KR890000720B1

KR890000720B1 - 연소가스를 동력으로 사용하는 타정기

Info

Publication number: KR890000720B1
Application number: KR8200251A
Authority: KR
Inventors: 니콜라이 밀로반
Original assignee: 제이 · 알 · 웰튼; 시그노드 코오포레이션
Priority date: 1981-01-22
Filing date: 1982-01-21
Publication date: 1989-03-30
Also published as: DE3277616D1; JPH0448589B2; AU7974782A; DK26382A; MX155598A; NO156520B; ZA82449B; AU548857B2; FI76950B; KR830008805A; FI76950C; BR8200347A; EP0056990A2; ES8306448A1; EP0056990B1; CA1170801A; IN157476B; JPH01188284A; NO820183L; NO156520C

Abstract

내용 없음.

Description

연소가스를 동력으로 사용하는 타정기

제1도는 작동 위치로 이동되기 전의 주요부품들의 비교 위치를 나타내는 본 발명에 따른 타정기의 부분 측단면도.

제2도는 공구가 점화된 직후의 주요 부품들의 위치를 나타내는 제1도에 도시한 타정기의 부분 측단면도.

제3도는 제1도의 선 3-3에 따른 타정기의 부분 단면도.

제4도는 제1도의 선 4-4에 따른 타정기의 부분 단면도.

제4a도는 제1도의 선 4A-4A에 따른 캠작동 표면을 상세하게 나타낸 측면도.

제5도는 제1도의 5-5선에 따른 부부 단면도.

제6도는 구동 행정의 종결 단계에서 본체 하단에 위치한 주요 부분들의 위치를 나타내는 제1도에 도시한 타정기의 부분 측단면도.

제7도는 점화 장치를 구성하는 부품들의 부분확대 측단면도.

제8도는 점화회로의 개략선도.

제9도는 본 발명의 제2실시예를 나타내는 제1도와 유사한 도면.

제10도는 제9도에 도시한 공구에 사용되는 안전 트립 장치를 상세하게 나타낸 부분 측단면도.

제11도는 제9도의 선 11-11에 따른 타정기의 부분 단면도.

제12도는 제9도에 도시한 공구의 연료 분사장치의 캡 작동상태를 나타내는 확대 단면도.

13도는 본 발명의 연료 계량 밸브의 확대 단면도.

제14도는 본 발명에 사용되는 연료 저장기의 확대 단면도.

제15도는 제14도의 선 15-15에 따른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 타정기 11 : 하우징

12 : 주 실린더 13 : 기부

14 : 본체 15 ; 손잡이 부분

16 : 매거진 조립체 17 : 연료 탱크

18 : 고정기 19, 54 : 포트

20 : 축전지 21 : 캐스팅

22 : 팬 24 : 주 밸브 장치

25 : 실린더 헤드 26 : 지지 캐스팅

28 : 피스톤 29 : 하부 공간

30 : 타정구 32, 56 : 밀봉장치

37 : 제2실린더 38 : 하부 개구부

39 : 상부 개구부 40 : Y-형 캐스팅

42a, 12b, 42c : 견인 로드 46, 50 : 스프링

48 : 주견인 로드 51 : 블레이드

52 : 안내 조립체 53 : 체결기

55, 57, 58, 59, 60 : 0-링 61 : 모터

63 : 스파크 플러그 64 : 통로

66 : 카버 68 : 배기 밸브

69 : 귀환밸브 75 : 데드멘스 스위치

76 : 트리거 장치 77 : 압전 점화 회로

78 : 연료 분사장치 80 : 점화 회로 쇄정장치

85 : 레버 87 : 트리거 버튼

90 : U 형 홈 개구부 95 : 피봇 핀

97 : 밸브 조립체 73, 103 : 캠 작동장치

77a, 77b : 크리스탈 102 : 작동 링크

115 : 장력스프링 114a : 견인핀

114b : 쇄정핀 216a, 261b, 216c, 216d : 견인 로드

214 : 로드 지지부 226 : 안전 쇄정장치

218 : 트리거 220 : 레버

301 : 밸브 본체 304, 305 : 통로

본 발명은 가공물내로 꺽쇠나 못등을 타정하는데 사용하는 형태의 타정기에 관한 것이며, 특히 공기와 연료 혼합물의 연소에 의한 압력을 사용하여 공구를 구동시키고, 휴대용 또는 독립식이며, 대형 못을 타정하는데 필요하였던 동력을 공급하는데 이제까지와 같이 압축공기 또는 전기에 의존하지 않는 타정기에 관한 것이다.

공기로 작동되는 타정기는 당해 기술에 숙달된 자에게는 공지되어 있다. 그 중 우수한 일예는 본 발명의 양수인에게 양도된 미합중국 특허 3,106,138호에 기재되어 있으며, 또한 미합중국 3,814,475호(역시 본 발명의 양수인에게 양도되었음)에 기재된 사항도 역시 같은 예이다. 이러한 공구는 산업적으로 아주 만족스럽게 사용되어 왔으나, 여기에는 근본적인 결점이 있다. 일예로 길이가 약 9㎝ 정도인 못을 박을 때 공기 작동공구를 구동시키기 위해서는 대단한 양의 압축 공기 혹은 가스가 연속적으로 필요하게 된다. 공기나 가스의 공급은 보통 가요성 호스를 가압된 가스가 충전되어 있는 탱크 또는 공기 압축기와 공구 사이에 연결함으로써 이루어진다.

상기 공구를 공장과 같은 비교적 제한된 지역에서 사용할 때는 공구 사용자에게 불편함이나 부담을 주지 않는다. 그러나 상기 공구를 건축현장이나 원거리의 지역인 현장에서 사용할 때는 상기 설비를 설치하는데 초기 투자 경비가 많이 소요되고 그밖에도 불편하고 부담이 되는 보조 동력원이 필요하게 된다.

독립된 동력 공급원을 제공함으로써 타정기를 휴대용으로 할 수는 있으나, 공구를 작동시키는 데 필요한 에너지가 대단히 크거나, 또는 공구를 신속하게 작동시키거나 장시간 사용할 경우에는 공구를 작용시키는데 필요한 동력원이 제한되게 된다. 아직까지는 경제적으로 인정할 수 있을 만한 수준으로 대형 체결기를 장시간 동안 빠른 속도로 타정할 수 있는 휴대용 공구가 마련되지 못하였다. 전기 축전지를 휴대용 타정기에 사용하는 경우에는 부피가 크고 중량이 무거우면서도 장시간 동안 일정한 동력을 공급하지 못하였다. 폭발성의 펠릿(pallet)이나 화약(shell)과 같은 화학제를 사용하는 경우에는 단위 체결기당 작동 비용이 매우 높아지고, 화약을 계속 공급하거나 또는 빈공간을 계속해서 충진하지 않으면 장시간 동안 사용할 수가 없다. 동력, 속도, 휴대성을 만족시킬 수 있도록 독립된 동력을 공급할 수 있는 유일한 형태는 제한된 공간내에서 연료와 공기의 혼합물을 연소시켜 여기에서 생성된 동력을 사용하는 것이다. 바드(Bard) 등에게 허여된 미합중국 특허 제3,012,549호와 리에스(Liesse)에게 허여된 미합중국 특허 제 4,200, 213호에는 내부 연소원리를 이용한 휴대용 공구가 제안되어 있다.

상기 선행 특허에는 산업적으로 사용하기 위해서는 제거되어야 할 몇가지 단점이 있다. 가장 중요한 것은 사용 또는 조작하기에 곤란할 정도로 비교적 복잡하고, 크고 중량이 무거운 장치로 되어 지는 것이다. 어떤 것은 연소시킬 연료를 공급하는 분리된 탱크를 필요로 하고, 다른 것은 사용되는 압력 조절기와 시간 조정장치가 대형 작업 및 신속한 작업에 사용할 때에 쉽게 손상되고 조정할 수 없게 된다. 이러한 선행공구는 사용자가 공구를 작동시키기 위해서는 하나 이상의 레버나 스위치를 작동시켜야만 하고, 특히 초기 경비가 현재의 공기작동식 타정기보다 훨씬 많이 든다. 바꾸어 말하면, 효율적이고, 견고하고, 작동이 용이하고, 경량이고, 진정한 휴대용인, 연료와 공기의 혼합물의 내부 연소로 인해 발생되는 가압된 가스로 작동되는 타정기는 아직 실현되지 못하였다.

본 발명은 제한된 공간내에서 연료와 공기 혼합물을 연소시켜 이에 의해 발생되는 가압된 가스를 동력원으로 사용하는 타정기에 관한 것이다. 이용되는 동력은 이제까지는 공기 압축기와 같은 보조 압력원을 사용하는 공구에서만 얻을 수 있었던 경제성으로, 진정한 휴대용 공구내에서 체결기를 신속한 속도로 타정할 수 있게 한다. 본문에는 신규하고 독특한 형태의 공구를 2개의 실시예로 기술하였다. 그러나 이들은 본문에 기재된 본 발명을 포함하는 여러개의 공구 중에서 단지 예로써 설명하는 것 뿐이다. 따라서 본 발명자에 의해 본 출원과 동시에 출원되고 동일 양수인에게 양도된 미합중국 출원서에, 본 출원의 요지를 구성하는 휴대용 타정기에 포함되는 여러 개념들을 이용한 다른 형태의 공구를 기재하였다.

하우징은 다수의 신규한 개념이 구현된 공구의 주요 부분을 지지하며, 하우징내에 위치한 주 실린더는 피스톤의 구동 행정과 귀환 행정의 왕복 운동을 지지하고 안내한다.

실린더의 하부단은 하우징에 의해 폐쇄되고, 피스톤은 타정구 및 피스톤과 실린더의 벽 사이를 밀봉시키는 하나 또는 다수의 밀봉 링을 반송한다. 하우징의 내벽, 피스톤 및 대기와 주 실린더의 상부단 사이의 공기 유동을 조절하는 주 밸브 장치에 의해 주 실린더의 상부단에 연소실이 형성된다. 팬은 연소실에 위치하여 공구의 작동 전에 시동되어 공구의 효율을 증진시키는 와류를 연소실에 제공한다. 도시된 실시예에서 바닥 트립(trip) 장치는 주 밸브 장치를 조절하는데, 트립 장치가 가공물과 연결될 때에 주 밸브 장치는 밀봉된 연소실을 형성하도록 이동된다. 하나의 실시예에서 트리거(trigger) 장치는 바닥 트립장치와 같이 작동하여 1) 점화 장치를 작동시키고 2) 연료를 연소실로 분사시켜 여기에서 공기와 연료가 혼합되도록 하고, 3) 피스톤을 구동 행정으로 구동시키기 위해 혼합물을 점화시키는 작용을 한다. 주 실린더의 측벽에 장착된 체크 밸브는 주 실린더 내의 압축된 공기를 피스톤의 하부면을 사용하여 배기시키는데 사용된다. 또한 체크 밸브는 피스톤의 구동 행정이 완전히 끝났을 때 연소실의 배기를 도와주는 역할도 한다. 제2실시예에서, 바닥 트립은 트리거 장치를 점화할 수 있게 분리할 때 연소실을 폐쇄하도록 작동된다. 연소실이 폐쇄됨에 따라 연료 분사 시스템이 작동되어 측정된 양의 연료를 연소실내로 유입시키게 된다.

주 실린더의 하부단에서 피스톤에 의해 압축되는 공기로서 형성되는 완충부에 의해 피스톤은 주 실린더의 하부와 하우징에 충돌되는 것이 방지된다. 이 공간은 측면 밸브 장치에 의해 배기 되지 않는다. 구동 행정의 종결 단계에서, 연소실내의 가스의 팽창 및 급속한 냉각은 주변 실린더 벽의 냉각 효과와 함께 피스톤 상부의 연소실내의 압력을 대기압 이하로 하강시켜, 완충부를 형성하는 공기 압력에 의해 가해지는 힘에 의해 피스톤이 상향으로 충분히 이동될 수 있게 한다. 주 밸브 장치는 개방되어 연소실로부터 연소 가스가 제거되도록 한다. 주 실린더의 하단에 위치하는 체크 밸브는 피스톤의 하부면으로 대기압 상태의 공기를 연속적으로 공급할 수 있게 한다. 피스톤은 실린더의 상부에 도달할 때까지 귀환 행정을 통하여 상향으로 이동하며, 피스톤은 피스톤과 실린더 벽 사이의 마찰 계합 및 구동 블레이드와 그를 통해 블레이드가 연장되는 정지기 사이의 마찰력에 의해 실린더 상부에 보유된다.

상술한 독특한 휴대용 공구의 신규한 장점 외에 상기 공구는 몇가지의 중요한 다른 장점도 갖는다. 하우징은 매틸아세틸텐-프로포딘 가스(MAPP 가스) 또는 프로판 가스와 같은 액화 가스를 저장하는 소형 탱크를 반송한다. 탱크에는 독립된 측정 밸브를 마련하여 설정된 양의 연료를 연소실내로 주입시킬 수 있게 한다. 액화가스를 사용함으로써 공구를 작동시키는데 필요한 비교적 대량의 연료를 작은 체적에 저장할 수 있다. 이러한 연료를 사용하는 것은 압축공기를 사용하는 것보다 경제적으로 절약이 된다. 또한 이는 공구의 휴대성을 증진시킨다. 1조의 압전 크리스탈(piezo-electric crystal)을 사용하여 연소실내에 스파크를 발생시켜 연료와 공기의 혼합물을 점화시킨다. 크리스탈은 영속성의 성질을 갖고 있으며 유지와 조정을 필요로 하지 않는다.

부가해서, 간략하게 상술한 바와 같이, 피스톤을 점회시키기 위한 연속적인 단계를 조절하고 작동을 완전하고 확실하게 하기 위해 간단한 쇄정 장치를 사용한다. 쇄 정장치는 연료가 분사되기 전에 연소실을 대기로부터 확실하게 격리시키며, 연료와 공기가 완전히 혼합된 후에만 점화가 이루어지도록 한다.

또한, 쇄정 장치는 주 밸브 장치가 행정을 완료하여 연소 가스를 방출시키고 연소실에 신선한 공기를 다시 충전시킬 때까지 공구가 재점화되지 않도록 한다. 쇄정 정치가 갖는 특정 장점은 공구의 하우징을 파지하여 공구를 체결기를 타정할 가공물상의 일점에 위치시켜야만 타정기가 작동되도록 하는 것이다. 따라서, 공구 사용자를 방해하지 않고, 또한 생산성을 감소시키지 않으면서도 안정성을 강화시킬 수가 있다.

공구의 가장 독특한 장점은 블레이드들이 연소실내에 위치하여 그 주변 부분에 매우 만족할 만한 상태의 와류를 제공하여 공구의 효율과 작동을 강화시키는 전기 팬을 사용하는 것이다. 하우징은 모터와 축전지를 반송하는데, 축전지는 팬을 구동시키기 위한 전력을 모터에 공급한다. ″데드-멘스(dad-mens)″스위치는 사용자가 공구의 손잡이 부분을 파지할 때는 모터를 작동시키는데 항상 사용할 수가 있다. 연소실에 걸쳐 압력편차를 발생시킴으로써, 신선한 공기를 연소실내로 압입시키게 되고 귀환 행정 중에 남아 있던 연소 가스는 주 밸브 장치가 개방되고 전기 팬이 구동중일 때 모두 배출된다. 일단 연소실이 대기와 차단되면 전기 팬은 연료와 공기를 양자가 점화되기 전에 완전히 혼합시킨다. 연소실의 공기를 예압하지 않는 본 발명과 같은 상태에서 와류상태를 발생시키는데 대한 중요성은 실험을 통해 알 수 있다. 연소실내에서 팬을 사용함으로써 연소시 연료로부터 방출되는 에너지를 중진시키게 된다. 부가해서, 일단 피스톤이 구동 행정을 끝내면, 팬은 측벽에 장착된 체크 밸브를 통하여 주실린더에서 연소 가스를 배출하는데 도움을 준다. 또한 팬은 연소실내에 잔류하는 연소가스와 내부 연소실벽을 급속히 냉각시키는 역할도 한다. 이러한 온도 강하에 의해 구동 행정의 마지막 단계에서 진공상태가 형성되게 되어 피스톤의 다른 면에 작용하는 대기압을 피스톤의 귀환 행정을 사용할 수 있게 된다.

이하 첨부된 여러가지 참조로하여 본 발명을 상술한다.

본 발명을 여러가지 형태로 실시 할 수 있으나, 여기에서는 본 발명의 원리를 구현하는 적합한 두 가지의 실시예만을 도면과 함께 상세하게 설명한다. 그러날 다음의 양 실시예는 본 발명의 예시된 실시예로서 본 발명을 설명된 실시예에 국한시키는 것은 아니다. 본 발명의 분야는 첨부된 특허청구 범위에 의해 한정된다.

[외부 형태]

제1도는 주요 부품들이 중공하우징(11)에 부착되거나 또는 그에 의해 반송되는 타정기(10)을 도시한 것이다. 타정기(fastener driving tool)(10)의 하우징(11)은 본체(14), 본체의 대략 중간 위치에서 수평으로 외측으로 연장된 파지할 수 있는 연신된 손잡이 부분(15), 및 본체와 손잡이 부분의 하부에서 연장된 기부(13)의 3개의 주요 부분으로 구성된다. 매거진(magazine) 조립체(16)은 기부(13)에 포함되어 있으며, 타정구(fastener driver)(30)의 통로에 대해 횡방향으로 배설된 못의 열을 고정한다. 본체(14)의 하부단은 타정구를 가공물을 향해 안내하는 안내 조립체(52)를 반송한다. 매거진(16)은 타정구(30)의 하부에서 가공물내로 타정되어지는 체결기를 안내조립체 (52)내로 순차적으로 공급한다. 기부(13)은 또한 전원 또는 축전지(20)을 형성하는 다수의 건전지를 내장하는 고정기(18)을 지지한다. 축전지를 구비하는 목적과 그 사용 양태는 이후에 상술한다.

연료 탱크(17)은 본체(14)와 하우징(11)의 손잡이 부분(15) 사이에 장착된다. 연료 탱크(17)에는 대기중으로 방출되면 기화하는 MAPP 가스 또는 프로판 또는 부탄과 같은 가압된 액화 연료 가스를 충진한다. 연료 탱크(17)은 피봇식(pivoted) 하부 브래킷(bracket)(91)과 고정된 U-형의 상부 브래킷(92)에 의해 지지되어 있다. 연료 탱크(17)의 하부단은 보스(boss)(93) 형태로 되어 있는데, 이 보스는 하부 브래킷(91)내의 보족구멍(94)에 삽입된다. 피봇핀(95)는 하우징(11)의 본체(14)의 하부단에서 고정 아암(96)에 하부 브래킷(91)을 피봇이음 시킨다. 연료 탱크(17)의 상부단에는 밸브 조립체(97)(이후에 상술함)을 반송하여 탱크로부터 측정된 양의 연료가 공급되게 한다. 그 일단부는 캠 또는 카버(66)에 피봇 이음되고 그 타단부는 상부 브래킷 (92)의 노치(nothch)(123)에 피봇 이음된 가요성 플래스틱 카버(100)을 마련하여 밸브 조립체(97)을 보호한다. 카버(100)은 연료 탱크(17)을 교체할시 개방된다.

카버(100)은 또한 연료 탱크의 하부단이 하부 브래킷(91)내에 고정 삽입되도록 하향력을 제공한다. 상부 브래킷(92)의 내경은 연료 탱크(17)의 외경보다 크게 되어 있음을 주목해야 한다. 특히, 연료 탱크의 상부단이 하우징(11)의 본체(14)의 상부단 방향으로 압압될 때, 밸브 조립체(97)이 측정된 양의 연료를 방출하도록 작동할 수 있게 상기 치수를 선택하여야 한다. 공구의 내부 부품을 설명한 후에 이러한 작동 방법을 설명한다.

[본체부분]

하우징(11)의 본체(14)의 하부단 내부에는 단부가 개방된 실린더(12)가 위치한다. 이 실린더를 이제부터는 ″주 실린더″로 칭한다. 하우징(11)은 본체(14)에 대한 주 실린더(12)의 직경은 개방된 환형 지역 또는 부분(36)이 형성될 수 있도록 되어 있다(제3도 참조). 하우징(11)의 본체(14)는 대체로 중공형으로 되어 있고 다수의 주연부 개구부 또는 슬로트(slot)(120a),(120b),(120c)가 마련된다(제3도 참조). 이 개구부들은 주 실린더(12)의 외부 주위에서 공기가 자유로이 통과할 수 있게 한다.

구동 피스톤(28)은 주 실린더 내에 장착되며, 타정구(30)의 상부단을 반송한다. 하우징(11)의 본체 상부단(15)는 전기적으로 작동되는 팬(22) 및 대기와 공구 사이의 공기의 흐름을 조절하는 주 밸브 장치(24)를 반송한다. 설명의 편이를 위해 전기팬(22)를 반송하는 하우징 본체 상부단을 실린더 헤드(25)라 칭한다. 주 밸브 장치는 실린더 헤드(25), 주 실린더(12) 및 피스톤(28)과 함께 격실(21)을 형성하는 상부 실린더 또는 제2실린더(37)을 포함하는데, 상기 격실(21)은 대기와 격리되어 있다. 이 격실은 연료와 공기의 혼합물을 연소시키기에 적합하게 되어 있으며, 이후″연소실″이라 칭힌다. 전기 팬은 전기 모터(61)의 돌출 축(49)에 연결되어 있는 블레이드세트(51)을 포함한다.

본체에 있는 주요 부품에 대한 위치를 대충 설명하였으므로 이제부터는 이들 부품들에 대해 좀더 상세히 설명하겠다.

피스톤(28)이 위치하는 주 실린더(12)는 양쪽 단부가 모두 개방되어 있다. 하우징(11)은 본체(14)의 하부단에 부착된 컵 모양의 지지 캐스팅(casting)(26)은 주실더 (12)의 하부 개방단을 밀봉한다. 지지 캐스팅(26)은 4개의 다리(27a),(27b), (27c)에 의해 하우징(11)의 본체(14)의 하부단에 부착된다(제5도 참조). 지지 캐스팅(26)의 외측과 안내 조립체(52)의 상부단 사이에는 공간(29)가 형성된다. 링-형 캐스팅 (23)은 하우징의 본체(14)의 내부에 대해 주 실린더(12)의 측벽을 지지시키는데 사용된다. 주 실린더(12)의 측벽을 관통하는 다수의 포트(54)는 링형 캐스팅(23)의 하부에 위치한다. 0-링(55)는 주 실린더(12)의 외측벽과 지지 캐스팅(26)의 내측벽 사이의 계면을 밀봉시킨다. 밀봉 장치(56)은 지지 캐스팅(26)의 중심을 폐쇄하는데 사용되며, 주 실린더(12)의 내측면을 지지 캐스팅(26)의 외측면으로부터 밀봉시킬 수 있는 프래스틱 재료로 구성한다. 마지막으로, 지지 캐스팅(26)의 바닥 또는 기부에는 축상으로 연장된 다수의 포트(19)를 마련하는데, 이들 포트들은 주 실린더(12)의 내측면을 본체(14)의 바닥에 위치하는 하부 공간(29)와 연통시킨다.

피스톤(28)은 주 실린더의 상부단(제1도)과 하부단(제6도) 사이를 자유롭게 왕복운동을 할 수 있도록 주 실린더(12)내에 활주자재하게 장착된다. 피스톤의 상하 이동은 각각 피스톤의 구동 행정과 귀환 행정을 형성한다. 피스톤(28)은 타정구(30)과 밀봉 장치(32)를 반송한다. 타정구(30)은 나사 결속구(31)로 피스톤(28)에 연결되어 있다. 타정구(30)의 하부단은 하우징(11)의 본체(14)의 하부단에서 안내 조립체(52) 내에 삽입된다. 안내 조립체(52)는 피스톤(28)이 구동 행정을 할 때 체결기가 가공물 W내로 타장되도록 매거진(16)으로부터 체결기(53)이 하나씩 토출되도록 되어 있다(제2도).

도면에 도시한 바와 같이, 밀봉장치(32)는 피스톤(28)의 외측 주연부와 주 실린더(12)의 내측벽 사이에 위치한 다수의 0-링으로 형성된다. 0-링의 크기는 피스톤의 상부면(34)와 하부면(35) 사이에 압력편차가 없을 때 피스톤이 주 실린더의 내측 벽에 대해 고정된 위치를 유지하도록, 피스톤(28)과 주 실린더(12)의 내측벽 사이에 충분한 마찰력을 제공할 수 있도록 되어 있다. 실린더(12)의 상부에는 돌출부(12A)가 형성되는데, 이는 피스톤(23)의 상승 이동을 결정하게 된다.

주 밸브 장치는 구성하는 제2실린더(37)은 주 실린더(12)의 상부단과 실린더 헤드(25) 사이에 위치하며, 나사로 연결될 수 있는 상부 부분(37a)와 하부 부분(37b)로 구성된다. 제2실린더(37)은 하우징(11)의 본체(14)의 상부단 내에 활주 자재하게 위치하여 상승 위치(제2도)와 하강 위치(제1도) 사이를 자유로이 이동한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 제2실린더(37)은 주 실린더(12)의 상부단과 협력하여 양 실린더의 내부와 하우징(11) 외측 사이에 개구부(38)(이제부터는″하부 개구부″라 칭함)을 형성한다(화살표 200) 유사한 방법으로 제2실린더(37)은 실린더 헤드(25)와 협력하여 제2개구부(39)(이제부터 ″상부 개구부″라 칭함)를 형성한다. 개구부(38),(39)는 연소실(21)을 대기와 연통시킨다. 상승된 위치에서는 개구부(38)과 (39)는 모두 폐쇄되며(제2도), 하강된 위치에서는 양 개구부(38)과 (39)는 모두 개방된다.

제2실린더(37), 주 실린더(12)와 실린더 헤드(25) 사이의 계면을 밀봉시키기 위해 일련의 0-링을 사용한다. 특히, 0-링(57)은 제2실린더의 상부 부분(37a)와 협력하여 상부 개구부(39)를 밀봉하며, 주 실린더(12)의 외측 상연부에 의해 반송되는 0-링(58)은 제2실린더의 하부 부분(37b)의 하부단과 협력하여 하부 개구부(38)을 밀봉한다. 다른 0-링(59)는 제2실린더(37)의 상부 부분(37a)과 하부 부분(37b) 사이의 연결부를 밀봉한다. 마지막으로, 0-링(60)은 실린더 헤드(25)내에서 전기팬(22)를 보유하는 장착 브래킷(62) 사이의 계면을 밀봉한다.

제2실린더(37)의 하부 부분(37b)에는 주 실린더(12)의 상부단이 외측 부분과 계합되어 실린더(37)의 하강을 제한하는 방지 장치 혹은 스파이더(spider)(67)이 마련된다(제1도).

하부 개구부(38)과 상부 개구부(39)가 모두 개방될 때 연소실(21)은 대기로 개방되게 된다. 제2실린더의 양 개방 단부 사이에 위치하는 전기 팬(22)의 블레이드 (51)의 위치와 구조적인 특성에 의해, 날개가 회전할 때에는 연소실(21)에 걸쳐 항상 압력 편차가 발생되며, 이는 연소실(21)내에 와류를 형성하고 상부 개구부(39)를 통해 공기를 유입시키며(화살표(202), 하부 개구부(38)을 통해 공기를 배출시킨다(화살표 200).

체결기가 그 내부로 타정되어지는 가공물과 공구가 접촉할 때 공구가 작동되도록 하는 기능을 하는 바닥 트립 장치에 의해 실린더(37)이 가동된다. 이때에, 공구에 포함되는 스프링 하중을 받는 캐스팅은 견인로드 세트와 함께 제2실린더(37)을 상하 이동시키는데 사용된다. 특히 Y-형 캐스팅(40)(제5도는)는 본체(14)의 바닥 부분의 안내 조립체(52)와 지지 캐스팅(26)의 하부단 사이의 공간(29)에 위치한다. Y-형 캐스팅(40)은 상향으로 위치한 3개의 아암(44a), (44b) 및 (44c)가 부착되어 있는, 개방된 중심 허브(hub)(43)을 갖는다. 밀봉 장치(56)의 하부단은 Y형 캐스팅(40)의 허브(43)의 중심개구부를 통과하도록 구성되어 있다. Y-형 캐스팅(40)의 하부단은 그로부터 하향으로 현수된 실린더형 마운트(mount)(45)를 형성한다. 지지 캐스팅(26)의 하부단Y-형 캐스팅 (40)의 상부단 사이에 위치한 스프링(40)은 Y-형 케스팅을 외측 방향으로 하향으로 압압시킨다(제1도).

3개의 견인 로드(42a), (42b), 및 (42c)는 Y-형 캐스팅의 상향으로 연장된 아암(44a), (44b) 및 (44c)를 제2실린더(37)의 하부단과 결합시킨다(제5도). 견인 로드(42a), (42b) 및 (42c)가 통과할 수 있도록 링형 캐스팅(23)에 일련의 개구부 (210)을 마련한다. 주 견인 로드(48)은 Y-형 캐스팅(40)의 하부단에서 마운트(45)내에 삽입된다. 주 견인 로드(48)의 길이는 공구를 가공물 w와 계합시킬 때(제6도), 제 2 실린더(37)이 하강된 위치(제1도)에서 상승된 위치(제2도)까지 이동할 수 있도록 선택한다. 마찬가지로, 공구를 가공물 w로부터 격설시킬 때, 압압 스프링(46)은 제2실린더를 하강시켜 연소실(21)의 내부를 대기중으로 개방되도록 한다. 하우징(11)의 본체 (14)의 하단에 착탈자재하게 결합된 링형 플래치(50)에 의해 Y-형 캐스팅과 이에 연관된 부품의 검사 및 수리가 용이하게 된다. 따라서, Y-형 캐스팅은 주 실린더(12)의 외측면과 하우징(11)의 본체(14)의 내측면 사이의 환형 지역 또는 부분(36)을 통과하는 공기와 가스의 흐름을 과도하게 제한하거나 방해하지 않으면서 주 견인 로드(48)의 상승 이동이 제 2 실린더(37)에 전달되도록 한다.

피스톤(28)의 하부면(35), 주 실린더(12)의 측벽의 내측면, 및 지지 캐스팅 (26)의 내측면으로 형성되는 체적 또는 공간은 대기로부터 밀봉되어 있으나, 주 실린더의 측벽에 위치한 포트(54)와 지지 캐스팅의 바닥에 있는 표트(19)는 대기와 연통되어 있다. 공기 유동은 리드 밸브(reed valve) 또는 스프링 하중을 받는 플래퍼(flapper) 체크 밸브(68)과 (69)를 사용하여 상기 포트를 통해 조절한다. 이와 같이, 상기 체크 밸브는 대기로부터 주 실린더(12)로 공기가 유입되고 그로부터 배출되는 것을 조절한다. 본 발명의 잔여 부품들의 설명에 의해 명백하게 될 이유로해서, 주 실린더(12)의 벽을 따라 장착된 체크 밸크(68)은 이하 ″배기 밸브″라 칭하고, 지지 캐스팅(26)의 바닥에 장착되는 체크 밸브(69)는 ″귀환 밸브″라 칭한다.

귀환 밸브(69)는 플래퍼 부재(71)의 자유단 또는 절편과 결합되어 주 실린더의 하부단에 있는 공기가 하부공간(29)로 누설되지 못하게 하는 0-링을 포함한다. 스냅 링(snap ring)(72)는 지지 캐스팅(26)에 대해 플래퍼 부재(71)과 밀봉 장치(56)을 정 위치에 고정한다. 본 명세서의 후반에서 상세히 설명되는 바와 같이, 주 실린더(12)의 하부단에 공기를 포집함으로써 피스톤(28)이 지지 캐스팅(26)에 충돌되는 것을 방지하게 된다. 피스톤(28)의 하부면(35)에 의해 압축된 공기는″완충기″또는 공기 스프링을 형성한다. 따라서, 피스톤(28)의 하부면(35), 주 실린더(12)의 측벽의 하부 내측면, 및 지지 캐스팅(26)의 내측면에 의해 형성되는 공간은 ″압축실″을 형성하게 된다(제6도). 이제 실린더 헤드(25)에 결합된 부품을 제외하고 하우징(11)의 본체 (14)에 결합된 주요 부품들을 모두 설명하였다.

실린더 헤드(25)는 전기팬(22), 스파크 플러그(63)을 반송하며, 연료가 연소실 (21)로 분사되기 위해 통과하는 통로(64)가 마련된다. 전기 팬(61)의 장착 브래킷 (62)는 탄성부재(65)로 실린더 헤드(25)에 결합되어 있다. 탄성부재(65)는 전기 팬 (22)에 가해지는 충격이나 힘을 흡수한다. 상부 캡(66)은 탄성부재(65)를 실린더 헤드(25)에 대해 고정하고 연료 탱크 카버(100)을 고정하는 고정 점을 마련한다.

이제 하우징(11)의 손잡이 부분(15)내에 위치하는 부품에 대해 설명하겠다.

[손잡이 부분]

하우징(11)의 손잡이 또는 손잡이 부분(15)에는 공구(10)을 작동시키는데 사용되는 제어장치가 내장된다. 특히 손잡이 부분(15)에는 ″데드멘스″스위치(75), 트리거 장치(76), 스파크 플러그(63)을 점화시키는 압전 점화 회로(77), 실린더 헤드 (25)내의 통로(64)를 통해 연소실(21)내로 연료를 공급하는 연료 분사 장치(78)의 일부, 및 트리거 장치(76)을 쇄정 및 해정시키는 점화 회로 쇄정장치(80)이 내장된다. 상기 각 부품들을 도면을 참조로 하여 설명하고 그런 연후에 부품들의 집합된 작동상태를 상세하게 설명하겠다.

데드 멘스 스위치(75)는 손잡이(15)의 상부에 위치하는 개구부(81)내에 위치하며, 이는 버튼(82), 내장된 전기 접촉 조립체(83), 및 버튼과 접촉 조립체를 피봇 연결시키는 아암(84)를 포함한다. 전기 접촉 조립체(83)은 하우징(11)의 기부(13)의 고정기(18)내에 장착된 건전지 형태인 축전지(20)과 전기 팬(22)를 구동시키는 모우터 (61)에 연결된다. 아암(84)는 개방 위치로 압압된다(즉, 개방 위치에서 전기 접촉 조립체(83)내에 위치하는 1조의 접점은 분리되어 전기 회로를 차단시킨다). 따라서, 공구 (10)의 손잡이(15)를 파지하면, 버튼(82)가 압압되어 접촉 조립체(83)내에 있는 전기 접점을 접속시킨다. 이에 의해 블레이드(51)이 연소실(21)내에 위치하는 전기 팬(22 )가 작동된다. 공구 (15)의 손잡이를 놓게 되면 전류가 차단되기 때문에, 내장된 전기 접촉 조립체(23), 아암(84) 및 버튼(82)는 ″데드멘스 스위치″와 같은 기능을 한다. 공구(10)의 손잡이 (15)를 파지하게 되면 버튼(82)가 압압되기 때문에 전기 팬(22)는 공구내의 다른 어떤 부분보다 먼저 기동된다. 이 같은 작동 상태의 중요성은 공구의 잔여 부품들을 설명하면 보다 명확해질 것이다.

트리거 장치(76)은 손잡이(15)의 하부단에 위치하며, 손잡이(15)의 내측에 고정된 점화 회로(77)에 핀(86)(제7도)에 의해 그 일단부가 피봇 연결된 레버 또는 아암 (85) 및 작은 나사(88) 및 핀(116)에 의해 레버의 자유단에 연결된 트리거 버튼(제3도)을 포함한다. 트리거 버튼(87)은 손잡이(15)의 하부단에 마련된 개구부(79)내에 삽입된다. 트리거 버튼(87)의 상부단은 피봇핀(98)에 의해 연료 분사 장치(78)에 결합된다.

또한 트리거 버튼(87)에는 상부와 하부 부분 사이에 위치하는 U-형의 슬로트형 개구부(90)이 형성되어 있다. 레버(85)는 상승 위치(제2도)와 하강 위치(제1도) 사이를 자유로이 이동할 수 있다. 슬로트형 개구부(90)의 목적은 점화 회로 장치(80)을 설명한 후에 명백하게 될 것이다.

이제 설정된 양의 연료를 연소실내로 유입시키는 역할을 하는 연료 분사 장치 (78)을 설명하겠다. 연료 탱크(17)의 상부단과 하우징(11)의 본체(14)의 상부단 사이의 관계를 나타내는 U-형 상부 브래킷(92)의 평면도를 도시하였다. 밸브 조립체 (97)은 실린더 헤드(25)의 통로(64)와 연결되는 출구노즐(98)을 갖는다. 스프링 (99)는 밸브 조립체(97)을 본체(14)의 상부단으로부터 격설되도록 압압한다. 연료 분사장치(78)은 작동 링크(102)와 캠 작동 장치(103)을 포함한다. 작동 링크(102)는 트리거 버튼(87)의 상부단과, 스프링(99)을 힘을 극복하고 트리거 장치(76)의 이동에 따라 연료 탱크(17)의 상부단을 내측으로 회전시키는데 사용되는 캠작동 장치(103)을 연결시킨다. 작동 링크(102)의 하부단은 피봇 핀(89)에 의해 트리거 버튼(87)에 연결된다. 작동 링크(102)의 상부단의 1조의 평행한 횡간 귀부(104a) 및 (104b)를 지지한다. 귀부들은 다시 두개의 평행한 바퀴(108a)와 (108b)와 축(106)을 지지한다. 양바퀴의 연부들은 상부 브래킷(92)의 만곡부 내부에서 형성되는 캠 작동 표면(110)에 대해 착좌되어 있다(제4a 참조). 축(106)은 연료 탱크(17)의 외부를 지지하는 로울러(107)을 지지한다.

따라서, 트리거 장치(76)에 의해 작동 링크(102)가 위로 압압되면, 바퀴 (108a) 및 (108b)는 캠 작동면(110)을 지나 구동되어 귀부(104a)와 (104b)를 하우징(11)의 본체(14)로 향하여 내측으로 상승시키게 된다. 다시 말하면, 이러한 작동은 압압 스프링(99)의 힘과는 반대방향으로 연료 탱크(17)에 대해 로울러(107)을 구동시키게 된다. 연료 탱크(17) 하부 브래킷(91)에 대해 자유로이 피봇될 수 있기 때문에, 작동 링크(102)의 상승 이동에 의해 측정된 양의 액체 연료를 연소실(21)로 주입시키는 밸브 조립체(97)이 개방되게 된다. 일단 트리거 버튼(87)을 이완시키게 되면, 작동 링크(102)는 자유로이 하강하며, 이에 의해 밸브 조립체(97)을 재고정시키거나 폐쇄하게 된다. 따라서 트리거 장치(76)은 연료를 연소실(21)로 분사시키는 밸브 조립체(97)의 작동을 조절하게 된다.

연소실로 분사된 연료는 압전 점화 회로(77)로부터 전원을 공급받는 스파크 플러그(63)에 의해 점화된다. 제7도에는 점화 회로(77)을 도시하였다. 압전 효과에 의해, 특정 형태의 크리스탈(77a) 및 (77b)가 충돌하거나 압축될 때 그 대향된 면들 사이에는 전압이 발생된다. 여기에서, 레버(85)와 핀(86)에 의해 작동되는 캠작동 장치 (73)은 두개의 크리스탈(77a) 및 (77b)를 충돌시키는데 사용한다. 조정 나사 (73a)를 사용하여 이 조립체에 예부하를 설정한다. 제8도에는 압전 점화 회로(77)과 스파크 플러그(63) 사이에 개략적인 전기 선도를 도시하였다. 전기 회로는 축전기 C 및 정류기 R을 포함한다. 축전기 C는 스파크가 발생될 때까지 에너지를 저장하며, 정류기 R은 트리거를 당길때 스파크를 발생시키고 트리거를 놓으면 스파크를 발생시키지 않도록 한다. 압전 점화 회로(77)은 레버(85)가 트리거 장치(76)에 의해 상승될 때에 해정된다. 점화 회로(77)이 재점화되거나 재가동 되기 전에, 레버(85)는 크리스탈(77a) 및 (77b)를 충돌되도록 힘을 가하는 캠(73)을 압압하도록 하강해야 된다.

아직 설명되지 않은 부품은 하우징(11)의 손잡이 부분(15)와 하우징의 본체 (14)내에 장입되어 있는 전화 회로 쇄정 장치(80)이다. 이 장치는 공구내의 모든 부품이 제위치에 있지 않는한 점화가 되지 못하도록 한다. 제3도는 점화 회로 쇄정 장치 (80)의 주요 부품들의 평면도이다. 점화 회로 쇄정 장치는 1조의 연결핀(114a) 및 (114b)에 의해 연결되는 1조의 링크(112a) 및 (112b)를 포함하는데, 상기 연결핀들은 장력스프링(115)와 피봇판(116)에 의해 트리거 장치(76)에 연결된다. 양 연결 링크(112a) 및 (112b)는 연료 탱크(17)의 양측에 위치한다. 하나의 연결 핀(114a)(이하 ″견인 핀″이라 칭함)는 제2실린더(37)을 Y-형 캐스팅(40)에 연결시키는(제5도) 양 견인 로드(42a) 및 (42b) 사이에 위치한다. 다른 연결핀(114b)(이하 ″쇄정핀″이라 칭함)은 트리거 버튼(87)의 슬로트형 개구부(90)에 삽입된다. 피봇핀(116)은 점화 회로(77)을 작동시키는 레버(85) 및 트리거 버튼(87)에 의해 반송되며 이들을 결합시킨다. 따라서, 외부에서 힘이 가해지지 않는 상태에서, 장력 스프링(115)는 쇄정핀 (114b)를 트리거 버튼(87)의 슬로트형 개구부(90)내에 보유되도록 한다.

견인 핀(114a)의 위치(견인 로드 42a) 및 42b상에서의 쇄정핀에 대한 위치)는 연소실(21)이 대기로 개방되었을 때 트리거 버튼(87)이 상승하는 것을 방지할 수 있도록 선택한다. 제2도는 연소실(21)이 대기와 격리되었을 때의 여러 핀과 링크의 위치를 나타낸다. 따라서, 주 견인 로드(48)이 상승되도록 공구(10)을 가공물상에 위치시키면, 연결 링크(112a) 및 (112b)는 쇄정핀(114b)를 트리거 버튼(87)의 슬로트형 개구부로부터 발출되도록 당기게 된다. 일단 쇄정핀(114b)가 트리거 버튼(87)로부터 발출된 후에는, 트리거 버튼(87)을 압압함으로써 트리거 장치(76)을 상향으로 작동시킬 수 있으며, 이 작동에 의해 압전 점화 회로(77)이 점화되고 연료 분사 장치(78)이 작동되게 된다.

요약하면, 공구 사용자가 공구(10)의 손잡이(15) 부근을 파지하면, 데드멘스 스위치(75)가 해정되어 즉시 전기 팬(22)를 작동시켜 신선한 공기를 연소실(21)내로 유입시킨다. 공구(10)을 가공물상에 위치시킴으로써 주 견인 로드(48)이 상승 되면, 쇄정 장치(76)이 해정된다. 다음에 트리거 버튼(87)을 상승시키면 밸브 조립체(97)이 작동되어 연료를 연소실내에 분사시키는데, 연소실 내에 분사된 연료는 전기 팬(22)에 의해 연소실내로 유입된 신선한 공기와 완전히 혼합된다. 그런 연후에 압전 점화 회로(77)을 해정시켜 스파크 플러그(63)을 사용하여 연소실(21)에 스파크를 발생시켜 연료, 공기 혼합물을 연소시킨다.

[제1도 내지 제8도에 도시한 공구의 작동]

이제까지 공구의 주요 부품들에 대해 상세히 설명하였으므로, 공구의 여러 부품들의 작동 상태를 공구를 작동시키는 대표적인 방법을 중점으로 하여 설명하겠다.

제1도는 참조하여 보면, 공구(10)의 손잡이(15)를 파지하면 데드멘스 스위치 (75)가 항시 작동되어 전기 팬(22)를 시동시키게 된다. 주 견인 로드(48)이 완전히 연장되도록 공구가 가공물상에 위치하면, 제2실린더(37)은 압압 스프링(46)에 의해 그 하강된 위치에 보유된다. 제2실린더(37)이 그 하강된 위치에 있을 때, 연소실(21)은 하우징(11)의 본체(14)내의 슬로트(120a), (120b) 및 (120c)와 상부 개구부(39) 및 하부 개구부(38)을 통하여 대기와 연통된다. 전기 팬(22)가 작동중이므로, 연소실 (21)에 걸쳐 아벽 편차가 발생되어 상부 개구부(39)를 통해 신선한 공기가 유입되고(화살표 202) 하부 개구부(38)을 통해 배출되게 된다(화살표 200). 회전 팬의 블레이드는 연소실(21)내에 와류 상태를 발생시킨다. 선행된 공구의 작동으로 인해 연소실에 남아 있던 연소 가스는 전기 팬(22)의 작동에 의해 연소실로부터 모두 배출된다.

안내 조립체(52)의 저면이 가공물 w와 접촉되도록 공구(10)을 가공물상에 위치시키면, 주 견인 로드(48)은 압압되게 된다(제2도 참조). 이 힘은 압압 스프링(46)의 힘을 극복하며, Y-0형 캐스팅(40)과 이에 연관된 견인 로드(42a), (42b) 및 (42c)를 상승시킨다. 이러한 상승 이동에 의해 제2실린더(37)을 그 하강된 위치에서 상승된 위치로 이동시키게 된다. 일단 제2실린더(37)이 상승 위치로 오게 되면 연소실(21)은 대기와 격리된다.

두개의 견인 로드(42a) 및 (42b)가 상승됨으로 해서 점화 회로 쇄정 장치(80)이 작동되게 된다. 특히 견인 로드(42a) 및 (42b)의 상승 이동에 의해 쇄정 핀(114b)는 트리거 버튼(87)내의 슬로트형 개구부로부터 발출되어진다. 쇄정핀(114b)가 트리거 버튼(87)로부터 발출되면은, 트리거 장치(76)은 작동이 가능하게 된다.

공구(10)의 사용자가 트리거 버튼(87)을 위로 압압하면, 연료 분사장치(78)이 작동된다. 이에 의해 연료 탱크(17)로부터 계량된 양의 연료가 연소실(21)내로 주입되게 된다. 특히, 트리거 버튼(87)을 상승 이동시키게 되면 밸브 조립체(97)이 작동되는데, 이에 의해 실린더 헤드(25)의 내부 통로(64)를 통해 설정된 양의 연료가 연소실내로 주입되어 진다. 전기 팬(22)의 블레이드(51)이 계속 회전하고 있으므로, 연료는 연소실(21)내로 유입되어 있던 공기와 완전히 혼합되어, 급속한 연소를 확실하게 해준다. 트리거 버튼(87)을 계속 상승시키게 되면 압전 점화 회로(77)이 해정되어, 연소실 (21)의 스파크 플러그(63)을 점화시키게 된다.

연료의 공기 혼합물이 폭발되어 급속하게 팽창됨으로써 피스톤(28)의 상부면 (34)에 압력을 가하여 타정구를 하향으로 구동시켜, 체결기(53)을 가공물내로 압입시키게 된다. 부가해서, 피스톤(28)은 구동 행정 중에 피스톤의 하부면(35)와 지지 캐스팅(26)의 내측면으로 경계지워지는 실린더 내의 공기를 압축한다(제2도). 피스톤(28) 하부의 압력이 증가하기 때문에, 주 실린더(12)의 측벽에 있는 배기 밸브(68)은 신속히 개방된다. 배기 밸브가 개방되어 있는 동안에는 피스톤의 하부면(35)에 압력이 형성되지 않는다. 이제 피스톤(28)은 주 실린더(12)의 측벽상에 있는 측면 포트 또는 개구부 (54)를 통과하게 된다(제6도). 피스톤(28)의 하부면과 지지 캐스팅(26)의 내측면으로 경계지워지는 공기가 이제 대기와 격리되기 때문에, 피스톤의 하부면의 압력은 급속히 증가한다. 따라서, 주 실린더(12)의 하부단에 압축실이 형성되게 되어, 피스톤(28)이 지지 캐스팅(26)과 충돌되지 않도록 완충기 역할을 한다.

핀스톤(28)이 주 실린더(12)의 측벽에 있는 포트(54)를 통과하면, 연소 가스는 배기 밸브(68)을 통하여 주 실린더(12)로부터 대기로 자유로이 방출되게 된다(화사표 205). 타정기(10)의 표준형을 연구해 보면 연소실의 가스 온도는 피스톤이 하강하고 팽창된 가스를 둘러싸고 있는 벽의 냉각 효과로 인하여 70/1000초 동안에 대략 1093℃(2000°F)로부터 21℃(70℉)로 급소히 하강한다. 이러한 급격한 온도 강하는 연소실(21)내에 열진공을 형성한다. 연소실내의 압력이 대기압 이하로 하강하면, 배기밸브 (68)은 폐쇄된다.

피스톤(28)의 상부면(34)상의 압력이 하부면(35)의 압력 보다 낮아지면, 피스톤은 즉시 그 귀환 행정을 통하여 상승하게 된다. 초기에는 이 상승 이동은 압축실(제6도)내의 압축된 공기에 의해 유발되지만, 연소실(21)내에 형성된 열진공이 불과수 psia 이기 때문에 대기압에 의해 연속적인 상승 이동이 이루어진다. 대기중으로 개방되는 귀환 밸브(69)를 통하여 부가적인 공기가 피스톤(28)의 하부면으로 공급된다. 피스톤(28)은 실린더의 돌출부(12A)에 접촉될 때까지 계속해서 상승한다. 피스톤은 밀봉 장치(32)와 실린더 벽 사이의 마찰계합과 이에 부가해서 타정구(30)상의 밀봉 장치 (56)(제1도)에 의해 현수된 상태 또는 주 실린더(12)의 상부단에 보유되게 된다.

공구(10)을 가공물로부터 들어 올리면, 주 견인 로드(48)은 압압 스프링(46)에 의해 외측으로 압압된다. 전기 팬(22)가 계속 작동 중이므로, 남아 있는 연소가스는 하부 개구부(38)을 통해 배출되고(화살표 200) 신선한 공기가 상부 개구부(39)를 통해 유입되어(화살표 202), 공구(10)으로 다른 체결기를 가공물에 진입시킬 준비를 하게 된다. 트리거 버튼(87)이 해리되면, 압전 점화 회로(77)은 다음 점화를 위해 재가동되거나 장진된다. 주 견인 로드(48)이 압압 스프링(46)에 의해 하강되면, 점화 회로 쇄정 장치(80)내의 쇄정핀(114B)는 트리거 버튼(87)내의 슬로트형 개구부(90)내로 압입되어진다. 이에 의해 공구(10)이 가공물에 적절히 위치하고 연소실이 대기와 격리될 때까지 트리거 장치(76)이 다음의 작동을 못하게 된다.

[제9도 내지 제12도에 도시한 실시예.]

제9도 내지 12도에 도시한 타정기는 여러가지 면에서 제1도 내지 8도에 도시한 공구와 유사하다. 제1도의 공구와 실질적으로 동일한 제9도의 공구의 부분은 같은 번호로 표시하였으며, 여기에서는 간단하게 언급한다. 그러나 제1도 내지 8도의 공구와 상이한 제9도 내재 12도의 공구의 특징은 상세하게 설명한다.

제9도에 도시한 제 2 실시예인 타정기의 주요 부품은 제1도에 도시한 공구와 매우 유사하며 이는 본체(14)를 포함하는 하우징(11), 본체의 대략 중간에서 외측으로 연장된 파지자재한 연신된 손잡이 부분(15), 및 본체와 손잡이 부분의 하부에서 연장된 기부(13)을 포함한다. 기부(13)에는 타정구(30)의 통로에 횡으로 배열된 못의 열을 보유하는 매거진 조립체(16)이 포함된다. 팬, 피스톤 조립체, 주 밸브 장치 및 바닥 트립 안전 장치를 포함하는 공구의 본체는 본질적으로 제2도 내지 5도에 도시한 공구와 유사하나, 그 차이점을 이후 상술하겠다.

특히, 연소실(21)을 개폐하는 밸브 장치를 구성하는 상부 실린더(37)을 위치시키는 장치는 제1도의 공구와 약간 다르다. 간단히 말하면, 공구를 가공물과 접촉시켰을 때 상승하는 견인 로드(48)은 로드 지지부(214)를 스프링(46)의 힘을 극복하고 상승시킨다. 제10도 및 11도에 도시한 바와 같이, 로드 지지부(214)는 X-형으로 되어 있고 4개의 다리 부분(214A),(214B),(214C) 및(214D)를 포함한다. 견인 로드 (216A), (216B), (216C) 및 (216D)는 4개의 다리 부분에 연결되며, 이들은 제10도에 도시한 바와 같이 실린더(37)의 환형 슬로트(37C)내에 그 상부단들이 위치한다. 견인 로드가 가공물과 계합되면 로드 지지부(214) 및 로드(216A) 내지 (216D)가 상승되어 실린더(37)을 상승시켜, 실린더(37)의 상부 부분(37A)를 0-링(57)과 밀봉 접촉시키고, 실린더(37)의 하부 부분(37B)를 0-링(58)과 밀봉 접촉시켜 연소실을 밀봉하게 된다.

양 실시예 사이의 또 다른 차이점은 제9도의 실시예에서 실린더(37)의 상승 이동이 계량된 양의 연료를 연소실로 유입시키는 작용을 하는 것이다. 이러한 작동은 캡 (260)의 현수된 아암(210)에 실린더(37)이 계합되는 작용에 의해 이루어진다. 캡 (206)의 상승 이동에 의해 피봇핀(208)을 중심으로 캡(206)이 회동되고, 그 결과로써 밸브 조립체(97)이 내측으로 이동하여 계량된 양의 연료가 통로(64)로 유입되어 연소실(21)로 주입되게 된다. 연료 탱크(17)의 반시계 방향 이동은 탄성 패드(201)에 의해 가능하며, 패드(201) 위에서 탱크(17)은 U-형 지지부(204) 내에 착좌된다.

공구의 본체에 위치한 부품들이 제1도의 공구와 다른 점은 피스톤(28)의 상승 이동을 제한하는 스냅 링(238)이 실린더 상부에 마련되고, 밸브(68)의 후면 지지부 역할을 하는, 실린더(12)의 바닥 부분의 슬로트 내에 위치한 제2스냅링(74)가 마련되는 것이다. 부가해서 원통형 마운트(45)내에 스프링(217)이 마련되고, 이 스프링은 로드 지지부(214)와 견인 로드(48) 사이에 위치함으로써, 실린더(37)이 스프링(46)의 작용에 의해 그 하강된 위치에 있는가의 여부와는 관계 없이 공구가 가공물로부터 격설될 때 견인 로드는 항상 그 외측 위치로 이동하게 된다. 양 실시예 사이의 또 다른 차이점은 공구가 가공물에 접촉될 때까지 공구의 점화를 행하는 트리거 장치의 작동을 저지하는 제9도에 도시된 바닥 안전 장치가 마련되는 것이다. 제9도의 공구는 안전 쇄정 장치 (226)을 사용하는데, 이 장치는 공구가 가공물로부터 격설될 때 그의 쇄정 아암(228)이 트리거(218)의 트리거 다리(222)로부터 외측으로 연장된 플랜지(224)와 쇄정아암 (228) 사이의 연결에 의해 트리거(218)의 트리거 작동 운동을 방해할 수 있도록 위치한다. 트리거 쇄정 장치(226)은 비틀림 스프링(232)에 의해 도시된 위치에 유지되며, 비틀림 스프링은 핀(231) 주위에 위치하여 안전 쇄정 장치가 공구 하우징(11)에 연결되도록 한다. 견인 로드(48)의 상승 이동에 의해 쇄정 장치(226)은 트리거(218)과의 계합 상태로부터 이탈되게 된다.

견인 로드(48)은 원통형 마운트(45)를 통해 링(234)와 연결된다. 링(234)는 쇄정 아암(230)과 항상 계합되어 있는 아암(236)을 갖는다. 따라서, 견인 로드(48)이 상승 이동하면, 링 아암(236)은 안전 쇄정 장치(226)을 시계 방향으로 회전시켜 쇄정 아암(228)이 플랜지(224)와의 계합으로부터 이탈되도록 한다. 이제 트리거(218)은 자유로이 이동할 수 있으며 그 상승 이동은 레버(220)을 이동시키게 되는데, 레버 (220)은 압전 점화 회로를 작동시켜 스파크 플러그(63)에 전하를 공급하고 연소실내에 내장된 공기, 연료 혼합물을 점화시킨다.

[제9도 내지 12도에 도시된 공구의 작동]

사용자가 전면에서 손잡이(15)를 파지하면 데드멘스 스위치(75)가 해정되어 전기 팬(22)를 작동시키게 된다. 공구가 가공물과 접촉되면, 주 견인 로드(48)은 스프링(46)의 힘을 극복하고 상승하여 연소실(21)을 밀봉시킨다. 제1도에 도시된 공구의 경우와 같이, 실린더(37)이 상승되기 전에 팬이 작동됨으로써 연소실에 공기 와류를 형성하게 된다.

실린더(37)의 상승 이동은 연소실을 밀봉시키는 작용외에, 통로(64)를 통해 연소실에 계량된 양의 연료를 주입하게 된다. 이는 실린더(37)이 캡(206)의 현수 아암 (210)과 계합되는 결과로써 되어지는데, 현수 아암은 캡(206)을 위로 회전시키고 연료 탱크(17)을 반시계 방향으로 이동시켜 밸브 조립체(97)이 내측으로 작동되도록 하여 계량된 양의 연료가 연소실(21)내로 주입되도록 한다.

견인 로드의 상승 이동은 안전 쇄정 장치(226)을 시계 방향으로 회전시켜 쇄정 장치를 트리거 장치로부터 분리되도록 하여 트리거(218)이 상승 이동할 수 있도록 한다. 트리거(218)의 상승 이동은 연소실(21)내의 스파크 클러그(63)을 점화시키는 압전 점화 회로를 작동시킨다. 다음에 피스톤은 구동되어 못을 가공물에 타정한다. 피스톤의 귀환 행정과 연소 가스의 배출은 제1도의 공구의 작동과 동일하므로 반복해서 설명하지 않는다.

실험에 의하면 약227g(1/2파운드)의 액화 Mapp 가스로 5000개의 체결기를 타정할 수 있었다. 이는 1000개의 체결기를 타정하는데 대략 5센트 정도의 경비가 든 것이다. 이것은 휘발유로 구동되는 공기 압축기를 동력원으로 사용하는 공기 작동 공구의 작동 경비의 거의 절반이 된다. 전 사이클을 통한 효율이 약 5％ 정도지만, 연료와 공기의 혼합물의 연소로 인한 힘은 최대 압력이 6.4kg/㎠(90 psia) 일때 8.89㎝(3.5inch)의 못을 타정하는데 충분하다.

앞에서 언급한 바와 같이, 이러한 획기적인 결과를 부분적으로 그의 블레이들이 연소실내에 위치하여 전 점화 사이클을 통해 가동되는 전기 팬의 새로운 사용에 기인한다. 팬의 작동은 연료와 공기의 적절한 혼합물을 얻게 할 뿐 아니라, 연소 가스의 배출에도 도움을 준다. 도시한 실시예에는 약 600rpm의 속도로 작동되는 직류 모우터를 사용한다. 연소실의 체적은 344.1㎤(21in³)이고 피스톤 하부의 체적은 376.9㎤(23in³)이다. 구동 행정의 길이는 대략 12.7㎝(5in)이고 팬의 직경은 약 6.35㎝(2.5in)이다.

[제1도 내지 8도와 제9도 내지 12도이 실시예에 사용되는 연료 공급장치]

제13도에는 적절한 형태의 계량 밸브(300)을 도시하였다. 밸브(300)은 통로 (304)를 각각 갖는 연료 유입 스템(stem)(302) 및 연료 배출 스템(303)이 마련되는 밸브 본체(301)을 포함한다. 밸브 본체(301)은 원통형 공간(307)내에 착좌되는 부싱 (bushing)(06)을 포함하고, 부싱(306)에는 계량실을 형성하는 원통형 공간(308)이 마련된다.

코일 스프링(310)은 밸브 본체(301)내의 원통형 공간(311)에 장착되어, 스템 (303)의 직경 축소 단부(313)에서 반송되는 스프링 착좌부(312)에 지지된다. 0-링 (314)는 스템 부분(313) 주위에 배설되며, 이는 부심(306)의 플랜지(315)와 가스킷 (gasket)(317) 사이에 여유있게 수납된다. 플러그(318)은 밸브 본체(301)에 나사 결합되어 가요성 가스킷(319)를 지지한다. 플러그(318)은 스템(303)을 그에 대해 축방향 이동을 할 수 있도록 지지한다. 스템(303)에 반경방향으로 연장된 배출구(320)을 마련하여 액체 연료를 분무 상태로 통로(64)내로 분사하여 연소실로 유입되도록 한다.

측정실(308)내에 있는 계량된 양의 연료는 배출구(320)이 가스킷(319) 좌측에 배설되기 때문에 스템(303)이 내측으로 이동할 때 통로(305)와 유에 연통되고, 액화 가스 연료는 통로(305) 및 (64)를 통해 연소실로 유입된다. 제13도에 도시된 바와 같이 스템(303)의 우측으로 편위되면, 스템(303)의 경사부는 스프링(310)의 힘에 의해 0-링(314)로부터 격설되고, 새로 충진될 액체 연료는 스템 부분(313)과 0-링 (314) 사이를 통과하여 격실(308)로 유입된다.

계량 밸브 본체(301)은 연료 용기(303)의 상부단의 출구 통로(331)내에 유입 스템(302)를 삽입함으로써 액화 가스 연료 저장기(330)과 연결된다. 출구 통로(331)은 통상적인 밸브(332)와 연결되는데, 밸브(332)는 본 발명을 구성하지 않는다. 용기( 330)은 적절한 파열 강도를 제공하기 위해 금속으로 성형하며, 용기(330)내에는 상부단(334)가 나사로 되어 있어 그 상부단이 밸브(332)에 나사로 연결되는 십자형의 백(bag)(333)이 지지된다. 백(333)은 수축될 수 있으며, 그 안에는 주어진 양의 연료가 저장된다. 프로판과 같은 적절한 추진제를 백(333)과 용기(330)의 내측벽 사이에 마련하여, 백(333)에 압력을 가하여 액체 연료가 밸브(332)를 통해 배출되게 하고, 연료가 계량 밸브의 유입 통로(304)를 통해 계량 밸브를 유입되도록 한다.

본 발명의 가장 적합한 실시예에서는, 적절한 윤활 매질을 백(333)내의 액체 연료내에 분포되게 혼합시킨다. 윤활 매질은 백(333)내의 액화 가스와 소숫점 이하의 퍼센테이지로 혼합된 윤활 오일과 같은 형태가 사용될 수도 있다. 이러한 윤활 매질은 연소실내의 액체 연료의 점화나 연소실내의 불꽃 전파를 현저하게 감소시키지 않을 뿐 아니라, 작동 부분의 마모를 감소시켜 측정 밸브나 공구의 다른 부분의 사용 수명을 연장시키는 것을 알 수 있었다.

도면과 이제까지의 설명에 의해 본 발명의 공구의 부품은 엄격하게 제작되고 어떤 특별한 문제점도 발생시키지 않는 것을 알 수 있다. 나아가서, 공구의 부품을 조립하는데 직선 방식을 사용함으로써 제작 비용이 절감되고 보수가 용이하다. 공구의 전체 크기와 무게는 통상적인 동력으로 구동되는 타정기와 거의 유사하다. 작동 경비가 적게 들고 신뢰성이 높은 ″코드를 사용하지 않는″ 타정기는 시중에서 환영을 받을 것이다.

앞서의 설명으로 본 발명이 많은 이점과 개선점을 가진 타정기를 제공하는 것을 알았다. 이제까지 본 발명의 특별한 실시예를 참조로 하여 설명하였으나, 여러가지의 변형과, 수정과, 대안이 본 발명에 숙달된 자에 의해 이루어질 수 있다. 따라서 본 발명의 정신과 분야에 포함된 이러한 변형과 수정과 대안은 다음의 특허청구 범위에 포함되는 것으로 본다.

Claims

하우징, 상기 하우징내에 위치한 실린더, 상기 실린더내에 위치하고 구동 위치에서 구동된 위치까지 구동 행정을 통하여 가동되는 피스톤, 상기 피스톤에 부착된 타정구, 상기 타정구에 의해 타정되도록 체결기를 타정 위치로 공급하는 매거진, 상기 하우징내에 형성되고 상기 피스톤이 그중 하나의 벽을 형성하는 연소실, 상기 연소실내에 위치한 팬 및 상기 연소실에 와류를 제공하도록 상기 팬을 작동시키는 제어장치, 상기 연소실로 유입되는 공기와 상기 연소실로부터 연소된 가스를 배출하는 것을 조절하는 주 밸브 장치, 상기 연소실내로 연료를 공급하고 연료를 점화시켜 체결기를 타정하도록 상기 피스톤을 상기 구동 위치에서 상기 구동된 위치로 구동시키는 장치, 및 체결기가 타정된 후에 피스톤을 구동 위치로 귀환시키는 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 타정기.
제1항에 있어서, 하우징이 유입, 유출 포트를 형성하고, 주 밸브 장치는, 연소중에 상기 연소실을 밀봉하기 위해 상기 유입, 유출 포트를 폐쇄하고, 상기 연소실을 배기시키고, 피스톤이 구동 행정이 끝난 후에 상기 피스톤에 귀환시킬 수 있도록 상기 양 포트들을 개방시키는, 활주 자재한 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제2항에 있어서, 타정기가 상기 활주 자재한 실린더에 고정된 바닥 트립 장치를 포함하여, 이에 의해 공구가 체결기를 가공물내로 진입시킬 수 있는 위치에 있지 않는 한 연소실이 폐쇄되지 않는 것을 특징으로 하는 타정기.
제3항에 있어서, 상기 연소실내로 연료를 공급하는 장치가 연료 공급기 및 설정된 양의 연료를 상기 연소실내로 유입시킬 수 있는 연료 계량 밸브를 포함하고, 점화 장치는 상기 연소실내에 위치하는 스파크 플러크를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제1항에 있어서, 상기 밸브 장치의 일부분인 활주 자재한 실린더, 및 활주 실린더를 상기 연소실을 개방 및 폐쇄시키는 위치 사이에서 이동시키는 장치를 포함하고, 연료를 상기 연소실내로 공급하는 장치가 상기 활주 실린더의 이동에 따라 작동되어 연소실내로 설정된 양의 연료를 유입시키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제5항에 있어서, 상기 연소실내로 연료를 공급하는 장치가 상기 하우징내에 장착된 연료 공급기, 및 상기 연료 공급기에 연결된 계량 밸브 장치를 포함하고, 즉정된 양의 연료를 유입시키는 장치가 상기 연료 공급기의 일부분을 감싸고 있고 이와 함께 이동될 수 있도록 제작 및 배설된 피봇식으로 장착된 캡을 포함하고, 상기 캡은 활주 실린더가 상기 연소실을 폐쇄하는 위치로 이동할 때 상기 활주 실린더와 접촉하여 상기 연료 공급기를 이동시키고 상기 개량 밸브 장치를 작동시켜 계량된 양의 연료를 연소실로 유입시키도록 하는 현수부를 형성하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제4항에 있어서, 상기 계량 밸브를 작동시키고, 상기 연소실내의 연료를 점화시키기 위해 고전압을 상기 스파크 플러그에 공급하기 위한 트리거 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제1항 또는 제5항에 있어서, 연소실이 대기에 대해 밀봉될 때까지 상기 연소실내로 연료가 유입되는 것을 방지하고 점화를 방지하기 위한 트리거 쇄정 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제8항에 있어서, 트리거 쇄정 장치가 바닥 트립 장치와 연결되어 있어, 바닥 트립 장치가 계합될 때까지 트리거날 작동될 수 없는 것을 특징으로 하는 타정기.
제3항에 있어서, 상기 바닥 트립 장치의 작동에 응답하는 쇄정 장치, 및 상기 쇄정 장치에 의해 작동 불능 위치에 유지되는 공구의 점화를 조절하는 트리거 장치를 포함하며, 바닥 트립 장치가 작동되면 쇄정 장치가 상기 트리거 장치의 작동을 허용하는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제1항에 있어서, 연료 공급 장치가 상기 하우징에 대해 피봇 자재하게 장착된 가압 연료 공급원, 캠 장치에 의해 작동되고 상기 가압 연료 공급원에 연통된 계량 밸브 장치, 및 상기 캠을 작동시켜 연소실내로 주입되는 연료를 계량하도록 하는 트리거 조절 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 타정기.
제1항에 있어서, 피스톤이 구동행정을 통하여 이동할 때 피스톤 하부의 공기를 배출시키기 위해 상기 실린더의 바닥 위에 위치한 배기 밸브 장치를 포함하고, 상기 배기 밸브의 하부에 있는 실린더의 부분, 상기 피스톤, 및 실린더의 바닥에 인접한 하우징은 밀봉된 압축실을 제공하여, 피스톤과 배기 밸브 장치 하부의 공기를 압축하여 피스톤이 실린더의 바닥에 인접한 하우징과 충돌하는 것을 방지하는 공기 완충기를 형성하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제12항에 있어서, 실린더의 바닥에 인접한 하우징 부분이 피스톤의 구동 행정이 끝나고 연소 가스가 배출되고 피스톤의 상부에 음압이 존재하고 난 후에 피스톤을 구동 위치로 상승시키는 것을 돕기 위해 대기중의 공기를 유입시키기 위해 개방되는 다수의 일방향 체크 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제1항에 있어서, 상기 연소실내에 위치한 스파크 플러그 및 상기 연소실내의 연료 혼합물을 점화시키기 위해 스파크 클러그를 점화시키는 압전 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제14항에 있어서, 상기 타정기를 점화시키기 위해 상기 압전 장치를 작동시키는 트리거 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
손으로 파지할 수 있는 하우징, 상기 하우징내의 실린더, 상기 실린더내에 위치하고 구동행정을 통하여 구동 위치에서 구동된 위치까지 이동하는 피스톤, 상기 하우징에 결합된 체결기 공급 장치, 상기 피스톤에 의해 반송되어 상기 체결기를 가공물내로 일시에 타정하는 장치, 상기 하우징내에 상기 실린더와 연통되는 연소실을 형성하는 장치, 공기 및 연료를 상기 연소실내로 유입시키는 상기 하우징내의 토로, 상기 연소실에 마련되어 연소실에 와류를 제공하는 장치, 와류를 형성하기 위한 상기 장치를 시동시키도록 상기 하우징을 파지할시에 작동되는 제어장치, 상기 연소실내의 연료, 공기의 혼합물을 점화시켜 상기 피스톤을 상기 구동 위치에서 상기 구동된 위치까지 구동시키는 장치, 및 상기 하우징이 가공물과 접촉될 때까지 상기 점화 장치의 시동을 방지하는 장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 휴대용 타정기.
제16항에 있어서, 상기 하우징이 가공물과 접촉하고 있을 때 이에 응답하여 연소실을 밀봉시키는 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
제16항에 있어서, 와류를 발생시키는 상기 장치가 상기 연소실내에 위치한 팬 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정기.
체결기 타정 방법에 있어서, 윤활 매질을 갖는 점화성 연료의 공급원을 제공하는 단계, 계량된 양의 상기 점화성 연료 및 윤활 매질을 연소실로 유입시키는 단계, 구동 부재를 상기 연소실과 연통되고 타정할 체결기와 정렬되도록 위치시키는 단계, 및 상기 연료를 점화시켜 상기 구동 부재를 구동시켜 상기 체결기가 가공물에 타정되도록 하는 단계를 구성되는 것을 특징으로 하는 타정 방법.
제19항에 있어서, 상기 연소실로 상기 연료를 유입시키기 전에 연소실에 와류를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 타정 방법.