한다. 구동 스트로크에서 보다 일찍 피스톤에 압력을 전달하는 패스너 공구 연소 챔버를 제공하기 위한 다른 필요성이 또한 존재한다. 또한, 제조하기에 더 저렴한 패스너 공구 연소 챔버를 제공할 필요성이 더 존재한다. 또한, 수선 비용이 더 저렴할 수 있는 패스너 공구 연소 챔버를 제공할 필요성이 또한 존재한다. 나아가, 연소 챔버에서 판의 이동을 정확히 제어하는 패스너 공구 연소 챔버를 제공할 필요성이 더 존재한다.

전술된 문제는, 연소 챔버, 적어도 하나의 이동가능한 판과 래치 메커니즘을 특징으로 하는 연소 공구를 위한 본 발명의 연소 챔버 조립체에 의해 해결된다. 이 연소 챔버 조립체는, 원하는 연료와 공기의 혼합물을 이루도록 선택적으로 위치선정될 수 있는 간이화된 이동가능한 판을 제공한다. 이들 판의 이동은 전기부품과 전자부품보다 제조 및 수선하기에 덜 비싼 여러 가지 래치에 의해 달성된다. 본 발명의 연소 챔버 조립체의 다른 특징은, 또한 래치 부재가 구동 스트로크에서 보다 일찍 피스톤에 증가된 압력을 전달할 수 있는 특정 위치에 이동가능한 판을 위치지정하는 것이다. 피스톤이 압력 증가를 받지 않도록 하는 것은 또한 연소가 시작되는 영역과 피스톤이 수용되는 영역 사이에 이동가능한 판을 위치지정함으로써 달성된다.

보다 구체적으로, 본 발명은, 연소 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 연소 챔버 판을 구비하는 연소 챔버를 포함하며 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 챔버 부재가 상대적인 왕복운동을 하도록 구성된 연소 공구에 사용하기 위한 연소 챔버 조립체를 제공한다. 연소 챔버는 연소 챔버 부재 중 적어도 하나와 연관된 적어도 하나의 래치 부재와 공구의 동작 동안 챔버에 대해 적어도 하나의 연소 챔버 판의 상대적인 위치를 해제가능하게 홀딩(hold)하기 위한 적어도 하나의 연소 챔버 판을 구비한다. 래치 부재를 위한 해제수단은 또한 적어도 하나의 연소 챔버 판과 연소 챔버의 상대적인 이동을 허용하도록 제공된다.

다른 실시예에서, 연소 동력식 패스너 구동 공구를 위한 연소 챔버 조립체는, 연소 챔버와; 이 연소 챔버의 길이방향으로 변위가능한 적어도 하나의 연소 챔버 판과; 제 2 연소 챔버 부재로부터 적어도 하나의 연소 챔버 판의 변위 동안 제 1 연소 챔버 부재에 대해 적어도 하나의 연소 챔버 판을 해제가능하게 홀딩하는 래치 부재와; 상기 래치 부재를 위한 해제 수단을 구비한다.

본 발명은, 또한 제 1 연소 챔버 판과 제 2 연소 챔버 판을 포함하는 연소 공구에 사용하기 위한 래치 메커니즘을 제공하며, 상기 연소 챔버 판은 패스너 구동 공구에 대해 이동가능하며, 상기 챔버 내에서 서로에 대해 이동가능한 복수의 연소 챔버 판과; 서로 인접한 복수의 연소 챔버 판을 해제가능하게 홀딩하는 래치 부재를 위한 래치 해제 수단과; 상기 복수의 연소 챔버 판 중 적어도 하나와 맞물리는 제 1 위치와 상기 복수의 연소 챔버 판 중 적어도 하나와 맞물림해제되는 제 2 위치에서 연소 챔버 판 중 하나와 연관된 래치 부재를 구비하는 래치를 포함한다.

다른 실시예에서, 연소 챔버 조립체는 연소 챔버 판과, 이 연소 챔버 판에 대하여 이동가능한 슬리브를 구비한다. 연소 챔버 조립체는 또한 슬리브에 대해 연소 챔버 판을 위치지정하기 위해 슬리브와 연관된 래치 부재를 구비하며, 이 슬리브와 연소 챔버 판은 공구 하우징에 대해 변위가능하다.

다른 실시예에서, 적어도 하나의 연소 챔버 판을 구비하는 패스너 구동 공구를 위한 래치 메커니즘은 연소 챔버 판에 대해 이동가능한 슬리브와, 제 1 위치와 제 2 위치에서 적어도 하나의 연소 챔버 판을 유지하도록 구성된 복수의 래치를 구비한다.

도 1은 공구가 작업 면에서 떨어져있는 것을 보여주는 본 발명의 연소 챔버 조립체의 수직 횡단면도.

도 2는 래치가 해제되기 전에 공구가 작업물과 접촉해있는 것을 보여주는 도 1의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 3은 래치가 해제되어 있는 것을 보여주는 도 1의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 4는 공구가 작업 면에서 떨어져있는 것을 보여주는 본 발명의 연소 챔버 조립체의 다른 실시예의 수직횡단면도.

도 5는 래치가 해제되기 전에 공구가 작업 면과 접촉해있는 것을 보여주는 도 4의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 6은 래치가 해제된 것을 보여주는 도 4의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 7은 피스톤이 연장된 것을 보여주는 도 4의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 8은 공구가 작업 면에서 떨어져있는 것을 보여주는 본 발명의 연소 공구의 다른 대안적인 실시예의 수직횡단면도.

도 9는 제 1 래치가 맞물려있는 공구를 보여주는 도 8의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 10은 제 2 래치가 맞물린 것을 보여주는 도 8의 연소 챔버 조립체의 수직횡단면도.

도 11은 도 8의 공구의 디바이더 판(divider plate)의 평면도.

이제 도 1을 참조하면, 전술된 타입의 연소 공구와 사용하기에 적합하며 본 발명의 하나의 실시예를 포함하는 연소 챔버 조립체가 일반적으로 참조 번호 10으로 지정되어 있으며 원통형 벽(14)을 갖는 일반적으로 원통 형상을 가지는 연소 챔버(12)를 포함한다. 링(ring)형상의 바닥(16)은 개구부(18)를 한정하며, 이 위치에서 가이드 실린더(20)가 바람직하게는 일체형 성형이나 주물에 의해 고정되어 있지만, 다른 알려진 패스닝 기술도 고려될 수 있다. 가이드 실린더(20)는 바닥(22)을 구비한다. 피스톤(24)은 피스톤 실린더(20) 내에 위치되며, 연소 챔버(12)와 인접 하는 피스톤 판(26)과, 일반적으로 횡단면이 "T"자형을 이루는 피스톤 판으로부터 연장하는 피스톤 로드(rod) 또는 가장 흔히 불리우기는 드라이버 블레이드(driver blade)(28)를 구비한다. 가이드 실린더(20)의 바닥(22)은 드라이버 블레이드(28)가 돌출하는 개구부(30)를 구비한다.

도 1에서, 연소 챔버 조립체(10)의 공구는 작업면과 접촉하지 않으며 피스톤(24)은 후퇴된 위치에 있다. 피스톤 판(26)은 일반적으로 링형상의 바닥(16)과 동일 높이에 있다. 밀봉 링(sealing rings)이나 피스톤 링(32, 34)은 알려진 바와 같이 피스톤 판(26) 상에 서로 이격되어 위치하며, 피스톤 판은 챔버(12)의 하단을 밀봉가능하게 한정하여, 피스톤 판(26)의 각 측에 분리된 볼륨을 생성한다. 드라이버 블레이드(28)는 가이드 실린더(20)의 개구부(30)로부터 약간 돌출한다.

연소 챔버(12)에서, 2개의 연소 챔버 판 중 하나는 베이스(base)로부터 수직으로 연장하며 이 베이스에 대해 횡방향으로 연장하는 관형(tubular), 일반적으로는 원통형 부분(40)을 갖는 일반적으로 원통형 판 베이스(38)를 구비하는 판(36)을 포함한다. 이 판(36)은 연소 챔버(12)의 길이방향 축을 따라 왕복 이동가능하도록 구성된다. 중앙 개구부(42)는 이 판(36)에 의해 한정되며 원통형 부분(40)을 통과하여 연장하며 일반적으로 판 베이스(38)에 대해 수직하다.

분리판(44)은 이 판(36)과 링형상의 바닥(16) 사이에 위치된다. 분리판(44)은 원통형 벽(14)의 내부 직경에 대응하는 외부 직경을 가진다. 이동가능한 로드(48)는 이 판(36)의 중앙 개구부(42)를 통해 돌출하며 분리판(44)에 부착된다. 이 로드(48)는 일반적으로 원통형이며, 원통형 부분(40)의 길이를 초과하는 길이를 가 진다. 이 로드(48)는 상대적으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 중앙 개구부(42)의 직경에 일반적으로 대응하는 외부 직경을 가지며 분리판(18)으로부터 횡방향으로 연장한다. 쇼율더(50)는 로드(48)의 자유 단부에 위치하며, 중앙 개구부(42)의 내부 직경을 초과하는 직경을 가지며, 판(36)에 대해 길이 방향으로의 로드(48)의 운동을 방해하도록 구성된다. 원통형 부분(40)과 로드(48)는 모두 챔버(12)의 상부 단부에 있는 개구부(51)를 통해 돌출한다.

구동 로드(52)는 판(36)에 고정되게 연결되며 연소 챔버(12)의 축에 일반적으로 평행한 방향으로 가이드 실린더(20)의 원통형 벽(54)의 외측으로 연장한다. 각 구동 로드(52)는 분리판(44)에 형성된 상부 로드 개구부(56)와 연소 챔버(12)의 링형상의 바닥(16)에 형성된 하부 로드 개구부(58)를 통해 연장한다. 구동 링(60)은 연소 챔버(12)의 원통형 벽(54) 주위에 동심원으로 배치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 각 구동 로드(52)의 하부 단부에 고정된다. 압축 스프링은 각 구동 로드(52)와 연관되며, 연소 챔버(12)의 링형상의 바닥(16)과 구동 링(60) 사이에 연장한다. 연소 챔버 조립체(10)를 포함하는 공구가 작업 면에서 떨어질 때, 압축 스프링(62)은 판(36)과 이후 분리판(44)을 링형상의 바닥(16) 쪽으로 바이어싱한다.

래치 부재(64)를 포함하는 래치 메커니즘은, 연소 챔버(12)의 길이방향 축에 대해 일반적으로 횡방향으로 배치된, 선회 점(66)에서 원통형 로드(48)의 쇼울더(50)에 고정되고 선회가능하게 부착된다. 본 실시예에서, 래치 부재(64), 선회 점(66), 로드(48), 쇼울더(50), 및 원통형 부분(40)은 래치 메커니즘의 부분이도록 고려된다. 바람직한 실시예에서, 래치 부재(64)는 원통형 로드(48)에 부착된다. 그 러나, 또한 래치 부재(44)는, 판(36,40)이 제 1 방향으로 균일하게 이동할 수 있는 한, 원통형 부분(40)에 선회가능하게 부착될 수 있으며 제 2 방향으로 이동하도록 분리될 수 있다는 것이 고려된다. 고려되는 다른 래치 메커니즘은, 도시된 바와 같은, 래치 부재(64)나, 임의의 다른 래치 부재, 도시된 바와 같은 선회 점(66)이나 래치 부재가 연소 챔버 판(36, 40)과 맞물리는 임의의 다른 선회가능한 작용을 포함하지만 이로 제한되지는 않는다. 래치 부재(64)가 수직 방향으로 있을 때(도 1), 판(36)은 위치(68)에서 맞물린다. 맞물릴 때, 래치(64)와 원통형 부분(40) 사이의 접촉은 원통형 로드(48)가 판에 대해 이동하는 것을 막아준다. 래치(64)는 원통형 로드(48)와 분리판(44)을 판(36)에 대해 인접하고 정적인 위치에 로크(lock)한다.

연소 챔버(12)로부터 밖으로의 흐름을 제공하기 위해, 체크 밸브(70)가 링형상의 바닥(16) 상에 제공된다. 동작시, 액추에이션 부재(72)가 이 체크 밸브(70)에 대해 맞은편의 구동 링(60) 상에 제공된다. 구동 로드(52)가 판(36)과 링형상의 바닥(16) 사이의 거리를 증가시키도록 이동할 때, 액추에이션 부재(72)는 체크 밸브(70)의 방향으로 이동한다. 판(36)과 링형상의 바닥(16) 사이의 거리가 최대 거리에 있을 때, 액추에이션 부재(72)와 체크 밸브(70)가 맞물려서, 체크 밸브를 차단하여 연소 챔버(12)로부터 밖으로의 가스의 흐름을 막아준다.

복수의 홀(74)이 분리판(44) 상에 제공된다. 이 홀(74)은, 도 3에 도시되어있는, 전방 챔버 구역(76)과 메인 챔버 구역(78) 사이에 가스의 흐름을 허용하도록 일반적으로 분리판(44) 상에 균일하게 배열된다.

가이드 실린더(20) 밖으로 공기와 배출 가스가 흐르게 하기 위한 복수의 출 구 개구부(80)가 실린더(22)의 바닥에 더 가까운 위치에 제공된다. 피스톤(24)은 피스톤이 바닥(22) 쪽 방향으로 이동하는 출구 개구부를 통과할 때 출구 개구부(80) 밖으로 공기와 가스가 흐르도록 작동한다.

이제 도 2를 참조하면, 연소 챔버(12)의 상부에 분리판(44)과 판(36)의 위치는 완전히 확장된 메인 챔버 구획(78)에 대응한다. 공구(10)가 작업 물과 접촉할 때, 작업물 접촉 요소(미도시)는 챔버(12)의 바닥(16) 쪽으로 구동 링(60)을 이동시키는 스프링(62)을 압축하며, 이는 구동 로드(52)에 의해 판(36)을 연소 챔버(12)의 상부 쪽으로 변위시킨다. 래치 부재(64)가 수직 위치로 디폴트(default)되기 때문에, 판(36)은 래치와 원통형 부분(40) 사이에 맞물림을 통해 분리판(44)을 들어올린다. 수직 방향에서, 래치 부재(64)는, 원통형 로드(48)와 이후 이 원통형 로드가 부착된 분리판(44)이, 방아쇠(79)(개략적으로 도시됨)가 당겨질 때까지 판(36)으로부터 멀어지게 이동하는 것을 막아준다. 구동 링(60) 상에 장착된 액추에이션 부재(72)는 닫힌 체크 밸브(70)와 접촉함으로써 구동 링의 추가 이동을 방지한다.

연소 챔버(12)의 원통형 벽(14) 상에는 적어도 하나의 반경방향 개구부(82)가 위치된다. 상대적으로 더 작은 직경의 공급 채널(84)은 반경방향 개구부(82)에 연료를 전달하는 계측 헤드(86)와 연통한다. 원통형 부분(40)이 연소 챔버(12)에 대해 상방향으로 이동할 때, 선회점(90)에 의해 원통형 벽(14) 상에 선회가능하게 지지되고 롤러(89)에서 원통형 부분(40)에 의해 슬라이딩 가능하게 맞물리는 요동 부재(stirrup)(88)는 공급 채널(84) 쪽으로 계측 헤드(86)를 이동시킨다. 계측 밸 브(99)가 계측 헤드(86)에 의해 열리게 될 때, 연료는 메인 챔버 구획(78)으로 분사된다.

판(36)과 분리판(44)이 연소 챔버(12)의 상부로 이동될 때, 공기는 메인 챔버 구획(78)으로 변위된다. 연료는, 판(36)과 분리판(44)이 이동될 때 메인 챔버 구획(78)에 공급되어, 연료와 공기를 혼합하게 한다.

탄성 범퍼와 같은 댐핑 소자(92)는 피스톤(24)의 이동을 감쇠시키도록 바닥(22)에 위치된다. 댐핑 소자(92)는 고무나 임의의 유사한 알려진 물질로 이루어질 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 방아쇠(79)가 당겨진 후의 연소 챔버 조립체(10)를 포함하는 공구(tool)가 도시된다. 방아쇠(79)가 래치 부재(64)를 경사지거나 수직하지 않은 위치로 이동함으로써 래치 부재(64)를 해제하여, 분리판(44)이 판(36)에서 멀어지게 이동하게 허용하며, 판은 연소 챔버(12)의 상부에 인접하게 위치된 채 유지된다. 분리판(44)의 이러한 운동은 전방 챔버 구획(76)이라고 언급되는 분리판과 판(36) 사이에 볼륨을 한정한다. 분리판이 판(36)에 대해 이동할 때 연료는 메인 챔버(78)와 전방 챔버 구획(76) 사이의 분리판(44) 상의 홀(74)을 통해 이동된다.

스파크 플러그와 같은 점화 소자(94)가 연료 혼합물을 점화시키기 위한 전기 스파크를 생성하도록 제공되고 바람직하게는 원통형 로드(48)의 단부에 위치된다. 점화 소자(94)는 분리판(44)이 판(36)으로부터 멀어지게 이동할 때 전방 챔버 구획(76)에 연소를 개시한다.

도시된 실시예에 대해 다른 점화 시스템, 챔버 형상, 연료 분사기, 및 밸브 및 실링 장치를 포함하여 많은 변경이 또한 가능하다. 특정 구성에도 불구하고, 연소 챔버 조립체를 포함하는 패스너 구동 공구의 동작이 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 기술될 것이다.

동작시, 분리판(44)의 홀(74)은 두 챔버 모두가 연료를 가지도록 메인 챔버 구획(78)으로부터 전방 챔버 구획(76)으로 연료와 공기의 혼합물의 이동을 가능하게 한다. 분리판(44)에 있는 홀(74)을 통한 흐름은 전방 챔버 구획(76)에 난기류를 일으킨다. 곧, 방아쇠(79)가 당겨진 후, 점화 소자(94)로부터 스파크가 전방 챔버 구획(76) 내 난기류인 연료와 공기의 혼합물을 점화시켜, 전방 챔버 구획 내 화염의 속도를 증가시키게 한다. 화염은 이후 전방 챔버 구획(76)으로부터 메인 챔버 구획(78)으로 홀(74)을 통해 흐른다. 연소 가스는 피스톤(24)에 충격을 주고 가이드 실린더(20)를 통해 피스톤을 아래로 구동시킨다. 메인 챔버 구획(78)에서 화염의 속도가 증가하면 피스톤 스크로크에서 연소가 더 빨리 일어나서 피스톤(24)이 가이드 실린더(20)를 통해 아래로 구동될 때 피스톤(24)이 더 큰 관성을 가지게 된다.

피스톤(24)의 아래 방향으로의 운동은 출구 개구부(80) 밖으로 공기와 가스가 흐르도록 작동한다. 피스톤(24)이 스트로크의 종단에 도달한 후, 피스톤은 연료 가스를 냉각시키는 것에 의해 생성된 열적 피드백(thermal feedback)으로 유발된 진공에 의해 다시 초기 위치로 되돌아간다. 연소 챔버는 피스톤(24)이 초기 위치로 되돌아갈 때까지 밀봉된 채 유지된다.

이제 도 4 내지 도 7을 참조하면, 패스너 구동 공구의 연소 챔버 판을 위한 래치 메커니즘을 가지는 연소 챔버 조립체의 제 2 실시예가 도시되어 있으며 일반적으로 참조 번호 100으로 지정되어 있다. 이 실시예(100)의 특징은, 래치 메커니즘이 간단한 스프링 바이어스된 래치 부재와 멈추개(stop)의 구성을 사용한다는 것이다. 도 4에서, 연소 챔버 조립체(100)의 연소 공구는, 연소 챔버(10)가 장착된 연소 챔버 조립체(10)의 공구와 유사하며, 여기서는 작업면에서 떨어져 있으며 작업물 접촉 요소(104)는 하우징(106)(미도시)으로부터 돌출한다. 슬리브(108)는 피스톤 실린더(110) 위에 중첩되며(collapsed), 스프링(112)은 피스톤 실린더에 대해 슬리브를 바이어스 한다. 디바이더 판(114)은 바람직하게는 슬리브의 상부에 인접한 슬리브(108)와 피스톤 실린더(110) 사이에 안착된다(도 4). 나아가, 디바이더 판(114)은 슬리브(108)에 대해 슬라이딩 가능한 이동을 위해 치수가 정해진다. 측방향으로 왕복운동하는 래치 부재(116)가 맞물릴 때, 디바이더 판(114)이 슬리브(108)의 내부 단부면(117)에 대해 위치지정된다. 맞물린 위치(도 4 내지 도 7)에서, 래치 부재(116)의 단부(116a)는 슬리브(108)의 내부 쪽으로 돌출한다. 도 5에서 잘 볼 수 있는 바와 같이, 이 단부(116a)는 바람직하게는 경사져있지만, 다른 구성도 가능하다. 나아가, 래치 부재(116)는 바람직하게는 스프링(116b)에 의해 맞물린 위치로 스프링 바이어스 된다.

피스톤(118)은 피스톤(24)과 유사한 왕복 운동을 위해 피스톤 실린더(110) 내에 위치된다. 피스톤 판(120)은 일반적으로 피스톤 실린더(110)의 상부와 동일 높이에 있으며, 디바이더 블레이드(122)는 피스톤 판(120)으로부터 피스톤 실린더 의 하부에 개구부(123)를 통해 달려있다.

이제 도 5를 참조하면, 공구의 작업물 접촉 요소(104)는 작업면과 접촉하며, 공구는 이 기술 분야에 알려진 바와 같이 발화 이전에 작업물에 대해 내리 눌린다. 공구가 내리 눌리면, 작업물 접촉 요소(104)는 슬리브(108)를 피스톤 실린더(110)로부터 이동된 상부 피스톤으로 밀어, 슬리브 볼륨(126)을 생성한다. 래치 부재(116)가 슬리브(108)의 벽(128)으로부터 측방향으로 돌출하므로, 래치는 디바이더 판(114)이 슬리브 단부 벽에 인접한 슬리브 상부쪽으로 이동하게 한다. 동시에, 공기가 슬리브 밀봉재(130)를 지나 슬리브 볼륨(126) 내로 유입된다. 슬리브(108)가 슬리브 상부 위치에 도달할 때(도 5), 연료가 슬리브 볼륨(126) 내로 분사되며 (도 1 내지 도 4), 밀봉재(130)에 의해 슬리브 볼륨(126) 내에 밀봉된다.

이제 도 6을 참조하면, 방아쇠(79)가 완전히 내리눌린 후, 래치 부재(116)가 해제되거나 또는 일반적으로 외부쪽 측방향으로 이동되어, 점화를 유발할 때의 실시예(100)가 도시된다. 제 2 스프링(132)이 슬리브(108)에 부착되며, 슬리브(108)의 내부벽(135) 상에 배치된 멈추개(134)가 디바이더 판과 맞물릴 때까지 디바이더 판(114)을 아래 쪽으로 구동한다. 제 1 흐름 볼륨(136)과 제 2 흐름 볼륨(138)은 디바이더 판(114)의 아래방향의 이동에 의해 슬리브 볼륨(126) 내에 한정된다. 연료와 공기의 혼합물은 제 2 흐름 볼륨(138)으로부터 제 1 흐름 볼륨(136)으로 디바이더 판(114) 내 홀(140)을 통해 흐른다. 그리하여 난기류가 제 1 흐름 볼륨(136)에서 생성되며 이 난기류는 더 빠른 화염 속도를 생성하는데 사용된다.

이제 도 7을 참조하면, 디바이더 판(114)이 멈추개(134)에 도달할 때 연료와 공기의 혼합물을 점화시켜 제 1 흐름 볼륨(136)에서 연소가 일어난다. 바람직한 실시예에서, 점화는 이 기술 분야에 도시된 바와 같이 스파크 플러그를 통해 일어난다. 난기류 상태에서 제 1 흐름 볼륨(136)에서 연소가 시작되는 동안, 화염은 디바이더 판(136) 내 홀(140)을 통해 전파하여 제 2 흐름 볼륨(138)을 점화한다. 연소 가스의 급격한 팽창은 피스톤 실린더(110) 내 피스톤(118)을 아래로 구동하여 패스너(fastener)에 충격을 준다. 피스톤(118)이 스트로크의 종단에서 체크 밸브(146)를 통과할 때 연소 가스의 배출이 일어난다. 피스톤(118)이 연소 가스의 냉각에 의해 유발된 진공에 의해 피스톤 실린더(110) 내 초기 위치로 되돌아간다(도 4).

이제 도 8 내지 도 11을 참조하면, 래치 메커니즘을 포함하는 다른 대안적인 연소 챔버 조립체가 일반적으로 참조 번호 150으로 지정되어 있다. 래치 메커니즘(100)과 공유되는 성분은 동일한 참조 번호로 지정되어 있다. 이 실시예(150)의 뚜렷한 특징은 래치 메커니즘이 적어도 하나의 스프링 바이어싱된 래치 부재와 이 래치 부재의 적어도 하나와 맞물리는 캠을 사용한다는 것이다. 이 메커니즘의 다른 특징은 이 메커니즘이 디바이더 판(114) 내 개구부를 통해 공기와 연료의 흐름을 증가시키는 깃이며, 이로써 공구의 발화 응답 시간을 최대화시킨다. 연소 챔버 조립체(10, 100)의 래치 메커니즘은 피스톤의 구동력을 최적화하는 디바이더 판(44, 114) 내 홀 사이즈를 사용한다. 일부 응용에서, 최적인 홀 사이즈는 너무 작아서 공구가 방아쇠 당겨진 후 디바이더 판이 상방향 위치로 다시 스냅 결합되지 못할 수 있다. 이것은, 공구가 반복적으로 발화될 수 있는 속도(rate)에 영향을 미친다. 연소 챔버 조립체(150)의 래치 메커니즘에서, 중요한 구별되는 특징은, 디바이더 판(152)의 형상이 판이 상방향 이동 중일 때 큰 개구부를 이루도록 변형되지만, 피스톤 구동을 최대화하도록 래치 메커니즘에 의해 막힌다는 것이다.

이제 도 8을 참조하면, 연소 챔버 조립체(150)의 래치 메커니즘은 준비 위치에 도시되어 있으며, 여기서 작업물 접촉 요소(104)는 휴지 위치에서 슬리브(154)에 부착된 것으로 도시되어있다. 슬리브(154)는 디바이더 판(152)과 중첩되며, 이 디바이더 판(152)은 그 자체가 피스톤(118)과 중첩된다. 하우징(156)은 피스톤 실린더(110)에 부착된다. 슬리브(154)는 피스톤 실린더(110) 위에 중첩되며, 스프링(158)은 피스톤 실린더에 대해 디바이더 판(152)을 바이어싱한다. 디바이더 판(152)은 피스톤 실린더(110)와 슬리브(154) 사이에 안착된다. 제 1 래치 부재나 래치 탭(160) 및 제 2 수직 이동된 래치 부재나 래치 탭(162)은 슬리브(154)로부터 측방향 외부로 돌출하도록 스프링(163)에 의해 바이어싱된다. 나아가, 이들 탭(160, 162)은 슬리브(154)에 대해 측방향으로 왕복운동가능하다. 제 1 래치 탭(160)은 슬리브(154)의 상부에 인접하게 위치되며, 제 2 래치 탭(162)은 슬리브의 바닥에 인접하게 위치된다.

이제 도 9를 참조하면, 작업물 접촉 요소(104)는 작업물 상에 배치되어, 슬리브(154)를 위쪽으로 이동시켜 슬리브 볼륨(126)을 생성한다. 연료는 슬리브 이동의 시작시에 분사되어 공기와 혼합된다. 제 2 래치 탭(162)은 방아쇠(79)에 의해 슬라이딩가능하게 맞물리며 피스톤(118)에 대해 디바이더 판(152)을 유지한다. 하우징(156) 상에 있는 캠(164)은 슬라이딩 가능하게 슬리브 볼륨(126) 내로 돌출하도록 발화하기 전에 제 1 래치 탭(160)과 맞물린다. 제 1 래치 탭(160)과 제 2 래 치 탭(162)은 가리비 모양 부재(scallop)(166)(도 11에 잘 도시됨)가 제 2 래치 탭(162)과는 정렬하지 않고 제 1 래치 탭(160)과 정렬되도록 다른 원주 각도로 형성된다.

완전히 내리눌릴 때, 방아쇠(79)는 디바이더 판(152)과 슬라이딩가능하게 맞물림 해제되는 제 2 래치 탭(162)을 해제한다. 다음으로, 디바이더 판(152)은 스프링(158)에 의해 생성된 바이어스 힘으로 인해 제 1 래치 탭(160)에 대해 위쪽으로 이동한다. 이 방식으로, 슬리브 볼륨(156, 138)은 디바이더 판(152)의 각 측에 한정된다. 제 1 래치 탭(160)은 디바이더 판(152)에서 가리비 모양 부재(166)를 막도록 형성된다. 연소가 제 1 흐름 볼륨(136)에서 시작될 때, 화염은 홀(168)에서 디바이더 판(114)을 통과해야 하며 가리비 모양 부재(166)에서 디바이더 판을 통과하는 것이 방지된다. 제 2 흐름 볼륨(138)에서 가스의 연소는 패스너에 충격을 주기 위해 피스톤(118)이 실린더(110)를 아래로 구동하게 한다.

이 구성은 디바이더 판(152)이 상방향 이동에서 유압 마찰에 대해 보다 용이하게 이동되게 한다. 이러한 잇점은, 가리비 모양 부재(166)가 막히지 않을 때 디바이더 판(152) 내 총 홀(168)의 표면 영역의 증가로 인한 것이다. 제 1 흐름 볼륨(136)과 제 2 흐름 볼륨(138) 사이의 보다 많은 공기의 전달은 가리비 모양 부재(166)의 결과 발생할 수 있다. 유압 마찰이 더 작을 때, 디바이더 판(152)은 증가된 속도로 제 1 래치 탭(160) 쪽으로 상방향으로 이동할 수 있으며, 이는 발화 사이클을 더 짧게 한다.

따라서, 전술된 실시예의 래치 메커니즘은 연소 동력식 공구의 연소 챔버 내 에서 적어도 하나의 이동가능한 판을 위치지정하는 기능을 하는 래치 부재를 제공한다. 적어도 하나의 래치 부재 상에 스프링 바이어싱을 사용하는 래치 메커니즘이 또한 제공되었다. 전술된 실시예의 특징은 연소 챔버 내 정확한 양의 연료와 공기의 혼합물을 이루기 위해 적어도 하나의 이동가능한 판을 정확하게 제어하기 위한 간이화된 메커니즘이 제공된다는 것이다. 본 발명은 또한 저 비용을 제공하며 전자 부품이나 전기 부품에 대한 대체품을 용이하게 수선할 수 있게 한다.

패스너 구동 공구의 연소 챔버 판을 위한 래치 메커니즘의 특정 실시예가 도시되고 기술되었지만, 이 기술 분야에 숙련된 자라면, 더 넓은 측면에서 그리고 이후 청구항에서 개시된 바와 같은 본 발명을 벗어남이 없이 많은 변형과 변경이 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

전술된 바와 같이, 본 발명은 정확한 양의 연료와 공기의 혼합물을 이루는 패스너 공구 연소 챔버를 제공하는 등에 이용가능하다.

Claims (25)

1. 연소 챔버와 상기 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 연소 챔버 판을 포함하는 연소 공구에 사용하기 위한 연소 챔버 조립체로서, 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 상기 챔버 부재는 상대적인 왕복운동을 하도록 구성되는, 연소 챔버 조립체로서,

   상기 챔버를 복수의 볼륨으로 분할하도록 상기 연소 챔버 내에 적어도 하나의 판의 이동의 제어와 연관된 적어도 하나의 래치 부재와;

   상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 상기 연소 챔버의 상대적인 이동을 허용하도록 상기 래치 부재를 해제하기 위한 수단

   을 포함하는, 연소 챔버 조립체.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 공구는 상기 연소 챔버 내에 제 1 연소 챔버 판과 제 2 연소 챔버 판을 포함하며, 상기 래치 부재는 상기 제 2 연소 챔버 판에 대해 상기 제 1 연소 챔버 판을 해제가능하게 고정하도록 구성되는, 연소 챔버 조립체.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 판 중 하나와 연관되며 쇼율더(shoulder)를 구비하는 원통형 로드(rod)를 더 포함하며, 상기 래치 부재는 상기 쇼울더와 상기 원통형 로드 중 하나 상에 존재하는, 연소 챔버 조립체.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 판 중 하나는 상기 원통형 로드에 대하여 슬라이딩하는 원통형 부분을 구비하며, 상기 래치 부재는 상기 원통형 로드와 상기 원통형 부분 중 하나인, 연소 챔버 조립체.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 부재는, 방아쇠(trigger)가 당겨질 때까지 측방향으로 돌출하도록 상기 연소 챔버 쪽으로 바이어싱 되도록 구성되는, 연소 챔버 조립체.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 부재는 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판과 선회가능하게 맞물리는(engage), 연소 챔버 조립체.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 래치 부재는 상대적으로 길며 상기 연소 챔버와 상대적으로 축방향 정렬된 제 1 위치와 일반적인 축방향 정렬에서 벗어난 제 2 위치 사이에서 이동하기 위해 상기 연소 챔버 판 중 하나에 선회가능하게 고정되는, 연소 챔버 조립체.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 해제 수단은 상기 제 1 위치에서부터 상기 제 2 위치로의 이동을 야기하도록 하기 위해 상기 래치 부재에 연결된 방아쇠를 포함하는, 연소 챔버 조립체.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 연소 챔버 부재 중 적어도 하나로부터 변위가능한 연소 챔버 슬리브(sleeve)를 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 래치 부재는 상기 연소 챔버 슬리브 상에 배치되는, 연소 챔버 조립체.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 래치 부재는, 방아쇠가 당겨질 때까지 측방향으로 돌출하도록 상기 연소 챔버 쪽으로 바이어스되도록 구성되는, 연소 챔버 조립체.
11. 연소 동력식 패스너 구동 공구(combustion powered fastener driving tool) 내 연소 챔버 조립체로서,

    연소 챔버와;

    상기 연소 챔버의 길이방향으로 변위가능한 적어도 하나의 연소 챔버 판과;

    제 2 연소 챔버 부재로부터 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판이 변위하는 동안 제 1 연소 챔버 부재와 함께 이동하기 위해 상기 적어도 하나의 연소 챔버 판을 해제가능하게 홀딩(hold)하는 래치 부재와;

    상기 래치 부재를 해제하기 위한 수단

    을 포함하는, 연소 챔버 조립체.
12. 제 11 항에 있어서, 쇼율더와 원통형 로드를 더 포함하며, 상기 래치 부재는 상기 쇼울더와 상기 원통형 로드 중 하나 상에 존재하는, 연소 챔버 조립체.
13. 제 11 항에 있어서, 래치 부재 이동의 제 1 위치와 제 2 위치를 더 포함하며, 상기 해제 수단은, 상기 제 1 위치로부터 상기 제 2 위치로 이동을 야기하기 위해 상기 래치 부재에 연결된 방아쇠를 포함하는, 연소 챔버 조립체.
14. 제 1 연소 챔버 판과 제 2 연소 챔버 판을 포함하는 연소 공구에 사용하기 위한 래치 메커니즘으로서, 상기 연소 챔버 판은 패스너 구동 공구에 대해 이동가능한, 래치 메커니즘에 있어서,

    상기 연소 챔버 내에서 서로에 대해 상대적으로 이동가능한 복수의 연소 챔버 판과,

    상기 복수의 연소 챔버 판 중 적어도 하나와 맞물리는 제 1 위치와, 상기 복수의 연소 챔버 판 중 상기 적어도 하나로부터 맞물림해제되는 제 2 위치를 구비하는 적어도 하나의 래치 부재를 구비하는 래치 수단

    을 포함하는, 래치 메커니즘.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 래치 부재는 선회가능하게 맞물림해제되는, 래치 메커니즘.
16. 패스너 구동 공구를 위한 연소 챔버 조립체에 있어서,

    연소 챔버 판과;

    상기 연소 챔버 판에 대해 이동가능한 슬리브와;

    상기 슬리브에 대해 연소 챔버 판을 위치지정하기 위해 상기 슬리브와 연관된 래치 부재

    를 포함하며,

    상기 슬리브와 상기 연소 챔버 판은 공구 하우징에 대해 변위가능한,

    연소 챔버 조립체.
17. 제 16 항에 있어서, 상기 래치 부재는 상기 공구 하우징에 대해 상기 슬리브의 이동에 대하여 횡방향으로 왕복운동하는, 연소 챔버 조립체.
18. 제 16 항에 있어서, 상기 판과 상기 슬리브 사이에 바이어싱 요소(biasing element)를 더 포함하는, 연소 챔버 조립체.
19. 제 16 항에 있어서, 상기 판의 이동을 제한하기 위해 상기 챔버 내에 배치된 멈추개(stop)를 더 포함하는, 연소 챔버 조립체.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 멈추개는 판의 이동을 방지하기 위해 직경이 감소된 슬리브를 더 한정하는, 연소 챔버 조립체.
21. 적어도 하나의 연소 챔버 판을 구비하는 패스너 구동 공구를 위한 래치 메커니즘으로서,

    적어도 하나의 연소 챔버 판에 대하여 이동가능한 슬리브와;

    제 1 위치와 제 2 위치에서 적어도 하나의 연소 챔버 판을 유지하도록 구성된 복수의 래치

    를 포함하는, 래치 메커니즘.
22. 제 21 항에 있어서, 상기 복수의 래치는, 상기 연소 챔버 판 중 적어도 하나가 제 1 위치에서 상기 복수의 래치 중 적어도 하나와 정렬되지 않고 제 2 위치에서 상기 복수의 래치 중 적어도 하나와 정렬되도록 다른 원주 각도를 갖는, 래치 메커니즘.
23. 제 21 항에 있어서, 복수의 래치 중 적어도 하나와 맞물리기 위해 하우징 상에 캠을 더 구비하는, 래치 메커니즘.
24. 제 21 항에 있어서, 상기 연소 챔버 판과 연관된 스프링을 더 구비하며, 상기 스프링은 상기 복수의 래치 각각에 대해 상기 챔버 판을 바이어스시키는, 래치 메커니즘.
25. 제 18 항에 있어서, 상기 래치는 상기 슬리브의 이동에 대해 상기 캠을 횡방향으로 이동시키기 위한 캠과 맞물리는, 래치 메커니즘.

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