JP2000225429A - キャップをボトル又はバイアルに固定するための動力式クリンプ工具 - Google Patents

キャップをボトル又はバイアルに固定するための動力式クリンプ工具

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JP2000225429A JP2000024851A JP2000024851A JP2000225429A JP 2000225429 A JP2000225429 A JP 2000225429A JP 2000024851 A JP2000024851 A JP 2000024851A JP 2000024851 A JP2000024851 A JP 2000024851A JP 2000225429 A JP2000225429 A JP 2000225429A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャップをボトル又はバイアルに固定するの
に使用される動力式クリンプ工具を提供する。 【解決手段】 本動力式工具は、使用者が握ってクリン
プ作用を賦勢する垂直ハウジングを有する。クリンプ作
用は、モータでプランジャーを下方に移動させることに
よって複数のジョーの初期閉鎖を行い、下方に移動させ
続けることによってプランジャーをジョーと協働させて
キャップをボトル又はバイアルに固定することによって
行われる。クリンプサイクルの開始点即ちプランジャー
上限並びにクリンプサイクルの完了点即ちプランジャー
の下限を調節するための手段が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャップをボトル
又はバイアルに固定するのに使用される動力式クリンプ
(crimp)工具、即ち把持工具に関する。この動力
式工具は、使用者が保持するハウジングを有し、このハ
ウジングには使用者がクリンプ作用を制御するためのス
イッチが設けられている。クリンプ作用は、モータでプ
ランジャーを下方に移動させることにより複数のジョー
の初期閉鎖を行い、下方に移動させ続けることによって
ジョーと協働させ、キャップをボトル又はバイアルに固
定することによって行われる。クリンプサイクルの開始
点即ちプランジャーの上限並びにクリンプサイクルの完
了点即ちプランジャーの下限を調節するための手段が設
けられている。
【0002】
【従来の技術】液体試料又は他の実験室の材料を収容す
るためのボトル又はバイアルには、ボトル又はバイアル
をシールするためにキャップがクリンプ止めされるリッ
プが開口部に設けられているものがある。一般的には、
例えば、キャップはアルミニウム製又は鋼製であり、試
料の直径は約8mm乃至約22mm、又はそれ以上であ
る。
【0003】代表的には、キャップは、ボトルのリップ
に嵌着した後にこのリップの下にクリンプ止めされる円
筒形部分を有し、キャップの頂部には円形の開口部が設
けられており、キャップの内側にはゴム製の円形部分が
キャップと隣接して設けられており、円形のテフロン製
部分がボトルと隣接しているが、多くの変更が知られて
いる。使用に当たっては、試料をボトル又はバイアル内
に置き、キャップを置く。次いで、クリンプ工具を使用
してキャップをボトルにクリンプ止めする。試料の一部
を取り出そうとする場合には、ゴム製の円形部分及びテ
フロン製の円形部分を通して注射器を挿入し、所望量の
試料を取り出す。
【0004】本出願人トーマスに賦与された米国特許第
5,579,626号は、キャップをボトル又はバイア
ルに固定するための手動式クリンプ工具を教示する。同
特許に触れたことにより、その特許に開示されている内
容は本明細書中に組入れたものとする。この発明には、
本発明と同様に垂直方向下方へのクリンプ移動を行うジ
ョー70及び手動式プランジャー50を使用することが
教示されているが、クリンプサイクル用の調節手段は設
けられていない。上記参考文献には、ハウジングを水平
方向に移動させることによってプランジャーを垂直方向
に移動させることが教示されている。
【0005】ケッブマンに賦与された米国特許第4,9
87,722号は、一対の水平方向クリンプハンドルを
持つ手持ち式ボトルキャップクリンパーを教示する。ク
リンプハンドルは、一つの上固定ハンドル及び単一の枢
動点を中心として移動してクリンパーを移動する一つの
下レバーハンドルを含み、枢動点は、ジョーとハンドル
との間にあり、その結果、工具はシーソーのように機能
する。
【0006】ベスゲ等に賦与された米国特許第4,74
5,729号は、ねじキャップに装着するのに使用され
る容器閉鎖装置を教示する。ケッブマンに賦与された米
国特許第3,998,032号は、一対の水平クリンプ
ハンドルを持つ手持ち式ボトルキャップクリンパーを教
示する。クリンプハンドルは、一方が下固定ハンドルで
あり、一方が単一の枢動点を中心として移動してクリン
パーを移動する上レバーハンドルであり、ジョーは、枢
動点とハンドルとの間に設けられている。
【0007】コール等に賦与された米国特許第3,33
2,211号は、キャップ装着装置を教示する。デムラ
ーに賦与された米国特許第3,217,519号は、同
軸クリンプ工具を教示する。マーシュ等に賦与された米
国特許第2,415,896号は、キャップ装着器具を
教示する。
【0008】ケントに賦与された米国特許第5,32
7,697号は、ボトルキャッパー用チャックを教示す
る。ベックマン等に賦与された米国特許第3,771,
284号は、キャップ装着装置を教示する。最後に、ア
ムツバーグ等に賦与された米国特許第3,747,44
1号は、複合ナット作動クリンプ機構を持つ空気圧式工
具を教示する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、キャップを
ボトル又はバイアルに固定するのに使用される動力式ク
リンプ工具に関する。この動力式工具は、クリンプ作用
を行うときに使用者が保持する垂直ハウジング部分を有
する。クリンプ作用は、モータでプランジャーを下方に
移動させることにより複数のジョーの初期閉鎖を行い、
下方に移動させ続けることによってジョーと協働させ、
キャップをボトル又はバイアルに固定することによって
行われる。クリンプサイクルの開始点即ちプランジャー
の上限並びにクリンプサイクルの完了点即ちプランジャ
ーの下限を調節するための手段が設けられている。
【0010】
【課題を解決するための手段】更に詳細には、本発明
は、電池作動式モータを収容したハウジングを有する。
減速比が約64対1の減速システムにより、プランジャ
ー親ねじをモータ速度の約1/64の速度で回転させ
る。プランジャー親ねじは、ねじ山を備えた駆動シャフ
トを有し、このシャフトは、ねじ山を備えたプランジャ
ー駆動チャンネルに螺着する。プランジャー親ねじのね
じ山を備えた駆動シャフトを回転させることによって、
プランジャーを垂直方向に移動させる。挿入体の六角形
プランジャーチャンネル内での垂直方向移動はプランジ
ャー六角形案内部材によって制限される。プランジャー
がその上限に向かって移動するとき、動力クリンプ工具
は「ジョー開放」位置にあり、これによってジョーの一
部がプランジャーの砂時計形部分に嵌着し、ジョーを開
くことができる。プランジャーが下方に移動するとき、
ジョーが閉じ、次いで、プランジャーが下方に移動し続
けるに従って、プランジャーとジョーとの協働によりキ
ャップがバイアル又はボトルにクリンプ止めされる。好
ましくは、ジョーは、円形のばね、バンド、又は他の拘
束手段によってプランジャーの周囲に保持される。これ
らの拘束手段は、プランジャーによって制限されている
ため、ジョーをそれらの上端に向かって一緒に引っ張ろ
うとする。
【0011】プランジャーの上限及び下限を調節でき
る。上限から下限まで、及び上限への戻りの全移動が制
御される。更に、プランジャーがひとたび予め設定され
た垂直方向距離に亘って移動した後、プランジャーは、
使用者が制御操作し続ける必要なしに、一つのクリンプ
サイクルを完了する。これにより、使用者がクリンプ作
業に集中する必要をなくす。
【0012】更に、本発明は、モータを内部に収容した
ハウジングと;モータによってスタート位置とストップ
位置との間で移動させることができるプランジャーと;
ハウジングから延びる複数のジョーであって、これらの
複数のジョーの各々は、上開放部分及び下クリンプ部分
を有し、これらの部分間に円弧状プランジャー摺動領域
があり、クリンプ部分は内向きのクリンプリップを有
し、複数のジョー及びプランジャーは衝合関係にあり、
ジョーは、プランジャーがスタート位置にあるときに開
放位置にあり、プランジャーがストップ位置にあるとき
に閉鎖位置にある、複数のジョーと;ストップ位置を電
子的に調節するための手段とを有する、クリンプ工具を
含む。この工具は、スタート位置を電子的に調節するた
めの手段を更に含む。
【0013】最後に、本発明は、動力式クリンプ工具に
おいて、トリガースイッチ、ロッカスイッチ、及びリセ
ットスイッチを持つ、モータを内部に収容したハウジン
グ含み;ハウジングは、コントローラーが作動的に接続
された回路基板を含み、トリガースイッチ、ロッカスイ
ッチ、及びリセットスイッチはコントローラーに作動的
に接続されており;モータは、モータ動力シャフトに設
けられたパルスディスクを含み、工具はパルスセンサを
含み、モータ動力シャフトは、減速システム及びプラン
ジャー親ねじを介して、計数値「x」のスタート位置と
計数値「y」のストップ位置との間で移動自在のプラン
ジャーに作動的に連結されており;トリガースイッチを
作動し、これによってモータを作動することによって、
コントローラーは、パルスセンサがパルスディスクから
計数値「x−y」の第1の選択されたパルス数を検出す
るまでモータ動力シャフトを回転させ、ピストンをスタ
ート位置からストップ位置まで、作動停止状態が検出さ
れない限り、移動し、第1の選択されたパルス数が検出
されたとき、又は作動停止状態が検出されたとき、モー
タ動力シャフトはピストンをスタート位置まで戻すよう
に回転し;ハウジングから延びる複数のジョーであっ
て、これらの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下
クリンプ部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジ
ャー摺動領域があり、クリンプ部分は内向きのクリンプ
リップを有し、複数のジョー及びプランジャーは衝合関
係にあり、ジョーは、プランジャーがスタート位置にあ
るときに開放位置にあり、プランジャーがストップ位置
にあるときに閉鎖位置にある、複数のジョーを有し;工
具がリセットモードにある場合、ロッカスイッチを押し
てスタート位置及び計数値「x」を調節でき;工具がク
リンプモードにある場合、ロッカスイッチを押してスト
ップ位置及び計数値「y」を調節できる、動力式クリン
プ工具に関する。更に、プランジャーには、計数値
「z」のノーリターン位置があり、このノーリターン位
置はスタート位置とストップ位置との中間であり、工具
がクリンプモードにあるときにトリガースイッチを賦勢
すると、プランジャーが計数値「z−x」だけ移動した
後、作動停止状態が検出されない限り、コントローラー
がプランジャーを追加の「y−z」だけストップ位置ま
で移動するためにトリガースイッチを賦勢することが不
必要になり、ピストンをスタート位置まで戻す。
【0014】即ち本発明の請求項1記載の動力式クリン
プ工具は、 a.モータを内部に収容したハウジングと、 b.前記モータによってスタート位置とストップ位置と
の間で移動させることができるプランジャーと、 c.前記ハウジングから延びる複数のジョーであって、
これらの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下クリ
ンプ部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジャー
摺動領域があり、前記クリンプ部分は内向きのクリンプ
リップを有し、前記複数のジョー及び前記プランジャー
は衝合関係にあり、前記ジョーは、前記プランジャーが
前記スタート位置にあるときに開放位置にあり、前記プ
ランジャーが前記ストップ位置にあるときに閉鎖位置に
ある、複数のジョーと、 d.前記ストップ位置を電子的に調節するための手段と
を有する、ことを特徴とする。
【0015】また請求項2記載の発明によれば、請求項
1において、前記スタート位置を電子的に調節するため
の手段を更に有する。
【0016】また請求項3に記載の発明によれば、請求
項1において、前記モータは、動力シャフトが貫通して
おり、前記動力シャフトは減速システムに連結されてお
り、この減速システムは、ねじ山を備えたプランジャー
駆動シャフトに連結されており、前記プランジャーは、
前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフトを受け入
れる、ねじ山を備えた駆動チャンネルを有し、前記プラ
ンジャーは、六角形案内部材を上端に向かって有し、前
記ハウジングは、前記プランジャー六角形案内部材を受
け入れる六角形プランジャーチャンネルを持つ挿入体を
収容し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを第
1方向に回転させると、前記ねじ山を備えたプランジャ
ー駆動シャフトが回転し、前記プランジャーを、前記六
角形プランジャーチャンネルと前記プランジャー六角形
案内部材との間の協働によって許容されるクリンプ方向
に移動し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを
前記第1方向とは逆の第2方向に回転させると、前記ね
じ山を備えたプランジャー駆動シャフトが回転し、前記
プランジャーを、前記六角形プランジャーチャンネルと
前記プランジャー六角形案内部材との間の協働によって
許容される、クリンプ方向から遠ざかる方向に移動す
る。
【0017】また請求項4の発明によれば、請求項3に
おいて、前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフト
は、上スラストベアリング及び下スラストベアリングに
よって受け入れられており、これらのスラストベアリン
グは、工具のトルク必要条件を小さくする。
【0018】請求項5の発明によれば、請求項1におい
て、前記モータは、内部直流電源を賦勢することによっ
て作動される。
【0019】請求項6の発明によれば、請求項1におい
て、前記モータは、外部電源によって作動される。
【0020】請求項7の発明によれば、請求項1におい
て、前記ハウジングは、工具のオペレータによって保持
される下ハウジング部材を含み、前記工具がそのように
保持されている場合、前記複数のジョーは前記ハウジン
グから垂直方向下方に延びている。
【0021】請求項8の発明によれば、請求項1におい
て、前記モータを賦勢するための手段を更に有する。
【0022】請求項9の発明によれば、請求項8におい
て、前記賦勢手段を、予め設定した期間に亘って係合さ
せなければならず、その期間中、前記プランジャーは前
記スタート位置から中間ノーリターン位置まで移動し、
その後、前記プランジャーは前記ストップ位置まで移動
し、次いで、前記賦勢手段の前記状態に拘わらず、前記
スタート位置まで移動する。
【0023】請求項10の発明によれば、請求項1にお
いて、前記モータは、モータ動力シャフトに設けられた
パルスディスクを含み、前記工具はパルスセンサを含
み、前記モータ動力シャフトは、前記パルスセンサが前
記パルスディスクから選択されたパルス数を検出するま
で回転し、前記ピストンを前記スタート位置から前記ス
トップ位置まで移動し、前記ストップ位置を電子的に調
節するための前記手段により、前記選択されたパルス数
の数値を変化させる。
【0024】請求項11の発明によれば、請求項2にお
いて、前記モータは、モータ動力シャフトに設けられた
パルスディスクを含み、前記工具はパルスセンサを含
み、前記モータ動力シャフトは、前記パルスセンサが前
記パルスディスクから選択されたパルス数を検出するま
で回転し、前記ピストンを前記スタート位置から前記ス
トップ位置まで移動し、前記ストップ位置を電子的に調
節するための前記手段により、前記選択されたパルス数
の数値を変化させ、前記スタート位置を電子的に調節す
るための前記手段により、前記パルスディスクからの所
定のパルス数を前記パルスセンサが検出するまで前記モ
ータ動力シャフトを回転させる。
【0025】請求項12の発明によれば、請求項1にお
いて、前記モータ動力シャフトは減速システムに連結さ
れており、この減速システムは、ねじ山を備えたプラン
ジャー駆動シャフトに連結されており、前記プランジャ
ーは、前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフトを
受け入れる、ねじ山を備えた駆動チャンネルを有し、前
記プランジャーは、六角形案内部材を上端に向かって有
し、前記ハウジングは、前記プランジャー六角形案内部
材を受け入れる六角形プランジャーチャンネルを持つ挿
入体を収容し、前記モータを作動させて前記動力シャフ
トを第1方向に回転させると、前記ねじ山を備えたプラ
ンジャー駆動シャフトが回転し、前記プランジャーを、
前記六角形プランジャーチャンネルと前記プランジャー
六角形案内部材との間の協働によって許容されるクリン
プ方向に移動し、前記モータを作動させて前記動力シャ
フトを前記第1方向とは逆の第2方向に回転させると、
前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフトが回転
し、前記プランジャーを、前記六角形プランジャーチャ
ンネルと前記プランジャー六角形案内部材との間の協働
によって許容される、クリンプ方向から遠ざかる方向に
移動する。
【0026】請求項13の発明によれば、請求項12に
おいて、前記モータを賦勢するための手段を更に有す
る。
【0027】請求項14の発明によれば、請求項13に
おいて、前記賦勢手段を、予め設定した期間に亘って係
合させなければならず、その期間中、前記プランジャー
は前記スタート位置から中間ノーリターン位置まで移動
し、その後、前記プランジャーは前記ストップ位置まで
移動し、次いで、前記賦勢手段の前記状態に拘わらず、
前記スタート位置まで移動する。
【0028】請求項15の発明によれば、請求項14に
おいて、前記ハウジングは、工具のオペレータによって
保持される下ハウジング部材を含み、前記工具がそのよ
うに保持されている場合、前記複数のジョーは前記ハウ
ジングから垂直方向下方に延びている。
【0029】請求項16の発明によれば、動力式クリン
プ工具において、トリガースイッチ、ロッカスイッチ、
及びリセットスイッチを持つ、モータを内部に収容した
ハウジング含み、前記ハウジングは、コントローラーが
作動的に接続された回路基板を含み、前記トリガースイ
ッチ、前記ロッカスイッチ、及び前記リセットスイッチ
は前記コントローラーに作動的に接続されており、前記
モータは、モータ動力シャフトに設けられたパルスディ
スクを含み、前記工具はパルスセンサを含み、前記モー
タ動力シャフトは、減速システム及びプランジャー親ね
じを介して、計数値「x」のスタート位置と計数値
「y」のストップ位置との間で移動自在のプランジャー
に作動的に連結されており、前記トリガースイッチを作
動し、これによって前記モータを作動することによっ
て、前記コントローラーは、前記パルスセンサが前記パ
ルスディスクから計数値「y−x」の第1の選択された
パルス数を検出するまで前記モータ動力シャフトを回転
させ、前記ピストンを前記スタート位置から前記ストッ
プ位置まで、作動停止状態が検出されない限り、移動
し、前記第1の選択されたパルス数が検出されたとき、
又は前記作動停止状態が検出されたとき、前記モータ動
力シャフトは前記ピストンを前記スタート位置まで戻す
ように回転し、前記ハウジングから延びる複数のジョー
であって、これらの複数のジョーの各々は、上開放部分
及び下クリンプ部分を有し、これらの部分間に円弧状プ
ランジャー摺動領域があり、前記クリンプ部分は内向き
のクリンプリップを有し、前記複数のジョー及び前記プ
ランジャーは衝合関係にあり、前記ジョーは、前記プラ
ンジャーが前記スタート位置にあるときに開放位置にあ
り、前記プランジャーが前記ストップ位置にあるときに
閉鎖位置にある、複数のジョーを有し、前記工具がリセ
ットモードにある場合、前記ロッカスイッチを押して前
記スタート位置及び前記計数値「x」を調節でき、前記
工具がクリンプモードにある場合、前記ロッカスイッチ
を押して前記ストップ位置及び前記計数値「y」を調節
できる、ことを特徴とする動力式クリンプ工具である。
【0030】請求項17の発明によれば、請求項16に
おいて、前記プランジャーには、計数値「z」のノーリ
ターン位置があり、このノーリターン位置は前記スター
ト位置と前記ストップ位置との中間であり、前記工具が
前記クリンプモードにあるときに前記トリガースイッチ
を賦勢すると、前記プランジャーが計数値「z−x」だ
け移動した後、前記作動停止状態が検出されない限り、
前記コントローラーが前記プランジャーを追加の「y−
z」だけ前記ストップ位置まで移動するために前記トリ
ガースイッチを賦勢することが不必要になり、前記ピス
トンを前記スタート位置まで戻す。
【0031】本発明は、以下の説明を添付図面を参照し
て読むことによって、更によく理解されるであろう。
【0032】
【発明の実施の形態】図1乃至図9を参照し、本発明の
工具10を示す。この工具は、ハウジング20と、歯車
減速システム95を介してプランジャー親ねじ110を
駆動するモータ90とを有し、プランジャー親ねじ11
0はプランジャー130と向き合っており、四つのジョ
ー70がプランジャー130を取り囲んでおり、これら
のジョーは円形のばね86によって保持されている。工
具10は、更に、プランジャー130の開始点を調節可
能にし且つクリンプサイクルを調節可能にする電子装置
を含む。
【0033】図1及び図2は、部品20a及び20bを
含む割りハウジング20を有する工具10を示す。ハウ
ジング20は、上ハウジング部分30及び下ハウジング
部分40を含む。下ハウジング部分40は「グリップ」
部分であり、クリンパーの使用時に使用者により垂直な
配向に保持される。部分30からジョー70まで、部分
40はトリガー部分42、及び部分30と隣接した垂直
に細長いチャンバ部分50を含む。隣接したチャンバ部
分50は、中央プランジャー/ギヤ受け入れ部分56で
ある。最後に、下ジョー受け入れ部分60が設けられて
いる。
【0034】図1乃至図3を参照すると、上ハウジング
部分30は、回路基板38を収容する水平な細長いチャ
ンバ32を含む。下文において、電子装置の作動を図1
0を参照して説明する。しかしながら、回路基板38
は、一対の3.6vの電池36として示す電源、モータ
90、パルスセンサ即ちエンコーダー91、トリガー4
4、ロッカスイッチ47、及びLED48に作動的に接
続されている。一つ又はそれ以上の電池36を使用して
工具10に電力を提供できる。これらは、電池受け入れ
チャンネル34内に受け入れられている。多数の電池を
使用する場合には、一回の充電でクリンプを更に多数回
行うことができるように並列に接続されるか或いは、動
力を更に大きくするために直列に接続される。当然のこ
とながら、これらの接続は、モータの必要条件に合わせ
て行われる。図示のように、一対の電池36が直流3.
6vを提供する。更に、外部電源を使用して工具に電力
を供給することができる。チャンバ32の外側には、ロ
ッカスイッチ47及びLED48が設けられている。ロ
ッカスイッチ及びLEDの作動は、図10と関連した電
子装置の説明で説明する。
【0035】トリガー部分42は、トリガー44及びト
リガーばね46を含む。トリガー44は、クリンプサイ
クルを賦勢するのに使用され、ばね46はトリガー44
を消勢するのに使用される。トリガーシステムの代わり
に任意の同等の賦勢手段を使用できる。例えば、押すと
接触してクリンプサイクルを賦勢する簡単な押しボタン
を使用できる。この押しボタンは、ハウジング20のど
こに設置してもよく、トリガー部分42全体に代わる。
そのため、使用者は、トリガーグリップを保持する代わ
りに、円筒形下ハウジング40を把持する。人間工学的
設計のため、下ハウジング部分40の外形を、作動に影
響を及ぼさずに円筒形以外の形状にすることができる。
【0036】特に図3乃至図5を参照し、構成要素の内
部連結性を説明する。チャンバ50は、モータ座53が
下部分に設けられた内部上モータ受け入れ部分52を含
む。図4及び図5は、モータ90がどのように部分52
及び座53内に受け入れられているのかを示す。モータ
90は、電池作動式動力工具に見られる、ブラック・ア
ンド・デッカー社のVP720型動力ドライバー等の代
表的な直流24極モータである。負荷が加わっていない
場合には、モータによって動力が加えられるシャフト9
2は約5760rpmで回転する。このシャフト92に
は、パルスディスク94及びシャフトギヤ96が取り付
けられている。パルスディスク94は、シャフト92が
360°回転する度毎に8個のパルスを発する。ディス
ク94とパルスセンサ91との協働及び工具の電子装置
との協働を以下に説明する。
【0037】摩耗プレート98が中央部分56でモータ
座53の下側に受け入れられている。射出成形によって
成形した一体の挿入体57が摩耗プレート98と隣接し
て設けられている。この挿入体の一部を図3に示す。挿
入体57及びチャンバ50には、挿入体57をその所望
の位置でチャンバ50内に取り付けるため、ねじ又はボ
ルト64を受け入れる複数の整合したボア62が設けら
れている。挿入体57は、その下端に6角形プランジャ
ーチャンネル58を有し、その上端にギヤチャンネル6
1を有し、58/61間に貫通開口部を持つ保持部材5
9が設けられている。ギヤチャンネル61は、歯車減速
システム95を受け入れる。
【0038】歯車減速システム95は、一対の8対1減
速アッセンブリを収容する。これらのアッセンブリは、
先ず最初にモータの回転を約5760rpmから約72
0rpmに減速し、次いで約90rpmまで減速する。
第1ギヤ100は、ロータ104に取り付けられたシャ
フト102に受け入れられる。モータシャフトギヤ96
は三つの第1ギヤ100内に受け入れられており且つこ
れと係合する。ギヤチャンネル61の内周には、ギヤ1
00の歯数に合わせてチャンネルが設けられている。シ
ャフトギヤ96が5760rpmで回転すると、ギヤ1
00はシャフト102を中心として回転し且つギヤチャ
ンネル61内で並進し、これによって、ロータ104及
びこのロータ104の下側に設けられたギヤシャフト1
05を720rpmで回転する。
【0039】三つの第2ギヤ106が、プランジャー親
ねじ110の上側に取り付けられたシャフト108に受
け入れられている。ロータシャフトギヤ105は、三つ
の第2ギヤ106内に受け入れられており且つこれらの
ギヤと係合する。ギヤシャフト105が720rpmで
回転すると、ギヤ106がシャフト108を中心として
回転し且つギヤチャンネル61内で並進し、これによっ
てプランジャー親ねじ及びこの親ねじから下方に延び
る、ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフト112を
90rpmで回転させる。これにより、二つの8対1減
速段でモータ90の回転速度を64対1に減速した。段
の数がこれよりも多い又は少ない同様の減速システムを
使用して、プランジャー親ねじ110の所望の回転速度
を得ることができる。更に、負荷が加わった状態では、
回転速度は、一般的には低くなる。
【0040】ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフト
112は、上スラストベアリング116を受け入れ、そ
の後、シャフト112は挿入体57の保持部材59の開
口部を通して受け入れられ、六角形プランジャーチャン
ネル58内に延びている。部材59の下側では、シャフ
ト112は、下スラストベアリング118、ベアリング
ハウジング120、保持ワッシャ122、及び保持クリ
ップ114を順次受け入れる。スラストベアリング11
6及び118は、トルク必要条件を最少にするのを補助
し、プランジャー130が下方に移動すると下スラスト
ベアリング118に負荷が加わり、プランジャー130
が上方に移動すると上スラストベアリング116に負荷
が加わる。
【0041】ねじ山を備えた駆動シャフト112は、プ
ランジャー130のねじ山を備えた駆動チャンネル13
1内にねじ式に受け入れられる。プランジャーの六角形
案内部材132と六角形プランジャーチャンネル58と
の協働によりプランジャー130が回転しないようにす
るが、部材59に向かう又は部材59から遠ざかる移動
を可能にする。プランジャー親ねじ110のねじ駆動シ
ャフト112のプランジャー駆動チャンネル131内で
の回転及び六角形チャンネル58とプランジャー六角形
案内部材131との協働により、モータ90のシャフト
92の円形回転をプランジャー130の垂直方向移動に
変換する。
【0042】チャンバ50の下端には、ストップワッシ
ャ押縁65が設けられており、この押縁の上側と隣接し
てストップワッシャ140が設けられている。ストップ
ワッシャ140の下側は、下ハウジング部分40の下ジ
ョー受け入れ部分60から開始する。この部分60の下
部分は鋼製ブッシュ押縁66であり、この押縁の上側と
隣接して鋼製ブッシュ128が設けられている。ストッ
プワッシャ140と鋼製ブッシュ128との間には、複
数のクリンプジョー70が設けられている。これらのジ
ョー70の上部分は、ストップワッシャ140に当接す
る。ジョー70の下部分は、鋼製ブッシュ128の開口
部を通って下方に延びている。好ましい実施例につい
て、四つのジョー70が使用されるが、これ以外の数も
本発明の範囲内で使用できる。プランジャー130の下
部分は、ジョー70の円形の中央開口部内に受け入れら
れている。
【0043】図3乃至図6は、円形のばね86によって
四つのジョー70がプランジャー130上に保持されて
いるということを示す。他の手段、例えば弾性バンド又
はゴムバンド等を使用できる。図7乃至図9は、一つの
ジョー70を示す。ジョー70は、下クリンプ部分72
及び上開放部分74を含む。部分72は、湾曲したクリ
ンプリップ76を含む。ジョー70の湾曲した内側面
は、4つのジョー70を互いに配置したとき、領域78
がプランジャー130に近い直径を持つ全体に円筒形形
状をなすように成形されたプランジャー摺動領域78を
有する。プランジャー130のジョー開放部分134に
よって受け入れられたとき、開口部80用の係合点によ
りジョー70を開放できる。円形のばね86を受け入れ
るため、全体に水平な溝82が設けられている。
【0044】特に図5を参照すると、プランジャー13
0は、ジョークリンプ摺動部分133、ジョー開放部分
134、キャップ係合ヘッド135、キャップを中心決
めするための湾曲面136、及びキャップ頂部と係合す
る平面137を更に含む。ジョー開放部分134は砂時
計形状をしていることがわかる。図5では、プランジャ
ー130がキャップ開放位置を越えて下方に移動させて
あるため、ジョー70は閉じている。プランジャー13
0を上方に移動させると、ジョー開放係合点80がジョ
ー開放部分134の内方への傾斜の始部と整合すること
がわかるであろう。プランジャー130を上方に移動さ
せ続けると、溝82内の円形のばね86により点80が
内方に傾斜し続け、これによってジョー70の底部が拡
がって離れ、即ち開放し、ボトル又はバイアルにキャッ
プをクリンプ止めするためにジョーをボトル又はバイア
ルの上に置くことができる。ジョー70は、点80がジ
ョー開放部分134の砂時計形状の最も小径の部分にあ
るとき、最も大きく開く。以下に説明するように、これ
は、一般的には、クリンプサイクルの始点である。しか
しながら、限られた場所で作業を行う場合には、使用者
は、ジョーをこの最も大きく開いた状態まで開くことを
望まないであろう。従って、ピストンを下方に移動して
ジョー70を僅かに閉じることによって、始点を調節で
きる。例えば、部分134の砂時計形部分は、部分13
3に向かって内方に垂直方向から約20°傾斜してい
る。プランジャー130と湾曲したクリンプリップ76
との協働により、キャップをバイアル又はボトルにクリ
ンプ止めする。以下に説明するように、この協働は、プ
ランジャー130の下方への移動の停止点を制御するこ
とによって調節できる。
【0045】図10及び図11は、工具10についての
電子制御装置をブロックダイヤグラムで概略に示す。こ
れらの電子制御装置の多くは、回路基板38に取り付け
られているか或いは回路基板に接続されている。図12
は、コンピュータープログラムが動力式クリンパーのセ
ットアップ及び作動を制御する方法のフローチャートを
示す。一つ又はそれ以上の電池36が、賦勢時にモータ
90に電力を提供する状態で示してある。これらの電池
に残る電力量が不十分である場合には、3色LED48
は常に赤色を発する。パルスセンサ91は、モータ90
のシャフトの回転移動を検出する。モータが5760r
pmで作動しており、パルスディスクがモータシャフト
の回転毎に8個のパルスを確認する状態で、クリンプサ
イクルの開始点及び停止点を非常に正確に設定でき、漸
次調節でき、メモリーに記憶できる。この全ては、マイ
クロチップ・テクノロジー社のPICマイクロコントロ
ーラーPIC 16C58によって制御される。
【0046】工具10にはスタートアップモード及びク
リンプモードがあり、図12のフローチャートに示すよ
うに作動する。始動モードは、リセットスイッチ49が
係合することによって開始され、又は充電された電池が
長期間に亘って接続されていないために0.1ファラッ
ドのメモリーバックアップコンデンサーが放電してしま
っている場合には充電済の電池を電池受け入れチャンネ
ル34に挿入したとき、開始される。第1に、モータ9
0を逆転し、作動停止状態が検出されるまでプランジャ
ー130を上方に移動する。作動停止状態は、モータの
回転数が減少し、ディスク94からのパルス間時間が通
常の作動時間の約10倍になったときに検出される。そ
の後、モータ90は方向を変え、予め設定されたスター
ト(START)位置までプランジャーを下方に移動す
る。一般的には、モータは、予め設定されたパルス数を
パルスセンサが検出するまで回転する。代表的には、こ
れによりプランジャーを下方に移動し、その結果、ジョ
ー70は最も開放した位置にあり、ここで80は砂時計
134の最も小径の部分にある。スタート位置即ちジョ
ー開放位置は、ロッカスイッチ47の+又は−を押して
プランジャーを上下させることによって調節できる。ロ
ッカスイッチ47を押す度毎にモータ90は予め設定さ
れたパルス数に亘って回転し、LEDが緑色で一回点灯
する。パルス数は任意の所望の数であるが、好ましくは
4回である。ジョー70がひとたび所望の開放状態に設
定された後、トリガー44を押して解放し、始動モード
を係合解除する。
【0047】工具10は、これで、予め設定されたクリ
ンプサイクルに合わせて配列される。即ち、トリガー4
4を押すことによってクリンプサイクルを賦勢したと
き、モータ90は、予め設定されたパルス数をパルスセ
ンサが検出するまで回転し、これによってピストンをス
タート位置からストップ(STOP)位置まで移動す
る。次いで、モータ90が逆転し、ピストンがスタート
位置に戻される。本実施例によれば、ピストンはスター
ト位置とストップ位置との間で垂直方向に約6.35m
m(約0.250インチ)に亘って移動する。プランジ
ャー駆動シャフト112及びねじ山を備えたプランジャ
ー駆動チャンネル131の25.4mm(1インチ)あ
たりのねじ山の数は、スタート位置とストップ位置との
間のパルス数に影響を及ぼす。
【0048】オペレータが全クリンプサイクルに亘って
トリガー44と係合しなくてもよいのが望ましい。トリ
ガーを押したり外したりするだけで工具を全クリンプサ
イクルに亘って作動させるように設定でき、安全係数が
望ましい。従って、予め設定されたパルス数、例えば6
40パルスが検出されるまでモータ90が回転するま
で、トリガー44を押して保持しなければならない。予
め設定されたパルス数に達しなかった場合には、LED
は、モータの逆転後に黄色を10回点灯させる。ひとた
びこの回転が起こった後、「ノーリターン(NO−RE
TURN)」位置に到り、トリガーが解放されていて
も、作動停止状態が検出されなかった場合でも、クリン
プサイクルが完了する。パルス間の期間が通常のパルス
間期間の約10倍であることによって作動停止状態が検
出された場合には、プランジャーがストップ位置に至る
前にモータが自動的に逆転し、プランジャーがスタート
位置に戻り、LED48が赤色を5秒で10回点灯さ
せ、又は5秒以下である場合には次のクリンプサイクル
の開始まで点灯させ、クリンプサイクルが完了していな
いことを使用者に知らせる。
【0049】クリンプモードでは、ロッカスイッチ47
を使用してストップ位置を調節できる。ロッカスイッチ
47の+又は−を使用することによって、プランジャー
のストップ限度を下方又は上方で調節できる。モータ9
0は、ロッカスイッチ47を押す度毎に所定のパルス数
に亘って回転する。このパルス数は任意の所望の数であ
り、好ましくは8回であり、LEDが緑色で1回点灯す
る。従って、ボトル又はバイアルにキャップが適切にク
リンプ止めされてないことを工具10の使用者が知った
とき、プランジャー130がストップ位置まで更に下方
に移動し、バイアル又はボトルにクリンプ止めが再度行
われるようにロッカスイッチ47を調節できる。バイア
ル又はボトルへのクリンプ止めがきつ過ぎることを使用
者が知ったとき、プランジャーがストップ位置について
比較的上方で停止し、以降のバイアル又はボトルにキャ
ップが適切にクリンプ止めされるようにロッカスイッチ
47を調節できる。
【0050】ストップ位置を電子的に調節するための上
文中に説明した手段は、本発明者の好ましい実施例であ
るけれども、変形態様を使用できる。例えば、様々な位
置を制御するためにパルスを計数する制御装置を使用す
る代わりに、リミットスイッチを使用してもよい。モー
タは、プランジャーを一方の方向に所望限度に達するま
で移動した後に逆転し、プランジャーを逆方向に移動す
る。リミットスイッチの限度は、プランジャーの下方限
度を調節するために変化させることができる。
【0051】以上の詳細な説明は、主として明瞭に理解
するための説明であって、ここから不必要な制限が理解
されるべきではなく、当業者は、本開示を読むことによ
って、本発明の精神及び添付の特許請求の範囲の範囲か
ら逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の工具の第1斜視図である。
【図2】図1に示す状態から時計廻り方向に約90°回
転させた、図1の工具の第2斜視図である。
【図3】ハウジングが様々な構成要素をどのように受け
入れるのかを示すためにハウジング及び挿入体の一部が
除去してある図1及び図2の工具の分解図である。
【図4】図1及び図2の4−4線に沿った工具の断面図
である。
【図5】図4の5−5線に沿った図4の断面図の下部分
の拡大図である。
【図6】本発明の工具のジョー、円形のばね、鋼製ブッ
シュの分解斜視図である。
【図7】7−7線い沿った図8のジョーの平面図であ
る。
【図8】本発明の工具の四つのジョーの一つの側面図で
ある。
【図9】9−9線に沿った図8のジョーの底面図であ
る。
【図10】本発明の電子制御装置のブロックダイヤグラ
ムである。
【図11】本発明の電子制御装置の概略図である。
【図12】動力式クリンパーのセットアップ、又は調
節、及び作動のコンピューターフローチャートである。
【符号の説明】
10 工具 20 ハウジング 30 上ハウジング部分 32 チャンバ 34 電池受け入れチャンネル 36 電池 38 回路基板 40 下ハウジン
グ部分 42 トリガー部分 44 トリガー 46 トリガーばね 47 ロッカスイ
ッチ 48 LED 50 チャンバ部
分 53 モータ座 56 中央プランジャー
/ギヤ受け入れ部分 57 挿入体 58 六角形プラ
ンジャーチャンネル 59 保持部材 60 下ジョー受
け入れ部分 61 ギヤチャンネル 62 ボア 64 ねじ又はボルト 70 ジョー 86 円形のばね 90 モータ 91 エンコーダー 92 シャフト 94 パルスディスク 95 歯車減速シ
ステム 96 シャフトギヤ 98 摩耗プレー
ト 110 プランジャー親ねじ 130 プランジ
ャー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・ティー・シェラー アメリカ合衆国ケンタッキー州40515,レ キシントン,ブリッジモント・レイン 4145 (72)発明者 ジョセフ・エル・ハロック アメリカ合衆国ケンタッキー州40502,レ キシントン,ガーデン・ロード 315

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動力式クリンプ工具において、 a.モータを内部に収容したハウジングと、 b.前記モータによってスタート位置とストップ位置と
    の間で移動させることができるプランジャーと、 c.前記ハウジングから延びる複数のジョーであって、
    これらの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下クリ
    ンプ部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジャー
    摺動領域があり、前記クリンプ部分は内向きのクリンプ
    リップを有し、前記複数のジョー及び前記プランジャー
    は衝合関係にあり、前記ジョーは、前記プランジャーが
    前記スタート位置にあるときに開放位置にあり、前記プ
    ランジャーが前記ストップ位置にあるときに閉鎖位置に
    ある、複数のジョーと、 d.前記ストップ位置を電子的に調節するための手段と
    を有する、ことを特徴とする動力式クリンプ工具。
  2. 【請求項2】 前記スタート位置を電子的に調節するた
    めの手段を更に有する、請求項1に記載の動力式クリン
    プ工具。
  3. 【請求項3】 前記モータは、動力シャフトが貫通して
    おり、前記動力シャフトは減速システムに連結されてお
    り、この減速システムは、ねじ山を備えたプランジャー
    駆動シャフトに連結されており、前記プランジャーは、
    前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフトを受け入
    れる、ねじ山を備えた駆動チャンネルを有し、前記プラ
    ンジャーは、六角形案内部材を上端に向かって有し、前
    記ハウジングは、前記プランジャー六角形案内部材を受
    け入れる六角形プランジャーチャンネルを持つ挿入体を
    収容し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを第
    1方向に回転させると、前記ねじ山を備えたプランジャ
    ー駆動シャフトが回転し、前記プランジャーを、前記六
    角形プランジャーチャンネルと前記プランジャー六角形
    案内部材との間の協働によって許容されるクリンプ方向
    に移動し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを
    前記第1方向とは逆の第2方向に回転させると、前記ね
    じ山を備えたプランジャー駆動シャフトが回転し、前記
    プランジャーを、前記六角形プランジャーチャンネルと
    前記プランジャー六角形案内部材との間の協働によって
    許容される、クリンプ方向から遠ざかる方向に移動す
    る、請求項1に記載の動力式クリンプ工具。
  4. 【請求項4】 前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シ
    ャフトは、上スラストベアリング及び下スラストベアリ
    ングによって受け入れられており、これらのスラストベ
    アリングは、工具のトルク必要条件を小さくする、請求
    項3に記載の動力式クリンプ工具。
  5. 【請求項5】 前記モータは、内部直流電源を賦勢する
    ことによって作動される、請求項1に記載の動力式クリ
    ンプ工具。
  6. 【請求項6】 前記モータは、外部電源によって作動さ
    れる、請求項1に記載の動力式クリンプ工具。
  7. 【請求項7】 前記ハウジングは、工具のオペレータに
    よって保持される下ハウジング部材を含み、前記工具が
    そのように保持されている場合、前記複数のジョーは前
    記ハウジングから垂直方向下方に延びている、請求項1
    に記載の動力式クリンプ工具。
  8. 【請求項8】 前記モータを賦勢するための手段を更に
    有する、請求項1に記載の動力式クリンプ工具。
  9. 【請求項9】 前記賦勢手段を、予め設定した期間に亘
    って係合させなければならず、その期間中、前記プラン
    ジャーは前記スタート位置から中間ノーリターン位置ま
    で移動し、その後、前記プランジャーは前記ストップ位
    置まで移動し、次いで、前記賦勢手段の前記状態に拘わ
    らず、前記スタート位置まで移動する、請求項8に記載
    の動力式クリンプ工具。
  10. 【請求項10】 前記モータは、モータ動力シャフトに
    設けられたパルスディスクを含み、前記工具はパルスセ
    ンサを含み、前記モータ動力シャフトは、前記パルスセ
    ンサが前記パルスディスクから選択されたパルス数を検
    出するまで回転し、前記ピストンを前記スタート位置か
    ら前記ストップ位置まで移動し、前記ストップ位置を電
    子的に調節するための前記手段により、前記選択された
    パルス数の数値を変化させる、請求項1に記載の動力式
    クリンプ工具。
  11. 【請求項11】 前記モータは、モータ動力シャフトに
    設けられたパルスディスクを含み、前記工具はパルスセ
    ンサを含み、前記モータ動力シャフトは、前記パルスセ
    ンサが前記パルスディスクから選択されたパルス数を検
    出するまで回転し、前記ピストンを前記スタート位置か
    ら前記ストップ位置まで移動し、前記ストップ位置を電
    子的に調節するための前記手段により、前記選択された
    パルス数の数値を変化させ、前記スタート位置を電子的
    に調節するための前記手段により、前記パルスディスク
    からの所定のパルス数を前記パルスセンサが検出するま
    で前記モータ動力シャフトを回転させる、請求項2に記
    載の動力式クリンプ工具。
  12. 【請求項12】 前記モータ動力シャフトは減速システ
    ムに連結されており、この減速システムは、ねじ山を備
    えたプランジャー駆動シャフトに連結されており、前記
    プランジャーは、前記ねじ山を備えたプランジャー駆動
    シャフトを受け入れる、ねじ山を備えた駆動チャンネル
    を有し、前記プランジャーは、六角形案内部材を上端に
    向かって有し、前記ハウジングは、前記プランジャー六
    角形案内部材を受け入れる六角形プランジャーチャンネ
    ルを持つ挿入体を収容し、前記モータを作動させて前記
    動力シャフトを第1方向に回転させると、前記ねじ山を
    備えたプランジャー駆動シャフトが回転し、前記プラン
    ジャーを、前記六角形プランジャーチャンネルと前記プ
    ランジャー六角形案内部材との間の協働によって許容さ
    れるクリンプ方向に移動し、前記モータを作動させて前
    記動力シャフトを前記第1方向とは逆の第2方向に回転
    させると、前記ねじ山を備えたプランジャー駆動シャフ
    トが回転し、前記プランジャーを、前記六角形プランジ
    ャーチャンネルと前記プランジャー六角形案内部材との
    間の協働によって許容される、クリンプ方向から遠ざか
    る方向に移動する、請求項11に記載の動力式クリンプ
    工具。
  13. 【請求項13】 前記モータを賦勢するための手段を更
    に有する、請求項12に記載の動力式クリンプ工具。
  14. 【請求項14】 前記賦勢手段を、予め設定した期間に
    亘って係合させなければならず、その期間中、前記プラ
    ンジャーは前記スタート位置から中間ノーリターン位置
    まで移動し、その後、前記プランジャーは前記ストップ
    位置まで移動し、次いで、前記賦勢手段の前記状態に拘
    わらず、前記スタート位置まで移動する、請求項13に
    記載の動力式クリンプ工具。
  15. 【請求項15】 前記ハウジングは、工具のオペレータ
    によって保持される下ハウジング部材を含み、前記工具
    がそのように保持されている場合、前記複数のジョーは
    前記ハウジングから垂直方向下方に延びている、請求項
    14に記載の動力式クリンプ工具。
  16. 【請求項16】 動力式クリンプ工具において、 トリガースイッチ、ロッカスイッチ、及びリセットスイ
    ッチを持つ、モータを内部に収容したハウジング含み、 前記ハウジングは、コントローラーが作動的に接続され
    た回路基板を含み、前記トリガースイッチ、前記ロッカ
    スイッチ、及び前記リセットスイッチは前記コントロー
    ラーに作動的に接続されており、 前記モータは、モータ動力シャフトに設けられたパルス
    ディスクを含み、前記工具はパルスセンサを含み、前記
    モータ動力シャフトは、減速システム及びプランジャー
    親ねじを介して、計数値「x」のスタート位置と計数値
    「y」のストップ位置との間で移動自在のプランジャー
    に作動的に連結されており、 前記トリガースイッチを作動し、これによって前記モー
    タを作動することによって、前記コントローラーは、前
    記パルスセンサが前記パルスディスクから計数値「y−
    x」の第1の選択されたパルス数を検出するまで前記モ
    ータ動力シャフトを回転させ、前記ピストンを前記スタ
    ート位置から前記ストップ位置まで、作動停止状態が検
    出されない限り、移動し、前記第1の選択されたパルス
    数が検出されたとき、又は前記作動停止状態が検出され
    たとき、前記モータ動力シャフトは前記ピストンを前記
    スタート位置まで戻すように回転し、 前記ハウジングから延びる複数のジョーであって、これ
    らの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下クリンプ
    部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジャー摺動
    領域があり、前記クリンプ部分は内向きのクリンプリッ
    プを有し、前記複数のジョー及び前記プランジャーは衝
    合関係にあり、前記ジョーは、前記プランジャーが前記
    スタート位置にあるときに開放位置にあり、前記プラン
    ジャーが前記ストップ位置にあるときに閉鎖位置にあ
    る、複数のジョーを有し、 前記工具がリセットモードにある場合、前記ロッカスイ
    ッチを押して前記スタート位置及び前記計数値「x」を
    調節でき、 前記工具がクリンプモードにある場合、前記ロッカスイ
    ッチを押して前記ストップ位置及び前記計数値「y」を
    調節できる、ことを特徴とする動力式クリンプ工具。
  17. 【請求項17】 前記プランジャーには、計数値「z」
    のノーリターン位置があり、このノーリターン位置は前
    記スタート位置と前記ストップ位置との中間であり、前
    記工具が前記クリンプモードにあるときに前記トリガー
    スイッチを賦勢すると、前記プランジャーが計数値「z
    −x」だけ移動した後、前記作動停止状態が検出されな
    い限り、前記コントローラーが前記プランジャーを追加
    の「y−z」だけ前記ストップ位置まで移動するために
    前記トリガースイッチを賦勢することが不必要になり、
    前記ピストンを前記スタート位置まで戻す、請求項16
    に記載の動力式クリンプ工具。
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