JP2012500729A - 手持ち式電動工具 - Google Patents

Abstract

振動する作業運動、特に並進運動を行う手持ち式電動工具（１０）は、駆動手段として、電圧のもとで膨張及び／又は収縮するエラストマモジュール（２３）が働き、該エラストマモジュールが機械的に工具（３４）に、電気的に電源（１８）に連結可能であることにより、特にコンパクトかつ小型に形成される。

Description

本発明は、請求項１の上位概念記載の形式の手持ち式電動工具に関する。

小〜中クラスの出力で、穿孔、ねじ固定、フライス加工、研磨、鋸引きを行うために回転作業運動を行う、極めてコンパクトかつ小型設計の充電手持ち式電動工具が公知である。

並進作業運動を行う中クラスの出力の従来の手持ち式電動工具は、それほどコンパクトには形成されていない。このような手持ち式電動工具は、鋸引き、研磨、研削のような、電動工具において重要な使用のために必要な出力を有した回転電動モータを有している。このような電動工具の構成体積は、電動モータの回転運動を並進運動に変換する伝動装置のため、このような伝動装置を有さない、回転作業運動を行う手持ち式電動工具よりも著しく大きい。さらに、並進作業運動を行う手持ち式電動工具は、可変に調節可能な作業行程を行うという、これまでは極めて手間をかけてしか実現できなかった特徴を有していない。

発明の開示
請求項１記載の特徴を有した本発明の利点は、手持ち式電動工具において実際に必要な作業条件のために、電気的なエネルギを、調節可能な所要の行程、振動数、出力、効率を伴う並進運動に直接変換することができる駆動装置が、手持ち式電動工具に設けられていることにある。

この駆動装置が、電圧が加えられた状態で、３０％まで調節可能に膨張若しくは収縮する、電気活性ポリマとも言われる誘電性のエラストマによって作業されることにより、電動モータの回転運動を並進運動に変換する上述した伝動装置なしで作業する行程駆動装置が実現可能である。

駆動装置がエラストマによって形成されていることにより、駆動装置の作業振動数だけでなく、行程、ひいてはその都度の手持ち式工作機械の工具の変位も可変に調節可能若しくはプログラミング可能である。

誘電性のエラストマから成る管の形状の駆動装置がばねと組み合わせられていて、いわば「疑似的な筋肉」を実現することにより、駆動装置はコンパクトな被駆動モジュールを形成し、工具の往復運動を直接、行わせる。

変化実施例において、駆動装置に、種々異なる厚さ及びコイルのエラストマを設けることにより、行程及び行程力を、電動工具のその都度必要な出力に合わせることができる。

駆動装置が多重に逆方向に配置されていることにより、被駆動ロッドを電気的に往復運動するように駆動することができる。

駆動装置が、中央の被駆動ロッド、又は、駆動装置に連結可能な平行に支承された被駆動ロッドを有していることにより、必要に応じて、体積の小さな特別な構成又は体積の大きな安価な標準的な駆動モジュールを使用することができる。

駆動装置がリチウムイオン電池と共に使用されることにより、鋸引き、研磨、研削等のための往復作業運動を行う極めてコンパクトな電動工具が得られる。

ジグソーの往復動ロッドが揺動するように支承されていて、揺動往復機構と連結可能であって、この揺動往復機構により、往復動ロッドがその往復運動中、揺動運動、特に作業工程中、前方に向かう揺動運動を行うことができることにより、裁断効率が改善される。

往復動ロッドが揺動するように支承されていて、揺動往復機構の代わりに、往復運動中に往復動ロッドを揺動するように駆動する別のエラストマモジュールと連結可能であることにより、揺動往復運動は確実かつ可変に制御可能若しくはプログラミング可能である。

往復動ロッドの上端部に長孔が設けられており、該長孔を揺動軸が貫通していて、該揺動軸を中心として、往復動ロッドが送り方向で揺動可能にガイドされていることにより、揺動運動を僅かな手間で、精密かつ確実に行うことができる。

特に、往復動ロッドの行程運動に同期して、揺動行程を行うために、鋸刃背面に支持するための少なくとも１つの揺動ローラが配置されていることにより、鋸刃を、アクティブな揺動行程中ワークに作用した状態で特に確実にガイドすることができる。

揺動ローラが、固有の駆動装置、特にエラストマモジュールを介して駆動されることにより、揺動行程運動を、往復動ロッドの刃行程とは独立的に、これに合わせて可変に制御可能である。

以下に、本発明の実施の形態を図面につき詳しく説明する。

揺動装置を有さない本発明によるジグソーを示した縦断面図である。 機械的な揺動装置を備えた図１のジグソーを示した図である。 電気的な揺動装置を備えた図１のジグソーを示した図である。

発明の実施の形態
図１の縦断面図で示した充電式ジグソー１０は、ピストル型グリップ１４を有したケーシング１２を有している。このグリップ１４の下方には、ジグソー１０の駆動装置２４をオン・オフするための外方に突出した切替ボタン１６が設けられていて、グリップ１４の内部には、駆動モジュール２４を運転させるための蓄電池１８、特に、リチウムイオン電池が設けられている。ケーシング１２は、脚部プレート３６上に回転ジョイント４０で、送り方向を規定する旋回軸線３８を中心として、留め継ぎ用切断のために両側にそれぞれ少なくとも４５°の角度範囲で旋回して位置決めできるように支承されている。脚部プレート３６に対するケーシング１２の種々異なる旋回位置は、詳しくは説明しないロック手段４２によって解除可能にロックすることができる。

駆動モジュール２４は、誘電性のエラストマから成るチューブを有した管状のエラストマモジュール２３から成っている。このエラストマモジュール２３は、ばね２６と共に同心的な往復動ロッド２２を取り囲んでいて、ばね２６と共に軸方向でピストン２５に支持されている。このピストン２５は往復動ロッド２２に機械的に連結されていて、特に往復動ロッド２２を同心的かつ摺動不能に取り囲んでいる。

エラストマモジュール２３は蓄電池１８と電気的に接続されており、充電池１８とエラストマモジュール２３との間には電気ユニット４４が接続されている。この電気ユニット４４は蓄電池１８の電圧を高圧に変換するもので、エラストマモジュール２３に配属されている。エラストマモジュール２３は、例えば切替ボタン１６の操作後に、高圧下で、調節可能な行程運動により収縮し、又は膨張する。若しくは、高圧遮断後及び／又はエラストマの短絡後に、エラストマモジュール２３はばね２６の力に抗して調節可能な行程運動により膨張し、若しくは、エラストマのタイプによっては、再び収縮し、この場合、ピストン２５と、往復動ロッド２２とを、可変に調節可能な行程運動により直線摺動によって連行する。

電気ユニット４４又は同様に相応に制御され印加される高圧電圧のもとで、エラストマモジュール２３は往復作業し、ジグソー１０の往復動ロッド２２の圧縮ばね２６と共に、往復鋸作業のために適した振動往復運動を可能にする。

往復動ロッド２２は、それぞれ上方及び下方の往復動ロッド軸受２８によって、上方及び下方に摺動可能に支承されている。往復動ロッド２２は下端部に、往復動ロッド２２が相応の往復運動を行う際に鋸挽きのために使用することができる公知のジグソーブレード３４を保持するための公知の緊締装置３２を支持している。

エラストマモジュール２３は、切替ボタン１６を介して充電池１８及び、その後方に接続された電気ユニット４４に電気的に接続されている、若しくは切替ボタン１６によって短絡可能である。電流供給はこの場合、任意の充電タイプ若しくは給電網によって行うことができる。

ジグソーの駆動は、互いに反対方向に配置された２つのエラストマモジュールによって行うこともできる。これらのエラストマモジュールは交互に電力に接続され、従って、ばねの介在なしに往復動ロッドの振動運動を実現する。

圧縮ばね２６は相応のエラストマのタイプにおいては、引張ばねとして形成することもできる。

図２に示したジグソー１００は図１のジグソー１０とほぼ同じであるが、往復動ロッド２２１に揺動往復動機構４６が配属されている点でのみ異なっている。このために、往復動ロッド２２１は、上方の延長端部２１で、旋回軸線３８に対して横方向に上方で延びる、ケーシング固定の揺動軸５０を中心として旋回可能に支承されている。揺動軸５０はこのために往復動ロッド２２１の上方端部２１に設けられた長孔５２に係合しているので、往復動ロッド２２１は、昇降運動の際に付加的に、送り方向によって規定された平面において揺動運動可能である。このために、往復動ロッド軸受２８は、往復動ロッド２２と駆動モジュール２４と共に、シンボル的にのみ示された揺動往復動機構４６によって揺動するように駆動可能にケーシング１２内に支承されていて、これにより往復動ロッド２２は上昇行程で送り方向に揺動する。

図３に示したジグソー１０１は、図１のジグソー１０と、往復動ロッド２２１の揺動駆動装置に関してのみ異なっている。この場合、揺動往復動機構ではなくて、揺動モジュール５４として、第２のエラストマモジュールが配置されている。揺動モジュール５４により、往復動ロッド２２の上昇行程の際に下方の往復動ロッド軸受２８は、揺動ばね５６に抗して送り方向で、調節可能な行程で横方向運動を行うことができる。これにより往復動ロッド２２は下降行程の際に、揺動ばね５６によって戻り行程を行うことができる。このために、往復動ロッド２２１は上方の延長端部２１で、旋回軸線３８に対して横方向に上方で延びる、ケーシング固定の揺動軸５０を中心として旋回可能に支承されており、このために揺動軸５０は往復動ロッド２２１の上端部２１に設けられた長孔５２に係合する。

理想的には、ジグソー１０，１００，１０１は、約１〜１０ｍｍの調節可能な行程を有しており、蓄電池の長さは約８０ｍｍであって、組み込まれた駆動モジュール２４を有した往復動ロッドの長さは約１００ｍｍである。これにより、出力電位が高くかつ極めてコンパクトな寸法のジグソーが形成される。

有利には、ジグソー１００，１０１は、特に効果的な揺動行程を直接、ジグソーブレードに伝達するために、ジグソーブレード背面における支持のために揺動ローラを有している。

本発明によるジグソーの別の構成では、従来の形式で駆動されるジグソーが、揺動機構の代わりにエラストマ駆動モジュールを有している、又は往復動ロッドを駆動するためのエラストマ駆動モジュールを備えたジグソーが、往復動ロッドの揺動のためのピエゾ駆動装置を有している。

研削及び鋸挽きのための駆動軸の往復回転運動を行わせるために、偏心伝動装置を有した従来のモータに換えて、後置された往復動ロッド伝動装置を備えた相応に配置されたエラストマモジュールを使用することができる。

エラストマ駆動モジュールの使用は、スクレーパの駆動のためにも、チゼル加工のためのハンマドリルの被駆動軸の往復運動の発生のためにも有利である。

別の有利な構成では、工具は、加えられる電圧の高さと、これにより生じるエラストマの剛性とに応じて、小さな振幅で高い変位振動数を有していて、大きな振幅で低い変位振動数を有する。このような設計により、例えば、鋸ブレード、研削アダプタ、チゼル、スクレーパ挿入部のような多様な作業工具の使用が可能である。

Claims (10)

1. 振動する作業運動、特に工具（３４）の並進運動を行う、電圧源に接続するための手持ち式電動工具（１０，１００，１０１）であって、
   駆動手段として、電圧をかけられて膨張及び／又は収縮するエラストマモジュール（２３）が働き、該エラストマモジュールが機械的に工具（３４）に、電気的に電圧源に連結可能であることを特徴とする、手持ち式電動工具。
2. エラストマモジュール（２３）が、工具（３４）の往復運動のために圧縮ばね（２６）及び／又は引張ばねに連結可能である、請求項１記載の手持ち式電動工具。
3. エラストマモジュール（２３）が、工具（３４）の往復運動のために、逆方向の別のエラストマモジュール（２３）に連結可能である、請求項１記載の手持ち式電動工具。
4. 当該手持ち式電動工具がジグソー（１０）として形成されており、該ジグソーの往復動ロッド（２２）がエラストマモジュール（２３）に連結されている、請求項１記載の手持ち式電動工具。
5. 往復動ロッド（２２）の振幅及び作業振動数が可変に調節可能であって、特に鋸機械及び／又は研削機械のために有利にはプログラミング可能である、請求項１記載の手持ち式電動工具。
6. ジグソー（１０）の往復動ロッド（２２）が揺動するように支承されており、揺動往復機構（４６）に連結可能であって、揺動往復機構（４６）により、往復動ロッド（２２）は、往復運動の間に、揺動運動を、特に作業行程時に、前方への揺動を行うことができる、請求項４記載の手持ち式電動工具。
7. 往復動ロッド（２２）が揺動するように支承されていて、揺動往復機構（４６）の代わりに、別のエラストマモジュール（５４）に連結可能であり、該エラストマモジュールにより、往復動ロッド（２２）が、その往復運動の間に揺動するように駆動される、請求項４記載のジグソー。
8. 往復動ロッド（２２）の上端部に長孔（５２）が設けられており、該長孔を揺動軸（５０）が貫通していて、該揺動軸（５０）を中心として、往復動ロッド（２２）が送り方向で揺動可能にガイドされている、請求項６又は７記載のジグソー。
9. 特に、往復動ロッド（２２）の行程運動に同期して、揺動行程を行うために、鋸刃背面に支持するための少なくとも１つの揺動ローラが配置されている、請求項５記載のジグソー。
10. 揺動ローラが、固有の駆動装置、特にエラストマモジュール（２３，５４）を介して、揺動するように駆動される、請求項８記載のジグソー。

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