JP2023507723A - 作動工具 - Google Patents

Abstract

本発明は、下地表面を加工するための作動工具、特に手持ち式の作動工具、特に、下地表面の中に留め具を打ち込むための設定工具に関し、この作動工具は、ステーター及び作動ピストンを有し、作動ピストンは作動軸に沿ってステーターに対して移動するように構成され、この作動工具は更に駆動部を有し、駆動部は作動ピストンを開始位置から下にある表面まで作動軸に沿って駆動するように構成されている。駆動部はステーター上に配置されたステーターコイルを有し、上記駆動部は、作動ピストンをステーターに対して加速する、特に作動ピストンを離れるように押す磁場を生成するために、ステーターコイルに第１の電流強度Ｉ１を有する電流を供給するように構成されており、また駆動部は作動ピストン上に配置されたピストンコイルを有し、上記駆動部は、作動ピストンをステーターに対して加速する、特にステーターを離れるように押す磁場を生成するために、ピストンコイルに第２の電流強度Ｉ２を有する電流を供給するように構成されており、ここで第２の電流Ｉ２強度は第１の電流強度Ｉ１よりも低い。

Description

本発明は、例えば、留め具を基板（被打ち込み材）に打ち込むための設定工具などの作動工具に関する。

このような工具は、多くの場合、作動軸に沿って移動する作動ピストンを有する。作動ピストンは、作動ピストンを加速する駆動部によって駆動される。特許文献１は、電気コンデンサと、作動ピストンに配置されたかご形ローターと、コンデンサの急速放電中に電流が流れる励起コイルであって、作動ピストンを加速する磁場を生成する励起コイルとを有する駆動部について記載している。

設定工具は、通常、留め具用のレセプタクルを有し、レセプタクル内に収容された留め具は、作動軸に沿ってレセプタクルから基板に移送される。このために、作動要素は、駆動部によって作動軸に沿って留め具に向けて駆動される。特許文献２は、電気コンデンサ及びコイルを有する駆動部を備えた設定工具について開示している。

国際公開第２０１８／１０４４０６号パンフレット 米国特許第６，８３０，１７３号明細書

本発明の目的は、高効率及び／又は良好な設定品質が保証される上述の種類の設定工具を提供することである。

この目的は、基板を加工するための好ましくは手持ち式の工具を用いて達成され、この工具は、ステーター、及び作動軸に沿ってステーターに対して移動する作動ピストンを有し、また作動ピストンを開始位置から作動軸に沿って基板上に駆動する駆動部も有し、駆動部は、ステーター上に配置されたステーターコイルを有し、作動ピストンをステーターに対して加速する好ましくは反発させる磁場を生成するために、第１の電流強度Ｉ_１の電流をステーターコイルに印加し、駆動部は、作動ピストン上に配置されたピストンコイルを有し、作動ピストンをステーターに対して加速する好ましくは反発させる磁場を生成するために、第２の電流強度Ｉ_２の電流をピストンコイルに印加し、第２の電流強度Ｉ_２は第１の電流強度Ｉ_１よりも小さい。

本発明の有利な態様では、駆動部がピストンコイルコンデンサを有し、ピストンコイルは、ピストンコイルコンデンサの急速放電中に、第１の電流強度Ｉ_１の電流が流れるように、ピストンコイルコンデンサに電気的に接続可能である、ことを特徴とする。別の有利な態様では、駆動部がステーターコイルコンデンサを有し、ステーターコイルは、ステーターコイルコンデンサの急速放電中に、第２の電流強度Ｉ_２の電流が流れるように、ステーターコイルコンデンサに電気的に接続可能である、ことを特徴とする。

有利な態様では、ピストンコイルがピストンコイル軸を有し、ステーターコイルが、ピストンコイル軸に平行に向けられたステーターコイル軸を有する、ことを特徴とする。ステーターコイル軸は、ピストンコイル軸と一致することが好ましい。ピストンコイル及びステーターコイルは、対向する磁場を生成するために、ピストンコイルコンデンサ及びステーターコイルコンデンサの急速放電中に反対方向に電流が流れることが好ましい。更に、ピストンコイルコンデンサ及びステーターコイルコンデンサは同一であることが好ましい。ピストンコイル及びステーターコイルは、特に、互いに電気的に並列に接続されることが好ましい。

有利な態様では、ステーターコイルが第１の巻数Ｎ_１を有し、ピストンコイルが、第１の巻数Ｎ_１とは異なる第２の巻数Ｎ_２を有する、ことを特徴とする。Ｎ_２＞Ｎ_１であることが好ましい。また、実質的にＮ_１・Ｉ_１＝Ｎ_２・Ｉ_２であることも好ましい。

有利な態様では、ステーターが２つの電気ステーター接点を有し、作動ピストンが、２つの電気ピストン接点であって、そのそれぞれが第２の電流強度Ｉ_２の電流をピストンコイルに印加するために電気ステーター接点のうちの１つ上で摺動する、２つの電気ピストン接点を有する、ことを特徴とする。それらの電気ステーター接点はそのそれぞれが接触レールを有し、電気ピストン接点はそのそれぞれが接点ブラシ若しくはスリップリングを有するか、又はその逆である、ことが好ましい。

本発明の有利な構成は、工具が、留め具を基板に打ち込むための、留め具を収容するようにレセプタクルを有する、設定工具として構成されており、作動ピストンが、レセプタクルに収容された留め具を作動軸に沿って基板の中へと移送し、駆動部が、作動軸に沿って作動ピストンを留め具に駆動する、ことを特徴とする。

本発明に於いて、コンデンサとは、電荷及び付随するエネルギーを電場に蓄積する電気部品を意味する。特に、コンデンサは、２つの導電性電極を有し、電極が異なって帯電された場合、それらの間に電場が生じる。本発明に於いて、留め具とは、例えば釘、ピン、クランプ、クリップ、鋲、特にねじ付きスタッド等を意味する。

本発明に於いて、軟磁性材料とは、高い磁気飽和磁束密度、特に小さな保磁力を有し、従って、材料を透過する磁場を増強する材料を意味する。特に、ステーターフレーム及び／又はピストンフレームの軟磁性材料の飽和磁束密度は、少なくとも１．０Ｔ、好ましくは少なくとも１．３Ｔ、特に好ましくは少なくとも１．５Ｔである。本発明に於いて、導電性材料とは、高い比電気伝導度を有するので、材料を通過する磁場が材料内で渦電流を生成する材料を意味する。軟磁性及び／又は導電性材料は、好ましくは、強磁性材料、特に好ましくは強磁性金属、例えば鉄、コバルト、ニッケル又は１種類以上の強磁性金属を主成分とする合金からなる。

本発明は、図面におけるいくつかの実施例で説明される。

工具を示す縦断面図である。 工具の駆動部／作動ピストンユニットを示す図である。 工具の駆動部を示す図である。 作動ピストンの駆動部を示す図である。

図１には、留め具を基板に打ち込むための手持ち式の設定工具として構成された、基板（図示せず）を加工するための工具１０が、縦断面図で示されている。工具１０は、レセプタクル２０を有し、このレセプタクル２０は、スタッドガイドとして形成され、釘として形成される留め具３０を作動軸Ａに沿って（図１の左側へ）基板に打ち込むために留め具３０を収容する。留め具をレセプタクルに供給するために、工具１０は格納部４０を含み、格納部４０には、留め具が個別に又は留め具ストリップ５０の形態で集合的に収容され、１つずつレセプタクル２０に運ばれる。このために、格納部４０は、具体的に示していないばね式供給要素を有する。

工具１０は、ピストンプレート７０及びピストンロッド８０を含む作動ピストン６０を有する。作動ピストン６０は、留め具３０をレセプタクル２０から作動軸Ａに沿って基板の中に移送するように意図されている。このプロセスでは、作動ピストン６０は、作動軸Ａに沿ってガイドシリンダー９５内でピストンプレート７０によって導かれる。図示していない実施例では、作動ピストンは、２つ、３つ、又はそれ以上のガイド要素、例えばガイドロッドによって作動軸に沿って導かれる。次いで、作動ピストン６０は、スイッチング回路２００及びコンデンサ３００を含む駆動部６５によって駆動される。スイッチング回路２００は、予め充電されたコンデンサ３００の急速放電を引き起こし、放電電流を供給し、それによって電流を駆動部６５まで流す。

工具１０は、駆動部６５が収容される筐体１１０、トリガーとして形成される始動要素１３０を有するハンドル１２０、貯蔵電池として形成された電気エネルギー蓄積部１４０、制御部１５０、トリガースイッチ１６０、接触圧スイッチ１７０、駆動部６５上に配置された温度センサ１８０、並びに、制御部１５０を電気エネルギー蓄積部１４０、トリガースイッチ１６０、接触圧スイッチ１７０、温度センサ１８０、スイッチング回路２００、及びコンデンサ３００に接続する電気接続線１４１、１６１、１７１、１８１、２０１、３０１も含む。図示されていない実施例では、工具１０は、電気エネルギー蓄積部１４０の代わりに、又は電気エネルギー蓄積部１４０に加えて、電力ケーブルによって電気エネルギーを供給される。制御部は、プリント回路基板上で好ましくは相互接続されて１つ又は複数の電気制御回路、特に１つ又は複数のマイクロプロセッサを形成する電子構成部品を含む。

図示していない（図１の左側の）基板に対して工具１０が押圧された場合、特に表記しない接触圧要素が接触圧スイッチ１７０を動作させ、その結果、接続線１７１を介して接触圧信号を制御部１５０に送信する。これによりトリガーされると、制御部１５０はコンデンサ充電プロセスを開始し、このプロセスでは、コンデンサ３００を充電するために、電気エネルギーが、電気エネルギー蓄積部１４０から制御部１５０まで接続線１４１を介して伝導され、制御部１５０からコンデンサ３００まで接続線３０１を介して伝導される。この目的のために、制御部１５０は、電気エネルギー蓄積部１４０からの電流をコンデンサ３００向けに適当な充電電流に変換する、特に表記しないスイッチングコンバータを含む。コンデンサ３００が充電されて、作動ピストン６０が、図１に示す設定準備完了位置にある場合、工具１０は、設定準備完了状態にある。コンデンサ３００の充電は、工具１０を基板に押圧することのみによって引き起こされるので、その場に居合わせた人々の安全性を高めるために、工具１０が基板に押圧された場合にのみ設定処理が実施可能になっている。図示していない例示的態様では、工具がオンにされるか、又は工具が基板から持ち上げられるか、又は先行する打ち込み処理が完了している場合、制御部は、既にコンデンサ充電プロセスを開始している。

工具１０が設定準備完了している状態で、始動要素１３０が、例えばハンドル１２０を保持する手の人さし指を用いて引っ張ることによって始動された場合、始動要素１３０は、トリガースイッチ１６０を始動させ、その結果、接続線１６１を介してトリガー信号を制御部１５０に送信する。これによってトリガーされると、制御部１５０はコンデンサの放電プロセスを開始し、このプロセスでは、コンデンサ３００に貯蔵された電気エネルギーが、コンデンサ３００が放電されることによって、スイッチング回路２００を用いてコンデンサ３００から駆動部６５に伝導される。

この目的のために、図１に概略的に示すスイッチング回路２００は、コンデンサ３００を駆動部６５に接続する２つの放電線２１０、２２０を含み、少なくとも１つの放電線２１０は常開放電スイッチ２３０によって中断されている。スイッチング回路２００は駆動部６５及びコンデンサ３００と共に電気発振回路を形成することがある。この発振回路の往復振動及び／又はコンデンサ３００の負の充電は、潜在的に駆動部６５の効率に悪影響を及ぼし得るが、フリーホイーリングダイオード２４０を利用して抑制することができる。放電線２１０、２２０は、そのそれぞれが、例えば、半田付け、溶接、ネジ止め、クランピング、又はフォームフィットによって、レセプタクル２０と向き合うコンデンサ３００の端面３６０上に配置されたコンデンサ３００の電気接点３７０、３８０を用いて担持膜３３０上に配置されたコンデンサ３００の電極３１０、３２０に電気的に接続される。放電スイッチ２３０は、高い電流強度を有する放電電流を切り替えるのに適しており、例えばサイリスタとして形成されることが好ましい。加えて、放電線２１０、２２０は、互いに近距離にあるため、それらによって誘起される寄生磁場は、極力低く抑えられる。例えば、放電線２１０、２２０は組み合わされて母線を形成し、適切な手段、例えばホルダ又はクリップによってまとめて保持される。図示していない実施例において、フリーホイーリングダイオードは、放電スイッチと並列に電気的に接続される。図示していない更なる実施例では、回路にフリーホイーリングダイオードは設けられていない。

コンデンサ放電プロセスを開始するために、制御部１５０は接続線２０１を用いて放電スイッチ２３０を閉じ、それによって、コンデンサ３００の高強度放電電流が駆動部６５を流れ、駆動部６５は作動ピストン６０をレセプタクル２０及びそこに収容されている留め具３０に向けて駆動する。作動ピストン６０のピストンロッド８０が留め具３０の特に表記しないヘッドに当接すると直ちに、留め具３０は、作動ピストン６０によって基板に打ち込まれる。作動ピストン６０の過剰な運動エネルギーは、作動ピストン６０がピストンプレート７０と共に制動要素８５に向かって移動し、停止するまで制動要素８５によって制動されることにより、バネ弾性及び／又は減衰材料の、例えばゴム又はエラストマーの制動要素８５によって吸収される。次いで、作動ピストン６０は、特に表記しない再設定装置によって設定準備完了位置に再設定される。

図２には、工具、例えば図１に示す工具１０の駆動部／作動ピストンユニット４００が示されている。駆動部／作動ピストンユニット４００は、作動軸４０１に沿って切断されて示されており、部分的に示された駆動部４１０、作動ピストン４２０、及びステーター４３０を備える。作動ピストン４２０は、ピストンプレート４２１及びピストンロッド４２２を有し、作動軸４０１に沿ってステーター４３０に対して移動するように意図されている。駆動部４１０は、作動軸４０１に沿って作動ピストン４２０を駆動するように意図されている。この目的のために、駆動部４１０は、ピストンコイルコンデンサ（図示せず）と、作動ピストン４２０上に配置されたピストンコイル４４０とを備える。ピストンコイル４４０は、ピストンコイルコンデンサの急速放電中に電流が流れ、磁場が生成されるようにピストンコイルコンデンサに電気的に接続することができ、この磁場は、ピストンコイル４４０とステーター４３０との間に反発力を引き起こし、作動ピストン４２０をステーター４３０に対して加速する。ピストンコイル４４０とステーター４３０との間の反発力は、例えば、ピストンコイル４４０によって生成された磁場がステーター４３０を通過し、ステーター４３０中に電流を誘起し、次いでこの電流が、ピストンコイル４４０によって生成された磁場と反対の磁場を生成することによって、引き起こされる。この目的のために、ステーター４３０は、作動軸を環状に取り囲む導電性材料、例えば銅、鉄、又はそれらの合金からなる。図示していない実施例では、ステーターはフレーム及びリング導体を有し、リング導体はフレーム上に配置され、好ましくはフレームに固定されて、高い導電率を有し、作動軸を環状に取り囲む。

更に、駆動部４１０は、ステーターコイルコンデンサ（図示せず）と、作動ピストン４２０上に配置されたステーターコイル４５０とを備える。ステーターコイル４５０は、ステーターコイルコンデンサの急速放電中に電流が流れ、磁場が生成されるようにステーターコイルコンデンサに電気的に接続することができ、この磁場は、ステーターコイル４５０と作動ピストン４２０との間に反発力を引き起こし、作動ピストン４２０をステーター４３０から離れるように加速する。ステーターコイル４５０と作動ピストンとの間の反発力は、例えば、ステーターコイル４５０によって生成された磁場がピストンコイル４４０によって生成された磁場と反対であることによって、引き起こされる。この目的のために、ピストンコイルコンデンサ及びステーターコイルコンデンサが、例えば図示されていない制御部によって制御されて、一致してタイミングを合わされ連携して放電されることにより、電流がピストンコイル４４０及びステーターコイル４５０に反対向きに、重複した時間に、特に同時に、印加されることが好ましい。ピストンコイル４４０及びステーターコイル４５０はそれぞれピストンコイル軸及びステーターコイル軸を有し、それらの軸は作動軸４０１と一致し、従って互いに平行に向けられている。作動ピストン４２０を図２に示す開始位置に戻すために、電流がピストンコイル４４０及びステーターコイル４５０に同じ向きに重複した時間に、特に同時に印加されることが好ましく、その結果、ステーターコイル４５０によって生成される磁場とピストンコイル４４０によって生成される磁場が同じ向きになる。これにより、ステーターコイル４５０と作動ピストン４２０との間に引力が生じ、作動ピストン４２０はステーター４３０へと加速される。

図３には、工具、例えば図１に示す工具１０の駆動部５１０が示されている。駆動部５１０は、作動軸５０１に沿って切断されて示されており、ピストンプレート５２１及びピストンロッド５２２を有する作動ピストン５２０を作動軸５０１に沿って駆動し、ステーター５３０に対して移動させる。駆動部５１０は、ピストンコイルコンデンサ５６１と、ステーターコイルコンデンサ５６２と、第１のスイッチ５７１及び第２のスイッチ５７２を有するスイッチング回路５７０と、作動ピストン５２０上に配置されたピストンコイル５４０と、ステーター５３０上に配置されたステーターコイル５５０と、を備える。ピストンコイル５４０は、ピストンコイルコンデンサ５６１の急速放電中に電流が流れるようにピストンコイルコンデンサ５６１に電気的に接続することができる。ピストンコイル５４０を流れる電流は第１の磁場を生成する。ステーターコイル５５０は、ステーターコイルコンデンサ５６２の急速放電中に電流が流れるようにステーターコイルコンデンサ５６２に電気的に接続することができる。ステーターコイル５５０を流れる電流は第２の磁場を生成する。

ピストンコイルコンデンサ５６１の一方の電極は、第１のスイッチ５７１の入力に電気的に接続され、第１のグラウンド電位５７２、例えば再充電式電池又は電池の負の端子に電気的に接続される、ピストンコイルコンデンサ５６１の対向電極に対して充電されることができる。第１のスイッチ５７１の出力は、第１の電気ステーター接点５３１に電気的に接続され、好ましくは永続的に配線され、この第１の電気ステーター接点５３１は、接点ブラシとして形成され、ステーター５３０が有するものである。ピストンコイル５４０の内側にあるピストンコイル５４０の入力は、第１のピストン接点５４１に電気的に接続され、好ましくは永続的に配線され、第１のピストン接点５４１は接触レールとして形成され、作動ピストン５２０が有するものである。第１のピストン接点５４１は、作動ピストン５２０が作動軸５０１に沿って移動すると、第１のステーター接点５３１に沿って導電的に摺動する。第１のバネ（図示せず）は、第１のピストン接点５４１に向けて第１のステーター接点５３１に荷重をかける。図示していない実施例では、これに加えて又はその代わりに、バネは、第１のステーター接点に向けて第１のピストン接点に荷重をかける。

ピストンコイル５４０の外側にあるピストンコイル５４０の出力は、第２のピストン接点５４２に電気的に接続され、好ましくは永続的に配線され、第２のピストン接点５４２は接触レールとして形成され、作動ピストン５２０が有するものである。第２のピストン接点５４２は、作動ピストン５２０が作動軸５０１に沿って移動すると、第２のステーター接点５３２に沿って導電的に摺動する。ステーター５３０は第２のステーター接点５３２を有し、第２のステーター接点５３２は、接点ブラシとして形成され、好ましくは第１のグラウンド電位５７２と同一の第２のグラウンド電位５７３に電気的に接続される。第２のバネ（図示せず）は、第２のピストン接点５４２に向けて第２のステーター接点５３２に荷重をかける。図示していない実施例は、これに加えて又はその代わりに、バネは、第２のステーター接点に向けて第２のピストン接点に荷重をかける。ピストン接点５４１、５４２は、必ずしも、作動ピストンの移動全体の間中、ステーター接点５３１、５３２に接触しているとは限らない。用途によっては、最初の０．５ｍｓ～１ｍｓの間、特に最初の０．６ｍｓの間接触していることで十分である。ピストン接点５４１、５４２は、一部の用途領域では約１０ｍｍ～３０ｍｍである作動軸５０１の方向の長さを有する。

ステーターコイルコンデンサ５６２の一方の電極は、第２のスイッチ５７４の入力に電気的に接続され、第３のグラウンド電位５７６、例えば再充電式電池又は電池の負の端子に電気的に接続される、ステーターコイルコンデンサ５６２の対向電極に対して充電されることができる。第２のスイッチ５７４の出力は、ステーターコイル５５０の内側にあるステーターコイル５５０の入力に電気的に接続され、好ましくは永続的に配線される。ステーターコイル５５０の外側にあるステーターコイル５５０の出力は、第３のグラウンド電位５７６と好ましくは同一である第４のグラウンド電位５７７に電気的に接続される。

ピストン接点５４１、５４２は、作動ピストン５２０の残りの部分に強固に接続されており、作動ピストン５２０の残りの部分と共に動く。図示していない実施例では、第１及び／又は第２のステーター接点は、スリップリングとして形成される。図示していない更なる実施例では、第１及び／又は第２のステーター接点が、接触レールとして形成され、第１又は第２のピストン接点が接点ブラシ又はスリップリングとして形成される。第２のピストン接点５４２及び第２のステーター接点５３２は、作動軸５０１に対してステーターコイル５５０及びピストンコイル５４０の半径方向外側に配置される。図示していない実施例では、これに加えて又はその代わりに、第１のピストン接点及び第１のステーター接点が、ステーターコイル及び／又はピストンコイルの半径方向外側に配置される。

ピストンコイル５４０及びステーターコイル５５０を介したコンデンサ５６１、５６２の急速放電は、コンデンサ５６１、５６２がそれぞれ電気的に充電されたときにスイッチ５７１、５７４が閉じられ、ピストンコイル５４０及びステーターコイル５５０がそれぞれコンデンサ５６１、５６２の一方に電気的に接続されることにより、スイッチング回路５７０によってトリガーすることができる。次いで、電流が、一方では、ピストンコイルコンデンサ５６１から第１のスイッチ５７１を通って、第１のステーター接点５３１及び第１のピストン接点５４１を通り、ピストンコイル５４０を通って内側から外側に、最後に第２のピストン接点５４２及び第２のステーター接点５３２を通って第２のグラウンド電位５７３まで、流れる。他方では、電流は、ステーターコイルコンデンサ５６２から第２のスイッチ５７４を通って、ステーターコイル５５０を通って内側から外側に、最後に第４のグラウンド電位５７７まで、流れる。第１のスイッチ５７１及び第２のスイッチ５７４は同時に閉じられることが好ましい。

ピストンコイル５４０及びステーターコイル５５０はそれぞれピストンコイル軸及びステーターコイル軸を有し、それらの軸は作動軸５０１と一致し、従って互いに平行に向けられている。ピストンコイル５４０及びステーターコイル５５０は同じ方向に巻かれており、電流はそれらのコイルの中を反対向きに流れるので、第１の磁場と第２の磁場は互いに反対になる。図示していない実施例では、それらのコイルは反対方向に巻かれ、電流はそれらのコイルの中を同じ向きに流れる。これにより、ステーターコイル５５０とピストンコイル５４０との間、従ってステーター５３０と作動ピストン５２０との間に反発力が生じ、その結果、作動ピストン５２０はステーター５３０に対して加速される。ピストンコイル５４０及びステーターコイル５５０には同時に又は重複した時間に電流が流れ、ステーターコイル５５０を通って流れる電流の第１の電流強度Ｉ_１は、ピストンコイル５４０を通って流れる電流の第２の電流強度Ｉ_２よりも大きい。

ステーターコイル５５０は第１の巻数Ｎ_１を有し、ピストンコイル５４０は第１の巻数Ｎ_１よりも大きい第２の巻数Ｎ_２を有する。コイル５４０、５５０によって生成された磁場が実質的に同じ大きさになるように、基本的にＮ_１・Ｉ_１＝Ｎ_２・Ｉ_２であることが好ましい。図示していない実施例では、ピストンコイル及びステーターコイルは同じコイル巻数を有する。

作動ピストン５２０は、好ましくは例えば鉄又は鉄の合金、例えば鋼などの軟磁性材料からなるピストンフレーム５２５を有する。ピストンフレーム５２５は、ピストンコイル５４０を取り囲み、作動軸５０１に対して円周方向に延びる。その結果、ピストンコイル５４０によって生成された第２の磁場は、ステーターコイル５５０の領域内で強められ、ステーター５３０と作動ピストン５２０との間の反発力が強まる。ピストンプレート５２１は、軟磁性材料からなることが好ましく、特に、ピストンフレームを形成することが好ましい。ピストンロッド５２２も、軟磁性材料からなることが好ましく、ピストンプレート５２１に一体となって接続されることが特に好ましく、これにより作動ピストン５２０の剛性及び／又は機械的堅牢性が高まることがある。ステーター５３０は、好ましくは例えば鉄又は鉄の合金、例えば鋼などの軟磁性材料からなるステーターフレーム５３５を有する。ステーターフレーム５３５は、ステーターコイル５５０を取り囲み、作動軸５０１に対して円周方向に延びる。その結果、ステーターコイル５５０によって生成された第２の磁場は、ピストンコイル５４０の領域内で強められ、ステーター５３０と作動ピストン５２０との間の反発力が強まる。

図４には、工具、例えば図１に示す工具１０の駆動部６１０が縦断面図で示されている。駆動部６１０は、ピストンプレート６２１及びピストンロッド６２２を有する作動ピストン６２０を作動軸６０１に沿って駆動し、ステーター６３０に対して移動させるように意図されている。駆動部６１０は、コンデンサ６６０と、スイッチ６７１を有するスイッチング回路６７０と、作動ピストン６２０上に配置されたピストンコイル６４０と、ステーター６３０上に配置されたステーターコイル６５０と、を備える。ピストンコイル６４０は、コンデンサ６６０の急速放電中に電流が流れるようにコンデンサ６６０に電気的に接続することができ、その結果、コンデンサ６６０はピストンコイルコンデンサを表す。ピストンコイル６４０を流れる電流は第１の磁場を生成する。ステーターコイル６５０も、コンデンサ６６０の急速放電中に電流が流れるようにコンデンサ６６０に電気的に接続することができ、その結果、コンデンサ６６０はステーターコイルコンデンサも表す。ステーターコイル６５０を流れる電流は第２の磁場を生成する。

コンデンサ６６０の一方の電極は、スイッチ６７１の入力に電気的に接続され、第１のグラウンド電位６７２、例えば再充電式電池又は電池の負の端子に電気的に接続される、コンデンサ６６０の対向電極に対して充電されることができる。スイッチ６７１の出力は、一方では、ステーターコイル６５０の内側にあるステーターコイル６５０の入力に電気的に接続され、他方では、第１の電気ステーター接点６３１に電気的に接続され、第１の電気ステーター接点６３１は接点ブラシとして形成され、ステーター６３０が有するものである。ピストンコイル６４０の内側にあるピストンコイル６４０の入力は、第１のピストン接点６４１に電気的に接続され、第１のピストン接点６４１は接触レールとして形成され、作動ピストン６２０が有するものである。第１のピストン接点６４１は、作動ピストン６２０が作動軸６０１に沿って移動すると、第１のステーター接点６３１に沿って導電的に摺動する。

ピストンコイル６４０の外側にあるピストンコイル６４０の出力は、第２のピストン接点６４２に電気的に接続され、第２のピストン接点６４２は接触バーとして形成され、作動ピストン６２０が有するものである。第２のピストン接点６４２は、作動ピストン６２０が作動軸６０１に沿って移動すると、第２のステーター接点６３２に沿って導電的に摺動する。ステーター６３０は第２のステーター接点６３２を有し、第２のステーター接点６３２は、接点ブラシとして形成され、好ましくは第１のグラウンド電位６７２と同一の第２のグラウンド電位６７３に電気的に接続される。ステーターコイル６５０の外側にあるステーターコイル６５０の出力は、第１のグラウンド電位６７２及び／又は第２のグラウンド電位６７３と好ましくは同一である第３のグラウンド電位６７７に電気的に接続される。

ピストンコイル６４０及びステーターコイル６５０を介したコンデンサ６６０の急速放電は、コンデンサ６６０が電気的に充電されたときにスイッチ６７１が閉じられ、ピストンコイル６４０及びステーターコイル６５０がコンデンサ６６０に電気的に接続されることにより、スイッチング回路６７０によってトリガーすることができる。次いで、電流が、コンデンサ６６０からスイッチ６７１を通って、一方では、ステーターコイル６５０を通って内側から外側に、他方では、第１のステーター接点６３１及び第１のピストン接点６４１を通り、ピストンコイル６４０を通って内側から外側に、最後に第２のピストン接点６４２及び第２のステーター接点６３２を通って第２のグラウンド電位６７３まで、流れる。従って、ピストンコイル６４０とステーターコイル６５０は互いに並列に電気的に接続され、それらのコイルには電流が同時に流れる。

ピストンコイル６４０及びステーターコイル６５０はそれぞれピストンコイル軸及びステーターコイル軸を有し、それらの軸は作動軸６０１と一致し、従って互いに平行に向けられている。ピストンコイル６４０及びステーターコイル６５０は反対方向に巻かれており、電流はそれらのコイルの中を同じ向きに流れるので、第１の磁場と第２の磁場は互いに反対になる。これにより、ステーターコイル６５０とピストンコイル６４０との間、従ってステーター６３０と作動ピストン６２０との間に反発力が生じ、その結果、作動ピストン６２０はステーター６３０に対して加速される。ステーターコイル６５０は第１の巻数Ｎ_１を有し、ピストンコイル６４０は第１の巻数Ｎ_１よりも大きい第２の巻数Ｎ_２を有する。コイル６４０、６５０によって生成された磁場が実質的に同じ大きさになるように、基本的にＮ_１・Ｉ_１＝Ｎ_２・Ｉ_２であることが好ましい。

図示していない実施例では、作動ピストンは１つ又は複数の更なるピストンコイルを有し、且つ／又は、ステーターは１つ又は複数の更なるステーターコイルを有する。図示していない更なる実施例では、ピストンコイルはステーターコイルに入り、コイルの間を伝達される力は、反発力及び／又は引力である。図示していない更なる実施例では、ピストンコイル及び／又はステーターコイルのコイル軸は、互いに対して又は作動軸に対して傾いて、特に直角に向けられている。

本発明について、図面に示す一連の実施例及び図示していない実施例を用いて記述してきた。各種の実施例の個々の特徴は、互いに矛盾しない限り、個別に又は互いの所望の組み合わせで適用されることがある。本発明による工具は、他の用途、例えばハンマードリルなどに使用することもできることが指摘される。

Claims (13)

1. 基板を加工するための工具、特に手持ち式の工具、特に前記基板に留め具を打ち込むための設定工具であって、ステーター、及び作動軸に沿って前記ステーターに対して移動する作動ピストンを有し、また前記作動ピストンを前記作動軸に沿って開始位置から前記基板上に駆動する駆動部も有し、前記駆動部は、前記ステーター上に配置されたステーターコイルを有し、前記作動ピストンを前記ステーターに対して加速する、特に前記作動ピストンに反発する磁場を生成するために、第１の電流強度Ｉ_１の電流を前記ステーターコイルに印加するように意図され、前記駆動部は、前記作動ピストン上に配置されたピストンコイルを有し、前記作動ピストンを前記ステーターに対して加速する、特に前記ステーターに反発する磁場を生成するために、第２の電流強度Ｉ_２の電流を前記ピストンコイルに印加するように意図され、前記第２の電流強度Ｉ_２は前記第１の電流強度Ｉ_１よりも小さい、工具。
2. 前記駆動部はピストンコイルコンデンサを有し、前記ピストンコイルは、前記ピストンコイルコンデンサの急速放電中に、前記第１の電流強度Ｉ_１の前記電流が流れるように、前記ピストンコイルコンデンサに電気的に接続可能である、請求項１に記載の工具。
3. 前記駆動部はステーターコイルコンデンサを有し、前記ステーターコイルは、前記ステーターコイルコンデンサの急速放電中に、前記第２の電流強度Ｉ_２の前記電流が流れるように、前記ステーターコイルコンデンサに電気的に接続可能である、請求項１又は２に記載の工具。
4. 前記ピストンコイルはピストンコイル軸を有し、前記ステーターコイルは、前記ピストンコイル軸に平行に向けられている、特に前記ピストンコイル軸に一致する、ステーターコイル軸を有する、請求項１～３の何れか一項に記載の工具。
5. 前記ピストンコイル及び前記ステーターコイルは、対向する磁場を生成するために、前記ピストンコイルコンデンサ及び前記ステーターコイルコンデンサの急速放電中に反対方向に電流が流れる、請求項２又は４に記載の工具。
6. 前記ピストンコイルコンデンサ及び前記ステーターコイルコンデンサは同一である、請求項２～５の何れか一項に記載の工具。
7. 前記ピストンコイル及び前記ステーターコイルは互いに並列に電気的に接続されている、請求項６に記載の工具。
8. 前記ステーターコイルは第１の巻数Ｎ_１を有し、前記ピストンコイルは、前記第１の巻数Ｎ_１とは異なる第２の巻数Ｎ_２を有する、請求項１～７の何れか一項に記載の工具。
9. Ｎ_２＞Ｎ_１である、請求項８に記載の工具。
10. 実質的にＮ_１・Ｉ_１＝Ｎ_２・Ｉ_２である、請求項８又は９に記載の工具。
11. 前記ステーターが２つの電気ステーター接点を有し、前記作動ピストンが、２つの電気ピストン接点であって、そのそれぞれが前記第２の電流強度Ｉ_２の前記電流を前記ピストンコイルに印加するために前記電気ステーター接点のうちの１つ上で摺動する、２つの電気ピストン接点を有する、請求項１～１０の何れか一項に記載の工具。
12. 前記電気ステーター接点はそのそれぞれが接触レールを有し、前記電気ピストン接点はそのそれぞれが接点ブラシ若しくはスリップリングを有するか、又はその逆である、請求項１１に記載の工具。
13. 留め具を収容するレセプタクルを有し、前記作動ピストンは、前記レセプタクル内に収容された留め具を前記作動軸に沿って前記基板の中へと移送する、請求項１～１２の何れか一項に記載の工具。

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