JP2015524753A - 留め具打ち込み機 - Google Patents

Abstract

本発明は打ち込み機に関し、エネルギーを留め具に伝達するためのエネルギー伝達要素を内部に収容する手持ちハウジング２０と、エネルギー伝達要素を搬送する駆動装置と、少なくとも１つの電動モータ４８０と、出力軸を有する歯車４０１、４０６とを備え、駆動装置は歯車４０１、４０）の出力軸４０４を介して前記モータ４８０により駆動され、第１のギア比と第１のギア比とは異なる第２のギア比との少なくとも１つは、歯車４０１、４０６により、モータ４８０の回転速度と出力軸４０４の回転速度との間で設定できる。【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の前提部に記載の留め具打ち込み機に関する。

打ち込みピストンが電動モータにより変速機及びスピンドルを介して引っ張られ、留め具打ち込み動作後にリセットされる留め具打ち込み機が実務上知られている。

本発明の課題は、特に効率的な打ち込みが行える留め具打ち込み機を提供することである。

冒頭で述べた種類の留め具打ち込み機に関して、この課題は請求項１の特徴部の発明により解決される。駆動装置に与えられる回転速度及びトルクはそれぞれ、少なくとも２つの異なるギア比により、必要に応じて最適化される。例えば、要求される張力に応じた駆動装置の機械的エネルギー蓄積要素の張力の蓄積は、出力軸の低回転速度又は高トルクでの第１の歯車によりなされる。例えば、モータの逆回転によるエネルギー伝達要素のリセットは対応する異なる第２の歯車によりなされるが、その際出力軸の回転速度は早いが高トルクは必要とされない。

これにより、連続する２つの留め具打ち込み動作の間の時間を最小化できる。若しくは、１サイクルの時間を変えずに、コスト削減又は軽量化のためにモータのサイズをより小さくできる。

本願発明における留め具とは、全ての打ち込み可能な釘、ボルトを意味し、ネジであってもよい。留め具打ち込み機は電気的に駆動され、手持ちされる。動力は、コードレス動作を行うために、バッテリーによる電気エネルギー蓄積要素を介して提供されるのが好ましい。

エネルギー伝達要素及び駆動装置は、電気的に駆動される留め具打ち込み機で知られているいかなるものでも良い。例えば、エネルギー伝達要素は、回転可能なスピンドルを有する駆動装置により伸張されるバネ付勢ピストンで良い。バネは金属バネ若しくはガスバネとして良い。そのような工具においては、バネの伸張は、ほとんどの場合、スピンドルを電動モータにより引っ張り状態にまで回転することでなされる。始動動作の後、ピストンはバネにより加速され、パンチは留め具をたたき基材に打ち込む。その後、更にスピンドルを回転することで、ピストンはスタート位置に戻り、機械システムの構成に従い、回転方向は反転する。

本発明の好ましい態様において、歯車機構は少なくとも２つの異なる別個の切替ステップを有する。この種の別個の歯車機構は簡単で小さいスペースに構成でき、殆ど摩擦損失が無い。特に好ましい構成においては、歯車機構は直径の異なる少なくとも２つの出力側歯車を有し、これら歯車は少なくとも1つの駆動側歯車と常時噛合し、出力軸は出力側歯車の１つと選択的に結合可能である。これにより、固定変速機より一つだけ歯車の多い可変比歯車機構を可能とする。出力軸の１つの歯車への選択的結合は、必要により形状の嵌合による結合又は摩擦力による結合によりなされる。

本発明の好ましい別の態様において、歯車機構は連続的な歯車機構として構成される。そのような歯車機構は、様々な構成で知られ、ギア比の連続的又は準連続的変化が少なくとも全範囲に亘って選択可能となる。

連続的に可変な歯車機構の第１の好ましい構成は少なくとも２つのコーンを含み、それらは伝達要素に結合される。異なるギア比は、コーン上の伝達要素の位置に従って決定される。ベルト又は他の伸張要素が伝達要素として機能する。この例は、ベベルクラウンギア機構又はＶベルト調整歯車機構である。ある構成においては、伝達要素としてコーン間のリング走行による摩擦力による結合が用いられる。

本発明の他の態様において、少なくとも1つの第２の電動モータが歯車機構に結合され、出力軸の回転速度は少なくとも２つの電動モータの回転速度に依存する。この場合、歯車機構は、例えば、衛星歯車機構として構成される。このような構成により、出力軸の回転速度は、単純には、それぞれのモータの回転速度の加算又は減算といった数学的組合せとなる。各モータの回転方向は可逆である。このように、総じて、出力軸において特に高回転速度又は高トルクとなる歯車モードが可能となる。

一般に、第1のギア比がモータの第１の回転方向に、第２のギア比がそのモータの回転方向とは逆の回転方向に定められと都合がよい。これにより、駆動装置の動作の単純な最適化がなされる。例えば、第1のギア比で第１の回転方向の場合、高トルクでかつそれに伴い低速度が必要とされ、バネ要素は伸張される。留め具打ち込み動作後にモータは逆回転され、エネルギー伝達要素はリセットされる。この場合、大きい力は要求されないが、早くリセットし動作周期を増やすことが好ましく、リセット動作は第２のギア比で行われる。

更に、歯車機構の制御は、被駆動軸にトルクを制限されて支持されたキャリアを介して行われることが好ましい。しかし、必須ではないが、これはモータの軸であることが好ましい。そのような制御は信頼性が高く、効率的で安価である。

一般に、歯車機構の制御は、他のいかなる方法によりなされても良い。電気機械｛式アクチュエータ、遠心力クラッチ、スリップクラッチ、オーバーランニングクラッチ、又は手動制御要素を介して制御が行われても良く、これらに限るものではない。

本発明の可能な態様においては、歯車機構のギア比は駆動装置の伸張を介して変化される。これにより、エネルギー蓄積要素からの均一なパワー供給が行われ、留め具打ち込み機の動作周周期を更に最適化できる。ここで、駆動装置のバネ要素の伸張の間に、一般に要求されるトルクは増加することが考慮される。

これに代えて又はこれに加えて、歯車機構のギア比は電気エネルギー蓄積要素の状態により変化される。これにより、動作周期は、温度、寿命又はバッテリーの選択された大きさに基づき最適化され、それぞれの場合、残留充電及び電力容量に応じて最適化される。

基本的に歯車機構の全ての制御は、留め具打ち込み機の電気的制御によりなされ、ギア比の選択の基準は関連する条件に対応する。

本発明の他の特徴及び利点は実施例及び従属請求項から明らかである。本発明の好ましい実施例を、添付図面を用いて以下に詳細に説明する。

従来の歯車機構を備えた留め具打ち込み機の側面図である。 ハウジングを開いた状態の、図１の留め具打ち込み機の立体的な詳細図である。 図１に示したような留め具打ち込み機における、本発明において用いられる歯車機構の第１実施例を示す図である。 図３の歯車機構の詳細を示す拡大図である。 図１に示したような留め具打ち込み機において、本発明において用いられる歯車機構の第２実施例を示す図である。 本発明による留め具打ち込み機の自動切替器を示す図である。

図１は、例えば、釘やボルトのような留め具を基材に打ち込む留め具打ち込み機１０の側面図である。留め具打ち込み機１０は、エネルギーを留め具に伝える図示しないエネルギー伝達要素と、エネルギー伝達要素を搬送する図示しない駆動装置とエネルギー伝達要素とを収容するハウジング２０と、を備える。

留め具打ち込み機１０は、更に、ハンドル３０と、マガジン４０と、ハンドル３０をマガジン４０に結合するブリッジ５０と、を備える。マガジンは固定されている。留め具打ち込み機１０を足場等に吊るすための足場フック６０と、バッテリー５９０のような電気エネルギー蓄積要素とがブリッジ５０に固定されている。トリガー３４と、ハンドスイッチ３５として構成されたグリップセンサはハンドル３０に配置されている。更に、留め具打ち込み機１０は、留め具を案内するガイドチャンネル７００と、留め具打ち込み機１０の図示しない基材からの距離を検出する圧接装置７５０と、を備える。位置合わせ具４５の助けにより、留め具打ち込み機は基材に対して垂直に位置決めされる。

図２は留め具打ち込み機１０の部分図である。ハウジング２０はハンドル３０とモータハウジング２４とを有する。モータマウント４８５を備えたモータ４８０は、部分的に図示したモータハウジング２４に収容される。モーターリセス４５７を備えたモータピニオン４１０と保持装置４５０とは、モータ４８０の出力軸に配置されている。

モータピニオン４１０は、歯車機構４００として構成されたトルク伝達装置の歯車４２０、４３０を駆動する。歯車機構４００は、モータ４８０のトルクをスピンドル歯車４４０に伝達する。スピンドル歯車は、図示しないモーションコンバータの回転駆動部に回転する事無く取付けられ、回転駆動部はスピンドル３１０として構成される。歯車機構４００は歯車減速部を有し、それにより、モータの出力軸３９０より大きなトルクがスピンドル３１０に発生する。モータピニオン４１０と歯車４２０、４３０は、金属、合金、鋼、焼結金属及び／又は特に繊維強化プラスチックから成ることが好ましい。

留め具打ち込み動作中に、特に、ハウジング２０内で、留め具打ち込み機１０に加わる大きな加速度に対してモータ４８０を保護するために、モータ４８０はハウジング２０及びスピンドル駆動部から分離される。モータ４８０の回転軸３９０は留め具打ち込み機１０のセッティング軸３８０と並列に配向しているので、モータ４８０を回転軸３９０の方向に分離することが好ましい。これはモータピニオン４１０と、モータピニオン４１０により直接駆動される歯車４２０とにより可能となり、それらは互いにセッティング軸３８０及び回転軸３９０の方向に摺動可能に配置されている。

モータ４８０は、堅固にハウジングに取り付けられた取付要素４７０に固定され、モータ減衰要素４６０のみを介してハウジング２０に固定される。取付要素４７０はノッチにより、ハウジング２０の対応する一方の輪郭に沿って回転することが防止される。図示しない例において、取付要素は突起により、ハウジング２０の対応する一方の輪郭に沿って回転することが防止される。更に、モータは、回転軸３９０の方向のみに摺動可能に配置されている。即ち、モータは、歯車４２０と噛合うモータピニオン４１０を介して、更にモータハウジング２４の対応した形状の図示しないモーターガイドの、モータマウント４８５のガイド要素４８８を介して回転軸の方向にのみ摺動可能に配置されている。

図示した他の要素は、張力緩和要素４９４、４９６及びモータマウント４８５のガイド要素４８８である。

上述の留め具打ち込み機１０は従来技術に対応し、搭載した歯車機構４００は一定の、不可変なギア比を有する。この従来の歯車機構４００に代わり留め具打ち込み機１０に取り付けられる歯車機構及びその詳細は以下に記載される。これらの歯車機構により、いずれの場合にも本発明の留め具打ち込み機が達成できる。

図３は、モータピニオン４１０を介してモータ４８０に結合される歯車機構４０１を示す。ここで、第１のスプロケットホイール４０２ａを有する入力側歯車軸４０２はモータピニオン４１０と噛合い、更に直径のより小さい第２のスプロケットホイール４０２ｂが入力側歯車軸４０２に位置する。図３と図４に示す歯車機構は２つの異なる比を有する手動歯車機構である。

第１のスプロケットホイール４０２ａは第１の回転可能に取り付けられた歯車４０３ａと常時噛合い、第２のスプロケットホイール４０２ｂは第１の回転可能に取り付けられた歯車４０３ｂと噛合う。歯車４０３ａと歯車４０３ｂとは互いに離間して取り付けられているが、同じ軸に取り付けられている。第２の歯車４０３ｂは第１の歯車４０３ａより大きく、従って第２の歯車４０３ａは高いギア比を有し、即ち、あるモータ速度に対して第２の歯車４０３ｂより遅い速度で動く。この場合、ギア比は被駆動速度に対する駆動速度の割合として定義できる。

歯車機構４０１の出力軸４０４は、選択的に第１の歯車４０３ａと第２の歯車４０３ｂとに噛合可能である。このため、歯車機構結合スリーブ４０５は、歯車４０３ａと歯車４０３ｂの共通の軸に沿って、結合スリーブ４０５の各軸方向突起４０５ａが歯車４０３ａと歯車４０３ｂの各側壁の対応する凹所４０３ｃと嵌め合うまで移動する。更に、歯車機構結合スリーブ４０５は摺動自在に取り付けられた出力軸４０４と、回転方向において係合する。

歯車機構結合スリーブ４０５の移動は、構成自在なスイッチコントロールに結合されたセレクターフォーク４０５ｂを介して行われる。

このように、各々の場合、歯車機構結合スリーブ４０５の切替位置に従って、第１の歯車４０３ａの回転速度又は第２の歯車４０３ｂの回転速度が出力軸４０４に伝達される。各々の場合、詳細な構成に従い、出力軸４０４は他の歯車機構要素及び又は駆動装置のスピンドル３１０と直接結合されうる。

このように、出力軸４０４の早い回転に合わせた第１の切替設定において、エネルギー伝達要素（ピストン、駆動ラム）は、留め具打ち込み動作の後に開始位置に戻ることができる。引き続き、歯車機構は第２の切替設定に切り替えられ、バネ要素が、スピンドル３１０を介して低回転速度、高トルクで引っ張られる。

図５に示す実施例においては、連続的に可変な歯車機構４０６が設けられ、特定の間隔で所望のギア比が得られる。上記の歯車機構４０１に類似したそのような歯車機構は、図１に示されたような留め具打ち込み機に、固定比を有する従来の歯車機構に代えて使用可能である。

歯車機構４０６は、モータ４８０のモータ軸に第１のコーン４０６ａを有し、これは回転不能である。この場合のモータ軸は入力側歯車軸４０２を形成する。

第２のコーン４０６ｂが歯車機構４０６の出力軸４０４上に回転不能に配置され、入力側歯車軸４０２と出力軸４０４は並列である。

無端張架手段４０７が２つのコーン４０６ａ、４０６ｂの周囲に装架され、それにより第１のコーン４０６ａの回転は第２のコーン４０６ｂに伝達される。張架手段は例えば、駆動ベルトである。

張架手段４０７のガイド４０７ａは歯車軸４０２、４０４と平行に摺動可能であり、軸方向における無端張架手段４０７の位置を定める。コーン４０６ａ、４０６ｂは、張架手段４０７の全ての軸方向位置において、その張架手段に対して同じ円周長を与えるよう構成され位置決めされる。これにより、ギア比は連続的に変化できる。図５によれば、最大比はガイド４０７ａが最右端に位置する時に生じ、それにより最大トルクが最小速度で出力軸４０４を介して伝達される。

歯車機構の制御はガイド４０７の軸方向への摺動により行なわれる。これは遠心力機構により電気機械的に、又は手動で、又は他の適当な方法により行なわれうる。

図５に示す歯車機構はいかなようにも変更され得る。コーン４０６ａ、４０６ｂの駆動歯車は別の伝達機構を介してモータ軸及び／又は駆動装置に接続できる。張架手段は、例えば、モペットの連続可変自動変速機で知られているように一対のコーンの間でガイドされても良い。連続可変歯車機構の正確なレイアウトは、主に伝達される力及び要求される寿命による。

図６は、可変比歯車機構の特に簡単で効率の良い制御が可能な例である。ハウジング４８１を備えたモータ４８０は、留め具打ち込み機のハウジングに対して限られた角度だけ回転可能に取り付けられ、制御要素４８２はモータハウジングに取り付けられている。制御要素４８２はこの場合、単純な突起として構成され、それはスライド４８３と係合する。スライド４８３は例えば、図３のように、リンク機構を介して歯車機構の切替フォーク４０５ｂに結合される。

モータハウジングの回転可能な凹所は、モータの始動時に、第１のストッパー４８４ａに対して押圧するよう位置決め要素４８２を導く。モータが始動時に反対方向に回転すると、対応するトルクがモータピニオン４１０を介してモータハウジングに働き、モータハウジングは、位置決め要素４８２が第２のストッパー４８４ｂに達するまで、限られた角度だけ回転する。そのようにして、スライド４８３は１ストロークだけ移動し、それにより歯車機構の切替又は制御がなされる。

図６の制御と図１の歯車機構との組み合わせ例から、簡単な方法で、モータの異なる回転方向への他のギア比を自動的に選択可能となる。

Claims (12)

1. エネルギーを留め具に伝達するためのエネルギー伝達要素を内部に収容する手持ちハウジング（２０）と、前記エネルギー伝達要素を搬送する駆動装置と、少なくとも１つの電動モータ（４８０）と、出力軸（４０４）を有する歯車機構（４０１、４０６）とを備え、前記駆動装置は前記歯車機構（４０１、４０６）の前記出力軸（４０４）を介して前記電動モータ（４８０）により駆動される、留め具打ち込み機であって、第１のギア比とそれとは異なる第２のギア比との少なくとも１つは、前記モータ（４８０）の回転速度と前記出力軸（４０４）の回転速度との間で前記歯車機構（４０１、４０６）により設定できる、ことを特徴とする留め具打ち込み機。
2. 前記歯車機構（４０１）は少なくとも２つの異なる個別の切替ステップを有する、ことを特徴とする請求項１に記載の留め具打ち込み機。
3. 前記歯車機構（４０１）は、異なる直径の少なくとも２つの出力側歯車（４０３ａ、４０３ｂ）を有し、前記歯車（４０３ａ、４０３ｂ）は少なくとも1つの駆動側歯車（４０２ａ、４０２ｂ）と常時噛合し、前記出力軸（４０４）は前記出力側歯車（４０３ａ、４０３ｂ）の１つと選択的に結合可能である、ことを特徴とする請求項２に記載の留め具打ち込み機。
4. 前記歯車機構（４０６）は連続的に可変な歯車機構として構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の留め具打ち込み機。
5. 前記歯車機構（４０６）は、伝達要素（４０７）により結合された少なくとも２つのコーン（４０６ａ、４０６ｂ）を有する、ことを特徴とする請求項４に記載の留め具打ち込み機。
6. 少なくとも1つの第２の電動モータが前記歯車機構に結合され、前記出力軸の回転速度は前記少なくとも２つの電動モータの回転速度に依存する、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１に記載の留め具打ち込み機。
7. 前記駆動機構は衛星駆動機構として構成される、ことを特徴とする請求項６に記載の留め具打ち込み機。
8. 前記第1のギア比は前記モータ（４８０）の第１の回転方向に、前記第２のギア比は前記モータ（４８０）の回転方向とは逆の回転方向に定められる、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１に記載の留め具打ち込み機。
9. 前記歯車機構（４０１）の制御は、被駆動軸（４０２）である前記モータの軸により、トルク伝達可能に支持されたキャリア（４８４ａ）を介して行われる、ことを特徴とする請求項８に記載の留め具打ち込み機。
10. 前記歯車機構（４０１、４０６）の制御は、電気機械式アクチュエータ、遠心力クラッチ、スリップクラッチ、オーバーランニングクラッチ、又は手動制御要素を介して行われる、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１に記載の留め具打ち込み機。
11. 前記歯車機構（４０１、４０６）のギア比は前記駆動装置の伸張を介して変化され得る、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１に記載の留め具打ち込み機。
12. 前記歯車機構（４０１、４０６）のギア比は電気エネルギー蓄積要素（５９０）の状態により変化され得る、ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１に記載の留め具打ち込み機。
    
    
    

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