(57)【要約】【課題】軽量で高安定性の、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムを提供する。【解決手段】本発明は、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムに関する。境を接している部材との結合のために下部接続ユニット（１８）および上部接続ユニット（１９）と、案内管部分（９）と、該案内管部分（９）内に配置されている駆動軸部分（１０）とが設けられている。駆動軸部分（１０）は少なくとも１つの支持部材（２６）を介して案内管部分（９）内で支持されている。案内管部分（９）は炭素繊維補強プラスチックから成っている。支持部材（２６）と案内管部分（９）との間にして支持部材（２６）の周部の少なくとも１つの領域（４９）に、案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔（ｂ）が形成されている。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムにおいて、境を接している部材との結合のために下部接続ユニット（１８）および上部接続ユニット（１９）と、案内管部分（９）と、該案内管部分（９）内に配置されている駆動軸部分（１０）とが設けられ、駆動軸部分（１０）が少なくとも１つの支持部材（２６）を介して案内管部分（９）内で支持され、案内管部分（９）が炭素繊維補強プラスチックから成り、支持部材（２６）と案内管部分（９）との間にして支持部材（２６）の周部の少なくとも１つの領域（４９）に、案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔（ｂ）が形成されているシャフトシステム。
【請求項２】
第１の間隔（ｂ）が案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ１０％以下の大きさであることを特徴とする、請求項１に記載のシャフトシステム。
【請求項３】
第１の間隔（ｂ）が案内管部分（９）の内径（ａ）の少なくともほぼ５％の大きさであることを特徴とする、請求項１に記載のシャフトシステム。
【請求項４】
支持部材（２６）が少なくとも１つの支持要素（３１）を介して案内管部分（９）で支持され、第１の間隔（ｂ）を設けた前記領域（４９）が支持部材（２６）の２つの支持要素（３１）の間にあることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項５】
複数個の支持要素（３１）が設けられ、これら支持要素（３１）は、２つの支持要素（３１）の間にある前記領域（４９）に対向して１つの支持要素（３１）が配置されるように支持部材（２６）の周部に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のシャフトシステム。
【請求項６】
１つの支持要素（３１）と案内管部分（９）との間に、案内管部分（９）の内周（ａ）のほぼ０．２％ないしほぼ２％の大きさの第２の間隔（ｃ）が形成されていることを特徴とする、請求項４または５に記載のシャフトシステム。
【請求項７】
支持部材（２６）が筒状の本体（４８）を有し、該本体（４８）の外周から外側へ少なくとも１つの支持要素（３１）が延在し、本体（４８）内に駆動軸部分（１０）が支持され、駆動軸部分（１０）の外周と支持部材（２６）の本体（４８）との間に、案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ０．５％ないしほぼ４％の大きさの第３の間隔（ｄ）が形成されていることを特徴とする、請求項４から６までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項８】
支持部材（２６）が案内管部分（９）の全長にわたって上部接続ユニット（１９）と下部接続ユニット（１８）との間に延在していることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項９】
駆動軸部分（１０）が少なくとも一端で接続部材（２４，３３）と結合され、駆動軸部分（１０）が接続部材（２４，３３）のアウタープロファイル（３９）に係合するインナープロファイル（３２）を有していることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項１０】
接続部材（２４，３３）が、駆動軸部分（１０）に差し込まれる領域に、第１の外径（ｉ）と第２の外径（ｋ）とを有し、第１の外径（ｉ）が接続部材（２４，３３）を差込む前に駆動軸部分（１０）に割り当てられている第１の内径（ｆ）よりも大きく、第２の外径（ｋ）が接続部材（２４，３３）を差込む前に駆動軸部分（１０）に割り当てられている第２の内径（ｆ）よりも小さいことを特徴とする、請求項９に記載のシャフトシステム。
【請求項１１】
少なくとも１つの接続ユニット（１８，１９）に隣接して、案内管部分（９）を取り囲む補強スリーブ（２８）が配置されていることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項１２】
案内管部分（９）と駆動軸部分（１０）とがそれぞれ一体の管として形成され、下部接続ユニット（１８）から上部接続ユニット（１９）まで延在していることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか一つに記載のシャフトシステム。
【請求項１３】
駆動原動機（３）が配置されているケーシング（２）と、駆動原動機（３）によって駆動される少なくとも１つの工具と、一端にケーシング（２）が配置され、他端に工具が配置されているシャフト（７）とを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフト（７）が案内管（６）と駆動軸（５）とを含み、駆動軸（５）が案内管（６）により案内され、且つ案内管（６）内で少なくとも１つの支持部材（２６）を介して支持されている前記作業機において、
案内管（６）の少なくとも１つの案内管部分（９）が炭素繊維補強プラスチックから成っていること、
支持部材（２６）と案内管部分（９）との間にして支持部材（２６）の周部の少なくとも１つの領域（４９）に、案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔（ｂ）が形成されていること、
を特徴とする作業機。
【請求項１４】
第１の間隔（ｂ）が案内管部分（９）の内径（ａ）のほぼ１０％以下の大きさであることを特徴とする、請求項１３に記載の作業機。
【請求項１５】
第１の間隔（ｂ）が案内管部分（９）の内径（ａ）の少なくともほぼ５％の大きさであることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の作業機。
【請求項１６】
案内管（６）が完全に炭素繊維補強プラスチックから成っていることを特徴とする、請求項１３から１５までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項１７】
支持部材（２６）が少なくとも１つの支持要素（３１）を介して案内管部分（９）で支持され、第１の間隔（ｂ）を設けた前記領域（４９）が支持部材（２６）の２つの支持要素（３１）の間にあることを特徴とする、請求項１３から１６までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項１８】
複数個の支持要素（３１）が設けられ、これら支持要素（３１）は、２つの支持要素（３１）の間にある前記領域（４９）に対向して１つの支持要素（３１）が配置されるように支持部材（２６）の周部に配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載の作業機。
【請求項１９】
１つの支持要素（３１）と案内管（６）との間に、案内管（６）の内周（ａ）のほぼ０．２％ないしほぼ２％の大きさの第２の間隔（ｃ）が形成されていることを特徴とする、請求項１７または１８に記載の作業機。
【請求項２０】
支持部材（２６）が筒状の本体（４８）を有し、該本体（４８）の外周から外側へ少なくとも１つの支持要素（３１）が延在し、本体（４８）内に駆動軸（５）が支持され、駆動軸（５）の外周と支持部材（２６）の本体（４８）との間に、案内管（６）の内径（ａ）のほぼ０．５％ないしほぼ４％の大きさの第３の間隔（ｄ）が形成されていることを特徴とする、請求項１７から１９までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項２１】
駆動軸（５）が複数に分割されて形成され、駆動軸部分（１０）を結合させるため、駆動軸部分（１０）と相対回転不能に結合される少なくとも１つの接続部材（２４，３３）が設けられ、駆動軸部分（１０）が接続部材（２４，３３）のアウタープロファイル（３９）に係合するインナープロファイル（３２）を有していることを特徴とする、請求項１３から２０までのいずれか一つに記載の作業機。
【請求項２２】
接続部材（２４，３３）が、駆動軸部分（１０）に差し込まれる領域に、第１の外径（ｉ）と第２の外径（ｋ）とを有し、第１の外径（ｉ）が接続部材（２４，３３）を差込む前に駆動軸部分（１０）に割り当てられている第１の内径（ｆ）よりも大きく、第２の外径（ｋ）が接続部材（２４，３３）を差込む前に駆動軸部分（１０）に割り当てられている第２の内径（ｆ）よりも小さいことを特徴とする、請求項２１に記載の作業機。
【請求項２３】
作業機（１）が請求項１から１５までのいずれか一つに記載のシャフトシステムを有していることを特徴とする、請求項１３から２２までのいずれか一つに記載の作業機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムおよび請求項１３の上位概念に記載の手で操縦される可搬式作業機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、トリマーまたは間伐のこ用の管が知られている。管の一端に原動機が配置され、他端に作業工具が配置されている。管内には、リブによりこの外側の管で支持される支持部材が配置されている。支持部材内で駆動軸が支持されている。管は繊維複合材から製造されている。
【０００３】
繊維複合材から成る管はわずかに変形しただけで屈曲することがあり、したがって故障しやすい。繊維複合材から管を構成することの利点は、この材料が比較的軽量なことである。しかしながら、十分な座屈強度を達成するには、管の壁厚を比較的厚く実施せねばならないので、たとえばアルミニウム等の金属から成っている従来の管に比べると、軽量化の程度が少なく、或いは軽量化がはかられていない。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０３２５４９３Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、軽量で高安定性の、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムを提供することである。さらに、シャフトが高安定性を有する軽量な、手で操縦される可搬式作業機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題を解決するため、手で操縦される可搬式作業機のためのシャフトシステムにおいては、境を接している部材との結合のために下部接続ユニットおよび上部接続ユニットと、案内管部分と、該案内管部分内に配置されている駆動軸部分とが設けられ、駆動軸部分が少なくとも１つの支持部材を介して案内管部分内で支持され、案内管部分が炭素繊維補強プラスチックから成り、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも１つの領域に、案内管部分の内径のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔が形成されていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、駆動原動機が配置されているケーシングと、駆動原動機によって駆動される少なくとも１つの工具と、一端にケーシングが配置され、他端に工具が配置されているシャフトとを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフトが案内管と駆動軸とを含み、駆動軸が案内管により案内され、且つ案内管内で少なくとも１つの支持部材を介して支持されている前記作業機においては、案内管の少なくとも１つの案内管部分が炭素繊維補強プラスチックから成っていること、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも１つの領域に、案内管部分の内径のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔が形成されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、繊維複合材として、炭素繊維強化プラスチックが使用される。炭素繊維強化プラスチックは軽量であり、一定の径と一定の壁厚とを持った管として、プルトルージョン方式で簡単に製造することができる。小さな第１の間隔が形成されているので、案内管は湾曲したときに支持部材に当接して内側から支持される。これにより、案内管の過度な湾曲を回避できる。案内管と支持部材と駆動軸から構成されているシャフトは、案内管が内側の部材によって支持されるので、高い剛性と安定性を有している。案内管は壁厚を比較的薄く実施できる。この場合シャフトは、案内管部分の撓み許容度を越えて、案内管の継続的な変形または破壊が生じる前に、案内管部分が支持部材に当接して該支持部材で支持されるように、構成され且つそのサイズが選定されている。シャフトシステムの軽量化を達成するため、第１の間隔は案内管部分の内径の大きさのほぼ１５％以下であるべきである。
【０００９】
有利には、第１の間隔は案内管部分の内径のほぼ１０％以下の大きさである。合目的には、第１の間隔は案内管部分の内径の少なくともほぼ５％の大きさである。
【００１０】
駆動軸の良好な支持を達成するため、支持部材は少なくとも１つの支持要素を介して案内管部分で支持されている。この場合、第１の間隔を設けた前記領域は特に支持部材の２つの支持要素の間にある。有利には、複数個の支持要素が設けられ、これら支持要素は、２つの支持要素の間にある前記領域に対向して、すなわち周部の反対側に１つの支持要素が配置されるように支持部材の周部に配置されているのがよい。これにより、案内管と支持部材との間に第１の間隔が設けられている２つの領域が対向しないように保証されている。また、案内管は撓んだときに、１つの支持要素と、案内管と支持部材との間に間隔が設けられている反対側の領域とに当接する。
【００１１】
本発明によれば、１つの支持要素と案内管部分との間に、案内管部分の内周のほぼ０．２％ないしほぼ２％の大きさの第２の間隔が形成されている。支持要素と案内管部分との間の間隔が小さいので、案内管の安定性はさらに向上する。有利には、支持部材が筒状の本体を有し、該本体の外周から外側へ少なくとも１つの支持要素が延在し、本体内に駆動軸部分が支持されているのがよい。本発明によれば、駆動軸部分の外周と支持部材の本体との間に、案内管部分の内径のほぼ０．５％ないしほぼ４％の大きさの第３の間隔が形成されている。第３の間隔が案内管部分の内径のほぼ０．５％またはそれ以上であるので、駆動軸部分の摩擦のない潤滑と支持とが保証されている。比較的小さな間隔は、シャフトが変形したときに、案内管が支持部材を介して駆動軸で支持されるよう保証する。これにより駆動軸部分は案内管部分の安定性を向上させる。
【００１２】
第１の間隔、第２の間隔、第３の間隔は、半径方向において個々の要素の相互中央位置で測ったものである。したがって、上記間隔は対応する部材のそれぞれの直径の差の半分である。
【００１３】
有利には、支持部材が案内管部分の全長にわたって上部接続ユニットと下部接続ユニットとの間に延在しているのがよい。これにより、案内管部分内での駆動軸部分の位置を簡単に固定することができる。
【００１４】
シャフトシステムとこれに境を接している個々のシャフト部分とを簡単に結合させることができるようにするため、駆動軸部分は少なくとも一端で接続部材と結合されている。この場合、接続部材は連結要素のための受容部を有していることができ、或いは、直接に、境を接している接続部材に対する連結部を形成していてもよい。本発明によれば、駆動軸部分は接続部材のアウタープロファイルに係合するインナープロファイルを有している。これにより、駆動軸部分と接続部材との間の相対回転不能な確実な結合を簡単に達成できる。
【００１５】
有利には、接続部材が、駆動軸部分に差し込まれる領域に、第１の外径と第２の外径とを有し、第１の外径が接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第１の内径よりも大きく、第２の外径が接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第２の内径よりも小さいのがよい。接続部材が１つの領域で駆動軸部分よりも大きな外径を有し、他の領域でより小さな外径を有していることにより、接続部材を駆動軸部分に押し込んだときに接続部材は駆動軸部分を変形させる。したがって、接続部材と駆動軸部分との間の固定結合を簡単に達成できる。接続部材の第２の外径が、これに関連付けられる駆動軸部分の第２のない径よりも小さいことにより、駆動軸部分は、全周にわたって拡開する必要なく、変形する。これにより、接続部材を押し込むために必要な力が減少する。異なる領域で異なる径にすることは、プロファイルされた接続部材でもプロファイルされた駆動軸部分でも採用することができるが、異なる径はプロファイルされていない表面でも採用してよい。また、接続部材のみがプロファイルを有し、或いは、駆動軸部分のみがプロファイルを有するようにしてもよい。外側輪郭が異なっていてもよい。たとえば、接続部材が楕円形の横断面を有し、駆動軸部分が円形の横断面を有していてよい。第１の外径を備えた領域と第２の外径を備えた領域とは、有利には１つの横断面内にある。
【００１６】
シャフトシステムの安定性をその端部領域において向上させるため、少なくとも１つの接続ユニットに隣接して、案内管部分を取り囲む補強スリーブが配置されている。本発明によれば、案内管部分と駆動軸部分とはそれぞれ一体の管として形成され、下部接続ユニットから上部接続ユニットまで延在している。案内管部分がシャフトシステムの全長にわたって上部接続ユニットと下部接続ユニットとの間に延在していることにより、案内管部分は長くなる。案内管部分が長くなることにより、変形時の支持部材での支持が有利である。案内管部分が比較的長いので、手で操縦される作業機の案内管を少数の部分から構成できる。通常の作業高さに対しては、シャフト延長体として有利に構成されたシャフトシステムのみを必要とするにすぎないので有利である。
【００１７】
駆動原動機が配置されているケーシングと、駆動原動機によって駆動される少なくとも１つの工具と、一端にケーシングが配置され、他端に工具が配置されているシャフトとを備えた、手で操縦される可搬式作業機であって、シャフトが案内管と駆動軸とを含み、駆動軸が案内管により案内され、且つ案内管内で少なくとも１つの支持部材を介して支持されている前記作業機においては、本発明によれば、案内管の少なくとも１つの案内管部分は炭素繊維補強プラスチックから成っており、支持部材と案内管部分との間にして支持部材の周部の少なくとも１つの領域に、案内管部分の内径のほぼ１５％以下の大きさの第１の間隔が形成されている。
【００１８】
支持部材と案内管部分との間の間隔が小さいので、案内管部分は変形時に支持部材に当接し、したがって該支持部材で支持される。これにより案内管は薄い壁厚で高安定性に実施でき、その結果作業機の軽量化が得られる。
【００１９】
有利には、第１の間隔が案内管部分の内径のほぼ１０％以下の大きさであるのがよい。特に、第１の間隔は案内管部分の内径の少なくともほぼ５％の大きさである。案内管（案内管が一体に構成されている場合には案内管全体、案内管が複数に分割して形成されている場合には個々の案内管部分）は、完全に炭素繊維補強プラスチックから成っているのが有利である。案内管が複数に分割して形成されている場合の個々の案内管部分は、短くした棒材から構成されているのが有利である。これにより、すべての案内管部分は同じ外径および内径と同じ壁厚を有するので有利である。
【００２０】
有利には、支持部材が少なくとも１つの支持要素を介して案内管部分で支持されているのがよい。合目的には、第１の間隔を設けた前記領域は支持部材の２つの支持要素の間にあるのがよい。特に、複数個の支持要素が設けられ、これら支持要素は、２つの支持要素の間にある前記領域に対向して１つの支持要素が配置されるように支持部材の周部に配置されている。１つの支持要素と案内管部分との間に、案内管部分の内周のほぼ０．２％ないしほぼ２％の大きさの第２の間隔が形成されているのが有利である。
【００２１】
本発明によれば、支持部材は筒状の本体を有し、該本体の外周から外側へ少なくとも１つの支持要素が延在し、本体内に駆動軸が支持されている。有利には、駆動軸の外周と支持部材の本体との間に、案内管の内径のほぼ０．５％ないしほぼ４％の大きさの第３の間隔が形成されている。
【００２２】
本発明によれば、駆動軸は複数に分割されて形成されている。これにより作業機の搬送が容易になる。有利には、駆動軸部分を結合させるため、駆動軸部分と相対回転不能に結合される少なくとも１つの接続部材が設けられている。有利には、駆動軸部分は接続部材のアウタープロファイルに係合するインナープロファイルを有している。接続部材は、有利には、駆動軸部分に差し込まれる領域に、第１の外径と第２の外径とを有し、第１の外径は接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第１の内径よりも大きく、第２の外径は接続部材を差込む前に駆動軸部分に割り当てられている第２の内径よりも小さい。
【００２３】
特に、作業機は、有利にはシャフト延長体であるシャフトシステムを有している。複数のシャフト延長体を設けてもよい。これにより、作業機のシャフトの長さをその都度の使用目的に適合させることができる。シャフトシステム、特にシャフト延長体は、案内管が炭素繊維補強プラスチックから構成されているので軽量であり、案内管と支持部材との間の間隔が小さいので安定性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施形態を添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１に図示した手で操縦される可搬式作業機１は、丸太材カッターとして構成されている。作業機１はケーシング２を有し、ケーシング２内には、図１に概略的に図示した駆動原動機３が配置されている。駆動原動機は内燃エンジンとして構成されている。駆動原動機３は特に単気筒エンジンであり、有利には２サイクルエンジンまたは混合気潤滑型４サイクルエンジンである。ケーシング２からは、駆動原動機３を始動させるための始動装置のスタートグリップ４が突出している。駆動原動機３は駆動軸５を回転駆動させる。駆動原動機３はクラッチ２７を介して駆動軸５と連結されている。
【００２５】
ケーシング２には、該ケーシング２をギヤボックス１４と結合させているシャフト７が固定されている。シャフト７は、ケーシング２からギヤボックス１４へ延びている案内管６と、該案内管６内に回転可能に支持されている前記駆動軸５とを有している。ギヤボックス１４内には、図示していない伝動装置が配置されており、該伝動装置を介して駆動軸５は工具（図１に概略的に図示した、ガイドレール１５に沿って周回するソーチェーン１６）を駆動する。ソーチェーン１６を潤滑するため、ギヤボックス１４には潤滑剤タンク１７が固定されている。
【００２６】
作業機１を保持して操縦するため、シャフト７には、ケーシング２に隣接してグリップ１１が固定されている。グリップ１１にはスロットルレバー１２とスロットルレバーロック１３とが支持されている。スロットルレバー１２を介して駆動原動機３が操作される。グリップ１１には他の操作要素を設けてもよい。
【００２７】
シャフト７は複数に分割して形成されており、ケーシング２に固定されているシャフト下部部分５０と、該シャフト下部部分５０とギヤボックス１４との間に延在しているシャフト延長部分８とを含んでいる。シャフト延長部分８は１つのシャフトシステムである。延長部分として形成されていない他のシャフトシステムを設けてもよく、たとえばシャフト全体を形成するようなシャフトシステムを設けてもよい。また、シャフト延長部分８を複数個設けてもよい。シャフト延長部分８は、シャフト下部部分５０と結合させるための原動機側の下部接続ユニット１８と、ギヤボックス１４と結合させるための工具側の上部接続ユニット１９とを有している。上部接続ユニット１９は他の案内管部分との結合のために設けられていてもよい。両接続ユニット１８と１９との間には、駆動軸部分１０を回転可能に支持している案内管部分９が延在している。したがって、案内管６と駆動軸５とはその長さ方向において複数に分割して形成されている。このようなシャフト７の構成は、駆動軸が往復駆動される作業機に対しても有利である。工具側の上部接続ユニット１９はギヤボックス１４のクランプスリーブ４６と結合されている。案内管部分９はその全長にわたって一定の外径ｎをもっている。外径ｎはシャフト下部部分５０における案内管６の外径に対応しているのが有利である。
【００２８】
図２と図３には、案内管部分９を備えたシャフト延長部分８が図示されている。原動機側の接続ユニット１８はクランプスリーブ２０を有し、該クランプスリーブ２０はシャフト下部部分５０の差込みスリーブ（図示せず）または別のシャフト延長部分８の工具側の接続ユニット１９の差込みスリーブ２２と協働することができる。クランプスリーブ２０の固定、取り外しのため、締め付けねじ２１が設けられている。図３が示すように、クランプスリーブ２０は原動機側の接続ユニット１８の差込みスリーブ２２上で保持されている。差込みスリーブ２２は補強スリーブ２８と一体に実施されている。補強スリーブ２８は差込みスリーブ２２から案内管部分９の中心方向へ延在し、案内管部分９をその長さの一部部分にわたってその外面にて取り囲んでいる。補強スリーブ２８の外面には、半径方向外側へ、案内管部分９の長手方向へ延びている、安定性向上のためのリブ２９が設けられている。差込みスリーブ２２と補強スリーブ２８とを含んでいる部材は、原動機側の接続ユニット１８にも工具側の接続ユニット１９にも配置されている。同一構成により、必要な部品数を低減できる。図３が示すように、工具側の接続ユニット１９の差込みスリーブ２２にはガイドスリーブ２５が差し込まれている。駆動軸１０の工具側端部において該駆動軸１０は多角形軸２３と結合されている。図４が示すように、本実施形態では、多角形軸２３は正方形の横断面でもって実施されている。多角形軸２３の、外側へ突出している端部には、心合わせピン３７が配置されている。
【００２９】
図４が示すように、ガイドスリーブ２５はエッジ５１を有している。エッジ５１の外周はほぼ差込スリーブ２２の外周に相当しており、エッジ５１は差込みスリーブ２２に当接している。エッジ５１は、案内管６の隣接部分と結合させると、１つの当接面を形成する。
【００３０】
さらに図４が示すように、ガイドスリーブ２５は、図２に図示したシャフト延長部分８の中心縦軸線３０の方向に延在している隆起部分４４を有している。隆起部分４４は半径方向外側へ突出している。差込みスリーブ２２にも、中心縦軸線３０に対し平行に延在している隆起部分４３が形成されている。隆起部分４３と４４は、境を接している案内管６の一部分と結合すると、図６に図示したようにクランプスリーブ２０の凹部４５内に位置する。
【００３１】
図４が示すように、多角形軸２３は、駆動軸部分１０内に挿着されている工具側の接続部材２４で保持されている。駆動軸部分１０を案内管部分９内で支持するため、駆動軸部分１０のほぼ全長にわたって延びている支持部材２６が設けられている。支持部材２６はライナーとも呼ばれ、実質的に筒状に形成されている本体４８を有している。本体４８からは、半径方向外側へ延びている支持要素３１が突出している。支持要素３１は特に細条部材として形成されている。本実施形態では、細条部材３１はシャフト延長部分８の中心縦軸線３０に対し平行に半径方向外側へ延在している。しかし、支持要素３１の他の構成も有利である。
【００３２】
支持部材２６の本体４８と案内管部分９の内壁との間には、図５に図示した第１の間隔ｂが形成されている。この第１の間隔ｂは案内管部分９の内径ａのほぼ５％ないしほぼ１５％である。特に、第１の間隔ｂは案内管部分９の内径ａのほぼ５％ないしほぼ１０％である。有利には、第１の間隔ｂは案内管部分９の内径ａの５％以下であるのがよい。支持部材２６の、第１の間隔ｂが形成されている領域４９に対向するように、案内管部分９の内面を支持するための支持要素３１が配置されている。第１の間隔ｂは、駆動軸部分１０と支持部材２６と案内管部分９とを中央に配置した場合に測った間隔であり、すなわち個々の要素の中心縦軸線がシャフト延長部分８の中心縦軸線３０と一致した場合に測った間隔である。
【００３３】
図６と図７は、原動機側の接続ユニット１８と工具側の接続ユニット１９との拡大図である。図６が示すように、クランプスリーブ２０は中間壁５２を有し、中間壁５２で差込みスリーブ２２と支持部材２６とが支持されている。中間壁５２は中央に開口部５３を有し、該開口部５３を駆動軸部分１０が突出している。駆動軸部分１０には原動機側の接続部材３３が差し込まれ、該接続部材３３は多角形軸２３を受容する受容部３６を中央に有している。多角形軸２３の差込みを容易にするため、原動機側の接続部材３３には固定スリーブ３５を介して２つの案内湾曲体３４が固定されている。案内湾曲体３４は、多角形軸２３のプロファイルを、適正な位置に差し込んだときに回転させる。案内管部分９は差込みスリーブ２２に形成した段部５４に当接している。
【００３４】
図７に図示した工具側の接続ユニット１９には、工具側の接続部材２４が設けられている。この接続部材２４は多角形軸２３を受容する受容部４２を中央に有している。接続部材２４と３３にそれぞれ設けた受容部３６と４２は多角形軸２３に対応するプロファイルを有し、本実施形態では、受容部３６と４２は正方形の横断面を備えている。
【００３５】
本発明によれば、駆動軸５を複数に分割して形成する場合、すべての接続ユニット１８と１９は図６と図７に図示した接続ユニット１８と１９に対応して実施されている。接続ユニット１８，１９を嵌合させると、工具側の接続ユニット１９の差込みスリーブ２２は原動機側の接続ユニット１８のクランプスリーブ２０内に位置することになる。多角形軸２３は工具側の接続部材２４に固定され、原動機側の接続部材３３に差し込まれ、ガイドスリーブ２５のエッジ５１が中間壁５２に当接するまで変位せしめられる。次に締め付けねじ２１を締めてクランプスリーブ２０を固定させる。
【００３６】
駆動軸部分１０を備えた駆動軸５は有利には金属から成り、特にアルミニウムから成っている。支持部材２６はプラスチックから形成するのが有利である。作業機１を軽量化するため、案内管６は案内管部分９とともに、完全に炭素繊維補強プラスチックから形成されている。炭素繊維補強プラスチックの剛性が比較的小さいにもかかわらず、案内管６の高安定性を達成するため、図８に図示したようなサイズが選定されている。これらのサイズは個々に且つ互いに組み合わされて以下のような効果を奏し、すなわち案内管６が駆動軸５と支持部材２６とにより支持されて全体的に剛性が大きくなるような効果を奏する。
【００３７】
図示したサイズは案内管６の所定の部分に設定されており、特に負荷がかかる部分に設定されている。しかし、案内管６と支持部材２６と駆動軸５とを有しているシャフト７のすべての部分を対応的に構成し、案内管６と駆動軸５との互いに隣接しあっている部分を結合させるために用いる領域のみをこれとは異なる態様で、たとえば図６と図７に図示したような態様で構成してもよい。有利には、案内管６のすべての部分を同じ管状の棒材から形成し、その結果すべての部分が同一の外径および内径と同一の壁厚とを有するように構成するのがよい。
【００３８】
図８に図示した、シャフト延長部分８の案内管部分９の横断面図が示すように、支持部材２６は、半径方向外側へ突出して高さｈを有する全部で５つの支持要素３１を有している。高さｈは案内管部分９の内径ａと支持部材２６の本体４８の外径ｅとの差の半分よりもわずかに小さい。
【００３９】
これにより、支持要素３１と案内管部分９との間に第２の間隔ｃが形成され、この第２の間隔ｃは案内管部分９の内周のほぼ０．２％ないしほぼ２％である。有利には、第２の間隔ｃは案内管部分９の内周のほぼ０．５％ないしほぼ１．５％であるのがよい。この非常に狭い第２の間隔ｃにより、案内管部分９がわずかに変形しただけで該案内管部分９は支持要素３１で支持されるよう保証されている。小さな第２の間隔ｃは公差の補償に用いられ、その結果作業機１またはシャフト延長部分８を簡単に製造することができる。
【００４０】
５つの支持要素３１は本体４８の周囲に均等に配分して配置されている。それぞれ２つの支持要素３１の間には、本体４８が案内管部分９の内周に対して図５に図示した第１の間隔ｂを有している領域４９が形成されている。５つの支持要素３１が均等に配分して配置されているので、周方向においてそれぞれの前記領域４９に対し対向するように１つの支持要素３１が配置されている。これにより、どの２つの領域４９も直径方向に対向しないので、案内管６の変形は小さい。同時に、支持部材２６の本体４８の外径ｅを可能な限り小さくさせることができる。したがって、駆動軸５または駆動軸部分１０の外径ｍも比較的小さくさせることができ、その結果作業機１が軽量になる。駆動軸部分１０の外径ｍと支持部材２６の内径ｌとの間には第３の間隔ｄが形成され、この第３の間隔ｄは有利には案内管部分９の内径ａのほぼ０．５％ないしほぼ４％である。有利には、第３の間隔ｄは案内管部分９の内径ａのほぼ１．５％ないしほぼ３％であるのがよい。
【００４１】
図８が示すように、駆動軸部分１０は波状に形成されたインナープロファイル３２を有している。インナープロファイル３２は図５ないし図７にも図示されている。この波状プロファイルにより、互いに隣接しあっている駆動軸部分１０を互いに相対回転不能に簡単に結合させることができるとともに、作業機１の伝動装置とも簡単に相対回転不能に結合させることができる。図８が示しているように、駆動軸部分１０はインナープロファイル３２の互いに対向しあっいる波谷部の間で測った内径ｆを有している。
【００４２】
図８には、シャフト延長部分８の領域でのシャフト７の構成が図示されているが、シャフト７はすべての領域でこれに対応した構成を有していてよい。特に、これに対応した構成は、案内管と駆動軸とがそれぞれ一体に形成されてケーシング２からギヤケース１４まで延在しているようなシャフト７の場合にも有利である。
【００４３】
図９は、シャフト７が支点４７に衝突したときのシャフト７の湾曲を示している。図９が示すように、シャフト７は撓んでいる。案内管６が炭素繊維補強プラスチックから成っているので、案内管６は大きく撓むことはない。大きく撓みすぎた場合には、案内管６は屈曲し、よって破壊される。許容しがたいほど大きな撓みを回避するため、案内管６は撓んだ際に支持部材２６と駆動軸５とで支持される。これは大きな剛性を生じさせることになる。
【００４４】
図１０から図１２までは、シャフト７の異なる領域における駆動軸５、案内管６、支持部材２６の位置を示したものである。図１０と図１２が示すように、案内管６は、シャフト７の外側領域において、すなわち図１０および図１２に図示した、支点４７から離間した領域において、シャフト７の湾曲外面にて支持部材２６に当接し、該支持部材２６を駆動軸５に対し押圧させている。対向するシャフト７の湾曲内面においては、駆動軸５と支持部材２６との間にも、支持部材２６の支持要素３１と案内管６の内面との間にも間隔が形成されている。
【００４５】
図１１が示すように、案内管６は支点４７の領域で変形している。案内管６は平坦なほぼ楕円形の形状を呈しており、互いに対向している側で支持部材２６の支持要素３１で支持されている。本実施形態では、案内管６は、２つの支持点５５においてシャフト７の湾曲外面で支持され、反対側の１つの支持点５５においてシャフト７の湾曲内面で支持されている。案内管６は湾曲外面においても支持部材２６の本体４８には当接しない。しかし、案内管６が撓んだときに本体４８に当接して該本体４８で支持されるようにシャフト７を構成してもよい。支持部材２６もわずかに変形して湾曲外面および湾曲内面において駆動軸５に当接している。
【００４６】
このような当接のために、案内管６はその内周を支持されており、これ以上圧縮されることはない。
【００４７】
図１３から図１７までは、接続部材２４，３３と駆動軸部分１０との結合態様を示している。図１３が示すように、接続部材２４は駆動軸部分１０のインナープロファイル３２に対応するアウタープロファイル３９を有している。さらに接続部材２４は、該接続部材２４を差し込むときに駆動軸部分１０の端面に当接するエッジ４０を有している。図１３が示すように、心合わせピン３７は、前方へ突出している面に、すなわち隣接する接続部材３３のほうへ突出している面に、心合わせピン３７の押し込みを容易にする面取り部３８を有している。
【００４８】
接続部材２４と駆動軸部分１０とを固定結合させるため、接続部材２４のアウタ―プロファイル３９は駆動軸部分１０のインナープロファイル３２と完全に一致していない。接続部材２４のアウタープロファイル３９は、図１６が示すように、図８に図示した駆動軸部分１０の内径ｆよりも大きな第１の直径ｉを有している。なお、この外径ｉは２つの波山の間で測ったものであり、内径ｆは駆動軸部分１０の付属の波谷の間で測ったものである。接続部材２４は、縦中心軸線３０のまわりに９０゜回転した領域に、第２の外径ｋを有している。この外径ｋは、駆動部分１０のインナープロファイル３２の内径ｆよりも小さい。これにより、接続部材２４を押し込むと、駆動軸部分１０は第１の外径ｉの領域で拡大する。第２の直径ｋの領域では駆動軸部分１０は狭くなり、その結果この領域に縮小された内径ｇが生じる。この内径ｇは駆動軸部分１０の中央領域の内径ｆまたは接続部材２４を押し込む前の内径ｆよりもいくぶん小さい。
【００４９】
図１５と図１７に図示した原動機側の接続部材３３はこれに対応して構成されており、同様に、拡大される第１の直径ｉと、縮小する第２の直径ｋとを有している。対応的に、駆動軸部分１０は原動機側の接続部材３３を押し込んだときも第１の径ｉの領域で拡大し、第２の径ｋの領域で平坦化することができ、その結果縮小された内径ｇが生じる。これにより、駆動軸部分１０は接続部材２４と３３の領域においては完全に円形でなく、わずかに楕円形の横断面を有している。
【００５０】
良好なプレスばめは他の横断面形状でも達成できる。このためには、押し込み部材と被押し込み部材とは互いに適合した異なる横断面を有していなければならない。たとえば、円形の内径部を備えた管状部材と、わずかに楕円形の外径部を備えた押し込み部材とを設けることができる。図１８と図１９に図示した、案内湾曲体３４と接続部材３３との結合も、同じ原理で行なうことができる。本実施形態では、固定のために固定スリーブ３５が設けられている。案内湾曲体３４は接続部材３３の溝５６の中に配置されている。溝５６は接続部材３３のエッジ４１に配置されており、エッジ４１は、図１５が示すように、接続部材３３を押し込んだときに駆動軸部分１０の端面に当接する。
【００５１】
図１９が示すように、案内湾曲体３４は固定スリーブ３５を介して接続部材３３に固定される。接続部材３３は、案内湾曲体３４との結合部に、非対称な横断面を有している。これにより、固定スリーブ３５は案内湾曲体３４の領域で拡大され、２つの案内湾曲体３４の間にそれぞれある領域で接続部材３３に当接する。
【００５２】
固定スリーブ３５または駆動軸部分１０の端部が拡大されるよう保証するため、接続部材３３と２４は駆動軸部分１０および固定スリーブ３５よりも硬い材料から成っている。有利には、接続部材２４と３３が焼結材から成り、他方駆動軸部分１０と固定スリーブ３５とが特に金属から成っているのがよい。有利には、固定スリーブ３５は鋼から成り、駆動軸５または駆動軸部分１０はアルミニウムから成っているのがよい。
【００５３】
駆動軸部分１０と固定スリーブ３５とが拡大されることにより、押し込み過程の際に公差を補償することができる。これによりしっかりしたプレスばめを簡単に確保することができる。プレスばめの以上説明した構成は本発明独自の思想であるが、他の適用分野のプレスばめにおいても使用することができる。ただし、適用は手で操縦される作業機に限られる。
【００５４】
案内管６と駆動軸５とはケーシング２からギヤケース１４に至るまで一定の直径を有している。案内管６および／または駆動軸５を複数に分割して構成する場合、個々の部分は同一の一定の直径で実施されている。
【００５５】
本実施形態では、案内管６または案内管部分９の内径ａはほぼ２１ｍｍであり、第１の間隔ｂはほぼ３ｍｍ、第２の間隔ｃはほぼ０．４ｍｍ、第３の間隔ｄはほぼ１ｍｍである。案内管６および案内管部分９の外径ｎは有利にはほぼ２５ｍｍないし２６ｍｍである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】作業機の斜視図である。
【図２】図１の作業機のシャフト延長体の側面図である。
【図３】図２の線ＩＩＩ−ＩＩＩによる断面図である。
【図４】シャフト延長体の工具側端部の分解図である。
【図５】図３の一部分Ｖの拡大図である。
【図６】シャフト延長体の原動機側端部の拡大断面図である。
【図７】シャフト延長体の工具側端部の拡大断面図である。
【図８】図２の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩによる断面図である。
【図９】作業機の案内管を湾曲状態で示す概略図である。
【図１０】図９の線Ｘ−Ｘによる断面図である。
【図１１】図９の線ＸＩ−ＸＩによる断面図である。
【図１２】図９の線ＸＩＩ−ＸＩＩによる断面図である。
【図１３】駆動軸の工具側端部の分解図である。
【図１４】駆動軸の工具側端部の断面図である。
【図１５】駆動軸の原動機側端部の断面図である。
【図１６】図１４の線ＸＶＩ−ＸＶＩによる断面図である。
【図１７】図１５の線ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩによる断面図である。
【図１８】駆動軸の原動機側端部の分解図である。
【図１９】駆動軸の原動機側端部の概略側面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１                  作業機
７                  シャフト
９                  案内管部分
１０                駆動軸部分
１８                原動機側の下部接続ユニット
１９                工具側の上部接続ユニット
２６                支持部材
ａ                  案内管部分の内径
ｂ                  第１の間隔
ｃ                  第２の間隔
ｄ                  第３の間隔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図５】
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