KR20070108238A - 연소 네일러용 통풍 체크 밸브 - Google Patents

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KR20070108238A
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레리 엠. 묄러
유리 쉬콜니코브
월터 제이. 테일러
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

동작 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러는, 사전 발사 위치와 완전히 확장된 위치 사이에서 왕복하는 피스톤(22)을 갖는 실린더(20)를 구비한 연소 엔진(14)과, 상기 완전히 확장된 위치 아래에 상기 실린더(20)에서의 복수의 공기 포트(54, 102)를 포함한다. 상기 공기 포트(54) 중 적어도 하나는, 상기 실린더로부터 상기 적어도 하나의 공기 포트 밖으로 나오는 방출 용량이 유입량보다 더 크도록 구성된 통풍 체크 밸브(60)를 구비한다.

Description

연소 네일러용 통풍 체크 밸브{VENTING CHECK VALVE FOR COMBUSTION NAILER}
본 출원은 2005년 3월 15일에 출원한 미국 출원 번호 60/662,112호로부터 35 USC §120 하에 우선권을 청구하고, 2005년 7월 15일에 출원한 미국 출원 번호 11/182,208의 계속-부분-출원이다.
본 발명은 일반적으로 패스너를 소재에 박는데 사용된 패스너-구동 공구에 관한 것으로, 구체적으로 또한 연소 공구 또는 연소 네일러(nailer)로 지칭되는 연소-동력형 패스너-구동 공구에 관한 것이다.
연소-동력형 네일러는 패스너를 소재에 박기 위해 종래 기술에 알려져 있고, 예로는 공동 양도된 특허, 즉 모두 본 명세서에 참고용으로 병합된, Nikolich의 미국 특허 등록 번호 Re. 32,452호, 및 미국 특허 번호 4,522,162; 4,483,473; 4,483,474; 4,403,722; 5,197,646; 5,263,439, 및 5,713,313에 기재되어 있다. 유사한 연소-동력형 네일 및 스테이플 구동 공구는 IMPULSE® 및 PASLODE® 상표로 일리노이즈, 버논 힐즈에 위치한 ITW-Paslode로부터 상업적으로 이용가능하다.
그러한 네일러는 소형 내부 연소 엔진 또는 동력원을 수용하는 하우징을 병합한다. 상기 엔진은 또한 연료 셀이라 불리는 가압형 연료 가스통에 의해 동력이 공급된다. 배터리-동력형 전자 동력 분배 유닛은 점화용 스파크를 발생시키고, 연 소 챔버 내에 위치한 팬은 챔버 내의 효율적인 연소를 제공하는 한편, 디바이스의 연소 동작에 부수적인 공정을 용이하게 한다. 그러한 부수적인 공정은, 챔버 내에서의 연료와 공기의 혼합, 연소 공정을 증가시키기 위한 난류, 신선한 공기로 연소 부산물을 배기, 및 엔진의 냉각을 포함한다. 엔진은 실린더 바디 내에 배치된 연장형 강성 드라이버 블레이드를 갖는 왕복 피스톤을 포함한다.
밸브 슬리브는 실린더 주위를 축방향으로 왕복하고, 연동 장치(linkage)의 단부에 있는 작업 접촉 요소가 소재에 대해 눌러질 때 연동 장치를 통해 연소 챔버를 차단하도록 이동한다. 이러한 누름 작용은 또한 특정한 양의 연료를 차단된 연소 챔버에 주입하기 위해 연료-측정 밸브를 트리거링한다.
스파크가 엔진의 연소 챔버에서 가스의 전하를 점화시키도록 하는 트리거 스위치의 풀링시, 결합된 피스톤 및 드라이버 블레이드는, 위치된 패스너에 충돌시키고 이를 소재에 박기 위해 아래로 나아간다. 그런 후에 피스톤은 실린더 내의 잔류 연소 가스의 냉각에 의해 생성된 다른 가스 압력을 통해 원래 또는 사전-발사 위치로 되돌아간다. 패스너는 노즈피스에 메거진-스타일(magazine-style)로 공급되며, 노즈피스에서 패스너는 드라이버 블레이드의 충돌을 수용하기 위해 적절히 위치된 배향으로 유지된다.
피스톤이 실린더에 배치될 때, 스윕된 공기량은 배출 및 통풍 포트를 통해 방출된다. 드라이브 스트로크에 뒤이어, 통풍 포트는 대기 공기가 피스톤의 비-연소 측 상에서 실린더에 들어가도록 하고, 상이한 압력을 통해 피스톤의 복귀를 용이하게 한다.
종래의 연소 네일러의 동작상 문제점은, 연소에 필요한 공기가 비교적 더러운 동작상 환경으로 인해 공구에 들어가기 때문에, 네일 콜레이션 물질(nail collation material)의 파편, 톱밥, 벽판 입자 등을 포함하지만 여기에 제한되지 않는, 오물, 먼지 및/또는 다른 부스러기는 공구, 특히 피스톤 아래의 실린더에 들어간다. 이러한 오염된 공기는, 피스톤이 연소 이후에 사전-발사 위치로 되돌아갈 때 배출 포트 아래에 위치한 주로 공기 통풍 포트를 통해 들어간다. 이러한 공기 포트는 일반적으로 실린더 내에 위치한 충격-흡수 범퍼 아래 또는 이에 가깝게 위치한다. 공기는 단방향 페탈 밸브(one-way petal valve)의 존재로 인해 배출 포트를 통해 다시 들어갈 수 없다. 따라서, 이러한 포트는 상기 문제에 기여하지 않는다. 다른 영향 중에서, 연장된 공구 동작을 통해, 이러한 오염은, 피스톤의 원활한 동작 및 왕복 밸브 슬리브의 이동에 필요한 공구 윤활제의 저하 및 피스톤 오동작을 야기하도록 확립되고, 구성요소는 연소 챔버를 차단하는데 사용된다. 따라서, 더 빈번한 세척 및/또는 서비스가 필요하다.
그러한 네일러는 일반적으로 연소 챔버 팬 공기 흡입구 근처에 공구의 상단부에 위치한 공기 필터를 구비한다. 그러나, 이러한 필터는 공구에 들어가는 공기를 필터링하도록 설계되었고, 오염-원인 손상이 발생하는 것으로 알려진 실린더 내부의 피스톤 아래에 위치한 공기에 어떠한 영향도 주지 않으며, 이러한 문제를 해결하기 위해, 제조자는 공구의 하단부에 걸쳐 더스트 부트(dust boot) 또는 쉬라우드(shroud)를 병합했다. 이러한 특징은 많은 오염 물질에 대한 엔진의 직접적인 노출을 감소시키지만, 피스톤 복귀 사이클 동안 실린더에 들어가는 미세한 오염 물질 을 감소시키는데 효과적이지 않다. 더욱이, 그러한 설계는 부피가 크고, 공구를 통하는 공기 흐름을 제한한다. 대안적으로, 필터 요소가 사용될 수 있지만, 우수한 여과 특성의 효과적인 필터는 네일러의 하단부에 위치할 때 막히는 경향이 있고, 실린더 안팎으로의 공기 흐름에 제한적이다. 또한, 임의의 그러한 필터의 크기는 반드시 비교적 커서, 충분한 공기의 통과가 공구 내에서 적절한 공기 순환을 유지하게 된다. 이와 같이, 공간, 물질 및 공구 동작 인자는 결합되어, 피스톤 아래의 실린더에서 공기를 필터링하기 위해 공구 설계자가 공구 상에 필터를 위치시키지 못하게 방해한다.
따라서, 실린더의 내측과 외측 사이에서 효율적인 공기 흐름을 유지시키면서, 실린더 통풍 포트를 통해 유입하는 오염 물질의 악영향을 감소시키기 위해 구성되는 개선된 연소 공구가 필요하다.
전술한 요구는 연소 네일러를 위한 본 통풍 체크 밸브에 의해 충족되거나 초과되는데, 상기 밸브는 공구로부터 배출된 가스의 용량을, 동일한 포트를 통해 공기 흡입의 용량과 구별하는 능력을 특징으로 한다. 더 큰 가스의 용량은 복귀 스트로크 상에서 실린더로 흐르도록 하는 것보다 실린더로부터 방출되도록 허용된다. 효율적인 포트 크기에서의 가변성은 공구 동력을 유지시키고, 오염 물질의 유입을 방지하면서 피스톤 복귀를 용이하게 한다.
더 구체적으로, 동작 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러는 사전 발사 위치와 완전히 연장된 위치 사이를 왕복하는 피스톤을 갖는 실린더를 구비한 연소 엔진과, 완전히 연장된 위치 아래의 실린더에 있는 적어도 하나의 공기 포트를 포함한다. 적어도 하나의 공기 포트는 통풍 체크 밸브를 구비하는데, 이러한 밸브는, 실린더로부터 적어도 하나의 공기 포트 밖으로의 방출 또는 유출 용량은 유입양보다 크도록 구성된다.
다른 실시예에서, 연소 네일러는 연소-동력형 동력원을 포함하는데, 이러한 동력원은 공기 흡입구 단부 및 대항하는 범퍼 단부를 갖고, 드라이버 블레이드와 연관된 왕복 피스톤을 둘러싸는 실린더를 한정하고, 피스톤 아래의 범퍼 단부에 위치한 적어도 하나의 공기 포트를 구비한다. 적어도 하나의 공기 흡입구는 공기 필터를 구비하고, 공기 통로는 적어도 하나의 공기 포트와 유체 연통(in fluid communication with)되고, 공구 동작 동안 적어도 하나의 공기 포트와 적어도 하나의 공기 흡입구 사이에 양방향 공기 흐름을 생성하기 위해 공기 필터와 유체 연통된다. 통풍 체크 밸브가 제공되고, 실린더로부터 적어도 하나의 공기 포트 밖으로의 방출 용량이 유입량보다 더 크도록 구성되고, 상기 통풍 체크 밸브는 통로와 유체 연통된다.
도 1은 본 통풍 체크 밸브를 병합하는 패스너-구동 공구를 도시한 전면 사시도.
도 2는 휴지 위치에 도시된 도 1의 공구의 부분 수직 횡단면도.
도 2a는 변형된 통풍 체크 밸브를 도시하는 도 2의 공구의 부분 수직 횡단면도.
도 3은 도 2에 도시된 공구의 대안적인 실시예의 부분 수직 횡단면도.
도 4는 도 2에 도시된 공구의 다른 대안적인 실시예의 부분 수직 횡단면도.
이제 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 통풍 체크 밸브를 병합하고 또한 연소 네일러로 알려진 연소-동력형 패스너-구동 공구는 일반적으로 10으로 표시되고, 바람직하게는 본 명세서에 기술되고 본 출원에 참고용으로 병합된 특허에서 구체적으로 설명된 일반적인 유형이다. 공구(10)의 하우징(12)은 하우징 메인 챔버(16) 내에 자가-포함된 내부 동력원(14)(도 2)을 수용한다. 종래의 연소 공구에서와 같이, 동력원 또는 연소 엔진(14)은 내부 연소에 의해 동력 공급되고, 실린더(20)와 연통되는 연소 챔버(18)를 포함한다. 실린더(20) 내에 왕복 운동하여 배치된 피스톤(22)은 드라이버 블레이드(24)의 상단부에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤(22)의 왕복 이동의 상한계는 사전-발사 위치로 지칭되는데, 이것은 발사 바로 전에 발생하고, 여기서 연소 가스의 점화는 패스너(미도시)에 충돌하기 위해 드라이버 블레이드(24)의 하방 구동을 개시한다.
트리거 스위치(미도시, 트리거 및 트리거 스위치라는 용어는 여기서 서로 교환할 수 있게 사용된다)와 연관된 트리거(26)의 눌러짐에 의해, 조작자는 연소 챔버(18) 내에서 연소를 유도하여, 드라이버 블레이드(24)가 노즈피스(28)(도 1) 아래로 강하게 구동되도록 한다. 노즈피스(28)는 패스너 메거진(30)을 통해 노즈피스로 전달된 패스너에 충돌하기 위해 드라이버 블레이드(24)를 안내한다.
연동 장치(linkage)(34)를 통해 왕복 밸브 슬리브(36)에 연결되는 소재 접촉 요소(32)는 노즈피스(28)에 인접해 있고, 상기 왕복 밸브 슬리브의 상단부는 연소 챔버(18)를 부분적으로 한정한다. 소재 접촉 요소(32)에 대해 도 1에 도시된 바와 같이 아래 방향으로(다른 동작상 배향은 종래 기술에 알려진 바와 같이 구상된다) 공구 하우징(12)을 누르는 것은 소재 접촉 요소가 휴지 위치로부터 사전-발사 위치로 이동하도록 한다. 이러한 이동은 스프링(38)(도 1에서 숨겨진 것으로 도시됨)에 의해 야기된 소재 접촉 요소(32)의 통상 아래로 편향된 배향을 극복한다. 스프링(38)에 대한 다른 위치가 구상된다.
연동 장치(34)를 통해, 소재 접촉 요소(32)는 밸브 슬리브(36)에 연결되고, 밸브 슬리브와 왕복으로 이동된다. 휴지 위치(도 2)에서, 연소 챔버(18)는 밀봉되지 않는데, 이는 스파크 플러그(46)를 수용하는 실린더 헤드(42)와 밸브 슬리브(46)를 분리시키는 상부 갭(40U)과, 밸브 슬리브(36)와 실린더(20)를 분리시키는 하부 갭(40L)을 포함하는 고리형 갭(40)이 있기 때문이다. 챔버 스위치(44)는 밸브 슬리브(36)의 위치 지정을 감시하기 위해 밸브 슬리브(36)에 근접하게 위치한다. 본 공구(10)의 바람직한 실시예에서, 실린더 헤드(42)는 또한, 위에서 참고용으로 병합된 특허에 기재되고 종래 기술에 알려진 바와 같이 적어도 하나의 냉각 팬(48) 및 연소 챔버(18)로 연장하는 연관된 팬 모터(49)를 위한 장착점이다. 도 2에 도시된 휴지 위치에서, 공구(10)는 발사로부터 디스에이블(disabled)되는데, 이는 연소 챔버(18)가 실린더 헤드(42) 및 실린더(20)로 밀봉되지 않고, 챔버 스위치(44)가 열린다.
조작자가 소재에 대해 소재 접촉 요소(32)를 누를 때 발사가 가능해진다. 이 러한 작용은 스프링(38)의 편향력을 해결하고, 밸브 슬리브(36)가 하우징(12)에 대해 위쪽으로 이동하도록 하여, 갭(40U 및 40L)을 차단하고, 연소 챔버(18)를 밀봉하고, 챔버 스위치(44)를 작동시킨다. 이러한 작용은 또한 연료통(50)(부분적으로 도시됨)으로부터 연소 챔버(18)로 배출될 연료의 측정량을 유도한다.
트리거(26)를 당기자마자, 스파크 플러그(46)는 전력 공급되어, 연소 챔버(18)에서 연료 및 공기 혼합물을 점화하고, 소재로의 인입을 위해 대기 패스너쪽으로 피스톤(22) 및 드라이버 블레이드(24)를 아래로 보낸다. 피스톤(22)이 실린더(20) 아래로 이동할 때, 적어도 하나의 페탈, 리드(reed) 또는 체크 밸브(52), 및 피스톤 변위를 너머 위치한 적어도 하나의 통풍 포트 또는 구멍(54)(이후에 포트로 언급됨)을 통해 배출되는 공기의 러쉬(rush)를 밀어 넣는다(도 2). 피스톤 스트로크의 바닥에서 또는 최대 피스톤 이동 거리에서, 피스톤(22)은 종래 기술에 알려진 바와 같이 탄성 범퍼(56)에 충돌한다. 배출 체크 밸브(52) 뒤의 피스톤(22)을 통해, 고압 가스는 실린더(20)로부터 배출한다. 잔류 가스의 냉각으로 인해, 실린더(20)에서 생성된 내부 압력차는 피스톤(22)이 도 2에 도시된 사전-발사 위치로 되돌아가도록 한다.
피스톤 복귀를 위해 차이나는 압력을 이용하는 연소 네일러에 대해, 대기압은 피스톤(22)의 비-연소 측 상에서 작용한다. 포트(54)는 공구(10)의 내부와 외부 사이의 공기 연통을 허용한다. 일부 네일러에 대해, 포트(54)는 구동 스트로크 동안 적절한 전력 성능을 보장하기 위한 크기를 갖는다. 이것은 피스톤(22) 상에 작용하는 스윕된 용량 공기 브레이크를 감소시켜, 전력 손실을 야기한다. 포트(54)의 영역은 피스톤(22)을 효과적으로 복귀시키는데 필요한 최소값보다 종종 더 크다. 포트 영역이 더 클수록, 먼지 및 오염물질이 공구(10)에 스며드는 경향이 더 커진다.
본 네일러(10)의 특징은, 공구(10)의 구동 사이클 동안 필요한 공기 흐름이 피스톤 복귀에 대한 것보다 더 크기 때문에, 일반적으로 60으로 표시되는 통풍 체크 밸브 또는 제한 흐름 밸브가 흐름을 조정하기 위해 포트(54)에 걸쳐 위치한다는 것이다. 피스톤(22)이 스트로크의 단부에 도달하고 범퍼(56)에 충돌할 때, 일단 고유 오프셋 체크 밸브 압력이 극복되면 체크 밸브(60)는 공기가 실린더(20)로부터 배출되도록 한다. 체크 밸브(60)의 중요한 특징은, 공기 흐름을 복귀시키기 위해 전체 체크가 있지 않고, 그 대신 전술한 피스톤 동력 스트로크 방출보다 적은 제한된 유입을 허용하도록 구성되고 배열된다는 것이다. 제한된 유입량은 응용에 따라 변할 수 있지만, 바람직하게 효과적인 피스톤 복귀에 필요한 최소량이다. 최소 영역은 공구의 다른 영역에 연결되거나 플러밍(plumbed)될 수 있는 단일 또는 다수의 포트일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(60)는 포트(54)에 인접한 실린더(20)를 둘러싸는 것이 바람직하고, 충분한 공기 압력으로 노출시 방사상 팽창될 수 있는 고무형 플랩 또는 스프링 스틸 밴드인 것이 바람직하다. 단방향 흐름을 생성하는 다른 수단, 예를 들어 리드 페탈 또는 스프링 편향 플레이트 또는 볼 밸브가 구상된다. 다른 유형의 부착물이 구상되지만, 체크 밸브(60)는 고리형 그루브(66)와 맞물리는 방사상 안쪽으로 돌출된 립(64)에 의해서와 같이 상단부(62)에서 실린 더(20)에 고정되는 것이 바람직하다.
주변 공기의 제한된 유입을 허용하기 위해, 웹 부분(68)은 포트(54)와 유체 연통되는 적어도 하나의 애퍼처(70)를 구비하지만, 내부적으로 향하는 공기 흐름이 허용되는 한, 애퍼처는 대응하는 포트와 직접적으로 맞춰질 필요가 없다는 것이 구상된다. 더욱이, 애퍼처(70)의 단면적은 포트(54)의 단면적보다 더 크거나 더 작을 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 애퍼처(70)는 연관된 포트(54)보다 단면적이 더 작다. 애퍼처(70)의 개수는 응용에 맞춰지도록 변할 수 있고, 애퍼처의 개수가 포트(54)의 개수보다 더 많거나 더 작을 수 있음이 구상된다. 또한, 적어도 하나의 포트(54)가 체크 밸브(60)의 임의의 부분에 의해 포함되거나 차단되지 않는 것이 구상된다(도 2a를 참조).
이제 도 3을 참조하면, 본 통풍 체크 밸브의 대안적인 실시예가 제공된 연소 네일러는 일반적으로 80으로 표시된다. 네일러(10)와의 공유된 구성요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 또한, 네일러(80)가 네일러(10)의 모든 특징을 포함하도록 구성되고 배열되는 것이 바람직하다는 것이 구상된다.
하우징의 상단부(84)를 차단하고 캡에서 공기 흡입구(88)를 갖는 공기 흡입구 단부(86)를 한정하는 캡(82)은 하우징(12) 상에 포함된다. 공기 필터(90)는 종래 기술에 알려진 캡(82)과 연관되고, 보호 그릴(92)에 의해 지지된다. 종래 기술에 잘 알려진 바와 같이, 공기 필터(90)는 캡(82)에 배출가능하게 고정된다. 공기 필터(90)는 공기를 하우징(12)에 통과시키도록 설계되는, 플라스틱 또는 금속 메쉬(mesh), 폼(foam) 등과 같은 다공성 물질로 만들어지지만, 구조 파편, 먼지 및 다른 동작상 오염 물질의 침입을 방지한다.
상단부(84)에 마주보게, 공구(80)의 하단부(96)는 드라이버 블레이드(24)를 슬라이딩가능하게 수용하는 노즈피스(28)에서 드라이버 블레이드 통로(98)를 갖는다. 단부 플레이트(endplate)(100)는 중앙 애퍼처(102)를 한정하는데, 이러한 중앙 애퍼처를 통해 드라이버 블레이드(24)가 통과할 뿐 아니라, 피스톤(22)이 동작 동안 왕복할 때 공기가 통과한다. 따라서, 중앙 애퍼처(102)는 또한 공기 포트라 불릴 수 있지만, 포트(54)는 그러한 공기 포트이거나, 다른 공기 포트가 단부 플레이트(100) 또는 실린더(20)의 하부에 제공될 수 있음이 구상된다.
덧테쇠(grommet) 또는 와이핑 실(wiping seal)(104)은, 공기가 공기 포트로부터 노즈피스쪽으로 빠져나가지 못하는 한편 통로(98)에서 드라이버 블레이드(24)의 상대적인 슬라이딩 작용을 허용하기 위해 노즈피스(28)의 상단부 바로 위의 실린더(20)의 하단부에 위치한다.
네일러(80)의 중요한 특징은, 적어도 하나의 공기 포트(54, 102)와 유체 연통하고 공기 필터(90)와 동작상 관련되어 일반적으로 106으로 지칭된 적어도 하나의 공기 통로를 제공하는 것이다. 적어도 하나의 공기 통로(106)는 실린더(20)의 하단부와 공기 필터(90) 뿐 아니라 공기 흡입구(88) 사이에서의 유체 연통(바람직하게 유체가 공기임)을 생성한다. 바람직한 실시예에서, 공기 필터(90)가 공구(10)에 들어오는 공기를 필터링하기 위해 제공되지만, 또한 추가 또는 전용의 공기 필터 및 연관된 공기 흡입구가 제공될 수 있고, 특히 통로(106)와의 연결을 위해 제공될 수 있음이 구상된다. 명백함을 위해, 필터(90)만이 이제 설명될 것이다.
따라서, 피스톤(22)이 도 2에 도시된 사전-발사 위치로 복귀할 때 실린더(20)에 들어오는 공기는 먼저 필터(90)를 통과해야 한다. 또한, 연소 사이클 동안, 공기는 공기 포트(54) 및 통풍 체크 밸브(60)로부터 나오게 된다.
바람직한 실시예에서, 통로(106)는 또한 상호 연결 튜브라 불리는 적어도 하나의 튜브의 형태로 제공되고, 이러한 상호 연결 튜브는 피스톤(22)의 동작축에 일반적으로 평행한 중앙부(108)와, 공기 흡입구 및 적어도 하나의 공기 포트(54)에 각각 연결하기 위해 방사형 벤드(radiused bend)로 형성된 중앙부에 일반적으로 직각으로 돌출하는 것이 바람직한 상단부 및 하단부(110, 112)를 갖는다. 상단부 및 하단부(110, 112)의 특정한 각도 배향은 상황에 맞게 변할 수 있다. 적어도 하나의 연속적인 튜브로서 도시되지만, 또한 통로(106)가 고정된 각도의 부속품(fitting)에 의해 결합된 관형 세그먼트, 또는 최종 조립품에서 통로를 생성하는 개별 구성요소 구성에 의해 한정되는 것이 구상된다.
더 구체적으로, 상단부(110)는 공기 필터(90) 아래의 캡(82)에 의해 한정된 공기 챔버(114) 내에 고정되는 것이 바람직하다. 마찰 접합부(friction fit), 화학 접착제, 클립, 강성 부속품(rigid fitting) 등을 포함하지만 여기에 제한되지 않는 상단부(110)를 고정하는 종래의 기술이 구상된다. 또한, 상단부(110)가 공기 필터(90)의 하류에 있는 하우징 메인 챔버(16)와 유체 연통되는 것이 고려된다.
중앙부(108), 및 통로(106)의 상단부 및 하단부(110, 112)의 적어도 대부분은 연소 엔진(14)을 따라 메인 하우징(12) 내에서 확장하는 것이 바람직하다. 필요하다면, 메인 하우징(12)은 통로(106)를 수용하도록 방사상 확장될 수 있다. 또 다 른 대안적인 실시예로서, 통로(106)는 하우징(12)에 일체형으로 몰딩될 수 있다. 또한, 통로(106)가 하우징(12)의 외부에 배치될 수 있음이 구상된다. 통로(106)는 연소 네일러에 의해 일반적으로 경험되는 잠재적인 충돌 및 온도를 견딜 정도로 충분한 내구성을 갖는 배관(tubing)으로 제조되는 것이 바람직하다.
하단부(112)에서, 통로(106)는 배출 개구부 또는 공기 포트(54)를 통해 실린더(20)의 내부와 유체 연통하도록 위치한다. 하단부(112)가 피스톤(22)과의 간섭을 피하기 위해 실린더(20) 안으로 돌출하지 않지만, 실린더에서의 인입 지점이 피스톤 이동의 최저 지점 아래에 위치하는 경우 돌출 튜브가 허용가능한 것이 바람직하다. 하단부(112)는 궁극적으로 실린더(20)의 바닥부에 고정되고, 이러한 유체 연통을 유지하기 위해 통풍 체크 밸브(60) 및 적어도 하나의 애퍼처(70)를 통해 통과된다. 상단부(110)에 대해 전술한 유사한 고정 기술은 하단부(112)를 적당한 위치에 고정하기 위해 이용가능하다. 그러한 모든 애퍼처(70)가 메니폴드(미도시) 또는 종래 기술에 알려진 다른 적합한 커넥터에 의해서와 같이 공기 통로(106)와 연통된다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 애퍼처(70)가 제공되지 않고, 피스톤 복귀에 필요한 흡입구 용량에 비해 연소시 더 많은 용량의 방출 가스를 고려하여 통로(106)와 연통하지 않는 추가 배출 개구부(54)가 있음이 구상된다.
통로(106)의 단면은, 단지 충분한 용량의 공기가 피스톤 복귀를 달성하기 위해 허용되도록 결정된다. 이러한 단면은 네일러(80)의 유형 및 연소 동력원(14)의 크기에 따라 달라질 것이다.
다시 도 2를 참조하면, 덧테쇠 또는 와이핑 실(104) 대신에, 드라이버 블레 이드 통로(98)에서 고정가능하고 드라이버 블레이드(24)를 슬라이딩가능하게 수용하기 위한 개구부(120)를 포함하는 대체가능한 플러그(118)가 제공되는 것을 알 것 이다.
이제 도 4를 참조하면, 본 네일러의 다른 실시예는 일반적으로 130으로 표시되고, 공구(10 및 80)와의 공유된 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시된다. 네일러(80 및 130)는 구조면에서 매우 유사하다. 공구(130)에서, 통로는 일반적으로 132로 표시되고, 하우징(12) 외부에 형성된다.
공구(130)와 공구(80) 사이의 주요한 차이점은, 통로(132)의 상단부(134)가 공기 흡입구(88)와 연통하지 않지만, 메인 하우징(12)의 특수하게 재구성된 상단부(138)에 위치한 적어도 하나의 보조 공기 흡입구(136)와 유체 연통한다는 것이다. 그러나, 공기 흡입구(88)와 보조 공기 흡입구(136) 모두는 공기 흡입구 단부(86)에 또는 이에 인접하여 위치하는 것이 바람직하다. 보조 공기 흡입구(136)는 자체 필터(140), 보호 그릴(142), 및 상단부(134)가 유체 연통되는 보조 공기 챔버(144)를 구비하는 것이 바람직하다. 몇몇 응용에서, 필터(140), 보호 그릴(142) 및 보조 공기 챔버(144)가 제거되는 것이 구상된다. 또한 적어도 하나의 보조 공기 흡입구(136)가 연소 동력원(14)의 비교적 높은 동작 온도로부터 충분히 멀리 떨어져 있는 임의의 적합한 장소에 메인 하우징 상에 위치할 수 있음이 구상된다.
통로(132)의 상단부(134)가 중앙부(146)의 수직으로 돌출된 연장부로서 도시되지만, 다른 각도 배향 또는 다른 구성은 공기 포트(54)와의 유체 연통이 유지되는 한 유지된다. 또한, 네일러(10 및 80)의 경우에서와 같이, 통로(132)가 하우 징(12)의 주변(periphery) 상에 도시되지만, 내부 배치도 또한 구상된다. 실시예(130)의 동작은 실시예(80)에 관해 전술한 것과 실질적으로 동일하며, 주요한 차이점은, 챔버(144)가 연소 동력원(14), 더 구체적으로 연소 챔버(18)에 공기를 공급하지 않는다는 것이다.
네일러(130)의 다른 특징은, 도 3에 도시된 바와 같이, 통로(132)의 하단부(112)가 통풍 체크 밸브(60) 및 연관된 애퍼처(70)를 선택적으로 통과한다는 것이다. 또한 통로(132)가 148로 도시된 바와 같이 통풍 체크 밸브(60)와 독립적으로 실린더(20)에 들어갈 수 있어서, 실린더 벽 및 연관된 공기 포트(54a)를 통해 직접 통과할 수 있다는 것이 구상된다. 그러한 배열은 도 3에 도시된 공구(80)에 대해 또한 구상된다. 도 4의 실시예에서, 통풍 체크 밸브(60)가 체크 밸브의 동작과 간섭하지 않고도 통로(132)의 포트(54a)와의 직접적인 맞물림을 수용하도록 설계되는 것이 구상된다.
따라서, 본 네일러는 일단 연소가 발생되면 복귀 공기의 선택적인 흡입을 제공하기 위한 통풍 체크 밸브를 특징으로 하는 것을 알 수 있다. 일단 구현되면, 본 통풍 체크 밸브 시스템은 감소된 공구 유지 보수, 필요한 윤활제의 감소, 슬리브의 내부와 외부 사이의 감소된 마모 및 더 조절된 흐름 연통을 제공한다.
연소 네일러를 위한 본 통풍 체크 밸브의 특정 실시예가 본 명세서에 설명되었지만, 다음 청구항에 설명된 바와 같이 더 넓은 양상으로 본 발명에서 벗어나지 않고도 변화 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 인식할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 패스너를 소재에 박는데 사용된 패스너-구동 공구에 관한 것으로, 구체적으로 또한 연소 공구 또는 연소 네일러(nailer)로 지칭되는 연소-동력형 패스너-구동 공구 등에 이용된다.

Claims (16)

  1. 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러(10, 80, 130)로서,
    사전 발사 위치와 완전히 연장된 위치 사이에서 왕복하는 피스톤(22)을 갖는 실린더(20)를 구비하는 연소 엔진(14)과;
    상기 완전히 연장된 위치 아래에 상기 실린더(20)에 있는 적어도 하나의 공기 포트(54, 102)를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 공기 포트는, 실린더로부터 상기 적어도 하나의 공기 포트 밖으로 나오는 방출 용량이 유입량보다 더 크도록 구성된 통풍 체크 밸브(60)를 구비하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 포트와 상기 사전 발사 위치 사이에 위치하고 상기 실린더와 연통(in communication with)하는 배출 밸브(52)를 더 포함하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 통풍 체크 밸브(60)는 디폴트 차단 위치를 갖고, 파워 스트로크 동안 피스톤에 의해 생성된 공기로만 노출하자마자 개방하기 위해 구 성되는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 통풍 체크 밸브는 상기 실린더에서 상기 적어도 하나의 공기 포트(54)와 유체 연통하는 적어도 하나의 애퍼처(70)를 구비하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 애퍼처(70)는 적어도 하나의 공기 포트(54)의 단면적보다 더 작은 단면적을 갖는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 통풍 체크 밸브는 적어도 하나의 공기 포트와 맞물리기 위해 상기 실린더를 둘러싸는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤(22)에 부착된 드라이버 블레이드(24)를 수용하는 상기 실린더(20)에서의 드라이버 블레이드 통로(98)와, 상기 드라이버 블레이드의 왕복을 수용하면서, 상기 실린더 내에 공기 흐름을 제한하기 위해 상기 개구부에 배치된 적어도 하나의 실(seal)(104)을 더 포함하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 실(104)은 와이핑 실(wiping seal)인, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 실(104)은 대체가능한 플러그(118)인, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  10. 제 1항에 있어서, 툴 하우징(12) 상에 위치한 적어도 하나의 공기 흡입구(88, 136)를 더 포함하고; 적어도 하나의 공기 통로(106)가 상기 적어도 하나의 공기 흡입구 및 적어도 하나의 공기 포트(54)와 유체 연통하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 공기 흡입구는 연관된 공기 필터(90)를 구비하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 동력원(14)을 수용하고 공기 흡입구 단부에서 공기 챔버(114)를 한정하는 공구 하우징(12)을 더 포함하고, 상기 통로(106)는 상기 공기 챔버와 유체 연통하는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 통로(106)를 위한 상기 적어도 하나의 공기 흡입 구(136)는 연소 엔진을 위한 적어도 하나의 공기 흡입구와 독립적인, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공기 통로(106)는 튜브인, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통로(106)는 피스톤의 동작축에 일반적으로 평행한 중앙부(108)를 갖고, 상기 적어도 하나의 공기 흡입구 및 상기 적어도 하나의 공기 포트에 각각 연결하기 위해 상기 중앙부에 일반적으로 직각으로 돌출하는 상단부 및 하단부(110, 112)를 갖는 적어도 하나의 상호 연결 튜브인, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 적어도 하나의 통로(106)는 상기 통풍 체크 밸브(60)와 독립적으로 상기 실린더(20)와 연통하게 배치되는, 동작할 동안 오염된 공기의 흡입을 감소시키기 위해 구성된 연소 네일러.
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