(57)【要約】【課題】機械ハウジング１内にドリリングスピンドル２を備えたドリリング機と、チャック駆幹体３を備えたドリリングチャックとからなるドリリング装置であって、チャック駆幹体内に案内された締付あご７が、ネジ切部材４と対向ネジ切部材５との間のネジ接続６により位置シフト可能であり、対向ネジ切部材５に回転不能に接続されてモータによって駆動可能な駆動スリーブ８が備えられるドリリング装置をにおいて、簡単な構成を追加するだけで、運転モードごとにドリリング装置のトルク負荷を設定することを可能にする。【解決手段】モータが、モータ制御装置２８を備えたブラシレスの直流モータ２６として構成され、モータ制御装置２８がセンサー配線３０を介して、作動状態を検出するためのセンサ２９に接続され、前記センサ２９によって検出された作動状態に応じて、モータ制御装置２８によって少なくとも１つのモータパラメータが変えられる。【選択図】図４
2014159075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源を備えるドリリング機械と、チャック駆幹体（３）を有するドリルチャックとからなるドリリング装置であって、
機械ハウジング（１）中には、ドリリングスピンドル（２）が回転可能に取り付けられ、
チャック駆幹体（３）中には、ネジ切部材（４）と対向ネジ切部材（５）との間に形成されたネジ接続（６）でもって位置をシフト可能な締付あご（７）が案内されており、
対向ネジ切部材（５）に回転不能に接続され、動力源でもって駆動される駆動スリーブ（８）が備えられているものにおいて、
動力源が、モータ制御装置（２８）を備えたブラシレスの直流モータ（２６）として設けられ、このモータ制御装置（２８）がセンサー配線（３０）を通じて、作動状態を検知するためのセンサー（２９）に接続されており、
このセンサー（２９）によって検出された作動状態に応じて、モータ制御装置（２８）でもって、少なくとも１つのモータパラメータについて切替または増減できることを特徴とするドリリング装置。
【請求項２】
センサ（２９）は、作動状態の切り替え及び表示の少なくとも一方を行う調整部材の位置・姿勢を検出すべく設けられていることを特徴とする請求項１に記載のドリリング装置。
【請求項３】
センサ（２９）は、締付あご（７）の開放および閉鎖のための締付の配置構成にあるか、ドリリング作動のためのドリリングの配置構成にあるかを判別すべく設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のドリリング装置。
【請求項４】
モータ制御装置（２８）は、センサ（２９）によって検出された作動状態に応じて、モータトルク及びモータ回転数の少なくとも一方を切替または増減させることができるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のドリリング装置。
【請求項５】
直流モータ（２６）と駆動スリーブ（８）との間の伝動系統中に遊星歯車伝動機構（９）が備えられており、この遊星歯車伝動機構（９）には、動力源により駆動される中心歯車（１０）が備えられ、この中心歯車（１０）は、駆動スリーブ（８）に接続された遊星支持体（１１）に取り付けられている少なくとも1つの遊星歯車（１２）に噛み合っており、遊星歯車（１２）は、機械ハウジング（１）に備え付けられた内歯歯車（１３）に組み合わさって作動することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のドリリング装置。
【請求項６】
対向ネジ切部材（５）は、ネジ切スリーブ（１４）と、これに回転不能に接続されて軸方向に位置シフト可能な連結棒（１５）との2部分からなり、機械中空スピンドル（１６）として形成されたドリリングスピンドル（２）中に案内されており、
連結棒（１５）が連結棒平歯車（１７）を備え、機械中空スピンドル（１６）がスピンドル平歯車（１８）を備え、
駆動スリーブ（８）、または、駆動スリーブ（８）及び遊星歯車伝動機構（９）が、機械ハウジング（１）中に軸方向へと位置シフト可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のドリリング装置。
【請求項７】
駆動スリーブ（８）は、内向き歯切部（１９）を備え、連結棒平歯車（１７）が内向き歯切部（１９）に噛み合っている締付の配置構成から、連結棒平歯車（１７）及びスピンドル平歯車（１８）が内向き歯切部（１９）に噛み合っているドリリングの配置構成へと、可逆的に切替可能となっていることを特徴とする請求項６に記載のドリリング装置。
【請求項８】
駆動スリーブ（８）は、連結棒平歯車（１７）に固定して接続されており、連結棒（１５）に備えられたリング状歯切部（２０）が、機械中空スピンドル（１６）のスピンドル・リング歯切部（２１）との噛み合いから外れている締付の配置構成から、リング状歯切部（２０）がスピンドル・リング歯切部（２１）に噛み合っているドリリングの配置構成へと、可逆的に切替可能となっている請求項６に記載のドリリング装置。
【請求項９】
機械ハウジング（１）には、遊星歯車伝動機構（９）及び駆動スリーブ（８）の軸方向への位置シフトを引き起こす調整スリーブ（２２）が備え付けられていることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のドリリング装置。
【請求項１０】
センサ（２９）が、駆動スリーブ（８）及び調整スリーブ（２２）の少なくとも一方の位置・姿勢を検出すべく設けられていることを特徴とする請求項９に記載のドリリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機などの動力源を備えたドリリング機からなるドリリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このドリリング装置には、機械ハウジング中に回転可能に取り付けられたドリリングスピンドル（ドリルチャックに接続されて回転力を伝達する部材または部分）を備えているドリリング機械と、チャック駆幹体を有するドリルチャックとが備えられる。チャック駆幹体中には、複数の締付あごが、ネジ切部材と、対向ネジ切部材との間のネジ接続でもって、位置・姿勢（位置及び姿勢の少なくも一方）をシフト可能に案内されている。さらに、駆動スリーブが備えられ、この駆動スリーブは、対向ネジ切部材に回転不能に接続され、動力源でもって駆動される。このようなドリリング装置は、ドイツ特許出願公開DE102011002331（特開2012-232407）により公知となっている。ここに開示されたドリリング装置は、「締付及び締付解除」の作動モードと、「ドリリング」作動モードとの間で切り替え可能である。これらのいずれの作動モードにおいても、動力源によって同一のトルクが生成され、ドリリングスピンドルに伝達される。これは、「締付及び締付解除」の作動モードの際に、実に不都合である。というのは、締付あごがドリリング工具にぶつかる際にも、また締付あごを最大の開放幅をなすようにシフトさせる際にも、フル回転の回転数にて、フルのトルクが加えられる。このことから、機械構成部材に、非常に強い負荷が加わることとなる。したがって、本件の基礎出願の出願時に未公開であるドイツ特許出願公開DE102011055869（特開2013-111747）によれば、ドリリング装置を改良して、相異なる作動モードにて、相異なるトルク負荷を実現する可能性が与えられている。ところが、この可能性は、機械的な手段によって得られている。この手段のためには、こドリリング装置の構造が、かなり複雑となり、製造コストが、かなり上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開DE102011002331（特開2012-232407）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明のベースをなす課題は、導入部で述べたようなドリリング装置について、簡単な構造を付加するだけで、相異なる作動モードにて相異なるトルク負荷の実現を可能にすることである。すなわち、作動モードごとにドリリング装置のトルク負荷、特にはその上限を設定しておくことを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、本発明によれば、導入部で述べたようなドリリング装置において、以下により解決される。すなわち、動力源が、モータ制御装置を備えたブラシレスの直流モータとして設けられ、このモータ制御装置がセンサー配線を通じて、作動状態を検知するためのセンサーに接続されており、このセンサーによって検出された作動状態に応じて、モータ制御装置でもって、少なくとも１つのモータパラメータについて切替または増減ができるということによって解決される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】ドリリング装置が締付の配置構成にある場合を示す縦断面図である。
【図１Ａ】図１の１ａ−１ａ線に沿った横断面図である。
【図２】図１に示したドリリング装置がドリリングの配置構成にある場合を示す、図１に対応する立て断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線に沿った横断面図である。
【図４】ブラシレスの直流モータ、及び、適当なモータ制御装置を有するドリリング装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
ブラシレスの直流モータは、従来技術にて、直流モータの一種の形態として知られていいる。直流モーターは、整流のためにブラシ付きの機械的な整流子を備えるのが一般的であるが、ブラシレスの直流モータにおいては、この機械的な整流子が、電子回路によって置き換えられている。このような形式のブラシレスの直流モータを用いるならば、前記課題を解決するにあたり、モータ制御を適切に行う良好な実施形態が与えられる。したがって、原理上、導入部で述べたようなドリリング装置と基本的に同一の構造にて、ドリリング装置が「締付／締付解除」の作動モードにある場合に、作動モードをセンサ系統により検知し、モーターを適当に制御することにより、構成部材の過負荷がかかるのを防ぐことができる。好ましくは、本発明の枠内において、センサは、作動状態の切り替え、及び／または表示（すなわち、これらの少なくとも一方）を行う調整部材の位置・姿勢を検出するように設けられる。ここで、作動状態の切り替えは、適当な調整部材を用いてユーザーによって意図的に行われるものでなければならないという点について考慮される。調整部材の位置は、センサによって捉えられる。すなわち、特には、センサは、締付あごの開放および閉鎖を行う締付の配置構成と、ドリリング作動のためのドリリングの配置構成とを見分けるように構成されている。ここで、本発明の枠内にて、モータ制御装置は、センサによって検出された作動状態に応じて、トルクおよび／またはモータ回転数についての、切替または増減を行わせることができるものである。
【０００８】
構造的な構成を簡単にするための好ましい一実施例においては、直流モータが駆動スリーブへと回転力を伝える伝動系統中に遊星歯車伝動機構が備えられる。該遊星歯車伝動機構は、直流モータによって駆動可能な中心歯車を備え、該中心歯車は、駆動スリーブに接続された遊星歯車支持体に取り付けられている少なくとも１つの遊星歯車に噛み合っており、該遊星歯車自体は、機械ハウジングに直接または間接的に取り付けられた内歯歯車と組み合わさって作動する。
【０００９】
対向ネジ切部材が、ネジ切スリーブと、このネジ切スリーブに相対回転不能に接続されて軸方向に位置シフト可能な連結棒との、２つの、互いに別体の部分からなる。これら２つの部分は、、機械中空スピンドルとして形成されたドリリングスピンドル中に案内されている。また、連結棒が連結棒平歯車を備え、機械中空スピンドルがスピンドル平歯車を備えている。駆動スリーブが、機械ハウジング中に軸方向へと位置シフト可能に取り付けられているならば、または、駆動スリーブ及び遊星歯車伝動機構が、機械ハウジング中に軸方向へと位置シフト可能に取り付けられているならば、駆動スリーブと、機械中空スピンドルないし連結棒との間の、トルク伝動機構を実現するための構造的に簡単な実施形態が得られる。
【００１０】
特に好ましい実施例においては、駆動スリーブが内向き歯切部を備え、連結棒平歯車がこの内向き歯切部と噛み合う締付の配置構成から、連結棒平歯車及びスピンドル平歯車が内向き歯切部と噛み合うドリリングの配置構成へと、可逆的に移行可能であることを特徴としている。締付の配置構成において、スピンドル平歯車は内歯歯車と噛み合い、これにより、機械中空スピンドルは、機械ハウジング及びチャック駆幹体に相対回転不能に接続されている。機械中空スピンドルに対する連結棒の相対的な回転が保証されている。ドリリング装置は非常に簡単に、駆動スリーブを軸方向にずらすことによって、締付の配置構成とドリリングの配置構成との間で、往復方向に、切り替えされる。ここでも、連結棒平歯車およびスピンドル平歯車を、駆動スリーブを用いて駆動することによって、対向ネジ切部材に対するネジ切部材の相対回転が阻止されている。
【００１１】
機械ハウジングに、遊星歯車伝動機構および前記駆動スリーブを軸方向に位置シフトさせるための調整スリーブが備え付けられてるならば、さらに好ましいことが知られた。ここで、好適には本発明の枠内で、センサが、駆動スリーブおよび／または調整スリーブの位置を検出するように構成されている。
【００１２】
以下に本発明を、図面に示した実施例を用いて詳しく説明する。
【００１３】
図面には、モータを備えるドリリング機と、ドリリングチャックとからなるドリリング装置が示されている。ドリリング機に備えられるドリリングスピンドル２は、機械ハウジング１内にて回転可能に支持される。また、ドリリング装置に備えられるチャック駆幹体３中には、締付あご７が案内されている。これら締付あご７は、ネジ切部材４と対向ネジ切部材５との間に形成されたネジ接続６でもって位置・姿勢をシフト可能である。このドリリング装置に駆動スリーブ８が備えられ、この駆動スリーブ８は、対向ネジ切部材５に相互回転不能に接続されており、モータによって駆動可能である。モータと駆動スリーブ８との間、すなわちこれらの間の伝動系統中には、遊星歯車伝動機構９が配置されている。該遊星歯車伝動機構９は、モータによって駆動可能な中心歯車１０を有している。ここで、図１Ａおよび図３に示されているように、図示の実施例においては、ちょうど５つの遊星歯車１２が、駆動スリーブ８に接続された遊星歯車支持体１１に支持されている。これらの遊星歯車１２は、中心歯車１０および内歯歯車１３に噛み合っている。ここで、本発明の枠内にて、より多くのまたはより少ない遊星歯車支持体１２が設けられてもよいことを指摘しておく。
【００１４】
対向ネジ切部材５は、互いに別体の２つの部材からなる。すなわち、ネジ切スリーブ１４と、このネジ切スリーブ１４に対して回転不能に、かつ、軸方向に位置シフト可能に接続された連結棒１５とからなる。また、対向ネジ切部材５は、機械中空スピンドル１６として構成されたドリリングスピンドル２中に案内されている。連結棒１５は連結棒平歯車１７を備えており、機械中空スピンドル１６はスピンドル平歯車１８を備えている。遊星歯車伝動機構９及び駆動スリーブ８は、軸方向に位置シフト可能に機械ハウジング１中に取り付けられている。機械ハウジング１の側に、調整スリーブ２２が備えられる。すなわち、調整スリーブ２２は、直接または間接的に機械ハウジング１に接続されている。また、この調整スリーブ２２は、遊星歯車伝動機構９及び駆動スリーブ８についての軸方向の位置シフトを引き起こす。この位置シフトのために、調整スリーブ２２には、内歯歯車１３と相互作用を行う調整部材２３が備えられる。軸方向における機械ハウジング１の前方に、この機械ハウジング１に解除可能に接続されたカバーキャップ２４が備え付けられている。ドリリングスピンドル２と機械ハウジング１との間には、複数の軸受２５が設けられている。
【００１５】
図１には、実施例のドリリング装置について、締付の配置構成にある状態を示す。この締付の配置構成では、駆動スリーブ８の内向き歯切部１９が連結棒１５の連結棒平歯車１７と噛み合っており、機械中空スピンドル１６のスピンドル平歯車１８が、回転しない内歯歯車１３と噛み合っている。この状態では、モータの駆動力が、機械スピンドルを介して遊星歯車伝動機構９の中心歯車１０に伝達される。中心歯車１０は、遊星歯車支持体１１に支持された遊星歯車１２を駆動する。これらの遊星歯車１２は、機械ハウジング１に対して回転不能に接続された内歯歯車１３に沿って転動する。遊星歯車支持体１１に対して、回転不能に接続された駆動スリーブ８は、駆動力を連結棒平歯車１７に伝達する。これにより、連結棒１５及びネジ切スリーブ１４が駆動される。機械中空スピンドル１６のスピンドル平歯車１８が、内歯歯車１３を介して機械ハウジング１に接続されており、これにより、機械中空スピンドル１６が内歯歯車１３を介して機械ハウジング１に接続されている。この接続により、ネジ切スリーブ１４は、機械中空スピンドル１６に対して相対的に回転可能となっている。また、該接続により、対向ネジ切部材５は、ネジ接続６を介して、軸方向前方へと、すなわち、モータとは逆の方向にシフトされるか、または締付あご７と共に軸方向後方へとシフトされる。
【００１６】
図２は、実施例のドリリング装置について、ドリリングの配置構成にある状態を示す。この配置構成では、駆動スリーブ８及び遊星歯車伝動機構９が軸方向前方にスライドされている。この配置構成で、連結棒平歯車１７及びスピンドル平歯車１８は、駆動スリーブ８の内向き歯切部１９と噛み合っている。この場合も、モータの駆動力は遊星歯車伝動機構９の中心歯車１０に伝達される。中心歯車１０は、遊星歯車支持体１１に支持された遊星歯車１２を駆動し、これらの遊星歯車１２は、機械ハウジング１に相対回転不能に接続されている内歯歯車１３に沿って転動する。この際、駆動スリーブ８は、調整スリーブ２２の位置・姿勢についての、シフトないし切り替えを行うことによって軸方向前方へとシフトされる。駆動スリーブ８は、遊星歯車伝動機構９に連れ動かされるのであり、カップリング平歯１７及びスピンドル平歯１８と、駆動スリーブ８の内向き歯切部１９との噛み合いにより、連結棒１５及び機械中空スピンドル１６に、相対回転不能に接続される。このような接続により、モータの駆動力が、連結棒１５および機械中空スピンドル１６に直接に伝達される。したがって、機械中空スピンドル１６に対するネジ切スリーブ１４の相対回転は行われない。そのため、締付あご７の位置・姿勢のシフトは行われない。
【００１７】
本発明によれば、このような形式のドリリング装置において、モータが、モータ制御装置２８を備えたブラシレスの直流モータ２６として構成される。このモータ制御装置２８は、センサ用配線３０を通じて、作動状態を検出するためのセンサ２９に電気的に接続されている。ここで、センサ２９によって検出された作動状態に応じて、少なくとも１つのモータパラメータを、モータ制御装置２８でもって変えることができる。センサ２９は、締付の配置構成にあるか、ドリリングの配置構成にあるかにつき、判別を行う。この判別を行うにあたり、図示の実施例によると、調整スリーブ２２の位置・姿勢を検知する。調整スリーブ２２が、図１Ａでは締付の配置構成にあり、図３では、ドリリングの配置構成にある。上記の判別は、簡単な具合に行うことができる。すなわち、センサ２９は、センサピン３７でもって、調整スリーブ２２の回転の位置・姿勢に応じて、調整スリーブ２２の凹陥部３６が存在するか存在しないかを検知する。これに代えて、以下のように行うことも考えうる。すなわち、センサ２９について、スピンドル平歯車１８に対する駆動スリーブ８の位置・姿勢を検出するのに適したものとすることも考えうる。しかしながら、このようであると、調整スリーブ２２の位置・姿勢を評価するのとは異なり、アクセスが不可能な位置にセンサ２９を配置する必要がある。
【００１８】
したがって、本発明によれば、図４に概要を示すドリリング装置において、機械的な位置調整・切替部材の位置・姿勢を見極める。ここでの位置調整・切替部材は、相異なる作動モードのいずれかにあることを指し示すことができるものである。ここで、センサ２９によって検出されたデータに応じて、モータ制御装置２８における作動が、次のように行われる。すなわち、ドリリングの配置構成にあっては、最大のトルクと最大限の回転数を適用可能となっている。一方、締付の配置構成にあっては、トルク及び／または回転数（すなわち、これらのうちの少なくとも一方）を低下させることができる。その結果、機械的な連結解除も、連結状態での動力伝達の遮りも、行われない。これらは、非常に複雑な構造を用いることで、はじめて達成可能なものである。さらに、ドリリングスピンドル２は、モータ制御装置２８により、予め設定されたトルクに達すると、停止される。このようにして、トルクの制限が実現されている。トルクの制限は、締付の際と、締付解除の際とで、同じ値である必要がないので、締付解除に用いるトルクを、開放のために最低限必要な値よりも大きくすることを想定可能である。
【００１９】
本発明は、前述のドイツ特許出願公開DE102011055869（特開2013-111747）に記載したドリリング装置と組み合わせることもできる。ここに開示された、機械的なトルク制限に関する開示内容を、電子式のトルク制限の補足説明として引用する。特には、DE102011055869（特開2013-111747）にて滑りクラッチが反応するトルクが設定されるのと、同様、ユーザーが最大トルクを設定することができる。そして、締付の配置構成においては、この最大トルクを超過しないように、制御を行うようにすることができる。また、必要に応じて、万一最大トルクを超過した場合にはユーザーに知らせるようにするトルクインジケーターを備え付けることができる。
【００２０】
ブラシレスの直流モータ２６には、好ましくは、蓄電池２７によって直流電流が供給される。但し、交流電圧を直流電圧に変換するための整流器が備えられている場合、本発明は、電力網に接続可能なコード付きのドリリング装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２１】
１…機械ハウジング；    ２…ドリリングスピンドル；    ３…チャック駆幹体；  
４…ネジ切部材；    ５…対向ネジ切部材；    ６…ネジ接続；  
７…締付あご；    ８…駆動スリーブ；    ９…遊星歯車伝動機構；  
１０…中心歯車；    １１…遊星支持体；    １２…遊星歯車；  
１３…内歯歯車；    １４…ネジ切スリーブ；    １５…連結棒；  
１６…機械中空スピンドル；    １７…連結棒平歯車；    １８…スピンドル平歯車；  
１９…内向き歯切部；    ２０…リング状歯切部；    ２１…スピンドル・リング歯切部；  
２２…調整スリーブ；    ２３…調整部材；    ２４…カバーキャップ；  
２５…軸受け；    ２６…直流モータ；    ２７…蓄電池；    ２８…モータ制御装置；  
２９…センサ；    ３０…センサー配線；    ３１…セレクタスイッチ；  
３２…カップリング；    ３３…操作スイッチ；    ３４…締付機能のための制御部材
３５…制御装置；    ３６…凹陥部；    ３７…センサピン
【図１】
2014159075.tif 000003
【図１Ａ】
2014159075.tif 000004
【図２】
2014159075.tif 000005
【図３】
2014159075.tif 000006
【図４】
2014159075.tif 000007