JP6325100B2 - 動力工具用真空アダプタ - Google Patents

Description

本発明は、トルク伝達電動工具のための真空アダプタに関する。特に本発明は、面倒な作業をせず、真空アダプタの設定に実質的な影響を与えることなく工具の工具ビットを交換できるように、工具のビットホルダに容易にアクセスできる真空アダプタに関するものである。

電動工具の使用における幾つかの用途では、特に、ネジ等の緊締具の取扱いが厄介である。特に小さなネジの取扱いがそうである。これらの用途に、いわゆる真空アダプタを使用することができる。真空アダプタは、固定される緊締具との相互作用のために配置される工具ビットを収容するよう動力工具の先端に配置されるよう構成された補助装置である。

真空アダプタの発想は、最初に、ネジ頭が真空アダプタの中に吸い込まれて、そしてビットと接触するよう緊締具例えばネジを吸い上げることである。その後、締め付け動作を開始することができるように、緊締具がネジ止めされる穴に位置決めされるよう動力工具は再配置される。

そのような種類の真空アダプタは、米国特許第３，７８６，８４５号に開示されている。真空アダプタは中空部を包含し、そこに負圧が生成される。真空アダプタのフロント部は、本体部に対して入れ子式に配置されている。このように入れ子式に配置された部分は、ネジ導管に対して遠位と近位との間で、ドライバービットを連続して再度位置決めすることができ、これは、中空部内の負圧によってネジがネジ導管の中に吸引されることを意味している。

しかしながら、このような又は他の真空アダプタに関わる問題点が幾つか存在する。第一の問題点は、ビットが時期尚早に摩耗する点にある。とりわけ、ビットが緊締具頭部の凹部内に正しく配置される前に、動力工具で実行される緊締動作の重要な部分が開始されることになるのでこのような問題が生じてしまう。緊締動作が進むと、ビットは緊締具頭部の凹部内に通常その進路を見つけることになる。

しかしながら、誤って置かれた緊締具は、多くの場合、ビットが緊締具頭部の凹部にその進路を見つける前に、動作の初期段階で緊締具頭部の凹部及びビットの両方の摩耗に関連することになる。さらにビットが連続して摩耗すると、それぞれの新しい緊締具への接触が徐々に悪化することになり、これによって緊締具頭部の摩耗がより深刻になる場合がある。また、緊締動作の制御に否定的な影響を与えることになり、ネジが十分な程度に緊締されるトルクを制御することができない場合もある。

真空アダプタに関連する別の問題点は、それらの先端部分が１つの種類の特定の緊締具に個別に適応しなければならない点にある。典型的には、ネジ導管の長さと直径の両方が、１つの種類の特定の緊締具に適合されている。その他の長さの緊締具または異なる大きさの緊締具頭部に対しては、真空アダプタは別の寸法のネジ導管を備えた真空アダプタと交換しなければならない。一般的には、真空アダプタを交換することはあまりにも面倒であると考えられている。そのため、一般的な工業用アプリケーションでは、種々の工具が種々の留め具で使用されている。

従って、上述の問題点を低減する真空アダプタの必要性が存在する。

本発明の目的は、満足な方法で、上述の問題点を解決する改良された真空アダプタを提供することにある。

この目的は、請求項１に記載の動力工具の先端から延びるビットホルダを備えた動力工具用真空アダプタに関わる本発明によって達成される。ここで真空アダプタは、前記ビットホルダを収容し且つ前記ビットホルダ内部に配置されるビットと一直線の状態にネジを吸い込むために配置される。また、真空アダプタは：
− 真空アダプタが前記工具の前記ビットホルダを覆うように、前記動力工具の前記先端に真空アダプタを接続するための接続部と、
− 負圧源に真空アダプタを接続するための真空接続部と、
を備えている。さらに、真空アダプタは前記真空アダプタの少なくとも一部を迅速に切り離して前記ビットホルダにアクセスするためのクイックカップリングを備えている。

請求項１に記載の本発明は、僅かな労力で、特別な工具を使わずに、定期的にビットを交換できるように、ビット及びビットホルダへのアクセスのしやすさを改善することによって、ネジ頭及びビットの摩耗の問題点を解決する。ビットを交換する時の優れた制御及び短い停止時間の観点からの利点によって、ビットのコストは無視出来るほど小さく圧倒的に評価される。

従って、ビットホルダのアクセスのしやすさを向上させることにより、定期的にビットを交換でき、それによってネジの摩耗を低減してビット及び／又はネジの摩耗に関連する他の問題点を解消することが可能となる。例えば、別の種類のビットを必要とするような別の種類の緊締具を工具で使用する場合ビットを交換するための他の理由が存在することに留意すべきである。

さらに、真空アダプタまたは少なくともその一部は、種々の緊締具と合致させるために交換することができる。それは、工具を容易かつ迅速に種々の緊締具に適合させることが出来るので、有利である。

特定の実施形態では、真空アダプタを前記動力工具の前記先端に接続するための接続部は、クイックカップリングである。

別の実施形態では、真空アダプタは、ビットホルダを覆うように配置され、また前記クイックカップリングを介して接続部に接続され、さらに動力工具に取り付けられた接続部を残したまま、動力工具から別々に切り離すことができるカバー部を備えている。このような実施形態では、特定の種類の緊締具及び／又はビット型のそれぞれに適合し、前記クイックカップリングを介して同じ接続部にすべて相互接続可能な種々のカバー部を多数有することが可能である。接続部は、動力工具と一体の部分であってもよい。

動力工具はまた、例えばトランスポンダ（ＲＦＩＤ）等を使用することによって、動力工具に装着されるカバー部の種類を識別するシステムを包含することができる。電動工具に接続されるかまたは動力工具内部に収容される制御ユニットは、動力工具に装着されたカバー部の種類の指示を受信し、且つプログラミングされた動力工具の現行動作と互換性のあるカバー部の種類に応じてＯＫ（正常）またはＮＯＫ（異常）信号を発信するように構成され得る。さらに、カバー部の種類がビット及び現行のプログラム動作に合致することができるように、ビットはＩＤ（識別番号）を備えることができる。すなわち特定の種類のカバー部が特定のビットに適合し、制御ユニットは適合を検知し、適合に応じてＯＫまたはＮＯＫ信号を生成するようにプログラミングされ得る。

真空接続部に影響を与えることなくカバー部を動力工具から切り離すことができるように、真空接続部は接続部に配置することができる。この構成は、多くの場合、真空アダプタを真空源に接続するホースが工具に固定されるので、有利である。従って、この固定のやり直しを避けるために、真空接続部を含む部分を常に工具に残すことは有利であり得る。

さらに、真空接続部は工具と一体にすることができ、そこで真空ホースへの接続ポートは工具の一端に配置され、また動力工具と真空アダプタとの間の接続部に接続開口部を設けている。

具体的な実施形態では、クイックカップリングはボール式凹部接続部を備えている。別の実施形態では、クイックカップリングはバヨネット式カップリングを備えている。

別の実施形態では、真空接続部は、動力工具と真空アダプタとの間の接続部と一体にされている。このような場合、真空源は任意の便利な位置で工具ハウジングに接続することができ、接続部例えばホースが、ハウジングの内部で、前記一体化された真空接続部に真空源を接続することになる。

本発明のその他の特徴及び利点は示された実施形態の詳細な説明から明らかになる。

添付図面を参照して、以下に詳細に説明する。

本発明の第一の実施形態による真空アダプタを備えた動力工具を示す。 第一の実施形態の真空アダプタを解放位置で示す。 本発明の第一の実施形態の真空アダプタを斜視図で示す。 動力工具及び本発明の第一の実施形態による真空アダプタを分解図で示す。 ビットホルダ及び本発明の第一の実施形態による真空アダプタを分解断面図で示す。 本発明の第二の実施形態による真空アダプタを備えた動力工具を示す。 第二の実施形態の真空アダプタを解放位置で示す。 本発明の第二の実施形態の真空アダプタを斜視図で示す。 本発明の第二の実施形態による真空アダプタを断面図で示す。 ビットホルダ及び本発明の第二の実施形態による真空アダプタを分解断面図で示す。

図１には、動力工具１０が示されている。本発明の第一の実施形態による真空アダプタ２０が、動力工具１０の先端１３に配置されている。

真空アダプタ２０は、それが前記工具１０のビットホルダ１１及び工具ビット１２を覆うことができるように、動力工具１０の先端１３に真空アダプタ２０を接続するための接続部２１を備えている（図２参照）。負圧源に真空アダプタ２０を接続するための真空接続部２２は、前記真空アダプタに配置されている。負圧源及び負圧源に真空接続部２２を接続するホースは図中省略されている。

真空アダプタ２０は、前記真空アダプタ２０の少なくとも一部を迅速に切り離して前記ビットホルダ１１に容易にアクセスするためのクイックカップリング２３ａ、２３ｂを備えている。これは図２に示されている。真空アダプタは、真空アダプタ２０を動力工具１０の先端１３に接続するための接続部２１と、ビットホルダ１１を覆うよう配置され且つクイックカップリング２３ａ、２３ｂを介して接続部２１に接続されるカバー部２４との２つの本体部分から構成されている。クイックカップリングは、雌部分２３ａと雄部分２３ｂとを備えている。示された実施形態では、雌部分２３ａは接続部２１に配置され、雄部分２３ｂはカバー部２４に配置されている。しかしながら同様に雄部分と雌部分が逆の配置であってもよい。

さらに、図２、４及び５を参照すると、カバー部２４はクイックカップリング２３ａ、２３ｂを介して接続部２１から切り離すことができる。言い換えれば、カバー部２４は、動力工具１０に装着された接続部２１を残したまま、動力工具から別々に切り離すことができる。従って、示された実施形態では、接続部２１は、動力工具１０の先端１３に接続するように構成された第一の端部２１ａと、クイックカップリング２３ａ、２３ｂを介してカバー部２４に接続するように構成された第二の反対側の端部２１ｂとを備えている。接続部２１は、螺合によって動力工具１０に接続可能である。特に接続部２１は、真空アダプタ付きで使用するよう構成された既存の電動工具の接続手段に適合することができる。そのような構成によって、市場に出ている既存のあらゆる動力工具で真空アダプタを直ちに使用することができる。別の実施形態では、接続手段は真空アダプタと一体化され、動力工具への接続がクイックカップリング型の接続である。これは、当然ながら、動力工具が、真空アダプタと一体化された接続部の対応するクイックカップリング部に接続することができるクイックカップリング部を、備えなければならないことを意味している。

真空アダプタ２０は、ビットホルダ１１の内部に配置されるビット１２と一直線の状態にネジを吸い込むために配置されている。カバー部２４は、動力工具１０によってネジ止めされるネジのネジ頭の大きさに相当する直径の孔２６を備えた管状部２５を備えている。真空接続部２２を介した真空源によって負圧が生成されることによって、管状部２５の孔２６を通して空気を中に吸い込むことになる。

動力工具は、使用中、管状部２５の外端が緊締されようとするネジのネジ頭に近接して置かれるように操作されることになる。動力工具１０は手動で操作されても良いし、例えばロボットで自動的に制御されても良い。ネジは、真空アダプタ内部の負圧によって管状部２５内に吸い込まれることになる。ビット１２は、その頂部が管状部２５の中に到達する又は管状部２５に接近するよう配置されることになるので、ネジはビット１２と接触するよう吸い上げられる。管状部２５の孔２６の直径は、ネジに作用する吸い込む力が、ネジをビット１２に接触させるのに十分であるように構成されている。そのため、孔２６の直径は吸い上げられるネジのネジ頭の直径よりも少しだけ大きい。

図５で見ることができるように、カバー部２４の管状部２５は、カバー部２４の本体部２７に対して移動可能に取付けられている。特に、管状部２５はカバー部２４の本体部２７に伸縮自在に取り付けられている。カバー部２４の本体部２７の内側にバネ２８が設けられている。バネ２８は、管状部２５を本体部２７に対してその最も伸びた位置に維持するために、管状部２５に作用するよう配置されている。

管状部２５の長さはネジの長さに適合されている。そのため、カバー部２４の内側でネジがその初期位置にあって管状部２５が完全に伸びている時、管状部２５の開口部の外側にネジの先端部だけが出ていることになる。このように、オペレータはネジの先端をそれがねじ込まれることになるネジ穴に位置決めすることができる。ねじ込み操作が進行してネジがさらにネジ穴内に達すると、管状部２５は進んだ度合いに応じてまたバネ２８の作用に抗してカバー部２４の本体部２７内に押し込まれることになる。従って、ネジが完全にネジ穴にねじ込まれるのを可能にするために、管状部２５は、ビット１２がその開口部の外に到達できる程度までカバー部２４内を移動できるよう構成されている。これによって、ネジを完全に固定することができるように、ビット１２はネジ穴と接触することが可能になる。

カバー部は、同じ様なクイックカップリング３１ｂを備え、しかも別の種類の緊締具に適合した管状部２５を備えたカバー部と交換することができる。つまり、種々のカバー部で、孔２６の直径及び長さの両方が相違してもよい。

図５に示されているクイックカップリング２３ａ、２３ｂは、ボール式凹部カップリングで構成される種類のものである。示された実施形態では、接続部２１はカバー部２４を解放するためにカバー部２４から引き離されることになるスリーブ２９を備え、カバー部２４は、次いで、接続部２１との接続から引き抜かれ得る。スリーブ２９の並行移動動作は、スリーブ２９内部にある周辺凹部３２の中に複数のボール３０が入ることを許容する。これによって、ボール３０がクイックカップリングの雄部分２３ｂの周辺凹部３１から脱け出し、雄部分２３ｂが雌部分２３ａから外れて引き抜かれ得るようになる。

Ｏ字リング３３は、雌部分２３ａの内側にある周辺凹部に沿って配置されている。Ｏ字リングは雄雌部品間の接続に流体密封性を維持している。

クイックカップリングは異なる種類であってもよく、必ずしもボール式カップリングを含む必要はない。例えばクイックカップリングは、雌部分が溝を切られた部分の相互作用なしに雄部分に滑り込むことができるように、また溝を切られた部分の相互作用によって相互の回転が雄雌部品を相互にロックするように、雄雌部品の両方に相互に角度間隔を置いて溝を切られた部分を備えるバヨネット式カップリングで構成されてもよい。また、バヨネット式カップリングはピン・トラック相互作用又はその他任意のカムプロファイル・カムフォロワー相互作用で構成されてもよい。

本発明の真空アダプタ４０の第二の実施形態は、図６から１０に示されている。

この第二の実施形態の真空アダプタ４０は、動力工具１０の先端１３に真空アダプタ４０を接続するための接続部４１を備えている。真空アダプタ４０のカバー部４４は、工具１０のビットホルダ１１を覆っている。カバー部４４を真空接続部４２に影響を及ぼさずに動力工具１０から切り離すことができるように、真空アダプタ４０を負圧源に接続するための真空接続部４２は上記接続部４１に配置されている。図６では、真空アダプタ４０は動力工具１０に搭載された位置で示され、図８では真空アダプタ４０自体を非搭載モードで示されている。図８に示されているように、真空アダプタ４０のカバー部４４は管状部４５と本体部４７とを備えている。

図７から明らかなように、クイックカップリング４３ａ、４３ｂは、接続部４１からカバー部４４の迅速な切り離しを構成する。クイックカップリングは、接続部４１に配置される雌部分４３ａと、カバー部４４に配置される雄部分４３ｂとを包含している。接続部４１は、動力工具１０の先端１３に接続するよう構成された第一の端部４１ａと、前記クイックカップリング２３ａ、２３ｂを介してカバー部４４に接続するよう構成された第二の反対側の端部４１ｂとを備えている。カバー部４４が接続部４１から解放されると、工具ビット１２が容易に解放され且つ交換できるようビットホルダ１１をアクセス可能にする。

図９及び１０に示すように、第二の実施形態のクイックカップリング４３ａ、４３ｂは、第一の実施形態のクイックカップリングとは異なっている。主たる相違点は、第二の実施形態には移動可能なスリーブがないという点にある。しかしながら、ボール式凹部の相互作用は存在している。ボール５０は、雌部分４３ａの内側に嵌め込まれていてクイックカップリング４３ａ、４３ｂの雄部分の周辺凹部５１と相互作用するよう配置されている。ボールは、バネ５２によって凹部内に押される。カバー部が接続部から引き抜かれるのを可能にするために、バネ５２のバネ作用は、克服するのが比較的容易であり得るよう構成されている。さらに、使用中、真空アダプタ内の負圧は、クイックカップリング２３ａ、２３ｂの開放を容易にできないように作用することになる。上記第一の実施形態と同様に、クイックカップリングは任意の種類であることができ、例えばボール式凹部の相互作用に制限されるものではない。

カバー部４４の管状部４５は、カバー部４４の本体部４７に対し伸縮自在に取り付けられている。バネ４８は、カバー部４４の本体部４７内部に配置されている。管状部の最も伸ばした位置にそれを維持するために、バネ４８は管状部４５に作用するよう構成されている。管状部４５の機能は、第一の実施形態の管状部２５のものと同様である。Ｏ字リング５３は、雄雌部品間の接続を流体密封して維持するために雌部分の内側に配置されている。

上記の通り、本発明は２つの具体的な実施形態を参照して説明されてきた。しかしながら、本発明はこれらの実施形態に制限されるものではない。本発明が、添付の特許請求の範囲で定義される保護の範囲内で、さらなる実施形態を構成することは当業者には明らかである。

１０ 動力工具
１１ ビットホルダ
１２ ビット
１３ 先端
２０；４０ 真空アダプタ
２１；４１ 接続部
２１ａ 第一の端部
２１ｂ 第二の端部
２２；４２ 真空接続部
２３ａ、２３ｂ；４３ａ、４３ｂ クイックカップリング
２４；４４ カバー部
２５；４５ 管状部
２６ 孔
２７；４７ 本体部
２８；４８；５２ バネ
２９ スリーブ
３０；５０ ボール
３１；３２ 周辺凹部
３３；５３ Ｏ字リング

Claims (5)

1. 動力工具（１０）の先端（１３）から伸びるビットホルダ（１１）を備えた動力工具用真空アダプタ（２０、４０）であって、
   該真空アダプタ（２０、４０）が、前記ビットホルダ（１１）を収容し且つ前記ビットホルダ（１１）内部に配置されるビット（１２）と一直線の状態にネジを吸い込むように配置され、
   該真空アダプタ（２０、４０）が、
   − 前記動力工具（１０）の前記ビットホルダ（１１）を真空アダプタが覆うように前記動力工具の前記先端（１３）に真空アダプタ（２０、４０）を接続するための接続部（２１、４１）と、
   − 負圧源に真空アダプタを接続するための真空接続部（２２、４２）と、
   を備えている真空アダプタ（２０、４０）において、
   該真空アダプタ（２０、４０）が、ビット交換の際に前記ビットホルダにアクセスするために、前記真空アダプタ（２０、４０）の少なくとも一部を迅速に切り離すクイックカップリング（２３ａ、２３ｂ；４３ａ、４３ｂ）を有し、
   該真空アダプタ（２０、４０）が、ビットホルダ（１１）を覆うように配置され且つクイックカップリングを介して接続部（２１、４１）に接続されるカバー部（２４，４４）を備え、該カバー部（２４，４４）が動力工具に取り付けられた接続部（２１、４１）を残して、動力工具（１０）から別々に切り離すことができるように構成されている
   ことを特徴とする真空アダプタ（２０、４０）。
2. 真空接続部（４２）に影響を及ぼすことなく、動力工具（１０）からカバー部（４４）を切り離すことができるように、真空接続部（４２）が接続部（４１）に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の真空アダプタ（４０）。
3. 真空アダプタが複数のカバー部（４４）を備え、複数のカバー部が互いに異なり、種々の緊締具及び／又はビットの種類に適応することを特徴とする請求項２に記載の真空アダプタ（４０）。
4. クイックカップリング（２３ａ、２３ｂ；４３ａ、４３ｂ）がボール式凹部接続を包含することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の真空アダプタ（２０、４０）。
5. クイックカップリング（２３ａ、２３ｂ；４３ａ、４３ｂ）が、バヨネット式カップリングを包含することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の真空アダプタ（２０、４０）。
   

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