JP6725661B2 - 電動コンビネーション型手持ち式ノッチ式バンド掛け工具 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１５年１２月９日に出願された米国特許仮出願第62/265,202号明細書の利益および優先権を主張し、その開示はその全体が本明細書に組み込まれる。

バンド掛け工具または結束機には、完全に手動の手工具から自動の卓上機械まで、幅広い種類のタイプがある。バンド掛け工具は、金属バンド掛けまたはプラスチック／ポリマーバンド掛けなど、異なるタイプのバンドまたはバンド掛け材料とともに使用するように設計および意図することができる。金属バンド掛け材料のための結束機は、バンドをそれ自体の上にシールするように構成された自動卓上デバイスまたは手持ち式デバイスであり得る。シーリング機能は、バンドの重複する経路に連動キーを形成することによりシール無し構成を使用して、または、重複するバンド経路に位置付けられ、圧着され、切り込みを入れられたシールを施すことにより、実施され得る。

鋼製バンドのための既知の手持ち式デバイスは、手動工具であって、バンドに張力を付与してシールを形成するためにオペレータが１つまたは複数の力をかけることを必要とする手動工具と、１つまたは複数の空気動モータの作動により張力付与およびシーリング機能を行う、空気圧により作動する工具と、電池式工具など移動式の電動工具とを含む。手動工具は、長時間操作するのに疲れる可能性があり、シールがパッケージまたは荷物の側面に形成される場合など、特定の場合には動かす、および操るのが難しいことがある。さらに、手動シーリングは、典型的には、バンドに張力を付与し、シールを形成し、シールされたバンドをその源から切断するために複数の工具を必要とする。

例えば本願と同一出願人によるものでありその全体が参照により本明細書に組み込まれるCrittenden、米国特許第6,079,457号明細書において開示された空気動工具も良好に機能するが、しかしながら、それらは空気などの圧縮ガス源を必要とし、したがって作動のためにホース、圧縮ガス継手などを使用する必要がある。したがって、空気動工具の使用は、バンド掛け動作が製造設備全体にわたって異なる位置で実施される場合など、特定の用途に制限されることがある。さらに、空気動工具は、費用がかかり得る空気動モータと、複雑である場合があり、かつ空気圧回路モジュールの製造において鋳込みおよび機械加工操作を必要とする空気圧回路とを用いる。

電動ノッチ式工具が既知であるが、しかしながら、そのような工具は、バンドに張力を付与するか、バンドをシールするかのいずれかであり、両方の機能を単一の工具で行わない。

したがって、動力付きノッチ式バンド掛け工具であって、荷物の周りでバンドに張力を付与する、バンド材料の重複する経路においてノッチ式シールを形成する、およびシールしたバンドをその源から切断するように機能する動力付きノッチ式バンド掛け工具に対する必要性がある。望ましくは、このような工具は内蔵式であり、電動および／または電池式であり、したがって移動式であり、設備全体にわたって任意の位置で使用され得る。なおより望ましくは、このような工具は、様々な運転モードで使用され得る。

本開示の様々な実施形態は、荷物の周りで鋼製バンドの重複セクションにおいて張力を付与するとともにノッチ式継手を形成するためのバンド掛け工具を提供する。工具は、脚部を有する本体と、本体へ作動可能に取り付けられた張力付与組立体と、本体へ作動可能に取り付けられたシーリング組立体とを含む。張力付与およびシーリング組立体は電動モータを有する。テンションホイールがテンショナモータに作動可能に接続される。

シーリングセクションは、電動ノッチャーモータを含むノッチャー組立体を有する。ノッチャー組立体は、リンク機構と少なくとも１つのジョー要素対とを有する。実施形態において、ノッチャー組立体は複数のジョー要素対を有する。リンク機構は、シール要素においてノッチ式シールを形成するために、シーリングサイクルにおいてジョー要素の端部を互いに向かって枢動させるように構成される。複数のジョー要素対を備えた実施形態において、シーリングサイクル中に望ましい数のジョー要素対が開閉するように、１つまたは複数のジョー要素対が係合および係合解除され得る。

制御システムが、テンショナモータおよびノッチャーモータの作動を制御する。制御システムは、テンショナモータおよびノッチャーモータがオペレータによる制御システムの作用により順次駆動させられる自動モードにおいて、バンド掛け工具を作動させるように構成される。実施形態において、そのような作用は、１つの作用、例えば作動スイッチまたはボタンの１回の押下である。実施形態において、そのような作用は、作動スイッチまたはボタンの複数回の押下である。

実施形態において、バンド工具の重複する経路を容易に位置付けることを可能にするように、テンショナモータ組立体は、本体に、脚部に対して枢動可能に取り付けられる。このような実施形態において、テンションホイールと脚部との間に捕捉されたバンドを保持するために、テンションホイールを脚部に向かって移動させるように付勢されたテンショナモータ組立体。

実施形態において、工具は、工具を制御するための作動スイッチを含む。作動スイッチは、テンショナモータおよびノッチャーモータの作動を制御するために、制御システムに作動可能に接続される。

一実施形態において、シーリングセクションは、１つのジョー要素対と、ジョー要素対の両側に位置付けられたノッチ板とを含む。別の実施形態において、シーリングセクションは、２つのジョー要素対と、ジョー要素対の間および両側に位置付けられたノッチ板とを含む。

本開示の他の目的、特徴、および利点は、添付の図面と併せた以下の説明から明らかとなり、同様の符号は、同様の部品、要素、コンポーネント、ステップ、およびプロセスを指す。

電動コンビネーション型手持ち式ノッチ式バンド掛け工具の実施形態の図である。 工具の別の斜視図である。 張力付与組立体の一部が図の明確さのために除去されている、工具の図である。 張力付与およびシーリングセクションを示す工具の拡大、部分側面図である。 図４と同様の側部断面図である。 張力付与およびシーリングセクションを示す工具の別の実施形態の拡大、部分側面図である。 図６の工具の側部断面図である。 図４および５の工具の上部断面図である。 シーリングセクションリンク機構を示す。 ノッチャーを示すシーリングセクションの底部斜視図である。 ジョー要素の一実施形態の図である。 ノッチ板の一実施形態の図である。

本開示は様々な形の実施形態を受け入れ可能であるが、本開示は例示的なものに過ぎないとみなされ、本開示を説明または図示された任意の特定の実施形態に限定することを意図するものではないという理解のもと、１つまたは複数の実施形態が図面に示され、以下で説明される。

ここで図を参照すると、電動コンビネーション型ノッチ式バンド掛け工具１０の実施形態が示されている。工具１０は、物体または荷物の周りで鋼製バンドまたはバンド掛け材料に張力を付与する、シール要素をバンドの重複する部分上に圧着する、ならびに、シール要素およびバンドにおいてタブを切断および曲げて、荷物の周りにシールされ張力付与されたループを形成するように構成される。概して、バンドは、送込みまたは供給端と、荷物の周りに供給されるとともにシール要素が供給端に重なった状態で工具に再挿入される自由端とを含む。このようなノッチ式シールおよびそのようなシールを形成するための工具は、Figiel、米国特許第9,272,799号明細書、およびNasiatka、米国特許出願第14/689,471号明細書（米国特許出願公開第2015/0321777号明細書）において開示されており、これらの開示はそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

工具１０は、脚部１４を有する本体１２と、張力付与セクション１６と、シーリングセクション１８とを含む。張力付与セクション１６は、ハウジング２０と、張力付与セクションハウジング２０内に作動可能に取り付けられた第１またはテンショナモータ組立体２２とを含む。レシーバ２４が、電池２６または他の電源を受け入れるために、張力付与セクションハウジング２０の一部として形成されるか張力付与セクションハウジング２０へ取り付けられる。工具のシーリングセクション１８は、ハウジング３０とノッチャーハウジング３０内に取り付けられた第２またはノッチャーモータ組立体３２とを有するノッチャー組立体２８を含む。

図３〜図８を参照すると、張力付与セクション１６は、テンショナモータ組立体２２を含み、テンショナモータ組立体２２は、モータ３４、例えばＤＣモータと、モータ出力駆動を使用可能な速度へ変換するための歯車セット３６とを含む。歯車セット３６は、モータ３４からの出力速度を低下させ、出力電力またはトルクを高めるために、遊星歯車セット３８を含み得る。歯車セット３６は、テンションホイール４０上の歯車（図示せず）と噛み合う最終駆動装置（図示せず）を含む。テンションホイール４０は、最終駆動装置に垂直に取り付けられる。歯車セット３６および最終駆動装置は、工具本体１２へ取り付けられた歯車ハウジング４２に収容される。把持パッド４４が、テンションホイール４０の反対側の脚部１４に位置付けられ得る。

テンショナモータ組立体２２、歯車ハウジング４２およびテンションホイール４０は、テンションホイール４０を脚部１４に向かって、および脚部１４から離れるように移動させるように、本体１２に移動可能に取り付けられる。これは、バンドを脚部１４とテンションホイール４０との間に位置付けるために工具１０が開かれることを可能にする。実施形態において、テンショナモータ組立体２２、歯車ハウジング４２およびテンションホイール４０は、テンションホイール４０を脚部１４に向かって、および脚部１４から離れるように枢動させるように、本体１２に枢動可能に取り付けられる。テンショナモータ組立体２２、歯車ハウジング４２およびテンションホイール４０は、例えばばね（図示せず）により、工具１０が閉位置にあるときに、テンションホイール４０を脚部４０に向かって、およびバンドと接触するように付勢するために、本体１２に付勢されて取り付けられ得る。

図４〜図６および図９〜図１２は、シーリングセクション１８の実施形態を示す。シーリングセクション１８は、ノッチャー組立体４６であって、一般に、駆動車輪４８と、駆動車輪４８に偏心して取り付けられた第１リンク５０と、第１リンク５０に枢動可能に取り付けられたジョー５２リンク対と、ジョーリンク５２に取り付けられたジョー要素対５４とを有するノッチャー組立体４６を含む。

駆動車輪４８は、駆動モータ５６により駆動される。実施形態において、モータ５６は駆動ベルト５８により駆動車輪４８に接続される。当業者は、駆動列の他の構成、例えば駆動車輪を駆動するために用いることができる直接伝動装置を認識し、これら他の駆動列も本開示の範囲および趣旨の範囲にある。実施形態において、駆動車輪４８は、Ｎａｓｉａｔｋａの前述の出願において開示されたものなどオーバーランクラッチである。

第１リンク５０は、第１ピン６０により、駆動車輪４８に偏心して取り付けられる。ジョーリンク対５２は、第２ピン６２により第１リンク５０に枢動可能に取り付けられる。ジョーリンク５２は、第１リンク５０とジョー要素５４との間に延在する。各ジョー要素５４は、第１開口６４と、第２開口６６と、先細ペンチ端６８とを含む。実施形態において、図４、５に示されるとおり、ノッチャー組立体４６は、対向するジョー要素対５４を含む。別の実施形態において、図６、７に示されるとおり、工具１０は、複数のジョー要素対１５４ａ、１５４ｂを含む。各ジョー５４、１５４要素対は、第３ピン７０によりそのそれぞれのジョーリンク５２に枢動可能に取り付けられる。

ジョー要素５４は、ノッチャー７２により互いに取り付けられるとともに、作動可能に接続され、ノッチャー７２の例は図９、１０および１２に示される。ジョー要素５４は、それぞれの第４ピン７４によりノッチャー７２に取り付けられる。この構成において、駆動車輪４８が回転すると、第１リンク５０は、車輪４８とともに回転し、車輪４８は今度は第１リンク５０の第２端を略往復するように移動させる。第２端第１リンク５０に枢動可能に取り付けられたジョーリンク５２は、略下向きおよび外向きの弧状に移動し、これが今度はジョー要素５４を開閉する。

実施形態において、ノッチャー組立体４６は、駆動車輪４８、ジョー要素５４、第１リンク５０およびジョーリンク５２を含む側板７６、ならびにノッチャー７２を含む。側板７６はまた、スロット付き７８開口を含むことができ、第２ピン６２は、工具１０がシーリングサイクルを通過する際に、第１リンク５０の第２端およびジョーリンク５２の第１端を往復経路において案内するために、開口７８を通って延在し得る。

実施形態において、工具１０は単一ノッチタイプである。このような工具において、バンドおよびシールにおいてノッチを形成するための１つのジョー要素対５４がある。別の実施形態において、図６、７に示されるとおり、工具１０は、２つのジョー対１５４ａ、１５４ｂを含み、一方の対のジョーは他方の対のジョーからノッチ板７２により間隔をあけて配されている。複数のジョー要素対１５４ａ、１５４ｂを備えた実施形態において、１つまたは複数のジョー要素対１５４ａまたは１５４ｂが、シーリングサイクル中に全てよりも少ないジョー要素対が開閉するように、駆動装置から係合および係合解除され得る。例えば、２つのジョー要素対１５４ａ、１５４ｂを備えた実施形態において、１つのジョー要素対１５４ａまたは１５４ｂは、ジョー１５５の移動により駆動装置から係合解除され得る。当業者は、このような工具を使用してシールおよびバンドに切り込むダブルノッチ工具および２つのタブ対を認識する。

工具１０は、全自動モードにおける運転を可能にするように構成される。この目的のために、工具１０は、工具１０の作動を制御するために、全体として８０で示される制御システムを含む。実施形態において、工具１０は、テンショナモータ３４およびノッチャーモータ５６を制御するために作動スイッチ８２と１つまたは複数の回路とを含む。他の位置スイッチおよび／またはセンサー、例えば、８４で示されたバンドセンサは、工具１０におけるバンドの存在、ジョー５４の位置などを検知する。

実施形態において、工具１０は、工具設定管理システム１０２および方法と併せて機能する。このようなシステムにおいて、工具１０は、バンドにおいてかけられる張力など、保存された工具設定を有する。システム１０２は、ユーザが工具１０に無線で接続されたデバイス１０４を使用して工具設定を修正することを可能にする。工具設定管理システムは、ユーザが、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルを通じたペアリングにより、デバイス１０４を工具１０と無線で組み合わせることを可能にする。工具１０は、バンド張力など少なくとも１つの修正可能な工具設定を有し、この設定は、工具１０およびデバイス１０４が互いに連通されると、ユーザが望ましい張力の変更など工具設定修正をデバイス１０２に入力することを可能にし、この変更は、次いで、対となる工具１０に伝えられる。工具設定修正を受信すると、工具コントローラ８０は工具１０において保存された設定を修正する。このようなデバイスの例は、工具１０と対となるスマートフォン、パッドまたはタブレットデバイス１０４である。このようなシステムおよび方法は、Figiel、米国特許出願第62/191,087号明細書において開示されており、この開示はその全体が本明細書に組み込まれる。

実施形態において、工具１０は、工具１０の特定の機能および状態の表示を提供するために、１つまたは複数のインジケータ、例えばＬＥＤ８６を含む。ＬＥＤインジケータ８６は、作動スイッチ８２内または作動スイッチ８２の周りに位置付けられ得る。

実施形態において、単回ボタン作動制御システムを有するように工具１０は構成される。このようなシステムにおいて、工具にユーザが調整可能な設定は無い。むしろ、工具は、バンド上でテンションホイール４０を開閉するためのハンドル８８、および、工具１０を作動させるためのボタン作動スイッチ８２を有する。例えば張力レベル、バンドサイズなど他の修正可能な設定は無線デバイス１０４を使用して実施される。

１つの運転シナリオにおいて、工具１０は、ばねがテンションホイールを脚部と接触するように付勢するホーム位置にある。電池が設置されると、工具がオンになり、自己テストを行う。作動スイッチにおけるＬＥＤなどのインジケータは、工具の作動状態を示すために、所定の順序で点滅するように構成され得る。工具が自己テストを完了すると、これはレディ／スリープ状態にある。レディ／スリープ状態において、テンショナおよびシーラーモータはオフ（モータへの電力無し）であり、工具はいつでも運転できる状態にある。

バンド掛けサイクルを開始するために、テンションホイールと脚部との間に間隙をあけるために、テンショナモータ組立体をテンショナハンドルに向かって付勢するか引くことにより、工具は開かれる。バンドのリードまたは自由端が、荷物の周りに位置付けられ、（バンドディスペンサーからの）バンドの供給端が自由端に重なるように位置付けられる。シールが、ジョーで、供給端が工具の後端（テンションホイール端）から入っている状態で、バンドの重複する経路に位置付けられる。

運転の１つのシナリオにおいて、作動スイッチ８２の押下および解放が運転サイクルを開始する。重複するバンドＳ経路がテンションホイール４０と脚部１４との間に位置付けられ、シールがジョー要素５４で重複するバンド経路に位置付けられた状態で、張力付与サイクルが始まり、ここで、テンショナモータ３４が、バンドに張力をかけるために、テンションホイール４０を駆動するように作動する。（工具設定管理システムを使用して設定されたとおり）所定の量の張力がかけられると、テンショナモータ３４が停止する。

シーリングサイクルが次いで開始し、シーリングモータ５６が、シーリングセクション駆動車輪４８を駆動するために作動する。

モータ５６に電力が供給されると、出力シャフトが回転し、これが今度は駆動ベルト５８を駆動する。駆動ベルト５８は駆動車輪４８を回転させ、駆動車輪４８は第１リンク５０を下向きに移動させる。ジョーリンク５２は、ペンチ部分６８がノッチ板７２に向かって内部へ移動するように、ジョー要素５４を枢動させる第１リンク５０から離れるように駆動される。駆動車輪４８がその始動位置からおよそ１８０度回転させられると、ジョー要素５４は完全に閉位置にあり、ペンチ６８はシール要素に接触し、これはシール要素をバンドに圧着させ、シール要素およびバンドに切り込んでシール要素およびバンドにノッチを形成する。駆動車輪４８が１８０度位置を超え、ホーム位置に向かって戻るように引き続き回転すると、第１リンク５０は上向きに駆動され、ジョーリンク５２は互いに向かって駆動され、これは、シールされたバンドを解放し、工具１０をホームまたはレディ位置に戻すためにジョー要素５４を開く。

実施形態において、工具１０は、張力付与およびシーリングサイクルが、１つの作用により、例えば作動スイッチまたはボタンの１回の押下により開始される単回ボタン作動制御システムを有するように構成される。別の実施形態において、そのような作用は作動スイッチまたはボタンの複数回の押下である。

実施形態において、作動ボタン８２はまた、例えばバンドまたはシールが適切に位置付けられていない場合に工具１０の作動を止めるのにも使用され得る。１つの運転シナリオにおいて、ボタン８２を繰り返し押すこと、またはボタン８２を一度長く押すことにより、工具１０の動作を止めることができる。ボタン８２はまた、工具１０をホーム位置にリセットするのに使用され得る。

実施形態において、工具は、完全な張力付与サイクルに入る前に工具が、より少ない量、例えば約２００ポンドの張力をかける予張力付与サイクルを有し得る。予張力付与は、例えば、バンドの位置に調整を行い得るようにバンドに適度に張力を付与する、または荷物にエッジプロテクタを施すまたは調整するために使用され得る。予張力付与サイクルが完了すると、張力付与またはシーリングサイクルが始まり得る、または、完了し得る。実施形態において、作動ボタンが押下され、工具は予張力付与サイクルを経る。表示が、例えば、予張力付与サイクルが完了したことを示す、作動ボタンでの点滅する光によって提供され得る。オペレータが任意の必要な調整または動作（例えば、エッジプロテクタを施す）を実施した後で、ボタンがもう一度押下され得、これにより作動、例えば工具の張力付与およびシーリングサイクルが継続する。

開示および説明された工具１０は、電池を使用する電動工具であるが、しかしながら、工具１０は、線間電圧（例えば１２０Ｖ〜２４０Ｖ）での使用のために、例えば電圧変換器（図示せず）とともに作動するように構成され得ることが認められる。加えて、工具１０は、テンショナモータ３４とシーリングモータ５６とを含むとして説明されているが、適切な駆動装置を適所に配置した状態で、単一のモータが、張力付与およびシーリング機能の両方を実施するのに使用され得ることが考えられる。

相対的な方向を示す用語、例えば、側、上、下、後方、前方などはもっぱら説明のためのものであり、本開示の範囲を限定することを意図されたものではないことが、当業者により認められる。

本明細書において参照される全ての特許または特許出願は、この開示の本文に具体的に組み込まれていようといまいと、参照により本明細書に組み込まれる。

本開示において、「ａ」または「ａｎ」という語は、単数および複数の両方を含むものとされる。反対に、複数の品目へのいずれの言及も、適切な場合は、単数を含む。

本明細書において開示された本発明の好ましい実施形態に対する様々な変形形態および修正形態が当業者には明らかであることを理解されたい。そのような変形形態および修正形態は、本開示の趣旨および範囲から逸脱すること無しに、ならびに、その意図された利点を減ずること無しになされ得る。したがって、そのような変化形態および修正形態が添付の特許請求の範囲によりカバーされることが意図されている。

Claims (11)

1. 荷物の周りで鋼製バンドの重複セクションに張力を付与するとともに、前記鋼製バンドの重複セクションに位置付けられたシール要素においてノッチ式シールを形成するためのバンド掛け工具であって、
   脚部を有する本体と、
   前記本体へ作動可能に取り付けられたテンショナモータ組立体を有する張力付与セクションであって、前記テンショナモータ組立体が電動式のテンショナモータを有する、張力付与セクションと、
   前記テンショナモータに作動可能に接続されたテンションホイールと、
   シーリングセクションであって、前記シーリングセクションが、前記本体へ作動可能に取り付けられた電動ノッチャーモータを含むノッチャー組立体を有し、前記ノッチャー組立体が、リンク機構と少なくとも一対のジョー要素とを含み、前記リンク機構が、前記シール要素において前記ノッチ式シールを形成するために、シーリングサイクルにおいて前記ジョー要素の端部を互いに向かって枢動させるように構成される、シーリングセクションと、
   前記テンショナモータおよび前記ノッチャーモータの作動を制御するための制御システムとを含み、
   前記制御システムが、前記テンショナモータおよび前記ノッチャーモータが、オペレータによる前記制御システムの操作により順次駆動させられる自動モードにおいて、前記バンド掛け工具を作動させるように構成されるバンド掛け工具。
2. 前記オペレータによる前記制御システムの前記操作が、前記工具上の単一スイッチの１回の作動である請求項１に記載のバンド掛け工具。
3. 前記オペレータによる前記制御システムの前記操作が、前記工具上の単一スイッチの複数回の作動である請求項１に記載のバンド掛け工具。
4. 前記テンショナモータ組立体が、前記本体に、前記脚部に対して移動可能に取り付けられる請求項１に記載のバンド掛け工具。
5. 前記テンショナモータ組立体が前記本体に枢動可能に取り付けられ、前記テンショナモータ組立体が、前記テンションホイールを前記脚部に向かって移動させるように付勢される請求項４に記載のバンド掛け工具。
6. 前記バンド掛け工具が、前記工具を制御するための作動スイッチを含み、前記作動スイッチが前記テンショナモータおよび前記ノッチャーモータに作動可能に接続される請求項１に記載のバンド掛け工具。
7. 前記シーリングセクションが、一対のジョー要素を含み、該一対のジョー要素の両側に配置されたノッチ板を含む請求項１に記載のバンド掛け工具。
8. 前記シーリングセクションが、少なくとも二対のジョー要素を含み、該二対のジョー要素の間および両側に位置付けられたノッチ板を含む請求項１に記載のバンド掛け工具。
9. シーリングサイクルを通じて、全てではなく一部のジョー要素が動作するように、一対の或いは複数対の前記ジョー要素が前記ノッチャーモータと係合、係合解除可能である請求項８に記載のバンド掛け工具。
10. 前記シーリングセクションが、前記リンク機構に作動可能に接続された駆動車輪を含む請求項１に記載のバンド掛け工具。
11. 前記駆動車輪がオーバーランクラッチを含む請求項１０に記載のバンド掛け工具。

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