JP2015512619A - 手持ち式モータ駆動切断装置 - Google Patents

手持ち式モータ駆動切断装置 Download PDF

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Abstract

モータ2と、第1刃具3と、回転動作を第1刃具3の往復動作に変換するように配置された第1変速装置5とを備えた、手持ち式モータ駆動切断装置を提供する。第1変速装置5は、モータ2に駆動されるように配置された第1回転部6と、第1端部11と第2端部12を備えた第1コネクティングロッド9とを備えている。第1端部11は第1回転部6の第1接続点10において第1回転部6に偏心状態で接続され、第2端部12は第1刃具3に接続される。第1変速装置5は、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するため、第1回転部6と第1刃具3との間に力制限要素4を備える。本発明は、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法に関する。【選択図】図2

Description

本発明は、例えば植木用バリカン等の手持ち式のモータ駆動切断装置に関する。本発明は更に、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法に関する。
例えば、植木用バリカン等の切断装置を用いて作業者が茂みや枝や草などの植栽を切る場合がある。植木用バリカンは互いに対して往復動する、例えば切断ブレード等の2つの刃具を備え、これら2つの刃具間の相対動作によって切断動作を実行することができる。又、植木用バリカンによっては、例えば切断ブレード等の1枚の往復刃具を備え、それが固定刃具と協働することで切断する場合もある。ブレードは、例えば電気モータや内燃エンジンなどのモータによって駆動される。モータの回転動作をブレードの往復動作に変換するために変速装置が設けられる。切断時、切断装置のブレードが太い枝によってブロックされる場合がある。ブレードのブロック状態を解除することが面倒でかつ時間がかかる場合がある。又、特にフェンスの鋼線等の硬い材料によってブレードがブロックされてしまうようなブレードブロック時、切断装置の切断ブレードや変速装置が損傷してしまうリスクがある。
例えば、ボッシュの植木用バリカンAHS7000やある特許文献に記載されている植木用バリカンのように、モータと変速装置との間に配置されたクラッチ機構を使用することで植木用バリカンのブレードや変速装置を保護しようとする試みがなされてきた(例えば、特許文献1参照。)。これらのシステムでは、モータの運動エネルギはクラッチを介して変速装置に伝達される。ブレードがブロックした場合、モータの減速や停止に伴ってモータの運動エネルギがクラッチ上で消散するよう意図されている。このようなシステムでは、ブレードブロック時、モータやクラッチ機構や変速装置の部品の持つ高い慣性によって、比較的高い力がモータからブレードに伝達される。更に、ブレードに伝達される力はモータの回転速度やクラッチ機構の製造公差に依存する。この事は、ブレードブロック時、システムに対して、予測できない力レベルがブレードに伝わる事態をもたらす場合がある。更に、エンジンを再起動するにあたっては、往々にして作業者は、ブレードをブロックしている障害物を手で取り除かねばならない。又、クラッチ機構に付随するその解決策は高価でかさばったものであり、切断装置に対してかなりの負担を強いるものである。
欧州特許出願公開第1332665号明細書
本発明の目的は、刃具がブロックされた場合、切断装置の刃具や変速装置を損傷から保護することにある。
本発明の一態様によれば、その目的は、モータと、第1刃具と、回転動作を第1刃具の往復動作に変換するように配置された第1変速装置とを備える手持ち式モータ駆動切断装置によって達成される。第1変速装置は、前記モータによって駆動されるように配置された第1回転部と、第1端部と第2端部を備えた第1コネクティングロッドとを備える。前記第1端部は前記第1回転部の第1接続点において、第1回転部に偏心状態で接続され、前記第2端部は前記第1刃具に接続される。前記第1変速装置は、前記第1刃具に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するため、前記第1回転部と前記第1刃具との間に力制限要素を備える。
力制限要素は第1回転部と第1刃具の間に配置されているので、第1刃具に付与される力は予め定めた力レベルを超えることが防止される。その結果、上述した目的が達成される。
幾つかの実施形態によれば、手持ち式モータ駆動切断装置は手持ち式植木用バリカンでもよい。更なる実施形態によれば、切断装置はモータ駆動のハサミやモータ駆動剪定バサミ、或いは手持ち式モータ駆動切断装置の任意の他の形態であってもよい。
前記第1刃具は1つ以上の刃先を備えてもよい。第1刃具は切断ブレード、例えばモータ駆動植木用バリカンの切断ブレード、モータ駆動ハサミ、又はモータ駆動の剪定バサミを備えてもよい。第1刃具はアーム上に1つ以上の切断ブレードを配しても良く、或いはアームに1つ以上の切歯を配してもよい。第1変速装置は回転動作を第1刃具の往復動作を変換することができる。モータは電気モータでも内燃機関でもよい。上に記載された「第1刃具がブロックされる」という表現は、第1刃具の動作を妨げる障害物によって引き起こされる第1刃具の往復動作の部分的減少だけでなく、第1刃具がその動作を完全停止することをも包含するよう意図したものである。モータは第1変速装置に直接接続されてもよいし、第1変速装置に間接的に接続されるものでもよい。
幾つかの実施形態によれば、第1コネクティングロッドは第1の方向に沿って移動できるように配置されてもよい。第1回転部は、第1回転部の回転動作を第1刃具の往復動作に変換するように、第1コネクティングロッドの細長い開口部内で摺動するように構成された第1クランクピンを備えてもよい。このような実施形態では、第1刃具は、第1コネクティングロッドの往復動作方向と本質的に同じ方向に移動できるように配置されてもよい。従って、そのような実施形態では、切断装置は、第1回転部の回転動作を第1刃具の往復動作に変換するための単純かつ堅牢な機構を利用することができる。
幾つかの実施形態によれば、力制限要素は、第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベルに到達した際には、少なくとも第1刃具の往復動作を減じてもよい。このようにして刃具及び/又は変速装置は、刃具がブロックされた場合の損傷から保護することができる。更に、第1刃具の往復動作はその長さが低減されるも継続可能であるため、切断装置を使用する作業者は第1刃具をブロックする物体から第1刃具を容易に除去することができる。
幾つかの実施形態によれば、力制限要素があることによって、第1刃具がブロックされた場合でもモータと第1回転部は回転を継続することができる。このように、少なくともエンジンと変速装置の第1回転部は回転継続できることにより、少なくともエンジンと第1回転部の回転運動量を保存することができる。更に、変速装置は第1刃具がブロック物によってブロックされた場合、予め定めた力レベルに達するまで第1刃具に対しパルス状に力を付与するようにしてもよい。従って、第1刃具はブロック物に対してパルス状に力を付与することによりブロック物を切断する可能性を増大させることができる。ブロック物に付与される力は予め定めた力レベルと実質的にゼロの間で変化してもよい。複数回の連続した切断動作によってもブロック物を切断できない場合でも、作業者は、パルス状に付与される力のためにブロック物から第1刃具を除去することができる。
幾つかの実施形態によれば、力制限要素は弾性要素を備えてもよい。弾性要素はばねやゴム材料から成ってもよい。更に、幾つかの実施形態によれば、弾性要素はプレテンションされたばね要素を備えてもよい。更に、力制限要素はプレテンション及び/又は予備圧縮されたゴム材料を備えてもよい。
幾つかの実施形態によれば、力制限要素は、第1刃具に付与される伝達力が前記予め定めた力レベルを超えないようにするために第1コネクティングロッドのストロークが動的に変えられるように、第1接続点が第1回転部の半径方向に移動するのを可能にしてもよい。第1コネクティングロッドの第1端部は第1接続点で第1回転部に偏心した状態で接続され、第2の端部は第1刃具に接続され、更に第1回転部はエンジンによって駆動されるように配置されているので、第1刃具に供給された伝達力は、第1接続点が第1回転部の半径方向に移動できるようにすることで、予め定めた力レベルを超えることを防止することができる。第1刃具が、例えば太い枝やフェンスの鋼線等のブロック物によってブロックされた場合、第1接続点は、第1コネクティングロッドのストロークが抑えられるように半径方向に移動することができる。これにより、第1刃具に伝達される力が予め定めた力レベルを超えることが回避できる。第1刃具がブロック物から削除されると、第1回転部の回転によって生じて、特に第1コネクティングロッドの第1端部にかかる遠心力により、確実に第1コネクティングロッドのストロークを増加することができる。
幾つかの実施形態によれば、手持ち式モータ駆動切断装置は第1刃具と協働する第2の刃具を備えてもよい。このような実施形態では、第1刃具と第2刃具は互いに対して往復動作することができ、これら2つの刃具間の相対動作によって切断動作を実行することができる。或いは、第2刃具は切断装置に対して固定される形でもよい。
幾つかの実施形態によれば、手持ち式モータ駆動切断装置は回転動作を第2刃具の往復動作に変換する第2変速装置を備えてもよい。このような実施形態では、第2変速装置は本質的に第1変速装置に対応した部品を備えるか、或いは少なくとも一部を第1変速装置と共用してもよい。
幾つかの実施形態によれば、第2変速装置は、第1端部と第2端部を伴った第2コネクティングロッドを備えてもよい。第1端部は、第1回転部の第2接続点において第1回転部に偏心した状態で接続され、第2端部は第2刃具に接続されてもよい。第2変速装置は、第2刃具に伝達される力が予め定めた力レベルを超えてしまうのを回避するために、第1回転部と第2刃具との間に更なる力制限要素を配することができる。このような実施形態では、第1コネクティングロッドと第2コネクティングロッドは1つの回転部に対して偏心した状態で接続することができる。第1コネクティングロッドの第1端部は第2接続点とは異なる第1接続点において第1部に偏心した状態で接続することができる。
幾つかの実施形態によれば、第2変速装置は、モータと、第1端部と第2端部を伴った第2コネクティングロッドとによって駆動されるように配置された第2回転部を備えてもよい。第1端部は、第2回転部の第2接続点において第2回転部に偏心した状態で接続され、第2端部は第2刃具に接続されてもよい。第2変速装置は、第2刃具に伝達される力が予め定めた力レベルを超えてしまうのを回避するために、第2回転部と第2刃具との間に更なる力制限要素を配することができる。このような実施形態では、2つの回転部は、本質的に同じ回転速度で回転してもよいし、同一のモータによって駆動されるようにしてもよい。第1回転部と第2回転部は、本質的に同じ回転速度で回転できるように機械的接続やその他のインターロック構造を備えてもよい。このような実施形態では、第1コネクティングロッドの第1端部は、第2コネクティングロッドの第1端部が第2回転部に偏心状態で接続されるような角度とは異なる角度をもって第1回転部に偏心状態で接続されてもよい。第1回転部の第1接続点と第2回転部の第2接続点との間の角度は約180度であってもよい。
本発明の一態様によれば、その目的は、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法において、
モータから第1回転部に回転動作を供給する段階と、
第1端部と第2端部を備えた第1コネクティングロッドであって、前記第1端部は前記第1回転部の第1接続点において第1回転部に偏心状態で接続され、前記第2端部は前記第1刃具に接続される、前記第1コネクティングロッドを備える第1変速装置を用いて、前記第1回転部の回転動作を前記第1刃具の往復動作に変換する段階と、
前記第1回転部と前記第1刃具との間に配置された力制限要素を用いて前記第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避する段階とを有する方法によって達成される。
重ねて言うが、力制限要素が第1回転部と第1刃具との間に配置されるため、第1刃具に付与される力は予め定めた力レベルを超えることが回避される。その結果、上述した目的が達成される。
本発明の更なる特徴及び利点は、添付された特許請求の範囲と以下の詳細な説明を検討することで明らかになるであろう。当業者であるならば、添付の特許請求の範囲によって定義されたように、本発明の範囲から逸脱することなく本発明の様々な特徴を組合わせることで、以下に記述するもの以外の実施形態が可能であることを理解するであろう。
本発明の様々な態様は、その特徴や利点をも含めて以下の詳細な説明および添付図面から容易に理解される。
幾つかの実施形態による切断装置を示す図である。 幾つか実施形態による力制限要素を備えた切断装置の第1変速装置の概略図である。 力制限要素と、幾つかの実施形態による更なる力制限要素とを備える切断装置の第1変速装置と第2変速装置の概略図である。 幾つかの実施形態による力制限要素を備えた切断装置の第1変速装置の概略図である。 幾つかの実施形態による力制限要素を備えた切断装置の第1変速装置の概略図である。 幾つかの実施形態による力制限要素の概略図である。 幾つかの実施形態による手持ち式モータ駆動切断装置の運動量を伝達する方法を示す図である。
例示的な実施形態を示す添付図面を参照し、以下本発明をより詳細に説明する。しかしながら、本発明はここで説明する実施形態に限定し形で解釈すべきではない。本発明が属する技術分野の当業者により容易に理解されるように、例示的な実施形態に開示された各特徴は組み合わせ可能である。明細書全体を通して類似した番号は同様の要素を指している。
簡潔さ及び/又は明瞭化のため、周知の機能や構成は必ずしも詳細には説明されない。
図1は幾つかの実施形態による手持ち式切断装置1を示している。切断装置1はモータ駆動の手持ち式植木用バリカンである。切断装置1は切歯17を設けたアーム14を備えた第1刃具3を備える。切断装置1は更に、内燃機関の形態をとるモータ2を備える。代替的に切断装置1は電気モータを備えてもよい。以下に説明するように、第1刃具3はモータ2によって往復動作する形で駆動されてもよい。切断装置1はアーム24と切歯27を備える第2刃具13を備えてもよい。第2刃具13は又、モータ2によって往復動作する形で駆動されることで、第1刃具3と第2刃具13の相対的動作が切断動作を達成してもよい。代替的に、第2刃具13を切断装置1に対して固定してもよい。
図2は、幾つかの実施形態による力制限要素4を備えた切断装置の第1変速装置5の概略図を示している。第1変速装置5は、第1端部11と第2端部12を持った第1コネクティングロッド9を備える。第1端部11は第1回転部6の第1接続点10において、第1回転部6に偏心状態で接続される。第1コネクティングロッド9の第2端部12は第1刃具3に接続される。第1回転部6はモータ2によって駆動されるようになっている。第1回転部6が回転することと、第1回転部6において第1コネクティングロッド9の第1端部11が偏心状態にある第1接続点10を持つことにより、第1回転部6の回転動作は第1刃具3の往復動作へと変換される。
第1回転部6はモータ2に直接的に接続されてもよいし、間接的にモータ2に接続されてもよい。そのような間接的接続(図示せず)は、ベベルギヤ、及び/又は減速ギヤ、及び/又はベルトやコード駆動機構、及び/又はモータ2の回転動作を第1回転部6の回転動作に伝達できるクラッチ機構やその他の形態の機構を備えてもよい。従って、モータ2と第1回転部6との間の間接的接続には減速ギアを含む場合があり、モータ2の回転方向及び/又は回転角度を、第1回転部6の異なる回転方向及び/又は異なる回転角に変換する場合がある。第1回転部6はモータ2と直接、又は間接係合するための歯車を備えてもよい。
変速装置5は力制限要素4を備える。力制限要素4は、例えば第1刃具3がブロックされた際、第1刃具3に加わる伝達力が予め定めた力レベルを超えてしまうのを回避する。図2に示した力制限要素4は、第1コネクティングロッド9の第2端部12と第1刃具3との間に配置されている。その代わりとしては、力制限要素4を第1回転部6と第1刃具3との間にある別の位置に配置してもよい。力制限要素については幾つかの異なる位置が想定され、例えば、
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第1端部11と第2端部12の間に配置され、第1コネクティングロッド9の一体部分を形成してもよい。
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第1端部11に配置されてもよい。
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第2端部12に配置されてもよい。
力制限要素4は第1接続点10に配置されてもよい。
幾つかの実施形態によれば、力制限要素4は弾性要素7を備えるものでも良く、或いは複数の弾性要素を備えてもよい。弾性要素7や複数の要素は、バネ要素及び/又はゴム材料及び/又はゴム等の材料を備えてもよい。図2に示した弾性要素7はプレテンションされたバネ要素44を備えている。或いは、力制限要素4は予め張力がかかった状態の複数のバネ要素を備えてもよい。
力制限要素4は、第1刃具3が切断を実行するのに充分な力を第1刃具3に伝達するように構成されている。即ち、切断装置1を植木用バリカンとするような実施形態では、力制限要素4は、一定の切断抵抗で切れるような枝であって、例えば第1刃具3の歯と第2刃具の歯(図2には示さず)の間に適合する径を持つような枝を切断するのに充分な力を第1刃具3に伝達するように構成されてもよい。切断装置がモータ駆動のハサミであったり電動剪定バサミであるような実施形態では、力制限要素は、例えば切断物質の密度や径などの一定の切断抵抗をもって、通常生じる切断物質を切断するのに充分な力を第1刃具に伝達するように構成されてもよい。
また、力制限要素は、第1刃具に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するように構成される。即ち、第1刃具に加えられる力が切断装置の第1刃具や他の部品に損傷を与えかねない力を超えることが防止される。更に、第1刃具に伝達される力が予め定めた力レベルに達した際には、力制限要素は少なくとも第1刃具の往復動作を抑えることが可能である。図1のように切断装置1が植木用バリカンである実施形態では、後者の場合、力制限要素4はブロック物が2つの切歯の間に収まることができる程度まで第1刃具3の往復動作を部分的にのみ、或いは実質的に完全に抑えるように構成されてもよい。
力制限要素4は、第1刃具3がブロックされた場合にモータ2と第1回転可能部6が回転継続するのを可能にすることもできる。これにより、第1刃具3がブロック物によってブロックされている場合、変速装置は第1刃具3に対し、予め定めた力レベルに達するまでパルス状に力を与えることができる。付与される力は、予め定めた力と実質的にゼロの間で変化してもよい。従って、第1の刃具3はブロック物に対してパルス状に力を付与することができる。刃具3がブロック物にパルス状の力を付与することから、作業者は容易にブロック物から第1の刃具3を除去することができる。また、第1刃具3によってブロック物に対しパルス状に付与される力は、ブロック物を切り開く可能性を増やす可能性がある。
力制限要素4が弾性要素7を備える実施形態では、第1刃具3がブロックされた場合、弾性要素7が間欠的に圧縮・拡張されるようにしてもよい。そのような実施形態では弾性要素7が圧縮された際、運動エネルギが圧縮力の形で弾性要素7内に収められてもよい。第1回転部6の連続する回転により、弾性要素7が拡張された際には、弾性要素7内の圧縮力が解放されて第1回転部6の回転に寄与することができ、またモータ2の回転にも寄与することができる。従って、このような実施形態では、第1刃具3がブロックされた際にはモータ2の回転速度が増加する可能性がある。
図2に関連して上述したように、切断装置は1つの変速装置、即ち、第1変速装置5を備えるのみでよい。とはいえ、切断装置は第2の変速装置を備えることも可能である。その第2変速装置は回転動作を第2刃具の往復動作に変換するように構成されてもよい。第2刃具は第1刃具3と協働することで切断を実行するようにしてもよい。そのような実施形態では、第2変速装置は本質的に第1変速装置に対応する部品を備えても良く、或いは少なくとも1つの部品を第1変速装置5と共有するようにしてもよい。
図3は、幾つかの実施形態による力制限要素8と更なる力制限要素8’を備える切断装置の第1変速装置5と第2変速装置15の概略図を示している。第1変速装置5は、第1端部11と第2端部12を備えた第1コネクティングロッド9を備えている。第1端部11は、第1回転部6の第1接続点10において第1回転部6に対して偏心した状態で接続されている。第1コネクティングロッド9の第2端部12は第1刃具3に接続されている。第1回転部6はモータ2によって駆動されるように構成される。第1回転部6が回転することと、第1回転部6において第1コネクティングロッド9の第1端部11が偏心状態にある第1接続点10を持つことにより、第1回転部6の回転動作は第1刃具3の往復動作へと変換される。変速装置5は力制限要素8を備える。力制限要素8は、例えば第1刃具3がブロックされた際、第1刃具3に加わる伝達力が予め定めた力レベルを超えてしまうのを回避する。
力制限要素8は第1接続点10が第1回転部6の径方向に移動するのを可能にする。このため、第1コネクティングロッド9のストロークは動的に変化することで第1刃具3に加えられる伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するように構成される。第1刃具3がブロックされた場合、力制限要素8は、第1コネクティングロッド9のストロークが減るように、第1接続点10が第1回転部6の径方向に移動するのを可能にする。それにより第1刃具3に伝達される力が予め定めた力レベルを超えることが防止される。第1コネクティングロッド9のストロークが減少することで第1刃具3の往復動作が減じられる。
力制限要素8は、第1刃具3がブロックされた場合、モータ2と第1回転部6が回転継続するのを可能にしてもよい。このような実施形態では、第1コネクティングロッド9のストロークが減少することで第1回転部6の連続して回転できるように、力制限要素8は、第1接続点10が第1回転部6の径方向に移動するのを可能にする。力制限要素8があることによって、モータ2と第1回転部6が回転し続けることができ、また第1接続点10が第1回転部6上でより小さな半径で回転できることで、少なくとも第1回転部6とモータ2の運動エネルギを維持することができる。
第1刃具3のブロックが解除される時に、第1回転部6が回転することによって第1コネクティングロッド9の、特に第1端部11にかかる遠心力は、第1コネクティングロッド9のストロークと第1刃具3の往復動作が増加するのを確実にする。更に、第1回転部6が回転することによって第1コネクティングロッド9の、特に第1端部11にかかる遠心力は、力制限要素8が、第1刃具3に付与される伝達力の予め定めた力レベルへの到達、或いは第1刃具3が切断を実行するのに充分な力レベルへの到達を可能にするのを確実にする。第1刃具3に付与される伝達力は、回転部品(例えば、第1コネクティングロッド9)の質量、回転部6とに対する接続点10の半径、及び回転部6の角速度によって決定することができる。
力制限要素8は、スロット38を設けた第1回転部6の一部分と、スロット38内で摺動可能に配置された、第1接続点10を備えるピン39とを備える。ピン39は第1コネクティングロッド9の第1端部11に接続される。スロットやピンの代替物としては、第1接続点10が第1回転部6の半径方向に移動するのを可能にするような凹部やスプライン、その他の構造を設けてもよい。
図3に示すように、力制限要素8のスロット38は、第1回転部6の径方向に対して角度18を成すように配置されてもよい。力制限要素8のスロット38の角度18により、更に、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避することができる。また、力制限要素8のスロット38の角度18により、更に第1刃具3に付与される伝達力の予め定めた力レベルへの到達、或いは第1刃具3が切断を実行するのに充分な力レベルへの到達が可能になる可能性がある。一般的に、力制限要素8のスロット38の角度18が大きいと、結果的には第1刃具3に付与される力は小さくなり、力制限要素8のスロット38の角度18が小さいと、結果的には第1刃具3に付与される力は大きくなる。図3に示すように、スロット38があることで第1接続点10は第1回転部6に沿って直線移動することができる。これに代わるものとしては、第1接続点10が第1回転部6に沿って曲線状に移動できるようにスロットを湾曲させてもよい。更なる代替例としては、第1接続点10が第1回転部6の中心に向かって直線方向に移動できるように、スロットを第1回転部6の中心に向かって直線方向に配置するようにしてもよい。
図3に関連して上述したように、切断装置は1つの変速装置、即ち、第1変速装置5を備えるのみでよい。とはいえ、切断装置は第2の変速装置15を備えることも可能である。そのような実施形態では、第2変速装置15は第1端部191と第2端部192を伴った第2コネクティングロッド19と備えている。第1端部191は、第1回転部6の第2接続点20において第1回転部6に対して偏心した状態で接続されており、第2端部192は第2刃具13に接続されている。第2刃具13に付与される伝達力が'予め定めた力レベルを超えるのを防ぐため、更なる力制限要素8’が第1回転部6と第2の刃具13との間に配置される。更なる力制限要素8’は、第2スロット38’を設けた第1回転部6の一部分と、第2スロット38’内で摺動可能に配置されかつ第2コネクティングロッド19の第1端部191に接続された第2ピン39’とを備える。又、スロットやピンの代替物としては、第2接続点20が第1回転部6の半径方向に移動するのを可能にするような凹部やスプライン、或いはその他の構造を設けてもよい。第1又は第2刃具3、13がブロック物によってブロックされた場合、ブロック物は第1又は第2刃具3、13の間に捕捉されている可能性がある。
代替的な実施形態によれば、第2変速装置15は、モータ2によって駆動されるように配置された第2回転部16を備えてもよい。第2回転部16は図3に示されており、第1回転部6と同心である。これらの実施形態では、第2コネクティングロッド19の第1端部は第2回転部16の第2接続点20において第2回転部16に対して偏心接続されており、第2端部192は第2刃具13に接続される。第2刃具13に付与される伝達力が'予め定めた力レベルを超えるのを防ぐため、更なる力制限要素8’が第2回転部16と第2の刃具13との間に配置される。従って、第1回転部6に示されるように更なる力制限要素8’のスロット38’は、これらの実施形態では図3の第1回転部6と同心の第2回転部16に設けられる。
図4は、幾つかの実施形態による、力制限要素4を備える切断装置の第1変速装置5の概略図を示す。第1変速装置5は、第1端部11と第2端部12を備えた第1コネクティングロッド9を備える。第1端部11は、第1クランクピン28を介して第1回転部の第1接続点10において、第1変速装置5の第1回転部(図4に示されていない)に対して偏心した状態で接続される。第2端部12は第1刃具3に接続される。第1クランクピン28は、第1コネクティングロッド9の第1端部11の領域内に配置された細長状の開口部29の中で摺動するように構成される。第1回転部はモータ(図4に示されていない)により駆動されるように配置される。第1回転部が回転することと、第1回転部において第1コネクティングロッド9の第1端部11が偏心状態にある第1接続点10を持つことにより、第1回転部の回転動作は第1コネクティングロッド9の往復動作へと変換される。第1回転部の回転時、第1クランクピンは細長い開口部29内を摺動し、第1コネクティングロッド9は実質上、一方向に沿って往復動するように配置されている。第1刃具3は、第1のコネクティングロッド9と同じ方向に沿って往復動するようにしてもよい。変速装置5は力制限要素4を備える。力制限要素4は、第1刃具3がブロックされた場合、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力のレベルを超えるのを阻止している。
力制限要素4は、第1コネクティングロッド9の第1端部11と第2端部12の間に配置されて第1コネクティングロッド9の一部分を形成している。代替例としては力制限要素4は、第1コネクティングロッド9の一部を形成せずに、第1回転部及び第1刃具3との間の異なる位置に配置してもよい。幾つかある力制限要素4の異なる位置については、例えば以下のものが想定される。
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第1端部11に配置することができる。
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第2端部12に配置することができる。
図4に示すように、力制限要素4は、第1コネクティングロッド9の第1部分91に接続された座部23と、第1コネクティングロッド9の第2部分92に接続されたスリーブ22とを備える。力制限要素4は更に、スリーブ22内で摺動可能配置された少なくとも1個のピン26を備える。少なくとも1個のピン26には少なくとも1つのテーパー部分26’が設けられ、その少なくとも1個のピン26の少なくとも1つのテーパー部分26’が座部23の凹み部分23’に対して押し付けられるように付勢される。従って、通常の作動時においては、力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第1及び第2部分91、92を一括して保持する。
第1刃具3がブロックされると、第1コネクティングロッド9の第1部分91に加わる力は、座部23の凹み部分23’と少なくとも1本のピン26の少なくとも1つのテーパー部26’との間の相互作用を開始し、スリーブ22と座部23との間で相対的な運動が許容されるように、少なくとも1本のピン26をスリーブ22に対し第1の方向に変位させる。その結果、力制限要素4は第1刃具3に伝達された力が予め定めた力レベルを超えるのを回避する。更に、第1刃具3に付与された伝達力が予め定めた力のレベルに到達した際には、力制限要素4は少なくとも第1刃具3の往復動作を抑える。このような実施形態では、第1刃具3に付与された伝達力が予め定めた力のレベルに到達した際には、スリーブ22と座部23間の相対運動が少なくとも第1刃具3の往復動作を抑える。
第1刃具3のブロック状態が解除される時には、座部23の凹み部分23’と少なくとも1本のピン26の少なくとも1つのテーパー部分26’とが相互作用することでスリーブ22が座部23に対して保持されるように、座部23の凹み部分23’と、少なくとも1本のピン26の少なくとも1つのテーパー部分26’との相互作用は、少なくとも1本のピン26が、例えば、少なくとも1つのばね要素31によってスリーブ22に対して第2の方向へ変位するのを可能にする。その結果、力制限要素4は、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベル、或いは第1刃具3が切断を行うのに充分な力レベルに到達するのを可能にする。
力制限要素4は係合状態と解放状態とを持つように構成することができる。例えば第1刃具3のブロックによって引き起こされる解放状態では、少なくとも1本のピン26は、座部23の凹み部分23’と少なくとも1本のピン26の少なくとも1つのテーパー部分26’との相互作用により、前記少なくとも1本のピン26が実質的にスリーブ22から撤退するような位置へと変位する。少なくとも1本のピン26がスリーブ22から撤退すると、スリーブ22は、ピン26によって摺動が邪魔されることなく、座部23に対して摺動することができる。そのような実施形態では、力制限要素4が解放状態となると、第1刃具3に付与される伝達力は低くなるか、或いはゼロになる可能性がある。そのような実施形態では、第1刃具3のブロック状態が解除された際には、第1コネクティングロッド9の第1部分91の往復動作によって生じた座部23の往復動作によって、力制限要素4は確実に係合状態となる。
更なる実施形態によれば、切断装置は、第2刃具に接続された第2変速装置(図4に示さず)を備えてもよい。そのような実施形態では、第2変速装置は、図4に示した第1変速装置5と同様の部品であって、特に第2コネクティングロッドの第1端部の領域にある細長い開口部を伴った第2コネクティングロッドと、更なる力制限要素とを備える。これらの実施形態では、第2クランクピンが、第1回転部の第1接続点10において第1回転部に偏心状態で接続されてもよい。又、その代わりとして、第2クランクピンが第2回転部に偏心状態で接続されてもよい。
図5は、幾つかの実施形態による力制限要素4を備えた切断装置の第1変速装置5の概略図を示している。第1変速装置5は、第1端部11と第2端部12を伴った第1コネクティングロッド9を備える。第1端部11は、第1回転部の第1接続点10において第1クランクピン28を介して、第1変速装置5の第1回転部(図4に示さず)に偏心状態で接続される。第2端部12は第1刃具3に接続されている。第1クランクピン28は、第1コネクティングロッド9の第1端部11の領域に配置された細長い開口部29に摺動するように構成されている。第1回転部はモータ(図5に示さず)により駆動されるように構成されている。第1回転部が回転することと、第1回転部において第1端部が偏心状態にある第1接続点10を持つことにより、第1回転部の回転動作は第1コネクティングロッド9の往復動作へと変換される。第1回転部の回転時、第1クランクピン28は細長い開口部29内を摺動し、第1コネクティングロッド9は実質上、一方向に沿って往復動するように配置されている。第1刃具3は、第1のコネクティングロッド9と同じ方向に沿って往復動するようにしてもよい。変速装置5は力制限要素4を備える。力制限要素4は、第1刃具3がブロックされた場合、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを防止している。
力制限要素4は、細長い開口部29の領域に配置され、細長い開口部29に対して少なくとも隣接する部分64を形成するような少なくとも1つの可動要素61を備える。前記少なくとも1つの可動要素61は、例えば少なくとも1つの弾性要素63によって細長い開口部29の中心に向かって付勢されている。前記少なくとも1つの可動要素61は、第1クランクピン28に対して当接するか、或いは別のストッパ要素(図5には示さず)に対して当接するように付勢されてもよい。通常の動作時、前記少なくとも1つの可動要素61は、第1のコネクティングロッド9に対しては本質的に静止した状態にある。その結果、第1の回転可能部分の回転動作は、第1コネクティングロッド9の往復動作に変換される。又、力制限要素4が第1刃具3に付与される伝達力の予め定めた力レベル、又は第1刃具3が切断を実行するのに充分な力レベルへの到達を可能にするような力を以て、前記少なくとも1つの可動要素61は細長い開口部29に対し付勢される。
第1刃具3がブロックされた際には、第1クランクピン28と前記少なくとも1つの可動要素61との間の相互作用によって、少なくとも1つの可動要素61が変位する。その結果、力制限要素4は、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを防止する。更に、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルに達した際には、力制限要素4は少なくとも第1刃具3の往復動作を抑える。
第1刃具3がブロックされた場合、力制限要素4は、モータと第1回転部6を回転継続させることができる。このような実施形態では、力制限要素4は、第1回転部の連続的回転を許容にする程度に細長い開口部を拡張したり、更に/或いは開口部を第1コネクティングロッド9に対して変位させることができる。力制限要素4によってモータと第1回転部が回転継続することで、少なくとも第1回転部とモータの運動エネルギを維持することができる。
図5に示すように、前記少なくとも1つの可動要素61は、ピボット点62で第1コネクティングロッドの第1端部に接続されたレバー61を含んでもよい。少なくとも1つの弾性要素63は、ばね要素、又は複数のバネ要素を含んでもよい。力制限要素4は複数の可動要素61を備えうる。
図6は、幾つかの実施形態による力制限要素4の概略図である。力制限要素4は、例えば第1刃具3のブロック時、第1刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えないようにするために、切断装置の第1変速装置の第1コネクティングロッド9の第2端部12と第1刃具3との間に配置される。力制限要素4は、少なくとも1つの弾性要素51と少なくとも1つの接続部分52を備える。前記少なくとも1つの接続部分52は刃具3に静止状態で配置される。前記少なくとも1つの弾性要素51は、ゴム材料、及び/又はゴム等の材料、及び/又は鋼などの金属材料を含んでもよい。前記少なくとも1つの弾性要素51の弾性によって、第1刃具3に付与された力が予め定めた力レベルを超えることが回避される。切断装置の第1変速装置は回転動作を第1刃具3の往復動作に変換するように構成される。第1変速装置は、モータに駆動されるように構成された第1回転部と、第1端部と第2端部12を伴った第1コネクティングロッド9とを備える。第1端部は第1回転部の第1接続点において第1回転部に偏心状態で接続され、第2端部12は第1刃具3に接続される。図6に示した力制限要素4は、第1回転部と第1刃具3との間の異なる位置に配置されてもよい。幾つかある力制限要素4の異なる位置については、例えば以下のものが想定される。
力制限要素4は第1コネクティングロッド9の第1端部に配置することができる。
力制限要素4は第1接続点に配置することができる。
図7は、幾つかの実施形態による手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法を示している。この方法は、
モータから第1回転部に回転動作を供給する段階(101)と、
第1端部と第2端部を備えた第1コネクティングロッドであって、前記第1端部は前記第1回転部の第1接続点において第1回転部に偏心状態で接続され、前記第2端部は前記第1刃具に接続されるような前記第1コネクティングロッドを備える第1変速装置を用いて、前記第1回転部の回転動作を前記第1刃具の往復動作に変換する段階(102)と、
前記第1回転部と前記第1刃具との間に配置された力制限要素を用いて前記第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避する段階(103)とを備えている。
力制限要素が第1回転部及び第1刃具との間に配置されているので、第1刃具に付与される力が予め定めた力レベルを超えてしまうことが回避される。
手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法は更に、
第1コネクティングロッドの第2端部と第1刃具との間に配置された力制限要素を利用することで第1刃具に伝達される力を制限する段階(104)、を備えてもよい。
力制限要素が第1コネクティングロッドの第2端部及び第1刃具との間に配置される場合、第1刃具に付与される力が予め定めた力レベルを超えてしまうことを回避しうる。
手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法は更に、
第1回転部と第1コネクティングロッドの第1端部との間に配置された力制限要素を利用することで第1刃具に伝達される力を制限する段階(104’)、を備えてもよい。
力制限要素が第1回転部と第1コネクティングロッドの第1端部との間に配置される場合、第1刃具に付与される力が予め定めた力レベルを超えてしまうことを回避しうる。
手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法は更に、
第1偏心接続点が第1回転部の半径方向に移動するのを許容することにより第1刃具に伝達される力を制限すること(104”)、を備えてもよい。
このような実施形態では、第1刃具に伝達される力は、偏心状態にある第1接続点を第1回転部の半径方向に移動させること制限することができる。その結果、第1刃具に付与された力が予め定めた力レベルを超えることを回避することができる。
当業者によって理解されるように、上述した例示的な実施形態同士を組み合わせてもよい。又、当業者によって、種々の力制限要素に関連する実施形態同士を組み合せることが可能であることが理解される。切断装置は複数の力制限要素を備えてもよい。このような実施形態では、力制限要素は、第1刃具と第1回転部との間の2か所以上の異なる位置やそれぞれを組み合わせた位置に配置してもよい。例えば、第1コネクティングロッドの第2端部と第1刃具の間に配置された力制限要素を、第1コネクティングロッドの第1端部と第1回転部との間に配置された力制限要素と組み合わせることも可能である。
以上、本発明を例示的な実施形態を参照しながら説明してきたが、数多くの異なる変更、修正等が当業者に明らかになるであろう。例えば、図4又は図5に関連して説明した実施形態によれば、力制限要素は第1接続点10に配置することができる。このような実施形態では、力制限要素は、第1回転部の第1接続点10において、第1クランクピン28が第1回転部の半径方向に移動するのを許容することにより、第1の刃具3に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避する。このような実施形態では、力制限要素の原理及び機能は、図3に関連して説明した力制限要素に対応するが、図3に関して説明した、特に第1コネクティングロッド9の第1端部11かかる遠心力はここでは、特に第1クランクピン28にかかる遠心力に置き換えられる。
力制限要素によって第1接続点が第1回転部の半径方向に移動できるようになる実施態様によれば、力制限要素は、第1接続点に対して第1回転部の半径方向に力を付与することで更に、力制限要素によって第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベル、又は第1刃具が切断を実行するのに充分な力レベルに到達できることが確実とする弾性要素を備えることができる。或いは、力制限要素は、第1回転部が回転することによって、特に第1コネクティングロッドの第1端部にかかる遠心力に対抗して第1接続点に対して第1回転部の半径方向に力を付与することで、第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するような弾性要素を備えてもよい。
尚、以上の記載は様々な例示的実施形態を説明したものであって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、開示された実施形態に対する修正や、開示実施形態やその他の実施形態の特徴同士の組み合わせが添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されていると理解すべきである。
本明細書で使用されたように、「備えており」や「備える」という用語は制約をもたず、1つ以上の定まった特徴、要素、ステップ、構成要素又は機能を含み、含む1つ以上の他の特徴、要素、ステップ、構成要素、機能又はそれらから成る群の存在や追加を除外するものではない。
本明細書で使用されたように、「及び/又は」という用語は、列挙された関連項目のいずれかと、1つ以上の関連項目のあらゆる組合せを含んでいる。
本明細書で使用されたように、ラテン語の言い回し「exempli gratia」に由来する一般的な略語「e.g.」(例えば)は、前述したアイテムの一般的な例や複数例を導いたり特定したりするために使用された可能性があり、そのようなアイテムを限定する意図を持つものではない。仮に本明細書中で使用された場合、ラテン語の言い回し「id est」に由来する一般的な略語「i.e.」(即ち)は、より一般的な詳述から特定のアイテムを指定するために使用される。
本明細書で使用された用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであって、本発明を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されたように単数形の「a」、「an」及び「the」については、文脈が明確に示さない限り、複数形をも含むことを意図している。
特に定義しない限り、本明細書で使用されるすべての用語(技術用語や科学用語を含む)は、本発明が属する技術分野の当業者によって理解されるものと同じ意味を持っている。更に、例えば一般に使用される辞書で定義されるような用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を持つものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義されない限り、理想的又は過度に形式的な意味を以て解釈されるものではないことを理解されたい。
ある要素が別の要素に対して「оn(上にある)」や「cоnnected(接続される)」ものと言及された場合、それは直接、他の要素上にある場合であったり、他の要素に接続された状態にある場合であったり、或いは介在する要素も存在し得ることを理解されたい。逆に、ある要素が別の要素に対して「directly оn(直接、上にある)」や「directly cоnnected(直接接続される)」ものと言及された場合、それらの間に介在要素は存在しない。
尚、「第1」、「第2」、「第3」等の用語は、本明細書では、様々な要素及び/又は構成要素を説明するために使用されているが、これらの要素及び/又は構成要素はこれらの用語によって限定されるべきではないと理解されたい。これらの用語は、1要素及び/又は1構成要素を別の要素及び/又は別の構成要素と区別するために使用されたに過ぎない。従って、本明細書で論じられた第1の要素及び/又は構成要素は、本発明の教示から逸脱することなく、第2の要素及び/又は構成要素と呼ぶこともできるであろう。

Claims (18)

  1. モータ(2)と、
    第1刃具(3)と、
    回転動作を前記第1刃具(3)の往復動作に変換するように配置された第1変速装置(5)とを備え、
    前記第1変速装置(5)は、
    前記モータ(2)に駆動されるように配置された第1回転部(6)と、
    第1端部(11)と第2端部(12)を備えた第1コネクティングロッド(9)とを備え、
    前記第1端部(11)は前記第1回転部(6)の第1接続点(10)において第1回転部(6)に偏心状態で接続され、前記第2端部(12)は前記第1刃具(3)に接続される、手持ち式モータ駆動切断装置において、
    前記第1変速装置(5)は、前記第1刃具(3)に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避するため、前記第1回転部(6)と前記第1刃具(3)との間に力制限要素(4、8)を備えることを特徴とする手持ち式モータ駆動切断装置。
  2. 前記第1コネクティングロッド(9)は第1方向に沿って移動可能なように配置され、前記第1回転部(6)は、第1回転部(6)の回転動作を前記第1刃具(3)の往復動作に変換するように第1コネクティングロッド(9)の細長い開口部(29)内を摺動するように構成された第1クランクピン(28)を備えることを特徴とする請求項1に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  3. 前記力制限要素(4、8)は、前記第1刃具(3)に付与された伝達力が前記予め定めた力レベルに達した際に、少なくとも第1刃具(3)の往復動作を抑えることを特徴とする請求項1又は2に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  4. 前記力制限要素(4、8)は、前記第1刃具(3)がブロックされた場合、前記モータ(2)と前記第1回転部(6)が回転し続けるのを可能にすることを特徴とする請求項3に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  5. 前記力制限要素(4、8)は、弾性要素(7)を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  6. 前記弾性要素(7)は、プレテンションされたばね要素(44)を備えることを特徴とする請求項5に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  7. 前記力制限要素(4、8)は、係合状態と解放状態を備えるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  8. 前記力制限要素(4)は、前記第1コネクティングロッド(9)の第2端部(12)と第1刃具(3)との間に配置されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  9. 前記力制限要素(8)は、前記第1刃具(3)に付与される伝達力が前記予め定めた力レベルを超えないようにするために前記第1コネクティングロッド(9)のストロークが動的に変えられるように、前記第1接続点(10)が前記第1回転部(6)の半径方向に移動するのを可能にすることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  10. 前記手持ち式モータ駆動切断装置は、第1刃具(3)と協働する第2刃具(13)を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  11. 前記手持ち式モータ駆動切断装置は、回転動作を第2刃具(13)の往復動作に変換するように構成された第2変速装置(15)を備えることを特徴とする請求項10に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  12. 前記第2変速装置(15)は、
    第1端部(191)と第2端部(192)を持つ第2コネクティングロッド(19)であって、前記第1端部(191)は前記第1回転部(6)の第2接続点(20)において第1回転部(6)に偏心した状態で接続され、前記第2端部(192)は第2刃具(13)に接続される、第2コネクティングロッド(19)と、
    前記第2刃具(13)に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えないようにするために前記第1回転部(6)と前記第2刃具(13)との間に配置される別の力制限要素(4、8)とを備えることを特徴とする請求項11に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  13. 前記第2変速装置(15)は、
    前記モータ(2)によって駆動されるように配置される第2回転部(16)と、
    第1端部(191)と第2端部(192)を持つ第2コネクティングロッド(19)であって、前記第1端部(191)は前記第2回転部(16)の第2接続点(20)において第2回転部(16)に偏心した状態で接続され、前記第2端部(192)は第2刃具(13)に接続される、第2コネクティングロッド(19)と、
    前記第2刃具(13)に付与される伝達力が予め定めた力レベルを超えないようにするために前記第2回転部(16)と前記第2刃具(13)との間に配置される別の力制限要素(4、8)とを備えることを特徴とする請求項11に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  14. 前記手持ち式モータ駆動切断装置は手持ち式植木用バリカンであることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の手持ち式モータ駆動切断装置。
  15. 手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法において、
    モータから第1回転部に回転動作を供給する段階(101)と、
    第1端部と第2端部を備えた第1コネクティングロッドであって、前記第1端部は前記第1回転部の第1接続点において第1回転部に偏心状態で接続され、前記第2端部は前記第1刃具に接続される、前記第1コネクティングロッドを備える第1変速装置を用いて、前記第1回転部の回転動作を前記第1刃具の往復動作に変換する段階(102)と、
    前記第1回転部と前記第1刃具との間に配置された力制限要素を用いて前記第1刃具に付与された伝達力が予め定めた力レベルを超えるのを回避する段階(103)とを有することを特徴とする、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法。
  16. 前記第1コネクティングロッドの第2端部と前記第1刃具との間に配置された力制限要素を用いて第1刃具に伝達される力を制限する段階(104)を有することを特徴とする請求項15に記載の、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法。
  17. 前記第1回転部と前記第1コネクティングロッドの第1端部との間に配置された力制限要素を用いて第1刃具に伝達される力を制限する段階(104’)を有することを特徴とする請求項15又は16に記載の、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法。
  18. 偏心状態にある前記第1接続点が前記第1回転部の半径方向に移動できるようにすることで前記第1刃具に伝達される力を制限する段階(104”)を有することを特徴とする請求項17に記載の、手持ち式モータ駆動切断装置において運動量を伝達する方法。
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