JP2020529333A - 打ち込み器具及び打ち込み器具の使用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、締結要素を基板に打ち込むための器具であって、本器具のユーザによって作動され、作動されるとトリガ信号を生成するトリガスイッチと、ユーザによる本器具の所定の動きがあるとウェイクアップ信号を生成するモーションセンサと、動作モードでは、本器具を打ち込み可能な状態に設定することができ、打ち込み可能な状態において、トリガスイッチからのトリガ信号が、締結要素を基材に打ち込む動作をトリガし、またスタンバイモードでは、モーションセンサからのウェイクアップ信号を受信し、ウェイクアップ信号を受信するとスタンバイモードから動作モードに切り替わることができる、電子制御装置とを備える、器具に関する。【選択図】 図２

Description

本出願は、締結要素を基材に打ち込むための器具及びそのような器具の使用方法に関する。

このような器具は、通常、締結要素にエネルギーを伝達するためのピストンを備える。このために必要なエネルギーは、極めて短時間で利用可能にされなければならず、この理由から、いわゆるばね式釘打機の場合には、まずばねに張力がかけられ、次いで打ち込み動作の際にばねは突然弾けるように引張エネルギーをピストンに与え、ピストンを締結要素上に加速させる。この目的のために、ばねには緊張装置により張力がかけられる。緊張装置自体は、蓄電池により電力を供給される。

器具が所定の時間使用されていない場合、器具は自動的にスタンバイモードに変わり、スタンバイモードではばねは弛緩する。その後、締結要素が基材に打ち込まれる場合、器具は、まず再びオンに切り替えられ、そして動作モードに変更されなければならない。これには時間がかかり、特に、ユーザがまず、器具が動作モードにあるかスタンバイモードにあるかを試してみることにより確認しようとする場合には時間がかかる。

本発明の目的は、冒頭に述べた器具の動作をより容易にすることである。

上記の目的は、締結要素を基板に打ち込むための器具であって、本器具のユーザによって作動され、作動されるとトリガ信号を生成するトリガスイッチと、ユーザによる本器具の所定の動きがあるとウェイクアップ信号を生成するモーションセンサと、動作モードでは、本器具を打ち込み可能な状態に設定するのに適しており、打ち込み可能な状態において、トリガスイッチのトリガ信号が、締結要素を基材に打ち込む動作をトリガし、またスタンバイモードでは、モーションセンサからのウェイクアップ信号を受信し、ウェイクアップ信号を受信するとスタンバイモードから動作モードに切り替わるのに適している、電子制御装置とを備える、器具の場合に達成される。これにより、上記装置がスタンバイモードにある場合には上記装置のスイッチをオンにする必要がなくなる。好ましくは、電子制御装置は、スタンバイモードで締結要素を基材に打ち込む動作をトリガするのには適さない。

本発明の文脈では、トリガ信号及び／又はウェイクアップ信号は、電子制御装置が受信するのに適した機械的、光学的、電気的、又は類似の信号である。

好ましくは、ユーザによる本器具の所定の動きは、ユーザがトリガスイッチを作動させる前に毎回本器具で行う動きである。これにより、本器具が動作モードにあるかスタンバイモードにあるかを試す必要がなくなる。特に好ましくは、ユーザによる本器具の所定の動きは、本器具を基材に押し付けることを含む。同様に好ましくは、モーションセンサは接触圧センサを備える。

好ましくは、本器具は、機械的エネルギーを貯蔵するための機械的エネルギー貯蔵部と、電気エネルギー源から機械的エネルギー貯蔵部にエネルギーを伝達するためのエネルギー伝達装置とを備える。特に好ましくは、電子制御装置は、電気エネルギー源により電気エネルギーを供給される。

好ましくは、エネルギー伝達装置は電気モータを含む。同様に好ましくは、本器具は、機械的エネルギー貯蔵部から締結要素までエネルギーを伝達するために開始位置と設定位置との間で移動され得るエネルギー伝達要素を備える。特に好ましくは、機械的エネルギー貯蔵部は、ばね、特にコイルばねを備える。

上記の目的は、トリガスイッチ、モーションセンサ、及び電子制御装置を備える、締結要素を基材に打ち込むための器具の使用方法であって、本方法において、電子制御装置がスタンバイモードに設定され、器具の所定の動きがユーザにより実行され、ウェイクアップ信号が器具の所定の動きの結果としてモーションセンサにより生成されて電子制御装置により受信され、ウェイクアップ信号を受信した結果として、電子制御装置が動作モードに設定され、動作モードでは電子制御装置が器具を打ち込み可能な状態に設定し、トリガスイッチがユーザにより作動され、トリガ信号がトリガスイッチにより作動の結果として生成され、締結要素を基材に打ち込む動作が、トリガスイッチのトリガ信号の結果としてトリガされる、締結要素を基材に打ち込むための器具の使用方法により同様に達成される。

好ましくは、ユーザによる器具の所定の動きは、ユーザがトリガスイッチを作動させる前に毎回器具で行う動きである。特に好ましくは、ユーザによる器具の所定の動きは、器具を基材に押し付けることを含む。好ましくは、電子制御装置は、器具の電気エネルギー源により電気エネルギーを供給される。

例示的な実施形態
以下、締結要素を基材に打ち込むための器具の例示的な実施形態について、図面を参照しながら例に基づいてさらに詳細に説明する。

打ち込み器具の側面図である。 打ち込み器具の構造図である。

図１は、例えば釘やボルトなどの締結要素を基材に打ち込むための打ち込み器具１０の側面図を示している。打ち込み器具１０は、締結要素にエネルギーを伝達するためのエネルギー伝達要素（図示せず）を備え、またエネルギー伝達要素及びエネルギー伝達要素を運ぶための打ち込み装置（同様に図示せず）を収容するハウジング２０も備える。

打ち込み器具１０はまた、ハンドル３０と、マガジン４０と、ハンドル３０をマガジン４０に接続するブリッジ５０とを備える。マガジンは取り外しできない。ブリッジ５０には、打ち込み器具１０を足場などに吊り下げるための足場フック６０と、蓄電池５９０として設計された電気エネルギー貯蔵部とが取り付けられている。ハンドル３０上には、ユーザの人差し指のためのトリガとして設計されたトリガスイッチ３４と、ユーザの同じ手の他の指のための載置面３５とが構成されている。さらに、打ち込み器具１０は、締結要素を案内するためのガイドチャネル７００と、基材（図示せず）から打ち込み器具１０までの距離を検出するための押し付け装置７５０とを備える。打ち込み器具を基材に対して垂直に位置合わせすることは、位置合わせ補助部４５によって支援される。

図２は、打ち込み器具１０の概略図を示している。打ち込み器具１０は、ピストン１００と、歯止め８００として設計された保持要素により閉じた状態に保持されるクラッチ装置１５０と、前方ばね要素２１０及び後方ばね要素２２０を有するばね２００と、ベルト２７０として設計された力偏向部、前方ローラホルダ２８１、及び後方ローラホルダ２８２を有するローラトレーン２６０と、スピンドル３１０及びスピンドルナット３２０を有するスピンドルドライブ３００と、トランスミッション４００と、モータ４８０と、蓄電池５９０により電気エネルギーを供給される制御装置５００と、を収容するハウジング２０を備える。図示されていない例示的な実施形態の場合では、力偏向部はケーブルの形態をとる。

打ち込み器具１０は、締結要素のためのガイドチャネル７００と押し付け装置７５０とをさらに備える。押し付け装置７５０は剛体リンク機構から本質的に構成され、剛体リンク機構は、打ち込み器具１０が基材に押し付けられると、後方に、つまり図２の右方に全体として移動する。加えて、ハウジング２０は、載置面３５が構成されているハンドル３０を備える。

制御装置５００は、打ち込み器具１０の動作状態を検出するために、手動スイッチ３５及びいくつかのセンサ９９０、９９２、９９４、９９６、９９８と通信する。９９０、９９２、９９４、９９６、９９８はそれぞれ、検出対象の要素にそれぞれ構成された、特に取り付けられた磁石電機子（図示せず）の動きを検出するホールプローブを備える。

ガイドチャネルセンサ９９０により、押し付け装置７５０の前方への動きが検出され、それによりガイドチャネル７００が打ち込み器具１０から取り外されたことが示される。接触圧センサ９９２により、押し付け装置７５０の後方への動きが検出され、それにより打ち込み器具１０が基材に押し付けられたことが示される。ローラホルダセンサにより、前方ローラホルダ２８１の動きが検出され、それによりばね２００に張力がかけられているか否かが示される。歯止めセンサ９９６により、歯止め８００の動きが検出され、それによりクラッチ装置１５０がその閉状態に維持されているか否かが示される。最後に、スピンドルセンサ９９８により、スピンドルナット３２０又はスピンドルナット３２０に取り付けられたリターンロッドが最も後方の位置にあるか否かが検出される。

例えば、接触圧センサ９９２は、打ち込み器具１０が基材に押し付けられ、押し付け装置７５０が打ち込み器具１０の残りの部分に対して後方に移動すると、接触圧信号を生成し、それを制御装置５００に送信するモーションセンサとして機能する。次いで、制御装置５００は、緊張プロセスを引き起こすことにより、器具１０を打ち込み可能な状態に設定する。緊張プロセスでは、まず、電池５９０からの電流がモータ４８０に印加され、その結果、モータ４８０がトランスミッション４００を介してスピンドル３１０を駆動し、それにより、スピンドルナット３２０が、ピストン１００がクラッチ装置１５０に係合するまで、最初にフック３２５によってピストン１００を完全に前方の設定位置から後方に、つまり図２の右方に移動させる。すると、ピストン１００は開始位置となる。その後、モータ４８０の回転方向が逆にされ、それにより、スピンドルナット３２０がベルト２７０を前方に、つまり図２の左方に引っ張る。その結果、ローラホルダ２８１、２８２は互いに向かって動くため、ばね要素２１０、２２０に張力がかかる。

打ち込み動作は、制御装置５００が動作モードにあり、またユーザによってトリガスイッチ３４が作動され、トリガ信号を生成し、それを制御装置５００に送信すると、制御装置５００によってトリガされる。この目的のために、制御装置５００自体は、対応する信号を歯止め８００に送信し、それに応じて歯止め８００はピストン１００を解放するためにクラッチ装置１５０を開く。図示されていない例示的な実施形態の場合では、歯止めは、トリガスイッチにより機械的に作動されて、クラッチ装置を開く。それにより弛緩するばね要素２１０、２２０の力は、ベルト２７０により偏向され、ピストン１００に伝達され、その結果、ピストン１００が前方に加速される。しかしながら、打ち込み動作は、制御装置が接触圧センサ９９２からの接触圧信号を有する場合にのみトリガされる。これにより、打ち込み器具１０は、基材に押し付けられたときにのみトリガされ得ることが確保される。

制御装置５００は、例えば６分間の所定の時間の間に制御装置５００にセンサ信号が送信されない場合、すなわち所定の時間の間に打ち込み器具１０が使用されない場合には、動作モードからスタンバイモードに変わる。スタンバイモードでは、制御装置５００のエネルギー消費が低減され、そのため、打ち込み動作のトリガには適さない。ばね要素２１０、２２０に張力がかかっている場合、スタンバイモードへの切り替え中の弛緩プロセスにおいて、ばね要素２１０、２２０は制御の下で緩和される。所定の時間は、好ましくは、打ち込み器具１０のユーザにより、例えば打ち込み器具１０の入力装置を用いて、又はスマートフォンアプリなど、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などを介して打ち込み器具１０に接続された外部入力装置を用いて設定され得る。

接触圧センサ９９２の接触圧信号は、ウェイクアップ信号と同時に機能し、ウェイクアップ信号は、スタンバイモードでも制御装置５００により受信され得る。ウェイクアップ信号が受信されると、制御装置５００は動作モードに戻り、動作モードでは、上記のように器具１０を打ち込み可能な状態に設定するために存在する接触圧信号のおかげで、制御装置５００は直ちに張力プロセスを引き起こす。したがって、打ち込み器具１０は、スイッチを用いるなどしてユーザがスイッチを入れる必要なく、緊張プロセスの持続時間内に打ち込み可能な状態になる。緊張プロセスは、好ましくは、１秒未満である。

またボルトガイドセンサが、好ましくは、ボルトガイドが器具の先端に取り付けられているか、器具の先端から取り外されているかに関する情報を提供する。トリガセンサは、好ましくは、トリガが引かれたか否かに関する情報を提供する。ピストンセンサは、好ましくは、エネルギー伝達要素がその開始位置にあるか設定位置にあるかに関する情報を提供する。ベルトセンサは、好ましくは、力伝達要素が緊張位置にあるか弛緩位置にあるかに関する情報を提供する。ホールセンサ、誘導性センサ若しくはスイッチ、容量性センサ若しくはスイッチ、又は機械的スイッチが、例えばセンサとして使用される。好ましくは、打ち込み器具はフレキシブルプリント回路基板を備え、フレキシブルプリント回路基板には、センサのうちのいくつか又はすべてが取り付けられ、またこの基板を介してセンサが制御装置に接続される。これにより、打ち込み器具の製造時にセンサを簡単に取り付けることができる。

制御装置は、好ましくは、センサ信号及び／又は他のデータ、特に電子部品の電流、電圧、及び温度に関する情報を処理するためのプロセッサ、特に好ましくはマイクロプロセッサを備える。センサボードは、好ましくは、センサ信号、特にスピンドルセンサ、ロールホルダセンサ、歯止めセンサ、ボルトガイドセンサ、又は接触圧センサのセンサ信号を処理する。センサから制御装置にセンサ信号を送信するために、打ち込み器具は電気信号線を備え、電気信号線は、それぞれの場合にセンサを制御装置に接続する。モータ制御装置は、好ましくは、モータ整流のための信号を処理する。蓄電池内に構成された蓄電池制御装置は、好ましくは、温度、種類、充電状態、及び発生する可能性のある電池の障害に関する情報を処理する。

加えて、制御装置は、好ましくは、モータ、電子部品、周囲空気、及び／又は電池の温度を処理し、電池温度の信号はまた、電池に構成された電池電子部品による電池故障の特定にも使用され得る。加えて、制御装置は、好ましくは、電池から引き出される電流、個々の整流相の電流強度、電池接点に印加される電圧、電力ブリッジの中間回路に印加される電圧、個々のコンポーネント、特にセンサに印加される電圧、及び／又はモータの回転速度を処理し、モータの回転速度は、例えば、切り替えられた整流ステップに基づいて、相互誘導に基づいて、又はモータの位置センサ及び／若しくはスイッチによって検出される。好ましくは、制御装置は、電池内の電池制御部と通信する。特に、電池の各場合において電力要件、使用された電池の完了サイクル数、充電状態、種類、最大電流又は電圧などの情報が交換される。

上記の情報はすべて、打ち込み器具のユーザに、例えば画面又は１つ若しくは複数の発光ダイオードによって追加的に表示される。特に、打ち込み器具が動作モードにあるかスタンバイモードにあるかがユーザに示される。

異なる電池状態及び異なる電池でも、張力をかけているときに最適な緊張プロセスが可能となるようにするために、モータへの電力は、好ましくは、電池接点及び／又は中間回路に印加される電圧に応じて制御される。電圧が定義値、例えば１２Ｖに低下するまで、モータに全電力が印加される。この値に達すると、制御部は電力を減らし、この電圧値に調整する。強力な電池の場合にモータへの電流が大きくなりすぎないようにするために、電流制限制御が追加で用いられ、所定の電流を超えないように確保する。これらの制御システムにより、電池の電力の違いにもかかわらず、低電圧に関して器具の動作が確保され、最適化され得る。これらのパラメータは、異なる電池の種類及び状態に応じた制御によって調整され得る。

Claims (14)

1. 締結要素を基板に打ち込むための器具であって、
   前記器具のユーザによって作動され、作動されるとトリガ信号を生成するトリガスイッチと、
   前記ユーザによる前記器具の所定の動きがあるとウェイクアップ信号を生成するモーションセンサと、
   動作モードでは、前記器具を打ち込み可能な状態に設定するのに適しており、前記打ち込み可能な状態において、前記トリガスイッチのトリガ信号が、締結要素を基材に打ち込む動作をトリガし、またスタンバイモードでは、前記モーションセンサからのウェイクアップ信号を受信し、ウェイクアップ信号を受信すると前記スタンバイモードから前記動作モードに切り替わるのに適している、電子制御装置と
   を備える、器具。
2. 前記電子制御装置が、前記スタンバイモードで締結要素を基材に打ち込む動作をトリガするのには適さないことを特徴とする、請求項１に記載の器具。
3. 前記ユーザによる前記器具の前記所定の動きが、前記ユーザが前記トリガスイッチを作動させる前に毎回前記器具で行う動きであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の器具。
4. 前記ユーザによる前記器具の前記所定の動きが、前記器具を前記基材に押し付けることを含むことを特徴とする、請求項３に記載の器具。
5. 前記モーションセンサが接触圧センサを備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の器具。
6. 機械的エネルギーを貯蔵するための機械的エネルギー貯蔵部と、電気エネルギー源から前記機械的エネルギー貯蔵部にエネルギーを伝達するためのエネルギー伝達装置とをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の器具。
7. 前記電子制御装置が、前記電気エネルギー源により電気エネルギーを供給されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の器具。
8. 前記エネルギー伝達装置が電気モータを備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の器具。
9. 前記器具は、前記機械的エネルギー貯蔵部から前記締結要素までエネルギーを伝達するために開始位置と設定位置との間で移動され得るエネルギー伝達要素をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の器具。
10. 前記機械的エネルギー貯蔵部が、ばね、特にコイルばねを備えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の器具。
11. トリガスイッチ、モーションセンサ、及び電子制御装置を備える、締結要素を基材に打ち込むための器具の使用方法であって、
    前記電子制御装置をスタンバイモードに設定するステップと、
    ユーザによって前記器具の所定の動きを実行するステップと、
    前記器具の前記所定の動きの結果として、前記モーションセンサによってウェイクアップ信号を生成するステップと、
    前記電子制御装置によって前記ウェイクアップ信号を受信するステップと、
    前記ウェイクアップ信号を受信した結果として、前記電子制御装置を動作モードに設定するステップと、
    前記電子制御装置によって前記器具を打ち込み可能な状態に設定するステップと、
    前記ユーザによって前記トリガスイッチを作動させるステップと、
    作動の結果として、前記トリガスイッチによってトリガ信号を生成するステップと、
    前記トリガスイッチの前記トリガ信号の結果として、締結要素を前記基材に打ち込む動作をトリガするステップと、
    を含む、締結要素を基材に打ち込むための器具の使用方法。
12. 前記ユーザによる前記器具の前記所定の動きが、前記ユーザが前記トリガスイッチを作動させる前に毎回前記器具で行う動きであることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ユーザによる前記器具の前記所定の動きが、前記器具を前記基材に押し付けることを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記電子制御装置が、前記器具の電気エネルギー源により電気エネルギーを供給されることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。

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