JP4933713B2 - 工具機械 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の形式の工具機械に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４４４１７９３Ａ１号明細書に開示の手持ち工具機械は、切換伝動装置を備えており、切換伝動装置が操作部材によって切換可能である。操作部材が手持ち工具機械のケーシング内に回転可能に支承されていて、切換偏心体を有しており、切換偏心体が切換伝動装置の切換部材の環状間隙内に遊びをもって係合している。切換偏心体はばね弾性的に後退可能に形成されており、従って切換伝動装置の歯部が歯と歯とで相対する場合にも、操作部材が所望の回転位置へ調節され得る。
ヨーロッパ特許公開第０４３７７１６Ａ１号明細書に開示の手持ち工具機械は、切換装置を備えており、切換装置が操作部材を用いて少なくとも１つの切換部分を介して切換可能である。操作部材と切換部分との間の力伝達経路内に、１つのばね部材を配置してあり、ばね部材が力伝達経路内で操作部材から切換部分の方向で第１の構成部分と２つの切換方向に堅く結合されていて、かつ力伝達経路の逆の方向で第２の構成部分と両方の切換方向に堅く結合されている。該構成部分は、操作部材に一体成形された偏心ピンによって形成されている。
前記ばね部材は前記構成部分によって、それも該構成部分が巻ばねとして形成されたばね部材の自由な１つの脚部の方向に運動させられる場合に、第１の切換方向にのみ弾性的に変形可能である。第２の切換方向で前記構成部分は、巻ばねとして形成されたばね部材の第２の脚部に作用するものの、該脚部は２つの点で堅く締め付けられていて、従って弾性変形できず、若しくはわずかにしか弾性変形できない。
ヨーロッパ特許０４６３４１６Ｂ１号明細書により、切換伝動装置を備えたドリルハンマーが公知である。切換伝動装置が中間軸を有しており、中間軸が該中間軸に堅く固定された直径の互いに異なる２つの歯車を有している。該歯車が、スピンドルに回転可能及び軸線方向移動不能に支承された２つの歯車に常に係合している。該歯車間でスピンドルに、相対回動不能及び軸線方向移動可能に連結リングを支承してあり、該連結リングが、それぞれ各歯車に向けられた連結歯部を有している。連結歯部が、歯車に軸線方向へ成形された対向連結歯部と係合させられるようになっている。
【０００３】
連結リングに、２つの脚部を備えていて二分割された切換フォークが係合している。切換フォークの第１の脚部が、軸線方向で工具ホルダーに向かって連結リングの後ろ側に係合しており、かつ該第１の脚部と堅く結合された摺動面が、工具ホルダーから離反する軸線方向へ第１の圧縮ばねを介して切換レバーの環状に閉じられた制御カムに圧着されており、該制御カムが環状溝によって形成されている。切換フォークの第２の脚部が工具ホルダーに向かう軸線方向で連結リングの前側に配置されている。第２の脚部が第１の脚部に対して軸線方向に移動可能に支承されていて、第２の圧縮ばねによって連結リングの方向で負荷されている。第２の圧縮ばねが第２の脚部を介して連結リングを工具ホルダーの方向で第１の脚部に押圧している。
【０００４】
切換レバーがケーシングから突出する回転つまみを有しており、回転つまみがスピンドルに対して垂直に延びる軸線を中心として回転可能に支承されている。回転つまみによって、制御カム、切換フォーク及び、該切換フォークの脚部を介して連結リングが切換られる。
【０００５】
連結リングを工具ホルダーの方向に切換えて、連結リングの連結歯を工具ホルダーに向いた側の歯車の連結歯に当接させようとする場合、切換フォークの第２の脚部が第２の圧縮ばねに抗して移動させられる。続いて該歯車の連結歯が例えばドリルハンマーの作動によって連結リングの歯溝と合致すると、連結リングが第２の圧縮ばねによって切換えられる。
【０００６】
連結リングを工具ホルダーと逆の側の方向に切り換えて、連結リングの連結歯を工具ホルダーと逆の側の歯車の連結歯に当接させようとする場合、切換レバーの制御カムが切換フォークの摺動面から離される。続いて該歯車の連結歯が連結リングの歯溝と合致すると、連結リングが第１の圧縮ばねによって切換えられる。
【０００７】
発明の利点
本発明は、工具機械若しくは工作機械、殊に手持ち工具機械若しくは手持ち工作機械であって、切換伝動装置を備えており、切換伝動装置が操作部材によって少なくとも１つの連結部材を介して切換可能であり、操作部材と連結部材との間の力伝達経路内に配置された少なくとも１つのばね部材を備えている形式のものから出発する。
【０００８】
本発明に基づき、ばね部材が力伝達経路内の、操作部材から連結部材の方向で第１の構成部分と少なくとも２つの切換方向に堅く結合されていて、かつ前記力伝達経路の逆の方向で第２の構成部分と少なくとも２つの切換方向に堅く結合されている。ばね部材が両方の切換方向で締め付けられるようになっており、スペースのわずかな簡単な構造で、わずかな構成部分で、特に１つだけのばね部材で、かつ一体構造の切換部材、例えば一体構造の切換フォークで、切換伝動装置の少なくとも２つの切換位置を予め選択することが、両方の切換方向において特に工具機械の停止時に、連結部材の歯と対向歯部の歯との互いに当接する場合でも達成される。続いて対向歯部の歯溝が、例えば工具機械のスイッチオンによって連結部材の歯と互いに合致するようになると、予め選択された切換位置がばね部材によって達成される。ばね部材は有利には一体的に形成されているものの、原理的には複数構造で形成されていてよい。操作部材若しくは第２の構成部分がセルフロック機構を介して、若しくは有利には係止装置を介して切換位置に保持されるようになっていてよい。
【０００９】
１つの実施態様では、ばね部材が第１の構成部分、及び／又は第２の構成部分に一体成形されていてよい。ばね部材、及び第１の構成部分、及び／又は第２の構成部分を、個別の構成部分によって形成している場合には、ばね部材の形状及び特に材料が、ばね部材の機能及び負荷に適合される。ばね部材がプラスチックから成っていてよいものの、有利にはばね部材はばね鋼から成形されている。これによって、ばね部材の材料の降伏若しくは塑性変形及び疲労が、長い耐用年数にわたる応力下でも避けられる。
【００１０】
第１の構成部分及び／又は第２の構成部分とばね部材とが、一体成形された少なくとも１つの形状接続エレメントを介して少なくとも２つの切換方向で互いに結合されていると、付加的な取り付け構成部分及び組立費用が減少される。
【００１１】
ばね部材が、有意義な種々の構成部分間、例えば連結部材と切換フォークとの間、又は操作部材と該操作部材によって駆動可能な歯車若しくは制御カム等との間に配置されていてよい。しかしながら特に簡単な構造及び付加的な少ない構成部分では、ばね部材が切換フォークと操作部材によって駆動可能な第２の構成部分との間に配置される。切換フォークが連結部材と一体的に形成されていてよく、若しくは連結部材に対して別個の構成部分によって形成されており、これによって連結部材が高負荷可能な材料から成形され、かつ切換フォークが負荷に適合された軽く経済的な材料から成形され得る。さらに、第２の構成部分がラックに結合され、有利にはラックに一体的に成形されている場合には、操作部材が回転つまみとして形成され、さらに歯車とラックとが、付加的な構成部分を必要とすることなしに簡単な構造で互いに形状接続的に結合される。操作部材がばね部材並びに１つ若しくは複数の制御カムを介して切換フォーク若しくは連結部材に作用するようになっていてよく、若しくはスライダーとして形成されていてもよい。
【００１２】
本発明の別の実施態様では、ラックと操作部材とが、一体成形された少なくとも１つの形状接続エレメントを介して互いに結合されている。付加的な取り付け構成部分が省略でき、ラックが操作部材によってケーシング部分に取り付けられ、かつ操作部材がラックによってケーシング部分に取り付けられる。
【００１３】
ばねエレメントは有意義な種々の形を有していてよい。たわみロッドを用いることによって、特に軽く所要スペースのわずかなかつ経済的な構成が可能である。これに対して巻ばねを用いることによって、巻条に基づき変形可能な大きな材料容積、即ち材料寸法が得られ、かつ巻ばねを用いることによって、正確に規定されたばね力が簡単に達成される。巻ばねが一方の構成部分の、ピンとして形成された形状接続エレメントに支承されていて、かつ２つの脚部で以て他方の構成部分に係合している場合には、付加的な構成部分及び組立作業が節減される。
【００１４】
本発明の構成は、当業者にとって有意義であると思われる種々の工具機械若しくは工作機械に用いられ、所要スペースのわずかでかつ軽い構造に基づき特に手持ち工具機械若しくは手持ち工作機械、例えば電気ドリル、若しくは打撃穿孔機、ドリルハンマー、彫刻ハンマー、アングルグラインダー、ねじ回し、鋸、ミーリング機械等に用いられる。
【００１５】
次に本発明を図示の実施例に基づき説明する。図示の実施例には複数の構成手段が組み合わせて用いられている。該構成手段はそれぞれ単独にも、任意に組み合わせることによっても用いられるものである。
【００１６】
実施例の説明
図１に示す打撃穿孔機は、ケーシング６４内に支承された電動モータ（図示せず）を備えている。電動モータによって切換伝動装置１０、ドリルスピンドル６６及び、ドリルスピンドル６６にねじはめられたドリルチャック６８を介して、ドリルチャック６８内に緊締されたドリル６２が駆動可能である（図１及び図２）。ドリルチャック６８と相対する側でドリルスピンドル６６に、軸線方向のパルスの形成のための打撃機構１０４が配置されている。
【００１７】
切換伝動装置１０が、ドリルスピンドル６６に並べて配置されかつ軸線方向でロックして回転可能に支承された２つの空転歯車７０，７２を有しており、該空転歯車（空転ホイール）が中間軸に支承された固定歯車（図示せず）と噛み合っている。空転歯車７０，７２はドリルスピンドル６６に対して半径方向にそれぞれ連結歯部７６，７８を備えており、該連結歯部で以て空転歯車７０，７２がドリルスピンドル６６の溝７４内に相対回動不能に支承されていてかつ軸線方向で２つの切換方向２８，３０に移動可能な金属製カップリング１８を介してドリルスピンドル６６に連結されるようになっている。
【００１８】
カップリング１８の連結歯部８０が半径方向で空転歯車７０，７２とドリルスピンドル６６との間に案内されていて、空転歯車７０，７２の連結歯部７６，７８に形状接続的に、即ち形状による拘束を伴って係合するようになっている。カップリング１８の、連結歯部８０と相対する側で周方向溝８２内にリング１１２が配置されており、該リングに、プラスチックから成る一体構造の切換フォーク２４の成形された溝１１０が切換方向２８，３０で形状接続的に係合している（図２及び図３）。
【００１９】
切換伝動装置１０は、プラスチックから成る回転つまみとして形成された操作部材１４を有しており、操作部材が一体成形された歯車８４を備えている。歯車８４がラック５０に噛み合っており、ラックがシリンダー状（円柱状）の構成部分３２に一体成形されており、該構成部分が操作部材１４によって歯車８４及びラック５０を介して軸線方向で切換方向２８，３０に移動可能である。
【００２０】
構成部分３２が、操作部材１４からカップリング１８への力伝達経路内で、ばね鋼から成る別個のばねロッドによって形成されたばね部材２０を介して切換フォーク２４に結合されている。ばね部材２０が、切換フォーク２４に一体的に切欠き（凹設部）として成形された形状接続エレメント３６内に係合している。構成部分３２と切換フォーク２４との間の小さい間隔１１６にも拘わらず、ばね部材２０の有利に変形可能な大きな長さを得るため、及びばね部材２０の剪断応力を避けるために、ばね部材２０が切欠きの、構成部分３２に向いた第１の領域８６内を切換方向２８，３０に運動可能に案内されている。前記領域８６が、構成部分３２から離反する方向に先細になっていて、かつ孔８８に開口しており、該孔内においてばね部材２０が切換方向２８，３０で切換フォーク２４と形状接続的に結合されている。
【００２１】
ばね部材２０の一体的にフック状の部分として成形された形状接続エレメント４２が、構成部分３２の、前記フック状の部分に対応して切欠きとして成形された形状接続エレメント４４内に係合している。ばね部材２０のフック状の部分が切欠き内において切換方向２８，３０で構成部分３２に形状接続的に結合されている。構成部分３２と切換フォーク２４との間の小さい間隔１１６にも拘わらず、ばね部材２０の有利に変形可能な大きな長さを得るため、及び剪断応力を避けるために、ばね部材２０が構成部分３２の切欠きの、切換フォーク２４に向いた領域９０内で２つの傾斜面間を切換方向２８，３０に運動可能に案内されている。さらに、ばね部材２０のフック状の部分がばね部材２０自体の変形に際して部分的に一緒に変形して、有利に変形可能な大きなばね容積、即ちばね寸法を達成している。
【００２２】
組立に際して、ばね部材２０のフック状の部分が構成部分３２の切欠き内にはめ込まれる（図４）。次いで、切換フォーク２４がばね部材２０に被せはめられる。操作部材１４が歯車８４で以て打撃穿孔機のケーシング部分５６の開口を通して押し込まれる（図５）。次いで、予めばね部材２０及び切換フォーク２４と一緒に組み立てられたラック５０がケーシング部分５６内に挿入され、かつラック５０が側方へ切換方向３０に歯車８４上へ移動させられる（図６）。この場合、ラック５０にフックとして形成された形状接続エレメント５２（図３）が、操作部材１４の環状溝として形成された形状接続エレメント５４内に係合するようになっている。ラック５０と操作部材１４とが形状接続エレメント５２，５４を介して互いに結合されている（図３）。これによって、ラック５０と操作部材１４とが互いに協働してケーシング部分５６に取り付けられている。従って、付加的な取り付け箇所が省略される。
【００２３】
ばね部材２０が両方の切換方向２８，３０で締め付けられるようになっており、両方の切換方向２８，３０で、特に電動モータの停止時にカップリング１８の連結歯部８０の連結歯と空転歯車７０若しくは７２の連結歯部７６，７８の連結歯との合致した状態で、切換伝動装置１０の１つの切換位置が予め選ばれ得るようになっている。図７が切換伝動装置１０を１つの選択位置で示している。構成部分３２が切換フォーク２４に対して相対的に切換方向２８に移動させられており、ばね部材２０が予負荷（プレストレス）されている。
【００２４】
操作部材１４がばね部材２０の予負荷力（プレストレス力）によって選択位置若しくは切換位置から戻り回転させられてしまうことを防止するために、操作部材が該切換位置で係止ピン９２によってロックされるようになっており、係止ピンが該切換位置でケーシング５６の開口（図示せず）内に係合する。
【００２５】
打撃穿孔機の電動モータが接続（スイッチオン）されて、カップリング１８の連結歯部８０の歯溝が切換方向２８で空転歯車７０の連結歯部７６の連結歯と合致すると、カップリング１８がばね部材２０によって接続されて、空転歯車７０が該空転歯車の歯部７６及びカップリング１８の連結歯部８０を介してドリルスピンドル６６に相対回動不能に結合される（図８）。これによって、ドリルスピンドル６６が電動モータによって、結合された空転歯車７０に設定された伝達比で駆動される。
【００２６】
操作部材１４が切換位置を越えて回動させられてしまうことを避けるために、ラック５０が切換方向２８で、ラック５０に一体成形されたストッパ９４を介して、かつ切換方向３０で、詳細には図示してないストッパを介して運動を制限されている。
【００２７】
図９、図１０及び図１１が別の実施例を示している。実質的に変わらない構成部分には同じ符号が付けてある。さらに変わらない構成及び機能については、図１の実施例で述べた説明が参考になるものである。
【００２８】
切換伝動装置１２が、プラスチックから成る回転つまみとして形成された操作部材１６を有しており、操作部材が一体成形された歯車８４を備えている。歯車８４がラック５０に噛み合っており、ラックが構成部分３４に一体成形されており、該構成部分が操作部材１６によって歯車８４及びラック５０を介して軸線方向で切換方向２８，３０に移動可能である。
【００２９】
構成部分３４が、操作部材１６からカップリング（詳細には図示せず）への力伝達経路内で、ばね鋼から成る巻ばね若しくはねじりばねとして形成されたばね部材２２を介して切換フォーク２６に結合されている。操作部材１６が、止めリング９６（図１０）を介してケーシング部分（図示せず）に取り付けられており、前記止めリングが操作部材１６の環状溝９８内に係合している。操作部材１６がケーシング部分に対してシールリング１０６によって密閉されている。切換フォーク２６が保持部材（詳細には図示せず）を介してケーシング部分に保持されており、前記保持部材が構成部分３４のＨ字形成形部１００に係合している。
【００３０】
ばね部材２２が、螺旋部として形成された形状接続エレメント４６で以て、構成部分３４のピンとして形成された形状接続エレメント４８に支承されている。さらに、ばね部材２２が第１の脚部５８で以て切換方向２８で、切換フォーク２６に一体的に突起として成形された形状接続エレメント３８に形状接続的に係合していて、かつ第２の脚部６０で以て切換方向３０で、切換フォーク２６に一体的に突起として成形された形状接続エレメント４０に形状接続的に係合している。
【００３１】
ばね部材２２の脚部６０が、操作部材１６の軸線方向で切換フォーク２６の前側に配置され、かつばね部材２２の脚部５８が後ろ側に配置されている（図１１）。歯車８４がラック５０と切換フォーク２６との間に配置されており、従って、全体的に小さい構成スペースにも拘わらず、ばね部材２２が長い脚部５８，６０で有利に形成されて、変形可能な大きなばね容積、即ちばね寸法を達成している。
【００３２】
ばね部材２２が両方の切換方向２８，３０で締め付けられるようになっており、両方の切換方向２８，３０で、図１乃至図８に示す実施例に相応して、１つの切換位置が予め選ばれ得るようになっている。ばね部材２２が選択過程に際してピンを中心として回動してしまうことを防止するために、構成部分３４にウエブ１１４を一体成形してあり、該ウエブがピンの軸線方向でばね部材２２の脚部５８，６０間に突入している。さらに、ばね部材２２が有利には軽く予負荷して組み込まれているとよい。ウエブ１１４が脚部５８，６０間相互の交差を防止している。
【００３３】
操作部材１６が切換位置を越えて回動させられてしまうことを防止するために、操作部材１６にピン１０２を一体成形してあり、該ピンが、ケーシング部分にほぼ１８０°にわたって延びるように形成された溝（図示せず）内に係合していて、かつ切換位置で該溝の端部に当接して、これによって操作部材１６の回転運動を制限するようになっている。切換位置では操作部材１６は係止ピン９２を介してロックされるようになっており、該係止ピンが切換に際して圧縮ばね１０８に抗して移動可能である（図１０）。
【図面の簡単な説明】
【図１】 打撃穿孔機の概略図。
【図２】 図１の打撃穿孔機の切換伝動装置の断面図。
【図３】 ケーシング内に組み込まれた状態での図２の符号ＩＩＩの矢印方向で見た平面図。
【図４】 切換フォークとばねロッド及びラックとの組立状態を示す図。
【図５】 操作部材をケーシング内に組み込む状態で示す図。
【図６】 図４で組み立てられたラックを図５で組み込まれた操作部材に結合する状態を示す図。
【図７】 図２の切換装置を１つの選択位置で示す図。
【図８】 図７の切換装置を切換過程の行われた後の状態で示す図。
【図９】 図２に対する変化例の部分平面図。
【図１０】 図９の符号Ｘの矢印方向で見た側面図。
【図１１】 図１０の符号ＸＩの矢印方向で見た平面図。
【符号の説明】
１０，１２ 切換伝動装置、 １４，１６ 操作部材、 １８ カップリング、 ２０，２２ ばね部材、 ２４ 切換フォーク、 ２８，３０ 切換方向、 ３２，３４ 構成部分、 ３６，３８，４０，４２，４４，４６，４８ 形状接続エレメント、 ５０ ラック、 ５２，５４ 形状接続エレメント、 ５６ ケーシング部分、 ５８，６０ 脚部、 ６２ ドリル、 ６４ ケーシング、 ６６ ドリルスピンドル、 ６８ ドリルチャック、 ７０，７２ 空転歯車、 ７４ 溝、 ７６，７８，８０ 連結歯部、 ８２ 周方向溝、 ８４ 歯車、 ８６ 領域、 ８８ 孔、 ９０ 領域、 ９２ 係止ピン、 ９４ ストッパ、 ９６ 止めリング、 ９８ 環状溝、 １００ Ｈ字形成形部、 １０２ ピン、 １０４ 打撃機構、 １０６ シールリング、 １０８ 圧縮ばね、 １１０ 溝、 １１２ リング、 １１４ ウエブ、 １１６ 間隔

Claims (14)

1. 工具機械であって、切換伝動装置（１０，１２）を備えており、切換伝動装置が操作部材（１４，１６）によって少なくとも１つの連結部材（１８）を介して切換可能であり、操作部材（１４，１６）と連結部材（１８）との間の力伝達経路内に配置された少なくとも１つのばね部材（２０，２２）を備えており、ばね部材が２つの切換方向で弾性的に変形可能であり、この場合、ばね部材（２０，２２）が力伝達経路内の、操作部材（１４，１６）から連結部材（１８）の方向で第１の構成部分（２４，２６）と少なくとも２つの切換方向（２８，３０）に堅く結合されていて、かつ前記力伝達経路の逆の方向で第２の構成部分（３２，３４）と少なくとも２つの切換方向（２８，３０）に堅く結合されており、第２の構成部分（３２，３４）がラック（５０）に結合されていることを特徴とする工具機械。
2. ばね部材（２０，２２）、及び第１の構成部分（２４，２６）、及び／又は第２の構成部分（３２，３４）が、個別の構成部分によって形成されている請求項１記載の工具機械。
3. 第１の構成部分（２４，２６）とばね部材（２０，２２）とが、一体成形された少なくとも１つの形状接続エレメント（３６，３８，４０）を介して少なくとも２つの切換方向（２８，３０）で互いに結合されている請求項２記載の工具機械。
4. 第２の構成部分（３２，３４）とばね部材（２０，２２）とが、一体成形された少なくとも１つの形状接続エレメント（４２，４４，４６，４８）を介して少なくとも２つの切換方向（２８，３０）で互いに結合されている請求項２又は３記載の工具機械。
5. 第１の構成部分（２４，２６）が切換フォークによって形成されている請求項１から４のいずれか１項記載の工具機械。
6. 第２の構成部分（３２，３４）がラック（５０）と一体的に形成されている請求項１から５のいずれか１項記載の工具機械。
7. ラック（５０）と操作部材（１４）とが、一体成形された少なくとも１つの形状接続エレメント（５２，５４）を介して互いに結合されている請求項６記載の工具機械。
8. ラック（５０）が操作部材（１４）によって、かつ操作部材（１４）がラック（５０）によってケーシング部分（５６）に取り付けられている請求項７記載の工具機械。
9. ばね部材（２０）がばねロッドによって形成されている請求項１から８のいずれか１項記載の工具機械。
10. ばね部材（２２）が巻ばねによって形成されている請求項１から８のいずれか１項記載の工具機械。
11. 巻ばねが一方の構成部分（３４）の、ピンとして形成された形状接続エレメント（４８）に支承されていて、かつ２つの脚部（５８，６０）で以て他方の構成部分（２６）に係合している請求項１０記載の工具機械。
12. 第２の構成部分（３２，３４）が、操作部材（１４，１６）によって軸線方向で２つの切換方向（２８，３０）に移動可能である請求項１記載の工具機械。
13. 第１の構成部分（２４）の形状接続エレメント（３６）が、第２の構成部分（３２）から離反する方向に先細になっている領域（８６）、及び孔（８８）を有している請求項３記載の工具機械。
14. 第２の構成部分（３２）の形状接続エレメント（４２）が、フック状の部分として形成されている請求項４記載の工具機械。

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