ПРИВОДНОЙ ИНСТРУМЕНТ
DRIVE TOOL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к механизму переключения скоростей с параллельными валами для приводного инструмента.
Предпосылки к созданию изобретения
В японской патентной публикации №1989-58031 описан приводной инструмент с механизмом переключения скоростей с параллельными валами. Известный механизм переключения скоростей с параллельными валами имеет первую и вторую ведущие шестерни, имеющие различное количество зубьев и закрепленные на ведущем валу, и первую и вторую ведомые шестерни, имеющие различное количество зубьев и установленные на ведомом валу, параллельном ведущему валу, так, что ведомые шестерни могут перемещаться в продольном направлении. Первая и вторая ведомые шестерни, которые должны входить в зацепление с первой и второй ведущими шестернями, могут смещаться путем скольжения первой и второй ведомой шестерни вдоль ведомого вала так, чтобы частота вращения двигателя могла меняться на две скорости, или высокую скорость и низкую скорость, и передаваться на инструментальную насадку.
Согласно упомянутому выше известному механизму переключения скоростей с параллельными валами, при изменении положения ведомых шестерен относительно ведущих шестерен с целью переключения скоростей трудно обеспечить плавное взаимодействие ведущих шестерен с ведомыми шестернями. В этой связи требуется дальнейшее улучшение плавности операции переключения скоростей.
Сущность изобретения
Соответственно, целью изобретения является улучшение плавности операции переключения скоростей в приводном инструменте с механизмом переключения скоростей с параллельными валами.
Описанная выше цель может быть достигнута с помощью заявленного изобретения, в котором соответствующий приводной инструмент включает в себя источник питания и механизм переключения скоростей. Привод инструментальной насадки осуществляется через механизм переключения скоростей источником питания, в результате чего он выполняет заданную операцию. «Инструментальная насадка» в этом изобретении включает в себя в широком смысле различные виды приводных инструментов, таких как циркулярная пила или электрический режущий инструмент для обработки дерева или металла, который выполняет операцию резания обрабатываемой детали путем вращения полотна пилы, шлифовальный станок, который выполняет операцию шлифования или полировки обрабатываемой детали путем вращения шлифовального диска, колонковый алмазный бур для сверления отверстия относительно большого диаметра и машинка для подстригания живой изгороди посредством выполнения верхним и нижним лезвиями возвратно-поступательных движений в противоположных направлениях.
Согласно аспекту изобретения, механизм переключения скоростей должен включать 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, а линия передачи крутящего момента через второй передаточный механизм обозначается как вторая линия передачи мощности. Приводной инструмент 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. Далее, 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 согласно нагрузке, приложенной к инструментальной насадке.
«Источник питания» в настоящем изобретении обычно представлен электрическим мотором, но соответственно включает в себя другие моторы, такие как воздушный двигатель и двигатель внутреннего сгорания. Кроме того, 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. Одна из первой и второй линий передачи мощности обычно обозначается как линия передачи мощности с высокой скоростью и низким крутящим моментом, а другая - как линия передачи мощности с низкой скоростью и большим крутящим моментом.
Согласно изобретению, линия передачи мощности может переключаться между первой и второй линиями передачи мощности в то время, когда передаточные механизмы во взаимодействии зафиксированы в своем положении. Поэтому операция переключения скоростей может выполняться 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, такая как крошение и износ зубьев. Далее, при взаимодействии шестерен шум может быть также вызван столкновением зубьев. Согласно настоящему изобретению, 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.
Далее, 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, например, при низкой нагрузке, приложенной к инструментальной насадке, 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 инструментальной насадке, операция может выполняться при низкой скорости и большом крутящем моменте путем использования второй линии передачи мощности с большим передаточным отношением.
Согласно другому аспекту изобретения, оно отличается тем, что механизм переключения скоростей включает в себя механизм фиксации переключения, и линия передачи мощности переключается между первой и второй линиями передачи мощности, механизм фиксации переключения удерживает положение переключения вплоть до остановки источника питания. В механизме переключения скоростей, в котором линия передачи мощности автоматически переключается от первой линии передачи мощности на вторую линию передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к инструментальной насадке, в случае, если нагрузка, приложенная к инструментальной насадке, колеблется вокруг заданного значения переключения, часто производится переключение между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности.
Согласно этому аспекту, при переключении линии передачи мощности между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности механизм фиксации переключения сохраняет положение переключения. Таким образом, даже в случае, если нагрузка, приложенная к инструментальной насадке, затем понижается, не происходит повторного переключения линии передачи мощности. Поэтому могут быть решены проблемы отрицательного воздействия на износостойкость и возникновения вибрации, связанные с частым переключением.
Согласно другому аспекту изобретения, по меньшей мере одно из числа первого и второго сцеплений содержит элемент сцепления ведущей стороны и элемент сцепления ведомой стороны, расположенные против друг 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 скользит в продольном направлении между положением передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение передачи мощности за счет взаимодействия друг с другом, и в положение прерывания передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение прерывания передачи мощности за счет расцепления. Далее, механизм фиксации переключения включает в себя блокировочный элемент, и когда элемент сцепления ведущей стороны или элемент сцепления ведомой стороны переводится в положение прерывания передачи мощности, блокировочный элемент входит в зацепление с перемещенным элементом сцепления стороны скольжения и таким образом удерживает элемент сцепления стороны скольжения в положении прерывания передачи мощности.
Согласно этому аспекту, в то время, когда элемент сцепления стороны скольжения перемещается в положение прерывания передачи мощности, элемент сцепления стороны скольжения может удерживаться в положении прерывания передачи мощности посредством блокировочного элемента, так что положение прерывания передачи мощности может быть гарантировано.
В конструкции, при которой сцепление смещается между положением передачи мощности и положением прерывания передачи мощности в зависимости от нагрузки, приложенной к инструментальной насадке, в случае, если нагрузка, приложенная к инструментальной насадке, колеблется вокруг заданного значения переключения, сцепление часто смещается, что может отрицательно повлиять на долговечность или вызвать вибрацию приводного инструмента. Однако, согласно этому аспекту указанные проблемы могут быть решены путем удержания сцепления в положении прерывания мощности посредством блокировочного элемента.
Согласно еще одному аспекту приводного инструмента согласно изобретению, в боковой стороне элемента сцепления стороны скольжения формируют выемку. Блокировочный элемент закрепляется на первом или втором вращающемся валу и помещается в выемке так, что блокировочный элемент не может двигаться по окружности относительно выемки и передает таким образом крутящий момент между первым или вторым вращающимся валом и элементом сцепления стороны скольжения. Далее, когда элемент сцепления стороны скольжения переводится в положение прерывания передачи мощности, блокировочный элемент выводится из выемки путем перемещения элемента сцепления стороны скольжения, и перемещается относительно элемента сцепления стороны скольжения в направлении вращения благодаря разности скорости вращения между элементом сцепления стороны скольжения и блокировочным элементом, вызванной выходом из выемки, и таким образом входит во взаимодействие с боковой стороной элемента сцепления стороны скольжения и таким образом удерживает элемент сцепления стороны скольжения в положении прерывания передачи мощности.
«Блокировочный элемент» согласно изобретению обычно содержит множество выступов для передачи крутящего момента, которые радиально выступают наружу на его внешней круговой поверхности, и размещаются на одинаковым угловом расстоянии друг от друга по окружности. Он может, однако, иметь иную форму только в случае, если допускается передача крутящего момента между первым или вторым вращающимся валом и элементом сцепления стороны скольжения. Далее, «разность скорости вращения между элементом сцепления стороны скольжения и блокировочным элементом, вызванная выходом из выемки» в этом изобретении представляет разность скорости вращения, вызванную между первым или вторым вращающимся валом и элементом сцепления стороны скольжения в результате того, что блокировочный элемент выводится из выемки и больше не может передавать крутящий момент между первым и вторым вращающимся валом и элементом сцепления стороны скольжения.
Согласно этому аспекту, в то время, когда элемент сцепления стороны скольжения перемещается в положение прерывания передачи мощности и сцепление перемещается в положение прерывания передачи мощности, блокировочный элемент взаимодействует с боковой стороной элемента сцепления стороны скольжения, перемещенной в положение прерывания передачи мощности и может таким образом удерживать элемент сцепления стороны скольжения в положении прерывания передачи мощности. В частности, в данном изобретении блокировочный элемент служит также для передачи крутящего момента между первым или вторым вращающимся валом и элементом сцепления стороны скольжения, так что количество деталей может быть уменьшено, а конструкцию можно сделать проще.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает в себя корпус коробки передач, который вмещает в себя механизм переключения скоростей. Кроме того, на внешней круговой поверхности элемента сцепления стороны скольжения выполнена деталь зацепления. Механизм фиксации переключения включает в себя блокировочный элемент, подвижный в радиальном направлении, который размещается в корпусе коробки передач и входит в контакт с внешней круговой поверхностью элемента сцепления с радиального направления и отжимающий элемент, который отжимает блокировочный элемент в направлении зацепления с элементом сцепления стороны скольжения. Когда элемент сцепления стороны скольжения перемещается в положение прерывания передачи мощности, блокировочный элемент входит во взаимодействие с деталью зацепления и удерживает, таким образом, элемент сцепления стороны скольжения в положении прерывания передачи мощности. «Деталь зацепления» в настоящем изобретении обычно содержит поверхность радиальной стенки на внешней круговой поверхности элемента сцепления стороны скольжения, которая является ступенчатой в продольном направлении. «Блокировочный элемент» согласно изобретению предпочтительно содержит сферическое или колоннообразное тело, имеющее сферическую торцевую поверхность. Далее, «отжимающий элемент» в этом изобретении обычно содержит пружину, но также может включать в себя резину.
Согласно этому аспекту, блокировочный элемент и отжимающий элемент, которые образуют механизм фиксации переключения скоростей, располагаются к корпусе коробки передач, так что элемент сцепления стороны скольжения может иметь более простую форму.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает в себя возвратный механизм, который возвращает механизм фиксации переключения в исходное положение при остановке источника питания. Согласно этому аспекту, применение механизма возврата может обеспечить правильный привод механизма переключения скоростей при повторном пуске источника питания.
Согласно другому аспекту изобретения, при применении тормоза к источнику питания для остановки источника питания блокировочный элемент возвращается в выемку из-за разницы в скорости вращения, которая возникает между элементом сцепления стороны скольжения и блокировочным элементом. В частности, в этом изобретении источник питания обычно содержит мотор с тормозом, и за счет применения механизма возврата с использованием тормоза мотора блокировочный элемент может быть рационально возвращен в первоначальное положение.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает в себя корпус приводного инструмента, в котором помещаются источник питания и механизм переключения скоростей, и основание, которое располагается ниже корпуса приводного инструмента и может быть помещено на обрабатываемое изделие. Инструментальная насадка содержит полотно пилы, которое приводится во вращение через механизм переключения скоростей источником питания и режет таким образом обрабатываемое изделие.
Согласно этому аспекту режущий инструмент может быть снабжен механизмом переключения скоростей с параллельными валами, который более плавно выполняет операцию переключения скоростей. Например, в режущем инструменте, таком как циркулярная пила, в случае частого переключения линии передачи мощности и частого изменения скорости вращения полотна пилы во время операции резания на режущую поверхность обрабатываемого изделия может быть оказано отрицательное воздействие. Согласно этому аспекту, однако, после изменения скорости сохраняется измененное состояние, так что можно избежать отрицательного воздействия на режущую поверхность.
Согласно другому аспекту изобретения как предпочтительной модификации типичного приводного инструмента, он отличается тем, что механизм переключения скоростей далее включает в себя механизм предотвращения переключения, который предотвращает переключение линии передачи мощности между первой и второй линиями передачи мощности за счет инерции инструментальной насадки во время пуска источника питания. «Инерция инструментальной насадки» в настоящем изобретении представляет инерцию инструментальной насадки в покое. В случае механизма переключения скоростей, в котором линия передачи мощности автоматически переключается с первой линии передачи мощности на вторую линию передачи мощности в зависимости от нагрузки, приложенной к инструментальной насадке, если инструментальная насадка обладает большой инерцией, это может оказаться недостатком при пуске источника питания.
Благодаря применению механизма предотвращения переключения, который предотвращает переключение линии передачи мощности между первой и второй линиями передачи мощности за счет инерции инструментальной насадки можно предотвратить переключение линии передачи мощности между первой и второй линиями передачи мощности за счет инерции инструментальной насадки во время пуска источника питания. Поэтому можно достичь готовности к работе за счет быстрого увеличения скорости вращения источника питания до заданной скорости, так что можно эффективно увеличить эффективность работы.
Согласно другому аспекту изобретения, по меньшей мере одно из числа первого и второго сцеплений содержит элемент сцепления ведущей стороны и элемент сцепления ведомой стороны, расположенные напротив друг 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 скользит в продольном направлении между положением передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение передачи мощности за счет взаимодействия между собой и в положение прерывания передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение прерывания передачи мощности за счет разделения между собой. Далее, механизм предотвращения переключения включает в себя деталь зацепления, которая выполнена на первом или втором вращающемся валу, и элемент предотвращения перемещения, который выполнен как подвижный в радиальном направлении на скользящей стороне элемента сцепления. Когда источник питания остановлен и элемент сцепления стороны скольжения помещается в положение передачи мощности, элемент предотвращения перемещения предотвращает перемещение элемента сцепления из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности за счет взаимодействия с деталью зацепления. В частности, согласно этому изобретению, в то время, когда источник питания остановлен, элемент предотвращения перемещения взаимодействует с деталью зацепления первого или второго вращающегося вала и, таким образом, предотвращает перемещение элемента сцепления стороны скольжения. Таким образом, элемент сцепления стороны скольжения может быть защищен от случайного смещения под воздействием инерции инструментальной насадки во время пуска источника питания. «Деталь зацепления» в этом изобретении обычно содержит кольцевой паз, который формируют во вращающемся валу по окружности. Далее, способ «взаимодействия» в настоящем изобретении обычно представляет собой контакт поверхностей.
Далее, согласно изобретению, после пуска источника питания элемент предотвращения перемещения перемещается радиально наружу под воздействием центробежной силы, действующей на элемент предотвращения перемещения, и таким образом отделяется от детали зацепления, позволяя таким образом элементу сцепления стороны скольжения перемещаться из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности. Таким образом, после пуска источника питания элемент сцепления стороны скольжения, зафиксированный элементом предотвращения перемещения, освобождается, так что включающееся со скольжением сцепление может нормально действовать согласно нагрузке, приложенной к инструментальной насадке.
Согласно другому аспекту изобретения, первый вращающийся вал определяется как вращающийся вал ведущей стороны и второй вращающийся вал определяется как вращающийся вал ведомой стороны, и включающееся со скольжением сцепление и механизм предотвращения переключения располагаются на вращающемся валу ведущей стороны. Если деталь зацепления, выполненная на вращающемся валу, содержит кольцевой паз, диаметр вращающегося вала уменьшается в области паза, так что прочность этой области уменьшается. Поэтому более эффективным для повышения долговечности является формирование паза на вращающемся валу ведущей стороны, который подвергается воздействию более слабого крутящего момента, а не на вращающемся валу ведомой стороны, которая подвергается более мощному крутящему моменту.
Согласно другому аспекту изобретения, три таких элемента предотвращения перемещения формируются на элементе сцепления стороны скольжения и размещаются на одинаковом угловом расстоянии между собой по окружности. В положении, при котором элементы предотвращения перемещения предотвращают перемещение элемента сцепления стороны скольжения путем взаимодействия с деталью зацепления, деталь зацепления подвергается воздействию усилия, приложенного к элементу сцепления стороны скольжения в продольном направлении через элементы предотвращения перемещения. Поэтому элемент сцепления стороны скольжения может наклониться (относительно первого или второго промежуточного вала). Согласно этому аспекту применение трех элементов предотвращения перемещения, размещенных на одинаковом угловом расстоянии между собой по окружности на элементе сцепления стороны скольжения, позволяет предотвратить такой наклон. Способ «размещения на одинаковом угловом расстоянии между собой по окружности» включает способ в общем размещения на одинаковом угловом расстоянии друг от друга.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает также в себя корпус коробки передач, в котором помещается механизм переключения скоростей, и механизм предотвращения переключения включает в себя электромагнитный соленоид, установленный на корпусе коробки передач, и элемент предотвращения перемещения, который приводится в движение электромагнитным соленоидом и предотвращает перемещение элемента сцепления стороны скольжения из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности путем взаимодействия с элементом сцепления стороны скольжения в то время, когда источник питания остановлен. По истечении заданного периода времени после пуска источника питания происходит возбуждение электромагнитного соленоида для перемещения элемента предотвращения перемещения в направлении отделения от элемента сцепления стороны скольжения, позволяя таким образом элементу сцепления стороны скольжения перемещаться из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности. Время «истечения заданного периода времени» в этом изобретении представляет время, когда инерция, которая действует в направлении удержания инструментальной насадки в покое, при вращении инструментальной насадки уменьшается в такой степени, что скользящий элемент сцепления больше не может смещаться за счет инерции. Это время может быть должным образом задано, например, путем использования микрокомпьютера, например, ко времени, когда заданное время истекает после пуска источника питания, или времени, когда датчик вращения обнаруживает, что скорость вращения источника питания или инструментальной насадки возрастает до заданной скорости.
Поэтому согласно изобретению, разработанному так, как описано выше, применение механизма предотвращения переключения, имеющего электромагнитный соленоид и элемент предотвращения перемещения, который перемещается электромагнитным соленоидом, включающееся со скольжением сцепление может быть защищено от сбоев в работе из-за инерции инструментальной насадки при пуске мотора. Поэтому источник питания может быть подготовлен к работе путем быстрого повышения его скорости вращения до требуемой скорости вращения, так что эффективность работы может быть в значительной степени улучшена. Далее, после пуска источника питания допускается перемещение элемента сцепления стороны скольжения, так что включающееся со скольжением сцепление может нормально работать согласно нагрузке, приложенной к инструментальной насадке.
Далее, в способе предотвращения переключения скользящего элемента сцепления путем применения электромагнитного соленоида электромагнитный соленоид может также использоваться путем, при котором автоматическая передача предотвращается (блокируется) путем управления электромагнитным соленоидом, так что положение предотвращения может сохраняться не только во время пуска источника питания, но и после его пуска. В частности, электромагнитный соленоид может использоваться путем, при котором привод инструментальной насадки осуществляется путем использования только первой или второй линии передачи.
Согласно другому аспекту изобретения, источник питания содержит мотор. Далее, механизм предотвращения переключения содержит устройство управления мотором, имеющее функцию плавного пуска с таким управлением, при котором скорость вращения мотора постепенно возрастает во время пуска мотора. Применение такой конструкции позволяет уменьшить инерционный крутящий момент путем постепенного увеличения скорости вращения мотора или скорости вращения инструментальной насадки во время пуска мотора, причем линия передачи мощности механизма переключения скоростей может быть защищена от случайного переключения во время пуска мотора.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает в себя корпус приводного инструмента, в котором помещаются источник питания и механизм переключения скоростей, и основание, которое помещается под корпусом приводного инструмента. Далее, инструментальная насадка содержит полотно пилы, которое приводится во вращение через механизм переключения скоростей источником питания и, таким образом, режет обрабатываемое изделие.
Согласно этому аспекту, режущий инструмент может быть снабжен механизмом переключения скоростей с параллельными валами, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей. В случае режущего инструмента, такого как циркулярная пила, желательно придавать полотну пилы высокую скорость вращения для получения гладкого среза и, кроме того, желательно осуществлять привод полотна пилы при большом крутящем моменте при возрастании нагрузки, приложенной к полотну пилы, например, за счет увеличения глубины реза полотна пилы относительно обрабатываемого изделия при продолжении операции резания. Согласно этому аспекту, может быть предложен режущий инструмент, который может изменять скорость вращения полотна пилы согласно таким условиям эксплуатации.
Далее, согласно другому предпочтительному варианту реализации типичного приводного инструмента согласно изобретению, он отличается тем, что механизм переключения скоростей включает в себя механизм регулирования заданного значения переключения, которым управляет пользователь и который регулирует заданное значение переключения, при котором линия передачи переключается между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности. «Заданное значение переключения» в настоящем изобретении обычно представляет максимальное значение крутящего момента или значение крутящего момента прерывания, которое может быть передано сцеплением, расположенным на первой или второй линии передачи мощности. Согласно этому изобретению, в котором может регулироваться заданное значение переключения, линия передачи крутящего момента может переключаться по времени, подходящем для требований пользователя.
Далее, согласно другому предпочтительному варианту реализации типичного приводного инструмента согласно изобретению, он отличается тем, что механизм переключения скоростей включает в себя механизм переключения режимов, которым управляет пользователь и который переключает режим передачи между первым режимом передачи, при котором линия передачи крутящего момента автоматически переключается между первой линией передачи крутящего момента и второй линией передачи крутящего момента согласно нагрузке, приложенной к инструментальной насадке, и по меньшей мере одним из второго режима передачи, при котором первая линия передачи мощности используется для передачи крутящего момента, и третьего режима передачи, при котором вторая линия передачи мощности используется для передачи крутящего момента. Переключение режима передачи механизмом переключения передачи обычно выполняется перед работой, но может также быть выполнено в процессе работы.
Согласно этому аспекту, пользователь может выполнить переключение между первым режимом передачи и по меньшей мере одним из второго режима передачи и третьего режима передачи, согласно величине нагрузки во время работы, которая определяется, например, видом обрабатываемого изделия, или согласно наличию или отсутствию колебаний нагрузки, так что может быть улучшено удобство применения. В частности, работа может выполняться согласно цели, или путем выбора режима автоматической передачи, при котором линия передачи автоматически переключается между линией высокой скорости и низкого крутящего момента и линией низкой скорости и высокого крутящего момента, или путем выбора по меньшей мере одного из числа высокоскоростного режима, при котором инструментальная насадка приводится во вращение с высокой скоростью и низким крутящим моментом и низкоскоростного режима, при котором он приводится во вращение с низкой скоростью и высоким крутящим моментом.
Далее, согласно другому аспекту изобретения, механизм переключения скоростей включает в себя механизм регулирования заданного значения переключения, которым управляет пользователь и который регулирует заданное значение переключения, при котором линия передачи переключается между первой линией передачи мощности и второй линией передачи мощности в положении, при котором механизм переключения режима устанавливается в первом режиме передачи.
Согласно другому аспекту изобретения, по меньшей мере одно из числа первого и второго сцеплений содержит элемент сцепления ведущей стороны и элемент сцепления ведомой стороны, расположенные против друг 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 скользит в продольном направлении между положением передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение передачи мощности за счет взаимодействия между собой и в положение прерывания передачи мощности, в котором элементы сцепления помещаются в положение прерывания передачи мощности за счет разделения между собой. Включающееся со скольжением сцепление, включает также в себя упругий элемент. Упругий элемент отжимает элемент сцепления стороны скольжения в положение передачи мощности, и заданное значение переключения определяется отжимающей силой упругого элемента. Когда к элементу сцепления стороны скольжения прикладывается нагрузка, превышающая заданное значение переключения, элемент сцепления стороны скольжения перемещается из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности, преодолевая сопротивление упругого элемента. Механизм регулирования заданного значения переключения включает в себя регулирующий элемент, предназначенный для регулирования отжимающего усилия упругого элемента.
«Упругий элемент» в настоящем изобретении обычно представлен резиной, при возможности использования цилиндрической пружины сжатия или тарельчатой пружины. Далее, «регулирующий элемент» в настоящем изобретении обычно располагается на корпусе коробки передач, в котором помещается механизм переключения скоростей и который может двигать один конец упругого элемента в продольном направлении под управлением пользователя так, что отжимающее усилие упругого элемента увеличивается или уменьшается.
Согласно этому аспекту, заданное значение переключения регулируется путем изменения отжимающего усилия упругого элемента регулирующим элементом.
Согласно другому аспекту изобретения, заданное значение переключения может регулироваться плавно. При такой конструкции возможна реализация точной настройки заданного значения переключения.
Согласно другому аспекту изобретения, приводной инструмент включает в себя корпус приводного инструмента, в котором помещаются источник питания и механизм переключения скоростей, и основание, которое помещается под корпусом приводного инструмента и может быть помещено на обрабатываемое изделие. Инструментальная насадка содержит полотно пилы, которое приводится во вращение через механизм переключения скоростей источником питания и, таким образом, режет обрабатываемое изделие.
Согласно этому аспекту, режущий инструмент может быть снабжен механизмом переключения скоростей с параллельными валами, который может более плавно выполнять операцию переключения скоростей.
Согласно изобретению, плавность операции переключения скоростей улучшается в приводном инструменте, имеющем механизм переключения скоростей с параллельными валами.
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 механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами согласно второму варианту реализации изобретения в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию высокой скорости и низкого крутящего момента;
на фиг.18 также показан развернутый вид в разрезе механизма переключения скоростей с тремя параллельными валами согласно второму варианту реализации изобретения в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию низкой скорости и высокого крутящего момента;
на фиг.19 показан развернутый вид в разрезе механизма блокировки согласно третьему варианту реализации изобретения в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию высокой скорости и низкого крутящего момента;
на фиг.20 также показан развернутый вид в разрезе механизма блокировки в положении, при котором линия передачи мощности переключается на линию низкой скорости и высокого крутящего момента;
на фиг.21 показан в увеличенном масштабе вид детали D с фиг.19;
на фиг.22 показан вид, иллюстрирующий предотвращение изменения скорости ограничителем с дополнительными деталями;
на фиг.23 показана модификация, относящаяся к предотвращению изменения скорости ограничителем;
на фиг.24 показана модификация, относящаяся к предотвращению изменения скорости ограничителем;
на фиг.25 показан развернутый вид в разрезе механизма предотвращения переключения скоростей согласно пятому варианту реализации изобретения в положении предотвращения переключения скоростей;
на фиг.26 показан развернутый вид в разрезе механизма предотвращения переключения скоростей согласно пятому варианту реализации изобретения в положении, допускающем переключение скоростей;
на фиг.27 показана схема управления мотором, имеющая функцию плавного пуска как одно средство механизма предотвращения переключения скоростей согласно шестому варианту реализации изобретения;
на фиг.28 показан вид, иллюстрирующий контроль времени приложения напряжения секции управления в схеме управления мотором;
на фиг.29 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.30 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.31 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима;
на фиг.32 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме работы с высокой скоростью;
на фиг.33 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме работы с низкой скоростью и демонстрирующего положение перед пуском циркулярной пилы;
на фиг.34 показан развернутый вид в разрезе механизма переключения режима, зафиксированного в режиме работы с низкой скоростью и демонстрирующего положение после пуска циркулярной пилы;
на фиг.35 показан внешний вид, демонстрирующий механизм переключения режима и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости согласно восьмому варианту реализации изобретения;
на фиг.36 показан развернутый вид в разрезе, также демонстрирующий механизм переключения режима и механизм регулирования крутящего момента изменения скорости.
Подробное описание типичного примера реализации изобретения
Первый вариант реализации изобретения
Далее описывается первый вариант реализации изобретения со ссылкой на чертежи. Циркулярная пила с питанием от аккумулятора, имеющая аккумулятор, описывается как типичный вариант реализации приводного инструмента согласно изобретению. На фиг.1 показан вид сбоку всей циркулярной пилы 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. 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 103, расположенный над основанием 111. Корпус циркулярной пилы 103 является признаком, который соответствует «корпусу приводного инструмента» согласно настоящему изобретению.
Корпус циркулярной пилы 103 включает в себя главным образом защитный кожух 104 полотна, который накрывает по существу верхнюю половину дисковидного полотна (полотна пилы) 113, которое вращается в вертикальной плоскости, кожух 105 мотора, который вмещает приводной мотор 115, корпус коробки 107 передач, в котором помещается механизм 117 переключения скоростей, и рукоять 109, которую держит пользователь при оперировании циркулярной пилой 101. Полотно 113 и приводной мотор 115 являются признаками, соответствующими «инструментальной насадке» и «источнику питания» соответственно, согласно настоящему изобретению.
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 116 мотора приводного мотора 115, выходным валом 125 в форме вала для установки полотна, на котором крепят вал 113, и промежуточным валом 123, расположенным между входным валом 121 и валом 125 для установки полотна. Механизм 117 переключения скоростей относится к типу с двухступенчатыми 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 является деталью, соответствующей «первому вращающемуся валу» и «предшествующему валу», и вал 125 для установки полотна соответствует «второму вращающемуся валу» и «выходному валу» согласно настоящему изобретению. На фиг.4 и 5 показаны развернутый вид в разрезе механизма 117 переключения скоростей параллельного трехвального типа. На фиг.4 показано положение, при котором линия передачи мощности переключается на линию с высокой скоростью и низким крутящим моментом, и на фиг.5 показано положение, при котором линия передачи мощности переключается на линию с низкой скоростью и большим крутящим моментом. В следующем описании вал 125 для установки полотна 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 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 и вторая линии передачи мощности Р1, Р2 показаны жирной линией со стрелкой. 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 107 коробки передач на подшипники 121а, 123а, 125а соответственно. Ведущая шестерня в форме приводной шестерни 131 выполнена как одно целое со входным валом 121. Первая промежуточная шестерня 132 и третья промежуточная шестерня 135 располагаются бок о бок и 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 и одностороннее сцепление 145 являются деталями, соответствующими «первому и второму сцеплениям» согласно настоящему изобретению.
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 сцепления 114, 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 153а зацепления (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 153а зацепления, 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 143 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, 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 путем отсоединения кулачков 142а, 143а. На фиг.11(А) показано включающееся со скольжением сцепление 141, смещающееся из положения передачи мощности в положение 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 переключения скоростей 117, 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 сцепления, 143 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, достигает заданного для переключения значения, определяемого пружиной 114 сцепления включающегося со скольжением сцепления 141, включающееся со 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, при которой линия передачи крутящего момента автоматически переключается с первой линии передачи мощности Р1 с высокой скоростью и низким крутящем моментом на вторую линию передачи 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 переключения скоростей 117, 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 переключения скоростей 117.
Далее в этом варианте реализации путем размещения включающегося со скольжением сцепления 141 на валу 125, который вращается с более высокой скоростью и более низким крутящим моментом, чем выходной вал 125, нагрузка на включающееся со скольжением сцепление 145 может быть уменьшена. Поэтому такая конструкция эффективна при защите сцепления или для повышения долговечности сцепления. Далее, в отношении размещения валов относительно корпуса 107 коробки передач, промежуточный вал 123 располагается в направлении центра корпуса 107 коробки передач. 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 107 коробки передач.
Максимальная глубина резания циркулярной пилы 101 (или величина проникновения нижней кромки полотна 113 от нижней стороны основания 111) определяется контактом детали контроля максимальной глубины резания, выполненной на корпусе 107 коробки передач, 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 107 коробки передач 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 107 коробки передач 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 легко 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 151 фиксации и возвратным механизмом. Как только включающееся со скольжением сцепление 141 смещается в положение прерывания передачи мощности, положение после смещения удерживается механизмом 151 фиксации. Возвратный механизм служит для его возвращения в первоначальное состояние или положение передачи мощности после остановки операции резания (когда останавливается приводной мотор 115). Механизм 151 фиксации является признаком, который соответствует «механизму фиксации переключения» согласно этому изобретению.
Механизм 151 фиксации описывается 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. Разгрузочное кольцо 152 является деталью, соответствующей «элементу 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 153а зацепления, 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 на элементе 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. Вмещающее пространство 153 является деталью, соответствующей «выемке» согласно настоящему изобретении.
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 153а зацепления 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 153а зацепления 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 сцепления ведущей стороны 142Ю и выступ 152а разгрузочного кольца 152 поднимается на край наклонной поверхности 153с (см. второй сверху 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 142 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 инерционного крутящего момента. 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 153а зацепления вмещающего пространства 153. В частности, крутящий момент 152 возвращается (устанавливается) в свое первоначальное положение, так что состояние прерывания передачи мощности, удерживаемое включающимся со скольжением сцеплением 141, автоматически снимается. Таким образом, возвратный механизм образуется путем использования тормоза приводного мотора 115 и инерции элемента 142 сцепления ведущей стороны. Когда состояние прерывания передачи мощности, удерживаемое разгрузочным кольцом 152, снимается за счет действия механизма возврата, 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 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 161 предотвращения переключения скоростей с целью предотвращения переключения скорости при запуске мотора.
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 161 предотвращения переключения скоростей согласно этому варианту реализации включает в себя множество (например, три) ограничителей 162 и упругие элементы в форме цилиндрических пружин сжатия 163, размещенных радиально с 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 163 сжатия 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 163 сжатия. Кольцевой паз 165 формируется по окружности в области внешней круговой поверхности промежуточного вала 123, который обращен 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, 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. Крышка 167 служит также элементом приема пружины для удерживания одного конца пружины 144 сцепления.
Механизм 161 предотвращения переключения скоростей 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 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 163 сжатия 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 161 предотвращения переключения скоростей согласно этому варианту реализации в циркулярной пиле 101, имеющей полотно 113 с большой инерцией, механизм 117 переключения скоростей не вызывает такого неправильного срабатывания, которое вызывает при переключении скоростей инерция полотна 113 во время пуска приводного мотора 115. Поэтому преимущество механизма 117 переключения скоростей может быть использовано в полной мере. Далее, механизм 161 предотвращения переключения скоростей особенно эффективен не только в циркулярной пиле 101, но и в приводном инструменте, имеющем инструментальную насадку с большой массой, такую как шлифовальный круг для шлифования и полировки и алмазный колонковый бур для сверления отверстия относительно большого диаметра.
Второй вариант реализации изобретения
Второй вариант реализации изобретения описан теперь со ссылкой на фиг.17 и 18. В этом варианте реализации включающееся со скольжением сцепление 141 располагается на выходном валу 125 и осуществляет изменение скорости на выходном валу 125. В других точках этот вариант реализации имеет такую же конструкции, как описанный выше первый вариант реализации. Поэтому компонентам, показанным на фиг.17 и 18, присвоены такие же числовые позиции, как и в первом варианте реализации, и они не будут описаны или описаны вкратце. На фиг.17 и 18 показаны развернутые виды в разрезе, демонстрирующие конструкцию механизма 117 переключения скоростей.
Включающееся со скольжением сцепление 141 установлено на выходном валу 125. За счет такого размещения вторая промежуточная шестерня 133 неподвижно крепится на промежуточном валу 123 шпонкой 139, а первая ведомая шестерня 134, обычно взаимодействующая со второй промежуточной шестерней 133, установлена с возможность 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 отношении этот вариант реализации является таким же, как описанный выше первый вариант реализации. Однако в этом варианте реализации направление передачи мощности является противоположным направлению в первом варианте реализации, в котором включающееся со скольжением сцепление 141 установлено на промежуточном валу 123. В частности, элемент 143 сцепления, который вращается вместе с первой ведомой шестерней, находится на ведущей стороне, 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, с которой установлено одностороннее сцепление 145, и отжимает элемент 142 сцепления ведомой стороны в направлении элемента 143 сцепления ведущей стороны.
Поэтому, 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.17.
Когда к полотну 113 прикладывается нагрузка, превышающая заданное значение переключения, определяемое пружиной 114 сцепления, элемент 142 сцепления ведомой стороны перемещается из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности, преодолевая отжимающее усилие пружины 144 сцепления. 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.18.
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 шестерен зафиксированы. Поэтому операция переключения скоростей может выполняться с повышенной плавностью.
Третий вариант реализации изобретения
Третий вариант реализации изобретения описан теперь со ссылкой на фиг. 19-21. Этот вариант реализации является модификацией, относящейся к механизму фиксации 251, с помощью которого после смещения включающегося со скольжением сцепления 141 в состояние прерывания передачи мощности это состояние прерывания сохраняется. Второй вариант реализации имеет такую же конструкцию, что и описанный выше первый вариант реализации, за исключением механизма фиксации 251. Поэтому компонентам механизма 117 переключения скоростей, которые не относятся к механизму фиксации, показанному на фиг.19 и 20, присвоены такие же числовые позиции, как и в первом варианте реализации, и они не будут описаны или описаны вкратце. На фиг.19 и 20 показаны развернутые виды в разрезе, а на фиг.21 показан вид в увеличенном масштабу детали D с фиг.19.
Механизм фиксации 251 согласно настоящему варианту реализации размещается на корпусе 107 коробки передач и включает в себя в основном шар 252, скользящий блок 253 и цилиндрическую пружину 254 сжатия. Шар 252 и цилиндрическая пружина 254 сжатия являются деталями, которые соответствуют «блокировочному элементу» и «отжимающему элементу» соответственно, согласно настоящему изобретению. Участок установки блокировки 107а помещается на корпусе 107 коробки передач для того, чтобы установить механизм фиксации 251 так, чтобы механизм фиксации 251 мог быть перемещен ближе ко включающемуся со скольжением сцеплению 141. Шар 252 вставлен в отверстие для удерживания шара 225, которое выполнено радиально в части участка установки блокировки 107а, обращенной к внешней круговой поверхности элемента 142 сцепления ведущей стороны включающегося со скольжением сцепления 141. Допускается движение шара 252 в направлении, поперечном к продольному направлению элемента 142 сцепления ведущей стороны (аксиальному направлению промежуточного вала 123). Далее цилиндрическая пружина 254 сжатия имеет более высокую динамическую жесткость, чем пружина 144 сцепления.
Шар 252 отжимается снаружи внутрь участка установки блокировки 107а посредством скользящего блока 253 от цилиндрической пружины 254 сжатия, и упруго прижимается в радиальном направлении к внешней поверхности элемента 142 сцепления ведущей стороны. Элемент 142 сцепления ведущей стороны имеет ступенчатую цилиндрическую форму, в котором часть с меньшим диаметром обращена к элементу 143 сцепления ведомой стороны, а часть с большим диаметром обращена в направлении от элемента 143 сцепления ведомой стороны. Соединительная область между частью меньшего диаметра и частью большего диаметра образуется вогнутой криволинейной поверхностью 256. Криволинейная поверхность 256 может быть заменена наклонной поверхностью. Криволинейная поверхность 256 является признаком, соответствующим «детали взаимодействия» согласно настоящему изобретению. Шар 252 прижимается радиально внутрь цилиндрической пружиной 254 сжатия и, таким образом, прикладывает усилие к элементу 142 сцепления ведущей стороны через криволинейную поверхность 256 в направлении (продольном направлении), в котором кулачки 142а отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, способствуя таким образом разделению кулачков 142а, 143а. Ширина (длина в продольном направлении) криволинейной поверхности 256 задана, так что ее поддержка начинается на полпути отводящего движения элемента 142 сцепления ведущей стороны и продолжается до того, как кулачки 142а, 143а отделяются друг от друга и между кулачками 142а, 143а образуется заданный промежуток.
Скользящий блок 253 установлен на внешней поверхности участка установки блокировки 107а так, что он может скользить в направлении, параллельном продольному направлению элемента 142 сцепления ведущей стороны, и скользящий блок 253 отжимается цилиндрической пружиной 254 сжатия. Скользящий блок 253 может прижимать шар 252 в направлении элемента 142 сцепления ведущей стороны через контактную поверхность скользящего блока 253, находящегося в контакте с поверхностью внешней стенки участка установки блокировки 107а, или поверхностью скольжения 253а. Далее на переднем концевом участке поверхности скольжения 253а скользящего блока 253 (на стороне, обращенной в сторону от цилиндрической пружины 254 сжатия) формируют вырез 253b, который служит для освобождения шара 252, на который нажимает скользящий блок 253.
Когда включающееся со скольжением сцепление 141 находится в состоянии передачи мощности, или элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны в положение передачи мощности, на шар 252 нажимает внешняя поверхность части с большим диаметром элемента 142 сцепления ведущей стороны и он выступает из корпуса 107 коробки передачи. В это время выступающая поверхность шара 252 удерживается в контакте с кромкой выреза 253b скользящего блока 253. Это состояние определяется как первоначальное положение блокировочного механизма 251. Это состояние показано на фиг.19.
Механизм фиксации 251 согласно этому варианту реализации сконструирован так, как описано выше. Поэтому при условиях привода с высокой скоростью и низким крутящим моментом, при которых крутящий момент приводного мотора 115 передается на полотно 113 по первой линии передачи мощности Р1 механизма 117 переключения скоростей, механизм фиксации 251 удерживается в первоначальном положении. Когда в ходе операции резания полотном 113 к полотну 113 прикладывается нагрузка, превышающая определенное значение, определяемое пружиной сцепления 144, элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится (путем взаимодействия наклонных поверхностей кулачков 142а, 143а таким же образом, как и в первом варианте реализации) в положение прерывания передачи мощности, в котором он отделяется от элемента 143 сцепления ведомой стороны. В результате включающееся со скольжением сцепление 141 смещается в состояние прерывания передачи мощности, так что линия передачи мощности на полотно 113 переключается с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2.
В то время, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается в положение прерывания передачи мощности, или кулачки 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны отделяются от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны, шар 252 взаимодействует с криволинейной поверхностью 256 или соединительным участком между частью с большим диаметром и частью с меньшим диаметром элемента 142 сцепления ведущей стороны, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны удерживается в положении прерывания передачи мощности. Это состояние показано на фиг.20.
В этом варианте реализации он задуман так, что шар 252 приближается к переднему концу криволинейной поверхности 256 в направлении отвода, когда кулачки 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны достигают предела отделения от кулачков 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны (например, положения, показанного во втором или третьем рисунке от верхнего на фиг.11(А)). Затем шар 252 под воздействием отжимающего усилия цилиндрической пружины 254 сжатия через скользящий блок 253 нажимает на криволинейную поверхности 256 в радиальном направлении, и шар 252 далее отводит элемент 142 сцепления ведущей стороны, преодолевая отжимающее усилие пружины 144 сцепления. Таким образом, элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится далее в изолированное положение, в котором элемент 142 сцепления ведущей стороны далее отделяется от элемента 143 сцепления ведомой стороны через положение прерывания передачи мощности, в котором кулачки 142а, 143а отделяются друг от друга. В результате, подобно описанному выше первому варианту реализации, определенный просвет может быть создан в продольном направлении между кулачками 142а элемента 142 сцепления ведущей стороны и кулачками 143а элемента 143 сцепления ведомой стороны (см. нижнюю часть фиг.11(А)).
Далее, шар 252, который удерживается во взаимодействии с криволинейной поверхностью 256, сохраняет контакт с поверхностью скольжения 253а скользящего блока 253 и таким образом не допускается его выдвижение радиально вовне, так что включающееся со скольжением сцеплением 141 надежно удерживается в состоянии прерывания передачи мощности. Далее, для того, чтобы вернуть элемент 142 сцепления ведущей стороны, который удерживается в состоянии прерывания передачи мощности шаром 252, в состояние передачи мощности (первоначальное состояние), скользящий блок 253 скользит, преодолевая отжимающее усилие цилиндрической пружины 254 сжатия под воздействием пальца пользователя так, что шар 252, заблокированный поверхностью скольжения 253а, высвобождается. Далее, в этом варианте реализации разгрузочное кольцо 152, помещенное между элементом 142 сцепления ведущей стороны и промежуточным валом 123, предназначено для того, чтобы служить только элементом передачи крутящего момента.
Как описано выше, путем применения механизма фиксации 251 согласно этому варианту реализации, при смещении включающегося со скольжением сцепления 141 в состояние прерывания передачи мощности он может сохранять состояние прерывания передачи мощности вне зависимости от нагрузки, приложенной к полотну 113. Поэтому даже в случае колебаний нагрузки, приложенной к полотну 113, вокруг заданного значения переключения, определяемого пружиной 144 сцепления, стабильная операция резания может быть реализована при низкой скорости и большом крутящем моменте путем использования второй линии передачи мощности Р2. Далее, определенный просвет может быть сохранен в продольном направлении между кулачками 142а, 143а, так что может быть получено надежное состояние прерывания передачи мощности. Таким образом, могут быть предотвращены шум и вибрация, вызванные взаимным воздействием кулачков 142а, 143а.
Механизм 117 переключения скоростей согласно этому варианту реализации описан как относящийся к типу с тремя параллельными валами, но может относиться к типу с двумя валами, имеющему два параллельных вала, или входной вал и выходной вал. Далее, он может относиться к типу, при котором одностороннее сцепление 145 размещается на стороне промежуточного вала. Далее, в этом варианте реализации циркулярная пила 101 с питанием от аккумулятора описана в качестве типичного примера приводного инструмента согласно изобретению, но не ограничивается этим. Это изобретение может быть применено к циркулярной пиле с питанием на переменном токе, так же как к циркулярной пиле с питанием от аккумулятора, и к 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 и металлообработки. Он может также быть применен в режущем инструменте, отличающемся от циркулярной пилы, таком как электрический резак, и к режущему инструменту, имеющему возвратно-поступательный рабочий инструмент, такой как выполняющая возвратно-поступательные движения пила или лобзик. Кроме того, он может широко применяться в различных видах приводных инструментов, отличающихся от режущего инструмента, таких как шлифовальный и полировальный станок, который выполняет операцию шлифования или полирования обрабатываемого изделия с помощью вращающегося шлифовального или полировочного диска, привод с ключом для выполнения операции затяжки, различные виды дрелей для операции сверления и шпалерные ножницы для обрезки шпалер с помощью верхнего и нижнего лезвий, выполняющих возвратно-поступательные движения в противоположных направлениях.
Далее, он эффективно применяется к приводному инструменту, такому как шлифовальный станок и колонковый алмазный бур, в котором нагрузка, приложенная к рабочему инструменту, варьируется в одном приводном инструменте при варьировании размеров рабочего инструмента, или изменениям в обрабатываемых изделиях.
Исходя из объема и существа изобретения, может быть предложена следующая конструкция.
«Приводной инструмент, в котором наклонная поверхность дополнительно формируется на стороне элемента сцепления стороны скольжения и обращена к передней части выемки в направлении вращения, и в то время, когда элемент сцепления стороны скольжения перемещается в положение прерывания передачи мощности, блокировочный элемент выводится из выемки при движении элемента сцепления стороны скольжения и поднимается по наклонной поверхности из-за разности в скорости вращения между элементом сцепления стороны скольжения и блокировочным элементом, которая создается выходом блокировочного элемента из выемки, таким образом дополнительно перемещая элемент сцепления стороны скольжения из положения прерывания передачи мощности в изолированное положение, при котором элемент сцепления стороны скольжения дополнительно отделяется от противоположного элемента сцепления и удерживает элемент сцепления скользящей стороны в изолированном положении».
С такой конструкцией, при которой элемент сцепления стороны скольжения перемещается мимо положения прерывания передачи мощности, в котором элементы сцепления отделяются друг от друга, и в изолированное положение, в котором они дополнительно отделяются друг от друга, и удерживаются в изолированном положении. Поэтому может быть получено надежное состояние прерывания передачи мощности, так что могут быть предотвращены шум и вибрация, вызванные взаимным воздействием элементов сцепления ведущей и ведомой стороны.
Четвертый вариант реализации изобретения
Предотвращение переключения скоростей ограничителем 162 во время пуска мотора описано с дополнительными деталями со ссылкой на фиг.22. Во время пуска приводного мотора 115, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны стремится отойти от элемента 143 сцепления ведомой стороны, преодолевая отжимающее усилие пружины 144 сцепления за счет нагрузки на ведомую сторону, ограничитель 162, который удерживается во взаимодействии с кольцевым пазом 165 промежуточного вала 123, прижимается к боковой стенке кольцевого паза 165. Таким образом, предотвращается перемещение элемента 142 сцепления ведущей стороны от элемента 143 сцепления ведомой стороны и обеспечивается его удерживание в зацеплении с элементом 143 сцепления ведомой стороны. Как показано на фиг.22(А), ограничитель 162 прижимают к боковой стенке кольцевого паза 165, предотвращая его отделение от кольцевого паза 165 и удерживая его в состоянии зацепления за счет трения с контактной поверхностью 162а, которая входит в контакт с боковой стенкой выемки для помещения ограничителя 164 элемента 142 сцепления ведущей стороны, и с контактной поверхностью 162b, которая входит в контакт с боковой стенкой кольцевого паза 165. После этого, когда нагрузка на ведомую сторону уменьшается при возрастании скорости вращения и элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится назад в направлении элемента 143 сцепления ведомой стороны под воздействием отжимающего усилия пружины 144 сцепления, так что описанное выше трение больше не существует, как показано на фиг.22(В), ограничитель 162 выводится из кольцевого паза под воздействием центробежной силы. В результате устраняется предотвращение ограничителем 162 перемещения или переключения скоростей элементом 142 сцепления ведущей стороны, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны может переместиться из состояния передачи мощности в положение прерывания передачи мощности в зависимости от нагрузки, приложенной к полотну 113. На фиг.22(В) показан элемент 142 сцепления ведущей стороны, смещенный из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности.
В частности, благодаря применению механизма 161 предотвращения переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации ограничитель 162 может удерживаться во взаимодействии с кольцевым пазом 165 за счет использования трения, приложенного к стороне ограничителя 162 во время пуска приводного мотора 115. Поэтому переключение скорости во время пуска мотора может быть предотвращено даже в случае, если цилиндрическая пружина 163 сжатия, предназначенная для отжатия ограничителя 162 в кольцевой паз 165, представлена пружиной, обладающей слабой отжимающей силой, посредством которой ограничитель 162 удерживается большей частью так, чтобы не отделяться от кольцевого паза 165.
На фиг.23 показана модификация 1, относящаяся к предотвращению переключения скоростей во время пуска мотора посредством ограничителя 162. Модификация 1 направлена на то, чтобы получить более надежное предотвращение переключения скоростей ограничителем 162. Одна сторона ограничителя 162 (которая входит в контакт с боковой стенкой кольцевого паза 165 тогда, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится от элемента 143 сцепления ведомой стороны) и боковая стенка кольцевого паза 165, обращенная к одной стороне ограничителя 165, имеют соответствующие наклонные поверхности, так, что ограничитель 162 имеет подрез 162с, сформированный как промежуточный участок. При такой конфигурации, однако, кольцевой паз 165 сформирован так, чтобы иметь ширину (длину в продольном направлении), при которой подрез 162с ограничителя 162 может отделиться от кольцевого паза 165. В частности, ширина кольцевого паза 165 задана такой, что ограничитель 162, взаимодействующий с кольцевым пазом 165, может перемещаться относительно кольцевого паза 165 в продольном направлении в диапазоне, в котором элемент 142 сцепления ведущей стороны остается во взаимодействии с элементом 143 сцепления ведомой стороны.
Как показано на фиг.23(А), во время пуска приводного мотора 115 подрез 162с ограничителя 162 остается в контакте с наклонной поверхностью кольцевого паза 165 под воздействием нагрузки на ведомую сторону. После этого, когда нагрузка на ведомую сторону уменьшается, и подрез 162с ограничителя 162 отделяется от наклонной поверхности кольцевого паза 165 под воздействием пружины 144 сцепления, ограничитель 162 выводится из кольцевого паза 165 под воздействием центробежной силы. В результате снимается предотвращение переключения скоростей ограничителем 162, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны может сместиться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к полотну 113. На фиг.23(В) показано состояние элемента 142 сцепления ведущей стороны, смещенного из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности.
Таким образом, согласно модификации 1, при которой ограничитель 162 снабжается подрезом 162с, к подрезу 162с прикладывается большее трение, так что предотвращение переключения скоростей во время пуска мотора может быть обеспечено дополнительно.
На фиг.24 показана модификация 2, относящаяся к предотвращению переключения скоростей во время пуска мотора посредством ограничителя 162. Модификация 2 направлена на то, чтобы получить еще более надежное предотвращение переключения скоростей ограничителем 162. В частности, в общем L-образный выступ 162d, имеющий в общем параллельную оси промежуточного вала 123 поверхность формируется на одной стороне ограничителя 162 (который входит в контакт с боковой стенкой кольцевого паза 165 в то время, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны отводится от элемента 143 сцепления ведомой стороны), и выемка 165b, предназначенная для приема выступа 162d, формируется в боковой стенке кольцевого паза 165, обращенного к одной стороне ограничителя 162. Таким образом, ограничитель 162 формируется с подрезом. Поэтому в модификации 2, как и в модификации 1, кольцевой паз 165 формируется, имея такую ширину (длину в продольном направлении), при которой выступ 162d ограничителя 162 может отделяться от кольцевого паза 165.
Как показано на фиг.24(А), во время пуска приводного мотора 115 выступ 162d ограничителя 162 взаимодействует с выемкой 165b кольцевого паза под нагрузкой с ведомой стороны. После этого, при снижении нагрузки на ведомую сторону и отделении выступа 162d ограничителя 162 от выемки 165b кольцевого паза 165, когда элемент 142 сцепления ведущей стороны перемещается по направлению к элементу 143 сцепления ведомой стороны под воздействием пружины сцепления, ограничитель 162 выводится из кольцевого паза 165 центробежной силой. В результате снимается предотвращение переключения скоростей ограничителем 162, так что элемент 142 сцепления ведущей стороны может смещаться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к полотну 113. На фиг. 24(В) показано состояние элемента 142 сцепления ведущей стороны, смещенного из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности.
Таким образом, согласно модификации 2, предусматривающей подрез в форме выступа 162d, имеющего поверхность, в общем параллельную оси промежуточного вала 123 на ограничителе 162, центробежная сила, воздействующая на ограничитель 162, прикладывается к поверхности ограничителя 162, в общем перпендикулярной к направлению действия центробежной силы, так что предотвращение переключения скоростей во время пуска мотора может быть обеспечено дополнительно.
Пятый вариант реализации изобретения
Пятый вариант реализации изобретения описывается теперь со ссылкой на фиг.25 и 26. Этот вариант реализации является модификацией, относящейся к механизму 161 предотвращения переключения скоростей, который предотвращает переключение линии передачи мощности механизма переключения скоростей 117 от переключения за счет инерции полотна 113 в состоянии покоя. Этот вариант реализации относится к типу электромагнитного соленоида и сконструирован так что, например, микрокомпьютер выполняет включение электромагнитного соленоида для снятия предотвращения переключения скоростей по истечении заданного времени. Как показано на фиг.25 и 26, механизм 161 предотвращения переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации включает в себя главным образом электромагнитный соленоид 171 и ограничитель 172, который приводится в действие электромагнитным соленоидом 107. Ограничитель 172 линейно перемещается электромагнитным соленоидом 171. Когда электромагнитный соленоид 171 находится в невозбужденном состоянии (обесточенном состоянии), ограничитель выступает радиально во внутреннюю сторону элемента 142 сцепления ведущей стороны под воздействием отжимающей силы пружины, которая не показана, и взаимодействует (входит в контакт) со стороной элемента 142 сцепления ведущей стороны на стороне пружины 144 сцепления, которая удерживается в положении передачи мощности отжимающей силой пружины 144 сцепления, или со стороной крышки 167. Таким образом, предотвращается перемещение элемента 142 сцепления из положения передачи мощности в положение прерывания передачи мощности. Это состояние показано на фиг.24.
После истечения, например, заданного периода времени после пуска приводного мотора 115, микрокомпьютер выполняет возбуждение (включение) электромагнитного соленоида 171, так что ограничитель перемещается радиально наружу от элемента 142 сцепления ведущей стороны и отделяется от крышки 167. Это состояние показано на фиг.26. Таким образом, элемент 142 сцепления ведущей стороны может смещаться из состояния передачи мощности в состояние прерывания передачи мощности согласно нагрузке, приложенной к полотну 113. Этот вариант реализации описывается как сконструированный так, что электромагнитный соленоид 171 возбуждается в то время, когда истекает заданное время после пуска приводного мотора 115, но он может быть сконструирован так, что предусматривается датчик для определения скорости вращения приводного мотора 115 и электромагнитный соленоид 171 возбуждается на основании обнаруженного сигнала, показывающего, что скорость вращения приводного мотора 115 возросла до нужной скорости вращения.
Таким образом, благодаря применению механизма 161 предотвращения переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации, подобно описанному выше первому варианту реализации, механизм 117 переключения скоростей может быть защищен от такого неправильного срабатывания, при котором он переключается с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2 за счет инерции полотна 113 во время пуска приводного мотора 115.
Шестой вариант реализации изобретения
Шестой вариант реализации изобретения описывается теперь со ссылкой на фиг.27 и 28. Этот вариант реализации является дальнейшей модификацией, относящейся к механизму 161 предотвращения переключения скоростей. В этом варианте схема 175 управления мотором, предназначенная для управления приводным мотором 115, имеет функцию мягкого пуска, так что выходной вал 125 (полотно 113) медленно вращается во время пуска приводного мотора 115 и таким образом уменьшается крутящий момент сил инерции во время пуска.
На фиг.27 показана схема 175 управления мотором, которая допускает плавный пуск приводного мотора 115. Схема 175 управления мотором является деталью, которая соответствует «устройству управления мотором» согласно настоящему изобретению. Схема 175 управления мотором включает в себя в основном источник постоянного тока (аккумулятор 108), пусковой выключатель 176 для осуществления пуска приводного мотора 115, управляющий блок 177 и переключающий элемент 178 (в данном варианте реализации используется полевой транзистор, но переключающий элемент не ограничивается этим) для контроля подачи энергии на приводной мотор 115.
Пусковой выключатель 176 включают путем нажатия на пусковое устройство 109а. После включения пускового выключателя начинает работать управляющий блок 177, осуществляющий контроль для постепенного повышения напряжения, поступающего на управляющий терминал (электрод затвора полевого транзистора в этом варианте реализации) переключающего элемента 178. Например, как показано на фиг.28, управляющий блок 177 контролирует постепенно возрастающее время «T on» подачи напряжения на управляющий терминал переключающего элемента 178, так что постепенно возрастает количество тока, проходящего через приводной мотор 115. Поэтому в то время, когда пусковой выключатель 176 включен, скорость вращения приводного мотора 115 постепенно возрастает, а по истечении заданного времени она достигает установленной величины. Когда скорость вращения приводного мотора 115 достигает установленной величины, время «T on» подачи напряжения на управляющий терминал переключающего элемента 178 поддерживается на уровне, соответствующем заданной скорости. Способ плавного пуска приводного мотора 115 не ограничивается таким способом.
Таким образом, согласно этому варианту реализации, благодаря плавному пуску приводного мотора 115 крутящий момент сил инерции рабочего инструмента в форме полотна 113 может быть уменьшен во время пуска приводного мотора 115, так что возможно предотвращение переключения механизма 117 переключения скоростей с первой линии передачи мощности Р1 на вторую линию передачи мощности Р2.
Механизм 117 переключения скоростей согласно этому варианту реализации описан как относящийся к типу с тремя параллельными валами, но может относиться к типу с двумя валами, имеющему два параллельных вала, или входной вал и выходной вал. Далее одностороннее сцепление 145 может размещаться на стороне промежуточного вала. Далее, в этом варианте реализации циркулярная пила 101 с питанием от аккумулятора описана в качестве типичного примера приводного инструмента согласно изобретению, но не ограничивается этим. Это изобретение может быть применено к циркулярной пиле с питанием на переменном токе вместо циркулярной пилы с питанием от аккумулятора, и к настольной циркулярной пиле и к настольной скользящей циркулярной пиле, которая выполняет операцию резания на обрабатываемом изделии, помещенном на стол основания, вместо ручной циркулярной пилы, подобной показанной на чертежах, а также к циркулярной пиле, предназначенной для деревообработки и металлообработки. Он может также быть применен в режущих инструментах, отличающихся от циркулярных пил, таких как электрический резак, и режущий инструмент, имеющий возвратно-поступательный рабочий инструмент, такой как выполняющая возвратно-поступательные движения пила и лобзик. Кроме того, он может широко применяться в различных видах приводных инструментов, отличающихся от режущих инструментов, таких как шлифовальный и полировальный станок, который выполняет операцию шлифования или полирования обрабатываемого изделия с помощью вращающегося шлифовального или полировочного диска, привод с ключом для выполнения операции затяжки, различные виды дрелей для операции сверления и шпалерные ножницы для обрезки шпалер с помощью верхнего и нижнего лезвий, выполняющих возвратно-поступательные движения в противоположных направлениях.
Далее, он эффективно применяется к приводному инструменту, такому как шлифовальный станок и колонковый алмазный бур, в котором нагрузка, приложенная к рабочему инструменту, варьируется в одном приводном инструменте при варьировании размеров рабочего инструмента, или изменениям в обрабатываемых изделиях.
Далее, в этом варианте реализации предусмотрен механизм 151 фиксации, так что после смещения включающегося со скольжением сцепления 141 в положение прерывания передачи мощности состояние после смещения удерживается механизмом 151 фиксации, но возможна замена на конструкцию, не имеющую механизма 151 фиксации.
Исходя из объема и существа изобретения, может быть предложена следующая конструкция.
«Приводной инструмент, в котором деталь зацепления содержит кольцевой паз, выполненный по всей окружности первого или второго вращающегося вала, причем кольцевой паз имеет такую ширину, при которой предотвращающий перемещение элемент, вставленный в кольцевой паз радиально извне, может перемещаться относительно кольцевого паза в продольном направлении относительно вращающегося вала, и предотвращающий перемещение элемент имеет участок пересечения, который взаимодействует с боковой стенкой кольцевого паза через поверхность предотвращающего перемещение элемента, сформированную в направлении, поперечном относительно продольного направления во время пуска источника питания, и таким образом пересекается с перемещением предотвращающего перемещение элемента из кольцевого паза».
При этой конструкции применение участка пересечения на предотвращающем пересечение элементе дополнительно обеспечивает предотвращение переключения скорости во время пуска.
«Приводной инструмент, в котором в то время, когда элемент сцепления стороны скольжения перемещается в положение передачи мощности после пуска источника питания, предотвращающий пересечение элемент перемещается вместе с элементом сцепления в продольном направлении, так что участок пересечения отделяется от боковой стенки кольцевого паза».
При такой конструкции в то время, когда нагрузка на ведомую сторону уменьшается с увеличением скорости вращения источника питания после пуска источника питания, участок пересечения отделяется от боковой стенки кольцевого паза. После этого предотвращающий перемещение элемент выходит из кольцевого паза под воздействием центробежной силы, так что может быть снято предотвращение переключения скоростей предотвращающим перемещение элементом.
Седьмой вариант реализации изобретения
Механизм 117 переключения скоростей согласно настоящему варианту реализации имеет механизм 181 переключения режима, предназначенный для переключения (выбора) режима переключения скоростей. Механизм 181 переключения режима является деталью, которая соответствует «механизму переключения режима» согласно настоящему изобретению. Механизм 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. Автоматический режим передачи, режим высокой скорости и режим низкой скорости являются признаками, которые соответствуют «первому режиму передачи», «второму режиму передачи» и «третьему режиму передачи» согласно настоящему изобретению соответственно.
Механизм 181 переключения режима описан далее главными образом со ссылкой на фиг.29-34. На фиг.31 показан внешний вид, демонстрирующий механизм 181 переключения режима, а на фиг.32-34 показаны их развернутые виды в разрезе. Корпус 107 коробки передач 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) стержневых рабочих элемента 183, установленных на втулке 182 переключения режима.
Один (а возможно и 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 управляет палец пользователя через отверстие, выполненное в корпусе 107 коробки передач, или такой, при которой управление осуществляется через ручку переключения режима, выполненную как одно целое со втулкой 182 переключения режима и открытую наружу через отверстие в корпусе 107 коробки передач.
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 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.31, определяется как положение режима низкой скорости, 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.29 и 30.
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.32. Когда дальний конец рабочего элемента 183 находится в контакте со стороной крышки 167, то 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.33.
В этом состоянии, когда происходит привод 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.34. Поэтому, как описано выше, крутящий момент 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.
Восьмой вариант реализации изобретения
Восьмой вариант реализации изобретения описывается далее со ссылкой на фиг.35 и 36. На фиг.35 показан внешний вид, демонстрирующий механизм 181 переключения режима, и механизм 191 регулирования крутящего момента изменения скорости, а на фиг.36 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.35 и 36 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 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. Втулка 192 регулирования крутящего момента изменения скорости и принимающий пружину элемент 193 являются деталями, которые соответствуют «регулирующему элементу» согласно настоящему изобретению.
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, выполненные 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 из ответвлений 193b проходит через продольно идущую щель (ведущие пазы) 192b, выполненную 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.35, 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.35 принимающий пружину элемент 193 перемещается по направлению к принимающему пружину кольцу 184, так что отжимающее усилие вспомогательной пружины 194 сцепления возрастает.
Таким образом, путем применение 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 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.
Описание числовых 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,
107L нижняя концевая поверхность,
107а участок установки блокировки,
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,
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 (механизм фиксации переключения),
152 разгрузочное кольцо (фиксирующий элемент),
152а выступ,
153 вмещающее пространство (выемка),
153а выемка зацепления,
153b поверхность передачи крутящего момента,
153с наклонная поверхность,
153d поверхность ограничителя,
161 механизм предотвращения переключения скоростей,
162 ограничитель,
163 цилиндрическая пружина сжатия,
164 выемка для помещения ограничителя,
165 кольцевой паз,
166 направляющий штифт,
167 крышка,
251 механизм фиксации (механизм фиксации переключения),
252 шар (блокировочный элемент),
253 скользящий блок,
253а поверхность скольжения,
253b вырез,
254 цилиндрическая пружина сжатия (отжимающий элемент),
255 отверстие для удерживания шара,
256 криволинейная поверхность (деталь зацепления).