JP2008518794A - 動力付きのハンドヘルドデバイス - Google Patents

Abstract

ウルトラコンデンサ（１４）からの高電力源と低電力源との両方を並列式に用いて、改善された電力供給部（１２）を有する、動力付きのハンドヘルドデバイス（１０）。ウルトラコンデンサ（１４）の電力は、デバイスモータに対して高い電力を要求する一定のピーク電力需要の間に、デバイスモータ（１８）によって使用される。改善されたハンドヘルドチューブカッタツール（１０）は、改善された電力配置（１２）がある場合とない場合との両方において提供され、調整可能なローラアセンブリ（３４）を有する回転するカッタヘッドアセンブリ（２４）を含み、優れたチューブ切断を提供する。

Description

（関連出願の引用）
本出願は、２００４年１１月１日に出願された米国特許出願第６０／６２４，０４４号に対して優先権を主張するものであり、その全体の主題が、本明細書において参照により援用されている。

（発明の分野）
本発明は、特定の電力要求を有するハンドヘルドデバイスに向けられ、より具体的には、操作中に物理的作動を供給するモータを有する動力付きのハンドヘルドデバイスに向けられる。たとえば、チューブカッタまたは配水管クリーナなどの配管工事ツール、または医療用デバイス、たとえば缶切りまたは歯ブラシなどの家庭用ツール、またはシャボン玉生成器（ｂｕｂｂｌｅ ｍａｋｅｒ）などのハンドヘルドの玩具またはゲーム、としての使用のための手工具などである。

過去において、ハンドヘルドおよび／または携帯用消費製品は、操作のより短い期間のピークの間の高い電力要求（たとえばサイクルの開始または終了における）と、中間サイクル操作中のモータによる連続的な回転などの、より長くより低いエネルギー要求との、両方を有する操作モータを必要とした。バッテリのみが、そのような変わりやすいエネルギー要求を満たすことがしばしばできず、そのような提案された消費者デバイスは、不適切な電力供給のために見捨てられた。

電力を消費する手工具の例は、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４において説明されたものを含む。それぞれは、種々の直径のチューブを切断するために調節可能で、切断されるチューブを自動的に回転させる、外部から電力供給されるチューブ切断ツールを提供する。そのようなデバイスの電力要求は、チューブが最初に切断されるときの短時間にわたって最初は高いが、チューブが回転させられて切断される残りのより長い時間にわたって、より低い。
米国特許第５，３１５，７５９号明細書 米国特許第５，９４３，７７８号明細書 米国特許第６，０９５，０２１号明細書 米国特許第６，６３７，１１５号明細書

（本発明の概要）
本発明は、改善された電力供給配置を有する、動力付きのハンドヘルドデバイスを提供する。該デバイスは、高電力源構成要素と低電力源構成要素との両方を有する、電力供給配置を好ましくは含む。高電力源は、ウルトラコンデンサによって好ましくは供給される。該電力供給配置は、補助的な電力配置のためのウルトラコンデンサと並列式に、バッテリ源として低電力源を提供する。そのような配置は、一定のピーク電力需要の間にデバイスモータによるウルトラコンデンサの使用を可能にする。ピーク電力需要は、ややまれであるが、モータに対して高い電力を要求する。ウルトラコンデンサは、サイクル中に必要に応じてモータに補助的電力を提供する。そのような補助は、低電力バッテリ源への負荷を低減する。それゆえ、低電力バッテリ源は、低電力でのハンドヘルドデバイスの連続的な操作の間により長く作動することができ、デバイス操作が非常に断続的である状況において、バッテリ寿命を延長することができる。

バッテリ源は、アルカリ、ニッケルカドミウム、ニッケル地金水素、リチウムイオン、または他の一般的に利用可能な電力源などの、充電式または使い捨てのバッテリを含む、任意の種類の従来のバッテリであり得る。ウルトラコンデンサ、または小さいサイズの蓄電ユニットは、カリフォルニア州Ｓａｎ ＤｉｅｇｏのＭａｘｗｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから利用可能であり、以下の多数の米国特許の主題である。米国特許第５，６２１，６０７号、米国特許第５，７７７，４２８号、米国特許第５，８６２，０３５号、米国特許第５，９０７，０３５号、米国特許第５，９０７，４７２号、米国特許第６，２３３，１３５号、および米国特許第６，４４９，１３９号である。代替的には、ウルトラコンデンサが単独で使用され得、あるいはＡＣ電力源が使用され得る。

多数の動力付きハンドヘルドデバイスが、そのような電力供給配置から潜在的に利益を得うる。そのようなハンドヘルドデバイスは、コーヒー豆挽器または缶切りなどの家庭用ツールを含み、永久磁石モータなどのモータによる、より長く低電力での連続的なサイクルを開始するために使用される初期のピーク電力要求を有し、デバイスの使用中に回転操作を一般的に提供する。同様に、シャボン玉生成器などの電力を使用し得るハンドヘルドの玩具またはゲーム、またはハンドヘルド内視鏡デバイスなどの医療機器は、変わりやすい電力要求を有するモータを使用し、本発明から利益を得うる。最後に、パイプまたはチューブの切断または配水管クリーニングのための配管工事ツール、ならびにハンドヘルド医療用デバイスなどの、動力付きハンドヘルドツールもまた、本発明を使用して、改善された電力性能を有する。

本出願の改善された動力付きハンドヘルドチューブカッタデバイスは、高速のチューブ切断を提供し、切断されるチューブに加えられる力は比較的小さい。より小さい力で、より大きい回転速度を使用し、オプションとしてより鋭利なカッティングホイールを用いると、結果として、切断されるチューブに対するささくれが少なくなる。カッティングホイールが鋭利であり続ける時間の長さは、オプションとして極低温処理を使用して改善される。本デバイスのカッタホイールアセンブリは、調整可能な揺動ローラアセンブリを含み、揺動ローラアセンブリは、２つの異なる直径の切断されるチューブを受け入れるように動かされ得る。さらに、カッティングホイールは、カッタホイールハウジングの中に収容され、カッタホイールハウジングは、切断されるチューブとばね付勢係合をするカッティングホイールを提供する。切断されるチューブを係合するための改善されたローラアセンブリを使用したカッティングホイールの係合は、ばね付勢カッティングホイールの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を低減し、結果として、切断されるチューブに加えられ得るばねの力の低減をもたらす。したがって、ローラアセンブリは、チューブを一方の側に保持し、ばね付勢カッティングホイールは、ローラアセンブリの反対側の上でチューブと係合される。本ツールは、上述の改善された電力供給配置とともに使用され得るか、あるいは充電式または使い捨てのバッテリなどの従来の電力供給部とともに使用され得、それらはツールハンドルアセンブリの中に配置され、またはＡＣ電力供給部とともに使用され得る。

改善されたデバイスは、切断されるチューブに対して、カッタホイールアセンブリの連続的な３６０度の回転を提供する。具体的には、ドアが提供され、ひとたびチューブがツールカッタホイールアセンブリハウジングの中に配置されると、開けられ得、および閉じられ得、パイプの既存のインラインピースを中心とした、または閉じたループパイプシステムの上での、完全な回転を可能にする。ドアは、ひとたびチューブがツールの中に係合されると、カッタホイールハウジングのジオメトリ（ｇｅｏｍｅｔｒｙ）によって、「閉」位置へと移動させられ、磁力ラッチおよびツールハウジングによって、「閉」位置に保たれる。さらに、切断操作が完了すると、ツール速度は低減され、ツール操作は最終的にホームポジションにおいて停止させられる。ドアは、ツールとチューブとが分離されると、「開」位置へと移動させられる。

オン／オフスイッチが、デバイスの上に提供される。オン位置において、電力がＬＥＤアセンブリに供給され、任意のウルトラコンデンサの充電を開始する。デバイスを操作するための二次的なトリガースイッチも提供される。切断されるチューブがツールデバイスとひとたび係合されると、トリガースイッチの作動が、カッタホイールアセンブリの運動を開始し、ドアを閉じ、切断動作を開始する。

オプションの光パイプを照らし得る一つ以上のＬＥＤをオプションとして含むＬＥＤアセンブリの使用は、加工物の直接的な照明を可能にし、カッティングホイールから、切断される位置においてチューブの上に影を提供することによって、ツール切断ラインを示す。切断される加工物の切断ラインを提供するために、代替的なレーザラインプロジェクタも、ツールの一番上に提供され得る。

添付の図面に示されるように、到達することが困難な位置におけるインラインチュービングの切断のためにツールデバイスが容易に使用され得るように、角度のついたハンドルが提供される。

図１は、配管工事または他のアプリケーションにおける使用のための、改善された電力供給配置１２と、チューブカッタまたはパイプカッタ用の改善された設計とを有する動力付きのハンドヘルドデバイス１０を開示する。電力供給配置は、好ましくは、高電力源構成要素と低電力源構成要素との両方を有する。図１の実施形態において、デバイスは、動力付きのハンドヘルドチューブ切断デバイスである。高電力源は、好ましくはウルトラコンデンサ（ｕｌｔｒａｃａｐａｃｉｔｏｒ）１４によって供給される。電力供給配置は、図１０に示されるように、補助電力配置のためのウルトラコンデンサ１４と並列式で、バッテリ１６として開示される低電力源を提供する。このような配置は、一定のピーク電力需要の間の、デバイス１０のモータ１８によるウルトラコンデンサ１４の使用を可能にする。電力が供給されるモータは、ＧＥまたはＷｅｓｔｉｎｇｈｏｕｓｅ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓによって製造される種類の１１０ボルトＡＣモータであり得るが、好ましい実施形態においては、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｍｏｔｏｒｓ Ｉｎｃ．から利用可能な３．６ボルト永久磁石ＤＣモータである。図１０および１２の図示される実施形態において、３つのウルトラコンデンサ１４が、Ｍａｘｗｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．による２．５Ｖ １０ファラド、ＰＣ１０ウルトラコンデンサとして使用される。ハンドヘルドデバイスにおいてピーク電力使用がまれであり、しかしそれでも高電力がモータ１８に送られる必要がある場合には、ウルトラコンデンサ１４は、デバイス操作中に、必要に応じて補助電力をモータ１８に提供する。そのような補助は、低電力源への負荷を低減する。それゆえ、低電力源は、ハンドヘルドデバイスの低電力での連続的な操作中に、より長く作動することができる。低電力源がバッテリである場合に、バッテリ寿命が延長される。

低電力源は、アルカリ、ニッケルカドミウム、ニッケル地金水素、リチウムイオン、または他の一般的に利用可能な電力源などの、充電式または使い捨てのバッテリを含む、任意の種類の従来の電力源であり得、かつ／またはＡＣ電力源が使用され得る。図１、１０および１１の実施形態において、６ＡＡニッケル地金水素バッテリが使用され、該バッテリは、図１３に示される種類の従来のドッキングステーションにおいて再充電され得る。

本出願の改善された動力付きのハンドヘルドチューブカッタデバイス１０が、図１に図示される。デバイス１０は、カッタホイールのより高い回転速度を、切断されるチューブに対して適用することによって、チューブ切断操作を実行し、優れた結果をもたらす。より高い回転速度の使用は、ツール切断ホイールによるチューブへのより小さい力の適用を可能にし、そのことは、次には、より鋭利なツール切断ホイールの使用を可能にする。なぜなら、より低い力をチューブに適用することは、操作中に切断ホイールへの損傷のリスクを低減するからである。

図１に示されるように、動力付きのハンドヘルドデバイス１０は、チューブカッタまたはパイプカッタである。デバイス１０は、ツールハウジング２０を含む。ツールハウジング２０は、操作末端２１とハンドル部分２２とを有し、電力供給部１２を支持する。ツールハウジング２０は、ハンドル部分２２の中のバッテリ１６およびウルトラコンデンサ１４と、回転カッタヘッドアセンブリ２４と、ドライブアセンブリ２６と、制御システム２８とを含む。改善されたデバイスにおいて、カッタヘッドアセンブリ２４は、デバイス１０の操作末端２１に位置し、切断されるチューブＴを取り囲み、切断されるチューブに関して３６０度の回転を提供する。

図３および５〜８において、より詳細に、種々の位置において示されるように、回転カッタヘッドアセンブリ２４は、切断されるチューブＴを取り囲み、チューブＴとの係合のためのカッタホイール３２を有するばね付勢カッタホイールアセンブリ３０を支持するカッタヘッドアセンブリハウジング２５と、チューブＴとの係合のためのローラアセンブリ３４と、ドアアセンブリ３６が閉じた位置にあるときにデバイス１０の操作中にチューブＴを取り囲むドアアセンブリ３６とを含む。捕獲性のカッタホイールアセンブリ３０とローラアセンブリ３４との使用は、切断の平行度を保証し、操作中の切断ふらつきを排除するために、改善されたツールにおいて利用される。

カッタヘッドアセンブリハウジング２５は、実質的に円筒形の構成を有し、ツールハウジング２０の操作末端２１の中に位置する。円筒形の壁５０は、ハウジング２５のギヤ面５１から離れるように延びている。ギヤ面５１は、図７および８に示されるように、歯５２を含む。歯５２は、図１および２に示されるように、ドライブアセンブリ１４６とかみ合って係合しており、カッタヘッドアセンブリ２４の回転を提供する。開口部５３は、図２および７に示されるように、壁５０の中に提供され、切断されるチューブＴの挿入を受け入れる。開口部５３は、デバイスの操作中にはドアアセンブリ３６によって閉じられ、ドライブアセンブリ２６との係合のために歯の連続的表面を提供する。光開口部５４もまた、開口部５３の反対側に提供され、ＬＥＤ２９によって供給される光を許容する。この実施形態において、ＬＥＤ２９は、カッタホイール３２からチューブＴの中に影を落とすことによって、ツールカット経路を表示する。加工物または切断ラインの、さらなるまたは直接的な照明を可能にするために、２つ以上のＬＥＤが提供され得ることが理解されるべきである。代替的には、線を投影するレーザ光線もまた、加工物または切断されるチューブＴの直接的な照明のために、デバイスの一番上に取り付けられ得る。図１および２の図示される実施形態において、光パイプ５５は、光パイプの一部分がツールハウジング２０の外側にあり、一部分がツールハウジングの内側にあるように、ツールが組み立てられるときにツールハウジングの半分２０ａと２０ｂとの間に捕獲された（ｃａｐｔｕｒｅｄ）シート８４に取り付けられて示される。この位置において、半透明のポリマー材料の光パイプ５５は、ＬＥＤ２９からの光をデバイス１０の外部に供給し、ツールが電源オンになっていることを示し、切断ホイールによって落とされる影の指示に加えて、切断位置の外部的な視覚的な指示を与える。さらに、図１に示されるように、光パイプにおけるボスとツールハウジングの開口部とを介して、従来の留め具が係合され、ツールハウジングの半分２０ａと２０ｂとの間の位置に光パイプ５５を固定する。図１において、デバイス１０を組み立てられた状態に固定するために、いくつかの従来の留め具が、２つの半分２０ａ、２０ｂからなるツールハウジング２０において、位置合わせされた開口部を介して固定されるべき位置において示される。

カバープレート６６によって閉じられるカッタヘッドアセンブリハウジング２５の内部は、カッタヘッドアセンブリ２４の構成要素に種々の支持構造を提供する。そのような支持構造は、ハウジング２５の中に成形され、ハウジング２５は、円滑で静かなデバイス操作を保証するような目的にふさわしい任意の従来の材料から、好ましくは製造される。図７に示されるように、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の上の小さいベアリング表面５６は、ツールハウジング２０の中のカッタヘッドアセンブリ２４の回転を支持するツールハウジング２０の中に係合される小さいベアリング８０と回転係合するように提供される。図１に示される実施形態において、小さいベアリング８０および大きいベアリング８２は、ツールハウジング２０の中でカッタヘッドアセンブリ２４の回転を支持するために、小さいベアリング８０から反対側のアセンブリの面上で、ツールハウジング２０ａおよびカッタヘッドアセンブリ２４の中に係合される。ベアリング８０、８２は、ポリマーのカッタホイールハウジングアセンブリ２５およびカバープレート６６と係合されたときの円滑な回転と静かな操作とのために、従来の粉末金属材料から製造される。しかし、これらのベアリングツール構成要素のいずれも、任意の適切なポリマーまたは金属の材料から製造され得ることが理解されるべきである。

図２、３、５および６に示される、カッタホイールアセンブリハウジング２５の中の追加の支持構造は、以下を含む。すなわち、カッタホイールアセンブリ３０を支持する支柱５７ａ、５７ｂ；図３に示されるようにカッタホイールアセンブリ３０とかみあった位置合わせのためのアラインメントスロット５８；ローラアセンブリの中で第１のチューブ直径を支持する第１の開口部６０ａか、またはローラアセンブリの中で第２のより大きいチューブ直径を支持する第２の開口部６０ｂかのいずれかにおいて、ローラアセンブリ３４を支持するローラアセンブリ調整ボス５９；切断の完了をたどるカッタヘッドアセンブリ２４の上の、溝６１の位置検出のための制限スイッチ１３０の移動する制限スイッチセンサアーム１３１を支持する溝６１；圧入または接着性係合のいずれかによって内部で磁石６３を固定する磁石支持６２；ドアアセンブリ３６との係合を支持する支持スロット６４；ハウジング２５の中でカバープレート６６およびカッタホイールアセンブリ３０を固定する、カッタホイールハウジング留め具６８とのそれぞれ係合のための開口部６７ａ、６７ｂ、およびハウジング２５と旋回係合するドアアセンブリを固定するドアアセンブリ留め具６９；および、ハウジング２５の中のローラアセンブリ軸の捕獲のためのボス５９。

図５および６に示されるように、ばね付勢カッタホイールアセンブリ３０は、アラインメントスロット５８と位置合わせされたアラインメントレジスタタブ７２によって、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の中で位置合わせされる。カッタホイールアセンブリ３０は、カッタホイールハウジング３８を含み、カッタホイールハウジング３８は、それぞれアラインメント開口部４０ａ、４０ｂを介して、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の中で、支柱５７ａ、５７ｂの上の位置合わせされた位置において固定される。カッタホイール３２の滑り運動は、切断されるチューブＴと係合されるときに、カッタホイールハウジング３８の中で提供される。カッタホイール３２は、軸４６の上で支持され、軸４６は、カッタホイールハウジング３８の中に形成される細長いスロット４２の中で係合される。カッタホイール３２は、０．７〜０．８インチの概ね大きい直径と、０．２〜０．３インチの大きい幅とを有し、安定性を提供し、カッタホイール３２の操作寿命を延長する。カッタホイール３２の寿命をさらに延長するために、極低温処理が使用され、その間にカッティングホイール３２は、メタラグラフィック（ｍｅｔａｌｌａｇｒａｐｈｉｃ）分子アラインメントのために、液体窒素を使用して、華氏-３００度の極低温金属処理プロセスの間に冷凍される。

２つの板ばね４４ａ、４４ｂもまた、カッタホイール軸４６の上に係合され、板ばねのうちの一つは、カッタホイールハウジング３８のそれぞれの面上に固定される。それぞれの板ばね４４ａ、４４ｂの末端は、カッタホイールハウジング３８の中に形成されるばね止４３と係合される。

カッタヘッドアセンブリ２４はまた、カッタホイールアセンブリ３０と反対側の面上に、切断されるチューブＴとの係合のための調整可能なローラアセンブリ３４を提供する。好ましい図示される実施形態において、ローラアセンブリは、切断されるチューブの２つの異なる直径を受け入れるように調節可能であり、たとえば図７および８に示され、そこでＴ１は１／２インチまたは１５ｍｍのチューブであり、Ｔ２は３／４インチまたは２２ｍｍのチューブであるが、一度に一つのサイズのチューブのみが切断される。本実施形態の調整は実際に４つの異なるチューブ直径を受け入れるが、追加のより小さいまたはより大きいチューブサイズのために、代替のサイズ設計を有するデバイス１０が作成され得、デバイス１０において適切な対応する追加の調節がなされることが、理解されるべきである。

ローラアセンブリ３４は、ローラハウジング９４を含み、切断されるチューブＴを係合するための回転するローラ９０、９２の第１および第２の対を支持する。ローラハウジング９４は、取り外し可能なローラピン９６の上に取り付けられるカッタホイールハウジング３８のローラアセンブリ調節ボス５９と、揺動または旋回する関係で、係合される。ローラピン９６は、図５におけるように、ローラアセンブリとカッタホイールアセンブリとの間の第１のチューブ直径Ｔ２を受け入れるために、第１の開口部６０ａの中に、あるいは、図６におけるように、ローラアセンブリ３４とカッタホイールアセンブリ３０との間の第２のチューブ直径Ｔ１を受け入れるために、第２の開口部６０ｂの中に、ローラハウジング９４を介して、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の調整ボス５９を係合させる。いずれの位置においても、ローラハウジング９４は、ローラピン９６の上で、図５および６の矢印の方向に回転する。ローラピン９６の単純な取り外しと、ローラハウジング９４の調整によって、代替のサイズのチューブが切断され得る。

ドアアセンブリ３６は、開いた位置と閉じた位置との間で、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の上で旋回する。開いた位置において、ドアアセンブリ３６は、チューブＴのための開口部５３の中にチューブが挿入されることを許容する。閉じた位置において、ドアアセンブリ３６は、カッタヘッドアセンブリが、切断されるチューブＴを取り囲むことを可能にする。ドアアセンブリ３６は、カッタヘッドアセンブリハウジング２５におけるヒンジスロット６４の中に、旋回係合のためのヒンジボス１０１を含む。ヒンジねじ６９または他の従来の留め具が、カバープレート６６の上のヒンジピン開口部７１ｂを介して、およびカッタヘッドアセンブリハウジング２５の上のヒンジピン開口部７１ａを介して、係合される。ドアは、歯１０４を有するギヤ面１０３を有し、図７に示されるカッタヘッドアセンブリギヤ表面５１とともに、ドライブシャフトアセンブリ１４６によってカッタヘッドアセンブリ２４を駆動するためにチューブＴを取り囲む、連続的な３６０度のギヤ表面を提供する。スチールプレート１０５は、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の中に位置する磁石６３を引き付けるために、ドアの中に配置される。半円形のチューブガイド表面１０２は、壁５０から間隔をあけられて提供され、壁５０は、パイプを取り囲むために開口部５３を閉じて、ツールの操作中にチューブＴとの案内係合（ｇｕｉｄｉｎｇ ｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）を提供する。

デバイス１０の操作を開始するために、オン／オフスイッチ１２０が、オン位置に好ましくは移動される。オン／オフスイッチ１２０は、ツールハウジングの片方ずつ２０ａと２０ｂとの間に、ユーザによる操作のために捕獲された位置において、図１に模式的に示される。オン位置において、制御システム２８は、電力供給配置１２を操作して、配線用ハーネス２７を介してＬＥＤ２９に電力を供給する。前述のように、ＬＥＤ２９は、光パイプ５５とともに、加工物またはチューブを照らし、切断位置を位置づけるように、動作する。

操作を続けるために、ドアアセンブリ３６は、磁石６３をプレート１０５との係合から引き離すことによって、図９ｂに模式的に示される、開いた位置へと振られ得る。代替的に、切断される所望のチューブＴは、ローラアセンブリ３４の揺動または旋回によって、あるいはローラアセンブリの滑りなどの代替的な運動によって、可動のローラアセンブリのスナップ動作を使用して、開口部５３の中に容易に置かれ得るかまたは滑り込まされ得、第１および第２のローラ９０、９２の対の中に抱えられた（ｃｒａｄｌｅｄ）位置の中にはめ込まれ得る。図９ｂの実施形態に示されるように、ローラアセンブリは、ピボットピン９６を中心に旋回することによって動き、チューブＴの、カッタホイール３２と係合した位置への移動を許容する。ローラアセンブリ３４の動く動作は、それが第１のローラ９０を通過して動くときに、チューブＴによって克服されるべき移動距離を低減する。図９ａの図解に示されるように、可動のローラアセンブリの利点がなければ、チューブＴは、第１および第２のローラ９０’、９２’の間に抱えられた切断位置に到達する前に、第１のローラ９０’を通過して０．０５インチの距離を移動しなければならない。主な指定（ｐｒｉｍｅ ｄｅｓｉｇｎａｔｉｏｎ）の使用は、本発明ではないデバイスにおける同様の構造を指定するために使用される。

好ましい実施形態の図９ｂの図解において、チューブＴは、第１および第２のローラ９０，９２の間の切断位置に到達する前に、わずか０．０１４インチの距離しか移動しない。結果として、切断のためにチューブを位置づけるために必要とされる挿入力は低減される。なぜなら、可動のまたは揺動するローラアセンブリは、切断されるチューブの挿入中に、チューブＴ、カッタホイールアセンブリ３０、およびローラ９０、９２に加えられる圧力が、より小さくて済むからである。さらに、板ばね４４ａ、４４ｂは、切断操作全体を通して、５０ポンド以下の、および好ましい実施形態においては約２６ポンドの、連続的ではあるが軽い力を提供する。この場合もやはり、切断中にチューブに加えられるより軽い圧力の使用は、改善された切断の質を提供すると思われる。トリガースイッチ１２４は、次に、ドライブアセンブリ２６を作動させて、カッタヘッドアセンブリ２４を回転させるように操作され得る。

図１に示されるように、フィンガボタン１２２が使用されて、トリガー運転スイッチ１２４を作動させる。フィンガボタン１２２は、それを取り囲むフランジ１２２ａに沿い、ヒンジ１２５において、ツールハウジングの半分２０ａと２０ｂとの中間に（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ）固定される。フィンガボタン１２２は、ばね１２６を覆い、ばね１２６は、組み立てられるときに、ドライブアセンブリ２６のハウジング１４４の表面１２６ａの上に設置される。フィンガプレート１２２がひとたび押されて、トリガー運転スイッチ１２４を始動させると、ドライブアセンブリ２６が作動されて、カッタヘッドアセンブリ２４を回転させる。なお、ドアアセンブリ３６を、チューブを取り囲む位置へと移動させることは、手動または自動で行われ得ることが留意される。カッタヘッドアセンブリ２４が（図３に示される逆時計回りの方向に）回転すると、ドア１００は、閉じた位置へと付勢され、図３の方向矢印によって示されるように、ドア１００がツールハウジング２０の中へ回転すると、ドア１００はカッタヘッドハウジングアセンブリ２５と磁力係合される。

運転スイッチ１２４の作動は、電力供給配置１２からの電力がモータ１８を操作することを可能にし、ドライブアセンブリ２６がカッタヘッドアセンブリ２４を回転させることを可能にする。図１および１１に示されるように、電力供給配置１２のバッテリ１６部分は、ツールハウジング２０のハンドル部分２２の中に位置づけられ、バッテリドア１３２によってその中に固定される。バッテリ１６は、ばね接点１２７において制御システム２８と相互接続され、制御システム２８は、図１１に示される従来の構成要素を有するプリント回路基板１２８を含む。

図１２に示されるような３つのＰＣ１０マックスウェルテクノロジー（Ｍａｘｗｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）、または同等のウルトラコンデンサ１４は、バッテリ１６と並列式で、この電力供給配置１２において提供される。この配置において、モータ始動中と、チューブＴを切断するカッタヘッドアセンブリ２４の最初の回転中の、いかなる初期の高い電力要求も、十分に電力供給される。この制御システム２８と電力供給配置１２とはまた、デバイスオン／オフスイッチ１２０を使用して、ウルトラコンデンサ１４の充電および放電をする。この場合もやはり、本デバイス１０を使用して改善されたチューブ切断が得られるのは、特にカッタホイールアセンブリ３０のカッタホイール３２と板ばね４４ａ、４４ｂとによってチューブに加えられるより軽い力と組み合わされたときに、モータ１８への高い電力供給を保証することによって可能にされる、カッタヘッドアセンブリ２４のより高い回転である。

制限スイッチ１３０は、回転操作中にカッタヘッドアセンブリ２４の位置を検出するために提供される。スイッチ１３０の動くアクチュエータアーム１３１は、カッタヘッドアセンブリハウジング２５における溝６１中で断続的に係合され、アクチュエータアーム１３１の位置を制限スイッチ１３０に伝える。ひとたび切断が完了すると、ユーザはフィンガボタン１２２を解除して、トリガー運転スイッチ１２４の作動を止める。センサアーム１３１が溝６１へと係合するように移動した後で、図２に模式的に示されるように、カッタヘッドアセンブリハウジング２５の位置は、制限スイッチ１３０へと伝えられて制限スイッチ１３０によって決定され、制御システム２８は、信号を受けて、モータ１８を減速させ、カッタヘッドアセンブリ２４を、チューブがデバイス１０から取り外され得るホームポジションへと移動させるように、取りかかる。ＬＥＤ２９、トリガー運転スイッチ１２４、および制限スイッチ１３０は、一般に１４４ａにおいて参照され図１に示される、ドライブアセンブリ２６のハウジング１４４の外側の表面から延びる、ピンと他の支持アームとの取り付け係合のためのツールハウジング２０によって位置づけられる。

ドライブアセンブリ２６の操作は、トリガー運転スイッチ１２４の付勢を介して電力がモータ１８に供給されると、開始される。モータ１８は、Ｆａｓｔｏｎ ｃｏｍｐａｎｙによるインタコネクト１４０を介して、制御システム２８と相互接続される。モータ１８は、中央シャフト１４１とモータドライブギヤ１４２とを有する。モータドライブギヤ１４２は、リダクションクラスタギヤ１４３ａ、１４３ｂと係合され、図２および４に示されるドライブシャフトアセンブリ１４６の主ドライブギヤ１４７を係合する。リダクションギヤ１４３ａ、１４３ｂは、粉末金属から製造されて、正確性と強度とを保証し、操作ノイズを低減する。

ドライブアセンブリ２６およびドライブシャフトアセンブリ１４６は、成型されたポリマーハウジング１４４の中で、位置合わせされて固定される。図２に示されるように、ハウジング１４４は、モータブロックを取り囲むように中心に置かれ、従来の留め具を介してツールハウジング２０の中に固定される。リダクションギヤ１４３は、ポリマーハウジング１４４において形成される開口部とやはり係合するシャフト１４５の上の位置に位置合わせされる。

ドライブシャフトアセンブリ１４６は、主ドライブシャフト１５１の上で支持され位置合わせされる。ドライブシャフトアセンブリ１４６は、主ドライブギヤ１４７と、好ましくは青銅または別の粉末金属材料であるフランジベアリング１４８と、ボールベアリング１４９と、歯１５２を有するナイロンピニオンギヤ１５０とをさらに含む。トリガー運転スイッチ１２４を使用したモータ１８の操作は、モータドライブギヤと、ドライブシャフトアセンブリ１４６の構成要素とを回転させ、それらはピニオンギヤ１５０を回転させるように説明された。そのピニオンギヤの歯１５２は、カッタホイールアセンブリ２４を回転させるためにカッタホイールアセンブリ２４の上の歯５２とかみ合って係合して提供され、３６０度の回転のためにチューブＴと切断係合するカッタホイール３２を係合させる。潤滑剤は、改善された操作のために、任意のまたはすべての係合されたベアリング表面に提供され得る。

ツールハウジング２０の操作末端２１と角度のついたハンドル部分２２とを含むデバイス１０のサイズおよび形状は、パイプの既存のインラインピースを中心とした、または閉じたループパイプシステムの上での、完全な回転が、狭い空間において可能であるか、または到達が困難な位置において可能であるようになっている。ひとたび、切断が完了し、カッタホイールアセンブリ２４が制御システム２８によってホームポジションへ戻されると、デバイスは、単にハンドル部分２２を引いて、ドアアセンブリ３６を維持する磁力ラッチを開くことによって、チューブから容易に取り外され得る。

デバイス１０の使用の後で、図示される実施形態においてＭｃＮａｉｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．によって供給されるバッテリ１６は、バッテリ１６の上に位置するバッテリ接点とかみ合って係合するためのばねバッテリ接点によって、図１３に示される種類の従来のバッテリ再充電ドッキングステーションの中で再充電され得る。充電されるバッテリの充電レベル状態を示すために、状態ライトが提供される（たとえば赤または緑のライト）。

一つ以上の図示される実施形態に関連して、本明細書において多数のデバイスが説明されたが、本デバイスは、形状または形式においていずれの特定の実施形態にも決して限定されるべきでなく、むしろ添付の特許請求の範囲の記載に従った広範な範囲および広さにおいて構築されるべきであることが理解される。

図１は、本出願に従った動力付きのハンドヘルドデバイスの構成要素の模式的な分解部分透視図を図示する。 図２は、本出願に従った動力付きのハンドヘルドデバイスの構成要素の模式的な部分的な断面下面図を図示する。 図３は、図１に図示されるデバイスのカッティングホイールアセンブリの模式的な分解部分透視図を示す。 図４は、図２に図示される動力付きのハンドヘルドデバイスのドライブトレーンの構成要素の模式的な部分下面図を示す。 図５および６は、本出願の改善されたハンドヘルドデバイスのカッタホイールアセンブリの模式的な部分下面図を図示し、ローラアセンブリは、切断されるチューブの異なるサイズを受け入れるように代替の位置において示される。 図５および６は、本出願の改善されたハンドヘルドデバイスのカッタホイールアセンブリの模式的な部分下面図を図示し、ローラアセンブリは、切断されるチューブの異なるサイズを受け入れるように代替の位置において示される。 図７および８は、デモンストレーションのために、切断されるチューブの２つの異なるサイズと係合される、カッタホイールアセンブリの構成要素の模式的な部分的な透視上面図である。 図７および８は、デモンストレーションのために、切断されるチューブの２つの異なるサイズと係合される、カッタホイールアセンブリの構成要素の模式的な部分的な透視下面図である。 図９ａは、図９ｂと比較のために、本出願の揺動ローラアセンブリを用いないカッタホイールアセンブリの構成要素の模式的な部分下面図を図示する。 図９ｂは、本出願の揺動ローラアセンブリを用いたカッタホイールアセンブリの構成要素の模式的な部分下面図を図示する。 図１０は、本出願に従った動力付きのハンドヘルドデバイスについての改善された電力配置の単純な模式的な回路図を図示する。 図１１は、本出願に従った動力付きのハンドヘルドデバイスについての改善された電力配置のより詳細な模式的な回路図を図示する。 図１２は、単一の２．５ボルト、１０Ｆウルトラコンデンサを図示し、そのうちのいくつかは図１０および１１の模式的な回路図における使用において示され、特定のハンドヘルドデバイス適用の要求に依存して、追加のまたは異なる容量がもちろん使用され得る。 図１３は、本出願のハンドヘルドデバイスの実施形態に関連して使用されるバッテリ源のための充電器ドックの模式的な斜視図を示す。

Claims (19)

1. 動力付きのハンドヘルドデバイス（１０）であって、
   デバイス操作を実行するための可変電力要求を有するモータ（１８）と、
   デバイス操作中に高電力のピークを該モータに供給するためのウルトラコンデンサ（１４）を使用する第１の電力源と、
   該第１の電力源（１４）と並列式で該デバイスへの第２の低電力で連続的に動作する電力源（１６）と
   を有する、動力付きのハンドヘルドデバイス。
2. 前記第２の低電力源が、充電式または使い捨てのバッテリ（１６）である、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
3. 前記第２の低電力源が、ＡＣ電力供給部である、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
4. 前記モータ（１８）が、デバイス操作の実行中に回転運動を生成する、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
5. 前記デバイスが、チューブまたはパイプのカッタツール（１０）である、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
6. 前記チューブまたはパイプのカッタが、配管工事ツール（１０）である、請求項５に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
7. 前記デバイスが、家庭用ツールである、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
8. 前記デバイスが、玩具または他の娯楽デバイスである、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
9. 前記デバイスが、医療用デバイスである、請求項１に記載の動力付きのハンドヘルドデバイス。
10. チューブ切断ツールであって、
    切断ヘッドアセンブリ（２４）を回転させるために、ユーザによるツールモータ（１８）の操作のための電源スイッチ（１２０）と運転スイッチ（１２４）とによって作動させられる電力供給部（１２）を有するハンドル部分（２２）、を備え、
    切断されるチューブ（Ｔ）を取り囲む回転式係合のための該切断ヘッドアセンブリ（２４）は、
    切断されるチューブとの係合のためのカッタホイール（３２）を有するばね付勢カッタホイールアセンブリ（３８）と、
    切断されるチューブとの係合のための可動ローラアセンブリ（３４）と、
    ドアアセンブリ（３６）が閉じた位置にあるときに、ツール（１０）の操作中に切断されるチューブを取り囲むドアアセンブリ（３６）と
    を有する、チューブ切断ツール。
11. 前記ローラアセンブリ（３４）が、前記切断ヘッドアセンブリの中で旋回可能にまたはスライド可能に係合される、請求項１０に記載のチューブ切断ツール。
12. 前記ローラアセンブリ（３４）が、切断される第１のサイズのチューブとの係合のための第１の位置と、切断される第２のサイズのチューブとの係合のための第２の位置との間で、移動させられ得る、請求項１１に記載のチューブ切断ツール。
13. 前記ドアアセンブリ（３６）が、磁石（６３）によって閉位置に固定される、請求項１０に記載のチューブ切断ツール。
14. 前記カッタホイール（３２）が、使用中の鋭利さを保持するために極低温処理される、請求項１０に記載のチューブ切断ツール。
15. ＬＥＤ（２９）が、前記切断されるチューブの上の切断ラインをマーキングすることを可能にする、請求項１０に記載のチューブ切断ツール。
16. 光パイプ（５５）が、前記切断されるチューブをさらに照らす、請求項１５に記載のチューブ切断ツール。
17. 前記電力供給部（１２）が、並列式の電気的関係において低電力源（１６）と高電力源（１４）とを備える、請求項１０に記載のチューブ切断ツール。
18. 前記電力供給部の前記高電力源が、ウルトラコンデンサ（１４）である、請求項１７に記載のチューブ切断ツール。
19. 前記電力供給部の前記低電力源が、充電式または使い捨てのバッテリ（１６）である、請求項１７に記載のチューブ切断ツール。

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