(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力式キャップ除去工具において、
ａ．モータ作動シャフト上にパルスディスクを有するモータを内部に備えるハウジングと、
ｂ．前記モータによって開始位置と、中間位置と、停止位置との間で可動であるプランジャと、
ｃ．前記ハウジングから伸びる複数のジョーであって、これらの複数のジョーの各々は、上方開放部分及び下方キャップ除去部分を有し、これらの部分間に円弧状のプランジャ摺動領域があり、前記下方キャップ除去部分は、キャップリテーナを有し、前記複数のジョー及びプランジャが当接関係にあり、前記プランジャが前記開始位置にあるとき、前記ジョーを開放位置に枢動させ、前記プランジャが前記中間位置にあるとき、該ジョーを閉鎖位置に枢動させ、前記プランジャが前記停止位置まで動く間に、前記ジョーを前記閉鎖位置に保持する複数のジョーと、
ｄ．パルスセンサであって、前記パルスディスクからの選択したパルス数を該パルスセンサが検出する迄、前記モータ作動シャフトが回転し、前記ピストンを前記開始位置から前記停止位置まで移動させ、前記選択したパルス数が調節可能である、パルスセンサとを備える、動力式キャップ除去工具。
【請求項２】
前記開始位置を電子的に調節するための手段を更に有する、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項３】
前記動力シャフトが減速装置に接続され、該減速装置が、プランジャのねじ付き駆動シャフトに接続され、前記プランジャが、前記ねじ付きプランジャ駆動シャフトを受け入れる、ねじ付き駆動通路を有し、前記プランジャが、上端に向けて六角形の案内部材を有し、前記ハウジングが、前記プランジャの六角形の案内部材を受け入れる六角形プランジャ通路を有する挿入体を収容し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを第一の方向に回転させると、前記ねじ付きのプランジャ駆動シャフトが回転し、前記プランジャを、前記六角形プランジャ通路及び前記プランジャの六角形の案内部材の協働によって許容される程度、キャップ除去方向に移動させ、前記モータを作動させて前記動力シャフトを前記第一の方向とは逆の第二の方向に回転させると、前記ねじ付きのプランジャ駆動シャフトが回転し、前記プランジャを、前記六角形プランジャ通路及び前記プランジャの六角形の案内部材の協働によって許容される程度、前記キャップ除去方向から遠ざかる方向に移動させる、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項４】
前記プランジャのねじ付き駆動シャフトが、上方スラストベアリング及び下方スラストベアリングによって受け入れられ、該スラストベアリングが、工具の必要トルク量を減少させる、請求項３の動力式キャップ除去工具。
【請求項５】
前記モータが、内部直流電源を作動させることによって作動可能である、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項６】
前記モータが、外部電源によって作動可能である、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項７】
前記ハウジングが、工具のオペレータによって保持される下方ハウジング部分を有し、前記工具がそのように保持されているとき、前記複数のジョーが、前記ハウジングから垂直方向下方に伸びている、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項８】
前記モータを作動させるための手段を更に備える、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項９】
前記プランジャが前記開始位置から中間非戻り位置まで移動する、予め設定した時間、前記作動手段を係合させなければならず、その後、前記プランジャが前記停止位置まで移動し、次いで、前記作動手段の前記状態に拘らず、前記開始位置まで移動するようにした請求項８の動力式キャップ除去工具。
【請求項１０】
前記開始位置を電子的に調節する前記手段により、前記パルスセンサが前記パルスディスクからの予め設定したパルス数を検出する迄、前記モータ作動シャフトを回転させる、請求項２の動力式キャップ除去工具。
【請求項１１】
前記モータ動力シャフトが減速装置に接続され、該減速装置が、プランジャのねじ付き駆動シャフトに接続され、前記プランジャが、前記ねじ付きプランジャ駆動シャフトを受け入れる、ねじ付き駆動通路を有し、前記プランジャが、上端に向けた六角形の案内部材を有し、前記ハウジングが、前記プランジャの六角形の案内部材を受け入れる六角形プランジャ通路を有する挿入体を収容し、前記モータを作動させて前記動力シャフトを第一の方向に回転させると、前記ねじ付きのプランジャ駆動シャフトが回転し、前記プランジャを、前記六角形プランジャ通路及び前記プランジャの六角形の案内部材の協働によって許容される程度、回転せずにキャップ除去方向に移動させ、前記モータを作動させて前記動力シャフトを前記第一の方向と逆の第二の方向に回転させると、前記ねじ付きのプランジャ駆動シャフトが回転し、前記プランジャを、前記六角形プランジャ通路及び前記プランジャの六角形の案内部材の協働によって許容される程度、前記キャップ除去方向から遠ざかる方向に移動させる、請求項１０の動力式キャップ除去工具。
【請求項１２】
前記モータを作動させる手段を更に備える、請求項１１の動力式キャップ除去工具。
【請求項１３】
前記プランジャが前記開始位置から中間の非戻り位置まで移動する予め設定した時間、前記作動手段を係合させなければならず、その後、前記プランジャが前記停止位置まで移動し、次いで、前記作動手段の前記状態に拘らず、前記開始位置まで移動するようにした、請求項１２の動力式キャップ除去工具。
【請求項１４】
前記ハウジングが、工具のオペレータによって保持される下方ハウジング部分を有し、前記工具がそのように保持されているとき、前記複数のジョーが前記ハウジングから垂直方向下方に伸びている、請求項１３の動力式キャップ除去工具。
【請求項１５】
前記複数のジョーの各々の前記キャップリテーナがカップ係合リップを備える、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項１６】
前記複数のジョーの各々の前記キャップリテーナがキャップの側部に係合する歯を備える、請求項１の動力式キャップ除去工具。
【請求項１７】
動力式キャップ除去工具において、
モータを収容し、トリガースイッチ、ロッカスイッチ、及びリセットスイッチを有するハウジングを備え、
前記ハウジングが、コントローラが作用可能に接続された回路板を有し、前記トリガースイッチ、前記ロッカスイッチ、及び前記リセットスイッチが前記コントローラに作用可能に接続され、
前記モータが、モータ駆動シャフトに設けられたパルスディスクを有し、前記工具がパルスセンサを有し、前記モータ動力シャフトが、減速装置及びプランジャリードねじを介して、計数値「ｘ」の開始位置と、中間位置と、計数値「ｙ」の停止位置との間で可動のプランジャに作用可能に接続され、
前記トリガースイッチを作動させ、これによって前記モータを作動することによって、前記コントローラが、前記パルスセンサが前記パルスディスクから計数値「ｙ−ｘ」の第一の選択されたパルス数を検出する迄、前記モータ動力シャフトを回転させ、前記ピストンを前記開始位置から前記停止位置まで、失速状態が検出されない限り、移動し、前記第一の選択されたパルス数が検出されたとき、又は前記失速状態が検出されたとき、前記モータ動力シャフトが前記ピストンを前記開始位置まで戻すように回転し、
前記ハウジングから伸びる複数のジョーであって、これらの複数のジョーの各々が、上方開放部分及び下方キャップ除去部分を有し、これらの部分間に円弧状のプランジャ摺動領域があり、前記下方キャップ除去部分がキャップリテーナを有し、前記複数のジョー及び前記プランジャが当接関係にあり、前記プランジャが前記開始位置にあるときに前記ジョーを解放位置へ枢動させ、前記プランジャが前記中間位置にあるとき、前記ジョーを閉鎖位置に枢動させ、前記プランジャが前記停止位置くまで動く間、前記ジョーを前記閉鎖位置に保持する、複数のジョーを備え、
前記工具がキャップ除去モードにあるとき、前記ロッカスイッチを押して、前記停止位置及び前記計数値「ｙ」の値を調節する、動力式キャップ除去工具。
【請求項１８】
前記プランジャは、計数値「ｚ」の非戻り位置を有し、該非戻り位置が前記開始位置と前記停止位置との間にあり、前記工具が前記キャップ除去モードにあるとき、前記トリガースイッチを作動させると、前記プランジャが計数値「ｚ−ｘ」だけ移動した後、前記失速状態が検出されない限り、前記コントローラが前記プランジャを追加の「ｙ−ｚ」だけ前記停止位置まで移動させ、前記ピストンを前記開始位置まで戻すために前記トリガースイッチを作動させることが不要となる、請求項１７の動力式キャップ除去工具。
【請求項１９】
前記複数のジョーの各々の前記キャップリテーナがカップ係合リップを備える、請求項１７の動力式キャップ除去工具。
【請求項２０】
前記複数のジョーの各々の前記キャップリテーナがキャップの側部に係合する歯を備える、請求項１７の動力式キャップ除去工具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願は、参考として引用し本明細書に含めた、１９９９年２月２日付けで出願された、キャップを瓶容器又はバイアルに固着するための動力式圧着工具に関する、米国特許出願第０９／２４３，３０１号の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、キャップを瓶容器又はバイアルから除去するのに使用される動力式キャップ除去工具に関する。上述した親出願において、複数の圧着ジョーを有する工具がキャップを瓶容器又はバイアルに固着するために使用される。これに反して、本出願において、瓶容器又はバイアルに以前に圧着されたキャップを除去するため、１つの代替的なプランジャ及びジョーが採用される。この動力式工具は、ユーザが保持するハウジング部分を有しており、このハウジング部分がユーザがキャップ除去動作を制御するためのスイッチを有している。このキャップ除去動作は、モータによって行われ、このモータによりプランジャは下方に動き、これにより、複数のジョーと最初に閉じ、また、下方への動きを続け、ジョーと協働してキャップを瓶容器又はバイアルから除去する。
【０００３】
【従来の技術】
液体試料又はその他の実験材料を保持するある種の瓶容器又はバイアルは、リップを有する開口部を備えており、キャップをこのリップに圧着して、瓶容器又はバイアルを密封する。一般に、例えば、キャップは、アルミニウム又は鋼製であり、その一例としての直径は、約８ｍｍ乃至約２２ｍｍ又はそれ以上である。
通常、キャップは、瓶容器のリップに嵌着し、次に、このリップの下方に圧着される円筒形部分を有する。キャップの頂部には、円形の開口部が設けられており、キャップの内側には、ゴム製の円形部分がキャップと隣接して設けられ、瓶容器に隣接してテフロン（登録商標）製の円形部分が設けられているが、多くの変形例が知られている。使用時、試料を瓶容器又はバイアル内に入れ、キャップを瓶容器上に配置する。次に、圧着工具を使用して、キャップを瓶容器に圧着する。試料の一部を取り出そうとする場合には、ゴム製の円形部分及びテフロン（登録商標）製の円形部分を通して注射器を挿入し、所望の量の試料を取り出す。参考として引用し本明細書に含めた、出願人トーマス（Ｔｈｏｍａｓ）に付与された米国特許第５，５７９，６２６号は、キャップを瓶容器又はバイアルに固着するため手動式圧着工具を教示する。該発明には、本発明と同様に垂直下方への圧着動作を行うジョー７０及び手動式プランジャ５０を使用することが教示されているが、圧着サイクル用の調節手段は存在しない。上記の参考文献には、ハンドルを水平方向に動かし、プランジャが垂直方向に動くようにすること教示されている。
【０００４】
ケッブマン（Ｋｏｅｂｂｅｍａｎ）への米国特許第４，９８７，７２２号には、１つの上固定ハンドルと、単一の枢動点を中心として動いて圧着装置を移動させる１つの下レバーハンドルという一対の水平方向圧着ハンドルを有し、枢動点がジョーとハンドルとの間にあり、工具がシーソ状に機能するようにした、手持ち式瓶容器キャップ圧着装置が教示されている。
【０００５】
ベスゲ（Ｂｅｔｈｇｅ）らへの米国特許第４，７４５，７２９号には、ねじキャップに装着するのに使用される容器の閉鎖装置が教示されている。ケッブマンへの米国特許第３，９９８，０３２号には、１つの下固定ハンドルと、単一の枢動点を中心として動いて圧着装置を移動させる１つの上レバーハンドルという一対の水平方向圧着ハンドルを有し、枢動点がジョーとハンドルとの間にある、手持ち式瓶容器キャップ圧着装置が教示されている。
【０００６】
コール（Ｋｏｌｌ）らへの米国特許第３，３３２，２１１号には、キャップ装着装置が教示されている。デムラー（Ｄｅｍｌｅｒ）への米国特許第３，２１７，５１９号には、同軸圧着工具が教示されている。マーシュ（Ｍａｒｓｈ）らへの米国特許第２，４１５，８９６号には、キャップ装着工具が教示されている。
【０００７】
ケント（Ｋｅｎｔ）への米国特許第５，３２７，６９７号には、瓶容器のキャップ装着装置用のチャックが教示されている。ベックマン（Ｂｏｅｃｋｍａｎｎ）らへの米国特許第３，７７１，２８４号には、キャップ装着装置が教示されている。最後に、アムツバーグ（Ａｍｔｓｂｅｒｇ）らへの米国特許第３，７４７，４４１号には、複合的なナット締付け・圧着機構を有する空圧工具が教示されている。
【０００８】
キャップを瓶容器又はバイアルから除去するのに使用される手動のキャップ除去工具も知られている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
親出願の発明は、キャップを瓶容器又はバイアルに固着するのに使用される動力式圧着工具に関するものである。この動力式工具は、圧着動作を作動させつつ、ユーザが保持する垂直なハウジング部分を有している。この圧着動作は、モータによるものであり、このモータによって、プランジャは下方に移動し、これにより、最初に、複数のジョーを閉じ且つ下方への動きを続けて、ジョーと協働し、キャップを瓶容器又はバイアルに固着する。圧着サイクルの開始点すなわちプランジャの上方限界点を調節し且つ圧着サイクルの終了点すなわちプランジャの下方限界点を調節する手段が設けられている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
より具体的には、親出願の発明は、電池作動式モータを収容するハウジングを備えている。減速比が約６４対１の減速装置によりプランジャリードねじをモータ速度の約１／６４の速度で回転させる。プランジャリードねじは、ねじ付きの駆動シャフトを有し、このシャフトは、ねじ付きのプランジャ駆動通路内に受け入れられる。プランジャリードねじのねじ付き駆動シャフトを回転させることによって、プランジャは垂直方向に移動し、その動きは、挿入体の六角形のプランジャ通路内でプランジャの六角形の案内部材が垂直方向に動くことにより制限される。プランジャがその上限点に向かって移動するとき、動力式圧着工具は、「ジョー開放」位置にあり、これによってジョーの一部がプランジャの砂時計部分に嵌着し、ジョーが開くのを可能にする。プランジャが下方に移動するとき、ジョーが閉じ、次いで、プランジャが下方に移動し続けるに従って、プランジャとジョーとの協働によりキャップはバイアル又は瓶容器に圧着止めされる。好ましくは、ジョーは、円形のばね、バンド、又は他の拘束手段によってプランジャの周囲に保持される。これらの拘束手段は、プランジャによって制限される程度に、ジョーをそれらの上端に向かって一緒に引っ張ろうとする。
【００１１】
プランジャの上限点及び下限点の双方が調節できる。プランジャの上限点から下限点まで、及び上限点へ戻る全移動が制御される。更に、プランジャが一度び予め設定された垂直方向距離を移動したならば、プランジャはユーザが制御操作し続ける必要なしに、１つの圧着サイクルを完了する。これにより、ユーザは、圧着作業に集中する必要性から解放される。
【００１２】
更に、親出願の発明は、モータを内部に収容するハウジングと、モータによって開始位置と停止位置との間で移動させることができるプランジャと、ハウジングから伸びる複数のジョーであって、これらの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下圧着部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジャ摺動領域があり、圧着部分は、内向きの圧着クリップを有し、複数のジョー及びプランジャは当接関係にあり、ジョーは、プランジャが開始位置にあるときに開放位置にあり、プランジャが停止位置にあるときに閉鎖位置にある、複数のジョーと、停止位置を電子的に調節する手段とを有する、圧着工具を備えている。この工具は、開始位置を電子的に調節するための手段を更に含む。
【００１３】
最後に、親出願の発明は、動力式圧着工具において、
モータを内部に収容し、トリガースイッチ、ロッカスイッチ、又は代替的に２つの調節スイッチ、及びリセットスイッチを有するハウジングを備え、該ハウジングは、コントローラが作用可能に接続された回路板を含み、トリガースイッチ、ロッカスイッチ、又は２つの調節スイッチ及びリセットスイッチは、コントローラに作用可能に接続され、モータは、モータ動力シャフトに設けられたパルスディスクを含み、工具はパルスセンサを含み、モータ動力シャフトは、減速装置及びプランジャリードねじを介して、計数値「ｘ」の開始位置と計数値「ｙ」の停止位置との間で可動のプランジャに作用可能に接続されており、トリガースイッチを作動し、これによってモータを作動することによって、コントローラは、パルスセンサがパルスディスクから計数値「ｘ−ｙ」の第一の選択されたパルスを検出する迄、モータ動力シャフトを回転させ、ピストンを開始位置から停止位置まで、失速状態が検出されない限り、移動させ、第一の選択されたパルス数が検出されたとき、すなわち、失速状態が検出されたとき、モータ動力シャフトはピストンを開始位置まで戻すように回転し、ハウジングから伸びる複数のジョーであって、これらの複数のジョーの各々は、上開放部分及び下圧着部分を有し、これらの部分間に円弧状プランジャ摺動領域があり、圧着部分は内向きの圧着リップを有する複数のジョーを備え、複数のジョー及びプランジャは当接関係にあり、ジョーは、プランジャが開始位置にあるときに開放位置にあり、プランジャが停止位置にあるときに閉鎖位置にあり、工具がリセットモードにある場合、ロッカスイッチを押して開始位置及び計数値「ｘ」を調節でき、工具が圧着モードにある場合、ロッカスイッチを押して停止位置及び計数値「ｙ」を調節できる、動力式圧着工具に関する。ロッカスイッチの１つの代替例として、２つの個々の調節スイッチを上下動ボタンとして使用してもよい、動力作動工具に関するものである。
【００１４】
更に、プランジャは、計数値「ｚ」の非戻り位置を有し、この非戻り位置は開始位置と停止位置との中間にあり、工具が圧着モードにあるときに、トリガースイッチを作動させると、プランジャが計数値「ｚ−ｘ」だけ移動した後、失速状態が検出されない限り、コントローラがプランジャを追加の「ｙ−ｚ」だけ停止位置まで移動させ、ピストンを開始位置まで戻すために、トリガースイッチを作動させることが不要になる。
【００１５】
本発明は、動力式キャップ除去工具を提供すべく、同一のハウジング、モータ、減速装置及び制御装置と共に、異なるプランジャ及び異なるジョーを採用する。当該ジョー及びプランジャと共に、ジョーが開いた状態でキャップ付きバイアル又は瓶容器に工具を配置する。工具を作動させると、モータは、減速装置を介して、プランジャを下方に動かし、これにより、ジョーを閉じる。プランジャは、下方への動きを続けて、バイアル又は瓶容器を下方に付勢して、これにより、キャップを除去する。代替的なジョーを利用してもよい。第一の型式のジョーは、閉じたとき、ジョーの開放寸法がキャップを除去しようとする瓶容器又はバイアルの直径よりも僅かだけ大きいような寸法とする。プランジャが下方に動いて、キャップの頂部と係合すると、ジョーは、キャップの下側に向けてキャップに係合し、この位置にて、キャップは、瓶容器又はバイアルの開放リップの下方に圧着される。代替的な第二の型式のジョーは、ジョーがプランジャの下方動作により閉じられたとき、キャップの側部に係合するように歯付き部分を保持している。
【００１６】
本発明のキャップ除去装置は、モータ作動シャフト上にパルスディスクを有するモータを内部に収容するハウジングと、モータにより開始位置と、中間位置と停止位置との間を可動であるプランジャと、ハウジングから伸びる複数のジョーであって、複数のジョーの各々が、上方開放部分と、下方キャップ除去部分と、その双方の位置の間の円弧状のプランジャ摺動領域とを有し、キャップ除去部分がキャップリテーナを有し、複数のジョー及びプランジャが当接関係にあり、プランジャが開始位置にあるとき、ジョーを開放位置まで枢動させ、また、ブランじゃが中間位置にあるとき、ジョーを閉鎖位置まで枢動させ、プランジャが停止位置まで動く間に、ジョーを閉鎖位置に保持するようにする、複数のジョーと、パルスセンサであって、パルスセンサがパルスディスクから選択された数のパルスを検出する迄、モータ作動シャフトが回転して、ピストンを開始位置から停止位置まで移動するようにするパルスセンサとを備え、パルスの選択された数が調節可能である。複数のジョーの各々のキャップリテーナは、キャップ係合リップ又はキャップ側部係合歯を備えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
添付図面に関する以下の説明を参照することにより本発明は、一層良く理解されよう。
【００１８】
図１乃至図１２は、構成要素及びエレクトロニクス部品並びに作用を含む、親出願の動力式圧着工具１０を教示する。図１３乃至図１７は、本発明の動力式キャップ除去装置を教示する。該動力式キャップ除去装置は、動力式圧着工具と相違するプランジャ及びジョーを備えている。しかし、キャップ除去装置の他の構成要素及びエレクトロニクス部品並びに作用は、動力式圧着工具におけるものと同様である。
【００１９】
図１乃至図９を参照すると、親出願の発明の動力式圧着工具１０は、ハウジング２０と、リードねじ１１０を歯車減速装置９５を通じて駆動するモータ９０であって、プランジャのリードねじ１１０がプランジャ１３０と相互に接続するモータ９０と、プランジャ１３０に外接し且つ円形のばね８６により保持された４つのジョー７０とを備えている。工具１０は、また、プランジャ１３０の開始点を調節し且つ圧着サイクルを調節することをも許容する制御電子部品も保持している。
【００２０】
図１及び図２には、部品２０ａ、２０ｂを有する割り型ハウジング２０を備える工具１０が図示されている。ハウジング２０は、上方ハウジング部分３０及び下方ハウジング部分４０を備えている。下方ハウジング部分４０は、「グリップ」部分であり、圧着装置を使用するときにユーザが垂直方向に保持するものである。部分３０からジョー７０にかけて、部分４０は、トリガー部分４２と、部分３０に隣接する垂直方向に細長いチャンバ部分５０とを保持している。チャンバ部分５０に隣接して中間のプランジャ／歯車受け入れ部分５６がある。最後に、下方ジョー受け入れ部分６０が存在する。
【００２１】
図１乃至図３を参照すると、上方ハウジング部分３０は、回路板３８を収容する水平な細長いチャンバ３２を有する。以下に、エレクトロニクス部品の作動を図１０を参照して説明する。しかしながら、回路板３８は、一対の３．６ｖの電池３６として示す電源、モータ９０、パルスセンサすなわちエンコーダ９１、トリガー４４、ロッカスイッチ４７、又は代替的な２つの調節スイッチ及びＬＥＤ４８に作用可能に接続されている。１つ又はそれ以上の電池を使用して工具１０に電力を提供できる。これらは、電池受け入れ通路３４内に受け入れられている。多数の電池を使用する場合には、１回の充電で圧着を更に多数回行うことができるように並列に接続されるか或いは、動力を更に大きくするために直列に接続される。当然のことながら、これらの接続は、モータの必要条件に合わせて行われる。図示のように、１対の電池３６が直流３．６ｖを提供する。更に、外部電源を使用して工具１０に電力を供給することができる。チャンバ３２の外側には、ロッカスイッチ４７又は代替的な２つの調節スイッチ及びＬＥＤ４８が設けられている。ロッカスイッチ及びＬＥＤの作動は、図１０と関連したエレクトロニクス部品の説明に記載する。
【００２２】
トリガー部分４２は、トリガー４４及びトリガーばね４６を有する。トリガー４４は、圧着サイクルを作動させるのに使用され、ばね４６はトリガー４４を不作動にするのに使用される。トリガー装置の代わりに任意の同等の作動手段を使用できる。例えば、押したときに、圧着サイクルを作動させる簡単な押しボタンを使用してもよい。この押しボタンは、ハウジング２０のどこに設置してもよく、トリガー部分４２の全体に代わる。そのため、ユーザは、トリガーグリップを保持する代わりに、円筒形の下方ハウジング４０を把持する。人間工学的設計のため、下方ハウジング部分４０の外形を、作動に影響を及ぼさずに円筒形以外の形状にすることができる。
【００２３】
特に図３乃至図５を参照し、構成要素の内部の接続性を説明する。チャンバ５０は、モータ座部５３がその下方位置に設けられた内部上方モータの受け入れ部分５２を有する。図４及び図５は、モータ９０がどのように部分５２及び座部５３内に受け入れられているのかを示す。モータ９０は、ブラック・アンド・デッカー（Ｂｌａｃｋ＆Ｄｅｃｋｅｒ）社のＶＰ７２０型電動スクリュードライバ等のような、電池作動式動力工具に見られる、代表的な直流２４極モータである。
負荷が加わっていない場合には、モータ作動シャフト９２は、約５７６０ｒｐｍで回転する。このシャフト９２には、パルスディスク９４及びシャフトギヤ９６が取り付けられている。パルスディスク９４は、シャフト９２が３６０°回転する度毎に８個のパルスを発する。ディスク９４とパルスセンサ９１との協働及び工具のエレクトロニクス部品との協働を以下に説明する。
【００２４】
磨耗防止プレート９８が中間部分５６にてモータ座部５３の下側に受け入れられている。射出成形によって成形した一体の挿入体５７が磨耗防止プレート９８に隣接して設けられている。この挿入体の一部を図３に示す。挿入体５７及びチャンバ５０には、挿入体５７をその所望の位置でチャンバ５０内に取り付けるため、ねじ又はボルト６４を受け入れる複数の整合したボア６２が設けられている。挿入体５７は、その下端に六角形プランジャ通路５８を有し、この上端にギヤ通路６１を有し、これら両通路５８、６１の間に部品を受け入れる貫通開口部を持つ保持部材５９が設けられている。ギヤ通路６１は、歯車減速装置９５を受け入れる。
【００２５】
歯車減速装置９５は、１対の８対１減速アセンブリを収容する。これらのアセンブリは、先ず最初にモータの回転を約５７６０ｒｐｍから約７２０ｒｐｍに減速し、次いで約９０ｒｐｍまで減速する。第一の３つのギヤ１００は、ロータ１０４の上側部に取り付けられたシャフト１０２に受けられる。モータシャフトギヤ９６は、３つの第一のギヤ１００内に受け入れられており且つこれらの第一のギアと係合する。ギヤ通路６１の内周には、ギヤ１００の歯車に合うように通路が設けられている。シャフトギヤ９６が５７６０ｒｐｍで回転すると、ギヤ１００はシャフト１０２を中心として回転し且つギヤ通路６１内で並進し、これによって、ロータ１０４及びこのロータ１０４の下側部に設けられたギヤシャフト１０５が７２０ｒｐｍで回転するようにする。
【００２６】
３つの第二のギヤ１０６が、プランジャのリードねじ１１０の上側部に取り付けられたシャフト１０８に受けられている。ロータシャフトギヤ１０５は、３つの第二のギヤ１０６内に受け入れられており且つこれらの第二のギヤと係合する。ギヤシャフト１０５が７２０ｒｐｍで回転すると、ギヤ１０６がシャフト１０８の周りを回転し且つギヤ通路６１内で並進し、これによってプランジャリードねじ及びこのリードねじから下方に伸びる、ねじ付きのプランジャ駆動シャフト１１２が９０ｒｐｍで回転するようにする。これにより、２つの８対１減速段でモータ９０の回転速度を６４対１に減速する。段の数がこれよりも多い又は少ない同様の減速装置を使用して、プランジャリードねじ１１０の所望の回転速度を得ることができる。更に、負荷が加わった状態では、回転速度は一般により遅くなる。
【００２７】
ねじ付きのプランジャ駆動シャフト１１２は、上方スラストベアリング１１６を受け入れ、その後、シャフト１１２は挿入体５７の保持部材５９の開口部を通して受け入れられ、六角形プランジャ通路５８内に伸びている。部材５９の下側では、シャフト１１２は、下方スラストベアリング１１８、ベアリングハウジング１２０、保持座金１２２、及び保持クリップ１１４を順次受け入れる。スラストベアリング１１６及び１１８は、所要トルクを最小にするのを助け、プランジャ１３０が下方に移動すると、下方スラストベアリング１１８に負荷が加わり、プランジャ１３０が上方に移動すると、上方スラストベアリング１１６に負荷が加わる。
【００２８】
ねじ付きの駆動シャフト１１２は、プランジャ１３０のねじ付きの駆動通路１３１内に螺着可能に受け入れられる。プランジャの六角形の案内部材１３２と六角形プランジャ通路５８との協働は、プランジャ１３０が回転するのを防止するが、部材５９に向かう又は部材５９から遠ざかる移動は可能にする。プランジャリードねじ１１０のねじ付きの駆動シャフト１１２のプランジャ駆動通路１３１内での回転、及び六角形通路５８とプランジャの六角形の案内部材１３２との協働により、モータ９０のシャフト９２の円形回転をプランジャ１３０の垂直方向移動に変換される。
【００２９】
チャンバ５０の下端には、停止座金リッジ６５が設けられており、このリッジの上側に隣接して停止座金１４０が設けられている。停止座金１４０の下側にて、下方ハウジング４０の下方ジョー受け入れ部分６０が開始する。この部分６０の下方部分は、鋼製ブッシュリッジ６６であり、リッジの上側として隣接して鋼製ブッシュ１２８が設けられている。停止座金１４０と鋼製ブッシュ１２８との間には、複数の圧着ジョー７０が設けられている。これらのジョー７０の上方部分は、停止座金１４０に当接する。ジョー７０の下方部分は、鋼製ブッシュ１２８の開口部を通って下方に伸びている。好ましい実施の形態について、４つのジョー７０が使用されるが、これ以外の数も本発明の範囲内で使用できる。プランジャ１３０の下方部分は、ジョー７０の円形の中央開口部内に受け入れられている。
【００３０】
図３乃至図６には、円形のばね８６によって４つのジョー７０がプランジャ１３０上に保持される状態が図示されている。他の手段、例えば、弾性バンド又はゴムバンド等を使用できる。図７乃至図９には、ジョー７０の１つが図示されている。ジョー７０は、下方圧着部分７２及び上方開放部分７４を有する。部分７２は、湾曲した圧着リップ７６を有する。ジョー７０の湾曲した内面は、４つのジョー７０を互いに配置したとき、領域７８がプランジャ１３０の直径に近い直径を持つ全体に円筒形形状をなすような形状とされたプランジャ摺動領域７８を有する。プランジャ１３０のジョー開放部分１３４によって受け入れられたとき、開口部８０用の係合点によりジョー７０を開放できる。円形のばね８６を受け入れるため、全体に水平な溝８２が設けられている。
【００３１】
特に図５を参照すると、プランジャ１３０は、ジョー圧着摺動部分１３３、ジョー開放部分１３４、キャップ係合ヘッド１３５、キャップを中心決めするための湾曲面１３６、及びキャップ頂部と係合する平坦面１３７を更に有している。
ジョー開放部分１３４は砂時計形状をしていることが分かる。図５では、プランジャ１３０がキャップ開放位置を越えて下方に移動しているため、ジョー７０は閉じられている。プランジャ１３０を上方に移動させると、ジョー開放係合点８０がジョー開放部分１３４の内方への傾斜の始部と整合することが分かるであろう。プランジャ１３０を上方に移動させ続けると、溝８２内の円形のばね８６により点８０が内方に傾斜し続け、これによってジョー７０の底部が拡がって離れ、すなわち開放し、瓶容器又はバイアルにキャップを圧着止めするためにジョーを瓶容器又はバイアル上に配置することができる。ジョー７０は、点８０がジョー開放部分１３４の砂時計形状の最小径の部分にあるとき、最も大きく開く。以下に説明するように、これは、一般的には、圧着サイクルの始点である。しかしながら、狭い場所で作業する場合には、工具のユーザはジョーをこの最も大きく開いた状態まで開くことを望まないであろう。従って、ピストンを下方に移動させてジョー７０を僅かに閉じることによって、始点を調節できる。例えば、部分１３４の砂時計形状部分は、部分１３３に向かって内方に垂直方向から約２０°傾斜している。プランジャ１３０と湾曲した圧着リップ７６とが協働することにより、キャップはバイアル又は瓶容器に圧着止めされる。以下に説明するように、この協働は、プランジャ１３０の下方への移動停止点を制御することによって調節できる。
【００３２】
図１０及び図１１は、工具１０に対する電子制御装置をブロックダイヤグラムで概略に示す。これらの電子制御装置の多くは、回路板３８に取り付けられているか或いは回路板に接続されている。図１２は、コンピュータプログラムが動力式圧着装置のセットアップ及び作動を制御する方法のフローチャートを示す。１つ又はそれ以上の電池３６が、作動時にモータ９０に電力を提供する状態で示してある。これらの電池の残り電力量が不十分である場合には、３色ＬＥＤ４８は常に赤色を発する。パルスセンサ９１は、モータ９０のシャフトの回転動作を検出する。モータ９０が５７６０ｒｐｍで作動しており、パルスディスクがモータシャフトの回転毎に８個のパルスを確認する状態で、圧着サイクルの開始点及び停止点を非常に正確に設定し、増分的に調節し且つメモリーに記憶できる。この全ては、マイクロチップ・テクノロジーズ（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）社のＰＩＣマイクロコントローラのモデルＮｏ．ＰＩＣ  １６Ｃ５８によって制御される。
【００３３】
工具１０は、始動モード及び圧着モードを有し、図１２のフローチャートに示すように作動する。始動モードは、リセットスイッチ４９が係合することによって開始され、又は、電池が長時間に亙って接続されず又は充電されないために、０．１ファラッドのメモリーバックアップコンデンサが放電している場合には、充填済み電池を電池受け入れ通路３４に挿入したとき、開始される。第一に、モータ９０は逆転し、失速状態が検出される迄、プランジャ１３０を上方に移動する。モータの回転数が減少し、ディスク９４からのパルス間時間が通常の作動時間の約１０倍になったとき失速状態が検出される。その後、モータ９０は反転し、予め設定された開始（ＳＴＡＲＴ）位置までプランジャを下方に移動させる。
一般には、モータは、予め設定されたパルス数をパルスセンサが検出する迄、回転する。通常、これによりプランジャを下方に移動し、その結果、ジョー７０はその最大開き位置にある、すなわち、箇所８０は砂時計１３４の最小径の部分となる。開始位置すなわちジョー開放位置は、ロッカスイッチ４７の＋又は−を押す又はそれぞれの昇降用の代替的な調節スイッチを押して、プランジャを昇降させることにより、選択的に調節することができる。ロッカスイッチ４７又は２つの代替的な調節スイッチの１つを押す度毎に、モータ９０は、予め設定されたパルス数に亙って回転し、ＬＥＤは１回、緑色に点灯する。パルス数は任意の所望の数とすることができるが、好ましくは４回である。始動モードの選択的な開始位置調節を採用する場合、トリガー４４を押して始動モードを解除する。さもなければ、圧着装置は、開始位置に達した後、自動的に始動モードから去る。
【００３４】
工具１０は、これで、予め設定された圧着サイクルの形態となる。すなわち、トリガー４４を押すことによって圧着サイクルを作動させたとき、モータ９０は、予め設定されたパルス数をパルスセンサが検出するまで回転し、これによってピストンを開始位置から停止位置（ＳＴＯＰ）位置まで移動させる。次いで、モータ９０が逆転し、ピストンは開始位置に戻される。本実施の形態によれば、ピストンは、開始位置と停止位置との間で垂直方向に約６．３５ｍｍ（約０．２５０インチ）に亙って移動する。プランジャ駆動シャフト１１２及びねじ付きのプランジャ駆動通路１３１の２５．４ｍｍ（１インチ）当たりのねじ数は、開始位置と停止位置との間のパルス数に影響する。
【００３５】
オペレータが全圧着サイクルに亙ってトリガー４４を係合させる必要がないようにすることが望ましい。トリガーを押したり解放するだけで工具を全圧着サイクルに亙って作動させるように設定できるが、安全率を持たせることが望ましい。従って、予め設定されたパルス数、例えば、６４０パルスが検出されるまでモータ９０が回転する迄、トリガー４４を押し続けなければならない。予め設定されたパルス数に達しなかった場合には、ＬＥＤは、モータの逆転後に、１０回黄色で点灯する。一度びこの回転が為されたにならば、「非戻り（ＮＯ−ＲＥＴＵＲＮ）位置に至り、トリガーが解放されていても、失速状態が検出されないならば、圧着サイクルは完了する。パルス間の期間が通常のパルス間期間の約１０倍であることから失速状態が検出された場合には、プランジャが停止位置に至る前に、モータは自動的に逆転し、プランジャは開始位置に戻り、ＬＥＤ４８は５秒で１０回、赤色で点灯し、又は５秒以下である場合には、次の圧着サイクルが開始される迄、点灯し、圧着サイクルが完了していないことをユーザに知らせる。
【００３６】
圧着モードにおいて、ロッカスイッチ４７又は２つの代替的な調節スイッチを使用して停止位置を調節できる。ロッカスイッチ４７の＋又は−を使用し、又は昇降の代替的な調節スイッチを使用することによって、プランジャの停止限界点を下方に又は上方に調節できる。モータ９０は、ロッカスイッチ４７又は２個の調節スイッチの一方を押す度毎に所定のパルス数に亙って回転する。このパルス数は任意の所望の数とすることができるが、好ましくは、８回とし、ＬＥＤが１回，緑色で点灯する。従って、瓶容器又はバイアルにキャップが十分に圧着されていないことを工具１０のユーザが知ったならば、プランジャ１３０は停止位置まで更に下方に移動し、バイアル又は瓶容器に対して圧着止めが再度行われるようにロッカスイッチ４７又は代替的な下方調節スイッチを調節できる。バイアル又は瓶容器への圧着がきつ過ぎるとユーザが知ったならば、プランジャは停止位置よりも上方で停止し、以後のバイアル又は瓶容器にキャップが硬く圧着されないようにロッカスイッチ４７又は代替的な上方調節スイッチを調節できる。
【００３７】
停止位置を電子的に調節するための上述した手段は、本発明者の好ましい実施の形態であるが、代替的な実施の態様を使用できる。例えば、様々な位置を制御するためにパルスを計数する制御装置を使用する代わりに、リミットスイッチを使用してもよい。モータは、プランジャを一方の方向に所望限界点に達する迄、移動させた後に逆転させ、プランジャを逆方向に移動させるようにしてもよい。
リミットスイッチの限界点は、プランジャの下方限界点を調節するために変更することができる。
【００３８】
本発明のキャップ除去装置は、図１３乃至図１８に図示するように、圧着工具１０のプランジャ１３０をキャップ除去工具のプランジャ２３０にて置換し且つ圧着工具の４つのジョー７０を4つのジョー１７０、又は代替的にジョー２７０にて置換するものである。
【００３９】
図１３乃至図１５には、キャップ除去工程が図示されている。これらの図面において、ジョー１７０をバイアル２の周りで閉じ且つキャップ４を除去する、プランジャ２０の動きをより明確に理解できるように４つのジョー１７０の２つのみが図示されている。４つのジョー１７０（図１６）又は４つの代替的なジョー２７０（図１７）は、プランジャ２３０と共に採用することができ、４つのジョー１７０又は２７０は、上記に説明したジョー７０と同一の相対的な位置を有する。
【００４０】
ジョー１７０の１つが図１６に図示されている。ジョー１７０は、下方キャップ除去部分１７２と、上方開放部分１７４とを有する。下方キャップ除去部分１７２は、キャップ係合リップ１７６と、キャップ受け入れ領域１７７とを備えている。ジョー７０の場合と同様に、上方開放部分１７４は、円形のばね８６を受け入れる溝８２を有している。プランジャの摺動領域は、参照番号１７８で図示されている。
【００４１】
図１３には、開放したキャップ除去位置における、プランジャ２３０及びジョー１７０の相対的位置が図示されている。この位置は、上述した圧着装置１０の開始位置に相当する。プランジャ２３０は、駆動シャフト１１２を受け入れるプランジャ駆動通路２３１と、プランジャの六角形の案内部材２３２と、ジョーのキャップ除去摺動部分２３３と、ジョー閉鎖部分２３４と、キャップ頂部に係合する平坦面２３７を有するキャップ係合頂部２３５とを備えている。図１３において、ジョー１７０は、開放したキャップ除去位置にあり、バイアル２におけるキャップ４は、ジョー１７０のキャップ受け入れ領域１７７内に受け入れられている。上記に説明したように、図１３、図１４及び図１５には、キャップ除去工程を図示することができるように採用された、４つのジョー１７０の２つのみが図示されている。実際には、ジョー７０の場合と同様に、これらの４つのジョー１７０は、キャップ４を円形に取り囲む。
【００４２】
図１４において、プランジャ２３０は、キャップ４に係合するように下方に移動している。これは、開始位置と停止位置との間の中間の位置である。動力式圧着装置の場合と同様に、これは、減速装置９５を通じてモータ９０を回転させ、プランジャのねじ付き駆動シャフト１１２を回転させてプランジャの六角形の通路５８及びプランジャの六角形の案内部材２３２が許容する程度、プランジャ２３０を下方に移動するようにすることで行われる。図１３において、プランジャ２３０のジョー閉鎖部分２３４の狭小な下方部分は、ジョー１７０の上方開放部分１７４の上端にあり、これにより、溝８２内の円形のばね８６により許容される程度、ジョー１７０が開放することを許容する。図１４にて、プランジャ２３０が下方に移動すると、ジョーの閉鎖部分２３４は、プランジャの側部領域１７８内に移動し、ジョー１７０を閉じる。キャップ４を保持するバイアル２の頂部は、バイアルの直径を有し、また、その上に圧着されたキャップは、キャップの外径を有している。ジョー１７０が閉じられたとき、４つのジョー１７０のキャップ受け入れ領域１７７は、キャップの外径に近似する直径を有する一方、４つのジョー１７０のキャップ係合リップ部分１７６は、バイアルの直径よりも最小程度に大きく且つキャップの外径よりも小さい直径を有している。図１４に図示するように、キャップ係合頂部２３５の面２３７は、キャップ４の平坦な頂部に係合し、ジョー１７０のキャップ係合リップ１７６は、キャップの下方部分の底部に係合し、この底部にて、キャップはバイアル２の頂部分の下方に圧着される。
【００４３】
図１５において、プランジャ２３０は、モータ９０の作動により停止位置に向けて更に下方に移動しており、このため、キャップ４０は、バイアル２から除去される。理解されるように、４つのジョー１７０のキャップ係合部分１７６の直径は、バイアル２の頂部分が下方に移動するのを許容するが。キャップ４のそのような移動は防止する。このため、プランジャ２３０が停止位置まで下方への移動を続けると、バイアル２はキャップ除去される。バイアル２がキャップ除去された後、プランジャは反転して、図１３の位置に戻り、ジョー１７０は、開放し且つキャップ４を除去することができる。
【００４４】
図１７には、キャップ除去ジョー１７０の代替的なキャップ除去ジョー２７０が図示されている。ジョー７０及びジョー１７０の場合と同様に、同一の４つのジョー２７０が採用されよう。ジョー２７０の各々は、下方キャップ除去部分２７２と、上方開放部分２７４とを備えている。下方キャップ除去部分２７２は、キャップ側部係合歯２７６と、キャップ受け入れ領域１７７とを備えている。ジョー７０、１７０の場合と同様に、上方開放部分２７４は、円形のばね８６を受け入れる溝８２を有している。プランジャ摺動領域は、参照番号２７８で表示してある。キャップ除去工程にて、ジョー２７０を使用するとき、キャップ側部係合歯２７６は、キャップ４がバイアル４の頂部分の下方にて圧着されたときにキャップ４に係合したリップではなくて、キャップ４の側部を把持する。リップ１７６及び歯２７６の双方は、バイアル２がキャップ除去されるとき、キャップリテーナとして機能する。ジョー２７０を使用するキャップ除去工程は、ジョー１７０の場合と同様である。モータ９０の作動によりプランジャ２３０は下方に移動して、キャップ４がジョーにより保持されている間に、バイアル２を下方に押す。
【００４５】
図１８には、１つの選択として、図１４の実施の形態に少なくとも１つのら旋状の保持リング１７９を追加し、キャップ４を除去するめにキャップ除去装置が作動しているとき、ジョー１７０がバイアルに対して緊密な嵌着状態を維持することを助ける。これは、バイアル４の製造許容公差が変動するため、有益なことである。３つのリング１７９が鋼製ブッシュ１２８の下方にて図１８に図示されており、ジョー１７０を閉じた位置に向けて付勢する作用を果たす。
【００４６】
以上の詳細な説明は、主として明瞭に理解するための説明であり、これにより、不必要な限定が理解されるべきではなく、当業者は、本開示を読むことによって、本発明の精神及び添付の図面の特許請求の範囲の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】親出願の発明の工具を示す第一の斜視図である。
【図２】図１に示す状態から時計回り方向に約９０°回転させた、図１の工具を示す第二の斜視図である。
【図３】ハウジングが様々な構成要素をどのように受け入れるのかを示すためにハウジング及び挿入体の一部を除去した、図１及び図２の工具の分解図である。
【図４】図２の線４−４に沿った図１及び図２の工具の断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った図４の断面図の下方部分の拡大図である。
【図６】親出願の発明の工具のジョー、円形のばね、鋼製ブッシュを示す分解斜視図である。
【図７】線７−７に沿った図８のジョーの平面図である。
【図８】親出願の発明による工具の４つのジョーの１つを示す側面図である。
【図９】線９−９に沿った図８のジョーの底面図である。
【図１０】親出願の発明の電子制御装置を示すブロック図である。
【図１１】親出願の発明の電子制御装置の概略図である。
【図１２】動力式圧着装置のセットアップ、又は調節、及び作動のコンピュータフローチャートである。
【図１３】開放位置にあるプランジャ及び４つのジョーの２つを示す、本発明のキャップ除去装置の図である。
【図１４】キャップ除去を開始する準備ができた閉鎖位置にあるプランジャ及び４つのジョーの２つを示す、本発明のキャップ除去装置の図である。
【図１５】バイアルキャップを部分的に除去した、プランジャ及び４つのジョーの２つを示す、本発明のキャップ除去装置の図である。
【図１６】図１３乃至図１５のキャップ除去装置と共に使用される４つのジョーの１つを示す図である。
【図１７】本発明のキャップ除去装置と共に代替的に使用される図１６の代替的なジョーを示す図である。
【図１８】キャップ除去装置が作動したとき、ジョーがバイアルに緊密に嵌着するのを保つのを助ける、少なくとも１つのら旋状保持リングを選択的に追加する、図１４の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０  動力式圧着工具            ２０  ハウジング
２０ａ、２０ｂ  ハウジングの部分
３０  上方ハウジング部分        ３２  チャンバ
３４  電池受け入れ通路          ３６  電池
３８  回路板                    ４０  下方ハウジング部分
４２  トリガー部分              ４４  トリガー
４７  ロッカスイッチ            ４８  ＬＥＤ
４９  リセットスイッチ          ５０  細長いチャンバ部分
５２  モータ受け入れ部分        ５３  モータ座部
５６  中間プランジャ／歯車受け入れ部分
５７  挿入体                    ５８  六角形のプランジャ通路
５９  保持部材                  ６０  下方ジョー受け入れ部分
６１  ギヤ通路                  ６４  ねじ又はボルト
６５  停止座金リッジ            ６６  ブッシュリッジ
７０  ジョー                    ８０  ジョー開放係合点
８２  溝                        ８６  円形のばね
９０  モータ                    ９１  パルスセンサ
９５  歯車減速装置              ９２  モータ動力シャフト
９４  パルスディスク            ９６  シャフトギヤ
９８  磨耗防止板                １００  ギヤ
１０２  シャフト                １０４  ロータ
１０６  第二のギヤ              １０８  シャフト
１１０  プランジャリードねじ    １１２  ねじ付きプランジャ駆動シャフト
１１４  保持クリップ            １１６  スラストベアリング
１１８  下方スラストベアリング  １２０  ベアリングハウジング
１２２  保持座金                １３０  プランジャ
１３１  ねじ付き駆動通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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