(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-29
(54)【発明の名称】作動工具
(51)【国際特許分類】
B25C 1/06 20060101AFI20220822BHJP
H02K 33/02 20060101ALI20220822BHJP
H02K 41/035 20060101ALI20220822BHJP
【ＦＩ】
B25C1/06
H02K33/02 A
H02K41/035
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021576185
(86)(22)【出願日】2020-06-22
(85)【翻訳文提出日】2021-12-20
(86)【国際出願番号】 EP2020067348
(87)【国際公開番号】W WO2021001196
(87)【国際公開日】2021-01-07
(31)【優先権主張番号】19184363.0
(32)【優先日】2019-07-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】591010170
【氏名又は名称】ヒルティ アクチエンゲゼルシャフト
【住所又は居所原語表記】Ｆｅｌｄｋｉｒｃｈｅｒｓｔｒａｓｓｅ １００， ９４９４ Ｓｃｈａａｎ， ＬＩＥＣＨＴＥＮＳＴＥＩＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100123342
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 承平
(72)【発明者】
【氏名】ティロ ディットリッヒ
(72)【発明者】
【氏名】ノアベルト ヘーブ
(72)【発明者】
【氏名】エマヌエル クルト
(72)【発明者】
【氏名】チャフィック アブ アントゥン
【テーマコード（参考）】
3C068
5H633
5H641
【Ｆターム（参考）】
3C068AA01
3C068BB01
3C068CC08
3C068JJ20
5H633BB04
5H633GG02
5H633GG16
5H633HH14
5H641BB03
5H641BB19
5H641GG02
5H641HH06
(57)【要約】
本発明は、工具、特に手持ち工具であって、作動軸に沿って移動する作動ピストンと、作動ピストンを作動軸に沿って駆動するための駆動部とを有し、この駆動部は、コンデンサと、作動ピストンに配置されたかご形ローターと、コンデンサの急速放電中に電流が流れる励起コイルであって、作動ピストンを加速する磁場を生成する励起コイルとを有する。ここで工具は、励起コイルを囲み、且つ作動軸に対して周方向に延在する、軟磁性導電材料で作られたフレームを有し、このフレームは、作動軸に対してフレームの半径方向の範囲の大部分にわたって延在する１つ又は複数の少なくとも部分的な中断部を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
工具、特に手持ち工具であって、作動軸に沿って移動する作動ピストンと、前記作動ピストンを前記作動軸に沿って駆動する駆動部とを有し、前記駆動部は、電気コンデンサと、前記作動ピストンに配置されたかご形ローターと、前記コンデンサの急速放電中に電流が流れる励起コイルであって、前記作動ピストンを加速する磁場を生成する励起コイルとを有し、前記工具は、前記励起コイルを囲み、且つ前記作動軸に関して周方向に延在する軟磁性導電材料のフレームを有し、前記フレームは、前記作動軸に関して前記フレームの半径方向の範囲の大部分にわたって延在する１つ又は複数の少なくとも部分的な中断部を有する、工具、特に手持ち工具。
【請求項2】
留め付け要素を保持するためのホルダを含む、留め付け要素を基板に留め付けるための設定工具として構成され、前記作動ピストンは、前記ホルダに保持された留め付け要素を前記作動軸に沿って前記基板に移送し、前記駆動部は、前記作動軸に沿って前記作動ピストンを前記留め付け要素に駆動する、請求項１に記載の工具。
【請求項3】
前記１つ又は複数の中断部は、前記フレームの前記半径方向の範囲の内縁まで延在する、請求項１又は２に記載の工具。
【請求項4】
前記１つ又は複数の中断部は、前記フレームの前記半径方向の範囲の外縁まで延在する、請求項１～３のいずれか一項に記載の工具。
【請求項5】
前記１つ又は複数の中断部は、前記作動軸に関して前記フレームの軸方向の範囲の終縁まで延在する、請求項１～４のいずれか一項に記載の工具。
【請求項6】
前記１つ又は複数の中断部は、前記フレームを完全に通過する、請求項１～５のいずれか一項に記載の工具。
【請求項7】
前記１つ又は複数の中断部は、スリットの形態である、請求項１～６のいずれか一項に記載の工具。
【請求項8】
前記１つ又は複数の中断部は、半径方向に延在する、請求項１～７のいずれか一項に記載の工具。
【請求項9】
前記１つ又は複数の中断部は、前記半径方向に対して傾いて延在する、請求項１～８のいずれか一項に記載の工具。
【請求項10】
前記１つ又は複数の中断部は、前記作動軸に関して軸方向に延在する、請求項１～９のいずれか一項に記載の工具。
【請求項11】
前記１つ又は複数の中断部は、前記作動軸に関して軸方向に対して傾いて延在する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の工具。
【請求項12】
前記フレームは、前記１つ又は複数の中断部によって互いに分離される前記軟磁性導電材料の複数の層によって構成される、請求項１～１１のいずれか一項に記載の工具。
【請求項13】
前記軟磁性導電材料の前記層は、前記作動軸に対して特に直角に傾いている積層方向に重ねて積層される、請求項１２に記載の工具。
【請求項14】
前記軟磁性導電材料の前記層は、前記作動軸と特に平行に向けられる巻き軸の周りに巻かれる、請求項１２又は１３に記載の工具。
【請求項15】
前記軟磁性導電材料の前記層は、ほぼ平坦である、請求項１２又は１３に記載の工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば、留め付け要素を基板（被留め付け材）に留め付けるための設定工具などの工具に関する。
【背景技術】
【0002】
このような工具は、多くの場合、作動軸に沿って移動する作動ピストンを有する。作動ピストンは、作動ピストンを加速する駆動部によって駆動される。特許文献１は、コンデンサと、作動ピストンに配置されたかご形ローターと、コンデンサの急速放電中に電流が流れる励起コイルであって、作動ピストンを加速する磁場を生成する励起コイルとを有する駆動部を記述している。
【0003】
設定工具は、通常、留め付け要素のためのホルダを有し、このホルダ内に保持された留め付け要素は、設定軸に沿ってホルダから基板に移送される。このために、作動要素は、駆動部によって設定軸に沿って留め付け要素に向けて駆動される。特許文献２は、コンデンサ及びコイルを有する駆動部を備えた設定工具を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１８／１０４４０６号パンフレット
【特許文献2】米国特許第６８３０１７３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、高効率及び／又は良好な設定品質が保証される上述の種類の設定工具を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的は、好ましくは、作動軸に沿って移動する作動ピストン、作動ピストンを作動軸に沿って駆動するための駆動部を有する手持ち工具であって、駆動部は、コンデンサと、作動ピストンに配置されたかご形ローターと、コンデンサの急速放電中に電流が流れる励起コイルであって、作動ピストンを加速する磁場を生成する励起コイルとを有し、この工具は、励起コイルを囲み、且つ作動軸に関して周方向に延在する軟磁性導電材料のフレームを有し、フレームは、作動軸に関してフレームの半径方向の範囲の大部分にわたって延在する１つ又は複数の少なくとも部分的な中断部を有する、手持ち工具により達成される。
【0007】
本発明に関連して、コンデンサは、電荷及び付随するエネルギーを電場に蓄積する電気素子を意味する。特に、コンデンサは、２つの導電性電極を有し、電極が異なって帯電された場合、それらの間に電場が生じる。本発明に関連して、留め付け要素は、例えば釘、ピン、クランプ、クリップ、鋲、特にねじ付きスタッド等を意味する。
【0008】
本発明に関連して、軟磁性材料は、高い磁気飽和磁束密度を有する材料を意味し、従って材料を通過する磁場を強める。特に、フレームの軟磁性材料の飽和磁束密度は、少なくとも１．０Ｔ、好ましくは少なくとも１．３Ｔ、特に好ましくは少なくとも２Ｔである。本発明に関連して、導電材料は、高い比導電率を有するため、材料を通過する磁場が材料内で渦電流を生成させる材料を意味する。特に、フレームの導電材料は、少なくとも１０４Ｓ／ｍ、好ましくは少なくとも１０５Ｓ／ｍ、特に好ましくは少なくとも１０６Ｓ／ｍの比導電率を有する。フレームの軟磁性導電材料は、好ましくは、強磁性材料、特に好ましくは強磁性金属、例えば鉄、コバルト、ニッケル又は１種類又は複数種類の強磁性金属を主成分とする合金からなる。
【0009】
本発明に関連して、中断部は、フレームの導電材料よりも大幅に低い比導電率を有するため、フレームを流れる電流が抑制又は中断される領域を意味する。特に、中断部の比導電率は、最大で１０２Ｓ／ｍ、好ましくは最大で１００Ｓ／ｍ、特に好ましくは最大で１０－２Ｓ／ｍである。好ましくは、中断部は、間隙、例えば空隙若しくは真空間隙又は非導電性、気体状液体及び／若しくは固体材料、例えばプラスチック、セラミック、ガラス等を含む。中断部は、好ましくは、「電気化学的加工」、例えば切断ディスクによる鋸引き、フライス加工、放電加工、水ジェット切断、エッチング又はレーザー切断によって形成される。
【0010】
少なくとも１つの中断部は、作動軸に関してフレームの半径方向の範囲の大部分にわたって延在し、好ましくは作動軸に沿って軸方向の大部分にわたって延在するため、作動軸に関して周方向にフレームを流れる電流は、抑制又は中断される。好ましくは、フレームは、少なくとも１つの中断部によって半径方向及び／又は軸方向に完全に通過される。フレームの半径方向又は軸方向の範囲の大部分は、フレームの半径方向又は軸方向の範囲の好ましくは少なくとも５０％、特に好ましくは少なくとも８０％、特に好ましくは少なくとも９０％を意味する。中断部の方向の中断部の厚さは、好ましくは、０．３ｍｍ～０．８ｍｍ、特に好ましくは０．４ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。
【0011】
本発明の１つの有利な態様では、工具が、留め付け要素を保持するためのホルダを含む、留め付け要素を基板に留め付けるための設定工具として構成され、作動ピストンが、ホルダに保持された留め付け要素を作動軸に沿って基板に移送するために備えられ、駆動部が、作動軸に沿って作動ピストンを留め付け要素上に駆動するために備えられることを特徴とする。
【0012】
１つの有利な態様では、フレームが、フレームの半径方向の範囲の大部分にわたって延在する少なくとも４つ及び／又は最大で５０、好ましくは最大で３６の中断部を有することを特徴とする。これにより、フレームの十分な機械的安定性が保証される。
【0013】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部がフレームの半径方向の範囲の少なくとも８０％、好ましくはフレームの半径方向の範囲の少なくとも９０％にわたって延在することを特徴とする。１つの有利な態様では、１つ以上の中断部がフレームの半径方向の範囲の内縁まで延在することを特徴とする。別の有利な態様では、１つ又は複数の中断部がフレームの半径方向の範囲の外縁まで延在することを特徴とする。
【0014】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が作動軸に関してフレームの軸方向の範囲の少なくとも８０％、好ましくはフレームの軸方向の範囲の少なくとも９０％にわたって延在することを特徴とする。１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が作動軸に関してフレームの軸方向の範囲の端縁まで延在することを特徴とする。
【0015】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部がフレームを完全に通過することを特徴とする。
【0016】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部がスリットの形態であることを特徴とする。
【0017】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が気体、特に空気若しくは液体で満たされるか、又は空であることを特徴とする。
【0018】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が非導電材料からなることを特徴とする。中断部の比抵抗は、好ましくは、少なくとも０．１２μΩｍ、特に好ましくは少なくとも０．３μΩｍ及び／又は最大で０．９μΩｍである。
【0019】
１つの有利な態様では、フレームが金属又は合金からなることを特徴とする。好ましくは、フレームは、鋼、特に好ましくは鉄の含有量が少なくとも９５％であり、且つ／又はシリコン含有量が１％～３％である鋼からなる。
【0020】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が半径方向に延在することを特徴とする。別の有利な態様では、１つ又は複数の中断部が、半径方向に対して傾いて延在することを特徴とする。
【0021】
１つの有利な態様では、１つ又は複数の中断部が作動軸に関して軸方向に延在することを特徴とする。別の有利な態様では、１つ又は複数の中断部が、作動軸に関して軸方向に対して傾いて延在することを特徴とする。
【0022】
１つの有利な態様では、フレームが、１つ又は複数の中断部によって互いに分離される軟磁性導電材料の複数の層によって構成されることを特徴とする。好ましくは、軟磁性導電材料の層は、作動軸に対して傾いている積層方向に重ねて積層される。特に好ましくは、積層方向は、作動軸に対して直角に傾いている。
【0023】
１つの有利な態様では、軟磁性導電材料の層が巻き軸の周りに巻かれることを特徴とする。好ましくは、巻き軸は、作動軸と平行に向けられる。１つの有利な態様では、軟磁性導電材料の層がほぼ平坦であることを特徴とする。
【0024】
１つの有利な態様では、駆動部が、急速放電を起動するスイッチング回路を含むことを特徴とする。
【0025】
本発明は、図面に示すいくつかの実施例で説明される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】設定工具を示す長手方向の断面図である。
【図2】設定工具の駆動部を示す長手方向の断面図である。
【図3】フレームの透視図である。
【図4】フレームの透視図である。
【図5】フレームの透視図である。
【図6】フレームの透視図である。
【図7】フレームの透視図である。
【図8】フレームのセグメントの透視図である。
【図9】フレームの透視図である。
【図10】フレームの透視図である。
【図11】フレームの透視図である。
【図12】フレームの透視図である。
【図13】フレームの透視図である。
【図14】フレームを示す長手方向の透視断面である。
【図15】フレームの透視図である。
【図16】フレームの透視図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
図１は、図示しない基板（被留め付け材）に留め付け要素を留め付けるための手持ち設定工具１０を示す長手方向の断面図である。設定工具１０は、釘として構成された留め付け要素３０が、（図１の左側の）設定軸Ａに沿って基板内に挿入されるように保持される、スタッドガイドとして構成されたホルダ２０を有する。ホルダに留め付け要素を供給する目的のため、設定工具１０は、留め付け要素が、個々に収納された状態又は留め付け要素ストリップ５０の形態で保持され、１つずつホルダ２０に搬送されるマガジン４０を含む。この目的のため、マガジン４０は、具体的に示さないばね式供給要素を有する。設定工具１０は、ピストンプレート７０及びピストンロッド８０を含む作動ピストン６０を有する。作動ピストン６０は、留め付け要素３０をホルダ２０から設定軸Ａに沿って基板に移送するために備えられる。この過程において、作動ピストン６０は、そのピストンプレート７０により、設定軸Ａに沿ってガイドシリンダ９５内において誘導される。
【0028】
作動ピストン６０自体は、ピストンプレート７０に配置されたかご形ローター９０、励起コイル１００、軟磁性フレーム１０５、スイッチング回路２００及び５ｍΩの内部抵抗を有するコンデンサ３００を含む駆動部６５によって駆動される。かご形ローター９０は、ホルダ２０とは逆向きのピストンプレート７０の側のピストンプレート７０にぴったり沿うように留め付けされた、例えばねじ込み、鋲着、はんだ付け、溶接、接着、クランプ又は接続された、電気抵抗が低い、例えば銅製の、好ましくは環状、特に好ましくは円環状の要素からなる。図示しない実施例において、ピストンプレート自体は、かご形ローターとして構成される。スイッチング回路２００は、既に充電されたコンデンサ３００を急速放電させ、それによりフレーム１０５に埋め込まれた励起コイル１００を通して流れる放電電流を伝達するために備えられる。
【0029】
作動ピストン６０の設定準備完了位置（図１）において、作動ピストン６０は、かご形ローター９０が励起コイル１００から短い距離に配置されるように、ピストンプレート７０と共にフレーム１０５の特に表記しない環状凹部に入る。その結果、励起コイルを通して流れる励起電流の変化によって生じる励起磁場は、かご形ローター９０を通過し、励起磁場自体は、環状に循環する二次電流をかご形ローター９０内に誘導する。この二次的な電流は、強度が上昇し、従って変化し、次いで励起磁場とは逆向きの二次磁場を生成し、その結果、かご形ローター９０は、励起コイル１００によって反発されて、ホルダ２０及びホルダ２０に保持された留め付け要素３０に向けて作動ピストン６０を駆動するローレンツ力を受ける。
【0030】
設定工具１０は、駆動部６５が保持される筐体１１０、トリガーとして構成された動作要素１３０を有するハンドル１２０、再充電可能電池として構成された電気エネルギー蓄積部１４０、制御部１５０、トリッピングスイッチ１６０、接触圧スイッチ１７０、フレーム１０５に配置された温度センサ１８０として構成された励起コイル１００の温度検出手段及び制御部１５０を電気エネルギー蓄積部１４０、トリッピングスイッチ１６０、接触圧スイッチ１７０、温度センサ１８０、スイッチング回路２００及びコンデンサに３００に各々接続する電気接続線１４１、１６１、１７１、１８１、２０１、３０１を更に含む。図示しない実施例において、設定工具１０は、電気エネルギー蓄積部１４０の代わりに又はそれに加えて、電力線によって電気エネルギーを供給される。制御部は、印刷回路基板上で好ましくは互接続されて１つ又は複数の電気制御回路、特に１つ又は複数マイクロプロセッサを構成する電子構成部品を含む。
【0031】
図示しない（図１の左側の）基板に設定工具１０が押圧された場合、特に表記しない接触圧要素が接触圧スイッチ１７０を動作させ、その結果、接続線１７１を介して接触圧信号を制御部１５０に送信する。これにより、制御部１５０が起動されてコンデンサ充電処理を開始し、コンデンサ３００に充電するために、電気エネルギーが接続線１４１を介して電気エネルギー蓄積部１４０から制御部１５０に、且つ接続線３０１を介して制御部１５０からコンデンサ３００に伝達される。この目的のため、制御部１５０は、電気エネルギー蓄積部１４０からの電流をコンデンサ３００向けに適当な充電電流に変換する、特に表記しないスイッチングコンバータを含む。コンデンサ３００が充電されて、作動ピストン６０が、図１に示す設定準備完了位置にある場合、設定工具１０は、設定準備完了状態にある。コンデンサ３００の充電は、基板に押圧された設定工具１０のみによって行われるため、この領域内の人々の安全を高めるため、設定工具１０が基板に押し付けられる場合にのみ設定処理が可能である。図示しない実施例において、設定工具がオンにされるか若しくは設定工具が基板から持ち上げられるか、又は先行挿入処理が完了している場合、制御部は、既にコンデンサ充電処理を開始している。
【0032】
設定工具１０が設定準備完了している状態で、動作要素１３０が、例えばハンドル１２０を保持する手の人さし指を用いて引っ張ることによって動作された場合、動作要素１３０は、トリッピングスイッチ１６０を動作させ、その結果、接続線１６１を介してトリッピング信号を制御部１５０に送信する。これにより、制御部１５０が起動されてコンデンサ放電処理を開始し、コンデンサ３００に蓄積された電気エネルギーは、放電中のコンデンサ３００を介してスイッチング回路２００によってコンデンサ３００から励起コイル１００に伝達される。
【0033】
この目的のため、図１に概略的に示すスイッチング回路２００は、コンデンサ３００励起コイル１００に接続する２つの放電線２１０、２２０を含み、少なくとも１つの放電線２１０が常開放電スイッチ２３０によって中断される。スイッチング回路２００は、励起コイル１００及びコンデンサ３００を有する電気発振回路を構成する。この発振回路の往復振動及び／又はコンデンサ３００の負の充電は、潜在的に駆動部６５の効率に悪影響を及ぼし得るが、フリーホイーリングダイオード２４０を利用して抑制され得る。放電線２１０、２２０は、例えば、ハンダ付け、溶接、ねじ込み、クランプ又はぴったり沿う接続により、ホルダ２０に対向するコンデンサ３００の終端側３６０に配置されたコンデンサ３００の電気接点３７０、３８０を介して、いずれの場合にもコンデンサ３００の１つの電極３１０、３２０に電気的に接続される。放電スイッチ２３０は、好ましくは、高い電流強度を有する放電電流を切り替えるのに適しており、例えばサイリスタとして構成される。加えて、放電線２１０、２２０は、互いに近距離にあるため、それによって誘導される寄生磁場は、極力低く抑えられる。例えば、放電線２１０、２２０が組み合わされて母線を構成し、適当な手段、例えば保持装置又はクランプによってまとめて保持される。図示しない実施例において、フリーホイーリングダイオードは、放電スイッチと並列に電気的に接続される。図示しない更なる実施例において、回路にフリーホイーリングダイオードが設けられていない。
【0034】
コンデンサ放電処理を開始する目的のため、制御部１５０は、接続線２０１によって放電スイッチ２３０を閉じ、その結果、高い電流強度を有するコンデンサ３００の放電電流が励起コイル１００を通して流れる。急速に上昇する放電電流により、かご形ローター９０を通過する励起磁場が誘導され、磁場自体は、環状に循環する二次電流をかご形ローター９０内に誘導する。この二次的な電流は、強度が上昇し、次いで励起磁場とは逆向きの二次磁場を生成し、その結果、かご形ローター９０は、励起コイル１００によって反発されて、ホルダ２０及びホルダ２０に保持された留め付け要素３０に向けて作動ピストン６０を駆動するローレンツ力を受ける。作動ピストン６０のピストンロッド８０が留め付け要素３０の特に表記しないヘッドに当接すると直ちに、留め付け要素３０は、作動ピストン６０によって基板に挿入される。作動ピストン６０の過剰な運動エネルギーは、ピストンプレート７０と共に制動要素８５に向かって移動し、停止するまで後者によって制動される作動ピストン６０を用いて、バネ弾性及び／又は減衰材料、例えばゴム製の制動要素８５によって吸収される。作動ピストン６０は、次いで、特に表記しない再設定装置によって設定準備完了位置に再設定される。
【0035】
コンデンサ３００、特にその重心は、設定軸Ａ上の挿入要素６０の後に配置されるのに対して、ホルダ２０は、挿入要素６０の前に配置される。従って、設定軸Ａに関して、コンデンサ３００は、軸方向に挿入要素６０に対してずれて且つ半径方向に挿入要素６０と重なって配置される。その結果、一方では、放電線２１０、２２０の長さを短縮できる結果、抵抗を減少させることができ、従って駆動部６５の効率を向上させることができる。他方では、設定工具１０の重心と設定軸Ａとの間の距離を短縮することができる。その結果、挿入処理中に設定工具１０の反発発生時の傾斜モーメントが小さい。図示しない実施例において、コンデンサは、挿入要素の周りに配置される。
【0036】
電極３１０、３２０は、例えば、キャリア膜３３０の金属化、特に蒸着によって巻き軸の周りに巻かれたキャリア膜３３０の両側に配置され、巻き軸は、設定軸Ａと一致する。図示しない実施例において、電極を有するキャリア膜は、巻き軸に沿った通路が残るように巻き軸の周りに巻かれる。特に、コンデンサは、この場合、例えば設定軸の周りに配置される。キャリア膜３３０は、コンデンサ３００の充電電圧が１５００Ｖであれば２．５μｍ～４．８μｍの範囲の膜厚を、コンデンサ３００の充電電圧が３０００Ｖであれば例えば９．６μｍの膜厚を有する。図示しない実施例において、キャリア膜自体は、層として重ねて配置された２つ以上の個々の膜で構成される。電極３１０、３２０は、５０Ω／□のシート抵抗を有する。
【0037】
コンデンサ３００の表面は、シリンダ状、特に円筒状であり、そのシリンダ軸は、設定軸Ａと一致する。巻き軸方向におけるシリンダの高さは、巻き軸に垂直に測定されて直径とほぼ同じサイズである。シリンダの直径に対する高さの比が小さいため、コンデンサ３００の相対的に高い容量に対して低い内部抵抗及び少なからず設定工具１０のコンパクトな構造が実現される。電極３１０、３２０の線断面が大きいため、特に電極３１０、３２０の層厚が厚いため、コンデンサ３００の内部抵抗も低くすることができる。ここにおいて、コンデンサ３００の自己回復効果及び／又はサービス寿命に対する層厚が考慮されなければならない。
【0038】
コンデンサ３００は、減衰要素３５０によって減衰するように設定工具１０の台座に載置される。減衰要素３５０は、軸Ａに沿った他の設定工具１０の台座に相対的なコンデンサ３００の移動を減衰させる。減衰要素３５０は、コンデンサ３００の終端側３６０に配置され、終端側３６０を完全に覆う。その結果、キャリア膜３３０の個々の巻き線は、設定工具１０の反発によって均一な負荷を受ける。この場合、電気接点３７０、３８０は、終端面３６０から突出して減衰要素３５０を通過する。この目的のため、減衰要素３５０は、いずれの場合にも電気接点３７０、３８０が突出する間隙を有する。接続線３０１は、コンデンサ３００と設定工具１０の台座との間の相対的な移動を補償するための、詳細に示していない歪み解放及び／又は展開ループをそれぞれ有する。図示しない実施例において、更なる減衰要素は、コンデンサ、例えばホルダとは逆向きのコンデンサの終端側上に配置される。コンデンサは、次いで、好ましくは２つの減衰要素、すなわちプレストレスによってコンデンサに押圧された減衰要素間にクランプされる。図示しない更なる実施例において、接続線は、コンデンサからの距離が遠くなるにつれて連続的に減少する剛性を有する。
【0039】
図２は、図示しない基板に留め付け要素を留め付けるための設定工具４１０を示す長手方向断面の概略図である。設定工具４１０は、釘として構成された留め付け要素４３０が、（図２の左側の）設定軸Ｂに沿って基板に挿入されるように保持される、スタッドガイドとして構成されたホルダ４２０を有する。設定工具４１０は、ピストンプレート４７０と、ガイドシリンダ４９５内において設定軸Ｂに沿って誘導されるピストンロッド４８０とを有する作動ピストン４６０を含む。作動ピストン４６０は、ピストンプレート４７０に配置されたかご形ローター４９０、励起コイル５００、軟磁性フレーム５０５、これ以上具体的に表記しないスイッチング回路及びコンデンサ５９０を含む駆動部４６５によって駆動される。かご形ローター４９０は、ホルダ４２０とは逆向きのピストンプレート４７０の側のピストンプレート４７０に留め付けされる。
【0040】
コンデンサ５９０は、設定軸Ｂ上の挿入要素４６０の後に配置されるのに対して、ホルダ４２０は、挿入要素４６０の前に配置される。設定軸Ｂに関して、コンデンサ５９０は、挿入要素４６０に対して軸方向及び半径方向にずれて、しかし半径方向に重なって配置される。コンデンサ５９０は、減衰要素５９５によって設定工具４１０の台座に減衰するように載置され、減衰要素５９５は、ホルダ４２０に対向するコンデンサ５９０の終端面５９１から、ホルダ４２０とは逆向きのコンデンサ５９０の終端面５９２まで延在する。
【0041】
作動ピストン４６０の設定準備完了位置（図２）において、作動ピストン４６０は、ピストンプレート４７０と共に、かご形ローター４９０が励起コイル５００から短い距離に配置されるようにフレーム５０５の環状凹部５０６に入る。図示しない実施例において、かご形ローターは、フレームの凹部に入らず、励起コイルから短い距離に配置される。設定処理の終了時点において、作動ピストン４６０は、いくつかの条件下で特にピストンプレート４７０と共に制動要素４８５に当接し、その後、特にその直後に、これ以上具体的に表記しない再設定装置によって設定準備完了位置に戻される。
【0042】
図３は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入できるフレーム６００の透視図である。フレーム６００は、金属、例えば鉄又は合金、例えば飽和密度が１．６Ｔ及び比導電率が８×１０６Ｓ／ｍの鋼からなり、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｃに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｃと一致する。フレーム６００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｃに関して軸方向にフレーム６００を完全に通過する中心貫通孔６１０を作動軸Ｃに関して有する。
【0043】
更に、フレーム６００は、１８の中断部６２０を有し、中断部６２０は、作動軸Ｃに関してフレーム６００の半径方向の範囲の９４％にわたって延在し、軸方向にフレーム６００を完全に通過する。中断部６２０は、スリット形状であり、特に空気スリットとして構成され、フレーム６００の半径方向の範囲の外縁６３０まで延在するため、フレーム６００には外側からスリットが設けられる。図示しない実施形態において、中断部は、別の気体若しくは液体で満たされるか、又は空である。図示しない更なる実施例において、中断部は、非導電材料、例えばプラスチック、ゴム、接着剤等の埋め込み用樹脂からなる。中断部６２０は、図３で隠されているフレーム６００の前端縁まで且つフレーム６００の後端縁６４０まで軸方向に延在するため、フレーム６００を中断部６２０が軸方向に完全に通過する。中断部６２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。
【0044】
中断部６２０は、フレーム６００内の渦電流を抑制する効果を有するため、渦電流によって生じ得る不要な磁場が減少し、駆動部及び工具の効率が向上する。
【0045】
図４は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム７００の透視図である。フレーム７００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｄに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｄと一致する。フレーム７００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｄに関して軸方向にフレーム７００を完全に通過する中心貫通孔７１０を作動軸Ｄに関して有する。
【0046】
更に、フレーム７００は、１６の中断部７２０を有し、中断部７２０は、作動軸Ｄに関してフレーム７００の半径方向の範囲の９６％にわたって延在し、軸方向にフレーム７００を完全に通過する。中断部７２０は、スリット形状であり、フレーム７００の半径方向の範囲の内縁７５０まで延在するため、フレーム７００には内側からスリットが設けられる。中断部７２０は、図４で隠されているフレーム７００の前端縁まで且つフレーム７００の後端縁７４０まで軸方向に延在するため、フレーム７００を中断部７２０が軸方向に完全に通過する。中断部７２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。
【0047】
図５は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム８００の透視図である。フレーム８００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｅに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｅと一致する。フレーム８００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｅに関して軸方向にフレーム８００を完全に通過する中心貫通孔８１０を作動軸Ｅに関して有する。
【0048】
更に、フレーム８００は、１８の中断部８２０を有し、中断部８２０は、作動軸Ｅに関してフレーム８００の半径方向の範囲の９５％にわたって延在し、フレーム８００を軸方向に完全に通過する。中断部８２０は、スリット形状であり、フレーム８００の半径方向の範囲の外縁８３０及び内縁８５０まで交互に延在するため、フレーム８００には外側及び内側から交互にスリットが設けられる。中断部８２０は、図５で隠されているフレーム８００の前端縁８６０まで且つフレーム８００の後端縁まで軸方向に延在するため、フレーム８００を中断部８２０が軸方向に完全に通過する。中断部８２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。
【0049】
図６は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム９００の透視図である。フレーム９００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｆに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｆと一致する。フレーム９００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｆに関して軸方向にフレーム９００を完全に通過する中心貫通孔９１０を作動軸Ｆに関して有する。
【0050】
更に、フレーム９００は、１８の中断部９２０を有し、中断部９２０は、作動軸Ｆに関してフレーム９００を半径方向に完全に通過し、フレーム９００の軸方向の範囲の９４％にわたって延在する。中断部９２０は、スリット形状であり、フレーム９００の半径方向の範囲の前端縁９５０まで軸方向に延在するため、フレーム９００には正面からスリットが設けられる。中断部９２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。
【0051】
図７は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１０００の透視図である。フレーム１０００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｇに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｇと一致する。フレーム１０００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｇに関して軸方向にフレーム１０００を完全に通過する中心貫通孔１０１０を作動軸Ｇに関して有する。
【0052】
更に、フレーム１０００は、１８の中断部１０２０を有し、中断部１０２０は、フレーム１０００を完全に、すなわち作動軸Ｇに関して半径方向及び軸方向に、従って図７で隠されているフレーム１０００の前端縁からフレーム７００の後端縁１０４０まで通過する。結果的に、フレーム１０００は、１８の各セグメント１０７０で構成され、その各々が２０°の角度にわたって周方向に延在する。中断部１０２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。
【0053】
図８は、このような１つのセグメント１０７０の透視図である。セグメント１０７０は、いくつかのセグメントにわたって不要な渦電流を抑制するために、その表面に例えば非導電層１０８０が被覆されている。
【0054】
図９は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１１００の透視図である。フレーム１１００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｈに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｈと一致する。フレーム１１００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｈに関して軸方向にフレーム１１００を完全に通過する中心貫通孔１１１０を作動軸Ｈに関して有する。
【0055】
更に、フレーム１１００は、１８の中断部１０２０を有し、中断部１０２０は、フレーム１１００を完全に、すなわち作動軸Ｈに関して半径方向及び軸方向に通過する。結果的に、フレーム１１００は、１８の各セグメント１１７０で構成され、その各々が２０°の角度にわたって周方向に延在する。中断部１１２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。フレーム１１００には、特にリング状に構成され、半径方向の外縁でセグメント１１７０を囲む支持要素１１９０が設けられる。支持要素１１９０は、特に動作中に例えば磁場に起因して生じた半径方向外向きに作用する力に抗してセグメント１１７０を支持する。支持要素１１９０は、好ましくは、非導電材料、例えば繊維強化プラスチックからなるため、支持要素１１９０内の不要な渦電流が避けられる。
【0056】
図１０及び１１は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１２００の透視図である。フレーム１２００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｊに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｊと一致する。フレーム１２００は、軟磁性導電材料からなり、作動軸Ｊに関して軸方向にフレーム１２００を完全に通過する中心貫通孔１２１０を作動軸Ｊに関して有する。
【0057】
更に、フレーム１２００は、１８の中断部１２２０を有し、中断部１２２０は、スリット形状であり、特に空気スリットとして構成され、フレーム１２００の半径方向の範囲の外縁１２３０まで延在するため、フレーム１２００には外側からスリットが設けられる。中断部１２２０は、フレーム１２００の前端縁１２６０まで且つフレーム１２００の後端縁１２４０まで軸方向に延在するため、フレーム１２００を中断部１２２０が軸方向に完全に通過する。中断部１２２０は、半径方向及び軸方向に延在し、半径方向又は軸方向に対して傾いていない。更に、フレーム１２００は、外縁１２３０に配置された冷却要素１２９０を有する。冷却要素は、冷却リブとして構成され、フレーム１２００の表面のサイズを増大させ、従ってフレーム１２００と周辺との間の熱伝達を支援する。図示しない実施形態において、冷却要素は、代替的又は追加的に、前端縁及び／又は後端縁に配置される。図示しない更なる実施例において、冷却要素は、ピン若しくはナブ又は凹部として構成される。
【0058】
図１２は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１３００の透視図である。フレーム１３００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｋに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｋと一致する。フレーム１３００は、作動軸Ｋに関して軸方向にフレーム１３００を完全に通過する中心貫通孔１３１０を作動軸Ｋに関して有する。
【0059】
フレーム１３００は、巻き軸の周りに巻かれた軟磁性導電材料の可撓性金属シート１３０５で構成される。巻き軸は、この場合、作動軸Ｋと平行に向けられ、特に作動軸Ｋと一致する。巻きの結果、シート１３０５は、複数の中間層によって互いに分離され、積層方向に重ねて積層された複数の層１３１５を構成し、積層方向は、作動軸Ｋに対して特に直角に傾いており、巻き軸に関してほぼ半径方向に全体的に延在する。積層に起因して、特に上述の積層方向において、層１３１５は、フレーム１３００に埋め込まれた図示しない励起コイルを、特に動作中に例えば磁場に起因して生じた半径方向外向きに作用する力に抗して支持する。
【0060】
本発明に関連して、中間層は、作動軸Ｋに関して内側から外向き螺旋状に延在する単一の中断部１３２０を構成する。中断部１３２０は、フレーム１３００の外縁１３３０まで且つフレームの内縁１３５０まで延在するため、フレーム１３００を中断部１３２０が半径方向に完全に通過する。中間層は、図１２に示していないフレーム１３００の前端縁１３６０まで且つフレーム１３００の後端縁まで軸方向に延在するため、フレーム１３００を中断部１３２０が軸方向に完全に通過する。その螺旋形状に起因して、中断部１３２０は、半径方向に傾いており、軸方向に延在し、軸方向に対して傾いていない。
【0061】
図１３、１４及び１５は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１４００及びフレーム１４００を通る透視的長手方向断面（図１４）の透視図である。フレーム１４００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｌに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｌと一致する。
【0062】
フレーム１４００は、各々が軟磁性導電材料のいくつかの平面層１４１５によって構成され、作動軸Ｌの周りに特に星形に配置された、いくつかのサブブロック１４４５を含む。層１４１５は、例えば、金属シートによって構成される。層１４１５は、いくつかの中間層によって互いに分離され、作動軸Ｌに対して特に直角に傾いており、各サブブロック１４４５で同様であるが、サブブロック毎に異なる積層方向に重ねて積層される。サブブロック１４４５間の中間層及び中間空間は、各サブブロック１４４５を完全に通過する、すなわち作動軸Ｌに垂直な方向及び軸方向に完全に通過する中断部１４２０を構成する。中断部１４２０は、作動軸Ｌに垂直な方向及び軸方向に延在し、軸方向に対して傾いていない。層１４１５は、好ましくは、非導電材料で被覆されるため、中断部１４２０は、この材料からなる。
【0063】
励起コイル１４９５は、フレーム１４００に埋め込まれ、これ以上具体的に表記しないフレーム１４００の凹部に配置される。フレーム１４００には、特にリング状に構成され、半径方向の外縁でサブブロック１４４５を囲む支持要素１４９０が設けられる。支持要素１４９０は、特に動作中に例えば磁場に起因して生じた半径方向外向きに作用する力に抗してサブブロック１４４５を支持する。支持要素１４９０は、好ましくは、非導電材料、例えば繊維強化プラスチックからなるため、支持要素１４９０内の不要な渦電流が避けられる。例えば、支持要素１４９０は、サブブロック１４４５及び特に励起コイル１４９５が鋳造される射出成形部分からなる。第２の支持要素１４９６は、フレーム１４００を軸方向に支持し、好ましくは非導電材料からなり、且つ／又は好ましくは同様に中断部が設けられる。
【0064】
図１６は、工具、例えば図１に示す設定工具１０又は図２に示す設定工具４１０に挿入可能なフレーム１５００の透視図である。フレーム１５００は、ほぼシリンダ状、特に円筒状の外側輪郭を有し、工具の作動軸Ｍに関して周方向に延在する。特に、外側輪郭のシリンダ軸は、作動軸Ｍと一致する。フレーム１５００は、作動軸Ｍに関して軸方向にフレーム１５００を完全に通過する中心貫通孔１５１０を作動軸Ｍに関して有する。更に、フレーム１５００は、作動ピストン及び／又はかご形ローターが入る環状凹部１５５５を有する。凹部１５５５は、内壁１５６５、外壁１５７５及び底部１５８５を有し、図示しない励起コイルが底部１５８５に配置されるため、かご形ローターが設けられていれば励起コイルから短い距離に配置される。
【0065】
フレーム１５００は、複数の中間層によって互いに分離された軟磁性導電材料のいくつかの平面層１５１５によって構成される。層１５１５は、例えば、金属シートによって構成される。層１５１５は、作動軸Ｍに対して特に直角に傾いており、全体フレーム１５００で同様である積層方向１５２５に重ねて積層される。中間層は、フレーム１５００を完全に通過する、すなわち作動軸Ｍに垂直な方向１５３５且つ軸方向に完全に通過する中断部１５２０を構成する。中断部１５２０は、作動軸Ｍに垂直な方向１５３５及び軸方向に延在し、軸方向に対して傾いていない。層１５１５が平坦な形態であり、シリンダ軸に関して大部分が平行にずれているという事実は、中断部１５２０が半径方向に対して傾いた特定の領域にあることを意味する。層１５１５は、好ましくは、非導電材料で被覆されるため、中断部１５２０は、この材料からなる。
【0066】
図示しない実施例において、いくつかの層が他の層に関して軸方向及び／又は半径方向に突出して冷却要素を構成する。フレームの冷却は、いくつかの条件下において、かご形ローターに伝達されるエネルギーの一定性を向上させる。
【0067】
本発明について、図面に示す一連の実施例及び図示しない実施例を用いて記述してきた。各種の実施例の個々の特徴は、互いに矛盾しない限り、個々に又は互いの所望の組み合わせで適用され得る。本発明による設定工具が他の用途にも使用可能であることに留意されたい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【国際調査報告】