JP4658608B2 - 電動工具 - Google Patents

Description

本発明は、工具を駆動するのに適合された電動モータを備えた電動工具に関する。

この種の電動工具は、例えば、ＵＳ−Ａ−５ ０３８ ４８１から公知である。公知の電動工具は、切断領域を観察するための光源を備えたコンパスソーとして構成されている。光源は、光学導波管を介して接続され得る。

更に、ＤＥ−Ａ−１９７ １４ ２４８は、電動工具のための低電力モータユニットを開示しており、これは、歯ドリル、研磨、摩砕、粉砕工具、ネジ工具等のための駆動部としての歯科利用にとくに良く適している。とくに良い操作特性を保証する目的で、低電力モータのための供給ユニットが低電力モータに回転非接触方式で接続されており、この目的のためプラグイン接続と回転制限手段が好ましく設けられる。プラグイン接続は、電動システムと流体ラインの両方の接続を提供するのに適合され得る。更にランプが、光学導波管を介して低電力モータに連結されるように適合されていて、電動工具の作業量域に設けられ得る。

より最近、出願人により提案されたのは、複数の光学スイッチにより制御され、その各々が２つの光学導波管を含み、これらの間で光信号の送信が制御エレメントを介して影響を受けられるようになっている電動工具である。受信された信号に応じて、スイッチ出力は電子評価ユニットにより制御される。

この種の光学スイッチは、独国特許出願１０１ ４１ １６１．８から公知であるが、これはこの出願の優先日より前に発行されていない。
ＵＳ−Ａ−５ ０３８ ４８１ ＤＥ−Ａ−１９７ １４ ２４８ 独国特許出願１０１ ４１ １６１．８

電動工具の光学スイッチ又はセンサを実行するときに光学導波管が使用される場合、これは、単純かつ低コストの組み立てとともに高い信頼性を達成するという主な目的でなされる。

そこで、本発明の目的は、電動工具に光学導波管を組み立てる改良された方式を提供することであり、これによりとくに容易な組み立てが達成されることが可能であり、それぞれの光学導波管が汚染から最大限度で保護され得る。同時に、電動工具の操作においてとくに高い信頼性が達成されることになる。

この目的は、少なくとも１つの光学導波管を有する工具を駆動するのに適合された電動モータを備えた電動工具により達成され、これは支持部として役立つ支持エレメントに連結されて寸法的に安定なユニットを形成する。

本発明の目的は、このようにして申し分なく達成される。

発明を実施するための形態

各光学導波管は、振動、環境の影響等からこのようにして十分に保護される。相互に関連付けられた光学導波管の正確なアラインメントと、光学導波管が塵等への接触から大幅にシールドされていることは、望ましい信号対騒音比を保証する。加えて、各光学導波管が支持エレメントに連結されていて、既に完了した支持エレメントの載置部に作業が限定されるようになっていることにより、組み立て操作は単純化される。こうして、分離した、非安定化された及び保護されていない光学導波管を組み立てる必要はもはや無い。

そうして形成された支持エレメントは、ハウジングから分離したエレメントとして構成され、これは、そこに接続され又は一体化された光学導波管を、受容し、正確に位置付けし及び保護する役割を果たす。光学導波管と、もし必要ならそれらに接続された他のエレメントの一体化の後、ユニットは工具のハウジングに適当な方式で接続される。

本発明の更なる発展によれば、支持エレメントは形状ボディを含み、そこに凹所が設けられて光学導波管を位置付けする。

この実施態様は、それゆえ、置かれている凹所に光学導波管が定置されて固定されることを可能にする。

光学導波管は、プラスチック材料からなる堅固な又は柔軟な光学導波管として構成されてよい。加えて、ガラス繊維の光学導波管を、好ましくはシースされたガラス繊維の束の形状で使用することももちろん可能である。

光学導波管は、堅固な光学導波管として、例えば、射出成形されたエレメントとして製造されることが可能であり、それぞれの凹所にフィットされることが可能である。もっとも、支持エレメントに適当な方式で固定される柔軟な光学導波管を使用する可能性もある。

支持エレメントは、予備形状エレメント、例えば射出成形されたプラスチックエレメントとして構成され、そこに完成した光学導波管がフィットされ又はそこにそれらが他の方式で固定されて良い。

もっとも、１つ又はそれより多い光学導波管が形状ボディに形状をフィットする方式で接続されるとき、好ましくはそれらが十分にその中に埋め込まれるとき、光学導波管のとくに効果的で密な接続、及び環境の影響からのとくに良好な保護が達成される。

この場合、光学導波管と形状ボディが、もし望む場合はいわゆる２−Ｋ技術を使用して、連結されて良い。この場合、第１部分、例えば形状ボディは、射出成形においてまず成形され、その後、光学導波管のような残りの部分が、この目的のために残された対応するキャビティ内に射出成形される。異なるプラスチック材料がこの目的のために使用されることにより、この場合異なるコンポーネントの間でとくに密な結合が達成される。この場合まず光学導波管をモールドし、その後それらの周りに形状ボディをモールドすることももちろん可能であることが理解される。

基本的に、光学導波管は、十分にシースされた光学導波管として構成され得るが、シースは、光学的により薄い材料からなり、必要な全反射を保証する。これはとくに良好な信号対騒音比を提供する。

もっとも、光学導波管が形状ボディの材料で十分に被覆されるとき、光学導波管と被覆の間の境界表面を全反射を提供する方式で構成することももちろん考えられる。信頼できる全反射を得る目的で、光学導波管に高屈折率を、及び、光学的に透過性のプラスチック材料の周囲の形状ボディにそれに応じた低い屈折率を与える必要がある。

この場合、もし必要なら、境界表面のところで周囲の形状ボディに対して全反射が再び達成されるように、中空ボディのキャビティを流体で満たす可能性もある。これは、そうして生産された支持エレメントの改良された機械的減衰特性となり得る。

更に、形状ボディが、光学導波管に関連付けられた送信機又は受信機エレメントのための、又は光学導波管により送信された放射に影響を与えるのに適合されたエレメントをスイッチするためのマウンティングポイントを含んでいてもよい。

更に、形状ボディは複数のＬＥＤのための複数の位置決めポイントを含んでいても良い。

こうして、支持エレメントに、光学導波管だけでなく、関連付けられた送信機又は受信機エレメントを、関連付けられたスイッチングエレメントとともに載置することが可能であり、これは一般に構造と組み立て操作の両方が単純化されることを可能にする。

更に、形状ボディを電動工具のハウジングと協働させて、形状ボディにフィットされた光学導波管、及び／又は送信機又は受信機エレメント又はそれらに連結されたスイッチングエレメントを、それらを塵等による汚染から保護するため、シールするのが好ましい。

これは、より高い操作安全性につながり、支持エレメントが光学導波管を塵等からシールドするのに役立つ。これは、例えばグラインディング工具の場合のように、大量の塵が生じると予想される工具に関してとくに重要である。

本発明の追加的な更なる改良によれば、形状ボディが、振動減衰及び／又は音響減衰材料からなる。

これはまた、改良された操作安全性と、それに加えて、人間工学的に改良された構成につながる。

形状ボディは、例えば、三次元形状プレートとして構成されてよく、圧縮成形プラスチック部分の又は射出成形プラスチック部分の形状を有しても良い。

これは、低コスト生産と非常に異なる形状への適用が保証されることを可能にする。

形状ボディは、電動工具の一部を受容するように意図された凹所及び／又は突起を追加的に含んでもよい。

これは、平坦な支持エレメントが電動工具に望ましい方式でフィットされることを可能にする。

上記された本発明の構成及び以下に説明されるものは、示されたそれぞれの組み合わせだけでなく、他の組み合わせ又はそれ自身で、本発明の範囲を離れることなく使用され得る。

本発明の更なる構成及び利点は、以下の所定の好ましい実施態様の詳細な説明から、図面に関連して明らかとなる。

図１は、本発明による電動工具を全体的に参照符号１０により示す上面図である。

図示された工具は、アングルグラインダとして構成され、これはロッド形状のハウジングを備えており、後者は図１に破線のみで示されており、参照符号１２で示されている。

電動工具１０は、電動モータを含み、これは自立ステータ１８を備えており、その２つの端部は第１保持エレメント２０及び第２保持エレメント２２をそれぞれ備えている。

２つの保持エレメント２０、２２は、ともに電動工具１６のステータ１８を通って捩じ込まれていて強固なユニットを形成し、そこに電動工具の更なる部品が載置される。第１保持エレメント２０は、例えば、工具ヘッド１４をその伝動装置に支持する。そして、光学スイッチ５２、７３は、その保持エレメントに同様に載置される。第２保持エレメントは、更なる光学スイッチを保持し、その１つが参照符号９０で示されている。加えて、アーマチャを備えたモータシャフト（図示せず）が、保持エレメント２０、２２又は工具ヘッド１４にそれぞれ同様に支持される。結局、電動工具１０を制御するのに適合された電子制御ユニット（図示せず）が、第２保持エレメント２２に載置される。電動工具のハウジング１２は、２つの保持エレメント２０、２２に同様に載置される。

複数のスイッチは、複数の光学導波管を備えた複数の光学スイッチとして構成され、それらの間で送信された信号が制御エレメントを介して影響されることが可能であり、光学導波管はそれらに関連付けられていて、この種の送信機及び受信機エレメントは独国特許出願１０１ ４１ １６１．８から基本的に公知であるが、これは未だ発行されておらず、その開示はここで言及により含められる。

第１保持エレメント２０に、電動工具１０の上面と下面に１８０°ずれて反対配置で載置されるのは、それぞれブラシホルダ５４であり、そこにブラシ（カーボンブラシ）５６がそれぞれ受容されている。圧力がブラシスプリング５８によりブラシ５６の各々に与えられ、これは図３にのみ線図で示されている。

図１及び２には、さらにクランピングレバーのためのマウンティングホール１３を見ることができるが、これは工具ヘッド１４に位置付けられて工具（例えばグラインディングホイール）を取り付け及び取り外しするために意図される。電動工具１０は、閉鎖された状態でクランピングレバーのみで操作されるべきであることから、クランピングレバーは、このクランピングレバーがその閉鎖位置を占有していることを継続的に検査するセンサと協働する。工具ヘッド１４の上端は、この目的で光−光学スイッチ５２を備えており、これはクランピングレバーにより移動されるのに適合されたスイッチングエレメント５３を介して操作されることが可能である。クランピングレバーの閉鎖位置において、スイッチングエレメント５３が移動されて、光線が放出されて光学導波管を通って伝えられ、関連付けられた評価論理回路により評価された状態になる。

図１及び２で理解できるように、第１及び第２保持エレメントの上面には、更に、支持エレメント６０が設けられており、そこに複数の光学導波管が載置され、これらが光学スイッチ５２、７３、９０の一部として構成される。

図３において、電動工具１０に使用される光学スイッチ５２、７３、９０の構造をより詳細に見ることができる。各光学スイッチは、２つの光学導波管を有し、それらの一方はＬＥＤに連結された送信機パイプとして構成され、他方は関連付けられた評価ユニットに接続された受信機パイプとして構成される。図示された場合においては、各２つの関連付けられた光学導波管は、プリズムの形で両者所定距離をおいて終わっており、光がそれらの間を越えて渡ることができるようになっている。もし２つのプリズムの間に物が存在しないと、光は送信機パイプから受信機パイプへ越えて渡り、状態は評価論理回路により検出される。

図３は、全部で６つの光学導波管６３、６４、６６、６７、７１、７２を示し、各々が形状ボディ６１の溝として構成された凹所６２に受容されている。形状ボディ６１は、支持エレメント６０の一部として構成され、その形状は図４により明確に見ることができる。形状ボディ６１は、実質的に適当なプラスチック材料から形成されたプレートからなり、これは光学導波管６３から７２の延長方向に適当に曲げられている。形状ボディ６１のプラスチック材料は、好ましくは機械的に及びもし必要なら音響的に減衰特性を有し、振動がより効果的に減衰され得るようになっている。光学導波管６３から７２が溝形状の関連付けられた凹所６２にフィットされることにより、それらが外部環境の影響からとくによく保護され、信頼できる操作が保証されるようになっている。更に、望ましい信号対雑音比が保証され、光学導波管のパスが凹所６２で定義された間隔によって固定される。これは、好ましくは、三次元的に曲げられて所望の形状を提供する堅固な光学導波管の使用により達成され得る。

図示された場合において、引き延ばされた凹所６５又は６８又は７０は、プリズムの領域において２つの端部から外側に向かって延在しているが、相互に関連付けられた光学導波管６３、６４又は６６、６７又は７１、７２の各対に関連付けられている。この凹所６５、６８、７０は、関連付けられたスイッチングエレメントにより係合されて２つの端部の間を越えて渡る光を遮ることが可能である。

図３において、２つの光学導波管６６、６７の間の凹所６８は、スライド５５と協働し、これはスイッチングエレメント５３により２つのプリズム端部の間の領域に移動されて光が越えて渡ることを防止し得る。スイッチ７３は、２つの光学導波管７１、７２と協働し、凹所７０の領域に設けられていてスイッチングエレメント７４を備えており、これは第１保持エレメント２０にピボット可能に載置されており、これはスイッチング舌７６を備えていて、これは光学導波管７１、７２の２つのプリズム端部の間の凹所７０の領域に移動されるように適合されている。

形状ボディ６１は、適当な凹所をさらに備えていて、ブラシホルダ５４に電動モータ１６のブラシ５６とブラシスプリング５８を載置している。対応する載置ネジ７９を図３に見ることができる。

図４は、光学導波管６３から７２とともに、支持エレメント６０の概観を示す。

図５は、それぞれの光学導波管６３から７２を結合する方法を示しており、好ましくは堅固になっていて、ともに共通の支持部８６によって保持されて予め製作された光学導波管の束８４となっている。支持部は、関連付けられた送信機ダイオードのための複数のＬＥＤの接続と、受信機エレメントのための接続とのための複数の凹所を含む。図５において、単一のＬＥＤ８７が例として示されている。

図１及び２は更に、支持エレメント６０が、光学導波管をその中に受容して、２つの保持エレメント２０、２２の上面に置かれたとともに、工具ヘッド１４の直近に挿入されたところを示している。ハウジングがその後フィットされると、それは好ましくは支持エレメント６０のエッジに対してシール関係を呈する。こうして、支持エレメント６０は、受容される光学導波管を備えたフィットされたハウジングに近接した位置を占め、塵等から安全に保護され、これはハウジング内を貫通しても良い。

図２において更に、送信機ＬＥＤと受信機エレメントが配置されている支持部８６の領域において、支持エレメント６０の僅かに角度がつけられた形状を見ることができる。図２において更に、スイッチングエレメント７４及び９１を見ることができ、これらはスイッチ７３及び９０と協働し、関連付けられた光学導波管の間の光の送信を中断する。

本発明による支持エレメントの代替的な実施態様が、図６に全体として参照符号１００で示されている。

プラスチック材料から形成された３つの光学導波管１０２が、この場合プラスチック形状ボディ１０１に全て囲まれている。これは例えば、適当な射出成形により、光学導波管をプラスチック材料で被覆することにより達成され得る。光学導波管自体は、この場合適当なシースを備えて全反射による光導体を保証しても良い。もっとも、光学導波管と周囲のプラスチック材料の形状ボディ１０１との間の境界表面１０３の対応する構成により全反射を保証することが同様に考えられる。後者の場合、形状ボディ１０１は、埋め込まれた光学導波管１０２よりも低光学密度（低屈折率）の適当な透過プラスチック材料からなり、信頼できる全反射が得られるようになっている。

前記方式での仕方の代わりに、ガラス光学導波管又はプラスチック光学導波管を被覆することももちろん可能であり、これ自体は適当な方式で従来の方式でプラスチック材料にシースされる。形状ボディは、明確に示された機械的及び音響的減衰特性を備えた相当に柔軟な材料から形成されて良い。その結果これは改良された振動減衰及び騒音減衰となり、とくに信頼できる長時間の操作を保証可能にする。

本発明による電動工具の上部からの斜視図を示し、アングルグラインダの形で部分的に組み立てられていてロッド形状のハウジングを備えている。 図１に描かれた電動工具の側面図を示す。 図１に描かれた電動工具の拡大された表現、すなわち工具ヘッドとステータの間の領域を示す。 図１による支持エレメントの概観を示す。 図４による支持エレメント内に挿入されるように意図された光学導波管の束の概観を示す。 ３つの光学導波管を有し、これらの周りに射出成形により形状ボディが適用された支持エレメントの代替的な実施態様の横断面を示す。

Claims (10)

1. ハウジング（１２）と、工具を駆動するための電動モータ（１６）と、支持エレメント（６０）に結合される少なくとも１つの光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）とを有する電動工具であって、支持エレメント（６０）が、ハウジング（１２）から分離された部分として構成されていて、かつ、形状ボディ（６１）を有し、この形状ボティ（６１）は、三次元的に曲げられた複数の光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）を支持する形状に、曲げられており、支持エレメント（６０）が、複数の光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）に結合され、複数の光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）を支持するユニットを形成しており、支持エレメント（６０）が、ハウジング（１２）に固定されて光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）をハウジング（１２）に対して位置決めするように構成されていることを特徴とする電動工具。
2. 支持エレメント（６０）が、複数の凹所（６２）を有する形状ボディ（６１）を有していて複数の光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）を受容することを特徴とする請求項１に記載の電動工具。
3. 少なくとも１つの光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）が、プラスチック材料から射出成形により形成された光学導波管として構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
4. 少なくとも１つの光学導波管が、ガラス繊維の光学導波管として構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電動工具。
5. ガラス繊維の光学導波管が、シースされたガラス繊維の束として構成されていることを特徴とする請求項４に記載の電動工具。
6. 少なくとも１つのスイッチ（５２、７３、９０）又はセンサが設けられていて、これが、複数の光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）の間で送信される光信号に影響を与えるように適合された制御エレメント（５３、７４、９１）とともに、２つの光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）、送信機エレメント（８７）及び受信機エレメントを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電動工具。
7. 形状ボディ（６１）が、１又はそれより多い光学導波管（６３、６４、６６、６７、７１、７２）とそれぞれ協働する送信機又は受信機エレメント（８７）のための、又は光学導波管を介して送信された放射に影響を与えるスイッチングエレメントのための支持部（８６）を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電動工具。
8. 形状ボディ（６１）が、複数のＬＥＤ（８７）のための載置部（８６）を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電動工具。
9. 支持エレメント（６０）が、電動工具（１０）のハウジング（１２）と協働して、支持エレメント、送信機エレメント、受信機エレメント、及びスイッチングエレメントで形成されたグループのうちの少なくとも１つに接続された光学導波管を、塵等による汚染からシールすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動工具。
10. 支持エレメント（６０）が、振動減衰及び／又は音響減衰材料を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電動工具。

Images