JP2012210710A - ファスナー打ち込みツール - Google Patents

Abstract

【課題】少なくとも１００Ｇ範囲の大きな振動または重力のかかる内燃駆動ファスナー打込みツールの長時間の使用において、該ツールのバッテリーと端子ブロック間で電気的接触不良が生じないようにすること。
【解決手段】ファスナー打込みツール１０は、少なくとも１つのバッテリー１６を挿入する空洞を有するハウジングと、空洞１４に挿入する形状と少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメント２２を有するバッテリー１６と、空洞内に配置されバッテリー１６とかみ合うための構造と配置で電気的接続を行う端子モジュール２０と、を含んでいる。バッテリー１６及び端子モジュール２０のコンタクトエレメントの少なくとも１つは、貴金属を組み込み、他のコンタクトエレメントは、導電性である。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には、加工物にファスナーを打ち込むために使用されるファスナー打込みツールに関するものであり、特に、ツール機能の電源のためにバッテリーを使用するファスナー打込みツールに関するものである。

従来のファスナー打込みツールは、マガジンによりノーズピースに送られるファスナーを詰め込み、往復運動する打込みブレードを有することを特徴としていた。代表的には、Nikolichの米国再発行特許32,452号、Nikolichの米国特許4,522,162号、Nikolichの米国特許4,483,474号、Nikolichの米国特許4,403,722号、Wagdyの米国特許4,483,473号,同様に5,197,646号、5,263,439号に例示されており、これら全ては参照により組み込まれており、燃焼を動力とするファスナー打込みツールは、燃焼室を含んでおり、この燃焼室は、シリンダーボディと燃焼室を開閉するためのバルブスリーブとにより特徴付けられている。一般的に、同様な燃焼を動力とする釘およびステップル打込みツールは、イリノイのVernon HillsにあるITW-Paslode（イリノイ ツール ワーク社の1部門）からIMPULSEの登録商標で購入可能である。

これらのツールの利点は、全体を持ち運びでき、同様に、電源や空気供給源に繋ぐ必要がない。内蔵エンジンの燃焼は、ファスナーを打ち込むことに必要な動力を提供する。しかし、補足的なバッテリー電力が、スパーク発生器、ファンモータ、警報ランプ、および技能を有する熟練者によく知られているその他の機能といった付属ツールシステムを動作させるのに必要となる。このようなツールの最近のモデルでは、充電可能なバッテリーが、必要とする電力を供給するために使われている。

このようなツールのストレスの多い動作環境における欠点は、燃焼の大きな力が、バッテリーおよび通常端子ブロックと称するツールの接続個所を含むツール部品に対し、大きな振動および／または重力（Ｇ）を与えることである。事実、このようなツールは、少なくとも１００Ｇ、または３００〜５００Ｇの範囲に達する内部応力が発生することが分かった。このレベルの振動力および衝撃力は、バッテリーと端子ブロックとの間の電気的接触が、燃焼中にマイクロアークによる事象により一時的に遮断されるほど、端子ブロックと関連のバッテリーとを動かすことが知られている。

この遮断は、２、３ミリ秒程度続くものであるため、ほとんど感知できない。しかし、繰返しのマイクロアークにより端子ブロックとバッテリーとの間の接合接触に対し酸化腐食を生ずることが分かり、遮断は深刻である。特に、それぞれのコンタクト表面がＣｕ−Ｎｉ合金でできている場合、長時間の使用後、バッテリーからツールに届く電力が不足することにより、腐食がツールの性能を損なうことになる。最終的に、導電遮絶が生ずる。

この問題に直面した時、ツールの利用者は、腐食を取り除くため端子ブロックとバッテリーとの間のコンタクトを清掃しなければならない。バッテリーはツールから取り外し清掃するため近づくことができるが、端子ブロックはツールを相当分解しないと近づくことが難しい。技量を有しない利用者によるこのような分解は、不適切な再組立により望ましくない問題を生ずることになる。

このような内燃ツールのもう１つの設計目標は、バッテリー／端子モジュールコンタクトが、燃焼中に生ずる少なくとも１００Ｇの場面においても適切な電気的導電性を保つようにすることである。

このようなツールのバッテリー／端子モジュールコンタクトの更にもう１つの設計目標は、接合するコンタクトエレメントが、ツールからバッテリーの挿入、および取り外し時にコンタクトエレメントに磨耗や損傷を生じないように設計することである。

このように、酸化またはその他の腐食を生ずることのなくマイクロアークに対応したバッテリー／端子ブロック接合を特徴とする内燃ツールに対する必要性がある。また、少なくとも１００Ｇに耐え、且つバッテリー／端子ブロックモジュールコンタクトエレメントに磨耗を生ずることなく良好な導電性を有するバッテリー／端子ブロック接合を特徴とする内燃ツールに対する必要性がある。

接点エレメントが、腐食性酸化を生ずることなしに、少なくとも１００Ｇに耐えられる、本発明のバッテリー／端子ブロック接合により、前記設計要求が解決される。同時に、導電性が保持され、コンタクト接合エレメントのコストは、従来のＣｕ−Ｎｉコンタクト接合と同等である。

より具体的には、ファスナー打込みツールは、少なくとも１つのバッテリーを挿入する空洞を持った筐体、および前記空洞に挿入する形状を有し、少なくと１つのバッテリーコンタクトエレメントを有するバッテリーを含んで提供される。端子モジュールは、空洞内に配置され、バッテリーをはめ込み、そこで電気的接合を行うための構造を持ちかつ配置を行い、前記モジュールは、少なくとも１つの端子接合エレメントを含んでいる。バッテリーおよび端子モジュールエレメントの少なくとも１つは、貴金属合金を含み、他のコンタクトエレメントは、導電性を有する。

他の実施例では、コンタクト接合が、それぞれのコンタクトエレメント間でスムースに移動できる構造になっている。本発明の他の特徴は、コンタクト接合が、少なくとも１００Ｇに耐えることができ、酸化型の腐食を起こすことなしに接触を保つことができることにある。

明確化のため一部分を削除して、本発明のバッテリー／端子モジュール接合接続を描写したファスナー打込みツールを示す側面図である。 関連するコンポーネントを示したバッテリー／端子モジュールアッセンブリの透視図である。 図２のコンポーネントの分解組立透視図である。

図１において、本発明を利用することに適したファスナー打込みツールは、符号１０で示され、ハウシング１２（破線で示してある）を含んでいる。ツール及びハウジングの動作詳細は、参考として組み込まれている前記の特許に十分詳細に記載されている。この実例は、本願の出願人であるイリノイ ツール ワーク社から登録商標ＰＡＳＬＯＤＥで販売されている。

ハウジング１２に含まれているのは、少なくとも１つのバッテリー１６を受け入れるように作られた管状の空洞１４である。開口１８は、バッテリーを挿入する空洞１４に設けられている。開口１８の反対側に、技術的に知られているように、空洞１４は、バッテリー１６をツールの他の機能エレメントに電気的に接続するバッテリー端子モジュール２０を有する。１つだけのバッテリーが描かれているが、技術的に明らかなように、直列に接続可能ないくつかのバッテリーが提供されることも考えられる。端子モジュール２０は、空洞１４内に、ねじ締め、化学的接着剤、超音波溶接、挿入成形または他の知られた結合技術により固定されている。

前記のように、このタイプのツールに関する操作上の関心の１つは、燃焼中に発生するかなり大きな振動及び衝撃力が、これは少なくとも１００Ｇから３００〜５００Ｇの範囲まであり、バッテリー１６の関連したコンタクトと端子モジュール２０との間にマイクロアークを生ずることが知られている。継続的なマイクロアークは、コンタクトにおいて腐食を生じ、ある場合には、バッテリー接続の遮断ということになる。

図２及び３を参照し、バッテリー１６は少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメント２２を有し、これは、望ましい実施例においては、平面の接触面２４と端子受け入れ端部２６とを含んでいる。望ましい実施例においては、このような２つのコンタクトエレメントを有し、端子受け入れ端部２６は、バッテリー１６と端子モジュール２０との間で摺動接続しやすいように角に丸みをつけてある。バッテリーコンタクトエレメント２２の数と構成は、適用対象に対応して変えるように考えられている。

端子モジュール２０は、少なくとも１つ、望ましくは２つのスプリングバイアスの付いたクリップ２８を延伸したハウジング２４を含んでいる。各クリップ２８は、望ましくは、アーチ型部分３０及び曲げられまたはダブテール形の端部３１を含んでいる。アーチ部分３０は、バッテリーコンタクトエレメント２２に対してクリップ２８のグリップ力を増加し、端部３１の構成は、バッテリー端子受け入れ端部２６にスムースに移動できるようにする。好ましい実施例においては、クリップ２８は、亜燐酸／ブロンズまたはベリリュウム／銅合金から作られるが、他のスプリング性、導電性、耐久性材料も考えられる。クリップが、バッテリーコンタクト２２に対して少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメント３２（時々、端子コンタクトエレメントとも言う、）を強く押し付けるバイアス力を生成しさえすれば、スプリング付きクリップ２８の正確な配置及び構成は、提供対象に対応するように変えてもよい。

アーチ部３０と端部３１との間に対応するモジュールのコンタクトエレメント３２が配置される。どのような形状のコンタクトエレメント３２も考えうるが、コンタクトエレメントは、半球またはドーム形状の構成が望ましく、この構成は、対応するバッテリーコンタクトエレメント２２とスムースに接触移動するように、角に丸みをつけるかまたは他の構成にする。

腐食を防止するため、バッテリーコンタクトエレメント２２と端子モジュールコンタクトエレメント３２は、対向するまたは接合するコンタクトエレメントとできるだけ反応することなく、前記のマイクロアークに対応した材料から作られることが重要である。同時に、各コンタクトエレメントは、適切なツールの性能を保持するのに充分な導電性を有する材料から作られるべきである。

少なくとも１つのバッテリー及び端子モジュールコンタクトエレメント２２、２３が貴金属合金を含み、他のコンタクトエレメントが導電性である時、最上の結果が得られた。より具体的には、望ましい貴金属は、金、銀またはプラチナの合金であり、導電性エレメントは、ステンレススチールから作られる。従来入手可能な貴金属合金は、純粋な貴金属に対し硬度及び耐久性を増大したものが望まれた。このような合金は、Ａｇ−Ｃｕ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ，Ａｇ−Ｃｏ及びＡｇ−Ｐｂを含み、これらに限定するものではない。前記の他に、他の貴金属合金も、入手のしやすさ及びコストにおいて適当なものが考えられる。また、導電性コンタクトエレメントに対しては、耐腐食性があり、比較的高い導電性を持ちかつ低コストである貴金属またはいくつかの他の導電性材料がある。ステンレススチールは、特に高い導電率を有せず、コンタクトエレメントへの応用には一般的に使われていないが、良好な耐腐食特性を有している。

生産性を上げるため、バッテリーコンタクトエレメント２２は、ステンレススチールから作られ、端子モジュールコンタクトエレメント３２は、貴金属合金から作られることは望ましい。銀合金が、耐酸素腐食性、導電性、耐久性及びコストの組合せにおいて特に望ましい。また、端子モジュールコンタクトエレメント３２は、対応するスプリングクリップ２８の開口３４に摩擦ではめ込まれたリベットの形で提供されることが望ましい。前記のリベットが望ましいが、他のタイプのコンタクト取り付け技術を、スプリングクリップ２８へコンタクトエレメント３２を取り付けるために採用することができる。これは、クランプ、ねじ込み、インレイ技術または同様のものを含むが、これに限定するものではない。各コンタクトエレメントの１つが貴金属であり、もう一方が導電性またはステンレススチールであれば、適用対象によっては、バッテリーのコンタクトエレメント２２が貴金属合金から作られ、端子モジュールコンタクトエレメント３２がステンレススチールから作られ、または前記の組合せであることも考えられる。

ステンレススチールと貴金属合金の組合せが、マイクロアークにより生ずる腐食を防止するために望まれる耐酸化特性を有する一方、必要とする導電度レベルを提供する。

各リベット３２は、対応するスプリングクリップ２８の内面３８に円形またはドーム状の表面３６を有して提供され、バッテリー１６が空洞１４に完全に挿入された時、バッテリーコンタクトエレメント２２と適切にかみ合うようになる。このように端子コンタクトエレメント３２の円形の構成は、スムースな移動を提供し、バッテリー挿入時バッテリーコンタクトエレメント２２を滑りながらかみ合うようになる。前記の接合コンタクトエレメント２２、３２のスムースな移動は、角を丸くした端子かみ合わせ端部２６、ダブテール形クリップ端部３１及びリベット３２のドーム型構成の組合せにより達成されている。

接合コンタクトエレメントの本発明の組合せのもう１つの特徴は、本構成で提供された前記材料が、燃焼駆動ファスナー打込みツールにおいて典型的に見られる大きな振動とＧ力に対して、持ちこたえ、腐食のなく導電度を保持することが分かったことである。このツールの動作力は、少なくとも１００Ｇ、しばしば３００〜５００Ｇまで達し、または超える力である。

本発明のファスナー打込みツールのための耐酸化バッテリーコンタクトの具体的な実施例が示され、記載されたが、より広い局面で本発明から離れることなく、かつ請求項に記載されたとおり、変更及び変化が可能であることは、当業者により予測できる。

大きな振動とＧ力のかかる燃焼駆動ファスナー打込みツールのバッテリー接合部において、耐久力があり従来のＣｕ−Ｎｉ接合と同等のコストで、酸化腐食がなく導電度を保持できるバッテリー／端子モジュール接合コンタクトエレメントの構成および材質を提供する。

１０ ファスナー打込みツール
１２ ハウシング
１４ 空洞
１６ バッテリー
１８ 開口
２０ 端子モジュール
２２ バッテリーコンタクトエレメント
２４ 接触面
２６ 端子受け入れ端部
２８ クリップ
３０ アーチ部
３１ ダブテール形端部
３２ 端子モジュールコンタクトエレメント（リベット）
３４ 開口
３６ 端子コンタクトエレメントの表面
３８ クリップの内面

このようなツールのストレスの多い動作環境における欠点は、燃焼の大きな力が、バッテリーおよび通常端子ブロックと称するツールの接続個所を含むツール部品に対し、大きな振動及び衝撃力を与えることである。事実、このようなツールは、少なくとも１００Ｇ、または３００〜５００Ｇの範囲に達する内部応力が発生することが分かった。このレベルの振動力および衝撃力は、バッテリーと端子ブロックとの間の電気的接触が、燃焼中にマイクロアークによる事象により一時的に遮断されるほど、端子ブロックと関連のバッテリーとを動かすことが知られている。

端子モジュール２０は、少なくとも１つ、望ましくは２つのスプリングバイアスの付いたクリップ２８を延伸したハウジング２７を含んでいる。各クリップ２８は、望ましくは、アーチ型部分３０及び曲げられまたはダブテール形の端部３１を含んでいる。アーチ部分３０は、バッテリーコンタクトエレメント２２に対してクリップ２８のグリップ力を増加し、端部３１の構成は、バッテリー端子受け入れ端部２６にスムースに移動できるようにする。好ましい実施例においては、クリップ２８は、亜燐酸／ブロンズまたはベリリュウム／銅合金から作られるが、他のスプリング性、導電性、耐久性材料も考えられる。クリップが、バッテリーコンタクト２２に対して少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメント３２（時々、端子コンタクトエレメントとも言う、）を強く押し付けるバイアス力を生成しさえすれば、スプリング付きクリップ２８の正確な配置及び構成は、提供対象に対応するように変えてもよい。

少なくとも１つのバッテリー及び端子モジュールコンタクトエレメント２２、３２が貴金属合金を含み、他のコンタクトエレメントが導電性である時、最上の結果が得られた。より具体的には、望ましい貴金属は、金、銀またはプラチナの合金であり、導電性エレメントは、ステンレススチールから作られる。従来入手可能な貴金属合金は、純粋な貴金属に対し硬度及び耐久性を増大したものが望まれた。このような合金は、Ａｇ−Ｃｕ，Ａｇ−Ｃｕ−Ｎｉ，Ａｇ−Ｃｏ及びＡｇ−Ｐｂを含み、これらに限定するものではない。前記の他に、他の貴金属合金も、入手のしやすさ及びコストにおいて適当なものが考えられる。また、導電性コンタクトエレメントに対しては、耐腐食性があり、比較的高い導電性を持ちかつ低コストである貴金属またはいくつかの他の導電性材料がある。ステンレススチールは、特に高い導電率を有せず、コンタクトエレメントへの応用には一般的に使われていないが、良好な耐腐食特性を有している。

接合コンタクトエレメントの本発明の組合せのもう１つの特徴は、本構成で提供された前記材料が、燃焼駆動ファスナー打込みツールにおいて典型的に見られる大きな振動及び衝撃力に対して、持ちこたえ、腐食のなく導電度を保持することが分かったことである。このツールの動作力は、少なくとも１００Ｇ、しばしば３００〜５００Ｇまで達し、または超える力である。

大きな振動及び衝撃力のかかる燃焼駆動ファスナー打込みツールのバッテリー接合部において、耐久力があり従来のＣｕ−Ｎｉ接合と同等のコストで、酸化腐食がなく導電度を保持できるバッテリー／端子モジュール接合コンタクトエレメントの構成および材質を提供する。

Claims (17)

1. ファスナー打込みツールであって、
   少なくとも１つのバッテリー挿入のための空洞を規定するハウジングと、
   前記空洞に挿入するように構成され、かつ少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントを有するバッテリ−と、
   前記空洞内に配置され、前記バッテリーとかみ合うように作られかつ配置され、電気的接続を行い、少なくとも１つの端子コンタクトエレメントを含んでいる端子モジュールと、からなり、
   前記バッテリー及び前記少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメントの少なくとも１つは、貴金属合金を含み、他の前記コンタクトエレメントは、導電性であることを特徴とするファスナー打込みツール。
2. 前記貴金属合金は、銀、金及びプラチナからなるグループから選ばれる請求項１に記載のツール。
3. 前記貴金属合金は、前記少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメントに提供される請求項２に記載のツール。
4. 前記貴金属合金を有する前記少なくとも１つのコンタクトエレメントは、リベットの形で提供され、前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントは、導電性材料から作られる請求項３に記載のツール。
5. 前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントは、ステンレススチールから作られる請求項４に記載のツール。
6. 前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントは、概ね平らな接触面と角に丸みをつけた端子かみ合わせ端部を有する請求項１に記載のツール。
7. 前記端子モジュールコンタクトエレメントは、ドーム形または半球形であり、前記バッテリーコンタクトエレメントは、角を丸くしたかみ合わせ端部を有する請求項１に記載のツール。
8. 前記少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメント及び前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントは、貴金属合金を含んでいる請求項１に記載のツール。
9. ファスナー打込みツールであって、
   少なくとも１つのバッテリー挿入のための空洞を規定するハウジングと、
   前記空洞に挿入のために構成され、かつ概ね平らであり、角を丸くした端子かみ合わせ端部を有する少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントを有したバッテリーと、
   前記空洞内に配置され、前記バッテリーをかみ合わせるように作られかつ配置され、かつ電気的接続を行う端子モジュールであって、前記モジュールは、前記端子かみ合わせ端子とかみ合わせるために角を丸くした少なくとも１つの端子モジュールエレメントを有する少なくとも１つのスプリングバイアス付きクリップを含み、前記少なくとも１つのスプリング付きクリップは、前記の概ね平らな面に対して前記少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメントを押し付けるように構成されている端子モジュールと、
   からなることを特徴とするファスナー打込みツール。
10. 少なくとも１つの前記コンタクトエレメントは、貴金属を含み、他の前記コンタクトエレメントは導電性である請求項９に記載のツール。
11. 前記貴金属は、前記少なくとも１つの端子モジュールのスプリングクリップに締め付けるリベットとして提供される請求項１０に記載のツール。
12. 前記コンタクトエレメントは、少なくとも１００Ｇに曝される導電かみ合わせのために構成される請求項９に記載のツール。
13. 内燃駆動ファスナー打込みツールであって、
    少なくとも１つのバッテリーを挿入するための空洞を規定するハウジングと、
    前記空洞に挿入するように構成されかつ少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントを有するバッテリーと、
    前記空洞内に配置され、前記バッテリーとかみ合わせるように作られかつ配置され、かつ電気的接続を行う、少なくとも１つの端子コンタクトエレメント含む端子モジュールと、
    少なくとも１００Ｇの範囲で酸化することのなく運用を維持するように構成されている前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメント及び前記少なくとも１つの端子モジュールコンタクトエレメントと、
    から構成されたことを特徴とする内燃駆動ファスナー打込みツール。
14. 少なくと１つの前記コンタクトエレメントは、貴金属を含み、他の前記コンタクトエレメントは、導電性である請求項１３に記載のツール。
15. 前記貴金属コンタクトはリベットの形で提供され、前記バッテリーコンタクトエレメントはステンレススチールから作られる請求項１４に記載のツール。
16. 前記少なくとも１つのバッテリーコンタクトエレメントは、概ね平らな接触面及び角の丸い端子かみ合わせ端部を有する請求項１３に記載のツール。
17. 前記端子モジュールコンタクトエレメントは、ドーム形または半球形であり、前記バッテリーコンタクトエレメントは、角の丸いかみ合わせ端部を有している請求項１６に記載のツール。

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