JPH09201780A - ステープラーの電動駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】綴り止め作業の効率を向上させるとともに、動
力源であるバッテリの消耗を抑えて作業に支障をきたさ
ないようにするステープラーの電動駆動装置を提供する
こと。 【解決手段】ステープルマガジン７が被綴材１１に当接
してからドライバ５がステープル１０を打ち出して綴り
止め完了するまでの間は上記電動モータ３１を高出力駆
動させ、ステープルマガジン７が被綴材１１に当接する
までの間と、綴り止め完了後ステープルマガジン７とド
ライバ５とが復帰移動する間とは電動モータ３１を高速
駆動させる電動モータの駆動制御部３２を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、比較的薄い金属板
同士や金属薄板と木板材とを綴り止めするための金属用
のステープラーの電動駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】比較的薄い金属板同士を綴り止めするた
めの金属用のステープラーにおいてはステープル脚を金
属板を貫通させるために大きな駆動力を有する。トグル
機構を利用して人力で駆動できるようにしているものも
あるが、さらに動力を利用して作業を容易にすることが
要求されている。

【０００３】動力としては圧縮空気又は電力を使用する
ことが考えられるが、圧縮空気を使用する場合は大きな
推進力を得るために大径のシリンダ・ピストン機構が必
要となり工具が大型化・大重量化して携帯型工具には適
さない。

【０００４】また、電力を使用する場合は電動モータの
回転出力を減速して回転するネジ軸による螺旋の推進力
を活用することが知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステー
プラーの場合、ステープルが被綴材に当接しステープル
脚が被綴材を貫通してクリンチするまでの負荷が大きい
ため、ネジ軸の回転駆動の減速比を大きくする必要が生
じる。しかし、減速比を大きくするとステープラが被綴
材に当接するまでの間とクリンチが完了して作動部が後
退する時には大きな負荷が生じないにもかかわらず作動
スピードが遅くなり、全体として作業速度が低下して作
業効率が向上しないという問題がある。また、１回の綴
り止め作業に長い時間モータを駆動させることになるた
め充電バッテリーで駆動させる携帯工具においては１回
の充電あたりの綴り止めの回数が減って作業に支障をき
たすことがある。

【０００６】本発明は上記問題点を解消し、ステープル
による被綴材の綴り止め作業の工程の中で電動モータに
対する負荷の大きさにより電動モータを高速駆動させる
か高出力駆動させるかを選択して電動モータを駆動する
ことにより、綴り止め作業の効率を向上させるととも
に、動力源であるバッテリの消耗を抑えて作業に支障を
きたさないようにするステープラーの電動駆動装置を提
供することをその課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明に係るステープラーの電動駆動装置は、電動
モータの出力を減速機を介してネジ軸の回転力として取
出し、該ネジ軸の回転によりステープルマガジンを被綴
材に当接させた後ドライバを駆動してステープルマガジ
ンから供給されたステープルをクリンチャに向けて打ち
出し、被綴材を綴り止めするステープラーであって、上
記ステープルマガジンが被綴材に当接してからドライバ
がステープルを打ち出して綴り止め完了するまでの間は
上記電動モータを高出力駆動させ、ステープルマガジン
が被綴材に当接するまでの間と、綴り止めの完了後ステ
ープルマガジンとドライバとが復帰移動する間とは上記
電動モータを高速駆動させる電動モータの駆動制御部を
備えたことを特徴とする。

【０００８】なお、上記電動モータを分巻界磁コイルと
直巻界磁コイルとを備えた直流複巻モータで構成し、該
電動モータの負荷をセンサで検出し、上記制御部が上記
センサの検出結果に基づいてステープルマガジンが被綴
材に当接してからドライバがステープルを打ち出して綴
り止め完了するまでの高負荷時は直巻界磁コイルに通電
し、ステープルマガジンが被綴材に当接するまでと、綴
り止め完了後ステープルマガジンとドライバとが復帰移
動するまでの低負荷時には分巻界磁コイルに通電して上
記電動モータを駆動するようにしてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について説明する。

【００１０】図１及び図２はステープラーの側面図と底
面図である。このステープラーはＣ字状に形成したジョ
ー１の一端側にクリンチャ２を、他端側にスライドガイ
ド４を形成し、スライドガイド４にはドライバ５（図３
参照）を有するドライバ駆動ブロック６及びステープル
マガジン７を摺動自在に配置するとともに、上記ドライ
バ駆動ブロック６は電動駆動機構Ａの出力軸であるネジ
軸８に螺合し、ネジ軸８が正回転することにより上記ス
ライドガイド４に沿ってクリンチャ２方向に移動し、ド
ライバ５を駆動してステープルマガジン７内のステープ
ル打ち出し路に供給されたステープル１０をクリンチャ
２に向けて打ち出し、被綴材１１を綴り止めするもので
ある。

【００１１】クリンチャ２はジョー１の一端に形成され
たクリンチャホルダ１２に形成され、先端部にはクリン
チャ溝１３が形成されている。

【００１２】スライドガイド４には連続したガイド溝１
４が形成され、このガイド溝１４にはステープルマガジ
ン７とドライバ駆動ブロック６とが摺動自在に配置され
ている。

【００１３】図３〜図５に示されるように、ステープル
マガジン７にはステープル打ち出し路３が形成され、ス
テープル打ち出し路３の開口端部は上記クリンチャ２に
向き合うように形成されている。また、ステープル打ち
出し路３にはステープルマガジン７とステープル脚規制
部材１５の摺動路１６とが開口形成されている。ステー
プルマガジン７はスライドガイド４の側方に突設され、
内部にはステープル供給路１７が形成されているととも
に、収容されたステープル１０をステープル打ち出し路
３に供給するようにバネ付勢するプッシャ１８が配置さ
れている。また、ステープル脚規制部材１５の摺動路１
６はステープル供給路１７の打ち出し端部側にこれと平
行に配置され、図４、５に示すように、ステープル打ち
出し路３よりも両側のステープル脚だけ狭く形成されて
いる。ステープル脚規制部材１５の打ち出し路３に面す
る部位には傾斜面１５ａが形成され、その背面には圧縮
バネ２０が配置されている。このため、ステープル脚規
制部材１５は圧縮バネ２０によって常時、上記傾斜面１
５ａの基端部がステープル打ち出し路３から退避し、先
端部はステープル打ち出し路３に進入し、ステープル脚
規制部材１５の両側面１５ｂの一部はステープル打ち出
し路３内にあるステープル脚１０ａの内側を塞ぐように
付勢されている。

【００１４】ドライバ駆動ブロック６にはドライバ５が
一体に固定され、ドライバ５は上記ステープル打ち出し
路３に連続するドライバガイド通路２１に摺動自在に収
容されている。

【００１５】ドライバ駆動ブロック６の先端から側方に
突出した突片６ａとステープルマガジン７との間には弾
発バネ２２を嵌装した連結杆２３が介装されている。連
結杆２３の一端はステープルマガジン７に固定され、他
端は上記突片６ａを摺動自在に貫通し、この端部には膨
突部２３ａが形成されている。これにより、上記ドライ
バ駆動ブロック６とステープルマガジン７とは上記弾発
バネ２２によって上記連結杆２３により決められた一定
の間隔を保持するように設けられている。

【００１６】次に、スライドガイド４にはステープルマ
ガジン７と反対の側方にガイドブロック２５が突出して
形成され、このガイドブロック２５には上記ネジ軸８の
一端が回転自在に貫通し、この端部には膨突部８ａが形
成されている。このネジ軸８の他端はドライバ駆動ブロ
ック６を螺合貫通し胴体部２６内に配置され、電動駆動
機構Ａに連係している。

【００１７】電動駆動機構Ａは複数の図示しない減速歯
車で構成された減速機３０と、電動モータ３１と、モー
タ駆動制御部３２と、トリガーレバー３３に連動して作
動するトリガスイッチ３４と、グリップ２７に着脱自在
なバッテリー３５と、モータの負荷を検出するセンサ４
３とから構成されている。上記モータ駆動制御部３２は
ステープルマガジン７の上側に配置されドライバ駆動ブ
ロック６が終点に到達するとＯＮして綴り止めが完了し
たと認識する綴り完了検出リミットスイッチ３６と、胴
体部２６の下側に配置され綴り完了後ドライバ駆動ブロ
ック６が始点に到達するとＯＮして復帰完了を認識する
復帰検出用リミットスイッチ３７との検出結果によりモ
ータ３１の正逆回転と停止とを制御するとともに、モー
タ回路の電流を検出して負荷の変化を検出するセンサ４
３の検出結果に基づいて高負荷時（綴り止め時）、低負
荷時（ドライバ駆動ブロック６及びステープルマガジン
７の移動駆動時）を認識し、高負荷時には電動モータ３
１を高出力駆動させ、低負荷時には電動モータ３１を高
速駆動させて一回の綴り止め作業の時間を短縮するよう
に設けられている。

【００１８】上記構成のステープラーの電動駆動装置の
使用態様について説明すると、まずステープルマガジン
７内の先頭のステープル１０を図３のようにステープル
打ち出し路３に供給しておく。そして、トリガーレバー
３３を引くとトリガスイッチ３４が入ってモータ駆動制
御部３２は電動モータ３１を正方向に回転作動させる。
この電動モータ３１に連動してネジ軸８が正回転すると
ドライバ駆動ブロック６がクリンチャ２方向に向かって
移動駆動される。ドライバ５はドライバ駆動ブロック６
と一体で移動するが、この時弾発バネ２２を介してステ
ープルマガジン７もドライバ駆動ブロック６とともにガ
イドブロック２５に沿って被綴材１１に当接するまで移
動する。ステープルマガジン７が被綴材１１に当接する
までは低負荷なのでモータ駆動制御部３２は電動モータ
３１を高速回転させてドライバ駆動ブロック６を高速で
移動させる。

【００１９】ステープルマガジン７が被綴材１１に当接
すると、被綴材１１はクリンチャ２とステープルマガジ
ン７との間に挟持される。ステープルマガジン７の移動
はこの時点で停止するがネジ軸８は正方向回転を持続し
ているので弾発バネ２２を圧縮しながらドライバ駆動ブ
ロック６がさらに移動する。このドライバ駆動ブロック
６に一体のドライバ５はドライバガイド通路２１を摺動
してステープル打ち出し路３内のステープル１０のクラ
ウン部１０ｂに係合して該ステープル１０を打ち出し、
ステープル脚１０ａは開口部から被綴材１１中に打ち出
され、貫通と同時に互いに内側に向けて屈曲されて作業
が完了する。ステープルマガジン７が被綴材１１に当接
してから被綴材１１の綴り止めが完了するまでの間は高
負荷になるのでセンサ４３の検出信号によりモータ駆動
制御部３２は電動モータ３１を高出力駆動する。

【００２０】ドライバ５が綴り止め完了するまで移動す
るとドライバ駆動ブロック６が綴り完了検出リミットス
イッチ３６をＯＮさせるので、モータ駆動制御部３２は
電動モータ３１の回転方向を反転しネジ軸８を逆回転さ
せる。ネジ軸８の逆回転によりドライバ駆動ブロック６
は復帰移動して始点まで戻ると復帰検出用リミットスイ
ッチ３７をＯＮさせるのでモータ駆動制御部３２は電動
モータ３１の回転を停止させる。ドライバ駆動ブロック
６の復帰移動中は低負荷なのでセンサ４３の検出出力信
号がなくモータ駆動制御部３２は電動モータ３１を高速
回転させて高速で移動させる。

【００２１】ドライバ駆動ブロック６が所定距離復帰移
動したときに、弾発バネ２２のバネ力により被綴材１１
に押し付けられていたステープルマガジン７は、連結杆
２３の膨突部２３ａが突片６ａに当たることによって、
被綴材１１から離れて復帰移動する。

【００２２】上述のように、ステープラーの電動駆動装
置によれば、動力である電動モータの駆動を負荷の変化
によってコントロールし、低負荷時には電動モータを高
速低出力駆動し、高負荷時には低速高出力駆動させるの
で、減速機の減速比を大きくして常時高負荷時に対応し
た駆動をさせる必要がなくなり１回当たりの綴り止め作
業のスピードアップを図ることができるとともに、長時
間電動モータを駆動する必要がなくなるのでバッテリー
の消耗が緩和され、一回当たりの充電で綴り止め作業の
処理量を大幅に増加させることができる。

【００２３】なお、胴体部２６はグリップ部２７に対し
て軸方向に３６０度回動自在に連結され、被綴材の綴り
止めの位置に対応して胴体部２６を回動することにより
クリンチャ、ステープルマガジン及びドライバ駆動ブロ
ックがグリップ部に対して一体で回動するように設けら
れているので、綴り止め位置によって身体の向きや手首
を回して作業する必要がなく、作業姿勢の面においても
作業効率に優れたステープラーを提供することができ
る。

【００２４】

【実施例】図面によってステープラーの電動駆動装置の
実施例について説明する。

【００２５】図６は電動駆動装置の回路図を示し、この
電動駆動装置は電動モータ３１とモータ駆動制御部３２
とトリガスイッチ３４とバッテリー３５とからなり、モ
ータ駆動制御部３２はあらかじめメモリに記憶された制
御プログラムにしたがって上記電動モータ３１を制御す
るコントローラ（マイクロプロセッサ）４０と、電動モ
ータ３１の電機子巻線に流れる電流の方向を切り替える
スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と、分巻界磁コイル４
１に直列に接続されたスイッチング素子Ｔｒ５と直巻界
磁コイル４２に並列に接続されたスイッチング素子Ｔｒ
６と、モータ回路に流れる電流値で負荷の変化を検出す
るセンサ（抵抗素子）４３とで構成され、上記コントロ
ーラ４０には図３に示すステープルマガジン７の上側に
配置されドライバ駆動ブロック６が終点に到達するとＯ
Ｎして綴りが完了したと認識する綴り完了検出リミット
スイッチ３６と、胴体部２６の下側に配置され綴り完了
後ドライバ駆動ブロック６が始点に到達するとＯＮして
復帰完了を認識する復帰検出用リミットスイッチ３７と
の検出信号ｄｔ１、ｄｔ２が入力されている。

【００２６】なお上記センサ４３は回路を流れる電流の
変化が検出するものであれば抵抗素子に限定されるもの
ではなく、例えばホール素子型電流センサなどを使用し
てもかまわない。

【００２７】上記構成のステープラーの電動駆動装置に
よれば、トリガレバー３３を引いてトリガスイッチ３４
をＯＮすると、コントローラ４０は出力ＯＵＴ１、ＯＵ
Ｔ３、ＯＵＴ４がＯＮ状態、ＯＵＴ２がＯＦＦ状態にし
てスイッチング素子Ｔｒ１、Ｔｒ４をＯＮして電動モー
タ３１の電機子巻線に流れる電流が矢印ａの方向に流れ
正回転させるとともに、スイッチング素子Ｔｒ５及びＴ
ｒ６をＯＮさせて直巻界磁コイル４２の回路を短絡し、
分巻界磁コイル４１に通電させるので電動モータ３１は
高回転低出力駆動する。電動モータ３１が正回転すると
ネジ軸８が正回転してドライバ駆動ブロック６がクリン
チャ２方向に移動駆動される。この時弾発バネ２２を介
してステープルマガジン７もドライバ駆動ブロック６と
ともにガイドブロック２５に沿って被綴材１１に当接す
るまで移動する。ステープルマガジン７が被綴材１１に
当接すると負荷が大きくなるので電動モータ３１の回転
数が下がり電動モータ３１の回路の電流値が大きくなり
センサ４３の出力電圧（抵抗Ｒの端子電圧）Ｖｒが大き
くなるのでコントローラ４０は出力ＯＵＴ３、ＯＵＴ４
をＯＦＦに切り替えてスイッチング素子Ｔｒ５及びＴｒ
６をＯＦＦして分巻界磁コイル４１の回路を遮断し、直
巻界磁コイル４２に通電して電動モータ３１を低回転高
出力駆動させる。

【００２８】ドライバ駆動ブロック６は弾発バネ２２に
抗して更にクリンチャ２方向に移動駆動され、ドライバ
５がステープル１０を打ち出し、ステープル脚１０ａは
開口部から被綴材１１中に打ち出され貫通した後にクリ
ンチャ２によって折り曲げられ作業が完了する。

【００２９】ドライバ５が綴り止め完了するまで移動す
るとドライバ駆動ブロック６が綴り完了検出リミットス
イッチ３６をＯＮさせるので、該リミットスイッチ３６
の出力する検出信号ｄｔ１の信号を受けてコントローラ
４０は出力ＯＵＴ１とＯＵＴ２の信号を各々反転させＴ
ｒ１とＴｒ４とをＯＦＦしてＴｒ２とＴｒ３とをＯＮさ
せて電動モータ３１の電気子巻線に流れる電流を矢印ｂ
方向に反転して逆回転させる。電動モータ３１が逆回転
するとネジ軸８が逆回転し、ドライバ駆動ブロック６が
クリンチャ２から離反する方向に移動駆動させられる。
この時ドライバ５は無負荷になるので電動モータ３１の
負荷が小さくなり回転が上昇する。電動モータ３１の回
転が上昇するとモータ回路の電流が小さくなりセンサ４
３の出力電圧（抵抗Ｒの端子電圧）が小さくなるのでコ
ントローラ４０はスイッチング素子Ｔｒ５及びＴｒ６を
ＯＮして直巻界磁コイル４２の回路を短絡し、分巻界磁
コイル４１に電流を流して電動モータ３１を高回転低出
力駆動させ高速でドライバ駆動ブロック６を復帰させ
る。

【００３０】ドライバ駆動ブロック６が復帰すると胴体
部２６の下側に配置された復帰検出用リミットスイッチ
３７がドライバ駆動ブロック６に押されてＯＮし、検出
信号ｄｔ２を出力するのでコントローラ４０はドライバ
駆動ブロック６が始点に到達したと判断し、出力ＯＵＴ
１及びＯＵＴ２をＯＦＦしてスイッチング素子Ｔｒ１〜
Ｔｒ４をＯＦＦし、電動モータ３１に対する通電を遮断
して電動モータ３１を停止させる。

【００３１】なお、コントローラ４０はトリガスイッチ
３４の出力信号の立ち上がりで電動モータを駆動させ、
復帰検出用リミットスイッチ３７が作動することにより
停止するようにあらかじめプログラミングしておくこと
によりトリガスイッチ３４を引き続ける必要はない。

【００３２】また、上記実施例では、分巻界磁コイル通
電による高速駆動と、直巻界コイル通電による高出力駆
動との切り替えをモータ駆動電源回路中に直列に挿入し
た抵抗素子により電流値の変化を検出して自動的に行っ
ているが、ドライバ駆動ブロックとステープルマガジン
との相対的な位置の変位を検出し、検出信号をコントロ
ーラに入力することによりスイッチング素子Ｔｒ５、Ｔ
ｒ６をＯＮ、ＯＦＦさせてもよい。

【００３３】なお、図７は電動駆動装置の作動状態を示
すタイムチャート図である。

【００３４】上述のように、駆動源として直流複巻モー
タを使用し、ステープルマガジンが被綴材に当接するま
での低負荷時には分巻界磁コイルに通電して高速低出力
駆動させ、ステープルマガジンが被綴材に当接してステ
ープルを被綴材に打ち込む高負荷時には直巻界磁コイル
に通電して低速高出力駆動させ、さらに綴り止めが完了
してステープルマガジンが復帰移動する低負荷時には再
び分巻界磁コイルに通電して高速低出力駆動させ、電動
モータの駆動電流を制御することにより簡単な機構でス
テープルの綴り止め処理の効率向上を図ることができ、
作業のスピードアップと電力の消耗を抑えることができ
る。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、動力である電
動モータを低負荷時には電動モータを高速低出力駆動
し、高負荷時には低速高出力駆動したので、減速機の減
速比を大きくして常時高負荷時に対応した駆動をさせる
必要がなくなり１回当たりの綴り止め作業のスピードア
ップを図ることができるとともに、長時間電動モータを
駆動する必要がなくなるのでバッテリーの消耗が抑えら
れ、一回当たりの充電でクリンチ作業の処理量を大幅に
増加させることができる。

【００３６】請求項２の発明によれば、動力である電動
モータを直流複巻モータで構成し、負荷の大きさによっ
て分巻界磁コイルと直巻界磁コイルとに選択的に通電す
ることにより低負荷時には高速駆動させ、高負荷時には
高出力駆動させることができ簡単な機構でステープルの
綴り止め処理の効率向上を図ることができ、作業のスピ
ードアップと電源の消耗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステープラーの側面図

【図２】上記ステープラーの底面図

【図３】上記ステープラーの要部の断面図

【図４】図３のＸーＸ線上の断面図

【図５】図３のＹーＹ線上の断面図

【図６】電動駆動装置の回路図

【図７】上記電動駆動装置の作動状態を説明するタイム
チャート

【符号の説明】

２ クリンチャ ５ ドライバ ７ ステープルマガジン ８ ネジ軸 １０ ステープル ３０ 減速機 ３１ 電動モータ ３２ モータ駆動制御部 ４１ 分巻界磁コイル ４２ 直巻界磁コイル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータの出力を減速機を介してネジ
   軸の回転力として取出し、該ネジ軸の回転によりステー
   プルマガジンを被綴材に当接させた後ドライバを駆動し
   てステープルマガジンから供給されたステープルをクリ
   ンチャに向けて打ち出し、被綴材を綴り止めするステー
   プラーであって、 上記ステープルマガジンが被綴材に当接してからドライ
   バがステープルを打ち出して綴り止め完了するまでの間
   は上記電動モータを高出力駆動させ、ステープルマガジ
   ンが被綴材に当接するまでの間と、綴り止め完了後ステ
   ープルマガジンとドライバとが復帰移動する間とは上記
   電動モータを高速駆動させる電動モータの駆動制御部を
   備えたことを特徴とするステープラーの電動駆動装置。
2. 【請求項２】 前記電動モータを分巻界磁コイルと直巻
   界磁コイルとを備えた直流複巻モータで構成し、該電動
   モータの負荷をセンサで検出し、前記制御部が上記セン
   サの検出結果に基づいてステープルマガジンが被綴材に
   当接してからドライバがステープルを打ち出して綴り止
   め完了するまでの高負荷時は直巻界磁コイルに通電し、
   ステープルマガジンが被綴材に当接するまでと、綴り止
   め完了後ステープルマガジンとドライバとが復帰移動す
   るまでの低負荷時には分巻界磁コイルに通電して上記電
   動モータを駆動するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載のステープラーの電動駆動装置。