JP4112278B2 - クイッククランプ装置を具える電動工具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内に配置したモータにより駆動される中空スピンドルと、中空スピンドル内で作動機構と協働するよう同軸的に変位可能に配置したクランプスピンドルを有するクイッククランプ装置とを具える丸鋸等の電動工具に関し、特に、クランプスピンドルが、工具側に位置する先端部に配置したクランプフランジと中空スピンドルとの間で工具を把持する作動位置から、工具を解放する交換位置まで、弾性素子の作用に抗して変位可能である電動工具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上述した構成を有する電動工具におけるクイッククランプ装置は、丸鋸刃等の工具を、特別な補助工具を使用せずに容易に交換可能とするものである。工具は、クランプスピンドルと中空スピンドルとの間の相対運動に基づき、クランプスピンドル上に配置したクランプフランジにより着脱可能に把持される。クイッククランプ装置は、工具を固定するための形状結合手段等を具える。
【０００３】
ドイツ特許第４３３６６２０号又は米国特許弟５６０１４８３号は、ハウジング内に配置したモータにより駆動される中空スピンドルと、工具を把持するためのクイッククランプ装置とを具える電動工具を記載している。クイッククランプ装置は、中空スピンドル内に同軸変位可能に配置したクランプスピンドルを具え、このクランプスピンドルは弾性素子により軸線方向に付勢されている。クイッククランプ装置は、クランプスピンドルの後端部に配置したクランプレバーにより、作動位置と交換位置との間で変位可能とされている。作動位置では、工具を中空スピンドルとクランプフランジとの間に把持する。クランプレバーを配置した後端部には、ガイドピンを介してクランプスピンドルに接触する偏心部材を配置する。クランプレバーを交換位置まで回動すると、クランプスピンドルは、弾性素子の弾性力と、偏心部材及びガイドピンの間に生じる摩擦力とに抗して、工具に向けて軸線方向に変位する。この位置において、クランプフランジはスパナ等の補助工具を使用せずに旋回可能となるため、工具を交換することができる。
【０００４】
上述した既知の解決手段は、スパナ等の補助工具を使わずに工具の交換が行える点で有利である。使用者はクランプレバーを交換位置まで変位させると共に、クランプスピンドルからクランプフランジを離間させる。それにより、工具をクイッククランプ装置から取り外し、又は改めて位置決めすることができる。
【０００５】
その反面、既知の解決手段は、電動工具の製造時の許容公差に基づき、クイッククランプ装置が一様な把持特性を発現しないため、組立の最終段階で微調整が必要とされる点で不利である。
【０００６】
更に、例えば、長時間使用時の発熱に起因する熱膨張により、クイッククランプ装置の把持特性が悪影響を受け、クイッククランプ装置が操作不能となる場合もあり得る。
【０００７】
【発明の課題】
本発明の課題は、電動工具の製造時の許容交差による影響を受けにくく、また、電動工具が高温状態にあっても所期の機能を確実に発現するクイッククランプ装置を具える電動工具を提案することである。
【０００８】
【課題の解決手段】
この課題を解決するため、本発明は、ハウジング内に配置したモータにより駆動される中空スピンドルと、中空スピンドル内で作動機構と協働するよう同軸変位可能に配置したクランプスピンドルを有するクイッククランプ装置とを具え、クランプスピンドルが、工具側に位置する先端部に配置したクランプフランジと中空スピンドルとの間で工具を把持する作動位置から、工具を解放する交換位置まで、弾性素子の作用に抗して変位可能である電動工具において、クイッククランプ装置が、少なくとも交換位置でクランプスピンドルに対する弾性素子の作用を遮断する補償素子を具えることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、交換位置において、弾性素子のクランプスピンドルに対する作用が遮断されるため、弾性素子の弾性力がクランプスピンドルに影響を及ぼさない。特に、交換位置における基本条件は、弾性素子のストローク及び現存のクランプ力には無関係であることである。電動工具の加熱によって生じる許容誤差及び膨張は、補償素子により修正可能であり、又はクイッククランプ装置に有意な影響を及ぼすものではない。
【００１０】
簡単な構造設計を確実とするために、補償素子をクランプスピンドルの後端部に配置するのが有利である。更に、クランプスピンドルの工具側に後端部に作動部材を配置するのが有利である。なお、補償素子を、工具とクランプスピンドルの先端との間に配置しても良いことは、言うまでもない。
【００１１】
補償素子を、弾性素子とクランプスピンドルとの間、及び、弾性素子と作動機構との間の連結経路中に配置して、連結経路を補償素子により適切に制御可能とするのが有利である。それにより、許容交差又は誤作動を低減又は排除することが可能である。
【００１２】
補償素子は、少なくとも交換位置でクランプスピンドルを弾性素子から解放するストップ素子を具える構成とするのが有利である。クランプスピンドルは、ねじ結合可能なクランプフランジを介して工具を固定する。交換プロセスでは、使用者が作動機構を操作してクイッククランプ装置を交換位置にセットすると共に、クランプスピンドルからクランプフランジを外す。工具の交換後、クランプフランジを再びねじ結合すると共に、作動位置にセットする。しかしながら、ストップ素子がクランプスピンドルを弾性素子から解放するため、クランプフランジのねじ結合に際して弾性素子の影響は及ぼされない。
【００１３】
構造を簡素化し、経済的な製造を可能とするため、ストップ素子を、少なくとも工具から離間する方向に向けて変位不能とし、クランプスピンドルの後端部に固定するのが有利である。当然のことながら、ストップ素子を工具側で軸線方向に変位可能に配置し、又はクランプスピンドルに回動可能に担持させることもできるが、何れの場合にも若干のコスト増が避けられない。
【００１４】
ストップ素子は中空スピンドルの後端部における軸線方向延長領域内に少なくとも部分的に突出する係止肩部を具え、この係止肩部は交換位置において中空スピンドルの端面に接触する構成とするのが有利である。クランプスピンドルは交換位置で中空スピンドルに近接すると共に、クランプスピンドルの中空スピンドルに対する工具方向の相対運動を阻止する。交換プロセスでは、クランプフランジの過剰な回動を不可能にする。更に、中空スピンドルとクランプスピンドルとの間では、作動機構によってクランプのためのストロークが明確に規定される。
【００１５】
補償素子は、作動機構と弾性素子との連結経路中に配置される伝達素子を具える構成とするのが有利である。この伝達素子は、弾性素子の弾性力を中空スピンドルと作動機構との間で伝達する機能を発揮する。
【００１６】
伝達素子はスペーサを具え、その第１端面は少なくとも交換位置で弾性素子と作用結合し、対向する第２端面は作動機構と接触する構成とするのが有利である。スペーサは単体として形成するか、又は複数の部材から構成することができる。しかしながら、本実施形態においては、最終組立等を容易化する目的で、単体としてのスペーサを使用する。スペーサを中空スピンドルに対して軸線方向に変位させることにより、クランプスピンドルに及ぼされる弾性素子の弾性力が遮断され、又は少なくとも低減される。
【００１７】
クイッククランプ装置のコンパクトな構造を確実に可能とするために、スペーサの工具側領域は、ストップ素子としての係止肩部を収める空間を有するのが有利である。更に、スペーサはクランプスピンドルと形状結合させるのが有利である。
【００１８】
クイッククランプ装置の作動位置における最大ストロークを決定するため、クランプスピンドルは、弾性素子と協働するエンドストッパを後端部に具えるのが有利である。
【００１９】
補償素子は、弾性素子から分離した緩衝素子を具えるのが有利であり、緩衝素子は空隙等として形成される。
【００２０】
補償素子は、弾性素子よりも高い弾性値を有する緩衝素子を具えるのが好適である。補償素子により、交換位置と作動位置との間における調整に係る基本条件が正確に定義され、少なくとも部分的には弾性素子と、クランプスピンドル及び中空スピンドルの間における相対変位とから解放される。製造技術等に起因する許容交差等は、クイッククランプ装置の作動特性に何ら影響を及ぼさない。
【００２１】
クランプスピンドルに対する緩衝素子の軸線方向寸法は、中空スピンドルの内径の約０．０１〜０．１倍とするのが有利である。
【００２２】
【好適な実施形態】
以下、本発明を図示の好適な実施形態について更に具体的に説明する。
【００２３】
図１〜図３は、本発明による電動工具として、ハウジング１内にクイッククランプ装置を配置した電動丸鋸を示す部分図である。
【００２４】
クイッククランプ装置は、図示しないモータにより駆動される中空スピンドル２を具え、中空スピンドル２内にクランプスピンドル４を同軸変位可能に配置したものである。クランプスピンドル４は中空スピンドル２に対して弾性素子５の作用下で図３に示した作動位置と、図１及び図２に示した交換位置との間で変位可能とされている。作動位置では、工具側に位置するクランプスピンドル４の先端部に配置したクランプフランジ７と中空スピンドル２との間に工具３を固定する。更に、クイッククランプ装置は、ストップ素子と伝達素子とを有する補償素子１５を具える。補償素子１５は、交換位置においてクランプスピンドル４に対する弾性素子５の作用を遮断する。
【００２５】
クランプスピンドル４は、クランプフランジ７に配置した雌ねじと協働する雄ねじ６を先端部に具え、中空スピンドル２の後端部領域における軸線方向延長領域内に突出するストップ素子としての係止肩部９を具える。係止肩部９は、図２に示すように、交換位置では中空スピンドル２の端面に接触する。円筒形状を有するクランプスピンドル４の外径は、中空スピンドル２の内径より小とする。両端部の間で、クランプスピンドル４は２個のガイド領域１１を具え、これらのガイド領域１１における円筒形状の外面は中空スピンドル２の内径にほぼ一致する直径を有し、中空スピンドル２内におけるクランプスピンドル４をほぼ中央領域で確実にガイド可能とする。
【００２６】
中空スピンドル２は、２個の玉軸受１２を介してハウジング１に回動可能に支持される。歯車１３を中空スピンドル２に固定することにより、モータによる中空スピンドル２への動力伝達が行われる。中空スピンドル２を介し、トルクが工具３に伝達される。Ｏ‐リング２０を中空スピンドル２の工具側に背向する端部領域に配置する。Ｏ‐リング２０は、弾性素子５のためのエンドストッパとして作用する。
【００２７】
弾性素子５は、例えば、環状スプリングであり、工具側に背向する後端部に対して開放した中空スピンドル２のスロート２８内に配置される。
【００２８】
中空スピンドル２の後端部には、補償素子１５を配置する。補償素子１５は、クランプスピンドル４の係止肩部９を受けるための皿状スペーサ１６を具える。スペーサ１６は、作動機構２４とクランプスピンドル４との間、及び、作動機構２４と弾性素子５との間における伝達素子として作用する。スペーサ１６のスリーブ形状領域１７は、工具側の端面１８と共に当接面を形成する。更に、補償素子１５は、端面１８と弾性素子５の工具側に背向する端部との間に配置した荷重リング２１及び支持ディスクを具える。荷重リング２１は、中空スピンドル２の外周輪郭からスペーサ１６のほぼ最大外周に至るまで半径方向に延在する。加えて、補償素子１５はスペーサリング２２を具え、このスペーサリング２２の内径をエンドストッパ２０の外径より大とする。スペーサリング２２は、係止肩部９で構成されるストップ素子と共に、スペーサ１６内部の受け空間２９に配置され、工具側においてクランプスピンドル４に対して軸線方向に延在する長さｄの緩衝素子２３を係止肩部９と共に包囲する。緩衝素子２３は、ゴム等の弾性素子５よりも高い弾性値を有する。本実施形態においては、緩衝素子２３を空隙とする。長さｄは、中空スピンドル２の内径の０．０５倍に相当する。
【００２９】
クイッククランプ装置を操作するため、図１に示すように、クイッククランプ装置は、クランプスピンドル４の後端部に作動機構２４を具える。作動機構２４は、ハウジング１に対して旋回可能に偏心配置した手動部材２５と、偏心ローラ２６とを具える。偏心ローラ２６は、スペーサ１６と接触可能な接触面２７を具える。接触面２７を手動部材２５の旋回軸線に対して偏心的に形成することにより、手動部材２５の旋回によりスペーサ１６が軸線方向に変位する。
【００３０】
スペーサ１６により、クイッククランプ装置の交換位置で偏心ローラ２６からスペーサ１６へ作用する力が弾性素子５に及ぼされ、中空スピンドル２に対するクランプスピンドル４の押圧力が相殺される。クランプスピンドル４がスペーサ１６によって弾性素子５から解放されるためである。
【００３１】
係止肩部９は、クランプスピンドル４と一体的に形成される。クイッククランプ装置を取り付ける際に、スペーサ１６は係止肩部９を超えて移動し、スペーサリング２２を圧入する。その結果、クランプスピンドル４はスペーサ１６に形状結合する。しかしながら、クランプスピンドル４はスペーサ１６の受け空間２９において、軸線方向に限定された移動の自由度を有する。
【００３２】
図１及び図２に示した交換位置において、偏心ローラ２６は接触面２７を介してスペーサ１６を押圧する。軸線方向に変位不能としてハウジングに固定した中空スピンドル２及びスペーサ１６は、交換位置において弾性素子５の弾性力を受ける。交換位置において、クランプスピンドル４は、係止肩部９で構成されるストップ素子を介して中空スピンドル２の後端面と接触する。図２に示すように、スペーサ１６とクランプスピンドル４との間に遊びが存在するため、必ずしも密閉しているとは限らない。クランプスピンドル４は中空スピンドル２に対して押圧力を及ぼさないため、クランプフランジ７は大きな労力又は補助手段を要せずにねじを緩めて取り外すことができる。
【００３３】
図３に示した作動位置において、偏心ローラ２６の接触面２７はスペーサ１６と接触しない。弾性素子５は、一方でスペーサ１６を中空スピンドル２に対して押圧し、他方ではクランプスピンドル４を中空スピンドル２に対して押圧する。作動位置では、中空スピンドル２、クランプスピンドル４及びこれにねじ結合したクランプフランジ７を介し、中間に接続した弾性素子５により工具を把持する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるクイッククランプ装置を具える電動丸鋸を部分的に破断して示す断面図である。
【図２】 図１に示した補償素子を交換位置で示す断面図である。
【図３】 図１に示した補償素子を作動位置で示す断面図である。
【符号の説明】
１ ハウジング
２ 中空スピンドル
３ 工具
４ クランプスピンドル
５ 弾性素子
６ 雄ねじ
７ クランプフランジ
９ 係止肩部
１１ ガイド領域
１２ 玉軸受
１３ 歯車
１５ 補償素子
１６ スペーサ
１７ スリーブ形状領域
１８ 端面
２０ エンドストッパ
２１ 荷重リング
２２ スペーサリング
２３ 緩衝素子
２４ 作動機構
２５ 手動部材
２６ 偏心ローラ
２７ 接触面
２８ スロート
２９ 受け空間

Claims (10)

1. ハウジング（１）内に配置したモータにより駆動される中空スピンドル（２）と、中空スピンドル（２）内で作動機構（２４）と協働するよう同軸的に変位可能に配置したクランプスピンドル（４）を有するクイッククランプ装置とを具え、クランプスピンドル（４）が、工具側に位置する先端部に配置したクランプフランジ（７）と中空スピンドル（２）との間で工具（３）を把持する作動位置から、工具（３）を解放する交換位置まで、弾性素子（５）の作用に抗して変位可能である電動工具において、クイッククランプ装置が、少なくとも交換位置でクランプスピンドル（４）に対する弾性素子（５）の作用を遮断する補償素子（１５）を具えることを特徴とする電動工具。
2. 請求項１記載の電動工具において、補償素子（１５）を、クランプスピンドル（４）の後端部に配置したことを特徴とする電動工具。
3. 請求項１又は２に記載の電動工具において、補償素子（１５）を、弾性素子（５）及びクランプスピンドル（４）の間、並びに、弾性素子（５）及び作動機構（２４）の間の連結経路中に配置したことを特徴とする電動工具。
4. 請求項３記載の電動工具において、補償素子（１５）が、少なくとも交換位置でクランプスピンドル（４）を弾性素子（５）から解放するストップ素子を具えることを特徴とする電動工具。
5. 請求項４記載の電動工具において、ストップ素子を、少なくとも工具から離間する方向に向けて変位不能として、クランプスピンドル（４）の後端部に固定したことを特徴とする電動工具。
6. 請求項４又は５に記載の電動工具において、ストップ素子は、中空スピンドル（２）の後端部における軸線方向延長領域内に少なくとも部分的に突出する係止肩部（９）を具え、該係止肩部（９）は、交換位置において中空スピンドル（２）の後端に接触することを特徴とする電動工具。
7. 請求項３〜６の何れか一項に記載の電動工具において、補償素子（１５）が、作動機構（２４）と弾性素子（５）との連結経路中に配置した伝達素子を具えることを特徴とする電動工具。
8. 請求項７記載の電動工具において、伝達素子がスペーサ（１６）を具え、該スペーサ（１６）の第１端面（１８）が少なくとも交換位置で弾性素子（５）と作用結合し、第２端面は作動機構と接触することを特徴とする電動工具。
9. 請求項８記載の電動工具において、スペーサ（１６）の工具側領域が、ストップ素子としての係止肩部（９）を収める空間（２９）を有することを特徴とする電動工具。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載の電動工具において、クランプスピンドル（４）は、弾性素子（５）と協働するエンドストッパ（２０）を後端部に具えることを特徴とする電動工具。

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