專利名稱：以燃氣為動力的射釘槍的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種以燃氣為動力的射釘槍，由點燃燃料/空氣混合物產生的驅動力來驅動一個例如釘子的緊固件到工件中。
背景技術：
號為4,403,722，4,483,280(Re.32，452)，4,483,473和4,483,474的美國專利中都公開了以燃氣為動力的工具。圖1簡要示出的一種以燃氣為動力的傳統射釘槍100的結構，就類似于上述美國專利所公開的結構。該釘槍包括外殼114，該外殼內設置有把柄111，后蓋117，推桿121和儲釘倉113。
外殼114容納有前蓋123、燃燒腔架115、氣缸104和活塞110。上述燃燒腔架115，前蓋123，和活塞110共同限定了一個燃燒腔105。而且，活塞110將氣缸104和燃燒腔架115的內部空間分為一個包含該燃燒腔105在內的上腔S2和下腔S1。該前蓋123和氣缸104固定在外殼114上。燃燒腔架115在外殼114內垂直移動，并由外殼114和氣缸104導向。該燃燒腔115的上端可以坐落于前蓋123內，從而密封燃燒腔105。盡管沒有在圖中示出，該燃燒腔架115通過一個連桿和該推桿121線性相連，以便于該燃燒腔架115和推桿121彼此可以互鎖。
而且，可以設置一個彈簧(圖未示)來向下驅動推桿121。所以由于彈簧的彈力，即使沒有其他力的作用，推桿121和燃燒腔架115也會被向下驅動。此時因為前蓋123和氣缸104固定，在燃燒腔架115頂端和前蓋123之間就有一個入口(圖未示)打開，在氣缸104的外上周部和燃燒腔架115之間也有一個開口(圖未示)打開。盡管在圖中沒有示出，在前蓋123下端和氣缸104上端分別設置有密封件來對該入口和出口進行緊密密封。而且，在外殼114的上端設置有一個進氣通道(圖未示)，在外殼114的下端設置有一個排氣通道(圖未示)。
該外殼114還可以容納一個電機(圖未示)，一個位于前蓋123之上的火花塞109。而且，外殼114上還設置有一個存儲燃料的燃料罐107。燃料罐107上連接有一個突出部分(圖未示)把可燃氣體從燃料罐107供應到該燃燒腔105中。風扇106設置在燃燒腔105內。風扇106與該電機(圖未示)的驅動軸相連并由它帶著轉動。上述火花塞109的電極露在燃燒腔105的外面。在燃燒腔架115的內表面設置有肋124，并徑向向內凸入燃燒腔105。
在該活塞110的外周面設有一個密封環(圖未示)，并可以相對氣缸104滑動。在氣缸104內，活塞110下面設置有一個緩沖器(圖未示)來吸收釘槍操作之后，活塞110多余的能量。而且在氣缸104中還形成有一個排氣孔(圖未示)。在排氣孔的外側設置有一個公知結構的止回閥(圖未示)。一個夯桿116從活塞110向后蓋117延伸來釘入一個射釘。一個扳機開關彈簧112A和該扳機開關112相連，將該扳機開關112推向其斷開(OFF)位置。
該把柄111和外殼114的中部相連。在把柄111上設置有一個扳機開關112。該扳機開關112由一個扳機開關彈簧112A偏壓，以便于驅動扳機開關112朝向其OFF位置運動。若處于燃燒腔105被封閉狀態，則每當扳機開關112被壓下(導通)，該火花塞109就發生一個火花。
該儲釘倉113和后蓋117裝在了外殼114的下端。一個儲釘倉113填裝有釘子(圖未示)。儲釘倉113每次進送給后蓋117一個釘。該后蓋117把儲釘倉進給的釘保持在該夯桿116下面的一個位置上，并當該夯桿116向下撞擊射釘時引導射釘運動進到一個工件W內。
還設置有一個保持該燃燒腔105關閉狀態的裝置200。該裝置200包括一個從扳機開關112引出的扳機開關托架201，一個燃燒腔架115引出的桿202，和一個凸輪203。上述扳機開關托架201具有一個下端，下端上設置有一個樞銷205。凸輪203具有一個和上述樞銷205配合的槽口206。該凸輪203通過一個樞套207，以可擺動方式與外殼114相連接，凸輪203還有一個第一擋面208以可選擇方式與該桿202的下端接觸。上述凸輪203還有一個第二擋面209，用以防止扳機開關112的動作。
當上述燃燒腔架115由于彈簧的偏壓力和前蓋123隔開的時候，該桿202位于該第二擋面209的旁邊，以防止該凸輪203逆時針運動，因此阻止扳機開關112向上運動。當該燃燒腔架115位于前蓋123之內的時候，該桿202離開第二擋面209，從而使得該凸輪203可以進行逆時針運動。在這種狀態下，如果扳機開關112反向于扳機開關彈簧112A的偏壓力而被向上拉(使接通)，該凸輪203便在逆時針方向上運動，這樣該桿202的下端就可以坐落在該第一擋面208上。由于桿202和第一擋面208之間緊靠，所以就阻止該燃燒腔架115的向下運動。
如果上述工具100移開工件W，而且松開了扳機開關112，該凸輪203由于扳機開關彈簧112A的偏壓力就可以順時針擺動，這樣該桿202的下端就滑動過第一擋面208，并定位于第二擋面209的旁邊。
在傳統的以燃氣為動力的射釘槍中，活塞110在燃燒中移動到其下死點，并由于上腔S2和下腔S1之間的壓差返回到初始的上死點。在燃燒之后，上腔S2中產生負壓，這是因為高壓燃燒氣體通過該排氣孔和止回閥排出，燃燒腔105的熱量逐漸被氣缸104和該燃燒腔架115吸收，從而降低了內部氣壓。這種情況通常稱為“熱真空”，在另一方面，大氣壓作用在該下腔S1上。這樣活塞110就朝向上死點運動。如果當活塞到達上死點，釘槍100離開工件W的時候，燃燒腔105就打開，大氣壓進入。燃燒腔105的燃燒氣體就會被排放，從而新鮮空氣由于該風扇106被引入到該燃燒腔105中，繼而就可以進行下一次射釘操作了。
在傳統的以燃氣為動力的射釘槍100中，燃燒腔105直到關掉扳機開關112，才能打開讓大氣壓進入。當釘槍100離開工件W的時候，如果扳機開關112處于ON位置，桿202的下端和第一擋面208相接觸，也就是，沒有松開扳機開關112，桿202和該燃燒腔架115不會向下運動，這樣上述燃燒腔105就處于一個密封位置。所以當通過反復推動和釋放該推桿朝向或離開工件，扳機開關處于導通(ON)位置的時候，即使在工件不同的位置連續的驅動多個釘，傳統的釘槍也不可能完成“連續的射釘操作”。
美國專利No.5,133,329公開了一種應用于以燃氣為動力的射釘槍的點火系統。在所公開的點火系統中，設置有一個觸點開關來檢測釘槍是否和工件相接觸。當扳機開關處于ON狀態時，該觸點開關也處于ON狀態，此時就點燃了燃燒腔中的燃料/空氣。但是如果扳機開關處于ON狀態，而觸點開關處于斷開(OFF)狀態的時候，就會阻止點火燃料/空氣。
根據美國專利No.5,133,329公開的點火系統，就有可能完成一種所謂的“一次射釘操作”，每次推動扳機，然后再松開它，來執行釘驅動操作，但其同樣不可能完成上述的“連續的射釘操作”。
發明內容
根據前述，本發明的一個目的就是提供一種可以完成連續射釘操作的以燃氣為動力的工具。
為了達到上述或其他目的，根據本發明的一個方面，設置有一種以燃氣為動力的工具，用來驅動一個緊固件到工件中，包括一個外殼；一個在外殼下端部支撐的推桿；一個設置在外殼上端部的前蓋；一個固定設置在外殼上并形成有一個排氣孔的氣缸；一個滑動設置在氣缸上并將氣缸分為上下兩腔的活塞；該活塞可以向其上死點和下死點運動。上述工具進一步包括一個設置在外殼內的燃燒腔架，該燃燒腔架可以相對于推桿運動，并和其互鎖，從而接觸或離開該前蓋。當該燃燒腔架和前蓋相接觸的時候，該燃燒腔架，前蓋和活塞可以限定為一個燃燒腔。一個夯桿從活塞引出并延伸到下腔。對應活塞朝向下死點的運動，夯桿執行一個驅動固定件的操作。火花塞暴露在燃燒腔外，用來點燃燃燒腔內的燃料/空氣混合物。當檢測燃燒腔為密閉以及檢測到燃燒腔打開引入大氣壓的時候，一個第一開關導通。當操作者操縱或由操作者關閉的時候，一個第二開關導通。當上述第一和第二開關都導通的時候，可以設置一個控制單元控制火花塞點燃燃料/空氣混合物，而和第一、第二開關導通的次序無關。
根據本發明的另一方面，可以設置一種以燃氣為動力的工具來驅動一個固定件到工件中去，包括如上所述的外殼；推桿；前蓋；氣缸；活塞；燃燒腔架；夯桿；火花塞；第一開關和第二開關。還進一步包括一個延遲裝置用來延遲燃燒腔打開引入大氣壓的時間，直到該活塞從下死點運動返回到其上死點為止。
通過結合有附圖的下列描述，本發明具體的特點、優點以及其他的目的即可明了，其中圖1示出了一種傳統的以燃氣為動力的射釘槍的部分截面圖；圖2A是根據本發明實施例的一種以燃氣為動力的射釘槍的部分截面圖，其中柱塞收回到外殼一側；圖2B是根據本發明實施例的一種以燃氣為動力的射釘槍的部分截面圖，其中推桿被壓低和工件接觸；
圖2C是根據本發明實施例的一種以燃氣為動力的射釘槍的部分截面圖，其中柱塞向內突出；圖3是一種根據本發明實施例以燃氣為動力的射釘槍相結合的電路框圖；圖4所示的是本發明實施例的以燃氣為動力的射釘槍中不同構件操作的時間圖；圖5是根據本發明另一實施例的以燃氣為動力的射釘槍部分的放大截面圖；圖6是根據本發明另一實施例的以燃氣為動力的射釘槍部分的放大截面圖；圖7是根據本發明另一實施例的以燃氣為動力的射釘槍的部分截面圖，其中柱塞向內突出，從而防止該燃燒腔架下降；圖8是一種根據本發明實施例的以燃氣為動力的射釘槍相結合的控制回路框圖；圖9是根據本發明實施例中以燃氣為動力的射釘槍的點火系統框圖；圖10A是說明圖9中所示的微型計算機所執行的單次射釘操作的時間圖；圖10B是說明圖9中所示的微型計算機所執行的連續射釘操作的時間圖；圖11是說明結合到圖9中所示點火系統的微型計算機的操作流程圖。
具體實施例方式
參考圖2A到2C，下面將描述本發明一個優選實施例的以燃氣為動力的射釘槍。在下面描述中，可以認為上述釘槍處于向下射釘的狀態，術語“向上”、“向下”、“上”、“下”、“以上”和“以下”等等，都將當以燃氣為動力的射釘槍處于上述狀態時，使用在整個說明書中來描述不同的構件。
以燃氣為動力的射釘槍1的結構，幾乎和圖1所示的傳統釘槍100相同。釘槍1包括外殼14、前蓋23、燃燒腔架15、肋24、氣缸4、活塞10、夯桿16、把柄11、扳機開關12、儲釘倉13、后蓋17、推桿21、風扇6、電機8、火花塞9和燃料罐7。所有的這些零件都相似于圖1所示傳統釘槍100的零件。該燃燒腔架15，前蓋23，和活塞10一起限定了一個燃燒腔5。而且，活塞10將氣缸4分成下腔S1和一個包含燃燒腔5的上腔S2。燃燒腔架15通過一個連桿(圖未示)和推桿相連，從而形成一種互鎖運動。大氣壓作用在下腔S1上。
一個彈簧(圖未示)設置用來驅動推桿21向下運動。所以如圖2A所示，當沒有力抵消彈簧的作用力時，推桿21和燃燒腔架15向下運動。在這種狀態，在前蓋23和燃燒腔架15之間設置有一個入口通道30，在氣缸4和燃燒腔架15之間設置有一個出口通道25。
在前蓋23上設置有一個環形密封件29，其可以和燃燒腔架15的上部分密封接觸，以便于當推桿21壓在工件W上的時候，封閉該入口通道30。而且在氣缸4的上外周也設置有一個環形密封件28，并和燃燒腔架15的下部分密封接觸，以便于當推桿21壓在工件W上的時候，封閉該出口通道25。在外殼14的上端設置有一個進氣孔(圖未示)，在外殼14的下端也設置有一個排氣孔(圖未示)。
一個噴射口22向燃燒腔5敞開，并和上述罐7中流體流通的相連。在活塞10的外周面上設置有一個密封環10A，以便于可以相對于氣缸4滑動。在氣缸4中，活塞10下面設置有一個緩沖器2，用來吸收活塞10射釘操作之后多余的能量。在氣缸4上還形成有一個排氣孔3，在排氣孔3的外側設置有一個止回閥31。而且在氣缸4的上內周面還嵌入有一個限制彈簧40，使得活塞10可以和限制彈簧40相鄰接，從而防止活塞10在回程中超過運動范圍。在外殼14中，設置有一個例如發光二極管(LED)的顯示裝置75(圖3)，用來可視的顯示釘槍1射釘動作的狀態。
在外殼14的外表面固定一個螺線管51。上述螺線管51具有一個可朝向或離開燃燒腔架15運動的柱塞52，該柱塞并可以和該燃燒腔架15接觸或分離。上述螺線管51可以防止燃燒腔架15離開前蓋23，從而保持上腔S2中的熱真空。
在外殼4內設置有一個觸點開關80(圖3)，來檢測燃燒腔架15在推桿壓在工件W之后，到達上沖程端點位置的定時，從而移動推桿21朝向前蓋23運動。氣缸4還形成有一個排氣孔3和止回閥31，止回閥31可以旋轉運動，從而有選擇的關閉該排氣孔3。
圖3示出了設置在釘槍1上的電路。扳機開關12和觸點開關80都連接到第一或門81的輸入上，上述第一或門81和一個第二或門82相連。第二或門82的輸出上連接有一個風扇驅動電路83，并在該風扇驅動電路83的輸出上依次連接有該電機8。風扇6和電機8的軸相連，風扇6的旋轉可以通過導通扳機開關12或觸點開關80中的至少一個來啟動。
在第一或門81的輸出端和第二或門82的第二輸入端之間連有一個風扇計時器84。該計時器84在扳機開關12和觸點開關80都處于OFF狀態(圖4中T30)時導通。在風扇計時器84處于ON的計時狀態時，經過一個預定的時間，風扇6停止旋轉。顯示電路85和第一或門81的輸出端相連，顯示裝置75和該顯示電路85相連。當扳機開關12和觸點開關80中至少一個導通的時候，該顯示電路85導通。
一個與門86和該扳機開關12和觸點開關80相連，火花塞9通過一個火花塞驅動電路87和該與門86相連。所以火花塞9當觸點開關80和扳機開關12都導通的情況下，才會點火。而和開關導通的先后無關。
螺線管計時器88和該與門86的輸出端相連。該螺線管計時器88只有在該觸點開關80和扳機開關12都導通的情況下導通，并持續一段預定的時間(圖4中從T13到T15，從T23到T25)后斷開。該螺線管51通過一個螺線管驅動電路89連接到該螺線管計時器88上。上述螺線管51在該螺線管計時器88導通的狀態下被激勵。
下面將描述釘槍1的操作過程。圖2A示出了在射釘操作之前，帶有處于最低位置的燃燒腔架15的以燃氣為動力的射釘槍1。激勵螺線管51可以使得柱塞52處于一個收回的位置，處于該位置時，燃燒腔架15并不由該柱塞52所支撐。圖2B示出了帶有處于最高位置的燃燒腔架15的以燃氣為動力的射釘槍1。解除激勵螺線管51，而且很快激勵螺線管51，就會使得柱塞52向內突出從而支撐該燃燒腔架15。圖2C示出了處于下一次驅動位置的以燃氣為動力的射釘槍1，其中燃燒腔架15處于最高位置。除了圖2A中的情況，在圖2C中，螺線管51被激勵，這樣上述柱塞52向內突出來支撐該燃燒腔架15。
當上述釘槍1如圖2A所示，該燃燒腔架15處于其最低位置，以便于該入口30在該燃燒腔架15和前蓋23之間打開，出口25在該燃燒腔架15和氣缸4之間打開。在射釘操作開始之前，活塞10同樣處于其上死點位置。
為了準備向工件W中射釘，用戶會握住把柄11，下壓推桿21和工件W相抵。這樣推桿21上升，以抵消彈簧的作用力，上述和推桿21相連的燃燒腔架15就會向上運動。該燃燒腔架15向上運動，該出口25和入口30都關閉，并通過密封環29和28來密封該燃燒腔5。而且觸點開關80當檢測到該燃燒腔5密封的時候導通。和上述觸點開關80計時同步，風扇6開始旋轉。
由于上述燃燒腔架15向上運動，燃料罐7被下壓，從而供應可燃性氣體到噴射口22，該噴射口將可燃性氣體噴射到該燃燒腔5中。由于封閉燃燒腔5中風扇6的旋轉和突出到燃燒腔5中肋24的干擾，該燃燒腔5中噴射的可燃性氣體和空氣被攪動并混合在一起。
接著，用戶拉動把柄11上的扳機12，在火花塞9處產生一個火花。上述火花點燃并使燃燒腔5內的該燃料/氣體混合物爆炸。該氣體/燃料混合物的燃燒、爆炸和膨脹向下驅動活塞10和夯桿16，遂把設置在后蓋17內的釘射釘進工件W中。
在活塞10向其下死點的運動過程中，活塞10經過排氣孔3，以便于該上腔S2內的燃燒氣體通過排氣孔3和止回閥31排放到氣缸4外，直到上腔S2中的氣壓達到大氣壓為止，排氣孔3上的止回閥31才關閉。最后活塞10向緩沖器2撞擊，因此撞在緩沖器2上。
在此過程中，氣缸4內表面和上述燃燒腔架15的內表面吸收燃燒氣體的熱量，使得燃燒氣體快速的冷卻和收縮。所以，在止回閥31關閉之后，上腔S2中的壓力降低的大氣壓以下。這就是所謂的熱真空。這種熱真空將該活塞10拉回上死點，這是由于上腔S2和下腔S1之間的壓差造成的。螺線管51的柱塞52拉出來和該燃燒腔架15接觸，從而使得該燃燒腔架15處于密封位置，繼而保持了上腔S2中的熱真空，直到活塞返回到初始的上死點。
在向工件W射釘之后，用戶松開扳機開關12并向上提升釘槍1，離開工件W。當推桿21分離工件W的時候，彈簧(圖未示)作用推桿21和該燃燒腔架15，返回到如圖2A所示的位置上。即使在扳機開關12松開斷開之后，風扇6繼續旋轉一個固定的時間，吹散燃燒腔5中的燃燒氣體。也就是在圖2A所示的情況下，入口30和出口25分別在燃燒腔架15的上面和下面打開。燃燒腔5中的可燃氣體由于風扇6旋轉產生的氣流吹散。該氣流通過進氣口(圖未示)吸入新空氣，并將燃燒過的氣體從排氣孔(圖未示)排出。在排汽之后，風扇就停轉了。
下面參考圖2A-2C，3和4來描述連續的射釘操作。為了連續的執行射釘操作，如圖2A所示，當扳機開關12在時刻T10導通的時候，風扇6開始旋轉。當該推桿21作用在工件W上的時候，該燃燒腔架15向上運動，從而如圖2B密封燃燒腔5。結果觸點開關80在時刻T13的時候導通。接著，火花就點火和引爆燃燒腔5中的燃料/混合氣體。上述空氣、燃料混合氣體的燃燒、爆炸和膨脹就驅動活塞10和夯桿16向下運動，從而將后蓋17中設置的釘射釘到該工件W中。
在時刻T13，當上述火花點燃和爆炸燃燒腔5中的燃料和空氣的混合氣體，該螺線管51通過螺線管驅動電路89充電一段預定的時間(從圖4中的T13到T15和從T23到T25)。該時間段由該螺線管計時器88測定。在這段時間內，該柱塞52向內突出到該燃燒腔架15中，該燃燒腔架15保持在其上死點。
為了將釘射到工件不同的地方，釘槍1離開工件W。通過上述柱塞52向內突出，從而保持燃燒腔架15，由于彈簧的偏壓力，后者不會向下運動，但可以如圖2C所示，用來密封燃燒腔5。
當燃燒腔5保持其密封狀態，該熱真空將該活塞10拖回其上死點。上述螺線管計時器88導通的預定時間，設定得稍為大于上述活塞10返回上死點的時間。一般說來，盡管該預定時間的差異取決于釘槍1的動力，但該螺線管88導通的預定時間設置一般為大約100毫秒。
根據螺線管計時器88測定的該預定時間，解除激勵螺線管51。這樣，該柱塞52收回，離開該燃燒腔架15。所以該燃燒腔架15和推桿21由于彈簧的偏壓力向下運動，該燃燒腔5就引入大氣壓。該可燃氣體就被排出燃燒腔5，新空氣被風扇6引入。
如上所述，當上述燃燒腔5引入大氣壓的時候，相對該活塞返回其上死點的時間(T14和T24)，螺線管51延遲上述時間(T15和T25)，從而保證熱真空使得活塞10返回其上死點。
因為上述燃燒腔5引入大氣壓的時刻由于該螺線管51延遲，所以即使扳機開關12在早于該時間的時刻松開，也可以更可靠的完成單次射釘操作。但是如果沒有設置螺線管51、并且因為較早松開扳機開關12使該燃燒腔5與大氣連通的話，上腔S2的內壓就會在活塞10到達其上死點之前與下腔S1的內壓平衡。這樣如果活塞處于上死點以下，就不會再進行隨后的射釘操作。
圖5-8示出了延遲燃燒腔5引入大氣壓的另一個實施例。如圖5和6所示，該實例并不使用如圖2A-2C中的螺線管51和柱塞52，而是使用其他的測定機構。圖7中的實例是圖2A-2C中實施例的一種變化形式。
圖5和6是示出了當上述燃燒腔架15處于上死點時，氣缸4和環形密封件28的部分截面圖。在圖5所示的實例中，該燃燒腔架15具有一個沿著該環形密封件滑動的內壁。該燃燒腔架15的內壁形成有一個上升部55，干擾并延遲了該燃燒腔架15的向下運動。
在圖6所示的實例中，該燃燒腔架15具有一個形成有槽60的外壁，外殼14設置有一個配合件61可以和該槽60接觸或分離。該配合件61由于一個彈性件62的作用朝向該燃燒腔架15運動。外殼14的配合件61和形成在該燃燒腔架15外壁上的槽60配合，干擾和延遲了該燃燒腔架15的向下運動。
在圖7所示的實例中，在靠近活塞10上死點的位置設置有一個活塞檢測器70。該活塞檢測器70可以檢測活塞10是否返回其上死點，并輸出一個檢測信號。該螺線管51就對應這個檢測信號進行消除激勵。
圖8是實施圖7中實例的電路。圖8中的電路結構類似于圖4中的電路結構，但區別在于設置了一個活塞檢測器70，一個和上述活塞檢測器70輸出相連的反相器71，以及一個具有第一輸入和第二輸入的與門72。上述第一輸入和反相器71的輸出相連，第二輸入和上述與門86的輸出相連。上述與門72的輸出和上述螺線管驅動電路89相連，螺線管51連接到上述螺線管驅動電路的輸出上。
在操作中，當扳機開關12和觸點開關80都導通的情況下，與門86才啟動，在這種條件下，當活塞檢測器70沒有檢測到活塞的時候，也就是當活塞10還沒有到達上死點的時候，活塞檢測器70的輸出通過該反相器71反相，和該與門72的第一輸入相連。所以與門72啟動，從而驅動該螺線管驅動電路89給螺線管51充能。通過這種方式，當活塞10還沒有達到上死點時，螺線管51充能并使柱塞52向內突出。這樣燃燒腔架15由柱塞52所支撐，以便于不會從其最高位置降低。另一方面，當扳機開關12和觸點開關80都導通的時候，活塞檢測器70檢測到活塞10，遂解除激勵螺線管51，以便于燃燒腔架15不再由柱塞52支撐。
上述活塞檢測器70可以光、磁或超聲波檢測上述活塞10是否到達。而且可以用一個加速度傳感器作為該位置檢測器70。這樣當上述加速度傳感器70檢測到上述活塞10返回上死點和限制彈簧40相接觸所產生的振動時，上述螺線管驅動電路89被激勵。
接著參考圖9，將描述一種根據本發明實施例的點火系統。該點火系統包括一個點火電路300、一個控制電路400、一個風扇控制電路500、一個觸點開關80、一個扳機開關12。
上述點火電路300包括一個蓄電池301、一個第一升壓電路310、一個電容315、一個半導體閘流管314和一個二級高壓變壓器。盡管沒有在圖中示出，也可以設置有一個三端穩壓器和該蓄電池301相連，從而產生一個直流電供給上述控制電路400、風扇電路500和設置在控制電路400中的顯示電路85。上述升壓電路310包括一個具有初級繞組的變壓器306，上述初級繞組和一個開關用晶體管305相連。振蕩電路302包括和該開關用晶體管305相連的一個定時器IC303，以便于該開關用晶體管305對應于振蕩電路302的輸出脈沖來執行一個切換動作。
該二極管307，半導體閘流管314和電容315都連在變壓器306次級繞組和高壓變壓器316的初級繞組之間。該火花塞9連在變壓器316的次級繞組上。
上述控制電路400包括一個微型計算機408，一個比較器416，和顯示電路85。該比較器用來比較電容315的電壓是否超過預定的電壓，該顯示電路可以通過視頻和音頻來提醒操作者釘槍所處的狀態。
該扳機開關12和觸點開關80都通過上拉電阻401和402分別連接到控制電路400的電壓線上。這些開關12和80同樣連在微型計算機408的輸入端口上。該微型計算機的輸出端口和該顯示電路85、振蕩電路302、半導體閘流管314以及風扇控制電路500相連。該顯示電路85包括蜂鳴器75a，和發光二極管(LED)75b和75c。
該風扇控制電路500用來控制攪動燃燒腔5內可燃氣體用的風扇6。該風扇控制電路500包括一個具有門電路的場效應晶體管503，該門電路和微型計算機408的輸出端口相連。
在操作過程中，該第一升壓電路310產生的電壓施加在電容315上，電容315不斷積聚電荷。比較器416將電容315的電壓和預定電壓相比較，并向該微型計算機408輸出比較的結果。當該微型計算機408得知電容315的電壓超過了預定的電壓，它就會輸出一個信號，激活晶體管413，使其導電，從而觸發半導體閘流管314，并使其導電。電容315中的電荷通過該高壓變壓器316的初級繞組快速釋放，這就在變壓器316的次級繞組處產生一個高電壓。所以火花塞9產生火花，并點燃燃燒腔5中的可燃氣體。
參考圖10A和10B所示的時間圖和圖11所示的流程圖，下面將描述如圖9所示點火系統的軟件控制。在圖10A和10B所示的時間圖中，Td0表示振蕩電路302的一個驅動周期；Td1表示由延遲計時器測定的時間；Td2表示由連續射釘計時器測定的時間；Td3表示由風扇計時器測定的時間。應該注意所有的這些計時器都是由一個具有時間測定功能的該微型計算機408來完成。
在圖11的流程圖中，當點火系統供能，通過重新設定微型計算機408(S100)來執行初始的設置，在這種條件下，該風扇計時器處于計數的條件，也就是該風扇計數器設置在開始計時的條件，這樣可以防止風扇6突然旋轉。該計時器設置在零位。在S102，確定該觸點開關80是否導通。如果該觸點開關80還沒有導通(S102NO)，接著確定該扳機開關12是否導通(S104)。如果扳機開關12還沒有導通(S104NO)，也就是當觸點開關80和扳機開關12都沒有導通的時候，該顯示電路85斷開(S108)。
此后，該路線返回S102。基于在S108和S110中風扇6和風扇計時器的檢測操作。尤其是在該顯示電路85斷開之后，確定風扇是否被驅動(S110)。當該風扇6被驅動(S110YES)。就可以進一步確定該風扇計時器是否啟動(S112)。如果上述風扇計時器還沒有啟動(S112NO)，就啟動風扇計時器(S114)。當確定風扇計時器如果已經啟動(S112，S114YES)，確定風扇計時器是否開始計數(S116)。也就是當上述風扇計時器開始測定上Td3時間，風扇6斷開(S118)，然后路線返回到S102。如果風扇計時器還沒有測定該Td3時間(S116NO)，該路線返回到S102，并重復S104、S108、S110、S112和S116的過程，直到測定時間Td3。
下面將進一步參考圖10A的時間圖，描述單次射釘操作。
當S102中的判斷表示觸點開關80在時間A10導通(S102YES)，啟動該延遲計時器測定時間Td1(S120，S122)。一啟動該延遲計時器，就開始驅動該顯示電路85和風扇6(S124)。該延遲計時器測定時間Td1可以為風扇6混合燃燒腔5內的空氣和氣體混合物提供必要的時間。該時間Td1可以設定為例如50到100毫秒。
當觸點開關80導通以后(S126YES)，扳機開關12在時間A12導通時，如果延遲計時器開始計數(S128)，該振蕩電路302(S132)啟動，通常，該延遲計時器測定時間Td1將會在該扳機開關12導通之前結束，這是因為相對于觸點開關80在時間A10導通時到扳機12在時間A12導通之間的時間段，時間Td1非常短。
因為還沒有啟動該連續射釘計時器(S129)，僅在該扳機開關12導通之后，在時間A14啟動該振蕩電路。這樣該變壓器306次級繞組產生的電壓就施加在該電容315上。電阻419和421檢測電容315上的電壓，并和比較器416中的預定電壓相比較，當比較器416向微型計算機408輸出一個信號，表示電容315上的電壓超過預定的電壓(S134YES)，振蕩電路302就停止了。同時，半導體閘流管114被激發(S136)。這樣火花塞9就產生一個火花，點燃可燃氣體。
點火之后，該連續射釘計時器開始測定時間TD2(S138)，路線返回S102，并重復S120、S122、S124、S126和S128的過程。由于連續射釘計時器已經啟動(S129YES)，可以確定該連續射釘計時器是否處于計時狀態(S130)。當該連續射釘計時器測定時間Td2后(S130YES)，啟動該振蕩電路302。不同的是，在該連續射釘計時器沒有測定時間Td2之前，該振動電路302不會啟動。這就意味著至少可以在該連續射釘計時器測定時間Td2的過程中防止可燃氣體被點燃。
下面將參考圖10B的時間圖和圖11的流程圖描述連續射釘操作。
當扳機開關12在時刻B10導通的時候(S104)，該顯示電路85和風扇6都啟動(S106)。當釘槍1和工件W相鄰的時候，觸點開關80在時刻B12導通(S102)，該顯示計時器開始測定時間Td1(S122)。當上述顯示計時器在時刻B14測定完時間Td1(S128)，在時刻B16啟動該振蕩電路302(S132)。當電容315上的電壓超過預定的電壓(S134YES)，半導體閘流管314導通(S136)，點燃可燃氣體。這是因為延遲計時器測定時間Td1延遲了點燃時間，在觸點開關80導通后噴射的燃料在點燃之前和空氣混合。
點火的同時，上述連續射釘計時器開始測定時間Td2(S138)。當釘槍1離開工件W的時候，觸點開關80斷開。這都在時刻B18處發生。當操作者再次將釘槍1和工件W相接觸，在工件W的另一個位置進行下一次射釘操作。觸點開關80在時刻B20再次導通(S102)，同時，上述延遲計時器開始測定時間Td1(S122)，即使該延遲計時器測定完時間Td1，如果該連續射釘計時器還沒有測定時間Td2，也不會啟動該振蕩電路302。當該連續射釘計時器在時刻B24測定完成時間Td2(S130YES)，振蕩電路302在時刻B26導通(S132)。當電容315上的電壓超過預定的電壓(S134YES)，半導體閘流管314導通，火花塞9產生火花，點燃燃燒腔5中的可燃氣體。
必須保證時間Td2，以便于能夠確保活塞10向下運動到下死點，然后向上運動到上死點，而且還可以保證燃燒腔中的排放氣體排出，新鮮空氣進來。如果在時間Td2結束之前點火，該點火過程就會發生故障。
通常，由延遲計時器測定的時間Td1設定為10到50毫秒，由連續射釘計時器測定的時間Td2設定為10到300毫秒，由風扇計時器測定的時間Td3設定為5到15秒。應該注意的是上述時間僅僅是本發明的一個實例，而并不是一種限制數值。
以上參照具體的實施例詳細描述了本發明，本領域普通技術人員知道，在不偏離本發明的精神范圍內、任何變化和修改都是允許的。
例如，在實施例中使用了微型計算機。但是也可以用數字電路代替該微型計算機。在該點火系統中，當電容315上的電壓超過一個預定的電壓時，產生火花。該可以修改為在一個預定的和電容充電時間相同的時間結束后，該電容放電從而產生火花。
權利要求
1.一種以燃氣為動力的工具，用來釘入一個緊固件到工件中，包括一個外殼，它具有上端部、下端部、內表面和外表面；一個形成在外殼下端部的推桿；設置在該外殼上端部的一個前蓋；固定設置在外殼上并作有排氣孔的一個氣缸；滑動設置在氣缸上并將氣缸分為上下兩腔的一個活塞，該活塞可以向其上死點和下死點運動；一個設置在外殼內的燃燒腔架，該燃燒腔架可以相對于推桿運動，并與之互鎖，從而接觸或離開該前蓋，當該燃燒腔架和前蓋相接觸的時候，該燃燒腔架，前蓋和活塞則限定了該燃燒腔；一個夯桿，它從活塞引出并延伸到下腔，對應活塞朝向下死點的運動，夯桿執行一個釘入固定件的操作；暴露于燃燒腔的一個火花塞，用以點燃燃燒腔內的燃料/空氣混合物；一個第一開關，當檢測到燃燒腔被隔絕密封時它被導通，而當檢測到燃燒腔聯通大氣時它被斷開；一個第二開關，當操作者使用時它被導通，而結束使用時它被斷開；和一個控制單元，它在該第一和第二開關都導通的時候控制火花塞點燃燃料/空氣混合物，而不管該第一、第二開關被導通的次序先后。
2.如權利要求1所述的以燃氣為動力的工具，還包括在該燃燒腔中設置的一個可旋轉的風扇，其特征在于其中在該第一和第二開關中的至少一個被導通時，該風扇被導通旋轉。
3.如權利要求1所述的以燃氣為動力的工具，還包括一個氣體燃料引入裝置，在該第一和第二開關、其中之一被導通的同時，它將氣體燃料引入到燃燒腔，其特征為其中由該火花塞的火花產生被延遲一個第一預定時間段，而該第一預定時間段是從該第一和第二開關中之一被導通時開始定時的。
4.如權利要求3所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，在產生火花之后，在一個預定的第二時間段內防止再產生火花。
5.如權利要求1所述的以燃氣為動力的工具，還包括提示操作者可以進行驅動固定件操作的一個警報機構，當該第一和第二開關之一導通的時候，該警報機構從外殼上至少兩個不同的位置向操作者發送以可視方式的信號。
6.如權利要求1所述的以燃氣為動力的工具，還包括一個警報機構，它向操作者發送音頻信號，提醒操作者可以進行驅動固定件操作。
7.一種以燃氣為動力的工具，用來釘入一個緊固件到工件中，包括一個外殼，它具有上端部、下端部、內表面和外表面；一個形成在外殼下端部的推桿；設置在該外殼上端部的一個前蓋；固定設置在外殼上并作有排氣孔的一個氣缸；滑動設置在氣缸上并將氣缸分為上下兩腔的一個活塞，該活塞可以向其上死點和下死點運動；一個設置在外殼內的燃燒腔架，該燃燒腔架可以相對于推桿運動，并與之互鎖，從而接觸或離開該前蓋，當該燃燒腔架和前蓋相接觸的時候，該燃燒腔架，前蓋和活塞則限定了該燃燒腔；一個夯桿，它從活塞引出并延伸到下腔，對應活塞朝向下死點的運動，夯桿執行一個釘入固定件的操作；暴露于燃燒腔的一個火花塞，用以點燃燃燒腔內的燃料/空氣混合物；一個第一開關，當檢測到燃燒腔被隔絕密封時它被導通，而當檢測到燃燒腔聯通大氣時它被斷開；一個第二開關，當操作者使用時它被導通，而結束使用時它被斷開；和一個延遲裝置，用來延遲燃燒腔打開以連通大氣的時間，直到該活塞從下死點運動返回到其上死點為止。
8.如權利要求7所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該延遲裝置包括一個支撐件，使得該燃燒腔架處于一個使該燃燒腔受隔絕密封的位置。
9.如權利要求8所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該支撐件包括一個螺線管和一個柱塞，其中該柱塞和燃燒腔架接觸還是分開取決于該螺線管是受激，還是被去激。
10.如權利要求8所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該支撐件包括一個螺線管、一個柱塞和一個計時器，其中該計時器測定一個預定的時間段，在該時間段內，該螺線管被激勵，當該螺線管被激勵時，該柱塞和該燃燒腔架相接觸。
11.如權利要求8所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該支撐件包括一個和該燃燒腔架內形成的槽相接觸的配合件，以及一個驅動該配合件朝向該槽運動的彈性件。
12.如權利要求8所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該支撐件包括一個設置在氣缸上的密封件，該密封件和該燃燒腔架滑動接觸。
13.如權利要求7所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該延遲裝置包括一個活塞檢測器，來檢測活塞是否返回到其上死點，并當該活塞檢測器檢測到活塞已經返回其上死點的時候，產生一個檢測信號；當該第一和第二開關都導通的時候，如果活塞檢測器沒有產生該檢測信號，該螺線管受到激勵，如果該活塞檢測器產生該檢測信號，該螺線管解除激勵；當該螺線管受到激勵的時候，柱塞移動到一個第一位置，當螺線管解除激勵的時候，移動到一個第二位置，其中當柱塞處于該第一位置的時候，柱塞和燃燒腔架相配合，當柱塞處于第二位置的時候，柱塞離開該燃燒腔架。
14.如權利要求13所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該活塞檢測器可以光學方式檢測該活塞已返回其上死點。
15.如權利要求13所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該活塞檢測器可以磁方式檢測該活塞已返回其上死點。
16.如權利要求13所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該活塞檢測器可以超聲波方式檢測該活塞已返回其上死點。
17.如權利要求13所述的以燃氣為動力的工具，其特征在于，該活塞檢測器包括一個振動加速度傳感器，它用來檢測活塞已返回到其上死點時所產生的振動加速度。
全文摘要
以燃氣為動力的射釘槍，當觸點開關和扳機開關都導通時，可向工件射釘。推桿接觸到工件時，該觸點開關導通。當觸點開關和扳機開關都導通的時候，就可以點燃燃料腔內的燃料/空氣混合物，而和觸點開關與扳機開關導通的次序無關。當扳機導通時候就能進行“連續的射釘操作”，通過反復的推動或釋放推桿朝向或離開工件，就可以連續的驅動多個釘到工件的不同位置。
文檔編號B25C1/00GK1494989SQ0313276
公開日2004年5月12日 申請日期2003年8月9日 優先權日2002年8月9日
發明者島敏洋, 大森康希, 希 申請人:日立工機株式會社