ЦИРКУЛЯРНАЯ ПИЛА
CIRCULAR SAW

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к циркулярной пиле, предназначенной для резания обрабатываемого изделия
Предпосылки к созданию изобретения
В японской не рассмотренной патентной публикации Н01-99714 описана циркулярная пила, предназначенная для резания изготавливаемого изделия. Эта известная циркулярная пила способна варьировать скорость резания полотном пилы согласно площади резания обрабатываемого изделия или другим подобным факторам. При конструировании циркулярной пилы этого типа для резания обрабатываемого изделия, однако, требуется представить технику, допускающую плавный контроль скорости резания полотном пилы в соответствии с фактической операцией резания для того, чтобы улучшить плавность операции резания.
Сущность изобретения
Соответственно, целью изобретения является предложение циркулярной пилы, в которой плавно контролируется скорость резания полотном пилы.
Сущность изобретения
Для того, чтобы решить описанную проблему, циркулярная пила согласно изобретению включает в себя по меньшей мере источник мощности, полотно пилы, которое приводится во вращение для резания обрабатываемого изделия, и механизм переключения скоростей, который располагается между источником мощности и полотном пилы. Механизм переключения скоростей изменяет скорость вращения полотна пилы. Здесь в качестве «циркулярной пилы» может быть должным образом использована циркулярная пила для деревообработки, металлообработки, обработки керамики или резания пластмасс, и «циркулярная пила» здесь включает переносную циркулярную пилу и настольную циркулярную пилу. Далее, «полотно пилы» включает в себя в широком смысле обрезную пилу, полотно, режущий шлифовальный круг и алмазный круг. «Источник мощности» обычно представлен электромотором, но он может быть представлен пневматическим двигателем и двигателем внутреннего сгорания.
В настоящем изобретении, механизм переключения скоростей включает в себя первый и второй вращающиеся валы, помещенные параллельно друг-другу, и первый и второй передаточные механизмы, имеющие различные передаточные отношения и имеющие каждый сочетание ведущей шестерни и ведомой шестерни как единого блока, которые взаимодействуют друг с другом и передают крутящий момент с первого вращающегося вала на второй вращающийся вал. Линия передачи крутящего момента через первый передаточный механизм обозначается как первая линия передачи мощности и линия передачи крутящего момента через второй передаточный механизм обозначается как вторая линия передачи мощности. Линия передачи переключается между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности. Одну из числа первой и второй линий передачи мощности обычно определяют как линию передачи мощности с высокой скоростью и низким крутящим моментом и другую - как линию передачи мощности с низкой скоростью и большим крутящим моментом. В такой конструкции передаточное отношение (понижающее передаточное отношение) первого передаточного механизма, образующего компонент первой линии передачи мощности отличается от передаточного отношения второго передаточного механизма, образующего компонент второй линии передачи мощности согласно настоящему изобретению. Следовательно, путем переключения между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности, при низкой нагрузке, приложенной к полотну пилы, операция может выполняться при высокой скорости и низком крутящем моменте, например, путем использования первой линии передачи мощности с небольшим передаточным отношением. С другой стороны, при высокой нагрузке, приложенной к полотну пилы, операция может выполняться при низкой скорости и высоком крутящем моменте путем использования второй линии передачи мощности с большим передаточным отношением.
Далее, переключение между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности может автоматически выполняться на основании фактически полученной информации, или же может быть выполнено вручную, путем манипулирования пользователем рабочим элементом.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, циркулярная пила включает также в себя первое сцепление, которое допускает и прерывает передачу мощности на первой линии передачи мощности, и второе сцепление, которое допускает и прерывает передачу мощности на второй линии передачи мощности. Линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время, когда первый и второй передаточные механизмы находятся во взаимодействии путем перемещения первого и второго сцеплений между положением передачи мощности и положением прерывания передачи мощности. Далее, «способ, которым «линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время, когда первый и второй передаточные механизмы находятся во взаимодействии» в настоящем изобретении представляет способ, которым линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности в то время как положение шестерен, взаимодействующих между собой, зафиксировано, или соответственно способ, при котором в то время, когда одно сцепление перемещается в положение передачи мощности, другое сцепление перемещается в положение прерывания передачи мощности, а когда одно сцепление перемещается в положение прерывания передачи мощности, другое сцепление перемещается в положение передачи мощности. При такой конструкции линия передачи мощности может переключаться между первой и второй линиями передачи мощности, в то время как находящиеся в зацеплении передаточные механизмы зафиксированы в своем положении. Поэтому переключение скоростей может быть выполнено с повышенной плавностью. В частности, в случае конструкции, в которой шестерни для зацепления смещаются для переключения скорости путем скольжения шестерен вдоль вала, подобно известному механизму переключения скоростей, возможно возникновение стука из-за зазора между сопрягаемыми поверхностями вала и шестерен, так что легко возникает износ, и шестерни имеют проблемы с долговечностью. Кроме того, при смещении взаимодействия шестерен на грани расцепления шестерен и на раннем этапе взаимодействия шестерен очень небольшая площадь боковой поверхности зуба подвергается крутящему моменту, так что возникает проблема прочности, такой как крошение и износ зубьев. Далее, при взаимодействии шестерен шум может быть также вызван столкновением зубьев. Согласно этому аспекту, однако, с конструкцией, при которой шестерни находятся в нормальном зацеплении, могут быть решены упомянутые выше проблемы известного технического решения, при котором шестерни должны входить во взаимодействие и смещаться.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения, циркулярная пила включает также в себя входной вал, привод которого осуществляется источником мощности, и входной вал соединяется с первым вращающимся валом за счет зацепления шестерен, в то время как второй вращающийся вал содержит выходной вал с полотном пилы. Циркулярная пила относится к типу с тремя параллельными валами, из которых входной вал так же располагается параллельно первому и второму вращающимся валам. В частности, в этой конструкции три вала, или входной вал, выходной вал с полотном пилы в виде второго вращающегося вала и промежуточный вал в виде первого вращающегося вала, расположенный между входным валом и выходным валом. При такой конструкции шестерни взаимодействуют между входным валом и первым вращающимся валом и между первым вращающимся валом и вторым вращающимся валом, так что количество настроек понижающего передаточного отношения может быть увеличено по сравнению с конструкцией с использованием структуры понижения скорости, образуемой только первым и вторым вращающимися валами.
Согласно предпочтительному аспекту циркулярной пилы по этому изобретению, по меньшей мере одно из числа первого и второго сцеплений содержит элемент сцепления ведущей стороны и элемент сцепления ведомой стороны, расположенные друг против друга на первом или втором вращающемся валу, и один из числа элемента сцепления ведущей стороны и элемента сцепления ведомой стороны содержит включающееся со скольжением сцепление, которое может скользить в продольном направлении между положением передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в состояние передачи мощности путем взаимодействия между собой и в положение прерывания передачи мощности, при котором элементы сцепления помещаются в состояние прерывания передачи мощности путем отделения друг от друга, согласно крутящему моменту полотна пилы. При такой конструкции в циркулярной пиле в форме включающегося со скольжением сцепления применяется сцепление с автоматическим смещением, которое автоматически смещается между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности в зависимости от крутящего момента полотна пилы.
Согласно предпочтительному аспекту циркулярной пилы согласно изобретению, механизм переключения скоростей включает в себя механизм фиксации, и когда включающееся со скольжением сцепление смещается в состояние прерывания передачи мощности, фиксирующий механизм сохраняет состояние после смещения. При такой конструкции использование механизма фиксации позволяет предотвратить частое смещения в области вокруг крутящего момента, вызывающего смещение.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения, механизм переключения скоростей включает в себя механизм возврата, который возвращает включающееся со скольжением сцепление в состояние передачи мощности в то время, когда источник мощности остановлен. При такой конструкции он может быть рационально подготовлен к следующей операции резания, которая должна выполняться после остановки источника мощности.
Согласно предпочтительному аспекту настоящего изобретения, механизм переключения скоростей включает также в себя механизм предотвращения переключения, который предотвращается смещение включающегося со скольжением сцепления между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности под влиянием инерции полотна пилы во время пуска источника мощности. В случае, если полотно пилы обладает большой массой и большой инерцией, включающееся со скольжением сцеплением может неправильно срабатывать или, в частности, смещаться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности и вызывать переключение скоростей. Благодаря применению описанного выше механизма предотвращения переключения, однако, неправильное срабатывание во время пуска источника мощности может быть предотвращено.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения, механизм переключения скоростей дополнительно включает в себя механизм регулирования заданного значения переключения, которым управляет пользователь, причем механизм регулирования заданного значения переключения регулирует заданное значение переключения, при котором линия передачи переключается между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности. При такой конструкции благодаря применению механизма регулирования заданного значения переключения можно регулировать заданное значение переключения, так что выбор времени переключения линии передачи крутящего момента может быть осуществлен по требованию пользователя.
Далее, согласно изобретению, механизм переключения скоростей предлагает первый режим настройки и второй режим настройки. При первом режиме показатель выходной мощности или показатель эффективности полотна пилы в пределах нормального диапазона крутящего момента между минимальным и максимальным крутящим моментом графически изображается в общем в форме перевернутой U-образной первой характеристической кривой, имеющей по меньшей мере один пик в области крутящего момента, более низкого чем промежуточный крутящий момент между минимальным крутящим моментом и максимальным крутящим моментом. При втором режиме настройки эту характеристику графически изображают в общем в форме перевернутой U-образной второй характеристической кривой, имеющей по меньшей мере один пик в области крутящего момента, более высокого чем промежуточный крутящий момент между минимальным крутящим моментом и максимальным крутящим моментом. Минимальный крутящий момент обычно определяют на основании минимальной глубины резания при резании обрабатываемого изделия полотном пилы, а максимальный крутящий момент обычно определяют на основании максимальной глубины резания при резании обрабатываемого изделия полотном пилы. Кроме того, крутящий момент может определяться не только на основании глубины резания обрабатываемого изделия, но и на основании вида материалов, из которых выполнено обрабатываемое изделие, или типа резания обрабатываемого изделия (перпендикулярное резание, наклонное резание и т.д.).
Благодаря применению механизма переключения скоростей, который предлагает по меньшей мере первый режим настройки и второй режим настройки, операция резания может быть плавно выполнена в ответ на изменение крутящего момента нагрузки, происходящее во время операции резания. По сравнению с механизмом переключения скоростей, установленным только в один из числа первого или второго режимов настройки, выходную мощность и эффективность можно стабилизировать на более высоких уровнях. В частности, в первом режиме настройки в условиях небольшой нагрузки скорость вращения полотна пилы может быть увеличена, в то время как во втором режиме в условиях высокой нагрузки может быть задан большой крутящий момент.
Кроме того, переключение между первым режимом настройки и вторым режимом настройки может автоматически выполняться на основании фактически полученной информации о крутящем моменте, или же может быть выполнено вручную путем манипулирования пользователем рабочим элементом.
Далее, в циркулярной пиле согласно другому аспекту изобретения в механизме переключения скоростей предпочтительно отношение второго крутящего момента на пике второй характеристической кривой во втором режиме настройки к первому крутящему моменту на пике первой характеристической кривой в первом режиме настройки составляет от 1,5 до 2,5. При такой конструкции механизм переключения скоростей, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей, может быть реализован для практического использования.
Далее, в циркулярной пиле согласно другому аспекту изобретения механизм переключения скоростей имеет первую линию передачи мощности и вторую линию передачи мощности. Первая линия передачи мощности предназначена для передачи крутящего момента с входного вала, который приводится во вращением источником мощности, на выходной вал с полотном пилы в первом режиме настройки, и включает в себя первую ведущую шестерню, соединенную с входным валом, и первую ведомую шестерню, которая находится в зацеплении с первой ведущей шестерней и соединяется с выходным валом. Вторая линия передачи мощности предназначена для передачи крутящего момента с входного вала на выходной вал с полотном пилы во втором режиме настройки, и включает в себя вторую ведущую шестерню, соединенную с входным валом, и вторую ведомую шестерню, которая находится в зацеплении со второй ведущей шестерней и соединяется с выходным валом. В частности, в механизме переключения скоростей предпочтительно отношение второго передаточного отношения между второй ведомой шестерней и второй ведущей шестерней к первому передаточному отношению между первой ведомой шестерней и второй ведомой шестерней равно 1,5-2,5. При такой конструкции механизм переключения скоростей, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей, может быть реализован для практического использования.
Далее, циркулярная пила согласно дальнейшему аспекту изобретения предпочтительно включает в себя воспринимающий механизм, предназначенный для восприятия крутящего момента на полотне пилы. «Воспринимающий механизм» в данном случае включает в себя в широком смысле механический воспринимающий механизм, например, с использованием пружины, или электрический воспринимающий механизм, например с использованием датчика для непрерывного или периодического восприятия крутящего момента. В этой конструкции механизм переключения скоростей переключается с первого режима настройки на второй режим настройки в случае, если воспринятый крутящий момент превышает промежуточный крутящий момент, в то время как он переключается со второго режима настройки на первым режим настройки в случае, если воспринятый крутящий момент понижается ниже промежуточного крутящего момента. При такой конструкции рационально переключение между первым режимом настройки и вторым режимом настройки может выполняться автоматически в зависимости от нагрузки. Далее, для того, чтобы предотвратить частое возникновение переключений в области возле крутящего момента переключения, применяется функция сохранения второго режима настройки.
Согласно изобретению, реализация более плавной операции резания может быть обеспечена при осуществлении более плавного контроля скорости резания полотна пилы в циркулярной пиле.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид сбоку всей циркулярной пилы согласно первому варианту реализации изобретения;
на фиг.2 показан вид в разрезе сбоку всей циркулярной пилы;
на фиг.3 показан вид в разрезе спереди всей циркулярной пилы;
на фиг.4 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию высокой скорости и низкого крутящего момента;
на фиг.5 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию низкой скорости и высокого крутящего момента;
на фиг.6 показан внешний вид включающегося со скольжением сцепления;
на фиг.7 показан вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг.6;
на фиг.8 показан перспективный вид, демонстрирующий элемент сцепления ведущей стороны в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.9 показан перспективный вид, демонстрирующий элемент сцепления ведомой стороны в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.10 показан перспективный вид, демонстрирующий разгрузочное кольцо в сцеплении, включающемся со скольжением;
на фиг.11 проиллюстрировано перемещение включающегося со скольжением сцепления, в котором на фиг.11(А) показано перемещение кулачков и на фиг.11(В) показано перемещение разгрузочного кольца, представленного как блокирующий элемент;
на фиг.12 показан вид в разрезе, выполненном по линии В-В на фиг.6;
на фиг.13 показан перспективный вид элемента сцепления ведущей стороны при наблюдении со стороны установки пружины сцепления;
на фиг.14 показан перспективный вид ограничителя;
на фиг.15 показан вид сбоку, демонстрирующий детали, помещенные на выходном валу;
на фиг.16 показан вид в разрезе, выполненном по линии С-С на фиг.15;
на фиг.17 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий вариант модификации;
на фиг.18 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима;
на фиг.19 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме высокой скорости;
на фиг.20 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме низкой скорости и демонстрирующий состояние перед пуском циркулярной пилы;
на фиг.21 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме низкой скорости и демонстрирующий состояние после пуска циркулярной пилы;
на фиг.22 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.23 показан развернутый вид в разрезе, также демонстрирующий механизм переключения скоростей и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости;
на фиг.24 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий модификацию, относящуюся к размещению включающегося со скольжением сцепления в механизме переключения скоростей, в состоянии, при котором линия передачи мощности переключается на линию с высокой скоростью и низким крутящим моментом;
на фиг.25 показан развернутый вид в разрезе, демонстрирующий модификацию, относящуюся к размещению включающегося со скольжением сцепления в механизме переключения скоростей, в состоянии, при котором линия передачи мощности переключается на линию с низкой скоростью и большим крутящим моментом;
-1
на фиг.26 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к скорости вращения (мин) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации;
на фиг.27 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к выходной мощности (Вт) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации;
на фиг.28 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к эффективности (%) при вращении полотна 113 приводным мотором 115 в этом варианте реализации.
Подробное описание типичного примера реализации изобретения
(Первый вариант реализации изобретения)
Теперь описывается первый вариант реализации изобретения со ссылкой на чертежи. Циркулярная пила с питанием от аккумулятора (которая упоминается также как приводной инструмент), имеющая аккумулятор, описывается как типичное выполнение «циркулярной пилы» согласно изобретению. На фиг.1 показан вид сбоку всей циркулярной пилы 101 согласно этому варианту реализации. На фиг.2 показан вид сбоку в разрезе всей циркулярной пилы 101. На фиг.3 показан вид спереди в разрезе всей циркулярной пилы 101. Как показано на фиг.1-3, циркулярная пила 101 согласно настоящему изобретению включает в себя основание 111, которое может быть помещено на обрабатываемое изделие (не показано) и перемещаться в направлении резания, и корпус циркулярной пилы 1003, расположенный над основанием 111.
Корпус циркулярной пилы 103 включает в себя главным образом защитный кожух полотна 104, который накрывает по существу верхнюю половину дисковидного полотна (полотна пилы) 113, которое вращается в вертикальной плоскости, кожух мотора 105, который вмещает приводной мотор 115, корпус коробки передач 107, в котором помещается механизм 117 переключения скоростей, и рукоять 109, которую держит пользователь при оперировании циркулярной пилой 101. Полотно 113 является полотном пилы, которое приводится во вращение для резания обрабатываемого изделия и соответствует «наконечнику инструмента» согласно настоящему изобретению. Приводной мотор 115 является признаком, соответствующим «источнику мощности» согласно настоящему изобретению.
Предохранительная крышка 106 прикреплена с возможностью вращения к защитному кожуху полотна 104 и закрывает нижнюю половину полотна 113. Нижняя краевая часть полотна 113, включающая в себя предохранительную крышку 106, выступает с нижней стороны основания 111 через отверстие 111а (см. фиг.3) в основании 111. При резании обрабатываемого изделия, когда передний конец (правый конец, как показано на фиг.2) помещают на обрабатываемое изделие и продвигают вперед (вправо, как показано на фиг.1 и 2), передний конец предохранительной крышки 106 отодвигается обрабатываемым изделием, так что предохранительная крышка 106 отводится назад и помещается внутри защитного кожуха полотна 104. Рукоять 109 соединяется с верхней частью корпуса коробки передач 107 и имеет пусковое устройство 109а, на которое нажимает пользователь для того, чтобы включить приводной мотор 115. При пуске приводного мотора полотно 113 приводится во вращение механизмом 117 переключения скоростей. Механизм 117 переключения скоростей в данном случае является механизмом, который размещается между приводным мотором 115 и полотном 113 и варьирует скорость вращения полотна 113, и является деталью, которая соответствует «механизму переключения скоростей». Далее, аккумулятор 108 устанавливают с возможностью отделения на конце рукояти 109. Приводной мотор 105 в этом варианте реализации является мотором с тормозом на основе редкоземельных элементов. Аккумулятор 108 предпочтительно содержит ионно-литиевую батарею напряжением 42В или меньше.
Механизм 117 переключения скоростей описывается теперь со ссылкой на фиг.4 и 5. Механизм 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации относится к параллельному трехвальному типу с тремя параллельными валами, т.е. входным валом 121, который соосно соединяется с валом мотора 116 приводного мотора 115, выходным валом в форме вала 125 для установки полотна 113, и промежуточным валом 123, расположенным между входным валом 121 и валом для установки полотна 125. Механизм 117 переключения скоростей относится к типу с двухступенчатым переключением, в котором линия переключения мощности может автоматически переключаться между линией с высокой скоростью и низким крутящим моментом и линией с низкой скоростью и большим крутящим моментом в зависимости от величины нагрузки, приложенной к полотну 113. Промежуточный вал 123, вал для установки полотна (выходной вал) 125 и входной вал являются деталями, соответствующими «первому вращающемуся валу», «второму вращающемуся валу» и «входному валу» соответственно, согласно настоящему изобретению. На фиг.4 и 5 показаны развернутые виды в разрезе механизма 117 переключения скоростей параллельного трехвального типа. На фиг.4 показано состояние, при котором линия передачи мощности переключается на линию с высокой скоростью и низким крутящим моментом, и на фиг.5 показано состояние, при котором линия передачи мощности переключается на линию с низкой скоростью и большим крутящим моментом. В следующем описании вал для установки полотна 125 упоминается как выходной вал.
Механизм 117 переключения скоростей включает в себя первую линию передачи мощности Р1, по которой крутящий момент входного вала 121 передается от ведущей шестерни 131 на выходной вал 125 через первую промежуточную шестерню 132, промежуточный вал 123, вторую промежуточную шестерню 133 и первую ведомую шестерню 134, и вторую линию передачи мощности Р2, через которую крутящий момент от входного вала 121 передается от ведущей шестерни 131 на выходной вал 125 через первую промежуточную шестерню 132, промежуточный вал 123, третью промежуточную шестерню 135 и вторую ведомую шестерню 136. Передаточное отношение (отношение понижения скорости) между второй промежуточной шестерней 133 и первой ведомой шестерней 134 по проекту должно быть ниже передаточного отношения (отношения понижения скорости) между третьей промежуточной шестерней 135 и второй ведомой шестерней 136. Поэтому первая линия передачи мощности Р1 образует линию передачи мощности с высокой скоростью и низким крутящим моментом, и вторая линия передачи мощности Р2 образует линию передачи мощности с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Первая линия передачи мощности Р1 и вторая линии передачи мощности Р2 являются признаками, которые соответствуют «первой линии передачи мощности» и «второй линии передачи мощности» согласно настоящему изобретению. Вторая промежуточная шестерня 133 и первая ведомая шестерня 134 образуют «первый передаточный механизм» согласно изобретению, и третья промежуточная шестерня 135 и вторая ведомая шестерня 136 образуют «второй передаточный механизм» согласно изобретению.
Входной вал 121, промежуточный вал 123 и выходной вал 125 в механизме 117 переключения скоростей опираются с возможностью вращения в корпусе коробки передач 107 на подшипники 121а, 123а, 125а соответственно. Ведущая шестерня в форме приводной шестерни 131 выполнена как одно целое с входным валом 121. Первая промежуточная шестерня 132 и третья промежуточная шестерня 135 располагаются бок о бок на одном концевом участке (на стороне приводного мотора 115 или левой стороне, как видно на чертеже) промежуточного вала 123 и объединяются с промежуточным валом 123 посредством общей шпонки 137. Первая промежуточная шестерня 132 обычно взаимодействует с ведущей шестерней 131, и третья промежуточная шестерня 135 обычно взаимодействует со второй ведомой шестерней 136, помещенной на одном концевом участке выходного вала 125. Вторая промежуточная шестерня 133 установлена для относительного вращения на другом концевом участке (на стороне полотна 113 или правой стороне, как видно на чертеже) выходного вала 125 на подшипнике 138 и нормально взаимодействует с первой ведомой шестерней 134. Первая ведомая шестерня 134 располагается на другом концевом участке выходного вала 125 и образует одно целое с выходным валом 125 с помощью шпонки 139.
В циркулярной пиле 101 согласно этому варианту реализации на первоначальной стадии операции резания обрабатываемого изделия полотном 113, в котором нагрузка, приложенная к полотну 113, относительно мала, выходной вал 125 или полотно 113 приводятся во вращение через первую линию передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящим моментом. После этого, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, достигает заданного значения в ходе продолжения операции резания, она автоматически переключается на вторую линию передачи мощности Р2 с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Такое переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 осуществляется путем применения включающегося со скольжением сцепления 141 на промежуточном валу 123 и одностороннего сцепления 145 на выходном валу 125. Включающееся со скольжением сцепление 141 здесь является деталью, соответствующей «включающемуся со скольжением сцеплению» согласно изобретению. Далее, включающееся со скольжением сцепление 141 и одностороннее сцепление 145 образуют «первое и второе сцепления» соответственно, согласно настоящему изобретению. Специальная настройка для переключения с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 описана ниже со ссылкой на фиг.26-28.
Конструкция включающегося со скольжением сцепления 141 показана на фиг.6-10, так же, как на фиг.4 и 5. На фиг.6 показан внешний вид включающегося со скольжением сцепления 141, а на фиг.7 показан вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг.6. На фиг.8 показан элемент 142 сцепления ведущей стороны, на фиг.9 показан элемент сцепления ведомой стороны 134 и на фиг.10 показано разгрузочное кольцо 152. Как показано на фиг.6, включающееся со скольжением сцепление 141 включает в себя главным образом элемент 142 сцепления ведущей стороны и элемент 143 сцепления ведомой стороны, обращенные друг к другу в аксиальном направлении по промежуточному валу 123, и пружину 114 сцепления, которая прижимает и отжимает элемент 142 сцепления ведущей стороны в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны. Как показано на фиг.8 и 9, элемент 142 сцепления ведущей стороны и элемент 143 сцепления ведомой стороны имеют множество (например, три) в общем трапециевидных кулачков 142а, 143а соответственно, по окружности на соответствующих сторонах, обращенных друг к другу. Крутящий момент передается в то время, когда кулачки 142а, 143а взаимодействуют между собой (см. фиг.4 и 6), в то время как передача крутящего момента прерывается тогда, когда кулачки 142а, 143а отделяются друг от друга (см. фиг.5).
Элемент 142 сцепления ведущей стороны свободно надевают на промежуточный вал 123. В частности, элемент 142 сцепления ведущей стороны устанавливают на промежуточный вал 123 так, чтобы он мог скользить относительно промежуточного вала 123 по окружности и в аксиальном направлении. Элемент 142 сцепления ведущей стороны приводится во вращение посредством элемента передачи крутящего момента в форме разгрузочного кольца 152, запрессованного на промежуточном валу 123. Как показано на фиг.10, разгрузочное кольцо 152 имеет несколько (три) передающих крутящий момент деталей в форме выступов 152а, которые радиально выступают наружу и равномерно распределены по окружности. Вмещающее пространство 153 выполнено в боковой стороне элемента 142 сцепления ведущей стороны, на которой выполнены кулачки 142а, и имеет форму, в общем соответствующую контуру разгрузочного кольца 152. Разгрузочное кольцо 152 помещается во вмещающем пространстве 153 так, что разгрузочное кольцо 152 не может двигаться по окружности относительно элемента 142 сцепления ведущей стороны. Каждый из выступов 152а разгрузочного кольца 152 взаимодействует с выемкой зацепления 153а (см. фиг.8) вмещающего пространства 153. Поэтому в то время, когда разгрузочное кольцо 152 вращается вместе с промежуточным валом 123, выступ 152а толкает радиальную поверхность стенки элемента 142 сцепления ведущей стороны, обращенную к выемке зацепления 153а, или поверхность передачи крутящего момента 153b в направлении по окружности, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны вращается вместе с разгрузочным кольцом 152. Далее, элемент 143 сцепления ведомой стороны интегрируется со второй промежуточной шестерней 133.
Элемент 142 сцепления ведущей стороны отжимается в положение передачи мощности, при котором кулачки 142а взаимодействуют с кулачками 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, посредством упругого элемента в форме пружины 144 сцепления, содержащей цилиндрическую пружину сжатия. Пружина 144 сцепления упруго помещается между элементом 142 сцепления ведущей стороны и первой промежуточной шестерней 132.
В положении, при котором полотно 113 приводится во вращение с использованием первой линии передачи мощности Р1, когда полотно 113 подвергается нагрузке, превышающей заданное значение, которое преодолевает отжимающее усилие пружины 144 сцепления, элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается (отводится) от элемента 143 сцепления ведомой стороны компонентами усилия, воздействующего на наклонные поверхности кулачков 142а, 143а в продольном направлении. В частности, элемент 142 сцепления ведущей стороны переводится в положение прерывания мощности и таким образом переходит в состояние прерывания передачи мощности путем отсоединения кулачков 142а, 143а. На фиг.11(А) показано включающееся со скольжением сцепление 141, смещающееся из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности. Когда включающееся со скольжением сцепление 141, перемещается в положение прерывания передачи мощности, включается одностороннее сцепление 145, так что линия передачи мощности переключается из первой линии передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящим моментом на вторую линию передачи мощности Р2 с низкой скоростью и большим крутящим моментом.
Далее описано одностороннее сцепление 145. Конструкция одностороннего сцепления показана на фиг.15 и 16. На фиг.15 показан вид сбоку, демонстрирующий детали, помещенные на выходном валу 125, а на фиг.16 показан вид в разрезе, выполненном по линии С-С на фиг.15. Одностороннее сцепление 145 включает в себя в основном внешнее кольцо 146, которое вращается вместе со второй ведомой шестерней 136, и множество игольчатых роликов 147 и пружин 148, которые располагаются между внешним кольцом 146 и выходным валом 125. Игольчатые ролики 147 располагаются с возможностью вращения на кулачковых пазах 146, которые формируются во внешнем кольце 146 через определенные интервалы по окружности, и отжимаются пружинами 148 в направлении положения взаимодействия с поверхностями кулачков 146b.
Поэтому в то время, когда внешнее кольцо 146 вращается по часовой стрелке, если наблюдать так, как показано на фиг.16, вместе с первой ведомой шестерней 134 относительно выходного вала 125, игольчатые ролики 147 входят во взаимодействие между соответствующими поверхностями кулачков 146b и выходным валом 126 посредством отжимающего усилия соответствующих пружин 148, и осуществляют привод выходного вала 125 посредством расклинивающего действия. Это положение показано на фиг.16. Когда выходной вал 125 вращается с более высокой скоростью, чем внешнее кольцо 146, внешнее кольцо 146 вращается против часовой стрелки, как показано на чертеже, относительно выходного вала 125. Поэтому игольчатые ролики 147 отделяются от соответствующих поверхностей кулачков 146b, так что внешнее кольцо 146 замедляется относительно выходного вала 125. В частности, когда включающееся со скольжением сцепление 141 находится в положении передачи мощности, внешнее кольцо 146 вращается против часовой стрелки, как показано на чертеже, относительно выходного вала 125, так что одностороннее сцепление 145 переходит на холостой ход и не передает мощности.
С механизмом 117 переключения скоростей, сконструированным так, как описано выше, в то время, когда приводной мотор 115 остановлен, включающееся со скольжением сцепление 141 удерживается так, что элемент 142 сцепления ведущей стороны отжимается в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны отжимающим усилием пружины 144 сцепления. В частности, он удерживается в положении передачи мощности, при котором кулачки 142а, 143а элементов 142, 143 сцепления взаимодействуют друг с другом. В этом положении, когда приводной мотор 115 приводится в действие для выполнения операции резания обрабатываемого изделия, крутящий момент от приводного мотора 115 передается на выходной вал 125 через первую линию передачи мощности Р1. В частности, полотно 113 приводится во вращение с высокой скоростью при низком крутящем моменте через ведущую шестерню 131, первую промежуточную шестерню 132, промежуточный вал 123, включающееся со скольжением сцепление 141, вторую промежуточную шестерню 133, первую ведомую шестерню 134 и выходной вал 125.
В это время внешнее кольцо 146 одностороннего сцепления 145 также приводится во вращение через промежуточный вал 123, третью промежуточную шестерню 135 и вторую ведомую шестерню 136. Однако, как описано выше, внешнее кольцо 146 выключается, поскольку выходной вал 125 вращается с более высокой скоростью, чем внешнее кольцо 146.
Как описано выше, операция резания на обрабатываемом изделии полотном 113 начинается при передаче высокой скорости и низкого крутящего момента по первой линии передачи мощности Р1. После этого, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, достигается заданного для переключения значения, определяемого пружиной сцепления 114 включающегося скольжением сцепления 141, включающееся скольжением сцепление 141 смещается в положение прерывания передачи мощности. В частности, как показано на фиг.11(А), элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится от элемента 143 сцепления ведомой стороны с преодолением отжимающего усилия пружины 144 сцепления компонентами усилия, воздействующими на элемент 142 сцепления ведущей стороны в продольном направлении через поверхности кулачков (наклонные поверхности) 142а, 143а, так что кулачки 142а, 143а отделяются друг от друга. Таким образом, включающееся со скольжением сцепление 141 смещается в положение прерывания передачи мощности, и затем скорость вращения выходного вала 125 снижается до уровня ниже скорости вращения внешнего кольца 146 одностороннего сцепления 145, игольчатые ролики 147 входят между соответствующими поверхностями кулачков 146b и выходным валом 125 под воздействием отжимающего усилия соответствующих пружин 148, и осуществляют привод выходного вала 125 посредством расклинивающего действия. В результате линия передачи крутящего момента от приводного мотора 115 переключается с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2, и полотно 113 вращается с низкой скоростью и при большом крутящем моменте, которые определяются передаточным отношением между ведущей шестерней 131 и первой промежуточной шестерней 132 и передаточным отношением между третьей промежуточной шестерней 135 и второй ведомой шестерней 136.
Как описано выше, согласно этому варианту реализации, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, низка, операция резания может быть выполнена на обрабатываемом изделии при высокой скорости и низком крутящем моменте путем использования первой линии передачи мощности Р1, имеющей низкое передаточное отношение. С другой стороны, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, высока, операция резания может быть выполнена на обрабатываемом изделии при низкой скорости и большом крутящем моменте путем использования второй линии передачи мощности Р2, имеющей большое передаточное отношение.
При такой конструкции линия передачи крутящего момента автоматически переключается с первой линии передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящем моментом на вторую линию передач мощности Р2 с низкой скоростью и большим крутящим моментом согласно нагрузке, приложенной к полотну 113, по сравнению с циркулярной пилой, не имеющей механизма переключения скоростей, приводной мотор 115 может быть защищен от сгорания, и производительность в расчете на одну зарядку аккумулятора 108 может быть увеличена.
В частности, в этом варианте реализации переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 может быть выполнено в положении, при котором шестерни в передаточном механизме, образующие механизм 117 переключения скоростей, удерживаются в зацеплении между собой, или в котором зафиксированы позиции шестерен. Поэтому операция переключения скоростей может быть выполнена с повышенной плавностью.
Далее, согласно этому варианту реализации, в конструкции, при которой включающееся со скольжением сцепление 141, снабжается промежуточным валом 123, и одностороннее сцепление 145 снабжается выходным валом 125, переключение линии передачи с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 может быть выполнено просто путем контроля действия включающегося со скольжением сцепления 141. Таким образом может быть получен механизм 117 переключения скоростей.
Далее в этом варианте реализации путем размещения включающегося со скольжением сцепления 141 на промежуточном валу 123, который вращается с более высокой скоростью и более низком крутящем моментом, чем выходной вал 125, нагрузка на включающееся со скольжением сцепление 1451 может быть уменьшена. Поэтому такая конструкция эффективна при защите сцепления или для повышения долговечности сцепления. Далее, в отношении размещения валов относительно корпуса коробки передач 107, промежуточный вал 123 располагается в направлении центра корпуса коробки передач 107. Поэтому путем расположения включающегося со скольжением сцепления 141, которое больше в радиальном направлении, чем одностороннее сцепление 145, на промежуточном валу 123, предотвращается увеличение в размерах корпуса коробки передач 107.
Максимальная глубина резания циркулярной пилы 101 (величина проникновения нижней кромки полотна 113 от нижней стороны основания 111) определяется контактом детали контроля максимальной глубины резания, выполненной на корпусе коробки передач 107 с ограничителем на основании 111, который не показан, когда пользователь опускает рукоять 109 вниз из положения, показанного на фиг.2, так что корпус циркулярной пилы 103 поворачивается на шарнире (не показан), помещенном на передней концевой части основания 111. Поэтому, например, в случае, если на выходном валу 125 помещено включающееся со скольжением сцепление 141, имеющее большой наружный диаметр, расстояние от центра выходного вала 125 до нижней концевой поверхности 107L корпуса коробки передач 107 увеличивается, что оказывает влияние на максимальную способность к резанию. Таким образом, максимальная способность к резанию ухудшается. Согласно этому варианту реализации, однако, путем помещения включающегося со скольжением сцепления 141 на промежуточном валу 123 расстояние от выходного вала 125 до нижней концевой поверхности 107L корпуса коробки передач 107 может быть уменьшено, что не оказывает влияния на максимальную способность к резанию.
Одностороннее сцепление 145 помещается на выходном валу 125. Вторая ведомая шестерня 136 на выходном валу 126 со стороны понижения скорости имеет больший диаметр, чем третья промежуточная шестерня 135 на промежуточном валу 123. Поэтому за счет помещения одностороннего сцепления 145 между выходным валом 125 и второй ведомой шестерней 136 может быть легко обеспечено пространство для установки одностороннего сцепления 145, так что одностороннее сцепление 145 может быть легко установлено.
В конструкции, при которой включающееся со скольжением сцепление 141 автоматически смещается согласно нагрузке, приложенной к полотну 113, в случае, если нагрузка, приложенная к полотну 113, колеблется вокруг заданного значения переключения, определяемого пружиной 144 сцепления, включающееся со скольжением сцепление 141 часто смещается. Поэтому для того, чтобы решить эту проблему, механизм 117 переключения скоростей согласно этому варианту реализации снабжается механизмом фиксации 151 и возвратным механизмом. Как только включающееся со скольжением сцепление 141 смещается в положение прерывания передачи мощности, положение после смещения удерживается механизмом фиксации 151. Механизм возврата служит для его возвращения в первоначальное состояние или положение передачи мощности после остановки операции резания (когда останавливается приводной мотор 115).
Механизм 151 фиксации разъясняется далее главным образом со ссылкой на фиг. 7, 8, 10 и 11. Когда элемент 142 сцепления ведущей стороны включающегося со скольжением сцепления 141 перемещается в положение прерывания передачи мощности, механизм 151 фиксации служит для удерживания элемента 142 сцепления ведущей стороны в положении прерывания передачи мощности, или в особенности в положении, при котором кулачки 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны разделены (противостоят с зазором) с кулачками 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны. Механизм 151 фиксации включает в себя главным образом описанное выше разгрузочное кольцо 152. Механизм 151 фиксации является здесь деталью, соответствующей «механизму фиксации» согласно этому изобретению.
Во вмещающем пространстве 153, которое сформировано в элементе 142 сцепления ведущей стороны для того, чтобы вмещать разгрузочное кольцо 152, наклонная поверхность 153с наклоненная вверх и вперед, выполнена на элементе 142 сцепления ведущей стороны в передней области (по направлению вращения) каждой из выемок зацепления 153а, с которыми взаимодействуют выступы 152а разгрузочного кольца 152. В то время, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности и, таким образом, переводится в состояние прерывания передачи мощности, разгрузочное кольцо 152 выводится из вмещающего пространства 153, и каждый из выступов 152а переводится на соответствующую наклонную поверхность 153с. Таким образом кулачки 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны. Этот процесс показан на фиг.11. На фиг.11(А) показано перемещение сцепления, и на фиг.11(В) показано перемещение разгрузочного кольца 152, представленного в качестве фиксирующего элемента. Для плавного перемещения выступа 152а разгрузочного кольца 152 на наклонную поверхность 153с, поверхность выступа 152а, обращенная к соответствующей наклонной поверхности 153с, представлена как наклонная поверхность или как дугообразная криволинейная поверхность.
Как показано на фиг.11 вверху, в состоянии взаимодействия кулачков 142а, 143а, в которое элемент 142 сцепления ведущей стороны помещается в положении передачи мощности, как описано выше, выступ 152а разгрузочного кольца 152 взаимодействует с соответствующей поверхностью передачи крутящего момента 153b в выемке зацепления 153а и удерживается в состоянии передачи крутящего момента. В таком состоянии, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, превышает заданное значение, которое определяется пружиной 144 сцепления, и элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится в положение прерывания передачи мощности, разгрузочное кольцо 152, закрепленное на промежуточном валу 123, перемещается в продольном направлении, или в направлении перемещения из вмещающего пространства 153 относительно элемента 142 сцепления ведущей стороны. Таким образом, выступ 152а разгрузочного кольца 152 выскальзывает из соответствующей выемки зацепления 153а и отделяется от соответствующей поверхности передачи крутящего момента 153b. В результате возникает разность в скорости вращения между разгрузочным кольцом 152 и элементом 142 сцепления ведущей стороны, на который больше не передается крутящий момент. Поэтому разгрузочное кольцо 152 перемещается по окружности относительно элемента 142 сцепления ведущей стороны и выступ 152а разгрузочного кольца 152 поднимается на край наклонной поверхности 153с (см. второй сверху чертеж на фиг. 11). Посредством этого подъема выступа 152а элемент 142 сцепления ведущей стороны проталкивается в продольном направлении. В частности, элемент 142 сцепления ведущей стороны подвергается воздействию усилия в направлении (продольном направлении) в котором кулачки 142а отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны. Это усилие способствует разделению кулачков 142а, 143а. В результате нагрузка, приложенная к лицевым поверхностям кулачков 142а, 143а, уменьшается, так что износ кулачков 142а, 143а может быть уменьшен, и таким образом могут быть сведены к минимуму колебания заданного значения переключения, определяемого пружиной 144 сцепления.
Когда элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится далее и кулачки 142а, 143а отводятся друг от друга, разгрузочное кольцо 152 перемещается далее по окружности относительно элемента 142 сцепления ведущей стороны. Поэтому выступ 152а поднимается далее по наклонной поверхности 153с. В частности, помощь в разделении кулачков 142а, 143а от этого движения подъема продолжается даже после разделения кулачков 142а, 143а. Поэтому элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится дальше от элемента 143 сцепления ведомой стороны, так что в продольном направлении между кулачками 142а, 143а образуется промежуток. Выступ 152а поднимается по наклонной поверхности 153с и входит во взаимодействие с поверхностью ограничителя 153d, поднимающейся вверх от переднего конца наклонной поверхности 153с. После этого разгрузочное кольцо 152 и элемент 142 сцепления ведущей стороны вращаются вместе. Это состояние показано на фиг.11(В) внизу.
В частности, в то время, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны смещается из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности, разгрузочное кольцо 152 дополнительно отводит элемент 142 сцепления ведущей стороны мимо положения прерывания передачи мощности, при котором кулачок 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны отделяется от кулачка 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, или в изолированное положение, при котором сохраняется заданный просвет в продольном направлении между кулачками 142а, 143а, и удерживает его в этом изолированном положении. Таким образом, когда включающееся со скольжением сцепление 141 смещается в положение прерывания передачи мощности, положение смещения сохраняется вне зависимости от нагрузки, приложенной к полотну 113. Поэтому даже в случае, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, колеблется вокруг заданного значения переключения, определяемого пружиной 144 сцепления, стабильная операция резания может быть реализована при низкой скорости и большом крутящем моменте по второй линии передачи мощности Р2. Далее, при конструкции, в которой элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается в изолированное положение и удерживается в изолированном положении так, что в продольном направлении между кулачками 142а, 143а сохраняется определенный просвет, может быть получено надежное состояние передачи мощности, и могут быть предотвращены шум и вибрация, которые вызывает контакт между кулачками 142а, 143а.
Когда приводной мотор 115 останавливается после завершения операции резания, включается тормоз приводного мотора 115. Затем понижается скорость вращения промежуточного вала 123, так что возникает разность в скорости вращения между разгрузочным кольцом 152, которое вращается вместе с промежуточным валом 123, и элементом 142 сцепления ведущей стороны, который стремится поддерживать свою скорость вращения за счет крутящего момента сил инерции. Таким образом, два элемента 152, 142 поворачиваются относительно друг-друга по окружности, или в особенности в направлении, в котором выступ 152а разгрузочного кольца 152 спускается по наклонной поверхности 153с элемента 142 сцепления ведущей стороны. Поэтому выступ 152а входит в зацепление с выемкой зацепления 153а вмещающего пространства 153. В частности, разгрузочное кольцо 152 возвращается (устанавливается) в свое первоначальное положение, так что состояние прерывания передачи мощности, удерживаемое включающимся со скольжением сцеплением 141, автоматически снимается. Таким образом, механизм возврата образуется путем использования тормоза приводного мотора 115 и инерции элемента 142 сцепления ведущей стороны. Механизм возврата является здесь деталью, соответствующей «механизму возврата» согласно настоящему изобретению. Когда состояние прерывания передачи мощности, удерживаемое разгрузочным кольцом 152, снимается, элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается в положение передачи мощности отжимающим усилием пружины сцепления 114, так что он может быть должным образом подготовлен к следующей операции резания.
Далее, в случае механизма 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации, в то время, когда полотно 113 имеет большую массу и большую инерцию, во время пуска приводного мотора 115 включающееся со скольжением сцепление 141 может неправильно срабатывать или, в частности, смещаться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности и вызывать изменение скорости. Для того, чтобы решить такую проблему, механизм 117 изменения скорости согласно этому варианту реализации оборудуется механизмом предотвращения переключения скоростей 161 с целью предотвращения переключения скорости при запуске мотора. Механизм предотвращения переключения скоростей 161 здесь является деталью, которая соответствует «механизму предотвращения переключения скоростей» согласно настоящему изобретению.
Механизм 161 предотвращения переключения скоростей описан далее со ссылкой на фиг.12-14. На фиг.12 показан вид в разрезе, выполненный по линии В-В на фиг.6. На фиг.13 показан перспективный вид элемента 142 сцепления ведущей стороны при наблюдении со стороны установки пружины сцепления. На фиг.14 показан перспективный вид ограничителя 162. Механизм предотвращения переключения скоростей 161 согласно этому варианту реализации включает в себя множество (например, три) ограничителей 162 и упругие элементы в форме цилиндрических пружин сжатия 163, размещенных радиально в элементе 142 сцепления ведущей стороны.
Выемки для помещения ограничителя 164 выполнены со стороны установки пружины сцепления (стороны, противоположной стороне кулачка 142а) элемента 142 сцепления ведущей стороны и размещаются на одинаковом угловом расстоянии по окружности. Ограничители 162 и цилиндрические пружины сжатия 163 располагаются внутри выемок для помещения ограничителя 164 и могут двигаться в радиальном направлении. Радиально внутренний конец каждого из ограничителей 162 обращен к внешней круговой поверхности промежуточного вала 123, и ограничитель 162 подвергается давлению и отжимается в направлении промежуточного вала 123 соответствующей цилиндрической пружиной сжатия 163. Кольцевой паз 165 формируется по окружности в области внешней круговой поверхности промежуточного вала 123, обращенной к ограничителям 162. Когда элемент 142 сцепления ведущей стороны помещается в положение передачи мощности, радиально внутренний конец каждого из ограничителей 162 входит в кольцевой паз 165 во внешней круговой поверхности промежуточного вала из радиального направления и упруго взаимодействует с ним, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны удерживается в положении передачи мощности. Это состояние показано на фиг.12 и 4.
Перемещение каждой из цилиндрических пружин сжатия 163 стабилизируется направляющим штифтом 166, помещенным в каждом из ограничителей 162. Далее, как показано на фиг.4 и 5, дисковидная крышка 167 устанавливается на стороне элемента 142 сцепления ведущей стороны для того, чтобы накрыть ограничители 162 и цилиндрические пружины сжатия 163, расположенные внутри выемок для помещения ограничителя 164. На крышку 167 воздействует отжимающее усилие пружины 144 сцепления.
Механизм предотвращения переключения скоростей 161 согласно этому варианту реализации сконструирован так, как описано ранее. Когда приводной мотор 115 находится в состоянии остановки, включающееся со скольжением сцепление 141 находится в состоянии передачи мощности. Таким образом, ограничители 162, которые радиально отжимаются внутрь цилиндрическими пружинами сжатия 163, удерживаются во взаимодействии с кольцевым пазом 165 промежуточного вала 123. Поэтому во время пуска приводного мотора 115 ограничители 162 остаются во взаимодействии с кольцевым пазом 165 промежуточного вала 123, не позволяя элементу 142 сцепления ведущей стороны перемещаться в продольном направлении, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны удерживается в положении передачи мощности, при котором кулачки 142а взаимодействуют с кулачками 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны. Таким образом может быть предотвращено неправильное срабатывание включающегося со скольжением сцепления 141 во время запуска мотора.
Однако при запуске приводного мотора 115 и возрастании скорости мотора ограничители 162 перемещаются наружу, преодолевая отжимающее усилие цилиндрической пружины сжатия 163 с помощью центробежной силы, воздействующей на ограничители 162, которые вращаются вместе с элементом 142 сцепления ведущей стороны, так что ограничители 162 отделяются от кольцевого паза 165 (см. фиг.5). Таким образом, ограничители 162 больше не могут препятствовать перемещению элемента 142 сцепления ведущей стороны, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны может смещаться из состояния передачи мощности и состояние прерывания передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к полотну 113.
Таким образом, за счет применения механизма предотвращения переключения скоростей 161 согласно этому варианту реализации в циркулярной пиле 101, имеющей полотно 113 с большой инерцией, в механизме 117 переключения скоростей может быть предотвращено такое неправильное срабатывание, которое вызывает переключение скоростей или, в особенности, переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 под воздействием инерции полотна 113 во время пуска приводного мотора 115. Поэтому преимущество механизма 117 переключения скоростей может быть использовано в полной мере. Далее, механизм предотвращения переключения скоростей 161 особенно эффективен не только в циркулярной пиле 101, но и в приводном инструменте, имеющем инструментальную насадку с большой массой, такой как шлифовальный круг для шлифования и полировки и алмазный колонковый бур для сверления отверстия относительно большого диаметра.
Далее в настоящем варианте реализации механизм предотвращения переключения скоростей 161 размещается на промежуточном валу 123. Соответственно кольцевой паз 165 формируется на промежуточном валу, который подвергается воздействию меньшего крутящего момента, чем выходной вал 125. Поэтому даже в случае, если диаметр выходного вала уменьшается в области паза, эта конструкция является более эффективной в отношении повышения долговечности по сравнению с конструкцией, при которой механизм предотвращения переключения скоростей 161 размещается на выходном валу 125, который подвергается воздействию большего крутящего момента.
Далее, в этом варианте реализации три ограничителя 162 размещаются на одинаковом угловом расстоянии друг от друга по окружности. При таком размещении в ситуации, при которой ограничители 162 взаимодействуют с кольцевым пазом 165, сила, воздействующая на элемент 142 сцепления ведущей стороны в продольном направлении, может быть воспринята плоскостью, включающей в себя центр вращения элемента 142 сцепления ведущей стороны. Поэтому элемент 142 сцепления ведущей стороны может быть установлен так, чтобы не наклоняться относительно промежуточного вала 123, так, чтобы можно было предотвратить биение.
Во время операции резания при низкой скорости и большом крутящем моменте к полотну 113 может быть приложена избыточная нагрузка. Поэтому для того, чтобы избежать этого, на выходном валу 125 предусмотрен ограничитель крутящего момента 154. На фиг.17 показан ограничитель крутящего момента 154, установленный на выходном валу 125. Выходной вал 125 разделяется на две части, или на ближнюю часть вала 125А, на которой установлены первая и вторая ведомые шестерни 134, 135, и на дальнюю часть вала 125В, на которой установлено полотно 113, которые соединяются ограничителем крутящего момента 154, расположенными на месте их разделения.
Ближняя часть вала 125А и дальняя часть вала 125В выходного вала 125 соосно размещаются посредством кругового выступа и кольцевой выемки, свободно вставленных друг в друга, и имеют соответствующие фланцы 125Аа, 125Ва, обращенные друг к другу. Ограничитель крутящего момента 154 имеет фрикционную пластину 155, помещенную между фланцем 125Аа ближней части вала 125Аа и фланцем 125Ва дальней части вала 125В, и плоскую пружину 156, которая прикладывает отжимающее усилие в направлении, при котором фланцы 125Аа, 125Ва прижимаются друг к другу. Максимальный передаваемый крутящий момент определяется плоской пружиной 156.
Таким образом, максимальный передаваемый крутящий момент контролируется ограничителем крутящего момента 154 на конечном валу в форме выходного вала 125. Поэтому во время операции резания, когда к полотну 113 приложена избыточная нагрузка, фрикционная пластина 155 скользит относительно фланцев 125Аа, 125Ва, так что она может справиться с избыточной нагрузкой.
Механизм 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации имеет механизм 181 переключения режима, предназначенный для переключения (выбора) режима переключения скорости. Механизм 181 переключения режима является деталью, которая соответствует «механизму переключения режима» согласно настоящему изобретению. Механизма 181 переключения режима может осуществлять переключение в зависимости от нагрузки, приложенной к полотну 113, между автоматическим режимом передачи, при котором линия передачи крутящего момента автоматически переключается между первой линией передачи мощности Р1 и второй линией передачи мощности Р2, режимом высокой скорости, при котором линия передачи крутящего момента зафиксирована (ограничена) на первой линии передачи мощности Р1, и режимом низкой скорости, при котором линия передачи крутящего момента зафиксирована (ограничена) на второй линии передачи крутящего момента Р2.
Механизм 181 переключения режима описан далее главным образом со ссылкой на фиг.4, 5 и 18-21. На фиг.18 показан внешний вид, демонстрирующий механизм 181 переключения режима, а на фиг.19-21 показаны их развернутые виды в разрезе. Корпус коробки передач 107 имеет в общем цилиндрический внутренний корпус 107А, и описанный выше механизм 117 переключения скоростей помещается во внутреннем корпусе 107А (см. фиг.2 и 3). Внутренний корпус 107А выполнен таким образом, что в продольном направлении он параллелен осевому направлению промежуточного вала 123 в механизме 117 переключения скоростей и, таким образом, продольному направлению включающегося со скольжением сцепления 141. Механизм 181 переключения режима установлен во внутреннем корпусе 107А.
Механизм 181 переключения режима по существу сконструирован так, чтобы включающееся со скольжением сцепление 141 могло смещаться между автоматическим режимом передачи, в котором оно автоматически смещается между состоянием передачи мощности и состоянием прерывания передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к полотну 113, режимом высокой скорости, при котором оно фиксируется в состоянии передачи мощности вне зависимости от величины нагрузки, и режимом низкой скорости, в котором оно фиксируется в состоянии прерывания передачи мощности вне зависимости от величины нагрузки. Механизм 181 переключения режима включает в себя главным образом втулку 182 переключения режима, которая установлена на внутреннем корпусе 107А так, что может поворачиваться по окружности, и несколько (в настоящем варианте реализации - два) стержневидных рабочих элемента 183, установленных на втулке 182 переключения режима.
Один (или, возможно, больше) направляющий паз 107b формируется на внешней круговой поверхности внутреннего корпуса 107А. Гребень 182а формируется на внутренней круговой поверхности втулки 182 переключения режима и взаимодействует с направляющим пазом 107b внутреннего корпуса 107А, так что предотвращается перемещение втулки 182 переключения режима в продольном направлении относительно внутреннего корпуса 107А, и в этом положении она может вращаться вокруг своей продольной оси. Втулка 182 переключения режима может быть повернута пользователем. В отношении этой операции поворота, хотя и не показанной, возможно применение такой конструкции, например, при которой втулкой 182 переключения режима непосредственно управляют пальцем пользователя через отверстие, выполненное в корпусе коробки передач 107, или такой, при которой управление осуществляется через ручку переключения режима, выполненную как одно целое с втулкой 182 переключения режима и открытую наружу через отверстие в корпусе коробки передач 107.
Далее, (две) спиральных щели (ведущих паза) 182b, соответствующих количеству рабочих элементов 183, формируют во втулке 182 переключения режима на той же окружности, и они имеют определенную длину по окружности. Один аксиальный конец (ближний конец) каждого из рабочих элементов 183 взаимодействует со скольжением с каждой из щелей 182b. Рабочий элемент 183 радиально проходит через идущую продольно щель 107с, выполненную во внутреннем корпусе 107А и идущую в направлении середины промежуточного вала 123 внутри внутреннего корпуса 107А. В частности, щель 107с препятствует перемещению рабочего элемента 183 по окружности, и в этом состоянии он может перемещаться в продольном направлении вдоль щели 107с. Поэтому при повороте втулки 182 переключения режима в одном направлении или в другом направлении рабочий элемент 183, который взаимодействует со скольжением с соответствующей щелью 182b, перемещается в одном или в другом продольном направлении вдоль щели 107с внутреннего корпуса 107А. Путем использования этого перемещения (смещения) рабочего элемента 183 в продольном направлении происходит смещение условий работы сцепления 141. Положение поворачивающегося конца втулки 182 переключения режима, повернутого в направлении LO на фиг.18, определяется как положение режима низкой скорости, положение поворачивающегося конца втулки 182 переключения режима, повернутого в направлении HI, определяется как положение режима высокой скорости, и промежуточное положение между этими двумя положениями определяется как положение автоматического режима передачи.
Дальний конец рабочего элемента 183 вставлен между стороной принимающего пружину кольца 184, предназначенной для помещения одного конца пружины 144 сцепления, и стороной крышки 167, закрепленной на элементе 142 сцепления ведущей стороны. В середине принимающего пружину кольца 184 формируется цилиндрическая часть 184а, которая выступает в продольном направлении. Цилиндрическая часть 184а принимающего пружину кольца 184 свободно помещается на цилиндрическую часть 167а, выполненную в середине крышки 167 и может перемещаться в продольном направлении относительно цилиндрической части 167а. Далее, торцевая поверхность цилиндрической части 184а находится в контакте со стороной крышки 167. Таким образом, отжимающее усилие пружины 144 сцепления прикладывается к стороне элемента 142 сцепления ведущей стороны через крышку 167. Между стороной принимающего пружину кольца 184 и стороной крышки 167, обращенными друг к другу, образуется определенное пространство, и дальний конец рабочего элемента 183 вставляют в это пространство.
Механизм 181 переключения режима согласно настоящему варианту реализации сконструирован так, как описано выше. Поэтому в то время, когда втулка 182 переключения режима помещается, например, в положение автоматического режима передачи, дальний конец рабочего элемента 183 перемещается в направлении стороны принимающего пружину кольца 184 и от стороны крышки 167. Расстояние между дальним концом рабочего элемента 183 и стороной крышки 167 в продольном направлении задано таким, при котором элемент 142 сцепления ведущей стороны может отделяться от элемента 143 сцепления ведомой стороны, или так, что допускается отделение кулачков 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны. Это состояние показано на фиг.4 и 5.
Таким образом, при выборе автоматического режима передачи включающееся со скольжением сцепление 141 может действовать, как обычно. Поэтому во время работы на обрабатываемом изделии циркулярной пилой 101 линия передачи мощности может автоматически переключаться согласно нагрузке, приложенной к полотну 113.
В случае, когда втулка 182 переключения режима переключается в положение режима высокой скорости, дальний конец рабочего элемента 183 входит в контакт со стороной крышки 167 элемента 142 сцепления ведущей стороны, помещенного в положение передачи мощности. Это состояние показано на фиг.19. Когда дальний конец рабочего элемента 183 находится в контакте со стороной крышки 167, во время работы циркулярной пилы 101 рабочий элемент 183 предотвращает переход элемента 142 сцепления ведущей стороны в направлении разъединения сцепления, так что включающееся со скольжением сцепление 141 постоянно остается в состоянии зацепления вне зависимости от колебаний нагрузки, приложенной к полотну 113. Поэтому, как описано выше, крутящий момент приводного мотора 115 передается на полотно 113 через первую линию передачи мощности Р1, проходящую через включающееся со скольжением сцепление 141. В частности, в случае выбора режима высокой скорости механизм 117 переключения скоростей фиксируется на первой линии передачи мощности Р1, и в этом состоянии полотно 113 может приводиться во вращение с высокой скоростью и низким крутящим моментом.
В случае, когда втулка 182 переключения режима переключается в положение режима низкой скорости, дальний конец рабочего элемента 183 отталкивает сторону принимающего пружину кольца 184 от стороны крышки 167. В это время расстояние между торцевой поверхностью цилиндрической части 184а принимающего пружину кольца 184 и стороной крышки 167 задано таким, при котором элемент 142 сцепления ведущей стороны может отделиться от элемента 143 сцепления ведомой стороны, и на элемент 142 сцепления ведущей стороны более не воздействует отжимающее усилие пружины 144 сцепления. Это состояние показано на фиг.20.
В этом состоянии, когда происходит привод во вращение циркулярной пилы 101 и кулачки 142 элемента 142 сцепления ведущей стороны подвергаются нагрузке со стороны кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится в положение прерывания передачи мощности. Далее, кулачки 142а удерживаются в положении прерывания передачи мощности, при котором кулачки 142а отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны под воздействием описанного выше разгрузочного кольца 152. Это состояние показано на фиг.21. Поэтому, как описано выше, крутящий момент от приводного мотора 115 передается на полотно 113 через вторую линию передачи мощности Р2, проходящую через одностороннее сцепление 145. В частности, в случае выбора режима низкой скорости механизм 117 переключения скоростей фиксируется на второй линии передачи мощности Р2, и в этом состоянии полотно 113 может приводиться во вращение с низкой скоростью и большим крутящим моментом.
Таким образом, за счет применения механизма 181 переключения режима согласно настоящему варианту реализации может быть должным образом выбран режим работы механизма 117 переключения скоростей в зависимости от толщины (глубины резания) или твердости обрабатываемого изделия, между режимом высокой скорости, при котором полотно 113 приводится во вращение с высокой скоростью и низким крутящим моментом, режимом низкой скорости, при котором оно приводится во вращение с низкой скоростью и большим крутящим моментом, и автоматическим режимом передачи, при котором линия передачи автоматически переключается между линией с высокой скоростью и низким крутящим моментом и линией с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Таким образом, режим может быть выбран в соответствии с целью, что позволяет улучшить удобство применения.
(Второй вариант реализации изобретения)
Второй вариант реализации изобретения описывается далее со ссылкой на фиг.22 и 23. На фиг.23 показан внешний вид, демонстрирующий механизм 181 переключения режима, и механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости, а на фиг.23 показан его развернутый вид в разрезе. В этом варианте реализации применяется механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости, который позволяет пользователю произвольно регулировать заданное значение переключения для переключения скоростей (значение крутящего момента для изменения скорости), при котором осуществляется переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2. Поэтому компонентам, показанным на фиг.22 и 23, присвоены такие же числовые позиции, как и в первом варианте реализации, и они не описываются или описываются вкратце. Механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости размещается рядом с описанным выше механизмом 181 переключения режима, и он действует в то время, когда механизм 181 переключения режима выбирает автоматический режим передачи. Механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости является деталью, которая соответствует «механизму регулирования заданного значения переключения» согласно настоящему изобретению.
Механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости по существу спроектирован для того, чтобы регулировать отжимающее усилие пружины включающегося со скольжением сцепления 141, которое определяет заданное значение переключения. В настоящем варианте реализации в дополнение к существующей пружине 144 сцепления дополнительно предусмотрена вспомогательная пружина 194 сцепления и может регулироваться отжимающее усилие вспомогательной пружины 194 сцепления. Механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости включает в себя главным образом втулку 192 регулирования крутящего момента изменения скорости и принимающий пружину элемент 193 для регулирования отжимающего усилия, который установлен на втулке 192 регулирования крутящего момента изменения скорости.
Подобно втулке 182 переключения режима, втулка 192 регулирования крутящего момента изменения скорости подогнана к внутреннему корпусу 107А так, что не может перемещаться в продольном направлении через гребень 192а, вставленный в направляющий паз 107d, выполненный во внутреннем корпусе 107А, и в этом состоянии она может поворачиваться вокруг своей продольной оси. Принимающий пружину элемент 193 включает в себя принимающий пружину диск 193а, который служит для помещения одного конца вспомогательной пружины 194 сцепления, и несколько (два в этом варианте реализации) ответвлений 193b, отходящих радиально вовне от принимающего пружину диска 193а. Подобно рабочему элементу 183, конец каждого от ответвлений 193b проходит через продольно идущую щель 107е и взаимодействует со скольжением с каждой из спиральных щелей (ведущих пазов) 192b, выполненных во втулке 192 регулирования крутящего момента изменения скорости. Поэтому при повороте втулки 192 регулирования крутящего момента изменения скорости в одном направлении или в другом направлении принимающий пружину элемент 193, взаимодействующий со скольжением с соответствующей щелью 192b, перемещается в одном или в другом продольном направлении вдоль щели 107е внутреннего корпуса 107А. За счет использования этого перемещения (смещения) принимающего пружину элемента 193 в продольном направлении происходит регулирование отжимающего усилия вспомогательной пружины 194 сцепления. Вспомогательная пружина 194 сцепления располагается между принимающим пружину диском 193а принимающего пружину элемента 193 и принимающим пружину кольцом 184 и отжимает элемент 142 сцепления ведущей стороны в направлении положения передачи мощности посредством принимающего пружину кольца 184.
Далее, она сконструирована таким образом, что втулка 192 регулирования крутящего момента изменения скорости может быть повернута так же, как втулка 182 переключения режима.
Механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости согласно настоящему варианту реализации сконструирован так, как описано выше. Поэтому в то время, когда механизм 181 переключения режима выбирает автоматический режим передачи, и втулка 192 регулирования крутящего момента изменения скорости поворачивается в направлении D на фиг.22, принимающий пружину элемент 193 перемещается от принимающего пружину кольца 184, так что отжимающее усилие вспомогательной пружины 194 сцепления уменьшается. При повороте втулки 192 регулирования крутящего момента изменения скорости в направлении Е на фиг.22 принимающий пружину элемент 193 перемещается по направлению к принимающему пружину кольцу 184, так что отжимающее усилие вспомогательной пружины 194 сцепления возрастает.
Таким образом, путем применения механизма 191 регулирования крутящего момента изменения скорости согласно настоящему варианту реализации пользователь может произвольно регулировать заданное значение переключения для переключения скоростей, при котором происходит переключение с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2, путем регулирования отжимающего усилия вспомогательной пружины 194 сцепления во включающемся со скольжением сцеплении 141. Далее в этом варианте реализации втулка 192 регулирования крутящего момента изменения скорости регулируется путем винтового вращения по направляющему пазу 107d. При такой конструкции возможно плавное регулирование заданного значения переключения скоростей, что допускает точное регулирование.
В описанных выше первом и втором вариантах реализации включающееся со скольжением сцепление 141 располагается на промежуточном валу 123, но он может располагаться на выходном валу 125, как показано на фиг.23 и 25. На фиг.24 и 25 показаны развернутые виды в разрезе, демонстрирующие конструкцию механизма 117 переключения скоростей. На фиг.24 и 25 не показаны механизм 181 переключения режима и механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости.
Включающееся со скольжением сцепление 141 установлено на выходном валу 125. При такой компоновке вторая промежуточная шестерня 133 прочно закреплена на промежуточном валу 123 шпонкой 133, а первая ведомая шестерня 134, обычно взаимодействующая со второй промежуточной шестерней 133, установлена с возможностью вращения на выходном валу 125 на подшипнике 138.
Далее, включающееся со скольжением сцепление 141 включает в себя в основном элемент 142 сцепления ведущей стороны, элемент 143 сцепления ведомой стороны и пружину 144 сцепления. В этом пункте данный вариант реализации является таким же, как описанный выше первый вариант реализации. В этом варианте реализации, однако, направление передачи мощности является противоположным направлению согласно первому варианту реализации, при котором включающееся со скольжением сцепление 141 установлено на промежуточном валу 123. В частности, элемент 143 сцепления, который вращается вместе с первой ведомой шестерней 134, находится на стороне привода, а элемент 142 сцепления, который вращается вместе с выходным валом 125 посредством разгрузочного кольца 152, находится на ведомой стороне. Пружина 144 сцепления располагается между элементом 142 сцепления ведомой стороны и второй ведомой шестерней 136, к которой присоединено одностороннее сцепление 145, и отжимает элемент 142 сцепления ведомой стороны в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны.
Поэтому в то время, когда нагрузка, приложенная к полотну 113, низка, крутящий момент приводного мотора 115 передается на полотно 113 через первую линию передачи мощности Р1, которая образована ведущей шестерней 131 входного вала 121, первой промежуточной шестерней 132, промежуточным валом 123, второй промежуточной шестерней 133, первой ведомой шестерней 134, включающимся со скольжением сцеплением 141 и выходным валом 125. Затем полотно 113 приводится во вращение при высокой скорости и низком крутящем моменте. Это состояние показано на фиг.24.
Когда к полотну 113 прикладывается нагрузка, превышающая заданное значение переключения, определяемое пружиной 144 сцепления и вспомогательной пружиной сцепления, элемент 142 сцепления ведомой стороны перемещается из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности, преодолевая отжимающее усилие пружины 144 сцепления и вспомогательной пружины. Таким образом, кулачки 142а элемента 142 сцепления ведомой стороны отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведущей стороны. В результате крутящий момент приводного мотора 115 передается на полотно 113 по второй линии передачи мощности Р2, которая образуется ведущей шестерней 131 входного вала 121, первой промежуточной шестерней 132, промежуточным валом 123, третьей промежуточной шестерней 135, второй ведомой шестерней 136, односторонним сцеплением 145 и выходным валом 125. При этом полотно 113 вращается с низкой скоростью и большим крутящим моментом. Это состояние показано на фиг.25.
Как описано выше, в этом варианте реализации, подобно описанному выше первому варианту реализации, линия передачи мощности может переключаться с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 в состоянии, при котором шестерни передаточных механизмов, образующие механизм 117 переключения скоростей, удерживаются в зацеплении друг с другом, или при котором положения шестерне зафиксированы. Поэтому операция переключения скоростей может выполняться с повышенной плавностью.
Далее подробно описаны конкретные настройки переключения между первой линией передачи мощности Р1 и второй линией передачи мощности в механизме 117 переключения скоростей. В этих настройках по меньшей мере первый режим настройки и второй режим настройки могут быть получены с помощью должным образом выбранных сочетаний шестерен.
-1
Первый режим настройки определяется как режим настройки, при котором крутящий момент полотна 113 относительно низок и скорость вращения относительно велика (режим высокой скорости и низкого крутящего момента), в то время как второй режим настройки определяется как режим настройки, при котором крутящий момент полотна 113 относительно велик и его скорость вращения относительно низка (режим низкой скорости и большого крутящего момента). Типичные примеры первого и второго режимов настройки описаны со ссылкой на фиг.26-28. На фиг.26 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к скорости вращения (мин) для вращения полотна от приводного мотора 115 в этом варианте реализации. На фиг.27 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к выходной мощности (Вт) для вращения полотна от приводного мотора 115 в этом варианте реализации. На фиг.28 показано графическое изображение отношения крутящего момента (Н·м) к эффективности (%) для вращения полотна от приводного мотора 115 в этом варианте реализации.
Как показано на фиг.26, в первом режиме настройки, показатель скорости вращения полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме первой характеристической линии скорости вращения S1 в области крутящего момента, который ниже промежуточного крутящего момента ТМ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН. Во втором режиме настройки показатель скорости вращения полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме второй характеристической линии скорости вращения S2 в области крутящего момента, которая выше промежуточного крутящего момента ТМ. Вторая характеристическая линия скорости вращения S2 наносится непрерывно от первой характеристической линии скорости вращения S1. В частности, в этом варианте реализации характеристическая линия скорости вращения поворачивает от первой характеристической линии скорости вращения при условиях небольшой нагрузки (условия низкой нагрузки) на вторую характеристическую линию скорости вращения при условиях большой нагрузки (условия высокой нагрузки) на линии промежуточного крутящего момента ТМ. При такой настройке скорости вращения по сравнению с конструкцией, при которой используется только одна из характеристических линий скорости вращения, может быть достигнуто вращение с более высокой скоростью и, в частности, может быть увеличена скорость вращения при небольшой нагрузке.
Далее, как показано на фиг.27, в первом режиме настройки показатель выходной мощности полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме в общем перевернутой U-образной первой характеристической кривой выходной мощности С1, имеющей один пик (выходную мощность между минимальным крутящим моментом TL и промежуточным крутящим моментом ТМ на фиг.27) в области крутящего момента, которая ниже промежуточного крутящего момента ТМ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН. Во втором режиме настройки показатель выходной мощности полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме в общем перевернутой U-образной второй характеристической кривой выходной мощности С2, имеющей один пик (выходную мощность между минимальным крутящим моментом TL и промежуточным крутящим моментом ТМ на фиг.27) в области крутящего момента, которая выше промежуточного крутящего момента ТМ. Вторая характеристическая кривая выходной мощности С2 наносится непрерывно от первой характеристической кривой выходной мощности С1. В частности, в этом варианте реализации характеристическая кривая выходной мощности изменяется при промежуточном крутящем моменте ТМ в точке перехода от условий низкой нагрузки к условиям высокой нагрузки. Минимальный крутящий момент TL определяется здесь на основании минимальной глубины резания обрабатываемого изделия полотном 113, и максимальный крутящий момент ТН определяется здесь на основании максимальной глубины резания обрабатываемого изделия полотном 113. Далее, промежуточный крутящий момент ТМ может определяться как определенное значение или определенные числовой диапазон путем установки отжимающего усилия пружины 144 сцепления. При такой настройке выходной мощности, по сравнению с конструкцией, в которой используется только одна из характеристических кривых выходной мощности, может быть стабильно получена более высокая выходная мощность. Далее, крутящий момент может определяться не только на основании глубины резания обрабатываемого изделия, но и на основании вида материалов для обрабатываемого изделия или способа резания обрабатываемого изделия (прямое резание, наклонное резание и т.д.).
Далее, как показано на фиг.28, в первом режиме настройки показатель эффективности полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме в общем перевернутой U-образной первой характеристической кривой эффективности С3, имеющей один пик (эффективность между минимальным крутящим моментом TL и промежуточным крутящим моментом ТМ на фиг.28) в области крутящего момента, которая ниже промежуточного крутящего момента ТМ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН. Во втором режиме настройки показатель эффективности полотна 113 в пределах нормального диапазона крутящего момента ΔТ между минимальным крутящим моментом TL и максимальным крутящим моментом ТН наносят в форме в общем перевернутой U-образной второй характеристической кривой эффективности С4, имеющей один пик (эффективность между минимальным крутящим моментом TL и промежуточным крутящим моментом ТМ на фиг.28) в области крутящего момента, которая выше промежуточного крутящего момента ТМ. Вторая характеристическая кривая эффективности С4 наносится непрерывно от первой выходной характеристической кривой С3. В частности, в этом варианте реализации характеристическая кривая эффективности изменяется при промежуточном крутящем моменте ТМ в точке перехода от условий низкой нагрузки к условиям высокой нагрузки. При такой настройке эффективности, по сравнению с конструкцией, при которой используется только одна из числа характеристических кривых, стабильно достигается более высокая эффективность. В частности, при втором режиме настройки в условиях большой нагрузки передаточное отношение может быть установлено на то, чтобы допускать получение большего крутящего момента, так что может быть предотвращена блокировка, которая может возникнуть при использовании полотна большого диаметра, который подвергается сильной нагрузке. Таким образом, может быть установлено полотно большого диаметра.
При таких настройках механизма 117 переключения скоростей согласно настоящему изобретению благодаря применению по меньшей мере двух режимов настройки согласно крутящему моменту нагрузки на выходном валу 125 операция резания может плавно выполняться в ответ на изменение крутящего момента нагрузки, происходящее во время операции резания. Таким образом, операция резания может выполняться с повышенной плавностью. Далее, по сравнению с механизмом переключения скоростей, который устанавливается только в один из двух режимов настройки, выходную мощность и эффективность можно стабилизировать на более высоком уровне. В частности, в первом режиме настройки при условиях небольшой нагрузки может быть увеличена скорость вращения полотна 113, в то время как при втором режиме настройки при условиях большой нагрузки передаточное отношение может быть установлено таким, чтобы допускать получение большого крутящего момента, так что может быть установлено полотно большого диаметра. Поэтому может быть повышена максимальная способность резания.
В случае циркулярной пилы того типа, питание которой осуществляется только от аккумулятора, эффективность может быть стабилизирована на более высоких уровнях, так что может быть реализованная повышенная производительность или увеличенная скорость. Более того, даже механизм на постоянном токе с низким крутящим моментом может продемонстрировать лучшую пригодность к эксплуатации, чем механизм на переменном токе. далее, в случае циркулярной пилы типа, в котором используют аккумулятор (постоянный ток) и переменный ток, выходная мощность может быть стабилизирована на более высоких уровнях, так что частота возникновения блокирования полотна 113 в условиях большой нагрузки может быть уменьшена, или же может быть увеличен крутящий момент блокировки и уменьшено потребление тока. Поэтому может быть предотвращено перегорания приводного мотора 115, а аккумулятор может быть защищен от перегрузки по току. Далее, скорость резания может быть повышена за счет оптимальной настройки, подходящей для материалов, из которых изготовлено обрабатываемое изделие. Далее, точное резание может быть обеспечено за счет увеличения периферийной скорости полотна 113. Поэтому может быть улучшена отделка обрезанной поверхности (в отношении заусенцев и неровности поверхности).
Далее, в настоящем изобретении в дополнение к первому и второму режимам настройки согласно настоящему варианту реализации может быть предложен еще один отличающийся режим настройки. Далее, он может быть спроектирован таким образом, что имеющая в целом перевернутую U-образную форму характеристическая кривая выходной мощности, имеющая по меньшей мере один пик, или имеющая в целом перевернутую U-образную форму характеристическая кривая выходной мощности, имеющая по меньшей мере один пик, графически изображается в первом и втором режимах настройки, как необходимо.
Далее, в механизме 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации предпочтительно отношение второго крутящего момента на пике второй характеристической кривой выходной мощности С2 во втором режиме настройки к первому крутящему моменту на пике первой характеристической кривой выходной мощности С1 в первом режиме настройки составляет от 1,5 до 2,5. Желательно также, чтобы отношение второго крутящего момента на пике второй характеристической кривой эффективности С4 во втором режиме настройки к первому крутящему моменту на пике первой характеристической кривой эффективности С3 в первом режиме настройки составляло от 1,5 до 2,5. Далее, в механизме 117 переключения скоростей согласно настоящему изобретению желательно, чтобы отношение второго передаточного отношения второй ведомой шестерни 136 к третьей промежуточной шестерне 135 к первому передаточному отношению первой ведомой шестерни 134 ко второй промежуточной шестерне 133 составляло от 1,5 до 2,5. При такой настройке крутящего момента и передаточного отношения может быть практически выполнен механизм переключения скоростей, который может более плавно выполнять операцию резания.
Кроме того, переключение между первым режимом настройки и вторым режимом настройки может выполнять автоматически на основании информации, фактически обнаруженной механическим воспринимающим механизмом с использованием пружины 144 сцепления, как в описанных выше вариантах реализации, или электрическим воспринимающим механизмом, например, с использованием датчика для непрерывного или периодического определения крутящего момента. С другой стороны, переключение может выполняться вручную путем манипулирования пользователем рабочим элементом. Далее, в описанных выше вариантах реализации описан второй режим настройки как сохраняемый фиксирующим механизмом 151, но в конструкции, в которой не предусмотрен фиксирующий механизм 151, переключение с первого режима настройки на второй режим настройки осуществляется в то время, когда обнаруженный крутящий момент превышает промежуточный крутящий момент, в то время как переключение со второго режима настройки на первый режим настройки осуществляется, когда обнаруженный крутящий момент уменьшается до уровня ниже промежуточного крутящего момента.
Далее, механизм 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации описан как относящийся к параллельному трехвальному типу, но может быть двухвальным с двумя параллельными валами, или входным валом и выходным валом. Кроме того, он может относиться к типу, при котором одностороннее сцепление 145 располагается на стороне промежуточного вала 123. Кроме того механизм переключения скоростей 17 согласно этому варианту реализации описан как имеющий шестерни обычно взаимодействующего типа, но изобретение может быть также применено к механизму переключения скоростей типа, при котором шестерни в случае необходимости временно разъединяются. Далее в этом изобретении может быть также должным образом исключен в случае необходимости по меньшей мере один из числа механизма фиксации 151, механизма 161 предотвращения переключения скоростей (механизм предотвращения переключения) и механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости (механизм регулирования заданного значения переключения). Кроме того, в настоящем изобретении может также использоваться сцепление иное, чем включающееся со скольжением сцепление 141 согласно настоящему варианту реализации, такое как электромагнитное сцепление. Кроме того, в этом варианте реализации описана циркулярная пила 101 с питанием от аккумулятора, но она этим не ограничивается. Изобретение может быть применено к циркулярной пиле с питанием на переменном токе, так же как к циркулярной пиле с питанием от аккумулятора, настольной циркулярной пиле и к настольной скользящей циркулярной пиле, которая выполняет операцию резания на обрабатываемом изделии, помещенном на стол основания, так же как к ручной циркулярной пиле, подобной показанной на чертежах, а также к циркулярной пиле, предназначенной для деревообработки, металлообработки, обработки керамики или пластика. В этом случае полотно пилы включает в себя обрезную пилу, полотно, режущий шлифовальный диск и алмазный диск.
Описание ссылочных позиций
101 циркулярная пила (приводной инструмент)
103 корпус циркулярной пилы (корпус приводного инструмента)
104 защитный кожух полотна
105 кожух мотора
106 предохранительная крышка
107 корпус коробки передач
107А внутренний корпус
107L нижняя концевая поверхность
107b спиральный паз
107с щель
107d спиральный паз
107е щель
108 аккумулятор
109 рукоять
109а пусковое устройство
111 основание
111а отверстие
113 полотно
115 приводной мотор
116 вал мотора
117 механизм переключения скоростей
121 входной вал
121а подшипник
123 промежуточный вал (первый вращающийся вал)
123а подшипник
125 выходной вал (второй вращающийся вал)
125а подшипник
125А ближняя часть вала
125В дальняя часть вала
125Аа фланец
125Ва фланец
131 ведущая шестерня
132 первая промежуточная шестерня
133 вторая ведущая шестерня
134 первая ведомая шестерня
135 третья промежуточная шестерня
136 вторая ведомая шестерня
137 шпонка
138 подшипник
139 шпонка
141 включающееся со скольжением сцепление (первое сцепление)
142 элемент сцепления ведущей стороны
142а кулачок
143 элемент сцепления ведомой стороны
143а кулачок
144 пружина сцепления
145 одностороннее сцепление (второе сцепление)
146 внешнее кольцо
146а кулачковый паз
146а поверхность кулачка
147 игольчатый ролик
148 пружина
151 механизм фиксации
152 разгрузочное кольцо
152а выступ
153 вмещающее пространство
153а выемка зацепления
153b поверхность передачи крутящего момента
153с наклонная поверхность
153d поверхность ограничителя
154 ограничитель крутящего момента
155 фрикционная пластина
156 плоская пружина
161 механизм предотвращения переключения скоростей (механизм предотвращения переключения)
162 ограничитель (элемент, предотвращающий перемещение)
163 цилиндрическая пружина сжатия
164 выемка для помещения ограничителя
165 кольцевой паз (деталь взаимодействия)
166 направляющий штифт
167 крышка
167а цилиндрическая часть
171 электромагнитный соленоид
172 ограничитель (элемент, предотвращающий перемещение)
175 схема управления мотором (устройство управления мотором)
176 пусковой выключатель
177 управляющий блок
178 переключающий элемент
181 механизм переключения режима
182 втулка переключения режима
183 рабочий элемент
184 принимающее пружину кольцо
184а цилиндрическая часть
191 механизм регулирования крутящего момента изменения скорости
192 втулка регулирования крутящего момента
192а гребень
193 принимающий пружину элемент
193а диск
193b ответвление