JP5107924B2 - 締結具打込み工具のためのツールを必要としない回転式深さ調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、締結具をワークに打込むのに使用される締結具打込み工具に関し、特に、空気圧工具とも称される空気圧動力式締結具打込み工具に関する。更に詳細には、本発明は、工具の打込み深さを調節する装置又は組立体に関する。他の種類の締結具打込み工具、例えば燃焼動力式、粉末作動式及び／又は電動式の工具は技術的に良く知られており、現に存在する打込み深さ調節組立体との併用も考えられている。この出願の中で使用される用語「締結具打込み工具」は、そのような工具すべてを含むものとする。その好適な例が、イリノイ州ヴァーノンヒルズのイリノイツールワークス社によって製造され、商標名PASLODEで販売されている工具である。

釘、ステープルその他の種類の締結具を打込むのに使用されるタイプの動力式締結具打込み工具は、代表的にハウジング、動力源、締結具供給装置、動力機構操作用トリガ、及び、ワーク接触要素を含む。ワーク接触要素は、通常、ハウジングに対して往復摺動でき、トリガ機構に何らかの仕方で接続されるので、工具がワークに押圧されない限り、締結具が打込まれることはない。このような従前の締結具打込み工具の例が、米国特許第４６２９１０６号及び第６５４３６６４号で開示されており、これらの特許は、本願と一体をなすものとして参照する。

締結具打込み用途、特にトリム用途において要求される１つの操作特性が、締結具の打込み深さを予測的に制御する能力である。外見を考慮し、トリム用途の中には、締結具を皿もみ加工によりワークの表面より下に沈めることを要求するケース、他には、締結具をワークの表面と面一に沈めることを要求するケース、また、締結具を表面より上に出しておくことを要求するケースがある。空気圧動力式及び燃焼動力式の工具では、深さ調節が、工具のノーズ部に対して運動できる工具制御機構（ドライブプローブとも称される）を通して達成されていた。その運動の範囲が締結具の打込み深さを限定する。類似の打込み深さ調節機構が、燃焼型フレーム加工工具用として知られている。

深さを調節するために、従来型装置では、ワーク接触要素及びワイヤフォーム又は弁リンク機構のそれぞれの重なり合うプレート又はトングを使用している。プレートのうちの少なくとも１つが、摺動による相対長さ調節のために縦溝が付けられている。プレート相互の相対位置を解放自在に固定するために、袋ネジなどのネジ付き固定具が使用される。締結具の打込み深さは、ワーク接触要素の、ワイヤフォームに対して長さを変えることによって調節される。所望の深さが達成されると、固定具は締められる。

固定具を弛め、長さ調節を終えた後に該固定具を締め直すために、こうした工具の使用者は、アレンレンチ、ナットドライバ、ネジ回し等のツールが必要となるとの不便があることが分かった。使用時に締結具を打込むの間に生じる極端な衝撃力が、所望の長さや選択された長さの調節が緩んだり或いは変化してしまうことが分かった。それゆえ、工具使用中には、固定具の締まり具合を監視しなければならない。

調節を維持する問題を解決するため、積重ねたプレートの対向する表面に溝やチェックリングが追加して、固定具が締められた時に付着力を強めることが行われた。しかしながら、負荷の高い締結具の打込み環境において構成要素の強度を維持するために、溝は、所望の付着性をもたらすのに十分に深さに作られなかった。プレートをより厚くすることにより、構成要素の強度を損なうことなくより深い溝が達成できるであろうが、それはリンク機構に重量を追加することになり、望ましくない。

他の従来型工具では、溝付き、ネジ付きのバレルが、ワイヤフォームのワーク接触要素のネジ端と通り抜けできるように噛み合わされる。溝付きバレルの回転が打込み深さを調節する。バイアス式ロック機構が溝と噛み合って位置を維持する。操作時、衝撃力がバレルの望んでいない運動を生じさせ、深さ調節が変化してしまうことが分かった。

ツールを必要としないの打込み深さ調節を可能にする幾つかの他の試みがなされたが、これらも、付着力増強のために上述の対向する表面に溝を付ける方法を採用しており、上述した付着の問題に対して依然無力である。

このような深さ調節又は打込み深さ調節機構（交換可能な形で使用される）の別の設計要因としては、工具の寿命が尽きるまでワーク接触要素がしばしば交換されるということがある。こうして、打込み深さ調節機構は、交換の必要がないワイヤフォームとの互換性を保ちながら、そのような交換ができることが好ましい。

従って、ツールを使用することなく、締結具打込み工具の打込み深さの調節を固定し、長い時間に亘って締結具を打込んでも、その間維持されるようにした打込み深さ調節用の装置又は組立体が必要である。また、構成要素の強度を損なうことなくワーク接触要素の相対位置をより積極的に保持できるようにした締結具深さ調節用の装置又は組立体が必要である。

米国特許第４６２９１０６号明細書 米国特許第６５４３６６４号明細書

従来技術の制限を克服した本発明のツールを必要としない締結具打込み工具用の深さ調節組立体によって、上述の必要性は充足される。特に、本発明に係る組立体は、ワイヤフォームリンク機構に対してワーク接触要素の位置をより確実の保持する一方、同時に、ツールを使用することなく使用者による調節を可能にするようになっている。

この課題は、締結具打込み工具と共に使用でき、接触端と調節端を有するワーク接触要素と、工具に取着でき、かつ、ワーク接触要素が工具に対して移動可能な調節位置と、調節端が工具に対して移動不能なロック位置の間を移動できる回転調節部材を含む打込み深さ調節組立体により解決される。回転調節部材は調節端と係合し、これにより、回転調節部材の回転が、工具に対してワーク接触要素の運動を生じさせる。更に、少なくとも１つのロックデテントが回転調節部材に配置され、回転調節部材をロック位置から調節位置へ移動させるため、少なくとも１つの位置決め穴と係合することと、バネによる付勢に対して手動で克服することによって該位置決め穴から外れることを交互にできるようになっている。調節位置は、調節端を、ツールを使用することなくハウジングに対して選択されたロック位置で固定できるようにする位置である。回転調節部材は、バネが配置されたバネポケットを具備する。

好ましい形態では、工具上に配置されたロック部材に位置決め構造が配置されている。バネが、回転調節部材をロック部材に向けて軸方向に付勢するようになっている。回転調節部材に配置されているのは、少なくとも１つのロックデテントで、ロック位置において位置決め構造と係合し、バネによる付勢を克服した時に調節位置において位置決め構造から外れるようになっている。

以下、本発明の実施形態を図面に則して詳細に説明する。図１は、本発明に係る打込み深さ調節組立体を備えた締結具打込み工具の部分斜視図である。図２は、本発明に係るロック部材の第１の実施形態における図１の打込み深さ調節組立体の斜視図である。図３は、図２の打込み深さ調節組立体の回転調節部材の上斜視図である。図４は、図３の回転調節部材の下斜視図である。図５は、ネジピンの内側に配置されたワーク接触要素を備えた、図１の打込み深さ調節組立体の部分断面図である。図６は、本発明に係るロック部材の代替実施形態を備えた、図１の打込み深さ調節組立体の斜視図である。

図１を参照すると、改良された打込み深さ調節組立体が全体的に１０で指示され、上述した種類の、全体的に１２で指示する締結具打込み工具で使用するようになっている。工具１２はハウジング１４を含み、該ハウジングは、燃焼室（図示なし）、および、上側ワーク接触要素１６に連結された往復弁スリーブ（図示なし）を包囲している。上側ワーク接触要素は、中央部分１８と、この技術分野で公知となっているように、弁スリーブに自由端で連結された細長いアーム２０とを含む。好ましい実施形態では、上側ワーク接触要素１６および中央部分１８はプレス加工によって、金属製の一体物として形成されるが、他の耐久性に優れた剛性材料や、他の製作技術を用いてもよい。

また、この技術分野では公知となっていように、マガジン２４から締結具を受取るノーズ部２２がハウジング１４から突出している。ワーク接触要素２６が、ノーズ部２２に対して往復摺動可能となっており、好ましい実施形態では、少なくとも三方の側でノーズ部を包囲している。本発明に係る打込み深さ調節組立体１０は、上側ワーク接触要素１６に対するワーク接触要素２６の相対位置を調節できるように作られており、上側ワーク接触要素の方は、ノーズ部２２に対するワーク接触要素の相対位置を変える働きをする。一般的に言えば、ノーズ部２２がワーク表面に近づくにつれて、工具１２により打込まれる締結具がより深くワークに打込まれていく。

好ましくは、ワーク接触要素２６の調節端２８がネジ切りされている（図５を参照）。調節端２８の反対側で、接触端３０が、この技術分野で公知となっているように、締結具を打込むべきワーク表面と接触するようになっている。好ましい一実施形態では、接触端３０は、ワーク接触要素２６を覆うように配置された接触シールド３２を有する。接触シールド３２は、ワーク表面と接触するように、好ましくは、接触端３０の下側およびワーク接触要素２６の三方の側に延在している。

図１、２を参照すると、本発明に係る打込み深さ調節組立体１０は、ノーズ部２２と概ね同軸に延設され、ワーク接触要素２６は全体的に細長いＵ字形を呈する。打込み深さ調節組立体１０は、ワーク接触要素２６の調節端２８と係合し、これを工具１２に対して取着可能な回転調節部材３４を含む。好ましくは、後述するように、中央部分１８は工具１２に取着され、回転調節部材３４は中央部分に取着されている。中央部分１８は細長いアーム２０と一体であるのが好ましいが、他の形態でもよい。

ロック部材３８が工具に配設されており、好ましくは中央部分１８と一体をなす。ロック部材３８は、好ましくは、中央部分１８から横断方向に延びる２つの対設された脚部４０を具備し、該２つの脚部の間に回転スペースが形成される。好ましくは、対設された脚部４０の各々に貫通穴４２が設けられ、該貫通穴４２の各々は、反対側の脚部の貫通穴に対して概ね一直線上に整列している（図５）。

図３を参照すると、回転調節部材３４は概ね円筒形で、好ましくは、概ね丸い外側表面４６に、波形や溝のようなグリップ４４を有する。グリップ４４は、使用者が手動で調節部材３４を工具１２に対して回転させるために接触する調節部材の表面にある。

回転調節部材３４の外側頂面４８に、好ましくは少なくとも１つのロックデテント５０が配置されている。好ましくは膨出する形態のロックデテント５０は、好ましくは非弾性である。更に、好ましくはロックデテント５０と回転調節部材３４の双方は、ステンレス鋼で作られている。好ましい実施形態では、２つのロックデテント５０が概ね１８０度離間させて配置されているが、他の数、他の配置のロックデテント５０でもよい。更に、ロックデテントは、他の材料、他の形状及び他の寸法であってもよい。

図４、５を参照すると、回転調節部材３４の外側底面５２が内径部分５４と外径部分５６とを有している。内径部分５４と外径部分５６との間に圧縮バネポケット５８が配設されている。圧縮バネ６０（図５を参照）が圧縮バネポケット５８に挿入され、内壁６２と外壁６４の間で位置決めされる。圧縮バネ６０が圧縮されない時、バネは圧縮バネポケット５８から突出している。

図３〜図５において、内壁６２には好ましくは貫通穴６６が形成されている。回転調節部材３４がロック部材３８の対設された２つの脚部４０の間に配置されると、対設された脚部の各々の貫通穴４２は、回転調節部材の貫通穴６６と一直線上に整列する。更に、回転調節部材３４の外側頂面４８が対設された脚部４０の一方に押接され、圧縮バネ６０が対設された脚部の他方を押圧する。

更に詳細に後述するように、回転調節部材３４は工具１２に取着でき、かつ、調節位置と、ロック位置との間で変位させることができる。調節位置では、ワーク接触要素２６が工具１２に対して移動可能となっており、ロック位置では、調節端２８が工具に固定される。本発明に係るシステム１０の特徴は、回転調節部材３４及びこれと連係する圧縮バネ６０がツールを使用することなく調節位置とロック位置の間で変位させることができる点である。

回転調節部材３４が対設された脚部４０の間に配置されると、雌ネジを付けた中空又は管状のピン６８が内壁６２を通して挿入される。対設された脚部の各々の貫通穴４２を通るネジ付きピン６８を挿入することにより、回転調節部材３４は、そのネジ付きピン６８に対して同心に前記対設された脚部４０の間に維持される。

ネジ付きピン６８は、好ましくは、回転調節部材３４に圧入される。好ましくは軟炭素鋼で作られたネジ付きピン６８は、回転調節部材３４と共に回転すべく該回転調節部材に対して固定されている。好ましい実施形態では、ネジ付きピン６８は、回転調節部材２４とは独立の別個の部品であるが、雌ネジを付けた一体型の回転調節部材３４でもよい。ネジ付きピン６８は、好ましくは、対設された端４０の各貫通穴６６を通って延設されているが、ピンと調節部材３４の回転を許容する他の形態でもよい。

ネジ付きピン６８の内側には、ワーク接触要素２６の調節端２８を受容するネジ付き内面７０が形成されている。回転調節部材３４が回転し、従って、ネジ付きピン６８が該調節部材と共に回転すると、ネジ付き内面７０はワーク接触要素２６の調節端に作用する。ネジの向きに応じて、回転調節部材３４が一方向に回転することにより、ワーク接触要素２６は上向きに移動させられ、回転調節部材３４が反対方向に回転することにより、下向きに移動させられる。

ロック部材３８は、好ましくは、対設された脚部４０において回転調節部材３４の頂面４８に隣接する脚部に設けられた少なくとも１つの位置決め構造７２を具備している。好ましくは、ロックデテント５０と概ね等しい寸法を持つ穴が対設された脚部４０に形成されており、位置決め構造７２がロックデテントを積極的に受承するようになっている。

ロックデテント５０が位置決め構造７２内に位置する時、回転調節部材３４はロック位置にあり、運動を防止される。位置決め構造１７２を有する別の実施形態を図６に示す。この実施形態では、前記位置決め構造および貫通穴１４２が、脚部４０を貫通する１つの穴として形成されている。更に、図１、２は、貫通穴に代えて、カウンタボアの形態の穴を形成した位置決め構造７２を有するロック部材３８を示す。しかしながら、ロックデテント５０を受け止め係止する形態の穴であれば、どのような形状でもよい。

回転調節部材３４を調節位置へ移動させるためには、バネによる軸方向の付勢に打勝って調節部材を対設された脚部４０から軸方向に離反させなければならない。回転調節部材３４が対設された脚部４０から遠ざかるにつれて、ロックデテント５０は、係合している位置決め構造７２から脱離する。デテント５０が脱離すると、調節部材３４は回転可能となり、該調節部材が回転することによって、ワーク接触要素２６がネジ付きピン６８の中を上下することになる。

ロック位置にあるとき、ワーク接触要素２６は、回転調節部材３４に対して軸方向に移動できない。従って、ワーク接触要素２６にかかる構造応力を生じさせることが知られている高荷重の反復動作の環境（非燃焼式工具の場合）または燃焼時でさえ、調節された所望の打込み深さが維持される。ネジ付きピン６８とワーク接触要素２６の調節端２８の長さによって、該ワーク接触要素が回転調節部材３４に対して軸方向に調節して、ワークの多様性と締結具の長さに見合うように様々な深さ調節位置を達成可能なことが理解されよう。

加えて、回転調節部材３４のロック位置を手動で乗り越えてよいことが考えられる。圧縮バネ６０の圧縮強度に応じて、使用者は、調節部材３４を最初に対設された脚部４０から外すことなく、該調節部材を回転させ、係合している位置決め構造６８から外すことにより、ロック部材３８を手動で乗り越えることができる。この形態では、使用者は、デテント５０が位置決め構造６８と係合するまで、調節部材３４を圧縮バネ６０の付勢に抗して回転させることができる。これは、打込み深さ調節組立体１０の小刻みな回転、すなわち“微調節”をもたらす。

以上、締結具打込み工具のためのツールを必要としない深さ調節装置の特定の実施形態について説明したが、当業者には、本発明の広範な特徴および特許請求の範囲から逸脱することなく変更、改良が可能であることは言うまでもない。

本発明に係る打込み深さ調節組立体を備えた締結具打込み工具の部分斜視図である。 本発明に係るロック部材の第１の実施形態における図１の打込み深さ調節組立体の斜視図である。 図２の打込み深さ調節組立体の回転調節部材の上斜視図である。 図３の回転調節部材の下斜視図である。 ネジピンの内側に配置されたワーク接触要素を備えた、図１の打込み深さ調節組立体の部分断面図である。 本発明に係るロック部材の代替実施形態を備えた、図１の打込み深さ調節組立体の斜視図である。

符号の説明

１ 打込み深さ調節組立体
１２ 工具
１４ ハウジング
１６ 上側ワーク接触要素
１８ 中央部分
２０ アーム
２２ ノーズ部
２４ マガジン
２６ ワーク接触要素
２８ 調節端
３０ 接触端
３２ 接触シールド
３４ 回転調節部材
３８ ロック部材
４０ 対設された脚部
４２ 貫通穴
４４ グリップ
４６ 外側表面
４８ 外側頂面
５０ ロックデテント
５８ 圧縮バネポケット
６０ 圧縮バネ
６８ ネジ付きピン
７２ 位置決め構造

Claims (2)

1. 締結具打込み工具と共に使用される深さ調節組立体において、
   接触端と調節端を有するワーク接触要素と、
   前記工具に取着可能で、かつ、前記ワーク接触要素が前記工具に対して移動可能な調節位置と、前記調節端が前記工具に対して移動不能なロック位置の間で変位させることのできる回転調節部材であって、前記調節端と係合し、これにより、該回転調節部材が回転することによって、前記ワーク接触要素が前記工具に対して移動するようにした回転調節部材と、
   前記回転調節部材に設けられた少なくとも１つのロックデテントであって、前記回転調節部材を前記ロック位置から前記調節位置へ移動させるため、少なくとも１つの位置決め構造と係合することと、バネによる付勢に対して手動で打勝つことによって該位置決め構造から脱離することとを交互にでき、それで、前記調節端をツールを使用することなくハウジングに対して選択されたロック位置に固定するようになっており、該ロックデテントは、前記回転調節部材の外表面に概ね円形に膨出した形状を呈し、かつ、前記外表面が前記回転調節部材の回転軸線に垂直となっているロックデテントとを具備し、
   前記少なくとも１つの位置決め構造は、前記ロックデテントと実質的に同じ寸法にて前記工具に形成された概ね円形の開口部であって、前記ロックデテントを受容して前記回転調節部材が前記工具に対して回転することを防止するようになっており、
   前記ワーク接触要素の調節端に係合する内ネジが形成されたピンが、前記回転調節部材の内壁内に同心に配置されており、該内ネジが形成されたピンが前記回転調節部材より長くなっており、
   前記回転調節部材（３４）は、バネ（６０）が配置されたバネポケット（５８）を具備する、深さ調節組立体。
2. 締結具打込み工具であって、
   ハウジングと、
   前記ハウジングに対して伸長位置と引込み位置の間を往復運動する、深さ調節組立体（１０）と、を具備する締結具打込み工具において、
   前記深さ調節組立体（１０）は、
   接触端と調節端を有し、前記ハウジングに対して伸長位置と引き込み位置の間を往復運動するワーク接触要素と、
   前記工具に取着でき、かつ、前記ワーク接触要素が前記ハウジングに対して移動可能な調節位置と、前記調節端が前記ハウジングに対して移動不能なロック位置の間を回転、変位させることのできる回転調節部材と、
   ロック位置と調節位置の間を移動可能に前記回転調節部材の外側表面に配置され、ツールを使用することなく前記調節端を前記ハウジングに対して選択されたロック位置に固定するための少なくとも１つのロックデテントと、
   前記ワーク接触要素の前記調節端に係合可能な内ネジが形成されたピンとを具備し、
   前記内ネジが形成されたピンは、前記回転調節部材の内壁内に同心に圧力嵌めされており、前記内ネジが前記回転調節部材内へ、かつ、前記回転調節部材の長さよりも長く延設されており、
   前記回転調節部材（３４）は、バネ（６０）が配置されたバネポケット（５８）を具備しており、前記深さ調節組立体（１０）は、前記ロックデテント（５０）と係合して前記回転調節部材（３４）の回転を防止するための位置決め構造（７２）を具備する、締結具打込み工具。

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