CN100420551C - 用于紧固件驱动工具的抗氧化电池接触件 - Google Patents

Abstract

一种紧固件驱动工具，包括界定了一个可插入至少一个电池的腔体的壳体，构造成可插入所述腔体内且具有至少一个电池接触件的电池，构造和布置成可与所述电池啮合并与它形成电连接并放置在所述腔体内的接线组件，该组件包括至少一个接线组件接触件。电池和接线组件接触件中的至少一个是掺有贵金属合金的，而另一个接触件是导电的。相应的接触件构造成在受到至少大约100g范围内的力时可不发生氧化地工作。

Description

用于紧固件驱动工具的抗氧化电池接触件

技术领域

本发明一般涉及用于将紧固件驱入工件中的紧固件驱动工具，特别是涉及用电池为某些工具功能提供动力的紧固件驱动工具。

背景技术

传统的紧固件驱动工具有一个往复式驱动板，往复式驱动板撞击紧固件使得料箱将紧固件进给至端头。典型地，例如授予Nikolich的美国专利Re.32,452，授予Nikolich的美国专利4,522,162；授予Nikolich的美国专利4,483,474；授予Nikolich的美国专利4,403,722和授予Wagdy的美国专利4,483,473；以及美国专利5,197,646和5,263,439，所有这些被引入作为参考的燃烧致动型紧固件驱动工具都包括一个燃烧室，该燃烧室由一个圆筒形本体和一个布置成可开关燃烧室的阀套界定。通常，市场上可买到的类似的燃烧致动型钉和U形钉驱动工具有Vernon Hhills，IL的ITW-Paslode(Illinois Tool Works公司的一个部门)以IMPULSE为商标销售的产品。

这种工具的好处是它们是完全便携的，这样就不需要与电源或气动液压动力源相连接。由内置“引擎”的燃烧来提供驱动紧固件所需要的动力。然而，还需要辅助的电池电力去运转辅助工具系统，例如火花的产生、风扇马达动力、警告信号灯等一些技术人员所熟知的功能。一些新型号的这种工具中提供了可充电电池来供应所需要的电力。

这种工具在受压的工作环境中的一个缺点是燃烧产生的极大的作用力会在工具部件上施加显著的振动和/或重力(g)，所述的工具部件包括电池及其与工具的连接点，也就是通常所说的接线板。事实上，已经发现这种工具产生的内力至少为100g，并可达到300-500g之间。现在已知这样大小的振动和冲击力造成了电池相对于接线板的移动，以至于在燃绕过程中由于微电弧使得电池和接线板之间的电连接暂时中断。

这种中断几乎是难以察觉的，持续时间仅为几个毫秒。然而已经发现，这种中断在如下方面又是显著的，即随着时间的延续，重复产生的微电弧可造成接线板与电池之间的接触面触点的氧化腐蚀。特别是当相应的接触面是用Cu-Ni合金做成时，在经过长时间的使用之后，这种腐蚀会由于电池对工具的供电不足而损害工具性能。最终会发生导电的中断。

面对这个问题，工具的使用者必须清洁接线板和电池触点，去除掉腐蚀。虽然电池可从工具中取出以方便清洁，但是在不充分拆卸工具的情况下，接线板是很难接近的。由不熟练的工具使用者来进行这样的拆卸会由于不正确的重新装配而造成不希望发生的问题。

这种燃烧致动工具的另一个设计目标是在燃烧过程中当这种工具承受至少大约100g的力时，电池/接线组件的接触面还能保持足够的导电性。

这种工具的电池/接线组件接触面的又一个设计目标是将构成接触面的接触件设计成可适应电池从工具中的插入和取出，而不会造成接触件的过分磨损和脱落。

因此，需要有一种燃烧致动工具，它的特点在于有一种可适应微电弧而不致形成氧化或其它腐蚀的电池/接线板接触面。还需要有一种燃烧致动工具，其特点是它的电池/接线板接触面可承受至少大约100g的力而不会造成电池/接的线组件接触件的过度磨损，因而能保持良好的导电性。

发明内容

上述设计考虑可通过本发明的电池/接线组件的接触面来实现，在该接触面中，接触件能承受至少大约100g的力而不产生腐蚀性氧化。与此同时，保持了导电性，而且接触件的价格相对于传统的Cu-Ni接触面是具有竞争力的。

更具体说，提供了一种包括外壳和电池的紧固件驱动工具，所述外壳界定了一个可插入至少一个电池的腔体，所述电池设计成可插入该腔体中并具有至少一个电池接触件。接线组件布置在腔体内，并构造和安装成可与电池啮合而且与它形成电连接，所述组件包括至少一个接线接触件。电池和接线组件的接触件中的至少一个是掺有贵金属合金的，而另一个接触件是导电的。

在另一个实施例中，接触面构造成适于相应接触件之间的平滑移动。本发明的另一个特点是，接触面能承受至少100g的力并保持接触而不遭受氧化型腐蚀。

附图说明

图1是具有本发明的电池/接线组件接触面连接的紧固件驱动工具的侧视图，为清楚起见省略了其中的若干部分；

图2是示出了各部件之间啮合的电池/接线组件装置的透视图；和

图3是图2所示各部件的分解透视图。

具体实施方式

现在参见图1，适合与本发明一起使用的紧固件驱动工具总体上用10表示，它包括壳体12(用虚线示出)，在上述引入作为参考的各专利中非常详细地描述了该工具和壳体的运行细节。本发明的受让方IllinoisTool Works，Inc.公司以为商标销售的产品是这种工具的实例。

壳体12包括一个构造成可容纳至少一个电池16、整体上为管状的腔体14。腔体14内界定了一个可通过其插入电池的开孔18。在开孔18的对端，腔体14有一个连接电池16和工具其它功能部件的电池接线组件20，这在本领域是公知的。虽然图中只示出了一个电池16，但可设想多个串联电池的情况也是可行的，这在本领域也是公知的。接线组件20可通过螺纹紧固件、化学粘合剂、超声焊接、夹物模压或其它公知的紧固技术固定在腔体14内。

如上所述，这类工具的一个工作问题是在燃烧过程中会产生很大的振动和冲击力，范围在至少大约100g到300～500g之间，已知这会在电池16和接线组件20的相应啮合触点间引起微电弧。持续的微电弧会导致触点的腐蚀，在某些情况下还会导致电池连接的中断。

现在参见图2和图3，电池16有至少一个电池接触件22，在该优选实施例中，它包括总体上为平面的接触面24和接线接合端26。在该优选实施例中，有两个这样的接触件22，并且接线接合端26是成圆角形的，以便有助于且易于电池16和接线组件20之间的滑动连接。可以预料，电池接触件22的数量和形状是可以为适合具体应用而变化的。

接线组件20包括壳体27，至少有一个，最好是两个弹性偏置夹片28从壳体24伸出。每个夹片28最好包括弓形部分30和倾斜或鸠尾形末端31。弓形部分30增强了夹片28作用在电池接触件22上的夹持力，而末端31的形状则使其易于与电池接线接合端26平滑地移动。在该优选实施例中，夹片28是用磷/青铜或铍/铜合金材料制造的，但是其它弹性、导电和耐磨材料也是可以考虑的。只要夹片所形成的偏置力能将至少一个接线组件接触件32，有时也叫做接线接触件，压靠在电池接触件22上，则弹性偏置夹片28的精确布置和形状也可以为适合具体应用而变化。

在弓形部分30和末端部分31之间布置有相应的组件接触件32。尽管任意形状的接触件32都是可以考虑的，但是该接触件最好是半球形或圆顶形构造，它构造成圆角形或其它形状，可与相应的电池接触件22平滑接触移动。

为防止腐蚀，重要的是选用一种能尽可能适应上述微电弧，而不与对向的或接触面接触件发生反应的材料来制备电池接触件22和接线组件接触件32。与此同时，相应的接触件应该用良导体材料制造，以便保持能满足要求的工具性能。

当电池接触件22和接线组件接触件32中的至少一个掺有贵金属合金，而另一个接触件是导体时，可以获得最佳的效果。更具体说，优选的贵金属是金，银或铂的合金，导体件为不锈钢材料。由于其增强的硬度和耐久性，传统上可用的贵金属合金优于纯的贵金属，这类合金包括Ag-Cu、Ag-Cu-Ni、Ag-C和Ag-Pd，但不局限于此。除了以上提到的，还可根据其可用性和价格，考虑其它贵金属合金是否适用。而且，对于所述的导体接触件，既可以使用贵金属，也可以使用其它抗腐蚀并有较高导电性和低价格的导体材料。尽管不锈钢没有特别良好的导电性，因此它并不被典型地应用在接触件中，但是它却具有良好的抗腐蚀性质。

为获得生产层面的经济性，电池接触件22优选为不锈钢材料而接线组件接触件32为贵金属合金材料。如果同时考虑抗氧化腐蚀、导电性、耐久性和价格等综合因素，则特别优选银合金。并且，接线组件接触件32优选为靠摩擦力啮合在相应弹性夹片28中的开孔34内的铆钉结构。尽管优选为上述的铆钉结构，但是应当考虑也可以使用其它类型的接触固定技术将接触件32固定到弹性夹片28中，包括卷边、螺纹紧固件、镶嵌工艺等，但不局限于此。还可设想，根据具体应用，电池接触件22为贵金属合金材料而接线组件接触件32为不锈钢材料或上述材料的组合，即接触件22、32中的一个为贵金属材料而另一个为导体材料或不锈钢材料。

已经发现，不锈钢和贵金属合金的触点组合能提供所要求的导电性水平，同时又保持了为防止微电弧造成的腐蚀所要求的抗氧化特性。

每个铆钉32都有位于相应弹性夹片28的内表面38上的球形或圆顶形表面36，以便当电池16完全插入到腔体14内时，可以妥当地与电池接触件22啮合。这样，当接线接触件32与电池接触件22在电池的插入过程中滑动啮合时，接线接触件32的球形结构使得这种移动是平滑的。因此，接触面接触件22、32的上述平滑移动是通过圆角形接线啮合端26、鸠尾形夹片末端31和铆钉32的圆顶形结构一起来实现的。

这种接触面接触件的组合的另一特性是，已经发现具有这种结构的上述材料在承受燃烧致动型紧固件驱动工具所特有的巨大振动和重力时，仍能经得住并保持不受腐蚀的导电性。这种工具的工作压力能达到至少大约100g，时常能达到并超过300-500g。

尽管这里示出并说明了本发明用于紧固件驱动工具的抗氧化电池接触件的若干具体实施例，但是本领域的技术人员明白，在不偏离本发明的情况下，在本发明的更宽范围内以及权利要求书中所给出的范围内可对此做出变化和改动。

Claims (9)

1. 一种紧固件驱动工具，该工具在工作时在工具部件上施加显著的振动和重力中的至少一种，该工具包括：

界定了一个用于插入至少一个电池的腔体的壳体；

构造成用于插入所述腔体且具有至少一个电池接触件的电池；

放置在所述腔体内的接线组件，构造和布置成用于与所述电池接触件接合并与其形成电连接，所述组件包括至少一个接线组件接触件；所述电连接形成于相对的所述至少一个接线组件接触件和至少一个电池接触件之间，在工具的工作并且接触显著的振动和重力过程期间，所述电连接遭受微电弧，这种振动和重力可能中断所述接触件之间的连接，所述接触件的构造在工具施加至少100g力时提供非氧化工作；

其中，在每组相对的接触中，在所述电池接触件和所述至少一个接线组件接触件中只有一个接触件掺有从金、银和铂中选取的贵金属合金，而另一个相对的接触件是可导电的，该可导电的接触件由不锈钢材料制成。

2. 按权利要求1所述的工具，其中所述至少一个接线组件接触件上有所述贵金属合金。

3. 按权利要求2所述的工具，其中具有所述贵金属合金的所述至少一个接线组件接触件为铆钉结构，所述至少一个电池接触件由导电材料制成。

4. 按权利要求1所述的工具，其中所述至少一个电池接触件具有总体上为平面的接触面和圆弧形接线接合边。

5. 按权利要求1所述的工具，其中所述接线组件接触件是圆顶形或半球形形状，所述电池接触件具有圆弧形接线接合边。

6. 一种燃烧致动的紧固件驱动工具，该工具在工作时在工具部件上施加显著的振动和重力中的至少一种，该工具包括：

界定了一个用于插入至少一个电池的腔体的壳体；

构造成用于插入所述腔体且具有至少一个电池接触件的电池，所述至少一个电池接触件总体上为平面并且具有圆弧形接线接合端；以及

放置在所述腔体内的接线组件，构造和布置成用于与所述电池接合并与它形成电连接，所述组件包括至少一个弹性偏置夹片，所述弹性偏置夹片带有至少一个圆弧形接线组件接触件，用以与所述接线接合端啮合；所述至少一个弹性偏置夹片构造成用于推压所述至少一个接线组件接触件用于靠着所述总体上为平面的表面推动滑动连接；所述电连接形成于相对的所述至少一个接线组件接触件和至少一个电池接触件之间，在工具的工作并且接触显著的振动和重力过程期间，所述电连接遭受微电弧，这种振动和重力可能中断所述接触件之间的连接，所述接触件的构造在工具施加至少100g力时提供非氧化的工作；

其中，在每组相对的接触中，在所述电池接触件和所述至少一个接线组件接触件中只有一个接触件掺有从银、金和铂中选取的贵金属合金，而另一个相对的接触件是可导电的，该可导电的接触件由不锈钢材料制成。

7. 按权利要求6所述的工具，其中所述贵金属以固定在所述至少一个接线组件的弹性夹片上的铆钉形式出现。

8. 按权利要求1或6所述的工具，其中所述贵金属合金材料为银合金。

9. 按权利要求1或6所述的工具，其特征在于，所述工具的工作压力范围包括100g-500g的区间。

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