(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータ（８）と、このロータ（８）に対して空隙（Ｓ）だけ軸線方向に距離をとるように偏倚した電機子ディスク（９）とを具え、ロータ側に前記ロータと同軸状にハウジングに固定した電磁コイル（１１）の回転対称形状の磁束（Φ）によって磁極（１２ａ，１２ｂ）に前記電機子ディスク（９）を引き付けて摩擦結合による回転モーメントの伝達を可能にする電動手工具装置の安全クラッチであって、磁束（Φ）に有効な空隙（Ｓ）をハウジングに固定した軸線方向止め部（１３）により限定し、クラッチの離脱状態では電機子ディスク（９）を軸線方向にこの軸線方向止め部（１３）に向かって押圧偏倚して密着させる該電動手工具装置の安全クラッチにおいて、
前記軸線方向止め部（１３）を滑り易い材料によって環状に構成し、クラッチ離脱した電機子ディスク（９）と単に線接触する構成とし、
前記電機子ディスク（９）及びロータ（８）間には２個の互いに離れた軸線方向に突出する磁極（１２ａ，１２ｂ）を設け、ロータ（８）は電磁コイル（１１）の三方の側面側を密接して包囲する鍋状の形状に構成した
ことを特徴とする電動手工具装置の安全クラッチ。
【請求項２】
電機子ディスクの軸線方向の押圧偏倚は、電機子ディスクの領域に１〜５Ｎの軸線方向のばね力を発生するばねとして構成した請求項１記載の安全クラッチ。
【請求項３】
前記この領域の空隙（Ｓ）を０．３〜０．５ｍｍとした請求項１または２に記載の安全クラッチ。
【請求項４】
前記ロータ（８）を駆動側に前記電機子ディスク（９）を被駆動側に素子請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の安全クラッチ。
【請求項５】
前記ロータ（８）に対して摩擦面（１７）を半径方向に移動自在に制御可能にするブレーキ素子（１０）を設けた請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の安全クラッチ。
【請求項６】
ブレーキ素子（１０）に、小さい構造の電磁的に制御可能なブレーキシューとして又は電磁的に制御可能なブレーキバンドとして構成した請求項５記載の安全クラッチ。
【請求項７】
前記ブレーキ素子（１０）は、前記ロータ（８）の少なくとも部分的に半径方向外方の外側側面（１５）に対して制御可能に摩擦結合するものとして構成した請求項５又は６記載の安全クラッチ。
【請求項８】
前記ロータ（８）の前記半径方向外側の外側表面（１５）に窒化硬化被膜（１７）を設けた請求項５〜７のうちいずれか一項に記載の安全クラッチ。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は回転ツールのための電動手工具であって、危険な作業状況では大きな回転エネルギが溜まる電動モータを残りの力の伝達連鎖から切り離す安全クラッチを有する電動手工具、特に、ハンマードリルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ハンマードリルのような電動手工具は、高速回転し、また高速回転することによって質量慣性モーメントを生じて大きなエネルギが蓄積することになる電動モータにより駆動するのが一般的である。危険な作業条件の際に、特に、ツールがかみつきを生じた場合に、手で持って操作する電動手工具の容認できないほどの手振れからユーザーを保護するため、ユーザーは即座に駆動エネルギを減衰するか、回転エネルギが蓄積される電動モータとツールとの間の力の伝達連鎖を極めて迅速に切り離さねばならない。大きな出力の電動手工具の場合には特別な対策を施さない限り駆動エネルギを十分迅速に減衰することはできない。
【０００３】
力の伝達連鎖を分離するには、安全クラッチとして構成したクラッチを切り替え、例えば、ヨーロッパ特許第６６６，１４８号に記載のように電気的に制御する電磁クラッチにより切り替え、故障の際に力の伝達連鎖を極めて迅速に切り離し、通常の作業状態では電気的な制御による押圧力で力の結合を生ずるようにする。
【０００４】
ドイツ国特許第２，１１０，６０９号には、被駆動側にはロータ、駆動側には軸線方向に押圧偏倚した電機子ディスクを有する電気制御の磁気クラッチ‐ブレーキの組み合わせの装置が記載されており、電機子ディスクに同軸状となるよう装置ハウジングに固定した電磁コイルの回転対称形状の磁束によって、半径方向に互いに離れて軸線方向に指向する磁極に引き付けられて回転モーメントの摩擦結合による力の伝達を可能にしている。ヨーロッパ特許第８９３，６１６号には磁気クラッチ‐ブレーキの組み合わせのブレーキとして作用する摩擦ディスクを駆動連鎖に配置している。この他の電磁作動のクラッチ‐ブレーキ組合せのものとしてはヨーロッパ特許第０５３７０２２号に記載のものがある。ヨーロッパ特許第０９４７７２１号にはクラッチの外面を窒化処理によって硬化したものが記載され、ドイツ国特許第３８２８８５４号には半径方向外側から作用するブレーキシューを有するクラッチ‐ブレーキの組み合わせが記載されている。
【０００５】
本発明の目的は、占有空間が小さくかつ回転モーメントを高い効率で伝達することができる電磁安全クラッチを得るにある。更に、本発明の目的は、電気制御によりロータを制動することができる安全クラッチを得るにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明はロータと、このロータに対して空隙だけ軸線方向に距離をとるように偏倚した電機子ディスクとを具え、ロータ側に前記ロータと同軸状にハウジングに固定した電磁コイルの回転対称形状の磁束によって磁極に前記電機子ディスクを引き付けて摩擦結合による回転モーメントの伝達を可能にする電動手工具装置の安全クラッチにおいて、磁束に有効な空隙をハウジングに固定した軸線方向止め部によって限定し、クラッチの離脱状態では電機子ディスクを軸線方向にこの軸線方向止め部に向かって押圧偏倚して密着させることを特徴とする。
【０００７】
電機子の軸線方向に押圧偏倚したクラッチ離脱状態をもたらすよう作用する軸線方向止め部によりクラッチ掛合を可能にする許容空隙領域において、安全クラッチに必要な電機子ディスクの迅速クラッチ掛合とクラッチ離脱への十分迅速なばね復帰を可能にする。
【０００８】
好適な実施例によれば、環状の軸線方向止め部を真鍮のような滑り易い材料により構成し、更に、クラッチ離脱した電機子ディスクと単に線接触する構成とすると好適である。
【０００９】
許容空隙領域を０．３〜０．５ｍｍとすると好適であり、この場合、軸線方向の公差が正確でないロータ及び／又は電機子ディスクのフリーホイール並びに軸線方向の押圧偏倚に打ち勝つのに必要な磁気力が十分な磁束密度によって得られるようになる。
【００１０】
好適には電機子ディスク及びロータを回転対称形状にして同軸状に配置し、電機子ディスク及びロータ間には２個の互いに離れた軸線方向に突出する磁極を設け、これにより、単に１個の軸線方向磁極シューよりもクラッチ掛合状態に近接する際の磁束密度の急激な増加をもたらし、また摩擦力によって決まる伝達可能な回転モーメントが一層増大する。
【００１１】
ロータを駆動側に配置しかつ電機子ディスクを被駆動側に配置すると、これにより、クラッチ離脱の際には電機子ディスクの小さい質量により残存回転エネルギを小さくすることができて好適である。
【００１２】
電磁コイルの三方の側面側を密接して包囲する鍋状の形状にロータを構成すると、高い磁束密度が得られて好適である。
【００１３】
ロータは少なくとも部分的な半径方向の外側表面、好適には、円筒形状の外側表面を設け、回転軸線に直交する側面方向に圧縮応力が加わった場合に軸線方向の反力が小さくなって有利である。
【００１４】
ロータの部分的な半径方向外方の外側表面には、制御の下に半径方向に移動自在であり、好適には、半径方向内方に指向する摩擦面として構成したブレーキ素子を配置すると、ロータのための制御可能な制動を加えることができて有利である。
【００１５】
所定硬度を有する９ＳＭＮ２８のような軟磁性材料によりロータを構成し、このロータの摩擦連結で作用する半径方向外方の外側表面をガス窒化処理によって硬化すると好適であり、窒化被膜の厚さは０．００３〜０．０１ｍｍの範囲の寸法とする。このようにすると、軟磁性材料の摩損なく１００００回以上の制動にも耐えることができるようになる。窒化被膜の厚さの増大は０．００８〜０．０２０ｍｍという僅かなものであるため、ロータの直径増大はほとんどなく、高い精度の構造が可能になる。
【００１６】
ブレーキ素子を構造的に小さく電磁制御可能なブレーキシュー又は電磁制御可能なブレーキバンドにより構成すると、自由空間が制限される手工具装置でも、ロータに連結してクラッチ離脱後にも回転する電動モータに能動的な制動を加えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に図面につき本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１８】
図１に示すように、電動手工具装置１には、少なくとも部分的に回転するツール２と、ハウジング３内における打撃機構４と、回転する電動モータ５から伝動装置６に力を伝達する経路に配置した安全クラッチ７とを設ける。
【００１９】
図２に示すように、クラッチ‐ブレーキの組み合わせとしての安全クラッチ７は、回転可能なロータ８と、回転可能かつ制限された範囲内で軸線方向に移動可能な電機子ディスク９と、ハウジング３内に固定したブレーキ素子１０とにより構成する。電機子ディスク９は、ロータ８側にこのロータ８と同軸状に配置しかつハウジング３に固定した環状の電磁コイル１１による回転対称形状の磁束Φによって２個の軸線方向に突出する磁極１２ａ，１２ｂに引き付けられ、回転モーメントの摩擦結合伝達を可能にし、図示の離脱状態では電機子ディスク９とロータ８との間には磁束Φ内で０．４ｍｍの空隙Ｓを生じ、ハウジング３に固定した環状の軸線方向止め部１３によってこの距離に制限し、図示の離脱状態では軸線方向のばね負荷によって電機子ディスク９は軸線方向止め部１３に密着し、この軸線方向止め部１３は離脱した電機子ディスク９と単に線接触を生ずる。軸線方向に偏倚するブレードばねとして構成した放射状に延在するばね１４によって半径方向外方に配置したディスク状の電機子ディスク９は図示しない伝動装置の非駆動側に配置し、電磁コイル１１の三方の側面を密接して包囲する鍋状のロータ８を電動モータ５の駆動側に配置する。ロータ８の円筒形状の半径方向外方の外側表面１５に０．００７ｍｍの窒化硬化被膜１６を設け、ブレーキ素子１０のブレーキシューとして構成した半径方向内方に指向する摩擦面１７を電磁的に制御可能に半径方向に移動自在に、また摩擦結合を生ずるよう配置する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  安全クラッチを有する電動手工具装置の説明図である。
【図２】  クラッチ‐ブレーキの組み合わせとして構成した電動手工具装置のための安全クラッチを示す一部側面とする断面図である。
【符号の説明】
1  電動手工具装置
2  ツール
3  ハウジング
4  打撃機構
5  電動モータ
6  伝動装置
7  安全クラッチ
8  ロータ
9  電機子ディスク
10  ブレーキ素子
11  電磁コイル
12  磁極
13  軸線方向止め部
14  ばね
15  外側表面
16  窒化硬化被膜
17  摩擦面
【図１】
0004169509.tif 000002
【図２】
0004169509.tif 000003