JP6068586B2 - ステープラー及びそのアンビル構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステープラー及びステープラーの構造に関し、より具体的には、ステープラー及びそのアンビル構造に関する。

従来のステープラーは、ベースのクリンチ端部に取り付けられたアンビル構造、一般にはアンビルを備える。ステープラーのステープル処理中において、アンビルは、ステープルの両脚部の曲げや平坦化のために適用される。ステープルについての良好な操作性を有するために、従来のステープラーのアンビルは、ステープル中にステープラーがユーザによって円滑に操作されることができるように、アンビルの表面上にコーティングを形成するように表面処理されている。

コーティングを有する従来のアンビルは、本体と、銅底層と、ニッケル層と、装飾クロム層とを含む。本体は鋼製である。銅底層は、良好な平坦性を提供するために本体の表面に形成されている。ニッケル層は、銅底層の表面に形成されている。装飾クロム層は、ニッケル層の表面に形成されている。ニッケル層は、銅底層と装飾クロム層との間にバッファ層として付着されている。装飾クロム層は、ステープルの操作性を高め、美的効果を提供することができ、防錆である。しかしながら、装飾クロム層は、ステープラーが１００回のステープルを行った後にアンビルの表面が損傷するほどに比較的低い硬度を有する。ステープラーが１０００回のステープルを行った後、損傷のためにアンビル上に形成された凹部は、明らかにステープルの操作性の悪化を引き起こす。さらにまた、装飾クロム層の摩擦係数は、ステープルの操作性が悪化することがあるほどに比較的高い。ステープルの脚部を曲げるための衝撃力は、省力化効果が容易に得られないほどに比較的高い。

コーティングを有する別の従来のアンビルは、本体と、硬質クロム層とを含む。本体は鋼製である。硬質クロム層は、本体の表面に形成されている。硬質クロム層の表面硬度は、約６４ＨＲＣ（ロックウェルＣ硬度）である。硬質クロム層が比較的高い表面硬度を有するにもかかわらず、ステープル中において硬質クロム層とステープルとの間に硬質クロム層がすり減らされるような比較的高い摩擦が生じるほど、硬質クロム層の摩擦係数は比較的高い。したがって、硬質クロム層を有するステープラーが５００回のステープルを行った後、硬質クロム層の表面は損傷する。ステープラーが２０００回から３０００回のステープルを行った後、損傷のためにアンビル上に形成された凹部は、明らかにステープルの操作性の悪化を引き起こす。さらにまた、硬質クロム層を有するアンビルのステープルの操作性が悪化するほど、摩擦は比較的高い。ステープルの脚部を曲げるための衝撃力はまた、省力化効果がなおも容易に得られないほどに比較的高い。

従来のステープラーのアンビルの表面は、耐用年数を低減させるほど容易に損傷され、ステープルの操作性が悪く、比較的高い衝撃力によるステープル中の高い労力消費の問題が生じることから、本発明の主な目的は、長期の耐用年数、省力化効果及び改善されたステープルの操作性を提供するために、高分子−金属複合層を有するアンビル構造及びアンビル構造を有するステープラーを提供することである。

アンビル構造は、本体と、高分子−金属複合層と、硬化層と、を含む。本体は外表面を含む。高分子−金属複合層は、本体の外表面に形成され、高分子−金属複合層の構成成分は、ニッケル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びリンを含む。硬化層は、外表面に隣接して本体に形成され且つ本体と高分子−金属複合層との間に配置されている。

ステープラーは、ベースと、アームアセンブリと、マガジンアセンブリと、アンビル構造とを備える。ベースは、クリンチ端部を含む。アームアセンブリは、ベース上に回動可能に取り付けられている。マガジンアセンブリは、ベース上に回動可能に取り付けられ、アームアセンブリとベースとの間に配置されている。アンビル構造は、ベースのクリンチ端部に配置され、外表面と本体の外表面に形成された高分子−金属複合層とを有する本体を備える。高分子−金属複合層の構成成分は、ニッケル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びリンを含む。アンビル構造は、さらに、前記外表面に隣接して前記本体に形成され且つ前記本体と前記高分子−金属複合層との間に配置された硬化層を備える。

上記説明から、本発明は、以下の利点を有することに留意されたい。ステープル中において高分子−金属複合層が優れた摺動特性を提供することができるように、高分子−金属複合層は、ステープルの脚部を曲げるための動作面として付着され、比較的低い摩擦係数及び優れた潤滑特性を有する。したがって、ステープルの脚部は、容易に曲げられ、衝撃力及び摩擦は、効果的に低減されることができる。その結果、ステープラーは、省力化され、ステープルの操作性を向上させることができる。高分子−金属複合層は、摩擦が低いために容易に損傷せず、アンビル構造の耐用年数を効果的に長くすることができる。

本発明の他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図面とともに以下の詳細な説明からより明らかとなろう。

本発明にかかるステープラーの好ましい実施形態の斜視図である。 図１におけるステープラーのアンビル構造の斜視図である。 図３Ａは、図２におけるアンビル構造の側断面図である。 図３Ａにおけるアンビル構造の拡大側断面図である。 図１におけるアンビル構造の動作側断面図である。 図１におけるアンビル構造の動作側断面図である。

図１を参照すると、本発明のステープラー２０は、ベース２２と、アームアセンブリ２３と、マガジンアセンブリ２４と、アンビル構造１０とを備える。ベース２２は、クリンチ端部２２１を備える。アームアセンブリ２３は、ベース２２上に回動可能に取り付けられている。マガジンアセンブリ２４は、ベース２２上に回動可能に取り付けられ、アームアセンブリ２３とベース２２との間に配置されている。アンビル構造１０は、ベース２２のクリンチ端部２２１に配置されている。図２をさらに参照すると、アンビル構造１０は、アンビル構造１０上に形成され且つマガジンアセンブリ２４に向かって面した上部を含む。２つの湾曲部１４は、マガジンアセンブリ２４によって排出されたステープルを曲げるために上部に形成されている。ベース２２及びアームアセンブリ２３が強制的に内側に押圧されるとき、ステープルは、アンビル構造１０に当接するようにマガジンアセンブリ２４から強制的に押し出される。そして、用紙ステープル操作が完了することができるように、ステープルの両脚部は、連続的に押し出され、アンビル構造１０によって曲げられる。アンビル構造１０は、脚平坦化ステープラー及び非脚平坦化ステープラーに適用されることができる。アンビル構造１０が脚平坦化ステープラーに適用される場合、アンビル構造１０は可動アンビルである。アンビル構造１０が非脚平坦化ステープラーに適用される場合、アンビル構造１０は固定アンビルである。あるいは、アンビル構造１０は、ベース２２上に一体に形成される。

脚平坦化ステープラーに適用されるアンビル構造１０は、以下において説明のための例示として記載される。図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、本発明にかかるアンビル構造１０は、本体１１と、高分子−金属複合層１２とを含む。本体１１は鋼製である。好ましくは、本体１１は、低炭素鋼をプレス加工することによって形成されている。本体１１は、外表面１１２を含む。高分子−金属複合層１２は、本体１１の外表面１１２に形成されている。好ましい実施形態において、アンビル構造１０は、さらに、硬化層１３を含む。本体１１は、硬化層１３が外表面１１２から内側に形成されるように表面処理されている。硬化層１３は、本体１１と高分子−金属複合層１２との間に配置されている。硬化層１３の形成プロセスは、本体１１が高温環境下に配置され、炭素原子又は窒素原子が本体１１に含浸されるというものである。その結果、硬化層１３は、外表面１１２に隣接して本体１１において内側に形成される。本体１１は、硬化層１３のために比較的高い表面硬度を備える。硬化層１３は、浸炭層又は窒化層であってもよい。好ましくは、硬化層１３は、浸炭層である。硬化層１３の表面硬度は、６５０〜９００ＨＶ（ビッカース硬度）の範囲である。硬化層１３の有効硬化深さは、０．０５〜０．１０ミリメートル（ｍｍ）の範囲であり、有効硬化深さの測定方法は、以下のように定義される。本体１１の断面から、最小硬度が５５０ＨＶになるまで、本体の外表面１１２から内側にビッカース硬度計が有効硬化深さを測定する。

高分子−金属複合層１２の厚さは、１マイクロメートル（μｍ）から２０マイクロメートルの範囲である。厚さ及びステープルの操作性に関して高分子−金属複合層１２のコストを考慮すると、一実施形態においては、高分子−金属複合層１２の厚さは、３〜２０マイクロメートルの範囲であり得る。別の実施形態において、高分子−金属複合層１２の厚さは、５マイクロメートル未満であり得る。高分子−金属複合層１２の構成成分は、ニッケル（Ｎｉ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びリン（Ｐ）を含む。一実施形態において、高分子−金属複合層１２は、６０から７０重量％（ｗｔ％）のニッケルと、２０ｗｔ％から３０ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレンと、９ｗｔ％から１３ｗｔ％のリンを含む。高分子−金属複合層１２の表面硬度は、５５ＨＲＣから６１ＨＲＣＣ（ロックウェルＣ硬度）の範囲である。

高分子−金属複合層１２の形成プロセスは、ニッケル、ポリテトラフルオロエチレン及びリンの複合めっき溶液に本体１１が浸漬されるというものである。ニッケル、ポリテトラフルオロエチレン及びリンは、化学堆積法によって均一に本体１１の外表面１１２上にめっきされる。ニッケル及びリンは、硬度及び耐食性の要求のために適用される。さらにまた、ポリテトラフルオロエチレンが比較的低い摩擦係数及び潤滑性の物理的特性を備えることから、高分子−金属複合層１２は、比較的低い摩擦係数を備える。

図１、図２、図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、用紙をステープルするとき、ステープラー２０のベース２２及びアームアセンブリ２３は、強制的に内側に押圧される。ステープル３０は、アンビル構造１０に当接するようにマガジンアセンブリ２４から押し出される。同時に、ステープル３０の両脚部３１は、それぞれ、アンビル構造１０の湾曲部１４に当接する。ステープル３０の脚部３１は、それぞれ、ベース２２及びアームアセンブリ２３が強制的にステープル３０に連続的に押し出されることから、湾曲部１４において曲げられる。アンビル構造１０は、高分子−金属複合層１２を有し、高分子−金属複合層１２は、ステープル中の衝撃力を低減するためにステープル３０とアンビル構造１０との間の摩擦が比較的低くなるほどに、比較的低い摩擦係数及び潤滑性の物理的特性を有する。ステープル３０の脚部３１は、ユーザが円滑なステープル操作を体験できるように、２つの湾曲部１４の方向に沿って円滑に曲げることができる。さらにまた、ステープラー２０は、高分子−金属複合層１２が比較的低い摩擦係数を有することから、ステープルのために省力的である。

ステープル中の衝撃力は、ステープラー２０がステープル３０の脚部３１を曲げるのに必要な力である。衝撃力は、アンビル構造１０と、ステープラー２０のアームアセンブリ２３によって形成されたレバー構造とによって影響を受けることから、アンビルの構造の衝撃試験中においては、アンビル構造のコーティングのみが、ステープラーのレバー構造などの全体構造が同じであるという前提の下で変更される。実際の衝撃試験後において、装飾クロムコーティングを有する従来のアンビルのステープル中の衝撃力は約１０キログラムであり、硬質クロムコーティングを有する従来のアンビルのステープル中の衝撃力は約８キログラムである。高分子−金属複合層１２を有するアンビル構造１０のステープル中の衝撃力は、４．５キログラムまで低減させることができる。したがって、高分子−金属複合層１２を有するアンビル構造１０の衝撃力は、ステープラー２０のステープル処理が省力的であるように実際に低減させることができる。

高分子−金属複合層１２が十分な硬度のみならず相対的に低い摩擦係数及び優れた潤滑性の物理的特性を備えるように、高分子−金属複合層１２の表面硬度は、５５ＨＲＣから６１ＨＲＣの範囲であり、そのため、高分子−金属複合層１２は、ステープル３０の排出によって容易に損傷されない。したがって、高い十分な硬度及び低い摩擦係数などの物理的特性を有することにより、高分子−金属複合層１２は、優れた摺動特性を発揮することができ、衝撃力を効果的に低減することができる。アンビル構造１０がステープルすることができるステープルの数は、約８０００個から１００００個である。従来のアンビルと比較して、本発明のアンビル構造１０は、明らかに比較的長い耐用年数を有する。

本発明の多くの特徴及び利点は、本発明の構造及び機能の詳細とともに、上述した説明に記載されているにもかかわらず、本開示は例示にすぎず、添付された特許請求の範囲に表現される用語の広範な一般的意味によって示される全範囲まで、特に本発明の原理の範囲内の部分の形状、大きさ及び配置の問題について変更が詳細に行われてもよい。

Claims (14)

1. 外表面を有する本体と、
   前記本体の前記外表面に形成された高分子−金属複合層と、
   前記外表面に隣接して前記本体に形成され且つ前記本体と前記高分子−金属複合層との間に配置された硬化層と、を備え、
   前記高分子−金属複合層の構成成分が、ニッケル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）及びリンを含む、アンビル構造。
2. 前記高分子−金属複合層の厚さが、１〜２０マイクロメートルの範囲である、請求項１に記載のアンビル構造。
3. 前記高分子−金属複合層の厚さが、３〜２０マイクロメートルの範囲である、請求項２に記載のアンビル構造。
4. 前記高分子−金属複合層の厚さが、５マイクロメートル未満である、請求項３に記載のアンビル構造。
5. 前記高分子−金属複合層が、２０〜３０重量％（ｗｔ％）のポリテトラフルオロエチレンを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のアンビル構造。
6. 前記高分子−金属複合層が、６０〜７０重量％（ｗｔ％）のニッケルを含む、請求項５に記載のアンビル構造。
7. 前記高分子−金属複合層が、９〜１３重量％（ｗｔ％）のリンを含む、請求項６に記載のアンビル構造。
8. 前記硬化層が浸炭層である、請求項１〜７のいずれかに記載のアンビル構造。
9. 前記高分子−金属複合層の表面硬度が、５５〜６１ＨＲＣの範囲である、請求項１〜７のいずれかに記載のアンビル構造。
10. 前記硬化層の表面硬度が、６５０〜９００ＨＶの範囲である、請求項８に記載のアンビル構造。
11. 前記硬化層の有効硬化深さが、０．０５〜０．１０ミリメートルの範囲である、請求項１０に記載のアンビル構造。
12. 前記硬化層が窒化層である、請求項１〜７のいずれかに記載のアンビル構造。
13. 前記本体が低炭素鋼から形成されている、請求項８に記載のアンビル構造。
14. 請求項１〜１３のいずれかに記載のアンビル構造を備えるステープラーであって、
    前記アンビル構造が上に配置されるクリンチ端部を備えるベースと、
    前記ベース上に回動可能に取り付けられたアームアセンブリと、
    前記ベース上に回動可能に取り付けられ且つ前記アームアセンブリと前記ベースとの間に配置されたマガジンアセンブリと、を備える、ステープラー。

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